(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンを供給するオゾン供給部、紫外線を照射する紫外線照射部、光触媒を作用させる光触媒作用部の３つの機能を有機的に結合した除菌浄化ユニットの流入流路及び流出流路をメッキ工程中の各種処理槽に循環可能に接続し、前記除菌浄化ユニットを介して除菌浄化したメッキ処理水を循環させて被処理水中の有機物を除去する水処理装置であって、前記除菌浄化ユニットを前記メッキ工程中の各種処理槽に循環可能に回路構成し、各種処理槽の処理程度に応じて適宜の処理槽を順繰りに処理できるように制御構成したことを特徴とするメッキ処理工程の水処理装置。
【請求項２】
前記処理槽は、メッキ処理中の前処理と後処理の回収槽、洗浄槽などの各種の処理槽である請求項１に記載のメッキ処理工程の水処理装置。
【請求項３】
オゾンを供給するオゾン供給部、紫外線を照射する紫外線照射部、光触媒を作用させる光触媒作用部の３つの機能を結合した除菌浄化ユニットでメッキ工程中のメッキ処理水を除菌浄化するメッキ処理工程の水処理方法であって、前記メッキ処理水に前記オゾン供給部よりオゾンを供給してメッキ処理水をオゾンで殺菌し、かつオゾンをメッキ処理水に溶け込ませた後に前記オゾン供給部の下流側に接続された前記紫外線照射部と前記光触媒作用部でオゾンが溶け込んでいるメッキ処理水に前記紫外線照射部より紫外線を照射し、かつ当該紫外線照射部からの紫外線が前記光触媒作用部の光触媒に照射し、ラジカルが生成されて促進酸化させることにより前記メッキ処理水である被処理水中の有機物を除去するようにしたことを特徴とするメッキ処理工程の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メッキ処理工程の水処理装置とメッキ処理工程の水処理方法に関し、さらに詳しくはメッキ処理工程で使用されるメッキ処理水を再利用可能に除菌浄化し、このメッキ処理水で有機物を除去するようにした水処理装置と水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の水処理装置として、例えば、特許文献１の処理装置が知られている。同文献１の処理装置は、光触媒カートリッジと紫外線ランプとを有し、これらの作用によりメッキ工程で使用される洗浄水の細菌を除去するようになっている。この場合、光触媒機能を有する光触媒カートリッジが設けられ、この光触媒カートリッジは、不織布に酸化チタンを含ませたものからなっている。
一方、特許文献２においては水中の有機物の分解装置が記載されている。この分解装置は、排水のｐＨを７〜１０に調整する手段と、この排水に過酸化水素、オゾンを混合する手段により洗浄槽内の有機物を除去し、排水中に残存する過酸化水素やオゾンを分解除去処理した後の処理水を回収し、この処理水を洗浄水として再利用するようになっている。
これらの装置は、半導体や液晶の製造工程の一部を成すメッキ処理工程の水処理装置として、例えば、メッキ後の処理品を洗浄するための洗浄槽内に設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８３５２号公報
【特許文献２】特許第４４６５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の処理装置のように、光触媒カートリッジと紫外線ランプとを設けた構成により除菌浄化し、メッキ工程で大量に使用される洗浄水中の有機物を分解しようとする場合には、この大量の有機物を確実に分解するために大量の光触媒カートリッジが必要になり、紫外線ランプの強度を十分に上げる必要もある。この処理装置をメッキ洗浄槽内に設けようとする場合、混入する有機物を確実に分解除去するために処理槽全体が大型化することになる。仮に処理槽の大きさが不十分である場合には有機物が残留することがあり、この有機物量がある一定の濃度になるとぬめりやカビとして処理槽内に付着するおそれがあり、この場合にはメッキ処理品の洗浄効果が低くなる。
【０００５】
同文献２の有機物の分解装置では、過酸化水素とオゾンとによる促進酸化を利用しているが、有機物の分解除去を迅速におこなうためには処理槽に高濃度のオゾンと過酸化水素とを投入する必要があり、この処理槽に残留オゾン、過酸化水素を除去する機能を設けていることで全体が大型化する。この装置では所定のｐＨに調整するためにアルカリ系の薬品を投入しているが、この場合、アルカリ系薬品の投入装置が必要になることで装置が更に大型化することになる。処理水のｐＨ調整する方法に制限はないことが記載されているが、アルカリ系薬品の投入以外によるｐＨ調整方法は具体的に記載されていない。
