(57)【要約】【課題】簡易な構成で低コストに、水と油とを含む混合液体を水分と油分に分離して濾過することが可能な油水分離装置を提供する。【解決手段】油水分離カートリッジは中空円筒形に形成され、混合液体を外面側から流入させ、内面側から流出させる構造を成し、油水分離カートリッジは、収納容器の内周面との間で所定の外部空間を保って配置され、収納容器には、外部空間に繋がる流入口と、油水分離カートリッジの内面側の内部空間に繋がる流出口とが形成され、流入口は、外部空間に流入する混合液体の流入方向が収納容器の円筒中心軸から外れた方向になる位置に形成され、油水分離体は、撥油性付与基および親水性付与基とを有するフッ素系化合物を含むことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油水分離体およびこれを担持する多孔質基材からなり、水と油とを含む混合液体を通過させることによって、該混合液体から油分を分離して水分を濾過する油水分離多孔質体を収容した油水分離カートリッジと、該油水分離カートリッジを少なくとも１つ以上保持する収納容器と、を備えた油水分離装置であって、
前記油水分離カートリッジは中空円筒形に形成され、前記混合液体を外面側から流入させ、内面側から流出させる構造を成し、
前記油水分離カートリッジは、前記収納容器の内周面との間で所定の外部空間を保って配置され、
前記収納容器には、前記外部空間に繋がる流入口と、前記油水分離カートリッジの前記内面側の内部空間に繋がる流出口とが形成され、
前記流入口は、前記外部空間に流入する前記混合液体の流入方向が前記収納容器の円筒中心軸から外れた方向になる位置に形成され、
前記油水分離体は、撥油性付与基および親水性付与基とを有するフッ素系化合物を含むことを特徴とする油水分離装置。
【請求項２】
前記フッ素系化合物は、下記式（１）〜（４）で示される構造の化合物のうち、一種又は二種以上を含むことを特徴とする請求項１記載の油水分離装置。
【化１】
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【化２】
2018122230.tif 000012
【化３】
2018122230.tif 000013
【化４】
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上記式（１）及び（２）中、Ｒｆ１、Ｒｆ２は、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数１〜６であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキル基である。また、Ｒｆ３は、炭素数１〜６であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。
上記式（３）及び（４）中、Ｒｆ４、Ｒｆ５は、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数１〜６であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。また、Ｒｆ６は、炭素数１〜６であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。また、Ｚは、酸素原子、窒素原子、ＣＦ２基又はＣＦ基である。
また、上記式（２）及び（４）中、Ｒは、２価の有機基であって、直鎖状又は分岐状の連結基である。
また、上記式（１）〜（４）中、Ｘは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか１の親水性賦与基である。
【請求項３】
前記油水分離カートリッジは、前記収納容器の上端側から下端側に向かって所定の間隔を空けて配置されることを特徴とする請求項１または２記載の油水分離装置。
【請求項４】
前記油水分離カートリッジは、前記収納容器の前記円筒中心軸に沿った全長のうち、前記収納容器の下端側から２／３以下の長さ範囲内に配置されることを特徴とする請求項３記載の油水分離装置。
【請求項５】
前記収納容器には、前記流入口よりも前記収納容器の上端側に近い位置に、前記油水分離多孔質体で分離された油分を排出させる、前記外部空間に繋がる排油口を形成したことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一項に記載の油水分離装置。
【請求項６】
前記流入口における前記混合液体の流入圧力は、０．０１ＭＰａ以下になるように設定されることを特徴とする請求項１ないし５いずれか一項に記載の油水分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と油とを含む混合液体を水分と油分に分離する油水分離多孔質体を備えた油水分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、一般家庭や営業用調理場、ビルの排水、公共事業体の汚水廃液処理施設への導管からの排水には、油・ラード類が混入しており、このような水と油が混合した混合液体である排水は、油分の固着による下水道管の詰まりや、油分の酸化による臭気などの原因となる。さらには、公共下水道施設の機能の著しい妨げとなるという問題や、大雨の後等に下水道施設からの油塊（白色固形物）が港湾に流出するという問題等もあった。このため、各地域では、飲食店事業者に対して、混合液体中の油脂類等を分離、回収する阻集器を設置させて、下水道への油・ラード類を流出させないという対策もとられている。
【０００３】
また、食品製造、繊維処理、機械加工、石油精製などの廃液処理、さらに事故などによる河川、海洋などへの油の流出による油回収作業として、油水混合液を油と水とに分離する処理が行われている。
【０００４】
その他にも、例えば、原油採掘の際に海水を地層の油層に注入して、非水溶性油分の圧力を高め、生産量を確保することが一般的に行われているが、このような原油採掘に使用された排水である「油田随伴水」は非水溶性油分を多く含むため、非水溶性油分の除去処理がなされた後に廃棄されている。しかしながら、近年、海洋・湖沼等の汚染を引き起こす要因となることから、排水中の非水溶性油分含有量の規制が強化されてきており、最も厳格な国や地域では５ｍｇ／Ｌ未満の非水溶性油分含有量とすることが要求されている。
【０００５】
ところで、従来の油水分離方法としては、凝集剤による分離、吸着分離、遠心分離、加圧浮上分離、電解浮上法、コアレッサーによる粗粒化分離（例えば、特許文献１を参照）、微生物分解による分離等が知られている。
【０００６】
