(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液中に微細気泡を供給することによって油分を浮上分離する装置において、処理槽内部に被処理液を分離する分離部と分離された油分を回収する浮上油受け部との間を仕切る遮蔽板を供え、前記分離部の被処理液または処理済液を汲み出すための配管と、前記被処理液に空気を供給し溶解させるための空気供給配管と、加圧ポンプと、空気が溶解し加圧された被処理液を噴射して減圧するノズルとからなる被処理液循環系統と、前記浮上油受け部に溜まった油分を排出する浮上油排出管と、処理済み液を排出する排出配管とから成り、前記ノズルと前記分離部間において主に大気泡を集めて前記分離部内の被処理液面上に導く大気泡排出管と、主に微細気泡を含む被処理液を前記分離部に導く開口部とを有する大気泡除去部を設けたことを特徴とする油水分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油水分離装置において、前記遮蔽板は、分離部内部の液面より高い位置になるように設けられ、前記浮上油受け部はオーバフローした油分を回収することを特徴とする油水分離装置。
【請求項３】
請求項１に記載の油水分離装置おいて、前記処理済み液を排出する排出配管に処理後の液を受ける受けタンクを設け、更に受けタンクからの液をろ過するフィルタを設けた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】
本発明は油と水の混合された液体から油と水を分離するための油水分離装置に関し、特に、微細気泡による浮上分離法を用いた油水分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
気泡の浮上作用による油水分離の従来技術として特開平５−３１７８４７号公報がある。特開平５−３１７８４７号公報にには、先ず、圧力ポンプに連結した吸液管先端に設けたフロート弁、及び供給管の先端の圧力弁を被処理部内に付け、加圧ポンプにより被処理部から被処理液を汲み上げ、この被処理液を加圧状態でコンプレッサーからの圧縮空気と共に気液混合手段に供給することにより、液中に空気が混合、溶解される。この加圧液を加圧タンクから供給管を経て先端の圧力弁から被処理部内へ供給することで、加圧液中の微細気泡が被処理部中を膨張しながら浮上すると共に油粒子に付着して、これを浮上させることで油水分離を行えると説明されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平５−３１７８４７号公報に示された従来技術において、気液混合手段出口までに加圧液中に溶解できなかった空気は処理槽内で大気泡となり、油浮上分離性能を低下させるので加圧タンクで分離し、エアアウトサイレンサから外部に開放している。しかし、加圧タンクの内部では気泡が油粒子を浮上させ気液面に浮上油を発生させる油水分離を起こし、浮上油がタンク内部の気液面に存在する状態となる。この浮上油は処理液中の油分濃度が低下した後、気液面の波動によって処理液中に少量ずつ混じる。従って、処理液を直接排水可能な油分濃度まで下げるための処理時間が非常に長い。更に、加圧タンク中は加圧下であるため余剰空気の気泡径が小さくなり、浮上速度が遅くなる。このため余剰空気を分離するためには加圧タンクが大きくなるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は余剰空気の分離性能が高く、その際の浮上油の滞留を防止した油水分離装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、空気を混合した加圧状態の被処理液をノズルで減圧することにより生成した大気泡を分離する大気泡分離部を設け、分離した大気泡を処理槽内上部に供給する大気泡排出管を設け、微細気泡を含む被処理液を処理槽に設けた分離部下部に連続的に供給する構成とした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１に本発明による油水分離装置の機器構成図の第一の実施形態を示す。
