JPS5918113B2 - 微細な懸濁粒子を含む含油廃水の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な含油廃水の高度の処理方法に関する。

各種の鉱物油、油脂類を含む含油廃水はその排出分野に
より種類、量が多岐にわたっており、また、その内容に
おいても単なる分散油が粒径の極めて細かいエマルジョ
ン油まで様々な状態のものからなっている。

また廃水一般に共通していることであるが、含油廃水に
おいても無機、有機の微粒固型物をはじめ凝集法でん、
凝集加圧浮上等で加える無機凝集剤フロックの流出物な
どの廃水処理過程で生成した微細含油ＳＳ１あるいは各
種油類の酸化劣化物などの含油状態のＳＳ分が必ず含ま
れており、含油廃水の処理を困難にしている。

このようなＳＳを含む含油廃水の高度処理技術として、
現在一般に考えられている方法は含油状態のＳＳの除去
を砂泥過で行ない、そのろ液をポリプロピレン繊維に代
表される油吸着材あるいは活性炭によって除去する方法
である。

このような組合せによる処理方式を個々のユニットでみ
ると、含油廃水に対して必ずしも効率的ではないし、そ
の効果も充分ではない。

即ち、含油状態のＳＳは通常の泥布での濾過では粘着状
態を呈し表層で閉塞を起してしまい実用上では濾過不能
であるが、砂沢過によれば深層濾過が可能で逆洗を効率
的に行える条件を選べばかなり良い沢過方法といえる。

しかしながら、この場合においても含油状のＳＳを濾過
すると、他のＳＳにくらべ砂の汚れがはげしく場合によ
っては砂を油状物で固めた状態のマッドボールが生成す
るなどで、逆洗回数が異常に犬であり、また、砂の寿命
も著るしく低減させる結果となる。

従って運転管理が煩雑である。

また、油吸着材としてのポリプロピレン繊維は、油の粒
径が比較的大きい分散油に対しては油吸着に効果を示す
が、高度処理にみられるような粒径が細かいか、界面活
性剤で安定化させたエマルジョン油は殆んど吸着する能
力がない。

また、一方活性炭の場合は粒径の細かいエマルジョン油
に対してその吸着能を示す表面の孔径が小さく、そのた
めに油の吸着容量は極めて小さいことが一般に認められ
ており、このような含油廃水の処理材としては充分な機
能を発揮できないのが普通である。

本発明はかかる現状にかんがみ、含油廃水を能率よく完
全に浄化処理する方法につき、研究の結果なされたもの
である。

すなわち本発明の要旨とするところは、含油廃水を疎水
性繊維集合体からなる沢過性成形物を通過させたのち、
ＭｇｔＺｎ、Ｐｂ、Ｆｅ＊Ｃｏ。

Ｎｉ、Ｃａの群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸
化物又は水酸化物を含む無機微粒子と有機高分子重合体
との微細複合体又は該微細複合体と疎水性繊維の混合物
からなる吸着性成形物に接触させることからなる微細な
懸濁粒子を含む含油廃水の処理を行うことにある。

濾過性成形物の役割は廃水中の含油性のＳＳを除去し、
次の吸着成形物の吸着能の低下あるいは目詰りを防ぐこ
とにある。

本発明の濾過性成形物として用いられる疎水性繊維集合
体が具備すべき性能として、ＳＳ捕集性に優れることお
よび通水時の圧損の上昇を押えるために加圧圧縮性の小
さいことがあげられる。

このような性能を附与するために疎水性繊維集合体を空
気または水を媒体として荷重下に剪断を加えるか、高速
で鋭利な角を持つ物体に衝突されることにより、この疎
水性繊維表面に繊毛状フィブリルを形成させることが好
ましい。

このような加工繊維は比較的大きな幹となる繊維とその
繊維表面から繊毛状に生起した微細なフィブリル状の枝
から構成され、繊毛状フィブリルが含有性のＳＳの捕集
に主体的役割を果し、未加工繊維集合体からなる濾過性
成形物よりも粒子径の小さいＳＳまで捕集可能となり、
また、幹となる繊維は濾過性成形物の形態変化を小さく
し、圧密現象を防止するのに役立ち、全体の繊維集合体
として優れた沖過性を有する。

