JP5881727B2 - 廃液処理用の炭素床電解槽及びそのプロセス - Google Patents
廃液処理用の炭素床電解槽及びそのプロセス Download PDFInfo
- Publication number
- JP5881727B2 JP5881727B2 JP2013542620A JP2013542620A JP5881727B2 JP 5881727 B2 JP5881727 B2 JP 5881727B2 JP 2013542620 A JP2013542620 A JP 2013542620A JP 2013542620 A JP2013542620 A JP 2013542620A JP 5881727 B2 JP5881727 B2 JP 5881727B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- waste liquid
- cbe
- anode
- cathode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 163
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 125
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims description 121
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 119
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 71
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 49
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 39
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 31
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 30
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 28
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 28
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 22
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 17
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 16
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 15
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 13
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 12
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 7
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 7
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 claims description 7
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims description 7
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims description 2
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 claims 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 26
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 23
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 22
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 19
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 12
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 8
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 6
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 6
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 3
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 2
- 239000010786 composite waste Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 2
- KEWSCDNULKOKTG-UHFFFAOYSA-N 4-cyano-4-ethylsulfanylcarbothioylsulfanylpentanoic acid Chemical compound CCSC(=S)SC(C)(C#N)CCC(O)=O KEWSCDNULKOKTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102100037637 Cholesteryl ester transfer protein Human genes 0.000 description 1
