JP4008248B2 - Electrolytic water treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解式水処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
無機、あるいは有機性の電解質を含む処理対象水に電解処理を施して処理対象水中の汚濁成分を分離する電解式水処理装置の従来例を図6に示す。
【0003】
この従来例において、水処理装置は、アルミニウム板からなる陽極電極6と陰極電極7とを処理室2内に対向配置した電解槽1と、電解槽1の後段に連結される浮上分離槽4とを有する。電解槽1の処理室2内において、陽極電極からAl3+イオンが電解により溶出し、水の電気分解によって発生した(OH)-イオンと反応してAl(OH)3が生成され、(-)に帯電して親水コロイド懸濁物となっている生成物粒子を凝集してフロック8となる。
【0004】
発生したフロック8は、比重が大きなものは沈殿し、また、浮遊微少固形物は陰極電極7より発生する水素ガス気泡の付着により見かけの比重が小さくなってスカムとして浮上し、次工程の浮上分離槽4に配置されるスカム掻き取り装置9によって回収される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来例には以下の欠点がある。まず、陰極電極7において、抵抗皮膜が発生して陰極抵抗が増加し、電解効率が著しく低下する。
【0006】
また、陰極電極7における水素発生量は、電解供給電流により左右され、処理対象水の汚濁度に影響されない。通常の運転時においては、汚濁度が高い場合には電解供給電流は高く維持され、結果、発生したフロック8を浮上させるに十分な量の水素が陰極電極7から発生するためにその相関は意識されないが、例えば、低汚濁度処理対象水の処理に際して陽極側のアルミニウムの溶出量を減少させるために、電解供給電流を低減させた省電力運転においては、発生フロック量に対して陰極電極7での発生水素量が不足し、浮上分離が有効に行われない。
【0007】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、水処理能力を向上させた電解式水処理装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記目的は、
アルミニウム陽極電極を備えた電解槽1内に導入した処理対象水に電解処理を施して処理対象水中の汚濁成分を分離する電解式水処理装置であって、
前記電解槽1内の処理室2が、陰極側に鉄を使用した複合電極3によって区画される電解式水処理装置を提供することにより達成される。
【0009】
従来の陽極・陰極ともにAlを使用した電解槽1において陰極に付着するスケールはAl(OH)3・nH2Oを主成分とすることが知られており、発明者は、原因成分となるAlは、陽極からの溶出成分の泳動により供給されるものではなく、陰極におけるアルミン酸塩としての溶出に基因する可能性があることを知るに至った。
【0010】
本発明は、以上の知見に基づきなされたものであって、陽極にアルミニウムを使用し、陰極を鉄とした複合電極3を使用することによって、陰極におけるスケールの発生を防止するものである。このような複合電極3を電解槽1内において所定間隔で配置することで、複合電極3間に導入された処理対象水の電解処理がなされる。
【0011】
本発明における複合電極3は、陽極となるアルミニウムプレート(陽極板3a)の片面に陰極となる鉄板(陰極板3b)を接着等の手段によって脱離不能に固定して得ることが可能であるが、例えば、図4(b)に示すように、ボルト10等を使用して陽極板3aと陰極板3bとを分離可能にした場合には、陽極板3aが溶出によって消耗した場合に簡単に陽極板3aのみを交換することが可能となり、メンテナンス性能が向上する。
【0012】
さらに、電解槽1と浮上分離槽4との間に微細気泡発生撹拌装置5を介装させることで、省電力運転時等における陰極板3bでの発生水素が過少であっても、フロック8に吸着する気泡を十分に供給することができる。このため、処理性能を維持したまま処理対象水の汚濁度に応じた運転が可能となる上に、過剰な水酸化アルミニウムが浮上分離槽4で捕捉されずに後工程に流出することが防止できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1ないし5に発電所の海水系統の取水管に付着堆積する貝類および土砂の清掃時に発生する汚濁水を処理対象水とする廃水処理装置として構成された本発明の実施の形態を示す。廃水処理装置は沈殿槽11を有し、固液分離機12により貝殻、貝肉等の除去が行われた廃水は、まず、この沈殿槽11に導入され、0.1mm以上の懸濁物が自然沈降により分離されて電解槽1に送られる。なお、図1ないし5において処理対象水の処理方向は図中矢印により示される。電解槽1において汚濁物は、アルミニウムイオンにより中和された後、ファン・デル・ワールス力により結合し、陰極から発生する水素ガス、および撹拌槽13内に供給される微細気泡の付着によって浮力を得てスカムとして浮上し、後段の浮上分離槽4に配置されたスカム掻き取り装置9により回収される。
【0014】
以上の工程によって処理された処理済み水は総合廃水処理設備14に送られ、流入処理対象水の減少または停止の際はリターン管路15を経て再び沈殿槽11に送られて再処理される。また、スカム掻き取り装置9により回収されたスカムはスカム貯留槽16に貯留された後、搬出される。なお、図1において17は電解槽1で中和したコロイド粒子をより強力に結合させるための凝集助剤を収容するための高分子凝集剤溶解槽を示す。
【0015】
電解槽1は、複数(図示の例では4個)の電解ユニット1aを処理対象水の流路に対して直交方向に並べて構成され、上下流端に、電解ユニット1aから離れるにしたがって拡幅する導入路18、および排出路19が接続される。撹拌槽13での気泡拡散による混流を防止するために、排出路19は導入路18に比して長寸に形成される。
【0016】
図3に、電解ユニット1aの詳細を示す。電解ユニット1aは、複数の複合電極3、3・・を所定間隔で廃水流路に対して直交方向に並べ、複合電極3、3間に副室2aを形成した電極部20と、電極部20の上下流端に延設される絶縁部21とからなる。絶縁部21は、各複合電極3の上下流端に塩化ビニル樹脂、あるいはアクリル等の絶縁材料、または鋼材に絶縁材料をライニングした材料により形成される絶縁壁21aをシール22を介して連結して形成され、絶縁壁21aにより区画される絶縁流路21bは各副室2aに連通する。
【0017】
複合電極3は、図4(a)に示すように、軟鉄とアルミニウムのプレートを接合し、軟鉄面を陰極板3b、アルミニウム面を陽極板3aとしたもので、処理室2内において陽極板3aと陰極板3bとが互いに対峙するように配置される。この複合電極3は、図4(a)においては陽極板3aと陰極板3bを導電性接着剤等により分離不能に接合した場合が示されているが、図4(b)に示すように、これらをボルト10等により分離可能に連結することもできる。この場合、ステンレス等により形成されるボルト10に締結されるナット23と陽極板3aとの間にスプリング等の付勢手段24を介在させ、陽極板3aを陰極板3b側に付勢すると、陽極板3aが消耗して厚さが減少した場合にも調整を要することなく陽極板3aと陰極板3bとの接合状態を維持することができる。
