JP2007283276A - Electrolysis process and apparatus for it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液状物、特に重金属イオンを含む排液を電気分解により処理する方法およびそのための装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for treating a liquid material, particularly a waste liquid containing heavy metal ions, by electrolysis.
環境への負荷の低減、コストダウン、および再利用などの目的で種々の液状物を処理するために電気分解が幅広く利用されている(例えば特許文献1〜3を参照のこと)。特に、重金属イオンを含む排水は電気分解により処理し、陽極から溶出した金属の水酸化物を重金属と共に不溶性または難溶性物質、いわゆるスラッジの形態として、スラッジを分離することにより、重金属を除去することができる(例えば特許文献1および3を参照のこと)。 Electrolysis is widely used to treat various liquid materials for the purpose of reducing environmental burden, cost reduction, and reuse (see, for example, Patent Documents 1 to 3). In particular, wastewater containing heavy metal ions is treated by electrolysis, and the heavy metal is removed by separating the sludge into a metal hydroxide eluted from the anode together with the heavy metal in the form of an insoluble or sparingly soluble substance, so-called sludge. (For example, see Patent Documents 1 and 3).
従来、このような電気分解処理は、アルミニウム電極板を使用し、生じたアルミニウム水酸化物を重金属と共に含んで成るスラッジを、電気分解の際に陰極で生成する水素ガスの気泡を利用して浮上させて分離するものが一般的であった(例えば特許文献3を参照のこと)。 Conventionally, such an electrolysis process uses an aluminum electrode plate, and sludge containing the resulting aluminum hydroxide together with heavy metal is levitated using hydrogen gas bubbles generated at the cathode during electrolysis. It was common to separate them (see, for example, Patent Document 3).
電気分解処理においては、電極板の局所的消費を防止すると共に、生じたスラッジを容易に分離除去できることが望ましい。そこで、上記のような浮上型に代えて、被処理液である液状物を電解槽内にて撹拌することが提案されている(特許文献1を参照のこと)。 In the electrolysis process, it is desirable to prevent local consumption of the electrode plate and to easily separate and remove the generated sludge. Therefore, it has been proposed to agitate a liquid material, which is a liquid to be treated, in an electrolytic cell in place of the floating type as described above (see Patent Document 1).
液状物を電解槽内にて撹拌する場合、スラッジを電解槽内にて沈降させないような撹拌力にて液状物を撹拌することが望ましいとされている(特許文献1)。例えば、スラッジが電解槽内に蓄積されると、電極がスラッジに埋もれて液状物と接触できなくなり、電極板の有効な電解面積が減少するという不都合がある。しかしながら、撹拌力があまり強いと、電気分解の進行が遅くなり、処理効率の低下をもたらすこととなる。これまで、電解槽内の液状物の流動状態や各構成要素の位置関係について必ずしも十分に考慮されていない。 When stirring the liquid material in the electrolytic cell, it is desirable to stir the liquid material with a stirring force that does not allow sludge to settle in the electrolytic cell (Patent Document 1). For example, if sludge is accumulated in the electrolytic cell, the electrode is buried in the sludge and cannot contact the liquid material, and there is a disadvantage that the effective electrolytic area of the electrode plate is reduced. However, if the stirring force is too strong, the progress of electrolysis is slowed, resulting in a decrease in processing efficiency. Until now, sufficient consideration has not been given to the flow state of the liquid in the electrolytic cell and the positional relationship between the components.
本発明の目的は、スラッジなどの不溶性または難溶性物質(以下、単に「スラッジ」と総称する)が電解槽内に蓄積されるのを効果的に防止しつつ、電気分解による高い処理効率を得ることのできる新規な電気分解処理方法およびそのための装置を提供することにある。 An object of the present invention is to obtain high treatment efficiency by electrolysis while effectively preventing insoluble or hardly soluble substances such as sludge (hereinafter simply referred to as “sludge”) from accumulating in an electrolytic cell. It is an object of the present invention to provide a novel electrolysis treatment method and an apparatus therefor.
本発明の第1の要旨によれば、電解槽内にて略鉛直かつ並列に配置された複数の電極板の少なくとも一部を液状物中に各々浸漬し、該液状物を電気分解により処理する方法であって、
複数の電極板の両側部より外側にて、電極板の電極面を含む平面と略垂直な向きに液状物の一対の第1流れを形成し、
複数の電極板より下方にて、電極板の電極面を含む平面と交差する液状物の第2流れを形成し、および
第1流れおよび第2流れのいずれか一方により液状物を電解槽内へ供給し、他方により電解槽から液状物を抜き出す
ことを含んで成る方法が提供される。
According to the first aspect of the present invention, at least a part of the plurality of electrode plates arranged substantially vertically and in parallel in the electrolytic cell is immersed in the liquid material, and the liquid material is treated by electrolysis. A method,
A pair of first flows of the liquid material is formed in a direction substantially perpendicular to a plane including the electrode surface of the electrode plate outside both sides of the plurality of electrode plates,
A second flow of liquid that intersects a plane including the electrode surface of the electrode plate is formed below the plurality of electrode plates, and the liquid is moved into the electrolytic cell by one of the first flow and the second flow. A method is provided that comprises providing and, with the other, extracting liquid from the electrolytic cell.
上記のような本発明の電気分解処理方法によれば、一対の第1流れは複数の電極板の両側部の外側を流れ、また第2流れは複数の電極板の下方を流れるので、液状物の流れが電極板の電極面に直接衝突せず、これにより、電気分解の進行を遅延させることが効果的に防止される。更に、一対の第1流れは複数の電極板の両側部より外側にて電極板の電極面を含む平面と略垂直な向きで流れ、また第2流れは電極板の下方にて電極板の電極面を含む平面と交差する向きで流れるので、電極板の両側部の外側を流れる第1流れから分かれ、隣接する2つの電極板の各間を通って降下し、電極板の下方を流れる第2流れへと合流する、液状物の第3流れが自ずから生じることとなる。このような第3流れは第1流れおよび第2流れに比べて弱く、電極板の電極面に沿って流れるので、電気分解の進行を遅延させないばかりか、電極面を更新するよう作用して、生じた金属水酸化物等が電極板表面に付着することを防止できる。これらにより、高い電気分解処理効率を得ることが可能となる。
加えて、本発明の電気分解処理方法によれば、一対の第1流れおよび第2流れが複数の電極板の廻りで形成され、更に上記のように第3流れも電極板間で形成されることとなるので、液状物を複数の電極板の廻りおよび電極板間にて流すことができ(または撹拌でき)、これにより、複数の電極板につき電気分解を一様に進行させて、電極板の局所的消費を防止することができる。
更に、本発明の電気分解処理方法によれば、上記のように液状物を電解槽内にて撹拌しながら、電解槽に対して液状物を供給および抜き出しているので、生じたスラッジを抜き出し流れに同伴させて電解槽から排出でき、これにより、スラッジが電解槽内に蓄積されるのを効果的に防止することができる。
According to the electrolysis processing method of the present invention as described above, the pair of first flows flows outside both sides of the plurality of electrode plates, and the second flow flows below the plurality of electrode plates. Does not directly collide with the electrode surface of the electrode plate, thereby effectively preventing the progress of electrolysis. Further, the pair of first flows flows in directions substantially perpendicular to the plane including the electrode surfaces of the electrode plates outside both side portions of the plurality of electrode plates, and the second flow flows below the electrode plates. Since it flows in a direction intersecting with the plane including the surface, it is separated from the first flow that flows outside both sides of the electrode plate, descends through each of the two adjacent electrode plates, and flows under the electrode plate. A third flow of liquid material that naturally merges into the flow will naturally occur. Since the third flow is weaker than the first flow and the second flow and flows along the electrode surface of the electrode plate, not only does the progress of electrolysis be delayed, but also acts to update the electrode surface, The generated metal hydroxide or the like can be prevented from adhering to the electrode plate surface. As a result, it is possible to obtain high electrolysis processing efficiency.