- 206010014357 Electric shock Diseases 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000880514 Homo sapiens Cholesteryl ester transfer protein Proteins 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PFUQSACCWFVIBW-UHFFFAOYSA-N [C].C1=CC=CC=C1 Chemical compound [C].C1=CC=CC=C1 PFUQSACCWFVIBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000009293 extended aeration Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical group 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000012569 microbial contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 125000000018 nitroso group Chemical group N(=O)* 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 239000012476 oxidizable substance Substances 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 125000004354 sulfur functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
- C02F1/46114—Electrodes in particulate form or with conductive and/or non conductive particles between them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4611—Fluid flow
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4616—Power supply
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4618—Supplying or removing reactants or electrolyte
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/44—Time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/04—Flow arrangements
- C02F2301/043—Treatment of partial or bypass streams
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
i)貴金属酸化物安定化チタンアノードの代わりに比較的廉価なアノード材料、即ち高表面積粒状活性炭又は別の物、ii)密封同心円筒及び中空電極デザインの代わりに比較的簡単なデザイン、即ちタンク型リアクタ、iii)十分に長い流路を有する廃液の単チャンネル流、iv)アノードとカソードのうちの1つだけが3−Dタイプである代わりに、両方が3−Dタイプであること、v)アノードとカソードとの間に如何なる絶縁プラスチック又はセラミックバリアもなく、空間的に隔離されているだけであり、反応域の接触及び電解抵抗が適切であること、vi)高い有機濃度廃液からの汚染物質の高い除去率、vii)より低い電力消費、viii)廃液処理、例えば化学的沈殿、清澄化凝降、生物的酸化等、における慣用のユニットプロセスに比べてより小さいリアクタ設置面積、を有するのが望ましい。前記従来技術のいずれも、高濃度の有機物質を酸化するか又は現実の廃水中に存在する多種多様の化学物質を非特異的に酸化して、廃液品質の全般的な改良に至ることはできない。更に、大濃度のいくつかの非特異的汚染物質を含み、非常に高濃度の、化学的酸素要求量(COD)、生化学的酸素要求量(BOD)、ケルダール窒素(TKN)及び全溶存固形物量(TDS)を有する化学工業廃水などの実際の廃水の処理のための電気化学的方法、特に電気的酸化の可能性は、研究されなかった。
(a)公知の凝固/綿状沈殿プロセスもしくは精密ろ過もしくはフィルタープレス法又はこれらの組み合わせにより、懸濁固体物を原廃液から除去するステップと、
(b)供給廃液1m3当たり2.0〜4.0kgのNaClを添加して、間接電気的酸化プロセスを誘発するステップと、
(c)高濃度の有機及び無機汚染物質を有する、懸濁固体物不含原廃液を、電極及び炭素床が液中に没するまで、炭素床電解槽に供給するステップと、
(d)ユニットの注入口と排出口を閉じて、バッチモード動作を開始させるステップ、
(e)ステップ(c)の廃液を炭素床に1〜2時間接触させておくステップと、
(f)ステップ(c)〜(e)を繰り返して、飽和吸着を達成するステップと、但し、飽和吸着は、ステップ(c)〜(e)を4〜6回繰り返して達成され、必要な合計時間は8〜10時間の範囲である、
(g)整流器のスイッチを入れて、6.0〜7.0V、200〜250Aに設定し、注入バルブと排出バルブを閉め、先ずバッチモードで、電気分解を確実に行うステップと、
(h)電気分解の結果として電極表面からガスが発生するのを目視で観測し、電流を調整して、電気分解速度を増加させるステップと、
(i)注入バルブから離れた、電解槽の最後の区域からサンプルを収集し、汚染パラメーター、特に化学的酸素要求量(COD)、ケルダール窒素(TKN)及び生化学的酸素要求量(BOD)、の減少についてテストサンプルを評価するステップと、
(j)60〜70%を上回るCOD除去が達成されるまでバッチモードで電解槽を動作させるステップと、
(k)注入バルブと排出バルブを開け、廃液が電解槽内で反応する最少滞留時間を与える固定流量で、電解槽に供給することにより、リアクタをバッチモードから連続モードに切り替えるステップと、
(l)前処理された廃液を指定の供給量で連続的に供給して電解槽を動作させ、リアクタ性能を評価するために所望のパラメーターについて定期的にモニターするステップと、
(m)生物学的処理ユニットで更に処理して所望の処理済み廃液を得るために、処理済み廃液を排出するステップと
を含む。
表1:化学工業からの原廃液の主要な物理化学的特性。
表2:CBE(バッチモード)での化学工業廃液の電気化学的酸化によるCODの減 少。
表3:バッチモード−チャンバ方式でのCBE性能の検査。
表4:CBEでの化学工業廃液の電気化学的酸化(垂直流モード、バッチ操作)。
表5:CBE(バッチモード)での化学工業廃液の電気化学的酸化の間のCOD及びTKNの減少。
表6:CBE(連続)での化学工業廃液の電気的酸化。
表7:CBE(連続)での凝固廃液サンプルの電気化学的酸化。
表8:凝固及び電気的酸化後の処理済み廃液の主要な物理化学的特性。
図1A:本発明による改良の詳細を組み込むCBEの図を示す。CBEは、電極(2、3)、炭素床(4)、電極バスバー(5、6)、注入口(7)、バッファチャンバ(8)、バッファチャンバ内の注入口(9)、排出口(10)、リアクタ(1)底部の閉鎖開口(11)を備えるリアクタ(1)と、GIフレーム(12)と、整流器(13)とから構成される。
本発明は、種々の変更及び代替形態が可能であるが、その特定の態様は、実施例及びグラフにより示され、以下に詳細に記述されよう。しかしながら、本発明は、開示される特定の形態に限定される意図はなく、本発明は、むしろ、添付クレームにより限定される本発明の精神及び範囲内に含まれる全ての変更、等価物及び代替物をカバーできると理解されるべきである。
