专利名称：油水分离方法及油水分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及油水分离方法及油水分离装置，特别涉及使用向处理槽的被处理液供给微小的气泡，使包含在被处理液中的油分与气泡一起上浮，利用把被处理液分离成水和油分的上浮分离方法的油水分离方法和油水分离装置。
背景技术：
作为使用上浮分离方法的分离装置，有如下述的专利文献1所述，在涡流泵的液体吸入口设有气体吸入装置，在用涡流泵加压的过程中使空气溶解(气液混合溶解)在被处理液中，通过由喷嘴向处理槽内喷射减压，使处理槽内的被处理液中产生微小的气泡。
特开2003-236305号公报发明内容在上述的现有技术中，在油本身的憎水性高时，处理槽内产生的微小的气泡与油分结合，油分和气泡一起上浮，可以油水分离。但在油本身的憎水性低时，油分和微小的气泡的结合没有充分进行，不能油水分离。
例如，含有由往复式压缩机和螺旋压缩机等产生的润滑油等矿物油的水(排水)，往往不能分离油到矿物油的排水基准5mg/L。
所以，本发明的目的在于提供一种可以使含有憎水性低的油的水高速油水分离，直至达到排水基准的油水分离方法及油水分离装置。
为了达到上述目的，本发明的油水分离方法的特征在于，在向处理槽的被处理液供给微小的气泡，使包含在被处理液中的油分和气泡一起上浮，使被处理液油水分离的油水分离方法中，向被处理液供给气泡，所述被处理液供给了盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、氯化钙及氯化镁中的至少一种、和氢氧化钠。
为了达到上述目的，本发明的油水分离方法的特征在于，在向处理槽的被处理液供给微小的气泡，使包含在被处理液中的油分和气泡一起上浮，使被处理液油水分离的油水分离方法中，在向被处理液供给盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、以及氯化钙及氯化镁中的至少一种之后，供给氢氧化钠，其后供给气泡。
为了达到上述目的，本发明的油水分离装置的特征在于，在向处理槽的被处理液供给微小的气泡，使包含在被处理液中的油分和气泡一起上浮，使被处理液油水分离的油水分离装置中包括用泵从该处理槽中吸出被处理液、加压、从设在该处理槽下部的喷嘴喷出的外部循环系统构成的第1配管系；吸入设在该泵的吸入侧的空气的第2配管系；向该处理槽的被处理液供给盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种的第3配管系；供给氯化钙水溶液及氯化镁水溶液中的至少一种的第4配管系；供给氢氧化钠水溶液的第5配管系。
进而，设有进行可进行如下操作的控制装置使该泵运转，使该外部循环系统发挥作用；由该第3～第5各配管系供给盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、氯化钙水溶液及氯化镁水溶液中的至少一种、以及氢氧化钠水溶液；由第2配管系吸入空气，在该泵中加压，使空气溶解在该被处理液中，作为气泡和被处理液一起由该喷嘴喷出。
该控制装置由第1控制装置和第2控制装置构成。第2控制装置使该泵运转，使外部循环系统发挥作用。第2控制装置由该第3～第5的各配管系供给盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、氯化钙水溶液及氯化镁水溶液中的至少一种、以及氢氧化钠水溶液后，由第2配管系吸入空气，在该泵中加压，使空气溶解在该被处理液中，作为气泡和被处理液一起由该喷嘴喷出。
根据本发明，被处理液中的表面活性剂由于盐酸、硫酸及硝酸等活性被降低，油分由氯化钙(CaCl2)和氯化镁(MgCl2)凝聚，氢氧化钠(NaOH)促进该凝聚，分散的微小油分变成结合体进而直径加大的结果，不仅容易上浮，而且容易与微小气泡吸附，变得更容易上浮，油水分离高速进行。
根据本发明，通过减少对金属具有腐蚀性的盐酸、硫酸及硝酸等和氯化钙、氯化镁等的添加量，提高氢氧化钠水溶液的浓度，作为整体维持油分凝聚效果，同时使处理后液体的pH值在提高到排水基准内，使盐酸、硫酸及硝酸等和氯化钙、氯化镁等的腐蚀性降低，处理槽和配管等诸金属部件难以腐蚀。
