(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油水の循環経路と、
該循環経路に配置され、油水を循環させる流体搬送手段と、
前記循環経路に介在してクロスフロー濾過方式により濾過を行う膜利用型油水分離手段と、
を備えた油水分離装置であって、
油水の前処理を行い前処理した一部の油水を前記循環経路へ流入させると共に残りの油水を上流へ戻す単独で逆洗可能なプレフィルタユニットを備えることを特徴とする油水分離装置。
【請求項２】
前記プレフィルタユニットは、油水の前処理を行う逆洗可能なプレフィルタ手段と、該プレフィルタ手段の下流側に配置される逆洗液を溜めておくタンクと、前記プレフィルタ手段の上流側に設けられる前記プレフィルタ手段の濾過時と逆洗時とで異なる２つの油水の経路と、を有することを特徴とする請求項１に記載の油水分離装置。
【請求項３】
前記プレフィルタユニットと前記循環経路との間に、前記膜利用型油水分離手段の逆洗時の透過排出液を溜めるバッファータンクを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の油水分離装置。
【請求項４】
前記循環経路を循環する油水の一部を分流させて油成分を取り除く比重差分離手段と、前記循環経路を循環する油水の一部を分流させて油水の中に含まれる異物を取り除くフィルタ手段と、を備えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の油水分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば洗浄液の再利用や排水処理を行うために用いられる膜利用型油水分離手段を利用した油水分離装置に関し、装置全体での油水の処理能力を向上する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
従来の洗浄液の再利用や排水処理を行うために用いられる油水分離装置には、中空糸膜等の限外濾過膜を利用した膜利用型油水分離手段を採用しているものがある。
【０００３】
膜利用型油水分離手段とは、油滴の大きさよりもはるかに小さな微細孔を有する膜を透過させて油水の濾過を行い、油と水を分離して油分の含まない洗浄液等の濾過対象液を得るものである。
【０００４】
図６は膜利用型油水分利手段を利用した従来の油水分離装置の一例である。この油水分離装置は、洗浄対象となるワークＷに付着した汚れや油分を除去するもので、洗浄槽１０１の内部に水と洗剤を主成分とする洗浄液Ｌを入れ、その中にワークＷを浸漬して、超音波や撹拌、揺動といった物理的作用により、汚れや油分を除去するものである。ここでは、洗浄槽１０１内に超音波発信器１０２を例示した。
【０００５】
この洗浄槽１０１の中に次々と連続的にワークＷを投入すると、洗浄槽１０１内の洗浄液Ｌの油分濃度が上昇して、ワークＷに対する洗浄能力が低下するので、排出経路から油分を含む油水としての洗浄液を、油水分離を行う循環経路１０３に供給し、この循環経路１０３で油水分離を行う。
【０００６】
循環経路１０３は、循環経路１０３内で洗浄液Ｌの循環を行う流体搬送手段としてのポンプ１０４と、クロスフロー濾過方式により濾過を行う膜利用型油水分離手段としての中空糸膜モジュール１０５と、を備える。
【０００７】
ここで、中空糸膜モジュール１０５による濾過方式であるクロスフロー濾過方式とは、より長期間連続して運転するために、中空糸膜モジュール１０５を濾過対象となる洗浄液の循環経路１０３中に設け、常に膜に対して平行の流れをつくって膜表面の汚染や汚れの堆積等を最小限に予防する方法である。
【０００８】
また、図６の油水分離装置には、主として油成分を分離回収する比重差分離手段としての浮上油回収装置１０６と、主として異物を分離回収するフィルタ手段としての循環フィルタ装置１０７と、を循環経路１０３に対して中空糸膜モジュール１０５と並列となるように備える。このため、循環経路１０３を循環する洗浄液の一部が浮上油回収装置１０６及び循環フィルタ装置１０７に分流し、油成分及び異物等が取り除かれた後に再び循環経路１０３に流入する。
