JPH10146588A

JPH10146588A - 水処理装置及び水処理方法

Info

Publication number: JPH10146588A
Application number: JP24680597A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Goshima; 伸隆五嶋
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】微小油滴と微生物を含有する被処理水を処理
し、微小油滴と微生物を除去する水処理装置及び水処理
方法の提供。【解決手段】水と油滴を分離する油滴分離手段と３次
元固定床型電解槽を有する水処理装置において、該油滴
分離手段は、陽極が両性金属からなる電極と、該電極に
電力を供給する電源、並びに、該電極及び水を収容する
処理槽からなり、かつ、該処理槽は微小油滴を含有する
被処理水を導入する入り口と、処理後の被処理水を該処
理槽から排出する排水口を有し、前記３次元固定床型電
解槽は、固定床型電極と、該固定床型電極に周期的に極
性の変換された電力を供給する電源、並びに、該固定床
型電極及び水を収容する電解槽からなり、かつ、該電解
槽は被処理水を導入する入り口と、処理後の被処理水を
該電解槽から排出する排水口を有する、更に、前記油滴
分離手段で処理された被処理水が前記３次元固定床型電
解槽に導入されるよう配置されていることを特徴とする
水処理装置及び該水処理装置を用いた水処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微小油滴と微生物
を含有する被処理水を電気化学的に処理するための水処
理装置及び水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、工業用水の再利用が盛んになり、
１度使用された工業用水に含まれる種々の不純物を分離
してから、再利用することが行われている。一般に、そ
れぞれの工業用水に含まれる不純物は、成分が既知であ
ることから、それぞれにターゲットを絞り分離すること
が多い。

【０００３】例えば、食品加工で用いられる加工水は、
栄養分に富むので、細菌等の微生物が繁殖し、食品加工
の加工水としてそのまま無処理で再利用することは不可
能である。これらの細菌等の微生物を防黴剤や殺菌剤で
処理することは、使用した防黴剤や殺菌剤が食品に混入
する恐れがあるので無理である。従って、これらの加工
水を、簡単に処理して、無菌状態の水として、再利用す
ることが望まれていた。

【０００４】以上のような欠点のない、水処理法とし
て、例えば、特開平３−２２４６８６号、同４−２７４
８８号等に開示されている、電気化学的に処理する方法
がある。この方法によると、特殊な薬品等を使わず、大
量の水を効率よく処理することができる。

【０００５】しかし、食品加工で用いられる加工水は、
１度使用されると、食品から溶出した油分が微小油滴と
なり、その加工水に混入する。上述の方法において、微
小油滴を含む被処理水をそのまま処理すると、電極の目
詰まりを起こしたり、電極表面が油分でマスキングされ
て、殺菌処理が短時間で不可能になる。更に、この微小
油滴は加工水に存在する微生物や細菌の栄養源となった
り、加工食品に付着したりして、その食品の商品価値を
下げるなど悪影響が強い。特に、ブロイラーや豆腐など
の洗浄水は、冷却温度が低いので、省エネルギーの観点
から、何回も繰り返し使用することが望まれている。し
かし、上述したように、これらに使用される加工水は、
一回使用されると、微小油滴が混入し、色々と悪影響を
及ぼすので、その適切な除去方法が望まれていた。

【０００６】従来は、これらの微小油滴は、マイクロフ
ィルター等で物理的に除去するとか、活性炭或いは凝集
剤を加えてから除去するなどの方法がとられていたが、
除去費用が意外に高価であり、しかも処理能力が低く問
題視されていた。

【０００７】一方、水中に存在する懸濁物質の分離に
は、水中に微細な気泡を導入し、懸濁粒子に気泡を付着
させて分離する浮上分離法がある。そして、浮上分離法
の１つに、電解浮上分離法がある。