酸使表面活性剂的活性下降，虽然油水分离容易，但妨碍分离出的油分与气泡吸附。因此，在用盐酸、硫酸及硝酸等使油水容易分离，用氯化钙、氯化镁等使油分凝聚的基础上，通过把被处理液作成碱性，可以形成使与气泡的吸附容易，减少酸和凝聚剂的供给量且提高分离上浮功能，达到高速的油水分离。
由于氯化钙、氯化镁等是制造豆腐时用的盐卤的主要成分，是用于食品的产品，由于是用被处理液稀释它们的水溶液，用氢氧化钠中和盐酸、硫酸及硝酸等的基础上排水，故不会污染环境。
从而，即使是含有憎水性低的油的水，也能高速进行油水分离，直至达到合乎排水基准，油分回收，水原样废弃。
图1是表示成为本发明一实施方式的油水分离装置的图；图2是表示成为本发明另一实施方式的油水分离装置的图；图3是表示成为本发明又一实施方式的油水分离装置的图；图4是表示成为本发明再一实施方式的油水分离装置的图；图5是表示成为本发明其它实施方式的油水分离装置的图；图6是表示成为本发明又一其它实施方式的油水分离装置的图；图7是表示成为本发明又一其它实施方式的油水分离装置的图；图8是表示本发明油水分离效果之一例的图。
具体实施例方式
下面，根据
本发明实施方式的油水分离方法和油水分离装置。在整个图中为了避免说明的重复，对同一物件使用相同的引用符号。
图1所示的成为本发明一实施方式的油水分离装置10作为一个例子，把由空气压缩机排出的排水作为处理物使用。
在图1中，在处理槽11中有在槽内贮留被处理液进行油水分离的分离部(在权利要求书中记为处理槽)81、回收在该分离部81中上浮、分离的油分的上浮油接收部83，设有分离两部81、83的遮蔽板12。在处理槽11的侧壁下部，在分离部81上连接有大气泡分离部13。
安装在处理槽11中的分离部81的底上的配管30通过阀(开关阀，在以下所有的阀中都一样)36、通过配管32与循环泵31连接，循环泵31的出口(排出)侧配管37与设置在大气泡分离部13内的喷嘴33连接。配管30、32、37构成在循环泵31运转时，由配管30吸出分离部81中的被处理液，由设在处理槽81下部的喷嘴33喷出的外部循环系统(第1配管系)。
在配管32中，连接具有阀42的空气供给管41的一端，空气供给管41的另一端向大气开放，空气供给管41构成吸入设在循环泵31的吸入侧的空气的第2配管系。从循环泵31的出口侧配管37分支的配管38与处理槽11连接，在中间有阀39、配管38构成在外部循环系统中的旁通管类。
如后所述，通过循环泵31的运转，由空气供给管41吸引空气，同时加压、使其溶解在被处理液中，从喷嘴33喷出溶解有空气的被处理液。配管38与配管30、32、37一起构成分离部81中的被处理液的外部循环系统。在循环泵31运转时间的规定期间内，以低压从配管38的前端向处理槽41喷出被处理液。
作为循环泵31的一例，使用涡流泵，虽然未图示，但在循环泵31的出口侧设有测定被处理液压力(水压)的表。
喷嘴33与大气泡分离部13一起设在处理槽11中的分离部81的下部的侧壁上，在大气泡分离部13中，设有围着分离部81形成可能从喷嘴33喷出的大气泡的排出管14，排出管14从分离部81的侧壁导入分离部81内，使排出管14的排出口位于分离部81的上部。
也可以在配管32中，连接具有供给泵21和阀22、构成未处理的被处理液的供给系统的供给管23。供给管23与分离部81的下部连接，也可以向分离部81供给未处理的被处理液。
在循环泵31的吸入侧的配管32中，来自氢氧化钠(NaOH)水溶液箱71的配管72的供给口通过阀77连接，配管72构成第5配管系。而在配管32中，来自氯化钙(CaCl2)水溶液箱91的配管92的供给口通过阀97连接，配管92构成第4配管系。进而，在配管32中，来自盐酸(HCl)箱101的配管102的供给口通过阀107连接，配管102构成第3配管系。
在分离部的上部设有排出处理后的被处理液的排出管51，排出管51是从与分离部81的连接部(管座)提升、使其下游位于比与分离部81的连接部更低的位置的配管，在其中间有阀52。排出管51的最高位比处理槽11的遮蔽板12的最高位低，并保持位置差D1。
因此，当向分离部81内供给被处理液并使之贮留时，只要开放阀52，被处理液就从排出管51流出，分离部81中的被处理液面61由排出管51的最高位所限制。若关闭阀52向分离槽81内供给被处理液，由于被处理液面61比排出管51的最高位还上升，排出管51具有通过开闭阀52排出被处理液、调整水位的功能。
