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JP4092384B2 - Electrodeposition wastewater treatment method - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電着塗装排水処理方法に関し、特にカチオン電着塗装工程で発生する排水の処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電着塗装方法は、金属製品の表面に塗膜を形成する方法の一つであり、複雑な形状の被塗装物であっても均一な塗膜が形成できることなどから、自動車の車体の特に下塗り塗装などに多用されている。
この電着塗装は、水系塗料の中に被塗装物を浸漬し、被塗装物を陽極または陰極と、塗料槽を被塗装物と逆の極として直流電流を印加して被塗装物上に電着塗膜を形成する方法である。被塗装物が陽極となる場合をアニオン電着塗装、逆に被塗装物が陰極となる場合をカチオン電着塗装というが、被塗装物から金属の溶出がなく、また、耐錆性に優れているカチオン電着塗装が下塗り塗装などに多用されている。
【0003】
樹脂分子中にカルボキシル基を含み四級化アンモニウム塩やアミン類で中和することにより水溶性としているアニオン電着塗料に比較して、カチオン電着塗料はエポキシ基含有樹脂などに第二級アミン類などを反応させ、適当な硬化剤を加えて酸で中和することにより水溶性としている。このため、カチオン電着塗料には四級化アンモニウム塩やアミン類を含む。
【0004】
一方、電着塗装方法は、電着塗料液自身が水系であり、また前処理や後処理で多量の排水が発生することから、その排水処理は極めて重要となっている。
従来の電着塗装を特に排水処理の観点より図3で説明する。図3は従来の電着塗装方法のフローチャート図である。なお、製品の流れを実線で、排水の経路を破線でそれぞれ示す。
自動車部品などの金属製の被塗装物は、前処理工程、電着塗装工程、後処理工程を経て金属表面に塗膜が塗装された製品となる。前処理工程は、被塗装物の表面を脱脂するためのアルカリ脱脂槽2および水洗槽2a、ならびにリン酸亜鉛等を用いて化成被膜処理するための化成処理槽3および水洗槽3aを順に通過することにより電着塗膜形成に適した表面とする工程である。電着塗装工程は、電着槽1内の水溶性あるいは親水性エマルジョン化したカチオン電着塗料液に前処理工程を経た被塗装物を浸漬し、直流電圧印加により非水溶性樹脂膜を形成する工程である。後処理工程は、電着塗料液より引き上げられた被塗装物表面に付着している電着塗料液を水洗槽1aにて洗浄除去する工程である。水洗槽1a、2aおよび3aは通常複数槽設けられている。
【0005】
水洗槽1aおよび2aからの排水は数 10ppm程度の四級化アンモニウム塩などを含む低リン濃度含有排水であり、水洗槽3aからの排水はリン酸亜鉛等を含む高リン濃度含有排水である。従来、各水洗槽からの排水はpH調整が容易となることなどから合流されて排水調整槽4に貯溜される。その後、たとえば加圧浮上型などの凝集沈澱槽5内で無機凝集剤が添加されて浮上スカムと処理水とに分離され、処理水がさらに活性汚泥槽6に送られて処理されている。また、浮上スカムは脱水汚泥として処理されている。従来、無機凝集剤としては、塩化アルミニウムや硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウムなどのアルミニウム塩、塩化鉄や硫酸鉄、水酸化鉄などの鉄塩等の金属塩が使用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、脱リンのための無機凝集剤は多量に添加する必要があるため、沈降汚泥が多くなり、汚泥が多量に生成するなどの二次汚染が発生しやすくなるという問題がある。
また、低リン濃度含有排水と高リン濃度含有排水とを合流しているため、排水調整槽4に貯溜される排水中のリン濃度は、高リン濃度含有排水単独の場合に比較して、相対的にリン濃度が低下する。その結果、脱リン剤と含有しているリンとの反応速度が遅くなり、短時間で排水処理を行なうとすると、リンの除去効率が劣る場合が生じる。低リン濃度含有排水と高リン濃度含有排水とを分離して、脱リンしようとしても、やはり脱リンのための無機凝集剤が多く必要となるなどの問題がある。無機凝集剤の添加量が多くなると、リン濃度は低下しやすくなるが、逆に他の陰イオン濃度が上昇するため環境破壊につながる二次汚染源となるという問題がある。
さらに、多量の無機凝集剤の添加は、活性汚泥処理工程での活性を低下させる問題があり、窒素や残余のリンの除去効率を悪くするなどの問題がある。
【0007】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、電着塗装で発生する排水を処理する際に、リン除去効率を高め、かつ汚泥の発生量を少なくして環境破壊につながる二次汚染を防止し、さらには活性汚泥処理工程での活性を低下させることのない電着塗装排水処理方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の電着塗装排水処理方法は、電着塗装工程において発生する低リン濃度含有排水および高リン濃度含有排水よりリンを除去する脱リン工程と、脱リン工程後に活性汚泥による処理をする活性汚泥処理工程とからなる電着塗装排水処理方法において、脱リン工程が、低リン濃度含有排水と高リン濃度含有排水とを分離して、少なくとも高リン濃度含有排水を凝集沈澱槽にて、少なくともオルトリン酸よりも弱酸性の酸の陰イオンが共存するマグネシウムイオンを含む水溶液からなるリン除去剤と反応させることにより脱リンすることを特徴とする。
