(57)【要約】【課題】電解式油水分離装置において、コストを増大させることなく合理的にドレンの電気伝導度や電極への印加電力を制御する方法を提供する。【解決手段】油粒子の帯電除去等のための電解処理槽と、ドレン水を所定量ずつ電解処理槽に送りこむドレン送り込み手段とを少なくとも有する電解式油水分離装置において、電解処理槽がドレンの電気伝導度の測定手段を備え、ドレンの送りこみから一定時間経過後の電気伝導度の測定値が一定値以下である場合に油分離後の処理水を電解処理槽の上流側に還流させることを特徴とする電解式油水分離装置及びその制御方法。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油粒子の帯電除去等のための電解処理槽と、ドレン水を所定量ずつ電解処理槽に送りこむドレン送り込み手段とを少なくとも有する電解式油水分離装置において、電解処理槽がドレンの電気伝導度の測定手段を備え、ドレンの送りこみから一定時間経過後の電気伝導度の測定値が一定値以下である場合に油分離後の処理水を電解処理槽の上流側に還流させることを特徴とする電解式油水分離装置及びその制御方法。
【請求項２】
油粒子の帯電除去等のための電解処理槽と、ドレン水を所定量ずつ電解処理槽に送りこむドレン送り込み手段とを少なくとも有する電解式油水分離装置において、電解処理槽がドレンの電気伝導度の測定手段を備え、ドレンの送りこみから一定時間経過後の電気伝導度の測定値に応じて電極印加電力を制御することを特徴とする電解式油水分離装置及びその制御方法。
【請求項３】
前記電気伝導度の測定値から計算された所要時間後に電力の印加を停止することを特徴とする請求項２記載の電解式油水分離装置及びその制御方法。
【請求項４】
前記電気伝導度の変化率が一定以下となったときに電極への電力印加を停止することを特徴とする請求項２記載の電解式油水分離装置及びその制御方法。
【請求項５】
電極への電力印加を停止したときの電気伝導度が一定以下であり、かつ次回のドレンの送りこみが開始されていない場合に、油分離後の処理水をドレン送りこみ手段の上流側に還流させることを特徴とする請求項３又は４記載の電解式油水分離装置及びその制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、空気圧縮機等が排出するドレンから油分を除去する油水分離装置及び方法に関し、特に電解式油水分離装置におけるドレンの電気伝導度及び金属イオン供給量の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気圧縮機等のドレン発生機器で発生したドレンから油分を除去して環境に無害な処理水とするために、比重差による浮上分離、疎水コロイドに少量のイオンを加える凝析、微細気泡による凝集（補集）、活性炭や吸着材による吸着などの方法で油分を除去する技術が用いられている。
【０００３】
電解式油水分離装置は帯電した親水性の油粒子を含むドレン水の処理において電極からの金属イオンの供給により油粒子の帯電を除去したり、さらに電解処理によって生成されるスラッジに油分を凝集吸着させて分離させる目的で用いられる。電解処理槽は単独で使用されたり、吸着処理槽などの他の油水分離装置と組み合わせて使用されている。
【０００４】
この種の電解式油水分離装置においては、電極における反応を容易にして帯電除去等の反応を促進するため、ドレンに電解質溶液を添加することが知られている。例えば特開２００１−３００５４２記載のドレン浄化方法においては、ドレン浄化装置に水道水タンク及び水道水供給ポンプを設置し、あらかじめ設定した量の水道水を上水道よりドレンに混入して、水道水に含まれる次亜塩素酸の作用により電気伝導度を高め、反応を促進している。
【０００５】
また特開２００１−３４７２７１記載の発明では、ドレン配管で電気分解槽の前段に電気伝導度の検出手段を備えたタンクを設け、該タンク内で所望の電気伝導度となるまで電解質溶液を添加してから電気分解槽に給送している。この発明では、電気分解槽内ではドレン水の流入による対流や濃度の不均一のため電気伝導度を直接に測定して制御することが困難であるとの知見に基づいて、電気分解槽に供給されるドレンを一旦タンクに集溜して電気伝導度を測定し、所望の電気伝導度となるまで前処理してから電気分解層に供給するようにしたものである。加える電解質溶液としては特開２００１−３００５４２のものと同様に上水道からの水道水を使用している。
【０００６】
