JP3202506B2

JP3202506B2 - 洗浄排水の処理装置

Info

Publication number: JP3202506B2
Application number: JP28131394A
Authority: JP
Inventors: 寛矢目; 昭雄浦田
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 2001-08-27
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: JPH08117797A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機物及び金属イオン
を含む洗浄排水の処理装置に関し、特に、プリント基板
の半田付に用いた水溶性フラックスの残渣を純水で洗浄
する際の仕上げ工程で排出される洗浄排水や、加工油等
が付着した金属部品を界面活性剤を含む洗浄剤で洗浄す
る際の仕上げ工程で排出される洗浄排水を処理して洗浄
水として再使用する場合などに好適に使用される洗浄排
水の処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子工業においてプリント基板の半田付
工程で用いられるフラックスとして、ロジン系フラック
ス及び水溶性フラックス（有機中間体フラックスともい
う）がある。ロジン系フラックスは松脂を主成分とし、
微量の界面活性剤が添加されたものである。水溶性フラ
ックスは水で容易に洗浄できるものであり、ポリエチレ
ングリコール、グリセリン等の高級アルコール類、クエ
ン酸、ステアリン酸、乳酸等の有機酸類、非イオン系界
面活性剤などを主成分とするものである。なお、フラッ
クスは半田付時に使用される薬品であり、母材表面の洗
浄作用、半田のぬれ性を高める作用、母材及び半田表面
の酸化防止作用等を有する。

【０００３】プリント基板の製造においては、半田付工
程後にプリント基板を洗浄してフラックスの残渣を除去
している。この場合、ロジン系フラックスの残渣を除去
するための洗浄剤としてはこれまでフロン系溶剤が広く
使用されてきたが、フロン系溶剤の使用が規制されつつ
ある現在では、ロジン系フラックスの残渣をアルカリ鹸
化剤や非イオン系界面活性剤を含む洗浄剤で除去するこ
とが行われている。また、一方では、前述した水溶性フ
ラックスを用いて半田付を行い、その残渣を温純水で洗
浄することが多く行われるようになっている。

【０００４】上述したロジン系フラックスの残渣をアル
カリ鹸化剤や非イオン系界面活性剤を含む洗浄剤で除去
する工程や、水溶性フラックスの残渣を温純水で洗浄し
て除去する工程では、仕上げ工程で温純水によりプリン
ト基板の仕上げ洗いを行っている。この場合、上記の仕
上げ工程で排出される洗浄排水（仕上げ洗い後の仕上げ
洗い用洗浄水）を処理し、混入した不純物を除去して仕
上げ洗い用洗浄水として再使用することが試みられてお
り、その洗浄排水の処理システムとして、従来、活性炭
吸着塔により洗浄排水から主として分子状の有機物を除
去し、次いでイオン交換樹脂塔（カチオン交換樹脂塔及
びアニオン交換樹脂塔又は混床塔）で主として金属イオ
ン及びイオン化した有機物（有機酸分など）を除去した
後、紫外線殺菌装置で殺菌を行うようにしたものが提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した活性炭吸着
塔、イオン交換樹脂塔及び紫外線殺菌装置を備えた従来
の洗浄排水処理システム（以下従来システムという）
は、アルカリ鹸化剤や非イオン系界面活性剤を含む洗浄
剤を用いたロジン系フラックスの残渣除去の仕上げ工程
で生じる洗浄排水の処理には有効に機能し、仕上げ洗い
用洗浄水として再使用可能な水質の水を得ることができ
る。しかし、この従来システムは、水を用いた水溶性フ
ラックスの残渣除去の仕上げ工程で生じる洗浄排水の処
理には必ずしも適当でなく、仕上げ洗い用洗浄水として
再使用可能な水質の水を得ることは難しいという欠点が
あった。

