JPH0933405A - 油検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】油の混入量が少ない場合における油検知を可能
にする。 【構成】油吸着性のベルトを被検査液に浸水して油分を
吸着させる油抽出手段と油の検知手段とを有する油検知
装置において、ベルトに吸着した油分を掻きだす抽掻き
だし手段と、掻きだされた油分を溜める測定用容器とを
設け、該測定用容器の液面に形成された油膜を油検知手
段によって検知する。 【構成】ベルトを使用して液中より油を抽出し、容器に
溜めて油膜検知器により検知するので、油の混入量が少
ない場合でも的確に検知できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液中に油が混入したか
否かを検知する油検知装置に係り、特に浄水場において
原水に油が混入したか否かを検知するのに好適な油検知
装置に関する。本発明は、工場排水或いは下水処理場の
汚水に油が混入しているか否かを検知する場合にも有効
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、水道分野では、水質基準の改訂及
び水源法の制定など、水質問題が大きくクローズアップ
されてきている。一方、水道水源である河川，湖沼は、
有害物質の流出によって汚染が激しくなっている。この
ため、水質監視に対するニーズが強い。

【０００３】突発的な水質汚染事故の１つとして、水道
水源への油の流出事故がある。油の除去が困難な現在の
浄水処理プロセスにおいては、混入した油が処理水中に
残留して需要家へ供給される危険性がある。また、水道
水源へ油が混入することにより、浄水処理プロセスの凝
集障害或いは濾過閉塞が発生し、機能復旧までに多くの
労力を費やすという問題がある。

【０００４】水道水源へ流出した油の検知手段として
は、油膜検知センサが見出されているが、水道水源へ混
入する油の濃度は非常に低く測定が難しいという問題が
ある。また、油は撹拌されると油膜が形成されにくくな
るために、浄水処理プロセスに油膜検知センサを適用す
るのは難しいという問題がある。

【０００５】液中に含まれる油を検出する油検出装置の
一例として、油吸着性ベルトを用いてベルトに油を吸着
させ、光電素子を用いた油検知センサによって油の有無
を検知するものが知られており、特開昭48−17793 号公
報に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ベルトに油を吸着させ
て検知する油検知方法は、液中に含まれる油の濃度が低
い場合の油検知に適すると考えられる。しかし、浄水処
理プロセスのように、水道水源に含まれる油の濃度が低
く、しかも乱流状態により油が液中に撹拌されている場
合には、ベルトに付着する油の量もごく僅かであり、し
かも油が一様に付着されずに付着むらを生じるおそれが
ある。光の反射或いは透過を用いた油検知器は、測定範
囲が狭いため、このように油の付着量が極めて少ない上
に付着むらがある場合には、油検知の精度に問題があ
る。

【０００７】本発明は、水道水源のように液中に含まれ
る油の濃度が極めて少ない場合であっても、確実に油を
検知できるようにした油検知装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、油吸着性のベ
ルトを被検査液に浸水して油分を吸着させる油抽出手段
と油の検知手段とを有する油検知手段において、ベルト
に吸着した油分を掻きだす油掻きだし手段を設け、掻き
だされた油分を測定用容器に溜めて、該容器の液面に形
成される油膜を油検知手段で検知するようにしたもので
ある。

【０００９】油吸着性ベルトとしては、例えば親油性素
材をベルトコンベア状の帯にコーティングしたものが使
用可能である。

【００１０】油検知器に多く見られる反射率測定による
油膜検知方式の場合には、測定精度を保証するために、
油膜検知器のセンサ部と測定面（液面）との距離を一定
に保つ必要がある。測定面の高さが変化したり或いは測
定面が波を打ったりしていた場合には、精度の高い油検
知は行えない。本発明において、測定用容器と油検知手
段とを外部の影響を受けないように密閉することによ
り、風や降雨により測定面に波が発生するのを防止でき
る。

【００１１】また、ベルトから掻きだした油を測定用容
器まで案内するガイドを設けて、掻きだした油が測定用
容器に急激に落下しないようにすることにより、油が測
定用容器に流入するときに液面が乱れたり或いは液が撹
拌されて波を打ち油膜が破壊されるのを防止することが
できる。

【００１２】更に、測定用容器の側面の液面よりも下方
の位置に容器内液面の高さを一定に保つためのＵ字管を
設けることにより、容器内の液面の高さを常に一定に保
って、安定した油検知を行うことができる。なお、容器
側面にＵ字管を取り付ける位置は、容器内の液の一部が
Ｕ字管を通って流出してしまわないようにするために、
なるべく容器の底部近くにすることが望ましい。

