WO2016092643A1 - 油水分離処理システム、油水分離処理方法及びスパイラル型分離膜エレメント - Google Patents
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- B01D—SEPARATION
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- B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
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- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
Definitions
- the present invention relates to an oil / water separation treatment system, an oil / water separation treatment method, and a spiral separation membrane element.
- the treatment apparatus using the water treatment layer separates the oil and turbidity of the oil / water mixture by the particles and discharges the water from which these have been removed (see JP-A-5-154309).
- a spiral separation membrane module is known as a water treatment device for separating and removing oil and turbidity (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-437).
- the above-described conventional treatment apparatus using a water treatment layer can be suitably used for an oil / water mixture in which the size of particles of impurities such as oil is within a certain range.
- the number of treatment layers is one, in the case of an oil / water mixture containing various sizes of turbidity and oil emulsions, it is necessary to repeat the treatment in multiple stages. There is an inevitable increase in the size of the device. Moreover, there are cases where fine oil droplets and the like cannot be sufficiently removed only by this treatment layer.
- the above conventional spiral separation membrane module separates oil etc. by the fine pores of the separation membrane, but when the oil to be separated has a high viscosity or is emulsified, the fine pores are blocked by the oil. It is easy to be done. As a result, after starting the oil / water separation of the oil / water mixture, the pressure loss of the filter is increased due to the clogging of the fine holes, and the processing capacity is lowered in a relatively short time.
- an oil / water separation treatment system an oil / water separation treatment method, and a spiral type separation that can efficiently and efficiently treat an oil / water mixture containing oil droplets and turbidity of various particle sizes.
- An object is to provide a membrane element. These can be suitably used for oil-associated water generated in an oil field or the like, but is not limited to such oil-associated water, but can be widely applied to oil removal purification treatment of wastewater containing oil from a factory or the like.
- An oil / water separation treatment system is an oil / water separation treatment system for separating a water-insoluble oil component from an oil / water mixture, and includes an adsorption tower module and a spiral membrane separation module in this order, and the adsorption tower
- the module has a cylindrical main body installed substantially vertically and a plurality of treatment layers arranged in multiple stages in the main body, and supplies the oil / water mixture from above the main body, and the first from below.
- a treatment liquid is discharged, and the spiral membrane separation module is provided in a substantially cylindrical casing, a liquid collection pipe disposed in a central shaft portion of the casing, and disposed in the casing.
- One or a plurality of separation membranes having a three-side seal bag shape in which an opening is communicated with a pipe and wound in a spiral shape, and one or a plurality of permeate flow path materials accommodated in the one or more separation membranes; 1 or above One or a plurality of undiluted solution flow path members stacked between a plurality of separation membranes, supplying the first processing liquid from the end of the casing and discharging the second processing liquid from the end of the liquid collecting pipe To do.
- An oil-water separation treatment method is an oil-water separation treatment method for separating a water-insoluble oil component from an oil-water mixture, and a cylindrical main body installed substantially vertically, Using an adsorption tower module having a plurality of treatment layers arranged in multiple stages, supplying an oil / water mixture from above the main body, and discharging the first treatment liquid from below, a substantially cylindrical casing, A liquid collecting pipe disposed in the central axis portion of the casing, and one or a plurality of separations in a three-side seal bag shape disposed in the casing, having an opening communicating with the liquid collecting pipe and wound in a spiral shape Spiral having a membrane, one or more permeate flow path materials housed in the one or more separation membranes, and one or more stock solution flow path materials stacked between the one or more separation membranes Using the mold membrane separation module, Of the first treatment liquid is supplied from an end portion, an oil-water separation processing method comprising the steps in this order to discharge the second treatment liquid from
- a spiral separation membrane element includes a liquid collection tube, and one or a plurality of separation membranes in the form of a three-sided seal bag having an opening communicating with the liquid collection tube and wound in a spiral shape.
- a spiral type separation having one or more permeate flow path materials housed in the one or more separation membranes and one or more stock solution flow path materials stacked between the one or more separation membranes It is a membrane element,
- the said separation membrane is a nonwoven fabric, The average diameter of the fiber which this nonwoven fabric has is 1 micrometer or less.
- the oil / water separation treatment system, the oil / water separation treatment method, and the spiral separation membrane element according to an aspect of the present invention can efficiently and efficiently treat an oil / water mixture containing oil droplets and turbidity of various particle sizes. . Therefore, the oil / water separation treatment system, the oil / water separation treatment method, and the spiral separation membrane element according to one embodiment of the present invention can separate a large amount of an oil / water mixture containing various turbid substances in addition to oil.
- FIG. 1 is a schematic conceptual diagram showing an oil-water separation treatment system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic end view showing the adsorption tower module of FIG.
- FIG. 3 is a schematic end view showing a part of an adsorption tower module of an embodiment different from the embodiment of FIG.
- FIG. 4 is a schematic end view showing a part of an adsorption tower module of an embodiment different from the embodiment of FIGS. 2 and 3.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the spiral separation membrane module of FIG.
- FIG. 6 is a schematic perspective view showing the membrane element of the spiral separation membrane module of FIG.
- FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the membrane element shown in FIG. 6 in a developed state.
- FIG. 1 is a schematic conceptual diagram showing an oil-water separation treatment system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic end view showing the adsorption tower module of FIG.
- FIG. 3 is a schematic end
- FIG. 8 is a schematic perspective view showing a separation membrane of the membrane element of FIG.
- FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the main part of the membrane element of FIG.
- FIG. 10 is a schematic plan view showing a part of the stock solution flow path material (mesh spacer) of the membrane element of FIG.
- FIG. 11 is a schematic cross-sectional view taken along line X1-X1 of FIG.
- FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a part of a stock solution flow path material (mesh spacer) of a conventional membrane element.
- An oil-water separation treatment system is an oil-water separation treatment system that separates a water-insoluble oil component from an oil-water mixture, and includes an adsorption tower module and a spiral membrane separation module in this order, and the adsorption tower
- the module has a cylindrical main body installed substantially vertically and a plurality of treatment layers arranged in multiple stages in the main body, and supplies the oil / water mixture from above the main body, and the first from below.
- a treatment liquid is discharged, and the spiral membrane separation module is provided in a substantially cylindrical casing, a liquid collection pipe disposed in a central shaft portion of the casing, and disposed in the casing.
- One or a plurality of separation membranes having a three-side seal bag shape in which an opening is communicated with a pipe and wound in a spiral shape, and one or a plurality of permeate flow path materials accommodated in the one or more separation membranes; 1 or above One or a plurality of undiluted solution flow path members stacked between a plurality of separation membranes, supplying the first processing liquid from the end of the casing and discharging the second processing liquid from the end of the liquid collecting pipe
- This is an oil-water separation treatment system.
- substantially vertically means that the central axis of the cylindrical main body of the adsorption tower module is installed so as to coincide with the vertical direction with respect to the installation surface, or It means to be installed at an angle within 10 ° from the vertical direction.
- substantially cylindrical refers to a cylindrical shape or a shape similar to a cylinder (for example, an elliptical cylindrical shape, a shape obtained by adding irregularities to a cylindrical shape or a cylindrical shape, a shape in which cylinders having different diameters are combined, This means that the shape is a combination of elliptic cylinders, a shape in which the flange protrudes, and the like.
- the oil / water separation treatment system includes an adsorption tower module having a plurality of treatment layers arranged in multiple stages in the supply direction of the oil / water mixture, the oil / water mixture containing oil and various turbid substances can be efficiently and stepwise. In particular, relatively large oil and turbidity can be effectively removed.
- this adsorption tower module includes a plurality of treatment layers, the apparatus can be miniaturized.
- the said oil-water separation processing system is equipped with the spiral-type separation membrane module which further processes the 1st process liquid discharged
- the adsorption tower module includes, in order from the upstream side, a first treatment layer that encloses a plurality of first particles, a first partition plate that prevents the first particles from descending, and a plurality of smaller average diameters than the first particles. It is preferable to include a second treatment layer that encloses the second particles and a second partition plate that prevents the second particles from descending, and to provide a space above the second treatment layer in a steady state.
- the oil-water separation treatment system can further reduce the size of the device.
- the adsorption tower module has a space portion above the second treatment layer in a steady state, the purification treatment capacity can be improved by retaining the oil droplets and turbidity floating and separated in this space portion.
- oil droplets and turbidity retained in the space by backwashing can be easily and reliably discharged out of the main body.
- the second particles encapsulated in the second treatment layer during backwashing rise in the space, oil droplets and turbidity trapped between the second particles can be effectively discharged.
- the said oil-water separation processing system can reduce the backwashing time and the amount of backwashing water of an adsorption tower module, and can exhibit high water treatment efficiency by extension. Furthermore, since the adsorption tower module has the first partition plate that prevents the first particles from falling, the first particles are prevented from flowing from the first treatment layer to the second treatment layer in the steady state and the backwash state. Can do.
- the average diameter of the first particles is preferably from 100 ⁇ m to 500 ⁇ m, and the average diameter of the second particles is preferably from 10 ⁇ m to 300 ⁇ m.
- the “average particle diameter” refers to the number of particles on the sieve and the mesh size of each sieve by using the sieves defined in JI-Z8801-1 (2006) and applying the particles in order from the sieve with the largest openings. It is a value calculated from
- the separation membrane is preferably a nonwoven fabric formed of organic fibers, and the average diameter of the organic fibers is preferably 1 ⁇ m or less.
- the separation membrane unlike conventional oil-water separation membranes, oil and water can be efficiently separated by adsorption of oil to organic fibers. Therefore, it is not necessary to make the pores formed between the fibers finer, and the pore diameter can be increased, so that the pores can be prevented from being blocked by the high viscosity oil.
- the oil / water separation treatment system can prevent an increase in the amount of oil / water separation treatment by suppressing an increase in pressure loss in the spiral separation membrane module.
- the said oil-water separation processing system can exhibit a higher water treatment capacity.
- the average diameter of the organic fibers not more than the above lower limit, the surface area ratio with respect to the volume of the fibers can be increased, so that the oil adsorption capacity of the separation membrane is further increased while maintaining the pore size and porosity of the nonwoven fabric. Can be improved.
- the average diameter of an organic fiber means the average value of the fiber diameter measured about 100 fibers using the scanning electron microscope.
- the undiluted flow path material has a plurality of first constituent yarns and a plurality of second constituent yarns intersecting with the first constituent yarns, and these are integrated at a plurality of intersecting portions.
- the average minimum diameter of the linear portions located between the intersecting portions in the first constituent yarn is smaller than the average maximum thickness of the intersecting portions, and the axial core of the linear portion of the first constituent yarn is The amount of deviation in the thickness direction with respect to the center in the thickness direction of the intersecting portion may be less than or equal to half of the difference between the average maximum thickness of the intersecting portion and the average minimum diameter of the linear portion.
- the “average maximum thickness of intersection points” is an average value of the maximum dimensions in the thickness direction at a plurality of arbitrarily selected intersection points, and is an average value of 10 points.
- the “average minimum diameter of the linear portion” is a value obtained by measuring the minimum diameter in the thickness direction of a portion located between two intersection portions adjacent to each other in the axial direction of each constituent yarn at a plurality of arbitrarily selected portions. The average value of 10 points.
- the “first constituent yarn” and the “second constituent yarn” are “first constituent yarn” that has a smaller average minimum diameter of the linear portions of these constituent yarns, and “second constituent yarn” that has a larger average minimum diameter. Is defined as When the average minimum diameters of the two constituent yarns are the same, the “first constituent yarn” and the “second constituent yarn” are arbitrarily defined.
- the oil / water mixture is preferably oil-associated water.
- the oil content contained in the oil-associated water generated at the oil mining site or the like is about 2000 ppm or less, and the oil-water separation treatment system can be particularly suitably used for such oil-associated water separation application.
- the oil / water separation treatment system includes an adsorption tower unit having one or more adsorption tower modules, a membrane separation unit having a plurality of spiral membrane separation modules connected in series or in parallel, the adsorption tower module, and a spiral. It is good to provide the control unit which backwashes a type separation membrane module. By providing such a unit group, the processing capacity of the oil-water separation processing system can be easily and reliably maintained.
- the oil / water separation treatment system may further include a moving body on which the adsorption tower unit, the membrane separation unit, and the control unit are placed.
- a moving body By providing such a moving body, the oil-water separation treatment system can be easily conveyed to an oil field or the like, and the cost of conveyance and installation of the oil-water separation treatment system can be reduced.
- the oil / water separation treatment system may further include a separator for separating the oil / water mixture from the mining fluid.
- a separator for separating the oil / water mixture from the mining fluid.
- An oil-water separation treatment method is an oil-water separation treatment method for separating a water-insoluble oil component from an oil-water mixture, and a cylindrical main body installed substantially vertically, Using an adsorption tower module having a plurality of treatment layers arranged in multiple stages, supplying an oil / water mixture from above the main body, and discharging the first treatment liquid from below, a substantially cylindrical casing, A liquid collecting pipe disposed in the central axis portion of the casing, and one or a plurality of separations in a three-side seal bag shape disposed in the casing, having an opening communicating with the liquid collecting pipe and wound in a spiral shape Spiral having a membrane, one or more permeate flow path materials housed in the one or more separation membranes, and one or more stock solution flow path materials stacked between the one or more separation membranes Using the membrane separation module, Supplying a first processing liquid from the end of the grayed, including oil-water separation method and a step of discharging the second processing liquid
- the oil-water separation treatment method includes a step of discharging the first treatment liquid with an adsorption tower module having a plurality of treatment layers arranged in multiple stages in the supply direction of the oil-water mixture, it contains oil and various turbid substances.
- the oil / water mixture can be efficiently processed step by step.
- the said oil-water separation processing method processes the 1st process liquid discharged
- the processing speed of the oil / water mixture in the adsorption tower module is preferably 200 m 3 / m 2 ⁇ day or more.
- the oil / water separation treatment method can be suitably used in facilities such as oil fields where the oil / water mixture is generated in large quantities.
- the spiral separation membrane element includes a liquid collection tube, and one or a plurality of separation membranes in the form of a three-side seal bag having an opening communicating with the liquid collection tube and wound in a spiral shape.
- a spiral type separation having one or more permeate flow path materials housed in the one or more separation membranes and one or more stock solution flow path materials stacked between the one or more separation membranes It is a membrane element,
- the said separation membrane is a nonwoven fabric,
- the spiral type separation membrane element whose average diameter of the fiber which this nonwoven fabric has is 1 micrometer or less is included.
- the spiral separation membrane element can separate oil and water efficiently by adsorption of oil to organic fibers, unlike conventional oil-water separation membranes. Therefore, it is not necessary to make the pores formed between the fibers finer, and the pore diameter can be increased, so that the pores can be prevented from being blocked by the high viscosity oil. As a result, the spiral separation membrane element can suppress an increase in pressure loss in the spiral separation membrane module and prevent a reduction in the amount of oil / water separation treatment. Thereby, the spiral separation membrane module using the spiral separation membrane element can exhibit high water treatment capacity.
- the surface area ratio with respect to the volume of the fibers can be increased, so that the oil adsorption capacity of the separation membrane is further increased while maintaining the pore size and porosity of the nonwoven fabric. Can be improved.
- the oil / water separation treatment system shown in FIG. 1 mainly includes a separator 201, an adsorption tower module 1, and a plurality of spiral membrane separation modules 101 in this order.
- the oil-water separation treatment system can suitably separate a water-insoluble oil from oil-associated water containing oil and turbidity.
- This turbidity includes, for example, particles such as sand, silica and calcium carbonate, iron powder, microorganisms, and wood chips.
- the adsorption tower module 1 includes a cylindrical main body 2 disposed in a substantially vertical direction, and a plurality of treatment layers disposed in the main body 2.
- the plurality of treatment layers in order from the upstream side, a first treatment layer 3 enclosing a plurality of first particles 3a and a second treatment enclosing a plurality of second particles 4a having an average diameter smaller than that of the first particles 3a. It consists of the layer 4 and the 3rd process layer 5 which encloses the adsorbent which adsorb
- the adsorption tower module 1 is disposed between the first treatment layer 3 and the second treatment layer 4 to prevent the first particles 3a from dropping, the second treatment layer 4 and the second treatment layer 4.
- a second partition plate 7 disposed between the third treatment layer 5 and preventing the second particles 4a from descending; and a third partition plate disposed downstream of the third treatment layer 5 to prevent the adsorbent from descending.
- a partition plate 8 disposed downstream of the third treatment layer 5 to prevent the adsorbent from descending.
- the adsorption tower module 1 includes a first space portion 9 and a second space portion 10 above the first treatment layer 3 and the second treatment layer 4 in a steady state, respectively, and a header portion below the third treatment layer 5. 11 is provided.
- the adsorption tower module 1 purifies the accompanying water X supplied from above by the plurality of treatment layers disposed in the main body 2 and collects the first treatment liquid Y from below.
- the adsorption tower module 1 includes a backwash water supply unit (not shown) for supplying backwash water from below the main body 2 and a backwash water collection unit (not shown) for collecting backwash water from above the main body 2. And a jet water flow generator (not shown) for injecting backwash water into the second space 10 from the side.
- the main body 2 is a cylindrical body, and is arranged so that its central axis substantially coincides with the vertical direction. Further, the main body 2 is connected to the top surface part, connected to the supply pipe 12 for supplying the accompanying water X, connected to the bottom surface part, to the recovery pipe 13 for collecting the first treatment liquid Y, and connected to the upper side of the side part. It has a discharge pipe 14 through which the backwash water B is discharged during washing, and a jet water flow supply pipe 15 that is connected to a side surface of the second space 10 described later and supplies the jet water flow A.
- the central axis substantially coincides with the vertical direction means that the central axis coincides with the vertical direction with respect to the installation surface, or is inclined within a range of 10 ° from the vertical direction with respect to the installation surface. It means being.
- the recovery pipe 13 is a pipe that recovers the first treatment liquid Y and is connected to a backwash water supply unit described later, and supplies backwash water into the main body 2 in the backwash state.
- the discharge pipe 14 is a pipe that is connected to a backwash water recovery unit described later and discharges backwash water from the inside of the main body 2.
- the jet water flow supply pipe 15 is a pipe that is connected to a jet water flow generation section described later and supplies the jet water flow A into the main body 2 in the backwash state.
- the discharge pipe 14 and the jet water flow supply pipe 15 are provided with opening / closing means (not shown) such as a valve so that the water to be treated does not flow into the discharge pipe 14 side and the jet water flow supply pipe 15 side in a steady state.
- the material of the main body 2 is not particularly limited, and a metal, a synthetic resin, or the like can be used.
- a metal, a synthetic resin, or the like can be used.
- stainless steel or acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin) is preferable from the viewpoint of strength, heat resistance, chemical resistance, and the like.
- the planar shape (bottom surface shape) of the main body 2 is not particularly limited and may be a circle, a rectangle, or the like, but a circle is preferable. By making the planar shape of the main body 2 circular, corners inside the main body 2 can be eliminated, and particles and the like can be prevented from clogging the corners. Further, there is a merit that the strength design of the main body 2 is easy.
- the size of the main body 2 can be designed as appropriate according to the amount of accompanying water.
- the diameter of the main body 2 can be set to 0.5 m or more and 5 m or less, for example.
- the height of the main body 2 can be set to 0.5 m or more and 10 m or less, for example.
