JP2715616B2 - 塗料汚水の浄化処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は汚水の浄化処理方法に関し、さらに詳しく述
べると、水性メタリック塗料を含む汚水（以下、塗料汚
水と記す）を浄化処理する方法に関する。本発明方法
は、特に自動車車体などの塗装の分野において有利に用
いることができる。

〔従来の技術〕

周知の通り、自動車車体、家電製品、その他の塗装分
野において、塗装により生成する汚水又は廃水、すなわ
ち、塗料汚水をいかに浄化するかということが重要視さ
れており、多くは凝集沈殿法によって浄化が行われてい
る。凝集沈殿法とは、塗料汚水に例えば硫酸アルミニウ
ム（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム、塩化鉄、硫
酸鉄などような凝集剤を添加して凝集処理を行うことを
特徴とする（第４図参照）。この凝集処理の結果、汚水
中の固体粒子が凝結せしめられ、フロックが形成され
る。引き続いて、この凝集処理後の汚水を静置すると固
体と液体とに分れるので、これを固液分離して浄化され
た処理液及びフロック・スラッジを別々に回収する。

上記した凝集沈殿法による浄化を効率よく行うため、
いくつかの方法が提案されている。例えば、特開昭52−
5967号公報には、塗装ブース等から排出された水性塗料
の廃水に硫酸アルミニウム及び凝集助剤を添加して廃水
のpH値を１〜５未満の酸性域に変えた後で凝集処理を行
うことが提案されている。この方法によると、大粒のフ
ロックを形成しかつフロックの沈降を容易にすることが
できる。また、特開昭52−71538号公報には、塗装ブー
ス等から排出された水性塗料の廃水に凝集剤（例えば硫
酸アルミニウム）及び高分子凝集助剤（例えばポリエチ
レンオキサイド）を同時にそれぞれ又は混合物として添
加することが提案されている。この方法によると、混合
槽と凝集槽を１つにし、かつ沈殿槽を省略することがで
きる。さらにまた、特開昭63−42706号公報には、水性
塗料含有水にカチオン性有機高分子凝集剤（例えばジメ
チルアミン・エピクロルヒドリン縮合物）及びアニオン
性有機高分子凝集剤（例えばポリアクリルアミドの加水
分解物）を添加することが提案されている。この方法に
よると、水性塗料が粗大で強固なブロックに凝集される
ので、効率的にかつ容易に分離回収を行うことができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

凝集沈殿法にもとづく塗料汚水の浄化処理方法は、上
記したように、多くの利点を有している。しかし、凝集
処理時に凝集剤及び撹拌機を用いることに原因して、い
くつかの解決されなければならない問題点もかかえてい
る。例えば： （１）塗料汚水中の混入塗料濃度が変動した場合、凝集
剤の過不足が生じ、浄化不良の状態に至る場合がある。

（２）塗料汚水に凝集剤を添加する場合、混入塗料に対
して一定割合で浄化（凝集）を示し、しかも凝集領域が
広いような凝集剤を選び、しかもその添加量をやゝ過剰
気味に設定するのが通例であり、不経済になっている。

（３）過剰量の凝集剤の使用の結果として、生成フロッ
ク・スラッジ量が多量となり、その後の脱水処理、焼却
処分が煩雑になっている。

（４）塗料中にアルミペースト等の顔料が含まれる場
合、それらの顔料の沈降及びスラッジ化がおこり、タン
ク底に付着、推積して定期的な清掃が必要となってい
る。

（５）凝集処理のための凝集槽において、撹拌機を用い
ての撹拌がはげしすぎると発泡現象が急激となり、泡の
オーバーフローのトラブルにつながる。また、オーバー
フローした泡には凝集剤が付着しているので、これが消
耗された結果として凝集不良の状態に至る。

（６）泡のオーバーフローは、特にエアー撹拌時におい
てとりわけ顕著であるので、この種の撹拌は採用できな
い。

本発明者は、これらの問題点を有しない改良された塗
料汚水浄化処理方法を見い出すべく鋭意研究の結果、凝
集処理に代えてエアー撹拌を利用するのが有効であると
いう知見を得、別に特許出願した。このエアー撹拌を用
いた方法は、しかし、処理時間が24時間よりも長くなる
傾向があり、ブース循環水の定期更液のバッチ処理には
有効と考えられるが、常時排水される塗料汚水の連続処
理には最適ではないと判断される。したがって、この面
でも改良された塗料汚水浄化処理方法を提供することが
望まれている。

