(57)【要約】【課題】油分を含む被処理水から効率良く油分を分離除去できる水処理装置の提供。【解決手段】油分を含む被処理水１を処理槽２に通過させて、油分４を浮上分離し、処理水３を得る水処理装置であって；長軸の中心値が１μｍ以上１０００μｍ未満の第１の気泡１１を送り込む第１給気部２１と；第１給気部２１の後段で、長軸の中心値が１ｍｍ以上の第２の気泡１２を送り込む第２給気部２２と；第２給気部２２の後段で、油分４から分離された処理水３を排出する排出口２４と；を有する水処理装置；水処理方法。【選択図】図１
2020199435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油分を含む被処理水を処理槽に通過させて、前記油分を浮上分離し、処理水を得る水処理装置であって；
長軸の中心値が１μｍ以上１０００μｍ未満の第１の気泡を送り込む第１給気部と；
前記第１給気部の後段で、長軸の中心値が１ｍｍ以上の第２の気泡を送り込む第２給気部と；
前記第２給気部の後段で、前記油分から分離された前記処理水を排出する排出口と；
を有する水処理装置。
【請求項２】
前記第２給気部と前記排出口との間に凝集剤供給部をさらに有する、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記処理槽への前記被処理水の供給量Ｌに対する、前記処理槽へ供給される気体の供給量Ｇの体積比Ｇ／Ｌの供給量制御部をさらに有する、請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記処理槽が第１の処理槽および第２の処理槽を含み、
前記第１給気部が前記第１の処理槽に位置し、
前記第２給気部が前記第２の処理槽に位置する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記被処理水が、油分が乳化された水である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項６】
油分を含む被処理水を水処理装置の処理槽に通過させて、前記油分を浮上分離し、処理水を得る水処理方法であって；
第１給気部で、長軸の中心値が１μｍ以上１０００μｍ未満の第１の気泡を送り込む工程と；
第１給気部の後段に位置する第２給気部で、長軸の中心値が１ｍｍ以上の第２の気泡を送り込む工程と；
前記第２給気部の後段に位置する排出口から、前記油分から分離された前記処理水を排出する工程と；
を有する水処理方法。
【請求項７】
前記第２給気部と前記排出口との間にカチオン系凝集剤を添加する工程をさらに有する、請求項６に記載の水処理方法。
【請求項８】
前記処理槽への前記被処理水の供給量Ｌに対する、前記処理槽へ供給される気体の供給量Ｇの体積比Ｇ／Ｌを１〜２０に制御する工程をさらに有する、請求項６または７に記載の水処理方法。
【請求項９】
前記処理槽が第１の処理槽および第２の処理槽を含み、
前記第１給気部が前記第１の処理槽に位置し、
前記第２給気部が前記第２の処理槽に位置する、請求項６〜８のいずれか一項に記載の水処理方法。
【請求項１０】
前記被処理水が、油分が乳化された水である、請求項６〜９のいずれか一項に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置および水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油の混合した汚水等の被処理水を処理槽に通して、油を浮上分離する油水分離装置が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１には、油の混合した汚水等の被処理水を複数段に直列配置された水槽に通して油を浮上分離する油水分離装置が記載されている。具体的には、被処理水を上部開口から受入れる受入槽、受入槽中の下層部からの被処理水を受入れて順次鎮静させるために上流から下流へ直列状に配列された複数段の鎮静槽、少なくとも下流端の鎮静槽にて被処理水の表層部に浮上した油およびスラッジなどの浮渣を溢流として取り込む集油槽、鎮静槽の被処理水中で空気の泡を発生する気泡発生装置、集油槽内に取り込まれた溢流を受入槽に還流させる循環ポンプ手段、及び下流端の鎮静槽の底部から油分離処理済みの水を外部へ排出する排水手段、を備えてなる油水分離装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、被処理液に空気を供給し循環ポンプで加圧して被処理液に空気を溶解させ、処理槽の下部の設けたノズルから溶解させた空気を気泡として被処理液と共に吹き出させ、処理槽において被処理液に含まれる油分を気泡と共に浮上させ被処理液を水と油分とを分離させる油水分離装置が記載されている。