JP2631082B2

JP2631082B2 - 静電処理装置及びそれを使用した脱脂工程におけるアルカリ系洗浄液の処理方法

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Publication number: JP2631082B2
Application number: JP2614394A
Authority: JP
Inventors: ▲とく▼本敏行; ▲とく▼本健吉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-28
Filing date: 1994-01-28
Publication date: 1997-07-16
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: JPH07213948A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ系洗浄液等を
効率よく処理できる静電処理装置及び超精密加工等にお
ける水溶性加工液を完全に循環させて実施できる洗浄液
処理システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルカリ系洗浄液は、研削、切削、プレ
スなどの加工品（ワーク）に付着する油分や金属粉等を
洗浄除去するために使用されるものであり、界面活性剤
による油分との乳化性を洗浄効果の一面とする洗剤であ
る。従って、加工品から洗い落とされた油分、スラッジ
分等の汚染物は、洗浄液中に乳化されて存在することと
なり、汚染された洗浄液の再生は非常に困難なものとな
る。従来、この洗浄液の処理方法としては、汚染限界に
達した洗浄液の液面に形成される油層を除去するだけで
あり、このような方法では、界面に存在する界面活性剤
が油分と共に除去されるため、本来消耗されることのな
い界面活性剤の５０％以上を未使用の状態で廃棄処分す
ることとなり、非常に不経済なものであった。また、こ
のようにして油層を除いたアルカリ系洗浄液も、なお、
かなり多量の油分やスラッジ分を乳化含有しているもの
であり、更に、界面活性剤の５０％以上が消失している
ため、洗浄力は減少しており、効率よく再使用できるも
のではなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、溶剤によ
る汚染水等の処理に有効な装置として、電気絶縁性溶剤
中に静電場を利用した一連の静電式濾過装置を開発して
おり（特公昭40-15549号公報、特公昭51- 3941号公報、
特公昭51- 3942号公報、特公昭51-23742号公報、特公平
1- 22821号公報及び特開平5- 83306号公報参照) 、これ
らの装置では、処理水に含まれる少量の油分をも効率よ
く分離除去できることがわかっている。そこで、本発明
では、上記静電式濾過装置の原理を利用して、前述の如
き、アルカリ系洗浄液を、使用途中で界面活性剤を無駄
に消費することなく、効率よく、油水分離し、再使用可
能とする処理装置を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の装置は、底面に
被処理液の導入口を設け、内部に電気絶縁性溶剤Ａを収
容したタンクの、溶剤Ａ中に、一対の電極を配置し、こ
の電極間に高圧直流電圧を印加するようにした静電式処
理装置で、タンクの側壁を二重壁にして、その内側壁と
外側壁との間にポケットを形成し、内側壁の上縁が前記
溶剤Ａの液面よりも上方に位置し、溶剤Ａの上面に形成
されるスラッジ層の浮遊不純物が前記内側壁の上縁から
ポケットの方に溢出するようになっているものであり、
上記一対の電極が、タンク内部の片側に偏って水平面に
対して２５〜４０゜の角度で上方に傾斜して存在するも
のである。上記ポケットは、上記電極の上端縁が存在す
る側のタンク側壁に設けられており、盲の整流板が、タ
ンクの中央部からポケットの上方に向けて上方に傾斜し
て設けられており、この盲の整流板は、上記一対の電極
の上端を覆い、かつ上記内側壁と上記外側壁の間に上端
部が位置するようになっている。また、上記盲の整流板
の上方には、該整流板の上端と外側壁の間に形成される
開口部を覆うように、上記盲の整流板より上方に、多孔
性整流板が実質的に水平に設けられており、この多孔性
整流板の上方に、下方が開口した浮上スラッジ分離室が
設けられている。なお、処理水の排水口は、タンクの上
記ポケットと対向する壁面に、上記浮上スラッジ分離室
の内壁下端より上方に位置するように、設けられてお
り、また、タンクの底に設けられた上記被処理液導入口
には整水器が設けられている。更に、溶剤排出口は、タ
ンクの上記ポケットと対向する壁面で、上記電極の上端
より上方で、上記盲の整流板の下端より下方に位置する
ように、設けられており、かつ溶剤導入口は、タンクの
上記ポケットと対向する壁面の、底面近くに設けられて
いる。

