WO2018181262A1 - 油水排水処理装置及びこれを用いた油水排水処理方法 - Google Patents

油水排水処理装置及びこれを用いた油水排水処理方法 Download PDF

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株式会社Ａｚｔｅｃｈ
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    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis

Definitions

  • the present invention relates to an oil water drainage treatment apparatus and an oil water drainage treatment method using the same, and more particularly to an oil water drainage treatment apparatus capable of drainage treatment with little adverse effect on the environment and an oil water drainage treatment method using the same.
  • oil such as cutting oil is used to improve lubricity at the time of metal processing.
  • metal processing is performed while applying oil to the surface of a processed metal, but since oil is easily burned, there is a risk of causing a fire. Therefore, water-soluble oil-water (oil for metal processing) is used in recent years.
  • the oil-water is a mixture of water and oil with a surfactant or the like as a medium. This water-soluble oil-water is difficult to dispose of oil-containing wastewater after use, and as disposal treatment, methods such as evaporating water or atomizing oil and burning it in an incinerator are adopted. .
  • the evaporation method and the treatment method such as burning in a combustion furnace have a problem that a large amount of energy is required for combustion and the like because the water content of the oil-containing wastewater is high, and the treatment cost is increased.
  • a large amount of carbon dioxide (CO 2 ) is generated, which causes a problem of adversely affecting the environment.
  • Patent Document 1 discloses, using a centrifugal separator, an oil with the smallest specific gravity in the inner layer (upper layer), a sludge with the largest specific gravity in the outer layer (lower layer), and an emulsion (white turbidity liquid). There is disclosed a treatment method of separating into an intermediate layer and further separating the emulsion by a downstream filtration device.
  • the oil contained in the emulsion can be separated by the filtration device and recovered as an oil having a low water content. Therefore, the energy required for combustion at the time of disposal of the recovered oil and the like can be reduced, and the processing cost can be suppressed. In addition, the amount of carbon dioxide (CO 2 ) generated when incinerated can be reduced.
  • an asymmetric membrane such as alumina or zirconia is used as a ceramic separation membrane when the emulsion is subjected to membrane separation treatment.
  • the ceramic separation membrane is a membrane that filters oil fine particles (several nm to several tens of nm), low molecular impurities (for example, surfactant, rust inhibitor, low molecular sodium, etc.) was not able to be removed, and there was a technical subject that it could not be purified to the river discharge level (below the standard value of discharge to public water area).
  • an oil film adheres to the film surface of the ceramic separation membrane to cause early clogging and smooth separation of oil and water can not be performed.
  • the present invention has been made focusing on the above-mentioned points, which can be treated smoothly, can reduce the cost of treatment, and can be purified to a level below the standard value for discharge to public water areas. It is an object of the present invention to provide an oil water drainage treatment apparatus capable of waste water treatment with less influence on oil and an oil water drainage treatment method using the same.
  • the oil-water drainage treatment apparatus which was made to solve the above-mentioned problems, is an oil-water drainage treatment apparatus for separating oil-containing wastewater into oil and water, and limited to the oil-containing emulsion contained in the oil-containing wastewater.
  • the primary filter water is subjected to an outer filtration treatment, and a primary filter portion for separating an oil-impregnated emulsion into oil and primary treated water, and to a primary treated water separated by the primary filter portion is subjected to a filtration treatment using a reverse osmosis membrane.
  • a secondary filter unit for separating the low molecular weight impurities not removed by the primary filter unit and secondary treated water, wherein the primary filter unit is a tubular or spiral membrane type ultrafiltration membrane.
  • the filter has a filter structure, and the secondary filter portion is a filter having a filter structure in which a plurality of disc-shaped reverse osmosis membranes are stacked.
  • oil is removed by the primary filter unit consisting of ultrafiltration, and low molecular impurities such as surfactant are also removed by the secondary filter unit of the reverse osmosis membrane structure.
  • the primary filter unit consisting of ultrafiltration
  • low molecular impurities such as surfactant are also removed by the secondary filter unit of the reverse osmosis membrane structure.
  • the secondary filter unit of the reverse osmosis membrane structure.
  • the oil-containing emulsion has a high flow rate (linear velocity) along the surface of the ultrafiltration membrane. Flow.
  • the operating pressure of the membrane can be increased, and low molecular impurities such as surfactants can be used. Can be removed, and the concentration rate can be increased.
  • the primary treated water flows at a high flow velocity (linear velocity) along the surface of the membrane, as in the primary filter section.
  • Low molecular impurities attached to the surface of the film are suppressed, and clogging of the film is suppressed.
  • the primary filter part and the secondary filter part of the specific structure are used, and the oil-containing emulsion and the primary treated water flow at a high flow velocity (linear velocity) along the surface of the membrane, clogging of the membrane is suppressed while suppressing clogging.
  • smooth drainage can be performed for a long time.
  • concentration of oil can be achieved in the primary filter portion, and concentration of low molecular impurities such as surfactants can be achieved in the secondary filter portion, so that the cost for processing can be reduced. .
  • the oil-containing emulsion is stored, the oil-containing emulsion is supplied to the primary filter unit, and the primary treatment tank storing the oil-containing emulsion returned from the primary filter, and the primary treated water treated by the primary filter unit are stored.
  • the return oil-containing emulsion from the primary filter is stored in the primary treatment tank and the oil-containing emulsion is supplied again to the primary filter portion, the oil-containing emulsion can be concentrated.
  • the primary treatment water returned from the secondary filter is stored in the secondary treatment tank and the primary treatment water is supplied again to the secondary filter unit, the primary treatment water can be concentrated, and the waste is disposed. The final treatment solution can be reduced.
  • the solid-liquid separation unit is, for example, a centrifugal separator, and may be provided in the oil water drainage treatment device.
  • the solid-liquid separation unit centrifuge
  • the solid-liquid separation unit may be provided separately from the oil water drainage treatment apparatus as a separate apparatus, and the oil-containing emulsion separated by the solid-liquid separation unit (centrifuge) may be supplied to the primary treatment tank. good.
  • the secondary treated water separated by the secondary filter unit satisfy the discharge standard to the public water area.
  • the membrane used for the primary filter portion is made of any of polyvinylidene fluoride resin, polytetrafluoroethylene resin, and polyacrylonitrile resin (PAN), and the molecular weight cut off is 1 ⁇ 10 4 Da or more, 5 ⁇ 10 5 It is desirable that it is Da or less.
  • the membrane since the membrane is composed of any of polyvinylidene fluoride resin, polytetrafluoroethylene resin, and polyacrylonitrile resin (PAN), it has durability and oil resistance, which is preferable. If the molecular weight cut off is less than 1 ⁇ 10 4 Da (dalton), the amount of purification is small, the processing takes time, and clogging occurs prematurely, which is not preferable. On the other hand, if the molecular weight cut-off exceeds 5 ⁇ 10 5 Da (Dalton), the oil component permeates through the membrane, which is not preferable because sufficient filtration can not be performed.
  • the secondary filter portion includes a casing having a peripheral wall portion and an end surface portion closing the upper and lower end surfaces of the peripheral wall portion, a primary treated water inlet formed on the end surface portion, and the reverse osmosis membrane.
  • a circle stacked in the axial direction through packing with the primary treatment water outlet for returning primary treatment water not filtered to the secondary treatment tank, the shaft portion housed in the casing, and the shaft portion A plate-shaped reverse osmosis membrane, a flow path forming member interposed between the reverse osmosis membranes to form a flow in a radial direction along the surface of the reverse osmosis membranes, and the inside of the disc-shaped reverse osmosis membranes It is characterized by having a channel which is communicated and through which secondary treated water formed between the packing and the shaft portion flows, and an outlet for leading out the secondary treated water.
  • the operating pressure of the membrane can be increased to, for example, about 3 MPa to 12 MPa, so that low molecular impurities such as surfactants can be removed, and the concentration rate is high. it can.
  • the primary treated water flows along the surface of the membrane at a high flow rate (for example, linear velocity 1 m / s to 3 m / s), low molecular impurities attached to the surface of the membrane are suppressed and clogging of the membrane is suppressed. Be done.
