專利名稱：油水分離方法及油水分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油水分離方法及油水分離裝置，特別涉及使用向處理槽的被處理液供給微小的氣泡，使包含在被處理液中的油分與氣泡一起上浮，利用把被處理液分離成水和油分的上浮分離方法的油水分離方法和油水分離裝置。
背景技術(shù)：
作為使用上浮分離方法的分離裝置，有如下述的專利文獻(xiàn)1所述，在渦流泵的液體吸入口設(shè)有氣體吸入裝置，在用渦流泵加壓的過程中使空氣溶解(氣液混合溶解)在被處理液中，通過由噴嘴向處理槽內(nèi)噴射減壓，使處理槽內(nèi)的被處理液中產(chǎn)生微小的氣泡。
特開2003-236305號公報發(fā)明內(nèi)容在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，在油本身的憎水性高時，處理槽內(nèi)產(chǎn)生的微小的氣泡與油分結(jié)合，油分和氣泡一起上浮，可以油水分離。但在油本身的憎水性低時，油分和微小的氣泡的結(jié)合沒有充分進(jìn)行，不能油水分離。
例如，含有由往復(fù)式壓縮機(jī)和螺旋壓縮機(jī)等產(chǎn)生的潤滑油等礦物油的水(排水)，往往不能分離油到礦物油的排水基準(zhǔn)5mg/L。
所以，本發(fā)明的目的在于提供一種可以使含有憎水性低的油的水高速油水分離，直至達(dá)到排水基準(zhǔn)的油水分離方法及油水分離裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的油水分離方法的特征在于，在向處理槽的被處理液供給微小的氣泡，使包含在被處理液中的油分和氣泡一起上浮，使被處理液油水分離的油水分離方法中，向被處理液供給氣泡，所述被處理液供給了鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、氯化鈣及氯化鎂中的至少一種、和氫氧化鈉。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的油水分離方法的特征在于，在向處理槽的被處理液供給微小的氣泡，使包含在被處理液中的油分和氣泡一起上浮，使被處理液油水分離的油水分離方法中，在向被處理液供給鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、以及氯化鈣及氯化鎂中的至少一種之后，供給氫氧化鈉，其后供給氣泡。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的油水分離裝置的特征在于，在向處理槽的被處理液供給微小的氣泡，使包含在被處理液中的油分和氣泡一起上浮，使被處理液油水分離的油水分離裝置中包括用泵從該處理槽中吸出被處理液、加壓、從設(shè)在該處理槽下部的噴嘴噴出的外部循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成的第1配管系；吸入設(shè)在該泵的吸入側(cè)的空氣的第2配管系；向該處理槽的被處理液供給鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種的第3配管系；供給氯化鈣水溶液及氯化鎂水溶液中的至少一種的第4配管系；供給氫氧化鈉水溶液的第5配管系。
進(jìn)而，設(shè)有進(jìn)行可進(jìn)行如下操作的控制裝置使該泵運(yùn)轉(zhuǎn)，使該外部循環(huán)系統(tǒng)發(fā)揮作用；由該第3～第5各配管系供給鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、氯化鈣水溶液及氯化鎂水溶液中的至少一種、以及氫氧化鈉水溶液；由第2配管系吸入空氣，在該泵中加壓，使空氣溶解在該被處理液中，作為氣泡和被處理液一起由該噴嘴噴出。
該控制裝置由第1控制裝置和第2控制裝置構(gòu)成。第2控制裝置使該泵運(yùn)轉(zhuǎn)，使外部循環(huán)系統(tǒng)發(fā)揮作用。第2控制裝置由該第3～第5的各配管系供給鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、氯化鈣水溶液及氯化鎂水溶液中的至少一種、以及氫氧化鈉水溶液后，由第2配管系吸入空氣，在該泵中加壓，使空氣溶解在該被處理液中，作為氣泡和被處理液一起由該噴嘴噴出。
根據(jù)本發(fā)明，被處理液中的表面活性劑由于鹽酸、硫酸及硝酸等活性被降低，油分由氯化鈣(CaCl2)和氯化鎂(MgCl2)凝聚，氫氧化鈉(NaOH)促進(jìn)該凝聚，分散的微小油分變成結(jié)合體進(jìn)而直徑加大的結(jié)果，不僅容易上浮，而且容易與微小氣泡吸附，變得更容易上浮，油水分離高速進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，通過減少對金屬具有腐蝕性的鹽酸、硫酸及硝酸等和氯化鈣、氯化鎂等的添加量，提高氫氧化鈉水溶液的濃度，作為整體維持油分凝聚效果，同時使處理后液體的pH值在提高到排水基準(zhǔn)內(nèi)，使鹽酸、硫酸及硝酸等和氯化鈣、氯化鎂等的腐蝕性降低，處理槽和配管等諸金屬部件難以腐蝕。
