JP2015202443A - 油水分離処理システム及び油水分離処理方法 - Google Patents

油水分離処理システム及び油水分離処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】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及び油水分離処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】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、１又は複数の吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットと１又は複数の濾過膜モジュールを有する濾過ユニットとをこの順に備え、上記吸着塔モジュールが、鉛直又は水平に設置される筒状の本体と、この本体の軸方向に沿って区画され、複数の粒子が封入される複数の処理層とを有し、上記濾過膜モジュールが、濾過槽と、この濾過槽内に配設されかつ一方向に引き揃えられた状態で保持される複数本の中空糸膜と、この複数本の中空糸膜の両端部を固定する保持部材とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、油水分離処理システム及び油水分離処理方法に関する。
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）。
特開平５−１５４３０９号公報
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。
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、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及び油水分離処理方法を提供することを目的とする。本発明は、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。
上記課題を解決するためになされた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、１又は複数の吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットと１又は複数の濾過膜モジュールを有する濾過ユニットとをこの順に備え、上記吸着塔モジュールが、鉛直又は水平に設置される筒状の本体と、この本体の軸方向に沿って区画され、複数の粒子が封入される複数の処理層とを有し、上記濾過膜モジュールが、濾過槽と、この濾過槽内に配設されかつ一方向に引き揃えられた状態で保持される複数本の中空糸膜と、この複数本の中空糸膜の両端部を固定する保持部材とを備える。
また、上記課題を解決するためになされた別の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、１又は複数の吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットによる油水混合液の吸着処理工程と、１又は複数の濾過膜モジュールを有する濾過ユニットによる濾過処理工程とをこの順に備え、上記吸着塔モジュールが、鉛直又は水平に設置される筒状の本体と、この本体の軸方向に沿って区画され、複数の粒子が封入される複数の処理層とを有し、上記濾過膜モジュールが、濾過槽と、この濾過槽内に配設されかつ一方向に引き揃えられた状態で保持される複数本の中空糸膜と、この複数本の中空糸膜の両端部を固定する保持部材とを備える。
本発明の油水分離処理システム及び油水分離処理方法は、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、本発明の油水分離処理システム及び油水分離処理方法は、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。
図１は、本発明の一態様に係る水処理システムを示す模式的概念図である。 図２は、図１の吸着塔ユニットの一実施形態を示す模式的端面図である。 図３は、図１の濾過ユニットを示す模式的端面図である。 図４は、図３の濾過ユニットが有する濾過膜モジュールの中空糸膜を示す模式的断面図である。 図５は、図１の吸着塔ユニットの図２とは異なる実施形態を示す模式的端面図である。
［本願発明の実施形態の説明］
本発明の一実施形態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、１又は複数の吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットと１又は複数の濾過膜モジュールを有する濾過ユニットとをこの順に備え、上記吸着塔モジュールが、鉛直又は水平に設置される筒状の本体と、この本体の軸方向に沿って区画され、複数の粒子が封入される複数の処理層とを有し、上記濾過膜モジュールが、濾過槽と、この濾過槽内に配設されかつ一方向に引き揃えられた状態で保持される複数本の中空糸膜と、この複数本の中空糸膜の両端部を固定する保持部材とを備える。
当該油水分離処理システムは、筒状の本体の軸方向に沿って区画され、複数の粒子が封入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被処理液をさらに処理する濾過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処理層とを備えるとよい。また、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。吸着塔モジュールをこのような構成とし、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、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、油水分離処理システムのさらなる小型化を図ることができる。なお、「粒子の平均径」とは、ＪＩＳ−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。
上記中空糸膜が、ポリテトラフルオロエチレンを主成分とする支持層と、この支持層の表面に積層され、ポリテトラフルオロエチレンを主成分とする濾過層とを有するとよい。このように上記中空糸膜がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を主成分とする支持層と同じくＰＴＦＥを主成分とする濾過層とを有することで、中空糸膜のアスペクト比が大きくても撓み量が小さくなり、上記濾過膜モジュールの機械的強度を高め、また気泡の擦過による中空糸膜表面の損傷等を少なくできる。その結果、上記濾過膜モジュールの濾過能力と表面洗浄効率とをバランスよく向上でき、当該油水分離処理システムは、従来の油水分離処理システムに比して濾過能力を高いレベルで維持できる。
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。
上記吸着塔モジュール及び上記濾過膜モジュールを洗浄する制御ユニットを備えるとよい。このように吸着塔モジュール及び濾過膜モジュールを洗浄する制御ユニットを備えることで、吸着塔モジュールの処理能力を容易かつ確実に維持することができる。
上記濾過膜モジュールが、上記中空糸膜の下方から気泡を供給する気泡供給器をさらに備えるとよい。このように濾過膜モジュールが気泡供給器をさらに備えることで、中空糸膜の表面を効率よく洗浄することができ、低いランニングコストで高い処理能力を発揮することができる。
上記吸着塔ユニット、濾過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。
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、油水分離効率をより高めることができる。
