JPH07969A

JPH07969A - 廃水処理法

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Publication number: JPH07969A
Application number: JP5333588A
Authority: JP
Inventors: Jospeh J Dietrich; ジョセフ・ジェイ・デートリッヒ
Original assignee: Eltech Systems Corp
Current assignee: Eltech Systems Corp
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-01-06
Anticipated expiration: 2018-01-08
Also published as: CA2111274A1; MX9307924A; EP0608200A1; JP3364518B2; CA2111274C; KR940018324A; AU5389194A; US5364509A; ZA939161B

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】懸濁有機固形分を含む家庭廃水の現場処理法
およびそのための装置を提供する。【構成】懸濁有機固形分を含有する廃水１０の処理方
法であって、下記の工程よりなる。（ａ）該廃水中の固形分の粒子を小さくするために該
廃水をふやけさる。（ｂ）塩含有物質２２と該廃水とを混合して反応混合
物を形成する。（ｃ）該反応混合物を電解槽２４に導入し、該電解槽
は該反応混合物を収容する反応室；該反応室中の陽極；
該反応室中の陰極；該陽極と該陰極との間に直流を通す
ための手段；二酸化スズ被覆を含む該陽極、該電解槽は
酸素化成分および次亜塩素酸塩を発生することを含む。（ｄ）該電解槽からの処理反応混合物を保持槽２８に
送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は廃水処理用の現場パッケ
ージ処理装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、懸
濁有機固形分を含む家庭廃水の、廃水が発生する場所で
の現場処理に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭廃水の現場処理は、自治体の水処理
プラントまたは相当する設備へのアクセスのない場所で
用いられる。そのような場所の例は、船舶および沖合掘
削プラットホームである。そのような場所では、廃水を
一般に船またはプラットホーム上の生物学的装置または
発酵装置に通す。保持槽内の排水があるレベルに達する
と、これは、普通は次亜塩素酸ナトリウムまたはカルシ
ウムを含む、排水を滅菌する滅菌装置にポンプで通す。
その後、排水を船外にポンプで送り出す。そのような処
理には経費がかかり、大きくかつ重いスペースをとる装
置が必要である。ランゲランド等の米国特許第４，７８
３，２４６号には、現場下水処理用の小さな次亜塩素酸
塩電解槽が記載されている。この電解槽は船および沖合
掘削プラットホームのような場所で有用である。電解槽
は次亜塩素酸ナトリウムを生成するための海水を用いて
操作する。電解槽は、点検および洗浄を容易にするため
に開くことができる２つのケーシングを有する。プレー
ト状の二重電極をケーシング内に置く。海水を下水と混
合し、混合物をポンプで電解槽に送る。下水の生物学的
酸素要求量（ＢＯＤ）を減少させる次亜塩素酸ナトリウ
ムを海水から生じさせ、下水を浄化する。その後、下水
を船外に流す。

【０００３】アンダーソン等の米国特許第３，８７３，
４３８号にもまた、ブラインから次亜塩素酸ナトリウム
を生成するための電解槽が記載されている。この次亜塩
素酸ナトリウムは貯水装置または給水装置の水処理に用
いられる。次亜塩素酸ナトリウムは藻、スライムおよび
バクテリアの増殖を妨げる。電解槽は水を使用する場所
で用いることができ、そのような使用場所に次亜塩素酸
ナトリウムを貯蔵する必要がなくなる。オーエ等の米国
特許第４，６２６，３３４号には、アルカリ金属塩水溶
液の電気分解に用いる電極が記載されている。この電極
には（Ｒｕ−Ｓｎ）Ｏ₂タイプ、さらに詳しくは３−４
５モル％の酸化ルテニウム、０．１−３０モル％の金属
白金または酸化白金および／または酸化イリジウム、並
びに５０−９６．９モル％の酸化スズの固溶体が被覆さ
れている。ブラインの電気分解では、イオン交換膜電解
槽を用いるので、電極は酸素過電圧を増加し、酸素の発
生を減少し、そして塩素過電圧を減少する。この特許に
は下水処理に関する記載はない。

【０００４】コッツ等の米国特許第４，８３９，００７
号には、産業化学廃水の処理方法が記載されている。電
解槽は、弗素、塩素、アンチモン、モリブデン、タング
ステン、ニオブおよびタンタルのような元素でドープさ
れた二酸化スズを含む陽極を有する。この特許の目的
は、産業廃水中の安息香酸、オレンジ染料およびナフタ
レンスルホン酸のような有機汚染物質を、電解槽内での
電気化学酸化によって直接酸化する方法を提供すること
である。この特許には、この方法の懸濁有機固形分を含
有する家庭廃水処理への適応性を示唆するものは何もな
い。さらに、この特許では、どのような形の貴金属も陽
極被覆から除去することが求められている。Ｊｏｕｒｎ
ａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ
ｉｓｔｒｙ、第２１巻（１９９１）、第９９−１０４頁
のスタキー等の論文にはまた、電気化学的電解槽を用い
る、産業廃水、特に安息香酸およびフェノールのような
有機化合物の処理が記載されている。この電解槽は、ア
ンチモンでドープされた高過電圧二酸化スズ陽極を有す
る。米国特許第４，８３９，００７号と同様に、この論
文には、この方法または装置の家庭廃水処理への適応性
について示唆するものは何もない。

