(57)【要約】【課題】小型であっても高速に油水分離の処理ができる油水分離装置を提供することである。【解決手段】処理槽１１に貯留した被処理液中に気泡を供給することによって被処理液に含まれる油分を気泡とともに浮上させ水と油分とを分離させるものであり、処理槽１１の下部から汲み出した被処理液に空気供給手段３８で空気を溶解させて処理槽１１の下部に設けたノズル３３から噴射して被処理液を処理槽１１に戻して被処理液を循環させ、未処理状態の被処理液は被処理液の循環配管系か処理槽の下部に供給する。空気供給手段３８は、被処理液が流れる配管を横断面で見た場合に内壁隣接部以外の内部に位置する被処理液に空気を混合させる空気混合手段を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽に貯留した被処理液を汲み出して、汲み出した被処理液に空気供給手段で空気を混合させ、ポンプで加圧して該処理槽の下部から該処理槽の被処理液に汲み出した被処理液を気泡とともに吹き出させることによって該処理槽における被処理液に含まれる油分を気泡とともに浮上させ水と油分とを分離させる油水分離装置において、
該空気供給手段は被処理液が流れる配管を横断面で見た場合に内壁隣接部以外の内部に位置する被処理液に空気を混合させる空気混合手段を有することを特徴とする油水分離装置。
【請求項２】
上記請求項１に記載の油水分離装置において、該空気混合手段は、外管と内管からなる同芯二重管と該外管と該内管の間に被処理液が旋回するように被処理液を供給する被処理液接続部と内管に供給する空気接続部とを有するものであることを特徴とする油水分離装置。
【請求項３】
上記請求項２に記載の油水分離装置において、該空気混合手段は、該外管における内径が狭くなる被処理液の排出口よりも上流の位置に該内管の空気吹出口が位置するものであることを特徴とする油水分離装置。
【請求項４】
上記請求項１に記載の油水分離装置において、該空気混合手段は、外管と内管からなる同芯二重管と該外管と該内管の間に被処理液を供給する被処理液接続部と該内管に供給する空気接続部とを有し、該内管には被処理液が流れる方向の先端付近外壁部に複数の空気吹出口を有するものであることを特徴とする油水分離装置。
【請求項５】
上記請求項１に記載の油水分離装置において、該空気混合手段は、複数の細管を円環状に配列してなる複合内管とこの複合配管を囲んだ外管からなる同芯二重管と該外管と該複合内管の間に被処理液を供給する被処理液接続部と該複合内管に供給する空気接続部とを有し、該複合内管における各細管の下流側先端部から空気を吹き出して該被処理液に空気を混合するものであることを特徴とする油水分離装置。
【請求項６】
上記請求項１に記載の油水分離装置において、該処理槽から汲み出した被処理液を該処理槽の下部に戻す循環配管系における該空気供給手段の上流の位置若しくは該処理槽の下部に未処理状態の被処理液を供給する供給配管系を有することを特徴とする油水分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油水分離装置に係わり、特に、処理槽に貯留した被処理液を汲み出して、汲み出した被処理液に空気供給手段で空気を混合させ、ポンプで加圧して該処理槽の下部から処理槽の被処理液に汲み出した被処理液を気泡とともに吹き出させることによって処理槽における被処理液に含まれる油分を気泡とともに浮上させ水と油分とを分離させる浮上分離法による油水分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
浮上分離法による分離装置として、渦流ポンプの液体吸込口に気体吸込手段を設けておき、渦流ポンプでの加圧過程で空気を被処理液に溶解（気液混合溶解）させ、処理槽内にノズルから噴射減圧することによって、処理槽内の被処理液中に気泡を発生させるものが、下記の特許文献に記載されるようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００―１６１２７８号公報
この従来技術では、被処理液中の汚濁物質を気泡により浮上分離するものとして説明されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、気液混合溶解を促進するために複数段の渦流ポンプを使用して、最終段吐出圧力を高くしている。この結果、ポンプの駆動動力が増し、電力費が高くなっている。