また、上記課題を解決するためになされた別の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、１又は複数の吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットによる油水混合液の吸着処理工程と、１又は複数の濾過膜モジュールを有する濾過ユニットによる濾過処理工程とをこの順に備え、上記吸着塔モジュールが、鉛直又は水平に設置される筒状の本体と、この本体の軸方向に沿って区画され、複数の粒子が封入される複数の処理層とを有し、上記濾過膜モジュールが、濾過槽と、この濾過槽内に配設されかつ一方向に引き揃えられた状態で保持される複数本の中空糸膜と、この複数本の中空糸膜の両端部を固定する保持部材とを備える。
当該油水分離処理方法は、筒状の本体の軸方向に沿って区画され、複数の粒子が封入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る。この吸着塔モジュールから排出された被処理液をさらに処理する濾過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。
［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及び油水分離処理方法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１００と吸着塔ユニット２００と濾過ユニット３００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。この濁質とは、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１００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１００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。
＜吸着塔ユニット＞
吸着塔ユニット２００は、図２に示すように、１の吸着塔モジュール１を有する。上記吸着塔モジュール１は鉛直に設置される筒状の本体２と、この本体２の軸方向に沿って区画され、複数の粒子が封入される複数の処理層とを有する。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吸着剤層５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、吸着剤層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、下方から被処理液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、被処理液Ｙを回収する回収管１３と、側面部の上方に接続され、逆洗時に洗浄用流体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。
上記回収管１３は、被処理液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ポリプロピレンまた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、複数の第１粒子３ａを封入する。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、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、メラミン樹脂、ポリカーボネート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、エポキシ樹脂が好ましく、吸着性に優れるポリオレフィンがより好ましい。さらにポリオレフィンの中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレンが好ましい。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、麻等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。また、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。
上記複数の第１粒子３ａは、定常状態（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。
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。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がより好ましい。また、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の圧損が大きくなり、水処理効率が不十分となるおそれがある。
（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から洗浄用流体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の平均高さの上記複数の第１粒子３ａの堆積層の平均厚さに対する比の下限としては、１倍が好ましく、２倍がより好ましい。また、上記比の上限としては、１０倍が好ましい。上記比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、上記比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、複数の第２粒子４ａを封入する。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、随伴水に含まれる中程度から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、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、メラミン樹脂、ポリカーボネート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、エポキシ樹脂が好ましく、吸着性に優れるポリオレフィンがより好ましい。さらにポリオレフィンの中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレンが好ましい。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。また、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（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と吸着剤層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がより好ましい。また、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の圧損が大きくなり、水処理効率が不十分となるおそれがある。
（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から洗浄用流体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の平均高さの上記複数の第２粒子４ａの堆積層の平均厚さに対する比の下限としては、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。また、上記比の上限としては、１０倍が好ましい。上記比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、上記比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。
