JP2008200636A - Water treatment method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、処理対象水を電解処理する水処理方法及び装置に関し、特に、電極へのスケール成分の付着防止を可能とした効率的な水処理方法及び該装置に関する。 The present invention relates to a water treatment method and apparatus for electrolytically treating water to be treated, and more particularly to an efficient water treatment method and apparatus capable of preventing adhesion of scale components to electrodes.
従来、水処理技術の一つとして、電解処理は様々な分野で幅広く用いられている。電解処理では、処理対象水を塩化物イオン存在下にて電気分解することにより次亜塩素酸を生成し、該次亜塩素酸塩により被酸化物含有水に含まれる被酸化物を酸化分解する。
特許文献1(特開2004−202484号公報)には、有機性廃棄物をメタン発酵し後、消化汚泥を固液分離した分離液を電解処理することにより次亜塩素酸系の強酸化物質を生成し、該強酸化物質の酸化作用により分離液中に含有される窒素分を酸化分解する構成が開示されている。
Conventionally, as one of water treatment technologies, electrolytic treatment has been widely used in various fields. In the electrolytic treatment, hypochlorous acid is generated by electrolyzing the water to be treated in the presence of chloride ions, and the oxide contained in the oxide-containing water is oxidized and decomposed by the hypochlorite. .
Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-202484) discloses a hypochlorous acid-based strong oxidizing substance by electrolytically treating a separated liquid obtained by solid-liquid separation of digested sludge after methane fermentation of organic waste. A configuration is disclosed in which the nitrogen content produced and oxidized by the oxidizing action of the strong oxidizing substance is oxidatively decomposed.
また、特許文献2(特開平10−85750号公報)には、有機物を含む海水を電解処理して次亜塩素酸を発生させる構成が開示されている。
このように電解処理は、有機性廃水処理における脱窒素処理、或いは脱リン処理、脱臭処理、或いは消毒・殺菌・漂白処理、或いは海水の電解処理などに幅広く用いられる。適用される処理対象水としても、下水、し尿等の有機性廃水全般、上水、中水、海水など多肢に亘っており、電解処理は水処理において重要な処理方法となっている。
Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-85750) discloses a configuration in which seawater containing organic substances is subjected to electrolytic treatment to generate hypochlorous acid.
Thus, the electrolytic treatment is widely used for denitrification treatment in organic wastewater treatment, dephosphorization treatment, deodorization treatment, disinfection / sterilization / bleaching treatment, or seawater electrolysis treatment. As treatment target water, there are many organic wastewaters such as sewage and human waste, water, middle water, seawater, etc., and electrolytic treatment is an important treatment method in water treatment.
電解処理の装置構成としては、例えば特許文献3(特開2005−279417号公報)に記載されるように、原料水を金属電極により電解して殺菌能力を有した活性種を生成する電解チャンバーを有し、該電解チャンバーを被処理水チャンバーに浸漬させた構成などがある。
また、電解処理装置には、処理対象水を循環させながら電解処理する循環型と、循環させずにワンスルー処理するワンスルー型とがある。
As an apparatus configuration of the electrolytic treatment, for example, as described in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-279417), an electrolytic chamber that generates active species having a sterilizing ability by electrolyzing raw water with a metal electrode is provided. And the electrolytic chamber is immersed in the water chamber to be treated.
Electrolytic treatment apparatuses include a circulation type that performs electrolytic treatment while circulating water to be treated and a one-through type that performs one-through treatment without circulation.
循環型の電解処理装置を図8に示す。この装置は、処理対象水である原水を循環タンク70に貯留し、循環ポンプ71により適宜電解槽72に供給する。電解槽72には、少なくとも一対の電極が浸漬配置され、該電極に直流電源装置73から電解用電流を供給することにより次亜塩素酸系物質(以下、次亜塩素酸と称す)を生成する。電解処理後の処理水は、循環タンク70に循環されるようになっている。この際に、原水の電気分解により発生した水素ガスがタンク上部に溜まるため、ファン74にてこの水素ガスを爆発限界以下まで希釈して系外へ排出する。
次いで、ワンスルー型の電解処理装置を図9に示す。この装置は、原水をポンプにより電解槽75に直接供給し、該電解槽75にて電解用電流の供給により次亜塩素酸を生成する。次亜塩素酸を含む処理水は、処理水タンク77に貯留され、ここでファン74により水素ガスが希釈されて排出されるとともに、処理水も適宜排出される。
A circulation type electrolytic treatment apparatus is shown in FIG. This apparatus stores raw water, which is water to be treated, in a circulation tank 70 and supplies it to an
Next, FIG. 9 shows a one-through type electrolytic treatment apparatus. In this apparatus, raw water is directly supplied to the
しかしながら、このような電解処理装置では、処理対象水中にスケール成分が含まれる場合、電解処理に伴いこのスケールが電極に付着し、電解効率が低下してしまうという問題があった。そこで、従来は定期的に洗浄処理を行い電極に付着したスケールを除去したり、処理対象水を循環させて電極表面上の流速を確保するなどのスケール防止の構成を備えていた。また、電解処理装置は、電解により発生する水素ガスを希釈するためのファン等の装置を備えていた。
電解処理装置は、他の水処理装置に比べて小型であることがメリットであるのに対し、上記したように、スケール防止用の装置構成や水素ガス希釈用の装置構成を備えることにより装置の大型化が避けられず、より一層小型化が可能な装置構成が求められていた。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、スケール付着防止機能と水素ガスの希釈機能とを兼ね備え、且つ装置の小型化を可能とした水処理方法及び該装置を提供することを目的とする。
However, in such an electrolytic treatment apparatus, when a scale component is contained in the water to be treated, there is a problem that the scale adheres to the electrode along with the electrolytic treatment, and the electrolytic efficiency is lowered. Therefore, conventionally, a scale-preventing configuration has been provided, such as periodically removing the scale attached to the electrode by performing a cleaning process, or ensuring the flow velocity on the electrode surface by circulating the water to be treated. In addition, the electrolytic treatment apparatus includes a device such as a fan for diluting hydrogen gas generated by electrolysis.