【０００５】浮上スラッジ分離室では、浮上するスラッ
ジが確実に上方に運ばれるように、その内周部に、上方
に開孔した洗浄水供給用のパイプを設け、該分離室内部
で、上方に向けた水流が生じるようにするのが好まし
い。また、該パイプより上方で、スラッジ分離室の外壁
は二重構造に形成され、浮上スラッジがオーバーフロー
により除去されるようにするのがよい。

【０００６】なお、かかる本発明の装置において、溶剤
層に用いられる溶剤としては、ａ．引火性、爆発性がないｂ．誘電率が２．０〜７．０（２０℃）であるｃ．比重が１．３０（２０℃）以上であるｄ．ＫＢ値（カウリ樹脂の溶解性を示す尺度）は９０以
上の物性を持つｅ．融点が０℃以下であるという条件を具備するものを使用し、陰極に負の直流高
電圧を印加し、電極間に、約４０〜６０ＫＶが印加され
るようにするのがよい（この場合、陽極がアース側とな
る）。

【０００７】上述の如き本発明の装置では、特公昭５１
−２３７４２号公報及び特公平５−８３３０６号公報等
に記載される装置と同様に、タンクの底面から導入され
た被処理液が、静電場の作用で、電極の間を往復飛走
し、その間に被処理液に含まれていた油分は溶剤に溶解
し、固形物その他の不純物は水分から分離され、水分と
共に、電極の間から直線状に上昇するが、その上方に
は、盲の整流板が存在するため、分離された不純物すな
わちスラッジと水分は、この盲の整流板に沿って、ポケ
ット上方に導かれることとなる。内側壁からポケットに
オーバーフローして流下したスラッジは、ポケットの底
に設けたドレーンから除去され、上方に浮上したスラッ
ジは、盲の整流板の先端から上昇し、その上に位置する
浮上スラッジ分離室に導入される。

【０００８】従って、ポケットと対向する壁面の上端部
に存在する、処理水の排水口からは、油分やスラッジ分
が実質的に除去された水分（即ち再生洗浄液）が、水に
溶解した活性成分は確実に保持した状態で、効率よく取
り出されることとなり、この再生洗浄液は、再び脱脂工
程に供給して使用できるのである。

【０００９】また、タンクのポケットに対向する壁面
で、溶剤層の上端近くに設けられた溶剤排出口から排出
される溶剤は、溶剤に溶解した油分を含むものである
が、取り出した後、溶剤再生槽で蒸留等により溶剤を油
分と分離再生し、再生した溶剤をタンクの下方壁面に設
けられた溶剤導入口から再びタンク内部に導入し、使用
できる。

【００１０】従って、本発明では、脱脂槽から排出され
るアルカリ系洗浄液の汚染液を、被処理液導入口からタ
ンクに導入し、静電処理後、上記溶剤排出口から排出さ
れる汚染された溶剤を、溶剤再生槽を通して精製し、精
製した溶剤を上記溶剤導入口から再びタンクに導入し、
かつ、処理水の排水口から排出された再生洗浄液を、脱
脂液供給調整装置に通し、アルカリ系洗浄液の一部とし
て再び脱脂槽に導入することにより、溶剤及び洗浄液を
完全にクローズドシステムで循環使用するが可能とな
る。

【００１１】このようなクローズドシステムでは、テト
ラクロルエチレン等の溶剤であっても、安心して使用で
きるため、被処理液から油分の除去が確実に実施でき、
しかも界面活性剤等の水溶性成分は、ほぼ完全に水分に
保持された状態で、再生使用できるものとなる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の装置の一例を図１に示す。こ
の例では、脱脂工程の汚染液がポンプで槽Ｘに送られ、
ここから被処理液２として、タンク１底面の導入口３に
導かれるようになっている。タンク１の内部には、電気
絶縁性溶剤Ａが収納されており、該溶剤Ａ中に、一対の
電極４が配置され、この電極４間に高圧直流電圧を印加
するようになっている。電極４は、タンク１の片側に偏
って、水平面に対して約３０゜の角度で上方に傾斜して
存在し、該電極４の上端縁が存在する側のタンク側壁が
二重壁となり、その内側壁５と外側壁６との間にポケッ
ト７が形成されるようになっている。タンク１の中央部
から上記ポケット７の上方に向けて上方に傾斜した盲の
整流板８が設けられており、該整流板８の上方には、該
整流板８の上端と外側壁６の間の開口９を覆うように、
多孔性整流板１０が実質的に水平に設けられており、そ
の上に下方が開口した浮上スラッジ分離室１１が設けら
れている。この浮上スラッジ分離室１１の内周部には、
上方に開孔した洗浄水供給用のパイプ１８が設けられて
おり、更に、該パイプ１８より上方で、上記浮上スラッ
ジ分離室１１の外壁１９は二重構造に形成され、浮上ス
ラッジがオーバーフローされるようになっている（図３
参照）。また、処理水の排水口１２は、タンク１のポケ
ット７と対向する壁面１３に、浮上スラッジ分離室１１
の内壁下端１４より上方に位置するように、設けられて
おり、タンク１の底面に設けられた被処理液導入口３に
は整水器１５が取り付けられている。更に、溶剤排出口
１６は、タンク１の上記ポケット７と対向する壁面１３
で、上記電極４の上端より上方で、上記盲の整流板８の
下端より下方に位置するように、設けられており、かつ
溶剤導入口１７は、タンク１の上記ポケット７と対向す
る壁面１３の、底面近くに設けられており、ポケット７
の底面には中間層用ドレーン２０が設けられている。