【０００５】
それゆえ本発明の目的は、ポンプ駆動動力を増加することなく気液混合溶解を促進することができて高速に油水分離の処理ができる油水分離装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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、処理槽に貯留した被処理液を汲み出して、汲み出した被処理液に空気供給手段で空気を混合させ、ポンプで加圧して処理槽の下部から処理槽の被処理液に汲み出した被処理液を気泡とともに吹き出させることによって処理槽における被処理液に含まれる油分を気泡とともに浮上させ水と油分とを分離させる油水分離装置において、空気供給手段は被処理液が流れる配管を横断面で見た場合に内壁隣接部以外の内部に位置する被処理液に空気を混合させる空気混合手段を有することにある。
【０００７】
本発明によれば、処理槽から汲み出した被処理液を処理槽の下部に戻す循環配管系における被処理液の循環量に対する微小気泡発生量割合が増加するので、油水分離性能は向上し、１段の小型ポンプでも高速に油水分離をすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１に示した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。
【０００９】
図１に示した油水分離装置は、一例として空気圧縮機から排出されるドレンを処理するものとして使用する。
【００１０】
図１において、処理槽１１には、槽内に被処理液を貯留し油水分離を行う分離部８１とこの分離部８１で浮上分離した油分を回収する浮上油受け部８３とがあり、両部８１，８３を分離する遮蔽板１２を設けてある。処理槽１１における分離部８１の底に取り付けた配管３０はバルブ３６，配管３２，本発明になる空気吸込部（空気供給手段）３８，配管３９を介して循環ポンプ３１と接続し、循環ポンプ３１の出口側配管３７は大気泡分離部１３に設置してあるノズル３３に接続してある。処理槽１１の側壁下部において大気泡分離部１３に連接し分離部８１に延在するように管路１６を設けてあり、ノズル３３の吐出口は管路１６内に向けて開口している。管路１６は分離部８１内に複数の開口１７を備えている。
【００１１】
大気泡分離部１３には、ノズル３３から噴き出すかもしれない大気泡を分離部８１に廻さないようにする排出管１４を設けてあり、排出口は分離部８１の上部に位置せしめてある。空気吸込部３８には空気供給配管４１を接続してあり、この配管４１の途中にはバルブ４２を設けてある。空気吸込部３８は配管３２内の被処理液に空気を混合して配管３９を介して循環ポンプ３１に送る。循環ポンプ３１では加圧することにより混合した空気を被処理液中に溶解させる。空気吸込部３８における被処理液と空気の混合については、後述する。
【００１２】
配管３０から循環ポンプ３１を経てノズル３３に至る経路は槽外循環をなす被処理液の循環配管系を構成している。循環ポンプ３１の一例としては渦流ポンプを使用しており、図示していないが、循環ポンプ３１の出口には被処理液の圧力（水圧）を測定するゲージを設けてある。
【００１３】
配管３２には、供給ポンプ２１とバルブ２２を有し未処理な被処理液の供給系統を構成する供給管２３を接続してある。
【００１４】
分離部８１の上部には処理済の被処理液を排出する排出管５１を設けてあり、排出管５１は分離部８１との接続部（管座）から持上げ、その下流を分離部８１との接続部よりも低い位置まで配管してあり、その途中にバルブ５２を有している。排出管５１の最高位は、処理槽１１の遮蔽板１２の最高位より低くして位置差Ｄ１を持たせてある。
【００１５】
従って、分離部８１内に被処理液を供給し貯留させる場合、バルブ５２を開放してあれば、被処理液は排出管５１から流出して、分離部８１における被処理液面６１は排出管５１の最高位で規制され、バルブ５２を閉止し分離槽８１内に被処理液を供給していけば、被処理液面６１は排出管５１の最高位よりも上昇していくので、排出管５１はバルブ５２の開閉で被処理液を排出し水位を調整する機能を備えていることになる。ここで、排出管５１に設けた配管５３はサイホン効果で排出管５１の最高位水平面以下まで排水されないように大気に開放している。なお、被処理液面６１の上部には油水分離で上昇した浮上油の浮上油液面６２が形成される。
【００１６】