【0010】
さらに、陰イオンが炭酸イオンであることを特徴とする。
【0011】
分離された高リン濃度含有排水を凝集沈澱槽にてリン除去剤と反応させることにより、リン酸亜鉛等を含む高リン濃度含有排水からリン成分を有効に除去することができる。また、リン除去剤として少なくともオルトリン酸よりも弱酸性の酸の陰イオンが共存するマグネシウムイオンを含む水溶液を用いることにより、リン酸イオンなどと反応して難溶性あるいは不溶性のリン化合物を容易に沈澱させることができ、最終的に発生する脱水汚泥の量を少なくすることができる。
また、酸の陰イオンとして炭酸イオンを用いると、リンの除去とともに、地球温暖化の原因となっている炭酸ガスの大気中への放出が抑制され、その有効利用が図れる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電着塗装を特に排水処理の観点より図1で説明する。図1は電着塗装方法のフローチャート図である。なお、製品の流れを実線で、排水の経路を破線でそれぞれ示す。
本発明に係る電着塗装は、アニオン電着塗装およびカチオン電着塗装のいずれであってもよいが、特にカチオン電着塗装に好適である。
カチオン電着塗装において水洗槽3aより発生するリン酸亜鉛等を含む高リン濃度含有排水は排水調整槽4aを経て凝集沈澱槽5aに直接送られる。また、水洗槽2aおよび1aより発生する低リン濃度含有排水は排水調整槽4bに合流されて凝集沈澱槽5bに送られる。凝集沈澱槽5aおよび5bからの排水は活性汚泥層6にて最終処理される。
【0013】
本発明において、高リン濃度含有排水とは、リン成分を含む処理液で処理された被塗装物を水洗した後の排水をいい、たとえば化成処理被膜の水洗の際に発生するリン酸亜鉛等を含む排水をいう。より具体的にはリンを 10 ppm 以上含む排水をいう。また、低リン濃度含有排水とは、不純物として含まれるリン成分を除いて、本質的にリン成分を含まない処理液で処理された被塗装物を水洗した後の排水をいい、たとえば電着塗装後やアルカリ脱脂後の水洗後の排水をいう。より具体的にはリンを 10 ppm 未満含む排水をいう。
【0014】
凝集沈澱槽1に集められた高リン濃度含有排水は、リン除去剤と反応させられる。凝集沈澱槽1としては、いわゆるスラリ循環型、スラリブランケット型、両者の混合型いずれも使用することができる。本発明においては、リン除去剤がスラリ状で添加されるため、スラリブランケット型の一種である急速凝集沈澱槽が好ましい。そのような急速凝集沈澱槽を図2に示す。図2は急速凝集沈澱槽の断面図である。急速凝集沈澱槽は、撹拌手段9と、この撹拌手段9の下部に配設された空気吹き込み手段10とを具備する内槽8を有しており、高リン濃度含有排水3bの循環量は空気吹き込み量で調節される。急速凝集沈澱槽の下部に高リン濃度含有排水3bとリン除去剤7が注入混和され急速凝集沈澱槽を循環することによりフロックの成長とフロックの沈降分離による清澄化が同時に行なわれ沈澱槽上部から処理水が、下部から沈降汚泥が取り出される。
急速凝集沈澱槽からの処理水は凝集沈澱槽2からの処理水と合流されて活性汚泥槽6に送られて処理される。
【0015】
本発明に係るリン除去剤は少なくともオルトリン酸よりも弱酸性の酸の陰イオンが共存するマグネシウムイオンを含む水溶液である。マグネシウムイオンは、リン成分と反応することのできる 2価のマグネシウム陽イオンであればよい。
また、少なくともオルトリン酸よりも弱酸性の酸の陰イオンと共存していることにより、マグネシウムイオンの溶解度を向上させ、かつ難溶性あるいは不溶性のリン化合物を効率よく生成させ、フロックを沈澱分離させることができる。
このようなマグネシウム陽イオンを含む水溶液は、たとえば炭酸マグネシウムや酢酸マグネシウムを水に溶解させることにより、または水酸化マグネシウムスラリー液や酸化マグネシウムスラリー液に炭酸ガスを吹き込むことにより得ることができる。
【0016】
特に水酸化マグネシウムスラリー液に炭酸ガスを吹き込む方法は、活性汚泥処理装置のばっ気槽で発生する炭酸ガスを炭酸ガス源として利用できるので本発明にとって好適である。
なお、水酸化マグネシウムスラリー液は、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等にアンモニア水や水酸化ナトリウムなどのアルカリを反応させることにより容易に得ることができる。
【0017】
オルトリン酸よりも弱酸性の酸としては、炭酸、酢酸、エチレンジアミン四酢酸、重炭酸等を挙げることができる。
これらの中でもマグネシウムイオンの溶解度を上げることのできる炭酸が好ましく、炭酸は炭酸ガスを吹き込むことにより生成させることが好ましい。
【0018】
急速凝集沈澱槽にリン除去剤を導入することにより、難溶性または不溶性のリン化合物が沈澱するので、このリン化合物を分離することにより脱リンがなされる。
リン化合物を沈澱させる場合、リンを含有するイオンを含む水溶液の pH を調整することが好ましく、その場合、 pH は 7.0〜9.5 、好ましくは 7.5〜8.5 である。 pH が酸性側では炭酸イオンが炭酸ガスとなりやすくなり、またアルカリ性側では水酸化マグネシウムが沈澱しやすくなり、いずれの場合でもマグネシウムイオン濃度が小さくなってしまうためである。 pH は調整はアルカリ水溶液、例えばアンモニア水、水酸化ナトリウム水溶液等で行なうことができる。
