JPH11649A - 含油廃水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃水の濃縮により生じる水の処理が不要で、
廃水の濃縮を効率的に行え、また、油のミストが大気中
に放散することも確実に防止できる含油廃水処理装置を
提供する。 【解決手段】 廃水タンク３０に貯留された廃水を蒸発
缶１内に導入し、蒸発缶１において、廃水を廃水滴下管
１３から加熱管１２に滴下して加熱管１２に沿わせて流
し、蒸発缶１内に加熱管１２を経て排気口１０ａに向か
う空気流を生じさせ、加熱管１２に蒸気を流して廃水を
加温し、廃水中の水分を水蒸気として空気流に随伴させ
て放出した後、貯留部１０ｂに垂下した廃水を廃水滴下
管１３に戻して加熱管１２を繰り返し循環させ、粘度セ
ンサ２６により検出される廃水の粘度が増大した時に取
出配管２３の開閉弁２７を開いて廃水を蒸発缶１から取
り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属切削油廃
液、機械部品洗浄廃液、金属加工廃液等の水溶性含油廃
液の処理に用いる含油廃水処理装置、詳しくは、含油廃
水を濡れ壁部を繰り返し環流させ、濡れ壁部で加温とと
もに送風を行って水分を蒸発させ、含油廃水を濃縮する
含油廃水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属切削油廃液等の含油廃水の処理に際
しては、従来、槽等に貯留された含油廃水に油凝集剤を
投入して油分を浮上凝集させ、この後、浮上した凝集物
（油）を回収し、また、下澄水を別個に処理して放流す
る方法（装置）等が採られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の処理装置にあっては、油分は凝集させて焼却等
で簡単に処理することができるものの、下澄水は別個の
処理をさらに行って放流しなければならず、処理の工程
が多くなり、処理費用が増大するという問題があった。
この発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、処理工
程が簡素化でき安価に処理でき、かつ、処理工程を自動
化することができる含油廃水処理装置を提供することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる含油廃水処理装置は、大気に解放
された排気口、含油廃水の滴下部、該滴下部の下方に該
滴下部から流出した含油廃水が沿流可能に配置された濡
れ壁部、該濡れ壁部を加温する加温手段、前記濡れ壁部
を沿流する含油廃水に向けて空気を吹き出し可能に配置
された空気吹出口、前記濡れ壁部の下方に含油廃水を受
け止め可能に配置された貯留部を有する蒸発缶を備え、
該蒸発缶の滴下部と貯留部を循環ポンプが設けられた環
流管路で含油廃水の環流可能に連絡するとともに、該環
流管路を経て環流する含油廃水の粘度を測定する粘度測
定手段を設け、該粘度測定手段により測定される環流廃
水の粘度あるいは粘度の変化率が所定値を超えるまで前
記環流管路を経由させて廃液を環流させて濃縮し、廃水
の粘度あるいは粘度の変化率が所定値を超えた時に廃液
を取り出すよう構成した。

【０００５】そして、この発明にかかる含油廃水処理装
置は、廃液を貯留可能な廃液タンクを設け、該廃液タン
クを前記環流管路に前記滴下部近傍位置で導水管路によ
り接続し、該導水管路に導入制御弁を設けるとともに、
前記循環管路に前記循環ポンプの廃水流れ方向下流側位
置で取出管路を接続し、該取出管路に取出制御弁を設け
る態様（請求項２）に構成でき、特に、この態様は、前
記導入制御弁および前記取出制御弁を前記粘度測定手段
の測定出力に基づき自動制御する態様（請求項３）に構
成することができる。

【０００６】また、この発明にかかる含油廃水処理装置
は、前記濡れ壁部が屈曲した熱交換チューブであり、前
記加温手段が前記熱交換チューブ内に蒸気を供給するボ
イラである態様（請求項４）に、さらに、前記蒸発缶に
前記排気口の下方でミストセパレータと白煙防止ヒータ
を設ける態様（請求項５）に構成することができる。

