JPH0240285A - 高濃度ｃｏｄおよび／または高濃度ｂｏｄ廃液の電気化学的分解処理方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、産業廃液の分解処理方法に関し、−層詳細に
は、特に産業廃棄物系の廃液中に含有される無機系およ
び／または有機系物質を環境基準に合致する数値以下ま
で容易に分解除去することを可能とする高濃度ＣＯＤお
よび／または高濃度ＢＯＤ廃液の電気化学的分解処理方
法に関する。

［従来の技術］ 従来産業廃液は環境基準に合致した数値以下まで短時間
且つ低コストで処理することが極めて困難とされている
。このような高濃度ＣＯＤおよび／または高濃度ＢＯＤ
の廃液を環境基準値以下まで処理するには、一般に次の
様な数種の方法が知られている。すなわち、 （１）　　微生物を利用して廃液を微生物学的に分解す
る方法、 （２）イオン交換膜を利用して電気化学的に分離・分解
する方法、 （３）限外濾過技術により高分子繊維状膜を利用して有
害成分を選択的に分離する方法、（４）廃液中に食塩等
の電解質を投入し且つ温度を高めて電気化学的に分解す
る方法（可溶性且つ分解可能な、例えば、シアン化合物
等に適用）。

然しなから、物質を化学的に変化させて新たな化合物を
生成させたり、あるいは銅、真鍮、鉄、ステンレス、ア
ルミニウム、ガラス、セラミック等の表面を洗浄し、メ
ツキ、エツチング等の処理に関連して生ずる廃液は常に
種々の無機および有機物質の成分を含有した状態となる
。

これらの成分は複雑多様であって、−律に処理するのは
かなり困難であるのが現状である。これらの廃液は、現
在、希釈したり、あるいは長時間に渡って凝集沈降させ
たり、曝気方式にかけたり、あるいは鉱物系燃料を使用
して加熱したり（この場合には、防炎上の問題も生ずる
）、または浸透膜やイオン交換膜を利用して処理されて
いる。これらの方法はいずれも装置の設置面積が大とな
ったり、メンテナンスが高価となり、さらに、例えば、
交換膜利用の場合には目詰まり等による処理サイクル短
縮等の諸問題を惹起する。

さらに、従来から高濃度ＣＯＤおよび／または高濃度Ｂ
ＯＤ成分を電気化学的に分解する水処理法も存在するが
、この場合には目的とする分解物（特に有機性物質）に
対し陽極若しくは陰極のいずれか一方の極で処理分解す
る方法が採用されている。然しながら、このような方法
の場合、特に、難溶性の塩類が含有されている廃液につ
いては、これらの塩類が極板に付着して不働態型の皮膜
を極板に形成し、非電導性物質として通電することが困
難な状態となる。すなわち、不働態型皮膜形成による電
流効率の低下のため、目的とする処理物を分解して所望
の環境基準値以下までＣＯＤ値やＢＯＤ値を低下させる
ことが困難となっている。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、簡単な方法で短時間に且つ低コストで産業廃液
を環境基準以下まで処理し得る効率的な高濃度ＣＯＤお
よび／または高濃度ＢＯＤ廃液の電気化学的分解処理方
法を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は産業廃液をｐＨ
５〜９の範囲に調整し、次いで前記産業廃液に直流方式
によりプラスとマイナスとを交互に作用させる極変換方
式で通電して電気化学的に処理することにより極板に付
着するアルカリ土類金、嘱類および／または重金属類の
極板上への析出を防止すると共に、；気分解により生じ
た酸化性物質および還元性物質を粉砕若しくは切断され
た金属材料を廃液中に投入し且つ反応させることにより
難溶性の重金属化合物として沈降させることを特徴とす
る。

