(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムイオン、フッ化物イオン、硫酸イオン及び硝酸イオンを含むｐＨ０を超えてｐＨ２以下の原排水に中和剤を添加することにより、前記原排水のｐＨを中性域まで増加させ、中和排水として排出する第一の調整槽と、
前記中和排水を受けて、前記中和排水中に形成された前記アルミニウムイオンの水酸化物を分離し、分離排水として排出する固液分離槽と、
前記分離排水を受けて、前記分離排水のｐＨ値を酸性域であるｐＨ４以上ｐＨ５以下まで低下させ、残留する水酸化物を溶解させ、酸性排水として排出する第二の調整槽と、
前記原排水を貯蓄して前記第二の調整槽に送ることにより、前記分離排水のｐＨ値を前記酸性域まで低下させる原排水槽と、
前記酸性排水を受けて、前記酸性排水中のイオンを除去し、浄化水として排出するイオン除去装置と
を備えることを特徴とする排水処理システム。
【請求項２】
アルミニウム部材を被膜する表面処理槽と、前記被膜されたアルミニウム部材を水洗水にて水洗する一次水洗槽とを少なくとも備える表面処理装置に併設され、
前記原排水が前記一次水洗槽から排出される水洗水であり、前記浄化水が前記第一の水洗槽の水洗水として再利用される請求項１に記載の排水処理システム。
【請求項３】
アルミニウム部材を被膜する表面処理槽と、前記被膜されたアルミニウム部材を水洗水にて水洗する一次水洗槽と、前記一次水洗されたアルミニウム部材を水洗水にて水洗する二次水洗槽とを備える表面処理装置に併設され、
前記原排水が前記一次水洗槽から排出される水洗水であり、前記浄化水が前記二次水洗槽の水洗水として再利用され、前記第二水洗槽から排出される水洗水が前記第一次水洗槽の水洗水として再利用される請求項１に記載の排水処理システム。
【請求項４】
前記イオン除去装置が、第一のイオン除去装置と第二のイオン除去装置とからなり、
前記第一の除去装置が逆浸透膜を備え、前記第二のイオン除去装置がイオン交換樹脂を備えてなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の排水処理システム。
【請求項５】
前記中性域がｐＨ６以上ｐＨ７以下である請求項１〜４のいずれか一項に記載の排水処理システム。
【請求項６】
前記被膜処理がアノダイズ処理又は有色化成処理であり、前記中和剤が水酸化ナトリウムである請求項２又は３に記載の排水処理システム。
【請求項７】
アルミニウムイオン、フッ化物イオン、硫酸イオン及び硝酸イオンを含むｐＨ０を超えてｐＨ２以下の原排水に中和剤を添加することにより、前記原排水のｐＨを中性域まで増加させ、中和排水として排出する第一の調整工程と、
前記中和排水を受けて、前記中和排水中に形成された前記アルミニウムイオンの水酸化物を分離し、分離排水として排出する固液分離工程と、
前記分離排水を受けて、前記分離排水のｐＨ値を酸性域であるｐＨ４以上ｐＨ５以下まで低下させ、残留する水酸化物を溶解させ、酸性排水として排出する第二の調整工程と、
前記原排水を貯蓄して前記第二の調整工程に送ることにより、前記分離排水のｐＨ値を前記酸性域まで低下させる原排水貯蓄工程と、
前記酸性排水を受けて、前記酸性排水中のイオンを除去し、浄化水として排出するイオン除去工程と
を備えることを特徴とする排水処理方法。
【請求項８】
アルミニウム部材を被膜する表面処理工程と、前記被膜されたアルミニウム部材を水洗水にて水洗する一次水洗工程とを少なくとも実行する表面処理方法に伴って発生する原排水を処理対象とし、
前記原排水を前記一次水洗槽から排出される水洗水とし、前記浄化水を前記第一の水洗槽の水洗水として再利用する請求項７に記載の排水処理方法。
【請求項９】
アルミニウム部材を被膜する表面処理工程と、前記被膜されたアルミニウム部材を水洗水にて水洗する一次水洗工程と、前記一次水洗されたアルミニウム部材を水洗水にて水洗する二次水洗工程とを実行する表面処理方法に伴って発生する原排水を処理対象とし、
前記原排水を前記一次水洗槽から排出される水洗水とし、前記浄化水を前記二次水洗槽の水洗水として再利用し、前記第二水洗槽から排出される水洗水を前記第一次水洗槽の水洗水として再利用する請求項７に記載の排水処理方法。
【請求項１０】
前記イオン除去工程が、前記酸性排水を逆浸透膜に透過させて排出する第一のイオン除去工程と、前記第一の浄化水をイオン交換樹脂に透過させて前記浄化水として排出する第二のイオン除去工程とをさらに備えてなる請求項７〜９のいずれか一項に記載の排水処理方法。
【請求項１１】
前記中性域がｐＨ６以上ｐＨ７以下である請求項７〜１０のいずれか一項に記載の排水処理方法。
【請求項１２】