In addition, according to the electrolysis processing method of the present invention, a pair of the first flow and the second flow are formed around the plurality of electrode plates, and the third flow is also formed between the electrode plates as described above. As a result, the liquid material can flow (or can be stirred) around the electrode plates and between the electrode plates, so that the electrolysis can be uniformly progressed for the electrode plates. Can be prevented from local consumption.
Furthermore, according to the electrolysis treatment method of the present invention, the liquid material is supplied to and extracted from the electrolytic cell while stirring the liquid material in the electrolytic cell as described above. , And can be discharged from the electrolytic cell, thereby effectively preventing sludge from accumulating in the electrolytic cell.
尚、本発明を通じて、「略鉛直」および「略垂直」における「略」とは、本発明の作用効果を損なわない範囲を有することを意味し、例えば±30°程度の範囲を有するものである。また、電極板の「両側部」とは、電極板の板状面に向かって左右に位置する側部を意味する。また、電極板の「電極面」とは、隣接する2つの電極板の対向する各面を意味し、複数の電極板の2つの「非電極面」とは、列をなす複数の電極板の全ての板状面のうち列の両端に位置する面を意味する。「電極板の電極面を含む平面」とは、電極板の電極面を拡張した仮想的な平面を意味する。 Throughout the present invention, “substantially” in “substantially vertical” and “substantially vertical” means having a range that does not impair the operational effects of the present invention, for example, having a range of about ± 30 °. . Further, “both side portions” of the electrode plate means side portions located on the left and right sides toward the plate-like surface of the electrode plate. In addition, the “electrode surface” of the electrode plate means each surface facing two adjacent electrode plates, and the two “non-electrode surfaces” of the plurality of electrode plates are the plurality of electrode plates in a row. It means the surface located in the both ends of a row | line | column among all the plate-shaped surfaces. The “plane including the electrode surface of the electrode plate” means a virtual plane obtained by extending the electrode surface of the electrode plate.
第1流れの流速は、例えば約0.5〜5.0m/秒とすることができ、好ましくは約1.0〜2.0m/秒である。また、第2流れの流速は、例えば約0.5〜5.0m/秒とすることができ、好ましくは約1.0〜2.0m/秒である。第1流れおよび第2流れをこのような流速で流すことにより、液状物の撹拌効果を十分得ることができて、電極板の局所的消費および電解槽内へのスラッジの蓄積をより一層効果的に防止することができる。 The flow rate of the first flow can be, for example, about 0.5 to 5.0 m / second, and preferably about 1.0 to 2.0 m / second. Further, the flow rate of the second flow can be, for example, about 0.5 to 5.0 m / second, and preferably about 1.0 to 2.0 m / second. By flowing the first flow and the second flow at such a flow rate, a sufficient stirring effect of the liquid can be obtained, and the local consumption of the electrode plate and the accumulation of sludge in the electrolytic cell are more effective. Can be prevented.
本発明を通じて、「第1流れの流速」および「第2流れの流速」は、電解槽内における第1流れおよび第2流れの最大流速としてそれぞれ定義する。よって、「第1流れの流速」は、「複数の電極板の両側部より外側の領域における流れの最大流速」であり、「第2流れの流速」は、「複数の電極板より下方の領域における流れの最大流速」である。これら「複数の電極板の両側部より外側の領域における流れの最大流速」および「複数の電極板より下方の領域における流れの最大流速」が電解槽内のどの箇所にて得られるかは、電解槽および電極板の形状、寸法および配置などを考慮して予測することができ、このようにして予測した箇所にて、例えば超音波流速計または電磁流速計などによって流速を測定することによって、「第1流れの流速」および「第2流れの流速」が求められ得る。 Throughout the present invention, the “first flow velocity” and the “second flow velocity” are defined as the maximum flow velocity of the first flow and the second flow in the electrolytic cell, respectively. Therefore, “the flow velocity of the first flow” is “the maximum flow velocity of the flow in the region outside both sides of the plurality of electrode plates”, and “the flow velocity of the second flow” is “the region below the plurality of electrode plates”. Is the maximum flow velocity at. The location in the electrolytic cell where these “maximum flow velocity in the region outside both sides of the plurality of electrode plates” and “maximum flow velocity in the region below the plurality of electrode plates” are obtained It can be predicted in consideration of the shape, size, and arrangement of the tank and the electrode plate, and by measuring the flow velocity by using, for example, an ultrasonic current meter or an electromagnetic current meter at the predicted position, “ The “first flow velocity” and the “second flow velocity” may be determined.
複数の電極板は、例えば約10〜50mm、好ましくは約20〜30mmの間隔で並列に配置される。複数の電極板をこのような間隔で配置することにより、第1流れから隣接する2つの電極板の各間へと液状物を適切にまわり込ませて、第3流れを効果的に生じさせることができ、高い電気分解処理効率を得ることができる。また、このような複数の電極板は一般的には等間隔で配置される。 The plurality of electrode plates are arranged in parallel at an interval of, for example, about 10 to 50 mm, preferably about 20 to 30 mm. By arranging a plurality of electrode plates at such intervals, the liquid material can be appropriately passed from the first flow to between each of the two adjacent electrode plates to effectively generate the third flow. And high electrolysis treatment efficiency can be obtained. Such a plurality of electrode plates are generally arranged at equal intervals.
しかしながら、第1流れおよび第2流れの流速ならびに複数の電極板の間隔は上記範囲に限定されず、例えば処理すべき液状物の粘性や具体的な処理条件などによって様々であり得ることに留意すべきである。 However, it should be noted that the flow rates of the first flow and the second flow and the intervals between the plurality of electrode plates are not limited to the above ranges, and may vary depending on, for example, the viscosity of the liquid material to be processed and specific processing conditions. Should.
本発明は重金属イオンを含む排水を処理するのに好適に用いられる。重金属イオンは、陽極の電極板から溶出した金属イオンが不溶性または難溶性の水酸化物を生じる際に共沈してスラッジ(金属水酸化物および場合により金属単体を含み得る)を構成する。スラッジは処理後の液状物から任意の適切な固液分離法により除去できる。よって、排水から重金属イオンをスラッジの形態で分離することが可能となる。 The present invention is suitably used for treating wastewater containing heavy metal ions. The heavy metal ions co-precipitate when the metal ions eluted from the electrode plate of the anode form an insoluble or hardly soluble hydroxide to form sludge (which may contain a metal hydroxide and possibly a single metal). Sludge can be removed from the treated liquid by any appropriate solid-liquid separation method. Therefore, heavy metal ions can be separated from the wastewater in the form of sludge.
本発明において、電極板は鉄(または鉄を含有する金属)から成ることが好ましい。鉄は液状物の液相に対して比較的重いスラッジを形成し、沈降し易いので、生じたスラッジを電極板近傍から、隣接する2つの電極板の間を降下する第3流れにより速やかに移動させることができる。また、鉄は安価であり、スラッジの含水率が比較的低くて廃棄コストが安価であるなどの利点を有する。しかし、本発明はこれに限定されず、電極板はアルミニウム、マグネシウム、チタン、またはそれらの少なくとも1種を含有する合金などの金属から成っていてもよい。 In the present invention, the electrode plate is preferably made of iron (or a metal containing iron). Since iron forms a relatively heavy sludge with respect to the liquid phase of the liquid and tends to settle, the generated sludge should be quickly moved from the vicinity of the electrode plate by the third flow descending between two adjacent electrode plates. Can do. Further, iron is inexpensive, and has advantages such as a relatively low sludge moisture content and low disposal costs. However, the present invention is not limited to this, and the electrode plate may be made of a metal such as aluminum, magnesium, titanium, or an alloy containing at least one of them.
