(57)【要約】【課題】高温環境下での使用に十分に耐え、しかもディッピング法により油吸着材に添着する場合でも溶融することがない薬剤を選択することにより、長期的に安定してかつ効率よく乳化油を分離除去できる乳化油処理装置を提供する。【解決手段】炭素数６〜６０を有しかつ６０℃以上の融点を有するアミン化合物、たとえばジ硬化牛脂アルキルアミンおよび／またはジアルキル（Ｃ１４〜Ｃ１８）アミンを解乳化剤として用い、該アミン化合物を、ディッピング法により油吸着材に添着させる。このようなアミン化合物は、融点が高いので、高温環境下で使用される場合でも、性状が安定し、解乳化性能が長期的に維持される。また、このようなアミン化合物は、ディッピング処理後の溶剤の揮発工程で溶融しないため、油吸着材の繊維表面に微粒子の状態で添着され、この結果、アミン化合物と乳化油含有排水との接触面積が大きくなって乳化油の分離除去が促進される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素数６〜６０を有しかつ６０℃以上の融点を有する水不溶性のアミン化合物を解乳化剤として用いたことを特徴とする乳化油処理装置。
【請求項２】
炭素数６〜６０を有しかつ６０℃以上の融点を有する水不溶性のアミン化合物を油吸着材に添着させてなる処理材を、乳化油含有排水が流通する解乳化槽内に充填したことを特徴とする乳化油処理装置。
【請求項３】
アミン化合物が、ジ硬化牛脂アルキルアミンおよび／またはジアルキル（Ｃ１４〜Ｃ１８）アミンであることを特徴とする請求項１または２に記載の乳化油処理装置。
【請求項４】
油吸着材が、繊維状であることを特徴とする請求項２または３に記載の乳化油処理装置。
【請求項５】
油吸着材が、不織布の状態となっていることを特徴とする請求項４に記載の乳化油処理装置。
【請求項６】
解乳化槽の下流側に、活性炭を含むろ過・吸着槽を配設したことを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の乳化油処理装置。
【請求項７】
空気圧縮機のドレン排出系に配設したことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の乳化油処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油を含む排水から油分を分離除去する技術に係り、特に乳化油の分離除去を行うための乳化油処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油分がエマルジョン化している乳化油の処理方法としては、大きく分けて中空糸膜などの微細なフィルタを用いて物理的に処理する方法と、薬剤（解乳化剤）を用いて化学的に処理する方法とがあるが、コスト面で有利なことから、最近は化学的に処理する方法が多く用いられるようになってきている。
【０００３】
そして従来、上記した乳化油の化学的処理に用いられる薬剤としては、炭素数６〜６０を有する水不溶性のアミン化合物が有用であることが知られており（特許文献１参照）、特許文献２には、この薬剤をポリプロピレンやポリスチレンの繊維状油吸着材に添着（付着）させたものを乳化油含有排水が流通する槽内に充填した油分解吸着槽（乳化油処理装置）が開示されている。
【特許文献１】特公昭６０−５０４８１号公報
【特許文献２】特開２００２−８６１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、たとえばパッケージ型空気圧縮機においては、気温が上がる夏場に内部温度が６０℃付近まで達することがあり、このような高温条件下では空気圧縮機から排出されるドレン（含油排水）中の乳化油の処理に用いられる薬剤も高温に曝されることになる。また、薬剤を上記した繊維状油吸着材に添着させるには、一般に薬剤を溶媒（アセトン等）に溶解させた溶液に油吸着材をディッピングした後、溶媒を揮発除去する方法が採用されるが、この溶媒の揮発除去には溶媒を沸点（アセトンで５６℃）以上に加熱する必要があることから、前記薬剤も高温に曝されることになる。
【０００５】
