JP2009045524A - 電解ユニット管および液体電解装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
液体の流通によって電極体との接触を常時更新する電解ユニット管を提供し、さらに工場内や船舶内などの設置場所に応じて任意の形状に配列できる循環型の液体電解装置を提供する。
【解決手段】
電解ユニット管は、少なくとも１本を接続して配列自在の液体電解装置を構成し、両端が開口している管本体と、軸方向に沿って管本体の内部で平行に近接収納する少なくとも１対の電極体と、管本体の両端部に形成した接続用のフランジ部とを備え、液体の内部流通によって電極体との接触を常時更新して電解反応を促進させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体の流通によって電極体との接触を常時更新する電解ユニット管に関し、さらに工場内や船舶内などの設置場所に応じて任意の形状に配列できる循環型の液体電解装置に関する。

印刷機を含む写真プラントは、刷版の加工時において写真感光材料を現像・定着する際に水洗することが必要である。写真処理液は、この水洗において使用するものであり、ガム液と称する所定の光化学薬品を含み、水洗後にその中に水銀イオンとハロゲン化銀が溶解し、その溶解量が刷版加工機内を通過するとともに次第に増加する。写真処理液が一定量以上の銀イオンとハロゲン化銀とを含有して黒く変色すると、写真処理廃液として系外へ排出することになる。この写真処理廃液は、そのまま河川に放流すると水質を著しく汚染することになるから、近年では、環境保全のために銀の排出基準が厳しく規制されている。このため、写真処理廃液である銀含有液は、許諾限度を越える汚濁物質を除去し、さらに適切に脱色処理を行って下水道へ放流しなければならない。

厳しい銀の排出基準をクリアするために、特開平７−３３１３５０号などの銀除去方法が提案されている。これらの方法では、単純に濾過するだけでは銀イオンとハロゲン化銀を殆ど除去できないため、写真処理廃液に高分子キレート剤などの化学薬品を添加することが一般的である。薬品添加の場合には、通常、化学反応の時間が写真処理廃液の増加に比べてかなり遅く、印刷機さらに刷版加工機の高速化に伴う廃液増加とともに排水処理装置の大型化および排水コストの上昇が顕著になり、しかも排出銀を１ｐｐｍ以下のレベルまで除去することは実質的に不可能であった。

一方、電気化学的イオン交換方法は、１対の作用電極によって写真処理廃液に直流電圧を加え、該作用電極は樹脂バインダによって粒状のイオン交換樹脂を保有する。特開平７−３１０１９５号は、写真処理廃液が細長い装置を通過すると銀イオンを完全に除去できるように構成し、写真処理廃液を流す陽極と陰極との間に電位差を加えるとともに、該処理廃液が陽極の近傍へ移動することを阻止するイオン交換樹脂のバリヤを設けることにより、写真処理廃液は陰極の近傍を流れる。

一般的な濾過技術において、特許第３２３６５７０号は、金属イオンである流体中の不純物を除去する際に、流体を電界中において凝集・粗粒化して濾過する。特開２００６−２５５６０２号は、工場廃水や生活排水を処理する際に、処理液を強制的に撹拌しながら両電極間を通過させることにより、電解処理に要する消費電力を増加させることなく、従来よりも数倍の効率で接触反応を行っている。
特開平７−３３１３５０号公報 特開平７−３１０１９５号公報 特許第３２３６５７０号公報 特開２００６−２５５６０２号公報

特開平７−３１０１９５号において、写真処理廃液は、陽極と陰極を有するセルついでフィルタの中を流れ、該廃液中の銀イオンは、その大部分が硫化銀の不溶解粒子の状態でセルを出て行き、フィルタによって写真処理廃液から分離される。この装置では、写真処理廃液を０．１ｐｐｍ以下の銀イオン含有量に減らすことが可能であるけれども、処理廃液の流路が縦５×横６５×長さ３４０ｍｍにすぎず、写真処理廃液の処理能力が低いためにごく小規模の印刷プラントにおいて実施可能であるにすぎない。