【０００６】
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、促進酸化により除菌浄化したメッキ処理水により有機物を除去できるようにした水処理装置と水処理方法であり、メッキ工程中の処理槽の大型化を防ぎつつ既存の処理槽に接続して各処理槽のぬめりやカビを除去したりその付着を防止して水処理時の高い洗浄機能を維持できるメッキ処理工程の水処理装置とメッキ処理工程の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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、オゾンを供給するオゾン供給部、紫外線を照射する紫外線照射部、光触媒を作用させる光触媒作用部の３つの機能を有機的に結合した除菌浄化ユニットの流入流路及び流出流路をメッキ工程中の各種処理槽に循環可能に接続し、前記除菌浄化ユニットを介して除菌浄化したメッキ処理水を循環させて被処理水中の有機物を除去する水処理装置であって、前記除菌浄化ユニットを前記メッキ工程中の各種処理槽に循環可能に回路構成し、各種処理槽の処理程度に応じて適宜の処理槽を順繰りに処理できるように制御構成したメッキ処理工程の水処理装置である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記処理槽は、メッキ処理中の前処理と後処理の回収槽、洗浄槽などの各種の処理槽であるメッキ処理工程の水処理装置である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、オゾンを供給するオゾン供給部、紫外線を照射する紫外線照射部、光触媒を作用させる光触媒作用部の３つの機能を結合した除菌浄化ユニットでメッキ工程中のメッキ処理水を除菌浄化するメッキ処理工程の水処理方法であって、前記メッキ処理水に前記オゾン供給部よりオゾンを供給してメッキ処理水をオゾンで殺菌し、かつオゾンをメッキ処理水に溶け込ませた後に前記オゾン供給部の下流側に接続された前記紫外線照射部と前記光触媒作用部でオゾンが溶け込んでいるメッキ処理水に前記紫外線照射部より紫外線を照射し、かつ当該紫外線照射部からの紫外線が前記光触媒作用部の光触媒に照射し、ラジカルが生成されて促進酸化させることにより前記メッキ処理水である被処理水中の有機物を除去するメッキ処理工程の水処理方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、除菌浄化ユニットで除菌浄化したメッキ処理水によって有機物を除去し、除菌浄化ユニットの流入流路及び流出流路をメッキ工程中の各種処理槽に循環可能に接続することで処理槽が大型化することなく、薬品を用いることなく既存の各処理槽の有機物によるぬめりやカビを除去したりその付着を防止して水処理時の高い洗浄機能を維持できる。このように除菌浄化ユニットの除菌浄化機能によりメッキ処理水を再利用でき、処理槽の清浄化状態を常時確保して水処理効果を高めることができる。しかも、メッキ工程中の各種処理槽に循環可能に回路構成して適宜の処理槽を順繰りに処理することで各処理槽を定期的に洗浄でき、１つの除菌浄化ユニットを用いてメッキ工程全体の大型化を防ぎながら各処理槽の汚れ具体に応じて有機物を除去し、ぬめりやカビを除去したりその付着を防止して精度の高いメッキ処理を実施して高品質のメッキ処理品を得ることが可能になる。
【００１３】
また、本発明によると、オゾンが溶け込んでいるメッキ処理水中にさらに紫外線を照射し、かつ紫外線が光触媒に照射してラジカルが生成され、促進酸化させることによりメッキ処理水である被処理水中の有機物を確実に除去し、もって、メッキ処理工程中におけるメッキ処理水の高い洗浄性能を得ることが可能となる。
【００１６】
さらには、メッキ処理中の前工程と後処理の何れの場合にも利用でき、回収槽や洗浄槽などの各種の処理槽に設けることができるため、既存のメッキ処理設備の大型化を防ぎつつ各処理工程に水処理を施して各種処理槽の有機物によるぬめりやカビを確実に除去したり付着を防止してメッキ処理設備全体の清浄化を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】メッキ処理工程の一部を示す模式図である。
