JP5000869B2 - 廃油の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、廃油の処理方法に関するものであり、さらに詳しく述べるならば、非鉄金属の製錬所でディーゼル発電設備のＣ重油及び潤滑油を遠心分離する際に発生する水分を含む廃油や、往復駆動式圧縮機から発生する油を含むドレンの処理方法に関するものである。これらの廃油は、油分濃度が１０重量％以下であり、有効な処理法がなかったので、産業廃棄物業者に燃焼処理を委託していたものの、カロリー不足は否めなかった。

油分濃度が高い廃棄油を、燃焼処理することは、非特許文献１、「資源と素材」Vol. 113(1997)No.12,「リサイクリング大特集号」 第1175頁「日鉱金属株式会社日立Ｃ＆Ｒ工場」事例」においても紹介されている。

一方、燃焼処理に適していない油分濃度が低い油水混合物の処理に関しては次の方法が知られている。
特許文献１、特許第３６４００７０号公報で提案される油水分離除去装置は、事故による海水もしくは湖沼の汚染を防止することを対象としており、海水などに汚染が広がらないことを考慮した、次のような操作を順次行っている。（１）油分の多い表面付近の油水をフロートポンプにより汲み上げる。（２）第１の浮上油分離及び分離油のオイルスキマーによる回収。（３）第２，第３の浮上油分離。（４）第３の浮上分離槽に含まれている油分の活性炭による吸着。（５）浮上分離後の油水に残存する油分のエマルジョン化及び凝固処理。なお、浮上油分離では、油水表面の油が底部に到達しないように邪魔板、水分散ストレーナなどを使用している。

特許文献２、特開平１０−１６５７０４号公報は、切削、研削などの機械加工において使用される水系クーラント液に混入した油分を回収するためにベルトスキマーが使用されていたことを明らかにしている。但し、ベルトスキマーは回収速度が極めて遅いために、この公報では、ステンレス鋼又は銅などの数十メッシュの金網を多層に積層したデミスタを油滴が通過する際に粒子に成長することを利用した浮上分離を提案している。

特許文献３、特開平１１−３４３４９４号公報は、アルミニウム熱間圧延油回収・浄化システムにおいて、次の時系列操作を提案している。（１）圧延機から圧延油をピットに回収。（２）ポンプで圧延油を槽に集める。（３）圧延によって発生した摩耗紛のうち槽上部に浮上したもののみをベルトスキマー及びドラムスキマーにより系外に排出する。（４）槽下部からフィルターポンプによる液の抜き出し。（５）濾紙抜きフィルターによる濾過。（６）クーリング槽に貯液。（７）サプライポンプ及びスプレーにより圧延機に圧延油噴射。したがって、特許文献３で提案された方法の除去対象はごみなどであり、油分について、濃縮回収は行っていない。

特許第３６４００７０号公報 特開平１０−１６５７０４号公報 特開平１１−３４３４９４号公報 「資源と素材」Vol. 113(1997)No.12,「リサイクリング大特集号」 第1175頁「日鉱金属株式会社日立Ｃ＆Ｒ工場」

本発明が処理対象とする廃油に、例えば、特許文献１で提案された3段階浮上分離を適用しても、一旦高油分濃度部分を除去した廃油の分離はほとんどに進行しない。さらに、特許文献１で提案されたフロートポンプを使用すると、かなりの水分が巻き込まれるために、燃料としてのカロリーが不足する。また、特許文献２で提案されたデミスタを適用しても、同様に油分の濃縮分離は進行しない。
したがって、本発明の課題は、油濃度の薄い廃油から濃度の高い廃油を回収し、処理対象の廃油中の水分は、排水として廃棄できるように処理することである。

本発明が処理対象とする代表的廃油の性状は表1に示すとおりである。なお、表において、上層とは、廃油を採取できる最表面であり、廃油深さ全体の表面から1/50であり、また中層及び下層とはそれぞれ表面から1/3及び表面から2/3の箇所である。
表１の結果から、廃油を沈降処理すると、廃油は表面に極めて油分濃度が高い層を作り、ほとんどが水である中層及び下層とは極端に油分濃度の差があることが分かる。また、油分濃度が高い上層は廃油全体の厚さに対して極めて薄いことが分かる。よって、廃油では沈降処理により分離がかなり進行しているので、上層の高油分濃度の部分を予め燃料として回収することができることが分かった。

