JP4398758B2

JP4398758B2 - 洗浄排水のイオン交換再生方法及び再生洗浄水による洗浄方法

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Publication number: JP4398758B2
Application number: JP2004058283A
Authority: JP
Inventors: 洋右山本; 正明大坂; 厚司川口; 功治村上
Original assignee: Duskin Co Ltd
Current assignee: Duskin Co Ltd
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-03-02
Also published as: JP2005246182A

Description

本発明は、工場・大型施設などにおいて洗浄時に使用される洗浄水に関し、更に詳細には、洗浄によって排出される洗浄排水を再処理して、洗浄水として再利用できる再生洗浄水を生成する洗浄排水の再生方法に関する。

日本は清澄な水を大量に入手できる国であり、河川水・湖沼水・地下水・雨水などを生活用水として多量に消費している。工場等においても良質な工業用水等を安価に利用できるので、洗浄・空調・食品加工・醸造等で多量の工業用水が使用されてきた。特に、洗浄工程では大量の水を必要とするが、水が豊富であるために、洗浄後の排水を再生使用することは殆ど省みられなかった。従って、洗浄効率を上げるためには、洗浄用水の水質を検討するよりも、洗剤の種類及び効率的な使用方法が重要視されてきた。

一般に、洗剤として石鹸と合成洗剤が主として使用されている。石鹸は油脂から生成される脂肪酸塩で、その中でも主としてナトリウム塩やカリウム塩が石鹸として利用されている。他方、合成洗剤は、１８３４年にドイツで開発され、１００年以上の時間を経過する中で幾多の改良が重ねられ、高品質の合成洗剤が出現するに至っている。１９６０年代になって、石鹸に併用される形で、日本でも合成洗剤が大量に使用されるようになった。合成洗剤は石鹸に比べ洗浄効率が高く、特に油脂類の分解能力に優れているので、現在では工業用としてのみならず日常生活一般に利用されるようになった。

合成洗剤は石油等から大量に生産され、工業用・家庭用に広く使用されている。しかし、環境問題が顕在化する中で、合成洗剤の有害性が指摘されるようになった。特に、リンを含む合成洗剤の使用が河川や湖沼の富栄養化を促進し、自然環境の破壊に繋がるとして問題視されている。また、合成洗剤の一部が環境ホルモンとして作用することが確認され、人間を含む生物界に悪影響を与えることが懸念されている。近年、国際会議で環境汚染について討議されるほど、自然環境保護についての意識が世界的に広がり、各国で合成洗剤の使用が問題になり、日本でも合成洗剤の使用が抑制されつつある。

その結果、現在では、合成洗剤に替る洗剤として、従来から使用されてきた石鹸が見直されている。石鹸は油脂をアルカリ処理（水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムによる加水分解）して生成され、リンを含有せず、環境ホルモン作用を有さないので、生態系にとって有害でないことが指摘されている。従って、石鹸が合成洗剤に替って使用されることは自然環境保護の観点から好ましい。しかし、合成洗剤の洗浄力と比較すると洗浄力が低いので、過度に汚れた汚染物を洗浄するには、洗浄力が不十分である。例えば、使用後の業務用モップやマット類の汚れはかなりひどく、石鹸を主体にした洗浄工程での大量洗浄では洗浄効率が低下することが考えられる。

また、洗浄等に使用される工業用水等の水質も環境汚染のため年々悪化し、洗浄効率をより一層低下させる要因になっている。そこで、洗剤により洗浄効率を向上させるという従来の発想を転換して、洗浄に使用される洗浄水の水質を改良して洗浄力を高めるという水質の改良技術が盛んに研究されるようになった。通常、水道水の浄化技術として、塩素処理・オゾン処理・紫外線処理・活性炭処理などが行われているが、これらの処理費用は高額になり、上水道に限られている現状にある。工業用水については、処理費用の観点から、そのまま適用することは困難な状態にある。例えば、水道水の改質技術として特開２００１−１７０６６０号が公表され、洗浄水の改質技術として特開平７−９６２８３号が公表されている。
特開２００１−１７０６６０号公報特開平７−９６２８３号公報

図１３は、特開２００１−１７０６６０号に示されている水道水の改質技術における工程図である。水道水・地下水等Ｇ１をイオン交換処理Ｇ２してＣａ^２＋及びＭｇ^２+などの硬度成分（金属イオン）を除去する。次に、トルマリン処理Ｇ３により水の分子集団であるクラスターを微細化して、洗浄用活性水Ｇ４を生成する。この公知技術は、最終的に得られた洗浄用活性水を用いて被洗浄物を洗浄すれば、単なる水道水や地下水による洗浄よりも洗浄効率が向上することを示している。しかし、この公知技術はイオン交換処理に更にトルマリン処理という２段階処理を行うため、処理費用が高額になる弱点がある。また、使用される水道水や地下水は極めて清澄度の高い水であり、洗浄後の排水にこの２段階処理を適用したときには、同様の洗浄効率が得られるかどうかについては全く言及していない。しかも、洗浄後の排水の再利用は考慮していないから、環境に排出した場合には、環境汚染を惹起する弱点もある。