分離部８１から排出管５１を介して流出する処理済の被処理液に分離部８１内を後述するように上昇中の微細気泡および油粒子が混入することを防止する仕切板１５を設け、ポケット状吸入部８２を形成している。仕切板１５の最高位は排出管５１の最高位、即ち、バルブ５２を開放している時の被処理液面６１より低くして、位置差Ｄ２を持たせている。また、仕切板１５の最高位は排出管５１の分離部８１との接続部（管座）より高くして、位置差Ｄ３を持たせている。
【００１７】
排出管５１における被処理液の流出量と吸入部８２の入口面積で決まる吸入部８２での被処理液の下降速度が気泡の上昇速度より遅くなるようにして、分離部８１を上昇中の微細気泡および油粒子が吸入部８２に流入して排出管５１から流出することはないようにしている。
【００１８】
浮上油受け部８３の底部には、分離部８１から遮蔽板１２を乗り越えて流入（溢流）する廃油６３を排出する油分排出管５５を設けてある。また、図示しないが、処理槽１１の底部から外部に配管を設け、その途中にバルブを設けてあり、分離部８１内部の液体を排出する必要がある場合にこれらを用いる。
【００１９】
また、供給管２３を分離部８１の下部に接続して、未処理の被処理液を分離部８１に供給してもよい。
【００２０】
分離部８１には温度測定器８４を設けてあり、分離部８１における被処理液の温度を測定できるようにしている。温度測定器８４に代えて、配管３０から循環ポンプ３１を経由しノズル３３までの配管３７中に温度測定器を設置して、被処理液の温度を測定してもよい。
【００２１】
次ぎに、空気吸込部３８の構造を図２，図３で説明する。
図２，図３に示すように、空気吸込部３８は外管を構成する円筒状の空気吸込部本体３８ａと内管を構成する空気配管３８ｂがあり、空気吸込部本体３８ａと空気配管３８ｂは同芯二重管構造を持っている。空気吸込部本体３８ａの上流には配管３２との接続部３８ｃがあり、下流には配管３９との接続部３８ｄがある。
【００２２】
空気配管３８ｂの上流端３８ｂｔｕは空気供給配管４１と接続される。接続部３８ｄは外管である空気吸込部本体３８ａにおける内径が狭くなる被処理液の排出口となっていて、内管である空気配管３８ｂの下流端３８ｂｔｄにおける空気吹出口は接続部３８ｄより若干上流側に位置するようにして、位置差Ｄ４を持たせている。
【００２３】
配管３２との接続部３８ｃは、空気吸込部本体３８ａの側面に空気吸込部本体３８ａの軸芯からずれるように設けてある。その結果、空気供給部本体３８ａと空気配管３８ｂの間の空間に接続部３８ｃから流入する被処理液は、この空間を空気吸込部本体３８ａの内壁面に沿って周回するように下流側の接続部３８ｄに向かって流れていく。即ち、螺旋状に流れる。接続部３８ｄで内径が狭く（小さく）なることにより、被処理液は流速を増して配管３９に移動していく。この増速効果を出させるために、空気吸込本体３８ａは配管３９側がやや細くなった円錐状でも差し支えない。また、空気配管３８ｂも下流端３８ｂｔｄが上流側よりも細い形状であっても差し支えない。
【００２４】
このような構成において、接続部３８ｄにおいて空気配管３８ｂから吹き出した空気は、図４に示すように被処理液Ｌの旋回により分断され被処理液Ｌ中に小さな気泡Ｂとなって分散する。なお、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＩＩ−ＩＩ切断線に沿った横断面図である。
【００２５】
被処理液Ｌ中における気泡Ｂの分散領域は、接続部３８ｄを横断面で見た場合の中心部及び中心部と内壁隣接部との中間部（内壁隣接部以外の内部）に位置する被処理液に混合した形になっている。即ち、接続部３８ｄを横断面で見た場合、内壁隣接部においては気泡の形での空気の混合は殆ど行われておらず、図２，図３で示す流れを齎す形態が空気供給手段３８における空気混合手段となっている。そして、配管３９においてもその形は持続されて循環ポンプ３１に到り、加圧される。
【００２６】
循環ポンプ３１でのポンプ吐出圧力の変動は小さく安定であり、循環ポンプ３１の羽根車で混合した気泡Ｂは被処理液中に気泡はさらに分散されて被処理液中に溶解する。本発明者らの検討によれは、接続部３８ｄを横断面で見た場合の中心部から内壁隣接部にわたる大気泡の形での空気の混合があると、循環ポンプ３１におけるポンプ吐出圧力は大きく変動し、また、気泡の分散も少なくて、被処理液中への空気溶解度は向上せず、大気泡分離部１３で発生する大気泡が結構あって、排出管１４を上昇する気泡が数多く観測されたが、図２，図３の構成になる空気吸込部（空気供給手段）３８を設けた場合は排出管１４を上昇する気泡は殆ど観測できず、管路１６の複数の開口１７から微細気泡が均等に吹き出していた。