酸使表面活性劑的活性下降，雖然油水分離容易，但妨礙分離出的油分與氣泡吸附。因此，在用鹽酸、硫酸及硝酸等使油水容易分離，用氯化鈣、氯化鎂等使油分凝聚的基礎(chǔ)上，通過把被處理液作成堿性，可以形成使與氣泡的吸附容易，減少酸和凝聚劑的供給量且提高分離上浮功能，達(dá)到高速的油水分離。
由于氯化鈣、氯化鎂等是制造豆腐時用的鹽鹵的主要成分，是用于食品的產(chǎn)品，由于是用被處理液稀釋它們的水溶液，用氫氧化鈉中和鹽酸、硫酸及硝酸等的基礎(chǔ)上排水，故不會污染環(huán)境。
從而，即使是含有憎水性低的油的水，也能高速進(jìn)行油水分離，直至達(dá)到合乎排水基準(zhǔn)，油分回收，水原樣廢棄。


圖1是表示成為本發(fā)明一實施方式的油水分離裝置的圖；圖2是表示成為本發(fā)明另一實施方式的油水分離裝置的圖；圖3是表示成為本發(fā)明又一實施方式的油水分離裝置的圖；圖4是表示成為本發(fā)明再一實施方式的油水分離裝置的圖；圖5是表示成為本發(fā)明其它實施方式的油水分離裝置的圖；圖6是表示成為本發(fā)明又一其它實施方式的油水分離裝置的圖；圖7是表示成為本發(fā)明又一其它實施方式的油水分離裝置的圖；圖8是表示本發(fā)明油水分離效果之一例的圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)

本發(fā)明實施方式的油水分離方法和油水分離裝置。在整個圖中為了避免說明的重復(fù)，對同一物件使用相同的引用符號。
圖1所示的成為本發(fā)明一實施方式的油水分離裝置10作為一個例子，把由空氣壓縮機(jī)排出的排水作為處理物使用。
在圖1中，在處理槽11中有在槽內(nèi)貯留被處理液進(jìn)行油水分離的分離部(在權(quán)利要求書中記為處理槽)81、回收在該分離部81中上浮、分離的油分的上浮油接收部83，設(shè)有分離兩部81、83的遮蔽板12。在處理槽11的側(cè)壁下部，在分離部81上連接有大氣泡分離部13。
安裝在處理槽11中的分離部81的底上的配管30通過閥(開關(guān)閥，在以下所有的閥中都一樣)36、通過配管32與循環(huán)泵31連接，循環(huán)泵31的出口(排出)側(cè)配管37與設(shè)置在大氣泡分離部13內(nèi)的噴嘴33連接。配管30、32、37構(gòu)成在循環(huán)泵31運(yùn)轉(zhuǎn)時，由配管30吸出分離部81中的被處理液，由設(shè)在處理槽81下部的噴嘴33噴出的外部循環(huán)系統(tǒng)(第1配管系)。
在配管32中，連接具有閥42的空氣供給管41的一端，空氣供給管41的另一端向大氣開放，空氣供給管41構(gòu)成吸入設(shè)在循環(huán)泵31的吸入側(cè)的空氣的第2配管系。從循環(huán)泵31的出口側(cè)配管37分支的配管38與處理槽11連接，在中間有閥39、配管38構(gòu)成在外部循環(huán)系統(tǒng)中的旁通管類。
如后所述，通過循環(huán)泵31的運(yùn)轉(zhuǎn)，由空氣供給管41吸引空氣，同時加壓、使其溶解在被處理液中，從噴嘴33噴出溶解有空氣的被處理液。配管38與配管30、32、37一起構(gòu)成分離部81中的被處理液的外部循環(huán)系統(tǒng)。在循環(huán)泵31運(yùn)轉(zhuǎn)時間的規(guī)定期間內(nèi)，以低壓從配管38的前端向處理槽41噴出被處理液。
作為循環(huán)泵31的一例，使用渦流泵，雖然未圖示，但在循環(huán)泵31的出口側(cè)設(shè)有測定被處理液壓力(水壓)的表。
噴嘴33與大氣泡分離部13一起設(shè)在處理槽11中的分離部81的下部的側(cè)壁上，在大氣泡分離部13中，設(shè)有圍著分離部81形成可能從噴嘴33噴出的大氣泡的排出管14，排出管14從分離部81的側(cè)壁導(dǎo)入分離部81內(nèi)，使排出管14的排出口位于分離部81的上部。
也可以在配管32中，連接具有供給泵21和閥22、構(gòu)成未處理的被處理液的供給系統(tǒng)的供給管23。供給管23與分離部81的下部連接，也可以向分離部81供給未處理的被處理液。
在循環(huán)泵31的吸入側(cè)的配管32中，來自氫氧化鈉(NaOH)水溶液箱71的配管72的供給口通過閥77連接，配管72構(gòu)成第5配管系。而在配管32中，來自氯化鈣(CaCl2)水溶液箱91的配管92的供給口通過閥97連接，配管92構(gòu)成第4配管系。進(jìn)而，在配管32中，來自鹽酸(HCl)箱101的配管102的供給口通過閥107連接，配管102構(gòu)成第3配管系。
在分離部的上部設(shè)有排出處理后的被處理液的排出管51，排出管51是從與分離部81的連接部(管座)提升、使其下游位于比與分離部81的連接部更低的位置的配管，在其中間有閥52。排出管51的最高位比處理槽11的遮蔽板12的最高位低，并保持位置差D1。
因此，當(dāng)向分離部81內(nèi)供給被處理液并使之貯留時，只要開放閥52，被處理液就從排出管51流出，分離部81中的被處理液面61由排出管51的最高位所限制。若關(guān)閉閥52向分離槽81內(nèi)供給被處理液，由于被處理液面61比排出管51的最高位還上升，排出管51具有通過開閉閥52排出被處理液、調(diào)整水位的功能。
