JPH1110160A - 電解酸化水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体活性炭を電解電極に用いる電解酸化分解
法により廃液等を効率よく処理する電解酸化水処理方法
を提供する。 【解決手段】 電解酸化分解による水処理方法におい
て、電解電極が活性炭／炭素複合材料よりなる固体活性
炭電極であり、該活性炭が活性炭粉末あるいは活性炭繊
維よりなり、該炭素複合材料がフェノール樹脂の炭化物
の複合材料である固体活性炭電極を、陰極または陽極の
少なくとも一方に用いてなる電気分解槽内で、産業廃液
等を酸化分解する廃液処理方法、水道水の浄化を行う浄
水生成方法、および水を電気分解させて電解水を得る電
解水生成方法、等の電解酸化水処理方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、電解酸化分解を
利用した廃液処理方法、浄水生成方法および電解水生成
方法等の水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業廃液による自然環境破壊を防止する
ため、廃液中に含まれる有機物等の効果的、即効的、経
済的な除去方法が求められている。従来の方法として
は、たとえば生物分解する方法、あるいは次亜塩素酸ナ
トリウムにより化学分解する方法等がある。さらに、特
開平２−１３１１８４号公報には有機物を活性炭に吸着
させて除去する方法が、また、同７−２６５８６２、同
８−２８１２７１、同８−２９６０８１各号公報には、
電気分解による除去方法が示されている。

【０００３】また、水道水には、塩素を中心とする殺菌
剤が大量に投入されている。その結果、水道水には発ガ
ン性を指摘されているトリハロメタン類が含有されてお
り、その除去が必要とされている。そのような浄水生成
装置には、一般的に活性炭層と中空糸膜層が一体となっ
たカートリッジ等が広く用いられている。

【０００４】また、食品用、医療・衛生用の各種機器の
洗浄、殺菌方法としては、次亜塩素酸ナトリウム水溶液
を殺菌水として用いるのが一般的である。また最近で
は、特開平８−３０８９１０号公報に記載されているよ
うな、電解殺菌による方法も行われている。電解殺菌の
際の電極としては、一般的に白金等が使われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の水
処理方法には種々の問題があり、いずれも満足の得られ
るものではない。

【０００６】すなわち、生物分解の方法は、分解時間が
非常に長いという問題点がある。また、次亜塩素酸ナト
リウムによる化学分解の方法では、次亜塩素酸ナトリウ
ムの再生利用ができないため、ランニングコストがかさ
むという問題点がある。さらに、上記の特開平２−１３
１１８４号公報記載のような活性炭に吸着させる方法で
は、活性炭の再利用効率が悪いため、コストが非常に高
くなるという問題点がある。

【０００７】また、上記の特開平８−２８１２７１、お
よび同８−２９６０８１各号公報に記載の電気分解法の
場合は、電極に白金、二酸化ルテニウム、二酸化鉛、二
酸化スズ、ステンレス、黒鉛等が使われているが、黒鉛
以外の金属材料は、徐々に腐食されて、有毒性材料とし
て流出するという問題点がある。

【０００８】黒鉛の場合は、腐食はないものの、摩耗が
激しく、高い電流密度での処理ができないという問題点
がある。また、特開平７−２６５８６２号公報には電極
の接触面積を増加させる目的で、活性炭粉末をネットの
中に充填して陽極の補助電極とする方法が示されてい
る。

【０００９】しかしながら、活性炭粉末をネット等によ
り被覆した構造の電極では、非常に接触抵抗が高く、ま
たネットから細かい粉末が飛散するという問題点があ
る。

【００１０】また、活性炭層と中空糸膜層が一体構造を
なしたカートリッジを用いる浄水生成装置の場合は、浄
水効率が低下すると、カートリッジの交換を行わなけれ
ばならないため、資源の無駄が多くなるいう問題点があ
る。また、カートリッジは徐々に汚染された状態で使用
されるため、有害菌類が繁殖し、衛生上重大な問題にも
なっている。

【００１１】また、食品や医療関係の殺菌処理に一般的
に用いられている次亜塩素酸ナトリウム水溶液は、前記
のように再生できないためにランニングコストがかさむ
だけでなく、化学的に不安定で長期保存ができず、また
適正な濃度管理も困難であるという問題点がある。

