JPS6031525B2 - 液体から油分を濾別する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水性液体（ａｑｕｅｏｕｓ鼠ｓｅｄｌｉｑｕｉ
ｄ）から、その中に懸濁状態で存在する油汚染物を除去
する方法に関するものである。

本出願人の出願に係る米国特許第３５５７９５５号およ
び第３５５０７７４号の明細書には新規な型の深層炉床
フィルター （‘‘ｄｅｅｐｂｅが’ｆｉｌｔｅｒ）が
開示されているが、このフィルターでは炉材として、微
粉状合成重合体材料が用いられている。

ボリビニルクロラィド（ＰＶＣ）材料の如き合成重合体
材料を使用することは好ましいことである。

なぜならば、このような材料は炉材として必要な物理的
性質を有しているからである。たとえば米国特許第３５
５０７７４号明細書に記載の方法および装置では、炉材
と早期回収汚染物とからなる混合物をスラリー状にし、
このスラリーに烈しい洗浄操作を行い、すなわち、この
スラリーを有孔性スクラ ビ ング部材（ｐｅｒｂｒａ
ｔｅ ｓｃｒ肋ｂｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔ）上を通過流動
させることにより炉材を清浄化する操作が行なわれる。
上記公知方法において実際に使用される炉材は軽く（好
ましくは１．５５またはそれ以下の比重を有し）、強く
（好ましくは４０，０００ＰＳＩまたはそれ以上の弾性
モジュラスを有し）、かつ非摩耗性（たとえば、前記有
孔性スクラビング部材を摩滅させない性質）のものでな
ければならない。炉材について前記の条件があるために
、前記の公知方法においては砂、無煙炭、活性炭の如き
晋通の粒状炉材は使用できない。

一方、他の物質、特に合成重合材料は高価であるために
、これを実際に使用することは経済的に不利である。炉
過および液体分離の技術分野におけるもう１つの困難な
問題は、水性または非水性混合物から油状産業廃棄物を
除去することであった。

現在、工場排出物からの油状廃棄物の分離除去は、一般
に薬品使用、重力利用沈降および他の常用技術を用いて
行われている。しかしながら、これらの分離方法により
、排液の油分合有量を約１５Ｑ風以下に減少させること
は一般に不可能である。雛液を一層清澄にするためには
、一層大形の浄化槽（ｃｌａｒｉｆｉｅ岱）を使用しな
ければならない。さらに、このような場合でさえ、油分
含有量が約３Ｑ帆より低い非常に清澄な浄化液を確実に
生成させることは決して容易ではない。米国特許第３５
２６１５３号明細書（発明者ッウリィ）には、水性溶液
から油汚染物を分離するためのもう１つの方法が開示さ
れている。

すなわち該米国特許明細書には、或種の油吸収材を疎水
性コロイドの形の金属酸化物またはメタロィド酸化物で
処理して、改善された油吸収材組成物を形成させること
が開示されている。この特許明細書には、使用できると
思われる多数の油吸収剤の名前が列挙されており、した
がって該特許発明はｒ処理されたくるみ殻」（すなわち
、油になじむ被膜をくるみ殻上に形成したもの）の使用
をばくぜんと開示したものとみなすことができるかもし
れない。しかしながら該特許明細書には、このような材
料からなる炉材を再生させそして再使用すること等の若
干の重要な特徴は、全く開示または示唆されていないこ
とに注目されたい。成特定の種類のくるみの殻、すなわ
ち黒くるみの殻の粉砕物である額粒（餌ａｎｎｌａｔｅ
ｄｂｌａｃｋ欄ｌｎｕｔｓｈｅｌｌｓ）は、汚染物含有
液体の流動中にその中の油を合体（ｃｏａｌｅｓｃｉｎ
ｇ）ごせそしてこの合体油粒を炉材床の隙間（ｉｎｔｅ
岱ｔｉｃｅｓ）に堆積させる能力を有するものであると
いうことが此度本発明により見出された。