【０００５】コッツ等の”Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃ
ａｌＷａｓｔｅｗａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔＵ
ｓｉｎｇＨｉｇｈＯｖｅｒｖｏｌｔａｇｅＡｎｏ
ｄｅｓ”、（１９９０）、第１４−２０頁、チャップマ
ン・アンド・ホール社には、スタキー等が発表したもの
と同様の記載がある。二酸化スズ陽極が耐生物性の有機
物質、特にフェノールの処理に用いられている。これら
は通常の条件下では微生物によって分解されない有機汚
染物質である。この論文には、懸濁有機固形分を含有す
る廃水の処理につながる示唆は何もない。コムニネリス
による”ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＴｒｅａｔ
ｍｅｎｔｏｆＷａｓｔｅｗａｔｅｒＣｏｎｔａｉｎ
ｉｎｇＯｒｇａｎｉｃＰｏｌｌｕｔａｎｔｓ”、Ｐ
ｒｏｃ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃｉｅｔｙ、第
９０−１０巻、（１９９０）、第７１−８７頁には、フ
ェノールのような有機汚染物質を含有する産業廃水の電
気化学的処理が記載されている。この論文には、「電気
化学酸化性指数」（ＥＯＩ）と呼ばれるものを用いて有
機成分の電気化学的酸化をおよび「電気化学的酸素要求
量」（ＥＯＤ）試験を用いて酸化度を測定する方法が記
載されている。二酸化スズはスズ陽極の酸素の発生で高
過電圧であるため、他のいずれの陽極よりもずっと高い
ＥＯＩ値を有することが分かった。この論文にもまた、
陽極を、懸濁有機固形分含有廃水の処理に用いることを
示唆する記載はない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、懸濁有機固
形分を含む家庭廃水の現場処理法およびそのための装置
を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は懸濁固形分を含
有する廃水の現場処理に関する。廃水は通常保持槽か
ら、廃水中の固形分粒子を小さくするためのマセレイテ
ィング装置に送る。次に、廃水をマセレイティング装置
中で海水のような塩含有物質と混合して、反応混合物を
形成する。反応混合物を、反応室並びにこの反応室中に
陽極および陰極を有する電解槽に導入する。陽極は二酸
化スズ被覆を含む。電流を反応混合物に流す。これによ
って酸素化成分および次亜塩素酸塩が反応混合物中に生
じる。次に、得られた処理反応混合物を保持槽に送る。
この手順は、酸化タンタルおよび酸化イリジウムの電気
化学的に活性な被覆を持つ陽極を含む対照電解槽を使用
する同じ処理手順と較べて、ＢＯＤを少なくとも３０％
減じそして全懸濁固形分を少なくとも３０％減じるのに
十分なものであった。好ましい陽極は、バルブ金属陽極
支持体上の白金族金属および／または金属酸化物被覆の
電気化学的に活性な表面に、ドープされた二酸化スズコ
ーティナグを有するものである。

【０００８】好ましいドーパントは酸化アンチモンであ
る。本発明は特に、マセレイター；塩含有物質を該マセ
レーターに導入して反応混合物を形成する手段；該マセ
レイターからの塩含有反応混合物を受け取る電解槽；お
よび電解槽からの処理反応混合物を受け取る保持槽を含
む、懸濁固形分を含有する家庭排水を処理するための現
場プラントに関する。電解槽は少なくとも１つの二重電
極または一対の単一電極を有するハウジング、および電
流を上記電解槽中の反応混合物に流して、上記塩含有反
応混合物から酸素化成分および次亜塩素酸塩を生じさせ
る手段を含む。電解槽は二酸化スズ含有被覆を有する陽
極手段を含む。装置は、酸化タンタルおよび酸化イリジ
ウムの被覆を有する陽極を含む対照電解槽を使用する同
じ装置の組み合わせと較べて、ＢＯＤを少なくとも３０
％減じそして全懸濁固形分を少なくとも３０％減じるの
に十分なものであった。

【０００９】ドープされた酸化スズ陽極が塩溶液の電気
分解に有用であることは知られている。被覆に貴金属が
含まれると、塩化物塩電気分解において塩素の発生が優
勢となり酸素の発生が抑制されると予想することができ
る。従って、本発明における塩含有反応混合物の電気分
解の場合の酸素化成分の多量の生成およびＢＯＤの著し
い減少は予想されなかった。比較のために、例えば、塩
素の発生および排水の消毒のために貴金属被覆を有する
陽極の使用を教示している米国特許第３，９２６，７７
１号を参照するとよい。さらに、本発明では、塩化ナト
リウム電解液中での廃水の電気分解の場合でも、排出さ
れる残留塩素を減少することができる。そのような塩素
の減少は少なくとも３０％程度にすることができる。

