JP2000328048A

JP2000328048A - 油分離剤および油分離方法

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Publication number: JP2000328048A
Application number: JP11136288A
Authority: JP
Inventors: Teruo Kato; 輝雄加藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2000-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】水中に油滴が分散した油滴分散から油分が微
粒子分散した乳化乃至可溶化状態で、しかも、油分含量
の多い乳化油乃至可溶化油から油分含量の少ない洗浄廃
水までの被処理液を、合理的かつ経済的に油分と水分と
に分離することができる油分離剤および油分離方法を提
供する。【解決手段】油分離剤は、油分を吸収し固めるための
吸油性ポリマーと水中の微粒子を凝集するための凝集剤
とからなり、吸油性ポリマーと凝集剤とは、被処理液
に、別々に添加され、同時に添加され、または、ブレン
ドされて添加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は油分離剤および油
分離方法に関し、特にたとえば、水中に油分が微粒子分
散した乳化乃至可溶化状態の液（水中油型の乳化油乃至
可溶化油）などの被処理液を短時間に油分と水分とに分
離させ、廃棄処理または工業廃水の処理に用いられる油
分離剤および油分離方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】水中に油分が微粒子分散した水中油型の
乳化油乃至可溶化油は、切削油、圧延油、水性塗料、乳
液、乳製品などとして機械加工から化粧品、食品に至る
まで各種産業で利用されている。しかし、これらが製造
工程中から漏れたり不良ロット品ができたりした場合
は、油性成分が多いためにそのまま廃水処理が出きず、
廃棄処理をする必要が生じる。廃棄処理の方法として一
般的には燃焼法が用いられるが、水分も一緒に処理され
るためコストが非常にかかり、また、内容成分や燃焼の
方法によってはダイオキシンの発生など環境的に問題が
あるため、低コストで容易に水中に微粒子分散している
油分を分離除去する方法が望まれている。

【０００３】一方、乳化油乃至可溶化油を使用したタン
クや機械を洗浄すると、多量の廃水がでる。この廃水に
は油分や水分のほかに製品中に含まれていた界面活性剤
や洗浄のための界面活性剤が含まれているため、油分は
分離せず安定なエマルジョンを形成している場合が多
い。洗浄廃水を河川または海に排水として流す場合に
は、厳しい環境規制があり、油分だけでなく界面活性剤
も完全に除去しなければならない。エマルジョン廃水中
の油分を分離処理する方法としては、従来より多くの方
法が提案されている。たとえば、ろ過、遠心分離などの
機械的分離法、膜分離、超音波、加熱、冷却、凝集、光
触媒などを使用した物理的または化学的分離法、および
微生物を利用した方法などが知られている。このうち、
最も広く用いられている分離処理法としては、凝集法
（たとえば特開昭６１−２８３３３６号）がある。しか
し、凝集法は、処理工程中にｐＨ調整が複数組み込まれ
ているために、管理の複雑さや装置が大型になるなど問
題点が多い。また、セラミックフィルターや限外ろ過膜
などを用いた膜分離法（たとえば特開平４−２１０２８
９号）は、膜の細孔のふるいにより粒子の大きいエマル
ジョン粒子を濃縮する方法であるが、膜の目づまりによ
って分離効率が落ち、それを防ぐための装置の維持管理
が非常に繁雑であること、油滴の場合は通り抜けるこ
と、さらに粘度が高い場合は使用できないなど問題があ
る。また、ろ過や遠心分離による機械分離法および超音
波、加熱、冷却などの物理的分離法は、油分の分散粒子
径が小さくなると効果が薄れ、分散粒子径が０．数μｍ
以下の可溶化状態になると油分をほとんど分離すること
ができなくなる。さらに、二酸化チタンを使った光触媒
法（たとえば特開平９−２９２４３号、特開平９−４７
６５７号）は、油分の周りの界面活性剤を分解すること
でエマルジョンを破壊する反応部と破壊した油分とを膜
分離し分取する方法であるが、エネルギーコストはかか
らないものの油分含量が少なくても反応部では数時間以
上の時間がかかり、しかも、分取に膜分離を使用してい
る場合は高油分含量液や高粘度液の場合には適さないな
どの問題がある。また、微生物を使用した方法も、分解
まで長時間かかるとともに、これも高油分含量液には適
していない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】それゆえに、この発明
の主たる目的は、水中に油滴が分散した油滴分散から油
分が微粒子分散した乳化乃至可溶化状態で、しかも、油
分含量の多い乳化油乃至可溶化油から油分含量の少ない
洗浄廃水までの被処理液を、合理的かつ経済的に油分と
水分とに分離することができる油分離剤および油分離方
法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる油分離
剤は、油分を吸収し固めるための吸油性ポリマーと、水
中の微粒子を凝集するための凝集剤とからなることを特
徴とする、油分離剤である。この発明にかかる油分離方
法は、油分を吸収し固めるための吸油性ポリマーと水中
の微粒子を凝集するための凝集剤とを、被処理液に、別
々に添加し、同時に添加し、または、ブレンドして添加
することを特徴とする、油分離方法である。