【0019】
なお、難溶性または不溶性のリン化合物としては、リンを含有するイオンによっても異なるが、たとえばリン酸イオンの場合、リン酸マグネシウム(Mg3(PO42)が沈澱することになる。このリン酸マグネシウムの溶解度は 1×10-10g/l である。
【0020】
本発明に係るリン除去剤は、マグネシウムイオンの溶液濃度を高めることのできる物質を添加することにより、さらにリン除去効率を高めることができる。このような物質としては、アンモニア、ジメチルアミン、ジエチルアミンなどのアルキルアミン類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン類、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、臭化アンモニウムなどのアンモニウム塩等を挙げることができる。
このようなアンモニアやアミンの中で、二次処理で除去しやすいアンモニアが本発明にとって好ましい。
【0021】
本発明に係るリン除去剤は、出発物質として水酸化マグネシウムスラリー液や酸化マグネシウムスラリー液に炭酸ガスを吹き込む方法が好ましく、特に炭酸ガスを飽和状態あるいは過飽和状態で溶解させることが好ましい。具体的に溶解させる方法としては、水酸化マグネシウムスラリー液をオートクレーブ中において加圧下に炭酸ガスを飽和させる方法や、水酸化マグネシウムスラリー液に炭酸ガスを吹き込む方法などがある。また、炭酸ガスは地球環境問題となっている燃焼ガスや活性汚泥ばっ気槽等から排出されるガスを適当な前処理をして使用できる。
【0022】
なお、本発明に係るリン除去剤は、水洗槽2aおよび1aより発生する低リン濃度含有排水のリン除去剤としても使用することができる。また、低リン濃度含有排水の場合にあっては、高分子凝集剤を併用して処理することにより、その後の活性汚泥処理で容易に脱窒素や脱リンをすることができる。高分子凝集剤を用いると硫酸アルミニウムなどの無機凝集剤が活性汚泥に対して作用する悪影響を抑えることができる。高分子凝集剤としては、アニオン、カチオンまたは両性凝集剤を用いることができるが、生成したリン酸マグネシウムの表面電位の関係でアニオン系高分子凝集剤が好ましい。
【0023】
凝集沈澱槽で固液分離された処理水は活性汚泥槽へ導かれ、沈降汚泥は脱水汚泥となる。活性汚泥と処理水との反応により発生する炭酸ガスを水酸化マグネシウムスラリー溶液と接触させることによりリン除去剤を製造することができる。この方法により活性汚泥槽で発生する炭酸ガスの有効利用を図ることができる。
【0024】
【実施例】
参考例
リン除去剤の製造;
水酸化マグネシウム 500g を純水 10kg に仕込み、十分撹拌してスラリー液を得た。このスラリー液を 15 ℃に維持して、この中に炭酸ガスを大気圧下で 10 時間吹き込んだ。その後、フィルタープレスで濾過して濾液をリン除去剤として得た。キレート滴定により、溶解しているマグネシウムイオン濃度を測定したところ、6500ppm であった。
【0025】
実施例1
カチオン電着塗装により自動車部品の下塗り塗装を行ない、その際に発生する排水を低リン濃度含有排水と高リン濃度含有排水とに分離して処理した。
低リン濃度含有排水は、アルカリ脱脂槽を経た自動車部品を水洗した排水および電着塗装後の部品を水洗した排水であり、処理量は 1500t/日である。また、高リン濃度含有排水は、化成処理槽を経た部品を水洗した排水であり、リン濃度は 780ppm 、処理量は 200t /日である。
【0026】
高リン濃度含有排水は、いったん排水調整層に貯えられ、処理流量や pH 等が調整され、凝集反応槽に移動する。 pH は 7.5〜8.5 とした。処理流量単位当たりリン除去剤をマグネシウム量として 340ppm 添加した。凝集反応槽において、リン酸マグネシウム塩の沈澱物の生成が図られ、固液分離された上澄液は活性汚泥処理がなされる。
【0027】
一方、低リン濃度含有排水は、いったん排水調整層に貯えられ、処理流量や pH 等が調整され、凝集反応槽に移動する。 pH は 6.5〜8.5 とした。凝集反応槽において、アニオン系凝集剤(アルシーフロック、日本アルシー株式会社製の商品名)が処理流量単位当たり 5 ppm添加され、加圧浮上方式で固液分離された。上澄液は高リン濃度含有排水からの上澄液と合流され活性汚泥処理がなされる。
【0028】
活性汚泥処理された処理水は、リン濃度が 0.5〜1ppm、CODが 50ppm以下、SS値が 50ppm以下であった。
また、固液分離された脱水汚泥量は、以下に述べる比較例2の脱水汚泥量と比較して、 1/2 以下であった。
【0029】
比較例1
実施例1と同一のカチオン電着塗装を行ない、排水処理を以下にように行なった。
高リン濃度含有排水と低リン濃度含有排水とを合流して排水調整槽に導入し、処理流量や pH 等が調整され、凝集反応槽に移動する。 pH は 6.5〜7.5 とした。凝集反応槽において、処理流量単位当たり硫酸アルミニウムを 500ppm 添加して加圧浮上方式で固液分離された。また、上澄液は活性汚泥処理がなされる。
活性汚泥処理された処理水は、リン濃度が 20 〜35 ppm、CODが 100ppm 以上、SS値が 50 〜100ppmであった。
