油水分離とは
油水分離は、水と油の非混和性を利用し、排水から油分を分離・除去する排水処理技術です。油分を含む排水は、水質汚濁、悪臭、配管閉塞、処理施設の機能阻害など、様々な問題を引き起こす可能性があるため、適切な油水分離処理が必須となります。
油水分離の必要性
油分を含む排水を未処理のまま放流すると、以下のような問題が発生する可能性があります。
・水質汚濁
油膜形成による水生生物への悪影響、景観悪化、溶存酸素量 (DO) 低下、BOD・CODの上昇
・悪臭発生
油脂の腐敗による硫化水素やアンモニアなどの発生、周辺環境への悪影響
・配管閉塞
油脂の凝固や固形物との付着による閉塞、排水不良、処理施設の機能停止
・処理施設の機能阻害
活性汚泥処理における微生物活性阻害、スカム発生による処理効率低下、維持管理コスト増加
これらの問題を回避し、環境保全と排水処理施設の安定稼働を確保するためにも、適切な油水分離の対策を取る必要があります。
油水分離方法
油水分離には、物理的な方法と化学的な方法があります。
・物理的な方法
・重力分離
重力分離は油脂と水の比重差を利用した最も基本的な方法です。油脂は水よりも比重が軽いため、静置することで自然に水面に浮上し、分離することができます。水分離槽、プレート式油水分離装置などが用いられます。
・遠心分離
遠心力を利用して油水分離を促進する方法です。高効率な分離が可能ですが、動力コストが高くなる傾向があります。ディスク型遠心分離機やデカンター型遠心分離機などが用いられます。
・膜分離
精密ろ過膜や限外ろ過膜を用いて油分を分離する方法です。高い分離精度が得られますが、膜の目詰まり対策が必要となります。MF膜 (精密ろ過膜) やUF膜 (限外ろ過膜) などが使用されます。
・MF膜 (精密ろ過膜)
主に0.1～10μm程度の粒子を分離する膜で、比較的大きな油滴の分離に適しています。
・UF膜 (限外ろ過膜)
主に0.01～0.1μm程度の粒子を分離する膜で、より微細な油滴の分離に適しています。
・化学的な方法
凝集分離
凝集剤を用いて微細な油滴を凝集させ、重力分離や浮上分離を促進する方法です。PAC（ポリ塩化アルミニウム）、硫酸バンド、高分子凝集剤などが使用されます。
・PAC（ポリ塩化アルミニウム）
無機高分子凝集剤の一種で、加水分解によって正電荷を帯びたアルミニウムポリマーを生成し、負電荷を帯びた油滴を中和・凝集させます。
・硫酸バンド
鉄系の無機凝集剤で、PACと同様に油滴を中和・凝集させます。
・高分子凝集剤
ポリアクリルアミド系など、様々な種類があり、油滴の性状に合わせて選定することで高い凝集効果が得られます。
浮上分離
加圧浮上法など、空気を利用して油滴を浮上させて分離する方法です。溶存空気浮上装置 (DAF) などが用いられます。
・加圧浮上法
加圧タンク内で水に空気を溶解させ、減圧することで微細な気泡を発生させ、油滴を浮上させる方法です。
・溶存空気浮上装置 (DAF)
加圧浮上法を利用した装置で、効率的に油分を分離することができます。
油水分離の効率化
油水分離の効率化には、前処理の最適化、温度管理、凝集剤の選定を行います。
・前処理
スクリーンや沈砂池による固形物除去、pH調整などを行うことで、後段の油水分離処理の効率を向上させることができます。
・温度管理
油脂の粘度を下げるための適切な温度管理を行うことで、油水分離を促進することができます。
・凝集剤の選定
排水特性に最適な凝集剤を選定することで、凝集効果を高め、油水分離効率を向上させることができます。
・装置の運転管理
適切な運転条件の維持、定期的なメンテナンスを行うことで、装置の性能を維持し、安定した油水分離処理を行うことができます。
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