【００１３】実施例１本発明の処理効果を確認するために、下記Ａ〜Ｃの液を
図１の装置で静電処理し、排水口１２から排出された液
のｐＨ、油分等を測定し、処理前の液のものと比較し
た。Ａ．下記の成分を含むアルカリ系洗浄液を使用した脱脂
槽における稼働初期の処理液の上澄み液。ケイ酸塩３５００ｐｐｍリン酸塩３５００ｐｐｍ炭酸塩２０００ｐｐｍ苛性ソーダ７０００ｐｐｍノニオン系界面活性剤１５００ｐｐｍＢ．Ａの処理液の底部液。Ｃ．Ａの処理液に苛性ソーダを追加し、油分の多い加工
品の脱脂に使用した場合の処理液。試験結果を表１に示す。ただし、静電処理条件は、下記
の通りである。静電場への印加電圧：陰極に負の直流高電圧４０ＫＶを
印加被処理液導入口３からタンク１への通液量：連続４００
ｍｌ〜５００ｍｌ／分

【００１４】

【表１】

【００１５】表１の結果から、脱脂工程において、スラ
ッジ分や油分の多い液が排出されても、本発明の装置で
は、静電処理により、常に、使用開始直後のバージン液
（試料Ａの原液）と同様の組成からなる液に再生可能で
あり、従って、そのまま循環使用可能であることがわか
る。

【００１６】そこで、図１の装置を脱脂工程のアルカリ
系洗浄液を循環して効率よく使用するクローズドシステ
ムの一例を図２に示す。ここでは、２槽の脱脂槽Ｃから
なる脱脂ラインから順次排出される汚染されたアルカリ
系洗浄液（脱脂液）を被処理液２として、タンク１の底
面に位置する導入口３からタンク１に導入し、静電処理
するものであり、上記溶剤排出口１６から排出される汚
染された溶剤は、溶剤再生槽Ｂを通して精製し、溶剤導
入口１７から再びタンク１に導入される。また、処理水
の排水口１２から排出された再生洗浄液は、脱脂液供給
調整装置Ｄに通し、脱脂液の一部として再び脱脂槽Ｃに
導入される。前記表１からも明らかな通り、被処理液の
汚染の程度に関係なく、バージン液と同様に汚れのない
（スラッジや油分を含まない）液として存在するもので
あり、また、界面活性剤も実質的に１００％残存した状
態で含有するため、そのまま効率よく脱脂液として循環
使用できる。なお、このシステムでは、脱脂槽Ｃから排
出される汚染された脱脂液は、一旦汚染液受槽Ｘを経
て、タンク１に導入され、また、汚染溶剤は、溶剤フィ
ルター槽Ｅを通して汚染溶剤槽Ｆに導かれ、そこから溶
剤再生槽Ｂに送られ、ここで、蒸留して溶剤が再生さ
れ、溶剤槽Ｇからタンク１の壁面１３に設けられた溶剤
導入口１７に送られるようになっている。このようなシ
ステムでは、閉鎖系において、溶剤及びアルカリ系洗浄
液が効率よく循環使用されるため、公害や環境汚染の危
険性がなく、非常に経済的かつ衛生的で、作業性のよい
ものである。このようなシステムでは、脱脂槽から、例
えば常時約２０００ppm 〜５０００ppm の油分濃度とな
った脱脂液を、強制的に、噴射方式等で連続的にオーバ
ーフローさせ、これを被処理液としてタンクに送り、循
環使用できるようにすることができる。

