JP4750873B2 - Method for treating waste liquid containing phenols - Google Patents

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Description

本発明はフェノール類を含有する廃液中のフェノール類を分解して生物に対して無害化し、後に行なう活性汚泥処理に適した状態にする方法に関するものである。   The present invention relates to a method for decomposing phenols in waste liquid containing phenols to render them harmless to living organisms and making them suitable for activated sludge treatment to be performed later.

フェノール類を含有する廃液は半導体工業など各種の産業で発生することがあるが、生物に対する毒性が強いため活性汚泥法による廃水処理施設に流入するとバクテリアを死滅させて処理の障害となる。したがってフェノール類を含有する廃液は通常の廃水処理工程へ送る前にフェノール類を除去することが求められる。   Waste liquids containing phenols may be generated in various industries such as the semiconductor industry. However, since they are highly toxic to living organisms, if they flow into a wastewater treatment facility using the activated sludge method, they kill bacteria and become an obstacle to treatment. Therefore, it is required that the waste liquid containing phenols be removed before being sent to a normal wastewater treatment process.

廃液中のフェノール類などの有害化学物質を分解除去する手段として電気化学的酸化による方法が知られている。例えば特開平7−299467号公報(特許文献1)にはドーピングにより電導性にしたダイヤモンドを含む陽極を用いて電気分解することにより、有害物質を分解する方法が記載されている。ダイヤモンドを使用した陽極は従来一般的であった白金などの陽極に比して電流効率が良く、特に従来の電極では効果的では無かった物質に対しても電解を可能にすると説明されている。   As a means for decomposing and removing harmful chemical substances such as phenols in the waste liquid, an electrochemical oxidation method is known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-299467 (Patent Document 1) describes a method of decomposing toxic substances by electrolysis using an anode containing diamond made conductive by doping. It is described that an anode using diamond has better current efficiency than an anode such as platinum which has been generally used in the past, and enables electrolysis even for a material which is not effective in the conventional electrode.

上記特開平7−299467号公報に記載の電解条件としては、たとえば電極間電圧を4〜7Vとし、電極の面積に対して電流密度50〜100mA/cmといった条件でフェノールやアミノカルボン酸キレートなどを分解することができたとしている。 As electrolysis conditions described in the above-mentioned JP-A-7-299467, for example, the voltage between the electrodes is 4 to 7 V, and the current density is 50 to 100 mA / cm 2 with respect to the electrode area, such as phenol or aminocarboxylic acid chelate. Can be broken down.

特開平7−299467号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-299467

前記の特開平7−299467号公報に記載の廃液の処理方法においては、電解反応により酸素や水素が大量に発生し、これら気体成分は電極表面を覆って電極と廃液との接触を妨げて電流効率を低下させることになる。場合によっては電極の電流密度が局部的に極端に大きくなって電極の寿命にも影響する。しかし一方では水の電解の発生は廃液中の有機物の分解に必要なものであって、電解によって生じた活性酸素によって有機物の酸化が進行するのである。   In the waste liquid treatment method described in JP-A-7-299467, a large amount of oxygen or hydrogen is generated by the electrolytic reaction, and these gas components cover the electrode surface and prevent contact between the electrode and the waste liquid. Efficiency will be reduced. In some cases, the current density of the electrode becomes extremely large locally and affects the life of the electrode. However, on the other hand, the electrolysis of water is necessary for the decomposition of the organic matter in the waste liquid, and the oxidation of the organic matter proceeds by the active oxygen generated by the electrolysis.

したがって特開平7−299467号公報での電解に使用されている装置において、水の電解が生じないような電圧、ダイヤモンド電極を陽極として使用した場合ではたとえば2Vを印加した場合には、活性酸素が供給されないため有機物の分解自体が止まってしまい、廃液処理の目的を達することができない。そこで本発明は水の電気分解によって発生した酸素に依存することなく、電解によって廃液中のフェノール類を分解することを目的とする。   Therefore, in the apparatus used for electrolysis in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-299467, when a voltage that does not cause water electrolysis and a diamond electrode as an anode is applied, for example, 2 V is applied, Since it is not supplied, the decomposition of organic matter itself stops, and the purpose of waste liquid treatment cannot be achieved. Therefore, an object of the present invention is to decompose phenols in waste liquid by electrolysis without depending on oxygen generated by electrolysis of water.

