JP4229361B2

JP4229361B2 - 洗浄排水の処理方法

Info

Publication number: JP4229361B2
Application number: JP2002211644A
Authority: JP
Inventors: 貴義小関
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: JP2004050070A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板の洗浄装置から排出される洗浄排水を処理する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板とは、電気絶縁性の材料の表面あるいは、内部に導電性材料で導体パターンを形成、固着したものであり、設計指定の機械加工、表面処理などを終えた状態、換言すれば、電子部品を搭載する直前の状態にある基板のこという。一例を上げると、電気絶縁性の材料には、ガラス繊維をエポキシ樹脂でかためた板を使用し、導電性材料には、銅を使用する。
プリント配線板の製造では、レジスト工程、メッキ工程、エッチング工程、はんだ工程、表面処理工程等があり、各種工程では色々な薬剤を使用しており、様々な洗浄剤を使用して洗浄する。そのためプリント配線板洗浄排水には、イオン成分として銅、鉄、錫、無機酸、有機酸、アミド、イミド類等、非イオン成分としては、ロジン、ポリグリコール、界面活性剤等が含まれており、凝集処理法や砂濾過法によって処理されている。
【０００３】
近年、このような排水を高度に処理し、水を回収して再利用する試みがなされている。その方法の一つに、まず排水を凝集処理法や砂濾過法処理し、その濾過水を逆浸透膜により処理する方法がある。
再利用可能な水質とは、電気伝導度が２００マイクロジーメンス／ｃｍ以下と言われている。この水質の水にするためには、イオンを除く技術が必要である。例を挙げれば、逆浸透膜や、イオン交換樹脂を使用することができる。
【０００４】
しかしながら、プリント配線板製造の各種工程から排出する洗浄排水を逆浸透膜により分離処理する場合、逆浸透膜のファウリングによる濾過能力の低下（以下Ｆｌｕｘ低下という）が起こる、といった問題があった。また、特開平５−１３１１９１の記載では、有機高分子凝集剤を用いると、「水中に残留するポリマー成分によってその後の膜処理において膜の目詰まりを早く起こす」という不具合があった。
【０００５】
また、逆浸透膜で濾過する部分と、ＵＦ膜（限外濾過膜）又は、ＭＦ膜（精密濾過膜）で濾過する部分で、いずれも濃縮液が発生する。この濃縮液の中に水質汚濁防止法排水基準の１つである化学的酸素要求量のＣＯＤ_MnあるいはＣＯＤ_Crの濃度が高くなってしまい河川や下水への放流ができなくなるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、プリント配線板洗浄排水を効率良く再利用可能な清澄処理水とする方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の通りである。
（１）プリント配線板の洗浄排水を処理する方法において、高分子凝集剤を０．５〜５ｍｇ／ｌ添加した後、精密濾過膜又は限外濾過膜により膜分離し、得られた膜透過水をさらに逆浸透膜により膜分離して膜透過水を得、逆浸透膜で濃縮された水を活性炭を用いた流動床式生物処理法で処理することを特徴とする洗浄排水の処理方法。
（２）孔径が０．０１〜１ミクロンである精密濾過膜を用いることを特徴とする前記（１）記載の洗浄排水の処理方法。
（３）分画分子量が３０００〜１００万である限外濾過膜を用いることを特徴とする前記（１）記載の洗浄排水の処理方法。
（４）プリント配線板の洗浄排水を処理する方法において、精密濾過膜又は限外濾過膜により膜分離し、得られた膜透過水をさらに逆浸透膜で濾過し、逆浸透膜で濃縮された水を活性炭を用いた流動床式生物処理することを特徴とする洗浄排水の処理方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、特にその好ましい態様を中心に、詳細に説明する。
本発明は、１）プリント配線板の洗浄排水を凝集槽で高分子凝集剤を適切に調整し、凝集処理後、要すれば、アルカリあるいは酸を併用して中和凝集処理後、１段目膜処理装置でＭＦ膜又はＵＦ膜により膜分離し、その膜透過水をさらに２段目膜処理装置でＲＯ膜により膜分離して洗浄水として再利用可能な膜透過水を得る。２）逆浸透膜の濃縮水の有機成分を生物処理によって、低減させる。１）、２）の片方または両方を組み合わせた処理方法である。高分子凝集剤とは、凝集剤の中で高分子化合物からなるものをとくに高分子凝集剤という。代表的な化合物は、アルギン酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、水溶性アニリン樹脂などの合成高分子化合物が製造され、広く水処理に用いられる。高分子凝集剤の特徴は、▲１▼ごく少量で有効▲２▼著しく大きなフロックをつくる▲３▼粗大粒子の凝集に有効である。
【０００９】
図１は、プリント配線板工場で行われている排水処理法の一例を示す系統説明図である。プリント基板の水洗浄排水はすべて排水貯槽１に貯留される。排水貯槽１に貯留された排水は、ＰＨ調整槽２に導かれ、ここでｐＨ調整を行う。本発明で用いるｐＨ調整槽は、調整槽、苛性ソーダタンク、苛性ソーダ注入ポンプ、排水供給ポンプ、送水ポンプ、ｐＨ計、ｐＨコントローラ、液面レベル計及び攪拌機で構成される。次に高分子凝集剤添加槽で凝集反応によって凝集フロックが形成され、排水中に溶解している膜の目詰まりを起こす成分を凝集フロックに取り込む。次には、沈殿槽４に送液され、上澄み液を中和槽５に送る。汚泥槽６では、沈殿槽４で沈殿した汚泥を貯留される。一般には、貯留された汚泥は、フィルタープレスで汚泥ケーキと濾過水に分かれ、汚泥ケーキは、廃棄処分され、濾過水は、排水貯留槽に戻される。
【００１０】
