(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧室(13)の周囲に伝熱壁(11)を隔てて加熱用蒸気の蒸気室(14)を設けた減圧タンクの前記減圧室にメッキ廃液を注入し、前記蒸気室に高周波加熱により沸騰温度以上に過熱した常圧の水蒸気を供給してメッキ廃液を加熱することにより、廃液中の水分を蒸散してこれを凝縮して得られる蒸留水を放流すると共に、タンク内に残存したメッキ金属を回収して再生することを特徴とする、メッキ廃液の処理方法。
【請求項２】
高周波コイル中を通過する空気に水を噴霧して上記過熱した常圧の水蒸気を得ることを特徴とする、請求項１記載のメッキ廃液の処理方法。
【請求項３】
ボイラで生成した飽和水蒸気を高周波コイルを巻装した蒸気配管に通すことにより上記過熱した常圧の水蒸気を得ることを特徴とする、請求項１記載のメッキ廃液の処理方法。
【請求項４】
回転中心軸と平行な方向に多数の襞(10)を有する伝熱壁(11)によって周囲の蒸気室(14)とその内側の減圧室(13)とに区画された回転ドラム(1)と、回転継手(19L)を介して減圧室(13)に開口するメッキ廃液の注入口(23)と、回転継手(18L)を介して前記減圧室に開口する真空吸引口(22)と、回転継手(18R,19R)を介して蒸気室(14)に開口する過熱蒸気の供給口及び排出口(39,40)と、過熱蒸気の供給口に連なる蒸気供給配管(30)に設けられた高周波コイル(32)とを備えた、メッキ廃液の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クロムメッキ、ニッケルメッキ、亜鉛メッキなどのメッキ処理を行った後の廃液を浄化ないし再生処理する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
メッキ廃液には、クロムやニッケルなどのメッキ用金属の化合物が含まれている。従来はメッキ工場内に廃液処理槽を設けてその中にメッキ廃液を投入し、凝集剤等を入れてメッキ金属を含む溶融物を凝集沈殿し、上澄液を放流すると共に、沈殿したスラッジは適宜乾燥してケーキ状にした上で、埋立場などに廃棄されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来方法では、放流水の水質を維持するための注意深い管理が必要であり、また多量に金属化合物を含んだスラッジが生ずるため、その処理が問題となる。
【０００４】
この発明は、メッキ廃液中の水分を確実に浄化して放流することができ、メッキ廃液中の金属化合物を再生することが可能で、かつ廃液処理のために凝集剤などの薬剤を使用する必要がなく、従ってそのような薬剤を投入することによって廃棄物の量が増えるという弊害を生じない、メッキ廃液の処理方法及び当該方法の実施に適した処理装置を得ることを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のメッキ廃液の処理方法は、メッキ廃液を減圧タンク内に注入して蒸気加熱することにより、廃液中の水分を蒸散してこれを凝縮して得られる蒸留水を放流すると共に、タンク内に残存したメッキ金属を回収して再生するというものである。
【０００６】
上記方法における蒸気過熱手段は、メッキ廃液を注入する減圧室１３の周囲に伝熱壁１１を隔てて加熱用蒸気の蒸気室１４を設けた減圧タンクを用い、前記蒸気室に高周波加熱により沸騰温度以上に過熱した常圧の水蒸気を供給してメッキ廃液を加熱するというものである。
【０００７】
過熱した常圧の水蒸気を得る手段としては、高周波コイル中を通過する空気に水を噴霧する方法、ボイラで生成した飽和水蒸気を高周波コイルを巻装した蒸気配管に通す方法が特に好ましい。
【０００８】
また上記方法の実施に用いるこの発明のメッキ廃液の処理装置は、回転中心軸と平行な方向に多数の襞１０を有する伝熱壁１１によって周囲の蒸気室１４とその内側の減圧室１３とに区画された回転ドラム１と、回転継手１９Ｌを介して減圧室１３に開口するメッキ廃液の注入口２３と、回転継手１８Ｌを介して前記減圧室に開口する真空吸引口２２と、回転継手１８Ｒ、１９Ｒを介して蒸気室１４に開口する過熱蒸気の供給口及び排出口３９、４０と、過熱蒸気の供給口に連なる蒸気供給配管３０に設けられた高周波コイル３２とを備えている。
【０００９】
