JPH09220577A - 電気分解装置 - Google Patents

電気分解装置

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JPH09220577A
JPH09220577A JP2568896A JP2568896A JPH09220577A JP H09220577 A JPH09220577 A JP H09220577A JP 2568896 A JP2568896 A JP 2568896A JP 2568896 A JP2568896 A JP 2568896A JP H09220577 A JPH09220577 A JP H09220577A
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JP
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anode
cathode
alternating current
current
changeover switch
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JP2568896A
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English (en)
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Yukichi Hashimoto
雄吉 橋本
Nobuhide Ishida
信秀 石田
Shigeru Hayashibara
茂 林原
Masaaki Shioiri
正章 塩入
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Maeda Corp
Maeda Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Maeda Corp
Maeda Manufacturing Co Ltd
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109Electrodes
    • C02F2001/46119Cleaning the electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4612Controlling or monitoring
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    • C02F2201/4616Power supply

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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極に付着したスケールを適切に除去するこ
とのできる電気分解装置を提供すること。 【解決手段】 被電気分解液で満たされた電解槽7内に
陽極5と陰極6とからなる電極を浸し、陽極5と陰極6
との間に直流を通電させて電気分解を行う電気分解装置
であって、交流を供給する交流電源1と、交流電源1か
ら供給された交流を直流に変換する整流器2と、陽極5
と陰極6との間を通電させる、直流電流または交流電流
のいずれか一方を他方に切り換える切換スイッチ3とを
備え、切換スイッチ3が陽極5と陰極6との間に交流を
通電させる状態にされた際に、電気分解により陽極5と
陰極6との少なくとも一方に付着したスケールが除去さ
れることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気分解装置に関
し、更に詳細には、例えば工事排水等の土粒子懸濁水で
満たされた電解槽内に陽極と陰極とからなる電極を浸
し、前記陽極と前記陰極との間に直流電流を通電させる
電気分解式濁水処理装置等に用いられる電気分解装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】電気分解装置はその用途の一つとして、
土木工事の際に排出される排水等を浄化する電気分解式
濁水処理装置として用いられている。
【0003】すなわち、排水等の濁水を満たした電解槽
にアルミニウム等からなる陽極と陰極とを浸し、両極間
に直流電流を通電させて濁水内にアルミニウム等のイオ
ンを溶出させ、このアルミニウムイオン等と濁水内の懸
濁物とが結合しかつ沈殿することによって濁水浄化を図
っている。
【0004】この濁水に例えばカルシウム分が多く含有
されている場合には、陽極で起こる酸化反応によりその
陽極の表面に炭酸カルシウム等のスケールが付着する。