【０００６】すなわち、水を用いた水溶性フラックスの
残渣除去の仕上げ工程で生じる洗浄排水中には、プリン
ト基板に設けられた金属部品や半田に由来する金属イオ
ン（鉛、銅、亜鉛、錫、アルミニウム等のイオン）に加
え、水溶性フラックスの成分である高級アルコール類、
有機酸類といった有機物が多く含まれている。そのた
め、従来システムで活性炭吸着塔及びイオン交換樹脂塔
による処理を行っても、有機物を十分に除去することが
できず、処理水中に有機物が残存するため、処理水を仕
上げ洗い用洗浄水として再使用するとプリント基板を汚
染し、その合格率の低下を招く等のトラブルを生じるこ
とがあった。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、有機物及び金属イオンを含む洗浄排水、特に多量の
有機物や金属イオンを含む洗浄排水から有機物及び金属
イオンを除去し、洗浄水として再使用可能な水質の水を
得ることができる洗浄排水の処理装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討を行った結果、有機物及び金
属イオンを含む洗浄排水の処理装置を構成する場合に、
まず逆浸透膜装置で洗浄排水を処理することにより、そ
の中に含まれる有機物（分子状の有機物とイオン化した
有機物）及び金属イオンの多くを除去することができ、
したがってこの逆浸透膜装置の透過水を活性炭吸着装
置、イオン交換装置で順次処理して残存する有機物及び
金属イオンを除去し、さらに紫外線殺菌装置による処理
を行うことにより、洗浄排水から有機物及び金属イオン
をほぼ完全に除去して洗浄水として再使用可能な水質の
水を得ることができることを知見し、本発明をなすに至
った。

【０００９】したがって、本発明は、有機物及び金属イ
オンを含む洗浄排水から有機物及び金属イオンを除去す
る装置において、逆浸透膜装置と、逆浸透膜装置の後段
側に設置された活性炭吸着装置と、活性炭吸着装置の後
段側に設置されたイオン交換装置と、イオン交換装置の
後段側に設置された紫外線殺菌装置とを備え、前記逆浸
透膜装置、活性炭吸着装置、イオン交換装置及び紫外線
殺菌装置で有機物及び金属イオンを含む洗浄排水を順次
処理することを特徴とする洗浄排水の処理装置を提供す
る。

【００１０】本発明の処理装置に用いる逆浸透膜装置の
種類に制限はなく、ポリアミド系、アラミド系等の合成
複合膜を用いた装置、酢酸セルローズ膜等のセルローズ
系膜を用いた装置のいずれでもよく、またスパイラル
型、中空糸型、管状型等のいかなるタイプのものでもよ
い。

【００１１】活性炭吸着装置としては、攪拌槽吸着装
置、固定槽吸着装置、移動槽吸着装置、流動槽吸着装置
等の任意のものを用いることができる。また、イオン交
換装置の種類にも限定はなく、陽イオン交換及び陰イオ
ン交換ができるものであれば各種のイオン交換装置が使
用可能である。イオン交換装置として、具体的には、カ
チオン交換樹脂塔とアニオン交換樹脂塔とを組み合わせ
たイオン交換装置や、カチオン交換樹脂及びアニオン交
換樹脂を混合して１つのイオン交換樹脂塔に充填した混
床式イオン交換装置を好適に用いることができる。

【００１２】紫外線殺菌装置としては任意の構成のもの
を用いることができる。本発明の処理装置では、紫外線
殺菌装置でイオン交換装置の処理水の殺菌を行うように
したので、酸化系殺菌剤を用いて殺菌を行う場合と異な
り、殺菌後の処理水をプリント基板の仕上げ洗い用洗浄
水として用いた場合にプリント基板の金属部分を腐食さ
せることがない。

【００１３】本発明の処理装置には、必要に応じ、適当
な箇所にマイクロフィルタ等の微粒子除去装置を設置す
ることができる。例えば、逆浸透膜装置の前段側にマイ
クロフィルタを設置して洗浄排水中の微粒子を除去して
から逆浸透膜装置に導入することができる。また、紫外
線殺菌装置の後段側にマイクロフィルタを設置して処理
水から残存する微粒子を除去することができる。

【００１４】本発明の処理装置には、逆浸透膜装置の濃
縮水をさらに濃縮して系外に排出する濃縮装置を付加す
ることができる。この場合、濃縮装置としては、例えば
ヒートポンプ式の濃縮装置、蒸気加熱式の濃縮装置等を
用いることができる。ヒートポンプ式の濃縮装置は、ヒ
ートポンプの圧縮時の高温を蒸発に、減圧時の低温を冷
却凝縮に利用し、さらに凝縮水による水エゼクタで蒸発
缶内を減圧し、低温で蒸留するものである。蒸気加熱式
の濃縮装置は、真空ポンプにより缶内を減圧するととも
に、外部から供給した蒸気により原液を蒸発させた後、
冷却水により原液から発生した水蒸気を冷却凝縮するも
のである。

