(57)【要約】【課題】微細な砂や泥等の固形物やエマルジョンを含んだビルジ（汚水）の処理を確実に行わせる。【解決手段】ビルジから重力分離によって油分を粗分離し、砂濾過によって砂や泥等の微細な浮遊物質を除去する一次処理装置１と、一次処理装置で処理されたビルジ中に残った油分を分離・除去する二次処理装置１０とで構成される油水分離装置Ａを採用する。一次処理装置１と二次処理装置１０とを移流管８で直接接続した。一次処理装置１は油水入口２の上側に排油部５ａを有し、下側に砂濾過層３を有する。砂濾過層３を粒度や比重の異なる砂で複数層に構成した。二次処理装置１０は、上側の室部２８に設けられた油水入口３７と室部上部の排油部１２ａと、上側の室部に連通して下側の室部２９に設けられたコアレッサ１９と室部上部の排油部３３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】
ビルジから重力分離によって油分を粗分離し、砂濾過によって砂や泥等の微細な浮遊物質を除去する一次処理装置と、該一次処理装置で処理されたビルジ中に残った油分を分離・除去する二次処理装置とで構成されることを特徴とする微細な浮遊物質を含むビルジ用油水分離装置。
【請求項２】
前記一次処理装置と前記二次処理装置とが移流管で直接接続されたことを特徴とする請求項１記載の微細な浮遊物質を含むビルジ用油水分離装置。
【請求項３】
前記一次処理装置が、油水入口の上側に排油部を有し、下側に砂濾過層を有することを特徴とする請求項１又は２記載の微細な浮遊物質を含むビルジ用油水分離装置。
【請求項４】
前記砂濾過のための砂濾過層が粒度や比重の異なる砂で複数層に構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の微細な浮遊物質を含むビルジ用油水分離装置。
【請求項５】
前記一次処理装置の砂濾過層の下側に逆洗弁を設け、該砂濾過層の上側に油水入口を設け、該逆洗弁から洗浄水を流入させ、該油水入口から該洗浄水を排出することで、該砂濾過層の洗浄を行うことができることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の微細な浮遊物質を含むビルジ用油水分離装置。
【請求項６】
前記二次処理装置が、上側の室部に設けられた油水入口と室部上部の排油部と、該上側の室部に連通して下側の室部に設けられたコアレッサと室部上部の排油部とを備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の微細な浮遊物質を含むビルジ用油水分離装置。
【請求項７】
前記二次処理装置が、前記油水入口に臨む縦仕切板と、該縦仕切板の下部側に位置するスラッジ出口と、該縦仕切板を越えた側で濾し器を介して前記コアレッサに連通する連結管とを備えることを特徴とする請求項６記載の微細な浮遊物質を含むビルジ用油水分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば汚水域（河川、湖沼、運河等）を航行する船舶の機関室等で発生する、微細な砂や泥等の固形物や界面活性剤等により微細化されて化学的に安定したエマルジョン等の油分を含むビルジ（汚水）の処理を確実に行わせることのできる、微細な浮遊物質を含むビルジ用油水分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の船舶用の油水分離装置は例えば重力分離方式やコアレッサ方式や吸着方式によるものが主流であった。
【０００３】
