JP4649681B2

JP4649681B2 - 電解処理装置

Info

Publication number: JP4649681B2
Application number: JP2005254979A
Authority: JP
Inventors: 圀武永良; 健宮川; 義天宋; 幸市郎北本; 柄華金
Original assignee: 圀武永良
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2025-09-02
Also published as: JP2007063656A

Description

本発明は電解処理装置に関し、特に陰極表面の強固な付着物を確実に除去して通電が阻害されるのを阻止し、優れた処理効率を長期にわたって安定に確保できるようにした装置に関する。

汚水を処理しあるいは殺菌を行う場合、電気エネルギーを用いる電解法が広く利用されている。この電解法では陽極と陰極を電解槽内に相互に対峙させ、陽極と陰極間に直流電流を通電して電気エネルギーを与えるようにした方式が一般的である（特許文献１、特許文献２）。

この電解法で汚水を処理する場合、陽極に発生する酸素、陰極に発生する水素を利用して有機物などの懸濁物質を浮上させて分離することが行われる。また、電解法を利用して殺菌を行う場合、例えば海水を電気分解し、陽極で生成されるＣｌ₂、ＨＣｌＯ、ＣｌＯ^-を用いて殺菌が行われる。

上述の電解処理装置において、電解の過程で陽極に酸素が発生するが、この酸素の一部は陽極と反応し、陽極表面に酸化物を生成して通電を阻害することから、陽極を回転板とし、回転板の表面にスクレーパを摺接させ、酸化物をかき取ることが提案されている（特許文献３）。

特開２００５−２１７４４号公報特開２００４−７３９６２号公報特公平０３−３１１１８号公報

他方、海水を電解する場合のように、処理すべき液中にＭｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｋ⁺などの硬度成分が含まれていると、硬度成分が陰極で還元されて陰極表面に強固に付着し、又汚水中の有機物などが陰極で還元されると、陰極表面に付着物として強固に付着することがあり、ある程度の期間が経過すると、陰極表面の付着物によって通電が阻害され、処理効率が低下するという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑み、陰極表面の強固な付着物を確実に除去して通電が阻害されるのを阻止し、優れた処理効率を長期にわたって安定に確保できるようにした電解処理装置を提供することを課題とする。

本発明に係る電解処理装置は、陽極及び陰極を処理槽内の被処理液に浸漬しかつ相互に対峙して設け、上記陰極と陽極の間に直流電流を通電して電解を起こさせることによって被処理液の処理を行う電解処理装置において、上記陰極が円板状をなし、上記処理槽内にて縦にしてかつ一部を被処理液から露出して配置され、駆動源によって回転されるように構成される一方、上記陰極の近くには上記陰極表面の付着物を除去するための酸類を上記陰極の露出部分の表面に向けて供給する酸類供給手段が設けられ、上記陰極の露出部分には上記陰極表面の付着物を除去するためのブラシが上記露出部分表面に摺接して配置されるとともに、該ブラシの下方には上記陰極表面から除去された付着物及び上記付着物の除去に使用された酸類を受ける受け皿が設けられていることを特徴とする。

本発明の特徴の１つは円板状の陰極の一部を被処理液から露出させ、陰極を回転させ、陰極の露出部分に酸類を供給するようにした点にある。これにより、硬度成分や有機物の還元物に由来する陰極表面の強固な付着物が酸類によって溶解されあるいは部分的な溶解によって剥離され得る状態となる。

また、本発明の他の特徴は回転する陰極の露出部分にブラシを摺接させるようにした点にある。これにより、溶解されあるいは剥離され得る状態となった陰極表面の付着物がブラシによってかき取られ、付着物が陰極に付着しても直ちに除去され、通電が阻害されて処理効率が低下するということは少なくなり、電解処理を長期にわたって安定に行うことができる。

陰極は円板であればよく、陽極は平板であってもよく、メッシュ板又は多孔板であってもよい。陰極はその一部を被処理液から例えば上方に露出させるが、処理槽の構造上、陰極の一部を処理槽の側面から露出させるようにしてもよい。

