JPH06304569A - 電解凝集装置 - Google Patents

電解凝集装置

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JPH06304569A
JPH06304569A JP5119034A JP11903493A JPH06304569A JP H06304569 A JPH06304569 A JP H06304569A JP 5119034 A JP5119034 A JP 5119034A JP 11903493 A JP11903493 A JP 11903493A JP H06304569 A JPH06304569 A JP H06304569A
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JP
Japan
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anode
electrolytic
cathode
ions
positively charged
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JP5119034A
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English (en)
Inventor
Shigeo Tochikubo
窪 滋 夫 栃
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TYK Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 電解液中に分散するコロイド成分、懸濁成分
をイオンにより荷電中和し、イオンの架橋作用とファン
・デア・ヴァールスにより凝集させ、ガス泡の浮上流に
よる撹拌力によって集塊させ、簡易な濾過吸着材によっ
ても精度よく、分離除去することを目的とする。 【構成】 液槽1中に、物理的、化学的に安定な黒鉛の
陰極円筒3などと荷電中和と架橋作用を併せ持つ正荷電
のイオン発生するアルミニュウム、鉄などの陽極円筒4
などを補給液開口5を有する絶縁環6の上に設置構成す
る。 【効果】 上水、下水、工作機械の切削液、洗浄液中の
微細粒子を凝集させ、濾過吸着を容易とすることが出来
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水道水、下水などに含
まれる懸濁、コロイド成分、水系洗浄液中の油分、スラ
ッジ、水溶性切削液中の乳化油、微粒子など、液中に分
散し、不具合の原因となる不純物を電解によって生じる
水素、酸素気泡による攪拌力及びコロイド粒子などの荷
電中和と、時により架橋作用を果たす陽極からのイオン
により、凝集浮上させ、濾過分離を容易とした電解凝集
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、上下水道での固液分離には、広大
な施設面積と処理時間を要し、問題が多かった。また、
水系洗浄液中に乳化、懸濁した油分、スラッジを有効に
除去し、循環使用出来る簡易な手段はなかった。更に、
俗称“エマルジョン”と称される乳化液を含む切削液の
廃液から切削油を分離除去し、水分だけをそのまま、排
出出来る手段もなかった。更にまた、水系洗浄機に使用
される洗浄液中に混入し、白濁、エマルジョン化する油
分、拡散、懸濁するスラッジを効果的、即効的に分離除
去出来るものはなかった。
【0003】そこで、本出願人はポリプロピレン、ポリ
エチレンなどの吸水性を有さない化学合成繊維からなる
不織布などの反毛化品を圧縮充填し、液表面の油膜ま
た、エマルジョン化した油分、分散している微粒子を除
去、分離することを提案した。しかし、コロイド領域に
まで微細化した油分、粒子は粗な懸濁質とは異なり、そ
のままでは、濾過吸着出来ない不具合を生じた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】即ち、本発明の電解凝
集装置は、洗浄機などの液槽内に、陰極に不溶性の材料
を用い、陽極にはイオン化する素材を用いて構成した電
解具を設け、陽極からの正荷電のイオンにより電解質液
中に分散している負荷電のコロイド成分を荷電中和し、
ファン・デア・ヴァールスの力による凝集、フロック化
を可能とし、陰極からの水素気泡により液槽全体に浮上