しかしながら、凝集剤を用いる分離方法の場合には、経費が日常的に掛かるばかりか濾過した凝集物の処理も手間と費用が掛かるという課題があった。また、遠心分離器のような機械によるもの、加圧浮上分離によるものは、多量に且つ大型の施設においては有効かもしれないが、限られたスペースに備え付けるには困難であるという課題があった。また、電解浮上法では、安定な油水分離を行うために、処理液の電気伝導度と処理量に応じて印加電力を変えるなど、制御が煩雑であるという課題があった。コアレッサー法では、超極細繊維の網目構造を有するフィルターを用いるため、保守管理上、常に目詰まりが問題になるという課題があった。さらに、微生物を用いる分離方法では、時間が掛かるとともに管理が大変であるという課題があった。
【０００７】
一方で、従来から、多孔質膜を用いた濾過膜による水処理が行われている。そして、油水分離においても、逆浸透法、限外濾過法、精密濾過法（例えば、特許文献２を参照）等が知られている。
【０００８】
しかしながら、逆浸透法、限外濾過法、精密濾過法は、原水中に存在する油などの分離対象物質が濾過膜に付着して起こるファウリング（目詰り）のため、定期的に逆圧洗浄、エアスクラビング等の物理洗浄を行う必要があるという課題があった。したがって、多孔質膜を用いた濾過膜には、長期間継続して使用できるようにするために、油の吸着しにくさ（防汚性）や、吸着した油の除去し易さ（易洗浄性）の向上が望まれているのが実情であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１９８４８３号公報
【特許文献２】特開平０５−１３７９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で低コストに、水と油とを含む混合液体を水分と油分に分離して濾過することが可能な油水分離装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明の油水分離装置は、以下の構成を有する。
［１］油水分離体およびこれを担持する多孔質基材からなり、水と油とを含む混合液体を通過させることによって、該混合液体から油分を分離して水分を濾過する油水分離多孔質体を収容した油水分離カートリッジと、該油水分離カートリッジを少なくとも１つ以上保持する収納容器と、を備えた油水分離装置であって、前記油水分離カートリッジは中空円筒形に形成され、前記混合液体を外面側から流入させ、内面側から流出させる構造を成し、前記油水分離カートリッジは、前記収納容器の内周面との間で所定の外部空間を保って配置され、前記収納容器には、前記外部空間に繋がる流入口と、前記油水分離カートリッジの前記内面側の内部空間に繋がる流出口とが形成され、前記流入口は、前記外部空間に流入する前記混合液体の流入方向が前記収納容器の円筒中心軸から外れた方向になる位置に形成され、前記油水分離体は、撥油性付与基および親水性付与基とを有するフッ素系化合物を含むことを特徴とする。
【００１２】
このような構成の油水分離装置によれば、油水分離多孔質体の一面から油分と水分とを含む混合液体を流入させるだけで、多孔質基材に形成された油水分離体の親水撥油性によって、混合液体が水分と油分に分離される。そして、気孔を通過することができない油分と、油水分離体の親水性によって液膜化され、気孔を通過できる水分を分離して回収することができる。
【００１３】
そして、本発明の油水分離装置では、流入口を混合液体の流入方向が収納容器の円筒中心軸から外れた方向になる位置に形成、即ち、混合液体の流入方向が、収納容器の内周面の接線に対して直角にならない方向に向けて形成することにより、流入口から流入する混合溶液は、収納容器の円筒中心軸を通らずに内周面に当たるように収納容器内に流入し、収納容器の外部空間で内周面に沿って一方向に流れる渦流を形成することができる。
【００１４】
こうした収納容器内の外部空間にある混合液体に渦流を生じさせることによって、円筒形の油水分離カートリッジの外面全体から油水分離多孔質体に向けてムラなく均一に混合液体を接触させることができる。よって、油水分離多孔質体のうち、流入口に近い部分だけに過剰に油水分離の負荷がかかって部分的に劣化することを防止し、効率的に油水分離カートリッジによる油水分離を行うことができる。
【００１５】
［２］前記フッ素系化合物は、下記式（１）〜（４）で示される構造の化合物のうち、一種又は二種以上を含むことを特徴とする。
【化１】
2018122230.tif 000003
【化２】
2018122230.tif 000004
【化３】
2018122230.tif 000005
【化４】
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上記式（１）及び（２）中、Ｒｆ１、Ｒｆ２は、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数１〜６であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキル基である。また、Ｒｆ３は、炭素数１〜６であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。
上記式（３）及び（４）中、Ｒｆ４、Ｒｆ５は、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数１〜６であって直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。また、Ｒｆ６は、炭素数１〜６であって、直鎖状又は分岐状のペルフルオロアルキレン基である。また、Ｚは、酸素原子、窒素原子、ＣＦ２基又はＣＦ基である。
また、上記式（２）及び（４）中、Ｒは、２価の有機基であって、直鎖状又は分岐状の連結基である。
また、上記式（１）〜（４）中、Ｘは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか１の親水性賦与基である。
【００１６】
［３］前記油水分離カートリッジは、前記収納容器の上端側から下端側に向かって所定の間隔を空けて配置されることを特徴とする。
【００１７】
［４］前記油水分離カートリッジは、前記収納容器の前記円筒中心軸に沿った全長のうち、前記収納容器の下端側から２／３以下の長さ範囲内に配置されることを特徴とする。
【００１８】
［５］前記収納容器には、前記流入口よりも前記収納容器の上端側に近い位置に、前記油水分離多孔質体で分離された油分を排出させる、前記外部空間に繋がる排油口を形成したことを特徴とする。
【００１９】