【０００９】
そして、循環経路１０３から中空糸膜モジュール１０５内の中空糸膜の膜表面を透過することで濾過された膜透過洗浄液は、濾過流体経路１０８を通って洗浄槽１０１へ供給されるようになっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の油水分離装置では、中空糸膜モジュールによる処理が比較的低流量でしか行えないことから、処理可能な洗浄液の量が限られていた。
【００１１】
また、いくらクロスフロー濾過方式の中空糸膜モジュールを使用しているといっても、長時間の濾過によって多数本の中空糸膜の膜が目詰まりを起こすため、膜透過洗浄液を逆に処理前側へ流して目詰まりを解消するための逆洗を行う必要があり、逆洗中は洗浄液の処理ができなくなって一時的な処理の停止が生じてしまう。このため、濾過された洗浄液の供給が一時的に停止してしまう問題等から処理停止時の不足分を補うための処理能力の向上が求められている。
【００１２】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装置全体での油水の処理能力を向上する油水分離装置を提供することにある。
【００１３】
【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にあっては、
油水の循環経路と、
該循環経路に配置され、油水を循環させる流体搬送手段と、
前記循環経路に介在してクロスフロー濾過方式により濾過を行う膜利用型油水分離手段と、
を備えた油水分離装置であって、
油水の前処理を行い前処理した一部の油水を前記循環経路へ流入させると共に残りの油水を上流へ戻す単独で逆洗可能なプレフィルタユニットを備えることを特徴とする。
【００１４】
ここで、プレフィルタユニットで行う前処理とは、クロスフロー濾過方式により濾過を行う膜利用型油水分離手段の処理（濾過）よりも性能の劣る処理（濾過）であるが、膜利用型油水分離手段よりも高流量で処理を行うことができるものである。
【００１５】
したがって、循環経路に流入する油水を予めプレフィルタユニットで前処理しておくことから、循環経路の膜利用型油水分離手段では前処理後の油水を処理すればよく、従来のように前処理をしていない油水を濾過するよりも比較的濾過が容易に行え、処理可能な油水の量が増加し、装置全体での油水の処理能力の向上が図れる。
【００１６】
また、プレフィルタユニットは循環経路へ流入させない前処理した油水をプレフィルタユニットの上流へ戻すので、膜利用型油水分離手段の逆洗中、すなわち前処理した油水を循環経路に流入させない間もプレフィルタユニットは稼動し続け、前処理を繰り返すことで油水の清浄度を徐々に上げることができ、装置全体での油水の処理能力の向上が図れる。
【００１７】
さらに、プレフィルタユニットは単独で逆洗可能であることから、省メンテナンス化でき、かつ部品の交換が不要で消耗品を削減することができ、安価で環境負荷の小さい装置とすることができる。
【００１８】
前記プレフィルタユニットは、油水の前処理を行う逆洗可能なプレフィルタ手段と、該プレフィルタ手段の下流側に配置される逆洗液を溜めておくタンクと、前記プレフィルタ手段の上流側に設けられる前記プレフィルタ手段の濾過時と逆洗時とで異なる２つの油水の経路と、を有することが好適である。
【００１９】
これにより、プレフィルタユニットは単独で逆洗可能となる。
【００２０】
前記プレフィルタユニットと前記循環経路との間に、前記膜利用型油水分離手段の逆洗時の透過排出液を溜めるバッファータンクを備えることが好適である。
【００２１】
これにより、膜利用型油水分離手段の逆洗時の透過排出液が循環経路からプレフィルタユニットへ遡ることがなく、バッファータンクに溜められるので、膜利用型油水分離手段の逆洗時もプレフィルタユニットは通常の稼動ができる。
【００２２】
前記循環経路を循環する油水の一部を分流させて油成分を取り除く比重差分離手段と、前記循環経路を循環する油水の一部を分流させて油水の中に含まれる異物を取り除くフィルタ手段と、を備えることが好適である。
【００２３】
