(57)【要約】【課題】処理効率がよく、コストも低く、処理能力も高い廃液処理装置及び廃液の処理方法を提供する。【解決手段】ジルコニウムイオンを含有する廃液を処理する廃液処理装置であって、電解槽、上記電解槽内へ廃液を供給するための供給手段、上記電解槽内の被処理液を排出するための排出手段、上記電解槽内に設置された電極、上記電極に接続された電源、上記電解槽内の被処理液を攪拌するための攪拌手段及び上記電源の出力を調整する出力調整手段を有してなる電解反応手段と、電気分解処理後の処理済液を固体と液体とに分離するための分離手段とを備えてなる廃液処理装置。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジルコニウムイオンを含有する廃液を処理する廃液処理装置であって、
電解槽、前記電解槽内へ廃液を供給するための供給手段、前記電解槽内の被処理液を排出するための排出手段、前記電解槽内に設置された電極、前記電極に接続された電源、前記電解槽内の被処理液を攪拌するための攪拌手段及び前記電源の出力を調整する出力調整手段を有してなる電解反応手段と、
電気分解処理後の処理済液を固体と液体とに分離するための分離手段とを備えてなる
ことを特徴とする廃液処理装置。
【請求項２】
電解反応手段は、更に、電解反応進行度測定手段を有してなるものである請求項１記載の廃液処理装置。
【請求項３】
電解反応手段は、更に、電気的に絶縁された状態で前記電解槽に連結された被処理液循環流路及び前記被処理液循環流路内に設置されたｐＨ測定手段を有してなるものである請求項１記載の廃液処理装置。
【請求項４】
分離手段は、沈降槽である請求項１、２又は３記載の廃液処理装置。
【請求項５】
分離手段は、更に、沈降剤の添加手段を備えてなる請求項１、２、３又は４記載の廃液処理装置。
【請求項６】
電極は、アルミニウム電極である請求項１、２、３、４又は５記載の廃液処理装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５又は６記載の廃液処理装置を使用して被処理液を電気分解処理する工程からなる廃液の処理方法であって、
前記電気分解処理は、攪拌手段によって被処理液を攪拌しながら行われるものである
ことを特徴とする廃液の処理方法。
【請求項８】
電気分解処理は、更に、電解反応進行度測定手段を用いて行われるものである請求項７記載の廃液の処理方法。
【請求項９】
沈降剤は、高分子凝集剤、並びに、水酸化カルシウム及び／又は硫酸アルミニウムである請求項７又は８記載の廃液の処理方法。
【請求項１０】
電気分解処理は、更に、ｐＨ測定手段によって測定された被処理液のｐＨ値を管理しながら行われるものである請求項７，８又は９記載の廃液の処理方法。
【請求項１１】
化成処理反応手段を備えてなる金属表面処理装置であって、
前記化成処理反応手段は、廃液処理手段として、請求項１、２、３、４、５又は６記載の廃液処理装置を備えてなるものである
ことを特徴とする金属表面処理装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の金属表面処理装置を使用して行う金属表面処理方法であって、
電気分解処理は、攪拌手段によって被処理液を攪拌しながら行われるものである
ことを特徴とする金属表面処理方法。
【請求項１３】
電気分解処理は、更に、電解反応進行度測定手段を用いて行われるものである請求項１２記載の金属表面処理方法。
【請求項１４】
電気分解処理は、更に、ｐＨ測定手段によって測定された被処理液のｐＨ値を管理しながら行われるものである請求項１３記載の金属表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃液処理装置、廃液の処理方法、金属表面処理装置及び金属表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料表面にカチオン電着塗装や粉体塗装を施す場合、通常、耐食性、塗膜密着性等の性質を向上させる目的で、化成処理が施されている。化成処理を行う方法としては、塗膜の密着性や耐食性の向上効果に優れたクロメート処理、リン酸亜鉛処理等が広く知られているが、環境負荷の低減を目的として、ジルコニウム含有化成処理液を用いる方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなジルコニウム含有化成処理液を化成処理工程で使用した後の廃液は、再利用等のため処理することが必要とされている。ジルコニウムに限定されず、重金属を含有する廃液の処理方法としては、例えば、電気分解装置を使用して、廃液を処理する方法が提案されている（例えば、特許文献２〜３参照）。また、特許文献４には、電気分解処理後のｐＨを測定しながら電気分解処理を行う方法が記載されている。これらの方法は、電極から溶出してくるイオンが不溶性の酸化物となり、電解作用によって発生した水素によって浮上する際に、更に種々の金属イオンの水酸化物と凝集物を形成し、浮上してきた凝集物を定期的にスクレイパ等で除去することによって分離排除するものである。このような方法は、凝集剤や薬品等を使用する必要がない、水の電気分解により発生する活性酸素がバクテリア等を殺菌するために脱臭効果がある等の有利な点が挙げられる。
【０００４】
しかしながら、特許文献２〜４に記載された方法は、凝集物を浮上させることによって分離除去する装置を使用するものであり、凝集物を浮上させるために、電解槽内の被処理液をゆっくりとした流れで流れさせることが必要であるため、種々の問題が生じてしまう。
【０００５】
即ち、ここで使用されている装置は、槽内の被処理液が非常にゆっくりとした流れで流れているため、槽内流速にばらつきが生じてしまい、その結果、電解槽中の被処理液において、流速の遅い部分では電極が充分に溶解するが、流速の速い部分では重金属の除去が不充分となってしまい、安定した電気分解を行うことができないという問題点がある。また、このように、局所的な電極の消耗があるため、電極の寿命が短いという問題点もある。
【０００６】
また、このような装置は、電気分解によって生成したスラッジを浮上させて除去するものであるため、浮上したスラッジを除去する装置を設ける必要があるが、このようなスラッジを除去する装置は、高価であり、コストアップの原因となる。また、このような装置を使用する場合には、電解槽中で浮上しないスラッジが槽内で沈降してしまうため、沈降したスラッジが電解槽の底部に蓄積してしまう。このため、浮上分離型の装置では、電解槽の底部に沈降したスラッジを除去する除去装置（例えば、ホッパー等）、排出するための電磁弁等が必要である。
【０００７】
また、このような装置を使用する場合、電気分解処理後において、スラッジが混入した処理済液を沈降槽でスラッジと再利用水とに分離するが、スラッジの沈降速度が遅いため、沈降槽を大きくする必要があり、省スペース化することができないという問題がある。また、水素ガスを充分に含んでいないスラッジで水とほぼ同じ比重になるものが存在してしまうため、再利用水が分離できないスラッジを含むものとなり、白濁してしまうという問題がある。また、ｐＨ値が大きくなった場合に過剰に溶解した金属イオン（アルミニウムイオン）は白濁の原因となるものであることから、電気分解槽内の液のｐＨ値が不安定であるために、過剰に溶解した電極の金属イオン（アルミニウムイオン）が白濁の原因となり、このようにして発生した白濁を沈降分離で分離することが困難であるという問題がある。
【０００８】
また、このような装置は、浮上したスラッジを除去するためのスラッジ除去装置を電解槽内の被処理液の液面付近に設置することが必要であるため、電極の全部分が被処理液中に浸漬されている必要があり、電極と電極に接続する配線（電源及び電極を接続する配線）との接する部分が被処理液中に浸漬されていることとなる。その結果、接触部での異種金属間腐蝕が発生し、電極端子や端子近傍の電極の腐蝕が激しくなってしまい、電極寿命が短くなってしまうという問題が発生してしまう。