- the first treatment layer 3 is disposed on the most upstream side inside the main body 2, and a plurality of first particles 3 a are enclosed in the first treatment layer 3.
- the plurality of first particles 3a are prevented from falling by a first partition plate 6 described later, and are deposited on the upper surface side of the first partition plate 6 to form a layer.
- the first treatment layer 3 mainly removes oil droplets and turbid particles having a relatively large particle size contained in the accompanying water.
- known filtration particles can be used, for example, particles mainly composed of sand, polymer compounds, natural materials, etc. having a relatively large particle diameter.
- sand anthracite, garnet, manganese sand etc. can be mentioned, for example, These can be used 1 type or in mixture of 2 or more types.
- the polymer compound examples include vinyl resin, polyolefin resin, polyurethane resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, melamine resin, and polycarbonate resin.
- vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, and acrylic resins that are excellent in water resistance and oil resistance are preferable, and polyolefin resins that are excellent in adsorptivity are more preferable.
- polyolefin resins a polypropylene resin excellent in oil adsorption ability is particularly preferable.
- natural materials those having a particle size adjusted by sieving can be used, and examples thereof include natural fibers such as walnut shells, sawdust and hemp.
- the first particles 3a it is preferable to use particles having the above-described polymer compound as a main component.
- the cost and weight of the adsorption tower module 1 can be reduced by using the particle
- grains 3a can be made small, the stirring effect at the time of backwashing can be heightened.
- the lower limit of the average diameter of the first particles 3a is preferably 100 ⁇ m, more preferably 150 ⁇ m, and even more preferably 200 ⁇ m.
- the average diameter of the first particles 3a is less than the above lower limit, the density of the particles enclosed in the first treatment layer 3 increases, and the pressure loss of the adsorption tower module 1 may increase, and the cost and weight of the adsorption tower module 1 may increase. May increase.
- the upper limit of the average diameter of the first particles 3a is preferably 500 ⁇ m, more preferably 400 ⁇ m, and even more preferably 300 ⁇ m. When the average diameter of the first particles 3a exceeds the above upper limit, the removal performance of oil droplets and turbid particles having a relatively large particle diameter may be insufficient.
- the lower limit of the uniformity coefficient of the first particles 3a is preferably 1.1, and more preferably 1.3.
- the uniformity coefficient of the first particles 3a is less than the above lower limit, the variation in the particles becomes small, and the particles may not be densely deposited.
- the upper limit of the uniformity coefficient of the first particles 3a is preferably 1.8, and more preferably 1.6.
- grains 3a exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the separation ability of an oil drop or a turbidity may become non-uniform
- the uniformity coefficient is defined as D60 when the sieve aperture (particle size) through which 60% of the particles have passed by mass is D60 and D10 when the sieve aperture (particle size) through which 10% of the particles have passed by mass is passed through. , D60 / D10.
- the plurality of first particles 3a are deposited on the upper surface of the first partition plate 6 described later in a steady state (during the treatment of accompanying water).
- the average thickness of the deposited layer of the plurality of first particles 3a in the steady state is not particularly limited, but is preferably equal to or less than the average height of the first space portion 9 described later in order to enhance the stirring effect during backwashing.
- the average thickness of the deposited layer of the plurality of first particles 3a in the steady state can be, for example, 10 cm or more and 1 m or less.
- the first partition plate 6 is a plate that is disposed between the first treatment layer 3 and the second treatment layer 4 and prevents the first particles 3a from dropping. That is, the 1st partition plate 6 has the structure which can distribute
- the material of the first partition plate 6 is not particularly limited, and metal, synthetic resin, or the like can be used.
- metal it is preferable to use stainless steel (especially SUS316L) from the viewpoint of corrosion protection.
- synthetic resin it is preferable to use a support material such as a reinforcing wire in combination so that the mesh opening does not change depending on the water pressure or the weight of the particles.
- the nominal mesh opening of the first partition plate 6 is designed to be equal to or smaller than the minimum diameter of the plurality of first particles 3a (the maximum opening of the sieve through which the first particles 3a do not pass).
- the nominal mesh opening of the mesh of the first partition plate 6 is preferably smaller than the minimum diameter of the second particles 4a so that the second particles 4a described later do not enter the first treatment layer 3 during backwashing.
- the minimum diameter of the second particle 4a is very small, the nominal mesh opening becomes even smaller and the differential pressure becomes higher. Therefore, it is preferable that the nominal mesh opening of the mesh of the first partition plate 6 is not more than a value obtained by subtracting the standard deviation of the particle diameter of the second particles 4a from the average diameter of the second particles 4a.
- the upper limit of the mesh opening of the mesh of the first partition plate 6 is preferably 100 ⁇ m, and more preferably 80 ⁇ m or less.
- the said nominal opening exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the 1st particle
- the lower limit of the nominal opening is preferably 10 ⁇ m, and more preferably 40 ⁇ m. When the nominal opening is less than the lower limit, the pressure loss of the adsorption tower module 1 may increase.
- the first space portion 9 is a space that is formed above the first processing layer 3 in a steady state and is provided between the first processing layer 3 and the top surface of the main body 2. Part of the oil and turbid particles separated in the first treatment layer 3 stays (floating and separates) in the first space 9 and is discharged together with the backwash water B from the discharge pipe 14 during backwashing. Moreover, the 1st process layer 3 can be backwashed effectively by the 1st particle
- the discharge pipe 14 is connected to the side of the first space 9.
- the mesh which has a nominal opening of the same grade as the 1st partition plate 6 in the connection part (opening part) with the 1st space part 9 of the discharge pipe 14 so that the 1st particle
- the average height of the first space portion 9 in the steady state is not particularly limited, but is preferably equal to or greater than the average thickness of the deposited layers of the plurality of first particles 3a in order to enhance the stirring effect during backwashing. Moreover, as average height of the 1st space part 9 in a steady state, it can be 10 cm or more and 2 m or less, for example.
- the lower limit of the average height of the first space portion 9 in the steady state is preferably 1 times the average thickness of the deposited layer of the plurality of first particles 3a, and more preferably 2 times.
- the upper limit of the average height is preferably 10 times the average thickness of the deposited layer of the plurality of first particles 3a.
- the second treatment layer 4 is disposed on the downstream side of the first treatment layer 3, and the second treatment layer 4 contains a plurality of second particles 4a.
- the plurality of second particles 4a are prevented from falling by a second partition plate 7 described later, and are deposited on the upper surface side of the second partition plate 7 to form a layer.
- the second treatment layer 4 mainly removes fine oil droplets and turbidity contained in the accompanying water.
- filtration particles can be used, for example, particles having a relatively small particle diameter, such as sand or a polymer compound as the main component.
- the sand include diatomaceous earth.
- the polymer compound include vinyl resin, polyolefin resin, polyurethane resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, melamine resin, and polycarbonate resin.
- vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, and acrylic resins that are excellent in water resistance and oil resistance are preferable, and polyolefin resins that are excellent in adsorptivity are more preferable.
- a polypropylene resin excellent in oil adsorption ability is particularly preferable.
- a polymer compound it is preferable to use irregularly pulverized particles. By using irregularly pulverized particles, the particles can be densely deposited, the filtration efficiency can be improved, and the floating of the particles in a steady state can be prevented.
- the second particles 4a it is preferable to use particles mainly composed of the above-described polymer compound.
- the cost and weight of the adsorption tower module 1 can be reduced by using the particle
- grains 4a can be made small, the stirring effect at the time of backwashing can be improved.
- the average diameter of the second particles 4a is smaller than the average diameter of the first particles 3a.
- the average diameter of the 2nd particle 4a 10 micrometers is preferred, 20 micrometers is more preferred, and 30 micrometers is still more preferred.
- the upper limit of the average diameter of the second particles 4a is preferably 300 ⁇ m, more preferably 150 ⁇ m, and even more preferably 100 ⁇ m.
- the plurality of second particles 4a are deposited on the upper surface of the second partition plate 7 to be described later in a steady state (during treatment of accompanying water).
- the average thickness of the deposited layer of the plurality of second particles 4a in the steady state is not particularly limited, but is preferably equal to or less than the average height of the second space portion 10 described later in order to enhance the stirring effect during backwashing.
- the average thickness of the deposited layer of the plurality of second particles 4a in the steady state can be set to, for example, 1 cm or more and 50 cm or less.
- the second partition plate 7 is a plate that is disposed between the second treatment layer 4 and the third treatment layer 5 and prevents the second particles 4a from dropping. That is, like the first partition plate 6, the second partition plate 7 has a configuration that allows liquid to flow without passing through the second particles 4a. Specifically, the second partition plate 7 has a mesh (net) structure. is doing.
- the material of the second partition plate 7 can be the same as that of the first partition plate 6.
- the second space 10 is a space that is formed above the second treatment layer 4 in a steady state and is provided between the second treatment layer 4 and the first partition plate 6. Part of the oil and turbid particles separated in the second treatment layer 4 stays (floating and separates) in the second space 10 and passes through the first treatment layer 3 in the direction opposite to the steady state during backwashing. Then, it is discharged from the discharge pipe 14 together with the backwash water B via the first space 9. Moreover, the 2nd process layer 4 can be backwashed effectively by the 2nd particle
- the effect of improving the removal effect at the time of backwashing is also show
- the jet water flow supply pipe 15 is connected to the side of the second space 10. It should be noted that the nominal size of the second partition plate 7 is approximately equal to that of the second partition plate 7 so that the second particles 4a do not flow into the jet water flow supply pipe 15 side at the connection portion (opening) of the jet water flow supply pipe 15 to the second space 10. It is preferable to provide a mesh member having an opening.
- the average height of the second space 10 in a steady state is not particularly limited, but is preferably equal to or greater than the average thickness of the deposited layers of the plurality of second particles 4a in order to enhance the stirring effect during backwashing.
- average height of the 2nd space part 10 in a steady state it can be 2 cm or more and 1 m or less, for example.
- the average height of the 2nd space part 10 in a steady state 0.3 times the average thickness of the deposition layer of the said several 2nd particle
- the upper limit of the average height is preferably 10 times the average thickness of the deposited layer of the plurality of second particles 4a. When the said average height exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the height of the adsorption tower module 1 may become large unnecessarily.
- the upper limit of the distance from the surface of the plurality of second particles 4a to the center of the opening of the main body 2 of the jet water flow supply pipe 15 is 0.8 times the average height of the second space 10 in the steady state. Preferably, 0.6 times is more preferable.
- the lower limit of the distance is preferably 0.2 times the average height of the second space 10 and more preferably 0.3 times.
- the third treatment layer 5 is disposed on the downstream side of the second treatment layer 4, and the third treatment layer 5 is filled with an adsorbent that adsorbs oil.
- the adsorbent is prevented from falling by a third partition plate 8 described later, and is filled between the third partition plate 8 and the second partition plate 7 to form a layer.
- the third treatment layer 5 mainly absorbs and removes finer oil droplets that could not be removed by the first treatment layer 3 and the second treatment layer 4.
- adsorbent known adsorbents for oil can be used, and examples thereof include porous ceramics, nonwoven fabrics, woven fabrics, fibers, activated carbon and the like.
- a nonwoven fabric formed of a plurality of organic fibers is preferable.
- the nonwoven fabric formed of the plurality of organic fibers separates oil and water by adsorbing oil with organic fibers. Therefore, this non-woven fabric can increase the pore size without the need to refine the pores formed between the fibers, so that the pores are not blocked by the high viscosity oil and the increase in pressure loss is suppressed. can do.
- the heat resistance and chemical resistance of the nonwoven fabric can be improved.
- the fluororesins polytetrafluoroethylene resin having particularly excellent heat resistance is preferable.
- the oil component adsorption capacity of a nonwoven fabric can be improved by using the organic fiber which has polyolefin resin as a main component.
- the polyolefin resins a polypropylene resin excellent in oil adsorption ability is particularly preferable.
- the organic fiber forming material may be appropriately mixed with other polymers, additives such as lubricants, and the like.
- the upper limit of the average diameter of the organic fiber is preferably 1 ⁇ m, more preferably 0.9 ⁇ m, and more preferably 0.1 ⁇ m.
- the average diameter of the organic fibers exceeds the above upper limit, the surface area per unit volume of the organic fibers becomes small, so that it is necessary to increase the fiber density in order to ensure a certain oil adsorption capacity.
- the pore diameter and porosity of the non-woven fabric become small, and blockage with oil tends to occur.
- the average diameter of the organic fibers should be less than the above upper limit.
- the lower limit of the average diameter of the organic fibers is preferably 10 nm.
- the average diameter of the organic fibers is less than the above lower limit, it may be difficult to form the nonwoven fabric, or the strength of the nonwoven fabric may be insufficient.
- the lower limit of the porosity of the nonwoven fabric is preferably 80%, more preferably 85%, and even more preferably 88%.
- the porosity of a nonwoven fabric is less than the said minimum, there exists a possibility that the passage amount (processing amount) of a to-be-processed liquid may fall, or the void
- the upper limit of the porosity of the nonwoven fabric is preferably 99%, more preferably 95%. When the porosity of a nonwoven fabric exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the intensity
- the lower limit of the average pore diameter of the nonwoven fabric is preferably 1 ⁇ m, more preferably 2 ⁇ m, and even more preferably 5 ⁇ m.
- the passing amount (processing amount) of the liquid to be treated may be reduced, or the pores of the nonwoven fabric may be easily blocked by oil.
- the upper limit of the average pore diameter of the nonwoven fabric is preferably 20 ⁇ m, more preferably 8 ⁇ m.
- the method for producing the nonwoven fabric is not particularly limited, and a known method for producing a nonwoven fabric can be used.
- a fleece manufactured by a dry method, a wet method, a spun bond method, a melt blow method, a spun lace method, a thermal bond method, a needle punch method, a chemical bond method, a stitch bond method, a needle punch method examples thereof include a method of bonding by an air-through method, a point bond method, or the like, or a method of forming a web by jetting a fiber body having adhesiveness by melt blow at a high speed.
- these bonding methods a web forming method by melt blow that can form a nonwoven fabric having a small fiber diameter relatively easily is preferable.
- the third treatment layer 5 can also be formed by filling a plurality of fibers in the main body 2.
- this fiber it is preferable to use a long fiber having an average diameter of 1 ⁇ m or less.
- the average thickness of the third treatment layer 5 can be appropriately designed depending on the type of the adsorbent, and can be, for example, 1 cm or more and 1 m or less.
- the third partition plate 8 is a plate that is disposed on the downstream side of the third treatment layer 5 and prevents the adsorbent from descending. That is, the third partition plate 8 has a configuration that allows the liquid to flow without passing through the adsorbent, and specifically has a mesh (net) structure.
- the material of the third partition plate 8 can be the same as that of the first partition plate 6.
- the nominal mesh opening of the mesh of the third partition plate 8 may be of a size that can prevent the adsorbent from dropping (outflowing), and can be appropriately designed depending on the type of adsorbent.
- the header portion 11 is a space formed below the third processing layer 5, that is, between the third partition plate 8 and the bottom surface of the main body 2.
- a recovery pipe 13 that recovers the first processing liquid Y is connected to the lower portion of the header portion 11, and the first processing liquid Y that has passed through the first processing layer 3, the second processing layer 4, and the third processing layer 5 After being collected by the header section 11, it is discharged to a spiral separation membrane module 101 described later.
- the backwash water supply unit (not shown) supplies backwash water from the lower side to the upper side of the adsorption tower module 1 through the recovery pipe 13.
- the backwash water supply unit supplies backwash water by, for example, pumping the first treatment liquid Y or the like with a pump.
- the plurality of first particles 3a and the second particles 4a are swung up and stirred to separate oil droplets, turbidity, and the like trapped between the particles. It flows above the adsorption tower module 1.
- the oil droplets and turbidity that have flowed upward are collected together with the backwash water B through the discharge pipe 14 in a backwash water collection section described later.
- a separate discharge pipe is provided in the vicinity of the jet water flow supply pipe 15 of the second treatment layer 4 in addition to the discharge pipe 14. Recovery may be performed.
- the jet water flow generation unit injects the jet water flow A (backwash water) toward the second space 10 through the jet water flow supply pipe 15.
- the jet water flow generation unit injects the jet water flow A toward the second space unit 10.
- a bubbling jet device or an eductor can be used as the jet water flow generator.
- the bubbling jet device is a device for injecting jet water by providing a bubbling jet nozzle in the jet water flow supply pipe 15 and supplying gas and backwash water to the bubbling jet nozzle.
- air can be used as the gas, and the outside air of the adsorption tower module 1 can be sucked and used.
- the volume of the gas is preferably 2 to 5 times the volume of the backwash water.
- the water supply pressure of backwash water is preferably 0.2 MPa or more
- the jet water flux at the outlet of the bubbling jet nozzle is preferably 20 m / d or more.
- the jet water stream A generated by the jet water stream generator is jetted from the side from the jet water stream supply pipe 15 into the second space 10.
- the second particles 4a are further stirred by the jet water flow A from the side, and the captured oil droplets, turbidity, etc. It can be separated and removed more reliably.
- the backwash water collection unit (not shown) collects the backwash water B including oil droplets and turbidity via the discharge pipe 14.
- the recovered backwash water can be supplied again as the accompanying water X to the adsorption tower module 1, for example.
- the adsorption tower module 1 can separate oil droplets and turbidity having a relatively large particle diameter in the first treatment layer 3, and can then separate oil droplets and fine turbidity that have been emulsified in the second treatment layer 4. . Therefore, the adsorption tower module 1 can treat the accompanying water containing oil and various turbidity without combining a plurality of adsorption tower modules, and particularly effectively remove relatively large oil and turbidity. Can do. In addition, since the adsorption tower module 1 includes a plurality of treatment layers, the apparatus can be downsized.
- the adsorption tower module 1 since the adsorption tower module 1 includes the first space portion 9 and the second space portion 10 above the first treatment layer 3 and the second treatment layer 4 in a steady state, the oil floated and separated in these space portions. By maintaining the droplets and turbidity, it is possible to improve the purification treatment capacity, and in addition, the oil droplets and turbidity held in the space by backwashing can be easily and reliably discharged out of the main body 2. Further, since the particles encapsulated in the first treatment layer 3 and the second treatment layer 4 rise in the space during backwashing, oil droplets and turbid particles captured between the particles are effectively discharged. be able to. Thereby, the adsorption tower module 1 can reduce the backwashing time and the amount of backwashing water, and can exhibit high water treatment efficiency by extension.
- the adsorption tower module 1 has the 1st partition plate 6 and the 2nd partition plate 7 which prevent the fall of the 1st particle
- the adsorption tower module 1 includes the third treatment layer 5 that encloses the adsorbent that adsorbs oil, finer oil droplets that have passed through the second treatment layer 4 can be further separated, and high oil content separation is achieved. Have the ability.
- the adsorption tower module 1 includes a backwash water supply unit and a jet water flow generation unit that supply backwash water from the lower side and the side of the main body 2, and a backwash water recovery that collects the backwash water from the upper side of the main body 2. Therefore, the particles enclosed by the first treatment layer 3 and the second treatment layer 4 can be agitated to effectively discharge oil droplets, turbidity, and the like. Moreover, the 1st process layer 3 and the 2nd process layer 4 can be backwashed simultaneously by the said backwash water supply part.