The electrolytic treatment apparatus is advantageous in that it is small compared to other water treatment apparatuses. On the other hand, as described above, the apparatus is provided with a scale prevention apparatus configuration and a hydrogen gas dilution apparatus configuration. An increase in size is inevitable, and an apparatus configuration that can be further reduced in size has been demanded.
Accordingly, in view of the above-mentioned problems of the prior art, the present invention has an object to provide a water treatment method that has both a scale adhesion preventing function and a hydrogen gas diluting function, and that enables downsizing of the apparatus, and the apparatus. To do.
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、電解槽内に導入した処理対象水を塩化物イオン存在下にて電解処理し、強酸化物質である次亜塩素酸を含む次亜塩素酸含有水を生成する水処理方法において、
前記電解槽前段若しくは該電解槽内にて、前記電解槽内における流速が確保され且つ電解により発生する水素ガスが希釈される量の空気を前記処理対象水中に供給するようにしたことを特徴とする。
Therefore, in order to solve such a problem, the present invention electrolyzes water to be treated introduced into an electrolytic cell in the presence of chloride ions, and contains hypochlorous acid containing hypochlorous acid, which is a strong oxidizing substance. In a water treatment method for producing water,
In the previous stage of the electrolytic cell or in the electrolytic cell, the flow rate in the electrolytic cell is ensured, and an amount of air that dilutes the hydrogen gas generated by electrolysis is supplied to the water to be treated. To do.
本発明によれば、電解処理する処理対象水中に空気を供給することにより、水流によるスケール付着防止効果に加え、空気を吹き込むことにより電極表面での流速の増大と、より一層の乱流化により洗浄効果を向上させることが可能である。また、吹き込んだ空気は、従来電解処理により発生する水素ガスを爆発限界以下まで希釈するために別途設けていた希釈空気として利用可能である。従って、従来はスケール付着防止用の装置と、水素ガス希釈用装置とを別個に設けていたが、これらを一体化又は小型化することができ、装置全体の小型化が可能である。
さらに、次亜塩素酸により副次的に生成する有機塩素化合物に対しても、循環液中に気泡を混合することで、液相から気相に移動させることができ、処理水を無害化することが可能である。
According to the present invention, by supplying air into the water to be electrolyzed, in addition to the effect of preventing scale adhesion due to the water flow, by blowing air, the flow velocity at the electrode surface is increased and further turbulence is achieved. It is possible to improve the cleaning effect. The blown air can be used as dilution air that has been separately provided for diluting the hydrogen gas generated by the conventional electrolytic treatment to below the explosion limit. Therefore, conventionally, the device for preventing scale adhesion and the device for diluting hydrogen gas are provided separately, but these can be integrated or miniaturized, and the entire device can be miniaturized.
Furthermore, organic chlorine compounds that are produced by hypochlorous acid as a secondary agent can be moved from the liquid phase to the gas phase by mixing bubbles in the circulating liquid, making the treated water harmless. It is possible.
また、前記空気が、圧縮空気若しくはマイクロバブルであることが好ましい。
本発明では、圧縮空気は水流の発生を促進し、またマイクロバブルは水中で微細気泡が放散するため均等に電極表面を気泡が通過することとなり、何れの電極表面においても流速を増大させることができ、スケール付着防止効果を高めることが可能となる。
The air is preferably compressed air or microbubbles.
In the present invention, compressed air promotes the generation of water flow, and microbubbles dissipate fine bubbles in water, so that bubbles pass evenly through the electrode surface, and the flow velocity can be increased on any electrode surface. It is possible to increase the scale adhesion preventing effect.
さらに、前記電解槽にて電解処理した後の処理水の少なくとも一部を、槽内若しくは槽外の循環ラインを介して循環させるようにしたことを特徴とする。
このように、処理水(処理対象水を含む)を循環させることにより、次亜塩素酸の生成濃度を制御し易くなるとともに、循環流により流速が増大し、スケール付着防止に効果的である。
さらにまた、前記電解槽内にエアリフトポンプ装置を設け、処理水を槽内にて循環させるようにしたことを特徴とする。
このように、エアリフトポンプ装置を設けることにより、電極表面の流速を増大させることができ、スケール付着防止効果を高めることに加え、循環のための動力と水素ガス希釈のための空気供給の動力が一体化でき、動力の低減を図ることができる。
Furthermore, at least a part of the treated water after the electrolytic treatment in the electrolytic bath is circulated through a circulation line inside or outside the bath.
Thus, by circulating the treated water (including the water to be treated), it becomes easier to control the concentration of hypochlorous acid produced, and the flow rate is increased by the circulating flow, which is effective in preventing scale adhesion.
Furthermore, an air lift pump device is provided in the electrolytic tank, and treated water is circulated in the tank.
As described above, by providing the air lift pump device, the flow velocity of the electrode surface can be increased, and in addition to enhancing the effect of preventing scale adhesion, the power for circulation and the power for air supply for diluting hydrogen gas are increased. It can be integrated and power can be reduced.
また、処理対象水が流入するとともに電解により発生した水素ガスを排気する循環タンクと、該循環タンクから循環ポンプを介して供給された処理対象水を塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽と、該電解槽から排出した処理水の少なくとも一部を前記循環タンクに循環させる循環ラインと、を備えた水処理装置において、
前記電解槽の上流側若しくは該電解槽内の処理対象水中に、前記電解槽内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を備えたことを特徴とする。
In addition, a circulation tank that discharges hydrogen gas generated by electrolysis while flowing in water to be treated, and an electrolytic tank that electrolytically treats the water to be treated supplied from the circulation tank via a circulation pump in the presence of chloride ions And a water treatment apparatus comprising a circulation line for circulating at least a part of the treated water discharged from the electrolytic cell to the circulation tank,
An air supply means is provided on the upstream side of the electrolytic cell or in the water to be treated in the electrolytic cell, which supplies air in an amount sufficient to maintain a flow rate in the electrolytic cell and dilute the hydrogen gas. To do.