设在排出管51上的配管53向大气开放，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。在被处理液面61的上部，通过油水分离形成上升的上浮油的上浮油液面62。
设有防止在分离部81内上升中的微小气泡及油粒子从分离部81通过排出管51混入流出的处理后的被处理液中的隔板15，形成袋状吸入部82。即通过使在由排出管51中的被处理液的流出量和由吸入部82的入口面积决定的吸入部82中的被处理液的下降速度比气泡的上升速度慢，在分离部81内上升中的微小气泡及油粒子不会流入吸入部82并从排出管51流出。
隔板15的最高位比排出管51的最高位，即开放阀52时的被处理液面61低，保持着位置差D2。使隔板15的最高位比与排出管51的分离部81的连接部(管座)高，保持着位置差D3。
在接收上浮油部83的底部，设有排出从分离部81越过遮蔽板12流入(溢流)的废油63的油分排出管55。另外，图中未显示，从处理槽11的底部向外部设有配管，在其中间设有阀，当有必要排出分离部81内部的液体时使用它们。
在分离部81中设有温度测定器84，可以测定分离部81中的被处理液的温度。也可以代替温度测定器84，在从配管30经过循环泵31到喷嘴33的配管37中设置温度测定器，测定被处理液的温度。
其次，说明图1所示的油水分离装置的运转。
从空气压缩机排出的排水在绝对湿度高时(夏季)，排水流量多，排水中的油分浓度低。而在绝对湿度低时(冬季或春秋季)，排水流量少，排水中的油分浓度高。
在此，首先对绝对湿度低时的排水处理运转进行说明。
作为准备，使阀52处于闭状态，在分离部81中充满清水或处理后的被处理液的状态下，使循环泵31运转，阀22是关闭的，而阀36、42开放，溶解用空气从空气配给管41流入。循环泵31的动力变成热传给被处理液，使分离部81中的被处理液的温度上升，故被处理液的密度变小。另外，为了使被处理液的密度变小，也可以在分离部81中配置用于使被处理液的温度上升的加热装置。
被处理液上升到预定的温度后，停止循环系统中的循环泵31的运转，关闭阀42，使被处理液供给系统的阀22成开放状态，运转供给泵21，供给未处理状态的被处理液。被处理液经过配管30的路径及配管32、37，从喷嘴33流入分离部81。
被处理液呈由于比分离部81内的清水或处理后的被处理液温度低、密度大，积存在分离部81的底部；密度小的处理后的油分浓度低的被处理液被推到分离部81的上部的形态，从吸入部82经排出管51和阀52排出。例如，若在从隔板15上端到分离部81的底部中的容积为40L，清水或处理后的被处理液温度为320K，未处理状态的被处理液的温度为283K，以20L/h进行未处理状态的被处理液的供给，仅处理后的被处理液就能排出30L以上。作为一例，象清水或处理后的被处理液和未处理状态的被处理液都各自为20L那样，向分离部81内供给未处理状态的被处理液。
若只排出处理后的被处理液结束，使阀22和阀52成关闭状态，使供给泵21停止，未处理状态的被处理液的供给中止，使阀39成开放状态，实施由循环泵31进行的槽外循环(第1控制)。此时，由于在配管38中也流动着被处理液，通过喷嘴33的存在，高的循环泵31的出口压力下降，根据循环泵31的流量特性，循环流量大幅增加。接着，调节阀36，用未图示出的压力计确认循环泵入口压力比大气压低，开放阀97，以该压力与氯化钙水溶液91的压力差作为驱动力，由箱91供给要求量的氯化钙水溶液，关闭阀97。同样，开放阀107，由箱101供给要求量的盐酸，之后，关闭阀107。同样，开放阀77，由箱71供给要求量的氢氧化钠水溶液，之后，关闭阀77。
通过这些工序，被处理液和添加药品充分混合，用盐酸降低表面活性剂活性，结果胶质状分散的油变得容易凝聚，而且用氯化钙水溶液使油粒子凝聚，氢氧化钠水溶液促进其凝聚，凝聚的油粒子的粒子径变大。阀39的开放提高循环流量，使被处理液和添加药品充分混合。
接着，若关闭阀39，使阀42成开放状态，溶解用空气从空气供给配管41流入。通过用循环泵31加压，溶解在被处理液中的空气量在加压状态下变成遵从亨利(Henry)法则，与在配管37中流动的清水或处理后的被处理液有关的压力及在配管37中流过的流量成比例，溶解的空气量变多。另外，在配管37中流动的清水或处理后的被处理液的温度越低，溶解的空气量越多。在实际运转中设定压力、流量为一定值运转。
