(57)【要約】【課題】  吸着剤を用いて汚水から油分を分離し回収する方法において、油分を吸着した後の吸着剤の焼却処理等を無くし、吸着剤に付着した油分の除去のために用いる溶剤の回収および回収した油分を有効利用することが可能になる油分の分離回収法が求められていた。【解決手段】  油分を含む汚水にタルクを添加し攪拌することで、タルクの表面に油分を付着させて油分を汚水から分離し濃縮する。次に、タルクに付着した油分は有機溶媒を用いて溶解してタルクから油分を脱離し、油分を分離されたタルクは再び油分の吸着剤として利用される。さらに有機溶媒に含まれる油分は分離回収した後燃料等に有効利用し、有機溶媒は溶媒として再利用することが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油分を含有する汚水にタルクを入れて前記油分を前記タルクに付着させ、前記タルクを前記汚水から取り出し、前記タルクから有機溶剤を用いて前記油分を分離し、前記タルクを油分吸着剤として再利用することを特徴とする油分吸着剤からの油分脱離方法。
【請求項２】
油分を分離した前記タルクを再度前記汚水に入れることを特徴とする請求項１に記載の油分吸着剤からの油分脱離方法。
【請求項３】
前記タルクは前記汚水からろ過あるいは加温により分離されることを特徴とする請求項１に記載の油分吸着剤からの油分脱離方法。
【請求項４】
前記タルクから前記油分を分離する際に前記有機溶剤を用いて前記タルクに付着した油分を脱離させることを特徴とする請求項１に記載の油分吸着剤からの油分脱離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タルクを吸着剤として汚水から油分を回収し、タルクに付着した油分を溶剤で洗浄し、あるいは加温によりタルクから油分を分離し、分離したタルクを吸着剤として再利用する油分吸着剤からの油分脱離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品加工工場や食肉処理工場、機械加工工場などからの汚水には油分が含まれており、この油分を処理しなければ排水することができない。汚水から油分を分離する方法として水と油分の比重差を利用した分離方法が古くから知られている。この方法は汚水を分離槽に入れ油分を分離する方法であり、比重の小さい油分を上澄み液から取り出し、比重の重い汚泥は沈殿させ、油分が分離された処理水を分離槽の中間から取り出す方法である。
【０００３】
回収された上澄み液は油分と水を含んでいるため焼却処分することになるが、焼却処分するには水分が多いため助燃用の燃料が必要になる。また汚水中に存在するエマルジョン状の微細な油分は分離が難しく、処理水中に微量の油分が含まれることがある。そこで汚水中の油分を効率よく分離する方法として活性炭吸着装置や加圧浮上装置などが採用されている。活性炭吸着装置は活性炭で汚水中の油分を吸着し除去する方法であり、活性炭は多孔質であるため油分を多量に吸着する性質がある。この方法では活性炭の油分の吸着量が飽和になると新しい活性炭に入れ替え再び油分を吸着することになる。油分を吸着した活性炭は装置から取り出され主に焼却処理される。
【０００４】
加圧浮上装置は凝集剤を用いて油分を凝集させフロックとして汚水から分離する方法であり、このフロックを取り出し焼却処理することになる。また、特開２００３−２９０６０４に汚水に有機溶剤を添加し油分を溶解して油分を含む有機溶剤を汚水から回収し、その後油分と有機溶剤を分離することで、油分と有機溶剤を回収する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２９０６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
活性炭吸着法では活性炭が油分を吸着すると、活性炭を取り出し焼却場に輸送し焼却処理することになるため、煩雑な作業が発生する。さらに継続して油分を分離除去するためには新しく活性炭を補充する必要があり、新しい活性炭の購入による費用の発生、活性炭の装置への充填などの作業が発生するなどの問題がある。
【０００６】
また、加圧浮上では凝集剤を添加して油分をフロックとして回収する方法であり、フロックは活性炭と同様に回収し焼却場に輸送し焼却処理する必要がある。このフロックは水分が多く含まれており燃焼処理する場合は助燃用の燃料が必要になる。さらに、汚水に有機溶剤を添加し油分を溶解し、油分を含む有機溶剤から油分と有機溶剤を分離する方法では、汚水は一般に油分が少なく、油分の回収率を高めるために過剰の有機溶剤が必要になるなどの問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、油分を含有する汚水から油分を効率的に分離する方法を提供することを目的とする。ここで述べる油分は水と分離する固体あるいは液体の油性状物質である。
