JP5229764B2

JP5229764B2 - 油水分離装置

Info

Publication number: JP5229764B2
Application number: JP2005362361A
Authority: JP
Inventors: 浩一上田; 博山之内; 健次山根; 和夫羽鳥; 伸雄飯島
Original assignee: National Maritime Research Institute
Current assignee: National Maritime Research Institute
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2025-12-15
Also published as: JP2007160264A

Description

本発明は、船舶の機関室などで生じる油を含んだビルジ水や、工場などで生じる油を含んだ汚水について、その外部への排出の際に、環境保全のため予め油分を分離するのに適した油水分離装置に関する。

従来、水に混入した油は、油と水との比重差による重力分離方式により分離することが行われていた。そして、平行板やフィルターを備えた水路を通過させることにより、油粒を造塊させ浮上速度を速くして分離することが行われていた。
しかしながら、油水混合物に界面活性剤や微細なゴミが混入した場合、油粒が小さくなったり、水と油粒との比重差が小さくなったりして、油粒の浮上速度が遅くなるため、比重差による油粒の分離が難しくなるという不具合がある。また、単に目の細かいフィルターを用いただけでは、目詰まりを起こして、分離性能が低下するという不具合がある。そして、目詰まりしたフィルターの交換は、同フィルターが油で汚れているため容易ではなかった。
さらに、繊維材からなるパッドやシートを用いて、液面に浮かぶ油分を吸着したり濾過により油分を除去したりすることも行われているが、このような手段では多量の油水について油分の分離を効率よく行うことは困難とされている。
一般に、界面活性剤等の混入により微細化された油粒を除去できれば、油水分離器の性能を向上させ、排水中の油分濃度を大幅に低減させることができる。従来の油水分離器では、この微粒化した油分が除去できなかったり、また目の細かいフィルターを使用した場合には目詰まりによる頻繁なフィルター交換が必要となったりして、メンテナンス上の負担の増大を招いていた。
特開２００３−２４７０５号公報特開２００５−２８８４３５号公報

本発明は、油水中の微細な油粒をタンク内に圧縮充填された繊維材、好ましくは脱脂綿に流通させてから、さらに微小な細孔が形成されたフィルターを通過させることにより、排水中の油分濃度を十分に低減できるようにするとともに、メンテナンスの負担も軽減できるようにした油水分離装置を提供することを課題とする。

本発明は、予め被処理水中の油分を減少させる前処理がされた油分を含む被処理水を導入し通過させて上記油分の捕捉分離を行う第１タンクと、同第１タンクを通過した被処理水を導入し通過させて残余の油分の捕捉分離を行う第２タンクとを備え、上記第１タンクには、予め繊維材に水分を含ませて同繊維材を圧縮充填した油分吸着用カートリッジが交換可能に設けられるとともに、上記第２タンクには上記被処理水中の残余の油分を捕捉するための膜分離型フィルターが装填され、上記第１タンクへは上記前処理された被処理水を頂部から導入し、上記第１タンクの底部から上記第２タンクの底部へ配管を介して被処理水を導き、上記第２タンクの頂部に設けた排出管から被処理水を排出するとともに、上記膜分離型フィルターを逆流により洗浄するための配管が上記排出管に、また洗浄水を排出するための排出管が上記配管に設けられていることを特徴としている。

また、本発明は、上記繊維材が脱脂綿であることを特徴としている。

さらに、本発明は、上記膜分離型フィルターの細孔が０.１〜５ミクロンに設定されていることを特徴としている。

また、本発明は、上記第１タンクへ導かれる上記前処理された被処理水について同被処理水中の油分を予め減少させておくための前処理装置を備え、同前処理装置が、初めに上記被処理水中の油分の粗分離を粗粒化板により行う第１前処理タンクと、同第１前処理タンクを通過した上記被処理水を導いて同被処理水中の油分の造塊分離を粗粒化フィルターにより行う第２前処理タンクとで構成されたことを特徴としている。