前記被膜処理をアノダイズ処理又は有色化成処理とし、前記中和剤が水酸化ナトリウムである請求項８又は９に記載の排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理システム及びそれを用いた排水処理方法に関し、特に、アルミニウム表面処理の際の水洗水を浄化する排水処理システム及びそれを用いた排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高い環境耐久性が要求されるアルミニウム製部品（以下、アルミニウム部材ともいう。）には、有色化成処理、アノダイズ（陽極酸化）等の表面処理が施されている。このような表面処理では、部品表面の活性化向上のために、部品を硝酸、クロム酸等の対象成分を含む処理液に浸漬した後、水洗槽に浸漬して水洗している。水洗槽の水洗水は、表面処理槽から水洗槽に持ち込まれた対象成分により水質が悪化し、表面処理の品質が維持できなくなるため、水洗水を浄化する必要がある。
【０００３】
このような浄化処理としては、金属成型物のリン酸塩被膜化成処理の水洗水を取り出し、そのｐＨを酸性域に調整した後、逆浸透膜（ＲＯ膜）で処理して再利用する処理が知られている（例えば、特許文献１）。また、紙パルプ工場からの有機物を含む総合排水のｐＨを酸性領域にして凝集分離した後、逆浸透膜の透過水を再生水として再利用する処理が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
このような処理では、水洗水に含有される対象成分に由来する硝酸イオン等の除去対象イオンを、逆浸透膜にて十分に分離・除去することは困難である。また、凝集分離により形成される沈殿物により、逆浸透膜に目詰まり等の不具合が発生する虞がある。その他の処理として、水洗水をイオン交換樹脂にて処理することも考えられる。しかしながら、イオン交換樹脂を用いた場合も、高濃度の除去対象イオンによりイオン交換樹脂に負荷がかかり、予期せぬ時期に破過する虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６４３８９号公報
【特許文献２】特開２０１３−２３４４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記事情に対して、本発明は、アルミニウム部材の被膜処理後の水洗水から対象成分を効率良く回収して再利用し、表面処理の品質を維持するとともに、使用機器の劣化速度を低減させる排水処理システム及びそれを用いた排水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明に係る排水処理システムは、アルミニウムイオン及び硝酸イオンを含む第一の酸性域の原排水に中和剤を添加することにより、前記原排水のｐＨを中性域まで増加させ、中和排水として排出する第一の調整槽と、前記中和排水を受けて、前記中和排水中に形成された前記アルミニウムイオンの水酸化物を分離し、分離排水として排出する固液分離槽と、前記分離排水を受けて、前記分離排水のｐＨを第二の酸性域まで低下させ、残留する水酸化物を溶解させ、酸性排水として排出する第二の調整槽と、前記酸性排水を受けて、前記酸性排水中の除去対象イオンを除去し、浄化水として排出するイオン除去装置とを備えている。
【０００８】
本発明は、別の形態で、アルミニウム部材を被膜する表面処理槽と、前記被膜されたアルミニウム部材を水洗水にて水洗する一次水洗槽とを少なくとも備える表面処理装置に併設され、前記原排水は前記一次水洗槽から排出される水洗水であり、前記浄化水は前記第一の水洗槽の水洗水として再利用することができる。
【０００９】
このような形態であれば、水洗水の連続的な浄化及び再利用の提供が可能となり、水洗水の水質を維持し、表面処理の品質を維持することができる。また、水洗水を浄化するために、大型な一次水洗槽の水洗水を一括して産廃・補充する必要もなくなる。これにより、表面処理のランニングコストの低減が可能となる。
【００１０】
本発明は、別の形態で、アルミニウム部材を被膜する表面処理槽と、前記被膜されたアルミニウム部材を水洗水にて水洗する一次水洗槽と、前記一次水洗されたアルミニウム部材を水洗水にて水洗する二次水洗槽とを備える表面処理装置に併設され、前記原排水は前記一次水洗槽から排出される水洗水であり、前記浄化水は前記二次水洗槽の水洗水として再利用され、前記第二水洗槽の水洗水は前記第一次水洗槽の水洗水として再利用することができる。
【００１１】
このような形態であれば、二次水洗槽の水洗水を含めた連続的な浄化及び再利用、すなわちリサイクルシステムの提供が可能となり、水洗水の水質、曳いては表面処理の品質を維持することができる。また、水洗水を浄化するために、大型な一次及び二次水洗槽の水洗水を一括して産廃・補充する必要もなくなる。これにより、表面処理のランニングコストの低減が可能となる。
【００１２】
