(57)【要約】【課題】安価でありながら、塗料粕の回収を促進できる塗装粕回収促進剤やその塗装粕回収促進剤を用いた水処理方法を提供する。【解決手段】塗装粕回収促進剤は、細菌の芽胞と、膨潤性を有する粘土鉱物とを含む。芽胞は、乾燥して収縮した状態の粘土鉱物中に取り込まれている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細菌の芽胞と、
膨潤性を有する粘土鉱物と、
を含み、
前記芽胞が、乾燥して収縮した状態の前記粘土鉱物中に取り込まれていることを特徴とする塗装粕回収促進剤。
【請求項２】
請求項１に記載の塗装粕回収促進剤において、
前記粘土鉱物１ｇ当たり、少なくとも１×１０５個以上の前記芽胞が含まれている塗装粕回収促進剤。
【請求項３】
請求項１に記載の塗装粕回収促進剤において、
前記芽胞を含む液と前記粘土鉱物とを混合した後、乾燥することによって作られる塗装粕回収促進剤。
【請求項４】
塗料粕を含む用水から当該塗料粕を回収する水処理方法であって、
請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の塗装粕回収促進剤を前記用水に添加する回収促進処理と、
前記用水中に漂う前記塗料粕を回収する回収処理と、
を含むことを特徴とする水処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の水処理方法であって、
前記回収促進処理において、エアレーションにより、前記用水への空気の供給が行われる水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装ブース循環水など、塗装粕の混ざった水に添加することにより、その塗装粕の回収を促進できる塗装粕回収促進剤及びその塗装粕回収促進剤を用いた水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関する先行技術文献としては、例えば特許文献１及び特許文献２がある。
【０００３】
特許文献１には、塗装排水の処理で発生するスラッジ量を低減するために、活性汚泥等を用いた所定の条件下で塗装排水を微生物処理し、その後に凝集剤を添加してスラッジを回収する方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、スラッジ量の低減及び臭気の抑制を目的として、塗装ブース循環水に酵素剤を添加する処理方法が開示されている。
【０００５】
詳しくは、酵素剤には好気性微生物及び有機物分解酵素が含まれており、好気性微生物として枯草菌が例示され、有機物分解酵素としてアミラーゼ、プロテアーゼ、セルラーゼ、リパーゼ等が例示されている。これら好気性微生物及び有機物分解酵素を含む酵素剤の適量が、塗装ブース循環水の循環経路の途中に添加される。バブリング等を行って塗装ブース循環水に空気を送り込むことも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３９０７８号公報
【特許文献２】特開２００３−２５１３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の方法は、工程が微生物処理と凝集処理とに分かれている。従って、この方法では、処理工程が２段になる分、設備が複雑で大掛かりにならざるを得ない。更に、前段の微生物処理は長時間を要するし、後段の凝集処理では市販の凝集剤が用いられているため、ランニングコストが高くつくというデメリットがある。
【０００８】
それに対し、特許文献２の方法は、塗装ブース循環水に酵素剤を添加するだけでよいため、簡便かつ実用的である。
【０００９】