具体的には、循環ポンプの吸込み側に凝集剤を供給する配管を設け、循環ポンプの吸込み側に圧力調整弁を設けて、圧力調整弁の開度調整により循環ポンプの吸込み側圧力を大気圧よりも低くして、大気圧と循環ポンプの吸込側圧力との差圧を駆動力として凝集剤を被処理液に混合させ、混合後の被処理液を混合器に送る、油水分離装置が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、被処理液に空気を供給しポンプで加圧して被処理液に空気を溶解させ、処理槽の下部から溶解させた空気を気泡として被処理液とともに吹き出させることによって、処理槽において被処理液に含まれる油分を気泡とともに浮上させ被処理液を水と油分とを分離させる油水分離装置が記載されている。具体的には、ポンプの吸込み側に塩化カルシウム水溶液および塩化マグネシウム水溶液の少なくとも一方を供給する配管と水酸化ナトリウム水溶液を供給する配管を設け、さらにポンプの吸込み側に圧力調整弁を設けて、圧力調整弁の開度調整によりポンプのポンプ吸込圧力を大気圧よりも低くして大気圧とポンプ吸込圧力の差圧を駆動力として塩化カルシウム水溶液および塩化マグネシウム水溶液の少なくとも一方と水酸化ナトリウム水溶液を別々に被処理液に混合させる、油水分離装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２１０２０１号公報
【特許文献２】特開２００９−１４８７３１号公報
【特許文献３】特開２０１１−２４０３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の装置水処理は、鎮静槽の被処理水中で空気の泡を発生する気泡発生装置を有し、具体的には底部に配置された多孔ノズルを有している。ポーラスストーン等の多孔ノズルの泡は、大きな粒径の油分であれば分離できる。しかしながら、例えば水と乳化した油分などの微細な油分は、多孔ノズルの泡を用いても浮上分離できないことがわかった。
【０００８】
特許文献２および３に記載の水処理装置は、被処理液に凝集剤等の薬剤を供給した後、加圧した空気を液中に溶解させて処理槽下部から噴出すことによって、油分を気泡と共に浮上分離させている（加圧浮上装置と同じ）。加圧下での泡は小さく、常圧下で泡が大きくなるため、数ｍｍレベルの大きな粒径の油分については浮上分離できる。しかしながら、加圧下での小さな泡を用いた場合、被処理水への溶解量に制限があり、微細な油分との接触面積が小さいため、泡と接触できなかった油分が浮上分離できないことがわかった（特に、油分の量が多い場合）。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、油分を含む被処理水から効率良く油分を分離除去できる水処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の課題を解決するために、鋭意検討を行った。
その結果、さまざまな油分を含む被処理水を用いた場合であっても、２段階のサイズの気泡を順に用いることにより、効率良く油分を分離除去できることを見出すに至った。
上記課題を解決するための具体的な手段である本発明の構成と、本発明の好ましい構成を以下に記載する。
【００１１】
［１］  油分を含む被処理水を処理槽に通過させて、油分を浮上分離し、処理水を得る水処理装置であって；
長軸の中心値が１μｍ以上１０００μｍ未満の第１の気泡を送り込む第１給気部と；
第１給気部の後段で、長軸の中心値が１ｍｍ以上の第２の気泡を送り込む第２給気部と；
第２給気部の後段で、油分から分離された処理水を排出する排出口と；
を有する水処理装置。
［２］  第２給気部と排出口との間に凝集剤供給部をさらに有する［１］に記載の水処理装置。
［３］  処理槽への被処理水の供給量Ｌに対する、処理槽へ供給される気体の供給量Ｇの比Ｇ／Ｌの供給量制御部をさらに有する［１］または［２］に記載の水処理装置。
［４］  処理槽が第１の処理槽および第２の処理槽を含み、