本発明者らは、廃油を能率的に処理することができる方法につき、鋭意検討した結果、全体の油分濃度が１０質量％以下である廃油を沈降処理して、高油分濃度上層と、油分濃度が1質量％以下の下層とに分離し、ベルトスキマーにより前記高油分濃度上層を予め回収し、その後前記下層の廃油を空気攪拌し、続いて凝集剤添加及び加圧浮上分離処理を行うことを特徴とする廃油の処理方法を完成した。以下、本発明の処理方法を詳しく説明する。

まず、本発明者は、本出願人の製錬所で生成した廃油の性状に着目したところ、廃油が例えばテ゛ィーゼル発電機から1m³/日の流量で排出され、受槽に溜められ１〜2日以上経過した状態では、沈降分離が表1に示されるように進行し、上層は燃料として使用できるほど油分濃度が高く、一方下層（即ち、表１の中層、下層）では油分濃度が１質量％を超えることがないことを確かめた。（1文削除）。
さらに、廃油発生源により、廃油には次のような性状の差がある。

種別Ａは油分濃度が高く、種別Ｂは油分濃度が低い。また、発生源での油使用量や発生源の機械の運転方式により、廃油の発生量やタイミングに差がある。これらの廃油は、前後して別処理することができ、あるいは混合して一括処理することもできる。

図１は、本発明で使用されるベルトスキマー装置の実施例を示しており、図中、１はベルトスキマー、２はスキミング槽、３は廃油、４はホィール、５はベルト、６は掻取り器、７は高濃度油槽、９は排水管である。
図示のベルトスキマーでは、ベルト５が廃油３の上層3aと接触するように下側ホィール4bを廃油３内に突入させ、かつ両ホィール4a,4bを時計方向に回転させると、極薄い上層3aの高濃度油3aとともに浮遊固体物質がベルト５に付着して、上側ホィール4aの位置まで移動する。
上側ホィール4aの位置では、掻取り器６を、濾布が回転可能な程度に接触させて、高濃度油を掻取り、高濃度油槽７に一旦貯蔵する。ここで、ベルト５の表面はナイロン繊維をブラシ状に密接して並べ、かつ繊維の方向と掻取り器６の方向を反対方向として、油の捕捉と搾出し効率を高めることが好ましい。
また、上層3a直下の低油分濃度廃油が回収油に混入する場合は、廃油の更なる浮上分離を行い、上部の高濃度油分8aは高カロリーの燃料とし回収し、一方下部の低濃度油分8bは、弁を開放して排水管９からスキミング槽２に繰り返す。また、ベルトスキマー１は供給される廃油の量に見合った速度で連続運転される。

スキミング槽２内の上層3aより下層3bは油分濃度が1質量％未満であり、微細な油滴が分散している。 この下層3bには、ベルトスキミングを行う槽とは別の槽でエアー攪拌を行うことにより、油分濃度を廃油の深さに対して一定にする。
また、上記エアー攪拌により、下層の廃油中の油分濃度は大幅に均一化されるため、後続処理における凝集剤添加量も少なくすることができる。エアー攪拌器は適当な函体、管体などから空気を噴出す構造のものであり、攪拌のための回転部分がないためにメンテナンスフリーを期待することができる。なお、空気の流量は毎分当たり処理廃油の体積に対して0.005〜0.03が好ましく、0.005から0.015が最も好ましい。

続いて、上記処理を行った廃油を槽からポンプなどにより汲出し、凝集処理を行う。
凝集剤としては、PAC（poly aluminium chloride）を使用することができる。PACは[Al₂(OH)_nCl_6-n]_mの化学式で表わされる無機系凝集剤である。また、ポリアクリルアミド系（アニオン系高分子凝集剤）も有機高分子凝集剤として使用することができる。

以上説明した本発明法によると、廃油は高油分濃度・高カロリーの極薄い表面層と、ほとんどが水分であるそれ以外の大部分に浮上・沈降分離する性質を利用し、高油分濃度の表面層はベルトスキマ−により回収して燃料として回収するとともに、それ以外の下層は、浮上分離は有効ではないので採用せずに、エアー攪拌により油分濃度を均一化することにより、その後凝集―加圧浮上分離処理することが可能になった。
以下、本発明法を実施する処理システムの一実施例を、図２を参照して説明する。