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明では、油分を含有する汚水にタルクを入れて前記油分を前記タルクに付着させ、前記タルクを前記汚水から取り出し、前記タルクから有機溶剤を用いて前記油分を分離し、前記タルクを油分吸着剤として再利用することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明では、油分を分離した前記タルクを再度前記汚水に入れて再利用することを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明では、タルクは前記汚水からろ過あるいは加温により分離されることを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明では、前記タルクから前記油分を分離する際に前記有機溶剤を用いて前記タルクに付着した油分を脱離させることを特徴とする。
【００１２】
本発明では、油分を含む汚水にタルクを添加することによりタルクの表面に油分を付着させることで油分を容易に汚水から分離し濃縮できるので、タルクに付着した油分は有機溶媒を用いて溶解してタルクから脱離し、油分を分離されたタルクは再び油分の吸着剤として再利用できる。
【００１３】
また、本発明では、有機溶媒に含まれる油分を有機溶媒から分離回収して、油分は燃料等に有効利用し、分離された有機溶媒は再利用することも可能である。なお、吸着剤であるタルクは滑石、葉ロウ石系鉱物の一種で天然に産出し、組成式はＭｇ［（ＯＨ）２Ｓｉ４Ｏ１０］である。このタルクは化学的、熱的にも安定で不純物を含む汚水の処理に対し長期の使用に耐えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る油分吸着剤からの油分脱離方法は、タルクを用いて汚水中の油分を吸着して分離濃縮し、この油分が吸着したタルクに有機溶媒を添加して油分を溶解し、油分が脱離されたタルクは再利用される。そのため油分が付着したタルクを焼却場等へ輸送して処理する作業が不要になる。また汚水中の少量の油分はタルクを用いることで濃縮されているため、少量の溶剤で効率的に油分を溶解することができる。
【００１５】
また、有機溶剤に含まれる油分は蒸留等の方法により分離することができ、油分は燃料等に利用し、有機溶剤は回収され再利用することが可能であり、操作過程における損失以外は新しい有機溶剤の補充も不要にできる。さらに、汚水中に含まれるダイオキシン類を高い効率で除去できる効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に本発明に基づく汚水からの油分の分離回収システムを説明するブロック図を示す。以下に汚水からの油分の回収手順を説明する。
【００１７】
油分を含んだ汚水を処理槽に入れる。次に、粉末のタルクを処理槽内に投入し、攪拌してタルクを汚水と混ぜることで汚水に含まれる油分をタルクの表面に付着させる。タルクを含む汚水は吸引法でろ過され、油分が付着したタルクと処理水とに分離される。油分が付着したタルクは有機溶剤で洗浄しタルクに付着した油分を溶解させ除去する。油分が除去されたタルクは乾燥され、再生タルクとして再利用される。洗浄後の油分を含む有機溶剤は蒸留することで蒸気圧の高い有機溶剤を油分から分離でき、凝縮させ回収して再び溶剤として再利用する。また回収された油分は燃料等に利用できる。
【００１８】
なお、上述した洗浄工程では、図示していないが水蒸気等で加温し、タルクに付着した油分を分離する方法も有効である。
【００１９】
図２にタルクと他の吸着剤における水が共存しない場合の油吸着量を説明する特性図を示す。吸着操作はＪＩＳ  Ｋ５１０１に従って行った。図２に吸着剤としてタルクを用いた場合の粒径の影響を示したが、タルクは細孔が少なく粒径が小さくなるとタルクの重量当たりの見かけ表面積が増加することから吸着量が増加したものと考えられる。そのため油分の吸着剤としては５０μｍ以下望ましくは２０μｍ以下の小さな粒径のものを使用することが望ましい。同時に水酸化アルミニュームおよび炭酸カルシュームを吸着剤とした場合の油分の吸着量を示したが、タルクはこれらの吸着剤と同様に多くの油分を吸着することが分かる。