  • the present invention is an oil-water drainage treatment method for separating oil-containing wastewater into oil and water using the oil-water drainage treatment apparatus, wherein the oil-containing emulsion contained in the oil-containing wastewater is subjected to ultrafiltration treatment, A step of separating the oil-impregnated emulsion into oil and primary treated water, and filtering the separated primary treated water using a reverse osmosis membrane, the primary treated water is not removed by the primary filter portion. And a step of separating into molecular impurities and secondary treated water, wherein the secondary treated water is made equal to or less than a standard value of discharge to a public water area.
  • oil can be removed by ultrafiltration, and even low molecular impurities can be removed by filtration using a reverse osmosis membrane structure. That is, the oil-containing wastewater can be purified to a level below the standard value for discharge to public water areas.
  • the separated oil-impregnated emulsion is subjected to an ultrafiltration treatment to separate the oil-containing emulsion into oil and primary treated water.
  • the solid-liquid separation unit is, for example, a centrifuge, and the oil-containing emulsion separated by the solid-liquid separation unit (centrifuge) may be supplied to the primary treatment tank.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the entire configuration of the oil water drainage treatment apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the secondary filter unit shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flow showing a flow of operation of the oil water drainage treatment method according to the present invention.
  • FIG. 4 is a table showing the results of Experiment 1 according to the present invention.
  • FIG. 5 is a table showing the results of Experiment 2 according to the present invention.
  • oil water drainage treatment apparatus and the oil water drainage treatment method according to the present invention will be described below based on the drawings.
  • oil-containing wastewater after use in metal processing etc. is separated into oil and water (emulsion), and the separated treated water is below the discharge standard value to public water areas such as rivers. To clean up.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing the entire configuration of the oil water drainage treatment apparatus according to the present invention.
  • the oil-water drainage treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 is provided with a tank 2 made of steel, for example, in order to recover oily wastewater such as used waste cutting oil.
  • a tank 2 made of steel, for example, in order to recover oily wastewater such as used waste cutting oil.
  • the size and shape of the tank 2 are not particularly limited, a general cylindrical 20-liter pail can be used because of easy transportation.
  • the oil water drainage treatment apparatus 1 is a pump 3 for sucking up oil-containing wastewater in the tank 2 and oil-impregnated wastewater sucked up by the pump 3 into solid waste (metal waste) such as bilico and oil-containing emulsion by centrifugal separation treatment. And a solid-liquid separator (solid-liquid separator) 4 to be separated. If this oil-impregnated wastewater does not contain solid waste (metal scraps) such as Kirico, it is not necessary to use the solid-liquid separator (solid-liquid separator) 4 to treat this oil-impregnated wastewater, so The liquid separator (solid-liquid separation unit) 4 is not necessarily required. That is, the solid-liquid separator (solid-liquid separator) 4 may be provided as a separate device, and a solid-liquid separator may be used as needed.
  • the solid-liquid separator (solid-liquid separator) 4 extracts only the oil-containing emulsion from the oil-containing treated liquid supplied by the pump 3. That is, the oil contained in the oil-containing treatment liquid supplied by the pump 3 and the floating oil floating on the surface are removed, and only the oil-containing emulsion is extracted.
  • the solid-liquid separator (solid-liquid separation unit) 4 for example, a centrifuge can be used. The chrysanthemum and floating oil removed by the solid-liquid separator 4 are recovered in the recovery tank 5.
  • the oil-water drainage treatment apparatus 1 is provided for the primary treatment tank 6 storing the oil-containing emulsion obtained by the solid-liquid separator (solid-liquid separation unit) 4 and the oil-containing emulsion stored in the primary treatment tank 6.
  • a primary filter unit 7 that performs a filtration process for removing oil components.
  • the primary filter unit 7 has a filter structure of a tubular membrane type or a spiral membrane type ultrafiltration membrane (UF membrane).
  • the tubular membrane type or spiral membrane type ultrafiltration membrane (UF membrane) filter structure is adopted because the oil-containing emulsion has a high flow rate (for example, a line) along the surface of the ultrafiltration membrane. It is possible to flow at a speed of 3 m / s to 4 m / s), to suppress oil adhering to the surface of the ultrafiltration membrane, and to suppress clogging of the membrane.
  • the material of the membrane used for the primary filter portion is any of polyvinylidene fluoride resin (PVDF), polytetrafluoroethylene resin (PTFE) and polyacrylonitrile resin (PAN), and the molecular weight cut-off is 1 ⁇ It is desirable to be 10 4 Da (Dalton) or more and 5 ⁇ 10 5 Da (Dalton) or less.
  • PVDF polyvinylidene fluoride resin
  • PTFE polytetrafluoroethylene resin
  • PAN polyacrylonitrile resin
  • the molecular weight cut-off is less than 1 ⁇ 10 4 Da (Dalton), the amount of purification is small, the process takes time, and clogging occurs prematurely, which is not preferable. On the other hand, if the molecular weight cut-off exceeds 5 ⁇ 10 5 Da (Dalton), the oil component permeates through the membrane, which is not preferable because sufficient filtration can not be performed.
  • a concentration water tank 10 for recovering the oil removed by the primary filter unit 7 is provided in the primary treatment tank 6 via a valve V1. Further, the primary filter unit 7 is connected to the pipe a for returning the oil-containing emulsion which has not passed through the primary filter unit 7 back to the primary treatment tank 6, and the primary treatment liquid which has passed through the primary filter unit 7 is treated as a secondary treatment tank.
  • the pipe b leading to 8 is connected.
  • the pipe a is provided with a valve V2
  • the pipe b is provided with a valve V3.
  • the oil-containing emulsion in the primary treatment tank 6 is supplied to the primary filter unit 7 by closing the valve V1 and opening the valves V2 and V3, it passes through (permeates) the primary filter unit 7 and the oil is removed. Treated water is discharged to the secondary treatment tank 8.
  • the oil-containing emulsion that has not passed (permeated) through the primary filter unit 7 is returned to the primary treatment tank 6, stored in the primary treatment tank 6, and supplied again to the primary filter unit 7.
  • the valves V2 and V3 are closed and the valve V1 is opened, whereby the oil concentrated by the primary filter unit 7 is concentrated Collected at 10.
  • the oil / water drainage treatment apparatus 1 applies to the secondary treatment tank 8 storing the primary treatment water from which the oil component is removed in the primary filter unit 7 and the emulsion stored in the secondary treatment tank 8. And a secondary filter unit 9 for performing a filtration process for removing low molecular impurities.
  • the secondary filter unit 9 removes low molecular impurities contained in the surfactant, the rust inhibitor, etc., and makes the secondary treated water below the standard of discharge to the public water area.
  • the secondary filter unit 9 is composed of a reverse osmosis membrane (RO membrane).
  • the secondary filter unit 9 is a filter having a filter structure in which a plurality of disc-shaped reverse osmosis membranes are stacked.
  • the use of a filter having a filter structure in which a plurality of disc-shaped reverse osmosis membranes are stacked in multiple stages as this secondary filter portion 9 can increase the operating pressure of the membrane to, for example, about 3 MPa to 12 MPa, and the interface Low molecular impurities such as activators can be removed, and the concentration rate can be increased.
  • RO membrane reverse osmosis membrane
  • RO membrane reverse osmosis membrane
  • the secondary filter unit 9 having a structure in which a plurality of disc-shaped reverse osmosis membranes (RO membranes) are stacked will be specifically described based on FIG.
  • the secondary filter unit 9 includes a peripheral wall 20 and end surfaces 21 and 22 that close upper and lower end surfaces of the peripheral wall 20.
  • a casing is formed by the peripheral wall portion 20 and the end surface portions 21 and 22 which close the upper and lower end surfaces of the peripheral wall portion 20.
  • a primary treatment water inlet 23 for introducing primary treatment water into the end face portion 22 and a primary treatment water which did not pass (permeate) the disc-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 to the primary end.
  • a primary treated water outlet 24 is provided for returning to the treatment layer 8.
  • the disc-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 is stacked on the shaft 27 in the axial direction via a packing 28.
