JPH0660490U - 廃水浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 電極の交換作業が不要で、しかも雑多な形状
を有する金属廃材５を主たる電極としているため、廃水
との接触面積が大きく処理能力の拡大とローコストの廃
水浄化装置を提供する。 【構成】 廃水を処理するための槽１を有し、この槽内
の両端に陰極板６と陽極板８を出し入れ可能の如く取り
付け、その内側に電子の授受可能な網状絶縁板７．９を
固定して、両絶縁板７．９との空間に金属廃材５を充填
して電圧を印加することによつて、金属廃材５を通して
水中の懸濁物質を凝析し金属廃材５から発生する水酸化
物によつて凝集し、フロック化して浄化処理を行なう。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は廃水処理における電気分解処理法に係わり、特にエマルジョン系の 廃水の他、メッキ工程廃水、自動車の洗浄廃水、その他油分及び浮遊物質等を多 量に含んだ工業廃水を再利用可能とするように浄化するに適する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に廃水を浄化する方法としては、廃水に塩化第二鉄、硫酸アルミニウム、 高分子凝集剤等を添加し、フロック化して除去させることが知られており、これ を応用した装置が古くから実用化されている。

【０００３】 しかし、この装置では多量の薬剤を用いるため、ランニングコストが割高とな る反面、副産物としてＣＯＤ、ＢＯＤの増加と大量な汚泥の原因となつている。

【０００４】 また、最近の高級化した各種乳化液の化学成分は非常に複雑で処理するのがむ ずかしく、薬品類を特に多量に用いるため廃水を処理して、これを再利用する場 合、処理水中に塩化物質や硫化物質が残留して、特定の分野の利用に限られるの 他、パイプラインの腐触や環境えの影響も無視できないという問題がある。

【０００５】 そこで薬品を減づる方法として、電気分解処理法によりエマルジョン系廃水や 重金属を含む廃水を凝析し、フロック化して沈殿あるいは浮上させる装置が新た に提案されている。

【０００６】 従来の装置では、主として槽内に陰極と陽極の電極板を等間隔で直立またわ傾 斜して交互に配置するか、数枚おきに陰極と陽極の親電極を配置し、廃水中にお いて電圧を印加することにより、陰極では電解還元作用が行なわれ、陽極では電 解酸化作用が行なわれるようにしたものである。

【０００７】 電極としては鋼板やアルミニウム板が用いられているが、二価の金属イオンよ り三価のＡｌ３＋イオンの方が活性が強いため一般には陽極にアルミニウム板が 用いられている。

【０００８】 その作用は、電気エネルギーが陽極および陰極において電子の授受に変化し、 この電子が廃水中のイオンおよび有機物に凝析をおこさせる。

【０００９】 一般には前記したように、陽極でおこる変化は電解酸化作用で、陰極では電解 還元作用となる。また電気分解法による廃水の処理は、廃水中に含まれるイオン が電極面で電子の授受を行ない、そのとき生成した酸化物、還元物、金属水酸化 物などの廃水中の成分と、電極からの溶出物が二次的に反応を行ない分離および 凝集作用が行なわれる。

【００１０】 電極にアルミニウムを使用したときの特徴は、陽極となつたアルミニウムより Ａｌ３＋イオンが溶出し水の電気分解によつて発生した（ＯＨ）￣イオンと反応 してＡｌ（ＯＨ）３となり（−）に帯電して二重構造を形成して水中に安定して いるエマルジョン類を中和凝集してフロックとなり、これによつて共存する他の 有害金属や油分も同時に集合させて処理する。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、従来の電気分解型の装置では、活性に優れたアルミニウムを電極と して用いるため、浄化能力は高いものの、アルミニウムの溶出という観点からみ ると、フアラデーの法則から電極の大小にかかわらず、１Ａ／Ｈｒで０．３４ｇ もの消費がなされる。特に、硫化物や塩化物が混入した廃水では、消費が極度に 進行することが知られている。経験では２ｍｍ厚さで１ｍ角の電極板が約３ケ月 で使用不能となつた例がある。

【００１２】 一方、電極の汚損によつて電極の性能が悪くなり、電解効果の低下がある。以 上の理由によつて浄化能力を維持するためには、ひんぱんに電極を清掃するか新 しい電極と交換するしか方法は無い。しかも特殊に加工され組み立てられた電極 板群で、一般に市販されていないことと、一人の作業では交換できないことから ランニングコストを無視できない事情にある。

