JPH0259092A - 無声放電による排水中の廃油処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、工業排水等に含まれる油分を除去する廃油
処理装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、印刷工場や塗装工場等において、工場内での漏
洩油や清掃等で発生する排温剤を洗浄処理する際に、洗
浄処理中に吸収された油分を除去するには、これが高揮
発性であれば加熱により容易に蒸発除去することができ
る。しかし、蒸発温度が水に近い油分は、蒸発による除
去が困難であり、特に親水性の油分の除去は一層困難で
あり、水質汚濁や海洋ｌη染の原因となる。

また、このような油分を確実に除去する手段として、比
重差を利用した遠心分離法や浸透膜法等が知られている
。しかしながら、遠心分離法では充分な遠心分離操作を
行うためには処理液量が制限されることから効率が低下
する難点がある。また、浸透膜法は、設備コストが増大
するばかりでなく、膜に吸着した油分を定期的に除去し
なければならず、非生産的な排水中の廃油処理に適用す
る場合、メンテナンスコストの増大を生じ産業的利点は
得られない難点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、前述したように、排水中に含まれる油分の除
去を行う手段すなわち廃油処理装置として種々の方式が
知られているが、いずれも油分の除去率や排水の処理量
に関する効率の面と、設備コストおよびメンテナンスコ
スト等の経済性の面とから比較した場合、いずれも満足
するものではない。特に、この種の装置は、非生産的装
置であるため、設備コストやメンテナンスコストの増大
は好ましくない。

そこで、本発明の目的は、水中に混入ないしは熔解して
いる油分、特に比重や蒸発温度等の物理化学的性質が水
に近く、親水性等の要素も加わって水中より除去の困難
な廃油を、電気的方法を使用して比較的簡単な構成で低
コストにしかも効率よく除去することができる無声放電
による排水中の廃油処理装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る無声放電による排水中の廃油処理装置は、
水面を境にして水中と空中とにそれぞれ接地電極と高圧
電極とを近接させて対向配置し、前記高圧電極に高圧交
流電力を印加して前記接地電極との間で無声放電を行う
ことにより水中の油の分子を分解しガス化するための高
圧交流電力手段と、ガス化した油の分子を連続的に排気
除去する排気通路とを設けたことを特徴とする。

前記の廃油処理装置において、高圧電極は、絶縁支持体
を介して引張ローブにより支持し、このロープを操作し
て電極間の位置調整を行うよう構成することにより、電
極間に存在する誘電体の性状変化に対応して適正な放電
電圧を保持し、効率のよい廃油処理を達成することがで
きる。

また、高圧電極には高圧交流電源を昇圧用の出カドラン
スを介して高圧交流電力を供給するよう構成することに
より、コンデンサ負荷に対しＬＣ共振回路を構成して放
電を有効に達成することができる。

さらに、接地電極は、排水池内に頂部を扁平にした防水
性の堰を設け、この堰の頂部に配置することにより、こ
の堰を超える排水流中の廃油処理を効率よく達成するこ
とができる。

〔作用〕

本発明に係る無声放電による排水中の廃油処理装置によ
れば、水中に配置した接地電極に対し、これと対向する
高圧電極に高圧交流電力を印加することにより、これら
電極間に存在する水と油膜と空気とからなる誘電体によ
って無声放電を生じ、この放電により放出される電子の
作用と放電により発生するオゾンの酸化力とにより、油
膜を形成する油の分子の分解およびガス化を行ってこれ
を排気除去することができる。

また、このような電極間において発生させる無声放電は
、前記油膜を形成する油の分子のガス化と共に、これに
よって生じる水面の蒸気圧変化でさらに排水中の油分の
分離を促進して水面上に新たな油膜の形成を生じさせ、
これらの油膜を連続的にかつ有効に排気除去することが
できる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る無声放電による排水中の廃油処理装
置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

まず、本発明に係る廃油処理装置の原理につき、第３図
を参照しながら以下詳細に説明する。

第３図において、参照符号１０は排水等の水面を示し、
この排水中にｌ尾大ないしは溶解している油分の一部は
、その物理化学的性質の相違（例えば油分の比重が水よ
り僅かに小さいこと）から、油膜１２として前記水面１
０上に広がっている。このように形成された排水の表面
１０に対し、水面下と水面上方に相対する一対の接地電
極１４と高圧電極１６とを相互に近接させて対向配置す
る。このように構成した高圧電極１６に対し、高圧交流
電力を印加すると、前記高圧電極１６と接地電極１４と
の間で無声放電が発生する。この無声放電により高圧電
極１６から放出される電子ｅ−は、水面１０に拡散して
その上に形成される油膜１２を電撃する。この電撃によ
って油分子の結合鎖あるいは結合環を切断すると共に油
の分子に電子を与えて帯電させる。従って、帯電された
油の分子は、自己の電位の変化を放電により発生するオ
ゾンの酸化作用等で、油膜１２を形成している鎖状もし
くは環状の高分子が切断されて小分子のガスになり、さ
らにＣＯ２とＮ２０とに分解される。

