(57)【要約】【課題】  界面活性剤の泡沫分離にて気液接触時間を長くできるとともに、装置の大型化を防ぎ、また懸濁物質を含む溶液においても円滑に稼動することができる界面活性剤含有溶液の処理方法及びその装置を提供する。【解決手段】  塔状容器１０ａの下部に設けた溶液導入口１０ｄから導入した界面活性剤含有溶液２０と、該容器の底部に設けた微細気泡導入口１０ｃから導入した微細気泡２４とを気液接触させて、該容器の上部液面より界面活性剤を取り込んだ微細泡沫を取出す泡沫分離装置１０であって、前記塔状容器の高さ方向に複数の滞留板１０ｆを所定間隔で配し、該容器内を上昇する溶液と微細気泡を下方に向けて分散させ、該溶液と微細気泡を撹拌するとともに前記溶液と微細気泡を前記容器内に滞留させて、該溶液中からの界面活性剤の分離を促進する構成とし、好適には前記容器から排出した溶液を該容器内に返送する循環ラインを設け、該循環ライン上に冷熱供給手段１５を設ける。【選択図】  図１
2005138060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔状容器の下部より界面活性剤を含む溶液を導入するとともに、該容器の底部より微細気泡を導入して気液接触させ、前記界面活性剤を取り込んだ微細気泡を前記容器の上部液面より微細泡沫として取出す溶液処理方法であって、該容器の高さ方向に所定間隔で複数配した滞留板により容器内を上昇する溶液と微細気泡を下方に向けて分散させ、該溶液と微細気泡を撹拌するとともに前記溶液と微細気泡を前記容器内に滞留させて、該溶液中からの界面活性剤の分離を促進することを特徴とする界面活性剤含有溶液の処理方法。
【請求項２】
前記容器から排出した溶液に冷熱を与えた後に、該溶液を前記容器内に返送することを特徴とする請求項１記載の界面活性剤含有溶液の処理方法。
【請求項３】
前記容器より取出した微細泡沫を加熱して、該微細泡沫を消滅させることを特徴とする請求項１記載の界面活性剤含有溶液の処理方法。
【請求項４】
前記容器から排出した溶液に、凍結速度の差を利用した凍結濃縮処理を施すことを特徴とする請求項１記載の界面活性剤含有溶液の処理方法。
【請求項５】
塔状容器の下部に設けた溶液導入口から導入した界面活性剤を含む溶液と、該容器の底部に設けた微細気泡導入口から導入した微細気泡とを気液接触させて、該容器の上部液面より界面活性剤を取り込んだ微細泡沫を取出す溶液処理装置であって、前記塔状容器の高さ方向に複数の滞留板を所定間隔で配し、該容器内を上昇する溶液と微細気泡を下方に向けて分散させ、該溶液と微細気泡を撹拌するとともに前記溶液と微細気泡を前記容器内に滞留させて、該溶液中からの界面活性剤の分離を促進する構成としたことを特徴とする界面活性剤含有溶液の処理装置。
【請求項６】
前記容器から排出した溶液を該容器内に返送する循環ラインを設け、該循環ライン上に冷熱供給手段を設けたことを特徴とする請求項５記載の界面活性剤含有溶液の処理装置。
【請求項７】
前記容器の後段に、該容器より取出した微細泡沫を加熱して該微細泡沫を消滅させる消泡手段を設けたことを特徴とする請求項５記載の界面活性剤含有溶液の処理装置。
【請求項８】
前記界面活性剤を分離した溶液に、凍結速度の差を利用した凍結濃縮処理を施す手段を設けたことを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載の界面活性剤含有溶液の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削油溶液等の界面活性剤を含む溶液の処理方法及びその装置に関し、特に泡沫分離により前記界面活性剤を分離する界面活性剤含有溶液の処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、切削油溶液等の界面活性剤を含有する溶液の処理において、例えば凍結速度の差を利用して不純物を分離除去する凍結濃縮により処理を行う場合に、界面活性剤の除去を行っていなかった。凍結濃縮とは、多種の物質が混合している水性混合液で、混合物中に熱に弱い物質を含むなど加熱して濃縮することのできない水性混合液の濃縮に利用されている方法である（例えば特許文献１参照）。しかしこの場合、前進式凍結濃縮をするにあたり、界面活性剤が溶け込んでいる溶液では、生成氷への溶質の取り込みが増加し、分離効率が低下することが判明している。従って、溶液中から界面活性剤を予め除去することが必要とされる。
