(57)【要約】【課題】水系塗料排水中のＣＯＤ成分の凝集が効率的で安定した水系塗料排水の処理方法およびその装置を提供する。【解決手段】本発明の水系塗料排水の処理方法は、水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂の懸濁が発生する水溶性高分子の曇点まで水系塗料排水を加温し、加温温度を保持して固液分離している。この場合において曇点まで加温した水系塗料排水の加温温度を保持したまま凝集剤を添加するとよい。また水系塗料排水に無機塩を添加して加温するとよい。【選択図】図１
2008062166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂の懸濁が発生する水溶性高分子の曇点まで前記水系塗料排水を加温し、加温温度を保持したまま固液分離することを特徴とする水系塗料排水の処理方法。
【請求項２】
前記曇点まで加温した前記水系塗料排水の加温温度を保持したまま凝集剤を添加することを特徴とする請求項１記載の水系塗料排水の処理方法。
【請求項３】
前記水系塗料排水に無機塩を添加して加温することを特徴とする請求項１または２記載の水系塗料排水の処理方法。  
【請求項４】
前記固液分離した分離水を生物処理することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の水系塗料排水の処理方法。
【請求項５】
前記水系塗料排水の雲点を検出し、前記曇点を保持することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の水系塗料排水の処理方法。
【請求項６】
水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂を固液分離する水系塗料排水の処理装置であって、
前記水系塗料排水を加温して前記顔料・樹脂の懸濁を検出して水溶性高分子の曇点に設定する雲点設定手段と、
前記雲点設定手段の設定した前記曇点まで加温し保持する加温保持手段と、
を備えたことを特徴とする水系塗料排水の処理装置。
【請求項７】
水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂を固液分離する水系塗料排水の処理装置であって、
前記顔料・樹脂の懸濁が発生する水溶性高分子の曇点まで加温する加温槽と、前記加温槽の加温温度を保持したまま凝集させる凝集槽を備えたことを特徴とする水系塗料排水の処理装置。
【請求項８】
水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂を固液分離する水系塗料排水の処理装置であって、
前記水系塗料排水の流路を形成し、
前記流路には、前記顔料・樹脂の懸濁が発生する水溶性高分子の雲点まで前記流路を加温し保持する加温保持手段と、
前記水系塗料排水の加温温度を保持した前記流路に凝集剤を添加する凝集添加手段と、
を備えたことを特徴とする水系塗料排水の処理装置。
【請求項９】
水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂を固液分離する水系塗料排水の処理装置であって、
前記顔料・樹脂の懸濁が発生する水溶性高分子の雲点まで加温する加温手段と、
前記水系塗料排水の加温温度を保持したまま凝集剤を添加する凝集手段と、
凝集した前記水系塗料排水を固液分離する固液分離手段と、
を単一処理槽に形成した回分式加温固液分離槽を備えたことを特徴とする水系塗料排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にＣＯＤ濃度の高い水系塗料排水の処理方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
顔料・樹脂に水溶性高分子を添加し、電荷的作用で顔料と樹脂を分散させた水系塗料がある。水系塗料はトルエンやキシレンなどの溶剤を使用せず、油性塗料に比べて揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）の発生が少ないという特質を備えている。したがって環境問題、作業環境等の改善のため自動車等の塗装は油性塗料から水系塗料に変更されつつある。
【０００３】
