(57)【要約】 【課題】    処理槽における被処理液の液温度上昇を抑制し、所望の油水分離性能を得ることができるようにしたい。  【解決手段】    処理槽１１（８１）に貯留した油分を含む被処理液中で微小な気泡を生ぜしめ、被処理液に含まれる油分を気泡とともに浮上させ該被処理液を水と油分とに分離させる油水分離方法であり、被処理液の液面６１に向けて被処理液の流れを継続的に設けて被処理液の液面を露出させ、露出した被処理液面での水分蒸発により処理槽１１（８１）における被処理液の温度上昇を阻止する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽に貯留した油分を含む被処理液中で微小な気泡を生ぜしめ、被処理液に含まれる油分を気泡とともに浮上させ該被処理液を水と油分とに分離させる油水分離方法において、  
被処理液の液面に向けて被処理液の流れを継続的に設けて被処理液の液面を露出させ、露出した被処理液面での水分蒸発により処理槽における被処理液の温度上昇を阻止するようにしたことを特徴とする油水分離方法。  
【請求項２】
処理槽に貯留した被処理液中に微小気泡を供給することによって被処理液に含まれる油分を浮上させ水と油分とを分離させる油水分離装置において、  
空気供給手段で空気を溶解させた被処理液を噴射するノズルを処理槽の下部に設け、該ノズルは噴射し被処理液から発生する大気泡を微小気泡と分離して該微小気泡を処理槽に貯留した被処理液中に供給する大気泡分離部を備え、該大気泡分離部に分離した大気泡を該処理槽に貯留した被処理液の液面近傍に誘導し被処理液の液面に向けて継続した被処理液の流れを形成する排出管を設けたことを特徴とする油水分離装置。  
【請求項３】
上記請求項２において、該排出管は該大気泡分離部から該処理槽に貯留した被処理液の液面近傍に向かう直管であることを特徴とする油水分離装置。  
【請求項４】
上記請求項３において、該排出管の口径は該排出管における開孔の位置と被処理液の液面までの距離よりも大きいものであることを特徴とする油水分離装置。  
【請求項５】
処理槽に貯留した被処理液中に微小気泡を供給することによって被処理液に含まれる油分を浮上させ水と油分とを分離させる油水分離装置において、  
該処理槽に貯留した被処理液を槽底部から液面近傍に誘導する配管を設け、該配管に送液手段を設けて被処理液の液面に向けて継続した被処理液の流れを形成することを特徴とする油水分離装置。  
【請求項６】
処理槽に貯留した被処理液中に微小気泡を供給することによって被処理液に含まれる油分を浮上させ水と油分とを分離させる油水分離装置において、  
処理槽に被処理液を連続して供給するポンプを設け、該供給ポンプで処理槽に供給する被処理液の一部を該処理槽に貯留した被処理液の液面近傍に誘導する配管を設け、該被処理液の液面に向けて継続した被処理液の流れを形成することを特徴とする油水分離装置。
【請求項７】
上記の請求項５または請求項６において、処理槽に貯留した被処理液中に微小気泡を供給する手段は、空気供給手段で空気を溶解させた被処理液を噴射する処理槽の下部に設けたノズルもしくは処理槽に貯留した被処理液を電気分解する電極であることを特徴とする油水分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油水分離方法および油水分離装置に係わり、特に、処理槽に貯留した油分を含む被処理液中で微小な気泡を生ぜしめ、被処理液に含まれる油分を気泡とともに浮上させ該被処理液を水と油分とに分離させる浮上分離法による油水分離方法および油水分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