特許第３２３６５７０号または特開２００６−２５５６０２号で写真処理廃液を処理すれば、該処理廃液が電界中を流通することにより、銀イオンが一部凝集して黒い液状粉状物が発生し、該廃液の濾過が可能になるようである。しかしながら、この廃液処理法では、２次電解処理を加えても銀イオンを含む汚濁物質を完全には除去できず、且つ廃液の脱色も不十分であるので、処理廃液をそのまま河川に放流することができない。また、液状粉状物が残存する処理廃液をフィルタで濾過した場合には、緻密なフィルタが数時間足らずで目詰まりを起こしてしまい、煩雑なフィルタ交換作業が激増することにより、実際には濾過処理が不可能であった。

本発明は、写真処理液のような除去困難な廃液の処理に関する前記の問題点を改善するために提案されたものであり、廃液である液体を撹拌しながら流通することで接触反応を増進させ、反応生成物が陰極体に付着することが少ない電解ユニット管を提供することを目的としている。本発明の他の目的は、少なくとも１本の電解ユニット管を組み込んで環状に組み立てることにより、工場内や船舶内などの設置場所に応じて任意の循環路を構築できる液体電解装置を提供することである。本発明の別の目的は、電解ユニット管ごとに取り外しできることにより、その部分的な洗浄が非常に容易である液体電解装置を提供することである。

本発明に係る電解ユニット管は、少なくとも１本を用いて配列自在の液体電解装置を構成する。本発明の電解ユニット管は、両端が開口している管本体と、軸方向に沿って管本体の内部で平行に近接収納する少なくとも１対の電極体と、管本体の両端部に形成した接続用のフランジ部とを備え、液体の内部流通によって電極体との接触を常時更新して電解反応を促進させる。

本発明の電解ユニット管では、２本の端子を管本体の外周壁に取り付け、一方の端子を管本体内部の陽極体と、且つ他方の端子を管本体内部の陰極体とそれぞれ接続すればよい。また、ストレート管であるかまたは分岐管を管本体の周壁上方に設け、該分岐管を上方で収束する排気管路と接続することが可能である。

本発明の電解ユニット管では、邪魔板を管本体の内周壁において軸方向に沿って左右交互に取り付け、液体が流通する際に撹拌を生じさせると好ましい。望ましくは、陽極体は、両面に二酸化鉛または白金族金属の導電層を形成したチタン合金プレートであり、陰極体は、ステンレス鋼のパンチングプレートである。

本発明に係る循環型の液体電解装置は、液体を循環させながら所定の電解反応を達成し、据え付けタンクが不要である。本発明の液体電解装置は、少なくとも１対の電極体を軸方向に沿って管本体内部に収納する少なくとも１本の電解ユニット管と、電解ユニット管を環状に配列するためのフランジ管継手と、循環路内に介在させて液体を電解ユニット管を経て流通させる循環ポンプと、循環路内に設置する開閉バルブとを備え、電解ユニット管は分岐管付き管またはストレート管であり、電解ユニット管相互の接続はフランジ部直接またはフランジ管継手を介して行い、電解ユニット管の口径と組み込み本数を設置場所と電解処理量に応じて調整する。

本発明の液体電解装置において、電解ユニット管を環状に配列するためのフランジ管継手として、少なくとも枝管付きエルボおよび通常のエルボを含む。液体の処理量に応じて、電解ユニット管と同寸のフランジ直管継手の組み込み本数を増減させる。また、海水をバラスト水として使用する船舶において、少なくとも１本の電解ユニット管、循環ポンプおよび開閉バルブをタンク内および甲板上に導設して循環型の液体電解装置を構築すると好ましく、開閉バルブを操作し且つ循環ポンプを駆動することにより、バラストタンク内の海水を順次殺菌していく。

本発明を図面によって説明すると、電解ユニット管１は、図１のように、管本体２の両端部に接続用のフランジ部３，３を形成した筒状体であり、該電解ユニット管の寸法は任意であり、一般に内径は５０〜５００ｍｍおよび長さは２０〜１０００ｍｍ程度である。管本体２は、ステンレス鋼のような金属製または耐圧製のプラスチック製である。管本体２の内部には、軸方向に沿って少なくとも１対の電極体５，７を平行に近接収納し、通常では陽極体５と陰極体７を対で配置するけれども、陽極体５のように両面に導電層が形成されている場合には、１枚の陽極体５の両側に陰極体７，７を配置すればよい。