- the plurality of spiral separation membrane modules 101 included in the oil / water separation processing system includes a substantially cylindrical casing 102 and a liquid collection pipe 106 disposed in a central axis portion of the casing 102.
- a plurality of permeate channel members 141 and a plurality of raw solution channel members 105 stacked between the plurality of separation membranes 140.
- the plurality of spiral separation membrane modules 101 may be connected in series as shown in FIG. 1 or may be connected in parallel, and can be appropriately designed in accordance with required processing capability.
- the liquid collection tube 106, the separation membrane 140, the permeate flow path material 141, and the stock solution flow path material 105 of the spiral separation membrane module 101 constitute a membrane element (spiral separation membrane element) 103.
- the casing 102 includes a cylindrical body 120 having both ends opened, and closing members 121 and 122 that close the opening of the cylindrical body 120.
- the diameter and length of the cylindrical body 120 are not particularly limited as long as the membrane element 103 can be appropriately accommodated, and may be appropriately selected according to the application.
- the cylindrical body 120 is preferably formed of a material having high pressure resistance.
- highly pressure-resistant materials include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, ABS resins, polyvinyl chloride, polycarbonate, acrylic resins, polysulfones, polyacetals, polyimides, modified polyphenylene oxides, fluorine resins such as polytetrafluoroethylene, etc.
- examples thereof include resin materials, fiber reinforced plastics, metal materials such as stainless steel, brass, copper, and iron, and ceramic materials.
- the closing member 121 has a header portion 123 and a stock solution port 124.
- the header portion 123 is formed by an end plate 121A and a side wall 121B.
- the inside of the stock solution port 124 communicates with the header portion 123.
- the closing member 122 has a header portion 125 and a concentrate port 126.
- the header part 125 is formed by an end plate 122A and a side wall 122B.
- the inside of the concentrate port 126 communicates with the header portion 125. Examples of the material of these closing members 121 and 122 include the same materials as those of the cylindrical body 120.
- the membrane element 103 includes a membrane leaf 104, a stock solution channel material 105, a liquid collection pipe 106, and telescope prevention plates 107 ⁇ / b> A and 107 ⁇ / b> B.
- telescope prevention plates 107A and 107B are fixed to end surfaces 131 and 132 of a wound body 130 wound around a liquid collecting pipe 106 so as to be sandwiched between stock solution flow path materials 105 between membrane leaves 104. Is.
- the membrane leaf 104 is wound around the liquid collecting pipe 106 together with the stock solution channel material 105.
- the membrane leaf 104 includes a separation membrane 140 and a permeate flow path material 141.
- the separation membrane 140 separates unnecessary components in the stock solution.
- the separation membrane 140 has a three-side seal bag shape in which an opening 144 is formed by a pair of separation membrane elements 142 and 143.
- Such a separation membrane 140 is formed in a bag shape by, for example, folding a sheet-like separation membrane and bonding both side edges continuous with the folded edge.
- the separation membrane 140 may be formed in a three-side seal bag shape by overlapping a pair of separation membranes and bonding three side edges.
- the separation membrane 140 may be selected from known ones according to the use of the spiral separation membrane module 101 or the like.
- Examples of the separation membrane 140 include a reverse osmosis membrane, a nanofiltration membrane, an ultrafiltration membrane, and a microfiltration membrane.
- a nonwoven fabric can also be used as the separation membrane 140.
- a nonwoven fabric formed of a plurality of organic fibers is preferable.
- the nonwoven fabric formed of the plurality of organic fibers separates oil and water by adsorbing oil with organic fibers. Therefore, this non-woven fabric can increase the pore size without the need to refine the pores formed between the fibers, so that the pores are not blocked by the high viscosity oil and the increase in pressure loss is suppressed. can do.
- the main component of the organic fiber forming the nonwoven fabric is not particularly limited as long as it is an organic resin capable of adsorbing oil.
- organic resin capable of adsorbing oil.
- cellulose resin rayon resin, polyester resin, polyurethane resin, polyolefin resin (polyethylene resin, polypropylene resin, etc.)
- Polyamide resins aliphatic polyamide resins, aromatic polyamide resins, etc.
- acrylic resins polyacrylonitrile resins
- polyvinyl alcohol resins polyimide resins
- silicone resins fluorine resins, and the like.
- fluororesin or a polyolefin resin is preferable.
- the heat resistance and chemical resistance of the nonwoven fabric can be improved.
- the fluororesins polytetrafluoroethylene resin having particularly excellent heat resistance is preferable.
- the oil component adsorption capacity of a nonwoven fabric can be improved by using the organic fiber which has polyolefin resin as a main component.
- the polyolefin resins a polypropylene resin excellent in oil adsorption ability is particularly preferable.
- the organic fiber forming material may be appropriately mixed with other polymers, additives such as lubricants, and the like.
- the upper limit of the average diameter of the organic fiber is preferably 1 ⁇ m, more preferably 0.9 ⁇ m, and more preferably 0.1 ⁇ m.
- the average diameter of the organic fibers exceeds the above upper limit, the surface area per unit volume of the organic fibers becomes small, so that it is necessary to increase the fiber density in order to ensure a certain oil adsorption capacity. As a result, the pore diameter and porosity of the non-woven fabric become small, and blockage with oil tends to occur.
- the first treatment liquid Y contains C heavy oil
- the particle diameter of C heavy oil dispersed and contained in water tends to be about 0.1 to 1.0 ⁇ m. By doing so, C heavy oil can be adsorbed more reliably.
- the lower limit of the average diameter of the organic fibers is preferably 10 nm. When the average diameter of the organic fiber is less than the above lower limit, it may be difficult to form a nonwoven fabric or the strength may be insufficient.
- the lower limit of the porosity of the nonwoven fabric is preferably 80%, more preferably 85%, and even more preferably 88%.
- the porosity of a nonwoven fabric is less than the said minimum, there exists a possibility that the passage amount (processing amount) of a to-be-processed liquid may fall, or the void
- the upper limit of the porosity of the nonwoven fabric is preferably 99%, more preferably 95%. When the porosity of a nonwoven fabric exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the intensity
- the lower limit of the average pore diameter of the nonwoven fabric is preferably 1 ⁇ m, more preferably 2 ⁇ m, and even more preferably 5 ⁇ m.
- the passing amount (processing amount) of the liquid to be treated may be reduced, or the pores of the nonwoven fabric may be easily blocked by oil.
- the upper limit of the average pore diameter of the nonwoven fabric is preferably 20 ⁇ m, more preferably 8 ⁇ m.
- the method for producing the nonwoven fabric is not particularly limited, and a known method for producing a nonwoven fabric can be used.
- a fleece manufactured by a dry method, a wet method, a spun bond method, a melt blow method, a spun lace method, a thermal bond method, a needle punch method, a chemical bond method, a stitch bond method, a needle punch method examples thereof include a method of bonding by an air-through method, a point bond method, or the like, or a method of forming a web by jetting a fiber body having adhesiveness by melt blow at a high speed.
- these bonding methods a web forming method by melt blow that can form a nonwoven fabric having a small fiber diameter relatively easily is preferable.
- the permeate flow path material 141 functions as a spacer between the separation membrane elements 142 and 143 by being accommodated inside the separation membrane 140. That is, the permeate channel material 141 defines a permeate channel between the separation membrane elements 142 and 143 in the membrane leaf 104.
- a porous body can be used as this permeate flow path material 141. Examples of the porous body include a knitted fabric such as tricot.
- the undiluted solution channel material 105 is positioned between the two membrane leaves 104 when wound around the collecting tube 106 together with the membrane leaf 104, and serves as a spacer between these membrane leaves 104 (separation membrane elements 142 and 143). It functions. That is, the stock solution channel material 105 is laminated on the membrane leaf 104 to define a stock solution channel between the membrane leaves 104 (separation membrane elements 142 and 143).
- the undiluted liquid flow path material 105 includes a plurality of first constituent yarns 151 and a plurality of second constituent yarns 152 that intersect these first constituent yarns 151, and these are a plurality of Are integrated at the intersection 153.
- the undiluted solution flow path member 105 (mesh spacer) has linear portions 154 and 155 located between the intersecting portions 153 in the first constituent yarn 151 and the second constituent yarn 152.
- the intersecting portion 153 bulges in the thickness direction with respect to the linear portions 154 and 155, and is in contact with the membrane leaf 104 (separation membrane elements 142 and 143) at the apex portion. It is preferable that the intersecting portion 153 is integrated by fusing the first constituent yarn 151 and the second constituent yarn 152 together. Since the intersection portion 153 is integrated, the strength of the intersection portion 153 can be increased.
- the linear portions 154 and 155 are not in contact with the membrane leaf 104 (separation membrane elements 142 and 143) and are separated from the membrane leaf 104 (separation membrane elements 142 and 143).
- Examples of the cross-sectional shape of the linear portions 154 and 155 include a circle, an ellipse, a semicircle, and a polygon.
- the average minimum diameters T1 of the linear portions 154 and 155 of the first component yarn 151 and the second component yarn 152 are smaller than the average maximum thickness T2 of the intersecting portion 153, respectively.
- the deviation dT in the thickness direction with respect to the center O1 in the thickness direction of the intersecting portion 153 of the axial cores L1 and L2 of the linear portions 154 and 155 of the first constituting yarn 151 and the second constituting yarn 152 is the average of the intersecting portion 153, respectively. It is less than half of the difference between the maximum thickness T2 and the average minimum diameter T1 of the linear portions 154 and 155.
- the upper limit of the amount of deviation dT of each of the first component yarn 151 and the second component yarn 152 is preferably 30% of the average maximum thickness T2 of the intersecting portion 153, and more preferably 10%.
- the deviation amount dT exceeds the upper limit, the distance between the linear portions 154 and 155 and the separation membrane 140 becomes small, and the flow of the raw solution is likely to be disturbed when the raw solution is supplied. There is a possibility that the performance degradation of the membrane element 103 due to an increase in pressure loss or the like cannot be sufficiently suppressed.
- the lower limit of the average minimum diameter T1 of the linear portions 154 and 155 of the first component yarn 151 and the second component yarn 152 is preferably 20% of the average maximum thickness T2 of the intersecting portion 153, and more preferably 30%.
- the upper limit of the average minimum diameter T1 is preferably 60% of the average maximum thickness T2, and more preferably 50%. If the average minimum diameter T1 of the linear portions 154 and 155 is less than the lower limit with respect to the average maximum thickness T2 of the intersecting portion 153, the strength of the linear portions 154 and 155 may not be sufficiently secured.
- the average minimum diameter T1 of the linear portions 154 and 155 and the average maximum thickness T2 of the intersecting portion 153 are preferably set in the following ranges. That is, the lower limit of the average minimum diameter T1 of the linear portions 154 and 155 is preferably 0.1 mm, and more preferably 0.2 mm.
- the upper limit of the average minimum diameter T1 is preferably 0.4 mm, and more preferably 0.3 mm.
- the upper limit of the average maximum thickness T2 is preferably 1.2 mm, and more preferably 1.0 mm.
- the lower limit of the average center distance D between the two intersecting portions 153 adjacent to each other in the axial directions A1 and A2 of the first constituting yarn 151 or the second constituting yarn 152 among the plurality of intersecting portions 153 is preferably 2 mm. More preferred.
- the upper limit of the average center distance D is preferably 6 mm, and more preferably 5 mm. If the average center-to-center distance D of the intersecting portion 153 is less than the lower limit, the volume occupied by the intersecting portion 153 between the separation membrane elements 142 and 143 is increased, and the stock solution flow is likely to be disturbed, which may increase the pressure loss. There is.
- the average center distance D of the intersecting portion 153 exceeds the above upper limit, the stock solution flow path material 105 may not function sufficiently as a spacer.
- the linear portions 154 and 155 of the first constituent yarn 151 or the second constituent yarn 152 may be extended in the axial directions A1 and A2 of the first constituent yarn 151 or the second constituent yarn 152.
- the axial cores L1 and L2 of the linear portions 154 and 155 of the constituent yarns 151 and 152 can be brought close to the center O1 in the thickness direction of the intersecting portion 153 and linear.
- the thickness of the portions 154 and 155 can be reduced.
- the linear portions 154 and 155 can be separated from the separation membrane 140, so that the disturbance of the flow of the stock solution is suppressed and the performance of the membrane element 103 is further deteriorated due to concentration polarization, pressure loss, etc. It can be effectively suppressed.
- first constituent yarn 151 and the second constituent yarn 152 for example, those having polypropylene, polyethylene or cross-linked polyethylene as a main component can be mentioned.
- Such constituent yarns mainly composed of resin are available at a relatively low cost and have a relatively low melting point and are easy to process, so that the material cost of the undiluted solution channel material 105 can be suppressed. .
- Such a raw material flow path material 105 can be formed, for example, by fusing the first constituent yarn 151 and the second constituent yarn 152 in an intersecting state.
- the first component yarn 151 and the second component yarn 152 are fused by a known method, for example, using an extrusion molding machine, and the component yarns 151 and 152 intersect the first component yarn 151 and the second component yarn 152. Thus, it can carry out by carrying out extrusion formation simultaneously.
- the intersecting portion 153 may be fused by heating, and the first constituent yarn or the second constituent yarn may be stretched as necessary.
- the undiluted liquid channel material 105 may also fuse the intersecting portion 153 by heating the first constituent yarn 151 and the second constituent yarn 152 after plain weaving or twill weaving.
- Such a fusing method is useful when the first constituent yarn 151 and the second constituent yarn 152 are mainly composed of a low melting point resin.
- the liquid collection tube 106 is for collecting the permeate inside the membrane leaf 104 that has permeated the separation membrane 140.
- the liquid collection tube 106 is hollow with one end closed.
- the liquid collection pipe 106 is formed with a through-hole group including a plurality of through-holes 160 arranged in a line in the axial direction of the liquid collection pipe 106.
- the membrane leaf 104 is fixed to the liquid collecting tube 106 in a state where the opening 144 of the separation membrane 140 is aligned with the through hole group, and the opening 144 and the through hole 160 are communicated with each other. Therefore, only the permeated liquid that has passed through the separation membrane 140 is supplied to the through holes 160 of the through hole group.
- the telescope prevention plates 107A and 107B are configured as spokes.
- the telescope prevention plates 107A and 107B include inner peripheral ring portions 170A and 170B, outer peripheral ring portions 171A and 171B, and spoke portions 172A and 172B.
- Inner ring portions 170A and 170B are portions into which the liquid collection pipe 106 is fitted.
- Grooves 173A and 173B are provided on the outer peripheral surfaces of the outer peripheral ring portions 171A and 171B.
- the grooves 173A and 173B are portions into which the brine seals 174A and 174B are fitted.
- the brine seals 174A and 174B are for preventing the stock solution from flowing into the gap between the cylindrical body 120 and the membrane element 103.
- the spoke parts 172A and 172B connect the inner ring parts 170A and 170B and the outer ring parts 171A and 171B. Spaces surrounded by the inner ring portions 170A and 170B, the outer ring portions 171A and 171B, and the spoke portions 172A and 172B allow passage of the stock solution.
- Examples of the materials for the telescope prevention plates 107A and 107B include polyethylene, polypropylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, polyacetal, polyimide, hard polyvinyl chloride, polycarbonate, polysulfone, acrylic resin, ABS resin, modified polyphenylene oxide, polyether ketone, and the like. Resin materials and metal materials such as stainless steel.
- the spiral separation membrane module 101 is supplied with the first processing liquid Y (stock solution) discharged from the adsorption tower module 1 from the stock solution port 124.
- the stock solution supply pressure to the spiral separation membrane module 101 may be determined according to the type of the separation membrane 140 of the membrane leaf 104. For example, when an oil-water separation membrane such as a nonwoven fabric is used as the separation membrane 140, the stock solution supply pressure is preferably 1 MPa or less.
- the first processing liquid Y that moves through the stock solution flow path is separated by the separation membrane 140 during the moving process.
- transmitted the separation membrane 140 moves to the inside of the separation membrane 140 (membrane element 103).
- the second processing liquid Z inside the separation membrane 140 moves to the permeate flow path defined by the permeate flow path material 141, passes through the through hole 160, and moves to the inside of the liquid collection pipe 106.
- the second processing liquid Z in the liquid collection pipe 106 moves inside the liquid collection pipe 106 and is collected from the end of the liquid collection pipe 106.
- the first processing liquid Y that has not permeated the separation membrane 140 is discharged from the end face 132 of the membrane element 103 and finally passes through the telescope prevention plate 107B and the header portion 125 of the closing member 122 to reach the concentrate port.
- the concentrated liquid C is discharged to the outside of the spiral separation membrane module 101 through 126.
- the plurality of spiral separation membrane modules 101 can be backwashed by supplying backwash water to each membrane element 103 from the discharge port of the liquid collection pipe 106 and discharging it from the stock solution port 124, for example.
- the stock solution channel material 108 is located between the separation membranes 190 and 191, but the warp yarn (first constituent yarn) and weft yarn (first component yarn) of the stock solution channel material ( The second component yarn) is in close contact with the separation membranes 190 and 191 over the entire length. Therefore, the contact area between the warp yarn (first constituent yarn) and the weft yarn (second constituent yarn) of the raw liquid flow path material and the separation membranes 190 and 191 is large, and it is possible to sufficiently suppress disturbance of the raw liquid flow when the raw liquid is supplied. Can not. As a result, the performance deterioration of the membrane element due to the occurrence of concentration polarization on the surface of the separation membrane due to the disturbance of the stock solution flow, the increase in pressure loss, etc. cannot be sufficiently suppressed.
- the first constituent yarn 151 and the second constituent yarn 152 of the undiluted liquid flow path material (mesh spacer) 105 are integrated at the intersection portion 153, and between the adjacent intersection portions 153.
- the average minimum diameter T1 of the linear portions 154 and 155 is smaller than the average maximum thickness T2 of the intersecting portion 153, and the axis L1 of the linear portions 154 and 155 of the first constituent yarn 151 and the second constituent yarn 152 in the thickness direction.
- L2 with respect to the center of the intersecting portion 153 is set to be less than half of the difference between the average maximum thickness T2 of the intersecting portion 153 and the average minimum diameter T1 of the linear portions 154 and 155.
- the undiluted liquid flow path material 105 is configured to contact the separation membrane 140 at the intersection portion 153, and the linear portions 154 and 155 of the first component yarn 151 and the second component yarn 152 do not contact the separation membrane 140. Is possible. As a result, the contact area between the linear portions 154 and 155 of the first constituent yarn 151 and the second constituent yarn 152 and the separation membrane 140 is reduced, and as a result, the surface of the separation membrane 140 is caused by the disturbance of the stock solution flow when the stock solution is supplied. The concentration polarization can be suppressed and the pressure loss can be reduced. Thereby, in the spiral-type separation membrane module 101, performance degradation can be suppressed effectively.
- the oil / water separation treatment system includes a plurality of spiral separation membrane modules 101 for further processing the first treatment liquid discharged from the adsorption tower module 1, oil droplets and turbidity of various sizes can be efficiently separated. .
- the oil / water separation treatment system can exhibit high water treatment efficiency in a small space.
- the said oil-water separation processing system is applicable not only to oil accompanying water but to the oil content removal purification process of the waste_water
- the oil-water separation treatment method uses the adsorption tower module 1 of FIG. 1, supplies the accompanying water X from above the main body 2 of the adsorption tower module 1, and discharges the first treatment liquid Y from below;
- the first processing liquid Y is supplied from the end of the casing 102 of the spiral-type separation membrane module 101, and the second processing liquid Z (treated liquid) is supplied from the end of the liquid collecting pipe 106. ) In this order.