【０００６】この発明で重要な構成は、吸油性ポリマー
と凝集剤との両方を使用することにある。油分が水中に
微粒子のままで安定に分散しているのは、油分の周りに
界面活性剤や蛋白質または糖脂質などが強い保護膜を形
成しており、しかも、保護膜と水の界面は親水性になっ
ている。したがって、吸油剤は、親油性であるため、保
護膜を形成している水中の油分には効果的に接触でき
ず、吸油することができない。一方、凝集剤は、イオン
的または物理的吸着により主に固形の粒子の凝集に使用
されるが、油分が分散した乳化状態では効果が落ち、特
に分散粒子が非常に小さい場合や希薄な乳化液の場合で
は完全に凝集除去することができない。しかし、本発明
者は、吸油剤の中の吸油性ポリマーと凝集剤とを組み合
わせると想像もつかない相乗効果が現れることを見出し
た。すなわち、吸油剤の中の吸油性ポリマーと凝集剤と
を組み合わせることによって、たとえば数ｍｍの油滴だ
けでなく、たとえば数μｍの油分が水中に安定分散して
いる乳化状態からたとえば０．数μｍ以下で超微粒子分
散している可溶化状態（光の波長より小さいため透明に
見える状態）までの油分を、濃度に関係なくほぼ完全に
捕獲し凝集分離することができることを見出した。

【０００７】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、以下の発明の実施の形態の詳細な説明
から一層明らかとなろう。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明に使用する吸油性ポリマ
ーは、高分子鎖の絡み合いまたは三次元的な架橋構造の
ネットワークの中に油分を分子レベルで抱き込む吸油剤
で、たとえばスチレン・ブタジエン系熱可塑性エラスト
マー、アクリレートコポリマー、ポリノルボルネン系エ
ラストマー、多孔性ビニル系ポリマーなどがある。これ
らのうち好ましいのは、スチレン・ブタジエン系熱可塑
性エラストマーであり、さらに好ましいのは、ポリスチ
レンブロックおよびポリブタジエンブロックからなるブ
ロック共重合体である。吸油性ポリマーは、吸油効果を
あげるために、たとえば０．１ｍｍから約５ｍｍに無定
形に粉砕した粉末が好ましい。吸油剤としては、吸油性
ポリマーの他に油ゲル化剤および油吸着剤がある。油ゲ
ル化剤は、成分が油中で分子配列して油分を固化するも
ので、ヒドロキシステアリン酸、金属石鹸、ワックスな
どがある。油吸着剤は、油を吸着できるが可逆的であ
り、物理的に圧をかけると脱油するもので綿、パルプ、
合成繊維などがある。しかし、油ゲル化剤および油吸着
剤は、この発明には適さない。

【０００９】また、この発明に使用する凝集剤は、一般
にエマルジョンブレーカーと呼ばれているものであり、
油分の分散粒子の保護膜にイオン的または物理的に影響
を与えるものであれば組成を特に限定することはない
が、粉末が好ましい。たとえば無機系の凝集剤として
は、モンモリナイト粘土や活性白土などの天然系の他
に、珪酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミ
ニウム、ポリ塩化アルミニウム、水酸化アルミニウム、
アルミニウム珪酸ナトリウムなどのアルミニウム塩、水
酸化カルシウム、酸化カルシウム、リン酸カルシウムな
どのカルシウム塩、水酸化マグネシウム、酸化マグネシ
ウム、リン酸マグネシウムなどのマグネシウム塩、二酸
化ケイ素などの単離物質、さらに、これらに無機酸の金
属塩を１種または２種以上配合されるものもある。ま
た、有機系の凝集剤には、カチオン性高分子凝集剤、ア
ニオン性高分子凝集剤およびノニオン性高分子凝集剤が
ある。カチオン性高分子凝集剤としては、たとえばアミ
ノアルキル（メタ）アクリレート４級塩（共）重合体、
ポリアミノメチルアクリルアミドの塩または４級塩、ポ
リビニルイミダゾリン、キトサン、ポリアミドポリアミ
ンなどがあり、アニオン性高分子凝集剤としては、たと
えばポリアクリル酸ナトリウム、アクリルアミド／アク
リル酸ナトリウム共重合体、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリメチルアクリレートの部分加水分解物などがあ
り、ノニオン性高分子凝集剤としては、たとえばポリア
クリルアミドなどがある。この発明に使用する凝集剤と
しては、これらの中の１種または２種以上を任意に組み
合わせて使用してもよい。

