JP5407706B2 - 湿式塗装ブース循環水の処理方法 - Google Patents
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Description
このうち、水性塗料は、水可溶型、ディスパージョン型、エマルジョン型の3つに大別されるが、いずれも水を主溶媒とするため、引火性がなく、安全かつ衛生的であり、溶剤による公害発生の恐れがないなどの利点を有することから、近年、特にその応用範囲が拡大されてきた。
この場合、水性塗料は水に可溶ないし分散して固液分離が難しいために、この湿式塗装ブースの循環水に残留して蓄積し、次のような問題を引き起こす。
(b)析出して不溶化した塗料や、塗料以外のゴミ、SS成分が、ノズルや配管系の閉塞障害や、水膜板等への付着障害を引き起こす。
(c)発泡障害を生じる。
(d)循環水が高COD、高BODとなるため腐敗し、腐敗臭により、作業環境が悪化する。また、高COD、高BODのため、廃水処理が困難となり、処理装置の負荷が増大する。
また、特許文献2には、このような湿式塗装ブース循環水の処理に有効な処理剤として、(メタ)アクリル酸エステルの第四級アンモニウム塩由来のカチオン性構成単位を有し、かつ前記第四級アンモニウム塩の窒素原子にベンジル基が結合してなるカチオン性ポリマーを含む湿式塗装ブース循環水処理剤が提案されている。
このため、浮上分離された余剰塗料の更なる固液分離処理を効率的に行うと共に、廃棄物量の大幅な低減を図り、廃棄コストを削減することができる。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は「アクリル及び/又はメタクリル」を意味する。「(メタ)アクリロイル」についても同様である。
まず、本発明の湿式塗装ブース循環水の処理方法で、湿式塗装ブース循環水に添加する薬剤であるフェノール系樹脂、凝結剤、カチオン性の疎水性ポリマー、及びアニオン性ポリマーについて説明する。
本発明で使用されるフェノール系樹脂としては、フェノール、クレゾール、キシレノール等のフェノール類とホルムアルデヒド等のアルデヒド類との縮合物あるいはその変性物であって、架橋硬化する前のフェノール系樹脂が挙げられる。具体的には、フェノールとホルムアルデヒドとの縮合物、クレゾールとホルムアルデヒドとの縮合物、キシレノールとホルムアルデヒドとの縮合物、これらのフェノール系樹脂をアルキル化して得られるアルキル変性フェノール系樹脂、ポリビニルフェノールなどを挙げることができる。これらのフェノール系樹脂はノボラック型であっても、レゾール型であってもよいが、重量平均分子量は3,000以下、好ましくは2,000以下であることが好ましい。これらは1種用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
フェノール系樹脂をアルカリ水溶液等に溶解させて湿式塗装ブース循環水に注入すると、フェノール系樹脂は、溶解状態又はコロイド状で分散する。この際、カチオン性の疎水性ポリマーが存在するとフェノール系樹脂は荷電中和されて凝結、不溶化する。一方、循環水中に溶解又はコロイド状に分散している塗料もカチオン性の疎水性ポリマーにより、荷電中和されて凝結、不溶化するが、フェノール系樹脂がカチオン性の疎水性ポリマーで不溶化する際、この凝結した塗料を巻き込んだ形でフロック化して凝集する。塗料を巻き込んだ形で凝集したフェノール系樹脂のフロックは、ある程度の大きさの粒子となるので、循環水から分離除去され易く、浮上分離、遠心分離、濾過などの方法で容易に分離除去することができる。
凝結剤としては、無機凝結剤であっても有機凝結剤であっても良く、これらを組み合わせて用いても良い。
カチオン性の疎水性ポリマーとしては、(メタ)アクリル酸エステルの第四級アンモニウム塩由来のカチオン性構成単位を有し、かつ前記第四級アンモニウム塩の窒素原子にベンジル基が結合してなるカチオン性ポリマーを用いる。
アニオン性ポリマーは、スルホン基やホスホン基等の強酸基を含まないものであり、(メタ)アクリルアミドと(メタ)アクリル酸ナトリウムの共重合体が挙げられる。
本発明の湿式塗装ブース循環水の処理方法においては、上記フェノール系樹脂、凝結剤、カチオン性の疎水性ポリマー及びアニオン性ポリマーの他、消泡剤等の通常の湿式塗装ブース循環水の処理に使用されている各種の薬剤を併用することができる。
本発明においては、湿式塗装ブース循環水にまずフェノール系樹脂と凝結剤を添加し、その後カチオン性の疎水性ポリマーを添加した後、アニオン性ポリマーを添加する。
消泡剤等の他の薬剤を併用する場合、その添加箇所については特に制限はない。
本発明において、フェノール系樹脂、凝結剤、カチオン性の疎水性ポリマー、アニオン性ポリマー、及び必要に応じて添加される消泡剤の添加量は、処理する湿式塗装ブース循環水の種類や用いる薬剤の種類などによっても異なるが、次のような添加量とすることが好ましい。なお、以下において余剰塗料の量は次式において定義される
