JPH08131729A - 電気浸透脱水用電極板 - Google Patents
電気浸透脱水用電極板Info
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- JPH08131729A JPH08131729A JP6315458A JP31545894A JPH08131729A JP H08131729 A JPH08131729 A JP H08131729A JP 6315458 A JP6315458 A JP 6315458A JP 31545894 A JP31545894 A JP 31545894A JP H08131729 A JPH08131729 A JP H08131729A
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- Japan
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- electrode plate
- carbon fiber
- filter
- sludge
- carbon material
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】上水、下水汚泥、産業廃水汚泥等のフィルタ−
プレス装置における被脱水処理物を圧搾しながら対向電
極間に直流電流を通電して脱水を促進するために使用す
る炭素繊維強化炭素材の電気浸透脱水用電極板に関する
ものであって、炭素繊維強化炭素材料において、ガス透
過率その他の特性を特定したポーラス質のものを使用す
ると、電気浸透脱水電極として非常に優れた性能のもの
が得られる。 【構成】炭素繊維強化炭素材よりなり、カス透過率０．
１〜１０ｃｍ２／ｓｅｃ、気孔率２５〜４０％、繊維容
積含有率３０〜５５％としたこと、また炭素繊維強化炭
素材として炭素繊維織布を積層し、これに炭化可能な樹
脂を含浸し、１，０００℃〜３，０００℃で炭化焼成
し、さらには電気浸透用ろ過機において使用する際に、
電極板自体が排水能力を有するようにした。
プレス装置における被脱水処理物を圧搾しながら対向電
極間に直流電流を通電して脱水を促進するために使用す
る炭素繊維強化炭素材の電気浸透脱水用電極板に関する
ものであって、炭素繊維強化炭素材料において、ガス透
過率その他の特性を特定したポーラス質のものを使用す
ると、電気浸透脱水電極として非常に優れた性能のもの
が得られる。 【構成】炭素繊維強化炭素材よりなり、カス透過率０．
１〜１０ｃｍ２／ｓｅｃ、気孔率２５〜４０％、繊維容
積含有率３０〜５５％としたこと、また炭素繊維強化炭
素材として炭素繊維織布を積層し、これに炭化可能な樹
脂を含浸し、１，０００℃〜３，０００℃で炭化焼成
し、さらには電気浸透用ろ過機において使用する際に、
電極板自体が排水能力を有するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、上水、下水汚泥、産業
廃水汚泥等のフィルタ−プレス装置に取付けられ、被脱
水処理物を圧搾しながら対向電極間に直流電流を通電し
て脱水を促進するために使用する炭素繊維強化炭素材の
電気浸透脱水用電極板に関するものである。
廃水汚泥等のフィルタ−プレス装置に取付けられ、被脱
水処理物を圧搾しながら対向電極間に直流電流を通電し
て脱水を促進するために使用する炭素繊維強化炭素材の
電気浸透脱水用電極板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気浸透によって汚泥を▲ろ▼過
脱水するフィルタプレス機は、２枚の▲ろ▼布により▲
ろ▼室を形成し、該▲ろ▼布の外側に各々、電極板を設
置して構成されており、▲ろ▼布を介して排水される
が、▲ろ▼液は電極板を経由して機外へ排出されねばな
らないため、この電気浸透脱水用電極を使用するにあた
り、▲ろ▼液を排水できる流路が形成されていなければ
ならない。その手段として電極板に穴加工等、二次的な