本発明の油水分離装置では、予め被処理水中の油分を減少させる前処理がされた油分を含む被処理水が、第１タンクへは頂部から導入され、上記第１タンクの底部から第２タンクの底部へ配管を介して被処理水が導かれ、上記第２タンクの頂部に設けた排出管から被処理水を排出する。よって、第１タンクにおいて同第１タンク内のカートリッジに圧縮充填された繊維材を通過する際に、微細な油分も効率よく捕捉されるようになり、このようにして第１タンクを通過した濾過水は、次に通過する第２タンク内の膜分離型フィルターにより、残余の油分を十分に捕捉されるようになる。
また、上記膜分離型フィルターを逆流により洗浄するための配管が上記排出管に、また洗浄水を排出するための排出管が上記配管に設けられており、上記フィルターを逆流により洗浄するための配管が施されているため、同フィルターの面倒な交換を必要とせずに同フィルターの油分捕捉機能を常時高めておくことができる。

そして、上記繊維材の上記カートリッジ内への圧縮充填は、同繊維材を予め濡らしてから行われるので、同繊維材の充填密度は著しく高められており、これにより同繊維材の間を通過する上記被処理水中の油分の捕捉が、上記繊維材の圧密化された表面への付着により十分に行われるようになる。

このようにして、第１タンクにおける上記繊維材で油分の捕捉が所要程度まで行われた後は、同繊維材を充填された前記カートリッジの交換により、直ちに第１タンクにおける油分捕捉機能の回復を図ることができる。

また、本発明の油水分離装置では、上記繊維材として脱脂綿が採用されることにより、同繊維材を濡らして上記油分吸着用カートリッジ内へ圧縮充填する操作が容易に且つ十分に行われるとともに、脱脂綿は被処理水の流通抵抗が他の繊維材と比べて少ないため、同繊維材（脱脂綿）による油分の吸着捕捉が能率よく一層的確に行われるようになる。

さらに、第２タンクにおける膜分離型フィルターの細孔が０.１〜５ミクロンに設定されていると、同フィルターにより微細な油粒の捕捉も容易に行われる。

被処理水中の油分含有量が著しく多い場合は、上記の第１タンクおよび第２タンクによる油水分離に先立って、前処理により予め被処理水中の油分を減少されるが、本装置では、初めに第１前処理タンクで粗粒化板による被処理水中の油分の粗分離が行われ、ついで第２前処理タンクにおける粗粒化フィルターで被処理水中の油分の造塊分離が行われた後、被処理水が前記の第１タンクおよび第２タンクにおいて更に油分の分離が行われるものであり、このようにして被処理水中の油分分離が十分に且つ適切に行われるようになる。

図１は本発明の一実施例としての油水分離装置を模式的に示す系統図であり、図２は油水分離のメカニズムを示す説明図で、その（ａ）図は吸着による油水分離のメカニズムを示す説明図、（ｂ）図は膜分離方式による油水分離のメカニズムを示す説明図である。

図１に示すように、船舶のビルジタンクから導かれた油分を含む被処理水Ｗが、同被処理水中の油分を予め減少させておくため、第１前処理タンク１に、図示しない圧入用ポンプで圧入されるようになっている。そして、第１前処理タンク１内へ流入する被処理水Ｗにおける大量の油分は直ちに上方へ集められてバルブ１ｂ付き排出管１ａから排出され、また比較的粒径の大きい油分は粗粒化板６により粗粒化されて、その油分もタンク１内の上方の排出管１ａから排出される。
なお、図１における符号Ａは水の流れ方向を示し、Ｂは油粒を模式的に示している。