本発明の第2の要旨によれば、液状物を電気分解により処理するための装置であって、
液状物を収容する電解槽と、
電解槽内にて略鉛直かつ並列に配置され、少なくとも一部が液状物中に各々浸漬される複数の電極板と、
複数の電極板の2つの非電極面の一方側で電極板の両側部より外側に対応する位置にて電解槽内と連通し、電極板の電極面を含む平面に対して略垂直な向きで液状物を電解槽内へ供給する一対の供給ラインと、
該一方側で電極板より下方にて電解槽内と連通し、電解槽から液状物を抜き出す排出ラインと
を含んで成る装置が提供される。
この一対の供給ラインにより電解槽内へ液状物を供給して上記一対の第1流れを形成することができ、この排出ラインにより上記第2流れを形成して液状物を電解槽から抜き出すことができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for treating a liquid material by electrolysis,
An electrolytic cell containing a liquid material;
A plurality of electrode plates disposed substantially vertically and in parallel in the electrolytic cell, and at least a portion of each of which is immersed in the liquid material;
In one side of the two non-electrode surfaces of the plurality of electrode plates, communicated with the inside of the electrolytic cell at a position corresponding to the outside of both sides of the electrode plates, and in a direction substantially perpendicular to the plane including the electrode surfaces of the electrode plates A pair of supply lines for supplying the liquid material into the electrolytic cell;
There is provided an apparatus comprising a discharge line communicating with the inside of the electrolytic cell below the electrode plate on the one side and for extracting a liquid material from the electrolytic cell.
The pair of supply lines can supply the liquid material into the electrolytic cell to form the pair of first flows, and the discharge line can form the second flow to extract the liquid material from the electrolytic cell. it can.
上記第2の要旨による本発明の装置において、電解槽の壁面および底面は、供給ラインより供給される液状物の主要な流れと順次衝突し、複数の電極板より下方にて電極板の電極面を含む平面と交差する液状物の流れを生じるよう機能するように配置し得る。これにより、極めて簡単な構成で、主要な流れである第1流れの向きを変えて第2流れとすることができる。 In the apparatus of the present invention according to the second aspect, the wall surface and bottom surface of the electrolytic cell sequentially collide with the main flow of the liquid material supplied from the supply line, and the electrode surfaces of the electrode plates below the plurality of electrode plates. It can be arranged to function to produce a flow of liquid that intersects a plane containing the. Thereby, it is possible to obtain the second flow by changing the direction of the first flow, which is the main flow, with a very simple configuration.
本発明の1つの態様において、電気分解処理装置は、複数の電極板より下方にて、2つの非電極面の他方側から一方側に向かって液状物の流れを生じる手段、例えば回転翼または羽根車などを備える撹拌機などを更に備えていてよい。このような手段により第2流れを増強して、スラッジの排出を促進することができる。 In one aspect of the present invention, the electrolysis processing apparatus is provided with means for generating a flow of a liquid material from the other side of the two non-electrode surfaces toward the one side below the plurality of electrode plates, for example, rotating blades or blades A stirrer equipped with a car or the like may be further provided. By such means, it is possible to enhance the second flow and promote the discharge of sludge.
上記第2の要旨による本発明の装置において、電解槽の底面は、排出ラインに近づくにつれてより低くなるように傾斜していてよい。このような構成により、電解槽の底部にたまり得るスラッジの排出を重力作用により促進することができる。 In the apparatus of the present invention according to the second aspect, the bottom surface of the electrolytic cell may be inclined so as to become lower as it approaches the discharge line. With such a configuration, it is possible to promote the discharge of sludge that can collect at the bottom of the electrolytic cell by the action of gravity.
本発明の第3の要旨によれば、液状物を電気分解により処理するための装置であって、
液状物を収容する電解槽と、
電解槽内にて略鉛直かつ並列に配置され、少なくとも一部が液状物中に各々浸漬される複数の電極板と、
複数の電極板の2つの非電極面の一方側から他方側に亘って電極板の両側部より外側を通って電極板の電極面を含む平面に対して略垂直な向きで延びる管状部および隣接する2つの電極板の各間にて管状部に設けられた開口部を有し、液状物を管状部内に通じて該一方側から該他方側へ流し、および開口部から電解槽内へ供給する一対の供給ラインと、
該一方側で電極板より下方にて電解槽内と連通し、電解槽から液状物を抜き出す排出ラインと
を含んで成る装置もまた提供される。
この一対の供給ラインの管状部により電解槽内へ液状物を供給して上記一対の第1流れを形成することができ、この排出ラインにより上記第2流れを形成して液状物を電解槽から抜き出すことができる。また、この一対の供給ラインの開口部により上記第3流れを確実に形成することができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for treating a liquid material by electrolysis,
An electrolytic cell containing a liquid material;
A plurality of electrode plates disposed substantially vertically and in parallel in the electrolytic cell, and at least a portion of each of which is immersed in the liquid material;
A tubular portion that extends from one side of the two non-electrode surfaces of the plurality of electrode plates to the other side, passes through the outside of both side portions of the electrode plate, and extends in a direction substantially perpendicular to the plane including the electrode surface of the electrode plate, and adjacent An opening provided in the tubular portion between each of the two electrode plates, the liquid is passed through the tubular portion from the one side to the other side, and supplied from the opening into the electrolytic cell. A pair of supply lines;
There is also provided an apparatus comprising a discharge line communicating with the inside of the electrolytic cell below the electrode plate on one side and for extracting a liquid material from the electrolytic cell.
The pair of supply lines can supply liquid material into the electrolytic cell to form the first pair of first flows, and the discharge line can form the second flow to remove the liquid material from the electrolytic cell. Can be extracted. Further, the third flow can be reliably formed by the openings of the pair of supply lines.
上記第3の要旨による本発明の装置において、一対の供給ラインの管状部は、複数の電極板の両側部より外側を通って電解槽を貫通し、その開口先端部が電極板より下方にて2つの非電極面の他方側に位置するように電解槽内に挿入されていてよい。これにより、簡単な構成で、第1流れの向きを変えて第2流れとすることができる。 In the apparatus of the present invention according to the third aspect, the tubular portions of the pair of supply lines pass outside the both sides of the plurality of electrode plates and pass through the electrolytic cell, and the opening tips are below the electrode plates. It may be inserted into the electrolytic cell so as to be located on the other side of the two non-electrode surfaces. Thereby, it is possible to change the direction of the first flow to the second flow with a simple configuration.
上記第3の要旨による本発明の装置においても、電解槽の底面は、排出ラインに近づくにつれてより低くなるように傾斜していてよく、上述のような効果を奏し得る。 Also in the apparatus of the present invention according to the third aspect, the bottom surface of the electrolytic cell may be inclined so as to become lower as it approaches the discharge line, and the above-described effects can be obtained.
本発明の第4の要旨によれば、液状物を電気分解により処理するための装置であって、
液状物を収容する電解槽と、
電解槽内にて略鉛直かつ並列に配置され、少なくとも一部が液状物中に各々浸漬される複数の電極板と、
複数の電極板の2つの非電極面の一方側で電極板より下方にて電解槽内と連通し、電極板の電極面を含む平面と交差する向きで液状物を電解槽内へ供給する供給ラインと、
複数の電極板の2つの非電極面の他方側で電極板の両側部より内側に対応する位置にて電解槽内と連通し、電解槽から液状物を抜き出す排出ラインと、
供給ラインより供給される液状物の主要な流れの向きを、電極板の電極面を含む平面に対して略垂直な向きへと変え、複数の電極板の両側部より外側を該他方側から該一方側に向かって通る液状物の流れを生じるよう機能するガイド手段と
を含んで成る装置もまた提供される。
この供給ラインにより電解槽内へ液状物を供給して上記第2流れを形成することができ、このガイド手段により上記一対の第1流れを形成することができ、この排出ラインにより液状物を電解槽から抜き出すことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for treating a liquid material by electrolysis,
An electrolytic cell containing a liquid material;
A plurality of electrode plates disposed substantially vertically and in parallel in the electrolytic cell, and at least a portion of each of which is immersed in the liquid material;
Supply that supplies liquid material into the electrolytic cell in a direction intersecting with the plane including the electrode surface of the electrode plate, communicating with the inside of the electrolytic cell below the electrode plate on one side of the two non-electrode surfaces of the plurality of electrode plates Line,
A discharge line that communicates with the inside of the electrolytic cell at a position corresponding to the inside of the two non-electrode surfaces of the two non-electrode surfaces of the plurality of electrode plates, and extracts the liquid material from the electrolytic cell;
The direction of the main flow of the liquid material supplied from the supply line is changed to a direction substantially perpendicular to the plane including the electrode surface of the electrode plate, and the outside of both sides of the plurality of electrode plates is There is also provided an apparatus comprising guide means which function to produce a flow of liquid passing toward one side.