(a)公知の凝固/綿状沈殿プロセス、精密ろ過もしくはフィルタープレス法又はこれらの組み合わせにより、懸濁固体物を原廃液から除去するステップ、
(b)供給廃液1m3当たり2.0〜4.0kgのNaClを添加して、間接電気的酸化プロセスを誘発するステップ、
(c)高濃度の有機及び無機汚染物質を有する、懸濁固体物不含原廃液を、電極及び炭素床が液中に没するまで、炭素床電解槽に供給するステップ、
(d)ユニットの注入口と排出口を閉じて、バッチモード動作を開始させるステップ、
(e)ステップ(c)の廃液を炭素床に1〜2時間接触させておくステップ、
(f)ステップ(c)〜(e)を繰り返して、飽和吸着を達成するステップ、但し、飽和吸着は、ステップ(c)〜(e)を4〜6回繰り返して達成され、必要な合計時間は8〜10時間の範囲である、
(g)整流器のスイッチを入れて、6.0〜7.0V、200〜250Aに設定し、注入バルブと排出バルブを閉め、先ずバッチモードで、電気分解を確実に行うステップ、
(h)電気分解の結果として電極表面からガスが発生するのを目視で観測し、電流を調整して、電気分解速度を増加させるステップ、
(i)注入バルブから離れた、電解槽の最後の区域からサンプルを収集し、汚染パラメーター、特に化学的酸素要求量(COD)、ケルダール窒素(TKN)及び生化学的酸素要求量(BOD)、の減少についてテストサンプルを評価するステップ、
(j)60〜70%を上回るCOD除去が達成されるまでバッチモードで電解槽を動作させるステップ、
(k)注入バルブと排出バルブを開け、廃液が電解槽内で反応する最少滞留時間を与える固定流量で、電解槽に供給することにより、リアクタをバッチモードから連続モードに切り替えるステップ、
(l)前処理された廃液を指定の供給量で連続的に供給して電解槽を動作させ、リアクタ性能を評価するために所望のパラメーターについて定期的にモニターするステップ、
(m)生物学的処理ユニットで更に処理して、所望の処理済み廃液を得るために、処理済み廃液を排出するステップ
を含む。
a)公知の凝固/綿状沈殿プロセス、精密ろ過、又はフィルタープレス法により、懸濁固体物を原廃液から除去するステップ、
b)供給廃液に所定量の食塩を添加して、間接電気的酸化プロセスを誘発するステップ、
c)高濃度の有機及び無機汚染物質を有する、懸濁固体物不含原廃液を、電極及び炭素床が液中に没するまで、CBEに供給するステップ、
d)最初にCBEの注入口と排出口を閉じて、バッチモード動作を開始させるステップ、
e)廃液を炭素床に、しばらく接触させておくステップ(通常約1時間かかる)、
f)飽和吸着が達成されるまで、ステップ(d)と(e)を繰り返すステップ、但し、これは、約4〜6回の繰り返しであり、必要な合計時間は約8〜10時間であってよい、
g)整流器のスイッチを入れて、適切な電圧と電流に設定し、注入バルブと排出バルブを閉め、先ずバッチモードで、電気分解を確実に行うステップ、
h)電気分解の結果として電極表面からガスが発生するのを目視で観測し、電流を調整して、必要に応じて、電気分解速度を増加させるステップ、
i)注入バルブから離れた、CBEの最後の区域からサンプルを収集し、汚染パラメーター、特にCOD、BOD、TKN等、の減少についてテストサンプルを評価するステップ、
j)60〜70%を上回る満足できるCOD除去が達成されるまでバッチモードでCBEを動作させるステップ、
k)注入バルブと排出バルブを開け、廃液がCBE内で反応する最少滞留時間を与える固定流量で、CBEに供給することにより、リアクタをバッチモードから連続モードに切り替えるステップ、
l)前処理された廃液を指定の供給量で連続的に供給してCBEを動作させ、リアクタ性能を評価するために、所望のパラメーターについて定期的にモニターするステップ、
m)処理済み廃液を生物学的処理ユニットで更に処理するために排出するステップ
を含む。
1.CBEは、2つの機能:
i)種々の酸化剤(ヒドロキシル、オキシクロリドラジカル等)を生じる、アノードでの水及び他のアニオン(例えばCl−)の電気化学的酸化と、
ii)種々の有機化合物の活性炭への吸着と
の統合に基づく。電解槽の電極への電流供給は、炭素粒子の分極を促し、これは、次いで、「粒子」電極として機能する。この理由で、吸着された有機化合物は電場の影響下に酸化される。このようにして炭素表面再生が現場で起こり、電極へ電圧を印加し続けると、吸着と電気的再生の両方のプロセスが同時に起こって、廃液処理効率が改良される。
2.サイズの選択及びリアクタ中の電極の特定の配置、例えばカソード−アノード−カソード−アノード等、により、リアクタに入る時間からリアクタを出る時間までの間に、リアクタ中の有機汚染物質分子が反応する更に大きな機会を保証し、かつ真直ぐで短い流路を排除する単チャンネル流路で、廃液を流すことができ、このチャンネル流路無しでは、装置は非常に悪い処理効率をもたらす。
3.炭素板アノードとステンレス鋼カソードとの間のスペース中に高表面積活性炭粒子床を使用。この炭素床は、一次炭素板アノードと一次ステンレス鋼カソードへの電力供給により生じた電場中で、より高い表面積対容積比を有する3−D電極として機能し、かつ同様の目的のために開発された通例の平行板配置に基づくリアクタより機能が優れている。炭素床を用いないと、本発明による装置と比べて、この系は、非常に低い反応率、より長い水理学的滞留時間を生じ、かつ多数のリアクタユニットを使用することとなる。
4.複数の電極を使用して、同一のタンクリアクタ中にカスケード形状のそのような幾つかの反応域の製造。同様の目的のために開発された通例の平行板配置に基づくリアクタを用いると、本来なら深刻な限界である、大容積廃液の処理を、これは可能にする。
5.高濃度の扱いにくい廃液のために、廃液に生分解を誘発するCBE処理の提供。
本例では、炭素床と電気分解の組み合わせが果たす役割を、特定の制御条件下、即ち、図1の炭素床(6)を用いない電解、電解を用いない炭素床(整流器(12)からの電力供給は中断)、でCOD除去を比較して説明する。化学工業から分離された廃液を炭素床電解槽に満たし、電解槽からの電気接続を整流器につなぎ、整流器にスイッチを入れ、244Aを印加した。観察される電圧は、6.8Vであった。アノード及びカソードでの電解反応の開始は、ガスの発生により肉目で見ることができた。リアクタは、30分ごとに排出口からサンプリングして断続的に6時間動作させた。観察されたCODの減少は図4に示す。炭素床無しの電解は10%未満のCOD減少に終わることが判明した。更に、CODは最初、炭素床上への吸着により、迅速に減少し、印加電場不在下に炭素床は徐々に吸着有機物で飽和される。対照的に、炭素床電解槽の進歩性により、炭素床及び電解を組み合わせると、初期CODに対してCODの70%除去が維持される。データは、CBE中の接触時間4時間の間に、初期CODに対してCODの70%が除去されることを示す。
種々の化学薬品を製造する化学工業群から分離された原廃液は、CBE中のバッチモードでの処理が考慮される。分離された原廃液の物理化学的特性は、表1に示す。廃液は、高濃度のCOD、TKN及びTDSを多数の他の汚染物質と共に有する。BOD:COD比により定義される生分解性指数は低く、廃液の悪い生分解性を示す。
