JP6679231B2 - Heavy metal removing device and method - Google Patents

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Description

本発明は、溶液から重金属を除去する重金属除去装置に関し、特に、外部からの薬剤の添加を不要とする簡素且つ回収効率の高い重金属除去装置に関する。   The present invention relates to a heavy metal removing device that removes heavy metals from a solution, and more particularly to a simple and high recovery efficiency heavy metal removing device that does not require external chemical addition.

我が国では、飲用水準の水道水が各家庭に供給されているが、家庭用浄水器も普及しており、水道水のさらなる浄水化に関する利用者の関心は高い。家庭用浄水器では、イオン交換樹脂膜、逆浸透膜(RO膜)等の各種の濾過膜を用いることによって汚染物質の除去を行うが、これらの膜は、消耗品であることから、一定期間の使用後には交換が必要とされるが、この交換により、浄水器のランニングコストが嵩むと共に、煩わしさを感じている利用者も多い。   In Japan, drinking-grade tap water is supplied to each household, but household water purifiers are also widespread, and users are highly interested in further purification of tap water. In household water purifiers, contaminants are removed by using various filtration membranes such as ion exchange resin membranes and reverse osmosis membranes (RO membranes), but since these membranes are consumables, they are used for a certain period. Although it is necessary to replace the water purifier after its use, this replacement increases the running cost of the water purifier and many users find it annoying.

そのため、このようなフィルターの前段で、重金属等の汚染物質をさらに除去できれば、このようなフィルターの交換頻度が抑えられると共に、フィルター無しでも、ある程度の水準の飲用水が得られ、利用者にとって、コストダウンが図れると共に、使い勝手が向上し、浄水器の一層の普及が促進されることが期待される。   Therefore, if it is possible to further remove pollutants such as heavy metals in the preceding stage of such a filter, the frequency of exchanging such a filter can be suppressed, and a certain level of drinking water can be obtained even without a filter, for the user. It is expected that the cost will be reduced, the usability will be improved, and the further spread of the water purifier will be promoted.

一方で、一部の工業国では、給水管の老朽化による汚水の混入やサビの混入等が発生すると共に、さらに、河川の工業汚染によって、飲用水の重金属汚染が深刻な問題となっている。例えば、中国では、汚染が進む河川や地下水を水道水の水源としているため、有害な重金属の除去が課題となっている。このように、飲用水に含まれる重金属の除去は、各国で共通する重要な課題となっている。このような状況の中で、水溶液中の重金属を除去するための種々の重金属除去装置が提案されている。   On the other hand, in some industrialized countries, the contamination of drinking water due to the deterioration of water supply pipes and the mixing of rust, etc., and the heavy metal contamination of drinking water has become a serious problem due to the industrial pollution of rivers. . For example, in China, where polluted rivers and groundwater are used as the source of tap water, the removal of harmful heavy metals is an issue. Thus, the removal of heavy metals contained in drinking water has become an important issue common to all countries. Under such circumstances, various heavy metal removing devices for removing heavy metals in an aqueous solution have been proposed.

従来では、廃水等の水溶液に、アルカリ性剤や、必要に応じてpH調整剤や凝集剤等の添加剤を注入することによって、重金属イオンがフロック化した微粒子を凝集させて凝集体にした後に、フィルターで濾過して重金属を除去するという種々の重金属除去装置が開示されている。   Conventionally, in an aqueous solution such as wastewater, by injecting an alkaline agent and / or an additive such as a pH adjuster or a coagulant as necessary, after the heavy metal ions are flocculated to form aggregates, Various heavy metal removing devices have been disclosed which remove heavy metals by filtering with a filter.

このような従来の重金属除去装置としては、例えば、水酸化ナトリウムを添加して、pH8.5〜10でアルカリ凝集処理をするものがある(特許文献1参照)。また、廃水に対して、さらにマグネシウム化合物を添加することによって、アルカリ性剤の添加による凝集作用を高めようとするものもある(特許文献2、3参照)。   As such a conventional heavy metal removing apparatus, for example, there is one that adds sodium hydroxide to carry out alkali coagulation treatment at a pH of 8.5 to 10 (see Patent Document 1). In addition, there is also one that attempts to enhance the cohesive action by the addition of an alkaline agent by further adding a magnesium compound to waste water (see Patent Documents 2 and 3).

さらに、濾過効率の観点から、塩基性硫酸マグネシウム及び水酸化マグネシウムからなる結晶状繊維を集合して構成されるフィルターを配設することによって、濾過の効率を高めようとするものがある(特許文献4参照)。また、クロスフロー式濾過装置を用いると共に、濾過前の廃水をクロスフロー式濾過装置の前段で循環させることによって、凝集体を濾過用に再利用して濾過の効率を高めようとするものもある(特許文献5参照)。   Further, from the viewpoint of filtration efficiency, there is one that attempts to improve the filtration efficiency by disposing a filter configured by assembling crystalline fibers composed of basic magnesium sulfate and magnesium hydroxide (Patent Document 4). In addition, there is also one that uses a cross-flow type filtration device and circulates waste water before filtration in the preceding stage of the cross-flow type filtration device to reuse the agglomerates for filtration to improve the efficiency of filtration. (See Patent Document 5).

この他にも、従来の重金属除去装置としては、例えば、河川、湖沼、海域、池などの底に堆積する底泥に含有する重金属を除去することを目的とする装置ではあるが、底泥に存在する重金属が硫化金属として存在することに着目して、重金属類と結合する硫黄を酸化により解離させることを目的として、アルカリ槽と、汚染水又は汚染底泥を入れるための酸性槽とからなり、酸性槽内に汚染水又は汚染底泥を希釈したものを入れ、電流を通すことにより重金属を回収する装置がある(特許文献6参照)。   In addition to this, as a conventional heavy metal removing device, for example, a device intended to remove heavy metals contained in the bottom mud deposited on the bottom of rivers, lakes, seas, ponds, etc. Focusing on the fact that existing heavy metals exist as metal sulfides, it consists of an alkaline tank and an acidic tank for containing contaminated water or contaminated bottom mud for the purpose of dissociating sulfur bound to heavy metals by oxidation. There is a device for collecting heavy metal by putting contaminated water or diluted contaminated bottom mud in an acid tank and passing an electric current (see Patent Document 6).

特開2008−264626号公報JP, 2008-264626, A 特開平2−157090号公報JP-A-2-157090 特開昭61−192386号公報JP 61-192386A 特開2003−285079号公報JP, 2003-285079, A 特開2006−320862号公報JP, 2006-320862, A 特開平11−57788号公報JP, 11-57788, A

しかし、従来の重金属除去装置は、アルカリ性剤や、pH調整剤や凝集剤等の添加剤を外部から注入するものがあるが、このような添加剤は消耗品であることから、定期的な交換が必要であり、添加剤に対してコストと手間が追加的に必要となるという課題がある。特に消費者向けの飲用水の浄水器として利用する場合には、ランニングコストと手間が掛かることにより製品の普及が困難である。   However, there are some conventional heavy metal removing devices that inject additives such as an alkaline agent, a pH adjusting agent, and a coagulant from the outside, but since such an additive is a consumable item, it is regularly replaced. However, there is a problem that the cost and labor are additionally required for the additive. Especially when used as a water purifier for drinking water for consumers, it is difficult to disseminate the product due to running cost and labor.

また、濾過効率を図る観点から、例えば、結晶状繊維を集合して構成されるフィルターを用いたり、濾過前の廃水をクロスフロー式濾過装置の前段で循環させたりするようなフィルターに技術的特徴を備えるものがあるが、フィルターは消耗品であることから、定期的な交換が必要であり、フィルターのコストと手間が掛かるという課題がある。特に消費者向けの飲用水の浄水器として利用する場合には、ランニングコストと手間が掛かることにより製品の普及が困難である。   Further, from the viewpoint of improving filtration efficiency, for example, a filter configured by collecting crystalline fibers is used, or a technical feature of a filter that circulates waste water before filtration in the preceding stage of a cross-flow type filtration device. However, since the filter is a consumable item, it needs to be replaced regularly, and there is a problem that the cost and labor of the filter are high. Especially when used as a water purifier for drinking water for consumers, it is difficult to disseminate the product due to running cost and labor.

この他にも、底泥に存在する重金属が硫化金属として存在することに着目して、汚染水又は汚染底泥を酸性槽に入れるものがあるが、家庭用の飲用水に適用した場合には、家庭用の飲用水は、前提とする底泥の含有金属とは異なるために、そのままでは利用できないことのみならず、アルカリ凝集処理を行おうとする場合にも、初期に酸性処理が行われることから、pH値を大幅に上げる工程が必要となり、余計なコスト及び手間が必要となるという課題がある。   In addition to this, there is one that puts contaminated water or contaminated bottom mud in an acid tank, focusing on the fact that heavy metals present in bottom mud exist as metal sulfides, but when applied to domestic drinking water, , Domestic drinking water cannot be used as it is because it is different from the metal contained in the bottom mud, which is the premise, and acid treatment is performed in the initial stage when alkali coagulation treatment is performed. Therefore, there is a problem that a step of significantly increasing the pH value is required, and extra cost and labor are required.

本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、外部からの余分な添加剤を必要とせず、簡素且つ、家庭用に適した低コスト且つ手間を抑制した重金属除去装置の提供を目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a heavy metal removing apparatus that does not require an external additive from the outside, is simple, and is suitable for household use, has a low cost, and has reduced labor. And

本願に開示する重金属除去装置は、重金属を含有する原水がタンクに供給され、当該原水を電気分解してアルカリ性溶液と酸性溶液とを生成する電解手段と、前記電解手段により生成された前記アルカリ性溶液をpH調整し、当該アルカリ性溶液中に含有する重金属から重金属水酸化物を生成するpH調整手段と、前記pH調整手段により生成された前記重金属水酸化物を、前記アルカリ性溶液から分離して濾液を生成する濾過手段と、を備えるものである。   The heavy metal removing apparatus disclosed in the present application, raw water containing heavy metals is supplied to a tank, electrolysis means for electrolyzing the raw water to produce an alkaline solution and an acidic solution, and the alkaline solution produced by the electrolysis means. PH is adjusted, and a pH adjusting means for producing a heavy metal hydroxide from the heavy metal contained in the alkaline solution, and the heavy metal hydroxide produced by the pH adjusting means are separated from the alkaline solution to obtain a filtrate. And a filtering means for generating the same.

