特許 6139563 分離装置及び分離方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6139563

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】分離装置及び分離方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/52 20060101AFI20170522BHJP

   C02F 1/20 20060101ALI20170522BHJP

   A62C 2/04 20060101ALI20170522BHJP

   A62C 3/00 20060101ALI20170522BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/52 F

   C02F1/20 Z

   A62C2/04 C

   A62C2/04 A

   A62C3/00 E

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-550156(P2014-550156)

(86)(22)【出願日】2013年11月22日

(86)【国際出願番号】JP2013081468

(87)【国際公開番号】WO2014084128

(87)【国際公開日】20140605

【審査請求日】2016年6月29日

(31)【優先権主張番号】特願2012-259432(P2012-259432)

(32)【優先日】2012年11月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】504117958

【氏名又は名称】独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(72)【発明者】

【氏名】川村 和幸

(72)【発明者】

【氏名】関野 宏之

(72)【発明者】

【氏名】国司 洋介

(72)【発明者】

【氏名】磯上 尚志

【審査官】 片山 真紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０６１４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０３７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１８６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２７４４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−４０５３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／００−７８

Ｂ０１Ｄ ２１／０１

Ａ６２Ｃ １／００−５／０３３

Ｅ２１Ｂ １／００−４９／１０

Ｊａｐｉｏ−ＧＰＧ／ＦＸ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油田に設けられており、前記油田において産出される原油に付随して発生する油田随伴ガスと油田随伴水とを分離するセパレータと、
前記油田随伴水を被処理水として、前記セパレータから取得する取得部と、
前記被処理水から油分を分離する分離部と、
少なくとも前記分離部を密閉する密閉容器と、
前記分離部の内部の酸素を除去する酸素除去部と、
前記被処理水から分離された前記油分を排出する被除去物排出部と、
前記被処理水から前記油分が分離されて残る処理水を排出する処理水排出部と
を備え、
前記酸素除去部は、
前記油田随伴ガスが前記セパレータから、不活性気体により内部の酸素が置換された前記密閉容器内の前記分離部に供給されるように、前記セパレータに接続されているとともに、前記密閉容器の内部に連通し、無酸素性の前記油田随伴ガスを前記密閉容器に供給する給気管と、
前記密閉容器の内部に連通して、前記密閉容器の内部の酸素を排気する排気管と、
を有する分離装置。

【請求項2】

前記分離部は、
前記被処理水に含まれる前記油分を凝集させる凝集剤を貯蔵する貯蔵部と、
前記凝集剤と前記被処理水とを撹拌することにより、前記油分が凝集した凝集物を生成する凝集部と、
前記凝集物を回収して前記被除去物排出部に送る回収部と
を有する請求項１に記載の分離装置。

【請求項3】

前記処理水の少なくとも一部を無酸素状態で前記貯蔵部に還流する還流部をさらに備え、
前記貯蔵部は、前記還流部によって還流された前記処理水に前記凝集剤を溶解させる請求項２に記載の分離装置。

【請求項4】

前記取得部は、原油とともに生産される油田随伴水を前記被処理水として取得し、
前記被除去物排出部は、前記原油を搬送するパイプラインに対して前記油分を排出する請求項１から３のいずれか一項に記載の分離装置。