図２は、図１と同じ装置及び器具は同じ参照番号を付した図面である。
図中、１０は受槽、１２はエアー攪拌槽、１３はエアー攪拌器、１４は反応槽、１８は凝集槽、１９は静置槽、２０は加圧浮上分離槽、２５は燃料槽である。
廃油は、受槽１０に一旦溜められ、次にスキミング槽２に移され、ここで高油分濃度の上層3aとほとんどが水分の下層3bに沈降分離される。（２文削除）ベルトスキマー１で回収された高油分濃度の上層3aは配管L２により燃料槽２５に送られ、回収されたが油分濃度が低い部分はラインL３によりスキミング槽２に繰り返される。燃料槽２５からは燃料を回収する。

スキミング槽２の下部からは配管L４によりほとんどが水分の沈降廃油（以下「沈降水分」という）をエアー攪拌槽１２に送る。ここでは、配管L５により空気をエアー攪拌器１３に圧送し、気泡として噴出し、沈降水分を攪拌して、油を均一に分布させる。続いて、ポンプを付設した配管L７により沈降水分を反応槽１４に送り、PACをPACタンク１５から添加し、さらにＮａＯＨタンク１６から苛性ソーダ水溶液を添加してpHを約６．５に調整する。かかる1次凝集処理された沈降水分は反応槽１４から溢出て、さらに有機高分子凝集剤をタンク１７から添加して2次凝集を行うと,反応槽１８において残存油分がフロックとして成長する。さらに、静置槽１９でフロックを分散した沈降水分を安定させた後に、配管L８により加圧浮上分離装置２０に送る。

加圧浮上分離装置２０は、図示されない加圧ポンプ及び加圧タンクを付設しており、これらの機器により加圧された水が供給される。同装置ではほとんどのフロックがスカムとして浮上するので、これを抜取り配管L９により燃料槽２５に送る。一方、浮上しない残存水はｓｓ濃度計２２によりｓｓ濃度を測定し、測定値により油分濃度低減程度を評価する。目標値は３０ｐｐｍ未満である。処理水のほとんどは、配管L1０により工場外に排出し、一部は配管L1１によりエアー攪拌槽１３における油分濃度調整などに使用する。即ち、沈降水分の油分濃度は1質量％以下で低く安定しているが、水量が少ないために、均一攪拌ができないこともあるので、そのような場合は水を補給する。

従来行っていた廃油全体をそのまま焼却する方法と比較すると、本発明法は次のような利点を有する。
（１）燃焼する廃油のカロリーが極めて高い。
（２）ベルトスキミング、エアー攪拌などの本発明による湿式処理コストを、従
来の廃油をそのまま燃焼する方法とのコスト比較をする。即ち、従来法では補助燃料などが必要となり、またバーナーの不調などで燃焼が円滑に進まないなどの操業トラブルも起こる。一方、本発明の湿式処理は処理自体が安定しており、トラブルなく連続運転が可能であり、またベルトの布などの消耗品や、エアー攪拌の電力などのコストは低いから、本発明法は有利である。

ベルトスキミング装置の概念図である。 本発明法を実施する処理システムの一例を示す図面である。

符号の説明

１―ベルトスキマー
２―スキミング槽
３−廃油
５―ベルト
６―掻取り器
７−高濃度油槽
１０―受槽
１２―エアー攪拌槽
１４―反応槽
１８―凝集槽
１９―静置槽
２０―加圧浮上分離槽

Claims (3)

1. 全体の油分濃度が１０質量％以下である廃油を沈降処理して、高油分濃度上層と、油分濃度が1質量％以下の下層とに分離し、ベルトスキマーにより前記高油分濃度上層を予め回収し、その後前記下層の廃油を空気攪拌し、続いて凝集剤添加及び加圧浮上分離処理を行うことを特徴とする廃油の処理方法。
2. 前記沈降処理をスキミング槽内で行い、前記ベルトスキマーにより前記高油分濃度上層とともにその直下の下層を高濃度油槽に回収し、更なる浮上分離を行って、前記直下の下層を高濃度油槽から前記スキミング槽に繰り返すことを特徴とする請求項1記載の廃油の処理方法。
3. 前記沈降処理を第1の槽（請求項２にあってはスキミング槽）で行ない、その後前記下層の空気攪拌、凝集剤添加及び加圧浮上分離をそれぞれ第２，３、４の槽で、行うことを特徴とする請求項１又は２記載の廃油の処理方法。