(57)【要約】【課題】切削油廃液を油分がほぼ含まれない状態まで浄化でき、切削油廃液中の油分を低含水率の油として分離・回収でき、且つこれらの処理を簡易な設備で実施可能な切削油廃液の処理方法及び処理装置を提供する。【解決手段】膜ろ過処理により切削油廃液中の高濃度の油分と油分を含まない水とに分離する膜ろ過分離工程と、高濃度の油分を遠心分離することによって油分と水と固形物とに分離する遠心分離工程と、膜ろ過分離工程もしくは遠心分離工程の前に、解乳化剤を添加する解乳化剤添加工程とを有することを特徴とする切削油廃液の処理方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削油廃液の処理方法であって、
膜ろ過処理により前記切削油廃液中の高濃度の油分と油分を含まない水とに分離する膜ろ過分離工程と、
前記高濃度の油分を遠心分離することによって油分と水と固形物とに分離する遠心分離工程と、
前記膜ろ過分離工程もしくは遠心分離工程の前に、解乳化剤を添加する解乳化剤添加工程と
を有することを特徴とする切削油廃液の処理方法。
【請求項２】
前記解乳化剤添加工程における前記解乳化剤の添加時、もしくは添加前もしくは添加後のいずれかのときに、前記切削油廃液を３０℃〜６５℃に加温する加温工程を有することを特徴とする請求項１に記載の切削油廃液の処理方法。
【請求項３】
前記切削油廃液が、水溶性切削油を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の切削油廃液の処理方法。
【請求項４】
前記解乳化剤が水溶性であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の切削油廃液の処理方法。
【請求項５】
切削油廃液を加温する加温手段と、
前記加温手段での加温前又は加温後の切削油廃液を導入し、膜ろ過処理により前記切削油廃液中の高濃度の油分と油分を含まない水とに分離する膜ろ過処理手段と、
前記高濃度の油分を前記加温手段に返送する返送手段と、
前記加温手段での加温後の切削油廃液を導入し、遠心分離することによって油分と水と固形物とに分離する遠心分離手段と、
前記加温手段の前又は後の切削油廃液に、解乳化剤を添加する解乳化剤添加手段と
を備えることを特徴とする切削油廃液の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削油廃液の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油分を含有した廃水の処理には、従来より生物処理、蒸発処理、膜ろ過処理、遠心分離処理等が用いられてきた。例えば、特許文献１（特開２０１０−５８０１９号公報）の「エマルション型の水溶性切削油の処理方法」には、エマルション型の水溶性切削油をｐＨ５未満に調整した後、ポリアクリル酸を添加して切削油を含む上層と界面活性剤を含む下層に分離する工程と、前記下層を限外ろ過処理する工程と、限外ろ過処理した液をさらに逆浸透膜処理する工程を以て切削油廃液を処理する方法が記載されている。
【０００３】
特許文献２（特開２０１５−１９９８４８号公報）の「再生重油製造方法及び製造システム」には、水分を含む廃油を４０〜６０℃に加温して２層に分離する浮上分離工程と、浮上分離工程で得た液体から固形分を除去する２段の固液分離工程と、固液分離工程にて得た液体を８０〜１００℃に加温した後に三相遠心分離機により軽液、重液、スラッジに分離する三相分離工程と、軽液を１００〜１１０℃に加温し撹拌して水分を蒸発させる水分蒸発工程を以て、水分を含む廃油から水分含有量が１重量％未満の低含水率の再生重油を得る処理方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５８０１９号公報
【特許文献２】特開２０１５−１９９８４８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、特許文献１の技術においては、ポリアクリル酸で凝集させた油分含有汚泥の含水率が高く、脱水することが困難であるため、燃料油等として再利用することが難しい。また、特許文献２の技術においては、計５段階の分離工程が必要であるため、装置が大規模になり、かつ、維持管理が煩雑となる。また、計３段階の加温工程が必要であるため、処理に必要なエネルギー量が多い。そして、各工程で分離された処理水を浄化するためには、別途処理を設ける必要があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に鑑み成されたものであり、その目的は、切削油廃液を油分がほぼ含まれない状態まで浄化でき、切削油廃液中の油分を低含水率の油として分離・回収でき、且つこれらの処理を簡易な設備で実施可能な切削油廃液の処理方法及び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】