  • the disc-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 has a pair of upper and lower membranes, the outer peripheral edge is closed, and the treated water which has passed (passed) through the pair of upper and lower membranes is between the upper and lower membranes 26 b It is configured to flow. Further, a hole 26a is formed in the central portion of the disc-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 so that the shaft 27 is inserted, and is formed in a so-called donut shape (ring shape) in plan view .
  • a flow path forming member 29 which forms a flow path between the disc-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 is accommodated inside the peripheral wall portion 20, a flow path forming member 29 which forms a flow path between the disc-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 is accommodated inside the peripheral wall portion 20, a flow path forming member 29 which forms a flow path between the disc-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 is accommodated inside the peripheral wall portion 20, a flow path forming member 29 which forms a flow path between the disc-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 is accommodated inside the peripheral wall portion 20, a first flow passage L1 is formed between the lower end surface of the flow passage forming member 29 and the upper surface of the end surface portion 21.
  • Two flow paths L2 are formed.
  • a third flow passage L3 is formed between the flow passage forming member 29 and the shelf 29a, and a fourth flow passage L4 is formed between the upper end surface of the flow passage forming member 29 and the lower
  • a fifth flow path L5 communicating with the inside (a pair of upper and lower inter-membranes 26b) of the disk-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 is formed between the packing 28 and the shaft 27.
  • the fifth flow path L5 is in communication with the secondary treated water outlet 25 for leading secondary treated water.
  • transduced from the inlet 23 flows through flow-path L1, L2, L3. Then, when the primary treated water flows through the flow path L3, the primary treated water flows along the surface of the disk-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 at a high flow rate (for example, 1 m / s to 3 m / s).
  • a large number of projections are formed on the upper and lower surfaces of the shelf 29 a of the flow path forming member 29, and the projections hold a disk-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26.
  • the treated water that has permeated (passed) through the disc-shaped reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 is the inter-membrane 26b of the reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 , And flows to the fifth flow path L5, and is derived from the secondary treated water outlet 25 that derives secondary treated water.
  • the operating pressure of the membrane can be increased, so low molecular impurities such as surfactants can be removed,
  • the enrichment rate can be increased. That is, since the reverse osmosis membrane (RO membrane) 26 is filtered by the operating pressure (osmotic filtering), it can not be filtered unless the operating pressure is increased when the concentration becomes high.
  • a general reverse osmosis membrane has a limitation in concentration because the operating pressure is as low as 2 MPa at maximum (7 MPa for seawater desalination). For example, 70% of the waste water of 100% is treated, concentration of about 30% is the limit, and the recovery rate is 70%.
  • a reverse osmosis membrane having a structure in which a plurality of disc-shaped reverse osmosis membranes (RO membranes) 26 are stacked in multiple stages has a high operating pressure of 12 MPa at maximum (usually used at 3 MPa to 7 MPa), Moreover, since it has a disc structure, it is resistant to stains, and 90% of the waste water of 10% is treated and highly concentrated to 10%, so the recovery rate is 90%, which is more preferable.
  • a concentrated water tank 11 for recovering low molecular impurities such as surfactant removed by the secondary filter 9 is provided in the secondary treatment tank 8 via a valve V4.
  • the secondary filter unit 9 is connected to a pipe c for returning primary treated water that has not passed (passed) through the secondary filter unit 9 back to the secondary treatment tank 8 and passes through the secondary filter unit 9 (pass Piping d for leading out the treated primary treatment liquid to the treated water tank is connected.
  • the pipe c is connected to a pipe e connected to a final concentrating water tank 12 for recovering the final concentrated water to be subjected to industrial waste processing.
  • the pipe c is provided with a valve V5, and the pipe d is provided with a valve V6. Therefore, when the valve V4 is closed, the valves V5 and V6 are opened, and the primary treatment water in the secondary treatment tank 8 is supplied to the secondary filter unit 9, the secondary filter unit 9 performs filtration and the secondary filter The secondary treated water from which the low molecular impurities such as the surfactant which has passed through (passed through) the part 9 is removed is discharged to the treated water tank. On the other hand, the primary treated water which has not passed (passed) through the secondary filter unit 9 is returned to the secondary treatment tank 8, stored in the secondary treatment tank 8, and supplied again to the secondary filter unit 9.
  • concentration of the primary treatment water in the secondary treatment tank 8 is achieved, and finally the valves V5 and V6 are closed and the valve V4 is opened, so that low molecular impurities remaining in the secondary filter portion 9 can be increased.
  • Concentrated water containing the concentration is collected in the final concentration tank 11. Then, the concentrated water containing a high concentration of low molecular impurities is industrially treated.
  • the final concentrated water to be disposed of can be reduced much more than primary treated water, energy can be reduced to treat it, and costs can be reduced.
  • FIG. 3 is a flow showing the flow of the operation of the oil water drainage treatment apparatus 1 (the flow of the operation of the oil water drainage treatment method according to the present invention).
  • used waste cutting oil oil containing wastewater
  • metal processing is stored in the tank 2 (Step S1 in FIG. 2).
  • the oily wastewater in the tank 2 is pumped up by the drive of the pump 3 and supplied to the solid-liquid separator 4.
  • the oil-bearing wastewater in the tank 2 contains chrysicoa (metal scrap) and the like generated during metal processing, and in the solid-liquid separator 4, floated oil that floats on the surface of the turbid emulsion with a large specific gravity and oiled oil The emulsion is separated (step S2 in FIG. 2).
  • the Kiriko and floated oil separated by the solid-liquid separator 4 are recovered in the recovery tank 5, and the oil-containing emulsion is supplied to the primary treatment tank 6 and stored there (Step S3 in FIG. 2).
  • the oil-containing emulsion stored in the primary treatment tank 6 is subjected to ultrafiltration by the primary filter unit 7.
  • transmitted is supplied to the secondary treatment tank 8, and is stored (step S6 of FIG. 2).
  • primary treatment water which does not pass through the primary filter unit 7 is returned to the primary treatment tank 6 again.
  • the oil component of the primary treatment water supplied to the secondary treatment tank 8 is removed, since it contains low molecular impurities such as surfactant, it does not meet the discharge standard to the public water area.
  • step S4 in FIG. 2 The oil-containing emulsion in the primary treatment tank 6 can be concentrated by continuously carrying out the ultrafiltration process.
  • Step S6 in FIG. 2 The concentrated water collected in the concentrated water tank 10 is returned to the oil-containing wastewater tank 2.
  • the primary treatment water stored in the secondary treatment tank 8 is subjected to secondary treatment A filtration process is performed by the reverse osmosis membrane of the filter unit 9.
  • the secondary treated water which penetrated the reverse osmosis membrane of the secondary filter part 9 is supplied (discharged) to a treated water tank (Step S8 of Drawing 2).
  • the secondary treated water meets the above-mentioned discharge standard. That is, the secondary treated water supplied to the treated water tank may be discharged to the public water area, or may be used again as industrial water or the like.
  • step S7 in FIG. 2 primary treated water which does not permeate the reverse osmosis membrane of the secondary filter unit 9 is returned to the secondary treatment tank 8 again.
  • This process is continuously repeated (step S7 in FIG. 2).
  • the primary treatment water in the secondary treatment tank 8 becomes concentrated water containing low molecular impurities such as surfactant.
  • the concentrated water in which low molecular impurities remaining in the secondary filter portion 9 are concentrated is collected as the final concentrated water in the concentration water tank 11 and industrial waste (Step S9 of FIG. 2). Since this final treated water is about 10% of the primary treated water to be treated, the cost for such waste treatment can be reduced compared to the prior art.
  • oil is removed by primary filter treatment consisting of ultrafiltration, and secondary of reverse osmosis membrane structure
  • primary filter treatment consisting of ultrafiltration
  • secondary of reverse osmosis membrane structure Even low molecular impurities can be removed by filtering. That is, the oily wastewater can be purified to the standard level for discharging to public water areas.