【０００９】
更に、特許文献４記載の方法を使用すると、局所的な電極の消耗が生じる場合があるため、電気分解における電流量をむやみに増加させることができない。このため、電気分解での負荷を軽減することを目的として、電解槽に廃液を流入させる前に、水酸化カルシウム等を廃液に添加して中和することによって、廃液中に含まれるある程度の量の重金属を除去することが通常必要とされている。このため、工程の増加、システム全体の大型化、コストアップの原因ともなっていた。
【００１０】
上述したように、従来から行われているスラッジを浮上させることによって分離除去する方法は、種々の問題点を有するものである。このような問題点は、従来の手法を用いてスラッジを除去するために生じる問題点であって避けることが困難な問題であった。このため、このような問題点が生じることが充分に抑制された廃液処理装置及び処理方法が開発されることが望まれていた。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２６６０８０号公報
【特許文献２】特開平７−１１６６６６号公報
【特許文献３】特開平１０−９９７７７号公報
【特許文献４】特開２００２−８５６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記に鑑み、処理効率がよく、コストも低く、処理能力も高い廃液処理装置及び廃液の処理方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ジルコニウムイオンを含有する廃液を処理する廃液処理装置であって、電解槽、上記電解槽内へ廃液を供給するための供給手段、上記電解槽内の被処理液を排出するための排出手段、上記電解槽内に設置された電極、上記電極に接続された電源、上記電解槽内の被処理液を攪拌するための攪拌手段及び上記電源の出力を調整する出力調整手段を有してなる電解反応手段と、電気分解処理後の処理済液を固体と液体とに分離するための分離手段とを備えてなることを特徴とする廃液処理装置である。
【００１４】
上記廃液処理装置において、上記電解反応手段は、更に、電解反応進行度測定手段を有してなるものであることが好ましい。
上記廃液処理装置において、上記電解反応手段は、更に、電気的に絶縁された状態で上記電解槽に連結された被処理液循環流路及び上記被処理液循環流路内に設置されたｐＨ測定手段を有してなるものであることが好ましい。
上記廃液処理装置において、上記分離手段は、沈降槽であることが好ましい。
上記廃液処理装置において、上記分離手段は、更に、沈降剤の添加手段を備えてなることが好ましい。
上記廃液処理装置において、上記電極は、アルミニウム電極であることが好ましい。
【００１５】
本発明は、上記廃液処理装置を使用して被処理液を電気分解処理する工程からなる廃液の処理方法であって、上記電気分解処理は、攪拌手段によって被処理液を攪拌しながら行われるものであることを特徴とする廃液の処理方法でもある。
上記廃液の処理方法において、上記電気分解処理は、更に、電解反応進行度測定手段を用いて行われるものであることが好ましい。
上記廃液の処理方法において、上記沈降剤は、高分子凝集剤、並びに、水酸化カルシウム及び／又は硫酸アルミニウムであることが好ましい。
上記廃液の処理方法において、上記電気分解処理は、更に、ｐＨ測定手段によって測定された被処理液のｐＨ値を管理しながら行われるものであることが好ましい。
【００１６】
本発明は、化成処理反応手段を備えてなる金属表面処理装置であって、上記化成処理反応手段は、廃液処理手段として、上記廃液処理装置を備えてなるものであることを特徴とする金属表面処理装置でもある。
【００１７】
本発明はまた、上記金属表面処理装置を使用して行う金属表面処理方法であって、電気分解処理は、攪拌手段によって被処理液を攪拌しながら行われるものであることを特徴とする金属表面処理方法でもある。
上記金属表面処理方法において、上記電気分解処理は、更に、電解反応進行度測定手段を用いて行われるものであることが好ましい。
上記金属表面処理方法において、上記電気分解処理は、更に、ｐＨ測定手段によって測定された被処理液のｐＨ値を管理しながら行われるものであることが好ましい。
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
本発明の廃液処理装置は、電解槽に供給された廃液を電気分解することによって、廃液中に存在するジルコニウムイオンをスラッジ（不溶性の金属水酸化物等）として除去し、処理において分離された液体を再利用水等として使用することができるものである。なお、本明細書では、電解槽に供給される前のものを廃液という。
【００１９】
本発明の廃液処理装置は、攪拌手段によって被処理液の攪拌を行いながら電気分解処理を行うことができる装置である。
上記廃液処理装置は、電気分解処理に際して、攪拌しながら電気分解反応を行い、電気分解処理後にスラッジを除去するものである。このため、電解槽内で均一に電気分解処理を行うことができる。また、浮上したスラッジ及び電解槽の底部に沈降したスラッジの除去装置を設けることは特に必要とされなく、装置を小型化することができる。更に、異種金属間腐蝕を防止することも可能である。
【００２０】
本発明の廃液処理装置において、上記電解反応手段は、上記電解槽、供給手段、排出手段、電極、電源、攪拌手段及び出力調節手段以外に、更に、電解反応進行度測定手段を有してなるものであることが好ましい。このような場合の廃液処理装置は、被処理液又は処理済液の状態を電解反応進行度測定手段によって管理することができる装置である。また、上記電解反応手段は、被処理液循環流路内に設置されたｐＨ測定手段（電解反応進行度測定手段として使用されるｐＨ測定手段）を有してなるものであることが好ましい。このような場合の廃液処理装置は、攪拌手段によって被処理液を電解槽内で攪拌し、被処理液循環流路内で循環させながら、被処理液循環流路内の絶縁された状態での被処理液のｐＨ値を測定し、このｐＨ値を一定範囲内に保持するように管理することができる装置である。なお、本明細書では、電解槽内及び被処理液循環流路内に存在する不溶性の金属水酸化物等が混入したものを被処理液という。
【００２１】
また、上記被処理液循環流路内に設置されたｐＨ測定手段を有してなる装置を使用する場合には、被処理液循環流路が電気的に絶縁されているため、被処理液のｐＨ値を正確に測定することができる。また、上述のように被処理液の循環により被処理液が均一な組成となっており、その結果、応答性良く被処理液のｐＨ値を制御することができる。また、このような機能を有する装置であるため、電気分解処理が過剰に進行することによる電極の過剰な消耗、被処理液の白濁化、被処理液の電解処理不足等の問題を発生することを防止し、効率的に廃液中に含まれるジルコニウムイオンを除去することができる。
【００２２】
本発明の廃液処理装置は、電解槽、上記電解槽内へ廃液を供給するための供給手段、上記電解槽内の被処理液を排出するための排出手段、上記電解槽内に設置された電極、上記電極に接続された電源、上記電解槽内の被処理液を攪拌するための攪拌手段及び上記電源の出力を調整する出力調節手段を有してなる電解反応手段と、電気分解処理後の処理済液を固体と液体とに分離するための分離手段とを備えてなるものである。本発明の廃液処理装置の一例を図１に示し、以下、図１を用いて本発明の廃液処理装置を詳細に説明する。
【００２３】
図１は、電極１、電源２、出力調節手段３、電解槽４、攪拌手段５、供給手段６、排出手段７、被処理液循環流路８、流量調整手段９及びｐＨ測定手段１０（電解反応進行度測定手段の一例として使用されるｐＨ測定手段１０）からなる電解反応手段、分離手段１１並びに処理後排水手段１２を有する本発明の廃液処理装置を示した概略図である。
【００２４】
