JP6986776B2 - Difficult-to-purify liquid treatment system - Google Patents
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Description
この発明は、バイオプラントなどの消化液を浄化する難浄化液処理システムに関するものである。 The present invention relates to a difficult-to-purify liquid treatment system for purifying digestive juices such as bioplants.
近年、牛の糞尿や生ゴミなどの有機性廃棄物などを使ったバイオガス発電プラントが注目されている。有機性廃棄物を発酵槽に入れ、メタン発酵をさせて、メタンと二酸化炭素を含むバイオガスを生成し、ガスエンジン発電機の燃料を得るものである。 In recent years, biogas power plants using organic waste such as cattle manure and swill have been attracting attention. Organic waste is placed in a fermenter and fermented with methane to produce biogas containing methane and carbon dioxide to obtain fuel for a gas engine generator.
バイオガスを発生させた後の残渣を消化液といい、窒素、リン、カリウムを含んでいるため、肥料として利用することが可能である。肥料として使用されない消化液は、河川などへの放水を行う必要がある。この際、消化液中のSS(浮遊物質:Suspended Solids)、燐、窒素、アンモニアなどにより、河川・湖沼の富栄養化や土壌・地下水汚染がもたらされてしまうことになる。そこで、消化液を処理して、SSや燐を分離し、窒素、アンモニアを分解処理する装置が提案されている。 The residue after generating biogas is called digestive juice, and since it contains nitrogen, phosphorus, and potassium, it can be used as fertilizer. Digestive juice that is not used as fertilizer needs to be discharged to rivers. At this time, SS (suspended solids), phosphorus, nitrogen, ammonia, etc. in the digestive juice will bring about eutrophication of rivers and lakes and pollution of soil and groundwater. Therefore, an apparatus has been proposed for treating digestive juice, separating SS and phosphorus, and decomposing nitrogen and ammonia.
特許文献1には、電気分解層にて消化液を電気分解し、固体と液体を分離するとともに、窒素、燐などを除去するシステムが開示されている。
しかしながら、特許文献1に係るシステムでは、消化液を電気分解する時間を長くして除去能力を高くするためには、電極を大きくする必要があり、システムの大型化を招くという問題があった。このような問題は、消化液だけでなく、微生物による浄化が困難なBODまたはCODの高い(たとえば、1000以上)難浄化液についてもいえることである。
However, in the system according to
この発明は、上記のような問題点を解決して、装置の大型化を防止しつつ、処理能力の高い難浄化液浄化システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a difficult-to-purify liquid purification system having a high processing capacity while preventing an increase in the size of the apparatus.
この発明の独立して適用可能ないくつかの特徴を以下に列挙する。 Some of the independently applicable features of the invention are listed below.
(1)この発明に係る難浄化液処理装置は、難浄化液を処理するための装置であって、前記難浄化液を流すための流路と、流路中に設けられ、前記難浄化液の流れる方向に配設された少なくとも一対の電極と、前記電極に電力を供給する電源とを備え、前記電極は、前記難浄化液の流れに対して凹凸形状を有するように構成され、前記少なくとも一対の電極の間を、前記消化液が蛇行して流れるように構成されている。 (1) The difficult-to-purify liquid treatment device according to the present invention is a device for treating the difficult-to-purify liquid, and is provided in a flow path for flowing the difficult-to-purify liquid and the flow path, and the difficult-to-purify liquid is provided. A pair of electrodes arranged in the flow direction of the above and a power source for supplying power to the electrodes are provided, and the electrodes are configured to have an uneven shape with respect to the flow of the difficult-to-purify liquid. The digestive juice is configured to meander and flow between the pair of electrodes.
したがって、装置を大型化せずに、電気分解の性能を向上させることができる。 Therefore, the performance of electrolysis can be improved without increasing the size of the device.
(2)この発明に係る難浄化液処理装置は、難浄化液を処理するための装置であって、前記難浄化液を流すための流路と、流路中に設けられ、前記難浄化液の流れる方向に配設された少なくとも一対の電極と、前記電極に電力を供給する電源とを備え、前記電極は、網状に構成されている。 (2) The difficult-to-purify liquid treatment device according to the present invention is a device for treating the difficult-to-purify liquid, and is provided in a flow path for flowing the difficult-to-purify liquid and the flow path, and the difficult-to-purify liquid is provided. A pair of electrodes arranged in the flow direction of the above and a power source for supplying electric power to the electrodes are provided, and the electrodes are configured in a mesh pattern.
したがって、装置を大型化せずに、電気分解の性能を向上させることができる。 Therefore, the performance of electrolysis can be improved without increasing the size of the device.