また、処理対象水が供給され塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽と、該電解槽から排出された処理水を貯留するとともに、電解により発生した水素ガスを排気する処理水タンクと、を備えた水処理装置において、
前記電解槽上流側若しくは該電解槽内の処理対象水中に、前記電解槽内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を備えたことを特徴とする。
In addition, an electrolytic tank supplied with water to be treated and electrolytically treated in the presence of chloride ions, a treated water tank for storing treated water discharged from the electrolytic tank and exhausting hydrogen gas generated by electrolysis, In a water treatment device comprising:
An air supply means is provided on the upstream side of the electrolytic cell or in the water to be treated in the electrolytic cell, which supplies air in an amount sufficient to maintain a flow rate in the electrolytic cell and dilute the hydrogen gas. .
さらに、処理対象水が供給され塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽を備えた水処理装置において、
前記電解槽は、槽本体と、該槽本体内を電解域と循環域とに仕切る仕切り板と、を備え、前記電解域には少なくとも一対以上の電極板を有する電極部が配置され、該電解域の下方に、前記槽本体内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を設け、前記電解域と前記循環域の間を処理対象水が循環するようにしたことを特徴とする。
Furthermore, in a water treatment apparatus provided with an electrolytic cell in which water to be treated is supplied and electrolytically treated in the presence of chloride ions,
The electrolytic tank includes a tank body and a partition plate that partitions the inside of the tank body into an electrolysis region and a circulation region, and an electrode portion having at least a pair of electrode plates is disposed in the electrolysis region. An air supply means for supplying air in an amount sufficient to secure the flow rate in the tank body and dilute the hydrogen gas is provided below the zone, and the water to be treated circulates between the electrolysis zone and the circulation zone. It is characterized by doing so.
さらにまた、処理対象水が供給され塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽を備えた水処理装置において、
前記電解槽は、槽本体と、該槽本体内を電解域と循環域とに仕切る仕切り板と、を備え、前記電解域には少なくとも一対以上の電極板を有する電極部が配置され、前記循環域にはエアリフトポンプ装置が配置され、該エアリフトポンプ装置に、前記槽本体内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を設け、前記電解域と前記循環域の間を処理対象水が循環するようにしたことを特徴とする。
また、これらの発明において、前記空気供給手段は、圧縮空気若しくはマイクロバブルを供給する手段であることが好ましい。
Furthermore, in a water treatment apparatus provided with an electrolytic cell in which water to be treated is supplied and electrolytically treated in the presence of chloride ions,
The electrolytic bath includes a bath body and a partition plate that partitions the inside of the bath body into an electrolysis zone and a circulation zone, and an electrode portion having at least a pair of electrode plates is disposed in the electrolysis zone, and the circulation An air lift pump device is disposed in the region, and the air lift pump device is provided with an air supply means for supplying air in an amount that ensures a flow rate in the tank body and dilutes the hydrogen gas, It is characterized in that the water to be treated circulates between circulation zones.
In these inventions, the air supply means is preferably means for supplying compressed air or microbubbles.
以上記載のごとく本発明によれば、電極へのスケール成分付着防止を可能とするとともに、発生した水素ガスの希釈効果を備えることができ、装置の小型化及び動力低減が可能となる。
即ち、スケール付着防止を目的とした電極表面の流速確保(せん断流確保)のために、電解槽内若しくは該電解槽に流入する処理対象水に空気を吹き込むことで、陽極側でのスケール付着防止効果の向上、循環動力の低減を図るとともに、電解処理に伴い陰極側で発生する水素ガスを爆発限界以下にまで希釈する希釈空気として利用することができ、装置全体として動力がほぼ同等若しくは低減を図りつつ、スケール付着防止効果の向上を図ることができる。
さらに、陰極側で水素を発生しない水処理方法もしくは水処理装置であっても、本発明によれば、電極へのスケール成分付着防止を可能とすることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the scale component from adhering to the electrode, and to provide the effect of diluting the generated hydrogen gas, thereby reducing the size and power of the apparatus.
In other words, in order to ensure the flow velocity (shear flow) on the electrode surface for the purpose of preventing scale adhesion, the scale is prevented from adhering to the anode side by blowing air into the electrolytic cell or water to be treated flowing into the electrolytic cell. In addition to improving the effect and reducing the circulation power, it can be used as dilution air to dilute the hydrogen gas generated on the cathode side to the explosion limit or less due to the electrolytic treatment, and the power of the entire device is almost equal or reduced. While aiming, it is possible to improve the scale adhesion preventing effect.
Furthermore, even with a water treatment method or a water treatment apparatus that does not generate hydrogen on the cathode side, according to the present invention, it is possible to prevent adhesion of scale components to the electrode.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図1は本発明の実施例1に係る水処理装置の概略を示す構成図、図2は本発明の実施例2に係る水処理装置の概略を示す構成図、図3乃至図5乃は本発明の実施例3に係る水処理装置の概略を示す構成図、図6は本発明の実施例4に係る水処理装置の概略を示す構成図、図7は、本実施例が適用される電極配置の一例を示す側断面図である。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
1 is a block diagram showing an outline of a water treatment apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a water treatment apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and FIGS. FIG. 6 is a block diagram showing an outline of a water treatment apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 7 is an electrode to which this embodiment is applied. It is a sectional side view which shows an example of arrangement | positioning.