本発明は前記課題を解決するものであって、フェノール類を含有する廃液の処理方法において、導電体の電極板の少なくとも片面に導電性のダイヤモンド被膜が形成された作用電極と、厚さが0.05ないし1.0mmであって面に穴が開いた電気絶縁体のスペーサと、これを挟んで作用電極のダイヤモンド被膜が形成された面と対向する面を有する導電体からなる対極とからなり、さらに前記スペーサの穴によって形成される一つの空間にそれぞれ液の導入口および排出口が形成されている電解装置を使用し、前記作用電極と前記対極の間に1.5〜2.5Vの電圧を印加しつつ前記廃液を流通させることにより、フェノール類の環状結合を切断して分解することを特徴とするフェノール類を含有する廃液の処理方法である。また、電解装置には、作用電極の対極側の面と対向して参照電極が設けられていることも特徴とする。 This invention solves the said subject, Comprising: In the processing method of the waste liquid containing phenols, the working electrode by which the electroconductive diamond film was formed in at least one surface of the electrode plate of a conductor, and thickness is 0 .05 to 1.0 mm, an electrically insulating spacer having a hole in the surface, and a counter electrode made of a conductor having a surface opposite to the surface on which the diamond film of the working electrode is formed across the spacer. And an electrolytic device in which a liquid introduction port and a discharge port are respectively formed in one space formed by the hole of the spacer, and 1.5 to 2.5 V between the working electrode and the counter electrode. The waste liquid containing phenols is characterized by cleaving and decomposing the cyclic bonds of phenols by circulating the waste liquid while applying a voltage of. Further, the electrolysis apparatus is also characterized in that a reference electrode is provided so as to face the counter electrode side surface of the working electrode.

本発明によれば水の電解にエネルギーを費やすこと無く、高い効率で廃液中のフェノール類を分解することができる。これにより廃液のバクテリアに対する毒性を解消できるので、本発明による処理を先行させれば活性汚泥による排水処理の障害になることがない。   According to the present invention, phenols in waste liquid can be decomposed with high efficiency without consuming energy for electrolysis of water. As a result, the toxicity of the waste liquid to bacteria can be eliminated, so that if the treatment according to the present invention is preceded, there will be no obstacle to the wastewater treatment by the activated sludge.

本発明に使用する電解装置を示す軸方向に平行な断面図である。It is sectional drawing parallel to an axial direction which shows the electrolysis apparatus used for this invention. 図1におけるA−A´矢視断面図である。It is AA 'arrow sectional drawing in FIG.

本発明の方法は本発明特有の電解装置に廃液を通すことにより、含有するフェノール類を分解するものであって、水の電解が発生しない範囲の電圧でフェノール類の分子の環状結合を切断することができる。すなわち本発明の方法に使用する電解装置は、導電体の電極板の少なくとも片面に導電性のダイヤモンド被膜が形成された作用電極と、作用電極のダイヤモンド被膜を有する面と0.05ないし1.0mmの間隔をもって対向する導電体からなる対極とを有するものである。   The method of the present invention decomposes the phenols contained by passing waste liquid through an electrolyzer unique to the present invention, and breaks the cyclic bonds of the phenolic molecules at a voltage within a range where water electrolysis does not occur. be able to. That is, the electrolysis apparatus used in the method of the present invention comprises a working electrode having a conductive diamond film formed on at least one surface of an electrode plate of a conductor, a surface having a diamond film of the working electrode, and 0.05 to 1.0 mm. And a counter electrode made of a conductor opposed to each other.

