(57)【要約】【課題】各種廃液、廃油、排水を、簡便に、イニシャルコストもランニングコストも低く、設置面積が小さく、有用な成分を循環利用でき、産業廃棄物の排出を最少化し、排水を浄化する方法を提供する。【解決手段】油性液体と水性液体と油性物質が混在する状態に、無機物質微粒子を添加して、撹拌混合した後、静置することにより、無機物質微粒子と油性物質が水性液体相に移動して、油性液体と水性液体を２層分離することを利用して、遠心分離もしくはろ過や分液の操作を加えることにより、油性液体を再利用し、水性液体を排水ないし排水処理負荷を低減し、産業廃棄物排出量を著しく低減する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
油性液体と水性液体と油性物質が混在する状態に、親油性表面を有する無機物質微粒子を添加して、撹拌混合した後、静置することにより、無機物質微粒子と油性物質が水性液体相に沈降移動させて、油性液体と水性液体を２層分離することを特徴とする油水分離洗浄方法。
【請求項２】
請求項１の無機物質微粒子の表面が、親油性表面処理をなされていることを特徴とする油水分離洗浄方法。
【請求項３】
請求項１の無機物質微粒子の平均粒子径が、１０ミクロン以下であることを特徴とする油水分離洗浄方法。
【請求項４】
請求項３の無機物質微粒子の平均粒子径が、３ミクロン以下であることを特徴とする油水分離洗浄方法。
【請求項５】
請求項３の無機物質微粒子の平均粒子径が、０．１ミクロン以下であることを特徴とする油水分離洗浄方法。
【請求項６】
請求項３の無機物質微粒子が、炭酸カルシウムであることを特徴とする油水分離洗浄方法。
【請求項７】
請求項３の無機物質微粒子の平均粒子径が、１〜１０ミクロンの範囲にある多孔質炭酸カルシウムであることを特徴とする油水分離洗浄方法。
【請求項８】
請求項１の油性液体と水性液体と油性物質が混在する状態が、油性液体の比率が２０重量％以上１００重量％未満であり、油性物質が油性液体よりも粘度の高い物質の廃液であることを特徴とする油水分離洗浄方法。
【請求項９】
油性液体と水性液体と油性物質が混在する状態に、親油性表面を有する無機物質微粒子を添加して、撹拌混合する機能と、静置する機能、油性液体と水性液体の２層を分離する機能を具備することを特徴とする油水分離洗浄装置。
【請求項１０】
油性液体と水性液体と油性物質が混在する状態に、親油性表面を有する無機物質微粒子を添加して、撹拌混合する機能と、静置する機能、油性液体と水性液体の２層を分離する機能、水性液体層から無機物質微粒子と油性物質を分離して水ないし水性液体を得る機能を具備することを特徴とする油水分離洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、油水分離方法に関するものであり、各種廃液、廃油、排水の処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  各種廃液、廃油、排水には、油性液体と水性液体と汚染物質としての油性物質や固体懸濁物質が混在するのが一般的である。これらを分離精製して、有用な成分はリュース、リサイクルし、水を一般下水道や河川に排水するには、高価で複雑な廃液処理装置と工程を経る必要がある。特に、溶剤や水を多用し混在する印刷洗浄廃液、塗装廃液、各種洗浄工程廃液、各種精製工程廃液等において問題が大きい。高価で大面積を要する廃液処理装置を導入することが困難な中小企業においては、産業廃棄物として廃棄物処理業者へ処理を依頼することが常であり、高額な処理コストとリュース、リサイクルできない損失は大きなものである。また、その損失は地球環境の規模で考えると莫大なものであり、有効に循環利用できる技術が求められている。【０００３】  従来、油水分離して汚染物質を除去するには各種の技術がある。たとえば、極細繊維を不織布状にした油水分離フィルターがあるが、対象とする液の性状が限られ、粘稠な汚染物質や目詰まりを起こす固体懸濁物質が混在する場合は適当でない。また、蒸留精製は水と油性物質が共沸する場合が多く、イニシャルコスト・ランニングコストともに高くなる。無機塩や高分子等の凝集剤の使用は、対象とする廃液ごとに最適化が必要であり、スラッジや処理水中の凝集剤や薬剤等処理しなければならない新たな廃棄物を発生する場合が多い。排水処理に凝集剤を利用する例は多いが、油性物質を多量に含む廃油や廃液の油水分離洗浄回収には使われていなかった。
