(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃油と処理用水とを混合した油水を加熱して、これに含まれている油分を分解する分解反応室（２）と、当該反応室（２）で処理された処理液を排出する縦管（３）と、前記分解反応室（２）よりも高所に配された送給タンク（４）と、当該タンク（４）から分解反応室（２）に油水を送給する油水送給管（５）とを備え、前記縦管（３）が分解反応室（２）の底面（2a）の近傍から外部に連通するように立設されると共に、前記送給タンク（４）の液面より高い位置を通ってその先端（3c）が処理液回収タンク（８）に接続され、前記油水送給管（５）が、分解反応室（２）の底面（2a）又はその近傍で、且つ、縦管（３）の開口部（3a）より低い位置に開口するように接続されたことを特徴とする廃油処理装置。
【請求項２】
前記縦管（３）から排出された処理液を、有機物分解酵素を分泌する微生物の作用により生物学的に浄化処理する二次処理槽（９）が設けられて成る請求項１記載の廃油処理装置。
【請求項３】
前記分解反応室（２）の室内温度が２００〜３００℃に維持されてなる請求項１記載の廃油処理装置。
【請求項４】
前記分解反応室（２）に供給する油水の廃油と処理用水の割合が、約１：２０に選定されて成る請求項１記載の廃油処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄処理するアイスクリームなどに含まれる油脂などの廃油や、機械工場で使用する金属切削加工用の潤滑油などに含まれる鉱物油などの廃油を分解処理する廃油処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
賞味期限の切れたアイスクリームは、メーカがこれを引き取って処分しているが、乳脂肪などの油脂が含まれており、そのまま廃棄することはできないので、様々な薬品を使用して油脂と水分とを分離して、油脂をオイルセパレータなどで除去した後、水分は適当な処理を施して放流し、除去された油脂は産業廃棄物として処理するようにしている。
【０００３】
しかし、アイスクリームなどは、もともと乳化剤や安定剤などの界面活性剤が添加されて、油脂が細かな微粒子となってクリームミックス内に分散されて存在するので、油脂のみを分離するのが極めて困難なだけでなく、油脂を産業廃棄物として廃棄する以上、環境破壊に繋がり公害問題を生ずる。
【０００４】
このため、最近では、有機物分解酵素を分泌するバクテリアなどの微生物を用いた生物学的処理により、有機物である油脂を分解させて浄化処理する方法が提案されている。
このような生物学的処理を行う場合であっても、もともとの油脂濃度が低い方が処理効率が高いため、生物学的処理を行う前に油脂そのものを分解処理するプラントも設計されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような油脂分解プラントはコストの割りに油脂の処理効果が少なく、数千万円もするプラントを用いても、油脂を全体の２割程度しか除去することができず、８割の油脂は残留したままであるため、このプラントを用いて油脂をさらに減少させるためには、処理液を何度も循環させて繰り返し処理しなければならず、処理効率が悪いという問題がある。
また、このようなプラントから排出された８割の油脂が残る一次処理液を、有機物分解酵素を分泌する微生物により生物学的に二次処理しても、完全に分解するまで比較的長い時間を要し、それ程大きな処理効率の向上は見られなかった。
【０００６】
そこで本発明は、安価で構造が簡単な処理装置である程度まで油脂や鉱物油を分解することができ、さらに、生物学的に二次処理するときの処理効率を高めることを技術的課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、廃油と処理用水とを混合した油水を加熱して、これに含まれている油分を分解する分解反応室と、当該反応室から処理液を排出する縦管と、前記分解反応室よりも高所に配された送給タンクから分解反応室に油水を送給する油水送給管とを備え、前記縦管が分解反応室の底面の近傍から外部に連通するように立設されると共に、前記送給タンクの液面より高い位置を通ってその先端が処理液回収タンクに接続され、前記油水送給管が、分解反応室の底面又はその近傍で、且つ、縦管の開口部より低い位置に開口するように接続されたことを特徴とする。
【０００８】
本発明による廃油処理装置によれば、２００〜３００℃に加熱される分解反応室と、当該反応室で処理された処理液を排出する縦管と、前記分解反応室よりも高所に配された送給タンクと、当該タンクから分解反応室に油水を送給する油水送給管とを備えただけの極めて簡単な構成であり、安価なコストで製造することができる。
【０００９】