この場合、廃液に空気を連続的若しくは間欠的に吹き込
んで空気曝気することにより無機若しくは有機化合物の
単純な分解生成物質成分の一部を空気中に飛散させると
共に、洗浄塔に前記廃液を通過させて前記分解生成物質
を吸収させ且つ金属材料の反応を促進させ、これにより
極板上へのアルカリ土類金属塩類および重金属塩類の付
着を防止すると共に、高濃度ＣＯＤおよび／または高濃
度ＢＯＤ成分の原因構成要素を除去する工程をさらに設
ければ一層好適である。この好適な態様において、無機
若しくは有機化合物の単純な分解生成物質はＮＨ４”、
ＮＨ，、ＲＯＨ，ＣＨ３”、ＰＯ４３−、ＣＯＯＨ−１
ＣＬ−等から構成している。

［作用並びに効果コ 先ず、最初に、種々の無機および有機物質を含有する廃
液をｐＨ５〜９の範囲に調整し、沈降固形物が１％未満
の場合にはそのまま次工程に移送し、また沈降固形物が
１％より多いものについてはデカンテーションまた脱水
機（遠心分離器）等により沈降固形物を除去した後に次
工程に移す。このように処理された廃液はＣＯＤ値２．
ＯＯＯｐｐｍ以上という高濃度ＣＯＤ成分およびＢＯＤ
値１，０００ｐｐｍ以上という高濃度ＢＯＤ成分を含有
しており、これらの成分を次の工程により電気化学的に
分解して環境基準値以下まで低下させる。すなわち、 （１）廃液を直流方式にてプラスとマイナスとを交互に
作用させる極変換方式で電流密度を０．５〜？０Ａ／ｄ
ｍ２の範囲として通電することにより、例えば、白金板
、ステンレス板、カーボン板等に極板に優先的に付着す
る（廃液中に含有された物質が電解されて生ずる）アル
カリ土類金属や重金属類が極板上へ析出するのを防止す
る。

（２）　　電気分解によって生ずる、特に、酸化性物質
若しくは還元性物質を除去するため、粉砕若しくは切断
された鉄片やアルミニウム片等の金属材料を廃液中に投
入して上記物質と優先的に反応させると共に、これらの
物質を難溶性の重金属類として沈降させ、これにより廃
液中の高濃度ＣＯＤ成分および／または高濃度ＢＯＤ成
分の構成要素成分を除去する。

（３）他方、電気分解によって生ずる高濃度ＣＯＤおよ
び／または高濃度−ＢＯＤ成分の構成物質である無機お
よび有機化合物が分解されて単純な低分子化合物（例え
ば、ＮＨ，”、Ｎ　Ｈ，、ＲＯＨ、ＣＨ３”、Ｐｏ、３
−１ＣＯＯＨ−１ＣＬ−等）が生ずると、これらの物質
を短時間で除去すべく廃液中に空気を吹き込んで空気曝
気することにより、これら物質の一部を空気中に飛散さ
せると共に、洗浄塔にて物質を吸収し且つ金属材料との
反応を促進させ、極板上への金属塩類の付着を防止し且
つ高濃度ＣＯＤ成分および／または高濃度ＢＯＤ成分を
効率的に除去する。

前記（２）の工程では、電気分解で生じたフリーの酸化
性若しくは還元性物質が廃液中に投入された金属片と反
応して難溶性の金属塩類を生成し、これらは液中で不溶
性成分となり、高濃度ＣＯＤおよび／または高濃度ＢＯ
Ｄ成分の構成要素である低分子化合物と反応する（高分
子化合物は前記（１）において低分子化合物まで変化す
る）。かくして、高濃度ＣＯＤ成分と高濃度ＢＯＤ成分
とが確実に除去される。

また、前記（３）の工程では、電気分解によって生じた
単純な低分子化合物ＮＨ，“、ＮＨ，、ＲＯＨ，ＣＨ，
”、ＰＯ４３−、ＣＯＯＨ−１ＣＬ−等）が廃液中に遊
離イオン若しくはそれに近い状態で存在し、この液中に
空気を吹込むことにより能率的且つ効果的に曝気作用に
より部分的に飛散され、さらに金属材料との反応が促進
されて、分解機能が好適に進行する。これに反し、前記
低分子化合物が廃液中に遊離イオンまたはそれに近い状
態のままで存在すると、廃液中に他の化合物と反応した
り、あるいは遊離イオンが飽和状態となり、分解工程が
良好に機能しなくなる。

