(57)【要約】【課題】微細気泡の油吸着及び浮揚効果により油を浮上分離する油水分離装置において、処理対象液内の微細気泡の浮力が小さく装置内に浮遊し、油と水をエマルション化する場合であっても、廃液排水の油濃度を低減することができ、浮上油を残さず分離回収することができる油分離装置を提供することを目的とする。【解決手段】任意流量の油分混合廃液が順次定量送水される油水分離タンクにおいて、流れの方向に二分割し、前段の底部に微細気泡を発生させる装置および噴出ノズルを備え、定量送水手段による強制流によって油滴を吸着するものの液面まで浮上せず浮遊する微細気泡が後段に溢水する仕切板を設ける。後段は上流に浮上油回収室を設け、浮上油回収室と底部で連通した下流に廃液排水室を設け、浮上油回収室の油回収口よりも低い位置に廃液排水口を設けた構成とした。【選択図】図１
2011020025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油を含有した油分混合廃液から比重差を利用して油を分離回収する油分離装置であって、油分と水分を分離する油水分離タンクと、任意流量の廃液を前記油水分離タンクへ順次送水する定量送水手段を備え、前記油水分離タンク内を流れの方向に前段と後段に二分割し、前段の上澄み液が後段に溢れ入るようにした仕切板を備え、前記油水分離タンクの前段は、底部に微細気泡を発生させる装置および前記微細気泡の噴出ノズルを備えた微細気泡による油吸着及び浮揚効果により油と廃液を上下に分離する油水分離室とし、前記油水分離タンクの後段は、さらに流れの方向に二分割し、上流側は浮上した油を回収する浮上油回収室とし、下流側は浮上油を分離し残った廃液が流入する廃液排水室とし、前記廃液排水室の入口は前記浮上油回収室の下部に配置し、さらに前記浮上油回収室内には、装置外へ通ずる油回収口を前記仕切板の上端より低い位置に設け、前記廃液排水室には、装置外へ通ずる廃液排水口を前記油回収口よりも低い位置に設けたことを特徴とする油水分離装置。
【請求項２】
前記油水分離室内に傾斜した板を配置したことを特徴とする請求項１記載の油水分離装置。
【請求項３】
前記油水分離室内に水よりも比重が小さく疎水性の小球を混入させたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の油水分離装置。
【請求項４】
前記仕切板の上部表面は凹凸形状にしたことを特徴とする請求項１〜３いずれかひとつに記載の油水分離装置。
【請求項５】
前記仕切板の上部表面に向けて垂直下方にエアを吹付ける手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４いずれかひとつに記載の油水分離装置。
【請求項６】
前記浮上油回収室の水平断面積は、前記廃液排水室の水平断面積よりも小さくしたことを特徴とする請求項１〜５いずれかひとつに記載の油水分離装置。
【請求項７】
前記浮上油回収室には、浮上油を前記油回収口に運ぶ流路を形成するようにエアを吹付けるエア吹付け手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６いずれかひとつに記載の油水分離装置。
【請求項８】
前記エア吹付け手段を前記浮上油回収室の壁面に向けて設け、浮上油回収室上層に渦を発生させることを特徴とする請求項１〜７いずれかひとつ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、工場や変電所またはガソリンスタンド等で油が付着した被洗浄物の洗浄水において、集水槽等から放流する際に、水質汚濁防止法の排水基準値を満たす油分に浄化する策として使用する油水分離装置、あるいは工場等で金属の切削や研磨等のクーラントの処理、または設備や工作物等に付着した油を洗浄した際に発生する比較的油分濃度の高い油分混合廃液を排水処理槽へ送水する前処理として油分を分離回収し、排水処理槽の負荷を低減する策として使用する油水分離装置に関する。
【０００２】