第１給気部が第１の処理槽に位置し、
第２給気部が第２の処理槽に位置する［１］〜［３］のいずれか一つに記載の水処理装置。
［５］  被処理水が、油分がエマルジョン化された水である［１］〜［４］のいずれか一つに記載の水処理装置。
［６］  油分を含む被処理水を水処理装置の処理槽に通過させて、油分を浮上分離し、処理水を得る水処理方法であって；
第１給気部で、長軸の中心値が１μｍ以上１０００μｍ未満の第１の気泡を送り込む工程と；
第１給気部の後段に位置する第２給気部で、長軸の中心値が１ｍｍ以上の第２の気泡を送り込む工程と；
第２給気部の後段に位置する排出口から、油分から分離された処理水を排出する工程と；
を有する水処理方法。
［７］  第２給気部と排出口との間にカチオン系凝集剤を添加する工程をさらに有する［６］に記載の水処理方法。
［８］  処理槽への被処理水の供給量Ｌに対する、処理槽へ供給される気体の供給量Ｇの体積比Ｇ／Ｌを１〜２０に制御する工程をさらに有する［６］または［７］に記載の水処理方法。
［９］  処理槽が第１の処理槽および第２の処理槽を含み、
第１給気部が第１の処理槽に位置し、
第２給気部が第２の処理槽に位置する［６］〜［８］のいずれか一つに記載の水処理方法。
［１０］  被処理水が、油分が乳化された水である［６］〜［９］のいずれか一つに記載の水処理方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、油分を含む被処理水から効率良く油分を分離除去できる水処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の水処理装置の一例の概略図である。
【図２】図２は、本発明の水処理装置の他の一例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００１５】
［水処理装置］
本発明の水処理装置は、油分を含む被処理水を処理槽に通過させて、油分を浮上分離し、処理水を得る水処理装置であって；
長軸の中心値が１μｍ以上１０００μｍ未満の第１の気泡を送り込む第１給気部と；
第１給気部の後段で、長軸の中心値が１ｍｍ以上の第２の気泡を送り込む第２給気部と；
第２給気部の後段で、油分から分離された処理水を排出する排出口と；
を有する。
この構成により、本発明の水処理装置によれば、油分を含む被処理水から効率良く油分を分離除去できる。いかなる理論に拘泥するものでもないが、以下のメカニズムで被処理水から効率良く油分を分離除去できると考えられる。浮上に劣るものの微細な油分の補足に優れる微細な気泡と接触させた後に、油分を含む微細な気泡と浮上性に大きな気泡とを接触させることにより、油分を含む微細な気泡から油分を含む大きな気泡への成長を促し、浮上しやすくできる。その結果、従来では処理水に混入していた微細な油分も、分離浮上でき、回収できる。
なお、本発明の好ましい態様の一例では、特開２００９−１４８７３１号公報および特開２０１１−２４０３３９号公報に記載の加圧溶解装置などの高価な装置を用いないことにより、製造コストも低くすることができる。
また、本発明の好ましい態様の一例では、油分を除去するための薬品も特に添加しないことにより、よりコストを低くすることができる。
以下、本発明の好ましい態様について説明する。
【００１６】
＜被処理水＞
本発明では、全ての産業活動から発生または排出される油分含有水を被処理水として用いられる。
被処理水が、油分が乳化された水（エマルジョン）であることが好ましい。油分が乳化された水のように、被処理水が微細な油分を含む場合であっても、本発明の水処理装置によれば効率良く油分を分離除去できる。ただし、被処理水に含まれる油分は、乳化していなくてもよく、例えばオイルボール粒であってもよく、油分含有汚泥であってもよい。
被処理水に含まれる油分の量としては、例えば３０ｍｇ／Ｌ以上の油分を含んでいてもよく、３０〜１０００ｍｇ／Ｌの油分を含んでいてもよい。本発明の水処理装置の好ましい態様では加圧装置を用いないため、後述の第１の気泡および第２の気泡を被処理水の十分に発生させることができ、第１の気泡および第２の気泡を高濃度の油分に対して十分に接触させることができ、油分を十分に除去できる。
被処理水の種類としては、特に制限はない。被処理水の例としては、例えば、海水；河川水；湖沼水；雨水；下水処理水；水産加工工場排水、畜産排水、金属加工工場排水、コンクリート工場排水、製紙工場排水、食品加工工場排水などを挙げることができる。
