JPS60202786A - 窒素化合物及び/又は炭素化合物含有溶液中の窒素化合物及び/又は炭素化合物の分解方法及び分解用電解槽 - Google Patents
窒素化合物及び/又は炭素化合物含有溶液中の窒素化合物及び/又は炭素化合物の分解方法及び分解用電解槽Info
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- JPS60202786A JPS60202786A JP5453884A JP5453884A JPS60202786A JP S60202786 A JPS60202786 A JP S60202786A JP 5453884 A JP5453884 A JP 5453884A JP 5453884 A JP5453884 A JP 5453884A JP S60202786 A JPS60202786 A JP S60202786A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流動床電解槽によシ、溶液中の窒素化合物及
び/又は炭素化合物を効率よく電気して無害化するため
の方法及び該方法の実施に使用する電解槽に関する。
び/又は炭素化合物を効率よく電気して無害化するため
の方法及び該方法の実施に使用する電解槽に関する。
窒素化合物は、金、銀、銅等のめつき液や硝酸。
アン七ニア、シアン、臭化窒素、ヒドラジン等の原材料
2分析試薬等に広く使用されている。しかし、この窒素
化合物には公害上有害な物質が多く、廃水中に含まれる
場合には、この窒素化合物を分解して無害にすることが
必要である。溶液中に含まれる代表的な窒素化合物には
、シアンイオン。
2分析試薬等に広く使用されている。しかし、この窒素
化合物には公害上有害な物質が多く、廃水中に含まれる
場合には、この窒素化合物を分解して無害にすることが
必要である。溶液中に含まれる代表的な窒素化合物には
、シアンイオン。
シアン化合物、アンモニウムイオン、アンモニウム化合
物r NOxイオン+ NOx化合物、アンミン錯体な
どがある。シアン化合物にはチオシアン酸塩。
物r NOxイオン+ NOx化合物、アンミン錯体な
どがある。シアン化合物にはチオシアン酸塩。
シアン化水素等のシアン化物、シアン酸塩などがある。
アンモニウム化合物としては、塩化アンモ−ラム、炭酸
アンモニウム、リン酸水素アンモニウムなどがある。N
Ox化合物には硝酸カリウム等の硝酸塩の他亜硝酸塩な
どがある。この窒素化合物は無害の窒素まで分解するこ
とが必要であシ、化学的に分解する方法たとえばシアン
イオンの場合は塩素あるいは次亜塩素酸ソーダを注入し
て分解する方法やイオン交換樹脂で吸着処理することが
一般的である。しかし、前者は薬剤購入のため運転コス
トが高く、かつ反応が遅いため運転効率ユ?冨ノ 弦慕
I訃曲治−プk 二田仁ゴブk)−il、寡/なるとい
う欠点があった。この欠点を解消し、短時間で経済的に
窒素化合物を含む溶液を電解槽に導いて電解し、陽極に
おいて窒素化合物の分解を行わせることが試みられた。
アンモニウム、リン酸水素アンモニウムなどがある。N
Ox化合物には硝酸カリウム等の硝酸塩の他亜硝酸塩な
どがある。この窒素化合物は無害の窒素まで分解するこ
とが必要であシ、化学的に分解する方法たとえばシアン
イオンの場合は塩素あるいは次亜塩素酸ソーダを注入し
て分解する方法やイオン交換樹脂で吸着処理することが
一般的である。しかし、前者は薬剤購入のため運転コス
トが高く、かつ反応が遅いため運転効率ユ?冨ノ 弦慕
I訃曲治−プk 二田仁ゴブk)−il、寡/なるとい
う欠点があった。この欠点を解消し、短時間で経済的に
窒素化合物を含む溶液を電解槽に導いて電解し、陽極に
おいて窒素化合物の分解を行わせることが試みられた。
しかし、窒素化合物の窒素と他の元素との結合が強かっ
たシ、容易に溶液中で再結合しやすいため窒素化合物の
分解効率は、はなはだ低いものとなる。たとえば、シア
ンイオンを例にとると、電解槽の陽極表面での電流密度
が低い領域(陽極低電位領域)では、次式で示す通シの
シアンイオンの分解反応が選択的に生ずるが、電流密度
が比較的 CN” +20H−→CN0− + HsO+ 2 e
CNO−+ 20H−−C’O意+ 1/2Nt +H
*0 + 3 e高くなシ、陽極電位が高くなるにつれ
てシア/イオンの分解反応と水の分解による酸素発生反
応との競争反応となる。その結果、はとんどの電流が酸
素発生反応に使われ、シアンイオン分解に供せられる電
流効率は極めて低いものとなる。このようなことは、他
の窒素化合物でも同様に生するものである。通常の電解
槽の電流密度値は、前記選択反応と競争反応の境界の電
流密度値よシはるかに大きく、効果的に窒素化合物含有
溶液を分解できなかった。効果的に窒素化合物を分解す
るためには、陽極表面積を増大させて電流密度を極小に
すればよく、陽極板の枚数をふやして窒素化合物を効果
的に分解することが行われている。しかし、この方法で
は、陽極板の枚数が大幅に増加するため不経済であるだ
けではなく、装置が大型化してしまうという欠点があっ
た。
たシ、容易に溶液中で再結合しやすいため窒素化合物の
分解効率は、はなはだ低いものとなる。たとえば、シア
ンイオンを例にとると、電解槽の陽極表面での電流密度
が低い領域(陽極低電位領域)では、次式で示す通シの
シアンイオンの分解反応が選択的に生ずるが、電流密度
が比較的 CN” +20H−→CN0− + HsO+ 2 e
CNO−+ 20H−−C’O意+ 1/2Nt +H
*0 + 3 e高くなシ、陽極電位が高くなるにつれ
