JPS62210096A - 水処理方法及び水処理装置 - Google Patents

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】 本発明は、家庭用及びその他の用途のための、汚染水の
処理に関する。

多くの１市や町の上水道は不純物を含んでおり、濁って
いるものもある。潅厩用水路や農場用貯水池から、ある
いは直接河川から引かれた水は、処理を行って不純物を
除去してはじめて家庭用及びその他の用途に適うように
なる。

従来の処理方法としては、薬品の添加又は不添加を伴う
が過が挙げられる。フィルターを単独で用いた場合には
、微細な懸濁物や色素を通過させてしまい、水は・″、
つったままであるため、不４−分な場合か多い。１【年
一般的に用いられた水処理方法は、硫酸アルミニウムを
木に添加することである。３（ｌＩｆｉのＡす＋＋“は
陰電荷を・；１？ひた懸濁粒子を凝集せしめるのに効果
があり、したがって濁り水のｌＩＩ＋澄化に有用である
。夾雑物の殆どはわずかに陰’ＩＩＥ荷を（１？ひてい
る。結合した粒子は１次に群をなすか塊りとなって緊密
でない集積物又は綿状物（フロック）となり、処理用タ
ンクの底部に徐々に沈澱する。一定時間後、処理水をタ
ンクから取り出して砂フィルタを用いて濾過し、残留凝
集物が除去される。次に、処理水に更に薬品を加えるこ
とにより、みょうばんの添加によるｐＨの変化が修正さ
れる。

タンクに残されたものはみょうばん凝集物や夾雑物を含
むケル状の含水スラッジである。かかるスラッジは、次
のバッチの水を処理する前に除去しなければならず、ス
ラッジは最終的に廃棄される。

容易に分るように、この化学的方法は高価であるのみな
らず人体にとって危険であり、また装置の保守及びスラ
ッジの廃棄を頻繁に行なうことが必要である。

別の水処理装置も存在するが、この装置では、電流が、
電極により、水を通過せしめられるが、これら従来の電
極は、取り外して汚れを取る必要があった。

更に銅、銀及び鉄のような一定の金属を電極に用いると
、ある汚染物質を除去する効果はあるが、その金属自体
による更なる汚染が生ずる。

したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点を克服又
は実質的に排除する、かかる水を処理するための方法及
び装置を提供することである。

したがって、本発明は一つの広義の形態として、容器に
一定量の未処理水を導入し；アルミニウム電極により、
水にＤＣ又は整流ＡＣ電流を通すことにより夾雑物の少
くともあるものを浮上せしめて水処理し；上記水の表面
から、水中夾雑物の少くとも一部を除去し；更に処理水
の少くとも一部を取り出す工程から成ることを特徴とす
る夾雑物分離除去のための水処理方法を提供するもので
あると言える。

本発明は、その好ましい形態において、無色清澄な清浄
水を得るために薬品の添加や濾過を必要としない。本発
明は、その好ましい形態において、他の公知方法よりも
能率が良く経済的である。

不純水は導電性である。本発明において、水は、それ自
体に直流又は整流化された交流の電流を通じ、いくつか
の不純物を分極化すると共に極く小さい気泡を発生せし
めることにより清澄化される。

この工程中に発生した小さい気泡はタンク中の水全体に
迅速に分散し陽電荷を帯びた粒子のように行動し、陰電
荷を帯びた夾雑物粒子を引きつけ凝塊ないし凝集せしめ
フロックを形成する。多くの夾雑物は水よりも重いが、
本方法においては、殆どの形成物は気体を含有するため
表面に容易に浮」二し、電流を取り除いた後にはほんの
少しの綿状物しか懸濁しておらず、この場合綿状物は水
面へゆっくり浮上するか又は処理タンクの底部に沈゛澱
する。