機械加工が必要であるが、この機械加工を施した場合、
加工コストの負担が大きくなり、また強度面でも低下し
て割れ易くなるばかりでなく、有効電極面積の低減や電
極寿命の短縮につながるなど種々の問題が生じていた。
しかし、この機械加工を施さないならば、電極板に▲ろ
▼液の排水流路がなく、また、電極板自身の透水性が悪
いため、脱水、排水能力が劣ることになる。その結果、
プレスおよび通電の運転時間が長時間となり、運転効率
が悪化し、ランニングコストが上昇する等の問題がある
上、▲ろ▼布の介在は通電効率をさらに低下させ、電気
浸透効果を減ずるものであるところから、これを解消す
るため、汚泥と陽極側の電極が直接接触するように電極
を配備すると共に、陽極側に▲ろ▼布を設けない電気浸
透脱水機、例えば特開平６−１７０１２３号公報に開示
されているものが考えられる。この場合、陽極からの脱
水は一般に期待できず、完全な片面▲ろ▼過構造となる
ので、脱水効率を更に向上させるために、電極自身が▲
ろ▼材となり得る材料の開発が待たれていた。これらの
ことから、上記電気浸透脱水用電極板として、金属製、
導電性ＦＲＰ、焼結カーボン材、炭素繊維強化炭素材を
用いることが提案されているが、これらのものには、次
に述べるような欠点がある。まず金属製のものは、通電
によりイオン化溶出するため、電蝕が激しく消耗し易い
ものである。また導電性ＦＲＰ製のものは必要な電導度
のものを得るのが難しく、強度面でも問題がある。さら
に焼結カーボン製のものなど、カーボン材のものは、強
度が弱く、割れ易い。また通電によって発生する酸素に
より、消耗が激しく、反りが生じたり破損することも多
い上、水が褐色に濁ってしまう点でも問題がある。この
ことから、強度、耐久性に優れた炭素繊維強化炭素製の
ものとして、例えば特開昭６４−３０６１３号公報、特
開昭６４−３０６１４号公報などに開示されている電気
浸透脱水電極が開発された。
脱水するフィルタプレス機は、２枚の▲ろ▼布により▲
ろ▼室を形成し、該▲ろ▼布の外側に各々、電極板を設
置して構成されており、▲ろ▼布を介して排水される
が、▲ろ▼液は電極板を経由して機外へ排出されねばな
らないため、この電気浸透脱水用電極を使用するにあた
り、▲ろ▼液を排水できる流路が形成されていなければ
ならない。その手段として電極板に穴加工等、二次的な
機械加工が必要であるが、この機械加工を施した場合、
加工コストの負担が大きくなり、また強度面でも低下し
て割れ易くなるばかりでなく、有効電極面積の低減や電
極寿命の短縮につながるなど種々の問題が生じていた。
しかし、この機械加工を施さないならば、電極板に▲ろ
▼液の排水流路がなく、また、電極板自身の透水性が悪
いため、脱水、排水能力が劣ることになる。その結果、
プレスおよび通電の運転時間が長時間となり、運転効率
が悪化し、ランニングコストが上昇する等の問題がある
上、▲ろ▼布の介在は通電効率をさらに低下させ、電気
浸透効果を減ずるものであるところから、これを解消す
るため、汚泥と陽極側の電極が直接接触するように電極
を配備すると共に、陽極側に▲ろ▼布を設けない電気浸
透脱水機、例えば特開平６−１７０１２３号公報に開示
されているものが考えられる。この場合、陽極からの脱
水は一般に期待できず、完全な片面▲ろ▼過構造となる
ので、脱水効率を更に向上させるために、電極自身が▲
ろ▼材となり得る材料の開発が待たれていた。これらの
ことから、上記電気浸透脱水用電極板として、金属製、
導電性ＦＲＰ、焼結カーボン材、炭素繊維強化炭素材を
用いることが提案されているが、これらのものには、次
に述べるような欠点がある。まず金属製のものは、通電
によりイオン化溶出するため、電蝕が激しく消耗し易い
ものである。また導電性ＦＲＰ製のものは必要な電導度
のものを得るのが難しく、強度面でも問題がある。さら
に焼結カーボン製のものなど、カーボン材のものは、強
度が弱く、割れ易い。また通電によって発生する酸素に
より、消耗が激しく、反りが生じたり破損することも多