これにより、循環経路を循環する油水の油分濃度及び異物量を一定範囲内に維持して連続運転ができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、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らのみに限定する趣旨のものではない。
【００２５】
図１〜図５を用いて実施の形態に係る油水分離装置について説明する。図１は実施の形態に係る油水分離装置の濾過作動状態を示す図である。図２はプレフィルタの逆洗作動状態を示す図である。図３は中空糸膜モジュールの逆洗作動状態を示す図である。図４、図５は本実施の形態でプレフィルタとして用いられるフィルタを示す図である。
【００２６】
図１に示す油水分離装置は、膜利用型油水分利手段を利用している。この油水分離装置は、洗浄対象となるワークＷに付着した汚れや油分を除去するもので、洗浄槽１の内部に水と洗剤を主成分とする洗浄液Ｌを入れ、その中にワークＷを浸漬して、超音波や撹拌、揺動といった物理的作用により、汚れや油分を除去するものである。ここでは、洗浄槽１内に超音波発信器２を例示した。
【００２７】
この洗浄槽１の中に次々と連続的にワークＷを投入すると、洗浄槽１内の洗浄液Ｌの油分濃度が上昇して、ワークＷに対する洗浄能力が低下するので、排出経路３から油分を含む油水としての洗浄液を、本発明に係るプレフィルタユニット４を介して油水分離を行う循環経路１２に供給し、この循環経路１２で油水分離を行う。
【００２８】
すなわち、本実施の形態の油水分離装置は、洗浄槽１の下流に前段としてまずプレフィルタユニット４が設けられ、プレフィルタユニット４で前処理した一部の洗浄液をさらに下流の後段に設けられた循環経路１２に流入させている。
【００２９】
プレフィルタユニット４は、洗浄液の前処理を行い、前処理した一部の洗浄液を循環経路１２へ流入させると共に残りの洗浄液を上流へ戻すものであり、単独で逆洗可能な構成である。
【００３０】
本実施の形態では、プレフィルタユニット４が前処理済みの洗浄液を上流へ戻す先は、図１に示すように濾過流体経路１７と合流して洗浄槽１へ供給されるようになっている。このため、プレフィルタユニット４だけでも多少ではあるが洗浄槽１内の洗浄液の清浄度を上げている。
【００３１】
なお、プレフィルタユニット４が前処理済みの洗浄液を上流へ戻す先は、その他の例としては洗浄槽１とプレフィルタユニット４との間でもよく、この場合にはプレフィルタユニット４中の洗浄液に対して前処理を繰り返すことにより、循環経路１２へ流入する洗浄液の清浄度を予め上げておくことができる。
【００３２】
プレフィルタユニット４は、洗浄液の前処理を行う逆洗可能なプレフィルタ手段としてのプレフィルタ５と、プレフィルタ５の下流側に配置されるプレフィルタ５の逆洗時に用いる逆洗液を溜めておくタンクとしての逆洗タンク６と、プレフィルタ５の上流側に設けられるプレフィルタ５の濾過時と逆洗時とで異なる２つの洗浄液の経路７，８と、２つの洗浄液の経路７，８の上流に設けられるサクションストレイナー９と、を有する。
【００３３】
プレフィルタ５としては、図４、図５に示すような逆洗可能なフィルタを用いる。
【００３４】
図４はプレフィルタ５としてのＳＭＣ株式会社製のリフレッシュフィルタである。リフレッシュフィルタは、リング状のウェーブワッシャ５１とプレート５２から構成され、図４（ａ）に示すように断面円環状で、図４（ｂ）に示すように濾過時に各プレート５２間のウェーブワッシャ５１が圧縮され、形成された濾過レベル相当の隙間にて洗浄液を濾過する。プレート５２の両面には、図４（ｂ）のＡ部に拡大するように溝部（深２０μｍ）５２ａが形成されている。また、リフレッシュフィルタは、図４（ｃ）に示すように逆洗時に逆洗圧（ここでは逆洗タンク６にエアーが吹き込まれることによって生じる）によって圧縮を解除してウェーブワッシャ５１にウェーブが生じて隙間が拡開され、付着した異物を効果的に除去する。
【００３５】