電極１は、電気分解処理に使用される電極である。上記電極１は、上記電解槽内に設置されたものであり、電解槽４内に設置された電極１を被処理液に浸漬した状態において、電気分解処理を行うことができる。例えば、ｐＨ測定手段を有する廃液処理装置を使用した場合、被処理液のｐＨ値を所定範囲となるように管理しながら、電極１の溶解を伴う電気分解処理が行われることによって廃液中に含まれているジルコニウムイオンを不溶性の金属水酸化物等とすることができる。また、ｐＨ測定手段以外の電解反応進行度測定手段を有する場合であっても同様に管理しながら電気分解処理を行うことができる。
【００２５】
上記電極１の素材としては特に限定されず、従来から電気分解処理を行う際に電極として使用されているものを使用することができ、例えば、アルミニウム電極、鉄電極、マグネシウム電極、マグネシウム合金電極等を挙げることができる。なかでも、電極金属の過剰溶出を防ぐためのｐＨ管理が容易なことからアルミニウム電極が好ましい。陰極は導電体で腐食しにくいイオン化傾向の高い金属なら他の金属や合金でもよいが、電極極性を所定間隔で交互に切り換える場合には、陽極と同一の電極で構成することが好ましい。電極極性を交互に切り換えた場合には、電気分解により消耗する電極の消費バランスが均等化され、電極の交換頻度を低減することでメンテナンス性を向上することが可能であり、効率的な微小スラッジの凝集分離を行うことができる。
【００２６】
上記電極１は、少なくとも一部が被処理液に浸漬された状態で電気分解処理が行われるが、この場合、回路との接続部は、非浸漬状態であることが好ましい。これにより、異種金属間腐蝕が生じることが充分に防止され、電極の寿命を長くすることができる。
【００２７】
上記電源２は、電気分解処理に使用する電流の供給源であり、電極１に接続されたものである。本発明の廃液処理装置を使用した場合、電源２が電極１に接続され、電極１に電流を供給し、電気分解を行うことができる。
【００２８】
上記電源２としては、例えば、直流電源、交流電源等を挙げることができる。本発明の廃液処理装置がｐＨの自動制御を行うものである場合には、外部制御機能が付いた電源が望ましい。また、ｐＨ測定手段以外の電解反応進行度測定手段を使用して自動制御を行うものである場合であっても、外部制御機能が付いた電源が望ましい。なかでも、ジルコニウム化成処理廃液の処理のように、ジルコウニムイオンが低濃度で含まれる廃液を処理する場合には、被処理液中の電解質が少ないために電圧出力を高めることが必要であり、このような観点から、直流電流が好ましい。
【００２９】
上記出力調節手段３は、電源２の出力を調整する制御手段である。
上記出力調節手段３としては、電源の出力を調整することができるものであれば特に限定されない。本発明の廃液処理装置としてｐＨ測定手段を有するものを使用する場合には、ｐＨ測定手段で測定したｐＨ値の信号が入力されることが可能であり、そのｐＨ値に応じて電源の出力を調整することができるｐＨ指示変換制御機であることが好ましい。上記出力調節手段３を使用すると、ｐＨ値の変化に応じて自動的に電源２の出力を調整することによって容易に被処理液のｐＨ値を管理することができる点で好ましい。上記出力調節手段３の市販品としては、例えば、ＴＤ−３１１（堀場製作所社製）等を挙げることができる。
【００３０】
上記廃液処理装置がｐＨ測定手段を有するものである場合において、上記出力調節手段３を使用することによって、ｐＨ値を所定範囲に保持するように電源２の出力を調整することができ、また、所定のｐＨ値に到達すれば、電源２の出力を止めることができる。また、ｐＨ測定手段以外の電解反応進行度測定手段を有する場合であっても同様に電源２の出力を調整することができたり、出力を止めることができる。
【００３１】
上記出力調節手段３の制御方法としては特に限定されず、供給される廃液のｐＨ値や廃液中のジルコニウム成分の時間変動量に応じて、例えば、ＯＮ−ＯＦＦ制御、比例制御、ＰＩＤ制御等の一般的な制御方法を選択して使うことができる。
【００３２】
上記電解槽４は、被処理液の電気分解処理を行う処理槽である。本発明の廃液処理装置を使用した場合、電解槽４内で被処理液を攪拌しながら電気分解反応を行うものであることから、不溶性の金属水酸化物等が浮上、沈降することなく、被処理液中に分散している。電気分解は、電極から溶出してくる金属イオンが不溶性の金属水酸化物となり、更に廃液中のジルコウニムイオンを不溶性の金属水酸化物等とすることができる。図１で示した廃液処理装置を使用した場合には、上記電解槽４内で、所定のｐＨ値の範囲内で電気分解処理を行うことができる。また、生成した不溶性の金属水酸化物等は、被処理液中の固体成分となり、被処理液中の液体成分とともに、電解槽４内で攪拌され、被処理液循環流路８内で循環することとなる。上記電解槽４の容量、材質、形状等は特に限定されるものではない。なお、ｐＨ測定手段以外の電解反応進行度測定手段を有する場合であっても同様に管理しながら電気分解処理を行うことができる。電気分解処理は、電解槽４内で適当な間隔で固定された金属板や金属棒又は炭素電極を被処理液に浸漬し、それらを配線で電源に接続するような従来公知の方法により行うことができる。
【００３３】
上記攪拌手段５は、電解槽４内に存在する被処理液を攪拌するためのものである。これにより、電解槽内で被処理液がゆっくりと流れていることに起因する種々の問題点を防止することができる。
【００３４】
上記被処理液を攪拌するための攪拌手段５は、被処理液を攪拌することができるものであれば特に限定されず、例えば、ポンプ攪拌、攪拌翼、スクリュ、プロペラ等の従来公知の攪拌するためのものを使用することができる。
【００３５】
図１で示した装置においては、上記攪拌手段５によって、上記電解槽４内に存在する被処理液を攪拌し、上記被処理液循環流路８内に存在する被処理液を循環させている。図１で示した廃液処理装置を使用した場合には、上記攪拌手段５によって被処理液を電解槽４内で攪拌し、被処理液循環流路８内で被処理液を循環させることができる。図１で示した廃液処理装置では、被処理液循環流路８から電解槽４に戻す際に、被処理液に圧力を付与して噴出させることによって、電解槽４内の被処理液を攪拌する攪拌手段としての役割も果たしている。また、図１で示した装置では、攪拌手段５によって被処理液循環流路８内及び電解槽４内の被処理液が均一な組成となるため、ｐＨ測定手段１０及び出力調節手段３によって応答性良く電解槽４内の被処理液のｐＨ値を測定することができる。このため、電気分解処理の過剰な進行を抑制することができ、被処理液の白濁等を防止することができる。また、ｐＨ測定手段以外の電解反応進行度測定手段を使用することによっても同様の効果を得ることができる。
【００３６】
また、攪拌手段５として、図１で示したように、ポンプを介した被処理液循環流路８を挙げることもできる。図１で示したように、ポンプを介した被処理液循環流路８を電解槽４に連結したような場合には、ポンプの動力によって、被処理液循環流路８内に被処理液を循環させるとともに、電解槽４内で被処理液を攪拌することができる。図１で示したように、ポンプを介した被処理液循環流路８を使用した場合には、被処理液循環流路８内の被処理液を循環させるとともに、電解槽４内の被処理液を攪拌することができ、電解槽４内及び被処理液循環流路８内において被処理液の組成がより均一となるため、ｐＨ値の応答性がより良好となる。また、ｐＨ測定手段以外の電解反応進行度測定手段を使用することによっても同様の効果を得ることができる。
【００３７】
上記攪拌手段５は、１個備えるものであっても、複数個備えるものであってもよい。例えば、攪拌手段５として、電解槽４内に攪拌翼を設置し、被処理液循環流路８内にポンプを設置する場合には、電解槽４内に設置された攪拌翼によって電解槽４内の被処理液が攪拌され、被処理液循環流路８内に設置されたポンプによって被処理液循環流路８内の被処理液が循環することとなり、結果として、被処理液を均一な組成とすることができる。
【００３８】