い上、水が褐色に濁ってしまう点でも問題がある。この
ことから、強度、耐久性に優れた炭素繊維強化炭素製の
ものとして、例えば特開昭６４−３０６１３号公報、特
開昭６４−３０６１４号公報などに開示されている電気
浸透脱水電極が開発された。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
は高強度、耐久性に優れているが、高強度、高密度を重
視した材料によるため、電極材の開気孔が少なく、排水
の透過や表面流路を保持する機能を持ち得るものでなく
良好な脱水性、排水性が得られない。そこで、本発明は
上記の問題点に鑑み、これを解決すべくなされたもので
あって、炭素繊維強化炭素材料に、ガス透過率その他の
特性を特定したポーラス質のものを使用すると、電気浸
透脱水電極として非常に優れた性能のものが得られると
の知見を基に完成したもので、高強度で耐久性が良く、
穴加工等の機械加工を施さずにすみ、かつ電極板自体か
らも排水能力を有し、排水性の良好な電気浸透脱水用電
極板を提供し脱水機の脱水効率を向上させることを目的
としたものである。
は高強度、耐久性に優れているが、高強度、高密度を重
視した材料によるため、電極材の開気孔が少なく、排水
の透過や表面流路を保持する機能を持ち得るものでなく
良好な脱水性、排水性が得られない。そこで、本発明は
上記の問題点に鑑み、これを解決すべくなされたもので
あって、炭素繊維強化炭素材料に、ガス透過率その他の
特性を特定したポーラス質のものを使用すると、電気浸
透脱水電極として非常に優れた性能のものが得られると
の知見を基に完成したもので、高強度で耐久性が良く、
穴加工等の機械加工を施さずにすみ、かつ電極板自体か
らも排水能力を有し、排水性の良好な電気浸透脱水用電
極板を提供し脱水機の脱水効率を向上させることを目的
としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】これを解決する手段とし
て、本発明は、炭素繊維強化炭素材よりなり、ガス透過
率０．１〜１０ｃｍ２／ｓｅｃ、気孔率２５〜４０％、
繊維容積含有率３０〜５５％としたこと、また炭素繊維
強化炭素材として炭素繊維の織布を積層し、これに炭化
可能な樹脂を含浸して１０００℃〜３０００℃で炭化焼
成し、さらにはこの炭素材を電気浸透用▲ろ▼過機に使
用する際に、電極板自体が排水能力を有するようにした
ものである。
て、本発明は、炭素繊維強化炭素材よりなり、ガス透過
率０．１〜１０ｃｍ２／ｓｅｃ、気孔率２５〜４０％、
繊維容積含有率３０〜５５％としたこと、また炭素繊維
強化炭素材として炭素繊維の織布を積層し、これに炭化
可能な樹脂を含浸して１０００℃〜３０００℃で炭化焼
成し、さらにはこの炭素材を電気浸透用▲ろ▼過機に使
用する際に、電極板自体が排水能力を有するようにした
ものである。
【０００５】
【実施例】本発明において使用する炭素繊維は、長繊維
を織成し、これを積層して、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂等の炭化可能な樹脂を含浸して約１０００〜３００
０℃で炭化焼成してガス透過率０．１〜１０ｃｍ２／ｓ
ｅｃ、気孔率２５〜４０％、繊維容積含有率３０〜５５
％の炭素繊維強化炭素材を得る。そして、この炭素繊維
強化炭素のガス透過率が０．１〜１０．０ｃｍ２／ｓｅ
ｃであることの必要性は、０．１ｃｍ２／ｓｅｃ未満で
は透水性が劣り、１０．０ｃｍ２／ｓｅｃを越えると強
度が不足して短寿命となる。また、気孔率を２５〜４０
％とすることは、２５％未満では透水性が劣り、脱水効
率が悪くなり、４０％を越えるとフィルタープレスでの
機械強度不足で短寿命の不都合が生じる。さらに、繊維
容積含有率を３０〜５５容積％とすることは、３０容積
％未満では炭素繊維強化炭素材の強度不足となり、５５
容積％を越えても同様に炭素繊維強化炭素材は強度不足
となる。