【００１０】この発明における乳化油乃至可溶化油また
はその洗浄水などの被処理液からの油分離除去方法につ
いては特に限定はしないが、たとえば被処理液に吸油性
ポリマーおよび凝集剤からなる油分離剤を添加して攪拌
し、油分が凝集分離したら遠心分離またはろ過して除去
するといった簡単な方法でよい。吸油性ポリマーおよび
凝集剤からなる油分離剤の添加方法としては、別々に添
加する方法、同時に添加する方法、および前もってブレ
ンドして添加する方法があるが、別々に添加する場合は
短時間で行う必要があり、その場合は吸油性ポリマーを
先に入れてから凝集剤を後で入れるのが好ましい。なぜ
なら、凝集剤を先に入れて凝集した後では、凝集体が保
護膜を作っているため、吸油性ポリマーの能力が満足に
発揮できない場合があるからである。

【００１１】吸油性ポリマーの使用量は、分散している
油分の５倍量から１０分の１倍量程度である。これより
多くても害はないが、コスト的に無駄であり、少ない場
合は十分な効果が出ないことがある。また、凝集剤の使
用量は、分散粒子の粒径と保護膜の状態により異なる
が、無機凝集剤は油分の５倍量から１００分の１倍量、
高分子凝集剤は油分の２分の１倍量から１０００分の１
倍量程度である。吸油性ポリマーおよび分散剤は、分散
粒子の粒径が小さくなるほど、また、界面活性剤の含量
が多く保護膜が強いほど使用量は多くする方が好まし
い。

【００１２】処理温度は、吸油性ポリマーが吸油する温
度であればよく、常温で十分効果があるが、加温すれば
さらに効果があがることもある。処理時間は、通常２０
分以内で分離し終了するが、長くても１時間程度で済
み、今までの他の方法に比べて飛躍的に短時間で済む。

【００１３】処理する油分については、特に種類は限定
されるものではなく、工業用潤滑油、食用油、鉱物油、
化粧品の油性成分などがあげられる。

【００１４】以下の実施例などによりこの発明をさらに
説明するが、この発明は以下の実施例に限定されるもの
ではない。なお、以下に示す部は、重量部である。

【００１５】（試験液の調整）イオン交換水７５部にＰ
ＯＥ（８）ノニルフェニルエーテル（三洋化成工業株式
会社製、ノニポール８０）５部と潤滑油（出光興産株式
会社製、ダフニーカットＬＰ−３０）２０部とを加え、
ホモミキサーにより２５℃で予備乳化した後２００ｋｇ
／ｃｍ²の高圧でホモジナイズを行い、得た乳化液を試
験液Ａとした。試験液Ａの平均粒径は、１．３μｍであ
った。イオン交換水８０部にカゼインナトリウム（太陽
化学株式会社製、サンラクトＳ）３部とシュガーエステ
ル（三菱化学株式会社製、リョートーエステルＳ１１７
０）２部とリン酸二ナトリウム０．２部とを加えて６０
℃で溶解した後、３０℃まで冷却後菜種油１５部を加え
て、ホモミキサーにより予備乳化後２０ｋｇ／ｃｍ²の
低圧でホモジナイズを行い、得た乳化液を試験液Ｂとし
た。試験液Ｂの平均粒径は、３．５μｍであった。イオ
ン交換水９０部にデカグリセリンモノオレート（阪本薬
品株式会社製、ＳＹグリスターＭＯ−７５０）６部とト
リカプリル酸グリセリル（日本油脂株式会社製、パナセ
ート８１０）４部とを加え、ホモミキサーにより予備乳
化した後、５０℃で２００ｋｇ／ｃｍ²の高圧で第１段
のホモジナイズを行い、次いで６０℃で５００ｋｇ／ｃ
ｍ²の超高圧で第２段のホモジナイズを行い、得た可溶
化液を試験液Ｃとした。試験液Ｃの平均粒径は、０．０
８μｍであった。試験液Ａ、ＢおよびＣをそれぞれイオ
ン交換水で１００倍に希釈して試験液（Ａ）、（Ｂ）お
よび（Ｃ）とした。