このように、原水に対して外部からの添加剤を添加することなく、さらに、原水が酸性状態を経由することなく直ちにアルカリ性状態が形成され、当該アルカリ性状態が維持されることから、前記重金属水酸化物の生成が効率的に促進されることとなり、低コスト且つ効率的に原水から重金属を除去することができる。   Thus, without adding an additive from the outside to the raw water, further, the alkaline state is formed immediately without going through the acidic state of the raw water, since the alkaline state is maintained, the heavy metal water The production of oxides is efficiently promoted, and heavy metals can be efficiently removed from raw water at low cost.

本願に開示する重金属除去装置は、必要に応じて、前記濾過手段が、前記重金属水酸化物を遠心分離するものである。このように、前記濾過手段が、前記重金属水酸化物を遠心分離することによって、生成された重金属水酸化物が装置内に固着して残存することが抑制されることから、前記濾過手段における前記重金属水酸化物の分離精度が向上すると共に、装置内の汚染が抑制されることとなり、原水からの効率的な重金属の除去及びランニングコストの抑制を共に実現することができる。   In the heavy metal removing device disclosed in the present application, the filtering means centrifuges the heavy metal hydroxide as necessary. As described above, since the filtering means centrifuges the heavy metal hydroxide, it is possible to prevent the heavy metal hydroxide produced from sticking and remaining in the apparatus. The accuracy of separating heavy metal hydroxides is improved, and the pollution in the device is suppressed, so that it is possible to efficiently remove heavy metals from raw water and suppress the running cost.

本願に開示する重金属除去装置は、必要に応じて、前記電解手段により生成された前記酸性溶液を、前記濾過手段により生成された前記濾液に混合して当該濾液のpH値を中和させる中和手段を備えるものである。このように、前記電解手段により生成された前記酸性溶液を、循環的に前記濾液に混合して当該濾液のpH値を中和させることから、外部からの添加剤を用いることなく、高アルカリ性状態にある前記濾液の液性を緩和できることとなり、低コスト且つ効率的に、飲用等の利用水準を満たす前記濾液を得ることが出来る。   The heavy metal removing apparatus disclosed in the present application neutralizes the pH value of the filtrate by mixing the acidic solution produced by the electrolysis means with the filtrate produced by the filtration means, if necessary. It is equipped with means. Thus, since the acidic solution produced by the electrolysis means is cyclically mixed with the filtrate to neutralize the pH value of the filtrate, a highly alkaline state can be obtained without using an external additive. Since the liquid properties of the above-mentioned filtrate can be relaxed, the above-mentioned filtrate satisfying the usage level such as drinking can be obtained at low cost and efficiently.

本願に開示する重金属除去装置は、必要に応じて、前記電解手段により生成された前記アルカリ性溶液のpH値を、周期的に上下変動させるpH制御手段を備えるものである。このように、前記アルカリ性溶液において初期には高いpH値によって速やかに重金属水酸化物が生成され、これに引き続いて、当該アルカリ性溶液のpH値が降下することによって、生成された当該重金属水酸化物が再溶解することが抑制されて結晶状態が維持されることから、重金属水酸化物の生成効率が高められることとなり、原水からの効率的な重金属の除去を実現することができる。   The heavy metal removing apparatus disclosed in the present application is provided with a pH control unit that periodically fluctuates the pH value of the alkaline solution generated by the electrolysis unit, as necessary. As described above, in the alkaline solution, the heavy metal hydroxide is rapidly produced at a high pH value in the initial stage, and subsequently, the pH value of the alkaline solution is lowered, so that the heavy metal hydroxide produced. Since the re-dissolution of OH is suppressed and the crystalline state is maintained, the production efficiency of heavy metal hydroxide is increased, and efficient removal of heavy metal from raw water can be realized.

本願に開示する重金属除去装置は、必要に応じて、前記pH制御手段が、前記電解手段により生成された前記酸性溶液を、前記アルカリ性溶液に間欠的に混合するものである。このように、前記pH制御手段におけるpH調整を行う際に、pH調整剤等の外部からの添加剤を用いることなく、前記電解手段で生成された前記酸性溶液を循環させて装置内部の閉じた系でpH値を周期的に上下変動させることから、前記pH制御手段が実施するpH調整に関して添加剤等の余分なコストが不要となることとなり、低コスト且つ効率的に、原水からの効率的な重金属の除去を実現することができる。   In the heavy metal removing device disclosed in the present application, the pH control unit intermittently mixes the acidic solution generated by the electrolyzing unit with the alkaline solution, as necessary. Thus, when the pH is adjusted in the pH control means, the acidic solution produced by the electrolysis means is circulated to close the inside of the apparatus without using an external additive such as a pH adjuster. Since the pH value is periodically fluctuated up and down in the system, no extra cost such as an additive is needed for pH adjustment performed by the pH control means, which is low cost and efficient, and efficient from raw water. It is possible to realize the removal of heavy metals.

本願に開示する重金属除去装置は、必要に応じて、前記pH調整手段が、前記濾過手段により生成された濾液をpH調整するものである。このように、前記pH調整手段が、前記濾過手段により生成された濾液をpH調整することから、前記濾過手段により生成された濾液がより飲用に適するpHとなることとなり、低コスト且つ効率的に、原水から重金属が除去された飲用水を簡易に得ることができる。   In the heavy metal removing device disclosed in the present application, the pH adjusting means adjusts the pH of the filtrate produced by the filtering means, if necessary. In this way, the pH adjusting means adjusts the pH of the filtrate produced by the filtering means, so that the filtrate produced by the filtering means has a pH more suitable for drinking, which is low cost and efficient. It is possible to easily obtain drinking water from which heavy metals have been removed from raw water.

また、本願に開示する重金属除去方法は、重金属を含有する原水がタンクに供給され、当該原水を電気分解してアルカリ性溶液と酸性溶液とを生成する電解工程と、前記電解工程により生成された前記アルカリ性溶液をpH調整し、当該アルカリ性溶液中に含有する重金属から重金属水酸化物を生成するpH調整工程と、前記pH調整工程により生成された前記重金属水酸化物を、前記アルカリ性溶液から分離して濾液を生成する濾過工程と、を含むものである。   Further, the heavy metal removal method disclosed in the present application, raw water containing heavy metals is supplied to a tank, an electrolysis step of electrolyzing the raw water to produce an alkaline solution and an acidic solution, and the electrolysis step produced by the electrolysis step. The pH of the alkaline solution is adjusted, a pH adjusting step of producing a heavy metal hydroxide from the heavy metal contained in the alkaline solution, and the heavy metal hydroxide produced by the pH adjusting step is separated from the alkaline solution. And a filtration step for producing a filtrate.

このように、原水に対して外部からの添加剤を添加することなく、さらに、原水が酸性状態を経由することなく直ちにアルカリ性状態が形成されて維持されることから、前記重金属水酸化物の生成が効率的に促進されることとなり、低コスト且つ効率的に原水から重金属を除去することができる。   Thus, without adding an additive from the outside to the raw water, further, since the raw water is immediately formed and maintained in the alkaline state without passing through the acidic state, the formation of the heavy metal hydroxide Is efficiently promoted, and heavy metals can be removed from raw water efficiently at low cost.

本願に開示する重金属除去方法は、必要に応じて、前記濾過工程が、前記重金属水酸化物を遠心分離するものである。このように、前記濾過工程が、前記重金属水酸化物を遠心分離することによって、生成された重金属水酸化物が装置内に固着して残存することが抑制されることから、前記濾過工程における前記重金属水酸化物の分離精度が向上すると共に、装置内の汚染が抑制されることとなり、原水からの効率的な重金属の除去及びランニングコストの抑制を共に実現することができる。   In the heavy metal removing method disclosed in the present application, the filtration step centrifuges the heavy metal hydroxide, if necessary. In this way, the filtration step, by centrifuging the heavy metal hydroxide, the heavy metal hydroxide produced is prevented from sticking and remaining in the device, and thus the filtration step in the filtration step is performed. The accuracy of separating heavy metal hydroxides is improved, and the pollution in the device is suppressed, so that it is possible to efficiently remove heavy metals from raw water and suppress the running cost.

本願に開示する重金属除去方法は、必要に応じて、前記電解工程により生成された前記酸性溶液を、前記濾過工程により生成された前記濾液に混合して当該濾液のpH値を中和させる中和工程を含むものである。このように、前記電解工程により生成された前記酸性溶液を、循環的に前記濾液に混合して当該濾液のpH値を中和させることから、外部からの添加剤を用いることなく、高アルカリ性状態にある前記濾液の液性を緩和できることとなり、低コスト且つ効率的に、飲用等の利用水準を満たす前記濾液を得ることが出来る。   The heavy metal removing method disclosed in the present application, if necessary, neutralizes the pH value of the filtrate by mixing the acidic solution produced by the electrolysis step with the filtrate produced by the filtration step. It includes a process. Thus, since the acidic solution produced by the electrolysis step is cyclically mixed with the filtrate to neutralize the pH value of the filtrate, a highly alkaline state can be obtained without using an external additive. Since the liquid properties of the above-mentioned filtrate can be relaxed, the above-mentioned filtrate satisfying the usage level such as drinking can be obtained at low cost and efficiently.

本願に開示する重金属除去方法は、必要に応じて、前記電解工程により生成された前記アルカリ性溶液のpH値を、周期的に上下変動させるpH制御工程を含むものである。このように、前記アルカリ性溶液において初期には高いpH値によって速やかに重金属水酸化物が生成され、これに引き続いて、当該アルカリ性溶液のpH値が降下することによって、生成された当該重金属水酸化物が再溶解することなく結晶状態が維持されることから、重金属水酸化物の生成効率が高められることとなり、原水からの効率的な重金属の除去を実現することができる。   The heavy metal removal method disclosed in the present application includes a pH control step of periodically changing the pH value of the alkaline solution generated by the electrolysis step up and down, if necessary. As described above, in the alkaline solution, the heavy metal hydroxide is rapidly produced at a high pH value in the initial stage, and subsequently, the pH value of the alkaline solution is lowered, so that the heavy metal hydroxide produced. Since the crystalline state is maintained without being redissolved, the production efficiency of heavy metal hydroxide is increased, and efficient removal of heavy metal from raw water can be realized.