てシア/イオンの分解反応と水の分解による酸素発生反
応との競争反応となる。その結果、はとんどの電流が酸
素発生反応に使われ、シアンイオン分解に供せられる電
流効率は極めて低いものとなる。このようなことは、他
の窒素化合物でも同様に生するものである。通常の電解
槽の電流密度値は、前記選択反応と競争反応の境界の電
流密度値よシはるかに大きく、効果的に窒素化合物含有
溶液を分解できなかった。効果的に窒素化合物を分解す
るためには、陽極表面積を増大させて電流密度を極小に
すればよく、陽極板の枚数をふやして窒素化合物を効果
的に分解することが行われている。しかし、この方法で
は、陽極板の枚数が大幅に増加するため不経済であるだ
けではなく、装置が大型化してしまうという欠点があっ
た。
又、廃液中には有機化合物が含まれていることが多く、
これらの有機化合物は濃縮され、廃棄されているのが現
状である。しかし、この方法は、水質規制の面から問題
が多く、多少コスト高になっても有機化合物を分解した
後、廃棄することが望まれている。
これらの有機化合物は濃縮され、廃棄されているのが現
状である。しかし、この方法は、水質規制の面から問題
が多く、多少コスト高になっても有機化合物を分解した
後、廃棄することが望まれている。
本発明者らは、上記各欠点を解消し、溶液中の窒素化合
物及び/又は炭素化合物を高電流効率。
物及び/又は炭素化合物を高電流効率。
□ 低電解電圧にて陽極上で分解させるための手段を種
々検討した結果、陽極を粉粒体として、その表面積を極
大としてその粒子間に溶液を通過させて窒素化合物及び
/又は炭素化合物を分解する本発明の方法及び流動床型
電解槽を使用する本発明の電解槽に到達したものである
。
々検討した結果、陽極を粉粒体として、その表面積を極
大としてその粒子間に溶液を通過させて窒素化合物及び
/又は炭素化合物を分解する本発明の方法及び流動床型
電解槽を使用する本発明の電解槽に到達したものである
。
即ち本発明は、第1に窒素化合物及び/又は炭素化合物
を含有する溶液中の窒素化合物及び/又は炭素化合物を
分解する方法において、流動状態の陽極粒子を有する流
動床電解槽に窒素化合物及び/又は炭素化合物含有溶液
を供給して電解し、陽極室内で窒素化合物及び/又は炭
素化合物を分解する窒素化合物及び/又は炭素化合物の
分解方法で1)第2に、多孔質の隔膜で電解槽本体を陽
極室と陰極室に区画してなる窒素化合物及び/又は炭素
化合物を含有する溶液中の窒素化合物及W又は炭素化合
物を分解するための電解槽において、陽極室に粒径が前
記隔膜の孔よシ大径である陽極粒子を浮遊状態で収容し
、所要個所に窒素化合物及び/又は炭素化合物含有溶液
の供給口と抜出口を設け、かつ陽極室側に陽極電位を付
加する集電体を設けた窒素化合物及び/又は炭素化合物
分解用流動床型電解槽である。
を含有する溶液中の窒素化合物及び/又は炭素化合物を
分解する方法において、流動状態の陽極粒子を有する流
動床電解槽に窒素化合物及び/又は炭素化合物含有溶液
を供給して電解し、陽極室内で窒素化合物及び/又は炭
素化合物を分解する窒素化合物及び/又は炭素化合物の
分解方法で1)第2に、多孔質の隔膜で電解槽本体を陽
極室と陰極室に区画してなる窒素化合物及び/又は炭素
化合物を含有する溶液中の窒素化合物及W又は炭素化合
物を分解するための電解槽において、陽極室に粒径が前
記隔膜の孔よシ大径である陽極粒子を浮遊状態で収容し
、所要個所に窒素化合物及び/又は炭素化合物含有溶液
の供給口と抜出口を設け、かつ陽極室側に陽極電位を付
加する集電体を設けた窒素化合物及び/又は炭素化合物
分解用流動床型電解槽である。
以下、図面に示す実施例に基いて本発明の詳細な説明す
る。
る。
第1図は、本発明に係る窒素化合物の分解用電解槽の一
実施例を示す縦断面図、第2図は、第1図の■−■線横
線面断面図る。
実施例を示す縦断面図、第2図は、第1図の■−■線横
線面断面図る。
電解槽本体1は、上面が開口し、上端に外向きフランジ
2が連設された円筒体から成シ、該本体1の下面中央に
は、下向きに溶液供給口3が設けられている。本体1内
壁の下端近傍には、陰極支持用円筒4が内設され、該円
筒4上には、0リング5を介して、格子状の支持片6が
内設されたドーナツ状の陽極下部フレーム7が載置され
ている。
2が連設された円筒体から成シ、該本体1の下面中央に
は、下向きに溶液供給口3が設けられている。本体1内
壁の下端近傍には、陰極支持用円筒4が内設され、該円
筒4上には、0リング5を介して、格子状の支持片6が
内設されたドーナツ状の陽極下部フレーム7が載置され
ている。
陰極下部フレーム7の上級には、多孔性円筒状の陰極8
が溶接等によシ立設されている。
が溶接等によシ立設されている。
陰極の材質としては、グラファイト、ステンレス、白金
あるいは貴金属酸化物をコーティングしたチタン及びフ
ェライト等の通常の陰極材料を制限なく使用することが
できる。陰極8の上端には、上端に外向き折曲部9が連
設された短寸円筒状の陰極上部フレーム10の下端部が
溶接等によシ連結され、外向き折曲部9の外端部は、前
記外向きフランジ2の外端部と整合し、外向き折曲部9
と外向きフランジ2の間には、ガスケット11が介在さ
れている。陰極8及び陰極上部7レーム10の内面及び
格子状の支持片6上には、ナイロン、ポリエチレン;ポ
リプロピレン等の非電導性有機化合物あるいは非電導性
無機化合物から成シ、約10〜100μ程度の多数の細
孔を有する袋状の隔膜12が内接状態で収容され、該隔
膜12の上端部は外方に折曲され、かつ1対のガスケツ