【００１０】本発明のさらに別の特徴は、本発明に関連
する業者であれば、添付の図面を参照した次の記載から
明らかであろう。図１は、本発明による廃水を浄化する
ための方法およびそのための装置を説明する流れ図であ
る。図２は、図１の方法および装置に有用な電解槽の断
面立面図である。図３は、図２のライン３−３に沿った
平面図である。本発明は広義には、有機固形分を含む廃
水処理に関する。本発明は特に、家庭廃水を含む水処理
に適用することができる。産業化学廃水とは違って「家
庭廃水」とは、「ブラックウォーター」として知られる
人間の排泄物並びに「グレーウォーター」として知られ
る台所廃水を含む一般的な家庭廃水を意味する。本発明
は特に、ブラインまたは海水のような塩含有物質が手に
入るところでの廃水の現場処理に適用することができ
る。「現場処理」とは、廃水が生じる場所から離れた場
所、例えば自治体の水処理プラントでそのような水を処
理するのとは違って、廃水の生じる場所での処理を意味
する。「塩含有」物質は通常、人工もしくは天然のブラ
イン、または海水、すなわち、塩含有電解液を指す。し
かしながら、適当ならば、そのような語は、塩自体、例
えば錠剤の形のような固体塩化ナトリウムを含めたもの
を意味し、他の塩または塩の混合物の使用も考えられる
ことは無論のことである。たいてい、特に海洋で用いる
場合、得られる塩含有反応混合物のｐＨは６−９、通常
は６−８である。

【００１１】廃水の「現場処理」を必要とする場所は、
大きな下水処理プラントに接続することが不可能な場所
である。そのような場所の例は掘削プラットホームおよ
び船舶である。家庭廃水を含む水処理の主な問題は、Ｂ
ＯＤ、ＣＯＤおよび水に懸濁した粒状物質を減少させる
ことである。そのような粒状物質をふやけさせ、その
後、生物または酵素による分解を行い、そして／または
次亜塩素酸塩処理を行っても、そのような粒状物質を最
近の連邦規制の範囲に減少させることには限界があっ
た。本発明の目的は、最近の連邦規制を十分に下まわる
範囲にＢＯＤおよびＣＯＤ並びに特に廃水中の全懸濁固
形分を減少させること、そして廃水を消毒することを含
む、家庭廃水を含む水の改良された現場処理法を提供す
ることである。本発明では、ＢＯＤ、ＣＯＤ（化学酸素
要求量）および粒状固形分を減少させる際に、次亜塩素
酸塩を発生させることができ、この次亜塩素酸塩の発生
と同時に、排出される残留塩素も比例して減少させるこ
とができる。

【００１２】前記の対照電解槽と較べて、ＢＯＤおよび
全懸濁固形分の減少並びに排出される残留塩素の減少は
少なくとも３０％である。３つの特性全ての減少が４０
％以上であると都合がよい。さらに、実際の試験では、
ＢＯＤおよび全懸濁固形分の減少を５０％以上程度にす
ることができることが分かった。本発明を実施する１つ
の方法を、図１を参照して説明する。家庭廃水を含む水
をまずライン１０で保持槽１２へ送る。保持槽１２から
の排水をポンプ１８によってライン１６で、インペラー
１４を有するマセレイト装置２０へ送り、廃水中の粒状
物質の粒子を小さくする。マセレイト装置２０では、海
水のような塩含有物質をライン２２を通して入れ、これ
を保持槽１２からの排水と混合して反応混合物を形成す
る。次に、一緒にした水と塩含有電解液との反応混合物
をさらに処理するためにポンプで電解槽２４へ送る。ま
た、混合物の一部をマセレイト装置２０からライン８を
通って保持槽１２へ再循環することもできる。実際に
は、電解槽２４へ送る量に較べて、相当部分の混合物を
再循環することができる。再循環される混合物対電解槽
へ送られる混合物の比は、体積に基づいて一般に約３：
１ないし約９：１の範囲で変えることができる。電解槽
２４からの排水は次にライン２６で保持槽２８へ流し、
ここで最低１／２時間保持し、そしてここからポンプ３
０によって船外へ送り出す。

