JPH0751677A - 複合イオン凝集装置 - Google Patents

複合イオン凝集装置

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JPH0751677A
JPH0751677A JP5228228A JP22822893A JPH0751677A JP H0751677 A JPH0751677 A JP H0751677A JP 5228228 A JP5228228 A JP 5228228A JP 22822893 A JP22822893 A JP 22822893A JP H0751677 A JPH0751677 A JP H0751677A
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JP
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ion
aluminum
magnesium
ions
hydroxide
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JP5228228A
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Inventor
Shigeo Tochikubo
窪 滋 夫 栃
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃液中のコロイド成分の負荷電を、陽極から
の溶出イオン、溶解性ポリマーイオン更に、電気伝導度
向上の目的で注入した金属塩の凝集剤の陽イオン及び電
解による水酸イオンと結合、加水分解重合した溶解性ポ
リマーにより、精度よく、効率的に凝集をすることを目
的とする。 【構成】 電極には、マグネシュウム,アルミニュウム
などの軽金属を使用し、凝集剤にはマグネシュウムある
いはアルミニュウムなどの塩を用い、それぞれ組み合わ
せ構成する。 【効果】 化学的に調整した凝集剤による方法に比し、
電解により生成した金属イオン及び溶解性ポリマーイオ
ンは、凝集に対し活性が強く、格段の精度で凝集処理が
出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水道水、産業廃水など
に含まれる懸濁及びコロイド成分を凝集処理するため、
電解によって生じる新鮮な金属イオンとまた、電気伝導
度の向上のために注入する金属塩を電解により同等の凝
集活性の強い溶解性ポリマーイオンに変えて凝集効果を
高め、電解時の水素,酸素気泡による浮上撹拌流によっ
て、凝集,集塊を重ね、スカムとして浮上させ、液面上
に平行に開口したスリットから多量の空気により圧送排
出し、水素,酸素ガスは別に設置したガス抜き口より排
出が出来る複合イオン凝集装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、上下水道での固液分離には、広大
な施設面積と多くの処理時間を要し、問題が多った。ま
た、俗称”エマルジョン”と称される乳化油を含む切削
液の廃液、洗浄液を含む廃液から油分、有機、無機廃物
を分離除去し、水のみそのまま排出出来る手立てはなか
った。
【0003】そこでの本出願人は、陽極にアルミニュウ
ム、鉄などの電解時に正荷電の多価イオン,溶解性の水
酸化ポリマーイオンを生成する素材を、陰極には黒鉛な
どの物理的,化学的に安定な素材をもって構成し、液中
に分散するコロイド成分を荷電中和と架橋作用により、
凝集、集塊することが出来る電解凝集装置を提案した。
しかしながら、処理対象の廃液は電気伝導度が低く、処
理時間が著しく長くなるものも多く、さらに、低い電流
により電解を継続すると、陽極の金属表面が酸化し、不
動態化し、電流が流れにくくなりまた、アルミイオンの
溶解を妨げる不具合を生じ、更に、高電流下では、電極
の溶出が大きく、頻繁に電極の交換をしなければならな
い不具合を生じた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】即ち、本発明の複合イ
オン凝集装置は、電気伝導度を上げるために注入した金
属塩の凝集剤を電解によって生じるOH−イオンと結
合、加水分解重合させ、凝集活性が強い多価の正荷電の
溶解性ポリマーイオンに変じさせ、且つ、陽極自身から
の金属イオンと溶解性ポリマーによって、負荷電のコロ