【００１３】本発明の油検知装置を浄水処理プロセスに
適用する場合には、水道水源から取水した原水を有害物
質除去処理及び殺菌処理する手段の前段に油検知装置を
設けることが望ましい。そして、油を検知したならば、
取水口を閉じたり、浄水処理プロセスの各系統をつなぐ
配水管のバルブを閉めたり、警報を発して浄水場の関係
者に知らせたりして、油流入に伴う事故を未然に防止す
ることが望ましい。

【００１４】油の検知を連続的に行えるようにするため
に、ベルトコンベア式にして、被検査液からの油の抽出
と、抽出した油のベルトからの掻きだしとを連続して行
えるようにすることが望ましい。ベルトコンベア式にす
る場合、被検査液の水深近くまでベルトがくるようにし
て、被検査液の液面が変動しても油を吸着できるように
することが望ましい。

【００１５】

【作用】本発明の油吸着装置においては、油吸着性のベ
ルトにより被検査液に含まれる油分が抽出され、しかも
抽出された油はベルトから掻きだされて測定用容器に溜
められたのちに、油膜検知器により油が検知される。し
たがって、被検査液に含まれる油の量が少なくても、ま
たベルトの油付着むらがあっても、精度よく油を検知す
ることができる。

【００１６】また、抽出した油分を収容する容器と油膜
検知器を外部の影響を受けないように遮蔽するカバーを
備えることにより、風或いは降雨の影響を受けた場合で
あっても、測定面（液面）が波を打ったりしないので、
外乱により油検知センサの側定精度の低下を防止するこ
とができる。

【００１７】更に、油測定用容器の側面にＵ字管を設け
て液面を常に一定に保つことにより、容器内の液面と油
検知センサとの距離を常に一定に保って測定の精度を高
めることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１９】図１は、本発明の油検知装置の一例を示し
ている。本実施例の油検知装置は、油吸着素材をベルト
に使用したベルトコンベア１０，ベルトコンベアに吸着
された油を掻きだす油掻きだし器２０，掻きだされた油
を油検知のために収容する測定用容器３０，油膜検知器
５０及び遮蔽カバー４０とから構成されている。遮蔽カ
バー４０は、測定用容器と油膜検知器を外部の影響を受
けないように覆う役目をしている。ベルトコンベア１０
のベルトは、鉛直方向に走行する部分と水平方向に走行
する部分とから構成されており、回転軸１１，１２，１
３により回転する。また、ベルトコンベア１０の一部は
被検査液中に浸水されている。

【００２０】油検知を行う場合には、ベルトコンベアの
ベルトに油を吸着させ、被検査液中より油を吸着抽出す
る。

【００２１】ベルトコンベア１０を回転軸１１，１２，
１３を介して回転動作させることにより、被検査液中の
油分を連続的に吸着抽出することが可能になる。ベルト
コンベアの設置方法としては、ベルトの一部が常時、被
検査液に接触するように、ベルトコンベアの長手方向を
被検査液の水深方向と一致させることが望ましい。この
設置方法にすることで、被検査液の水位が変動した場合
においても、水位の変動に関係無く、油分を連続的に抽
出することが可能になる。また、ベルトコンベアを、被
検査液の水深方向に設置することにより、被検査液の液
面に浮遊する油分のみならず、被検査液中に撹拌混入す
る油分をも抽出できるため、油分の抽出確率が高くな
り、結果として油検知精度の向上が期待できる。

【００２２】ベルトコンベアのベルトに、油吸着素材を
コーティングしたものを用いることにより、油抽出の確
率をより一層高めることができる。つまり、油吸着素材
を用いることにより、被検査液の油分を濃縮抽出する作
用が期待できる。油吸着素材としては、ポリプロピレン
に代表される合成樹脂，パルプ，綿などに代表される天
然素材などが使用可能である。

【００２３】ベルトに吸着した油を掻きだす油掻きだし
器２０としては、例えば、ゴムや金属片を用いることが
できる。これらをベルトの表面に密接するように設置
し、ベルトに付着した油を掻きだす。

【００２４】掻きだした油は、測定用容器３０内に流し
込んだときに、液面が波を打ったり或いは液が撹拌され
て油膜が壊れたりしないようにするために、静かに流し
込む。

【００２５】油膜検知器５０としては、浮力差により検
知するもの、反射率差により検知するもの、誘電率差に
より検知するものなどがあり、また、設置方法として
は、水面に浮かべて使用するものや、水面から離して使
用するもの等がある。これらのいずれも使用可能ではあ
るが、反射率差を測定し、水面から離して測定するもの
がもっとも望ましい。

