JP2003205286A - スラッジ回収方法、及びスラッジ回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラッジをスラッジ含有液から分離するに際
して、スラッジと共に回収される液分を出来るだけ少な
くし、その後の処理が容易になる技術を提供することで
ある。 【解決手段】 浮上分散しているスラッジ含有液からス
ラッジを回収する方法において、スラッジ含有液を渦巻
状に流動させる工程と、渦巻中心部に設けられている上
側の口径が下側の口径より大きなラッパ形状の筒体上部
からスラッジを取り込む工程と、筒体の上面をスラッジ
含有液の液面から７ｃｍ以内に保持する工程とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排水処理技術、特
に湿式塗装ブースの循環水に含まれる塗料ミスト（スラ
ッジ）を浮上分散させ、該スラッジを水と共に回収する
一方、該水を再使用する技術に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】一般に、自動車工場な
どにおける湿式塗装ブースでは、被塗布物に付着しなか
った塗料ミストは水で捕集される。そして、捕集された
塗料ミストは、例えばアルキド−メラミン樹脂、ポリエ
ステル樹脂などの熱硬化型樹脂の塗料から構成されてお
り、未硬化であることから、強い粘着性を有している。
このような粘着性の高い塗料ミストが循環水中に捕集さ
れていると、粘性により凝集生成した塗料スラッジが循
環ポンプや配管内に付着し、終には循環不能に陥ってし
まう。

【０００３】そこで、このような問題を解決する為、従
来では、循環水に所望の処理剤が添加され、スラッジを
不粘着化し、回収している。

【０００４】例えば、特公昭４７−１３２１５号公報や
特開平５−５７２７８号公報に示される通り、凝集剤を
添加して凝集させ、ベンチュリー部で空気が多く巻き込
まれるように浮力を高め、浮上凝集した塗料スラッジを
回収する技術が提案されている。尚、浮上凝集剤として
は、例えば特開平５−２５３５７４号公報に示されるよ
うなポリアクリルアミドと炭酸ナトリウム等のアルカリ
源とを併用する手法が知られている。

【０００５】そして、浮上分散したスラッジは、例えば
特開平７−１８５３９４号公報に記載の塗料スラッジ分
離装置などで分離・回収される。

【０００６】この特開平７−１８５３９４号公報に記載
の塗料スラッジ分離装置は、塗料スラッジ含有液を流入
させて槽内の貯留過程で塗料スラッジを浮上分離する分
離槽を設け、その分離槽内の浮上塗料スラッジを槽内表
層部の液と共に流入させる集積ピットを設け、その集積
ピットから塗料スラッジを集積ピット内の液と共に吸入
して送出する吸入送出口を集積ピット内の液中に浸漬す
る位置に配置し、前記吸入送出口による集積ピット内の
液の吸入送出に伴って集積ピット内に流入口から流入す
る液に集積ピット内のうち縦軸芯に対して偏心した個所
側に向かう流入方向性を付与することにより集積ピット
内の液を前記縦軸芯周りで旋回流動させる旋回手段を設
けてある塗料スラッジ分離装置であって、前記集積ピッ
トの内周壁面を、流入液旋回流動方向で上流側に位置す
る部分ほど縦軸芯からの距離が大きくなる状態に構成し
てある。

【０００７】しかしながら、この塗料スラッジ分離装置
は、スラッジの分離効率が悪いものであった。すなわ
ち、塗料スラッジ分離装置で分離されたスラッジは、次
工程の固液分離装置で分離される。この固液分離装置に
送られたスラッジに水分が多く含まれていると、固液分
離効率が悪い。従って、塗料スラッジ分離装置によりス
ラッジと共に取り込む水分を出来るだけ少なくすること
が大事であるものの、この点に関する要請に十分には答
えられていない。

