JPS60232212A - 油水混合物の分離方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 一技−術ｙ野 本発明は、油水混合物の分離方法およびその装３− 置に関する。

従来勿技彬 油と水との分離のために、船舶のビルジ水の油の分離を
例にとると、混合物をこれまでは、平行に配置された板
を通して流し、これら板に油を沈澱させ油を木から分離
するのが普通である。この種の装置においては、微細に
拡散した油の場合および比重が殆んど水のそれと一致す
る油状成分を含む混合物の場合、現在要求されている低
い残留油分を達成する事は困難である。その結果、尚水
中に残存する極く微細な油滴を除去するためには、フィ
ルタ一方式の追加設備を必要としている明が解決しよう
とする問題点 従来の技術では、油水分離器のみでは要求値を満足する
事は困難であり、フィルター類の追加設備を必要とする
。フィルターおよび類似の設備は汚れにより詰まるので
、公換又は清掃の必要があると云う欠点がある。

整備作業も航海中には、細心の注意で実施されないこと
が多い。何となれば、分離装置が不規則４− な間隔で取付けられ、油水混合物の組成が極めて変動に
富むからである。

本発明の目的は、油分除去が長時間にわたりメンテナン
スフリーで、かつ許容値を越えない少ない残留油分で実
施し得る油水混合物の優れた分離に対する方法と装置を
つくり出す事である。

Ｉｔ、’ｌ　ｍ　Ｌ（算法するための手段一本発明の分
離方法では、そり自身既知の方法のごとく重力分離で油
水混合物は先づ粗油分を取除く。次に、この前処理をし
た混合物を室に導き、この室内で水中に閉じ込められて
いる微粒子の油を結合基せ、水から分離し易い大きな油
滴に成長させる。本発明では、前処理をした混合物は処
理時間にして５分から１５分、特に１０分かけて、各々
が拘束されない状態のコアレッサ一体層を通過し、こ＼
で水および１緒に滴れる油が上方え向は該層を通って浮
上する。浄化された水は、層の上方で」二方に集結して
いる油から分離され排出される。

本発明による方法を実施するための装置は、前処理スペ
ース、コアレッサー室および分離室を含む。前分離スペ
ースでは、油および大きな油滴は重力で分離され、粗分
離部内部で上方へ油溜めスペースえ浮」ニし、こ＼で除
去される。特にビルジ水の油除去の場合、混合物の油の
殆んどが、既に使用されている装置同様に、この粗分離
部で排出し得る状態である事が判った。

次に水、小さな油滴および微細な油粒子を含む混合物コ
アレッサー室え送られ、二＼で油粒子は結合し、共に分
離室え浮上する。この段階で結合した油滴は水から容易
に分離し得る。油も同様に排出され、油タンクえ送られ
るか、或いは油水混合物を導く装置え戻される。この油
木混合物抽は、油と共に最後の室から若干の水をも除去
すれば、特に好都合である。この油は、装置内へ導入さ
れる混合物に付加される。

本発明の装置の中核部をなすのは、コアレッサー室であ
る。この部室は無数のコアレッサ一体を互いが拘束され
ない状態で収納している。このコアレッサ一体は、混合
物の−に向きの流れの中にあって室内を浮遊し、相対運
動が可能である。

コアレノサ一体は、ポリオレフィン特にポリプロピレン
の如き親油性の熱可塑性材料製のものである。この材質
の比重は水よりも軽い。コアレッサ一体は、その材料容
積に関しかつ不規則配置の場合固体内部又は周りで占め
る容積に関し、極めて犬なる表面積の形状を有する。コ
アレッサ一体は長さがぼり外径に等しく、円筒壁が孔を
備えかつ横棒に配置された円筒リングの形を有するよう
にすることが出来る。しかし他の形状、例えば開口部と
内部にステイーを設けた球体でもよい。この種のものは
それ自身周知のもので、化学機器では液体とガスとの接
触効果をあげ化学反応を促進させるため通常利用されて
いる。