しかるに、従来用いられていたアミン化合物の融点は、代表的なステアリルアミンで４９〜５６℃程度であり、上記した高温環境下で用いられる場合には、薬剤の膨潤による目詰まり、あるいは薬剤の溶出による含油排水の汚染や寿命の短縮化が問題となる。また、上記したディッピング法により油吸着材に薬剤を添着する場合には、溶媒の揮発工程で薬剤が溶融して膜状に添着されるため、粒状に添着される場合に比べて薬剤と乳化油含有排水との接触面積が小さくなり、その分、解乳化の効率が低下するようになる。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、第１の課題とするところは、高温環境下での使用に十分に耐える薬剤を選択することにより、長期的に安定して乳化油を分離除去できる乳化油処理装置を提供することである。また、第２の課題とするところは、前記第１の課題に加え、ディッピング法等により油吸着材に添着する場合でも溶融することがない薬剤を選択することにより、乳化油の分離除去を効率的になし得る乳化油処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の課題を解決するための第１の発明は、炭素数６〜６０を有しかつ６０℃以上の融点を有するアミン化合物、たとえばジ硬化牛脂アルキルアミンおよび／またはジアルキル（Ｃ１４〜Ｃ１８）アミンを解乳化剤として用いたことを特徴とする。このように構成した乳化油処理装置においては、融点が６０℃以上のアミン化合物を解乳化剤として用いているので、高温環境下で使用される場合でもその性状は安定する。
【０００８】
また、第２の課題を解決するための第２の発明は、炭素数６〜６０を有しかつ６０℃以上の融点を有する水不溶性のアミン化合物、たとえばジ硬化牛脂アルキルアミンおよび／またはジアルキル（Ｃ１４〜Ｃ１８）アミンを油吸着材に添着させてなる処理材を、乳化油含有排水が流通する解乳化槽内に充填したことを特徴とする。このように構成した乳化油処理装置においては、添着処理後の溶剤の揮発工程でアミン化合物が溶融することがなくなるので、油吸着材表面にアミン化合物が微粒子の状態で添着され、結果として、薬剤と乳化油含有排水との接触面積が大きくなり、乳化油の分離除去が促進される。しかも、解乳化剤としてのアミン化合物との接触で分解・粗粒化した油分がそのまま油吸着材に吸着されるので、清浄な処理水が得られるようになる。
【０００９】
本第２の発明において、上記油吸着材は、繊維状であっても、不織布の状態になっていてもよい。油吸着材が繊維状になっている場合は、アミン化合物が添着される表面積が大きくなる分、アミン化合物と乳化油との接触面積が大きくなり、乳化油の分離除去がより促進される。また、油吸着材を不織布の状態で提供する場合は、処理材の取扱いが容易となる。
【００１０】
本第２の発明においてはまた、上記解乳化槽の下流側に、活性炭を含むろ過・吸着槽を配設するようにしてもよいもので、この場合は、解乳化槽で分解・粗粒化された油分が活性炭に吸着されるので、より清浄な処理水が得られるようになる。
【００１１】
本第１および第２の発明は、特にその適用範囲を問わないが、空気圧縮機のドレン排出系に介装してもよいものである。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、融点が６０℃以上のアミン化合物を解乳化剤として用いているので、高温環境下で使用される場合でもアミン化合物の性状は安定し、長期的に解乳化性能が維持される。
【００１３】
また、第２の発明によれば、上記第１の発明の効果に加え、油吸着材表面にアミン化合物が微粒子の状態で添着されるので、薬剤と乳化油含有排水との接触面積が大きくなり、乳化油の分離除去が促進される。しかも、アミン化合物との接触で分解・粗粒化した油分がそのまま油吸着材に吸着されるので、乳化油含有排水の連続浄化処理に向けて好適となる。
【００１４】
また、第２の発明において、油吸着材が繊維状になっている場合は、アミン化合物が添着される表面積が広くなる分、アミン化合物と乳化油との接触面積が大きくなり、解乳化の効率が高まる。また、油吸着材を不織布の状態で提供する場合は、処理材の取扱いが容易となり、解乳化槽内への処理材の充填が容易となる。また、解乳化槽の下流側に、活性炭を含むろ過・吸着槽を配設した場合は、解乳化槽で分解・粗粒化された油分が活性炭に吸着されるので、より清浄な処理水が得られ、乳化油含有排水の連続浄化処理に向けて、より好適となる。