また、黒くるみの殻の親油性は比較的弱く、したがって
炉材床の再生操作は常用逆洗方法（ｂａｃｋ肌ｓｈｃｙ
ｃｌｅｓ）に従って容易に実施できる。上記の記載から
当業者には明らかなように、本発明はたとえば次の如き
利点を有するものである：｛１１黒くるみの殻は市場で
入手し得るものである：■炉材の処理が不要であるから
操作費が低廉になる：‘３’炉材からの油堆積物の除去
が比較的容易である：‘４’炉材の再使用（すなわち反
覆使用）が可能である。なお、本発明者は多数の天然産
材料を調査し、これらの材料が次の性質を有するかどう
かを吟味した：‘１１米国特許第３５５０７７４号明細
書に記載のスクラバー管と組合せて使用したときに、ス
ラリー生成作用および強力な清浄化作用に充分堪え得る
程度の大きな強度：■乳濁液中に懸濁している油を引付
けて炉材上に堆積させ、そして炉床の再生操作実施中に
油堆積物を該床から解放し得る程度の親油性。

本発明に使用される黒くるみの殻は上記の条件を充分み
たす材料であることが判った。

次に本発明の概要について説明する。

既述の如く本発明は、水性液体と油との不混和性混合物
から、その中に懸濁している油粒を除去する方法に関す
るものである。本発明者は、黒くるみ（Ｊ増ｌａｎｓｎ
ｌｇｒａＬ．）の殻の鴎粒が非常に好ましい炉材適性を
有するものであることを見出した。

すなわちこれは｛１１本出願人の出願に係る米国特許第
３５５０７７４号および第３５５７９５５号明細書に記
載されている炉過方法および装置、ならびにそれに類似
の方法および装置において非常に有利に使用できるもの
であり（上記の公知方法および装置は、軽くかつ強く、
かつ摩耗性があまりなく、かつ脆くない炉材を必要とす
るものである）：そして‘２）油と液体との混合物から
、その中に懸濁している油分を除去する操作のときに有
利に使用できるものである。黒くるみの殻の額粒である
炉材の親油性は比較的低いけれども、水性液体から、そ
の中に懸濁している油を炉別し得るという独特な好まし
い性質をもっている。

この黒くるみの殻からなる炉材は．被処理液体の通過流
動操作の実施中に該液体中の油の級粒を合体させて一層
大きな油粒を形成させ、そして後者の大形油粒を炉村床
の隙間にトラップさせる能力を有する。この黒くるみの
殻の親油性は比較的低いので、油を含んだ炉床の再生操
作が種々の逆洗技術のうちのいずれかを用いて確実に実
施できる。この逆洗技術の例には、高速度の液体スクラ
ビングがあげられる。この床はまた、本出願人の出願に
係る米国特許第３５５０７７４号の明細書に記載の方法
および装置を用いて再生させることもできる。上記の記
載から明らかなように、本発明は、水から油分を除去す
る方法の実施のときに有利に使用できる再使用可能炉材
を提供するものである。

したがって本発明の重要な目的の１つは、実質的に黒く
るみの殻の額粒からなる炉村を提供することである。本
発明のもう１つの重要な目的は、液体からその汚染物で
ある固体または油を炉別する方法において、汚染物含有
液体を、黒くるみの殻の額粒を有する炉床中を通過させ
ることを特徴とする方法を提供することである。

本発明におけるさらにもう１つの重要な目的は、液体か
らその汚染粒子を炉別する方法において、該液体を、黒
くるみの殻の額粒を有する炉床中を通過流動させ、該床
と該汚染粒子とに烈しいスラリー形成作用を行い、この
スラリ−を有孔性分離部材（ｐｅｒｆｏｒａｔｅｓｅｐ
ａｒａｔｊｎｇｅｌｅｍｅｎｔ）上を通過させて汚染粒
子含有スラリーの一部を除去することにより該床から汚
染粒子を除去して該床を清浄にすることを特徴とする方
法を提供することである。

本発明におけるもう１つの特に重要な目的は、懸濁状態
の油を含む液体から該油を炉別する方法において、この
油汚染液体を、黒くるみの殻の額粒を有する炉床中を通
過させることを特徴とする方法を提供することである。