【請求項5】

油田に設けられており、前記油田において産出される原油に付随して発生する油田随伴ガスと油田随伴水とを分離するセパレータから、前記油田随伴水を被処理水として取得する工程と、
前記被処理水から油分を分離する工程と、
前記油分を分離する工程を実行する分離部を密閉する密閉容器から酸素を除去する酸素除去工程と、
前記被処理水から分離された前記油分を排出する工程と、
前記被処理水から前記油分が分離されて残る処理水を排出する工程と
を備え、
前記酸素除去工程は、
前記密閉容器に不活性気体を供給することにより、前記密閉容器の内部の酸素を除去する第１酸素除去工程と、
前記第１酸素除去工程の後に、前記セパレータにおいて分離された前記油田随伴ガスを前記密閉容器に供給する第２酸素除去工程と、
を有する分離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被処理水に含まれる不要な物質を分離する分離装置及び分離方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、被処理水に含まれる不要物質（例えば、エマルジョン化して残留した油分や浮遊物質）を分離して除去するために、アルミニウム等の多価イオンの無機凝集剤と粉末状の磁性体とを被処理水に添加して撹拌する方法が知られている。この方法によれば、被処理水中の被除去物が磁性体と凝集して磁性を有する凝集物（以下、フロック）が生成されるので、磁石を内蔵したドラムを用いてフロックを回収することにより、被処理水から被除去物を分離することができる（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−０４０５３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、油田で生産された原油に随伴して発生する油田随伴水を含む被処理水から油分等の被除去物を除去する場合には、油田随伴水に含まれる揮発成分に起因する爆発を防ぐために、揮発成分の濃度管理を厳重に行ったり防爆設備を設けたりする必要があった。その結果、被除去物を被処理水から分離する分離装置においては、爆発を防ぐために高いコストを要していた。

【0005】

また、分離装置が海上油田で用いられる場合には、油田随伴水から分離された被除去物を、輸送船を用いて陸上の処理施設に輸送しなければならないという問題もあった。陸地から遠く離れた海上油田で生成された被除去物を海上輸送するには、多大なコストを要していた。

【0006】

そこで、本発明はこれらの点を鑑みてなされたものであり、爆発の危険性が低く、かつ、被除去物を低コストで処理することができる分離装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、被除去物を含む被処理水を取得する取得部と、被処理水から被除去物を分離する分離部と、分離部の内部の酸素を除去する酸素除去部と、被処理水から分離された被除去物を排出する被除去物排出部と、被処理水から被除去物が分離されて残る処理水を排出する処理水排出部とを備える分離装置を提供する。当該分離装置によれば、分離部の内部の酸素が除去された状態で被除去物を分離できるので、被処理水に油分が含まれている場合であっても爆発を防ぐことができる。

【0008】

上記の分離部は、被処理水に含まれる被除去物を凝集させる凝集剤を貯蔵する貯蔵部と、凝集剤と被処理水とを撹拌することにより、被除去物が凝集した凝集物を生成する凝集部と、凝集物を回収して被除去物排出部に送る回収部とを有する。分離部は、酸素が除去された環境下で凝集物を生成することができるので、被除去物排出部に送られる凝集物が大気中の酸素に触れることを防止できる。

【0009】

上記の分離装置は、処理水の少なくとも一部を無酸素状態で貯蔵部に還流する還流部をさらに備え、貯蔵部は、還流部によって還流された処理水に凝集剤を溶解させてもよい。無酸素状態で還流された処理水を用いて凝集剤を溶解させることにより、分離部に酸素が流入することを防ぐとともに、処理水を有効に活用することができる。

【0010】

上記の取得部は、原油とともに生産される油田随伴水を被処理水として取得し、被除去物排出部は、上記の原油を搬送するパイプラインに対して被除去物を排出してもよい。被除去物は、大気中の酸素に触れていないためパイプラインを腐食することなく、パイプラインを用いて効率よく被除去物を陸上の生産施設に搬送することができる。

【0011】

上記の酸素除去部は、例えば、不活性気体を分離部の内部に供給することにより酸素を除去する。不活性気体が分離部に供給されることで、分離部の内部を、化学反応が発生しづらい安定した状態にすることができる。