陽極体５は、母材がチタンまたはチタン合金であり、その表面に、二酸化鉛、白金族金属、炭素と導電性ダイヤモンドの２層などの導電層を電着している。白金族金属は、例えば、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金などの１種または２種以上からなる。このチタン合金には、金、銀および白金族元素から選択される少なくとも１種の合金元素を含有する。陽極体５には、表面積を大きくするためにメタルラスなどを用いると好ましい。一方、陰極体７は、通常、ステンレス鋼からなり、図７に示すように管本体６５自体を陰極体にすることも可能である。陰極体７は、その表面に反応生成物が滞留すると接触反応が低下し、反応生成物が付着しやすくなるので、反応生成物を流動させるための多数の小孔１８（図１）を設けたパンチングプレートなどであると好ましい。

陽極体５および陰極体７，７は、図３から図５、図８または図９に例示するように、ほぼ同一の平面形状のプレートであると安価であるので好ましい。電解ユニット管１において、該管の直径が比較的小さい場合には、図１のように１枚の陽極体５の両側に陰極体７，７を１組配置し、該管の直径が大きい場合には、図４に示すように陽極体５と陰極体７，７の組の両側に、さらに陽極体６６と陰極体６８，６８の組を加え、例えば全体で３組配置すると効率的な電解反応を達成できる。陽極体と２枚の陰極体の組は、全体で２組または４組以上を配置することも可能である。

陽極体５および陰極体７，７は、図３では管本体の内部で鉛直方向に設置し、図５では任意の角度、例えば陽極体７０および陰極体７２，７２を鉛直線に対して６０度傾斜させ、または図５の一点鎖線で示すように１２０度傾斜させることも可能である。図５に示す電解ユニット管７４は、電解ユニット管１と組み合わせて接続し、例えば、３本連結する場合に鉛直設置、６０度傾斜、１２０度傾斜の順に連結すると、陰極体への反応生成物の付着が少なくなり、ショートパスを解消することができる。このような傾斜設置は、ストレート管である別の電解ユニット管２２（図１２）では、取付時に軸線を中心に回すことができるので不要である。

図６に示す電解ユニット管９４では、陽極体９６および陰極体９８は角筒形であり、陽極体９６に比べて陰極体９８は内寸が大きい。陽極体９６および陰極体９８は、管本体１００の軸線を中心にして入れ子式に配置する。陽極体９４および陰極体９６は２本１対で使用する。

図７に示すように、電極体は湾曲状に成形することも可能であり、図７において陽極体７６はほぼ１／３円形断面を有し、内側の陰極体７８は円形断面の筒材であり、外側の陰極体８０はステンレス鋼の管本体６５である。図８では、陽極体８２は軸心から半径方向に延設され、４枚の板部の間隔は横断面において９０度である。陰極体８４は、４枚の板部のそれぞれに両側から近接配置した板材からなる。図示しないけれども、陽極体および陰極体は、入れ子状に配置した矩形断面の筒材であっても、矩形断面の筒材に近接配置するＬ形材などでもよい。

図９と図１０に示す電解ユニット管１０２では、同寸法の陽極体１０４と両側配置の２枚の陰極体１０６，１０６の組を全体で３組配置し、これらを管本体１０８の内部でそれぞれ鉛直方向に並列に設置する。管本体１０８において、一端の内部に各陽極体１０４と接続する水平導体１１０を上方に配列し、該導体は一方の端子１２（図１）と連結させ、且つ他端の内部に各陰極体１０６と接続する水平導体１１２を下方に配列し、該導体は他方の端子１４（図１）と連結させる。

電解ユニット管１において、邪魔板１５（図２，図３）を管本体２の内周壁面に設置することにより、液体の一部が邪魔板１５で流通方向を変更し、陰極体７の小孔１８を通過させ、陰極体７の表面に反応生成物が滞留することを防ぐと好ましい。邪魔板１５は、図２に示すように軸方向と直交させ且つ交互に配置すればよい。この邪魔板は、軸方向に対して所定の角度傾斜するように配置したり、または管内壁から部分的または環状に突設させることも可能である。

