WO2005113449A1 - 水浄化装置 - Google Patents

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Takakazu Miyahara
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    • C02F2201/4616—Power supply
    • C02F2201/4617—DC only

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for purifying and reusing water (referred to as “waste water”) discharged after polishing an optical disc or the like.
  • Information recorded on an optical disc such as a CD or DVD can be read by irradiating the information layer with laser light from the reading surface and detecting reflected light from the information layer. For this reason, if the reading surface is scratched, the reading light is scattered by the scratch and the recorded information cannot be read accurately.
  • polishing method In the polishing of such an optical disk, two types of polishing methods, a polishing method called “dry” and a polishing method called “wet”, have been conventionally used.
  • the dry polishing method is a method of polishing an optical disk in the air using a polishing liquid (such as a liquid compound) and a polishing body (referred to as "puff") made of a rotating cloth, felt, sponge, or the like.
  • a polishing liquid such as a liquid compound
  • a polishing body referred to as "puff"
  • This dry polishing method requires a force that is impossible to remove deep scratches, a long time if possible. For this reason, prior to the above-mentioned mirror polishing, rough polishing is performed using a ground body such as a sandpaper. However, it is still difficult to remove deep scratches in a short time because frictional heat is generated during rough polishing and the body is clogged by scraps.
  • the wet polishing method is a method in which water to which a surfactant or the like is added (referred to as “water for use”) is supplied to the interface between the optical disc and the polishing body, and polishing is performed.
  • water for use water to which a surfactant or the like is added
  • two effects are simultaneously obtained by using the water: the effect of removing frictional heat during polishing and the effect of discharging scum. Therefore, even a deep scratch can be removed in a short time.
  • Waste water discharged after using water for polishing by this wet polishing method contains abrasives and the like (that is, impurities) that have fallen off from the polishing liquid and the polishing body. For this reason, wastewater was usually discarded without reuse.
  • the polishing liquid in the wastewater contains abrasive particles with a particle size of 5 zm or less, so the filter mesh (fineness) is about 1 ⁇ m to remove such abrasive particles.
  • the filter mesh fineness
  • impurities mixed in the wastewater may be aggregated to form a floc (agglomerated lump), and this floc may be removed with a filter having a coarser mesh.
  • a method for forming flocs of the impurities a method utilizing a coagulant has been conventionally known.
  • the amount of the coagulant is adjusted according to the amount of the wastewater. 'Stir the wastewater after the coagulant is injected.' This is inconvenient because it is necessary.
  • the storage tank for wastewater and the storage tank for the flocculant need to be provided separately, so that the size of the apparatus is increased.
  • the surfactant added to the wastewater prevents coagulation, or that some coagulant absorbs the surfactant.
  • electrolysis the use of electrolysis described below is suitable for forming flocs of impurities.
  • aluminum ion is eluted from the aluminum electrode by electrolysis, and the aluminum ion reacts with the hydroxide ion in the wastewater to form aluminum hydroxide. Is generated.
  • the flocculent S of the impurity is formed by the aggregation action of the aluminum hydroxide thus generated.
  • Patent Document 1 describes a device for purifying bathtub water by using electrolysis of aluminum.
  • Patent Literature 2 discloses a method for purifying water using electrolysis of wastewater using an aluminum plate and an iron plate as electrodes, and also using a membrane separation method.
  • Patent Document 3 describes an electrolysis-type turbid water treatment device using an auxiliary electrode formed by cutting a used can made of aluminum into chips.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-132051 (Patent No. 2871490), “Bath water purification device” ([0021], FIG. 1, etc.)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-157894 "Water purification method"
  • Patent Document 3 JP 2004-66010 "Electrolytic turbid water treatment device"
  • the generation of floc is promoted by efficiently generating aluminum hydroxide as a coagulation medium and / or coagulating impurities by the generated aluminum hydroxide.
  • the challenge is to do so.
  • a coagulation tank and a filtration tank are generally provided separately, and the apparatus tends to be large-sized. For this reason, it is an issue to reduce the size of the device to facilitate handling.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to promote the generation of flocs of impurities, which is compact and convenient for handling. Another object of the present invention is to provide a water purification device capable of removing impurities in wastewater in one pass. Further, the present invention provides a water purifying device incorporating a device for facilitating maintenance such as electrode replacement.
  • a) It has a tubular outer electrode whose lower part is closed and a tubular inner electrode disposed inside the tubular outer electrode.
  • the inner part of the inner electrode communicates with the gap between the two electrodes at the lower part, and the gap and the outer electrode are connected to each other.
  • Aggregating means for allowing the outer side to communicate with the upper side upward, and using the outer electrode as an anode containing aluminum to agglomerate impurities contained in water which rises in the gap by electrolysis; b) provided outside the outer electrode Filtration means for removing impurities aggregated by the aggregation means,
  • the water (wastewater) containing impurities supplied to the flocculating means is removed from the gap between the tubular outer electrode of the flocculating means and the tubular inner electrode provided therein.
