JPS5850557B2 - 汚染された液体の電気化学的浄化方法ならびに装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は汚染された液体の浄化に関するものであり、特
に汚染された液体の電気化学的浄化方法ならびに装置に
関する。

本発明は有機物質、機械的な懸濁物、界面活性剤などで
汚染された液体の浄化に利用することができる。

本発明は重合体および石油製品や１．油脂を含む廃水で
汚染された液体の浄化に特に有用である。

汚染された液体の浄化のためのすべての先行技術方法の
中で、電気浮選法および電気凝固法のような液体の電気
化学的浄化方法がその高性能能力のために最近量も広く
用いられ且つその用途が次第に広がりつつある。

不連続的または連続的に行われる液体の電気化学的浄化
方法は当業界で公知である。

連続的方法の方がより有望と考えられる。汚染された液
体の電気化学的浄化装置（ソビエト連邦発明者証第４０
７，８４４号）の操作の説明中に記載された方法では、
汚染された液体の電気化学的浄化は、汚染された液体を
電気凝固室内で電極間および電極上の空間中で電極の酵
解生成物と混合し、その後その生成した泡沫およびスラ
ッジを沈降室内で浄化液体と分離することによって達成
される。

上記方法を実施するための（上記発明者証記載の）装置
は、電気凝固室を収容し且つ電気凝固室と連通ずる沈降
室と、電気凝固室の底部に置かれた１組の可溶性電極と
から成る。

電気凝固室は可溶性電極より下に置かれた、汚染された
液体の供給用導入管を含み、沈降室は浄化された液体を
排出するための浄化液体排出管を含む。

浄化過程において、電解用添加剤（塩酸、塩化ナトリウ
ム）を含む汚染された液体を、電流が印加されている可
溶性電極中を通して流す。

この結果、可溶性電極金属の水酸化物が生成し、この水
酸化物が被浄化液体中に含まれている不純物を凝固させ
る。

上記液体は電気凝固室から沈降室中へ流入し、そこで泡
沫およびスラッジが液体から分離された後、泡沫、スラ
ッジおよび浄化液体は別々に排出される。

被浄化液体は、電極中を流れるとき、電極を汚染し、電
極の不動態化を促進し、その結果消費電力が増し、電極
をしばしば清掃せねばならなくなり、すなわち最終的に
は装置の効率が低下する。

当業界で公知の、汚染された液体の電気化学的浄化方法
および装置（特開昭５２−１４３，９７３号）は電気凝
固室が凝固剤を生成するためにのみ働き、このため清浄
な電解液を電気凝固室中へ供給し、また液体の浄化は第
２室で行い、第２室中へ被浄化液体を供給し、この第２
室内で、被浄化液体を、電気凝固室から供給される凝固
剤含有電解液と混合することを特徴とする。

この方法および装置は電極表面の汚染を大いに減少させ
るが、電極の凝固能力および浮選能力の利用がかなり低
下する。

それは、電解液が電気凝固室から沈降室へ流れるとき、
可酵性電極表面上で生成する凝固剤（可溶性電極金属の
水酸化物）と気泡とが集合し、それらの比表面積が減少
するので凝固能力および浮選能力が損われるからである
。

上記の因子は装置の効率に悪影響を与える。

その上、かかる装置を設置するには、ソビエト連邦発明
者証第４０７．８４４号記載の、同様な効率の装置より
も大きい面積が所要となる。

汚染された液体を可溶性電極の上方に置かれた導入管を
通して電気凝固室中へ供給し、清浄な電解液を電極間を
通る上昇流として送ることを特徴とする、液体の電気化
学的浄化方法および装置も当業界で公知である。

汚染された液体と電極の酵解生成物との混合は電極上方
の空間中でのみ行われるにれを実施するための方法およ
び装置は、本質的に電極の汚染なしに液体の浄化を行い
且つ凝固能力および浮選能力の低下が少ないことを特徴
とする。

上記の方法および装置の効率は上記特開昭５２−１４３
，９７３号公報記載の方法および装置の効率より高い。

例えば、汚染された液体の電気化学的浄化のための装置
（ソビエト連邦発明者証第６４４，７３８号）の操作の
記載から公知の方法は、汚染された液体を電気凝固室内
の可溶性電極より上方で電極の酵解生成物を含む電解液
上昇流と混合した後、生成した泡沫およびスラッジを沈
降室内で浄化液体と分離することから成る。

上記方法を実施するための（上記発明者証記載の）′装
置は、沈降室内部に置かれ、底部に１組の可溶性電極を
備えた電気凝固室と再循環管によって連通されている沈
降室、電気凝固室中へ汚染された液体を供給するための
汚染液体導入管および沈降室から浄化された液体を排出
するための浄化液体排出管から戒る。