The supply line can supply the liquid material into the electrolytic cell to form the second flow, the guide means can form the pair of first flows, and the discharge line can electrolyze the liquid material. Can be extracted from the tank.
本発明のいずれの要旨による電気分解処理装置も、電解槽が複数の電極板の両側部にそれぞれ対向する一対の側壁面を有し得る。このような側壁面により、上記第1流れを規制して、上記第3流れを効果的に生じさせることができる。 In the electrolysis treatment apparatus according to any of the gist of the present invention, the electrolytic cell may have a pair of side wall surfaces respectively opposed to both side portions of the plurality of electrode plates. By such a side wall surface, the first flow can be regulated and the third flow can be effectively generated.
本発明のいずれの要旨による電気分解処理装置も、排出ラインがポンプを備える循環ラインにより供給ラインに接続されていることが好ましい。これにより、電解槽から抜き出した液状物を電解槽内に戻して供給できるので、液状物の供給および排出を効率的に実施でき、また、電気分解による処理時間を任意に設定することができる。 In any of the electrolysis treatment apparatuses according to the present invention, the discharge line is preferably connected to the supply line by a circulation line including a pump. Thereby, since the liquid substance extracted from the electrolytic cell can be supplied back into the electrolytic cell, the liquid substance can be efficiently supplied and discharged, and the treatment time by electrolysis can be arbitrarily set.
この循環ラインには液状物の状態を把握するセンサ、例えばpHセンサ、電気伝導度計、濁度計などが備えられ得る。このようなセンサにより、撹拌効果により電解槽内にて一様な液状物の電気分解の進行度を知ることができ、電気分解処理を管理することができる。 The circulation line may be provided with a sensor for grasping the state of the liquid substance, such as a pH sensor, an electric conductivity meter, a turbidity meter, and the like. With such a sensor, it is possible to know the degree of progress of the uniform electrolysis of the liquid material in the electrolytic cell due to the stirring effect, and to manage the electrolysis process.
以上のような本発明のいずれの要旨による電気分解処理装置も、上記本発明の電気分解処理方法を実施するために好適に使用され、本発明の電気分解処理方法と同様の効果を奏し得る。 The electrolysis processing apparatus according to any of the gist of the present invention as described above is preferably used for carrying out the electrolysis processing method of the present invention, and can achieve the same effects as the electrolysis processing method of the present invention.
本発明の電気分解処理方法によれば、スラッジが電解槽内に蓄積されるのを効果的に防止しつつ、電気分解による高い処理効率を得ることが可能となる。また、本発明の電気分解処理装置はこのような方法を実施するのに好適に使用され得る。 According to the electrolysis treatment method of the present invention, it is possible to obtain high treatment efficiency by electrolysis while effectively preventing sludge from accumulating in the electrolytic cell. Moreover, the electrolysis processing apparatus of this invention can be used suitably for implementing such a method.
本発明の3つの実施形態について図面を参照しながら以下に詳述する。 Three embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
実施形態1
図1(a)および(b)ならびに図2に示すように、本実施形態における電気分解処理装置30は電解槽1、複数の電極板3、一対の供給ライン5Lおよび5R、ならびに排出ライン7を備える。
Embodiment 1
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) and FIG. 2, the
電解槽1には液状物2が収容され、複数の電極板3は電解槽1内にて略鉛直かつ並列に配置され、少なくとも一部が液状物2中に各々浸漬される。
A
本実施形態においては重金属イオンを含む排水を液状物2として用いるが、これに限定されない。重金属イオンとしては、例えばCr3+、Mn2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Ni2+およびMo3+からなる群より選択される少なくとも1種のイオンが挙げられる。このような排水は、例えば金属表面処理の一種である化成処理を施した金属物体を水洗するのに使用した水洗水であり得る。
In the present embodiment, wastewater containing heavy metal ions is used as the
複数の電極板3は、電気分解処理の際、交互に陽極および陰極となるように電圧を印加するものである。よって、列をなす電極板3の全ての面のうち列の両端に位置する面(即ち、最初と最後の面)3aおよび3bは非電極面であり、隣接する任意の2つの電極板3の対向する面3cが電極面である。
The plurality of
複数の電極板3の各々は導電性材料から成る板状体であり、例えば鉄、アルミニウム、マグネシウム、チタン、またはそれらの少なくとも1種を含む合金など、好ましくは鉄または鉄を含有する合金などから成る板状体である。本実施形態においては、鉄から成る金属板を陽極および陰極の別なく用いる。鉄から成る金属板は安価であり、また、後述する水酸化鉄を含有するスラッジを容易に分離でき、更に、これを廃棄処理するためのコストも安いという利点がある。
Each of the plurality of
複数の電極板3は、例えば約10〜50mm、好ましくは約20〜30mmの間隔sにて、一般的には等間隔で並列に配置される。このような電極板3の間隔は、当該技術分野において従来一般的に使用されている電気分解処理装置における間隔よりも広い。各電極板3は、例えば厚さ約2.0〜3.0mmであり得、その面の大きさは特に制限されないが、例えば縦 約20〜120cm×横 約20〜120cmであり得る。電極板3は、特に制限されないが、例えば凡そ10〜20枚で用いられ得る。但し、電極板3の枚数をより多くする場合には、電極板間を通る流れがなるべく均等になるように、例えば電極板の間隔を適宜調整することも考えられる。
The plurality of
複数の電極板3は、図1(b)に示すように、電源(図示せず)と接続する部分を液状物2から露出させて、大部分を液状物中に各々浸漬することが好ましい。電源接続部分を液状物2から露出させることにより異種金属間腐食を防止できる。しかし、これに限定されず、複数の電極板3の全部を液状物中に浸漬してもよい。
As shown in FIG. 1B, the plurality of
複数の電極板3に対して電解槽1は、図示するように、電解槽1の側壁1Lおよび1Rの壁面(内表面)が電極板3の両側部3Lおよび3Rとそれぞれ対向するように構成される。また、電解槽1は非電極面3aから3bに向かって正面に位置する側壁1bの壁面が、非電極面3bと対向するように構成される。また、電解槽1は底部1cの底面が、電極板3の下端部と対向するように構成される。
