API 油水分離器

API油水分離器は、石油精製所、石油化学工場、化学工場、天然ガス処理工場、その他の産業油水源で生成される産業廃水から大量の油と浮遊物質を分離するように設計された装置です。API 分離器は、ストークスの法則を使用して、油滴の密度とサイズに基づいて油滴の上昇速度を定義することによって設計された重力分離装置です。この設計は、油と廃水の比重差に基づいています。その差は、浮遊物質と水の比重差よりもはるかに小さいためです。浮遊物質は沈殿層として分離器の底に沈み、油は分離器の上部に上昇し、浄化された廃水は油層と固体の間の中間層になります。^[1]

この名称は、このような分離器がアメリカ石油協会（API）が発行した規格に従って設計されていることに由来しています。^{[1] [2]}

API 分離器は、ストークスの法則の原理を使用して設計された重力分離装置であり、油滴の密度、サイズ、および水の特性に基づいて油滴の上昇速度を定義します。分離器の設計は、油と廃水の比重差に基づいています。これは、その差が浮遊物質と水の比重差よりもはるかに小さいためです。この設計基準に基づくと、浮遊物質のほとんどは沈殿層として分離器の底に沈み、油は分離器の上部に上昇し、廃水は上部の油と下部の固体の間の中間層になります。^[3] API 設計基準は、正しく適用された場合、単純なストークスの法則の原理を超えて、分離器の形状、設計、およびサイズを調整します。これには、水の流れの入口と出口の乱流損失やその他の要因に対する許容値が含まれます。API 仕様 421 では、長さと幅の最小比が 5:1、深さと幅の最小比が 0.3:0.5 であることが要求されています。^[4]

通常、油層はすくい取られ、その後再処理または廃棄され、底部の沈殿層はチェーンとフライトスクレーパー（または同様の装置）とスラッジポンプによって除去されます。水層は、残留油をさらに除去するためのさらなる処理に送られ、その後、望ましくない溶解した化学物質を除去するための何らかの生物学的処理装置に送られます。^{[引用が必要]}

多くの油は、スキミング装置によって開放水面から回収できます。油、グリース、その他の炭化水素を水から除去する確実で安価な方法と考えられている油スキマーは、望ましいレベルの水純度を達成できる場合があります。また、スキミングは、膜フィルターや化学処理を使用する前にほとんどの油を除去するための費用効率の高い方法でもあります。スキマーは、フィルターが早期に目詰まりするのを防ぎ、処理する油が少なくなるため、化学処理のコストを抑えます。^{[引用が必要]}

グリーススキミングには高粘度の炭化水素が関係するため、スキマーにはグリースを排出時に流動性を保つのに十分な強力なヒーターを装備する必要があります。浮遊グリースが固体の塊やマット状になった場合は、スプレーバー、エアレーター、または機械装置を使用して除去を容易にすることができます。^[5]

しかし、油圧オイルやある程度劣化したオイルの大半には溶解性または乳化成分も含まれており、除去するにはさらに処理が必要です。界面活性剤や溶剤を使用してオイルを溶解または乳化させると、通常は問題が解決するどころか悪化し、処理がより困難な廃水が生成されます。

API設計の分離器や同様の重力タンクは、供給条件に以下の条件のいずれかが当てはまる場合には効果を発揮しません。^{[引用が必要]}

• 飼料中の平均油滴サイズは150ミクロン未満です
• 油の密度は925kg/m3以上
• 浮遊物質が油に付着しているため、油の「有効」密度は925 kg/m3を超えています。
• 水温5℃未満
• 溶解した炭化水素の濃度が高い

ストークスの法則によれば、重質油はより長い保持時間を必要とする。製油所がより重質の原油スレートに切り替えた多くのケースでは、API分離器の効率が低下した。^[4]