浮上分離法による分離装置として、下記の特許文献１に記載されるように、渦流ポンプの液体吸込口に気体吸込手段を設けておき、渦流ポンプでの加圧過程で空気を被処理液に溶解（気液混合溶解）させ、処理槽内にノズルから噴射減圧することによって、処理槽内の被処理液中に微小な気泡を発生させるものがある。また、電気分解で微小な気泡を発生させるものもある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３―２３６３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献に記載された従来技術においては、渦流ポンプを使用して気液混合溶解を促進し、微小気泡を発生させているがポンプ動力が熱に変換して被処理液を加熱する。電気分解による場合、被処理液は通電される結果、被処理液自体にジュール熱が発生して温度が上昇する。
【０００５】
被処理液の温度が上昇すると、被処理液中で微小気泡は膨張し、浮力が増加して、微小気泡は急速に上昇するようになる。そうすると、被処理液に含まれる油分が微小気泡と接触する機会は低下し、油水分離性能は低下する。また、浮上油によって作られた液面上の膜により水分の蒸発が抑制され、被処理液温度はさらに上昇する。
【０００６】
渦流ポンプを使用する場合、被処理液温度が高くなると、空気溶解量が減少し、微小気泡の発生量が減少し、油水分離性能が低下するという問題もある。
【０００７】
図７は、上記特許文献に記載された従来技術により微小気泡を発生させる状況を示しており、１１は被処理液を貯留した処理槽、８１は処理槽１１の一部で貯留した被処理液について油水分離を行う分離部、１３はノズル３３を内蔵した大気泡分離部、３７はノズル３３に図示していない渦流ポンプから空気を溶解させた被処理液を供給する配管、１４はノズル３３から噴射した被処理液から微小気泡ｂが発生する際に大気泡分離部１３で生じる大気泡ａを分離部８１の被処理液面近傍に導くエルボ型排出管、６１は被処理液の液面、６２は油水分離で微小気泡とともに浮上した油分の油面である。
【０００８】
ノズル３３から被処理液が噴射されると、被処理液に溶解している空気は減圧して微小気泡ｂとなり、噴射水流とともに横向きに流れて分離部８１の被処理液に供給されるが、同時に発生する大気泡ａは大気泡分離部１３の天井部に集まり、エルボ型排出管１４を通って分離部８１の液面６１に到る。
【０００９】
この場合、エルボ型排出管１４の水平部で大気泡ａは集合一体化し、さらに大きな巨大気泡ｃとなって、エルボ型排出管１４の開孔部から不定期に噴出し、被処理液面６１を急速に押し上げる。被処理液面６１の急激な上昇で、油面６２は押し退けられ被処理液面６１が露出する。
【００１０】
すると、盛り上がった被処理液面６１は池に投じた石により液面に生じる波紋のように低下して、一点鎖線で示すように、却って液面は低下し、周囲に押し退けた油面６２は閉じるようになり、被処理液面６１は巨大気泡ｃの不定期な噴出により、油面６２により露出と遮蔽を繰り返し、被処理液の水分は蒸発したりしなかったりとなって、不安定となり、安定した油水分離が期待できなくなる。
【００１１】
それゆえ本発明の目的は、処理槽における被処理液液温度の上昇を抑制し、所望の油水分離性能を得ることができる油水分離方法および油水分離装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、処理槽における被処理液液温度の上昇を抑制し、所望の油水分離性能を安定して得ることができる油水分離方法および油水分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成する本発明油水分離方法の特徴とするところは、処理槽に貯留した油分を含む被処理液中で微小な気泡を生ぜしめ、被処理液に含まれる油分を気泡とともに浮上させ該被処理液を水と油分とに分離させる油水分離方法において、被処理液の液面に向けて被処理液の流れを継続的に設けて被処理液の液面を露出させ、露出した被処理液面での水分蒸発により被処理液温度の上昇を阻止するようにしたことにある。
【００１４】