【００１５】
さらに、本乳化油処理装置を空気圧縮機のドレン排出系に配設した場合は、温度が上がり易いドレン中から乳化油を確実に分離除去することができるので、空気圧縮機の付帯装置としてきわめて有用となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る乳化油処理装置を含むドレン浄化システムを示したものである。同図において、１はパッケージ型空気圧縮機、２は、この空気圧縮機１のエアタンクやエアドライヤーから排出されたドレンを貯留し、該ドレン中から浮上油を分離する浮上油分離槽、３は、浮上油分離槽２で浮上油が分離された後のドレンを、ポンプ４を経て受入れ，該ドレン中から分散油を除去する分散油除去槽、５は、分散油除去槽３で分散油が分離された後のドレンを受入れ、該ドレン中から乳化油（エマルジョン）を分離除去する、本発明に係る乳化油処理装置である。本乳化油処理装置５は、繊維状油吸着材に解乳化剤としてのアミン化合物を添着させてなる処理材が充填された解乳化槽６と、活性炭を充填したろ過・吸着槽７とを直列に配置した構成となっている。なお、分散油除去槽３内には、ポリプロピレン、ポリスチレン等の油吸着材が充填されている。
【００１７】
ここで、上記繊維状油吸着材に添着されるアミン化合物としては、炭素数６〜６０を有しかつ６０℃以上の融点を有するものが選択される。一般に解乳化剤のエマルジョン粒子への攻撃性は、解乳化剤のイオン性とＨＬＢ（親水性−疎水性バランス）によって決まるが、炭素数６未満のアミン化合物では疎水性の占める比率が小さくなり過ぎ、炭素数６０を超えるアミン化合物では疎水性の占める比率が高くなり過ぎ、何れも好適なＨＬＢ値が得られなくなるので、前記炭素数６〜６０とした。一方、炭素数６〜６０を有するアミン化合物としては、１級アミン、２級アミン、３級アミン等多種類存在するが、６０℃以上の融点を有するアミン化合物は、その種類がきわめて限られたものとなる。炭素数６〜６０でかつ融点６０℃以上を満足すアミン化合物としては、たとえばジ硬化牛脂アルキルアミンとジアルキル（Ｃ１４〜Ｃ１８）アミンとがあり、前者はライオン・アクゾ社からアーミン２ＨＴの商品名で、後者は花王社からファーミンＤ８６の商品名でそれぞれ市販されている。
【００１８】
本実施形態において、上記アミン化合物を添着させる繊維状油吸着材の材質は任意であり、ポリプロピレンやポリスチレンであっても、あるいは他の高分子材料であってもよい。また、油吸着材としては、できるだけ油吸着機能の高いものを選択するが、ドレンの場合は、酸化油を含んで弱酸性を有しているので、ある程度耐薬品性を有するものを選択するのが望ましい。また、この繊維状油吸着材は、繊維状のままで用いてもよいが、不織布の状態で用いてもよい。油吸着材を不織布の状態で用いる場合は、得られた処理材の取扱いが容易となり、上記解乳化槽６内への処理材の充填が容易になる。
【００１９】
上記繊維状油吸着材にアミン化合物を添着させるには、ディッピング法を採用するのが望ましい。ディッピング処理は、溶媒として沸点が６０℃未満のもの、たとえば沸点が５６℃のアセトンを選択し、常温でこの溶媒にアミン化合物を溶解させてディッピング液をつくり、このディッピング液に前記繊維状油吸着材を含浸させる。そして、所定時間浸漬したら、繊維状油吸着材をディッピング液から引上げ、６０℃未満の温度で溶媒を揮発させかつ乾燥させる。この場合、アミン化合物の融点が６０℃以上となっているので、溶媒の揮発に応じてアミン化合物が繊維状油吸着材の表面（繊維表面）に微粒子の状態で析出する。
【００２０】
図２は、ジ硬化牛脂アルキルアミンを、上記ディッピング法によりポリプロピレンからなる繊維状油吸着材（不織布）に添着させた後（揮発、乾燥後）の組織を示したもので、繊維表面には、該ジ硬化牛脂アルキルアミンが微粒子の状態で添着されている。因みに、従来のステアリルアミンを、同じディッピング法により同じ繊維状油吸着材に添着させた場合は、溶媒の揮発工程でステアリルアミンが溶融するため、図３に示すように、該ステアリルアミンが繊維表面に膜状に添着される。
