JPS5936508A - 油水分離方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は含油水中の油分を分離する方法及び装置、詳し
くは含油水中の浮上油分を浮上分離室において分離させ
るとともに、微細分散油分を粗粒化エレメントを通過せ
しめて粗粒化室に導入し粗粒化し、粗粒化室内に設けた
排油管と排水管の入口レベルの差を利用して粗粒化油分
を分離排出し含油水を浄化する油水分離方法及びその装
置に関する。

本発明は装置内から作動部分を省くことによって故障発
生の恐れがなく、粗粒化室を浮上分離室内に内装したコ
ンパクトな装置によって浮上油から微細分散油まで広範
囲の油分を分離可能とした油水分離方法及び装置を提供
することを目的とする。

従来の油分の比重分離方法としては第１図に示す方法が
知られている。即ち、含油水を導入する貯水槽１の下部
に処理水の排水管人口２１を設け、排水管２μ前記排水
管人口２Ｉから立ち上げて貯水槽１外に排水管出口２ｔ
を設ける。又、貯水槽１内の上部に排油管人口３Ｉを設
け、排油管３ｖよ下方に延長し排油管出口３茸を貯水槽
１外に設ける。この場合前記排油管人口３１のレベルを
前記排水管出口２冨のレベルよりや＼高い位置に設定す
る。このレベル差を図面にＨｌ　として示す。含油水を
貯水槽１内に導入すると油分は浮上して上層部に油分層
を形成する。この油分層の上端部が排油管入口３１に達
すると油分のみが自動的に排油管人口３１から外部に排
出される。又、油分を浮上分離した処理水は貯水′ｍ１
の底部近くに設けた排水管人口２１から排水管２に進入
し、排水管出口２鵞　を経て自動的に外部に排出される
。この様にして排水管２からは処理水のみが自動的に排
出され油分は排出されない。油分層の厚さがＨ。

に達したとき以後は排油管人口３Ｉから油分のみが自動
的に排出される。即ち油分と水分との比重差によって油
面は水面よシ常に高い位置にある。

そしてそのレベル差Ｈ，を利用して油分のみを排油管３
から自動的に排出することを可能とした方法である。こ
の際レベル差Ｈ１の高さは含油水の性質、流量等に応じ
て適宜調整する。

上記の従来の方法では含油水中の微細分散油の分離が困
難であるのみならず、微細分散油を分離する目的で分散
油の粗粒化を行なわんとすれば貯水槽と粗粒化機構とは
別体となシコンパクトな装置とすることができない。又
排油管人口３３、排水管出口２２が開放状態にあるので
、装置の傾斜動揺等に対して機能を充分発揮することが
できず、装置の設置場所が限定され又取扱いが不便であ
る等の欠点がある。

、本発明は上記の従来の方法の欠点を改善し且っ粗粒化
エレメントを一体として具備せしめることによって粗大
浮上油分から微細分散油分まで広範囲の油分の除去を可
能とするとともに、コンパクトで取扱い容易なものとし
たものである。

すなわち、本発明は浮上油分を該浮上分離室内外周で分
離し、更に該浮上分離室内に、側面に粗粒化エレメント
を具備した粗粒化室を設け、該粗粒化室内に上部を開放
とした隔壁筒を設け、更に共に、前記粗粒化室内に上部
を開放とし、該開放口を前記隔壁筒の上部開放口よυ高
い位置に設定した排油管を設けて水分と油分の比重差に
よって発生する液面レベルの差を利用して粗粒化油分を
分離することを要旨とする油水分離方法、及び側面に粗
粒化エレメントを具備した粗粒化室を設け、該粗粒化室
内に上部を開放とした隔壁筒を設け、更に該隔壁筒内に
下部を開放とした排水管筒を設け、該排水管面内に上部
を開放とした排水管を設けると共に、前記粗粒化室内に
上部を開放とし、該開放口を前記隔壁筒の上部開放口よ
シ高い位置に設定した排油管を設けてなる前記粗粒化室
を浮上分離室内に設置したことを要旨とする装置である
。