また、前記イオン除去装置を第一のイオン除去装置と第二のイオン除去装置とし、前記第一の除去装置は逆浸透膜を備え、前記第二のイオン除去装置はイオン交換樹脂を備えることが好適である。
【００１３】
また、前記第一の酸性域はｐＨ０を超えてｐＨ２以下であり、前記中性域はｐＨ６以上ｐＨ７以下であり、前記第二の酸性域はｐＨ４以上ｐＨ５以下であることが好ましい。
【００１４】
このような数値範囲であれば、原排水からアルミニウムイオンを効率よく除去するとともに、逆浸透膜及び／又はイオン交換樹脂により硝酸イオンを効率よく除去し、且つ、逆浸透膜の目詰まりが発生する虞を低減することができる。
【００１５】
また、本発明は、別の形態で、前記水洗水を前記原排水として貯蓄して、前記第二の調整槽に送り、前記分離排水のｐＨを第二の酸性域まで低下させる原排水槽を備えることができ、前記被膜処理はアノダイズ処理又は有色化成処理であり、前記中和剤は水酸化ナトリウムとすることができる。
【００１６】
このような形態であれば、アノダイズ処理又は有色化成処理後の水洗水に含有されるフッ化物イオン及び硫酸イオン等の除去対象イオンも、逆浸透膜及び／又はイオン交換樹脂により効率よく除去することができる。
【００１７】
さらに、本発明は、別の側面で、排水処理方法である。本発明に係る排水処理方法は、アルミニウムイオン及び硝酸イオンを含む第一の酸性域の原排水に中和剤を添加することにより、前記原排水のｐＨを中性域まで増加させ、中和排水として排出する第一の調整工程と、前記中和排水を受けて、前記中和排水中に形成された前記アルミニウムイオンの水酸化物を分離し、分離排水として排出する固液分離工程と、前記分離排水を受けて、前記分離排水のｐＨを第二の酸性域まで低下させ、残留する水酸化物を溶解させ、酸性排水として排出する第二の調整工程と、前記酸性排水を受けて、前記酸性排水中の除去対象イオンを除去し、浄化水として排出するイオン除去工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１８】
前記目的に照らして、本発明に係る排水処理システム及びそれを用いた排水処理方法によれば、アルミニウム部材の被膜処理後の水洗水から対象成分を効率良く回収して再利用して、表面処理の品質を維持するとともに、使用機器の劣化速度を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に係る排水処理システム及びそれを用いた排水処理方法について、第一実施の形態の概要を説明する概念図である。
【図２】図２は、本発明に係る排水処理システム及びそれを用いた排水処理方法について、第一実施の形態をより詳細に説明する概念図である。
【図３】図３は、本発明に係る排水処理システム及びそれを用いた排水処理方法について、陰イオンのｐＨと除去率の関係を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明に係る排水処理システム及びそれを用いた排水処理方法について、第二実施の形態を説明する概念図である。
【図５】図５は、本発明に係る排水処理システム及びそれを用いた排水処理方法について、第三実施の形態を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
[第一実施の形態]
以下、本発明に係る排水処理システムの第一実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態によって限定されない。
【００２１】
図１は、本発明に係る排水処理システムの第一実施の形態を示している。図１に示す排水処理システム１は、排水処理設備２を中心部分とし、その構成については後述する。また、排水処理システム１は、アルミニウム部材を処理する表面処理装置に併設され、該表面処理装置は、表面処理槽３と、一次水洗槽４と、二次水洗槽５とを少なくとも備えている。なお、本明細書において「アルミニウム部材」とは、アルミニウム、アルミニウム合金若しくはそれらを含有する材料又は部品を意味する。
【００２２】
まず、排水処理システム１が併設される表面処理装置について、説明する。表面処理槽３は、複数のアルミニウム部材を公知の表面被膜処理により被膜するための大型槽である。前記表面被膜処理は、アノダイズ処理、有色化成処理、これらの前処理となるデオキシダイズ等の電気的又は化学的な処理である。表面処理槽３内に満たされる処理水には、これらの前記処理に要する対象成分に由来した、アルミニウムイオン（Ａｌ3+）、硝酸イオン（ＮＯ3-）、フッ化物イオン（Ｆ-）、硫酸イオン（ＳＯ42-）、重クロム酸イオン（Ｃｒ2Ｏ72-）等のイオン、すなわち除去対象イオンが含有されている。当該イオンはアルミニウム部材表面に付着して一次水洗槽に持ち込まれるため、一次水洗槽で除去対象イオンとなる。