このようにして、水面１０上に油膜１２を形成している
油分はガス化されてこれを容易に除去することができる
。

このようにして水面１０上の油膜１２が除去されると、
水面１０上の蒸気圧が変化すると共に水流等も作用して
、排水中に混入もしくは溶解している油分が物理化学的
性質の相違によって水面１０上に新たな油膜１２として
形成される。従って、このように形成された油膜１２は
、前述と同様にしてガス化し、除去することができる。

以下、同様に連続して、排水中に混入もしくは熔解して
いる油分の分離および除去を円滑かつ確実に達成するこ
とができる。

次に、本発明に係る無声放電による排水中の廃油処理装
置の典型的な一実施例につき説明する。なお、説明の便
宜上第３図に示す構成と同一の構成部分には同一の参照
符号を付して説明する。すなわち、第１図において、参
照符号１８は排水池の水中に設けた防水コンクリート製
の堰を示し、この堰１８の頂部は扁平状に形成され、そ
の頂部中央に接地電極１４をその表面が水中に露呈する
ようにして埋設する。この接地電極１４と水面１０との
間隔はできるだけ小さい方が好ましいが、実用的には約
５〜１０龍に設定する。なお、堰１８は、防水コンクリ
ートを使用しても完全な防水を行うことは困難であり、
多少の浸水は許容される。また、接地電極１４について
、接地線２０の埋設は必ずしも要しないが、地中へリー
ド線を延長させておけば好適である。この場合、接地電
極１４は、耐蝕性を考慮して、例えば耐海水性のアルミ
ニウムまたはステンレス鋼を使用すれば好適である。

前記接地電極１４の水面１０より上方空間には、これと
対向して高圧電極１６が設けられる。

この高圧電極１６は、絶縁支持体２２で支持し、これを
引張ロープ２４の一端に結合すると共にこの引張ロープ
２４を巻揚機２６に巻掛けて位置調整自在に構成する。

しかるに、この高圧電極１６は、高圧交流電源２８と昇
圧ｌ・ランス３０を介して給電ライン３２により接続す
る。

従って、高圧電極１６に印加される高圧電力は、ある程
度周波数の高い方が好適であり、例えば１２〜２０に■
で約１６ｋＨｚを採用する。また、水面１０との間隙調
整を行った高圧電極１６の一端（堰１８に対し排水流の
上流側）は大気側に開放し、その反対側および両側面（
第２図参照）はフレキシブルシール材３４を介して排気
筒３６の開口端部および側面シール坂３８に接合し、水
面１０上に所要の排気通路を形成する。なお、この場合
、排気筒３６の内部に適宜排気用ファン４０を設けて、
通路内に発生するガスの強制排気を行えるよう構成する
。

次に、このように構成した本実施例装置の動作につき説
明する。

今、第１図に示す状態において、高圧電極１６に対し、
１２ｋＶ、１６ｋＨｚの高圧交流電力を印加すれば、高
圧電極１６と接地電極１４との間で連続した放電を開始
する。この放電は、電極間に空気、油膜、水を介してい
るので、これらを誘電体とする一種の無声放電となる。

なお、この無声放電が浦１］ｚ１２を形成する油の分子
に対する電気化学的な作用は、油入トランス等の絶縁油
の放電事故等の研究により、殆んど解明されており、現
在では油中のガス分析によってトランスの故障を検知す
る方法等が開発されている。従って、本実施例における
無声放電の作用を概説すれば次の通りである。すなわち
、高圧電極１６と接地電極１４との間の電位差により、
高圧電極１６から放出された電子は、空気中でｏ２＋　
　Ｎ２の分子と衝突し、０２の一部をオゾン化し、Ｎ２
の一部をＮＯｘに変える。しかし、ＮＯｘへの反応は、
０２のオゾン（０，）化の反応よりかなり鈍い。これは
、Ｎ２の結合が０２のそれより強固なためである。