また、第１前処理タンク１には、同タンク内の油水界面を検出するための油水界面センサー５ａ，５ｂが設けられている。

上述のごとく、第１前処理タンク１では、大量に流入する油や比較的粒径の大きい油分の分離が行われるが、被処理水中に猶も残存する油分の分離を行うため、第１前処理タンク１から接続管２ｃを介してコアレッサーとしての第２前処理タンク２へ導かれた被処理水は、同タンク２内の粗粒化フィルター７により油分を粗粒化されて分別され、このようにして粗粒化された油分は同タンク上部のバルブ２ｂ付き排出管２ａより排出される。

油分を含む被処理水Ｗが上述の第１前処理タンク１および第２前処理タンク２を経由することにより、その油分をかなり除去されるが、本装置では第２前処理タンク２で前処理された被処理水が、さらに微細油粒の除去処理を施されるため、第１タンク３および第２タンク４へ順次送給される。

すなわち、第２前処理タンク２の出口フィルター７ａを経由した被処理水は、接続管３ａおよびバルブ８を介し第１タンク３の頂部へ導かれ、同第１タンク３における交換可能の油分吸着用カートリッジ３Ａにおいて、図２（ａ）に示すごとく、微細な油粒Ｂを吸着除去される。
ついで、被処理水は、第１タンク３の底部の第１バルブ３Ｖおよび第２タンク４の底部の第２バルブ４Ｖを介し、同第２タンク４内へ導かれる。

そして、第２タンク４の内部における微小な細孔（０.１〜５ミクロン）のフィルター４Ａにより、図２（ｂ）に示すごとく、被処理水中に含まれる超微細の油粒Ｂの捕捉除去が行われる。

第１タンク３における交換可能のカートリッジ３Ａは、予め繊維材に水分を含ませて同繊維材を十分に圧縮充填されており、この繊維材としては好ましくは脱脂綿が用いられる。
また、第２タンク４におけるフィルター４Ａについては、同フィルター４Ａの目詰まりの程度を流量計などで検知する手段が設けられる。

そして、フィルター４Ａを逆流により洗浄するための配管として、第２タンク４の頂部に接続された排出管10に、切換バルブ12を介して洗浄水導入管13が接続される。また、第１バルブ３Ｖと第２バルブ４Ｖとの間の配管11ａに、洗浄水排出用の排水管11が接続されている。このようにして、第２タンク４の内部で、逆流により微小な細孔が形成されたフィルター４Ａの洗浄が行われるようになっている。
なお、切換バルブ12および洗浄水導入管13を設ける代わりに、単に排水管10に逆流用ポンプを設けるようにしてもよい。

図１に示すように、第１前処理タンク１および第２前処理タンク２の各底部には、重い不純物を含んだ水の排水を行うためのバルブ１ｅ，２ｅ付き排出管１ｄ，２ｄが接続されている。また、符号９は接続用フランジを示している。

上述の本実施例の油水分離装置では、油分を含む被処理水Ｗが、第１タンク３において同第１タンク３内のカートリッジ３Ａに圧縮充填された繊維材を通過する際に、微細な油分も効率よく吸着捕捉されるようになり、このようにして第１タンク３を通過した濾過水は、次に通過する第２タンク４内の微小な細孔が形成されたフィルター４Ａにより、残余の油分を十分に捕捉除去されるようになる。

そして、上記繊維材のカートリッジ３Ａ内への圧縮充填は、同繊維材を予め濡らしてから行われるので、同繊維材の充填密度は著しく高められており、これにより同繊維材の間を通過する被処理水Ｗ中の油分の吸着捕捉が、上記繊維材の圧密化された表面への付着により十分に行われるようになる。

このようにして、第１タンク３における上記繊維材で油分の捕捉が所要程度まで行われた後は、同繊維材を充填されたカートリッジ３Ａの交換により、直ちに第１タンク３における油分捕捉機能の回復を図ることができる。

また、本実施例の油水分離装置では、上記繊維材として脱脂綿が採用されることにより、同繊維材を濡らして油分吸着用カートリッジ３Ａ内へ圧縮充填する操作が容易に且つ十分に行われるとともに、脱脂綿は被処理水の流通抵抗が他の繊維材と比べて少ないため、同繊維材（脱脂綿）による油分の吸着捕捉が能率よく一層的確に行われるようになる。