【００２７】
次に、図１に示す油水分離装置の動作を説明する。
空気圧縮機から排出されるドレンは、絶対湿度が高い時期（夏季）にはドレン流量が多く、ドレン中の油分濃度は低い。一方、絶対湿度が低い時期（冬期や春秋）にはドレン流量が少なく、ドレン中の油分濃度は高い。
【００２８】
先ず、絶対湿度が高い時期に行う連続処理運転について説明する。
準備として、バルブ５２は開放状態として処理槽１１の分離部８１に清水または処理済の被処理液液を充填し、被処理液面６１が排出管５１の最高位に一致したら、循環ポンプ３１を運転する。この時、バルブ２２は閉止し、供給ポンプ２１は停止している。バルブ３６，４２は開放状態としてあり、循環ポンプ３１の運転で清水または処理済の被処理液が配管３２を流れることによって、空気供給配管４１側が負圧となり、溶解用空気が空気供給配管４１から流入する。
【００２９】
図２，図３に示すように空気吸込部３８では配管３２から流入する被処理液が空気吸込部本体３８ａ内を旋回して配管３９との接続部３８ｄに達する。この被処理液の旋回流の中心に空気配管３８ｂから空気を供給すると、被処理液の旋回流によるせん断効果で空気が小気泡に分裂し、被処理液に溶解しやすくなる。また、溶解しない空気は前述したように配管３９の中心領域を流れて循環ポンプ３１に流入するが、大気泡がないので被処理液に対する空気の割合が常に一定である。
【００３０】
従って、その下流の循環ポンプ３１では流入した小気泡空気と循環する被処理液を攪拌し加圧することによる効果によって空気の溶解量が増加する。循環ポンプ３１で加圧された被処理液と溶解した空気はノズル３３から分離部８１の被処理液中に吐出することで減圧され、水に溶解していた空気は微細な気泡となる。
【００３１】
循環ポンプ３１による加圧で被処理液に溶解する空気量は加圧下ではヘンリー（Ｈｅｎｒｙ）の法則に従ったものとなり、配管３７を流れる清水または処理済の被処理液にかかる圧力、及び配管３７を流れる流量に比例して溶解する空気量は多くなる。また配管３７を流れる清水または処理済の被処理液の温度が低い程、溶解する空気量は多くなる。実際の運転では圧力、流量を設定値一定となるように運転する。このように運転すると循環ポンプ３１の動力が熱となり被処理液に伝わり、液温が上昇し、溶解する空気量は減少する。
【００３２】
このため、予め配管３７，３９における被処理液の流量，被処理液の液温度，循環ポンプ３１による加圧量と溶解空気量の関係を求めておき、温度測定器８４で求めた液温度により空気配管３８ｂから流入させる溶解用空気量が処理槽１１内を気泡がほぼ揃って浮上する量になるようにバルブ４２で調節し、運転する。
【００３３】
上記したように被処理液に溶解していた空気はノズル３３から吐出することで減圧され気泡となって分離部８１内を浮上するが、分離部８１内をほぼ揃って順次浮上するような微細気泡がノズル３３から吐出するように溶解する空気量をバルブ４２で調節しておく。
【００３４】
径の大きな気泡の大気泡は浮力が大きく働くから微細気泡よりも早く浮上する。早い浮上は、油水分離に寄与しないし、分離部８１内での流れを乱して微細気泡と油分の接触を阻害し、分離性能を低下させかねない。大気泡の発生原因は循環ポンプ３１の加圧によっても被処理液に溶解しなかった空気が存在することにあるとみることができるので、空気供給配管４１から取り込む溶解用空気量をバルブ４２で調節して、余分な空気が入らないようにして、連続して大気泡が浮上しないようにしておく。
【００３５】
この特性を図５に示している。空気供給配管４１からの吸込空気流量を増すと循環ポンプ３１の吐出圧力が低下するが、ポンプ内での混合効果によって分離部８１に供給される微細気泡流量は途中まで増加する。しかし、吸込空気流量を更に増加すると、ポンプ吐出圧力の低下による空気溶解可能量が減少する効果によって微細気泡流量が減少し始める。したがって、運転は微細気泡流量が最大となる吸込空気流量Ａよりも少ない領域で行うことになる。
【００３６】
図２，図３の空気吸込部３８を用いると吸込み空気流量に対する微細気泡流量を増加させる効果が得られ、空気配管３８ｂの下流端３８ｂｔｄを接続部３８ｄの近傍に設けると、配管３９内の旋回流速が大きくなって微細気泡流量が増加する効果が大きくなる。