［６］前記流入口における前記混合液体の流入圧力は、０．０１ＭＰａ以下になるように設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の油水分離装置によれば、水と油とを含む混合液体から、容易に、かつ低コストに油分を分離し、水分を濾過することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】内部に油水分離カートリッジを収容した第一実施形態の油水分離装置を示す外観平面図である。
【図２】図１の油水分離装置の中心軸に沿った断面図である。
【図３】図１の油水分離装置の中心軸に対して直角な方向に沿った断面図である。
【図４】油水分離カートリッジを示す要部拡大斜視図である。
【図５】油水分離多孔質体を示す要部拡大模式図である。
【図６】内部に油水分離カートリッジを収容した第二実施形態の油水分離装置の中心軸に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を適用した一実施形態である油水分離装置について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２３】
［第一実施形態］
図１は、内部に油水分離カートリッジを収容した油水分離装置の一例を示す外観平面図である。また、図２は、図１の油水分離装置の中心軸に沿った断面図である。また、図３は、図１の油水分離装置の中心軸に対して直角な方向に沿った断面図である。
本実施形態の油水分離装置１０は、油水分離カートリッジ１１と、この油水分離カートリッジ１１を収容する中空円筒形の収納容器１２と、を備えている。こうした油水分離装置１０は、外形形状が略円筒形を成し、使用時（油水分離時）には、長手方向が鉛直方向に沿うように配置される。なお、収納容器１２は、中空円筒形以外にも、例えば、中空四角筒状や、中空多角形状などであってもよい。
【００２４】
本実施形態の油水分離カートリッジ１１は、外形形状が略円筒形を成し、その長手方向が収納容器１２の円筒中心軸Ｃに沿うように、例えば、２つ重ねて配置されている。
それぞれの油水分離カートリッジ１１は、外面１１ｂと内面１１ａとの間に空間を備えた略円筒形のカートリッジケース２１と、このカートリッジケース２１の空間内に配された油水分離多孔質体３１とからなる。こうした油水分離カートリッジ１１の内面１１ａ側は、油水分離カートリッジ１１を通過した水が集まる内部空間Ｅ１とされている。
【００２５】
なお、本実施形態では、油水分離カートリッジ１１は中心部における長手方向が収納容器１２の円筒中心軸Ｃに沿うように配置されているが、油水分離カートリッジ１１は、収納容器１２の任意の位置に配置されていればよい。
【００２６】
こうした油水分離カートリッジ１１を収容する収納容器１２は、例えば、金属、あるいは樹脂からなる。収納容器１２の内周面１２ａと、油水分離カートリッジ１１の外面１１ｂ側との間には、所定の外部空間Ｅ２が形成されている。即ち、油水分離カートリッジ１１は、その外面１１ｂ側と収納容器１２の内周面１２ａとの間に所定の間隔（外部空間Ｅ２）を保って配置されている。
【００２７】
また、油水分離カートリッジ１１は、収納容器１２の鉛直方向上側を成す上端１２ｕ側から円筒中心軸Ｃに沿って所定の間隔を空けて配置されている。本実施形態では、２つ重ねた油水分離カートリッジ１１，１１は、収納容器１２の円筒中心軸Ｃに沿った全長のうち、収納容器１２の鉛直方向下側を成す下端１２ｄ側から２／３以下の長さ範囲内になるように配置されている。これによって、収納容器１２の上部は、外部空間Ｅ２の一部を成す、油水分離カートリッジ１１を配置しない上部空間Ｅ２ｕが形成される。こうした上部空間Ｅ２ｕは、油水分離カートリッジ１１で分離された油の滞留領域となる。
【００２８】
収納容器１２には、流入口１４、流出口１５、および排油口１６が形成されている。流入口は、少なくとも水と油とが混合した混合液体を収納容器１２内に流入させる開口であり、こうした流入口１４は、混合液体、例えば油を含む排水の発生源に接続されていればよい。
【００２９】
本実施形態では、流入口１４は、収納容器１２内の外部空間Ｅ２のうち、例えば、上部空間Ｅ２ｕに繋がるように形成されている。更に、流入口１４は、混合液体の流入方向Ｐが収納容器１２の円筒中心軸Ｃから外れた方向になる位置に形成されている（図３参照）。即ち、流入口１４は、混合液体の流入方向Ｐが、収納容器１２の内周面１２ａの接線に対して直角にならない方向に向けて形成されている。これによって、流入口１４から流入する混合溶液は、収納容器１２の円筒中心軸Ｃを通らずに内周面１２ａに当たるように収納容器１２内に流入する。これによって、流入する混合溶液は、収納容器１２の外部空間Ｅ２内で渦流を形成する。
流入口１４における混合液体の流入圧力は、０．１ＭＰａ以下、例えば、０．０５ＭＰａになるように設定される。
【００３０】
なお、本実施形態では、流入口１４を上部空間Ｅ２ｕに繋がる位置に１か所形成しているが、流入口１４の数や形成位置はこれに限定されるものでは無い。例えば、３つの流入口を収納容器１２の鉛直方向上側から下側に向かって、任意の間隔で形成することもできる。流入口１４を鉛直方向に沿った互いに異なる高さで複数形成することにより、混合液体に含まれる油の含有率を考慮して、収納容器１２内での滞留時間を調整することができる。即ち、混合液体に含まれる油の含有率が多くなるにつれて、混合液体の流入口を鉛直方向上側から下側に向けて段階的に切替えることで、混合液体の収納容器１２内での滞留時間が増加し、その結果、混合液体の水と油との分離をより一層促進させることができる。
【００３１】
流出口１５は、収納容器１２の鉛直方向下側を成す下端１２ｄ側に形成されている。こうした流出口１５は、油水分離カートリッジ１１の内部空間Ｅ１に繋がる。流出口１５は、例えば、外部の排水溝などに接続されていればよい。
【００３２】
排油口１６は、流入口１４よりも収納容器１２の上端１２ｕ側に近い位置に形成されている。こうした排油口１６は、油水分離カートリッジ１１の外部空間Ｅ２のうち上部空間Ｅ２ｕに繋がる。排油口１６は、油水分離カートリッジ１１で分離され、比重差によって上部空間Ｅ２ｕに浮上した油を収納容器１２の外部に排出させる。排油口１６は、例えば、貯油槽や排油処理設備などに接続されていればよい。
【００３３】
なお、上述した流入口１４、流出口１５、および排油口１６以外にも、例えば、収納容器１２内の鉛直方向下側を成す下端１２ｄ側において、外部空間Ｅ２とつながるメンテナンス用の全排出口などを形成することも好ましい。こうした全排出口は、メンテナンス、例えば油水分離カートリッジ１１の交換時に、収納容器１２内に残っている液体を排出せることができる。