しかし、特許文献２の方法では、特許文献１のような凝集処理は行われず、循環水槽を定期的に清掃したり、固液分離装置を用いて塗料スラッジを回収している。前者の場合、清掃作業の作業負担が大きいし、後者の場合、固液分離装置を設置する分、設備コストやランニングコストが高くつく。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、安価でありながら、塗料粕の回収を促進できる塗装粕回収促進剤やその塗装粕回収促進剤を用いた水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る塗装粕回収促進剤は、細菌の芽胞と、膨潤性を有する粘土鉱物とを含み、前記芽胞が、乾燥して収縮した状態の前記粘土鉱物中に取り込まれていることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、この塗装粕回収促進剤では、水を含むと膨潤する粘土鉱物が芽胞の担体として用いられており、乾燥して収縮した粘土鉱物の中に芽胞が取り込まれた状態となっている。
【００１３】
従って、塗装粕回収促進剤を塗装粕を含む用水中に投入すると、粘土鉱物は水中によく分散するので、粘土鉱物及び芽胞を用水中に効果的に分散させることができる。
【００１４】
粘土鉱物はそれ自体が凝集作用を有しているため、粘土鉱物が用水中に効果的に分散することで、塗装粕の凝集、沈澱が促進される。また、芽胞が用水中に効果的に分散することで、短時間で効率よく芽胞を発芽させることができ、塗装粕や臭気成分の分解が促進される。その結果、塗装粕の沈澱や塗装粕の減量、臭気の抑制を向上させることができるので、塗装粕の回収が容易になる。
【００１５】
例えば、前記粘土鉱物１ｇ当たり、少なくとも１×１０５個以上の前記芽胞が含まれているようにすることができる。
【００１６】
そうすれば、高濃度の芽胞を効率よく分散させることができる。
【００１７】
具体的には、この塗装粕回収促進剤は、前記芽胞を含む液と前記粘土鉱物とを混合した後、乾燥することによって作ることができる。
【００１８】
単に粘土鉱物に芽胞の粉末を混ぜ込むだけでは、芽胞の多くが互いに結着して塊状になっているし、芽胞を粘土鉱物の中に取り込むことはできない。それに対し、芽胞を含む液と膨潤性を有する粘土鉱物とを混合すれば、芽胞の多くをばらばらの状態で膨潤した粘土鉱物に付着させることができる。
【００１９】
そうして乾燥すれば、粘土鉱物が収縮し、ばらばらの状態のままで芽胞が粘土鉱物中に取り込まれるため、分散させ易い効率的な状態で芽胞を粘土鉱物中に保持できる。
【００２０】
この塗装粕回収促進剤は、塗料粕を含む用水から当該塗料粕を回収する水処理方法に用いることができる。具体的には、その水処理方法は、上述した塗装粕回収促進剤を前記用水に添加する回収促進処理と、前記用水中に漂う前記塗料粕を回収する回収処理とを含む。
【００２１】
この場合、特に、前記回収促進処理において、エアレーションにより、前記用水への空気の供給を行うのが好ましい。
【００２２】
そうすれば、芽胞の発芽や細菌の増殖を更に促進することができるので、臭気の抑制や塗装粕の分解等をよりいっそう向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の塗装粕回収促進剤等によれば、安価でありながら、塗装粕の分解や沈澱、臭気の抑制を向上させることができるので、塗料粕の回収を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を適用した塗装ブース循環水システムを示す概略図である。
【図２】塗装粕回収促進剤を作る工程を示す概略フロー図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態における塗装粕回収促進剤等の検証試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。
【００２６】
（塗装ブース、塗装ブース循環水システム）
図１に、本発明の塗装粕回収促進剤及び水処理方法を適用した塗装ブース１及び塗装ブース循環水システム２を示す。
【００２７】