例2に記載のものと同様のバッチ実験で、COD除去を異なるアノード−カソードチャンバで、異なる時間間隔でモニターして、全てのチャンバでCOD除去が均一であるか、表3で評価した。最初のチャンバを除き、全てのアノード−カソードチャンバからのCOD除去は同等であることが判明した。注入口にすぐ隣接する最初のチャンバは、より高いCOD値を示した。全てのチャンバで、COD除去が同等のパーセントであることは、CBE中の炭素床が「粒子」電極系として均一に機能することを裏付けた。
本例は、図3に記載されるように、区域から区域へと廃液が垂直に流れるのを促す電極の交互配置を有するCBEの適用性を説明する。化学工業群から分離された初期COD濃度21300mg/lの廃水を、区域から区域へ液体が垂直に流れるCBEでバッチモードにより処理した。CBEからの電気接続を整流器につなぎ、整流器にスイッチを入れ、約600Aを印加した。観察された電圧は、6.0Vであった。リアクタは、2時間毎に出口からサンプリングして断続的に8時間動作させた。観察されたCODの減少は表4に提示する。データは、接触時間8時間の間に、CODの約52%が除去され得ることを示す。
化学工業群から分離された初期COD濃度16500mg/lの廃水をCBE中でバッチモードにより処理した。CBEからの電気接続を整流器につなぎ、整流器にスイッチを入れ、約244Aを印加した。観察された電圧は、6.4Vであった。リアクタは、30分毎に排出口からサンプリングして断続的に4時間動作させた。観察されたCODとTKNの減少は表5に提示する。データは、CBE中の接触4時間の間に、初期COD及びTKN濃度に対してCODの約61%及びTKNの50%が除去され得ることを示す。
CBEは、水理学的滞留時間(HRT)2時間で、申し分のない性能を提供する。より短い滞留時間は、より低い汚染物質除去効率及びより低い電力消費量を示す。より高いHRTは、より大きな汚染物質除去を意味するが、電力消費量はより大である。
一般に、廃液は、好ましくは懸濁固体物不含であるか又はCBEへの供給前にこれを実質的に減じるべきである。懸濁固体物濃度を減じるために、種々の選択肢、即ち凝固/綿状沈殿、管凝固(tube coagulation)、精密ろ過及びフィルタープレスプロセス、がある。本例では、初期COD31200mg/lを有する原廃液を、先ずFeCl3凝固剤で処理し、次いでこのプロセスからの上澄みに電気的酸化をCBE中で施した。原廃液1立方メートルを採取し、石灰(0.5g石灰/lを20l)、40%FeCl3(5l)及び500mlの高分子電解質(0.2%)を用いて、機械撹拌下に凝固処理を実行した。凝固処理は、初期CODを16%減じ、他方懸濁固体物濃度は、2200mg/lから50mg/lまで減じられた。この前処理済み廃液は、電流:200A、電圧:6.2V、NaCl:2kg/m3、HRT:1時間、流量:0.36m3/時間で、更に処理するためにCBEに供給した。電気化学的酸化により、CODは、11355mg/lまで削減され、これは、表7に示される4時間で50.0%の除去効率になり、同時にTKNも1時間で36.6%減じられた。凝固及び凝固+電気的酸化処理からの廃液の種々のパラメーターの詳細な解析は、表8で比較される。その結果が示唆するように、原廃液中のその濃度に対して全体で78%のCODが除去され、かつ30%のTKNが除去された。COD及びTKN除去は、41.8%のBOD減少も伴うと同時に、BOD/COD比は、0.24から0.63まで増加した。このデータは、化学工業廃液のCBEでの電気的酸化が、その生分解性の著しい増加をもたらすことを示唆する。
CBEの性能を電気的酸化された廃液のCOD除去%及びBOD/COD比に関して、最適条件下での処理済み床容量の関数としてモニターした(200A、HRT2時間、図5)。COD減少に関するCBEの性能安定化は、図5Aに表され、リアクタ中で処理された廃液の床容量数が考慮される。COD除去のパーセントは、処理済み床容量数30に渡り調査され、平均して62%である。処理済み廃液のBOD/COD比も増加し、図5Bに表されるように、平均値0.56でかなり安定化された。
本例は、複合廃液の容積を400m3/dと考える大規模処理選択肢で、2段階で連続して動作されるCBEの有用性を説明する。図6に示される、凝固+電気的酸化(段階I)+電気的酸化(段階II)+生物的酸化の概略図により、処理選択肢を説明する。物理化学的処理後かつ生物的酸化の前にCBEユニット2個を組み込むことで、指定条件(HRT2時間、200A)下に、CODの70%減少が保証される。電気的酸化された廃液のBOD/COD比(0.56)は、供給廃液の0.22に比べて著しく高く、廃液は生物的酸化を受けやすくなっている。
1)CBEの好ましい使用は、扱いにくい廃液中の有機汚染物質の分解及び生分解の誘発への使用である。
2)CBEは、高濃度の有機化合物を有する廃液に適用できる。
3)CBEは、工業廃液中の有機汚染物質の濃度を制御するのに好適である。
4)CBE中の分極電極表面で、廃液中の有機汚染物質の電気的酸化反応が直ちに始まる。
5)CBEに、平行平板電極に加えて、高表面積活性炭も使用すると、有機汚染物質のより大きな吸着を可能にするので、プロセスの強化をもたらす。
6)本装置において、CBE中で現場生成される酸化剤は強力であり、飽和及び不飽和のC−C、C−S、C−N、C−X(X=ハロゲン)及びC−O結合を有する複合有機化合物を分子断片に破壊する。
7)CBE電気的酸化プロセスは、有機汚染物質の一部を、その無機副産物、即ちCO2、SO4 2−、NO3−等、に無機化する。他の使用としては、電気化学的合成、金属回収並びに廃液のための前及び後処理がある。
8)CBE電気的酸化プロセスは、有機炭素及び窒素の除去を同時にもたらし、処理済み廃液の生分解を潜在的に強化する。
9)CBEは、モジュールであり、かつ直列又は並列で複数使用でき、かつより高い処理効率を達成するために、何らかの機能的処理スキームに含めることができる。
10)CBE電気的酸化プロセスが、電極表面に吸着された有機化合物の酸化を引き起こすか又は電極表面に製造された酸化剤が、廃液全体に拡散し、有機化合物を攻撃することができる。
11)CBEの優れた特徴は、炭素床の現場再生である。吸着された有機化合物は、粒子電極表面を含む電極表面周囲の強力な酸化環境に連続的に晒されるので、動作条件下に炭素床が再生される。そのため、リアクタ中の炭素床は、より長期の有用性を示し、交換をめったに必要としない。
12)CBEでの、電気的酸化プロセス、アノード/カソードの消耗速度は非常に緩慢であり、従って頻繁に交換する必要がない。
13)CBEプロセスは、有害な試薬を利用せず、汚泥の生成がほとんど無視できる程度である。
14)CBEによる電気エネルギー消費量は、供給COD濃度及び処理済み廃液の目標COD濃度に依存する。プロセスは、供給電流を所望の値に調整することにより制御できる。
15)CBEプロセスは、室温及び大気圧下で行われるので、環境に優しく、操作が安全である。