【図２】本発明のメッキ処理工程の水処理装置の一実施形態を示す模式図である。
【図３】除菌浄化ユニットの一例を示す概略断面図である。
【図４】図３におけるオゾン供給ユニットの模式図である。
【図５】図３における紫外線・光触媒ユニットの模式図である。
【図６】本発明のメッキ処理工程の水処理装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図７】（ａ）は除菌浄化後の洗浄槽の状態を示す写真である。（ｂ）は除菌浄化前の洗浄槽の状態を示す写真である。
【図８】（ａ）は除菌浄化後の循環用パイプの状態を示す写真である。（ｂ）は除菌浄化前の循環用パイプの状態を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明におけるメッキ処理工程の水処理装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１においてはメッキ処理工程の一部、図２においては本発明のメッキ処理工程の水処理装置の模式図、図３においては、除菌浄化ユニットの一例を示している。
【００１９】
図１のメッキ処理工程に示すように、ワークにメッキ処理を施す場合、その設備の一部としてメッキ槽１、処理槽２が設けられる。メッキ槽（金メッキ槽）１は、図２のプリント基板等のワーク４にメッキを施す場合に用いられ、この金メッキ槽１でワーク４表面に金メッキ処理が施される。本実施形態では、メッキ処理として金メッキを施しているが、このメッキ処理は金メッキ以外であってもよい。
【００２０】
処理槽２は、回収槽５０と洗浄槽５１とを有しており、回収槽５０はメッキ後のワーク４により汲み出された図示しないメッキ液を回収するために設けられ、洗浄槽５１はメッキ処理水５によりメッキ処理後のワーク４を洗浄するために設けられる。回収槽５０は、第１回収槽５０ａとこの第１回収槽５０ａの２次側の第２回収槽５０ｂとを有し、洗浄槽５１は、第１洗浄槽５１ａとこの第１洗浄槽５１ａの２次側の第２洗浄槽５１ｂとを有している。
【００２１】
図示しないが、上記の工程以外のメッキ処理工程として、金メッキ槽１によるメッキ処理前にはワークの研磨、脱脂、酸浸漬、酸活性、水洗などの処理が必要に応じておこなわれ、一方、洗浄槽によるワーク洗浄後には酸活性、クロメート処理、水洗などの処理が必要に応じておこなわれ、その後、乾燥処理がおこなわれる。
【００２２】
前記の処理槽２としては、メッキ処理中の前処理と後処理の回収槽、洗浄などの各種の処理槽とすることができ、何れの処理槽にも本発明の水処理装置を設けることが可能である。本実施形態においては、上記のようにメッキ槽１の後処理である処理槽２のうちの洗浄槽５１の第１洗浄槽５１ａに水処理装置を設けている。
【００２３】
図２に示すように、この第１洗浄槽５１ａに設けられるメッキ処理工程の水処理装置は、除菌浄化ユニット３、ｐＨ調整機能部５５、ｐＨセンサ５６を有している。
図３、図４において、除菌浄化ユニット３は、オゾン供給部１５と、紫外線照射部１６と、光触媒作用部１７とを有し、流入流路６０及び流出流路６１によりメッキ工程中の各種処理槽２に循環可能に接続される。水処理装置は、この除菌浄化ユニット３を介して除菌浄化したメッキ処理水５を図示しないポンプにより循環させて被処理水中６２の有機物６３を除去するようになっている。
【００２４】
図３のオゾン供給部１５は、メッキ処理水５にオゾンを供給し、紫外線照射部１６はメッキ処理水５に紫外線を照射し、光触媒作用部１７はメッキ処理水５に光触媒を作用させるようになっている。本実施形態においては、オゾン供給部１５はオゾン供給ユニット１８内、紫外線照射部１６と光触媒作用部１７とは紫外線・光触媒ユニット１９内にそれぞれ設けられている。このように、オゾン供給ユニット１８と紫外線・光触媒ユニット１９とは別体に形成され、オゾン供給ユニット１８の下流側に紫外線・光触媒ユニット１９が接続されて除菌浄化ユニット３が構成されている。
【００２５】
除菌浄化ユニット３は、オゾン供給ユニット１８と紫外線・光触媒ユニット１９とを個別に動作させることが可能であり、オゾン供給部１５、又は、紫外線照射部１６・光触媒作用部１７を必要に応じて単独で動作させることができる。これにより、オゾンの供給、紫外線の照射、光触媒の作用をそれぞれ働かせてこれらの３つの機能を有機的に結合している。除菌浄化ユニット３をオゾン供給ユニット１８と、紫外線・光触媒ユニット１９とによる別体のユニット構造としているため、各ユニットの内部構造が簡略化している。
