(57)【要約】【課題】含油水の処理システムの提供。【解決手段】油水分離装置とＲＯ膜装置が第１処理水ラインで接続されており、ＲＯ膜装置の透過水出口が透過水ラインに接続されており、ＲＯ膜装置の濃縮水出口が濃縮水ラインに接続され、さらに濃縮ラインが前記第１処理水ラインに接続されることで、ＲＯ膜装置の濃縮水出口、濃縮水ライン、第１処理水ライン、ＲＯ膜装置の第１処理水入口からなる閉鎖可能な循環処理ラインを有している含油水の処理システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油水分離装置とＲＯ膜装置を備えている、含油水の処理システムであって、
含油水源と前記油水分離装置が含油水の送水ラインで接続されており、
前記油水分離装置と前記ＲＯ膜装置が第１処理水ラインで接続されており、
前記ＲＯ膜装置の透過水出口が透過水ラインに接続されており、
前記ＲＯ膜装置の濃縮水出口が濃縮水ラインに接続され、さらに前記濃縮ラインが前記第１処理水ラインに接続されることで、前記ＲＯ膜装置の濃縮水出口、前記濃縮水ライン、前記第１処理水ライン、および前記ＲＯ膜装置の第１処理水入口からなる循環可能な循環処理ラインを有しており、
前記循環処理ラインから濃縮水を排出する第１の開閉バルブを備えた濃縮水排出ラインと、前記濃縮水排出ラインの下流と第1処理水ラインの間に第２の開閉バルブを有しており、
前記循環処理ラインには、塩、シリカおよび硬度成分を含む測定対象の測定装置が備えられている、含油水の処理システム。
【請求項２】
油水分離装置とＲＯ膜装置を備えている、含油水の処理システムであって、
含油水源と前記油水分離装置が含油水の送水ラインで接続されており、
前記油水分離装置と前記ＲＯ膜装置が第１処理水ラインで接続されており、
前記ＲＯ膜装置の透過水出口が透過水ラインに接続されており、
前記ＲＯ膜装置の濃縮水出口が濃縮水ラインに接続され、さらに前記濃縮ラインが前記第１処理水ラインに接続されることで、前記ＲＯ膜装置の濃縮水出口、前記濃縮水ライン、前記第１処理水ライン、および前記ＲＯ膜装置の第１処理水入口からなる循環可能な循環処理ラインを有しており、
前記循環処理ラインから濃縮水を排出する第１の開閉バルブを備えた濃縮水排出ラインと、前記濃縮水排出ラインの下流と第1処理水ラインの間に第２の開閉バルブを有しており、
前記循環処理ラインには、塩、シリカおよび硬度成分を含む測定対象の測定装置が備えられており、
さらに前記ＲＯ膜装置の透過水ラインに１または２以上のイオン交換処理装置が配置されている、含油水の処理システム。
【請求項３】
油水分離装置と２つのＲＯ膜装置を備えている、含油水の処理システムであって、
含油水源と前記油水分離装置が含油水の送水ラインで接続されており、
前記油水分離装置と第１ＲＯ膜装置が第１処理水ラインで接続されており、
前記第１ＲＯ膜装置の透過水出口が第２ＲＯ膜装置に接続されており、
前記第１ＲＯ膜装置の濃縮水出口が濃縮水ラインに接続され、さらに前記濃縮ラインが前記第１処理水ラインに接続されることで、前記第１ＲＯ膜装置の濃縮水出口、前記濃縮水ライン、前記第１処理水ライン、および前記第１ＲＯ膜装置の第１処理水入口からなる循環可能な循環処理ラインを有しており、
前記循環処理ラインには、塩、シリカおよび硬度成分を含む測定対象の測定装置が備えられており、
前記循環処理ラインから濃縮水を排出する第１の開閉バルブを備えた濃縮水排出ラインと、前記濃縮水排出ラインの下流と第1処理水ラインの間に第２の開閉バルブを有しており、
さらに前記第２ＲＯ膜装置の透過水ラインにイオン交換処理装置が配置されている、含油水の処理システム。
【請求項４】
前記油水分離装置と前記循環処理ラインの間の前記第１処理水ラインに温度調節装置が配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の含油水の処理システム。
【請求項５】
前記油水分離装置が、加圧可能な密閉容器内にＰＴＦＥ製の中空糸を有する浸漬式の濾過膜ユニットが装填されたものであり、さらに前記容器内にガスを供給できるガス供給ラインが接続されているものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の含油水の処理システム。
【請求項６】
請求項１記載の処理システムの運転方法であって、
含油水を油水分離装置で処理して、ＳＤＩ（汚れ指数）が３未満に低下された第１処理水を得る工程、
第１処理水を第１処理水ラインからＲＯ膜装置に送って膜分離することで、透過水と、濃縮水に分離するＲＯ膜分離工程を有しており、
前記ＲＯ膜装置で分離された濃縮水を循環処理ラインに供給し、第１処理水ラインの第１処理水と共にＲＯ膜装置に送って、前記透過水と、前記濃縮水に分離する循環処理工程を有しており、
前記循環処理工程を停止するために前記第２の開閉バルブを閉鎖し、前記第１の開閉バルブを開放して前記循環処理ライン中の前記濃縮水を排出する排出工程を有しており、
前記循環処理工程が行われている間、循環処理ライン内の前記測定対象の濃度を監視し、循環処理工程を継続もしくは停止するかを管理する、含油水の処理システムの運転方法。
【請求項７】
請求項２記載の処理システムの運転方法であって、
含油水を油水分離装置で処理して、ＳＤＩ（汚れ指数）が３未満に低下された第１処理水を得る工程、
第１処理水を第１処理水ラインからＲＯ膜装置に送って膜分離することで、透過水と、濃縮水に分離するＲＯ膜分離工程を有しており、
前記ＲＯ膜装置で分離された濃縮水を循環処理ラインに供給し、第１処理水ラインの第１処理水と共にＲＯ膜装置に送って、前記透過水と、前記濃縮水に分離する循環処理工程を有しており、