図９と図１０に示す電解ユニット管１０２において、一方の邪魔板は、左右側１１４では管内壁と最外側の陰極体１０６との間に斜めに設置し、上下側１１５では管内壁と各陽極体１０４の上端縁および管内壁と各陰極体１０６の下端縁との間にそれぞれ斜めに設置する。他方の邪魔板も一方の邪魔板と同様に左右側１１６および上下側に取り付け、双方の邪魔板の上下側後端を水平の邪魔板（図示しない）と接続することにより、処理すべき液体はすべて陽極体１０４または陰極体１０６の近辺を流通し、反応生成物が滞留することを防止する。

陽極体５と陰極体７，７との間隔は、通常、１０ｍｍ以下のように近接しているので、邪魔板１５を設け且つ陰極体７がパンチングプレートであっても、定速流通する液体が陽極体５と陰極体７，７との間に流入することが少ない場合がある。このため、所望に応じて、図１１に示すように、陰極体８６に多数の凸状部８８を外方へ形成し、該凸状部の側面９０を液体の流通方向に向かって開口させる。この場合、図１１の矢印で示すように、液体の一部が陰極体８６の凸状部８８から該陰極体と陽極体９２との間に流入しやすい。また、液体電解装置を船舶のバラスト水の殺菌のために搭載させる場合には、海水にはＭｇやＣａが多量に含まれ、これらの反応生成物が陰極体表面に付着しやすいので、陽極体と陰極体とで電解処理しながら、流通する液体自体で陰極体表面を自動洗浄するような構造にするといっそう好ましい。

電解ユニット管１において、系外の整流器（図示しない）と接続する端子１２，１４（図１）は、管本体２の周壁を通過する導体を介して陽極体５または陰極体７，７と接続し、ガスケット（図示しない）などで両端子を管本体２と絶縁する。端子１２，１４は、系外の整流器（図示しない）と接続する際には、ワンタッチ式に連結できる金具を使用すると好ましい。これらの端子は、図示のような細片状のほかに、管本体２のフランジ端面上に突出可能に形成し、フランジ部３，３の連結と同時に相互に接続できるように構成してもよい。

管本体２の両フランジ部３，３は、図１４に示すようなワンタッチ式の締め付け金具２６で連結でき、この連結を行う場合には、両フランジ部３にボルト孔を穿孔しなくてもよい。フランジ部間をボルトとナットで連結できることを保証するならば、各フランジ部に所定数のボルト孔（図示しない）を穿孔しておき、この際には、電解ユニット管１や管継手のフランジ部のボルト孔にボルトを挿通して連結することもできる。

電解ユニット管１は、図１に示すように管本体２の周壁上方に排気用の分岐管２０を有していても、または図１２に示すようなストレート管でもよい。電解ユニット管１において、分岐管２０は、管本体２に対して中央または片側に寄せて直交状に配置し、該分岐管の内径は管本体２の内径よりも小さい。図１２に示す別の電解ユニット管２２は、分岐管のないストレート管であり、該電解ユニット管２２の内部構造は実質的に電解ユニット管１のそれと同一である。

別の電解ユニット管２２は、図１２に示すように、分岐管２０を有する電解ユニット管１と直接接続するならば、管２２内で発生した排ガスを電解ユニット管１の分岐管２０を経て脱気できるので、電解ユニット管１と併設可能である。また、図１３に例示するように、枝管付きエルボ５６を用いて組み立てすれば、排ガスをエルボ５６の枝管５７から真空ポンプなどで吸引・排出できるため、ストレート管単独で使用することも可能である。フランジ直管継手６０（図１５）は、電解ユニット管１と同寸のダミー管であり、該直管継手を装置構築の際に適宜使用すると、廃液処理量が多くても液体電解装置の構築が可能になる。