【００２６】
図４において、オゾン供給部１５（オゾン供給ユニット１８）は、中央部に金属棒２０を有し、この金属棒２０の外周側に、約０．５ｍｍ程度の隙間２１を介して略円筒状の誘電体２２が配設されている。誘電体２２は、例えば、ガラス、セラミック、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン)等の材料からなり、この誘電体２２の入口側、出口側には、それぞれ供給口２３、吐出口２４が形成されている。また、誘電体２２の外周側には、この誘電体２２と接地した状態で接地体２５が設けられる。接地体２５は、例えば、金属或は水等の液体であればよく、本例においては、円筒状の金属により形成されている。
【００２７】
オゾン供給部１５は、収納容器２６に収納され、この収納容器２６には、乾燥空気の入口である空気入口ポート２７と、オゾンガスの出口であるガス出口ポート２８と、高圧の液体の入口である液体入口ポート２９と、高圧の液体の出口である液体出口ポート３０とが形成されている。このうち、空気入口ポート２７は供給口２３と、ガス出口ポート２８は吐出口２４と連通し、空気入口ポート２７は、オゾン供給部１５の内部を介してガス出口ポート２８と連通している。一方、液体入口ポート２９と液体出口ポート３０は、収納容器２６とオゾン供給ユニット１８との空間を介して連通している。
この構成により、オゾン供給ユニット１８は、空気又は空気よりも酸素濃度の高い気体を原料としてオゾンを生成し、このオゾンを溶存酸素と共に液体に気泡状態で混合させるエジェクター４１に接続されている。
【００２８】
一方、図５に示すように、紫外線・光触媒ユニット１９は、中央部に紫外線光源３１を有し、この紫外線光源３１の外周側に保護用の保護筒３２が設けられている。紫外線光源３１は、紫外線を照射可能に設けられ、後述する光触媒３３から正孔および電子を効率良く生じさせるために、例えば、波長が４１０ｎｍ以下の紫外線を多く含む特性とすることがよい。紫外線光源３１としては、例えば、紫外線ランプや低圧又は高圧水銀ランプを用いることが好ましい。更に、紫外線光源は、４００ｎｍの波長を有する蛍光ランプや、紫外光を照射するＬＥＤを複数個並べたものであってもよい。ただし、促進酸化効果を効率良く発揮させるためには、２５４ｎｍの波長を用いるのが最も良い。紫外線光源がＬＥＤランプのときには、この光源本体の寿命を延ばすことと小型化が可能になり、更には、発熱量も抑えられて効率の良い浄化が可能になる。更に、図示しないが、紫外線光源の形状は、直線（ストレート）形、円筒（サークル）形、螺旋形、波形などであればよく、何れかの形状を選択することで光触媒３３を効率的に機能させることが可能になる。
【００２９】
紫外線光源３１の外周の保護筒３２は、例えば、石英ガラスやホウ珪酸ガラス、高珪酸ガラスなどから形成される。このうち、特に、ホウ珪酸ガラス、高珪酸ガラスは、比較的安価であり、材料をそのまま使用することができるが、紫外線透過率、耐熱性、強度等の点を考慮した場合、石英ガラスを材料とすることが最も好ましい。保護筒３２の外周側には所定の内径を有する外筒３４が設けられ、この外筒３４と保護筒３２との間にメッキ処理水５の流路３５が形成されている。この流路３５内に、光触媒作用部である光触媒３３が配設されている。
【００３０】
図５において、光触媒３３は、金属チタン基材４５の表面を酸化させて酸化チタン４６を生成することで剥離しない光触媒を利用したものであり、例えば、図示しない網やチタン線、繊維状チタン材料の集合体、その他多孔性チタン材料等からなるチタン又はチタン合金などの材料の表面側に二酸化チタンを被覆することで形成される。金属チタン基材４５を細状に形成した場合には反応面積が大きくなり、オゾンとの反応性が良くなる。金属チタン基材４５はチタンやチタン合金以外の材料であってもよく例えば、ガラスやシリカゲル等を材料とし、この材料の表面に酸化チタン４６を形成するようにしてもよい。しかし、耐久性を考えた場合、チタン基材に生成したものが良い。
【００３１】
本例においては、紫外線・光触媒ユニット１９の中央部に紫外線光源３１を配置した構造としていることでユニット全体のコンパクト化を図ることができ、かつ、メッキ処理水５に効率的に紫外線を照射できる。図示しないが、紫外線・光触媒ユニットを保護筒の外側に紫外線光源、内側に光触媒をそれぞれ設けた構造としてもよい。この場合、メッキ処理水５は保護筒の内部を流れることになる。
【００３２】