【０００３】
凍結濃縮を行う場合に限らず、界面活性剤を含有する溶液は外部に放流すると富栄養化等により環境汚染を引き起こすため、溶液中より分離除去する必要がある。
一般に、界面活性剤を分離する方法としては、活性炭吸着法、生物処理法、泡沫分離法、凝結剤による処理等の方法が挙げられる。しかし、活性炭吸着塔及び凝結剤による処理では、活性炭及び凝結剤等の消耗が著しくランニングコストが嵩み、また生物処理法では処理速度が非常に遅く、装置が大型化するという問題点がある。
【０００４】
従って、安価で処理速度の速い泡沫分離法が広く用いられている。例えば特開２０００−９３９４４公報（特許公報２）では、界面活性剤含有水を泡沫分離して、界面活性剤の濃縮された泡沫液と界面活性剤を含まない分離水に分離し、泡沫液を凝結処理して界面活性剤を不溶化し、凝集分離する処理方法を提案している。
また、特開２０００−５６０公報（特許文献３）には、界面活性剤処理液が順次流出するように区画堰板によって区画されている複数の発泡槽を設けた泡沫分離装置が開示されている。
さらに、特開平９−１５０１４４号公報（特許文献４）には、濾過手段を多段に設置した処理装置にて界面活性剤含有汚水を泡沫分離する装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３３４２０４公報
【特許文献２】特開２０００−９３９４４公報
【特許文献３】特開２０００−５６０公報
【特許文献４】特開平９−１５０１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記したように、界面活性剤含有溶液から界面活性剤を分離する処理として、安価でかつ処理速度も速いことから泡沫分離処理は有効な方法である。
しかしながら、前記特許文献１では界面活性剤を多く含む溶液に適用した場合、気液接触時間が短いために界面活性剤の除去率が低く、処理後の溶液側に界面活性剤が多く残留してしまう。
また、特許文献２では、気液接触時間を長くすることができ界面活性剤の除去率を向上させることは出来るものの、複数の処理槽を設置しなければならず装置が大型化し、設置面積が大きくなる。
【０００７】
さらに、特許文献３では、濾過手段を用いているために定期的に洗浄等のメンテナンスを行わなければならない上に、切削油溶液等のＳＳ分を含む溶液の前処理として用いた場合、濾過手段が目詰まりし易く正常に稼動させることは困難である。
従って、本発明はかかる従来の問題点に鑑み、界面活性剤含有溶液から界面活性剤を分離する泡沫処理にて気液接触時間を長くすることができるとともに、装置の大型化を防ぎ、また懸濁物質を含む溶液においても円滑に稼動することができる界面活性剤含有溶液の処理方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、塔状容器の下部より界面活性剤を含む溶液を導入するとともに、該容器の底部より微細気泡を導入して気液接触させ、前記界面活性剤を取り込んだ微細気泡を前記容器の上部液面より微細泡沫として取出す溶液処理方法であって、該容器の高さ方向に所定間隔で複数配した滞留板により容器内を上昇する溶液と微細気泡を下方に向けて分散させ、該溶液と微細気泡を撹拌するとともに前記溶液と微細気泡を前記容器内に滞留させて、該溶液中からの界面活性剤の分離を促進することを特徴とする。
【０００９】
かかる発明は、界面活性剤の特徴の一つである起泡現象を利用して、微細気泡により界面活性剤を起泡させて除去する方法である。様々な物質を溶解している溶液は安定な泡を生成することができ、さらに界面活性剤の起泡作用により泡沫分離を用いて効率よく界面活性剤を溶液から分離することができる。
また、前記容器を高さのある塔状とし、さらに容器の高さ方向に複数の滞留板を配することにより、前記微細気泡と溶液との気液接触時間を長くすることができ界面活性剤の分離効率を向上させることが可能となる。
【００１０】