また、陰極及び陽極の枚数は特に限定されず、例えば１枚の陰極と１枚の陽極とを相互に対峙させた構造としてもよく、２枚の陽極の間に１枚の陰極を挟んだ構造としてもよく、多数枚の陽極の間に陰極を差し入れた構造としてもよい。

上記では酸類とブラシによって陰極表面の付着物を除去するようにしたが、ブラシ下方の受け皿を陰極の露出部分の表面に摺接させると、受け皿によって陰極表面の付着物をかき取ることができる。即ち、受け皿を陰極の露出部分表面に摺接させ、陰極表面の付着物をかき取るように構成するのが好ましい。

陰極表面に供給する酸類は陰極表面の付着物を溶解させあるいは部分的に溶解させて剥離し得る状態とできるものであればよく、例えば適度な濃度の塩酸（ＨＣｌ）を用いることができる。

また、酸類は陰極表面を滴下するように供給してもよく、又陰極表面に向けて連続的又は間欠的に噴霧するようにしてもよい。

ブラシは陰極表面の付着物をかき取ることができれば材質は特に限定されず、ステンレス鋼やピアノ線などの金属材料、あるいは合成樹脂材料を用いることができる。但し、酸類と併用する場合には耐酸性を有する材料を用いるのが望ましい。

ブラシの形状は特に限定されず、非回転タイプのブラシでもよく、回転タイプのブラシを用いることもできる。回転タイプのブラシを用いる場合、適切な駆動源、例えば駆動モータによってブラシを陰極の回転に抗する方向に回転させるようにすると、陰極表面の付着物をより確実にかき取ることができる。このブラシは短くてもよいが、ブラシの摺接しない箇所の付着物が残るおそれがあるので、陰極の半径方向の全長にわたって延びる長さとするのがよい。

受け皿は陰極表面から除去された付着物及び付着物の除去に使用された酸類を受けることができれば、特にその形状は限定されず、下記の実施形態に示されるような周縁が立ち上がった四角形状とすることができる。受け皿の材質は特に限定されす、金属材料や合成樹脂材料を用いることができる。

また、受け皿は受けた付着物や酸類を単に貯留する方式でもよいが、受けた付着物や酸類を処理槽外に排出するように傾斜させてもよい。

本発明では酸類、ブラシ及び受け皿の組合せによって陰極表面の付着物を除去するようにしたが、酸類とブラシ、酸類と受け皿、ブラシと受け皿の組合せ、あるいはブラシのみによっても陰極表面の付着物を除去することができる。

即ち、本発明に係る電解処理装置は、陽極及び陰極を処理槽内の被処理液に浸漬しかつ相互に対峙して設け、上記陰極と陽極の間に直流電流を通電して電解を起こさせることによって被処理液の処理を行う電解処理装置において、上記陰極が円板状をなし、上記処理槽内にて縦にしてかつ一部を被処理液から露出して配置され、駆動源によって回転されるように構成される一方、上記陰極の近くには上記陰極表面の付着物を除去するための酸類を上記陰極の露出部分の表面に向けて供給する酸類供給手段が設けられ、上記陰極の露出部分には上記陰極表面の付着物を除去するためのブラシが配置されていることを特徴とする。

また、本発明に係る電解処理装置は、陽極及び陰極を処理槽内の被処理液に浸漬しかつ相互に対峙して設け、上記陰極と陽極の間に直流電流を通電して電解を起こさせることによって被処理液の処理を行う電解処理装置において、上記陰極が円板状をなし、上記処理槽内にて縦にしてかつ一部を被処理液から露出して配置され、駆動源によって回転されるように構成される一方、上記陰極の露出部分には上記陰極表面の付着物を除去するためのブラシが上記露出部分表面に摺接して配置されるとともに、該ブラシの下方には上記陰極表面から除去された付着物を受ける受け皿が設けられていることを特徴とする。