本実施例の処理対象水としては、し尿や下水等の廃水、被酸化性物質を含有する水、上水、中水、或いは海水等の塩分含有水などが挙げられる。
し尿や下水等の廃水は、電解処理を施すことにより主に脱窒素処理、脱リン処理、脱臭処理、消毒・殺菌・漂白処理など行うことを目的とする。被酸化性物質を含有する水は、電解処理を施すことにより水中の被酸化性物質の酸化分解を行うことを目的とする。上水、中水は、電解処理を施すことにより、主に電解にて発生させた次亜塩素酸により消毒・殺菌などを行うことを目的とする。海水等の塩分含有水は、電解処理を施すことにより、主に次亜塩素酸含有水を生成し、これを消毒、殺菌、漂白、脱臭等に用いる他、海水の取水口に注入して海洋生物の付着防止に用いられる。
Examples of water to be treated in this embodiment include waste water such as human waste and sewage, water containing an oxidizable substance, tap water, middle water, and salt-containing water such as seawater.
The purpose of wastewater such as human waste and sewage is to mainly perform denitrification, dephosphorization, deodorization, disinfection, sterilization, bleaching, etc. by electrolytic treatment. The purpose of water containing an oxidizable substance is to oxidatively decompose the oxidizable substance in the water by performing an electrolytic treatment. The purpose of clean water and middle water is to disinfect and sterilize mainly by hypochlorous acid generated by electrolysis by applying electrolytic treatment. Salt-containing water, such as seawater, is mainly subjected to electrolytic treatment to produce hypochlorous acid-containing water, which is used for disinfection, sterilization, bleaching, deodorization, etc., and injected into seawater intakes to the ocean. Used to prevent organisms from attaching.
本実施例における電解処理の基本構成は、処理対象水を塩化物イオン存在下にて電気分解することにより次亜塩素酸を生成し、該次亜塩素酸塩により被酸化物含有水に含まれる被酸化物を酸化分解するものであり、さらに、スケールの付着を防止でき、且つ電解により発生する水素ガスを希釈することが可能な構成を有する。
即ち、スケール付着防止を目的とした電極表面の流速確保のために、電解槽に流入する処理対象水に空気を吹き込むことで、スケール付着防止効果の向上、循環動力の低減を図るとともに、電解処理に伴い発生する水素ガスを爆発限界以下にまで希釈する希釈空気として利用することにより、装置全体として動力がほぼ同等若しくは低減を図りつつ、スケール付着防止効果の向上を図ることができる。
以下の実施例1乃至実施例4に、具体的な水処理方法と装置を示す。
The basic structure of the electrolytic treatment in this example is to generate hypochlorous acid by electrolyzing the water to be treated in the presence of chloride ions and to be contained in the oxide-containing water by the hypochlorite. It has a structure capable of oxidizing and decomposing an oxide, and further preventing the scale from adhering and diluting hydrogen gas generated by electrolysis.
That is, in order to secure the flow velocity of the electrode surface for the purpose of preventing scale adhesion, air is blown into the water to be treated flowing into the electrolytic cell, thereby improving the scale adhesion preventing effect and reducing the circulation power, as well as the electrolytic treatment. By utilizing the hydrogen gas generated as a result of dilution air that dilutes to below the explosion limit, the scale adherence prevention effect can be improved while the power of the entire apparatus is substantially equal or reduced.
Examples 1 to 4 below show specific water treatment methods and apparatuses.
図1に示すように、本実施例1は循環型の装置であり、原水20が流入する循環タンク10と、該循環タンク10とライン21により接続された電解槽13と、該ライン21上に配置された循環ポンプ11と、電解槽13内に浸漬配置された電極板に電解用電流を供給する直流電源装置14とを備えるとともに、該電解槽13から排出される処理水25を循環タンク10に返送する循環ライン23と、該処理水を系外へ排出する排出ライン24と、処理水の循環ラインを切り替える三方バルブ15と、を備える。また、必要に応じて、循環タンク10の気相に対して空気を供給するファン16を備える。
循環タンク10は、一又は複数設けられる。該循環タンク10は、原則として原水又は処理水を一時的に貯留する機能を有するが、必要に応じて塩化物イオン添加手段、pH調整手段等を備えていてもよい。尚、これらの塩化物イオン添加手段、pH調整手段等は電解槽13側に設けてもよい。
As shown in FIG. 1, the first embodiment is a circulation type device, and includes a circulation tank 10 into which raw water 20 flows, an
One or more circulation tanks 10 are provided. The circulation tank 10 has a function of temporarily storing raw water or treated water in principle, but may be provided with chloride ion addition means, pH adjustment means, and the like as necessary. These chloride ion adding means, pH adjusting means and the like may be provided on the
電解槽13は、一又は複数設けられる。該電解槽13は、槽本体と、該槽本体内の原水中に浸漬された少なくとも一対の電極板とを備え、この電極板に接続された直流電源装置14にて電極板に電解用電流を供給することにより処理対象水の電解反応を行う。
電極板は複数配置されていてもよく、この場合、例えば図7に示される装置構成を用いることができる。同図に示されるように、槽本体65の原水入口側に設置された陰極通電棒62と、出口側に設置された陽極通電棒63とを有し、これらの通電棒62、63の間に複数の電極板61が配置される。該電極板61は、槽本体65内での原水の流れに平行に且つ千鳥状に多段配置されている。各電極板の黒ぬり部が陽極になる。そして、槽本体65内を原水が流れるとともに、陽極通電棒63から陰極通電棒62に電流が流されることにより、各段の電極板61で順次原水が電気分解される。
One or a plurality of
A plurality of electrode plates may be arranged. In this case, for example, the apparatus configuration shown in FIG. 7 can be used. As shown in the same figure, it has a cathode energizing rod 62 installed on the raw water inlet side of the