本発明におけるもう１つの重要な目的は、懸濁状態の油
粒を含む液体から該油粒を炉別する方法において、黒く
るみの殻の顎粒を有する炉床中を該液体を通過させて該
油滴を合体させると共にこれを床中において捕獲し、そ
して、この油堆積物で汚染された該床に逆洗液を通過流
動させて該床を清浄にすることを特徴とする方法を提供
することである。既述の如く本発明の目的の１つは、次
の条件をみたす炉材を提供するこである：‘１｝本出願
人の出願に係る米国特許第３５５０７７４号および第３
５５７９５５号の明細書に記載されている装置および方
法において使用できるものであることミ■懸濁状態で存
在する油を汚染物として含有する液体から該油を経済的
かつ効果的に除去できる程度の除去能力を有するもので
あるること。

本発明の第１番目の基本概念に従えば、前記米国特許明
細書に記載の合成樹脂材料の代りに黒くるみ（Ｊｕｇｌ
ａｎｓｎｌ群ａＬ．）の殻の額粒が炉材として使用され
るのである。

この炉材を使用する炉週万法および装置自体は、前記米
国特許明細書記載の炉過方法および装置の場合と実質的
に同じである。本発明の第２番目の基本概念によ机よ、
任意の常用炉過装置または油分離装置において黒くるみ
の殻の顎粒が炉材として使用されるのである。

このような常用炉過装置の例には、油汚染液体を循環で
きるようになっている普通の深層床型式の炉過装置があ
げられる。この黒くるみの殻の頚粒は前記の如き独得な
性質を有するので、前記の本発明の基本概念に従って有
利に使用できるのである。

この殻は粒度約２０−６０メッシュ（米国ふるいメッシ
ュ）の額粒に粉砕して使用するのが好ましい。実際の油
分離方法に使用されるときの、この黒くるみの殻の粒度
は約２０−３０メッシュであることが一層好ましい。本
発明の第１番目の基本概念に従って使用される黒くるみ
の殻は次の犠性を有するものであり、換言すれば、この
特性を有するからこの黒くるみが本発明において有利に
使用できるのである。すなわち、黒くるみの殻は軽量で
あってその比重は約１．３一１．４である：この殻は比
較的強く、の弾性モジュラスは約１７０，００ゆｓｉで
ある：この殻は砂または無煙炭に比して摩耗性が低く、
すなわち比較的非摩耗性であ。最後に述べた性質はやや
意外な性質である。なぜならば、くるみの殻は金属仕上
げ操作のときにブラスチンググリツト（ｂｌａｓｔｉｎ
ｇｇｒｉｔ）とて常用されているものであるからである
、しかしながら、黒くるみの殻は、被研磨金属部材にア
バタ面を生ぜしめない「ソフトグリツト」として使用さ
れているものであることに注目されたい。

微粒状固体である汚染物を除去するときに炉材として黒
くるみの殻の顎粒を使用することに関する実験データ一
を次の第１表に示す。

この実験では、所定量のＦｅ３０４からなる標準型の試
験用塵状物を含む液体を、２０−５０メッシュの黒くる
みの殻の額粒からなる長さ１２インチの炉床中を通過さ
せた。この塵状物は２５０雌／その割合で添加した。フ
ィルター通過流動速度は１０ガロン／分／平方フィート
（前記の殻の顎粒からなる炉床の断面積）であった。下
記の結果が得られる。第１表 上表から、一般に黒くるみの殻の顎粒はシリカ砂の場合
と実質的に等しい塵状物保持能力（ｄｉｒ仇ｏｌｄｉｎ
ｇｃａｐａｃｉｔｙ）を有するものということができよ
う。

微粒状固体汚染物を炉則するときに炉村として黒くるみ
の殻が使用された場合に、この殻は次の如き好ましい特
性を示す：（１にれは耐油性および耐水性を有し、した
がってこれは長時間使用されてもその性能は低下しない
：｛２にれのモース硬度は３である：‘３｝あらゆる実
用的用途において、これは化学的に不活性である。

また、深層炉過のときの炉材とて使用される前記黒くる
みの殻の額粒は、実質的にすべての粒度のものが、高価
な種々のプラスチック材料の約１／６の値段で市場で入
手できるということにも注目されたい。懸濁状態の油を
含む油汚染液体から該油を除去するときに炉材として使
用される黒くるみの殻の顎粒は、既述の好ましい特性の
他に、さらに次の如き特性をも示す。