設(shè)在排出管51上的配管53向大氣開放，以使不至于因虹吸效果排水至排出管51的最高水平面以下。在被處理液面61的上部，通過油水分離形成上升的上浮油的上浮油液面62。
設(shè)有防止在分離部81內(nèi)上升中的微小氣泡及油粒子從分離部81通過排出管51混入流出的處理后的被處理液中的隔板15，形成袋狀吸入部82。即通過使在由排出管51中的被處理液的流出量和由吸入部82的入口面積決定的吸入部82中的被處理液的下降速度比氣泡的上升速度慢，在分離部81內(nèi)上升中的微小氣泡及油粒子不會流入吸入部82并從排出管51流出。
隔板15的最高位比排出管51的最高位，即開放閥52時的被處理液面61低，保持著位置差D2。使隔板15的最高位比與排出管51的分離部81的連接部(管座)高，保持著位置差D3。
在接收上浮油部83的底部，設(shè)有排出從分離部81越過遮蔽板12流入(溢流)的廢油63的油分排出管55。另外，圖中未顯示，從處理槽11的底部向外部設(shè)有配管，在其中間設(shè)有閥，當(dāng)有必要排出分離部81內(nèi)部的液體時使用它們。
在分離部81中設(shè)有溫度測定器84，可以測定分離部81中的被處理液的溫度。也可以代替溫度測定器84，在從配管30經(jīng)過循環(huán)泵31到噴嘴33的配管37中設(shè)置溫度測定器，測定被處理液的溫度。
其次，說明圖1所示的油水分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)。
從空氣壓縮機(jī)排出的排水在絕對濕度高時(夏季)，排水流量多，排水中的油分濃度低。而在絕對濕度低時(冬季或春秋季)，排水流量少，排水中的油分濃度高。
在此，首先對絕對濕度低時的排水處理運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行說明。
作為準(zhǔn)備，使閥52處于閉狀態(tài)，在分離部81中充滿清水或處理后的被處理液的狀態(tài)下，使循環(huán)泵31運(yùn)轉(zhuǎn)，閥22是關(guān)閉的，而閥36、42開放，溶解用空氣從空氣配給管41流入。循環(huán)泵31的動力變成熱傳給被處理液，使分離部81中的被處理液的溫度上升，故被處理液的密度變小。另外，為了使被處理液的密度變小，也可以在分離部81中配置用于使被處理液的溫度上升的加熱裝置。
被處理液上升到預(yù)定的溫度后，停止循環(huán)系統(tǒng)中的循環(huán)泵31的運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉閥42，使被處理液供給系統(tǒng)的閥22成開放狀態(tài)，運(yùn)轉(zhuǎn)供給泵21，供給未處理狀態(tài)的被處理液。被處理液經(jīng)過配管30的路徑及配管32、37，從噴嘴33流入分離部81。
被處理液呈由于比分離部81內(nèi)的清水或處理后的被處理液溫度低、密度大，積存在分離部81的底部；密度小的處理后的油分濃度低的被處理液被推到分離部81的上部的形態(tài)，從吸入部82經(jīng)排出管51和閥52排出。例如，若在從隔板15上端到分離部81的底部中的容積為40L，清水或處理后的被處理液溫度為320K，未處理狀態(tài)的被處理液的溫度為283K，以20L/h進(jìn)行未處理狀態(tài)的被處理液的供給，僅處理后的被處理液就能排出30L以上。作為一例，象清水或處理后的被處理液和未處理狀態(tài)的被處理液都各自為20L那樣，向分離部81內(nèi)供給未處理狀態(tài)的被處理液。
若只排出處理后的被處理液結(jié)束，使閥22和閥52成關(guān)閉狀態(tài)，使供給泵21停止，未處理狀態(tài)的被處理液的供給中止，使閥39成開放狀態(tài)，實施由循環(huán)泵31進(jìn)行的槽外循環(huán)(第1控制)。此時，由于在配管38中也流動著被處理液，通過噴嘴33的存在，高的循環(huán)泵31的出口壓力下降，根據(jù)循環(huán)泵31的流量特性，循環(huán)流量大幅增加。接著，調(diào)節(jié)閥36，用未圖示出的壓力計確認(rèn)循環(huán)泵入口壓力比大氣壓低，開放閥97，以該壓力與氯化鈣水溶液91的壓力差作為驅(qū)動力，由箱91供給要求量的氯化鈣水溶液，關(guān)閉閥97。同樣，開放閥107，由箱101供給要求量的鹽酸，之后，關(guān)閉閥107。同樣，開放閥77，由箱71供給要求量的氫氧化鈉水溶液，之后，關(guān)閉閥77。
通過這些工序，被處理液和添加藥品充分混合，用鹽酸降低表面活性劑活性，結(jié)果膠質(zhì)狀分散的油變得容易凝聚，而且用氯化鈣水溶液使油粒子凝聚，氫氧化鈉水溶液促進(jìn)其凝聚，凝聚的油粒子的粒子徑變大。閥39的開放提高循環(huán)流量，使被處理液和添加藥品充分混合。