以下、本発明を添付の図面に基いて詳細に説明する。第
２図は本発明の装置の一実施例を示す断面図であり、含
油水を浮上分離室外筒１４の下部入口１６から浮上分離
室４内に導入し、該浮上分離室４の上部に浮上油を浮上
せしめて分離し浮上油排出口４Ｉから排出する。

更に、前記浮上分離室４内に側面に粗粒化エレメント５
を支持板１５に装備した粗粒化室６を設け、含油水を粗
粒化エレメント５を透過せしめることによシ、含油水中
の微細分散油を粗粒化し、浮上し易い状態とする。この
粗粒化した油分は粗粒化室６の上部に滞溜し、粗粒化油
分の層が粗粒化室６の上部から排油管Ｔの上部開放ロア
１に達した後に排油管１から油分のみを取シ出すことが
できる。一方、微細分散油分を粗粒化して分離した処理
水は前記粗粒化室６内に上部を開放として設けた隔壁筒
８の開放口８１から前記隔壁筒８内に下部を開放として
設けた排水管筒９の開放口９１を経て、前記排水管筒９
内に上部を開放として設けた排水管１０の開放０１Ｑ＋
　を経て排出する。

この場合曲記隔壁筒８の開放口８１の上端部Ｖユ前記排
油管７の開放ロア１　　よシも低い位置に設定し、常時
粗粒化油分の層よシ低い位置に開放口８１がある如き構
成とする。従って、開放口８１から粗粒化油分が流出す
ることはない。従って、排出管１０から油分が流出する
ととμない。

以上説明した如く本発明による方法は含油水中の粗大油
分を浮上分離室４において浮上分離せしめこれによって
次段に一体として組込んだ粗粒化エレメント５に対する
負荷を軽減するとともに、該粗粒化エレメント５によシ
含油水中の微細分散油も粗粒化して粗粒化室６において
分離する方法である。従って全体としてコンパクトな構
造で且つ粗大油から微細分散油まで広範囲にわたる油分
を除去することができる。更に排油管７の開放ロア１及
び排水管１０の開放口１０＋　ｖよ外部に開放されてい
ない、構造としたので傾斜動揺に対して安全であるのみ
でなく装置の取扱いが容易で設定位置を自由に任意の場
所に選定できる等の顕著な効果がある。