【００１７】本発明に従って、アルカリ系洗浄液を静電
処理してクローズドシステムで循環使用した場合の経済
性について試算した結果を次に示すが、これより、本発
明のシステムでは、従来法による処理の３％以下という
経費で─即ち、従来法に比して９７％以上もコストダウ
ンした方法で─、常に確実な処理を可能にすることがわ
かる。

【００１８】本発明の処理に要する経費Ａ）静電処理槽関係のランニングコストの試算（１）直流高電圧（４０〜６０ＫＶ）による静電場の関
係に消費する電気料：約３７０円／日。（２）溶媒層（テトラクロロエチレン）のロス：自然気化ロス＋処理液の持出相当分を１０ｐｐｍとし
て、約１７円／日。（３）溶剤の蒸留に要する電気料：１日当たり約５０リットルとして、約１１８円／日。Ｂ）アルカリ系洗浄液のランニングコストの試算静電槽のスラッジ層取出口よりの該層との同時流出量を
約３％と仮定し、洗浄槽におけるワークの持出量を約２
％と仮定し、合計５％とする。１日の所要洗浄液を１０
０００ｋｇとすると、洗浄液の価格は１０００円／ｋｇ
×２０ｋｇ単位を例にとれば、実際的な使用条件は、そ
れを１０倍に希釈するとして、５００００円／日とな
る。即ち、毎日の新液の補充費は５００００円／日とな
る。本発明の処理に要する経費（ＡとＢの合計）＝約５０５０５円／日従来法による処理に要する経費ａ）産業廃棄物の処分費のみを取り上げたとしても、業
者への依頼処分費は約２００００円／ドラムと仮定し
て、約１００００００円／日となる。ｂ）洗浄液の１００％廃棄ロスを計上すれば、約１００
００００円／日となる。即ち、新液の補充費は、約１０
０００００円／日となる。従来法の経費（ａとｂの合計）＝約２００００００円／日本発明による経費の従来法による経費に対する割合約５０５０５円／約２００００００円＝２．５３／１００＝２．５３％

【００１９】なお、本発明の上記クローズドシステムで
は、日本国における化学物質の審査及び製造等の規制に
関する法律で、第２種特定物質に指定されるテトラクロ
ロエチレンを、全く危険性なく使用できることにも特徴
があるが、これは、図１にも示される通り、溶剤層の液
面より上方は一定の深さを有する水層で全面的にシール
されており、大気と接触することがなく、また、溶剤の
再生が蒸留工程を経て閉鎖系において、完全に自動化可
能であるため、人為的ミスによる液洩れ等に対する危険
性もないのである。

【００２０】なお、脱脂工程後に加工品（ワーク）表面
から残留物を除去するために、リンス工程が設けられる
が、このリンス工程Ｉにおける汚染水と共に、タンク１
のポケット７のドレーン２０から排出されるスラッジ水
を、精密濾過及び殺菌設備を備えたテコウス処理装置Ｊ
に通して、リンス水として循環使用可能とすることもで
きる。

【００２１】リンス水は界面活性剤によるエマルジョン
廃水であるが、前段の脱脂工程で脱脂液の汚染濃度が上
昇すると、それに伴って加工品に残存する油分や界面活
性剤が増加するため、リンス水の汚染濃度が高くなる
が、本発明では、脱脂液を前述の如く循環処理により、
常に新鮮に保持できるため、リンス水の汚染濃度も低
く、安定した状態となるため、かかる処理が可能となる
のである。

【００２２】なお、汚染水の処理は主に界面活性剤の除
去であるが、独特な芳香族高分子化合物によるキレート
剤を主体とした凝集沈殿方式で、界面活性剤：０、油
分：0.５ppm 以下で、循環用リンス水としてのシステム
化を可能となることが確認されている。

【００２３】

【発明の効果】本発明の装置では、脱脂工程で使用され
るアルカリ系洗浄液等の界面活性剤を消失しない方法
で、汚染物質（油分等）を効率よく除去できるものであ
り、非常に経済的な方法で、しかも環境汚染の心配な
く、アルカリ系洗浄液等の循環使用を可能とする。即
ち、本発明では、直流高電圧による静電式液体フィルタ
ー溶媒中に独特な静電場を設け、強力な静電的液〜液抽
出作用を発現させるため、汚染されたアルカリ系洗浄液
中の洗剤の主成分と活性力を全く消費しない状態で、該
洗浄液中に含まれる腐敗菌を破壊し、かつ油分は溶媒層
中に溶解し、スラッジ分は、前記溶媒の上面に形成され
るスラッジ層として安定して分離しうるのである。な
お、本発明では、界面活性剤等の活性力を復元させる処
理工程と界面活性剤等の残留活性力を完封除去する工程
の組み合わせによって、アルカリ系洗浄液とリンス水を
同時並行的に連続処理し、また、静電式液体フィルター
として使用される溶剤をも連続的に循環処理するという
方法で、脱脂工程及びリンス工程を共にクローズドシス
テムで、効率よく機能させることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一例を示す断面図である。