接著，若關(guān)閉閥39，使閥42成開放狀態(tài)，溶解用空氣從空氣供給配管41流入。通過用循環(huán)泵31加壓，溶解在被處理液中的空氣量在加壓狀態(tài)下變成遵從亨利(Henry)法則，與在配管37中流動的清水或處理后的被處理液有關(guān)的壓力及在配管37中流過的流量成比例，溶解的空氣量變多。另外，在配管37中流動的清水或處理后的被處理液的溫度越低，溶解的空氣量越多。在實際運(yùn)轉(zhuǎn)中設(shè)定壓力、流量為一定值運(yùn)轉(zhuǎn)。
通過該運(yùn)轉(zhuǎn)(第2控制)，由噴嘴33與微小氣泡一起向分離部81內(nèi)噴射排水，用排水中的氯化鈣水溶液凝聚的油分附著在微小氣泡上上浮，油分從被處理液(水)分離。氫氧化鈉水溶液使凝聚的油分附著在微小氣泡上容易進(jìn)行。
循環(huán)泵31的動力變成熱傳給被處理液，液體溫度上升，溶解的空氣量減少。因此，事先求出液體溫度和溶解空氣量的關(guān)系，根據(jù)用溫度測定器84求出的液體溫度，用閥42進(jìn)行調(diào)節(jié)，使從空氣供給管41流入的溶解用空氣量與在處理槽11中氣泡上浮的量大致一致。
直徑大的氣泡的大氣泡由于浮力作用大，也比微小氣泡上浮快，迅速上浮無助于油水分離，使在分離部81內(nèi)的流動紊亂，阻礙微細(xì)氣泡與油分的接觸，雖然沒有使分離性能下降，不過防止由于這樣的剩余空氣導(dǎo)致大氣泡的連續(xù)產(chǎn)生，在產(chǎn)生大氣泡時，使之被分選到大氣泡分離部13的排出管14中，可能從噴嘴33噴出的大氣泡不圍著分離部81，油水分離性能不會下降。
通過關(guān)閉閥52，微小氣泡存在于分離部81的被處理液中，被處理液面61比排出管51的最高位置還高。在該狀態(tài)下，在分離部81內(nèi)部的被處理液面61上側(cè)，上浮的油積存，使遮蔽板12的上端位置比浮上油液面62高，在被處理液的循環(huán)中，上浮油不會從遮蔽板12向上浮油接收部83溢出。
油分在槽外循環(huán)中利用微小氣泡從分離部81的下部上升，可以高速度地進(jìn)行油水分離。根據(jù)本發(fā)明人等的觀察，確認(rèn)在槽外循環(huán)的前半50％的時間，未處理狀態(tài)的被處理液的油分濃度下降到中間濃度以下的五分之一左右；在后半50％的時間，從中間濃度以下的油分濃度進(jìn)一步下降到其濃度的五分之一左右的低濃度(目標(biāo)濃度)。在前后半降低的比率是相同的程度，但按絕對值看，在前半大半油分就會被分離。
分離部81中的被處理液若降低了作為目標(biāo)的油分濃度，循環(huán)泵31停止，閥42關(guān)閉，閥22和閥52打開，使供給泵21運(yùn)轉(zhuǎn)，從分離部81的底部供給未處理狀態(tài)的被處理液。在此期間，分離部81上部的處理后的被處理液和新供給的未處理狀態(tài)的被處理液相同量，只是從排出管51流出。
以上說明的用于被處理液的供給和循環(huán)的供給泵21、循環(huán)泵31的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止交互反復(fù)，若上浮油液面62和被處理液面61的差變大，即在分離部81的上部積存了上浮油，通過在供給泵21的運(yùn)轉(zhuǎn)中使排出管51的閥52成關(guān)閉狀態(tài)，被處理液面61與遮蔽板12成相同高度，使上浮油從遮蔽板12的上端溢出，向上浮油接收部83排出。
由于通常的螺旋壓縮機(jī)通過一周的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，在油水分離裝置10中大約積存上浮油1mm，故上浮油的排出只要以一周一次左右的頻率進(jìn)行就可以。該排出時間不僅由運(yùn)轉(zhuǎn)時間決定，也可以通過測定上浮油量、上浮油厚度而決定。
該間歇處理，在分離部81內(nèi)，將清水或處理后的被處理液和處于未處理狀態(tài)的被處理液以各自大致相同的量進(jìn)行油水分離處理，油分會在短時間內(nèi)從高濃度下降到低濃度。
添加氯化鈣或氯化鎂和鹽酸、硫酸或硝酸及氫氧化鈉促進(jìn)油水分離方法如后所述，若在充分混合氯化鈣或氯化鎂和被處理液后，添加氫氧化鈉，油水分離效果變大。
如前所述，在相當(dāng)于夏季的大氣中的水分量多時，排水流量多，油分濃度低。在相當(dāng)于冬季的大氣中的水分量少時，排水流量少，油分濃度高。
因此，由于在排水流量多，油分濃度低時，槽外(外部)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時間短，在排水流量少，油分濃度高時，槽外(外部)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時間長，可以構(gòu)成對應(yīng)排水發(fā)生量的小型、可高速處理的油水分離裝置10。