【００１５】逆浸透膜装置の濃縮水中には有機物（高級
アルコール類、有機酸分など）及び金属イオンが高濃度
で含まれているが、上述した濃縮装置を設けることによ
り、高濃度の有機物及び金属イオンを含む逆浸透膜装置
の濃縮水をさらに濃縮して減容し、濃厚な廃液にして系
外に排出することができ、したがって産業廃棄物の量を
大幅に削減することができる。また、濃縮装置で生成し
た凝縮水は本発明処理装置の被処理水に混合することが
好ましく、これによって水回収率を高めることができ
る。

【００１６】本発明の処理装置は、有機物及び金属イオ
ンを含む洗浄排水の処理に使用されるもので、このよう
な洗浄排水であればいずれのものでも処理可能である。
本発明の処理装置で好適に処理することができる洗浄排
水として、具体的には、プリント基板の半田付に用いた
水溶性フラックスの残渣を水で洗浄する際の仕上げ工程
で排出される洗浄排水や、加工油等が付着した金属部品
を界面活性剤を含む洗浄剤で洗浄する際の仕上げ工程で
排出される洗浄排水が挙げられ、これらの洗浄排水を本
発明の処理装置で処理することにより、仕上げ洗い用の
洗浄水として再使用可能な水質の水を得ることができ
る。後者の金属部品の洗浄排水には、洗浄剤からの有機
物、金属部品からの金属イオン、加工油等が含まれてい
る。この場合、上述した金属部品の洗浄剤としては、Ｈ
ＬＢ値が１２〜２０である非イオン系界面活性剤を含む
ものが挙げられ、本発明の処理装置ではこのような洗浄
剤を用いて金属部品を洗浄する際の仕上げ工程で排出さ
れる洗浄排水の処理に好適に用いることができる。

【００１７】

【作用】請求項１の処理装置では、まず、逆浸透膜装置
で洗浄排水中に含まれる有機物（分子状の有機物とイオ
ン化した有機物）及び金属イオンの粗取りを行う。次い
で、活性炭吸着装置において主として残存する分子状
（非イオン性）の有機物を除去し、イオン交換装置にお
いて陽イオン交換により主として残存する金属イオンを
除去し、陰イオン交換により主として塩化物イオンや硫
酸イオン等の陰イオン成分とイオン化した有機物を除去
し、さらに紫外線殺菌装置で殺菌を行う。したがって、
本発明の処理装置では、活性炭吸着装置及びイオン交換
装置の前段で逆浸透膜装置によって有機物及び金属イオ
ンの多くを除去するので、後段の活性炭吸着装置やイオ
ン交換装置に対する有機物負荷、イオン負荷が軽減さ
れ、これらの装置の通水ライフが延びるとともに、有機
物や金属イオンの含有量が多い洗浄排水であっても、後
段の活性炭吸着装置及びイオン交換装置で残存する有機
物及び金属イオンをほぼ完全に除去することができ、そ
のため洗浄水として再使用可能な高純度の殺菌された水
を得ることができる。

【００１８】請求項２の処理装置では、逆浸透膜装置の
濃縮水をさらに濃縮して系外に排出する濃縮装置を設け
てあるので、逆浸透膜装置の濃縮水が減容されて濃厚な
廃液として系外に排出され、そのため洗浄排水の再利用
とともに産業廃棄物量の削減を図ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に示す
が、本発明は下記実施例に限定されるものではない。図
１は本発明に係る洗浄排水の処理装置の一実施例を示す
フロー図である。図１において、２はプリント基板の水
溶性フラックス残渣を除去するプリント基板洗浄システ
ム、４は排水槽、６は熱交換器、８はマイクロフィルタ
（孔径３μｍ前後）、１０は濃縮水槽、１２はヒートポ
ンプ式の濃縮装置、１４は逆浸透膜装置、１６は透過水
槽、１８は活性炭吸着塔、２０はカチオン交換樹脂塔、
２２はアニオン交換樹脂塔、２４は紫外線殺菌装置、２
６はマイクロフィルタ（孔径１μｍ前後）、２８はＴＯ
Ｃ自動計測器、３０は流量計、３２、３４、３６はそれ
ぞれポンプ、３８、４０、４２、４４、４６、４８はそ
れぞれバルブを示す。図１の例では、排水槽４からマイ
クロフィルタ２６までが洗浄排水の処理装置を構成して
いる。なお、逆浸透膜装置１４の逆浸透膜として、具体
的には、例えば日東電工社製のポリアミド系複合膜ＮＴ
Ｒ−７５９ＨＲ（圧力１５ｋｇ／ｃｍ²、１５００ｐｐ
ｍＮａＣｌでの脱塩率９９．５％）、東レ社製の架橋ア
ラミド系複合膜ＳＵ−７１０（同条件での脱塩率９９．
４％）等が挙げられる。