上記攪拌手段５は、攪拌中に電解槽内に生成した不溶性の金属水酸化物等が沈降しないことや水素ガスとスラッジとを完全に分離させることが望ましいため、槽内に不溶性の金属水酸化物や、電極から発生した錆粉やスケール、廃液に含まれる個体不純物等が沈降しない攪拌力を有するものであることが好ましい。水素ガスとスラッジとを完全に分離させることにより、沈降槽を使用する場合には、沈降槽でのスラッジの沈降性を高めることができる。
【００３９】
上記供給手段６は、電解槽４内へ廃液を供給するためのものである。本発明の廃液処理装置を使用した場合、上記供給手段６によってジルコニウムイオンを含有する廃液が電解槽４内に供給され、被処理液が攪拌されながら電解槽４内で電気分解処理されることによって廃液中に含まれるジルコニウムイオンを不溶性の金属水酸化物等として除去することができる。
上記供給手段６は、電解槽へ廃液を供給することができるものであれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。
【００４０】
上記排出手段７は、上記電解槽４内中の被処理液を排出するためのものである。本発明の廃液処理装置を使用した場合には、被処理液は、電解槽４内での攪拌が攪拌手段５によって行われながら、電気分解処理が行われ、処理後の被処理液が排出手段７によって排出される。上記排出手段７によって排出された処理済液は、不溶性の金属水酸化物等を含んだものであり、分離手段１１において固体（不溶性の金属水酸化物等）と液体とに分離される。
【００４１】
上記排出手段７としては、電解槽４内の被処理液を電解槽４外へ排出することができるものであれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。なお、本明細書では、電気分解処理が終了し、電解槽４から排出されたものを処理済液という。
【００４２】
上記廃液処理装置は出力調節手段３を有するものであるため、バッチ式の処理も連続式の処理も行うことができる点で好ましい。
上記廃液処理装置を連続式の装置として使用する場合には、上記供給手段６及び上記排出手段７によって、所定流速で廃液の供給、処理済液の排出が行われることが好ましい。また、上記廃液処理装置をバッチ式の装置として使用する場合には、上記供給手段６によって所定量の廃液を電解槽４に供給した後、電気分解処理が行われ、処理後に、上記排出手段７によって処理済液が排出されることになる。
【００４３】
本発明の廃液処理装置は、被処理液循環流路８を有してなるものであってもよい。
上記被処理液循環流路８は、電解槽に流入及び流出可能な状態で連結され、電解槽内の電気分解処理時における電流から絶縁された状態の被処理液の流路である。被処理液が被処理液循環流路８内に流入、流出することによって、被処理液循環流路８内を被処理液が循環することになる。図１で示したような装置の場合には、攪拌手段５による動力によって、被処理液を電解槽４内で攪拌するとともに、被処理液循環流路８内を循環させることができる。また、絶縁された状態で被処理液のｐＨ値が測定され、出力調節手段３によって電源２の出力を調整することができる。このような場合には、電解槽４内の被処理液のｐＨ値を正確で連続的に、かつ、応答性良く測定することができ、その結果、過剰に電気分解が進行することが防止され、被処理液の白濁化が防止されるため、より好ましい。また、ｐＨ測定手段以外の電解反応進行度測定手段を使用することによっても同様の効果を得ることができる。
【００４４】
上記被処理液循環流路８は、電解槽４に流入及び流出可能な状態であり、かつ、電解槽４内の電気分解処理時における電流から絶縁された状態で連結されているのであれば、その連結状態は特に限定されず、例えば、電解槽４の側面の上部及び下部で連結されている場合を挙げることができる。側面の上部及び下部で連結されている場合には、攪拌手段によって被処理液を攪拌し、被処理液循環流路８内に被処理液を循環させた場合、被処理液をより均一に攪拌することができる。被処理液循環流路８は、１個であっても複数個であってもよい。また、それぞれの被処理液循環流路８は、１つの流路であっても途中で分岐するものであってもよい。
【００４５】
上記被処理液循環流路８は、絶縁材料によって形成されたものである。上記絶縁材料としては特に限定されず、例えば、塩化ビニル配管材、絶縁パッキン、絶縁継ぎ手等を挙げることができる。上記絶縁材料によって構成されることによって被処理液循環流路８内は電気分解反応のための電圧の影響を受けることがほとんどない。
【００４６】
本発明の廃液処理装置は、流量調整手段９を有してなるものであってもよい。
上記流量調整手段９は、上記被処理液循環流路８の流路中に介され、被処理液の噴出する圧力を調整する装置である。上記流量調整手段９を備えてなる本発明の廃液処理装置を使用した場合、流量調整手段９から噴出する被処理液の圧力を調整することができるため、噴出圧によって電解槽４内での被処理液の攪拌状態を制御することができる。
上記流量調整手段９としては、例えば、流量調整弁、流通セル用メンテナンス弁との兼用等を挙げることができる。
【００４７】
本発明の廃液処理装置は、電解反応進行度測定手段を有するものであってもよい。
上記電解反応進行度測定手段は、被処理液又は処理済液の状態を測定するための手段である。上記電解反応進行度測定手段を有するものである場合には、被処理液又は処理済液の状態を測定することができ、測定値に基づいて電気分解処理を制御することができる。上記電解反応進行度測定手段としては特に限定されず、例えば、ｐＨ測定手段や、被処理液の色（画像処理による制御）、被処理液の光の透過度、被処理液の電気伝導度、被処理液の酸化還元電位等を測定する手段を挙げることができる。上記廃液処理装置が被処理液循環流路８を有するものである場合には、上記電解反応進行度測定手段による測定を被処理液循環流路８内で行うことが好ましい。
【００４８】
図１は、上記電解反応進行度測定手段としてｐＨ測定手段１０を有するものを示している。
上記ｐＨ測定手段１０は、被処理液のｐＨ値を測定するための手段である。上記ｐＨ測定手段１０によるｐＨ値の測定は、電解槽４内に存在する被処理液、被処理液循環流路８内に存在する被処理液、連続式の処理の場合は排出手段７内に存在する処理済液（排出手段７内の流路内を流れる処理済液）、分離手段１１（沈降槽）内に存在する処理済液のいずれを測定してもよいが、図１で示したように、被処理液循環流路８内で測定することが好ましい。
【００４９】
例えば、特許文献３記載の処理方法を用いてスラッジを除去する場合、電解槽内の被処理液中にｐＨ測定手段を設置してｐＨ値を測定すると、通電の影響をｐＨ測定手段が受けてしまうため、正確なｐＨ値を測定することが困難である。このため、特許文献３記載の方法を用いる場合には、通常、電解槽外に設置されたクッションタンク（緩衝タンク）や沈降槽（処理済液中のスラッジを沈降させることによって分離させることを目的として設置された槽）中にｐＨ測定手段を設置して処理済液のｐＨ値を測定している。このようにしてｐＨ値を測定すると、測定されるｐＨ値の電解槽中のｐＨ変化に対する応答性が悪いため、電気分解が過剰に進行する場合があり、その結果、電極の過剰な消耗、被処理液の白濁化等の問題が発生してしまう。
【００５０】
これに対して、図１で示した廃液処理装置を使用した場合には、上記ｐＨ測定手段１０は、被処理液循環流路８内に設置されたものであり、上記ｐＨ測定手段１０によって被処理液循環流路８内に存在する被処理液のｐＨ値を測定することとなる。図１で示した廃液処理装置を使用する場合には、上記攪拌手段５によって被処理液が電解槽４内で攪拌され、被処理液循環流路８内を循環し、均一な組成となっているため、応答性良く電解槽４内に存在する被処理液のｐＨ値を被処理液循環流路８内に設置されているｐＨ測定手段１０によって測定することができる。また、絶縁された状態でｐＨ値が測定されるため、電気分解処理の影響を受けることなく、正確な被処理液のｐＨ値を測定することができる。従って、電気分解処理の過剰な進行を抑制することができ、被処理液の白濁等を防止することができる。なお、ｐＨ測定手段以外の電解反応進行度測定手段を使用することによっても同様の効果を得ることができる。