【０００８】微小油滴の電解浮上法による分離について
は、例えば、特開平２−４０２８６号には、工作機械加
工の研削液や土木建築で使用されるコロイド溶液に含ま
れる微小粒子を、電解して、生ずる金属イオンに微小粒
子と水酸化イオンを付着浮上させ除去することが記載さ
れている。特開平５−３３７４７２号によると、凝集剤
で処理された汚水に残存する懸濁物を除く為に、複数枚
の水平方向に配置された電極を被処理水が通過し、更に
垂直方向に配置された電極を通過する間に電解が行わ
れ、懸濁物はフロックとなり浮上させて除去することが
記載されている。特開平２−２２２７７１号によると、
複数枚の電極を斜めに設置し、被処理水に均一に電圧が
かかり、フロック泡の発生を効率化している。また、特
開平４−３００６９４号は、円筒状のアルミニウム陽極
とアルミニウム細管の陰極を円筒状陽極の中心に設置
し、この円筒に被処理水を通過させながら、電解して懸
濁物質を浮上させ除去している。特開平６−１４２４０
７号には、電解浮上法において、アルミニウム電極特に
陰極には、スケールが生成、付着するので、その防止方
法が開示されている。特開平５−５００７０号には、電
極としてチタン、タンタル、ニオブ等の金属基体に白金
を数μｍ被覆した不溶性電極を複数枚用い、かつ、電極
の極性を一定時間毎に反転させることにより、電極の交
換がなく長時間被処理水の電解浮上による浄化ができる
ことが記載されている。更に、特開平５−２５３５０９
号には、電極としてアルミニウムを複数枚用い、電極の
極性を一定時間毎に反転させ油を含んだ船舶の機関室で
発生するビルジ水から油分を電解浮上法により分離する
ことが記載されている。

【０００９】しかしながら、電解浮上法により油滴を分
離した水を特開平３−２２４６８６号、同４−２７４８
８号等に記載の固定床型電解槽を用いた方法で処理する
場合、電解浮上法により発生した金属イオンが処理水に
混入し該金属イオン由来の化合物が固定床型電解槽内の
電極の目詰まりの原因となり、短時間で殺菌処理が不能
になるという重大な問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、微小
油滴と微生物を含有する被処理水を処理し、微小油滴と
微生物を除去する水処理装置及び水処理方法を提供する
ことにある。更に詳しくは、電解浮上法により微小油滴
を分離し、固定床型電解槽により殺菌処理等を行い水処
理する際に、電極が目詰まりすることなく、長時間安定
に処理することができる水処理装置及び水処理方法を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記構成により達成された。

【００１２】（１）水と油滴を分離する油滴分離手段
と３次元固定床型電解槽を有する水処理装置において、
該油滴分離手段は、陽極が両性金属からなる電極と、該
電極に電力を供給する電源、並びに、該電極及び水を収
容する処理槽からなり、かつ、該処理槽は微小油滴を含
有する被処理水を導入する入り口と、処理後の被処理水
を該処理槽から排出する排水口を有し、前記３次元固定
床型電解槽は、固定床型電極と、該固定床型電極に周期
的に極性の変換された電力を供給する電源、並びに、該
固定床型電極及び水を収容する電解槽からなり、かつ、
該電解槽は被処理水を導入する入り口と、処理後の被処
理水を該電解槽から排出する排水口を有する、更に、前
記油滴分離手段で処理された被処理水が前記３次元固定
床型電解槽に導入されるよう配置されていることを特徴
とする水処理装置。

【００１３】（２）前記油滴分離手段の陽極がアルミ
ニウム電極であることを特徴とする前記１記載の水処理
装置。

【００１４】（３）前記油滴分離手段の電極が両性金
属からなる複数の電極であり、かつ、該複数の電極に周
期的に極性の変換された電力を供給することを特徴とす
る前記１記載の水処理装置。

【００１５】（４）前記油滴分離手段の電源と、前記
３次元固定床型電解槽の電源が同一の電源であり、か
つ、それぞれを並列に接続することを特徴とする前記１
〜３の何れか１項記載の水処理装置。

【００１６】（５）前記油滴分離手段の処理槽は、上
部に、水平面に対して斜めに配置され該処理槽に収容さ
れている水に接触する遮蔽板と、浮上した微小油滴が該
遮蔽板により導かれ排出される排出口を有し、更に、複
数の両性金属電極を有し、かつ、該複数の電極に周期的
に極性の変換された電力を供給できることを特徴とする
前記１〜４の何れか１項記載の水処理装置。

【００１７】（６）前記油滴分離手段の電極が水平面
に対して鉛直方向に配置されていることを特徴とする前
記１〜５の何れか１項記載の水処理装置。

【００１８】（７）前記油滴分離手段の電極が両性金
属からなる複数の電極であり、かつ、該複数の電極間に
隔膜を有しないことを特徴とする前記１〜６の何れか１
項記載の水処理装置。

【００１９】（８）前記３次元固定床型電解槽が、２
枚の金属補助電極で挟まれた炭素固定床を複数枚有する
３次元固定床型複極式電解槽であることを特徴とする前
記１〜７の何れか１項記載の水処理装置。