【0030】
比較例2
硫酸アルミニウム添加量を 12000ppm とする以外は比較例1と同一の条件方法で排水処理を行なった。
活性汚泥処理された処理水は、リン濃度が 1.5〜1.8ppm、CODが 100ppm 以上、SS値が 50 〜100ppmであった。しかしながら、固液分離された脱水汚泥量は、比較例1の 2倍量以上であった。
【0031】
【発明の効果】
本発明の電着塗装排水処理方法は、低リン濃度含有排水と高リン濃度含有排水とを分離して、少なくとも高リン濃度含有排水を凝集沈澱槽にて、少なくともオルトリン酸よりも弱酸性の酸の陰イオンが共存するマグネシウムイオンを含む水溶液からなるリン除去剤と反応させることにより脱リンするので、無機凝集剤の使用量を大幅に減らすことができる。その結果、脱水汚泥量が少なくなり、さらに、活性汚泥の活性を阻害することがないので、活性汚泥による脱窒、脱リンを向上させることができる。また、リンの除去効率をより高めることができ、排水処理に用いる薬品類の使用量を大幅に減らすことができる。
【0033】
さらに、オルトリン酸よりも弱酸性の酸の陰イオンとして炭酸イオンを用いるので、リンの除去とともに、地球温暖化の原因となっている炭酸ガスの大気中への放出が抑制され、その有効利用が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電着塗装方法のフローチャート図である。
【図2】急速凝集沈澱槽の断面図である。
【図3】従来の電着塗装方法のフローチャート図である。
【符号の説明】
1 電着槽
2 アルカリ脱脂槽
3 化成処理槽
4 排水調整槽
5 凝集沈澱槽
6 活性汚泥槽
7 リン除去剤
8 内槽
9 撹拌手段
10 空気吹き込み手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrodeposition coating wastewater treatment method, and more particularly to a method for treating wastewater generated in a cationic electrodeposition coating process.
[0002]
[Prior art]
The electrodeposition coating method is one of the methods for forming a coating film on the surface of a metal product. A uniform coating film can be formed even on an object having a complicated shape. Often used for painting.
In this electrodeposition coating, an object to be coated is immersed in a water-based paint, a direct current is applied to the object to be coated with the anode or cathode as the object to be coated, and the electrode opposite to the object to be painted as a coating tank. This is a method for forming a coating film. When the object to be coated becomes an anode, anion electrodeposition coating, and conversely, when the object to be coated becomes a cathode, it is called cationic electrodeposition coating, but there is no metal elution from the object to be coated, and it has excellent rust resistance. Cationic electrodeposition coating is often used for undercoating.
[0003]
Compared to anionic electrodeposition paints that contain carboxyl groups in the resin molecules and are rendered water-soluble by neutralization with quaternized ammonium salts and amines, cationic electrodeposition paints are secondary amines for epoxy group-containing resins, etc. It is made water-soluble by adding a suitable curing agent and neutralizing with an acid. For this reason, the cationic electrodeposition paint contains quaternized ammonium salts and amines.