【００５１】
また、上記廃液処理装置がｐＨ測定手段１０を有するものである場合には、被処理液のｐＨ値を管理しながら電気分解処理を行うことができるため、あるｐＨ範囲で析出する物質であれば、ジルコウニムイオンだけでなく、廃液中に含まれる他の元素や化合物も当然除去することができる。
【００５２】
上記ｐＨ測定手段１０としては、廃液のｐＨ値を測定することができるものであれば特に限定されず、例えば、ｐＨ電極、ｐＨメーター等を挙げることができる。上記ｐＨ測定手段１０の市販品としては、例えば、６１７０−６０Ｂ（堀場製作所社製）等を挙げることができる。
【００５３】
上記ｐＨ測定手段１０が被処理液循環流路８内に設置される場合には、上記ｐＨ測定手段１０の被処理液循環流路８内に設置される方法としては、被処理液循環流路８内に存在する被処理液のｐＨ値を測定することができる状態で設置されていれば特に限定されるものではなく、流通セル等を設けてｐＨ値を測定することができる。上記ｐＨ測定手段１０が排出手段７内（連続式の処理の場合の排出手段７内の流路内）に設置される場合は、上記ｐＨ測定手段１０の排出手段７内に設置される方法としては、被処理液循環流路８内に設置される場合と同様に、流通セル等を設けてｐＨ値を測定することができる。また、上記ｐＨ測定手段１０が分離手段１１（沈降槽）に設置される場合には、上記ｐＨ測定手段１０の沈降槽内に設置される方法としては、沈降槽内に存在する処理済液のｐＨ値を測定することができる状態で設置されていれば特に限定されるものではない。なお、ｐＨ測定手段以外の電解反応進行度測定手段を使用する場合には、被処理液、処理済液に対して、使用する手段によって測定することができる状態で設置されていれば特に限定されるものではない。
【００５４】
本発明の廃液処理装置において、上記ｐＨ測定手段１０が被処理液循環流路８内に設置される場合には、上記ｐＨ測定手段１０が、上記被処理液循環流路８内に設けられた流通セル内に設置されるものであってもよい（図１では、流通セル２０として図示している。）。これにより、流通セル内で安定してｐＨ値を測定することができる。上記流通セルの形態は特に限定されるものではない。
【００５５】
上記電解反応進行度測定手段として、被処理液の色（画像処理による制御）、被処理液の光の透過度、被処理液の電気伝導度、被処理液の酸化還元電位等を測定する手段（ｐＨ測定手段１０以外の手段）を使用する場合であっても、電気分解処理で分離する物質によっては、ｐＨ測定手段１０を有する場合と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
上記分離手段１１は、電気分解処理後に電解槽４から排出された処理済液を固体と液体とに分離するためのものである。本発明の廃液処理装置を使用した場合、上記排出手段７によって排出された処理済液を、上記分離手段１１によって固体（不溶性の金属水酸化物等）と液体（処理済液から固体成分を除いたもの）とに分離することができる。これにより、スラッジ（不溶性の金属水酸化物等）を除去することができ、液体を再利用水として使用することができる。
【００５７】
上記分離手段１１は、図１では、沈降槽を使用した例を示した。沈降槽は、排出された処理済液を静置するための槽であって、これによって、固体（不溶性の金属水酸化物等）を沈降させ、沈降槽の底部に固体を蓄積させることができ、固体と液体とに分離することができるものである。
【００５８】
図１では、分離手段１１の例として沈降槽を示したが、分離手段としては、固体と液体を分離することができるものであれば特に限定されるものではない。
上記分離手段１１としては特に限定されず、例えば、沈降槽、ろ過機、遠心分離機等を挙げることができる。
【００５９】
上記処理後排水手段１２は、固体と液体とに分離された処理済液の液体を排水するためのものである。図１で示した廃液処理装置を使用した場合、不溶性の金属水酸化物等（固体）を分離除去した後の液体を処理後排水手段１２によって排出し、再利用水として使用することができる。なお、上記処理後排水手段１２は、分離除去した後の液体を再利用水として使用する際に必要となるものであり、本発明の廃液処理装置では、上記処理後排水手段１２は特に必須ではない。
【００６０】
上記分離手段１１は、沈降剤の添加手段を有してなるものであってもよい。図２は、図１で示した廃液処理装置に、更に、沈降剤の添加手段を備えてなる廃液処理装置を示した概略図である。図２では、沈降剤の添加手段の一例として、沈降剤が貯蔵されている沈降剤槽２１とポンプ２２と沈降剤供給手段２３とからなるものを示している。電気分解処理によって生じた不溶性の金属水酸化物等は、比重が軽いためにそのままでは水中に分散してしまい、分離効率が悪化し、処理効率の低下につながるおそれがある。このため、沈降剤の添加手段を備えることによって、分離効率を向上させることができる。
【００６１】
上記沈降剤槽２１は、沈降剤が貯蔵されている槽である。図２に示した廃液処理装置を使用した場合、上記沈降剤槽２１内の沈降剤が処理済液に添加されることによって固体と液体とに分離される分離速度が促進される。
【００６２】
上記沈降剤としては、不溶性の金属水酸化物等の沈降を促進することができるものであれば特に限定されず、例えば、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、硫酸アルミニウム、高分子凝集剤等を挙げることができる。上記高分子凝集剤は、水中の懸濁粒子の表面電荷を中和し、個々の粒子を不安定化させ、凝集現象を推進させるものである。上記高分子凝集剤としては特に限定されず、通常一般的に使用されるものを使用することができ、粒状、液状のいずれであってもよく、また、アニオン性、ノニオン性及びカチオン性のいずれでもよい。上記沈降剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。電極としてアルミニウム電極を使用する場合、高分子凝集剤に加えて水酸化カルシウム及び／又は硫酸アルミニウムを併用して使用することが特に好ましい。
【００６３】
上記ポンプ２２は、上記沈降剤槽２１中の沈降剤を処理済液に供給するための動力源である。図２で示した廃液処理装置を使用した場合、上記ポンプ２２によって、沈降剤が処理済液が貯蔵された沈降槽に供給される。図２では、供給するための動力源として、ポンプ２２を示したが沈降剤槽２１内の沈降剤を供給できる他の動力源も使用することができる。また、ポンプ２２のような動力源がなくても、沈降剤槽２１内の沈降剤を処理済液に供給することができる場合には、特に上記ポンプ２２は必要とされない。
【００６４】
上記沈降剤供給手段２３は、ポンプ２２の動力によって沈降剤槽２１から流出された沈降剤を処理済液に供給するためのものである。図２で示した廃液処理装置を使用した場合、上記沈降剤供給手段２３によって、沈降槽に貯蔵された処理済液に沈降剤が供給される。
上記沈降剤供給手段２３としては、処理済液へ沈降剤を供給することができるものであれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。
【００６５】
図２では、沈降剤が貯蔵されている沈降剤槽２１とポンプ２２と沈降剤供給手段２３とからなる沈降剤の添加手段を示したが、沈降剤を処理済液に添加することができるものであれば特に限定されることなく、沈降剤の添加手段として使用することができる。
【００６６】
図２で示したように、廃液処理装置が上記沈降剤の添加手段を備えるものである場合には、沈降剤が処理済液に添加されることになり、不溶性の金属水酸化物等の沈降が促進され、沈降速度が速められる。その結果、処理済液中の固体（不溶性の金属水酸化物等）と処理済液中の液体とをより効率的に分離することができる。
【００６７】