しかしながら水系塗料は従来の油性塗料とは異なり、塗料成分が水に溶解するため、塗料ブースから排出される水系塗料排水はＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）濃度が高くなり、通常の排水処理方法では処理が困難である。このため、通常の排水処理方法で処理できない残存ＣＯＤは、活性炭吸着により除去しており、その運転費用が莫大なものとなっている。
【０００４】
そこで水系塗料排水に含まれる難分解性ＣＯＤ成分である樹脂・顔料を凝集させ分離する方法が考案され、加熱して液温５０度以上で３０分以上保持することで粒子を硬化させて、凝集剤添加で沈殿分離除去する方法（特許文献１）や、排水のｐＨを酸性に低下させて樹脂や顔料をフロックとして沈殿除去する方法（特許文献２）が知られている。
【特許文献１】特公平６−８５９１７号公報
【特許文献２】特開２００１−２１９１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１のように、前処理として排水を加熱して液温５０度以上で３０分以上保持することで粒子を硬化させ、凝集剤添加で沈殿分解除去する方法は、硬化させるのに５０度以上かつ３０分間の加熱時間が必要であり、特に排水量が多い場合、加温エネルギーが膨大となり、多量の排水処理には非効率的という問題がある。
【０００６】
また特許文献２のように、ｐＨを酸性に低下させ樹脂や顔料をフロックとし沈殿除去する方法は、凝集剤を使用せずに樹脂や顔料を分離可能であるが、排水中の夾雑物質の影響でフロックを形成しない場合もあり、排水処理が不安定であった。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため、水系塗料排水中のＣＯＤ成分の凝集が効率的で安定した水系塗料排水の処理方法およびその装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の水系塗料排水の処理方法は、水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂の懸濁が発生する水溶性高分子の曇点まで前記水系塗料排水を加温し、加温温度を保持したまま固液分離することを特徴としている。
【０００９】
この場合において、前記曇点まで加温した前記水系塗料排水の加温温度を保持したまま凝集剤を添加するとよい。また前記水系塗料排水に無機塩を添加して加温するとよい。前記固液分離した分離水を生物処理するとよい。前記水系塗料排水の雲点を検出し、前記曇点を保持するとよい。
【００１０】
本発明の水系塗料排水の処理装置は、水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂を固液分離する水系塗料排水の処理装置であって、水系塗料排水を加温して前記顔料・樹脂の懸濁を検出して水溶性高分子の曇点に設定する雲点設定手段と、前記雲点設定手段の設定した前記曇点まで加温し保持する加温保持手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
本発明の水系塗料排水の処理装置は、水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂を固液分離する水系塗料排水の処理装置であって、前記顔料・樹脂の懸濁が発生する水溶性高分子の曇点まで加温する加温槽と、前記加温槽の加温温度を保持したまま凝集させる凝集槽を備えたことを特徴としている。
【００１２】
本発明の水系塗料排水の処理装置は、水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂を固液分離する水系塗料排水の処理装置であって、前記水系塗料排水の流路を形成し、前記流路には、前記顔料・樹脂の懸濁が発生する水溶性高分子の雲点まで前記流路を加温し保持する加温保持手段と、前記水系塗料排水の加温温度を保持した前記流路に凝集剤を添加する凝集添加手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