図1および図2は本発明に使用する電解装置を示す図であって、図1は軸方向に平行な断面図、図2は図1におけるA−A´矢視断面図である。これらの図において11は作用電極であって(図2では位置関係を2点鎖線で示している)、薄い板状の電導性の基板の少なくとも表側の面、すなわち図1において少なくとも左側の面に導電性のダイヤモンド被膜が形成されている。また12は弗素樹脂など耐薬品性の電気絶縁体からなるスペーサであって、図2に見るように一つの細長い穴121が開いている。また13はチタンなどの耐蝕性を有する導電体のブロックからなる対極であって、スペーサ12を挟んで作用電極11のダイヤモンドが形成された面と対向している。したがって作用電極と対極との間隔はスペーサの厚みによって定められる。   1 and 2 are views showing an electrolysis apparatus used in the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view parallel to the axial direction, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. In these figures, reference numeral 11 denotes a working electrode (in FIG. 2, the positional relationship is indicated by a two-dot chain line), which is on at least the front surface of the thin plate-like conductive substrate, ie, at least the left surface in FIG. A conductive diamond film is formed. Reference numeral 12 denotes a spacer made of a chemical-resistant electrical insulator such as fluorine resin, and has one elongated hole 121 as shown in FIG. Reference numeral 13 denotes a counter electrode made of a corrosion-resistant conductor block such as titanium, which faces the surface of the working electrode 11 on which the diamond is formed with the spacer 12 interposed therebetween. Therefore, the distance between the working electrode and the counter electrode is determined by the thickness of the spacer.

上記の作用電極11は導電性の薄板、たとえば厚さが0.7mm程度の導電性のシリコンの単結晶板を基板として数μmの大きさの微細なダイヤモンドの結晶からなる30μm程度の厚さの被膜を形成することによって作成される。ダイヤモンド被膜の形成はアセトンなどの炭素源を含有する水素ガス中でプラズマCVDにより行なえる。なおダイヤモンドに導電性を付与するために酸化硼素などを前記炭素源に溶解することにより硼素をドープする。   The working electrode 11 is a conductive thin plate, for example, a conductive silicon single crystal plate having a thickness of about 0.7 mm, and has a thickness of about 30 μm made of fine diamond crystals of several μm in size. Created by forming a coating. The diamond film can be formed by plasma CVD in hydrogen gas containing a carbon source such as acetone. In order to impart conductivity to diamond, boron oxide or the like is doped in boron by dissolving it in the carbon source.

前記スペーサ12の穴121によって形成される一つの空間14にそれぞれ開口して、被処理液の導入口15および排出口16があるが、これらはいずれも対極13のブロックに設けられている。すなわち被処理液の導入口15および排出口16は対極13のブロックに穴をあけることによって形成され、被処理液の導入、排出のための流体継手17、18が対極のブロックにねじ込まれている。なお19は対極13への通電端子である。   Each of the spaces 14 formed by the holes 121 of the spacer 12 is opened to have an inlet 15 and an outlet 16 for the liquid to be processed, both of which are provided in the block of the counter electrode 13. That is, the inlet 15 and the outlet 16 of the liquid to be processed are formed by making holes in the block of the counter electrode 13, and fluid couplings 17 and 18 for introducing and discharging the liquid to be processed are screwed into the block of the counter electrode. . Reference numeral 19 denotes an energization terminal for the counter electrode 13.

また30は参照電極であって、先端が対極と同一面になるように対極のブロックにねじ込んで取り付けられている。ここではAg−AgCl系の例を示しているが、弗素樹脂のような耐薬品性の容器301の中に飽和KCl溶液をゼラチンによりゲル状にしたものが電解液302として充填されている。さらにこの中に表面をAgClにしたAg線が電極材303として挿入されている。また304は参照電極の電解液302と被処理液とを隔てる多孔質セラミックスなどのフィルターである。参照電極は本発明の電解処理装置としては必須のものではないが、作用電極と対極間の正確な電圧を測定するため設けることは好ましい。   Reference numeral 30 denotes a reference electrode, which is screwed into a counter electrode block so that its tip is flush with the counter electrode. Here, an example of an Ag-AgCl system is shown, but a chemical resistant container 301 such as a fluororesin in which a saturated KCl solution is gelatinized with gelatin is filled as an electrolytic solution 302. Further, an Ag wire having a surface made of AgCl is inserted as an electrode material 303 therein. Reference numeral 304 denotes a filter made of porous ceramic or the like that separates the electrolyte solution 302 of the reference electrode from the liquid to be treated. Although the reference electrode is not essential for the electrolytic treatment apparatus of the present invention, it is preferable to provide the reference electrode in order to measure an accurate voltage between the working electrode and the counter electrode.