前記循環処理工程を停止するために前記第２の開閉バルブを閉鎖し、前記第１の開閉バルブを開放して前記循環処理ライン中の前記濃縮水を排出する排出工程を有しており、
さらにＲＯ膜装置で分離した透過水をイオン交換処理装置に供給して処理し、最終処理水を得る工程を有しており、
前記循環処理工程が行われている間、循環処理ライン内の前記測定対象の濃度を監視し、循環処理工程を継続もしくは停止するかを管理する、含油水の処理システムの運転方法。
【請求項８】
請求項３記載の処理システムの運転方法であって、
含油水を油水分離装置で処理して、ＳＤＩ（汚れ指数）が３未満に低下された第１処理水を得る工程、
第１処理水を第１処理水ラインから第１ＲＯ膜装置に送って膜分離することで、透過水と、濃縮水に分離する工程を有しており、
前記濃縮工程を戻す循環処理ラインを管理する工程を有しており、
さらに前記ＲＯ膜装置で分離された濃縮水を循環処理ラインに供給して、第１処理水ラインの第１処理水と共に第１ＲＯ膜装置に送って、前記透過水と、前記濃縮水に分離する循環処理工程を有しており、
さらに第１ＲＯ膜装置で分離した透過水を第２ＲＯ膜装置で分離する工程と、第２ＲＯ膜装置で分離した透過水をイオン交換処理装置に供給して処理し、最終処理水を得る工程を有しており、
前記循環処理工程を停止するために前記第２の開閉バルブを閉鎖し、前記第１の開閉バルブを開放して前記循環処理ライン中の、前記濃縮水を排出する排出工程を有しており、
前記循環処理工程が行われている間、循環処理ライン内の前記測定対象の濃度を監視し、循環処理工程を継続もしくは停止するかを管理する、含油水の処理システムの運転方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の含油水の処理システムの運転方法であって、
前記循環処理工程を継続もしくは停止するかの管理が、循環処理ライン内の電気伝導度を測定することにより行われる、含油水の処理システムの運転方法。
【請求項１０】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の含油水の処理システムの運転方法であって、
前記油水分類装置の容器として加圧可能な密閉容器を使用したとき、前記含油水温度が４０〜１５０℃であり、前記加圧可能な密閉容器内の圧力を０．１〜１ＭＰａＧの範囲に維持した状態で油水分離する、含油水の処理システムの運転方法。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか１項に記載の含油水の処理システムの運転方法であって、
最終処理水をドラムボイラ給水に使用する、含油水の処理システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原油や天然ガスなどの採掘時に生じる油を含む随伴水、油を含む工場排水などの含油水の処理に適した含油水の処理システムおよびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原油やビチュメン、天然ガスなどを採掘する際、油やガスの産出とともに、これに混在している地下水や、採掘のために油田やガス田に圧入された水（スチーム）が随伴水として排出される。
また各種工場から排出される排水にも油を含むものがある。
これらの随伴水および油を含む排水などの含油水は、油を取り除くなどの処理をした上で放流する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、ミネラルや炭化水素が溶解した水性液体の処理方法と処理システムが記載されている（特許請求の範囲）。図１には、複数のフィルタによる処理と石灰軟化処理をした後、複数のＲＯ膜（逆浸透膜）プロセスで処理する直列式のフローが示されている。
特許文献２には、有機物および無機物を含む高温廃液をＵＦ膜装置、ＮＦ膜装置およびＲＯ膜装置を組み合わせて処理する方法が記載されている（請求項１および図１）。
【０００４】
特許文献３、４には、油水分離装置と、それを利用した油水分離システムなどの発明が記載されている（特許請求の範囲）。
特許文献５、６には、閉回路を備えたＲＯ膜による塩水の脱塩処理方法が記載されている（特許請求の範囲）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９／０７３０６４号
【特許文献２】国際公開第２０１２／０３０４２７号
【特許文献３】特開２０１０−２４８４３１号公報
【特許文献４】特開２０１１−８４６７６号公報
【特許文献５】特表２００７-５０２７０２号公報
【特許文献６】特表２００８−５０３３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、含油水から油、シリカ、硬度成分、有機物、塩、懸濁物（ＳＳ）などを分離・除去することで、処理水を再利用できるようにするための含油水の処理システムと、その運転方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、油水分離装置とＲＯ膜装置を備えている、含油水の処理システムであって、
含油水源と前記油水分離装置が含油水の送水ラインで接続されており、
前記油水分離装置と前記ＲＯ膜装置が第１処理水ラインで接続されており、
前記ＲＯ膜装置の透過水出口が透過水ラインに接続されており、
前記ＲＯ膜装置の濃縮水出口が濃縮水ラインに接続され、さらに前記濃縮ラインが前記第１処理水ラインに接続されることで、前記ＲＯ膜装置の濃縮水出口、前記濃縮水ライン、前記第１処理水ライン、および前記ＲＯ膜装置の第１処理水入口からなる循環可能な循環処理ラインを有しており、