(3)この発明に係る難浄化液処理装置は、電極が、正電極と負電極を複数交互に配置したものであることを特徴としている。 (3) The difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to the present invention is characterized in that a plurality of positive electrodes and negative electrodes are alternately arranged.
したがって、各電極の両面側を電気分解のための流路として利用することができ、装置を大型化せずに、電気分解の性能を向上させることができる。 Therefore, both sides of each electrode can be used as a flow path for electrolysis, and the performance of electrolysis can be improved without increasing the size of the device.
(4)この発明に係る難浄化液処理装置は、電極の下流に、前記電極にて電気分解して残った固体をすくい上げる掬上手段を設けたことを特徴としている。 (4) The difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to the present invention is characterized in that a scooping means for scooping up the solid remaining after being electrolyzed by the electrode is provided downstream of the electrode.
したがって、分離した固体を除去することができる。 Therefore, the separated solid can be removed.
(5)この発明に係る難浄化液処理装置は、流路の底が、下流に向かって下がっていることを特徴としている。 (5) The difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to the present invention is characterized in that the bottom of the flow path is lowered toward the downstream.
したがって、難浄化液が下流に向かって自然に流すことができる。 Therefore, the difficult-to-purify liquid can flow naturally toward the downstream.
(6)この発明に係る難浄化液処理装置は、電極のうちの陽極はマグネシウムで構成されていることを特徴としている。 (6) The difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to the present invention is characterized in that the anode of the electrodes is composed of magnesium.
したがって、効率よくSSを分解することができる。 Therefore, SS can be efficiently decomposed.
(7)この発明に係る難浄化液処理装置は、電極を通過させる前に、難浄化液に電解質が添加されていることを特徴としている。 (7) The difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to the present invention is characterized in that an electrolyte is added to the difficult-to-purify liquid before passing through the electrode.
したがって、電気分解の性能を向上させることができる。 Therefore, the performance of electrolysis can be improved.
(8)この発明に係る難浄化液処理装置は、電極のうちの陰極から発生する水素を捕捉する捕捉手段をさらに備えることを特徴としている。 (8) The difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to the present invention is further provided with a trapping means for capturing hydrogen generated from the cathode of the electrodes.
したがって、電気分解によって生じた水素を集めて利用することができる。 Therefore, hydrogen generated by electrolysis can be collected and used.
(9)この発明に係る難浄化液処理装置は、電極のうちの陽極から発生する酸素を捕捉する捕捉手段をさらに備えることを特徴としている。 (9) The difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to the present invention is further provided with a capturing means for capturing oxygen generated from the anode of the electrodes.
したがって、電気分解によって生じた酸素を集めて利用することができる。 Therefore, oxygen generated by electrolysis can be collected and used.
(10)この発明に係る難浄化液処理装置は、酸素を前記難浄化液の曝気処理に使用することを特徴としている。 (10) The difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to the present invention is characterized in that oxygen is used for aeration treatment of the difficult-to-purify liquid.
したがって、電気分解によって生じた酸素を曝気に利用することができる。 Therefore, oxygen generated by electrolysis can be used for aeration.
(11)この発明に係る難浄化液処理装置は、記難浄化液が、BODまたはCODが1000を超えるものであることを特徴としている。 (11) The difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to the present invention is characterized in that the difficult-to-purify liquid has a BOD or COD of more than 1000.
したがって、BODまたはCODが1000を超えて、微生物などによる浄化が困難なものを処理することができる。 Therefore, it is possible to treat substances having a BOD or COD of more than 1000 and which are difficult to purify by microorganisms or the like.
(12)この発明に係る難浄化液処理装置は、難浄化液が、バイオガスプラントの消化液、スラリーストアの糞尿、搾乳施設の排水のいずれかであることを特徴としている。 (12) The difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to the present invention is characterized in that the difficult-to-purify liquid is any one of digestive liquid of a biogas plant, manure from a slurry store, and wastewater from a milking facility.
したがって、微生物などによる浄化が困難なバイオガスプラントの消化液、スラリーストアの糞尿、搾乳施設の排水を処理することができる。 Therefore, it is possible to treat digestive juices of biogas plants, manure from slurry stores, and wastewater from milking facilities, which are difficult to purify by microorganisms.
