JPH0686984A

JPH0686984A - 廃水処理装置における電極構造

Info

Publication number: JPH0686984A
Application number: JP20817392A
Authority: JP
Inventors: Giichi Matsudo; 義一松戸
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-04
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 1994-03-29
Anticipated expiration: 2011-10-23
Also published as: JP2546952B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電極の交換作業が不要で、しかも浄化能力を大
幅に向上させることができる廃水処理装置における電極
構造を提供する。【構成】廃水を通過させるための流路部１を有し、この
流路部１内に、絶縁性材で形成した箱型の籠２を支持す
る。この籠２の両側面に陰極板３、４を水流に沿って夫
々密接する一方、前記籠２の中央部に陽極板５を水流に
沿って配置する。前記陰極板３、４と陽極板５との間の
空間に金属廃材６を充填し、陰極板３、４と陽極板５と
に通電することによって廃水中の懸濁物質をフロック化
し沈澱させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は廃水処理装置における電
極構造に係り、特に、エマルジョン系廃水の他、メッキ
工程排水、上下水道における濾過工程の前処理、また
は、降雨による土砂流出廃水、土木建築工事に伴う閉鎖
性水域、その他工業廃水河川湖沼の浄化に適する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、廃水を浄化する方法としては、
廃水に高分子凝集剤を添加し、懸濁物質をフロック化し
て沈澱させることが知られており、この原理を応用した
装置が実用化されている。

【０００３】しかし、この装置では多量の薬剤を用いる
ため、ランニングコストが割高となり、また薬剤による
環境への影響も無視できないという問題がある。そこ
で、薬剤を用いない方法として、電気分解処理法により
懸濁物質をフロック化し、沈澱させる装置が新たに提案
されている。

【０００４】この装置は、流路内に陰極陽極の電極を交
互に配置し、廃水中において電圧を印加することより、
陰極では電解還元作用が行われ、陽極では電解酸化作用
が行われるようにしたものである。電極板としては鋼板
やアルミニウム板が用いられるが、二価の金属イオンよ
り三価のＡｌ³⁺イオンの方が活性が強いため一般には陽
極にアルミニウムが用いられている。

【０００５】そして、廃水中に含まれるイオンが電極面
で電子の授受を行い、そのとき生成した酸化物、還元
物、金属酸化物等の成分が二次的な反応を行い分離す
る。このとき陽極からはＡｌ³⁺イオンが溶出し、水の電
気分解によって溶出した（ＯＨ）１−イオンと反応して
Ａｌ（ＯＨ）₃〔水酸化アルミニウム〕が生成される。
このため（−）に荷電して親水コロイド懸濁物となって
いる生成物粒子（二重構造を形成しているポリマー）を
凝集してフロックとすることができる。このとき有害重
金属や油分も同時に除去することができる。そしてこの
フロックのみを沈澱させて上澄だけを通過させ浄水がな
されるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電気
分解型の装置では活性に優れたアルミニウムを電極とし
て用いるため、浄化能力は高いものの、アルミニウムの
溶出という観点から見ると、ファラデーの法則から電極
の大小にかかわらず、１Ａ／１ｈで０．３４ｇもの消費
がなされる。特に、硫化物や塩化物が混入した廃水では
消費が極度に進行することが知られている以上の理由に
より、浄化能力を維持するためには頻繁に新しい電極と
交換する作業が必要となりランニングコストが無視でき
ない事情がある。

【０００７】また、浄化能力は電極の表面積に大きく依
存するが、従来の電極板を交互に配置する構造では、反
応面が２次元的に広がっているに過ぎないため大幅な性
能向上を望むことはできない。しかも、大型の電極を多
数用いるほど前記の交換作業が困難となり、またアルミ
ニウム板の消費量も増大するため、その規模にも限界が
あった。