  • RO membranes disc-shaped reverse osmosis membranes
  • the solid-liquid separation unit centrifuge
  • the oil-impregnated waste water does not include solid waste (metal waste) such as Kiriko
  • the solid-liquid separator (solid-liquid separation unit) 4 is not necessarily required. That is, the solid-liquid separator (solid-liquid separator) 4 may be provided as a separate device, and a solid-liquid separator may be used as needed.
  • the method is not limited, but the filter function may be recovered by manual water washing, or a washing apparatus may be provided to automatically wash the filter.
  • Experiment 1 the waste liquid was subjected to purification treatment using the oil water drainage treatment apparatus of the present invention, and CODmn (mg / L) and N-Hex (mg / L) at each treatment stage were measured. Using a centrifuge as a solid-liquid separator, centrifugation was performed for 30 minutes at a rotational speed of 7,000 rpm to separate an oil-containing emulsion (raw water). In addition, a tubular membrane made by MEMOS Membranes Modules Systems was used as the primary filter section.
  • This tubular membrane is a tube with an inner diameter of 8 mm, and has a separation performance of a 100,000 molecular weight cutoff surface.
  • the material of the tube (the material of the membrane) was PVDF, which was housed in a 2 inch stainless steel container.
  • the operating pressure of the primary filter section is 0.4 MPa at the inlet (inlet of oil-impregnated emulsion), 0.3 MPa at the outlet (outlet of primary treated water), and the linear velocity of the membrane surface is 3 to 4 m / s.
  • the oil-containing emulsion was supplied to the primary filter section.
  • a PF Module membrane (Model No. 30169) manufactured by Rochem Technical Services was used as the secondary filter part.
  • This PF Module membrane (Model No. 30169) has a performance of 99% salt removal.
  • primary treated water was supplied to the secondary filter unit such that the operating pressure of the secondary filter unit was 3 MPa to 7 MPa and the linear velocity on the membrane surface was 1 to 3 m / s.
  • Example 2 In Experiment 2, the waste liquid was subjected to purification treatment using the oil water drainage treatment apparatus of the present invention, and an experiment was conducted to determine whether the secondary treated water satisfies "the standard for life environment items" in Japan.
  • the raw water used was one obtained by diluting an unused Franckool cutting oil eightfold.
  • raw water was supplied to the primary filter part shown in Example 1, the treated water filtered by the primary filter part was supplied to the secondary filter part, and the secondary treated water was obtained.
  • the specifications of the primary filter unit and the secondary filter unit, and the experimental conditions were the same as in Experiment 1.
  • the living environment item was measured.
  • the content of the surfactant was confirmed by the normal hexane value and the conductivity.
  • the normal hexane value is used as an index representing surfactants, soaps, alcohols, amines, pesticides, dyes, phenols and the like in addition to oils such as mineral oils and animal and vegetable fats and oils.
  • the total amount of non-volatile material extracted into was analyzed as a normal hexane extract.
  • Oil-water wastewater treatment system 2 Tank 3 Pump 4 Solid-liquid separator (solid-liquid separation unit) 5 recovery tank 6 primary treatment tank 7 primary filter part 8 secondary treatment tank 9 secondary filter part 10 concentrated water tank 11 concentrated water tank 20 peripheral wall part 21, 22 end face part 23 primary treated water inlet 24 primary treated water outlet 25 secondary Treated water outlet 26 reverse osmosis membrane (RO membrane) 27 shaft 28 packing 29 flow passage forming member 29 a shelf portion L 1 first flow passage L 2 second flow passage L 3 third flow passage L 4 fourth flow passage L 5 fifth flow passage

