(57)【要約】【課題】疎水性の低い油を含む被処理液であっても安価で目開きの大きいフィルタを用いて排水基準にまで油水分離ができるようにしたい。【解決手段】被処理液中の油分をフィルタを用いて、水と油分とに分離させる油水分離装置において、被処理液を溜めるタンク３０に凝集剤を添加する凝集剤添加装置４０を設け、タンク３０で被処理液の高速な流れで凝集剤と混合させ、凝集剤を混合した被処理液をフィルタ装置８０に送る構成とした。【選択図】図１
2008023470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油分を含む被処理液をフィルタを用いて水と油分とに分離させる油水分離装置において、  
被処理液を溜めるタンクに凝集剤を添加する凝集剤添加装置を設け、凝集剤を混合した被処理液をフィルタに送る構成としたことを特徴とする油水分離装置。  
【請求項２】
請求項１の油水分離装置において、  
被処理液をタンクに送る配管にドレントラップを設け、タンク内に設けたドレントラップからの配管における被処理液供給口とタンク内に設けた凝集剤添加装置からの配管における凝集剤供給口をタンク底部近くに同じ程度の高さで設け、ドレントラップからの被処理液の高速な流れで凝集剤を噴射・攪拌するようにし、タンク内で被処理液と凝集剤を効率的に混合させる構成としたことを特徴とする油水分離装置。  
【請求項３】
請求項２の油水分離装置において、  
タンク内に設けた被処理液供給口をタンクの底部角部にタンク側壁の一面に沿うように設け、ドレントラップからの被処理液の流れがタンク底に平行に渦状に廻るような流れとしたことを特徴とする油水分離装置。  
【請求項４】
請求項１の油水分離装置において、  
タンク内の上部に被処理液供給口から被処理液とともに供給された空気を除く空気排出口を設けたことを特徴とする油水分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧縮機などから排出される油分を含む被処理液をフィルタを用いて水と油分とに分離させ、そのまま廃棄できる油濃度の水とする油水分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気圧縮機から排出される油分を含む被処理液（ドレン）をドレントラップを介してフィルタに送り、フィルタにおいてろ過して油分と水を分離する従来の油水分離装置として、下記の特許文献などがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５３２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術においては、油自体の疎水性が高い場合には水と馴染み難く油粒子径が小さくならず、安価で目開きの大きいフィルタで油分と水に分離することが出来る。しかし、油自体の疎水性が低い場合には水と馴染み易く油粒子径が小さくなり、高価で目開きの小さなフィルタを用いなければ油分と水に分離することはできない。
【０００５】
この結果、レシプロ式空気圧縮機用の潤滑油や特殊なスクリュー式空気圧縮機用の潤滑油等の鉱物油を含む水（ドレン）では、安価で目開きの大きいフィルタで鉱物油の排水基準である５mg／Ｌにまで油を分離できないことがあった。
【０００６】
それゆえ本発明の目的は、疎水性の低い油を含む被処理液であっても安価で目開きの大きいフィルタを用いて排水基準にまで油水分離ができる油水分離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】
上記目的を達成する本発明油水分離装置の特徴とするところは、被処理液中の油分をフィルタを用いて水と油分とに分離させる油水分離装置において、被処理液を溜めるタンクに凝集剤を添加する凝集剤添加装置を設け、凝集剤を混合した被処理液をフィルタに送る構成としたことにある。
【０００８】
また、上記目的を達成する本発明油水分離装置の特徴とするところは、被処理液をタンクに送る配管にドレントラップを設け、タンク内に設けたドレントラップからの配管における被処理液供給口とタンク内に設けた凝集剤添加装置からの配管における凝集剤供給口をタンク底部近くに同じ高さで設け、ドレントラップからの被処理液の高速な流れで凝集剤を噴射・攪拌するようにし、タンク内で被処理液と凝集剤を効率的に混合させる構成としたことにある。