本発明の水系塗料排水の処理装置は、水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂を固液分離する水系塗料排水の処理装置であって、前記顔料・樹脂の懸濁が発生する水溶性高分子の雲点まで加温する加温手段と、前記水系塗料排水の加温温度を維持したまま凝集剤を添加する凝集手段と、凝集した前記水系塗料排水を固液分離する固液分離手段とを単一処理槽に形成した回分式加温固液分離槽を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は水系塗料排水を水系塗料排水中に含まれる顔料・樹脂の懸濁が発生する水溶性高分子の曇点まで加温し、加温温度を保持したまま固液分離している。通常、水系塗料には、顔料および／もしくは樹脂が含まれている。また顔料の分散剤や樹脂の乳化剤となる水溶性高分子が添加されており、樹脂や顔料を電荷的作用で分散させている。そこで添加している水溶性高分子の曇点まで加温すると、水溶性高分子と分散剤との間の水素結合が熱により切断され乳化剤や分散剤の効果がなくなり、樹脂や顔料が疎水結合により会合し、粒子径が大きくなり、白濁する。このため水系塗料排水を曇点まで加温することで難分解性ＣＯＤ成分を容易に分離除去することができる。
【００１５】
本発明は曇点まで加温した水系塗料排水の加温温度を保持したまま凝集剤を添加している。水系塗料排水は曇点まで加温すると樹脂や顔料の疎水結合により会合し粒子径が大きくなり白濁する。しかしながら一旦加温した水系塗料排水を曇点よりも低下させると水溶性高分子による乳化剤や分散剤の効果が再び生じて白濁が消える可逆的な反応を示す。このため曇点を保持した状態で凝集剤を添加することにより、ＣＯＤ成分を効率的に凝集させることができる。
【００１６】
本発明は水系塗料排水に無機塩を添加し、含まれる水溶性高分子の曇点を低下させている。水系塗料排水に無機塩を添加すると塩析効果により分散剤の表面電荷にイオンが吸着することで表面電荷が中和される。これにより分子間力による凝集作用が生じて白濁が生じ易くなる。水溶性高分子の曇点は、高分子の種類や共存物の影響により異なるが、本発明では、無機塩を添加し曇点を低下させて加温処理し易くすることができる。
【００１７】
本発明は固液分離した分離水を生物処理している。このため水系塗料排水の処理時間を短縮させるとともに良好な処理水質が得られる。本発明の生物処理は例えば、包括固定化担体やプラスチックやスポンジの通常の水処理で使用されている担体を用いている。本処理を行える特殊微生物はバチルス菌、白色腐朽菌や水系塗料排水を処理する上で発生する微生物を用いている。このため加温固液分離で難分解性ＣＯＤを除去しても、水系塗料の種類によってその処理水中に難分解性ＣＯＤが残存する可能性がある。このような場合、反応槽に担体を添加し特殊微生物を保持して生物処理することができる。
【００１８】
本発明は水系塗料排水の曇点を検出し、曇点を保持している。水系塗料排水を加温すると排水中の樹脂、顔料の懸濁が発生して、排水が白濁する。曇点を目視、濁度等により検出し、曇点を保持すれば水系塗料排水の固液分離が容易に行える。
【００１９】
本発明の水系塗料排水の処理装置によれば、水系塗料排水に含まれる水溶性高分子の曇点まで加温して、温度を保持することにより、水系塗料排水に含まれる顔料・樹脂を固液分離することができる。
【００２０】
本発明は水系塗料排水の流路を形成し、加温保持手段と凝集添加手段を備えている。このため排水が流れる管路の途中で曇点まで加温保持し、顔料または樹脂を凝集させることができ、連続処理が可能でかつ、排水処理時間を短縮できる。
【００２１】
本発明は回分式加温固液分離手段を用いている。このため排水処理設備の省スペース化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の水系塗料排水の処理方法およびその装置の詳細な説明を以下添付の図面に従って詳細に説明する。
図１は実施形態に係る水系塗料排水の処理装置の構成を示すブロックフローである。図示のように水系塗料排水の処理装置１０は、上流から下流に向かって調整槽１２と無機塩添加槽１４と加温槽１６と凝集槽１８と固液分離槽２０と生物処理槽２２の順に配置した構成としている。
【００２３】