図１４は、特開平７−９６２８３号に示される洗浄水の改質技術における工程図である。水道水・地下水Ｆ１をイオン交換処理Ｆ２してＣａ^２+及びＭｇ^２+等の金属イオンを除去して軟水化し、トルマリン処理Ｆ３により洗浄用活性水Ｆ４を生成する。この洗浄用活性水Ｆ４は洗剤を使用しないで洗浄Ｆ５できる特性を有し、その洗浄により被洗浄物から脱離された油は水道水添加で油水分離Ｆ６ができる。層分離された油・水は油分の回収及び水分の排出Ｆ７により分離回収される。この公知技術も、清澄な水道水や地下水にイオン交換とトルマリンの２段階処理を行うから、処理コストが高くなる。また、洗浄後の排水に対しては、同様の洗浄効果が得られるかどうかについては全く記載されていないし、示唆もされていない。しかも、洗浄後の排水の再利用は考慮していないから、環境に排出した場合には、環境汚染を惹起する弱点もある。

上述したように、前記両公知技術ともに、水道水や地下水といった清澄水にイオン交換及びトルマリン処理を施して水質を改善し、洗浄力を高めることを目的としている。しかし、このような従来方法では、常に高価な清澄水を必要とし、水道コストが高くなる。また、トルマリンという高価な素材を使用するから、処理施設が高額になる。また、洗浄排水は再利用されずそのまま自然放出されるから、昨今、世界的に不足が問題となっている水資源の有効活用や環境保護には全く貢献しない技術となってしまう。従って、環境保全と洗浄コストの低減を実現するためには、洗浄排水を再生使用できる技術が求められている。

衣服やモップ・マット等の汚れた繊維製品や洗浄する時に使用される洗剤や薬品にはかなりの量のＮａ化合物（Ｎａ^＋）や硬度成分（例えばＣａ^２＋、Ｍｇ^２＋）が含まれており、これらの繊維製品を洗浄すれば、洗浄後の排水（洗浄排水）には大量のＮａ^＋、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋が含有されることになる。一般的に、Ｎａ⁺を含有した水では、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋などの硬度成分をイオン交換できないと考えられていた。即ち、Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋などの硬度成分がイオン交換されずに、そのまま排出される現象が生起し、この現象は硬度漏れ現象と言われている。以下、図１５により硬度漏れ現象について詳細に説明する。

図１５は、硬度漏れ現象の説明図である。（１５Ａ）はイオン交換樹脂にＮａ⁺が付着した状態の説明図である。今、上部から、Ｃａ^２+、Ｍｇ^２+及びＮａ⁺を含有した排水がイオン交換樹脂槽へ流入する場合を考察する。（１５Ｂ）はこれらのイオン群がイオン交換樹脂を通過する途中状態の説明図で、Ｃａ^２＋がイオン交換樹脂に付着したＮａ⁺と交換された状態を示す。この段階では、排水に含有されていたＣａ^２+はイオン交換樹脂に吸着され、逆にイオン交換樹脂に付着していたＮａ⁺が放出されて、イオン交換が行われている。（１５Ｃ）は硬度漏れ現象図である。イオン交換樹脂に一旦吸収されたＣａ^２+が排水中に含有されたＮａ⁺と交換し、イオン交換樹脂から排水中に放出された状態を示す。即ち、一旦吸収されたＣａ^２+が再び排水中に放出されることを示している。従って、排水中にＮａ⁺が含有されている場合には、イオン交換が不可能であることを示しており、この現象を硬度漏れ現象という。

従来の技術常識では、高塩分を有する排水から硬度成分をイオン交換により除去することは不可能であると信じられてきた。つまり、繊維製品の洗浄排水には高塩分が残留するから、この高塩分の作用により、洗浄排水をイオン交換することは不可能であるということが、洗浄技術分野の常識となっていた。

本発明者等は、排水中に含まれるＮａ化合物等の電解質の濃度に着目して、電解質の濃度が一定値以下の場合は硬度漏れ現象が発生しないことを発見して、本発明を完成したものである。排水中に含まれる電解質の含有量を測定できれば、排水中の硬度成分であるＣａ^２+やＭｇ^２+を除去でき、塩分含有排水を軟水化できることを着想した。前記電解質としてはＮａ化合物が主成分であるから、電解質イオンはＮａ⁺が中心となる。この電解質イオンの濃度は、洗浄後に排出される排水の電気伝導度（σ）を測定すれば可能であることに注目して本発明を完成したものである。従って、本発明の目的は、この排水の電気伝導度（σ）を測定することにより、排水がイオン交換可能かどうかを判断し、可能な場合には、イオン交換を行って、排水を再生処理し、洗浄水として再利用する方法を提供することである。