【００２６】反射率差により測定する油膜検知方法の基
本原理は、水と油膜の光の反射率の差をもって計測する
ものである。例えば、屈折率の異なる二種の媒質の境界
での光の反射率を考えると、図５に示すように、光が境
界面に直角に入射するとき、その反射率は式（１）のよ
うになる。

【００２７】 反射率＝(ｎ１−ｎ２／ｎ１＋ｎ２)² …（１） ｎ１：水，油等の屈折率 ｎ２：空気の屈折率 光と油類の光の概略の反射率は、それぞれ、 水面の反射率 ２％ 油膜の反射率 ３〜４％ とされている。

【００２８】つまり、水面に油膜があるとその反射率は
水だけの時に比べ５０〜１００％増加することになり、
一定の強さの光を水面にあてて反射光の強さを測定する
ことにより、油膜の検出が可能となる。

【００２９】ここで、油膜検知器の具体的な装置構成例
を図６を用いて説明する。

【００３０】光線源としては、水面からの距離が遠くま
たは変動するような条件にも耐え得るため、レーザー光
線を用いる。レーザー光線は、本質的に非常に広がりの
少ない、寿命，安定度を含め優秀な光源で、このような
使用法に最適である。

【００３１】また、水面及び油膜面は、一般にわずかな
がら波があるので反射光は投射点を中心に色々な方向に
反射する。この問題に対応するため、大口径の凹面鏡５
３にて反射光をとらえ、反射光はフォトダイオード検出
器５４に集める。また、油膜検知器内面は乱反射防止処
理を行い、下部には保護ガラス５５をおき、凹面鏡５
３，フォトダイオード検出器５４などの保護をはかる。
符号５１はレーザー管，符号５２は光チョッパーを示
す。

【００３２】被検査液より抽出した水分及び油分は、効
率的に油膜を形成させるため、測定用容器３０に導かれ
る。この際、図２および図３に示すように抽出液流入ガ
イド３２を使用する。

【００３３】抽出液流入ガイド３２は、油掻きだし器２
０にて抽出された水分及び油分を測定用容器３０に流入
させるためのガイドである。抽出液流入ガイド３２の上
部には、サイドガイド３３を設けて抽出液を逃がさない
ようにするのがよい。また、測定用容器３０内の抽出液
の液面及び流れを乱すことの無いように、そして、波の
発生による油膜検知精度の低下を招かないように、排出
液流入ガイド３２には緩やかな傾斜をもたせ、油掻きだ
し器２０によって抽出された水分及び油分を静かに測定
用容器内に流入させる。また、抽出液流入ガイド３２の
下部は、測定用容器内の抽出液中での油分の結合浮上に
よる油分が油膜を形成しやすいように対数的な曲線の傾
斜をもって油分の浮上を促す。

【００３４】測定用容器３０は、液体がオーバーフロー
しないように水位調整用排水管３６を持つ。この水位調
整用排水管３６は、排出液の水面高さを一定に保つ。つ
まり、図２に示す油膜検知器５０と測定面間の距離ｄを
一定に保つため、排出管を立ち上げ、その先にＵ字管を
取り付ける。そのＵ字管の高さにより、抽出液の水面高
さを一定に保つことが可能となる。水位調整用排水管３
６は、測定用容器３０の側面の下方から引き出すように
する。

【００３５】図４の（Ａ）に示すように水位調整用排水
管３６を測定用容器３０内の水面付近から引き出した場
合には、水面付近の流れを乱し、また、抽出した油分を
流出させることとなる。一方、図４の（Ｃ）に示すよう
に水位調整用排水管３６を測定用容器３０の底面に設置
した場合には、沈殿物などのつまりにより本来の排水処
理が達成できなくなる。上記のことから、水位調整用排
水管３６は、測定用容器３０の側面の下方から引き出す
ようにすることが望ましい。

【００３６】抽出液流入ガイド３２及び水位調整用排水
管３６の作用により、抽出液から効果的に油膜を形成さ
せることが可能となる。

【００３７】一般に光の反射を利用した油膜検知器５０
は、油膜を検知できる範囲が極めて狭く、レーザー光源
を用いたものは光の反射部分が点であるといってもよ
い。したがって、油膜をいかに油膜検知器５０の下に導
くかが大きな課題となる。そこで、油膜を油膜検知器５
０の下に導くために、測定用容器３０の構造を図３のよ
うにするとよい。抽出液流入ガイド３２による抽出液の
微小流れの方向に対して、油膜は必然的に図３のＡから
Ｂの方向に向かう。そこでＢの部分に油膜を集まりやす
くするために、図３に示すようにテーパ構造の測定用容
器とすることで油膜をＢ点付近に集めることができる。
油膜が集められたＢ点付近を油膜検知器５０の下に導く
ことにより、油膜の計測が可能となる。