さらに、本発明に係る電解処理装置は、陽極及び陰極を処理槽内の被処理液に浸漬しかつ相互に対峙して設け、上記陰極と陽極の間に直流電流を通電して電解を起こさせることによって被処理液の処理を行う電解処理装置において、上記陰極が円板状をなし、上記処理槽内にて縦にしてかつ一部を被処理液から露出して配置され、駆動源によって回転されるように構成される一方、上記陰極の近くには上記陰極表面の付着物を除去するための酸類を上記陰極の露出部分の表面に向けて供給する酸類供給手段が設けられ、上記陰極の露出部分には上記陰極表面から除去された付着物及び上記付着物の除去に使用された酸類を受ける受け皿が設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る電解処理装置は、陽極及び陰極を処理槽内の被処理液に浸漬しかつ相互に対峙して設け、上記陰極と陽極の間に直流電流を通電して電解を起こさせることによって被処理液の処理を行う電解処理装置において、上記陰極が円板状をなし、上記処理槽内にて縦にしてかつ一部を被処理液から露出して配置され、駆動源によって回転されるように構成される一方、上記陰極の露出部分には上記陰極表面の付着物を除去するためのブラシが上記露出部分表面に摺接して配置されていることを特徴とする。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は本発明に係る電解処理装置の好ましい実施形態を示す。図において、電解処理槽１０は処理槽１１内に被処理液１２を入れるとともに、陽極板１３と陰極板１４を対峙させて構成され、陽極板１３は縦にして配置され、取付けブラケット（図示せず）によって処理槽１１に固定されている。。

陰極板１４は円板状をなし、中心には回転軸１４Ａが挿通して取付けられ、回転軸１４Ａは軸受１５によって処理槽１２の側壁に回転自在に支持され、回転軸１４Ａの一端部は駆動モータ（駆動源）１４Ｂに接続され、適切な速度、例えば１回／分で回転されるようになっている。

この陰極板１４は上半部が被処理液１２から露出され、露出部分には金属製（樹脂製でもよい）のブラシ１６が陰極板１４に摺接して配置され、ブラシ１６は取付けブラケット１６Ａによって回転可能に支持され、又ブラシ１６の回転軸にはブレーキシュー（図示せず）が押しつけられてブラシ１６の回転が制限され、ブラシ１６は陰極板１４の陽極板１３と対面する表面に付着する付着物をかき取るようになっている。

また、処理槽１１にはノズル１７が取付けブラケット１７Ａによって取付けられ、ノズル１７には送給ホース１７Ｂの一端が接続され、送給ホース１７Ｂの他端はタンク１７Ｃに接続され、又途中にはポンプ１７Ｄが設けられ、タンク１７Ｃ内の５〜１０ｗｔ％の希塩酸がノズル１７から陰極１４の露出部分の表面に向けて噴射され、陰極板１４の陽極板１３と対面する表面に付着する付着物を溶解させ又は部分的な溶解によって剥離され得るようになっている。

また、ブラシ１６の下側には側面略く字状の受け皿１８が配置され、受け皿１８のブラシ１６の下方に位置する部分は斜め下方に向けて傾斜され、受け皿１８の一端部分は支持ブラケット１８Ａによって処理槽１１の上端縁から浮かして取付けられ、傾斜側部分１８Ｂの下部は処理槽１１の上端縁に載置され、又受け皿１８にはブラシ１６の取付けブラケット１６Ａが支持されている。

また、受け皿１８の周縁は立ち上げられ、陰極板１４側の立ち上がり部分１８Ｃは陰極板１４の表面に摺接され、陰極板１４の表面の付着物をかき取り、斜め下方に向けて案内し、処理槽１１外側に排出するようになっている。

また、陽極板１３と陰極板１４との間は絶縁材料製のスペーサ２０によって一定の間隔に保持され、又処理槽１１内には攪拌機１９の羽根１９Ａが設けられ、被処理液１２を攪拌するようになっている。

本例の電解処理装置は化学的酸素消費量（ＣＯＤ）の低減、又発色団（＞Ｃ＝Ｃ＜、＞Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｏ）二重結合の開裂による脱色作用、窒素の除去（２ＮＨ⁺⁴＋２ｅ→Ｎ₂↑＋４Ｈ₂）、生物難分解性廃液の生物易分解性廃液への転換による汚泥の削減、殺菌作用に適用できる。