本発明では、コアレッサ一体は不規則な配置でｌｒｎ’
の空間で総面積３００　ｍ、材料容積は０．２ｒｎ’以
下である形状と大きささのものを使用している。その結
果、該空間の８０％は混合物で占められる事になる。コ
アレッサ一体の好都合な実施例では、材料はその占める
空間の１３％であり、その合計表面積は３６０　ｍとな
る。優れたリング形状のコアレッ７一 サ一体は、外径高さ共には！Ｉ−’　１５ｍｍのもので
あった。

伍−畑 前処理スペースからの混合物は、穴明き板、或いは篩板
を介してコアレッサー室へ分布される。

混合物はコアレッサ一体の浮遊層を抜は浮上する。

その場合、少量の混合物が流れの方向または恐らく流速
も変化させ、そしてコアレッサ一体間を又その中を流れ
る際、分離と再結合を行なう、この結果極めて小さい油
滴や微細な油の粒子ですらも、コアレッサ一体の表面に
近づき、こ＼で耐着し結合し大きな油滴を形成する事に
なる。コアレッサ一体表面を流れる乱流は、確かに油分
子の結合に対し目的にかなったものであると考えられる
。この事は約５分から２５分の層内の処理時間に対応す
る遅い貫流速度の場合でも生ずる。

拘束されずに浮遊するコアレッサ一体よりなる層の流動
抵抗は、自由空間を待っているので比較的小さい。従っ
て混合物は、低い流体速度に対し前に連結されたポンプ
の低い吐出圧力により供給されるか、或いは油および水
が後置された適宜の８− 装置による負荷によって吸引されることが出来る。

コアレソサ一体からなる層の高さは約０．５ｍもあれば
充分である。０．３５ｍの高さでも可能であるが、この
場合混合物は極めて低い流速であるが、或いは通常混合
物に存在する油が沈澱し易いもののときである。コアレ
ッサー室の混合物の流速は、１分間にはゾ０．０５ｍが
最適である。特に船舶搭載を目的とした装置は限定され
た寸法である上に、水の浄化に関する国際規定に対応し
なければならないものである。

コアレッサー室の容積、は少くともコアレッサ一体の収
納に必要なものより大きい。少くとも１．０％以上大き
いようにすれば、コアレッサー室が水又は混合物を充た
されている限りコアレッサ一体は自由に動きかつ浮遊す
る事が出来る。コアレッサ一体の自由な浮遊は、層が汚
れ又は固形化した油成分で閉塞する事もなく、或いは詰
まったりする事もなく、又例えば過程の中断の際の流動
変化によりコアレッサー室内のコアレッサ一体の新たな
配置を生ずる長所がある。

大流Ｊ− 第１図に従って実施例を詳細に説明する。

第１図にて、はゾ円筒形の垂直型容器１は粗分離スペー
ス４とコアレッサー室２と分離室１２を備えている。粗
分離器スペース４は、容器１の内部にあってこの容器の
上部を形成している。油水混合物供給管５は粗分離スペ
ース４の下部７に設けられれている。此処で混合物は、
図示してない手段により強制流入させられ、容器の中心
の周りを循環し、装置内における分布を改善する。前分
離スペース４では、平均的なビルジ水に含まれておりか
つ可成り大型の油滴或いは集結して既に大きな油の量に
なった大部分の油が浮上する。これ等の油は、前分離ス
ペース４の」二部の油溜めスペース６に集まり、そこか
ら排油管２１を介して排出される。油溜めスペース６に
は、油面計２５例えば容量計測用電極を数句ける。この
電極によって、油溜めスペースの上部に充分な油がある
と、排油管２１の排油弁２４が自動的に開き、又水成い
は水を含んだ混合物が排油管２１え流入する前に排油弁
２４は締まる。

第１図に示す実施例では、コアレッサー室２と分離室１
２は、容器１の下段および中段部で容器円筒壁や底部か
ら成る距離をもって取付けられている０、これらの内室
は、図示されていないスペー→ノーにより維持されてい
る。分離室１２の円筒壁１３と１方にてコアレッサー室
２の円筒壁２２との間、他方にて容器１の壁との間は、
連絡環状スペース１０となっている。この環状スペース
を抜け、前処理された混合物は下方の底部スペース１１
へ流れ、その底部スペースはコアレッサー室の下側を構
成している穴明き板８の下方に配置されている。底部ス
ペース１１から油汚泥が時折リスラジ排出弁２７とスラ
ジ排出管２６を経て排出される。