前記循環処理ラインから濃縮水を排出する第１の開閉バルブを備えた濃縮水排出ラインと、前記濃縮水排出ラインの下流と第1処理水ラインの間に第２の開閉バルブを有しており、
前記循環処理ラインには、塩、シリカおよび硬度成分を含む測定対象の測定装置が備えられている、含油水の処理システムと、その運転方法を提供する。
【０００８】
また本発明は、油水分離装置とＲＯ膜装置を備えている、含油水の処理システムであって、
含油水源と前記油水分離装置が含油水の送水ラインで接続されており、
前記油水分離装置と前記ＲＯ膜装置が第１処理水ラインで接続されており、
前記ＲＯ膜装置の透過水出口が透過水ラインに接続されており、
前記ＲＯ膜装置の濃縮水出口が濃縮水ラインに接続され、さらに前記濃縮ラインが前記第１処理水ラインに接続されることで、前記ＲＯ膜装置の濃縮水出口、前記濃縮水ライン、前記第１処理水ライン、および前記ＲＯ膜装置の第１処理水入口からなる循環可能な循環処理ラインを有しており、
前記循環処理ラインから濃縮水を排出する第１の開閉バルブを備えた濃縮水排出ラインと、前記濃縮水排出ラインの下流と第1処理水ラインの間に第２の開閉バルブを有しており、
前記循環処理ラインには、塩、シリカおよび硬度成分を含む測定対象の測定装置が備えられており、
さらに前記ＲＯ膜装置の透過水ラインに１または２以上のイオン交換処理装置が配置されている、含油水の処理システムと、その運転方法を提供する。
【０００９】
さらに本発明は、油水分離装置と２つのＲＯ膜装置を備えている、含油水の処理システムであって、
含油水源と前記油水分離装置が含油水の送水ラインで接続されており、
前記油水分離装置と第１ＲＯ膜装置が第１処理水ラインで接続されており、
前記第１ＲＯ膜装置の透過水出口が第２ＲＯ膜装置に接続されており、
前記第１ＲＯ膜装置の濃縮水出口が濃縮水ラインに接続され、さらに前記濃縮ラインが前記第１処理水ラインに接続されることで、前記第１ＲＯ膜装置の濃縮水出口、前記濃縮水ライン、前記第１処理水ライン、および前記第１ＲＯ膜装置の第１処理水入口からなる循環可能な循環処理ラインを有しており、
前記循環処理ラインには、塩、シリカおよび硬度成分を含む測定対象の測定装置が備えられており、
前記循環処理ラインから濃縮水を排出する第１の開閉バルブを備えた濃縮水排出ラインと、前記濃縮水排出ラインの下流と第1処理水ラインの間に第２の開閉バルブを有しており、
さらに前記第２ＲＯ膜装置の透過水ラインにイオン交換処理装置が配置されている、含油水の処理システムと、その運転方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の処理システムとその運転方法によれば、原水となる含油水から油、シリカ、硬度成分、有機物、塩、懸濁物（ＳＳ）などの不要物を分離・除去することができ、処理後の処理水は、工業用水、ドラムボイラ給水などとして再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の含油水の処理システムのフロー図。
【図２】別実施形態の本発明の含油水の処理システムのフロー図。
【図３】さらに別実施形態の本発明の含油水の処理システムのフロー図。
【図４】本発明の含油水の処理システムで使用することができる油水分離装置の長軸方向の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜図１に示す含油水の処理システムと運転方法＞
（１）図１に示す含油水の処理システム
図１に示す含油水の処理システムは、原油や天然ガスなどの採掘時に生じる油を含む随伴水、油を含む工場排水などの含油水を処理して、処理水を再利用できるようにするためのものである。
原水となる含油水に含まれる除去対象となる不要物は含油水の起源により異なるが、油のほか、シリカ、硬度成分（カルシウムイオン、マグネシウムイオン）、有機物、塩（塩化ナトリウムなど）、懸濁物（ＳＳ）などを含んでいる。
例えば、原油や天然ガスなどの採掘時に生じる油を含む随伴水中には、シリカ、前記硬度成分、有機物（ナフテン酸など）、塩、懸濁物（ＳＳ）などが含まれており、これらが除去対象となる不要物となる。
なお、以下においては図１、図２および図３の含油水の処理システムも含めて、含油水の送水ライン３０側を上流（上流側）とし、それ以降を下流（下流側）と称することがある。
【００１３】
含油水発生源と油水分離装置１０は、ポンプ５０が配置された含油水の送水ライン３０で接続されている。
なお、含油水の送水ライン３０は、含油水の発生源と接続されていてもよいし、含油水が貯水された含油水タンクと接続されていてもよい。
含油水の送水ライン３０には、含油水の汚染度に応じて前処理手段を配置することができる。前処理手段としては、例えば、遠心分離機構を備えたハイドロサイクロン（液体サイクロン）を使用することができる。
【００１４】
油水分離装置１０は、含油水中の油と水を分離・除去するためのものであり、好ましくは図４に示す容器115ｅのような、縦型の加圧可能な密閉容器を使用することができる。なお、油水分離装置１０でＳＳも除去される。
含油水を導入する容器115ｅの内部には含油水の上昇流路（ライザーパイプ）131が設置されている。
【００１５】
容器115ｅの上部には、油分濃度の高い過剰液を外部へ流出させるためのオイルスキマー（回収機構）121が配置されている。
ライザーパイプ131の上端部には、ハニカム構造のコアレッサーが設置されていてもよい。
ライザーパイプ131の下端部は容器115ｅの底部と接して配置されており、ライザーパイプ131内に含油水を供給する供給ライン115ｇには、ラインミキサー130を介して含油水の送水ライン３０が接続されている。