【００１６】（実施例１）試験液Ａ１０００部に対し
て、吸油性ポリマーとしてポリスチレンブロックおよび
ポリブタジエンブロックのブロック共重合体の粉末品
（有限会社イーシーイー製：ユーゲルＭ、平均粒径２．
５ｍｍ）５０部と、凝集剤としてモンモリナイト系粘土
および活性白土からなる無機系凝集剤（日本活性白土株
式会社製：エマルジョンブレーカー＃１、平均粒径０．
８ｍｍ）２０部とをあらかじめブレンドを行い、１５℃
の試験液Ａ１０００部に添加して１０分間プロペラ攪拌
を行い、１０分静置すると２層に分離した。それをＮ
Ｏ．２のろ紙でろ過を行った結果、ろ液は透明であっ
た。油分離能力を見るために「ＪＩＳＫ−０１０２」
に基づくｎ−ヘキサン抽出法によりそのろ液の油分濃度
を測定した。その結果を表１に示す。

【００１７】（実施例２）吸油性ポリマーとしてアクリ
レートコポリマー粉末品（ダウ・コーニング社製：ＰＯ
ＬＹＴＲＡＰＱ５−６６０３、平均粒径１．６ｍｍ）
３０部と、凝集剤として無機系凝集剤および有機系凝集
剤の配合凝集剤である塩基性塩化アルミニウム組成物
（株式会社松村石油研究所製：エマルジョンブレーカー
＃２、平均粒径１．３ｍｍ）５部とを同時に１５℃の試
験液Ｂ１０００部に添加して１０分間プロペラ攪拌後、
３０Ｇで２分間遠心分離した結果、水層は透明であっ
た。その水層について実施例１と同様にｎ−ヘキサン抽
出法により油分濃度を測定した。その結果を表１に示
す。

【００１８】（実施例３）吸油性ポリマーとしてポリス
チレンブロックおよびポリブタジエンブロックのブロッ
ク共重合体の粉末品４０部と、凝集剤としてポリ塩化ア
ルミニウム２０部および水酸化カルシウム２部とを４０
℃の試験液Ｃ１０００部に順次加えて１０分プロペラ攪
拌し、ＮＯ．２のろ紙でろ過を行った結果、ろ液は透明
であった。そのろ液について実施例１と同様にｎ−ヘキ
サン抽出法により油分濃度を測定した。その結果を表１
に示す。

【００１９】（実施例４）吸油性ポリマーとしてアクリ
レートコポリマー粉末品５部と、凝集剤として硫酸アル
ミニウム１部、酸化マグネシウム１部およびポリビニル
イミダゾリン０．２部とを前もってブレンドを行い、１
５℃の試験液（Ａ）１０００部に加えて２０分プロペラ
攪拌し、ＮＯ．２のろ紙でろ過を行った結果、ろ液は透
明であった。そのろ液について実施例１と同様にｎ−ヘ
キサン抽出法により油分濃度を測定した。その結果を表
１に示す。

【００２０】（実施例５）吸油性ポリマーとしてポリス
チレンブロックおよびポリブタジエンブロックのブロッ
ク共重合体の粉末品２部およびアクリレートコポリマー
粉末品１部と、凝集剤として塩化アルミニウム１部およ
びアルミニウム珪酸ナトリウム１部とを４０℃の試験液
（Ｂ）１０００部に順次加えて１５分プロペラ攪拌し、
３０Ｇで２分間遠心分離した結果、上層の水層は透明で
あった。その水層について実施例１と同様にｎ−ヘキサ
ン抽出法により油分濃度を測定した。その結果を表１に
示す。

【００２１】（実施例６）吸油性ポリマーとしてポリス
チレンブロックおよびポリブタジエンブロックのブロッ
ク共重合体の粉末品２部およびアクリレートコポリマー
粉末品２部と、凝集剤としてアルミニウム珪酸ナトリウ
ム２部およびポリアクリル酸ナトリウム０．２部とを１
５℃の試験液（Ｃ）１０００部に同時に加えて２０分プ
ロペラ攪拌し、２０分静置後ＮＯ．５のろ紙でろ過を行
った結果、ろ液は透明であった。そのろ液について実施
例１と同様にｎ−ヘキサン抽出法により油分濃度を測定
した。その結果を表１に示す。

