(57)【要約】      （修正有）  【課題】下水処理施設において回収されるオイルボールを粉砕設備や界面活剤等を使用することなく、汚水に分散あるいは溶解可能な状態に処理し、汚水とともに浄化処理することができるオイルボールの処理方法及び処理システムを提供する。  【解決手段】貯蔵タンク２に貯蔵したオイルボールを加熱融解し、該加熱融することにより得た液状油分３を撹拌しながら、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物４を添加することにより、オイルボールを水に分散又は溶解可能な状態に処理する。貯蔵タンク４に液状油分を循環するための循環経路６を連結し、循環経路６を介して液状油分３を循環することにより液状油分を撹拌し、循環経路６内に、液状油分３が流れる流路より小径の流通孔を設けた隔壁板を設置し、液状油分３が流通孔を通ることにより生じる応力で液状油分を剪断し混合する剪断混合装置１０を備えたオイルボール処理システム。  【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵タンクに貯蔵したオイルボールを加熱融解し、該加熱融解することにより得た液状油分を撹拌しながら、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物を添加することにより、オイルボールを水に分散又は溶解可能な状態に処理することを特徴とするオイルボールの処理方法。
【請求項２】
貯蔵タンクに液状油分を循環するための循環経路を連結し、循環経路を介して液状油分を循環することにより液状油分を撹拌することを特徴とする請求項１記載のオイルボールの処理方法。
【請求項３】
循環経路内に、液状油分が流れる流路より小径の流通孔を設けた隔壁板を設置し、液状油分が流通孔を通ることにより生じる応力で液状油分を剪断し混合することを特徴とする請求項２記載のオイルボールの処理方法。
【請求項４】
循環経路内に複数の隔壁板を設置し、少なくとも隣り合う隔壁板に設けた流通孔が循環経路の軸心方向において重なり合わないように配置することを特徴とする請求項３記載のオイルボールの処理方法。
【請求項５】
オイルボールを貯蔵するためのオイルボール貯蔵タンクと、貯蔵したオイルボールを加熱融解するための加熱手段と、加熱融解して得た液状油分を撹拌するための撹拌手段と、を備えることを特徴とし、オイルボールを加熱融解して得た液状油分にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物を撹拌しながら添加してオイルボールを水に分散又は溶解可能な状態に処理するためのオイルボールの処理システム。
【請求項６】
撹拌手段は、貯蔵タンクに液状油分を循環するための循環経路を連結し、循環経路を介して液状油分を循環することにより液状油分を撹拌することを特徴とする請求項５記載のオイルボールの処理システム。
【請求項７】
循環経路内に、液状油分が流れる流路より小径の流通孔を設けた隔壁板を設置し、液状油分が流通孔を通ることにより生じる応力で液状油分を剪断し混合することを特徴とする請求項６記載のオイルボールの処理システム。
【請求項８】
循環経路内に複数の隔壁板を設置し、少なくとも隣り合う隔壁板に設けた流通孔が循環経路の軸心方向において重なり合わないように配置することを特徴とする請求項７記載のオイルボールの処理システム。
【請求項９】
両端に開口を設けたケーシング部材内に、一方の開口から流入する液状油分を貯留するための流入貯留室と、他方の開口から流出する液状油分を貯留するための流出貯留室と、を設け、流入貯留室と流出貯留室との間には流入貯留室と流出貯留室とを連通する１又は２以上の連通管を配置し、各連通管の内部には連通管の内径より小径の流通孔を設けた隔壁板を１又は２以上配置してなる剪断混合装置を循環経路に組み込むことにより液状油分を剪断し混合することを特徴とする請求項６記載のオイルボールの処理システム。
【請求項１０】
剪断混合装置は、各連通管に設置した、少なくとも隣り合う隔壁板に設けた流通孔が各連通管の軸心方向において重なり合わないように配置することを特徴とする請求項９記載のオイルボールの処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業廃棄物であるオイルボール(油脂を主成分とする白色固形物)を水に分散又は溶解可能な状態に処理するためのオイルボールの処理方法及び処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場等の下水処理施設において収集されるオイルボールは、下水に含まれる油脂等の固形物が水流の中で凝集することにより巨大化し形成されたものであるが、このようなオイルボールは、従来より、焼却あるいは埋め立てることにより処理されることが一般的である。