【００２３】
一次水洗槽４は、複数のアルミニウム部材を水洗するための大型槽であり、原排水槽２１とラインＬ１を通じて連通し、第二のイオン除去装置２６とラインＬ１１を通じて連通している。一次水洗槽４は、表面処理槽３にて表面処理されたアルミニウム部材をその内部に満たされた水洗水により水洗する。また、二次水洗槽５は、複数のアルミニウム部材を水洗するための大型槽であり、一次水洗槽４にて水洗されたアルミニウム部材を水洗水にてさらに水洗する。
【００２４】
次に、図２について、図１に示した本発明に係る排水処理システム１の第一実施の形態をより詳細に説明する。排水処理システム１の中心部分を構成する排水処理設備２は、原排水槽２１と、第一の調整槽２２と、固液分離槽２３と、第二の調整槽２４と、第一のイオン除去装置２５と、第二のイオン除去装置２６とを少なくとも備えている。
【００２５】
原排水槽２１は、水洗水を原排水として貯蓄するための槽であり、一次水洗槽４とラインＬ１を通じて連通し、第一の調整槽２２とラインＬ２を通じて連通し、第二の調整槽２４とポンプＰ１及びラインＬ３を通じて連通している。
【００２６】
第一の調整槽２２は、原排水のｐＨを調整するための槽であり、アルミニウムイオン及び硝酸イオンを含む第一の酸性域の原排水に中和剤を添加することにより、前記原排水のｐＨを中性域まで増加させ、中和排水として排出する。第一の調整槽２２は、原排水槽２１とラインＬ１を通じて連通し、固液分離槽２３とラインＬ５を通じて連通している。
【００２７】
第一の調整槽２２は、攪拌機２２ａと、ｐＨセンサ２２ｂと、アルカリ薬剤槽２２ｃとを備えている。攪拌機２２ａは、第一の調整槽２２に流入した原排水と水酸化ナトリウムとを攪拌する。ｐＨセンサ２２ｂは、第一の調整槽２２内の原排水のｐＨをモニタリングする。アルカリ薬剤槽２２ｃは、第一の調整槽２２とポンプＰ２及びラインＬ４を通じて連通している。また、アルカリ薬剤槽２２ｃ又はポンプＰ２は、ｐＨセンサ２２ｂと電気的に接続している。
【００２８】
固液分離槽２３は、アルミニウム水酸化物を沈殿・除去するための槽であり、前記中和排水を受けて、前記中和排水中に形成された前記アルミニウムイオンの水酸化物を分離し、分離排水として排出する。固液分離槽２３は、第一の調整槽２２とラインＬ５を通じて連通し、第二の調整槽２４とラインＬ６を通じて連通し、沈殿物を排出するためのラインＬ７と連通している。
【００２９】
第二の調整槽２４は、分離排水のｐＨを調整するための槽であり、前記分離排水を受けて、前記分離排水のｐＨを第二の酸性域まで低下させ、残留する水酸化物を溶解させ、酸性排水として排出する。第二の調整槽２４は、固液分離槽２３とラインＬ６を通じて連通し、原排水槽２１とポンプＰ１及びラインＬ３を通じて連通し、第一のイオン除去装置２５とポンプＰ３及びラインＬ８を通じて連通している。
【００３０】
第二の調整槽２４は、攪拌機２４ａと、ｐＨセンサ２４ｂとを備えている。攪拌機２４ａは、第二の調整槽２４に流入した分離排水と原排水とを攪拌する。ｐＨセンサ２４ｂは、第二の調整槽２４内の排水のｐＨをモニタリングする。また、原排水槽２１又はポンプ１は、ｐＨセンサ２４ｂと電気的に接続している。
【００３１】
第一のイオン除去装置２５は、公知の逆浸透膜を備えて、対象成分を分離・除去するための装置である。第一のイオン除去装置２５は、前記酸性排水を受けて、前記酸性排水中の除去対象イオンを除去し、第一の浄化水として排出する。第一のイオン除去装置２５は、第二の調整槽２４とポンプＰ３及びラインＬ８を通じて連通し、第二のイオン除去装置２６とラインＬ９を通じて連通し、濃縮排水を排出するためのラインＬ１０と連通している。
【００３２】
第二のイオン除去装置２６は、公知の陰イオン及び／又は陽イオン交換樹脂を備えて、対象成分を分離・除去するための装置である。第二のイオン除去装置２６は、前記第一の浄化水を受けて、前記第一の浄化水中の除去対象イオンを除去し、第二の浄化水として排出する。第二のイオン除去装置２６は、第一のイオン除去装置２５とラインＬ８を通じて連通し、一次水洗槽４とラインＬ１１を通じて連通している。
【００３３】
以上の構成を有する排水処理システム１を用いた排水処理方法の第一実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態の排水処理方法は、原排水貯蓄工程と、第一のｐＨ調整工程と、固液分離工程と、第二のｐＨ調整工程と、第一の除去工程と、第二の除去工程とを少なくとも備えている。排水処理方法は、アルミニウム部材の表面処理方法と連携して行われるものなので、表面処理方法の概要を説明した後、排水処理方法の各工程を説明する。
【００３４】
