JP2005219037A

JP2005219037A - 浮上油回収方法および装置

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Publication number: JP2005219037A
Application number: JP2004061315A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukuhara; 廣福原
Original assignee: Fukuhara Co Ltd
Current assignee: Fukuhara Co Ltd
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: JP3845691B2

Abstract

【課題】浮上油を回収しようとする場合、油がエマルジョン化していると、液面に浮上して来ない場合があった。また、液面に浮上するのに時間を要した。加えて、浮上油回収口の近傍では、流路が形成されて液面に浮上した油を随時排出させているが、浮上油回収口から遠い位置では、液面に浮上した油が淀み、その結果として、浮上した油が異物と共に腐敗したりすることで液面を汚し、更にはひどい異臭を放つこともあった。
【解決手段】水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を浮上させ回収する際に、水を中心とする液体の中に高濃度の空気溶解液を放出することによって現れる微細な気泡の表面に水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を付着浮上させ、浮上した異物の付着した気泡から異物を回収するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を浮上させ回収する浮上油回収方法および装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、水を中心とする液体の中に高濃度の空気溶解液を放出することによって現れる微細な気泡の表面に水に含まれた油を中心とする異物を付着浮上させて異物を完全に回収する技術に関して述べたものである。

従来、水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を浮上させ回収する浮上油回収方法および装置に関する技術としては、液面に浮上した油を浮上油回収口から流出していくのを待っている構造のものが一般的であった。その場合、液面に浮上した油を流出させる浮上油回収口は、回収装置の液面の近傍に固定して位置していた。

しかしながら、このような従来の、浮上油回収方法および装置に関しては、以下に示すような課題があった。

第一に、浮上油を回収しようとする場合、油がエマルジョン化していると、液面に浮上して来ない場合があった。また、液面に浮上するのに時間を要した。

第二に、浮上油回収口の近傍では、流路が形成されて液面に浮上した油を随時排出させているが、浮上油回収口から遠い位置では、液面に浮上した油が淀み、その結果として、浮上した油が異物と共に腐敗したりすることで液面を汚し、更にはひどい異臭を放つこともあった。

第三に、液面に浮上した浮上油を排出させる浮上油回収口は、液面の近傍に位置させていたが、浮上油回収口を液面より高くすると液面に浮上した油の停滞時間が長くなり、その結果として、浮上した油が異物と共に腐敗したりして液面を汚し、更にはひどい異臭を放つこともあり、浮上油回収口を液面より低くすると水分を多く含んだ油を排出することがあった。

本発明は、水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を浮上させ回収する浮上油回収方法に於いて、水を中心とする液体の中に高濃度の空気溶解液を放出することによって現れる微細な気泡の表面に水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を付着浮上させ、浮上した異物の付着した気泡から異物を回収するものであることを特徴とし、更には、異物を回収する方法は、液面Ｌ下と空中の間で金属ベルト６２を回転移動させ前記金属ベルト６２が水を排除し易く油を中心とする異物を付着し易いという性質を利用したものであることを特徴とし、更には、前記金属ベルト６２に付着し空中に引き上げられた油を中心とする異物は、空中で前記金属ベルト６２より剥離して回収するものであることを特徴とし、更には、異物を回収する方法は、水を中心とする液体の中に高濃度の空気溶解液を放出することによって現れる大きな気泡によって液面Ｌに波を発生させ、それによって浮上した異物の付着した気泡が前記液面Ｌより少し高い所に位置している堰付浮上油回収口５１ｂを乗り越えることで回収されるものであることを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。

また本発明は、水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を浮上させ回収する浮上油回収装置に於いて、水を中心とする液体を溜める水分離槽４０と、前記水分離槽４０の中に微細な気泡と大きな気泡を作り出す目的で高濃度の空気溶解液を放出する為に空気と水を中心とする液体を吸引し攪拌と加圧を行う渦流ポンプ２１と、前記渦流ポンプ２１の下流で大きな気泡を分離する分離タンク３１と、浮上した油を中心とする異物の付着した気泡を回収する浮上油回収手段６０を配設したことを特徴とし、更には、前記浮上油回収手段６０は、水を排除し易く油を中心とする異物を付着し易い性質を持った金属ベルト６２を液面Ｌ下と空中の間を回転可能に配設し、前記金属ベルト６２に付着し空中に引き上げられた油を中心とする異物を剥離する剥離手段６７を設けたものであることを特徴とし、更には、水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を浮上させ回収する浮上油回収装置に於いて、水を中心とする液体を溜める水分離槽５０と、前記水分離槽５０の中に微細な気泡と大きな気泡を作り出す目的で高濃度の空気溶解液を放出する為に空気と水を中心とする液体を吸引し攪拌と加圧を行う渦流ポンプ２１と、浮上した油を中心とする異物の付着した気泡を回収する浮上油回収手段５１ｂ、５２を配設したことを特徴とし、更には、前記浮上油回収手段５１ｂ、５２は、液面Ｌ近傍で流体の流れが円滑に上昇するように配設した狭め板５２と、液面Ｌより少し高い所に位置している堰付浮上油流出口５１ｂを設けたものであることを特徴とすることによって、上記課題を解決したのである。

