JP2007050361A - 非イオン性有機物の回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電着塗装廃液等のイオン成分と非イオン性有機物とを含有する溶液から、高回収率で非イオン性有機物を回収する方法を提供する。
【解決手段】 電着塗装廃水ＳのＵＦ処理水Ｓ１を電気脱イオン装置３の脱塩室１６に供給するとともに、濃縮室１５に排出水Ｗを通水する。これによりＵＦ処理水Ｓ１からイオン成分を選択的に除去して非イオン性有機物を含むＣＤＩ処理水Ｓ２を生産する。この電気脱イオン装置３の後段に逆浸透膜４を設け、非イオン性有機物が高濃度に濃縮された溶媒回収水Ｓ３として非イオン性有機物を回収する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、イオン成分と非イオン性有機物とを含有する溶液から、高回収率で非イオン性有機物を回収する方法に関する。

一般的に、工業用の塗装ラインには、塗装の際の塗料ミストの除去や空気中のゴミ等の除去、塗装中や塗膜の乾燥時に揮発するシンナー等の塗料中の有機物質の除去を行うために、水洗ブースが備え付けられている。このような水洗ブースは、有用な設備として従来から利用されているが、そもそも水洗ブースというものは汚染物質を洗浄水中に取り込むことによって被塗物の洗浄を行うものであるため、水洗ブースから発生する使用済み洗浄水（廃水）には、塗料や有機溶剤等の非イオン性有機物や不純物イオン成分等が多量に含まれている。また、メッキ工程に用いるメッキ水溶液にもイオン成分と非イオン性有機物が含まれている。

このようなイオン成分及び非イオン性有機物を含む廃水は、有機溶剤等の排出をできるだけ抑制するために、回収して再利用することが要望されている。そのため、あらかじめイオン成分を廃水中から除去する必要がある。この際のイオン成分を除去する技術としては、従来、イオン交換樹脂を充填したイオン交換塔に廃水を流通させることが知られている。しかしながら、イオン交換塔による処理においては、イオン成分を捕捉したイオン交換樹脂を塩酸や苛性ソーダ等の薬品を用いて定期的に再生する必要があるが、イオン交換樹脂を回収して再生し再度イオン交換搭に充填する等多大な作業が必要となり、やっかいである。

そこで、このようなイオン交換樹脂の再生を不要とするものとして、電気脱イオン装置を用いたスシテムが考えられる。このシステムは、図３に示すように、電着塗料槽２１から供給された塗料を電着塗装した後、水洗により生じた廃水Ｓを限外ろ過膜（ＵＦ）２２で処理して塗料成分を回収し、電気脱イオン装置（ＣＤＩ）２３により処理する。この電気脱イオン装置２３では、ＵＦ処理水（廃水Ｓ）の一部を濃縮室２５に分流させながら脱塩室２４を透過させることにより、イオン成分を濃縮室２５から排出するとともに、ＣＤＩ処理水を逆浸透膜（ＲＯ）２６により処理して非イオン性有機物を濃縮し回収するというものである。

このような方法により、イオン交換樹脂の再生等の煩雑な作業が不要となるが、濃縮室２５に非イオン性有機物を含むＵＦ処理水（廃水Ｓ）の一部を供給しており、この濃縮室２５の濃縮水は廃棄されるので、水回収率はイオン交換塔の場合よりも低く７５〜８５％程度になってしまい、いまだ非イオン性有機物の回収率において向上の余地があるという問題点がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、イオン成分と非イオン性有機物とを含有する溶液から、高回収率で非イオン性有機物を回収する方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために第１に本発明は、イオン成分と非イオン性有機物とを含有する溶液から非イオン性有機物を回収する方法であって、陽極と陰極との間にイオン交換膜によって区画された濃縮室と脱塩室とが形成され前記溶液を前記脱塩室に供給してイオン成分を前記濃縮室に排出する電気脱イオン装置を用い、前記溶液を前記脱塩室に供給するとともに、前記濃縮室に水を通水することにより、イオン成分を選択的に除去して非イオン性有機物を含む溶液を回収する非イオン性有機物の回収方法を提供する（請求項１）。