液体電解装置３８は、少なくとも１本の電解ユニット管１を組み込んだ循環路４５を形成することによって構成され、図１２や図１５，図１６に例示するように電解ユニット管１の接続本数と配列態様は設置場所および処理条件に応じて任意に定めることができる。また、電解ユニット管１の寸法も任意であり、フランジ直管継手６０やエルボ４０などの管継手を増やして循環路４５を長くすると、１回の電解処理量を容易に増大できる。この液体電解装置は、例えば、一直線状に配列して壁内部や壁面に沿わせたり、中空側壁の内部に嵌め込むことが可能である。この液体電解装置では、同一口径のフランジ管継手やフランジパイプに加えて、オゾン処理機、活性炭充填塔、気液接触塔などの他の装置を組み込むことも可能である。

この液体電解装置は、バイオ処理装置や活性汚泥装置などと組み合わせると、写真処理廃液である銀含有液から汚濁物質を排出許容限度以下まで除去し、さらに該廃液を脱色し下水道へそのまま放流できる。また、織物工場で発生するポリビニルアルコール廃液について、廃液中のＰＶＡ量を１％以下、ＣＯＤ値を４％以下に削減できる。さらに、本発明の液体電解装置を大型油送船などの船舶内に組み込むと、海洋汚染が問題になっているバラスト水について、ＣＯＤ値およびＢＯＤ値を放流許容値まで低減させながら海へ放流することが可能になる。

本発明に係る電解ユニット管は、口径と長さが任意に選定され、同一口径のフランジ管継手やフランジパイプなどと組み合わせて少なくとも１本を環状に配列されることにより、床面設置のタンクを用いずに、所望の処理性能を有する液体電解装置を構築でき、省スペースになる。本発明の電解ユニット管では、処理すべき液体が管本体内部を常に撹拌されながら循環することにより、接触反応を増進させて液体の処理効率が良化して省エネになり、且つ薬品添加量も減らすことができる。

本発明に係る液体電解装置は、フランジ接続した少なくとも１本の電解ユニット管によって構成され、電解ユニット管の接続本数と配列態様は任意に定めることができる。本発明の液体電解装置は、設置場所および処理条件に応じて最適の循環路を構築できる。

本発明の液体電解装置は、少なくとも１本の電解ユニット管を循環状に組み立てるだけであるから、比較的短期間の工事で設置を完了でき、装置の設置経費自体も安価である。本発明の液体電解装置において、電極体の洗浄が必要である場合には、洗浄が必要な電解ユニット管だけを装置から取り外せばよく、部分的な洗浄が容易である。また、この取り外した後に予備の電解ユニット管に交換すれば、洗浄のために装置を停止する時間を著しく短縮できる。

次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。電解ユニット管１は、図１に示すように、両端が開口した円筒形の管本体２からなり、該管本体の両端部に接続用のフランジ部３，３を形成する。管本体２は、例えば、ステンレス鋼製である。

管本体２の内部には、軸方向に沿って中央に細長い陽極体５（図２）を収納し、該陽極体の長さは管本体２のそれよりも多少短く、その高さは管本体２の内径よりもわずかに短い。陽極体５は、チタン合金製のメタルラスであり、その表面に二酸化鉛の導電層を電着し、その両面に二酸化鉛の導電層が形成されているので、図２に示すように、該陽極体の両側に陰極体７，７を平行に近接配置すると効率的な電解を達成できる。陰極体７は、例えば、ステンレス鋼製のパンチングプレートである。

陽極体５および陰極体７，７は、両端部において陰極体７、絶縁スペーサ８，陽極体５、絶縁スペーサ８，陰極体７の順で通過するボルト１０，１０によって相互に平行に絶縁固定され、且つ支持枠体１１（図３）によって電極全体を鉛直方向に設置し、且つ軸方向に水平に設置する。陽極体５と陰極体７との間隔は、例えば３〜１０ｍｍである。端子１２，１４は、管本体２の周壁を通過する導体を介して陽極体５または陰極体７，７と接続し、ガスケット（図示しない）などで両端子を管本体２と絶縁する。