図１において、処理槽３の内部には、被処理水を分離する分離部と浮上油受け器６とを分離する遮蔽板２が設けてある。この遮蔽板２は、被処理液面よりわずかに高くなるように配置してある。処理槽３には、不溶解空気除去するための大気泡除去部１に設けたノズル５より供給された空気が混合された被処理液の主流が分離部３ａに流出するように、大気泡除去部１の開口部が分離部３ａに接続されている。更に、処理槽３の分離部３ａには、２つの液面検出器７、８が設けてある。一方の液面検出器（以後、第１の液面検出器７と称す）は被処理液面の最大位置を検出する位置に、他方の液面検出器（以後、第２の液面検出器８と称す）は被処理液面が大気泡除去部１の開口部上端より下にならない位置に配置してある。また、大気泡除去部１の出口近傍の上側には、空気が混合された被処理液の分岐流を流すための大気泡排出管９が取り付けてある。この大気泡排出管９は、処理槽３の高さ方向の中間部から分離部内に挿入され、その端部が被処理液面近傍になる位置に配置してある。なお、大気泡除去部の天井側（上側）は大気泡排出管９に気泡が集まりやすいように、配出管の口に向かって傾斜を設けると良い。また、大気泡除去部１の出口側の天井部に突起、又はじゃま板を設けることで、大気泡が分離部３ａ側に流出しにくくすることで、大気泡の除去性能を向上させることもできる。なお、ここでは被処理液と分離された油分を多く含む部分（浮上油）とを区別して説明する。
【０００７】
ノズル５には加圧供給配管２４が接続され、この加圧供給配管２４にはポンプ４が接続されている。処理槽３の下部には、循環配管２５が接続され、循環調節弁１５を介して、被処理液空気供給配管２３に導かれポンプ４に接続している。循環配管２５の途中で分岐した排出配管２６には排出調節弁１６が接続され、処理後の液は排出調節弁１６より排出される。循環配管２５が取り付けられた被処理液空気供給配管２３には被処理液供給配管２１と空気導入配管２２が接続されている。被処理液供給配管２１には被処理液供給を制御する被処理液調節弁１４が、空気導入配管２２には空気の流量を制御する空気流量調節弁１７が接続されている。更に、浮上油受け器６には、浮上油排出管２９が接続されており、浮上油Ｃを排出できるように構成されている。
【０００８】
次に本装置の動作について説明する。
被処理液供給運転時は、循環調節弁１５と排出調節弁１６を閉じ、被処理液調節弁１４を開放した状態でポンプ４を稼動する。被処理液は被処理液供給配管２１からポンプ４を通り、加圧供給配管２４と、ノズル５と、大気泡除去器１を経て、処理槽３の分離部３ａへ流入し、予め設定した液面高さまで供給する。本実施形態では、この液面高さの検出は第１の液面検出器７で行うようにしているが、ポンプ４の液量検出器を用いたり、ポンプ４の流量と時間の関係などで代用することもできる。分離部３ａへ供給された被処理液の液面が予め設定した高さまで達すると、被処理液中の油粒子を微細気泡により浮上分離する処理運転を行う。
【０００９】
処理運転時には、まず循環調節弁１５を開放し、被処理液調節弁１４を閉め、分離部３ａの被処理液をポンプ４を介して循環させる。この時、被処理液空気供給配管２３内が被処理液の流れのために負圧になる。この特性を利用して空気導入配管２２より空気を被処理液空気供給配管２３内に導く。供給空気量は空気流量調節弁１７で調節する。供給空気はポンプ４が高速で回転しているために細かい気泡となって被処理液と混合し、溶解し易くなる。ポンプ４の吐出側に断面積の小さなノズル５を設けたことにより、加圧供給配管２４内部は高圧となり、被処理液中に溶解する空気量が多くなる。この溶解空気量は、液量と圧力に比例する。本実施形態では空気導入配管２２、空気流量調節弁１７をポンプ４の吸引側に配置しているが、ポンプ４の吐出側に空気導入配管´２２、空気流量調節弁´１７として配置しても良い。この際には、加圧供給配管２４内部が高圧となっているため、加圧供給配管２４内圧力よりも高い圧力で空気を供給する必要がある。
【００１０】
空気導入配管２２より供給された空気の余剰分は、溶解せず気泡のまま高圧の被処理液中に残る。ポンプ４出口の圧力は、所要動力を少なくするためと、減圧後に発生する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程度が良い。ノズル５から噴射された溶解した空気を伴う被処理液と溶解しない空気は大気泡除去部１に送られる。ここで、溶解した空気は高圧から大気に開放されるため、微細気泡Ｂとして発生し、溶解しない空気は高圧から大気開放された分だけ気泡が大きくなって余剰気泡Ａとなる。直径の大きい余剰気泡Ａは液中上昇速度が大きく、大気泡除去部１の途中の管上部に集まる。先に述べたように、大気泡除去部１の出口近傍の上側には処理槽３内被処理液面近傍に連通している大気泡排出管９を設けており、余剰気泡Ａはこの大気泡排出管９から排出される。