また、この疎水性繊維としてはポリプロピレン繊維が代
表的なものとして挙げられ、かかるポリプロピレン繊維
のような油吸着性の疎水性繊維を使用することによって
、懸濁粒子の比較的大きい分散油は吸着され、次の吸着
処理の負荷を軽減できる。

前記濾過性成形物を通過させることによって廃水中の含
油性のＳＳはほぼ完全に除去される。

しかし、濾過性成形物として油吸着性の繊維集合体を使
用した場合でも、粒径数１０μ以下というような比較的
粒子径の小さい油、あるいは界面活性剤により安定化さ
れたようなエマルジョン油などはほとんど濾過性成形物
を通過する。

本発明においてこの濾過処理水をＭｇｔＺｎ。

Ｐ ｂ ｙ Ｆ ｅ ｔ Ｃｏ ＊ Ｎ ｔ ？ Ｃｕ
の群から選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物又は水
酸化物を含む無機質微粒子と有機高分子重合体との微細
複合体又は該微細複合体と疎水性繊維の混合物からなる
吸着性成形物に接触させることにより、上記のような粒
径か、又は界面活性剤により安定化されたようなエマル
ジョン油まで充分吸着除去される。

上記吸着性成形物とｒ過処理水とを接触させる方法とし
ては、微細複合体のみからなる場合は、吸着性成形物を
濾過処理水中に直接添加混合しスラリー状になすか、あ
るいは、了め水中に添加混合しスラリー状になした後涙
過処理水と混合することにより沢過処理水中の油を吸着
除去し、次いで油を吸着した吸着性成形物を処理液から
沖過分離する方法が簡単、且つ効率的である。

又吸着性成形物が微細複合体と疎水性繊維からなる場合
は、シート又はマット状に成形して用いる方法あるいは
直接塔に充填して充填塔方式として用いる方法などがあ
る。

大容量の廃水の処理に対しては、充填塔方式が有効であ
る。

この場合疎水性繊維は通水中の圧損低減材として混合さ
れるが、その混合比は処理対象の含油廃水の水量、油分
の種類及び濃度によって適宜選択される。

本発明において、微細複合体を構成する無機質微粒子と
して工業的に大量且つ安定に使用する場合は、Ｍｇ又は
Ｚｎの酸化物、水酸化物又は塩が有効である。

上記の無機質微粒子を含む微細複合体の吸油能力は他の
構成４分である有機高分子重合体固有の吸着能に加え、
その形態に依存する。

即ち複合体の表面積を大きくして、被吸着物質である油
との接触機会を増大させることにより優れた吸着能を有
する。

このような微細複合体を得るに当り、種種の方法が可能
であるが、とりわけ上記無機質微粒子囚と囚に対して５
重量多以上のポリオレフィン等の繊維形成能を有する有
機高分子重合体（Ｂ）と溶剤（Ｑとを混合し、溶剤（Ｃ
）の沸点以上の温度で有機高分子重合体（Ｂ）を膨潤ま
たは溶解せしめてなる懸濁液をこの懸濁液の自生圧ある
いはそれ以上の圧力下でオリフィスを通じて低圧域に押
出す方法が簡便かつ有利である。

以下実施例によって本発明を説明する。

参考例 １ ポリプロピレンカット繊維（７０ｄＸ１２ｍｍ）６０ｇ
を内径５０朋長さ５００ｍｍのアクリル製カラムに層高
３００朋になるように充填した。

充填層の見掛けの密度は０．１０２９ ／ｃｃであった
。

この充填塔に、モデル廃水さして、八重油１０００ｐｐ
ｍを含む水分散油を家庭用ミキサー（１２００Ｏｒｐｍ
）で１０分間撹拌混合したものを１０倍に希釈し同時に
細砂（豊浦標準砂をＪＩＳ金網２５０メツシュで篩分し
た篩下）５０ｐｐｍを添加し、約３０Ｏｒｐｍのプロペ
ラ型撹拌機で撹拌を続けた分散油モデル廃水囚、エンジ
ンオイル（三菱バイデラックス１０Ｗ４０ ） ５０
ｐｐｍ、洗車用洗剤（リングＧＦ横浜油脂５０ ｐｐｍ
、細砂（豊浦標準砂をＪＩＳ金網２５０メツシュで篩分
した篩下）５０ｐｐｍからなるエマルジョン油を含む微
粒子懸濁液（Ｂ）を、それぞれ８ｍ／Ｈで通水した。