（吸着剤層）
上記吸着剤層５は、上記第２処理層４の下流側に配設され、油を吸着する吸着剤を封入する。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。この吸着剤層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、ポリウレタン、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリアミド（脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド等）、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、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が好ましい。また、ポリオレフィン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の中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレンが好ましい。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。また、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上限を超える場合、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。また、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。また、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、吸着剤層５は、複数の繊維を本体２内に充填して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。
吸着剤層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、吸着剤層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、上記吸着剤層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の下部には被処理液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、及び吸着剤層５を通過した被処理液Ｙがこのヘッダ部１１で収集された後に後述する濾過膜ユニット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。
逆洗水供給部は、例えばポンプによって被処理液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を介して洗浄用流体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。
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、逆洗水の体積に対する気体の体積の比としては、例えば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洗浄用流体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、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。従って、上記吸着塔モジュール１を有する吸着塔ユニット２００は、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。
＜濾過ユニット＞
濾過ユニット３００は、図３に示すように、１の濾過膜モジュール７０を有する。濾過膜モジュール７０は、被処理液Ｙを貯留する濾過槽７１と、この濾過槽７１内に浸漬されかつ一方向に引き揃えられた状態で保持される複数本の中空糸膜７２と、この複数本の中空糸膜７２の両端部を固定する保持部材（上部保持部材７３及び下部保持部材７４）とを備える。また、濾過膜モジュール７０は、上記中空糸膜７２の下方から気泡Ｃを供給する気泡供給器７５をさらに備える。また、濾過膜モジュール７０の上部保持部材７３の排出部には排出管７６が接続され、濾過済液Ｚが排出される。
（濾過槽）
濾過槽７１は、内部に液体を貯留可能な容器である。この濾過槽７１は筒状体である。濾過槽７１の平面形状は特に限定されず、例えば円形、多角形等とすることができる。また、濾過槽７１の内部には中空糸膜７２が濾過槽７１の軸方向にその濾過膜の引き揃え方向が一致するよう配設されている。さらに、濾過槽７１の上部には被処理液Ｙを供給可能な被処理液供給管（図示せず）が連通しており、濾過槽７１には、この被処理液供給管を介して吸着塔ユニット２００から被処理液Ｙが供給される。濾過槽７１内に供給されて満たされた被処理液Ｙは、例えば排出管７６に接続された吸引ポンプ（図示せず）の駆動により中空糸膜７２を透過し固液分離され、濾過済液Ｚとして排出管７６を介して排出される。
（中空糸膜）
中空糸膜７２は、内側の中空部に水を透過させる一方、被処理液Ｙに含まれる粒子の透過を阻止する多孔質状の中空糸膜である。
中空糸膜７２は、図４に示すように、円筒状の支持層７２ａと、この支持層７２ａの表面に積層される濾過層７２ｂとを有している。このように中空糸膜７２を多層構造とすることで、透水性及び機械的強度を両立させ、さらに気泡Ｃによる表面洗浄効果を効果的にすることができる。
上記支持層７２ａ及び濾過層７２ｂの形成材料はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を主成分とするとよい。このように上記支持層７２ａ及び濾過層７２ｂの形成材料の主成分をＰＴＦＥとすることで、中空糸膜７２は機械的強度に優れ、中空糸膜の平均外径に対する平均長さの比であるアスペクト比が大きくても撓み量を小さくでき、また気泡Ｃの擦過による中空糸膜表面の損傷等を受け難い。また、この支持層７２ａ及び濾過層７２ｂの形成材料は、他のポリマー、添加剤等が適宜配合されていてもよい。
支持層７２ａ及び濾過層７２ｂのＰＴＦＥの数平均分子量の下限としては、５０万が好ましく、２００万がより好ましい。また、支持層７２ａ及び濾過層７２ｂのＰＴＦＥの数平均分子量の上限としては、２０００万が好ましい。ＰＴＦＥの数平均分子量が上記下限未満の場合、気泡Ｃの擦過によって中空糸膜７２の表面が損傷するおそれや、中空糸膜７２の機械的強度が低下するおそれがある。一方、ＰＴＦＥの数平均分子量が上記上限を超える場合、中空糸膜７２の空孔の成形が困難になるおそれがある。
上記支持層７２ａは、例えばＰＴＦＥを押出成形して得られるチューブを用いることができる。このように支持層７２ａとして押出成形チューブを用いることで、支持層７２ａに機械的強度を持たせることができると共に、空孔も容易に形成することができる。なお、このチューブは軸方向に５０％以上７００％以下、周方向に５％以上１００％以下の延伸率で延伸することが好ましい。
上記延伸における温度は、チューブ素材の融点以下、例えば０℃〜３００℃程度とすることが好ましい。比較的空孔の径が大きい多孔質体を得るには低温での延伸がよく、比較的空孔の径が小さい多孔質体を得るには高温での延伸がよい。延伸した多孔質体は、両端を固定し延伸した状態を保って２００℃以上３００℃以下の温度で１〜３０分程度熱処理することで高い寸法安定性が得られる。また、延伸温度や延伸率等の条件を組み合わせることにより、多孔質体の空孔のサイズを調整することができる。
支持層７２ａを形成するチューブは、例えばＰＴＦＥファインパウダーにナフサ等の液状潤滑剤をブレンドし、押出成形等によりチューブ状とした後に延伸することで得ることができる。また、チューブをＰＴＦＥファインパウダーの融点以上の温度、例えば３５０〜５５０℃程度に保った加熱炉中で、数１０秒から数分程度保持し焼結することにより、寸法安定性を高めることができる。
