JP6319178B2 - 含水油の有価性判断方法、回収方法および再利用方法 - Google Patents

Description

本開示は、含水油の有価性判断方法、回収方法および再利用方法に関する。

製鉄所の熱間圧延工程や冷間圧延工程等では、圧延で用いられる圧延油等の油分を含む含油排水が発生する。この含油排水は、その後、静置分離や加圧分離、活性汚泥等を含む水処理工程にて処理されることで浄化される。例えば、特許文献１には、含油排水を浄化する際に、含油排水中に粉状炭化物を添加して油分等を粉状炭化物に吸着させた後、含油排水を加圧浮上処理する排水処理方法が開示されている。特許文献１に記載の排水処理方法によれば、含油排水中の油分等を効率よく低減することができる。

特許文献１に記載の方法で含油排水から分離された油は、水分を含有する含水油となる。この含水油は、含水率が高く、発熱量が低いため、含水油を燃料として再利用する場合には含水油の含水率をさらに低減させる必要がある。この場合、含水油中に薬剤を添加し、含水油中の水分の一部を分離させることで含水油の含水率を低減することができるが、処理された含水油が燃料として十分に発熱量があること（有価性の有無）を簡易的に判別することが困難であった。このため、通常、含水油は燃料として再利用することが困難なために廃棄処理されていた。

特開２０１４−２００７００号公報

そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、含水油の有価性（発熱量が十分にあるか否か）を簡易に判別することができる含水油の有価性判断方法、回収方法および再利用方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様によれば、水分を含む含水油の導電率を測定し、測定された上記導電率が、必要な発熱量に応じて予め設定された閾値以下の場合に、上記含水油に有価性があると判断することを特徴とする含水油の有価性判断方法が提供される。
本発明の一態様によれば、油水分離槽内に収容された水分を含む第１含水油に薬剤を添加し、上記第１含水油に含まれる上記水分の少なくとも一部と上記第１含水油よりも含水率の低い第２含水油とを分離する分離工程と、上記分離工程にて分離された水および上記第２含水油を上記油水分離槽から順に排出し、上記水と上記第２含水油とをそれぞれ分けて回収する回収工程とを備え、上記回収工程では、上記油水分離槽から排出される上記水および上記第２含水油の導電率を継時的に測定し、測定された上記導電率が必要な発熱量に応じて予め設定された閾値以下の場合に、有価性のある上記第２含水油であると判断し、上記有価性があると判断された以降に上記油水分離槽から排出される上記第２含水油を上記水と別に回収することを特徴とする含水油の回収方法が提供される。

本発明の一態様によれば、油水分離槽内に収容された水分を含む第１含水油に薬剤を添加し、上記第１含水油に含まれる上記水分の少なくとも一部と上記第１含水油よりも含水率の低い第２含水油とを分離する分離工程と、上記分離工程にて分離された水および上記第２含水油を上記油水分離槽から順に排出し、上記水と上記第２含水油とをそれぞれ分けて回収する回収工程と、上記回収工程で回収された上記第２含水油を燃料として使用する再使用工程とを備え、上記回収工程では、上記油水分離槽から排出される上記水および上記第２含水油の導電率を継時的に測定し、測定された上記導電率が必要な発熱量に応じて予め設定された閾値以下の場合に、有価性のある上記第２含水油であると判断し、上記有価性があると判断された以降に上記油水分離槽から排出される上記第２含水油を上記水と別に回収することを特徴とする含水油の再利用方法が提供される。

本発明の一態様によれば、含水油の有価性を簡易に判別することができる。

本発明の一実施形態に係る含油排水の浄化処理方法を示す模式図である。 含水油の総発熱量と含水率との関係を示すグラフである。 回収工程における排出時間と導電率の測定結果との関係を示すグラフである。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の細部について記載される。しかしながら、かかる特定の細部がなくても１つ以上の実施態様が実施できることは明らかであろう。他にも、図面を簡潔にするために、周知の構造及び装置が略図で示されている。
＜含油排水の浄化処理方法＞
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る含油排水Ａの浄化処理方法について説明する。圧延工場１では、熱間圧延や冷間圧延、洗浄、めっき等の処理が行われ、この際に、圧延油や防錆油等の油分を含む含油排水Ａが発生する。