最上流側の調整槽１２は、塗装ブースからの水系塗料排水が導入する槽である。調整槽１２は塗装ブースからの水系塗料排水を一旦貯留して下流側の無機塩添加槽１４に導入する水系塗料排水の供給量を調整している。ここで水系塗料排水は、水溶性高分子が樹脂の乳化剤や顔料の分散剤として添加されており、樹脂や顔料を電荷的作用で分散させている。樹脂や顔料の体積平均粒子径は、約０．０１μｍ〜１μｍと非常に微小な粒子であり、通常の固液分離では分離することができない。樹脂は一例としてアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂などが含まれる。また顔料は一例として無機顔料、有機顔料がある。無機顔料は一例としてカーボンブラック、亜鉛末、ベンガラなどがある。有機顔料は一般的に難分解性ＣＯＤ成分となり、一例として、ニトロソ化合物や、アゾ化合物やアゾ顔料などがある。また水溶性高分子は一例としてノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、高分子型乳化分散剤などがある。
【００２４】
無機塩添加槽１４は前記調整槽１２に隣接配置し、無機塩添加手段を設けてある。塩析効果により曇点を低下させる本実施形態の無機塩として、本実施形態ではアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩などを用いている。より具体的には例えば以下のものが挙げられる。アルカリ金属塩として塩化ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどがある。アルカリ土類金属塩として水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどがある。アンモニウム塩として塩化アンモニウム、炭酸水素アンモニウムなどがある。
【００２５】
なお水系塗料排水中には後段の生物処理に必要なリンが不足していることが多い。このことから上記無機塩のうち特にリン酸塩や、排水のｐＨが低く中和が必要なために水酸化物や炭酸化合物を使用することが望ましく、これらの使用によって曇点を低下させるだけでなく、生物処理の条件を調整することもできる。
【００２６】
加温保持手段となる加温槽１６は、無機塩添加槽１４の下流側に隣接配置し、無機塩を添加した水系塗料排水が導入される。槽上部には、スチーム供給手段と、曇点設定手段となる曇点モニタと、温度計を設けてある。スチーム供給手段は、処理槽内の水系塗料排水を蒸気により加温している。
【００２７】
また曇点モニタは水系塗料排水を加温して顔料・樹脂の懸濁を検出して、水溶性高分子の曇点設定に用いている。温度計で水系塗料排水の温度を測定している。スチーム供給手段には調整バルブが設けてある。調整バルブは曇点モニタと温度計に接続してあり、測定データに基づいてスチーム供給量を調整している。
【００２８】
加温凝集手段となる凝集槽１８は、加温槽１６の下流側に隣接配置してあり、加温された排水が凝集槽１８内に導入される。凝集槽１８は、凝集剤添加手段を設けた第１凝集槽と、凝集助剤ポリマ添加手段を設けた第２凝集槽に分かれている。第１凝集槽の排水は第２凝集槽に導入させている。第２凝集槽には温度計が設けて有り、水系塗料排水の温度を測定している。凝集剤添加手段により添加する凝集剤は本実施形態では規定濃度で水処理に一般に用いられる凝集剤を用い、一例としてＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、塩鉄、硫酸バンド、ポリテツなどがある。また凝集助剤添加手段により添加する凝集助剤は本実施形態では規定濃度で水処理に一般に用いられる凝集助剤を用い、一例として強カチオン系、中カチオン系、強アニオン系、中アニオン系、両性系、ノニオン系ポリマなどがある。
【００２９】
固液分離槽２０は、第２凝集槽の下流側に隣接配置してあり、凝集剤および凝集助剤が添加された排水を槽内に導入可能に構成している。固液分離槽２０は、例えば沈殿分離により槽内に溜まった汚泥を外部に排出する排出手段を備えている。
【００３０】
生物処理槽２２は、固液分離槽２０の下流側に配置し、固液分離槽２０の分離水を導入している。生物処理は例えば担体を用いることができ、この場合処理槽内には担体を投入してあり、処理槽底部には散気手段を設けてある。また処理槽の排出口には担体分離スクリーンを設けてある。
【００３１】
上記構成による水系塗料排水の処理方法について以下説明する。図２は実施形態に係る水系塗料排水の処理手順を示したフロー図である。