通水５時間後の原水および処理水について、ＳＳ分およ
びノルマル−ヘキサン抽出分を測定した。

測定はＪＩＳ Ｋ−０１０２に基づいて行なった。

測定結果は第１表に示す。

参考例 ２ ポリプロピレンカット繊維（２０ｄｘｉ２ｍｍ）を濃度
５ｇ／ＩＩとなるように水に分散させ、タラピー標準ナ
イヤガラビータ（容量１０１）により荷重５ｋｇをかけ
１０分間叩解を行なったのち、６０メツシユステンレス
金網により、沢過脱水し、得られた繊維集合体を用いて
参考例１と同様な充填塔を作製した。

この充填塔に参考例１に示すモデル廃水（５）および（
Ｂ）の両院水をそれぞれ線速８ｍ／Ｈで通水した。

通水５時間後の原水およびｐ過処理水について、ＪＩＳ
Ｋ−０１０２に基すいて、ＳＳおよびノルマル−ヘ
キサン抽出分の測定を行なった。

測定結果は第１表に示す。

参考例 ３ ２０ｄおよび７０ｄのポリプロピレン異形断面糸をそれ
ぞれ１．Ｏｍｒｎに切断し重量で１：１に混合したのち
、ターボミルＴ−４，００型（ターボ工業■、ロータ段
数〒２段、回転数−４００Ｏｒｐｍ）にて衝突剪断をか
けて得たクリンプした綿状繊維集合体を用いて参考例１
と同様な充填塔を作製した。

この充填塔にモデル廃水（５）および（Ｂ）をそれぞれ
線速８ｍ／Ｈで通水した。

通水５時間後の原水および沢過処理水について、ＪＩＳ
Ｋ−０１０２に基づいてＳＳ分およびノルマル−ヘ
キサン抽出分の測定を行なった。

測定結果は第１表に示す。

実施例 １〜３ 酸化マグネシウム８０部、高密度ポリエチレン（Ｍ、１
．＝０．３）２０部、および塩化メチレン４００部から
なる混合物をオートクレーブ中に仕込み密閉して、Ｎ２
ガスにより初圧１０ ｋｇ／ｃｔｙＦ、をかけ、毎分４
００ｒｐｍの速度で撹拌しながら、内温を１８０℃まで
上昇せしめたところ、内部の圧力が３８ｋｇ／ｆｆｌま
で上昇した。

さらに、窒素ガスにより内部の圧力を５０ｋｇ／ｉまで
上昇せしめた状態で撹拌しつつ５分間保持した後、オー
トクレーブ底部にある直径＝ｌＯｍｍのオリフィスによ
り懸濁液を噴出させた。

生成物は長さ約１５ｍＷＬ直径約５μのフィブリル状物
を構成単位とする微細繊維集合体であった。

この微細繊維集合体４０ｇを水ｌｌ中に添加し、家庭用
ミキサーで３０秒間撹拌し、得られたスラリーを底部に
ガラスフィルターが附属した直径４０ｍｍのクロマトグ
ラフ管中に流し込み、過剰の水を除去した。

このカラムに参考例１〜３で得られた沢過処理水をそれ
ぞれ１００ｍ１／−の速度で通した。

５０Ａ’通したところの処理水について、ＪＩＳＫ−０
１０２に基づいて、ＳＳ分およびノルマル−ヘキサン抽
出分の測定を行った。

測定結果は第１表に示す。

実施例 ４ 実施例１で得たと同様な微細繊維集合体３５ｇとポリプ
ロピレン異形断面糸（２０ｄＸ１０ｍｍと７０ｄＸ１０
朋の１＝１混合物）３５ｇを予め離解混合し、内径５０
ｍｍ１長さ５００７ｆｔ７１Ｌのアクリル製カラムに層
高３００ｍｍとなるように充填した。

