JPH054157B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエマルジヨン型含油液の処理方法、詳
しくは、各種工作機械工場における切削、研削工
程から排出される水溶性切削油を含むエマルジヨ
ン型の含油液あるいは一般工場から排出される安
定化されたエマルジヨン型の含油液等の処理方法
に関する。

〔従来の技術〕

近年、各種工作機械の自動化に伴ない、切削、
研削等の工程で使用される切削油としては水溶性
切削油がその主流を占めるに至っているが、水溶
性切削油は界面活性剤等の添加により油滴径が１
〜10μ以下の化学的、物理的に極めて安定なエマ
ルジヨンとなっているため、この種の油剤が含ま
れる排液の油水分離をはじめとする排液処理は極
めて困難な技術とされている。

従来、この種のエマルジヨン型含油液の処理法
としては、凝集法が最も広く用いられ、次いで限
外濾過法、電解法、熱分解法等が採用されてい
る。

凝集法は含油液に硫酸、塩酸等の鉱酸を加えて
PHを２〜３に下げ、酸分解を行なった後、硫酸第
２鉄、硫酸アルミニウム等の無機凝集剤を加え、
さらに消石灰、苛性ソーダのようなアルカリ剤を
加えてPHを中性もしくはアルカリ性とし、次いで
有機系高分子凝集剤を加えてフロックを生成さ
せ、最後に固液分離を行なって油水分離する方法
であるが、一連の処理工程の中に複数のPH調整工
程を必要とするため、その管理が繁雑となるほ
か、PH調整用の薬剤費も嵩み、又、処理装置は複
雑かつ大型化し、設備費、運転経費の増大と共に
広大な装置の設置面積を要するなどの問題点があ
る。

又、限外濾過法は設備費が高価となり、又、目
詰りなどを生ずるため負荷変動に対する順応性が
少なく運転経費も増大する。又、電解法も設備費
及び運転経費が高価となり、負荷変動に対する順
応性も少ない点で限外濾過法と同様の問題があ
る。

熱分解法は静置分離又は遠心分離で油分の一次
分離を行なった後に加熱分解する方法であるが、
処理時間が長く、又、処理費用も高価であるとい
う問題がある。さらに焼却処理する方法もある
が、助燃剤を必要とするほか、大気汚染に対する
２次対策を必要とする等の問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はエマルジヨン型含油液の処理に伴なう
従来技術のかかる問題点に着目してなされたもの
で、簡易かつ短時間に規制値濃度以下に油分濃度
を低減させると共に有価資源である油分の回収を
行ない、複雑な処理操作（例えばPH調整）を出来
る限り省略し、全自動化運転も容易で処理コスト
を低減しうるエマルジヨン型含油液の処理方法を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、エマルジヨン型含油液を予め粗粒化
処理して該含油液中の油分の一部を浮上分離し、
油分濃度を低減した該含油液に、アロフエンとモ
ンモリロナイトとの混合粉末を添加し、生成した
凝集物を分離することを要旨とするエマルジヨン
型含油液の処理方法である。以下に本発明を作用
とともに詳細に説明する。

通常、工作機械工場等から排出される水溶性切
削油を含む含油液中には、切削、研削工程等にお
いて加工物に付着して持込まれる加工油、防錆油
等の混入油分や、エマルジヨンの変質劣化油分等
が分散または浮上油として高濃度で混在する。本
発明においては予めこれらの混入油分を分離回収
すると同時に、エマルジヨン化された含油液の油
分負荷を極限まで低下せしめ、次処理工程である
薬剤による凝集処理すなわちエマルジヨン破壊に
より含油液の清澄化を図った。

従来、含油液中に存在する分散油又は浮上油の
分離手段としては、槽内に傾斜板を設けた重力分
離法、加圧水を用いた浮上分離法、吸着マット法
等が採用されているが、これらの方法は広大な処
理面積、多大な処理設備及び運転経費を要するほ
か油分の回収も困難である。そこで、本発明にお
いては含油液中の油分を予め粗粒化処理し、粗粒
化された油分を浮上分離することにより効果的に
油分を回収すると共に凝集反応処理における油分
負荷の軽減をはかることが可能であることを見出
した。