【００２０】（９）前記油滴分離手段と３次元固定床
型電解槽の間に濾過手段を有することを特徴とする前記
１〜８の何れか１項記載の水処理装置。

【００２１】（１０）前記１〜９の何れか１項記載の
水処理装置の油滴分離手段の電極の陽極陰極電流密度
が、０．１Ａ／ｄｍ²以上であることを特徴とする水処
理方法。

【００２２】（１１）前記１〜９の何れか１項記載の
水処理装置の油滴分離手段の処理槽内電流濃度が０．１
Ａ／ｌ以上であることを特徴とする水処理方法。

【００２３】（１２）前記１〜９の何れか１項記載の
水処理装置の油滴分離手段に供給する電力が、１０Ｈｚ
以下、１×１０^-5Ｈｚ以上であることを特徴とする水処
理方法。

【００２４】（１３）前記１〜９の何れか１項記載の
水処理装置の被処理水が食品加工処理水であることを特
徴とする水処理方法。

【００２５】以下本発明を詳細に説明するが、本発明は
以下の実施形態に限定されない。一般に、微生物を含有
する被処理水を処理して、微生物の含有されない処理水
を得る場合、電気化学的に処理すると、効率よく、しか
も余分な薬剤（例えば防黴剤や殺菌剤）が不要であるこ
とから、食品加工水の再利用などには好都合である。本
発明において、電気化学的に処理する装置として、３次
元固定床型電解槽を使用する。本発明に好ましく用いら
れる３次元固定床型電解槽は、複数個の固定床型３次元
電極を収容する筒状体の下方の開口部の一部に支持体を
設置することにより前記筒状体からの前記複数の固定床
型３次元電極の離脱を防止するようにした固定床型複極
式電解槽である。

【００２６】微小油滴を含む被処理水をそのまま、本発
明に用いられる３次元固定床型複極式電解槽に導入する
と、微小油滴が電極に付着して、被処理水の流れを止
め、短時間で処理が不可能となる。本発明者は、被処理
水に凝集剤などの化学的物質を使用することなく、微小
油滴を除去する方法を種々試みた結果上記構成の水処理
装置による水処理方法により目的を達成した。

【００２７】本発明で用いられる水処理装置について説
明する。微小油滴分離手段の処理槽内の電極は、少なく
とも、陽極が両性金属である。両性金属とは、亜鉛、カ
ドミウム、アルミニウム、ガリウム、インジウム、錫、
鉛、アンチモン、ビスマス等をいうが、本発明において
は、環境上アルミニウムが最も好ましく用いられる。電
極にアルミニウムを使用することにより、電解の過程で
少量溶出するアルミニウムイオンが、処理水中に含まれ
る懸濁物質を凝集したり、微小油滴が集まり大きな油滴
になることを助長したり、更に、陰極面上で発生する微
小水素気泡が油滴表面に付着して油滴と処理水の分離を
促進する。しかも、該アルミニウムイオンは微小油滴と
共に排出されるので、処理後の被処理水には殆ど含まれ
ない。また、含まれても極く少量であり、食品加工水等
に利用しても問題を示すことがない。また、陰極も両性
金属としてもよく、この場合も最も好ましい金属はアル
ミニウムである。更に、本発明において、複数の電極を
両性金属からなるものとし、周期的に電極の極性を変換
する場合、電極は平均的に減耗する上に、電極の表面が
ザラザラになるので、電解により発生する泡がより小さ
くなり、油滴の分離効率が向上する。

【００２８】本発明の微小油滴分離手段の処理槽内の電
極は垂直に配置することにより、微小油滴の浮上を容易
にし、浮上した油滴は、斜めに配置した遮蔽板により排
出口であるフロック泡出口に導かれ排出される。一方該
処理槽の下部には、被処理水に混入して来る、固形物を
周期的に取り除く固形物排出部である固形物取り出し口
を設け、処理槽内部が固形物で閉塞状態になることを防
止し、微小油滴の分離をスムースに実施できるようにな
っている。尚、固形物が多い時は、被処理水を処理槽に
導入する前にフィルターを付けて取り除くことが好まし
く、又固形物が軽く小さい場合は、電極の下にフィルタ
ーを設置してこれらの固形物が液流にのって、電極部分
に導入されないようにすることが好ましい。

【００２９】本発明において、微小油滴分離手段の処理
槽の電極の陽陰極電流は０．１Ａ／ｄｍ²以上である
が、０．１５〜５．０Ａ／ｄｍ²が好ましい。又、微小
油滴分離手段の処理槽内の電流濃度は０．１Ａ／ｌ以上
であるが、０．１５〜１０Ａ／ｌが好ましい。