- the method for supplying the accompanying water is not particularly limited, and for example, a method of pumping the accompanying water to the adsorption tower module 1 with a pump or a water head can be used.
- the lower limit of the processing speed per filling area of produced water in the adsorption tower module 1 in the oil-water separation processing method preferably 200m 3 / m 2 ⁇ day, more preferably 300m 3 / m 2 ⁇ day, 400m 3 / m 2 ⁇ day is more preferable.
- the oil content concentration, turbidity concentration and viscosity of the accompanying water are high, high water quality can be obtained even at a treatment speed less than the above lower limit, and a sufficiently inexpensive treatment can be performed.
- the concentration of the accompanying water is low and high-speed treatment is desired in terms of cost
- the treatment speed of the accompanying water is less than the lower limit
- the oil-water separation treatment method can be used in an environment where a large amount of accompanying water is generated. May not be suitable for use.
- the upper limit of the treatment speed of accompanying water is not specifically limited, For example, it can be set to 1000 m ⁇ 3 > / m ⁇ 2 > * day.
- the lower limit of the treatment speed per membrane area of the accompanying water in one membrane element 103 of the spiral separation membrane module 101 in the oil-water separation treatment method is preferably 1 m 3 / m 2 ⁇ day, and 2 m 3 / m. 2 ⁇ day is more preferable, and 5 m 3 / m 2 ⁇ day is more preferable.
- the upper limit of the turbidity concentration of the first treatment liquid Y in the oil / water separation treatment method is preferably 10 ppm, more preferably 5 ppm, further preferably 3 ppm, and particularly preferably 1 ppm.
- the turbidity concentration means the concentration of suspended matter (SS) and is a value measured according to “14.1 Suspended matter” of JIS-K0102 (2008).
- the upper limit of the turbidity concentration of the treated liquid (second treated liquid Z) recovered by the oil / water separation treatment method is preferably 1 ppm, more preferably 0.5 ppm, and particularly preferably 0.1 ppm.
- the upper limit of the oil concentration of the first treatment liquid Y in the oil-water separation treatment method is preferably 100 ppm, more preferably 50 ppm, still more preferably 10 ppm, and particularly preferably 1 ppm.
- the upper limit of the oil concentration of the treated liquid (second treated liquid Z) recovered by the oil / water separation treatment method is preferably 10 ppm, more preferably 5 ppm, still more preferably 1 ppm, and particularly preferably 0.1 ppm.
- the oil-water separation treatment method is excellent in the purification capacity of associated water including oil and turbidity, and can efficiently treat the associated water in a space-saving manner.
- the oil-water separation treatment system may include an adsorption tower unit having a plurality of adsorption tower modules connected in parallel and a membrane separation unit having a plurality of spiral separation membrane modules connected in parallel.
- the oil-water separation treatment system further includes a control unit for backwashing the adsorption tower module and the spiral separation membrane module.
- this control unit for example, one adsorption tower module or spiral separation membrane module is back-washed in order, so that the processing amount per unit time in the entire oil-water separation processing system can always be kept constant.
- a plurality of modules may be stopped at the same time, and backwashing may be simultaneously performed on the plurality of stopped modules.
- the oil / water separation treatment system can include a moving body on which the adsorption tower unit, the membrane separation unit, and the control unit are mounted.
- a moving body for example, a container can be used, and each unit is stored in this container and pulled by a trailer or the like, so that the oil-water separation treatment system can be easily transferred and installed at an arbitrary location. Can do.
- the adsorption tower module of the said embodiment was equipped with the 3rd process layer in the downstream of the 2nd process layer, when there is little oil content of accompanying water, it is also possible to abbreviate
- the third partition plate may be provided only at the opening of the recovery pipe.
- a filler layer similar to the second treatment layer may be provided. In that case, an adsorbent layer is further provided as the fourth treatment layer. May be.
- the filler layer and the adsorbent layer can be provided in a plurality of stages, and the configuration of the adsorption tower module is not limited to three stages.
- the space portions formed above the first processing layer and the second processing layer in the steady state are not essential components and can be omitted.
- the jet water flow supply pipe of the adsorption tower module may be formed so as to inject the jet water flow A from the upper side to the lower side of the second space portion 10 like the jet water flow supply pipe 25 shown in FIG. .
- the jet water flow supply pipe 25 has a plurality of openings (nozzles) 25 a that are inserted into the first treatment layer 3 and formed in the second space 10.
- the opening 25 a is formed so as to face downward in the second space 10.
- the second particles 4a are more strongly stirred by the upward flow of backwash water from below and the downward flow of the jet water flow A injected from the jet water flow supply pipe 25.
- the opening 25a is preferably provided with a mesh member or the like having a nominal opening similar to that of the second partition plate 7 so that the second particles 4a do not flow into the jet water flow supply pipe 25 side.
- the jet water flow supply pipe of the adsorption tower module has a jet water flow from the third processing layer 5 toward the second space portion 10 above (the second processing layer 4 side) like the jet water flow supply pipe 35 shown in FIG. You may form so that A may be injected.
- the jet water flow supply pipe 35 is inserted into the third treatment layer 5 and has a plurality of openings (nozzles) 35 a formed in the third treatment layer 5.
- the opening 35 a is formed so as to face upward in the third treatment layer 5.
- the jet stream of the jet water stream A further jetted from the jet water flow supply pipe 35
- the jet water flow supply pipe 35 may be disposed in the header portion 11.
- the part (upward extension part) which has the opening part 35a of the said jet water flow supply pipe 35 penetrates the 2nd partition plate 7, and the said opening part 35a is formed in the 2nd process layer 4, or a 2nd partition plate. 7 may be integrated.
- jet water flow supply pipe of the adsorption tower module can be omitted.
- a jet water flow generation unit for stirring the first particles may be further provided in the first space of the adsorption tower module.
- a raw material flow channel material of the spiral separation membrane module a conventional material as shown in FIG. 12 may be used.
- the number of membrane leaves and raw solution sulfur materials wound around the collecting pipe of the spiral separation membrane module is not limited to four as shown in FIG. 7, and may be other than four. There may be one.
- the membrane leaf of the spiral separation membrane module and the stock solution flow path material are not limited to the case of winding around one place in the axial direction of the liquid collection pipe, and may be wound around a plurality of places so as to be aligned in the axial direction of the liquid collection pipe .
- one constituent yarn is wound around the liquid collection tube so that the other component yarn is along the circumferential direction of the liquid collection tube and the other component yarn is along the axial direction of the liquid collection tube.
- the undiluted liquid flow path material may be wound around the liquid collection tube so that each of the first component yarn and the second component yarn obliquely intersects both the circumferential direction and the axial direction of the liquid collection tube.
- the oil / water separation treatment system, the oil / water separation treatment method, and the spiral separation membrane element of the present invention can efficiently process an oil / water mixture containing oil droplets and turbidity of various particle sizes in a space-saving manner. It can be suitably used in production facilities such as factories and oil fields.
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Abstract
油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理システムであって、吸着塔モジュールとスパイラル型膜分離モジュールとをこの順に備え、上記吸着塔モジュールが、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有し、上記スパイラル型膜分離モジュールが、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、三方シール袋状の1又は複数の分離膜と、1又は複数の透過液流路材と、1又は複数の原液流路材とを有する油水分離処理システム。
Description
本発明は、油水分離処理システム、油水分離処理方法及びスパイラル型分離膜エレメントに関する。
油田等で発生する油や濁質を含んだ油水混合液(随伴水)は、環境保全の観点から油や濁質の混合量を一定値以下まで低減してから廃棄する必要がある。油や濁質を油水混合液から分離除去する方法としては、重力分離、蒸留分離、薬品分離等があるが、低コストで油や濁質を分離除去する方法として粒子を充填した水処理層を用いる方法がある。
上記水処理層を用いた処理装置は、粒子によって油水混合液の油分及び濁質を分離し、これらを除去した水を排出するものである(特開平5-154309号公報参照)。
また、油や濁質を分離除去する水処理装置として、スパイラル型分離膜モジュールが公知である(特開2000-437号公報参照)。
上記従来の水処理層による処理装置は、油等の不純物の粒子の大きさが一定範囲内にある油水混合液には好適に用いることができる。しかし、処理層の数が1層であるため、様々な大きさの濁質や油のエマルジョン等をも含有している油水混合液の場合は、複数回に分けて多段的に処理を繰り返す必要があり、装置の大型化が避けられない。また、この処理層のみでは微細な油滴等を十分に除去することができない場合がある。
また、上記従来のスパイラル型分離膜モジュールは、分離膜の微細孔により油等を分離するものであるが、分離する油の粘度が高い場合やエマルジョン化している場合には微細孔が油によって閉塞され易い。その結果、油水混合液の油水分離開始後、微細孔の閉塞によってフィルタの圧力損失が高くなり、比較的短時間で処理能力が低下するという不都合を有している。
そこで、上述のような事情に基づいて、様々な粒径の油滴や濁質を含有する油水混合液を省スペースでかつ効率的に処理できる油水分離処理システム、油水分離処理方法及びスパイラル型分離膜エレメントを提供することを目的とする。これらは、油田等で発生する石油随伴水に好適に用いることができるが、このような石油随伴水に限らず、工場などからの油を含む排水の油分除去浄化処理などに幅広く適用できる。
本発明の一態様に係る油水分離処理システムは、油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理システムであって、吸着塔モジュールとスパイラル型膜分離モジュールとをこの順に備え、上記吸着塔モジュールが、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有し、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第1処理液を排出するものであり、上記スパイラル型膜分離モジュールが、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の1又は複数の分離膜と、この1又は複数の分離膜内に収容される1又は複数の透過液流路材と、上記1又は複数の分離膜間に積層される1又は複数の原液流路材とを有し、上記ケーシングの端部から第1処理液を供給し、上記集液管の端部から第2処理液を排出するものである。
また、本発明の一態様に係る油水分離処理方法は、油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理方法であって、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有する吸着塔モジュールを用い、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第1処理液を排出する工程と、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の1又は複数の分離膜と、この1又は複数の分離膜内に収容される1又は複数の透過液流路材と、上記1又は複数の分離膜間に積層される1又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型膜分離モジュールを用い、上記ケーシングの端部から第1処理液を供給し、集液管の端部から第2処理液を排出する工程とをこの順に備える油水分離処理方法である。