16)CBEプロセスは、扱いにくい廃液の処理に関して、普及している熱処理、即ち焼却及び蒸発、に比べて費用効率が高い。
Claims (12)
- 廃液処理用の炭素床電解槽(CBE)ユニットであって、
このユニットは、強化セメントコンクリート(RCC)、繊維強化プラスチック(FRP)、ポリプロピレン又はこれらの組み合わせから作られたリアクタ(1)を備え、
このリアクタは、
リアクタ内に廃液を注入する注入口(7)及びリアクタで処理した廃液を排出する排出口(10)と、
前記注入口(7)から廃液を収容する緩衝室(8)であって、この廃液が、前記緩衝室の内側に位置する注入バルブ(9)から、前記排出口(10)によって前記リアクタ(1)から処理済みの廃液を運び出す単一のチャンネル流路に入る、緩衝室(8)と、
前記リアクタの一方の側に固定された一連の炭素アノード板(2)及び前記リアクタの反対の側に固定された一連のステンレス鋼カソード板(3)であって、これらアノード電極及びカソード電極の幅は、前記リアクタの幅よりも短くなっており(w<W)、カソード−アノード−カソード−アノードという順に交互に配列され且つ相互に平行に離間されているアノード板及びカソード板と
を備えており、
前記アノード板及びカソード板の高さは、リアクタの高さの25〜35%下回る範囲となるように調節され、
前記排出口(10)は、リアクタ本体に、電極の高さに少なくとも等しい高さで固定され、
全てのアノード板は、リアクタ本体の一方側に相互に平行に特定の間隔で、芯芯寸法で0.25〜0.35mの範囲で固定され、かつ全てのカソード板は、リアクタ本体の反対側に、カソード間の芯芯寸法で0.25〜0.35mで固定され、これらアノード板およびカソード板によって前記廃液の単一のチャンネル流路を形成し、
金属バスバーを使用して、全てのアノード又は全てのカソードが別々に結び付けられ、且つ電気整流器の陽極(アノード)及び陰極(カソード)に繋げられており、
少なくとも500m 2 /gの表面積を有する粒状活性炭(GAC)(4)が、前記電極の各対の間のスペースに充填され、これにより、吸着用の各コンパートメントに充填炭素床と粒子電極を形成し、
前記充填炭素床が、廃液が通過可能な孔容積を有し、これは、リアクタ容積の25〜30%であり、
リアクタ中に余分の液体を収容するために、リアクタの高さの1/4〜1/3にフリーボードが設けられており、
リアクタ底部の長さ方向に、使用済み炭素を都合よく除く、長い覆い付き防漏性開口(11)を備え、
前記リアクタの全面上に、亜鉛メッキ鉄(GI)製溶接構造物(12)を備える、CBEユニット。 - 粒状活性炭(GAC)床が、外部で再生されることなく連続的に現場で再生され、且つ炭素の長期の使用を可能にする請求項1に記載のCBEユニット。
- 化学的酸素要求量(COD)、生化学的酸素要求量(BOD)、ケルダール窒素(TKN)、アンモニア、無機を含む成分を減じるものである請求項1に記載のCBEユニット。
- 電力消費量に比例して変化する印加電流が、電極表面積、カソード−アノード分離距離、粒状活性炭(GAC)粒子の導電率、廃液の導電率並びに廃液の化学的酸素要求量(COD)、生化学的酸素要求量(BOD)及びケルダール窒素(TKN)の汚染パラメーターの初期及び目標濃度に応じて調整される請求項1に記載のCBEユニット。
- バスバー(5)及び(6)が、アルミニウム、銅又はその組み合わせの高電導材料から構成されている請求項1に記載のCBEユニット。
- 全カソードがリアクタ底部に固定され、他方、全アノードが2〜4インチの範囲でオフセット距離で持ち上げられているか、又は交互の電極配置においてその逆の場合もあり、これによって、処理済みの廃液が排出口から流出するまで、一区域から次の区域へと廃液が垂直モードで流れる単一のチャンネル流を達成するものである請求項1に記載のCBEユニット。
- 粒状活性炭(GAC)の粒径が2〜10mmの範囲にある請求項1に記載のCBEユニット。
- 生物機能的処理プラントにより更なる処理をするためにユニットは直列に複数で組み立てられるか、又は大きな容積流量を処理するためにユニットは並列に複数で組み立てられる請求項1に記載のCBEユニット。
- 請求項1に記載のCBEユニットを使用して廃液を処理するプロセスであって、
a.公知の凝固/綿状沈殿プロセスもしくは精密ろ過もしくはフィルタープレス法又はこれらの組み合わせにより、懸濁固体物を原廃液から除去するステップと、
b.供給廃液1m3当たり2.0〜4.0kgのNaClを添加して、間接電気的酸化プロセスを誘発するステップと、
c.有機及び無機汚染物質を有する、懸濁固体物不含原廃液を、電極及び炭素床が液中に没するまで、炭素床電解槽に供給するステップと、
d.ユニットの注入バルブと排出口を閉じて、バッチモード動作を開始させるステップと、
e.ステップ(c)の廃液を炭素床に1〜2時間接触させておくステップと、
f.ステップ(c)〜(e)を繰り返して、飽和吸着を達成するステップと、
g.整流器のスイッチを入れて、6.0〜7.0V、200〜250Aに設定し、注入バルブと排出口を閉め、先ずバッチモードで、電気分解を確実に行うステップと、
h.電気分解の結果として電極表面からガスが発生するのを目視で観測し、電流を調整して、電気分解速度を増加させるステップと、
i.注入バルブから離れた、電解槽の最後の区域からサンプルを収集し、化学的酸素要求量(COD)、ケルダール窒素(TKN)及び生化学的酸素要求量(BOD)の汚染パラメーターの減少についてテストサンプルを評価するステップと、
j.60〜70%を上回るCOD除去が達成されるまでバッチモードで電解槽を動作させるステップと、
k.注入バルブと排出口を開け、廃液が電解槽内で反応する最少滞留時間を与える固定流量で、電解槽に供給することにより、リアクタをバッチモードから連続モードに切り替えるステップと、
l.前処理された廃液を指定の供給量で連続的に供給して電解槽を動作させ、リアクタ性能を評価するために前記汚染パラメーターについて定期的にモニターするステップと、
m.生物学的処理ユニットで更に処理して、所望の処理済み廃液を得るために、処理済み廃液を排出するステップと
を含むプロセス。 - ステップ(f)で、ステップ(c)〜(e)を4〜6回繰り返して飽和吸着が達成され、必要な合計時間は8〜10時間の範囲にある請求項9に記載のCBEプロセス。
- 凝固−綿状沈殿、精密ろ過、傾斜管沈澱池、フィルタープレス操作又はこれらの組み合わせからの公知プロセスにより、供給廃液は前処理されて、懸濁固体物が実質的に最終値<50mg/lまで除去され、同時にCODも、>10%除去される請求項9に記載のCBEプロセス。
- 有効な水理学的滞留時間が、電解槽への廃液の供給量を調整することにより、1〜4時間の範囲で示される請求項9に記載のCBEプロセス。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IN2888DE2010 | 2010-12-06 | ||
IN2888/DEL/2010 | 2010-12-06 | ||