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Abstract

円滑に処理でき、処理にかかるコストを低減することができ、更に公共用水域への放流基準値以下まで浄水が可能な、環境に対する影響の少ない排水処理が行える油水排水処理装置及びこれを用いた油水排水処理方法を提供する。油水排水処理装置１は、含油廃水に含まれる含油エマルジョンに対し、限外濾過処理を施し、含油エマルジョンを油分と一次処理水とに分離する一次フィルタ部７と、前記一次フィルタ部により分離された一次処理水に対し逆浸透膜を用いた濾過処理を施し、一次処理水を、一次フィルタ部で除去されなかった低分子不純物と二次処理水とに分離する二次フィルタ部８と、を備えている。前記一次フィルタ部７がチューブラー膜式またはスパイラル膜式の限外濾過膜のフィルタ構造を有するフィルタであり、かつ前記二次フィルタ部８が円板状の逆浸透膜を複数段重ねたフィルタ構造を有するフィルタである。

Description

油水排水処理装置及びこれを用いた油水排水処理方法
　本発明は、油水排水処理装置及びこれを用いた油水排水処理方法に関し、特に環境に対する悪影響の少ない排水処理が行える油水排水処理装置及びこれを用いた油水排水処理方法に関する。
　自動車部品などの製造において、金属加工時に潤滑性向上のために切削油等の油が用いられている。従来から、加工金属表面に油を塗布しながら金属加工を行っているが、油が燃焼しやすいことから、火災の原因となる虞があった。
　そのため、近年では水溶性の油水（金属加工用油）が用いられている。この油水は、界面活性剤などを媒体として水と油を混ぜたものである。
　この水溶性の油水は、使用後の含油廃水の廃棄処理が困難であり、廃棄処理としては、水分を蒸発させる、あるいは油分を霧状にして焼却炉で燃焼させるなどの方法が採られている。
　しかしながら、蒸発方式や燃焼炉の中で燃焼させる等の処理方法は、含油廃水の含水率が高いため、燃焼等に多くのエネルギーが必要となり、処理コストが嵩むという課題があった。また、回収した油分を焼却処理する際に、大量の二酸化炭素（ＣＯ２）が発生するため、環境に悪影響を及ぼすという課題があった。
　この含油廃水を処理する方法として、特許文献１には、遠心分離装置により最も比重の小さい油分を内側層（上層）に、最も比重の大きい汚泥を外層（下層）に、エマルジョン（白濁液）を中間層に分離し、さらにエマルジョンを下流の濾過装置により膜分離する処理方法が開示されている。
　このような処理方法によれば、濾過装置によりエマルジョンに含まれる油分を分離し、含水率の低い油分として回収することができる。
　そのため、回収された油分の廃棄時の燃焼等にかかるエネルギーが低減され、処理コストを抑えることができる。また、焼却処理する際に発生する二酸化炭素（ＣＯ２）の量を低減することができる。
特開平５－２４５４７１号公報
　ところで、特許文献１に開示された処理方法にあっては、エマルジョンを膜分離処理する際、アルミナ、ジルコニア等の非対称膜がセラミック分離膜として用いられる。
　しかしながら、前記セラミック分離膜は、油の微粒子（数ｎｍ～数十ｎｍ）をろ過する程度の膜であるため、低分子の不純物（例えば、界面活性剤、防錆剤、低分子のナトリウム等）を除去することができず、河川放流レベル（公共用水域への放流基準値以下）まで浄水化できないという技術的課題があった。
　また、前記セラミック分離膜の膜面に油膜が付着し、早期に目詰まりを起こし、円滑な油と水の分離を行うことができないという技術的課題があった。
　本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、円滑に処理でき、処理にかかるコストを低減することができ、更に公共用水域への放流基準値以下まで浄水が可能な、環境に対する影響の少ない排水処理が行える油水排水処理装置及びこれを用いた油水排水処理方法を提供することを目的とする。
　前記した課題を解決するためになされた本発明に係る油水排水処理装置は、含油廃水を油と水とに分離する油水排水処理装置であって、前記含油廃水に含まれる含油エマルジョンに対し、限外濾過処理を施し、含油エマルジョンを油分と一次処理水とに分離する一次フィルタ部と、前記一次フィルタ部により分離された一次処理水に対し逆浸透膜を用いた濾過処理を施し、一次処理水を、一次フィルタ部で除去されなかった低分子不純物と二次処理水とに分離する二次フィルタ部と、を備え、前記一次フィルタ部がチューブラー膜式またはスパイラル膜式の限外濾過膜のフィルタ構造を有するフィルタであり、かつ前記二次フィルタ部が円板状の逆浸透膜を複数段重ねたフィルタ構造を有するフィルタである、ことを特徴としている。
　本発明にかかる油水排水処理装置によれば、限外濾過からなる一次フィルタ部により油分を除去し、逆浸透膜構造の二次フィルタ部により界面活性剤のような低分子不純物までも除去することができる。即ち、含油廃水を公共用水域への放流基準値以下まで浄化することができる。
　特に、一次フィルタ部として、チューブラー膜式またはスパイラル膜式の限外濾過膜のフィルタ構造を有するフィルタが用いられるため、含油エマルジョンが限外濾過膜の表面に沿って大きな流速（線速）で流れる。その結果、限外濾過膜の表面に付着する油分が抑制され、膜の目詰まりが抑制される。
　また、二次フィルタ部に、円板状の逆浸透膜を複数段に重ねたフィルタ構造を有するフィルタが用いられるため、膜の操作圧力を高くすることができ、界面活性剤等の低分子不純物を除去でき、濃縮率を高くすることができる。
　しかも、この円板状の逆浸透膜を複数段重ねたフィルタ構造を有するフィルタは、一次フィルタ部と同様に、一次処理水が膜の表面に沿って大きな流速（線速）で流れるため、膜の表面に付着する低分子不純物が抑制され、膜の目詰まりが抑制される。
　このように、特定構造の一次フィルタ部及び二次フィルタ部が用いられ、含油エマルジョン、一次処理水が膜の表面に沿って大きな流速（線速）で流れるため、膜の目詰まりを抑制しつつ、排水処理を行うことができる。その結果、長時間にわたり円滑な排水処理を行うことができる。
　しかも、一次フィルタ部において油分の濃縮化を図ることができ、二次フィルタ部において、界面活性剤等の低分子不純物の濃縮化を図ることができるため、処理にかかるコストを低減することができる。
　ここで、前記含油エマルジョンを貯留すると共に、一次フィルタ部に含油エマルジョンを供給し、更に一次フィルタからの戻り含油エマルジョンを貯留する一次処理槽と、前記一次フィルタ部により処理された一次処理水を貯留すると共に、二次フィルタ部に一次処理水を供給し、更に二次フィルタからの戻り一次処理水を貯留する二次処理槽と、を備えることが望ましい。
　このように、一次処理槽に一次フィルタからの戻り含油エマルジョンを貯留し、再び一次フィルタ部に含油エマルジョンを供給するため、含油エマルジョンの濃縮化を図ることができる。
　また同様に、二次処理槽に二次フィルタからの戻り一次処理水を貯留し、再び二次フィルタ部に一次処理水を供給するため、一次処理水の濃縮化をはかることができ、廃棄処分する最終処理液を減量することができる。
　また、前記含油廃水から固体と含油エマルジョンとを分離する固液分離部を備え、前記一次処理槽に、含油エマルジョンを供給することが望ましい。
　この固液分離部は例えば遠心分離機であり、油水排水処理装置に設けても良い。あるいは固液分離部（遠心分離機）を油水排水処理装置とは別に、別装置として設け、固液分離部（遠心分離機）によって分離された含油エマルジョンを、前記一次処理槽に供給しても良い。
　前記二次フィルタ部によって分離された二次処理水は、公共用水域への放流基準を満たしていることが望ましい。
　また、前記一次フィルタ部に用いられる膜が、ポリフッ化ビニリデン樹脂，ポリテトラフルオロエチレン樹脂，ポリアクリロニトリル樹脂（ＰＡＮ）のいずれからなり、分画分子量が、１×１０４Ｄａ以上、５×１０５Ｄａ以下であることが望ましい。
　このように、膜がポリフッ化ビニリデン樹脂，ポリテトラフルオロエチレン樹脂，ポリアクリロニトリル樹脂（ＰＡＮ）のいずれから構成されているため、耐久性、耐油性があり、好ましい。
　分画分子量が、１×１０４Ｄａ（ダルトン）未満の場合には、浄化量が少なく、処理に時間がかかり、早期に目詰まりを起こし、好ましくない。
　一方、分画分子量が、５×１０５Ｄａ（ダルトン）を超える場合には、油分が膜を透過し、十分なろ過を行うことができないため、好ましくない。
　また、前記二次フィルタ部が、周壁部と、前記周壁部の上下端面を塞ぐ端面部とから構成されるケーシングと、前記端面部に形成された一次処理水導入口と、前記逆浸透膜で濾過されない一次処理水を二次処理槽に戻すための一次処理水導出口と、前記ケーシング内に収容された軸部と、前記軸部に対して、軸線方向にパッキンを介して積層された円板状の逆浸透膜と、前記逆浸透膜間に介在し、前記逆浸透膜の表面に沿って径方向に流れを形成する流路形成部材と、前記円板状の逆浸透膜の内部と連通し、前記パッキンと軸部との間に形成された二次処理水が流れる流路と、前記二次処理水を導出する導出口と、を備えていることを特徴としている。
　この二次フィルタ部が前記構成を備えているため、膜の操作圧力を、例えば、３ＭＰａ～１２ＭＰａ程度に高くすることができるため、界面活性剤等の低分子不純物を除去でき、濃縮率を高くできる。