【００１１】
この際に浮上分離した油分は処理槽３の分離部３ａへ同時に送られる。そして分離部３ａ内には被処理液と微細気泡Ｂが送られることになる。分離部３ａに送られた微細気泡Ｂは、上昇し被処理液中の油粒子と結びつき、油粒子は分離部３ａ上部の液面上に浮上油Ｃとして溜まり、被処理液を油分と水に分離する。この溜まった浮上油Ｃは、遮断板２の高さを超えた場合に、浮上油受け器６に流れ出て、浮上油排出管２９より排出される。また、これを超えない場合には液面上に浮上油Ｃとして溜まる。このため、浮上油Ｃを掻き取る装置等を用いなくても、浮上油Ｃの処理が可能である。処理槽３内の被処理液は循環配管２５を介して、ポンプ４に戻される。この処理運転は、被処理液が予め設定した油分濃度（例えば油分濃度５ｍｇ／Ｌ以下）となる時間まで行われる。
【００１２】
被処理液の油分濃度が所定の値となる時間だけ処理運転すると、次に排水運転を行う。排水運転は、排出調節弁１６を開放し、予め設定した液面まで、排出する。本実施形態では、この時の液面検出を第２の液面検出器８を用いて行っているが、液面と排出時間の関係などを代用することもできる。この排出運転後、被処理液供給運転に戻り、全体は回分式の運転となる。
【００１３】
以上、第一実施形態によれば、回分式にて従来の常圧下で微細気泡と余剰空気を効率よく分離でき油水分離性能を高くすることができる。
【００１４】
図２は、本発明による油水分離装置の第二の実施形態を示す機器構成図である。図２において、図１に示したものと同一物、相当品には同一符号を付けている。
【００１５】
本発明の第二の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、排出調整弁１６の排出口側に受けタンク１１と受けタンク配管２７とフィルタ１２とフィルタ配管２８とを設けたものである。運転の方法は前述の第一実施形態と略同じであるが、フィルタ１２を設けることで、処理運転の時間を短縮したものである。すなわち、処理運転時の処理槽３内の被処理液油分濃度と時間の関係は、実験よりＬｎＣ＝ＬｎＣ０−ＫＴ（Ｃ：Ｔ時間後の被処理液油分濃度、Ｃ０：初期被処理液油分濃度、Ｋ：定数、Ｔ：時間）として表わせることが明らかになった。このため、ある程度低い濃度（例えば２０〜３０ｍｇ／Ｌ程度）となってから、予め設定した油分濃度（例えば油分濃度５ｍｇ／Ｌ以下）となるまではかなりの時間が必要である。
【００１６】
そこで、予め設定する処理運転時間を第一実施形態よりも短かくし、低油分濃度となった処理運転後の処理液を受けタンク１１を介し、フィルタ１２でろ過処理をすることで、処理時間を低減できる。この際、フィルタ１２で分離する処理液の単位流量当たりの油分は少ないので、フィルタ寿命は従来から用いられているフィルタ単独処理方式よりも大幅に長くなる。また、受けタンク１１は、フィルタ１２へ供給する液量を調整することができるため、フィルタの小型化が可能である。
【００１７】
以上のように、本実施形態でも、従来に比べ分離性能を向上出来る他、第１の実施形態に比べて処理時間の短縮を図ることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、常圧下で微細気泡と余剰空気を効率よく分離でき、油水分離性能の高い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】本発明による油水分離装置の第一の実施形態を示す機器構成図である。
【図２】本発明による油水分離装置の第二の実施形態を示す機器構成図である。
【符号の説明】
１…大気泡除去部、２…遮断板、３…処理槽、３ａ…分離部、４…ポンプ、５…ノズル、６…浮上油受け器、７，８…液面検出器、９…大気泡排出管、１１…受けタンク、１２…フィルタ、１４…被処理液調節弁、１５…循環調節弁、１６…排出調節弁、１７、′１７…空気流量調節弁、２１…被処理液供給配管、２２，´２２…空気導入配管、２３…被処理液空気供給配管、２４…加圧供給配管、２５…循環配管、２６…排出配管、２７…受けタンク配管、２８…フィルタ配管、２９…浮上油排出管。
【図１】
0004038365.tif 000002
【図２】
0004038365.tif 000003