本発明においては、電気分解工程をプラス極とマイナス
極とを交互に作用させる極変換方式で行い、一方の極が
マイナス極になった際に優先的に付着するアルカリ土類
金属や重金属が極から除去され、この工程を反復するこ
とにより極板上へ付着した不働態皮膜形成要因を除去す
ると共に、電流の通電状態が良好に維持され、電流効率
の低下に基づく電気分解処理能力が低下することが防止
される。

さらに、廃液中に生じた酸化性若しくは還元性物質は廃
液中に投入された粉砕若しくは切断鉄片若しくはアルミ
ニウム片等と化学反応して難溶性の重金属塩類を生成す
る。生成したこれらの重金属塩類は静置すると直ちに沈
降する。

（次式参照）： ＭＸ＋　ｘｙ＋　ＭＭｘｙ ［式中、比は金属材料、Ｘｙは液中に遊離している酸化
性および還元性の物質を示す］高濃度ＣＯＤ成分および
／または高濃度ＢＯＤ成分は先ず最初に低分子のものに
分解され、これら低分子物質は、次いで、金属材料と反
応して難溶性の重金属塩類を生成し、あるいは空気中に
飛散し、かくして高濃度ＣＯＤおよび／または高濃度Ｂ
ＯＤ成分の構成要素が著しく減少し、これによりＣＯＤ
値および／またはＢＯＤ値が急激に短時間で減少する。

［実施例］ 次に、本発明に係る高濃度ＣＯＤおよび／または高濃度
ＢＯＤ廃液の電気化学的な分解処理方法について好適な
実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第１図に、本発明の好適な態様である極変換方式による
電解工程と金属材料片の反応工程と空気吸い込みの曝気
工程とを実施する装置の略図を示す。

さらに、Ａ乃至０図には、従来方式および発明による廃
液処理の経時的変化を、縦軸にＣＯＤ値およびＢＯＤ値
を示し且つ横軸に時間（分）を示すことによりプロット
したＣＯＤ値およびＢＯＤ値の減少曲線図が示されてい
る。この場合、Ａ図は本発明の方法によるものではなく
、Ｂおよび０図は本発明の方法によるものである。

なお、これらの実施例においては標準の廃液のＣＯＤ値
オヨびＢＯＤ値を３．０００ｐｐｍに調整設定した。

Ａ図は、比較のため、極変換なしの一般的な電解方式で
得られた曲線を示し、廃液中に存在するアルカリ土類金
属等の可溶性塩類が極板に付着して不動皮膜を形成し、
電流効率が低下して分解機能を失い、最林的にＣＯＤ成
分とＢ○Ｄ成分との除去が不可能となった状態を示して
いる。

Ｂ図においては、極変換の電気分解によって高濃度ＣＯ
Ｄおよび高濃度ＢＯＤが構成要素を電気化学的に分解さ
せると共に、金属材料との反応によって分解させ、反応
生成物を難溶性の重金属塩として沈降させ且つ除去して
ＣＯＤ値およびＢＯＤ値を測定した結果を示している。

この場合には、不働態皮膜が形成されず、さらに廃液中
の遊離イオンとしての酸化性物質および還元性物質と投
入金属材料片とが反応してＣＯＤ成分およびＢＯＤ成分
を相当に除去する能力があることが観察された。

最も好適な方法を示す０図においては、電極を極変換さ
せて高濃度ＣＯＤおよび／または高濃度ＢＯＤ成分を電
気分解すると共に、遊離イオンとしての酸化性物質およ
び還元性物質と投入金属材料との反応を促進させるため
空気曝気装置にて空気を連続的若しくは間欠的に吹い込
んだ。これによってＣＯＤおよび／またはＢＯＤ成分を
Ｂ図における方法よりも効率的に短時間で除去可能なこ
とが判明した。