【0012】

本発明の第２の態様においては、被除去物を含む被処理水を取得する工程と、被処理水から被除去物を分離する工程と、被除去物を分離する工程を実行する分離部から酸素を除去する工程と、被処理水から分離された被除去物を排出する工程と、被処理水から被除去物が分離されて残る処理水を排出する工程とを備える分離方法を提供する。当該分離方法によれば、分離部の内部の酸素が除去した状態で被除去物を分離できるので、被処理水に油分が含まれている場合であっても爆発を防ぐことができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、コストの高い防爆設備を用いることなく、油分を含む被処理水から油分や浮遊物質等の被除去物を除去できるという効果を奏する。また、被処理水から分離された被除去物を分離する過程で、大気中の酸素に触れることなく処理を行うため、被除去物が腐食性を発現することなく、被除去物をパイプラインに排出することにより低コストで処理することができるという効果を奏する。さらに、被処理水から被除去物が分離された残りの処理水も酸素を含まないので、被除去物の分離に用いる凝集剤の溶解に処理水を再利用できるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施形態に係る分離装置の構成例を示す。

【図2】第２の実施形態に係る分離装置の構成例を示す。

【図3】第３の実施形態に係る貯蔵部及び凝集部周辺の構成例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜第１の実施形態＞
［分離装置１００の構成例］
図１は、第１の実施形態に係る分離装置１００の構成例を示す。分離装置１００は、取得部１０、分離部２０、酸素除去部３０、被除去物排出部４０及び処理水排出部５０を備え、被処理水に含まれる油分及び浮遊物質等の被除去物を分離する。分離装置１００は、制御盤１１０をさらに備える。各種のセンサ及び電磁式バルブの配線は、密閉容器５００の密閉性を保持した状態で外部に引き出されて制御盤１１０に接続される。制御盤１１０は、外部に接続されたコンピュータ等の制御装置により制御される。

【0016】

取得部１０は、被除去物が含まれている油田随伴水のような被処理水を取得する。例えば、取得部１０は、セパレータ（図示せず）により、油井から産出される流体から随伴ガスおよび原油を除去した残りの油田随伴水を取得する。取得部１０は、例えば、取得した被処理水を蓄える被処理水タンク１１と送水ポンプ１２とを有する。取得部１０は、被処理水タンク１１に蓄えられた被処理水を送水ポンプ１２によって分離部２０に送水する。

【0017】

分離部２０は、密閉された筐体内に貯蔵部６０、凝集部７０、回収部８０及び還流部９０を有し、被除去物を含む被処理水から被除去物を分離する。まず、取得部１０から送られた被処理水は、凝集部７０において、貯蔵部６０から投入された凝集剤及び磁性体と撹拌される。凝集部７０は、被処理水、凝集剤及び磁性体を撹拌することにより、磁性を有するフロックを生成する。凝集部７０において生成されたフロックの少なくとも一部は、回収部８０において回収され、被除去物排出部４０に送られる。以上の手順により、分離部２０は、被処理水から被除去物を分離することができる。分離部２０の詳細な構成については後述する。

【0018】

酸素除去部３０は、分離部２０を密閉する密閉容器５００の内部に連通する排気管３１０及び給気管３２０と接続されている。酸素除去部３０は、排気ポンプ３１、排気バルブ３２、給気ポンプ３３ｂ、給気ポンプ３３ｃ、給気バルブ３４ａ、給気バルブ３４ｂ、給気バルブ３４ｃ、レギュレータ３５及びガス濃度センサ３６を有する。

【0019】

酸素除去部３０は、給気管３２０を介して気体を供給しながら、排気管３１０を介して密閉容器５００の内部の気体を排気する。酸素除去部３０は、外部から貯蔵部６０に取り込まれる凝集剤及び磁性体に付着して分離部２０に流入した酸素を除去する。この時、酸素除去部３０は、必要に応じて設けられた排気ポンプ３１によって吸引することで、密閉容器５００の内部の酸素ガス濃度を効率よく下げることができる。酸素除去部３０は、密閉容器５００の内部の酸素濃度が５０ｐｐｂ以下になるまで酸素を除去することが好ましく、酸素濃度が１０ｐｐｂ以下になるまで酸素を除去することがさらに好ましい。

