JPH0631897U - 産業排液のリサイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 次亜塩素酸ナトリウム、塩素などの薬剤や凝
集沈殿剤などを用いることなく、排液中の金属類（Ａ
ｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉなど）を粉末状態として回収する
ことができ、かつ、処理後の排水が用水として再利用す
ることのできる程度の水として再生し得る産業排液のリ
サイクル装置を提供する。 【構成】 金属イオンと光オゾン酸化反応によって分解
しうる物質とを含有する産業排液を処理する装置であっ
て、光オゾン酸化反応槽４と、濾過器１４と、脱塩槽と
を直列に接続し、処理後の排液の排出口に電導度計１９
が設けられている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】

本考案は、産業排液のリサイクル装置、詳しくは、金属イオンと光オゾン酸化 によって分解しうる物質とを含有する産業排液をオゾン酸化分解し、生成した金 属酸化物粉末および金属屑を固形物として回収し、一方、処理された液中に存在 する塩類を脱塩処理することにより、得られた水を用水として再利用し得るリサ イクル装置に関する。

【０００２】

【背景技術】

電子部品、プリント基板、装飾用品、機械部品などの表面処理加工におけるメ ッキ処理工程において排出される産業排液中には、金、銀、銅、亜鉛、ニッケル などの各種金属イオンのシアン化合物をはじめ、界面活性剤、脱脂剤、微生物、 油などの有機物質、さらに金属屑などが混入している。特にシアン化合物は猛毒 であるため、このような産業排水は完全に無害化してから河川や下水道へ放流し なければならない。

【０００３】 従来の排液処理は、主に次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）を排液に添加す るアルカリ塩素方式で行われている。その場合につき、ＣｕＣＮを例にとって化 学反応式で示すと次のとおり表わすことができる。

【０００４】 ２ＣｕＣＮ＋５ＮａＯＣｌ＋Ｈ_２Ｏ → ２ＣＯ_２＋Ｎ_２＋２ＣｕＯＨ＋５ＮａＣｌ …… （１）

【０００５】 （１）式から解るように、１ｋｇのＣｕＣＮを酸化分解するためには７．２ｋ ｇのＮａＯＣｌを添加する必要がある。この酸化分解処理により生成した金属水 酸化物（ＣｕＯＨ）は、中和・凝集処理に付された後、沈殿濾過しスラッジとし て分離回収されている。このスラッジは大量の水を含み、フィルタープレスなど の脱水機を用いても含水率を７０％程度にするのが限界であるが、いずれにせよ 、これらスラッジは、格別の処理を施されない状態のままで廃棄場などへ投棄さ れている。

【０００６】 一方、濾過液は、中和の目的とシアンガスの発生に伴う危険を防止する目的と から添加した水酸化ナトリウムの残渣あるいはその結果、生成したＮａＣｌなど の塩類のほか、有機物質等を高濃度で含んでいるが、これも現状では安価な処理 手段が存在しないため再度中和処理するなどして放流されているという状況にあ る。

【０００７】 このように従来のメッキ処理の際の洗浄液の排液の処理法は、次亜塩素酸ナト リウムあるいは塩素、水酸化ナトリウム、凝集沈殿剤などを大量に使用し、その 結果として、これらがスラッジの大量の排出および塩濃度の増大した放流水の発 生を促す原因となっている。塩類や有機物を含む処理水を河川へ放流することは 、河川を汚染し、その水のＢＯＤ値を高める原因ともなっている。

【０００８】 さらに、薬品（ＮａＯＣｌ，Ｃｌ_２）の注入量が適切でない場合には、危険な シアン濃度を有する排液が、河川へ流出するという事故も見られており、他方、 スラッジ灰の捨て場の確保が困難となりつつある現況から、かかる問題の発生し ない新たな排液処理システムの開発が緊急の課題として要望されている。

【０００９】

【考案の開示】

本考案者らは、従来の処理法の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、次 亜塩素酸ナトリウム、塩素などの薬剤や凝集沈殿剤などを用いることなく、排液 中の金属類（Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉなど）を粉末状態として回収することがで き、かつ、処理後の排水が用水として再利用することのできる程度の水として再 生し得る産業排液のリサイクル装置を提供することに成功した。

【００１０】 すなわち、本考案は、金属イオンと光オゾン酸化反応によって酸化分解しうる 物質とを含有する産業排液を処理、再生する装置であって、光オゾン酸化反応槽 と、濾過器と、脱塩槽とを直列に接続し、処理後の排液の排出口に電導度計が設 けられていることを特徴とする産業排液のリサイクル装置を提供するものである 。本考案によれば、さらに、上記の光オゾン酸化反応槽として、石英ガラス管中 に設けられた紫外線ランプと、その石英ガラス管中でオゾン化空気に変えられた 該空気を槽中に散気する散気管とを備えた光オゾン酸化反応槽を備えてなる産業 排液のリサイクル装置が提供される。

【００１１】 以下に本考案の装置についてさらに詳細に説明する。 本考案にかかるリサイクル装置の光オゾン酸化反応槽においては、排液中の各 種金属イオンのシアン化合物は、例えば、銅のシアン化合物（ＣｕＣＮ）を例に とって示すと、下記（２）式の光オゾン酸化反応により無害化される。

