JPH03143559A - 溶接粉塵洗浄廃液の浄化再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、溶接排煙中に含まれている含油粉塵を電気集
塵機の極板で捕集し、この極板をアルカリ洗浄水で洗浄
した廃液中の含油粉塵を除去して、アルカリ洗浄水を再
生するようにした溶接粉塵洗浄廃液の浄化再生方法に関
する。

（従来の技術） 溶接排煙集塵装置としては、従来から漏布型集塵装置が
使用されている。その主なものとしては、水エジェクタ
付の湿式漏布型集塵装置や、水エジェクタを有さない乾
式の漏布型集塵装置があげられる。しかしながら、溶接
排煙には油分が含まれていて、この油分の含有量が５％
以上のものについては、漏布徴集ｍ機の漏布目詰すが生
じ使用できたくなるという不具合があった。

そこで最近では、漏布型集塵機に代って電気集塵機が開
発されて採用されるに至っている。

この電気集塵機にしいて、極板に捕集された含油粉塵の
除去は、通常のハンマ脱塵方式や水又はエアによる噴射
脱塵方式を採用していたが、含油粉塵の除去は充分に行
うことができず、最近では、洗浄油によるスプレー洗浄
方式が採用されている。

この洗浄油は、電気集塵機の火花放電等による火災や爆
発を考慮して、水溶性のアルカリ洗浄油が使用されてい
る。

そして現在では、この洗浄油を再利用するために、洗浄
油中に含筐れている含油粉塵の除去に関する技術開発が
新らたな問題になっている。

この含油粉塵を洗浄油から除去する従来の関連技術とし
て、特公昭５９−５６７１号公報に開示されている方法
は、作動油、グリース、砥粒粉等が混入しているアルカ
リ型税脂防錆洗浄液中に、ポリアクリル酸エステル型カ
チオン系高分子物質を添加して攪拌することによシ、電
気的中和作用を起こさせて前記作動油等を凝集し、粗大
フロックを形成する。そして液中に２〜５Ｋｌ／ｍの空
気を吹き込んで、空気の気泡を発生させ前記粗大フロッ
クを浮上分離するようにしたものである。

又、含油粉塵を洗浄油から分離除去する従来技術として
は第４図に示すように、電気集塵機極板洗浄タンク１の
電極板に洗浄スプレー装置１ａから水溶性アルカリ洗浄
油を吹き付けて、極板に付着し九含油粉塵を洗い流し、
電気集塵機極板洗浄タンク１に溜める。次に溜められた
含油粉塵を含む洗浄油は、水頭差によって自然流下して
マグネット式セパレータ２に流入し、酸化鉄系の粗い含
油粉塵を磁選分離して洗浄水タンク５内に流入する。

そして、洗浄水タンク５に溜められた洗浄油は、濾過ポ
ンプ４により一定量濾過器５に送られてフィルタ５ａに
て微粒の含油粉塵を濾過し、洗浄水タンク３にリターン
させる。この閉回路によう、洗浄水タンク３内の洗浄油
をきれいにする。

そして、洗浄水ポンプ６にて洗浄水タンク５内の洗浄油
を洗浄スプレー装置１ａに供給し、洗浄油を再使用する
ようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来技術において、特公昭５９−５６７　ｆ号公報
に開示されたものを、溶接排煙集塵の廃液に適用したと
ころ、洗浄油は無色透明の清いものとなり１実験ペース
では充分な結果が得られた。

しかしながら、実用画において次のような問題がある。

すなわち、凝集剤をタンク内に投入して含油粉塵が凝集
沈降するまでに約１時間を要するので、溶接排煙集塵設
備の実機としての洗浄油量のバランス上、大容量の静置
タンクが必要であう、又、実機としてこの技術を応用す
るには凝集槽、沈ａｍ及び凝集剤槽が必要になって広大
な設置スペースを要し、実用的ではない。又日常の管理
面においては、凝集剤の補充とか、攪拌機等の設備点検
が必要になシ、人件費等の点で問題がある。