上記目的を達成する本発明油水分離装置の特徴とするところは、処理槽に貯留した被処理液中に微小気泡を供給することによって被処理液に含まれる油分を浮上させ水と油分とを分離させる油水分離装置において、空気供給手段で空気を溶解させた被処理液を噴射するノズルを処理槽の下部に設け、該ノズルは噴射し被処理液から発生する大気泡を微小気泡と分離して該微小気泡を処理槽に貯留した被処理液中に供給する大気泡分離部を備え、該大気泡分離部に分離した大気泡を該処理槽に貯留した被処理液の液面近傍に誘導し被処理液の液面に継続した被処理液の流れを形成する排出管を設けたことにある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被処理液の液面に向かう被処理液の継続的な流れで被処理液の液面を常時露出させる。露出した被処理液の液面において、被処理液の水分が安定的に蒸発することにより、被処理液温度の低下に伴って、微小気泡の上昇速度は抑制され、所望の油水分離性能を得ることができる。
【００１６】
また、被処理液の液面に恒常的に露出した領域が存在することで、被処理液の水分蒸発は安定し、所望の油水分離性能を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態になる油水分離装置について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１に示した油水分離装置１０は、一例として空気圧縮機から排出されるドレンを処理するものとして使用する。
【００１９】
図１において、処理槽１１には、槽内に被処理液を貯留し油水分離を行う分離部（請求項では処理槽と記載）８１とこの分離部８１で浮上分離した油分を回収する浮上油受け部８３とがあり、両部８１、８３を分離する遮蔽板１２を設けてある。処理槽１１の側壁下部において、分離部８１に大気泡分離部１３を連接してある。
【００２０】
処理槽１１における分離部８１の底に取り付けた配管３０はバルブ３６、配管３２を介して循環ポンプ３１と接続し、循環ポンプ３１の出口側配管３７は大気泡分離部１３内に設置してあるノズル３３に接続してある。配管３０，３２，３７は分離部８１における被処理液の外部循環系を構成しており、後述するように循環ポンプ３１の作動でノズル３３から空気を溶解させた被処理液を噴き出す。
【００２１】
循環ポンプ３１で加圧することにより、空気を被処理液中に溶解させる。循環ポンプ３１の一例としては渦流ポンプを使用しており、図示していないが、循環ポンプ３１の出口には被処理液の圧力（水圧）を測定するゲージを設けてある。
【００２２】
大気泡分離部１３には、ノズル３３から噴き出した気泡径の大きな余剰空気を分離部８１に廻さないようにし、配管中で気泡どうしが合体することを抑制したストレート形状の排出管１４を設けてあり、排出管１４の排出口は分離部８１の上部で、被処理液面６１より下の位置としてある。
【００２３】
排出管１４は、被処理液の液面６１に向けて被処理液の流れを継続的に設ける手段であり、液面６１に向けう被処理液の流れが継続的に形成される状況は、後述する。大気泡分離部１３で分離した微小気泡は、分離部８１の被処理液に供給する。
【００２４】
配管３２には、供給ポンプ２１とバルブ２２を有し未処理な被処理液の供給系統を構成する供給管２３を接続してある。供給管２３は分離部８１の下部に接続して、未処理の被処理液を分離部８１に供給してもよい。
【００２５】
分離部８１の上部には処理済の被処理液を排出する排出管５１を設けてあり、排出管５１は分離部８１との接続部（管座）から持上げ、その下流を分離部８１との接続部よりも低い位置まで配管してあり、その途中にバルブ５２を有している。排出管５１の最高位は、処理槽１１の遮蔽板１２の最高位より低くして位置差Ｄ１を持たせてある。
【００２６】
従って、分離部８１内に被処理液を供給し貯留させる場合、バルブ５２を開放してあれば、被処理液は排出管５１から流出して、分離部８１における被処理液面６１は排出管５１の最高位で規制され、バルブ５２を閉止し分離槽８１内に被処理液を供給していけば、被処理液面６１は排出管５１の最高位よりも上昇していくので、排出管５１はバルブ５２の開閉で被処理液を排出し水位を調整する機能を備えていることになる。
【００２７】
ここで、排出管５１に設けた配管５３は、サイホン効果で排出管５１の最高位水平面以下まで排水されないように大気に開放している。なお、被処理液面６１の上部には油水分離で上昇した浮上油の浮上油液面６２が形成される。
【００２８】