【００３４】
図４は、油水分離カートリッジを示す要部拡大斜視図である。
油水分離カートリッジ１１は、カートリッジケース２１と油水分離多孔質体３１とからなる。カートリッジケース２１は、油水分離カートリッジ１１の外面１１ｂを構成する外筒２２と、内面１１ａを構成する内筒２３とを備える。こうした外筒２２と内筒２３とは所定の間隔を保って配置され、これにより、カートリッジケース２１に環状の空間が形成される。油水分離多孔質体３１は、こうしたカートリッジケース２１の環状空間内に配される。外筒２２および内筒２３には、それぞれ液体を通過させる多数のスリット２２ａ，２３ａが形成されている。
【００３５】
本実施形態では、油水分離多孔質体３１は、例えば柔軟なシート状であり、カートリッジケース２１の環状空間内に繰り返し屈曲させたつづら折状に収納されている。こうした収納形態にすれば、油水分離多孔質体３１の表面積を大幅に高めることができる。
なお、こうした油水分離多孔質体３１をつづら折状にした収容形態は一例であり、任意の収納形態で油水分離多孔質体３１をカートリッジケース２１に収容することができる。
【００３６】
図５は、油水分離多孔質体を示す要部拡大模式図である。
油水分離多孔質体３１は、油水分離体３２と、これを担持する多孔質基材３３とからなる。多孔質基材３３は、例えばシート状を成し、一面３３ａと他面３３ｂとの間を貫通する多数の気孔３４が形成されている。そして、一面３３ａ、他面３３ｂ、および気孔３４の表面（内側面）には、油水分離体３２が形成されている。
【００３７】
油水分離体３２は、例えば、多孔質基材３３に油水分離体３２を所定の厚み範囲で多数分散させてなる。即ち、本実施形態の油水分離多孔質体３１は、多孔質基材３３に油水分離体３２を分散配置させたものであり、実際には油水分離体３２の形成部分と、それよりも内側の多孔質基材３３との間に明瞭な界面が存在するわけではない。
【００３８】
多孔質基材３３は、多数の気孔３４を備えた材料からなり、例えば、繊維、多孔質樹脂、セラミックス等から構成され、気孔３４は水分の流路とされている。こうした多孔質基材３３は、個々の気孔３４の開口径ｄが０．１μｍ以上、１８０μｍ以下のものを用いる。０．５〜７５μｍであることがより好ましく、１〜５０μｍであることがさらに好ましい。
【００３９】
ここで、気孔３４の開口径ｄが０．１μｍ未満であると、水の透過抵抗が大きくなり、加圧が必要となる場合や、透過に時間が必要となる場合があるために好ましくない。一方、気孔３４の開口径ｄが１８０μｍを超えると、油が通過し始めるために好ましくない。これに対して、気孔３４の開口径ｄが上記範囲内であると、油の透過が起こらず、実用上適した範囲の通水速度となるために好ましい。
【００４０】
なお、油水分離多孔質体３１の多孔質基材３３は、本実施形態のようにシート状以外にも、例えば、繊維をより合せて紐状にしたものを糸巻にしたもの（糸巻フィルタ）や、微細な穴を多数有する樹脂製ないし金属製のプレートおよびこのプレートを数枚重ねたもの、樹脂製・金属製の網およびこの網を数枚重ねたもの、連続気孔を有する樹脂製のスポンジ、連続気孔を有するセラミックス製や金属製の焼結体などであってもよく、形状や材質が限定されるものでは無い。
【００４１】
このような構成の油水分離多孔質体３１は、多孔質基材３３に形成された油水分離体３２の親水性および撥油性（以下、親水撥油性と称する）によって、水と油とを含む混合液体を水分Ｗと油分Ｇに分離する。
【００４２】
油水分離体３２は、撥油性付与基および親水性付与基とを有するフッ素系化合物を含む材料から構成されている。撥油性付与基は、油水分離体３２の表面に例えば４０°以上の接触角で油滴を形成させる官能基である。また、親水性付与基は、油水分離体３２の表面に例えば２０°以下の接触角で水分に対する濡れ性を付与する官能基である。
なお、こうした接触角は、例えば、自動接触角計（協和界面科学社製、「Ｄｒｏｐ  Ｍａｓｔｅｒ  ７０１」）により測定することができる。
【００４３】
油水分離体３２は、こうした撥油性付与基および親水性付与基の存在によって、親水撥油性を持つ。この油水分離体３２に水と油とを含む混合液体が接触すると、油分は接触角の大きい油滴として凝集し、水分は接触角が小さい濡れ性を保ったままとなる。これによって、凝集して大きい油滴となった油分は油水分離多孔質体３１の表面に留まり、あるいは水との比重差によって混合液体の表層に浮遊する。一方、濡れ性を保った水分は凝集することなく油水分離多孔質体３１の気孔３４を通過することができる。こうした作用によって、油水分離多孔質体３１は、混合液体から油分を分離することができる。
【００４４】
【化５】
2018122230.tif 000007
【００４５】
【化６】
2018122230.tif 000008
【００４６】
【化７】
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【００４７】
【化８】
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ここで、上記式（１）及び（２）中、Ｒｆ１、Ｒｆ２は、それぞれ同一または互いに異なる炭素数１〜６のペルフルオロアルキル基、Ｒｆ３は、炭素数１〜６のペルフルオロアルキレン基であって、直鎖状又は分岐状であってもよい。
Ｒｆ１及びＲｆ２は、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数１〜４であって直鎖状又は分枝状のペルフルオロアルキル基であることが好ましい。また、Ｒｆ３は、炭素数１〜４であって、直鎖状又は分枝状のペルフルオロアルキレン基であることが好ましい。
【００４８】
また、上記式（３）及び（４）中、Ｒｆ４、Ｒｆ５は、それぞれ同一または互いに異なる炭素数１〜６のペルフルオロアルキレン基、Ｒｆ６は、炭素数１〜６のペルフルオロアルキレン基であって、直鎖状又は分岐状であってもよい。また、Ｚは、酸素原子、窒素原子、ＣＦ２基又はＣＦ基である。また、Ｚが窒素原子又は炭素原子の場合、Ｚから分岐したペルフルオロアルキル基が当該Ｚに結合していてもよい。
Ｒｆ４及びＲｆ５は、それぞれ同一または互いに異なる、炭素数１〜３であって直鎖状又は分枝状のペルフルオロアルキル基であることが好ましい。また、Ｒｆ６は、炭素数１〜４であって、直鎖状又は分枝状のペルフルオロアルキレン基であることが好ましい。
【００４９】
また、上記式（２）及び（４）中、Ｒは、２価の有機基であって、直鎖状又は分岐状の連結基であり、分子鎖中にエーテル結合、エステル結合、アミド結合及びウレタン結合から選択される１種以上の結合を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。
