JPH04141291A - 電解処理による汚濁水浄化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は下水等の有機性の懸濁物質を多く含む生活廃水
や湖沼水、重金属を含む工業廃水等を含む汚濁水を浄化
するための電解処理による汚濁水浄化方法に関する。

〈従来の技術） 従来、生活廃水や工業廃水等の汚濁水浄化法として電解
処理法が用いられている。これは、被処理汚濁水を陰・
陽の両を極間に通して電解処理することにより、溶解・
懸濁物質の酸化、還元、分解、析出−吸着、凝集、浮上
、分離かなされることを利用したものであり、この電解
処理法を利用した従来の装置は、電解処理室に陰・陽両
極板を互いに対向させておき、その電解槽内に被処理汚
濁水をポンプによって強制的に送り込み、その電解処理
槽内を強制流過される間に電解処理がなされるようにし
、その間に発生したフロックを浮上分離させるようにし
たものか一般的であった。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如き従来の装置は、平行に配置された垂直の向き
の陰・陽両極板間を被処理水かポンプ等の手段によって
強制流過されるようになっているため、陽極板近くを流
れる被処理汚濁水は、酸化作用を強く受け、陽極金属イ
オンによる凝集作用を強く受ける。また、陰極板近くを
流れる被処理汚濁水は、還元作用を強く受けるとともに
、陰極から発生する水素ガス泡は液の混合撹拌にあまり
寄与することなく浮上してしまうこととなって、全体か
均一に処理されずに流過してしまい、電解処理効率が低
いという問題があった。

また−１解処理では一陽極酸化作用により、陽極板に酸
化被膜が生成されるとｔｈ流流下下著しくなる為、陽極
金属イオンの発生量が少なくなり、この金属イオンによ
る凝集作用が低下する。このため従来のこの種の装置で
は、陽極金属イオンによる作用を利用する場合には、頻
繁に陽極板の酸化被膜の除去作業が必要になり、その都
度、陽極板を取り換えなければならないという問題かあ
った。

また、従来の電解処理では重金属の除去はできず、また
殺菌は塩素添加処理によっているか、塩素添加は薬剤添
加によるいわゆる二次処理であって、装置本来の機能か
ら生まれるものではなかっな。

本発明は上記の如き従来の問題にかんがみ、流過する被
処理汚濁水全体が均一に、しかも少ないエネルギーにて
効率良く電解処理かでき、懸濁物質、有機物の除去及び
ＢＯＤ、ＣＯＤの改善がより効果的になされるのみなら
ず、従来できなかった重金属の除去、及び殺菌をも可能
な電解処理による汚濁水浄化方法の提供を目的としたも
のである。

（課題を達成するための手段） 上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成する
ための本考案の要旨とするところは、被処理原水にフッ
化カルシウムを混合して撹拌し、そのフッ化カルシウム
含有被処理原水を、少なくとも陽極板にアルミニウム、
銅、鉄等の活性金属材料を使用した陰・陽画極板を互い
に対向させて該両極板間を流路となし、陽極板か下向き
になるとともに、陰極板か上向きになるように両極板を
傾斜させて構成した電解処理槽の前記流路内を流過させ
て電解処理することを特徴としてなる電解処理による汚
濁水浄化方法に存する。

（作用） 本発明の汚濁水処理方法では、被処理原水にフッ化カル
シウムを混合し撹拌して電解槽に送り込み、直流ｔａ４
．ｏ〜６．Ｏｖを印加して電解を行うと、フヴ化カルシ
ウはイオン化し、重金属や有１１ｅＪと結合してフッ化
物となって安定し、酸にもアルカリにも瀉けない物質と
なる。

また、陽極からはアルミニウムイオン等が溶は出し、懸
濁物質を凝集させ、陰極から発生する水素ガス泡がこれ
に付着し浮上させる。またこのとき、画電極板か上下に
対向する向きで傾斜していることにより上向き傾斜の陰
極板から発生した水素ガス泡は下向き傾斜の陽極板の表
面に衝突し、下降し、再度上昇するという運動をする。