【０００３】
しかしながら、オイルボールは、その固体内に水分を多く含んでいるため、焼却処理したとしても十分な熱量を得ることができず、燃焼熱を回収するなど燃料資源として再利用することは困難である。さらに、オイルボールを燃焼するには二酸化炭素の発生を伴うことから大気汚染など環境への配慮が必要である。また、埋め立て処分は、オイルボールから特定し得ない不測の成分が漏出する可能性があり、土壌、水質あるいは生態系などに悪影響を与えるなど、環境問題の発生につながる危険性がある。
【０００４】
したがって、下水処理施設において収集されるオイルボールは汚水に分散あるいは溶解し、汚水とともに浄化処理することが最も適した処置と考えられるが、オイルボールを汚水に分散あるいは溶解するためには、オイルボールを粉砕するための粉砕設備や多量の界面活性剤が必要となる。そして、このような粉砕設備の設置や多量の界面活性剤が必要となれば、処理施設において広く採用することは困難であるばかりでなく、過剰の界面活性剤の使用によりその後の汚水処理の負担が却って増大することとなる。
【０００５】
このため、下水処理施設において回収されるオイルボールを粉砕設備や界面活性剤等を使用することなく、汚水に分散あるいは溶解可能な状態に処理し、汚水とともに浄化処理することができるオイルボールの処理方法及び処理システムの開発が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、下水処理施設において回収されるオイルボールを粉砕設備や界面活性剤等を使用することなく、汚水に分散あるいは溶解可能な状態に処理し、汚水とともに浄化処理することができるオイルボールの処理方法及び処理システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明者が検討を行った結果、オイルボールを加熱融解したのち、オイルボールを加熱融解して得た液状油分を撹拌しながら、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物を添加することにより、液状油分を鹸化処理し、オイルボールを水に分散又は溶解可能な状態に処理できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、貯蔵タンクに貯蔵したオイルボールを加熱融解し、該加熱融解することにより得た液状油分を撹拌しながら、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物を添加することにより、オイルボールを水に分散又は溶解可能な状態に処理することを特徴とするオイルボールの処理方法である。
【００１０】
さらに本発明は、貯蔵タンクに液状油分を循環するための循環経路を連結し、循環経路を介して液状油分を循環することにより液状油分を撹拌することを特徴とするオイルボールの処理方法である。
【００１１】
さらに本発明は、循環経路内に、液状油分が流れる流路より小径の流通孔を設けた隔壁板を設置し、液状油分が流通孔を通ることにより生じる応力で液状油分を剪断し混合することを特徴とするオイルボールの処理方法である。
【００１２】
さらに本発明は、循環経路内に複数の隔壁板を設置し、少なくとも隣り合う隔壁板に設けた流通孔が循環経路の軸心方向において重なり合わないように配置することを特徴とするオイルボールの処理方法である。
【００１３】
また本発明は、オイルボールを貯蔵するためのオイルボール貯蔵タンクと、貯蔵したオイルボールを加熱融解するための加熱手段と、加熱融解して得た液状油分を撹拌するための撹拌手段と、を備えることを特徴とし、オイルボールを加熱融解して得た液状油分にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物を撹拌しながら添加してオイルボールを水に分散又は溶解可能な状態に処理するためのオイルボールの処理システムである。
【００１４】
さらに本発明は、撹拌手段が、貯蔵タンクに液状油分を循環するための循環経路を連結し、循環経路を介して液状油分を循環することにより液状油分を撹拌することを特徴とするオイルボールの処理システムである。
【００１５】