本願に開示する重金属除去方法は、必要に応じて、前記pH制御工程が、前記電解工程により生成された前記酸性溶液を、前記アルカリ性溶液に間欠的に混合するものである。このように、前記pH制御工程におけるpH調整を行う際に、pH調整剤等の外部からの添加剤を用いることなく、前記電解工程で生成された前記酸性溶液を循環させて装置内部の閉じた系でpH値を周期的に上下変動させることから、前記pH制御工程が実施するpH調整に関して添加剤等の余分なコストが不要となることとなり、低コスト且つ効率的に、原水からの効率的な重金属の除去を実現することができる。   In the heavy metal removal method disclosed in the present application, the pH control step intermittently mixes the acidic solution produced by the electrolysis step with the alkaline solution, if necessary. Thus, when performing pH adjustment in the pH control step, the acidic solution produced in the electrolysis step was circulated to close the inside of the apparatus without using an external additive such as a pH adjuster. Since the pH value is periodically fluctuated up and down in the system, no extra cost such as an additive is required for pH adjustment performed in the pH control step, which is low cost and efficient, and efficient from raw water. It is possible to realize the removal of heavy metals.

本願に開示する重金属除去方法は、必要に応じて、前記pH調整工程が、前記濾過工程により生成された濾液をpH調整するものである。このように、前記pH調整工程が、前記濾過工程により生成された濾液をpH調整することから、前記濾過工程により生成された濾液がより飲用に適するpHとなることとなり、低コスト且つ効率的に、原水から重金属が除去された飲用水を簡易に得ることができる。   In the heavy metal removal method disclosed in the present application, the pH adjustment step adjusts the pH of the filtrate produced in the filtration step, if necessary. In this way, the pH adjustment step adjusts the pH of the filtrate produced by the filtration step, so that the filtrate produced by the filtration step has a pH more suitable for drinking, which is low cost and efficient. It is possible to easily obtain drinking water from which heavy metals have been removed from raw water.

本発明の第1の実施形態に係る重金属除去装置の構成図を示す。The block diagram of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is shown. 本発明の第1の実施形態に係る重金属除去装置の変形例についての構成図を示す。The block diagram about the modification of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is shown. 本発明の第1の実施形態に係る重金属除去装置の変形例についての構成図を示す。The block diagram about the modification of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is shown. 本発明の第1の実施形態に係る重金属除去装置の変形例についての構成図を示す。The block diagram about the modification of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is shown. 本発明の第1の実施形態に係る重金属除去装置の斜視図を示す。The perspective view of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is shown. 本発明の第2の実施形態に係る重金属除去装置の濾過手段の構成図(a)並びにその動作例(b)及び(c)を示す。The block diagram (a) of the filtration means of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and its operation example (b) and (c) are shown. 本発明の第2の実施形態に係る重金属除去装置の濾過手段の構成図を示す。The block diagram of the filtration means of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第3の実施形態に係る重金属除去装置の構成図を示す。The block diagram of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第3の実施形態に係る重金属除去装置の変形例についての構成図を示す。The block diagram about the modification of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第4の実施形態に係る重金属除去装置の構成図を示す。The block diagram of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention is shown. 本発明の第4の実施形態に係る重金属除去装置のpH調整例を示す。The pH adjustment example of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention is shown. 本発明の第5の実施形態に係る重金属除去装置の構成図を示す。The block diagram of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention is shown. 本発明の第5の実施形態に係る重金属除去装置の変形例についての構成図を示す。The block diagram about the modification of the heavy metal removal apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention is shown. 本発明のその他の実施形態に係る重金属除去装置の構成図を示す。The block diagram of the heavy metal removal apparatus which concerns on other embodiment of this invention is shown.

(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係る重金属除去装置を上記図1〜4に従って説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, the heavy metal removing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

第1の実施形態に係る重金属除去装置は、上記図1に示すように、重金属を含有する原水Aがタンク100に供給され、この原水Aを電気分解してアルカリ性溶液と酸性溶液とを生成する電解手段1と、この電解手段1により生成されたこのアルカリ性溶液をpHセンサ21によりpH調整し、このアルカリ性溶液中に含有する重金属から重金属水酸化物を生成するpH調整手段2と、このpH調整手段2により生成されたこの重金属水酸化物を、このアルカリ性溶液から分離して濾液Bを生成する濾過手段3とを備える構成である。   In the heavy metal removing apparatus according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, raw water A containing heavy metals is supplied to a tank 100, and the raw water A is electrolyzed to generate an alkaline solution and an acidic solution. The electrolyzing means 1, the pH adjusting means 2 for adjusting the pH of the alkaline solution produced by the electrolyzing means 1 by the pH sensor 21, and producing the heavy metal hydroxide from the heavy metal contained in the alkaline solution, and the pH adjusting means. The heavy metal hydroxide produced by the means 2 is separated from the alkaline solution to produce the filtrate B, and the filtration means 3 is provided.

この電解手段1は、直流電源10と、この直流電源10に接続されるアノード側の陽極11と、この直流電源10に接続されるカソード側の陰極12とから構成される。   The electrolysis means 1 is composed of a DC power supply 10, an anode 11 on the anode side connected to the DC power supply 10, and a cathode 12 on the cathode side connected to the DC power supply 10.

このpH調整手段2は、この電解手段1により生成されたアルカリ性溶液のpH値を検出するpHセンサ21を備える。また、このpH調整手段2は、このpHセンサ21で検出されたpH値に基づいて、この陽極11及び陰極12から成る電極間に電位を供給するか否かを切替えるスイッチングを行うと共に、この陽極11及び陰極12から成る電極間に印加する電位の大きさを決定することによってpH調整を行う。   The pH adjusting means 2 includes a pH sensor 21 that detects the pH value of the alkaline solution generated by the electrolyzing means 1. Further, the pH adjusting means 2 performs switching for switching whether or not to supply a potential between the electrodes composed of the anode 11 and the cathode 12 based on the pH value detected by the pH sensor 21, and also the anode. The pH is adjusted by determining the magnitude of the potential applied between the electrodes consisting of 11 and the cathode 12.

この濾過手段3は、このpH調整手段2により生成された重金属水酸化物を含むアルカリ性溶液を収容する濾過容器3aと、この重金属水酸化物をアルカリ性溶液から分離して濾液Bを生成するフィルター31を備える。この濾過容器3aの形状については、特に限定されず、例えば、円柱形状、円錐形状、逆さ円錐形状、截頭円錐状(例えば、円錐台形状、角錐台形状)、逆さ截頭円錐状(例えば、逆さ円錐台形状、逆さ角錐台形状)等の形状とすることが可能である。このフィルター31は、中空糸膜や濾布(不織布)を用いることができ、例えば、最初に濾布(不織布)によってこの重金属水酸化物や赤錆等の粗いごみを除去し、その後、中空糸膜によってマイクロメートルオーダーサイズの雑菌等を含めて除去する最終濾過を行うという2段階濾過を行うことが好ましく、このような簡素な構成によって、効率的に重金属水酸化物を濾過することができる。   The filtering means 3 includes a filtration container 3a containing an alkaline solution containing the heavy metal hydroxide produced by the pH adjusting means 2 and a filter 31 for separating the heavy metal hydroxide from the alkaline solution to produce a filtrate B. Equipped with. The shape of the filtration container 3a is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical shape, a conical shape, an inverted conical shape, a truncated cone shape (for example, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape), and an inverted truncated cone shape (for example, The shape may be an inverted truncated cone shape, an inverted truncated pyramid shape, or the like. A hollow fiber membrane or a filter cloth (nonwoven fabric) can be used for the filter 31. For example, the filter cloth (nonwoven fabric) is first used to remove coarse dust such as heavy metal hydroxide and red rust, and then the hollow fiber membrane is used. It is preferable to carry out a two-step filtration in which final filtration is performed to remove microbes of a micrometer order and the like. With such a simple configuration, the heavy metal hydroxide can be efficiently filtered.

このタンク100は、この陽極11及び陰極12の間に塩橋を用いたセパレータ101を備える。このセパレータ101によって、このアルカリ性溶液と酸性溶液とが互いに仕切られて物理的に分離される。このタンク100は、この原水Aを貯留する貯留槽(貯留タンク)であってもよく、この原水Aを連続して供給する連続槽でもよい。また、このタンク100は、このpH調整手段2と別体のタンク(槽)であっても、同体(電解槽)であってもよく、設置場所や処理量に応じて選択することが可能である。   The tank 100 includes a separator 101 using a salt bridge between the anode 11 and the cathode 12. The alkaline solution and the acidic solution are partitioned from each other and physically separated by the separator 101. The tank 100 may be a storage tank (storage tank) that stores the raw water A or a continuous tank that continuously supplies the raw water A. Further, the tank 100 may be a tank (tank) separate from the pH adjusting means 2 or the same body (electrolytic tank), and can be selected according to the installation place and the throughput. is there.

この原水Aに含有される重金属の例としては、カドミウム(Cd)、水銀(Hg)、鉛(Pb)、亜鉛(Zn)、鉄(Fe)、銅(Cu)、ヒ素(As)、セレン(Se)、六価クロム(Cr6+)、及びこれらの化合物が挙げられる。 Examples of heavy metals contained in the raw water A include cadmium (Cd), mercury (Hg), lead (Pb), zinc (Zn), iron (Fe), copper (Cu), arsenic (As), selenium ( Se), hexavalent chromium (Cr 6+ ), and compounds thereof.

上記構成の重金属除去装置を用いて、原水からの重金属を除去する方法を以下に示す。   A method for removing heavy metals from raw water by using the heavy metal removing device having the above configuration will be described below.

先ず、重金属を含有する原水Aがタンク100に供給され、この原水Aを電気分解し、この陰極12側で生成されるアルカリ性溶液と、この陽極11側で生成される酸性溶液とに分離される(電解工程)。原水Aに含有される除去対象の重金属は、特に限定されないが、例えば、Cd、Hg、Se、Pb、六価Cr、Zn、Al、Fe、Cu、Mn、As、Niを挙げることができる。   First, the raw water A containing heavy metals is supplied to the tank 100, the raw water A is electrolyzed, and separated into an alkaline solution generated on the cathode 12 side and an acidic solution generated on the anode 11 side. (Electrolysis step). The heavy metal to be removed contained in the raw water A is not particularly limited, but examples thereof include Cd, Hg, Se, Pb, hexavalent Cr, Zn, Al, Fe, Cu, Mn, As, and Ni.

