JPS60147209A - 電気浸透脱水機の電極 - Google Patents

電気浸透脱水機の電極

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JPS60147209A
JPS60147209A JP59004066A JP406684A JPS60147209A JP S60147209 A JPS60147209 A JP S60147209A JP 59004066 A JP59004066 A JP 59004066A JP 406684 A JP406684 A JP 406684A JP S60147209 A JPS60147209 A JP S60147209A
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JP
Japan
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electrode
beads
volume
resin
graphite
Prior art date
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Pending
Application number
JP59004066A
Other languages
English (en)
Inventor
Yusuke Ito
祐介 伊藤
Taizo Shinohara
篠原 泰三
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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  • Filtration Of Liquid (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
□ この発明は、例えば下水処理場における活性汚泥処
理により生じた余剰汚泥等を被脱水処理物として電気浸
透と加圧濾過を同時に行う電気浸透式脱水機の電極に関
する。 この種の電極は脱水運転中に機械的な圧搾荷重とともに
電気化学的な腐食を受け易いことから、電極としての導
電性が良いことに加え、耐食性。 機械的強度にも優れていることが望まれる。
【従来技術とその問題点】
電気浸透脱水を応用して泥漿を連続式に脱水処理する電
気浸透式脱水機として、例えば第1図のごとき構成のも
のが知られている。図において、1はスプロケット2に
張架された陽極側の電極部材を兼ねたエンドレスプレス
ベルト、3は前記ベルト1に対向してスプロケット4に
張架された汚水透過□用のフィルタベルト、5はフィル
タベルト3の移動経路に沿って固定設置された前記の陽
極に対向する陰極側電極、6はベルト駆動モータであり
、前記プレスベルト1とフィルタベルト3との対向面域
に泥漿搬送通路7が画成され、さらに泥漿搬送通路70
入ロ側には泥漿供給ホッパ8を設置し、これ等で脱水機
本体を構成している。また前記の陰極電極5を接地側と
して相手電極αqのプレスベルト1には直流電源装置9
が接続されている。なお10は系外へ通じる濾水受皿、
11は脱水ケーキ回収容器である。 上記第1図の構成で、ホッパBから泥WIIll送通路
7へ被脱水処理物としての泥漿12を送り込むとともに
、一方では駆動モータ6を運転し、泥漿12を搬送道路
内でサンドウィンチ状に挟んで出口へ向けて矢印P方向
へ搬送しつつ、電源装置9より給電を行えば、泥漿12
には機械的な圧搾力に加えて対向電極間に形成された電
場が作用し、泥漿に含まれている水は正に帯電されて陰
極側に流動し、この電極部材へ放電するとともに、フィ
ルタベルト3および陰極5の透孔を透過して脱水される
いわゆる電気浸透脱水が行われることになる。なおフィ
ルタベルト3を透過した濾水は濾水受皿1oへ滴下し、
ここから系外へ排水される。これに対し脱水された泥漿
番よケーキ化され、脱水ケーキ】2゛となって通路7の
出口より送り出され、スクレーバ13を経て回収容器1
1へ回収される。かくして含水率の高い汚泥等の泥漿は
連続式に脱水処理されて例えば含水率50%以下の脱水
ケーキとなる。この脱水ケーキは焼却処分ないしはコン
ポスト化して肥料に再利用される。 ところで、上記脱水機に採用されている従来の電極は、
金属板あるいは炭素焼結板で作られていた。しかしてス
テンレス鋼、ニッケル網等の金属板からなる電極は、運
転中の通電によりイオン化して泥漿へ熔出し、長期使用
の間に消耗する。その値ばIA/dII!2のili電
条件で通電量当たりのM量減少が5×101〜s x 
1o−’ g /g;と大き(て寿命が短く、かつ特に
ステンレス鋼は組成成分である ?クロムが溶出して2
次公害を引き起こすおそれもあり、汚泥脱水機の電極と
しては不通である。なお同じ金属でも例えば白金は通電