また、前記容器から排出した溶液に冷熱を与えた後に、該溶液を前記容器内に返送することを特徴とする。前記微細気泡は、常温では発生し難く消滅し易いので、前記溶液を常温より低い温度とすることで微細気泡を安定して維持することができる。
また、前記容器より取出した微細泡沫を加熱して、該微細泡沫を消滅させることを特徴とする。これにより、前記容器より取出した界面活性剤の泡沫を液体に戻し、界面活性剤を除去した後に前記液体をさらに再利用することができる。
さらに、前記容器から排出した溶液に、凍結速度の差を利用した凍結濃縮処理を施すことを特徴とする。かかる発明により、凍結濃縮処理において界面活性剤が混入していることにより生成氷への溶質の取り込みが増え、分離効率が低下することを防止でき、凍結濃縮による処理効率を大幅に向上させることができる。
【００１１】
また、装置の発明として、塔状容器の下部に設けた溶液導入口から導入した界面活性剤を含む溶液と、該容器の底部に設けた微細気泡導入口から導入した微細気泡とを気液接触させて、該容器の上部液面より界面活性剤を取り込んだ微細泡沫を取出す溶液処理装置であって、前記塔状容器の高さ方向に複数の滞留板を所定間隔で配し、該容器内を上昇する溶液と微細気泡を下方に向けて分散させ、該溶液と微細気泡を撹拌するとともに前記溶液と微細気泡を前記容器内に滞留させて、該溶液中からの界面活性剤の分離を促進する構成としたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記容器から排出した溶液を該容器内に返送する循環ラインを設け、該循環ライン上に冷熱供給手段を設けたことを特徴とする。
さらにまた、前記容器の後段に、該容器より取出した微細泡沫を加熱して該微細泡沫を消滅させる消泡手段を設けることが好適である。
また、前記界面活性剤を分離した溶液に、凍結速度の差を利用した凍結濃縮処理を施す手段を設けたことを特徴とする。
これらの発明によれば、前記した処理方法にかかる発明と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上記載した発明によれば、界面活性剤含有溶液から界面活性剤を分離する泡沫処理にて気液接触時間を長くすることができるとともに、装置の大型化を防ぎ、また懸濁物質を含む溶液においても円滑に稼動することができる。
即ち、かかる発明によれば、界面活性剤の起泡作用により泡沫分離を用いて効率よく界面活性剤を分離することができる。
また、前記容器を高さのある塔状とし、さらに容器の高さ方向に複数の滞留板を配することにより、前記微細気泡と溶液との気液接触時間を長くすることができ界面活性剤の分離効率を向上させることが可能となる。
【００１４】
また、前記界面活性剤含有溶液を常温より低い温度とすることで微細気泡を安定して維持することができる。
また、前記塔状容器より取出した微細泡沫を加熱して、該微細泡沫を消滅させることにより、界面活性剤を除去した後の液体を再利用することができる。
さらに、前記塔状容器による泡沫処理を凍結濃縮処理と組み合わせることにより、凍結濃縮による処理効率を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本実施形態にかかる界面活性剤含有溶液の処理装置の全体構成図、図２は本実施形態の泡沫分離装置を用いた処理を凍結濃縮処理と組み合わせた場合の処理工程図である。
【００１６】
本実施形態は、例えば切削油溶液から界面活性剤を分離除去する処理に適しているが、これに限らず界面活性剤を含有する溶液の分離処理であれば何れにも適用可能である。
かかる実施形態において、図１に示される泡沫分離装置１０は、円筒型の塔状容器１０ａと、該容器１０ａの上部に具備される泡沫取出し口１０ｂと、該容器１０ａの下部に具備される微細気泡導入口１０ｃ、溶液導入口１０ｄ及び溶液排出口１０ｅと、前記塔状容器１０ａの高さ方向に所定間隔で複数配した滞留板１０ｆと、を備えている。
【００１７】