さらに、本発明の一態様に係るスパイラル型分離膜エレメントは、集液管と、この集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の1又は複数の分離膜と、この1又は複数の分離膜内に収容される1又は複数の透過液流路材と、上記1又は複数の分離膜間に積層される1又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型分離膜エレメントであって、上記分離膜が不織布であり、この不織布が有する繊維の平均径が1μm以下である。
本発明の一態様に係る油水分離処理システム、油水分離処理方法及びスパイラル型分離膜エレメントは、様々な粒径の油滴や濁質を含有する油水混合液を省スペースでかつ効率的に処理できる。従って、本発明の一態様に係る油水分離処理システム、油水分離処理方法及びスパイラル型分離膜エレメントは、油に加えて種々の濁質を含む油水混合液を大量に分離処理することができる。
[本願発明の実施形態の説明]
本願発明の一態様に係る油水分離処理システムは、油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理システムであって、吸着塔モジュールとスパイラル型膜分離モジュールとをこの順に備え、上記吸着塔モジュールが、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有し、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第1処理液を排出するものであり、上記スパイラル型膜分離モジュールが、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の1又は複数の分離膜と、この1又は複数の分離膜内に収容される1又は複数の透過液流路材と、上記1又は複数の分離膜間に積層される1又は複数の原液流路材とを有し、上記ケーシングの端部から第1処理液を供給し、上記集液管の端部から第2処理液を排出するものである油水分離処理システムである。
ここで、「略鉛直に設置される」とは、吸着塔モジュールの筒状の本体の中心軸が、設置面に対して鉛直方向と一致するように設置されること、または設置面に対して鉛直方向から10°以内の範囲で傾けて設置されることをいう。また、「略円筒状」とは、円筒状、または円筒に類似の形状(例えば、楕円筒状、円筒や楕円筒に凹凸が付加された形状、径の異なる円筒が組み合わされた形状、円筒と楕円筒が組み合わされた形状、フランジが飛び出した形状など)であることを意味する。
本願発明の一態様に係る油水分離処理システムは、油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理システムであって、吸着塔モジュールとスパイラル型膜分離モジュールとをこの順に備え、上記吸着塔モジュールが、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有し、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第1処理液を排出するものであり、上記スパイラル型膜分離モジュールが、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の1又は複数の分離膜と、この1又は複数の分離膜内に収容される1又は複数の透過液流路材と、上記1又は複数の分離膜間に積層される1又は複数の原液流路材とを有し、上記ケーシングの端部から第1処理液を供給し、上記集液管の端部から第2処理液を排出するものである油水分離処理システムである。
ここで、「略鉛直に設置される」とは、吸着塔モジュールの筒状の本体の中心軸が、設置面に対して鉛直方向と一致するように設置されること、または設置面に対して鉛直方向から10°以内の範囲で傾けて設置されることをいう。また、「略円筒状」とは、円筒状、または円筒に類似の形状(例えば、楕円筒状、円筒や楕円筒に凹凸が付加された形状、径の異なる円筒が組み合わされた形状、円筒と楕円筒が組み合わされた形状、フランジが飛び出した形状など)であることを意味する。
当該油水分離処理システムは、油水混合液の供給方向に多段に配設される複数の処理層を有する吸着塔モジュールを備えるため、油や種々の濁質を含む油水混合液を段階的に効率よく処理することができ、特に比較的大きな油分や濁質を効果的に除去することができる。加えて、この吸着塔モジュールは、処理層を複数備えるため、装置の小型化を図ることができる。また、当該油水分離処理システムは、この吸着塔モジュールから排出された第1処理液をさらに処理するスパイラル型分離膜モジュールを備えるため、より微細な油や濁質を効率よく分離できる。その結果、当該油水分離処理システムは、省スペースで高い水処理効率を発揮することができる。
上記吸着塔モジュールが、上流側から順に、複数の第1粒子を封入する第1処理層と、この第1粒子の降下を防止する第1仕切板と、この第1粒子より平均径が小さい複数の第2粒子を封入する第2処理層と、この第2粒子の降下を防止する第2仕切板とを備え、定常状態において上記第2処理層の上方に空間部を備えるとよい。吸着塔モジュールをこのような構成とすることで、第1処理層で粒径の比較的大きい油滴や濁質を分離し、その後エマルジョン化した油滴や微細な濁質を第2処理層で分離することができる。これにより複数の水処理装置を組み合わせることなく、油や種々の濁質を含む油水混合液を処理することができるため、当該油水分離処理システムはさらなる装置の小型化を図ることができる。また、吸着塔モジュールが定常状態で第2処理層の上方に空間部を備えるため、この空間部に浮上分離した油滴や濁質を保持することで浄化処理能力を向上することができ、加えて逆洗によって空間部に保持した油滴や濁質を容易かつ確実に本体外へ排出することができる。また、逆洗時に第2処理層に封入された第2粒子がこの空間部内に舞い上がるため、第2粒子間に捕捉された油滴や濁質等も効果的に排出することができる。これにより当該油水分離処理システムは、吸着塔モジュールの逆洗時間及び逆洗水量を低減することができ、ひいては高い水処理効率を発揮することができる。さらに、吸着塔モジュールが第1粒子の降下を防止する第1仕切板を有するため、定常状態及び逆洗状態において第1粒子が第1処理層から第2処理層に流動することを防止することができる。
上記第1粒子の平均径としては100μm以上500μm以下が好ましく、上記第2粒子の平均径としては10μm以上300μm以下が好ましい。このように第1粒子及び第2粒子の平均径をそれぞれ上記範囲内とすることで、吸着塔モジュールにおいて、粒径の比較的大きい油滴及び濁質と、粒径の比較的小さい油滴及び濁質をそれぞれ効果的に分離することができる。なお、「粒子の平均径」とは、JI-Z8801-1(2006)に規定される篩を用い、目開きの大きい篩から順に粒子をかけて篩上の粒子数と各篩の目開きとから算出される値である。
上記スパイラル型分離膜モジュールにおいて、分離膜が有機繊維により形成される不織布であることが好ましく、この有機繊維の平均径としては1μm以下が好ましい。分離膜をこのような不織布とすることで、従来の油水分離膜と異なり、油分の有機繊維への吸着により油水を効率よく分離することができる。従って、繊維間に形成される空孔を微細化する必要がなく孔径を大きくすることができるため、高粘度油によって空孔が閉塞されることを抑制できる。その結果、当該油水分離処理システムは、スパイラル型分離膜モジュールにおいて圧力損失の上昇を抑制して油水分離処理量の低減を防止することができる。これにより、当該油水分離処理システムはより高い水処理能力を発揮できる。また、有機繊維の平均径を上記下限以下とすることで、繊維の体積に対する表面積比を大きくできるため、不織布の空孔の大きさ及び空隙率を維持したまま、分離膜の油吸着能力をさらに向上させることができる。なお、有機繊維の平均径とは、走査型電子顕微鏡を用いて100本の繊維について測定した繊維径の平均値を意味する。
上記スパイラル型分離膜モジュールにおいて、上記原液流路材が複数の第1構成糸とこれらの第1構成糸に交差する複数の第2構成糸とを有し、これらが複数の交差部分で一体化されており、上記第1構成糸における上記交差部分の間に位置する線状部分の平均最小径が上記交差部分の平均最大厚みよりも小さく、上記第1構成糸の線状部分の軸芯の上記交差部分の厚み方向の中心に対する上記厚み方向の偏倚量が上記交差部分の平均最大厚みと上記線状部分の平均最小径との差の半分以下であるとよい。原液流炉材をこのような構成とすることで、交差部分において分離膜に接触し、第1構成糸の線状部分が分離膜とは接触しない構成とすることが可能となる。そのため、第1構成糸の線状部分と分離膜との接触面積が小さくなる結果、原液供給時の原液流れの乱れに起因する分離膜表面での濃度分極を抑制し、圧力損失を低減できる。これにより、当該油水分離処理システムは、スパイラル型分離膜モジュールにおいて、性能低下を効果的に抑制できる。
ここで、「厚み方向」とは、第1構成糸と第2構成糸との重ね方向をいう。「交点部分の平均最大厚み」とは、任意に選択された複数の交点部分における厚み方向の最大寸法の平均値であり、10点の平均値とする。「線状部分の平均最小径」とは、各構成糸の軸方向に隣接する2つの交点部分間に位置する部分の厚み方向の最小径を、任意に選択された複数の部分で測定した値の平均値であり、10点の平均値とする。「第1構成糸」及び「第2構成糸」は、これらの構成糸の線状部分の上記平均最小径が小さいほうが「第1構成糸」、上記平均最小径が大きいほうが「第2構成糸」として定義される。なお、2つの構成糸の平均最小径が同じである場合には、「第1構成糸」及び「第2構成糸」は任意に定義される。
上記油水混合液が石油随伴水であるとよい。石油の採掘現場等で発生する石油随伴水に含まれる油分は2000ppm以下程度であり、当該油水分離処理システムは、このような石油随伴水の分離用途に特に好適に用いることができる。
当該油水分離処理システムは、1又は複数の上記吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットと、直列又は並列に連結される複数の上記スパイラル型膜分離モジュールを有する膜分離ユニットと、上記吸着塔モジュール及びスパイラル型分離膜モジュールを逆洗する制御ユニットとを備えるとよい。このようなユニット群を備えることで、当該油水分離処理システムの処理能力を容易かつ確実に維持することができる。
当該油水分離処理システムは、上記吸着塔ユニット、膜分離ユニット及び制御ユニットが載置される移動体をさらに備えるとよい。このような移動体を備えることで、当該油水分離処理システムの油田等への搬送を容易にすることができ、当該油水分離処理システムの搬送及び設置のコストを低減することができる。
当該油水分離処理システムは、採掘流体から油水混合液を分離するセパレータをさらに備えるとよい。このようにセパレータを備えることで、採掘流体から油やガス等を有効に回収することができると共に、当該油水分離処理システムの油水分離効率をより高めることができる。
また、本願発明の一態様に係る油水分離処理方法は、油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理方法であって、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有する吸着塔モジュールを用い、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第1処理液を排出する工程と、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の1又は複数の分離膜と、この1又は複数の分離膜内に収容される1又は複数の透過液流路材と、上記1又は複数の分離膜間に積層される1又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型膜分離モジュールを用い、上記ケーシングの端部から第1処理液を供給し、集液管の端部から第2処理液を排出する工程とをこの順に備える油水分離処理方法を含む。
当該油水分離処理方法は、油水混合液の供給方向に多段に配設される複数の処理層を有する吸着塔モジュールで第1処理液を排出する工程を有するため、油や種々の濁質を含む油水混合液を段階的に効率よく処理することができる。また、当該油水分離処理方法は、この吸着塔モジュールから排出された第1処理液をさらにスパイラル型分離膜モジュールを用いて処理するため、より微細な油や濁質を効率よく分離できる。その結果、当該油水分離処理方法は、省スペースで高い水処理効率を発揮することができる。
上記油水混合液の吸着塔モジュールにおける処理速度としては200m3/m2・day以上が好ましい。油水混合液の処理速度を上記下限以上とすることで、油田等の大量に油水混合液が発生する施設において当該油水分離処理方法を好適に用いることができる。
また、本願発明の一態様に係るスパイラル型分離膜エレメントは、集液管と、この集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の1又は複数の分離膜と、この1又は複数の分離膜内に収容される1又は複数の透過液流路材と、上記1又は複数の分離膜間に積層される1又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型分離膜エレメントであって、上記分離膜が不織布であり、この不織布が有する繊維の平均径が1μm以下であるスパイラル型分離膜エレメントを含む。
当該スパイラル型分離膜エレメントは、従来の油水分離膜と異なり、油分の有機繊維への吸着により油水を効率よく分離することができる。従って、繊維間に形成される空孔を微細化する必要がなく孔径を大きくすることができるため、高粘度油によって空孔が閉塞されることを抑制できる。その結果、当該スパイラル型分離膜エレメントは、スパイラル型分離膜モジュールにおける圧力損失の上昇を抑制して油水分離処理量の低減を防止することができる。これにより、当該スパイラル型分離膜エレメントを用いたスパイラル型分離膜モジュールは高い水処理能力を発揮できる。また、有機繊維の平均径を上記下限以下とすることで、繊維の体積に対する表面積比を大きくできるため、不織布の空孔の大きさ及び空隙率を維持したまま、分離膜の油吸着能力をさらに向上させることができる。
[本願発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の一態様に係る油水分離処理システム、油水分離処理方法、及びスパイラル型分離膜エレメントの実施形態について詳説する。
以下、本発明の一態様に係る油水分離処理システム、油水分離処理方法、及びスパイラル型分離膜エレメントの実施形態について詳説する。
[油水分離処理システム]
図1に示す油水分離処理システムは、セパレータ201と吸着塔モジュール1と複数のスパイラル型膜分離モジュール101とをこの順に主に備える。
図1に示す油水分離処理システムは、セパレータ201と吸着塔モジュール1と複数のスパイラル型膜分離モジュール101とをこの順に主に備える。
当該油水分離処理システムは、油と濁質とを含有する石油随伴水に対し、非水溶性油分を好適に分離することができる。この濁質は、例えば砂、シリカや炭酸カルシウムなどの粒子、鉄粉、微生物、木片等を含む。
<セパレータ>
セパレータ201は、油田等の採掘流体をガス、油及び随伴水に分離する装置である。当該油水分離処理システムのセパレータ201としては、公知のセパレータを用いることができ、例えばガスと液体とを分離するセパレータと油水分離セパレータとを組み合わせて用いてもよいし、採掘流体をガス、油及び随伴水に一度に分離するセパレータを用いてもよい。
セパレータ201は、油田等の採掘流体をガス、油及び随伴水に分離する装置である。当該油水分離処理システムのセパレータ201としては、公知のセパレータを用いることができ、例えばガスと液体とを分離するセパレータと油水分離セパレータとを組み合わせて用いてもよいし、採掘流体をガス、油及び随伴水に一度に分離するセパレータを用いてもよい。
<吸着塔モジュール>
上記吸着塔モジュール1は、図2に示すように、略鉛直方向に配設される筒状の本体2と、この本体2内に配設される複数の処理層とを備える。この複数の処理層は、上流側から順に、複数の第1粒子3aを封入する第1処理層3と、この第1粒子3aより平均径が小さい複数の第2粒子4aを封入する第2処理層4と、油を吸着する吸着剤を封入する第3処理層5とからなる。また、吸着塔モジュール1は、第1処理層3と第2処理層4との間に配設され、第1粒子3aの降下を防止する第1仕切板6と、第2処理層4と第3処理層5との間に配設され、第2粒子4aの降下を防止する第2仕切板7と、第3処理層5の下流側に配設され、吸着剤の降下を防止する第3仕切板8とを備える。さらに、吸着塔モジュール1は、定常状態において第1処理層3及び第2処理層4の上方にそれぞれ第1空間部9及び第2空間部10を備え、第3処理層5の下方にヘッダ部11を備える。吸着塔モジュール1は、本体2内に配設される上記複数の処理層により上方から供給される随伴水Xを浄化し、下方から第1処理液Yを回収する。
上記吸着塔モジュール1は、図2に示すように、略鉛直方向に配設される筒状の本体2と、この本体2内に配設される複数の処理層とを備える。この複数の処理層は、上流側から順に、複数の第1粒子3aを封入する第1処理層3と、この第1粒子3aより平均径が小さい複数の第2粒子4aを封入する第2処理層4と、油を吸着する吸着剤を封入する第3処理層5とからなる。また、吸着塔モジュール1は、第1処理層3と第2処理層4との間に配設され、第1粒子3aの降下を防止する第1仕切板6と、第2処理層4と第3処理層5との間に配設され、第2粒子4aの降下を防止する第2仕切板7と、第3処理層5の下流側に配設され、吸着剤の降下を防止する第3仕切板8とを備える。さらに、吸着塔モジュール1は、定常状態において第1処理層3及び第2処理層4の上方にそれぞれ第1空間部9及び第2空間部10を備え、第3処理層5の下方にヘッダ部11を備える。吸着塔モジュール1は、本体2内に配設される上記複数の処理層により上方から供給される随伴水Xを浄化し、下方から第1処理液Yを回収する。
さらに上記吸着塔モジュール1は、本体2の下方から逆洗水を供給する逆洗水供給部(図示せず)と、本体2の上方から逆洗水を回収する逆洗水回収部(図示せず)と、上記第2空間部10に側方から逆洗水を噴射するジェット水流発生部(図示せず)とをさらに備える。
(本体)
上記本体2は筒状体であり、その中心軸が鉛直方向と略一致するように配置される。また本体2は、天面部に接続され、随伴水Xを供給する供給管12と、底面部に接続され、第1処理液Yを回収する回収管13と、側面部の上方に接続され、逆洗時に逆洗水Bが排出される排出管14と、後述する第2空間部10の側面に接続され、ジェット水流Aを供給するジェット水流供給管15とを有する。
ここで、「中心軸が鉛直方向と略一致する」とは、中心軸が、設置面に対して鉛直方向と一致すること、または設置面に対して鉛直方向から10°以内の範囲で傾いていることをいう。
上記本体2は筒状体であり、その中心軸が鉛直方向と略一致するように配置される。また本体2は、天面部に接続され、随伴水Xを供給する供給管12と、底面部に接続され、第1処理液Yを回収する回収管13と、側面部の上方に接続され、逆洗時に逆洗水Bが排出される排出管14と、後述する第2空間部10の側面に接続され、ジェット水流Aを供給するジェット水流供給管15とを有する。
ここで、「中心軸が鉛直方向と略一致する」とは、中心軸が、設置面に対して鉛直方向と一致すること、または設置面に対して鉛直方向から10°以内の範囲で傾いていることをいう。
上記回収管13は、第1処理液Yを回収すると共に、後述の逆洗水供給部に接続され、逆洗状態において逆洗水を本体2内部に供給する管である。上記排出管14は、後述の逆洗水回収部に接続され、本体2内部から逆洗水を排出する管である。上記ジェット水流供給管15は、後述のジェット水流発生部に接続され、逆洗状態においてジェット水流Aを本体2内部に供給する管である。なお、定常状態において被処理水が排出管14側及びジェット水流供給管15側に流入しないよう、排出管14及びジェット水流供給管15にはバルブ等の開閉手段(図示せず)が設けられる。
本体2の材質としては特に限定されず、金属や合成樹脂等を用いることができる。特に、強度、耐熱性、耐薬品性等の観点からステンレス又はアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)が好ましい。
本体2の平面形状(底面形状)としては特に限定されず、円形、矩形等とすることができるが、円形が好ましい。本体2の平面形状を円形とすることで、本体2内部の角部を無くすことができ、粒子等が角部に詰まることを防止できる。また、本体2の強度設計がし易いというメリットも発生する。
本体2のサイズは、随伴水の処理量によって適宜設計することができる。本体2の直径としては例えば0.5m以上5m以下とすることができる。本体2の高さとしては例えば0.5m以上10m以下とすることができる。
(第1処理層)
上記第1処理層3は、本体2内部の最も上流側に配設され、上記第1処理層3には複数の第1粒子3aが封入される。この複数の第1粒子3aは、後述する第1仕切板6によって降下が防止されており、この第1仕切板6の上面側に堆積し、層を形成している。この第1処理層3は、随伴水に含まれる粒径の比較的大きい油滴や濁質粒子を主に除去する。
上記第1処理層3は、本体2内部の最も上流側に配設され、上記第1処理層3には複数の第1粒子3aが封入される。この複数の第1粒子3aは、後述する第1仕切板6によって降下が防止されており、この第1仕切板6の上面側に堆積し、層を形成している。この第1処理層3は、随伴水に含まれる粒径の比較的大きい油滴や濁質粒子を主に除去する。
第1粒子3aとしては、公知の濾過処理用の粒子を用いることができ、例えば粒子径の比較的大きい砂、高分子化合物、天然素材等を主成分とする粒子を用いることができる。上記砂としては、例えばアンスラサイト、ガーネット、マンガン砂等を挙げることができ、これらを1種で又は2種以上混合して用いることができる。
上記高分子化合物としては、例えばビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。これらの中でも耐水性、耐油性等に優れるビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましく、吸着性に優れるポリオレフィン樹脂がより好ましい。さらにポリオレフィン樹脂の中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレン樹脂が好ましい。また、高分子化合物の場合、不定形の粉砕粒子を用いることが好ましい。不定形の粉砕粒子を用いることで、粒子を緻密に堆積させることができ、濾過効率を向上させると共に、定常状態における粒子の浮き上がりを防止することができる。
上記天然素材としては、篩い分けして粒子サイズを整えたものを使用することができ、例えばクルミの殻、おがくず、麻などの天然繊維等を挙げることができる。
第1粒子3aとしては、上述した高分子化合物を主成分とする粒子を用いることが好ましい。このように高分子化合物を主成分とする粒子を第1粒子3aとして用いることで、吸着塔モジュール1のコスト及び重量を低減することができる。また、第1粒子3aの比重を小さくできるため、逆洗時の撹拌効果を高めることができる。