による消耗もなく、かつ導電性にも優れているが極めて
高価であるので経済的な面で不適である。これに対して
炭素焼結板は通電による消耗は少ないが、機械的な強度
が低いために使用中の圧搾荷重によりひび割れなどが生
じ易い。 このために、発明者による新しい試みとして、例えばカ
ーボン繊維の導電性aaraと合成樹脂および必要によ
り導電性充てん材を混合して加圧成型した電極を開発し
た。次にこの電極を具体的に述べる。すなわち電極基材
の材料としてカーボン繊維と、黒鉛粉末と、フェノール
樹脂を用い、配合1 (フェノール樹脂50体積%、黒
鉛25体積%、カーボン繊維25体積%)、配合H(フ
ェノール樹脂50体積%、J!4鉛20体積%、カーボ
ン繊維30体積%)、配合■(フェノール樹脂50体積
%、カーボン繊維50体積%)の3M類の配合について
各材料を混練乾燥した後に、加圧成形(金型温度170
℃、硬化時間10分、成形圧力300Kg/c4) し
て円板状の板を作成し、この板から所定寸法の電極を切
出した。 次にかかる電極について、電気浸透脱水機に組込んで実
機N転した後にN極を取外してその体積抵抗、電極の摩
耗量、外観等を調べてその特性評価を行った。 上記テスト結果から得た特性評価を表−1に示す。 上記表=1から判るように、カーボン繊維、フェノール
樹脂、黒鉛の導電充てん材を選択的に配合して加圧成形
された電極は、導電性においてその体I!!抵抗が1Ω
−cmJd、下で実用的には従来の炭素焼結電極と比べ
て遜色がなく、かつ曲げ強度については炭素焼結板の曲
げ強度’5Kg/mm2に比べて大幅に強化でき、実機
運転の結果からもひび割れ等の発汁は見られないことが
確認されている。 しかも成形法によって製作されるので、在来の炭素焼結
電極、金属製の電極と比べて製作コストを低減てきる。 しかしながら、上記のような利点のある反面、カーボン
繊維1合成樹脂、黒鉛等の導電充てん材の配合材料を加
圧成形して作られた電極は耐摩耗性が低く、実機運転時
に電極に加わる圧搾の機械的応力によって摩耗が生じ、
このために比較的寿命が短い難点のあることが明らかに
なりた。また完配した組成配合で加圧成形された板材に
ついて調べると、特に黒鉛、カーボン繊維が板材の全域
に均等に流動分布してなく、特に板材の周域部分では殆
どが合成樹脂のみで占められ、導電性を与えるカーボン
繊維、黒鉛の分布が少ないことが見られる。この原因は
黒鉛、カーボン繊維の流動性が合成樹脂に比べて低いた
め、加圧成形時には流動性の良い樹脂分のみが早(金型
内の隅々まで流動してしまうことにあると考えられる。 このために加圧成形によって得た板材から所定寸法の電
極を切出す場合の歩留りが低く、かつ均一な品質の電極
が得られない不具合もある。
【発明の目的] この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、前記した電極をさらに改良し、実機運転使用に伴う機械的応力による摩耗が少なく、また電極を作成する際の加圧成形工程で各組成成分が金型内の全域へ均等に流動して品質、特性の向上も図れるようにした電気浸透脱水用として必要な電気的特性を満足し、しかも運転時の圧搾荷重にも十分耐える機械的強度を備えた耐久性の高い電極を得ることを目的とする。 【発明の要点】
上記目的を達成するために、この発明は導電性繊維1合
成樹脂のほかにガラス、セラミック等の硬質材ビーズを
配合した混合物を加圧成形することにより、ビーズの高
い硬度と表面の潤滑性を生かして電極の耐摩耗性を向上
させるとともに、加圧成形時にはビーズが抵抗体となっ
て材料全体の実効流動粘度を高め、これにより成形圧力
下で各組成成分を金型内の末端まで安定よく流動させて
 7均等な組成分布の電極板が作れるようにしたもので
ある。
【発明の実施例】
次にこの発明の実施例を述べる。 実施例(1);電極基板の組成材料として短繊維のカー
ボン繊維、黒鉛粉末、フェノール樹脂のほかに粒径30
μmのガラスピーズを用い、配合I (フェノール樹脂
50体積%、黒鉛25体積%、カーボン繊維20体積%
、ガラスピーズ5体積%)、配合■(フェノール樹脂5
0体積%、黒鉛20体積%、カーボン繊維20体積%、
ガラスピーズ10体積%)、配合■(フェノール樹脂5
0体積%、カーボン繊維45体積%、ガラスピーズ5体
積%)との3 ft類の配合について、各材料を混、練
、乾燥した後に、加圧成形(金型温度170℃、硬化時
間10分、成形圧力300Kg/CIA) L、、て円
板状の板を作成し、この円板から所定寸法の角型の電極
を切出した。第2図はその電極板を示したものであり、
14は合成樹脂、15はカーボン繊維、16は黒鉛粒子
、17がガラスピーズを示す。 実施例(2);実施例(11のフェノール樹脂を不飽和
ポリエステル樹脂に代え、かつ粒径45μmのガラ−1
−++”# 1−fll+−′ff1iflF /J!