【００１３】 また、浄化能力は電極板の表面積に大きく依存するが、従来の電極板を並列に 配置する構造では、反応面積が二次元的に広がつているに過ぎないため、大幅な 性能向上を望むことはできない。しかも大型の電極板を多数用いるほど前記の交 換作業が困難となり、またアルミニウム板の消費量も増大するため、その規模に も限界があつた。

【００１４】 本考案は前記事項に鑑みてなされたもので、親電極板６．８の交換作業が簡単 で、しかも親電極６．８の間に充填された金属廃材５は、どこででも入手するこ とができ、形状は多角的で表面積が大きいため、浄化能力を大幅に向上させるこ とができる廃水浄化装置を技術的課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記技術的課題を解決するために、以下のような構成とした。即ち 廃水を処理するための槽Ａを有し、この槽１の内面両端に陰極板６と陽極板８を 差し込み、および取り出し可能な透き間を設けて、電子の授受可能な網状絶縁板 ７．９を固定して、金属廃材５と電極板６．８との接触を防止し短落を防ぐ、一 方電圧を印加することによつて廃水中の懸濁物質を凝析し、金属廃利５から発生 する水酸化物によつて集合粒子化させるように構成した。

【００１６】 なお、前記金属廃材５の下方に曝気（バブリング）装置１０を設置して金属廃 材５中に残留したフロックを拡散し水の流れと共に槽２にオーバーフローするよ うにした。さらに、廃水内に光センサーを配置し、この光センサーからの信号に より廃水の透明度を測定し、この透明度に応じて電極に供給すべき電解電流を調 整する制御部を具備させれば能率的な処理が可能となる。

【００１７】 前記電極６．８には溶出しにくいカーボン、チタン、ステンレス板等を用い、 金属廃材５としてはアルミニウム、鉄廃材等を使用することができる。例えば、 アルミニウム製空缶、鉄製空缶、アルミニウムサッシ、アルミニウムダイカスト 、エンジン等の廃材がある。これらは成形されたアルミニウム電極板に比較して 安価で、どこででも入手することができる。

【００１８】

【作 用】

金属廃材５が長時間の運転により溶出し、廃材量が減じたときはその分だけ金 属廃材６の補充をすることができるため、誰にでも作業ができメンテナンスが極 めて容易で、従来のような電極交換のための特別な作業や専用の高価な電極板を 調達する必要がない。

【００１９】 また、雑多な形状をもつ金属廃材５により三次元的な反応面積が形成されるこ とになり、体積の割に大きな処理能力が得られる。特に空缶は予めつぶしておく ことにより、高い充填率が得られるので長期間にわたり浄化処理を行なうことが できる。

【００２０】 本装置は電気伝導度の高い工場廃水に対して特に好適であり、例えばメッキ工 程における脱脂洗浄液の油水分離、銅金属の回収、シアン化合物の酸化、エマル ション化した廃水の処理に適する。

【００２１】 また、廃水のＰＨ値は（６．０〜８．０） に保つことが望ましく、処理性の 効率も比較的よく自動ＰＨ調整装置を設けた方がよい。

【００２２】

【実施例】

本考案の実施例を図１ないし図４に基づいて説明する。 槽Ａ は廃水を処理するための槽で、樹脂絶縁材および鋼板製内面に絶縁材をラ イニングしたものによつて形成されている。槽１の下部より廃水が送水Ｂ され 、槽１の上部より槽２にオーバーフローし、槽２の下部に設けられた偏流防止管 １４を経由して槽３の沈降室に流入する。槽３では上部よりオーバーフローして 矢印Ｃ に放流するのが水の経路である。

【００２３】 槽１は電気分解反応槽で、前記した如く両端に陰極板６と陽極板８が差し込み 、および取り出し可能の如く取り付けられ、その内側に電子の授受可能な網状絶 縁板７．９が固定されている。

【００２４】 前記陰極板６と陽極板８、および網状絶縁板７．９との中間である空間には総 て金属廃材５が充填されている。

【００２５】 槽１．３の底部はホッパー形で、沈殿した汚泥をタイマーにより一定の間隔で 電動弁１２．１３を開閉し排出ライン２３．２４にて図には記してないが、汚泥 貯留槽に排出することができる。

【００２６】 また、電圧を印加したのち長時間の運転により金属廃材５の内部にはフロック の堆積があるため、エアーライン４に取り付けられた電磁弁１１を、タイマーに よつて間欠的に開閉し、空気を噴射して堆積したフロックを拡散し、次槽２にオ ーバーフローさせる。