【００２２】（比較例１）実施例１で使用した吸油性ポ
リマー７０部を１５℃の試験液Ａ１０００部に添加して
１０分攪拌後、ＮＯ．２のろ紙でろ過を行った結果、ろ
液は白濁したままであった。そのろ液について実施例１
と同様にｎ−ヘキサン抽出法により油分濃度を測定し
た。その結果を表１に示す。

【００２３】（比較例２）実施例２で使用した吸油性ポ
リマー３５部を１５℃の試験液Ｂ１０００部に添加して
１０分間プロペラ攪拌後、３０Ｇで２分間遠心分離した
結果、水層は白濁していた。その水層について実施例１
と同様にｎ−ヘキサン抽出法により油分濃度を測定し
た。その結果を表１に示す。

【００２４】（比較例３）実施例３で使用した凝集剤６
０部（ポリ塩化アルミニウム５５部および水酸化カルシ
ウム５部）を４０℃の試験液Ｃ１０００部に添加して１
０分間攪拌後、ＮＯ．２のろ紙でろ過した結果、ろ液は
透明であった。そのろ液について実施例１と同様にｎ−
ヘキサン抽出法により油分濃度を測定した。その結果を
表１に示す。

【００２５】（比較例４）実施例４における吸油性ポリ
マーを油ゲル化剤である１２ヒドロキシステアリン酸粉
末５部に置き換えて、実施例４と同様に試験を行った結
果、ろ液はやや白濁していた。そのろ液について実施例
１と同様にｎ−ヘキサン抽出法により油分濃度を測定し
た。その結果を表１に示す。

【００２６】（比較例５）実施例５における吸油性ポリ
マーを油吸着剤であるポリプロピレン不織布３部に置き
換えて、実施例５と同様に試験を行った結果、ろ液はや
や白濁していた。そのろ液について実施例１と同様にｎ
−ヘキサン抽出法により油分濃度を測定した。その結果
を表１に示す。

【００２７】（比較例６）実施例６において吸油性ポリ
マーを使用せずに凝集剤のみ３倍量に増加して同様のテ
ストを行った結果、ろ液は透明であった。そのろ液につ
いて実施例１と同様にｎ−ヘキサン抽出法により油分濃
度を測定した。その結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１から明らかなように、吸油性ポリマー
と凝集剤との両方を使用して処理すると、油分の種類、
分散粒子の粒度、濃度に関係なく良好に油分を分離除去
することができる。それに対して、吸油性ポリマー単
品、凝集剤単品、油ゲル化剤および凝集剤、または、油
吸着剤および凝集剤では、満足に油分離できない。

【００３０】

【発明の効果】この発明にかかる油分離剤および油分離
方法では、油分が水中に安定に微粒子分散した乳化油乃
至可溶化油などの被処理液から容易にしかも安価に油分
を分離除去でき、また、油分の濃度に関係なく処理でき
るため、漏れた製品や不良ロット品の廃棄処理に有効で
あるだけでなく、洗浄廃水の処理にも適しており、従来
より処理が困難とされていた切削油廃水や、圧延油廃
水、食品工場廃水、医薬化粧品工場廃水、塗料工場廃
水、コンプレッサードレイン、オイルタンクの洗浄水、
機械洗浄水などの乳化油廃水の処理、オイルタンカーの
バラスト水、ビルジ水、原油掘削廃水などの乳化油また
は分散油など非常に広範囲な分野に利用できる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/40 Ｃ０２Ｆ 1/40 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油分を吸収し固めるための吸油性ポリマ
ーと、水中の微粒子を凝集するための凝集剤とからなる
ことを特徴とする、油分離剤。
【請求項２】油分を吸収し固めるための吸油性ポリマ
ーと水中の微粒子を凝集するための凝集剤とを、被処理
液に、別々に添加し、同時に添加し、または、ブレンド
して添加することを特徴とする、油分離方法。
【請求項３】前記吸油性ポリマーは、ポリスチレンブ
ロックおよびポリブタジエンブロックからなるブロック
共重合体である、請求項１に記載の油分離剤。
【請求項４】前記吸油性ポリマーは、ポリスチレンブ
ロックおよびポリブタジエンブロックからなるブロック
共重合体である、請求項２に記載の油分離方法。