コアレッサー室２は、円筒壁２２と下部穴明き板８と下
部穴明き板９の間に多数のコアレッサ一体３を収納して
いる。コアレッサ一体３は、ポリプロピレンの′Ｉｌｌ
き親油性樹脂製のものである。前に述べたように、コア
レッサ一体は小型リングとして構成することが出来る。

コアレッサー室２が、１１− 例えば水もしくは油の如き液体で充満して来ると、コア
レッサ一体３は浮上してくるが、上部穴明き板９で塞き
止められる。室が空になってくると、コアレッサ一体３
は沈下してくるが、室の内部の下部穴明き板によって受
け止められる。コアレッサ一体３の表面は微細な油井や
粒子が付着し、結合して大きな油滴を形成し、この油滴
はコアレッサ一体より上昇し或いはいろいろのコアレッ
サ一体に沿って上方へ移動し、そして最後は上部穴明き
板９を通り抜は水と共に上昇する。

分離室１２内において、水および油共に浮上するが、水
は分離板１６を越えて流れの方向を変え、排水管１７よ
り排出される。油滴の方は、分離室１２内で円錐壁１４
の下部にある上方の油溜めスペースに集まる。分離室１
２の油溜めスペース２８から、油は排油管１５を介して
排出される。

混合物に含まれている油の大部分は、既に前分離スペー
ス４にて排油管２１を経て図示していない油タンクへ導
出される。前処理をした混合物の中には尚油分が存在し
コアレッサー室２え導かれる１２− が、この油の量は比較的少く、適宜の方式で油溜め２８
から排出される。図示の実施例では、容器内に成る圧力
を維持し、場合によっては若干の水を含む少しの均一流
が分離室１２から調整可能な絞り弁２３を経て導き出さ
れるようにするのがよい。この流れは、混合物を装置へ
供給する図示されていない装置へ戻される。

実験のために、第１図に似た装置を用いた。コアレッサ
ー室の直径は０．２３　ｍで高さは０．７ｍであり、環
状コアレッサ一体の高さ０．５ｍの層でコアレッサー室
を充填した。該コアレッサ一体の外径および長さは約１
５ｍｍであった。コアレッサ一体の形状並びに寸法に応
じて、コアレッサ一体の内部および間の全自由空間は層
により充填された容積の８７％となった。コアレッサ一
体の比表面積は、該体が不規則なかつ偶発的な配置で充
填される容積の１ｍ３当り３５０　ｒｒＦであった。実
験には、水７５％と重油２５％を含む混合物が用意され
た。油の比重はｄｒｒｉ’当り０．９５ｋｇ、そして粘
性は２４０ｃＳｔ（＝２．４ｃＪ／ｓ）であった。装置
の実際の使用とは異なるが、混合物は装置内へ導入する
直前に撹拌され、油を微細な粒子として水中に均一に分
布した。従って実験に際しては、油はほとんど粗分離室
４内で分離されなかった。実験では、毎時間当り０．５
ｒｒｉ’が装置へ導入された。処理され清浄となった水
には、２〜３ｐｐ＋ｎの残留油分が検出されるのみであ
った。この残留油分は、現在認められる値よりはるかに
少ないものである。他の実験では、コアレッサ一体の層
の高さが０．３５ｍでなお充分な結果が得られた。

第２図は水平配置で円筒状又は長方形断面の装置を示す
。容器１０１は前分離スペース１０４、コアレッサー室
１０２および分離室１１２を有している。混合物はパイ
プ１０５から供給され、前分離スペースから排出管１２
１　によって油は排出される。コアレッサー室１０２は
、第１垂直壁１３０と第２垂直壁１３１と下部穴明き板
１０８と上部穴明き板１０９との間に構成され、前述の
如き種類のコアレッサ一体が収納されている。前分離ス
ペース１０４で前処理された混合物は底部スペース１】
１　からコアレッサー室１０２を通って浮上し、こ＼で
油の粒子が結合して大きな油滴を形成し、分離室１１２
の上部のドーム１２８に集まり、こ＼より排油管１１５
を通って排出される。浄化された水は、スペース１３７
を通り排水管１１７を経てこの装置から排出される。