【００１２】 ２ＣｕＣＮ＋５Ｏ_３＋３Ｈ_２Ｏ → ２Ｃｕ（ＯＨ）_２＋２Ｈ_２ＣＯ_３＋Ｎ_２＋５Ｏ_２ …… （２） この（２）式の酸化反応により生成した金属水酸化物（Ｃｕ（ＯＨ）_２）は、 紫外線の作用を受けて、さらに下記（３）式の反応にしたがって酸化され、不溶 性の金属酸化物となる。この金属酸化物は、濾過器によって分離され、回収され る。 Ｃｕ（ＯＨ）_２→ＣｕＯ＋Ｈ_２Ｏ …… （３）

【００１３】 すなわち、排液中に金属イオンのシアン化合物もしくはシアン錯体として含ま れている金属類（Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉなど）は、含水率の高いそして 、塩濃度の高いスラッジとしてではなく、固体の金属酸化物として分離、回収さ れ、その結果、有価金属は再利用することができる。

【００１４】 他方、有機物質は、光オゾン酸化反応により有機酸になり、さらに最終的には 炭酸ガスと水とに転換され、また、遊離状態のＣＮは、シアン酸さらに炭酸と窒 素とに分解される。処理液中に存在する各種のカチオンおよびアニオンは、イオ ン交換樹脂によりＨ^＋あるいはＯＨ⁻とイオン交換され、あるいはまた、逆滲透 膜により脱塩される。

【００１５】 このようにして、本考案の装置によれば、シアン化合物、重金属、有機物など を含む産業排液について薬品などを格別に添加することなく光オゾン酸化反応を 利用して、シアン化合物、有機物などを分解酸化・無害化・不溶化する工程と液 中で析出した金属酸化物類を濾過器で回収する工程と液中に溶解しているイオン をイオン交換樹脂で脱塩し用水として再利用する工程との三つの工程を組み合わ せ、これらの工程を直列的に行わせることができる。すなわち、光オゾン反応槽 、濾過器およびイオン交換槽を直列に接続することにより、産業排液を無薬注の まま連続的に浄化することができる。本考案により、従来スラッジとして廃棄さ れていた有価金属を回収することと放流されていた洗浄排液を用水として再利用 することが可能となり、また、本考案の装置は運転エネルギー源が電力のみであ ることより排液処理技術者を雇用していない事業所においても簡単かつ、確実に 産業排液からの有価金属の回収と用水のリサイクルとを行うことができる。

【００１６】 以下、図１を参照して、本考案にかかる排液のリサイクル装置の一実施態様を 詳細に説明する。

【００１７】

【実施例】

図１は、本考案にかかるリサイクル装置を示すフローシートである。図におい て、１は排液収納槽であり、４は光オゾン酸化反応槽であり、１４は濾過器であ り、１７、１８は陽イオン交換塔及び陰イオン交換塔であり、１９は電導度計で あり、これらの各装置は直列に接続されている。

【００１８】 排液収納槽１は、処理用排液を一時的に貯め置くものであり、排液をポンプ３ により流量計２２を介して流量を計測しつつ光オゾン酸化反応槽４に送るように なっている。

【００１９】 光オゾン酸化反応槽４内には、石英ガラス管６中に点灯装置９が接続された紫 外線ランプ５を設けたオゾン発生装置が設置され、石英ガラス管６中の紫外線ラ ンプ５と石英ガラス管６との間にある空間部に、空気（酸素）がコンプレッサー １０から乾燥剤１１を介して流量計２３により流量を計測して送入されるように なっている。

【００２０】 紫外線ランプ５としては波長１８４．９ｎｍの輝線を発する低圧水銀灯が適し ている。

【００２１】 石英ガラス管内でコンプレッサー１０から送られた空気中の酸素は紫外線によ りオゾンに変換され、発生したオゾンは、オゾン化空気として反応槽の下部へ導 かれて、散気管８より処理排液中へ気泡となって噴出される。

【００２２】 上記の紫外線は、石英ガラス管を透過して排液中の金属水酸化物を金属酸化物 とする反応にも寄与する。処理排液中に送られたオゾン化空気は、紫外線照射の 下で金属イオン、シアン錯化合物、有機物質等と接触し、金属類は上記（２）式 の如き酸化分解反応が生起し金属水酸化物となり、さらに紫外線の作用により上 記（３）式に例示したような反応によって不溶性の金属酸化物となり、それは、 濾過器１４のフィルターによって捕捉され回収される。