例えば機械工場や鋳物工場等に浮遊するミスト状の油を除去する電気集塵装置において、油が付着した装置内を洗浄液で洗浄した際に発生する油分混合洗浄廃液中の油を分離する油水分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
現在、油分混合廃液の処理には、油と水の比重差を利用して油分を浮上分離させる油水分離装置が多数用いられている。この種の装置には微細気泡の油吸着及び浮揚効果を用いて油の浮上を促進する技術が考案されている。つまり、マイクロサイズまたはナノサイズバブル等の微細気泡には、高い表面吸着力により油脂またはスラッジ等を気泡表面に吸着させる特性があることから、槽内処理液中に上記微細気泡を発生させると、微細気泡の表面吸着作用により油脂またはスラッジ等の分離対象物を気泡表面に吸着させて、その吸着分離対象物を微細気泡の持つ浮力により槽内処理液中で浮上分離させることができる。
【０００４】
これらの技術は下記特許文献１から２に示すものがある。
【０００５】
特許文献１記載の油水分離装置は、微細気泡が油水分離槽下部から順次揃って浮上するように吐出し、油水分離槽上部に設けた排出管を被処理液が流れ落ちる下降速度を微細気泡の上昇速度より遅くなるようにして、被処理液に油が混入しないことをねらった装置である。
【０００６】
しかしこの装置では、微細気泡が順次揃って浮上するように被処理液の液温や循環ポンプの加圧量を都度監視し、空気供給バブルを常時調整する必要があり装置を複雑化している。また、流入する被処理液の油濃度によっては排出する被処理液内にエマルション化した油が混入し分離効率を悪くする課題があり、運転方法を切替える等の処置または制御手段が必要であり、簡素化が十分に図れた装置とは言えない。
【０００７】
特許文献２記載の分離装置は、微細気泡により油を浮上させ、分離槽内に残った処理液は分離槽下部より連通させた隔離室へ送水し、排出する装置である。
【０００８】
しかしこの装置では、油分混合水の流入量やその油濃度、または微細気泡の発生量やその粒径によっては、分離槽内に浮遊し続ける微細気泡によってエマルション化した油分混合水が排水用隔離室へ送水され、油濃度が著しく高い処理水が排水される恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４１２６２０３号公報
【特許文献２】特開２００７−３８１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は微細気泡の油吸着及び浮揚効果により油を浮上分離する油水分離装置において、微細気泡の浮力が小さく浮上せず、処理対象液の油と水をエマルション化する場合であっても、複雑な制御手段を必要とせず簡単な構成で、廃液排水の油濃度を低減することができ、浮上油を残さず分離回収することができる油分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の油水分離装置は、油分と水分を分離する油水分離タンクと、任意流量の廃液を前記油水分離タンクへ順次送水する定量送水手段を備え、前記油水分離タンク内を流れの方向に前段と後段に二分割し、前段の上澄み液が後段に溢れ入るようにした仕切板を備え、前記油水分離タンクの前段は、底部に微細気泡を発生させる装置および前記微細気泡の噴出ノズルを備えた微細気泡による油吸着及び浮揚効果により油と廃液を上下に分離する油水分離室とし、前記油水分離タンクの後段は、さらに流れの方向に二分割し、上流側は浮上した油を回収する浮上油回収室とし、下流側は浮上油を分離し残った廃液が流入する廃液排水室とし、前記廃液排水室の入口は前記浮上油回収室の下部に配置し、さらに前記浮上油回収室内には、装置外へ通ずる油回収口を前記仕切板の上端より低い位置に設け、前記廃液排水室には、装置外へ通ずる廃液排水口を前記油回収口よりも低い位置に設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