【０００９】
さらに、上記目的を達成する本発明油水分離装置の特徴とするところは、タンク内に設けた被処理液供給口をタンクの底部角部にタンク側壁の一面に沿うように設け、ドレントラップからの被処理液の流れがタンクの底面に平行に渦状に廻り、タンク内で被処理液と凝集剤を効率的に混合させるような構成としたことにある。
【００１０】
さらにまた、上記目的を達成する本発明油水分離装置の特徴とするところは、タンク内の上部に被処理液供給口から被処理液とともに供給された空気を除く空気排出口を設けたことにある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被処理液中の界面活性剤が凝集剤によって活性を低下させられ、油分が凝集剤によって凝集し、分散している微小な油分が結合体となって直径が大きくなる結果、安価で目開きの大きいフィルタで油分と水に分離することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態になる油水分離装置について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１に示した油水分離装置１は、一例として空気圧縮機から排出される油分を含む被処理液であるドレンを処理するものとして使用する。
【００１４】
図１において、ドレントラップ２０には空気圧縮機から油分を含む被処理液が送られる配管１１が接続されており、ドレントラップ２０は配管１２によりドレンタンク(タンク)３０と接続されており、ドレンタンク３０には、配管１２の被処理液供給口３１を設けてある。
【００１５】
ドレンタンク３０は、凝集剤添加装置４０と配管１３で接続してあり、ドレンタンク
３０には、配管１３の凝集剤供給口３２を設けてある。ドレンタンク３０は配管１４によりポンプ５０と接続され、ドレンタンク３０には配管１４のドレン排出口３３を設けてある。
【００１６】
被処理液供給口３１は図２（ａ）に示すようにタンク側壁の一面（図において、左側の側面）に沿うように角部に設け、凝集剤供給口３２は被処理液供給口３１を設けた角部を構成するもう一方の側面（図において、上側の側面）から内部に突き出した形に凝集剤の供給・添加位置がドレンの流れに沿うように設ける。
【００１７】
また、被処理液供給口３１と凝集剤供給口３２は、ドレンタンク３０の底部近くに同じ程度の高さで設けてある。具体的には図３に示すように、被処理液供給口３１はドレンタンク３０の底部から２００mm以内の高さＨ１に設置し、凝集剤供給口３２はドレンタンク３０の底部から１５０〜２５０mm以内の高さＨ２、即ち、被処理液供給口３１の位置の±５０mmの範囲に設置する。そうすると後述するように、凝集剤供給口３２から添加した凝集剤が被処理液供給口３１から供給される空気を含むドレンの急速な流れでドレンタンク３０に溜まったドレン中に充分に攪拌される。
【００１８】
ドレンタンク３０の天井部における角部には、ドレントラップ２０からドレンとともに送られてくる空気の空気排出口３４を設けてある。ドレンタンク３０の内部には液位計
６０を設置してあり、液位計６０は設定された上部液面位置Ｌｕと下部液面位置Ｌｄをそれぞれ検出すると、検出結果を制御装置７０に送る。
【００１９】
制御装置７０は、液位計６０からの検出結果に基づいて、後述するように凝集剤添加装置４０とポンプ５０を作動させる。
【００２０】
凝集剤添加装置４０の作動はドレンタンク３０に配管１３を介して凝集剤を添加するものであり、ポンプ５０の作動はドレンタンク３０から配管１４，１５を介してフィルタ装置８０にドレンを供給するものである。ドレンタンク３０に配管１３を介して添加された凝集剤はドレンタンク３０において界面活性剤の働きを弱めて水と油分の乖離を進めるとともに油分と結合し、油分を凝集して巨大化させる。
【００２１】
フィルタ装置８０には配管１６が接続され、ポンプ５０によるドレンの送液に従い、フィルタ装置８０においては内部のフィルタで油分が凝集剤とともに水分と分離捕捉され、排出基準以下の油分濃度となったドレン（水分）は配管１６から適宜に排水処理される。