【００１３】マセレイト装置２０に加えた塩含有物質の
量は、電解槽に電流を流すための電解槽２４の電解液と
して作用するのに十分な量である。掘削プラットホーム
での操作に一般的な海水の量は、電解槽の大きさ、プラ
ットホームの上にいる人数等のようなシステムの変数に
よって、６０リッター／時ないし２，５００リッター／
時間である。電解槽２４の適した構造は、海洋環境にお
ける家庭廃水処理分野で周知のものであり、そのような
構造はいずれも本発明での使用が考慮される。そのよう
な電解槽２４の１つは、米国特許第３，８７３，４３８
号に示されているような管状の形のものである。この電
解槽は管状陽極を有するが、メッシュまたはブレードの
ような他の電極の形も考えられる。さらに別の適当な構
造を図２に示す。

【００１４】図２を参照すると、電解槽２４は２つの細
長い非導電性ケーシング部材３２、３４からなる。これ
らのケーシング部材３２、３４は閉鎖された状態に合わ
せて電解槽２４を形成する。ケーシング部材３２、３４
は引き離して、洗浄および整備のために電解槽を開くこ
とができる。各ケーシング部材３２、３４は、非導電性
締結部材４０によってケーシング部材３２、３４に固定
されている平らでプレート状の電極部材３６、３８を収
容している。一方のケーシング部材３２は外部リム４２
を有する。ケーシング部材３４は外部リム４４を有す
る。リム４２および４４は、ガスケット４６を含む向き
合った浅いくぼみを有する。リム４２、４４の寸法は、
ケーシング部材３２、３４が電極部材３６および３８の
間に液体流路４８を定めるのに必要な寸法である。ガス
ケット４６は液体通路を封じる。ケーシング部材３２は
下部液体入り口５０および上部液体出口５２を有する。
ケーシング部材３２はまた下部陽極端子５４および上部
陰極端子５６を有する。これらの端子５４、５６はケー
シング部材３２の壁部分を貫通して取り付けられる。陽
極端子５４の場合、壁を貫通して取り付けられたその端
子は第１陽極プレート６０に接続している。第１陽極プ
レート６０は図３に示す。第１陽極プレート６０から液
体流路４８を隔てて、第１陽極プレートの高さの約２倍
の高さの電極部材６２（図２）がある。向かい側の電極
部材６２は二重電極であり、ケーシング部材３４に固定
されている。同様に、上部陰極端子５６は第１陰極プレ
ート６４に接続している（図２および３）。この第１陰
極プレート６４は同様に液体流路４８を隔てて、第１陰
極プレートの高さの少なくとも約２倍の電極部材６６を
有する。従って、この向かい側の電極６６は二重電極で
ある。第１陽極プレート６０および第１陰極プレート６
４以外の、図２および３に示す電極部材は全て二重電極
である。また、一方のケーシング部材３２の向き合った
二重電極は後で記載するように、向かい側の電極部材３
４の二重電極に対して食い違っている。

【００１５】図３を参照してさらに詳しくのべる。一組
の４つの二重電極部材７０、７２、７４および７６は第
１陽極プレート６０の上に位置する。各二重電極部材は
陰極区分、例えば電極７２には陰極区分７８、および陽
極区分、例えば電極７２には陽極区分８０を有する。図
３において、説明のために、陽極区分に斜めの線を付
け、陰極区分には何も付けていない。最上部の二重電極
部材７６の上は、第１陰極プレート６４である。電極部
材は、個々のケーシング部材リブ８２によってそれら自
体から並びに第１陽極プレート６０および第１陰極プレ
ート６４から分離される（図２および３）。また、個々
の電極部材および第１プレート６０、６４は、それらの
広い背面を、各電極部材に関して中心に位置する上記非
導電性固定部材４０によってケーシング部材３２に固定
させている。電極部材および第１プレートは一般に正方
形または長方形の広い面、およびケーシング部材３２の
縦軸に対して横方向に走る長い軸を有する。ケーシング
部材３２の外側の周りには、ガスケット４６を受け入れ
るための周辺溝がある。

【００１６】ケーシング３４は、電極部材３８が４つの
代わりに５つの二重電極を含んでいる他は、多少ケーシ
ング３２の鏡像となっており、ケーシング３２の電極部
材３６に面していることは当業者には明らかなことであ
ろう。上述のように、二重電極３８はケーシング部材３
２の二重電極３６に対して食い違っている。例えば、ケ
ーシング部材３４の最上の電極部材６６は、第１陰極プ
レート６０およびケーシング部材３２の二重電極７６
（図３）の上部陽極区分（図３）と同一の広がりを有す
る。同じ関係は残りの電極部材に関してもある。操作の
際、低部陽極端子５４および上部陰極端子５６を外部の
電流供給装置に接続する（図示していない）。家庭排水
を含む一般的にはブラインおよび水の溶液を、低部液体
入口５０を通して電解槽２４へ導入する。溶液は電極部
材３６、３８の間の液体流路４８を通って進む。使用さ
れたブライン並びに電解槽生成物を含む溶液は上部液体
出口５２を通って電解槽２４から出る。溶液中のブライ
ンは電解槽の電解液として作用する。ケーシング部材３
２、３４からの電極部材３６、３８が互いに食い違って
いるため、ブラインがコンダクタンスによって活性化さ
れると、ＤＣ電流がよろよろした路をブラインによって
第１陰極プレートから下方の第１陽極プレート６０へ流
れる。