塗装ブース１では、自動車部品等の塗装が自動制御によって連続的に行われる。塗装ブース循環水システム２は、自動車部品等（塗装対象３ともいう）に付着せずに塗装ブース１の内部で飛散する塗料を循環水を用いて回収し、廃棄できるように構成されている。
【００２８】
塗装ブース１の内部には、搬送装置１１や塗装ロボット１２、水流板１３、内部ピット２１などが設置されている。塗装対象３は、搬送装置１１によって吊り下げられた状態で、塗装が行われる塗装スペース１４に自動搬送される。塗装スペース１４の正面には、塗料をスプレー噴霧する塗装ロボット１２が設置されている。
【００２９】
塗装スペース１４の下側には内部ピット２１が配置されている。塗装スペース１４の背面側には水流板１３が配置されている。
【００３０】
塗装ブース循環水システム２は、内部ピット２１や外部ピット２２、送水配管２３及び返水配管２４、ポンプ２５などで構成されている。外部ピット２２は、塗装ブース１の外に設置されている。ポンプ２５は、送水配管２３の途中に設置されている。
【００３１】
内部ピット２１に貯留されている用水は、高低差により、返水配管２４を通じて外部ピット２２に送水される。外部ピット２２に貯留されている用水は、ポンプ２５により、送水配管２３を通じて塗装ブース１に送水される。送水配管２３を通じて塗装ブース１内に送水された用水は、水流板１３の前面に沿って流れ落ち、内部ピット２１に流入するように構成されている。
【００３２】
これら内部ピット２１や返水配管２４、外部ピット２２、送水配管２３などにより、用水が繰り返し循環する循環経路が構成されている。少なくとも塗装ブース１で塗装が行われている間は、その用水の循環が保持される。
【００３３】
塗装スペース１４に搬送された塗装対象３は、自動制御された塗装ロボット１２によって塗装される。その際、塗装対象３に付着せず、下方に飛散する塗料は、内部ピット２１に受け止められ、そこに溜まった用水に混ざり込む。塗装対象３に付着せず、後方に飛散する塗料は、水流板１３に受け止められ、そこを流れる用水に混ざり込んで下方の内部ピット２１に流入する。
【００３４】
このようにして、塗装ブース１で噴霧された塗料のうち、塗装対象３に付着せずに塗装ブース１の内部に飛散する塗料は用水に取り込まれる。そうすることで、塗装ブース循環水システム２は、飛散した塗料が塗装ブース１の内部に付着するのを軽減している。
【００３５】
用水に混ざり込んだ塗料（塗料粕）は、固化しながら用水中を漂うようになる。塗料粕を含む用水が外部ピット２２に流入すると、水流が小さくなるため、塗料粕の一部は、沈澱して外部ピット２２に堆積していく。外部ピット２２に堆積した塗料粕は、例えば、定期的に回収網等で塗料粕を掬い上げる回収作業によって回収された後、廃棄される。
【００３６】
その際、外部ピット２２に沈澱せず、再度、塗装ブース１に用水とともに送水される塗装粕の量が多いと、循環経路の壁面等に付着する塗装粕が多くなるため、塗装粕は、できるだけ外部ピット２２で沈澱させるのが好ましい。
【００３７】
また、繰り返し再利用される用水は、時間の経過とともに強い臭気を発するようになる。この臭気は周辺環境の悪化を招き、回収作業を困難にする。塗料粕の量が多くなれば、臭気の悪化だけでなく回収作業の頻度も増加するため、回収作業がよりいっそう困難になる。
【００３８】
これら問題を解消すべく、この塗装ブース循環水システム２では、用水中に微細な気泡を発生させてエアレーションを行う気泡発生装置２６が外部ピット２２に設置されている。エアレーションによって用水の溶存酸素量が増加し、用水中に常在している好気性細菌が活性化するため、臭気の抑制や塗装粕の分解を図ることができる。
【００３９】
しかし、気泡発生装置２６だけでは、回収作業の負担を軽減するに十分な効果が得られないことから、この塗装ブース循環水システム２では、更に、用水に塗装粕回収促進剤が添加されている。
【００４０】
（塗装粕回収促進剤）