【0018】
以上のように形成される電解ユニット1aにおいて、汚濁水に電解を生じさせるための電気エネルギーの供給は、図5に示すように、処理室2の最外壁に配置される電極(以下「メイン電極3A」という)間に所定電圧を印加して行われ、メイン電極3A、3A間に印加された電圧は、汚濁水の電気抵抗RSにより分圧されてメイン電極3A以外の複合電極3、3、・・・(以下「サブ電極3B」という)に分配される。絶縁流路21bは、サブ電極3B間での抵抗RLを増加させることによりリーク電流ILの発生を防止し、分圧効率を向上させる。
【0019】
以上の構成の下、電解槽1に導入された処理対象水に含まれる汚濁物は、電極部20において複数の副室2aを通過する際、各副室2aの一方の壁面を形成するアルミニウム製の陽極板3aから溶出するアルミニウムイオンによってマイナス電荷を消されて反発力を消失し、次に水酸化イオンと結合した凝集活性の大きい水酸化アルミニウムが核となるフロック8が形成される。さらに、形成されたフロック8は、前記副室2aのもう一方の壁面を形成する鉄製の陰極板3bから発生する水素ガスに吸着されて比重が軽くなり、浮上する。
【0020】
陰極板3bに軟鉄を使用することで、電解処理によっても陰極に抵抗被膜が生成されないため、電極性能の劣化が防止されるとともに、従来定期的に必要であった抵抗被膜を除去するための研磨を伴う清掃作業の必要はない。したがって、陽極板3aの消耗による交換を除けば、処理能力を維持しつつ電解式水処理装置を長時間連続運転することが可能となる。陽極板3aの交換についても、前述したように陽極板3aと陰極板3bとを分離可能とすることで、消耗した陽極板3aのみを交換すれば足りることから、ランニングコストが低減でき、メンテナンスも楽になる。
【0021】
長時間連続運転において、電解式水処理装置は電解供給電流Iを調整することで電極からのアルミニウムの溶出量を調整できるが、時間の経過によって変動する処理対象水の汚濁度に応じた適切な運転をするために、電解槽1の後段の撹拌槽13には微細気泡発生撹拌装置5が設置される。
【0022】
微細気泡発生撹拌装置5は、電解槽1の後段の撹拌槽13に設置され、電解供給電流Iを減少させた場合の陰極板3bからの水素ガスの減少による発生気泡の減少を補い、フロック8の浮上に十分な微細気泡を汚濁水中に供給する。本実施の形態において、微細気泡発生撹拌装置5は、手動操作により微細気泡の供給量を調整できるように構成されるが、電解供給電流Iの変化に連動させて微細気泡発生撹拌装置5を稼動させることで、不足する微細気泡の程度に応じた運転を自動で行うことも可能である。微細気泡を発生させる手段としては泡沫発生用として使用される周知の気泡攪拌機が使用され、本実施の形態においては、下端に小さな羽根が形成される管体の上端から気体を吸引し下端近傍において排出する構造のものが流路に対して直交方向に2個並列に配置される。なお、気泡攪拌機の下端を攪拌槽の底面から100ミリ程度上方に配置することで、沈殿スラッジを避けて効率的な撹拌が図られる。
【0023】
また、微細気泡発生撹拌装置5が設置される撹拌槽13には、高分子凝集剤溶解槽17から、溶解されたアクリル酸エステルなどの凝集助剤が供給され、回転する気泡攪拌機によって汚濁水に対する凝集助剤の効率的な攪拌供給も行われ、該凝集助剤により結合を強くしたスカムは、後段に配置される浮上分離槽4のスカム掻き取り装置9によって効率的に回収することができる。
【0024】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、陰極電極に抵抗被膜が発生しないため電解効率の低下が防止でき、また、電解効率を維持しながら処理対象水の汚濁度に影響せずに省電力運転が可能となり、適正運転下における水処理能力の向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を示す全体構成図である。
【図2】図1の1A-1A線断面図である。
【図3】電解ユニットを示す図で、(a)は平面図、(b)は(a)の3B部拡大図である。
【図4】 複合電極を示す図で、(a)は図3(b)の4A-4A線断面図、(b)は複合電極の変形例を示す図である。
【図5】電解ユニットの回路図である。
【図6】従来例を示す図である。
【符号の説明】
1 電解槽
2 処理室
3 複合電極
3a 陽極板
3b 陰極板
4 浮上分離槽
5 微細気泡発生撹拌装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrolytic water treatment apparatus.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows a conventional example of an electrolytic water treatment apparatus for subjecting water to be treated containing an inorganic or organic electrolyte to electrolytic treatment to separate pollutant components in the water to be treated.
[0003]
In this conventional example, the water treatment apparatus includes an
[0004]
The generated
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example described above has the following drawbacks. First, in the
[0006]
Further, the amount of hydrogen generated in the
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described drawbacks, and an object of the present invention is to provide an electrolytic water treatment apparatus with improved water treatment capacity.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the object is
An electrolytic water treatment apparatus that separates polluted components in water to be treated by subjecting the water to be treated introduced into the
This is achieved by providing an electrolytic water treatment apparatus in which the
[0009]
In the conventional
[0010]
