油分离方法 本发明涉及一种油分离方法，比如，用于从乳状洗涤水溶液中分离出所含有的油，并重新利用所净化过的水。
传统上，已知一种油分离方法，该方法是将空气吹入油污染水中，使油随着被吹入的空气泡飘浮并聚集在水表面，以便净化被油污染的水。然而，在这种传统的方法中，例如，即使往含油6,000ppm的水中吹空气10小时以上，处理过的水中油的浓度仅仅能降至约4,000ppm，所以，从分离效果来说，这种方法不令人满意。
本发明的一个目的是提供一种油分离方法，采用这种方法，以上所提到的传统问题可以得到解决，乳状水中所含有的油能够高效地从水中分离。
第一项发明是一种油分离方法，在该方法中，分离罐中的油污染水与安装在分离罐底部的气泡生成装置所产生的空气泡混合，以便将所说的空气-水混合物喷入分离罐，其中一种表面活性剂被预先加入至油污染水中。第二项发明是一种油分离方法，在该方法中，分离罐中的油污染水与安装在分离罐底部的气泡生成装置所产生的空气泡混合，以便将所说的空气-水混合物喷入分离罐，其中一种表面活性剂和一种消泡剂被预先加入至油污染水中。
图1是喷射器用作气泡生成装置的一个实施方案的截面视图。
图2是静态混合器用作气泡生成装置的一个实施方案的截面视图。
图3是采用特殊结构地喷嘴作为气泡生成装置的一个实施方案的截面视图。
图4是示出了当聚氧乙烯十二烷基胺作为表面活性剂以不同浓度加入油污染水中时，所处理水中油浓度的曲线图。
图5是示出了当烷基三甲基氯化铵作为表面活性剂以不同浓度加入油污染水中时，所处理水中油浓度的曲线图。
图6是示出了当十二烷基三甲基氯化铵作为表面活性剂以不同浓度加入油污染水中时，所处理水中油浓度的曲线图。
图7是示出了烷基二甲苄基氯化铵作为表面活性剂以不同浓度加入油污染水中时，所处理水中油浓度的曲线图。
图8是示出了烷基二甲基氯化甜菜碱作为表面活性剂以不同浓度加入油污染水中时，所处理水中油浓度的曲线图。
图9是同时使用聚氧乙烯十二烷基胺作为表面活性剂和使用二甲基聚硅氧烷作为消泡剂时的油分离结果的曲线图。
图10是本发明(加入10ppm聚氧乙烯十二烷基胺作为表面活性剂)的油分离结果与仅采用空气气泡时的油分离结果的相比较的曲线图。
作为气泡生成装置，例如可以使用具有如图1所示结构的设备：在分离罐1的底部安装一个喷射器2和一台泵3；由泵3将油污染水抽入，通过喷射器2的喷嘴4喷出；利用喷射所产生的负压将外界空气吸入空气吸入室5；以及外界空气在喷射器2中形成气泡并与抽入的油污染水一起喷入分离罐中。
也可以使用具有如图2所示结构的装置：静态混合器6用作气泡生成装置；由空气吸入室入口7吸入的空气被喷入分离罐1，同时让空气与由泵3抽入的油污染水在静态混合器6中混合。
另外，也可以使用一个具有如图3所示特殊结构的喷嘴(Mochizuki喷射泵(商品名)，FSK公司生产，简称为MJP)：在喷嘴8末端周围设置空气吸入入口9和油污染水抽入口10。此外还可以用具有这样一种结构的设备；油污染水和空气通过一台涡流汽转式泵同时从抽吸侧抽入，并在它的汽转式叶轮的搅拌下混合。如上所述，对气体生成装置的类型和结构没有特别的限制。然而，正如在以下所述实施方案中所显示的那样，当使用图3所示的MJP，可以得到特别优良的分离效果。
作为表面活性剂，优选使用阳离子型、阴离子型或两性离子型表面活性剂。作为阳离子型表面活性剂，可以用脂族或芳族季铵盐、杂环季铵盐和脂族胺盐等。作为脂族季铵盐，可以使用烷基三甲基氯化铵等；作为芳族季铵盐，比如可以使用烷基二甲基苄基氯化铵等；作为杂环季铵盐，可以使用氯化烷基咪唑鎓等；作为脂族胺盐，例如可以使用聚氧乙烯烷基胺等。还有，作为非离子型表面活性剂，可以使用醚类(如聚氧乙烯烷基醚等)、酯类(如聚乙二醇脂肪酸酯等)、醚酯类(如聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯等)和含氮类(如聚氧乙烯烷基胺)。作为两性离子型表面活性剂，可用咪唑鎓甜菜碱(如2-烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑鎓甜菜碱等)和羧基甜菜碱(如烷基二甲基甜菜碱等)。另外，作为消泡剂，可以使用烷基改性聚硅氧烷(如二甲基聚硅氧烷等)、高级醇(如辛醇，2-乙基己醇等)、二异辛基醚等。加入到油污染水中的表面活性剂的量优选是5-30ppm，更优选为10-20ppm。消泡剂的加入量优选为10-40ppm，更优选为15-30ppm。如果表面活性剂和消泡剂的加入量分别超过30ppm和40ppm，它们对油有较强的乳化作用，从而使分离速率降低；另一方面，如果所说的加入量分别地低于10ppm和15ppm，则油分离其本身不能进行。