処理水を取り出す前に浮遊夾雑物を除去するのが好まし
い。

１〜３時間で処理を有効に行うことができるように電流
を十分なアンペア数に設定することが好ましい。

また、電極はアルミニウムから作ることが好ましい。

本発明は、別の広義の形態として、タンク；該タンク中
の複数の電極（ここにおいて、少くとも２個の電極、又
は１個の電極と該タンクがＤＣ又は整流ＡＣ電源に接続
されており、残りの電極は互いに絶縁されている）；」
二記タンクに接続された給水源、上記タンクから水を取
り出すために配備された出水口；及びタンクの底部から
離隔された、タンクから堆積物を除去するための手段か
ら成り、上記電極の少くとも１個がアルミニウム製であ
ることを特徴とする水処理装置を提供するものであると
言−える。

−１，記装置１′置よ、タンク中の水の処理工程中に表
面１−に１７　＋ｌ　した夾雑物を除去するための手段
を有するのか々ｒましい。

電圧及び電流は、好ましくは、水処理が１〜３時間で行
えるように、十分なアンペア数に設定することができる
。

タンク中の水の表面上に浮上した夾雑物を除去するため
の手段は、一つの好ましい形態においては、タンクの一
端の上限上の堰様リップ（ｗｅｉｒ−１ｉｋｅ　ｔｉｐ
）　　（又は相対する端部上の２個の同様の堰様リップ
）であり、このリップはタンクのその他の」−面の周囲
よりも僅かに低くなっているか。

又はタンクを、その一端が他端よりも僅かに低くなるよ
うに、設置することができる。浮遊夾雑物はリング又は
低い方の端部を越えて水面から一掃され、受は器に落ち
て廃棄される。

また、別の好ましい形態においては１手段はその一つと
してスコップ又は除滓装置であってもよい。

実施例のみにより本発明の好ましい形ｙ、Ｔ６を、添付
の図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の態様の断面図の模式図であり、ここで
、電極はすべて電源に接続されている。

第２図は別の模式図であるが、より簡単な態様であり、
この場合タンクは金属で組立てられ、電極の一つとして
作動する。

第３図は本発明の７ｍ様の縦断面図の模式図であり、処
理中の水から除去された夾雑物の収集を示す。

第４図は９個の電極を有する、組立てられた水処理タン
クの斜視図である。

第１図は多数の電極２が組立てられているタンクｌから
なる水処理装置３０を示す。電極２は陽極と陰極が交互
にくるようにして、適当な電源（図示せず）に接続する
ためにそれぞれ相互連結３を有する。電極２はタンク１
の中に配置され、絶縁性支持体４の使用によりタンクや
他の電極と絶縁されている。

第２図はより筒中な態様を示し、ここではタンク１は電
極の一つを形成し、第２の電極２はタンク１の中心部に
配置され、タンクと絶縁されている。この７Ｂ様ではタ
ンクは方形でも矩形でもよく、又は、チューブもしくは
同様な線状電極であるような電極２を有する直立円筒形
でもよい。

第３図においてタンク１には、入水口５．請浄水の出水
口６．堆積物排出口８．堰７及び流し目１５が備えられ
ている。最も低い箇所が堆積物排出口８になるようにタ
ンクｌはごく僅か傾けてもよい。種々の入水口及び出水
口５〜８の位置は。

適宜選択することができる。但し、出水口６はタンクの
底部から約１０ｃｍ上方に、出水口８はタンクの底部に
、さらに入水口５はタンクの端面か側面のどちらかの実
行可能な限り低い位置に設置する。最も低い位置に堆積
物排出口８を設置する目的は、１ノ１水を容易にし、８
四ならばタンク１に時々水を多１．１−に流すためであ
る。

タンク１の端又は側面において入水口５を実行可能な限
り低く設置する理由は入ってくる水が。

直前の処理により、残っている沈Ｖ物をかき乱したり、
それらと混和せしめるためである。出水［Ｊ６をタンク
の底から約１０ｃｍ上方に設置する理由は底に残ってい
る沈澱物を少しもかき乱さずに処理、された清浄水をタ
ンク１から取り出すためである。堰７の役目については
以下に詳細に説明するがタンク１から浮遊滓の除去を容
易ならしめるために堰７はタンク１の上方の他の三辺よ
りも低い地点にあることが必須である。流し目１５は処
理のだめの容器（図示せず）に除去された物質を差し向
けることを目的とする。