【０００８】従って、本発明が解決しようとする課題
は、スラッジをスラッジ含有液から分離するに際して、
スラッジと共に回収される液（水）分を出来るだけ少な
くし、その後の処理が容易になる技術を提供することで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するための研究を鋭意推し進めて行く中で、特開平
７−１８５３９４号公報に記載の塗料スラッジ分離装置
の如く、塗料スラッジ含有液を渦巻状に旋回流動させ、
その渦巻部の中心部から吸い取ることによってスラッジ
を回収する手法は、基本的に好ましい手法であることが
判って来た。しかしながら、特開平７−１８５３９４号
公報に記載の塗料スラッジ分離装置では、集積ピットの
形状や集積ピットの設置高さについての考察がなされて
おらず、これらのポイントに対する開発がなされていな
いことから、スラッジと共に回収される水分量が多くな
っていることを見出すに至った。

【００１０】例えば、特開平７−１８５３９４号公報に
記載の塗料スラッジ分離装置においては、その実施例に
おいて、集積ピットの上面をスラッジ含有液の液面から
２０ｃｍも下に設定されているが、このように設定して
いると、浮上分散しているスラッジと共に回収される水
分量が多く、すなわち（回収スラッジ量）／（回収水分
量）が小さく、その後の固液分離装置の負担が大きくな
ってしまうことが判った。そして、種々の検討を重ねて
行った結果、集積ピット（スラッジ排出筒体）の上面を
スラッジ含有液の液面から７ｃｍ以内に設定することが
効果的であることを見出すに至った。

【００１１】又、集積ピット（スラッジ排出筒体）の形
状についても、円筒形であるよりも、ラッパ形状である
ことが効果的なことを見出すに至った。

【００１２】上記のような知見を基にして本発明が達成
されたものであり、前記の課題は、浮上分散しているス
ラッジ含有液からスラッジを回収する方法において、ス
ラッジ含有液を渦巻状に流動させる工程と、渦巻中心部
に設けられている上側の口径が下側の口径より大きなラ
ッパ形状の筒体上部からスラッジを取り込む工程と、筒
体の上面をスラッジ含有液の液面から７ｃｍ以内に保持
する工程とを具備することを特徴とするスラッジ回収方
法によって解決される。

【００１３】又、スラッジ回収槽と、前記スラッジ回収
槽内にスラッジ含有液が渦巻状となるよう供給されるス
ラッジ含有液供給手段と、前記スラッジ回収槽内に設け
られたスラッジ排出筒体とを具備してなり、前記スラッ
ジ排出筒体の内形を、上側の口径が下側の口径より大き
なラッパ形状に構成したことを特徴とするスラッジ回収
装置によって解決される。

【００１４】又、スラッジ回収槽と、前記スラッジ回収
槽内にスラッジ含有液が供給されるスラッジ含有液供給
手段と、前記スラッジ回収槽内に設けられたスラッジ排
出筒体と、前記スラッジ排出筒体の上面をスラッジ回収
槽内の液面から７ｃｍ以内に保持する保持手段とを具備
することを特徴とするスラッジ回収装置によって解決さ
れる。

【００１５】特に、スラッジ回収槽と、前記スラッジ回
収槽内にスラッジ含有液が渦巻状となるよう供給される
スラッジ含有液供給手段と、前記スラッジ回収槽内に設
けられたスラッジ排出筒体と、前記スラッジ排出筒体の
上面をスラッジ回収槽内の液面から７ｃｍ以内に保持す
る保持手段とを具備してなり、前記スラッジ排出筒体の
内形を、上側の口径が下側の口径より大きなラッパ形状
に構成したことを特徴とするスラッジ回収装置によって
解決される。

【００１６】すなわち、上記のように構成させている
と、スラッジ排出筒体からスラッジ含有液を吸い込んで
回収するに際して、（回収スラッジ量）／（回収水分
量）が大きくなり、つまり回収物におけるスラッジ量が
相対的に多く、その後の固液分離装置における負担が軽
減される。

【００１７】上記本発明において、スラッジ回収槽は、
内形周囲が円形状であることが好ましい。これによっ
て、スラッジ回収に際して、スラッジ含有液を渦巻状に
流動させることが容易であるからによる。又、スラッジ
回収槽は、下部側がテーパー状であるのが好ましい。こ
のようにしておくことによって、スラッジが溜まって
も、メンテナンスが容易になる。