1.基本的構成と動作
図1に、この発明の一実施形態による消化液浄化システムの全体構成を示す。バイオ発電プラントなどの消化液が、流量調整槽2に導入される。流量調整槽2には、この消化液とともに、電解質(たとえば塩化マグネシウム)が導入される。この実施形態では、0.5重量%の濃度となるように電解質を加えるようにしている。
1. 1. Basic Configuration and Operation FIG. 1 shows the overall configuration of a digestive juice purification system according to an embodiment of the present invention. Digestive juice from a biopower plant or the like is introduced into the flow rate adjusting
流量調整槽2は、受け入れる消化液の量に変化があっても、消化液処理装置である電解槽4に流出させる流量を一定に保つためのものである。電解槽4に導かれた消化液は、電極6の間をとおって電気分解され、SSが除去されて固液分離がなされる。同時に、燐が分離され、窒素、アンモニアが分解される。
The flow rate adjusting
浮遊している固体(SS)は、コンベア8によって掬い上げられて、廃棄槽14に導かれる。SSの除去された消化液は、曝気槽12において酸素に晒され浄化される。浄化された消化液は、濾過槽10を経て排水として河川などに流される。
The floating solid (SS) is scooped up by the
図2に、電解槽4の詳細を示す。図2Aが平面図、図2Bが側断面図である。筐体42は、ステンレス製である。図2Aにあるように、筐体42の幅は、上流部(この実施形態では、3m〜5m程度)から下流部に向かって狭くなっている(この実施形態では、1m程度)。
FIG. 2 shows the details of the
図2Bに示すように、筐体42の内部には、上流から下流に向かって傾斜したステンレス製の底板44、46が設けられている。この実施形態では、底板44の傾斜角度を45度程度とし、底板46の傾斜角度を3〜5%としている。
As shown in FIG. 2B, stainless
底板46の上には、陽電極6aと陰電極6bが複数交互に設けられ、複数の流路が形成されている。陽電極6aと陰電極6bとの間には、直流電圧(この実施形態では30V)が印加される。これにより、陽電極6aと陰電極6bによって形成された流路を流れる消化液が電気分解される。
A plurality of
なお、この実施形態では、陽電極6aにアルミ材を使用し、陰電極6bに鉄を使用した。陰電極6bに、アルミ材、銅を使用してもよい。図4に、いくつかの材料を陽電極6a、陰電極6bに用いた場合の、SSの除去率を実験したデータを示す。
In this embodiment, an aluminum material was used for the
実験は、10倍に希釈したバイオプラント消火液(500ml)に電解質として塩化ナトリウムや塩化マグネシウムを所定重量%(たとえば0.1重量%〜20重量%)添加し、陽極の電極棒をアルミニウム、マグネシウムのいずれかとし、陰極の電極棒をマグネシウム、鉄、アルミニウム、銅のいずれかとした。直流電圧を10分または20分間印加し、SSの除去率、CODの除去率を確認した。 In the experiment, sodium chloride or magnesium chloride was added as an electrolyte in a 10-fold diluted bioplant fire extinguishing solution (500 ml) in a predetermined weight% (for example, 0.1% by weight to 20% by weight), and the electrode rods of the anode were made of aluminum and magnesium. The electrode rod of the cathode was either magnesium, iron, aluminum, or copper. A DC voltage was applied for 10 minutes or 20 minutes, and the SS removal rate and COD removal rate were confirmed.
電解質が含有されることが排水として問題にならない限りにおいて、電解質の含有量が大きいほど電気分解に要する電力が少なくて済むというメリットがある。なお、塩化マグネシウムは排水に含有されていても問題が少ないので、好ましい電解質である。 As long as the content of the electrolyte does not pose a problem as wastewater, the larger the content of the electrolyte, the less power is required for electrolysis. Magnesium chloride is a preferable electrolyte because there are few problems even if it is contained in wastewater.
図4から明らかなように、マグネシウムを陽極とした場合や、アルミ−鉄、アルミ−アルミ、アルミ−銅の組合せの場合に、SSの除去率が高かった。陰極としては、陽極と同じものあるいは陽極よりイオン化傾向が小さいものであれば、どのような材質を用いてもよい。 As is clear from FIG. 4, the removal rate of SS was high when magnesium was used as the anode or when the combination of aluminum-iron, aluminum-aluminum, and aluminum-copper was used. As the cathode, any material may be used as long as it is the same as the anode or has a lower ionization tendency than the anode.
したがって、上記のいずれかの組合せにて電極材料を決定することが好ましい。なお、上記実験では消化液を50倍に希釈しているが、実施形態のシステムでは、消化液を希釈せず処理するようにしている。 Therefore, it is preferable to determine the electrode material by any combination of the above. In the above experiment, the digestive juice is diluted 50 times, but in the system of the embodiment, the digestive juice is treated without being diluted.
なお、陽極にマグネシウムを用いた場合、下記の反応によって、Mg(OH)2が排出されることになる。 When magnesium is used for the anode, Mg (OH) 2 is discharged by the following reaction.