まず、圧延工場１で発生した含油排水Ａは、受入槽２へと搬送・収容される。受入槽２に収容された含油排水Ａは、受入槽２内で静置されることで、第１含水油Ｂ１と水Ｃとの２相に分離する。第１含水油Ｂ１は、水分を多く含む油分であり、受入槽２の上側の相に分離する。一方、水Ｃは、受入槽２の下側の相に分離する。受入槽２内で分離した第１含水油Ｂ１は、バキューム等を用いて回収され、加温槽３へ送られる。受入槽２内の第１含水油Ｂ１が回収された後、残った水Ｃは、原水槽４に送られる。

次いで、加温槽３に収容された第１含水油Ｂ１は、所定の温度となるまで加熱され、その後、油水分離槽５に送られる。
油水分離槽５に収容された第１含水油Ｂ１は、油水の分離を促進させる粘度降下剤や凝集剤等の薬剤が添加され、攪拌される。さらに、第１含水油Ｂ１は、油水分離槽５内で所定時間（例えば、２〜３時間）静置されることで、第１含水油Ｂ１よりも含水率の低い第２含水油Ｂ２と水Ｃとの２相に分離する。この際、第２含水油Ｂ２は、油水分離槽５の上側の相、水Ｃは油水分離槽５の下側の相にそれぞれ分離する（分離工程）。

その後、油水分離槽５に収容された水Ｃおよび第２含水油Ｂ２をそれぞれ分けて回収する（回収工程）。回収工程では、油水分離槽５の底部に設けられた排出口から水Ｃおよび第２含水油Ｂ２を排出させてそれぞれ回収する。この際、油水分離槽５内の下側の相には、水Ｃがあるため、始めに水Ｃが油水分離槽５から排出される。排出された水Ｃは、原水槽４へと送られる。そして、油水分離槽５内の水Ｃが全て排出されると、次に、第２含水油Ｂ２が油水分離槽５から排出される。排出された第２含水油Ｂ２は、保管用のタンク６へと送られる。ここで、回収工程では、後述する含水油の有価性判断方法を用いて、油水分離槽５から第２含水油Ｂ２が排出されるタイミングが判断される。そして、第２含水油Ｂ２が排出されたと判断されると、それ以降に油水分離槽５から排出されるものが第２含水油のみであるとして、排出経路が原水槽４への経路からタンク６への経路に切り替えられる。

次いで、タンク６に収容された第２含水油は、例えば、セメント燃料等の低級燃料として用いられる（再使用工程）。本実施形態では、後述するように、回収工程において第２含水油の有価性の判断（十分な発熱量を有しているか否かの判断）がなされているため、回収後に第含水油の発熱量測定等を行う必要がない。
一方、原水槽４に収容された水Ｃは、その後、加圧処理や活性汚泥処理等の一般的な排水処理が施されることで、浄水される。

＜含水油の有価性判断方法＞
次に、本実施形態に係る含水油の有価性判断方法について説明する。本実施形態では、上述の回収工程において、第２含水油の有価性として発熱量を判断する。
ここで、図２に受入槽２や油水分離槽５から回収した様々な含水油の含水率と総発熱量との関係を示す。図２に示すように、含水油の総発熱量は、含水率と略直線関係となる。また、含水油は、導電率と含水率とにも略直線関係を有し、含水率が低くなるほど導電率が低下するという傾向を有する。つまり、本発明者は、含水油の導電率を測定することで、含水油の総発熱量を間接的に測定することができ、含水油の有価性を判断できることを知見した。

そこで、本実施形態では、回収工程において、油水分離槽５の底部の排出口の出側に導電率測定装置を設け、排出口から排出される水Ｃおよび第２含水油Ｂ２の導電率を測定する。この際、導電率の測定は、水Ｃが排出されてから所定時間おきに継時的に行われる。そして、測定された導電率が、必要な発熱量に応じて予め設定された閾値以下であるか否かが逐次判断される。判断の結果、導電率が閾値以下となった場合、排出された第２含水油Ｂ２が有価性のあるものであると判断される。そして、それ以降に排出される第２含水油Ｂ２がタンク６へと排出される。

