JPH10202020A - 電気浸透脱水機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電極の消耗がなく、電極表面にガスが滞留しな
い電気浸透脱水機を提供すること。 【解決手段】陽電極１４は、メッシュ状、又はスリット
状に形成され、多数の隙間２４が設けられている。陽電
極１４は、絶縁膜２６によって隙間２４を除いて完全に
覆われている。陽電極１４は汚泥層１２から絶縁され、
陽電極１４から汚泥層１２に電流が流れ出ることが防止
される。陽電極１２の図中上方には、コロナ放電用電極
３２が、陽電極１４と平行に設けられたコロナ放電用電
極取付け枠２８に取付けられる。汚泥層１２の外部に
は、コロナ放電用電源３０が設けられ、その陽極端子は
コロナ放電用電極取付け枠２８に、陰極端子は前記陰電
極１６に連結される。コロナ放電用電極３２と陰電極１
６との間にコロナ放電用電圧が印加される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥の脱水機に係
り、特に有機成分が多く粗い繊維分が少ないため、加圧
濾過脱水や遠心脱水が難しい汚泥でも脱水ができる電気
浸透脱水機に関する。

【０００２】

【従来の技術】汚泥の脱水処理法には、真空濾過、加圧
濾過、遠心分離などの方法があるが、微細な生物体や有
機性分解生成物のような、細かくて親水性の高い粒子を
含む難脱水性汚泥は、上記のような機械的方法では脱水
が極めて困難であった。このような難脱水性汚泥に対し
ては、電気浸透脱水機が適用されている。汚泥中の粒子
は、水に対して界面動電位（ζ電位）をもっており、多
くの場合負に帯電している。一方、粒子界面近傍の液は
粒子と反対極性のイオン層が構成されている。そこで汚
泥を挟んで電極を設け、電極間に直流電圧を印加する
と、電場によって電気浸透現象が起きる。これにより、
正に帯電している水は陰極側に流動し、フィルタを透過
して脱水濾過される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気浸透脱水機では、汚泥に接触させた電極に直流電圧
を印加して汚泥中に電流を流すため、陽極側の電極は電
食を起こして消耗し易いという欠点がある。特に、直流
電圧を高くすると汚泥中を流れる電流が大きくなり、電
極の消耗が激しくなるとともに消費電力の増大を招く。

【０００４】その対策として、陽電極表面に炭素を含浸
焼結した樹脂を用いたり（特開平３─２２１１０７、特
開平３─２２１１０８）、白金族金属や白金族金属酸化
物を含む被覆層を形成させたりする（特開昭６２─２５
４８１７）という方法がある。これらの方法では、電極
の寿命を延ばすことができるが、電食を完全に防止する
ことはできず、また電極にかかるコストが高いという問
題がある。

【０００５】また、電流を流すことによって、汚泥で電
気分解が起きガスが発生して、そのガスが電極表面に滞
留する。その結果汚泥と電極との間の接触抵抗が増加
し、消費電力が増加するという問題がある。そこで電極
にガス抜き穴を設け、電極で汚泥を加圧することによ
り、ガスを排除する方法が行われているが（特開平６─
１５２９８、特開平４─３３４６００）、電極の構造が
複雑なものとなり好ましくない。

【０００６】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、電極の消耗がなく、電極表面にガスが滞留し
ない電気浸透脱水機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、脱水しようとする被処理物を挟んで対向
する陽電極と陰電極との間に直流電圧を印加し、電気浸
透現象を利用することによって被処理物の脱水濾過を行
う電気浸透脱水機において、前記陽電極を絶縁物で被覆
すると共に、陽イオン供給手段を設け、この陽イオン供
給手段から被処理物へ陽イオンを供給することを特徴と
する。

【０００８】本発明によれば、陽電極と陰電極との間に
直流電圧が印加され電界が生じるが、陽電極が絶縁物で
被覆されているため、陽電極から被処理物へ電流が流れ
出ずらく、陽電極の消耗を防止することができ、また陽
イオン供給手段から被脱水処理物へ陽イオンが供給さ
れ、被処理物内を電流が流れ、電気浸透脱水が行われ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明に
係る電気浸透脱水機の好ましい実施の形態について詳説
する。図１は、本発明の電気浸透脱水機の第１の実施の
形態を示す断面図である。電気浸透脱水機１０の汚泥層
１２の図中上端には陽電極１４、汚泥層１２の図中下端
には陰電極１６が互いに対向するように配設され、汚泥
層１２は陽電極１４と陰電極１６とによって挟みつけら
れている。汚泥層１２の外部には、直流電源１８が設け
られ、その陽極端子と陰極端子とは、それぞれ陽電極１
４、陰電極１６に連結される。陰電極１６と陽電極１４
との間には、直流電源１８によって直流電圧が印加さ
れ、汚泥層１２の内部に電界が生じさせている。

【００１０】前記陰電極１６は、メッシュ状、又はスリ
ット状に形成され、隙間２０が多数設けられている。陰
電極１６の汚泥層１２側に沿ってフィルタ２２が設けら
れており、汚泥中の粒子から分離された濾過水が透過す
る。前記陽電極１４は、陰電極１６と同様にメッシュ
状、又はスリット状に形成され、多数の隙間２４が設け
られている。陽電極１４は、絶縁膜２６によって隙間２
４を除いて完全に覆われている。陽電極１４は汚泥層１
２から絶縁され、陽電極１４から汚泥層１２に電流が流
れ出ることが防止される。