【００５０】
また、上記式（１）〜（４）中、Ｘは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか１の親水性賦与基である。
【００５１】
上述したように、上記式（１）〜（４）で示されるフッ素系化合物は、分子中に撥油性賦与基と親水性賦与基とを含む親水撥油剤である。換言すると、本実施形態の油水分離多孔質体３１は、多孔質基材３３の気孔３４に親水撥油性の油水分離体３２が存在するものである。また、上記式（１）〜（４）で示されるフッ素系化合物からなる群から選ばれる一種又は二種以上のフッ素系化合物を含む混合物を、油水分離体３２として用いてもよい。
以下、油水分離体３２を構成する親水撥油剤について、フッ素系化合物ごとに詳細に説明する。
【００５２】
（親水撥油剤）
「直鎖状のフッ素系化合物」
上記式（１）又は上記式（２）に示す、直鎖状（又は分岐状）のフッ素系化合物では、窒素原子と、Ｒｆ１とＲｆ２で示されるペルフルオロアルキル基およびＲｆ３で示されるペルフルオロアルキレン基とから構成される、含窒素ペルフルオロアルキル基が、撥油性賦与基となる。
また、上記式（１）又は上記式（２）に示すフッ素系化合物では、上記撥油性賦与基であるＲｆ１〜Ｒｆ３中の、フッ素が結合した炭素数の合計が４〜１２個の範囲であることが好ましい。フッ素が結合した炭素数が４未満であると、撥油効果が不十分であるために好ましくない。
【００５３】
なお、上記式（２）中、Ｒは、分子鎖中において撥油性賦与基と親水性賦与基とを繋ぐ連結基である。連結基Ｒの構造は、直鎖状又は分岐状の、２価の有機基であれば特に限定されるものではない。また、連結基Ｒは、分子鎖中にエーテル結合、エステル結合、アミド結合及びウレタン結合から選択される１種以上の結合を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。
【００５４】
具体的には、例えば、連結基Ｒは、炭素数１〜２０の炭化水素基であってもよいし、ポリオキシアルキレン基及びエポキシ基から選択される１種以上を含んでいてもよい。
【００５５】
なお、連結基Ｒは、親水撥油剤に賦与したい特性に応じて、適宜選択して導入することが好ましい。具体的には、例えば、水や有機溶媒への溶解性を調整したい場合、親水撥油剤を含む表面被覆材（コーティング剤）と基材との密着性を改善して耐久性を向上させたい場合、親水撥油剤と樹脂成分又は塗料成分との相溶性を向上させたい場合等が挙げられる。その方法としては、分子間相互作用に影響を及ぼす極性基の有無や種類を調整する、直鎖状又は分岐構造とした炭化水素基の鎖長を調整する、基材や樹脂成分又は塗料成分に含まれる化学構造の一部と類似の構造を導入する、などがある。
【００５６】
また、上記式（１）又は上記式（２）中、Ｘは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか１の親水性賦与基である。
以下、親水性賦与基Ｘを場合分けして、親水撥油剤の構造を説明する。
【００５７】
［アニオン型］
親水性賦与基Ｘがアニオン型である場合、上記Ｘは、末端に「−ＣＯ２Ｍ１」、「−ＳＯ３Ｍ１」、「−ＯＳＯ２Ｍ１」、「−ＯＰ（ＯＨ）Ｏ２Ｍ１」、「−ＯＰＯ３Ｍ１２」、「＝Ｏ２ＰＯ２Ｍ１」又は「−ＰＯ（ＯＨ）ｙ（ＯＭ１）２−ｙ」（Ｍ１は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Ｍｇ、Ａｌ、Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋；Ｒ１〜Ｒ４は水素原子またはそれぞれ独立した炭素数１〜２０までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基）を有する。なお、上記Ｍ１が２価の金属（アルカリ土類金属、Ｍｇ）である場合、上記Ｍ１に同一のアニオンが２個結合していてもよいし、異なる２種のアニオンが結合していてもよい。また、上記Ｍ１がアルミニウムである場合、上記Ｍ１に同一のアニオンが３個結合していてもよいし、異なる２種もしくは３種のアニオンが結合していてもよい。
【００５８】
アルカリ金属としては、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、セシウム（Ｃｓ）が挙げられる。また、アルカリ土類金属しては、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）が挙げられる。
【００５９】
また、第４級アンモニウム塩（Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋）としては、Ｒ１〜Ｒ４が水素原子またはそれぞれ独立した炭素数１〜２０までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基であれば、特に限定されるものではない。より具体的には、Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４が全て同じ化合物としては、例えば、（ＣＨ３）４Ｎ＋、（Ｃ２Ｈ５）４Ｎ＋、（Ｃ３Ｈ７）４Ｎ＋、（Ｃ４Ｈ９）４Ｎ＋、（Ｃ５Ｈ１１）４Ｎ＋、（Ｃ６Ｈ１３）４Ｎ＋、（Ｃ７Ｈ１５）４Ｎ＋、（Ｃ８Ｈ１７）４Ｎ＋、（Ｃ９Ｈ１９）４Ｎ＋、（Ｃ１０Ｈ２１）４Ｎ＋等が挙げられる。また、Ｒ１Ｒ２Ｒ３が全てメチル基の場合としては、例えば、Ｒ４が（Ｃ２Ｈ５）、（Ｃ６Ｈ１３）、（Ｃ８Ｈ１７）、（Ｃ９Ｈ１９）、（Ｃ１０Ｈ２１）、（Ｃ１２Ｈ２５）、（Ｃ１４Ｈ２９）、（Ｃ１６Ｈ３３）、（Ｃ１８Ｈ３７）等の化合物が挙げられる。さらに、Ｒ１Ｒ２が全てメチル基の場合としては、例えば、Ｒ３Ｒ４が全て（Ｃ８Ｈ１７）、（Ｃ１０Ｈ２１）、（Ｃ１２Ｈ２５）、（Ｃ１４Ｈ２９）、（Ｃ１６Ｈ３３）、（Ｃ１８Ｈ３７）等の化合物が挙げられる。更にまた、Ｒ１がメチル基の場合としては、例えば、Ｒ２Ｒ３Ｒ４が全て（Ｃ４Ｈ９）、（Ｃ８Ｈ１７）等の化合物が挙げられる。
【００６０】
ところで、油水分離多孔質体３１など、水分を含む液体に接触させて使用するような用途においては、水に対する耐久性や親水撥油効果の持続性を有することが望まれる。こうした観点から、本実施形態の油水分離体３２を構成する親水撥油剤は、水への溶解性が低い難溶性化合物であることが望ましい。すなわち、本実施形態の油水分離体３２を構成する親水撥油剤は、親水性賦与基Ｘがアニオン型である場合、対イオンである上記Ｍ１が、アルカリ土類金属やＭｇ、Ａｌであることが好ましく、特にＣａ、Ｂａ、Ｍｇが親水撥油性に優れ、水への溶解度が低いことから好ましい。