  • a material containing aluminum is used for the outer electrode, and a DC voltage is applied between the two electrodes using the outer electrode as an anode and the inner electrode as a cathode, aluminum ions elute from the aluminum contained in the anode into wastewater. Then, the aluminum ions eluted react with the hydroxide ions in the wastewater to produce aluminum hydroxide.
  • This aluminum hydroxide has a positive charge, and impurities in the wastewater have a negative charge. For this reason, the aluminum hydroxide serves as a medium, and the impurities are aggregated to form flocs of the impurities.
  • the particle size of the floc thus formed is several ⁇ -several hundred ⁇ m.
  • Bubbles staying on the water surface sequentially burst due to contact with the inner wall of the filtration tank or the like, or the weight of the impurities themselves aggregated at the intersection of the intersections.
  • the bubbles burst the condensed impurities settle in the water and coagulate further, and it becomes easy to filter the wastewater by the filtration means described below.
  • the filtering means When the wastewater containing the flock is filtered by the filtering means, the flock is removed from the wastewater and the wastewater is purified.
  • the filtering means since the particle size of the floc is several hundreds to several hundreds / im as described above, for example, a coarse or mesh filter such as a nonwoven fabric can be used.
  • the aluminum-containing electrode serving as the anode is gradually consumed with use.
  • the amount of current (current density) flowing through the electrode per unit area becomes very large.
  • the frequency of electrode replacement can be reduced even in such a case because the volume of the volume is large and the outer electrode is an aluminum-containing electrode.
  • a metal tube such as stainless steel or a carbon (graphite) tube can be used.
  • the aggregating means including the electrolyzing part composed of the inner electrode and the outer electrode be provided inside the filtering means. This makes it possible to reduce the size of the entire device.
  • the electrolysis section is housed inside the filtering means as described above, it is not necessary to provide an additional case outside the outer electrode, and the aluminum-containing electrode can be left exposed inside the filtering means. it can.
  • the water generated on the cathode side of the pair of tubular electrodes The hydrogen bubbles adsorb impurities in the wastewater on the bubble surface, rise the gap between the two electrodes, and float on the water surface (air lift effect).
  • the hydrogen bubbles thus floating on the water surface promote aggregation of impurities adsorbed on the surface while staying on the water surface.
  • the hydrogen bubbles rising in the gap between the tubular electrodes also have the effect of actively stirring the wastewater rising in the gap between the electrodes. This increases the chances of the impurities in the wastewater approaching and aggregating, so that the impurities in the wastewater can be efficiently agglomerated.
  • the impurities in the wastewater can be reduced by increasing the area of the electrode and increasing the current (current density) flowing through the electrode. The path will be enough to remove it.
  • the volume of the aluminum-containing electrode can be increased, and the frequency of electrode replacement can be reduced.
  • the tubular inner electrode is disposed inside the tubular outer electrode in the aggregating means, the electrode is compact despite its large area. Further, when the aggregating means having this electrode is provided inside the filtering means, the present apparatus can be significantly reduced in size. For this reason, the device can be installed in relatively small places such as stores and offices, which is convenient for handling.
  • the water purification apparatus according to the present invention is not limited to a power that is effective as a purification apparatus for treating and reusing wastewater from an optical disc polishing apparatus, and of course, to an apparatus for purifying other water. Available.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view (A) of a wastewater purification device according to a first embodiment of the present invention, and a perspective view of an aggregating portion including an outer electrode and an inner electrode provided inside the wastewater purification device ( B), a perspective view of the inner tubular electrode (C), and a perspective view of the spacer fixed to the lower part of both tubular electrodes.
  • FIG. 2 is a sectional view of a wastewater purification device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an agglomerated portion having various configurations, in which an aluminum electrode is used as an inner tubular electrode (A), an aluminum electrode is used as an outer tubular electrode, and an outer tubular electrode is contained in a case (B).
  • FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the aggregation portion of the wastewater purification device according to the present invention, in which a concave spacer is used to fix both tubular electrodes (A) and an example in which a convex spacer is used ( B), an example in which an uneven end spacer is used (C), and a perspective view of the uneven spacer (D).
  • FIG. 1 (A) As a first embodiment of the water purification device according to the present invention, a wastewater purification device for an optical disk polishing device will be described with reference to the drawings.
  • metal for example, stainless steel
  • carbon or the like
  • An electrolytic device is used in which an inner tubular electrode 12 made of the above conductive material is arranged with a predetermined gap 13 provided.
  • a DC voltage is applied between the electrodes 11 and 12 by the DC power supply 14 so that the outer tubular electrode 11 serves as an anode and the inner tubular electrode 12 serves as a cathode.