を織成し、これを積層して、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂等の炭化可能な樹脂を含浸して約１０００〜３００
０℃で炭化焼成してガス透過率０．１〜１０ｃｍ２／ｓ
ｅｃ、気孔率２５〜４０％、繊維容積含有率３０〜５５
％の炭素繊維強化炭素材を得る。そして、この炭素繊維
強化炭素のガス透過率が０．１〜１０．０ｃｍ２／ｓｅ
ｃであることの必要性は、０．１ｃｍ２／ｓｅｃ未満で
は透水性が劣り、１０．０ｃｍ２／ｓｅｃを越えると強
度が不足して短寿命となる。また、気孔率を２５〜４０
％とすることは、２５％未満では透水性が劣り、脱水効
率が悪くなり、４０％を越えるとフィルタープレスでの
機械強度不足で短寿命の不都合が生じる。さらに、繊維
容積含有率を３０〜５５容積％とすることは、３０容積
％未満では炭素繊維強化炭素材の強度不足となり、５５
容積％を越えても同様に炭素繊維強化炭素材は強度不足
となる。
【０００６】上記本発明の炭素繊維強化炭素材を電気浸
透用▲ろ▼過装置の電極として使用するには図１に示す
ように、フイルタ−プレスの１対の▲ろ▼板間の一方の
▲ろ▼板１の表面には、▲ろ▼布を設けることなく、▲
ろ▼布と電極の機能を併有する本発明の炭素繊維強化炭
素材よりなる陽極側電極板４を取付け、▲ろ▼室３を隔
てた反対側の▲ろ▼板２には、ダイヤフラム５が取付け
られ、その表面に▲ろ▼液孔７を開口した陰極側電極板
６を配設し、さらにその表面に▲ろ▼布８を張設する。
このように構成されているので、汚泥を脱水するには、
汚泥を原液入口９から原液ポンプにより▲ろ▼室３内に
圧入すると、▲ろ▼布を設けない陽極側電極板４は長繊
維を織成した積層体のポーラス状であるところから、恰
も▲ろ▼材の役割を果たして汚泥を▲ろ▼過し▲ろ▼液
出口１０から機外に排出される。一方反対側は、▲ろ▼
布８で汚泥は▲ろ▼過されて陰極側電極板６を経由しダ
イヤフラム５の表面に設けられた▲ろ▼液孔７を通って
▲ろ▼液出口１１より機外に排出される。一定時間汚泥
を供給した後、圧力水を圧水通路１２よりダイヤフラム
５と▲ろ▼板２との間に送入し、図２に示すようにダイ
ヤフラム５を膨脹させ、▲ろ▼室３内の汚泥を圧搾脱水
する。その後陽極側電極板４に＋、陰極側電極板６に−
となるように直流電気を通電することにより電気浸透作
用による脱水を促進する。そして汚泥の脱水が終了した
後には▲ろ▼板を開き▲ろ▼布を引き下げて脱水ケーキ
を機外に取出す。
透用▲ろ▼過装置の電極として使用するには図１に示す
ように、フイルタ−プレスの１対の▲ろ▼板間の一方の
▲ろ▼板１の表面には、▲ろ▼布を設けることなく、▲
ろ▼布と電極の機能を併有する本発明の炭素繊維強化炭
素材よりなる陽極側電極板４を取付け、▲ろ▼室３を隔
てた反対側の▲ろ▼板２には、ダイヤフラム５が取付け
られ、その表面に▲ろ▼液孔７を開口した陰極側電極板
６を配設し、さらにその表面に▲ろ▼布８を張設する。
このように構成されているので、汚泥を脱水するには、
汚泥を原液入口９から原液ポンプにより▲ろ▼室３内に
圧入すると、▲ろ▼布を設けない陽極側電極板４は長繊
維を織成した積層体のポーラス状であるところから、恰
も▲ろ▼材の役割を果たして汚泥を▲ろ▼過し▲ろ▼液
出口１０から機外に排出される。一方反対側は、▲ろ▼
布８で汚泥は▲ろ▼過されて陰極側電極板６を経由しダ
イヤフラム５の表面に設けられた▲ろ▼液孔７を通って
▲ろ▼液出口１１より機外に排出される。一定時間汚泥
を供給した後、圧力水を圧水通路１２よりダイヤフラム
５と▲ろ▼板２との間に送入し、図２に示すようにダイ
ヤフラム５を膨脹させ、▲ろ▼室３内の汚泥を圧搾脱水
する。その後陽極側電極板４に＋、陰極側電極板６に−
となるように直流電気を通電することにより電気浸透作
用による脱水を促進する。そして汚泥の脱水が終了した
後には▲ろ▼板を開き▲ろ▼布を引き下げて脱水ケーキ
を機外に取出す。
【０００７】
【表１】
【０００８】この表１における従来の電極は、例えば特
開平６−１７０１２３号公報、（特願平４−３５９６９