なお、回収工程では、はじめに水Ｃが油水分離槽５から排出されてから完全に水Ｃが排出された所定時間を経過した後であっても導電率が閾値超となる場合、排出されている第２含水油は有価性がないと判断され、加温槽３へと送られる。そして、有価性がないと判断された第２含水油について、加熱および分離工程以降の一連の処理が再度行われてもよい。

図３に、回収工程における導電率の測定結果の一例を示す。図３に示した例では、油水分離槽５の排出口から排出される、水Ｃおよび第２含油水Ｂ２の導電率を５分間隔で測定した。また、低級燃料として必要な発熱量を４０００ｋｃａｌ／ｋｇ以上とし、図２の関係から必要な含水率を５５質量％以下とした。そして、上限となる含水率５５質量％に対応する導電率が２５ｍＳ／ｓであったため、この導電率の値を閾値とした。導電率を測定した結果、排出してから４５ｍｉｎ経過したタイミングで導電率が２５ｍＳ／ｓ以下となり、これ以降に排出される第２含水油には有価性があることが確認できた。

＜変形例＞
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである

例えば、上記実施形態では、油水分離槽５から排出される第２含水油の有価性を判断するとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、水と分離回収された含水油について、導電率を測定することで、その有価性が判断されてもよい。この場合、油水の分離方法や含水油の回収方法は、上記実施形態の例に限らない。
また、上記実施形態では、必要な発熱量を４０００ｋｃａｌ／ｋｇとし、これに相当する含水率５５質量％から閾値を２５ｍＳ／ｍとしたが、本発明はかかる例に限定されない。必要な発熱量や含水率、導電率の閾値は、含まれる油の成分や水に含まれる不純物成分、用いられる燃料の種類に応じて適宜最適な値が設定される。例えば、含水油が圧延工場等の設備から排出される含油排水から分離されたものである場合、含水油の成分に応じて閾値を１ｍＳ／ｍ以上２５ｍＳ／ｍの範囲のいずれかの値とすることで、含水油を一般的な低級燃料に用いることができる。

＜実施形態の効果＞
（１）本発明の一態様に係る含水油の有価性判断方法は、水分を含む含水油の導電率を測定し、測定された導電率が、必要な発熱量に応じて予め設定された閾値以下の場合に、含水油に有価性があると判断する。
上記構成によれば、含水油の導電率を測定するだけで、必要な発熱量である有価性が分かるため、有価性を簡易に判別することができる。

（２）上記（１）の構成において、含水油が、含油排水から分離回収されたものであり、閾値を１ｍＳ／ｍ以上２５ｍＳ／ｍ以下のいずれかの値とする。
上記構成によれば、圧延工場等で生じる含油排水から分離される発熱量の低い含水油について、簡易に有価性を判別することができる。また、含水油を燃焼することで有価性を判別するような他の判別方法に比べ、有価性の判別に掛かるコストを低減することができるため、含水油を安価な低級燃料として売却する場合にも、収益性を確保することができる。

（３）本発明の一態様に係る含水油の回収方法は、油水分離槽５内に収容された水分を含む第１含水油Ｂ１に薬剤を添加し、第１含水油Ｂ１に含まれる水分の少なくとも一部と第１含水油Ｂ１よりも含水率の低い第２含水油Ｂ２とを分離する分離工程と、分離工程にて分離された水Ｃおよび第２含水油Ｂ２を油水分離槽５から順に排出し、水Ｃと第２含水油Ｂ２とをそれぞれ分けて回収する回収工程とを備え、回収工程では、油水分離槽５から排出される水Ｃおよび第２含水油Ｂ２の導電率を継時的に測定し、測定された導電率が必要な発熱量に応じて予め設定された閾値以下の場合に、有価性のある第２含水油Ｂ２であると判断し、有価性があると判断された以降に油水分離槽５から排出される第２含水油Ｂ２を水と別に回収する。

上記構成によれば、上記（１）の構成と同様に第２含水油の有価性を簡易に判断することができる。また、含水率が高く有価性の低い第１含水油Ｂ１をさらに、油水分離することで、再利用できずに廃棄される有価性の低い含水油の発生を抑えることができ、廃棄処理に伴う産廃処理コストを低減することができる。さらに、回収された第２含油水Ｂ２は、有価性があるため、燃料として再利用または売却するができる。さらに、回収する際に導電率を測定することにより、例えば排出される水Ｃと第２含水油Ｂ２との切り替わりを、外観から目視で判断する場合に比べ、より正確に切り替わりのタイミングを検出することができる。