【００１８】又、上記本発明において、スラッジ回収槽
の内部には、スラッジ含有液供給手段からのスラッジ含
有液を中心部側に矯正するテーパー板が設けられてなる
ことが好ましい。これによって、中心部位置に設置され
たスラッジ排出筒体にスラッジ含有液を流動させること
が容易であるからによる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明になるスラッジ回収方法
は、浮上分散しているスラッジ含有液からスラッジを回
収する方法において、スラッジ含有液を渦巻状に流動さ
せる工程と、渦巻中心部に設けられている上側の口径が
下側の口径より大きなラッパ形状の筒体上部からスラッ
ジを取り込む工程と、筒体の上面をスラッジ含有液の液
面から７ｃｍ以内に保持する工程とを具備する。

【００２０】本発明になるスラッジ回収装置は、スラッ
ジ回収槽と、前記スラッジ回収槽内にスラッジ含有液が
渦巻状となるよう供給されるスラッジ含有液供給手段
と、前記スラッジ回収槽内に設けられたスラッジ排出筒
体とを具備してなり、前記スラッジ排出筒体の内形を、
上側の口径が下側の口径より大きなラッパ形状に構成し
てなる。或いは、スラッジ回収槽と、前記スラッジ回収
槽内にスラッジ含有液が供給されるスラッジ含有液供給
手段と、前記スラッジ回収槽内に設けられたスラッジ排
出筒体と、前記スラッジ排出筒体の上面をスラッジ回収
槽内の液面から７ｃｍ以内に保持する保持手段とを具備
する。又は、スラッジ回収槽と、前記スラッジ回収槽内
にスラッジ含有液が渦巻状となるよう供給されるスラッ
ジ含有液供給手段と、前記スラッジ回収槽内に設けられ
たスラッジ排出筒体と、前記スラッジ排出筒体の上面を
スラッジ回収槽内の液面から７ｃｍ以内に保持する保持
手段とを具備してなり、前記スラッジ排出筒体の内形
を、上側の口径が下側の口径より大きなラッパ形状に構
成してなる。スラッジ回収槽は、特に、内形周囲が円形
状である。又、下部側がテーパー状になっている。スラ
ッジ回収槽の内部には、スラッジ含有液供給手段からの
スラッジ含有液を中心部側に矯正するテーパー板が特に
設けられる。

【００２１】本発明は、特に、浮上分散したスラッジの
回収に用いられる。浮上分散剤は湿式塗装ブース循環水
に添加、例えばセピオライトを含む湿式塗装ブース循環
水に添加される。

【００２２】セピオライトは、鉱物であって、天然品又
は精製加工品からなる粉末又はペレット状で供給され、
純分８０〜９０ｗｔ％、ＳｉＯ_２ ５３〜６８ｗｔ％、
ＭｇＯ２１〜２５ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３０．１〜４ｗｔ％
の組成からなり、建浴剤として初期添加される。この添
加量（有効成分量）は、一般的には、循環総水量に対し
て０．０５〜０．３ｗｔ％であって、循環水のＭｇ硬度
を５０〜２００ｐｐｍ、ｐＨを７〜９とするものである
ことが好ましい。これによって、塗料ミストは、充分に
不粘着化され、高分散状態となる。尚、セピオライト
は、連続回収により損失が考えられる為、必要に応じ
て、損失分を定期的に補給することが好ましい。

【００２３】塗料ミストが循環水と接触し、セピオライ
トの吸着作用によって無電荷に分散した塗料スラッジ
は、循環水によって、塗装ブースから効率良く循環ピッ
トに排出される。この排出口付近に浮上分散剤を連続的
に滴下することにより、分散した塗料スラッジがアニオ
ン性電荷の影響を受けて不安定となり、軽質なセピオラ
イトと空気とを核として結合し、不粘着化を完全にして
浮上分散する。浮上分散した塗料スラッジは、ラテック
スが球状高分子であり、解擬集性を有さないので粗大化
し難く、容易に崩れる状態にある為、フロートポンプ、
バキューム、スキマー、吸込管などで連続的に吸引する
ことが可能になる。又、詰まりの問題も解消される。