更に、ガス泡が多く溶は込むと電極間の流路内の気液混
合の比重、即ち支持水頭が小さくなる。

この二つの現象により、流路内には気液混合の渦現象を
伴った湧昇流が発生する。

この渦現象が室内液体の撹拌効率を高め、酸化・還元・
分解・析出といった電極と被処理汚濁水間の界面におい
て直＃電子の授受が行われるｔ［ｉ反応を促進したり、
吸着・凝集・浮上といった電極反応生成物が被処理汚濁
水中の成分と反応する二次反応を促進することになる。

また、電価反応、二次反応が進行するとフロックはガス
泡を付着させて渦運動域を抜は出し、陽極の表面まで浮
上して後肥大しながらこの面に沿ってＬ昇し水面に浮上
する。水素カスは還元力か大きく陽極面の酸化を抑制す
る。またフロックか陽極面に治って浮上することにより
陽極面は研磨されスケールが付着しない。なお、陽極面
ではイオン化したフッ素の化学反応力により、酸素カス
の発生はほとんどみちれない。

（実施例） 次に本発明の実施の一例を図面について説明する。

まず、湖沼等の被処理原水Ａをポンプ１により、原水槽
２に導入する。原水槽２では、ＰＨ調整剤３及びフ・ソ
化カルシウム４を原水内に添加し、撹拌ｆｉ５によって
撹拌する。ＰＨ調整は当該電気化学反応が最も効果を発
揮する領域に電解の場を保とうとするものであり、約Ｐ
Ｈ６，５〜７．０位に原水を調整する。またフッ化カル
シウム４は、原水の質にもよるが、原水に対し２０■／
′１程度の・量を混入させる。

これによる効果め一つとして、フッ素がバクテリア細胞
中に入って細胞液から有ａｌ物を析出するため、液の浸
透圧は低下し、細胞は収縮するので新陳代謝不良を起こ
して死滅させることができる。

同様のことかビールス・寄生虫卵においてもみられ、藻
の胞子にも起きる。

このようにして予備処理した原水をポンプ６により電解
処理槽７に送り込む。

電解処理槽７内は水平に対し約６０°〜７０゜稈度の角
度に傾斜した多数の平行配置の電極板８８・・・・・・
にて仕切られ、その各電極板の下向き面にはアルミニウ
ム製の陽極板９か、また上向き面にはアルミニウム製の
陰極板ｌＯか貼り付けられており、各電極板８．８・・
・・・・間の流路１１がそれぞれ電解室となっている。

ｔた各ｔ＆電極板、８の側部には、第２図に示すように
互い違いの位置に通水口１２．１２・・・・・・が開口
され、被処理水はこれを通ってジクザグに電解処理槽７
内を流過する。

この電解処理槽７内において、陰・陽画極板９１０に直
流４．０〜６．０Ｖ程度の電源を接続し、電解処理させ
る。これによって電解処理槽７内の各陰陽両極間の流Ｆ
Ｉ＠１１内では、被処理水中の溶解・懸濁物質は、酸化
・還元・分解・析出といった電極反応がなされる。

このとき、フッ化カルシウムはイオン化し、重金属や有
［？Ｉと結合してフッ化物となって安定し、酸にもアル
カルにも溶けない物質となる。

−万両極板にアルミニウム板を用いているなめ、陰極板
１０から微細な水素ガス泡が発生し、陽極板９からアル
ミニウムイオンが溶出する。この電極反応生成物である
アルミニウムイオンの働きで析出してきた懸濁物質か凝
集され、更にその凝集物に電極反え生成物である水素ガ
スが付着する。

これによって、懸濁物質は見掛は比重の極めて小さいフ
ロックとなって浮上する。

また、第３図に示すように水素ガス泡は傾斜している流
路１１内において垂直に上昇し、陽極板９の表面に衝突
し、下降し、再度上昇するという運動をする。更に、ガ
ス泡か多く忍は込むと流路１１内の気液混合の比重、即
ち支持水頭か小さくなる。この二つの現象により、流路
１１内には気液混合の渦現象を伴った湧昇流が発生する
。気液混合体の比重ρはｔ流凛度を、例えば５０アンペ
ア／ｍ３／ｈｒとするとき、はぼｐ　＝０．９８　ｇｒ
ｆ／ｃｚ　’となる。