【００２０】図１の処理装置による洗浄廃水の処理は、
以下のように行われる。プリント基板洗浄システム２における水溶性フラック
スの残渣除去の仕上げ工程で排出された洗浄排水Ｌ₁は
いったん排水槽４に貯留される。排水槽４に貯留された
洗浄排水はポンプ３２の作動で熱交換器６に導入され、
ここで温度６０℃程度の排水は逆浸透膜装置１４による
処理に適切な水温である３５℃程度まで冷却される。熱
交換器６を出た排水はマイクロフィルタ８に導入され、
ここで微粒子が除去される。

【００２１】マイクロフィルタ８を出た排水Ｌ₂は濃
縮水槽１０に送られる。濃縮水槽１０内の排水は、ポン
プ３４の作動で逆浸透膜装置１４に導入され、加圧され
て逆浸透膜処理が行われる。これにより、排水中に含ま
れる分子状の有機物、イオン化した有機物（有機酸分な
ど）及び金属イオンの多くが除去される。透過水Ｌ₃は
透過水槽１６に送られる。濃縮水Ｌ₄は濃縮水槽１０に
循環され、再度逆浸透膜装置１４による処理に付され
る。

【００２２】透過水槽１６内の透過水はポンプ３６の
作動で活性炭吸着塔１８に導入され、ここで主として残
存する分子状の有機物が除去される。活性炭吸着塔１８
を出た処理水Ｌ₅はカチオン交換樹脂塔２０及びアニオ
ン交換樹脂塔２２に順次通され、カチオン交換樹脂塔２
０で主として残存する金属イオンが除かれるとともに、
アニオン交換樹脂塔２２で主として残存するイオン化し
た有機物及びその他の陰イオンが除かれる。なお、これ
ら２つのイオン交換樹脂塔２０、２２を設ける代わり
に、図１に破線で示すように混床塔５０を設けてもよ
く、この場合は２つのイオン交換樹脂塔２０、２２によ
る処理を１つのイオン交換樹脂塔５０で行うことができ
る。

【００２３】アニオン交換樹脂塔２２を出た処理水Ｌ
₆は紫外線殺菌装置２４に導入され、処理水中に含まれ
る菌が除去される。紫外線殺菌装置２４を出た処理水Ｌ
₇はマイクロフィルタ２６に通され、ここで残存する微
粒子が除去された後、プリント基板洗浄システム２に送
られて仕上げ洗い用洗浄水として再使用される。

【００２４】本例の処理装置では、濃縮水槽１０内の
濃縮水Ｌ₈をバルブ４２の開閉により間欠的又は連続的
に取り出し、濃縮装置１２に導入する。濃縮装置１２で
は濃縮水Ｌ₈がさらに濃縮され、濃厚な廃液Ｌ₉として系
外に排出される。濃縮装置１２で生成した凝縮水Ｌ₁₀は
透過水槽１６に送られ、処理装置の被処理水に混合され
る。

【００２５】次に、図１の装置を用いて洗浄廃水の処理
を行った実験例を示す。この場合、マイクロフィルタ８
としては孔径３μｍのプリーツ型マイクロフィルタを用
い、逆浸透膜装置１４の逆浸透膜としては日東電工社製
のポリアミド系複合膜ＮＴＲ−７５９ＨＲ（スパイラル
型）を用いた。