図３において、紫外線・光触媒ユニット１９には、入口側接続口３６、出口側接続口３７が設けられ、この各接続口３６、３７に前述した流入流路６０、流出流路６１がそれぞれ接続される。更に、流入流路６０には分岐流路３８が設けられ、この分岐流路３８は、２次側が液体入口ポート２９に接続されている。分岐流路３８の途中には加圧ポンプ３９が設けられ、この加圧ポンプ３９により分岐流路３８からオゾン供給ユニット１８に流入流路６０を流れるメッキ処理水５の一部が供給される。
【００３３】
また、流入流路６０の分岐流路３８よりも二次側には戻り流路４０が設けられ、この戻り流路４０により流入流路６０と液体出口ポート３０とが接続される。更に、戻り流路４０の途中には前記エジェクター４１が設けられ、このエジェクター４１は、逆止弁４２を介してガス供給路４３によってガス出口ポート２８と繋がっている。
【００３４】
逆止弁４２は、適宜の態様に設けられ、オゾン供給ユニット１８から供給されるオゾンや溶存酸素の逆流を防ぐために設けられている。また、エジェクター４１は、例えば、セラミックや金属を材料としてリング状に形成され、戻り流路４０から流れる液体と、ガス供給路４３から流れるオゾン（及び溶存酸素）とを混合させることにより微細気泡状の混合液（オゾン水）をつくるようになっている。このとき、逆止弁４２を通過したオゾンと溶存酸素は、エジェクター４１内部の図示しない溢路により流速が早められながら流入流路６０に供給され、気泡状態で液体中に溶け込んだ状態になる。
【００３５】
図２において、ｐＨ調整機能部５５は除菌浄化ユニット３の内部に設けられ、更に、ｐＨ調整機能部５５と処理槽２との間にｐＨセンサ５６が設けられている。ｐＨ調整機能部５５は、ｐＨセンサ５６により測定された処理槽２内のメッキ処理水５のｐＨ値に基づいて、オゾン供給部１５、紫外線照射部１６、或は光触媒作用部１７の３つの機能をそれぞれ制御することにより、処理槽２のｐＨを最適値に制御することが可能になっている。これにより、処理槽２内のｐＨをｐＨセンサ５６で予め設定した設定値に近づけることも可能になっている。
【００３６】
この場合、ｐＨ調整機能部５５は、メッキ処理水５が酸性のときにアルカリ性に近づくまでオゾン供給部１５を停止させ、かつ、紫外線照射部１６と光触媒作用部１７とを動作させるようになっており、一方、メッキ処理水５がアルカリ性のときに酸性に近づくまで紫外線照射部１６と光触媒作用部１７とを停止させ、かつ、オゾン供給部１５を動作させるようになっている。
【００３７】
更に、ｐＨ調整機能部５５は、洗浄槽２内のメッキ処理水５が設定したｐＨに近づいたときに、オゾン供給部１５と紫外線照射部１６と光触媒作用部１７とを併用する信号を発すことが可能であり、この信号によりオゾン供給部１５、紫外線照射部１６、光触媒作用部１７の動作による促進酸化で除菌浄化をおこなうようになっている。この場合、オゾン供給部１５の単独、或は、紫外線照射部１６と光触媒作用部１７とによる動作により除菌浄化効果を発揮することもでき、この場合でも常にメッキ処理水５の清浄化が図られる。
【００３８】
また、図２に示すように、上述した水処理装置には、逆止バルブ７０、補給流路７１、エアセパレータ７２、気液分離部７３、ガス処理槽７４、ドレン弁７５が設けられている。
逆止バルブ７０は、流入流路６０の１次側に設けられ、この流入流路６０から洗浄槽２へのメッキ処理水５の逆流を防いでいる。図示しないが、逆止バルブ７０の１次側にフィルタを設け、このフィルタによりゴミなどの混入を防ぐようにしてもよい。補給流路７１は、処理槽２に外部から洗浄水又は純水或は上水等５を補給するために設けられる。
【００３９】
エアセパレータ７２は、流出流路６１の途中に設けられ、除菌浄化ユニット３により除菌浄化されたメッキ処理水５内に含まれる気泡を分離し、腐食の原因となる溶存酸素を除去可能になっている。気液分離部７３は、エアセパレータ７２の２次側に流出流路６１と別に設けられた戻し流路７６に配設され、気泡からオゾンガスを分離しこのオゾンガスをガス処理槽７４に、オゾンガスを分離したメッキ処理水５を戻し流路７６にそれぞれ流すようになっている。ガス処理槽７４は、オゾンガスを無害な状態に処理し、ガス出口７４ａより外部に放出可能になっている。ドレン弁７５は、除菌浄化ユニット３内に蓄積したメッキ処理水５を外部に排出するために用いられる。
【００４０】