PCT/IB2011/000594 WO2012076940A1 (en) | 2010-12-06 | 2011-03-21 | Carbon bed electrolyser for treatment of liquid effluents and a process thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014504205A JP2014504205A (ja) | 2014-02-20 |
JP5881727B2 true JP5881727B2 (ja) | 2016-03-09 |
Family
ID=44533480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013542620A Expired - Fee Related JP5881727B2 (ja) | 2010-12-06 | 2011-03-21 | 廃液処理用の炭素床電解槽及びそのプロセス |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9890063B2 (ja) |
EP (1) | EP2649014B1 (ja) |
JP (1) | JP5881727B2 (ja) |
ES (1) | ES2655969T3 (ja) |
WO (1) | WO2012076940A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103058312A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-04-24 | 内蒙古科技大学 | 生活污水的处理方法 |
CN103496809A (zh) * | 2013-09-18 | 2014-01-08 | 广西丽桂环保科技有限公司 | 一种电镀废水电化学处理回收利用综合方法 |
US11312646B2 (en) | 2014-08-08 | 2022-04-26 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method to remediate effluents containing metals complexed with organic and/or inorganic species |
CN105236629A (zh) * | 2015-10-22 | 2016-01-13 | 山东龙安泰环保科技有限公司 | 一种双效电解废水处理装置 |
CN105540959B (zh) * | 2016-02-05 | 2018-09-21 | 蓝星环境工程有限公司 | 一种微电解和芬顿技术集成的反应器及废水处理方法 |
CN106315774B (zh) * | 2016-11-04 | 2023-06-16 | 中国海洋大学 | 一种多级电化学氧化装置 |
CN110078177B (zh) * | 2019-04-19 | 2022-01-28 | 广西民族大学 | 一种SnO2-GAC粒子及其制备方法和应用 |
CN110282704B (zh) * | 2019-05-07 | 2022-03-04 | 广东省测试分析研究所(中国广州分析测试中心) | 一种用于水处理的电化学改性填料 |
CN110451611B (zh) * | 2019-08-18 | 2024-01-23 | 深圳市世清环保科技有限公司 | 复合式三维电解装置 |
CN111003761B (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-05 | 广东电网有限责任公司东莞供电局 | 一种印染废水处理系统及方法 |
CN111718005B (zh) * | 2020-06-05 | 2021-10-12 | 同济大学 | 一种采用两级垂直潜流式人工湿地强化处理含PPCPs废水的方法 |
RU200864U1 (ru) * | 2020-06-22 | 2020-11-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Устройство биологической очистки сточных вод |
WO2022170009A1 (en) | 2021-02-05 | 2022-08-11 | Xylem Water Solutions U.S.A., Inc. | System and method for recovering resources from wastewater streams |
CN113391554B (zh) * | 2021-06-16 | 2022-06-17 | 江苏东南环保科技有限公司 | 一种基于人工智能的电镀方法 |
CN116143243A (zh) * | 2021-11-17 | 2023-05-23 | 爱思开海力士有限公司 | 选择性地去除全氟化合物的装置和方法 |
CN114045508A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-02-15 | 浙江清越科技有限公司 | 一种模块化的多电极流动型过氧化氢电化学生成装置 |
CN115404492A (zh) * | 2022-09-26 | 2022-11-29 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 风光电源制氢装置及其制氢方法 |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3616356A (en) * | 1967-09-18 | 1971-10-26 | Clarence H Roy | Electrolysis in a particulate carbon packing |
US3793173A (en) | 1969-02-03 | 1974-02-19 | K Price | Wastewater treatment using electrolysis with activated carbon cathode |
CA1016495A (en) | 1973-01-02 | 1977-08-30 | Clare J. Beingessner | Electro-oxidizing cyanide waste and conveying gas-liquid mixture along confined path |
JPS49110141A (ja) * | 1973-02-22 | 1974-10-19 | ||
US3975247A (en) * | 1974-01-23 | 1976-08-17 | Stralser Bernard J | Treating sewage and recovering usable water and solids |
US3919062A (en) | 1974-04-29 | 1975-11-11 | Grace W R & Co | Electrochemical system graduated porous bed sections |