また作用電極11の電極板の裏面、すなわち対極13と対向する面の反対側には作用電極への通電板20が設けられ、作用電極11に接触している。21は作用電極11への通電端子である。また22は耐薬品性の電気絶縁体からなるシールカバーであって、図示しない複数の止めねじによって前記の対極13のブロックと結合されており、Oリング23、24でシールすることにより電解装置の内部を密閉する。また前記の通電板20の一部にOリング26を設けてその内側に被処理液が入らないようにし、液体を介さず直接に通電板を電極板の裏面に電気的接触させる。また27は対極13の金属ブロック全体を覆うプラスチック製の絶縁カバーである。   Further, on the back surface of the electrode plate of the working electrode 11, that is, on the opposite side of the surface facing the counter electrode 13, an energizing plate 20 for the working electrode is provided and is in contact with the working electrode 11. Reference numeral 21 denotes an energization terminal for the working electrode 11. Reference numeral 22 denotes a seal cover made of a chemical-resistant electrical insulator, which is connected to the block of the counter electrode 13 by a plurality of set screws (not shown). Seal the inside. In addition, an O-ring 26 is provided in a part of the energizing plate 20 so that the liquid to be treated does not enter inside thereof, and the energizing plate is directly brought into electrical contact with the back surface of the electrode plate without passing through the liquid. A plastic insulating cover 27 covers the entire metal block of the counter electrode 13.

なお後述のように本発明においては、ダイヤモンド電極では比較的高い電圧範囲でも水の電解が生じないことを利用して、水の電解を発生させずにフェノール類の分解するものである。しかしながら作用電極11の裏面および端面は必ずしもダイヤモンド被膜が形成されているわけではなく、また通電板20についても当然にダイヤモンド被膜が無い。したがって被処理液が電極板などにおけるダイヤモンド被膜が無い部分に回り込むと水の電解が発生するおそれがあるが、作用電極11の電極板の端面や、通電板との接触部分以外の裏面も被処理液との接触を許容する構造にしている。このようにしても液の流れの無い個所では気泡が発生してもその部分に止まり、金属の表面が気泡で覆われて通電しなくなるので水の電解はそれ以上進行しない。もし被処理液が作用電極のスペーサの孔121に面した範囲内に止まるようにシールしようとすると、作用電極と対極の間を大きな力で加圧しなければならず電極板の破損の問題から困難である。したがって上記のように作用電極の電極板における対極と対向する面と反対側の面の一部分、すなわち通電部分以外は被処理液との接触を許容する構造にすることは実用上重要である。   As will be described later, in the present invention, by utilizing the fact that the diamond electrode does not cause water electrolysis even in a relatively high voltage range, phenols are decomposed without causing water electrolysis. However, the back surface and the end surface of the working electrode 11 are not necessarily formed with a diamond coating, and the current-carrying plate 20 naturally has no diamond coating. Accordingly, when the liquid to be treated wraps around a portion of the electrode plate or the like where there is no diamond coating, water electrolysis may occur. However, the end surface of the electrode plate of the working electrode 11 and the back surface other than the contact portion with the energizing plate are also treated. The structure allows contact with liquid. Even in this way, even if bubbles are generated in a place where there is no flow of the liquid, it stops at that portion, and since the metal surface is covered with bubbles and is not energized, electrolysis of water does not proceed any further. If the liquid to be treated is to be sealed so as to remain within the range facing the spacer hole 121 of the working electrode, it is difficult to press the gap between the working electrode and the counter electrode with a large force, which is difficult due to the problem of damage to the electrode plate. It is. Therefore, as described above, it is practically important to have a structure that allows contact with the liquid to be treated except for a portion of the surface of the working electrode opposite to the surface facing the counter electrode, that is, the energized portion.