通过该运转(第2控制)，由喷嘴33与微小气泡一起向分离部81内喷射排水，用排水中的氯化钙水溶液凝聚的油分附着在微小气泡上上浮，油分从被处理液(水)分离。氢氧化钠水溶液使凝聚的油分附着在微小气泡上容易进行。
循环泵31的动力变成热传给被处理液，液体温度上升，溶解的空气量减少。因此，事先求出液体温度和溶解空气量的关系，根据用温度测定器84求出的液体温度，用阀42进行调节，使从空气供给管41流入的溶解用空气量与在处理槽11中气泡上浮的量大致一致。
直径大的气泡的大气泡由于浮力作用大，也比微小气泡上浮快，迅速上浮无助于油水分离，使在分离部81内的流动紊乱，阻碍微细气泡与油分的接触，虽然没有使分离性能下降，不过防止由于这样的剩余空气导致大气泡的连续产生，在产生大气泡时，使之被分选到大气泡分离部13的排出管14中，可能从喷嘴33喷出的大气泡不围着分离部81，油水分离性能不会下降。
通过关闭阀52，微小气泡存在于分离部81的被处理液中，被处理液面61比排出管51的最高位置还高。在该状态下，在分离部81内部的被处理液面61上侧，上浮的油积存，使遮蔽板12的上端位置比浮上油液面62高，在被处理液的循环中，上浮油不会从遮蔽板12向上浮油接收部83溢出。
油分在槽外循环中利用微小气泡从分离部81的下部上升，可以高速度地进行油水分离。根据本发明人等的观察，确认在槽外循环的前半50％的时间，未处理状态的被处理液的油分浓度下降到中间浓度以下的五分之一左右；在后半50％的时间，从中间浓度以下的油分浓度进一步下降到其浓度的五分之一左右的低浓度(目标浓度)。在前后半降低的比率是相同的程度，但按绝对值看，在前半大半油分就会被分离。
分离部81中的被处理液若降低了作为目标的油分浓度，循环泵31停止，阀42关闭，阀22和阀52打开，使供给泵21运转，从分离部81的底部供给未处理状态的被处理液。在此期间，分离部81上部的处理后的被处理液和新供给的未处理状态的被处理液相同量，只是从排出管51流出。
以上说明的用于被处理液的供给和循环的供给泵21、循环泵31的运转和停止交互反复，若上浮油液面62和被处理液面61的差变大，即在分离部81的上部积存了上浮油，通过在供给泵21的运转中使排出管51的阀52成关闭状态，被处理液面61与遮蔽板12成相同高度，使上浮油从遮蔽板12的上端溢出，向上浮油接收部83排出。
由于通常的螺旋压缩机通过一周的连续运转，在油水分离装置10中大约积存上浮油1mm，故上浮油的排出只要以一周一次左右的频率进行就可以。该排出时间不仅由运转时间决定，也可以通过测定上浮油量、上浮油厚度而决定。
该间歇处理，在分离部81内，将清水或处理后的被处理液和处于未处理状态的被处理液以各自大致相同的量进行油水分离处理，油分会在短时间内从高浓度下降到低浓度。
添加氯化钙或氯化镁和盐酸、硫酸或硝酸及氢氧化钠促进油水分离方法如后所述，若在充分混合氯化钙或氯化镁和被处理液后，添加氢氧化钠，油水分离效果变大。
如前所述，在相当于夏季的大气中的水分量多时，排水流量多，油分浓度低。在相当于冬季的大气中的水分量少时，排水流量少，油分浓度高。
因此，由于在排水流量多，油分浓度低时，槽外(外部)循环运转时间短，在排水流量少，油分浓度高时，槽外(外部)循环运转时间长，可以构成对应排水发生量的小型、可高速处理的油水分离装置10。
上述油水分离装置10的运转中的供给泵21、和循环泵31的运转及各阀22、36、39、42、52、77、97、107等的开关，作业者也可以实施手动操作，设有使用电脑PC的控制装置(控制方法)200，所述电脑PC装有贮存控制进行这些操作的程序的记忆装置和用于进行其程序的定时器及记录进行状态的记忆装置等，在上述的控制装置200中，事先储存下述执行程序(进行第一控制的第一控制方法和进行第二控制的第二控制方法)该程序执行通过该泵的运转使该外部循环系统发挥功能(第1控制)；由该第3～第5各配管系供给盐酸、硫酸及硝酸的至少一种、氯化钙水溶液或氯化镁水溶液的至少一种、以及氢氧化钠水溶液；由该第2配管系吸入空气、在该泵中加压，在该被处理液中溶解空气，从该喷嘴作为气泡与被处理液一起喷出(第2控制)，也可以进行自动运行。