【００２１】
上記のように構成されたドレン浄化システムにおいては、空気圧縮機１から排出されるドレンが浮上油分離槽２、分散油分離槽３、本乳化油処理装置５内の解乳化槽６およびろ過・吸着槽７を順に通過する間に、該ドレンから浮上油、分散油、乳化油が順に分離除去され、ろ過・吸着槽７からは油分の著しく少ない処理水（浄化水）が排出される。
【００２２】
この場合、本乳化油処理装置５内の解乳化槽６には、上記したように炭素数６〜６０を有しかつ６０℃以上の融点を有する水不溶性のアミン化合物を油吸着材に添着させてなる処理材が充填されているので、たとえ空気圧縮機１から排出されるドレンの温度が６０℃付近まで高まっていても、解乳化剤としてのアミン化合物の性状は安定し、膨潤による目詰まりはもとより、アミン化合物の溶出による処理水の汚染やアミン化合物の寿命の短縮化が防止される。すなわち、アミン化合物の解乳化機能が長期的に維持される。しかも、ディッピング法によりアミン化合物を油吸着剤に添着させても、図２に示したようにアミン化合物が油吸着材の繊維表面に微粒子状で存在するので、アミン化合物と乳化油含有排水との接触面積が大きくなり、乳化油が効率的に分離除去される。この結果、本乳化油処理装置５からは、ノルマルヘキサン抽出物質濃度（n-hex）はもちろん、エマルジョン濃度の指標となる有機体炭素濃度（TOC）の著しく低い処理水が排出される。本実施形態においては特に、解乳化槽６の処理水を活性炭を充填したろ過・吸着槽７に通すようにしているので、解乳化槽６で分解・粗粒化された油分が活性炭に吸着され、よりＴＯＣ濃度の低い処理水が得られるようになる。
【００２３】
なお、上記実施形態においては、乳化油含有排水を連続処理するものとして乳化油処理装置を構成したが、本乳化油処理装置は、バッチ処理用として構成してもよいものである。この場合は、乳化油含有排水を貯留したバッチ処理槽（解乳化槽）内に上記した炭素数６〜６０を有しかつ６０℃以上の融点を有するアミン化合物を添加して撹拌し、処理後にろ過して清浄な処理水を得るようにする。この場合、前記アミン化合物は、上記したように油吸着材に添着させた状態で添加しても、粉末の状態で添加してもよい。また、解乳化剤としてのジ硬化牛脂アルキルアミンとジアルキル（Ｃ１４〜Ｃ１８）アミンとは、どちらかを単独で用いても、複合して用いてもよい。
【実施例１】
【００２４】
粉体状のジ硬化牛脂アルキルアミンとステアリルアミンとを純水２００ｍＬ中にそれぞれ１ｇ添加した複数の供試液を用意し、各供試液を０℃、２５℃、４０℃、６０℃の温度で３日間保持した。そして、３日間経過後、先ず膨潤状態を観察し、その後、各供試液を５Ａろ紙でろ過し、得られたろ液についてｐＨ値、ＴＯＣ濃度、Ｔ−Ｎ濃度の分析を行った。
【００２５】
膨潤状態を観察した結果、ジ硬化牛脂アルキルアミンには、温度によらず全く膨潤が認められなかったが、ステアリルアミンについては、４０℃および６０℃で保持したものに大きな膨潤が認められた。これは、ジ硬化牛脂アルキルアミンの融点（６０〜７０℃）とステアリルアミンの融点（４９〜５６℃）との差が影響したもので、融点が低いステアリルアミンの場合は、高温環境下で使用する場合に膨潤による目詰まりが懸念される。
【００２６】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はｐＨ値、ＴＯＣ濃度、Ｔ−Ｎ濃度の分析結果を示したものである。図４に示す結果より、ＴＯＣ濃度（ＴＯＣ溶出量）については、ジ硬化牛脂アルキルアミンとステアリルアミンとの間にほとんど差がないものの、ｐＨ値およびＴ−Ｎ濃度（Ｔ−Ｎ溶出量）については、ジ硬化牛脂アルキルアミンよりもステアリルアミンの方に温度の影響が大きく現われている。より詳しくは、ｐＨ値については、ジ硬化牛脂アルキルアミンでは温度が上昇してもほとんど変化が認められないが、ステアリルアミンでは温度が上昇するに従ってｐＨ値が上昇している。また、Ｔ−Ｎ溶出量については、ジ硬化牛脂アルキルアミンでは各温度でほとんど溶出が認められないのに対し、ステアリルアミンでは、特に６０℃の高温条件で著しく溶出量が増大している。これは、ジ硬化牛脂アルキルアミンが２級アミンに属して、もともと１級アミンのステアリルアミンよりも溶けにくい性質を有していることに加え、ジ硬化牛脂アルキルアミンの融点が上記したようにステアリルアミンよりも高いことが影響したものである。そして、このＴ−Ｎ溶出量の増大は、処理水の汚染の原因になるばかりか、薬剤自体の寿命の短縮化につながり、したがって、Ｔ−Ｎ溶出量（薬剤溶出量）の著しく少ないジ硬化牛脂アルキルアミンは、高温環境下でも安定して使用できるようになる。