さらに本実施例の特徴的な構成として、スケール成分の付着防止及び水素ガス希釈を目的として、電解槽13若しくは該電解槽13の前段にて空気を原水中に吹き込む空気供給手段を備えている。図1では、循環タンク10から電解槽13への原水ライン21上に、圧縮空気を供給するコンプレッサ12を備えている。このコンプレッサ12により、電解槽13に流入する原水中に空気を送り込み、該電解槽13にて気泡を含有した原水を電気分解するようにしている。コンプレッサ12は、循環タンク10と電解槽13の間であれば、何れに設置してもよいが、循環ポンプ11の下流側で且つ電解槽13の上流側に設けることが好ましい。これは、循環ポンプ11内に多量の気泡が入り込んで不具合が発生することを防止するためである。
Further, as a characteristic configuration of the present embodiment, for the purpose of preventing adhesion of scale components and diluting hydrogen gas, an air supply means for blowing air into the raw water at the front of the
原水中に空気を吹き込むことにより、電解槽13にて電極表面の流速が増加し、電極表面でのより一層の乱流化が発生し、電極にスケールが付着しにくくし、且つ付着したスケールの洗浄効果を有する。
さらに、処理水中に気泡が存在することにより、循環ポンプ11における循環動力の低減を図ることが可能となる。
さらにまた、電解処理により電解槽13内で発生した水素ガスが循環タンク10の気相に溜まることとなるが、この水素ガスとともに、コンプレッサ12により吹き込んだ空気が気相に溜まるため、水素ガスが希釈される。従って、ファン16を設置しない構成としたり、或いはファン16の小型化或いは動力低減することが可能となる。
By blowing air into the raw water, the flow velocity of the electrode surface in the
Furthermore, the presence of bubbles in the treated water makes it possible to reduce the circulation power in the
Furthermore, the hydrogen gas generated in the
空気供給手段として、本実施例では圧縮空気を供給するコンプレッサを例示したが、これに限定されるものではなく、ブロワ等の通常空気を供給する手段、或いはマイクロバブルを供給する手段等であってもよい。尚、マイクロバブルとは、直径10〜500μm等の微細気泡である。マイクロバブルを用いる利点としては、水中で微細気泡が放散するため、電極を複数設けていても略均等に電極表面を通過することとなり、何れの電極表面においても流速を増大させることができ、スケール付着防止に効果的である。 In this embodiment, the compressor for supplying compressed air is exemplified as the air supply means. However, the present invention is not limited to this. Means for supplying normal air such as a blower, means for supplying microbubbles, etc. Also good. Microbubbles are fine bubbles having a diameter of 10 to 500 μm. The advantage of using microbubbles is that fine bubbles diffuse in water, so even if multiple electrodes are provided, they pass through the electrode surface almost evenly, and the flow velocity can be increased on any electrode surface. It is effective in preventing adhesion.
図1に示す装置における作用を説明すると、まず循環タンク10に貯留された原水は、循環ポンプ11によりライン21を介して適宜電解槽13に送給される。このとき、コンプレッサ12によりライン21の原水中に圧縮空気を吹き込む。気泡を含有した原水は電解槽13に流入し、該電解槽13内にて電解処理される。
The operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described. First, raw water stored in the circulation tank 10 is appropriately fed to the
一例として、電解処理における反応を、原水種類とその処理内容とともに以下に示す。
海水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成する場合、電気分解により以下の反応が得られる。
2Cl− → Cl2+2e
2H2O+2e → 2OH−+H2
2Na++2OH− → 2NaOH
陽極で発生した塩素(Cl2)は、陰極で発生した水酸化ナトリウム(NaOH)と反応し、以下の反応により次亜塩素酸ソーダ(NaClO)を生成する。
Cl2+2NaOH → NaClO+NaCl+H2O
このようにして生成した次亜塩素酸ソーダ含有水は、海水の取水口や配管、復水器、各種冷却器等の海水と接触する部分に供給することで、藻や貝類などの海洋生物の付着を防止することが可能である。
As an example, the reaction in electrolytic treatment is shown below together with the type of raw water and the content of the treatment.
When seawater is electrolyzed to produce sodium hypochlorite, the following reaction is obtained by electrolysis.
2Cl − → Cl 2 + 2e
2H 2 O + 2e → 2OH− + H 2
2Na + + 2OH − → 2NaOH
Chlorine (Cl 2 ) generated at the anode reacts with sodium hydroxide (NaOH) generated at the cathode, and sodium hypochlorite (NaClO) is generated by the following reaction.
Cl 2 + 2NaOH → NaClO + NaCl + H 2 O
The sodium hypochlorite-containing water produced in this way is supplied to seawater intakes and pipes, condensers, parts that come in contact with seawater, such as various coolers, so that marine organisms such as algae and shellfish It is possible to prevent adhesion.
また、別の例として、有機性廃水を電気分解して脱窒素を行う場合、電気分解により以下の反応が得られる。
H2O →1/2O2+2H++2e−
2Cl− →Cl2+2e−
Cl2+H2O →HClO+HCl
H2O+e− →1/2H2+OH−
これにより、酸化力が非常に強い次亜塩素酸(HClO)が発生する。この次亜塩素酸と、廃水中のアンモニアが反応し、以下の反応により無害な窒素ガスに転化する。
2NH3+3HClO→N2+3HCl+3H2O
他にも、本構成の電解処理により、脱リン処理、消毒・殺菌・漂白処理、その他電解処理が可能である。
As another example, when organic nitrogen waste water is electrolyzed for denitrification, the following reaction is obtained by electrolysis.
H 2 O → 1 / 2O 2 + 2H + + 2e −
2Cl − → Cl 2 + 2e −
Cl 2 + H 2 O → HClO + HCl
H 2 O + e − → 1 / 2H 2 + OH −
Thereby, hypochlorous acid (HClO) having very strong oxidizing power is generated. This hypochlorous acid reacts with ammonia in wastewater, and is converted into harmless nitrogen gas by the following reaction.
2NH 3 + 3HClO → N 2 + 3HCl + 3H 2 O
In addition, by the electrolytic treatment of this configuration, dephosphorization treatment, disinfection / sterilization / bleaching treatment, and other electrolytic treatment are possible.