このスケールは電気分解を阻害し、濁水の浄化の効率を
低下させるものである。
【0005】従って、電気分解装置は電極に付着したス
ケールの定期的、あるいは非定期的な除去作業を必要と
する。通常、スケール除去作業は人力による剥落作業や
薬品による洗浄作業により除去されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
のスケール除去作業はかなりの手間を要するものであ
り、また、コストも高いものであった。そこで、スケー
ル除去作業の頻度をできるだけ低下させることのできる
電解式濁水処理装置における電極スケール防止方法(以
下、「電極スケール防止方法」と称する。)が既に提案
されている。この電極スケール防止方法は、電極板に一
定時間毎に印加する直流電圧の極性変換を行うことによ
ってスケールが電極板に付着し難くしたものである。
【0007】しかし、この電極スケール防止方法は、長
期的に継続して使用された場合には最終的にスケールが
電極板に付着するものである。そして、このスケールの
除去は従来の人手による落剥作業や薬品洗浄作業に依存
するものであった。
【0008】本発明の目的は、電極に付着したスケール
を適切に除去することのできる電気分解装置を提供する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、被電気分解液
で満たされた電解槽内に陽極と陰極とからなる電極を浸
し、前記陽極と前記陰極との間に直流電流を通電させて
電気分解を行う電気分解装置であり、前述した技術的課
題を解決するために以下のように構成されている。
【0010】すなわち、本発明は、交流を供給する交流
電源と、前記交流電源から供給された交流を直流に変換
する整流器と、前記陽極と前記陰極との間を通電させる
電流を、前記整流器により整流された直流電流、または
前記交流電源から供給された交流電流のいずれか一方か
らいずれか他方に切り換える切換スイッチとを備え、前
記切換スイッチが前記陽極と前記陰極との間に交流電流
を通電させる状態にされた際に、前記電気分解により前
記陽極と前記陰極との少なくとも一方に付着したスケー
ルが除去されることを特徴とする。
【0011】以下、この発明の構成要素を個別に説明す
る。電極は1組以上あれば良く、複数組設けられていて
も良い。交流電源には、例えば商用電源や交流を発電し
得る各種の発電機が挙げられる。
【0012】整流器は、交流電源から供給された交流を
直流に変換し得る限りその構成を問わない。この整流器
を構成する素子には、例えば、ダイオード、サイリス
タ、トランジスタ、ICまたはLSI等が用いられる。
【0013】切換スイッチは電極に供給される電流を直
流電流または交流電流のいずれかに切り換えることがで
きればどのように構成されていても良い。なお、本発明
の電気分解装置はその用途は問わないが、主として工事
排水等の土粒子懸濁水やセメント系排水の浄化、上下水
道における濾過工程の前処理としての電解、降雨等によ
る土砂流出濁水や土木建築工事に伴う閉鎖性水域の浄化
等に際しての電解処理に用いられるものである。
【0014】ここで、被電気分解液とは、本発明の電気
分解装置を使用する際に電解槽を満たす液体であり、例
えば上述した土粒子懸濁水、セメント系排水、土砂流出
濁水、上下水道への放流水、または電解質溶液等が含ま
れる。もっとも、これらは例示であり、本発明の電気分
解装置の用途に応じて用いられる各種の被電気分解液も
含まれる。
【0015】さらに、本発明の電気分解装置は電気集塵
機、ボイラー配管、イオン水製造器または水の磁気処理
等に応用することも可能である。 (本発明の付加的構成要素)本発明は以上説明した必須
の構成要素からなるが、以下に説明する構成要素を付加
した場合であっても成立する。
【0016】すなわち、前記切換スイッチには、所定時
間毎に前記陽極と前記陰極との間を通電する交流電流ま
たは直流電流のいずれか一方をいずれか他方に切り換え
る制御装置が設けられていても良い。この場合には、所
定時間経過毎に電極に付着したスケールの除去を自動的
に行うことが可能となる点で好ましい。なお、所定時間
の設定は適宜変更可能である。
【0017】また、電流密度2mA/cm2以上の直流
電流を前記陽極と前記陰極との間を通電させて前記電気
分解を行った後、前記切換スイッチを切り換えて前記陽
極と陰極との間に前記交流電源から供給された交流電流
を通電させるようにしても良い。
【0018】以上説明した本発明の電気分解装置による
と、陽極と陰極とからなる電極を被電気分解液で満たさ
れた電解槽内に浸し、切換スイッチを陽極と陰極との間
に直流電流を通電させる状態にした後、交流電源から交
流を供給させる。この交流は整流器において直流に変換
され、電解槽内の陽極と陰極との間には直流電流が被電