上述油水分離裝置10的運(yùn)轉(zhuǎn)中的供給泵21、和循環(huán)泵31的運(yùn)轉(zhuǎn)及各閥22、36、39、42、52、77、97、107等的開關(guān)，作業(yè)者也可以實施手動操作，設(shè)有使用電腦PC的控制裝置(控制方法)200，所述電腦PC裝有貯存控制進(jìn)行這些操作的程序的記憶裝置和用于進(jìn)行其程序的定時器及記錄進(jìn)行狀態(tài)的記憶裝置等，在上述的控制裝置200中，事先儲存下述執(zhí)行程序(進(jìn)行第一控制的第一控制方法和進(jìn)行第二控制的第二控制方法)該程序執(zhí)行通過該泵的運(yùn)轉(zhuǎn)使該外部循環(huán)系統(tǒng)發(fā)揮功能(第1控制)；由該第3～第5各配管系供給鹽酸、硫酸及硝酸的至少一種、氯化鈣水溶液或氯化鎂水溶液的至少一種、以及氫氧化鈉水溶液；由該第2配管系吸入空氣、在該泵中加壓，在該被處理液中溶解空氣，從該噴嘴作為氣泡與被處理液一起噴出(第2控制)，也可以進(jìn)行自動運(yùn)行。
冬季和夏季的槽外(外部)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時間只要由控制裝置200的定時器設(shè)定，可以作成能選擇運(yùn)轉(zhuǎn)模式那樣就行。
為了這些運(yùn)轉(zhuǎn)模式的選擇，必須有排水流量或油分濃度的信息。由于沒有在短時間內(nèi)測量油分濃度的方法，使用排水流量的信息選擇運(yùn)轉(zhuǎn)模式。排水流量可以根據(jù)大氣中的水分量、空氣壓縮機(jī)的排出空氣壓力、空氣冷卻器的出口溫度和冷凝水捕集效率等計算。從而只要測量大氣溫度和大氣濕度就行。
另一方面，通常設(shè)有積存來自空氣壓縮機(jī)的排水的箱，也可以在其中安裝液面計，根據(jù)液面的變化算出排水流量。另外，只測量大氣溫度，計算大氣濕度為100％的排水的最大流量也能用于控制該值。實際上將這些手法單獨(dú)或組合用于控制。這些模式的切換也可以根據(jù)保持在未圖示的控制裝置200上的日歷等，事先進(jìn)行適宜的切換。
如上所說明的，根據(jù)本發(fā)明，能夠高速分離由于含有憎水性低的油而即使放置大約半年油水也不分離的被處理液。
對圖2所示的本發(fā)明的另一實施方式進(jìn)行說明。
圖1所示的實施方式，鹽酸、氫氧化鈉水溶液和氯化鈣水溶液的供給以循環(huán)泵31的入口壓力和大氣壓的壓差為驅(qū)動力，而圖2的實施方式是用象注射器那樣進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動的空氣作動式的注射器73、93和103供給要求量的氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸，附屬有空氣配管74、94、104和空氣供給控制閥75、95、105。
該實施方式可以不為包含循環(huán)泵31等的外部循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件所左右，向處理槽11的分離部81內(nèi)供給氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸，用注射器73、93和103的移動量可以任意調(diào)節(jié)供給量。
對圖3所示的本發(fā)明的另一實施方式進(jìn)行說明。
圖3所示的實施方式在來自氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸的各箱71、91、101的配管72、92、102中分別設(shè)置專用的定量供給泵76、96和106，不為包含循環(huán)泵31等的外部循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件所左右，從配管72、92、102直接向處理槽11的分離部81內(nèi)供給氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸，且可以任意調(diào)節(jié)其供給量。
對圖4所示的本發(fā)明的另一實施方式進(jìn)行說明。
圖4所示的實施方式在來自氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸的各箱71、91、101的配管72、92、102中分別設(shè)置專用的定量供給泵76、96和106，配管72、92、102的出口(供給口)與配管38連接(連續(xù))，在循環(huán)泵31的運(yùn)轉(zhuǎn)中開放閥39，于被處理液在配管38內(nèi)流動期間供給添加藥品類。
不為包含循環(huán)泵31等的外部循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件所左右，由配管72、92、102直接向處理槽11的分離部81內(nèi)供給氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸，且可以任意調(diào)節(jié)其供給量。
與圖1的實施方式一樣，由于氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸從配管38供給到分離部81的被處理液中，與分離部81的被處理液充分混合。
下面，對圖5所示的本發(fā)明的另一實施方式進(jìn)行說明。