第1粒子3aの平均径の下限としては、100μmが好ましく、150μmがより好ましく、200μmがさらに好ましい。第1粒子3aの平均径が上記下限未満の場合、第1処理層3に封入される粒子の密度が大きくなり、吸着塔モジュール1の圧損が大きくなるおそれや、吸着塔モジュール1のコスト及び重量が増加するおそれがある。一方、第1粒子3aの平均径の上限としては、500μmが好ましく、400μmがより好ましく、300μmがさらに好ましい。第1粒子3aの平均径が上記上限を超える場合、粒径の比較的大きい油滴や濁質粒子の除去性能が不十分となるおそれがある。
第1粒子3aの均等係数の下限としては、1.1が好ましく、1.3がより好ましい。第1粒子3aの均等係数が上記下限未満の場合、粒子のバラツキが小さくなり粒子を緻密に堆積させることができないおそれがある。一方、第1粒子3aの均等係数の上限としては、1.8が好ましく、1.6がより好ましい。第1粒子3aの均等係数が上記上限を超える場合、第1処理層3内部で油滴や濁質の分離能力が不均一となるおそれがある。なお、均等係数とは、質量で60%の粒子が通過した篩の目開き(粒径)をD60、質量で10%の粒子が通過した篩の目開き(粒径)をD10としたときに、D60/D10で得られる値である。
上記複数の第1粒子3aは、定常状態において(随伴水の処理時に)後述の第1仕切板6の上面に堆積している。定常状態におけるこの複数の第1粒子3aの堆積層の平均厚さは特に限定されないが、逆洗時の撹拌効果を高めるために後述する第1空間部9の平均高さ以下が好ましい。定常状態における複数の第1粒子3aの堆積層の平均厚さとしては、例えば10cm以上1m以下とすることができる。
(第1仕切板)
上記第1仕切板6は、第1処理層3と第2処理層4との間に配設され、第1粒子3aの降下を防止する板である。つまり、第1仕切板6は、第1粒子3aを通さずに液体を流通可能とする構成を有している。具体的には、第1仕切板6は、メッシュ(網)構造を有している。
上記第1仕切板6は、第1処理層3と第2処理層4との間に配設され、第1粒子3aの降下を防止する板である。つまり、第1仕切板6は、第1粒子3aを通さずに液体を流通可能とする構成を有している。具体的には、第1仕切板6は、メッシュ(網)構造を有している。
第1仕切板6の材質としては特に限定されず、金属や合成樹脂等を用いることができる。金属を用いる場合、防食の観点からステンレス(特にSUS316L)を用いることが好ましい。合成樹脂を用いる場合、水圧や粒子の重量によって目開きが変化しないよう補強ワイヤー等の支持材を併用することが好ましい。
第1仕切板6のメッシュの公称目開きは、複数の第1粒子3aの最小径(第1粒子3aが通過しない篩の最大目開き)以下となるよう設計される。また、第1仕切板6のメッシュの公称目開きは、後述の第2粒子4aが逆洗時に第1処理層3に侵入しないように第2粒子4aの最小径よりも小さくすることが好ましいが、第2粒子4aの最小径が微小である場合、メッシュの公称目開きがさらに微小となり差圧が高くなる。そのため、第1仕切板6のメッシュの公称目開きは、第2粒子4aの平均径から第2粒子4aの粒子径の標準偏差を引いた値以下とすることが好ましい。この第1仕切板6のメッシュの公称目開きの上限としては、100μmが好ましく、80μm以下がより好ましい。上記公称目開きが上記上限を超える場合、第1粒子3a又は第2粒子4aが第1仕切板6を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きの下限としては、10μmが好ましく、40μmがより好ましい。上記公称目開きが上記下限未満の場合、吸着塔モジュール1の圧損が大きくなるおそれがある。
(第1空間部)
上記第1空間部9は、定常状態で上記第1処理層3の上方に形成され、第1処理層3と上記本体2の天面との間に設けられる空間である。第1処理層3で分離された油や濁質の粒子の一部はこの第1空間部9に滞留(浮上分離)し、逆洗時に上記排出管14から逆洗水Bと共に排出される。また、逆洗時に第1粒子3aがこの第1空間部9内に舞い上がり撹拌されることで、効果的に第1処理層3を逆洗することができる。また、上記排出管14は、この第1空間部9の側方に接続されている。なお、排出管14の第1空間部9との接続部分(開口部)には、第1粒子3aが排出管14側に流入しないよう第1仕切板6と同程度の公称目開きを有するメッシュ部材等を設けることが好ましい。
上記第1空間部9は、定常状態で上記第1処理層3の上方に形成され、第1処理層3と上記本体2の天面との間に設けられる空間である。第1処理層3で分離された油や濁質の粒子の一部はこの第1空間部9に滞留(浮上分離)し、逆洗時に上記排出管14から逆洗水Bと共に排出される。また、逆洗時に第1粒子3aがこの第1空間部9内に舞い上がり撹拌されることで、効果的に第1処理層3を逆洗することができる。また、上記排出管14は、この第1空間部9の側方に接続されている。なお、排出管14の第1空間部9との接続部分(開口部)には、第1粒子3aが排出管14側に流入しないよう第1仕切板6と同程度の公称目開きを有するメッシュ部材等を設けることが好ましい。
定常状態における第1空間部9の平均高さは特に限定されないが、逆洗時の撹拌効果を高めるために上記複数の第1粒子3aの堆積層の平均厚さ以上が好ましい。また、定常状態における第1空間部9の平均高さとしては、例えば10cm以上2m以下とすることができる。
また、定常状態における第1空間部9の平均高さの下限としては、上記複数の第1粒子3aの堆積層の平均厚さの1倍が好ましく、2倍がより好ましい。上記平均高さが上記下限未満の場合、第1処理層3の逆洗効果が十分に得られないおそれがある。一方、上記平均高さの上限としては、上記複数の第1粒子3aの堆積層の平均厚さの10倍が好ましい。上記平均高さが上記上限を超える場合、吸着塔モジュール1の高さが不要に大きくなるおそれがある。
(第2処理層)
上記第2処理層4は、上記第1処理層3の下流側に配設され、上記第2処理層4には、複数の第2粒子4aが封入される。この複数の第2粒子4aは、後述する第2仕切板7によって降下が防止されており、この第2仕切板7の上面側に堆積し、層を形成している。この第2処理層4は、随伴水に含まれる微細な油滴や濁質を主に除去する。
上記第2処理層4は、上記第1処理層3の下流側に配設され、上記第2処理層4には、複数の第2粒子4aが封入される。この複数の第2粒子4aは、後述する第2仕切板7によって降下が防止されており、この第2仕切板7の上面側に堆積し、層を形成している。この第2処理層4は、随伴水に含まれる微細な油滴や濁質を主に除去する。
第2粒子4aとしては、公知の濾過処理用の粒子を用いることができ、例えば粒子径の比較的小さい砂、高分子化合物等を主成分とする粒子を用いることができる。上記砂としては、例えば珪藻土等を挙げることができる。上記高分子化合物としては、例えばビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。これらの中でも耐水性、耐油性等に優れるビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましく、吸着性に優れるポリオレフィン樹脂がより好ましい。さらにポリオレフィン樹脂の中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレン樹脂が好ましい。また、高分子化合物の場合、不定形の粉砕粒子を用いることが好ましい。不定形の粉砕粒子を用いることで、粒子を緻密に堆積させることができ、濾過効率を向上させると共に、定常状態における粒子の浮き上がりを防止することができる。
第2粒子4aとしては、上述した高分子化合物を主成分とする粒子を用いることが好ましい。このように高分子化合物を主成分とする粒子を第2粒子4aとして用いることで、吸着塔モジュール1のコスト及び重量を低減することができる。また、第2粒子4aの比重を小さくできるため、逆洗時の撹拌効果を高めることができる。
第2粒子4aの平均径は、上記第1粒子3aの平均径よりも小さい。第2粒子4aの平均径の下限としては、10μmが好ましく、20μmがより好ましく、30μmがさらに好ましい。第2粒子4aの平均径が上記下限未満の場合、第2処理層4に封入される粒子の密度が大きくなり、吸着塔モジュール1の圧損が大きくなるおそれや、コスト及び重量が増加するおそれがある。一方、第2粒子4aの平均径の上限としては、300μmが好ましく、150μmがより好ましく、100μmがさらに好ましい。第2粒子4aの平均径が上記上限を超える場合、微細な油滴や濁質の除去性能が不十分となるおそれがある。なお、この第2粒子4aの均等係数については、上記第1粒子3aと同様とすることができる。
上記複数の第2粒子4aは、定常状態において(随伴水の処理時に)後述の第2仕切板7の上面に堆積している。定常状態におけるこの複数の第2粒子4aの堆積層の平均厚さは特に限定されないが、逆洗時の撹拌効果を高めるために後述する第2空間部10の平均高さ以下が好ましい。定常状態における複数の第2粒子4aの堆積層の平均厚さとしては、例えば1cm以上50cm以下とすることができる。
(第2仕切板)
上記第2仕切板7は、第2処理層4と第3処理層5との間に配設され、第2粒子4aの降下を防止する板である。つまり、第2仕切板7は、上記第1仕切板6と同様、第2粒子4aを通さずに液体を流通可能とする構成を有しており、具体的にはメッシュ(網)構造を有している。
上記第2仕切板7は、第2処理層4と第3処理層5との間に配設され、第2粒子4aの降下を防止する板である。つまり、第2仕切板7は、上記第1仕切板6と同様、第2粒子4aを通さずに液体を流通可能とする構成を有しており、具体的にはメッシュ(網)構造を有している。
第2仕切板7の材質は、上記第1仕切板6と同様とすることができる。
第2仕切板7のメッシュの公称目開きは、複数の第2粒子4aの最小径(第2粒子4aが通過しない篩の最大目開き)以下となるよう設計することが好ましいが、第2粒子4aの最小径が微小である場合、メッシュの公称目開きがさらに微小となり差圧が高くなる。そのため、第2仕切板7のメッシュの公称目開きは、第2粒子4aの平均径から第2粒子4aの粒子径の標準偏差を引いた値以下とする。この第2仕切板7のメッシュの公称目開きの上限としては、80μmが好ましく、50μm以下がより好ましい。上記公称目開きが上記上限を超える場合、第2粒子4aが第2仕切板7を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きの下限としては、10μmが好ましく、20μmがより好ましい。上記公称目開きが上記下限未満の場合、吸着塔モジュール1の圧損が大きくなるおそれがある。
(第2空間部)
上記第2空間部10は、定常状態で上記第2処理層4の上方に形成され、第2処理層4と上記第1仕切板6との間に設けられる空間である。第2処理層4で分離された油や濁質の粒子の一部はこの第2空間部10に滞留(浮上分離)し、逆洗時に第1処理層3を定常状態とは逆方向に通過し上記第1空間部9を経由して上記排出管14から逆洗水Bと共に排出される。また、逆洗時に第2粒子4aがこの第2空間部10内に舞い上がり撹拌されることで、効果的に第2処理層4を逆洗することができる。この第2空間部10においては、滞留した油滴等の粒子が成長し粒径が大きくなることで逆洗時の除去効果を高める効果も奏される。また、上記ジェット水流供給管15は、この第2空間部10の側方に接続されている。なお、ジェット水流供給管15の第2空間部10との接続部分(開口部)には、第2粒子4aがジェット水流供給管15側に流入しないよう第2仕切板7と同程度の公称目開きを有するメッシュ部材等を設けることが好ましい。
上記第2空間部10は、定常状態で上記第2処理層4の上方に形成され、第2処理層4と上記第1仕切板6との間に設けられる空間である。第2処理層4で分離された油や濁質の粒子の一部はこの第2空間部10に滞留(浮上分離)し、逆洗時に第1処理層3を定常状態とは逆方向に通過し上記第1空間部9を経由して上記排出管14から逆洗水Bと共に排出される。また、逆洗時に第2粒子4aがこの第2空間部10内に舞い上がり撹拌されることで、効果的に第2処理層4を逆洗することができる。この第2空間部10においては、滞留した油滴等の粒子が成長し粒径が大きくなることで逆洗時の除去効果を高める効果も奏される。また、上記ジェット水流供給管15は、この第2空間部10の側方に接続されている。なお、ジェット水流供給管15の第2空間部10との接続部分(開口部)には、第2粒子4aがジェット水流供給管15側に流入しないよう第2仕切板7と同程度の公称目開きを有するメッシュ部材等を設けることが好ましい。
定常状態における第2空間部10の平均高さは特に限定されないが、逆洗時の撹拌効果を高めるために上記複数の第2粒子4aの堆積層の平均厚さ以上が好ましい。定常状態における第2空間部10の平均高さとしては、例えば、2cm以上1m以下とすることができる。
また、定常状態における第2空間部10の平均高さの下限としては、上記複数の第2粒子4aの堆積層の平均厚さの0.3倍が好ましく、1倍がより好ましく、2倍がさらに好ましい。上記平均高さが上記下限未満の場合、第2処理層4の逆洗効果が十分に得られないおそれがある。一方、上記平均高さの上限としては、上記複数の第2粒子4aの堆積層の平均厚さの10倍が好ましい。上記平均高さが上記上限を超える場合、吸着塔モジュール1の高さが不要に大きくなるおそれがある。
上記複数の第2粒子4aの堆積層表面からジェット水流供給管15の本体2内部の開口中心までの距離の上限としては、定常状態における第2空間部10の平均高さの0.8倍が好ましく、0.6倍がより好ましい。一方、上記距離の下限としては、上記第2空間部10の平均高さの0.2倍が好ましく、0.3倍がより好ましい。上記距離を上記範囲内とすることで、ジェット水流Aによる第2粒子4aの撹拌効果を顕著に高めることができる。
(第3処理層)
上記第3処理層5は、上記第2処理層4の下流側に配設され、上記第3処理層5には、油を吸着する吸着剤が封入される。この吸着剤は、後述する第3仕切板8によって降下が防止されており、この第3仕切板8と上記第2仕切板7との間に充填され、層を形成している。この第3処理層5は、第1処理層3及び第2処理層4で除去できなかったさらに微細な油滴を主に吸着除去する。
上記第3処理層5は、上記第2処理層4の下流側に配設され、上記第3処理層5には、油を吸着する吸着剤が封入される。この吸着剤は、後述する第3仕切板8によって降下が防止されており、この第3仕切板8と上記第2仕切板7との間に充填され、層を形成している。この第3処理層5は、第1処理層3及び第2処理層4で除去できなかったさらに微細な油滴を主に吸着除去する。
上記吸着剤としては、公知の油用吸着剤を用いることができ、例えば多孔セラミックス、不織布、織布、繊維、活性炭等を挙げることができる。これらの中でも、複数の有機繊維により形成された不織布が好ましい。この複数の有機繊維により形成される不織布は、油分を有機繊維で吸着することで油水を分離する。従って、この不織布は繊維間に形成される空孔を微細化する必要がなく孔径を大きくすることができるため、高粘度油によって空孔が閉塞されることを抑制し、圧力損失の上昇を抑制することができる。
上記不織布を形成する有機繊維の主成分としては、油を吸着可能な有機樹脂であれば特に限定されず、例えばセルロース樹脂、レーヨン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等)、ポリアミド樹脂(脂肪族ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂等)、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、フッ素樹脂又はポリオレフィン樹脂が好ましい。フッ素樹脂を主成分とする有機繊維を用いることで、不織布の耐熱性及び耐薬品性を高めることができる。さらにフッ素樹脂の中でも特に耐熱性等に優れるポリテトラフルオロエチレン樹脂が好ましい。また、ポリオレフィン樹脂を主成分とする有機繊維を用いることで、不織布の油分吸着能力を高めることができる。さらにポリオレフィン樹脂の中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレン樹脂が好ましい。なお、有機繊維の形成材料には、他のポリマー、潤滑剤などの添加剤等が適宜配合されていてもよい。
上記有機繊維の平均径の上限としては、1μmが好ましく、0.9μmがより好ましく、0.1μmがより好ましい。有機繊維の平均径が上記上限を超えると、有機繊維の単位体積あたりの表面積が小さくなるため一定の油吸着能力を確保するために繊維密度を大きくする必要が生じる。その結果、不織布の孔径及び空隙率が小さくなって油による閉塞が発生し易くなる。特に、随伴水XがC重油を含有する場合、水中に分散含有されるC重油の粒径は0.1~1.0μm程度になりやすいため、有機繊維の平均径を上記上限以下とすることで、より確実にC重油を吸着することができる。一方、有機繊維の平均径の下限としては、10nmが好ましい。有機繊維の平均径が上記下限未満の場合、不織布の形成が困難になるおそれや、不織布の強度が不足するおそれがある。
上記不織布の空隙率の下限としては、80%が好ましく、85%がより好ましく、88%がさらに好ましい。不織布の空隙率が上記下限未満の場合、被処理液の通過量(処理量)が低下するおそれや、油分によって不織布の空孔が閉塞され易くなるおそれがある。一方、不織布の空隙率の上限としては、99%が好ましく、95%がより好ましい。不織布の空隙率が上記上限を超える場合、不織布の強度が維持できないおそれがある。
上記不織布の平均孔径の下限としては、1μmが好ましく、2μmがより好ましく、5μmがさらに好ましい。不織布の平均孔径が上記下限未満の場合、被処理液の通過量(処理量)が低下するおそれや、油分によって不織布の空孔が閉塞され易くなるおそれがある。一方、不織布の平均孔径の上限としては、20μmが好ましく、8μmがより好ましい。不織布の平均孔径が上記上限を超える場合、不織布の油吸着機能が低下するおそれや、不織布の強度が維持できないおそれがある。
上記不織布の製造方法としては特に限定されず、公知の不織布の製造方法を用いることができる。具体的には、例えば乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等で製造されたフリースを、スパンレース法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法、ケミカルボンド法、ステッチボンド法、ニードルパンチ法、エアスルー法、ポイントボンド法等で結合させる方法、又はメルトブローで接着性を有する繊維体を高速噴出することでウエブを形成する方法を挙げることができる。これらの結合方法の中でも、繊維径の小さい不織布を比較的容易に形成することが可能なメルトブローによるウエブ形成方法が好ましい。
また、第3処理層5は、複数の繊維を本体2内に充填することで形成することもできる。この繊維としては、平均径が1μm以下の長繊維を用いることが好ましい。
第3処理層5の平均厚さは、吸着剤の種類によって適宜設計することができるが、例えば1cm以上1m以下とすることができる。
(第3仕切板)
上記第3仕切板8は、第3処理層5の下流側に配設され、吸着剤の降下を防止する板である。つまり、第3仕切板8は、吸着剤を通さずに液体を流通可能とする構成を有しており、具体的にはメッシュ(網)構造を有している。
上記第3仕切板8は、第3処理層5の下流側に配設され、吸着剤の降下を防止する板である。つまり、第3仕切板8は、吸着剤を通さずに液体を流通可能とする構成を有しており、具体的にはメッシュ(網)構造を有している。
第3仕切板8の材質は、上記第1仕切板6と同様とすることができる。また、第3仕切板8のメッシュの公称目開きは、吸着剤の降下(流出)を防止できる大きさであればよく、吸着剤の種類によって適宜設計することができる。
(ヘッダ部)
上記ヘッダ部11は、上記第3処理層5の下方、つまり第3仕切板8と上記本体2の底面との間に形成される空間である。このヘッダ部11の下部には第1処理液Yを回収する回収管13が接続され、第1処理層3、第2処理層4、及び第3処理層5を通過した第1処理液Yがこのヘッダ部11で収集された後に後述するスパイラル型分離膜モジュール101へ排出される。
上記ヘッダ部11は、上記第3処理層5の下方、つまり第3仕切板8と上記本体2の底面との間に形成される空間である。このヘッダ部11の下部には第1処理液Yを回収する回収管13が接続され、第1処理層3、第2処理層4、及び第3処理層5を通過した第1処理液Yがこのヘッダ部11で収集された後に後述するスパイラル型分離膜モジュール101へ排出される。
(逆洗水供給部)
上記逆洗水供給部(図示せず)は、上記回収管13を介して逆洗水を吸着塔モジュール1の下方から上方へ供給する。
上記逆洗水供給部(図示せず)は、上記回収管13を介して逆洗水を吸着塔モジュール1の下方から上方へ供給する。
逆洗水供給部は、例えばポンプによって第1処理液Y等を圧送することで逆洗水を供給する。この逆洗水の上昇流によって、複数の第1粒子3a及び第2粒子4aが上方に舞い上がり撹拌されることで、各粒子間に捕捉されていた油滴や濁質等が分離され、これらが吸着塔モジュール1の上方に流動する。上方に流動した油滴や濁質は、排出管14を介して逆洗水Bと共に後述の逆洗水回収部で回収される。なお、第2処理層4の逆洗水回収をよりスムーズに行う目的で、排出管14に加えて第2処理層4のジェット水流供給管15の近傍にも別途排出管を設けて逆洗水回収を行ってもよい。
(ジェット水流発生部)
上記ジェット水流発生部は、上記ジェット水流供給管15を介してジェット水流A(逆洗水)を第2空間部10に向けて噴射する。
上記ジェット水流発生部は、上記ジェット水流供給管15を介してジェット水流A(逆洗水)を第2空間部10に向けて噴射する。
ジェット水流発生部は、ジェット水流Aを第2空間部10に向けて噴射する。このジェット水流発生部としては、例えばバブリングジェット装置や、エダクタ等を用いることができる。
上記バブリングジェット装置は、上記ジェット水流供給管15にバブリングジェットノズルを配設し、このバブリングジェットノズルに気体及び逆洗水を供給することでジェット水を噴射する装置である。上記気体としては例えば空気を用いることができ、吸着塔モジュール1の外気を吸入して使用することができる。また、ジェット水において逆洗水に対する気体の体積比を大きくすることが好ましく、例えば、気体の体積は逆洗水の体積の2倍以上5倍以下が好ましい。また、この気体によって形成される泡の平均径としては、1mm以上4mm以下が好ましい。さらに、逆洗水の送水圧としては、0.2MPa以上が好ましく、バブリングジェットノズルの吐出口でのジェット水の流束としては20m/d以上が好ましい。
上記エダクタは、周囲の水を引き込んで強力な水流を発生する装置であり、例えばジェット水を吐出するノズルとこのノズルに流体(逆洗水)を供給する管との間の咽部に吸引口を設け、この咽部を通過する流体の流れによって上記吸引口からさらに流体を吸引することで、ジェット水を上記ノズルから噴射する装置を用いることができる。
ジェット水流発生部によって発生するジェット水流Aは、ジェット水流供給管15から第2空間部10内に側方から噴射される。上記逆洗水供給部から供給される逆洗水による上昇流に加えて、側方からのジェット水流Aによって、第2粒子4aがより大きく撹拌され、捕捉されていた油滴や濁質等をより確実に分離除去することができる。
なお、逆洗水の流量(逆洗水供給部とジェット水流発生部との合計流量)としては、例えば濾過時における随伴水の供給量の2倍とすることができる。また、逆洗時間としては例えば30秒以上10分以下とすることができ、逆洗間隔としては例えば1時間以上12時間以下とすることができる。
(逆洗水回収部)
上記逆洗水回収部(図示せず)は、排出管14を介して油滴や濁質を含む逆洗水Bを回収する。この回収した逆洗水は、例えば吸着塔モジュール1に随伴水Xとして再度供給することができる。