【図２】図１の装置を使用した脱脂工程におけるアルカ
リ系洗浄液を循環使用するためのシステム図である。

【図３】図１の装置の要部断面図である。

【符号の説明】

１タンク２被処理液３被処理液導入口４電極５内側壁６外側壁７ポケット８盲の整流板９開口１０多孔性整流板１１浮上スラッジ分離室１２排水口１３壁面１４内壁下端１５整水器１６溶剤排出口１７溶剤導入口１８パイプ１９外側壁２０ドレーン

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】底面に被処理液２の導入口３を設け、内
部に電気絶縁性溶剤Ａを収容したタンク１の、溶剤Ａ中
に、一対の電極４を配置し、この電極４間に高圧直流電
圧を印加するようにした静電式処理装置で、タンク１の
側壁を二重壁にして、その内側壁５と外側壁６との間に
ポケット７を形成し、内側壁５の上縁が前記溶剤Ａの液
面よりも上方に位置し、溶剤Ａの上面に形成されるスラ
ッジ層の浮遊不純物が前記内側壁５の上縁からポケット
７の方に溢出するようになっている装置において、上記一対の電極４が、タンク１内部の片側に偏って、水
平面に対して２５〜４０゜の角度で上方に傾斜して存在
すること、上記ポケット７が、上記電極４の上端縁が存在する側の
タンク側壁に設けられていること、上記タンク１の中央部から上記ポケット７の上方に向け
て上方に傾斜した盲の整流板８が設けられており、この
盲の整流板８は、上記一対の電極４の上端を覆い、かつ
上記内側壁５と上記外側壁６の間に上端部が位置するよ
うに設けられていること、上記盲の整流板８の上端と外側壁６の間の開口９を覆う
ように、上記盲の整流板８より上方に、多孔性整流板１
０が実質的に水平に設けられていること、上記多孔性整流板１０の上方に、下方が開口した浮上ス
ラッジ分離室１１が設けられていること、処理水の排水口１２が、タンク１の上記ポケット７と対
向する壁面１３に、上記浮上スラッジ分離室１１の内壁
下端１４より上方に位置するように、設けられているこ
と、上記被処理液導入口３には整水器１５が設けられている
こと、溶剤排出口１６が、タンク１の上記ポケット７と対向す
る壁面１３で、上記電極４の上端より上方で、上記盲の
整流板８の下端より下方に位置するように、設けられて
おり、かつ溶剤導入口１７が、タンク１の上記ポケット７と対向す
る壁面１３の、底面近くに設けられていること、上記ポケット７の底面にドレーン２０が設けられている
ことを特徴とするアルカリ系洗浄液等の処理に適した静
電処理装置。
【請求項２】上記浮上スラッジ分離室１１の内周部
に、上方に開孔した洗浄水供給用のパイプ１８が設けら
れており、更に、該パイプ１８より上方で、上記浮上ス
ラッジ分離室１１の外壁が二重構造に形成され、浮上ス
ラッジがオーバーフローされるようになっていることを
特徴とする請求項１の装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の静電濾過装置
を、アルカリ系洗浄液による脱脂工程に使用するもので
あり、脱脂槽から排出されるアルカリ系洗浄液の汚染液
を、被処理液導入口３からタンク１に導入し、静電処理
後、上記溶剤排出口１６から排出される汚染された溶剤
を、溶剤再生槽Ｂを通して精製し、精製した溶剤を上記
溶剤導入口１７から再びタンク１に導入し、かつ、処理
水の排水口１２から排出された再生洗浄液は、脱脂液供
給調整装置Ｄを通してアルカリ系洗浄液の一部として再
び脱脂槽Ｃに導入することにより、溶剤及び洗浄液をク
ローズドシステムで循環使用することを特徴とする脱脂
工程におけるアルカリ系洗浄液の処理方法。