【００３８】また、油膜検知器５０を屋外などに設置す
る場合には、遮蔽カバー４０を油膜を検出する部分に設
置する。これは、外乱条件となる、風雨等による測定水
面での波の発生や太陽光が油膜検知器５０の受光部（フ
ォトダイオード検出器５４）へ入射する事により油膜検
知精度が低下するのを避けるためである。

【００３９】前記測定用容器や遮蔽カバーを備えたこと
による効果としては、下記１）ないし５）がある。

【００４０】１）抽出液から効果的に油膜を形成させ
る。

【００４１】２）測定する水面（油膜）と油膜検出器と
の距離を一定に保つことができる。

【００４２】３）被処理水の水位に関係なく安定した油
膜計測が可能となる。

【００４３】４）油膜を検知器の下に導き、油膜の計測
が可能となる。

【００４４】５）測定水面（油膜）の波や太陽光の入射
による測定精度の低下を防ぐことができる。

【００４５】浄水処理の原水となる水道水源（河川）へ
の油流出は、現在の浄水処理プロセスでは油の除去が困
難なことから、油の一部が処理水中に残留し、油を含ん
だ水道水を需要家へ供給する危険性がある。また、浄水
処理プロセスに油が混入することにより、浄水処理プロ
セスの凝集障害，濾過池の濾過閉塞等の障害が発生し、
復旧までに多くの労力を費やすことから、浄水処理プロ
セス前段（できるだけ前段）で油を検知する必要があ
る。

【００４６】図７を用いて本発明の油検知システムを用
いた浄水処理プロセス運転管理制御の一実施例を示す。

【００４７】一方として、取水塔（あるいは取水場前
段）に本発明の油検知装置を設置した場合について考え
る。油検知装置を設置して油を検知することにより、警
報信号を発生するシステムとする。この警報信号によ
り、取水場への揚水ポンプ及び浄水場への揚水ポンプを
停止し、取水を停止する。そして、オペレータなどによ
る水質検査を行い、水道水源水として不適切な場合、取
水場及び揚水ポンプのバイパス管を用いて導水した水を
排出する。

【００４８】以上の油検知器を用いた浄水処理プロセス
運転管理制御を行うことにより、水道水への油の混入時
の事前対応が可能となり、後段に構える浄水場への油の
混入を未然に防ぐことができる。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、水道水源のように混入
する油の濃度がきわめて低い場合であっても、油の混入
の有無を的確に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による油検知装置の概略構成図
である。

【図２】本発明の油検知装置における油測定用容器周辺
の概略構成図である。

【図３】油測定用容器周辺を上方から見た平面図であ
る。

【図４】油測定用容器と排水管設置場所との位置関係を
示す概略図である。

【図５】光の反射の原理図である。

【図６】油検知器の構成図である。

【図７】油検知装置を用いた浄水処理プロセス運転管理
制御の一実施例を示す概略図である。

【符号の説明】

１０…ベルトコンベア、２０…油掻きだし器、３０…測
定用容器、３２…抽出液流入ガイド、３３…サイドガイ
ド、３６…水位調整用排水管、４０…遮蔽カバー、５０
…油膜検知器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油吸着性のベルトを被検査液に浸水して油
   分を吸着させる油抽出手段と油の検知手段とを有する油
   検知装置において、前記ベルトに吸着した油分を掻きだ
   す抽掻きだし手段と、掻きだされた油分を溜める測定用
   容器とを設け、該測定用容器の液面に形成された油膜を
   前記油検知手段によって検知するようにしたことを特徴
   とする油検知装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記測定用容器と前記
   油検知手段とを外部の影響を受けないように遮蔽する手
   段を設けたことを特徴とする油検知装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記ベルトから
   掻きだされた油を前記測定用容器まで案内するガイドを
   設けたことを特徴とする油検知装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１つにおい
   て、前記測定用容器側面の液面よりも下方の位置に該容
   器内液面高さを一定に保つためのＵ字管を設けたことを
   特徴とする油検知装置。
5. 【請求項５】水道水源から取水した原水を有害物質除去
   処理及び殺菌処理して需要家に供給する浄水場におい
   て、前記有害物質除去処理及び殺菌処理を行う手段の前
   段に油検知装置を設け、該油検知装置を油吸着性ベルト
   に原水中の油を吸着させる油抽出手段と、該ベルトに吸
   着した油分を掻きだす油掻きだし手段と、掻きだされた
   油分を収容する容器と、該容器の液面に形成された油膜
   を検知する油検知手段とから構成したことを特徴とする
   浄水場。