(57)【要約】【課題】水性塗料を含む廃液を、大型設備を導入することなく、簡便に、短時間かつ低コストで処理することができ、環境への負荷も低減することができる水性塗料廃液の処理方法を提供する。【解決手段】水性塗料を含む廃液に、有機溶媒及び酸を添加して酸性にした後、分液する工程と、前記工程で得られた水層に、前記有機溶媒及び活性炭を添加した後、ろ過及び分液する工程と、前記工程により得られた水層に、アルカリを添加して中和する工程とを備えた処理方法において、前記有機溶媒として、炭化水素系、エーテル系及びエステル系のうちの少なくともいずれか１種の溶媒と、ケトン系及びハロゲン系のうちの少なくともいずれか１種の溶媒との混合溶媒を用いる。【選択図】図１
2011050920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性塗料を含む廃液に、有機溶媒及び酸を添加して酸性にした後、分液する工程と、前記工程で得られた水層に、前記有機溶媒及び活性炭を添加した後、ろ過及び分液する工程と、前記工程により得られた水層に、アルカリを添加して中和する工程とを備え、
前記有機溶媒として、炭化水素系、エーテル系及びエステル系のうちの少なくともいずれか１種の溶媒と、ケトン系及びハロゲン系のうちの少なくともいずれか１種の溶媒との混合溶媒を用いることを特徴とする水性塗料廃液の処理方法。
【請求項２】
前記有機溶媒として、エステル系／ケトン系の混合溶媒を用いることを特徴とする請求項１記載の水性塗料廃液の処理方法。
【請求項３】
前記エステル系／ケトン系の混合溶媒は、エステル系／ケトン系の混合比が１以上であることを特徴とする請求項２記載の水性塗料廃液の処理方法。
【請求項４】
前記エステル系／ケトン系の混合溶媒が、酢酸イソブチル／メチルイソブチルケトンの混合溶媒であることを特徴とする請求項２又は３記載の水性塗料廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車塗装の材料として使用される水性塗料の廃液を処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車製造等の塗装工程においては、従来、有機溶剤を使用した塗料が用いられてきた。
しかしながら、環境保全の観点から、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の排出削減が求められるようになり、近年、有機溶剤を使用しない、あるいはまた、有機溶媒の使用量を大幅に減らして水で代替した、水性塗料を使用することが一般的になってきている。
【０００３】
水性塗料を使用した自動車ボディーの塗装においては、品質の一定化のために、ロボットによる自動塗装が行われている。このロボット塗装における塗料の色替えの際には、ロボット配管内等の系内から残存塗料を洗浄除去した後、新たな色の塗料を導入しなければならない。
従来は、前記洗浄除去は、系内に純水を送入し、残存塗料を溶解して排出することにより行われており、排出された廃液は、塗装ブース内から回収後、そのまま焼却処分されていた。
【０００４】
なお、上記のような焼却処分以外の有機性廃水の処理方法としては、例えば、廃水中に含まれる油脂等のヘキサン抽出物質を酵母に吸着させて処理する方法（特許文献１参照）や、微生物を用いて分解処理する方法（特許文献２参照）等も知られている。
また、特許文献３には、アルカリを混合することにより水性塗料の廃液を処理する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２００１９１号公報
【特許文献２】特開平８−１９７０８６号公報
【特許文献３】特開２００６−２３１２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のように、水性塗料を含む廃液を焼却処分する場合、該廃液中には不燃性の水が多量に含まれているため、大量の燃焼材中に廃液を少量ずつ混合させ、高温で燃焼させなければならず、焼却効率に劣り、また、ＣＯ2排出量等の点で環境に対する負荷も大きいものであった。しかも、処理コストは、有機溶剤系の塗料に比べて高額であるという課題も有していた。
【０００７】