支持層７２ａの平均厚さとしては、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。支持層７２ａの平均厚さを上記範囲内とすることで、中空糸膜７２に機械的強度及び透水性をバランスよく付与することができる。
上記濾過層７２ｂは、例えばＰＴＦＥ製のシートを上記支持層７２ａに巻き付けて焼結することで形成することができる。このように濾過層７２ｂの形成材料としてシートを用いることで、延伸を容易に行うことができ、空孔の形状や大きさの調整が容易となると共に、濾過層７２ｂの厚さを小さくすることができる。また、シートを巻き付けて焼結することで、支持層７２ａと濾過層７２ｂとが一体化され、両者の空孔を連通させて透水性を向上させることができる。この焼結温度としては、支持層７２ａを形成するチューブと濾過層７２ｂを形成するシートの融点以上が好ましい。
上記濾過層７２ｂを形成するシートは、例えば（１）樹脂の押出により得られる未焼結成形体を融点以下の温度で延伸しその後焼結する方法、（２）焼結された樹脂成形体を徐冷し結晶化度を高めた後に延伸する方法等を用いることができる。なお、このシートは長手方向に５０％以上１０００％以下、短手方向に５０％以上２５００％以下の延伸率で延伸することが好ましい。特に短手方向の延伸率を上記範囲とすることで、シートを巻き付けた際に周方向の機械的強度を向上させることができ、気泡Ｃによる表面洗浄に対する耐久性を向上させることができる。
また、支持層７２ａを形成するチューブにシートを巻き付けることで濾過層７２ｂを形成する場合、チューブの外周面に微細な凹凸を設けるとよい。このようにチューブの外周面に凹凸を設けることで、シートとの位置ずれを防止できると共に、チューブとシートとの密着性を向上させ、気泡Ｃによる洗浄で支持層７２ａから濾過層７２ｂが剥離することを防止できる。なお、シートの巻き付け回数はシートの厚さによって調整することができ、１回又は複数回とすることができる。また、チューブに複数のシートを巻き付けてもよい。シートの巻き付け方法としては特に限定されず、チューブの円周方向に巻き付ける方法のほか、らせん状に巻き付ける方法を用いてもよい。
上記微細な凹凸の大きさ（高低差）としては２０μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。上記微細な凹凸はチューブ外周面全体に形成されることが好ましいが、部分的又は断続的に形成されていてもよい。また、上記微細な凹凸をチューブ外周面に形成する方法としては、例えば火炎による表面処理、レーザー照射、プラズマ照射、フッ素系樹脂等のディスパージョン塗布等を挙げることができるが、チューブ性状に影響を与えず容易に凹凸を形成できる火炎による表面処理が好ましい。
また、チューブ及びシートとして未焼成のものを用い、シートを巻付けた後に焼結することでこれらの密着性を高めてもよい。
濾過層７２ｂの平均厚さとしては、５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。濾過層７２ｂの平均厚さを上記範囲内とすることで、中空糸膜７２に容易かつ確実に高い濾過性能を付与することができる。
中空糸膜７２の平均外径の上限としては、６ｍｍが好ましく、４ｍｍがより好ましい。また、中空糸膜７２の平均外径の下限としては、２ｍｍが好ましく、２．１ｍｍがより好ましい。中空糸膜７２の平均外径が上記上限を超えると、中空糸膜７２の断面積に対する表面積の比が小さくなって濾過効率が低下するおそれがある。また、１つの気泡が擦過できる表面積が小さくなるおそれがある。一方、中空糸膜７２の平均外径が上記下限未満の場合、中空糸膜７２の機械的強度が不十分となるおそれがある。
中空糸膜７２の平均内径の上限としては、４ｍｍが好ましく、３ｍｍがより好ましい。また、中空糸膜７２の平均内径の下限としては、０．５ｍｍが好ましく、０．９ｍｍがより好ましい。中空糸膜７２の平均内径が上記上限を超えると、中空糸膜７２の厚さが小さくなって機械的強度及び不純物の透過阻止効果が不十分となるおそれがある。一方、中空糸膜７２の平均内径が上記下限未満の場合、中空糸膜７２内の濾過済液を排出する時の圧損が大きくなるおそれがある。
中空糸膜７２の平均外径に対する平均内径の比の上限としては、０．８が好ましく、０．６がより好ましい。また、中空糸膜７２の平均外径に対する平均内径の比の下限としては、０．３が好ましく、０．４がより好ましい。中空糸膜７２の平均外径に対する平均内径の比が上記上限を超えると、中空糸膜７２の厚さが小さくなって機械的強度及び不純物の透過阻止効果が不十分となるおそれがある。一方、中空糸膜７２の平均外径に対する平均内径の比が上記下限未満の場合、中空糸膜７２の厚さが必要以上に大きくなって中空糸膜７２の透水性が低下するおそれがある。
中空糸膜７２の平均長さの下限としては、１ｍが好ましく、１．５ｍがより好ましい。また、中空糸膜７２の平均長さの上限としては、６ｍが好ましく、５．５ｍがより好ましい。中空糸膜７２の平均長さが上記下限未満の場合、１つの気泡Ｃが濾過膜モジュール７０の下方から供給され水面まで上昇する間に擦過する中空糸膜７２の表面積が減少し、中空糸膜７２の洗浄効率が低下するおそれがある。また、中空糸膜７２の揺動が十分発生しないおそれがある。一方、中空糸膜７２の平均長さが上記上限を超える場合、中空糸膜７２の自重によって中空糸膜７２の撓みが大きくなり過ぎるおそれや、濾過膜モジュール７０の設置時等における取扱い性が低下するおそれがある。なお、中空糸膜７２の平均長さとは、上部保持部材７３に固定された上端部から下部保持部材７４に固定された下端部までの平均距離を意味し、後述するように１本の中空糸膜７２をＵ字状に湾曲させ、この湾曲部を下端部として下部保持部材７４で固定した場合は、この下端部から上端部（開口部）までの平均距離を意味する。
中空糸膜７２の平均外径に対する平均長さの比（アスペクト比）の下限としては、２００が好ましく、４００がより好ましい。また、中空糸膜７２のアスペクト比の上限としては、３０００が好ましく、２５００がより好ましい。中空糸膜７２のアスペクト比が上記下限未満の場合、１つの気泡Ｃが擦過可能な中空糸膜７２の表面積が減少することで、中空糸膜７２の洗浄効率が低下するおそれがある。また、中空糸膜７２の揺動が十分発生しないおそれがある。一方、中空糸膜７２のアスペクト比が上記上限を超える場合、中空糸膜７２が極度に細長となるため上下に張った際の機械的強度が低下するおそれがある。
中空糸膜７２の気孔率の上限としては、９０％が好ましく、８５％がより好ましい。また、中空糸膜７２の気孔率の下限としては、７５％が好ましく、７８％がより好ましい。中空糸膜７２の気孔率が上記上限を超える場合、中空糸膜７２の機械的強度及び耐擦過性が不十分となるおそれがある。一方、中空糸膜７２の気孔率が上記下限未満の場合、透水性が低下し、濾過膜モジュール７０の濾過能力が低下するおそれがある。なお、気孔率とは、中空糸膜７２の体積に対する空孔の総体積の割合をいい、ＡＳＴＭ−Ｄ−７９２に準拠して中空糸膜７２の密度を測定することで求めることができる。
中空糸膜７２の空孔の面積占有率の上限としては、６０％が好ましい。また、中空糸膜７２の空孔の面積占有率の下限としては、４０％が好ましい。空孔の面積占有率が上記上限を超える場合、中空糸膜７２の表面強度が不十分となり、気泡Ｃの擦過によって中空糸膜７２の破損等が生じるおそれがある。一方、空孔の面積占有率が上記下限未満の場合、透水性が低下し、濾過膜モジュール７０の濾過能力が低下するおそれがある。なお、空孔の面積占有率とは、中空糸膜７２の表面積に対する中空糸膜７２の外周面（濾過層表面）における空孔の総面積の割合を意味し、中空糸膜７２の外周面の電子顕微鏡写真を解析することで求めることができる。