本発明は一側面において、膜ろ過処理により切削油廃液中の高濃度の油分と油分を含まない水とに分離する膜ろ過分離工程と、高濃度の油分を遠心分離することによって油分と水と固形物とに分離する遠心分離工程と、膜ろ過分離工程もしくは遠心分離工程の前に、解乳化剤を添加する解乳化剤添加工程とを有することを特徴とする切削油廃液の処理方法が提供される。
【０００８】
本発明に係る切削油廃液の処理方法は一実施態様において、解乳化剤添加工程における解乳化剤の添加時、もしくは添加前もしくは添加後のいずれかのときに、切削油廃液を３０℃〜６５℃に加温する加温工程を有する。
【０００９】
本発明に係る切削油廃液の処理方法は更に別の一実施態様において、切削油廃液が、水溶性切削油を含む。
【００１０】
本発明に係る切削油廃液の処理方法は更に別の一実施態様において、解乳化剤が水溶性である。
【００１１】
本発明は別の一側面において、切削油廃液を加温する加温手段と、加温手段での加温前又は加温後の切削油廃液を導入し、膜ろ過処理により切削油廃液中の高濃度の油分（濃縮含油廃液）と油分を含まない水（処理水）とに分離する膜ろ過処理手段と、高濃度の油分を加温手段に返送する返送手段と、加温手段での加温後の切削油廃液を導入し、遠心分離することによって油分と水と固形物とに分離する遠心分離手段と、加熱手段の前又は後の切削油廃液に、解乳化剤を添加する解乳化剤添加手段とを備える切削油廃液の処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、切削油廃液を油分がほぼ含まれない状態まで浄化でき、切削油廃液中の油分のほぼ全量を燃料油として再利用できるほど低含水率の油を分離・回収でき、且つこれらの処理を簡易な設備で実施可能な切削油廃液の処理方法及び処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る処理装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る処理装置の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る処理装置の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の第１〜第３の実施の形態について説明する。以下の図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。
【００１５】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る処理装置を図１を用いて説明する。切削油廃液としては、切削油を含有する廃液であれば特に限定されるものではないが、例えば、水溶性切削油を含む廃液が好適に利用できる。なお、本実施形態では、切削油廃液を処理する場合を例に説明するが、切削油廃液だけでなく、油を含有する廃液、即ち含油廃液であれば本実施形態の処理対象（原水）とすることができる。含油廃液としては、重油、軽油、原油などの種々の油を含む廃液が処理可能である。以下の説明では、含油廃液を処理する例を説明する。
【００１６】
この含油廃液は、原水槽１から加圧ポンプ５を用いて、精密ろ過膜もしくは限外ろ過膜等を分離膜として備える膜ろ過処理手段２に導入し、膜を透過した処理水が得られる。膜を透過しなかった含油廃水は、返送配管２１を介して循環液として原水槽１に返送される。以上の処理を含油廃液がある決められた一定濃度以上に濃縮されるまで実施する。
【００１７】
一定濃度に濃縮された濃縮液に対しては、解乳化剤が添加・混合される。図１の例では、循環液を原水槽１に返送して、原水槽１に解乳化剤を添加することで濃縮液に解乳化剤を混合した混合液を得る例を示しているが、解乳化剤の添加位置はこれに限定されない。なお、解乳化剤は、解乳化剤の種類や被処理水の性状によって添加量が異なるため、事前に最適添加量を確認することが望ましいが、被処理水に対して解乳化剤が５０ｐｐｍ以上、更には１００ｐｐｍ以上となるように添加することができる。添加する解乳化剤の上限値も上記と同様の理由から以下に制限されるものではないが、例えば被処理水に対して５０００ｐｐｍ以下、更には１０００ｐｐｍ以下となるように添加することができる。
【００１８】
原水槽１に返送された含油廃液に対しては、解乳化剤添加手段から解乳化剤が添加・混合される。解乳化剤が添加・混合される際、原水槽１内の含油廃液は、３０℃〜６５℃に加温されていることが好ましい。含油廃液が３０℃〜６５℃に加温されることによって、含油廃液の粘度が低下するため、油水分離をより効率良く行うことができるという効果が期待できる。含油廃液を加熱しすぎると、処理装置全体のエネルギー効率が悪化する上、廃液中の油の成分によっては、引火点を超える場合があるため、６５℃以下とすることが好ましく、より好ましくは５５℃以下である。