以上の説明から明らかなように、本発明によって、以下に示すような効果をあげることが出来る。

第一に、水を中心とする液体の中に高濃度の空気溶解液を放出することによって現れる微細な気泡の表面に水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を付着浮上させることで、特に水を中心とする液体の中に含まれているエマルジョン化した油に非常に有効なものとなった。即ち、エマルジョン化した油を確実に早期に浮上させることが可能になったのである。

第二に、金属ベルトが液面下と空中の間を回転可能としている浮上油回収手段や、水の中に高濃度の空気溶解液を放出することによって現れる大きな気泡や狭め板と堰付浮上油回収口より構成される浮上油回収手段によって、浮上した油を特定の場所に滞留させることもなく、浮上した油だけを回収することが可能となった。

第三に、堰付浮上油回収口を液面より高く位置させることで、浮上した油だけを排出させることが可能となった。

以下、本発明の実施の形態を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図１は、本発明の全体図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は、本発明の他の実施例の全体図であり、図４は、図３の水分離槽本体の平面図であり、図５は、図３の水分離槽本体の側面図である。

（第一の実施の形態）
図１と図２に見られるように、４０は水分離槽であり、水流入口４１ａを形成した水分離槽本体４１によって構成され、水配管８１からエアーコンプレッサによって作り出された圧縮空気より発生したドレン水等のエマルジョン化した油を含む異物を含んだ液体を水流入口４１ａを経由して流入するようになっている。

一方、水分離槽４０には、吸込管８２と空気溶解液配管８４が接続している。この場合、吸込管８２には、途中に手動で開閉可能な開閉弁２２を配置したエアー吸込管８３を合流させた後に渦流ポンプ２１に接続している。

尚、渦流ポンプ２１は、カップリング１２によってモータ１１の回転運動を伝達することが可能となっている。従って、渦流ポンプ２１では、高濃度の空気溶解液を作り出す為に空気と水を吸引し攪拌と加圧を行っている。更に、渦流ポンプ２１は、空気溶解液配管８４に接続し高濃度の空気溶解液を送り出している。

ここで、渦流ポンプ２１と水分離槽４０の間に位置している空気溶解液配管８４の途中には、管路の圧力を表示する圧力計２３と、大きな気泡を大気に放出するエアーベントを付け一定時間圧力を保持することで気体の溶解を高めることを目的とする分離タンク３１と手動で開閉可能な開閉弁３２を配置している。

また、水分離槽４０には、浮上油回収手段６０が配設されている。この場合、浮上油回収手段６０は、モータ６１と水を排除し易く油を中心とする異物を付着し易い性質を持ち液面Ｌ下と空中の間を回転可能に配設している金属ベルト６２とその金属ベルト６２を支える軸付上部ホイール６３と軸付下部ホイール６４と水分離槽本体４１の背面に位置し軸付下部ホイール６４の軸を支持している軸受６５とモータ６１を水分離槽本体４１に支持固定しているモータ取付支柱６６と金属ベルト６２に付着している油を掻き取りその浮上油を下側に誘導する剥離手段６７と浮上油を溜める浮上油回収槽６８から構成されている。

但し、金属ベルト６２に関しては、布ベルトでも良いし、金属ベルト６２と軸付上部ホイール６３と軸付下部ホイール６４の構成を一体にして液面Ｌ下と空中の間を回転可能に配設している金属ホイールや木製ホイールに置き換えることも考えられる。

ところで、水分離槽４０に於いて、水を中心とする液体の中に含まれたエマルジョン化した油が微細の気泡の表面に付着し浮上油として液面Ｌに向けて上昇するのに対し、底部には清浄な水が貯留される。そこで、この清浄な水は、大気に開放された処理水配管８５を経由して油吸着槽７０に送り込まれる。この場合、油吸着槽７０には、アミンを付着させたエマルジョン破壊をおこさせ油を吸着するエマルジョン破壊油吸着材と油を吸着する油吸着材を混合して充填している。