重力分離方式は、例えばビルジを複数枚の分離板の間に通過させる間に水と油の比重の相違で油を分離槽の上部に浮上させて回収するものであり、コアレッサ方式は、例えば金網状等のコアレッサ（粗粒化材）を用いて微細な油粒を大きな粒状にして分離槽内で浮上しやすくして回収するものである。また、吸着方式は、吸着材やフィルタを用いてビルジ中の油分を吸着させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば泥水域を航行する船舶においては、航行水域の水に微細な砂や泥を含んでいるために、当然、機関室内のビルジ中にもこれらの微細な砂や泥等の固形物が多量に含まれており、このビルジを従来の油水分離装置で処理しようとした場合、これらの微細な固形物が重力分離性能を悪くしたり、コアレッサや吸着材等を目詰まりさせたりして、油水分離・除去能力を低下させ、油水分離装置の処理水中の油分濃度を排出基準値以下に処理することが困難な場合があった。
【０００５】
また、ビルジに混入した界面活性剤によって微細化され、化学的に安定化した油分を含むエマルジョンは、従来の船舶用油水分離装置では分離・除去されにくく、油水分離装置の処理水中の油分濃度を排出基準以下に処理することが困難な場合があった。
【０００６】
本発明は、上記した点に鑑み、一般的な油水分離装置では処理の難しい砂や泥や微細な油分を含むエマルジョンといった微細な浮遊物質を含んだビルジの処理を確実に行うことができ、しかも長期間に渡って安定的な油水分離処理性能を維持することのできる、微細な浮遊物質を含むビルジ用油水分離装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る微細な浮遊物質を含むビルジ用油水分離装置は、ビルジから重力分離によって油分を粗分離し、砂濾過によって砂や泥等の微細な浮遊物質を除去する一次処理装置と、該一次処理装置で処理されたビルジ中に残った油分を分離・除去する二次処理装置とで構成されることを特徴とする。
上記構成により、前段の一次処理装置が重力分離によって油分を粗分離し、砂濾過によって微細な浮遊物質を除去する。すなわち、一次処理装置内に供給されたビルジは層流状態（流体が緩やかに流れて各分子が互いに層をなして平行な速度で流れる状態）となり、ビルジ中の粗大な油分はストークスの法則に従って浮上し分離される。分離された油分は一次処理装置の最上部に溜まった後、外部に排出される。また、重力分離によって粗大な油分が取り除かれたビルジは層流状態で下降流となり、砂濾過により微細な浮遊物質が濾過される。
【０００８】
請求項２に係る油水分離装置は、請求項１記載の油水分離装置において、前記一次処理装置と前記二次処理装置とが移流管で直接接続されたことを特徴とする。
上記構成により、一次処理装置からビルジが移流管で直接的に二次処理装置に供給されるから、例えば一次処理装置と二次処理装置との間に貯留タンクを介在させた場合に較べて、貯留タンクから二次処理装置にビルジを送る供給ポンプが不要で、構造が簡素化される。
【０００９】
請求項３に係る油水分離装置は、請求項１又は２記載の油水分離装置において、前記一次処理装置が、油水入口の上側に排油部を有し、下側に砂濾過層を有することを特徴とする。
上記構成により、一次処理装置内に供給されたビルジは層流状態となり、ビルジ中の粗大な油分はストークスの法則に従って浮上し分離される。分離された油分は一次処理装置の最上部に溜まった後、排油部から外部に排出される。また、重力分離によって粗大な油分が取り除かれたビルジは層流状態で下降流となり、砂濾過層を通過することで、微細な浮遊物質が濾過される。砂濾過層内に溜まった微細な油分は、砂濾過層内で油粒同士が結合することで粗大な油粒に成長し、砂濾過層から浮上し、分離油として装置最上部に溜まる。
【００１０】
請求項４に係る油水分離装置は、請求項１〜３の何れか１項に記載の油水分離装置において、前記砂濾過のための砂濾過層が粒度や比重の異なる砂で複数層に構成されていることを特徴とする。
上記構成により、例えば下層に行くほど粒度や比重の大きな砂濾過層を用いれば、上層の粒度の小さな砂の流出を防止することができる。また、下層に行くほど粒度の小さく比重の大きな砂濾過層を用いれば、油分を序々に取り除くことができる。また、上層から中層まで序々に粒度を小さくし（比重を大きくし）、中層から下層まで序々に粒度を大きく（比重を大きく）することで、前記二つの形態の作用効果を同時に発揮させることができる。