【0020】

密閉容器５００の内部から酸素を除去するために、酸素除去部３０は、例えば、高圧ボンベ３７に充填された窒素、二酸化炭素若しくはアルゴン等の不活性気体、又は油田随伴ガスなどの無酸素ガスを、レギュレータ３５及び給気バルブ３４ａを介して密閉容器５００に供給する。さらに、メンテナンス時など、酸素除去部３０は、給気ポンプ３３ｂにおいて加圧した空気を、給気バルブ３４ｂを介して密閉容器５００に供給することで、容器内の不活性気体を空気に置換してもよい。酸素除去部３０は、セパレータで分離した随伴ガスを給気ポンプ３３ｃにより加圧した後に、給気バルブ３４ｃを介して密閉容器５００に供給してもよい。

【0021】

酸素除去部３０は、不活性気体を分離部２０に充填することにより、分離部２０の内部の気圧を分離部２０の外部の気圧よりも高い陽圧状態にすることが好ましい。例えば、分離部２０の内部の気圧は、２パスカル以上５０パスカル以下であることが好ましく、５パスカル以上１０パスカル以下であることがさらに好ましい。分離部２０の内部を陽圧状態にすることで、外部からの酸素の流入を防ぐことができる。

【0022】

酸素を効率よく除去するために、排気管３１０及び給気管３２０は、密閉容器５００において互いにできるだけ離れた位置に設けられていることが好ましい。例えば、排気管３１０及び給気管３２０は、密閉容器５００の最も離れた２つの角の付近にそれぞれ設けられることが好ましい。分離装置１００は、密閉容器５００の内部の気体を撹拌するためのファンを有する撹拌部（図示せず）を有してもよい。分離装置１００が撹拌部を有することにより、排気管３１０及び給気管３２０を近接させることができるとともに、比重が異なる複数の気体を無酸素ガスとして供給することができる。

【0023】

以下、分離部２０から酸素を除去するための手順を説明する。
まず、分離装置１００の運転に先立ち、制御盤１１０を介して、分離装置１００における各種センサ及び電磁式バルブのうち防爆仕様でないものに供給される電源を遮断する。次に、密閉容器５００を密閉状態にした後に、排気バルブ３２を開いて給気バルブ３４ａ、給気バルブ３４ｂ及び給気バルブ３４ｃを閉じて、撹拌部のファンにより密閉容器５００内の気体を撹拌する。続いて、給気バルブ３４ａを開いて高圧ボンベ３７から窒素を密閉容器５００の内部に送ることで、密閉容器５００の内部の酸素を含む空気を窒素に置換する。密閉容器５００の内部の空気を窒素に置換した後に、各種のセンサ及び電磁式バルブに通電を開始することで、各種のセンサ及び電磁式バルブが防爆仕様でない場合であっても、爆発を防止することができる。

【0024】

次いで、排気バルブ３２の後段に設けられたガス濃度センサ３６において測定された酸素濃度が１％未満になった時点で給気バルブ３４ａを閉じて給気バルブ３４ｃを開いて随伴ガスを密閉容器５００の内部に導入することで、密閉容器５００の内部の窒素を随伴ガスに置換する。ガス濃度センサ３６を用いて、随伴ガスへの置換が完了したことを検出することができるが、簡易的に所定量（例えば密閉容器５００の容積の約１０倍）の随伴ガスを供給した時点で置換が完了したと判断してもよい。

【0025】

続いて、排気バルブ３２を閉じて密閉容器５００の内部の圧力を外気圧よりも高い状態に保持することで、分離部２０を無酸素状態に保持することができる。上記の方法によれば、随伴ガス雰囲気下で分離部２０を動作させることができるので、より地下に近い環境下でフロックの回収が可能になり、より確実に腐食性の発現を防止することができる。

【0026】

なお、配線の接続端子などの導電部の腐食を防ぐために、制御盤１１０を密閉した状態で、レギュレータ１１２を介して、高圧ボンベ１１１に蓄えられた腐食性成分及び可燃性成分を含まない空気又は窒素若しくは二酸化炭素などの不活性気体を供給し、制御盤１１０の内部の気圧を外気圧よりも高い状態に保持することが好ましい。