さらに本発明は、循環経路内に、液状油分が流れる流路より小径の流通孔を設けた隔壁板を設置し、液状油分が流通孔を通ることにより生じる応力で液状油分を剪断し混合することを特徴とするオイルボールの処理システムである。
【００１６】
さらに本発明は、循環経路内に複数の隔壁板を設置し、少なくとも隣り合う隔壁板に設けた流通孔が循環経路の軸心方向において重なり合わないように配置することを特徴とするオイルボールの処理システムである。
【００１７】
さらに本発明は、両端に開口を設けたケーシング部材内に、一方の開口から流入する液状油分を貯留するための流入貯留室と、他方の開口から流出する液状油分を貯留するための流出貯留室と、を設け、流入貯留室と流出貯留室との間には流入貯留室と流出貯留室とを連通する１又は２以上の連通管を配置し、各連通管の内部には連通管の内径より小径の流通孔を設けた隔壁板を１又は２以上配置してなる剪断混合装置を循環経路に組み込むことにより液状油分を剪断し混合することを特徴とするオイルボールの処理システムである。
【００１８】
さらに本発明は、剪断混合装置が、各連通管に設置した、少なくとも隣り合う隔壁板に設けた流通孔が各連通管の軸心方向において重なり合わないように配置することを特徴とするオイルボールの処理システムである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のオイルボールの処理方法(処理システム)によれば、産業廃棄物であるオイルボールを汚水に分散あるいは溶解可能な状態に処理することができ、オイルボールを汚水とともに効率的に浄化処理することができる。
【００２０】
またオイルボールの処理方法(処理システム)は、大がかりな設備を必要としないため、既設の下水処理施設に容易に設置することができ、しかも界面活性剤を使用しないことから汚水の浄化負担が増大することもない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】オイルボールの処理システム(第１の実施態様)を示す概念図
【図２】Ａ部拡大図((ａ)隔壁板１枚を設置した状態、(ｂ)隔壁板３枚を設置した状態)
【図３】オイルボールの処理システム(第２の実施態様)を示す概念図
【図４】剪断混合装置の外観図
【図５】剪断混合装置の断面図
【図６】剪断混合装置のａ-ａ線断面図
【図７】剪断混合装置の連通管断面図
【図８】隔壁板の平面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態を図面にしたがって説明する。
【００２３】
図１に示すように、本発明のオイルボールの処理方法は、貯蔵タンク(２)に貯蔵したオイルボールを加熱融解し、かかる加熱融解することにより得た液状油分(３)を撹拌しながら、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物(４)を添加することにより、オイルボールを水に分散又は溶解可能な状態に処理することを特徴とする。
【００２４】
オイルボールは、油脂を主成分とした白色固形物であり、比重は１より小さいため、下水に浮遊した状態で下水処理場等の下水処理施設で収集される。オイルボールは汚水とともに浄化処理することができないため、下水から採取されたオイルボールは、従来は埋め立てるなどして処理されていた。
【００２５】
貯蔵タンク(２)は、下水から採取したオイルボールを貯蔵するとともに、オイルボールを加熱融解して水に分散又は溶解可能な状態にまで処理するためのタンクである。したがって、貯蔵タンク(２)には、オイルボールを加熱融解するための加熱装置や液状油分を撹拌するための撹拌設備が設置される。
【００２６】
オイルボールを加熱融解するための加熱装置(５)としては、貯蔵タンク(２)の外周あるいは底部にヒータやバーナーを配置したり、高温水蒸気を利用したスチーム加熱を行う装置を採用することができる。なお、オイルボールを加熱融解するためには、貯蔵タンク(２)内を約１００〜１２０℃に設定することが好ましい。
【００２７】
オイルボールは、主に植物性油脂(パーム油)、豚脂(ラード)、牛脂(ヘッド)などの動物性油脂などの油脂成分が凝集して形成したものであるため、オイルボールを加熱融解して液状油分とし、かかる液状油分にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物(４)を添加することにより、油脂を鹸化し、グリセリンと脂肪酸塩とに加水分解することで、水に分散あるいは溶解可能な状態にすることができる。鹸化処理に用いるアルカリ金属の水和物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましく、アルカリ土類金属の水酸化物としては、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムが好ましい。これらの水酸化物は油脂を鹸化処理する際の反応性に富むとともに、入手も容易なためである。