中空糸膜７２の空孔の平均径の上限としては、０．４５μｍが好ましく、０．１μｍがより好ましい。また、中空糸膜７２の空孔の平均径の下限としては、０．０１μｍが好ましい。中空糸膜７２の空孔の平均径が上記上限を超える場合、被処理液Ｙに含まれる不純物の中空糸膜７２内部への透過を阻止できないおそれがある。一方、中空糸膜７２の空孔の平均径が上記下限未満の場合、透水性が低下するおそれがある。なお、空孔の平均径とは、中空糸膜７２の外周面（濾過層表面）の空孔の平均径を意味し、細孔直径分布測定装置（例えばＰｏｒｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社の「多孔質材料自動細孔径分布測定システム」）により測定することができる。
中空糸膜７２の引張強度の下限としては、５０Ｎが好ましく、６０Ｎがより好ましい。中空糸膜７２の引張強度が上記下限未満の場合、気泡Ｃによる表面洗浄に対する耐久性が低下するおそれがある。なお、中空糸膜７２の引張強度の上限は一般に１５０Ｎである。
（上部保持部材及び下部保持部材）
上部保持部材７３は、複数本の中空糸膜７２の上端部を保持する部材である。この上部保持部材７３は、複数本の中空糸膜７２の上部開口と連通し、濾過済液Ｚを収集する排出部（集水ヘッダ）を有する。この排出部には排出管７６が接続され、複数本の中空糸膜７２の内部に浸透した濾過済液Ｚを排出する。上部保持部材７３の外形は特に限定されず、断面形状は多角形状、円形状等とすることができる。
下部保持部材７４は、複数本の中空糸膜７２の下端部を保持する部材である。上記下部保持部材７４は、図３に示すように外枠７４ａと、中空糸膜７２の下端部を固定する複数の固定部位７４ｂとを有する。この固定部位７４ｂは、例えば棒状に形成されており、一定の間隔を持って複数略平行に配設され、上方側にそれぞれ複数本の中空糸膜７２が配設されている。
なお、中空糸膜７２は、１本の両端を上部保持部材７３及び下部保持部材７４でそれぞれ固定してもよいが、１本の中空糸膜７２をＵ字状に湾曲させ、２つの開口部を上部保持部材７３で固定し、下端折返（湾曲）部を下部保持部材７４で固定してもよい。
外枠７４ａは、固定部位７４ｂを支持するための部材である。外枠７４ａの一辺の長さとしては、例えば５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることができる。また、外枠７４ａの断面形状は特に限定されず、四角形状やその他の多角形状、円形状等とできる。
固定部位７４ｂの幅（短手方向長さ）及びその間隔は、十分な数の中空糸膜７２を固定でき、かつ気体供給器７５から供給される気泡Ｃを通過させることができれば特に限定されない。固定部位７４ｂの幅としては、例えば３ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができ、固定部位７４ｂの間隔としては、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。
下部保持部材７４が保持する中空糸膜７２の本数Ｎを、中空糸膜７２の配設領域面積Ａで割った中空糸膜７２の存在密度（Ｎ／Ａ）の上限としては、１５本／ｃｍ２が好ましく、１２本／ｃｍ２がより好ましい。また、中空糸膜７２の存在密度の下限としては、４本／ｃｍ２が好ましく、６本／ｃｍ２がより好ましい。中空糸膜７２の存在密度が上記上限を超える場合、中空糸膜７２の間隔が小さくなって表面の洗浄が十分行えないおそれや、中空糸膜７２の揺動が十分発生しないおそれがある。一方、中空糸膜７２の存在密度が上記下限未満の場合、濾過膜モジュール７０の単位体積当たりの濾過効率が低下するおそれがある。
また、中空糸膜７２を中実と仮定した場合の下部保持部材７４が保持する中空糸膜７２の断面積の総和Ｓを、中空糸膜７２の配設領域面積Ａで割った中空糸膜７２の面積割合（Ｓ／Ａ）の上限としては、６０％が好ましく、５５％がより好ましい。また、中空糸膜７２の面積割合の下限としては、２０％が好ましく、２５％がより好ましい。中空糸膜７２の面積割合が上記上限を超える場合、中空糸膜７２の間隔が小さくなって表面の洗浄が十分行えないおそれがある。一方、中空糸膜７２の面積割合が上記下限未満の場合、濾過膜モジュール７０の単位体積当たりの濾過効率が低下するおそれがある。
上部保持部材７３及び下部保持部材７４の材質としては特に限定されず、例えばエポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。
中空糸膜７２の上部保持部材７３及び下部保持部材７４への固定方法は特に限定されず、例えば接着剤を用いて固定する方法を用いることができる。
また、濾過膜モジュール７０の取り扱い（運搬、設置、交換等）を容易にするために、上部保持部材７３と下部保持部材７４とは連結部材で連結することが好ましい。この連結部材としては、例えば金属製の支持棒や、樹脂製のケーシング（外筒）等を用いることができる。
（気体供給器）
気体供給器７５は、上記濾過膜モジュール７０の下方から、中空糸膜７２の表面を洗浄する気泡Ｃを供給する。この気泡Ｃは上記固定部位７４ｂ間を通過し中空糸膜７２の表面を擦過しながら上昇することで中空糸膜７２の表面を洗浄する。
気体供給器７５は上記濾過膜モジュール７０と共に被処理液Ｙを貯留した濾過槽７１に浸漬されており、圧縮機等から給気管（図示せず）を通して供給される気体を連続又は間欠的に吐出することで気泡Ｃを供給する。このような気体供給器７５としては特に限定されず、公知の散気装置を用いることができる。このような散気装置としては、例えば樹脂又はセラミックス製の板又は管に多数の空孔を形成した多孔板又は多孔管を用いた散気装置、ディフューザやスパージャなどから気体を噴射する噴射流式散気装置、間欠的に気泡を噴射する間欠気泡噴射式散気装置等を挙げることができる。このような間欠気泡噴射式散気装置としては、圧縮機等から給気管を通して連続的に供給される気体を内部に貯留し、一定体積になった気体を間欠的に吐出することで気泡を供給するポンプが挙げられる。このようなポンプにより間欠的に大きな気泡を中空糸膜７２に向かって噴射することで、気泡が下部保持部材７４によって分割され中空糸膜７２表面に接触しながら上昇する。この分割された気泡は、中空糸膜７２の間隔に近い平均径を有し中空糸膜７２間に均質に拡がり易い。そのため、複数の中空糸膜７２を効果的に揺動させ、中空糸膜７２の洗浄効率をより高めることができる。
なお、気体供給器７５から供給する気体としては不活性のものであれば特に限定されないが、ランニングコストの観点から空気を用いることが好ましい。
（濾過膜モジュールの利点）
上記濾過膜モジュール７０を有する濾過ユニット３００は、複数本の中空糸膜７２により濾過を行うので、吸着塔ユニット２００により処理された被処理液Ｙに残留する比較的小さな油分や濁質を効果的に除去することができる。
＜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、吸着塔ユニット２００から排出された被処理液Ｙをさらに処理する濾過ユニット３００を備えるため、種々の大きさの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。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２の吸着塔モジュールを有する図１の吸着塔ユニット２００による吸着処理工程と、図３の濾過膜モジュールを有する図１の濾過ユニット３００による濾過処理工程とをこの順に備える。
吸着処理工程は、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、下方から被処理液Ｙを排出する。随伴水Ｘ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Ｘを圧送する方法を用いることができる。
濾過処理工程は、吸着塔ユニット２００から被処理液Ｙを供給し、濾過槽７１内の処理後の濾過済液Ｚを排出管７６を介して排出する。