次に第４図に示した従来例では、含油粉塵は除去されて
はいるが完全除去ではないので、長期間使用している間
に、洗浄油の汚染度が高くなり１そのような洗浄油を使
用して電気集塵機の極板を洗浄しても極板の洗浄効果が
低下し、集塵効率が低下するという問題があった。

又マグネット式セパレータの磁束密度を１２００ガウス
及び２０００ガウスのフェライト系磁石によるものと、
１００００ガウスのキロリー磁石を用いて実験したとこ
ろ大きな効果は得られず、特に１００００ガウスのもの
は、マグネットドラムに吸着した酸化鉄スラッジを掻き
取り板では取れないという問題を生じた。

又公称濾過精度１ミクロンの濾過処理を試みたが殆んど
効果は認められなかった。更に静置処理を試みたところ
、１２時間以上の静置で清く澄んだ処理液が得られたが
、洗浄油タンク容量が大容量になって設置スペースが問
題になり、実用性の点で問題があることが確認された。

又他の実験として、小型遠心分離器（８０７／ｗｉｎ、
　　１８５０　ｒｐｍ　）による処理を行なったが、殆
んど効果を得ることができなかった。

このように、洗浄油から含油粉塵を除去するに当シ、凝
集剤を使用した分離方法、マグネット式セパレータによ
る分離、濾過処理による除去及び遠心分離による分離は
、いずれも分離効率と実用性の両面で問題があるのが実
情である。

本発明は、この実情に鑑みてなされたものであり１分離
効率と実用性の両方を同時に満足した溶接粉塵洗浄廃液
の浄化再生方法を提供するものである。

（ａｌｌ！を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明に係る手段は、電気集
塵機の極板に捕集し付着した溶接排煙中の含油粉塵をア
ルカリ洗浄油で洗浄し、この洗浄した廃液を浄化する方
法において、前記廃液を低電圧荷電検板を通過させるこ
とにより廃液中の含油粉塵を凝集し、この凝集した廃液
中の含油粉塵を廃液中から磁選分離し、この含油粉塵を
分離した廃液を更に荷電極板及び誘電体フィルタエレメ
ントを通過させることによう微粒の含油粉塵を除去する
ようにしたものである。

（作　用） このように構成したので、含油粉塵を含んだ洗浄油が、
低電圧荷電極板を通過することによシ、含油粉塵中のＦ
ｅ″＋がＦｅ’“となって凝集性がよくなう、含油粉塵
は凝集する。そしてこのように凝集して大きな塊すにな
った含油粉塵は、マグネット式セパレータにて吸着分離
される。

このように含油粉塵の大部分が吸着分離された洗浄油は
更に荷電極板を通過してその洗浄油中に台筐れている微
粒の含油粉塵中のＦｅｓ＋とｐｅＲ＋にして凝集し、続
いてこの凝集塊は、誘電体フィルタエレメントにて、捕
集される。

（実施例） 以下本発明の一実施例について詳細に説明する。

発明者は先ず次の点に着目して実験を行った。

すなわち、溶接排煙中に含壕れている含油粉塵の８０％
以上が微粒の酸化鉄の粉塵であることに着目し、含油粉
塵中のＦｅｌ＋を極板を用いてＦｅ”＋にし、凝集力を
増大するよう考えた。

このときの極板の電圧は理論式によう、Ｆｅ″＋＋　６
−＋　Ｆｅ”　Ｅ”　：　ＩＩＬ７６Ｖ　　ここでＥｏ
は、標準還元電位である。そして、人体に対する感電事
故防止の観点より１その上限を２５ｖにした。

次に洗浄油は、スプレーされて電気集塵機の極板を洗浄
すること、及び浄化工程において洗浄油はピクトや夕／
り内へ自然流下することから、洗浄油中の溶存酸素が飽
和又は過飽和の状態で存することを考慮し、かつ前記Ｆ
ｅ　　（第一鉄イオン）及び洗浄油がアルカリ性の水溶
液であることから、次のことを想定した。