[0004]
On the other hand, in the electrodeposition coating method, the electrodeposition coating liquid itself is water-based, and a large amount of wastewater is generated in the pretreatment and posttreatment, so that the wastewater treatment is extremely important.
Conventional electrodeposition coating will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart of a conventional electrodeposition coating method. The product flow is indicated by a solid line, and the drainage route is indicated by a broken line.
Metal objects such as automobile parts are products in which a coating film is coated on the metal surface through a pretreatment process, an electrodeposition coating process, and a posttreatment process. The pretreatment step sequentially passes through the alkaline degreasing tank 2 and the water washing tank 2a for degreasing the surface of the object to be coated, and the chemical conversion treatment tank 3 and the water washing tank 3a for performing chemical conversion coating using zinc phosphate or the like. It is the process of setting it as the surface suitable for electrodeposition coating film formation by this. In the electrodeposition coating step, the pre-treatment object is immersed in a water-soluble or hydrophilic emulsion cationic electrodeposition coating liquid in the electrodeposition tank 1, and a water-insoluble resin film is formed by applying a DC voltage. It is a process. The post-processing step is a step of washing and removing the electrodeposition coating liquid adhering to the surface of the object to be coated pulled up from the electrodeposition coating liquid in the washing tank 1a. A plurality of washing tanks 1a, 2a and 3a are usually provided.
[0005]
The waste water from the washing tanks 1a and 2a is a low phosphorus concentration-containing wastewater containing quaternized ammonium salts of several tens of ppm, and the waste water from the washing tank 3a is a high phosphorus concentration containing wastewater containing zinc phosphate. Conventionally, drainage from each washing tank is merged and stored in the drainage adjustment tank 4 because pH adjustment is facilitated. After that, for example, an inorganic flocculant is added in a coagulating sedimentation tank 5 such as a pressurized flotation type and separated into flotation scum and treated water, and the treated water is further sent to the activated sludge tank 6 for treatment. The floating scum is treated as dewatered sludge. Conventionally, as the inorganic flocculant, metal salts such as aluminum salts such as aluminum chloride, aluminum sulfate, and aluminum hydroxide, and iron salts such as iron chloride, iron sulfate, and iron hydroxide are used.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since it is necessary to add a large amount of the inorganic flocculant for dephosphorization, there is a problem that the amount of settled sludge increases and secondary contamination such as generation of a large amount of sludge is likely to occur.
Moreover, since the low phosphorus concentration drainage and the high phosphorus concentration drainage are merged, the phosphorus concentration in the wastewater stored in the drainage adjustment tank 4 is relative to that of the high phosphorus concentration drainage alone. As a result, the phosphorus concentration decreases. As a result, the reaction rate between the dephosphorizing agent and the contained phosphorus becomes slow, and if the wastewater treatment is performed in a short time, the removal efficiency of phosphorus may be inferior. Even if the wastewater containing low phosphorus concentration and the wastewater containing high phosphorus concentration are separated and dephosphorized, there is still a problem that a large amount of an inorganic flocculant for dephosphorization is required. If the amount of the inorganic flocculant added increases, the phosphorus concentration tends to decrease, but conversely, the concentration of other anions increases, resulting in a secondary contamination source that leads to environmental destruction.
Furthermore, the addition of a large amount of an inorganic flocculant has a problem of lowering the activity in the activated sludge treatment step, and there is a problem that the efficiency of removing nitrogen and residual phosphorus is deteriorated.
[0007]
The present invention has been made in order to cope with such problems. When wastewater generated by electrodeposition coating is treated, phosphorus removal efficiency is increased and sludge generation is reduced, which leads to environmental destruction. An object of the present invention is to provide an electrodeposition coating wastewater treatment method that prevents secondary contamination and does not lower the activity in the activated sludge treatment process.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The electrodeposition coating wastewater treatment method of the present invention is a dephosphorization step for removing phosphorus from wastewater containing low phosphorus concentration and wastewater containing high phosphorus concentration generated in the electrodeposition coating step, and an activity of treating with activated sludge after the dephosphorization step. In the electrodeposition coating wastewater treatment method comprising a sludge treatment step, the dephosphorization step separates the low phosphorus concentration-containing wastewater and the high phosphorus concentration-containing wastewater, and at least the high phosphorus concentration-containing wastewater is at least in the coagulation sedimentation tank. It is characterized by dephosphorization by reacting with a phosphorus remover comprising an aqueous solution containing magnesium ions in which an anion of a weakly acidic acid is coexisting with orthophosphoric acid .
[0010]
Further, the anion is a carbonate ion.
[0011]
By reacting the separated high phosphorus concentration wastewater with a phosphorus removal agent in the coagulation sedimentation tank, the phosphorus component can be effectively removed from the high phosphorus concentration wastewater containing zinc phosphate and the like. In addition, by using an aqueous solution containing magnesium ions in which an anion of an acid that is weaker than orthophosphoric acid coexists as a phosphorus removing agent, it reacts with phosphate ions and the like, so that hardly soluble or insoluble phosphorus compounds are easily precipitated. The amount of dewatered sludge that is finally generated can be reduced.