【００３０】本発明に用いられる水処理装置を、図をも
ちいて説明する。図５は、本発明の油滴分離手段と３次
元固定床型複極式電解槽を接続した水処理装置のブロッ
ク図を示す。油滴分離手段の処理槽１に被処理水が被処
理水入口１０から導入され、分離された油滴はフロック
泡出口４から排出され、処理水は処理水出口２から排出
される。油分の分離された処理水は、通水路に接続され
た濾過設備３５を通り、固形物が取り除かれ、３次元固
定床型複極式電解槽３６に導入される。３次元固定床型
複極式電解槽３６で殺菌された処理水は出口３７から再
度処理水として使用される。また、本発明において、油
滴分離手段に電力を供給する電源と３次元固定床型複極
式電解槽３６に電力を供給する電源とは共通の電源３８
であり、油滴分離手段の処理槽３２の電力供給ターミナ
ル７及び８と、３次元固定床型複極式電解槽３６の電極
ターミナル２４及び２４′とは並列に接続されている。
この構成により、直列に接続した場合に生ずる３次元固
定床型複極式電解槽に過度の電力を供給することがな
い。また、各々異なる電源を用いた場合に水を通じて電
気がリークしてしまう等の問題を生ずることがない。電
源３８は周期的に極性を変換して電力を供給するもので
あり、１０Ｈｚ以下、１×１０^-5Ｈｚ以上の交流であ
る。

【００３１】図１において、油滴分離手段の処理槽１は
上部に処理水出口２とフロック泡出口４が設けられ、下
部の被処理水入口１０から、被処理水が導入される。導
入された被処理水は下部の固形物分離部１３で、大きい
固形物が沈下し固形物取り出し口１２の近傍に集積す
る。微小油滴を含む被処理水は上昇し、電極部１４を通
過する。電極部１４の斜視図を図２に示すが、一方のア
ルミニウム電極５は電極棒１９と接続部１６で接続さ
れ、１枚おきに設置されている。他方のアルミニウム電
極６は電極棒１８と接続されるが、アルミニウム電極５
の穴１７では、アルミニウム電極５と接触しないように
穴があけられて電極棒１８がフリーで通るようになって
いる。同様な処置がアルミニウム電極６にもなされてお
り、電極棒１９はアルミニウム電極６とは接触しないよ
うになっている。また、本発明において、電極間には隔
膜が存在しない。電極棒１８と１９はそれぞれ電力供給
ターミナル７及び８と接続され、電力供給ターミナル７
及び８は電源３８と接続され、外部から極性の異なる電
力が供給される。各電力供給ターミナル７及び８は周期
的に極性を変換して電力が供給される。即ち、電力供給
ターミナル７に正の電力を供給している時は、電力供給
ターミナル８には負の電力を供給する。逆に電力供給タ
ーミナル７に負の電力を供給している時は、電力供給タ
ーミナル８には正の電力を供給する。電力の周波数は上
述したように１０Ｈｚ以下、１×１０^-5Ｈｚ以上であ
る。従って、電極部１４では、それぞれのアルミニウム
電極５と６の間で、電気分解が起こり、陰極で発生する
微小の水素気泡が油滴表面に付着し、比重が著しく小さ
くなると同時に比較的大きなフロック泡となり上昇す
る。上昇したフロック泡は、フロック泡分離部１５で、
斜めに設けられた遮蔽板３′によりフロック泡出口４に
導かれ、外部に排出される。微小油滴の分離された被処
理水は処理水出口２から採取されて、再度の処理に使用
される。フロック泡が処理水に混入しないように、遮蔽
板３′に平行に遮蔽板３を設け微小油滴の分離を完璧に
する。遮蔽板は水平面に対して３０°の角度で設置され
る。遮蔽板３及び３′は、微小な網、多孔板体等の泡と
水を分離する板である。処理槽１はフランジ９により垂
直に設置され、水平断面は長方形である。また、固形物
は定期的に固形物取り出し口１２に設置されているバル
ブ１１を開き排出する。なお、電源は周期的に極性を変
換し得る電源を用いてもよく、通常の電源に周期的に電
力の極性を変換し得る装置を設けて本発明の電源として
もよい。また、各アルミニウム電極は板状であることが
好ましいが、棒状であってもよい。尚、処理槽１の水平
断面は長方形に限られず円形等であってもよい。