電解処理後の処理水は、ライン22を介して電解槽13より排出され、循環ライン23を介して循環タンク10に返送される。循環タンク10には、電解反応により発生した水素ガスが気相側に溜まり、必要に応じてファン16により空気を供給して爆発限界以下まで希釈した後排ガス26として排出する。このとき、コンプレッサ12により予め空気を供給しているため、水素ガスが十分に希釈されていれば希釈用空気を供給する必要はない。
循環タンク10に返送された処理水は、電解槽13に供給され、電解処理が繰り返し行われる。このとき、電解槽13の運転時間を測定し、該運転時間に基づいて三方バルブ15を操作し、所定時間循環させた後、循環ラインを切り替えて処理水を排出させてもよい。また、電解槽13からの処理水の一部を引抜き循環させ、他の処理水は排出し、循環させた処理水に原水20を加えて電解処理するようにしてもよい。
The treated water after the electrolytic treatment is discharged from the
The treated water returned to the circulation tank 10 is supplied to the
本実施例によれば、電解処理する処理対象水中に空気を供給することにより乱流が発生し、この水流によるスケール付着防止効果に加え、空気を吹き込むことにより、電極表面での洗浄効果を向上させることが可能である。また、吹き込んだ空気は、従来電解処理により発生する水素ガスを爆発限界以下まで希釈するために別途設けていた希釈空気として利用可能である。従って、従来はスケール付着防止用の装置と、水素ガス希釈用装置とを別個に設けていたが、これらを一体化又は小型化することができ、装置全体の小型化が可能である。
さらに、次亜塩素酸により副次的に生成する有機塩素化合物に対しても、循環液中に気泡を混合することで、液相から気相に移動させることができ、気液分離を促進させ処理水を無害化することが可能である。
According to the present embodiment, turbulence is generated by supplying air into the water to be electrolyzed, and in addition to the effect of preventing scale adhesion due to this water flow, the cleaning effect on the electrode surface is improved by blowing air. It is possible to make it. The blown air can be used as dilution air that has been separately provided for diluting the hydrogen gas generated by the conventional electrolytic treatment to below the explosion limit. Therefore, conventionally, the device for preventing scale adhesion and the device for diluting hydrogen gas are provided separately, but these can be integrated or miniaturized, and the entire device can be miniaturized.
Furthermore, organic chlorine compounds that are produced by hypochlorous acid can be moved from the liquid phase to the gas phase by mixing bubbles in the circulating liquid, facilitating gas-liquid separation. It is possible to render the treated water harmless.
図2に、本実施例2に係る水処理装置を示す。尚、以下の実施例2乃至4において、上記した実施例1と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
この装置は、ワンスルー型の装置であり、原水20を送給するライン27上に設けたポンプ26と、原水20を電解処理する電解槽17と、該電解槽17の電極に電解用電流を供給する直流電源装置18と、電解槽17からの処理水がライン28を介して供給される処理水タンク19と、該処理水タンク19に貯留された処理水25を排出するポンプ29と、を備える。また、必要に応じて、処理水タンク19に水素ガス希釈用の空気を供給するファン16を備える。
さらに本実施例の特徴的な構成として、電解槽16若しくはその前段に、処理対象水中に空気を吹き込む空気供給手段を備える。本実施例では、電解槽17の前段に圧縮空気を供給するコンプレッサ12を設けている。
FIG. 2 shows a water treatment apparatus according to the second embodiment. In the following second to fourth embodiments, detailed description of the same configurations as those of the first embodiment will be omitted.
This apparatus is a one-through type apparatus, and supplies a current for electrolysis to a
Further, as a characteristic configuration of the present embodiment, an air supply means for blowing air into the water to be treated is provided in the
本装置における作用を説明すると、原水20をポンプ26により電解槽17に供給するとともに、コンプレッサ12により原水20に空気を吹き込む。気泡を含有した原水20は、電解槽17により電解処理される。ここで電解はワンスルー処理により行われ、電解槽17にて所定時間電解処理するか、若しくは、処理水中のpH又はORP等の指標に基づいて電解終了時期を判断するようにしてもよい。
電解処理後に排出された処理水は、処理水タンク19に貯留される。処理水タンク19にて気相側に溜まった水素ガスは、コンプレッサ12にて供給した空気により希釈されており、必要に応じてファン16にて希釈用空気を供給した後排ガス26として排出される。また、処理水25はポンプ29により適宜排出される。
The operation of this apparatus will be described. Raw water 20 is supplied to the
The treated water discharged after the electrolytic treatment is stored in the treated water tank 19. The hydrogen gas accumulated on the gas phase side in the treated water tank 19 is diluted by the air supplied by the
本実施例によれば、電解をワンスルー処理としているため、従来の装置では水流が確保されずにスケールが付着しやすかったが、本構成のごとく処理対象水中に空気を吹き込むことによってスケール付着防止或いは電極表面での洗浄効果を向上させることが可能となる。
さらに、実施例1と同様に、吹き込んだ空気が水素ガスを希釈する効果も備えるため、希釈用ファンを設ける必要がない、或いはファンの小型化が可能となり、装置全体の小型化が達成できる。さらに、次亜塩素酸により副次的に生成する有機塩素化合物に対しても、循環液中に気泡を混合することで、液相から気相に移動させることができ、気液分離を促進させることが可能である。
According to the present embodiment, since electrolysis is a one-through treatment, the conventional apparatus did not secure a water flow and the scale was easy to adhere.However, as in this configuration, the scale adhesion was prevented by blowing air into the water to be treated. The cleaning effect on the electrode surface can be improved.
Furthermore, since the blown air also has the effect of diluting the hydrogen gas as in the first embodiment, it is not necessary to provide a dilution fan, or the fan can be downsized, and the entire apparatus can be downsized. Furthermore, organic chlorine compounds that are produced by hypochlorous acid as a secondary agent can be moved from the liquid phase to the gas phase by mixing bubbles in the circulating liquid, thereby promoting gas-liquid separation. It is possible.