【０００７】蒸発缶は、濡れ壁塔に近似した構造を有
し、缶内に空気吹出口から排気口に至る空気の流れ経路
に加温手段により加温される濡れ壁部を備え、この濡れ
壁部に滴下部から流出した含油廃水が沿流して貯留部に
垂下する。空気吹出口は、缶内部下方位置に開口し、ブ
ロア等を有する空気通路と接続して缶内に空気を吹き出
す。そして、空気吹出口に接続する空気通路には、空気
を加熱（加温）するヒータ等を必要に応じて設ける。排
気口は、蒸発缶の上部に設けられて大気に開放される。
望ましい態様としては、缶内には排気口にと近接してミ
ストセパレータと白煙防止手段を設け、また、白煙防止
手段は濡れ壁部と同一の加温手段を熱源とするよう構成
する。

【０００８】加温手段は、蒸気を発生するボイラや電気
ヒータ等で代表され、濡れ壁部を加温する。この加温手
段は、ボイラから構成した場合、上述したように、蒸気
配管を濡れ壁部と白煙防止ヒータに並列に接続して双方
を加温する。滴下部は、スリット状あるいは複数のノズ
ル等の開口を備え、この開口から廃水を濡れ壁部に沿わ
せて流す。濡れ壁部は、廃水を加温し、かつ、廃水を空
気吹出口からの空気流れとを接触させて廃水中の水分を
水蒸気として空気流れ中に移動させ、また、水分が蒸発
した廃液を貯留部に導く。望ましい態様としては、この
濡れ壁部は、高い効率を得る上からは廃水を薄膜状に沿
流させるもの、あるいは、構造の簡素化を図る上からは
熱交換チューブに廃水を誘導する誘導板等を固着したも
の等から構成し、また、付近に温度センサを設けて加温
手段を自動制御する。貯留部は、濡れ壁部から垂下する
廃液を受け止め、相当量の廃液を貯留する。望ましい態
様としては、この貯留部には貯留水量を検出するレベル
センサ等を設け、このセンサの出力に基づき廃液タンク
等から取り込む廃液の水量を制御する。

【０００９】環流管路は、蒸発缶の貯留部と滴下部を連
絡し、循環ポンプが貯留部の廃水を滴下部へ向けて送出
する。この環流管路には、循環ポンプの吐出口近傍に取
出管路が、また、滴下部への接続部分近傍に導水管路に
より廃液タンクが接続する。取出管路は、取出制御弁を
有し、この取出制御弁の開閉操作で濃縮された廃液を系
外へ排出する。導水管路は、導入制御弁を有し、この導
入制御弁の開閉で廃液タンク内の廃水を取り込む。望ま
しい態様としては、循環ポンプ、取出制御弁、導入制御
弁はコントローラに接続し、その作動を粘度測定手段の
測定出力等に基づき制御する。

【００１０】粘度測定手段は、蒸発缶の貯留部あるいは
循環管路等に設けられ、貯留部に貯留された廃水あるい
は循環する廃水の粘度を測定する。この粘度測定手段
は、廃水の粘度が設定値を超えた時あるいは粘度の変化
率が所定値を超えた時（切換時）に切換信号を出力し、
この切換信号の出力で取出制御弁を開いて廃液を取り出
す。望ましい態様としては、この粘度測定手段はコント
ローラ等に接続し、前述したように、粘度測定手段の測
定出力に基づきコントローラにより取出制御弁等を自動
制御する。

【００１１】

【作用】この発明にかかる含油廃水処理装置は、滴下
部、濡れ壁部、貯留部および環流管路を経由させて廃水
を繰り返し循環させ、導入部から廃水を加温された濡れ
壁部に沿わせ流し、この廃液の流れを空気吹出口から排
気口に向かって流れる空気流れに接触させ、廃水の水分
を蒸発させて廃水を濃縮する。このため、廃水の処理に
際しては濃縮液が残留するにすぎず、濾過や濾過水の処
理等が不要で、処理を容易に行える。

【００１２】そして、循環する廃水の粘度を粘度測定手
段により測定し、粘度が設定値を超えた時、あるいは、
粘度の変化率が所定値を超えた切換時に廃水の濃縮が完
了したと判定して廃水を取り出すため、濃縮を効率的に
行える。すなわち、廃水は、油分の濃度に応じてエマル
ジョンの形式が変化し、油分の含有割合が低い状態でオ
イルインウォータ型、濃縮されて油分の含有割合が高く
なるとウォータインオイル型に変化する。そして、廃水
はウォータインオイル型に変化する際に粘度が急激に増
大するため、廃水の粘度が設定値を超えた時、あるい
は、粘度の増加率が所定値を超えた時に、廃水の濃縮を
完了して廃水を循環系から取り出す。