そこで、本発明者は、前記水性塗料廃液を低コストかつ効率的に処理すべく、水性塗料廃液から廃水のみを分離浄化し、一般の工場廃水として廃棄するための処理方法について検討を重ねた結果、上記特許文献１〜３に記載されている処理方法とは異なる抽出方法による処理方法を見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、水性塗料を含む廃液を、大型設備を導入することなく、簡便に、短時間かつ低コストで処理することができ、環境への負荷も低減することができる水性塗料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】
【０００９】
本発明に係る水性塗料廃液の処理方法は、水性塗料を含む廃液に、有機溶媒及び酸を添加して酸性にした後、分液する工程と、前記工程で得られた水層に、前記有機溶媒及び活性炭を添加した後、ろ過及び分液する工程と、前記工程により得られた水層に、アルカリを添加して中和する工程とを備え、前記有機溶媒として、炭化水素系、エーテル系及びエステル系のうちの少なくともいずれか１種の溶媒と、ケトン系及びハロゲン系のうちの少なくともいずれか１種の溶媒との混合溶媒を用いることを特徴とする。
このような方法によれば、効率的に抽出処理を行うことができ、連続操作が可能であり、しかも、抽出溶媒のコスト削減を図ることができ、短時間かつ低コストで廃液を処理することができる。
【００１０】
上記処理方法においては、抽出効率や操作性の観点から、前記有機溶媒として、エステル系／ケトン系の混合溶媒を用いることが好ましい。また、前記エステル系／ケトン系の混合溶媒は、エステル系／ケトン系の混合比が１以上であることが好ましい。
【００１１】
前記エステル系／ケトン系の混合溶媒は、特に、酢酸イソブチル／メチルイソブチルケトン（以下、ＭＩＢＫという）の混合溶媒であることが好ましい。
このような混合溶媒を用いることにより、後工程でのろ過性を向上させることができ、処理工程において新たに水を添加することなく、廃液の浄化処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る水性塗料廃液の処理方法によれば、抽出工程の改善により、大型設備を導入することなく、簡便に、処理時間の短縮を図ることができ、かつ、低コストで、廃水を浄化することができる。
また、本発明によれば、廃液を焼却処分する際のコスト削減及びＣＯ2排出量の抑制も図ることができ、環境に対する負荷を軽減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る廃液処理の概要を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を、より詳細に説明する。
本発明に係る水性塗料の廃液処理方法の処理工程の概要を図１に示す。
図１に示すように、本発明に係る処理方法は、水性塗料を含む廃液に、有機溶媒及び酸を添加して酸性にした後、分液する工程（第１工程）と、前記工程で得られた水層に、前記有機溶媒及び活性炭を添加した後、ろ過及び分液する工程（第２工程）と、前記工程により得られた水層に、アルカリを添加して中和する工程（第３工程）とを経るものである。
そして、前記第１及び第２工程において用いられる有機溶媒が、炭化水素系、エーテル系及びエステル系のうちの少なくともいずれか１種の溶媒と、ケトン系及びハロゲン系のうちの少なくともいずれか１種の溶媒との混合溶媒であることを特徴とする。
【００１５】
上記のように、本発明に係る処理方法は、廃液を含む系を酸性にした後、所定の有機溶媒での抽出工程を経て、最後に中和して、廃水を浄化することを特徴とするものである。
【００１６】
以下、本発明に係る処理方法を、各工程順に詳細に説明する。
まず、第１工程においては、廃液に、有機溶媒及び酸を添加して酸性にする。
ここでいう廃液は、水性塗料が含まれているものでよく、前記水性塗料は、特に、自動車塗装用の水性塗料に限定されるものではない。
前記有機溶媒の添加量は、廃液５００ｇに対して１０〜５０００ｇであることが好ましく、５０〜１０００ｇであることがより好ましい。
前記添加量が１０ｇより少ない場合、有機溶媒が廃液に溶解するおそれがある。一方、前記添加量が５０００ｇを超えると、廃液中の水が有機溶媒中に多く溶解し、有機廃液（有機層）の処理が困難になり、廃液処理のコストアップにつながるおそれがある。
【００１７】