イド成分を荷電中和、凝集させ、難処理廃液の浄化を可
能とし、併せて、陽極の不動態化の防止と溶出による交
換頻度の低減を計ることが出来る特徴を要旨とする。
【0005】本発明は、上水、廃水処理などの装置、シ
ステムに組み込まれる液槽中に、電解通電時に生成され
るOH−イオンにより、初期には、電気伝導度を向上す
るための金属塩の凝集剤を、荷電中和に最も有効な多価
の溶解性ポリマーイオンに変じ、液中の除去すべきコロ
イド成分、懸濁成分を荷電中和し、精度よく、効率的に
フロック形成することが出来るようにした複合イオン凝
集装置を提供するものである。
【0006】本発明の他の目的とするところは、電解通
電時に、陽極からの正荷電のイオン、また水酸イオンと
結合し生成した溶解性ポリマーイオンにより、コロイド
成分を荷電中和し、有効な凝集効果が期待出来るように
した複合イオン凝集装置を提供するものである。
【0007】また、本発明の他の目的とするところは、
電解による酸化、還元の作用により、液中のコロイド成
分の表面電位を引き下げ、凝集剤による荷電中和の促進
を可能にした複合イオン凝集装置を提供するものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の複合イオ
ン凝集装置は、陽極にコロイド成分の荷電中和を可能と
する金属イオンを生成する素材により構成し、電気伝導
度を上げ、コロイド成分の荷電中和による凝集を行う金
属塩の凝集剤を注入、電解により生じる水酸イオンと結
合、加水分解重合させた溶解性ポリマーイオンと陽極か
らの金属イオン、溶解性ポリマーイオンなどの複合イオ
ンにより精度よく凝集し、大きく集塊することにより、
容易に分離除去可能としたことを特徴として構成したも
のである。
【0009】
【作用】次に、本発明の複合イオン凝集装置について、
以下実施例を詳しく説明する。
【0010】図1は液槽中に、陰極は黒鉛を、陽極は、
アルミニュウムを素材として形成、分割可能な上部に
は、送風パイプとスリット、また、スカム排出口とガス
抜き口を設けたスカム、ガスの送風排出具を備えた複合
イオン凝集装置の構成を示す一部断面を含む斜視図であ
る。
【0011】そして、この図1において、液槽1は、絶
縁体である塩ビ管を輪切りにし、底の絶縁板2を溶接し
構成している。黒鉛管からなる外円筒3を陰極、アルミ
ニュウムからなる内円筒4を陽極とした。そして、外円
筒3の下部には、補給液開口5を有する絶縁管6を設
け、液槽1の底を構成する絶縁板2の上に載せている内
径一杯のアルミ底板電極7と絶縁している。一方、内円
筒4には、アルミ底板電極7に全面接触し、絶縁環6の
内径に嵌合される厚肉の導電性のフランジ8を設け、図
示していないボルトなどでアルミ底板電極7に固定して
ある。内円筒4全周には、循環開口9を多数設け、内円
筒4内の液を外円筒3側へ循環容易としている。液槽1
の外周部には図示していない他の装置からの原液入口1
0、浄化液排出口11を設けている。更に、凝集浮上し
たスカム12は、スカム排出口13より排出される。架
台14は設置面との電気的絶縁を画するためと高さ決め
を行うものである。スカム排出口13に対向して、スカ
ム12を風圧により押し出す送風スリット24が開口
し、矩形ダクト25を介して送風ダクト26を設け、一
端は送風機からのホースを接続、他方は、取り外し可能
な清掃蓋27としている。ガス抜き口28は、スカム排
出ダクト29、矩形ダクト30に直交して、且つ、送風
スリット24から仰角位置に設置されている。
【0012】次にこの装置での凝集,集塊の原理を図2
の模式図を使って説明する。アルミ底板電極7にプラス
側15を接続すれば、これに接触取り付けられている陽
極円筒4は、フランジ8を介して、プラス極15とな
る。外側の陰極円筒3には、液面16の外部からマイナ
ス極17を接続している。図示していないコロイド成
分、懸濁成分などが分散している液に電解質、例えば、
塩化ナトリュウム、海水などを投入し、電気伝導度を上
げ、電解の効率向上を計ることも容易であるが、日常的
に使用されている金属塩の凝集剤をその目的で添加する
と、先ず、注入時点で、電解質による電気二重層圧縮効
果により、単純にコロイドの表面電位の低下を期待する
ことが出来、さらに、電解通電開始から、実際に凝集を
開始するまでの、保持時間には、電解による酸化、還元
作用による表面電位の引き下げ効果を期待出来る。更