第４図において全部で９個の電極２があることが分かる
。かかる態様において、電Ｋｉ２は１着脱自在にタンク
１に取り付けられている絶縁棒２゜に懸吊されている。

このようにして、電極の集合体はタンク１の外部で組立
てて絶縁してタンク１内に設置せしめることができる。

第４図において、９個の電極２は陰極及び陽極に交互に
接続されている。また、外側の電極板４０が一つの極性
にそして他方の外側の電極板４８が他の極性に接続され
るように電極２は接続せしめられ、残りの電極板は絶縁
され、どちらの極にも接ｂ′ｄされないのか好ましい。

かかる配置において、水の・停電性のために、中間の絶
縁板は、外側の２枚の電極板の電位差の間で比例した電
圧をそれぞれ取りこみ、その結果電極板全部が活性化さ
れる。かかる方法により、かえられた仕賽早二に対して
高電圧及び低電流の使用が可能となり、より大規模な装
置においてかなりの利点を有する。

最も便利かつ効率のよい作業条件を得るために電極板の
数、大きさ及び間隔は変えてもよい。

操作においては、処理される水はバルブ５から入り、タ
ンク１が最高水位１３まで満たされたら、電極をＤＣ又
は整流ＡＣ供給電源に接続、すなわち、すＪり換える。

供給電源は装置の大きさに応じて１例えば定格電流で４
〜４０Ｖの範囲で電圧を通常与えうるちのである。上方
な安全対策に注意が払われるならば、より大規模な装置
においてより高い電圧を用いてもよい。供給電圧１２Ｖ
で約１．２ｍ（長さ）Ｘｏ、７５ｍ（巾）Ｘｏ、８ｍ（
高さ）の家庭用サイズの矩形タンク及びそれぞれ０．８
ｍ（長さ）ｘｏ、６ｍ（深さ）の極性が交互となるよう
に接続された５枚のアルミニウム電極板の場合、通常好
ましい電流は１２〜１５Ａである。

好ましくは、電源は１２〜２４Ｖの直流又は整流化され
た交流を供給し、回路にはスイッチを具備する。しかし
ながら、電圧や電流は特に限定されない。非常に大規模
な装置の場合には、より高い電圧を用いれば同等の仕」
９を行うために必要な電流は低くてすむので有利である
。

比較的導電性の低い水が処理される場合、１〜３時間の
十分な処理時間を保持するために電極板２の数を増し、
それらの間隔をせばめること及び／又は電圧を上げるこ
とが必要であろう。タンク本体ｌがアルミニウムで作ら
れている場合、タンクを陽極に接続してさらに電流を上
げてもよい。

タンク１が導電性材料で作られ、かつタンク本体１が供
給電源の１つの極に接続されている時には、電極板２の
数はいくつであってもよい。タンクｌが供給電源と絶縁
されていたり、タンク１がＰＶＣ、プラスチ、り、ガラ
ス繊維やその他の非導゛ＩＬ性物質で作られている場合
には、最低２枚の、互いに極性の異なる電極板２を設置
することが８實であるが、より多数の電極を用いること
もできる。

より多い数の電極板２及び／又はより小さい間熱が電流
の量を増加させ特定の電圧になるか、又は代りに特定の
電流の流れを維持するために、より低い電圧を用いるこ
ともできる。約１５０インペリアル又は１８０米国標準
ガロン又は６８０文容量の家庭用サイズのタンクには好
ましくは４〜２４Ｖの範囲の電圧が用いられる。安全性
の理由からより高い電圧は、家庭用装置には勧められな
い。

通常、通電は約１時間以上行われるが、この時間は特に
限定されない。電流がより高い場合には、処理時間はよ
り短くてすむ。必要最低時間は、使用される電圧、電流
及び水の初期状態によっである程度決定される。

第３図は水の表面の層１２において、形成されている小
さな気泡と重夾雑物をはじめとする夾雑物の大部分が一
緒になっている凝集した夾雑物の堆積物から成る密な物
質の処理を経時的に示す。