冬季和夏季的槽外(外部)循环运转时间只要由控制装置200的定时器设定，可以作成能选择运转模式那样就行。
为了这些运转模式的选择，必须有排水流量或油分浓度的信息。由于没有在短时间内测量油分浓度的方法，使用排水流量的信息选择运转模式。排水流量可以根据大气中的水分量、空气压缩机的排出空气压力、空气冷却器的出口温度和冷凝水捕集效率等计算。从而只要测量大气温度和大气湿度就行。
另一方面，通常设有积存来自空气压缩机的排水的箱，也可以在其中安装液面计，根据液面的变化算出排水流量。另外，只测量大气温度，计算大气湿度为100％的排水的最大流量也能用于控制该值。实际上将这些手法单独或组合用于控制。这些模式的切换也可以根据保持在未图示的控制装置200上的日历等，事先进行适宜的切换。
如上所说明的，根据本发明，能够高速分离由于含有憎水性低的油而即使放置大约半年油水也不分离的被处理液。
对图2所示的本发明的另一实施方式进行说明。
图1所示的实施方式，盐酸、氢氧化钠水溶液和氯化钙水溶液的供给以循环泵31的入口压力和大气压的压差为驱动力，而图2的实施方式是用象注射器那样进行往复运动的空气作动式的注射器73、93和103供给要求量的氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸，附属有空气配管74、94、104和空气供给控制阀75、95、105。
该实施方式可以不为包含循环泵31等的外部循环系统的运转条件所左右，向处理槽11的分离部81内供给氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸，用注射器73、93和103的移动量可以任意调节供给量。
对图3所示的本发明的另一实施方式进行说明。
图3所示的实施方式在来自氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸的各箱71、91、101的配管72、92、102中分别设置专用的定量供给泵76、96和106，不为包含循环泵31等的外部循环系统的运转条件所左右，从配管72、92、102直接向处理槽11的分离部81内供给氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸，且可以任意调节其供给量。
对图4所示的本发明的另一实施方式进行说明。
图4所示的实施方式在来自氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸的各箱71、91、101的配管72、92、102中分别设置专用的定量供给泵76、96和106，配管72、92、102的出口(供给口)与配管38连接(连续)，在循环泵31的运转中开放阀39，于被处理液在配管38内流动期间供给添加药品类。
不为包含循环泵31等的外部循环系统的运转条件所左右，由配管72、92、102直接向处理槽11的分离部81内供给氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸，且可以任意调节其供给量。
与图1的实施方式一样，由于氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸从配管38供给到分离部81的被处理液中，与分离部81的被处理液充分混合。
下面，对图5所示的本发明的另一实施方式进行说明。
该实施方式取代图3的实施方式的定量供给泵76、96和106，分别设置专用的一般供给泵76、96和106，通过配管72、92、102向添加液上部箱78a、98a、108a供给氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸，在它们的内部的添加液暂时充满箱78b、98b、108b后的剩余液体通过配管80、100、110回收到箱71、91、101。
在该实施方式中，氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸从添加液暂存箱78b、98b、108b通过开放阀77、97、和107，调整阀77、97、和107的开放时间，可以通过配管79、99、和109在分离部81的被处理液中定量混合所要求的量。
其次，对图6所示的本发明的另一实施方式进行说明。