含油水は底部から供給しなくても、容器115ｅの下方の側方から導入し、ライザーパイプ131の内部131ｂに流入させるようにしてもよい。
【００１６】
容器115ｅの下部には、浸漬式の濾過膜モジュールを具備する濾過膜ユニット180が装填されている。
濾過膜ユニット180は、中空糸膜、チューブ膜、平膜などの公知の膜からなるものを使用することができるが、膜表面に油分が堆積しにくいという観点から中空糸膜が好ましい。
前記膜としては、耐油性及び耐熱性の観点から、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜、セラミック膜などが好ましい。
ＰＴＦＥからなる中空糸膜としては、住友電工ファインポリマー（株）製の商品名「ポアフロン」を使用することができる。
図４で適用するモジュールは、特開平２−２８４６３４号公報に開示されるように、散気管１１６から供給される気泡により中空糸が揺れ動くようにすることで膜表面に油分やＳＳが堆積しにくくなるようにすることが好ましい。
【００１７】
ライザーパイプ131のパイプ開口部131ａは、濾過膜ユニット180よりも高い位置（水面方向）に配置されている。このように配置されていると、高濃度油分を濾過膜ユニット180よりも上方に移行させ、比較的低濃度の油分の含油水を濾過膜ユニット180に供給することができるため好ましい。
ライザーパイプ131の寸法は特に限定されないが、高さが容器115ｅの高さよりも低く、容器115ｅの高さの６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。
ライザーパイプ131は断面円形のものに限られず、角形のものであってもよく、容器115ｅ内を適宜に仕切った流路であってもよい。
【００１８】
容器115ｅの底部には、底部に導かれた濃縮水（ＳＳを高濃度に含んだ含油水）を排液ライン125に導いてエダクター129に送る手段が設けられている。
これらにより容器115ｅの底部に沈降した高濃度の油分やＳＳなどを再度供給ライン115ｇに導き、リサイクルすることで最終的にオイルスキマー（回収機構）121を介して系外に排出することができる。
濾過膜ユニット180の下部には、ガス循環ライン３２から分岐されたガス供給ライン115ａと接続された散気管116を有している。ガス供給ライン115ａは、ガス源となるガスボンベ（好ましくは窒素、天然ガスが充填されたもの）と接続されていてもよい。
【００１９】
油水分離装置１０は、ガス抜きライン３１と、ガス循環ライン３２が接続されている。
ガス抜きライン３１は、含油水の送水ライン３０で送られた含油水に含まれるガスを排出するためのラインである。
ガス循環ライン３２は、油水分離装置１０で含油水から分離されたガスの一部を油水分離装置１０に循環させるラインであり、ガス供給ライン１１５ａと１１５ｆに接続される。
【００２０】
油水分離装置１０は、図４に示す油水分離装置の他、公知の油水分離装置を使用することもできる。公知の油水分離装置としては、特開２０１０−２４８４３１号公報の図４に示されている、クロスフロー方式と外圧濾過を組み合わせた循環濾過による油水分離ユニット（段落番号００３１〜００３８）、特開２０１１−８４６７６号公報の図１〜図３に示されている油水分離装置を挙げることができる。
【００２１】
油水分離装置１０とＲＯ膜装置２０は、ポンプ５１が配置された第１処理水ライン３４で接続されている。
図１の実施形態では、第１処理水ライン３４には温度調節装置１５が配置されている。
温度調節装置１５は、ＲＯ膜装置２０における濾過処理が円滑に実施できるように補助するためのものであり、処理対象となる含油水の温度や残存する不要物の種類に応じて、冷却または加温するための装置である。
温度調節装置１５としては、シェルアンドチューブ型などの公知の熱交換器を使用することができる。
例えば、含油水の起源により第１処理水の温度が高すぎるような場合には、ＲＯ膜の耐熱温度を下回るようにするために冷却したり、油を除いたあとの第１処理水中に残存する不要物のうちシリカ、硬度成分の成分に応じて、このシリカ、硬度成分を最大量除去するのに適した温度になるように冷却または加温したりすることができる。
【００２２】
ＲＯ膜装置２０は、第１処理水中に残存している不要物を取り除くためのものである。
ＲＯ膜装置２０は、市販されている公知のＲＯ膜を使用することができるが、第１処理水の温度が４０℃より高く、第１処理水を冷却することが好ましくないときは、耐熱性のＲＯ膜を使用したＲＯ膜装置を使用することが好ましい。
耐熱性のＲＯ膜としては、日東電工社製のNTR-HGシリーズやジェネラル・エレクトリック社製のＳＥ４０４０ＦＤＡなどを使用することができる。
【００２３】
第１処理水ライン３４には、必要に応じて、ｐＨ調節装置１７を配置することができる。
ｐＨ調節装置１７は、油を除いたあとの第１処理水中に残存する不要物の成分に応じて、不要物を最大量除去するに適したｐＨになるように調節するためのものである。
温度調節装置１５による温度調節と、ｐＨ調節装置１７によるｐＨ調節を組み合わせることで、第１処理水中に残存する不要物の除去を容易にすることができる。
また第１処理水ライン３４に、市販のスケールインヒビターも合わせて添加できるようにすることもできる。
【００２４】
ＲＯ膜装置２０の透過水出口は透過水ライン（第２処理水ライン）３５に接続され、ＲＯ膜装置２０の濃縮水出口は第１濃縮水ライン３６に接続されている。