【００１１】
請求項５に係る油水分離装置は、請求項１〜４の何れか１項に記載の油水分離装置において、前記一次処理装置の砂濾過層の下側に逆洗弁を設け、該砂濾過層の上側に油水入口を設け、該逆洗弁から洗浄水を流入させ、該油水入口から該洗浄水を排出することで、該砂濾過層の洗浄を行うことができることを特徴とする。
上記構成により、装置の経時的な使用によって、濾過された微細な固形物が砂濾過層に留まったままとなるが、これによって砂濾過層の通過抵抗が増加した場合に、ビルジの供給を止めて、逆洗弁から洗浄水を一次処理装置内に流入させることで、砂濾過層に通常とは逆の流れが与えられ、砂濾過層に溜まった微細な固形物や油分が油水入口から装置の外に排出される。この逆洗操作によって砂濾過層が永続的に使用可能となる。この構成は、微細な浮遊物質を含むビルジ用油水分離方法としても有効である。
【００１２】
請求項６に係る油水分離装置は、請求項１〜５の何れか１項に記載の油水分離装置において、前記二次処理装置が、上側の室部に設けられた油水入口と室部上部の排油部と、該上側の室部に連通して下側の室部に設けられたコアレッサと室部上部の排油部とを備えることを特徴とする。
上記構成により、一次処理装置からのビルジ（油水）が二次処理装置で重力分離及びコアレッサにより油と水に分離され、処理水中の油分濃度が排出規制値以下に抑えられる。すなわち、二次処理装置の上側の室部で一次処理装置と同様の重力分離が行われ、一次処理装置から流出した粗大な油分が浮上・分離され、室部の最上部に溜まった分離油が排油部から装置外に排出される。また、上側の室部で処理できなかった微細な油分を含むビルジがコアレッサ内に流入され、コアレッサを通過することで、微細な油分がコアレッサ内で捕捉・結合化され、粗大な油粒に成長し、それにより油の浮上速度が強められ、浮上・分離されて上部の排油部から外部に排出される。なお、ビルジ（油水）とは、一次装置で処理された後の主に油と水の混合物となったビルジを意味する。
【００１３】
請求項７に係る油水分離装置は、請求項６記載の油水分離装置において、前記二次処理装置が、前記油水入口に臨む縦仕切板と、該縦仕切板の下部側に位置するスラッジ出口と、該縦仕切板を越えた側で濾し器を介して前記コアレッサに連通する連結管とを備えることを特徴とする。
上記構成により、二次処理装置内に流入したビルジは上昇流となって縦仕切板の上部を通過し、ビルジ中に含まれる濾過砂当の比重の重たい混入物は縦仕切板の下部に沈殿・分離され、スラッジ出口から外部に排出される。粗大な油分は上昇流によって浮上速度が助長されて上側の室部の最上部へ浮上し分離される。また、粗大な油分や固形物が取り除かれたビルジは、縦仕切板の上部から下降流となり、連結管を通って濾し器で微細な固形物が除去された後、コアレッサに流入される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る油水分離装置の一実施形態を示すものである。
【００１５】
図１において、符号１は、油水分離装置Ａの一次処理（分離）装置であり、一次処理装置１の下部には砂濾過層３が配置されている。符号１０は、油水分離装置Ａの二次処理（分離）装置であり、一次処理装置１とは移流管８によって接続されている。
【００１６】
二次処理装置１０の下部にはコアレッサ（粗粒化材）１９が配置されている。
移流管８は一次処理装置１のタンク２４の底部側と二次処理装置１０のタンク２５の高さ方向中間部とを接続している。移流管８の全高は一次処理装置１の高さよりやや高い。
【００１７】
一次処理装置１及び二次処理装置１０内には、運転前に予め清浄水が満たされており、清浄水をこれらに満たす時に空気抜弁６，１３によって装置１，１０内の空気が自動的に装置外に排出される。空気抜弁６，１３は、運転途中に混入した空気も自動的に装置外へ排出する働きをする。
【００１８】