) 13.14に挾持されて陰極上部フレーム10の外
向き折曲部9上に載置されている。袋状隔膜12の内下
部の該隔膜12を介して陰極下部フレーム7に当接する
部分には、中央上面に凹部15が設けられ、上下方向の
多数の流通孔16が穿設された塩化ビニル樹脂等から成
る溶液分散板17が載置されている。
あるいは貴金属酸化物をコーティングしたチタン及びフ
ェライト等の通常の陰極材料を制限なく使用することが
できる。陰極8の上端には、上端に外向き折曲部9が連
設された短寸円筒状の陰極上部フレーム10の下端部が
溶接等によシ連結され、外向き折曲部9の外端部は、前
記外向きフランジ2の外端部と整合し、外向き折曲部9
と外向きフランジ2の間には、ガスケット11が介在さ
れている。陰極8及び陰極上部7レーム10の内面及び
格子状の支持片6上には、ナイロン、ポリエチレン;ポ
リプロピレン等の非電導性有機化合物あるいは非電導性
無機化合物から成シ、約10〜100μ程度の多数の細
孔を有する袋状の隔膜12が内接状態で収容され、該隔
膜12の上端部は外方に折曲され、かつ1対のガスケツ
) 13.14に挾持されて陰極上部フレーム10の外
向き折曲部9上に載置されている。袋状隔膜12の内下
部の該隔膜12を介して陰極下部フレーム7に当接する
部分には、中央上面に凹部15が設けられ、上下方向の
多数の流通孔16が穿設された塩化ビニル樹脂等から成
る溶液分散板17が載置されている。
袋状の隔膜12の上端部上にはガスケット14を介して
、流動粒子逸散防止基18の下端部外向きフランジ19
が載置され、ボルト20によシ締着されている。流動粒
子逸散防止基18は下から順に前記下端部外向きフラン
ジ19. 小径部21.テーパ一部22゜大径部23.
上端部外向きフランジ24から構成され、該外向きフラ
ンジ24上には、円盤状の蓋体25がボルト26によシ
締着されている。蓋体25中央下面には、下端が前側凹
部15内に達して横方向の揺動が防止された陽極集電体
27が垂設され、該集電体27は、上端からほぼ中央ま
での棒状部28と、棒状部28に続くテーパ一部29と
、中空円筒状の本体30とから成シ、本体30の外周に
は、集電体の表面積を増すための翼体31が放射状に連
設されている。袋状隔膜12の内部には、粒径が0.0
5〜3.0■程度、好ましくは061〜0.5am程度
の多数の陽極粒子32が収容されている。この陽極粒子
の材質としては、グラファイト、ガラス、セラミック等
の粒子又はチタン上に貴金属、貴金属酸化物、鉛等の被
覆されたものなど、電解しても溶液におかされないもの
を使用することができる。33は、電解槽本体1の上1
部側面に連設された陰極ガス及び陰極液取出口、34
は流動粒子逸散防止基18の大径部23側面に連設され
た陽極液抜出口、85は蓋体25上面に連設された陽極
ガス取出口である。
、流動粒子逸散防止基18の下端部外向きフランジ19
が載置され、ボルト20によシ締着されている。流動粒
子逸散防止基18は下から順に前記下端部外向きフラン
ジ19. 小径部21.テーパ一部22゜大径部23.
上端部外向きフランジ24から構成され、該外向きフラ
ンジ24上には、円盤状の蓋体25がボルト26によシ
締着されている。蓋体25中央下面には、下端が前側凹
部15内に達して横方向の揺動が防止された陽極集電体
27が垂設され、該集電体27は、上端からほぼ中央ま
での棒状部28と、棒状部28に続くテーパ一部29と
、中空円筒状の本体30とから成シ、本体30の外周に
は、集電体の表面積を増すための翼体31が放射状に連
設されている。袋状隔膜12の内部には、粒径が0.0
5〜3.0■程度、好ましくは061〜0.5am程度
の多数の陽極粒子32が収容されている。この陽極粒子
の材質としては、グラファイト、ガラス、セラミック等
の粒子又はチタン上に貴金属、貴金属酸化物、鉛等の被
覆されたものなど、電解しても溶液におかされないもの
を使用することができる。33は、電解槽本体1の上1
部側面に連設された陰極ガス及び陰極液取出口、34
は流動粒子逸散防止基18の大径部23側面に連設され
た陽極液抜出口、85は蓋体25上面に連設された陽極
ガス取出口である。
上記構成から成る電解槽本体1に、窒素化合物及び/又
は炭素化合物含有廃液あるいは、窒素化合物及び/又は
炭素化合物溶液を溶液供給口3から供給する。この溶液
は一般に水溶液が用いられるが、溶媒抽出で利用される
アルコール等の有機溶液の場合もある。供給された溶液
は、袋状隔膜12の細孔と溶液分散板17の流通孔16
を通って、陽極案内に加圧されて導入される。この場合
、溶液は陽極粒子32を流動状態に維持する役割を果た
す。
は炭素化合物含有廃液あるいは、窒素化合物及び/又は
炭素化合物溶液を溶液供給口3から供給する。この溶液
は一般に水溶液が用いられるが、溶媒抽出で利用される
アルコール等の有機溶液の場合もある。供給された溶液
は、袋状隔膜12の細孔と溶液分散板17の流通孔16
を通って、陽極案内に加圧されて導入される。この場合
、溶液は陽極粒子32を流動状態に維持する役割を果た
す。
ここで、「流動状態」とは、陽極粒子相互が溶液中でく
っついたシ離れたシする間に溶液が通過していく状態を
いう。通過した溶液はテーパ一部22で減速されるため
陽極粒子と溶液とが分離され、陽極粒子中で均一な層流
が見られる。溶液中の窒素化合物は、陽極粒子32上で
電解還元され、窒素ガスとなって、副反応として水が分
解されて発生した酸素とともに陽極ガス取出口35から
取出される。又、溶液中の炭素化合物は同様に分解され