塗装ブースより水系塗料排水を調整槽１２に導入する。調整槽１２では水系塗料排水を一旦貯留して、下流側の無機塩添加槽１４に導入する排水の供給量を調整している。また調整槽１２において予め水系塗料排水に含まれる水溶性高分子の成分を分析している（Ｓ１００）。このとき調整槽１２からの水系塗料排水が導入された無機塩添加槽１４では、水溶性高分子の分析結果に基づいて、排水に含有する高分子の曇点が高い場合、無機塩を添加する。無機塩は塩析効果により分散剤の表面電荷にイオンが吸着することで表面電荷が中和される。これにより分子間力による凝集作用が生じて白濁が生じ易くなる。このため無機塩の添加量は表面電荷が中和される効果が得られる量を添加すれば良い。
【００３２】
無機塩の添加は無機塩添加手段により行い、攪拌手段によって添加槽内の排水と添加剤を均一に混合し溶解させている。なお曇点が低い場合は無機塩を添加する必要がない。
【００３３】
無機塩を添加した水系塗料排水は加温槽１６に導入される。加温槽１６ではスチーム供給手段の蒸気により水系塗料排水を加温している。攪拌手段によって加温槽１６内の排水全体を十分に加温することができる（Ｓ１１０）。
【００３４】
加温槽１６には、曇点モニタと温度計を取り付けてあり、曇点モニタにより水溶性高分子の曇点に起因する懸濁（白濁）を検知して、そのときの液温を温度計によって測定している。そして曇点を保持するように温度計と曇点モニタに接続するスチーム供給手段の調整バルブによりスチーム供給手段のスチーム量を調整している（Ｓ１２０）。なお曇点モニタは、例えば濁度計、色度計、色差分析計などの計測器を用いるほか、曇点を超えると排水の外観色は、一例として黄褐色から白色に変わるため、目視により外観色で曇点を判断することもできる。
【００３５】
次に白濁の水系塗料排水を凝集槽１８に導入し、凝集剤、凝集助剤（ポリマ）を一般の規定量添加する。第１凝集槽の凝集剤添加手段により水系塗料排水に凝集剤を添加し、第１凝集槽内の攪拌機により凝集剤と排水を十分に攪拌する。ついで第２凝集槽の凝集助剤ポリマ添加手段により水系塗料排水に凝集助剤（ポリマ）を添加し、第２凝集槽内の攪拌機により凝集助剤（ポリマ）と排水を十分に攪拌し排水中のＣＯＤ成分を凝集させている。なお液温は曇点に到達した温度に保持している。凝集剤添加時に温度が曇点に満たないと排水の白濁が消えて凝集効果が生じない。このため凝集槽１８に設置した温度計により、凝集槽内の排水の温度を測定し、曇点よりも液温が低下した場合には温度計に接続する調整バルブにより加温槽１６のスチーム供給量を制御している。
【００３６】
水系塗料排水および凝集汚泥を固液分離槽２０に導入して凝集汚泥を固液分離する。固液分離槽２０の底部に沈殿分離した凝集汚泥は排出手段を介して定期的に外部へ排泥している（Ｓ１３０）。
【００３７】
固液分離槽２０で沈殿分離した分離水を生物処理槽２２に導入し生物処理する（Ｓ１４０）。生物処理は、バチルス菌、白色腐朽菌、水系塗料排水を処理する上で発生する微生物などの特殊微生物を保持する担体を処理槽に投入し、底部に配置した散気手段により好気条件下で行う。生物処理後の処理水は、担体分離スクリーンを通過することによって担体と分別し、後段の処理工程に送られる。
【００３８】
このように本発明は、水系塗料排水を処理した後、微生物を用いた生物処理反応で処理している。このため水系塗料排水を加温して顔料・樹脂を凝集させて固液分離することにより難分解性ＣＯＤが除去されて、その分離水は容易に生物処理することができる。したがって水系塗料排水の固液分離と分離水の生物処理の組み合わせによって良好な処理水を得ることができる。
【００３９】
なお実施形態に係る固液分離は凝集沈殿分離のほか、膜分離、遠心分離、凝集膜分離などの方法を用いてもよい。粒子径の変化は温度依存性が高いため、膜分離、遠心分離、凝集剤の添加は曇点まで加温した状態で行わなければならない。しかし凝集剤を添加しフロックとした後は曇点温度が低下してもフロックから粒子が解離しないため、液温が低下しても構わない。なおＭＦ膜を用いた膜分離や、遠心分離による固液分離を行う場合には凝集剤を用いなくてもＣＯＤ成分を分離することができる。
【００４０】
また実施形態に係る生物処理は、担体を用いるほかにも嫌気槽と好気槽による嫌気条件と好気条件を繰り返す方法を用いてもよい。また中空糸膜、平膜などを用いて反応槽内の特殊微生物濃度を高濃度に保持して安定処理することができる膜分離生物処理法を適用してもよい。膜分離生物処理を用いた場合、反応槽内の特殊微生物濃度を高濃度に保持し安定処理することができる。膜は中空糸膜、平膜などを用いることができ、反応槽内に浸漬して使用するとよい。
【００４１】