  • the two tubular electrodes 11 and 12 are concentric with each other by an upper spacer 15a attached to the upper part of the inner tubular electrode 12 and a lower spacer 15b fixed to the lower end of the outer tubular electrode 11, and have a predetermined interval. And are electrically insulated.
  • a funnel 16 is placed on the upper end of the inner tubular electrode 12, and a water passage 121 is provided below the same electrode 12, and wastewater introduced into the inner tubular electrode 12 from the funnel 16 is provided. Is supplied into the gap 13 through the water inlet 121.
  • various means can be used in addition to the funnel 16.
  • a bypass (drain opening) 122 is provided above the inner tubular electrode 12. If air is mixed with the wastewater flowing from the upper portion of the inner tubular electrode 12, the air is accumulated inside the inner tubular electrode 12, which may impede the inflow of the wastewater or cause air to flow into the upper portion of the inner tubular electrode 12. There is a danger that wastewater will erupt at the same time as it escapes from the area, polluting the surrounding area.
  • Bypass 122 prevents air from escaping before inflowing air accumulates, and prevents wastewater from overflowing from the top of inner tubular electrode 12 when inner tubular electrode 12 is clogged. .
  • the shape of the water inlet 121 and the bypass 122 shown in FIG. 1 is round, other shapes such as a square may be used.
  • the number of water inlets 121 is four, and the number of bypasses is one. These forces may of course be changed as needed.
  • Two openings 111 are provided above the outer tubular electrode 11. The wastewater supplied into the gap 13 rises in the gap 13 and overflows through the opening 111 into the filtration settling tank 17. A space S is provided above the lower end of the opening 111, and bubbles containing impurities overflowing from the opening 111 can be sufficiently aggregated in the space S.
  • the shape of the opening 111 is a square shape and the number is two, and the shape and the number are not limited to this.
  • the wastewater overflowing from the opening 111 into the sedimentation filtration tank 17 is filtered by the filter 18, becomes purified water from which impurities and flocs have been removed, and is taken out from the drain port 172 to the outside.
  • the clean water thus generated is reused as water for an optical disk polishing device.
  • the drain port 172 should be located near the center, not near the bottom of the filtration / sedimentation tank 17. Is desirable.
  • FIG. 1D is a perspective view of a lower spacer 15b fixed to the lower end of the outer tubular electrode 11.
  • the outer tubular electrode 11 is an aluminum anode, which is consumed by electrolysis, and thus needs to be replaced as appropriate.
  • the outer tubular electrode 11 has a structure that can be easily attached and detached, and the untreated wastewater is sealed by sealing means 151 such as an o-ring so that the lower end force of the outer tubular electrode 11 does not leak.
  • the lower spacer 15b and the tubular electrode 11 are fixed by the elasticity of the sealing means 151 using the elastic force S.
  • Other methods of fixing the two include a method using a screw and a hose band. There is a method of using a simple part.
  • the basic structure of the second embodiment is the same as that of the above-described first embodiment, except that a partition wall 51 is provided between the aggregation portion and the filter 18.
  • the partition wall 51 is set so as to extend below a drain port 172 provided substantially in the center of the side surface of the filtration settling tank 17.
  • the wastewater that has overflowed into the filtration and sedimentation tank 17 through the opening 111 of the flocculation part immediately moves down the gap between the flocculation part and the partition wall 51 without touching the filter 18.
  • the flocs of impurities generated in the agglomerated part contain fine bubbles such as hydrogen and are temporarily stored in this gap, which is lighter than water. During this accumulation, flocculation further progresses, the diameter of the floc increases, and when bubbles escape, subsidence occurs. start. For this reason, by providing the partition wall 51, the filter 18 can more reliably capture the flocs.
  • FIG. 3 shows the agglomeration section (electrolysis section) of a wastewater purification system using a tubular electrode 32 made of a conductive material such as metal (for example, stainless steel) or carbon on the outside and a tubular electrode 31 made of aluminum on the inside.
  • a tubular electrode 32 made of a conductive material such as metal (for example, stainless steel) or carbon on the outside and a tubular electrode 31 made of aluminum on the inside.
  • the inner tubular electrode 31 is an anode and the outer tubular electrode 32 is a cathode.
  • FIG. 3 (B) shows the inner and outer materials exchanged, with the cathode and anode reversed, with the outer tubular electrode 21 made of aluminum and the inner tubular electrode 22 made of metal (for example, stainless steel) or carbon.
  • the outer tubular electrode 21 is housed in a metal or non-metal case 23.
  • the volume per unit length of aluminum consumed by electrolysis is several times greater in (B) using aluminum as outer electrode 22. Because it is large, replacement frequency is low.
  • the structure of (A) has two layers, while the structure of (B) has three layers.
