(57)【要約】【課題】様々な粒径の油滴や濁質を含有する油水混合液を省スペースで効率的に処理できる油水分離処理システムを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の油水分離処理システムは、吸着塔モジュールとスパイラル型膜分離モジュールとをこの順に備え、吸着塔モジュールが、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有し、本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第１処理液を排出するものであり、スパイラル型膜分離モジュールが、略円筒状のケーシングと、ケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の分離膜と、この分離膜内に収容される透過液流路材と、分離膜間に積層される複数の原液流路材とを有し、ケーシングの端部から第１処理液を供給し、集液管の端部から第２処理液を排出するものである。【選択図】図１
2015029949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理システムであって、
吸着塔モジュールとスパイラル型膜分離モジュールとをこの順に備え、
上記吸着塔モジュールが、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有し、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第１処理液を排出するものであり、
上記スパイラル型膜分離モジュールが、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の１又は複数の分離膜と、この１又は複数の分離膜内に収容される１又は複数の透過液流路材と、上記１又は複数の分離膜間に積層される１又は複数の原液流路材とを有し、上記ケーシングの端部から第１処理液を供給し、上記集液管の端部から第２処理液を排出するものである油水分離処理システム。
【請求項２】
上記吸着塔モジュールが、上流側から順に、複数の第１粒子を封入する第１処理層と、この第１粒子の降下を防止する第１仕切板と、この第１粒子より平均径が小さい複数の第２粒子を封入する第２処理層と、この第２粒子の降下を防止する第２仕切板とを備え、定常状態において上記第２処理層の上方に空間部を備える請求項１に記載の油水分離処理システム。
【請求項３】
上記第１粒子の平均径が１００μｍ以上５００μｍ以下、上記第２粒子の平均径が１０μｍ以上３００μｍ以下である請求項２に記載の油水分離処理システム。
【請求項４】
上記分離膜が有機繊維により形成される不織布であり、この有機繊維の平均径が１μｍ以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の油水分離処理システム。
【請求項５】
上記原液流路材が複数の第１構成糸とこれらの第１構成糸に交差する複数の第２構成糸とを有し、これらが複数の交差部分で一体化されており、
上記第１構成糸における上記交差部分の間に位置する線状部分の平均最小径が上記交差部分の平均最大厚みよりも小さく、
上記第１構成糸の線状部分の軸芯の上記交差部分の厚み方向の中心に対する上記厚み方向の偏倚量が、上記交差部分の平均最大厚みと上記線状部分の平均最小径との差の半分以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の油水分離処理システム。
【請求項６】
上記油水混合液が石油随伴水である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の油水分離処理システム。
【請求項７】
１又は複数の上記吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットと、
直列又は並列に連結される複数の上記スパイラル型膜分離モジュールを有する膜分離ユニットと、
上記吸着塔モジュール及びスパイラル型分離膜モジュールを逆洗する制御ユニットと
を備える請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の油水分離処理システム。
【請求項８】
上記吸着塔ユニット、膜分離ユニット及び制御ユニットが載置される移動体をさらに備える請求項７に記載の油水分離処理システム。
【請求項９】
採掘流体から油水混合液を分離するセパレータをさらに備える請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の油水分離処理システム。
【請求項１０】
油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理方法であって、
略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有する吸着塔モジュールを用い、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第１処理液を排出する工程と、
略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の１又は複数の分離膜と、この１又は複数の分離膜内に収容される１又は複数の透過液流路材と、上記１又は複数の分離膜間に積層される１又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型膜分離モジュールを用い、上記ケーシングの端部から第１処理液を供給し、集液管の端部から第２処理液を排出する工程と
をこの順に備える油水分離処理方法。
【請求項１１】
上記油水混合液の吸着塔モジュールにおける処理速度が２００ｍ３／ｍ２・ｄａｙ以上である請求項１０に記載の油水分離処理方法。
【請求項１２】
集液管と、この集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の１又は複数の分離膜と、この１又は複数の分離膜内に収容される１又は複数の透過液流路材と、上記１又は複数の分離膜間に積層される１又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型分離膜エレメントであって、
上記分離膜が不織布であり、この不織布が有する繊維の平均径が１μｍ以下であるスパイラル型分離膜エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油水分離処理システム、油水分離処理方法及びスパイラル型分離膜エレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
油田等で発生する油や濁質を含んだ油水混合液（随伴水）は、環境保全の観点から油や濁質の混合量を一定値以下まで低減してから廃棄する必要がある。油や濁質を油水混合液から分離除去する方法としては、重力分離、蒸留分離、薬品分離等があるが、低コストで油や濁質を分離除去する方法として粒子を充填した水処理層を用いる方法がある。
【０００３】
上記水処理層を用いた処理装置は、粒子によって油水混合液の油分及び濁質を分離し、これらを除去した水を排出するものである（特開平５−１５４３０９号公報参照）。
【０００４】
また、油や濁質を分離除去する水処理装置として、スパイラル型分離膜モジュールが公知である（特開２０００−４３７号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１５４３０９号公報
【特許文献２】特開２０００−４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の水処理層による処理装置は、油等の不純物の粒子の大きさが一定範囲内にある油水混合液には好適に用いることができる。しかし、処理層の数が１層であるため、様々な大きさの濁質や油のエマルジョン等をも含有している油水混合液の場合は、複数回に分けて多段的に処理を繰り返す必要があり、装置の大型化が避けられない。また、この処理層のみでは微細な油滴等を十分に除去することができない場合がある。
【０００７】
また、上記従来のスパイラル型分離膜モジュールは、分離膜の微細孔により油等を分離するものであるが、分離する油の粘度が高い場合やエマルジョン化している場合には微細孔が油によって閉塞され易い。その結果、油水混合液の油水分離開始後、微細孔の閉塞によってフィルタの圧力損失が高くなり、比較的短時間で処理能力が低下するという不都合を有している。
【０００８】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、様々な粒径の油滴や濁質を含有する油水混合液を省スペースでかつ効率的に処理できる油水分離処理システム、油水分離処理方法及びスパイラル型分離膜エレメントを提供することを目的とする。本発明は、油田等で発生する石油随伴水に好適に用いることができるが、このような石油随伴水に限らず、工場などからの油を含む排水の油分除去浄化処理などに幅広く適用できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた発明は、油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理システムであって、吸着塔モジュールとスパイラル型膜分離モジュールとをこの順に備え、上記吸着塔モジュールが、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有し、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第１処理液を排出するものであり、上記スパイラル型膜分離モジュールが、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の１又は複数の分離膜と、この１又は複数の分離膜内に収容される１又は複数の透過液流路材と、上記１又は複数の分離膜間に積層される１又は複数の原液流路材とを有し、上記ケーシングの端部から第１処理液を供給し、上記集液管の端部から第２処理液を排出するものである。
【００１０】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理方法であって、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有する吸着塔モジュールを用い、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第１処理液を排出する工程と、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の１又は複数の分離膜と、この１又は複数の分離膜内に収容される１又は複数の透過液流路材と、上記１又は複数の分離膜間に積層される１又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型膜分離モジュールを用い、上記ケーシングの端部から第１処理液を供給し、集液管の端部から第２処理液を排出する工程とをこの順に備える油水分離処理方法である。