该实施方式在向处理槽11的分离部81供给被处理液的前段设有与供给被处理液的配管26的供给口连接的暂时贮留被处理液的预处理箱24，在其内部设有搅拌机25，在来自氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸的各箱71、91、101的配管72、92和102中分别设有专用的定量供给泵76、96、106。
不为包含循环泵31等的外部循环系统的运转条件所左右，由配管72、92和102向预处理箱24内供给氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸，通过运转搅拌机25可以使被处理液和添加药品类充分地混合。还可以任意调节其供给量。
与添加药品类充分混合的被处理液在分离处理运转结束、关闭阀42，循环泵31停止后开放阀22，通过配管23，由供给泵21从配管23、32、37供给分离部81。
在该实施方式中，由于在分离部81中的油水分离运转中可以完成被处理液和添加药品类的混合，一次处理运转时间可以很短。
在该实施方式中也可以取代定量供给泵76、96、106，用图2、图5的药品添加方法向预处理箱24供给药液类。另外，配管23也可以与配管37连接。
其次，对图7所示的本发明的另一实施方式进行说明。
该实施方式在处理槽11的底部设有配水管51，在其中间设有阀52。而在向分离部81供给被处理液的前段设有暂时贮留被处理液的预处理箱24和在其内部设有搅拌机25，在收容氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸的各箱71、91、101的配管72、92和102中分别设有专用的定量供给泵76、96、106。
在油水分离运转中，向预处理箱24供给被处理液、边运转搅拌机25，边分别从各箱71、91、101由专用的定量供给泵76、96、106向预处理箱24内顺次供给、混合氢氧化钠水溶液、氯化钙水溶液和盐酸。
当油水分离运转结束，在关闭阀42，使循环泵31停止后，从设在分离部81底部的配水管51通过开放阀52排出处理完的被处理液，直到液面达到由63表示的位置(在实施油水分离的状态下，成为在分离部81中的被处理液供给量约一半的量时的液面位置)，关闭阀52。
之后，使循环泵31运转，开放阀22、42，通过配管23由供给泵21从配管23、32供给分离部81与添加药品类充分混合后的被处理液。
该实施方式不仅可以完成在分离部81中的油水分离中未处理的被处理液和添加药品类的混合，而且由于可以供给在分离部81中的油水分离中混合了添加药品类的未处理的被处理液，一次处理运转时间可以更短。
另外，该实施方式也可以取代定量供给泵76、96、106，用图2、图5的药品添加方法向预处理箱24供给药液类。另外，配管23也可以与配管37连接。
图8表示根据本发明油分离效果的一例。
作为螺旋压缩机润滑油的特殊油的防腐蚀滑剂(Kobelcocompressor株式会社的商品名)来自压缩机的排水即使静置六个月以上，油分也保持胶体状，油分不会上浮分离。在把该油与纯水混合制造成模拟排水时，即使长时间静置也没有上浮分离。
在使该模拟排水的油分浓度作成与一般的螺旋压缩机排水相等的300mg/L时，对每1L排水添加氯化钙1g以上，运转图1的处理装置，油分离能达到排水基准5mg/L。即使改变油分浓度也是同样的结果，用图8的用OBC围成的区域表示其特性。
众所周知，氯化钙作为食品凝固剂使用，作为正二价的金属离子的钙具有电中和并凝聚带负电的油粒子的效果。不过氯化钙作为融雪剂使用，在浓度高时，使金属腐蚀。
从而在为了油分离使用氯化钙时，必须减少氯化钙的添加量。压缩机排水的水分是大气中的水分凝聚而成的，润滑油即使在混合状态下pH值也是4到6的酸性。即使在该排水中添加无机盐氯化钙，pH值也不变，仍为4到6的酸性。
研究了各种即使减少该氯化钙的添加量也能进行油分离的方法，结果判明若事先添加氯化钙水溶液、添加盐酸使pH值为5以下的酸性，接着添加氢氧化钠水溶液，使pH值成7以上的碱性，油分离变容易，若使pH值成8以上、运转图1的处理装置，即使氯化钙的添加量为单独添加时的50％，油分离也能达到排水基准5mg/L以下。
在添加氢氧化钠水溶液时，研究相对排水中的油分浓度的氯化钙的添加效果。用图8的ODE围成的区域表示其特性。