本発明の第１の形態は、洗浄によって排出される洗浄排水に浄化処理を施して浄化排水を生成し、この浄化排水の電気伝導度が６０００（μＳ／ｃｍ）以下であるときに、前記浄化排水をイオン交換して軟水を生成し、この軟水を洗浄水として再使用される再生洗浄水とする洗浄排水のイオン交換再生方法である。

本発明の第２の形態は、洗浄によって排出される洗浄排水に浄化処理を施して浄化排水を生成し、この浄化排水の電気伝導度が６０００（μＳ／ｃｍ）以下の範囲内に設定された基準許容電気伝導度以下であるときに、前記浄化排水をイオン交換して軟水を生成し、この軟水を洗浄水として再使用される再生洗浄水とする洗浄排水のイオン交換再生方法である。

本発明の第３の形態は、浄化排水の電気伝導度が基準許容電気伝導度を超える場合には、この浄化排水に水を添加し、基準許容電気伝導度以下になるまで希釈処理を施こす洗浄排水のイオン交換再生方法である。

本発明の第４の形態は、浄化排水の電気伝導度を測定センサーにより常時計測し、この計測値が基準許容電気伝導度以下になるまで水の添加を継続する洗浄排水のイオン交換再生方法である。

本発明の第５の形態は、浄化排水の電気伝導度を測定センサーにより計測し、この計測値から浄化排水の電気伝導度が基準許容電気伝導度以下になる水の添加量を算出し、この算出された添加量の水を前記浄化排水に注入する洗浄排水のイオン交換再生方法である。

本発明の第６の形態は、第１形態〜第５形態のいずれかに記載の再生洗浄水を用いて被洗浄物を洗剤により洗浄する洗浄方法である。

本発明の第７の形態は、第１形態〜第５形態のいずれかに記載の再生洗浄水と新水を混合して洗浄水とし、この洗浄水を用いて被洗浄物を洗剤により洗浄する洗浄方法である。

本発明の第８の形態は、第６形態又は第７形態に記載の洗浄方法を用いて被洗浄物を洗浄し、この被洗浄物を少なくとも最終段階において新水で濯ぐ洗浄方法である。

本発明の第１の形態によれば、洗浄によって排出される洗浄排水に浄化処理を施して生成される浄化排水の電気伝導度σ（μＳ／ｃｍ）が、６０００（μＳ／ｃｍ）以下の場合にはイオン交換が可能となり、軟水化処理が可能になる。以下では、６０００（μＳ／ｃｍ）の電気伝導度を限界許容電気伝導度と称して論ずる。前記浄化排水の電気伝導度は、浄化排水中に含有される金属イオンの濃度に相関関係を有し、浄化排水中のＮａ化合物等の電解質の含有量が多いほど電気伝導度は高くなる。従来、浄化排水中にＮａ⁺が含まれている場合には、前述した硬度漏れ現象が発生し、硬度成分のイオン交換ができないと考えられていた。本発明者等は、浄化排水中に含まれる電解質イオン（主としてＮａ⁺）の含有量（濃度）と硬度漏れとの相関関係に着目し、浄化排水の電気伝導度が限界許容電気伝導度以下であれば、イオン交換ができることを実証して本発明を完成させたものである。この結果、イオン交換により浄化排水中に含まれるＣａ^２＋やＭｇ^２+等を除去でき、浄化排水を軟水化することが可能となった。軟水化された浄化排水は、洗剤が有する界面活性作用を活性化させることができるので、高洗浄力を有している。この高洗浄力を有する軟水を再生洗浄水とし、洗浄水として再利用できることが可能となった。浄化排水の電気伝導度の下限値はゼロである。浄化排水の電気伝導度は小さいほど塩分が少なく、イオン交換が効率的に行われる。しかし、清澄水であっても有限の電気伝導度を有するから、特殊な場合を除き（超純水）、電気伝導度がゼロの水を得ることは不可能である。従って、浄化排水の電気伝導度の下限値は、限界許容電気伝導度以下の実際に使用できる水質の電気伝導度であればよい。前記軟水化された浄化排水を再生洗浄水と称し、トルマリン処理を施さなくても高洗浄力を有するから、被洗浄物を効率的に洗浄することができる。

本発明の第２の形態によれば、浄化排水の電気伝導度σが、限界許容電気伝導度以下の範囲内に設定された基準許容電気伝導度σ_０（μＳ／ｃｍ）以下の場合は、前述の様にイオン交換ができ、浄化排水を軟水化できる。本発明が実現できる電気伝導度は限界許容電気伝導度以下であればよいが、排水の汚れ度合いと洗浄方法並びに排水処理方法により電気伝導度は可変する。そこで、実際に可能な電気伝導度の上限値として、限界許容電気伝導度以下の範囲内において基準許容電気伝導度（σ_０（μＳ／ｃｍ））が設定される。その値は浄化排水の水質に応じて、４０００、３０００、２０００（μＳ／ｃｍ）等と任意に設定される。この基準許容電気伝導度（σ_０）の数値を適宜調整すれば、浄化排水の軟水化を自在に実現でき、被洗浄物の汚れの程度に応じて浄化排水の水質を改善できる。基準許容電気伝導度（σ_０）の数値を低く設定すれば、浄化排水のより高度な軟水化が達成され、各種の洗浄用途に利用できる。この軟水化された浄化排水を再生洗浄水と称し、トルマリン処理を施さなくても高洗浄力を有するから、被洗浄物を効率的に洗浄することができる。