【００３２】次に、本発明の３次元固定床型複極式電解
槽について説明する。３次元固定床型複極式電解槽を被
処理水の改質処理に使用する場合には、印加電位を陽極
電位が実質的な酸素発生を伴わない＋０．２〜＋１．２
Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）、陰極電位が実質的に水素発生を伴
わない０〜−１．０Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）となるようにす
ることが望ましいが、液中物質が酸化還元反応を受けず
液性の変化が生じない場合や又その反応量がさほど問題
にならない場合には陽極電位を＋１．６Ｖ（ｖｓ．ＳＨ
Ｅ）より卑な電位とし、陰極電位が−１．５Ｖ（ｖｓ．
ＳＨＥ）より貴な電位とすることも出来る。或いは、電
極反応が問題とならない場合は、より高い電位を印加し
てもよい。

【００３３】被処理水の改質の場合、大量処理の場合に
ガス発生が伴うと、発生するガスつまり酸素ガスと水素
ガスは通常爆発限界内の混合比で発生し、爆発の危険を
回避するために空気等の不活性ガスで希釈することが望
ましく、例えば３次元固定床型複極式電解槽出口に発生
する電解ガスの分離手段と分離後の該電解ガスを空気で
希釈して電解ガス中の水素ガス濃度が４容量％以下にな
るよう空気による電解ガス希釈手段を設置することがで
きる。

【００３４】本発明の３次元固定床型複極式電解槽にお
ける電極は固定床型３次元電極と給電用電極を含み、被
処理水が透過可能な多孔質材料、例えば粒状、球状、フ
ェルト状、織布状、多孔質ブロック状等の形状を有する
活性炭、グラファイト、炭素繊維、グラシーカーボン等
の炭素系材料から、或いは同形状を有するニッケル、
銅、ステンレス、鉄、チタン等の金属材料、更にそれら
の金属材料に貴金属のコーティングを施した材料から形
成された複数個の好ましくは粒状、球状、繊維状、フェ
ルト状、織布状、多孔質ブロック状、スポンジ状のもの
を固定床型３次元電極とすることができる。尚、固定床
型電極とは、電極が液中に分散している流動性電極に対
し、電極が殆ど動かないものをいう。通常固定されてい
れば、定期的に電極を動かす等の動作を行うようにして
もよい。

【００３５】本発明において固定床型３次元電極は、平
均孔径２０〜１００μｍのポーラスグラファイトが好ま
しい。これらは例えば、有機物バインダーを使用して積
層した複数の植物繊維製シート例えば和紙などを不活性
ガス雰囲気中で１０００℃以上の温度で熱処理して炭化
させ更に加熱処理してグラファイト化した多孔質固定床
型３次元電極板である。より好ましくは、複数の合成繊
維製シートを有機物バインダーを使用して積層・プレス
し、これを熱処理して炭化させ更に加熱処理してグラフ
ァイト化した多孔質固定床型３次元電極板が不純物も少
なく気孔径の制御も容易なため好ましい。特に目的の気
孔径に対して気孔径分布の幅がせまくシャープになるた
め、目詰まりが起こりにくくなる。このような用途に用
いられる有機物バインダーにはフェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、フラン樹脂、ジビニルベンゼン樹脂等の熱可塑
性樹脂などが利用できるが特にこれらに限定されるもの
ではない。合成繊維製シートは布状に織ったものでもよ
いが、不繊布が好ましい。

【００３６】これら複数の積層された固定床は上下両端
が開口する筒状体に収容する。該筒状体は、長期間の使
用又は再度の使用にも耐え得る電気絶縁材料で形成する
ことが好ましく、特に合成樹脂であるポリエピクロルヒ
ドリン、ポリビニルメタクリレート、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化エチレン、フ
ェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリ
ル樹脂、ポリカーボネート等が使用できる。更に透明又
は半透明な材料で成形すると、前記固定床の消耗状態を
視認できるためより好都合である。

【００３７】この筒状体に収容された前記複数の固定床
型３次元電極はその直径が前記筒状体の内径よりも同等
かやや小径であるため、該筒状体のみを把持して前記固
定床型３次元電極の交換等の操作を行うと該固定床が下
方の開口部から離脱して所定数の固定床を筒状体内に収
容できなくなる。