凝固室中へ汚染された液体を供給するための汚染液体導
入管は可溶性電極の上方に配置される。

上記汚染液体導入管は浄化の過程で可溶性電極の表面を
汚染する可能性のないような距離に電極から隔置されね
ばならない。

かくして、導入管が円筒形の場合には、この距離は（１
〜７）ｄ（ここでｄは導入管の直径である）でなければ
ならない。

上記の方法の主な欠点は、電気凝固室内へ汚染された液
体を供給するための汚染液体導入管と可溶性電極との間
で凝固剤および気泡の強力な集合が起こり、この集合が
電解液流の乱流によって弓き起こされることから成る。

同時に、汚染液体導入管と電極との間の距離の減少は、
好ましくない電極の汚染を生じる。

このため上記装置および装置によって実施される方法の
両方の能力が制限される。

本発明の１つの目的は、電気凝固室に設けられた電極の
溶解生成物のより完全な利用ならびに汚染された液体中
に含まれる添加物の凝固の強化によって効率を増強する
ことができる、汚染された液体の電気化学的浄化方法な
らびに装置を提供することである。

上記目的は、電気凝固室内に設けられた可溶性電極を通
る上昇流として電解液を流し、汚染された液体を電気凝
固室内の可溶性電極より上方において電極の溶解生成物
を含む上昇電解液流と混合し且つ生成した泡沫およびス
ラッジを沈降室内において浄化液体と分離することから
成る汚染された液体の電気化学的浄化方法において、本
発明により、混合される両流の温度を異なる温度にし、
汚染された液体流を加熱するが電解液流を冷却すること
を特徴とする浄化方法によって達成される。

温度の異なる液体の混合は両液体の温度が同じ場合より
も強力に起こり、凝固速度の増加による浄化方法の効率
の増加という事実をもたらす。

さらに、加熱された汚染液体を電極の上端からより少な
い距離の所で電気凝固室中へ供給することができるので
、混合に利用されない電気凝固室容積が少なくなり、か
くして凝固用粒子および気泡の集合の強さが減少する。

この因子は電極の溶解生成物のより完全な利用ならびに
電力消費の減少を与える。

種々の試験を行った結果、汚染液体を４０〜８０℃に加
熱し且つ電解液を５〜２５℃に冷却するのが最も好まし
いことがわかった。

上記の本発明の目的はまた、浄化された液体を排出する
ための浄化液体排出管を有する沈降室であって、沈降室
内部に置かれ且つ底部の１組の可溶性電極と汚染された
液体を供給するための汚染液体導入管と電解液を供給す
るための電解液導入管とを備えた電気凝固室と連通して
いる沈降室から戒る、本発明の方法を実施するための装
置において、本発明により、汚染液体導入管が加熱器に
連通しており且つ電解液導入管が冷却器に連通している
ことを特徴とする装置によっても達成される。

以下、本発明の正しい性格を、添付図面を参照して装置
の変形の詳細な記載ならびに本発明の方法の実施例によ
って説明する。

本発明の汚染液体の電気化学的浄化方法は下記のように
実施される。

電気凝固室中へ供給される汚染液体流は４０〜８０℃の
温度に加熱されるが、電解液流５〜２５℃の温度に冷却
される。

次に、電気凝固室内の可溶性電極より上方で、上記加熱
された汚染液体流が電極の溶解生成物を含む冷却された
電解液の上昇流と混合される。

生成した泡沫およびスラッジは沈降室内で分離される。

上記方法を実施するための（添付図面に示した）装置は
内部に置かれた電気凝固室２と連通している沈降室１を
有している。

電気凝固室２の底部には１組の可溶性プレート、例えば
アルミニウム電極３と汚染液体を供給するための汚染液
体導入管４と電解液を供給するための電解液導入管５と
が配置されている。

沈降室１には、浄化された液体を取り出すための浄化液
体取り出し管６が設けられている。

汚染液体導入管４は加熱器７と連通し、電解液導入管５
は冷却器８と連通している。

混合器９は電解液調整の役目をする。

図面には装置から泡沫を除去する装置１０も示しである
。

上記装置の作動は下記の通りである。

汚染液体の浄化を行う前に、電気凝固室２および沈降室
１を、少量の塩酸または塩化ナトＩＪウムを含む工業用
水である電解液で満たす。

電極３に直流電流を印加する。

電流が電極中および電解液中を通るときアルミニウム水
酸化物および気泡が上記電極３の表面上で生成し、電気
凝固室２の頂部へ向かって浮上する。

電極３への電流印加から２５〜３０秒後、加熱器７によ
って温度４０〜８０℃に加熱された汚染液体を汚染液体
導入管４から電気凝固室２中へ供給する。

汚染液体とアルミニウム水酸化物との相互作用によって
汚染液体中に含まれている不純物が凝固して集合体とな
り、気泡によって電気凝固室２の上方へ運ばれる。

このように処理された液体は沈降室１中へ送られ、そこ
でスラッジおよび泡沫と分離される。

泡沫は次に装置１０で除去されるが、浄化された液体は
浄化液体取り出し管６から沈降室外へ取り出される。

本発明の装置に汚染液体加熱用加熱器７および電解液冷
却用冷却器８を設けたことにより、汚染液体導入管４と
電極３との距離を短縮することができ、且つ汚染液体と
電解液との混合操作を強化することができる。