ポンプ等で油水入口２に供給されたビルジ（汚水）は、一次処理装置１の上部の室部２６内において層流状態での下降流となる。油と水の比重差及び油の粒径によって、下降流速に対し浮上速度が速い粗大な油分は、ストークスの法則に従って浮上・分離されて、分離油として一次処理装置１の最上部に溜められる。なお、ビルジ（汚水）とは、砂や泥等の固形物、エマルジョン等の油分を含む未処理のビルジを意味する。
【００１９】
この分離油が溜められる一次処理装置１の上部の一側には油面検出器４が設けられ、この油面検出器４により、一次処理装置１の最上部に溜まる油面の位置が検出される。同じく一次処理装置１の上部の他側には、排油弁５に接続された略Ｌ字状の排油管（排油部）５ａが設けられており、一次処理装置１の最上部に溜まる油面の位置が所定の高さに達すると、油面検出器４からの信号により、排油弁５が自動的に開放され、排油管５ａによって分離油が一次処理装置１の外に排出され、分離油タンク（図示せず）に導かれる。また、分離油の排出が完了すると、排油弁５は自動的に閉じられる。排油管５ａと排油弁５と油面検出器４とで排油手段が構成される。
【００２０】
一次処理装置１の上部で粗大な油分を除去されたビルジは、一次処理装置１の下部に配置された砂濾過層３に層流状態で流入される。砂濾過層３は濾過砂が流出しないように下部に網２３を設置したもので、例えば三種類の濾過砂を使用し、上層３ａ及び中層３ｂは比較的粒径の小さい濾過砂を配置し、下層３ｃにはこれらの濾過砂の流出を防止して支持するための比較的粒径の大きい濾過砂が配置されている。上層３ａの濾過砂の粒径は中層３ｂの濾過砂の粒径よりも小さいことが、濾過砂の流出防止の観点から好ましい。また、砂の比重は上層ほど軽く、下層ほど重いことが好ましい。濾過砂の粒径は三種類に限らず、一種類又は二種類又は四種類ないしそれ以上とすることも可能である。砂濾過層３の下部にはタンク２４の底壁との間において狭い室部２７が設けられている。
【００２１】
砂濾過層３に流入されたビルジ中に含まれる微細な浮遊物質は、砂濾過層３によって濾過される。濾過されたビルジは、一次処理装置１の下部の一側に設けた移流管８に流入し、移流管８の途中に設けられた仕切弁９を経て二次処理装置１０に導かれる。
【００２２】
濾過されて砂濾過層３内に溜まった微細な油分は、砂濾過層３内で油粒同士が結合することによって粗大な油粒に成長し、砂濾過層３から浮上する。浮上した粗大な油分は、分離油として一次処理装置１の最上部に溜まる。
【００２３】
また、濾過された微細な固形物は砂濾過層３に溜まったままとなるが、これらによって砂濾過層３の通過抵抗が増加した場合は、ビルジの供給を止めて、移流管８の途中に設けられた仕切弁９を閉じ、一次処理装置１の下部の一側に設けられた逆洗弁７を開くことで、洗浄水を一次処理装置１の下部からタンク２４内に流入させ、砂濾過層３に通常とは逆の流れを与えることによって、砂濾過層３に溜まった微細な固形物や油分を油水入口２から一次処理装置１の外に排出して回収することができる。このような逆洗操作を行うことによって、砂濾過層３は永続的に使用できる。
【００２４】
一次処理装置１で処理し、移流管８から仕切弁９を経て二次処理装置１０に導かれたビルジには、濾過砂や微細な固形物等の流出物や、濾過しきれなかった微細な油分や、砂濾過層３の下部に溜まった油分が流出するため、これらが若干混入している。
【００２５】
移流管８の先端の油水入口（ビルジ供給部）３７から二次処理装置１０に流入したビルジは、先ず上昇流となって垂直な縦仕切板１４の上部を通過する。この時、ビルジ中に含まれる固形物等で比重の重い混入物は沈殿・分離され、縦仕切板１４の下側のスラッジ出口１６から適時装置外に排出され、スラッジタンク（図示せず）に導かれる。縦仕切板１４の下部はタンク２５の幅方向ほぼ中央でやや傾斜した横仕切板１５に交差し、その交差部の近傍にスラッジ出口１６が位置している。
【００２６】