【００３８】従って本発明に係わる３次元固定床型複極
式電解槽では、前記筒状体の下方或いは上部の開口部の
一部を閉塞するように支持体を設置して前記固定床の離
脱つまり筒状体からの落下等を防止することが好まし
い。該支持体の形状は前記複数の固定床の移動を抑制す
るだけの強度を有すれば特に限定されず、前記筒状体の
下端部にドーナツ状体を該ドーナツ状体が開口部の一部
を塞ぐように溶接や接着等により固定したり、或いはこ
れと同一形状の部材を一体成型したり、十字型の部材を
筒状体の下端の円周部分に跨がるよう接着等により固定
したり、或いは網状体を同様に前記閉口部内に設置した
りすることができる。又前記ドナーツ状体及び筒状体に
ネジを刻設して両部材をネジ止めして相互に固定するこ
ともできる。又開口部の上部も同様にネジ止めにより支
持体を設置することができ、これらより前記固定床をよ
り安定な状態で前記筒状体内に収容することができる。

【００３９】なお該支持体の被処理水の流れ方向に垂直
方向の断面積は、開口部の開口面積の３〜５０％とする
ことが望ましく、３％未満であると強度不足による該支
持体の筒状体からの離脱が生じ易くなり、又５０％を越
えると被処理水の流通を阻害するとともに電解電圧の上
昇を招き易くなる。

【００４０】該固定床を直流又は交流電場内に置き、両
端に設置した平板状又はエキスパンドメッシュ状やパー
フェレーティッドプレート状等の多孔板体から成る給電
用電極ターミナル間に直流電圧或いは交流電圧を印加し
て前記固定床を分極させ該固定床の一端及び他端にそれ
ぞれ陽極及び陰極を分極により形成させて成る３次元電
極を収容した固定床型複極式電解槽とすることが可能で
あり、この他に単独で陽極として或いは陰極として機能
する３次元材料を交互に短絡しないように設置しかつ電
気的に接続して固定床型複極式電解槽とすることができ
る。

【００４１】前記給電用陽極ターミナルの材質として
は、例えばカーボングラファイト材（炭素繊維、カーボ
ンクロス、グラファイト等）、炭素複合材（炭素に金属
を粉状で混ぜ焼結したもの等）、活性炭素繊維不織布
（例えばＫＥ−１０００フェルト、東洋紡株式会社）又
はこれに白金、パラジウムやニッケル等を担持させた材
料、更に寸法安定性電極（白金族酸化物被覆チタン
材）、白金被覆チタン材、ニッケル材、ステンレス材、
鉄材等から形成される材質がある。又該給電用陽極ター
ミナルに対向し直流電圧を与える給電用陰極ターミナル
は、例えば白金、ステンレス、チタン、ニッケル、銅、
ハステロイ、グラファイト、炭素材、軟銅或いは白金族
金属を被覆した金属材料等から形成されることができ
る。

【００４２】前記固定床として活性炭、グラファイト、
炭素繊維等の炭素系材料を使用しかつ陽極から酸素ガス
を発生させながら被処理水を処理する場合には、前記固
定床が酸素ガスにより酸化され炭酸ガスとして溶解し易
くなる。或いは、崩壊した電極材の微粉が発生したりす
る。これを防止するためには前記固定床の陽分極する側
にチタン等の基材上に酸化イリジウム、酸化ルテニウム
等の白金族金属酸化物を被覆し通常不溶性金属電極とし
て使用される多孔質材料又は網状材料を接触状態で設置
し、酸素発生が主として該材料上で生ずるようにすれば
よい。

【００４３】図３は、本発明の３次元固定床型複極式電
解槽の縦断面図である。上部の入り口（ＩＮ）から導入
された被処理水は、電解槽の内筒２５と外筒２６の間の
スペース２７（被処理水導入路）を通り下部に到達す
る。矢印に従って被処理水を上部に移行するが、その際
に、電源３８に接続している電極ターミナル２４、２
４′から周期的に極性の変換された電力が供給され、補
助電極２２、２２′に挟まれた固定床型３次元電極２１
を通過する際に、被処理水中に含まれる細菌の殺菌が行
われる。外部から供給される電力は、電極ターミナル２
４を通り、給電用電極３０をへて補助電極２２へ、電極
ターミナル２４′に供給される電力は導線２８を通り下
部に達し給電用電極３０′をへて補助電極２２′に供給
される。固定床型３次元電極は補助電極２２、２２′に
挟まれ積層されているので、下部から上部に亙り分極し
ている。それぞれの、固定床型３次元電極２１と補助電
極２２、２２′は側部から被処理水がリークしないよう
に、ガスケット２３で封鎖されている。これらの組は、
下部にある、下部固定用リング３１とスペーサー２９の
上に積み重ねられセットされ、上蓋２０と外筒２６はネ
ジで組み立てられている。電源によって、固定床型３次
元電極に供給される電力は０．５Ａ以下が好ましく、１
０Ｈｚ以下、１×１０^-5Ｈｚ以上交流であることが好ま
しい。油滴分離手段において発生し、処理水に混入した
金属イオン由来の化合物、例えば水酸化アルミニウム等
によって固定床型の電極が目詰まりを起こしても、発生
した金属イオンが両性金属のイオンであること及び周期
的に極性を変換することによって水酸化アルミニウムが
再びアルミニウムイオンとなり溶解するため電極の目詰
まりが防止でき、長期的に安定して水処理を行うことが
できる。