上記逆洗水回収部(図示せず)は、排出管14を介して油滴や濁質を含む逆洗水Bを回収する。この回収した逆洗水は、例えば吸着塔モジュール1に随伴水Xとして再度供給することができる。
(吸着塔モジュールの利点)
吸着塔モジュール1は、第1処理層3で粒径の比較的大きい油滴や濁質を分離し、その後エマルジョン化した油滴や微細な濁質を第2処理層4で分離することができる。そのため、吸着塔モジュール1は、複数の吸着塔モジュールを組み合わせることなく、油や種々の濁質を含む随伴水を処理することができ、特に比較的大きな油分や濁質を効果的に除去することができる。加えて、吸着塔モジュール1は、処理層を複数備えるため、装置の小型化を図ることができる。また、吸着塔モジュール1は、定常状態で第1処理層3及び第2処理層4の上方にそれぞれ第1空間部9及び第2空間部10を備えるため、これらの空間部に浮上分離した油滴や濁質を保持することで浄化処理能力を向上することができ、加えて逆洗によって空間部に保持した油滴や濁質を容易かつ確実に本体2外へ排出することができる。また、逆洗時に第1処理層3及び第2処理層4に封入された粒子がこの空間部内に舞い上がるため、粒子間に捕捉された油滴や濁質等の粒子等も効果的に排出することができる。これにより吸着塔モジュール1は、逆洗時間及び逆洗水量を低減することができ、ひいては高い水処理効率を発揮することができる。
吸着塔モジュール1は、第1処理層3で粒径の比較的大きい油滴や濁質を分離し、その後エマルジョン化した油滴や微細な濁質を第2処理層4で分離することができる。そのため、吸着塔モジュール1は、複数の吸着塔モジュールを組み合わせることなく、油や種々の濁質を含む随伴水を処理することができ、特に比較的大きな油分や濁質を効果的に除去することができる。加えて、吸着塔モジュール1は、処理層を複数備えるため、装置の小型化を図ることができる。また、吸着塔モジュール1は、定常状態で第1処理層3及び第2処理層4の上方にそれぞれ第1空間部9及び第2空間部10を備えるため、これらの空間部に浮上分離した油滴や濁質を保持することで浄化処理能力を向上することができ、加えて逆洗によって空間部に保持した油滴や濁質を容易かつ確実に本体2外へ排出することができる。また、逆洗時に第1処理層3及び第2処理層4に封入された粒子がこの空間部内に舞い上がるため、粒子間に捕捉された油滴や濁質等の粒子等も効果的に排出することができる。これにより吸着塔モジュール1は、逆洗時間及び逆洗水量を低減することができ、ひいては高い水処理効率を発揮することができる。
また、吸着塔モジュール1は、第1粒子3a及び第2粒子4aの降下を防止する第1仕切板6及び第2仕切板7を有するため、定常状態及び逆洗状態において第1粒子3a及び第2粒子4aが他の処理層に流動することを防止することができる。
さらに、吸着塔モジュール1は、油を吸着する吸着剤を封入する第3処理層5を備えるため、第2処理層4を通過したより微細な油滴をさらに分離することができ、高い油分分離能力を有する。
また、吸着塔モジュール1は、上記本体2の下方及び側方から逆洗水を供給する逆洗水供給部及びジェット水流発生部と、本体2の上方から逆洗水を回収する逆洗水回収部とを備えるため、第1処理層3及び第2処理層4が封入する粒子を撹拌して効果的に油滴や濁質等を排出させることができる。また、上記逆洗水供給部により第1処理層3と第2処理層4とを同時に逆洗することができる。
<スパイラル型分離膜モジュール>
当該油水分離処理システムが有する複数のスパイラル型分離膜モジュール101は、図5及び図6に示すように略円筒状のケーシング102と、このケーシング102の中心軸部分に配設される集液管106と、上記ケーシング102内に配設され、集液管106に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の複数の分離膜140と、この複数の分離膜140内に収容される複数の透過液流路材141と、複数の分離膜140間に積層される複数の原液流路材105とを主に有する。この複数のスパイラル型分離膜モジュール101は、図1に示すように直列に接続してもよいし、並列に接続してもよく、要求される処理能力等に合わせて適宜設計することができる。
当該油水分離処理システムが有する複数のスパイラル型分離膜モジュール101は、図5及び図6に示すように略円筒状のケーシング102と、このケーシング102の中心軸部分に配設される集液管106と、上記ケーシング102内に配設され、集液管106に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の複数の分離膜140と、この複数の分離膜140内に収容される複数の透過液流路材141と、複数の分離膜140間に積層される複数の原液流路材105とを主に有する。この複数のスパイラル型分離膜モジュール101は、図1に示すように直列に接続してもよいし、並列に接続してもよく、要求される処理能力等に合わせて適宜設計することができる。
なお、スパイラル型分離膜モジュール101の集液管106、分離膜140、透過液流路材141、及び原液流路材105は、膜エレメント(スパイラル型分離膜エレメント)103を構成する。
(ケーシング)
ケーシング102は、両端が開口した円筒体120と、この円筒体120の開口を塞ぐ閉塞部材121,122を備えている。
ケーシング102は、両端が開口した円筒体120と、この円筒体120の開口を塞ぐ閉塞部材121,122を備えている。
円筒体120の直径及び長さとしては、膜エレメント103を適切に収容できる限りは特に制限はなく、用途等に応じて適宜選択すればよい。円筒体120は、耐圧性の高い材料により形成することが好ましい。耐圧性の高い材料としては、例えばポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ポリスルホン、ポリアセタール、ポリイミド、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等の樹脂材料、繊維強化プラスチック、ステンレス、真鍮、銅、鉄等の金属材料、セラミック材料などが挙げられる。
閉塞部材121は、ヘッダ部123及び原液ポート124を有している。ヘッダ部123は、端板121A及び側壁121Bにより形成されている。原液ポート124の内部は、ヘッダ部123に連通している。一方、閉塞部材122は、ヘッダ部125及び濃縮液ポート126を有している。ヘッダ部125は、端板122A及び側壁122Bにより形成されている。濃縮液ポート126の内部は、ヘッダ部125に連通している。これらの閉塞部材121,122の材質としては、円筒体120と同様なものが挙げられる。
(膜エレメント)
図6及び図7に示すように、膜エレメント103は、膜リーフ104、原液流路材105、集液管106及びテレスコープ防止板107A,107Bを備えている。この膜エレメント103は、膜リーフ104の間に原液流路材105に挟み込まれるように集液管106に巻き付けられた巻回体130の端面131,132にテレスコープ防止板107A,107Bを固定したものである。
図6及び図7に示すように、膜エレメント103は、膜リーフ104、原液流路材105、集液管106及びテレスコープ防止板107A,107Bを備えている。この膜エレメント103は、膜リーフ104の間に原液流路材105に挟み込まれるように集液管106に巻き付けられた巻回体130の端面131,132にテレスコープ防止板107A,107Bを固定したものである。
膜リーフ104は、原液流路材105と共に集液管106に巻き付けられるものである。この膜リーフ104は、分離膜140及び透過液流路材141を有している。
分離膜140は、原液中の不要成分を分離するものである。この分離膜140は、図8に示すように一対の分離膜要素142,143によって開口部144が形成された三方シール袋状である。このような分離膜140は、例えばシート状の分離膜を折り返し、折り返し縁に連続する両側縁部を接着することで袋状に形成される。分離膜140は、一対の分離膜を重ね合せ、3つの側縁部を接着することで三方シール袋状に形成してもよい。
分離膜140は、スパイラル型分離膜モジュール101の用途等に応じて、公知のものから選択すればよい。分離膜140としては、例えば逆浸透膜、ナノ濾過膜、限外濾過膜、精密濾過膜等が挙げられる。分離膜140としては、不織布を使用することもできる。
分離膜140として不織布を用いる場合、複数の有機繊維により形成された不織布が好ましい。この複数の有機繊維により形成される不織布は、油分を有機繊維で吸着することで油水を分離する。従って、この不織布は繊維間に形成される空孔を微細化する必要がなく孔径を大きくすることができるため、高粘度油によって空孔が閉塞されることを抑制し、圧力損失の上昇を抑制することができる。
上記不織布を形成する有機繊維の主成分としては、油を吸着可能な有機樹脂であれば特に限定されず、例えばセルロース樹脂、レーヨン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等)、ポリアミド樹脂(脂肪族ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂等)、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、フッ素樹脂又はポリオレフィン樹脂が好ましい。フッ素樹脂を主成分とする有機繊維を用いることで、不織布の耐熱性及び耐薬品性を高めることができる。さらにフッ素樹脂の中でも特に耐熱性等に優れるポリテトラフルオロエチレン樹脂が好ましい。また、ポリオレフィン樹脂を主成分とする有機繊維を用いることで、不織布の油分吸着能力を高めることができる。さらにポリオレフィン樹脂の中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレン樹脂が好ましい。なお、有機繊維の形成材料には、他のポリマー、潤滑剤などの添加剤等が適宜配合されていてもよい。
上記有機繊維の平均径の上限としては、1μmが好ましく、0.9μmがより好ましく、0.1μmがより好ましい。有機繊維の平均径が上記上限を超えると、有機繊維の単位体積あたりの表面積が小さくなるため一定の油吸着能力を確保するために繊維密度を大きくする必要が生じる。その結果、不織布の孔径及び空隙率が小さくなって油による閉塞が発生し易くなる。特に、第1処理液YがC重油を含有する場合、水中に分散含有されるC重油の粒径は0.1~1.0μm程度になりやすいため、有機繊維の平均径を上記上限以下とすることで、より確実にC重油を吸着することができる。一方、有機繊維の平均径の下限としては、10nmが好ましい。有機繊維の平均径が上記下限未満の場合、不織布の形成が困難になるおそれや、強度が不足するおそれがある。
上記不織布の空隙率の下限としては、80%が好ましく、85%がより好ましく、88%がさらに好ましい。不織布の空隙率が上記下限未満の場合、被処理液の通過量(処理量)が低下するおそれや、油分によって不織布の空孔が閉塞され易くなるおそれがある。一方、不織布の空隙率の上限としては、99%が好ましく、95%がより好ましい。不織布の空隙率が上記上限を超える場合、不織布の強度が維持できないおそれがある。
上記不織布の平均孔径の下限としては、1μmが好ましく、2μmがより好ましく、5μmがさらに好ましい。不織布の平均孔径が上記下限未満の場合、被処理液の通過量(処理量)が低下するおそれや、油分によって不織布の空孔が閉塞され易くなるおそれがある。一方、不織布の平均孔径の上限としては、20μmが好ましく、8μmがより好ましい。不織布の平均孔径が上記上限を超える場合、不織布の油吸着機能が低下するおそれや、不織布の強度が維持できないおそれがある。
上記不織布の製造方法としては特に限定されず、公知の不織布の製造方法を用いることができる。具体的には、例えば乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等で製造されたフリースを、スパンレース法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法、ケミカルボンド法、ステッチボンド法、ニードルパンチ法、エアスルー法、ポイントボンド法等で結合させる方法、又はメルトブローで接着性を有する繊維体を高速噴出することでウエブを形成する方法を挙げることができる。これらの結合方法の中でも、繊維径の小さい不織布を比較的容易に形成することが可能なメルトブローによるウエブ形成方法が好ましい。
図9に示すように、透過液流路材141は、分離膜140の内部に収容されることで、分離膜要素142,143の間のスペーサとして機能するものである。すなわち、透過液流路材141は、膜リーフ104において分離膜要素142,143の間に透過液流路を規定する。この透過液流路材141としては、多孔質体を使用することができる。多孔質体としては、例えばトリコット等の編地が挙げられる。
原液流路材105は、膜リーフ104と共に集液管106に巻き付けたときに、2つの膜リーフ104の間に位置し、これらの膜リーフ104(分離膜要素142,143)の間のスペーサとして機能するものである。すなわち、原液流路材105は、膜リーフ104に積層されることで膜リーフ104(分離膜要素142,143)の間に原液流路を規定する。
図10及び図11に示すように、原液流路材105は、複数の第1構成糸151とこれらの第1構成糸151に交差する複数の第2構成糸152とを有し、これらが複数の交差部分153で一体化されている。この原液流路材105(メッシュスペーサ)は、第1構成糸151及び第2構成糸152において交差部分153の間に位置する線状部分154,155を有している。
交差部分153は、線状部分154,155に対して厚み方向に膨出しており、その頂点部分において膜リーフ104(分離膜要素142,143)に接触している。この交差部分153は、第1構成糸151と第2構成糸152とが融和されることで一体化されていることが好ましい。交差部分153が融和されていることで、交差部分153の強度を高めることができる。
線状部分154,155は、膜リーフ104(分離膜要素142,143)とは接触せずに膜リーフ104(分離膜要素142,143)から離間している。これらの線状部分154,155の断面形状としては、円形、楕円形、半円形、多角形等が挙げられる。
上記第1構成糸151及び第2構成糸152の線状部分154,155の各平均最小径T1は、それぞれ交差部分153の平均最大厚みT2よりも小さくされている。第1構成糸151及び第2構成糸152の線状部分154,155の軸芯L1,L2の交差部分153の厚み方向の中心O1に対する厚み方向の偏倚量dTは、それぞれ上記交差部分153の平均最大厚みT2と上記線状部分154,155の平均最小径T1との差の半分以下である。上記第1構成糸151及び第2構成糸152のそれぞれの偏倚量dTの上限としては、交差部分153の平均最大厚みT2の30%が好ましく、10%がより好ましい。上記偏倚量dTが上記上限を超えると、線状部分154,155と分離膜140との距離が小さくなり、原液供給時に原液流れに乱れが生じやすくなり、分離膜140の表面での濃度分極や圧力損失の増大等による膜エレメント103の性能低下を十分に抑制できないおそれがある。
上記第1構成糸151及び第2構成糸152の線状部分154,155の平均最小径T1の下限としては、それぞれ交差部分153の平均最大厚みT2の20%が好ましく、30%がより好ましい。一方、平均最小径T1の上限としては、それぞれ平均最大厚みT2の60%が好ましく、50%がより好ましい。上記線状部分154,155の各平均最小径T1が交差部分153の平均最大厚みT2に対して上記下限未満であると、線状部分154,155の強度を十分に確保できないおそれがある。一方、上記線状部分154,155の各平均最小径T1が交差部分153の平均最大厚みT2に対して上記上限を超えると、線状部分154,155と分離膜140との距離が小さくなり、原液の乱れが生じやすくなり、分離膜140の表面での濃度分極や圧力損失の増大等による膜エレメント103の性能低下を十分に抑制できないおそれがある。
膜エレメント103の性能低下を十分に抑制するためには、線状部分154,155の平均最小径T1及び交差部分153の平均最大厚みT2は、下記の範囲とすることが好ましい。すなわち、線状部分154,155の平均最小径T1の下限としては、0.1mmが好ましく、0.2mmがより好ましい。上記平均最小径T1の上限としては、0.4mmが好ましく、0.3mmがより好ましい。交差部分153の平均最大厚みT2の下限としては0.2mmが好ましく、0.5mmがより好ましい。平均最大厚みT2の上限としては1.2mmが好ましく、1.0mmがより好ましい。
複数の交差部分153のうちの第1構成糸151又は第2構成糸152の軸方向A1,A2に隣接する2つの交差部分153の平均中心間距離Dの下限としては、2mmが好ましく、3mmがより好ましい。一方、平均中心間距離Dの上限としては、6mmが好ましく、5mmがより好ましい。交差部分153の平均中心間距離Dが上記下限未満であると、分離膜要素142,143の間における交差部分153が占める容積が大きくなって原液流れに乱れが生じやすく、圧力損失が大きくなるおそれがある。一方、交差部分153の平均中心間距離Dが上記上限を超えると、原液流路材105がスペーサとして十分に機能しないおそれがある。
第1構成糸151又は第2構成糸152の線状部分154,155は、第1構成糸151又は第2構成糸152の軸方向A1,A2に延伸されているとよい。線状部分154,155が延伸されることで、各構成糸151,152の線状部分154,155の軸芯L1,L2を交差部分153の厚み方向の中心O1に近づけることができると共に線状部分154,155の厚さを小さくすることができる。そのため、当該膜エレメント103によれば、線状部分154,155を分離膜140から離間させることができるため原液流れの乱れを抑制し、濃度分極、圧力損失等による膜エレメント103の性能低下をより効果的に抑制できる。
第1構成糸151及び第2構成糸152としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン又は架橋ポリエチレンを主成分とするものが挙げられる。このような樹脂を主成分とする構成糸は比較的安価に入手可能であると共に融点も比較的に低く加工が容易であるため、原液流路材105の材料コストを抑制することが可能となる。
このような原液流路材105は、例えば第1構成糸151と第2構成糸152とを交差状態で融着することで形成することができる。第1構成糸151と第2構成糸152との融着は、公知の方法、例えば押出成形機を用いて第1構成糸151及び第2構成糸152をこれらの構成糸151,152が交差するように同時に押出形成することで行うことができる。融着後は、必要に応じて、加熱により交差部分153を融和させてもよく、また必要に応じて第1構成糸又は第2構成糸を延伸してもよい。原液流路材105はまた、第1構成糸151及び第2構成糸152を平織、綾織等した後に加熱することで交差部分153を融着させてもよい。このような融着方法は、第1構成糸151及び第2構成糸152として低融点樹脂を主成分とするものを用いる場合に有用である。
図6及び図7に示すように、集液管106は、分離膜140を透過した膜リーフ104の内部の透過液を集めるためのものである。この集液管106は、一端部が閉じた中空状である。集液管106には、集液管106の軸方向に列状に並ぶと共に複数の貫通孔160からなる貫通孔群が形成されている。膜リーフ104は、分離膜140の開口部144が貫通孔群に位置合わせされた状態で集液管106に固定され、開口部144と貫通孔160が連通している。そのため、貫通孔群の貫通孔160には、分離膜140を透過した透過液のみが供給される。
図5及び図6に示すように、テレスコープ防止板107A,107Bは、スポーク型として構成されたものである。このテレスコープ防止板107A,107Bは、内周環部170A,170B、外周環部171A,171B、及びスポーク部172A,172Bを備えている。内周環部170A,170Bは、集液管106が嵌合される部分である。外周環部171A,171Bの外周面には、溝173A,173Bが設けられる。この溝173A,173Bは、ブラインシール174A,174Bが嵌め込まれる部分である。ブラインシール174A,174Bは、円筒体120と膜エレメント103との隙間に原液が流入することを防ぐためのものである。スポーク部172A,172Bは、内周環部170A,170Bと外周環部171A,171Bとを繋ぐものである。内周環部170A,170B、外周環部171A,171B及びスポーク部172A,172Bによって囲まれる空間は、原液の通過を許容するものである。
テレスコープ防止板107A,107Bの材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレン、ポリアセタール、ポリイミド、硬質ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスルホン、アクリル樹脂、ABS樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルケトン等の樹脂材料、ステンレススチール等の金属材料などが挙げられる。
(スパイラル型分離膜モジュールの原液の分離方法)
次に、スパイラル型分離膜モジュール101による原液の分離方法を説明する。なお、図5における矢印は、液体の移動方向を示している。
次に、スパイラル型分離膜モジュール101による原液の分離方法を説明する。なお、図5における矢印は、液体の移動方向を示している。
図5に示すように、スパイラル型分離膜モジュール101には、原液ポート124から吸着塔モジュール1から排出された第1処理液Y(原液)が供給される。スパイラル型分離膜モジュール101への原液供給圧力は、膜リーフ104の分離膜140の種類に応じて決定すればよい。例えば、分離膜140として不織布等の油水分離膜を使用する場合には、原液供給圧力としては1MPa以下が好ましい。
原液ポート124から供給された第1処理液Yは、閉塞部材121のヘッダ部123及びテレスコープ防止板107Aを通過し、巻回体130の端面131から巻回体130に供給される。巻回体130に供給された第1処理液Yは、原液流路材105によって膜リーフ104(分離膜要素142,143)の間に規定される原液流路を巻回体130の端面132に向けて移動する。
原液流路を移動する第1処理液Yは、その移動過程において分離膜140により分離される。分離膜140を透過した第2処理液Zは、分離膜140(膜エレメント103)の内部に移動する。分離膜140の内部の第2処理液Zは、透過液流路材141によって規定される透過液流路に移動し、貫通孔160を通過して集液管106の内部に移動する。集液管106の第2処理液Zは、集液管106の内部を移動して集液管106の端部から回収される。
一方、分離膜140を透過しなかった第1処理液Yは、膜エレメント103の端面132から排出され、最終的にテレスコープ防止板107B及び閉塞部材122のヘッダ部125を通過して濃縮液ポート126を介してスパイラル型分離膜モジュール101の外部に濃縮液Cとして排出される。
なお、複数のスパイラル型分離膜モジュール101は、例えば集液管106の排出口から各膜エレメント103に逆洗水を供給し、原液ポート124から排出することで逆洗を行うことができる。
(スパイラル型分離膜モジュールの利点)
従来のスパイラル型分離膜モジュールでは、図12に示すように原液流路材108が分離膜190,191の間に位置しているが、原液流路材の縦糸(第1構成糸)及び横糸(第2構成糸)が全長にわたって分離膜190,191に密着する。そのため、原液流路材の縦糸(第1構成糸)及び横糸(第2構成糸)と分離膜190,191との接触面積が大きく、原液供給時の原液流れの乱れを十分に抑制することができない。その結果、原液流れの乱れに起因する分離膜表面での濃度分極の発生、圧力損失の増加等による膜エレメントの性能低下を十分に抑制することができない。