表面処理方法の表面処理工程では、アルミニウム部材を、表面処理槽３に満たした表面被膜処理に要する対象成分を含有する処理液に浸漬することにより、被膜する。前記表面処理としては、アノダイズ処理（陽極酸化処理）、有色化成処理等の電気的又は化学的な被膜処理が挙げられる。前記処理液は、前記処理に要する対象成分に由来した、アルミニウムイオン及び硝酸イオンの他に、フッ化物イオン、硫酸イオン、重クロム酸イオン等のイオンを含有している。前記表面処理工程後、処理されたアルミニウム部材を、表面処理槽３から取り出して、一次水洗槽４に供給する。
【００３５】
次いで、一次水洗工程では、前記表面処理されたアルミニウム部材を一次水洗槽４に満たした水洗水に浸漬することにより、水洗する。一次水洗槽４の水洗水は、前記表面処理によりアルミニウム部材に付着した対象成分を含有し、そのｐＨは第一の酸性域まで低下している。このため、一次水洗工程では、原排水槽２１に水洗水を供給するとともに、第二のイオン除去装置２６から浄化水を取り入れて、水洗水として再利用する。すなわち、一次水洗槽４は、原排水槽２１にラインＬ１を通じて使用済み又は使用中の水洗水を原排水として排出し、第二のイオン除去装置２６からラインＬ１１を通じて前記原排水から前記除去対象イオンが除去された浄化水を取り入れる。これにより、一次水洗槽４の水洗水の循環再利用を可能としている。本工程では、大型の一次水洗槽４内に満たされた多量の水洗水を浄化するための一括した産廃処理を不要とすることができる。その結果、表面被膜処理のランニングコストを低減できる。
【００３６】
そして、二次水洗工程では、一次水洗槽４にて水洗されたアルミニウム部材を二次水洗槽５に満たした水洗水に浸漬することにより、水洗する。二次水洗槽５の水洗水は、一次水洗工程に用いる水洗水が循環再利用により浄化されている。このため、一次水洗槽４にて水洗されたアルミニウム部材により、二次水洗槽５に持ち込まれる対象成分の量も僅かである。その結果、二次水洗処理に用いる水洗水の品質を維持し、産廃処理の間隔を長くすることができる。また、二次水洗処理の表面処理の品質も維持することができる。その結果、表面被膜処理のランニングコストを低減することができる。
【００３７】
排水処理方法の原排水貯蓄工程では、一次水洗工程から排出された水洗水を受けて、原排水槽２１にて貯蓄し、原排水として第一のｐＨ調整工程に供給するとともに、第二のｐＨ調整工程へ排出する。すなわち、原排水槽２１は、ラインＬ１から流入された水洗水を原排水として貯蓄し、ラインＬ２を通じて第一の調整槽２２に供給するとともに、ポンプＰ１及びラインＬ３を通じて第二の調整槽２４へ原排水をｐＨ調整剤として供給する。原排水槽２１に貯蓄された原排水は、含有する除去対象イオンのイオン濃度に起因して、第一の酸性域を示している。本工程では、後述する第二のｐＨ調整工程に用いるために、原排水のｐＨを第一の酸性域に維持する。
【００３８】
第一の酸性域は、表面処理の種類及び水洗の程度に影響するため、特に限定されない。より具体的には、前記第一の酸性域は、ｐＨ０を超えて３以下が好ましく、ｐＨ０を超えて２以下がより好ましい。
【００３９】
第一のｐＨ調整工程では、第一の調整槽２２にて前記原排水を受けて、アルミニウムイオン及び硝酸イオンを含む第一の酸性域の原排水に中和剤を添加することにより、前記原排水のｐＨを中性域まで増加させ、中和排水として排出する。第一の調整槽２２には、原排水槽２１からラインＬ１を通じて、アルミニウムイオン及び硝酸イオンを含む第一の酸性域の原排水が流入する。このため、本工程では、第一の調整槽２２にて、前記中和剤としてアルカリ薬剤槽２２ｃの水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）をポンプ２及びラインＬ４添加することにより、前記原排水のｐＨを前記中性域まで低下させ、前記アルミニウムイオンの水酸化物である水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）を形成する。また、本工程では、前記中性域まで低下した原排水を中和排水として、ラインＬ５を通じて固液分離槽２３へ供給する。さらに本工程では、第一の調整槽２２内の水洗水のｐＨを、ｐＨセンサ２２ｂにてモニタリングしながら、攪拌機２２ａにより攪拌し、第一の酸性域から中性域の範囲内になるまで増加させる。中性域を示した原排水を、中和排水として固液分離工程に供給する。
【００４０】
中和排水の中性域は、ｐＨ５以上ｐＨ１２以下の範囲内であることが好ましく、ｐＨ６以上ｐＨ７以下の範囲内であることがより好ましい。前記水洗水のｐＨが５未満であると、アルミニウムイオンの水酸化物が中和排水に溶解して、分離・除去できない虞がある。前記水洗水のｐＨが１２を超えると、アルミン酸イオンとして溶解する虞がある。
【００４１】