【００１１】前記陽電極１２の図中上方には、コロナ放
電用電極３２が、陽電極１４と平行に設けられたコロナ
放電用電極取付け枠２８に取付けてある。汚泥層１２の
外部には、コロナ放電用電源３０が設けられ、その陽極
端子はコロナ放電用電極取付け枠２８に、陰極端子は前
記陰電極１６に連結される。コロナ放電用電極３２と陰
電極１６との間にコロナ放電用電圧が印加される。コロ
ナ放電用電極３２は、細線を陽電極と平行に張ってもよ
いし、本実施の形態では低電圧でも安定したコロナ放電
をさせるため、陽電極１４に向けて先端部が針状に形成
されている。コロナ放電用電圧が印加されると、前記先
端部のため、不平等電界が生じ、コロナ放電が起き、陽
イオンが発生し、発生した陽イオンは陽電極１４の隙間
２４を通過して汚泥層１２内に供給される。

【００１２】次に、上記の如く構成された電気浸透脱水
機の作用を説明する。直流電源１８によって陽電極１４
と陰電極１６との間に直流電圧が印加され、汚泥層１２
中に電界が生じる。電界によって、イオンを含んだ液が
陰電極１６側に流動すると共に、汚泥層１２内で負に帯
電した粒子が陰電極１６から引き離される。

【００１３】陽電極１４は絶縁膜２６によって汚泥層１
２から絶縁されているため、陽電極１４からは汚泥層１
２に電流が流れ出ることが防止される。コロナ放電用電
源３０によってコロナ放電用電極３２と陰電極１６との
間にコロナ放電用電圧が印加され、コロナ放電用電極３
２によって不平等電界が生じ、コロナ放電用電極３２の
近傍でコロナ放電が発生する。この時、コロナ放電用電
極３２と陽電極１４との間に陽イオンが発生する。この
陽イオンは、陽電極１４の隙間を通じて汚泥層１２中に
流れ込み、汚泥層１２内に電流が供給される。

【００１４】陽電極１４と陰電極１６との間に生じた電
場と汚泥層１２に供給された電流とによって、電気浸透
現象が作用する。これにより、水は正に帯電して陰電極
１６側に流動し、陰電極１６側で電荷を失うとともにフ
ィルタ２２を透過し陰電極１６の隙間２０を介して汚泥
層１２外へ脱水濾過される。図２に、本発明に係る電気
浸透脱水機の第２の実施の形態を示す。第２の実施の形
態では、第１の実施の形態のコロナ放電用電極３２の代
わりにイオン駆動電極３４が陽電極１４の図中上方に平
行に設けられ、イオン駆動電源３６の陽極端子に連結さ
れる。イオン駆動電源３６の陰極端子は、陽電極１４に
連結され、イオン駆動電極３４と陽電極１４との間に
は、イオン駆動電源３６によってイオン駆動電圧が印加
され、電界が生じる。

【００１５】汚泥層１２外部には陽イオンを生成するイ
オナイザ３８が設けられ、イオナイザ３８で生成された
陽イオンは、イオン供給管４０を通ってイオン駆動電極
３４と陽電極１４との間に供給される。イオン駆動電極
２４と陽電極１４との間に供給された陽イオンは、イオ
ン駆動電源３６の電界によって隙間２４を介して汚泥層
１２内に注入される。このようにして、汚泥層１２内に
電流が供給され、電気浸透脱水が行われる。

【００１６】第１の実施の形態では、コロナ放電用電極
３２と陰電極１６との間には高電圧が印加されるため、
露出されているコロナ放電用電極３２は運転操作が危険
である。しかし、第２の実施の形態では、イオン駆動電
源３４と陰電極１６との間に高電圧が印加されることは
ないため、イオン駆動電源３４が露出されていても運転
操作は安全である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気浸透
脱水機によれば、陽電極を絶縁物で被覆することによ
り、陽電極から電流が流れ出ないので、陽電極に電食が
起きず電極の寿命を長くすることができる。印加する直
流電圧を高くしても電極が消耗しないため、イオンの移
動速度を速くして脱水速度を向上することができる。

【００１８】また、ガスの陽電極表面での滞留を大幅に
少なくでき、ガスが滞留しても脱水効果に及ぼす影響は
ほとんどない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気浸透脱水機の第１の実施の形
態を示す断面図

【図２】本発明に係る電気浸透脱水機の第２の実施の形
態を示す断面図

【符号の説明】

１０…電気浸透脱水機 １２…汚泥層 １４…陽電極 １６…陰電極 １８…直流電源 ２６…絶縁膜 ３０…コロナ放電用電源 ３２…コロナ放電用電極 ３４…イオン駆動電極 ３６…イオン駆動電源 ３８…イオナイザ ４０…イオン供給管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】脱水しようとする被処理物を挟んで対向す
   る陽電極と陰電極との間に直流電圧を印加し、電気浸透
   現象を利用することによって被処理物の脱水濾過を行う
   電気浸透脱水機において、 前記陽電極を絶縁物で被覆すると共に、陽イオン供給手
   段を設け、この陽イオン供給手段から被処理物へ陽イオ
   ンを供給することを特徴とする電気浸透脱水機。
2. 【請求項２】前記陽イオン供給手段は、コロナ放電用電
   極とコロナ放電用電源とからなり、コロナ放電用電極で
   コロナ放電を起こさせて陽イオンを発生させることを特
   徴とする請求項１記載の電気浸透脱水機。
3. 【請求項３】前記陽イオン供給手段は、被処理物外部の
   前記陽電極側に設けたイオン駆動電極と、前記イオン駆
   動電極と前記陽電極との間に直流電圧を印加するイオン
   駆動電源と、別途設けた陽イオンを発生するイオナイザ
   とからなり、このイオナイザから陽イオンを前記イオン
   駆動電極と前記陽電極との間に供給し、前記イオン駆動
   電源で生じる電界によって前記陽イオンを被処理物内へ
   注入することを特徴とする請求項１記載の電気浸透脱水
   機。