該實施方式取代圖3的實施方式的定量供給泵76、96和106，分別設(shè)置專用的一般供給泵76、96和106，通過配管72、92、102向添加液上部箱78a、98a、108a供給氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸，在它們的內(nèi)部的添加液暫時充滿箱78b、98b、108b后的剩余液體通過配管80、100、110回收到箱71、91、101。
在該實施方式中，氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸從添加液暫存箱78b、98b、108b通過開放閥77、97、和107，調(diào)整閥77、97、和107的開放時間，可以通過配管79、99、和109在分離部81的被處理液中定量混合所要求的量。
其次，對圖6所示的本發(fā)明的另一實施方式進(jìn)行說明。
該實施方式在向處理槽11的分離部81供給被處理液的前段設(shè)有與供給被處理液的配管26的供給口連接的暫時貯留被處理液的預(yù)處理箱24，在其內(nèi)部設(shè)有攪拌機(jī)25，在來自氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸的各箱71、91、101的配管72、92和102中分別設(shè)有專用的定量供給泵76、96、106。
不為包含循環(huán)泵31等的外部循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件所左右，由配管72、92和102向預(yù)處理箱24內(nèi)供給氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸，通過運(yùn)轉(zhuǎn)攪拌機(jī)25可以使被處理液和添加藥品類充分地混合。還可以任意調(diào)節(jié)其供給量。
與添加藥品類充分混合的被處理液在分離處理運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束、關(guān)閉閥42，循環(huán)泵31停止后開放閥22，通過配管23，由供給泵21從配管23、32、37供給分離部81。
在該實施方式中，由于在分離部81中的油水分離運(yùn)轉(zhuǎn)中可以完成被處理液和添加藥品類的混合，一次處理運(yùn)轉(zhuǎn)時間可以很短。
在該實施方式中也可以取代定量供給泵76、96、106，用圖2、圖5的藥品添加方法向預(yù)處理箱24供給藥液類。另外，配管23也可以與配管37連接。
其次，對圖7所示的本發(fā)明的另一實施方式進(jìn)行說明。
該實施方式在處理槽11的底部設(shè)有配水管51，在其中間設(shè)有閥52。而在向分離部81供給被處理液的前段設(shè)有暫時貯留被處理液的預(yù)處理箱24和在其內(nèi)部設(shè)有攪拌機(jī)25，在收容氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸的各箱71、91、101的配管72、92和102中分別設(shè)有專用的定量供給泵76、96、106。
在油水分離運(yùn)轉(zhuǎn)中，向預(yù)處理箱24供給被處理液、邊運(yùn)轉(zhuǎn)攪拌機(jī)25，邊分別從各箱71、91、101由專用的定量供給泵76、96、106向預(yù)處理箱24內(nèi)順次供給、混合氫氧化鈉水溶液、氯化鈣水溶液和鹽酸。
當(dāng)油水分離運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束，在關(guān)閉閥42，使循環(huán)泵31停止后，從設(shè)在分離部81底部的配水管51通過開放閥52排出處理完的被處理液，直到液面達(dá)到由63表示的位置(在實施油水分離的狀態(tài)下，成為在分離部81中的被處理液供給量約一半的量時的液面位置)，關(guān)閉閥52。
之后，使循環(huán)泵31運(yùn)轉(zhuǎn)，開放閥22、42，通過配管23由供給泵21從配管23、32供給分離部81與添加藥品類充分混合后的被處理液。
該實施方式不僅可以完成在分離部81中的油水分離中未處理的被處理液和添加藥品類的混合，而且由于可以供給在分離部81中的油水分離中混合了添加藥品類的未處理的被處理液，一次處理運(yùn)轉(zhuǎn)時間可以更短。
另外，該實施方式也可以取代定量供給泵76、96、106，用圖2、圖5的藥品添加方法向預(yù)處理箱24供給藥液類。另外，配管23也可以與配管37連接。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明油分離效果的一例。
作為螺旋壓縮機(jī)潤滑油的特殊油的防腐蝕滑劑(Kobelcocompressor株式會社的商品名)來自壓縮機(jī)的排水即使靜置六個月以上，油分也保持膠體狀，油分不會上浮分離。在把該油與純水混合制造成模擬排水時，即使長時間靜置也沒有上浮分離。
在使該模擬排水的油分濃度作成與一般的螺旋壓縮機(jī)排水相等的300mg/L時，對每1L排水添加氯化鈣1g以上，運(yùn)轉(zhuǎn)圖1的處理裝置，油分離能達(dá)到排水基準(zhǔn)5mg/L。即使改變油分濃度也是同樣的結(jié)果，用圖8的用OBC圍成的區(qū)域表示其特性。