図５はプレフィルタ５としてのバックフィルタである。バックフィルタは、図５に示すように下向きの開口５３ａを有するフィルタバック５３を内部に備え、通常濾過時は図示矢印のように下向きの開口の下から洗浄液を流入させ、フィルタバック５３で濾過した洗浄液を流入口５４よりも高い位置にある流出口５５から排出することにより、重い異物Ｑ１を下へ落とし且つ濾過した軽い異物Ｑ２を上に浮上させてフィルタバック５３自体に異物が付着しないようにして濾過を行う。また、バックフィルタは、逆洗時には、流出口５５から逆洗液を流入し、最下部の排出口５６から排出を行う。
【００３６】
このように、プレフィルタ５は、逆洗が可能で、交換の必要のないフィルタを用いての濾過を前処理として行っている。
【００３７】
ここで、前処理は、中空糸膜モジュール等でクロスフロー濾過方式により濾過を行う場合に比して洗浄液の濾過の清浄性能の点では劣るが、高流量で処理を行うことができるものである。
【００３８】
一方、２つの洗浄液の経路のうち濾過時の経路７には、ポンプ１０が配設されており、洗浄液を下流へ押し流している。
【００３９】
また、２つの洗浄液の経路のうち逆洗時の経路８には、メッシュストレイナー付きタンク１１が配設されており、図２に示すように逆洗時の異物捕集を行い異物をタンク１１内に留めることで、プレフィルタ５の逆洗により洗浄槽１に異物が入り込むことを防止している。
【００４０】
サクションストレイナー９は、洗浄槽１のすぐ下流で、ネジ等の巨大異物を吸引してしまうことによる破損を防ぐために用いられている。
【００４１】
以上のプレフィルタユニット４の構成から、プレフィルタ５の逆洗は、図２のように、逆洗タンク６からエアーを吹き込み、プレフィルタ４、メッシュストレイナー付きタンク１１を介する逆洗時の経路８、サクションストレイナー９を経て洗浄槽１に逆洗液を送り込んでおり、プレフィルタユニット４単独でプレフィルタ５の逆洗が可能となっている。
【００４２】
次に、循環経路１２は、循環経路１２内で洗浄液の循環を行う流体搬送手段としてのポンプ１３と、クロスフロー濾過方式により濾過を行う膜利用型油水分離手段としての中空糸膜モジュール１４と、を備える。
【００４３】
ここで、中空糸膜モジュール１４による濾過方式であるクロスフロー濾過方式とは、より長期間連続して運転するために、中空糸膜モジュール１４を濾過対象となる洗浄液の循環経路１２中に設け、常に膜に対して平行の流れをつくって膜表面の汚染や汚れの堆積等を最小限に予防する方法である。
【００４４】
また、循環経路１２には、主として油成分を分離回収する比重差分離手段としての浮上油回収装置１５と、主として異物を分離回収するフィルタ手段としての循環フィルタ装置１６と、を循環経路１２に対して中空糸膜モジュール１４と並列となるように備える。
【００４５】
浮上油回収装置１５は、内部に極細繊維構造体のコアレッサーフィルタを備えている。浮上油回収装置１５は、定期的に回収した浮上油を排出経路から除去する必要がある。
【００４６】
循環フィルタ装置１６は、内部のフィルタで異物成分を分離回収する。循環フィルタ装置１６は、内部のフィルタを定期的に交換する必要がある。
【００４７】
このため、循環経路１２を循環する洗浄液の一部が浮上油回収装置１５及び循環フィルタ装置１６に分流し、油成分及び異物等が取り除かれた後に再び循環経路１２に流入する。このようにして、循環経路１２を循環する洗浄液の油分濃度及び異物量を一定範囲内に維持して連続運転ができるようになっている。
【００４８】
そして、循環経路１２から中空糸膜モジュール１４内の中空糸膜の膜表面を透過することで濾過された膜透過洗浄液は、濾過流体経路１７を通って洗浄槽１へ供給されるようになっている。
【００４９】
なお、本実施の形態では、プレフィルタユニット４と循環経路１２との間に、バッファータンク１８が設けられている。バッファータンク１８は、中空糸膜モジュール１４の逆洗時の透過排出液を溜めるものである。このバッファータンク１８上部には、透過排出液入口配管径に対して絞ったチューブを配設し、エア抜きとして使用する。このバッファータンク１８が設けられることで、中空糸膜モジュール１４の逆洗時の透過排出液が循環経路１２からプレフィルタユニット４へ遡ることがなく、バッファータンク１８に溜められるので、中空糸膜モジュール１４の逆洗時もプレフィルタユニット４は通常の稼動、すなわち前処理を行い続けることができる。