【００１１】
さらに、上記課題を解決するためになされた別の発明は、集液管と、この集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の１又は複数の分離膜と、この１又は複数の分離膜内に収容される１又は複数の透過液流路材と、上記１又は複数の分離膜間に積層される１又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型分離膜エレメントであって、上記分離膜が不織布であり、この不織布が有する繊維の平均径が１μｍ以下である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の油水分離処理システム、油水分離処理方法及びスパイラル型分離膜エレメントは、様々な粒径の油滴や濁質を含有する油水混合液を省スペースでかつ効率的に処理できる。従って、本発明の油水分離処理システム、油水分離処理方法及びスパイラル型分離膜エレメントは、油に加えて種々の濁質を含む油水混合液を大量に分離処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の油水分離処理システムを示す模式的概念図である。
【図２】図２は、図１の吸着塔モジュールを示す模式的端面図である。
【図３】図３は、図２の実施形態とは異なる実施形態の吸着塔モジュールの一部分を示す模式的端面図である。
【図４】図４は、図２及び図３の実施形態とは異なる実施形態の吸着塔モジュールの一部分を示す模式的端面図である。
【図５】図５は、図１のスパイラル型分離膜モジュールの模式的断面図である。
【図６】図６は、図５のスパイラル型分離膜モジュールの膜エレメントを、一部を破断して示す模式的斜視図である。
【図７】図７は、図６の膜エレメントを展開した状態での模式的断面図である。
【図８】図８は、図６の膜エレメントの分離膜を示す模式的斜視図である。
【図９】図９は、図６の膜エレメント要部を示す模式的断面図である。
【図１０】図１０は、図６の膜エレメントの原液流路材（メッシュスペーサ）の一部を示す模式的平面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＸ１−Ｘ１線に沿う模式的断面図である。
【図１２】図１２は、従来の膜エレメントの原液流路材（メッシュスペーサ）の一部を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［本願発明の実施形態の説明］
本願発明は、油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理システムであって、吸着塔モジュールとスパイラル型膜分離モジュールとをこの順に備え、上記吸着塔モジュールが、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有し、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第１処理液を排出するものであり、上記スパイラル型膜分離モジュールが、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の１又は複数の分離膜と、この１又は複数の分離膜内に収容される１又は複数の透過液流路材と、上記１又は複数の分離膜間に積層される１又は複数の原液流路材とを有し、上記ケーシングの端部から第１処理液を供給し、上記集液管の端部から第２処理液を排出するものである油水分離処理システムである。
【００１５】
当該油水分離処理システムは、油水混合液の供給方向に多段に配設される複数の処理層を有する吸着塔モジュールを備えるため、油や種々の濁質を含む油水混合液を段階的に効率よく処理することができ、特に比較的大きな油分や濁質を効果的に除去することができる。加えて、この吸着塔モジュールは、処理層を複数備えるため、装置の小型化を図ることができる。また、当該油水分離処理システムは、この吸着塔モジュールから排出された第１処理液をさらに処理するスパイラル型分離膜モジュールを備えるため、より微細な油や濁質を効率よく分離できる。その結果、当該油水分離処理システムは、省スペースで高い水処理効率を発揮することができる。
【００１６】
上記吸着塔モジュールが、上流側から順に、複数の第１粒子を封入する第１処理層と、この第１粒子の降下を防止する第１仕切板と、この第１粒子より平均径が小さい複数の第２粒子を封入する第２処理層と、この第２粒子の降下を防止する第２仕切板とを備え、定常状態において上記第２処理層の上方に空間部を備えるとよい。吸着塔モジュールをこのような構成とすることで、第１処理層で粒径の比較的大きい油滴や濁質を分離し、その後エマルジョン化した油滴や微細な濁質を第２処理層で分離することができる。これにより複数の水処理装置を組み合わせることなく、油や種々の濁質を含む油水混合液を処理することができるため、当該油水分離処理システムはさらなる装置の小型化を図ることができる。また、吸着塔モジュールが定常状態で第２処理層の上方に空間部を備えるため、この空間部に浮上分離した油滴や濁質を保持することで浄化処理能力を向上することができ、加えて逆洗によって空間部に保持した油滴や濁質を容易かつ確実に本体外へ排出することができる。また、逆洗時に第２処理層に封入された第２粒子がこの空間部内に舞い上がるため、第２粒子間に捕捉された油滴や濁質等も効果的に排出することができる。これにより当該油水分離処理システムは、吸着塔モジュールの逆洗時間及び逆洗水量を低減することができ、ひいては高い水処理効率を発揮することができる。さらに、吸着塔モジュールが第１粒子の降下を防止する第１仕切板を有するため、定常状態及び逆洗状態において第１粒子が第１処理層から第２処理層に流動することを防止することができる。
【００１７】
上記第１粒子の平均径としては１００μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、上記第２粒子の平均径としては１０μｍ以上３００μｍ以下が好ましい。このように第１粒子及び第２粒子の平均径をそれぞれ上記範囲内とすることで、吸着塔モジュールにおいて、粒径の比較的大きい油滴及び濁質と、粒径の比較的小さい油滴及び濁質をそれぞれ効果的に分離することができる。なお、「粒子の平均径」とは、ＪＩ−Ｚ８８０１−１（２００６）に規定される篩を用い、目開きの大きい篩から順に粒子をかけて篩上の粒子数と各篩の目開きとから算出される値である。
【００１８】
上記スパイラル型分離膜モジュールにおいて、分離膜が有機繊維により形成される不織布であることが好ましく、この有機繊維の平均径としては１μｍ以下が好ましい。分離膜をこのような不織布とすることで、従来の油水分離膜と異なり、油分の有機繊維への吸着により油水を効率よく分離することができる。従って、繊維間に形成される空孔を微細化する必要がなく孔径を大きくすることができるため、高粘度油によって空孔が閉塞されることを抑制できる。その結果、当該油水分離処理システムは、スパイラル型分離膜モジュールにおいて圧力損失の上昇を抑制して油水分離処理量の低減を防止することができる。これにより、当該油水分離処理システムはより高い水処理能力を発揮できる。また、有機繊維の平均径を上記下限以下とすることで、繊維の体積に対する表面積比を大きくできるため、不織布の空孔の大きさ及び空隙率を維持したまま、分離膜の油吸着能力をさらに向上させることができる。なお、有機繊維の平均径とは、走査型電子顕微鏡を用いて１００本の繊維について測定した繊維径の平均値を意味する。
【００１９】
上記スパイラル型分離膜モジュールにおいて、上記原液流路材が複数の第１構成糸とこれらの第１構成糸に交差する複数の第２構成糸とを有し、これらが複数の交差部分で一体化されており、上記第１構成糸における上記交差部分の間に位置する線状部分の平均最小径が上記交差部分の平均最大厚みよりも小さく、上記第１構成糸の線状部分の軸芯の上記交差部分の厚み方向の中心に対する上記厚み方向の偏倚量が上記交差部分の平均最大厚みと上記線状部分の平均最小径との差の半分以下であるとよい。原液流炉材をこのような構成とすることで、交差部分において分離膜に接触し、第１構成糸の線状部分が分離膜とは接触しない構成とすることが可能となる。そのため、第１構成糸の線状部分と分離膜との接触面積が小さくなる結果、原液供給時の原液流れの乱れに起因する分離膜表面での濃度分極を抑制し、圧力損失を低減できる。これにより、当該油水分離処理システムは、スパイラル型分離膜モジュールにおいて、性能低下を効果的に抑制できる。
【００２０】
ここで、「厚み方向」とは、第１構成糸と第２構成糸との重ね方向をいう。「交点部分の平均最大厚み」とは、任意に選択された複数の交点部分における厚み方向の最大寸法の平均値であり、１０点の平均値とする。「線状部分の平均最小径」とは、各構成糸の軸方向に隣接する２つの交点部分間に位置する部分の厚み方向の最小径を、任意に選択された複数の部分で測定した値の平均値であり、１０点の平均値とする。「第１構成糸」及び「第２構成糸」は、これらの構成糸の線状部分の上記平均最小径が小さいほうが「第１構成糸」、上記平均最小径が大きいほうが「第２構成糸」として定義される。なお、２つの構成糸の平均最小径が同じである場合には、「第１構成糸」及び「第２構成糸」は任意に定義される。
【００２１】
上記油水混合液が石油随伴水であるとよい。石油の採掘現場等で発生する石油随伴水に含まれる油分は２０００ｐｐｍ以下程度であり、当該油水分離処理システムは、このような石油随伴水の分離用途に特に好適に用いることができる。
【００２２】
当該油水分離処理システムは、１又は複数の上記吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットと、直列又は並列に連結される複数の上記スパイラル型膜分離モジュールを有する膜分離ユニットと、上記吸着塔モジュール及びスパイラル型分離膜モジュールを逆洗する制御ユニットとを備えるとよい。このようなユニット群を備えることで、当該油水分離処理システムの処理能力を容易かつ確実に維持することができる。
【００２３】
当該油水分離処理システムは、上記吸着塔ユニット、膜分離ユニット及び制御ユニットが載置される移動体をさらに備えるとよい。このような移動体を備えることで、当該油水分離処理システムの油田等への搬送を容易にすることができ、当該油水分離処理システムの搬送及び設置のコストを低減することができる。
【００２４】
当該油水分離処理システムは、採掘流体から油水混合液を分離するセパレータをさらに備えるとよい。このようにセパレータを備えることで、採掘流体から油やガス等を有効に回収することができると共に、当該油水分離処理システムの油水分離効率をより高めることができる。
【００２５】