【００１３】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。図１および図２はこの発明の一の実施
の形態にかかる含油廃水処理装置を示し、図１がブロッ
ク図、図２が廃油の含水率に対する粘度の変化特性を示
すグラフである。

【００１４】図１において、１は蒸気缶であり、蒸気缶
１は、缶本体１０内に空気吹出管１１、加熱管（濡れ壁
部）１２、廃水滴下管（滴下部）１３、ミストセパレー
タ１４、白煙防止ヒータ１５を配設して構成される。缶
本体１０は、有底筒状をなし、上部が排気口１０ａで大
気に開放され、下部に相当量の廃液を貯留可能な貯留部
１０ｂを有する。この缶本体１０には貯留部１０ｂの底
部に循環ポンプ２１ａを有する環流配管２１が接続し、
この環流配管２１で貯留部１０ｂが廃水滴下管１３と連
絡する。循環ポンプ２１ａは、図示しないコントローラ
に接続されて制御され、貯留部１０ｂ内の廃水を送出す
る。

【００１５】空気吹出管１１は、貯留部１０ｂの真上に
配置され、貯留部１０ｂ側の下向きに開口した吹出口を
有する。この空気吹出管１１は、空気供給配管で図外の
ブロアに連絡し、ブロアから供給される空気を吹出口か
ら下向きに吹き出して缶本体１０内に排気口１０ａに向
かう空気の上昇流を生じさせる。この上昇流の流速は
１．５ｍ／ｓｅｃ以下に設定することが望ましい。な
お、この空気吹出管１１とブロアを連絡する管路にヒー
タを設け、空気吹出管１１から吹き出す空気を加熱する
ことも可能である。

【００１６】加熱管１２は、屈曲したステンレス管等を
廃水案内板に固着してなり、ステンレス管が蒸気配管２
２で図示しないボイラ（加温手段）に連絡する。この加
熱管１２は、ボイラから供給される蒸気で加温され、廃
水滴下管１３から流れ出た廃水が廃水案内板に沿って薄
膜状に流れ、この薄膜状に流れる廃水が空気流れと接触
して排水中の水分が水蒸気として空気流れ中に蒸発す
る。

【００１７】なお、図示しないが、加熱管１２の上方に
は加熱管１２を経て上昇する空気流れの温度を検出する
センサが設けられる。このセンサは図外のコントローラ
に接続されて検知信号を出力し、コントローラはセンサ
の検知信号を基に加熱管１２に供給する蒸気量等をセン
サにより検出される温度が４０°Ｃ〜５５°Ｃ程度、望
ましくは、４５°Ｃ〜５０°Ｃ程度となるようにブロア
の空気吹出量等を制御する。ただし、上述した温度制御
条件は炭化水素（Ｃ_nＨ_m）の炭素数ｎが４程度の油につ
いての例示であり、制御条件としての温度は排水中に含
まれる油の種類に応じて適宜選択される。

【００１８】廃水滴下管１３は、所定長さの管に複数の
滴下ノズルを形成してなり、前述した環流配管２１と接
続する。この廃水滴下管１３は、環流配管２１を経て供
給される廃水を滴下ノズルから加熱管１２に向けて滴下
し、廃水を加熱管１２に沿わせて、すなわち、薄膜状に
流す。なお、この実施の形態は廃水の処理装置であって
濡れ壁塔等と比較して接触面積等に厳密な管理を必要と
しないため、廃水滴下管１３は廃水をシャワー状に加熱
管１２に散布するように構成することもできる。

【００１９】環流配管２１には、上述した循環ポンプ２
１ａの吐出ポート近傍に取出配管２３が、廃水滴下管１
３との接続部付近に導水配管２５が接続し、また、導水
配管２５の接続部と循環ポンプ２１ａとの間に粘度セン
サ（粘度測定手段）２６が設けられる。粘度センサ２６
は、環流配管２１内を流れる廃液の粘度を所定のサンプ
リング周期で検出し、廃液の粘度が設定値（５〜１０ｃ
ｐ）を超えた時、あるいは、増加率が所定値を超えた時
に切換信号を出力する。

【００２０】なお、述べるまでもないが、廃液の粘度が
設定値を超えたか否か、また、粘度の増加率が所定値を
超えたか否か等の判定は粘度センサ２６が出力する検知
信号に基づきコントローラにより行うことも可能であ
る。また、この実施の形態は、粘度センサ２６を環流配
管２１に設けるが、廃液の循環経路の適宜の位置に、例
えば、上述した缶本体１０の貯留部１０ｂに設けること
も可能である。