【００１７】ケーシング部材３２、３４は、ポリ塩化ビ
ニルのようなブラインに抵抗性で非導電性の機械加工性
または形成加工性のプラスチックで製造されているのが
好ましい。ケーシング部材に適した他の材料は塩素化ポ
リ塩化ビニル、ポリプロピレンおよびアクリロニトリル
−ブタジエン−スチレンである。ガスケット４６はエチ
レン−プロピレンジエンジエン単量体（ＥＰＤＭ）ネオ
プレン、ビニル、およびブライン中で安定な他の類似材
料のような適当なエラストマー材料から製造されたＯ−
リングでもよい。ケーシング部材内の電極部材は平らな
プレート状部材である。そのようなプレートの厚さは一
般に０．１ｃｍ程度であり、そして通常、経済的な理由
で約０．６５ｃｍを越えない。電極部材３６、３８の間
隔は、電流の漏れを好ましく抑制しながら電極領域を最
大にするために、約４ｃｍ以下である。他方、電流の漏
れの抑制を十分に行うには、少なくとも約１ｃｍの間隔
が好ましい。間隔は、電気分解されるブラインの塩分の
程度を考慮して調整することができることは無論のこと
である。一般に、電極間の間隔対液体流路を横切る距離
の比は、約１：１ないし約８：１、好ましくは約１．
５：１ないし約３：１である。

【００１８】陰極は良好な導電性および耐久性を有する
鉄またはニッケルのようなどのような金属でもよく、あ
るいはセラミックのような他の導電性材料でもよい。適
した陰極の例はバルブ金属、例えばチタン、タンタル、
ジルコニウムおよびニオブ、これらの金属の合金および
これらと他の金属との合金、並びに金属間混合物であ
る。陽極、並びに二重電極の陽極区分は被覆電極であ
る。支持体は導電性陽極支持体、一般に陰極の場合の１
種以上の金属であり、最も一般的なのはバルブ金属であ
る。上記の好ましい二重電極プレートの場合、二重電極
を、例えば縞状被覆として、その面の約１／２を陽極被
覆する。

【００１９】本発明で用いる陽極被覆はしばしば下塗り
と仕上げ塗りとを組み合わせたものである。しかしなが
ら、下塗りは必ずしも必要ではないと考えられる。例え
ば米国特許第３，６２７，６６９号は、二酸化スズおよ
び酸化アンチモンをチタンのような支持体に直接被覆す
ることを教示しており、この物品は電極として有用であ
る。下塗りを用いるとき、下塗りをここではしばしば単
に都合上、電気化学的に活性な被覆と呼んだり、または
導電性被覆と呼ぶ。これは、ここではひとまとめに貴金
属と呼ぶ白金または他の白金族金属から得ることができ
る。あるいはこれは白金族金属酸化物、マグネタイト、
フェライト、コバルトスピネル、または工業的電気化学
産業で陽極被覆としての用途が開発された混合金属酸化
物被覆のような多数の活性酸化物被覆のうちのいずれで
もよい。白金族金属には白金、パラジウム、ロジウム、
イリジウムおよびルテニウムまたはこれらの合金並びに
これらと他の金属との合金がある。混合金属酸化物に
は、こられの白金族金属の酸化物の少なくとも１種を、
バルブ金属または他の卑金属の少なくとも１種の酸化物
と組み合わせたものが含まれる。

【００２０】陽極被覆用の白金族金属または混合金属酸
化物の例は、米国特許第３，２６５，５２６号、第３，
６３２，４９８号、第３，７１１，３８５号および第
４，５２８，０８４号に記載されている。上記の電解槽
は米国特許第４，７８３，２６４号に記載されている。
これらの全ての特許の記載を参考としてここに採用す
る。仕上げ塗りは二酸化スズ（ＳｎＯ₂）を含む。二酸
化スズはドーパントでドープするのが好ましく、ドーパ
ントはしばしば酸化アンチモンである。Ｆ、Ｃｌ、Ｓ
ｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａまたはこれらの混合物を含め
た他のドーパントについては、米国特許第４，８３９，
００７号に記載されている。ドーパントによって、良好
な導電性を有する被覆が得られる。もっぱら薄い下塗り
および上塗りが要求される。