分離部８１内を上昇中の微小気泡および油粒子が分離部８１から排出管５１を介して流出する処理済の被処理液に混入することを防止する仕切板１５を設け、ポケット状吸入部８２を形成してある。即ち、排出管５１における被処理液の流出量と吸入部８２の入口面積で決まる吸入部８２での被処理液の下降速度が気泡の上昇速度より遅くなるようにしてあることにより、分離部８１を上昇中の微小気泡および油粒子が吸入部８２に流入して排出管５１から流出することはない。
【００２９】
仕切板１５の最高位は、排出管５１の最高位、即ち、バルブ５２を開放している時の被処理液面６１より低くして、位置差Ｄ２を持たせている。また、仕切板１５の最高位は排出管５１の分離部８１との接続部（管座）より高くして、位置差Ｄ３を持たせている。
【００３０】
浮上油受け部８３の底部には、分離部８１から遮蔽板１２を乗り越えて流入（溢流）する廃油６３を排出する油分排出管５５を設けてある。また、図示しないが、処理槽１１の底部から外部に配管を設け、その途中にバルブを設けてあり、分離部８１内部の液体を排出する必要がある場合にこれらを用いる。
【００３１】
次に、図１に示す油水分離装置１０の動作を説明する。  
空気圧縮機から排出されるドレン（油分を含む被処理液）は、絶対湿度が高い時期（夏季）にはドレン流量が多く、ドレン中の油分濃度は低い。一方、絶対湿度が低い時期（冬期や春秋）にはドレン流量が少なく、ドレン中の油分濃度は高い。絶対湿度が高い時期（夏季）には連続運転処理、絶対湿度が低い時期（冬季や春秋）には間歇運転処理が好適である。
【００３２】
先ず、絶対湿度が高い時期に行う連続処理運転について説明する。準備として、バルブ５２は開放状態として処理槽１１の分離部８１に清水または処理済の被処理液を充填し、被処理液面６１が排出管５１の最高位に一致したら、循環ポンプ３１を運転させる。この時、バルブ２２は閉止し、供給ポンプ２１は停止している。バルブ３６、４２は開放状態としてある。
【００３３】
次に、バルブ３６の開度を調節して図示しない循環ポンプ３１の入口圧力を大気圧よりも低くする。循環ポンプ３１の運転で清水または処理済の被処理液が分離部８１から吸引され、昇圧されて配管３７からノズル３３に流れることによって、空気供給配管４１側がさらに負圧となり、溶解用空気が空気供給配管４１から流入して配管３２に到る。
【００３４】
循環ポンプ３１では空気を分断し清水または処理済の被処理液に溶解させているが、溶解しきれない空気は大きな気泡のままで配管３７を通ってノズル３３に流れる。循環ポンプ３１で加圧された被処理液と溶解した空気は、ノズル３３から分離部８１の被処理液中に吐出することで減圧され、水に溶解していた空気は微小な気泡となる。
【００３５】
循環ポンプ３１による加圧で被処理液に溶解する空気量は加圧下ではヘンリー（Ｈｅｎｒｙ）の法則に従ったものとなり、配管３７を流れる清水または処理済の被処理液にかかる圧力及び配管３７を流れる流量に比例して、溶解する空気量は多くなる。また配管３７を流れる清水または処理済の被処理液の温度が低い程、溶解する空気量は多くなる。実際の運転では圧力、流量を設定値一定となるように運転する。
【００３６】
ノズル３３から分離部８１の被処理液中に吐出することで減圧され、水に溶解していた空気は微小な気泡となるが、溶解できない空気は余剰気泡（大気泡）となって大気泡分離部１３内に発生する。
【００３７】
発生した余剰気泡（大気泡）はストレート形状の排出管１４により液面６１に向けて気泡同士で合体することなく連続的に上昇する。この排出管１４上部と被処理液面６１との上部高さの差は小さいほうが気体と液体の密度差によって生じる浮上流れが液体流量を増加し、大気泡の横方向での拡がりは小さくて、被処理液面上への盛り上がりを増加させ、油膜の無い水面を常に存在させることができる。蒸発によって気化熱が増加し、被処理液の温度上昇を抑制することができる。
【００３８】
排出管１４の具体的な形状は重力が作用する反対の方向またはそれにほぼ近く、ほぼ真っ直ぐなものとすれば、気泡同士の合体は抑制することができる。また、被処理液面６１と排出管１４の開孔での高さの差は排出管１４の内径以内であれば、即ち、該排出管の口径が該排出管における開孔の位置と被処理液の液面までの距離よりも大きいものであれば、被処理液面上への盛り上がりが大きく、油膜の無い被処理液面６１が広くなり（被処理液面６１の露出領域は広くなり）、冷却効果が大きい。この場合、排出管１４の開孔に対する被処理液の液面の位置は、開孔から噴出して盛り上がっている部署での液面位置ではなく、水平になって上方に分離油が存在する部署での位置を云う。