その際、陽極板１３では電子の受容が行われ、硬度成分はイオン化され、又有機物は酸化され、陽極板１３に付着物が付着することはない。

他方、陰極板１４では電子の供与が行われ、硬度成分は分子状態となり、又有機物の還元が行われ、陰極板１４の陽極板１３と対面する表面には付着物が強固に付着する。

この陰極板１４が駆動モータ１４Ｂによって適切な速度で回転され、被処理液１２から露出すると、陰極板１４の露出部分には希塩酸が噴霧されて陰極板１４の表面の付着物が溶解され又は部分的に溶解されて剥離可能な状態となる。

また、陰極板１４にはブラシ１６が制動されながら摺接されているので、陰極板１４の強固な付着物及び希塩酸によって剥離可能な状態となった付着物はブラシ１６によってかき取られ、ブラシ１６でかき取られさらに受け皿１８によってかき取られ、受け皿１８に受けられた付着物は受け皿１８を伝わって処理槽１１の外方に排出される。

このように陰極板１４に付着する付着物を除去できると、ポリビニールアルコール廃液、焼酎製造廃液、埋立地浸出排液などの産業廃棄物廃液が生物化学的に処理できるようになり、発生する汚泥が１／１００程度に削減できる。

殺菌を行う場合、次亜塩素酸ソーダを用いて行っているが、海水を使用すると、海水中にはＮａＣｌベースで２ｗｔ％程度含まれている。そこで、このＣｌ^-を本例の電解処理装置１０の処理槽１１内に入れ、電解を行うと、
陽極：２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^-
Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
ＨＣｌＯ→Ｈ⁺＋ＣｌＯ^-
陰極：２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→Ｈ₂＋２ＯＨ^-
の反応で起こり、生成したＣｌ₂、ＨＣｌＯ、ＣｌＯ^-によって殺菌を行うことができる。但し、海水中にはＣａ²⁺が４００ｐｐｍ、Ｍｇ²⁺が１２７０ｐｐｍ、Ｋ⁺が３８０ｐｐｍ含まれているが、本例の電解処理装置では上述のように陰極板１４に付着する硬度成分（Ｃａ²⁺、Ｍｇ²⁺、Ｋ⁺）を除去することができると、次亜塩素酸ソーダは必要なく、殺菌成分を自家生成できる。

図３は第２の実施形態を示す。本例では攪拌機１９に代え、ラインポンプ２１を用いて被処理液１２を攪拌し、反応を促進するようにしている。

本発明に係る電解処理装置の好ましい実施形態の構造を示す概略斜視図である。上記実施形態を示す側面構成図である。第２の実施形態を示す一部構成図である。

符号の説明

１０電解処理槽
１１処理槽
１２被処理液
１３陽極板
１４陰極板
１４Ｂ駆動モータ（駆動源）
１６ブラシ
１７ノズル（酸類供給手段）
１８受け皿
１８Ｃ立ち上がり部分

Claims

陽極及び陰極を処理槽内の被処理液に浸漬しかつ相互に対峙して設け、上記陰極と陽極の間に直流電流を通電して電解を起こさせることによって被処理液の処理を行う電解処理装置において、
上記陰極（１４）が円板状をなし、上記処理槽（１１）内にて縦にしてかつ一部を被処理液（１２）から露出して配置され、駆動源（１４Ｂ）によって回転されるように構成される一方、
上記陰極（１４）の近くには上記陰極（１４）表面の付着物を除去するための酸類を上記陰極（１４）の露出部分の表面に向けて供給する酸類供給手段（１７）が設けられ、
上記陰極（１４）の露出部分には上記陰極（１４）表面の付着物を除去するためのブラシ（１６）が上記露出部分表面に摺接して配置されるとともに、該ブラシ（１６）の下方には上記陰極（１４）表面から除去された付着物及び上記付着物の除去に使用された酸類を受ける受け皿（１８）が受けた付着物及び酸類を上記処理槽（１０）外に排出するように傾斜して設けられ、該受け皿（１８）は周縁が立ち上がった形状をなし、その周縁が上記陰極（１４）の露出部分表面に摺接され、上記陰極（１４）表面の付着物をかき取るようになっていることを特徴とする電解処理装置。