【００２４】淫上分散剤としては各種のものが考えられ
るが、ラテックス（又は、ガラス転移点が４０〜７０℃
の重合体）とシリカゾルとを含有するものも好ましい。
ラテックスとしては、例えば水１００重量部に、非変性
スチレン−ブタジエン共重合休、非変性ビニルピリジン
−スチレン−ブタジエン共重合体、カルボキシ変性スチ
レン−ブタジエン共重合体、非変性アクリロニトリル−
ブタジエン共重合体、カルボキシ変性アクリロニトリル
−ブタジエン共重合体、カルボキシ変性メタクリル酸メ
チル−ブタジエン共重合体などのラテックス、中でもカ
ルボキシ変性スチレン−ブタジエン共重合体を１〜１５
重量部添加したものが好ましいものとして挙げられる。
そして、ガラス転移点（Ｔｇ）が４０〜７０℃のものが
特に望ましい。これは、Ｔｇが４０℃未満の低いもので
は、樹脂反応が常温下では速すぎ、塗料スラッジが液表
面で直ちに架橋して粗大化し易いことや、製品自体が薬
注タンク内で造膜し易いからである。逆に、Ｔｇが７０
℃を越えて高すぎる場合には、樹脂反応が常温下で遅す
ぎ、ラテックス中の可塑剤により固液分離性が低下する
傾向があるからである。シリカゾルには、酸性アニオン
タイプ（ｐＨ２〜４、シリカ固形分２０〜３０ｗｔ
％）、塩基性アニオンタイプ（ｐＨ９〜１０．５、シリ
カ固形分２０〜４１ｗｔ％、Ｎａ_２Ｏ固形分０．６ｗｔ
％以下）、カチオン性タイプ（ｐＨ４〜５、シリカ固形
分２０〜２２ｗｔ％）などが有る。しかし、ラテックス
（ガラス転移点が４０〜７０℃の重合体）との相溶性か
ら、塩基性アニオンタイプのシリカゾルが好ましい。

【００２５】そして、上記発明における回収工程により
回収されたスラッジ含有水を固液分離装置によりスラッ
ジと水とに分離し、分離水は再利用に供される。

【００２６】以下、更に具体的に説明する。

【００２７】図１は湿式塗装ブースにスラッジ回収装置
が併設された全体の概略図、図２は要部の概略図であ
る。

【００２８】各図中、１は、上部が円筒形状で、かつ、
下部が逆円錐台形状のスラッジ回収槽（循環ピット）で
ある。

【００２９】循環ピット１内の中央部には、上側の口径
が下側の口径より大きなラッパ形状（逆円錐台形状）に
構成されてなるスラッジ排出用の筒体２が配置されてい
る。特に、筒体２は、筒体２の上端に設けられたフラン
ジ２ａ上面（上部開口部、スラッジ含有水の流入面）が
循環ピット１内のスラッジ含有液の液面２ｂ下から７ｃ
ｍ以内に保持されるように保持機構（図示せず）に取り
付けられている。尚、液面２ｂは変動する場合もあるか
ら、この変動に追随して筒体２は上下動可能（上下動し
た場合でも、前記７ｃｍ以内の規定は維持）なようにな
っている。

【００３０】循環ピット１には、後述の湿式塗装ブース
１０からのスラッジ含有水が循環ピット１の内壁に沿っ
て流入させられるようにスラッジ含有水供給パイプ３が
設けられている。尚、このスラッジ含有水供給パイプ３
は、その出口３ａから排出されたスラッジ含有水が循環
ピット１の内壁面に沿って流動するよう設けられたもの
である。又、循環ピット１には、図２からも判る通り、
テーパー板４が設けられており、スラッジ含有水供給パ
イプ３から排出されたスラッジ含有水はテーパー板４に
よって中央部側に矯正させられる。

【００３１】筒体２の下部にはポンプ５が繋がれてい
る。そして、ポンプ５の吸引力により、筒体２の上部開
口部から、液面上に浮上分散して存在する物質（具体的
には、浮上分散剤の作用によって液面上に浮上分散させ
られた塗料スラッジ、及び共存する液（水））が、パイ
プ６を介して吸引・回収される。