【００３９】
上記したように被処理液に溶解していた空気はノズル３３から吐出することで減圧され気泡となって分離部８１内を浮上するが、分離部８１内をほぼ揃って順次浮上するような微小気泡がノズル３３から吐出するように溶解する空気量をバルブ４２で調節しておく。径の大きな気泡の大気泡は浮力が大きく働くから微小気泡よりも早く浮上する。
【００４０】
気泡の早い浮上は油水分離に寄与しないし、分離部８１内での流れを乱して微小気泡と油分の接触を阻害し、分離性能を低下させかねない。大気泡の発生原因は循環ポンプ３１の加圧によっても被処理液に溶解しなかった空気が存在することにあるとみることができるので、空気供給配管４１から取り込む溶解用空気量をバルブ４２で調節して、余分な空気ができるだけ入らないようにして、連続して大気泡が浮上しないようにしておく。
【００４１】
この運転状態を保ちながら、バルブ２２を開放し供給ポンプ２１を駆動して被処理液（ドレン）の供給系統を運転し、分離部８１の外部循環系統を循環している清水または処理済の被処理液に未処理状態の被処理液（ドレン）を混合させる。すると、ノズル３３から微小気泡と共にドレンが噴射され、ドレン中の油分は微小気泡に付着して浮上し、油分が被処理液（水）から分離する。分離部８１における被処理液温度が低く抑えられる結果、微小気泡はゆっくり上昇し、分離性能は向上する。
【００４２】
分離部８１の上部にある吸入部８２では、配管２３から供給された未処理状態の被処理液に相当する処理済の被処理液を微小気泡の上昇速度よりも遅い速度で吸込んで排出管５１から排出する。
【００４３】
循環ポンプ３１出口での圧力は、所要動力を少なくすることと微小気泡の直径を小さくすることを考慮すると０．３〜０．８ＭＰａ程度が好ましい。溶解空気量が圧力に比例することを考慮すると、循環水流量は被処理液供給系統から供給された未処理状態の被処理液量の３０〜１００倍で、未処理状態の被処理液は循環水によって３０〜１００倍に希釈されるので、分離部８１に供給される被処理液の油分は低濃度である。
【００４４】
微小気泡で油水分離処理する油水分離処理では、被処理液中の大きな径の油粒子が小さな径の油粒子よりも先に浮上分離するので、連続処理においては、径の小さな油粒子径が処理液中に残っていても処理液の濃度が目標値(例えば油分濃度５ｍｇ／Ｌ)となった状態で、連続的に排出することができ、処理能力が高い。
【００４５】
分離部８１上部に、浮上油が溜まる。連続処理運転中に排出管５１の途中に設けたバルブ５２を一時的に閉じると、分離部８１内部の被処理液面６１および浮上油液面６２が上昇し、浮上油液面６２が遮蔽板１２の高さを超えると浮上油がオーバフロー（溢流）し、浮上油受け部８３へ流下する。分離部８１での浮上油が減ったら、バルブ５２をゆっくり開けて、排出管５１から被処理液を排出して被処理液面６１を下げて、連続処理を継続する。
【００４６】
次に、間歇処理運転について説明する。  
先ず、準備としてバルブ５２は閉じた状態にして、分離部８１に清水または処理済の被処理液を充満させた状態で循環ポンプ３１を運転する。バルブ２２は閉じてあるが、バルブ３６、４２は開放してあり、溶解用空気が空気供給配管４１から流入する。循環ポンプ３１の動力が熱となり被処理液に伝わり、分離部８１における被処理液の温度を上昇させるため、被処理液の密度は小さくなる。尚、被処理液の密度を小さくするためには分離部８１において被処理液の温度を上昇させるための加熱手段を配置してもよい。
【００４７】
被処理液が予定した温度まで上昇したら、循環系統における循環ポンプ３１の運転を停止し、バルブ４２を閉じ、被処理液供給系統のバルブ２２を開放状態にして供給ポンプ２１を運転して、未処理状態の被処理液を供給する。被処理液は、配管３０の経路及び配管３２、３７を経由しノズル３３から分離部８１に流入する。