【００２２】
次に、図１に示す油水分離装置の動作を説明する。
【００２３】
ドレントラップ２０は図示していない空気圧縮機に溜まった油分を含む被処理液（ドレン）を空気圧縮機で作成した圧縮空気の一部を利用して下流に存在する次工程の処理装置などに送るための装置で、ドレンは配管１１を介しドレントラップ２０内の弁を開放することで配管１２を介しドレンタンク３０に送られる。
【００２４】
ドレンタンク３０内におけるドレンの水位が予め定めた下部液面位置Ｌｄにあることを液位計６０で検出すると、制御装置７０から凝集剤添加装置４０に指令が出され、凝集剤添加装置４０から配管１３を介して配管１１とほぼ同じ高さの凝集剤供給口３２よりドレンタンク３０内にあらかじめ決められた量の凝集剤が送られる。
【００２５】
具体的には、凝集剤はポンプ５０が１回作動する毎に１回の供給（添加）され、ポンプ５０はドレンタンク３０内におけるドレンの水位が上部液面位置Ｌｕになると制御装置
７０により作動され、下部液面位置Ｌｄになると停止される。従って、ドレンの水位が上部液面位置Ｌｕになるドレン量に対し所望の分量の凝集剤量を添加・供給するようにしている。
【００２６】
凝集剤の添加・供給をポンプ５０の１回毎の稼動（作動）に合わせることで、ドレンタンク３０における凝集剤滞在時間を長く取ることができ、ドレンタンク３０においてドレン中の油分に対するより高い凝集効果が得られる。
【００２７】
ドレントラップ２０は内部にドレンが溜まると圧縮空気により弁を開放し、ドレンと空気が配管１２からドレンタンク３０に送られ、この時、圧縮空気により勢いを付けられ高速となっているドレンと空気は被処理液供給口３１近傍に凝集剤添加装置４０から送られ添加供給された凝集剤の一部を吹き飛ばしてドレンタンク３０内に均一に広がるようにドレンに混合させる。
【００２８】
ドレン中の油粒子（油分）は凝集剤により水との結合を解かれ、油粒子同士が吸着し合い、粒子径が大きくなる。
【００２９】
ドレントラップ２０は弁の開放で内部に溜まったドレンが減ると弁を閉じるので、ドレントラップ２０は間歇的にドレンをドレンタンク３０に送る動作を繰り返し、その送液の度に被処理液供給口３１近傍の凝集剤を少しずつ吹き飛ばして、ドレンタンク３０内において凝集剤を新たに送られてきたドレンと既に送られていたドレンに混合させる。
【００３０】
ドレントラップ２０からドレンタンク３０内に送られた空気はドレンタンク３０の上部に設けられた空気排出口３４より排出される。
【００３１】
ドレンタンク３０内のドレンが上部液面位置Ｌｕの水位になったことを液位計６０が検出すると、前述したように制御装置７０はポンプ５０を作動させ、ドレンタンク３０のドレンをドレン排出口３３より配管１４，１５を介しフィルタ装置８０に送る。
【００３２】
フィルタ装置８０ではドレン中の粒子径が大きくなった油分が内部のフィルタに捕捉され、分離された水と微細な粒子径の油分が配管１６より排出される。
【００３３】
ドレンタンク３０内においてドレンが下部液面位置Ｌｄになると、ポンプ５０は停止され、凝集剤添加装置４０から凝集剤が添加され、以上説明した動作を繰り返す。
【００３４】
このように運転することで、ドレンタンク３０において上部液面位置Ｌｕまでのドレンに対し常に定量の凝集剤が添加されることになり、疎水性の低い油を含むドレンであっても少ない凝集剤で排水基準にまで効率よく油水分離を行うことができる。
【００３５】
次に、図２によりドレンタンク３０内でのドレンの流れについて説明する。  
図２（ａ）はドレンタンク３０内部でのドレンの流れを上部より示したものである。凝集剤供給口３２より凝集剤がドレンタンク３０内部に送られると、凝集剤は凝集剤供給口３２近傍に溜まる。被処理液供給口３１より送られたドレンと空気の間歇的な供給により、溜まっていた凝集剤の一部がドレンタンク３０内部に吹き飛ばされる。
【００３６】
被処理液供給口３１はドレンタンク３０の角部に設けてあるから、ドレンはドレンタンク３０内部で渦状に流れ、その流れに凝集剤は攪拌され、ドレンに均等に分散・混合される。
【００３７】