中和剤としては、アルミニウムイオンの沈殿物を形成できる中和剤であればよく、限定されない。前記中和剤としては、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）等が挙げられる。これらのうち、水酸化ナトリウムが好ましい。水酸化ナトリウムであれば、アルミニウムイオンと速やかに反応して水酸化物を生成するとともに、中性域にて第二銅イオン（Ｃｕ2+）も共沈する。これにより、固液分離槽２３にて酸性排水中の銅イオンも減少させることができる。このことは、浄化する水洗水の水質向上に寄与する。
【００４２】
中和剤の添加量は、第一の調整槽２２内の原排水のｐＨを前記中性域内とすることができる添加量であればよく、特に限定されない。ｐＨセンサ２２ｂにより原排水のｐＨをモニタリングし、原排水が中和排水として中性域を維持するための必要量を添加できる。これにより、ｐＨの調整を可能とするとともに、アルミニウムイオンの水酸化物を形成することができる。
【００４３】
固液分離工程では、固液分離槽２３にて前記中和排水を受けて、前記中和排水中に形成された前記アルミニウムイオンの水酸化物を分離し、分離排水として排出する。すなわち、第一の調整槽２２からラインＬ５を通じて流入した中和排水は、水酸化ナトリウムと反応して固形物化したアルミニウムイオンの水酸化物である水酸化アルミニウムを含有している。固液分離槽２３は、公知の固液分離により、固形物である水酸化アルミニウムをその下部に沈殿させ、その上部の上澄み液と分離する。また、固液分離槽２３は、沈殿した水酸化ナトリウムをラインＬ７から除去し、上澄み液を分離排水として第二の調整槽２４へラインＬ６を通じて供給する。
【００４４】
第二のｐＨ調整工程では、第二の調整槽２４にて前記分離排水を受けて、前記分離排水のｐＨを第二の酸性域まで低下させ、残留する水酸化物を溶解させ、酸性排水として排出する。固液分離工程後の分離排水のｐＨは、中性域を示している。このため、本工程では、分離排水に酸性のｐＨ調整剤を添加する。本実施の形態では、ｐＨ調整剤として、原排水槽２１内の第一の酸性域を示す原排水をポンプＰ１及びラインＬ３を通じて添加することにより、第二の調整槽２４内の水洗水のｐＨは、中性域から第二の酸性域まで低下する。より具体的には、第二の調整槽２４内の分離排水のｐＨを、ｐＨセンサ２４ｂにてモニタリングしながら、攪拌機２４ａにより攪拌し、中性域から第二の酸性域の範囲内になるまで低下させる。第二の酸性域を示した水洗水を、第一のイオン除去装置２５に供給する。
【００４５】
ｐＨ調整剤としては、アルミニウムイオンの水酸化物を溶解できるものであればよく、限定されない。前記ｐＨ調整剤としては、原排水の他に、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）、炭酸（Ｈ2ＣＯ3）等の酸性溶液が挙げられる。これらのうち、原排水が好ましい。原排水であれば、アルミニウム部材の水洗水中のイオン濃度を増加させずに、分離排水のｐＨを速やかに低下させることができる。また、アルミニウム部材の水洗水を用いているため、排水処理システムの水洗水の循環再利用に大きく寄与できる。
【００４６】
第二の酸性域は、硝酸イオンの除去率を高いまま維持しつつ、且つ、水酸化ナトリウムを溶解させる程度であればよい。図３に示すように、前記水洗水の第二の酸性域は、ｐＨ３以上ｐＨ５以下の範囲内であることが好ましく、ｐＨ４以上ｐＨ５以下の範囲内であることがより好ましい。前記水洗水のｐＨが３未満であると、硝酸イオンが所望の程度除去できない虞があり、イオン交換樹脂が破過しやすくなる虞がある。前記水洗水のｐＨが５を超えると、水酸化アルミニウムが残留して、逆浸透膜が目詰まりする虞がある。
【００４７】
第一の除去工程では、第一のイオン除去装置２５にて前記酸性排水を受けて、公知の逆浸透膜法により、前記酸性排水中の除去対象イオンを除去し、第一の浄化水として排出する。すなわち、第一のイオン除去装置２５では、公知の逆浸透膜法により、ポンプＰ３により所定の圧力をかけて、第二の調整槽２４から供給された酸性排水中の硝酸イオン（ＮＯ3-）、フッ化物イオン（Ｆ-）、硫酸イオン（ＳＯ42-）、重クロム酸イオン（Ｃｒ2Ｏ72-）等を除去することができる。第一のイオン除去装置２５は、前記酸性排水のｐＨが第二の酸性域であるため、フッ化物イオン及び硫酸イオンに加えて、硝酸イオンを効率よく除去することができる。また、第一のイオン除去装置２５は、逆浸透膜を透過してイオンを除去した酸性水を、第一の浄化水としてラインＬ９から第二のイオン除去装置２６へ供給し、イオンや不純物が濃縮した濃縮排水をラインＬ１０から排出する。
【００４８】