この発明では、メッキ廃液中の水分を蒸気を熱源として真空環境下で蒸発させるため、短時間で廃液中の水分の分離を行うことができ、この蒸気を凝縮することにより、河川への放流が可能な清浄な水を分離することができる。タンク内の真空度を高めることにより、蒸発速度を速くできるが、真空度を高くしすぎると蒸留水中への不純物の混入が増える。この点を考慮して、タンク内の真空度の設定を行う。熱源としては、高周波コイルで誘導加熱した過熱蒸気を用いる。周知のように、水は常圧（大気圧）では沸騰温度（約１００℃）より高くはならない。処理速度を上げるためにより高い温度の水蒸気を得ようとすると、蒸気室の加圧が必要である。これに対して高周波加熱により過熱蒸気を得る方法によれば、常圧でも２００℃以上の過熱蒸気が得られ、しかも水分子が電磁場を通過するときに電子が励起されて分子間及び分子自体の結合が緩くなるという現象が起り、分子が細かくなるため伝熱性が向上する。すなわち、加熱用の蒸気として常圧の飽和蒸気を用いる代わりに、高周波加熱された過熱蒸気を用いることにより、温度差が大きくなることによる伝熱率の向上と、蒸気分子が細分化されることによる伝熱率の向上との相乗効果が得られ、より速やかな処理が可能になる。
【００１０】
過熱水蒸気を得る方法は、ボイラで得られた飽和水蒸気を高周波コイルを巻装した金属管に通し、加熱された管壁から熱を受けて過熱水蒸気を得るというものである。飽和水蒸気を通す管として、高周波コイルを巻装したガラスやセラミックスなどの非導電性の管を用いることにより、より効率よくかつより伝熱性に優れた過熱水蒸気を得ることができる。
【００１１】
更に、空気中に噴霧した水を高周波コイルを巻装した非導電性の管に通して高周波加熱するという方法を採用することにより、簡単な装置で速やかに過熱水蒸気を得ることができ、装置コストを安価にできる。
【００１２】
減圧室１３と蒸気室１４との間の伝熱壁１１を回転ドラムの軸方向の襞１０のある伝熱壁とすることで、伝熱面積の増大による伝熱率の向上が図れると共に、水分を蒸散した後の金属化合物が襞の底の部分に溜まった状態で析出されるので、これを減圧室１３の壁から取出す作業が容易になる。
【００１３】
減圧室１３内へのメッキ廃液の供給は、減圧室の負圧を利用して行う。減圧室１３内で蒸発した水は、真空吸引口２２から真空ポンプ２５へと導かれ、コンデンサ２６で凝縮されて河川や下水道へ放流される。なお、この蒸気を高周波コイル３２を通して蒸気室１４に供給するようにすれば、蒸気（熱）の再利用が可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明のメッキ廃液処理装置の一実施形態を示す模式図である。処理容器となる回転ドラム１は、円筒状で、その両側外周部分に支持鍔２を備え、各支持鍔の円周２箇所を基台３上の支持ローラ４で支持することにより、基台３に水平軸回りに自由回転可能に支持されている。回転ドラム１の外周中央部には、リング状のスプロケット５が固定され、このスプロケットとモータ６の出力軸に取付けたスプロケットとがチェン７で連結されて、回転ドラム１を駆動する。
【００１５】
回転ドラム１は、外周数箇所に透明ガラスを嵌め込んだ開閉扉８を備えている。回転ドラムの外周壁９の内側には、図２に示すように深い波形に屈曲することによって回転中心軸方向の多数の襞１０を形成した伝熱壁１１が、その両端を回転ドラムの鏡板１２Ｌ、１２Ｒに気密に固定して配置され、回転ドラム１の内部を伝熱板の内側の減圧室１３と外側の蒸気室１４とに区画している。
【００１６】
回転ドラム１の両側の鏡板１２Ｌ、１２Ｒの中心には、それぞれ２重管１５Ｌ、１５Ｒが固定され、各２重管の内管１６Ｌ、１６Ｒ及び外管１７Ｌ、１７Ｒの端部には、それぞれ回転継手１８Ｌ、１９Ｌ、１８Ｒ、１９Ｒが連結されている。図の左側の２重管の内管１６Ｌの基端は、減圧室１３内に突出して開口する真空吸引口２２となっており、外管１７Ｌの基端は、鏡板１２Ｌの内面にリング状に開口するメッキ液注入口２３となっている。真空吸引口２２は、回転継手１８Ｌ及び真空配管２４を介して真空ポンプ２５に連結され、この真空ポンプ２５の吐出側にコンデンサ２６が連結されている。メッキ液注入口２３は、回転継手１９Ｌ及び液配管２７を介して廃液タンク２８に連結されている。液配管２７には開閉弁２９が設けられている。
【００１７】