すなわち、上記条件により、多種多様の沈殿物が生成さ
れるものと考えられる。例えば主な反応としては、 Ｆｅ”＋２０Ｈ−＋Ｆ’ｅ（ＯＨ）　、　　Ｆｅ（ＯＨ
）、　−＋（ＦｅＯＨ）　＋ＯＨＯ，＋４ｅ−＋２０”
−、２（ＦｅＯＨ）”−２ｅ　−＋　２（ＦｅＯＨ）”
２（ＦｅＯＨ：］”＋（Ｆ’ｅＯＨ）”＋２０”−＋０
Ｈ−−＋Ｆｅ、Ｏ，＋２Ｈ，０（３−ｚ）Ｆｅ”＋ｓＭ
”＋６０Ｈ−−＋　ＦｅｌｚＭｚ（ＯＨ）。

Ｆｅ、−５Ｍｇ　（ＯＨ）、　＋、０．−＋　ＭｓＦｅ
ａ　−ｇＯ，＋３Ｈ，０であシ、スピネル構造をもつ７
エライトが生成されるものと考える。

上記の生成条件には、第３図の関係があることが既に知
られている。図中のＲ値は２０　）（／Ｆｅ’　”比を
示す。この図から液温か５０℃以上が好ましいことが判
る。ここで生成されたスラッジはマグネタイトと称し、
磁気を帯びたもので、磁選分離によう効率的に分離され
ることが注目される。

又、Ｆｅ　ｌ　＋　（第一鉄イオン）に還元されなかっ
た酸化鉄は、洗浄油がアルカリ性水溶液であるから、水
酸化鉄の沈澱物になるものもあシ、同様に磁選分離が可
能であり、又濾過処理も可能である。

以上のことを前提として次の実験を行った。

実験の諸元は次の通シである。

（１）　　洗浄液：商品名（豊田化学）トヨノククＲ７
０９のｔ５％水溶液　ｐＨ４９５ （２）　　洗浄水タンク二８０ｔ （５）　　洗浄水ポンプ：３０ｔ／ｍ１ｎ（４）　　マ
グネット式セパレータ：商品名（カネッー製）マグクリ
ーンＭＳ−Ｔ１３０６ 磁束密度２０００ガウス （５）　　ｍ過ポンプ：　１０　ｔ／ｍ　ｉ　ｎ（６）
　　濾過器：商品名（日本濾過４製）７ランツＦＳ−１
０フィルタ１μ糸巻状フィ ルタ （７）　　静電吸着濾過器：商品名（＋！オテツクｍ＞
ゼオチックＮＬ−１０フィルタ２５ μ糸巻状フィルタ （８）荷電極ｉ！！圧：　ＡＣ２５Ｖ （９）　　溶接棒：　ＪＩＳＭＧ−ｓｏ　　１．２φワ
イヤにて４時間 （１０）洗浄時間：３０分 （１１）　ｆｆａ過時開時間洗浄ｆｆｌ　３０　分（１
２）洗浄液温：２６℃ 第１図に９いて、洗浄水タンク３内の洗浄液は、洗浄水
ポンプ６によって洗浄スプレー装置１ａに送られてスプ
レーされる。このスプレーによう極板に捕集し付着した
含油粉塵は洗い流されると共に、空気を巻き込み、洗浄
液中の溶存酸素が確保される。１を気集塵機電極板洗浄
タンク１に溜った洗浄液は、水頭差によってマグネット
セパレータ２に流入する。この流入に際して、洗浄液は
荷電極板格子２ａを通過し、洗浄液中に含壕れている含
油粉塵中のＦｅ’＋はＦｅ″に還元されて凝集する。一
方還元されなかった酸化鉄は、アルカＩＪ　ａの洗浄液
により水酸化鉄になる。そしてこの水酸化鉄及び凝集し
た含油粉塵は、磁気ドラム２ｂに吸着されて磁選分離さ
れる。すなわち、Ｆｅ”＋　酸素及びアルカリ性水溶液
という条件において、酸化鉄を主成分とする超微粒子含
有廃液をマグネット式セパレータタンク２内でスピネル
構造をもつフェライトに生成する。