充填層の見掛は密度は０．１１９ ｇ／ＱＣであった。

参考例３と同様な充填塔（第１塔）に直列に上記充填塔
（第２塔）を配列し、第１塔の処理水が直接第２塔に入
るように配管した。

この系に参考例１に示すモデル廃水（Ｂ）を８ｍ／Ｈの
線速で通水した。

通水開始時の第１塔入口の圧力は０．１５ ｋｇ／ｃｒ
ｉｔ、第２塔入口の圧力は０．１０ ｋｇ／ｃｒｉｂ、
であり、通水１５時間後においてもこれらの圧力にはほ
とんど変化は見られなかった。

この時の第１塔出口および第２塔出口における処理水の
８８分およびノルマル−ヘキサン抽出分を測定したとこ
ろ、ＳＳは第１塔出口で２ｐｐｍ以下となりノルマル−
ヘキサン抽出分は第１塔出ロ８ｐｐｍ、第２塔出口４ｐ
ｐｍとなりこの２段処理により、清澄な処理水が得られ
た。

なお、測定はＪＩＳ Ｋ−０１０２に基いて行った。

比較例 １ 実施例１で得たと同様な微細繊維集合体３５．９とポリ
プロピレン異形断面糸（２０ｄＸ１０ｍｍと７０ｄＸ１
０ｍｍの１＝１混合物）３５ｇを予め離解混合し、内径
５０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアクリル製カラムに層高３
００ｍｍとなるように充填した。

充填層の見掛は密度は０．１１９ ｊｉ ／ｃｃであっ
た。

このカラムに参考例１に示すモデル廃水（Ｂ）を８ｍ／
Ｈの線速で通水した。

通水開始時の塔入口の圧力は０．１０ ｋｙ／ｉであっ
たが、通水５時間後あたりからこの圧力は時間と共に上
昇し、１０時間後において０．３５ ｋｇ／ｃｖｔにな
った。

この時の浴出口における処理水の８８分およびノルマル
−ヘキサン抽出分を測定したところ、それぞれ２ｐｐｍ
以下および３ｐｐｍとなって処理水は清澄なものが得ら
れた。

しかし、さらに通水を続けると塔入口圧力は時間と共に
急激に上昇し、通水約１５時間後で１．０ｋｇ／ｆｆｌ
に到達した。

比較例 ２ 内径５０ ｍｍｓ長さ８００ｍｍのアクリル製カラムに
下層として砂（平均粒径−０，３８ｍｍ）、上層として
アンスラサイト（平均粒径−０，６ａｍ ）を、それぞ
れの層の高さが２５０龍となるように充填した。

この充填塔に参考例１に示すモデル廃水囚を線速８ｍ／
Ｈで通水した。

通水開始時の塔入口圧力は０．０５ ｋｇ／ｃｉであっ
たが、通水７時間後あたりからこの圧力は時間と共に上
昇し、１５時間後において０．４ｋｇ／ｃｒＡになった
。

７時間後および１５時間後における浴出口の処理水の８
８分およびノルマル−ヘキサン抽出分を測定した結果を
第２表に示す。

１５時間通水後の処理水はＳＳがかなり流出しているこ
とから、ここで通水を中断し、線速２０ｍ／Ｈで２０分
間逆洗を行なった。

逆洗後に表層のアンスラサイトを取り出し観察したとこ
ろ、アンスラサイトは油膜で表面を覆れ、ベトベトした
感じになって、粒子同志が接着し、小さな固まりを生じ
ていた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 含油廃水を、疎水性繊維集合体からなる沢過性成形
   物を通過させたのち、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂ。 Ｆｅ 、Ｃｏ 、Ｎｉ 、ＣｕＯ群から選ばれた少なく
   とも１種の金属の酸化物又は水酸化物を含む無機質微粒
   子と有機高分子重合体の微細複合体又は該微細複合体と
   疎水性繊維の混合物からなる吸着性成形物に接触させる
   ことを特徴とする微細な懸濁粒子を含む含油廃水の処理
   方法。