本実施形態では水系塗料排水に無機塩を添加し、揮発性有機化合物の発生を防止するとともに生物処理可能な温度範囲で加温している。具体的には水系塗料排水の液温を１５度〜５０度の範囲に調整することができる。添加高分子の曇点は通常６０度〜１００度であり、６０度未満では水系塗料を塗布する前に凝固物が生成し易くなり均一な塗料の塗布ができなくなる。また１００度を越えると水系塗料の塗布の加熱に多くのエネルギーを要するため、６０度〜１００度とされている。しかし水系塗料排水の場合、塗料塗布工程に比べ加温対象の水量が多くなるためさらにエネルギーを要する。このためできるだけ低い温度での処理が求められる。本発明では無機塩を添加し曇点を５０度以下に調整しエネルギーを省力化し加温処理することが可能である。また揮発性有機化合物は有機化合物のうち沸点が５０度〜２６０度の物質と定義されており、加温処理により揮発性有機化合物の発生を防止する上でも５０度未満が望ましい。一方、水溶性高分子の曇点が低い場合は無加温でもよいが、１５度未満であると後段の生物処理が困難となるため、本発明では水系塗料排水の温度を１５度から５０度の範囲に調整している。
また実施形態に係るスチーム供給手段のほかに水系塗料排水の加温手段として例えばヒータ、熱交換器などで水系塗料排水を加温するようにしてもよい。
【００４２】
図３は実施形態に係る水系塗料排水の処理装置構成の変形例１を示すブロックフローである。図示のように水系塗料排水の処理装置の変形例１は調整槽１２と生物処理槽２２の間に回分式加温固液分離手段となる回分式加温固液分離槽２４を設けている点において図１に示す処理装置構成と相違している。調整槽１２および生物処理槽２２は図１と同一構成でありその説明を省略する。変形例の回分式加温固液分離槽２４は単一処理槽であり、槽内には加温手段となるスチーム供給手段と、曇点モニタと温度計を取り付けてある。スチーム供給手段には調整バルブが設けてあり、曇点モニタと温度計と接続してある。さらに回分式加温固液分離槽２４には、無機塩添加手段、凝集手段となる凝集剤添加手段および凝集助剤ポリマ添加手段が設けてある。また回分式加温固液分離槽２４には固液分離手段となる凝集汚泥の排出管が設けられている。上記構成による処理装置は、図２に示すＳ１００からＳ１３０までの処理工程を順次回分式加温固液分離槽２４で行っている。これにより、図１に示す無機塩添加槽１４から固液分離槽２０までの処理工程を回分式加温固液分離槽２４で行うことができ、処理装置の設置領域の省スペース化を図ることができる。
【００４３】
図４は実施形態に係る水系塗料排水の処理装置構成の変形例２を示す図である。図示のように水系塗料排水の処理装置の変形例２は、調整槽と固液分離槽との間の水系塗料排水が流れる流路となる配管２６に加温保持手段２８を取り付けた構成としている。加温保持手段２８は、例えば螺旋状のコイルヒータを配管２６の管路途中であって管路表面を覆うように取り付け、配管２６を加温している。加温保持手段２８の下流側には凝集添加手段３０を取り付け、凝集添加手段３０は配管２６に接続している。また加温保持手段２８の配管２６内には曇点検出手段３２を取り付けている。このような構成により調整槽１２から配管２６に流出した水系塗料排水は、加温保持手段２８を取り付けた配管２６に流入し加温される。そして加温保持手段２８の配管内に取り付けた曇点検出手段３２により曇点が検出されると、加温保持したまま凝集添加手段３０により管路内に凝集剤が添加され水系塗料排水中のＣＯＤ成分が凝集される。凝集した水系塗料排水は、後段の固液分離槽に導入され固液分離が行われる。これにより水系塗料排水の加温から凝集までの連続処理が可能でかつ、排水処理時間を短縮できる。
【００４４】
なお、上記図１，図３，図４に示す実施の形態は、本発明の装置構成の一例を示す形態であり、その装置構成は主要部を変えない限度において種々の形態を採るものとする。
【００４５】
図５は本発明の水系塗料排水処理の全体構成の説明図である。図示のように排水処理対象となる排水は、主に水系塗料を含有する排水と水系塗料排水以外の排水からなる総合排水に分けられる。まず水系塗料排水は、前述の水溶性高分子の曇点を利用した凝集沈殿処理６０により難分解性ＣＯＤを除去して、生物反応処理７０に導入される。そして水系塗料排水は、凝集沈殿処理６０および生物反応処理７０の２工程を経て、生物処理装置８０に導入される。生物処理装置８０では難分解性ＣＯＤを含まない総合排水と難分解性ＣＯＤを除去した水系塗料排水が導入され生物処理が行われ、さらに活性炭吸着槽９０による吸着処理が行われる。このように水系塗料排水は生物処理装置８０に導入される前に、難分解性ＣＯＤが除去されているため、従来の総合排水の生物処理装置８０および活性炭吸着槽９０の処理負担を大幅に軽減することができる。