　また、一次処理水が膜の表面に沿って大きな流速（例えば、線速１ｍ／ｓ～３ｍ／ｓ）で流れるため、膜の表面に付着する低分子不純物が抑制され、膜の目詰まりが抑制される。
　また、本発明は、上記油水排水処理装置を用いた、含油廃水を油と水とに分離する油水排水処理方法であって、前記含油廃水に含まれる含油エマルジョンに対し限外濾過処理を施し、前記含油エマルジョンを油分と一次処理水とに分離する工程と、前記分離された一次処理水に対し逆浸透膜を用いた濾過処理を施し、一次処理水を、一次フィルタ部で除去されなかった低分子不純物と二次処理水とに分離する工程と、を備え、前記二次処理水を公共用水域への放流基準値以下にすることを特徴としている。
　このような方法によれば、限外濾過処理により油分を除去し、逆浸透膜構造を用いた濾過処理により低分子不純物までも除去することができる。即ち、含油廃水を公共用水域への放流基準値以下まで浄化することができる。
　ここで、前記含油廃水から固体と含油エマルジョンとを分離する工程を経た後、分離された含油エマルジョンに対し限外濾過処理を施し、前記含油エマルジョンを油分と一次処理水とに分離する工程がなされることが望ましい。
　この固液分離部は例えば遠心分離機であり、固液分離部（遠心分離機）によって分離された含油エマルジョンを、一次処理槽に供給しても良い。
　本発明によれば、円滑に処理でき、処理にかかるコストを低減することができ、更に公共用水域への放流基準値以下まで浄水が可能な、環境に対する影響の少ない排水処理が行える油水排水処理装置及びこれを用いた油水排水処理方法を得ることができる。
図１は、本発明に係る油水排水処理装置の全体構成を模式的に示したブロック図である。 図２は、図１に示した二次フィルタ部の概略構成を示す断面図である。 図３は、本発明に係る油水排水処理方法の動作の流れを示すフローである。 図４は、本発明にかかる実験１の結果を示す表である。 図５は、本発明にかかる実験２の結果を示す表である。
　以下、本発明にかかる油水排水処理装置及び油水排水処理方法の実施の形態につき、図面に基づいて説明する。尚、本発明に係る油水排水処理装置は、金属加工等において使用後の含油廃水を、油と水（エマルジョン）に分離し、分離した処理水を河川等の公共用水域への放流基準値以下まで浄化するものである。
　図１は、本発明に係る油水排水処理装置の全体構成を模式的に示したブロック図である。図１に示す油水排水処理装置１は、使用済みの廃切削油等の含油廃水を回収するため、例えば鋼鉄製のタンク２を備える。
　このタンク２の大きさ及び形状は特に限定されるものではないが、運搬の容易さから、一般的な円筒状の２０リットルペール缶などを用いることができる。
　また、油水排水処理装置１は、前記タンク２内の含油廃水を吸い上げるためのポンプ３と、ポンプ３によって吸い上げられた含油廃水を遠心分離処理によりキリコ等の固形ゴミ（金属屑）と含油エマルジョンに分離する固液分離機（固液分離部）４とを備える。
　この含油廃水には、キリコ等の固形ゴミ（金属屑）が含まれていない場合には、この含油廃水の処理には固液分離機（固液分離部）４を用いる必要がないため、固液分離機（固液分離部）４は必ずしも設ける必要はない。即ち、固液分離機（固液分離部）４を別の装置として設け、必要に応じて、固液分離機を用いても良い。
　前記固液分離機（固液分離部）４は、ポンプ３によって供給される含油処理液から含油エマルジョンのみを抽出するものである。即ち、ポンプ３によって供給される含油処理液に含まれるキリコや表面に浮上する浮上油を除去し、含油エマルジョンのみを抽出するものである。この固液分離機（固液分離部）４としては、例えば遠心分離機を用いることができる。この固液分離機４によって除去されたキリコや浮上油は、回収槽５に回収される。
　また、油水排水処理装置１は、前記固液分離機（固液分離部）４によって得られた含油エマルジョンを貯留する一次処理槽６と、前記一次処理槽６内に貯留された含油エマルジョンに対し油分除去のための濾過処理を施す第一次フィルタ部７とを備える。
　前記一次フィルタ部７は、チューブラー膜式あるいはスパイラル膜式の限外濾過膜（ＵＦ膜）のフィルタ構造を有している。
　このように、チューブラー膜式あるいはスパイラル膜式の限外濾過膜（ＵＦ膜）のフィルタ構造を採用しているのは、含油エマルジョンを限外濾過膜の表面に沿って大きな流速（例えば、線速３ｍ／ｓ～４ｍ／ｓ）で流すことができ、限外濾過膜の表面に付着する油分を抑制し、膜の目詰まりを抑制するためである。
　また、前記一次フィルタ部に用いられる膜の材質は、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ），ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ），ポリアクリロニトリル樹脂（ＰＡＮ）のいずれかからなり、分画分子量が、１×１０４Ｄａ（ダルトン）以上、５×１０５Ｄａ（ダルトン）以下であることが望ましい。
　このように、膜がポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ），ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ），ポリアクリロニトリル樹脂（ＰＡＮ）のいずれかから構成されているため、耐久性、耐油性があり、好ましい。
　前記分画分子量が１×１０４Ｄａ（ダルトン）未満の場合には、浄化量が少なく、処理に時間がかかり、早期に目詰まりを起こし、好ましくない。
　一方、分画分子量が、５×１０５Ｄａ（ダルトン）を超える場合には、油分が膜を透過し、十分なろ過を行うことができないため、好ましくない。
　また、一次処理槽６には、一次フィルタ部７によって除去された油分を回収するための濃縮水槽１０が、バルブＶ１を介して設けられている。
　また、一次フィルタ部７には、一次フィルタ部７を通過しなかった含油エマルジョンを一次処理槽６に戻す配管ａが接続されると共に、一次フィルタ部７を通過した一次処理液を二次処理槽８に導出する配管ｂが接続されている。また、前記配管ａにはバルブＶ２が設けられ、配管ｂにはバルブＶ３が設けられている。
　したがって、前記バルブＶ１を閉じ、バルブＶ２，Ｖ３を開き、一次処理槽６内の含油エマルジョンが一次フィルタ部７に供給されると、一次フィルタ部７を通過（透過）し、油分除去された一次処理水が、二次処理槽８へ導出される。
　一方、一次フィルタ部７を通過（透過）しなかった含油エマルジョンは一次処理槽６へ戻され、一次処理槽６に貯留され、再び一次フィルタ部７に供給される。
　その結果、一次処理槽６内の含油エマルジョンは徐々に濃縮化が図られ、最終的にバルブＶ２，Ｖ３を閉じ、バルブＶ１を開くことにより、一次フィルタ部７によって濃縮化された油分が濃縮水槽１０に回収される。
　また、油水排水処理装置１は、前記したように、一次フィルタ部７において油分が除去された一次処理水を貯留する二次処理槽８と、前記二次処理槽８に貯留されたエマルジョンに対し、低分子不純物を除去のための濾過処理を行う二次フィルタ部９とを備える。
　前記二次フィルタ部９は、界面活性剤，防錆剤などに含まれている低分子不純物を除去し、二次処理水を公共用水域への放流基準以下になすものである。
　前記二次フィルタ部９は、逆浸透膜（ＲＯ膜）により構成される。この二次フィルタ部９は、円板状の逆浸透膜を複数段重ねたフィルタ構造を有するフィルタである。
　この二次フィルタ部９に、円板状の逆浸透膜を複数段重ねたフィルタ構造を有するフィルタを用いたのは、膜の操作圧力を例えば、３ＭＰａ～１２ＭＰａ程度に高くすることができ、界面活性剤等の低分子不純物を除去でき、濃縮率を高くできる。
　また、一次フィルタ部と同様に、一次処理水が膜の表面に沿って大きな流速（例えば、線速１ｍ／ｓ～３ｍ／ｓ）で流れるため、膜の表面に付着する低分子不純物が抑制され、膜の目詰まりが抑制される。
　更に、ここで用いられる逆浸透膜（ＲＯ膜）は、ナトリウム分子量以上を９９％除去できる逆浸透膜（ＲＯ膜）を用いるのが好ましい。
　円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）を複数段積み重ねた構造の二次フィルタ部９について、図２に基づいて具体的に説明する。
　図２に示しように、二次フィルタ部９は、周壁部２０と、前記周壁部２０の上下端面を塞ぐ端面部２１，２２を備えている。前記周壁部２０と、前記周壁部２０の上下端面を塞ぐ端面部２１，２２によって、ケーシングが形成される。
　前記端面部２２には、一次処理水を内部に導入するための一次処理水導入口２３と、円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６を通過（透過）しなかった一次処理水を一次処理層８に戻すための一次処理水導出口２４が設けられている。
　前記円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６は、軸２７に対して、軸線方向にパッキン２８を介して積層されている。