第１濃縮水ライン３６は、第２濃縮水ライン３７と第３濃縮水ライン３８に接続され、第３濃縮水ライン３８は、ポンプ５１とＲＯ膜装置２０の間の第１処理水ライン３４に接続されている。
第１濃縮水ライン３６と第２濃縮ライン３７の間にはポンプ５２が配置され、測定装置１８が配置されている。
第２濃縮水ライン３７には、第１の開閉バルブ６２を備えた濃縮水の排水ライン３９が接続されている。
第２濃縮水ライン３７と第３濃縮水ライン３８の間には第２の開閉バルブ６３が配置されている。
図１の処理システムでは、第１の開閉バルブ６２と第２の開閉バルブ６３を開閉することで、ＲＯ膜装置２０の濃縮水出口、第１濃縮水ライン３６、第２濃縮水ライン３７、第３濃縮水ライン３８および第１処理水ライン３４、およびＲＯ膜装置２０の第１処理水入口からなる循環可能な循環処理ラインが形成されている。
【００２５】
図１に示す処理システムは、油水分離装置１０とＲＯ膜装置２０、さらにＲＯ膜装置２０を含む閉鎖可能な循環処理ラインにより含油水を処理するシステムであることから、使用する装置（機器）数が少なく、処理システムの維持管理が容易になる。
【００２６】
（２）図１に示す含油水の処理システムの運転方法
次に、処理対象となる含油水が原油や天然ガスなどの採掘時に生じる油を含む随伴水であるとき、前記随伴水を図１に示す含油水の処理システム（図４に示す油水分離装置１０を含む）で処理するときの運転方法を説明する。
【００２７】
油田の随伴水は、スチームを凝縮または自然冷却して液状にした４０℃以上のものであり、またスチームを注入した油田の随伴水であれば８０℃以上の高温状態のものである。
ポンプ５０を駆動させ、随伴水の貯水タンクに接続された含油水の送水ライン３０、供給ライン115ｇから、図４に示す油水分離装置１０の容器115ｅのライザーパイプ131の内部１３１ｂに随伴水を供給する。
このとき、ガス供給ライン115ｆ、ラインミキサー130およびライン115ｇを介して気泡（ガス）を供給する。薬品の供給ライン124、ラインミキサー130およびライン115ｇを介して化学薬品を供給することができる。
【００２８】
ライザーパイプ131の内部１３１ｂにガス供給ライン115ｆから供給する気泡（ガス）は、循環ブロア156を駆動させて油水分離装置１０で含油水から分離されたガスの一部をガス循環ライン３２でリサイクルさせてから戻したものでもよいし、ガス抜きライン３１から供給したものでもよい。ガス供給ライン１１５ｆから供給されたガスはラインミキサー１３０で泡状のガス（気泡）となる。
化学薬品としては、各種の凝集剤、エマルジョンブレーカー、またはウォーター・クラリファイアーと呼ばれる薬品が挙げられる。これにより、より効果的にオイルスキマー（回収機構）121に高濃度油分を送ることができ、容器115ｅ内で一層効果的に油水の分離を行うことができる。
【００２９】
随伴水は、気泡と共にライザーパイプ131の内部１３１ｂを上昇して、開口部131ａで容器115ｅ内に放出される。このとき、高濃度油分は比重が軽く上昇して、オイルスキマー（回収機構）121で回収される。
ライザーパイプ131の内部１３１ｂ内の流体速度の下限値は、０．１ｍ／ｓ以上であることが好ましく、０．１５ｍ／ｓ以上であることがより好ましい。
ライザーパイプ131内の流体速度の上限値は、０．５ｍ／ｓ以下であることが好ましく、０．３ｍ／ｓ以下であることがより好ましい。
さらにライザーパイプ131内の空間速度は、４０ｈｒ-1以上が好ましく、６０ｈｒ-1以上がより好ましく、２４０ｈｒ-1以下が好ましく、１２０ｈｒ-1以下がより好ましい。
【００３０】
オイルスキマー（回収機構）121で回収された高濃度油分は、排液配管115ｃを介して、回収ポット122に回収される。その後、ライン122ａを介して系外に廃棄されるか、再度油水の分離処理に回される。
このように、回収ポット122を採用すると、容器115ｅ上部に溜まったガスが噴出するトラブルを防いで、安定して高濃度油分を排出することができるという利点がある。
【００３１】
油分が低減され緩やかに沈降する成分は、濾過膜ユニット180の方へと下降して、濾過膜ユニット180において比較的低濃度の含油水が濾過される。
濾過膜ユニット180よる濾過時には、散気管116から気泡を発生させる。このとき、容器115ｅ内のガスを回収し、循環ブロア156、ガス循環ライン３２を介して、再度散気管116に送り込み、気泡を発生させてもよい。
なお、散気管116から発生させる気泡には、大気中の酸素が入らないようにすることと、炭化水素を含むガスが大気中に放出されないようにするため、容器115ｅは気密構造の容器（加圧可能な密閉容器）となっている。
【００３２】
油水分離装置１０における油水分離運転は、原油や天然ガスなどの採掘時に生じる油を含む随伴水のように温度が４０〜１５０℃であるとき、容器115ｅ内の圧力を０．１〜１ＭＰａＧの範囲に維持した状態で油水分離することが好ましい。
油水分離装置１０における油水分離運転で処理された第１処理水は、下流のＲＯ膜装置２０にそのまま供給できる清澄な水質であることが好ましい。
本発明の運転方法では、第１処理水はＡＳＴＭ  Ｄ４１８９ ・ ０７（２０１４）に定められるＳＤＩ（汚れ指数：Silt Density Index）が３未満になるようにする。
油水分離装置１０の濾過膜ユニット１８０は、第１処理水ライン３４側から水道水または透過水を使用して、定期的に逆圧洗浄することができる。
【００３３】
油水分離装置１０で濾過された濾過水（第１処理水）は、ポンプ（ＲＯポンプ）５１を駆動させて、第１処理水ライン３４からＲＯ膜装置２０に送水する。
処理前の随伴水温度が４０〜１５０℃であるとき、第１処理水は、依然として同程度の高温状態であり、通常のＲＯ膜にとっては高すぎるため、温度調節装置１５により温度を低下させ、必要に応じてｐＨ調節装置１７によりｐＨを調節する。