次に、前記電子は、油１ｐＪ１２に対し油の分子と衝突
し、油の分子へ電子を与えてこれを帯電させると同時に
油の分子を帯電させる。このように、高圧電極１６から
放出される電子が、他の分子と衝突して帯電させる機会
は、空気中の０２゜Ｎ２に対する場合よりも、油１１１
１２の油の分子に対する場合の方が著しく大きい。一方
、電子との（！ｉ突により帯電した油の分子は、活性化
され、さらに連続して放出される電子との衝突作用と、
放電により発生した油膜１２の表面上のオゾンの酸化力
（特に発生期のオゾンは、未だ不安定で分解し易く、極
めて強力な酸化力を有する）により、油膜１２を形成す
る液体の大きな分子はその鎖状もしくは複環状の分子が
切断されてガス状の小分子に分解される。このガス状の
小分子は、さらに分解されてＣＯ２＋Ｈ２０になる。こ
のようにしてガス化した油の分子は、排気筒３６によっ
て形成された排気通路を介して排出除去される。なお、
この排気ガスは、高圧電極１６における放電による発生
期のオゾンの強力な酸化力によって殆んど脱臭されてし
まうが、臭気が残る場合は排気通路の出口に触媒燃焼式
脱臭装置を設置すればよい。このようにして、水面１０
上の油膜１２が除去されると、水面１０の蒸気圧が変化
し、これにより排水中に混入もしくは溶解している油分
が浮上して新たな油膜１２を形成するが、これらの油膜
１２も前述した高圧電極１６による放電作用によって順
次除去される。従って、堰１８を流過する排水は、その
中に混入もしくは溶解している油分を連続的に除去する
ことができる。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
従来排水中の廃油処理装置として、効率の点およびコス
トの点で不利であった遠心分離法および浸透膜法による
ものに比べて、簡単な構成で低コストにしかもメンテナ
ンスも容易にして略完全な排水中の廃油除去を効率よく
達成することができる。

因みに、本発明装置によれば、５ｋＷの高圧交流電源を
使用し、高圧電極に１２ｋＶ、１６ｋＨｚの電力を印加
した場合、廃油除去率は約１ｋｇ／ｈｒであり、排水中
の廃油濃度を３０００ｐｐｍとすれば約４００１　／　
ｈ　ｒの排水処理を達成できることが確認された。

なお、本発明装置において、接地電極と高圧電極との電
極間の空気、油膜、水の性状により誘電率が変化するこ
とから、放電電力が変化するため、例えば過剰放電にな
ると高圧交流電源の故障原因となり、また過少放電にな
ると廃油の除去効率が低下する等の弊害を生じるので、
高圧電極を絶縁支持体を介して支持する引張ロープによ
って電極間の間隙調整を行い、放電電力を常に一定に保
持して安全かつ効率的な廃油処理が実現される。

また、本発明装置において、高圧電極の電源として出力
電圧を昇圧するための出カドランスを設けているが、放
電を行う負荷はコンデンサ負荷となるため、出カドラン
スはこの負荷のコンデンサとＬＣ共振回路を構成するた
めに有効に作用する。さらに、廃油処理装置が小形の場
合は、高圧交流電源の周波数は高い方が有利であるが、
装置が大形化する場合は低周波数でも問題ない。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前述した実施例に限定されることなく、本発明の４
゛１１神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更を
なし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る無声放電による排水中の廃油処理
装置の一実施例を示す概略構成図、第２図は第１図に示
す廃油処理装置の要部拡大説明図、第３図は本発明廃油
処理装置の原理を示す説明図である。 １０、、、水面　　　　　　１２．　、　、油膜１４、
、、接地電極　　　　１６．、、高圧電極ｉａ、、、堰
　　　　　　　２０．、、接地線２２、、、絶縁支持体
　　　２４．、、引張ロープ２６、、。 ３０．、。 ３４、、。 ３Ｂ、、。 巻揚機　　　　　２８．、。 昇圧トランス　　３２．　、　。 フレキシブルシール材 側面シール板　　４０．、。 高圧交流電源 給電ライン ３６、、、排気筒 排気用ファン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水面を境にして水中と空中とにそれぞれ接地電極
   と高圧電極とを近接させて対向配置し、前記高圧電極に
   高圧交流電力を印加して前記接地電極との間で無声放電
   を行うことにより水中の油の分子を分解しガス化するた
   めの高圧交流電力供給手段と、ガス化した油の分子を連
   続的に排気除去する排気通路とを設けたことを特徴とす
   る無声放電による排水中の廃油処理装置。