【００６１】
［カチオン型］
親水性賦与基Ｘがカチオン型である場合、上記Ｘは、末端に「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・Ｃｌ−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・Ｂｒ−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・Ｉ−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・ＣＨ３ＳＯ３−」、「−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７・ＮＯ３−」、「（−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７）２ＣＯ３２−」又は「（−Ｎ＋Ｒ５Ｒ６Ｒ７）２ＳＯ４２−」（Ｒ５〜Ｒ７は水素原子またはそれぞれ独立した炭素数１〜２０までの直鎖もしくは分岐状のアルキル基）を有する。
【００６２】
［両性型］
親水性賦与基Ｘが両性型である場合、上記Ｘは、末端に、カルボキシベタイン型の「−Ｎ＋Ｒ８Ｒ９（ＣＨ２）ｎＣＯ２−」、スルホベタイン型の「−Ｎ＋Ｒ８Ｒ９（ＣＨ２）ｎＳＯ３−」、アミンオキシド型の「−Ｎ＋Ｒ８Ｒ９Ｏ−」又はホスホベタイン型の「−ＯＰＯ３−（ＣＨ２）ｎＮ＋Ｒ８Ｒ９Ｒ１０」もしくは「―Ｎ＋Ｒ８Ｒ９（ＣＨ２）ｎＯＰＯ３−Ｒ１１」（ｎは１〜５の整数、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０は水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基、Ｒ１１は炭素数１〜１２の直鎖もしくは分岐状のアルキル基）を有する。
【００６３】
なお、本実施形態における油水分離体３２を構成する親水撥油剤は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述したフッ素系化合物の構造の具体例においては、含窒素ペルフルオロアルキル基からなる撥油性賦与基として、式（１）及び式（２）中に示すＲｆ１及びＲｆ２が対称である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、非対称であってもよい。
【００６４】
「環状のフッ素系化合物」
上記式（３）又は上記式（４）に示す、環状のフッ素系化合物では、窒素原子と、Ｒｆ４、Ｒｆ５およびＲｆ６で示されるペルフルオロアルキレン基と、Ｚとから構成される、含窒素ペルフルオロアルキル基が、撥油性賦与基となる。
また、上記式（３）又は上記式（４）に示すフッ素系化合物では、上記撥油性賦与基であるＲｆ４〜Ｒｆ６及びＺ中の、フッ素が結合した炭素数の合計が４〜１２個の範囲であることが好ましい。フッ素が結合した炭素数が４未満であると、撥油効果が不十分であるために好ましくない。
【００６５】
なお、上記式（４）中、Ｒは、分子鎖中において撥油性賦与基と親水性賦与基とを繋ぐ連結基である。連結基Ｒの構造は、直鎖状又は分岐状の、２価の有機基であれば特に限定されるものではない。また、連結基Ｒは、分子鎖中にエーテル結合、エステル結合、アミド結合及びウレタン結合から選択される１種以上の結合を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。
【００６６】
具体的には、例えば、連結基Ｒは、炭素数１〜２０の炭化水素基であってもよいし、ポリオキシアルキレン基及びエポキシ基から選択される１種以上を含んでいてもよい。
【００６７】
また、上記式（３）又は上記式（４）中、Ｘは、アニオン型、カチオン型及び両性型からなる群から選択されるいずれか１の親水性賦与基である。
なお、アニオン型、カチオン型及び両性型の親水性賦与基の例は、直鎖状（又は分岐状）のフッ素系化合物で例示したものと同じである。
【００６８】
なお、油水分離体３２には、更にフッ素樹脂粒子を含有させることも好ましい。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ, ＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）などが挙げられる。
この場合、油水分離体３２がフッ素系樹脂粒子を含むことで、撥油性を長期間維持することができる。
【００６９】
（結合剤）
本実施形態における油水分離体３２は、多孔質基材３３に上記式（１）〜（４）で示されるフッ素系化合物（親水撥油剤）が単独または結合剤と複合化されたものである。換言すると、多孔質基材３３に油水分離体３２を構成する上記フッ素系化合物（親水撥油剤）が存在するものである。また、油水分離多孔質体３１は、分離対象である混合液体によって上記フッ素系化合物が流失しないために、多孔質基材３３に当該フッ素系化合物が油水分離体３２として固着されている。
【００７０】
具体的には、油水分離多孔質体３１は、気孔３４の表面を含む多孔質基材３３の表面の一部又は全部が、上記式（１）〜（４）で示されるフッ素系化合物（親水撥油剤）を含む塗膜（塗布膜）、あるいは上記式（１）〜（４）で示されるフッ素系化合物と結合剤とを主成分とする塗膜（塗布膜）によって被覆されていてもよい。
【００７１】
塗膜（塗布膜）は、上述したフッ素系化合物（親水撥油剤）のみからなる場合と、結合剤を含む場合とがある。結合剤を含む場合は、親水撥油剤と結合剤との質量組成比は、０．２〜９９．８対９９．８〜０．２の範囲であることが好ましい。ここで、親水撥油剤の質量組成比が０．２未満であると、十分な親水撥油性が得られないために好ましくない。また、親水撥油剤の質量組成比が９９．８を超えると、結合剤による固定効果が不十分となるため、経済的に好ましくない。
【００７２】
結合剤としては、具体的には、例えば、有機結合剤（樹脂）や無機結合剤（無機ガラス）が挙げられる。有機結合剤（樹脂）としては、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂等があり、具体的には、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、シリコーン樹脂、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール、アクリルポリオール系樹脂、ポリエステルポリオール系樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、熱可塑性アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂や熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。