【００２１】取出配管２３は、電磁弁等の開閉弁（取出
制御弁）２７が設けられ、濃縮廃液タンクに連絡する。
開閉弁２７は、コントローラに接続されて制御され、粘
度センサ２６が切換信号を出力した後の濃縮廃水の取出
時に開弁される。導水配管２５は、電磁弁等の開閉弁
（導入制御弁）２８が設けられ、廃水タンク３０に接続
する。開閉弁２８は、上述した開閉弁２７と同様に、コ
ントローラに接続されて開閉が制御され、濃縮廃水を取
り出した後に新たな廃水を廃水タンク３０から導入する
際に開弁する。図示しないが、廃水タンク３０には貯留
した廃水の貯留量を検出するレベルスイッチ等が設けら
れ、このレベルスイッチがコントローラに接続される。

【００２２】なお、述べるまでもないが、上述した開閉
弁２７，２８は環流配管２１に各配管２３，２５が接続
する接続部に設けた切換弁で代替することも可能であ
る。また、上述した実施の形態は、完全自動運転を図る
ために開閉弁２７，２８を電磁弁等から構成してコント
ローラにより制御するが、これら開閉弁２７，２８は手
動操作可能な弁から構成し、装置を作業者による手動で
運転することも可能である。

【００２３】ミストセパレータ１４は、いわゆるエリミ
ネータであって、ワイヤやメッシュ層あるいは充填層等
を有する。このミストセパレータ１４は、前述した空気
の上昇流中に同伴する水滴を除去する。白煙防止ヒータ
１５は、加熱配管を内蔵し、この加熱配管が前述したボ
イラに蒸気配管２９で接続される。この白煙防止ヒータ
１５は、空気の上昇流を加熱し、この上昇流中の水分が
排気口１０ａから大気に放散した際に白煙化することを
防止する。

【００２４】この実施の形態にあっては、種々の工作機
械で生じる切削油等の廃水を廃水タンク３０に貯留す
る。そして、廃水の濃縮を行う場合は、廃水タンク３０
に所定量を超える廃水が貯留されていることを前提とし
て、先ず、導入配管２５の開閉弁２８を開き、取出配管
２３の開閉弁２７を閉じ、廃水タンク３０内の廃水を廃
水滴下管１３から蒸発缶１０内に導入し、また、加熱管
１２にボイラから蒸気を供給して加温するとともにブロ
アを運転して空気吹出管１１から空気を吹き出させる。
この後、貯留部１０ｂ内に所定量の廃水が貯留される
と、導入配管２５の開閉弁２８を閉じ、また、循環ポン
プ２１ａを運転し、廃水を環流配管２１を経由させて繰
り返し循環させる。

【００２５】ここで、蒸発缶１０内に導入された廃水
は、廃水滴下管１３から加熱管１２に滴下されて加熱管
１２を層状に流れ、この加熱管１２を流れる際に水分を
水蒸気として空気吹出管１１から排気口１０ａに向かう
上昇気流中に移動させて貯留部１０ｂに滴下し、この
後、環流配管２１を経て廃水滴下管１３に戻り繰り返し
加熱管１２を流れる。このため、廃水は水分が除去さ
れ、濃縮される。なお、ここでは、加熱管１２を経由し
た空気の湿度が０．０４〜０．０９ｋｇ・Ｈ₂Ｏ／ｋｇ
・ｄｒｙａｉｒとなるようにブロアの空気吹出量や廃水
滴下管１３からの滴下量を調整することが望ましい。

【００２６】そして、粘度センサ２６により検出される
廃水の粘度が所定粘度を超えた時に、取出配管２３の開
閉弁２７を開き、循環ポンプ２１ａを運転して貯留部１
０内の濃縮された廃水を取出配管２３から取り出す。こ
のため、廃水を効率的に濃縮でき、また、油分が大気中
に放出される等の不都合も回避できる。