Mg+2H2O → Mg(OH)2+H2
一方、陽極にアルミニウムを用いた場合、下記の反応によって、2Al(OH)3が排出される。
Mg + 2H 2 O → Mg (OH) 2 + H 2
On the other hand, when aluminum is used for the anode, 2Al (OH) 3 is discharged by the following reaction.
2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2
Mg(OH)2は動植物に無害であるが、2Al(OH)3は有害であるので、排水の前にこれを取り除く必要がある。陽極と陰極を入れ替えて電位を与えて電気分解することにより、2Al(OH)3を電極に捕捉し、排水から取り除くことができる。
2Al + 6H 2 O → 2Al (OH) 3 + 3H 2
Mg (OH) 2 is harmless to plants and animals, but 2Al (OH) 3 is harmful and should be removed before drainage. By exchanging the anode and cathode and applying an electric potential to electrolyze, 2Al (OH) 3 can be captured by the electrode and removed from the wastewater.
図2に戻って、陽電極6aと陰電極6bによって形成された流路を消化液が流れると、消化液が電気分解されることになる。この電気分解によって、SSが除去され、燐が分離され、窒素、アンモニアが分解される。消化液が陽電極6aと陰電極6bの間の流路に存在している時間が長くなると、電気分解の程度も大きくなる。
Returning to FIG. 2, when the digestive juice flows through the flow path formed by the
この実施形態では、消化液が陽電極6aと陰電極6bに触れる時間が長くなるように、図2Aに示すように、陽電極6aと陰電極6bを凹凸状に形成している。その一部分詳細を図3Cに示す。陽電極6aは、直線辺を折り曲げたジグザグ形状に構成されている。隣接する陰電極6bも、同様に、直線辺を折り曲げたジグザグ形状に構成されている。したがって、消化液は、陽電極6aと陰電極6bの間を蛇行しながら流れていくことになる。
In this embodiment, the
なお、消化液を希釈しない(あるいは希釈度合いが小さい)場合には、希釈度合いが高い(消火液が薄い)場合に比べて、同じ長さの電極を用いた場合のSS等の除去程度が小さくなる。このため、消化液を希釈しない場合(あるいは希釈度合いが小さい)には、電極を長くするか、あるいは電気分解後の消化液を戻して電気分解処理を繰り返す必要がある。電極を長くすると装置が大型化するという問題があり、電気分解処理を繰り返すと処理時間が長くなるという問題がある。 When the digestive juice is not diluted (or the degree of dilution is small), the degree of removal of SS etc. is smaller when the electrodes of the same length are used than when the degree of dilution is high (the fire extinguishing liquid is thin). Become. Therefore, when the digestive juice is not diluted (or the degree of dilution is small), it is necessary to lengthen the electrode or return the digestive juice after electrolysis and repeat the electrolysis treatment. There is a problem that the device becomes large when the electrode is lengthened, and there is a problem that the processing time becomes long when the electrolysis processing is repeated.
一方で、消化液の希釈度を高くすると、電気分解によるSS等の除去程度は高くなる。したがって、電極を長くする必要はなく、装置を小型化することができる。ただし、消化液の希釈度が高いため、処理しなければならない希釈消化液の量が増加することになり、処理時間を要するということになる。 On the other hand, if the degree of dilution of the digestive juice is increased, the degree of removal of SS and the like by electrolysis increases. Therefore, it is not necessary to lengthen the electrodes, and the device can be miniaturized. However, since the degree of dilution of the digestive juice is high, the amount of the diluted digestive juice that must be processed increases, which means that the treatment time is required.
したがって、装置の小型化と処理時間の短縮化に応じて、適切な消化液の希釈度合いを選択することが好ましい。概ね、3〜5倍に希釈することが好ましいと思われる。場合によっては、希釈せずに処理したり、5倍以上(たとえば10倍)に希釈するようにしてもよい。 Therefore, it is preferable to select an appropriate degree of dilution of the digestive juice according to the miniaturization of the apparatus and the shortening of the processing time. Generally, it seems preferable to dilute 3 to 5 times. In some cases, the treatment may be performed without dilution, or may be diluted 5 times or more (for example, 10 times).