気分解液を介して通電する。これにより被電気分解液が
電気分解される。
【0019】この後、例えば電気分解により陽極と陰極
との少なくとも一方にスケールが付着し始めた際に、切
換スイッチを陽極と陰極との間に交流電流を通電させる
状態に切り換える。すると、電極に交流電源から交流が
供給され、陽極と陰極の間に被電気分解液を介して交流
電流が通電し、陽極と陰極との少なくとも一方に付着し
たスケールが除去される。
【0020】また、切換スイッチに制御装置を設けた場
合には、所定時間経過毎に切換スイッチが切り換えら
れ、陽極と陰極との間を直流電流及び交流電流が交互に
通電する。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電気分解装置に好
適な実施の形態を図を用いて更に説明する。図1には本
発明の実施の形態に係る電気分解装置が符号10で示さ
れている。
【0022】本実施の形態における電気分解装置10
は、土木工事排水等の土粒子懸濁水の浄化に係るもので
あり、交流電源1と、可変抵抗器2と、切換スイッチ3
と、整流器4と、電極を構成する陽極5及び陰極6と、
電解槽7とから構成されている。
【0023】交流電源1は、可変抵抗器2と切換スイッ
チ3とに接続されている。この交流電源には商用電源が
用いられている。もっとも、各種の交流発電機が用いら
れていても良い。
【0024】可変抵抗器2は交流電源1に接続され、負
荷への印加電圧の大きさを制御するようにされている。
切換スイッチ3は、整流器4に接続される直流スイッチ
Aと、陽極5及び陰極6に接続される交流スイッチBと
を有している。
【0025】この切換スイッチ3は、直流スイッチAの
「入」時には交流電源1、可変抵抗器2、整流器4、陽
極5及び陰極6からなる電子回路を構成するようにされ
ている。これに対し、交流スイッチBの「入」時には交
流電源1、可変抵抗器2、陽極5及び陰極6からなる電
気回路を構成するようにされている。
【0026】この切換スイッチ3には制御装置8が設け
られている。この制御装置8は予め設定された直流スイ
ッチAと交流スイッチBとの切り換え時間を有してお
り、この切り換え時間経過毎に切換スイッチ3を自動的
に切り換えるようにされている。
【0027】整流器4は、サイリスタブリッジによる全
波整流回路が用いられており、前記したように直流スイ
ッチAに接続され、さらに陽極5及び陰極6にも接続さ
れている。
【0028】陽極5及び陰極6には短冊状のアルミニウ
ム板等が用いられている。この陽極5と陰極6とは、被
電気分解液であるカルシウム分を多く含む土木工事排水
等の土粒子懸濁水が満たされた電解槽7にそれぞれ浸さ
れている。なお、この陽極5と陰極6とは鉄等の他の金
属を用いて形成されたものであっても良い。
【0029】このような電気分解装置10によると、例
えば、切換スイッチ3の直流スイッチAの「入」状態に
おいて、交流電源1から交流電流を供給させる。する
と、この交流電流は直流スイッチAを通じて整流器4に
通電し直流電流に整流される。
【0030】そして、整流された直流電流は陽極5と陰
極6との間を被電気分解液を介して通電する。これによ
り、陽極5のアルミニウム等が溶出し被電気分解液内に
アルミニウムイオン等が発生する。このとき、被電気分
解液内の懸濁物質は表面電荷が陰であるため陽イオンで
あるアルミニウムイオン等との間で電気的に中性化し、
この中性化した粒子同士が引力により結合する。
【0031】この結果、被電気分解液中の懸濁物質が団
粒化して電解槽7の底に沈降する。これによって被電気
分解液が清澄化される。この被電気分解液の清澄化に伴
い陽極5には炭酸カルシウム等のスケールが付着し始め
る。
【0032】陽極5と陰極6との間における直流通電の
開始から所定時間が経過すると、制御装置8が作動し切
換スイッチ3を切り換える。すなわち、切換スイッチ3
の直流スイッチAを「切」状態にするとともに交流スイ
ッチBを「入」状態にする。これにより、交流電源1か
ら供給される交流電流は切換スイッチ3を介して陽極5
と陰極6との間を通電する状態になる。
【0033】すると、スケールの付着した陽極5及び陰
極6の極性が短い間隔で交互に極性変換する状態とな
る。このとき、陽極5の極性が正から負になることによ
り水素ガスの還元及び腐食作用が生じて陽極5であるア
ルミニウム板等が溶出される。これと同時に陽極5と陰
極6とに存するスケールの成因となる要素が破壊され
る。これらによって陽極5からスケールが剥落する。
【0034】この交流電流の通電開始から所定時間が経
過すると、再び制御装置8が作動して切換スイッチ3の
交流スイッチBを「切」状態にするとともに直流スイッ
チAを「入」状態にする。これによって陽極5と陰極6
との間に再び直流電流が通電し被電気分解液の清澄化が