The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and prevents the generation of scale in the cathode by using the
[0011]
The
[0012]
Further, by interposing a fine bubble generating / stirring
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIGS. 1 to 5 show an embodiment of the present invention configured as a wastewater treatment apparatus that uses, as a treatment target water, shellfish that adhere to and accumulate on intake pipes of a seawater system of a power plant and polluted water that is generated during cleaning of earth and sand. The wastewater treatment apparatus has a
[0014]
The treated water treated by the above steps is sent to the general
[0015]
The
[0016]
FIG. 3 shows details of the electrolysis unit 1a. The electrolysis unit 1a includes a plurality of
[0017]
As shown in FIG. 4A, the
[0018]
In the electrolysis unit 1a formed as described above, the supply of electrical energy for causing electrolysis in the polluted water is performed by an electrode (hereinafter referred to as “main electrode”) disposed on the outermost wall of the
[0019]
Under the above configuration, the contaminants contained in the water to be treated introduced into the
[0020]
By using soft iron for the
[0021]
In continuous operation over a long period of time, the electrolytic water treatment device can adjust the amount of aluminum eluted from the electrode by adjusting the electrolytic supply current I, but it is appropriate for the degree of contamination of the water to be treated, which varies over time. In order to operate, the fine bubble generating stirring
[0022]
The fine bubble generating and agitating
[0023]
In addition, agglomeration aid such as dissolved acrylate ester is supplied from the polymer
[0024]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, no resistance film is generated on the cathode electrode, so that a decrease in electrolytic efficiency can be prevented, and the pollution degree of the water to be treated is not affected while maintaining the electrolytic efficiency. In addition, power saving operation is possible, and improvement of water treatment capacity under proper operation can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along
3A and 3B are diagrams showing an electrolysis unit, in which FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is an enlarged view of a
4A and 4B are views showing a composite electrode, where FIG. 4A is a cross-sectional view taken along
FIG. 5 is a circuit diagram of an electrolysis unit.
FIG. 6 is a diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記電解槽内の処理室が、陰極側に鉄を使用した複合電極によって区画される電解式水処理装置。An electrolytic water treatment apparatus that performs electrolytic treatment on water to be treated introduced into an electrolytic cell equipped with an aluminum anode electrode to separate contaminants in the water to be treated,
An electrolytic water treatment apparatus in which a treatment chamber in the electrolytic cell is partitioned by a composite electrode using iron on the cathode side.
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2002
- 2002-01-29 JP JP2002019730A patent/JP4008248B2/en not_active Expired - Lifetime
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