て二酸化炭素となって溶液中に溶解する。溶液の一部は
、袋状隔膜12を通って陰極室に流入し、陰極8上で水
が分解されて、水素が発生し、この水素は陽極ガス取出
口35又は陰極ガス取出口33から電解槽外へ取出され
る。分解を促進するには中和などの化学処理をしておき
窒素及び/又は炭素と他の元素の化学結合力を弱めてお
くことがよい。電ローして電解槽外に取出される。
っついたシ離れたシする間に溶液が通過していく状態を
いう。通過した溶液はテーパ一部22で減速されるため
陽極粒子と溶液とが分離され、陽極粒子中で均一な層流
が見られる。溶液中の窒素化合物は、陽極粒子32上で
電解還元され、窒素ガスとなって、副反応として水が分
解されて発生した酸素とともに陽極ガス取出口35から
取出される。又、溶液中の炭素化合物は同様に分解され
て二酸化炭素となって溶液中に溶解する。溶液の一部は
、袋状隔膜12を通って陰極室に流入し、陰極8上で水
が分解されて、水素が発生し、この水素は陽極ガス取出
口35又は陰極ガス取出口33から電解槽外へ取出され
る。分解を促進するには中和などの化学処理をしておき
窒素及び/又は炭素と他の元素の化学結合力を弱めてお
くことがよい。電ローして電解槽外に取出される。
なお、窒素化合物及び/又は炭素化合物含有溶液中には
、銅、ニッケル等の金属イオンも溶解していることが多
く、陽極室中の一部は袋状隔膜12を通って陰極室に流
入し、陰極8上で金属イオンが電解還元されて析出しや
すくなっているが、同時に水の電解による水素の発生反
応も進行し、本実施例のように陰極表面積が比較的小さ
く相対的に電流密度が大きい場合には、主に水素発生反
応が進行するため陰極上に金属が析出しずらくなってい
る。
、銅、ニッケル等の金属イオンも溶解していることが多
く、陽極室中の一部は袋状隔膜12を通って陰極室に流
入し、陰極8上で金属イオンが電解還元されて析出しや
すくなっているが、同時に水の電解による水素の発生反
応も進行し、本実施例のように陰極表面積が比較的小さ
く相対的に電流密度が大きい場合には、主に水素発生反
応が進行するため陰極上に金属が析出しずらくなってい
る。
>/7’l當留錫赤r卦−イ、涛動層内の微粒子に効率
よく陽極電位をもたせて窒素化合物及び/又は炭素化合
物を高電流効率、低電解電圧で分解させるためには、次
に挙げる電解条件下で電解を行うことが望ましい。
よく陽極電位をもたせて窒素化合物及び/又は炭素化合
物を高電流効率、低電解電圧で分解させるためには、次
に挙げる電解条件下で電解を行うことが望ましい。
陽極集電体電流密度: 30A/dm″以下(好ましく
はIOA/dm”以下) 陰極電流密度: 30A/am”以下(好ましくは10
〜15 A/dm” ) 流動層内電流濃度: 30A#−流動層以下(好ましく
は10A#−流動層以下) 流i層空間率:40〜90%(好ましくは60〜75%
)ここで、陽極集電体密度が3OA/dm”を越えると
電圧が高くなシ、陽極反応が窒素化合物及び/又は炭素
化合物の分解反応から水の分解反応に移行し、陰極電流
密度が3OA/dm”を越えると不必要に電圧が高くな
る。さらに流動層内電流濃度が30A/ノ一流動層を越
えると、電圧が上がるだけでなくプラッギングが発生し
、流動層空間率が90−を越えると電圧が上がシ、40
%よシ下がると溶液供給口付近でプラツギングが生ずる
ので、上記範囲内とするのがよい。
はIOA/dm”以下) 陰極電流密度: 30A/am”以下(好ましくは10
〜15 A/dm” ) 流動層内電流濃度: 30A#−流動層以下(好ましく
は10A#−流動層以下) 流i層空間率:40〜90%(好ましくは60〜75%
)ここで、陽極集電体密度が3OA/dm”を越えると
電圧が高くなシ、陽極反応が窒素化合物及び/又は炭素
化合物の分解反応から水の分解反応に移行し、陰極電流
密度が3OA/dm”を越えると不必要に電圧が高くな
る。さらに流動層内電流濃度が30A/ノ一流動層を越
えると、電圧が上がるだけでなくプラッギングが発生し
、流動層空間率が90−を越えると電圧が上がシ、40
%よシ下がると溶液供給口付近でプラツギングが生ずる
ので、上記範囲内とするのがよい。
又、この電解操作を引き続いて行うと、窒素化合物及び
/又は炭素化合物の分解に伴って陽極粒子の径が小さく
なって、流動条件(流動層高、流動層空間率、流動層圧
力損失)が変化することもあるので、本電解槽の流動床
部分は次のように設計することが好ましい。すなわち、
流動層の高さは、初期流動層の1.2倍以上、好ましく
は1,4倍以上とし、流動粒子逸散防止基の断面積を電
解槽本体の断面積の1.5倍以上、好ましくは2倍以上
として、陽極粒子が流動状態に維持できるようにし、か
つ粒子の逸散を防止する。
/又は炭素化合物の分解に伴って陽極粒子の径が小さく
なって、流動条件(流動層高、流動層空間率、流動層圧
力損失)が変化することもあるので、本電解槽の流動床
部分は次のように設計することが好ましい。すなわち、
流動層の高さは、初期流動層の1.2倍以上、好ましく
は1,4倍以上とし、流動粒子逸散防止基の断面積を電
解槽本体の断面積の1.5倍以上、好ましくは2倍以上
として、陽極粒子が流動状態に維持できるようにし、か
つ粒子の逸散を防止する。
又、陽極として流動状態の陽極粒子を使用しているため
、陽極表面積が非常に大きくなって電流密度を下げると
共に、陽極粒子が相互に衝突して電気二重層を不安定と
しているので、電解電圧が低く電流効率の高い状態で電
解を行うことができる。従って、低電圧下で効率よく窒
素化合物及ア又は炭素化合物を分解することができる。