本発明の方法は上記のような電解装置を使用して、1.5〜2.5Vの電圧を作用電極と対極間に印加して電解を行なう。本発明における電解処理は水の電解が生じない限度の電圧で行なうものであるが、上記のように電解装置の作用電極としてダイヤモンド電極を使用することにより従来より高い電圧を印加して電解することが可能である。すなわち従来の電解装置における作用電極である白金電極などでは1.2Vを超えると水の電気分解が発生するが、本発明で使用する電解装置は約2.5V(Ag/AgCl基準電極に対して)まで水の電気分解が発生しない。したがって作用電極としてダイヤモンド電極を使用した電解装置では、高い電圧でなければ分解しない分子の原子間の結合を切断することも可能となり、本発明が目的とするフェノール類の分解を行なうことができる。   In the method of the present invention, electrolysis is performed by applying a voltage of 1.5 to 2.5 V between the working electrode and the counter electrode using the above-described electrolysis apparatus. The electrolytic treatment in the present invention is carried out at a voltage that does not cause electrolysis of water, but as described above, by using a diamond electrode as the working electrode of the electrolysis apparatus, electrolysis is performed by applying a higher voltage than before. Is possible. That is, the electrolysis of water occurs when the working electrode in the conventional electrolysis apparatus such as a platinum electrode exceeds 1.2 V, but the electrolysis apparatus used in the present invention is about 2.5 V (relative to the Ag / AgCl reference electrode). ) Water electrolysis does not occur. Therefore, in an electrolysis apparatus using a diamond electrode as a working electrode, it is possible to break bonds between atoms of molecules that cannot be decomposed unless the voltage is high, and the phenols targeted by the present invention can be decomposed.

本発明において水が電解しない電圧範囲で分子の原子間の結合を切断するためには、前記のように作用電極11のダイヤモンド被膜を有する面と対極13との間隔を1.0mm以下といった狭い間隙にする必要がある。なお作用電極と対極との間隔は0.05mmより小さいと作用電極と対極とが接触するおそれがあるので、0.05mm以上が適当である。なお、このような電解による分子の原子間の結合の切断が、なぜ作用電極と対極とを0.05ないし1.0mmといった狭い間隙をもって対向させた場合にのみ発生するのかは不明である。   In the present invention, in order to break bonds between molecular atoms in a voltage range in which water is not electrolyzed, the gap between the surface of the working electrode 11 having the diamond coating and the counter electrode 13 is as narrow as 1.0 mm or less as described above. It is necessary to. In addition, since there exists a possibility that a working electrode and a counter electrode may contact if the space | interval of a working electrode and a counter electrode is smaller than 0.05 mm, 0.05 mm or more is suitable. It is unclear why the bond breakage between molecular atoms due to electrolysis occurs only when the working electrode and the counter electrode face each other with a narrow gap of 0.05 to 1.0 mm.

先に説明した特開平7−299467号公報に記載のように、水の電解が発生するような高い電圧、たとえば5Vといった電圧で電解を行なえば、電解装置が従来のものであるか本発明特有のものであるかいかんに関係無く、水の電解と並行して溶液中のフェノール類を分解することが可能である。このような分解は電解作用によって直接になされるのではなく、水の電解によって生じた活性酸素すなわち反応性の高いOHラジカルなどによって急速に酸化が進行するものと考えられる。このような水の電解に伴なっての分解は、特開平7−299467号公報に記載のように電極の面積に対して電流密度50〜100mA/cmといった高い電流でなされるが、分解生成物はたとえば水と炭酸ガスが見られ、分解の程度が非常に進行した形になる。 As described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-299467 described above, if electrolysis is performed at a high voltage at which water electrolysis occurs, for example, 5 V, the electrolysis apparatus is conventional or unique to the present invention. It is possible to decompose phenols in the solution in parallel with the electrolysis of water, regardless of whether they are of the same type. Such decomposition is not performed directly by electrolysis, but it is considered that oxidation proceeds rapidly due to active oxygen generated by electrolysis of water, that is, highly reactive OH radicals. Such decomposition accompanying water electrolysis is performed at a high current density of 50 to 100 mA / cm 2 with respect to the electrode area as described in JP-A-7-299467. For example, water and carbon dioxide can be seen, and the degree of decomposition is very advanced.