に、電解によって生成される、多量の水酸イオンと結合
し、加水分解重合した、凝集活性の大きな溶解性ポリマ
ーイオンが生成される。また、陽極から溶出する金属イ
オンと、水酸イオンによる加水分解重合した溶解性ポリ
マーイオンによって、荷電中和し、コロイド成分の凝
集、集塊を精度高く可能ならしめることが出来ることと
なる。また、中性付近では、水酸化物を生成するため、
包合浮上、沈殿をさせることも出来る。この際、電極素
材としては、アルミニュウムとその合金以外にも、排出
基準対象外金属の軽金属、マグネシュウムとその合金と
アルミニュウム,マグネシュウム、などの金属塩の凝集
剤を組み合わせ使用することも可能である。特に、マグ
ネシュウム塩においては、溶液がほぼ中性であり、原液
のpHの変化を最小限とすることが出来るので効果的な
凝集剤である。また、硫酸マグネシュウムは、通電から
目に見えた凝集開始までに保持時間があり、その間、通
常の電解による、コロイド成分の表面電位の低減による
油滴の凝集浮上が考慮されるが、硫酸アルミニュウムに
比し、非常に少なく、液槽の汚れが少なくて済む。
【0013】図2中での複数イオン電解凝集の原理を詳
述すれば、電解によってアルミニュウムの正荷電多価イ
オン(Al 3+)18a、及びポリマーイオン〔Al 8
(OH)4+/20〕18bが生じるが、同時に注入した金属
塩の凝集剤は、電解によって生じる多量の水酸イオン、
OH−と結合、加水分解重合し、溶解性のポリマーイオ
ン〔Al 8(OH)4+/20〕を生成する。この複合イオン
によって、図示していない分散粒子を荷電中和、同時に
生じる不溶性の水酸化アルミニュウムにより架橋され、
集塊を重ねながら浮上し、スカム12となる。つれて、
補給液開口5からは外部の新しい原液が導入され、同じ
工程を踏むことになる。この際、マグネシュウムの金属
塩の凝集剤に代えても、同じ効果を生む。図示実施例で
は、陰極円筒3は120mm口径、100mm口径の陽極円
筒4にはパンチングにより、無数の8mm口径の循環開口
を設けている。電解装置が大型化し、ガス発生量が多く
なると爆発の危険が出て来るので、危険点以下の濃度と
なるよう実施例による如く、多量の空気で薄め、ダクト
により室外へ、完全に放出する必要がある。実際の電解
においては試料の電解度によって電流値が変わってくる
が、試験においては電圧値は試料による成り行きとした
が、電流密度は、10A/dm2を越えない範囲とした。
試験では、100ccの水溶性切削液を15 lの水に溶
解させた割合の水溶液、アルミニュウム陽極、黒鉛陰極
と20gの硫酸マグネシュウムと硫酸アルミニュウム別
々に600ccの水に溶いた割合ものを3.2 l用いて
行った試験結果を示すものである。液槽容積は120
lである。表1、2は、両凝集剤のみによるものであ
り、凝集剤のみによっては効果を見ず、水酸化ナトリュ
ウムを滴下したもの、表3は、硫酸マグネシュウムを表
4は硫酸アルミニュウムを凝集剤として、電解処理を併
用したもの、表5は、電解イオン凝集による場合の結果
である。表3の硫酸マグネシュウムと表4の硫酸アルミ
ニュウムでのノルヘキ値の大きな差は、電解時の凝集ま
での保持時間に油滴が凝集するか否かによるもので、硫
酸アルミニュウムにおいては、水酸化物生成の過程にお
いて、油滴の凝集が比較的多く、濾過膜を透過したもの
が、数値を大きくしたものと判断される。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】
【表4】
【0018】
【表5】
【0019】図3は陰極平板21、陽極平板22、下部
には液の通路となる空隙を設け、上部にはスカムをオー
バーフローさせるよう両極をハウジング23と同位置の
高さに並べることを特徴として構成したものである。
【0020】
【発明の効果】上述のように、本発明による時には、電
気伝導度向上を目的として注入される硫酸マグネシュウ
ムなどの金属塩の凝集剤を電解によって多量に生じる水
酸イオンと結合、加水分解重合させ、多価の正荷電の溶
解性ポリマーイオンに変じ、凝集活性を強化し、併せて
陽極自身から生成される金属イオン及び溶解性ポリマー
イオンによって、液中の負荷電のコロイド成分を荷電中
和、凝集させ、難処理廃液の浄化を可能とし、更に陽極
の溶出量を減じ、また、電気伝導度の向上により、低電
流時の酸化による電極表面の不動態化を防止出来る実益