また、図２の廃液処理装置では、上記沈降剤の添加手段以外の構成要素は、図１で示した廃液処理装置と同様に機能し、廃液中に含まれるジルコウニムイオンを除去することができ、固体（不溶性の金属水酸化物等）と液体（再利用水）とを分離することができる。
【００６８】
本発明の廃液の処理方法は、上述した廃液処理装置を使用して被処理液を電気分解処理する工程からなる廃液の処理方法であって、上記電気分解処理は、攪拌手段によって被処理液を攪拌しながら行われるものである。攪拌しながら行うことにより、電極接続部の腐蝕がなく、浮上したスラッジを除去する装置を使用する必要もなく、また、電解槽の底部に沈降したスラッジを除去する装置を設ける必要もなくなる等の利益を得ることができる。本発明の廃液の処理方法の一例を図１を用いて、以下に詳細に説明する。
【００６９】
先ず、ジルコニウムイオンを含有する廃液が供給手段６を使用して電解槽４に供給される。図１の廃液処理装置では、電解槽４と被処理液循環流路８との下方の連結部から、被処理液が被処理液循環流路８内に流入し、被処理液循環流路８内を上方に流れ、上方の連結部から電解槽４中に流出するようにする。このように、図１の廃液処理装置では、攪拌手段５の動力によって被処理液が被処理液循環流路８内を循環するとともに、電解槽４内で攪拌され、充分に被処理液が均一になるようにする。被処理液循環流路８内での被処理液の流量は、流量調整手段９によって調整することができる。攪拌手段５による攪拌は、電気分解処理によって生成する不溶性の金属水酸化物等が沈降することなく、被処理液の組成が均一になるように行うようにする。
【００７０】
このようにして被処理液の電気分解処理を行い、ジルコニウムイオンを不溶性の金属水酸化物等とした後、不溶性の金属水酸化物等を含んだものが処理済液として、排出手段７を通じて分離手段１１（沈降槽）に送られるようにする。
【００７１】
排出手段７によって排出された処理済液を、分離手段１１内に送られた後に静置しておくと、処理済液中に含まれる不溶性の金属水酸化物等（固体）が分離手段１１の底部に蓄積されることになり、固体と液体とを分離することができる。分離手段１１によって固体成分を分離手段１１の底部に分離された後、処理後排水手段１２によって分離された液体が排出されることことなる。本発明の廃液の処理方法は、アルミニウム製の電極により廃液を処理することから、水酸化アルミニウムからなるスラッジが生じる。このスラッジは比重が軽いため、上記分離手段１１内に１時間以上静置することにより、液体と充分に分離することが好ましい。
【００７２】
本発明の廃液の処理方法において、上記電気分解処理は、更に、ｐＨ測定手段や、被処理液の色（画像処理による制御）、被処理液の光の透過度、被処理液の電気伝導度、被処理液の酸化還元電位等を測定する手段等の電解反応進行度測定手段を用いて行うことができる。電解反応進行度測定手段によって被処理液又は処理済液の状態を管理することができ、電極の過剰な溶出を抑制すること等の利益を得ることができる。
【００７３】
本発明の廃液の処理方法において、上記電気分解処理は、上記ｐＨ測定手段によって測定された被処理液のｐＨ値を管理しながら行われるものであることが好ましい。ｐＨ値を管理することにより、電極の過剰な溶出を抑制すること等の利益を得ることができる。
【００７４】
図１で示した廃液処理装置では、被処理液が上述のように循環、攪拌されながら、被処理液循環流路８内に設置されたｐＨ測定手段１０によって、絶縁された状態で、ｐＨ値を測定する。充分に攪拌され、かつ、絶縁された状態でｐＨ値が測定されるため、測定したｐＨ値は、正確で連続的に、かつ、電解槽４内に存在する被処理液のｐＨ値変化に応答性良く反映して測定される。
【００７５】
被処理液は、電極１及び電源２を使用して電解槽４内で、電気分解処理を行い、廃液中に含まれていたジルコウニムイオンを不溶性の金属水酸化物等として固体成分とする。電気分解処理は、ｐＨ測定手段１０によって測定される被処理液のｐＨ値を所定範囲内に保持するように行うようにする。
【００７６】
図１の廃液処理装置では、電気分解処理が、攪拌手段５による被処理液の攪拌及び出力調節手段３による電源２の出力の調整を行うことによって、ｐＨ測定手段によって測定された被処理液のｐＨ値を所定範囲に保持するように管理しながら行うようにする。このため、電解槽４内に存在する被処理液のｐＨ値を、ｐＨ測定手段１０を使用して応答性良く測定することができる。その結果、電解槽４内の被処理液に対して、不溶性の金属水酸化物等が生成するような所定範囲のｐＨ値に調整しながら、電気分解処理を行うことができるため、電気分解処理の過剰な進行を抑制することができ、被処理液の白濁等を防止することができる。
【００７７】
図１で示した廃液処理装置を連続式の装置として使用する場合には、上記出力調節手段３によって電源２の出力を調整し、被処理液のｐＨ値を所定の範囲内に保持させることによって所定のｐＨ値範囲内で電気分解処理を連続的に行うことができる。また、この場合、本発明の廃液処理装置では、被処理液が電解槽４内及び被処理液循環流路８内を循環し、上記出力調節手段３で電源２の出力が調整されながら被処理液のｐＨ値が測定されているため、過剰に電気分解処理が行われることを防止することができ、被処理液が白濁化することが防止される。連続式の場合には、適当な容量を持った電解槽であることが好ましい。流入する被処理液の流量に対して電解槽容量が小さすぎる場合は、制御性が悪くなり連続処理できなくなるおそれがある。また、図１で示した廃液処理装置をバッチ式の装置として使用する場合には、所定量の廃液が供給手段によって電解槽に供給され、被処理液を電気分解処理する際に、不溶性の金属水酸化物等を生成する所定のｐＨ値になった時点（電気分解処理の終点）を出力調節手段３を使用して判断させ、電源２の出力を止めるように制御する。このように、上記廃液処理装置において、上記出力調節手段３による電源の出力の調整は、自動的に制御してもよいし、マニュアル操作によって行ってもよい。
【００７８】
図１で示した廃液処理装置を使用する場合、ｐＨ値の制御は、例えば、電気分解反応の電圧のＯＮ−ＯＦＦ制御等によって簡便に行うことができる。ｐＨ値の制御は、測定したｐＨ値が所定の数値よりも高すぎる場合には、電気分解反応の電圧を低くするかＯＦＦ状態とし、低すぎる場合には、電気分解時間を長くしたり、電気分解反応の電圧を高くする等によって制御することができる。
【００７９】
図１で示した廃液処理装置を使用する場合の廃液の処理方法において、アルミニウム電極を使用する場合、上記出力調節手段によるｐＨ値の管理は、ｐＨ値が下限７．１０、上限７．９０であるように管理することが好ましい。７．１０未満であると、廃液中のジルコウニムイオンを充分に除去することができないおそれがある。７．９０を超えると、アルミニウム電極を使用した場合、電気分解処理によって溶解したアルミニウム電極に由来するアルミニウムイオンが多量となり、処理後の液中のアルミニウムイオン濃度が高くなり、沈降分離槽で分離できない白濁液が発生する。上記下限は、７．１であることがより好ましく、上記上限は、７．９であることがより好ましい。ｐＨ値を７．７で一定制御することが特に好ましい
【００８０】
上記廃液処理装置を使用して、本発明の廃液の処理方法を行った場合には、上述したように、固体と液体とを分離できる。また、上記廃液の処理方法がｐＨ測定手段によって測定された被処理液のｐＨ値を管理しながら行われるものである場合には、廃液処理装置における電気分解処理が上述したように行われるため、電気分解処理の過剰な進行を抑制することができ、被処理液の白濁等を防止することができる。
【００８１】
なお、上記廃液の処理方法において、ｐＨ測定手段以外の電解反応進行度測定手段を使用する場合であっても、電気分解処理の過剰な進行、被処理液の白濁等を防止することができる等の効果を得ることができる。
【００８２】