塗装粕回収促進剤は、乾燥した粉末状又は粒子状の形態を有し、常温下の通常の保管方法でも品質を長期間維持できる。塗装粕回収促進剤は、そのまま用水に添加するか、又はいったん水に混ぜて液状にした後、用水に添加して使用される。
【００４１】
塗装粕回収促進剤には、細菌の芽胞と、膨潤性を有する微粒子状の粘土鉱物とが含まれている。
【００４２】
具体的には、芽胞は、土壌等に存在する枯草菌（Bacillus subtilis）などの芽胞形成細菌が形成する芽胞である。その菌種は特に限定されないが、塗装粕の分解効率に優れた菌種が好ましい。菌種も１種に限らず、複数種であってもよい。ただし、気泡発生装置２６が有効に利用できるため、好気性細菌の芽胞が好ましい。
【００４３】
芽胞は、乾燥状態に保つ限り、長期間その活性を保持できる。そして、芽胞は、水や栄養分のある、増殖し得る条件下に置かれると、発芽して栄養細胞となり、増殖を開始する。従って、芽胞を用水に添加すると、芽胞が発芽して増殖を開始するため、用水に含まれる塗装粕や臭気成分を分解することができる。
【００４４】
膨潤性を有する粘土鉱物としては、例えば、モンモリロナイトやバイデライト、ノントロライト、サポナイト、ヘクトライト等のスメクタイト属に属する粘土鉱物が挙げられる。粘土鉱物は、天然物、合成物のいずれであってもよい。これら粘土鉱物は、加水されると可逆的に膨潤し、数倍から数十倍の大きさになる性質を有している。
【００４５】
これら粘土鉱物の微粒子はまた、凝集作用があり、用水に添加すると、用水中を漂って塗装粕の凝集、沈澱を促進させる。従って、粘土鉱物を用水に添加することによって外部ピット２２に堆積する塗装粕の量が増加するため、その回収が容易になる。
【００４６】
芽胞は、粘土鉱物１ｇ当たり、少なくとも１×１０５個以上含まれるように配合されている。
【００４７】
特に、この塗装粕回収促進剤では、凝集剤として機能する粘土鉱物を、単に芽胞と混ぜ合わせるだけでなく、芽胞を高密度に含ませながら優れた分散性が得られる芽胞の担体としても機能させている。
【００４８】
具体的には、芽胞は数ミクロンの大きさであり、菌液から芽胞の粉末を作製した場合、芽胞どうしが結着して塊状になることは避けられない。従って、芽胞の粉末と粘土鉱物とを混合しただけでは、芽胞の分散性が乏しく、芽胞を効果的に作用させることができない。
【００４９】
それに対し、この塗装粕回収促進剤では、芽胞が、乾燥して収縮した状態の粘土鉱物中に取り込まれ、芽胞がばらばらの状態で粘土鉱物に保持されるように工夫されている。
【００５０】
具体的には、塗装粕回収促進剤は、芽胞を含む菌液と粘土鉱物とを混合した後、乾燥して作られる。
【００５１】
その工程の一例を図２に示す。まず、対象となる芽胞形成細菌の菌液の培養を行い、所望する所定量以上の芽胞を形成させる（ステップＳ１）。所定量以上の芽胞が得られる培養条件は、予備実験を行うことによって予め設定できる。例えば、２５〜４０℃に保持して液体培養を数日行い、対数増殖期を過ぎるまで培養すればよい。
【００５２】
特に、培養後の一定時間、嫌気条件下に保持して発酵させるのが好ましい。そうすれば、芽胞の形成が促進され、より多くの芽胞を含む菌液を得ることができる。
【００５３】
芽胞は、保管が容易であり、簡単な操作で繰り返し培養することができる。従って、材料コストをほとんどかけることなく、芽胞の必要量を継続して得ることができるので、ランニングコストを抑制できる。
【００５４】
次に、芽胞を含む菌液に、所定量の微粒子状の粘土鉱物を添加して混合する（ステップＳ２）。そうすると、粘土鉱物は加水され膨潤する。芽胞の多くは、互いに結着して塊状にならずに、膨潤した粘土鉱物に付着する。
【００５５】
なお、芽胞の密度を高めるため、粘土鉱物を添加する前に、菌液を加熱して水分量を減少させてもよい。芽胞は耐熱性があるため、煮沸しても芽胞量にはほとんど影響がない。また、フィルタ等を用いて芽胞を分離・回収し、その芽胞を適量の水に取り込んで、そこに粘土鉱物を混合してもよい。