【特許文献１】特開平１０−３０９４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明は各種廃液、廃油、排水の処理方法に関するものであり、簡便で汎用性があり、イニシャルコストもランニングコストも低く、設置面積が小さく、有用な成分を循環利用でき、産業廃棄物の排出を最少化し、排水を浄化する方法及び装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明者は、印刷洗浄廃液の処理を検討する過程で、芳香族炭化水素を主成分とする洗浄剤と廃インキ及び湿し水等が混在する系に、親油性表面処理した無機物質微粒子を添加し、撹拌混合し静置すると、清澄な油性液体と廃インキを含む水性液体の２層に分離することを見いだし、本発明を完成するに至った。【０００６】  すなわち、本発明は油性液体と水性液体と油性物質が混在する状態に、無機物質微粒子を添加して、撹拌混合した後、静置することにより、無機物質微粒子と油性物質が水性液体相に移動して、油性液体と水性液体を２層分離することを特徴とする油水分離洗浄方法であり、その方法を用いた油水分離洗浄装置である。【０００７】  本発明において油性液体とは、水とは層分離する有機物質を主とする液体であり、各種の溶剤、洗浄剤、潤滑剤、動植物油、鉱物油、モノマー類等をいう。たとえば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ヘキサン、ヘプタン、ブタン、シクロヘキサン、デカリン、テトラリン、テレピン油、灯油、中高沸点石油系溶剤、流動パラフィン、２−エチルブタノール、オクタノール、シクロヘキサノール、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、等があり、これらの混合物も可能である。本発明において水性液体とは、油性液体とは層分離する水を主とする液体であり、水、水に可溶な有機物質ないし無機物質を含む水溶液をいう。本発明において、油性液体と水性液体と混在する油性物質とは、印刷インキ、塗料、各種洗浄工程で排出される汚染物質、添加剤、可塑剤、潤滑剤、接着剤、低分子量樹脂類、未硬化樹脂類、液状ゴム、等が含まれる。これら油性物質には、無機顔料や充填剤等が包含されていてもかまわない。これら油性物質は、洗浄精製されるべき油性液体よりも粘稠であることが好ましい。また、この液体中には各種の無機物質や有機物質や微生物の固体状微粒子ないし固体懸濁物質が異物や汚れとして混入していてもかまわない。【０００８】  本発明において、無機物質微粒子とは、天然もしくは合成の水に不溶の無機粉末をいう。たとえば、膠質炭酸カルシウム（沈降性炭酸カルシウムともいう）、軽微性炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、多孔質炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリカ、珪酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、カオリン、タルクその他粘土鉱物類が可能であり、合成ゴムや合成樹脂に充填剤として使用される無機粉末が安全性、汎用性、価格等の点で好適であり、廃棄物の二次公害がない点でも望ましい。本発明の無機物質微粒子の平均粒子径は通常１０ミクロン以下が好ましく、特に３ミクロン以下が望ましい。たとえば、平均粒子径１ミクロン程度の軽微性炭酸カルシウム、平均粒子径２ミクロンで表面がステアリン酸カルシウムで被覆された重質炭酸カルシウムは好適である。また特に、平均粒子径が０．１ミクロン以下の無機物質微粒子も好ましい。たとえば、平均粒子径０．０８ミクロン程度の膠質炭酸カルシウムは好適である。平均粒子径の下限は特に規定されるべきものではなく、粉体の取扱い易さも加味して選択できる。平均粒子径以外にも���比表面積や吸油量の大きいものを基準に選択することも可能である。吸油量の大きい、平均粒子径１〜１０ミクロンの範囲にある多孔質炭酸カルシウムは特に好適である。
また、無機物質微粒子の表面は親油性処理がなされていることが好ましい。親油性表面処理には、ステアリン酸やステアリン酸カルシウムのように親油性基と極性基を含む化合物で、無機物質微粒子表面を被覆処理することにより得られる。また、高分子量の界面活性剤や極性基をもつ有機高分子で無機物質微粒子表面を被覆処理することにより得られる。また、膠質炭酸カルシウムや軽微性炭酸カルシウムのように、親油性基と極性基を含む化合物の存在下で消石灰水溶液に炭酸ガスを吹き込み、炭酸カルシウム結晶を生成させることによっても得られる。