当該油水分離処理方法における被処理液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。被処理液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濾過済液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。濾過済液Ｚ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濾過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被処理液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。被処理液Ｙの油濃度を上記上限以下とすることで、より効率よく濾過ユニット３００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濾過済液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。濾過済液Ｚ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濾過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。
［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。
上記実施形態の吸着塔ユニットは１つの吸着塔モジュールを有するものとしたが、吸着塔ユニットが並列に接続された複数の吸着塔モジュールを有してもよい。このような吸着塔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濾過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濾過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。
上記実施形態の濾過ユニットは１つの濾過膜モジュールを有するものとしたが、濾過ユニットが直列又は並列に接続された複数の濾過膜モジュールを有してもよい。
また、当該油水分離処理システムは、上記吸着塔ユニット、濾過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る。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、上記濾過膜モジュールの中空糸膜の引き揃え方向は、上下方向に限られず、水平方向でもよく、斜めであってもよい。中空糸膜の引き揃え方向が上下方向でない場合は、例えば気泡を中空糸膜の引き揃え方向に噴射する、引き揃え方向と略同一方向の水流を形成して気泡を供給する等により、中空糸膜表面を気泡に擦過させることができる。
また、上記濾過膜モジュールは被処理液を貯留する濾過槽と、この濾過槽内に浸漬されかつ一方向に引き揃えられた状態で保持される複数本の中空糸膜と、この中空糸膜の両端部を固定する保持部材とを備えるものとしたが、両端部を保持部材により固定した複数本の中空糸膜を密閉可能な筒状の濾過槽内に配設し、濾過槽内に被処理液を流入又はクロスフローさせることで、中空糸膜の外側から内側に向けて濾過を行う濾過膜モジュールとしてもよい。このような濾過膜モジュールにおいても、気体供給器を備えることで逆洗後に気泡の供給によりスクラビングし、中空糸膜の表面から濁質を除去することができる。
さらに、例えば上記実施形態の吸着塔モジュールは第２処理層の下流側に吸着剤層を備えていたが、随伴水の油含有量が少ない場合、吸着剤層を省略することも可能である。また、吸着剤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、吸着塔モジュールとして、例えば図５に示すように横向きの吸着塔モジュール２０１を用いることもできる。以下、横向きの吸着塔モジュール２０１について説明する。なお、横向きの吸着塔モジュール２０１の構成も図５に示す４段に限られるものではなく、上記実施形態の吸着塔モジュールと同様に種々の形態が可能である。
図５に示す吸着塔モジュール２０１は、水平に設置される筒状の本体２と、この本体２の軸方向に沿って区画され、複数の粒子２１ａ、２２ａ、２３ａが封入される複数の処理層２１、２２、２３とを有する。そして、この本体２の軸方向の一端側（図中右側）から随伴水Ｘを供給し、他端側（図中左側）から被処理液Ｙを排出する。
この複数の処理層２１、２２、２３は、上流側から順に、複数の第１粒子２１ａを封入する第１処理層２１と、この第１粒子２１ａより平均径が小さい複数の第２粒子２２ａを封入する第２処理層２２と、この第２粒子２２ａより平均径が小さい複数の第３粒子２３ａを封入する第３処理層２３とを備え、その下流側に油を吸着する吸着剤を封入する吸着剤層５を備える。また、上記本体２は上記第１処理層２１と第２処理層２２との間及び上記第２処理層２２と第３処理層２３との間に粒子が封入されない空隙層（第１空隙層２４及び第２空隙層２５）をさらに有する。
また、上記本体２は、ヘッダ部１１をさらに備え、随伴水Ｘが供給される一端側から第１処理層２１、第１空隙層２４、第２処理層２２、第２空隙層２５、第３処理層２３、吸着剤層５、ヘッダ部１１の順に直列に配列されている。これらの層及びヘッダ部１１の間は、仕切板３１乃至３６で仕切られている。
なお、上記実施形態に係る吸着塔モジュール１と同一の要素は、同一の符号を付し、以下の説明を省略する。
（複数の粒子が封入される処理層）
上記複数の粒子２１ａ、２２ａ、２３ａが封入される複数の処理層２１、２２、２３は、本体２内部の上流側から第１処理層２１、第２処理層２２、第３理層２３の順に配設され、上記複数の粒子２１ａ、２２ａ、２３ａは、各処理層２１、２２、２３内に粒子層を形成する。例えば第１理層２１は随伴水Ｘ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し、第２処理層２２は随伴水Ｘに含まれる粒径の中程度の油滴や濁質粒子を、第３処理層２３は随伴水Ｘに含まれる微細な油滴や濁質を主に除去する。
上記複数の処理層２１、２２、２３の本体２の軸方向の長さ（幅）としては、特に制限されないが、例えば１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下とすることができる。
上記第１粒子２１ａの平均径の下限としては、２００μｍが好ましく、２５０μｍがより好ましく、３００μｍがさらに好ましい。また、第１粒子２１ａの平均径の上限としては、５００μｍが好ましく、４５０μｍがより好ましく、４００μｍがさらに好ましい。第１粒子２１ａの平均径が上記下限未満の場合、第１処理層２１に封入される粒子の密度が大きくなり、上記吸着塔モジュール２０１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２１ａ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２粒子２２ａの平均径は、第１粒子２１ａの平均径よりも小さい。第２粒子２２ａの平均径の下限としては、１００μｍが好ましく、１２０μｍがより好ましく、１４０μｍがさらに好ましい。また、第２粒子２２ａの平均径の上限としては、３００μｍが好ましく、２５０μｍがより好ましく、２００μｍがさらに好ましい。第２粒子２２ａの平均径が上記下限未満の場合、第２処理層２２に封入される粒子の密度が大きくなり、上記吸着塔モジュール２０１のコスト及び重量が増加するおそれがある。一方、第２粒子２２ａ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。
第３粒子２３ａの平均径は、第２粒子２２ａの平均径よりも小さい。第３粒子２３ａ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。また、第３粒子２３ａの平均径の上限としては、１００μｍが好ましく、８０μｍがより好ましく、６０μｍがさらに好ましい。第３粒子２３ａの平均径が上記下限未満の場合、第３処理層２３に封入される粒子の密度が大きくなり、上記吸着塔モジュール２０１のコスト及び重量が増加するおそれがある。一方、第３粒子２３ａ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。