　この円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６は、上下一対の膜を有すると共に、その外周縁は閉じられ、上下一対の膜を透過（通過）した処理水が上下一対の膜間２６ｂを流れるように構成されている。
　また、円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６の中心部には、前記軸２７が挿通するように穴２６ａが形成され、平面視上、いわゆるドーナツ形状（リング形状）に形成されている。
　また、周壁部２０の内部には、前記円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６の間に流路を形成する流路形成部材２９が収容されている。
　この流路形成部材２９の外周面と周壁部２０の内周面との間に第１の流路Ｌ１が形成され、流路形成部材２９の下端面と端面部２１の上面との間に第２の流路Ｌ２が形成される。また、流路形成部材２９の棚部２９ａとの間に第３の流路Ｌ３が形成され、流路形成部材２９の上端面と端面部２２の下面との間に第４の流路Ｌ４が形成される。
　また、前記パッキン２８と軸２７との間には、円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６の内部（上下一対の膜間２６ｂ）と連通する第５の流路Ｌ５が形成される。この第５の流路Ｌ５は、二次処理水を導出する二次処理水導出口２５と連通している。
　このように二次フィルタ部９が構成されているため、導入口２３から導入された一次処理水は、流路Ｌ１，Ｌ２、Ｌ３を流れる。
　そして、一次処理水が流路Ｌ３を流れる際、一次処理水が円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６の表面に沿って大きな流速（例えば、１ｍ／ｓ～３ｍ／ｓ）で流れる。
　また、図示しないが、流路形成部材２９の棚部２９ａの上下面には多数の突起が形成され、前記突起で円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６を保持している。
　そのため、円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６の外周縁から中心部に向かって、あるいは中心部から外周縁に向かって処理水が流れる際、前記突起に処理水が衝突し、流れが不規則となる。
　このように、逆浸透膜（ＲＯ膜）２６の表面の処理水の流速（線速）が大きく、しかも流れが不規則となるため、膜の表面に付着する低分子不純物が抑制され、膜の目詰まりが抑制される。
　また、一次処理水が第３の流路Ｌ３を流れる際、円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６を透過（通過）した処理水は、逆浸透膜（ＲＯ膜）２６の膜間２６ｂを通って、第５の流路Ｌ５に流れ、二次処理水を導出する二次処理水導出口２５から導出される。
　上記した円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６を複数段重ねたフィルタ構造にあっては、膜の操作圧力を高くすることができるため、界面活性剤等の低分子不純物を除去でき、濃縮率を高くすることができる。
　即ち、この逆浸透膜（ＲＯ膜）２６は、操作圧力により濾過するため（浸透圧濾過するため）、濃度が高くなると、操作圧力を高くしなければ濾過することができない。一般的な逆浸透膜は、操作圧力が最大２ＭＰａ（海水淡水化用は７ＭＰａ）と低いために、濃縮に限界がある。例えば、１０割の排水を７割処理し、３割程度の濃縮が限界であり、回収率が７０％となる。
　これに対して、複数の円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）２６を複数段に積み重ねた構造の逆浸透膜は、操作圧力が最大１２ＭＰａ（通常３ＭＰａ～７ＭＰａで使用）と高いために、しかも円板構造であるため、汚れに強く、１０割の排水を９割処理し、１割に高濃縮するので回収率が９０％となり、より好ましい。
　再び図１に戻り、油水排水処理装置１の説明をする。
　前記二次処理槽８には、二次フィルタ９によって除去された界面活性剤等の低分子不純物を回収するための濃縮水槽１１が、バルブＶ４を介して設けられている。
　前記二次フィルタ部９には、二次フィルタ部９を透過（通過）しなかった一次処理水を二次処理槽８に戻す配管ｃが接続されると共に、二次フィルタ部９を透過（通過）した一次処理液を処理水タンクに導出する配管ｄが接続されている。
　更に、配管ｃには、産廃処理される最終濃縮水を回収する最終濃縮水槽１２に接続された配管ｅが接続されている。
　また、前記配管ｃにはバルブＶ５が設けられ、配管ｄにはバルブＶ６が設けられている。
　したがって、前記バルブＶ４を閉じ、バルブＶ５，Ｖ６を開き、二次処理槽８内の一次処理水が二次フィルタ部９に供給されると、二次フィルタ部９でろ過がなされ、二次フィルタ部９を透過（通過）した界面活性剤等の低分子不純物が除去された二次処理水は、処理水タンクへ導出される。
　一方、ニ次フィルタ部９を透過（通過）しなかった一次処理水はニ次処理槽８へ戻され、ニ次処理槽８に貯留され、再びニ次フィルタ部９に供給される。
　その結果、ニ次処理槽８内の一次処理水の濃縮化が図られ、最終的にバルブＶ５，Ｖ６を閉じ、バルブＶ４を開くことにより、二次フィルタ部９に残存する低分子不純物を高濃度に含む濃縮水を、最終濃縮水槽１１に回収する。そして、低分子不純物を高濃度に含む濃縮水を産廃処理する。
　前記廃棄処分する最終濃縮水は、一次処理水に比べて、はるかに減量することができ、それを処理するためにエネルギーの低減をはかることができ、コストの低減を図ることができる。
　続いて、図１及び図３に基づいて、油水排水処理装置１における動作の流れを説明する。図３は、油水排水処理装置１の動作の流れ（本発明に係る油水排水処理方法の動作の流れ）を示すフローである。
　先ず、例えば金属加工において生じた使用済みの廃切削油（含油廃水）は、タンク２に貯留される（図２のステップＳ１）。
　タンク２に所定量の含油廃水が溜まると、タンク２内の含油廃水はポンプ３の駆動によって汲み上げられ、固液分離機４に供給される。タンク２内の含油廃水は、金属加工時に生じたキリコ（金属屑）等を含んでおり、固液分離機４においては、比重の大きいキリコ、及び白濁したエマルジョンの表面に浮く浮上油分と、含油エマルジョンとが分離される（図２のステップＳ２）。
　固液分離機４により分離された前記キリコ、浮上油は、回収槽５に回収され、含油エマルジョンは、一次処理槽６に供給され、そこに貯留される（図２のステップＳ３）。
　次いで、図１においてバルブＶ１を閉じ、バルブＶ２、Ｖ３を開いた状態で、一次処理槽６に溜めた含油エマルジョンを一次フィルタ部７で限外濾過処理する。
　そして、一次フィルタ部７の透過した一次処理水は二次処理槽８に供給され、貯留される（図２のステップＳ６）。
　一方、一次フィルタ部７を透過しない一次処理水は再び一次処理槽６に戻される。
　尚、二次処理槽８に供給された一次処理水の油分は除去されるが、界面活性剤等の低分子不純物を含むため、公共用水域への放流基準を満たしていない。
　この処理を連続的に繰り返す（図２のステップＳ４）。尚、この連続的に限外濾過処理を行うことにより、一次処理槽６内の含油エマルジョンの濃縮化が図られる。
　続いて、バルブＶ１が開かれ、濃縮水槽１０に一次フィルタ部７で生じた濃縮水が回収される（図２のステップＳ６）。尚、この濃縮水槽１０に回収された濃縮水は、含油廃水タンク２に戻される。
　次いで、バルブＶ４（二次処理槽８に一次処理水が導入されるときから閉じられている）、バルブＶ５、Ｖ６を開いた状態で、二次処理槽８に溜めた一次処理水を二次フィルタ部９の逆浸透膜で濾過処理する。
　そして、二次フィルタ部９の逆浸透膜を浸透した二次処理水は処理水タンクへ供給（排出）される（図２のステップＳ８）。
　この二次処理水は、前記した排出基準を満たすものである。即ち、処理水タンクへ供給された二次処理水は公共用水域に放流しても良いし、あるいは再び工業用水等として用いても良い。
　ここで、公共用水域への放流する場合には、水質汚濁防止法に規定される基準を満たす必要がある。日本における排出基準には、表１に示す「有害物質にかかる排出基準」と表２に示す「生活環境項目にかかる基準」があり、いずれも満たす必要がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　一方、二次フィルタ部９の逆浸透膜を浸透しない一次処理水は、再び二次処理槽８に戻される。この処理を連続的に繰り返す（図２のステップＳ７）。
　この逆浸透膜の濾過処理により、二次処理槽８内の一次処理水は界面活性剤等の低分子不純物を含む濃縮水となる。そして、バルブＶ５、Ｖ６を閉じ、バルブＶ４を開くことにより、二次フィルタ部９に残存する低分子不純物が濃縮化した濃縮水は、最終濃縮水として濃縮水槽１１に回収されて、産業廃棄物として処理される（図２のステップＳ９）。
　この最終処理水は、処理する一次処理水の１０％程度であるため、かかる廃棄処理コストは従来よりも低減される。