これに対して本発明の電解方法ではフェノール類の環状結合を切断して生物に対する毒性が無い物質に変化させるものであって、この後に行なう活性汚泥処理に適合するような廃液に転換するものである。このためにKHPOを含有する溶液中で電解を行なうと活性汚泥処理を促進する物質なので好ましい。フェノール類にはたとえばp−ノニルフェノール、ビスフェノールA、BHT(ジブチルヒドロキシトルエン)、フェニルフェノールなどの薬剤が含まれる。なお被処理液を電解装置に通したときに分解するのはたとえば成分濃度100mMのとき、もとの成分量の3〜5%程度である。したがって廃液の処理には溶液を電解装置に循環させて繰り返し電解すればよい。 On the other hand, in the electrolysis method of the present invention, the cyclic bond of phenols is cleaved to change to a substance that is not toxic to living organisms, and is converted to a waste liquid suitable for the activated sludge treatment to be performed later. is there. For this reason, electrolysis in a solution containing KH 2 PO 4 is preferable because it is a substance that promotes activated sludge treatment. Phenols include drugs such as p-nonylphenol, bisphenol A, BHT (dibutylhydroxytoluene), and phenylphenol. Note that, when the liquid to be treated is passed through the electrolysis apparatus, for example, when the component concentration is 100 mM, it is about 3 to 5% of the original component amount. Therefore, for the treatment of the waste liquid, the solution may be circulated through the electrolyzer and repeatedly electrolyzed.

本発明における電解装置によってフェノール類を分解したときの電解電流は、水を電解する場合と異なり成分濃度によるが、たとえば溶液中の成分濃度10μM(10pmol/μl)あたり1μA〜10μAといった値になる。作用電極の実効面積、すなわちスペーサの穴121に面した部分の面積に対しての電流密度では、成分濃度が100mMのときでも5mA/cmといった程度であって、成分濃度が低くなればそれに従って低くなる。特開平7−299467号公報にあるような水の電解による場合の電流密度は成分濃度に関係なく50〜100mA/cmとなるが、本発明の電解処理においてはこれよりずっと小さく電流効率が非常に良い。 The electrolysis current when phenols are decomposed by the electrolyzer according to the present invention depends on the component concentration, unlike the case of electrolyzing water, but is, for example, 1 μA to 10 μA per component concentration of 10 μM (10 pmol / μl) in the solution. The current density with respect to the effective area of the working electrode, that is, the area of the portion facing the spacer hole 121 is about 5 mA / cm 2 even when the component concentration is 100 mM, and the component concentration decreases accordingly. Lower. The current density in the case of electrolysis of water as described in JP-A-7-299467 is 50 to 100 mA / cm 2 regardless of the component concentration, but in the electrolytic treatment of the present invention, the current efficiency is much smaller than this and the current efficiency is very low. Good for.

なお作用電極と対極との間隔が1.0mmより大きくても、水の電解が生じない電圧範囲において電解電流は観測されるが、これは成分の分解によるものではなく分子からの電子の離脱によるものである。この場合濃度が100μMの試料で検出される電流は0.4μAといった程度であって、本発明の場合よりずっと小さい。   Even when the distance between the working electrode and the counter electrode is larger than 1.0 mm, an electrolysis current is observed in a voltage range in which electrolysis of water does not occur, but this is not due to decomposition of components but due to detachment of electrons from molecules. Is. In this case, the current detected by the sample having a concentration of 100 μM is about 0.4 μA, which is much smaller than that in the case of the present invention.