第二の除去工程では、第二のイオン除去装置２６にて前記第一の浄化水を受けて、従来のイオン交換法により、前記第一の浄化水中の除去対象イオンを除去し、第二の浄化水として排出する。すなわち、第二のイオン除去装置２６は、イオン交換法により、第一のイオン除去装置２５から流入した第一の浄化水中のナトリウムイオン、硝酸イオン等を除去する。第二のイオン除去装置２６は、第一のイオン除去装置２５により第一の浄化水中の硝酸イオン濃度が低下しているため、負担なく且つ十分に除去対象イオンを除去できる。したがって、第二のイオン除去装置２６のイオン交換樹脂が容易に破過する虞を低減することができる。第二のイオン除去装置２６は、陰イオン及び／又は陽イオン交換樹脂を透過した第一の浄化水を、ラインＬ１１から第二の浄化水として一次水洗槽４へ供給する。第二の除去工程を経た第二の浄化水は、一次水洗工程の水洗水として再利用される。
【００４９】
第二のイオン除去装置２６に配置するイオン交換樹脂の形状は、膜状、繊維状又は液状のものを用いることができる。さらには、第二のイオン除去装置は図示しないｐＨ調整槽を備えることができ、そのｐＨを水洗に適した値に調整した第二浄化水を水洗水として再利用することもできる。
【００５０】
[第二実施の形態]
続いて、本発明に係る排水処理システムの第二実施の形態について、図４を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では、排水処理システム１００は、排水処理設備１０２を少なくとも備え、表面処理装置は、一次水洗槽１０４と、二次水洗槽１０５とを少なくとも備えている。なお、排水処理システムの第一実施の形態と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、それらの構成要素は第一実施の形態と実質的に同様の作用・機能を果たす。
符号を付す。
【００５１】
一次水洗槽１０４は、表面処理槽３にて処理されたアルミニウム部材を、水洗水により水洗する。一次水洗槽１０４は、原排水槽２１とラインＬ１を通じて連通し、二次水洗槽１０５とライン１１２を通じて連通している。また、二次水洗槽１０５は、一次水洗槽１０４にて水洗されたアルミニウム部材を、水洗水により水洗する。二次水洗槽１０５は、第二のイオン除去装置１２６とラインＬ１１１を通じて連通し、一次水洗槽１０４とラインＬ１１２を通じて連通している。
【００５２】
排水処理設備１０２は、第一実施の形態の第二のイオン除去装置２６の代わりに、第二のイオン除去装置１２６を備えている。排水処理設備１０２は、一次水洗槽１０４と流入ラインＬ１を通じて連通し、二次水洗槽１０５と流出ラインＬ１１１を通じて連通している。排水処理設備１０２は、一次水洗槽１０４の水洗水に含有される、アルミニウムイオン、硝酸イオン、フッ化物イオン及び硫酸イオンを除去した後、得られた第二の浄化水を二次水洗槽１０５の水洗水として再利用するように構成されている。
【００５３】
第二のイオン除去装置１２６は、公知の陰イオン及び／又は陽イオン交換樹脂を備えたイオン除去装置である。第二のイオン除去装置１２６は、第一のイオン除去装置２５とラインＬ８を通じて連通し、二次水洗槽１０５とラインＬ１１１を通じて連通している。
【００５４】
以上の構成を有する排水処理システム１００を用いた排水処理方法の第二実施の形態について、詳細に説明する。なお、本実施の形態について、排水処理方法の第一実施の形態と実質的に同様の作用機序については、説明を省略する。
【００５５】
一次水洗工程では、表面処理槽３にて表面処理されたアルミニウム部材を水洗する。一次水洗槽１０４の水洗水は、表面処理槽３にてアルミニウム部材に付着した対象成分を含有しており、そのｐＨは第一の酸性域まで低下している。本工程では、一次水洗槽１０４の水洗水のｐＨを中性域にし、且つ、ｐＨ低下の原因となる薬剤を除去するために、水洗水を排出して原排水貯蓄工程を行い、後述する第二水洗工程を経た水洗水を取り入れる。
【００５６】
二次水洗工程では、一次水洗槽１０４にて水洗されたアルミニウム部材を二次水洗槽１０５に満たした水洗水に浸漬して水洗する。二次水洗槽１０５の水洗水は、一次水洗槽１０４内の水洗水よりは少ないものの、表面処理槽３にてアルミニウム部材に付着した対象成分を含有し、そのｐＨが第一の酸性域まで低下している。このため、本工程では、二次水洗槽１０５の水洗水のｐＨを中性域にし、且つ、ｐＨ低下の原因となる薬剤を除去するために、水洗水を排出して原排水貯蓄工程を行い、第二の除去工程から浄化された第二の浄化水を取り入れる。
【００５７】
第二の除去工程では、公知のイオン交換法により、第一の除去工程を経た第一の浄化水中のナトリウムイオン、硝酸イオンを第二の除去槽１２６にて除去する。第二の除去工程では、第一の除去工程により、第一の浄化水中のイオン濃度が低下しているため、負担なく且つ十分にイオンを除去することができる。これにより、本工程に用いる第二のイオン除去装置のイオン交換樹脂が破過する虞を低減することができる。第二の除去工程を経た第一の水洗水は、第二の浄化水として、後述する二次水洗工程に再利用する。