この層１２は、極めて小さい気泡の作用によって形成さ
れ、この気泡は夾雑物を誘引し、フロックを形成した後
、含有気体のために表面に浮上する。軽い綿毛又は羊毛
のような薄層９がタンクの底に沈ドするが、この層は通
常電源を取り除いた後に生じ、感温しているフロックの
あるものは沈゛Ｖするのに時間がかかる。

浮遊層１２は、その中に夾雑物の殆どを含んでおり、こ
れは、下方リップ７を越えるように水の表面を一掃する
ことにより除去され、流し口１５に落ちて廃棄される。

家庭用サイズのタンクでは、除去は、タンク１の巾と同
じ長さのゴム絶縁材が装着された帯板を用いて、下方リ
ップ７を越えて流しｎ　１５へ、更に廃棄用容器（図示
せず）へ流れ込むように浮遊層１２を一掃することによ
り行なわれる。また、浮遊層１２の除去にスコップを用
いてもよいが、その場合、スコップはプラスチック又は
絶縁材料で作られたものでなければならない。通常の汚
染された河川水又は局場用貯水池水については、除去さ
れた廃棄用物質の；１℃はタンク容積の約１％に達する
。

適切な水の処理が行なわれた後、電源を切って夾雑物の
層１２を一掃するか又は他の方法により除去する。タン
ク内の作用は、電極板が帯電状態にあるため、電流を除
去【７た後も、一定時間継続する。通常゛の操作におい
ては、１〜２時間後（このＩｌｒ間は特に限定されない
）、更に水面から軽い！７遊物の層を一掃するのが賢明
であるが、最良の結果を得るために必須であるわけでは
ない。

タンク１内の処理水１１を、次に数時間ないし一晩、沈
降させる。これを行った後に清澄な処理水１１を調節流
出口６から取り出すことができる。

調節流出口６はタンク底部から、ある高さをもって配備
されるため、沈降物の薄層９は、処理水１１を取り出し
たり、ポンプで汲み上げる時にかき乱されることはない
。

処理水１１を取り出した後、次の新しい処理すべき水を
、調節流入口５からタンクｌへ導入する。この水は沈降
薄層９をかき乱して沈降層と流入水とを混和せしめた後
、上記方法が同じように行なわれる。

タンク１は、清掃やフラッシングを行なわずに、非常に
多数回の処理を行うことができる。なぜならば１回の処
理の残渣は流入水と混和して、その大部分が次回の層の
一掃を行うときに排出されるからである。

タンク１の清掃が必要な場合は、調節流出口８を開放し
て残留水を排出して、タンク内及び電極板を、好ましく
は１１′７浄水をホースから噴出させることにより洗浄
するだけでよい。

全電極２が１．５ｍｍ以上のゲージのアルミニウムシー
トで作られていることが好ましいが、シート、平板、棒
、チューブ５メツシユ又はネット状であってもよく、ま
たその数を変化させてもよく、炭素のような他の材料で
作られた電極を更にＪＬ備していてもよい。

電極２の表面積、間隔、電圧及び水の導電率は、全て、
回路中の電流の量を決定する際に役立つ。実際ヒ、長期
間使用したアルミニウム電極を用いた場合、電極表面上
のくぼみ（ｐｉｔｔｉｎｇ）は表面積を効果的に増大さ
せるように作用し、性能の向」二をもたらす。

タンク１は導電性材料で作られていてもよく、奸ましく
はアルミニウム製である。また、タンク１は、ガラス繊
維、ＰｖＣ等のような非導電性材料で作られていてもよ
い。タンク１の形状は、方形又は矩形のタンクが浮遊夾
雑物の除去を容易にすることを除いては重要ではない。

タンクｌがアルミニウム製の場合には、タンクは陽極に
接続するか又は電源から完全に絶縁してもよい。

タンク１が陰極に接続される場合は、正常に機能するが
、タンクの内部表面は長期間の内には劣化する。タンク
１が導電性材料で作られていても、電源及び電極とは絶
縁されている場合は、タンク１は電極の陰電圧及び陽電
圧との中間のどこかの電位を取る。