【００１７】
＜処理水＞
本発明の水処理装置で水処理されて得られた処理水は、油分を除去することができる。例えば、排水中の規制対象（水質汚濁防止法）である鉱物油５ｍｇ／Ｌ、動植物性油３０ｍｇ／Ｌを下回るまで油分を除去することができる。
【００１８】
＜油分＞
除去された油分は、処理槽から公知の方法で除去することができる。例えば、処理槽の開口からポンプや真空ポンプを用いて油分を除去することができる。
【００１９】
＜水処理装置の構成＞
水処理装置の構成を説明する。以下、図面を参照して水処理装置の構成を説明する場合があるが、本発明は図面によって限定されない。
【００２０】
図１は、本発明の水処理装置の一例の概略図である。
図１に示した水処理装置の好ましい態様について、この水処理装置を用いる水処理方法の一例とあわせて、好ましい態様を説明する。図１では、物質の流れを実線の矢印で示している。
図１に示した水処理装置は、油分を含む被処理水１を処理槽２に通過させて、油分４を浮上分離し、処理水３を得る水処理装置である。
【００２１】
（処理槽）
処理槽２は、鉛直上部が開口しており、分離浮上した油分を除去できることが好ましい。処理槽の鉛直上部は、全部が開口していてもよく、一部が開口していてもよい。また、油分を除去するための別の配管に接続されていてもよい。
処理槽２は、油分を含む被処理水１を供給する配管を、鉛直下部に有することが好ましく、第１給気部２１よりも鉛直下方向の領域に有することがより好ましい。
【００２２】
（第１給気部）
図１に示した水処理装置は、長軸の中心値が１μｍ以上１０００μｍ未満の第１の気泡１１を送り込む第１給気部２１を有する。
第１給気部２１は、第１の気泡１１を水平方向に発生できることが、好ましい。第１給気部２１は給気配管４３と接続されることが好ましく、水平方向に延在する給気配管４３と接続されることがより好ましい。
第１の気泡１１の長軸の中心値は１０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。第１の気泡１１の長軸の中心値は５００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以上であることがより好ましい。
本明細書中、気泡の長軸とは、気泡のうち最長の長さを有する軸のことを言う。例えば、特開２００６−１５３６９０号公報に記載の超音波測定法を用いて気泡の長軸を測定できる。気泡の長軸の中心値は、超音波測定法で求めることができる。
超音波測定法の採用が難しい場合は、他の方法で気泡の長軸を測定してもよい。例えば、特開２０１４−５０８１７号公報の［００５５］〜「００５９」に記載の方法に基づいて、高速度カメラにより、処理槽中に含まれる気泡を観測し、気泡の長軸を求めることができる。また、気泡の長軸の中心値は、気泡２０個を観測した場合の長軸の中央値として求めてもよい。
【００２３】
第１給気部および第２給気部として用いる気泡発生装置としては、本発明の趣旨に反しない限り、特に制限は無い。例えば、公知の魚類を飼育するための水槽用気泡発生装置などを用い、必要に応じて気泡の長軸を制御することができる。
第１の気泡および第２の気泡の長軸の中心値は、例えば、第１給気部および第２給気部として用いる気泡発生装置の種類および出力を制御したり、給気配管からの給気量を制御したりして、制御できる。また、第１の気泡および第２の気泡の長軸の中心値は、特開２０１４−５０８１７号公報の［０００７］〜「００５９」に記載の方法により、制御してもよい。
第１給気部および第２給気部から供給される気体としては特に制限はなく、例えば空気や酸素を供給することができる。
第１給気部および第２給気部は、公知のポンプなどと給気配管を介して接続されていることが好ましい。
【００２４】
（第２給気部）
図１に示した水処理装置は、第１給気部２１の後段で、長軸の中心値が１ｍｍ以上の第２の気泡１２を送り込む第２給気部２２を有する。油分を含む第１の気泡３１に対して、第２の気泡１２を接触させることで、油分を含む第２の気泡３２に成長させることが好ましい。
第２給気部２２は、第２の気泡１２を水平方向に発生できることが、好ましい。第２給気部２２は給気配管４３と接続されることが好ましく、水平方向に延在する給気配管４３と接続されることがより好ましい。
第２の気泡１２の長軸の中心値は２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。第１の気泡１１の長軸の中心値は３０ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２５】
（凝集剤供給部）
本発明では、第２給気部２２と排出口２４との間に凝集剤供給部２３をさらに有することが好ましい。
ただし、凝集剤供給部２３の位置は、第２給気部２２と排出口２４との間に限定されず、その他の位置に設けてもよい。
凝集剤供給部２３は、処理槽２内の第２給気部２２よりも鉛直上方向の領域に接続されることが、排出口２４の近傍で気泡を破泡しやすい観点から好ましい。
一方、低コスト化の観点からは、水処理装置に凝集剤供給部２３を設けなくてもよい。
【００２６】
（排出口）
図１に示した水処理装置は、第２給気部２２の後段で、油分４から分離された処理水３を排出する排出口２４を有する。
排出口２４は、処理槽２内の第２給気部２２よりも鉛直上方向の領域に接続され、油分と分離された処理水３を系外に排出できることが好ましい。
排出口２４の処理槽２への水平方向の接続位置は特に制限されない。ただし、処理槽２の断面の中心および第２給気部２２の水平方向の接続位置を結ぶ直線と、処理槽２の断面の中心および排出口２４の水平方向の接続位置を結ぶ直線とのなす角度が、１８０°未満であることが好ましい。この角度が１８０°未満であると、油分を含む第２の気泡３２から油分が十分に浮上分離された後に、処理水３が排出口２４から排出しやすい。この角度は、９０°以下であることがより好ましく、１０°以下であることが特に好ましい。
排出口には、必要に応じて公知のフィルタなどを設置して、大きな油分を含む第２の気泡３２が流入しないようにしてもよい。
【００２７】
図２は、本発明の水処理装置の他の一例の概略図である。
図２に示した水処理装置では、処理槽が第１の処理槽２Ａおよび第２の処理槽２Ｂを含み、第１給気部２１が第１の処理槽２Ａに位置し、第２給気部２２が第２の処理槽２Ｂに位置する。
【００２８】
（供給量制御部）
図１に示した水処理装置は、供給量制御部２５を有する。供給量制御部２５は、処理槽２の第１給気部２１の鉛直下方向の領域に接続され、水量を制御しながら被処理水１を供給する。
本発明では、処理槽への被処理水の供給量Ｌに対する、処理槽へ供給される気体の供給量Ｇの体積比Ｇ／Ｌの供給量制御部をさらに有することが、処理水に含まれる油分の濃度をより低くする観点から、好ましい。
供給量制御部２５は、被処理水１を供給する配管、第１給気部２１および第２給気部２２のうち少なくとも一箇所に設けることが好ましい。供給量制御部２５は、少なくとも被処理水１を供給する配管に設けることがより好ましく、被処理水１を供給する配管、第１給気部２１および第２給気部２２のすべてに設けることが特に好ましい。
【００２９】
（循環配管）
水処理装置は、循環配管４１を有することが好ましい。循環配管４１は、処理槽内の第１給気部２１および第２給気部２２よりも鉛直上方向の領域と給気配管４３との間に接続され、被処理水１の一部を第１給気部２１に供給する。
【００３０】
（接続配管）
図２に示した水処理装置は、接続配管４２を有する。
接続配管４２は、第１の処理槽２Ａの鉛直方向上部の領域と第２の処理槽２Ｂの鉛直方向下部の領域を接続する。
油分を含む第１の気泡３１の一部は、第１の処理槽２Ａで浮上しきれずにキャリーオーバーし、接続配管４２を通じて第２の処理槽２Ｂに移動する。
その後、第２の処理槽２Ｂで油分を含む第１の気泡３１に対して、第２の気泡１２を接触させることで、油分を含む第２の気泡３２に成長させることが好ましい。
【００３１】
その他の図２に示した水処理装置の好ましい態様は、図１に示した水処理装置の好ましい態様と同様である。
【００３２】
水処理装置は、その他に公知の装置を備えていてもよい。
例えば、任意の場所にｐＨ調節装置を備えていてもよい。
例えば、任意の場所に温度調節装置を備えていてもよい。
例えば、任意の場所に撹拌装置を備えていてもよい。
また、生物処理槽などの公知の他の槽と組み合わせて用いてもよい。
【００３３】
［水処理方法］
本発明の水処理方法は、油分を含む被処理水を水処理装置の処理槽に通過させて、油分を浮上分離し、処理水を得る水処理方法であって；
第１給気部で、長軸の中心値が１μｍ以上１０００μｍ未満の第１の気泡を送り込む工程と；
第１給気部の後段に位置する第２給気部で、長軸の中心値が１ｍｍ以上の第２の気泡を送り込む工程と；
第２給気部の後段に位置する排出口から、油分から分離された処理水を排出する工程と；を有する。
本発明の水処理方法は、本発明の水処理装置を用いて行うことが好ましい。
【００３４】
＜凝集剤＞
第２給気部と排出口との間に凝集剤を添加する工程をさらに有することが好ましい。
凝集剤としては、公知の凝集剤を挙げることができる。例えば、無機凝集剤および有機凝集剤を挙げることができる。無機凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウムなどを挙げることができる。有機凝集剤としては、高分子凝集剤などを挙げることができる。
【００３５】
凝集剤としてカチオン系凝集剤を用いることが好ましい。ただし、アニオン系凝集剤やノニオン系凝集剤を用いてもよい。
本発明では、第２給気部と排出口との間にカチオン系凝集剤を添加する工程をさらに有することが好ましい。
粒径が小さな気泡は表面がマイナス荷電を有することが一般的であるため、カチオン系凝集剤を添加すると気泡を破泡し、油分と処理水の分離を効率良くすることができる。また、カチオン系凝集剤を添加することにより、アニオン系異物の除去をすることがより好ましい。
カチオン系凝集剤としては、公知のカチオン系凝集剤を用いることができる。例えば、特開２００９−１４８７３１号公報の［００５７］〜［００６２］に記載のものを挙げることができる。カチオン系凝集剤として、ポリ塩化アルミニウムを用いることが特に好ましい。
凝集剤の添加量としては特に制限は無く、破泡および異物除去などの観点から任意の量とすることができる。
【００３６】
＜体積比Ｇ／Ｌ＞
本発明では、処理槽への被処理水の供給量Ｌに対する、処理槽へ供給される気体の供給量Ｇの体積比Ｇ／Ｌを１〜２０に制御する工程をさらに有することが好ましい。
【実施例】
【００３７】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００３８】
［実施例１］
図１に示した構成の実施例１の水処理装置を作製した。
＜処理槽＞
鉛直上部が開口しており、分離浮上した油分を除去できるもの。
・供給量制御部：処理槽の第１給気部の鉛直下方向の領域に接続され、水量を制御しながら被処理水を供給。
・第１給気部：長軸の中心値が１００μｍの第１の気泡を水平方向に発生する水槽用気泡発生装置。
・第２給気部：処理槽内の第１給気部よりも鉛直上方向の領域に接続され、長軸の中心値が３ｍｍの第２の気泡を水平方向に発生する水槽用気泡発生装置。
・凝集剤供給部：処理槽内の第２給気部よりも鉛直上方向の領域に接続。
・循環配管：処理槽内の第２給気部よりも鉛直上方向の領域と給気配管との間に接続され、被処理水の一部を第１給気部に供給。
・給気配管：第１給気部および第２給気部にそれぞれ系外から空気を供給。
・排出口：処理槽内の第２給気部よりも鉛直上方向の領域に接続され、油分と分離された処理水を系外に排出。
【００３９】
なお、第１の気泡および第２の気泡の長軸の中心値は、特開2006-153690号公報に記載の超音波測定法を用いて測定した。特開２０１４−５０８１７号公報の［００５５］〜「００５９」に記載の方法に基づいて、高速度カメラにより、処理槽中に含まれる気泡の大きさを観測することもできる。
【００４０】
実施例１の水処理装置を用いて、以下の方法で水処理を行った・
被処理水として、油分含有水（動植物油脂類３０ｍｇ／Ｌ以上、鉱油類５ｍｇ／Ｌ以上を含み、粒径の小さな油分（乳化物となっている）を含み、白色である）を用いた。
処理槽への被処理水の供給量Ｌに対する、処理槽へ供給される気体の供給量Ｇの体積比Ｇ／Ｌが５となるように、被処理水の供給量を供給量制御部で制御し、第１給気部および第２給気部から空気を供給した。
凝集剤供給部からカチオン系凝集剤であるポリ塩化アルミニウムを添加した。
【００４１】
［実施例２］
処理槽への被処理水の供給量Ｌに対する、処理槽へ供給される気体の供給量Ｇの体積比Ｇ／Ｌが１０となるように、被処理水の供給量を供給量制御部で制御した以外は実施例１と同様にして、水処理をした。
【００４２】
［実施例３］
処理槽への被処理水の供給量Ｌに対する、処理槽へ供給される気体の供給量Ｇの体積比Ｇ／Ｌが２０となるように、被処理水の供給量を供給量制御部で制御した以外は実施例１と同様にして、水処理をした。
【００４３】
［実施例４］
凝集剤供給部からカチオン系凝集剤を添加しなかった以外は実施例１と同様にして、水処理をした。
【００４４】
［実施例５］
図２に示した構成の実施例５の水処理装置を作製した。
＜第１の処理槽２Ａ＞
鉛直上部が開口しており、分離浮上した油分を除去できるもの。
・第１給気部：長軸の中心値が１００μｍの第１の気泡を水平方向に発生する水槽用気泡発生装置。
・循環配管：処理槽内の第１給気部よりも鉛直上方向の領域と給気配管との間に接続され、被処理水の一部を第１給気部に供給。
・給気配管：第１給気部に系外から空気を供給。
【００４５】
＜接続配管＞
第１の処理槽２Ａの鉛直方向上部の領域と第２の処理槽２Ｂの鉛直方向下部の領域を接続。
【００４６】
＜第２の処理槽２Ｂ＞
鉛直上部が開口しており、分離浮上した油分を除去できるもの。
・第２給気部：第２の処理槽２Ｂ内に位置し、長軸の中心値が３ｍｍの第２の気泡を水平方向に発生する水槽用気泡発生装置。
・給気配管：第２給気部に外から空気を供給。
・排出口：第２の処理槽２Ｂ内の第２給気部よりも鉛直上方向の領域に接続され、油分と分離された処理水を系外に排出。
【００４７】
実施例５の水処理装置を用い、実施例１と同様の被処理水を用いて、水処理を行った。
【００４８】
［比較例１］
実施例１の水処理装置を用いて、第２給気部から空気を供給しなかった以外は実施例１と同様にして水処理を行った。
【００４９】
［比較例２］
実施例１の水処理装置を用いて、第１給気部から空気を供給しなかった以外は実施例１と同様にして水処理を行った。
【００５０】
［比較例３］
実施例１の水処理装置を用いて、第２給気部から空気を供給せず、第１給気部から長軸が１００μｍ〜３ｍｍまでの多様な気泡を供給した以外は実施例１と同様にして水処理を行った。
【００５１】
［評価］
実施例１〜５では、高濃度の油分が乳化された被処理水を用いた場合も、動植物油脂類が３０ｍｇ／Ｌ未満であり、鉱油類が５ｍｇ／Ｌ未満であり、水質汚濁防止法における規制対象をいずれも下回る処理水を得られることがわかった。
特に、実施例４と比較して、カチオン系凝集剤を添加した実施例１〜３の方が、処理水の油分が少なく、油分を含む第１の気泡および油分を含む第２の気泡の破泡が速く、より効率的に水処理できることがわかった。
なお、実施例５では水処理中、第１の処理槽２Ａでは回収できなかった油分を含む第１の気泡が、接続部材を介して第２の処理槽２Ｂに移動することを目視で確認した。実施例５の第２の処理槽２Ｂの排出口から得られた処理水には、油分を含む第１の気泡も油分を含む第２の気泡も存在しないことを目視で確認した。
一方、比較例１では、排出口から得られた処理水に、回収できなかった油分を含む第１の気泡が存在することを目視で確認した。微細な気泡は油分の取り込みに有効であるが、浮上速度が遅いため、浮上分離では除去されずに最終的な処理水に混入しやすいためと考えられる。
比較例２では、排出口から得られた処理水は、依然として水質汚濁防止法における規制対象となるものであった。高濃度の油分が乳化された被処理水は、数ｍｍレベルの大きな長軸の気泡だけでは十分に油分を除去できないことがわかった。
比較例３では、排出口から得られた処理水は、依然として水質汚濁防止法における規制対象となるものであった。高濃度の油分が乳化された被処理水は、１００μｍ〜３ｍｍまでの多様な気泡が混在した泡を１段階で供給するだけでは十分に油分を除去できないことがわかった。
以上より、本発明によれば、油分を含む被処理水から効率良く油分を分離除去できる水処理装置を提供できることがわかった。
【符号の説明】
【００５２】
１      被処理水
２      処理槽
２Ａ    第１の処理槽
２Ｂ    第２の処理槽
３      処理水
４      油分
１１    第１の気泡
１２    第２の気泡
２１    第１給気部
２２    第２給気部
２３    凝集剤供給部
２４    排出口
２５    供給量制御部
３１    油分を含む第１の気泡
３２    油分を含む第２の気泡
３３    凝集剤
４１    循環配管
４２    接続配管
４３    給気配管
【図１】
2020199435.tif 000003
【図２】
2020199435.tif 000004