【0027】

被除去物排出部４０は、排出ポンプ４１及び排出バルブ４２を有し、分離部２０において分離された被除去物を外部に排出する。例えば、被除去物排出部４０は、被処理水に含まれる油田随伴水とともに生産された原油を搬送するパイプライン３００に対して被除去物を排出する。被除去物は、酸素が除去された状態の分離部２０において被処理水から分離されるので酸素ガスと接触していない。したがって、被除去物がパイプライン３００に混入してもパイプライン３００は腐食しない。

【0028】

処理水排出部５０は、排出ポンプ５１及び排出バルブ５２を有し、分離部２０において被除去物が分離された後の処理水を外部に排出する。例えば、分離装置１００が海上にある場合には、処理水排出部５０は海に処理水を排出する。処理水排出部５０は、処理水を運搬する船舶等の移動体に排出してもよい。処理水排出部５０は、排出した処理水の逆流を防ぐトラップをさらに有することが好ましい。

【0029】

以上のとおり、酸素除去部３０が分離部２０の内部から酸素を除去することにより、分離部２０においては、内部の酸素が除去された状態で被処理水から被除去物と処理水が分離されるので、分離された被除去物及び処理水には酸素が含まれない。したがって、分離部２０で分離処理する被処理水に揮発性の油分が含まれていたとしても爆発の危険性がないので、防爆設備のコストを下げることができる他、防爆仕様となっていない多様なセンサ類を設備の制御に使用できる。また、被除去物に酸素が結合していないので、被除去物排出部４０が被除去物をパイプライン３００に排出したとしても、パイプライン３００が腐食しない。

【0030】

［分離部２０の構成例］
以下、分離部２０の詳細な構成、及び、被除去物を分離する詳細な手順について説明する。
貯蔵部６０は、被処理水に含まれている被除去物を凝集させる凝集剤および磁性体を貯蔵するタンクを有する。図１に示す例においては、貯蔵部６０は、無機凝集剤タンク６１、高分子凝集剤タンク６２、磁性体撹拌槽６３、高分子凝集剤撹拌槽６４、ポンプ６５、ポンプ６６、ポンプ６８及び新規磁性体タンク６７を有する。

【0031】

無機凝集剤タンク６１は、例えばＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム等の無機凝集剤を貯蔵する。高分子凝集剤タンク６２は、例えばポリアクリルアミドのようなアニオン系の凝集剤を貯蔵する。高分子凝集剤タンク６２に貯蔵された粉末の高分子凝集剤は、高分子凝集剤撹拌槽６４で酸素を含まない水に溶解された後に、例えばポンプ６６を用いて凝集部７０中の第２凝集部７２に投入されて、被処理水と撹拌される。無機凝集剤が液状の状態で供給される場合は、そのままの状態で計量手段（図示せず）により計量されてからポンプ６８を用いて凝集部７０中の第１凝集部７１に投入され、被処理水と撹拌される。なお、無機凝集剤が粉末状の場合、高分子凝集剤と同様に酸素を含まない水に溶解された後、取得部１０から導入された被処理水に混合される。

【0032】

磁性体は、マグネタイト粒子に代表されるように、通常、新規のものは粉末状態で、ホッパー（図示せず）を通して系内に投入され、新規磁性体タンク６７に蓄えられる。被除去物の除去に用いられた後に回収部８０において回収された磁性体は、その回収部８０の仕様によりさまざまな性状を呈すが、液状の場合、還流バルブ９３を通して回収される。これらの磁性体は、磁性体撹拌槽６３で、酸素を含まない水に分散され、第１凝集部７１で、被処理水及び無機凝集剤とともに混合撹拌される。酸素を含まない水は、密閉容器５００の外部から導入してもよいが、処理水を密閉容器内でリサイクルすることも可能である。

