(57)【要約】【課題】固形分と油分とを含有する廃棄物から油分を分離させる分離量を向上させることが可能な油分離装置を提供すること。【解決手段】油分を含有する廃棄物１が投入され、非酸性の溶液で満たされる処理槽１０と、処理槽１０から流入する溶液と油分との混合液から油分を分離可能な分離槽２０と、処理槽１０に送られる溶液にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生装置４０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油分を含有する廃棄物が投入され、非酸性の溶液で満たされる処理槽と、
前記処理槽から流入する溶液と油分との混合液から油分を分離可能な分離槽と、
前記処理槽を満たす溶液にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生装置と、を備えることを特徴とする油分離装置。
【請求項２】
前記分離槽から回収した溶液にマイクロバブルのもととなる気体を混合し、前記マイクロバブル発生装置に供給する溶液供給装置を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の油分離装置。
【請求項３】
前記溶液供給装置によって供給される溶液が減少したときに、溶液を補充可能な溶液補充装置を備えることを特徴とする請求項２に記載の油分離装置。
【請求項４】
前記分離槽は、
前記処理槽から流入する混合液を比重の違いによって溶液と油分とに分離させる上流槽と、
前記上流槽の下部の連通部から溶液が流入可能に形成される下流槽と、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の油分離装置。
【請求項５】
前記処理槽は、前記廃棄物の下方からマイクロバブルを含有する溶液を導入し、前記廃棄物の上方から油分を含有する溶液を前記分離槽に流出させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の油分離装置。
【請求項６】
前記廃棄物は、食品廃棄物であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の油分離装置。
【請求項７】
前記廃棄物は、金属切削粉であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の油分離装置。
【請求項８】
前記金属切削粉は、網目状に形成された保持具に載置されて前記処理槽に投入されることを特徴とする請求項７に記載の油分離装置。
【請求項９】
非酸性の溶液にマイクロバブルを発生させ、
油分を含有する廃棄物とマイクロバブルを含有する溶液とを混合し、マイクロバブルの吸着によって前記廃棄物から油分を取り除き、溶液中に油分を浮揚させ、
油分が浮揚する溶液から油分を分離することを特徴とする油分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油分を含有する廃棄物から油分を分離する油分離装置及び油分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、食品廃棄物から肥料や飼料を生成するリサイクルが行われている。食品廃棄物が含有する油分が多いと、肥料や飼料に適切な炭素比にならないため、肥料や飼料として利用するためには、食品廃棄物に含まれる油分をリサイクルの過程で除去する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、食品残渣に水を加え高温の蒸気で洗浄することで油分を遊離させ、スクリュープレスで圧搾して油分を分離させる食品残渣の油分離方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２０７２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような油分離方法では、固形分から油分をある程度分離することは可能であるが、湯水を利用しているため、油分の分離量を向上させることに限界があった。そのため、食品廃棄物から油分含油量の少ない肥料や飼料を得ることが難しかった。
【０００６】
そこで、本発明は、廃棄物から油分を分離させる分離量を更に向上させることが可能な油分離装置及び油分離方法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】
【０００７】
本発明は、油分を含有する廃棄物が投入され、非酸性の溶液で満たされる処理槽と、前記処理槽から流入する溶液と油分との混合液から油分を分離可能な分離槽と、前記処理槽を満たす溶液にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、油分を含有する廃棄物が投入された処理槽は、マイクロバブルを含有する溶液で満たされる。処理槽内では、マイクロバブルが廃棄物の油分に吸着して、油分を溶液中に浮揚させる。油分を含有する処理槽内の溶液は、分離槽で油と水とに分離される。よって、廃棄物から油分を除去し、溶液から油分を分離することが可能である。マイクロバブルは、油分に吸着しやすい性質を持っているため、湯水を利用するときと比べて廃棄物からの油分の分離量を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る油分離装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１を参照して、本発明の実施の形態に係る油分離装置１００について説明する。
【００１１】