【００７３】
油水分離体３２がもつ親水撥油性の特性を最大限に発揮させるためには、結合剤を用いることが望ましい。結合剤としては、親水性ポリマーを用いることが好ましい。また、親水性ポリマーとしては、ヒドロキシル基を含有しているものが好ましい。
【００７４】
親水性ポリマーとしては、具体的には、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、セルロースなどの多糖およびその誘導体などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。親水性ポリマーは、架橋剤により架橋してもよい。このような架橋により、塗膜の耐久性が向上する。
【００７５】
架橋剤としては、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。具体的には、例えば、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、アルデヒド化合物、紫外線架橋型化合物、脱離基含有化合物、カルボン酸化合物、ウレア化合物などが挙げられる。
【００７６】
無機結合剤（無機ガラス）としては、具体的には、例えば、化学式［Ｒ１４Ｓｉ（ＯＲ１５）３］で示されるトリアルコキシシラン、化学式［Ｓｉ（ＯＲ１６）４］（Ｒ１４〜Ｒ１６はそれぞれ独立した炭素数１〜６までのアルキル基）で示されるテトラアルコキシシラン等のシラン化合物や、水ガラス等が挙げられる。これらの中でも、水ガラスは、耐久性の向上効果が高いために好ましい。
また、無機補強材として、ヒュームドシリカやコロイダルシリカ等の無機粒子も使用できる。こうした無機補強材を加えることで、含窒素フッ素化合物の水中への溶出性の低減や塗布膜の強度の向上を図ることができる。
【００７７】
（多孔質基材）
本実施形態の油水分離多孔質体３１において、分離された水を主体的に通過させる気孔３４は、多孔質基材３３によって形成されている。多孔質基材３３の材質としては、開口径が０．１μｍ以上、１８０μｍ以下の気孔３４が形成された繊維質材料または多孔質材料であれば特に限定されるものではなく、有機物であってもよいし、無機物であってもよい。更には有機物と無機物との複合物であってもよい。したがって、本実施形態の多孔質基材３３の態様としては、有機物の繊維質材料または多孔質材料、無機物の繊維質材料または多孔質材料が挙げられる。
【００７８】
ここで、多孔質基材３３として利用可能な有機物としては、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、セルロース製のろ紙、織布や編物、不織布等、繊維集合体からなるシートフィルター、バッグフィルター、メンブレンフィルター、糸巻式やプリーツ式、デプス式等のカートリッジフィルター（ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、レーヨン、ナイロン、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、グラスファイバー、金属繊維、金属網、粒状活性炭、繊維状活性炭等）、焼結フィルター（金属、セラミックス、プラスチック等の粉末や繊維を熱および圧力により直接接着したもの）などが挙げられる。
【００７９】
これら繊維質材料または多孔質材料からなる多孔質基材３３において、気孔３４の開口径（すなわち、繊維の隙間や粒子間の隙間）は、０．１μｍ以上、１８０μｍ以下のものが選択される。気孔３４の開口径が０．１μｍ未満であると、水（水分）の透過抵抗が大きくなり、加圧が必要となる場合や、透過に時間が必要となる場合があるために好ましくない。
【００８０】
一方、気孔３４の開口径が１８０μｍを超えると、油（油分）が通過し始めるために好ましくない。これに対して、気孔３４の開口径が上記範囲内であると、油の透過が起こらず、かつ、実用上適した範囲の通水速度となるために好ましい。なお、多孔質基材３３に形成された気孔３４は、必ずしも油分を全く通過させない構成に限定されるものではなく、水分を主体的に通過させ、油分も一定割合で通過可能な幅のものも含む。
【００８１】
油水分離体３２は、上記式（１）〜（４）で示されるフッ素系化合物（親水撥油剤）を繊維多孔質体からなる基材に担持させる。
フッ素系化合物を多孔質基材に担持させる方法としては、上記フッ素系化合物（親水撥油剤）の溶解液または分散液に、担持させる多孔質基材を浸漬、あるいは前記溶解液または分散液を担持させる多孔質基材にスプレーコートし、乾燥により溶媒を除去する手法などが適用可能である。
【００８２】
また、例えば、通液可能な多数の開口を備えた網状や籠状の中空円筒体をカートリッジコアとして用い、このカートリッジコアの周面にフッ素系化合物を担持させたシートや繊維を巻き付けて固定することによって、油水分離多孔質体３１を作製することも可能である。
【００８３】
油水分離体３２は、親水撥油剤と結合剤および無機補強材のほかに、流動性改善剤、界面活性剤、難燃剤、導電付与剤、防カビ剤等の親水撥油以外の機能を付与するために添加剤を任意成分としてさらに含んでもよい。
【００８４】
以上のような構成の油水分離多孔質体３１を備えた油水分離カートリッジ１１を収納容器１２に収容した油水分離装置１０の作用を説明する。
油水分離装置１０を、例えば、混合液体が排出される排出経路に配置し、流入口１４から、水と油とを含む混合液体を流入させると、油水分離多孔質体３１を構成する多孔質基材３３に形成された油水分離体３２の親水撥油性によって、混合液体が水分と油分に分離される。
【００８５】
そして、分離された油分は、開口径が例えば０．１μｍ〜１８０μｍの範囲の気孔３４を通過することができず、水分との比重差によって収納容器１２の上部空間Ｅ２ｕに浮上する。一方、水分は油水分離体３２の親水性によってトラップされて液膜化され、気孔３４を通過して油水分離カートリッジ１１の内部空間Ｅ１に達する。
【００８６】
そして、分離された油は排油口１６から排出させることができる。一方、水は収納容器１２の下端１２ｄ側に形成された、内部空間Ｅ１に臨む流出口１５から排水される。
【００８７】
本発明の油水分離装置１０では、図３に示すように、流入口１４を混合液体の流入方向Ｐが収納容器１２の円筒中心軸Ｃから外れた方向になる位置に形成、即ち、混合液体の流入方向Ｐが、収納容器１２の内周面１２ａの接線に対して直角にならない方向に向けて形成することにより、流入口１４から流入する混合溶液は、収納容器１２の円筒中心軸Ｃを通らずに内周面１２ａに当たるように収納容器１２内に流入し、収納容器１２の外部空間Ｅ２内で内周面１２に沿って一方向に流れる渦流Ｑを形成することができる。