　以上のように本発明に係る実施の形態によれば、含油廃水に対し金属屑や浮上油を除去した後、限外濾過からなる一次フィルタ処理により油分を除去し、逆浸透膜構造の二次フィルタ処理により低分子不純物までも除去することができる。即ち、含油廃水を公共用水域への排出基準レベルまで浄化することができる。
　特に、二次フィルタ処理における逆浸透膜構造に、円板状の逆浸透膜（ＲＯ膜）を複数枚重ねた構造を採用することにより、高濃縮した廃棄処理される濃縮水の排出量を極力低く抑えることができ、廃棄にかかるコストを低減することができる。
　尚、前記実施の形態において、固液分離部（遠心分離機）を設けた場合について説明したが、この含油廃水に、キリコ等の固形ゴミ（金属屑）が含まれていない場合には、固液分離機（固液分離部）４を用いる必要がないため、固液分離機（固液分離部）４は必ずしも設ける必要はない。即ち、固液分離機（固液分離部）４を別の装置として設け、必要に応じて、固液分離機を用いても良い。
　また、一次フィルタ部７、及び二次フィルタ部９において濾過処理した後に、フィルタ洗浄工程を実施することが望ましい。本発明において、その方法は限定されないが、手作業による水洗浄処理によりフィルタ機能を回復させてもよく、或いは、洗浄装置を設けて、自動的にフィルタの洗浄を行うようにしてもよい。
　以下、本発明に係る油水排水処理装置について、実施例に基づきさらに説明する。
（実験１）
　実験１では、廃液に対して本発明の油水排水処理装置を用いて浄化処理を行い、各処理段階での、ＣＯＤｍｎ（ｍｇ／Ｌ）、Ｎ－Ｈｅｘ（ｍｇ／Ｌ）を測定した。
　固液分離機として遠心分離機を用い、回転数７０００ｒｐｍで、３０分間遠心分離を行い、含油エマルジョン（原水）を分離した。
　また、一次フィルタ部として、MEMOS Membranes Modules Systems 社製のチューブラー膜を使用した。このチューブラー膜は内径８ｍｍのチューブであり、分画分子量１０万分面の分離性能を有する。またチューブの材質（膜の材質）はＰＶＤＦであり、２インチのステンレス容器に収容したものを用いた。
　また、一次フィルタ部の操作圧力は入口（含油エマルジョンの導入口）で０．４ＭＰａ、出口（一次処理水の導出口）で０．３ＭＰａ、更に膜面の線速を３～４ｍ／ｓとなるように、含油エマルジョンを一次フィルタ部に供給した。
　二次フィルタ部として、Rochem Technical Services社製のＰＦ Module 膜（型番３０１６９）を使用した。このＰＦ Module 膜（型番３０１６９）は、塩除去率９９％の性能を有する。
　また、二次フィルタ部の操作圧力が３ＭＰａ～７ＭＰａ、膜面での線速を１～３ｍ／ｓとなるように、一次処理水を二次フィルタ部に供給した。
　測定した各段階は、廃液（原水）、一次処理水（チューブラー膜処理水）、最終処理水（二次処理水：ＲＯ膜処理水）とし、廃液の種類は、使用状態の異なる２種類の廃切削油について測定した。
　この実験結果を図４の表に示す。
　図４の実験結果に示すように実施例１－４において、いずれもＣＯＤｍｎ、及びＮ－Ｈｅｘは低い値となり、日本の公共用水域への放流基準値以下にすることができた。
　特に、一次処理水では、ＣＯＤｍｎやＮ－Ｈｅｘが高く、放流レベルまで浄化できなかったが、最終処理により飛躍的に浄化能力が向上していることを確認した。
　（実験２）
　実験２では、廃液に対して本発明の油水排水処理装置を用いて浄化処理を行い、二次処理水が日本における「生活環境項目にかかる基準」を満たすか、実験を行った。
　原水として、未使用のＦｒａｎｃｏｏｌ社製の切削油を８倍に希釈したものを用いた。
　そして、実施例１に示した一次フィルタ部に原水を供給し、一次フィルタ部で濾過された処理水を二次フィルタ部に供給し、二次処理水を得た。
　尚、一次フィルタ部、二次フィルタ部の仕様、実験条件は、実験１の場合と同一とした。
　そして、前記原水と、二次処理水について、生活環境項目の測定を行った。
尚、界面活性剤の含有については、ノルマルヘキサン値、導電率で確認した。ここで、ノルマルヘキサン値は、鉱油類、動植物油脂類などの油分の他にも、界面活性剤や石鹸、アルコール、アミン類、農薬や染料、フェノール類等を表わす指標として用いられており、ヘキサンに抽出される不揮発性物質の総量をノルマルヘキサン抽出物質として分析した。
 
その結果を図５に示す。この図５の実験結果に示すように、二次処理水は、日本における「生活環境項目にかかる基準」を満たすことを確認した。尚、前記原水と、二次処理水の測定値からして、二次処理槽（同様に一次処理槽内）の処理液の高濃縮化が図られることを確認した。
　１　　　　　油水廃水処理装置
　２　　　　　タンク
　３　　　　　ポンプ
　４　　　　　固液分離機（固液分離部）
　５　　　　　回収槽
　６　　　　　一次処理槽
　７　　　　　一次フィルタ部
　８　　　　　二次処理槽
　９　　　　　二次フィルタ部
　１０　　　　濃縮水槽
　１１　　　　濃縮水槽
　２０　　　　周壁部
　２１，２２　端面部
　２３　　　　一次処理水導入口
　２４　　　　一次処理水導出口
　２５　　　　二次処理水導出口
　２６　　　　逆浸透膜（ＲＯ膜）
　２７　　　　軸
　２８　　　　パッキン
　２９　　　　流路形成部材
　２９ａ　　　棚部
　Ｌ１　　　　第１の流路
　Ｌ２　　　　第２の流路
　Ｌ３　　　　第３の流路
　Ｌ４　　　　第４の流路
　Ｌ５　　　　第５の流路

Claims (8)

  1. 　含油廃水を油と水とに分離する油水排水処理装置であって、
    　前記含油廃水に含まれる含油エマルジョンに対し、限外濾過処理を施し、含油エマルジョンを油分と一次処理水とに分離する一次フィルタ部と、
    　前記一次フィルタ部により分離された一次処理水に対し逆浸透膜を用いた濾過処理を施し、一次処理水を、一次フィルタ部で除去されなかった低分子不純物と二次処理水とに分離する二次フィルタ部と、を備え、
    　前記一次フィルタ部がチューブラー膜式またはスパイラル膜式の限外濾過膜のフィルタ構造を有するフィルタであり、かつ前記二次フィルタ部が円板状の逆浸透膜を複数段重ねたフィルタ構造を有するフィルタである、
    　ことを特徴とする油水排水処理装置。
  2. 　前記含油エマルジョンを貯留すると共に、一次フィルタ部に含油エマルジョンを供給し、更に一次フィルタからの戻り含油エマルジョンを貯留する一次処理槽と、
    　前記一次フィルタ部により処理された一次処理水を貯留すると共に、二次フィルタ部に一次処理水を供給し、更に二次フィルタからの戻り一次処理水を貯留する二次処理槽と、
    　を備えることを特徴とする請求項１記載の油水排水処理装置。
  3. 　前記含油廃水から固体と含油エマルジョンとを分離する固液分離部を備え、
    　前記一次処理槽に、含油エマルジョンを供給することを特徴とする請求項２記載の油水排水処理装置。
  4. 　前記二次フィルタ部によって分離された二次処理水は、公共用水域への放流基準を満たしていることを特徴とする請求項１に記載の油水排水処理装置。
  5. 　前記一次フィルタ部に用いられる膜が、ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ），ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ），ポリアクリロニトリル樹脂（ＰＡＮ）のいずれかからなり、分画分子量が、１×１０４Ｄａ以上、５×１０５Ｄａ以下であることを特徴とする請求項１記載の油水排水処理装置。
  6. 　前記二次フィルタ部が、
    　周壁部と、前記周壁部の上下端面を塞ぐ端面部とから構成されるケーシングと、前記端面部に形成された一次処理水導入口と、前記逆浸透膜で濾過されない一次処理水を二次処理槽に戻すための一次処理水導出口と、前記ケーシング内に収容された軸部と、前記軸部に対して、軸線方向にパッキンを介して積層された円板状の逆浸透膜と、前記逆浸透膜間に介在し、前記逆浸透膜の表面に沿って径方向に流れを形成する流路形成部材と、前記円板状の逆浸透膜の内部と連通し、前記パッキンと軸部との間に形成された二次処理水が流れる流路と、前記二次処理水を導出する導出口と、
    　を備えていることを特徴とする請求項１記載の油水排水処理装置。
  7. 　前記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載された油水排水処理装置を用いた、含油廃水を油と水とに分離する油水排水処理方法であって、
    　前記含油廃水に含まれる含油エマルジョンに対し限外濾過処理を施し、前記含油エマルジョンを油分と一次処理水とに分離する工程と、
    　前記分離された一次処理水に対し逆浸透膜を用いた濾過処理を施し、一次処理水を、一次フィルタ部で除去されなかった低分子不純物と二次処理水とに分離する工程と、
    　を備え、
    　前記二次処理水を公共用水域への放流基準値以下にすることを特徴とする油水排水処理方法。
  8. 　前記含油廃水から固体と含油エマルジョンとを分離する工程を経た後、分離された含油エマルジョンに対し限外濾過処理を施し、前記含油エマルジョンを油分と一次処理水とに分離する工程がなされることを特徴とする請求項７に記載の油水排水処理方法。
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