また、本願発明は、油水混合液から非水溶性油分を分離する油水分離処理方法であって、略鉛直に設置される筒状の本体と、この本体内に多段に配設される複数の処理層とを有する吸着塔モジュールを用い、上記本体の上方から油水混合液を供給し、下方から第１処理液を排出する工程と、略円筒状のケーシングと、このケーシングの中心軸部分に配設される集液管と、上記ケーシング内に配設され、集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の１又は複数の分離膜と、この１又は複数の分離膜内に収容される１又は複数の透過液流路材と、上記１又は複数の分離膜間に積層される１又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型膜分離モジュールを用い、上記ケーシングの端部から第１処理液を供給し、集液管の端部から第２処理液を排出する工程とをこの順に備える油水分離処理方法を含む。
【００２６】
当該油水分離処理方法は、油水混合液の供給方向に多段に配設される複数の処理層を有する吸着塔モジュールで第１処理液を排出する工程を有するため、油や種々の濁質を含む油水混合液を段階的に効率よく処理することができる。また、当該油水分離処理方法は、この吸着塔モジュールから排出された第１処理液をさらにスパイラル型分離膜モジュールを用いて処理するため、より微細な油や濁質を効率よく分離できる。その結果、当該油水分離処理方法は、省スペースで高い水処理効率を発揮することができる。
【００２７】
上記油水混合液の吸着塔モジュールにおける処理速度としては２００ｍ３／ｍ２・ｄａｙ以上が好ましい。油水混合液の処理速度を上記下限以上とすることで、油田等の大量に油水混合液が発生する施設において当該油水分離処理方法を好適に用いることができる。
【００２８】
また、本願発明は、集液管と、この集液管に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の１又は複数の分離膜と、この１又は複数の分離膜内に収容される１又は複数の透過液流路材と、上記１又は複数の分離膜間に積層される１又は複数の原液流路材とを有するスパイラル型分離膜エレメントであって、上記分離膜が不織布であり、この不織布が有する繊維の平均径が１μｍ以下であるスパイラル型分離膜エレメントを含む。
【００２９】
当該スパイラル型分離膜エレメントは、従来の油水分離膜と異なり、油分の有機繊維への吸着により油水を効率よく分離することができる。従って、繊維間に形成される空孔を微細化する必要がなく孔径を大きくすることができるため、高粘度油によって空孔が閉塞されることを抑制できる。その結果、当該スパイラル型分離膜エレメントは、スパイラル型分離膜モジュールにおける圧力損失の上昇を抑制して油水分離処理量の低減を防止することができる。これにより、当該スパイラル型分離膜エレメントを用いたスパイラル型分離膜モジュールは高い水処理能力を発揮できる。また、有機繊維の平均径を上記下限以下とすることで、繊維の体積に対する表面積比を大きくできるため、不織布の空孔の大きさ及び空隙率を維持したまま、分離膜の油吸着能力をさらに向上させることができる。
【００３０】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る油水分離処理システム、油水分離処理方法、及びスパイラル型分離膜エレメントの実施形態について詳説する。
【００３１】
［油水分離処理システム］
図１に示す油水分離処理システムは、セパレータ２０１と吸着塔モジュール１と複数のスパイラル型膜分離モジュール１０１とをこの順に主に備える。
【００３２】
当該油水分離処理システムは、油と濁質とを含有する石油随伴水に対し、非水溶性油分を好適に分離することができる。この濁質とは、例えば砂、シリカや炭酸カルシウムなどの粒子、鉄粉、微生物、木片等を含む。
【００３３】
＜セパレータ＞
セパレータ２０１は、油田等の採掘流体をガス、油及び随伴水に分離する装置である。当該油水分離処理システムのセパレータ２０１としては、公知のセパレータを用いることができ、例えばガスと液体とを分離するセパレータと油水分離セパレータとを組み合わせて用いてもよいし、採掘流体をガス、油及び随伴水に一度に分離するセパレータを用いてもよい。
【００３４】
＜吸着塔モジュール＞
上記吸着塔モジュール１は、図２に示すように、略鉛直方向に配設される筒状の本体２と、この本体２内に配設される複数の処理層とを備える。この複数の処理層は、上流側から順に、複数の第１粒子３ａを封入する第１処理層３と、この第１粒子３ａより平均径が小さい複数の第２粒子４ａを封入する第２処理層４と、油を吸着する吸着剤を封入する第３処理層５とからなる。また、吸着塔モジュール１は、第１処理層３と第２処理層４との間に配設され、第１粒子３ａの降下を防止する第１仕切板６と、第２処理層４と第３処理層５との間に配設され、第２粒子４ａの降下を防止する第２仕切板７と、第３処理層５の下流側に配設され、吸着剤の降下を防止する第３仕切板８とを備える。さらに、吸着塔モジュール１は、定常状態において第１処理層３及び第２処理層４の上方にそれぞれ第１空間部９及び第２空間部１０を備え、第３処理層５の下方にヘッダ部１１を備える。吸着塔モジュール１は、本体２内に配設される上記複数の処理層により上方から供給される随伴水Ｘを浄化し、下方から第１処理液Ｙを回収する。
【００３５】
さらに上記吸着塔モジュール１は、本体２の下方から逆洗水を供給する逆洗水供給部（図示せず）と、本体２の上方から逆洗水を回収する逆洗水回収部（図示せず）と、上記第２空間部１０に側方から逆洗水を噴射するジェット水流発生部（図示せず）とをさらに備える。
【００３６】
（本体）
上記本体２は筒状体であり、その中心軸が鉛直方向と略一致するように配置される。また本体２は、天面部に接続され、随伴水Ｘを供給する供給管１２と、底面部に接続され、第１処理液Ｙを回収する回収管１３と、側面部の上方に接続され、逆洗時に逆洗水Ｂが排出される排出管１４と、後述する第２空間部１０の側面に接続され、ジェット水流Ａを供給するジェット水流供給管１５とを有する。
【００３７】
上記回収管１３は、第１処理液Ｙを回収すると共に、後述の逆洗水供給部に接続され、逆洗状態において逆洗水を本体２内部に供給する管である。上記排出管１４は、後述の逆洗水回収部に接続され、本体２内部から逆洗水を排出する管である。上記ジェット水流供給管１５は、後述のジェット水流発生部に接続され、逆洗状態においてジェット水流Ａを本体２内部に供給する管である。なお、定常状態において被処理水が排出管１４側及びジェット水流供給管１５側に流入しないよう、排出管１４及びジェット水流供給管１５にはバルブ等の開閉手段（図示せず）が設けられる。
【００３８】
本体２の材質としては特に限定されず、金属や合成樹脂等を用いることができる。特に、強度、耐熱性、耐薬品性等の観点からステンレス又はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）が好ましい。
【００３９】
本体２の平面形状（底面形状）としては特に限定されず、円形、矩形等とすることができるが、円形が好ましい。本体２の平面形状を円形とすることで、本体２内部の角部を無くすことができ、粒子等が角部に詰まることを防止できる。また、本体２の強度設計がし易いというメリットも発生する。
【００４０】
本体２のサイズは、随伴水の処理量によって適宜設計することができる。本体２の直径としては例えば０．５ｍ以上５ｍ以下とすることができる。本体２の高さとしては例えば０．５ｍ以上１０ｍ以下とすることができる。
【００４１】
（第１処理層）
上記第１処理層３は、本体２内部の最も上流側に配設され、複数の第１粒子３ａを封入する。この複数の第１粒子３ａは、後述する第１仕切板６によって降下が防止されており、この第１仕切板６の上面側に堆積し、層を形成している。この第１処理層３は、随伴水に含まれる粒径の比較的大きい油滴や濁質粒子を主に除去する。
【００４２】
第１粒子３ａとしては、公知の濾過処理用の粒子を用いることができ、例えば粒子径の比較的大きい砂、高分子化合物、天然素材等を主成分とする粒子を用いることができる。上記砂としては、例えばアンスラサイト、ガーネット、マンガン砂等を挙げることができ、これらを１種で又は２種以上混合して用いることができる。
【００４３】
上記高分子化合物としては、例えばビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。これらの中でも耐水性、耐油性等に優れるビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましく、吸着性に優れるポリオレフィン樹脂がより好ましい。さらにポリオレフィン樹脂の中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレン樹脂が好ましい。また、高分子化合物の場合、不定形の粉砕粒子を用いることが好ましい。不定形の粉砕粒子を用いることで、粒子を緻密に堆積させることができ、濾過効率を向上させると共に、定常状態における粒子の浮き上がりを防止することができる。
【００４４】
上記天然素材としては、篩い分けして粒子サイズを整えたものを使用することができ、例えばクルミの殻、おがくず、麻などの天然繊維等を挙げることができる。
【００４５】
第１粒子３ａとしては、上述した高分子化合物を主成分とする粒子を用いることが好ましい。このように高分子化合物を主成分とする粒子を第１粒子３ａとして用いることで、吸着塔モジュール１のコスト及び重量を低減することができる。また、第１粒子３ａの比重を小さくできるため、逆洗時の撹拌効果を高めることができる。
【００４６】
第１粒子３ａの平均径の下限としては、１００μｍが好ましく、１５０μｍがより好ましく、２００μｍがさらに好ましい。第１粒子３ａの平均径が上記下限未満の場合、第１処理層３に封入される粒子の密度が大きくなり、吸着塔モジュール１の圧損が大きくなるおそれや、吸着塔モジュール１のコスト及び重量が増加するおそれがある。一方、第１粒子３ａの平均径の上限としては、５００μｍが好ましく、４００μｍがより好ましく、３００μｍがさらに好ましい。第１粒子３ａの平均径が上記上限を超える場合、粒径の比較的大きい油滴や濁質粒子の除去性能が不十分となるおそれがある。
【００４７】
第１粒子３ａの均等係数の下限としては、１．１が好ましく、１．３がより好ましい。第１粒子３ａの均等係数が上記下限未満の場合、粒子のバラツキが小さくなり粒子を緻密に堆積させることができないおそれがある。一方、第１粒子３ａの均等係数の上限としては、１．８が好ましく、１．６がより好ましい。第１粒子３ａの均等係数が上記上限を超える場合、第１処理層３内部で油滴や濁質の分離能力が不均一となるおそれがある。なお、均等係数とは、質量で６０％の粒子が通過した篩の目開き（粒径）をＤ６０、質量で１０％の粒子が通過した篩の目開き（粒径）をＤ１０としたときに、Ｄ６０／Ｄ１０で得られる値である。
【００４８】
上記複数の第１粒子３ａは、定常状態（随伴水の処理時）に後述の第１仕切板６の上面に堆積している。定常状態におけるこの複数の第１粒子３ａの堆積層の平均厚さは特に限定されないが、逆洗時の撹拌効果を高めるために後述する第１空間部９の平均高さ以下が好ましい。定常状態における複数の第１粒子３ａの堆積層の平均厚さとしては、例えば１０ｃｍ以上１ｍ以下とすることができる。