ビルジ中に含まれる粗大な油分は上昇流によって浮上速度が助長されて二次処理装置１０の最上部へ浮上・分離される。分離油が溜められる二次処理装置１０の上部の一側には、油面検出器１１が設けられ、この油面検出器１１により、二次処理装置１０の最上部に溜まる油面の位置が検出される。同じく二次処理装置１０の上部の他側には、排油弁１２に接続された略Ｌ字状の排油管（排油部）１２ａが設けられており、二次処理装置１０の最上部に溜まる油面の位置が所定の高さに達すると、油面検出器１１からの信号により、排油弁１２が自動的に開放され、排油管１２ａによって分離油が二次処理装置１０の外に排出され、分離油タンク（図示せず）に導かれる。分離油の排出が完了すると、排油弁１２は自動的に閉じられる。排油管１２ａと排油弁１２と油面検出器１１とで排油手段が構成される。
【００２７】
粗大な油分や固形物が取り除かれたビルジは、縦仕切板１４を越えて縦仕切板１４の上部から下降流となり、連結管１７を通って濾し器１８で流出した微細な固形物が除去された後、コアレッサ１９に流入される。連結管１７は、横仕切板１５で仕切られた上側の室部２８と下側の室部２９内のコアレッサ１９とを接続している。
【００２８】
ビルジはコアレッサ１９を通過することで、ビルジ中の微細な油分がコアレッサ１９内に捕捉され、油分濃度が排出規制値以下となって、二次処理装置１０の下部の一側に設けられた処理水出口２２から、装置１０内の圧力を保持するために立ち上げられた排出管３０とその逆止弁３１を経て船外３２に排出される。排出管３０の全高は二次処理装置１０や船外３２の水面よりも高い。
【００２９】
コアレッサ１９内に捕捉された微細な油分は、結合化され、粗大な油粒に成長して浮上速度を速め、横仕切板１５の下面に浮上し分離される。横仕切板の下面に溜まった分離油は、二次処理装置１０の一側（横仕切板１５の傾斜の低い側のタンク壁）に設けられた油面検出器２０によって油面の位置が検出され、油面の位置が所定の高さに達すると、油面検出器２０からの信号により、二次処理装置１０の他側方（横仕切板１５の傾斜の高い側のタンク壁）に設けられた排油弁２１が自動的に開放され、分離油が排油管（排油部）３３で二次処理装置１０の外に排出され、分離油タンク（図示せず）に導かれる。排油管３３と排油弁２１と油面検出器２０とで排油手段が構成される。
【００３０】
このように、前処理として一次処理装置１の砂濾過を用いることで、微細な浮遊物質を予め除去し、後段（後処理）の二次処理装置１０における負荷を軽減し、またこれらの浮遊物質による弊害を防止することで、油水分離装置として安定した油水分離性能が維持される。
【００３１】
なお、上記二次処理装置１０は、ＩＭＯ（海上運送について技術的・経済的な政府間の協力を促進し、また海上の安全・航行の能率を確保するために設置された国際連合の専門機関）の定める国際基準のもとで型式承認を取得している油水分離装置である。
【００３２】
図２〜図５は、本発明の油水分離装置における各処理装置の配置を変えた実施形態を示すものである。
【００３３】
図２は図１の実施形態の構成を示し、一次処理（分離）装置１である砂濾過装置から二次処理（分離）装置１０である型式承認品の油水分離装置へビルジを流入させるよう配管接続したものである。符号３４は供給ポンプ、８は移流管、３０は排出管をそれぞれ示す。
【００３４】
図３は、一次処理装置１である砂濾過装置の処理水を貯留タンク３５で一旦貯留して、二次処理装置１０である型式承認品の油水分離装置へ貯留タンク３５から流入させるように配管接続した構成を示す。この構成の場合、供給ポンプ３４，３６を一次処理装置１の前と、貯留タンク３５と二次処理装置１０との間とで計二台必要とするため、図２の実施形態に較べると操作等が複雑になる。
【００３５】
図４は、二次処理装置１０である型式承認品の油水分離装置から一次処理装置１である砂濾過装置へ流入させるよう配管接続した構成を示す。この構成の場合、二次処理装置１０に内蔵された濾し器１８やコアレッサ１９（図１参照）に微細な固形物が蓄積され、頻繁なメンテナンスを要す。
【００３６】