【００２７】 槽２に流入した一次処理水は、凝析されて前記金属廃材５より溶出した水酸化 物によつて粒子状になつているが、この段階では微小である。

【００２８】 このため、槽２において凝集助剤２０を定量ポンプ１９にて添加し、攪拌機２ １によつて攪拌しながら粒子の粗大化を計る。

【００２９】 水処理の基本はＰＨ管理にある。先に添加された凝集助剤は一般に酸性である 。そのため添加を重ねると水質も酸性化する。そのためＰＨ電極１５によつて水 質を感し、ＰＨ指示調節器１６をもつて定量ポンプ１８を制御し、酸性になつた 場合はＰＨ調整剤１７を添加して常にＰＨ値を中性に保つようにした。

【００３０】 槽２にて粗大化されたフロックを含む二次処理水は、槽２下部の偏流防止管１ ４を通つて沈殿槽３に流入する。この槽３では沈降面積を大きくするため傾斜板 ２２が設けられ、フロックの沈降を早めて上澄水を放流するようにしてある。

【００３１】 この工程は、従来独立した単独の槽によつてなされるが、この装置では電気分 解反応の好高率から反応槽を小さくすることができ、−連の工程を一体化して、 装置全体の大きさをコンパクトにすることができた。また、図には記してないが 原水貯留槽内にレベルセンサーを設けて、水位の上下限の測定により自動化も可 能である。

【００３２】 以下動作を説明する。 前記陰極板６と陽極板８とに電圧を印加すると電子の授受が行なわれ、金属廃材 ５の各部は陰極６側が陽極となつて溶出し、反対の陽極８側は陰極となつて微細 な気泡（Ｈ２） が発生する。その原理を図４に示す。

【００３３】 金属廃材５にアルミニウムを使用した場合は、前記した如くＡｌ３＋イオンが 溶出し、水の電気分解によつて発生した（ＯＨ）￣イオンと反応してＡｌ^３＋＋ ３ＯＨ￣→Ａｌ（ＯＨ）３＝水酸化アルミニウムが生成され（−）に帯電して二 重構造を形成して水中に安定しているエマルジョン類を中和凝集してフロックと なり、これによつて共存する他の有害金属や油分も同時に集合させて処理する。

【００３４】 一方、金属廃材５に鉄材を使用した場合も同様の原理によりＦｅ^３＋イオンの 発生からＦｅ（ＯＨ）３＝水酸化鉄の生成となつて凝集作用が行なわれ、廃水中 の懸濁物質はフロック化する。

【００３５】 実験の結果、塩化物質や硫化物質を含み電気伝導度の高い工場工程廃水に対し て特に好適であり、エマルジョン化した廃水の処理に効果的であつた。

【００３６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、特殊加工した電極板群を用いることなく 、一般にどこにでもある金属廃材をもつて主たる電極とするため、いつでもどこ でも入手することができ安価である。

【００３７】 しかも電極板６．８の交換は長期間不要で、溶出して減じた金属廃材５は、減 じた分を適宜補充するだけで半永久的に使用することができる。このため極めて 低コストで浄化処理ができ、ランニングコストも安価となる。

【００３８】 また、金属廃材５を使用したことで反応面積を大幅に拡大することができ、浄 化能力を向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例を示す一部切欠した断面
図。

【図２】 本考案の一実施例を示す平面図。

【図３】 本考案の一実施例を示す一部切欠した斜視
図。

【図４】 本考案の一実施例を示す原理図。

【符号の説明】

Ａ−−装置本体。 １６−−ＰＨ指示
調節計。Ｂ−−廃水入口。 １７−−
ＰＨ調整剤。Ｃ−−処理水出口。 １
８．１９−−定量ポンプ。１−−電気分解反応槽。
２０−−凝集助剤。２−−凝集槽。
２１−−攪拌機。３−−沈降槽。
２２−−傾斜板。４−−エアー管。
２３．２４−−汚泥排出管。５−−金属廃
材。６．８−−電極板。７．９−−網状絶縁板。１０−
−エアー噴射管。１１−−電磁弁。１２．１３−−電導
弁。１４−−偏流防止管。１５−−ＰＨ電極

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃水を処理するための絶縁体で構成され
   た槽１を有し、この槽１の両端に陰極板６と陽極板８を
   取り付ける、一方その内側に電子の授受可能な網状絶縁
   板７．９を固定して、その間の空間に金属廃材５を充填
   し、陰極板６と陽極板８に電圧を印加することによつ
   て、金属廃材５を通して電気分解反応をおこし、廃水中
   に含まれる懸濁物質を凝析（少量の電解質を加えると、
   反対の電荷をもつたイオンによつて電荷は中和され反発
   力がなくなり、粒子が集合する現象）し、さらに水酸化
   物の発生によつて懸濁物質をフロック化し沈殿させるよ
   うに構成したことを特徴とする廃水浄化装置。