図２は、本発明の一実施態様を示す系統説明図である。図１の中和槽５から出る水は、図２の精密濾過膜（ＭＦ膜）又は限外濾過膜（ＵＦ膜）２１で濾過される。本発明で用いる１段目の濾過膜は、ＵＦ膜（限外濾過膜）又は、ＭＦ膜（精密濾過膜）のいずれでも良いが、分画分子量の小さいＵＦ膜だとＦｌｕｘが低くなるので、好ましくは分画分子量が３０００〜１００万、より好ましくは６０００〜１００万のＵＦ膜、ＭＦ膜の場合は孔径が大きいと目詰まりによってＦｌｕｘが低くなる傾向があり、ＳＤＩ値も高くなる傾向があり、２段目濾過のＲＯ膜のＦｌｕｘが低下する傾向があるので、好ましくは孔径が０．０１〜１ミクロン、より好ましくは０．０１〜０．５ミクロンのＭＦ膜が良い。また、モジュール型式については、スパイラル型、中空糸型、管状型及びプレート型のいずれでも良いが、モジュール１本当たりの膜面積が大きいもので、膜に付着した汚染物を除去し易い構造の物、例えば本実施例で用いた中空糸型の外圧濾過用モジュールが良い。１段目膜処理装置２１で得られた膜透過水は、中間水槽２２に送られ、濃縮水は放流水となる。２段目濾過のＲＯ膜では、イオン物質や有機物が除去され、電気伝導度が２００μＳ／ｃｍ以下の再利用可能な水とすることができる。本発明で用いる２段目の濾過膜は、ＲＯ膜（逆浸透膜）が良い。ＲＯ膜の材質としては、ポリアミド系複合膜、酢酸セルロース膜、三酢酸セルロース膜、ポリスルフォン系複合膜等が用いられる。プリント配線板洗浄排水中には様々な薬剤等が含まれるため、あらかじめそれらに対する膜素材の耐性及びファウリング性を確認し、適切な手段を選択する必要がある。ＲＯ膜表面が荷電を持つ場合、界面活性剤の種類によっては、不可逆的で大幅なファウリングを引き起こす場合があるので、電気的に中性な素材のＲＯ膜を使用するか、もしくは電気的に中性の有機物などを膜表面に被覆するなどして表面荷電を中性にした膜を使用するのが好ましい。
【００１１】
逆浸透膜で濾過した際、排出される濃縮水は、有機物濃度が高くなるので、生物処理を施し、有機物濃度を低減させることが好ましい。生物処理の方法は、活性汚泥法、生物膜法や流動床式生物処理などがある。その１例として、流動床式生物処理について詳細に説明する。流動床式生物処理法に用いられる微生物担体としては、多孔質で単位体積当たりの表面積が大きく、流動性を持ち容易に流出しない粒径、比重のものがよい。担体形状としては、板状体、繊維状体、円筒などの特殊形状体、スポンジ状体、粒・塊状体などいずれでも良いが、流動性と表面積を確保しやすい微小な粒状体が好ましい。担体素材としては、粒状活性炭、破砕活性炭、木炭、ゼオライト、雲母、砂粒、高分子ゲル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂、多孔質セラミックス、高分子ラテックス、アンスラサイトなどが使用可能であるが、微生物の付着性及び洗濯排水中の臭気、色度成分の除去性能から活性炭が好ましい。さらに好ましくは、平均粒径が０．０１〜１０（ｍｍ）の破砕活性炭を用いるのが好ましい。この破砕活性炭を実際の排水処理に適用すると、微生物等の表面付着により、粒径が１〜１００倍程度に増大する。担体に活性炭を使用すると、臭気、色度成分が充分除去できるので、最終処理水をさらに活性炭吸着処理及び又はオゾン処理するための付加設備は必要でない。以下実施例と比較例を示す。
【００１２】
【実施例１】
高分子凝集剤添加槽に高分子凝集剤（ハイモ社、型式、AP-120）を２ｍｇ／ｌ添加するように調整し、沈殿槽、中和槽を通って、表１に示す水質のプリント基板の水洗浄排水をＭＦ膜を使用した１段目膜処理装置で膜分離して表１に示す水質の１段目膜透過水（ＭＦ濾過水）を得た。この時使用したMF膜は、旭化成株式会社製の孔径０．１ミクロンのＭＦ膜（商品名：ＵＳＶ−３００３；外圧濾過用モジュール、内径０．８ｍｍの中空糸膜、材質ＰＶｄＦ、）で濾過した。その時の運転条件は、定流量濾過運転で、濾過水５００リットル／ｈｒ、濾過／逆洗＋エアーバブリング／フラッシング＝３０分／６０秒／３０秒、排出量５０リットル／ｈｒ（回収率９０％）でおこなった。
【００１３】
上記の条件で、濾過開始時の膜間差圧（以下ＴＭＰという）は３０kＰａであり、１００ｋＰａ換算ＦＬＵＸは１６７０リットル／ｈｒであった。１０日間濾過後のＴＭＰは７０kＰａであり、１００ｋＰａ換算ＦＬＵＸは１１７０リットル／ｈｒであった。この１段目の膜透過水をさらにＲＯ膜を使用した２段目膜処理装置で膜分離し、表１に示すような、洗浄水として再利用可能な２段目膜透過水（ＲＯ濾過水）を得た。２段目のＲＯ膜は、フィルムテック製の塩除去率９９％の耐バイオファウリング処理をされたＲＯ膜（商品名：ＴＷ３０−４０４０ＦＲ；スパイラル型ポリアミド系複合膜エレメント）を使用した。２段目のＲＯ膜では、定流量濾過を行った。供給水量は、１５０リットル/ｈｒ、循環量は、２５０リットル/ｈｒ、濾過水量は、２５０リットル/ｈｒ、透過水量は、１３０リットル/ｈｒで濾過をした（回収率８０％）。上記の条件で、濾過開始時のＴＭＰは、１００ｋＰａあった。１０日間濾過後のＴＭＰは１００ｋＰａであり濾過膜の差圧が増大する事はなかった。ＲＯの濃縮水は、表１のＲＯ濃縮水に示すような水質であるが、流動床式生物処理法で処理（ＢＲ処理）すると表１のＢＲ処理水のように有機物濃度を低減させることができ、河川放流可能なＣＯＤ濃度になった。
【００１４】
【比較例１】
高分子凝集剤添加槽に高分子凝集剤（ハイモ社、型式、AP-120）を６ｍｇ／ｌ添加するように調整し、沈殿槽、中和槽を通って、表２に示す水質のプリント基板の水洗浄排水を実施例１と同様のMF膜で同様の条件で濾過を行った。その結果、濾過開始時の膜間差圧（以下TMPという）は３０ｋPaであり、１００ｋPa換算FLUXは１６７０リットル／ｈｒであった。１日間濾過後のTMPは１５０ｋPaであり、１００ｋPa換算FLUXは３３３リットル／ｈｒであった。この時点で、１段目の濾過装置のポンプの加圧能力が最大になって、停止せざるを得なかった。１段目膜処理装置で膜分離して、表２に示す水質の１段目膜透過水（MF濾過水）を得た。この１段目膜透過水をさらにRO膜を使用した２段目膜処理装置で膜分離し、表２に示すような、洗浄水として再利用可能な２段目膜透過水（RO濾過水）を得た。２段目の濾過運転は、実施例１の条件で、濾過開始時のTMPは、１００ｋPaあった。１日間濾過後のTMPは１００ｋPaであり濾過膜の差圧が増大することはなかったが、１段目の膜分離装置を止めざるを得なかったので、２段目の濾過ができなくなった。
【００１５】
【表１】