これらのエアセパレータ７２、気液分離部７３、ガス処理槽７４により、除菌浄化ユニット３で除菌浄化したメッキ処理水５に含まれるオゾンガスを分離させて流出流路６１より処理槽２に戻すと同時に、エアセパレータ７２、気液分離部７３により気泡から分離した一部のメッキ処理水５を戻し流路７６より処理槽２に戻すことが可能になっている。
【００４１】
流入流路６０を介してメッキ処理水５が除菌浄化ユニット３内に流れると、このメッキ処理水５は、入口側接続口３６から紫外線・光触媒ユニット１９内に供給される。このとき、メッキ処理水５の一部は、図２において分岐流路３８を介して液体入口ポート２９よりオゾン供給ユニット１８内に流入される。
【００４２】
処理槽２内のメッキ処理水５はｐＨセンサ５６でｐＨが測定され、このｐＨの値に基づいてオゾン供給部１５、紫外線照射部１６、光触媒作用部１７の動作が制御される。その際、光触媒作用部１７は、紫外線照射部１６の紫外線光源３１の点灯によりその機能を発揮し、紫外線光源３１の消灯時には機能しないため、動作を制御する必要はない。
【００４３】
オゾン供給ユニット１８が動作すると、オゾン供給部１５において図示しない高圧電源から電圧が印加されて金属棒２０が高圧に帯電された状態で空気入口ポート２７より空気、又は、空気よりも酸素濃度の高い気体が原料として供給されてこの気体が隙間２１を流れる。このとき、金属棒２０と誘電体２２・接地体２５とによって隙間２１が放電空間となってこの隙間２１内にオゾンが生成される。このオゾンは、吐出口２４を介してガス出口ポート２８から吐出され、エジェクター４１の働きによって溶存酸素とともに戻り流路４０から流入流路６０を流れる液内中に混入される。
【００４４】
この場合、鉄分やＭｎをメッキ処理水５中に補充するようにし、例えば、鉄分を含ませたメッキ処理水５にオゾン供給部１５によりオゾンを投与した場合には、一般的なオゾン処理により鉄は、
２Ｆｅ２＋＋Ｏ３＋Ｈ２Ｏ→２Ｆｅ３＋＋Ｏ２＋２（ＯＨ）−
２Ｆｅ３＋＋３Ｈ２Ｏ→Ｆｅ（ＯＨ）３↓＋３Ｈ＋
の２段階の変化を経る。この時に生じる水素イオンがメッキ処理水５のｐＨを下げて酸性にする要因となっている。ここで、Ｆｅ２＋は第一鉄イオン、Ｆｅ３＋は第二鉄イオンであり、↓は沈殿を表している。
【００４５】
このときのオゾンによる殺菌効果は、通常ＣＴ値と呼ばれる値で表される。ＣＴ値とは、オゾン濃度とオゾンが液体に接触するときの接触時間の積であり、例えば、オゾン濃度が高い場合にはオゾンの接触時間が短くても殺菌が可能になっている。
また、ｐＨとオゾン濃度には、明確な関係があり、ｐＨが高くなればより多くのオゾンを投入しなければこのときのオゾン濃度を確保できなくなる。その際、ｐＨが８を越えるとオゾン濃度の維持が困難になり、ｐＨが９を越えるとオゾンの投入を増やしてもオゾン濃度が上昇しにくくなる。よって、中性域から酸性域では、殺菌力が高くｐＨ８を越えると殺菌力が弱くなる。
【００４６】
続いて、メッキ処理水５は、分岐流路３８に流れない液体とともに紫外線・光触媒ユニット１９内に流入する。このとき、紫外線・光触媒ユニット１９が動作していると、このユニット内に流入したメッキ処理水５は、流路３５内の紫外線光源３１と光触媒３３とを通過して、紫外線照射部１６と光触媒作用部１７とにより除菌浄化される。
【００４７】
この場合、オゾンが溶け込んだメッキ処理水５に紫外線照射部１６より紫外線を照射すると、・ＯＨ（ヒドロキシラジカル又はＯＨラジカル）といわれるラジカル（不対電子を持つ化学種で活性化が強い物質）が生成される。この・ＯＨは、活性化が強いため、水中の炭酸イオンや、炭酸水素イオンと反応し、急速に過酸化水素水や水酸イオンや水になる。このとき発生する水酸イオンはアルカリ基であり、これにより促進酸化させると液体がアルカリ性に移行する。
更に、紫外線光源３１からの紫外線が光触媒３３に照射され、この光触媒３３の表面でも・ＯＨが生成される。これらの作用により、メッキ処理水５がアルカリ性に移行する。
【００４８】
メッキ処理水５がオゾン供給ユニット１８、紫外線・光触媒ユニット１９を通過するときには、上述したように、ｐＨセンサ５６により測定したｐＨの値によって、各ユニット１８、１９にｐＨセンサ５６から制御信号が送られてメッキ処理水５が設定したｐＨに近づけられる。
【００４９】
このときの動作例を具体的に説明する。例えば、メッキ処理水５のｐＨが設定値よりも高くなった場合、このメッキ処理水５を酸性側に近づけるために紫外線光源３１を消灯してオゾン供給部１５のみを動作させて除菌浄化する。その際、メッキ処理水５のｐＨを６〜６．５の範囲内に調整する場合、ｐＨが６．５を越えたときに紫外線光源３１を消灯してオゾン供給部１５を１日〜１０日程度運転させるようにｐＨセンサ５６を制御する。そして、この運転中にメッキ処理水５のｐＨが６を切ったときに紫外線光源３１を点灯させて、オゾン供給部１５と紫外線照射部１６と光触媒作用部１７とによる通常の運転を行うようにする。