図3Cでは、1つの陽電極6a、1つの陰電極6bのみを示しているが、図2Aに示すように、複数の陽電極6a、陰電極6bを交互に配置している。これにより、各電極の両側に電解を行うための流路を形成して、複数の流路を設けることができ、電極配置の平面的面積に対して効率よく電解を行うことができる。
In FIG. 3C, only one
なお、図3Cに示すように、隣接する電極の凹凸の位置を対応するように配置することで(電極配設方向に垂直な方向に水平移動させて凹凸の形状が重なるようにすることで)、隣接する電極の電極配設方向に垂直な方向の距離Dが一定の流路を形成している。ジグザグ形状であるので、電極間の垂直距離Eも一定となり、電解液の流れがスムースである。なお、電極間の距離は一定(並行)であることが好ましいが、一定でなくとも実用可能である。たとえば、上流から下流にかけて徐々に電極間の幅が狭くなるような構造であってもよい。 In addition, as shown in FIG. 3C, by arranging the positions of the unevenness of the adjacent electrodes so as to correspond to each other (by moving horizontally in the direction perpendicular to the electrode arrangement direction so that the shapes of the unevenness overlap). , A flow path having a constant distance D in the direction perpendicular to the electrode arrangement direction of the adjacent electrodes is formed. Since it has a zigzag shape, the vertical distance E between the electrodes is also constant, and the flow of the electrolytic solution is smooth. The distance between the electrodes is preferably constant (parallel), but it is practical even if it is not constant. For example, the structure may be such that the width between the electrodes gradually narrows from the upstream to the downstream.
図2に戻って、電気分解された消化液は、電解槽4の下流に設けられたコンベア8に導かれる。電気分解によって消化液中の大部分のSSは除去されるが、残ったSSは消化液の表面に浮遊することになる。コンベア8は、この浮遊しているSSを掬い上げるものである。
Returning to FIG. 2, the electrolyzed digestive juice is guided to a
図5、図6に、コンベア8付近の詳細を示す。図5が側断面図、図6が平面図である。図5に示すように、コンベア8は、回転軸84、86の間に布製のベルト82を巻回させて構成されている。図6に示すように、ベルト82の幅は、電解槽4の筐体42の幅とほぼ等しく形成されている。回転軸84は、シール材(図示せず)によって筐体内の消化液が漏れ出さないようにして、筐体42に設けられた軸受(図示せず)により、回転可能に支持されている。回転軸84は、筐体42の外に設けられたモータ(図示せず)によって回転される。
5 and 6 show details of the vicinity of the
回転軸86は、筐体42に設けられた軸受(図示せず)によって回転可能に軸支されている。回転軸84と回転軸86の間には、ベルト82が巻回されているので、回転軸84の回転により、上側のベルト82は、矢印Aの方向に移動することになる。
The
図5に示すように、ベルト82の上流側は消化液5に沈められている。したがって、流れ込んできたSSは、ベルト82によって掬い上げられる。そして、矢印Aの方向に移送され、コンベア8の先端部(回転軸86側)にて落下し、SS回収通路6に導かれる。SS回収通路9は、紙面奥側に下がるよう傾斜している。図6に示すように、SS回収通路9に落ちたSSは、SS回収通路9を矢印B方向に移動して、廃棄槽14に導かれる。したがって、廃棄層14には、SSが蓄積されることになる。
As shown in FIG. 5, the upstream side of the
なお、ベルト82の材質は布としている。これにより、液体である消化液を透過させて、固体であるSS7を掬い上げることを可能にしている。なお、布以外であっても、液体を透過し、固体を捕捉するような材料(網、すのこ、多孔質部材など)を用いることができる。
The material of the
図1に戻って、コンベア8によってSS7の除去された消化液5は、曝気槽12に送られる。曝気槽12では、消化液5の下部からブロア(図示せず)にて酸素を送り込んで消化液5に酸素を供給し、消化液5を浄化する。浄化された消化液5は、濾過槽10に送られる。
Returning to FIG. 1, the digested liquid 5 from which SS7 has been removed by the
図7に、濾過槽10の構成を示す。最下部には曝気のための曝気ユニット92が設けられている。この曝気ユニット92に対してブロア(図示せず)から酸素が供給され、曝気が行われる。曝気ユニット92の上には、液中膜ユニット90が設けられている。
FIG. 7 shows the configuration of the
導入パイプ98によって濾過槽10に導入された消化液5は、濾過槽10内に蓄積される。吸引パイプ96によって液中膜ユニット90の中から吸引が行われる。これにより、吸引パイプ96から、液中膜ユニット90によって濾過された消化液5が吸引される。濾過液は、河川などに放流される。
The
濾過槽10としては、MBR用浸漬膜ユニット(たとえば阿波製紙(株)製)や平膜、逆浸透膜などを用いることができる。
As the
2.その他の実施形態
(1)上記実施形態では、図3に示すように、各電極を凹凸形状とし、電極配設方向(上流から下流方向)に垂直な方向に移動させると、各電極の凹凸が重なるような位置に各電極を配置している。凹凸形状であればどのようなものでもよいが、たとえば、図3A、図3B、図3Cに示すような形状(波形形状など)とすることができる。
2. 2. Other embodiments
(1) In the above embodiment, as shown in FIG. 3, each electrode has an uneven shape, and when the electrodes are moved in a direction perpendicular to the electrode arrangement direction (upstream to downstream), the positions where the irregularities of the electrodes overlap. Each electrode is arranged in. Any irregular shape may be used, and for example, the shape (corrugated shape or the like) as shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C can be used.