性能上の制限により、API タイプの分離器から排出される水は、処理済みの水を排出または再利用する前に、通常、さらにいくつかの処理段階が必要になります。さらなる水処理は、150 ミクロン未満の油滴、溶解物質および炭化水素、重質油、または API で除去されないその他の汚染物質を除去するように設計されています。二次処理技術には、溶解空気浮上 (DAF)、嫌気性および好気性生物学的処理、平行板分離器、ハイドロサイクロン、クルミ殻フィルター、およびメディアフィルターがあります。^{[引用が必要]}

プレートセパレーター、またはコアレッシングプレートセパレーターは、ストークスの法則の原理に基づいているという点でAPIセパレーターに似ていますが、傾斜プレートアセンブリ（パラレルパックとも呼ばれます）が含まれています。^[3]各パラレルプレートの下側​​は、浮遊している油滴がより大きな球に凝集するための表面積を提供します。凝集プレートセパレーターは、水の化学物質または浮遊物質が油滴の凝集を制限または防止する状況では効果的でない場合があります。動作中、沈殿物は各パラレルプレートの上部を滑り落ちるように設計されていますが、多くの実際の状況では、沈殿物はプレートに付着し、定期的な除去と洗浄が必要になります。このようなセパレーターは、依然として浮遊油と水の間の比重に依存しています。ただし、パラレルプレートは、サイズが50ミクロンを超える油滴の油水分離の程度を高めることができます。または、パラレルプレートセパレーターがAPIセパレーターの設計に追加され、同様の分離度を達成するために従来のAPIセパレーターよりも少ないスペースを必要とします。

平行板セパレーターはAPIセパレーターに似ていますが、傾斜した平行板アセンブリ（パラレルパックとも呼ばれます）が含まれています。平行板は、浮遊する油滴がより大きな球に凝集するための表面積を広げます。このようなセパレーターは、依然として浮遊する油と水の間の比重に依存します。しかし、平行板は油と水の分離度を高めます。その結果、平行板セパレーターは、従来のAPIセパレーターよりも大幅に少ないスペースで同じ程度の分離を達成できます。^[6]

APIセパレーターは、APIとRex Chain Belt Company（現Evoqua）によって開発されました。最初のAPIセパレーターは、1933年にフィラデルフィアのAtlantic Refining Company（ARCO）製油所に設置されました。^[4]それ以来、世界中のほぼすべての製油所が、油性廃水処理プラントの第一段階としてAPIセパレーターを設置しています。これらの製油所の大部分は、油と水の比重差に基づいたオリジナルの設計を使用してAPIセパレーターを設置しました。しかし、多くの製油所は現在、重力分離を強化するためにプラスチック製の平行板パッキングを使用しています。^{[7] [3]今日の規制では、}揮発性有機化合物（VOC）制御 のために固定カバーまたは浮遊カバーを備えたAPIセパレーターが求められることがよくあります。 ^[4] また、ほとんどのAPIセパレーターは、流出を検知するために地上に設置する必要があります。^[4]

油水分離を必要とするアプリケーションは他にもあります。例:

• 国際マルポール条約の規定に従い、船舶内に溜まったビルジ水から油を分離するための油水分離装置（OWS）。^{[8] [9]}
• 油水分離器は変電所でよく使用されています。変電所の変圧器は冷却のために大量の油を使用します。囲いのない変電所の周囲には、漏れた油を捕らえるための堀が造られていますが、この堀には雨水も溜まります。そのため、油水分離器は油漏れの清掃をより迅速かつ容易にします。^[10]

• 汚染
• 廃水
• 産業廃水処理
• 工業用水処理
• 遠心水油分離器
• 誘導ガス浮上
• ウェスコープ・エナジー

• 重量式 API セパレーターの写真、図面、設計に関する説明
• 油水分離器 プラスチック平行板パッキングを使用した分離器の図と説明。
• 水中油分離廃水処理プロセスについての詳しい議論と説明。
• Monroe Environmental API セパレーター メーカー、図面、写真、図表、ケース スタディ、および説明。
• 油水分離器の特徴、ケーススタディ、技術、写真
• AFL Industries 2021-08-01にWayback Machineでアーカイブされました。メーカー。OWSの説明と図面