また、油吸着槽７０には、上部と下部に特定の流路を形成しにくいように、空間部を形成するようにしている。

最終的に、油吸着槽７０を通過した液体は、清水管８６によってそのまま河川にも排水可能なきれいな清水を排出可能にしている。

ここで、処理水配管８５と清水管８６の形状は図１を見れば明らかであるが、液面Ｌと、処理水配管８５の水平に位置している上部の配管と、清水管８６の水平に位置している配管に関しては、同じ位置であっても構わないし、清水管８６だけを少し低く位置しても構わない。

本発明による、浮上油回収方法および装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。

先ず、水分離槽４０を構成している水分離槽本体４１に、水配管８１によって水流入口４１ａよりエアーコンプレッサによって作り出された圧縮空気より発生したドレン水等のエマルジョン化した油を含む異物を含んだ液体や油の使用する工場で使用した洗浄水を注水し、モータ１１を作動させる。

ここで、モータ１１の作動によってカップリング１２で連結している渦流ポンプ２１も同時に作動し、吸込管８２を介して水分離槽本体４１内の油を中心とする異物を混在させた水を中心とする液体を循環させる。同時に、エアー吸込管８３に配設された開閉弁２２を開放することによって空気を吸引することが可能となり、渦流ポンプ２１によって空気と水を吸引し攪拌と加圧を行って高濃度の空気溶解液を作り出すことが可能となるのである。

この場合、渦流ポンプ２１によって作り出された高濃度の空気溶解液は、微細な気泡と大きな気泡の２種類の気泡を作り出すことが可能となっているのである。例えば、微細な気泡とは、目視での状況で表現すると、「白濁した状態に見える」と言う内容のものである。

そこで、この高濃度の空気溶解液をエアーベント付の分離タンク３１を経由させることで、大きな気泡を作り出す件に関してはエアーベントにより大きな気泡を大気に放出することで削除することが可能となり、更に分離タンク３１で一定時間圧力を保持することで気体の溶解を尚一層高めることが可能となるのである。

この様にして、微細な気泡だけを作り出すことが可能な高濃度の空気溶解液が水分離槽４０に送り込まれると、高濃度の空気溶解液が一気に減圧し、液の流速を抑えながら放出することにより過飽和となった空気が微細な気泡となって現れ、その微細な気泡に水中のエマルジョン化した油が付着して液面Ｌに浮いて来るのである。

一方、液面Ｌに浮上した油を中心とする異物を付着させた泡は、浮上油回収手段６０を構成しているモータ６１を作動させることによって、軸付上部ホイール６３を回転させ、それによって軸付上部ホイール６３と軸付下部ホイール６４の間に掛けられた金属ベルト６２を液面Ｌ下と空中の間で回転移動させ、その間に水を排除し易く油を中心とする異物を付着し易い特性を利用して金属ベルト６２に油を付着させ、空中に持ち上げられた油を剥離手段６７によって金属ベルト６２に付着した油を掻き取ることで、その後には浮上油回収槽６８に油を流し込んでいるのである。

ところで、水分離槽４０の底部に溜まった油の殆ど除去された水は、処理水配管８５を経由して油吸着槽７０に送り込まれる。

最後に、油吸着槽７０では、アミンを付着させたエマルジョン破壊油吸着材の働きによってエマルジョン破壊をおこさせることで大きな油に集合させ、油吸着材の働きによってエマルジョン破壊した油を吸着している。この様にして油を中心とする異物が除去されたきれいな清水が清水管８６から排出される様になっているのである。

（第二の実施の形態）
図３〜図５に見られるように、５０は水分離槽であり、水流入口５１ａと堰付浮上油回収口５１ｂと大きな気泡の影響を排除する目的の為に仕切板５１ｃを形成した水分離槽本体５１によって構成され、水配管８１からエアーコンプレッサによって作り出された圧縮空気より発生したドレン水等のエマルジョン化した油を含む異物を含んだ液体を水流入口５１ａを経由して流入するようになっている。

一方、水分離槽５０には、吸込管８２と空気溶解液配管８７が接続している。この場合、吸込管８２には、途中に手動で開閉可能な開閉弁２２を配置したエアー吸込管８３を合流させた後に渦流ポンプ２１に接続している。