すなわちこれは油状汚染物をその上に堆積、保持し、き
れいな炉液を排出させる能力を有し、かつ、普通の逆洗
操作実施中に油堆積物を放出し得る能力を有する。黒く
るみの殻の顎粒を有する炉床は、懸濁状態の小さい油粒
または油瓶を合体させて一層大きい油粒を形成させ、そ
してこの大形油滴を捕獲またはトラツプして炉床の隙間
に保持する能力を有するものであると信じられる。黒く
るみの殻は比較的弱い親油性を有するものであり、そし
てこの性質があるために、この炉床の再生操作が種々の
逆洗技術に従って容易にに実施できるのであるが、この
点については後で詳細に説明する。本発明方法は、油の
みによって、あるいは油と固体とによって汚染されてい
る液体の浄化のために非常に有利に使用できるものであ
る。

油と固体とに汚染されている液体の場合には、本発明方
法は、固体汚染物とは無関係に油汚染物を炉別すること
、すなわち、そこに存在する固体汚染物の表面を充分湿
らせることができる量以外の余分の量の懸濁油粒を炉別
することを主な目的とするものである。なぜならば、固
体汚染物の表面において湿潤油として存在する油は、「
該固体に付着した油分」として炉床上に堆積させること
ができるからである。油粒の合体能力を高めるために、
汚染液体を炉床中を通過流動させる前に該液体に炉材用
ミョウバン（Ｆｉｌｔｅｒａｉｍｍ）の如き凝縮剤を少
量添加しておくのが好ましい場合もあり得る。

種々の物質の親油性の度合は、「親油性係数（ｏｉｌａ
ｆｆｉｎｆｔｙｑ肌ｔｉｅｎｔ）」により表わすことが
できる。

この用語の意味は、次の実験結果の参照下に容易に理解
されるであろう。この実験は、ＰＶＣ、無煙炭、砂およ
び黒くるみの殻の親油性の相対的な強さを調べるために
行われたものである。試験は４回別々に行ったが、その
各々は同一試験方法に従って実施した。この試験の結果
を第２表に示す。第２表中の最右欄はこの４回の試験に
おける測定値の平均値である。その平均値が、本発明に
おいて種々の目的のために使用される「親油性係数」で
ある。黒くるみの殻の顎粒の親油性係数を他の材料の親
油性係数と比較するために行われたこの試験では、最初
に或量のＰＶＣ、無煙炭、砂および黒くるみの殻をふる
い分けして粒度を同じにした。

このふるい分けにより得られた材料の粒度は、標準２０
メッシュふるい通過、ただし標準３０メッシュふるい上
に残留という程度の粒度であった。これらの炉材の各々
の容積２５流の重量を測り、次いでこれを軽質鍵油（す
なわち灯油）中に１５分間浸潰した。次いで、この油お
よび浸濃炉材を真空中で炉遇した。油が蒸発してから５
分後に空気を該炉村中を１０インチ（水銀）の圧力で強
制通路ごせた。次いで、この油分含有炉材の重量を再び
測定し、この値に塞いて、親油性係数を算出した。すな
わち、親油性係数は、炉材の単位容積当りの油保有率（
ｏｉｌｒｅにｎｔｉｏｎ）で表わされる値である。得ら
れた結果を次の第２表に示す。第２表一般に、この種の
試験では、試験毎に結果が異なるであろう。

しかしながら、これらの試料における親油性の相対的測
定値の大小の傾向については、どの試験においても同じ
傾向が認められる。試験２における測定値は、他の試験
における測定値よりかけはなれているけれども、これは
実験結果の全部を開示すべきであるという見地からここ
に開示されたものであり、かつ試験２の結果は、すべて
の試験値を平均して「親油性係数」を算出するために実
際に利用されたものである。第２表記教の結果は、黒く
るみの殻の親油性係数の値はＰＶＣの親油性係数の値の
約１６％にすぎない値であることを示している。

この事実は、ＰＶＣ炉材から油汚染物を除去するのが困
難であることを示すものである。また第２表に記載の実
験結果は、黒くるみの殻の親油性係数の値は砂および無
煙炭の親油性係数の値の約７５％の値であることを示し
ている。