管本体２には、その内周壁面から邪魔板１５（図３）を軸方向と直交するように設置し、該邪魔板の先端辺１６は垂直で陰極体７から所定の間隔を置く。邪魔板１５は、図２に示すように、軸方向に沿って左右内壁に交互に配列させ、電解ユニット管１内を液体が流通する際に撹拌を生じさせる。邪魔板１５により、液体の一部が陰極体７の小孔１８（図１）を通過して反応生成物を移動させることにより、陰極体７の表面で反応生成物が滞留して付着することを防ぐ。

電解ユニット管１は、図１に示すような分岐管付きであり、管本体２の周壁中央の上方に分岐管２０を直交状に設ける。分岐管２０の内径は、管本体２の内径よりも相当に小さくてよい。一方、図１２に示す別の電解ユニット管２２は、ストレート管であり、その内部構造が電解ユニット管１のそれと同一であるが、前記の分岐管を管本体２４に設けていない。別の電解ユニット管２２は、図１２に例示するように、分岐管付き電解ユニット管１と対で用い、該ユニット管２２内で発生したガスは、電解ユニット管１の分岐管２０を経て排気する。ユニット管１，２２の相互連結またはフランジ管継手との連結には、図１４に示すワンタッチ式の締め付け金具２６を用いると好ましい。

締め付け金具２６は、ほぼ全体で円環状を構成する半割り体２８，２８または三割り体を有する。両半割り体２８，２８は、接合した双方のフランジ部３，３に嵌合するＵ字形の横断面を有する。両半割り体２８，２８は、その後端部をピン３０やボルトなどで相互に回転可能に枢着する。締め付け金具２６には、その前端部において直線状の延長部３２，３４を直径方向の外方へそれぞれ延設し、一方の延長部３２にボルト３５の後端部を枢着し、該ボルトを矢印方向に旋回して延長部３４の二股部間に配置してから，蝶ナット３６で締め付け、双方のフランジ部３，３を圧着して気密性を保つ。

図１２は、分岐管付き電解ユニット管３本と、別の電解ユニット管３本とを用いて組み立てた液体電解装置３８を例示する。装置３８において、３組のユニット管１，２２を組別に水平且つ上下方向に配置し、それぞれをエルボ４０などのフランジ管継手によって連結し、さらに循環ポンプ４２および開閉バルブ４４を組み込んで循環路４５を構築する。循環路４５では、開閉バルブ４４の流入側で排液路４６が分岐し、該分岐路において操作バルブ４８を経て公知のオゾン発生器５０などに接続する。原水および他の薬品は、コック５２付きの分岐路５３から導入する。また、各ユニット管１の分岐管２０を排気管路５４と接続し、電解反応で発生した気体を排気管路５４から系外へ放出するかまたは他の処理装置へ送出すればよい。

また、ストレート管である別の電解ユニット管２２は、図１３に示すように単独で使用することも可能であり、液体電解装置５５では、図１２と同じ部材に同一の図番を用いる。電解ユニット管２２は、２本ずつ３組を組別に水平且つ上下方向に配置し、それぞれを枝管付きエルボ５６および通常のエルボ４０によって連結する。電解反応で発生した気体は、上側のエルボ５６の枝管５７から真空ポンプなどで吸引し、排気管路を経て系外へ放出すればよい。電解ユニット管２２内の処理液が常圧で循環する場合には、処理液が上側のエルボ５６から下方へ落下する際に多量の反応気体が液体と分離するので、発生気体を各エルボ５６から系外へスムースに排出できる。排気用の枝管５７は、上側のエルボ５６の上方部に垂直または斜め上向きに取り付け、エルボ５６の下方部および下側のエルボ４０には設置しないので、処理液が枝管５７から流出することはない。

図１５および図１６は、それぞれ循環型の液体電解装置の変形例を示し、図１２と同じ部材には同一の図番を用いる。図１５に示す液体電解装置５８は、図１２の液体電解装置３８と同様に３本ずつのユニット管１，２２を用いて組み立てられ、処理すべき廃液の汚染度はほぼ同じであっても、廃液処理量が５割近く多い場合に適用すると好ましい。液体電解装置５８では、３組のユニット管１，２２は組別に水平に並べ且つ上下に配置し、さらにユニット管１と同寸のダミー管である２本のフランジ直管継手６０を２組上下に配置し、それぞれをエルボ４０などのフランジ管継手によって連結し、さらに循環ポンプ４２および開閉バルブ４４を組み込んで循環路６１を構築する。