上記特開２００１−３４７２７１はさらに、タンク内で計測された電気伝導度と電気分解槽へのドレン給送量に応じて電気分解槽の電極に印加する電力を変化させ、電極金属成分及び油分の凝集物（スカム）の生成又は電解により発生する気体による油分の付着を生じるのに必要なだけの電気量を印加するようにしている。浮上した油分は比重差により分離され、例外的に通過した固体を除去するためさらにフィルタユニットを設けている。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】
上記のように電解質溶液として水道水を加える方式に共通の問題点として、通常のドレン配管に加えて水道配管や水道水タンクなどが必要となり、装置が大型化したり、設置手順が複雑となるなどの問題があった。特開２００１−３４７２７１のドレン浄化装置では、さらに処理液の電気伝導度を計測するタンクとセンサ等の装置が必要となり、電気伝導度と処理液の量によって電気分解層の電極に印加する電力量を変えるなど制御も複雑であるので、コストの増大を招くものであった。また上水道からの水道水を加えるので処理水量が増大する問題もあった。
【０００８】
他方、供給するドレン水の電気伝導度が適正であっても、電解処理槽内で電極表面に不純物等の膜を生成した場合などに電気伝導度が低下して必要な電力量が供給されないことがあるが、特開２００１−３４７２７１の装置ではタンク内の電気伝導度及びドレン供給量のみによって電解処理槽の電極への通電量を制御しているために、これらの事態への対応が難しかった。逆に予想よりも電解が進んだ
場合、余分な電力が消費されていた。
【０００９】
本発明は上記の問題を解決し、電解分離槽内の状態を最適に制御でき、装置の製造や維持のコストを安くできる電解式油水分離装置の制御方法を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、油粒子の帯電除去等のための電解処理槽と、ドレン水を所定量ずつ電解処理槽に送りこむドレン送り込み手段とを少なくとも有する電解式油水分離装置において、電解処理槽がドレンの電気伝導度の測定手段を備え、ドレンの送りこみから一定時間経過後の電気伝導度の測定値が一定値以下である場合に油分離後の処理水を電解処理槽の上流側に還流させることを特徴とする電解式油水分離装置及びその制御方法により、上記の課題を解決する。ドレンの油分が濃すぎるなどの原因でドレン中の電解質濃度が低下しているときに、処理水を下流管から電気分解槽へ還流させることにより、処理水に一定量以上含まれる塩素等の作用で電気伝導度を適正な範囲内の値に修正し、処理能力を向上させるものである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、油粒子の帯電除去等のための電解処理槽と、ドレン水を所定量ずつ電解処理槽に送りこむドレン送り込み手段とを少なくとも有する電解式油水分離装置において、電解処理槽がドレンの電気伝導度の測定手段を備え、ドレンの送りこみから一定時間経過後の電気伝導度の測定値に応じて電極印加電力を制御することを特徴とする電解式油水分離装置及びその制御方法により上記の課題を解決する。電気伝導度の測定手段としては、電流センサや電圧センサなどを使用する。
【００１２】
発明者の実験の結果、電気分解槽内の電極に通電を開始した直後は、ドレンの対流や不均一等の液乱れ現象のために電気伝導度が安定しないものの、一定時間を過ぎるとこの状態は解消し、平均的な電気伝導度に収斂することが見出された。そこで一定の液乱れ回避時間を経過した後に、電気分解槽内の電気伝導度を電圧又は電流センサの測定値から測定すれば、複雑なタンクやセンサなどを必要とせず、必要な電解質を加えて水質を改善したり、最適な電力量を計算することが可能となる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の電解式油水分離装置及びその制御方法において、前記電気伝導度の測定値から計算された所要電力量の印加に必要な時間の経過後に電力の印加を停止するものである。また請求項４記載の発明は、前記電気伝導度の変化率が一定以下となったときに電極への電力印加を停止するものである。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の電解式油水分離装置及びその制御方法において、電極への電力印加を停止したときの電気伝導度が一定以下であり、かつ次回のドレンの送りこみが開始されていない場合に、油分離後の処理水をドレン送りこみ手段の上流側に還流させるものである。これによりドレン送りこみ手段内の水質が改善され、次回の送りこみ時の電気伝導度の改善が期待できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の油水分離装置の具体的な実施手形態を説明する。図１は本発明の電解処理方法を利用した油水分離システムの一例を示し、図において図１において、１は前処理槽、２はドレン送り込み手段、３は電解処理槽、４は空気吹き込み槽、５は１次吸着槽、６は２次吸着槽、７は電解促進槽を示す。