Moreover, when carbonate ion is used as an anion of acid, release of carbon dioxide, which causes global warming, is suppressed and effective use can be achieved along with removal of phosphorus.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The electrodeposition coating according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 particularly from the viewpoint of wastewater treatment. FIG. 1 is a flowchart of an electrodeposition coating method. The product flow is indicated by a solid line, and the drainage route is indicated by a broken line.
The electrodeposition coating according to the present invention may be either anionic electrodeposition coating or cationic electrodeposition coating, but is particularly suitable for cationic electrodeposition coating.
Wastewater containing high phosphorus concentration and containing zinc phosphate generated from the washing tank 3a in the cationic electrodeposition coating is directly sent to the coagulation sedimentation tank 5a through the drainage adjustment tank 4a. Moreover, the low phosphorus concentration containing waste water which generate | occur | produces from the water-washing tanks 2a and 1a merges with the waste water adjustment tank 4b, and is sent to the coagulation sedimentation tank 5b. Waste water from the coagulation sedimentation tanks 5a and 5b is finally treated in the activated sludge layer 6.
[0013]
In the present invention, the wastewater containing high phosphorus concentration refers to wastewater after the object to be coated treated with a treatment liquid containing a phosphorus component is washed with water, for example, zinc phosphate generated when the chemical conversion coating film is washed with water. Contains wastewater. More specifically, it means wastewater containing 10 ppm or more of phosphorus. In addition, wastewater containing low phosphorus concentration refers to wastewater after washing an object to be treated that has been treated with a treatment liquid that is essentially free of phosphorus components, excluding phosphorus components contained as impurities, such as electrodeposition coating. It refers to the drainage after washing with water after alkaline degreasing. More specifically, wastewater containing less than 10 ppm phosphorus.
[0014]
Wastewater containing high phosphorus concentration collected in the coagulation sedimentation tank 1 is reacted with a phosphorus removing agent. As the coagulation sedimentation tank 1, any of a so-called slurry circulation type, a slurry blanket type, and a mixed type of both can be used. In the present invention, since the phosphorus removing agent is added in the form of a slurry, a rapid agglomeration precipitation tank which is a kind of slurry blanket type is preferred. Such a rapid flocculation settling tank is shown in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of a rapid flocculation settling tank. The rapid agglomeration sedimentation tank has an inner tank 8 having a stirring means 9 and an air blowing means 10 disposed in the lower part of the stirring means 9, and the circulation amount of the waste water 3b containing high phosphorus concentration is air. It is adjusted by the amount of blowing. A high phosphorus concentration drainage 3b and a phosphorus removal agent 7 are injected and mixed in the lower part of the rapid flocculation sedimentation tank and circulated through the rapid flocculation sedimentation tank, so that flocculation and clarification by floc sedimentation are performed at the same time. Sewage sludge is taken out from the lower part of the treated water.
The treated water from the rapid flocculating sedimentation tank is combined with the treated water from the flocculating sedimentation tank 2 and sent to the activated sludge tank 6 for treatment.
[0015]
The phosphorus removing agent according to the present invention is an aqueous solution containing magnesium ions in which an anion of an acid that is weaker than orthophosphoric acid coexists. The magnesium ion may be a divalent magnesium cation that can react with the phosphorus component.
In addition, by coexisting with the anion of at least a weakly acidic acid than orthophosphoric acid, the solubility of magnesium ions can be improved, and a poorly soluble or insoluble phosphorus compound can be efficiently generated, and floc can be precipitated and separated. Can do.
Such an aqueous solution containing a magnesium cation can be obtained, for example, by dissolving magnesium carbonate or magnesium acetate in water, or by blowing carbon dioxide into a magnesium hydroxide slurry or magnesium oxide slurry.
[0016]
In particular, the method of blowing carbon dioxide into the magnesium hydroxide slurry is suitable for the present invention because carbon dioxide generated in the aeration tank of the activated sludge treatment apparatus can be used as a carbon dioxide source.
The magnesium hydroxide slurry liquid can be easily obtained by reacting magnesium chloride, magnesium sulfate, magnesium nitrate or the like with an alkali such as aqueous ammonia or sodium hydroxide.
[0017]
Examples of the acid that is weaker than orthophosphoric acid include carbonic acid, acetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, and bicarbonate.
Among these, carbonic acid capable of increasing the solubility of magnesium ions is preferable, and carbonic acid is preferably generated by blowing carbon dioxide gas.
[0018]
By introducing a phosphorus removing agent into the rapid flocculation settling tank, a hardly soluble or insoluble phosphorus compound is precipitated, and dephosphorization is performed by separating the phosphorus compound.