As shown in the drawing, the electrolytic cell 1 is configured such that the
本実施形態においては、電解槽1の側壁1Lの壁面と複数の電極板3の側部3Lの端面を含む仮想的な平面とは略平行であり、また、電解槽1の側壁1Rの壁面と複数の電極板3の側部3Rの端面を含む仮想的な平面とは略平行であり、これらの間に実質的に均等な幅を有する2つの空間が残される(図1(a)を参照のこと)。換言すれば、電解槽1の側壁1Lと電極板3の側部3Lとの間の距離および電解槽1の側壁1Rと電極板3の側部3Rとの間の距離はいずれも非電極面3aから3bに亘って均等となる。また、電解槽1の側壁1bの壁面と複数の電極板3の非電極面3bとは略平行であり、これらの間に実質的に均等な幅を有する空間が残される(図1(a)および(b)を参照のこと)。また、電解槽1の底部1cの底面と電極板3の下端部の端面を含む仮想的な平面とは略平行であり、これらの間に実質的に均等な幅を有する空間が残される(図1(b)を参照のこと)。しかし、これらのことは、電解槽1内にて複数の電極板3の周囲に空間が残される限り、本発明に必須ではない。
In this embodiment, the wall surface of the side wall 1L of the electrolytic cell 1 and the virtual plane including the end surfaces of the
一対の供給ライン5Lおよび5Rは、電極板3の非電極面3aの側にあり、電極板3の両側部3Lおよび3Rより外側に対応する位置にて電解槽1内と連通している。また、排出ライン7は、同様に電極板3の非電極面3aの側にあり、電極板3より下方にて電解槽1内と連通している。一対の供給ライン5Lおよび5Rは液状物2の液面下にて液面近傍に位置し、排出ライン7は電解槽1の底部1cの底面近傍に位置することが好ましい。
The pair of
一対の供給ライン5Lおよび5Rならびに排出ライン7の少なくとも一方は、電解槽1への液状物2の供給および抜き出しを実施し得るように、例えばポンプなどと接続されている。ポンプ性能および各ラインの内径は、所望の流動状態が得られるように適宜選択され得る。また、一対の供給ライン5Lおよび5Rには、供給する液状物2の流れを制御するための手段、例えばノズルや自動弁などが備えられ得る。排出ライン7には、液状物2の抜き出しを容易にするため、電解槽1内に位置する開口部にフード(例えば図10の排出ライン47に備えられるようなもの)などが備えられ得る。
At least one of the pair of
電解槽1、供給ライン5Lおよび5Rならびに排出ライン7は少なくとも内表面が耐食性を有する材料から成ることが好ましい。また、電解槽1は漏電などの事故防止の観点から、少なくとも内表面が電気絶縁性を有する材料から成ることが好ましい。供給ライン5Lおよび5Rならびに排出ライン7は電気伝導性(例えば金属)および電気絶縁性(例えば樹脂)のいずれであってもよいが、その内表面はスラッジが付着し難い材料から成ることが好ましい。
The electrolytic cell 1, the
本実施形態においては、電解槽1、複数の電極板3、一対の供給ライン5Lおよび5Rならびに排出ライン7は、図1(a)に示す中心平面M−Mに対して左右対称となるように好ましく配置されるが、このことは必須ではない。
In the present embodiment, the electrolytic cell 1, the plurality of
尚、本実施形態においては一対の供給ライン5Lおよび5Rならびに排出ライン7を用いたが、複数対の供給ラインおよび複数の排出ラインを用いてもよく、この場合にも左右対称に配置することが好ましい。また、切換弁などにより、各ラインを適宜切り換えて使用することも可能である。
In the present embodiment, the pair of
このような電気分解処理装置30を用いて、以下のようにして液状物2を電気分解により処理することができる。
Using such an
まず、一対の供給ライン5Lおよび5Rより液状物2を電解槽1内へ、電極板3の電極面を含む平面に対して略垂直な向きで供給しつつ、排出ライン7より電解槽1から液状物2を抜き出す。これにより、電解槽1内にて液状物2の流れが形成される。
First, the
より詳細には、一対の供給ライン5Lおよび5Rより液状物2を電極板3の電極面を含む平面に対して略垂直な向きで供給すると、その大部分は電解槽1の側壁1Lおよび1Rの壁面と電極板3の側部3Lおよび3Rとの間の空間を通って流れる。これにより、電極板3の両側部3Lおよび3Rより外側にて、電極板3の電極面3cを含む平面と略垂直な向き流れる一対の第1流れαが主要な流れとして形成される。一部分は、側壁1Lおよび1Rの規制を受けて、隣接する2つの電極板3の各間に、また非電極面3aより手前の領域にまわり込んで流れる。
More specifically, when the
第1流れαは正面の側壁1bの壁面と衝突して、電解槽1の側壁1bの壁面と電極板3の非電極面3bとの間の空間を通り、次いで底部1cの底面と衝突して、電解槽1の底部1cの壁面と電極板3の下端部との間の空間を通り、電極板3の電極面を横切って流れて、排出ライン7から抜き出される。これにより、電極板3より下方にて、電極板3の電極面を含む平面と交差する第2流れβが形成される。
The first flow α collides with the wall surface of the
また、電極板3の左右を流れる一対の第1流れαから、隣接する2つの電極板3の隙間へとまわり込んだ流れは、電極板3の下方にて電極面を交差して流れる第2流れβに引き寄せられるので、この隙間を降下する第3流れγが自ずから生じる。
In addition, the flow that flows from the pair of first flows α flowing on the left and right of the
これら第1流れαおよび第2流れβは比較的強い流れとする。第1流れαの流速は、例えば約0.5〜5.0m/秒、好ましくは約1.0〜2.0m/秒に設定し得る。また、第2流れβの流速は、例えば約0.5〜5.0m/秒、好ましくは約1.0〜2.0m/秒に設定し得る。他方、第3流れγは比較的弱い流れとなる。 The first flow α and the second flow β are relatively strong flows. The flow rate of the first flow α can be set to, for example, about 0.5 to 5.0 m / second, preferably about 1.0 to 2.0 m / second. Moreover, the flow rate of the second flow β can be set to, for example, about 0.5 to 5.0 m / second, preferably about 1.0 to 2.0 m / second. On the other hand, the third flow γ is a relatively weak flow.
本実施形態においては、好ましくは、図1(a)に示す中心平面M−Mに対して左右対称な流動状態が形成される。 In the present embodiment, preferably, a flow state that is symmetric with respect to the central plane MM shown in FIG.
そして、このような液状物2の流動状態(または撹拌状態)下にて、電源(図示せず)から複数の電極板3に対し、これらが交互に陽極および陰極となるようにして所定の電圧を印加する。電圧印加により、隣接する2つの電極板の対向する電極面が一対の電極として機能し、電気分解反応が進行する。
Then, under such a flow state (or agitation state) of the
電気分解反応により、陽極の電極板3から金属イオンが溶出し、液状物中の水酸化物イオンと反応して金属水酸化物、本実施形態においては水酸化鉄を形成する。水酸化鉄は、pHにもよるが、液状物の殆どを構成する水に対して不溶であり、液状物中の重金属イオンを共沈させてスラッジを形成する。要するに、陽極の電極板3から溶出する金属イオンは重金属イオンに対して沈降剤(または凝集沈殿剤)として機能する。他方、陰極の電極板3からは水素ガスが生成し得る。
Through the electrolysis reaction, metal ions are eluted from the
比較的強い第1流れαおよび第2流れβはいずれも電極板3の電極面3cに直接衝突しない。また、比較的弱い第3流れγも電極板3の電極面3cに直接衝突しない。第3流れγは電極面3cに沿って流れて電極面3cを更新するよう作用し、生じたスラッジを電極板3の近傍から速やかに除去する。これらにより、電気分解反応を効率的に進行させることができる。
The relatively strong first flow α and second flow β do not directly collide with the
特に、本実施形態にて生じるような水酸化鉄を含有するスラッジは液状物中で沈降しやすい傾向にあるので、降下する第3流れγにより除去し易い。 In particular, the sludge containing iron hydroxide as generated in the present embodiment tends to settle in the liquid material, and thus is easily removed by the descending third flow γ.