前記微細気泡の生成機構は、前記微細気泡導入口１０ｃ及び溶液導入口１０ｄを含み、空気２１を圧縮するコンプレッサ１３と、圧縮空気を冷却する冷熱供給手段１２とにより構成される。該微細気泡生成機構では、前記コンプレッサ１３により圧縮した空気を冷却し、前記微細気泡導入口１０ｃ及び溶液導入口１０ｄが一体化した流路で空気を溶液中に溶解させ、不図示のキャビテーションノズルを通過させて減圧し、この気液混合流を前記容器１０ａ内で溶液中に放出して微細気泡を生成する。このとき、圧縮空気を冷却して常温より低い温度の微細気泡とすることにより、消滅し難い気泡を生成することができる。尚、かかる微細気泡生成機構はこれに限らず、容器内に微細気泡を導入可能な機構を有していれば何れでも良い。
【００１８】
前記溶液導入口１０ｃには、界面活性剤含有溶液２０が冷熱供給手段１５により常温以下に冷却されて導入される。微細気泡は常温では発生し難く、消滅しやすいため、このように低温の溶液を容器内に導入することにより微細気泡の耐久性が向上し、気液接触時間を長くすることができ処理効率が向上する。
また、前記溶液排出口１０ｅからは、排出ポンプ１６により泡沫処理後の処理液２２が吸引されて排出される。
【００１９】
また、前記容器１０ａの下部から引き抜かれた溶液２０を該容器１０ａに返送する循環ライン１７を設けている。このように、溶液２０を循環させることにより界面活性剤濃度を所望濃度まで容易に低減させることができる。このとき、前記循環ライン１７上に前記循環ポンプ１４及び冷熱供給手段１５を設けることが好ましい。
前記微細気泡導入口１０ｃ及び溶液導入口１０ｄより前記容器１０ａ内に導入された微細気泡２４及び界面活性剤含有溶液２０は、該容器１０ａ内を流れ方向の矢印に示される方向に上昇する。
【００２０】
前記上昇した微細気泡２４及び溶液２０は、前記容器１０ａの高さ方向に所定間隔を隔てて水平に配された滞留板１０ｆに衝突し、下方に向けて分散される。そして、分散後の微細気泡２４及び溶液２０は再度上昇し始め、その一部は滞留板１０ｆを回避して上昇し、前記滞留板１０ｆの上部の滞留板に衝突して分散する。このように、滞留板１０ｆを設けることにより、容器１０ａ内に乱流Aが発生し前記微細気泡２４と溶液２０との撹拌作用を促進するとともに、気液接触時間を長くすることができ、界面活性剤の分離効率が向上する。
【００２１】
前記容器１０ａ内で気液接触することにより前記微細気泡２４内に取り込まれた界面活性剤は、微細泡沫として前記泡沫取出し口１０ｂより取出され、該泡沫分離装置１０の後流側に設けられた消泡装置１１に導入される。
該消泡装置１１は伝熱ジャケット１１ａを外皮に有し、内部に導入された微細泡沫を加熱して液体に戻す。そして、界面活性剤を高濃度に含むドレン２３から該界面活性剤を除去することにより、さらに分離液を再利用に供することができる。
【００２２】
図２は前記実施形態で説明した泡沫分離装置１０及び消泡装置１１を用いて行った界面活性剤分離工程の次段に凍結濃縮工程を行う濃縮方法を示す処理工程図である。図２に示すように、該界面活性剤分離工程１００で得られた排出液、即ち、界面活性剤の低濃度溶液を、従来公知の凍結氷にして凍結濃縮する凍結濃縮工程１０１を行う。これにより、界面活性剤含有濃度が高い廃水でも、高処理効率で以って凍結濃縮を行うことが可能となり、純度の高い水を回収することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本実施例における泡沫分離装置の前後に、活性炭吸着塔、生物処理槽、若しくは凝結処理槽などを直列に配設して複数段階処理を行う構成とし、処理液性状を向上させることにより下水処理場、各種工場の排水処理設備等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態にかかる界面活性剤含有溶液の処理装置の全体構成図である。
【図２】本実施形態の処理装置を用いた処理を凍結濃縮処理と組み合わせた場合の処理工程図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０    泡沫分離装置
１０ａ  塔状容器
１０ｂ  泡沫取出し口
１０ｃ  微細気泡導入口
１０ｄ  溶液導入口
１０ｆ  滞留板
１１    消泡装置
１２    冷熱供給手段
１４    循環ポンプ
１５    冷熱供給手段
１７    循環ライン
２０    界面活性剤含有溶液
２１    空気
２２    処理液
【図１】
2005138060.tif 000003
【図２】
2005138060.tif 000004