【００２６】実験例洗浄排水Ｌ₁として表１に示す水質のものを用い、濃縮
水槽１０内の濃縮水Ｌ₈の不純物濃度が洗浄排水Ｌ₁の不
純物濃度の３０倍となるように逆浸透膜装置１４で洗浄
排水Ｌ₁を循環濃縮し、表１に示す透過水Ｌ₃を得た。こ
の場合、逆浸透膜装置１４での処理条件は水温３５℃、
圧力１５kg／cm²とした。表１に示すＴＯＣは全有機体
炭素であり、洗浄排水Ｌ₁中の有機物に由来する。

【表１】

【００２７】次に、表１に示した濃縮水Ｌ₈を濃縮装置
１２で１０倍に濃縮し、表２に示す廃液Ｌ₉及び凝縮水
Ｌ₁₀を得た。

【表２】

【００２８】さらに、表２に示した凝縮水Ｌ₁₀を透過水
槽１６に導入して表１に示した透過水Ｌ₃と混合しつ
つ、活性炭吸着塔１８、カチオン交換樹脂塔２０、アニ
オン交換樹脂塔２２による処理を順次行い、表３に示す
処理水Ｌ₇を得た。また、比較のため、表１に示した水
質の洗浄排水Ｌ₁を用い、逆浸透膜装置１４による処理
を行わず、したがって凝縮水Ｌ₁₀の透過水槽１６への導
入も行わないこと以外は同様に活性炭吸着塔１８、カチ
オン交換樹脂塔２０、アニオン交換樹脂塔２２による処
理を行って得られた処理水の水質を表３に示す。

【表３】

【００２９】表１〜３の結果より、図１の処理装置によ
れば、金属イオン及び多量の有機物を含む水溶性フラッ
クスの洗浄排水Ｌ₁をまず逆浸透膜装置１４で処理し、
洗浄排水Ｌ₁中の金属イオン及び有機物を粗取りしてい
るため、逆浸透膜装置１４による処理を行わない場合に
比べて処理水Ｌ₇中の金属イオン及び有機物の濃度、特
に有機物の濃度が低くなり、したがって処理水Ｌ₇をプ
リント基板洗浄システム２の仕上げ洗い用洗浄水として
再使用した場合にプリント基板の汚染を防止できること
がわかった。また、逆浸透膜装置１４の濃縮水Ｌ₈を濃
縮装置１２でさらに濃縮し、廃液Ｌ₉を系外に排出する
ので、産業廃棄物の量を大幅に削減できることがわかっ
た。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の処理装置によれば、有機物及
び金属イオンを含む洗浄排水、特に有機物や金属イオン
を高濃度で含む洗浄排水から、有機物及び金属イオンを
ほぼ完全に除去して、洗浄水として再使用可能な水質の
水を得ることができる。請求項２の処理装置によれば、
逆浸透膜装置の濃縮水を減容して濃厚な廃液として系外
に排出することができ、したがって洗浄排水の再利用と
ともに産業廃棄物量の削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る洗浄排水の処理装置の一実施例を
示すフロー図である。

【符号の説明】

２プリント基板洗浄システム６熱交換器８マイクロフィルタ１０濃縮装置１４逆浸透膜装置１８活性炭吸着塔２０カチオン交換樹脂塔２２アニオン交換樹脂塔２４紫外線殺菌装置２６マイクロフィルタ５０混床塔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 9/00 ５０３Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０３Ｃ５０３Ｇ５０４５０４Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 9/00 502

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物及び金属イオンを含む洗浄排水か
ら有機物及び金属イオンを除去する装置において、逆浸
透膜装置と、逆浸透膜装置の後段側に設置された活性炭
吸着装置と、活性炭吸着装置の後段側に設置されたイオ
ン交換装置と、イオン交換装置の後段側に設置された紫
外線殺菌装置とを備え、前記逆浸透膜装置、活性炭吸着
装置、イオン交換装置及び紫外線殺菌装置で有機物及び
金属イオンを含む洗浄排水を順次処理することを特徴と
する洗浄排水の処理装置。
【請求項２】逆浸透膜装置の濃縮水をさらに濃縮して
系外に排出する濃縮装置を設けた請求項１記載の処理装
置。
【請求項３】洗浄排水が、半田付用水溶性フラックス
を水で洗浄する際の仕上げ工程で排出される洗浄排水又
は金属部品を界面活性剤を含む洗浄剤で洗浄する際の仕
上げ工程で排出される洗浄排水である請求項１又は２記
載の処理装置。