図１６に示す液体電解装置６２は、分岐管付き電解ユニット管１を６本用いて組み立てられ、図１２の液体電解装置３８に対して、処理すべき廃液の汚染度および廃液処理量がほぼ同じであっても、装置の設置場所に余裕がない場合に適用すると好ましい。液体電解装置６２では、６本の分岐管付きユニット管１を個別に上下に配置し、それぞれをエルボ４０などのフランジ管継手によって連結し、さらに循環ポンプ４２および開閉バルブ４４を組み込んで循環路６４を構築する。このため、装置６２は、装置３８と比べて設置場所が半分近くになる。

写真処理廃液の電解実験を行うために、図１２の液体電解装置３８について、１組のユニット管１，２２を同寸の２本のフランジ直管継手６０（図１５参照）に交換し、さらに２本で５７．５リットルの処理能力があるオゾン発生器５０を付設した。この液体電解装置において、２４時間電解処理し、さらに２４時間オゾン処理を行った。使用電流値は廃液１リットル当たり５Ａ／ｄｍ^２・時である。電極体５，７に通電する整流器は電流２５０Ａ、電圧１０Ｖであり、循環ポンプ４２は送水量３０リットル／分、消費電力０.２ＫＷ、４０Ａである。陽極体５と陰極体の寸法は、１２０×５００ｍｍであり、管本体２は内径１２５ｍｍ、長さ５００ｍｍである。

写真処理廃液は次のように処理した。５０リットルの写真処理廃液に食塩および消泡剤を添加し、ついで希硫酸を加えて廃液を中和する。この液体電解装置において、開閉バルブ４４を開き、操作バルブ４８を閉じておく。得た原水をコック５２を開いて循環路４５内に投入し、投入後にコック５２を閉じる。ついで循環ポンプ４２を稼動し、さらに整流器を稼動する。２４時間後に整流器を停止し、操作バルブ４８を開き、開閉バルブ４４を閉じて原水をオゾン発生器５０を移送する。オゾン発生器５０のブロアを２４時間稼動させ、その後に下水に放流する。この液体電解装置により、１日５０リットルの写真処理廃液を電解およびオゾン処理できる。

この液体電解装置は、写真処理廃液のＣＯＤ値とＢＯＤ値を１０００ｍｇ／ｌ未満に軽減し、さらに黒色を脱色するからそのまま下水に放流できる。この液体電解装置は、凝集した銀イオン錯体を分解し、廃液の殺菌および脱臭効果があるから、別個に活性炭充填塔を付設している場合には、活性炭の延命効果がある。

図示しないけれども、この液体電解装置は、大型油送船のバラスト水の洗浄殺菌に使用できる。例えば、２０万トンの油送船の場合には、バラスト水は約７万トンであり、この７万トンが１４台のバラストタンクに分配されているから、タンク１台当たり５０００トンになる。タンク内および甲板上に導設された荷油管および荷油ポンプを有する油送船において、荷油管の一部に少なくとも１本の電解ユニット管および開閉バルブを接続して循環型の液体電解装置を構築し、開閉バルブを荷油ポンプを循環ポンプとして駆動させる。

バラスト水である海水は、各槽ごとに水中ポンプで汲み上げられ、約３０秒間電解すると殺菌でき、使用電流値は海水１リットル当たり５Ａ／ｄｍ^２・時である。５０００トンを３日間で殺菌するには、船上に９ｍの液体電解装置であるパイプラインを延設し、タンク１台分の５０００トンを全量パイプラインに入れ、３日間連続で電解処理した後に元のバラストタンクに戻す。これを１４台のタンクについて１４回繰り返すと、航海日数に含まれる４２日間で７万トンのバラスト水を全量殺菌できる。