When the phosphorus compound is precipitated, the pH of the aqueous solution containing phosphorus-containing ions is preferably adjusted, and in that case, the pH is 7.0 to 9.5, preferably 7.5 to 8.5. This is because when the pH is acidic, carbonate ions tend to be carbon dioxide gas, and when the pH is alkaline, magnesium hydroxide tends to precipitate, and in either case, the magnesium ion concentration becomes small. The pH can be adjusted with an alkaline aqueous solution such as aqueous ammonia or aqueous sodium hydroxide.
[0019]
As the phosphorus compound slightly soluble or insoluble, varies depending ions containing phosphorus, for example, in the case of phosphate ion, magnesium phosphate (Mg 3 (PO 4) 2 ) so that the precipitates. The solubility of this magnesium phosphate is 1 × 10 -10 g / l.
[0020]
The phosphorus removing agent according to the present invention can further enhance the phosphorus removal efficiency by adding a substance capable of increasing the magnesium ion solution concentration. Examples of such substances include alkylamines such as ammonia, dimethylamine, and diethylamine, alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine, and ammonium salts such as ammonium chloride, ammonium sulfate, and ammonium bromide. Can do.
Among such ammonia and amines, ammonia that can be easily removed by secondary treatment is preferred for the present invention.
[0021]
The phosphorus removing agent according to the present invention is preferably a method in which carbon dioxide gas is blown into a magnesium hydroxide slurry or magnesium oxide slurry as a starting material, and carbon dioxide is preferably dissolved in a saturated or supersaturated state. Specific examples of the method of dissolving include a method of saturating a magnesium hydroxide slurry liquid under pressure in an autoclave and a method of blowing carbon dioxide gas into the magnesium hydroxide slurry liquid. Carbon dioxide gas can be used by appropriately pretreating gas discharged from combustion gas or activated sludge aeration tank, which is a global environmental problem.
[0022]
In addition, the phosphorus removal agent which concerns on this invention can be used also as a phosphorus removal agent of the low phosphorus concentration containing waste_water | drain generate | occur | produced from the water-washing tanks 2a and 1a. In the case of wastewater containing low phosphorus concentration, treatment with a polymer flocculant enables easy denitrification and dephosphorization in the subsequent activated sludge treatment. When a polymer flocculant is used, an adverse effect of an inorganic flocculant such as aluminum sulfate acting on activated sludge can be suppressed. As the polymer flocculant, an anion, a cation, or an amphoteric flocculant can be used, but an anionic polymer flocculant is preferable in view of the surface potential of the produced magnesium phosphate.
[0023]
The treated water that has been solid-liquid separated in the coagulation sedimentation tank is guided to the activated sludge tank, and the settled sludge becomes dewatered sludge. A phosphorus remover can be produced by bringing carbon dioxide gas generated by the reaction between activated sludge and treated water into contact with the magnesium hydroxide slurry solution. By this method, it is possible to effectively use the carbon dioxide gas generated in the activated sludge tank.
[0024]
【Example】
Reference Example Production of phosphorus remover;
Magnesium hydroxide (500 g) was charged into 10 kg of pure water and sufficiently stirred to obtain a slurry. The slurry was maintained at 15 ° C., and carbon dioxide gas was blown into the slurry at atmospheric pressure for 10 hours. Then, it filtered with the filter press and obtained the filtrate as a phosphorus removal agent. The dissolved magnesium ion concentration was measured by chelate titration and found to be 6500 ppm.
[0025]
Example 1
Undercoat coating of automobile parts was performed by cationic electrodeposition coating, and the wastewater generated at that time was separated into wastewater containing low phosphorus concentration and wastewater containing high phosphorus concentration.
Wastewater containing low phosphorus concentration is wastewater that has been washed with automobile parts that have passed through an alkaline degreasing tank, and wastewater that has been washed with parts after electrodeposition coating, and the treatment amount is 1500 t / day. Wastewater containing high phosphorus concentration is wastewater that has been washed through the chemical treatment tank. The phosphorus concentration is 780ppm, and the treatment amount is 200t / day.
[0026]
Wastewater containing high phosphorus concentration is temporarily stored in the drainage adjustment layer, and the treatment flow rate, pH, etc. are adjusted and moved to the coagulation reactor. The pH was 7.5-8.5. 340 ppm of phosphorus removal agent was added as the amount of magnesium per treatment flow rate unit. In the agglomeration reaction tank, a precipitate of magnesium phosphate salt is generated, and the supernatant liquid after solid-liquid separation is subjected to activated sludge treatment.
[0027]
On the other hand, wastewater containing low phosphorus concentration is temporarily stored in the drainage adjustment layer, and the treatment flow rate, pH, etc. are adjusted and moved to the coagulation reactor. The pH was 6.5-8.5. In the agglomeration reaction tank, anionic flocculant (trade name of Alcy Flock, Nippon Alcy Co., Ltd.) was added at 5 ppm per unit of treatment flow rate, and solid-liquid separation was performed by a pressurized flotation method. The supernatant is combined with the supernatant from the wastewater containing high phosphorus concentration and subjected to activated sludge treatment.