第３図は、本質的には水平装置でほぼ第２図と一致して
いるが、しかし第２コアレツサー室のある装置を示して
いる。容器２０１は、ドーム２４０おペース２０４と、
第１分離室２１２を持つ第１コアレツサー室２０２と、
オバーフロースペース２４１　と、第２分離スペース２
４３を持つ第２コアレツサー室２４２と、浄化水を排出
する為の排出管２１７を持つ最終スペース２３２とを備
えている。

油を含んだビジル水のタンク２６０から、混合物は吸引
管２６１　を介しポンプ２６２、例えば混合物を乳濁化
しない偏心歯車ポンプで吸引され、吐出管２０５を介し
て前分離スペース２０４え圧送される。

可成りの量の油滴がドーム２４０に集まり、排油管２２
１　によって装置外え搬出される。前処理された混合物
は第１コアレツサー室２０２を通して導かれ１５− る。ニーでは微細な油の粒子の大部分が合流し油滴とな
る。油滴は第１分離室２１２のドーム部２２８え上昇し
、こ＼から排油管２１５および絞り弁２２３を経て排出
される。充分浄化された水は、更に第２コアレツサー室
２４２にゆき、その他の残留油分がコアレッサ一体３の
表面に沈澱し、結合して油滴となる。油滴は第２分離室
を通って浮上し、パイプ２６５、絞り弁２６３を経て排
出される。通常、排油管２１５，２１６から排出される
油量は非常に少ない。それ故、パイプの中の僅かな流れ
をはシ一定に保つために、絞り弁２２３，２６３は、常
時値かな水を吸引して排水するように調整される。上記
の排油管はポンプの吸引管２６１に連結しているパイプ
２６６にて合体している。その結果、分離室２１２，２
４３から出て合流した油は再び前分離スペース２０４に
送られ、こ２で油はきわめて容易に沈澱する。

本発明は、説明した実施例に限定されるものではない。

本発明の範囲内で変形があり得る。例えば分離過程を自
動制御するための装置として追加の遮断弁、逆止弁を設
けることも可能である。更１６− に、加熱装置を装置に設けることも出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦型装置の中央垂直断面
図、第２図は水平配置の装置の中心縦断面図、第３図は
コアレッサー室を二重に持つ水平配置の装置の中心縦断
面図である。 １．１．０，２０１．・・容器 ２、１０２．２０２，２４２・・・コアレッサー室３・
・・コアレッサ一体 ４．１０４，２０４・・・前分離スペース８．１．０８
・・下部穴明き板 ９．１０９・・・上部穴明き板 １０・・・連絡環状スペース １】・・底部スペース １２．１１２，２１２，２４３・・・分離室１５、１１
５．２１５．２６５・・・排油管１７．１．１７，２１
７・・排出管 ２３．２２３，２６３・・・絞り弁 ２６１・・・吸引管　２６２・・ポンプ手続補正書（方
刻 昭和６０年　５月２９日 特許庁長官　志賀　学　殿 １　事件の表示 昭和５９年　特　許　願第２７１６５５号２　発明の名
称 油水混合物の分離方法及び装置 ３　補正をする者 事件との関係　特　許　出願人 住浩ぺ居所〆 キール ４代理人 住　所　東京都港区西新橋２丁目３２番４号　梶工業ビ
ル昭和６０年４　月１０日 発送日　昭和６０年　４月３０日 ６、補正の対象 図面 ７、補正の内容