対流を発生させることにより例えば、数十ミクロンのマ
イクロフロック相互を衝突せしめ、数百ミクロン以上ま
で集塊させ、簡易な濾過、吸着によっても、高い精度の
固液分離,油水分離が出来る特徴を要旨とする。
【0005】本発明は、上水、下水処理、洗浄機などの
装置、システムに組み込まれる液槽中に陰極素材は、物
理的、化学的に安定、且つ、導電性を有する素材を、陽
極には導電性を有し、電解通電時に、正荷電のイオンを
発生する素材により構成し、電解質液中の除去すべきコ
ロイド成分、懸濁成分の負の電荷を荷電中和し、ファン
・デア・ヴァールス力により結合せしめ、フロック形成
することが出来るようにした電解凝集装置を提供するも
のである。
【0006】本発明の他の目的とするところは、陽極に
アルミニュウム、鉄、銅、亜鉛などを用い荷電中和に最
も有効に働く、正荷電の水酸化物ポリマー多価イオンを
得ることが出来る電解凝集装置を提供するものである。
【0007】また、本発明の他の目的とするところは、
陽極にアルミニュウム、鉄など荷電中和と同時に架橋作
用を有する素材を用いることにより、フロック形成を補
強出来る電解凝集装置を提供するものである。
【0008】さらにまた、本発明の他の目的とするとこ
ろは、強い浮上流によるマイクロフロックの集塊を効果
的、即効的に行うため、陰極を筒とし、いずれかの極と
なる外筒は下部に液槽からの補給口を開口し、また、対
峙する相手極となる内筒には液中に没する全周に内筒内
側の極の循環を可能とする複数を開口し、内、外筒を近
接設置した内、外筒の対峙する両極表面からのガスの浮
上撹拌流により、油分を浮上凝集せしめ、陽極からの正
荷電のイオンの荷電中和による粒子の凝集フロックを一
層集塊することが出来る電解凝集装置を提供するもので
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の電解凝集
装置は、コロイド、懸濁径の粒子、油分が分散存在する
液槽中に、陰極は物理的、化学的に安定した素材により
形成し、陽極は導電性で、通電時に正電荷のイオンを発
生し、分散成分の荷電中和を行い、凝集と架橋と同時に
行うことが出来る素材により構成、液槽中に分散する除
去物を凝集し、容易に分離可能としたことを特徴として
構成したものである。
【0010】
【作用】次ぎに、本発明の電解装置について以下実施例
を詳しく説明する。
【0011】図中1は液槽中に、陰極素材として黒鉛、
陽極素材としてアルミニュウムを用い、それぞれ円筒に
成形、設置した電解凝集装置の構成を示す斜視断面図で
ある。
【0012】そして、この図1において、液槽1は、絶
縁体である塩ビ管を輪切りにし、底の絶縁板2も塩ビ板
を溶接し構成している。物理的、化学的に安定な黒鉛陰
極円筒3とアルミニュウム陽極円筒4を電極とした。そ
して、黒鉛陰極円筒3の下部には、補給液開口5を有す
る絶縁環6を設け、液槽1の底を構成する絶縁板2の上
に載せている内径一杯のアルミ底板電極7と絶縁してい
る。一方、アルミニュウム陽極円筒4には、アルミ底板
電極7に全面接触し、絶縁環6の内径に嵌合される肉厚
のフランジ8を設け、図示していないボルトなどでアル
ミ底板電極7に固定してある。アルミニュウム陽極円筒
4全周には循環開口9を多数設け、アルミニュウム陽極
円筒4内の液を黒鉛陰極円筒3内側へ循環容易としてい
る。液槽1の外周部には、図示していない他の装置など
からの原液入口10、浄化液排出口11、更に凝集浮上
したスカム12のスカム排出口13を設けている。架台
14は設置面との電気的絶縁を画するためと高さ決めを
行うものである。
【0013】次ぎにこの装置での凝集原理を図2の模式
図を使って説明すれば、アルミ底板電極7にプラス側1
5を接続すれば、これに接触取り付けられているアルミ
ニュウム陽極円筒4は、フランジ8を介して、プラス極
15となる。外側の黒鉛陰極円筒3には、液面16の外
部からマイナス極17を接続している。図示していない
コロイド成分、懸濁成分などが分散している液中で、通
電し、電解すると、アルミニュウム陽極円筒4、アルミ
底板電極7、フランジ8から、強酸性状態では3価の単
純イオン(Al3+)18−1、pHが4〜5付近では水
中の水酸イオン(OH−)と結合し、正荷電の溶解性ポ
リマーイオン〔Al8(OH)4+/20〕18−2が発生し、
通常負荷電のコロイド、懸濁成分の電荷を中和する作用
を生じる。結果、微粒子は相互にファン・デア・ヴァー