本発明の第３の形態によれば、浄化排水の電気伝導度が基準許容電気伝導度（σ_０）を超える場合には、基準許容電気伝導度（σ_０）以下になるまで新水等により希釈処理を行なうことができる。浄化排水の電気伝導度が基準許容電気伝導度（σ_０）以下になれば、前述のとおり、浄化排水をイオン交換できるので洗浄水として再生できる。希釈処理には水道水、地下水及び河川水等が利用できるので容易に希釈でき、希釈量も基準許容電気伝導度（σ_０）以下の範囲で、洗浄用途に応じて自在に調整できる。従って、電気伝導度が基準許容電気伝導度（σ_０）以下に希釈された浄化排水をイオン交換し、高洗浄力を有する洗浄水に再生でき再生洗浄水として再利用できる。

本発明の第４の形態によれば、前記基準許容電気伝導度（σ_０）を任意の値に設定すれば、測定センサーが常時計測して浄化排水の電気伝導度を基準許容電気伝導度（σ_０）以下になるまで新水等により希釈できるから、大量の被洗浄物を連続的に処理する場合に好適である。特に、同程度の汚れを有する大量の被洗浄物を洗浄する場合には、高洗浄力を有する洗浄水を連続的に再生できるので、洗浄工程におけるランニングコストを大幅に低減できる。

本発明の第５の形態によれば、浄化排水の電気伝導度を測定センサーで測定して基準許容電気伝導度（σ_０）以下になるよう新水等の希釈量を算定するので各種の汚れに対応できるだけでなく、不均一な汚れにも適応できる。また、新水等の希釈量を正確に算定するので洗浄工程に係るコストを低減でき、排出する排水の処理費用をも削減できる効果がある。

本発明の第６の形態によれば、第１〜第５形態のいずれかの再生洗浄水を用いることができる。即ち、第１は、電気伝導度が６０００（μＳ／ｃｍ）以下の浄化排水を再生した再生洗浄水である。第２は、電気伝導度が６０００（μＳ／ｃｍ）以下の範囲内に設定された基準許容電気伝導度（σ_０）以下の浄化排水を再生した再生洗浄水である。第３は、電気伝導度が基準許容電気伝導度（σ_０）を越える場合に、前記基準許容電気伝導度（σ_０）以下に希釈処理を施した浄化排水を再生した再生洗浄水である。第４は、電気伝導度が基準許容電気伝導度（σ_０）以下になるよう常時計測して、浄化排水を再生した再生洗浄水である。第５は、電気伝導度が基準許容電気伝導度（σ_０）以下になるように水の注入量を算定して、浄化排水を再生した再生洗浄水である。この５種類の再生洗浄水は、イオン交換により軟水化され、再生洗浄水として高洗浄力を有している。従って、この５種類のいずれかの再生洗浄水を用いて被洗浄物を洗剤により洗浄すれば、より一層高い洗浄力が発揮される。例えば、レンタル清掃用品を例にとれば、イオン交換なしの新水で洗浄した場合に比べて、家庭用マットで４５％、家庭用モップで４０％、業務用モップでは２５％、全体として平均４０％の洗剤の使用量を削減できる。従って、洗浄水に再生洗浄水のみを使用した場合には洗浄後の排水を下水及び河川等に排水することが少なくなるので、水道水や工業用水購入量や下水処理費が低減でき洗浄コストが削減できる。また、洗剤の使用量を低減できるので洗浄コストだけでなく、自然環境保護に対しても貢献できる。

本発明の第７の形態によれば、前記５種類のいずれかの再生洗浄水に新水等を混合して洗浄できる。前述の通り、前記５種類の再生洗浄水は高洗浄力を有している。新水としては水道水、工業用水、地下水、及び河川水等がある。これらの新水にはＮａ化合物等の電解質が含まれている。通常、日本の水道水や工業用水等の硬度は一般的に５０〜３００（ｐｐｍ）である。前記再生洗浄水はこれに比べイオン交換処理によりＣａ^２+やＭｇ^２+等が非常に少ないので、前記５種類のいずれかの再生洗浄水に新水を混合して混合再生洗浄水を生成すれば、単に新水を用いる洗浄に比較して、一層高い洗浄力を実現できる。従って、この５種類のいずれかの再生洗浄水に新水等を混合して洗浄すれば、新水等だけを用いて洗浄した場合に比べ洗剤の使用量を低減でき、洗浄に係るコストの減少と自然環境保護を同時に達成できる。