この廃油処理装置を用いて廃油を処理する場合、まず、廃油と処理用水を約１：２０の割合で混合した油水を分解反応室に供給する。分解反応室で油水の液面が縦管の開口部に達すると、分解反応室内の空気は逃げ道を失って閉じ込められ、以後、分解反応室内の液量は増えずに、油水送給管を介して送給された油水は縦管内を送給タンクの液面高さまで上昇する。
すなわち、分解反応室内には、その底面から縦管の開口部の高さまでしか油水が流入していない。
【００１０】
ここで、分解反応室を２００〜３００℃に加熱すると、分解反応室内の油水の量は僅かであるから短時間で加熱され、その油水に含まれる水分が水蒸気になり、さらに、その一部は酸素と水素に解離する。そして、加熱された油分が、高温下で、水蒸気，水素，酸素に曝され、加熱分解又は加水分解されて処理液になると推測される。
【００１１】
例えば、油脂であれば、その一部が、高級脂肪酸とグリセリンに加水分解され、さらに、その高級脂肪酸の炭素鎖の炭素結合がクラッキングを起こして開裂し、炭素数の少ない炭化水素とより低級の脂肪酸に分解されると考えられる。
また、鉱物油であれば、その一部の炭化水素の炭素鎖の炭素結合がクラッキングを起こして開裂し、炭素数のより少ない炭化水素になっていると考えられる。
【００１２】
そして、分解反応室内にある水蒸気などの高温ガスは、縦管を通って外部へ順次導出されるが、分解反応室内で突沸して一度に大量の高温ガスが縦管内に入ると、縦管内に溜まっている処理液が吹き上げられ、縦管の頂点に達した処理液が排出される。
【００１３】
その結果、縦管内の液面が低下して送給タンクの液面に対して水頭差を生ずるので、双方の液面位置が等しくなるまで、送給タンクから分解反応室へ油水が送給されると共に、分解反応室内の処理液が縦管内に押し上げられる。
したがって、縦管内から未処理状態の油水が排出されると共に、処理液が溜まっていき、油水が完全に排出された後は、処理液のみが排出される。
【００１４】
なお、この処理液を調べたところ、油分が完全に分解されているわけではなく、水に不溶な脂肪酸や炭化水素を含んではいるが、２割程度は水に可溶な程度にまで分解されており、数千万円のプラントに匹敵する分解効率が得られた。
【００１５】
また、処理液に含まれる残る８割の油分は、水に不溶な状態であっても、炭素結合の開裂が生じて分子量が小さくなっているものが多く含まれていると考えられ、実験でも、微生物が分泌する酵素の作用により有機物を分解するときの処理効率が極めて高く、同濃度の油分を含む廃液を生物学的に処理する場合に、従来の約半分の処理時間で分解することができた。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明に係る廃油処理装置を示す概略説明図である。
【００１７】
本例の廃油処理装置１は、廃油と処理用水とを混合した油水を加熱して、これに含まれている油分を分解する分解反応室２と、当該反応室２で処理された処理液を排出する縦管３と、前記分解反応室２よりも高所に配された送給タンク４と、当該タンク４から分解反応室２に油水を送給する油水送給管５とからなる。
【００１８】
分解反応室２は、２００〜３００℃程度に加熱可能な電熱ヒータ６を埋め込んだ有底円筒状のアルミ鋳造品で形成された容器本体７Ａと、縦管３が貫設される蓋体７Ｂとで形成され、当該蓋体７Ｂの周囲が容器本体７Ａに気密に取り付けられている。
【００１９】
縦管３は、分解反応室２の底面２ａの近傍から外部に連通するように立設されると共に、その頂点３ｂが前記送給タンク４の液面より高い位置に達し、その先端３ｃが下方に屈曲されて処理液回収タンク８に接続されている。
なお、頂点３ｂの高さは、油水の加熱処理時間を左右し、送給タンク４の液面に対して差が少ないと処理液が排出されやすいため加熱処理時間が短くなり、送給タンク４の液面より十分に高いと加熱処理時間が長くなるが、その分、処理液が排出され難くなるので、適当な高さに選定する。
【００２０】
廃油は処理用水と混合された状態で送給タンク４から、または、処理用水と別々に入れられた各送給タンク（図示せず）から、油水送給管５を介して分解反応室２に送給される。
送給タンク４は、分解反応室２よりも高所に配され、油水送給管５は、分解反応室２の底面２ａ又はその近傍で、且つ、縦管３の開口部３ａより低い位置に開口するように接続され、ポンプ等を使用することなく水頭差により油水を分解反応室２に送給できるように成されている。
【００２１】
処理液回収タンク８は、有機物分解酵素を分泌する微生物の作用により処理液中の油分を生物学的に処理する二次処理槽９に接続されている。
この二次処理槽９は、微生物とその栄養剤を水飴状に固定した生物処理剤を水に溶解して活性化させたものを定期的に所要量投与する生物処理剤供給装置１０を備えている。
【００２２】