 II ? −’j 二 ll+ itJ Tna M
olに積%、黒鉛25体積%、カーボン繊維20体積%
、ガラスピーズ5体積%)、配合’V (ポリエステル
樹脂50体積%、黒鉛20体積%、カーボン繊維10体
積%、ガラスピーズ10体積%)、配合■(ポリエステ
ル樹脂50体積%、カーボン繊維45体積%、ガラスピ
ーズ5体積%、)の各配合の材料について、混線、乾燥
した後に加圧成形(金型温度140℃。 硬化時間5分、成形圧力300Kg/c+J) して実
施例(11と同様な電極を作製した。 次に上記各実施例の各配合I〜■で作られた電−極につ
いて、その加圧成形後の板材の検査、′および電気浸透
脱水機に実装置して所定時間実機運転を行った後に電極
を取外して、その体積抵抗、電極の摩耗量等について調
べ、その特性評価を行った。 上記の表−2から明らかなように、ガラスピーズを含ま
ない従来のカーボン繊維入り電極と比べて、ガラスピー
ズの添加により同じ運転条件で摩耗量が半分以上に減少
していることが判る。なお体積抵抗についてば1Ω−c
ra以下であって実用的に殆ど遜色がない。しかも加圧
成形後の板材についての検査結果によれば、板の全域に
亘って樹脂。 カーボン繊維、黒鉛、ビーズの各成分が均一に分散して
おり、この板材から所定寸法の電極を切出す場合にも、
板材の全域を無駄なく使えることになる。これ等の効果
は次記の理由によるものと考えられる。すなわち、まず
耐摩耗性の向上については、硬度の高いガラスピーズの
混合により、電極板の実効表面硬度が増加し、かつガラ
スピーズの表面の平滑性が寄与して電極板の摩擦係数が
軽減されることによるものと推測される。また加圧成形
時の材料の分散性向上については、樹脂を吸収しないガ
ラスピーズが抵抗体となって成形材料としての流動粘度
が適度に高まり、これによって所定の成形圧力で樹脂の
みが他の成分と分離して金型内の末端へ流動してしまう
現象が抑えられ、この結果として各成分が片寄りなく金
型内の全域へ平均的に流動するようになったものと推測
される。 なお、上記実施例+11. f21を含め発明者の行っ
た数多くの実験結果から、十分満足できる電極の耐摩耗
性、加圧成形性を得るには、ガラスピーズの添加量は少
なくとも配合の5体積%以上必要であり、かつその上限
については電極の体積抵抗が1Ω−cmを超えないよう
な範囲、添加量にして約20体積%以内に収めるのがよ
い。またガラスピーズのほかにガラスと同様な硬度と表
面潤滑性を示すセラミックビーズを採用してもよく、か
つこれら硬質材ビーズの粒径については17〜45μm
の範囲のもので所期の目的が達成されることが確認され
ている。さらに、導電性繊維については炭素質の? カーボン繊維、あるいは黒鉛質のカーボン繊維が使用で
き、また導電充てん材としては実施例に示した黒鉛の代
わりにカーボンブランクを、樹脂としては実施例に示し
たフェノール樹脂、ポリエステル樹脂の代わりに他の熱
硬化性樹脂を用いても有効であり、これ等材料の組合わ
せについては電極の要求特性に対応して適宜選択すれば
よい。
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、導電性繊維、樹脂
のほかにガラスピーズ等の硬質材ビーズを加えた混合物
を加圧成形して電極を構成したことにより、導電性1曲
げ強度に加えて運転時の圧搾荷重に対する機械的な耐摩
耗性の向上が図れるほか、併せて加圧成形時の安定した
材料流動性により均質な電極が得られるなど、電極性能
、耐久性および品質面で優れた特性を示す電極を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は電気浸透式税水機の一例を示す概要構成図、第
2図はこの発明の実施例による電極の斜視図である。 1=−陽極側電極兼用のプレスベルト、3−フィルタベ
ルト、5・−陰極側電極、7−泥漿搬送通路、14−合
成樹脂、 15−カーボン繊維、16−黒鉛、17・・
・ガラスピーズ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l)対向電極の間に被脱水処理物としての泥漿を供給し
    、電極間に電圧を印加して泥漿に通電させながら圧搾濾
    過を行う電気浸透式脱水機の電極であって、導電性繊維
    と、合成樹脂と、硬質材ビーズとの混合物を加圧成形し
    てなることを特徴とする電気浸透4税水機の電極。 2、特許請求の範囲第1項記載の電極において、硬質材
    ビーズがガラスピーズないしセラミックビーズであるこ
    とを特徴とする電気浸透脱水機の電極。 3)特許請求の範囲第1項記載の電極において、電極基
    材の組成成分のうち硬質材ビーズが体積百分率で少なく
    とも5%以上含蒙れていることを特徴とする電気浸透4
    税水機の電極。 4)特許請求の範囲第1項記載の電極において、電極が
    導電性繊維2合成樹脂、硬質材ビーズのほかに導電性充
    てん材を含んでいることを特徴とする電気浸透4税水機
    の電極。
JP59004066A 1984-01-12 1984-01-12 電気浸透脱水機の電極 Pending JPS60147209A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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