この生成された陰極12側のアルカリ性溶液をpHセンサ21を用いてpH調整し、当該アルカリ性溶液中に含有する重金属から重金属水酸化物を生成する(pH調整工程)。このpH調整では、このpHセンサ21で検出されたpH値に基づいて、この陽極11及び陰極12から成る電極間に電位を供給するように設定される(図1中ではスイッチを用いて設定される)と共に、この陽極11及び陰極12から成る電極間に印加する電位の大きさを決定して実施される。   The pH of the generated alkaline solution on the cathode 12 side is adjusted using the pH sensor 21, and heavy metal hydroxide is generated from the heavy metal contained in the alkaline solution (pH adjusting step). In this pH adjustment, it is set based on the pH value detected by the pH sensor 21 so as to supply a potential between the electrodes composed of the anode 11 and the cathode 12 (in FIG. 1, it is set using a switch). In addition, the magnitude of the potential applied between the electrodes composed of the anode 11 and the cathode 12 is determined.

このpH調整で設定されるpH値は、より多くの重金属水酸化物を生成するという観点から、好ましくは、pH10〜14で行うことであり、より好ましくは、pH12〜14で行うことであり、例えば、pH13で行うことができる。この重金属水酸化物は、陽イオンの重金属と陰イオンの水酸化物イオンが化学反応して生成され、この化学反応の一例を以下に示す。   The pH value set by this pH adjustment is preferably carried out at a pH of 10 to 14, more preferably at a pH of 12 to 14, from the viewpoint of producing more heavy metal hydroxide. For example, it can be performed at pH 13. This heavy metal hydroxide is produced by a chemical reaction between a cation heavy metal and an anion hydroxide ion, and an example of this chemical reaction is shown below.

(化1)
Cd2++2OH- → Cd(OH)2
2Ag++OH- → 2AgOH → AgO↓+H2O
Pb2++2OH- → Pb(OH)2
Zn2++2OH- → Zn(OH)2
Cu2++2OH- → Cu(OH)2
Fe2++2OH- → Fe(OH)2
Fe3++3OH- → Fe(OH)3
(Chemical formula 1)
Cd 2+ + 2OH - → Cd ( OH) 2 ↓
2Ag + + OH - → 2AgOH → AgO ↓ + H 2 O
Pb 2+ + 2OH - → Pb ( OH) 2 ↓
Zn 2+ + 2OH - → Zn ( OH) 2 ↓
Cu 2+ + 2OH - → Cu ( OH) 2 ↓
Fe 2+ + 2OH - → Fe ( OH) 2 ↓
Fe 3+ + 3OH - → Fe ( OH) 3 ↓

次に、この重金属水酸化物を、前記フィルター31を用いて、このアルカリ性溶液から分離して濾液Bを生成する(濾過工程)。なお、重金属水酸化物をはじめとする汚染物質をより確実に除去するために、このフィルター31自体又はこのフィルター31の後段に、イオン交換樹脂膜又は逆浸透膜(RO膜)等の膜を配設することがより好ましい。なお、従来の重金属除去装置とは異なり、このイオン交換樹脂膜等の膜に到達するまでに重金属水酸化物をはじめとする汚染物質が有意に除去された水質状況が得られているために、このイオン交換樹脂膜等の膜交換に係る交換頻度が従来よりも抑えられることとなり、ランニングコストの抑制を図ることができる。   Next, this heavy metal hydroxide is separated from this alkaline solution using the filter 31 to produce the filtrate B (filtering step). In order to more reliably remove contaminants such as heavy metal hydroxides, a membrane such as an ion exchange resin membrane or a reverse osmosis membrane (RO membrane) is arranged at the filter 31 itself or at the subsequent stage of the filter 31. It is more preferable to provide it. Incidentally, unlike the conventional heavy metal removing device, because the water quality situation in which contaminants including heavy metal hydroxides are significantly removed by the time it reaches the membrane such as the ion exchange resin membrane, The frequency of exchange of the membrane such as the ion exchange resin membrane can be suppressed more than ever, and the running cost can be suppressed.

すなわち、原水の汚染の度合いが高い場合には、このイオン交換樹脂膜等を用いることのみでは、直ぐに処理オーバーとなり、頻繁な交換が必要となるところ、本実施形態に係る重金属除去装置では、電気分解によって、このイオン交換樹脂膜等の膜に到達するまでに原水から十分に重金属が除去されることから、このイオン交換樹脂膜等の膜交換に係る交換頻度が従来よりも抑えられることとなり、ランニングコストの抑制を図ることができる。   That is, when the degree of contamination of raw water is high, using only the ion-exchange resin membrane or the like causes immediate overtreatment and frequent replacement is required. By the decomposition, since the heavy metals are sufficiently removed from the raw water by the time it reaches the membrane such as the ion exchange resin membrane, the exchange frequency related to the membrane exchange such as the ion exchange resin membrane will be suppressed as compared with the conventional one. The running cost can be suppressed.

また、原水の汚染の度合いが低い場合には、このイオン交換樹脂膜又は逆浸透膜(RO膜)の交換を利用者が怠った場合であっても、汚染物質が有意に除去されることにより水質基準を満たす濾液Bを得ることが可能となり、飲用水として利用する際の利用者に対する安全性を高めることができる。なお、このイオン交換樹脂膜又は逆浸透膜(RO膜)の設置に関しては、必須ではなく、原水の汚染の度合いが低い場合や原水から十分に重金属を除去できる場合には、イオン交換樹脂膜又は逆浸透膜(RO膜)を設けない構成とすることも勿論可能である。   Further, when the degree of contamination of raw water is low, even if the user neglects to exchange the ion exchange resin membrane or the reverse osmosis membrane (RO membrane), the contaminants are significantly removed. It becomes possible to obtain the filtrate B that satisfies the water quality standard, and it is possible to enhance the safety for the user when using it as drinking water. It should be noted that installation of this ion exchange resin membrane or reverse osmosis membrane (RO membrane) is not essential, and when the degree of contamination of raw water is low or when heavy metals can be sufficiently removed from raw water, the ion exchange resin membrane or It is of course possible to adopt a configuration in which the reverse osmosis membrane (RO membrane) is not provided.

さらに、pH調整手段2によるpH調整は、このフィルター31を通過した濾液Bに対しても行うことができる。すなわち、生成された濾液Bに対して、このpH調整手段2が、pH調整(例えば、pH8.5〜9.5の弱アルカリ領域に遷移させる調整)を行う構成とすることも可能である。この場合には、濾過が一旦行われた後に、pH調整が行われることから、飲料用の弱アルカリ領域にpH調整した後に濾過される場合よりもpH値が高い溶液状態で重金属水酸化物が生成されることから、より多量の重金属水酸化物が形成されて、溶液中からより多量の重金属が除去されることから、重金属が十分に除去された溶液が飲用に適するpHで得られることとなり、低コスト且つ効率的に、原水から重金属が除去された飲用水を簡易に得ることができる。すなわち、飲用水準に適合させるべく弱アルカリ領域にpH調整した後に濾過される場合よりも、多量の重金属を効率的に除去することができると共に、中性に近い弱アルカリ領域にpH調整された飲用水を、このpH調整手段2のpH調整によって簡素に得ることができる。   Further, the pH adjustment by the pH adjusting means 2 can also be performed on the filtrate B that has passed through the filter 31. That is, it is also possible to adopt a configuration in which the pH adjusting means 2 adjusts the pH of the produced filtrate B (for example, adjusting to transit to a weak alkaline region of pH 8.5 to 9.5). In this case, since the pH adjustment is performed after the filtration is once performed, the heavy metal hydroxide is in a solution state having a higher pH value than the case where the pH value is adjusted and then filtered in the weak alkaline region for beverages. As a result, a larger amount of heavy metal hydroxide is formed, and a larger amount of heavy metal is removed from the solution, so a solution with sufficient removal of heavy metal is obtained at a pH suitable for drinking. It is possible to easily obtain drinking water from which heavy metals have been removed from raw water at low cost and efficiently. That is, a large amount of heavy metals can be removed more efficiently than when filtered after adjusting the pH to a weak alkaline region to suit the drinking level, and the pH adjusted to a weak alkaline region close to neutral. Water can be simply obtained by adjusting the pH of the pH adjusting means 2.

このように、原水Aに対して外部からの添加剤を添加することなく、さらに、原水Aが酸性状態を経由することなく速やかにアルカリ性状態が形成され、このアルカリ性状態が維持されることから、この重金属水酸化物の生成が効率的に促進されることとなり、低コスト且つ効率的に原水Aから重金属を除去することができる。   Thus, without adding an additive from the outside to the raw water A, further, the alkaline state is quickly formed without going through the acidic state of the raw water A, and since this alkaline state is maintained, The production of this heavy metal hydroxide is efficiently promoted, and the heavy metal can be removed from the raw water A efficiently at low cost.

