JPS585683B2 - 含油水性媒体の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は含油水性媒体、特に含油排水中の油分を容易に
かつ有効に処理する方法に関するものである。

近年、石油類をはじめ各種油類による海洋、河川等の汚
染が公害問題として取り上げられており、その対策が社
会的課題となっている。

この油類の排出源としてはタンカー事故等による大量流
出油はもとより各種工場からの排水や船舶からのバラス
ト排水やビルジ排水等の含油排水によるものが挙げられ
、特にこれらの油分が分散状態で存在する排水は水との
分離が困難であるため、その肴効な処理技術の確立が重
要な技術課題となっている。

従来このような含油排水を処理するには水と油の比重差
を利用して分離するオイルセパレーターやエアレーショ
ン等による物理的方法、あるイハ凝集剤を用いて油分を
凝集する化学的方法などが採用されている。

しかし、前者の物理的方法のみでは一般に油分の分離能
力が乏しく、「海洋汚染防止法」あるいは［水質汚濁防
市法」によって規定された排出規準を遵守するためには
、多くの場合活性汚泥処理、活性炭処理等の二次処理を
必要とする。

又、後者の凝集剤による化学的処理方法にあっては、例
えば硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄等
の無機系凝集剤が主として使用されているが、これらの
凝集剤は油分除去性能は優れているものの、油分凝集フ
ロックを生成させるのに厳格なｐＨ規制が必要であった
り、あるいは助剤として用いる高分子凝集剤の添加方法
によって油分凝集フロックの性状が異なるなど操作性に
問題があり、更に分離した凝集フロックは無機系である
ことから焼却しがたいなどの欠点が挙げられる。

最近、無機系凝集剤の代りに有機系の凝集剤、例えばベ
ンズアルデヒドと多価アルコールの縮合物、Ｎ−アシル
アミノ酸アミド、同エステル、同アミン塩なとのＮ−ア
シルアミノ酸誘導体、脂肪族カルボン酸アルカリ金属塩
などが提案されている。

これらの有機系凝集剤のうち、ベンズアルデヒドと多価
アルコールの縮合物及びＮ−アシルアミノ酸誘導体にあ
っては効率よく排水中の油分を凝集させるためには有機
溶剤に溶解させた溶液で使用する必要があり、排水中の
油分は除去されるものの使用した有機溶剤が処理水中に
溶け込み化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が増加するため通
常の含油排水処理には使用しがたい。

これに対し、脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩におい
ては含油排水にその水溶液と共にアルカリ士類金属又は
アルカリ金属の塩化物を含有する水溶液を添加して油分
を凝集分離する方法であり（特開昭４７−３２６５７）
有機溶剤を全く使用しないですむ利点が挙げられる。

しかし、実用的観点からは、凝集剤の高濃度溶液を調製
し、これを常温にてポンプ輸送等の装置にて輸送し得る
程度の流動性を有する必要があるが、このような流動性
を有する脂肪族カルボン酸アルカリ金属塩水溶液を形成
しうる脂肪酸としては、オレイン酸、リノール酸等の不
飽和脂肪酸もしくはカプロン酸、カプリル酸等炭素１２
以下の飽和脂肪酸に限られる。

炭素数１４以上の飽和脂肪酸、特に価格面から有利なパ
ルミチン酸、ステアリン酸等では水に難溶性であるため
、そのような高濃度水溶液を作ることは非常に困難であ
って、実用に供することができない。

水溶液を比較的容易に形成しうる上記不飽和脂肪酸及び
炭素数１２以下の飽和脂肪酸のアルカリ金属塩では油分
の凝集性能が劣っているため、多量添加する必要があり
、その結果油分凝集フロックが多量生成するためフロッ
クと処理水との分離操作が極めて困難である。