【００１６】
【表２】

【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、プリント配線板の洗浄排水を高分子凝集剤による凝集処理後、膜による２段処理を行うことにより、再利用可能な清澄な処理水を効率よく得ることができ、ＲＯ濃縮水の有機成分の除去も行い、中和槽以降にほとんど産業廃棄物が出ず、さらに再利用することで経済的利点も大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリント配線板工場で行われている排水処理法の一例を示す系統説明図である。
【図２】本発明の一実施態様を示す系統説明図である。

Claims

プリント配線板の洗浄排水を処理する方法において、高分子凝集剤を０．５〜５ｍｇ／ｌ添加した後、精密濾過膜又は限外濾過膜により膜分離し、得られた膜透過水をさらに逆浸透膜により膜分離して膜透過水を得、逆浸透膜で濃縮された水を活性炭を用いた流動床式生物処理法で処理することを特徴とする洗浄排水の処理方法。
孔径が０．０１〜１ミクロンである精密濾過膜を用いることを特徴とする請求項１記載の洗浄排水の処理方法。
分画分子量が３０００〜１００万である限外濾過膜を用いることを特徴とする請求項１記載の洗浄排水の処理方法。
プリント配線板の洗浄排水を処理する方法において、精密濾過膜又は限外濾過膜により膜分離し、得られた膜透過水をさらに逆浸透膜で濾過し、逆浸透膜で濃縮された水を活性炭を用いた流動床式生物処理することを特徴とする洗浄排水の処理方法。