また、上記図2に示すように、この酸性溶液Cをこの濾過手段3に循環させることも可能である。このように、アルカリ性に偏った濾過手段3を通過する濾液に対して、pH値を中和できることとなり、よりロスの少ない浄水処理が可能となり、フィルター寿命の長寿化を実現することができる。また、上記図3に示すように、このフィルター31の上段に、このフィルター31に蓄積された重金属を排出する重金属排出口31aを設けることも可能であり、重金属によるこのフィルター31の目詰まりを抑制し、さらにフィルター寿命の長寿化を実現することができる。なお、上記図2及び3においては、酸性溶液Cを濾過手段3に循環させる流路を設けているが、例えば、図1に示すように、濾液Bと酸性溶液Cの出口を合流させることなく別々に設ける構成とし、濾液Bを得た後に、電解手段1による逆電解を行って、この逆電解によって生成される逆電酸性溶液を濾過手段3に通過させて、濾過手段3のフィルター31によって取り除かれる重金属水酸化物を除去(溶解)することができ、フィルター31の高寿命化に寄与できる。この時、除去(溶解)される重金属水酸化物は、濾液Bの出口から排出するようにしても良いが、図3に示すように、重金属排出口31aを設けて、この重金属排出口31aから排出するようにするのが好ましい。   Further, as shown in FIG. 2, the acidic solution C can be circulated through the filtering means 3. Thus, the pH value can be neutralized with respect to the filtrate that passes through the filtering means 3 that is biased toward alkaline, water purification treatment with less loss can be performed, and the filter life can be extended. Further, as shown in FIG. 3, it is possible to provide a heavy metal discharge port 31a for discharging the heavy metal accumulated in the filter 31 on the upper stage of the filter 31, and to prevent the filter 31 from being clogged by the heavy metal. In addition, the filter life can be extended. 2 and 3, the flow path for circulating the acidic solution C through the filtering means 3 is provided, but, for example, as shown in FIG. 1, the outlets of the filtrate B and the acidic solution C are not joined. After the filtrate B is obtained separately, reverse electrolysis by the electrolysis means 1 is performed, and the reversely charged acidic solution produced by this reverse electrolysis is passed through the filtration means 3 and then by the filter 31 of the filtration means 3. The heavy metal hydroxide to be removed can be removed (dissolved), which can contribute to extending the life of the filter 31. At this time, the heavy metal hydroxide to be removed (dissolved) may be discharged from the outlet of the filtrate B, but as shown in FIG. 3, a heavy metal discharge port 31a is provided so that the heavy metal discharge port 31a can be discharged. It is preferable to discharge it.

また、上記図4に示すように、この濾過手段3のフィルター31に蓄積された重金属のさらなる除去を図るために、重金属排出口31aを経由して排出された溶液に対して、さらに一対の対向電極による逆電解を用いて洗浄する逆電解洗浄手段31bを設けることも可能である。この逆電解洗浄手段31bによって、余分な重金属をさらに抑制した溶液を排出することができる。   Further, as shown in FIG. 4, in order to further remove the heavy metal accumulated in the filter 31 of the filtering means 3, a pair of opposing solutions are provided to the solution discharged via the heavy metal discharge port 31a. It is also possible to provide a reverse electrolytic cleaning means 31b for cleaning using reverse electrolysis by electrodes. By this reverse electrolytic cleaning means 31b, it is possible to discharge the solution in which excess heavy metal is further suppressed.

また、本実施形態に係る重金属除去装置では、アルカリ性溶液側の電気分解を利用して重金属を除去するという簡素な構成であることから、従来のアルカリイオン整水器をそのまま利用できるという利点もある。例えば、上記図5に示すように、上述した図1の構成を有するアルカリイオン整水器200を用いて、給水ホース201からこの原水Aを注入し、排出水路202を経由して浄水排出口203からこの濾液Bを排出すると共に、排出口204からこの酸性溶液Cを排出する。また、操作は、表面の操作パネル205を用いたタッチ操作によって行うことができる。   In addition, the heavy metal removing apparatus according to the present embodiment has a simple configuration in which heavy metals are removed by using electrolysis on the alkaline solution side, and thus there is an advantage that the conventional alkaline ionized water device can be used as it is. . For example, as shown in FIG. 5 above, using the alkaline ionized water device 200 having the above-described configuration of FIG. 1, the raw water A is injected from the water supply hose 201, and the purified water discharge port 203 is passed through the discharge water passage 202. The filtrate B is discharged from the outlet and the acidic solution C is discharged from the outlet 204. Further, the operation can be performed by a touch operation using the operation panel 205 on the surface.

なお、本実施形態に係る重金属除去装置は、上述した構成のように、連続式で原水Aを流すことにより、大量の原水Aから重金属を効率的に除去することができるという優れた効果を奏する一方で、この形態に限定されることはなく、この他にも、バッチ式によって、原水Aから重金属を効率的に除去することも可能である。   The heavy metal removing apparatus according to the present embodiment has an excellent effect that heavy metals can be efficiently removed from a large amount of raw water A by continuously flowing the raw water A as in the above-described configuration. On the other hand, the present invention is not limited to this form, and in addition to this, it is also possible to efficiently remove heavy metals from the raw water A by a batch method.

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態に係る重金属除去装置を上記図6に従って説明する。
(Second embodiment)
Hereinafter, the heavy metal removing apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

第2の実施形態に係る重金属除去装置は、第1の実施形態と同様に、前記電解手段1と、前記pH調整手段2と、前記濾過手段3とを備え、さらに、前記濾過手段3が、前記重金属水酸化物を遠心分離するものである。   The heavy metal removing apparatus according to the second embodiment includes the electrolyzing unit 1, the pH adjusting unit 2, and the filtering unit 3, as in the first embodiment, and further, the filtering unit 3 includes: The heavy metal hydroxide is centrifuged.

本実施形態に係る前記濾過手段3は、上記図6(a)に示すように、前記フィルター31を回転させる遠心分離器32と、この遠心分離器32の回転に応じて開閉する開閉窓33と、この濾過容器3aの外部であってこの開閉窓33の近傍に配設され、前記重金属水酸化物を収容する収容皿34とを備える構成である。この遠心分離器32は、回転駆動を行うモーター32aと、このモーター32aの駆動を受けて回転動作を行う回転軸32bとから構成される。   As shown in FIG. 6A, the filtering means 3 according to the present embodiment includes a centrifugal separator 32 that rotates the filter 31, and an opening / closing window 33 that opens and closes according to the rotation of the centrifugal separator 32. The storage container 34 is provided outside the filtration container 3a and in the vicinity of the opening / closing window 33, and has a storage plate 34 for storing the heavy metal hydroxide. The centrifuge 32 is composed of a motor 32a that rotates and a rotating shaft 32b that receives the drive of the motor 32a and rotates.

この遠心分離器32は、このモーター32aから駆動されることによって、この回転軸32bが回転動作を行う。この回転動作に伴って、前記フィルター31も回転する。この開閉窓33は、間欠的な開閉を行い、このフィルター31が回転せずに静止している場合には閉塞状態となり、このフィルター31が回転する場合には開放状態となる。   The centrifuge 32 is driven by the motor 32a so that the rotary shaft 32b rotates. The filter 31 also rotates in accordance with this rotation operation. The opening / closing window 33 is opened and closed intermittently, and is in a closed state when the filter 31 is stationary without rotating and is in an open state when the filter 31 is rotating.

上記図6(b)に示すように、この遠心分離器32が回転しない場合には、この開閉窓33が閉じた状態となり、この濾過容器3a内で重金属水酸化物の形成が促進される。   As shown in FIG. 6B, when the centrifuge 32 does not rotate, the open / close window 33 is closed and the formation of heavy metal hydroxide is promoted in the filtration container 3a.

上記図6(c)に示すように、この遠心分離器32が回転することによって、このフィルター31上に形成された重金属水酸化物が、この濾過容器3aの内壁近傍に押し出されると共に、この濾過容器3aの内壁近傍に固着した重金属水酸化物が掻き出される。すなわち、生成された重金属水酸化物が装置内に固着して残存することが抑制される。すなわち、この遠心分離器32が回転した場合には、この重金属水酸化物がこの濾過容器3aの内壁近傍に押し出されて、この収容皿34に排出されることとなり、この重金属水酸化物の生成と排出を効率的に行うことができる。   As shown in FIG. 6 (c), as the centrifugal separator 32 rotates, the heavy metal hydroxide formed on the filter 31 is pushed out to the vicinity of the inner wall of the filtration container 3 a and the filtration is performed. The heavy metal hydroxide fixed near the inner wall of the container 3a is scraped out. That is, it is possible to prevent the produced heavy metal hydroxide from sticking and remaining in the apparatus. That is, when the centrifuge 32 rotates, the heavy metal hydroxide is pushed out to the vicinity of the inner wall of the filtration container 3a and discharged to the storage tray 34, and the heavy metal hydroxide is produced. And the discharge can be performed efficiently.

このように、この濾過手段3が、この重金属水酸化物を遠心分離することによって、装置内にこの重金属水酸化物が固着して残存することが抑制されることから、この濾過手段3における重金属水酸化物の分離精度が向上すると共に、装置内の汚染が抑制されることとなり、原水からの効率的な重金属の除去及びランニングコストの抑制を共に実現することができる。   As described above, since the filtering means 3 centrifuges the heavy metal hydroxide, it is possible to prevent the heavy metal hydroxide from sticking and remaining in the apparatus. Therefore, the heavy metal in the filtering means 3 is suppressed. The separation accuracy of the hydroxide is improved, and the contamination in the device is suppressed, so that it is possible to realize both efficient removal of heavy metals from raw water and suppression of running cost.

また、上記では、遠心分離した後に、このフィルター31を通過させる構成であったが、この構成には限定されない。1つの変形例として、このフィルター31を用いない(フィルターレス)構成として遠心分離を行うことも可能である。   Further, in the above, the configuration is such that the filter 31 is passed through after being centrifuged, but the configuration is not limited to this. As a modification, it is possible to perform centrifugation without using the filter 31 (filterless).

このフィルター31を用いない構成しては、例えば、上記図7(a)に示すように、前記遠心分離器32を備え、この濾過容器3aの下部に前記重金属排出口31aが配設され、この濾過容器3aの上部に濾液Bの排出口が配設される構成である。この濾液Bの排出口には、例えば、濾液Bを吸い上げるポンプを配設することが可能である。このような構成によって、形成された重金属水酸化物が遠心分離され、その自重によって、下部に沈降し、この重金属排出口31aから排出される。これによって、重金属水酸化物が除去された濾液Bが得られ、低コスト且つ効率的に、原水から重金属を除去することができる。   In the case where the filter 31 is not used, for example, as shown in FIG. 7A, the centrifuge 32 is provided, and the heavy metal discharge port 31a is disposed below the filtration container 3a. The discharge port for the filtrate B is arranged above the filtration container 3a. At the outlet of the filtrate B, for example, a pump for sucking the filtrate B can be arranged. With such a configuration, the formed heavy metal hydroxide is centrifugally separated, and due to its own weight, it is settled down and discharged from the heavy metal discharge port 31a. As a result, the filtrate B from which the heavy metal hydroxide has been removed is obtained, and the heavy metal can be removed from the raw water at low cost and efficiently.