  • the aluminum inner electrode 31 is independent, so that energization and replacement are easy.
  • FIG. 3 (C) is the same as FIG. 3 (B) in that aluminum is used for the outer electrode 11 and a conductive material such as metal (eg, stainless steel) or carbon is used for the inner electrode 12.
  • a conductive material such as metal (eg, stainless steel) or carbon is used for the inner electrode 12.
  • the structure is simplified with two layers, and since the storage case 23 is not used, the size of the gap between the outer electrode 11 and the inner electrode 12 is made the same as the previous two examples, and the diameter of the electrolysis part is reduced.
  • the volume S of the outer electrode 11 can be made larger than that in the case of (B).
  • the electrodes can be easily energized, the electrodes can be easily replaced, and the degree of wear of the electrodes can be easily known when the filter 18 is replaced. Is sufficient), so it is easy to determine the replacement time.
  • Figure 4 ( A) is a cross-sectional view of the agglomerated part (electrolytic part) used in the wastewater purifiers of Figs. 1 and 2, and is shown again for easy comparison.
  • FIG. 4 (B) shows another embodiment of the lower spacer 25b, in which the lower spacer 15b of (A) supports the outside of the inner tubular electrode 12, whereas the lower spacer 25b of FIG. ing.
  • the water inlet 121 is provided below the inner tubular electrode 12, whereas (C) does not provide a water outlet below the inner tubular electrode, and the lower spacer 35b has its function.
  • (D) is a perspective view of the lower spacer 35b, in which the concave portion 352 serves as a water passage.

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Description

明 細 書
水浄化装置
技術分野
[0001] 本発明は、光ディスク等を研磨した後に排出される水（「廃水」と言う）を浄化して再 利用するための装置に関する。
背景技術
[0002] CDや DVD等の光ディスクに記録された情報は、その読み取り面から情報層にレ 一ザ一光を照射し、この情報層からの反射光を検出することで読み取ることができる 。このため、読み取り面に傷が付くと、この傷により読み取り光が散乱され、記録され た情報を正確に読み取ることができなレ、。
[0003] しかし、たとえ読み取り面に傷が付いたとしても、情報は読み取り面には記録されて いないため、情報そのものは傷付いていなレ、。そこで、情報を再度読み取ることがで きるように、読み取り面を研磨して傷を除去することが従来より行われている。読み取 り面の研磨は、通常、その面が鏡面程度になるまで行われる。
[0004] このような光ディスクの研磨においては、「乾式」と呼ばれる研磨方法と「湿式」と呼 ばれる研磨方法の二種類の研磨方法が従来より用いられている。