眾所周知，氯化鈣作為食品凝固劑使用，作為正二價的金屬離子的鈣具有電中和并凝聚帶負(fù)電的油粒子的效果。不過氯化鈣作為融雪劑使用，在濃度高時，使金屬腐蝕。
從而在為了油分離使用氯化鈣時，必須減少氯化鈣的添加量。壓縮機(jī)排水的水分是大氣中的水分凝聚而成的，潤滑油即使在混合狀態(tài)下pH值也是4到6的酸性。即使在該排水中添加無機(jī)鹽氯化鈣，pH值也不變，仍為4到6的酸性。
研究了各種即使減少該氯化鈣的添加量也能進(jìn)行油分離的方法，結(jié)果判明若事先添加氯化鈣水溶液、添加鹽酸使pH值為5以下的酸性，接著添加氫氧化鈉水溶液，使pH值成7以上的堿性，油分離變?nèi)菀?，若使pH值成8以上、運(yùn)轉(zhuǎn)圖1的處理裝置，即使氯化鈣的添加量為單獨(dú)添加時的50％，油分離也能達(dá)到排水基準(zhǔn)5mg/L以下。
在添加氫氧化鈉水溶液時，研究相對排水中的油分濃度的氯化鈣的添加效果。用圖8的ODE圍成的區(qū)域表示其特性。
進(jìn)而判明，若事先添加氯化鈣，添加鹽酸使pH值為5以下的酸性，接著添加氫氧化鈉，使pH值成7以上的堿性，油水分離變得更容易，若使pH值成8以上、運(yùn)轉(zhuǎn)圖1的處理裝置，即使氯化鈣的添加量為單獨(dú)添加時的30％，油分離也能到排水基準(zhǔn)5mg/L以下。
用圖8的ODE圍成的區(qū)域表示研究該情況相對排水中的油分濃度的氯化鈣的添加效果的結(jié)果。只要在該區(qū)域中運(yùn)轉(zhuǎn)，排水就是弱堿性、金屬材料很難被氧化腐蝕。
若進(jìn)一步減少氯化鈣的添加量，即使添加氫氧化鈉，也不能油水分離到排水基準(zhǔn)5mg/L。圖5的用OAE圍成的區(qū)域表示其特性。從而，線段OC、OD、OE分別表示通過進(jìn)一步單獨(dú)添加氯化鈣和并用添加氫氧化鈉及添加鹽酸，相對排水的油分濃度的油水分離效果的下限。
上述特性可以進(jìn)行如下說明。即假設(shè)氯化鈣(CaCl2)添加量為B1，若排水中油分濃度增加，油分濃度為A1以上就不能分離油到排水基準(zhǔn)5mg/L。因此，若用以B1的分量添加氯化鈣(CaCl2)后，添加氫氧化鈉(NaOH)，使排水成堿性的方法，到油分濃度A2可以分離油到排水基準(zhǔn)5mg/L。若油分濃度為A2以上，氯化鈣(CaCl2)添加量為B1不能油水分離。若用以B1的分量添加氯化鈣(CaCl2)后，添加鹽酸(HCl)使排水成酸性，再添加氫氧化鈉(NaOH)，使排水成堿性的方法，直到油分濃度為A3都可以分離油到排水基準(zhǔn)5mg/L。若油分濃度為A3以上，氯化鈣(CaCl2)添加量為B1就不能油水分離。
作為促進(jìn)油凝聚的另一種物質(zhì)有被認(rèn)為作為食品凝固劑使用的氯化鎂(MgCl2)，若與氯化鈣一樣與鹽酸和氫氧化鈉組合使用，可以得到和圖8一樣的效果。氯化鈣和氯化鎂也可以在鹽酸和氫氧化鈉的組合中并用。
若作為促進(jìn)油凝聚的另一種物質(zhì)，使用正三價金屬鋁的化合物的氯化鋁，比氯化鈣的凝聚效果高。但由于鋁金屬腐蝕性特別強(qiáng)，不能使用金屬，構(gòu)成裝置困難。而且，有擔(dān)心對人體的影響，在水處理中的使用被限制的趨向。
代替鹽酸使用硫酸、硝酸也有同樣的效果。
另外，鹽酸、硫酸、硝酸也可以不單獨(dú)使用而并用，希望鹽酸和硝酸并用使?jié)舛认陆担蜃鞒刹怀蔀橥跛幕旌媳嚷省?br> 進(jìn)而，氯化鈣(CaCl2)和氯化鎂(MgCl2)也可以并用。
以上說明中對礦物油的油水分離進(jìn)行了說明，但也可用于食用油的分離。由于植物油排水基準(zhǔn)為30mg/L，稍稍寬松，相應(yīng)地氯化鈣、氯化鎂、鹽酸、氫氧化鈉等的添加量可以變少。
權(quán)利要求
1.一種油水分離方法，該方法是向處理槽的被處理液供給微小的氣泡，使包含在被處理液中的油分和氣泡一起上浮，使被處理液油水分離的油水分離方法，其特征在于，向被處理液供給氣泡，所述被處理液供給了鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、氯化鈣及氯化鎂中的至少一種、以及氫氧化鈉。
2.如權(quán)利要求1所述的油水分離方法，其特征在于，在向被處理液供給鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、以及氯化鈣及氯化鎂中的至少一種之后，供給氫氧化鈉。
3.如權(quán)利要求1所述的油水分離方法，其特征在于，鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、以及氯化鈣及氯化鎂中的至少一種的任何一方先向被處理液供給。
4.如權(quán)利要求1所述的油水分離方法，其特征在于，向被處理液供給氯化鈣及氯化鎂中的至少一種之后，供給鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的油水分離方法，其特征在于，被處理液含有憎水性低的油分，通過向所述被處理液供給酸和凝聚劑，使所述被處理液變?yōu)樗嵝誀顟B(tài)，發(fā)生油水分離和分離后的油分的凝聚后供給堿，使所述被處理液變?yōu)閴A性狀態(tài)，促進(jìn)油水分離。