無機物質微粒子の選定は、浄化の対象となる各種廃液、廃油、排水の性状によって適宜最適なものを選定できるが、無機物質微粒子が液体中に浮遊拡散する油性物質を凝集し、固体懸濁物質も取り込みながら、自重を増して沈降するメカニズムを想定すれば、選定は容易である。ただし、無機物質微粒子の親油性が大きすぎる場合は、無機物質微粒子が液体中に浮遊拡散する油性物質を凝集し、固体懸濁物質も取り込みながら、沈降せずに油性液体層に集中することが起こる。この場合は、水性液体の浄化に好適である。【０００９】  本発明において、油水分離洗浄する方法とは、油性液体と水性液体と油性物質が混在する状態に、無機物質微粒子を添加して、撹拌混合した後、静置することにより、無機物質微粒子と油性物質が凝集して水性液体相に移動して、油性液体と水性液体を２層分離することにより達成される。無機物質微粒子を添加する量は、油性液体と水性液体と油性物質の量及び撹拌混合の強度によって適宜決められるが、油性物質の１／１０から１００倍の重量比の範囲の量が好ましく、１／２から１０倍の重量比の範囲が更に好ましい。また、油性液体と水性液体と油性物質が混在する液体総量１００重量部に対しては、無機物質微粒子０．１〜１０重量部が好ましく、１〜５重量部が更に好ましい。
撹拌混合するには通常の撹拌混合槽が利用でき、容器全体を振とうすることも可能である。必要なことは、油性液体と水性液体と油性物質及び無機物質微粒子が均一に混合されることであり、混合されない死角を容器内につくらないことである。また、無機物質微粒子が油性物質の全てを凝集できるほど激しい撹拌、強い振とうが望ましい。撹拌混合後の静置する時間は、油性液体と水性液体が２層に分離するまで必要であり、油性液体層に浮遊する無機物質微粒子と油性物質が水性液体相に移動して、油性液体層が清澄になるまで待つことが望ましい。２層分離した清澄な油性液体と、無機物質微粒子と油性物質が凝集混入した水性液体は、各種方法で分液される。当然のことながら、清澄になった油性液体を循環利用する場合は、無機物質微粒子と油性物質が集中混入した水性液体の混入を避けて分取すべきである。この方法により、蒸留精製することなく、簡便に循環利用可能な油性液体を回収することができる。
回収した油性液体は、再使用前にろ過するのは好ましい。一方、無機物質微粒子と油性物質が集中混入した水性液体は、遠心分離やろ過等の方法で、水性液体と油性物質を包含する無機物質のケーク状塊に分離できる。水性液体は循環利用するか、排水基準を満たすまで浄化されていれば下水道や河川へ排水できる。また遠心分離やろ過をせずに、自然乾燥で油性物質を包含する無機物質のケーク状塊にして、減容できる。油性物質を包含する無機物質のケーク状塊は循環利用できなければ、産業廃棄物として規定の処理がなされることになるが、当初の油性液体と水性液体と油性物質が混在する状態に比して、著しく減容されており、廃棄物処理コストは著しく軽減され、地球環境負荷も小さくなったと言える。【００１０】  本発明の実施の態様は上記に限定されるものではない。油性液体のみに汚染物質として粘稠な油性物質が混入している場合、清澄な油性液体を回収するために、適量の水と無機物質微粒子を添加し、撹拌混合して、静置することにより、２層分離して清澄な油性液体と、無機物質微粒子と油性物質が凝集混入した水性液体に分離することができる。また、水性液体に混在する油性物質や水に溶けている有機物質を除去するために、適量の油性液体と無機物質微粒子を添加し、撹拌混合して、静置することにより、２層分離して油性液体と、無機物質微粒子と油性物質が凝集混入した水性液体に分離することができ、その水性液体側をろ過ないし遠心分離することによって、水から油性物質を容易に除去することができる。また、本発明の方法は、各種廃液、廃油、排水の処理に限定されるものではなく、各種化学プロセス、食品加工プロセス、医薬製造プロセス等においても油水分離洗浄精製に有用である。【００１１】  本発明の方法を使用して油水分離洗浄装置を製作できる。その一つは、図１に示すように、油性液体と水性液体と油性物質が混在する状態に、親油性表面を有する無機物質微粒子を添加して、撹拌混合する機能と、静置する機能、油性液体と水性液体の２層を分離する機能を具備することを特徴とする油水分離洗浄装置である。