【００８８】
こうした収納容器１２内の外部空間Ｅ２にある混合液体に渦流Ｑを生じさせることによって、円筒形の油水分離カートリッジ１１の外面１１ｂ全体から油水分離多孔質体３１に向けてムラなく均一に混合液体を接触させることができる。よって、油水分離多孔質体３１のうち、流入口１４に近い部分だけに過剰に油水分離の負荷がかかって部分的に劣化することを防止し、効率的に油水分離カートリッジ１１による油水分離を行うことができる。
【００８９】
また、本発明の油水分離装置１０では、油水分離カートリッジ１１を、収納容器１２の上端１２ｕ側から円筒中心軸Ｃに沿って所定の間隔を空けて配置している。例えば、油水分離カートリッジ１１を、収納容器１２の円筒中心軸Ｃに沿った全長のうち、収納容器１２の下端１２ｄ側から２／３以下の長さ範囲内になるように配置することで、収納容器１２の上部に、外部空間Ｅ２の一部を成す、油水分離カートリッジ１１を配置しない上部空間Ｅ２ｕを形成することができる。こうした上部空間Ｅ２ｕによって、油水分離カートリッジ１１で分離され、比重差によって浮上した油が再撹拌されることなく滞留させておくことができ、効率的に分離した油を回収することが可能になる。
【００９０】
また、本発明の油水分離装置１０では、流入口１４における混合液体の流入圧力を０．１ＭＰａ以下、例えば、０．０５ＭＰａといった微圧にすることによって、油水分離カートリッジ１１で分離され、比重差によって上部空間Ｅ２ｕに浮上した油を再び懸濁させてしまうことを防止でき、効率的に分離した油を回収することが可能になる。
【００９１】
［第二実施形態］
図６は、内部に油水分離カートリッジを収容した油水分離装置の中心軸に沿った断面図である。なお、以下に示す第二実施形態のうち、第一実施形態と同様の構成には同一の番号を付し、重複する説明を割愛する。
本実施形態の油水分離装置４０は、５つの油水分離カートリッジ１１，１１…と、この油水分離カートリッジ１１，１１…を収容する中空円筒形の収納容器４２と、を備えている。なお、図６では、収納容器４２の中心を通る断面であるため、３つの油水分離カートリッジ１１が図示されているが、実際には、図面奥側および図面手前側にもそれぞれ油水分離カートリッジ１１が配されており、上から見た時には略十字型となるように配置されている。
【００９２】
このように、複数、例えば５つの油水分離カートリッジ１１，１１…を並列に配置することで、単位時間あたりの油水分離処理量を向上させることができる。混合排水の流量が多い場合でも、油水分離カートリッジ１１の配置数を増加させることで、確実に油水分離を行うことができる。
【００９３】
それぞれの油水分離カートリッジ１１は、外面１１ｂと内面１１ａとの間に空間を備えた略円筒形のカートリッジケース２１と、このカートリッジケース２１の空間内に配された油水分離多孔質体３１とからなる。こうした油水分離カートリッジ１１の内面１１ａ側は、油水分離カートリッジ１１を通過した水が集まる内部空間Ｅ１とされている。
【００９４】
油水分離カートリッジ１１を収容するそれぞれの収納容器４２の内周面４２ａと、油水分離カートリッジ１１の外面１１ｂ側との間には、所定の外部空間Ｅ２が形成されている。即ち、油水分離カートリッジ１１は、その外面１１ｂ側と収納容器４２の内周面４２ａとの間に所定の間隔（外部空間Ｅ２）を保って配置されている。
【００９５】
また、それぞれの油水分離カートリッジ１１，１１…は、収納容器４２の鉛直方向上側を成す上端４２ｕ側から円筒中心軸Ｃに沿って所定の間隔を空けて配置されている。これによって、収納容器４２の上部は、外部空間Ｅ２の一部を成す、油水分離カートリッジ１１を配置しない上部空間Ｅ２ｕが形成される。こうした上部空間Ｅ２ｕは、それぞれの油水分離カートリッジ１１，１１…で分離された油の滞留領域となる。
【００９６】
収納容器４２には、２つの流入口１４ａ，１４ｂ、流出口１５、および排油口１６が形成されている。流入口１４ａ，１４ｂは、少なくとも水と油とが混合した混合液体を収納容器４２内に流入させる開口であり、こうした流入口１４ａ，１４ｂは、混合液体、例えば油を含む排水の発生源に接続されていればよい。
【００９７】
本実施形態では、２つの流入口１４ａ，１４ｂのうち、流入口１４ａは、上部空間Ｅ２ｕの上側に形成されている。また、流入口１４ｂは、上部空間Ｅ２ｕの下側に形成されている。こうした鉛直方向に高さの異なる２つの流入口１４ａ，１４ｂを形成することで、混合液体に含まれる油の含有率を考慮して、収納容器４２内での滞留時間を調整することができる。即ち、混合液体に含まれる油の含有率が多くなるにつれて、混合液体の流入口を流入口１４ａから下側の流入口１４ｂに切替えることで、混合液体の収納容器４２内での滞留時間が増加し、その結果、混合液体の水と油との分離をより一層促進させることができる。
【００９８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００９９】
例えば、上述した第一実施形態では、収納容器１２内に２つの油水分離カートリッジ１１を円筒中心軸Ｃに沿って２つ重ねて配置しているが、これ以外にも、１つだけ油水分離カートリッジを配置してもよく、また、３つ以上重ねて油水分離カートリッジを配置することもできる。
【０１００】
また、例えば、上述した実施形態では、シート状の油水分離多孔質体３１を繰り返し屈曲させたつづら折状に配置しているが、これ以外にも、例えば、油水分離多孔質体を中空筒状に形成してもよく、油水分離多孔質体の外形形状は限定されるものでは無い。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明の油水分離装置は、油と水とが混合した油水混濁液から、容易に、かつ効率的に水と油とを分離して回収できるので、水と油とを分離してから回収する必要のある施設等に幅広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  油水分離装置
１１  油水分離カートリッジ
１２  収納容器
１４  流入口
１５  流出口
１６  排油口
２１  カートリッジケース
３１  油水分離多孔質体
３２  油水分離体
３３  多孔質基材
【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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