【0033】

凝集部７０は、第１凝集部７１及び第２凝集部７２を有し、貯蔵部６０から投入された凝集剤と取得部１０から導入された被処理水とを撹拌することにより、被処理水に含まれている被除去物が凝集したフロックを生成する。具体的には、第１凝集部７１には、取得部１０から被処理水が導入されるとともに、無機凝集剤タンク６１及び磁性体撹拌槽６３のそれぞれから無機凝集剤及び磁性体が投入された後に撹拌される。第１凝集部７１において被処理水、無機凝集剤及び磁性体が撹拌されることにより、表面が負に帯電した被除去物の表面電荷が無機凝集剤によって中和され、磁性体を含む凝集剤と被除去物とが凝集し、磁性を有するフロックが生成される。

【0034】

第１凝集部７１で形成されたフロックを含む一次処理水は、第２凝集部７２に送られる。第２凝集部７２には、高分子凝集剤撹拌槽６４から高分子凝集剤が投入される。投入された高分子凝集剤は、第１凝集部７１から導入された一次処理水と撹拌される。第２凝集部７２には、回収磁性体を投入してもよい。

【0035】

高分子凝集剤撹拌槽６４からの高分子凝集剤の投入量は、第１凝集部７１に投入された無機凝集剤及び回収磁性体の量に応じて決定される。例えば、コンピュータにより、第１凝集部７１に投入された無機凝集剤及び回収磁性体の量をモニタリングし、モニタリングにより得られた値に応じて、高分子凝集剤を投入するポンプ６６を制御する。

【0036】

第２凝集部７２においては、第１凝集部７１における撹拌速度よりも遅い速度で撹拌することにより、第１凝集部７１からの一次処理水に含まれていた磁性フロックが成長し、より大きな磁性フロックを含む二次処理水が生成される。第２凝集部７２が複数の槽を有し、複数回に渡って凝集処理を施すことにより、さらに大きな磁性フロックを生成してもよい。

【0037】

回収部８０は、磁気分離部８１、スクレーパ８２、フロック移送ポンプ８３及び磁性体回収部８４を有する。回収部８０は、磁性を有する回収体により磁性フロックを回収して被除去物排出部４０に送る。

【0038】

磁気分離部８１は、磁気分離槽８１ａ及び磁気ドラム８１ｂを有する。磁気分離槽８１ａには、第２凝集部７２で生成された磁性フロックを含む二次処理水が注入される。磁気ドラム８１ｂは、磁石を内蔵しており、少なくとも一部が磁気分離槽８１ａ内の二次処理水に浸されている。二次処理水が磁気ドラム８１ｂに接触すると、磁石の磁気力によって、二次処理水内のフロックに含まれている磁性体が磁気ドラム８１ｂに吸着される。

【0039】

スクレーパ８２は、磁気ドラム８１ｂの回転に伴って磁気分離槽８１ａの外に出された磁性フロックを掻き取る。スクレーパ８２は、例えばゴムにより形成された板であり、少なくとも一部が磁気ドラム８１ｂの表面に接する。

【0040】

フロック移送ポンプ８３は、スクレーパ８２によって掻き取られた磁性フロックを加速させて磁性体回収部８４に送出する。磁性体回収部８４は、フロック移送ポンプ８３を介して磁性フロックが送り込まれる磁性体回収槽８４ａと、磁性体回収槽８４ａの内部で回転し、永久磁石を内蔵する磁気ドラム８４ｂとを有する。フロック移送ポンプ８３を介して磁性体回収槽８４ａに送られたフロックは、フロック移送ポンプ８３により加速された状態で磁気ドラム８４ｂの周辺を通過することにより生じるせん断力によって分解される。

【0041】

分解されたフロックのうち、凝集部７０における凝集に必要な磁力を有するフロックは磁気ドラム８４ｂにより回収され、還流部９０を介して磁性体撹拌槽６３に送られる。例えば、磁性体回収部８４は、所定の強度以上の磁力を帯びたフロックを選別して還流部９０に送る。分解されたフロックのうち、磁気ドラム８４ｂにより回収されなかったフロックは、汚泥として被除去物排出部４０に送られる。磁気ドラム８４ｂは、十分な強度の磁性を有するフロックを磁性体撹拌槽６３に送るために、磁気ドラム８１ｂよりも強い磁力を有する磁石を有することが好ましい。