【００１６】
この実施例の油水分離システムは本出願人の出願に係る特願２００２−６５５２２等の技術を使用している。特願２００２−６５５２２では油分の浮上を目的とする従来の電解浮上法と異なり、電極に印加する電力量を粒子の帯電除去に必要な最小限の量とし、油分は後段の空気吹き込み槽及び吸着処理槽ですべて処理している。こうすることにより廃棄物であるスカム等の発生を防ぎ、かつ電極の消耗を抑えられるため維持コストを安くすることができる。しかし本発明の電解処理方法は通常の油水分離装置に対しても有効に適用することができる。
【００１７】
前処理槽１は、圧縮機等から排出されたドレンを一旦貯溜し、ドレンと同時に排出される圧縮空気を大気中に放出するほか、粗く充填された吸着材によりドレンを粗取りする機能を有する。またドレン送り込み手段２は、圧縮空気配管から圧縮空気の供給を受けており、制御手段が制御する電磁弁の作動により前処理槽１に貯溜されたドレンを一定量ずつ下流に給送する。
【００１８】
電解処理槽３は、ドレン入口３０１及びドレン出口３０２を上部に設けた略円筒形のステンレス鋼の容器からなり、内部にアルミニウム製の円筒形の電極３０３が収容されている（図２）。ドレン入口３０１から内側に延びたドレン管３０５の先端部がゴム製の絶縁部３０４を介して電極３０３の上部に結合されている。電極３０３の底部にはドレン水が出入りできる開口部が設けられ、電極３０３の内側を下降したドレン水は開口部から流出したあと容器底部を回って再び電極３０３の外側を上昇するようになっている。また周囲が絶縁された導電体からなる軸部３０６が容器の上面及びドレン管３０５を貫通して電極３０３の底部に固定されている。軸部３０６の上部及び容器に設けられた端子はそれぞれ制御手段により制御される電源制御部を介して電源に接続されている。本発明の電解処理槽３には更に電圧センサ３０７が設けられている。
【００１９】
電解処理槽３内のドレン水は圧送ユニット２による数回のタクト処理の間に徐々に電解処理槽内の流路を進む。後述する制御手段により軸部３０６と容器の間に直流電圧（１０Ｖ）が印可されると、電極３０３と容器外周部との間に電位差が生じ、陽電極から溶出したＡｌ３＋イオンは、電気引力により周囲の負帯電した油粒子を引き寄せ、油粒子の負電荷を除去する。ドレン水はアルミニウム製電極３０３容器側部の間で上昇する間に帯電除去され、油粒子同士の反発力が除かれ凝集しやすい状態となってドレン出口３０２から順次流出する。このように電解処理槽３内のドレンはいったん容器の底部を迂回しながら帯電を除去されるのでドレン入口３０１から流入した未処理のドレンがそのままドレン出口３０２から流出することはない。
【００２０】
電解処理槽３で油粒子の電荷を除去されたドレン水は、後段の空気吹き込み槽４、１次吸着槽５及び２次吸着槽６に送られ、互いに凝集しやすくなった油粒子を気泡で凝集した後吸着材に吸着させて分離され、油濃度が５ｍｇ／ｌ以下の放流可能な処理水となって排出される。本実施例では２次吸着槽６のドレン出口管にさらに電解促進槽７を設け、電解促進槽７から分岐した還流管が電磁弁Ｅ３を経てドレン送りこみ手段２の上流側に接続している。電磁弁Ｅ３が開くと電解促進槽７内の処理水は位置水頭圧によりドレン送りこみ手段２へ還流する。逆流防止のため必要に応じて逆止弁を設けることもできる。
【００２１】
本実施例の油水分離装置の作用について説明する。前処理槽１とドレン送りこみ手段２内のドレンが所定の水位に達してドレン送りこみ手段２が作動する毎に、新しいドレンが１００ｃｃずつ電解処理槽３に圧送される。例えばアルミニウム電極を有する容積２５０ｃｃの電解処理槽に、標準的な油濃度２００ｍｇ／ｌのドレン水１００ｃｃを新しく流入させ、直流１０Ｖを電極に印加して処理水の水質を測定すると、油粒子の負電荷除去に必要な通電時間はアルミニウム電極の場合で３分程度であった。
【００２２】
図３はこの間の電圧センサ３０７の出力を電極および電磁弁Ｅ１、Ｅ３のタイムチャートと共に示したものである。Ｔ０に電磁弁Ｅ３が作動すると同時に電極に帯電除去出力Ｐが印加される。初めは電気伝導度が低いので電圧Ｖは急上昇し高い値を示すが、数秒が経過して電極の周囲のドレンの液乱れが収まると、ドレンの電気伝導度に応じたほぼ一定の値に収斂する。そこで帯電除去出力Ｐの印加を開始してから５秒経過時（Ｔ１）の電圧値を測定し、あらかじめ設定してある必要電力量（本実施例の場合は油粒子の帯電を除去し、スカム等の浮上を生じさせない電力量）から帯電除去出力の残り印加時間を算出し、その経過のとき（Ｔ２）まで電極への帯電除去出力を印加する。上記の５秒の時間はドレン圧送による電解処理槽３内の液乱れ状態を回避するのに必要な時間であればよく、適当な時間を設定することができる。
