JPS5916840B2 - 含油廃水の油水分離方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 、産業廃水における含油廃水は一般に、水面に油が浮遊
しているいわゆる浮上油と、水中に油の粒子が分離して
いるいわゆる分散油、および溶液中に界面活性剤などの
安定剤を含み油の微粒子が安定化しているいわゆる乳化
油に分類され、含油廃水の処理における処理効果は油滴
径の分布状態に犬きく影響される。

すなわち、比較的油滴径の大きい浮上油は、従来からＡ
Ｐ Ｉ （Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｅｔ−ｒｏｌｅｕｍ
Ｉ ｎ５ｔｉｔｕｔｅ ）、 Ｐ Ｐ Ｉ （Ｐａｒａ
ｌｌｅｌ Ｐ １ａｔｅＩ ｎｔｅｒｃｅｐｔｏｒ ）
、ＣＰ Ｉ （Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ Ｐ １ａｔｅ
Ｉ ｎｔ−ｅｒｃｅｐｔｏｒ ） （油滴径６０μ以上
処理可能）方式などの重力分離法や、コアレッサー法な
どの粗粒化分離法（油滴径１０μ以上処理可能）で十分
な油水分離が可能であるのに対し、産業用エゼクタ−廃
水、切削油廃水などの分散油、乳化油の油滴分布状態は
油滴径１０μ以下のものが大部分であるために、前記処
理方法では完全な処理をともなっていない。

一般に分散油、乳化油を含む廃水を油水分離する場合、
まず乳化を破壊せねばならない。

このためには薬剤を添加するか、あるいは電場を与えて
油滴のもっている電荷を中和すればよい。

前者の場合には、溶液のＰＨを調整し、硫酸アルミニウ
ムなどの多価の無機塩を添加する。

後者の場合には、被処理液中に電極を挿入して通電する
のであるが、この時の作用は単に油滴の持つ電荷の中和
のみでなく、陽極金属が溶出し、水酸化物となって析出
するときの吸着作用などの効果による。

以上のようにして、被処理液の乳化を破壊してから、加
圧浮上法、凝集加圧浮上法、凝集沈澱法、電解浮上法な
どの処理方法が従来より広く用いられており、いずれの
場合も大きな装置、敷地面積が必要で動力消費がいちじ
るしく犬きく、分離物の濃縮度が小さい欠点が有り、平
均滞留時間も約３０分以上を必要とする。

本発明はこれらの諸問題についての研究の結果完成され
たものであり、産業廃水に付随する浮上油、分散油、乳
化油の各場合の油水分離に応用される。

本発明は含油廃水の油水分離にさいして、含油廃水に硫
酸アルミニウムなどの多価の無機塩を添加し、ＰＨを調
整して、乳化を破壊してから、有機系陽イオン性高分子
電解質を加えて、懸濁粒子、および油滴を凝集させたの
ち、あわ接触型の気体吹込み、または機械攪拌により、
浮上分離させることを特徴とする油水分離方法であり、
平均滞留時間は約５分以下で、敷地面積も小さくてすみ
、分離物の濃縮度が犬で、動力消費が小さい特徴を有す
る。

あわを利用する浮上法の技術はあわの導入法により、（
１）気体を水に溶解させたのち大気圧に戻す方法、ぶつ
とうによる方法、水の電気分解による方法などの気体析
出型の浮上法と、（々気体を吹込む方法、または機械攪
拌により気体をまきこみあわを生成させるあわ接触型の
浮上法などがある。

含油廃水の油水分離にさいしては、硫酸アルミニウムな
どの乳化破壊剤の添加にともなう、油滴を吸着した生成
金属水酸化物（以下懸濁物質と記す）は親水性ゲルとし
ての特性を有し、それらの分離はもっばら、加圧浮上法
、凝集加圧浮上法のような気体析出型の浮上法や、凝集
沈澱法が応用され、一部で電解浮上法が利用されている
が、その理由は従来のあわ接解型の浮上法ではあわが犬
きく、液の乱流がひどく、効果が得られなかったためで
ある。

また、硫酸アルミニウムなどの乳化破壊剤の代りに陰イ
オン性、非イオン性あるいは陽イオン性の有機系高分子
凝集剤を使用して油滴を凝集させ、生成した油滴フロッ
クを加圧浮上法などの気体析出型の浮上法や空気吹込法
、機械攪拌法などのあわ接触型の浮上法を応用して油滴
フロックを浮上させることにより含油廃水を油水分離す
る方法も行なわれたことはあるが、その油水分離効果は
乳化破壊剤を使用した場合と同等またはそれ以下という
程度であって、期待された程の効果は得られていない。

この理由は、有機系高分子凝集剤により含油廃水中の油
滴を凝集させて生成した油滴フロックが一般に固体懸濁
粒子を有機系高分子凝集剤により凝集させて生成したフ
ロックよりももろく、それゆえ生成した油滴フロックに
浮上法、特に生成するあわが犬きく、液の乱流がひどい
あわ接触型の浮上法を応用すると、あわとの衝突により
油滴フロックが分散されやすくなるためである。