この発明によれば、油水分離室内で油滴を吸着するものの液面まで浮上せず浮遊する微細気泡は、定量送水手段による強制流で仕切板上部まで浮上させられる。仕切板上部まで移動した微細気泡は、浮上油と接触することでより大きな浮力を持つこととなり、油分混合廃液内を再び沈降あるいは浮遊する微細気泡は減少する。また、仕切板上部で大きな浮力を得た微細気泡は僅かな浮上移動により大気と接触することになり、圧力変動により破裂する。すなわち仕切板を溢水する微細気泡は、後段では消滅または十分な浮力を持ち、再び下方へ沈降しなくなる。また、後段では比重差を利用し油の分離回収と廃液排水を一度にかつ同時に行えるので、装置の簡素化と分離効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の油水分離装置によれば、油分と水分を分離する油水分離タンクと、任意流量の廃液を前記油水分離タンクへ順次送水する定量送水手段を備え、前記油水分離タンク内を流れの方向に前段と後段に二分割し、前段の上澄み液が後段に溢れ入るようにした仕切板を備え、前記油水分離タンクの前段は、底部に微細気泡を発生させる装置および前記微細気泡の噴出ノズルを備えた微細気泡による油吸着及び浮揚効果により油と廃液を上下に分離する油水分離室とし、前記油水分離タンクの後段は、さらに流れの方向に二分割し、上流側は浮上した油を回収する浮上油回収室とし、下流側は浮上油を分離し残った廃液が流入する廃液排水室とし、前記廃液排水室の入口は前記浮上油回収室の下部に配置し、さらに前記浮上油回収室内には、装置外へ通ずる油回収口を前記仕切板の上端より低い位置に設け、前記廃液排水室には、装置外へ通ずる廃液排水口を前記油回収口よりも低い位置に設けた構造としたことにより、所期の目的を達成することができる。すなわち、油水分離室内で油滴を吸着するものの液面まで浮上せず浮遊する微細気泡は、定量送水手段による強制流で仕切板上部まで浮上させられる。仕切板上部まで移動した微細気泡は、浮上油と接触することでより大きな浮力を持つこととなり、油分混合廃液内を再び沈降あるいは浮遊する微細気泡は減少する。また、仕切板上部で大きな浮力を得た微細気泡は僅かな浮上移動により大気と接触することになり、圧力変動により破裂する。すなわち仕切板を溢水する微細気泡は、後段では消滅または十分な浮力を持ち、再び下方へ沈降しなくなる。また、後段では比重差を利用し油の分離回収と廃液排水を一度にかつ同時に行えるので、装置の簡素化と分離効率の向上が図れる油水分離装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１による油水分離装置の構成を示す概略図
【図２】同油水分離室に設けた傾斜板を示す概略図
【図３】同油水分離室に混入させた小球を示す概略図
【図４】同油水分離室と浮上油回収室との間の仕切板部分を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
請求項１記載の発明は、油を含有した油分混合廃液から比重差を利用して油を分離回収する油分離装置であって、油分と水分を分離する油水分離タンクと、任意流量の廃液を前記油水分離タンクへ順次送水する定量送水手段を備え、前記油水分離タンク内を流れの方向に前段と後段に二分割し、前段の上澄み液が後段に溢れ入るようにした仕切板を備え、前記油水分離タンクの前段は、底部に微細気泡を発生させる装置および前記微細気泡の噴出ノズルを備えた微細気泡による油吸着及び浮揚効果により油と廃液を上下に分離する油水分離室とし、前記油水分離タンクの後段は、さらに流れの方向に二分割し、上流側は浮上した油を回収する浮上油回収室とし、下流側は浮上油を分離し残った廃液が流入する廃液排水室とし、前記廃液排水室の入口は前記浮上油回収室の下部に配置し、さらに前記浮上油回収室内には、装置外へ通ずる油回収口を前記仕切板の上端より低い位置に設け、前記廃液排水室には、装置外へ通ずる廃液排水口を前記油回収口よりも低い位置に設けた構造としたものであり、油水分離室内で油滴を吸着するものの液面まで浮上せず浮遊する微細気泡は、定量送水手段による強制流で仕切板上部まで浮上させられる。