[0005] 乾式研磨方法は、光ディスクを空気中において液体コンパウンド等の研磨液と回転 する布 ·フェルト 'スポンジ等から成る研磨体（「パフ」と言う）を用いて研磨する方法で ある。この乾式研磨方法では、深い傷を除去するのは不可能である力、、たとえ可能で あるとしても長い時間を要する。このため、上記鏡面研磨の前にサンドぺーパ等の研 削体を用いて粗研磨しておくことが行われている。しかし、粗研磨の際に摩擦熱が生 じたり、肖 ijりカスにより体が目詰まりを起こすため、依然として深い傷を短い時間で除 去することは困難である。
[0006] そこで、近年は次に述べる湿式研磨方法が主流となりつつある。湿式研磨方法は、 界面活性剤等を添加した水（「用水」と言う）を光ディスクと研磨体との界面に供給しな 力 Sら研磨する方法である。この方法では、用水を用いることにより、研磨時の摩擦熱を 除去するという効果と、肖 I」りカスを排出するという効果の 2つの効果を同時に得ること ができるため、深い傷でも短い時間で除去することができる。
[0007] この湿式研磨方法による研磨に用水を使用した後に排出される廃水には、研磨液 · 肖 IJりカス'研削体から脱落した砥粒等（即ち、不純物）が混入している。このため、廃 水は再利用せずにそのまま廃棄するのが通常であった。
[0008] しかし、このような不純物が混入した廃水は産業廃棄物として廃棄する必要があると ころ、産業廃棄物に対する規制が強化されている昨今の状況下では、その廃棄は容 易でない。また、硬水を水道水として利用する地域 (沖縛県 ·欧州'中国等）では別途 購入した高価な軟水を用水として使用する必要があるため、一度使用しただけの廃 水を廃棄することは不経済である。
[0009] そこで、この廃水を再利用するという観点から、廃水をフィルタで濾過して混入した 不純物を取り除くことが既に行われている。この場合、例えば廃水中の研磨液には粒 径 5 z m以下の研磨粒子が含まれることから、このような研磨粒子を取り除くためにも フィルタのメッシュ（目の細かさ）は 1 μ m程度とする必要がある。このため、廃水をそ のままフィルタで濾過する場合には、短い時間でフィルタが目詰まりを起こすという問 題がある。
[0010] このようなフィルタの目詰まりを防ぐには、廃水に混入した不純物を凝集させてフロ ック（凝集塊）とし、このフロックをより粗いメッシュのフィルタで取り除くようにすればよ レ、。この不純物のフロックを形成する方法として、凝集剤を利用する方法が従来より 知られている。
[0011] しかし、この方法を用いた場合には、廃水の量に応じて凝集剤の量を調整する'凝 集剤の注入後に廃水を攪拌する'廃水の撹拌後に一定時間待機する等の作業が必 要であるため不便である。また、例えば廃水の貯留槽と凝集剤の貯留槽とを分離して 設ける必要があることから、装置が大型化する。更に、廃水に添加された界面活性剤 が凝集を妨げる、或いはまた、一部の凝集剤が界面活性剤を吸収してしまうといった 問題もある。
[0012] そこで、次に述べる電気分解を利用するのが不純物のフロックの形成には適してい る。この方法（電解凝集法）では、電気分解によりアルミニウム電極からアルミニウムィ オンが溶出し、それと廃水中の水酸イオンとが反応することにより水酸化アルミニウム が生成される。こうして生成された水酸化アルミニウムの凝集作用により不純物のフロ ックカ S形成される。
[0013] このような原理に基づく廃水処理装置として、次のようなものが開示されている。特 許文献 1には、アルミニウムの電気分解を利用して浴槽水を浄化する装置に関する 記載がある。特許文献 2には、アルミニウム板及び鉄板を電極として廃水の電気分解 を行うとともに、膜分離法を併用した水清浄化方法に関する記載がある。特許文献 3 には、アルミニウム製の使用済み缶をチップ状に切断してなる補助電極を用いた電 気分解式濁水処理装置に関する記載がある。
特許文献 1 :特開平 8-132051号 (特許 2871490号)公報「浴槽水浄化装置」 ([0021], 図 1等）
特許文献 2：特開 2001-157894号「水の清浄化方法」
特許文献 3：特開 2004-66010号「電気分解式濁水処理装置」
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0014] 電解凝集法を用いた廃水浄化装置では、凝集媒体である水酸化アルミニウムの生 成及び/又は生成された水酸化アルミニウムによる不純物の凝集を効率的に行うこ とによりフロックの生成を促進することが課題となる。
[0015] また、この方法を利用した装置では凝集槽と濾過槽とを分離して設けるのが一般で あり、装置が大型化する傾向がある。このため、装置を小型化して取り扱いの便宜を 図ることち課題となる。
[0016] 更に、上記特許文献 1に記載の装置等の通常の浄水装置では、再生処理後の廃 水に多少の不純物等が残留していても問題となることは少なレ、。しかし、光ディスク等 の研磨では高度な研磨面 (鏡面研磨）が要求されるため、廃水を再利用する場合に は、それに含まれる不純物等を 1回の処理（1パス）で完全に除去しておかなければ ならない。そのためには電極の単位面積当たりの電流量 (電流密度）を一般的な電 解凝集装置の 10— 200倍程度の大きな値にする必要があるが、この場合、電極の 消耗もそれに応じて激しいものとなる。そこで、特に光ディスク研磨装置用の廃水処 理装置では、電極の消耗に対する対策と共に、消耗の確認の容易さや交換の容易さ 等が重要な要素となる。