【００４８】
被処理液は分離部８１内の清水または処理済の被処理液よりも温度が低く密度が大きいために分離部８１の底部に溜って行き、密度が小さい処理済の油分濃度の低い被処理液は分離部８１の上部に押し上げられた形となって、吸入部８２から排出管５１とバルブ５２を経由して排出される。例えば、仕切板１５上端から分離部８１の底部までにおける容積が４０Ｌ，清水または処理済の被処理液温度が３２０Ｋ，未処理状態の被処理液温度が２８３Ｋ，未処理状態の被処理液の供給を２０Ｌ／ｈで行うと、処理済の被処理液のみを３０Ｌ以上排出可能である。
【００４９】
処理済の被処理液のみの排出が済んだら、バルブ２２とバルブ５２を閉状態にして未処理状態の被処理液の供給を止めて、循環ポンプ３１による槽外循環を実施する。
【００５０】
循環ポンプ３１による加圧で、被処理液に溶解する空気量は加圧下ではヘンリー（Ｈｅｎｒｙ）の法則に従ったものとなり、配管３７を流れる清水または処理済の被処理液にかかる圧力及び配管３７を流れる流量に比例して、溶解する空気量は多くなる。また配管３７を流れる清水または処理済の被処理液の温度が低い程、溶解する空気量は多くなる。実際の運転では圧力、流量を設定値一定となるように運転する。
【００５１】
バルブ５２は閉止してあり、分離部８１の被処理液中に微小気泡が存在することになり、被処理液面６１は排出管５１の最高位置よりも高くなる。この状態で分離部８１内部の被処理液面６１上側に浮上油が溜まるが、浮上油液面６２よりも遮蔽板１２の上端位置を高くしてあり、被処理液の循環中に浮上油が浮上油受け部８３へ遮蔽板１２からオーバフローすることはない。
【００５２】
槽外循環中に分離部８１下方の油分は微小気泡によって上昇し、油水分離する。浮上油分離法では油分が高濃度であるほど分離性能は良いので、中間濃度以下までは高速に分離できる。
【００５３】
低濃度域は連続処理に近い分離性能を有する。本発明者らの観察によれば、槽外循環の前半５０％の時間で未処理状態の被処理液の油分濃度は中間濃度以下の１／５程度に低下し、後半５０％の時間で中間濃度以下の油分濃度からさらにその１／５程度の低濃度（連続処理での目標濃度）に低下することを確認している。前後半で低減する比率は同程度であるが、絶対値でみれば前半に大半の油分が分離されていることになる。
【００５４】
分離部８１における被処理液が目標とする濃度に低下したら、循環ポンプ３１を停止し、バルブ４２を閉じて、バルブ２２とバルブ５２を開放させ、供給ポンプ２１を運転して未処理状態の被処理液を分離部８１の底部から供給する。この期間中に分離部８１上部の処理済の被処理液は、新たに供給した未処理状態の被処理液と同量だけ排出管５１から流出する。
【００５５】
以上説明した被処理液の供給と循環のために供給ポンプ２１、循環ポンプ３１の運転と停止を交互に繰り返し、浮上油液面６２と被処理液面６１との差が大きくなったら、即ち、分離部８１上部に浮上油が溜まったら、供給ポンプ２１の運転中に排出管５１のバルブ５２を閉止状態にし、被処理液面６１が遮蔽板１２と同一高さになることによって浮上油を遮蔽板１２の上端からオーバフローさせ、浮上油受け部８３へ排出させる。
【００５６】
通常のスクリュー型空気圧縮機では一週間の連続運転により浮上油が約１ｍｍ溜まるので、浮上油の排出は一週間に１回程度の頻度で行えば良い。この排出時期は運転時間で決定するだけでなく、浮上油量、浮上油厚さを測定することによっても決定できる。
【００５７】
この間歇処理では、分離部８１内に清水または処理済の被処理液液と約５０％の未処理状態にある被処理液を混合して油水分離処理し、油分は高濃度から低濃度まで短時間で下げることになる。
【００５８】
前述したように、夏季に相当する大気中の水分量が多い時期にはドレン流量が多く、油分濃度は低い。冬季に相当する大気中の水分量が少ない時にはドレン流量が少なく、油分濃度は高い。そこで前記２つの運転方法の特徴を生かして、ドレン流量が多く油分濃度が低い場合には連続処理を行い、ドレン流量が少なく油分濃度が高い場合には間歇運転を行うことにより、小型で高速処理可能な油水分離装置を構成できる。
【００５９】