【００２３】
本実施例は印加電力を最小限とするために電圧の測定値から必要電力量を測定しているが、５秒経過時（Ｔ１）以後の電圧値の増減を観測し、変化率が一定以下となったときに油粒子の一次的な帯電除去作用が終了したものとみなして帯電除去出力Ｐの印加を停止させることもできる。
【００２４】
梅雨の時期などでドレン流入量が通常よりも多い場合には、電極の電流量を増加させて、必要電力量の印加に要する時間を短縮すれば、装置の処理速度を上げることができる。またドレン送りこみ手段の作動間隔からドレン流入量を自動的に判断して電極の電流量を増大させることもできる。
【００２５】
図４はドレンに含まれる油の量が多く電解質の濃度が低かったり、電極に生成物の膜が形成されたり油が付着するなどの異常な状態が生じて帯電除去が進まず電圧値が低下しない場合について、電圧センサ３０７の出力及び各作動部のタイムチャートを同様に示したものである。計算された必要電力量の印加が終わるか電圧値の変化率が一定以下となって電力の印加が停止されたとき（Ｔ２）の電圧値が一定の基準電圧を超えていると電磁弁Ｅ３が開かれ、電解促進槽７内に貯溜された油分除去済みの処理水がドレン送りこみ手段の上流側に還流して、次回処理分のドレンの油濃度を下げる。これにより電気伝導度が適正な範囲内の値に修正される。次の回の処理においてはこの還流による水質の変化が電圧値の変化として観測されるから、直ちに電力量の制御に反映され、また修正の効果を確認することができる。
【００２６】
なお、電力印加終了前に電磁弁Ｅ１が作動して次のドレン圧送が行われたとき（図４の右側の場合）は、現在の状態をＴ０に戻し、電磁弁Ｅ３を開かないので、処理水の還流・混合は行われない。また電磁弁Ｅ３の作動中に電磁弁Ｅ１が作動したときは、電磁弁Ｅ３を閉じ、同様に処理水の還流を中止する。ドレン排出量が多い場合に、装置の負荷が過大となるのを防ぐためである。
【００２７】
上記の実施例においては電圧値を測定しているが、代わりに電流値を測定してもよい。図５は電圧を一定としたときの電流値のおおよその変化を示す図であり、Ａは電気伝導度が適正な場合、Ｂは油濃度の上昇や電極への油の付着などにより電気伝導度が低下した場合を示す。この場合も同じように一定時間後の電流値から必要電力量を計算して電力を印加するか、電流値の変化率が一定以下となったときに印加を停止する。そして印加停止時の電流値が一定値以下であるときは電磁弁Ｅ３を開いて処理水を還流させ、電気伝導度を適正な範囲に修正する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の電解式油水分離装置のドレン水の電気伝導度の制御方法によれば、電解処理槽内の電気伝導度の調整に処理済みのドレン水を還流させて加えるので、水道配管等が不要となって設置も楽であり、また上水道からの添加により処理水量を増加させることもなく、合理的である。
【００２９】
本発明の電解式油水分離装置の電力制御方法によれば、電解処理槽内の油分の負電荷除去の状態を直接に把握できるために、電極への電力印加量が最小限で済み、スカムの発生も抑制できる。また電気伝導度の制御のための前処理槽や、処理液に供給量の制御手段を設ける必要がないため、装置の構成が比較的簡単ですむ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電解式油水分離装置の一例を示す配管図である。
【図２】図１における電解処理槽の縦断面図である。
【図３】電圧センサの出力を印加電力および電磁弁Ｅ１、Ｅ３のタイムチャートと共に示す説明図である。
【図４】電圧が基準値よりも高い場合における電圧センサの出力を印加電力および電磁弁Ｅ１、Ｅ３のタイムチャートと共に示す説明図である。
【図５】電極間の電気伝導度のケイジ変化を示す説明図である。
【符号の説明】
１　前処理槽
２　ドレン送り込み手段
３　電解処理槽
３０１　ドレン入口
３０２　ドレン出口
３０３　電極
３０４　絶縁部
３０５　ドレン管
３０６　軸部
３０７　電圧センサ
４　空気吹き込み槽
５　１次吸着槽
６　２次吸着槽
７　電解促進槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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