更に、本発明において粗粒化室６の側面に装着する粗粒
化エレメント５を水不溶性吸水ゲル層を主体とした耐油
撥油機能層と、透水吸水機能層からなる特殊機能層を多
孔質素材の油水と接触する表面部及び／又は液通踏部表
面に形成したものとすることによシ微細分散油からエマ
ルシラン化された油分までも分離することができる。上
記の特殊機能層を有するエレメント素材定の多孔質素材
からなる油水分離用エレメントである。即ち多孔質素材
の油水と接触させるべき表面部及び／又ｒＪ：液通路部
表面に水不溶性吸水ゲル層を形成しであることが重要で
ある。例えばエレメント素材として各種の合成繊維・無
機繊維・天然繊維・天然パルプ・合成パルプなどを使用
して、多孔質素材を構成し、これに特定の水不溶性吸水
ゲル層を形成する。而して、水不溶性吸水ゲル層の種類
あるいは形成手段については、種々例示され得る。例え
ば吸水ゲル層の形成手段としては、（１）アクリルアミ
ド、アクリル酸カルシウム、アクリル酸ソーダの如き水
溶性モノマーとメチレンビスアクリルアミド、Ｎ−メチ
ロールアクリルアミドの如きを適宜混合した水溶液に、
過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ、過硫酸カリ、過酸
化水素の如き重合触媒と塩化アンモニウム、リン酸第−
アンモニウムの如き縮合触媒を添加し、か＼る水溶液を
多孔質シートに含浸、塗布、スプレー等の処理で添着せ
しめ、しかる後に８０〜１１０℃程度の温度で加熱乾燥
することによって、重縮合反応で水不溶性吸水ゲル層を
形成する方法、（２）イオン的に■の電荷を有する物質
（ピリジン基、第４級アンモニウム基などカチオン電荷
を有する化合物）の水溶液を、多孔質素材に添着し、次
にθの電荷を有する物質（カルボキシル基、スルホン基
等のアニオン電荷を有する化合物）の水溶液を添着して
、多孔質素材表面あるい１ユ内部でイオン的に結合させ
て所謂イオンコンプレックスを形成させる方法、（３）
カルボキシメチルセルロース、ポリリン酸塩、ポリアク
リル酸ソーダの如き水溶性高分子化合物と硫酸マグネシ
ウム、塩化カルシウム等の多価金属塩とのカップリング
反応でゲル化合物を形成する方法、即ち多孔質素材に予
め多価金属塩の水溶液を含浸、塗布、スプレー等の処理
で添着し、次に前記の金属架橋性の水溶性高分子化合物
の水溶液を添着して、多価金属イオンの媒介によシゲル
化合物を形成する方法、（４）親水性の天然又は合成高
分子化合物を吸水性を失うことなく不溶化する方法、即
ち、多孔質素材にクロム明パン、カリ明パン、ホルマリ
ン、塩化亜鉛、ホウ酸、塩化マグネシウムなど架橋剤を
添着しておき、ゼラチン、ボリビニルアルコール、アル
ギン酸、マンナン、セルロース化合物などゲル形成剤を
加えて、化学的架橋化反応でゲル化合物を形成する方法
、（５）吸水して膨潤し、水不溶性ゲルを形成する物質
を利用する方法、例えばポリエチレンオキサイドの架橋
物（有機溶剤可溶）を多孔質素材に含浸、塗布、スプレ
ー処理などで添着したシ、あるいｔよコラーゲン繊維、
低置換カルボキシメチル化セルロース、ポルビニル繊維
などを予め多孔質素材中に混抄、混紡などにより加える
方法、などが各種例示され得る。

尚前記の如き吸水ゲル層の形成と共に、撥油耐油等の機
能、油捕集、油滴の粗大化等の油分離機能の効果を高め
、また持続せしめるだめの処理を更に施すのが望ましい
。例えば、フッ素系化合物、クロームフッ素化合物の如
き撥油剤、ステアリン酸化合物、シリコーン系化合物、
ワックス系化合物の如き親油剤あるいは油捕集剤、高級
アルキル７／ｌ／コール、シリコーン、アルキレンオキ
サイド、フッ素系界面活性剤の如き表面張力降下剤又は
集油剤などを、水不溶性吸水ゲル層中に添加するか、あ
るいはかかる効果剤を塗布、含浸、スプレーなどの処理
で、吸水ゲル層形成前又は後の多孔質素材を処理するな
どである。また、多孔質素材は親油部分を吸水ゲル層と
共に形成することが可能である。例えば、ポリオレフィ
ン系繊維又はパルプ、合成繊維、ガラス繊維などを混抄
、混紡などによ如混合して、フィルター素材を構成する
ことにより、油滴粒の集油−生長一説離による分離効果
を向上させることができる。

多孔質素材としては、フィルターとしての用途に充分耐
え得る特性、即ち透水性、耐水性、耐圧力性などを有す
るものであれば、特に限定されることなく広範囲にわた
って採用され得る。例えば、布、不織布、紙、発泡シー
トなどがあシ、パルプ、コツトン、レーヨン、アセチル
セルロースの如キセルロース系繊維を主体とした紙、不
織布などの非織物では、特許第６５９６２８号公報記載
の強化方法などによシ耐水性、耐圧性、耐久性などを付
与して採用する。また、濾布の如き織布からなる多孔質
素材では、それ自体が既に耐水性、耐圧性などフィルタ
ーとしての特性を有するので、前記の如き強化方法を省
略しても良いが、勿論強化処理を適用することもできる
。又、熱熔融性の合成パルプ（ポリオレフィン、ナイロ
ン、ポリスチレンなど）を混合して非職性有孔素材を形
成し、加熱処理によって合成パルプを融着する方法、尿
素−ホルマリン縮合物、メラミン−ホルマリン縮合物、
エピクロルヒドリン化合物、メチロール基含有化合物、
ジビニルスルホン化合物など架橋性化合物を多孔質素材
に塗布、含浸、スプレー等によ如、フィルター機能を失
なわないように適用して強化することなども可能である
。