【００２０】
また、図３にタルク、シリカゲル、モレキュラシーブスの水吸着量を説明する特性図を示す。シリカゲルは和光製でワコーゲルＣ−３００、モレキュラシーブスはシグマアルドリッチジャパン製でモレキュラシーブス４Ａを用いた。タルクは他の吸着剤に比べて水吸着量が少なく、このことからタルクは疎水性であり、すなわち親油性が強く、そのため油分を多く吸着したものと考えられる。
【００２１】
図４にタルク等の吸着剤を用いて油分の吸着量を求めた試験手順を説明するブロック図を示す。図５にタルク等の吸着剤を用いた場合の水共存下における油分の吸着量と具体的な試験条件を説明する特性図を示す。
【００２２】
タルクを用いた試験手順について図４および図５を参照して説明する。
【００２３】
水５０ｍｌにサラダオイルを５ｍｌ加えた後、微細なタルクを２ｇ加え３０分間攪拌する。攪拌後、ろ紙を用いて吸引ろ過し油分が付着したタルクとろ過された処理水に分離する。その後、溶剤として８０％のメタノールと２０％のヘキサンを用いて油分が付着したタルクを洗浄し、タルクに付着した油分を溶解させ脱離する。
【００２４】
ろ液は油分を含む溶剤であり、このろ液を乾燥させ溶剤を除去することで油分を分離する。その後、油分内オイル量測定のためのマーカーをＧＣ−ＭＳ分析により測定し、油分の吸着量を求めたが９６.８１％から９９.４０％と高い油分の回収性能を示している。タルクから油分を洗浄し除去するための溶剤として８０％メタノール＋２０％ヘキサンを用いたが油分の性状等により混合割合を変えることは可能であり、特にメタノールとヘキサンの混合割合は限定しない。
【００２５】
同時に、水酸化アルミニュームを吸着剤として用いた比較試験結果を示す。水酸化アルミニュームは水が共存しない条件では多くの油分を吸着したが、水が共存することで油分が水酸化アルミニュームから分離したため試験を継続することができなかった。このことから、汚水中の油分を分離する吸着剤として採用できないと判明した。
【００２６】
また、油分に含まれるダイオキシン類の分離実験を実施した結果、タルク添加することにより、原液にダイオキシン類が９９ｐｇ―ＴＥＱ/ｍｌ含まれている場合、ろ過水中に含まれるダイオキシン類は０．８ｐｇ―ＴＥＱ/ｍｌであり、９９．２％と高い除去率を示した。すなわち、タルクがダイオキシン類も効果的に除去できる性質があることが分かる。
【００２７】
図６にタルク等の吸着剤を用いた場合の吸脱着の繰り返し試験を説明する特性図を示す。試験は図４に示す手順に従い進めた。
【００２８】
油分はシリコンオイルを用い、洗浄用の溶剤として酢酸エチルを使用した。タルクを吸着剤として３回の繰り返し試験を行っている。すなわち油分を吸着したタルクを溶媒で洗浄し、タルクを再生させ再び油分の吸着剤として利用したものである。この間の油回収率は９０％以上であり、このことよりタルクから高い効率で油分が回収されていることが分かる。また、この間のタルクの損失は１回の繰り返しで最大０.３％程度であり少なく、タルクの性状変化もみられず安定していることが確認された。これによりタルクを油分吸着剤として何回でも再利用でき、その吸着特性にはあまり劣化が見られない。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
食品加工工場や食肉処理工場、機械加工工場などからの汚水に含まれる油分の分離回収に利用できる。また、海洋汚染などオイルフェンスで隔離されたオイルにタルクを投入することにより油分を分離回収することなどができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の汚水からの油分の分離回収システムを説明するブロック図である。
【図２】本発明のタルクと他の吸着剤における水が共存しない場合の油吸着量を説明する特性図である。
【図３】本発明に用いるタルク、シリカゲル、モレキュラシーブスの水吸着量を比較する特性図である。
【図４】本発明のタルク等の吸着剤を用いて油分の吸着量を求めた試験手順を説明するブロック図である。
【図５】本発明のタルク等の吸着剤を用いた場合の水共存下における油分の吸着量と具体的な試験条件を説明する特性図である。
【図６】本発明のタルク等の吸着剤を用いた場合の吸脱着の繰り返し試験を説明する特性図である。
【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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