そして、再度、メッキ処理水５のｐＨが６を切った場合には、オゾン供給部１５を間欠的に動作させるか、或は動作を停止させて紫外線照射部１６と光触媒作用部１７とを１日〜１０日程度動作させる。更に、この動作中にｐＨが６．５を越えたときには、オゾン供給部１５を再度動作させて通常運転を行うようにすればよい。
【００５０】
この場合、メッキ処理水５のｐＨが上昇したときには、紫外線光源３１を消灯してオゾン供給部１５のみを動作させて徐々にｐＨを酸性側に移行させるとよい。続いて、メッキ処理水５が酸性に傾こうとしたときには、紫外線光源３１を点灯してｐＨをアルカリ性に傾けるようにするが、このときオゾン供給部１５を停止して紫外線照射部１６と光触媒作用部１７とを動作させることにより速くアルカリ性に移行させることが可能となる。
【００５２】
図１において、金メッキ槽１により金メッキされたワーク４のメッキ液が第１回収槽５０ａ、第２回収槽５０ｂにより回収され、続いてワーク４は第１洗浄槽５１ａ、第２洗浄槽５１ｂにより洗浄される。これらの処理槽２にはワーク４に付着した有機物６３を含むメッキ廃液が混入し、有機物６３により汚れが生じる。このとき、第１回収槽５０ａ、第２回収槽５０ｂ、第１洗浄槽５１ａ、第２洗浄槽５１ｂの順に混入する有機物６３が減少するが、この有機物量がある一定の濃度になったときに各処理槽２内にカビやぬめりが付着し、特に、第２回収槽５０ｂや第１洗浄槽５１ａ、第２洗浄槽５０ｂにおいてこの現象が顕著になる。ぬめりやカビがワーク４に付着するとこのワーク４が製品として不良になって歩留りが悪くなる。
【００５３】
本発明のメッキ処理工程の水処理装置は、オゾン供給部１５、紫外線照射部１６、光触媒作用部１７の３つの機能を有機的に結合した除菌浄化ユニット３を、流入流路６０及び流出流路６１により処理槽２に循環可能に接続しているので、この処理槽２が大型化することを防いで装置全体をコンパクトに設けることができる。除菌浄化ユニット３を介して除菌浄化したメッキ処理水５を循環させて被処理水６２中の有機物６３を除去しているので、薬品を用いることなくメッキ処理水５に含まれる有機物６３を確実に除去して処理槽２へのぬめりやカビの付着を防止したり取り除いたりすることができる。
この場合の除菌浄化ユニット３の浄化能力としては、例えば、回収槽５０、洗浄槽５１のサイズが２５０〜５００Ｌ程度の場合、オゾンの発生量を毎時５００ｍｇとし、電力８Ｗ程度の能力の紫外線ランプ（紫外線光源）であればよいため、小型で軽量、かつ経済性に優れた構成に設けることができる。
【００５４】
ここで除菌浄化ユニット３により洗浄槽５１を除菌浄化したときの写真を図７に示す。図７（ａ）は、除菌浄化後の洗浄槽５１の状態を示しており、図７（ｂ）は、除菌浄化前の洗浄槽５１の状態を示している。
【００５５】
図７（ｂ）においては、洗浄槽５１を清掃した後に交換用の純水（メッキ処理水）５を満たし、洗浄槽５１によりメッキ後のワーク（基板）４を洗浄したときの４日目の状態を示している。この場合、写真に示すようにカビやぬめりの発生が確認された。
これに対して、本発明のメッキ処理工程の水処理装置を洗浄槽５１に設けた場合には、この洗浄槽５１の清掃及び純水の交換後に６日経過した場合でも、図７（ａ）に示すようにカビやぬめりの発生が確認されず、洗浄槽５１の良好な環境を維持することができた。
このとき、メッキ処理水５中に含まれる一般細菌数も測定したが、水処理装置の作動前にはこの一般細菌数が９４０００個／ｍＬであったのに対し、水処理装置を作動して一週間後には３個／ｍＬであり、メッキ処理水５に悪影響を与える細菌数を激減できたことが確認された。
【００５６】
また、図示しないが、銅メッキのメッキラインにおいて、ワークに銅メッキを施す前の前処理の洗浄ラインの洗浄槽に、本発明のメッキ処理工程の水処理装置を洗浄装置に設けた場合の循環用パイプへの有機物の付着状態を確認した。図８（ａ）は、除菌浄化後の循環用パイプの状態を示し、図８（ｂ）は、除菌浄化前の循環用パイプの状態を示している。
【００５７】
銅メッキの前処理ラインでは、洗浄槽の清掃後に純水を満たしてワークの洗浄を開始した場合、ほぼ２か月経過後には図８（ｂ）に示すように洗浄槽の循環用パイプの内部に有機物が付着して、循環用パイプがほぼ詰まった状態になった。