この処理剤は、１０ｇ中に、有機物分解酵素を分泌する純粋培養変異微生物が一千億個、微生物生理活性サポニン、酵素、ミネラル等が混合されており、水中に入れるだけで容易に溶け、閉じ込められていた微生物は水中で増殖を開始し、約３〜８時間で大増殖し活性化する。
したがって、使用する３〜８時間前に水に解かして活性化溶液をつくっておき、これを二次処理槽９に投入する。
【００２３】
以上が本発明の一例構成であって、次にその作用を説明する。
この廃油処理装置１を用いてアイスクリームを廃棄処理する場合、まず、回収したアイスクリーム１に対して水２０の割合で溶かして攪拌した油水を送給タンク４へ入れると、その油水が油水送給管５を通って分解反応室２に供給される。
分解反応室２で油水の液面が縦管３の開口部３ａに達すると、分解反応室２内の空気は逃げ道を失って閉じ込められるので、以後、分解反応室２内の液量は増えずに、油水送給管５を介して送給された油水は縦管３内を送給タンク４の液面高さまで上昇する。
すなわち、分解反応室２内には、その底面２ａから縦管３の開口部３ａの高さまでしか油水が流入していない。
【００２４】
ここで、電熱ヒータ６のスイッチをオンして、分解反応室２を２００〜３００℃に加熱すると、分解反応室２内の油水の量は僅かであるから短時間で加熱され、その油水に含まれる水分が水蒸気になり、さらに、その一部は酸素と水素に解離する。そして、加熱された油分が、高温条件下で、水蒸気，水素，酸素に曝され、加熱分解又は加水分解されて処理液となる。
【００２５】
すなわち、アイスクリームに含まれている油脂の一部が、高級脂肪酸とグリセリンに加水分解され、さらに、その高級脂肪酸の炭素鎖の炭素結合がクラッキングを起こして開裂し、炭素数の少ない炭化水素と、より低級の脂肪酸に分解すると考えられる。
【００２６】
次いで、分解反応室２内にある水蒸気などの高温ガスは、縦管３を通って外部へ順次導出されるが、分解反応室２内で突沸して一度に大量の高温ガスが縦管３内に入ると、縦管３内に溜まっている処理液が吹き上げられ、上層側の所要量が縦管３の頂点３ｂに達し、処理液回収タンク８に排出される。
【００２７】
その結果、送給タンク４の液面と縦管３の液面とで水頭差を生ずるので、双方の液面位置が等しくなるまで、送給タンク４から分解反応室２へ油水が送給されると共に、分解反応室２内の処理液が縦管３内に押し上げられる。
したがって、縦管３内から未処理状態の油水が排出されると共に、処理液が溜まっていき、油水が完全に排出された後は、処理液のみが処理液回収タンク８に回収されることになる。
【００２８】
なお、この処理液を調べたところ、油分が完全に分解されているわけではなく、水に不溶な高級脂肪酸や炭化水素を含んではいるが、２割程度は水に可溶な程度まで油分が分解されており、数千万円のプラントに匹敵する分解効率が得られた。
【００２９】
次いで、処理液回収タンク８に回収した処理液を二次処理槽９に貯留させ、所要量溜まったところで、生物処理剤供給装置１０から有機物分解酵素を分泌する微生物を含む処理剤を活性化させた状態で投入すると処理液に含まれる有機物がさらに分解されるものと考えられる。
この処理液中には、まだ、水に不溶な高級脂肪酸や炭化水素を含んではいるが、これらも炭素鎖の炭素結合の開裂が生じて分子量が小さくなっていると考えられ、実験でも、微生物の作用により生物学的に浄化処理して有機物を分解するときの処理効率が極めて高く、全体として、従来の約半分の処理時間で分解することができた。
【００３０】
なお、上述の説明では、廃棄処理するアイスクリームに含まれる油脂を分解する場合を例にとって説明したが、鉱物油についても同様の分解効果が得られた。
また、アイスクリームはもともと乳化剤や界面活性剤が混入されて水に混ざり安くなっているので、送給タンク４へ入れても分離することはないが、廃油と処理用水が互いに混ざりにくい場合は、処理用水が供給される油水送給管（図示せず）の途中に廃油を合流させるようにして送給してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、安価で構造が簡単な処理装置を用いて、数千万円のプラントに匹敵する分解効果が得られるだけでなく、生物学的に二次処理するときの処理効率が従来に比して飛躍的に高くなり、二次処理に要する処理時間を約１／２に短縮することができるという大変優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る廃油処理装置を示す説明図。
【符号の説明】
１・・・廃油処理装置
２・・・分解反応室
２ａ・・底面
３・・・縦管
３ａ・・開口部
３ｂ・・頂点
３ｃ・・先端
４・・・送給タンク
５・・・油水送給管
６・・・電熱ヒータ
８・・・処理液回収タンク
９・・・二次処理槽
【図１】
0004435891.tif 000002