(実施例1)
図1および図2に示した電解装置により電解を行なって試料溶液中のフェノールの分解を行なった。電解装置はスペーサ11の厚みが異なるものを使用することにより作用電極11と対極13との間隔を0.2mm、0.5mm、1.0mm、2.0mmと変えた。また参照電極30の先端位置をいずれの場合も対極の電極面と同じにしたので、参照電極と対極との間隔も作用電極と対極との間隔と同じになる。電解装置の作用電極印加電圧はAg/AgCl基準電極に対して2.1V(対極に対しては約2.4V)に設定したが、電源を投入して定常状態に達した後は水の電解は発生しなかった。
Example 1
Electrolysis was performed with the electrolysis apparatus shown in FIGS. 1 and 2 to decompose phenol in the sample solution. The distance between the working electrode 11 and the counter electrode 13 was changed to 0.2 mm, 0.5 mm, 1.0 mm, and 2.0 mm by using an electrolysis apparatus having spacers 11 having different thicknesses. In addition, since the tip position of the reference electrode 30 is the same as the electrode surface of the counter electrode in any case, the distance between the reference electrode and the counter electrode is also the same as the distance between the working electrode and the counter electrode. The applied voltage of the working electrode of the electrolyzer was set to 2.1 V with respect to the Ag / AgCl reference electrode (about 2.4 V with respect to the counter electrode). Did not occur.

上記電解装置に100mM−KHPO溶液を0.5ml/minの速度で供給している状態で、フェノールが0.5μg/μl(約5mM)の濃度の試料溶液を20μl電解装置の手前の流路に注入したところ、作用電極と対極との間隔が0.2mm、0.5mm、1.0mmの場合にはそれぞれ380μA、350μA、270μAの電解電流のピークが検出されたが、2.0mmの場合には同じ測定感度で電解電流はわずかしか検出されなかった。電解装置を通した後の溶液をNMRとLC−MSとで分析したところフェノールが分解していることが確認された。 With the 100 mM-KH 2 PO 4 solution supplied to the electrolyzer at a rate of 0.5 ml / min, a sample solution having a concentration of phenol of 0.5 μg / μl (about 5 mM) was placed in front of the 20 μl electrolyzer. When injected into the flow path, electrolytic current peaks of 380 μA, 350 μA, and 270 μA were detected when the distance between the working electrode and the counter electrode was 0.2 mm, 0.5 mm, and 1.0 mm, respectively, but 2.0 mm In the case of, only a small amount of electrolysis current was detected with the same measurement sensitivity. Analysis of the solution after passing through the electrolytic apparatus by NMR and LC-MS confirmed that phenol was decomposed.

(実施例2)
実施例1で使用した電解装置において、作用電極と対極との間隔を0.5mmとし、電解装置の作用電極印加電圧は実施例1と同様にした。ここで100mM−KHPO溶液を0.5ml/minの速度で供給している状態で、フェノールが0.2μg/μl(約2mM)、0.5μg/μl(約5mM)、1.0μg/μl(約11mM)、2.0μg/μl(約21mM)の濃度の試料溶液を20μl電解装置の手前の流路に注入したところ、それぞれ140μA、350μA、690μA、1330μAの電解電流のピークが検出された。濃度が大きくなると電解電流は比例的に増大するが、濃度が大きい範囲では頭打ちの傾向が見られる。
(Example 2)
In the electrolysis apparatus used in Example 1, the interval between the working electrode and the counter electrode was 0.5 mm, and the working electrode applied voltage of the electrolysis apparatus was the same as that in Example 1. Here, in a state where the 100 mM-KH 2 PO 4 solution is supplied at a rate of 0.5 ml / min, phenol is 0.2 μg / μl (about 2 mM), 0.5 μg / μl (about 5 mM), 1.0 μg. / Μl (about 11 mM) and 2.0 μg / μl (about 21 mM) of the sample solution were injected into the flow path in front of the 20 μl electrolysis device, and peaks of electrolytic currents of 140 μA, 350 μA, 690 μA, and 1330 μA were detected, respectively. It was done. As the concentration increases, the electrolysis current increases proportionally, but there is a tendency to peak in the range where the concentration is large.