６号）に開示された陽極側に▲ろ▼布を配しない構造の
電気浸透加工脱水方式の電極であって、気孔率１０％、
かさ比重１．６のものであり、これに対して本発明の実
施例の電極は炭素繊維強化炭素製の電気浸透脱水電極で
電極自体の排水能力を有するものであって、気孔率３０
％、かさ比重１．４の電極を夫々使用したものである。
その結果、表１に示すように、従来の電極に比べて本発
明の実施例の電極は、▲ろ▼過速度が汚泥サンプルＡの
場合で２６．１％増加し、汚泥サンプルＢの場合で３
４．５％増加し、汚泥サンプルＣの場合で２７．３％増
加する優れた効果を発揮する。即ち、本発明は従来に比
べ、同等のケーキ水分において▲ろ▼過速度は約２５〜
３５％増加し、電気浸透による脱水効果は電気浸透を行
なわない加圧脱水機との▲ろ▼過速度の比較で、従来電
極の場合１．２〜２．５倍に対し本発明の電極で１．６
〜３．２倍と飛躍的に増大した。
開平６−１７０１２３号公報、（特願平４−３５９６９
６号）に開示された陽極側に▲ろ▼布を配しない構造の
電気浸透加工脱水方式の電極であって、気孔率１０％、
かさ比重１．６のものであり、これに対して本発明の実
施例の電極は炭素繊維強化炭素製の電気浸透脱水電極で
電極自体の排水能力を有するものであって、気孔率３０
％、かさ比重１．４の電極を夫々使用したものである。
その結果、表１に示すように、従来の電極に比べて本発
明の実施例の電極は、▲ろ▼過速度が汚泥サンプルＡの
場合で２６．１％増加し、汚泥サンプルＢの場合で３
４．５％増加し、汚泥サンプルＣの場合で２７．３％増
加する優れた効果を発揮する。即ち、本発明は従来に比
べ、同等のケーキ水分において▲ろ▼過速度は約２５〜
３５％増加し、電気浸透による脱水効果は電気浸透を行
なわない加圧脱水機との▲ろ▼過速度の比較で、従来電
極の場合１．２〜２．５倍に対し本発明の電極で１．６
〜３．２倍と飛躍的に増大した。
【０００９】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明は、２枚の
▲ろ▼布間に通電して脱水する電気浸透用▲ろ▼過機に
使用しても従来のように排水性を確保するために電極板
に穴加工等の二次加工が不要になり、加工コストが削減
でき、加工による強度低下も生じない。また通電加速試
験で電極板の消耗も従来の炭素繊維強化炭素製の電極と
同等で、耐用年数も変わらない。また炭素質、黒鉛質の
カーボン製の電極に比較して約５〜１０倍の強度を有
し、割れにくく丈夫であり、損耗が進んでも反りが発生
しないことや、水の褐色の濁りが発生しない点でもメリ
ットがある。そして、処理物の脱水時のプレスによる変
形（たわみ）に対しても、十分に追随し得る柔軟性を有
する等、優れた効果を有するものである。
▲ろ▼布間に通電して脱水する電気浸透用▲ろ▼過機に
使用しても従来のように排水性を確保するために電極板
に穴加工等の二次加工が不要になり、加工コストが削減
でき、加工による強度低下も生じない。また通電加速試
験で電極板の消耗も従来の炭素繊維強化炭素製の電極と
同等で、耐用年数も変わらない。また炭素質、黒鉛質の
カーボン製の電極に比較して約５〜１０倍の強度を有
し、割れにくく丈夫であり、損耗が進んでも反りが発生
しないことや、水の褐色の濁りが発生しない点でもメリ
ットがある。そして、処理物の脱水時のプレスによる変
形（たわみ）に対しても、十分に追随し得る柔軟性を有
する等、優れた効果を有するものである。
【図１】本発明の電極を使用した電気浸透加圧脱水装置
の縦断側面図
の縦断側面図
【図２】同じくダイヤフラム作動による脱水時の縦断側
面図
面図
１ ▲ろ▼板 ２ ▲ろ▼板 ３ ▲ろ▼室 ４ 陽極側電極板（炭素繊維強化炭素材） ５ ダイヤフラム ６ 陰極側電極板 ７ ▲ろ▼液孔 ８ ▲ろ▼布 ９ 原液入口 １０ ▲ろ▼液出口 １１ ▲ろ▼液出口 １２ 圧水通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今坂 登 東京都中央区佃２丁目17番15号 月島機械 株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 炭素繊維で強化された炭素材であって、