本発明に係る電解ユニット管の縦断面図である。 図１の電解ユニット管の水平断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って切断した電解ユニット管の横断面図である。 電解ユニット管の変形例を示す概略横断面図である。 電解ユニット管の第２変形例を示す概略横断面図である。 電解ユニット管の第３変形例を示す概略横断面図である。 電解ユニット管の第４変形例を示す概略横断面図である。 電解ユニット管の第５変形例を示す概略横断面図である。 電解ユニット管の第６変形例を示す概略横断面図である。 図９の電解ユニット管の概略水平断面図である。 電解ユニット管において陰極体の変形例を拡大して示す部分水平断面図である。 分岐管付き電解ユニット管３本と別の電解ユニット管３本とを用いて組み立てた液体電解装置の循環回路図である。 ストレート管である別の電解ユニット管６本を用いて組み立てた液体電解装置の循環回路図である。 電解ユニット管などの連結に用いる締め付け金具の正面図である。 分岐管付き電解ユニット管３本と別の電解ユニット管３本とで組み立てた別の液体電解装置の循環回路図であり、フランジ直管継手だけを断面で示している。 分岐管付き電解ユニット管６本で組み立てた液体電解装置の循環回路図である。

符号の説明

１ 電解ユニット管
２ 管本体
３，３ フランジ部
５ 陽極体
７，７ 陰極体
８ 絶縁スペーサ
１２，１４ 端子
１５ 邪魔板
２０ 分岐管
２２ 別の電解ユニット管
２６ 締め付け金具
３８ 液体電解装置
４０ エルボ
４２ 循環ポンプ
４４ 開閉バルブ
４６ 循環路

Claims (10)

1. 少なくとも１本で配列自在の液体電解装置を構成する電解ユニット管であって、両端が開口している管本体と、軸方向に沿って管本体の内部で平行に近接収納する少なくとも１対の電極体と、管本体の両端部に形成した接続用のフランジ部とを備え、液体の内部流通によって電極体との接触を常時更新して電解反応を促進させる電解用ユニット管。
2. ２本の端子を管本体の外周壁に取り付け、一方の端子を管本体内部の陽極体と、且つ他方の端子を管本体内部の陰極体とそれぞれ接続する請求項１記載の電解ユニット管。
3. ストレート管であるかまたは分岐管を管本体の周壁上方に設け、該分岐管を上方で収束する排気管路と接続する請求項１記載の電解ユニット管。
4. 邪魔板を管本体の内周壁において軸方向に沿って左右交互に取り付け、液体が流通する際に撹拌を生じさせる請求項１記載の電解ユニット管。
5. 陽極体は、両面に二酸化鉛または白金族金属の導電層を形成したチタン合金プレートである請求項１記載の電解ユニット管。
6. 陰極体は、ステンレス鋼のパンチングプレートである請求項１記載の電解ユニット管。
7. 液体を循環させながら所定の電解反応を達成する据え付けタンク不要の液体電解装置であって、少なくとも１対の電極体を軸方向に沿って管本体内部に収納する少なくとも１本の電解ユニット管と、電解ユニット管を環状に配列するためのフランジ管継手と、循環路内に介在させて液体を電解ユニット管を経て流通させる循環ポンプと、循環路内に設置する開閉バルブとを備え、電解ユニット管は分岐管付き管またはストレート管であり、電解ユニット管相互の接続はフランジ部直接またはフランジ管継手を介して行い、電解ユニット管の口径と組み込み本数を設置場所と電解処理量に応じて調整する循環型の液体電解装置。
8. 電解ユニット管を環状に配列するためのフランジ管継手として、少なくとも枝管付きエルボおよび通常のエルボを含む請求項７記載の液体電解装置。
9. 液体の処理量に応じて、電解ユニット管と同寸のフランジ直管継手の組み込み本数を増減させる請求項７記載の液体電解装置。
10. 海水をバラスト水として使用する船舶において、少なくとも１本の電解ユニット管、循環ポンプおよび開閉バルブをタンク内および甲板上に導設して循環型の液体電解装置を構築し、開閉バルブを操作し且つ循環ポンプを駆動することにより、バラストタンク内の海水を順次殺菌していく請求項７記載の液体電解装置。

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