図3乃至図5に本実施例3に係る水処理装置を示す。実施例3は、循環型で且つ装置一体型の構成となっている。
まず図3を参照して、この装置30Aは、槽本体31と、該槽本体31の側面下方に設けた原水入口31aと、該原水入口31aとは対向する側の側面下方に設けた処理水出口31bと、該原水入口31aと処理水出口31bとを分断するごとく槽本体31を仕切る仕切り板32と、該仕切り板32により原水入口31a側に形成された電解域34と、処理水出口31b側に形成された循環域35とを備える。
3 to 5 show a water treatment apparatus according to the third embodiment. The third embodiment has a circulation type and an apparatus integrated type configuration.
First, referring to FIG. 3, this
前記仕切り板32は、その上部と下部が開放されており、電解域34と循環域35は上部と下部にて連通している。
前記電解域34には、電極板が配置された電極部36が配設されている。該電極部36には、一対又は複数の電極板が配置され、該電極板は直流電源装置(図示略)に接続されている。
The
In the
さらに本実施例の特徴的な構成として、電解域34の下方から空気を吹き込む空気供給手段を備えている。本実施例では、圧縮空気を供給するコンプレッサ45を備え、該コンプレッサ45により圧縮空気42を、空気吹き込み口33から供給する構成としている。尚、この空気供給手段は、実施例1と同様に他の構成も採用できる。
Furthermore, as a characteristic configuration of the present embodiment, an air supply means for blowing air from below the
本装置における作用を説明すると、原水入口31aより槽本体31内に供給された原水40は、コンプレッサ45から供給される圧縮空気により形成された上昇流に従って電解域34を通流し、電極部36にて電解処理される。電解により発生した水素ガスは、コンプレッサ45から供給された空気とともに槽本体31上部の気相側に移動し、必要に応じて吹き込まれた空気48によりさらに希釈され、排ガス47として排出される。
一方、電解処理後の処理水は、仕切り板32上部をオーバーフローして循環域35に流入する。該循環域35では、下降流が形成され、処理水は仕切り板32下部より電解域34に循環する。このように、本装置では図中矢印で示した循環流が形成される。
電解処理が終了したら、処理水出口31bより処理水41を排出するようになっている。
Explaining the operation of this apparatus, the raw water 40 supplied into the
On the other hand, the treated water after the electrolytic treatment overflows the upper part of the
When the electrolytic treatment is completed, the treated water 41 is discharged from the treated
本実施例では、実施例1に記載したように空気を供給することによる効果に加えて、一つの槽本体内にて循環流を形成し、一体型の装置構成としたため、より一層の装置の小型化が可能で、また循環ポンプ等の循環用装置を設ける必要がなくなる。この装置は、電解処理する処理対象水の量が少ない場合に好適に適用できる。 In the present embodiment, in addition to the effect of supplying air as described in the first embodiment, a circulation flow is formed in one tank body to form an integrated apparatus configuration. Miniaturization is possible and there is no need to provide a circulation device such as a circulation pump. This apparatus can be suitably applied when the amount of water to be treated for electrolytic treatment is small.
さらに、図4に図3を応用した装置を示す。本実施例の装置30Bでは、図3に示した装置構成に加えて、エアリフトポンプ装置37を備えた構成となっている。
このエアリフトポンプ装置37は、前記循環域35に垂直方向に延設したエアリフト管35と、該エアリフト管35の底部から空気43を供給する手段と、電解域34の上部からエアリフト管35下部に処理水を導く循環ライン39と、から構成される。
また、原水入口31aは循環域35の上部に設けられ、処理水出口は該循環域35の下部に設けられている。さらに、図3と同様に、電解域34の下部から空気を供給するコンプレッサ45を備える。
Further, FIG. 4 shows an apparatus to which FIG. 3 is applied. In the
The air
The
本実施例において、エアリフト管38内には、空気43の供給により上昇流が形成され、該エアリフト管38の周囲には下降流が形成されている。この下降流は、仕切り板32の下部の連通部から電解域34に向かい、該電解部34には上昇流が形成される。さらに電解部34の電極部36にて電解処理された処理水は、循環ライン39を介してエアリフト管38の下部に供給される。
このように、エアリフトポンプ装置37を具備することにより、循環流の流速が増大し、さらにコンプレッサ45による空気吹き込みによる流速増大と相まってスケール付着防止効果が向上することとなる。
In the present embodiment, an upward flow is formed in the
Thus, by providing the air
さらにまた、図5に図3を応用した別の装置を示す。本実施例の装置30Cは、図4に示した装置構成において、コンプレッサ45を設置しない構成としている。このように、コンプレッサ45を設置しない場合でも、エアリフトポンプ装置37による循環流の形成、空気43の吹き込みにより、スケール付着防止及び水素ガス希釈が同時に達成し得るものである。本実施例によれば、コンプレッサを設置しない構成としたため、動力低減及び装置の簡素化、小型化が可能である。
Furthermore, FIG. 5 shows another apparatus to which FIG. 3 is applied. The
図6に、本実施例4に係る水処理装置を示す。実施例4は、循環型で且つ装置一体型の構成となっている。
この装置50は、槽本体51と、該槽本体51の側部に設けられた原水入口31aと、該原水入口31aを有し、仕切り板55により形成された電解域57と、該電解域57内で原水入口31aから離間した位置に横置き配置された電極部52と、該原水入口31aと電極部52との間に配置されたエアリフトポンプ装置53と、前記電極部52を通過した処理水がオーバーフローにより流入し、槽本体51の側部及び底部を通って前記エアリフトポンプ装置の下部に供給される循環ライン56と、該循環ライン56の下流側に設けられた処理水出口31bと、から構成される。
FIG. 6 shows a water treatment apparatus according to the fourth embodiment. The fourth embodiment has a circulation type and an apparatus integrated type configuration.