その細多孔質素材としては、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、フェノール樹脂系、ポリエステル、ポリアミドの
如き合成繊維を素材としたもの、さらにグラスファイバ
ー、セラミックファイバー、石綿のｐすき無機繊維を素
材としたもの、あるいは前記各繊維を複合したものなど
も勿論採用され得る。

而して、特定吸水ゲル層が多孔質素材から脱離しないよ
うに、定着処理を施すことが好ましい実施態様である。

例えば吸水ゲル層や多孔質素材の種類に応じてポリエチ
レンイミン、エピクロルヒドリンポリアミン、ジシアン
ジアミド−ホルマリン縮合物の如きカチオン系定着剤又
ｅよ尿素−ホルマリン縮合物、メラミン−ホルマリン縮
合物の如きアニオン系定着剤を用い、前記吸水ゲル層の
形成前後に多孔質素材に塗布、含浸、スプレーなどで添
着するか、あるいは吸水ゲル層に混入させるかなどによ
シ実施され得る。

多孔質素材への特定ゲル層の形成層量は特に限定がない
が、多孔質素材１００重量部当シ、０．５〜１０特に２
゜２〜４．５重量部程度の付着量で採用本発明に用いる
粗粒化エレメントの形態については小型化することに特
性を持たせる為、例えば前記多孔質素材を単に多段に配
置してもよいが、前記多孔質素材を用いて段ボールフル
ート構造体、及び類似の構造体よシ形成された多数の細
管状通路を有する構造のものとすることが用法上最も望
ましい。

上記の特殊機能層を有するエレメントを本発明の粗粒化
エレメントとして用いる場合の構造は従来一般に使用さ
れているエレメントと同様のものでよい。即ち、第２図
に示す如く多数の通孔１１を設けた粗粒化室６側壁の側
面に外部から粗粒化エレメント５を密着固定せしめれば
よい。粗粒化エレメント５の素材は含油水が特殊機能層
を有する多孔質素材からなる粗粒化エレメント５を透過
するときは前記の特殊機能層の作用によって、約１０μ
以下の微細分散油までが積極的に捕集されると共に、油
分は自刃浮上可能な粗犬油粒に成長し、浮力と併せて多
孔質素材上の吸水ゲル層（撥油機能層）による油分の脱
離機能とによって分離されてゆく。しかもこの特殊機能
層を有するエレメント５を透過させれば従来不可能とさ
れていたエマルジ四ン状となっている油滴についてもこ
れが粗粒化から粗大化へと成長して分離浮上させること
が可能であることが確認された。４この様にして粗粒化
室６の上部に浮上した油分は前述の様に油層を形成し排
油管７から排出される。

前記の特殊機能層を形成した多孔質素材からなるエレメ
ント５の粗粒化効果の理論的根拠については充分明確に
されたわけではないが、その構成上の特質から凡そ次の
様な機構によるものと推察される。即ち油分の分離過程
の概要を図面で示せば第３図の如くである。まず同図（
イ）のように多孔質素材に吸水ゲル層を形成させてなる
エレメント５の一方人矢印方向から含油水が透過すると
含油水中の微細な油分はまずエレメント５の親油性を有
する多孔質素材の表面につぎつぎに付着することによっ
て捕促され、微細な油滴ａが形成される。そして続いて
流入してくる含油水中の油分が更に他の多孔質素材表面
部分に付着すると共に、油滴ａにも捕促されて同図（ロ
）に示すように更に成長した油滴すとなシ、やがてこれ
ら成長油滴す、ｂは互に接触して同図（）・）に示す如
き粗大油Ｃに大きく成長する。このとき粗大化した油滴
は多孔質素材面にランダムに形成された吸水ゲル層に接
し、その撥油機能によシ反撥を受けながら自刃浮上作用
と相まってエレメント５の表面から離脱し、浮遊状態と
なシ、同図（ハ）のＢ矢印方向部ち上方に浮上を開始す
る。また、これらの多くの成長する油滴は成長過程にお
いて含油水中に含まれる懸濁固形物（ＳＳ）もよく吸着
し、含油水中のＳＳも効率よく除去できることも確認さ
れた。以上詳説したように本発明に前記の如き特殊機能
層を有する粗粒化エレメントを装着使用すれば一層広範
囲の油分を除去できると共に、浄化精度を格段に向上す
ることができる効果がある。又、本発明によれば、従来
法のように粗粒化エレメントへの負荷を減少させるため
に含油水中の浮上油分を別の槽で予め分離するという作
業が不要となシ、配管設備の省略など装置構造の簡素化
をはかることができると共に、従来の配管系の通路での
攪拌作用による油滴の微細化をも避けることができる利
点がある。