进而判明，若事先添加氯化钙，添加盐酸使pH值为5以下的酸性，接着添加氢氧化钠，使pH值成7以上的碱性，油水分离变得更容易，若使pH值成8以上、运转图1的处理装置，即使氯化钙的添加量为单独添加时的30％，油分离也能到排水基准5mg/L以下。
用图8的ODE围成的区域表示研究该情况相对排水中的油分浓度的氯化钙的添加效果的结果。只要在该区域中运转，排水就是弱碱性、金属材料很难被氧化腐蚀。
若进一步减少氯化钙的添加量，即使添加氢氧化钠，也不能油水分离到排水基准5mg/L。图5的用OAE围成的区域表示其特性。从而，线段OC、OD、OE分别表示通过进一步单独添加氯化钙和并用添加氢氧化钠及添加盐酸，相对排水的油分浓度的油水分离效果的下限。
上述特性可以进行如下说明。即假设氯化钙(CaCl2)添加量为B1，若排水中油分浓度增加，油分浓度为A1以上就不能分离油到排水基准5mg/L。因此，若用以B1的分量添加氯化钙(CaCl2)后，添加氢氧化钠(NaOH)，使排水成碱性的方法，到油分浓度A2可以分离油到排水基准5mg/L。若油分浓度为A2以上，氯化钙(CaCl2)添加量为B1不能油水分离。若用以B1的分量添加氯化钙(CaCl2)后，添加盐酸(HCl)使排水成酸性，再添加氢氧化钠(NaOH)，使排水成碱性的方法，直到油分浓度为A3都可以分离油到排水基准5mg/L。若油分浓度为A3以上，氯化钙(CaCl2)添加量为B1就不能油水分离。
作为促进油凝聚的另一种物质有被认为作为食品凝固剂使用的氯化镁(MgCl2)，若与氯化钙一样与盐酸和氢氧化钠组合使用，可以得到和图8一样的效果。氯化钙和氯化镁也可以在盐酸和氢氧化钠的组合中并用。
若作为促进油凝聚的另一种物质，使用正三价金属铝的化合物的氯化铝，比氯化钙的凝聚效果高。但由于铝金属腐蚀性特别强，不能使用金属，构成装置困难。而且，有担心对人体的影响，在水处理中的使用被限制的趋向。
代替盐酸使用硫酸、硝酸也有同样的效果。
另外，盐酸、硫酸、硝酸也可以不单独使用而并用，希望盐酸和硝酸并用使浓度下降，或作成不成为王水的混合比率。
进而，氯化钙(CaCl2)和氯化镁(MgCl2)也可以并用。
以上说明中对矿物油的油水分离进行了说明，但也可用于食用油的分离。由于植物油排水基准为30mg/L，稍稍宽松，相应地氯化钙、氯化镁、盐酸、氢氧化钠等的添加量可以变少。
权利要求
1.一种油水分离方法，该方法是向处理槽的被处理液供给微小的气泡，使包含在被处理液中的油分和气泡一起上浮，使被处理液油水分离的油水分离方法，其特征在于，向被处理液供给气泡，所述被处理液供给了盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、氯化钙及氯化镁中的至少一种、以及氢氧化钠。
2.如权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于，在向被处理液供给盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、以及氯化钙及氯化镁中的至少一种之后，供给氢氧化钠。
3.如权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于，盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、以及氯化钙及氯化镁中的至少一种的任何一方先向被处理液供给。
4.如权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于，向被处理液供给氯化钙及氯化镁中的至少一种之后，供给盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种。
5.如权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于，被处理液含有憎水性低的油分，通过向所述被处理液供给酸和凝聚剂，使所述被处理液变为酸性状态，发生油水分离和分离后的油分的凝聚后供给碱，使所述被处理液变为碱性状态，促进油水分离。
