JPS6342706A

JPS6342706A - 湿式スプレーブース循環水の処理方法

Info

Publication number: JPS6342706A
Application number: JP61184657A
Authority: JP
Inventors: Kyosuke Mizuno; 水野　恭佑; Masahiro Horiuchi; 正弘堀内
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1986-08-06
Filing date: 1986-08-06
Publication date: 1988-02-23
Also published as: JPH042317B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は水性塗料含有水の処理方法に係り、特に湿式ス
プレーブース循環水中の水溶性塗料等を凝集分離するに
有効な、水性塗料含有水の処理方法に関する。

［従来の技術］自動車工業や家庭電器、金属製品製造業等の塗装工程で
は、様々な塗料がスプレー塗装されている。工業的に使
用されている塗料は溶剤型塗料と水性塗料とに大別され
、各塗料は単独又は併用で使用されている。

このうち、水性塗料は、水可溶型、ディスバージョン型
、エマルション型の３つに大別されるが、いずれも水を
溶媒とするため（一部溶剤を併用する場合もあるが）、
引火性かなく、安全かつ衛生的であり、溶剤による公害
発生の恐れがないなどの利点を有することから、近年、
特にその応用範囲が拡大されつつある。

ところで、各種工業等における塗装工程ては、一般に被
塗装物に噴霧された塗料の歩留りは必ずしも１００％で
はなく、例えは自動車工業においては、６０〜８０％程
度であり、使用塗料の４０〜２０％は次工程で除去すべ
き過剰塗料である。

この過剰に噴霧された余剰塗料を捕集するには、通常、
水洗による湿式スプレーブースて処理されており、水洗
水は循環使用される。

この場合、水性塗料は水に可溶ないし分散するため、固
液分離が難しいために、この湿式スプレーブースの循環
水に残留して蓄積し、次のような問題をひきおこす。

■　循環水は高粘性、高粘稠となり、循環ポンプの負荷
を増大させる。極端な場合は循環停止となり、操業がス
トップする。

■　析出して不溶化した塗料や、塗料以外のゴミ、ＳＳ
成分が水洗スプレー、ノズルや配管系に詰る。また、水
膜板等に付着するなどして付着障害をおこす。

■　発泡障害を生じる。

■　循環水か高ＣＯＤ、高ＢＯＤとなるため、腐敗し、
腐敗臭により、作業環境が不良になると共に、近隣に対
する公害が出る。

■　この高ＣＯＤ、高ＢＯＤのため、廃水処理が困難と
なり、処理装置の負荷か増大する。

このため、循環水の一部を常時排水して給水により希釈
を行うか、循環水の全量人替えを行うことが必要とされ
るが、満足できる結果を得るためには、排水量を大きく
するか、木入替えを頻繁に行う必要かあり、水コストの
増大、排水処理コストの増大を招くという問題がある。

このような問題を解決するために、従来、−船釣には硫
酸バンド、ＰＡＣ１塩化亜鉛、塩化鉄等の無機凝集剤に
より、水性塗料を凝集させて分離する方法が採用されて
いる。また、この凝集分離にあたり、無機凝集剤と高分
子ポリマーとを併用する方法も開示されている（特開昭
５２−７１５３８）。

［発明が解決しようとする問題点コしかしながら、上記従来法のうち、無機凝集剤を用いる
方法は、 ■　最適な凝集を行うためには、厳密なｐＨ調整をする
必要があるが、そのような正確なｐＨ調整は極めて困難
である。

■　金属フロックが生成するため、塗料スラッジが増大
し、その後の焼却処分が困難となる。

■　塩類濃度が増大するので、設備の腐食が進む。

等の問題点を有している。

また、特開昭５２−７１５３８に開示される方法でも、
十分な効果は得られておらず、しかもこの方法において
も無機凝集剤を使用することから、無機凝集剤の使用に
起因する、塗料スラッジの増大、塩類濃度の増大等の問
題を避けることはできない。

［問題点を解決するための手段］本発明は上記従来の問題点を解決するべくなされたもの
であり、水性塗料含有水にカチオン性有機高分子凝集剤とアニオ
ン性有機高分子凝集剤とを添加することを特徴とする水
性塗料含有水の処理方法、を要旨とするものである。