US3915822A (en) | 1974-05-22 | 1975-10-28 | Grace W R & Co | Electrochemical system with bed sections having variable gradient |
US3988221A (en) * | 1975-03-20 | 1976-10-26 | Occidental Petroleum Corporation | Electrolytic removal of heavy metal ions using particulate silicon alloys |
JPS5270565A (en) * | 1975-12-09 | 1977-06-11 | Nakazawa Niyuugiyou Kk | Method of and apparatus for purifying sanitary sewage |
JPS5631351Y2 (ja) * | 1977-02-01 | 1981-07-25 | ||
US4161435A (en) * | 1977-10-13 | 1979-07-17 | Innova, Inc. | Process and apparatus for reducing the level of contaminants in aqueous electrolytes containing the same |
US4585539A (en) | 1982-08-17 | 1986-04-29 | Technic, Inc. | Electrolytic reactor |
JPS59127691A (ja) * | 1983-01-05 | 1984-07-23 | Showa Eng Kk | し尿二次処理水の高次処理方法 |
US5062940A (en) * | 1988-03-02 | 1991-11-05 | Water Regeneration Systems, Inc. | Electrolytic liquid purification apparatus |
NL9200989A (nl) * | 1992-06-04 | 1994-01-03 | Eco Purification Syst | Werkwijze en inrichting voor het zuiveren van stromen. |
GB9318794D0 (en) | 1993-09-10 | 1993-10-27 | Ea Tech Ltd | A high surface area cell for the recovery of metals from dilute solutions |
DE4410658C2 (de) | 1994-03-26 | 1996-11-21 | Wt Wassertechn Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von industriellen Abwässern im Wege der Elektrolyse |
US5744028A (en) | 1996-11-21 | 1998-04-28 | Konica Corporation | Water treating apparatus |
US5770037A (en) | 1996-11-21 | 1998-06-23 | Konica Corporation | Water processing method |
US5702587A (en) | 1996-12-20 | 1997-12-30 | Huron Tech Canada, Inc. | Chemical and electrochemical regeneration of active carbon |
US6346187B1 (en) | 1999-01-21 | 2002-02-12 | The Regents Of The University Of California | Alternating-polarity operation for complete regeneration of electrochemical deionization system |
US6298996B1 (en) | 1999-02-05 | 2001-10-09 | Eltron Research, Inc. | Three dimensional electrode for the electrolytic removal of contaminants from aqueous waste streams |
WO2000047519A1 (fr) * | 1999-02-10 | 2000-08-17 | Ebara Corporation | Procede et appareil de traitement de milieu aqueux |
US6274028B1 (en) | 1999-04-23 | 2001-08-14 | Clyde Kuen-Hua Hu | Electrolytic wastewater treatment method and apparatus |
JP3536092B2 (ja) * | 2001-06-11 | 2004-06-07 | 群馬大学長 | 電場を用いた被処理水からのリンの除去方法 |
US20040168909A1 (en) | 2003-02-28 | 2004-09-02 | Larson Arden L. | Three-dimensional flow-through electrode and electrochemical cell |
EA004234B1 (ru) * | 2003-03-28 | 2004-02-26 | Ай Ку Эдванс Текнолоджи Лимитед | Способ очистки жидких сред |
US20080078673A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-03 | The Water Company Llc | Electrode for use in a deionization apparatus and method of making same and regenerating the same |
-
2011
- 2011-03-21 US US13/992,064 patent/US9890063B2/en active Active
- 2011-03-21 EP EP11719631.1A patent/EP2649014B1/en not_active Not-in-force
- 2011-03-21 WO PCT/IB2011/000594 patent/WO2012076940A1/en active Application Filing