なお、上記図7(a)では、遠心分離器32を用いる構成を一例として挙げたが、この構成に限定されるものではない。例えば、上記図7(b)に示すように、この遠心分離器32を用いない構成として、この濾過容器3aの外周(外壁)に沿うようにこの原水Aを導入する構成によって、この濾過容器3a内の上部から下部に向かってサイクロン流を形成するという構成も可能である。このような構成によって、形成された重金属水酸化物が遠心分離され、その自重によって、下部に沈降し、この重金属排出口31aから重金属水酸化物が排出される。この場合の濾過容器3aの形状としては、特に限定はされないが、上記のサイクロン流の回転流を発生しやすくするという観点から、円形状の断面を有する円柱形状、円錐形状又は截頭円錐状(特に逆さ円錐形状又は逆さ截頭円錐状)が好ましく、この重金属排出口31aに向かって重金属を排出しやすくするという観点から、逆さ円錐形状又は逆さ截頭円錐状が好ましい。この構成によって、重金属水酸化物が除去された濾液Bが得られ、低コスト且つ効率的に、原水Aから重金属を除去することができる。   Although the configuration using the centrifugal separator 32 is given as an example in FIG. 7A, the configuration is not limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 7 (b), the centrifugal separator 32 is not used, and the raw water A is introduced along the outer circumference (outer wall) of the filtration container 3a. A configuration in which a cyclone flow is formed from the upper part to the lower part inside is also possible. With such a configuration, the formed heavy metal hydroxide is centrifugally separated, and due to its own weight, it is settled down, and the heavy metal hydroxide is discharged from the heavy metal discharge port 31a. The shape of the filtration container 3a in this case is not particularly limited, but from the viewpoint of facilitating the generation of the rotational flow of the cyclone flow described above, a cylindrical shape, a conical shape, or a truncated conical shape having a circular cross section ( In particular, an inverted cone shape or an inverted truncated cone shape is preferable, and an inverted cone shape or an inverted truncated cone shape is preferable from the viewpoint of easily discharging the heavy metal toward the heavy metal discharge port 31a. With this configuration, the filtrate B from which the heavy metal hydroxide is removed can be obtained, and the heavy metal can be removed from the raw water A efficiently at low cost.

さらに、このフィルター31を用いない構成の変形例としては、上記図7(c)に示すように、この濾過容器3a全体が回転動作を行うという構成も可能である。このような構成によって、形成された重金属水酸化物が遠心分離され、その自重によって、下部に沈降し、この重金属排出口31aから重金属水酸化物が排出される。これによって、重金属水酸化物が除去された濾液Bが得られ、低コスト且つ効率的に、原水Aから重金属を除去することができる。   Further, as a modified example of the configuration that does not use the filter 31, as shown in FIG. 7C, a configuration in which the entire filtration container 3a performs a rotating operation is possible. With such a configuration, the formed heavy metal hydroxide is centrifugally separated, and due to its own weight, it is settled down, and the heavy metal hydroxide is discharged from the heavy metal discharge port 31a. Thus, the filtrate B from which the heavy metal hydroxide is removed is obtained, and the heavy metal can be removed from the raw water A at low cost and efficiently.

(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態に係る重金属除去装置を上記図8及び図9に従って説明する。
(Third Embodiment)
Hereinafter, the heavy metal removing apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

第3の実施形態に係る重金属除去装置は、第1の実施形態と同様に、前記電解手段1と、前記pH調整手段2と、前記濾過手段3とを備え、さらに、上記図8に示すように、前記電解手段1により生成された前記酸性溶液Cを、前記濾過手段3により生成された前記濾液Bに混合してこの濾液BのpH値を中和させる中和手段4を備える構成である。   The heavy metal removing apparatus according to the third embodiment includes the electrolyzing unit 1, the pH adjusting unit 2, and the filtering unit 3 as in the first embodiment, and further, as shown in FIG. In addition, the neutralization means 4 for mixing the acidic solution C produced by the electrolysis means 1 with the filtrate B produced by the filtration means 3 to neutralize the pH value of the filtrate B is provided. .

この中和手段4は、前記電解手段1により生成された前記酸性溶液Cを、循環的に前記濾液Bに混合して、強アルカリ性を示す濾液BのpH値を中和させて液性を中性寄りに遷移させる(中和工程)。このことから、外部からの添加剤を用いることなく、高アルカリ性状態にあるこの濾液Bの液性を緩和できることとなり、低コスト且つ効率的に、飲用等の利用水準を満たす濾液Bを得ることができる。この中和手段4としては、酸性溶液Cを循環するという上記の構成に限定されることはなく、例えば、別途、電解槽を配設し、該電解槽によって生成される酸性溶液を濾液Bと混合させる構成とすることも勿論可能である。   The neutralizing means 4 mixes the acidic solution C produced by the electrolyzing means 1 with the filtrate B in a circulating manner to neutralize the pH value of the filtrate B exhibiting a strong alkalinity so that the liquidity is neutralized. Transition to a propensity (neutralization step). From this, it is possible to relax the liquidity of the filtrate B in a highly alkaline state without using an additive from the outside, and to obtain the filtrate B that meets the usage level for drinking etc. at low cost and efficiently. it can. The neutralizing means 4 is not limited to the above-described configuration in which the acidic solution C is circulated. For example, an electrolytic bath is separately provided, and the acidic solution produced by the electrolytic bath is used as the filtrate B. Of course, it is also possible to adopt a configuration in which they are mixed.

なお、上記図9に示すように、この酸性溶液Cに対して酸性溶液C中に含まれる重金属の除去を行う酸性側重金属除去手段41を配設することができる。この酸性側重金属除去手段41としては、例えば、スルホン酸基(-SO3H)を交換基として含有する強酸性陽イオン交換樹脂や、カルボン酸基(-COOH)を交換基として含有する弱酸性陽イオン交換樹脂などのゲル状又はポーラス状のイオン交換樹脂を用いることができる。このうち弱酸性陽イオン交換樹脂の場合には、さらに、メタクリル酸系陽イオン交換樹脂又はアクリル酸系陽イオン交換樹脂を選択して用いることができる。例えば、溶液の酸性度がより強い場合には、アクリル酸系陽イオン交換樹脂のほうを用いることができ、溶液の酸性度が弱い場合には、メタクリル酸系陽イオン交換樹脂を用いるという選択が可能であり、処理の最適化を図ることができる。この酸性側重金属除去手段41によって、この酸性溶液Cから重金属が効率的に除去されることとなり、より精度の高い重金属除去を実施することができる。 As shown in FIG. 9, an acidic-side heavy metal removing means 41 that removes heavy metals contained in the acidic solution C can be provided for the acidic solution C. As the acidic side heavy metal removing means 41, for example, a strongly acidic cation exchange resin containing a sulfonic acid group (-SO 3 H) as an exchange group or a weak acidic cation exchange resin containing a carboxylic acid group (-COOH) as an exchange group. A gel or porous ion exchange resin such as a cation exchange resin can be used. In the case of the weakly acidic cation exchange resin, a methacrylic acid cation exchange resin or an acrylic acid cation exchange resin can be selected and used. For example, when the acidity of the solution is stronger, the acrylic acid-based cation exchange resin can be used, and when the acidity of the solution is weaker, the methacrylic acid-based cation exchange resin can be selected. This is possible and the processing can be optimized. By the acid-side heavy metal removing means 41, the heavy metal is efficiently removed from the acidic solution C, and the heavy metal can be removed with higher accuracy.

なお、本実施形態において、上述した第2の実施形態と同様に、前記濾過手段3が、前記重金属水酸化物を遠心分離する構成とすることもできる。その場合には、さらに、この濾過手段3が、この重金属水酸化物を遠心分離することによって、装置内にこの重金属水酸化物が固着して残存することが抑制されることから、この濾過手段3における重金属水酸化物の分離精度が向上すると共に、装置内の汚染が抑制されることとなり、原水からの効率的な重金属の除去及びランニングコストの抑制を共に実現する効果を得ることができる。   In the present embodiment, the filtering means 3 may be configured to centrifuge the heavy metal hydroxide as in the second embodiment described above. In this case, the filtration means 3 further centrifuges the heavy metal hydroxide to prevent the heavy metal hydroxide from sticking and remaining in the apparatus. The separation accuracy of the heavy metal hydroxide in 3 is improved, and the pollution in the device is suppressed, and it is possible to obtain the effects of efficiently removing the heavy metal from the raw water and suppressing the running cost.

(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態に係る重金属除去装置を上記図10及び図11に従って説明する。
(Fourth Embodiment)
Hereinafter, the heavy metal removing apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11.

第4の実施形態に係る重金属除去装置は、第3の実施形態と同様に、前記電解手段1と、前記pH調整手段2と、前記濾過手段3と、前記中和手段4とを備え、さらに、上記図10に示すように、前記電解手段1により生成された前記アルカリ性溶液のpH値を、周期的に上下変動させるpH制御手段5を備える構成である。   The heavy metal removing apparatus according to the fourth embodiment includes the electrolyzing unit 1, the pH adjusting unit 2, the filtering unit 3, and the neutralizing unit 4, as in the third embodiment, and As shown in FIG. 10, the pH control means 5 is provided to periodically fluctuate the pH value of the alkaline solution generated by the electrolysis means 1.

このpH制御手段5は、前記pHセンサ21のpH値に基づいて、前記pH調整手段2におけるpH値の設定を周期的に上下変動させる(pH制御工程)。このpH値は、より多くの重金属水酸化物を生成するという観点から、好ましくは、pH10〜14の範囲内で上下変動させることであり、より好ましくは、上記図11のpH調整例に示すように、pH12〜14の範囲内で時間と共に上下変動させることである。   The pH control means 5 periodically fluctuates the pH value setting in the pH adjusting means 2 up and down based on the pH value of the pH sensor 21 (pH control step). From the viewpoint of producing more heavy metal hydroxide, this pH value is preferably varied up and down within the range of pH 10 to 14, and more preferably as shown in the pH adjustment example of FIG. First, it is to fluctuate up and down with time within the range of pH 12-14.