[0017] 本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするとこ ろは、不純物のフロックの生成を促進することができて、小型で取り扱いに便利である と共に、廃水中の不純物を 1パスで取り除くことが可能な水浄化装置を提供すること にある。更に、電極の交換等のメンテナンスを容易にするための工夫も取り入れた水 浄化装置を提供する。
課題を解決するための手段
[0018] 上記課題を解決するために成された本発明に係る水浄化装置は、
a)下方が閉塞された管状の外側電極とその内部に配設された管状の内側電極を有 し、内側電極の内部と両電極の間隙とを下方において連通させると共に該間隙と外 側電極の外側とを上方にぉレ、て連通させ、外側電極をアルミニウムを含む陽極として 電気分解により該間隙を上昇する水に含まれる不純物を凝集させる凝集手段と、 b)外側電極の外側に設けられた、上記凝集手段により凝集した不純物を除くため の濾過手段と、
を備えることを特 ί数とする。
[0019] 本発明に係る水浄化装置では、凝集手段に供給された不純物を含む水 (廃水）は 、凝集手段が有する管状の外側電極とその内部に配設された管状の内側電極との 間隙を上昇する。ここで、外側電極にアルミニウムを含む材料を使用し、外側電極を 陽極、内側電極を陰極として両電極間に直流電圧を印加しているため、陽極に含ま れるアルミニウムからアルミニウムイオンが廃水中に溶出し、この溶出したアルミニウム イオンと廃水中の水酸イオンとが反応することにより水酸化アルミニウムが生成される
[0020] この水酸化アルミニウムは正電荷を持ち、廃水中の不純物は負電荷を持つ。このた め、水酸化アルミニウムが媒体となって不純物が凝集し、不純物のフロックが形成さ れる。こうして形成されたフロックの粒径は数 ^—数百 μ mである。
[0021] 一方、陰極の表面では水素の気泡が発生する。 1対の管状電極の間隙を上昇する 廃水は水素の気泡により撹拌されると共に、廃水中の不純物（フロック状のものも含 む）は水素の気泡表面に吸着し水面へと運ばれる（「エアーリフト効果」と言う）。 [0022] 廃水（或いは、その前の用水）中に予め界面活性剤を投入しておくと、泡は水面に 達しても直ちに消滅することなぐ暫く水面上に浮いて滞留する。その間、泡の表面 に吸着した不純物は泡の表面において徐々に移動し、 3個以上の泡の交線や交点 に凝集する。これにより、不純物の凝集が一層促進される。この泡による不純物の凝 集効果を積極的に利用するためにも、水面の上には適度な大きさの空間を確保して おくことが望ましい。
[0023] 水面上に滞留する泡は、濾過槽の内壁等との接触や上記交線'交点にて凝集した 不純物自体の重みで順次破裂する。こうして気泡が破裂すると、凝集した不純物は 水中に沈降して更に凝集し、次に述べる濾過手段により廃水を濾過することが容易 になる。
[0024] 上記フロックが含まれた廃水を濾過手段により濾過すると、フロックが廃水から除か れて廃水は浄化される。濾過手段については、フロックの粒径が前述のように数 ^— 数百/ i mであることから、例えば不織布のような粗レ、メッシュのフィルタを用いることが できる。
[0025] 上記の通り、本発明に係る水浄化装置では電解作用を利用するため、陽極である アルミニウム含有電極は使用に伴い徐々に消耗する。特に、例えば光ディスク研磨 装置用の廃水浄化装置のように 1パスで高度の清浄化を行う必要がある場合、単位 面積当たりの電極に流す電流の量 (電流密度）は非常に大きなものとなる。本発明に 係る水浄化装置では、体積の大きレ、外側電極の方をアルミニウム含有電極としたこと により、このような場合でも電極交換の頻度を下げることができる。なお、内側電極とし ては、ステンレス鋼等の金属管又は炭素（グラフアイト）管を用いることができる。
[0026] また、内側電極及び外側電極から成る電気分解部を含む凝集手段は、濾過手段 の内部に設けることが望ましい。これにより、装置全体を小型化することができる。ま た、このように電気分解部を濾過手段の内部に収納した場合、外側電極の外側に更 にケースを設ける必要が無ぐ濾過手段の内部でアルミニウム含有電極を露出させた ままとしておくことができる。
発明の効果
[0027] 本発明に係る水浄化装置によれば、 1対の管状電極の陰極側において生成された 水素の気泡は廃水中の不純物を気泡表面に吸着して両電極間の間隙を上昇し、水 面に浮上する（エアーリフト効果)。こうして水面に浮上した水素の気泡は、水面に滞 留する間、その表面に吸着した不純物の凝集を促進する。
[0028] 管状電極の間隙を上昇する水素の泡は、同じく電極間の間隙を上昇する廃水を積 極的に撹拌する効果も有する。これにより、廃水中の不純物が接近し凝集する機会 が増えるため、廃水中の不純物を効率的に凝集させることができる。
[0029] 本発明に係る水浄化装置ではこのように不純物の凝集効率が高いため、電極の面 積を大きくし、電極に流す電流（電流密度）を大きくすることにより、廃水中の不純物 を 1パスで十分に取り除くことができるようになる。