6.一種油水分離裝置，該裝置是向處理槽的被處理液供給微小的氣泡，使包含在被處理液中的油分和氣泡一起上浮，使被處理液油水分離的油水分離裝置，其特征在于所述裝置包括由泵從所述處理槽中吸出被處理液、加壓、從設(shè)在所述處理槽下部的噴嘴噴出的外部循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成的第1配管系；吸入設(shè)在所述泵的吸入側(cè)的空氣的第2配管系；向所述處理槽的被處理液供給鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種的第3配管系；供給氯化鈣水溶液及氯化鎂水溶液中的至少一種的第4配管系；和供給氫氧化鈉水溶液的第5配管系。
7.如權(quán)利要求6所述的油水分離裝置，其特征在于，所述裝置還具有進(jìn)行以下操作的控制裝置，使所述泵運(yùn)轉(zhuǎn)，使所述外部循環(huán)系統(tǒng)發(fā)揮作用；由所述第3～第5的各配管系供給鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、氯化鈣水溶液及氯化鎂水溶液中的至少一種、以及氫氧化鈉水溶液；以及由所述第2配管系吸入空氣，在所述泵中加壓，使空氣溶解在所述被處理液中，以氣泡和被處理液一起由所述噴嘴噴出。
8.如權(quán)利要求7所述的油水分離裝置，其特征在于，所述控制裝置由第1控制裝置和第2控制裝置構(gòu)成第1控制裝置使所述泵運(yùn)轉(zhuǎn)，使外部循環(huán)系統(tǒng)發(fā)揮作用；第2控制裝置由所述第3～第5的各配管系供給鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、氯化鈣水溶液及氯化鎂水溶液中的至少一種、以及氫氧化鈉水溶液后，由所述第2配管系吸入空氣，在所述泵中加壓，使空氣溶解在所述被處理液中，以氣泡和被處理液一起由所述噴嘴噴出。
9.如權(quán)利要求6所述的油水分離裝置，其特征在于，該裝置具有在所述第1配管系中的所述泵的吸入側(cè)設(shè)有壓力調(diào)整閥和所述第3配管系至第5配管系的供給口，通過調(diào)整所述壓力調(diào)整閥的開度，使所述泵的泵吸入壓力比大氣壓低，以大氣壓和所述泵吸入壓力的壓差作為驅(qū)動力向所述被處理液供給鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、氯化鈣水溶液及氯化鎂水溶液中的至少一種、以及氫氧化鈉水溶液的裝置。
10.如權(quán)利要求6至權(quán)利要求9任一項所述的油水分離裝置，其特征在于，從所述第1配管系中的所述泵的吐出側(cè)、從所述噴嘴間的配管到所述處理槽設(shè)有具有開關(guān)閥的旁通配管系，所述開關(guān)閥在所述外部循環(huán)系統(tǒng)發(fā)揮功能期間成開放狀態(tài)。
11.如上述權(quán)利要求8所述的油水分離裝置，其特征在于，所述第2控制裝置在由所述第3、第4配管系供給鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、氯化鈣水溶液及氯化鎂水溶液中的至少一種后，由第5配管系供給氫氧化鈉水溶液。
12.如上述權(quán)利要求6至權(quán)利要求9任一項所述的油水分離裝置，其特征在于，所述裝置具有所述第3至第5的各配管系分別向所述處理槽的被處理液供給所需量的鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、氯化鈣水溶液及氯化鎂水溶液中的至少一種和氫氧化鈉水溶液的裝置。
13.如上述權(quán)利要求6至權(quán)利要求9任一項所述的油水分離裝置，其特征在于，設(shè)有將第3至第5的各配管系和被處理液的供給配管的供給口連接的預(yù)處理箱，在所述處理箱中將與鹽酸、硫酸及硝酸中的至少一種、氯化鈣水溶液及氯化鎂水溶液中的至少一種和氫氧化鈉水溶液混合后的被處理液供給所述處理槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及油水分離方法及油水分離裝置，特別涉及向處理槽的被處理液供給微小的氣泡，使包含在被處理液中的油分和氣泡一起上浮，利用使被處理液油水分離的上浮分離方法的油水分離方法及油水分離裝置。本發(fā)明使空氣與從處理槽(11)的下部吸出的被處理液混合，用循環(huán)泵(31)升壓，由設(shè)在處理槽(11)下部的噴嘴(33)噴射，使被處理液返回處理槽(11)，使被處理液循環(huán)，未處理狀態(tài)的被處理液供給被處理液的循環(huán)配管系或處理槽(11)的下部。在該系統(tǒng)中添加少量的氯化鈣、鹽酸和氫氧化鈉，促進(jìn)油的凝聚，使油分離性能提高。根據(jù)本發(fā)明，可以使含有低憎水性的油的水高速油水分離直至達(dá)到排水基準(zhǔn)。
文檔編號B01D17/05GK1919403SQ20061011005
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月5日
發(fā)明者塚原聰, 齋藤公男 申請人:株式會社日立工業(yè)設(shè)備技術(shù)