【００２８】
液状油分へのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物の添加は、液状油分にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物を少しずつ添加しながら貯蔵タンク(２)内のｐＨを測定し、かかるｐＨが８以上のアルカリ性を示した時点で、終了することができる。鹸化反応が行われている間は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物は、油脂をグリセリンと脂肪酸塩とに加水分解するために消費されるが、油脂がすべて分解されるとアルカリ金属等の水酸化物は消費されることなく貯蔵タンクに貯留し、貯蔵タンク内はアルカリ性を呈するようになるためである。
【００２９】
アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物を液状油分に添加する際(あるいは添加した後)には、鹸化処理を均一に行うため液状油分を撹拌する必要があるが、かかる撹拌は貯蔵タンク(２)に循環経路(６)を設置し、液状油分(３)を循環することにより行うことが好ましい。プロペラやエア等を使用して液状油分を撹拌することも可能ではあるが、このような手段で撹拌すると、空気を巻き込み易く、鹸化処理により生成した脂肪酸により貯蔵タンク(２)内が泡立ち、処理作業が困難となるためである。貯蔵タンク(２)内でオイルボールを加熱融解しある程度液状油分とした後、循環経路(６)に備えた切替弁(22)を開き、液状油分を循環経路(６)内に導入して循環する。
【００３０】
図２に示すように、循環経路(６)内には、液状油分が流れる流路(７)より小径の流通孔(８)を設けた隔壁板(９)を設置し、液状油分が流通孔(８)を通ることにより生じる応力で液状油分を剪断し混合することが望ましい。図２(ａ)に示すように、流路(７)より小径の流通孔(８)を設けた隔壁板(９)を設置することにより、流通孔(８)を通過する液状油分と、流通孔(８)から離れた位置にある液状油分との間には、流速の違いからずり応力が生じるため、この応力を利用して液状油分を剪断し混合することが可能となる。
【００３１】
また図２(ｂ)に示すように、隔壁板(９)を循環経路内に複数設置し、少なくとも隣り合う隔壁板に設けた流通孔(8aと8bあるいは8bと8c)が流路の軸心方向において重なり合わないように配置することが望ましい。第１の隔壁板に設けた流通孔を通過した液状油分は、つぎの第２の隔壁板に設けた流通孔を通過するために、２枚の隔壁板の間で複雑な流れが形成されるため、液状油分はあらゆる方向の剪断作用を受けることとなる。このように複数の隔壁板を通過することにより、液状油分は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物と均一に混合されることとなる。
【００３２】
オイルボールを加熱融解した初期においては、液状油分中にオイルボールの粒子が混在するが、循環経路(６)内に、小径の流通孔を設けた隔壁板(９)を設置することにより、液状油分を剪断し混合して、オイルボールの粒子を細かく粉砕することができる。オイルボールを小さな粒子に粉砕すれば、表面積が大きくなるため加熱融解し易くなる。また、オイルボールを完全に融解しなくとも、微小の粒子であれば、生成した脂肪酸を利用して水に分散することができるため、オイルボールが所定の粒子径に達した時点で鹸化処理を完了することも可能である。
【００３３】
このような液状油分を剪断混合するための装置としては、図４に示すような、剪断混合装置(10)を用いることができ、かかる剪断混合装置(10)を循環経路(６)に組み込むことにより液状油分を効率的に剪断し混合することができる(図３)。
【００３４】
剪断混合装置(10)は、両端に開口を設けたケーシング部材(11)内に、一方の開口から流入する液状油分を貯留するための流入貯留室(12)と、他方の開口から流出する液状油分を貯留するための流出貯留室(13)と、を設け、流入貯留室(11)と流出貯留室(12)との間には流入貯留室と流出貯留室とを連通する１又は２以上の連通管(14)を配置している(図５)。