温度は、ＲＯ膜装置２０で使用しているＲＯ膜の耐熱性に応じて調節することができるが、例えば、ＲＯ膜として耐熱性のＲＯ膜を使用しているときは、７０〜８０℃まで低下させることが好ましい。一般的なＲＯ膜の運転温度は最高４０℃くらいであるが、その場合は３５〜４０℃程度まで低下させることが好ましい。
【００３４】
温度とｐＨは、第１処理水中のシリカ、硬度成分と、その含有量に応じて決めることもできる。
シリカは、高温であるほど溶解度が大きくなり、８０℃では常温（２５℃）の３倍程度の溶解度になり、ｐＨが高いほど溶解度が大きくなる。
炭酸カルシウムは、低温であるほど（２５℃以下）溶解度が大きくなり、ｐＨが低いと溶解度が大きくなる。
硫酸カルシウムは、２５〜４５℃程度で溶解度のピークがあり、ｐＨが３．５〜１１であると溶解度が小さくなる。
硫酸マグネシウムは、高温であるほど溶解度が大きくなり、ｐＨ５〜８で溶解度が最大となる。
このため、第１処理水（または処理前の随伴水）中のシリカや硬度成分の濃度を予め測定しておき、第一処理水中に含まれるシリカや硬度成分が最大量除去できる、すなわちスケールが起きにくくなる最適な温度およびｐＨに調整することができる。
例えば、第１処理水中に含まれている不要物中、ＲＯ膜装置２０での処理においてシリカが最も析出しやすい成分であるときは、第１処理水の温度を８０℃、ｐＨを９〜１２の範囲に調節することで、第１処理水中におけるシリカの溶解度を最大にして、ＲＯ膜装置２０において脱塩が容易になるようにすることができる。
【００３５】
温度と必要に応じてｐＨが調節された第１処理水は、ＲＯ膜装置２０において膜分離する。
ＲＯ膜装置２０における膜分離（１回目の膜分離）によって、透過水と、濃度が高い濃縮水に分離する。透過水は、透過水ライン（第２処理水ライン）３５から排水する。
ＲＯ膜装置２０は、第１処理水ライン３４側から薬品溶液を使用して、化学洗浄することができる。
【００３６】
濃縮水は、ＲＯ膜装置２０の濃縮水出口から第１濃縮水ライン３６に送るが、このとき、第１の開閉バルブ６２は閉じられ、第２の開閉バルブ６３は開けられているため、ＲＯ膜装置２０から、第１濃縮水ライン３６、第２濃縮水ライン３７、第３濃縮水ライン３８、第１処理水ライン３４を経てＲＯ膜装置２０に戻る閉鎖された循環処理ラインが形成されている。
このため、第１濃縮水ライン３６に送った濃縮水は、循環処理ラインを移動して、第１処理水ライン３４から送る第１処理水と共にＲＯ膜装置２０で膜分離する（２回目の膜分離）。
【００３７】
シリカや硬度成分の含有量が低く、例えば９５％の高回収率で処理してもシリカや硬度成分の析出が起こらないような場合は、電気伝導度などの測定装置１８により循環処理ライン中の濃縮水中の電気伝導度などを測定することで、循環処理工程を継続もしくは停止するかを管理する。すなわち、循環可能な循環処理ラインにおける循環処理RO装置においては、このようにして回収率をコントロールする。
前記電気伝導度などが予め設定した数値になったとき、第２の開閉バルブ６３を閉じた状態で維持して、第１濃縮水ライン３６と第２濃縮ライン３７の圧力を上昇させた状態で第１の開閉バルブ６２を開放するフラッシング洗浄をすることで、高濃度の測定対象を含む濃縮水（有機物も含む）を排水ライン３９から排出する。なお、電気伝導度などの測定装置をこのように運転の継続・停止を管理する機能をもつ測定装置と代えることは可能である。
【００３８】
一方、シリカおよび硬度成分の高い含油水が処理対象である場合は、シリカや硬度成分に由来するスケールの生成に注意が必要であり、このような場合には、測定装置１８として、電気伝導度計、シリカ濃度計、硬度分析計のいずれか１つ、２つまたは３つを組み合わせて使用することができる。
第２濃縮ライン３７に配置されたサンプリングポイントから採取した濃縮液のシリカ濃度、硬度成分濃度などを測定して、電気伝導度、シリカおよび硬度成分の濃度との相関を確認するようにしてもよい。
【００３９】
図１に示す含油水の処理水システムにより処理された透過水（第２処理水）は、そのまま放流することもできるほか、工業用水、中水（洗浄および散水用の水）、冷却水などとして再利用することができる。
本発明の処理システムの運転方法は、電気伝導度などを指標として、原水となる含油水（本実施形態では随伴水）の性質および状態の変化に対応して循環処理の運転時間を調整することによって、安定した回収率（原水となる含油水量に対して、最終的に得られる処理水量の割合）が得られるようになる。
本発明の処理システムの運転方法は、循環処理運転中において、シリカであれば1,000mg／Lという高濃度まで濃縮できるため高い回収率が期待できる。
通常、ＲＯ膜で脱塩処理を行う場合、回収率を高くすると、シリカや硬度成分が析出限界を越えＲＯ膜表面に析出して膜性能を低下させてしまう。そのため回収率はシリカや硬度成分の析出限界を考慮して設定される。
しかし、本発明のように濃縮水を循環処理することで高回収率運転が可能となると、油水分離装置１０とＲＯ膜装置２０の間でシリカや硬度成分の濃度を低下させるための前処理（例えば、石灰軟化処理；Lime Softening）をすることなく、直接ＲＯ膜装置２０のみで第１処理水の脱塩処理を実施することができる。
この場合、石灰軟化処理を実施した場合のような大量のスラッジ処理が不要となり、更に石灰軟化処理をした油水を濾過する濾過手段も不要となる。
【００４０】
＜図２に示す含油水の処理システムと運転方法＞
（１）図２に示す含油水の処理システム