油分の粗粒化処理の手段としては、公知の手段
を採用することができるが、特公昭59−9203号公
報に開示される粗粒化手段が特にすぐれている。

すなわち、この粗粒化手段は親油性の多孔質素
材内に撥油性のすぐれた水不溶性含水ゲル層を不
規則に添着形成した油水分離フイルター素材（以
下エレメントという）に方向性を一定時間毎に切
替えて交互通水する方法である。この方法は設置
面積が少くてすみ、維持管理が容易で運転経費が
殆どかからないという利点をもち、従来の油水分
離装置にはない特徴がある。

かかる粗粒化手段により油滴径が増大した油分
は浮上分離され、浮上油は回収されると同時に分
離液について薬剤による凝集反応処理が行なわれ
る。この薬剤の主剤として本発明においてはアロ
フエンとモンモリロナイトの混合粉末が使用され
る。アロフエンはアルミニウムの含水ケイ酸塩
（nSiO₂・Al₂O₃・mH₂O）を主成分とする非晶質
の土壌成分で、火山灰源の表土中に広く産し、酸
化マグネシウム、酸化カルシウム等のほか、フミ
ン様の有機質を不純物として少量含有する。この
物質は吸油作用、吸着作用、イオン交換作用、キ
レート作用等の機能を有するが、アロフエン単独
の添加ではエマルジヨン型含油液についてのエマ
ルジヨンの破壊、油分の凝集効果は極めて小さ
い。

又、モンモリロナイトはシリカ（SiO₂）、アル
ミナ（Al₂O₃）を主成分とする鱗片状の二次元構
造を有する土壌成分で、火山灰、凝灰岩などの風
化物として産し、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸
化カルシウム等を不純物として少量含有する。こ
の物質も吸油性、吸着性に富み、イオン交換作
用、接触酸化作用も強いが、モンモリロナイトの
単独添加ではアロフエンと同様エマルジヨンの破
壊、油分の凝集効果は極めて小さい。しかるにア
ロフエンとモンモリロナイトとを混合してエマル
ジヨン型含油液に添加することにより意外にも相
乗効果により大きなエマルジヨンの破壊及び油分
の凝集効果を発揮することが判明した。これは水
溶性切削油、極圧潤滑油等を含む安定エマルジヨ
ン型含油液中には、微粒金属、硫化脂肪油、極圧
添加剤、界面活性剤等の混入物が存在するため、
アロフエン又はモンモリロナイト単独では、これ
らの有する特性のみでエマルジヨンの破壊及び油
分の凝集反応を円滑に進行させることが困難であ
るが、これらを混合して用いた場合に相乗効果に
より円滑に進行するものと考えられる。

この場合、アロフエンとモンモリロナイトの混
合割合は１：１〜２（重量比）が望ましい。さら
にこの混合物の含油液に対する添加量は含油液中
の油分濃度に応じて調整する必要があり、コンプ
レッサドレンのような前処理による油分濃度低減
後の濃度が約500ppm以下の場合には約0.05〜0.2
％の添加が適当であり、又、500ppm以上の場合
には0.1〜0.3％が適当である。

なお、本明細書において％は特記しない限り重
量％を表わす。

又、水溶性切削油の含油液については約0.1〜
0.7％の添加が適当である。さらに、難分解性の
エマルジヨン型含油液については補助剤を併用添
加するとよい。

この補助剤としては、セピオライト、ハロイサ
イトのような含水ケイ酸塩鉱物、分子内に水酸
基、アミノ基、イミノ基等を含むカチオン系高分
子化合物、例えばポリビニルピロリドン、メチル
セルロース、ポリエチレンイミンのほか、ステア
リン酸クロミックロライド、アルキルケテンダイ
マーなどが挙げられる。