[0030] 特に、電解により消耗するアルミニウム含有電極を外側に配置したことにより、アルミ ニゥム含有電極の体積を大きくすることができ、電極交換の頻度を下げることができる
。そして、外側電極（アルミニウム含有電極）をケースに入れることなぐ露出させた状 態で使用した場合には、電極交換の時期が明確に分かるようになるとともに、交換も 容易となる。
[0031] 本発明に係る水浄化装置においては、凝集手段において管状の外側電極の内部 に管状の内側電極を配設することから、電極自体が大面積を有するにもかかわらず コンパクトになる。更に、この電極を有する凝集手段を濾過手段の内部に設けた場合 には、本装置を大幅に小型化することができる。このため、例えば店舗や事務所とい つた比較的狭い場所にも本装置を設置することができるので、取り扱いに便利である
[0032] なお、本発明に係る水浄化装置は、特に光ディスク研磨装置の廃水を処理して再 利用するための浄化装置として有効である力 その他の水を浄化するための装置と してももちろん利用可能である。
図面の簡単な説明
[0033] [図 1]本発明の第一の実施例である廃水浄化装置の断面図 (A)、同廃水浄化装置 の内部に設けられた外側電極及び内側電極から成る凝集部の斜視図（B)、その内 側管状電極の斜視図（C)、及び両管状電極の下部に固定されるスぺーサの斜視図 [図 2]本発明の第二の実施例である廃水浄化装置の断面図。
[図 3]各種構成の凝集部の横断面図であって、アルミニウム電極を内側管状電極とし た例 (A)、アルミニウム電極を外側管状電極とし、外側管状電極をケースに入れた例 (B)、及び、外側電極をアルミニウム電極とし、ケースを設けることなく外側電極を露 出させた例（C)。
[図 4]本発明による廃水浄化装置の凝集部の縦断面図であって、両管状電極の固定 に凹形スぺーサを使用した例 (A)、凸形スぺーサを使用した例（B)、凹凸端部スぺ ーサを使用した例（C)、及びその凹凸スぺーサの斜視図（D)。
符号の説明
11、 21…外側管状電極（陽極）
31…内側管状電極（陽極）
12、 22…内側管状電極（陰極）
32…外側管状電極 (陰極）
111…開口
121、 352…通水口
122…バイパス
13…間隙
14…直流電源
15a…上部スぺーサ
15b、 25b, 35b…下部スぺーサ
151、 351…シーノレ手段
16…漏斗
17· · ·濾過沈殿槽
171…上蓋
172…排水口
18…フィルタ
23…収納ケース
51…隔壁 H…水面
S…空間
発明を実施するための最良の形態
[0035] 本発明に係る水浄化装置の第一の実施例として、光ディスク研磨装置用の廃水浄 化装置を、図面を参照しながら説明する。図 1 (A)に示すとおり、本実施例では廃水 中の不純物を凝集させる凝集手段として、上部に開口部を持つアルミニウム製の外 側管状電極 11の内部に、金属（例えばステンレス）やカーボンなどの導電性材料で できた内側管状電極 12を所定の間隙 13を設けて配置した電解装置を用いる。この 電解装置において、外側管状電極 11が陽極、内側管状電極 12が陰極となるように、 直流電源 14より両電極 11-12の間に直流電圧を印加する。両管状電極 11、 12は、 内側管状電極 12の上部に取り付けた上部スぺーサ 15aと、外側管状電極 11の下端 に固定した下部スぺーサ 15bにより、互いに同心を成し、かつ所定の間隔を保つよう に配置されると共に、電気的に絶縁される。
[0036] 内側管状電極 12の上端部には漏斗 16が載置されると共に、同電極 12の下部には 通水口 121が設けられていて、漏斗 16より内側管状電極 12内に導入された廃水は 通水口 121を通って間隙 13内に供給されるようになっている。なお、内側管状電極 1 2内に廃水を導入する方法としては、漏斗 16以外にも様々な手段 (パイプ、ホース等 )を用いることができるのはもちろんである。
[0037] 内側管状電極 12の上部にはバイパス (水抜き開口） 122が設けられている。内側管 状電極 12の上部から流入した廃水に空気が混じっていると、その空気が内側管状電 極 12の内部に蓄積され、廃水の流入に障害を与えたり、空気が内側管状電極 12の 上部から一気に抜ける際に同時に廃水も噴出して周辺を汚染する恐れがある。バイ パス 122はこれを防ぐため、流入した空気が蓄積する前に空気を排出するとともに、 内側管状電極 12が詰まった際に廃水が内側管状電極 12の上部から溢れ出すことを 防ぐために有効である。なお、図 1に示した通水口 121とバイパス 122の形状は丸型 であるが、もちろん角型等他の形状でもよい。また同図では、通水口 121の個数は 4 個、バイパスの個数は 1個である力 これらの数も適時変更してよいのはもちろんであ る。 [0038] 外側管状電極 11の上部には開口 111が 2個設けられている。間隙 13内に供給さ れた廃水はこの間隙 13を上昇し、開口 111を通って濾過沈殿槽 17内に溢れ出すよ うになつている。開口 111の下端よりも上には空間 Sが確保されており、開口 111より 溢れ出た不純物を含む気泡は、この空間 Sにおいて十分に凝集することができるよう になっている。図 1では開口 111の形状は角型で数は 2個である力 形状及び数共 にこれに限定されるものではない。