以下に本発明につき詳細に説明する。

本発明の水性塗料含有水の処理方法は、水性塗料含有水
にカチオン性有機高分子凝集剤とアニオン性有機高分子
凝集剤とを添加するものである。

本発明におけるカチオン性有機高分子凝集剤としては、
ジメチルアミン・エピクロルヒドリン縮金物、ポリエチ
レンイミン、ポリアルキレンポリアミン、ジシアン、ジ
アミド、カチオン化デンプン、ジメチルアミンーエピク
口ルヒドリンーアンモニア、ＤＡＭ、その他のすべての
カチオン性有機高分子凝集剤、例えばジメチルアミノエ
チルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレー
トもしくはジメチルアミノプロピルメタクリレート又は
それらの四級化物の単独重合体、ジメチルアミノエチル
メタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレートも
しくはジメチルアミノプロピルメタクリレート又はそれ
らの四級化物とアクリルアミド又はメタクリルアミドと
の共重合体、ポリアクリルアミドもしくはポリメタクリ
ルアミドのマンニッヒ変性物又はその四級化物及びポリ
アクリルアミドもしくはポリメタクリルアミドのホフマ
ン分解物等が挙げられる。

これらのカチオン性有機高分子凝集剤は、常法により得
られる。例えば、重合する千ツマ−を水あるいはメタノ
ールなどの有機溶媒に溶解し、重合開始剤を加えて重合
することによって得られる。重合開始剤としては過酸化
水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化ベ
ンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル、その他の一般
的に使用されているものであり、これらを単独あるいは
併用するこができる。また、還元剤を更に併用するレド
ックス系重合開始剤でもよい。

マンニッヒ変性物は、ポリ（メタ）アクリルアミドにア
ミンとアルデヒドとを作用させて得られ、またホフマン
分解物はポリ（メタ）アクリルアミドにアルカリ雰囲気
で次亜ハロゲン酸塩を作用して得られる。

本発明におけるカチオン性有機高分子凝集剤は、カチオ
ン性の度合としてｐＨ４におけるコロイド当量値が１ｍ
　ｅ　ｑ　／　ｇ以上であることが好３０℃ ましく、また、固有粘度（［＋７］１Ｎ−Ｎ８Ｎｏ３）
が３．０（ｄＪＺ／ｇ）以上であることが好ましい。コ
ロイド当量値及び固有粘度が上記の範囲からはずれると
、凝集効果が低下する傾向がある。

本発明におけるアニオン性有機高分子凝集剤は、スルホ
ン基やホスホン基等の強酸基を含まないものであり、ポ
リアクリルアミド又はポリメタクリルアミドの部分加水
分解物、アクリルアミド又はメタクリルアミドとアクリ
ル酸ナトリウム又はメタクリル酸ナトリウムとの共重合
体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない
。アニオン性有機高分子凝集剤も、常法により製造する
ことができる。

本発明におけるアニオン性有機高分子凝集剤はｐＨ１０
におけるマイナスのコロイド当量値の絶対値が０．７ｍ
ｅｑ／ｇ以上であることが好ましく、また、固有粘度（
［＋？］３０′ｃＩＮ　−ＮａＮ０３）が１０（ｄｊ２／ｇ）以上であることが好ましい。

本発明において、このようなカチオン性有機高分子凝集
剤とアニオン性有機高分子凝集剤とを、水性塗料を含有
する被処理水に添加する場合、これらは同時に添加して
も、別々に添加しても良い。別々に添加する場合、カチ
オン性有機高分子凝集剤を添加した後、アニオン性有機
高分子凝集剤を添加するのが効果的である。また、同時
添加の場合には、好ましくはこれら高分子凝集剤を酸の
存在下に予め混合し、得られた混合物を添加することに
より、極めて優れた効果を得ることができる。

具体的な添加方法としては、次のような方法か挙げられ
る。

■　カチオン性有機高分子凝集剤、アニオン性有機高分
子凝集剤を別々に０．１〜２重量％程度の濃度に溶解し
て、別々に又は同時に添加する。この際、酸は特に必要
とされない。

■　カチオン性有機高分子凝集剤、アニオン性有機高分
子凝集剤の各粉末と粉末酸との混合物を水中に投入し水
溶液とし、これを処理水系に添加する。

■　アニオン性有機高分子凝集剤を酸水溶液に投入して
水溶液とし、一方、カチオン性有機高分子凝集剤を別の
水中に投入して水溶液とし、両液を混合した後、混合液
を添加する。

■　酸水溶液中にアニオン性有機高分子凝集剤及びカチ
オン性有機高分子凝集剤を投入して、混合水溶液とし、
これを添加する。

これらのうち、■の方法は、被処理水の性状に合わせて
予め配合割合の定められた混合物を選択することにより
、取扱いが容易でしかも凝集反応か均一に行われるので
、好ましい方法である。

なお、カチオン性有機高分子凝集剤及びアニオン性有機
高分子凝集剤を予め酸の存在下に混合して添加する場合
、使用される酸としては、硫酸水素ナトリウム、りん酸
二水素ナトリウム、ホウ酸、スルファミン酸、マレイン
酸、リンゴ酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸、シュウ酸
、クエン酸、フマール酸等が挙げられるか、これらに限
定されるものではない。