本発明者はかかる実情を鑑み取り扱い易く、かつ油分の
凝集除去性能が良好で、かつ処理水中のＣＯＤ上昇の少
ない有機性凝集剤について鋭意検討したところ、モノヒ
ドロキシステアリン酸のアンモニウム塩もしくはアミン
塩が水酸基非置換のステアリン酸とは全く異なり、容易
に低粘度の取り扱い易い水溶液もしくはスラリー液を調
製することができ、しかもオレイン酸等の不飽和脂肪酸
あるいは炭素数１２以下の飽和脂肪酸等のアルカリ金属
塩に比べはるかに少ない量を添加し、その際水溶性無機
金属塩を共存せしめることにより含油水性媒体中の油分
は瞬時に凝集し、これを分別すれば含油水性媒体中の油
分は実質的に完全に除去し得ることを見出し本発明を完
成した。

即ち、本発明は含油水性媒体にモノヒドロキシステアリ
ン酸のアンモニウム塩又はアミン塩と共に水溶性の無機
金属塩を共存させて油分を凝集させることを特徴とする
含油水性媒体の処理方法である。

本発明によれば含油水性媒体中の油分は短時間にかつ実
質的に完全に凝集し、生成した凝集フロックは少量で容
易に分離可能であリ、シかも凝集剤の一成分であるモノ
ヒドロキシステアリン酸塩は前述したステアリン酸等の
炭素数１４以上の飽和脂肪酸塩の場合にみられるような
水溶液の調製し難さもなく取り扱いが容易であるなど、
これまでの有機系凝集剤にみられない優れた特性を兼備
している。

本発明で用いられるモノヒドロキシステアリン酸アンモ
ニウム塩もしくはアミン塩におけるモノヒドロキシステ
アリン酸成分としては、水酸基がステアリン酸のいかな
る炭素位に置換されていてもよいが、硬化ヒマシ油脂肪
酸である１２−ヒドロキシステアリン酸あるいはオレイ
ン酸をエポキシ化し、次いで開環して得られる９又は１
０−ヒドロキシステアリン酸等が入手が容易でかつ性能
も良好であることから特に好ましい。

アンモニウム塩又はアミン塩はモノヒドロキシステアリ
ン酸をアンモニアもしくは炭素数１〜２０の直鎖及び分
枝の飽和もしくは不飽和の１級、２級、３級の脂肪族ア
ミン、アルカノールアミン、脂環式もしくは芳香族アミ
ンで中和することにより得られ、特にアンモニア、モノ
メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モ
ノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、
モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、シクロヘキシルアミン、アニリンとの塩
等が好ましい。

尚、アルカリ金属塩は水に難溶性であるので不適当であ
る。

モノヒドロキシステアリン酸のアンモニウム塩もしくは
アミン塩はそのまま含油水性媒体に添加してもよいが、
通常水溶液もしくはスラリー液で添加した方が油分の凝
集が効果的に行われるので望ましい。

これらの水溶液又はスラリー液は一般に水にモノヒドロ
キシステアリン酸アンモニウム塩又はアミン塩を溶解さ
せるか、もしくは水にモノヒドロキシステアリン酸とア
ンモニアもしくはアミンを加え加熱溶解後冷却すること
によって得られる。

又、モノヒドロキシステアリン酸アンモニウム塩又はア
ミン塩と共に含油水性媒体に共存せしめる水溶性無機金
属塩としては、水性媒体中でモノヒドロキシステアリン
酸の水不溶性金属塩を形成し得る金属イオンであればい
かなるものでもよく、例えばナトリウム、カリウム、銅
等の１価金属イオン、マグネシウム、カルシウム、バリ
ウム、マンガン、鉄、ニッケル、アルミニウム等の２価
以上の金属イオンが挙げられる。

これら金属の水溶性塩を形成する陰イオンとしては、例
えば塩素、臭素等のハロゲン、硫酸、硝酸、リン酸等が
挙げられ、溶解性により適宜組合せて用いることができ
る。

これらの中では凝集速度等から塩化マグネシウム、塩化
カルシウム、塩化バリウム、塩化アルミニウム、硫酸ア
ルミニウム、塩化第２鉄等が好ましい。

又、これらは単独で用いてもよいし２種以上の混合物と
して用いてもよい。

通常、これらの無機金属塩は水溶液の形で含油水性媒体
に添加される。

勿論、これら金属塩が既に必要量以上含有されているよ
うな含油排水、例えば船舶から排出されるバラスト排水
等のように海水中に油分が分散している排水に対しては
特に添加する必要はない。