【００４４】図４は本発明の固定床を収容した３次元固
定床型複極式電解槽の分解斜視図である。内筒２５から
固定床を挿入して積層し、更に下部にあるネジに固定用
のリング３１をはめ、上蓋２０の内側のネジと合わせ漏
水のないように組み立てる。導線２８を下部の給電用電
極３０′と接続してから、外筒２６を上蓋とネジ止めす
る。

【００４５】本発明の水処理方法に適用される被処理水
は、食品加工処理水が好ましい。食品加工処理水は、加
工される食品への、不要な化合物の混入は極力避ける必
要がある。その点、本発明の水処理方法によると、凝集
剤、防黴剤、殺菌剤等の化学物質や、油分分離除去用の
特殊機器を用いる事なく、被処理水の微小油滴を分離
し、微生物を殺菌することができ好ましい。

【００４６】

【実施例】

実施例１被処理水を、図５で示される水処理装置で処理した。詳
しくは、本発明の図１で示される処理槽で前処理し、図
５で示すように油水分離設備に一旦溜め、濾過設備を通
ってから、図３で示される３次元固定床型複極式電解槽
に導入し処理した。使用した被処理水は、下記条件を有
する水である。

【００４７】イオン交換水から普通寒天培地（栄研化学
製）にて分離された一般細菌を液体培地（普通ブイヨン
培地、栄研化学製）を用いて３日間培養し、菌体を５０
００ｒｐｍにて遠心分離した後、純水で洗浄し、再度遠
心分離した。これをあらかじめ、１〜１００μｍの油滴
を３００ｐｐｍ含み、ためておいた水道水（残留塩素濃
度が０．０２ｐｐｍ以下）に添加し被処理水とした。生
菌数は６．５×１０⁴ＣＦＵであった。

【００４８】微小油滴を分離するため処理槽は下記条件
で実施した。

【００４９】電解条件陽極：アルミニウム（陽極電流密度０．１５Ａ／ｄ
ｍ²）陰極：アルミニウム（陰極電流密度０．１５Ａ／ｄ
ｍ²）電解電圧：８．０Ｖ処理槽条件処理槽電流濃度：０．１２Ａ／ｌ電解電流：１０Ｈｚ以下の交流（電源は３次元固定床型
複極式電解槽と共通である）電流波形：パルス電流或いはリップル率５％以内の平滑
電流処理槽内滞留時間：５．６秒電極間距離：１０ｍｍ。

【００５０】３次元固定床型複極式電解槽は、補助電極
として白金で被覆されたチタンメッシュ（厚み１ｍｍ）
を用い電極端子に直流３４Ｖを印加した。

【００５１】被処理水１ｍ³を処理した結果、目詰まり
もなく、生菌数は３次元固定床型複極式電解槽出口処理
水中で６３ＣＦＵに減少した。更に、油分による３次元
固定床型複極式電解槽のグラファイト電極のマスキング
は電解電圧、電解電流に変化が生じていないことから、
発生していない事が証明される。

【００５２】実施例２実施例１の装置を用い、ブロイラーの洗浄水を１週間に
亙り連続処理した。ブロイラーの洗浄水は１〜１００μ
ｍの微小油滴を２００〜５００ｐｐｍ含み、若干の生菌
を含む水であったが、１週間後も、目詰まりもなく、生
菌も１００ＣＦＵ以下であり実用上支障を認められなか
った。

【００５３】

【発明の効果】本発明により、微小油滴と微生物を含有
する被処理水を長期間安定に処理することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】油滴分離手段の処理槽内の断面図である。