他の一つは、図２に示すように、油性液体と水性液体と油性物質が混在する状態に、親油性表面を有する無機物質微粒子を添加して、撹拌混合する機能と、静置する機能、油性液体と水性液体の２層を分離する機能、水性液体層から無機物質微粒子と油性物質を分離して水ないし水性液体を得る機能を具備することを特徴とする油水分離洗浄装置である。撹拌混合には撹拌槽内に撹拌されない死角をつくらないことが重要であり、撹拌の代わりに容器全体を振とうすることも可能である。静置時間を短縮したり、無機物質微粒子と油性物質等からなる産業廃棄物の容積を最小化するためにも、分離する機能としては遠心分離が好ましく利用できる。清澄になった油性液体を再利用する場合は、水性液体や無機物質微粒子や油性物質等を再混入させないためには、容器内上層にある油性液体は吸引して取り出すのが望ましく、再使用の前にろ過するのも望ましい。
【発明の効果】
【００１２】  本発明によれば、粘稠な油性物質で汚染された各種の廃液、廃油、排水を、極めて簡単に安価に油水分離して清浄化でき、清浄化された油性液体は再利用が可能となり、水性液体は清浄化して排水が可能になり、産業廃棄物の排出が著しく少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  粘稠な油性物質で汚染された各種の廃液、廃油、排水に、親油性表面を有する無機物質微粒子を添加し、撹拌混合し、静置後層分離して上層にある、清澄もしくは清澄に近い状態になった油性液体を分液回収して、必要であればろ過して、再利用するこを、簡単な操作で実現した。
以下に実施例により本発明を説明する。
【実施例１】
【００１４】  オフセット印刷におけるブランケット・ロール洗浄廃液１００ｍｌを３００ｍｌ三角フラスコに入れ、平均粒子径０．０８ミクロン、ＤＯＰ吸油量２６．０ｍｌ／１００ｇの膠質炭酸カルシウム６ｇ添加して、フラスコを２分間強振して、静置した。洗浄廃液は中高沸点石油系溶剤の洗い油が約８０％、水分が約１８％、黒色インキ類が約２％混入しており、油層と水の層は２層に分離して見えるが、粘稠な黒色インキ類の油性物質は両層にまたがり汚染している。静置後１時間以内に、上層に清澄で透明な液が現れ、下層の黒色層から分離してくるが、１夜放置すると、上層に清澄で透明な液層約８０％と下層に黒色液層約２０％に明確に分離した。上層をガスクロにて分析したところ、洗浄液として使用した中高沸点石油系溶剤の洗い油の成分と一致した。下層の黒色液を分離して遠心分離したところ、約７ｇの黒色固形物と水性液体に分離した。水性液体のＣＯＤを簡易試験紙で測定したところ、２５０ｐｐｍであった。
【実施例２】
【００１５】  実施例１で使用した洗浄廃液と下記の各種無機物質微粒子を、実施例１と同様にして添加し、撹拌混合し、静置して２層分離の状況を観察した。いずれの結果も、上層に清澄で透明な中高沸点石油系溶剤の洗い油と、下層に黒色ないし灰色の粘稠な液体の層に分離した。
無機物質微粒子Ａ：軽微性炭酸カルシウム；平均粒子径１．５ミクロン、
無機物質微粒子Ｂ：重質炭酸カルシウム；平均粒子径１．５ミクロン、ステアリン酸カルシウム１％表面処理
無機物質微粒子Ｃ：多孔質炭酸カルシウム；平均粒子径３ミクロン、
無機物質微粒子Ｄ：カオリンクレー；平均粒子径１．５ミクロン、
無機物質微粒子Ｅ：硫酸カルシウム；平均粒子径１ミクロン、ステアリン酸カルシウム１％表面処理
【産業上の利用可能性】
【００１６】  溶剤や水を多用し混在する印刷洗浄廃液、塗装廃液、各種洗浄工程廃液、各種精製工程廃液等において、有用な成分はリュース、リサイクルし、水は一般下水道や河川に排水できる、安価で、簡便で、省スペースの廃液処理方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】油性液体と水性液体と油性物質が混在する廃液から油性液体を回収する油水分離洗浄装置の説明図である。
【図２】油性液体と水性液体と油性物質が混在する廃液から油性液体を回収後、水性液体から油性物質と無機物質微粒子を分離する油水分離洗浄装置の説明図である。
【符号の説明】
【００１８】Ａ  油性液体と水性液体と油性物質が混在する液体
Ｂ  無機物質微粒子
Ｃ  再利用可能な油性液体
Ｄ  水性液体＋油性物質＋無機物質微粒子
Ｅ  水性液体
Ｆ  油性物質＋無機物質微粒子
【図１】
2006198600.tif 000002
【図２】
2006198600.tif 000003