本発明の第８の形態によれば、第６形態又は第７形態に記載の洗浄方法で洗浄した後、被洗浄物を新水で濯ぐことができる。新水で濯ぐことにより被洗浄物に吸収された洗剤が洗い流されるだけでなく、被洗浄物に付着したＮａ化合物等の電解質を除去できる。新水には水道水、工業用水、地下水、及び河川水等があり容易に利用できる。新水の使用量や濯ぎの回数は、被洗浄物の汚れ具合や汚れの種類により適宜調整でき、被洗浄物に必要とされる洗浄効果を達成できる。

以下に、本発明に係る洗浄排水の再生方法及び再生洗浄水による洗浄方法の実施形態を図面に従って詳細に説明する。

図１は、洗浄後の排水の電気伝導度（σ）を常時測定し、再生洗浄水を生成するための工程図である。洗浄Ａ１により排出された洗浄排水は、浄化処理Ａ２により通常の排水処理を受けて浄化排水になる。その後、測定センサーにより電気伝導度測定Ａ３を常時行って、σ≦σ_０（μＳ／ｃｍ）（σ_０≦６０００）の判定Ａ４が行われる。浄化排水の電気伝導度が基準許容電気伝導度（σ_０）以下である場合には、イオン交換Ａ６により浄化排水を軟水化して浄化排水を洗浄水として再生し、この再生洗浄水を再生洗浄水槽Ａ７に貯留する。浄化排水の電気伝導度σが基準許容電気伝導度σ_０以下でない場合には、希釈処理Ａ５を行い、浄化排水の電気伝導度σを基準許容電気伝導度σ_０以下にして、イオン交換Ａ６により浄化排水を再生し、再生洗浄水槽Ａ７に貯留する。つまり、処理Ａ３、Ａ４、Ａ５を連続的に繰り返しながら、電気伝導度σがσ_０以下になるまで希釈され、σ_０以下に希釈された浄化排水がイオン交換Ａ６を受けることになる。この再生方法は浄化排水の電気伝導度を常時測定しているので、大量の被洗浄物を連続して洗浄する場合に最適である。

図２は、洗浄後の排水の電気伝導度を測定し、希釈量を演算して再生洗浄水を生成するための工程図である。洗浄Ｂ１により排出された洗浄排水は、通常の浄化処理（排水処理Ｂ２）を受けて浄化排水になる。その後、測定センサーにより電気伝導度測定Ｂ３を行って、σ≦σ_０（μＳ／ｃｍ）（σ_０≦６０００）の判定Ｂ４が行なわれる。洗浄排水の電気伝導度σが基準許容電気伝導度σ_０以下である場合には、イオン交換Ｂ７により浄化排水を軟水化して浄化排水を洗浄水として再生し、この再生洗浄水を再生洗浄水槽Ｂ８に貯留する。浄化排水の電気伝導度σが基準許容電気伝導度σ_０以下でない場合には、希釈量演算Ｂ５を行い、σ≦σ_０に希釈処理Ｂ６する。この希釈処理により浄化排水の電気伝導度σが基準許容電気伝導度σ_０以下に調整され、イオン交換Ｂ７により浄化排水を再生し、再生洗浄水槽Ｂ８に貯留する。希釈量は次のように演算される。希釈される浄化排水量をＶ_０とし、その電気伝導度をσ、希釈添加量をＶ、基準許容電気伝導度をσ_０とすれば、浄化排水中の電解イオン（主としてＮａ^＋）の量は一定であり、電気伝導度は電解イオン量に比例するので次の式が成立する。Ｖ_０σ＝（Ｖ+Ｖ_０）σ_０この式をＶについて解くと、Ｖ+Ｖ_０＝Ｖ_０σ／σ_０となり、Ｖ＝Ｖ_０（σ／σ_０-１）が得られる。このようにして希釈添加量Ｖは演算される。この再生方法は、浄化排水の電気伝導度を測定し希釈量を演算して浄化排水を希釈できるので、バッチ処理として各種の被洗浄物を個別に洗浄できる利点を有する。

図３は、本実施形態における実際の再生洗浄水生成の工程図である。洗浄後の洗浄排水は、沈殿槽Ｃ１で固形物の沈殿処理が行われ、凝集処理槽Ｃ２で硫酸バンド等の凝集剤により凝集沈殿が行われる。次に、脱色カチオン凝集剤処理Ｃ３により脱色処理が行われる。これらの処理Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が前述した浄化処理Ａ２又はＢ２に相当し、その結果、浄化排水が生成される。更に、浄化排水の電気伝導度の測定Ｃ４が行われ、σ≦σ_０（μＳ／ｃｍ）（σ_０≦６０００）の判定Ｃ５がなされる。浄化排水の電気伝導度σが基準許容電気伝導度σ_０以下である場合には、イオン交換Ｃ７により浄化排水が軟水化されて浄化排水を洗浄水として再生し、この再生洗浄水を再生洗浄水槽Ｃ８に貯留する。浄化排水の電気伝導度σが基準許容電気伝導度σ_０以下でない場合には、希釈処理Ｃ６が行われ、浄化排水の電気伝導度σが基準許容電気伝導度σ_０以下に調節される。その後、イオン交換Ｃ７により浄化排水を再生し、再生洗浄水槽Ｃ８に貯留される。希釈処理Ｃ６には前記２種類の処理方法が適用される。