【００５６】
芽胞を含む菌液と粘土鉱物とを十分に混合した後、これらを加熱して乾燥させる（ステップＳ３）。乾燥する方法は、加熱には限らないが、加熱による乾燥によれば、簡単かつ短時間で乾燥させることができる。乾燥することで、粘土鉱物は収縮する。その際、粘土鉱物に付着した芽胞は、粘土鉱物中に分散した状態で取り込まれる。
【００５７】
乾燥後は、適宜、粉末状ないし粒子状に粉砕処理すればよい。
【００５８】
従って、この塗装粕回収促進剤では、高濃度の芽胞が分散し易い状態で、微粒子状の粘土鉱物に担持されている。そのため、まず、塗装粕回収促進剤を水に添加すると、粘土鉱物の作用で水中の全体に効率よく分散させることができる。そして、粘土鉱物に取り込まれた個々の芽胞は、粘土鉱物が膨潤することによって水中に放出される。その結果、芽胞を効率よく水中の全体に効率よく分散させることができる。
【００５９】
塗装粕回収促進剤は、例えば、外部ピット２２に投入することができる。上述したように、乾燥状態のまま投入してもよいし、いったん水に混ぜて液状にした後に投入してもよい。
【００６０】
塗装粕回収促進剤を外部ピット２２に投入すれば、粘土鉱物及び芽胞を用水中に効果的に分散させることができる。その結果、粘土鉱物の作用により、塗装粕の凝集、沈澱が促進され、塗装粕の回収が容易になる。そして、芽胞が用水に効果的に分散するので、短時間で効率よく芽胞を発芽させることができる。その結果、栄養細胞の増殖に伴い、塗装粕や臭気成分の分解が促進され、塗装粕の減量や臭気の抑制を向上できる。
【００６１】
外部ピット２２では、エアレーションが行われているので、よりいっそう芽胞の発芽や細菌の増殖を促進させることができる。従って、塗装粕の減量や臭気の抑制をよりいっそう向上できる。
【００６２】
図３に、本実施形態における塗装ブース循環水システム２において塗装粕回収促進剤及びその水処理方法の効果について検証した結果を示す。
【００６３】
実施例は、上述した実施形態の塗装ブース循環水システム２において、塗装粕回収促進剤を用いたものであり、比較例は、塗装粕回収促進剤の代わりに市販の凝集剤を用いたものである。その他の条件はいずれも同じである。
【００６４】
図３の（ａ）は、処理剤のコストの比較結果を表している。芽胞を培養したことでコスト削減効果が得られ、比較例に比べて、処理剤のコストを約３０％削減することができた。
【００６５】
図３の（ｂ）は、塗装粕の廃棄量の比較結果を表している。芽胞を効果的に作用させたことで、比較例に比べて、塗装粕の廃棄量を約３０％削減することができた。
【００６６】
図３の（ｃ）は、臭気強度の比較結果を表している。芽胞を効果的に作用させたことで、強く臭う比較例に比べて、ほとんど気にならないレベルまで臭気を抑制することができた。
【００６７】
塗装粕の廃棄量が削減され、かつ、臭気も大幅に抑制された結果、外部ピット２２での塗装粕の回収作業が容易になり、比較例に比べて作業時間も約４０％短縮できた。
【００６８】
従って、塗装粕回収促進剤を用いて水処理を行えば、安価でありながら、塗料粕の回収を促進することができる。
【００６９】
なお、本発明にかかる塗装粕回収促進剤等は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。
【００７０】
例えば、実施形態では塗装ブース循環水システムを例に説明したが、塗装粕を含む用水であれば、適用できる用水は塗装ブース循環水に限らない。
【符号の説明】
【００７１】
１  塗装ブース
２  塗装ブース循環水システム
３  塗装対象
２１  内部ピット
２２  外部ピット
２３  送水配管
２４  返水配管
２６  気泡発生装置
【図１】
2014140809.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014140809.tif 000005