、陽極表面積が非常に大きくなって電流密度を下げると
共に、陽極粒子が相互に衝突して電気二重層を不安定と
しているので、電解電圧が低く電流効率の高い状態で電
解を行うことができる。従って、低電圧下で効率よく窒
素化合物及ア又は炭素化合物を分解することができる。
完全に分解しきれない場合でも溶液をリサイクルして再
分解させればは埋完全に分解することができる。
分解させればは埋完全に分解することができる。
ごく少量の窒素化合物及び/又は炭素化合物含有廃液は
イオン交換樹脂を用いて除去してもよい。
イオン交換樹脂を用いて除去してもよい。
第3図は、本発明に係わる流動床型電解槽の第2実施例
を示す縦断面図である。この電解槽は第1実施例の電解
槽の改良に係わるものであシ、第1実施例の部材と同一
部材には同一符号を付して説明を省略する。
を示す縦断面図である。この電解槽は第1実施例の電解
槽の改良に係わるものであシ、第1実施例の部材と同一
部材には同一符号を付して説明を省略する。
電解槽本体1′は、溶液供給口3が連設された皿状の下
部枠体36と、円筒状の陰極8′とから成シ、陰極8′
の上下両端は、それぞれ外方に向けて折曲されている。
部枠体36と、円筒状の陰極8′とから成シ、陰極8′
の上下両端は、それぞれ外方に向けて折曲されている。
多孔性の隔膜は、円筒状の上部隔膜12′と平面状の下
部隔膜12″から成シ、上部隔膜12′の上下両端は、
それぞれ外方に向けて折曲されている。溶液分散板17
′の直径は、下部隔膜12“の直径とほぼ同一でアシ、
中央部にのみ流通孔16′が穿設されている。
部隔膜12″から成シ、上部隔膜12′の上下両端は、
それぞれ外方に向けて折曲されている。溶液分散板17
′の直径は、下部隔膜12“の直径とほぼ同一でアシ、
中央部にのみ流通孔16′が穿設されている。
上部隔膜12′の上端の折曲部は、ガスケット13゜1
4を介して流動粒子逸散防止基18の外向きフランジ1
9と陰極8′上端の折曲部との間に挾持され、ボルト2
0によ)締着されている。溶液分散板17′の周縁部は
、それぞれ1対のガスケツ) 37.38に挾持された
上部隔膜12′の下端折曲部と、下部隔膜12”との間
に挾持され、ボルト39によシ締着されている。
4を介して流動粒子逸散防止基18の外向きフランジ1
9と陰極8′上端の折曲部との間に挾持され、ボルト2
0によ)締着されている。溶液分散板17′の周縁部は
、それぞれ1対のガスケツ) 37.38に挾持された
上部隔膜12′の下端折曲部と、下部隔膜12”との間
に挾持され、ボルト39によシ締着されている。
この電解槽に溶液供給口3から窒素化合物及び/又は炭
素化合物含有溶液を供給すると、第1実施例の場合と同
様に窒素化合物及び/又は炭素化合物が分解される。
素化合物含有溶液を供給すると、第1実施例の場合と同
様に窒素化合物及び/又は炭素化合物が分解される。
本実施例の電解槽では、見かけ上陰極室の厚さが零であ
るが、隔膜が陰極に密着することはなく、実質的には、
隔膜と陰極との間に陰極室が存在する。陰極表面で発生
する電解ガスは、隔膜を通って陽極室に達し、陽極ガス
取出口から、陽極ガスとともに取り出されるとともある
。
るが、隔膜が陰極に密着することはなく、実質的には、
隔膜と陰極との間に陰極室が存在する。陰極表面で発生
する電解ガスは、隔膜を通って陽極室に達し、陽極ガス
取出口から、陽極ガスとともに取り出されるとともある
。
本実施例の電解槽は、陰極によシミ解槽本体を構成し、
溶液分散板を電解槽本体に連結しであるなどのため、第
1実施例の電解槽よシ部材数が少なく、構造がコンパク
トになる。又、陰極が大気に露出しているが、印加電圧
が小さいため感電等の危険はない。
溶液分散板を電解槽本体に連結しであるなどのため、第
1実施例の電解槽よシ部材数が少なく、構造がコンパク
トになる。又、陰極が大気に露出しているが、印加電圧
が小さいため感電等の危険はない。
第4図及び第5図は、本発明に係わる流動床型電解槽の
第3実施例を示すもので、第4図は一部破断正面図、第
5図は一部破断平面図である。
第3実施例を示すもので、第4図は一部破断正面図、第
5図は一部破断平面図である。
電解槽本体41は、−側面と上面が開口し、下縁部、側
縁部及び上級部にそれぞれフランジ42.43゜44が
連設された陰極室枠45と、該陰極室枠45と等高で左
右長が大きく、−側面と上面が開口し、下縁部、側縁部
及び上級部にそれぞれ、72ンジ46゜47、48が連
設された陽極室枠49とから成っている。
縁部及び上級部にそれぞれフランジ42.43゜44が
連設された陰極室枠45と、該陰極室枠45と等高で左
右長が大きく、−側面と上面が開口し、下縁部、側縁部
及び上級部にそれぞれ、72ンジ46゜47、48が連
設された陽極室枠49とから成っている。
陰極室枠45の下縁部及び側縁部のフランジ4λ43は
、1対のガスケツ)50.51によ多周縁を挾持された
ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の非導電性
材料から成り、径が10〜100μ程度の多数の細孔を
有する平面状の隔膜52を介して陽極室枠49の下縁部
及び側縁部のフランジ46.47と接触し、下縁部の7
シンク4a46同士及び側縁部のフランジ43.47同
士は、ポル) 53.54によシ連結されている。陰極
室枠45及び陽極室枠49上には、縁部がそれぞれの上
級部のフランジ44.48の縁部と整合する蓋体55が
載置され、両室枠45.49と蓋体55はボルト56に
よυ一体化されている。陰極室枠45内には、槽外に伸
びる給電棒57に連結されたメッシ二状、平板状等の陰