上記複数の粒子２１ａ、２２ａ、２３ａの均等係数は、上記実施形態に係る吸着塔モジュール１の第１粒子３ａ及び第２粒子４ａの均等係数と同様にできる。
上記複数の粒子としては、公知の濾過処理用の粒子を用いることができ、例えば砂、高分子化合物、天然素材等を主成分とする粒子が挙げられる。
また、上記複数の処理層２１、２２、２３は、上記複数の粒子２１ａ、２２ａ、２３ａの上方に空間２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ（第１空間２１ｂ、第２空間２２ｂ及び第３空間２３ｂ）を有している。上記複数の処理層２１、２２、２３がこの空間２１ｂ、２２ｂ、２３ｂを有していることにより、処理層２１、２２、２３の洗浄時に複数の粒子２１ａ、２２ａ、２３ａがこの空間２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ内に舞い上がり撹拌されることで、効果的に複数の処理層２１、２２、２３を洗浄することができる。また、複数の処理層２１、２２、２３で分離された油や濁質の粒子の一部はこの空間２１ｂ、２２ｂ、２３ｂに滞留（浮上分離）し、処理層２１、２２、２３の洗浄時に洗浄用流体Ｂと共に排出される。
（空隙層）
２つの空隙層２４、２５は、第１処理層２１と第２処理層２２との間及び第２処理層２２と第３処理層２３との間に配設された粒子が封入されない層である。このように第１処理層２１と第２処理層２２との間及び第２処理層２２と第３処理層２３との間に粒子が封入されない空隙層２４、２５を配設することにより、洗浄を行う際に下方より送り込まれるジェット水流Ａが処理層２１、２２、２３の下方からのみならず空隙層２４、２５を経由する側方から流入する経路が存在するため、複数の粒子２１ａ、２２ａ、２３ａ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。
上記空隙層２４、２５の本体１００の軸方向の長さ（幅）としては、特に制限されないが、例えば１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることができる。また、空隙層２４、２５の幅と処理層２１、２２、２３の幅との比（空隙層の幅／処理層の幅）としては、例えば１／５以上１以下とすることができる。
（供給管及び回収管）
供給管４１は、本体２の軸方向の一端側に接続され、随伴水Ｘを供給する。また、回収管４２は、本体２の軸方向の他端側に接続され、被処理液Ｙを排出する。また、本体２は供給管４１との接続部分に第１処理層２１の粒子２１ａ（第１粒子２１ａ）の流出を防止する仕切板４１ａ（供給部仕切板４１ａ）を有するとよい。つまり、供給部仕切板４１ａは、第１粒子２１ａを通さずに液体を流通可能とする構成を有する。具体的には、供給部仕切板４１ａは、メッシュ（網）構造を有する。
（仕切板）
仕切板３１乃至３６は、各処理層間に配設され、複数の粒子２１ａ、２２ａ、２３ａ及び吸着剤の流出を防止する板であり、供給部仕切板４１ａと同様にメッシュ構造を有している。
これらの仕切板３１乃至３６、４１ａ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。
上記供給部仕切板４１ａと、空隙層２４と第１処理層２１との間に配設される仕切板３１（第１仕切板３１）とのメッシュの公称目開きは、複数の第１粒子２１ａの最小径（第１粒子２１ａが通過しない篩の最大目開き）以下となるように設計される。この第１仕切板３１のメッシュの公称目開きの上限としては、２００μｍが好ましく、１８０μｍがより好ましい。また、上記公称目開きの下限としては、１０μｍが好ましく、８０μｍ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２１ａが供給部仕切板４１ａ及び第１仕切板３１を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きが上記下限未満の場合、圧損により随伴水Ｘの流速が遅くなり過ぎ、油水分離処理システムの処理効率が不十分となるおそれがある。
空隙層２４と第２処理層２２との間に配設される仕切板３２（第２仕切板３２）及び第２処理層２２と空隙層２５との間に配設される仕切板３３（第３仕切板３３）のメッシュの公称目開きは複数の第２粒子２２ａの最小径（第２粒子２２ａが通過しない篩の最大目開き）以下となるように設計される。この第２仕切板３２及び第３仕切板３３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がより好ましい。また、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上限を超える場合、第２粒子２２ａが第２仕切板３２及び第３仕切板３３を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きが上記下限未満の場合、圧損により随伴水Ｘの流速が遅くなり過ぎ、油水分離処理システムの処理効率が不十分となるおそれがある。
空隙層２５と第３処理層２３との間に配設される仕切板３４（第４仕切板３４）のメッシュの公称目開きは複数の第３粒子２３ａの最小径（第３粒子２３ａが通過しない篩の最大目開き）以下となるように設計される。この第４仕切板３４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がより好ましい。また、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上限を超える場合、第３粒子２３ａが第４仕切板３４を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きが上記下限未満の場合、圧損により被処理液の流速が遅くなり過ぎ、油水分離処理システムの処理効率が不十分となるおそれがある。
第３処理層２３と吸着剤層５との間に配設される仕切板３５（第５仕切板３５）及び吸着剤層５とヘッダ部１１との間に配設される仕切板３６（第６仕切板３６）のメッシュの公称目開きは、吸着剤の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。なお、第５仕切板３５は第３処理層２３からの第３粒子２３ａの流出を防ぐ必要もあるため、第５仕切板３５のメッシュの公称目開きは、第４仕切板３４のメッシュの公称目開きよりも小さい値が好ましい。
上部に空間２１ｂ、２２ｂ、２３ｂを有する第１処理層２１、第２処理層２２及び第３処理層２３に接する第１仕切板３１、第２仕切板３２、第３仕切板３３、第４仕切板３４及び第５仕切板３５は、その上部に流体を透過させない壁部３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ（それぞれ第１壁部３１ａ、第２壁部３２ａ、第３壁部３３ａ、第４壁部３４ａ及び第５壁部３５ａ）を有する。上記第１壁部３１ａは、第１処理層２１の第１空間２１ｂを隣接する第１空隙層２４から隔てる。このように第１壁部３１ａが第１処理層２１の第１空間２１ｂを隣接する第１空隙層２４から隔てることにより、随伴水Ｘが第１空間２１ｂをすり抜けて第１空隙層２４へ流入することを防止できる。同様に第２壁部３２ａ、第３壁部３３ａ、第４壁部３４ａ及び第５壁部３５ａについても、各処理層の随伴水Ｘが、処理層上部の空間をすり抜けて隣接する処理層へ流入することを防止できる。
（ジェット水流供給管及び排出管と本体との仕切板）
ジェット水流供給管１５は、本体２の周面下方に接続され、本体２の第１処理層２１、第１空隙層２４、第２処理層２２、第２空隙層２５、第３処理層２３、吸着剤層５及びヘッダ部１１の下方にこれらを跨いで配設されるとともに、第１処理層２１、第１空隙層２４、第２処理層２２、第２空隙層２５、第３処理層２３、吸着剤層５及びヘッダ部１１と仕切板５０（ジェット水流供給部仕切板５０）を介して接続される。