【図２】処理槽内の電極部の斜視図である。

【図３】３次元固定床型複極式電解槽の縦断面図であ
る。

【図４】３次元固定床型複極式電解槽の分解斜視図であ
る。

【図５】本発明の水処理装置のブロック図である。

【符号の説明】

１処理槽２処理水出口３遮蔽板３′ 遮蔽板４フロック泡出口５電極６極性の異なる電極７電力供給ターミナル８極性の異なる電力供給ターミナル９フランジ１０被処理水入口１１バルブ１２固形物取り出し口１３固形物分離部１４電極部１５フロック泡分離部１６接続部１７穴１８電極棒１９極性の異なる電極棒２０上蓋２１固定床型３次元電極（例えば炭素電極）２２補助電極２２′ 補助電極２３ガスケット２４電極ターミナル（外部から電力供給用）２４′ 電極ターミナル（外部から電力供給用）２５内筒２６外筒２７被処理水導入路２８導線２９スペーサー３０給電用電極３０′ 給電用電極３１下部固定用リング３２油滴分離手段の処理槽３５濾過設備３６３次元固定床型複極式電解槽３７出口３８電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水と油滴を分離する油滴分離手段と３次
元固定床型電解槽を有する水処理装置において、該油滴
分離手段は、陽極が両性金属からなる電極と、該電極に
電力を供給する電源、並びに、該電極及び水を収容する
処理槽からなり、かつ、該処理槽は微小油滴を含有する
被処理水を導入する入り口と、処理後の被処理水を該処
理槽から排出する排水口を有し、前記３次元固定床型電
解槽は、固定床型電極と、該固定床型電極に周期的に極
性の変換された電力を供給する電源、並びに、該固定床
型電極及び水を収容する電解槽からなり、かつ、該電解
槽は被処理水を導入する入り口と、処理後の被処理水を
該電解槽から排出する排水口を有する、更に、前記油滴
分離手段で処理された被処理水が前記３次元固定床型電
解槽に導入されるよう配置されていることを特徴とする
水処理装置。
【請求項２】前記油滴分離手段の陽極がアルミニウム
電極であることを特徴とする請求項１記載の水処理装
置。
【請求項３】前記油滴分離手段の電極が両性金属から
なる複数の電極であり、かつ、該複数の電極に周期的に
極性の変換された電力を供給することを特徴とする請求
項１記載の水処理装置。
【請求項４】前記油滴分離手段の電源と、前記３次元
固定床型電解槽の電源が同一の電源であり、かつ、それ
ぞれを並列に接続することを特徴とする請求項１〜３の
何れか１項記載の水処理装置。
【請求項５】前記油滴分離手段の処理槽は、上部に、
水平面に対して斜めに配置され該処理槽に収容されてい
る水に接触する遮蔽板と、浮上した微小油滴が該遮蔽板
により導かれ排出される排出口を有し、更に、複数の両
性金属電極を有し、かつ、該複数の電極に周期的に極性
の変換された電力を供給できることを特徴とする請求項
１〜４の何れか１項記載の水処理装置。
【請求項６】前記油滴分離手段の電極が水平面に対し
て鉛直方向に配置されていることを特徴とする請求項１
〜５の何れか１項記載の水処理装置。
【請求項７】前記油滴分離手段の電極が両性金属から
なる複数の電極であり、かつ、該複数の電極間に隔膜を
有しないことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記
載の水処理装置。
【請求項８】前記３次元固定床型電解槽が、２枚の金
属補助電極で挟まれた炭素固定床を複数枚有する３次元
固定床型複極式電解槽であることを特徴とする請求項１
〜７の何れか１項記載の水処理装置。
【請求項９】前記油滴分離手段と３次元固定床型電解
槽の間に濾過手段を有することを特徴とする請求項１〜
８の何れか１項記載の水処理装置。
【請求項１０】請求項１〜９の何れか１項記載の水処
理装置の油滴分離手段の電極の陽極陰極電流密度が、
０．１Ａ／ｄｍ²以上であることを特徴とする水処理方
法。
【請求項１１】請求項１〜９の何れか１項記載の水処
理装置の油滴分離手段の処理槽内電流濃度が０．１Ａ／
ｌ以上であることを特徴とする水処理方法。
【請求項１２】請求項１〜９の何れか１項記載の水処
理装置の油滴分離手段に供給する電力が、１０Ｈｚ以
下、１×１０^-5Ｈｚ以上であることを特徴とする水処理
方法。
【請求項１３】請求項１〜９の何れか１項記載の水処
理装置の被処理水が食品加工処理水であることを特徴と
する水処理方法。