【0042】

回収部８０は、磁性フロックが除去された二次処理水の一部を、還流部９０を介して貯蔵部６０に送り、残りの二次処理水を処理水排出部５０に送る。回収部８０は、例えば、貯蔵部６０における凝集剤の溶解に必要な水量に応じた量の二次処理水を還流部９０に送る。回収部８０は、二次処理水の水質が、貯蔵部６０における凝集剤の溶解又は凝集部７０における凝集に必要な水質条件を満たす場合に、二次処理水を還流部９０に送ってもよい。

【0043】

還流部９０は、磁性フロックが除去された二次処理水の少なくとも一部を、還流バルブ９１及び還流バルブ９２を介して無酸素状態で貯蔵部６０に還流し、磁性体撹拌槽６３及び高分子凝集剤撹拌槽６４に送る。還流部９０は、例えば、新規磁性体タンク６７に貯蔵されている無機凝集剤の量、及び高分子凝集剤タンク６２に貯蔵されている高分子凝集剤の量のいずれかに基づいて、貯蔵部６０に還流する二次処理水の量を制御する。

【0044】

また、還流部９０は、磁性体回収部８４が回収した磁性体を含むフロックを、還流バルブ９３を介して磁性体撹拌槽６３に送る。還流部９０は、例えば、新規磁性体タンク６７に貯蔵されている新規磁性体の量に基づいて、貯蔵部６０に還流するフロックの量を制御する。

【0045】

分離部２０の内部の酸素濃度が所定の値よりも小さくなっているので、二次処理水が還流部９０を介して無機凝集剤タンク６１及び高分子凝集剤タンク６２に注入されるまでの間に、二次処理水が酸素に触れることがない。したがって、貯蔵部６０において二次処理水を用いた場合であっても、凝集部７０に酸素が入らない。同様に、還流部９０が磁性体撹拌槽６３に送った回収磁性体も酸素を含まないので、回収磁性体が凝集部７０に投入された場合であっても、凝集部７０には酸素が入らない。

【0046】

［コンピュータによる制御］
なお、分離装置１００は、取得部１０、分離部２０、酸素除去部３０、被除去物排出部４０及び処理水排出部５０を制御するコンピュータやシーケンサ等の制御手段を有してもよい。例えば、コンピュータが記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することにより、被除去物を含む被処理水を取得する工程、被処理水から被除去物を分離する工程、分離部２０から酸素を除去する工程、分離部２０において分離された被除去物を排出する工程、及び、被処理水から被除去物が分離されて残る処理水を排出する工程を実行することができる。

【0047】

以上のとおり、第１の実施形態に係る分離装置１００においては、被処理水から被除去物を分離する分離部２０から酸素が除去されているので、分離部２０における爆発を防ぐことができる。また、分離部２０において被処理水から分離された処理水には酸素が含まれないので、凝集剤を溶かす水として処理水を再利用することができる。また、被除去物にも酸素が含まれないので、パイプライン３００を用いて排出することができる。

【0048】

＜第２の実施形態＞
図２は、第２の実施形態に係る分離装置１００の構成例を示す。第１の実施形態に係る分離装置１００においては、分離部２０が密閉され、酸素除去部３０は分離部２０のみから酸素を除去した。これに対して、図２に示す分離装置１００においては、取得部１０、分離部２０及び被除去物排出部４０を含む筐体が密閉され、酸素除去部３０は、取得部１０、分離部２０及び被除去物排出部４０を含む密閉空間から酸素を除去する。