仕切板上部まで移動した微細気泡は、浮上油と接触することでより大きな浮力を持つこととなり、油分混合廃液内を再び沈降あるいは浮遊する微細気泡は減少する。また、仕切板上部で大きな浮力を得た微細気泡は僅かな浮上移動により大気と接触することになり、圧力変動により破裂する。すなわち仕切板を溢水する微細気泡は、後段では消滅または十分な浮力を持ち、再び下方へ沈降しなくなり、分離性能を高めることができ、低油分濃度で排水できるので排水処理槽への負荷低減を図れる作用を有する。また、後段では比重差を利用し油の分離回収と廃液排水を一度にかつ同時に行えるので、装置のコンパクト化、省メンテナンス化を図れる作用を有する。また回収油中に廃液が混入せず廃棄物量を削減できるので廃棄物処理費を低減できる作用を有する。
【００１６】
また、請求項２記載の発明は、油水分離室内に傾斜した板を配置したことにより、油滴を吸着するものの浮力が小さく浮上しない微細気泡が、僅かな浮上移動で傾斜した板に接触し吸着される。さらに板表面で他の微細気泡と重なり合うことでより大きな浮力を得て、板の傾斜に沿って浮上することができるので、分離性能を高めることができ、低油分濃度で排水できるので排水処理槽への負荷低減を図れる作用を有する。
【００１７】
また、請求項３記載の発明は、油水分離室内に水よりも比重が小さく疎水性を有する材料の小球を混入させたことにより、油滴を吸着するものの浮力が小さく浮上しない微細気泡が、定量送水手段による強制流で仕切板上部水面まで浮上する前に小球と接触吸着し、球表面で他の微細気泡と重なり合うことでより大きな浮力を得て、浮上することができるので、分離性能を高めることができ、低油分濃度で排水できるので排水処理槽への負荷低減を図れる作用を有する。
【００１８】
また、請求項４記載の発明は、仕切板上部表面を凹凸形状にしたことにより、仕切板上部を移動する微細気泡を含む油分混合廃液は乱流になり、浮上油および大気と接触する確率が高まり、仕切板を溢水した微細気泡は油水分離タンク後段では、より消滅または十分な浮力を持ち、再び混合廃液の下方へ沈降しなくなるので、分離性能を高めることができ、低油分濃度で排水できるので排水処理槽への負荷低減を図れる作用を有する。
【００１９】
また、請求項５記載の発明は、仕切板上部表面に向けて垂直下方にエアを吹付ける手段を備えたことにより、仕切板上部を移動する微細気泡を含む油分混合廃液は上下方向に攪拌され、浮上油および大気と接触する確率が高まり、仕切板を溢水した微細気泡は油水分離タンク後段では、より消滅または十分な浮力を持ち、再び混合廃液の下方へ沈降しなくなるので、分離性能を高めることができ、低油分濃度で排水できるので排水処理槽への負荷低減を図れる作用を有する。
【００２０】
また、請求項６記載の発明は、浮上油回収室の水平断面積を廃液排水室の水平断面積よりも小さくしたことにより、浮上油分離室内に流入した浮上油層の厚みが増し、廃液との水位差が大きくなるので分離性能を高めることができ、低油分濃度で排水できるので排水処理槽への負荷低減を図れる作用を有する。
【００２１】
また、請求項７記載の発明は、浮上油回収室において浮上油を油回収口に運ぶ流路を形成するようにエア吹付け手段を備えたことにより、浮上油回収室の上部に浮上した油を確実かつ迅速に浮上油回収口へ運ぶことで分離効率を高めることができ、低油分濃度で排水できるので排水処理槽への負荷低減を図れる作用を有する。また、液面が常に流動するので浮上油の固化防止となり、省メンテナンス化を図れる作用を有する。
【００２２】
また、請求項８記載の発明は、浮上油回収室においてエア吹付け手段を浮上油回収室の壁面に向けて設け、浮上油回収室上層に渦を発生させることにより、渦中心に負圧が発生し、浮上油回収室内の油分混合廃液表面では、浮上油が渦の中心に引き込まれるような流れが発生し、分散した浮上油を渦の中心に集めることができ、中心に集めた油を浮上油回収口から機外へ排出できるので、回収する油分量が多くなり分離性能を高めることができ、低油分濃度で排水できるので排水処理槽への負荷低減を図れる作用を有する。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における油水分離装置の構成図を示している。