このように、前記アルカリ性溶液において初期には高いpH値によって速やかに重金属水酸化物が生成され、これに引き続いて、このアルカリ性溶液のpH値が降下することによって、生成された当該重金属水酸化物が再溶解することが抑制されてその結晶状態が維持されることから、重金属水酸化物の生成効率(維持効率)が高められることとなり、原水Aからの効率的な重金属の除去を実現することができる。   As described above, in the alkaline solution, the heavy metal hydroxide is rapidly produced at a high pH value in the initial stage, and subsequently, the pH value of the alkaline solution is lowered, whereby the heavy metal hydroxide produced. Since the re-dissolution of slag is suppressed and its crystalline state is maintained, the production efficiency (maintenance efficiency) of heavy metal hydroxides is increased, and efficient removal of heavy metals from raw water A is realized. You can

なお、本実施形態において、前記中和手段4を配設しない構成とすることも可能であり、すなわち、上述した第1及び第2の実施形態に係る重金属除去装置において、このpH制御手段5を備える構成とすることもできる。この構成は、前記中和手段4を用いない条件下で有意であり、より簡素な装置構成によって上記の原水Aからの効率的な重金属の除去を実現することができる。   In this embodiment, the neutralizing means 4 may not be provided, that is, the pH control means 5 may be provided in the heavy metal removing apparatus according to the first and second embodiments. It can also be configured to be provided. This structure is significant under the condition that the neutralizing means 4 is not used, and the heavy metal can be efficiently removed from the raw water A by a simpler device structure.

(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態に係る重金属除去装置を上記図12及び図13に従って説明する。
(Fifth Embodiment)
The heavy metal removing apparatus according to the fifth embodiment will be described below with reference to FIGS. 12 and 13.

第5の実施形態に係る重金属除去装置は、第1の実施形態と同様に、前記電解手段1と、前記pH調整手段2と、前記濾過手段3とを備え、さらに、上記図12に示すように、前記電解手段1により生成された前記酸性溶液を、前記アルカリ性溶液に間欠的に混合する前記pH制御手段5の機能を含む制御手段51を備える構成である。上記図12に示すように、タンク100から排出されるアルカリ溶液側及び酸性溶液側の各々の流路に配設されるバルブ102と、この酸性溶液Cを前記アルカリ性溶液に間欠的に混合する流路に配設されるポンプ103とを備え、前記制御手段51が、このバルブ102及びポンプ103の制御を行う。すなわち、前記制御手段51が、このバルブ102及びポンプ103を制御することによって、循環させる酸性溶液Cの量を制御してpH値を制御すると共に、前記制御手段51の制御に基づいて、前記pH調整手段2が、前記アルカリ溶液の最適なpH値を設定する。   The heavy metal removing apparatus according to the fifth embodiment includes the electrolyzing unit 1, the pH adjusting unit 2, and the filtering unit 3 as in the first embodiment, and further, as shown in FIG. In addition, the control means 51 including the function of the pH control means 5 for intermittently mixing the acidic solution generated by the electrolysis means 1 with the alkaline solution is provided. As shown in FIG. 12, a valve 102 disposed in each flow path on the alkaline solution side and the acidic solution side discharged from the tank 100 and a flow for intermittently mixing the acidic solution C with the alkaline solution. And a pump 103 disposed on the road, and the control means 51 controls the valve 102 and the pump 103. That is, the control unit 51 controls the valve 102 and the pump 103 to control the amount of the acidic solution C to be circulated to control the pH value, and the pH value is controlled based on the control of the control unit 51. The adjusting means 2 sets the optimum pH value of the alkaline solution.

このように、前記制御手段51がpH調整を行う際に、pH調整剤等の外部からの添加剤を必要とすることなく、前記電解手段1で生成された前記酸性溶液Cを循環させるという簡易な構成によって装置内部の閉じた系でpH値を周期的に上下変動させることから、前記制御手段51が実施するpH調整に関して添加剤等の余分なコストが不要となることとなり、低コスト且つ効率的に、原水Aからの効率的な重金属の除去を実現することができる。   Thus, when the control means 51 performs pH adjustment, the acidic solution C generated by the electrolysis means 1 is simply circulated without requiring an external additive such as a pH adjusting agent. Since the pH value is periodically changed up and down in a closed system inside the apparatus with such a configuration, an extra cost such as an additive is unnecessary for the pH adjustment performed by the control means 51, resulting in low cost and efficiency. Therefore, efficient removal of heavy metals from the raw water A can be realized.

なお、上述した第5の実施形態に係る重金属除去装置の変形例としては、上記図13に示すように、前記制御手段51が、前記濾過手段3を通過した濾液Bを、再度、原水Aに循環させて、原水Aに間欠的に混合する構成とすることも可能である。この循環に伴って、前記濾液Bは、上記図13に示すように、前記濾過手段3で所定回数の濾過を繰り返した後又は所定のpH値に到達した場合に、前記制御手段51による制御により排出バルブ104から外部に排出される構成とすることができる。   As a modified example of the heavy metal removing apparatus according to the fifth embodiment described above, as shown in FIG. 13, the control unit 51 converts the filtrate B that has passed through the filtration unit 3 into raw water A again. It is also possible to circulate and intermittently mix with the raw water A. As a result of this circulation, the filtrate B is controlled by the control means 51 after repeating filtration a predetermined number of times by the filtration means 3 or when a predetermined pH value is reached, as shown in FIG. It can be configured to be discharged to the outside from the discharge valve 104.

また、同様の観点から、変形例として、生成された濾液Bに対して、前記pH調整手段2が、pH調整(例えば、pH8.5〜9.5の弱アルカリ領域に遷移させる調整)を行う構成とすることも可能である。この場合には、濾過が一旦行われた後に、pH調整が行われることから、pH調整後に濾過される場合よりもpH値が高い溶液状態で重金属水酸化物が生成されることから、より多量の重金属水酸化物が形成されて、溶液中からより多量の重金属が除去されることから、重金属が除去された溶液が飲用に適するpHで得られることとなり、低コスト且つ効率的に、原水から重金属が除去された飲用水を簡易に得ることができる。   From a similar point of view, as a modified example, the pH adjusting means 2 performs pH adjustment (for example, adjustment for transition to a weak alkaline region of pH 8.5 to 9.5) on the produced filtrate B. It can also be configured. In this case, since the pH is adjusted after the filtration is once performed, the heavy metal hydroxide is produced in a solution state having a higher pH value than the case where the filtration is performed after the pH adjustment. Heavy metal hydroxide is formed and a larger amount of heavy metal is removed from the solution, so that the solution free of heavy metal can be obtained at a pH suitable for drinking, which is low cost and efficient from raw water. Drinking water from which heavy metals have been removed can be easily obtained.

このように、前記制御手段51におけるpH調整を行う際に、pH調整剤等の外部からの添加剤を用いることなく、前記電解手段1で生成された前記酸性溶液Cのみならず前記濾液Bも循環させて装置内部の閉じた系でpH値を周期的に上下変動させることから、前記制御手段51が実施するpH調整の上下変動の変動域を大幅に増大させることが可能となり、低コスト且つ効率的に、原水Aからの効率的な重金属の除去を実現することができる。さらに、前記濾液Bは、前記濾過手段3で濾過を所定回数繰り返した後に外部に排出されることから、この複数回の濾過により重金属の除去効率が高められることとなり、より効率的な重金属の除去を実現することができる。   In this way, when the pH is adjusted in the control means 51, not only the acidic solution C produced by the electrolysis means 1 but also the filtrate B is used without using an external additive such as a pH adjuster. Since the pH value is periodically circulated and vertically fluctuated in a closed system inside the apparatus, the fluctuation range of the vertical fluctuation of the pH adjustment performed by the control unit 51 can be significantly increased, and the cost can be reduced. Efficient removal of heavy metals from the raw water A can be realized efficiently. Further, since the filtrate B is discharged to the outside after repeating the filtration by the filtering means 3 a predetermined number of times, the removal efficiency of heavy metals is increased by the plurality of times of filtration, and more efficient removal of heavy metals is achieved. Can be realized.

なお、本実施形態において、上述した第2の実施形態と同様に、前記濾過手段3が、前記重金属水酸化物を遠心分離する構成とすることもできる。その場合には、さらに、この濾過手段3が、この重金属水酸化物を遠心分離することによって、装置内にこの重金属水酸化物が固着して残存することが抑制されることから、この濾過手段3における重金属水酸化物の分離精度が向上すると共に、装置内の汚染が抑制されることとなり、原水からの効率的な重金属の除去及びランニングコストの抑制を共に実現する効果も得ることができる。   In the present embodiment, the filtering means 3 may be configured to centrifuge the heavy metal hydroxide as in the second embodiment described above. In this case, the filtration means 3 further centrifuges the heavy metal hydroxide to prevent the heavy metal hydroxide from sticking and remaining in the apparatus. The separation accuracy of the heavy metal hydroxide in 3 is improved, and the pollution in the device is suppressed, so that it is possible to obtain the effects of efficiently removing the heavy metal from the raw water and suppressing the running cost.

また、本実施形態において、上述した第3の実施形態と同様に、前記電解手段1により生成された前記酸性溶液Cを、循環的に前記濾液Bに混合して、強アルカリ性を示す濾液BのpH値を中和させて液性を中性寄りに遷移させる前記中和手段4を備える構成とすることも可能である。この構成によって、外部からの添加剤を用いることなく、高アルカリ性状態にあるこの濾液Bの液性を緩和できることとなり、低コスト且つ効率的に、飲用等の利用水準を満たす濾液Bを得るという効果も得ることができる。   Further, in the present embodiment, similarly to the above-described third embodiment, the acidic solution C produced by the electrolysis means 1 is cyclically mixed with the filtrate B to obtain a filtrate B having strong alkalinity. It is also possible to provide the neutralizing means 4 that neutralizes the pH value and shifts the liquidity toward the neutrality. With this configuration, the liquid properties of the filtrate B in a highly alkaline state can be relaxed without using an additive from the outside, and the effect of obtaining the filtrate B that meets the usage level for drinking etc. at low cost and efficiently You can also get

(その他の実施形態)
なお、上述した各実施形態では、一対の陽極11及び陰極12をタンク100の内部に配設する構成としたが、この構成に限定されず、例えば、その他の実施形態として、上記図14に示すように、複数の陽極11及び陰極12を、円柱状のタンク100の内部に交互に周回して配設する構成とすることも可能である。このような構成によって、このタンク100内の電解効率が高められることとなり、より効率的な電解による重金属除去を実現することができる。
(Other embodiments)
In each of the above-described embodiments, the pair of anode 11 and cathode 12 is arranged inside the tank 100. However, the present invention is not limited to this structure. For example, another embodiment is shown in FIG. As described above, the plurality of anodes 11 and the plurality of cathodes 12 can be arranged so as to be alternately circulated inside the cylindrical tank 100. With such a configuration, the electrolysis efficiency in the tank 100 is enhanced, and more efficient heavy metal removal by electrolysis can be realized.

