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API油水分離器は、石油精製所、石油化学プラント、化学プラント、天然ガス処理プラント、その他の産業用油水源から発生する産業廃水から、大量の油と懸濁固形物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上昇速度を定義する重力分離装置です。この設計は、油と廃水の比重の差が懸濁固形物と水の比重の差よりもはるかに小さいため、油と廃水の比重の差に基づいています。懸濁固形物は分離器の底に沈殿層として沈降し、油は分離器の上部に上昇し、浄化された廃水は油層と固形物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米国石油協会（API）が発行した規格に従って設計されているという事実に由来する。[ 1 ] [ 2 ]
API分離器は、油滴の密度、サイズ、水の特性に基づいて油滴の上昇速度を定義する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す。分離器の設計は、油と廃水の比重の差に基づいています。これは、その差が懸濁固形物と水の比重の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、ほとんどの懸濁固形物は分離器の底に沈殿層として沈降し、油は分離器の上部に上昇し、廃水は上部の油と下部の固形物の間の中間層になります。[ 3 ] API設計基準は、正しく適用すると、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、サイズを調整します。これには、水流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、長さと幅の比が5:1以上、深さと幅の比が0.3:0.5以上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追加処理施設に送られ、その後、望ましくない溶解性化学物質を除去するための生物処理施設に送られます。
油脂除去装置を使えば、開水面から多くの油脂を回収できます。油脂除去装置は、水から油脂やその他の炭化水素を除去する信頼性が高く安価な方法と考えられており、場合によっては望ましい水質レベルを達成できます。また、膜フィルターや化学処理を行う前に油脂の大部分を除去する費用対効果の高い方法でもあります。油脂除去装置を使用することで、フィルターの目詰まりを防ぎ、処理する油脂の量が少なくなるため、化学薬品のコストも抑えることができます。
グリーススキミングは高粘度の炭化水素を扱うため、スキマーにはグリースを排出時に液体の状態に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。浮遊グリースが固まり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、作動油や、ある程度劣化しているほとんどの油には、溶解性または乳化性の成分が含まれており、これを除去するにはさらなる処理が必要です。界面活性剤や溶剤を用いて油を溶解または乳化しようとすると、通常は問題を解決するどころか悪化させ、処理がより困難な廃水が発生します。
API設計の分離器、および同様の重力式タンクは、供給条件に以下のいずれかの条件が当てはまる場合には、効果を発揮するように設計されていません。
ストークスの法則によれば、重質油はより長い滞留時間を必要とする。製油所が重質原油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ている。[ 4 ]
API型分離器は性能上の制約があるため、処理済みの水を排出または再利用するには、通常、さらにいくつかの処理工程が必要です。追加の水処理は、150ミクロン未満の油滴、溶解物質、炭化水素、重質油、またはAPIで除去でき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、溶存空気浮上法（DAF）、嫌気性および好気性生物処理、平行平板分離器、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などがあります。
プレートセパレータ、または合体プレートセパレータは、ストークスの法則の原理に基づいている点でAPIセパレータに似ていますが、傾斜プレートアセンブリ（平行パックとも呼ばれる）が含まれています。[ 3 ]各平行プレートの下面は、懸濁した油滴が合体してより大きな球状になるための表面積を増やします。合体プレートセパレータは、水中の化学物質や懸濁固形物が油滴の合体を制限または妨げる状況では効果がない場合があります。運転中は、沈殿物が各平行プレートの上面を滑り落ちるように意図されていますが、多くの実際の状況では、沈殿物がプレートに付着し、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は、懸濁した油と水の比重に依存します。ただし、平行プレートは、50ミクロンを超える油滴の油水分離度を高めることができます。あるいは、平行プレートセパレータはAPIセパレータの設計に追加され、同様の分離度を達成するために従来のAPIセパレータよりも少ないスペースで済みます。
平行板分離器はAPI分離器に似ていますが、傾斜した平行板アセンブリ（平行パックとも呼ばれる）を備えています。平行板は、懸濁した油滴が合体してより大きな球状になるための表面積を増やします。このような分離器は、懸濁した油と水の比重に依存します。しかし、平行板は油水分離の度合いを高めます。その結果、平行板分離器は、同じ分離度を達成するために従来のAPI分離器よりも大幅に少ないスペースで済みます。[ 6 ]
APIセパレーターは、APIとRex Chain Belt Company（現在の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最初の一次段階として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、油と水の比重の差に基づく元の設計を使用してAPIセパレーターを設置しました。しかし、現在では多くの製油所が、重力分離を強化するためにプラスチック製の平行平板充填材を使用しています。[ 7 ] [ 3 ]今日では、揮発性有機化合物（VOC）の制御のために、固定カバーまたは浮遊カバーを備えたAPIセパレーターが規制で要求さ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、流出検知の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用途は他にもあります。例えば：