また、この場合のカチオン性有機高分子凝集剤とアニオ
ン性有機高分子凝集剤との混合比率は被処理水の性状に
よっても異なるか、通常、重量基準て９０：１０〜１０
：９０か好ましく、更に好ましくは８０２０〜２０８０
である。この範囲からはずれると凝集脱水効果が低下す
る傾向がある。酸は、混合液が０．２重量％水溶液の場
合に、ｐＨ３，５以下となる量とすることか好ましく、
ｐＨか３．５を超えるとカチオン性有機高分子凝集剤と
アニオン性有機高分子凝集剤とが反応してケル化する恐
れがあるので好ましくない。

カチオン性有機高分子凝集剤及びアニオン性有機高分子
凝集剤の添加量は、処理する水性塗料含有水の性状や用
いるカチオン性有機高分子凝集剤及びアニオン性有機高
分子凝集剤の種類等に応して適宜決定されるが、例えは
、カチオン性有機高分子凝集剤としてジメチルアミン・
エピクロルヒドリン縮合物を用い、アニオン性有機高分
子凝集剤としてポリアクリルアミド２０％加水分解物を
用いる場合、その添加量は、ジメチルアミン・エピクロ
ルヒドリン縮合物を被処理水中の水性塗料に対して１０
０〜０．１重量％、好ましくは５０−１重量％となる量
とするのか好ましい。また、ポリアクリルアミ１−２０
％加水分解物はジメチルアミン・エピクロルヒドリン綜
合物の２００〜０．０１重量％、好ましくは１００〜０
１重量％とするのか好ましい。

本発明において、カチオン性有機高分子凝集剤及びアニ
オン性有機高分子凝集剤を水性塗料含有水の廃水処理系
に添加する場合、通常の廃水処理の場合と同様に、廃水
処理施設の直前に添加す１する。一方、水性塗料の湿式スプレーブースの循環水のよ
うな循環水系に添加する場合は、次のような点をふまえ
て添加するのが好ましい。

■　カチオン性有機高分子凝集剤の添加場所は特に制限
されないが、沈殿ピット直前又は回収装置直前とするの
が一般的である。

■　アニオン性有機高分子凝集剤は原則的には沈殿ビッ
トの直前とし、回収装置かある場合には回収装置の直前
とする。

■　カチオン性有機高分子凝集剤及びアニオン性有機高
分子凝集剤を同時に添加する場合には回収装置の直前と
する。反応槽がある場合には、反応槽に添加する。

本発明により、水性塗料含有水にカチオン性有機高分子
凝集剤及びアニオン性有機高分子凝集剤を添加すること
により、被処理水中の水性塗料は速やかに不溶化、凝集
してフロックを生成する。

凝集により生成したフロックの分離回収方法としては、
沈殿分離（この場合には、既存の沈殿ビットを使用てき
る）、加圧浮上分離、ハイトロバラり等の浮上分離、Ｓ
Ｓセパレータ等による濾過、その他、サイクロンセパレ
ータ等により分離する方ン去か挙げられる。

このような本発明の方法によれは、水性塗料含有水から
極めて効率的に水性塗料を凝集分離除去することかてぎ
る。

なお、本発明において、カチオン性有機高分子凝集剤及
びアニオン性有機高分子凝集剤と共に、硫酸バンド、Ｐ
ＡＣ，塩化第二鉄等の無機凝集剤と併用することもでき
、この場合、無機凝集剤の使用量を大幅に低減すること
かてぎる。

本発明の方法は、水性塗料を使用する塗装ブースの他、
溶剤型塗料を併用するブースからの水性塗料及び溶剤型
塗料を含有する水にも効果的に適用することができる。

［作用］本発明の方法による処理においでは、まず、カチオン性
有機高分子凝集剤が水性塗料の電荷（マイナス）を中和
すると共に、この中和により微細フロックを生成させる
。生成した微細フロックは、アニオン性有機高分子凝集
剤により粗大で強固なフロックに成長する。このフロッ
クは、沈降性が良く、また加圧浮上分離等による分離が
極めて容易である。

なお、本発明においては、カチオン性有機高分子凝集剤
とアニオン性有機高分子凝集剤とを酸の存在下に予め混
合して同時に添加する場合において、最も優れた効果を
得ることができるが、この場合において、カチオン性有
機高分子凝集剤とアニオン性有機高分子凝集剤とを予め
混合しても、酸の存在により、両凝集剤が反応して不溶
性物を生成することはない。即ち、酸の存在により混合
液中のｐＨが低く、アニオン性有機高分子凝集剤がアニ
オン性を示さないのて、カチオン性有機高分子凝集剤と
反応して不溶性凝固物を生成することはない。