【００２５】
工場や変電所またはガソリンスタンド等で発生した油分混合廃液は、油分混合廃液貯留槽（図示せず）に一旦貯留され、定量送水器具（図示せず）を介して油水分離タンク１に送水される。油水分離タンク１は例えばステンレスまたはポリプロピレン樹脂で形成された容器である。また、油水分離タンク１は廃液の流れの方向に三段に分割されており、前段より油水分離室２、浮上油回収室３、廃液排水室４から構成される。定量送水器具から送水される油分混合廃液（油−水エマルション１１）は、油水分離室２の下方に設けた油水分離室入口２１から流入する。ここで、油水分離室２の容量は処理対象液体の全量が注水される油分混合廃液貯留槽の容量の１／８程度としている。さらに定量送水器具の流量は、油分混合廃液貯留槽に注水される処理対象液体の全量を２時間から２４時間掛けて送水する流量に設定可能としている。なお本装置の配管は油分混合廃液の粘性や目詰まりを考慮し、直径１０ｍｍ以上としている。また、油水分離室２の底部には微細気泡発生装置５が具備されている。微細気泡発生装置５は、例えば圧縮空気が多孔質であるセラミックスや焼結合金を通過することで気泡を発生する方式であってもよいし、あるいは水流による負圧を利用して空気を油分混合廃液内に巻き込み、水流との相対運動によって空気をせん断し微細気泡を発生する方式であってもよい。なお微細気泡発生装置５のノズルは、油水分離室２の全域に微細気泡９が行き渡るように設けてある。
【００２６】
また、油水分離室２、浮上油回収室３の間には、油水分離室２で浮上した油分が浮上油回収室３に溢れ出る敷居となる仕切板６が設けられている。この仕切板６は油水分離室２に溜った上澄み液が浮上油回収室３に溢れ入るように配置している。また、仕切板６はその上部表面積を大きくすることで、仕切板６の上部を溢水する油分混合液体の流速が極力小さくなるような形状をしている。
【００２７】
次に浮上油回収室３の下部には廃液排水室入口１２を設け、廃液排水室４と連通させている。浮上油１０を分離し残った廃液は、廃液排水室４に流入する。ここで、浮上油回収室３の内部には装置外へ通ずる浮上油回収口７を仕切板６より低い位置に設け、廃液排水室４の内部には、同様に装置外へ通ずる廃液排水口８を仕切板６および浮上油回収口７よりも低い位置に設けている。
【００２８】
続いて油水分離室２及び仕切板６で分離した浮上油１０及び廃液は、各々の流入量に応じて、浮上油回収室３および廃液排水室４の水位を個別に上昇させ、浮上油回収口７または廃液排水口８の高さを越えた場合に落下し、油を回収または廃液を排水する。
【００２９】
ここでは、油水分離室２の後段に浮上油回収室３と廃液排水室４をそれぞれ１室ずつ設けているが、更に廃液排水室４の後段に同様の廃液排水室を複数連続して設け、最も後段の廃液排水室４より廃液を排水すれば、分離性能が高まる。
【００３０】
ここでは、浮上油回収室３と廃液排水室４の水平断面積は同じにしているが、廃液排水室４よりも浮上油回収室３の水平断面積を小さくすれば、浮上油回収室３内部の浮上油１０の厚みが増し、廃液との水位差が大きくなり分離性能は高まる。        
【００３１】
さらにここでは、浮上油回収口７は浮上油回収室３の水平断面中央に設け、且つ上向きに開口し、浮上油１０の液面が開口高さを超えた場合に下向きに溢水するように配置しており、これにより浮上油１０の上澄みのみが排出可能になり、回収する油分濃度が高くなる。
【００３２】
図２では、油水分離室２に設けた傾斜板１３を示している。傾斜板１３は例えばポリプロピレン樹脂で形成された薄い板であり、複数枚の板が等間隔に配置され、下流方向が高くなるように一定角度で配置されている。ここで傾斜板１３の角度は３０度から８０度程度としている。油水分離室２で油滴を吸着するものの液面まで浮上せず浮遊する微細気泡９が、僅かな浮上移動で傾斜板１３に接触し吸着される。さらに傾斜板１３の表面で他の微細気泡９と重なり合うことでより大きな浮力を得て、板の傾斜に沿って液面まで浮上することができるので分離効率が高まる。