余剰塗料=使用塗料−塗着塗料−設備塗着塗料
また、カチオン性の疎水性ポリマーと凝結剤の使用割合は、凝結剤を、カチオン性の疎水性ポリマーに対して、通常0.1〜2重量倍、好ましくは1〜1.5重量倍の割合で用いるのが有利である。
また、アニオン性ポリマーは、カチオン性ポリマーに対して0.1〜2.0重量倍、特に0.5〜1重量倍の割合で用いることが好ましい。
本発明により浮上分離された固形分は、前述の如く、通常、重力濾過、加圧脱水、或いは重力濾過後加圧脱水された後、焼却、埋立処理される。
フェノール系樹脂:栗田工業(株)製フェノール系樹脂
「クリスタック(登録商標)B310」
(フェノール・ホルムアルデヒド縮合物、ノボラック型、分子量約1700)
凝結剤:栗田工業(株)製有機凝結剤「クリスタック(登録商標)B450」
(ジメチルアミン−エピクロルヒドリン縮合物、重量平均分子量10万)
カチオン性の疎水性ポリマー:栗田工業(株)製
ベンジル基含有カチオン性の疎水性ポリマー
「クリスタック(登録商標)B302」
(アクリルアミド/[2−(アクリロイルオキシ)エチル]ベンジル
ジメチルアンモニウムクロリド/[2−(アクリロイルオキシ)エチル]
トリメチルアンモニウムクロリド共重合物、共重合モル比66/17/17、
重量平均分子量1000万)
アニオン性ポリマー:栗田工業(株)製アニオン性ポリマー
「クリフロック(登録商標)EA342」
(アクリル酸ナトリウム−アクリルアミド共重合物、
アニオン化度25モル%、粘度平均分子量800万、
コロイド当量−2.5meq/Lのエマルジョンポリマー)
図1に示す処理設備により、自動車塗装ブース(ベース塗料(水性)とクリア塗料(溶剤系)使用。生産台数1000台/日)循環水の処理を行った。
循環水ピット1にフェノール系樹脂と凝結剤を入れ、さらに加圧浮上装置2の入口配管に工水で連続希釈したカチオン性の疎水性ポリマーを入れ、さらに工水で連続希釈したアニオン性ポリマーを、加圧浮上装置2上部より液面へ滴下した。
加圧浮上装置入口の水質は、SS:4500mg/L、溶解性COD:500mg/L、全蒸発残留物:7500mg/Lであった。
フェノール系樹脂:80ml/min、2.0mg/L−循環水、10重量%対余剰塗料
凝結剤:20ml/min、0.5mg/L−循環水、2.5重量%対余剰塗料
カチオン性の疎水性ポリマー:5ml/min、0.1mg/L−循環水、0.6重量%対余剰塗料
アニオン性ポリマー:5ml/min、0.1mg/L−循環水、0.6重量%対余剰塗料
実施例1において、アニオン性ポリマーを添加しなかったこと以外は同様の条件で循環水の処理を行った。
比較例1において、フレコンバッグでの重力濾過時間を24時間としたこと以外は同様の条件で循環水の処理を行った。
比較例1において、フレコンバッグでの重力濾過時間を48時間としたこと以外は同様の条件で循環水の処理を行った。
2 加圧浮上装置
3 フレコンバッグ
Claims (4)
- 湿式塗装ブース循環水にフェノール系樹脂、凝結剤、及びカチオン性の疎水性ポリマーを添加した後に浮上分離により余剰塗料を分離し、分離された余剰塗料を更に固液分離処理する湿式塗装ブース循環水の処理方法において、
該カチオン性の疎水性ポリマーを添加した後に更にアニオン性ポリマーを添加する工程を有し、
該カチオン性の疎水性ポリマーが、(メタ)アクリル酸エステルの第四級アンモニウム塩由来のカチオン性構成単位を有し、かつ該第四級アンモニウム塩の窒素原子にベンジル基が結合してなるカチオン性ポリマーであり、
該アニオン性ポリマーが、(メタ)アクリル酸ナトリウムと(メタ)アクリルアミドの共重合体であり、
前記湿式塗装ブース循環水系にフェノール系樹脂及び凝結剤を添加し、該フェノール系樹脂及び凝結剤の添加位置よりも下流側の循環水系において前記カチオン性の疎水性ポリマーを添加し、該カチオン性の疎水性ポリマーの添加位置よりも下流側の循環水系において前記アニオン性ポリマーを添加し、その後浮上分離により余剰塗料を分離する方法であって、
前記アニオン性ポリマーを該浮上装置に添加することを特徴とする湿式塗装ブース循環水の処理方法。 - 請求項1において、該アニオン性ポリマーのアニオン化度が15〜35モル%であることを特徴とする湿式塗装ブース循環水の処理方法。
- 請求項1又は2において、前記アニオン性ポリマーがコロイド当量−2.0〜−3.6meq/Lのエマルジョンポリマーであることを特徴とする湿式塗装ブース循環水の処理方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記アニオン性ポリマーの添加量が前記余剰塗料に対して0.1〜10重量%であることを特徴とする湿式塗装ブース循環水の処理方法。
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