【００３５】
図６に示す剪断混合装置の横断面図(図４のａ-ａ線断面図)では、ケーシング部材(11)内に４本の連通管(14)を配置した例を示すが、連通管(14)の本数は４本に限定されるものではなく、循環経路(６)を流れる液状油分の流量や流速に応じて、適宜、１又は２本以上を配置することができる。
【００３６】
各連通管(14)の内部には連通管の内径より小径の流通孔を設けた隔壁板を１又は２以上配置し(図７)、隔壁板に設けられら流通孔に液状油分を通過させることで、ずり応力を発生させ、かかる応力で液状油分を剪断し、混合している。
【００３７】
また図７に示すように、隔壁板は、循環経路内に複数設置し、少なくとも隣り合う隔壁板に設けた流通孔(15aと15bあるいは15bと15c)が流路の軸心方向において重なり合わないように配置することが望ましい。第１の隔壁板に設けた流通孔を通過した液状油分は、つぎの第２の隔壁板に設けた流通孔を通過するために、２枚の隔壁板の間で複雑な流れが形成されるため、液状油分はあらゆる方向の剪断作用を受けることとなる。このようにして複数の隔壁板を通過することにより、液状油分は、剪断を浮けながらアルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物と均一に混合されることとなる。
【００３８】
図８は、隔壁板(16)に設けた流通孔(15)の形状を例示するものである。連通管(14)の内部には、例えば、最上段に図８(ａ)に示すような単一の流通孔をその中心に形成した隔壁板を設置し、第２段に同図(ｂ)に示すような３つ流通孔を設けた隔壁板を設置し、第３段に同図(ｃ)のような２つ流通孔を設けた隔壁板を設置し、第４段に同図(ｄ)のような４つの流通孔を設けた隔壁板を設置することができる。このようにして隔壁板を連通管内に繰り返し配置することで、隣り合う隔壁板に設けた流通孔が流路の軸心方向において重なり合わないように配置することができる。流通孔の形状あるいはその数はこれらの例示に限定されるものではなく、適宜設計すべきものであるが、各隔壁板に設けた流通孔の総面積は、同一とすることが好ましい。各隔壁板に設けた流通孔の総面積を同一にすることで、各隔壁板の間を流れる液状油分の速度を一定に保つことができ、液状油分を送り出す力を無駄に必要とすることなく、各隔壁板の流通孔ごとに液状油分を効率的に剪断することが可能となる。
【００３９】
ケーシング部材(11)に設けた蒸気供給パイプ(19)は、ケーシング部材(11)内に蒸気を供給するためのパイプであり、蒸気排出パイプ(20)は、ケーシング部材(11)内に供給した蒸気を排出するためのパイプである。ケーシング部材内に蒸気を供給することにより、連通管(14)を加熱し、連通管(14)内部を流れる液状油分が冷却固化して液通路を閉塞することを防止している(図５)。
【００４０】
液状油分の鹸化処理が完了し、液状油分(オイルボール)が水に分散又は溶解可能な状態に処理することができた後は、貯蔵タンク(２)の底部に設けた排出弁(21)を解除し、液状油分を貯蔵タンクより排出する(図１、３)。液状油分は、汚水に分散あるいは溶解することにより、下水処理施設において汚水とともに浄化処理することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  オイルボールの処理システム
２  貯蔵タンク
３  液状油分
４  アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物
５  加熱装置
６  循環経路
７  流路
８  流通孔
８ａ  流通孔
８ｂ  流通孔
８ｃ  流通孔
９  隔壁板
９ａ  隔壁板
９ｂ  隔壁板
９ｃ  隔壁板
１０  剪断混合装置
１１  ケーシング部材
１２  流入貯留室
１３  流出貯留室
１４  連通管
１５  流通孔
１５ａ  流通孔
１５ｂ  流通孔
１５ｃ  流通孔
１６  隔壁板
１６ａ  隔壁板
１６ｂ  隔壁板
１６ｃ  隔壁板
１７  流入パイプ
１８  流出パイプ
１９  蒸気供給パイプ
２０  蒸気排出パイプ
２１  排出弁
２２  切替弁
Ｐ  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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