(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＦ（限外濾過）濾過液回収水洗工程（Ａ）と、最終水洗工程（Ｂ）とを有するカチオン電着塗装工程の最終水洗槽（５）から排出される廃水を第１の膜濾過装置（Ｃ）の１次濃縮タンク（６）に受け入れながら１次濃縮し、該１次濃縮タンク（６）の濃縮液を全量、第２の膜濾過装置（Ｄ）の２次濃縮タンク（８）に導き、該第２の膜濾過装置（Ｄ）で２次濃縮した後、該２次濃縮タンク（８）の濃縮液を電着槽（１）に戻すと共に前記第１及び第２の膜濾過装置（Ｃ，Ｄ）からの濾過液を前記最終水洗槽（５）に返送することを特徴とする電着塗料の回収方法。
【請求項２】
ＵＦ（限外濾過）濾過液回収水洗工程（Ａ）と、最終水洗工程（Ｂ）とを有するカチオン電着塗装工程の最終水洗槽（５）から排出される廃水を受け入れながら１次濃縮するための１次濃縮タンク（６）を備えた第１の膜濾過装置（Ｃ）と、
前記第１の膜濾過装置（Ｃ）によって得られた１次濃縮液の全量を受け入れて２次濃縮するための２次濃縮タンク（８）を備えた第２の膜濾過装置（Ｄ）と、
前記２次濃縮タンク（８）の濃縮液を電着槽（１）に戻すための第１の配管と、
前記第１及び第２の膜濾過装置（Ｃ，Ｄ）からの濾過液を前記最終水洗槽（５）に返送する第２の配管と、
を有することを特徴とする電着塗料の回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カチオン電着塗装における最終水洗槽からの廃水を膜濾過装置で濃縮回収する電着塗料の回収方法及び回収装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カチオン電着塗装は自動車ボディをはじめ、自動車部品、電機製品、建材等の塗装に幅広く用いられている。電着塗装システムは被塗物に電気化学的に塗膜を形成させる電着工程及び未電着塗料等を洗い落とすための洗浄工程、更には塗膜を硬化させるための乾燥−焼き付け工程から構成されており、一般に水洗工程はＵＦ（限外濾過）濾過液回収水洗工程と、最終水洗工程とに大別される。
【０００３】
ＵＦ（限外濾過）濾過液回収水洗工程は、電着槽内の塗料をＵＦ（限外濾過）膜で濾過することによって得られるＵＦ濾過液を用いて被塗物を洗浄し、被塗物に物理的に付着した塗料成分を洗い落とすと共に電着槽に回収する工程である。
【０００４】
また、最終水洗工程は、純水や工水を用いて仕上げ洗浄を行う工程であり、前記ＵＦ濾過液回収水洗工程で洗い落とせなかった微量の塗料成分や侠雑イオンが洗い落とされるが、洗浄に用いられた後の水は廃水として工程外に排出されている。
【０００５】
仕上げ洗浄である最終水洗には多量の水が必要であり、被塗物が自動車ボディの場合には新たに１００Ｌ（リットル）／分以上の水が洗浄水として供給され、洗浄後の水は工程外に廃水として排出されている。
【０００６】
この廃水中には少量ではあるが塗料成分や侠雑イオンが含まれているため、最終的には何らかの方法で処理する必要があるばかりでなく、塗料の損失にもなっており、通常、その塗料の損失分は電着槽から被塗物によって物理的に持ち出される塗料の５％相当にも及ぶ。
【０００７】
近年、このような廃水の処理方法として膜分離法が提案され、膜濾過装置によって１段で濾過液と濃縮液に分離し、濾過液を水洗水として循環使用すると共に濃縮液を電着槽に戻し、塗料として回収再使用する方法が一部で実用化されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例では、電着槽に返送出来る液量には限りがあり、この量は電着槽及び水洗系からの蒸発量や塗装の前処理工程から持ち込まれる水とＵＦ回収水洗系から持ち出される水の収支に依存するが、夏場等湿度が高い時期には蒸発量が減少し、返送可能な液量が制限される。また、持ち込み水が多い場合にも同様の問題が生じる。