極58が収容され、かつ該陰極室枠45の側壁上部には
、陰極液及び陰極ガスの抜出口59が設けられている。
、1対のガスケツ)50.51によ多周縁を挾持された
ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の非導電性
材料から成り、径が10〜100μ程度の多数の細孔を
有する平面状の隔膜52を介して陽極室枠49の下縁部
及び側縁部のフランジ46.47と接触し、下縁部の7
シンク4a46同士及び側縁部のフランジ43.47同
士は、ポル) 53.54によシ連結されている。陰極
室枠45及び陽極室枠49上には、縁部がそれぞれの上
級部のフランジ44.48の縁部と整合する蓋体55が
載置され、両室枠45.49と蓋体55はボルト56に
よυ一体化されている。陰極室枠45内には、槽外に伸
びる給電棒57に連結されたメッシ二状、平板状等の陰
極58が収容され、かつ該陰極室枠45の側壁上部には
、陰極液及び陰極ガスの抜出口59が設けられている。
陽極室枠49内には、槽外に伸びる給電棒60に連結さ
れた、メツシ二状、平板状等の陽極集電体61が収容さ
れ、かつ該陽極室枠49の側壁上部には、陽極液供給口
62が設けられている。陽極室枠49のほぼ中央には、
下端近傍に合成樹脂等から成る羽根体63が付設され、
上端が蓋体55を貫通して、槽上方に達する撹拌棒64
が回転自在に装着されている。陽極室枠49内には粒径
が0.05〜3、Oxg 、好ましくは0.1〜0.5
+m+程度の多数の陽極粒子65が浮遊状態になるよう
堆積されている。
れた、メツシ二状、平板状等の陽極集電体61が収容さ
れ、かつ該陽極室枠49の側壁上部には、陽極液供給口
62が設けられている。陽極室枠49のほぼ中央には、
下端近傍に合成樹脂等から成る羽根体63が付設され、
上端が蓋体55を貫通して、槽上方に達する撹拌棒64
が回転自在に装着されている。陽極室枠49内には粒径
が0.05〜3、Oxg 、好ましくは0.1〜0.5
+m+程度の多数の陽極粒子65が浮遊状態になるよう
堆積されている。
この電解槽に陽極液供給口62から窒素化合物及び/又
は炭素化合物含有溶液を供給し、モーター等により撹拌
棒64を回転させると、陽極室枠49内の陽極粒子65
が浮遊状態に維持され、前記第1実施例と同様に陽極粒
子65上で窒素化合物及び/又は炭素化合物が分解する
。この場合、浮遊している陽極粒子65は、供給口62
や抜出口59から槽外へ逸散することがない。
は炭素化合物含有溶液を供給し、モーター等により撹拌
棒64を回転させると、陽極室枠49内の陽極粒子65
が浮遊状態に維持され、前記第1実施例と同様に陽極粒
子65上で窒素化合物及び/又は炭素化合物が分解する
。この場合、浮遊している陽極粒子65は、供給口62
や抜出口59から槽外へ逸散することがない。
陽極室枠49中の溶液の一部は隔膜52を通って、陰極
室枠45内に浸透し、通常の水電解反応によシ水素が発
生して金属の析出を防止する。
室枠45内に浸透し、通常の水電解反応によシ水素が発
生して金属の析出を防止する。
この実施例においても、陽極粒子が流動状態にあるため
同様に低電圧、高効率で窒素化合物を分解することがで
きる。
同様に低電圧、高効率で窒素化合物を分解することがで
きる。
本発明は、溶液から窒素化合物及び/又は炭素化合物を
分解する際に、流動床電解槽を用い、陽極表面積を非常
に大きくしであるため、低電流密度で効率よく陽極粒子
上で窒素化合物及び/又は陽 炭素化合物を分解させることができ、さらに声極が流動
状態の粒子状であるため、電気二重層が薄く不安定とな
っておシ、電解電圧を低く維持できるので好都合でおる
。
分解する際に、流動床電解槽を用い、陽極表面積を非常
に大きくしであるため、低電流密度で効率よく陽極粒子
上で窒素化合物及び/又は陽 炭素化合物を分解させることができ、さらに声極が流動
状態の粒子状であるため、電気二重層が薄く不安定とな
っておシ、電解電圧を低く維持できるので好都合でおる
。
〔実施例1〕
饋
筐1届に示す流動床屋電解槽を用いて全廃液中のシアン
イオンの分解を行った。電解槽の各部の寸法は、電解槽
本体の高さ113.5an、内径14.5cm。
イオンの分解を行った。電解槽の各部の寸法は、電解槽
本体の高さ113.5an、内径14.5cm。
メシシェ状陰極の高さ100cm 、直径12.5cm
、陽極集電体の外径5副、流動粒子逸散防止塔の高さ3
5m、大径部の外径113.5 cmとした。各部材の
材質としては、電解槽本体及び流動粒子逸散防止塔がア
クリル樹脂、陰極が金コーティングチタン、陽極粒子が
粒径が0.1〜0.15m のグラファイト粒子。
、陽極集電体の外径5副、流動粒子逸散防止塔の高さ3
5m、大径部の外径113.5 cmとした。各部材の
材質としては、電解槽本体及び流動粒子逸散防止塔がア
クリル樹脂、陰極が金コーティングチタン、陽極粒子が
粒径が0.1〜0.15m のグラファイト粒子。
袋状隔膜が細孔径が49μ程度であるナイ日ン網。
溶液分散板が塩化ビニル樹脂、陽極集電体がグラファイ
トであるものを用いた。
トであるものを用いた。
試験用廃液としては、pH値4.1.全有機炭素量(T
OC) 15.0f/7. 二酸化ケイ素置561v/
ノ、 全リン量が1.6ダ/ノ であシ、各イオン濃度
が次のものを用い、電解槽に供給する前に水で希釈して
遊離シアンイオン濃度が640ppmになるよう調整し
た。
OC) 15.0f/7. 二酸化ケイ素置561v/
ノ、 全リン量が1.6ダ/ノ であシ、各イオン濃度