根据本发明，通过加入表面活性剂或同时加入表面活性剂和消泡剂，可以加快油颗粒的聚集，并且聚集的油颗粒随着空气泡飘浮，从而油分离的效果比现有技术好得多。现通过以下实施方案对本发明加以详细说明。
往一容积为250升的分离罐内装入预定量的城市用水，然后再往分离罐中加入水不溶性的机油(Idemitsu Kosan公司生产，商标名：DAPHNE CUT ST-30)，使分离罐中油污染水中的油浓度为6,000ppm。启动泵3，水表面附近的油污染水和该水表面上方的空气一起从作为气泡生成装置的MJP的空气吸入口抽入。将装入的城市用水和水不溶性的机油混合10分钟，以制备乳液状含油的油污染水。将该油污染水用泵3以60升/分钟的流速抽入，与各种气泡生成装置中的气泡混合，并被喷入分离罐中以实施分离。此时空气抽入量为1.2升/分钟。将聚氧乙烯十二烷胺(Nippon Oil andFats公司生产，商标名：NYMEEN L-201，下同)以不同浓度加入油污染水中(本实施方案中，表面活性剂被加入到预先已接收在分离罐中的油污染水中，但在一个体系中，油污染水被连续引入分离罐中，优选的是表面活性剂事先加入到将要引入分离罐中的油污染水中，这同样适合以下提到的消泡剂)并处理8小时后所得到的结果示于图4。在图4中，符号“○”、“△”、“×”、“·”分别表示使用喷射器、静态混合器、汽轮式混合器以及MJP作为气泡生成装置时的结果(符号所表示的意义同样适用于以下除图10以外的其它图)。
其中坐标轴上的油浓度根据以下方法来测定。1)用一带有温度调节器的恒温干燥器将-300cc容量的玻璃烧杯于95℃的温度下干燥2小时或2小时以上。2)用一电子天平(最小刻度：1mg)称取上述玻璃烧杯的重量(定义为W0)。3)往以下玻璃烧杯(已称过重量)中加入100cc从分离罐较低部位收集的样品水，用上述的电子天平称该烧杯(定义为Wis，其中i＝1-n，n为取样的次数)的重量。4)将装有样品的玻璃烧杯放入上述干燥器中，让该样品水蒸发(95℃下约20小时)。5)称取已蒸发了样品水的玻璃烧杯的重量(定义为Wie，其中i和n的意义同上)。按以下方程式计算油的浓度(定义为Ci，其中i和n的意义同上)。{(Wie-W0)/(Wis-W0)}×106＝Ci(ppm)
如图4所示，处理8小时后油污染水中油浓度从起始的6,000ppm降至约40-300ppm。发现，当采用一具有图3所示的特殊结构的喷嘴(MJP)作为气泡生成装置时得到最好的分离效果。
用同样的方法，分别地，烷基三甲基氯化铵(Nippon Oil andFats公司生产，商品名：Cation ABT2-50)作为表面活性剂添加的实施方案示于图5，十二烷基三甲基氯化铵(Kao公司生产，商品名：QUARTAMIN 24P)作为表面活性剂添加的实施方案示于图6，烷基二甲基苄基氯化铵(Nippon Oil and Fats公司生产，商品名：Cation F-50)作为表面活性剂添加的实施方案示于图7，烷基二甲基甜菜碱(Nippon Oil and Fats公司生产，商品名：NISSANANON BF)作为表面活性剂添加的实施方案示于图8。
图9是同时采用聚氧乙烯十二烷胺作为表面活性剂和二甲基聚硅氧烷(Sinetsu Chemical Co.，Ltd.生产，商品名：KM73)作为消泡剂时的结果。从图9可以看出，在油污染水中同时使用表面活性剂和消泡剂。不仅可以取得与单独使用表面活性剂时同样的分离效果，还可以抑制分离罐内水表面的起泡，因而，使分离和飘浮的油易于收集。
图10是没有添加表面活性剂和消泡剂，只通过空气泡进行油分离时所获得的结果(在图中用“·”来表示，MJP用作气泡生成装置)与添加10ppm聚氧乙烯十二烷胺(在图中用“□”来比较，MJP作为气泡生成装置)所获得的结果相比较的曲线图。从图10可以看出，采用传统方法，不用表面活性剂和消泡剂的情况下，处理油污染水8小时，油浓度降至3,000ppm，而使用表面活性剂时，即使处理5小时，油浓度可降至250ppm。由此可以看出，本发明的效果是十分明显的。
如上所述，根据本发明，通过加入表面活性剂和/或消泡剂，可以加速乳液状油污染水中所含油粒的聚集，并且所聚集的油粒随空气泡飘浮，从而，油分离效率比现有技术要好得多。因此，本发明在分离出洗涤水中所含的油和再利用所净化的水的情况下是非常合适的，这样，本发明在工业上大有作为。