【００１９】
濃縮液に解乳化剤を混合した混合液は、蒸気配管１１を介して加熱器３に導入され、加熱される。加熱器３は、図示しない蒸気発生ボイラーに接続されるか、もしくは電気ヒータに接続されている。加熱器３には、流出した加温廃液を原水槽１にフィードバックするための循環配管３１が設けられており、循環配管３１の途中には図示しない循環ポンプが設けられている。
【００２０】
加熱器３において加熱された混合液は、遠心分離機４で遠心分離処理され、油分を主成分とする重液と、水を主成分とする軽液（含油水）と、固形物に分別されて排出される。遠心分離後の含油水は油分を含んでいるため、返送配管４１を介して原水槽１に返送され、再度処理される。ここで、水溶性の解乳化剤を用いた場合、含油水中に解乳化剤が残留するため、解乳化剤を原水槽１に返送し、含油廃液と混合することにより、解乳化剤を再利用することが可能となる。水溶性の解乳化剤としては、例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、アニオンポリマー、カチオンポリマー、両性ポリマー、フェノール誘導体等が挙げられる。なお、加熱器３で加熱された含油廃液は、原水槽１へフィードバックする代わりに、図示しない混合槽を設け、混合槽にて解乳化剤の添加・混合を行った後、混合液を加熱器３もしくは遠心分離機４に導入することも可能である。
【００２１】
第１の実施の形態に係る処理装置によれば、含油廃液を簡易なシステムで油分をほぼ含まない状態にまで浄化できると共に低含水率の油を分離・回収できる。また、第１の実施の形態において得られた処理水は、生物処理等の２次処理を実施することで下水道に排水することができる。
【００２２】
また、第１の実施の形態に係る処理装置によれば、膜ろ過分離工程の前段で含油廃液に対して解乳化剤を添加することで、解乳化剤無添加での膜ろ過処理と比較して、膜閉塞を緩和できるため、安定的に処理が行えると共に、膜交換や膜洗浄のコストが低減できる。更に、膜ろ過分離工程の前段で含油廃液に対して加熱処理を加えることにより、液の粘度が低減するため、膜ろ過処理のフラックスを向上でき、膜ろ過処理工程に必要な膜面積が低減でき、装置を簡易にすることが可能である。
【００２３】
なお、解乳化剤は、膜ろ過処理前に添加することも可能である。その場合、含油廃液を膜ろ過処理で濃縮する途中において、含油廃液の解乳化が起こる。そのため、膜ろ過処理時に膜閉塞が緩和される、かつ、膜透過流束が向上する効果を期待できる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る処理装置は、図２に示すように、加熱器３が膜ろ過処理手段２の上流側に設けられている。その他の構成は、図１に示す第１の実施形態に係る処理装置と同様である。
【００２５】
第２の実施の形態に係る処理装置では、含油廃液を膜ろ過処理する前に加熱器３により加熱しているため、粘度が減少し、膜ろ過処理における透過流束が向上する。そのため、膜ろ過処理手段２において使用する膜本数の減少、もしくは、処理をより短時間で行うことができる。また、膜ろ過処理水は熱量を保持しているため、図示しない熱交換器を用いてその熱量を回収することができる。その他の作用・効果は第１の実施の形態に係る処理装置と同様である。
【００２６】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る処理装置は、図３に示すように、加熱器３が原水槽１の上流側に設けられている。その他の構成は図２に示す第２の実施の形態に係る処理装置と同様であり、図２に示す処理装置と同様の作用・効果が得られる。
【００２７】
第３の実施の形態に係る処理装置では、解乳化剤を添加・混合する前に、含油廃液を加熱器３で加熱しているため、解乳化剤を添加する前に含油廃液中の油分の粘度が下がり、原水槽１での解乳化剤の混合・分散をより円滑に短時間で行うことができる。その他の作用・効果は第１の実施の形態又は第２の実施の形態に係る処理装置と同様である。
【実施例】
【００２８】
以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。
【００２９】
（実施例１）
図３に示す処理装置を用いて、工場から排出された水溶性切削油剤廃液を試験原水として、限外ろ過膜（分画分子量３０万）を用いて約１５倍（容量比）まで濃縮処理した。次いで、前記濃縮液を５０℃に加温した後、解乳化剤（ハクトールＥ−５２３、伯東社製）を濃縮液１ｋｇ当たり１０００ｍｇの割合で添加・混合し、これを遠心分離機に導入して、水、油、固形物の三相に分離した。
【００３０】
なお、含油廃液原水、膜ろ過分離工程後の濃縮液、遠心分離回収油の水分量は、三菱ケミカルアナリテック社製ＣＡ−２００、遠心分離回収油の発熱量は島津製作所社製ＣＡ−４ＡＪを用いてそれぞれ測定した。