上記廃液の処理方法によって、ジルコニウムイオンを含有する廃液の処理を好適に行うことができる。上記廃液の処理方法は、更に、Ｃｒ３＋、Ｍｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｚｎ２＋、Ｎｉ２＋、Ｍｏ３＋等の重金属イオンを含有する廃液の処理にも好適に使用することができる。上記廃液の処理方法では、廃液中のジルコニウムイオンの濃度が比較的高い場合であっても処理することができる。すなわち、本発明の廃液の処理方法は、ジルコニウムイオン量を低減させるための前処理工程を特に必要としない。また、上記廃液の処理方法は、ジルコウニムイオンの含有量が５〜２０ｐｐｍ程度の低濃度である廃液の処理にも好適に用いることができる。また、本発明の廃液の処理方法は、Ｆ−イオン、ＰＯ４３−イオン等の除去性能においても優れているため、これらのイオンも同時に含有する廃液の処理方法としても好適である。
【００８３】
図２で示した廃液処理装置を使用して、本発明の廃液の処理方法を行う場合には、図１で示した装置で行うのと同様に電気分解処理を行い、処理済液が分離手段１１に排出される。ここで、図２で示した廃液処理装置は、沈降剤の添加手段を備えるものであるため、沈降剤を処理済液に添加することになる。添加すると、不溶性の金属水酸化物等の沈降が促進され、沈降速度が速められ、その結果、処理済液中の固体（不溶性の金属水酸化物等）と処理済液中の液体とをより効率的に分離することができる。
【００８４】
図３に、特開２００２−２７３４４７号公報記載の洗浄廃液の処理方法で使用される従来の処理装置の一例の概略図を示した。図３に示した装置を使用する場合には、電源５６の制御が非常に困難であり、事実上不可能であるため、電流値又は電圧値を一定にして運転される。このような場合、供給される廃液のｐＨ値やジルコウニムイオン成分量が変化すると充分に電解槽５７内で電気分解処理できなかったり、過剰に電極５５を溶解させたりする問題が発生する。このため、図３で示した装置では、電気分解処理前に消石灰による中和槽５３を設け、中和槽５３内において供給された廃液の性状を一定（ｐＨ値を６程度）にし、その後、中和後の廃液を電解槽５７に供給し、電気分解処理される。ここでの電気分解処理は、沈降槽６０に設置されたｐＨ測定手段６１によって処理済液のｐＨ値（好ましくは７〜８．５）を管理しながら行われる。
【００８５】
これに対して、図１で示した廃液処理装置（電気的に絶縁された状態で電解槽４に連結された被処理液循環流路８及び被処理液循環流路８内に設置されたｐＨ測定手段１０を有してなる装置）を使用して廃液を処理する場合には、出力調節手段３、電解槽４、攪拌手段５、被処理液循環流路８、ｐＨ測定手段１０等の手段を使用することによって、正確な被処理液のｐＨ値を応答性よく測定することが可能であるため、電源１の制御が可能となる。このため、被処理液の成分やｐＨ値が変動しても電源１の制御により、適切な電解運転が継続して可能になる。また、図３の中和槽５３は必須として設置する必要はなく、電解槽４単独で最適な電気分解処理を行うことができる。更に、図３の掻き取り装置５８も必須として設置する必要はなく、メンテナンス性の向上、省スペース化、電極の長寿命化、電解出力の向上等を達成することができる。
【００８６】
本発明の金属表面処理装置は、化成処理反応手段を備えてなる金属表面処理装置であって、上記化成処理反応手段は、廃液処理手段として、上述した廃液処理装置を備えてなるものである。上記金属表面処理装置を使用して、上述した廃液処理装置を使用して化成処理反応手段に使用した化成処理液の廃液を処理することによって、廃液を脱脂後水洗処理に再利用することができる。
【００８７】
即ち、上記金属表面処理装置は、化成処理反応手段を備えてなる金属表面の表面処理を行う装置である。
上記化成処理反応手段とは、化成処理において使用することによって化成処理を行うことができるものである。上記化成処理反応手段としては、化成処理を行うことができるものであれば特に限定されず、従来公知の化成処理装置を使用することができる。
【００８８】
上記金属表面処理装置において、廃液処理手段として、上述した廃液処理装置を備えてなる化成処理反応手段を使用する場合においては、上述した廃液処理装置を使用し上述したように廃液を処理するのと同様にして、化成処理反応手段に使用された廃液を処理することができる。従って、上記金属表面処理装置を使用することによって、化成処理反応手段に使用された化成処理液の廃液中に含まれるジルコウニムイオンを不溶性の金属水酸化物等として除去することができ、処理後（不溶性の金属水酸化物等の分離後）の排水は、脱脂後水洗処理における供給原水として再利用することができる。
【００８９】
本発明の金属表面処理方法は、上記金属表面処理装置を使用して行う金属表面処理方法であって、電気分解処理は、攪拌手段によって被処理液を攪拌しながら行うものである。また、上記金属表面処理方法は、上記電気分解処理が、更に、電解反応進行度測定手段を用いて行われるものであることが好ましい。更に、上記金属表面処理方法は、ｐＨ測定手段によって測定された被処理液のｐＨ値を管理しながら行われるものであることが好ましい。
【００９０】
上記金属表面処理方法に適用される被塗装物については特に限定されず、例えば、アルミホイール、食缶、自動車部品等の金属成形物等を挙げることができる。
【００９１】
上記金属表面処理装置を使用し、自動車等の金属成形物に本発明の金属表面処理方法を適用する概略を図４に示す。自動車等の金属成形物は、図４には示していないが、トロリー式の連続コンベアー等につり下げられ、各工程間を搬送される。上記金属成形物は、まず、表面に付着している油分や汚れを除去するために、脱脂水槽３１において脱脂処理が行われる。上記脱脂水槽３１には、アルカリ脱脂洗浄液、無リン・無窒素脱脂洗浄液等の脱脂剤が満たされており、通常４０〜５０℃において数分間程度の浸漬処理がなされる。所望により、脱脂処理の前に、予備脱脂処理を行うことも可能である。  
【００９２】
次いで、上記脱脂剤を水洗するために、水洗ブース３２及び３３において第１水洗及び第２水洗が行われる。この脱脂後水洗においては、通常、大量の水洗水によってスプレー処理される。脱脂後水洗処理は、２段階又はそれ以上で行うことが好ましく、汚れが少ない第２水洗の使用後の水洗水を第１水洗に使用する。
【００９３】
上記脱脂後水洗処理を行った後、金属成形物の耐食性や耐磨耗性を向上させるために、化成処理槽３４において化成処理が行われる。本発明の金属表面処理方法において、上記化成処理槽３４に満たされている化成処理液は、ジルコニウムイオンを含有する化成処理液である。上記化成処理液としては、ジルコニウムイオン以外に、例えば、カチオン成分としてＮｉ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｏ２＋、Ｃｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃａ２＋、Ｎａ＋、Ｆｅ２＋、ＮＨ４＋、Ｈ＋、アニオン成分として、ＰＯ４３−、ＮＯ３−、ＮＯ２−、Ｆ−、ＳｉＦ６２−、ＣｌＯ３−、ＳＯ４２−等が含まれていてもよい。特に、アルミニウム電極を使用する場合、Ｆ−イオン及びＰＯ４３−イオン処理効果を高めることができる。また、一部有機酸等を含むこともできる。上記化成処理槽３４においては、４０〜５０℃程度において数分間浸漬処理される。
【００９４】
上記化成処理槽３４において化成処理された使用後の化成処理液は、ポンプ３８の駆動によって、所定の給水圧力で廃液処理手段３９に供給される。
上記廃液処理手段３９は、上述した廃液処理装置を備えてなるものである。上述したように廃液処理装置を使用することによって、供給された洗浄廃液を電気分解処理し、廃液中に含まれていたジルコウニムイオンを不溶性の金属水酸化物等にする。電気分解処理が終了した後、電解槽４０から沈降槽４１に処理済液が送られる。
【００９５】