従来のスパイラル型分離膜モジュールでは、図12に示すように原液流路材108が分離膜190,191の間に位置しているが、原液流路材の縦糸(第1構成糸)及び横糸(第2構成糸)が全長にわたって分離膜190,191に密着する。そのため、原液流路材の縦糸(第1構成糸)及び横糸(第2構成糸)と分離膜190,191との接触面積が大きく、原液供給時の原液流れの乱れを十分に抑制することができない。その結果、原液流れの乱れに起因する分離膜表面での濃度分極の発生、圧力損失の増加等による膜エレメントの性能低下を十分に抑制することができない。
これに対し、当該膜エレメント103によれば、原液流路材(メッシュスペーサ)105の第1構成糸151と第2構成糸152とが交差部分153で一体化され、隣接する交差部分153の間の線状部分154,155の平均最小径T1が交差部分153の平均最大厚みT2よりも小さく、厚み方向における第1構成糸151及び第2構成糸152の線状部分154,155の軸芯L1,L2の交差部分153の中心に対する偏倚量dTが交差部分153の平均最大厚みT2と線状部分154,155の平均最小径T1との差の半分以下とされている。そのため、原液流路材105は、交差部分153において分離膜140に接触し、第1構成糸151及び第2構成糸152の線状部分154,155が分離膜140とは接触しない構成とすることが可能となる。そのため、第1構成糸151及び第2構成糸152の線状部分154,155と分離膜140との接触面積が小さくなる結果、原液供給時の原液流れの乱れに起因する分離膜140の表面での濃度分極を抑制し、圧力損失を低減できる。これにより、スパイラル型分離膜モジュール101では、性能低下を効果的に抑制できる。
<油水分離処理システムの利点>
当該油水分離処理システムは、吸着塔モジュール1から排出された第1処理液をさらに処理する複数のスパイラル型分離膜モジュール101を備えるため、種々の大きさの油滴や濁質を効率よく分離できる。その結果、当該油水分離処理システムは、省スペースで高い水処理効率を発揮することができる。なお、当該油水分離処理システムは、石油随伴水に限らず、工場などからの油を含む排水の油分除去浄化処理などに幅広く適用できる。
当該油水分離処理システムは、吸着塔モジュール1から排出された第1処理液をさらに処理する複数のスパイラル型分離膜モジュール101を備えるため、種々の大きさの油滴や濁質を効率よく分離できる。その結果、当該油水分離処理システムは、省スペースで高い水処理効率を発揮することができる。なお、当該油水分離処理システムは、石油随伴水に限らず、工場などからの油を含む排水の油分除去浄化処理などに幅広く適用できる。
[油水分離処理方法]
当該油水分離処理方法は、図1の吸着塔モジュール1を用い、この吸着塔モジュール1の本体2の上方から随伴水Xを供給し、下方から第1処理液Yを排出する工程と、図1のスパイラル型膜分離モジュール101を用い、このスパイラル型分離膜モジュール101のケーシング102の端部から第1処理液Yを供給し、集液管106の端部から第2処理液Z(処理済液)を排出する工程とをこの順に備える。
当該油水分離処理方法は、図1の吸着塔モジュール1を用い、この吸着塔モジュール1の本体2の上方から随伴水Xを供給し、下方から第1処理液Yを排出する工程と、図1のスパイラル型膜分離モジュール101を用い、このスパイラル型分離膜モジュール101のケーシング102の端部から第1処理液Yを供給し、集液管106の端部から第2処理液Z(処理済液)を排出する工程とをこの順に備える。
随伴水の供給方法は特に限定されず、例えばポンプ又は水頭で吸着塔モジュール1に随伴水を圧送する方法を用いることができる。
当該油水分離処理方法における吸着塔モジュール1での随伴水の充填面積あたりの処理速度の下限としては、200m3/m2・dayが好ましく、300m3/m2・dayがより好ましく、400m3/m2・dayがさらに好ましい。随伴水の油分濃度、濁質濃度及び粘度が高い場合には、上記下限未満の処理速度でも、高水質が得られ十分安価な処理を行うことができる。しかし、随伴水の濃度が低くコストの点で高速処理が望まれる場合には、随伴水の処理速度が上記下限未満であると、大量に随伴水が発生する環境下で当該油水分離処理方法が使用に適さなくなるおそれがある。なお、随伴水の処理速度の上限は特に限定されないが、例えば1000m3/m2・dayとすることができる。
また、当該油水分離処理方法におけるスパイラル型分離膜モジュール101の1つの膜エレメント103での随伴水の膜面積当たりの処理速度の下限としては、1m3/m2・dayが好ましく、2m3/m2・dayがより好ましく、5m3/m2・dayがさらに好ましい。
当該油水分離処理方法における第1処理液Yの濁質濃度の上限としては、10ppmが好ましく、5ppmがより好ましく、3ppmがさらに好ましく、1ppmが特に好ましい。第1処理液Yの濁質濃度を上記上限以下とすることで、より効率よくスパイラル型分離膜モジュール101で分離処理を行うことができる。なお、濁質濃度とは、浮遊物質(SS)の濃度を意味し、JIS-K0102(2008)の「14.1 懸濁物質」に準拠して測定される値である。
当該油水分離処理方法で回収した処理済液(第2処理液Z)の濁質濃度の上限としては、1ppmが好ましく、0.5ppmがより好ましく、0.1ppmが特に好ましい。処理済液の濁質濃度を上記上限以下とすることで、当該油水分離処理方法で処理した処理済液を環境に負荷を与えず廃棄することや産業用水として利用することが可能となる。
当該油水分離処理方法における第1処理液Yの油濃度の上限としては、100ppmが好ましく、50ppmがより好ましく、10ppmがさらに好ましく、1ppmが特に好ましい。第1処理液Yの油濃度を上記上限以下とすることで、より効率よくスパイラル型分離膜モジュール101で油水分離を行うことができる。
当該油水分離処理方法で回収した処理済液(第2処理液Z)の油濃度の上限としては、10ppmが好ましく、5ppmがより好ましく、1ppmがさらに好ましく、0.1ppmが特に好ましい。処理済液の油濃度を上記上限以下とすることで、当該油水分離処理方法の後で行う油水分離処理の負荷を低減することや、条件によっては他の油水分離処理を行なわずとも当該油水分離処理方法で油水分離した処理済液を環境に負荷を与えず廃棄することができる。
<油水分離処理方法の利点>
当該油水分離処理方法は、油及び濁質を含む随伴水の浄化処理能力に優れ、随伴水を省スペースでかつ効率的に処理することができる。
当該油水分離処理方法は、油及び濁質を含む随伴水の浄化処理能力に優れ、随伴水を省スペースでかつ効率的に処理することができる。
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
当該油水分離処理システムは、並列に接続された複数の吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットと、並列に接続された複数のスパイラル型分離膜モジュールを有する膜分離ユニットとを備えてもよい。このような吸着塔ユニット及び膜分離ユニットを備える場合、当該油水分離処理システムは吸着塔モジュール及びスパイラル型分離膜モジュールを逆洗する制御ユニットをさらに備えることが好ましい。これにより、当該油水分離処理システムの処理能力を容易かつ確実に維持することができる。また、この制御ユニットによって、例えば一つの吸着塔モジュール又はスパイラル型分離膜モジュールを順に逆洗することで、当該油水分離処理システム全体での単位時間当たりの処理量を常に一定に保つことができる。なお、複数のモジュールを同時に停止し、停止した複数のモジュールに対し逆洗を同時に行ってもよい。
また、当該油水分離処理システムは、上記吸着塔ユニット、膜分離ユニット及び制御ユニットが載置される移動体を備えることができる。この移動体としては、例えばコンテナを用いることができ、このコンテナ内に上記各ユニットを格納し、トレーラー等で牽引することで、当該油水分離処理システムを任意の個所に容易に移送及び設置することができる。
さらに、上記実施形態の吸着塔モジュールは第2処理層の下流側に第3処理層を備えていたが、随伴水の油含有量が少ない場合、第3処理層を省略することも可能である。また、第3処理層を設ける場合において、ヘッダ部を設けずに第3仕切板と本体の底面とを当接させてもよい。この場合、第3仕切板は、回収管の開口部分にのみ設けてもよい。さらに、第3処理層として上述のような吸着剤層を設ける代わりに第2処理層と同様の充填剤層を設けてもよく、また、その場合にさらに第4処理層として吸着剤層を設けてもよい。さらに充填剤層と吸着剤層とを複数段にして設けることもでき、吸着塔モジュールの構成は3段に限られるものではない。
また、吸着塔モジュールにおいて、定常状態において第1処理層及び第2処理層の上方にそれぞれ形成される空間部は必須の構成要素ではなく、省略が可能である。ただし、第1処理層及び第2処理層の逆洗効果及び逆洗水の回収を効果的にするためには第1空間部及び第2空間部を設けることが好ましい。
さらに、吸着塔モジュールのジェット水流供給管は、図3に示すジェット水流供給管25のように第2空間部10の上方から下方に向かってジェット水流Aを噴射するように形成されていてもよい。具体的に説明すると、ジェット水流供給管25は第1処理層3内を挿通し、第2空間部10内に形成された複数の開口部(ノズル)25aを有する。この開口部25aは、第2空間部10内で下方を向くように形成されている。このようなジェット水流供給管25によれば、下方からの逆洗水の上昇流とこのジェット水流供給管25から噴射されるジェット水流Aの下降流とによってより強力に第2粒子4aを撹拌し、より確実に油滴や濁質等を分離することができる。なお、上記開口部25aには、第2粒子4aがジェット水流供給管25側に流入しないよう第2仕切板7と同程度の公称目開きを有するメッシュ部材等を設けることが好ましい。
また、吸着塔モジュールのジェット水流供給管は、図4に示すジェット水流供給管35のように第3処理層5から上方(第2処理層4側)の第2空間部10に向かってジェット水流Aを噴射するように形成されていてもよい。具体的に説明すると、ジェット水流供給管35は第3処理層5内を挿通し、第3処理層5内に形成された複数の開口部(ノズル)35aを有する。この開口部35aは、第3処理層5内で上方を向くように形成されている。このようなジェット水流供給管35によれば、回収管13を介して逆洗水供給部から供給される逆洗水に加えて、さらにこのジェット水流供給管35から噴射されるジェット水流Aの噴流によってより強力に第2粒子4a及び第1粒子3aを撹拌し、より確実に油滴や濁質等を分離することができる。このジェット水流供給管35は、ヘッダ部11内に配設してもよい。なお、上記ジェット水流供給管35の開口部35aを有する部分(上方延伸部分)を第2仕切板7に貫通させ、上記開口部35aを第2処理層4内に形成するか又は第2仕切板7と一体化してもよい。この場合、第2粒子4aがジェット水流供給管35側に流入しないよう第2仕切板7と同程度の公称目開きを有するメッシュ部材等を開口部35aに設けることが好ましい。
なお、吸着塔モジュールのジェット水流供給管は省略が可能である。逆に、吸着塔モジュールの第1空間部に第1粒子を撹拌するためのジェット水流発生部をさらに設けてもよい。
また、スパイラル型分離膜モジュールの原液流路材としては、図12に示すような従来のものを用いてもよい。
さらに、スパイラル型分離膜モジュールの集液管に巻き付けられる膜リーフ及び原液硫路材の数は、図7に示されるようなそれぞれ4つには限定されず、4つ以外であってよく、もちろん1つであってよい。
また、スパイラル型分離膜モジュールの膜リーフ及び原液流路材は、集液管の軸方向一箇所に巻き付ける場合に限定されず、集液管の軸方向に並ぶように複数箇所に巻き付けてもよい。
さらに、上記実施の形態では、原液流路材において、一方の構成糸が集液管の周方向に沿い、他方の構成糸が集液管の軸方向に沿うように集液管に巻き付けられていたが、第1構成糸及び第2構成糸のそれぞれが集液管の周方向及び軸方向の双方に斜めに交差するように原液流路材を集液管に巻き付けてもよい。
以上のように、本発明の油水分離処理システム、油水分離処理方法及びスパイラル型分離膜エレメントは、様々な粒径の油滴や濁質を含有する油水混合液を省スペースで効率的に処理でき、工場や油田等の生産施設において好適に用いることができる。
1 吸着塔モジュール
2 本体
3 第1処理層 3a 第1粒子
4 第2処理層 4a 第2粒子
5 第3処理層
6 第1仕切板 7 第2仕切板 8 第3仕切板
9 第1空間部 10 第2空間部
11 ヘッダ部
12 供給管 13 回収管 14 排出管
15、25、35 ジェット水流供給管 25a、35a 開口部
101 スパイラル型分離膜モジュール
102 ケーシング
120 円筒体
121,122 閉塞部材
121A,122A 端板 121B,122B 側壁
123,125 ヘッダ部
124 原液ポート 126 濃縮液ポート
103 膜エレメント 130 巻回体 131,132 端面
104 膜リーフ
140 分離膜 141 透過液流路材 142,143 分離膜要素
144 開口部
105 原液流路材
151 第1構成糸 152 第2構成糸 153 交差部分
154,155 線状部分
106 集液管
160 貫通孔
107A,107B テレスコープ防止板
170A,170B 内周環部 171A,171B 外周環部
172A,172B スポーク部
173A,173B 溝
174A,174B ブラインシール
108 原液流路材
190,191 分離膜
201 セパレータ
A1,A2 構成糸の軸方向
T1 線状部分の平均最小径 T2 交差部分の平均最大厚み
L1,L2 線状部分の軸芯 O1 交差部分の厚み方向の中心
dT 偏倚量 D 交差部分の平均中心間距離
2 本体
3 第1処理層 3a 第1粒子
4 第2処理層 4a 第2粒子
5 第3処理層
6 第1仕切板 7 第2仕切板 8 第3仕切板
9 第1空間部 10 第2空間部
11 ヘッダ部
12 供給管 13 回収管 14 排出管
15、25、35 ジェット水流供給管 25a、35a 開口部
101 スパイラル型分離膜モジュール
102 ケーシング
120 円筒体
121,122 閉塞部材
121A,122A 端板 121B,122B 側壁
123,125 ヘッダ部
124 原液ポート 126 濃縮液ポート
103 膜エレメント 130 巻回体 131,132 端面
104 膜リーフ
140 分離膜 141 透過液流路材 142,143 分離膜要素
144 開口部
105 原液流路材
151 第1構成糸 152 第2構成糸 153 交差部分
154,155 線状部分
106 集液管
160 貫通孔
107A,107B テレスコープ防止板
170A,170B 内周環部 171A,171B 外周環部
172A,172B スポーク部
173A,173B 溝
174A,174B ブラインシール
108 原液流路材
190,191 分離膜
201 セパレータ
A1,A2 構成糸の軸方向
T1 線状部分の平均最小径 T2 交差部分の平均最大厚み
L1,L2 線状部分の軸芯 O1 交差部分の厚み方向の中心
dT 偏倚量 D 交差部分の平均中心間距離
Claims (12)
- 油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理システムであって、
吸着塔モジュールとスパイラル型膜分離モジュールとをこの順に備え、
上記吸着塔モジュールが、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有し、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第1処理液を排出するものであり、
上記スパイラル型膜分離モジュールが、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の1又は複数の分離膜と、この1又は複数の分離膜内に収容される1又は複数の透過液流路材と、上記1又は複数の分離膜間に積層される1又は複数の原液流路材とを有し、上記ケーシングの端部から第1処理液を供給し、上記集液管の端部から第2処理液を排出するものである油水分離処理システム。 - 上記吸着塔モジュールが、上流側から順に、複数の第1粒子を封入する第1処理層と、この第1粒子の降下を防止する第1仕切板と、この第1粒子より平均径が小さい複数の第2粒子を封入する第2処理層と、この第2粒子の降下を防止する第2仕切板とを備え、定常状態において上記第2処理層の上方に空間部を備える請求項1に記載の油水分離処理システム。
- 上記第1粒子の平均径が100μm以上500μm以下、上記第2粒子の平均径が10μm以上300μm以下である請求項2に記載の油水分離処理システム。
- 上記分離膜が有機繊維により形成される不織布であり、この有機繊維の平均径が1μm以下である請求項1、請求項2又は請求項3に記載の油水分離処理システム。
- 上記原液流路材が複数の第1構成糸とこれらの第1構成糸に交差する複数の第2構成糸とを有し、これらが複数の交差部分で一体化されており、
上記第1構成糸における上記交差部分の間に位置する線状部分の平均最小径が上記交差部分の平均最大厚みよりも小さく、
上記第1構成糸の線状部分の軸芯の上記交差部分の厚み方向の中心に対する上記厚み方向の偏倚量が、上記交差部分の平均最大厚みと上記線状部分の平均最小径との差の半分以下である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の油水分離処理システム。 - 上記油水混合液が石油随伴水である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の油水分離処理システム。
- 1又は複数の上記吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットと、
直列又は並列に連結される複数の上記スパイラル型膜分離モジュールを有する膜分離ユニットと、
上記吸着塔モジュール及びスパイラル型分離膜モジュールを逆洗する制御ユニットと
を備える請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の油水分離処理システム。 - 上記吸着塔ユニット、膜分離ユニット及び制御ユニットが載置される移動体をさらに備える請求項7に記載の油水分離処理システム。
- 採掘流体から油水混合液を分離するセパレータをさらに備える請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の油水分離処理システム。
- 油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理方法であって、
略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有する吸着塔モジュールを用い、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第1処理液を排出する工程と、
略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の1又は複数の分離膜と、この1又は複数の分離膜内に収容される1又は複数の透過液流路材と、上記1又は複数の分離膜間に積層される1又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型膜分離モジュールを用い、上記ケーシングの端部から第1処理液を供給し、集液管の端部から第2処理液を排出する工程と
をこの順に備える油水分離処理方法。 - 上記油水混合液の吸着塔モジュールにおける処理速度が200m3/m2・day以上である請求項10に記載の油水分離処理方法。
- 集液管と、この集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の1又は複数の分離膜と、この1又は複数の分離膜内に収容される1又は複数の透過液流路材と、上記1又は複数の分離膜間に積層される1又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型分離膜エレメントであって、
上記分離膜が不織布であり、この不織布が有する繊維の平均径が1μm以下であるスパイラル型分離膜エレメント。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6439084B1 (ja) * | 2018-02-22 | 2018-12-19 | 協和機電工業株式会社 | 吸着体、および吸着体の製造方法 |
CN114195226A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-03-18 | 济宁康盛彩虹生物科技有限公司 | 一种化工用高效油水分离器 |
CN114340770A (zh) * | 2019-08-30 | 2022-04-12 | 东丽株式会社 | 分离膜元件 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006507919A (ja) * | 2002-05-02 | 2006-03-09 | フィルムテック コーポレーション | 改良された供給スペーサーをもつ螺旋状に巻かれた部材 |
JP2007160264A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | National Maritime Research Institute | 油水分離装置 |
JP2014184398A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 油水分離フィルタ、これを用いた油水分離方法及び油水分離装置 |
JP2014226604A (ja) * | 2013-05-21 | 2014-12-08 | 住友電気工業株式会社 | 水処理装置及びこれを用いた水処理方法 |
-
2014
- 2014-12-10 WO PCT/JP2014/082617 patent/WO2016092643A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006507919A (ja) * | 2002-05-02 | 2006-03-09 | フィルムテック コーポレーション | 改良された供給スペーサーをもつ螺旋状に巻かれた部材 |
JP2007160264A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | National Maritime Research Institute | 油水分離装置 |
JP2014184398A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 油水分離フィルタ、これを用いた油水分離方法及び油水分離装置 |
JP2014226604A (ja) * | 2013-05-21 | 2014-12-08 | 住友電気工業株式会社 | 水処理装置及びこれを用いた水処理方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6439084B1 (ja) * | 2018-02-22 | 2018-12-19 | 協和機電工業株式会社 | 吸着体、および吸着体の製造方法 |
CN114340770A (zh) * | 2019-08-30 | 2022-04-12 | 东丽株式会社 | 分离膜元件 |
CN114195226A (zh) * | 2022-01-05 | 2022-03-18 | 济宁康盛彩虹生物科技有限公司 | 一种化工用高效油水分离器 |
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