更に、粗粒化エレメントを通過させて粗粒化した後の含
油水の油分の分離においても、本発明の装置構造によれ
ば従来のように界面活性等による過敏な粗粒化油分の再
分散という危険を全く回避できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動油水分離方法の説明図、第２図は本
発明の一実施例を示す装置の概略断面図である。第３図
は粗粒化エレメントによる油水分離機構の説明図を示す
。 ４・・・・・・・・・浮上分離室、４１・・・・・・・
・・浮上油排出口、５・・・・・・・・・粗粒化エレメ
ント、６・・・・・・・・・粗粒化室、７・・・・・・
・・・粗粒化油の排油管、ＴＩ・・・・・・・・・粗粒
化油の排出管Ｔの上部開放口、８・・・・・・・・・隔
壁筒、８Ｉ・・・・・・・・・隔壁筒８の上部開放口、
９・・・・・・・・・排水管筒、１０・・・・・・・・
・排水管、１１・・・・・・・・・通孔、１２・・・・
・・・・・浮上分離室上蓋、１３・・・・・・・・・底
板、１４・・・・・・・・・浮上分離室外筒、１５・・
・・・・・・・粗粒化量支持板、１６・・・・・・・・
・含油水入口。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　浮上分離室において浮上油分を該浮上分離室
   内外周で分離し、更に該浮上分離室内に側面に粗粒化エ
   レメントを具備した粗粒化室を設け、該粗粒化室内に上
   部を開放とした隔壁筒を設け、更に該隔壁筒内に下部を
   開放とした排水管筒を設け、該排水管筒内に上部を開放
   とした排水管を設けると共に、前記粗粒化室内に上部を
   開放とし、該開放口よシ高い位置に設定した排油管を設
   けて水分と油分の比重差によって発生する液面レベルの
   差を利用して粗粒化油分を分離することを特徴とする油
   水分離方法。
2. （２）水不溶性吸水ゲル層を主体とした耐油撥油機能層
   と、透水吸水機能層とを多孔質素材の油水と接触する表
   面部及び／又は液通路部表面に形成した粗粒化エレメン
   トを粗粒化室の側面に具備した特許請求の範囲第１項記
   載の油水分離方法。
3. （３）側面に粗粒化エレメントを具備した粗粒化室を設
   け、該粗粒化室内に上部を開放とした隔壁筒を設け、該
   隔壁筒内に下部を開放とした排水管間を設け、該排水Ａ
   に上部を開放とした排水管を設けると共に、前記粗粒化
   室内に上部を開放とし、該開放口を前記隔壁筒の上部開
   放口よシ高い位置に設定した排油管を設けてなる前記粗
   粒化室を４騙浮上分離室内に設置したことを特徴とする
   油水分離装置。
4. （４）水不溶性吸水ゲル層を主体とした耐油撥油機能層
   と、透水吸水機能層とを多孔質素材の油水と接触する表
   面部及び／又は液通路部表面に形成した粗粒化エレメン
   トを粗粒化室の側面に具備した特許請求の範囲第３項記
   載の油水分離装置。