図４は、本実施形態における再生洗浄水生成の装置図である。洗浄槽２から排出された排水は、配管を通って浄化処理槽４で浄化され、浄化排水注入管５より浄化排水槽６貯留される。この貯留された浄化排水８の電気伝導度σが測定センサー１０により測定され、σ≦σ_０（μＳ/ｃｍ）（σ_０≦６０００）の判定が制御装置１２により行われる。浄化排水６の電気伝導度σが基準許容電気伝導度σ_０以下である場合には、バルブ２０が開放され、浄化排水８はイオン交換槽２２に移動して軟水化される。その結果、浄化排水８を洗浄水として再生し、この再生洗浄水２８を再生洗浄水槽２６に貯留する。浄化排水８の電気伝導度σが基準許容電気伝導度σ_０以下でない場合は、新水導入管１４のバルブ１６が開いて、浄化排水槽６に新水注入１８がなされる。

図５は、本実施形態における再生洗浄水のみを使用した場合の洗浄方法を示した工程図である。再生洗浄水貯槽Ｄ１に貯留された再生洗浄水は洗浄槽Ｄ２に送られ、洗浄槽Ｄ２内に被洗浄物投入Ｄ３と洗剤投入Ｄ４が行われ、洗浄Ｄ５の後、すすぎＤ６を経て洗浄後の排水は排水処理Ｄ７に送出される。すすぎの回数は被洗浄物の汚れの程度に応じて適宜調整され、すすぎの順序も洗浄後すすぐだけでなく、再び洗浄して濯ぐことを繰り返してもよい。最終段階では新水により濯ぐことになる。この最終段階の新水による濯ぎにより、被洗浄物に残留している塩分が除去される。

図６は、本実施形態における再生洗浄水のみを使用した場合の洗浄方法を示した装置図である。再生洗浄水槽２６に貯留された再生洗浄水２８は再生洗浄水注入管３０を通って洗浄槽２に注入される。洗剤３２と被洗浄物３４が投入されて洗浄が行われる。洗浄槽２には洗浄物３４が含有されている。

図７は、本実施形態における再生洗浄水と新水との混合洗浄水を使用した場合の洗浄方法を示した工程図である。再生洗浄水貯槽Ｅ１に貯留された再生洗浄水は洗浄槽Ｅ２に送られ、洗浄槽Ｅ２内に新水投入Ｅ３がなされ、再生洗浄水と新水の混合が行われる。被洗浄物投入Ｅ４及び洗剤投入Ｅ５が行われ、洗浄Ｅ６がなされた後、すすぎＥ７を経て洗浄後の排水は排水処理Ｅ８される。この場合にも、すすぎの回数は被洗浄物の汚れの程度に応じて適宜調整され、すすぎの順序も洗浄後濯ぐだけでなく、再び洗浄して濯ぐことを繰り返してもよい。最終段階では新水により濯ぎ、被洗浄物に残留している塩分が除去される。

図８は、本実施形態における再生洗浄水と新水との混合洗浄水を使用した場合の洗浄方法を実現する装置図である。再生洗浄水槽２６に貯留された再生洗浄水２８は再生洗浄水注入管３０を介して洗浄槽２に注入される。新水は新水注入管３６により洗浄槽２に注入され、洗剤３２と被洗浄物３４が投入される。再生洗浄水と新水との混合比は適宜調整される。洗浄槽２には洗浄物３４が含有されている。

本実施例では被洗浄物として均一な汚れのモップ片５００ｇと人口汚染布５枚を用いた。モップ片は、１０個のモップを３ｃｍ×３ｃｍの大きさに切断したものを用いた。この被洗浄物をテスト用小型バケツ洗濯機に入れ、６０℃の再生洗浄水６Ｌ（リットル）と石鹸を主成分とする洗剤２２．５ｇと無機ビルダー（アルカリ剤）５０ｇを加えて１２分間洗浄した。洗浄後、この被洗浄物を再生洗浄水（室温）で２分間濯いだ後、再度６０℃の再生洗浄水６Ｌと石鹸を主成分とする洗剤１５ｇと塩素系殺菌漂白剤５００ｐｐｍで１０分間洗浄した。この被洗浄物に新水（室温）による２分間の濯ぎを２回施して、その後吸着剤として油剤を滲み込ませ、脱水し乾燥させた。この洗浄されたモップ片の洗浄具合は目視により判定し、人口汚染布は汚染度で判定し、両判定を総合的に評価した。その総合判定結果について、優は◎、良は○、可は△、不可は×、絶対不可は××で表示される。