該炭素材のガス透過率を０．１〜１０ｃｍ２／ｓｅｃ、
気孔率を２５〜４０％、繊維容積含有率を３０〜５５％
としたことを特徴とする電気浸透脱水用電極板。 - 【請求項２】 炭素繊維強化炭素材として、炭素繊維織
布を積層してこれに炭化可能な樹脂を含浸し、１０００
℃〜３０００℃で炭化焼成してなることを特徴とする請
求項１記載の電気浸透脱水用電極板。 - 【請求項３】 電極板自体が排水能力を有する炭素繊維
で強化された炭素材を電気浸透用▲ろ▼過機に使用する
ことを特徴とする請求項１記載の電気浸透脱水用電極
板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31545894A JP3616882B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 電気浸透脱水用電極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31545894A JP3616882B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 電気浸透脱水用電極板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08131729A true JPH08131729A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3616882B2 JP3616882B2 (ja) | 2005-02-02 |
Family
ID=18065610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31545894A Expired - Fee Related JP3616882B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 電気浸透脱水用電極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3616882B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102192640A (zh) * | 2011-03-01 | 2011-09-21 | 宜兴能达环保科技有限公司 | 含水物料的电渗透脱水方法及装置 |
| CN106565071A (zh) * | 2015-10-12 | 2017-04-19 | 威立雅水处理及技术支持有限公司 | 泥浆脱水装置 |
-
1994
- 1994-11-14 JP JP31545894A patent/JP3616882B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102192640A (zh) * | 2011-03-01 | 2011-09-21 | 宜兴能达环保科技有限公司 | 含水物料的电渗透脱水方法及装置 |
| CN106565071A (zh) * | 2015-10-12 | 2017-04-19 | 威立雅水处理及技术支持有限公司 | 泥浆脱水装置 |
| US11021385B2 (en) | 2015-10-12 | 2021-06-01 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | Sludge dewatering device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3616882B2 (ja) | 2005-02-02 |
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