本発明において処理すべき含油水性媒体に共存せしめる
モノヒドロキシステアリン酸アンモニウム塩もしくはア
ミン塩の量は水性媒体中の含油量、油の種類、分散状態
により異なるが、水性媒体の重量に基づいて０．０００
１〜１係の範囲で選ばれる。

また使用するモノヒドロキシステアリン酸アンモニウム
塩もしくはアミン塩の水溶液もしくはスラリー液中のモ
ノヒドロキシステアリン酸アンモニウム塩もしくはアミ
ン塩の濃度は常温でポンプ輸送等が可能な流動性を有す
る領域であればよく、モノヒドロキシステアリン酸アン
モニウム塩もしくはアミン塩３０重量係以下、好ましく
は１０重量φ以下で使用するのが望ましい。

また、水溶性無機金属塩の共存量はモノヒドロキシステ
アリン酸アンモニウム塩もしくはアミン塩と少くとも当
量であればよい。

本発明によれば含油水性媒体中の油分、例えば天然又は
合成の鉱物油、動・植物油やベンゼン、トルエン、酢酸
エチル等の疎水性有機溶剤類等を除去するのに好適であ
り、これらの含油水性媒体中に上記モノヒドロキシステ
アリン酸アンモニウム塩もしくはアミン塩を水溶液又は
スラリー液の形で添加し、更に水溶性無機金属塩の水溶
液を添加、混合すれば油分は瞬間的に凝集、浮上するの
で、これを濾過、デカンテーション等の通常の固液分離
操作により分別すれば、油を分離した後の水中には油分
は殆んど残存していない。

本発明は一般工場からの含油排水やバラスト、ビルジ等
の含油排水等、油が分散、混入している排水に対しては
もとより油分と共に他の物質が混入しているような排水
、例えば含油スラツジや金属切削油排水等の浮遊固形物
質や染料や樹脂等が混入している排水等に対しても適用
可能であり、それによって油分が凝集すると同時にそれ
ら混入物質もそれに付着もしくは吸着除去することがで
き、各種含油水性媒体の処理に有効である。

以下実施例により具体的に説明する。

参考例 １２−ヒドロキシステアリン酸、オレイン酸、パルミチ
ン酸、ステアリン酸の夫々のモノエタノールアミン塩１
０９を水９０７に分散、加温溶解後２０℃に冷却しＢ型
粘度計にて各液の粘度を測定した。

結果を表１に示す。

実施例 １ １２−ヒドロキシステアリン酸１６．６ｇ及びモノエタ
ノールアミン３．４９に水３８０９を加え９０℃に加温
し、５分間攪拌したところ均一な溶液となった。

この液を２０℃に冷却しＢ型粘度計で粘度を測定したと
ころ５．１ポイズであった。

Ｂ重油３００ｍ９を水道水１，０００ｍｌに添加し、市
販のミキサーで５分間攪拌して油分散液を作った。

この液に上記１２−ヒドロキシステアリン酸モノエタノ
ールアミン溶液１．ｏｍｌ及び２０係塩化マグネシウム
水溶液５ｍｌを加え混合、攪拌したところ水中の油分は
直ちに凝集し浮上した。

この時生成した凝集フロックの量は全体の約５係程度で
あった。

この凝集物を濾過分離した後の濾液中の油分をＪＩＳ
Ｋ−０１０２（ｎ−ヘキサン抽出物質）の方法で定量し
たところ１． ４ ｐｐｍであった。

尚、比較のために上記１２−ヒドロキシステアリン酸モ
ノエタノールアミン塩水溶液と同濃度のオレイン酸ソー
ダ水溶液１−を添加した外は同様に行なったところ油分
は全く凝集しなかった。