油分離装置１００は、油分を含有する固形の廃棄物１から油分を除去して分離し、油分が除去された廃棄物１と、分離された油分とを共にリサイクル可能に取り出すものである。油分離装置１００では、廃棄物１から油分を取り出すために、非酸性の溶液が使用される。ここでは、溶液が水である場合について説明する。
【００１２】
廃棄物１は、食品残渣などの食品廃棄物であり、粉砕されて再び固められ固形になっている。食品廃棄物には油分が含まれており、食品廃棄物を肥料や飼料にリサイクルする際には、この油分を除去するか又は中和するための混ぜ物を加える必要がある。そのため、食品廃棄物の有効なリサイクルが困難だった。
【００１３】
油分離装置１００は、マイクロバブルを含有する水で満たされ廃棄物１が投入される処理槽１０と、処理槽１０から流入し油分を含有する水を、油と水とに分離可能な分離槽２０とを備える。
【００１４】
処理槽１０は、上面が開口して形成され、廃棄物１から油分を取り除くためのタンクである。処理槽１０の底面には孔１２が形成され、処理槽１０内には後述するマイクロバブル発生装置４０が配設される。処理槽１０は、孔１２を通じて導入されマイクロバブル発生装置４０にて発生されるマイクロバブルを含有する水で満たされる。処理槽１０には、上部開口から廃棄物１が投入される。湯水を用いる場合には、水を加熱するための熱源や熱エネルギが必要であるが、マイクロバブルを含有する水は常温で用いられるため、熱源や熱エネルギが不要である。
【００１５】
マイクロバブルは、液体中の微細な気泡であり、一般には、発生時の直径が数μｍ〜数１０μｍ程度の気泡である。なお、直径が１μｍより小さい気泡は、ナノバブルと呼ばれる。油分離装置１００では、マイクロバブルとして、空気のマイクロバブルを用いている。
【００１６】
マイクロバブルを発生させる方法としては、気体と液体とを高圧に加圧して気体を液体に溶解させる方法や、高速回転する液体の渦流に気体を入れ、衝突によって気体をせん断する方法などがある。通常の気泡は水面に上昇して弾けて消滅するが、マイクロバブルは、収縮しながら、通常の気泡と比べてゆっくりと上昇して大気に開放されるか、又は水中に溶解して消滅する。
【００１７】
マイクロバブルは、水中でマイナスイオン化されていると考えられている。マイナスイオン化されたマイクロバブルは、マイナスに帯電しているため、マイクロバブルどうしが接触しても結合することはなく、プラスに帯電しているものに付着しやすい。一方、廃棄物１に含まれる油分は、空気や水分に触れて酸化してプラスに帯電している。よって、マイクロバブルは、廃棄物１の油分に吸着しやすい性質を持っている。
【００１８】
マイクロバブルは、廃棄物１の油分に吸着し、浮力によって処理槽１０の液面に浮揚する。処理槽１０の液面には、水と油とが混合して溜まることとなる。マイクロバブルは、油分に吸着する際に廃棄物１の固形分と油分との間に入り込んで油分を固形分から剥ぎ取るとも考えられているため、マイクロバブルの直径はできるだけ小さいことが望ましい。
【００１９】
処理槽１０は、側壁部の一部を低くして形成された流出堰１１を備える。この流出堰１１は、分離槽２０に臨んで形成される。処理槽１０に供給された水は、流出堰１１が形成される高さまで水位が上がると処理槽１０から溢れ、流出堰１１から分離槽２０に流出する。処理槽１０から分離槽２０へは、液面に溜まった油と共に水が流入する。つまり、処理槽１０は、廃棄物１の下方からマイクロバブルを含有する水を導入し、廃棄物１の上方から油分を含有する水を分離槽２０に流出させる。
【００２０】
分離槽２０は、上面が開口して形成され、油と水との混合液を油と水とに分離させるためのタンクである。分離槽２０は、処理槽１０と一体に形成されるが、別体であってもよい。分離槽２０内は、仕切板２１によって上流槽２２と下流槽２３とに区画される。分離槽２０内は二槽に仕切られるが、二槽に限られるものではなく、三槽以上に仕切られてもよい。
【００２１】
仕切板２１には、分離槽２０の底部近傍に連通部としての下部開口２１ａが形成され、下部開口２１ａを通じて上流槽２２と下流槽２３とが連通される。
【００２２】
上流槽２２の液面には、比重差によって浮上した油が溜まり油層２を形成する。油層２の下には、比重差によって沈下した水が溜まる。これにより、分離槽２０に流入した油と水との混合液は、油と水とに分離する。このとき、マイクロバブルは、液面から大気中に放出されたか、水に溶解して消滅したか、又は水中や油中に残存しているかのいずれかである。
【００２３】
油分離装置１００は、分離槽２０から上流流路３１を通じて回収した水を下流流路３２を通じて処理槽１０に供給する溶液供給装置としての渦流ポンプ３０と、マイクロバブルのもととなる気体である空気を渦流ポンプ３０に供給する空気供給装置４１と、処理槽１０に供給される水中にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生装置４０と、渦流ポンプ３０によって分離槽２０から処理槽１０へと供給される水が減少したときに水を補充する溶液補充装置としての補充タンク５０とを更に備える。
【００２４】
渦流ポンプ３０は、分離槽２０から上流流路３１を通じて水を吸込み、下流流路３２を通じて処理槽１０に吐出する。渦流ポンプ３０では、空気供給装置４１から供給される空気と、分離槽２０から吸込んだ水とが混合される。上流流路３１を流れる水はマイクロバブルの含有量が少なくなっているのに対して、下流流路３２を流れる水には空気供給装置４１によって空気が供給されるため、空気の含有量が多い。
【００２５】