また、比較的強い第1流れαおよび第2流れβと比較的弱い第3流れにより、電極板3の廻りで液状物2を十分に撹拌できる。これにより、複数の電極板3につき電気分解反応を一様に進行させることができ、この結果、電極板3の局所的消費を防止することができる。
Further, the
電極板3の消費を均一化するには、陽極および陰極を交換するように印加電圧を制御しながら電気分解処理を実施することが好ましい。しかし、これに限定されず、陽極および陰極を交換せずに電圧印加してもよく、この場合、陽極および陰極には互いに異なる材料から成る板状体を用いてよい。例えば陽極は鉄から成るものとし、陰極は耐食性のイオン化傾向の高い金属、合金およびその他の電気伝導性材料から成るものとし得る。
In order to make the consumption of the
第3流れγにより除去されたスラッジは、その後、第2流れβに同伴されて、排出ライン7を通じて液状物2と共に電解槽1から抜き出される。電解槽1内にて液状物2は比較的強い第1流れαおよび第2流れβと比較的弱い第3流れγにより十分に撹拌されているので、電解槽1内にスラッジが蓄積されることを効果的に防止できる。
Thereafter, the sludge removed by the third flow γ is entrained in the second flow β and extracted from the electrolytic cell 1 together with the liquid 2 through the
以上のようにして、液状物2が電気分解により処理され、液状物2に含まれていた重金属イオンをスラッジの形態で捕捉することができる。重金属を含有するスラッジは、任意の適切な固液分離法、例えば沈降分離、浮上分離、濾過などにより、処理後の液状物2から除去可能である。
As described above, the
本実施形態によれば、極めて簡単な構成で本発明を効果的に実施することができる。本実施形態の電気分解処理はバッチ式および連続式のいずれで実施してもよい。 According to the present embodiment, the present invention can be effectively implemented with a very simple configuration. The electrolysis treatment of the present embodiment may be carried out either batchwise or continuously.
本実施形態は種々の改変が可能である。例えば、本実施形態においては、電解槽1の側壁1Lおよび1Rの各壁面と複数の電極板3の側部3Lおよび3Rの端面を含む仮想的な平面とを略平行として、側壁1Lおよび1Rと側部3Lおよび3Rとの間の各距離を非電極面3aから3bに亘って均等としたが、電解槽1の側壁1Lおよび1Rの各壁面を、複数の電極板3の側部3Lおよび3Rの端面を含む仮想的な平面に対して傾斜させてもよい。この場合、図3に示すように、電解槽1の側壁1L’と電極板3の側部3Lとの間の距離および電解槽1の側壁1R’と電極板3の側部3Rとの間の距離はいずれも非電極面3aから3bに向かって次第に短くなるように構成することが好ましい。傾斜角を適切に調整することにより、供給ライン5Lおよび5Rから供給される液状物2の第1流れαの流速を非電極面3aから3bに亘って実質的に一定に維持することができ、複数の電極板3に対する液状物2の流動状態(第1流れα、第2流れβおよび第3流れγを含む)をより一様にすることができる。
This embodiment can be variously modified. For example, in the present embodiment, the
また、図4に示すように、非電極面3bの側で電極板3より下方に回転翼が挿入された撹拌機9を更に備えていてもよい。この撹拌機9は、複数の電極板3より下方にて非電極面3bから非電極面3aに向かって液状物2の流れを生じ、これにより、第2流れβを増強することができる。尚、この場合、増強された第2流れβが過大となって電気分解の進行を遅延させることのないように、撹拌機9による撹拌は、電解槽および電極の寸法および配置などに応じて適当に制限すべきである。撹拌機9に代えて、例えば振動撹拌装置などを用いてもよい。
Moreover, as shown in FIG. 4, you may further provide the stirrer 9 in which the rotary blade was inserted below the
また、図5に示すように、排出ライン7’を非電極面3aの側で電解槽1の底部1c’に設け、底部1c’の底面が排出ライン7’に近づくにつれてより低くなるように傾斜させてもよい。これにより、水酸化鉄を含有する比較的重いスラッジを重力の作用によって排出ライン7’に向けて集め、電解槽1から効果的に抜き出すことができる。これにより、電解槽1からのスラッジの排出を促進できる。
Further, as shown in FIG. 5, the
また、図6に示すように、ポンプPの挿入された循環ライン8により排出ライン7が供給ライン5に接続されていることが好ましい。これにより、液状物の供給および排出を効率的に実施でき、また、電気分解による処理時間を任意に設定することができる。この循環ライン8には、液状物の状態(例えば電気分解による処理の程度)を把握するセンサが備えられ得る(図6に図示せず)。そのようなセンサとしては、例えばpHセンサ、電気伝導度計、濁度計などが挙げられる。これにより、電解槽1内にて十分撹拌されて一様とされた液状物2の電気分解の進行度を知ることができ、電気分解処理を管理することができる。
Moreover, as shown in FIG. 6, it is preferable that the
重金属イオンを含む排水を電気分解処理して金属イオンを含まない水を得るためには、とりわけpHが重要である。重金属イオンは液状物の液相のpH値が高いほどスラッジ中に捕捉して液相から除去できるが、該pH値が高すぎると陽極の鉄イオンが液相中に多量に存在することとなる。よって、液相中の重金属イオンおよび鉄イオンの双方を低くするには、該pHを例えば6〜7に維持するように、測定したpH値に基づいて電圧印加を制御することが好ましい。 In order to electrolyze waste water containing heavy metal ions to obtain water containing no metal ions, pH is particularly important. Heavy metal ions can be trapped in the sludge and removed from the liquid phase as the pH value of the liquid phase of the liquid is higher, but if the pH value is too high, a large amount of iron ions of the anode will be present in the liquid phase. . Therefore, in order to reduce both heavy metal ions and iron ions in the liquid phase, it is preferable to control the voltage application based on the measured pH value so that the pH is maintained at, for example, 6-7.
また、例えば図7に示すように、未処理の液状物をライン11aにより電解槽1へ移送し、処理後の液状物をライン11bにより電解槽1から移送してもよい。このようなライン11aおよび11bを利用して、電気分解による処理をバッチ式または連続式で実施することができる。図示するようなライン11bが液状物をオーバーフローにより移送する構成は、電気分解による処理を連続式で実施するのに適するものである。
Further, for example, as shown in FIG. 7, the untreated liquid material may be transferred to the electrolytic cell 1 through a
加えて、処理後の液状物は、例えば図8に示すように、ライン11bより混合槽21aに移送してライン11cから供給される消石灰と混合し、得られた混合物を沈降槽21bにて静置してスラッジ17を沈降分離することができる。スラッジ17は沈降槽21bからタンク29へドレン排出により取り出すことができる。他方、スラッジ17が実質的に除去された液相19は上澄み層としてライン11dから取り出すことができる。ここで、消石灰は、処理後の液状物をアルカリ性にするため、水酸化物形成を促進させるため、ならびに沈降し難いスラッジ(例えば場合によりリン酸カルシウムなど)を凝集沈降させるために混合するものである。これにより得られたアルカリ性の液相19は、例えば電着塗装などの金属被塗物を脱脂するための水洗水などとして好適に利用できる。
In addition, as shown in FIG. 8, for example, the liquid material after treatment is transferred from the
あるいは、処理後の液状物は、例えば図9に示すように、ライン11bより浮上槽21cに移送して、ノズル23を通じて浮上槽21の下部に供給される微細な気泡25(一般的には高圧の液中に混合させた圧縮空気)によってスラッジを浮上させる。浮上槽21cにて液面に浮かぶスラッジ17は、例えば往復運動するようなアーム27により掻き取ってタンク29’に取り出すことができる。他方、スラッジ17が実質的に除去された液相19は下層としてライン11eより取り出すことができる。
Alternatively, the treated liquid material is transferred to the floating
本実施形態のように、鉄から成る電極板3を用いる場合、水酸化鉄を含有する比較的重いスラッジが生じるので、図8を参照して説明したような沈降分離を利用するものが好ましく適用される。
また、本実施形態において鉄から成る電極板3に換えて、アルミニウムから成る電極板を用いることも十分可能である。この場合、水酸化アルミニウムを含有する比較的軽いスラッジが生じるので、図9を参照して説明したような浮上分離を利用するものが好ましく適用される。またこの場合、浮上分離の他、例えばペーパーフィルターなどのフィルターで濾過することにより、処理後の液状物からスラッジを分離することもできる。
しかしながら、電極板の材料および液状物からのスラッジの分離方法は、これら組合せに限定されるものではない。
When the
In this embodiment, it is also possible to use an electrode plate made of aluminum instead of the
However, the method of separating the sludge from the electrode plate material and the liquid material is not limited to these combinations.