間歇処理運転は、槽外循環期間と被処理液供給期間の長さを異ならせた複数のパターンを用意して、中間濃度域の余裕を広くすることが可能である。また、間歇処理運転のみで装置を構成することもできる。
【００６０】
これらの運転パターン選択にはドレン流量または油分濃度の情報が必要である。油分濃度は短時間で計測する方法が無いので、運転パターン選択にはドレン流量の情報を用いる。ドレン流量は、大気中の水分量，空気圧縮機の吐出空気圧力，空気冷却器の出口温度，凝縮水補集効率などから計算できる。従って、大気温度と大気湿度を計測すれば良い。一方、通常は空気圧縮機からのドレンを溜めるタンクを設けてあり、この中に液面計を取付け、液面の変化からドレン流量を算出しても良い。また、大気温度のみを測定して、大気湿度１００％としたドレン最大流量を計算し、この値を制御に用いることも可能である。実際にはこれらの手法を単独もしくは組み合わせて、制御に用いる。これらのパターンや運転モードの切り替えは図示していない制御装置にシーケンスプログラムとして用意しておき、油分濃度を確認するための大気中における湿度などの上述した各項目の計測結果やカレンダーなどに基づいて適宜に切り替えるようにしておくこともできる。
【００６１】
次に、図２により大気泡が処理槽内を上昇する状態について説明する。
【００６２】
ノズル３３から噴射された被処理液，大気泡（余剰空気）ａ．微小気泡ｂは、大気泡分離部１３に送られる。大気泡分離部１３では上昇速度の速い気泡径の大きな余剰空気（大気泡）ａが被処理液の一部を伴って排出管１４を通り被処理液面６１に送られ、また微小気泡ｂと残りの被処理液は分離部８１に送られる。排出管１４は余剰空気（大気泡）ａの上昇方向と同一の方向に排出管１４の開口部を設けてあり、配管中で気泡同士が合体することを抑制した構造となっている。
【００６３】
このような構造であるために、大気泡ａと被処理液の密度差によって大気泡ａが連続的に被処理液面６１に送られ、これに伴って排出管１４内を被処理液が継続的に浮上して、被処理液面６１での盛り上がりができる。このことにより浮上油液面６２の無い被処理液面６１を常に露出した形で存在させることができるため、被処理液の蒸発は持続され、被処理液温度が高くなれば蒸発量が増加し、気化熱が増す効果を用いることができ、温度上昇を抑制することができる。
【００６４】
図３に、本発明の被処理液温度の上昇抑制結果の一例を示す。
【００６５】
図３において、縦軸の液温度は分離部８１における被処理液の温度、横軸は処理運転時間で、排出管１４を配管中で気泡同士が合体することを抑制した直管の場合（ストレート形状）と、排出管１４を従来通り余剰空気（大気泡）の上昇方向と垂直方向の配管形状を有する配管抵抗の多い場合（エルボ形状）について示したものである。
【００６６】
いずれも液温度は高くなるほど蒸発量が多くなり、気化熱によって放熱されるので、液温度の上昇は徐々に少なくなり、一定温度で安定しているが、直管（ストレート形状）の排出管１４のほうが油膜の無い被処理液面６１を常に存在させることができるため、水蒸発量が多く、液温度を低く抑えることができる。
【実施例２】
【００６７】
図４は、本発明の他の実施形態になる油水分離装置１０の要部を示している。
【００６８】
この実施形態では、ノズル３３から噴出される被処理液で、被処理液面６１に向う被処理液が多くなるように、大気泡分離部１３内にガイド板１６を設けて、被処理液の流れを部分的に規制し、合わせて大気泡ａが排出管１４に誘導されるようにしている。
【００６９】
図２に示した大気泡ａの上昇により形成される被処理液面６１に向う被処理液の流れがガイド板１６により強制される被処理液の流れで被処理液面６１に向う流れが恒常的に形成され、被処理液面６１の露出範囲は拡がる。
【実施例３】
【００７０】
図５は、本発明のさらに他の実施形態になる油水分離装置１０の要部を示している。
【００７１】
この実施形態は、図１の実施形態で空気供給配管４１から取り込む溶解用空気量をバルブ４２で調節して余分な空気が殆ど入らないようにすることができる場合に、被処理液面６１に向う被処理液が連続（継続）して形成されるようにするものである。
【００７２】