【０００９】
このような場合及び被塗物の形状が変わり最終水洗槽の廃水の濃度が高くなった場合、更には塗装工程の稼動時間が延びた場合等には膜濾過装置で濃縮される濃縮液の濃度が高くなり、結果として膜濾過装置の能力が低下してしまい、水洗に必要な濾過液量が確保出来なくなるという問題があった。また、濃縮液の液量が多くなって返送出来ない事態に備えて濃縮液を貯めるためのより大きなタンクが必要であった。
【００１０】
その他にも、従来のように一段濃縮で且つバッチ操作で濃縮する場合には濃縮過程での濃縮液の濃度上昇を抑えるため、より大きな受け入れタンクを設置するか、または濃縮液の払い出し回数を増やして濃度上昇を緩和する必要があった。
【００１１】
ところが、濃縮液の払い出しの間は実質的に膜濾過装置を停止させる必要があり、この間は水洗槽への濾過液の返送が出来なくなるため濃縮液の返送のタイミングを塗装工程の休止時間に合わせる等複雑な対応が必要不可欠であった。
【００１２】
これらの問題は膜濾過装置の規模を大きくして処理能力を高めることでも解消されるが経済的に不利であるばかりでなく、設置面積が大きくなるためコンパクトで且つ、塗装工程の実状に適合する電着塗料の回収方法及び回収装置が待ち望まれていた。
【００１３】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、カチオン電着塗装の最終水洗槽の廃水を膜濾過装置で処理し、濃縮液を塗料として回収すると共に濾過液を水洗水としてリサイクルするに際し、廃水の濃度や塗装工程の稼動条件の変動及び電着槽の液面の変動等があっても効率的に濃縮可能な電着塗料の回収方法及び回収装置を提供せんとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る電着塗料の回収方法は、ＵＦ（限外濾過）濾過液回収水洗工程（Ａ）と、最終水洗工程（Ｂ）とを有するカチオン電着塗装工程の最終水洗槽（５）から排出される廃水を第１の膜濾過装置（Ｃ）の１次濃縮タンク（６）に受け入れながら１次濃縮し、該１次濃縮タンク（６）の濃縮液を全量、第２の膜濾過装置（Ｄ）の２次濃縮タンク（８）に導き、該第２の膜濾過装置（Ｄ）で２次濃縮した後、該２次濃縮タンク（８）の濃縮液を電着槽（１）に戻すと共に前記第１及び第２の膜濾過装置（Ｃ，Ｄ）からの濾過液を前記最終水洗槽（５）に返送することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る電着塗料の回収装置は、ＵＦ（限外濾過）濾過液回収水洗工程（Ａ）と、最終水洗工程（Ｂ）とを有するカチオン電着塗装工程の最終水洗槽（５）から排出される廃水を受け入れながら１次濃縮するための１次濃縮タンク（６）を備えた第１の膜濾過装置（Ｃ）と、前記第１の膜濾過装置（Ｃ）によって得られた１次濃縮液の全量を受け入れて２次濃縮するための２次濃縮タンク（８）を備えた第２の膜濾過装置（Ｄ）と、前記２次濃縮タンク（８）の濃縮液を電着槽（１）に戻すための第１の配管と、前記第１及び第２の膜濾過装置（Ｃ，Ｄ）からの濾過液を前記最終水洗槽（５）に返送する第２の配管とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上述の如く構成したので、第１の膜濾過装置（Ｃ）からの１次濃縮液の全量を適宜、第２の膜濾過装置（Ｄ）の２次濃縮タンク（８）に導き出すことにより、第１の膜濾過装置（Ｃ）の１次濃縮度を該第１の膜濾過装置（Ｃ）の濾過能力が高く発揮出来る程度に抑えることが出来、且つ、第２の膜濾過装置（Ｄ）で濃縮液を電着槽（１）に返送可能な量まで任意に２次濃縮することが出来、第１、第２の膜濾過装置（Ｃ，Ｄ）の夫々の１次、２次濃縮タンク（６，８）の容量をより小さくすることが出来る。