図8および図9の循環ライン8には、ポンプPの上流にストレーナ13またはフィルターなどが設けられていてよく、これにより、液状物中に含まれ得るゴミ・ブツなどからポンプPを保護できる。また、循環ライン8には液状物の状態を把握する上述のようなセンサ15aおよび/または流量計15bが設けられていてよい。センサ15aにより電気分解による処理の程度を把握し、これに基づいて電気分解を制御することができる。また、流量計15bにより循環ライン8内を流れる流量を測定して、ポンプPが正常に作動していることを確認できる。流量計15bはフロースイッチであってよく、所定流量を下回ると警告を発し、または運転停止するように自動的に装置を制御するよう構成されていてよい。これらのことは、図6および図7を参照して説明した電解処理装置にも同様に当て嵌まり得る。
The circulation line 8 in FIGS. 8 and 9 may be provided with a
尚、図4〜図9の電気分解処理装置31〜37において供給ライン5とのみ示しているが、特に断りのない限り、図1(a)および(b)ならびに図2を参照して説明した電気分解処理装置30における供給ライン5Lおよび5Rと同様である。
Although only the
実施形態2
図10(a)および(b)に示すように、本実施形態における電気分解処理装置40においては、一対の供給ライン45Lおよび45Rの各々が管状部45aおよび開口部45bを有する。管状部45aは複数の電極板3の両側部3Lおよび3Rより外側を通って電解槽1を貫通し、電解槽1の外側を引き回されて、その開口先端部45cが電極板3より下方にて非電極面3bの側に位置するように電解槽1内に挿入されている。管状部45aには、隣接する2つの電極板3の各間に位置するように開口部45bが設けられる。管状部45aの電解槽1の外部に位置する部分には、流量調整弁49が設けられ得る。開口先端部45cは、図示するように、排出ライン47に向けて開口面が傾斜していることが好ましいが、これに限定されない。その他の点については、特に断りのない限り、上述の実施形態1と同様の説明が当て嵌まる。
As shown in FIGS. 10A and 10B, in the
本実施形態においては、電解槽1、複数の電極板3、一対の供給ライン45Lおよび45Rならびに排出ライン47は、図10(a)に示す中心平面M−Mに対して左右対称となるように好ましく配置されるが、このことは必須ではない。尚、図10(a)中、供給ライン45Rの管状部45aの先端部45cに関し、図1(b)のY−Y方向から見た断面図を示している。
In the present embodiment, the electrolytic cell 1, the plurality of
このような電気分解処理装置40を用いて、液状物2を一対の供給ライン45Lおよび45Rの管状部45a内に通じて非電極面3aの側から非電極面3bの側へ流し、そして開口部45bから、また、開口先端部45cから電解槽1内へ供給する。液状物2は電解槽1から排出ライン47より抜き出される。
Using such an
これにより、第1流れαが一対の供給ライン45Lおよび45Rの管状部45aを通って形成され、第2流れβが電極版3の下方を通って形成される。また、第3流れγは、液状物2が開口部45bから流れ出ることによって、隣接する2つの電極板3の各間に確実に形成することができる。更に、管状部45aが電解槽1を貫通し、電解槽1の外部を引き回されて、その開口先端部45cが電解槽1内に挿入されていることにより、簡単な構成で、第1流れαの向きを変えて第2流れβとすることができる。
Thus, the first flow α is formed through the
管状部45aおよび開口部45bの各内径は、所望の流動状態が得られるように適宜選択され得る。例えば管状部45aの内径を十分大きく、開口部45bの内径を適当に設定することにより、第1流れαから分かれる第3流れγを均等にすることができる。また、流量調整弁49を用いることにより、第2流れβの流速を調整できる。
The inner diameters of the
上記のような実施形態2についても種々の改変が可能である。例えば、実施形態1にて図4〜図9を参照して説明したものと同様の改変がなされ得る。 Various modifications can be made to the second embodiment as described above. For example, modifications similar to those described in the first embodiment with reference to FIGS. 4 to 9 can be made.
実施形態3
図11(a)および(b)に示すように、本実施形態における電気分解処理装置50は一対の供給ライン55Lおよび55R、一対の排出ライン57Lおよび57R、ならびにガイド部材59aおよび59bを備える。一対の供給ライン55Lおよび55Rは、複数の電極板3の非電極面3aの側にあり、電極板3より下方にて電解槽1内と連通している。また、一対の排出ライン57Lおよび57Rは、電極板3の非電極面3bの側にあり、電極板3の両側部3Lおよび3Rより内側に対応する位置にて電解槽1内と連通している。一対の供給ライン55Lおよび55Rは電解槽1の底部1cの底面近傍に位置し、一対の排出ライン57Lおよび57Rは液状物2の液面下にて液面近傍に位置することが好ましい。ガイド部材59aは電解槽1の側壁1bの壁面に接して排出ライン57Lおよび57Rの直ぐ下方に位置し、ガイド部材59bは電解槽1の側壁1bおよび底部1cと接して位置する。その他の点については、特に断りのない限り、上述の実施形態1と同様の説明が当て嵌まる。
As shown in FIGS. 11A and 11B, the
本実施形態においては、電解槽1、複数の電極板3、一対の供給ライン55Lおよび55R、一対の排出ライン57Lおよび57R、ならびにガイド部材59aおよび59bは、図11(a)に示す中心平面M−Mに対して左右対称となるように好ましく配置されるが、このことは必須ではない。
In the present embodiment, the electrolytic cell 1, the plurality of
このような電気分解処理装置50を用いて、一対の供給ライン55Lおよび55Rより、電極板3の電極面3cを含む平面と交差する向きで液状物2を電解槽1内へ供給する。液状物2は電解槽1から排出ライン57Lおよび57Rより抜き出される。
Using such an
これにより、電極板3の下方にて、電極板3の電極面を含む平面と交差して流れる第2流れβが主要な流れとして形成される。そして第2流れβは、ガイド部材59bと衝突して、電解槽1の側壁1bの壁面と電極板3の非電極面3bとの間の空間を通り、次いでガイド部材59aと衝突して、電極板3の電極面を含む平面に対して略垂直な向きとされ、複数の電極板3の両側部3Lおよび3Rより外側を非電極面3bの側から非電極面3aの側に向かって通る第1流れαを生じる。第1流れαの一部分は、隣接する2つの電極板3の隙間へとまわり込み、電極板3の下方にて電極面を交差して流れる第2流れβに引き寄せられ、この隙間を降下する第3流れγが自ずから生じる。ガイド部材59aと衝突した液状物2の一部分は、ガイド部材59aの上方にまわり込んで、排出ライン57Lおよび57Rから抜き出される。
As a result, the second flow β that flows across the plane including the electrode surface of the
上記のような実施形態3についても種々の改変が可能である。例えば、実施形態1にて図6〜図9を参照して説明したものと同様の改変がなされ得る。 Various modifications can be made to the third embodiment as described above. For example, modifications similar to those described in the first embodiment with reference to FIGS. 6 to 9 can be made.
以上、本発明の3つの実施形態について説明してきたが、本発明はこれら実施形態に限定されず、本発明の概念を逸脱しない範囲内で幅広く様々に実施され得るであろう。 Although the three embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in a wide variety of ways without departing from the concept of the present invention.
本発明の電気分解処理方法および装置は、例えば、自動車ボディなどに適用する金属表面処理の一種である化成処理を施した物体を水洗するために使用した水洗水(例えば特許文献1および3を参照のこと)を電気分解により処理するのに利用可能である。また、リン成分を含む排水(例えば特許文献2を参照のこと)を電気分解により処理するのに利用可能である。これらの他、電気分解が実施される限り、任意の液状物に対して利用可能である。 The electrolysis treatment method and apparatus of the present invention are, for example, flush water used for washing an object subjected to chemical conversion treatment which is a kind of metal surface treatment applied to an automobile body or the like (see, for example, Patent Documents 1 and 3). Can be processed by electrolysis. Moreover, it can utilize for processing the waste_water | drain (For example, refer patent document 2) containing a phosphorus component by electrolysis. In addition to these, any liquid material can be used as long as electrolysis is performed.