【００５０】
つまり、中空糸膜モジュール１４の逆洗は、図３に示すように、濾過流体経路１７からエアーを吹き込み、中空糸膜モジュールを経てバッファータンク１８に逆洗時の透過排出液を送り込んでおり、プレフィルタユニット４とは独立して中空糸膜モジュール１４の逆洗を行うことができるようになっている。
【００５１】
またここで、プレフィルタユニット４と循環経路１２との間の配管が長く、中空糸膜モジュール１４の逆洗時の透過排出液がプレフィルタユニット４に戻らない場合には、バッファータンク１８を設けない構成としても同様の効果を発揮することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、油水の前処理を行い前処理した一部の油水を循環経路へ流入させると共に残りの油水を上流へ戻す単独で逆洗可能なプレフィルタユニットを備えることで、循環経路に流入する油水を予めプレフィルタユニットで前処理しておくことから、循環経路の膜利用型油水分離手段では前処理後の油水を処理すればよく、従来のように前処理をしていない油水を濾過するよりも比較的濾過が容易に行え、処理可能な油水の量が増加し、装置全体での油水の処理能力の向上が図れる。
【００５３】
また、プレフィルタユニットは循環経路へ流入させない前処理した油水をプレフィルタユニットの上流へ戻すので、膜利用型油水分離手段の逆洗中、すなわち前処理した油水を循環経路に流入させない間もプレフィルタユニットは稼動し続け、前処理を繰り返すことで油水の清浄度を徐々に上げることができ、装置全体での油水の処理能力の向上が図れる。
【００５４】
さらに、プレフィルタユニットは単独で逆洗可能であることから、省メンテナンス化でき、かつ部品の交換が不要で消耗品を削減することができ、安価で環境負荷の小さい装置とすることができる。
【００５５】
プレフィルタユニットは、油水の前処理を行う逆洗可能なプレフィルタ手段と、プレフィルタ手段の下流側に配置される逆洗液を溜めておくタンクと、プレフィルタ手段の上流側に設けられるプレフィルタ手段の濾過時と逆洗時とで異なる２つの油水の経路と、を有することで、プレフィルタユニットは単独で逆洗可能となる。
【００５６】
プレフィルタユニットと循環経路との間に、膜利用型油水分離手段の逆洗時の透過排出液を溜めるバッファータンクを備えることで、膜利用型油水分離手段の逆洗時の透過排出液が循環経路からプレフィルタユニットへ遡ることがなく、バッファータンクに溜められるので、膜利用型油水分離手段の逆洗時もプレフィルタユニットは通常の稼動ができる。
【００５７】
循環経路を循環する油水の一部を分流させて油成分を取り除く比重差分離手段と、循環経路を循環する油水の一部を分流させて油水の中に含まれる異物を取り除くフィルタ手段と、を備えることで、循環経路を循環する油水の油分濃度及び異物量を一定範囲内に維持して連続運転ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る油水分離装置の濾過作動状態を示す図である。
【図２】油水分離装置でプレフィルタの逆洗作動状態を示す図である。
【図３】油水分離装置で中空糸膜モジュールの逆洗作動状態を示す図である。
【図４】プレフィルタの例を示す図である。
【図５】プレフィルタの例を示す図である。
【図６】従来技術の油水分離装置を示す図である。
【符号の説明】
１  洗浄槽
２  超音波発信器
３  排出経路
４  プレフィルタ
４  プレフィルタユニット
５  プレフィルタ
６  逆洗タンク
９  サクションストレイナー
１２  循環経路
１４  中空糸膜モジュール
１５  浮上油回収装置
１６  循環フィルタ装置
１７  濾過流体経路
１８  バッファータンク
【図１】
0004089229.tif 000002
【図２】
0004089229.tif 000003
【図３】
0004089229.tif 000004
【図４】
0004089229.tif 000005
【図５】
0004089229.tif 000006
【図６】
0004089229.tif 000007