【０００８】本発明は前記事項に鑑みてなされたもの
で、アルミニウム電極の交換作業が不要で、しかも浄化
能力を大幅に向上させることができる廃水処理装置にお
ける電極構造を提供することを技術的課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記技術的課題
を解決するために、以下のような構成とした。即ち、廃
水を通過させるための流路部１を有し、この流路部１内
に、絶縁性材で形成した箱型の籠２を支持するととも
に、この籠２の両側面に陰極板３、４を水流に沿って夫
々密接する一方、前記籠２の中央部に陽極板５を水流に
沿って配置し、前記陰極板３、４と陽極板５との間の空
間に金属廃材６を充填し、陰極板３、４と陽極板５とに
通電することによって廃水中の懸濁物質をフロック化し
沈澱させるように構成した。

【００１０】なお、前記各極板４、５の下方に、曝気
（バブリング）装置を設置すれば金属廃材６中に残留し
たフロックを外部に排出させることができる。さらに、
廃水内に光センサを配置し、この光センサからの信号に
より廃水の透明度を測定し、この透明度に応じて電極に
供給すべき電解電流を調整する制御部を具備させれば能
率的な処理が可能となる。

【００１１】前記金属廃材６としては、アルミニウム、
鉄廃材等を使用することができ、例えばアルミニウム製
空かん、鉄製空かん、アルミサッシ、アルミダイカス
ト、エンジン等のアルミスクラップ等がある。これらは
成形されたアルミニウム板に比較して安価に入手するこ
とができる。

【００１２】

【作用】金属廃材６が籠２中に投入されるだけで電極
（陽極）の補充をすることができるため、メンテナンス
が極めて容易で、従来のような電極交換のための特別な
作業や専用の高価な電極を調達する必要がない。

【００１３】また、雑多な形状をもつ金属廃材６により
３次元的な反応面が形成されることになり、体積の割に
大きな処理能力が得られる。特に空かんは予め潰してお
くことにより高い充填効率が得られるので長期間にわた
り浄化処理を行わせることができる。

【００１４】このように従来のように電極を大型化する
ことなく、籠を大きくするだけで容易に反応面積を増大
させることができ、容易に大きな処理能力を得ることが
できる。

【００１５】また、従来の陰極と陽極の電極を交互に多
数配置するものに比較して、本発明では陰極が籠２の両
側面に設けられた２枚の板だけであるため、この陰極か
ら発生する水素ガスの量が少なく安全である。

【００１６】本装置は電気伝導度の高い工場廃水に対し
て特に好適であり、例えば、メッキ工業における銅金属
の回収、シアン化合物の酸化、エマルジョン化した廃水
の処理に適する。

【００１７】また、廃水のＰＨ値は中性（7.6〜8.0）に
保つことが望ましく必要に応じて自動ＰＨ調整装置を設
けるとよい。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図１ないし図４に基づいて
説明する。流路部１は廃水を通過させるためのもので絶
縁材により形成されており、図１に示すように、底板の
両側に側壁部１ａ、１ｂを設けて断面「コ」字状に形成
してある。

【００１９】流路部１の上流には図示しない原水槽が配
置されており、この原水槽からポンプによって廃水が供
給される。前記流路部１の内部には合成樹脂（絶縁性
材）で形成した箱型の籠２が支持されている。この籠２
は底板及びこれに連接した４枚の側壁からなり、底板と
側壁は夫々長方形に形成されている。そして、底板と側
壁には４角形の多数の孔が設けられている。これは電子
の授受を行うための孔であり、形状は限定されず、長方
形または丸形でもよい。

【００２０】前記籠２の支持は籠２の底面に設けられて
いる２本の脚部１０、１０と流路部１の底面とを接続す
ることによりなされている。前記籠２の両側面、即ち、
前記側壁部１ａ、１ｂに平行な面には陰極板３、４が夫
々密接してある。これら陰極板３、４はステンレススチ
ール、またはチタン等の特殊鋼製とすることができ、そ
の外側には合成樹脂製の絶縁板２０、２１が密接してあ
り、ボルト２２によって固定されている。