セピオライトはマグネシウムの含水ケイ酸塩で
あり、繊維状の一次元構造を有する鉱物、ハロイ
サイトはアルミニウムの含水ケイ酸塩であり、陶
磁器状のカオリンに近い鉱物である。又、ポリビ
ニルピロリドンは分子内に第３級アミノ基を含む
白色粉末で親油性が強い。さらにステアリン酸ク
ロミッククロライドはステアリン酸と塩化クロム
の化合物であり、アルキルケテンダイマーは高級
脂肪酸クロリドをトリエチルアミンと反応させて
得られる表面活性剤の一種である。

これらの補助剤の添加量は前処理後の含油液の
種類によって異なるが、セピオライト、ハロイサ
イトの場合はほぼアロフエンと同量、ポリビニル
ピロリドンその他の有機高分子化合物の場合は含
油液に対し20〜50ppmの添加でよい。

以上の主剤及び補助剤等の薬剤による油分の凝
集反応は薬剤添加撹拌後、１〜10分程度で完了
し、嵩密度の小さい重質のフロックが生成され
る。

この場合の凝集反応は含油液のPHが８〜１の弱
アルカリ域から酸性域の範囲に分布していても効
果的に進行するので、含油液のPH調整は殆ど必要
としない。又、緩衝作用が強いため、アルミニウ
ム系無機凝集剤を用いた場合のようなPHの低下も
起らない。又、従来の凝集法で必要とする酸分解
等の多段処理を行なう必要がなく、直接添加する
のみでエマルジヨンの破壊、油分及びCOD物質、
重金属などの除去、脱リン等の作用が同時かつ短
時間に行なわれる。この場合、生成したフロック
の生長を促進させるため、ポリアクリルアミド、
ポリアクリル酸ナトリウムなどの有機高分子凝集
剤を数ppm添加することが望ましい。

凝集反応により生成した重質の凝集物（汚泥）
は、次いで脱水処理されたのち、埋立処理、焼却
処理等により処理される。

次に本発明による処理操作を添付の図面に基づ
いて説明する。図は本発明を実施する装置の一例
を示す。

図において、本装置は大別して油水分離装置
Ａ、凝集反応装置Ｂ及び脱水装置Ｃとから構成さ
れる。

先ず油水分離装置において、１は原液槽、２は
集油フロート、３はストレーナ、４はポンプ、５
は自動切替バルブ、６は前述したエレメントから
なる油分粗粒化装置、７は浮上分離槽、７ａは浮
上分離槽７内に充填されたエレメント等の粗粒化
材、８は自動油分排出装置である。なお、図にお
いて矢印を付した実線は配管と配管内物質の移送
方向を示す。

処理されるべき含油液は先ず原液槽１に貯留さ
れる。原液槽１において含油液は上部に油分濃度
の高い浮上油層を形成する。そこで、この浮上油
層を含む上層液を集油フロート２により吸入す
る。この浮上油層とその下層のエマルジヨン油層
との間には含油スラッジが多く存在するので、こ
れをストレーナ３で濾過する。濾過された含油液
はポンプ４により自動切替バルブ５に送られ、次
いで油分粗粒化装置６のエレメントに通水されて
油分が浮上性を有する大きさの油滴径に粗粒化さ
れる。

この場合、エレメントの一方向のみから通水す
るとエレメントが目詰りするため、自動切替バル
ブ５により通水を逆方向に切替える。エレメント
により油分が粗粒化された含油液は浮上分離槽７
に送られ、その上部に浮上油層が形成されると共
に、下部に油分濃度の低下したエマルジヨン型含
油液が分離形成される。浮上分離槽７の上部に浮
上した油分は自動油分排出装置８に送られ油とし
て回収される。又、浮上分離槽７内の含油液は粗
粒化材７ａにより更に粗粒化を進行させることが
できる。

以上の操作により処理しても次工程の薬剤によ
る凝集反応処理に際しての油分負荷の軽減が不十
分であるときは、上記５，６，７の各装置を用い
て繰返し多段処理を行なう。

以上の油水分離工程において油分濃度が低減さ
れた含油液は、次工程の凝集反応処理装置Ｂによ
り処理される。

すなわち、凝集反応処理装置Ｂにおいて、９は
反応槽、１０は撹拌機、１１は薬剤槽、１２は薬
剤供給装置、１３は高分子凝集剤槽、１４は撹拌
機、１５は供給ポンプ、１６は上澄液排出バル
ブ、１７は電磁弁である。

油水分離工程において油分濃度が低減された含
油液は浮上分離槽７の下部から反応槽９に導入さ
れる。一方、薬剤槽１１において前述したアロフ
エンとモンモリロナイトの混合粉末その他の補助
剤が所定の配合割合に配合され、反応槽９内の含
油液に所定量添加撹拌される。薬剤添加によるエ
マルジヨン型油分の凝集反応は短時間で完了する
が、生成する凝集フロツクの生長を促進するた
め、前述した高分子凝集剤溶液を高分子凝集剤槽
１３において調整したのち必要に応じ添加され
る。凝集反応終了後20〜30分間静置し、上澄液は
排出バルブ１６で抜き取り、沈殿した凝集物（汚
泥）は電磁弁１７を介して次工程の脱水装置Ｃに
送られる。

脱水装置Ｃとしては、フイルタープレス、スク
リユープレス、バツグフイルター、真空濾過機、
遠心分離機等既存の脱水装置１８を使用すること
ができる。

脱水装置Ｃにより脱水された汚泥は埋立、焼却
等により処理され、分離液は反応槽９の上澄液と
合して下水道等に放流される。

以上の構成からなる一連の本装置はフローの中
に制御機構を組込むことにより全自動操作で運転
することが可能である。

すなわち、例えば原液槽１の液面附近にフロー
トスイツチを取付け、液面変動の上限、下限に応
じて油水分離装置Ａがオンオフ作動するようにす
る。

又、反応槽９に液面レベルセンサを取付け、液
面の上限、下限を設定する。この状態で原液槽１
の液面がフロートスイッチの上限に達すると、油
水分離装置Ａのポンプ４、自動切替バルブ５が作
動し、粗粒化装置６及び浮上分離槽７で処理され
た低濃度含油液が反応槽９に送られる。反応槽９
のレベルセンサの上限に液が充満するとポンプ４
が停止され、これと連動してタイマ制御により撹
拌機１０が作動、１〜２分のタイムラグをおいて
薬剤供給装置１２が作動、次に５〜10分後ポンプ
１５が作動、次に一分後に撹拌機１０が停止の操
作を順次行なう。さらに20〜30分のタイムラグを
おいてタイマ制御により上澄液排出バルブ１６及
び電磁弁１７を作動させて脱水装置１８を運転さ
せることにより、本装置の全自動運転を行なうこ
とができる。

なお、反応槽９で生成した凝集物は直ちに脱水
装置１８に送られることなく、一旦図示しない貯
泥槽に排出し、一定量貯泥されたのち脱水装置１
８により脱水するようにしてもよい。

〔実施例〕

実施例 １ 油分濃度約10000ppmのＡ社水溶性切削油廃液
について、前記したエレメントを使用した油分粗
粒化装置により油滴の粗粒化を行ない、浮上分離
槽により粗粒化油分の浮上分離を行なって浮上油
を回収すると同時に、油分濃度が3300ppmに低減
された含油液を得た。この一連の処理操作の中で
PH調整は一度も行わなかった。

この含油液にアロフエンとモンモリロナイト
１：２（重量比）の混合粉末6000ppm（0.6％）を
添加し、50r.p.mで５分間撹拌後、ポリアクリル
アミド5ppmを加えて生成した凝集物フロックの
生長を促進させた。凝集物分離後の上澄液中の油
分濃度は1.8ppmに低減され、水質汚濁防止法等
に関する規制値5ppmを大幅に下廻る値に処理さ
れた。なお、処理原液のPHは7.8、処理後上澄液
のPHは7.1であった。

一方、対照として硫酸アルミニウム2000ppmを
上記油分濃度が低減された含油液に添加して凝集
処理を行なった場合の上澄液中の油分濃度は
120ppmであり、未処理の油分にもとずく油膜の
存在が目視された。硫酸アルミニウム添加後PHが
下降するため、消石灰にてPHを７に調整し、その
後に高分子凝集剤を加えた。

又、アロフエン及びモンモリロナイトを夫々単
独で上記油分濃度が低減された含油液に0.6％宛
添加して同様の処理を行なった場合の上澄液の油
分濃度は夫々450ppm及び145ppmであった。又、
COD濃度は夫々35ppm及び220ppmであったのに
対し、本発明による上澄液のCOD濃度は25ppm
であった。

実施例 ２ 油分濃度2800ppmのＢ社コンプレッサドレンに
ついて、実施例１と同様の油分の粗粒化処理及び
浮上分離により浮上油を回収すると共に、
250ppmの油分濃度に低減された含油液を得た。

この含油液にアロフエンとモンモリロナイトの
同量混合粉末2000ppm（0.2％）を添加し、50r.p.
mの速度で５分間撹拌後、生成した凝集物を除い
た上澄液の油分濃度は1ppm以下に低減された。

実施例 ３ 油分濃度約30％のＣ社高濃度含油液について、
実施例１と同様の油分の粗粒化処理及び浮上分離
により浮上油を回収すると共に、500ppmの油分
濃度に低減された含油液を得た。

この含油液にアロフエンとモンモリロナイト
１：２（重量比）の混合粉末1000ppm（0.1％）を
添加し、50r.p.mの速度で５分間撹拌後、生成し
た凝集物を除いた上澄液の油分濃度は1.2ppmに
低減された。

〔発明の効果〕

本発明のエマルジヨン型含油液の処理方法は、
以上詳細に説明した構成、作用及び実施例の記載
から明らかなように、エマルジヨン型含油液中の
油分は予め粗粒化装置により粗粒化され、粗粒化
された油分は浮上槽により分離回収されると共
に、浮上油分離後の液は油分濃度の低いエマルジ
ヨン型含油液となり、薬剤処理における油分負荷
が大幅に軽減される。又、本発明の薬剤処理によ
れば、含油液のPH調整等の繁雑な工程を全く必要
とすることなく、少量の薬剤を単に添加混合する
のみで短時間に含油液のエマルジヨンを破壊し、
油分を薬剤と共に重質なフロックに凝集させて、
沈降及び脱水処理を容易にすることができる。

従って本発明を実施するための処理装置は簡易
かつ小型に操作することが可能となり、全自動化
も容易で、簡単な操作で処理することができる。
よって、装置の設備費、維持管理費、運転経費等
も安価であり、処理コストを大幅に低減すること
ができる。

又、本発明で使用される薬剤は天然の土壌成分
を主体とするので、２次災害等の公害上の問題も
なく、価格も安価であるなど多くの利点が得られ
るものである。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は本発明を実施するための装置の一
例を示す説明図である。 １……原液槽、２……集油フロート、３……ス
トレーナ、５……自動切替バルブ、６……油分粗
粒化装置、７……浮上分離槽、９……反応槽、１
１……薬剤槽、１８……脱水装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エマルジヨン型含油液を予め粗粒化処理して
   該含油液中の油分の一部を浮上分離し、油分濃度
   を低減した該含油液に、アロフエンとモンモリロ
   ナイトとの混合粉末を添加し、生成した凝集物を
   分離することを特徴とするエマルジヨン型含油液
   の処理方法。 ２ アロフエンとモンモリロナイトとの混合比が
   １：１〜２（重量比）である特許請求の範囲第１
   項記載の処理方法。