[実施例１〜７：全硬度２５ｐｐｍの浄化排水]
図９は実施例１〜７の一覧図（表１）である。Ｎａ^＋を除く金属イオンの総量を全硬度とし、全硬度２５（ｐｐｍ）の浄化排水の電気伝導度（μＳ／ｃｍ）を１０００、３０００、５０００、６０００、７０００、８０００、１００００の７種類に調整した。この７種類の浄化排水をイオン交換して再生洗浄水を生成した。この再生洗浄水の全硬度が測定され、この再生洗浄水を用いて前述の洗浄を行った。再生洗浄水の全硬度は２５ｐｐｍよりも急減しており、イオン交換により硬度成分が除去されていることが実証された。前記電気伝導度はボウ硝（Ｎａ_２ＳＯ_４）を添加して調整された。その結果、実施例１〜７に不具合が生じなかった。

[比較例１]
比較のために、一般の水道水を洗浄水として使用し、実施例１〜７と同様の洗浄試験を行った。この水道水はイオン交換処理が施されていない。本発明の再生洗浄水を用いた実施例１、実施例２及び実施例３の洗剤使用量は、前記水道水を使用した場合における洗剤使用量の約５０％で済むことが明らかとなった。従って、本発明は、洗剤量の５０％程度の節減と水道使用料の節約を実現できることが判明した。

[実施例８〜１４：全硬度４２ｐｐｍの浄化排水]
図１０は実施例８〜１４の一覧図（表２）である。全硬度４２（ｐｐｍ）の浄化排水の電気伝導度を実施例１〜７と同様に７種類に調整し、各７種類の浄化排水をイオン交換して再生洗浄水を生成した。この再生洗浄水の全硬度を測定し、この再生洗浄水を用いて、実施例１〜７と同様の方法で洗浄した。その結果、実施例１３と実施例１４に不具合が生じた。再生洗浄水の全硬度の値が大きいことが原因と考えられる。

[比較例２]
比較のために、水道水を洗浄水として使用して洗浄試験を行った。本発明の再生洗浄水を用いた実施例８及び実施例９の洗剤使用量は、水道水を使用した場合における洗剤使用量の約５５％で済むことが明らかとなった。従って、本発明は、洗剤量の４５％程度の節減と水道使用料の節約を実現できることが判明した。

[実施例１５〜２１：全硬度９８ｐｐｍの浄化排水]
図１１は実施例１５〜２１の一覧図（表３）である。全硬度９８（ｐｐｍ）の浄化排水の電気伝導度を実施例１〜７と同様に７種類に調整し、各７種類の浄化排水をイオン交換して再生洗浄水を生成した。この再生洗浄水の全硬度を測定し、この再生洗浄水を用いて実施例１〜７と同様の方法で洗浄した。その結果、実施例１９、実施例２０及び実施例２１に不具合が生じた。再生洗浄水の全硬度の値が大きいことが原因と考えられる。

[比較例３]
比較のために、水道水を洗浄水として使用して洗浄試験を行った。本発明の再生洗浄水を用いた実施例１５及び実施例１６の洗剤使用量は、水道水を使用した場合における洗剤使用量の約６０％で済むことが明らかとなった。従って、本発明は、洗剤量の４０％程度の節減と水道使用料の節約を実現できることが判明した。

[実施例２２〜２８：全硬度１３６ｐｐｍの浄化排水]
図１２は実施例２２〜２８の一覧図（表４）である。全硬度１３６（ｐｐｍ）の浄化排水の電気伝導度を実施例１〜７と同様に７種類に調整し、各７種類の浄化排水をイオン交換して再生洗浄水を生成した。この再生洗浄水の全硬度を測定し、この再生洗浄水を用いて実施例１〜７と同様の方法で洗浄した。その結果、実施例２６、実施例２７及び実施例２８に不具合が生じた。再生洗浄水の全硬度の値が大きいことが原因と考えられる。

[比較例４]
比較のために、水道水を洗浄水として使用して洗浄試験を行った。本発明の再生洗浄水を用いた実施例２２及び実施例２３の洗剤使用量は、水道水を使用した場合における洗剤使用量の約６５％で済むことが明らかとなった。従って、本発明は、洗剤量の３５％程度の節減と水道使用料の節約を実現できることが判明した。

実施例１〜２８の結果から、全硬度が２５、４２、９８、１３６（ｐｐｍ）の各浄化排水の電気伝導度が６０００以下の場合に、この浄化排水を本発明により再生して再生洗浄水を生成でき、この再生洗浄水が高洗浄力を有することが実証された。本実施例においては本発明により得られた再生洗浄水だけで洗浄した。この結果、通常の水道水に比べて、洗剤の平均使用量を約４５％節減できることが分かった。従って、この再生洗浄水に新水を添加して洗浄水とし、この混合洗浄水により洗浄しても、同様の効果があることは明白である。