【００３７】
この運転状態を保ちながら、バルブ２２を開放し供給ポンプ２１を駆動して被処理液の供給系統を運転し、被処理液の循環系統を循環している清水または処理済の被処理液に未処理状態の被処理液を混合させる。
【００３８】
すると、ノズル３３から微細気泡と共に油粒子が噴射され、油分は微細気泡に付着して浮上し、油分が被処理液から分離する。この際に供給ポンプ２１の動力が熱となり、混合された被処理液に伝わり温度が上がり、溶解可能な空気の量は減少する。減少することで溶解できない余剰気泡（大気泡）が発生しようとする。前述したように、余剰気泡は気泡径が大きく上昇速度は早く、槽内に流れの乱れを起こし、油に付着した微細気泡を引き離したりして、油水分離を妨げる。
【００３９】
そこで、前述したように、予め液温度と溶解空気量の関係を求めておき、温度測定器８４で求めた液温度により空気供給配管４１から流入させる溶解用空気量は処理槽１１内を気泡がほぼ揃って浮上する量になるようにバルブ４２で再調節し、運転するため、余剰空気は発生せず油水分離性能を低下させることはない。また、未処理状態の被処理液を混合することによる液温度の下降を予測して、予め溶解用空気量を下降分だけ減少させた温度での流量に固定して運転するようにしてもよいし、循環流量を少なくしてもよい。
【００４０】
分離部８１の上部にある吸入部８２では、配管２３から供給された未処理状態の被処理液に相当する処理済の被処理液を微細気泡の上昇速度よりも遅い速度で吸込んで排出管５１から排出する。
【００４１】
循環ポンプ３１出口での圧力は、所要動力を少なくすることと微細気泡の直径を小さくすることを考慮すると０．３〜０．８ＭＰａ程度が好ましい。溶解空気量が圧力に比例することを考慮すると、循環水流量は被処理液供給系統から供給された未処理状態の被処理液量の３０〜１００倍で、未処理状態の被処理液は循環水によって３０〜１００倍に希釈されるので、分離部８１に供給される被処理液の油分は低濃度である。
【００４２】
微細気泡で油水分離処理する油水分離処理では、被処理液中の大きな径の油粒子が小さな径の油粒子よりも先に浮上分離するので、連続処理においては、径の小さな油粒子径が処理液中に残っていても処理液の濃度が目標値（例えば油分濃度５ｍｇ／Ｌ）となった状態で、連続的に排出することができ、処理能力が高い。
【００４３】
分離部８１上部の浮上油は連続運転中に排出管５１の途中に設けたバルブ５２を一時的に閉じると、分離部８１内部の被処理液面６１および浮上油液面６２が上昇し、浮上油液面６２が遮蔽板１２の高さを超えると浮上油がオーバフロー（溢流）し、浮上油受け部８３へ流下する。分離部８１での浮上油が減ったら、バルブ５２をゆっくり開けて、排出管５１から被処理液を排出して被処理液面６１を下げて、連続処理を継続する。
【００４４】
次に、絶対湿度の低い時期に行う間歇処理運転について説明する。
先ず、準備として連続処理運転と同様に、分離部８１に清水または処理済の被処理液を充満させた状態で循環ポンプ３１を運転する。バルブ２２は閉じてあるが、バルブ３６，バルブ４２は開放してあり、溶解用空気が空気供給配管４１から流入する。循環ポンプ３１の動力が熱となり被処理液に伝わり、分離部８１における被処理液の温度を上昇させるため、被処理液の密度は小さくなる。尚、被処理液の密度を小さくするためには分離部８１において被処理液の温度を上昇させるための加熱手段を配置してもよい。
【００４５】
被処理液が予定した温度まで上昇したら、循環系統における循環ポンプ３１の運転を停止し、バルブ４２を閉じ、被処理液供給系統のバルブ２２を開放状態にして供給ポンプ２１を運転して、未処理状態の被処理液を供給する。被処理液は、配管３０および配管３７、ノズル３３から分離部８１に流入する。
【００４６】
被処理液は分離部８１内の清水または処理済の被処理液よりも温度が低く密度が大きいために分離部８１の底部に溜って行き、密度が小さい処理済の油分濃度の低い被処理液は分離部８１の上部に押し上げられた形となって、吸入部８２から排出管５１とバルブ５２を経由して排出される。例えば、仕切板１５上端から分離部８１の底部までにおける容積が４０Ｌ，清水または処理済の被処理液温度が３２０Ｋ、未処理状態の被処理液温度が２８３Ｋ、未処理状態の被処理液の供給を２０Ｌ／ｈで行うと、処理済の被処理液のみを３０Ｌ以上排出可能である。
【００４７】