前段落で述べたような、上記システムの特徴により、あ
る種の材料の金属製タンク、例えば亜鉛メッキ鋼板は、
亜鉛メッキが急速に劣化するため長期間の使用には不十
分である。プラスチック材料で作られたタンクは、アル
ミニウムを例外として金属製タンクよりも好ましい。

殆どの操作において電流は特に限定されない。

１２〜１４Ｖの電源に対する電流の範囲は、電極面ＪＡ
　１　ｃｔｎ２につき雅〜１ミリアンペア又は処理タン
クの水の容量１文につき１５〜４０ミリアンペアが好ま
しい。好ましい１文当りのミリワットａ囲は２００〜５
００ミリワツトである。これらのパラメータから大きく
層れていても十分作動するが、低いエネルギー率（ａｎ
ｅｒｇｙ　ｒａｔｅ）を用いる場合には１時間を延長す
る。

木質かほんのイ・Ｙかに低い水であっても処理できるか
、その場合には処理時間は、電流を−１こげ、沈降時間
を減少させることにより著しく短篇することかできる。

処理タンクの大きさは、旅行者がＪｊｔ帯してフラッシ
ュライト用電池で操作することができる非常に小さい１
１位装置、又は自動屯のへンテリーで操作することがで
きるキャンパー川の携帯用単位装置から都市の−Ｌ水道
に適した最も大きな装置までどのような大きさであって
もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の態様の断面図の模式図であり、ここで
、電極はすべて電源に接続されている。 第２図は別の模式図であるが、より簡単な態様であり、
この場合タンクは全屈で組立てられ、電極の一つとして
作動する。 第３図は本発明の態様の縦断面図の模式図であり、処理
中の水から除去された夾雑物の収集を示す。 第４図は９個の電極を有する、組立てられた水処理タン
クの斜視図である。 Ｆｉｇ、２ Ｆｉｇ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容器に一定量の未処理水を導入し；アルミニウム電
   極により、上記水にＤＣ又は整流ＡＣ電流を通ずること
   により夾雑物の少くともあるものを浮上せしめて水処理
   し；上記水の表面から、水中夾雑物の少くとも一部を除
   去し；更に処理水の少くとも一部を取り出す 工程から成ることを特徴とする夾雑物分離除去のための
   水処理方法。 ２、供給電圧が４〜４０Ｖの範囲にある特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ３、電極の少くとも一部が水中にある特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の方法。 ４、浮遊夾雑物が、処理水を取り出す前に除去される特
   許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一項に記載の方
   法。 ５、浮遊夾雑物が帯板又はスコップによって除去される
   特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６、タンク；該タンク中の複数の電極（ここにおいて、
   少くとも２個の電極、又は１個の電極と該タンクがＤＣ
   又は整流ＡＣ電源に接続されており、残りの電極は互い
   に絶縁されている）；上記タンクに接続された給水源；
   上記タンクから水を取り出すために配備された出水口；
   及びタンクの底部から離隔された、タンクから堆積物を
   除去するための手段から成り、上記電極の少くとも１個
   がアルミニウム製であることを特徴とする水処理装置。 ７、除去手段が堰様リップである特許請求の範囲第６項
   記載の装置。 ８、除去手段が帯板又はスコップ又は除滓装置である特
   許請求の範囲第６項又は第７項記載の装置。 ９、タンクが電極の１つである特許請求の範囲第６項〜
   第８項のいずれか一項に記載の装置。 １０、タンクがガラス繊維、プラスチック又はその他の
   非導電性材料で作られている特許請求の範囲第６項〜第
   ８項のいずれか一項に記載の装置。 １１、タンクがアルミニウム、ステンレススチール又は
   その他の導電性材料で作られている特許請求の範囲第６
   項〜第９項のいずれか一項に記載の装置。 １２、電極が平板、棒、チューブ又はメッシュ状であっ
   てもよい特許請求の範囲第６項〜第１１項のいずれか一
   項に記載の装置。