（４）上記（３）の構成において、回収工程で回収された第２含水油に有価性がない場合に、回収された第２含水油を分離工程にて再度処理する。
上記構成によれば、（３）の構成に対して、有価性の低い含水油の発生をさらに抑えることができる。

（５）本発明の一態様に係る含水油の再利用方法は、油水分離槽５内に収容された水分を含む第１含水油Ｂ１に薬剤を添加し、第１含水油Ｂに含まれる水分の少なくとも一部と第１含水油Ｂ１よりも含水率の低い第２含水油Ｂ２とを分離する分離工程と、分離工程にて分離された水および第２含水油Ｂ２を油水分離槽５から順に排出し、水Ｃと第２含水油Ｂ２とをそれぞれ分けて回収する回収工程と、回収工程で回収された第２含水油Ｂ２を燃料として使用する再使用工程とを備え、回収工程では、油水分離槽５から排出される水Ｃおよび第２含水油Ｂ２の導電率を継時的に測定し、測定された導電率が必要な発熱量に応じて予め設定された閾値以下の場合に、有価性のある第２含水油Ｂ２であると判断し、有価性があると判断された以降に油水分離槽５から排出される第２含水油Ｂ２を水Ｃと別に回収する。
上記構成によれば、上記（３）の構成と同様な効果を得ることができる。

１ 圧延工場
２ 受入槽
３ 加温槽
４ 原水槽
５ 油水分離槽
６ タンク
Ａ 含油排水
Ｂ１ 第１含水油
Ｂ２ 第２含水油
Ｃ 水

Claims (4)

1. 水分を含む含水油の導電率を測定し、
   測定された前記導電率が、必要な発熱量に応じて予め設定された閾値以下の場合に、前記含水油に有価性があると判断する前記含水油の有価性判断方法であって、
   前記含水油が、含油排水から分離回収されたものであり、
   前記閾値を１ｍＳ／ｍ以上２５ｍＳ／ｍ以下のいずれかの値とすることを特徴とする含水油の有価性判断方法。
2. 油水分離槽内に収容された水分を含む第１含水油に薬剤を添加し、前記第１含水油に含まれる前記水分の少なくとも一部と前記第１含水油よりも含水率の低い第２含水油とを分離する分離工程と、
   前記分離工程にて分離された水および前記第２含水油を前記油水分離槽から順に排出し、前記水と前記第２含水油とをそれぞれ分けて回収する回収工程と
   を備え、
   前記回収工程では、前記油水分離槽から排出される前記水および前記第２含水油の導電率を継時的に測定し、測定された前記導電率が必要な発熱量に応じて予め設定された閾値以下の場合に、有価性のある前記第２含水油であると判断し、前記有価性があると判断された以降に前記油水分離槽から排出される前記第２含水油を前記水と別に回収することを特徴とする含水油の回収方法。
3. 前記回収工程では、前記油水分離槽から排出される前記水および前記第２含水油の導電率を継時的に測定し、測定された前記導電率が必要な発熱量に応じて予め設定された閾値超の場合に、有価性のない前記第２含水油であると判断し、前記有価性がないと判断された以降に前記油水分離槽から排出される前記第２含水油を前記分離工程にて再度処理することを特徴とする請求項２に記載の含水油の回収方法。
4. 油水分離槽内に収容された水分を含む第１含水油に薬剤を添加し、前記第１含水油に含まれる前記水分の少なくとも一部と前記第１含水油よりも含水率の低い第２含水油とを分離する分離工程と、
   前記分離工程にて分離された水および前記第２含水油を前記油水分離槽から順に排出し、前記水と前記第２含水油とをそれぞれ分けて回収する回収工程と、
   前記回収工程で回収された前記第２含水油を燃料として使用する再使用工程と
   を備え、
   前記回収工程では、前記油水分離槽から排出される前記水および前記第２含水油の導電率を継時的に測定し、測定された前記導電率が必要な発熱量に応じて予め設定された閾値以下の場合に、有価性のある前記第２含水油であると判断し、前記有価性があると判断された以降に前記油水分離槽から排出される前記第２含水油を前記水と別に回収することを特徴とする含水油の再利用方法。

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