【００３２】尚、スラッジ含有水は、スラッジ含有水供
給パイプ３の排出力によって循環ピット１の内壁に沿っ
て流入させられており、かつ、中央部に設けられたラッ
パ形状の筒体２を介してポンプ５の力で吸引されている
から、渦巻きのように流動している。尚、筒体２の上部
開口部の設定位置は比較的浅いから、循環ピット１の下
部側においては上部側ほど旋回流が形成されておらず、
循環ピット１内のスラッジの浮上分散具合は良好であ
る。

【００３３】循環ピット１からパイプ６を介してポンプ
５の力により吸引回収された塗料スラッジは遠心分離装
置（固液分離装置）７に送り込まれる。そして、遠心分
離装置７によって、固形分と水とに分離される。固形分
はコンテナ８に排出される。水分はパイプ９を介して循
環ピット１内に戻される。

【００３４】尚、固液分離装置はスクリューデカンター
型の遠心分離装置を用いたが、フィルターなどの濾過機
や回収槽を設けて上部を自動的に掻き取るスラッジセパ
レーターを用いるものでも良い。

【００３５】１０は湿式塗装ブースである。湿式塗装ブ
ース１０の構成は周知なものであっても良いので、詳細
な説明は省略される。尚、湿式塗装ブース１０の循環配
管１１にはポンプ１２の作動により循環ピット１内の水
が供給されるようになっている。又、ポンプ１２の力に
よって循環配管１３にも送水される。

【００３６】上記処理ラインにおいて、先ず、セピオラ
イト粉末（SPAIN／TOLSA社製、平均粒径３２５メッシ
ュ）を循環水中のセピオライト濃度が０．１ｗｔ％とな
るように、循環ピット1の循環水中に建浴剤として投入
した。

【００３７】そして、上記処理ラインの駆動下、スプレ
ーガンを用いて自動車ボディ用上塗り塗料（アルキドー
メラミン焼付塗料、不揮発分４８％）を、１５０ｃｃ／
分の吐出量で塗装ブース１０中に総量２０Ｋｇ噴霧し
た。

【００３８】又、同時に、浮上分散剤タンクから循環ピ
ット1の循環水中に浮上分散剤を滴下した。浮上分散剤
は、カルボキシ変性スチレン−ブタジエン共重合体（Ｔ
ｇ６０℃、有効成分量４２ｗｔ％）１５ｗｔ％と塩基性
シリカゾル（シリカ固形分２０ｗｔ％、Ｎａ_２Ｏ固形分
０．６ｗｔ％以下）３０ｗｔ％とからなる配合の水溶液
である。そして、この水溶液（浮上分散剤）が、塗料ミ
ストの１０ｗｔ％となるように循環ピット1に滴下され
た。尚、浮上分散剤の供給量はセピオライトの濃度の
0．1ｗｔ％と等しくなるように、そして供給量に達した
時点で供給は停止された。

【００３９】そして、ポンプ５の力によりスラッジ含有
水を吸引回収した。

【００４０】上記において、筒体２のフランジ２ａ上面
をスラッジ含有液の液面２ｂから４ｃｍ，６ｃｍ，８ｃ
ｍ，１２ｃｍ，１５ｃｍ下に設定した場合について、回
収水中のスラッジ濃度を調べた。その結果を、下記の表
−１に示す。

【００４１】 表−１ 水面から筒体上面までの距離 回収水中のスラッジ濃度 ４ｃｍ １０３００ｐｐｍ ６ｃｍ ９４００ｐｐｍ ８ｃｍ ３０００ｐｐｍ １２ｃｍ ２９００ｐｐｍ １５ｃｍ ３１００ｐｐ これによれば、筒体２の上面を深く沈めてしまうと、ス
ラッジを吸引回収すると言うよりも、水を吸引回収して
しまうものになる。すなわち、遠心分離装置（固液分離
装置）７の負担が重くなり、効率が悪いものとなる。