上記処理済液を再利用する場合には、沈降槽においてスラッジを分離した処理済液を、ポンプによって、脱脂後水洗処理の第２水洗における水洗水として使用することができる。図１には、脱脂後水洗処理の第２水洗における水洗水として使用する場合を示したが、脱脂後水洗処理の第１水洗における水洗水として使用することも可能である。上記のように処理済液を再利用することによって、水洗水の新規使用量及び排出量の大幅な低減を行うことができる。
【００９６】
上記化成処理槽３４において化成処理を行った後、上記化成処理液を水洗するために、化成後水洗処理を行う。上記化成後水洗処理においては、水洗ブース３５、３６及び３７において第３水洗、第４水洗及び第５水洗が行われる。この化成後水洗においては、スプレー水洗又は浸漬水洗のどちらでもよく、これらの方法を組み合わせて水洗することもできるが、化成後水洗が不充分であるとその後の電着塗装等の各種塗装において塗膜外観等に悪影響を及ぼすことから、数段水洗することが好ましく、最終の水洗は、純水で行うことが適当である。工程数としては、３段階又はそれ以上で行うことが好ましい。上記金属成形物は、化成後水洗の後は、公知の方法に従って、必要に応じて乾燥され、その後、各種塗装を行うことができる。
【００９７】
上記化成後水洗においては、全使用水量及び廃棄水量の削減の点から、各水洗処理後の洗浄廃液は、それぞれその前段階の水洗工程における水洗水として使用される。即ち、水洗ブース３７において純水により第５水洗された使用後の洗浄廃液は、第４水洗における水洗水として使用される。更に、水洗ブース３６において第４水洗された使用後の洗浄廃液は、第３水洗における水洗水として使用される。
【００９８】
本発明の廃液処理装置は、浮上分離型の装置ではないため、浮上スラッジの除去装置を必須として設ける必要がないものであり、装置にかかるコストを削減することができる。また、本発明の廃液処理装置を使用する場合、電気分解によって生成した不溶性の金属水酸化物等（スラッジ）も廃液とともに攪拌されるため、電解槽の底部に不溶性の金属水酸化物等が沈降することがほとんどない。このため、本発明の廃液処理装置を使用する場合には、電解槽の底部に沈降したスラッジを除去する除去装置を必須として設ける必要がない。従って、装置にかかるコストを削減することができるとともに、装置をコンパクト化することができる。
【００９９】
また、本発明の廃液処理装置では、特に、沈降槽に少なくとも一種の高分子凝集剤及び／又は消石灰を添加する場合には、スラッジの沈降速度が速いため、従来の浮上分離型の装置に比べて沈降槽を小型化することができる。また、浮上分離型の装置ではないため、再利用水が分離できないスラッジを含むものとなることを充分に抑制することができる。
【０１００】
また、本発明の廃液処理装置は、局所的な電極の消耗が抑制されたものであるため、電気分解における電流量を増加させることもできる。このため、予め、電気分解前に、ある程度の量のジルコウニムを除去するための中和工程等が必須とされることがなく、また、システム全体の大型化、コストアップを防止することができる。
【０１０１】
本発明の廃液処理装置は、更に、電解反応進行度測定手段を有するものであってもよい。また、本発明の廃液処理装置が、更に、電気的に絶縁された状態で上記電解槽に連結された被処理液循環流路及び上記被処理液循環流路内に設置されたｐＨ測定手段を有してなるものである場合、応答性良く電解槽内に存在する被処理液のｐＨ値を測定することができるため、電気分解処理が過剰に進行することによって、電極の過剰な消耗、被処理液の白濁化等を防止することができる。
【発明の効果】
【０１０２】
本発明の廃液処理装置は、上述した構成よりなるので、処理効率がよく、コストも低く、処理能力も高いものである。また、廃液処理装置を使用する廃液の処理方法、金属表面処理装置及び金属表面処理方法も同様に優れたものである。
【実施例】
【０１０３】
以下本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また実施例中、「部」、「％」は特に断りのない限り「質量部」、「質量％」を意味する。
【０１０４】
実施例１
Ａｌ３＋イオン６０ｐｐｍ、Ｚｒ２＋イオン６ｐｐｍ、ＰＯ４３−イオン２６ｐｐｍ、ＮＯ３−イオン１４７ｐｐｍ、及び、Ｆ−イオン１４１ｐｐｍを含む廃液（日本ペイント製アルミ用化成液：品名「アルサーフ５０１Ｎ−２」）を図２の概略図で示した廃液処理装置を使用して処理した。なお、沈降剤は、水酸化カルシウム水溶液と高分子凝集剤を使用した。
【０１０５】
処理条件は、以下の通りである。
処理液；２５Ｌ
電解時間；６０分間
電極板；アルミニウム、全６枚（１枚の面積；３０ｃｍ×４０ｃｍ）
電解条件；定電圧１６．０Ｖ、電流値１２．５〜１３．８Ａ
ｐＨ変化；４．０〜７．８
【０１０６】
電気分解処理中において、電解槽中の被処理液のｐＨ値と、被処理液中に含まれるＺｒ２＋イオン、鉄イオン（Ｆｅ２＋イオン及びＦｅ３＋イオンの合計量）及び、ＰＯ４３−イオンの濃度との関係を図５に示した。また、電解槽中の被処理液のｐＨ値と、被処理液中に含まれるＡｌ３＋イオン、ＮＯ３−イオン、及び、Ｆ−イオンの濃度との関係を図６に示した。更に、ｐＨ＝７．１３まで処理した場合の各成分の濃度を図７に示した。なお、各成分の濃度は、原子吸光法分析によって測定した。
図より本発明の廃液の処理方法は、Ｚｒ２＋イオン、ＰＯ４３−イオン及びＦ−イオンの処理に特に適していることが示された。
【０１０７】
実験例２
電極板を鉄、全６枚（１枚の面積；３０ｃｍ×４０ｃｍ）に変更したこと以外は実験例１と同様にして処理した。処理開始後、２０分程度で処理液が黒く濁り始めた。また、１時間３０分処理後の鉄イオン濃度は約８０ｐｐｍであった。これより、鉄電極を使用した場合は、処理後の溶液を再利用することが困難であり、鉄電極の成分の溶出によってかえって鉄イオン成分を増大させてしまう点で好ましくない。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の廃液処理装置は、例えば、自動車部品等に適用する金属表面処理における化成処理で使用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の廃液処理装置の一例の概略図を示した図である。
【図２】本発明の廃液処理装置の一例の概略図を示した図である。
【図３】従来の処理装置の一例の概略図を示した図である。
【図４】金属成形物の塗装前処理工程の概略図である。
【図５】実施例における電解槽中の被処理液のｐＨ値と、被処理液中に含まれる重金属イオンの濃度との関係図である。
【図６】実施例における電解槽中の被処理液のｐＨ値と、被処理液中に含まれる重金属イオンの濃度との関係図である。
【図７】ｐＨ＝７．１３まで処理した場合の各成分の濃度を表した図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１    電極
２    電源
３    出力調節手段
４    電解槽
５    攪拌手段
６    供給手段
７    排出手段
８    被処理液循環流路
９    流量調整手段
１０  ｐＨ測定手段
１１  分離手段
１２  処理後排水手段
２０  流通セル
２１  沈降剤槽
２２  ポンプ
２３  沈降剤供給手段
３１  脱脂水槽
３２  水洗ブース
３３  水洗ブース
３４  化成処理槽
３５  水洗ブース
３６  水洗ブース
３７  水洗ブース
３８  ポンプ
３９  廃液処理手段
４０  電解槽
４１  沈降槽
５１  供給手段
５２  消石灰溶液供給手段
５３  中和槽
５４  ｐＨ測定手段
５５  電極
５６  電源
５７  電解槽
５８  掻き取り装置
５９  排出手段
６０  沈降槽
６１  ｐＨ測定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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