【００２１】前記籠２において前記側壁部１ａ、１ｂに
直交、即ち、水流に直角となる側壁にはその中央部に保
持溝２ａ、２ａが夫々形成されている。そして、この保
持溝２ａ、２ａ間に陽極板５が差し込まれて係止されて
いる。これにより陽極板５は籠２の中央部に水流に沿っ
て配置されている。

【００２２】以上の構成により前記陰極板３、４と陽極
板５との間には空間が生じており、この空間は金属廃材
６を投入することにより満たされている。これにより陽
極板５と金属廃材６とは電気的に完全に接触し、金属廃
材６は実質的な陽極となっている。この実施例では、金
属廃材６として、アルミニウム廃材または鉄廃材を使用
している。

【００２３】これら陰極板３、４と陽極板５との間には
電源が接続されている。この電源は例えば、商用電源か
らの電圧をスライダック（図示せず）で可変し、これを
サイリスタ（図示せず）によるブリッジ整流器に入力し
て直流を得るように構成することができる。そして、直
流出力が前記陰極板３、４と陽極板５とに夫々接続され
ている。

【００２４】なお、図４に示すように、前記陰極板３、
４と陽極板５との下方に曝気装置４０を配置することが
できる。この曝気装置４０は内部が空洞な筒型をなして
おりその上面には多数の空気孔が形成されている。そし
て図示しないエアコンプレッサから空気を供給すること
によって、空気孔から空気を噴出するようになってい
る。

【００２５】以下、動作を説明する。前記陰極板３、４
と陽極板５とに電圧を印加すると、陽極となったアルミ
ニウムの金属廃材６からはＡｌ³⁺イオンが溶出し、水の
電気分解によって溶出した（ＯＨ）¹−イオンと反応し
てＡｌ（ＯＨ）₃［水酸化アルミニウム］が生成され、
（−）に帯電して親水コロイド懸濁物となっている生成
物粒子を凝集してフロックとなる。

【００２６】一方、金属廃材６を鉄廃材とした場合も同
様の原理により、Ｆｅ3＋イオンの発生からＦｅ（Ｏ
Ｈ）₃［水酸化鉄］の生成となって凝集作用が行われ、
廃水中の懸濁物質はフロック化する。

【００２７】このとき金属廃材６は一般に複雑な形状を
なしているから、内部にフロックが沈澱してしまうこと
がある。この場合は前記曝気装置４０を作動させて、バ
ブリングを行いフロックを除去する。

【００２８】実験の結果、電気伝導度の高い工場廃水に
対して特に好適であり、例えば、メッキ工業における銅
金属の回収、シアン化合物の酸化隣、エマルジョン化し
た排水処理に効果的であった。

【００２９】廃水処理の進行に伴い、金属廃材６が溶出
して体積が減少したときには籠２へ新たな金属廃材を投
入するだけで、誰でも容易に電極の補充をすることがで
きる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、凝
集剤を用いることなく廃水を浄化することができるた
め、環境への影響を最小なものとすることができる。

【００３１】しかも金属電極の交換作業が不要であり、
金属廃材を適宜補充するだけで半永久的に使用すること
ができる。このため極めて低コストで浄水処理を行うこ
とができる。

【００３２】また、金属廃材を使用したことで反応面積
を大幅に拡大することができ、浄化能力を大幅に向上さ
せることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す一部切欠した斜視図

【図２】本発明の一実施例を示す平面図

【図３】本発明の一実施例を示す一部切欠した側面図

【図４】本発明の一実施例を示す一部切欠した正面図

【符号の説明】

１・・流路部２・・籠３、４・・陰極板５・・陽極板６・・金属廃材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃水を通過させるための流路部を有し、
この流路部内に、絶縁性材で形成した箱型の籠を支持す
るとともに、この籠の両側面に陰極板を水流に沿って夫
々密接する一方、前記籠の中央部に陽極板を水流に沿っ
て配置し、前記陰極板と陽極板との間の空間に金属廃材
を充填し、陰極板と陽極板とに通電することによって廃
水中の懸濁物質をフロック化し沈澱させるように構成し
たことを特徴とする廃水処理装置における電極構造。