JPH08257303A

JPH08257303A - 油分浮上処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH08257303A
Application number: JP6633295A
Authority: JP
Inventors: Iwao Iwasaki; 巌岩崎; Yoshikazu Aoe; 良和青江; Hideyuki Kadowaki; 秀行門脇; Shigeyuki Arai; 重行荒井; Toshihiro Hayanose; 敏博早ノ瀬
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】クーラントの性質を変えることなく微粒子状油
分を効率よく除去できる油分浮上処理方法及び装置を提
供する。【構成】油分を含む排水を第１電極Ｅ１と三次元連通空
間を有する導電層３０で構成される第２電極Ｅ２とに通
すと共に、該第１電極Ｅ１を陰極、該第２電極を陽極と
なるように電圧を印加することにより、排水中の油分を
該導電層３０で凝集、浮上させて排水中から分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械に使われてい
るクーラント排水のような油分の微細粒子を含む排水か
ら油分を浮上除去する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属材料の切削加工に用いられた水溶性
切削油剤（クーラント）中には、作動油などの漏油が微
粒子となって分散、混入するため、この微粒子状の漏油
を除去し、クーラントを再利用する必要がある。

【０００３】従来、このような微粒子状油分が懸濁した
排水中の油分の除去方法としては、疎水性の粒子などを
充填したコアレッサーに通し、分散油分の微粒子を粗粒
化して浮上処理する方法が良く知られている。また、油
分を含む排水に一対の電極を浸漬し、両電極間に直流電
圧を印加し、排水中の負に帯電した油微粒子を陽極に誘
引し、陽極面に集まり、放電し、凝集し、水面に浮上し
た油を排出する油水分離方法も提案されている（特開平
１―１０４３１２号公報）。あるいは吸着剤による油分
の除去方法もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
なコアレッサーは油分の除去率が悪く、効果的に油分の
除去ができないという問題がある。また、上記陽極電極
で油微粒子を凝集浮上させる油水分離方法も、油分の除
去率が悪く、実際に上記公報の実施例では、処理液槽を
３段にして処理しており、多段処理しなければならない
という問題がある。更に、吸着剤による油分の除去は、
エマルジョンまで除去してしまい、クーラントとして再
利用できないという問題がある。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、クーラントの性質を変えることなく微粒子状油分を
効率よく除去できる油分浮上処理方法及び装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次の油分浮上処理方法及び装置を提供す
る。（１）油分を含む排水を第１電極と三次元連通空間を有
する導電層で構成される第２電極とに通すと共に、該第
１電極を陰極、該第２電極を陽極となるように電圧を印
加することにより、排水中の油分を該導電層で凝集、浮
上させて排水中から分離することを特徴とする油分浮上
処理方法。（２）導電層が粒状グラファイトを充填したグラファイ
ト層である上記（１）記載の油分浮上処理方法。（３）油分を含む排水を流入側から排出側へ流す処理槽
と、該処理槽中の排水中に浸漬される第１電極と、該処
理槽内に設けられ、処理槽内を流れる排水を通過させる
ようにした三次元連通空間を有する導電層で構成される
第２電極と、上記第１電極を陰極、上記第２電極を陽極
となるように電圧を印加する直流電源と、上記導電層で
凝集して浮上する油分を処理槽外に排出する油排出口と
を具備することを特徴とする油分浮上処理装置。（４）導電層が粒状グラファイトを充填したグラファイ
ト層である上記（３）記載の油分浮上処理装置。（５）上端が排水の液面より下に設けられた導電層と、
該導電層の下流側に存し、該導電層に流入した排水を該
導電層の下部側から排出するようにした仕切板と、該導
電層で浮上し、排水の液面に浮遊する油分を処理槽外に
排出する油排出口とを具備する上記（３）又は（４）記
載の油分浮上処理装置。

【０００７】

【作用】本発明の油分浮上処理方法によれば、油微粒子
を含む排水を、陽極として電圧を印加した三次元連通空
間を有する導電層に通すことにより、負に帯電した油微
粒子が粒状グラファイト層などの導電層の三次元連通空
間を通る間に導電層表面に電気的に付着し、付着した油
滴は互いに融合し粒子が大きくなり、大きくなった油滴
は浮力が増し、水との比重差により導電層の三次元連通
空間内を浮上し、水と分離することができる。

【０００８】この場合、上記一対の電極を排水に浸漬す
る従来方法とは本質的に相違し、排水が陽極としての導
電層内を通過するようにしたものである。このように、
三次元連通空間を有する導電層に排水を通すことで、い
わばコアレッサーと電気的浮上処理とを兼用したことに
より、油分の除去効率は非常に良好であり、しかも、エ
マルジョンには影響を与えず、クーラントの性質を変更
しないので、油分を除去処理した排水は、クーラントと
して再利用可能である。

【０００９】また、本発明の油分浮上処理装置は、上記
方法を実現するもので、導電層に流入した排水を導電層
下部から排出するようにしたので、排水から分離する油
分の浮上上昇の流れを排水の流れが妨げず、効率的に油
分を浮上除去できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明について具体的に実施例をもっ
て説明する。図１は、本発明の油分浮上処理装置の一例
を示す断面図であり、図２は、図１のＡ―Ａ’線に沿っ
た断面図である。

【００１１】この油分浮上処理装置１は、処理槽本体１
０内で油分の浮上処理を行うものである。この処理槽本
体１０は、底板１１を、上流側側板１２と下流側側板１
３、及び図面右側の右側板１４と左側板１５とで巡らし
て箱状を構成し、天板１６でこの箱状の上端開口部を閉
塞した構造を有する。なお、天板１６は、開閉可能な構
造を有する。

【００１２】処理槽本体１０内は、上流側から第１槽Ｒ
１、第２槽Ｒ２、第３槽Ｒ３に区画されている。第１槽
Ｒ１と第２槽とは、処理槽本体天板１６と上端縁が接し
下端縁が底板１１と大きな間隙Ｇ１を形成する第１仕切
板２１と、この間隙Ｇ１を仕切る網、パンチングメタル
などの第１多孔板２２とで区画されており、第２槽と第
３槽とは、上端縁が天板１６と接し、下端縁が底板１１
と離間して間隙Ｇ２を形成する第２仕切板２３と、この
間隙Ｇ２を仕切る網、パンチングメタルなどの第２多孔
板２４とで区画されている。それぞれの仕切板２１、２
３の上端部は水面から突き出るようになっており、これ
により第１槽Ｒ１、第２槽Ｒ２、第３槽Ｒ３の水面はそ
れぞれの仕切板２１、２３で分離されている。なお、後
述する試験処理層のように、特に第１仕切板を設けず
に、第１多孔板２２で第１仕切板２１を兼用すること
も、勿論可能である。

【００１３】処理槽本体１０の天板１６には、導入口
（特に図示せず）が設けられ、一方、下流側側板１３に
は上下に間隔を開けた排出口Ｄ１、Ｄ２が設けられ、こ
れらの排出口Ｄ１、Ｄ２にはそれぞれ開閉バルブＢ１、
Ｂ２を介して排水管が接続されている。そして、第１槽
Ｒ１に導入された原水Ｌ０は、水位差により、大きな間
隙Ｇ１から第２槽に入り、続いて間隙Ｇ２から第３槽Ｒ
３に入り、排出口Ｄ１、Ｄ２から処理槽本体１０外に処
理水Ｌとして排出されるようになっている。

【００１４】第２槽Ｒ２には、粒状グラファイトＦが充
填され、グラファイト層（導電層）３０が設けられてい
る。グラファイト層３０の高さは、排水の液面より低く
なるように設定されている。粒状グラファイトＦ間の間
隙は、排水及び浮上油分の通り道となる三次元連通空間
が形成されている。

【００１５】この場合、粒状グラファイトの粒径は、５
〜１０ｍｍ程度がよい。グラファイト層３０の厚さや高
さは適宜選択する。なお、本例では、粒状グラファイト
Ｆでグラファイト層３０を構成したが、例えば疎水性の
導電性物質で形成したスポンジ状フィルタのようなもの
でも勿論よく、導電性物質で三次元連通空間を形成した
ものであれば何れのものも使用可能である。

【００１６】また、第２槽Ｒ２の右側板１４の上端部に
は切欠が設けられ、浮上した油分を油溜２５に排出する
油排出口１７になっている。下側排出口Ｄ１から排水が
排出されているときには、処理槽本体１０内の排水の液
面Ｓは油排出口１７の下端面より低くなるように、下側
排出口Ｄ１と油排出口１７の位置が設定されている。

【００１７】更に、第１槽Ｒ１にはグラファイト板等か
らなる第１電極Ｅ１が排水中に浸漬され、一方第２槽Ｒ
２のグラファイト層３０にはグラファイト板などからな
る第２電極Ｅ２が挿入され、これらの第１電極Ｅ１と第
２電極Ｅ２はこれらに直流電圧を印加できる直流電源
（図示せず）と接続されている。

【００１８】このように構成された油分浮上処理装置の
作用について説明する。まず、排水の流れを説明する
と、導入口から第１槽Ｒ１内に導入された原水Ｌ０は、
第１槽Ｒ１内を通り、間隙Ｇ１を仕切る第１多孔板２２
を通って第２槽Ｒ２内に入る。この場合、間隙Ｇ１を大
きくし、グラファイト層３０への流入面積を大きくする
ようになっている。第２槽Ｒ２内に流入した排水は、グ
ラファイト層３０内の三次元連通空間を通り、次いで間
隙Ｇ２の第２多孔板Ｎ２を通り、それから第３槽Ｒ３内
に流入して上昇し、通常は上側排出口Ｄ２は閉じられて
いて、下側排出口Ｄ１から処理槽本体１０外に処理水Ｌ
として排出される。

【００１９】この場合、本発明においては、図示しない
直流電源により、第１電極Ｅ１にマイナスの電圧を、第
２電極Ｅ２にプラスの電圧を印加して、第１電極Ｅ１を
陰極、第２電極Ｅ２を陽極として構成する。直流電源に
よる電流及び電圧は、クーラント特性に影響を与えない
程度に印加することが好ましい。

【００２０】これにより、間隙Ｇ１からグラファイト層
３０内に流入した原水Ｌ０は、グラファイト層３０の三
次元連通空間を通る間に、油微粒子が粒状グラファイト
Ｆ表面に電気的に付着し、グラファイト層３０で油微粒
子が除去された排水は、間隙Ｇ２から第３槽Ｒ３内を通
って処理槽本体１０から排出される。

【００２１】一方、グラファイト層３０の粒状グラファ
イトＦ表面に付着した油滴は互いに融合し、次第に油滴
粒子が大きくなって浮力が増し、水との比重差によりグ
ラファイト層３０の表面あるいは三次元連通空間を浮上
する。本例においては、グラファイト層３０に流入した
排水を下方の間隙Ｇ２を通るように誘導し、油分の浮上
を妨げないようにしている。

【００２２】浮上した油は第２槽Ｒ２（油浮上室）の水
面上に油層ＯＬを形成し、この油層ＯＬは処理と共に次
第に厚くなる。ある程度油層ＯＬが厚くなったら、排出
口のバルブＢ１、Ｂ２を切り替えて、下側排出口Ｄ１を
閉じ、上側排出口Ｄ２を開ける。すると、水面は上側排
出口Ｄ２と同じ高さの液面Ｓ’になるまで上昇するの
で、油層ＯＬは油排出口１７の下端縁を越えて油溜２３
に排出される。油層ＯＬを処理槽本体１０外へ排出した
後は、再びバルブＢ１、Ｂ２を切り替えて、上側排出口
Ｄ２を閉じて下側排出口Ｄ１を開け、下側排出口Ｄ１の
高さＳまで排水の液面を下降させる。以上の操作を手動
あるいは自動で行い、原水の処理を続けることができ
る。

【００２３】本例の油分浮上処理装置は、上記のように
粒状グラファイト層を陽極として構成し、これに油微粒
子を含む排水を通すので、導電層の表面積が非常に大き
く、接触効率が良いので、付着効率が良く、除去効率に
優れる。［実施例、比較例］図３に示す試験処理槽を用いて油分
を含むクーラントの処理実験を行った。図１において、
（Ａ）は下流側側板の平面図、（Ｂ）は処理層の側面
図、（Ｃ）は第２槽の主要部を示すものである。

【００２４】この試験処理槽では、第１槽と第２槽間の
仕切板を設けず、１ｍｍ開孔の金網で代用し、グラファ
イト層への流入面積を更に大きくするようにしている。
装置の内容積は３．９リットルであり、粒状グラファイ
トは、板状、塊状のものを粉砕し、篩分けを行い５〜１
０ｍｍにしたものを０．８リットル、重量は９１０グラ
ム使用した。電極はいずれもグラファイト板（幅３１ｍ
ｍ、長さ１８０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を使用し、電極間の
距離は５ｃｍである。

【００２５】クーラントとしては、切削油（商品名ユシ
ローケンＨＤＥ８０（エマルジョン））を用い、この切
削油４００ｍｌを水道水で２０倍希釈して８リットルの
クーラント液を調製した。原液は、原液タンク（図示せ
ず）に入れたクーラント液８リットルを撹拌しながら作
動油（日本石油製、商品名スーパーハイランド４６）２
４０ｍｌを添加して調製した。

【００２６】原液を５ｌ／ｍｉｎの流量で原液タンクと
試験処理槽とを循環させ、１０分後に処理クーラントを
採取し、作動油のヘキサン抽出物質試験を行うと共に、
２００ｍｌメスシリンダーに２００ｍｌサンプルを分取
して静置後の浮上油厚みをノギスにて測定し、これらの
ヘキサン抽出物質試験による作動油除去効果と浮上油厚
みでの作動油除去効果を調べた。（１）ブランク処理まず、ブランクとして、試験装置に粒状グラファイトを
入れない状態でクーラント液を通し、装置及び配管など
に付着する作動油の量を把握した。（２）電極板通電処理次に、電極板を入れ、通電させた状態で原液を流して電
極板のみの処理能力を見た。この時の電圧は１．８〜
２．０ボルト、電流は４ｍＡとした。（３）グラファイト層処理次に、電極板をはずし、試験装置に粒状グラファイトを
入れ、これにクーラント液を通すことによりグラファイ
ト自体が持つ油付着能力を調べた。（４）通電グラファイト層処理そして、粒状グラファイトを入れた試験装置に電極を設
け、通電した状態でクーラント液を通し、通電状態での
処理能力を調べた。この時の電圧は２．５ボルト、電流
は４ｍＡとした。

【００２７】なお、グラファイト層でのクーラント液の
滞留時間は、グラファイト層の体積を基準としたとき
に、約３．６秒である。結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１の結果より、電極板を入れて通電処理
しただけでは効果は極めて少なく（従来例で説明した特
開平１―１０４３１２号公報の技術に相当する）、これ
よりもグラファイト層を通した方が除去効率は優れる。
しかしながらこれでも除去率はヘキサン抽出物質試験で
７０％にとどまる。

【００３０】これに対して、グラファイト層に通電して
処理した本発明方法では、ヘキサン抽出物質試験で９０
％以上、浮上油厚み試験で６７．５％の除去効率が得ら
れ、非常に分散油微粒子の除去効率が良いことが確認さ
れた。また、エマルジョン量には変化がなく、クーラン
トの性質に影響を与えないことも確認された。

【００３１】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、例えば上記例では水平方向に処理液を流すように
したが、垂直方向でも差し支えなく、その他本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変更し得る。

【００３２】

【発明の効果】本発明の油分浮上処理方法によれば、効
率よく排水中の分散油微粒子を除去できる。また、本発
明の油分浮上処理装置は、係る方法を簡単確実に実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の油分浮上処理装置の断面側面図であ
る。

【図２】図１のＡ―Ａ’線に沿った断面図である。

【図３】本発明の実施例で用いた試験装置の寸法を示す
もので、（Ａ）は下流側側板の正面図、（Ｂ）は縦断面
図、（Ｃ）は第２槽の主要部を示す概略図である。

【符号の説明】

１油分浮上処理装置１０処理槽本体１７油排出口２１第１仕切板２２第１多孔板２３第２仕切板２４第２多孔板２５油溜３０導電層（グラファイト層）Ｅ１第１電極Ｅ２第２電極Ｇ１間隙Ｇ２間隙Ｒ１第１槽Ｒ２第２槽（油浮上室）Ｒ３第３槽Ｌ０原水ＯＬ油層Ｌ処理水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒井重行埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社中央研究所内 (72)発明者早ノ瀬敏博埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油分を含む排水を第１電極と三次元連通空
間を有する導電層で構成される第２電極とに通すと共
に、該第１電極を陰極、該第２電極を陽極となるように
電圧を印加することにより、排水中の油分を該導電層で
凝集、浮上させて排水中から分離することを特徴とする
油分浮上処理方法。
【請求項２】導電層が粒状グラファイトを充填したグラ
ファイト層である請求項１記載の油分浮上処理方法。
【請求項３】油分を含む排水を流入側から排出側へ流す
処理槽と、該処理槽中の排水中に浸漬される第１電極
と、該処理槽内に設けられ、処理槽内を流れる排水を通
過させるようにした三次元連通空間を有する導電層で構
成される第２電極と、上記第１電極を陰極、上記第２電
極を陽極となるように電圧を印加する直流電源と、上記
導電層で凝集して浮上する油分を処理槽外に排出する油
排出口とを具備することを特徴とする油分浮上処理装
置。
【請求項４】導電層が粒状グラファイトを充填したグラ
ファイト層である請求項３記載の油分浮上処理装置。
【請求項５】上端が排水の液面より下に設けられた導電
層と、該導電層の下流側に存し、該導電層に流入した排
水を該導電層の下部側から排出するようにした仕切板
と、該導電層で浮上し、排水の液面に浮遊する油分を処
理槽外に排出する油排出口とを具備する請求項３又は４
記載の油分浮上処理装置。