処理済の被処理液のみの排出が済んだら、バルブ２２とバルブ５２を閉状態にして未処理状態の被処理液の供給を止めて、循環ポンプ３１による槽外循環を実施する。バルブ３６，バルブ４２は開放状態として、溶解用空気が空気供給配管４１から流入する。連続処理と同様に圧力、流量を設定値一定となるように運転する。この場合も循環ポンプ３１の動力が熱となり被処理液に伝わり、液温が上昇し、溶解する空気量は減少する。このため、予め液温度と溶解空気量の関係を求めておき、温度測定器８４で求めた液温度により空気供給管４１から流入させる溶解用空気量は処理槽１１内を気泡がほぼ揃って浮上する量になるようにバルブ４２で調節し、運転する。このため、余剰空気による大気泡は連続して発生せず、油水分離性能を低下させることはない。
【００４８】
バルブ５２は閉止してあり、分離部８１の被処理液中に微細気泡が存在することになり、被処理液面６１は排出管５１の最高位置よりも高くなる。この状態で分離部８１内部の被処理液面６１上側に浮上油が溜まるが、浮上油液面６２よりも遮蔽板１２の上端位置を高くしてあり（図１の浮上油液面６２は連続処理運転時のものであり、間歇処理運転ではもう少し低い位置が浮上油液面６２となっている）、被処理液の循環中に浮上油が浮上油受け部８３へ遮蔽板１２からオーバフローすることはない。
【００４９】
槽外循環中に分離部８１下方の油分は微細気泡によって上昇し、油水分離する。浮上油分離法では油分が高濃度であるほど分離性能は良いので、中間濃度以下までは高速に分離できる。低濃度域は連続処理に近い分離性能を有する。
【００５０】
本発明者らの観察によれば、槽外循環の前半５０％の時間で未処理状態の被処理液の油分濃度は中間濃度以下の１／５程度に低下し、後半５０％の時間で中間濃度以下の油分濃度からさらにその１／５程度の低濃度（連続処理での目標濃度）に低下することを確認している。前後半で低減する比率は同程度であるが、絶対値でみれば前半に大半の油分が分離されていることになる。
【００５１】
分離部８１における被処理液が目標とする濃度に低下したら、循環ポンプ３１を停止し、バルブ４２を閉じて、バルブ２２とバルブ５２を開放させ、供給ポンプ２１を運転して未処理状態の被処理液を分離部８１の底部から供給する。この期間中に分離部８１上部の処理済の被処理液は、新たに供給した未処理状態の被処理液と同量だけ排出管４１から流出する。
【００５２】
以上説明した被処理液の供給と循環のために供給ポンプ２１，循環ポンプ３１の運転と停止を交互に繰り返し、浮上油液面６２と被処理液面６１との差が大きくなったら、即ち、分離部８１上部に浮上油が溜まったら、供給ポンプ２１の運転中に排出管５１のバルブ５２を閉止状態にし、被処理液面６１が遮蔽板１２と同一高さになることによって浮上油を遮蔽板１２の上端からオーバフローさせ、浮上油受け部８３へ排出する。
【００５３】
通常のスクリュー型空気圧縮機では一週間の連続運転により浮上油が約１ｍｍ溜まるので、浮上油の排出は一週間に１回程度行う。この排出時期は運転時間で決定するだけでなく、浮上油量、浮上油厚さを測定することによっても決定できる。
【００５４】
この間歇処理では、分離部８１内に清水または処理済の被処理液液と約５０％の未処理状態にある被処理液を混合して油水分離処理し、油分は高濃度から低濃度まで短時間で下げることになる。
【００５５】
前述したように、夏季に相当する大気中の水分量が多い時期にはドレン流量が多く、油分濃度は低い。冬季に相当する大気中の水分量が少ない時にはドレン流量が少なく、油分濃度は高い。そこで前記２つの運転方法の特徴を生かして、ドレン流量が多く油分濃度が低い場合には連続処理を行い、ドレン流量が少なく油分濃度が高い場合には間歇運転を行うことにより、小型で高速処理可能な油水分離装置を構成できる。
【００５６】
間歇処理運転は、槽外循環期間と被処理液供給期間の長さを異ならせた複数のパターンを用意して、中間濃度域の余裕を広くすることも可能である。これらの運転パターン選択にはドレン流量または油分濃度の情報が必要である。
【００５７】