図3Cに示すようにジグザグ形状とした場合には、このような配置で電極間の垂直距離Eが一定となる。ただし、図3B、図3Cのように電極に尖った部分があると、電解が集中し電気分解が均等に行われなくなる可能性がある。そこで、3Aのような形状とすることが好ましい。 When the zigzag shape is formed as shown in FIG. 3C, the vertical distance E between the electrodes is constant in such an arrangement. However, if the electrode has a sharp portion as shown in FIGS. 3B and 3C, electrolysis may be concentrated and electrolysis may not be performed evenly. Therefore, it is preferable to have a shape such as 3A.
なお、図3Aや図3Bの場合には、電極間の垂直距離Eが一定にならず、消化液の流れがスムースでなくなる可能性がある。 In the case of FIGS. 3A and 3B, the vertical distance E between the electrodes may not be constant, and the flow of digestive juice may not be smooth.
そこで、図3Aの構造に代えて、図8Aに示すように、円弧部分について、同心円状にすることで電極間の垂直距離Eを一定に(あるいはあまり大きく変化させないように)することができる。ただしこの場合、図8Aに示すように、陰電極6bを二重構造とする必要がある。なお、陽電極6aを二重構造としてもよい。
Therefore, instead of the structure of FIG. 3A, as shown in FIG. 8A, the vertical distance E between the electrodes can be made constant (or not changed so much) by making the arc portion concentric. However, in this case, as shown in FIG. 8A, the
また、図3Bの構造に代えて、図8Bに示すように、凹凸の大きさを変えることにより、電極間の垂直距離Eを一定に(あるいはあまり大きく変化させないように)することができる。この場合も、陽電極6a、陰電極6bのいずれかを二重構造にすればよい。
Further, instead of the structure of FIG. 3B, as shown in FIG. 8B, the vertical distance E between the electrodes can be made constant (or not changed so much) by changing the size of the unevenness. In this case as well, either the
(2)上記実施形態では、電解を行いやすくするために消化液に塩化ナトリウム水を加えている。しかし、塩化ナトリウム水を加えずに電解を行うようにしてもよい。 (2) In the above embodiment, sodium chloride water is added to the digestive juice to facilitate electrolysis. However, electrolysis may be performed without adding sodium chloride water.
(3)上記実施形態では、電極を凹凸構造としている。しかし、図9に示すように網目構造(あるいは穴あきの板構造)としてもよい。網目を細かくすることにより、実質的な電極表面積を増やして、電解能力を上げることができる。陽電極6a、陰電極6bの双方を網目構造としてもよいし、いずれか一方のみを網目構造とし、他方を板状としてもよい。
(3) In the above embodiment, the electrode has an uneven structure. However, as shown in FIG. 9, a mesh structure (or a plate structure with holes) may be used. By making the mesh finer, the surface area of the electrode can be substantially increased and the electrolysis capacity can be increased. Both the
また、平面的な網目構造としてもよいが、図3や図8に示すような凹凸形状としてもよい。 Further, a flat mesh structure may be used, but an uneven shape as shown in FIGS. 3 and 8 may be used.
(4)電解層6による電解時には、陽電極6aから酸素、陰電極6bから水素が発生する。そこで、図10に示すように、各電極の上にフード52、56を設けて、酸素、水素を収集するようにしてもよい。フード52の側断面図は図11に示すとおりである。フード56も同様の構成である。
(4) During electrolysis by the
フード52によって収集された酸素は、収集管54に集められて移送される。同様に、フード56によって収集された水素は、収集管58に集められて移送される。
The oxygen collected by the
このようにして得られた水素は、たとえば、水素ガスエンジンを駆動させて発電するために用いることができる。得られた電気は、電解槽6の電力として用いることができる。また、水素エンジンの燃料としても使用することができる。得られた酸素は、曝気槽12にて使用する酸素とすることができる。
The hydrogen thus obtained can be used, for example, to drive a hydrogen gas engine to generate electricity. The obtained electricity can be used as electric power for the
なお、上記では酸素と水素の双方を回収しているが、いずれか一方のみを回収するようにしてもよい。 In the above, both oxygen and hydrogen are recovered, but only one of them may be recovered.