【００４６】
図６は固液分離水のＣＯＤ濃度の比較図である。加温処理による水質変化を調べるため液温を４０度に加温し、０．４５μｍフィルタろ過水のＣＯＤ濃度を測定した。同図中縦軸は０．４５μｍフィルタろ過水のＣＯＤ濃度比を示し、横軸は比較のため模擬排水の原水と、模擬排水の加温後の加温処理水と、模擬排水を加温したのち放冷した加温・放冷処理水を示している。なお原水のＣＯＤ濃度を１としている。図示のように加温ろ過したものは加温前に比べＣＯＤ濃度が半減している。これは加温により難分解性のＣＯＤ成分の粒子径が大きくなり、膜ろ過することにより除去できたことを示している。また模擬排水を加温したのち放冷した処理水はＣＯＤ濃度が原水と略同等の濃度となった。これは、加温により水系塗料排水の曇点に達すると、樹脂や顔料が疎水結合により会合して粒子径が大きくなり白濁が生じるが、温度の低下とともに樹脂や顔料の疎水結合が外れ、会合しなくなり白濁が消えて、再び水溶液中に溶出する。溶け出したＣＯＤ成分はろ過膜を容易に通過するため、処理水中のＣＯＤ濃度が高くなったことを示している。
【００４７】
加温・固液分離処理後の排水（加温処理水）の生物処理性能を確認するため、回分処理によりＣＯＤ分解性を確認した。また比較のため、加温・固液分離処理を行っていない原水（未処理水）についても行った。図７は生物処理効果のＣＯＤ濃度と経過日数の関係を示す図である。同図中縦軸はＣＯＤ濃度比を示し、横軸は経過日数（日）を示している。また実線は加温処理水を示し、破線は未処理水を示している。なお未処理水の初期ＣＯＤ濃度を１としている。まず加温処理水として、液温４０度で凝集剤を添加した後、凝集助剤強を添加し凝集沈殿した分離水を用いている。そして生物処理は、反応槽にポリプロピレン製の円筒生物付着用担体を添加し、反応槽底部に散気ボールを設置し曝気しながら生物処理を行いＣＯＤ濃度の経日変化を調べた。
【００４８】
加温処理水は処理経過２日にＣＯＤ濃度比が０．１となり、その後、略一定となった。しかし未処理水はＣＯＤが一定となるまでには６日を要し、ＣＯＤ濃度比０．２と加温処理水の場合よりも高かった。このように、加温・固液分離を行うことで、難分解性ＣＯＤを除去できるため、処理時間が短くなり、しかも良好な処理水質が得られることが明らかとなった。
【００４９】
このように本発明を適用することにより、水系塗料排水を曇点まで加熱し凝集沈殿させて固液分離することにより水系塗料排水中の難分解性ＣＯＤを除去することができ、生物処理水の水質を向上することができる。また固液分離と生物処理を組み合わせることにより、水系塗料排水を容易に浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施形態に係る水系塗料排水の処理装置構成を示すブロックフローである。
【図２】実施形態に係る水系塗料排水の処理手順を示したフロー図である。
【図３】実施形態に係る水系塗料排水の処理装置構成の第１変形例を示すブロックフローである。
【図４】実施形態に係る水系塗料排水の処理装置構成の第２変形例を示す図である。
【図５】本発明の排水処理の全体構成の説明図である。
【図６】固液分離水のＣＯＤ濃度の比較図である。
【図７】生物処理効果のＣＯＤ濃度と経過日数の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０………水系塗料排水の処理装置、１２………調整槽、１４………無機塩添加槽、１６………加温槽、１８………凝集槽、２０………固液分離槽、２２………生物処理槽、２４………回分式加温固液分離槽、２６………配管、２８………加温保持手段、３０………凝集剤添加手段、３２………曇点検出手段、６０………凝集沈殿処置、７０………生物反応処理、８０………生物処理装置、９０………活性炭吸着槽。
【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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