【００４９】
（第１仕切板）
上記第１仕切板６は、第１処理層３と第２処理層４との間に配設され、第１粒子３ａの降下を防止する板である。つまり、第１仕切板６は、第１粒子３ａを通さずに液体を流通可能とする構成を有している。具体的には、第１仕切板６は、メッシュ（網）構造を有している。
【００５０】
第１仕切板６の材質としては特に限定されず、金属や合成樹脂等を用いることができる。金属を用いる場合、防食の観点からステンレス（特にＳＵＳ３１６Ｌ）を用いることが好ましい。合成樹脂を用いる場合、水圧や粒子の重量によって目開きが変化しないよう補強ワイヤー等の支持材を併用することが好ましい。
【００５１】
第１仕切板６のメッシュの公称目開きは、複数の第１粒子３ａの最小径（第１粒子３ａが通過しない篩の最大目開き）以下となるよう設計される。また、第１仕切板６のメッシュの公称目開きは、後述の第２粒子４ａが逆洗時に第１処理層３に侵入しないように第２粒子４ａの最小径よりも小さくすることが好ましいが、第２粒子４ａの最小径が微小である場合、メッシュの公称目開きがさらに微小となり差圧が高くなる。そのため、第１仕切板６のメッシュの公称目開きは、第２粒子４ａの平均径から第２粒子４ａの粒子径の標準偏差を引いた値以下とすることが好ましい。この第１仕切板６のメッシュの公称目開きの上限としては、１００μｍが好ましく、８０μｍ以下がより好ましい。上記公称目開きが上記上限を超える場合、第１粒子３ａ又は第２粒子４ａが第１仕切板６を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きの下限としては、１０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。上記公称目開きが上記下限未満の場合、吸着塔モジュール１の圧損が大きくなるおそれがある。
【００５２】
（第１空間部）
上記第１空間部９は、定常状態で上記第１処理層３の上方に形成され、第１処理層３と上記本体２の天面との間に設けられる空間である。第１処理層３で分離された油や濁質の粒子の一部はこの第１空間部９に滞留（浮上分離）し、逆洗時に上記排出管１４から逆洗水Ｂと共に排出される。また、逆洗時に第１粒子３ａがこの第１空間部９内に舞い上がり撹拌されることで、効果的に第１処理層３を逆洗することができる。また、上記排出管１４は、この第１空間部９の側方に接続されている。なお、排出管１４の第１空間部９との接続部分（開口部）には、第１粒子３ａが排出管１４側に流入しないよう第１仕切板６と同程度の公称目開きを有するメッシュ部材等を設けることが好ましい。
【００５３】
定常状態における第１空間部９の平均高さは特に限定されないが、逆洗時の撹拌効果を高めるために上記複数の第１粒子３ａの堆積層の平均厚さ以上が好ましい。また、定常状態における第１空間部９の平均高さとしては、例えば１０ｃｍ以上２ｍ以下とすることができる。
【００５４】
また、定常状態における第１空間部９の平均高さの上記複数の第１粒子３ａの堆積層の平均厚さに対する比の下限としては、１倍が好ましく、２倍がより好ましい。上記比が上記下限未満の場合、第１処理層３の逆洗効果が十分に得られないおそれがある。一方、上記比の上限としては、１０倍が好ましい。上記比が上記上限を超える場合、吸着塔モジュール１の高さが不要に大きくなるおそれがある。
【００５５】
（第２処理層）
上記第２処理層４は、上記第１処理層３の下流側に配設され、複数の第２粒子４ａを封入する。この複数の第２粒子４ａは、後述する第２仕切板７によって降下が防止されており、この第２仕切板７の上面側に堆積し、層を形成している。この第２処理層４は、随伴水に含まれる微細な油滴や濁質を主に除去する。
【００５６】
第２粒子４ａとしては、公知の濾過処理用の粒子を用いることができ、例えば粒子径の比較的小さい砂、高分子化合物等を主成分とする粒子を用いることができる。上記砂としては、例えば珪藻土等を挙げることができる。上記高分子化合物としては、例えばビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。これらの中でも耐水性、耐油性等に優れるビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましく、吸着性に優れるポリオレフィン樹脂がより好ましい。さらにポリオレフィン樹脂の中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレン樹脂が好ましい。また、高分子化合物の場合、不定形の粉砕粒子を用いることが好ましい。不定形の粉砕粒子を用いることで、粒子を緻密に堆積させることができ、濾過効率を向上させると共に、定常状態における粒子の浮き上がりを防止することができる。
【００５７】
第２粒子４ａとしては、上述した高分子化合物を主成分とする粒子を用いることが好ましい。このように高分子化合物を主成分とする粒子を第２粒子４ａとして用いることで、吸着塔モジュール１のコスト及び重量を低減することができる。また、第２粒子４ａの比重を小さくできるため、逆洗時の撹拌効果を高めることができる。
【００５８】
第２粒子４ａの平均径は、上記第１粒子３ａの平均径よりも小さい。第２粒子４ａの平均径の下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましく、３０μｍがさらに好ましい。第２粒子４ａの平均径が上記下限未満の場合、第２処理層４に封入される粒子の密度が大きくなり、吸着塔モジュール１の圧損が大きくなるおそれや、コスト及び重量が増加するおそれがある。一方、第２粒子４ａの平均径の上限としては、３００μｍが好ましく、１５０μｍがより好ましく、１００μｍがさらに好ましい。第２粒子４ａの平均径が上記上限を超える場合、微細な油滴や濁質の除去性能が不十分となるおそれがある。なお、この第２粒子４ａの均等係数については、上記第１粒子３ａと同様とすることができる。
【００５９】
上記複数の第２粒子４ａは、定常状態（随伴水の処理時）に後述の第２仕切板７の上面に堆積している。定常状態におけるこの複数の第２粒子４ａの堆積層の平均厚さは特に限定されないが、逆洗時の撹拌効果を高めるために後述する第２空間部１０の平均高さ以下が好ましい。定常状態における複数の第２粒子４ａの堆積層の平均厚さとしては、例えば１ｃｍ以上５０ｃｍ以下とすることができる。
【００６０】
（第２仕切板）
上記第２仕切板７は、第２処理層４と第３処理層５との間に配設され、第２粒子４ａの降下を防止する板である。つまり、第２仕切板７は、上記第１仕切板６と同様、第２粒子４ａを通さずに液体を流通可能とする構成を有しており、具体的にはメッシュ（網）構造を有している。
【００６１】
第２仕切板７の材質は、上記第１仕切板６と同様とすることができる。
【００６２】
第２仕切板７のメッシュの公称目開きは、複数の第２粒子４ａの最小径（第２粒子４ａが通過しない篩の最大目開き）以下となるよう設計することが好ましいが、第２粒子４ａの最小径が微小である場合、メッシュの公称目開きがさらに微小となり差圧が高くなる。そのため、第２仕切板７のメッシュの公称目開きは、第２粒子４ａの平均径から第２粒子４ａの粒子径の標準偏差を引いた値以下とする。この第２仕切板７のメッシュの公称目開きの上限としては、８０μｍが好ましく、５０μｍ以下がより好ましい。上記公称目開きが上記上限を超える場合、第２粒子４ａが第２仕切板７を通過するおそれがある。一方、上記公称目開きの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。上記公称目開きが上記下限未満の場合、吸着塔モジュール１の圧損が大きくなるおそれがある。
【００６３】
（第２空間部）
上記第２空間部１０は、定常状態で上記第２処理層４の上方に形成され、第２処理層４と上記第１仕切板６との間に設けられる空間である。第２処理層４で分離された油や濁質の粒子の一部はこの第２空間部１０に滞留（浮上分離）し、逆洗時に第１処理層３を定常状態とは逆方向に通過し上記第１空間部９を経由して上記排出管１４から逆洗水Ｂと共に排出される。また、逆洗時に第２粒子４ａがこの第２空間部１０内に舞い上がり撹拌されることで、効果的に第２処理層４を逆洗することができる。この第２空間部１０においては、滞留した油滴等の粒子が成長し粒径が大きくなることで逆洗時の除去効果を高める効果も奏される。また、上記ジェット水流供給管１５は、この第２空間部１０の側方に接続されている。なお、ジェット水流供給管１５の第２空間部１０との接続部分（開口部）には、第２粒子４ａがジェット水流供給管１５側に流入しないよう第２仕切板７と同程度の公称目開きを有するメッシュ部材等を設けることが好ましい。
【００６４】
定常状態における第２空間部１０の平均高さは特に限定されないが、逆洗時の撹拌効果を高めるために上記複数の第２粒子４ａの堆積層の平均厚さ以上が好ましい。定常状態における第２空間部１０の平均高さとしては、例えば、２ｃｍ以上１ｍ以下とすることができる。
【００６５】
また、定常状態における第２空間部１０の平均高さの上記複数の第２粒子４ａの堆積層の平均厚さに対する比の下限としては、０．３倍が好ましく、１倍がより好ましく、２倍がさらに好ましい。上記比が上記下限未満の場合、第２処理層４の逆洗効果が十分に得られないおそれがある。一方、上記比の上限としては、１０倍が好ましい。上記比が上記上限を超える場合、吸着塔モジュール１の高さが不要に大きくなるおそれがある。
【００６６】
上記複数の第２粒子４ａの堆積層表面からジェット水流供給管１５の本体２内部の開口中心までの距離の上限としては、定常状態における第２空間部１０の平均高さの０．８倍が好ましく、０．６倍がより好ましい。一方、上記距離の下限としては、上記第２空間部１０の平均高さの０．２倍が好ましく、０．３倍がより好ましい。上記距離を上記範囲内とすることで、ジェット水流Ａによる第２粒子４ａの撹拌効果を顕著に高めることができる。
【００６７】
（第３処理層）
上記第３処理層５は、上記第２処理層４の下流側に配設され、油を吸着する吸着剤を封入する。この吸着剤は、後述する第３仕切板８によって降下が防止されており、この第３仕切板８と上記第２仕切板７との間に充填され、層を形成している。この第３処理層５は、第１処理層３及び第２処理層４で除去できなかったさらに微細な油滴を主に吸着除去する。
【００６８】
上記吸着剤としては、公知の油用吸着剤を用いることができ、例えば多孔セラミックス、不織布、織布、繊維、活性炭等を挙げることができる。これらの中でも、複数の有機繊維により形成された不織布が好ましい。この複数の有機繊維により形成される不織布は、油分を有機繊維で吸着することで油水を分離する。従って、この不織布は繊維間に形成される空孔を微細化する必要がなく孔径を大きくすることができるため、高粘度油によって空孔が閉塞されることを抑制し、圧力損失の上昇を抑制することができる。
【００６９】
上記不織布を形成する有機繊維の主成分としては、油を吸着可能な有機樹脂であれば特に限定されず、例えばセルロース樹脂、レーヨン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）、ポリアミド樹脂（脂肪族ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂等）、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、フッ素樹脂又はポリオレフィン樹脂が好ましい。フッ素樹脂を主成分とする有機繊維を用いることで、不織布の耐熱性及び耐薬品性を高めることができる。さらにフッ素樹脂の中でも特に耐熱性等に優れるポリテトラフルオロエチレン樹脂が好ましい。また、ポリオレフィン樹脂を主成分とする有機繊維を用いることで、不織布の油分吸着能力を高めることができる。さらにポリオレフィン樹脂の中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレン樹脂が好ましい。なお、有機繊維の形成材料には、他のポリマー、潤滑剤などの添加剤等が適宜配合されていてもよい。
【００７０】
上記有機繊維の平均径の上限としては、１μｍが好ましく、０．９μｍがより好ましく、０．１μｍがより好ましい。有機繊維の平均径が上記上限を超えると、有機繊維の単位体積あたりの表面積が小さくなるため一定の油吸着能力を確保するために繊維密度を大きくする必要が生じる。その結果、不織布の孔径及び空隙率が小さくなって油による閉塞が発生し易くなる。特に、随伴水ＸがＣ重油を含有する場合、水中に分散含有されるＣ重油の粒径は０．１〜１．０μｍ程度になりやすいため、有機繊維の平均径を上記上限以下とすることで、より確実にＣ重油を吸着することができる。一方、有機繊維の平均径の下限としては、１０ｎｍが好ましい。有機繊維の平均径が上記下限未満の場合、不織布の形成が困難になるおそれや、強度が不足するおそれがある。
【００７１】
上記不織布の空隙率の下限としては、８０％が好ましく、８５％がより好ましく、８８％がさらに好ましい。不織布の空隙率が上記下限未満の場合、被処理液の通過量（処理量）が低下するおそれや、油分によって不織布の空孔が閉塞され易くなるおそれがある。一方、不織布の空隙率の上限としては、９９％が好ましく、９５％がより好ましい。不織布の空隙率が上記上限を超える場合、不織布の強度が維持できないおそれがある。
【００７２】
上記不織布の平均孔径の下限としては、１μｍが好ましく、２μｍがより好ましく、５μｍがさらに好ましい。不織布の平均孔径が上記下限未満の場合、被処理液の通過量（処理量）が低下するおそれや、油分によって不織布の空孔が閉塞され易くなるおそれがある。一方、不織布の平均孔径の上限としては、２０μｍが好ましく、８μｍがより好ましい。不織布の平均孔径が上記上限を超える場合、不織布の油吸着機能が低下するおそれや、不織布の強度が維持できないおそれがある。
【００７３】
上記不織布の製造方法としては特に限定されず、公知の不織布の製造方法を用いることができる。具体的には、例えば乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等で製造されたフリースを、スパンレース法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法、ケミカルボンド法、ステッチボンド法、ニードルパンチ法、エアスルー法、ポイントボンド法等で結合させる方法、又はメルトブローで接着性を有する繊維体を高速噴出することでウエブを形成する方法を挙げることができる。これらの結合方法の中でも、繊維径の小さい不織布を比較的容易に形成することが可能なメルトブローによるウエブ形成方法が好ましい。
【００７４】
また、第３処理層５は、複数の繊維を本体２内に充填することで形成することもできる。この繊維としては、平均径が１μｍ以下の長繊維を用いることが好ましい。
【００７５】
第３処理層５の平均厚さは、吸着剤の種類によって適宜設計することができるが、例えば１ｃｍ以上１ｍ以下とすることができる。
【００７６】
（第３仕切板）
上記第３仕切板８は、第３処理層５の下流側に配設され、吸着剤の降下を防止する板である。つまり、第３仕切板８は、吸着剤を通さずに液体を流通可能とする構成を有しており、具体的にはメッシュ（網）構造を有している。
【００７７】
第３仕切板８の材質は、上記第１仕切板６と同様とすることができる。また、第３仕切板８のメッシュの公称目開きは、吸着剤の降下（流出）を防止できる大きさであればよく、吸着剤の種類によって適宜設計することができる。
【００７８】
（ヘッダ部）
上記ヘッダ部１１は、上記第３処理層５の下方、つまり第３仕切板８と上記本体２の底面との間に形成される空間である。このヘッダ部１１の下部には第１処理液Ｙを回収する回収管１３が接続され、第１処理層３、第２処理層４、及び第３処理層５を通過した第１処理液Ｙがこのヘッダ部１１で収集された後に後述するスパイラル型分離膜モジュール１０１へ排出される。
【００７９】
（逆洗水供給部）
上記逆洗水供給部（図示せず）は、上記回収管１３を介して逆洗水を吸着塔モジュール１の下方から上方へ供給する。
【００８０】
逆洗水供給部は、例えばポンプによって第１処理液Ｙ等を圧送することで逆洗水を供給する。この逆洗水の上昇流によって、複数の第１粒子３ａ及び第２粒子４ａが上方に舞い上がり撹拌されることで、各粒子間に捕捉されていた油滴や濁質等が分離され、これらが吸着塔モジュール１の上方に流動する。上方に流動した油滴や濁質は、排出管１４を介して逆洗水Ｂと共に後述の逆洗水回収部で回収される。なお、第２処理層４の逆洗水回収をよりスムーズに行う目的で、排出管１４に加えて第２処理層４のジェット水流供給管１５の近傍にも別途排出管を設けて逆洗水回収を行ってもよい。
【００８１】
（ジェット水流発生部）
上記ジェット水流発生部は、上記ジェット水流供給管１５を介してジェット水流Ａ（逆洗水）を第２空間部１０に向けて噴射する。
【００８２】
ジェット水流発生部は、ジェット水流Ａを第２空間部１０に向けて噴射する。このジェット水流発生部としては、例えばバブリングジェット装置や、エダクタ等を用いることができる。
【００８３】
上記バブリングジェット装置は、上記ジェット水流供給管１５にバブリングジェットノズルを配設し、このバブリングジェットノズルに気体及び逆洗水を供給することでジェット水を噴射する装置である。上記気体としては例えば空気を用いることができ、吸着塔モジュール１の外気を吸入して使用することができる。また、ジェット水において逆洗水に対する気体の体積比を大きくすることが好ましく、逆洗水の体積に対する気体の体積の比としては、例えば２倍以上５倍以下が好ましい。また、この気体によって形成される泡の平均径としては、１ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましい。さらに、逆洗水の送水圧としては、０．２ＭＰａ以上が好ましく、バブリングジェットノズルの吐出口でのジェット水の流束としては２０ｍ／ｄ以上が好ましい。
【００８４】
上記エダクタは、周囲の水を引き込んで強力な水流を発生する装置であり、例えばジェット水を吐出するノズルとこのノズルに流体（逆洗水）を供給する管との間の咽部に吸引口を設け、この咽部を通過する流体の流れによって上記吸引口からさらに流体を吸引することで、ジェット水を上記ノズルから噴射する装置を用いることができる。
【００８５】
ジェット水流発生部によって発生するジェット水流Ａは、ジェット水流供給管１５から第２空間部１０内に側方から噴射される。上記逆洗水供給部から供給される逆洗水による上昇流に加えて、側方からのジェット水流Ａによって、第２粒子４ａがより大きく撹拌され、捕捉されていた油滴や濁質等をより確実に分離除去することができる。
【００８６】
なお、逆洗水の流量（逆洗水供給部とジェット水流発生部との合計流量）としては、例えば濾過時における随伴水の供給量の倍とすることができる。また、逆洗時間としては例えば３０秒以上１０分以下とすることができ、逆洗間隔としては例えば１時間以上１２時間以下とすることができる。
【００８７】
（逆洗水回収部）
上記逆洗水回収部（図示せず）は、排出管１４を介して油滴や濁質を含む逆洗水Ｂを回収する。この回収した逆洗水は、例えば吸着塔モジュール１に随伴水Ｘとして再度供給することができる。
【００８８】
（吸着塔モジュールの利点）
吸着塔モジュール１は、第１処理層３で粒径の比較的大きい油滴や濁質を分離し、その後エマルジョン化した油滴や微細な濁質を第２処理層４で分離することができる。そのため、吸着塔モジュール１は、複数の吸着塔モジュールを組み合わせることなく、油や種々の濁質を含む随伴水を処理することができ、特に比較的大きな油分や濁質を効果的に除去することができる。加えて、吸着塔モジュール１は、処理層を複数備えるため、装置の小型化を図ることができる。また、吸着塔モジュール１は、定常状態で第１処理層３及び第２処理層４の上方にそれぞれ第１空間部９及び第２空間部１０を備えるため、これらの空間部に浮上分離した油滴や濁質を保持することで浄化処理能力を向上することができ、加えて逆洗によって空間部に保持した油滴や濁質を容易かつ確実に本体２外へ排出することができる。また、逆洗時に第１処理層３及び第２処理層４に封入された粒子がこの空間部内に舞い上がるため、粒子間に捕捉された油滴や濁質等の粒子等も効果的に排出することができる。これにより吸着塔モジュール１は、逆洗時間及び逆洗水量を低減することができ、ひいては高い水処理効率を発揮することができる。
【００８９】
また、吸着塔モジュール１は、第１粒子３ａ及び第２粒子４ａの降下を防止する第１仕切板６及び第２仕切板７を有するため、定常状態及び逆洗状態において第１粒子３ａ及び第２粒子４ａが他の処理層に流動することを防止することができる。
【００９０】
さらに、吸着塔モジュール１は、油を吸着する吸着剤を封入する第３処理層５を備えるため、第２処理層４を通過したより微細な油滴をさらに分離することができ、高い油分分離能力を有する。
【００９１】
また、吸着塔モジュール１は、上記本体２の下方及び側方から逆洗水を供給する逆洗水供給部及びジェット水流発生部と、本体２の上方から逆洗水を回収する逆洗水回収部とを備えるため、第１処理層３及び第２処理層４が封入する粒子を撹拌して効果的に油滴や濁質等を排出させることができる。また、上記逆洗水供給部により第１処理層３と第２処理層４とを同時に逆洗することができる。
【００９２】
＜スパイラル型分離膜モジュール＞
当該油水分離処理システムが有する複数のスパイラル型分離膜モジュール１０１は、図５及び図６に示すように略円筒状のケーシング１０２と、このケーシング１０２の中心軸部分に配設される集液管１０６と、上記ケーシング１０２内に配設され、集液管１０６に開口部が連通され、かつスパイラル状に巻き付けられる三方シール袋状の複数の分離膜１４０と、この複数の分離膜１４０内に収容される複数の透過液流路材１４１と、複数の分離膜１４０間に積層される複数の原液流路材１０５とを主に有する。この複数のスパイラル型分離膜モジュール１０１は、図１に示すように直列に接続してもよいし、並列に接続してもよく、要求される処理能力等に合わせて適宜設計することができる。
【００９３】
なお、スパイラル型分離膜モジュール１０１の集液管１０６、分離膜１４０、透過液流路材１４１、及び原液流路材１０５は、膜エレメント（スパイラル型分離膜エレメント）１０３を構成する。
【００９４】
（ケーシング）
ケーシング１０２は、両端が開口した円筒体１２０と、この円筒体１２０の開口を塞ぐ閉塞部材１２１，１２２を備えている。
【００９５】
円筒体１２０の直径及び長さとしては、膜エレメント１０３を適切に収容できる限りは特に制限はなく、用途等に応じて適宜選択すればよい。円筒体１２０は、耐圧性の高い材料により形成することが好ましい。耐圧性の高い材料としては、例えばポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ポリスルホン、ポリアセタール、ポリイミド、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等の樹脂材料、繊維強化プラスチック、ステンレス、真鍮、銅、鉄等の金属材料、セラミック材料などが挙げられる。
【００９６】
閉塞部材１２１は、ヘッダ部１２３及び原液ポート１２４を有している。ヘッダ部１２３は、端板１２１Ａ及び側壁１２１Ｂにより形成されている。原液ポート１２４の内部は、ヘッダ部１２３に連通している。一方、閉塞部材１２２は、ヘッダ部１２５及び濃縮液ポート１２６を有している。ヘッダ部１２５は、端板１２２Ａ及び側壁１２２Ｂにより形成されている。濃縮液ポート１２６の内部は、ヘッダ部１２５に連通している。これらの閉塞部材１２１，１２２の材質としては、円筒体１２０と同様なものが挙げられる。
【００９７】
（膜エレメント）
図６及び図７に示すように、膜エレメント１０３は、膜リーフ１０４、原液流路材１０５、集液管１０６及びテレスコープ防止板１０７Ａ，１０７Ｂを備えている。この膜エレメント１０３は、膜リーフ１０４の間に原液流路材１０５に挟み込まれるように集液管１０６に巻き付けられた巻回体１３０の端面１３１，１３２にテレスコープ防止板１０７Ａ，１０７Ｂを固定したものである。
【００９８】
膜リーフ１０４は、原液流路材１０５と共に集液管１０６に巻き付けられるものである。この膜リーフ１０４は、分離膜１４０及び透過液流路材１４１を有している。
【００９９】
分離膜１４０は、原液中の不要成分を分離するものである。この分離膜１４０は、図８に示すように一対の分離膜要素１４２，１４３によって開口部１４４が形成された三方シール袋状である。このような分離膜１４０は、例えばシート状の分離膜を折り返し、折り返し縁に連続する両側縁部を接着することで袋状に形成される。分離膜１４０は、一対の分離膜を重ね合せ、３つの側縁部を接着することで三方シール袋状に形成してもよい。
【０１００】
分離膜１４０は、スパイラル型分離膜モジュール１０１の用途等に応じて、公知のものから選択すればよい。分離膜１４０としては、例えば逆浸透膜、ナノ濾過膜、限外濾過膜、精密濾過膜等が挙げられる。分離膜１４０としては、不織布を使用することもできる。
【０１０１】
分離膜１４０として不織布を用いる場合、複数の有機繊維により形成された不織布が好ましい。この複数の有機繊維により形成される不織布は、油分を有機繊維で吸着することで油水を分離する。従って、この不織布は繊維間に形成される空孔を微細化する必要がなく孔径を大きくすることができるため、高粘度油によって空孔が閉塞されることを抑制し、圧力損失の上昇を抑制することができる。
【０１０２】
上記不織布を形成する有機繊維の主成分としては、油を吸着可能な有機樹脂であれば特に限定されず、例えばセルロース樹脂、レーヨン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等）、ポリアミド樹脂（脂肪族ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂等）、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、フッ素樹脂又はポリオレフィン樹脂が好ましい。フッ素樹脂を主成分とする有機繊維を用いることで、不織布の耐熱性及び耐薬品性を高めることができる。さらにフッ素樹脂の中でも特に耐熱性等に優れるポリテトラフルオロエチレン樹脂が好ましい。また、ポリオレフィン樹脂を主成分とする有機繊維を用いることで、不織布の油分吸着能力を高めることができる。さらにポリオレフィン樹脂の中でも特に油分吸着能力に優れるポリプロピレン樹脂が好ましい。なお、有機繊維の形成材料には、他のポリマー、潤滑剤などの添加剤等が適宜配合されていてもよい。
【０１０３】
上記有機繊維の平均径の上限としては、１μｍが好ましく、０．９μｍがより好ましく、０．１μｍがより好ましい。有機繊維の平均径が上記上限を超えると、有機繊維の単位体積あたりの表面積が小さくなるため一定の油吸着能力を確保するために繊維密度を大きくする必要が生じる。その結果、不織布の孔径及び空隙率が小さくなって油による閉塞が発生し易くなる。特に、第１処理液ＹがＣ重油を含有する場合、水中に分散含有されるＣ重油の粒径は０．１〜１．０μｍ程度になりやすいため、有機繊維の平均径を上記上限以下とすることで、より確実にＣ重油を吸着することができる。一方、有機繊維の平均径の下限としては、１０ｎｍが好ましい。有機繊維の平均径が上記下限未満の場合、不織布の形成が困難になるおそれや、強度が不足するおそれがある。
【０１０４】
上記不織布の空隙率の下限としては、８０％が好ましく、８５％がより好ましく、８８％がさらに好ましい。不織布の空隙率が上記下限未満の場合、被処理液の通過量（処理量）が低下するおそれや、油分によって不織布の空孔が閉塞され易くなるおそれがある。一方、不織布の空隙率の上限としては、９９％が好ましく、９５％がより好ましい。不織布の空隙率が上記上限を超える場合、不織布の強度が維持できないおそれがある。
【０１０５】
上記不織布の平均孔径の下限としては、１μｍが好ましく、２μｍがより好ましく、５μｍがさらに好ましい。不織布の平均孔径が上記下限未満の場合、被処理液の通過量（処理量）が低下するおそれや、油分によって不織布の空孔が閉塞され易くなるおそれがある。一方、不織布の平均孔径の上限としては、２０μｍが好ましく、８μｍがより好ましい。不織布の平均孔径が上記上限を超える場合、不織布の油吸着機能が低下するおそれや、不織布の強度が維持できないおそれがある。
【０１０６】
上記不織布の製造方法としては特に限定されず、公知の不織布の製造方法を用いることができる。具体的には、例えば乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法等で製造されたフリースを、スパンレース法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法、ケミカルボンド法、ステッチボンド法、ニードルパンチ法、エアスルー法、ポイントボンド法等で結合させる方法、又はメルトブローで接着性を有する繊維体を高速噴出することでウエブを形成する方法を挙げることができる。これらの結合方法の中でも、繊維径の小さい不織布を比較的容易に形成することが可能なメルトブローによるウエブ形成方法が好ましい。
【０１０７】
図９に示すように、透過液流路材１４１は、分離膜１４０の内部に収容されることで、分離膜要素１４２，１４３の間のスペーサとして機能するものである。すなわち、透過液流路材１４１は、膜リーフ１０４において分離膜要素１４２，１４３の間に透過液流路を規定する。この透過液流路材１４１としては、多孔質体を使用することができる。多孔質体としては、例えばトリコット等の編地が挙げられる。
【０１０８】
原液流路材１０５は、膜リーフ１０４と共に集液管１０６に巻き付けたときに、２つの膜リーフ１０４の間に位置し、これらの膜リーフ１０４（分離膜要素１４２，１４３）の間のスペーサとして機能するものである。すなわち、原液流路材１０５は、膜リーフ１０４に積層されることで膜リーフ１０４（分離膜要素１４２，１４３）の間に原液流路を規定する。
【０１０９】
図１０及び図１１に示すように、原液流路材１０５は、複数の第１構成糸１５１とこれらの第１構成糸１５１に交差する複数の第２構成糸１５２とを有し、これらが複数の交差部分１５３で一体化されている。この原液流路材１０５（メッシュスペーサ）は、第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２において交差部分１５３の間に位置する線状部分１５４，１５５を有している。
【０１１０】
交差部分１５３は、線状部分１５４，１５５に対して厚み方向に膨出しており、その頂点部分において膜リーフ１０４（分離膜要素１４２，１４３）に接触している。この交差部分１５３は、第１構成糸１５１と第２構成糸１５２とが融和されることで一体化されていることが好ましい。交差部分１５３が融和されていることで、交差部分１５３の強度を高めることができる。
【０１１１】
線状部分１５４，１５５は、膜リーフ１０４（分離膜要素１４２，１４３）とは接触せずに膜リーフ１０４（分離膜要素１４２，１４３）から離間している。これらの線状部分１５４，１５５の断面形状としては、円形、楕円形、半円形、多角形等が挙げられる。
【０１１２】
上記第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２の線状部分１５４，１５５の各平均最小径Ｔ１は、それぞれ交差部分１５３の平均最大厚みＴ２よりも小さくされている。第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２の線状部分１５４，１５５の軸芯Ｌ１，Ｌ２の交差部分１５３の厚み方向の中心Ｏ１に対する厚み方向の偏倚量ｄＴは、それぞれ上記交差部分１５３の平均最大厚みＴ２と上記線状部分１５４，１５５の平均最小径Ｔ１との差の半分以下である。上記第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２のそれぞれの偏倚量ｄＴの上限としては、交差部分１５３の平均最大厚みＴ２の３０％が好ましく、１０％がより好ましい。上記偏倚量ｄＴが上記上限を超えると、線状部分１５４，１５５と分離膜１４０との距離が小さくなり、原液供給時に原液流れに乱れが生じやすくなり、分離膜１４０の表面での濃度分極や圧力損失の増大等による膜エレメント１０３の性能低下を十分に抑制できないおそれがある。
【０１１３】
上記第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２の線状部分１５４，１５５の平均最小径Ｔ１の下限としては、それぞれ交差部分１５３の平均最大厚みＴ２の２０％が好ましく、３０％がより好ましい。一方、平均最小径Ｔ１の上限としては、それぞれ平均最大厚みＴ２の６０％が好ましく、５０％がより好ましい。上記線状部分１５４，１５５の各平均最小径Ｔ１が交差部分１５３の平均最大厚みＴ２に対して上記下限未満であると、線状部分１５４，１５５の強度を十分に確保できないおそれがある。一方、上記線状部分１５４，１５５の各平均最小径Ｔ１が交差部分１５３の平均最大厚みＴ２に対して上記上限を超えると、線状部分１５４，１５５と分離膜１４０との距離が小さくなり、原液の乱れが生じやすくなり、分離膜１４０の表面での濃度分極や圧力損失の増大等による膜エレメント１０３の性能低下を十分に抑制できないおそれがある。
【０１１４】
膜エレメント１０３の性能低下を十分に抑制するためには、線状部分１５４，１５５の平均最小径Ｔ１及び交差部分１５３の平均最大厚みＴ２は、下記の範囲とすることが好ましい。すなわち、線状部分１５４，１５５の平均最小径Ｔ１の下限としては、０．１ｍｍが好ましく、０．２ｍｍがより好ましい。上記平均最小径Ｔ１の上限としては、０．４ｍｍが好ましく、０．３ｍｍがより好ましい。交差部分１５３の平均最大厚みＴ２の下限としては０．２ｍｍが好ましく、０．５ｍｍがより好ましい。平均最大厚みＴ２の上限としては１．２ｍｍが好ましく、１．０ｍｍがより好ましい。
【０１１５】
複数の交差部分１５３のうちの第１構成糸１５１又は第２構成糸１５２の軸方向Ａ１，Ａ２に隣接する２つの交差部分１５３の平均中心間距離Ｄの下限としては、２ｍｍが好ましく、３ｍｍがより好ましい。一方、平均中心間距離Ｄの上限としては、６ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。交差部分１５３の平均中心間距離Ｄが上記下限未満であると、分離膜要素１４２，１４３の間における交差部分１５３が占める容積が大きくなって原液流れに乱れが生じやすく、圧力損失が大きくなるおそれがある。一方、交差部分１５３の平均中心間距離Ｄが上記上限を超えると、原液流路材１０５がスペーサとして十分に機能しないおそれがある。
【０１１６】
第１構成糸１５１又は第２構成糸１５２の線状部分１５４，１５５は、第１構成糸１５１又は第２構成糸１５２の軸方向Ａ１，Ａ２に延伸されているとよい。線状部分１５４，１５５が延伸されることで、各構成糸１５１，１５２の線状部分１５４，１５５の軸芯Ｌ１，Ｌ２を交差部分１５３の厚み方向の中心Ｏ１に近づけることができると共に線状部分１５４，１５５の厚さを小さくすることができる。そのため、当該膜エレメント１０３によれば、線状部分１５４，１５５を分離膜１４０から離間させることができるため原液流れの乱れを抑制し、濃度分極、圧力損失等による膜エレメント１０３の性能低下をより効果的に抑制できる。
【０１１７】
第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン又は架橋ポリエチレンを主成分とするものが挙げられる。このような樹脂を主成分とする構成糸は比較的安価に入手可能であると共に融点も比較的に低く加工が容易であるため、原液流路材１０５の材料コストを抑制することが可能となる。
【０１１８】
このような原液流路材１０５は、例えば第１構成糸１５１と第２構成糸１５２とを交差状態で融着することで形成することができる。第１構成糸１５１と第２構成糸１５２との融着は、公知の方法、例えば押出成形機を用いて第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２をこれらの構成糸１５１，１５２が交差するように同時に押出形成することで行うことができる。融着後は、必要に応じて、加熱により交差部分１５３を融和させてもよく、また必要に応じて第１構成糸又は第２構成糸を延伸してもよい。原液流路材１０５はまた、第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２を平織、綾織等した後に加熱することで交差部分１５３を融着させてもよい。このような融着方法は、第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２として低融点樹脂を主成分とするものを用いる場合に有用である。
【０１１９】
図６及び図７に示すように、集液管１０６は、分離膜１４０を透過した膜リーフ１０４の内部の透過液を集めるためのものである。この集液管１０６は、一端部が閉じた中空状である。集液管１０６には、集液管１０６の軸方向に列状に並ぶと共に複数の貫通孔１６０からなる貫通孔群が形成されている。膜リーフ１０４は、分離膜１４０の開口部１４４が貫通孔群に位置合わせされた状態で集液管１０６に固定され、開口部１４４と貫通孔１６０が連通している。そのため、貫通孔群の貫通孔１６０には、分離膜１４０を透過した透過液のみが供給される。
【０１２０】
図５及び図６に示すように、テレスコープ防止板１０７Ａ，１０７Ｂは、スポーク型として構成されたものである。このテレスコープ防止板１０７Ａ，１０７Ｂは、内周環部１７０Ａ，１７０Ｂ、外周環部１７１Ａ，１７１Ｂ、及びスポーク部１７２Ａ，１７２Ｂを備えている。内周環部１７０Ａ，１７０Ｂは、集液管１０６が嵌合される部分である。外周環部１７１Ａ，１７１Ｂの外周面には、溝１７３Ａ，１７３Ｂが設けられる。この溝１７３Ａ，１７３Ｂは、ブラインシール１７４Ａ，１７４Ｂが嵌め込まれる部分である。ブラインシール１７４Ａ，１７４Ｂは、円筒体１２０と膜エレメント１０３との隙間に原液が流入することを防ぐためのものである。スポーク部１７２Ａ，１７２Ｂは、内周環部１７０Ａ，１７０Ｂと外周環部１７１Ａ，１７１Ｂとを繋ぐものである。内周環部１７０Ａ，１７０Ｂ、外周環部１７１Ａ，１７１Ｂ及びスポーク部１７２Ａ，１７２Ｂによって囲まれる空間は、原液の通過を許容するものである。
【０１２１】
テレスコープ防止板１０７Ａ，１０７Ｂの材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレン、ポリアセタール、ポリイミド、硬質ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスルホン、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルケトン等の樹脂材料、ステンレススチール等の金属材料などが挙げられる。
【０１２２】
（スパイラル型分離膜モジュールの原液の分離方法）
次に、スパイラル型分離膜モジュール１０１による原液の分離方法を説明する。なお、図５における矢印は、液体の移動方向を示している。
【０１２３】
図５に示すように、スパイラル型分離膜モジュール１０１には、原液ポート１２４から吸着塔モジュール１から排出された第１処理液Ｙ（原液）が供給される。スパイラル型分離膜モジュール１０１への原液供給圧力は、膜リーフ１０４の分離膜１４０の種類に応じて決定すればよい。例えば、分離膜１４０として不織布等の油水分離膜を使用する場合には、原液供給圧力としては１ＭＰａ以下が好ましい。
【０１２４】
原液ポート１２４から供給された第１処理液Ｙは、閉塞部材１２１のヘッダ部１２３及びテレスコープ防止板１０７Ａを通過し、巻回体１３０の端面１３１から巻回体１３０に供給される。巻回体１３０に供給された第１処理液Ｙは、原液流路材１０５によって膜リーフ１０４（分離膜要素１４２，１４３）の間に規定される原液流路を巻回体１３０の端面１３２に向けて移動する。
【０１２５】
原液流路を移動する第１処理液Ｙは、その移動過程において分離膜１４０により分離される。分離膜１４０を透過した第２処理液Ｚは、分離膜１４０（膜エレメント１０３）の内部に移動する。分離膜１４０の内部の第２処理液Ｚは、透過液流路材１４１によって規定される透過液流路に移動し、貫通孔１６０を通過して集液管１０６の内部に移動する。集液管１０６の第２処理液Ｚは、集液管１０６の内部を移動して集液管１０６の端部から回収される。
【０１２６】
一方、分離膜１４０を透過しなかった第１処理液Ｙは、膜エレメント１０３の端面１３２から排出され、最終的にテレスコープ防止板１０７Ｂ及び閉塞部材１２２のヘッダ部１２５を通過して濃縮液ポート１２６を介してスパイラル型分離膜モジュール１０１の外部に濃縮液Ｃとして排出される。
【０１２７】
なお、複数のスパイラル型分離膜モジュール１０１は、例えば集液管１０６の排出口から逆洗水を供給し、集液管１０６から各膜エレメント１０３に逆洗水を供給し、原液ポート１２４から排出することで逆洗を行うことができる。
【０１２８】
（スパイラル型分離膜モジュールの利点）
従来のスパイラル型分離膜モジュールでは、図１２に示すように原液流路材１０８が分離膜１９０，１９１の間に位置しているが、縦糸１８０及び横糸１８１が全長にわたって分離膜１９０，１９１に密着する。そのため、縦糸１８０及び横糸１８１と分離膜１９０，１９１との接触面積が大きく、原液供給時の原液流れの乱れを十分に抑制することができない。その結果、原液流れの乱れに起因する分離膜表面での濃度分極の発生、圧力損失の増加等による膜エレメントの性能低下を十分に抑制することができない。
【０１２９】
これに対し、当該膜エレメント１０３によれば、原液流路材（メッシュスペーサ）１０５の第１構成糸１５１と第２構成糸１５２とが交差部分１５３で一体化され、隣接する交差部分１５３の間の線状部分１５４，１５５の平均最小径Ｔ１が交差部分１５３の平均最大厚みＴ２よりも小さく、厚み方向における第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２の線状部分１５４，１５５の軸芯Ｌ１，Ｌ２の交差部分１５３の中心に対する偏倚量ｄＴが交差部分１５３の平均最大厚みＴ２と線状部分１５４，１５５の平均最小径Ｔ１との差の半分以下とされている。そのため、原液流路材１０５は、交差部分１５３において分離膜１４０に接触し、第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２の線状部分１５４，１５５が分離膜１４０とは接触しない構成とすることが可能となる。そのため、第１構成糸１５１及び第２構成糸１５２の線状部分１５４，１５５と分離膜１４０との接触面積が小さくなる結果、原液供給時の原液流れの乱れに起因する分離膜１４０の表面での濃度分極を抑制し、圧力損失を低減できる。これにより、スパイラル型分離膜モジュール１０１では、性能低下を効果的に抑制できる。
【０１３０】
＜油水分離処理システムの利点＞
当該油水分離処理システムは、吸着塔モジュール１から排出された第１処理液をさらに処理する複数のスパイラル型分離膜モジュール１０１を備えるため、種々の大きさの油や濁質を効率よく分離できる。その結果、当該油水分離処理システムは、省スペースで高い水処理効率を発揮することができる。なお、当該油水分離処理システムは、石油随伴水に限らず、工場などからの油を含む排水の油分除去浄化処理などに幅広く適用できる。
【０１３１】
［油水分離処理方法］
当該油水分離処理方法は、図１の吸着塔モジュール１を用い、この吸着塔モジュール１の本体２の上方から随伴水Ｘを供給し、下方から第１処理液Ｙを排出する工程と、図１のスパイラル型膜分離モジュール１０１を用い、このスパイラル型分離膜モジュール１０１のケーシング１０２の端部から第１処理液Ｙを供給し、集液管１０６の端部から第２処理液Ｚ（処理済液）を排出する工程とをこの順に備える。
【０１３２】
随伴水の供給方法は特に限定されず、例えばポンプ又は水頭で吸着塔モジュール１に随伴水を圧送する方法を用いることができる。
【０１３３】
当該油水分離処理方法における吸着塔モジュール１での随伴水の充填面積あたりの処理速度の下限としては、２００ｍ３／ｍ２・ｄａｙが好ましく、３００ｍ３／ｍ２・ｄａｙがより好ましく、４００ｍ３／ｍ２・ｄａｙがさらに好ましい。随伴水の油分濃度、濁質濃度及び粘度が高い場合には、上記下限未満の処理速度でも高水質が得られ十分安価な処理を行うことができるが、随伴水の濃度が低くコストの点で高速処理が望まれる場合には、随伴水の処理速度が上記下限未満の場合、大量に随伴水が発生する環境下で当該油水分離処理方法が使用に適さなくなるおそれがある。なお、随伴水の処理速度の上限は特に限定されないが、例えば１０００ｍ３／ｍ２・ｄａｙとすることができる。
【０１３４】
また、当該油水分離処理方法におけるスパイラル型分離膜モジュール１０１の１つの膜エレメント１０３での随伴水の膜面積当たりの処理速度の下限としては、１ｍ３／ｍ２・ｄａｙが好ましく、２ｍ３／ｍ２・ｄａｙがより好ましく、５ｍ３／ｍ２・ｄａｙがさらに好ましい。
【０１３５】
当該油水分離処理方法における第１処理液Ｙの濁質濃度の上限としては、１０ｐｐｍが好ましく、５ｐｐｍがより好ましく、３ｐｐｍがさらに好ましく、１ｐｐｍが特に好ましい。第１処理液Ｙの濁質濃度を上記上限以下とすることで、より効率よくスパイラル型分離膜モジュール１０１で分離処理を行うことができる。なお、濁質濃度とは、浮遊物質（ＳＳ）の濃度を意味し、ＪＩＳ−Ｋ０１０２（２００８）の「１４．１  懸濁物質」に準拠して測定される値である。
【０１３６】
当該油水分離処理方法で回収した処理済液（第２処理液Ｚ）の濁質濃度の上限としては、１ｐｐｍが好ましく、０．５ｐｐｍがより好ましく、０．１ｐｐｍが特に好ましい。処理済液の濁質濃度を上記上限以下とすることで、当該油水分離処理方法で処理した処理済液を環境に負荷を与えず廃棄することや産業用水として利用することが可能となる。
【０１３７】
当該油水分離処理方法における第１処理液Ｙの油濃度の上限としては、１００ｐｐｍが好ましく、５０ｐｐｍがより好ましく、１０ｐｐｍがさらに好ましく、１ｐｐｍが特に好ましい。第１処理液Ｙの油濃度を上記上限以下とすることで、より効率よくスパイラル型分離膜モジュール１０１で油水分離を行うことができる。
【０１３８】
当該油水分離処理方法で回収した処理済液（第２処理液Ｚ）の油濃度の上限としては、１０ｐｐｍが好ましく、５ｐｐｍがより好ましく、１ｐｐｍがさらに好ましく、０．１ｐｐｍが特に好ましい。処理済液の油濃度を上記上限以下とすることで、当該油水分離処理方法の後で行う油水分離処理の負荷を低減することや、条件によっては他の油水分離処理を行なわずとも当該油水分離処理方法で油水分離した処理済液を環境に負荷を与えず廃棄することができる。
【０１３９】
＜油水分離処理方法の利点＞
当該油水分離処理方法は、油及び濁質を含む随伴水の浄化処理能力に優れ、随伴水を省スペースでかつ効率的に処理することができる。
【０１４０】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【０１４１】
当該油水分離処理システムは、並列に接続された複数の吸着塔モジュールを有する吸着塔ユニットと、並列に接続された複数のスパイラル型分離膜モジュールを有する膜分離ユニットとを備えてもよい。このような吸着塔ユニット及び膜分離ユニットを備える場合、当該油水分離処理システムは吸着塔モジュール及びスパイラル型分離膜モジュールを逆洗する制御ユニットをさらに備えることが好ましい。これにより、当該油水分離処理システムの処理能力を容易かつ確実に維持することができる。また、この制御ユニットによって、例えば一つの吸着塔モジュール又はスパイラル型分離膜モジュールを順に逆洗することで、当該油水分離処理システム全体での単位時間当たりの処理量を常に一定に保つことができる。なお、複数のモジュールを同時に停止し、停止した複数のモジュールに対し逆洗を同時に行ってもよい。
【０１４２】
また、当該油水分離処理システムは、上記吸着塔ユニット、膜分離ユニット及び制御ユニットが載置される移動体を備えることができる。この移動体としては、例えばコンテナを用いることができ、このコンテナ内に上記各ユニットを格納し、トレーラー等で牽引することで、当該油水分離処理システムを任意の個所に容易に移送及び設置することができる。
【０１４３】
さらに、上記実施形態の吸着塔モジュールは第２処理層の下流側に第３処理層を備えていたが、随伴水の油含有量が少ない場合、第３処理層を省略することも可能である。また、第３処理層を設ける場合において、ヘッダ部を設けずに第３仕切板と本体の底面とを当接させてもよい。この場合、第３仕切板は、回収管の開口部分にのみ設けてもよい。さらに、第３処理層として上述のような吸着剤層を設ける代わりに第２処理層と同様の充填剤層を設けてもよく、また、その場合にさらに第４処理層として吸着剤層を設けてもよい。さらに充填剤層と吸着剤層とを複数段にして設けることもでき、吸着塔モジュールの構成は３段に限られるものではない。
【０１４４】
また、吸着塔モジュールにおいて、定常状態において第１処理層及び第２処理層の上方にそれぞれ形成される空間部は必須の構成要素ではなく、省略が可能である。ただし、第１処理層及び第２処理層の逆洗効果及び逆洗水の回収を効果的にするためには第１空間部及び第２空間部を設けることが好ましい。
【０１４５】
さらに、吸着塔モジュールのジェット水流供給管は、図２に示すジェット水流供給管２５のように第２空間部１０の上方から下方に向かってジェット水流Ａを噴射するように形成されていてもよい。具体的に説明すると、ジェット水流供給管２５は第１処理層３内を挿通し、第２空間部１０内に形成された複数の開口部（ノズル）２５ａを有する。この開口部２５ａは、第２空間部１０内で下方を向くように形成されている。このようなジェット水流供給管２５によれば、下方からの逆洗水の上昇流とこのジェット水流供給管２５から噴射されるジェット水流Ａの下降流とによってより強力に第２粒子４ａを撹拌し、より確実に油滴や濁質等を分離することができる。なお、上記開口部２５ａには、第２粒子４ａがジェット水流供給管２５側に流入しないよう第２仕切板７と同程度の公称目開きを有するメッシュ部材等を設けることが好ましい。
【０１４６】
また、吸着塔モジュールのジェット水流供給管は、図３に示すジェット水流供給管３５のように第３処理層５から上方（第２処理層４側）の第２空間部１０に向かってジェット水流Ａを噴射するように形成されていてもよい。具体的に説明すると、ジェット水流供給管３５は第３処理層５内を挿通し、第３処理層５内に形成された複数の開口部（ノズル）３５ａを有する。この開口部３５ａは、第３処理層５内で上方を向くように形成されている。このようなジェット水流供給管３５によれば、回収管１３を介して逆洗水供給部から供給される逆洗水に加えて、さらにこのジェット水流供給管３５から噴射されるジェット水流Ａの噴流によってより強力に第２粒子４ａ及び第１粒子３ａを撹拌し、より確実に油滴や濁質等を分離することができる。このジェット水流供給管３５は、ヘッダ部１１内に配設してもよい。なお、上記ジェット水流供給管３５の開口部３５ａを有する部分（上方延伸部分）を第２仕切板７に貫通させ、上記開口部３５ａを第２処理層４内に形成するか又は第２仕切板７と一体化してもよい。この場合、第２粒子４ａがジェット水流供給管３５側に流入しないよう第２仕切板７と同程度の公称目開きを有するメッシュ部材等を開口部３５ａに設けることが好ましい。
【０１４７】
なお、吸着塔モジュールのジェット水流供給管は省略が可能である。逆に、吸着塔モジュールの第１空間部に第１粒子を撹拌するためのジェット水流発生部をさらに設けてもよい。
【０１４８】
また、スパイラル型分離膜モジュールの原液流路材としては、図１２に示すような従来のものを用いてもよい。
【０１４９】
さらに、スパイラル型分離膜モジュールの集液管に巻き付けられる膜リーフ及び原液硫路材の数は、図７に示すような４には限定されず、４以外であってよく、もちろん１であってよい。
【０１５０】
また、スパイラル型分離膜モジュールの膜リーフ及び原液流路材は、集液管の軸方向一箇所に巻き付ける場合に限定されず、集液管の軸方向に並ぶように複数箇所に巻き付けてもよい。
【０１５１】
さらに、上記実施の形態では、原液流路材において、一方の構成糸が集液管の周方向に沿い、他方の構成糸が集液管の軸方向に沿うように集液管に巻き付けられていたが、第１構成糸及び第２構成糸のそれぞれが集液管の周方向及び軸方向の双方に斜めに交差するように原液流路材を集液管に巻き付けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
以上のように、本発明の油水分離処理システム、油水分離処理方法及びスパイラル型分離膜エレメントは、様々な粒径の油滴や濁質を含有する油水混合液を省スペースで効率的に処理でき、工場や油田等の生産施設において好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１５３】
１  吸着塔モジュール
２  本体
３  第１処理層
３ａ  第１粒子
４  第２処理層
４ａ  第２粒子
５  第３処理層
６  第１仕切板
７  第２仕切板
８  第３仕切板
９  第１空間部
１０  第２空間部
１１  ヘッダ部
１２  供給管
１３  回収管
１４  排出管
１５、２５、３５  ジェット水流供給管
２５ａ、３５ａ  開口部
１０１  スパイラル型分離膜モジュール
１０２  ケーシング
１２０  円筒体
１２１，１２２  閉塞部材
１２１Ａ，１２２Ａ  端板
１２１Ｂ，１２２Ｂ  側壁
１２３，１２５  ヘッダ部
１２４  原液ポート
１２６  濃縮液ポート
１０３  膜エレメント
１３０  巻回体
１３１，１３２  端面
１０４  膜リーフ
１４０  分離膜
１４１  透過液流路材
１４２，１４３  分離膜要素
１４４  開口部
１０５  原液流路材
１５１  第１構成糸
１５２  第２構成糸
１５３  交差部分
１５４，１５５  線状部分
１０６  集液管
１６０  貫通孔
１０７Ａ，１０７Ｂ  テレスコープ防止板
１７０Ａ，１７０Ｂ  内周環部
１７１Ａ，１７１Ｂ  外周環部
１７２Ａ，１７２Ｂ  スポーク部
１７３Ａ，１７３Ｂ  溝
１７４Ａ，１７４Ｂ  ブラインシール
１０８  原液流路材
１９０，１９１  分離膜
２０１  セパレータ
Ａ１，Ａ２  構成糸の軸方向
Ｔ１  線状部分の平均最小径
Ｔ２  交差部分の平均最大厚み
Ｌ１，Ｌ２  線状部分の軸芯
Ｏ１  交差部分の厚み方向の中心
ｄＴ  偏倚量
Ｄ  交差部分の平均中心間距離
【図１】
2015029949.tif 000003
【図２】
2015029949.tif 000004
【図３】
2015029949.tif 000005
【図４】
2015029949.tif 000006
【図５】
2015029949.tif 000007
【図６】
2015029949.tif 000008
【図７】
2015029949.tif 000009
【図８】
2015029949.tif 000010
【図９】
2015029949.tif 000011
【図１０】
2015029949.tif 000012
【図１１】
2015029949.tif 000013
【図１２】
2015029949.tif 000014