【実施例２】
【００２７】
ポリプロピレン製の不織布（油吸着材）に、ディッピング法によりジ硬化牛脂アルキルアミンを３０ｗｔ％添着させた処理材（本発明材）とポリプロピレン製の不織布（油吸着材）に、ディッピング法によりステアリルアミンを同じく３０ｗｔ％添着させた処理材（比較材）とを用意し、これら処理材を、図５に示したカラム試験装置内のカラム（内径２５ｍｍ、高さ８０ｍｍ）１０に約５.８ｇ充填して連続通水実験を行った。連続通水実験は、予め原水タンク１１にＴＯＣ濃度１００〜３００ｍｇ／Ｌの乳化油含有原水１２を貯留し、室温（２０〜２５℃）の条件で、この乳化油含有原水１２をポンプ１３により前記カラム１０に給送し、０.５〜２.０ｍＬ／ｍｉｎの流量で流通させる方法で行った。そして、カラム１０から排出される処理水中に含まれるＴＯＣ濃度を経時的に測定し、ＴＯＣ累積負荷とＴＯＣ累積除去量との相関を求めた。なお、原水タンク１１内の乳化油含有原水１２は、原水タンク１１の下部に配置したマグネチックスターラー１４により運動する撹拌子１５により撹拌されるようになっている。
【００２８】
図６は、上記連続通水実験の結果を示したものである。図６中、各線の勾配がＴＯＣ除去率を表わしており、これより、ＴＯＣ除去率は、比較材に比べて本発明材の方が約２倍となっている。この相違は、主として繊維表面に添着された薬剤（アミン化合物）の存在形態の相違によりもたらされたもので、薬剤が微粒子の状態で繊維表面に存在する本発明材（図２参照）の方が、薬剤が膜状に繊維表面に存在する比較材（図３参照）よりも、乳化油含有原水と接触する薬剤の面積が大きくなり、このことが、前記ＴＯＣ除去率の向上につながったものと推定される。
【００２９】
一方、図６中、各線の終端に対応するＴＯＣ累積負荷が薬剤（アミン化合物）の寿命を表わしており、これより、薬剤寿命は、比較材に比べて本発明材の方が長くなっている。この相違は、主としてＴ−Ｎ成分の溶出量の相違（図４参照）によりもたらされたもので、本発明材のＴ−Ｎ成分の溶出量が著しく少ないことが、薬剤寿命の延長につながったものと推定される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る乳化油処理装置を含むドレン浄化システムを示す模式図である。
【図２】本発明で用いるアミン化合物をディッピング法により油吸着材に添着させた処理材の表面状態を示す走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図３】従来のアミン化合物をディッピング法により油吸着材に添着させた処理材の表面状態を示す走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図４】実施例１で得られたアミン化合物水溶液のｐＨ値、ＴＯＣ濃度、Ｔ−Ｎ濃度の温度依存性を示すグラフである。
【図５】実施例２で用いたカラム試験装置の構成を示す模式図である。
【図６】カラム試験装置による連続通水実験の結果を示したもので、ＴＯＣ累積負荷とＴＯＣ累積除去量との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１    空気圧縮機
２    浮上油分離槽
３    分散油分離槽
５    乳化油処理装置
６    解乳化槽
７    ろ過・吸着槽
【図１】
2006043487.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006043487.tif 000005
【図４】
2006043487.tif 000006
【図５】
2006043487.tif 000007
【図６】
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