油分濃度は短時間で計測する方法が無いので、運転パターン選択にはドレン流量の情報を用いる。ドレン流量は大気中の水分量，空気圧縮機の吐出空気圧力，空気冷却器の出口温度，凝縮水補集効率などから計算できる。従って、大気温度と大気湿度を計測する方法がある。一方、通常は空気圧縮機からのドレンを溜めるタンクを設けてあり、この中に液面計を取付け、液面の変化からドレン流量を算出する方法がある。また、大気温度のみを測定して、大気湿度１００％としたドレン最大流量を計算し、この値を制御に用いることも可能である。実際にはこれらの方法を単独もしくは組み合わせて制御に用いる。これらのパターンや運転モードの切り替えは図示していない制御装置にシーケンスプログラムとして用意しておき、油分濃度を確認するための大気中における湿度などの上述した各項目の計測結果やカレンダーなどに基づいて適宜に切り替えるようにしておくことができる。なお、間歇処理運転のみで装置を構成することもできる。
【００５８】
以上説明した実施形態で用いた空気吸込部３８は静止機であり、駆動動力を使用することなく空気を被処理液中に効率よく混合し循環ポンプ３１で空気を溶解させてしまうので、一段の小型ポンプで高速に油水分離の処理ができる。また被処理液量やその油分濃度が変化しても高速に油水分離の処理ができる。
【００５９】
次ぎに、空気吸込部３８の他の実施形態について説明する。
空気吸込部３８において、被処理液を旋回させる方法として空気吸込部本体３８ａの内壁に螺旋流路を形成したり、被処理液の流れで旋回する水車を設けたりしても良い。
【００６０】
図６は空気吸込部３８における空気配管（内管）３８ｂの変形例を示しており、この空気配管３８ｂは円筒状でその先端部近傍の外壁部に複数の開口３８ｂｋが穿たれている。空気吸込部本体３８ａの内壁に沿って被処理液が旋回して流れる時に各開口３８ｂｋから空気が分散して混合されるが、分散位置は図２，図３の実施形態と同様に図示していない接続部３８ｄにおける被処理液の流れを横断面で見た場合に内壁隣接部以外の内部（中心部及び中心部と内壁隣接部との中間部）になっている。
【００６１】
図７はさらに他の実施形態になる空気吸込部３８を示しており、この実施形態では、複数の長さがほぼ同じ細管３８ｅを円環状に配列して複合内管を構成させ、この複合配管とこれを囲んだ外管である空気吸込部本体３８ａとで同芯二重管としている。各細管３８ｅの下流側端部は同一位置でもよいし、わずかに位置が異なってもよい。各細管３８ｅの下流側端部から空気が吹き出すように、基幹部３８Ｂは配管４１に連通させている。
【００６２】
接続部３８ｃから被処理液を供給すると、被処理液の主流は複合内管の周囲を旋回して接続部３８ｄに到り、各細管３８ｅから出る空気を旋回流で分断しつつ混合する。複合内管の中心部にも被処理液は流れるが、各細管３８ｅが流れの邪魔をして乱流を作り、供給された空気をさらに細分し、循環ポンプ３１での溶解を助長する。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ポンプ駆動動力を増加することなく気液混合溶解を促進することができて、高速に油水分離の処理ができる油水分離装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【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における空気吸込部の縦断面を示す図である。
【図３】図２に示した空気吸込部のＩ−Ｉ切断線に沿った横断面を示す図である。
【図４】図１に示した空気吸込部と配管を流れる被処理液と混合した空気の状況を説明する図である。
【図５】本発明の微細気泡流量特性を示す図である。
【図６】図１に示した空気吸込部の他の実施形態を示す図である。
【図７】図１に示した空気吸込部のさらに他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１１…処理槽
１２…遮蔽板
１５…仕切板
２１…供給ポンプ
２２，３６，４２，５２…バルブ
２３，３０，３２，３７，３９，４１，５１…配管
３１…循環ポンプ
３３…ノズル
３８…空気吸込部
６１…被処理液面
６２…浮上油液面
８１…分離部
８２…ポケット状吸入部
８３…浮上油受け部
【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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【図６】
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【図７】
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