(5)上記実施形態では、掬上手段としてコンベア8を用いるようにしている。しかし、図12に示すような構成としてもよい。長方形の枠17が設けられ、その枠17内に布19(網などでもよい)が張られている。長方形の枠17の四隅には、油圧シリンダ(図示せず)によって上下動する支持棒15が、ユニバーサルジョイントを介して接続されている。したがって、枠17は、油圧シリンダを制御することで上下動させることができる(矢印E、F)。
(5) In the above embodiment, the
所定時間ごとに、枠17は、矢印Eの方向に移動され、破線で示すような位置まで上がる。この際、布19によってSS7を掬い上げることができる。また、4つの油圧シリンダの上下動を制御し、布19に傾斜を付けて、傾斜した方向に掬い上げたSS7を移動させることができる。
At predetermined time intervals, the
(6)上記実施形態では、電気分解した消化液を曝気槽12、濾過槽10を通して排水するようにしている。しかし、浄化が不十分である場合、曝気槽12の後の消化液や濾過槽10の後の消化液を、電解槽4や流量調整槽2の前に戻して、再度電気分解を行うようにしてもよい。
(6) In the above embodiment, the electrolyzed digestive juice is drained through the
(7)上記実施形態では、バイオガスプラントの消化液を難浄化液として処理対象としている。しかし、微生物などによる浄化の困難な液全般(たとえば、生物学的酸素要求量(BOD)または化学的酸素要求量(COD)が1000を超えるような液(特に10000を超える液))について処理対象とすることができる。具体的には、スラリーストアの糞尿、パーラーなどの搾乳施設の排水、人工ミルク工場の排水、水産加工場の排水なども処理対象とすることができる。
(7) In the above embodiment, the digestive juice of the biogas plant is treated as a difficult-to-purify liquid. However, all liquids that are difficult to purify by microorganisms (for example, liquids having a biological oxygen demand (BOD) or chemical oxygen demand (COD) exceeding 1000 (particularly liquids exceeding 10,000)) are to be treated. Can be. Specifically, manure from slurry stores, wastewater from milking facilities such as parlors, wastewater from artificial milk factories, wastewater from fishery processing plants, etc. can also be treated.
Claims (11)
前記難浄化液を流すための流路と、
流路中に設けられ、前記難浄化液の流れる方向に配設された少なくとも一対の電極と、
前記電極に電力を供給する電源とを備え、
前記電極は、前記難浄化液の流れに対して凹凸形状を有するように構成され、前記少なくとも一対の電極の間を、前記難浄化液が蛇行して流れるように構成され、
前記電極の陽極はアルミニウム、陰極は鉄で構成され、
前記電極のうちの陽極から発生する酸素を補足する補足手段をさらに備え、
前記酸素を前記難浄化液の曝気処理に使用することを特徴とする難浄化液処理装置。 It is a device for treating difficult-to-purify liquids.
The flow path for flowing the difficult-to-purify liquid and
At least a pair of electrodes provided in the flow path and arranged in the direction in which the difficult-to-purify liquid flows,
It is equipped with a power supply that supplies electric power to the electrodes.
The electrodes are configured to have an uneven shape with respect to the flow of the difficult-to-purify liquid, and the difficult-to-purify liquid meanders and flows between the at least a pair of electrodes.
The anode of the electrode is made of aluminum and the cathode is made of iron.
Further provided with a supplementary means for supplementing oxygen generated from the anode of the electrodes,
A difficult-to-purify liquid treatment apparatus, characterized in that the oxygen is used for aeration treatment of the difficult-to-purify liquid.
前記難浄化液を流すための流路と、
流路中に設けられ、前記難浄化液の流れる方向に配設された少なくとも一対の電極と、
前記電極に電力を供給する電源とを備え、
前記電極は、網状に構成されており、
前記電極の陽極はアルミニウム、陰極は鉄で構成され、
前記電極のうちの陽極から発生する酸素を補足する補足手段をさらに備え、
前記酸素を前記難浄化液の曝気処理に使用することを特徴とする難浄化液処理装置。 It is a device for treating difficult-to-purify liquids.
The flow path for flowing the difficult-to-purify liquid and
At least a pair of electrodes provided in the flow path and arranged in the direction in which the difficult-to-purify liquid flows,
It is equipped with a power supply that supplies electric power to the electrodes.
The electrodes are configured in a mesh pattern.
The anode of the electrode is made of aluminum and the cathode is made of iron.
Further provided with a supplementary means for supplementing oxygen generated from the anode of the electrodes,
A difficult-to-purify liquid treatment apparatus, characterized in that the oxygen is used for aeration treatment of the difficult-to-purify liquid.