【００３１】
表１に示すように、膜ろ過分離工程後の処理水のノルマルヘキサン抽出物質濃度は３．０ｍｇ／Ｌであり、下水道に放流できる水質まで油分濃度を低減することができた。一方、濃縮液の水分量は３０．４％であったが、膜ろ過分離工程のみではこれ以上水分量を低減することは難しかった。
【００３２】
濃縮液の遠心分離処理後の回収油の水分量は０．８８％、発熱量は４０．８ＭＪ／ｋｇであり、重油とほぼ同等の発熱量であった。遠心分離工程で発生した含油水は原水槽へ返送し、再度処理することで、さらに油分を回収することが可能であった。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
（実施例２）
実施例１と同様の試験原水について、実施例１と同様の解乳化剤を試験原水に対して、試験原水１ｋｇ当たり５００ｍｇの割合で添加・混合し、これを実施例１と同様の限外ろ過膜を用いて約１５倍（容量比）まで濃縮処理した。次いで、濃縮液を５０℃に加温した後、遠心分離機に導入して、水、油、固形物の三相に分離した。
【００３５】
表２に示すように、膜ろ過分離工程後の処理水のノルマルヘキサン抽出物質濃度は５．０ｍｇ／Ｌであり、下水道に放流できる水質まで油分濃度を低減することができた。一方、濃縮液の水分量は２６．５％であったが、膜ろ過分離工程のみではこれ以上水分量を低減することは難しい。また、前記濃縮液の遠心分離処理後の回収油の水分量は０．９２％、発熱量は３９．５ＭＪ／ｋｇであった。実施例１と同様、遠心分離回収油の発熱量は、重油とほぼ同等であった。遠心分離工程で発生した含油水は原水槽へ返送し、再度処理することで、さらに油分を回収することが可能であった。
【００３６】
表３には、前記実施例１における膜ろ過分離処理後の膜と、実施例２における膜ろ過分離処理後の膜に対して、それぞれ清水フラックスを測定した結果を、試験前の清水フラックスに対する比で示した。表３より解乳化剤添加有の実施例２の方が解乳化剤無の実施例１より清水フラックス比が高く、解乳化剤を添加することで膜閉塞が抑制されていたことがわかる。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
【表３】
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【００３９】
（実施例３）
実施例１と同様の限外ろ過膜濃縮液（約１５倍、容量比）について、前記濃縮液を３０℃に加温した後、水溶性の解乳化剤（マツケン社製エマルジョンブレーカー＃３５００）を前記濃縮液１ｋｇ当たり１０００ｍｇの割合で添加・混合し、これを遠心分離機に導入して、水、油、固形物の三相に分離した。
【００４０】
表４に示すように、濃縮液の遠心分離処理後の回収油の水分量は０．９５％、発熱量は３９．９ＭＪ／ｋｇであり、重油とほぼ同等の発熱量であった。また、解乳化剤は水溶性であり、前記解乳化剤のほぼ全量が遠心分離工程で発生した含油水に含まれることから、前記含油水中には前記解乳化剤が８００ｍｇ／Ｌ溶解していると推定された。
次いで前記濃縮液に対して、前記含油水を前記濃縮液１ｋｇ当たり１０００ｍｇの割合で添加・混合し、これを遠心分離機に導入して、水、油、固形物の三相に分離した。
【００４１】
【表４】
2019025478.tif 000006
【００４２】
前記濃縮液の遠心分離処理後の回収油の水分量は０．９２％、発熱量は３９．５ＭＪ／ｋｇであった。実施例１と同様、遠心分離回収油の発熱量は、重油とほぼ同等であった。表５より遠心分離工程で発生した含油水中の解乳化剤を再利用することが可能であった。
【００４３】
【表５】
2019025478.tif 000007
【００４４】
（比較例１）
実施例１と同様の試験原水に対して、実施例１と同様の解乳化剤を原水１ｋｇ当たり１０００ｍｇの割合で添加・混合し、これを遠心分離機に導入して、水、油、固形物の三相に分離した。
【００４５】
表６に示すように、遠心分離工程で得られた水（処理水）のノルマルヘキサン抽出物質濃度は８５０ｍｇ／Ｌであり、そのまま下水道に放流するためには、生物処理等の二次処理が必要であった。一方、遠心分離処理後の回収油の水分量は０．９９％、発熱量は３９．８ＭＪ／ｋｇであった。遠心分離回収油の発熱量は、重油とほぼ同等であった。
【００４６】
【表６】
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【符号の説明】
【００４７】
１…原水槽
２…膜ろ過処理手段
３…加熱器
４…遠心分離機
５…加圧ポンプ
１１…蒸気配管
２１…返送配管
３１…循環配管
４１…返送配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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