補充タンク５０は、上流流路３１にバルブ（図示省略）を介して接続される。補充タンク５０には、水が溜められており、渦流ポンプ３０から供給される水の量が油分離装置１００の運転中に気化することなどによって減少したときに、上流流路３１に水を補充する。補充タンク５０ではなく、水道などの水源に接続して水を補充してもよい。
【００２６】
マイクロバブル発生装置４０は、孔１２を挿通する下流流路３２の先端に設けられ、空気供給装置４１から供給された空気をもとに、水中にマイクロバブルを発生させる装置である。マイクロバブル発生装置４０は、下流流路３２を通じて供給された水が含有する空気をせん断し、処理槽１０に供給される水中にマイクロバブルを発生させる。
【００２７】
以下、油分離装置１００を用いた油分離方法について説明する。
【００２８】
まず、廃棄物１を処理槽１０に投入し、油分を含有する廃棄物１とマイクロバブルを含有する水とを混合する。このとき、マイクロバブルを含有する水が処理槽１０内に溜まっているところに廃棄物１を投入してもよく、また、先に廃棄物１を投入してから渦流ポンプ３０を作動させ、分離槽２０に溜められた水を吸込みマイクロバブル発生装置４０にてマイクロバブルを発生させ、処理槽１０内に供給してもよい。
【００２９】
処理槽１０にマイクロバブルを含有する水が供給されると、マイクロバブルが廃棄物１の含有する油分に吸着し、浮力によって油分を液面に浮揚させる。これにより、廃棄物１が含有していた油分が除去される。処理槽１０内の液面が、流出堰１１の高さより高くなると、液面に浮揚した油と水との混合液が、流出堰１１から分離槽２０の上流槽２２に流入する。
【００３０】
上流槽２２内では、油と水との混合液が比重差によって油と水とに分離される。上流槽２２内には固形分が無く、水と油との液体のみが溜められている。油は水よりも比重が軽いため水の上に浮いて分離して油層２を形成し、油層２の下には水が溜まる。
【００３１】
上流槽２２内に溜められた水は、仕切板２１の下部開口２１ａを通過して下流槽２３に流入する。よって、下流槽２３には、油は流入せず、水のみが流入することとなる。
【００３２】
下流槽２３に溜められた水は、渦流ポンプ３０によって吸引され、上流流路３１へと流入する。上流流路３１を流れてきた水には、渦流ポンプ３０にて空気供給装置４１から空気が供給される。渦流ポンプ３０から下流流路３２に吐出された水は、処理槽１０の孔１２から処理槽１０内に導入され、マイクロバブル発生装置４０によってマイクロバブルが発生させられ、再び処理槽１０に供給される。
【００３３】
廃棄物１が処理槽１０に投入されてから所定の時間が経過すると、処理槽１０では、廃棄物１内に含有されていた油分が取り除かれ、分離槽２０では、油と水との混合液が油と水とに分離される。これにより、廃棄物１は、油分が除去された固形分と、油とに分離される。
【００３４】
廃棄物１は、取出装置（図示省略）によって処理槽１０から取り出される。取り出された廃棄物１は、油分の含有量が低いため、肥料や飼料として使用するのに適している。
【００３５】
また、分離槽２０の油層２の油は、吸引装置（図示省略）によって分離槽２０から外部に取り出され、再生燃料にされるなどリサイクルされる。
【００３６】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００３７】
油分離装置１００では、処理槽１０内にてマイクロバブルが廃棄物１に含有される油分に吸着して、浮力によって油分を液面に浮揚させる。この水と油との混合液は、分離槽２０にて比重差によって油と水とに分離される。よって、廃棄物１から油分を除去できると共に、水と油との混合液から油分を抽出できる。マイクロバブルは、油分に吸着しやすい性質を持っているため、湯水を利用するときと比べて油分の分離量を向上させることができる。
【００３８】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００３９】
例えば、廃棄物１として食品廃棄物ではなく、金属加工時に発生した金属切削粉を投入してもよい。金属加工時には、切削油が利用されるため、金属切削粉には切削油が混合している。通常、この金属切削粉と切削油とを分離処理する際には、有機溶剤が用いられるため、環境汚染の問題が生じている。また、有機溶剤と混合した切削油をリサイクルすることは困難である。
【００４０】
これに対して、油分離装置１００では、水と空気のみで切削油を取り除くため、有機溶剤を用いる必要は無く、環境汚染の問題は生じない。また、金属切削粉から取り除いた切削油は、分離槽２０の液面に溜まるため、これを切削油として再利用することも可能である。
【００４１】
廃棄物１として金属切削粉を投入する際には、金属切削粉の間をマイクロバブルが通過できるように、金属切削粉を網状の保持具に載せた状態で処理槽１０に投入する。これにより、水中のマイクロバブルが金属切削粉の隙間に入り込み、切削油を吸着して浮揚させることが可能である。
【００４２】
この他にも、植物の圧搾後の更なる油の抽出、土壌に含まれる油の抽出、工場から排出される排水の油水分離などにも利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、廃棄物など油分を含有する固形分から油分を除去する装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１００  油分離装置
１      廃棄物
２      油層
１０    処理槽 
１１    流出口
２０    分離槽
３０    渦流ポンプ
３１    上流流路
３２    下流流路
４０    マイクロバブル発生装置
４１    空気供給装置
【図１】
2011131153.tif 000003