本発明により洗浄排水を改質して高洗浄力を有する再生洗浄水として再生できることが明らかになった。この再生洗浄水を用いると洗剤使用量を約４５％節減でき、しかも再生して何回でも使用できるから水道料金を節約でき、同時に環境への排水量が少なくなるので環境保全に役に立つ。従って、繊維製品の洗浄だけでなく、非繊維製品の洗浄にも利用でき、特に、モップやマットなどのダストコントロール製品の洗浄に大いに利用できる利点がある。

本発明において、浄化排水の電気伝導度を常時測定し、再生洗浄水を生成するための工程図である。本発明において、浄化排水の電気伝導度を測定し、希釈量を演算して再生洗浄水を生成するための工程図である。本発明の実施形態における再生洗浄水生成の工程図である。本発明の実施形態における再生洗浄水生成の装置図である。本実施形態における再生洗浄水のみを使用した場合の洗浄方法を示した工程図である。本実施形態における再生洗浄水のみを使用した場合の洗浄方法を示した装置図である。本実施形態における再生洗浄水と新水との混合洗浄水を使用した場合の洗浄方法を示した工程図である。本実施形態における再生洗浄水と新水との混合洗浄水を使用した場合の洗浄方法を示した装置図である。実施例１〜７の一覧図（表１）である。実施例８〜１４の一覧図（表２）である。実施例１５〜２１の一覧図（表３）である。実施例２２〜２８の一覧図（表４）である。従来の特開２００１−１７０６６０号が示している水道水の改質技術の工程図である。従来の特開平７−９６２８３号が示している洗浄水の改質技術の工程図である。硬度漏れ現象の説明図である。

符号の説明

２洗浄槽
４浄化処理槽
５浄化排水注入管
６浄化排水槽
８浄化排水
１０測定センサー
１２制御装置
１４新水注入配管
１６新水注入バルブ
１８新水注入
２０排水バルブ
２２イオン交換槽
２６再生洗浄水槽
２８再生洗浄水
３０再生洗浄水注入管
３２洗剤
３４被洗浄物
３６新水注入管

Claims

ダストコントロール製品の洗浄によって排出される洗浄排水に、固形物の沈殿処理、凝集剤による凝集沈澱処理及び脱色処理を含む浄化処理を施してＮａ⁺を除く金属イオンの総量を表す全硬度が２５ｐｐｍ〜１３６ｐｐｍの浄化排水を生成し、前記浄化排水の電気伝導度を測定して、前記浄化排水の電気伝導度をσ（μＳ／ｃｍ）とすると、限界許容電気伝導度６０００（μＳ／ｃｍ）以下の基準許容電気伝導度をσ₀（μＳ／ｃｍ）としたときに、前記電気伝導度σが前記基準許容電気伝導度σ₀以下で１０００（μＳ／ｃｍ）以上の場合には、前記浄化排水を希釈せず、前記電気伝導度σが前記基準許容電気伝導度σ₀を越える場合には、前記浄化排水を希釈して、前記電気伝導度σを前記基準許容電気伝導度σ₀以下で１０００（μＳ／ｃｍ）以上にし、この浄化排水をイオン交換して軟水を生成し、この軟水をダストコントロール製品の洗浄水として再使用される再生洗浄水とすることを特徴とする洗浄排水のイオン交換再生方法。
ダストコントロール製品の洗浄によって排出される洗浄排水に、固形物の沈殿処理、凝集剤による凝集沈澱処理及び脱色処理を含む浄化処理を施してＮａ⁺を除く金属イオンの総量を表す全硬度が２５ｐｐｍ〜１３６ｐｐｍの浄化排水を生成し、前記浄化排水の電気伝導度を測定して、前記浄化排水の電気伝導度をσ（μＳ／ｃｍ）とすると、限界許容電気伝導度６０００（μＳ／ｃｍ）以下の基準許容電気伝導度をσ₀（μＳ／ｃｍ）としたときに、前記電気伝導度σが前記基準許容電気伝導度σ₀以下で１０００（μＳ／ｃｍ）以上の場合には、前記浄化排水を希釈せず、前記電気伝導度σが前記基準許容電気伝導度σ₀を越える場合には、希釈される浄化排水量をＶ ₀ とするとＶ＝Ｖ₀（σ／σ₀−１）で表される希釈添加量Ｖ以上の水を添加して前記浄化排水を希釈して、前記電気伝導度σを前記基準許容電気伝導度σ₀以下で１０００（μＳ／ｃｍ）以上にし、この浄化排水をイオン交換して軟水を生成し、この軟水をダストコントロール製品の洗浄水として再使用される再生洗浄水とすることを特徴とする洗浄排水のイオン交換再生方法。
請求項１又は２に記載の再生洗浄水を用いて被洗浄物を洗剤により洗浄することを特徴とする洗浄方法。
請求項１又は２に記載の再生洗浄水と新水を混合して洗浄水とし、この洗浄水を用いて被洗浄物を洗剤により洗浄することを特徴とする洗浄方法。
請求項３又は４に記載の洗浄方法を用いて被洗浄物を洗浄し、この被洗浄物を少なくとも最終段階において新水で濯ぐことを特徴とする洗浄方法。