ジェット水流供給部仕切板５０は、第１粒子２１ａ、第２粒子２２ａ、第３粒子２３ａ及び吸着剤を通さずに液体を流通可能とする構成を有する。具体的には、ジェット水流供給部仕切板５０は、メッシュ構造を有する。例えば上記第１粒子２１ａ、第２粒子２２ａ、第３粒子２３ａ及び吸着剤のうちで最小の粒子の流出を防止できる大きさであればよく、粒子の種類によって適宜設計することができる。ジェット水流供給部仕切板５０のメッシュの公称目開きを最小の粒子の流出を防止できる大きさとすることで、ジェット水流供給部仕切板５０のメッシュは第１粒子２１ａ、第２粒子２２ａ、第３粒子２３ａ及び吸着剤がジェット水流供給管１５に降下することを防げる。なお、ジェット水流供給部仕切板５０のメッシュの公称目開きは、第１粒子２１ａ、第２粒子２２ａ、第３粒子２３ａ及び吸着剤がジェット水流供給管１５に降下しない限り、接続される処理層ごとに変えてもよい。
また、ジェット水流供給部仕切板５０は、ヘッダ部１１との接続部分に壁部５０ａを有する。この壁部５０ａにより、ジェット水流Ａが、洗浄すべき粒子等が存在しないヘッダ部１１を通過して、排出管１４に回収されることを防ぎ、洗浄効率が向上する。また、随伴水Ｘが十分に濾過されずにヘッダ部１１に流入することを防ぐことができる。
排出管１４は、本体２の周面上方に接続され、本体２の第１処理層２１、第１空隙層２４、第２処理層２２、第２空隙層２５、第３処理層２３、吸着剤層５及びヘッダ部１１の上方にこれらを跨いで配設されるとともに、第１処理層２１、第１空隙層２４、第２処理層２２、第２空隙層２５、第３処理層２３、吸着剤層５及びヘッダ部１１と接続部５１を介して接続される。
この接続部５１は、第１粒子２１ａ、第２粒子２２ａ、第３粒子２３ａ及び吸着剤を通さずに液体を流通可能とする構成を有する。具体的には、接続部５１はメッシュ構造を有する。このように接続部５１をメッシュ構造とすることで、接続部５１から処理層内の粒子が流出することを防げる。接続部５１のメッシュの公称目開きは、例えばこれらのうちで最小の粒子の流出を防止できる大きさであればよく、粒子の種類によって適宜設計することができる。
また、接続部５１は、第１空隙層２４、第２空隙層２５及びヘッダ部１１との接続部分に壁部５１ａを有する。この壁部５１ａにより、洗浄用流体Ｂが、洗浄すべき粒子等が存在しない第１空隙層２４、第２空隙層２５及びヘッダ部１１を通過して、排出管１４に回収されることを防ぎ、洗浄効率が向上する。また、随伴水Ｘが処理層をバイパスしてヘッダ部１１へ流入することを抑止できる。
（横向きの吸着塔モジュールの利点）
上記吸着塔モジュール２０１は、随伴水Ｘが流れる方向（横方向）とジェット水流Ａが流れる方向（上下方向）とが異なるため、１つの処理層を洗浄した後の濁質を伴った洗浄用流体Ｂが下流又は上流側の処理層に流れ込むことを防止できる。従って、処理層ごとに洗浄を行うための複雑な配管等が不要であり、処理層洗浄の構成が簡潔にできる。このため、油水分離処理システムの設計が容易であり、油水分離処理システムの製造コストを抑えられる。また、上記吸着塔モジュール２０１は、処理層ごとに洗浄を行う必要がないため、処理層の洗浄時間を短縮できる。
以上のように、本発明の油水分離処理システム及び油水分離処理方法は、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、２０１ 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 吸着剤層
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 ジェット水流供給管
２１ 第１処理層
２１ａ 第１粒子
２１ｂ 第１空間
２２ 第２処理層
２２ａ 第２粒子
２２ｂ 第２空間
２３ 第３処理層
２３ａ 第３粒子
２３ｂ 第３空間
２４ 第１空隙層
２５ 第２空隙層
３１ 第１仕切板
３１ａ 第１壁部
３２ 第２仕切板
３２ａ 第２壁部
３３ 第３仕切板
３３ａ 第３壁部
３４ 第４仕切板
３４ａ 第４壁部
３５ 第５仕切板
３５ａ 第５壁部
３６ 第６仕切板
４１ 供給管
４１ａ 仕切板
４２ 回収管
５０ 仕切板
５０ａ 壁部
５１ 接続部
５１ａ 壁部
７０ 濾過膜モジュール
７１ 濾過槽
７２ 中空糸膜
７２ａ 支持層
７２ｂ 濾過層
７３ 上部保持部材
７４ 下部保持部材
７４ａ 外枠
７４ｂ 固定部位
７５ 気体供給器
７６ 排出管
１００ セパレータ
２００ 吸着塔ユニット
３００ 濾過ユニット
Ｘ 随伴水
Ｙ 被処理液
Ｚ 濾過済液
Ａ ジェット水流
Ｂ 洗浄用流体
Ｃ 気泡

Claims (9)

  1. 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、
    １又は複数の吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットと１又は複数の濾過膜モジュールを有する濾過ユニットとをこの順に備え、
    上記吸着塔モジュールが、鉛直又は水平に設置される筒状の本体と、この本体の軸方向に沿って区画され、複数の粒子が封入される複数の処理層とを有し、
    上記濾過膜モジュールが、濾過槽と、この濾過槽内に配設されかつ一方向に引き揃えられた状態で保持される複数本の中空糸膜と、この複数本の中空糸膜の両端部を固定する保持部材とを備えることを特徴とする油水分離処理システム。
  2. 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処理層とを備え、
    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１に記載の油水分離処理システム。
  3. 上記中空糸膜が、ポリテトラフルオロエチレンを主成分とする支持層と、この支持層の表面に積層され、ポリテトラフルオロエチレンを主成分とする濾過層とを有する請求項１又は請求項２に記載の油水分離処理システム。
  4. 上記油水混合液が石油随伴水である請求項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。
  5. 上記吸着塔モジュール及び上記濾過膜モジュールを洗浄する制御ユニットを備える請求項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。
  6. 上記濾過膜モジュールが、上記中空糸膜の下方から気泡を供給する気泡供給器をさらに備える請求項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。
  7. 上記吸着塔ユニット、濾過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。
  8. 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７のいずれか１項に記載の油水分離処理システム。
  9. 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、
    １又は複数の吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットによる油水混合液の吸着処理工程と、
    １又は複数の濾過膜モジュールを有する濾過ユニットによる濾過処理工程と
    をこの順に備え、
    上記吸着塔モジュールが、鉛直又は水平に設置される筒状の本体と、この本体の軸方向に沿って区画され、複数の粒子が封入される複数の処理層とを有し、
    上記濾過膜モジュールが、濾過槽と、この濾過槽内に配設されかつ一方向に引き揃えられた状態で保持される複数本の中空糸膜と、この複数本の中空糸膜の両端部を固定する保持部材とを備える油水分離処理方法。

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