図２（ｂ）はドレンタンク３０内部でのドレンの流れを側面より示したものである。被処理液供給口３１よりドレンタンク３０内部にドレンと空気が送られるが、空気は水より軽いため、ドレンタンク３０内を螺旋を描きながら上昇し、空気排出口３４より空気のみが排出される。
【００３８】
この場合、ドレンタンク３０内部のドレンは空気の流れによって、図示していない凝集剤供給より供給された凝集剤とドレンの攪拌が促進し、ドレンタンク３０内では均一な凝集剤濃度とすることができる。
【００３９】
図３はドレンタンク３０の側面を示したものである。被処理液供給口３１と凝集剤供給口３２は、ドレンタンク３０の底部近くに同じ程度の高さで設けると、ドレンタンク３０内では均一な凝集剤濃度になる。
【００４０】
前述したように、被処理液供給口３１はドレンタンク３０の底部から２００mm以内の高さＨ１に設置し、凝集剤供給口３２はドレンタンク３０の底部から１５０〜２５０mm以内の高さＨ２（被処理液供給口３１の位置の±５０mmの範囲）に設置する。
【００４１】
それによって、凝集剤供給口３２から添加した凝集剤は、被処理液供給口３１から供給される空気を含むドレンの急速な流れでドレンタンク３０におけるドレンの渦状の流れによりドレン中に充分に攪拌・混合される。
【００４２】
次に、図４により凝集剤滞在時間と油の凝集割合について説明する。  
図４は、凝集剤滞在時間と油分の凝集割合の関係を示している。凝集剤と油分が混合すると油分は凝集し油同士が吸着し合い油粒子径が大きくなる。この凝集は時間の経過により業種割合が大きくなり、特定の時間で凝集が終了する。この凝集が終了するまでの時間は、攪拌が大きいほど早く、また凝集剤の濃度が高いほど早くなるので、少ない凝集剤の添加で早く凝集が終了するようにするために、図２，図３に示す被処理液供給口３１と凝集剤供給口３２の配置構成を採ることによって攪拌が大きく起こるようにした。
【００４３】
次に、図５により凝集剤添加の有無とフィルタについて説明する。  
図５において、８１は図１に示したフィルタ装置８０におけるフィルタを構成する繊維である。また、９１，９２はドレンにおけると油分の油粒子で、油粒子９１は凝集剤の添加なしの状態でのもの、油粒子９２は凝集剤の添加ありの状態でのものである。
【００４４】
フィルタにおける繊維８１相互の間隔をＤ１とし、凝集剤なしの場合の油粒子９１の径をＤ２とすると、図５（ａ）に示すように、油粒子９１は凝集剤が添加されていないためにＤ２はＤ１よりの小さくフィルタの繊維８１間を通過してしまい、フィルタで油分を捕捉ろ過し、水と分離できない。
【００４５】
一方、凝集剤ありの場合には油粒子９２は凝集剤の効果により凝集して、図５（ｂ）に示すように、油粒子径Ｄ３は繊維８１相互の間隔をＤ１より大きくなり、フィルタの繊維８１間を通過できず、フィルタに捕集され、油水分離が行われる。
【００４６】
このように疎水性の低い油を含むドレンであっても少ない凝集剤でフィルタ装置８０に安価な目開きの大きいフィルタを用いても、排水基準にまで効率よく油水分離を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態になる油水分離装置を示す図である。
【図２】図１に示したドレンタンク内での液の流れを説明する図である。
【図３】図１に示したドレンタンクにおける被処理液供給口と凝集剤供給口の高さについて説明する図である。
【図４】図１に示したドレンタンクにおける凝集剤の滞在時間と油分の凝集割合の関係を説明する図である。
【図５】油粒子径とフィルタの繊維相互の間隔について説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…油水分離装置、１１〜１６…配管、２０…ドレントラップ、３０…ドレンタンク、３１…被処理液供給口、３２…凝集剤供給口、３４…空気排出口、４０…凝集剤添加装置、５０…ポンプ、６０…液位計、７０…制御装置、８０…フィルタ装置。
【図１】
2008023470.tif 000003
【図２】
2008023470.tif 000004
【図３】
2008023470.tif 000005
【図４】
2008023470.tif 000006
【図５】
2008023470.tif 000007