次に洗浄液は、マグネット式セパレータ２から洗浄水ピ
ッ）３ａＫ流下し、更に洗浄水タンク５へと流下し溜め
られる。この流下の過程において、洗浄液は空気を巻き
込み、洗浄水の溶存酸素が確保される。又洗浄水タンク
３内でも、Ｆｅ　ｍ　＋、酸素及びアルカリ性水浴液と
いう条件が満されているから、残余の含油粉塵はスピネ
ル構造をもつフェライトに生成されて沈殿分離される。

そして更に超微粒の含油粉塵は、洗浄液と共に濾過ポン
プ４によう、静電性Ｎ濾過器５に送られて、先ず荷電極
板５ｂにて残っているＦ／＋をＦ♂“に還元して凝集を
促進し、これを誘電体フィルタニレメン）５ａにて吸着
捕集する。そしてａ過ポンプ４にて再循環して繰シ返し
行うことにより、洗浄水タンク５内の洗浄液はほぼ完全
に浄化される。

第２図において、曲ｌｌ１ｉ！人は、第４図に示した従
来の再生装置を用いて実験した実験データ（以下第一実
験という）であり、曲線Ｂは、第１図に示した上記説明
の実験データ（以下第２実験という）である。

なり両実験において、洗浄液のＰＨは殆んど変化しなか
った。

これを表に筐とめると次の通うである。

この実験で得られたことは、磁選分離される含油粉塵の
量が多くなシ、かつ油分も生成フェライトに吸着除去さ
れることが判明した。又、従来に比べて除去される量は
約１．５倍であることも判明した。

又、静電吸着濾過器の誘電体フィルタエレメントで夾雑
物の捕集量が従来に比べて３〜５倍になり、濾過された
洗浄液は無色透明の清い液として回収されるようになっ
たので、洗浄水タンクの容量を従来に比べて１１５程度
でよいことが確認できた。

又、無色透明の清い液であるから、鉄バクテリア等の腐
敗バクテリアの増殖防止の効果が期待され、その結果液
のＰＨ低下が少なくなって洗浄液の長寿命化が可能にな
る。又処理液としては、洗浄液の成分である界面活性剤
等の有用成分が失われないので、洗浄性能は劣化せず再
使用の長期化が可能になる。

（発明の効果） 以−上詳述した通シ本発明によれば、廃液を低電圧荷電
板を通すことによって含油粉塵中の酸化鉄を還元して凝
集性を高め、凝集した含油粉塵を磁選分離し、更に荷電
極板を通して凝集して誘電体フィルタエレメントで吸着
捕集するようにしたので、洗浄液中の含油粉塵をほぼ確
実に除去することができる。

これに伴い処理された液は、無色透明の清い液になるの
で、タンク容量が小さくて済み、かつ洗浄に有用な成分
も失われずに洗浄液の再使用の寿命も長くなシ実用面及
び分離効率面を同時に満足した浄化再生方法を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す模式図、第２図は実験
データを示す線図、第５図はマグネタイトの生成条件を
示す説明用線図である。 第４図は従来例の模式図である。 ２−・−マグネット式セパレータ（磁選分離器）２　ａ
−−・荷電極板格子（低電圧荷電極板）５ａ・・、ｆＩ
’ｔ　体フィルタエレメント５ｂ・・・−・荷電極板。 第１ １１気集漕埼極様攪争ター・り １ｑ・：死浄スプレー装置 ２　マグネ・ソト式でバレーター に−跪３Ｐボビ、ｙト ４・Ｉ４ポンプ ５ｂ−荷電極板 ６　逸夛ｙＫ７ｆンプ 第２ 図 第３ 図 ムＩ″ｅ３Ｑ４中α−ＦｅＯＯＨ＋ｒ−ＦｅＯＯＨ第４ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気集塵機の極板に捕集付着した溶接排煙中の含油粉塵
   をアルカリ洗浄油で洗浄し、この洗浄した廃液を浄化す
   る方法において、前記廃液を低電圧荷電極板を通過させ
   ることにより廃液中の含油粉塵を凝集し、この凝集した
   廃液中の含油粉塵を廃液中から磁選分離し、この含油粉
   塵を分離した廃液を更に荷電極板及び誘電体フィルタエ
   レメントを通過させることにより微粒の含油粉塵を除去
   することを特徴とする溶接粉塵洗浄廃液の浄化再生方法
   。