図２に示す含油水の処理システムは、油水分離装置１０とＲＯ膜装置２０を含む部分は図１に示す含油水の処理システムと同じであるため、ＲＯ膜装置２０よりも下流側の部分について説明する。
【００４１】
ＲＯ膜装置２０の透過水ライン（第２処理水ライン）３５の下流側には、複数のイオン交換処理装置が配置されている。
透過水ライン３５は、カチオン交換装置（カチオン交換樹脂を備えた装置）２１に接続されている。
カチオン交換樹脂は、カルシウムイオン、マグネシウムイオンやナトリウムイオンなどの陽イオンを除去する樹脂であり、例えばバイエル社のレバチットＳ１００などを使用できる。
【００４２】
カチオン交換装置２１は、第３処理水ライン４０により脱ガス塔２２に接続されている。
脱ガス塔２２は、水中に存在している炭酸ガスをストリッピングなどで気相に飛ばし、下流側のアニオン交換装置の負荷を低減することを目的とした装置である。
【００４３】
脱ガス塔２２は、ポンプ５３が配置された第４処理水ライン４１によりアニオン交換装置（アニオン交換樹脂を備えた装置）２３に接続されている。
アニオン交換樹脂は、塩素イオンや硫酸イオン及びシリカなどの陰イオンを除去する樹脂であり、例えばバイエル社のレバチットＭ５００を使用できる。
【００４４】
アニオン交換装置２３は、第５処理水ライン４２により混床式イオン交換装置（カチオン交換機能とアニオン交換機能の両方を備えた装置）２４に接続されている。
混床式イオン交換装置２４には、最終処理水ライン４３が接続されている。
【００４５】
（２）図２に示す含油水の処理システムの運転方法
ＲＯ膜装置２０より下流側の運転方法について説明する。
ＲＯ膜装置２０で膜分離された透過水（第２処理水）は、油、シリカ、硬度成分、塩および有機物が分離・除去されたものであるが、ＲＯ膜装置２０で分離・除去しきれなかったシリカ、硬度成分、塩がある。
第２処理水を第２処理水ライン３５からカチオン交換装置２１に送って、カチオンを除去して、第３処理水を得る。
【００４６】
第３処理水は、第３処理水ライン４０から脱ガス塔２２に送り、第３処理水中に溶存しているガス成分（炭酸ガスなど）を分離して、第４処理水を得る。
【００４７】
第４処理水は、ポンプ５３を駆動させて、第４処理水ライン４１からアニオン交換装置２３に送り、アニオンイオン（塩素イオンなど）を除去して、第５処理水を得る。
【００４８】
第５処理水は、第５処理水ライン４２から混床イオン交換装置２４に送り、残存するカチオンとアニオンを分離して、最終処理水を得る。
最終処理水は、最終処理水ライン４３から排水する。最終処理水は、塩濃度が電気伝導度として約０.５μＳ以下まで低下されているものであるため、貫流ボイラ（ＯＴＳＧ）に限らず、貫流ボイラより安価なドラムボイラ用給水としても利用することができる。
貫流ボイラは、ボイラ給水ポンプから長い水管の一端に給水を送り込み、水管の周りを燃焼ガスで温めて徐々に加熱することで、反対側の端より蒸気が発生する構造になっている。
一方、ドラムボイラは、上部と下部にドラムを設け、多数の水管でつながれた構造になっており、水管の周りを燃焼ガスであたためることにより蒸気を発生させるものである。
ドラムボイラは、給水水質の要求塩分濃度（TDS）が貫流ボイラより千倍近く厳しいが、貫流ボイラに比べて設備費がかなり安い。
通常、随伴水処理の処理に置いて塩分除去はコストが掛かるため普及しておらず、そのため貫流ボイラが一般的に採用されている。
しかし、本発明によりドラムボイラの要求するボイラ給水水質が実現できることから、貫流ボイラをドラムボイラに置き換えることができ、設備費が大きく節約できるメリットがある。
【００４９】
＜図３示す含油水の処理システムと運転方法＞
（１）図３に示す含油水の処理システム
図３に示す含油水の処理システムは、第１ＲＯ膜装置２０ａが図１に示す含油水の処理システムにおけるＲＯ膜装置２０と同じものであり、油水分離装置１０と第１ＲＯ膜装置２０ａを含む部分は図１に示す含油水の処理システムと同じものであるため、第１ＲＯ膜装置２０ａよりも下流側の部分について説明する。
【００５０】
第１ＲＯ膜装置２０ａの透過水ライン（第２処理水ライン）３５ａの下流側には、第２ＲＯ膜装置２０ｂが配置されている。
第２ＲＯ膜装置２０ｂは、公知のＲＯ膜を使用しているものであり、第１ＲＯ膜装置２０と同じＲＯ膜を使用したものでもよいし、異なるＲＯ膜を使用したものでもよい。
【００５１】
第２ＲＯ膜装置２０ｂの透過水出口は、第３処理水ライン３５ｂに接続されており、第３処理水ライン３５ｂは、混床式イオン交換装置２４に接続されている。
混床式イオン交換装置２４は、図２に示す処理システムで使用しているものと同じものである。
第２ＲＯ膜装置２０ｂの濃縮水出口は、第２濃縮水ライン４４に接続されている。
混床式イオン交換装置２４には、最終処理水ライン４３が接続されている。
【００５２】
（２）図３に示す含油水の処理システムの運転方法
第１ＲＯ膜装置２０ａより下流側の運転方法について説明する。
第１ＲＯ膜装置２０ａで膜分離された透過水（第２処理水）は、油、シリカ、硬度成分、塩および有機物が分離・除去されたものであるが、第１ＲＯ膜装置２０ａで分離・除去しきれなかったシリカ、硬度成分、塩がある。
第２処理水を第２処理水ライン３５ａから第２ＲＯ膜装置２０ｂに送って、残存する塩を分離・除去して、第３処理水を得る。
第３処理水は、第３処理水ライン３５ｂから混床式イオン交換装置２４に送られ、残存するカチオンとアニオンを除去して、最終処理水を得る。