〔課題を解決するための手段〕

上記した課題は、本発明によれば、水性メタリック塗
料を含む汚水を浄化処理するに当って、 前記塗料汚水を発泡現象を惹起するのに十分な強さの
撹拌下にエアー撹拌し、 前記エアー撹拌により生じた泡とそれに同伴せる金属
粉を前記汚水から回収し、これを消泡してフロック粕を
分離し、 前記エアー撹拌後の汚水に前記フロック粕及び凝集剤
を合して撹拌下に混合し、 得られた凝集液を浮上分離して浄化された処理液及び
フロック・スラッジを別々に回収することを特徴とする
塗料汚水の浄化処理方法によって解決することができ
る。

本発明方法は、上記したように、塗料汚水を一連の処
理工程、すなわち、エアー撹拌−凝集処理−浮上分離で
順次処理することを特徴とする。また、本発明方法で
は、以上に説明するように、浮上分離によって得たフロ
ック・スラッジの一部を凝集処理系に戻すことが好まし
い。

本発明方法をフローシートにもとづいて説明すると、
次の通りである（第１図を参照されたい）。

任意の塗料濃度の水性塗料汚水をエアー撹拌槽に加え
る。槽内の汚水をエアー撹拌で強撹拌すると、槽の底に
沈殿、推積していたアルミペースト等の顔料が浮上及び
分解し、かつ同時に発泡現象がおこる。次いで、生成し
た泡をその泡に付着したアルミの如き金属粉とともに槽
外の任意のタンクに送り出し（通常、オーバーフロ
ー）、そこで回収する。次いで、この回収物の消泡を行
って、残存したフロック粉の分離を行う。エアー撹拌槽
から凝集槽に送液された塗料汚水中に前記バイパス工程
で分離したフロック粕の全量及び凝集剤の任意量を投入
する。ここで使用する凝集剤は、無機系凝集剤、有機系
凝集剤あるいはその混合物のいずれであってもよい。凝
集剤の添加量の設定は、好ましくは、テーブルテストで
もとめられる最小必要量以下である。また、この凝集処
理時の撹拌の強度は適宜変更することができる。凝集槽
においては、約１〜２分間の撹拌混合でもって凝集フロ
ックの生成を確認できる。次いで、得られた凝集液を浮
上分離機に移して、浄化された処理液（液体）とフロッ
ク・スラッジ（固体）に固液分離する。この浮上分離の
結果として浮上したフロック等は、掻き取り装置等を用
いて回収した後、タンク等に貯蔵する。ここで、回収さ
れたフロック等には過剰の凝集剤や活性化されたアルミ
粉（凝集剤として利用可能）が含まれているため、その
一部分を凝集槽に戻して活用するのが好ましい。フロッ
ク等の戻し量としては、塗料汚水に対して約５〜10重量
％であるのが好ましく、10％以上の戻し量にすると浮上
分離槽における固液分離性が悪化するので、好ましくな
い。

本発明方法は、いろいろな装置を用いて実施すること
ができる。有用な浄化処理装置は、好ましくは、水性塗
料汚水をエアーで撹拌するエアー撹拌槽、エアー撹拌後
の汚水に凝集剤及びフロック粕を投入して撹拌する凝集
槽、凝集液の固液分離を行う浮上分離槽、各槽間を接続
する送液用配管、エアー撹拌槽の底部に配する撹拌用エ
アー配管、浮上分離槽のフロック等を掻き取る装置、フ
ロック貯蔵タンク、フロック回収タンク、そしてフロッ
クを凝集槽に戻す戻し装置から構成することができる。

記載の浄化処理装置は、例えば第２図に示されるよう
な汚水処理設備に組み込んで使用することができる。塗
装ブース１ではその底部に塗料汚水（図示せず）が集中
するような構造となっている。集められた塗料汚水を配
管を介して塗料粕池２に送液し、ここで塗料粕の沈殿を
行う。次いで、塗料汚水をポンプを介して本発明の浄化
処理装置３に送入し、ここで前記したような浄化処理を
行う。次いで、浮上分離によって得た浄化後の処理液を
再び塗料粕池２に戻し、さらにポンプ４を介して塗装ブ
ース１に戻し、塗料汚水の希釈等に利用する。

〔作 用〕

本発明方法では、第１の段階として、塗料汚水をエア
ー撹拌する。ここで、金属粉、例えばアルミ顔料は比較
的に多量のヒドロキシル（OH）基を有する界面活性剤と
溶剤を反応させたマイクロゲルに付着し、吸着された状
態で分散しており、エアー撹拌によって、界面活性剤が
分離し、発泡し、同時に溶剤の気散もあり、よってアル
ミ顔料が気泡に付着して浮上分離するものと理解され
る。次いで、第２及び第３の段階として、それぞれ凝集
処理及び浮上分離を行うので、塗料汚水の連続した処理
を行うことができる。

〔実施例〕

例１（比較例） 水性塗料汚水として用いるため、0.5％の水性塗料
（日本ペイント（株）から入手可能な形式NWB−106）を
含む水を調製した。１の塗料汚水をビーカーに入れ、
ジャーテスターで150r.p.mの条件で撹拌しながら、下記
の第１表に記載の凝集剤を記載の添加量（塗料汚水の重
量に対して）で添加した。