電気脱イオン装置では、濃縮室及び脱塩室の両方に水が流通している必要があり、通常は被処理液を分岐させるが、本発明においては、イオン成分と非イオン性有機物とを含有する溶液を前記脱塩室に供給する一方で、この溶液を分岐することなく、濃縮室に別系統の水を通水することで、イオン成分のみが脱塩室から濃縮室に流入し別系統の水とともに排出される。これにより脱塩室からの処理水には非イオン性有機物のみが残存するので、これを回収することで非イオン性有機物の回収効率を大幅に向上させることができる。

第２に本発明は、電気脱イオン装置の後段に膜分離装置を設け、非イオン性有機物を高濃度に分離して回収する非イオン性有機物の回収方法を提供する（請求項２）。これにより、非イオン性有機物を効率よく回収して再利用することができる。

このような非イオン性有機物の回収方法は、前記イオン成分と非イオン性有機物とを含有する溶液が電着塗装廃水である場合に特に好適に適用可能である（請求項３）。

本発明の非イオン性有機物の回収方法によれば、イオン成分と非イオン性有機物とを含有する溶液を電気脱イオン装置の脱塩室に供給する一方で、この溶液を分岐することなく濃縮室に別系統の水を通水することで、イオン成分のみが脱塩室から濃縮室に流入し別系統の水とともに排出されるので、脱塩室からの処理水には非イオン性有機物のみが残存する。そこで、これを回収することで非イオン性有機物の回収効率を大幅に向上させることができ、非イオン性有機物がほとんど外部に排出されることがない。

特に本発明においては、電気脱イオン装置の後段に膜分離装置を設け、非イオン性有機物を高濃度に分離して回収することにより、非イオン性有機物を効率よく回収して再利用することができる。

このような本発明の非イオン性有機物の回収方法は、電着塗装廃水等の処理に特に好適である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る非イオン性有機物の回収方法における処理システムの通水系統図であり、図２は、この実施の形態における電気脱イオン装置の模式的な断面図である。

図１において、被処理水であるイオン成分と非イオン性有機物とを含有する溶液は、電着塗料槽１から供給された電着塗料を塗装した後に水洗により発生した電着塗装廃水Ｓであり、この塗装廃水（被処理水）Ｓは、上流側より限外ろ過膜（ＵＦ）２と、電気脱イオン装置（ＣＤＩ）３と、膜分離装置たる逆浸透膜（ＲＯ）４とにより処理される。

図２において、電気脱イオン装置３は、電極（陽極１１，陰極１２）の間に複数のアニオン交換膜（Ａ膜）１３及びカチオン交換膜（Ｃ膜）１４が交互に配列され、濃縮室１５と脱塩室１６とが交互に形成されている。脱塩室１６には、イオン交換樹脂、イオン交換繊維又はグラフト交換体等からなるアニオン交換体及びカチオン交換体が混合又は複層状に充填されている。また、濃縮室１５、陽極室１７及び陰極室１８にも、イオン交換体、活性炭又は金属等の電気導電体が充填されている。

上述したような処理システムにおいて、電気脱イオン装置２の脱塩室１６にＵＦ処理水Ｓ１が供給されるとともに、濃縮室１５には別系統の排出水Ｗが供給される。この排出水Ｗとしては、逆浸透膜（ＲＯ）処理水等の純度の高い水が好ましい。