が次のものを用い、電解槽に供給する前に水で希釈して
遊離シアンイオン濃度が640ppmになるよう調整し
た。
Au 80ppm Ni 25ppm
Nm 51ppm K 13300ppm遊離CN 1
1000pp 804 43000ppmCI 530
ppm この調整した廃液を約2.81fsの流速で電解槽に供
給し、陽極電流密度260A/dm’、陰極集電休電流
密度x、oA/dm” r流動層内電流濃度10.7A
/7−流動層、銅粒子の流動層空間率70チの条件とな
るよう電解したとζろ電解電圧2.1〜2.5V、平均
電流効率85チであシ、電解槽出口における遊離シアン
イオン濃度は80ppmであった。なお、金は40pp
mであった。
1000pp 804 43000ppmCI 530
ppm この調整した廃液を約2.81fsの流速で電解槽に供
給し、陽極電流密度260A/dm’、陰極集電休電流
密度x、oA/dm” r流動層内電流濃度10.7A
/7−流動層、銅粒子の流動層空間率70チの条件とな
るよう電解したとζろ電解電圧2.1〜2.5V、平均
電流効率85チであシ、電解槽出口における遊離シアン
イオン濃度は80ppmであった。なお、金は40pp
mであった。
〔実施例2〕
実施例1と同じ電解槽で、銅53 ppm 、遊離硝酸
濃度21ppmを含むドラッグアウト廃液を用い、この
溶液を6.51fiの流速で電解槽に供給し、陰極電流
密度2. OA/dm” 、陽極集電体電流密度1.4
A/dm”、流動層内電流密度6.0 k/l!−流動
層9粒径0、5 wmのグラファイト粒子の流動層空間
率65%の条件となるよう電解したところ電解電圧a、
OV 。
濃度21ppmを含むドラッグアウト廃液を用い、この
溶液を6.51fiの流速で電解槽に供給し、陰極電流
密度2. OA/dm” 、陽極集電体電流密度1.4
A/dm”、流動層内電流密度6.0 k/l!−流動
層9粒径0、5 wmのグラファイト粒子の流動層空間
率65%の条件となるよう電解したところ電解電圧a、
OV 。
平均電流効率76チであシ、電解槽出口における硝酸濃
度0.O2ppm以下であった。
度0.O2ppm以下であった。
〔実施例3〕
実施例1と同様の電解槽と、全有機物濃度9600pp
m、全濃度1600ppmの金メツキ廃液を用い、この
廃液を5b−の流速で電解槽に供給し、陽極集電体電流
密度6.OA/d m’ 、陰極電流密度4.3A/d
m”流動層内電流濃度17.9A/ノ一流動層、グラフ
ァイト粒子の流動層空間率70%の条件となるように電
解したところ、電解電圧は3.8V、全有機物の減少率
は65%であった。
m、全濃度1600ppmの金メツキ廃液を用い、この
廃液を5b−の流速で電解槽に供給し、陽極集電体電流
密度6.OA/d m’ 、陰極電流密度4.3A/d
m”流動層内電流濃度17.9A/ノ一流動層、グラフ
ァイト粒子の流動層空間率70%の条件となるように電
解したところ、電解電圧は3.8V、全有機物の減少率
は65%であった。
第1図は、本発明に係わる流動床型電解槽の第1実施例
を示す一部破断正面図、第2図は第1図の■−■線横線
面断面図3図は本発明に係わる流動床型電解槽の第2実
施例を示す一部破断正面図、第4図は同じく第3実施例
を示す一部破断正面図、第5図は同じく一部破断正面図
である。 1、1’、 41・・・・・・電解槽本体、3,62・
・・・・・溶液導入1 口、8.8’、 58・・・・
・・陰極、27.61・・・・・・陽極集電体、3a6
5・・・・・・陽極粒子。
を示す一部破断正面図、第2図は第1図の■−■線横線
面断面図3図は本発明に係わる流動床型電解槽の第2実
施例を示す一部破断正面図、第4図は同じく第3実施例
を示す一部破断正面図、第5図は同じく一部破断正面図
である。 1、1’、 41・・・・・・電解槽本体、3,62・
・・・・・溶液導入1 口、8.8’、 58・・・・
・・陰極、27.61・・・・・・陽極集電体、3a6
5・・・・・・陽極粒子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)窒素化合物及び/又は炭素化合物を含有する溶液中
の窒素化合物及び/又は炭素化合物を分解する方法にお
いて、流動状態の陽極粒子を有する流動床電解槽に窒素
化合物含有溶液を供給して解方法。 2)陽極粒子を流動状態に維持する手段が、細孔から噴
出する溶液の上昇力でおる特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 3)陽極粒子を流動状態に維持する手段が撹拌棒である
特許請求の範囲第1項に記載の方法。 4)陽極粒子の材質が、グラファイト、活性炭。 ガラス球、セラミック又はチタンから選ばれた粒子上に
貴金属、貴金属酸化物又は鉛から選ばれる金属をコーテ
ィングしたものである特許請求の範囲第1項から第3項
のいずれかに記載の方法。 5)溶液中に含まれる窒素化合物が、シアンイオン及び
/又はシアン化合物である特許請求の範囲第1項から第
4項のいずれかに記載の方法。 6)溶液中に含まれる窒素化合物が、アンモニウムイオ
ン及び/又はアンモニウム化合物である特許請求の範囲
第1項から第5項のいずれかに記載の方法。 7)溶液中に含まれる窒素化合物がNOxイオン及び/
又はNOX化合物である特許請求の範囲第1項から第6
項のいずれかに記載の方法。 8)多孔質の隔膜で電解槽本体を陽極室と陰極室に区画
してなシ、窒素化合物及び/又は炭素化金物を含有する
溶液中の窒素化合物及び/又は炭素化合物を分解するた
めの電解槽において、陽極室に粒径が前記隔膜の孔よシ