さらに、含油廃水に硫酸アルミニウムなどの乳化破壊剤
を添加して生成する懸濁物質を陰イオン性または非イオ
ン性の有機系高分子凝集剤により凝集させ、生成するフ
ロックを気体析出型の浮上法を応用して浮上させること
による油水分離法も行なわれており、その油水分離効果
はあるものの、生成したフロックが比較的小さいため油
水分離後の分離物の濃度は大きくなく、従ってその脱水
性も良好とはいえず、気体析出型の浮上法のもつ大きな
装置、広い敷地面積および大きな動力消費という欠点と
共に、この方法が含油廃水の処理法として広く採用され
ていない原因となっている。

まだ、この方法における気体析出型の浮上法の代りにあ
わ接触型の浮上法を応用する方法については全く行なわ
れていないため、本発明者らが実験した結果、乳化破壊
剤と陰イオン性または非イオン性の有機系高分子凝集剤
との添加により生成したフロックの浮上性は悪く、それ
ゆえ油水分離効果もなく、得られた分離物の濃縮度や脱
水性が非常に悪いことが明らかとなり、生成フロックが
あわ接触型の浮上法では分散され易いことがわかった。

本発明は、含油廃水に硫酸アルミニウムなどの乳化破壊
剤の添加にともなう生成懸濁物質に対して、有機系陽イ
オン性高分子電解質がそれらの凝集による粗大フロック
の形成、および空気吹込みや機械攪拌などによって、あ
わ接触法による浮上分離に顕著な効果があり、有機系陽
イオン性高分子電解質の応用によりはじめて、あわ接触
法による油水分離を可能にすることを知り得だ事実に基
づくものである。

本発明の油水分離方法は、産業廃水の含油廃水、例えば
浮上油、エゼクタ−廃水、切削油廃水等の分散油、乳化
油、船舶廃水のダーティバラスト等の各対象に応用され
る。

本発明で使用する無機塩としては、その水酸化物が水に
溶けにくいものが良好であり、そのような化合物の例と
しては塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、硫酸第二
鉄、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、塩化ア
ルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、塩化亜鉛、硫酸亜
鉛、塩化コバルト、硫酸コバルト、塩化マンガン、硫酸
マンカン、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムなどが
あげられる。

使用量は特に限定されないが、油分に対して０．０３〜
１重量部がヨイ。

有機系陽イオン性高分子電解質は分子内に陽イオン基を
有する線状または線状に近い水溶性のポリビニル系高分
子電解質で分子量は約１万以上のもので、本発明にはと
くにジアルキルアミンエチルメタアクリレート系重合物
、ビニールイミダシリン系重合物、およびこれらとアク
リルアマイドとの共重合物などの疎水基の大きい陽イオ
ン性高分子電解質が効果的である。

例えば、ポリ（ジメチルアミノエチルメタアクリレート
）硫酸塩、ポリ（ω−メタアクリロイルオキシエチル−
トリメチルアンモニウムメチル硫酸塩）、ポリ（ω−メ
タアクリロイルオキシエチルジエチルベンジルアンモニ
ウムクロライド）、ポリビニールイミダシリン硫酸塩、
およびジメチルアミノエチルメタアクリレート硫酸塩−
アクリルアマイド共重合物等である。

共重合物の場合は、その構成単位としての陽イオン性ビ
ニルモノマーの含有率は約３０モ／Ｌ／％以上である。

陽イオン性ビニルモノマーの含有率力にれより少くなる
と、含油廃水からのあわ接触型浮上分離法による分離効
果は低下する。

使用量はとくに限定されないが、懸濁物質に対し、０．
０５〜１重量部が良い。

なお、本発明の特徴である有機系陽イオン性高分子電解
質の使用にさいして、一般にしばしば応用される界面活
性剤、その他の高分子電解質、ＰＨ調整剤、油剤その他
の薬剤を本発明の効果に悪影響しない程度で用いてもさ
しつかえない。

、本発明においていう、あわ接触型浮上装置は懸濁液に
散気体（散気管、マットなど）より気体を吹込みあわを
生成させる方法、機械攪拌により気体をまき込みあわを
生成させる方法をいい、いずれも多量の大きなあわを生
成し、乱流がひどい特徴がある。

なお、機械攪拌と同時にあわの生成量を増大させるだめ
の気体吹込みを併用してもさしつかえない。

気体としては空気、窒素、水素、酸素などいずれも用い
られ、一般には空気が使用される。

本発明にかかるあわ接触型浮上装置は懸濁液に気体を吹
込みあわを生成させる方法、機械攪拌により気体をまき
込みあわを生成させる方法であり、あわ接触型浮上法に
よる場合は懸濁物質とあわが衝突することが必要で、か
つあわが安定に懸濁物質に付着することが必要である。

懸濁物質とあわがよく衝突するためには微小フロックは
できるだけ粗大フロックにすることが必要で、かつあわ
と粒子が安定に付着するためには粗大フロックはできる
だけ疎水性にしておくことが重要である。