又１２−ヒドロキシステアリン酸モノエタノールアミン
と同一の結果を得るために必要なオレイン酸ソーダ水溶
液の添加量を検討した所６〇一必要であった。

この時の生成凝集フロック量は全体の約９０係に達した
。

同様な実験を水溶性金属塩の種類を変えて行なった時の
残油分量の結果を表３にまとめた。

実施例２ 潤滑油１００ｍｇを水道水１，０００ｍｌに添加し実施
例１と同様に油分散液を調製し、これに１２一ヒドロキ
システアリン酸モルホリン塩２％水溶液３ｍｌ及び２０
係塩化カルシウム水溶液５ｍｌを添加混合したところ、
水中の油分は凝集し浮上した。

これを濾過で除去した後、水中の油分を実施例１と同様
に分析したところ２．４ｐｐｍであった。

又、潤滑油のかわりにトルエンを用いて同様に行ない処
理後の水中の油分をＪＩＳＫ−０１０２（四塩化炭素抽
出一赤外分析法）で定量したところ１９．５ｐｐｍであ
った。

実施例３ タンカーのバラスト廃水（海水バラスト水、ｎ−へキサ
ン抽出油分２１０ｐｐｍ、塩化ナトリウム含量２．３％
、塩化マグネシウム含量０．５％）１，０００ｍｌに１
０−ヒドロキシステアリン酸アンモニウム塩の１チ水溶
液５ｍｌを加え、攪拌したところ水中の油分は凝集した
。

実施例１と同様に水中の油分を分析したところ１．５ｐ
ｐｍに減少していた。

実施例４ 植物油搾油工場廃水（ｎ−へキサン抽出油分５３ｐｐｍ
）１，０００ｍｌに１２−ヒドロキシステアリン酸トリ
エチルアミン塩の２係水溶液１ｍｌ及び１０％硫酸アル
ミニウム５ｍｌを加え．攪拌したところ水中の油分は凝
集し浮上した。

これを濾過後濾過液中の油分を実施例１と同様に定量し
たところ１．５ｐｐｍであった。

実施例５ 軽油１０−を水道水１，０００ｍｌに加え、更にソデイ
ウムドデシルサルフエート（ＳＤＳ）１００ｍｇを加え
て市販のミキサーで５分間攪拌後、静置し、浮上した油
を除いたところ水中に分散している油は約５００ｐｐｍ
であった。

この含油水５０〇ｍｌに１２−ヒドロキシステアリン酸
トリエタノールアミン塩５係水溶液０．５ｍｌを加え、
更に２０係塩化マグネシウム水溶液２ｍｌを加えたとこ
ろ油は直ちに凝集、浮上した。

この凝集物を濾過した濾液中の残油分を実施例１と同様
に測定したところ３．２ｐｐｍであった。

尚５係オレイン酸ソーダ水溶液０．５ｍｌを加えて同様
な操作を行ったところ、油分は全く凝集しなかった。

実施例６ 金属微粉末を含有する油分約３係を含む廃金属切削油排
水１００ｍｌに１０φ１２−ヒドロキシステアリン酸プ
チルアミン塩水溶液１一及び２０係塩化カルシウム水溶
液３−を加え攪拌したところ水中に分散していた金属微
粉末を含む油分は凝集浮上し、下部水層は透明になった
。

この下部水層をサンプリングし、油分を定量したところ
１５０ｐｐｍになっていた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 含油水性媒体にモノヒドロキシステアリン酸のアン
   モニウム塩又はアミン塩と共に水溶性の無機金属塩を共
   存させて油分を凝集させることを特徴とする含油水性媒
   体の処理方法。 ２ モノヒドロキシステアリン酸のアンモニウム塩又は
   アミン塩を水溶液又はスラリー液にて含油水性媒体に添
   加する特許請求の範囲１項記載の含油水性媒体の処理方
   法。 ３ モノヒドロキシステアリン酸のアンモニウム塩又は
   アミン塩が１２−ヒドロキシステアリン酸のアンモニウ
   ム塩又はアミン塩である特許請求の範囲１項記載の含油
   水性媒体の処理方法。 ４ 水溶性の無機金属塩が塩化マグネシウム、塩化カル
   シウム、塩化バリウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミ
   ニウム及び塩化第２鉄のうちの１種又は２種以上である
   特許請求の範囲１項記載の含油水性媒体の処理方法。