【００１２】また従来の電解殺菌法では、一般的に白金
や二酸化ルテニウム等の金属材料や黒鉛等が使われてい
るが、前記廃液処理と同様に、腐食や摩耗の問題があ
る。

【００１３】本発明の目的は、廃液処理、浄水生成およ
び電解水生成等の各種水処理方法において、上記のよう
な諸問題のない、固体活性炭の、触媒作用、吸着能力、
電流密度大で低抵抗の固体電極材料である等の特性を生
かした、短時間で効果的に電解酸化することのできる、
優れた電解酸化水処理方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題・目的は以下
に示す本発明によって解決・達成される。

【００１５】すなわち、本発明は、電解酸化により水処
理する方法において、電解用電極が活性炭／炭素複合材
料よりなる固体活性炭電極であり、且つ前記活性炭が活
性炭粉末または活性炭繊維よりなり、前記炭素複合材料
がフェノール樹脂の炭化物の複合材料である固体活性炭
電極を、陰極または陽極の少なくとも一方に具備してな
る電気分解槽を用い、被処理水を電解酸化分解処理する
ことを特徴とする電解酸化水処理方法を開示するもので
ある。

【００１６】また、本発明は、前記被処理水が産業廃液
であり、該産業廃液を電解酸化分解処理する廃液処理方
法であることを特徴とするするものであり、さらには該
産業廃液が、めっき液等金属イオンを含む廃液であるこ
とを特徴とするするものである。

【００１７】また、本発明は、前記被処理水が水道水で
あり、該水道水を電解酸化分解浄化処理する浄水生成方
法であり、且つ浄化後固体活性炭への付着物を電気分解
により処理する機構を具備してなることを特徴とするも
のである。

【００１８】また、本発明は、前記被処理水が水であ
り、該水を電気分解させて電解水を得る電解水生成方法
であるであることを特徴とするするものである。

【００１９】本発明における固体活性炭は、通常の活性
炭粉末をフェノール樹脂の炭化物で結合させてなる固体
状の活性炭である。したがって、表面積が非常に大き
く、触媒作用があり、吸着能力に優れる等の、活性炭が
有する本来の優れた特性をそのまま維持しつつ、加えて
低抵抗で密度が高く、取り扱いの容易な優れた固体状の
電極が実現することとなった。

【００２０】その結果、上記の固体活性炭を電解電極に
用いることにより、効率的で安価な酸化電解装置を構成
することができ、廃液処理、浄水生成および電解水生成
等の優れた各種の電解酸化水処理方法を提供することが
可能となった。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施態様を説明する。

【００２２】

【実施例】図面に基づいて実施例により本発明を詳細に
説明するが、本発明がこれらによって何ら限定されるも
のではない。

【００２３】［実施例１］実施例１として、活性炭粉末
７０重量％と、フェノール樹脂３０重量％を混合した粉
末を０.５ｔｏｎｆ／ｃｍ2のプレス圧力で成型した。得
られた活性炭含有フェノール樹脂の成型体を電気炉中、
Ｎ2雰囲気下に９００℃で２時間熱処理を行った。熱処
理によって、フェノール樹脂が炭化された結果、活性炭
／炭素複合体である固体活性炭が得られた。

【００２４】得られた固体活性炭は、比表面積８００ｍ
2／ｇ、密度０.９ｇ／ｃｍ3、大きさ１５×１０×０.３
ｃｍである。こうして得られた固体活性炭電極１を１
対、電解槽２に設置し、電解槽２には廃液を満たした。
廃液は、ＣＯＤ値が５００ｍｇ／ｌで中性の界面活性剤
を溶かしたものである。廃液には、さらに０.５ｇ／ｌ
の塩化ナトリウムを加えた。

【００２５】固体活性炭電極１間に直流電源３により、
１０Ｖで１００Ａの定電流を１０分間流した。このよう
な電解酸化を行った後の廃液のＣＯＤ値は１８ｍｇ／ｌ
まで低下した。

【００２６】［実施例２］実施例２として、実施例１と
同様の構成により、銅イオンの５ｇ／ｌを含み、０.５
ｇ／ｌの塩化ナトリウムを加えた廃液に、実施例１と同
様の電解酸化を行った。電解酸化後の廃液の銅イオン濃
度は、２ｍｇ／ｌまで低下した。