図１に示した排出管１４の代わりに、分離部８１内に槽底部から被処理液面６１近くまで直管（配管）１７を設け、途中にポンプ１８を設けてある。ポンプ１８は送液手段であり、モータ１９で駆動するが、ポンプ１８は流れを作れば良いものであるから、低速で回転するもので十分であり、モータ１９の所要動力が小さいのでモータ１９の作動による被処理液の加熱はごくわずかである。
【００７３】
この実施形態において、大気泡分離部１３と直管１７を連通させ、大気泡分離部１３の大気泡ａを直管１７に誘導しても良い。直管１７での流れが連通部から大気泡ａを吸い込むため、集合化して巨大な気泡に成長するする時間的な余裕はなく、また、ポンプ１８で攪拌され微小化するので、連通させても問題はない。
【実施例４】
【００７４】
図６は、本発明の更に他の実施形態になる油水分離装置１０を示している。
【００７５】
この実施形態は、連続処理運転を行う図１の実施形態で、空気供給配管４１から取り込む溶解用空気量をバルブ４２で調節して余分な空気が殆ど入らないようにすることができる場合に、配管２３から供給される未処理状態の被処理液の一部を配管２３から分岐させた配管２４からバルブ２５を経て配管２６により被処理液面６１に向けて誘導し噴出させるようにしてある。
【００７６】
供給ポンプ２１の連続運転に伴い、被処理液面６１に向けて継続して配管２６を流れる未処理状態の被処理液の流量はバルブ２５の開度調整で決め、未処理状態の被処理液は供給ポンプ２１の加圧力で被処理液面６１に噴出する。
【００７７】
配管２６の先端開孔から継続（連続）して噴出する未処理状態の被処理液は浮上油を押し除けて被処理液面６１を露出させ、分離槽１１内の被処理液蒸発を促進させて、高温化を防ぐ。
【００７８】
配管２６の先端開孔から噴出する未処理状態の被処理液は分離槽１１内の被処理液よりも低温であるために、分離槽１１内の被処理液を冷却し、また、分離槽１１内での対流に乗って槽底部に下降し、油水分離に供される。
【００７９】
配管２６の先端開孔から噴出する未処理状態の被処理液は浮上油を押し除ければ良いので、多量の被処理液を噴出させる必要はない。
【００８０】
この実施形態においても大気泡分離部１３と配管２６を連通させ、大気泡分離部１３の大気泡ａを配管１７に誘導しても良い。直管１７での流れが連通部から大気泡ａを吸い込むため、集合化して巨大な気泡に成長するする時間的な余裕はなく、連通させても問題はない。
【００８１】
なお、図示は省略するが、図５や図６の配管１７，２６などを用いる実施形態は、被処理液を貯留した処理槽に設けた電極で被処理液を電気分解することにより気泡を発生させる油水分離装置においても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施形態になる油水分離装置を示す図である。
【図２】図１に示した油水分離装置で大気泡が処理槽内を上昇する状態を示した図である。
【図３】油水分離での被処理液の温度上昇を示す一例図である。
【図４】本発明の他の実施形態になる油水分離装置の要部を示す図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態になる油水分離装置の要部を示す図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態になる油水分離装置を示す図である。
【図７】従来技術になる油水分離装置で大気泡が処理槽内を上昇する状態を示した図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０…油水分離装置
１１…処理槽  
１２…遮蔽板  
１３…大気泡分離部  
１４…排出管  
２１…供給ポンプ  
２２、３６、４２、５２…バルブ  
２３、３０、３２、３７、４１、５１…配管  
３１…循環ポンプ  
３３…ノズル  
６１…被処理液面  
６２…浮上油液面  
８１…分離部  
【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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