前記有機溶媒は、混合溶媒として用いることが好ましく、トルエン、キシレン等の炭化水素系、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルターシャリーブチルエーテル（ＭＴＢＥ）等のエーテル系、酢酸エチル、酢酸イソプロピル等のエステル系の溶媒から選ばれた少なくとも１種と、ＭＩＢＫ、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等のケトン系、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン系、メタノール、エタノール等のアルコール系の溶媒から選ばれた少なくとも１種との混合溶媒を用いる。
ケトン系やハロゲン系、アルコール系の溶媒は、水との親和性が高く、水層と有機層とに２層分離せず、抽出操作が困難となるため、これらの溶媒と、上記のような炭化水素系やエーテル系、エステル系の溶媒との混合系として用いることが好ましい。
なお、例えば、炭化水素系のトルエンや、エステル系の酢酸イソブチルを単独で、前記有機溶媒として添加する場合は、抽出操作時に２層分離させるためには、酸だけでなく、廃液の１／５程度の量の水を添加する必要があり、浄化廃水の収率の低下や廃液処理のコストアップとなるため好ましくない。
【００１８】
上記の混合系の中でも、エステル系／ケトン系の混合溶媒がより好ましく、また、特に、エステル系溶媒の中でも、コスト、環境の観点から、水性塗料に混合して用いられている酢酸イソブチル／ケトン系の混合溶媒が好ましい。
また、エステル系／ケトン系の混合溶媒を用いる場合は、上述したような溶媒特性に鑑みて、エステル系／ケトン系の混合比は、１以上であることが好ましい。
【００１９】
また、添加する酸は、一般的な無機酸を用いることができ、特に限定されるものではなく、例えば、塩酸、硝酸、硫酸等が挙げられる。酸の濃度は、安全性やｐＨ調整の容易性等の観点から、希酸を用いることが好ましい。
前記酸は、廃液を酸性にするために添加されるものであり、廃液に有機溶媒を添加して、よく撹拌しながら、滴下していき、ｐＨ１〜６程度に調整することが好ましい。このように、廃液を酸性にすることにより、２層分離させることができる。
なお、酸の添加により、廃液の発熱が大きくなるおそれがある場合は、前記有機溶媒を添加した廃液を、０〜１０℃程度に、予め冷却しておくことが好ましい。
【００２０】
前記酸を滴下後、廃液中の樹脂塗料成分を十分に溶解し、２層分離を促進するため、廃液を加熱することが好ましい。
加熱温度は、３０〜１００℃が好ましく、４０〜８０℃であることがより好ましい。
前記加熱温度が低すぎる場合、２層分離しないおそれがあり、一方、高すぎると、有機溶媒が揮発しやすくなり好ましくない。
【００２１】
上記のように加熱する場合、加熱時間は、２０〜１２０分間が好ましく、３０〜６０分間とすることがより好ましい。
加熱時間が短すぎる場合、２層分離しないおそれがあり、一方、長すぎると、有機溶媒の揮発量が多くなり、作業性、安全性、環境負荷の点で好ましくない。
【００２２】
上記のようにして、酸性化された廃液は、静置して２層分離させた後、分液し、回収した水層を、次の第２工程に供する。
なお、分液された有機層は、次の第２の工程で回収される有機層と併せて廃棄されるが、焼却の燃料として用いることができる。
【００２３】
次に、第２工程では、前記第１工程で回収された水層に、有機溶媒及び活性炭を添加して、活性炭による吸着ろ過処理を行う。
前記有機溶媒及び活性炭を添加した水層は、よく撹拌し、前記水層中に残存している有機固形物の微粒子を活性炭に十分に吸着させる。
【００２４】
ここで添加される有機溶媒は、前記第１工程で添加された有機溶媒と同様のものが用いられ、また、添加量も同等でよい。
このような有機溶媒を用いることにより、後のろ過工程におけるろ過時間が短縮され、ろ過性の向上を図ることができる。
【００２５】
前記活性炭は、その種類や形状等は特に限定されるものではないが、例えば、粒径０．１〜１００ｍｍ程度の破砕状、粒状、粉末状等の植物質、石炭質又は石油質等の原材料からなるものを用いることができる。
前記活性炭の添加量は、添加される水層の量に対して０．０５〜５０％であることが好ましく、０．５〜２５％であることがより好ましい。
前記添加量が０．０５％未満の場合、前記水層中に残存している有機固形物の微粒子が十分に吸着されないおそれがある。一方、前記添加量が５０％を超える場合、それ以上の添加量に見合った吸着効果は得られず、コスト高になる。
【００２６】