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）先づ重力分離方式によって油水混合物から粗い油
   成分を除去し、次にこの様に前処理をした混合物を室を
   通して導き、この室内で水中に含まれている油粒子を、
   比較的大きな油滴の処理装置に持来たし、該油滴を水か
   ら分離する油水混合物の分離方法において、前処理をし
   た混合物が、大きな比表面積と比較的大きな自由流動横
   断面とを有する親油性の熱可塑性プラスチックよりなる
   個々のコアレッサ一体の層を５分ないし１５分の処理時
   間で通過し、その場合本および共に流れる油が該層を通
   って上昇し、処理された水が該層の上方で凝集する油か
   ら分離して排出されることを特徴とする方法。
2. （２）上記の前処理された混合物が流速０．０５ｍ／ｍ
   ｊｎ以下でコアレッサー室を通過する事を特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）混合物の供給管が開口し、分離された油の排出口
   が設けられている粗分離スペースと、小さい油粒子が沈
   澱して大きな油滴に合体し水より分離され得る別のスペ
   ースとを備えた容器を有する油水混合物の分離装置に於
   て、コアレッサー室（２゜１０２．２０２，２４２）は
   多数のコアレソサ一体（３）を含み、これらコアレッサ
   一体は水より軽くかつ大きな比表面積を持ち、不期則に
   互いが積まれた場合それらの間およびそれらの中に比較
   的大きな自由流動横断面積を有する親油性の熱可塑性プ
   ラスチック製であり、コアレッサー室（２，１，０２，
   ２０２，’２４２）は収納する多くのコアレッサ一体に
   少くとも必要な容積より大きい容積を持ち、その結果コ
   アレッサ一体は室内で位置を変える事が出来、その上側
   と下側にコアレッサ一体をとどめる穴明き板（８，９，
   １０８゜１０９）を備えており、分離室（１２，１１２
   ，２１２，２４３）は上部穴明き板（９，１０９）の」
   二に配置され、油水混合物を前分離スペース（４、１０
   ４、２０４）から下部穴明き板（８，１，０８）え供給
   するための管路１０が設けられ、合体された油成分の為
   の排油管（］、５，１１５，２１５，２６５）を分離室
   （１２，１，］、２，２１２，２４３）の上部に開口さ
   せ、そして排水管（１７，］、１７．２］７）を上記分
   離室の後方に開口させたことを特徴とする油水分離装置
   。
4. （４）上記コアレッサーが］、　ｒｎ’の容積の中に拘
   束されず、任意に配置される場合総面積が少なくとも３
   ００ｍで、材料容積のみは最高でも容積の２０％であり
   、特に表面積が３５０　ｒｎ’、材料容積が１３％であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の装置
   。
5. （５）　上記コアレッサ一体がコアレッサー室（２゜１
   ｏ２．２０２．２４２）において形成する層の高さが少
   なくとも０．３５ｍ、特に０．５ｍであることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項に記載の装置。
6. （６）　−１１記排油管（１５，１１５，２１６，２６
   ５）に調整可能な絞り弁（２３，２２３，２６３）が設
   けられ、油水混合物が絞り弁後方の排油管内圧力よりも
   高い圧力をもって容器（１，１０１，２０１）内に導入
   されることを特徴とする特許請求の範囲第３項乃至第５
   項の何れかの一つに記載の装置。
7. （７）　上記前分離スペース（４、１０４、２０４）へ
   油水混合物を送る為の装置（２６１，２６２）に排油管
   （１５，２＋、５，２６５）を設けたことを特徴とする
   特許請求の範囲第６項に記載の装置１゜
8. （８）上記容器（１）およびその内部に設けたコアレッ
   サー室（２）と分離室（１２）とが竪型円筒であり、分
   離室（１２）の」一部にある頂部スペースを前分離スペ
   ース（４）として形成し、分離室（Ｉ２）とコアレッサ
   ー室（２）の周囲の環状スペース（１０）が底部スペー
   ス（１１）まで達し、このスペース上にコアレッサー室
   の下部穴明き板（８）があることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項乃至第７項の何れかの一つに記載の装置。
9. （９）第１分離室（２］２）に別のコアレッサー室（２
   ４２）ならびに分離室（２４３）が続き、そこからの浄
   化水が排出管（２］７）に流れることを特徴とする特許
   請求の範囲第３項乃至第７項の何れかの一つに記載の装
   置。