【0049】

第１の実施形態と同様に、取得部１０は、被除去物が含まれている油田随伴水を被処理水として取得する。取得部１０は、セパレータ（図示せず）により、油井から産出される流体から随伴ガスおよび原油を除去した残りの随伴水を、被処理水として蓄える被処理水タンク１１と送水ポンプ１２とを有する。取得部１０は、被処理水タンク１１に蓄えられた被処理水を送水ポンプ１２によって分離部２０に送水する。

【0050】

酸素除去部３０が取得部１０を含む密閉空間から酸素を除去することにより、被除去物を分離する前の被処理水が酸素に触れないので、分離部２０への酸素の流入を防止できる。また、酸素除去部３０が被除去物排出部４０を含む密閉空間から酸素を除去することにより、分離部２０において被除去物が分離されてからパイプライン３００に送られるまでの間に酸素に触れないので、酸素と結合した被除去物がパイプライン３００に入ることを防止できる。

【0051】

＜第３の実施形態＞
図３は、第３の実施形態に係る貯蔵部６０及び凝集部７０の周辺の構成例を示す。図３における高分子凝集剤タンク６２及び新規磁性体タンク６７には、レギュレータ１２１並びにバルブ１２２及びバルブ１２３を介して、高圧ボンベ１２０から不活性気体が供給される。高分子凝集剤タンク６２及び新規磁性体タンク６７に外部から新規の凝集剤を投入するたびに不活性気体を供給し、凝集剤の投入時に流入した酸素を含む空気を除去することにより、分離部２０に酸素が流入することを防ぐことができる。

【0052】

＜第４の実施形態＞
上記の実施形態に係る分離装置１００においては、新規磁性体、無機凝集剤及び回収磁性体が第１凝集部７１に投入され、高分子凝集剤及び回収磁性体が第２凝集部７２に投入されていた。これに対して、これらの凝集剤及び磁性体は、第１凝集部７１及び第２凝集部７２のいずれに投入されてもよい。例えば、コンピュータがポンプを制御することにより、回収磁性体の量を監視し、回収磁性体の量に応じた量の新規磁性体を第１凝集部７１及び第２凝集部７２のいずれかに投入してもよい。

【0053】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。例えば、上記の実施形態においては、磁性粒子を含む凝集剤を用いて磁性フロックを生成することにより被除去物を除去したが、他の方法によって被除去物を除去する構成においても同等の作用効果を奏し、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0054】

１０・・・取得部、１１・・・被処理水タンク、１２・・・送水ポンプ、２０・・・分離部、３０・・・酸素除去部、３１・・・排気ポンプ、３２・・・排気バルブ、３３・・・給気ポンプ、３４・・・給気バルブ、３５・・・レギュレータ、３６・・・ガス濃度センサ、３７・・・高圧ボンベ、４０・・・被除去物排出部、４１・・・排出ポンプ、４２・・・排出バルブ、５０・・・処理水排出部、５１・・・排出ポンプ、５２・・・排出バルブ、６０・・・貯蔵部、６１・・・無機凝集剤タンク、６２・・・高分子凝集剤タンク、６３・・・磁性体撹拌槽、６４・・・高分子凝集剤撹拌槽、６５・・・計量部、６６・・・計量部、６７・・・新規磁性体タンク、７０・・・凝集部、７１・・・第１凝集部、７２・・・第２凝集部、８０・・・回収部、８１・・・磁気分離部、８１ａ・・・磁気分離槽、８１ｂ・・・磁気ドラム、８２・・・スクレーパ、８３・・・フロック移送ポンプ、８４・・・磁性体回収部、８４ａ・・・磁性体回収槽、８４ｂ・・・磁気ドラム、９０・・・還流部、９１・・・還流バルブ、９２・・・還流バルブ、９３・・・還流バルブ、１００・・・分離装置、１１０・・・制御盤、１１１・・・高圧ボンベ、１１２・・・レギュレータ、１２０・・・高圧ボンベ、１２１・・・レギュレータ、１２２・・・バルブ、１２３・・・バルブ、２００・・・パイプライン

【図1】

【図2】

【図3】