【００１７】
しかも、第１の膜濾過装置（Ｃ）を停止する必要がないため、常時、最終水洗槽（５）に濾過液を供給することが出来、塗装工程に影響することもない。
【００１８】
本発明における２次濃縮タンク（８）の濃縮液の電着槽（１）への返送はバッチ操作で直接返送することも出来るが、２次濃縮液を一旦貯めた後、電着槽（１）の液面の状態に応じて返送することがより好ましい。
【００１９】
また、第１の膜濾過装置（Ｃ）の規模と第２の膜濾過装置（Ｄ）の規模は最終水洗槽（５）へ返送が必要な濾過液量の範囲でマスバランス（液量と濃度との収支バランス）を考慮の上、任意に設定出来るが、第１の膜濾過装置（Ｃ）の１次濃縮タンク（６）の濃縮液の濃度が１％以下になるように設定するのが好ましく、第１の膜濾過装置（Ｃ）の規模が決まればマスバランスから第２の膜濾過装置（Ｄ）の規模は自動的に決定される。
【００２０】
ここで、最終水洗槽（５）の濃度は通常、０．１％以下であることから第１の膜濾過装置（Ｃ）における濃縮液の濃縮度は１０倍以上となる。即ち、平均的には第１の膜濾過装置（Ｃ）の１次濃縮タンク（６）に受け入れられる最終水洗槽（５）から排出される廃水量の１／１０以下の量の１次濃縮液が第２の膜濾過装置（Ｄ）の２次濃縮タンク（８）に導かれることになる。そして、第２の膜濾過装置（Ｄ）によって電着槽（１）に返送可能な量まで２次濃縮される。
【００２１】
また、本発明の第１の膜濾過装置（Ｃ）の１次濃縮タンク（６）及び第２の膜濾過装置（Ｄ）の２次濃縮タンク（８）の容量は特に限定されないが、小さ過ぎると濃縮液を抜き出す頻度が増加する。また、大き過ぎると設置面積が大きくなるばかりでなく、ホールドアップ量（貯留量）が増すことにより長期間停止する場合等において液抜き等に手間がかかったり清掃も大変になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る電着塗料の回収方法及び回収装置の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る電着塗料の回収装置の構成を示す概略図である。
【００２３】
図１に示すように、カチオン電着塗装工程の電着塗料の水洗工程は、Ａで示すＵＦ（限外濾過）濾過液回収水洗工程と、Ｂで示す最終水洗工程とを有して構成されている。
【００２４】
ＵＦ（限外濾過）濾過液回収水洗工程Ａでは、コンベア23により搬送される被塗物22が電着槽１に漬けて電着塗装された後、第１水洗槽２、第２水洗槽３及び第３水洗槽４で順に水洗される。各水洗層２〜４で洗い流された塗料は、第３水洗槽４から第２水洗槽３、第１水洗槽２を順に経由して電着槽１に戻される。
【００２５】
電着槽１内の電着液は循環ポンプ12によりＵＦ（限外濾過）膜モジュール９に供給され、該ＵＦ膜モジュール９で濾過することによって得られるＵＦ濾過液を濾過液回収ポンプ13により回収して被塗物22を洗浄し、該被塗物22に物理的に付着した塗料成分を洗い落とすと共に、該ＵＦ膜モジュール９で濃縮された濃縮液を電着槽１に回収する。
【００２６】