【００５８】
本実施の形態では、第二のイオン除去装置１２６からの浄化された水洗水を二次水洗槽１０５に流入する。このため、第一実施の形態よりも、二次水洗槽１０５の処理に用いる水洗水の産廃処理の間隔をさらに長くすることができる。また、二次水洗槽１０５の水洗水を浄化するための排水処理設備を新たに設置する必要がない。さらに、大型の一次水洗槽１０４及び二次水洗槽１０５の双方の浄化水を、一括して産廃する処理を不要とすることができる。
【００５９】
[第三実施の形態]
続いて、本発明に係る排水処理システムの第三実施の形態について、図５を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では、排水処理システム２００は排水処理設備２０２を少なくとも備え、表面処理装置は一次水洗槽２０４を少なくとも備えている。なお、排水処理システムの第一実施の形態と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、それらの構成要素は第一実施の形態と実質的に同様の作用・機能を果たす。
【００６０】
排水処理設備２０２は、第一実施の形態の第一のイオン除去装置２５の代わりに、第一のイオン除去装置２２５を備えている。第一のイオン除去装置２２５は、従来の逆浸透膜を備えたイオン除去装置である。また、第一のイオン除去装置２２５は、第二の調整槽２４とポンプＰ３及びラインＬ８を通じて連通し、一次水洗槽２０４とラインＬ２０９を通じて連通し、濃縮排水を排出するためのラインＬ１０と連通している。
【００６１】
以上の構成を有する排水処理システム２００を用いた排水処理方法の第三実施の形態について、詳細に説明する。なお、本実施の形態について、排水処理方法の第一実施の形態と実質的に同様の作用機序については、説明を省略する。
【００６２】
一次水洗工程では、表面処理されたアルミニウム部材を一次水洗槽２０４に浸漬して水洗する。本工程では、原排水槽２１に水洗水を原排水として供給するとともに、第一の除去工程を経た第一の浄化水を水洗水として取り入れ、循環再利用している。また、一次水洗後のアルミニウム部材は、一次水洗槽２０４から取り出し、二次水洗槽５に供給する。
【００６３】
第一の除去工程では、従来の逆浸透膜法により、第二のｐＨ調整工程を経て供給された酸性排水中の硝酸イオン、フッ化物イオン、硫酸イオンを第一の除去槽２２５にて除去する。本工程では、第一の除去工程後の第一の浄化水を、一次水洗工程の水洗水として一次水洗槽２０４へ供給する。
【００６４】
なお、本実施の形態では、第一のイオン除去装置２２５がラインＬ２０９を通じて一次水洗槽２０４と連通し、第一の除去工程後の水洗水を、一次水洗工程の水洗水として再利用する構成を例示した。本発明はこれに限定されない。第一のイオン除去装置２２５がラインを通じて二次水洗槽と連通し、二次水洗槽が別のラインを通じて一次水洗槽と連通する構成を採用することができる。この場合、第三実施の形態の浄化水を二次水洗槽に供給して水洗水として再利用し、二次水洗槽からの水洗水を一次水洗槽にて再利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係る排水処理システム及びそれを用いた排水処理方法によれば、アルミニウム部材の表面処理後の水洗水から対象成分を効率良く回収して再利用することができる。また、表面処理の品質を維持することができ、使用機器の劣化速度を低減させることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１、１００、２００        排水処理システム
２、１０２、２０２        排水処理設備
３                        表面処理槽
４、１０４、２０４        一次水洗槽
５、１０５                二次水洗槽
２１                      原排水槽
２２                      第一の調整槽
２２ａ、２４ａ            攪拌器
２２ｂ、２４ｂ            ｐＨセンサ
２２ｃ                    アルカリ薬剤槽
２３                      固液分離槽
２４                      第二の調整槽
２５、２２５              第一のイオン除去装置
２６、１２６              第二のイオン除去装置
【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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