上記のようにして吸着処理を行った後の活性炭は、分別除去する。この分別除去は、ろ過により行うことができ、例えば、金網等の粗めのろ材を用いて２回程度ろ過した後、ろ紙を用いて１回ろ過する等の工程を経て行うことができる。
【００２７】
ろ過後、回収したろ液を静置し、２層分離させた後、分液し、回収した水層を、次の第３工程に供する。
なお、分液された有機層は、先の第１工程で回収された有機層と併せて廃棄されるが、焼却の燃料として用いることができる。
【００２８】
次の第３工程では、前記第２の工程で回収された水層に、アルカリを添加して中和する。
ここで添加するアルカリは、一般的な無機アルカリを用いることができ、特に限定されるものではなく、例えば、苛性ソーダ、苛性カリ等が挙げられる。これらは、安全性やｐＨ調整の容易性等の観点から、水溶液を用いることが好ましい。
上記のようにして、有機物が除去処理された廃水は、一次工場廃水として廃棄することができる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例により制限されるものではない。
［実施例１］
水性塗料を含む廃液５００ｇに、酢酸イソブチル／ＭＩＢＫ混合溶媒（混合比７／３）５００ｇを混合し、撹拌しながら０℃に冷却した。これに、２．０ｍｏｌ／Ｌ硝酸５．５ｇを滴下し、ｐＨ１とした後、５０℃まで昇温した。３０分間撹拌した後、放冷して２層分離させ、水層５９４．９ｇを得た。
この水層に、前記混合溶媒５００ｇと活性炭２５ｇを混合した。２時間撹拌後、２００メッシュの金網で３．５時間かけて２回濾し、さらに、ろ紙で２．５時間かけてろ過した。静置後、水層を分液し、５０％苛性ソーダ水０．０９ｇにて中和し、水層（精製された廃水）２３６．９ｇ（収率４７．４％）を得た。
【００３０】
［実施例２］
水性塗料を含む廃液５００ｇに、酢酸イソブチル／ＭＩＢＫ混合溶媒（混合比９／１）５００ｇを混合し、撹拌しながら０℃に冷却した。これに、２．０ｍｏｌ／Ｌ硝酸４．１ｇを滴下し、ｐＨ１とした後、５０℃まで昇温した。３０分間撹拌した後、放冷して２層分離させ、水層（精製された廃水）６１６．２ｇを得た。
この水層に、前記混合溶媒５００ｇと活性炭２５ｇを混合した。２時間撹拌後、２００メッシュの金網で５．５時間かけて２回濾し、さらに、ろ紙で１０時間かけてろ過した。静置後、水層を分液し、５０％苛性ソーダ水０．０９ｇにて中和し、水層（精製された廃水）２７７．５ｇ（収率５５．５％）を得た。
【００３１】
［比較例１］
水性塗料を含む廃液５００ｇに、トルエン６００ｇと水１００ｇを混合し、撹拌しながら０℃に冷却した。これに、２．０ｍｏｌ／Ｌ硝酸５．５ｇを滴下し、ｐＨ１とした後、５０℃まで昇温した。３０分間撹拌した後、放冷して２層分離させ、水層８０１．０ｇを得た。
この水層に、トルエン５００ｇと活性炭２５ｇを混合した。２時間撹拌後、２００メッシュの金網で１０時間かけて２回濾し、さらに、ろ紙で２４時間かけてろ過した。静置後、水層を分液し、５０％苛性ソーダ水０．４２ｇにて中和し、水層（精製された廃水）２６４．８ｇ（収率４４．７％）を得た。
【００３２】
［比較例２］
水性塗料を含む廃液５００ｇに、酢酸イソブチル６００ｇと水１００ｇを混合し、撹拌しながら０℃に冷却した。これに、２．０ｍｏｌ／Ｌ硝酸６．１ｇを滴下し、ｐＨ１とした後、５０℃まで昇温した。３０分間撹拌した後、放冷して２層分離させ、水層８５６．４ｇを得た。
この水層に、トルエン５００ｇと活性炭２５ｇを混合した。２時間撹拌後、２００メッシュの金網で１５時間かけて２回濾し、さらに、ろ紙で１０時間かけてろ過した。静置後、水層を分液し、５０％苛性ソーダ水０．３５ｇにて中和し、水層（精製された廃水）１４４．７ｇ（収率２８．９％）を得た。
【００３３】
［比較例３］
水性塗料を含む廃液５００ｇに、ＭＩＢＫ６００ｇと水１００ｇを混合し、撹拌しながら０℃に冷却した。これに、２．０ｍｏｌ／Ｌ硝酸６．２ｇを滴下し、ｐＨ１とした後、５０℃まで昇温した。３０分間撹拌した後、放冷したが、２層分離しなかった。
さらに、ＭＩＢＫ２００ｇと活性炭２５ｇを混合し、２時間撹拌した。静置後も、２層分離しなかった。
【００３４】
上記実施例及び比較例の結果から、廃液に、酢酸イソブチル／ＭＩＢＫ混合溶媒を混合した場合（実施例１及び２）は、短いろ過時間で、高い収率で、浄化された廃水を得ることができることが認められた。
【図１】
2011050920.tif 000003