【００４２】これに対して、筒体２のフランジ２ａ上面
が７ｃｍ以内の深さであるよう沈められていると、回収
物中におけるスラッジ濃度が格段に高い。従って、この
後工程における遠心分離装置（固液分離装置）７の負担
が軽くなり、効率が良いと言える。又、筒体２の上部開
口部の設定位置が浅いから、循環ピット１の下部側にお
いては上部側ほど旋回流が形成されず、循環ピット１内
のスラッジの浮上分散具合が良好であった。

【００４３】尚、筒体２のフランジ２ａ上面が浅すぎる
と、回収されるスラッジ濃度は高いものの、例えば水面
下０．１ｃｍに設定されていると、回収されるスラッジ
絶対量が少なくなり、この意味で効率が悪くなる。従っ
て、１ｃｍ（更には、２ｃｍ）より深い位置に設定する
ことも大事であった。

【００４４】又、筒体として、上記実施形態の如くのラ
ッパ形状の代わりに、円筒形状のものを用意し、両者の
比較を行った。その結果、ラッパ形状の筒体を用いた場
合には、円筒形状の筒体を用いた場合に比べ、スラッジ
の回収効率に優れていた。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、塗料スラッジを効率良
く回収できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スラッジ回収装置全体の概略図

【図２】要部の概略図

【符号の説明】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 右近 東京都中央区日本橋一丁目15番１号 日本 パーカライジング株式会社内 (72)発明者 石丸 昭夫 東京都中央区日本橋二丁目16番９号 パー カーエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 須永 徹 東京都中央区日本橋人形町二丁目22番１号 株式会社パーカーコーポレーション内 Ｆターム(参考） 4D051 AA00 AB03 DD18 DD23 4D059 AA30 BE01 BE37 CA28

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浮上分散しているスラッジ含有液からス
   ラッジを回収する方法において、 スラッジ含有液を渦巻状に流動させる工程と、 渦巻中心部に設けられている上側の口径が下側の口径よ
   り大きなラッパ形状の筒体上部からスラッジを取り込む
   工程と、 筒体の上面をスラッジ含有液の液面から７ｃｍ以内に保
   持する工程とを具備することを特徴とするスラッジ回収
   方法。
2. 【請求項２】 スラッジ回収槽と、 前記スラッジ回収槽内にスラッジ含有液が渦巻状となる
   よう供給されるスラッジ含有液供給手段と、 前記スラッジ回収槽内に設けられたスラッジ排出筒体と
   を具備してなり、 前記スラッジ排出筒体の内形を、上側の口径が下側の口
   径より大きなラッパ形状に構成したことを特徴とするス
   ラッジ回収装置。
3. 【請求項３】 スラッジ回収槽と、 前記スラッジ回収槽内にスラッジ含有液が供給されるス
   ラッジ含有液供給手段と、 前記スラッジ回収槽内に設けられたスラッジ排出筒体
   と、 前記スラッジ排出筒体の上面をスラッジ回収槽内の液面
   から７ｃｍ以内に保持する保持手段とを具備することを
   特徴とするスラッジ回収装置。
4. 【請求項４】 スラッジ回収槽は、内形周囲が円形状で
   あることを特徴とする請求項２又は請求項３のスラッジ
   回収装置。
5. 【請求項５】 スラッジ回収槽は、下部側がテーパー状
   であることを特徴とする請求項２〜請求項４いずれかの
   スラッジ回収装置。
6. 【請求項６】 スラッジ回収槽の内部には、スラッジ含
   有液供給手段からのスラッジ含有液を中心部側に矯正す
   るテーパー板が設けられてなることを特徴とする請求項
   ２〜請求項５いずれかのスラッジ回収装置。
7. 【請求項７】 スラッジ排出筒体の内形は、上側の口径
   が下側の口径より大きなラッパ形状に構成されてなるこ
   とを特徴とする請求項３のスラッジ回収装置。
8. 【請求項８】 スラッジ排出筒体から排出されるスラッ
   ジの液分を分離する固液分離手段が更に設けられている
   ことを特徴とする請求項２〜７いずれかのスラッジ回収
   装置。