【００２７】［実施例３］実施例３として、実施例１と
同様の方法により作製した一対の固体活性炭電極１を、
トリクロロメタン濃度５０ｐｐｂの水道水に浸した。水
道水を十分攪拌した後のトリクロロメタン濃度は１ｐｐ
ｂに減少した。このバッチ処理を１日１回３０日間行っ
た。その際、固体活性炭電極１間に１０Ｖで１００Ａの
定電流を流した場合には、流さなかった場合に比べて、
細菌の数を５％に抑えることができた。

【００２８】［実施例４］実施例４として、実施例１と
同様の方法により固体活性炭を作製した。電解室４は隔
膜５を有しており、二個の電解室に仕切られている。各
電解室に固体活性炭電極１を設置し、それぞれ直流電源
３の陽極端子および陰極端子に接続した。電解室４に塩
化ナトリウムを０.５ｇ／ｌの割合で溶かした水道水を
満たした。

【００２９】固体活性炭電極１間に、１０Ｖで１００Ａ
の直流電流を１０分間流した。

【００３０】その後、陽極端子に接続された固体活性炭
電極１が設けられた電解室４に、蛋白性の汚れを塗布し
たガラス板６を浸漬した結果、約５分後にはこのタンパ
ク質が分解された。

【００３１】［比較例１］次に比較例１として、大きさ
は１５×１０×０.３ｃｍである黒鉛板を電極に用い
て、実施例１と同様の廃液処理を行った。実施例１と同
様の電流密度の１０Ｖで１００Ａを流すと、陽極が瞬時
に摩耗してしまった。そこで、黒鉛板の摩耗が激しく起
こらない０.１Ａの定電流を１０分間流した。その結
果、廃液のＣＯＤ値は２５０ｍｇ／ｌまでしか下がらな
かった。

【００３２】

【発明の効果】上記のように、本発明の電解酸化水処理
方法は、固体活性炭よりなる電解電極を有する電解槽を
用いて電解酸化することにより、電流密度を非常に大き
くすることができるため、短時間で効果的に電解酸化す
ることができるという効果を発揮する。

【００３３】さらに、活性炭の触媒作用、高吸着能力、
低抵抗の電極材料としての優れた特性を生かして、廃液
処理、浄水生成および電解水生成等の電解酸化による水
処理に関するあらゆる装置に応用することができ、顕著
な効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電解酸化水処理を行う装置
の構成を示す模式図。

【図２】本発明の他の実施例の電解酸化水処理を行う装
置の構成を示す模式図。

【符号の説明】

１ 固体活性炭電極 ２ 電解槽 ３ 直流電源 ４ 電解室 ５ 隔壁 ６ 蛋白質を塗布したガラス板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解酸化により水処理する方法におい
   て、電解用電極が活性炭／炭素複合材料よりなる固体活
   性炭電極であり、且つ前記活性炭が活性炭粉末または活
   性炭繊維よりなり、前記炭素複合材料がフェノール樹脂
   の炭化物の複合材料である固体活性炭電極を、陰極また
   は陽極の少なくとも一方に具備してなる電気分解槽を用
   い、被処理水を電解酸化分解処理することを特徴とする
   電解酸化水処理方法。
2. 【請求項２】 前記被処理水を電解酸化分解処理する方
   法が、産業廃液を電解酸化分解処理する廃液処理方法で
   ある請求項１記載の電解酸化水処理方法。
3. 【請求項３】 前記産業廃液が、めっき液等金属イオン
   を含む廃液である請求項２記載の電解酸化水処理方法。
4. 【請求項４】 前記被処理水を電解酸化分解処理する方
   法が、水道水の電解酸化分解浄化処理を行う浄水生成方
   法であり、且つ浄化後固体活性炭への付着物を電気分解
   により処理する機構を具備してなることを特徴とする請
   求項１記載の電解酸化水処理方法。
5. 【請求項５】 前記被処理水を電解酸化分解処理する方
   法が、水を電気分解させて電解水を得る電解水生成方法
   である請求項１記載の電解酸化水処理方法。