これらの目的に本発明にかかる有機系陽イオン性高分子
電解質が有効である。

本発明によれば、平均滞留時間は約５分以下ですむが、
その理由は大きな多量のあわで懸濁物質を浮上分離させ
るためで、有機系陽イオン性高分子電解質の添加により
それを可能にしたわけで、本発明の効果は有機系陽イオ
ン性高分子電解質が添加されると懸濁物質と吸着・相互
作用し、かつ架橋作用により、粗大フロックを作用しあ
わの付着性を増すだめと考えられる。

本発明を実施するには含油廃水にアルミニウム塩等の多
価金属塩を所要量加え、ＰＨを調整し、乳化を破壊させ
、ついで有機系陽イオン性高分子電解質を適量加え、混
合して凝集させ、あわ接触型の浮上装置に加えて浮上分
離させる。

つぎに実施例について説明する。

実施例ばＡ重油分散油（油滴径１０μ以下）を原水とし
ている。

なお実施例にはＡ重油含有廃水について述べるが、すで
に説明した如く本発明はＡ重油含有廃水の油水分離に限
定されるものではない。

実施例 １ 水道水にＡ重油を５００ｐｐｍ加え、家庭用ミキサーで
１０分間全速攪拌して得られた白濁した分散油を供試原
水とした。

かくして得られた供試原水の水質はＰＨ６，８、油分３
００ｐｐｍであり、油滴径は１〜１０μである。

この供試原水は自然放置した場合は２４時間後も白濁状
態であった。

この供試原水に乳化破壊剤として塩化アルミニウムを４
５解加え、ＰＨを７．０に調整したものを、第１図の浮
上槽に入れる。

第１図中１は孔径１８の空気吹込み孔を多数備えた散気
板であり、このときの発生気泡径は１〜３ｒ１ｍｌであ
る。

２は１〜２ Ａ／ｍ ｉｎの排出量のエアーポンプであ
り、３は処理水出口である。

つぎに有機系陽イオン性高分子電解質としてポリ（ジメ
チルアミノエチルメタアクリレート）硫酸塩を水に溶か
したものを第１表記載量添加し、散気板より空気を導入
し、あわを発生させる。

処理水は浮上槽底部より取り出して第１表の結果を得た
。

第１表からもわかるように、非イオン、陰イオン性高分
子電解質では分離効果かえられないが有機系陽イオン性
高分子電解質を用いる本発明によれば顕著な効果かえら
れる。

実施例 ２ 第２図の１５０ Ｏｒｐｍのタービン羽根をもつ攪押接
を備えた、この攪拌効果により２ｍ３／ｍ２分の空気量
を発生せしめる浮選機を使用する。

第２図中、１は１５００ｒｐｍの攪拌機であり、２は径
１５ｃｍのタービン羽根、３は処理水出口、４は浮上ス
カム排出口である。

この浮選機を用い実施例１と同様に調整した供試原水に
乳化破壊剤として、塩化アルミニウムを４５ｐｐｍ加え
、ＰＨを７に調整し、ついで陽イオン性高分子電解質と
して、ポリ（ジメチルアミレエチルメタアクリレート）
硫酸塩を水に溶したものを１０ｐｐｍ添加し、攪拌機に
よりあわを発生せしめた。

処理水は浮選槽底部より取り出して、第２表の結果をえ
た。

以上のように機械かくはんによっても同様の効果かえら
れた。

以上のように本発明の処理方法は従来の浮上法の概念で
ある微細なあわでなく、大きな多量のあわで懸濁物質を
浮上分離させるもので、加圧浮上法などの気体析出型の
浮上法では平均滞留時間ば３０分以上が必要であるのに
対し、本発明によれば、平均滞留時間は約５分以下です
み、しだがって、単純かつ小さな装置で大きな処理効果
が得られる。

また、分離物の濃縮変人で、かつ脱水性が良い。

これらの結果を要約すれば第３表のように表わせる。

実施例 ３ 実施例１と同様に調整した供試原水を、乳化破壊剤とし
て塩化マグネシウムまだはポリ塩化アルミニウム（ＰＡ
Ｃ）を使用する以外は、実施例１と同様の方法により処
理し、第４表に示す結果を得だ。

第４表からもわかるように、無機高分子電解質ポリ塩化
アルミニウムでは分離効果は得られないが、有機系陽イ
オン性高分子電解質を用いる本発明によれば顕著な効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気吹込み法によるあわ接触型浮上装置の概略
図であり、１は散気板、２はエアーポンプ、３は処理水
出口である。 第２図は機械攪拌によるあわ接触型浮上装置の概略図で
あり１は攪拌機、２はタービン羽根、３は処理水出口、
４は浮上スカム排出口である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 含油廃水に無機塩を加え、ついで陽イオン性ビニル
   モノマーの重合物または約３０モル係以上の陽イオン性
   ビニルモノマーとアクリルアマイド系モノマーとの共重
   合物から成る有機系陽イオン性高分子電解質を加えて油
   分を凝集させたのち、あわ接触型の空気吹込み、まだは
   機械攪拌により浮上分離させることを特徴とする含油廃
   水の油水分離方法。