【００２１】下記の実施例で本発明を説明する。

【００２２】

【実施例】実施例１使用電解槽は図２および３に示すようなものであった。
陽極６０、および二重陽極７０、７２、７４および７６
の陽極区分は、塩化物塩の酸性水溶液を用いて、酸化タ
ンタルおよび酸化イリジウムを被覆したチタンプレート
であり、被覆は米国特許第４，７９７，１８２号の実施
例１に記載の方法を用いた。この特許の記載を参考とし
てここに採用する。試験を一組のこれらの陽極だけを用
いて行うとき、これは「対照」試験であった。二酸化ス
ズ仕上げ塗り陽極を製造するには、まず２５０ｍｌの直
鎖ブタノールに１１ｇの濃塩酸、３．７ｇの三塩化アン
チモンおよび３４．６ｇの四塩化スズを混合した。一組
の被覆陽極（対照試験）を蒸気脱脂を行うことによって
洗浄した。二酸化スズ被覆溶液を仕上げ塗りとしてロー
ル塗布法によって塗布し、それぞれの塗布が終わった
後、被覆を乾燥し、次に空気中、５００℃で１０分間ベ
ークした。全部で８つの被覆をこのように塗布した。仕
上げ塗りの後、支持体を５００℃で１時間ベークした。
スズ対タンタル−イリジウムの金属に基づく、仕上げ塗
り対下塗りの重量比は３：８であった。

【００２３】試験を一組のこれらの陽極を用いて行うと
き、これは「本発明」の試験であった。使用電解槽試験
装置をメキシコ湾に置かれた掘削リグプラットホーム上
に取り付けた。プラットホームで生じる人間の排泄物を
ふやけさせ、そして海水と混合して反応混合物を得る。
反応混合物を図２および３の電解槽に導入した。対照試
験および本発明の試験の際、試料を約３０分の保持時間
の後に保持槽２８から取り出した。排出される残留塩
素、すなわち、保持槽２８から排出される排水中の塩素
含有量、並びにＢＯＤ５（５日間生物化学的酸素要求
量）、および全懸濁固形分（Ｔ．Ｓ．Ｓ．）について、
試料の測定を行った（結果はいずれも電解槽排水１リッ
ター当たりのｍｇで示した）。

【００２４】対照試験および本発明の試験を行うため
に、電解槽を７日間、一組の陽極を用いて対照試験とし
て行った。その後、電解槽中の陽極を、二酸化スズ被覆
を含む陽極（本発明の陽極）と置き換え、電解槽を７日
間、本発明の試験として運転した。対照試験の１週間の
間、平均１６．５人の人々がプラットホームにいた。本
発明の試験の１週間の間、平均１５．２人の人々がプラ
ットホームにいた。塩素、ＢＯＤ５およびＴ．Ｓ．Ｓ．
分析で測定したこれらの試験結果を以下の表１に示す。全てのデータの結果は２９の試料の平均である。集めた
データからの統計的ｔ試験によると、９０％の試料で塩
素が４６％減少し、９９％の試料でＢＯＤ５が５０％減
少し、そして９９％の試料でＴ．Ｓ．Ｓ．が５８％減少
した。さらに、試料の大腸菌のカウントを行った。対照
試験では平均の読みは７．６であったが、本発明ではわ
ずか０．１であり、このことから、本発明の試験の間に
行われた排水の消毒は非常に好ましいものであることが
分かった。従って、二酸化スズを被覆した陽極は、海洋
排水処理設備中で、既存の電解槽の操作性能を劇的に改
良することが分かった。理論に結び付けたくはないが、
全懸濁固形分の減少は、固形分のＣＯ₂およびＨ₂Ｏへの
変換が高まったことによるものと考える。

【００２５】実施例２使用電解槽および使用陽極は実施例１に記載の通りであ
った。使用電解槽試験装置をアラスカ沿岸から離れて置
かれた掘削リグプラットホーム上に取り付けた。これは
プラットホーム用の人間の排泄物用電解槽であった。電
解槽では廃水処理のために海水を使用した。海水を使用
することによって、次亜塩素酸塩が電解槽中に生成され
た。試験の間、電解槽排水を取りだし、ＢＯＤ５および
全懸濁固形分（Ｔ．Ｓ．Ｓ．）について測定した。実施
例１におけるように、電解槽を一組の対照試験陽極を用
いて運転した。対照試験時間は６カ月であった。その
後、装置内の陽極を二酸化スズ被覆を含む実施例１に記
載のような本発明の試験陽極と置き換え、装置を３カ月
と少し本発明の試験として運転した。電解槽排水１リッ
ター当たりのｍｇ（ｍｇ／ｌ）のＢＯＤ５およびＴ．
Ｓ．Ｓ．分析による試験結果を表２に示す。アラスカ環
境保護局は、１カ月１回のサンプリングで、ＢＯＤ５お
よびＴ．Ｓ．Ｓ．がそれぞれ最高６０ｍｇ／ｌであるこ
とを求めている。報告結果は対照試験および本発明の試
験共に平均値であるが、電解槽の塞がれていたラインを
あけたときに対照試験および本発明の試験でそれぞれ生
じた２つの異常データ並びに本発明の試験開始時に測定
された１つの異常データは除いた。