また、最終水洗工程Ｂは、純水や工水を用いて仕上げ洗浄を行う工程であり、ＵＦ濾過液回収水洗工程Ａで洗い落とせなかった微量の塗料成分や侠雑イオンが洗い落とされる。
【００２７】
コンベア23により搬送される被塗物22はＵＦ濾過液回収水洗工程Ａに導かれて第１水洗槽２、第２水洗槽３、第３水洗槽４の順に水洗された後、最終水洗工程Ｂで最終水洗槽５に入りディップ洗浄された後、最後に侠雑イオンの除去等必要に応じて純水供給ライン20から供給される純水により洗浄される。
【００２８】
最終水洗槽５から排出される廃水は第１の膜濾過装置Ｃ及び第２の膜濾過装置Ｄにより濃縮液と濾過液とに分離され、夫々の濾過液は濾過液タンク７に貯められた後、主として最終水洗槽５にリサイクルされるが、最終的に純水洗浄される場合においては最終水洗系の水量バランスを保つため、純水使用量から第２の膜濾過装置Ｄからの２次濃縮液を差し引いた量に相当する濾過液を廃棄する必要があり、濾過液は濾過液排出ライン21から系外に廃棄される。
【００２９】
尚、このような濾過液の一部廃棄により最終水洗系における侠雑イオンの蓄積を防ぐことが出来る。
【００３０】
第１の膜濾過装置Ｃ及び第２の膜濾過装置Ｄは、夫々、１次、２次濃縮タンク６，８、循環ポンプ14，15、第１、第２の濾過膜モジュール10，11等から構成される。
【００３１】
先ず、最終水洗槽５から排出される廃水は第１の膜濾過装置Ｃの１次濃縮タンク６に受け入れられると共に循環ポンプ14を介して第１の濾過膜モジュール10に通液されて１次濃縮される。
【００３２】
１次濃縮タンク６の１次濃縮液は、全量、適宜第２の膜濾過装置Ｄの２次濃縮タンク８に導かれる。他方、第１、第２の膜濾過装置Ｃ，Ｄの第１、第２の濾過膜モジュール10，11により濾過された濾過液は濾過液タンク７に貯められた後、濾過液回収ポンプ16により第２の配管となる濾過液回収ライン19を経て最終水洗槽５に返送されてリサイクルされる。
【００３３】
第１の膜濾過装置Ｃの１次濃縮タンク６から全量受け入れて第２の膜濾過装置Ｄの２次濃縮タンク８に貯められた１次濃縮液は、循環ポンプ15を介して第２の濾過膜モジュール11に通液され、電着槽１に返送可能な量まで２次濃縮された後、２次濃縮タンク８の濃縮液は２次濃縮液回収ポンプ17により第１の配管となる２次濃縮液返送ライン18を経て電着槽１に戻される。
【００３４】
＜実施例１＞
自動車ボディのカチオン電着塗装の最終水洗工程Ｂに１０００Ｌ（リットル）の１次、２次濃縮タンク６，８と４．７ｍ２の膜面積を有する濾過膜モジュール10，11（例えば、旭化成株式会社製のＥＣＳ−３０１０等）１本を夫々備えた第１、第２の膜濾過装置Ｃ，Ｄを設置し、以下の試験を行った。
【００３５】
先ず、１次濃縮タンク６に最終水洗槽５の廃水を２００Ｌ（リットル）受け入れ、以後、液面コントローラにより、この液面レベルを維持すると共に濾過液ラインに設けたｐＨセンサにより濾過液のｐＨを常時検出出来るようにして濾過液のｐＨが５．７に上昇した場合に自動的に１次濃縮タンク６に固形分濃度１０ｗｔ％の酢酸が添加され、ｐＨが５．５に下がったら酢酸の添加が止まるような機構を設け、ｐＨ調整しながら第１の膜濾過装置Ｃにより１次濃縮した。
【００３６】
濾過液は一旦、濾過液タンク７に貯めた後、最終水洗槽５に戻し、濃縮液は濃縮時間１０時間目までは抜き出しをせず、以降２０分間に１回、４Ｌ（リットル）を１０００Ｌ（リットル）の別タンクに抜き出しながら連続５８時間処理した。
【００３７】
第１の膜濾過装置Ｃの操作条件は入口圧力を２５０ｋＰａ、出口圧力を５０ｋＰａに調整した。濾過液量の変化及び濃縮液の固形分濃度測定結果、ｐＨ測定結果を以下の表１に示す。