1 電解手段
11 陽極
12 陰極
2 pH調整手段
21 pHセンサ
3 濾過手段
3a 濾過容器
31 フィルター
31a 重金属排出口
31b 逆電解洗浄手段
32 遠心分離器
32a モーター
32b 回転軸
33 開閉窓
34 収容皿
4 中和手段
41 酸性側重金属除去手段
5 pH制御手段
51 制御手段
100 タンク
101 セパレータ
102 バルブ
103 ポンプ
104 排出バルブ
200 アルカリイオン整水器
201 給水ホース
202 排出水路
203 浄水排出口
204 排出口
205 操作パネル
A 原水
B 濾液
C 酸性溶液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrolysis means 11 Anode 12 Cathode 2 pH adjustment means 21 pH sensor 3 Filtration means 3a Filtration container 31 Filter 31a Heavy metal discharge port 31b Reverse electrolysis cleaning means 32 Centrifugal separator 32a Motor 32b Rotating shaft 33 Opening window 34 Storage tray 4 Neutralization means 41 Acidic-side heavy metal removing means 5 pH control means 51 Control means 100 Tank 101 Separator 102 Valve 103 Pump 104 Discharge valve 200 Alkaline ion water conditioner 201 Water supply hose 202 Discharge water channel 203 Clean water discharge outlet 204 Discharge outlet 205 Operation panel A Raw water B Filtrate C acidic solution

Claims (12)

陽極と陰極と前記陽極及び前記陰極の間にセパレータとを有し、カドミウム、水銀、鉛、亜鉛、鉄、銅、ヒ素、セレン、六価クロム、アルミニウム、マンガン、ニッケル、銀、及びこれらの化合物といった重金属を含有する原水を電気分解して、前記陰極側で重金属を含有するアルカリ性溶液を生成し、前記陽極側で酸性溶液を生成する電解手段と、
前記電解手段により生成された前記アルカリ性溶液をpH10〜14の範囲でpH調整し、陽イオンの重金属イオンと陰イオンの水酸化物イオンとの化学反応により、当該アルカリ性溶液中に含有する重金属から重金属水酸化物を生成するpH調整手段と、
前記pH調整手段により生成された前記重金属水酸化物を、前記アルカリ性溶液から分離して濾液を生成する濾過手段とを備え、
前記pH調整手段は、前記アルカリ性溶液のpH値を検出するpHセンサを備え、当該pHセンサで検出されたpH値に基づいて、前記陽極及び前記陰極から成る電極間に電位を供給するか否かを切替えるスイッチングを行うと共に、前記陽極及び前記陰極から成る電極間に印加する電位の大きさを決定することによってpH調整を行うことを特徴とする重金属除去装置。
Having a separator between the anode and the cathode and the anode and the cathode , cadmium, mercury, lead, zinc, iron, copper, arsenic, selenium, hexavalent chromium, aluminum, manganese, nickel, silver, and compounds thereof. Electrolyzing raw water containing a heavy metal such as to generate an alkaline solution containing a heavy metal on the cathode side, and an electrolytic means to generate an acidic solution on the anode side,
The alkaline solution produced by the electrolyzing means is adjusted in the pH range of 10 to 14, and the heavy metal contained in the alkaline solution is converted into a heavy metal by the chemical reaction between the heavy metal ion of the cation and the hydroxide ion of the anion. PH adjusting means for producing hydroxide,
The heavy metal hydroxide produced by the pH adjusting means is provided with a filtering means for separating the heavy metal hydroxide from the alkaline solution to produce a filtrate,
The pH adjusting unit includes a pH sensor that detects the pH value of the alkaline solution, and whether or not to supply a potential between the electrodes composed of the anode and the cathode based on the pH value detected by the pH sensor. The heavy metal removing apparatus is characterized in that the pH is adjusted by performing switching for switching between the electrodes and determining the magnitude of the potential applied between the electrodes composed of the anode and the cathode.
請求項1に記載の重金属除去装置において、
前記濾過手段が、前記重金属水酸化物を遠心分離することを特徴とする重金属除去装置。
The heavy metal removing apparatus according to claim 1,
The heavy metal removing device, wherein the filtering means centrifuges the heavy metal hydroxide.
請求項1又は請求項2に記載の重金属除去装置において、
前記電解手段により生成された前記酸性溶液を、前記濾過手段により生成された前記濾液に混合して当該濾液のpH値を中和させる中和手段を備えることを特徴とする重金属除去装置。
The heavy metal removing device according to claim 1 or 2,
A heavy metal removing apparatus comprising a neutralizing means for mixing the acidic solution produced by the electrolyzing means with the filtrate produced by the filtering means to neutralize the pH value of the filtrate.
請求項1〜3のいずれかに記載の重金属除去装置において、
前記電解手段により生成された前記アルカリ性溶液のpH値を、周期的に上下変動させるpH制御手段を備えることを特徴とする重金属除去装置。
The heavy metal removing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A heavy metal removing apparatus comprising: a pH control unit that periodically fluctuates the pH value of the alkaline solution generated by the electrolyzing unit.
請求項4に記載の重金属除去装置において、
前記pH制御手段が、前記電解手段により生成された前記酸性溶液を、前記アルカリ性溶液に間欠的に混合することを特徴とする重金属除去装置。
The heavy metal removing apparatus according to claim 4,
The heavy metal removing apparatus, wherein the pH control unit intermittently mixes the acidic solution generated by the electrolyzing unit with the alkaline solution.
請求項1〜5のいずれかに記載の重金属除去装置において、
前記pH調整手段が、前記濾過手段により生成された濾液をpH調整することを特徴とする重金属除去装置。
The heavy metal removing device according to any one of claims 1 to 5,
The heavy metal removing apparatus, wherein the pH adjusting means adjusts the pH of the filtrate produced by the filtering means.
陽極及び陰極の間にセパレータを有し、前記陽極及び前記陰極から成る電極間に印加し、カドミウム、水銀、鉛、亜鉛、鉄、銅、ヒ素、セレン、六価クロム、アルミニウム、マンガン、ニッケル、銀、及びこれらの化合物といった重金属を含有する原水を電気分解して、前記陰極側で重金属を含有するアルカリ性溶液を生成し、前記陽極側で酸性溶液を生成する電解工程と、
前記電解工程により生成された前記アルカリ性溶液をpH10〜14の範囲でpH調整し、当該アルカリ性溶液中に含有する重金属から重金属水酸化物を生成するpH調整工程と、
前記pH調整工程により生成された前記重金属水酸化物を、前記アルカリ性溶液から分離して濾液を生成する濾過工程とを含み、
前記pH調整工程は、前記アルカリ性溶液のpH値を検出するpHセンサを備え、当該pHセンサで検出されたpH値に基づいて、前記陽極及び前記陰極から成る電極間に電位を供給するか否かを切替えるスイッチングを行うと共に、前記陽極及び前記陰極から成る電極間に印加する電位の大きさを決定することによってpH調整を行うことを特徴とする重金属除去方法。
With a separator between the anode and the cathode, applied between the electrodes consisting of the anode and the cathode , cadmium, mercury, lead, zinc, iron, copper, arsenic, selenium, hexavalent chromium, aluminum, manganese, nickel, An electrolysis step of electrolyzing raw water containing heavy metals such as silver and these compounds to produce an alkaline solution containing heavy metals on the cathode side and an acidic solution on the anode side,
A pH adjustment step of adjusting the pH of the alkaline solution produced by the electrolysis step in the range of pH 10 to 14, and producing a heavy metal hydroxide from the heavy metal contained in the alkaline solution;
The heavy metal hydroxide produced by the pH adjusting step, a filtration step of separating the alkaline solution from the alkaline solution to produce a filtrate,
The pH adjusting step includes a pH sensor that detects the pH value of the alkaline solution, and whether or not to supply a potential between the electrodes composed of the anode and the cathode based on the pH value detected by the pH sensor. The method for removing heavy metals is characterized in that the pH is adjusted by performing switching for switching between the electrodes and determining the magnitude of the potential applied between the electrodes composed of the anode and the cathode.
請求項6に記載の重金属除去方法において、
前記濾過工程が、前記重金属水酸化物を遠心分離することを特徴とする重金属除去方法。
The heavy metal removing method according to claim 6,
The method of removing heavy metals, wherein the filtering step centrifuges the heavy metal hydroxide.
請求項6又は請求項7に記載の重金属除去方法において、
前記電解工程により生成された前記酸性溶液を、前記濾過工程により生成された前記濾液に混合して当該濾液のpH値を中和させる中和工程を含むことを特徴とする重金属除去方法。
The heavy metal removing method according to claim 6 or 7,
A method for removing heavy metals, comprising a neutralization step of mixing the acidic solution produced by the electrolysis step with the filtrate produced by the filtration step to neutralize the pH value of the filtrate.
請求項6〜8のいずれかに記載の重金属除去方法において、
前記電解工程により生成された前記アルカリ性溶液のpH値を、周期的に上下変動させるpH制御工程を含むことを特徴とする重金属除去方法。
The heavy metal removing method according to any one of claims 6 to 8,
A method for removing heavy metals, comprising a pH control step of periodically fluctuating the pH value of the alkaline solution generated by the electrolysis step.
請求項9に記載の重金属除去方法において、
前記pH制御工程が、前記電解工程により生成された前記酸性溶液を、前記アルカリ性溶液に間欠的に混合することを特徴とする重金属除去方法。
The heavy metal removing method according to claim 9,
The heavy metal removing method, wherein the pH controlling step intermittently mixes the acidic solution generated by the electrolyzing step with the alkaline solution.
請求項7〜11のいずれかに記載の重金属除去方法において、
前記pH調整工程が、前記濾過工程により生成された濾液をpH調整することを特徴とする重金属除去方法。
The heavy metal removing method according to any one of claims 7 to 11,
The method for removing heavy metals, wherein the pH adjusting step adjusts the pH of the filtrate produced in the filtering step.
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