この差は、炉材からの油汚染物の除去のときに重要な意
味を有するものであると考えられる。また、砂および無
煙炭は次の如き欠点を有するものであることに注目され
たい。すなわち、砂は比較的重く、かつ摩耗性である。
したがってこれは、米国特許第３５５０７７４号に記載
の炉材再生方法に有利に使用できる炉材ではない。無煙
炭は容易に割れて比較的平担なフレーク状粒子になり、
そして非常に早い時期に管の目詰りをもたらすものであ
るが、このことは既に米国特許第３９００３９５号の明
細書に詳細に記載されている。黒くるみの殻の顎粒を有
する炉床から油汚染物の堆積物を除去する薮作は、炉別
すべき油汚染物の特性、ならびにそこで利用された炉過
技術の種類に応じて、適当な除去方法に従って実施でき
る。

たとえば、炉床全体が油堆積物で飽和した後にのみ炉床
の再生操作が行われる場合には、すなわち再生操作がひ
んぱんでなくときどき行われる場合には、炉床に烈しい
凝梓操作を行って、炉材粒子と油堆積物とからなる凝集
塊を破壊しなければならないであろう。この場合には、
炉材と油汚染物の堆積物とをスラリー化し、このスラリ
ーを、導管を通じてフィルターハウジングの外側に導き
、これによって、炉材粒子から油堆積物を分離すること
ができる。次いで該スラリーは導管を経て前記フィルタ
ーハウジングに戻すことができ、そしてこのフィルター
ハウジングにおいて炉床のりフオームが実施でき、次い
で常法に従って逆洗操作が実施できる。上記の如き特定
の再生技術を用いる場合には、既述の炉材の物理的特性
（すなわち軽量であること、高度の弾性を有することお
よび非摩耗性であること等）が重要な条件となり、すな
わち、このような物理的特性を有する炉村のみが上記の
再生操作により有利に再生できるであろう。炉床の再生
操作をひんぱんに実施する場合には、前記の糟梓操作を
極端に烈しく行う必要はない。

すなわちここで実質的に必要な操作は、リバース逆洗（
ｒｅｖｅＲｅｂａｃｋ肌ｓｈｉｎｇ）である。また、こ
のような再生操作の操作条件は黒くるみの殻の額粒の寸
法にも左右されるであろう。理想的な条件のもとでは、
逆洗液を炉材床中に入れ、これを正規の流動方向とは逆
の方向に流動させることからなる簡単な逆洗操作により
油が炉材床から除去できる筈である。しかしながら実際
には、逆洗操作実施中にたとえば炉材床中に洗浄用空気
（ｓｃｏｕｒｌｎｇａｉｒ）を導入すること等により炉
材を烈しい乱流下に置いて櫨拝するのが有利であろう。
あるいは、本出願人の出願に係る米国特許第３５５０７
７４号の明細書に記載の方法に従って、黒くるみの殻の
顎粒を有する炉材床をスラリー化し、この炉材を有孔部
材上を通過流動させる操作を行うことも有利である。こ
れらの逆洗操作はすべて好適な炉材再生をもたらすもの
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 汚染された水性液体から油滴状汚染物を、固体汚染
   物とは無関係に除去する方法において、イ 油で汚染さ
   れた液体を、黒くるみの殻の顆粒を有する深層濾床フイ
   ルターを通過流動させ、ロ その深層濾床を通過流動さ
   せている間に前記油滴の少なくとも一部を合体させて実
   質的に油分からなる一層大きい粒子を生成させ、そして
   この合体油粒を、前記の黒くるみの殻を有する濾床で捕
   獲して該濾床中の隙間に停留させ、ハ 捕獲された油性
   汚染物により前記濾床の少なくとも一部が飽和状態にな
   つた後に、前記汚染液体流動操作を停止し、ニ 黒くる
   みの殻の顆粒と汚染物との混合物に対して高速度の液体
   スクラビングによる逆洗操作を行うことにより、捕獲さ
   れた油性汚染物の少なくとも一部を該床から除去して該
   床を再生し、そしてホ 油で汚染された液体を、前記黒
   くるみの殻の顆粒を含む床の中を通過流動させる操作を
   再開することを特徴とする方法。