尚、渦流ポンプ２１は、カップリング１２によってモータ１１の回転運動を伝達することが可能となっている。従って、渦流ポンプ２１では、高濃度の空気溶解液を作り出す為に空気と水を吸引し攪拌と加圧を行っている。更に、渦流ポンプ２１は、空気溶解液配管８７に接続し高濃度の空気溶解液を送り出している。

ここで、渦流ポンプ２１と水分離槽５０の間に位置している空気溶解液配管８７の途中には、管路の圧力を表示する圧力計２３を配置している。但し、一定時間圧力を保持することで気体の溶解を高めることを目的とする、エアーベントを付けていない加圧タンクを空気溶解液配管８７の途中に設置することも考えられる。

また、水分離槽５０には、液面Ｌに近い所に浮上油回収手段５１ｂ、５２が配設されている。この場合、浮上油回収手段５１ｂ、５２は、液面Ｌより少し上部に位置し浮上した浮上油を回収する堰付浮上油回収口５１ｂと、液面Ｌに近い所に浮上した浮上油が堰付浮上油回収口５１ｂに集まるように配慮した狭め板５２から構成されている。

但し、図３〜図５には具体的に記載していないが、狭め板５２の外側と水分離槽本体５１内側との間に（図４に見られる狭め板５２の外側の直角三角形で見られる空間に）異物を付着した微細な気泡が滞留しないようにすることは必要である。その為には、その空間に液体が流入しないような構造にし、水配管８１を狭め板５２の所まで延長し、狭め板５２の所に水流入口５１ａを形成することも考えられる。

尚、油吸着槽７０と処理水配管８５と清水管８６に関しては、第一の実施の形態と同じ内容になるのでここでは省略する。

先ず、水分離槽５０を構成している水分離槽本体５１に、水配管８１によって水流入口５１ａよりエアーコンプレッサによって作り出された圧縮空気より発生したドレン水等のエマルジョン化した油を含む異物を含んだ液体や油の使用する工場で使用した洗浄水を注水し、モータ１１を作動させる。

ここで、モータ１１の作動によってカップリング１２で連結している渦流ポンプ２１も同時に作動し、吸込管８２を介して水分離槽本体５１内の油を中心とする異物を混在させた水を中心とする液体を循環させる。同時に、エアー吸込管８３に配設された開閉弁２２を開放することによって空気を吸引することが可能となり、渦流ポンプ２１によって空気と水を吸引し攪拌と加圧を行って高濃度の空気溶解液を作り出すことが可能となるのである。

この様にして、微細な気泡と大きな気泡を作り出すことが可能な高濃度の空気溶解液が水分離槽５０に送り込まれると、高濃度の空気溶解液が一気に減圧し、液の流速を抑えながら放出することにより過飽和となった空気が微細な気泡と大きな気泡となって現れ、その微細な気泡に水中のエマルジョン化した油が付着して液面Ｌに浮いて来ると同時に大きな気泡によって液面Ｌに波を立たせるのである。

一方、液面Ｌに浮上した油を中心とする異物を付着させた泡は、大きな気泡による液面Ｌでの波と浮上油回収手段５２である狭め板５２によって浮上油回収手段５１ｂである堰付浮上油回収口５１ｂに向かう流路が狭められることによって液面Ｌが盛り上がり、液面より少し高い位置にある堰付浮上油回収口５１ｂより排出され浮上油回収接続部８８から図３には具体的に記載されてはいない浮上油回収槽等に送り込まれるようになっているのである。

ところで、水分離槽４０の底部に溜まった油の殆ど除去された水は、処理水配管８５を経由して油吸着槽７０に送り込まれる。この場合、水分離槽本体５１の下部に仕切板５１ｃが形成されている為に、処理水配管８５に流れ込む水が大きな気泡の影響を受けることは無い。尚、仕切板５１ｃに関しては、第一の実施の形態に応用することも可能である。

最後に、油吸着槽７０では、アミンを付着させたエマルジョン破壊油吸着材の働きによってエマルジョン破壊をおこさせることで大きな油に集合させ、油吸着材の働きによってエマルジョン破壊した油を吸着している。この様にして油を中心とすう異物が除去されたきれいな清水が清水管８６から排出される様になっている。