図られる。このように適切にスケールを除去しながら被
電気分解液の浄化が行われる。
【0035】ところで、被電気分解液の清澄化の際に、
電流密度が2mA/cm2以上の直流電流を用いて行う
と、単位面積当たりのアルミニウム溶出量が多くなり、
その後に行われる交流電流の通電によるスケール除去効
果が増大する。
【0036】以上説明した本実施の形態における電気分
解装置10によると、陽極5と陰極6との間を直流電流
を通電させて電気分解を行い、所定時間が経過すると制
御装置8が切換スイッチ3を切り換えて陽極5と陰極6
との間に交流電流を通電させる。これにより陽極5に付
着したスケールを剥落させることができる。なお、スケ
ールは陰極6に付着する場合もあり得るが、この場合で
も陰極6に付着したスケールを剥落させることができ
る。
【0037】このように、陽極5に付着したスケールは
電気分解装置10の動作において所定時間経過毎に自動
的に除去されるため、従来のような人手によるスケール
の剥落作業や薬品による洗浄作業が不要となる。
【0038】従って、従来におけるスケール除去作業に
おいて必要とされていた手間とコストとの低減を図りつ
つ適切にスケールを除去することができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気分解
装置によれば電極に付着したスケールを適切に除去する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における電気分解装置を
示す説明図。
【符号の説明】
1 交流電源 3 切換スイッチ 4 整流器 5 陽極(電極) 6 陰極(電極) 7 電解槽 8 制御装置 10 電気分解装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林原 茂 東京都千代田区富士見二丁目10番26号 前 田建設工業株式会社内 (72)発明者 塩入 正章 長野県長野市篠ノ井御幣川1095 株式会社 前田製作所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被電気分解液で満たされた電解槽内に陽
    極と陰極とからなる電極を浸し、前記陽極と前記陰極と
    の間に直流電流を通電させて電気分解を行う電気分解装
    置であって、 交流を供給する交流電源と、 前記交流電源から供給された交流を直流に変換する整流
    器と、 前記陽極と前記陰極との間を通電させる、前記整流器に
    より整流された直流電流、または前記交流電源から供給
    された交流電流のいずれか一方を他方に切り換える切換
    スイッチとを備え、 前記切換スイッチが前記陽極と前記陰極との間に交流電
    流を通電させる状態にされた際に、前記電気分解により
    前記陽極と前記陰極との少なくとも一方に付着したスケ
    ールが除去されることを特徴とする電気分解装置。
  2. 【請求項2】 前記切換スイッチには、所定時間毎に前
    記陽極と前記陰極との間を通電する交流電流または直流
    電流のいずれか一方をいずれか他方に切り換える制御装
    置が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の
    電気分解装置。
  3. 【請求項3】 電流密度2mA/cm2以上の直流電流
    を前記陽極と前記陰極との間を通電させて前記電気分解
    を行った後、前記切換スイッチを切り換えて前記陽極と
    陰極との間に前記交流電源から供給された交流電流を通
    電させることを特徴とする請求項1または2に記載の電
    気分解装置。
JP2568896A 1996-02-13 1996-02-13 電気分解装置 Pending JPH09220577A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001137891A (ja) * 1999-11-11 2001-05-22 Kurita Water Ind Ltd スケール防止方法
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JP2005211725A (ja) * 2004-01-27 2005-08-11 Separeetaa Syst Kogyo Kk 還元水の生成装置
US9986600B2 (en) 2010-07-22 2018-05-29 Koninklijke Philips N.V Prevention or reduction of scaling on a heater element of a water heater

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