【００２６】上記表の結果から明らかなように、二酸化スズ被覆陽極
はＢＯＤ５を６０％以上減少させた。これは、全懸濁固
形分が５０％以上減少することによって得られた。従っ
て、この二酸化スズ被覆陽極は、人間の排泄物を含む水
の浄化用海洋設備に取り付けられた現存の電解槽からの
排水中の全懸濁固形分をばらつきなく大幅に減少させる
ことが分かった。実施例１および２から分かるように、
本発明は様々な環境に適用することができる。本発明に
ついての上の記載から、当業者であれば改良および変更
することはできるであろう。この分野の技術範囲内での
そのような改良および変更は請求の範囲に包含されるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による廃水の浄化方法およびそのための
装置を説明する流れ図である。

【図２】図１の方法および装置に有用な電解槽の断面立
面図である。

【図３】図２のライン３−３に沿った平面図である。

【符号の説明】

１０廃水１２、２８保持槽２０マセレイター２４電解槽３２、３４ケーシング４０締結部材３６、３８電極部材４８液体流路５０液体入り口５２液体出口５４陽極端子５６陰極端子７０、７２、７４、７６二重電極部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】懸濁有機固形分を含有する廃水の処理方
法であって、下記の工程：（ａ）該廃水中の固形分の粒子を小さくするために該
廃水をふやけさせ；（ｂ）塩含有物質と該廃水とを混合して反応混合物を
形成し；（ｃ）該反応混合物を電解槽に導入し、該電解槽は下
記のものを含み：（ｉ）該反応混合物を収容する反応室；（ｉｉ）該反応室中の陽極；（ｉｉｉ）該反応室中の陰極；（ｉｖ）該陽極と該陰極との間に直流を通すための手
段；（ｖ）二酸化スズ被覆を含む該陽極、該電解槽は酸素
化成分および次亜塩素酸塩を発生する；（ｄ）該電解槽からの処理反応混合物を保持槽に送
る、を含み、このような手順が、酸化タンタルおよび酸
化イリジウムの電気化学的に反応性の被覆を持つ陽極を
有する対照電解槽を使用して同じ処理を行ったものと較
べて、ＢＯＤを少なくとも約３０％そして全懸濁固形分
を少なくとも約３０％減少させる、上記の方法。
【請求項２】該陽極が、導電性被覆支持体上に二酸化
スズ被覆を含む、請求項１の方法。
【請求項３】該陽極が、白金族金属、または白金族金
属酸化物、マグネタイト、フェライトおよびコバルト酸
化物スピネルよりなる群から選ばれる酸化物、または少
なくとも１種のバルブ金属の酸化物と少なくとも１種の
白金族金属の酸化物との混合物質の表面上に二酸化スズ
被覆を含み、さらに該表面がバルブ金属陽極支持体上に
ある、請求項１の方法。
【請求項４】該二酸化スズ被覆を１種以上の酸化アン
チモン、Ｆ、Ｃｌ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｗ、ＮｂまたはＴａで
ドープする、請求項３の方法。
【請求項５】該廃水がブラックウォーターおよびグレ
ーウォーターを共に含有する、請求項１の方法。
【請求項６】海洋での現場処理のための請求項１の方
法。
【請求項７】該廃水を塩含有物質としてのブラインま
たは海水と混合する、請求項６の方法。
【請求項８】該手順が排出される残留塩素を少なくと
も約４０％減少させる、請求項７の方法。
【請求項９】該手順がＢＯＤを少なくとも約４０％そ
して全懸濁固形分を少なくとも約４０％減少させる、請
求項１の方法。
【請求項１０】該手順がＢＯＤを少なくとも約５０％
そして全懸濁固形分を少なくとも約５０％減少させる、
請求項１の方法。
【請求項１１】懸濁有機固形分を含む廃水の処理用装
置であって、（ａ）該固形分の粒子を小さくするためのマセレイタ
ー；（ｂ）混合装置；（ｃ）反応混合物を製造するために塩含有物質を該混
合装置へ導入する手段；（ｄ）反応混合物を該混合装置から受け取るための電
解槽；（ｅ）以下のものを含む該電解槽：（ｉ）少なくと
も１つの二重電極または２つの単一電極を有するハウジ
ング；（ｉｉ）該電解槽の該反応混合物に電流を流すための
手段；（ｉｉｉ）二酸化スズ被覆を有する陽極手段を含む該
電解槽、該電解槽は該塩含有物質から酸素化成分および
次亜塩素酸塩を発生する；および（ｆ）電解槽から処理された反応混合物を受け取る保
持槽、を含み、酸化タンタルおよび酸化イリジウムの被
覆を持つ陽極を有する対照電解槽を使用する同じ装置と
較べて、ＢＯＤを少なくとも約３０％そして懸濁有機固
形分を少なくとも約３０％減少させる、上記の装置。