【００２３】 貯槽１２は、光オゾン酸化反応槽４で処理された排液を一時貯め置くためのも のであり、その処理排液は、ポンプ１３により濾過器１４へ送られる。濾過器１ ４は、横形、縦形のいずれでもよく、光オゾン酸化反応槽において生成した不溶 性の金属酸化物及び混在している金属屑等の固形物は、この濾過器により、濾過 分離される。濾過器１４の処理排液の出口側にはサンプリング用装置２０が設置 され、この装置における処理排液のサンプリングとその分析結果により、酸化反 応が不十分であると判断される場合には、イオン交換塔１７、１８へ通じる流路 側の調整弁２５を閉じ、光オゾン酸化反応槽へ通じる流路側の調整弁２４を開い て、その処理排液を光オゾン酸化反応槽４に戻して再度酸化反応を完全に行うよ うにさせる。陽イオン交換塔１７および陰イオン交換塔１８の処理排液の出口側 には、電導度計１９が設置されている。

【００２４】 処理排液の水質は、この電導度計により測定された結果から判断される。 通常、原水の電導度は５００〜２０００μＳ／ｃｍ程度であるが、本考案の装 置によって、処理排液は、電導度５０μＳ／ｃｍ以下の脱塩水として排出される 。 一般水道水の電導度は１２０〜３００μＳ／ｃｍ程度であるが、処理排水の電 導度が２００μＳ／ｃｍを越えたときは、イオン交換塔１７、１８を新たな塔と 差し換える。差し換えられた飽和イオン交換塔は別途、再生処理場にて再生し、 次の利用に備える。 イオン交換塔１７、１８は、別々のイオン交換塔とせずに、陽イオン交換樹脂 と陰イオン交換樹脂とを充填した１個の塔とすることもできる。

【００２５】 本考案の一実施態様としての銅メッキ洗浄液および銀シアンメッキ洗浄液につ いて行った本考案の装置の一使用態様例について述べる。 ４０ワットの低圧水銀灯を設置した容量約４Ｌの光オゾン反応槽と濾過器のエ レメントとしてカートリッジ型プリーツ式メンブランフィルター（細孔径１〜１ ０μｍ、長さ２５〜７５ｃｍ）とを用いて、空気を毎分１リットルの流量で低圧 水銀灯と石英ガラス管の空間部へ供給しながら１時間反応させた排液の分析結果 を表１に示す。フィルターに捕捉された析出物は酸化銅粉末であった。

【００２６】

【表１】

【００２７】 次に、銀シアンメッキ洗浄液を対象に銅メッキ洗浄液と同様の条件で反応させ た銀シアンメッキ排液の分析結果を表２に示す。析出物は、溶解していたシアン 化銀錯体が光オゾン酸化分解されて析出した酸化銀粉末であった。

【００２８】

【表２】

【００２９】 以上の結果から、イオン交換塔出口からの処理された処理水の電導度は、一般 水道水の電導度（１２０〜３００）よりはるかに小さい値となっていることが解 る。 また、この実施例によれば、１本の４０ワットの低圧水銀灯により分解さ れたシアン量は１０分間当たり約２０〜４０ｐｐｍであった。なお、シアン濃度 が高くなると反応の滞留時間が長くなるが、低圧水銀灯の他にオゾナイザーを併 用すると滞留時間を短縮することができることが確認された。

【００３０】

【効果】

以上述べたように、本考案にかかる産業排液リサイクル装置は、光オゾン酸化 反応槽、濾過器および脱塩槽を直列に接続することにより、排液の連続処理を可 能とし、従来法の如き添加薬剤を格別に使用することなく排液を一般の水道水並 の電導度以下にまで浄化することができるものである。その結果、従来の装置の ような薬液の貯蔵注入用の装置その他これに伴う各種の計測制御設備が不要とな り、処理装置全体が小型化されるという利点をもたらす。

【００３１】 本考案の装置は、使用エネルギーは電力のみであることより、特別の排液処理 技術者を必要とせず、中小の事業所においても簡便にこれを設置することができ る。

【００３２】 また、各種金属は、保水力の小さい固形の金属の酸化物の状態で回収されるた め、金属としての再利用が著しく容易であり、さらに従来法に見られるようなス ラッジの発生はほとんどなく、したがって、廃棄物の減量化に関してその寄与は 極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかる排液のリサイクル装置を示すフ
ローシートである。

【符号の説明】

１ 排液収納槽 ３、１３ ポンプ ４ 光オゾン酸化反応槽 ５ 紫外線ランプ ６ 石英ガラス管 ８ 散気管 ９ 点灯装置 １０ コンプレッサー １１ 乾燥剤 １２ 貯槽 １４ 濾過器 １５、１６ 流量計 １７ 陽イオン交換塔 １８ 陰イオン交換塔 １９ 電導度計 ２０ サンプリング用装置 ２２、２３ 流量計 ２４、２５ 調整弁 ２６ 処理水

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属イオンと光オゾン酸化反応によって
   分解しうる物質とを含有する産業排液を処理する装置で
   あって、光オゾン酸化反応槽と、濾過器と、脱塩槽とを
   直列に接続し、処理後の排液の排出口に電導度計が設け
   られていることを特徴とする産業排液のリサイクル装
   置。
2. 【請求項２】 上記光オゾン酸化反応槽が、石英ガラス
   管中に設けられた紫外線ランプとその石英ガラス管中で
   オゾン化空気に変えられた該空気を槽中に散気する散気
   管とを備えてなるものである請求項１記載の産業排液の
   リサイクル装置。