【００３３】
図３では、油水分離室２に混入させた小球１４を示している。小球１４は、水よりも比重が小さく疎水性を有する材料で、例えばポリプロピレン樹脂で形成されたものである。また、小球１４は、直径１０から５０ｍｍ程度の球体であるが、必ずしも球体でなくてもよい。油水分離室２内では、油滴を吸着するものの浮力が小さく浮上しない微細気泡が、定量送水手段による強制流で仕切板上部水面まで浮上する前に小球１４と接触吸着し、球表面で他の微細気泡９と重なり合うことでより大きな浮力を得て、浮上することができるので分離効率が高まる。
【００３４】
図４では、仕切板上部表面１５を凹凸形状にしたものを示している。凹凸形状にしたことにより、仕切板６の上部を移動する微細気泡９を含む油分混合廃液の流れは乱流になって、微細気泡９が浮上油１０および大気と接触する確率が高まる。このような仕切板６を溢水した微細気泡９は、浮上油回収室３では消滅するか、または十分な浮力を持ち、再び下方へ沈降せず浮上するので、微細気泡９に吸着した油分を回収でき、分離性能は高まる。
【００３５】
また、仕切板上部表面１５に向けて垂直下方にエアを吹付ける手段（エア吹付け手段１６）を備えている。ここでエア吹付け流量と流速は、仕切板上部表面１５において油分混合廃液が逆流しない程度に調整している。エアを吹付けることにより、仕切板上部表面１５を移動する微細気泡９を含む油分混合廃液は上下方向に攪拌され、浮上油１０および大気と接触する確率が高まる。このような仕切板６を溢水した微細気泡９は、浮上油回収室３では消滅するか、または十分な浮力を持ち、再び下方へ沈降せず浮上するので、微細気泡９に吸着した油分を回収でき、分離性能は高まる。
【００３６】
また、浮上油回収室３に浮上油１０を浮上油回収口７に運ぶ流路を形成するようにエア吹付け手段１６を備えている。エアを吹付けることにより、浮上油回収室３の上層に浮上した油を確実かつ迅速に浮上油回収口７へ運ぶことができ、分離性能は高まる。また、液面が常に流動するので浮上油の固化防止となり得る。
【００３７】
また、浮上油回収室３において浮上油回収室３の壁面に向けてエア吹付け手段１６を備えている。エアを吹付けることにより、浮上油回収室３の上層に渦を発生させることにより、渦中心に負圧が発生し、浮上油１０が渦の中心に引き込まれるような流れが発生し、分散した浮上油１０を渦の中心に集めることができ、中心に集めた油を浮上油回収口７から機外へ排出できるので、回収する油分量が多くなり分離性能は高まる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の油水分離装置は、工場や変電所またはガソリンスタンド等で発生する油分混合水の処理において、集水槽等から放流する際に、水質汚濁防止法の排水基準値を満たす油分に浄化する策として使用する油水分離装置、あるいは工場等で金属の切削や研磨等のクーラントの処理、または設備や工作物等に付着した油を洗浄した際に発生する比較的油分濃度の高い油分混合洗浄廃水を排水処理槽へ送水する前処理として油分を分離回収し、排水処理槽の負荷を低減する策として使用する油水分離装置などにおいて利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１    油水分離タンク
２    油水分離室
３    浮上油回収室
４    廃液排水室
５    微細気泡発生装置
６    仕切板
７    浮上油回収口
８    廃液排水口
９    微細気泡
１０  浮上油
１１  油−水エマルション
１２  廃液排水室入口
１３  傾斜板
１４  小球
１５  仕切板上部表面
１６  エア吹付け手段
２１  油水分離室入口
【図１】
2011020025.tif 000003
【図２】
2011020025.tif 000004
【図３】
2011020025.tif 000005
【図４】
2011020025.tif 000006