1 電解槽
1L、1R、1L’、1R’、1a、1b 側壁
1c、1c’ 底部
2 液状物
3、3’ 電極板
3L、3R 側部
3a、3b 非電極面
3c 電極面
5、5L、5R、45L、45R、55L、55R 供給ライン
7、7’、7L、7R、47、57L、57R 排出ライン
8 循環ライン
9 撹拌機
11a、11b、11c、11d、11e ライン
13 ストレーナ
15a pHセンサ
15b 流量計
17 スラッジ
19 液相
21a 混合槽
21b 沈降槽
21c 浮上槽
23 ノズル
25 気泡
27 アーム(掻き取り機)
29、29’ タンク
30、31、32、33、34、35、36、37、40、50 電気分解処理装置
45a 管状部
45b 開口部
45c 開口先端部
49 流量調節弁
59a、59b ガイド部材
P ポンプ
α 第1流れ
β 第2流れ
γ 第3流れ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
29, 29 '
Claims (17)
複数の電極板の両側部より外側にて、電極板の電極面を含む平面と略垂直な向きに液状物の一対の第1流れを形成し、
複数の電極板より下方にて、電極板の電極面を含む平面と交差する液状物の第2流れを形成し、および
第1流れおよび第2流れのいずれか一方により液状物を電解槽内へ供給し、他方により電解槽から液状物を抜き出す
ことを含んで成る方法。 A method of immersing at least a part of a plurality of electrode plates disposed substantially vertically and in parallel in an electrolytic cell in a liquid material, and treating the liquid material by electrolysis,
A pair of first flows of the liquid material is formed in a direction substantially perpendicular to a plane including the electrode surface of the electrode plate outside both sides of the plurality of electrode plates,
A second flow of liquid that intersects a plane including the electrode surface of the electrode plate is formed below the plurality of electrode plates, and the liquid is moved into the electrolytic cell by one of the first flow and the second flow. Feeding and extracting the liquid from the electrolytic cell by the other.
液状物を収容する電解槽と、
電解槽内にて略鉛直かつ並列に配置され、少なくとも一部が液状物中に各々浸漬される複数の電極板と、
複数の電極板の2つの非電極面の一方側で電極板の両側部より外側に対応する位置にて電解槽内と連通し、電極板の電極面を含む平面に対して略垂直な向きで液状物を電解槽内へ供給する一対の供給ラインと、
該一方側で電極板より下方にて電解槽内と連通し、電解槽から液状物を抜き出す排出ラインと
を含んで成る装置。 An apparatus for treating a liquid material by electrolysis,
An electrolytic cell containing a liquid material;
A plurality of electrode plates disposed substantially vertically and in parallel in the electrolytic cell, and at least a portion of each of which is immersed in the liquid material;
In one side of the two non-electrode surfaces of the plurality of electrode plates, communicated with the inside of the electrolytic cell at a position corresponding to the outside of both sides of the electrode plates, and in a direction substantially perpendicular to the plane including the electrode surfaces of the electrode plates A pair of supply lines for supplying the liquid material into the electrolytic cell;
An apparatus comprising a discharge line communicating with the inside of the electrolytic cell below the electrode plate on the one side and for extracting a liquid material from the electrolytic cell.
液状物を収容する電解槽と、
電解槽内にて略鉛直かつ並列に配置され、少なくとも一部が液状物中に各々浸漬される複数の電極板と、
複数の電極板の2つの非電極面の一方側から他方側に亘って電極板の両側部より外側を通って電極板の電極面を含む平面に対して略垂直な向きで延びる管状部および隣接する2つの電極板の各間にて管状部に設けられた開口部を有し、液状物を管状部内に通じて該一方側から該他方側へ流し、および開口部から電解槽内へ供給する一対の供給ラインと、
該一方側で電極板より下方にて電解槽内と連通し、電解槽から液状物を抜き出す排出ラインと
を含んで成る装置。 An apparatus for treating a liquid material by electrolysis,
An electrolytic cell containing a liquid material;
A plurality of electrode plates disposed substantially vertically and in parallel in the electrolytic cell, and at least a portion of each of which is immersed in the liquid material;
A tubular portion that extends from one side of the two non-electrode surfaces of the plurality of electrode plates to the other side, passes through the outside of both side portions of the electrode plate, and extends in a direction substantially perpendicular to the plane including the electrode surface of the electrode plate, and adjacent An opening provided in the tubular portion between each of the two electrode plates, the liquid is passed through the tubular portion from the one side to the other side, and supplied from the opening into the electrolytic cell. A pair of supply lines;
An apparatus comprising a discharge line communicating with the inside of the electrolytic cell below the electrode plate on the one side and for extracting a liquid material from the electrolytic cell.
液状物を収容する電解槽と、
電解槽内にて略鉛直かつ並列に配置され、少なくとも一部が液状物中に各々浸漬される複数の電極板と、
複数の電極板の2つの非電極面の一方側で電極板より下方にて電解槽内と連通し、電極板の電極面を含む平面と交差する向きで液状物を電解槽内へ供給する供給ラインと、
複数の電極板の2つの非電極面の他方側で電極板の両側部より内側に対応する位置にて電解槽内と連通し、電解槽から液状物を抜き出す排出ラインと、
供給ラインより供給される液状物の主要な流れの向きを、電極板の電極面を含む平面に対して略垂直な向きへと変え、複数の電極板の両側部より外側を該他方側から該一方側に向かって通る液状物の流れを生じるよう機能するガイド手段と
を含んで成る装置。 An apparatus for treating a liquid material by electrolysis,
An electrolytic cell containing a liquid material;
A plurality of electrode plates disposed substantially vertically and in parallel in the electrolytic cell, and at least a portion of each of which is immersed in the liquid material;
Supply that supplies liquid material into the electrolytic cell in a direction intersecting with the plane including the electrode surface of the electrode plate, communicating with the inside of the electrolytic cell below the electrode plate on one side of the two non-electrode surfaces of the plurality of electrode plates Line,
A discharge line that communicates with the inside of the electrolytic cell at a position corresponding to the inside of the two non-electrode surfaces of the two non-electrode surfaces of the plurality of electrode plates, and extracts the liquid material from the electrolytic cell;
The direction of the main flow of the liquid material supplied from the supply line is changed to a direction substantially perpendicular to the plane including the electrode surface of the electrode plate, and the outside of both sides of the plurality of electrode plates is And a guide means which functions to produce a flow of liquid passing toward one side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006116675A JP2007283276A (en) | 2006-04-20 | 2006-04-20 | Electrolysis process and apparatus for it |
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JP2006116675A JP2007283276A (en) | 2006-04-20 | 2006-04-20 | Electrolysis process and apparatus for it |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007283276A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014113540A (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-26 | Fuji Electric Co Ltd | Waste water treatment method, and waste water treatment apparatus |
WO2016114364A1 (en) * | 2015-01-14 | 2016-07-21 | 株式会社 東芝 | Electrolyzed water generating device |
KR101884396B1 (en) * | 2018-03-30 | 2018-08-01 | (주) 테크윈 | Non-ferrous metal electrolytic smelting system using plural electrolytic solution supply pipe and discharge pipe |
KR20190114674A (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-10 | (주) 테크윈 | Electrolytic device including multi-channel structure |
-
2006
- 2006-04-20 JP JP2006116675A patent/JP2007283276A/en active Pending
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KR102081305B1 (en) | 2018-03-30 | 2020-02-25 | (주) 테크윈 | Electrolytic device including multi-channel structure |
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