- 2011-03-21 JP JP2013542620A patent/JP5881727B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-03-21 ES ES11719631.1T patent/ES2655969T3/es active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2655969T3 (es) | 2018-02-22 |
US9890063B2 (en) | 2018-02-13 |
JP2014504205A (ja) | 2014-02-20 |
EP2649014B1 (en) | 2017-10-25 |
WO2012076940A1 (en) | 2012-06-14 |
EP2649014A1 (en) | 2013-10-16 |
US20140008243A1 (en) | 2014-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5881727B2 (ja) | 廃液処理用の炭素床電解槽及びそのプロセス | |
Guo et al. | Electrochemical methods for landfill leachate treatment: A review on electrocoagulation and electrooxidation | |
Ghernaout | Electrocoagulation and electrooxidation for disinfecting water: New breakthroughs and implied mechanisms | |
Zhang et al. | A new type of continuous-flow heterogeneous electro-Fenton reactor for Tartrazine degradation | |
US8551305B2 (en) | Apparatus for treating water or wastewater | |
CN102145967B (zh) | 一种处理餐饮废水的装置及方法 | |
Kurt et al. | Treatment of domestic wastewater by electrocoagulation in a cell with Fe–Fe electrodes | |
KR100953085B1 (ko) | 축전 탈이온화 방식을 이용한 하, 폐수 처리 시스템 | |
Hossain et al. | Impact of current density, operating time and pH of textile wastewater treatment by electrocoagulation process | |
US20130264197A1 (en) | Nanocatalytic electrolysis and flocculation apparatus | |
JP7391366B2 (ja) | リン酸イオンと硝酸イオンを除去する汚染水浄化方法および装置 | |
Bernal-Martínez et al. | Effect of the continuous and pulse in situ iron addition onto the performance of an integrated electrochemical–ozone reactor for wastewater treatment | |
US20160167985A1 (en) | Method for treating wastewater and device for carrying out said method | |
Gholizadeh et al. | Improved power density and Cr/Pb removal using ozone in a microbial desalination cell | |
KR101206527B1 (ko) | 오폐수 중 암모니아성 질소, 질산성 질소 및 인 제거용 전기분해장치 | |
Gedam et al. | Carbon attrition during continuous electrolysis in carbon bed based three-phase three-dimensional electrode reactor: Treatment of recalcitrant chemical industry wastewater | |
DELİL et al. | Investigation of electrocoagulation and electrooxidation methods of real textile wastewater treatment | |
KR100319022B1 (ko) | 전해부상법을이용한폐수처리장치 | |
WO2014165998A1 (en) | Treatment of a waste stream through production and utilization of oxyhydrogen gas | |
JP2000140819A (ja) | 重金属汚染土壌の浄化方法 | |
Koparal et al. | Removal of linear alkylbenzene sulfonate from a model solution by continuous electrochemical oxidation | |
CN111634979A (zh) | 一种利用水滑石基粒子电极构建三维电极体系去除脱硫废水氯离子的装置 | |
IT201800009628A1 (it) | Processo e apparecchiatura di elettrocoagulazione per trattamenti di depurazione di liquidi contaminati | |
Tien et al. | Electrochemical water treatment technology in Viet Nam: achievement &future development | |
CN212127829U (zh) | 一种反渗透浓缩液电解回收装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140311 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150213 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20150513 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150615 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160202 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5881727 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |