(57)【要約】【課題】分離した油の再利用に適した条件で油を分離する汚泥からの油分離方法を提供する。【解決手段】重質油を含有する汚泥から油を分離する汚泥からの油分離方法であって、前記汚泥に還元剤を添加する還元剤添加工程と、前記汚泥に酸化剤が混入しないように油を分離する分離工程と、を有することを特徴とする汚泥からの油分離方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重質油を含有する汚泥から油を分離する汚泥からの油分離方法であって、
前記汚泥に還元剤を添加する還元剤添加工程と、
前記汚泥に酸化剤が混入しないように油を分離する分離工程と、を有することを特徴とする汚泥からの油分離方法。
【請求項２】
前記還元剤添加工程中、または、前記還元剤添加工程後に前記汚泥の温度を３０℃以上１００℃未満に加熱することを特徴とする請求項１に記載の汚泥からの油分離方法。
【請求項３】
前記重質油が重油、切削油、アスファルト、タール、ビチュメン、軽油から選ばれるいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の汚泥からの油分離方法。
【請求項４】
ｐＨ計、温度計、酸化還元電位計、攪拌機を備えた攪拌槽内で前記還元剤添加工程を行った後、前記攪拌槽の後段に接続された遠心分離機で分離工程を行うことを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の汚泥からの油分離方法。
【請求項５】
ｐＨ計、温度計、酸化還元電位計、攪拌機を備えた攪拌槽内で前記還元剤添加工程を行った後、前記攪拌槽内で、攪拌を停止し、浮上分離により分離工程を行うことを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の汚泥からの油分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油を含有する汚泥から油を分離する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、機械加工、金属加工などの工場では、水溶性切削油の廃水が排出される。この廃水はノルマルヘキサン（ｎ−Ｈｅｘ）抽出物質が数千〜数万ｍｇ／Ｌと高濃度であり、一般的にはエマルジョン油分が乳化した状態で水と混合している。エマルジョン油分は非常に分離しにくい物質であるため、水溶性切削油の廃水から油分を完全に除去することは困難である。一方で、油分の除去が不完全廃水を放流すると環境への影響が大きいという問題があるため、例えばノルマルヘキサン抽出物質の下水放流基準は５ｍｇ／Ｌ（鉱物油）に規制されている。
【０００３】
そこで、下記の特許文献１には、廃水を減圧下で蒸留処理した後に、濃縮液を分離し、濃縮液の酸処理を行い、遠心分離することにより、油分を分離する方法が記載されている。汚泥から油を分離する場合も同様の方法が有効であると考えられる。
【０００４】
酸を利用せずに汚泥（土壌スラリー）から油を分離する方法として、下記の特許文献２には、汚泥（土壌スラリー）に水酸化ナトリウムなどのアルカリを添加し、曝気する方法が記載されている。この方法は、汚泥（土壌スラリー）にアルカリを添加することで土壌粒子に付着している油を分離しやすくし、気泡で油を分離するものである。
【特許文献１】特開２００１−３７４６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１８４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている方法では、分離した油を再利用する場合、硫酸、塩酸に含まれる硫黄、塩酸に含まれる硫黄、塩素が配管、機器の腐食の原因となる可能性があり、回収した油を再利用することが困難であった。また、特許文献２に記載の方法は、土壌を洗浄することを目的としており、分離した油の再利用については、検討されていなかった。また、アルカリで処理するため、油が変質し、再利用が困難であると考えられる。このように、従来の汚泥からの油分離方法では、油の中に腐食性物質が混入する、あるいは、油自体が変質してしまい、油を再利用することが困難であった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、分離した油の再利用に適した条件で油を分離する汚泥からの油分離方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、重質油を含有する汚泥から油を分離する汚泥からの油分離方法であって、前記汚泥に還元剤を添加する還元剤添加工程と、前記汚泥に酸化剤が混入しないように油を分離する分離工程と、を有することを特徴とする汚泥からの油分離方法を提供する。
【０００８】
本発明の請求項１によれば、還元剤を用いて油の分離を行っているため、従来のように、油の中に、硫黄、塩素などの腐食性物質が含まれることがないため、分離した油の再利用を容易に行うことができる。
【０００９】
請求項２は請求項１において、前記還元剤添加工程中、または、前記還元剤添加工程後に前記汚泥の温度を３０℃以上１００℃未満に加熱することを特徴とする。
【００１０】
請求項２は還元剤の添加時、または、添加後における温度を規定したものであり、上記温度とすることにより、粘性を低下させ、流動性を増加させることができるので、汚泥からの分離を促進させることができる。
【００１１】
請求項３は請求項１または２において、前記重質油が重油、切削油、アスファルト、タール、ビチュメン、軽油から選ばれるいずれかであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の汚泥からの油の分離方法によれば、上記重質油に対して特に効果的に分離を行うことができる。
【００１３】
請求項４は請求項１から３いずれかにおいて、ｐＨ計、温度計、酸化還元電位計、攪拌機を備えた攪拌槽内で前記還元剤添加工程を行った後、前記攪拌槽の後段に接続された遠心分離機で分離工程を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項５は請求項１から３いずれかにおいて、ｐＨ計、温度計、酸化還元電位計、攪拌機を備えた攪拌槽内で前記還元剤添加工程を行った後、前記攪拌槽内で、攪拌を停止し、浮上分離により分離工程を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項４および５は、分離工程における分離方法を規定したものであり、遠心分離機および静置分離により、油分と水分の分離を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、還元剤を使用して油分と水分の分離を行っているため、硫酸、塩酸などの腐食の原因となる鉱酸が油の中に含まれることがないため、油を再利用する時に、配管、機器を傷める可能性が少ない。また、油自体も還元により低分子化しているため、分離回収した油の利用価値も従来の方法より高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に従って、本発明に係る汚泥からの油分離方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１８】
≪第１実施形態≫
図１は、本発明に係る汚泥からの油分離方法を実施する第１実施形態の油分離システムの構成を摸式的に示した図である。図１に示すように、油分離システム１０は、機械加工工場などから排出される重質油を含有する汚泥から油分を分離する設備であり、主として混合槽２０、遠心分離機３０で構成される。
【００１９】
重質油を含有する汚泥はまず、混合槽２０に導入される。混合槽２０には、還元剤を添加する還元剤添加手段が設けられ、還元剤添加手段から還元剤を混合槽２０内に添加することにより、汚泥は還元剤と嫌気的に混合され、重質油が還元により水素が付加され低分子化する。
【００２０】
また、混合槽２０は、攪拌機２１が設けられており、汚泥はこの攪拌機２１によって攪拌される。
【００２１】
また、混合槽２０にはｐＨ計２２および酸化還元電位計２３を設け、混合槽２０内のｐＨおよび電位差が所定の範囲になるように還元剤を添加することが好ましい。ｐＨの範囲は５〜９が好ましく、より好ましくは６〜８である。また、酸化還元電位計の電位差は０ｍＶ以下が好ましく、より好ましくは−３００ｍＶ以下である。
【００２２】
さらに、混合槽２０には、温度計２４を設け、還元剤を添加する還元剤添加工程中、あるいは、還元剤添加工程後の混合槽２０内での攪拌中の温度を調節することが好ましい。混合槽２０内の温度は、３０℃以上１００℃未満とすることが好ましく、４０℃以上１００℃未満とすることがより好ましい。化学反応は、温度に依存し、温度が高いほど反応速度も速くなるため、重質油を加熱することにより、油の粘性を低下させ、流動性を増加させることにより、汚泥からの油質分の分離を促進させることができる。また、混合槽２０内の温度が１００℃以上となると、水分が蒸発するため好ましくない。
【００２３】
混合槽２０内の温度を調節する方法としては、図１に示すように、混合槽２０の周りにジャケット２５を設け、蒸気または温水をジャケット２５内に供給することにより、温度の調節を行うことができる。
【００２４】
本発明に用いることのできる還元剤としては、特に、限定されないが、例えば、亜硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄、尿素、アンモニア、アスコルビン酸、グルタチオン、システイン酸などを利用することができる。
【００２５】
遠心分離機３０に導入された還元処理後の汚泥は、連続的に遠心力を付与することにより、複数の相に効率よく遠心分離処理される。遠心分離処理は、高遠心力を付与することにより、水分、油分、及びスラッジ（固形分）の３相に効率よく分離できるものが好ましく、例えばディスク型を用いることができる。ディスク型の遠心分離機とは、本体の内部に円錐型のディスクが１ｍｍ以下のスパンで複数枚、積み重ねられており、このディスクが高速で回転するようになっている。また、本体には、還元処理後の汚泥が導入される供給口が設けられている。導入された還元処理後の汚泥は、ディスクが回転することによって３９２００〜１４７０００ｍ／ｓ２（４０００〜１５０００Ｇ）、好ましくは５８８００〜１１７６００ｍ／ｓ２（６０００〜１２０００Ｇ）の遠心力加速度が付与される。これにより、酸処理水の水分、油分、スラッジが比重の違いによって分離される。
【００２６】
本発明は還元剤を用いて重質油の低分子化を行っているため、分離工程において、酸化剤が混入しないように行う必要がある。酸化剤が混入しないようにするため、混合槽、および、混合槽から分離工程までの配管は密閉型とすることが好ましい。
【００２７】
分離された油分は油分回収口から常時引き抜かれる。また、スラッジは、スラッジ回収口から引き抜かれて回収される。一方、水分は、水分回収口から常時引き抜かれて廃棄されるか、特殊菌による生物処理が行われる。
【００２８】
なお、遠心分離機３０の構成は、上述したものに限定されず、例えばディスクに貫通孔を形成して油分と水分の分離効率を高めた構成であってもよく、水分と油分の分離のみを行う構成であってもよい。
【００２９】
本発明の油分離方法に用いられる汚泥中に含まれる重質油としては、重油、切削油、アスファルト、タール、ビチュメン、軽油を挙げることができる。
【００３０】
≪第２実施形態≫
図２は、本発明に係る汚泥からの油分離方法を実施する第２実施形態の油分離システムの構成を摸式的に示した図である。
【００３１】
図２に示す油分離システム１１０は、混合槽１２０の次に遠心分離機を設けていない点が第１実施形態の油分離システムと異なっている。図２に示すように、遠心分離機でなく、混合槽１２０内で、静置することにより、油分を浮上分離により分離することもできる。
【００３２】
次に、オイルサンド由来のビチュメンを含む汚泥に還元剤として亜硫酸ナトリウム、または、硫酸第一鉄を添加した場合のヘキサン抽出物質濃度の変化を説明する。図３は、ビチュメンを含む汚泥に、還元剤を添加したときの、還元剤濃度とヘキサン抽出物質濃度の関係を示すグラフである。
【００３３】
ビチュメンは超重質油と言われており、炭素数４０程度までしか抽出することができないヘキサンでは完全に抽出することができない。したがって、図３に示すように還元剤を添加していない原汚泥の場合は、油濃度（ヘキサン抽出物質濃度）は見かけ上低くなっている。しかしながら、亜硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄を添加することにより、油濃度（ヘキサン抽出物質）が増加している。これは、亜硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄を添加することにより、ビチュメンが低分子化したため、ヘキサンで抽出可能となり、油濃度（ヘキサン抽出物質）が増加したと考えられる。
【００３４】
このように、還元剤を添加することにより、油分を低分子化することができ、油分の回収を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る汚泥からの油分離方法を実施する第１実施形態の油分離システムの構成を摸式的に示した図である。
【図２】本発明に係る汚泥からの油分離方法を実施する第２実施形態の油分離システムの構成を摸式的に示した図である。
【図３】還元剤の添加濃度とヘキサン抽出物質濃度との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０、１１０…油分離システム、２０、１２０…混合槽、２１…攪拌機、２２…ｐＨ計、２３…酸化還元電位計、２４…温度計、２５…ジャケット、３０…遠心分離機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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