【００３８】
尚、濃縮液及び濾過液の固形分濃度は適宜、１次濃縮タンク６及び濾過液タンク７から１０ｇのサンプルを採取し１０５℃、３時間乾燥することにより測定した。初めに受け入れた廃水の固形分濃度は０．０４ｗｔ％であり、濾過液の固形分濃度は０．０１ｗｔ％〜０．０３ｗｔ％で推移した。
【００３９】
【表１】
0003810342.tif 000002
【００４０】
次に第１の膜濾過装置Ｃを停止した後、第１の濾過膜モジュール10を新品と交換し、上記１次濃縮タンク６の濃縮液５７０Ｌ（リットル）を２次濃縮タンク８に移して該２次濃縮タンク８の液量を７７０Ｌ（リットル）とした。
【００４１】
その後、濾過液の抜き出し量の積算値が７２０Ｌ（リットル）になるまで、第２の膜濾過装置Ｄにより再度濃縮（２次濃縮）を行った。第２の膜濾過装置Ｄの操作条件は入口圧力を２５０ｋＰａ、出口圧力を５０ｋＰａに調整した。
【００４２】
濾過液量の変化及び上記した測定条件で測定した濃縮液の固形分濃度、ｐＨ測定結果を以下の表２に示す。
【００４３】
尚、第２の膜濾過装置Ｄにより再度濃縮（２次濃縮）を開始した直後の２次濃縮タンク８内の濃縮液の固形分濃度は０．９２ｗｔ％であり、濃縮過程での濾過液の固形分濃度は０．０３ｗｔ％〜０．０４ｗｔ％であった。
【００４４】
【表２】
0003810342.tif 000003
【００４５】
上記構成によれば、カチオン電着塗装工程の条件変動があっても、濃度変動に伴う第１、第２の膜濾過装置Ｃ，Ｄの能力低下が無く、必要な濾過液の確保が出来る。また、返送可能な量が変わっても濃縮液の量をカチオン電着塗装工程に合わすことが出来る。
【００４６】
即ち、第１の膜濾過装置Ｃの濃縮液の濃縮度を低く抑えることが出来、濾過能力を高く維持することが出来る。また、第２の膜濾過装置Ｄで任意の量まで２次濃縮出来る。また、第１、第２の膜濾過装置Ｃ，Ｄの１次、２次濃縮タンク６，８の容量を小さく出来る。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、第１の膜濾過装置（Ｃ）の１次濃縮液の全量を適宜、第２の膜濾過装置（Ｄ）の２次濃縮タンク（８）に抜き出すことにより、第１の膜濾過装置（Ｃ）の処理能力を高く発揮させることが出来、且つ、第２の膜濾過装置（Ｄ）で電着槽（１）に返送可能な量まで任意に２次濃縮することが出来る。
【００４８】
更に第１の膜濾過装置（Ｃ）及び第２の膜濾過装置（Ｄ）の１次、２次濃縮タンク（６，８）の容量をより小さくすることが出来、第１の膜濾過装置（Ｃ）は停止の必要がないため、常時、最終水洗槽（５）に濾過液を供給することが出来、カチオン電着塗装工程に影響することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る電着塗料の回収装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
Ａ…ＵＦ（限外濾過）濾過液回収水洗工程
Ｂ…最終水洗工程
Ｃ，Ｄ…第１、第２の膜濾過装置
１…電着槽
２〜４…第１〜第３水洗槽
５…最終水洗槽
６…１次濃縮タンク
７…濾過液タンク
８…２次濃縮タンク
９…ＵＦ膜モジュール
10，11…第１、第２の濾過膜モジュール
12…循環ポンプ
13…濾過液回収ポンプ
14，15…循環ポンプ
16…濾過液回収ポンプ
17…２次濃縮液回収ポンプ
18…２次濃縮液返送ライン
19…濾過液回収ライン
20…純水供給ライン
21…濾過液排出ライン
22…被塗物
23…コンベア
【図１】
0003810342.tif 000004