(実施例3)
実施例1で使用した電解装置において、作用電極と対極との間隔を0.5mmとし、電解を行なった。試料は100mM−KHPO溶液中に1500ppm(約16mM)のフェノールを含む水溶液30mlであって、1分間2mlの速度で電解装置を循環させた。電解装置の作用電極印加電圧をAg/AgCl基準電極に対して1.9V(対極に対しては約2.1V)に設定したが、電解電流は最大で1.2mAであり時間の経過と共に減少した。なお作用電極の実効面積、すなわちスペーサの穴121に面した部分の面積は約2.8cmである。1時間経過後に溶液中のフェノールの濃度を分析したところ、フェノールが94%減少していた。
(Example 3)
In the electrolysis apparatus used in Example 1, electrolysis was performed with the distance between the working electrode and the counter electrode set to 0.5 mm. The sample was 30 ml of an aqueous solution containing 1500 ppm (about 16 mM) of phenol in a 100 mM KH 2 PO 4 solution, and the electrolyzer was circulated at a rate of 2 ml for 1 minute. The working electrode applied voltage of the electrolyzer was set to 1.9 V (about 2.1 V for the counter electrode) with respect to the Ag / AgCl reference electrode, but the electrolysis current was 1.2 mA at maximum and decreased with time. did. The effective area of the working electrode, that is, the area of the part facing the hole 121 of the spacer is about 2.8 cm 2 . When the concentration of phenol in the solution was analyzed after 1 hour, phenol was reduced by 94%.

11 作用電極
12 スペーサ
121 穴
13 対極
14 空間
15、16 溶出液の導入口および排出口
17、18 流体継手
19 通電端子
20 通電板
21 通電端子
22 シールカバー
23、24、26 Oリング
27 絶縁カバー
30 参照電極
301 容器
302 電解液
303 電極材
304 フィルター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Working electrode 12 Spacer 121 Hole 13 Counter electrode 14 Space 15, 16 Eluate inlet and outlet 17, 18 Fluid coupling 19 Current terminal 20 Current plate 21 Current terminal 22 Seal cover 23, 24, 26 O-ring 27 Insulating cover 30 Reference electrode 301 Container 302 Electrolyte 303 Electrode material 304 Filter

Claims (2)

フェノール類を含有する廃液の処理方法において、導電体の電極板の少なくとも片面に導電性のダイヤモンド被膜が形成された作用電極と、厚さが0.05ないし1.0mmであって面に穴が開いた電気絶縁体のスペーサと、これを挟んで作用電極のダイヤモンド被膜が形成された面と対向する面を有する導電体からなる対極とからなり、さらに前記スペーサの穴によって形成される一つの空間にそれぞれ液の導入口および排出口が形成されている電解装置を使用し、前記作用電極と前記対極の間に1.5〜2.5Vの電圧を印加しつつ前記廃液を流通させることにより、フェノール類の環状結合を切断して分解することを特徴とするフェノール類を含有する廃液の処理方法。 In a method for treating a waste liquid containing phenols, a working electrode having a conductive diamond film formed on at least one surface of an electrode plate of a conductor, and a thickness of 0.05 to 1.0 mm and a hole in the surface And a counter electrode made of a conductor having a surface opposite to the surface on which the diamond film of the working electrode is formed across the spacer, and further formed by a hole in the spacer. By using an electrolytic device in which a liquid inlet and outlet are formed in the space, respectively, the waste liquid is circulated while applying a voltage of 1.5 to 2.5 V between the working electrode and the counter electrode. A method for treating a waste liquid containing phenols, wherein the cyclic bonds of phenols are cleaved and decomposed. 電解装置には、作用電極の対極側の面と対向して参照電極が設けられていることを特徴とする請求項1記載のフェノール類を含有する廃液の処理方法。 2. The method for treating a waste liquid containing phenols according to claim 1, wherein the electrolysis apparatus is provided with a reference electrode so as to face a surface on the counter electrode side of the working electrode.
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