これらの因子は装置のより高い効率および電力消費の減
少の両方を保証する。

例えば、直径０．３ｍ、高さ３ｍの円筒形電気凝固室２
と直径１．２ｍ、高さ１．１ｍの円筒形沈降室１とを有
する汚染液体用電気化学的浄化装置を考えてみよう。

電気凝固室２の底部中、電解液導入管５から２ｄの距離
のところに全表面積が３−の１０対のアルミニウムプレ
ート電極３を配置する。

汚染液体導入管４の曲端には加熱器７を配置し、電解液
導入管５の曲端には冷却器８を配置する。

電極電圧１０Ｖ、汚染液体温度６０℃の場合、本装置は
上記浄化前に２０００ｍ９／１以上の有機不純物を含ん
でいた液体を７．２７ｎ″／ｈの”速度で所定浄化度（
６〜３６ｍ９／ｌ）に浄化した。

電力消費は１．４ｋＷ、ｈ／７ｒｔであり、アルミニウ
ム消費は８６ｇ／７Ｆ＋３であった。

装置から排出された浄化液体および泡沫生成物の計算お
よび分析の結果、アルミニウム水酸化物はその全量の９
２〜９８％の量が利用されたことがわかった。

同時に、電気化学的浄化法における汚染液体と電解液と
の温度が等しい、ソビエト連邦発明者証第６４４，７３
８号記載の装置を用いて同じ汚染液体の精製を行ったと
ころ、特性データは次の通りであった。

浄化速度 ５．２〜６ｍ３／ｈ電力消費
２．５ ｋＷ 、 ｈ ／ ｍ’アルミニウミ
消費 １６０，９／ｍ３ 浄化のためのアル ５５〜６０％ ５〜６０％ミニラ ム用率 以下、本発明の方法の特別な実施例で本発明をさらに説
明する。

実施例 １ 本発明により、汚染液体の浄化を次のようにして行った
。

２４００■／ｌの乳化された油を含み、粘度０．７２．
１０”Ｎ、Ｓ／ｒｎ：、密度０．９８０ ｇ／ｃｄの汚
染液体を温度４０℃に加熱した。

少量の塩酸添加物を含む工業用水である電解液を温度５
℃に冷却し、これを電圧１０Ｖの直流電流が印加されて
いる可醇性アルミニウム電極間を通過させた。

１時間後７． Ｏｔｒｉ’／ ｈの汚染液体が浄化され
た。

１０．０〜２４．０ｒｌ１９／ｌの添加物を含む浄化液
体が沈降室から取り出された。

浄化度は９９．２〜９９．８％であった。

次表は初期の不純物含量が２４００■／ｌの切削液の浄
化の例を示す、本発明の汚染液体浄化方法の実施例２〜
９を示す。

表中に示した実施例のすべてにおいて、浄化液体中の不
純物含量は６〜３６ｍ９／７であった。

表から明らかなように（実施例６）、本発明の装置は汚
染液体を温度６０℃に加熱し且つ電解液を温度２０℃に
冷却するとき最高の浄化速度を有する。

汚染液体の温度を８０℃より上げると、その密度および
粘度が低下し、その結果として気泡の大きさが増し且つ
その浮選能力の低下を来たす。

９０℃より高温では、汚染液体中で激しい気化が起こり
、この気化のため不純物の凝固過程が急激に低下する。

本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、且つ
本発明の範囲および精神から逸脱することなく本発明の
方法および装置の数多くの変更や変化が可能であること
は言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

添付図面は汚染された液体の電気化学的浄化方法を実施
するための装置の概略図である。 図中、１は沈降室、２は電気凝固室、３は可溶性電極、
４は汚染液体導入管、５は電解液導入管、Ｉは加熱器、
８は冷却器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気凝固室内に設けられた可溶性電極を通して電解
   液を流すこと、汚染された液体を上記電気凝固室内の上
   記可溶性電極より上方で上記可溶性電極の酵解生成物を
   含む電解液の上昇流と混合させること、生成した泡沫お
   よびスラッジを沈降室内で分離することを含む汚染され
   た液体の電気化学的浄化方法において、汚染された液体
   の流れを加熱するが電解液流を冷却してその混合される
   ２つの流れの温度を違わせることを特徴とする方法。 ２ 汚染された液体を４０〜８０℃の温度に加熱し、電
   解液を５〜２５８Ｃの温度に冷却することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 浄化された液体を排出するための浄化液体取り出し
   管６を備えた沈降室１を有し、この沈降室はその内部に
   置かられた電気凝固室２と連通しており、電気凝固室２
   がその底部に置かれた１組の電極と電気凝固室２中へ汚
   染された液体を供給するための汚染液体導入管４と電解
   液を供給するための電解液導入管５とを備えている、汚
   染された液体の電気化学的浄化装置において、汚染液体
   導入管４が加熱器７と連通しており且つ電解液導入管５
   が冷却器８と連通していることを特徴とする装置。