[0028]
The treated water treated with activated sludge had a phosphorus concentration of 0.5 to 1 ppm, a COD of 50 ppm or less, and an SS value of 50 ppm or less.
The amount of dewatered sludge separated into solid and liquid was 1/2 or less compared to the amount of dehydrated sludge of Comparative Example 2 described below.
[0029]
Comparative Example 1
The same cationic electrodeposition coating as in Example 1 was performed, and the waste water treatment was performed as follows.
Wastewater containing high phosphorus concentration and wastewater containing low phosphorus concentration are merged and introduced into a drainage adjustment tank, and the treatment flow rate, pH, etc. are adjusted and moved to a coagulation reaction tank. The pH was 6.5-7.5. In the agglomeration reactor, 500 ppm of aluminum sulfate was added per unit of treatment flow rate, and solid-liquid separation was performed by the pressure flotation method. The supernatant is subjected to activated sludge treatment.
The treated water treated with activated sludge had a phosphorus concentration of 20 to 35 ppm, a COD of 100 ppm or more, and an SS value of 50 to 100 ppm.
[0030]
Comparative Example 2
Waste water treatment was carried out by the same method as in Comparative Example 1 except that the amount of aluminum sulfate added was 12000 ppm.
The treated water treated with activated sludge had a phosphorus concentration of 1.5 to 1.8 ppm, a COD of 100 ppm or more, and an SS value of 50 to 100 ppm. However, the amount of dewatered sludge separated into solid and liquid was more than twice that of Comparative Example 1.
[0031]
【The invention's effect】
The electrodeposition coating wastewater treatment method of the present invention separates low phosphorus concentration-containing wastewater and high phosphorus concentration-containing wastewater, and at least the high phosphorus concentration-containing wastewater is an acid that is at least weaker than orthophosphoric acid in the coagulation sedimentation tank. Since the dephosphorization is carried out by reacting with a phosphorus removing agent comprising an aqueous solution containing magnesium ions in which the anions coexist, the amount of the inorganic flocculant used can be greatly reduced. As a result, the amount of dewatered sludge is reduced, and further, the activity of the activated sludge is not inhibited, so that denitrification and dephosphorization by the activated sludge can be improved. Moreover, phosphorus removal efficiency can be further increased, and the amount of chemicals used for wastewater treatment can be greatly reduced.
[0033]
Furthermore, since carbonate ions are used as anions of acids that are weaker than orthophosphoric acid, the removal of phosphorus and the release of carbon dioxide, which is a cause of global warming, are suppressed, and its effective use is reduced. I can plan.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of an electrodeposition coating method.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a rapid flocculation settling tank.
FIG. 3 is a flowchart of a conventional electrodeposition coating method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrodeposition tank 2 Alkali degreasing tank 3 Chemical conversion treatment tank 4 Drainage adjustment tank 5 Coagulation sedimentation tank 6 Activated sludge tank 7 Phosphorus removal agent 8 Inner tank 9 Stirring means 10 Air blowing means

Claims (2)

電着塗装工程において発生する低リン濃度含有排水および高リン濃度含有排水よりリンを除去する脱リン工程と、前記脱リン工程後に活性汚泥による処理をする活性汚泥処理工程とからなる電着塗装排水処理方法において、
前記脱リン工程は、前記低リン濃度含有排水と前記高リン濃度含有排水とを分離して、少なくとも前記高リン濃度含有排水を凝集沈澱槽にて、少なくともオルトリン酸よりも弱酸性の酸の陰イオンが共存するマグネシウムイオンを含む水溶液からなるリン除去剤と反応させることにより脱リンすることを特徴とする電着塗装排水処理方法。
Electrodeposition coating wastewater comprising a dephosphorization step for removing phosphorus from wastewater containing low phosphorus concentration and wastewater containing high phosphorus concentration generated in the electrodeposition coating step, and an activated sludge treatment step for treating with activated sludge after the dephosphorization step In the processing method,
In the dephosphorization step, the wastewater containing low phosphorus concentration and the wastewater containing high phosphorus concentration are separated, and at least the wastewater containing high phosphorus concentration is concentrated in a coagulating sedimentation tank , and an acid that is at least weakly acidic than orthophosphoric acid is used. An electrodeposition coating wastewater treatment method comprising dephosphorization by reacting with a phosphorus removal agent comprising an aqueous solution containing magnesium ions in which ions coexist .
前記陰イオンが炭酸イオンであることを特徴とする請求項1記載の電着塗装排水処理方法。  2. The electrodeposition coating wastewater treatment method according to claim 1, wherein the anion is a carbonate ion.
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