を有する。
【0021】さらにまた、本発明による時には、電解に
よる酸化、還元の作用により、液中のコロイド成分の表
面電位を引き下げ、凝集剤による荷電中和の促進を可能
とする実益を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合イオン凝集装置を説明する一部断
面を含む斜視断面図である。
【図2】本発明の凝集、集塊を説明する模式断面図であ
る。
【図3】陰極、陽極をそれぞれ平板を用いた実施例を示
す一部断面を含む斜視図である。
【符号の説明】
1 液槽 2 絶縁板 3 外円筒 4 内円筒 5 補給液開口 6 絶縁環 7 アルミ底板電極 8 フランジ 9 循環開口 10 原液入口 11 浄化液排出口 12 スカム 13 スカム排出口 14 架台 15 プラス極 16 液面 17 マイナス極 18a,18b 正荷電のイオン 19 水素ガス 20 酸素ガス 21 陰極平板 22 陽極平板 23 ハウジング 24 送風スリット 25 矩形ダクト 26 送風ダクト 27 清掃蓋 28 ガス抜き口 29 スカム排出口 30 矩形箱ダクト

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陽極に導電性を有し、電解時に、正荷電
    の多価イオン,溶解性ポリマーイオン,不溶性水酸化物
    を生成するマグネシュウム,アルミニュウム,鉄などの
    素材を、陰極には、物理的,化学的に安定な、黒鉛,ス
    テンレスなどの素材をもって構成、処理対象の産業廃液
    などの電気伝導度を向上させる金属塩などの凝集剤を注
    入し、凝集完了まで工程の間、電解による酸化,還元作
    用による除去対象物の表面電位の引き下げと電解により
    生じる水酸イオンにより、凝集剤の金属イオンを凝集活
    性の強い溶解性ポリマーイオンに変え、更に、水酸化物
    生成促進を可能とし、また、陽極自身からの新鮮な金属
    イオンと溶解性ポリマーイオン、水酸化物により、除去
    物の荷電中和を行い、効率よく凝集、集塊することが出
    来ることを特徴とした複合イオン凝集装置。
  2. 【請求項2】 陽極材をアルミニュウム,凝集剤を硫酸
    マグネシュウムなどのマグネシュウム金属塩の組み合わ
    せとし、異種のイオンにより凝集を計った請求項1の複
    合イオン凝集装置。
  3. 【請求項3】 陽極材をアルミニュウム,マグネシュウ
    ムを用い、凝集剤を硫酸マグネシュウムなどのマグネシ
    ュウム金属塩の組み合わせることにより、pHが大きく
    変化しないようにすることが出来、後処理を省くことが
    出来ることを特徴とする請求項1の複合イオン凝集装
    置。
  4. 【請求項4】 陽極材をマグネシュウム、凝集剤を硫酸
    アルミニュウムなどのアルミニュウム金属塩の組み合わ
    せとし、異種のイオンにより凝集を計った請求項1の複
    合イオン凝集装置。
  5. 【請求項5】 陰、陽極の素材を共に、アルミニュウム
    及び/または、マグネシュウムとし、凝集剤は、アルミ
    ニュウム金属塩及び/またはマグネシュウム金属塩とし
    た請求項1の複合イオン凝集装置。
JP5228228A 1993-08-19 1993-08-19 複合イオン凝集装置 Pending JPH0751677A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010098492A1 (ja) * 2009-02-25 2010-09-02 国立大学法人山口大学 活性金属塩凝集剤及びその製造方法
US8211290B2 (en) 2002-01-25 2012-07-03 Bcde Group Llc Method and apparatus for removing impurities from waste water by electroflotation

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JPWO2010098492A1 (ja) * 2009-02-25 2012-09-06 国立大学法人山口大学 活性金属塩凝集剤及びその製造方法
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