実験１〜３のそれぞれの汚水を１分間撹拌し、その際pH
値を６〜８に調整した。撹拌の終了後、処理液を30分間
静置して、その後の処理液の外観を目視判定し、かつCO
D,COD除去率及びSV₃₀を測定した。得られた結果を下記
の第２表に示す。

例 ２ 前記例１のものに同じ塗料汚水を調製した。１の塗
料汚水をビーカーに入れ、散気装置を用いて200cc/min
のエアー撹拌を５分間にわたって行った。生成した泡を
金網のひしゃくで回収し、空のビーカーに移した。消泡
後、アルミ粉のスカム及び凝集物がビーカー内に確認さ
れた。アルミ粉のスカム及び凝集物を、スパチュラー
（小型さじ）で掻き集めて、エアー撹拌後の塗料汚水へ
戻した。この汚水をジャーテスターで150r.p.mの条件で
撹拌しながら、硫酸バンドを対混入塗料に関して３重量
％で添加して１分間撹拌した。pH値は苛性ソーダで６〜
８に調整した。撹拌の終了後、処理液を30分間静置し
て、その後の処理液の外観を目視判定し、かつCOD,COD
除去率及びSV₃₀を測定した。得られた結果を次の第２表
に示す。

上記第２表に記載の結果から明らかなように、本発明
では良好な結果が得られた。ここで、COD除去率が大巾
に向上された結果については、エアー撹拌による曝気効
果にて、親水性溶剤が気散したためと考えられる。ま
た、処理液が清澄化した結果については、活性化された
アルミ粉の作用によるものと考えられる。

例 ３ 前記例２に記載の手法を繰り返したが、本例では、添
加する凝集剤の適当な量を見い出すため、無機系凝集剤
及び前記例１の高分子凝集剤をいろいろな対塗料添加割
合（％）で用い、それぞれの除濁率（％）を測定した。
添付の第３図に示すようなグラフが得られ、また、この
グラフから、本発明の場合には従来のものに較べて添加
量を低く設定し得ることがわかった。

例 ４ 前記例２に記載の手法を繰り返した。但し、本例で
は、硫酸バンドを対混入塗料に関して２重量％で添加
し、またさらに、前記例２で消泡後に得られた凝集物を
次の第３表に記載の異なる量で凝集槽に戻した。処理液
を30分間又は10日間静置した後、その外観を目視判定
し、かつSV₃₀又はSVを測定した。得られた結果を次の第
３表に示す。

上記の結果から、得られた凝集物を凝集槽に戻す場
合、比較的に少量の添加が有効であることがわかった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、基本としてエアー撹拌にもとづいた
浄化処理が可能であるので、プロセス及びコストの両面
においてすぐれた効果が得られ、また、連続処理も可能
となる。浄化処理液の発泡性は、エアー撹拌にて発泡処
理を施こしたため、従来の処理液と比べ1/5以下に改善
できる。従って、この処理液を更に浄化するための活性
汚泥処理の曝気槽に流入させても、発泡によるトラブル
は皆無になる。また、上記したように、界面活性剤の除
去も行なわれたので、活性炭処理の高次処理に於いても
安価なランニングコストで処理できるようになる。ま
た、アルミペースト等の沈殿付着する顔料を浮上させ
て、有効に活用するようにしたため、槽内の定期的な清
掃が不要になる。また、親水性溶剤等をエアー撹拌等で
揮散させるようにしたため、COD除去率が大巾に改善で
きる。（50％から70％に向上）。この処理液は、従来の
処理液と比べ、鋼板腐食性も小さいため、ブース循環水
として再利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による塗料汚水の浄化処理プロセスを
示したフローシート、 第２図は、本発明を実施するのに適当な汚水処理設備の
一例を示した略示図、 第３図は、凝集剤の添加量と除濁率の関係を示したグラ
フ、そして 第４図は、従来技術による塗料汚水の浄化処理プロセス
を示したフローシートである。 図中、１は塗装ブース、２は塗料粕池、３は浄化処理装
置、そして４は処理液循環用ポンプである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水性メタリック塗料を含む汚水を浄化処理
   するに当って、 前記塗料汚水を発泡現象を惹起するのに十分な強さの撹
   拌下にエアー撹拌し、 前記エアー撹拌により生じた泡とそれに同伴せる金属粉
   を前記汚水から回収し、これを消泡してフロック粕を分
   離し、 前記エアー撹拌後の汚水に前記フロック粕及び凝集剤を
   合して撹拌下に混合し、 得られた凝集液を浮上分離して浄化された処理液及びフ
   ロック・スラッジを別々に回収することを特徴とする塗
   料汚水の浄化処理方法。