前記構成につきその作用を説明する。まず、電着塗装廃水Ｓが限外ろ過膜（ＵＦ）２に供給され、固形分である塗料成分等が分離されて回収される。これにより、後段の電気脱イオン装置３に塗料成分が混入するのを防止することができる。そして、このＵＦ処理水Ｓ１が電気脱イオン装置３の脱塩室１６に供給されることにより、ＵＦ処理水Ｓ１中に含まれるナトリウムイオン、亜鉛イオン、アミン類等の雑イオン成分がアニオン交換膜（Ａ膜）１３又はカチオン交換膜（Ｃ膜）１４を透過して濃縮室１５から排出水Ｗとともに排出される。この結果、ＵＦ処理水Ｓ１からイオン成分が選択的に除去され、有機溶媒等の非イオン性有機物が残存することになる。

続いて電気脱イオン装置３で処理されたＣＤＩ処理水Ｓ２は、逆浸透膜（ＲＯ）４に供給され、ここで、非イオン性有機物が濃縮された溶媒回収水Ｓ３と、非イオン性有機物の濃度が所定の濃度以下の透過水Ｓ４とに分離され、溶媒回収水Ｓ３は回収される一方、透過水Ｓ４は純度の高い水であるので、洗浄水等として再利用される。

このように、電着塗装廃水ＳのＵＦ処理水Ｓ１を電気脱イオン装置３の脱塩室１６に供給し、このＵＦ処理水Ｓ１を濃縮室１５に分岐せずに濃縮室１５に別系統の排出水Ｗを通水することで、イオン成分のみが脱塩室１６から濃縮室１５に流入し排出されるので、脱塩室１６からのＣＤＩ処理水Ｓ２には非イオン性有機物のみが残存することになる。したがって、これを回収することで非イオン性有機物の回収効率を大幅に向上させることができ、非イオン性有機物がほとんど外部に排出されることがないようになっている。例えば、図１に示すようなシステムにおいては、有機溶剤等の非イオン性有機物の回収率を９０〜１００％にすることができる。しかも、本実施形態によれば、従来のイオン交換樹脂を用いたイオン交換塔による再生の場合と比べて、イオン交換樹脂の再生のための薬品が不要で、かつその再生のための時間もかからないという利点も有する。

本発明の非イオン性有機物の回収方法は、図１に示すようなシステム構成により実施するのが好ましいが、電気脱イオン装置３を有する以外、その構成については特に制限はなく、例えばＲＯを複数設けたり、精密濾過（ＭＦ）膜分離装置による除濁処理を設けたりしてもよい。

本発明の一実施形態に係る非イオン性有機物の回収方法を示す通水系統図である。 図１における電気脱イオン装置の模式的な断面図である。 従来の非イオン性有機物の回収方法の実施形態を示す通水系統図である。

符号の説明

３ 電気脱イオン装置（ＣＤＩ）
４ 逆浸透膜（ＲＯ）（膜分離装置）
１１ 陽極
１２ 陰極
１３ アニオン交換膜（イオン交換膜）
１４ カチオン交換膜（イオン交換膜）
１５ 濃縮室
１６ 脱塩室
Ｓ 電着塗装廃水（イオン成分と非イオン性有機物とを含有する溶液）
Ｗ 排出水（水）

Claims (3)

1. イオン成分と非イオン性有機物とを含有する溶液から非イオン性有機物を回収する方法であって、
   陽極と陰極との間にイオン交換膜によって区画された濃縮室と脱塩室とが形成され前記溶液を前記脱塩室に供給してイオン成分を前記濃縮室に排出する電気脱イオン装置を用い、前記溶液を前記脱塩室に供給するとともに、前記濃縮室に水を通水することにより、イオン成分を選択的に除去して非イオン性有機物を含む溶液を回収することを特徴とする非イオン性有機物の回収方法。
2. 前記電気脱イオン装置の後段に膜分離装置を設け、非イオン性有機物を高濃度に分離して回収することを特徴とする請求項１記載の非イオン性有機物の回収方法。
3. 前記イオン成分と非イオン性有機物とを含有する溶液が電着塗装廃水であることを特徴とする請求項１又は２記載の非イオン性有機物の回収方法。
   

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