［実施例］以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定
されるものではない。

実施例１水溶性アクリル樹脂系塗料を市水に溶解し、１１０００
ｐｐの試験液を調整した。この試験液５００ｍＪｌをビ
ーカーに採り、第１表に示す薬剤をそれぞれ添加した後
、ジャーテスターを用し１で１５０ｒｐｍで２分間攪拌
した後、更に５０ｒｐｍで３分攪拌し、５分間静置した
後の上澄液の濁度及びスラッジ容量を測定した。

結果を第１表に示す。

＊１：に＋＝ニジメチルアミンエピクロルヒドリン綜合
物＊２：Ａ−ポリアクリルアミド２０％加水分解物＊３：
容積％（対試験液）第１表より明らかなように、本発明の方法によりカチオ
ン性有機高分子凝集剤及びアニオン性有機高分子凝集剤
を併用することにより、水性塗料は不溶化して凝集し、
良好に分離される。このため、上澄液の濁度は低く、ス
ラッジ量も少ない。

これに対し、カチオン性有機高分子凝集剤、アニオン性
有機高分子凝集剤の各々単独使用では、凝集し難い。ま
た、ＰＡＣでは、凝集はおこるもののスラッジ量が多い
という欠点がある。

実施例２金属製品にアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂の混合
水性塗料をスプレーして、オーバーペイント分を水洗し
ている塗装ブースの循環水（循環水水質ｐＨ９，６５、
塗料分２５０ｐｐｍ）を採取し、第２表に示す方法でジ
ャーテストを行った。テスト後試験液を静置した後の上
澄水の濁度及び分離性の判定結果を第２表に示す。

第　　２　　表＊ｌ：Ｉ＝カチオン性有機高分有機高分子凝集剤て５分
間攪拌後、アニオン竹有機高分子凝集剤添加ＩＩ　＝カチオン性有機高分子凝集剤、アーオン性有機
高分子凝集剤同時添加ＩＩ＋　＝下記配合にて酸ｆｇ液（ｐＨ２）を調製して
、所定量を注入＋Ｖ　＝下記配合の混合粉末の１重量％水溶液を調製し
て、所定量を注入＊２：ＫＩ＝ジメチルアミン・エピクロルヒドリン縮合
物に２＝メチルアミノエチルメタクリレート八　−アルリ
ルアミド系２０％加水分解物第２表より、本発明の方法
においては、カチオン性有機高分子凝集剤及びアニオン
性有機高分子凝集剤を同時添加する場合に、より優れた
効果が得られ、特にカチオン性有機高分子凝集剤及びア
ニオン性有機高分子凝集剤を酸の存在下に予め混合して
添加することにより、極めて良好な結果が得られること
が認められる。

［発明の効果］以上詳述した通り、本発明の水性塗料含有水の処理方法
は、水性塗料含有水にカチオン性有機高分子凝集剤とア
ニオン性有機高分子凝集剤とを添加するものであって、
水性塗料は粗大で強固なフロックに凝集されるため、効
率的に分離回収することが可能となる。しかも、無機凝
集剤使用の場合に比し、スラッジ量が少なく、また塩類
濃度が格段に低いため設備腐食の問題もない。更に、本
発明の方法はｐＨ６〜１０の広い範囲で効果を発揮する
ため、水質調整等の煩雑な工程を要することなく、容易
かつ低コストに実施することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水性塗料含有水にカチオン性有機高分子凝集剤と
アニオン性有機高分子凝集剤とを添加することを特徴と
する水性塗料含有水の処理方法。
（２）水性塗料含有水は湿式スプレーブースの循環水で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
法。
（３）カチオン性有機高分子凝集剤を添加した後、アニ
オン性有機高分子凝集剤を添加することを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。
（４）カチオン性有機高分子凝集剤とアニオン性有機高
分子凝集剤とを同時に添加することを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。
（５）カチオン性有機高分子凝集剤とアニオン性有機高
分子凝集剤とを酸の共存下に予め混合して得られた混合
物を添加することを特徴とする特許請求の範囲第４項に
記載の方法。
（６）カチオン性有機高分子凝集剤は、ｐＨ４における
コロイド当量値が１ｍｅｑ／ｇ以上であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項
に記載の方法。
（７）アニオン性有機高分子凝集剤は、ｐＨ１０におけ
るマイナスのコロイド当量値の絶対値が０．７ｍｅｑ／
ｇ以上である特許請求の範囲第１項ないし第６項のいず
れか１項に記載の方法。