さらに、第２タンク４における微小な細孔が形成されたのフィルター４Ａが膜分離型フィルターとして構成されて、同フィルター４Ａの細孔が０.１〜５ミクロンに設定されているので、同フィルター４Ａにより超微細な油粒の捕捉除去も容易に行われ、しかもフィルター４Ａを逆流により洗浄するための配管が施されているため、同フィルター４Ａの面倒な交換を必要とせずに同フィルター４Ａの油分捕捉機能を常時高めておくことができる。

被処理水中の油分含有量が著しく多い場合は、第１タンク３および第２タンク４による油水分離に先立って、予め被処理水中の油分を減少させておくことが望ましいが、本装置では、初めに第１前処理タンク１で粗粒化板６による被処理水Ｗ中の油分の粗分離が行われ、ついで第２前処理タンク２における粗粒化フィルター７で被処理水中の油分の造塊分離が行われた後、被処理水Ｗが第１タンク３および第２タンク４において更に油分の分離が行われるものであり、このようにして被処理水中の油分分離が十分に且つ適切に行われるようになる。

本発明の一実施例としての油水分離装置を模式的に示す系統図である。油水分離のメカニズムを示す説明図で、（ａ）図は吸着による油水分離のメカニズムを示す断面図、（ｂ）図は膜分離方式による油水分離のメカニズムを示す断面図である。

符号の説明

１第１前処理タンク
１ａ排出管
１ｂバルブ
１ｄ排出管
１ｅバルブ
２第２前処理タンク
２ａ排出管
２ｂバルブ
２ｃ接続管
２ｄ排出管
２ｅバルブ
３第１タンク
３Ａ油分吸着用カートリッジ
３ａ接続管
３Ｖ第１バルブ
４第２タンク
４Ａフィルター
４Ｖ第２バルブ
５ａ，５ｂ油水界面センサー
６粗粒化板
７粗粒フィルター
７ａ出口フィルター
８バルブ
９接続用フランジ
10 排出管
11 排水管
11ａ配管
12 切換バルブ
13 洗浄水導入管
Ａ水の流れ方向
Ｂ油粒
Ｗ被処理水

Claims

予め被処理水中の油分を減少させる前処理がされた油分を含む被処理水を導入し通過させて上記油分の捕捉分離を行う第１タンクと、同第１タンクを通過した被処理水を導入し通過させて残余の油分の捕捉分離を行う第２タンクとを備え、上記第１タンクには、予め繊維材に水分を含ませて同繊維材を圧縮充填した油分吸着用カートリッジが交換可能に設けられるとともに、上記第２タンクには上記被処理水中の残余の油分を捕捉するための膜分離型フィルターが装填され、上記第１タンクへは上記前処理された被処理水を頂部から導入し、上記第１タンクの底部から上記第２タンクの底部へ配管を介して被処理水を導き、上記第２タンクの頂部に設けた排出管から被処理水を排出するとともに、上記膜分離型フィルターを逆流により洗浄するための配管が上記排出管に、また洗浄水を排出するための排出管が上記配管に設けられていることを特徴とする、油水分離装置。
上記繊維材が脱脂綿であることを特徴とする、請求項１に記載の油水分離装置。
上記膜分離型フィルターの細孔が０.１〜５ミクロンに設定されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の油水分離装置。
上記第１タンクへ導かれる上記前処理された被処理水について同被処理水中の油分を予め減少させておくための前処理装置を備え、同前処理装置が、初めに上記被処理水中の油分の粗分離を粗粒化板により行う第１前処理タンクと、同第１前処理タンクを通過した上記被処理水を導いて同被処理水中の油分の造塊分離を粗粒化フィルターにより行う第２前処理タンクとで構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の油水分離装置。