本発明の全体図図１のＡ−Ａ断面図本発明の他の実施例の全体図図３の水分離槽本体の平面図図３の水分離槽本体の側面図

符号の説明

１１・・・・・・・モータ
１２・・・・・・・カップリング
２１・・・・・・・渦流ポンプ
２２・・・・・・・開閉弁
２３・・・・・・・圧力計
３１・・・・・・・分離タンク
３２・・・・・・・開閉弁
４０・・・・・・・水分離槽
４１・・・・・・・水分離槽本体
４１ａ・・・・・・水流入口
５０・・・・・・・水分離槽
５１・・・・・・・水分離槽本体
５１ａ・・・・・・水流入口
５１ｂ・・・・・・堰付浮上油回収口（浮上油回収手段）
５１ｃ・・・・・・仕切板
５２・・・・・・・狭め板（浮上油回収手段）
６０・・・・・・・浮上油回収手段
６１・・・・・・・モータ
６２・・・・・・・金属ベルト
６３・・・・・・・軸付上部ホイール
６４・・・・・・・軸付下部ホイール
６５・・・・・・・軸受
６６・・・・・・・モータ取付支柱
６７・・・・・・・剥離手段
６８・・・・・・・浮上油回収槽
７０・・・・・・・油吸着槽
８１・・・・・・・水配管
８２・・・・・・・吸込管
８３・・・・・・・エアー吸込管
８４・・・・・・・空気溶解液配管
８５・・・・・・・処理水配管
８６・・・・・・・清水管
８７・・・・・・・空気溶解液配管
８８・・・・・・・浮上油回収接続部
Ｌ・・・・・・・・液面

Claims

水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を浮上させ回収する浮上油回収方法に於いて、水を中心とする液体の中に高濃度の空気溶解液を放出することによって現れる微細な気泡の表面に水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を付着浮上させ、浮上した異物の付着した気泡から異物を回収するものであることを特徴とする浮上油回収方法。
異物を回収する方法は、液面（Ｌ）下と空中の間で金属ベルト（６２）を回転移動させ前記金属ベルト（６２）が水を排除し易く油を中心とする異物を付着し易いという性質を利用したものであることを特徴とする請求項１に記載の浮上油回収方法。
前記金属ベルト（６２）に付着し空中に引き上げられた油を中心とする異物は、空中で前記金属ベルト（６２）より剥離して回収するものであることを特徴とする請求項２に記載の浮上油回収方法。
異物を回収する方法は、水を中心とする液体の中に高濃度の空気溶解液を放出することによって現れる大きな気泡によって液面（Ｌ）に波を発生させ、それによって浮上した異物の付着した気泡が前記液面（Ｌ）より少し高い所に位置している堰付浮上油回収口（５１ｂ）を乗り越えることで回収されるものであることを特徴とする請求項１に記載の浮上油回収方法。
水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を浮上させ回収する浮上油回収装置に於いて、水を中心とする液体を溜める水分離槽（４０）と、前記水分離槽（４０）の中に微細な気泡と大きな気泡を作り出す目的で高濃度の空気溶解液を放出する為に空気と水を中心とする液体を吸引し攪拌と加圧を行う渦流ポンプ（２１）と、前記渦流ポンプ（２１）の下流で大きな気泡を分離する分離タンク（３１）と、浮上した油を中心とする異物の付着した気泡を回収する浮上油回収手段（６０）を配設したことを特徴とする浮上油回収装置。
前記浮上油回収手段（６０）は、水を排除し易く油を中心とする異物を付着し易い性質を持った金属ベルト（６２）を液面（Ｌ）下と空中の間を回転可能に配設し、前記金属ベルト（６２）に付着し空中に引き上げられた油を中心とする異物を剥離する剥離手段（６７）を設けたものであることを特徴とする請求項５に記載の浮上油回収装置。
水を中心とする液体に含まれた油を中心とする異物を浮上させ回収する浮上油回収装置に於いて、水を中心とする液体を溜める水分離槽（５０）と、前記水分離槽（５０）の中に微細な気泡と大きな気泡を作り出す目的で高濃度の空気溶解液を放出する為に空気と水を中心とする液体を吸引し攪拌と加圧を行う渦流ポンプ（２１）と、浮上した油を中心とする異物の付着した気泡を回収する浮上油回収手段（５１ｂ、５２）を配設したことを特徴とする浮上油回収装置。
前記浮上油回収手段（５１ｂ、５２）は、液面（Ｌ）近傍で流体の流れが円滑に上昇するように配設した狭め板（５２）と、液面（Ｌ）より少し高い所に位置している堰付浮上油流出口（５１ｂ）を設けたものであることを特徴とする請求項７に記載の浮上油回収装置。