ルスの力により結合することが可能となる。また更に、
アルミニュウム、鉄などは荷電中和と同時にファン・デ
ア・ヴァールスによる結合を一層高める架橋作用を有し
ており、効果的な素材である。更に、通電によって、直
接対峙する両極表面から発生する陰極側の水素ガス、陽
極側の酸素ガスの微細気泡は底側からの上昇流となり、
フロックを浮上せしめるばかりでなく、凝集粒子相互の
衝突をくり返えさせて、集塊を大幅に進行させる複合の
効果を生む。
【0014】図2中での電解凝集の原理を詳述すれば、
電解によってアルミニュウムの正電荷多価イオン(Al
3+)18−1またはポリマーイオン〔Al8(OH)4+
/20〕18−2が生じ、図示していない分散粒子を荷電
中和、同時に極表面から発生している水素ガス19、酸
素ガス20の上昇につれ、表面電位が等電点付近となっ
た粒子はフロック化と集塊を重ねながら浮上し、スカム
12となる。つれて、補給液開口5からは外部の新しい
原液が導入され、同じ工程を踏むことになる。図示実施
例では、黒鉛陰極円筒3は120mm口径、アルミニュ
ウム陽極円筒4は100mm口径の円筒とし、アルミニ
ュウム陽極円筒4内の液の滞留を防ぐため、アルミニュ
ウム陽極円筒4にはパンチングにより、無数の3mm口
径の循環開口9を設けている。尚、電解装置が大型化
し、ガス発生量が多くなると爆発の危険が出て来るの
で、危険点以下の濃度となるよう多量の空気で薄め、ダ
クトにより室外へ、完全に放出する必要がある。実際の
電解においては、試料の電解度によって電流値が変わっ
てくるが、試験に於いては直流60Vの定電圧とし、電
流値は試料による成り行きとしたが、安全性を考慮し、
電流密度は6A/dm2を越えない範囲とした。水系洗
浄機に使用されている一般的洗浄材とコロイド成分が入
った廃却液では、電解度が高いため、上限一杯の電流を
流すことが出来、黒鉛陰極円筒3の内壁から液面が盛り
上がる程の水素気泡が発生し、数十秒後には、アルミニ
ュウム陽極円筒4の外周面の酸素気泡中に、突然、ミリ
単位で集塊したスカムが次々に急上昇して、水面に浮か
ぶのが確認出来た。その間、陰極側では、水素気泡中で
攪拌されるフロックも無数に確認される。
【0015】図3は陰極にステンレスの平板21、陽極
にアルミニュウム平板22を用い、下部には液の通路と
なる空隙を設け、上部にはスカムをオーバーフローさせ
るよう両極をハウジング23と同位置の高さに並べるこ
とを特徴として構成したものである。
【0016】次ぎに図1の実施例によって実際に電解凝
集を行った後、ポリプロピレンの1ミリ厚の濾過布を2
枚重ねによって濾過の後、油分については、ノルマルヘ
キサン法によって、浮遊物質量については、0.1μm
をカットオフのメンブラン濾紙により、吸引濾過後、精
密天秤により、濾過残滓を見る計測方法を行った。ま
た、濁度、色度に関しては、上水用検査規格により行っ
たものである。表1から表3の試料中は相当量の界面活
性剤を含有し、油分はエマルジョン化し、粒子もコロイ
ド状であり、時間経過後も沈降せず、本来、機械的操作
だけでは、分離除去が困難であったものばかりであり、
正荷電のイオンの発生を利用する電解凝集法により、極
めて高い精度で目的を達成し得たことを確認した。なお
表1は水溶性切削液の電解凝集試験結果を示したもの、
表2は洗浄液を電解凝集したデータ、そして表3は研削
液を電解凝集したものである。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】
【発明の効果】上述のように、本発明による時には、物
理的、化学的に安定且つ導電性を有する陰極素材と、導
電性を有し、電解時に正荷電のイオンを生じる陽極素材
によって構成し、電解質液中に電解可能に構成し、電解
によって、正荷電のイオンを発生させ、負の電荷を持っ
たコロイド、懸濁成分などを荷電中和し、分散する粒子
をファン・デア・ヴァールスの力によって凝集させるこ
とが出来る実益を有する。
【0021】また、本発明による時には、陽極材にアル
ミニュウム、鉄、銅、亜鉛などを用いることにより、正
荷電の水酸化物ポリマー多価イオンを発生させ、負荷電
の粒子の荷電中和を最も有効に作用させることが出来る
実益を有する。
【0022】更にまた、本発明による時には、陽極にア
ルミニュウム、鉄などの荷電中和と架橋作用を同時に可
能とする素材により構成することによって、ファン・デ
ア・ヴァールスの結合を補強し、フロック化を促進する
ことが出来る実益を有する。
【0023】更にまた、本発明による時には、陰極、陽
極が相互に直接対峙する表面からの水素、酸素の微細気
泡の強い浮上力によって、マイクロフロックを攪拌し、
集塊を促進することが出来る実益を有する。
【0024】更にまた、本発明による時には、陰極下部
に開口部を設け、浮上流によって補給原液を誘導容易と
し、液槽全体の対流を可能とした実益を有する。
【0025】陽極円筒に内側の液の循環開口を多数設け
ることにより、内筒側液も円滑に凝集することが出来る
実益を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電解凝集装置を説明する一部断面を含
む斜視断面図である。
【図2】本発明の凝集、集塊を説明する模式断面図であ
る。
【図3】陰極、陽極をそれぞれ平板を用いた実施例を示
す一部断面図を含む斜視である。
【符号の説明】
1. 液槽 2. 絶縁板 3. 黒鉛陰極円筒 4. アルミニュウム陽極円筒 5. 補給液開口 6. 絶縁環 7. アルミ底板電極 8. フランジ 9. 循環開口 10. 原液入口 11. 浄化液排出口 12. スカム 13. スカム排出口 14. 架台 15. プラス極 16. 液面 17. マイナス極 18-1、2 正荷電のイオン 19. 水素ガス 20. 酸素ガス 21. ステンレス平板 22. アルミニュウム平板 23. ハウジング

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】物理的、化学的に安定且つ導電性を有する
    素材により陰極を形成し、陽極には導電性を有し、電解
    時に正荷電のイオンを発生する素材をもって構成するこ
    とにより、電解質液中に分散する負の電荷を持ったコロ
    イド成分、また懸濁成分などを荷電中和し、分散する粒
    子をファン・デア・ヴァールスの力によって凝集し、濾
    過、吸着を容易としたことを特徴とする電解凝集装置。
  2. 【請求項2】陽極素材にアルミニュウム、鉄などを用い
    ることにより、強酸性条件下では、正荷電の多価単純イ
    オンを、pH4〜5付近では正荷電の水酸化ポリマーイ
    オンを生ぜじめ、荷電中和を効率よくしたことを特徴と
    した請求項1の電解凝集装置。
  3. 【請求項3】陽極にアルミニュウム、鉄などの荷電中和
    力と架橋作用とを併せ持つ素材により構成することによ
    り、粒子相互の結合力を高め、フロック化力を向上する
    ことが出来ることを特徴とした請求項1の電解凝集装
    置。
  4. 【請求項4】陰極、陽極を円筒に形成することにより、
    水素、酸素気泡を効率よく発生させ、円筒状間隙に気泡
    の上昇流を形成、粒子のフロック化を促進する攪拌力と
    することが出来るようにしたことを特徴とする請求項1
    の電解凝集装置。
  5. 【請求項5】円筒状に成形した陰極、陽極の円周表面に
    複数の開口を設け、対流を容易としたことを特徴とする
    請求項1の電解凝集装置。
JP5119034A 1993-04-21 1993-04-21 電解凝集装置 Pending JPH06304569A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19645653A1 (de) * 1996-11-06 1998-05-07 Herbert Hosse Filterelemente und Filtervorrichtungen
EP2667955A4 (en) * 2011-01-24 2016-11-23 E2Metrix Inc ELECTROCOAGULATION FOR THE TREATMENT OF LIQUIDS
CN108675515A (zh) * 2018-07-25 2018-10-19 大连波美科技有限公司 除硅用电化学反应装置
CN115403196A (zh) * 2022-10-08 2022-11-29 青岛理工大学 一种用于ro浓水硬度和有机物深度去除的复合系统及其用途和方法
JP2024013187A (ja) * 2022-07-19 2024-01-31 重▲慶▼文理学院 高塩分の難分解性有機廃水から有機物を回収してエネルギーを同期に貯蔵するための装置

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