前記難浄化液を流すための流路と、
流路中に設けられ、前記難浄化液の流れる方向に配設された少なくとも一対の電極と、
前記電極に電力を供給する電源とを備え、
前記電極は、前記難浄化液の流れに対して凹凸形状を有するように構成され、前記少なくとも一対の電極の間を、前記難浄化液が蛇行して流れるように構成され、
前記電極の陽極はマグネシウムで構成され、
前記電極のうちの陽極から発生する酸素を補足する補足手段をさらに備え、
前記酸素を前記難浄化液の曝気処理に使用することを特徴とする難浄化液処理装置。 It is a device for treating difficult-to-purify liquids.
The flow path for flowing the difficult-to-purify liquid and
At least a pair of electrodes provided in the flow path and arranged in the direction in which the difficult-to-purify liquid flows,
It is equipped with a power supply that supplies electric power to the electrodes.
The electrodes are configured to have an uneven shape with respect to the flow of the difficult-to-purify liquid, and the difficult-to-purify liquid meanders and flows between the at least a pair of electrodes.
The anode of the electrode is made of magnesium.
Further provided with a supplementary means for supplementing oxygen generated from the anode of the electrodes,
A difficult-to-purify liquid treatment apparatus, characterized in that the oxygen is used for aeration treatment of the difficult-to-purify liquid.
前記難浄化液を流すための流路と、
流路中に設けられ、前記難浄化液の流れる方向に配設された少なくとも一対の電極と、
前記電極に電力を供給する電源とを備え、
前記電極は、網状に構成されており、
前記電極の陽極はマグネシウムで構成され、
前記電極のうちの陽極から発生する酸素を補足する補足手段をさらに備え、
前記酸素を前記難浄化液の曝気処理に使用することを特徴とする難浄化液処理装置。 It is a device for treating difficult-to-purify liquids.
The flow path for flowing the difficult-to-purify liquid and
At least a pair of electrodes provided in the flow path and arranged in the direction in which the difficult-to-purify liquid flows,
It is equipped with a power supply that supplies electric power to the electrodes.
The electrodes are configured in a mesh pattern.
The anode of the electrode is made of magnesium.
Further provided with a supplementary means for supplementing oxygen generated from the anode of the electrodes,
A difficult-to-purify liquid treatment apparatus, characterized in that the oxygen is used for aeration treatment of the difficult-to-purify liquid.
前記電極の下流に、前記電極にて電気分解して残った固体をすくい上げる掬上手段を設け、
前記掬上手段は、液体を透過し固体を補足する材料によって構成されており、少なくとも一部が流路中に浸漬されていることを特徴とする難浄化液処理装置。 In the difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4.
A scooping means for scooping up the solid remaining after being electrolyzed by the electrode is provided downstream of the electrode.
The scooping means is a difficult-to-purify liquid treatment apparatus, which is composed of a material that permeates a liquid and captures a solid, and at least a part of the scooping means is immersed in a flow path.
前記電極は、正電極と負電極を複数交互に配置したものであることを特徴とする難浄化液処理装置。 In the difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to any one of claims 1 to 5.
The electrode is a difficult-to-purify liquid treatment apparatus characterized in that a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately arranged.
前記流路の底は、下流に向かって下がっていることを特徴とする難浄化液処理装置。 In the difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6.
A difficult-to-purify liquid treatment device characterized in that the bottom of the flow path is lowered toward the downstream.
前記電極を通過させる前に、難浄化液に電解質が添加されていることを特徴とする難浄化液処理装置。 In the difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7.
A difficult-to-purify liquid treatment apparatus, characterized in that an electrolyte is added to the difficult-to-purify liquid before passing through the electrode.
前記電極のうちの陰極から発生する水素を捕捉する捕捉手段をさらに備えることを特徴とする難浄化液処理装置。 In the difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8.
A difficult-to-purify liquid treatment apparatus further comprising a trapping means for capturing hydrogen generated from a cathode among the electrodes.
前記難浄化液は、BODまたはCODが1000mg/lを超えるものであることを特徴とする難浄化液処理装置。 In the difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to any one of claims 1 to 9.
The difficult-to-purify liquid is a difficult-to-purify liquid treatment apparatus having a BOD or COD of more than 1000 mg / l.
前記難浄化液は、バイオガスプラントの消化液、スラリーストアの糞尿、搾乳施設の排水、人工ミルク工場の排水、水産加工場の排水のいずれかであることを特徴とする難浄化液処理装置。
In the difficult-to-purify liquid treatment apparatus according to any one of claims 1 to 10.
The difficult-to-purify liquid is one of digestive liquid of a biogas plant, manure from a slurry store, wastewater from a milking facility, wastewater from an artificial milk factory, and wastewater from a fishery processing plant.
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