図５は、二次処理装置１０である型式承認品の油水分離装置の処理水を貯留タンク３５で一旦貯留して、一次処理装置１である砂濾過装置へ貯留タンク３５から流入させるよう配管接続した構成を示す。この構成の場合、供給ポンプ３４，，３６を二次処理装置１０の前と、貯留タンク３６と一次処理装置１との間とで計二台必要とするだけでなく、二次処理装置１０に内蔵された濾し器１８やコアレッサ１９（図１参照）に微細な固形物が蓄積され、頻繁なメンテナンスを要す。
【００３７】
このように、図１，図２に示す各処理装置の配置が最も理想的なものであることが分かる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の如く、請求項１記載の発明によれば、前段の一次処理装置が重力分離によって油分を粗分離し、砂濾過によって微細な浮遊物質を除去するから、従来の一般的な油水分離装置では処理の難しい砂や泥や微細な油分を含むエマルジョンといった微細な浮遊物質を含んだビルジの処理を確実に行うことができる。また、微細な浮遊物質によるコアレッサ等の目詰まりを防止できるから、油水分離装置の寿命が延び、長期間に渡って安定的な油水分離処理性能を維持させることができる。
【００３９】
請求項２記載の発明によれば、例えば一次処理装置と二次処理装置との間に貯留タンクを介在させた場合に較べて、貯留タンクから二次処理装置にビルジを送る供給ポンプが不要となり、構造が簡素化・低コスト化される。
【００４０】
請求項３記載の発明によれば、重力分離で粗大な油分を取り除いたビルジは砂濾過層で微細な浮遊物質が濾過され、砂濾過層内に溜まった微細な油分は砂濾過層内で粗大な油粒に成長し、砂濾過層から浮上して分離油として排油部から排出されるというサイクルによって、微細な浮遊物質を含んだビルジの処理が確実に行われる。
【００４１】
請求項４記載の発明によれば、例えば下層に行くほど粒度や比重の大きな砂濾過層を用いて、上層の粒度の小さな砂の流出を防止することができるから、長期間に渡って安定的な油水分離処理性能を維持させることができる。
【００４２】
請求項５記載の発明によれば、砂濾過層の通過抵抗が増加した場合に砂濾過層の逆洗処理によって砂濾過層を永続的に使用できるから、長期間に渡って安定的な油水分離処理性能を維持させることができる。
【００４３】
請求項６記載の発明によれば、一次処理装置からのビルジ（油水）を二次処理装置で重力分離及びコアレッサにより油と水に分離させることで、処理水中の油分濃度を排出規制値以下に抑えることができる。
【００４４】
請求項７記載の発明によれば、縦仕切板と濾し器によって処理水中の油分濃度を一層低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油水分離装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】同じく油水分離装置の各処理装置の配置を示す概要図である。
【図３】油水分離装置の第二の形態を示す概要図である。
【図４】油水分離装置の第三の形態を示す概要図である。
【図５】油水分離装置の第四の形態を示す概要図である。
【符号の説明】
Ａ　　　油水分離装置
１　　　一次処理装置
２　　　油水入口
３　　　砂濾過層
５ａ　　排油管（排油部）
７　　　逆洗弁
８　　　移流管
１０　　二次処理装置
１２ａ　排油管（排油部）
１４　　縦仕切板
１６　　スラッジ出口
１７　　連結管
１８　　濾し器
１９　　コアレッサ
２８　　上側の室部
２９　　下側の室部
３３　　排油管（排油部）
３７　　油水入口
【図１】
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【図２】
2004050145.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004050145.tif 000006
【図５】
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