The
エアリフトポンプ装置53のエアリフト管54は、下方が循環ライン56に連通し、上方は開放されて、処理水がエアリフト管54の上部開口より電極部52手前に流入するようになっている。原水40又はエアリフト管54から流入した処理水は、図中矢印方向に電極部52を通過し、ここで電解処理された後、仕切り板55をオーバーフローして循環ライン56に流入し、該循環ライン56を図中矢印方向に移動してエアリフト管54下部に導入されるようになっている。エアリフト管54には、空気43が供給され、上記した循環流を形成している。
本装置では、原水40が供給された後、所定時間循環させ電解処理した後、処理水41として排出してもよいし、原水40を原水入口31aより所定量ずつ供給しながら電解処理し、適宜処理水出口31bより所定量ずつ抜き出して循環運転してもよい。
The lower part of the
In this apparatus, after the raw water 40 is supplied, it is circulated for a predetermined time and subjected to electrolytic treatment, and then discharged as treated water 41. Alternatively, the raw water 40 is subjected to electrolytic treatment while supplying a predetermined amount from the
本実施例によれば、実施例1に記載したように空気を供給することによる効果に加えて、一つの槽本体内にて循環流を形成し、一体型の装置構成としたため、より一層の小型化が可能で、また循環ポンプ等の循環用装置を設ける必要がなくなる。この装置は、処理量が少ない場合に好適に適用できる。さらに本実施例では、実施例3とは異なり循環ライン56を槽本体51内に組み込んだ構成となっているため、装置構成を簡素化することが可能である。
According to the present embodiment, in addition to the effect of supplying air as described in the first embodiment, a circulation flow is formed in one tank body, and an integrated apparatus configuration is formed. Miniaturization is possible and there is no need to provide a circulation device such as a circulation pump. This apparatus can be suitably applied when the amount of processing is small. Further, in the present embodiment, unlike the third embodiment, the
10 循環タンク
11 循環ポンプ
12 コンプレッサ
13、17 電解槽
14、18 直流電源装置
19 処理水タンク
23、39、56 循環ライン
31、51 槽本体
32、55 仕切り板
34 電解域
35 循環域
36、52 電極部
37、53 エアリフトポンプ装置
38、54 エアリフト管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (9)
前記電解槽前段若しくは該電解槽内にて、前記電解槽内における流速が確保され且つ電解により発生する水素ガスが希釈される量の空気を前記処理対象水中に供給するようにしたことを特徴とする水処理方法。 In the water treatment method of generating hypochlorous acid-containing water containing hypochlorous acid, which is a strong oxidizing substance, by subjecting the water to be treated introduced into the electrolytic cell to electrolytic treatment in the presence of chloride ions,
In the previous stage of the electrolytic cell or in the electrolytic cell, the flow rate in the electrolytic cell is ensured, and an amount of air that dilutes the hydrogen gas generated by electrolysis is supplied to the water to be treated. Water treatment method.
前記電解槽の上流側若しくは該電解槽内の処理対象水中に、前記電解槽内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を備えたことを特徴とする水処理装置。 A circulation tank that discharges hydrogen gas generated by electrolysis and into which the water to be treated flows, and an electrolytic tank that electrolytically treats the water to be treated supplied from the circulation tank through a circulation pump in the presence of chloride ions; In a water treatment apparatus comprising a circulation line for circulating at least a part of the treated water discharged from the electrolytic cell to the circulation tank,
An air supply means is provided on the upstream side of the electrolytic cell or in the water to be treated in the electrolytic cell, which supplies air in an amount sufficient to maintain a flow rate in the electrolytic cell and dilute the hydrogen gas. Water treatment equipment.
前記電解槽上流側若しくは該電解槽内の処理対象水中に、前記電解槽内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を備えたことを特徴とする水処理装置。 An electrolytic bath for supplying water to be treated and electrolytically treating in the presence of chloride ions, and a treated water tank for storing treated water discharged from the electrolytic bath and exhausting hydrogen gas generated by electrolysis are provided. Water treatment equipment,
An air supply means is provided on the upstream side of the electrolytic cell or in the water to be treated in the electrolytic cell, which supplies air in an amount sufficient to maintain a flow rate in the electrolytic cell and dilute the hydrogen gas. Water treatment equipment.
前記電解槽は、槽本体と、該槽本体内を電解域と循環域とに仕切る仕切り板と、を備え、前記電解域には少なくとも一対以上の電極板を有する電極部が配置され、該電解域の下方に、前記槽本体内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を設け、前記電解域と前記循環域の間を処理対象水が循環するようにしたことを特徴とする水処理装置。 In a water treatment apparatus equipped with an electrolytic tank for supplying water to be treated and electrolytically treating in the presence of chloride ions,
The electrolytic tank includes a tank body and a partition plate that partitions the inside of the tank body into an electrolysis region and a circulation region, and an electrode portion having at least a pair of electrode plates is disposed in the electrolysis region. An air supply means for supplying air in an amount sufficient to secure the flow rate in the tank body and dilute the hydrogen gas is provided below the zone, and the water to be treated circulates between the electrolysis zone and the circulation zone. A water treatment apparatus characterized by having made it.
前記電解槽は、槽本体と、該槽本体内を電解域と循環域とに仕切る仕切り板と、を備え、前記電解域には少なくとも一対以上の電極板を有する電極部が配置され、前記循環域にはエアリフトポンプ装置が配置され、該エアリフトポンプ装置に、前記槽本体内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を設け、前記電解域と前記循環域の間を処理対象水が循環するようにしたことを特徴とする水処理装置。 In a water treatment apparatus provided with an electrolytic cell that is supplied with water to be treated and performs electrolytic treatment in the presence of chloride ions,
The electrolytic bath includes a bath body and a partition plate that partitions the inside of the bath body into an electrolysis zone and a circulation zone, and an electrode portion having at least a pair of electrode plates is disposed in the electrolysis zone, and the circulation An air lift pump device is disposed in the region, and the air lift pump device is provided with an air supply means for supplying air in an amount that ensures a flow rate in the tank body and dilutes the hydrogen gas, A water treatment apparatus characterized in that water to be treated circulates between circulation zones.
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