【請求項１２】該陽極が、白金族金属、または白金族
金属酸化物、マグネタイト、フェライトおよびコバルト
酸化物スピネルよりなる群から選ばれる酸化物、または
少なくとも１種のバルブ金属の酸化物と少なくとも１種
の白金族金属の酸化物との混合物質の表面上に二酸化ス
ズ被覆を含み、さらに該表面がバルブ金属陽極支持体上
にある、請求項１１の装置。
【請求項１３】該陽極が、金属陽極支持体上に二酸化
スズ被覆を含む、請求項１１の装置。
【請求項１４】該二酸化スズ被覆を１種以上の酸化ア
ンチモン、Ｆ、Ｃｌ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｗ、ＮｂまたはＴａ
でドープする、請求項１１の装置。
【請求項１５】該廃水がブラックウォーターおよびグ
レーウォーターを共に含有する、請求項１１の装置。
【請求項１６】海洋での現場処理のための請求項１１
の装置。
【請求項１７】該塩含有物質がブラインまたは海水で
ある、請求項１１の装置。
【請求項１８】該装置が排出される塩素を少なくとも
約４０％減少させる、請求項１７の装置。
【請求項１９】該装置がＢＯＤを少なくとも約４０％
そして全懸濁固形分を少なくとも約４０％減少させる、
請求項１１の装置。
【請求項２０】該装置がＢＯＤを少なくとも約５０％
そして全懸濁固形分を少なくとも約５０％減少させる、
請求項１１の装置。
【請求項２１】該マセレイターが該混合装置として働
く、請求項１１の装置。
【請求項２２】廃水を環境に排出するために処理する
処理法において、排出のために調整される廃水を消毒し
ながら、排水中の全懸濁固形分を減少させる方法であっ
て、該廃水を、該陽極表面上に二酸化スズを含む陽極を
有する電解槽の塩含有電解液中で電解処理することを含
む、上記の方法。
【請求項２３】電解処理で、次亜塩素酸塩の生成並び
に廃水を該電解槽中の酸素化成分にさらすことが含まれ
る、請求項２２の方法。
【請求項２４】該廃水を海洋環境に排出するために調
整する、請求項２２の方法。
【請求項２５】白金族金属、または白金族金属酸化
物、マグネタイト、フェライトおよびコバルト酸化物ス
ピネルよりなる群から選ばれる酸化物、または少なくと
も１種のバルブ金属の酸化物と少なくとも１種の白金族
金属の酸化物との混合物質よりなる表面上に、ドープさ
れた二酸化スズを有する陽極を含む電解槽中で該廃水を
処理し、該表面がバルブ金属陽極支持体上にある、請求
項２２の方法。
【請求項２６】該廃水がブラックウォーターおよびグ
レーウォーターを含む、請求項２２の方法。
【請求項２７】塩含有電解液の電気分解により酸素化
成分および次亜塩素酸塩を生成し、かつブラックウォー
ターおよびグレーウォーターを消毒するための貫流電解
槽であって、該廃水を含む該電解液を、少なくとも１つ
の二重電極または２つの単一電極と接触させて流し、該
電極は二酸化スズ被覆を有する陽極手段を含み、これに
よって該電解槽からの処理排水の全懸濁固形分を減少さ
せる、上記の電解槽。
【請求項２８】該陽極手段が、金属陽極支持体上に、
ドープされた二酸化スズ被覆を含む、請求項２７の電解
槽。
【請求項２９】該二酸化スズ被覆を１種以上の酸化ア
ンチモン、Ｆ、Ｃｌ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｗ、ＮｂまたはＴａ
でドープする、請求項２８の電解槽。
【請求項３０】該陽極手段が、白金族金属、または白
金族金属酸化物、マグネタイト、フェライトおよびコバ
ルト酸化物スピネルよりなる群から選ばれる酸化物、ま
たは少なくとも１種のバルブ金属の酸化物と少なくとも
１種の白金族金属の酸化物との混合物質よりなる表面上
に、ドープされた二酸化スズを含む、請求項２８の電解
槽。
【請求項３１】該バルブ金属支持体がチタン、タンタ
ル、ジルコニウム、ニオブ、これらの合金および金属間
混合物よりなる群から選ばれる、請求項３０の電解槽。
【請求項３２】廃水を含む排水の全懸濁固形分を減少
させながら廃水を処理する方法であって、塩含有物質を該廃水と混合し；陽極の活性表面上に二酸
化スズを含む陽極を有する電解槽を設置し；そして該二
酸化スズ含有活性陽極表面を廃水と塩含有物質との該混
合物に接触させる、ことを含む、上記の方法。
【請求項３３】該電解槽中の廃水を消毒しながら、該
接触によって、該廃水の全懸濁固形分およびＢＯＤを減
少させる、請求項３２の方法。
【請求項３４】該接触が、該廃水の塩素の排出を減少
させる、請求項３２の方法。
【請求項３５】該接触が、該廃水の消毒を促進する、
請求項３２の方法。