【００２７】すなわち、図２に示すように、廃水は、含
水率が７０％を超える濃縮前の状態では粘度が０．５ｃ
ｐ程度であるが、含水率が低下すると、エマルジョンの
型がウォータインオイル型に変化して粘度が５〜１０ｃ
ｐ程度まで急激に増大し、同時に、排水中のオイル粒内
の水分が加熱により膨張して油の膜を破裂させる突沸を
生じ、この突沸により油のミストが排気口１０ａに向か
う空気流に随伴して大気に放散される。しかしながら、
この実施の形態は、粘度センサ２６により検出される廃
水の粘度が１〜５ｃｐ程度まで上昇した時に、取出配管
２３の開閉弁２７を開いて濃縮された廃水を取り出すた
め、廃水の突沸も防止でき、廃水を効率的に濃縮でき
る。

【００２８】この後、貯留部１０ｂ内の濃縮された廃水
の排出が完了したことがレベルスイッチ等により計測さ
れると、前述したように、廃水タンク３０内の廃水を導
入し、廃水の濃縮を再び行い、以後、この濃縮を繰り返
す。したがって、廃水の濃縮を無人で自動的に行え、ラ
ンニングコストを大幅に低減できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
含油廃水処理装置によれば、廃水タンク等に貯留された
廃水を蒸発缶内に導入し、この廃水を滴下部から濡れ壁
部に滴下して濡れ壁部に沿わせて流すとともに、蒸発缶
内に濡れ壁部を経て排気口に向かう空気流を生じさせ、
濡れ壁部において廃水を加温して排水中の水分を水蒸気
として空気流に随伴させて放出した後、滴下部に戻して
濡れ壁部を繰り返し循環させ、廃水の粘度が増大した時
に廃水を取り出す。このため、除去した水分の処理が不
要で、また、濃縮が完了した時点の判定が容易で、廃水
の処理を効率的に行え、さらに、油のミストが大気中に
放散することも防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施の形態にかかる含油廃水処
理装置の全体配管図である。

【図２】同含油廃水処理装置により処理される廃水の含
水率に対する粘度の特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 蒸発缶 １０ 缶本体 １０ａ 排気口 １０ｂ 貯留部 １１ 空気吹出管（空気吹出口） １２ 加熱管（濡れ壁部） １３ 廃水滴下管（滴下部） １４ ミストセパレータ １５ 白煙防止ヒータ ２１ 環流配管 ２１ａ 循環ポンプ ２３ 取出配管 ２５ 導水配管 ２６ 粘度センサ（粘度測定手段） ２７ 開閉弁（取出制御弁） ２８ 開閉弁（導入制御弁） ３０ 廃水タンク

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大気に解放された排気口、含油廃水の滴
   下部、該滴下部の下方に含油廃水が沿流可能に配置され
   た濡れ壁部、該濡れ壁部を加温する加温手段、前記濡れ
   壁部に空気を吹き出し可能に配置された空気吹出口、前
   記濡れ壁部の下方に含油廃水を受け止め可能に配置され
   た貯留部を有する蒸発缶を備え、該蒸発缶の滴下部と貯
   留部を循環ポンプを有する環流管路で含油廃水の環流可
   能に連絡するとともに、該環流管路を経て環流する含油
   廃水の粘度を測定する粘度測定手段を設け、該粘度測定
   手段により測定される環流廃水の粘度あるいは粘度の変
   化率が所定値を超えるまで前記環流管路を経由させて廃
   液を環流させて濃縮し、廃液の粘度あるいは粘度の変化
   率が所定値を超えた時に廃液を取り出すことを特徴とす
   る含油廃水処理装置。
2. 【請求項２】 廃液を貯留可能な廃液タンクを設け、該
   廃液タンクを前記環流管路に前記滴下部近傍位置で導水
   管路により接続し、該導水管路に導入制御弁を設けると
   ともに、前記循環管路に前記循環ポンプの廃水流れ方向
   下流側位置で取出管路を接続し、該取出管路に取出制御
   弁を設けた請求項１に記載の含油廃水処理装置。
3. 【請求項３】 前記導入制御弁および前記取出制御弁を
   前記粘度測定手段の測定出力に基づき自動制御する請求
   項２に記載の含油廃水処理装置
4. 【請求項４】 前記濡れ壁部が屈曲した熱交換チューブ
   であり、前記加温手段が前記熱交換チューブ内に蒸気を
   供給するボイラである請求項１，請求項２または請求項
   ３に記載の含油廃水処理装置。
5. 【請求項５】 前記蒸発缶に前記排気口の下方でミスト
   セパレータと白煙防止ヒータを設けた請求項１から請求
   項４のいずれか１項に記載の含油廃水処理装置。