6.一种油水分离装置，该装置是向处理槽的被处理液供给微小的气泡，使包含在被处理液中的油分和气泡一起上浮，使被处理液油水分离的油水分离装置，其特征在于所述装置包括由泵从所述处理槽中吸出被处理液、加压、从设在所述处理槽下部的喷嘴喷出的外部循环系统构成的第1配管系；吸入设在所述泵的吸入侧的空气的第2配管系；向所述处理槽的被处理液供给盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种的第3配管系；供给氯化钙水溶液及氯化镁水溶液中的至少一种的第4配管系；和供给氢氧化钠水溶液的第5配管系。
7.如权利要求6所述的油水分离装置，其特征在于，所述装置还具有进行以下操作的控制装置，使所述泵运转，使所述外部循环系统发挥作用；由所述第3～第5的各配管系供给盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、氯化钙水溶液及氯化镁水溶液中的至少一种、以及氢氧化钠水溶液；以及由所述第2配管系吸入空气，在所述泵中加压，使空气溶解在所述被处理液中，以气泡和被处理液一起由所述喷嘴喷出。
8.如权利要求7所述的油水分离装置，其特征在于，所述控制装置由第1控制装置和第2控制装置构成第1控制装置使所述泵运转，使外部循环系统发挥作用；第2控制装置由所述第3～第5的各配管系供给盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、氯化钙水溶液及氯化镁水溶液中的至少一种、以及氢氧化钠水溶液后，由所述第2配管系吸入空气，在所述泵中加压，使空气溶解在所述被处理液中，以气泡和被处理液一起由所述喷嘴喷出。
9.如权利要求6所述的油水分离装置，其特征在于，该装置具有在所述第1配管系中的所述泵的吸入侧设有压力调整阀和所述第3配管系至第5配管系的供给口，通过调整所述压力调整阀的开度，使所述泵的泵吸入压力比大气压低，以大气压和所述泵吸入压力的压差作为驱动力向所述被处理液供给盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、氯化钙水溶液及氯化镁水溶液中的至少一种、以及氢氧化钠水溶液的装置。
10.如权利要求6至权利要求9任一项所述的油水分离装置，其特征在于，从所述第1配管系中的所述泵的吐出侧、从所述喷嘴间的配管到所述处理槽设有具有开关阀的旁通配管系，所述开关阀在所述外部循环系统发挥功能期间成开放状态。
11.如上述权利要求8所述的油水分离装置，其特征在于，所述第2控制装置在由所述第3、第4配管系供给盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、氯化钙水溶液及氯化镁水溶液中的至少一种后，由第5配管系供给氢氧化钠水溶液。
12.如上述权利要求6至权利要求9任一项所述的油水分离装置，其特征在于，所述装置具有所述第3至第5的各配管系分别向所述处理槽的被处理液供给所需量的盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、氯化钙水溶液及氯化镁水溶液中的至少一种和氢氧化钠水溶液的装置。
13.如上述权利要求6至权利要求9任一项所述的油水分离装置，其特征在于，设有将第3至第5的各配管系和被处理液的供给配管的供给口连接的预处理箱，在所述处理箱中将与盐酸、硫酸及硝酸中的至少一种、氯化钙水溶液及氯化镁水溶液中的至少一种和氢氧化钠水溶液混合后的被处理液供给所述处理槽。
全文摘要
本发明涉及油水分离方法及油水分离装置，特别涉及向处理槽的被处理液供给微小的气泡，使包含在被处理液中的油分和气泡一起上浮，利用使被处理液油水分离的上浮分离方法的油水分离方法及油水分离装置。本发明使空气与从处理槽(11)的下部吸出的被处理液混合，用循环泵(31)升压，由设在处理槽(11)下部的喷嘴(33)喷射，使被处理液返回处理槽(11)，使被处理液循环，未处理状态的被处理液供给被处理液的循环配管系或处理槽(11)的下部。在该系统中添加少量的氯化钙、盐酸和氢氧化钠，促进油的凝聚，使油分离性能提高。根据本发明，可以使含有低憎水性的油的水高速油水分离直至达到排水基准。
文档编号B01D17/05GK1919403SQ20061011005
公开日2007年2月28日 申请日期2006年8月4日 优先权日2005年8月5日
发明者塚原聪, 斋藤公男 申请人:株式会社日立工业设备技术