太径である陽極粒子を浮遊状態で収容し、所要個所に前
記溶液の供給ヒ ロを抜出口を設け、かつ陽極室側に陽極粒子に陽9)陽
極粒子を流動状態に維持する手段が、細孔から噴出する
溶液の上昇力である特許請求の範囲第8項に記載の電解
槽。 10)隔膜が袋状であシ、電解槽本体内の陰極にtデは
密着して装着させた特許請求の範囲第8項又は第9項に
記載の電解槽。 11)隔gが袋状であシ、電解槽本体の一部を構成する
陰極にはぼ密着して装着させた特許請求の範囲第8項又
は第9項に記載の電解槽。 12)陽極粒子を流動状態に維持する手段が撹拌棒であ
る特許請求の範囲第8項に記載の電解槽。 13)陽極粒子の材質が、グ之ファイト、活性炭。 ガラス、セラミック又はチタン上に貴金属、貴金属酸化
物、鉛から選ばれる金属をコーティングしたものでおる
特許請求の範囲第8項から第12項) のいずれかに記
載の電解槽。 14)隔膜の材質が、非電導性材料である特許請求の範
囲第8項から第13項のいずれかに記載の電解槽。 15)流動層内空間率が40〜90チである特許請求の
範囲第8項から第14項のいずれかに記載の電解槽。 16)@極電流密度が3OA/dが以下である特許請求
の範囲第8項から第15項のいずれかに記載の電解槽。 17)陰極集電体電流密度が3OA/dm”以下である
特許請求の範囲第8項から第16項のいずれかに記載の
電解槽。 18)流動層内電流濃度が30 Al1−流動層以下で
おる特許請求の範囲第8項から第17項のいずれかに記
載の電解槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5453884A JPS60202786A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 窒素化合物及び/又は炭素化合物含有溶液中の窒素化合物及び/又は炭素化合物の分解方法及び分解用電解槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5453884A JPS60202786A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 窒素化合物及び/又は炭素化合物含有溶液中の窒素化合物及び/又は炭素化合物の分解方法及び分解用電解槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60202786A true JPS60202786A (ja) | 1985-10-14 |
| JPH0460714B2 JPH0460714B2 (ja) | 1992-09-28 |
Family
ID=12973440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5453884A Granted JPS60202786A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | 窒素化合物及び/又は炭素化合物含有溶液中の窒素化合物及び/又は炭素化合物の分解方法及び分解用電解槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60202786A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101979330B (zh) * | 2010-11-19 | 2012-05-23 | 上海交通大学 | 滚筒式微电解反应装置及其水处理方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5338712A (en) * | 1976-09-14 | 1978-04-10 | Unitika Ltd | Production of high-tenacity nylon 6 yarn |
| JPS5833036A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | Hitachi Ltd | 熱交換送風機用フアン |
| JPS5850554A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-25 | Ricoh Co Ltd | 複写機における異常処理装置 |
-
1984
- 1984-03-23 JP JP5453884A patent/JPS60202786A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5338712A (en) * | 1976-09-14 | 1978-04-10 | Unitika Ltd | Production of high-tenacity nylon 6 yarn |
| JPS5833036A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | Hitachi Ltd | 熱交換送風機用フアン |
| JPS5850554A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-25 | Ricoh Co Ltd | 複写機における異常処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0460714B2 (ja) | 1992-09-28 |
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