最終処理水は、最終処理水ライン４３から送水する。最終処理水は、塩濃度が電気伝導度として約０.５μＳ以下まで低下されているものであるため、貫流ボイラ（ＯＴＳＧ）に限らず、貫流ボイラより安価なドラムボイラ給水としても利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の含油水の処理システムは、原油や天然ガスなどの採掘時に生じる油を含む随伴水、油を含む工場排水などの含油水を処理することができ、得られた処理水を工業用水、中水、冷却水、ドラムボイラ給水などとして再利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０  油水分離装置
１５  温度調節装置
２０  ＲＯ膜装置
２０ａ  第１ＲＯ膜装置
２０ｂ  第２ＲＯ膜装置
【図１】
2016190218.tif 000003
【図２】
2016190218.tif 000004
【図３】
2016190218.tif 000005
【図４】
2016190218.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月2日(2016.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記油水分離装置が、加圧可能な密閉容器内にＰＴＦＥ製の中空糸膜を有する浸漬式の濾過膜ユニットが装填されたものであり、さらに前記容器内にガスを供給できるガス供給ラインが接続されているものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の含油水の処理システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
容器115ｅの下部には、浸漬式の濾過膜モジュールを具備する濾過膜ユニット180が装填されている。
濾過膜ユニット180は、中空糸膜、チューブ膜、平膜などの公知の膜からなるものを使用することができるが、膜表面に油分が堆積しにくいという観点から中空糸膜が好ましい。
前記膜としては、耐油性及び耐熱性の観点から、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜、セラミック膜などが好ましい。
ＰＴＦＥからなる中空糸膜としては、住友電工ファインポリマー（株）製の商品名「ポアフロン」を使用することができる。
図４で適用するモジュールは、特開平２−２８４６３４号公報に開示されるように、散気管１１６から供給される気泡により中空糸膜が揺れ動くようにすることで膜表面に油分やＳＳが堆積しにくくなるようにすることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
油分が低減され緩やかに沈降する成分は、濾過膜ユニット180の方へと下降して、濾過膜ユニット180において比較的低濃度の含油水が濾過される。
濾過膜ユニット180による濾過時には、散気管116から気泡を発生させる。このとき、容器115ｅ内のガスを回収し、循環ブロア156、ガス循環ライン３２を介して、再度散気管116に送り込み、気泡を発生させてもよい。
なお、散気管116から発生させる気泡には、大気中の酸素が入らないようにすることと、炭化水素を含むガスが大気中に放出されないようにするため、容器115ｅは気密構造の容器（加圧可能な密閉容器）となっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
第５処理水は、第５処理水ライン４２から混床イオン交換装置２４に送り、残存するカチオンとアニオンを分離して、最終処理水を得る。
最終処理水は、最終処理水ライン４３から排水する。最終処理水は、塩濃度が電気伝導度として約０.５μＳ／ｃｍ以下まで低下されているものであるため、貫流ボイラ（ＯＴＳＧ）に限らず、貫流ボイラより安価なドラムボイラ用給水としても利用することができる。
貫流ボイラは、ボイラ給水ポンプから長い水管の一端に給水を送り込み、水管の周りを燃焼ガスで温めて徐々に加熱することで、反対側の端より蒸気が発生する構造になっている。
一方、ドラムボイラは、上部と下部にドラムを設け、多数の水管でつながれた構造になっており、水管の周りを燃焼ガスであたためることにより蒸気を発生させるものである。
ドラムボイラは、給水水質の要求塩分濃度（TDS）が貫流ボイラより千倍近く厳しいが、貫流ボイラに比べて設備費がかなり安い。
通常、随伴水処理の処理に置いて塩分除去はコストが掛かるため普及しておらず、そのため貫流ボイラが一般的に採用されている。
しかし、本発明によりドラムボイラの要求するボイラ給水水質が実現できることから、貫流ボイラをドラムボイラに置き換えることができ、設備費が大きく節約できるメリットがある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
（２）図３に示す含油水の処理システムの運転方法
第１ＲＯ膜装置２０ａより下流側の運転方法について説明する。
第１ＲＯ膜装置２０ａで膜分離された透過水（第２処理水）は、油、シリカ、硬度成分、塩および有機物が分離・除去されたものであるが、第１ＲＯ膜装置２０ａで分離・除去しきれなかったシリカ、硬度成分、塩がある。
第２処理水を第２処理水ライン３５ａから第２ＲＯ膜装置２０ｂに送って、残存する塩を分離・除去して、第３処理水を得る。
第３処理水は、第３処理水ライン３５ｂから混床式イオン交換装置２４に送られ、残存するカチオンとアニオンを除去して、最終処理水を得る。
最終処理水は、最終処理水ライン４３から送水する。最終処理水は、塩濃度が電気伝導度として約０.５μＳ／ｃｍ以下まで低下されているものであるため、貫流ボイラ（ＯＴＳＧ）に限らず、貫流ボイラより安価なドラムボイラ給水としても利用することができる。