以上のように、本発明によれば、メンテナンス上の複雑
な操作を要せずに高濃度ＣＯＤおよび／またはＢＯＤを
減少させることが出来る。

さらに、本発明の好適態様によれば、従来の生化学的方
法や交換膜技術や限外濾過法等に伴う欠点をなしに簡単
且つ短時間で効率的に産業廃液のＣＯＤ値および／また
はＢＯＤ値を環境基準値以下まで前記説明の３つの工程
の組み合わせに係る相乗効果により減少させることが出
来る。換言すれば、上述の効果が相乗的に発揮されて現
在困難視されている産業廃棄物系の廃液処理を低コスト
且つ効率的に達成することが出来るという効果が得られ
る。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良が可能な
ことは勿論である。

【図面の簡単な説明】 Ａ乃至０図はＣＯＤ値および／またはＢＯＤ値の経時的
減少を示す廃液処理の特性曲線図であって、この中、Ａ
図は極変換なしの電解方式による曲線図（本発明でない
）を示す図、Ｂ図は極変検電解方式および金属材料との
反応による処理の曲線を示す図、 ０図はさらに空気吹き込みの曝気工程を組み合わせた処
理による曲線図、 第１図は、本発明に係る方法を実施する装置の略図であ
る。 Ａ図 ０図 富気吹込 手 続 補 正 書 （方式） ％式％ ： 事件の表示 昭和６３年特許願第１８９７５６号 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）産業廃液をｐＨ５〜９の範囲に調整し、次いで前
   記産業廃液に直流方式によりプラスとマイナスとを交互
   に作用させる極変換方式で通電して電気化学的に処理す
   ることにより極板に付着するアルカリ土類金属類および
   ／または重金属類の極板上への析出を防止すると共に、
   電気分解により生じた酸化性物質および／または還元性
   物質を粉砕若しくは切断された金属材料を廃液中に投入
   し且つ反応させることにより難溶性の重金属化合物とし
   て沈降させることを特徴とする高濃度ＣＯＤおよび／ま
   たは高濃度ＢＯＤ廃液の電気化学的分解処理方法。
2. （２）請求項１記載の方法において、直流方式によりプ
   ラスとマイナスとを交互に作用させる極変換方式は電流
   密度を０．５〜７０Ａ／ｄｍ＾２の範囲としてなること
   を特徴とする高濃度ＣＯＤおよび／または高濃度ＢＯＤ
   廃液の電気化学的分解処理方法。
3. （３）請求項１または２記載の方法において、極板は白
   金板、ステンレス板、カーボン板等のいずれかであるこ
   とを特徴とする高濃度ＣＯＤおよび／または高濃度ＢＯ
   Ｄ廃液の電気化学的分解処理方法。
4. （４）請求項１記載の方法において、廃液に空気を連続
   的若しくは間欠的に吹き込み空気曝気することにより無
   機若しくは有機化合物の単純な分解生成物質成分の一部
   を空気中に飛散させると共に、洗浄塔に前記廃液を通過
   させて前記分解生成物質を吸収させ且つ金属材料の反応
   を促進させ、これにより極板上へのアルカリ土類金属塩
   類および重金属塩類の付着を防止し且つ高濃度ＣＯＤお
   よび／または高濃度ＢＯＤ成分の原因構成要素を除去す
   る工程を含むことを特徴とする高濃度ＣＯＤおよび／ま
   たは高濃度ＢＯＤ廃液の電気化学的分解処理方法。
5. （５）請求項４記載の方法において、無機若しくは有機
   化合物の単純な分解生成物質がＮＨ＿４＾＋、ＮＨ＿ｘ
   、ＲＯＨ、ＣＨ＿３＾＋、ＰＯ＿４＾３＾−、ＣＯＯＨ
   ＾−、ＣＬ＾−等からなることを特徴とする高濃度ＣＯ
   Ｄおよび／または高濃度ＢＯＤ廃液の電気化学的な分解
   処理方法。