この渦現象が室内液体の撹拌効率を高め、酸化・還元・
分解・析出といった電極と被処理汚濁水間の界面におい
て直接電子の授受が行われる電極反応を促進したり、吸
着・凝集・浮上といった電極反応生成物が被処理汚濁水
中の成分と反応する二次反応を促進することになる。

また、電極反応、二次反応が進行するとフロックはガス
泡を付着させて渦運動域を抜は出し、陽極９の表面まで
浮上して後肥大しながらこの面に沿って上昇し水面に浮
上する。水素ガスは還元力が大きく陽極面の酸化を抑制
する。またフロックが陽極面に沿って浮上することによ
り陽極面は研磨されスケールが付着しない、なお、陽極
面ではイオン化したフッ素の化学反応力により、酸素ガ
スの発生はほとんどみられない、第４図において、ａは
流路１１内の活性陽極板９の表面に沿って浮上するフロ
ック−ｂは流路１１を離れて電解処理槽７の上部へ浮上
するフロック、Ｃは浮上して液面上に集積したフロック
をそれぞれ示している。

電解処理槽７にてフロックの大部分が除去された処理水
は、浮上槽１３に送られる。浮上槽１３は電解処理槽７
内で捕捉し切れなかった一部の微粒子分を除去するため
のものであり、底部に第５図に示すように底板１４から
突出させた陽極棒１５及び陰極棒１６からなる電極棒セ
ット１７により水素カスを発生させ、この水素ガスを微
粒子分に付着させて上昇させるようにしている。なお、
ここでは既処理懸濁物質を凝集させる必要がないため、
電極棒は不活性の材質、例えば炭素棒やステンレス棒を
使用する。

なお上述した実施例によって手賀沼の湖沼水について処
理した結果、水質の変化は第１表の如くであった。

第 表 また、 重金属除去に関する測定結果は第２表の如くであった。

第 表 注（ ）内は絶対量■ （発明の効果） 上述したように本発明の汚濁水浄化方法は、被処理原水
にフン化カルシウムを混合して撹拌し、これを傾斜させ
た両ｔ　’ｌｋ間の流路内に通して電解処理するように
したことにより、従来できなかった重金属の除去が可能
になるとともに、殺菌効果か得られ、しかも使用する電
源は直流４．０〜６０ｖの低電圧のため安全であり、電
極の取り換えか少なくてよく、しかも効率良く懸濁物質
及び有機物の除去、ＢＯＤ、ＣＯＤの改善がなされるこ
ととなったものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の処理工程を示すフロー図、第２図は電
極板の部分傾斜図、第３図は電解処理槽における作用を
示す拡大断面図、第４図は同フロック上昇状態を示す拡
大断面図、第５図は浮上槽内の電［！棒セットの傾斜図
である。 １．６・・・・・・ポンプ、２・・・・・・原水槽、３
・・・・・・調整剤、４・・・・・・フッ化カルシウム
、５・・・・・・撹拌機、７・・・・・・電解処理槽、
８・・・・・・電極板、・・・・・陽極板、 ■ ０・・・・・・陰極板、 ■・・・・・・流路、 ■ ２・・・・・・通水口。 特 許 出 願 人 五 洋 建 収 株 式

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被処理原水にフッ化カルシウムを混合して撹拌し、そ
   のフッ化カルシウム含有被処理原水を、少なくとも陽極
   板にアルミニウム、銅、鉄等の活性金属材料を使用した
   陰・陽両極板を互いに対向させて該両極板間を流路とな
   し、陽極板が下向きになるとともに、陰極板が上向きに
   なるように両極板を傾斜させて構成した電解処理槽の前
   記流路内を流過させて電解処理することを特徴としてな
   る電解処理による汚濁水浄化方法。