この洗浄槽に本発明のメッキ処理工程の水処理装置を設けた場合、図８（ａ）に示すように循環用パイプ内部の付着物が除去された。このときの洗浄水中に含まれる一般細菌数を測定したところ、測定初日において一般細菌数が４個／ｍＬ、２日目以降では一般細菌数が０個／ｍＬとなった。このように本発明の水処理装置を前処理ラインの洗浄槽に用いた場合には、付着物を除去しながら一般細菌数の発生を抑えることで循環用パイプ（配管）の洗浄作業を実施する必要が無くなり、延いては、メッキ処理時の歩留りを向上することもできる。
【００５８】
図６においては、本発明のメッキ処理工程の水処理装置の他の実施形態を示している。なお、この実施形態において前記実施形態と同一部分は同一符号によって表し、その説明を省略する。
この実施形態においては、メッキ工程中の各種処理槽２の回収槽５０である第１回収槽５０ａ、第２回収槽５０ｂ、及び洗浄槽５１である第１洗浄槽５１ａ、第２洗浄槽５１ｂに流入流路６０及び流出流路６１で除菌浄化ユニット３が接続され、それぞれの処理槽２と流入流路６０及び流出流路６１との間に自動バルブからなる切換バルブ８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７が設けられ、これらの切換バルブ８０〜８７の開閉の切換えにより除菌浄化ユニット３を各種処理槽２に循環可能に回路構成されている。例えば、切換バルブ８０、８１を開状態、残りの切換バルブ８２〜８７を閉状態にすることで、除菌浄化ユニット３により第１回収槽５０ａにメッキ処理水５を循環させて図２の被処理水６２中の有機物６３を除去することが可能になっている。
【００５９】
更に、この除菌浄化ユニット３にはタイマー８８が接続されており、水処理装置はタイマー８８の時間の測定により、各種処理槽２の処理程度に応じて適宜の処理槽２を順繰りに処理できるように制御構成されている。この場合、各処理槽２のそれぞれに対して除菌浄化ユニット３を設ける必要がなく、１つの除菌浄化ユニット３を流入流路６０及び流出流路６１で接続することでメッキ処理水を除菌浄化して有機物を除去できる。このとき、所定時間毎にタイマー８８を切換えることで全ての処理槽２の有機物量を効果的に減少させ、メッキ処理後のワークの不良率を減少させることも可能になる。また、有機物により最も汚れが酷くなる傾向にある第１回収槽５０ａの処理時間を長くすることで、この第１回収槽５０ａよりも下流側の処理槽２のぬめりやカビを発生し難くすることができ、メッキ処理水５の水量を少なくでき、歩留りを飛躍的に向上することもできる。
【００６０】
この場合、一般的に処理槽２は有機物によりアルカリ性になることが多いが、仮に処理槽２が有機物により酸性になった場合でも、前述したように図３において除菌浄化ユニット３のオゾン供給部１５を停止し、光触媒作用部１７と紫外線照射部１６とを動作させることでメッキ処理水５を理想的な中性からアルカリ性に移行させることが可能であり、その後、オゾン供給部１５を動作させることで効果的な促進酸化による除菌浄化効果が得られる。このようにアルカリ性、酸性の何れの特性の有機物にも対応できる。通常時においては、オゾン供給部１５、紫外線照射部１６、光触媒作用部１７による３つの機能を随時働かせることでｐＨ変化の少ない運転も可能である。
【００６１】
また、切換バルブ８０〜８７を手動で切換え可能に設けることもでき、この場合、例えば、目視により各処理槽２の汚れ具合を確認し、除菌浄化の特に必要な処理槽２を集中的に除菌浄化しながら各処理槽２を均等に除菌浄化することができる。
【符号の説明】
【００６２】
２  処理槽
３  除菌浄化ユニット
５  メッキ処理水
１５  オゾン供給部
１６  紫外線照射部
１７  光触媒作用部
３３  光触媒
４５  金属チタン基材
４６  酸化チタン
５０  回収槽
５０ａ  第１回収槽
５０ｂ  第２回収槽
５１  洗浄槽
５１ａ  第１洗浄槽
５１ｂ  第２洗浄槽
５５  ｐＨ調整機能部
６０  流入流路
６１  流出流路
６２  被処理水
６３  有機物
【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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【図８】
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