図の右側の２重管の内管１６Ｒの回転継手１８Ｒは、セラミックス製の蒸気供給配管３０に連結されている。この蒸気供給配管３０には高周波加熱器３１が設けられ、そのコイル３２が高周波電源３３に接続されている。高周波加熱器３１の手前側（蒸気流れの上流側）には、蒸気供給配管内に水を噴霧する水噴霧装置３４が設けられており、更にその上流側に押込ファン３５が設けられている。図の右側の２重管の外管１７Ｒの回転継手１９Ｒには、蒸気排出パイプ３６が連結されている。この内管１６Ｒ及び外管１７Ｒは、半径方向の連結管３７、３８を介して、蒸気室１４の端部に供給口３９と排出口４０として開口している。
【００１８】
次に上記実施例装置を用いて行うメッキ廃液の処理方法について説明する。メッキに使用した廃液は、廃液タンク２８に投入される。この場合、メッキの種類毎に、例えばクロムメッキの廃液であればクロムメッキの廃液のみを投入する。真空ポンプ２５及びコンデンサ２６を運転し、減圧室１３内を真空にする。また、押込ファン３５を運転し、高周波加熱器３１のコイル３２に高周波電流を流して、水噴霧装置３４から水を噴霧する。噴霧された水は、高周波加熱され、押込ファン３５により空気と共に蒸気室１４へと流入する。
【００１９】
十分な容量の高周波加熱器を設けることにより、噴霧水を常圧で２００℃程度に過熱する。この状態で開閉弁２９を開くと、廃液タンク内のメッキ液が真空圧により減圧室１３内に吸引される。適当な量が吸引されたら開閉弁２９を閉じ、回転ドラム１を連続回転させる。減圧室１３内のメッキ液の水分は、蒸気室１４の過熱蒸気によって熱せられた伝熱壁１１で加熱されて蒸発し、真空ポンプ２５で吸引されてコンデンサ２６で凝縮する。蒸発した水分を補充するように、開閉弁２９を適時開閉して、メッキ液を減圧室１３内に供給する。廃液タンク２８が空になり、更に減圧室１３内のメッキ液の水分がすべて蒸発したら、装置を停止する。
【００２０】
メッキ液中に溶解していた金属化合物は、伝熱壁１１の襞１０の底部に溜まるから、開閉扉８を開けて真空吸引して回収する。回収した金属化合物は、メッキ液中に溶解していた化合物であるから、新しいメッキ液を作る際に再利用することができる。コンデンサ２６で凝縮された蒸留水は、メッキ金属等の不純物の含有量が数ｐｐｍ程度となるので、その不純物濃度に応じて下水道又は河川に放流する。
【００２１】
図３はこの発明の方法で用いる過熱水蒸気を得る他の装置を示した図である。図３の装置は、飽和水蒸気を得るボイラ４１と得られた飽和水蒸気の過熱装置４２とを備えている。ボイラ４１は、金属製の缶４３の周囲に間隔をあけて高周波コイル４４を巻装したものである。缶４３に水を入れてコイル４４に高周波電流を印加することにより、誘導加熱された缶壁の熱を缶内の水に伝達して沸騰させ、飽和水蒸気を発生させる。過熱装置４２は、飽和水蒸気が通過するセラミックス製の蒸気供給配管３０の周囲に高周波コイル４５を巻装したものである。ボイラ４１で発生した飽和水蒸気は、蒸気供給配管３０を通過する間に高周波コイル４５で誘導加熱され、過熱水蒸気となって蒸気室に供給される。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したこの発明によれば、従来不純物を沈降分離してスラッジを埋立てないし焼却処理していた従来の処理方法に比べて、環境を汚染するおそれの極めて小さいメッキ廃液の処理が可能となる。また、メッキ廃液を蒸留するための過熱手段として、高周波加熱された過熱蒸気を用いることにより、伝熱効率の向上によって速やかな処理が可能になると共に、コンパクトな処理装置を安価に提供することが可能となり、個々のメッキ工場での低コストで効率のよい廃液処理が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】廃液処理装置の一実施例を示す模式的な断面側面図
【図２】図１の装置の回転ドラムの縦断面図
【図３】過熱水蒸気発生装置の他の例を示した模式的な断面側面図
【符号の説明】
１  回転ドラム
10  襞
11  伝熱壁
13  減圧室
14  蒸気室
18L  回転継手
18R  回転継手
19L  回転継手
19R  回転継手
22  真空吸引口
23  メッキ液注入口
30  蒸気供給配管
32  高周波コイル
39  蒸気の供給口
40  蒸気の排出口
【図１】
0004814456.tif 000002
【図２】
0004814456.tif 000003
【図３】
0004814456.tif 000004