[0039] 開口 111から沈殿濾過槽 17に溢れ出た廃水は、フィルタ 18により濾過され、不純 物やフロックが除去された清浄水となって排水口 172から外部に取り出される。こうし て生成された清浄水は、光ディスク研磨装置の用水として再利用される。なお、フィ ルタ 18で捕捉しきれなかったごく僅かの不純物や微細なフロックは濾過沈殿槽 17の 底部に溜まるため、排水口 172は沈殿濾過槽 17の底部近くではなぐ中央部近くに 配置することが望ましい。
[0040] 図 1 (D)は、外側管状電極 11の下端に固定される下部スぺーサ 15bの斜視図であ る。本実施例の廃水浄化装置では、外側管状電極 11はアルミニウム陽極であり、電 解により消耗するため、適宜交換する必要がある。そのため、外側管状電極 11は着 脱が容易な構造とし、〇リング等によるシール手段 151により未処理の廃水が外側管 状電極 11の下端力も漏れないようにシールする。図 1において、下部スぺーサ 15bと 管状電極 11はシール手段 151の弾力を利用して固定している力 S、両者の固定方法 としてはその他にも、ネジを利用する方法やホースバンドの様な部品を利用する方法 などがある。
[0041] 次に、本発明の第二の実施例である廃水浄化装置について図 2により説明する。
第二の実施例の基本的な構造は上述した第一の実施例と同じであるが、凝集部とフ ィルタ 18の間に隔壁 51を設けた点で異なる。隔壁 51は、濾過沈殿槽 17の側面略中 央に設けられた排水口 172よりも下まで延びるように設定されている。凝集部の開口 111を経て濾過沈殿槽 17内に溢れ出た廃水は、直ちにフィルタ 18に触れることなく 凝集部と隔壁 51の間隙を下方に移動する。一方、凝集部内で生成された不純物の フロックは水素などの微細な気泡を含むため水より軽ぐ一旦この間隙に蓄積される 。この蓄積中に、更に凝集が進んでフロックの径が大きくなり、気泡が抜けると沈下を 始める。このため、隔壁 51を設けることにより、より確実にフィルタ 18がフロックを捕捉 できることになる。
[0042] 次に図 3により、廃水浄化装置の各種形式と本発明による廃水浄化装置の効果を 説明する。図 3 (A)は外側に金属（例えばステンレス）やカーボンなどの導電性材料 から成る管状電極 32を、内側にアルミニウム製の管状電極 31を用いた廃水浄化装 置の凝集部（電気分解部）の例である。この例では、内側管状電極 31が陽極、外側 管状電極 32が陰極となっている。図 3 (B)は、その内側と外側の材料を交換し、陰極 •陽極を逆にしたものであり、外側管状電極 21をアルミニウム製、内側管状電極 22を 金属（例えばステンレス）製又はカーボン製等とした例である。また、この例では、外 側管状電極 21を金属製又は非金属製のケース 23に収納している。 (A)と（B)を比 較すると一見して分かるように、電気分解により消耗するアルミニウムの単位長さあた りの体積は、アルミニウムを外側電極 22として用いた（B)の方が数倍大きいため、交 換頻度が少なくてすむ。一方、構造上は (A)の構造の方が 2層であるのに対し、 (B) は 3層であるため複雑である。また、（A)ではアルミニウム製の内側電極 31が独立し ているため通電及び交換が容易である力 (B)の場合はアルミニウム製の外側電極 2 1がケース 23に収納されているため通電手段が複雑になり、電極交換の際も一々ケ ース 23から着脱する必要があり面倒である。更に、（A)、（B)共に、消耗したアルミ二 ゥム電極が外側から容易には見えない構造であるため、電気分解による消耗により 電極の交換時期が到来しても気付き難いという問題もある。
[0043] 図 3 (C)は、外側電極 11にアルミニウムを、内側電極 12に金属（例えばステンレス） やカーボンなどの導電性材料を用いる点では（B)と同じである力 外側電極 11の周 囲に収納ケースが無レ、。この結果、構造は 2層で簡単になり、また、収納ケース 23を 用いないため、外側電極 11と内側電極 12の間隙の大きさを先の二例と同様にし、電 気分解部の直径を同一にした場合に、外側電極 11の体積は (B)の場合よりも更に 大きくすること力 Sできる。それに加えて、電極への通電ゃ電極の交換も容易もであり、 更に、フィルタ 18の交換時等に電極の消耗の度合いを容易に知ることができる（電極 に穴が開いた時点で交換すれば十分である）ため、交換時期の判断も容易である。
[0044] 本実施例の凝集部については、この他にも様々な態様のものが考えられる。図 4 ( A)は、図 1，図 2の廃水浄化装置で用いられている凝集部（電気分解部）の断面図 であり、比較を容易にするために再掲したものである。図 4 (B)は、下部スぺーサ 25b の他の実施例で、（A)の下部スぺーサ 15bが内側管状電極 12の外側を支持するの に対して、本例では内側を支持している。これらの例では、内側管状電極 12の下部 に通水口 121が設けられているのに対して、（C)は、内側管状電極の下部に通水口 を設けず、下部スぺーサ 35bにその機能を持たせた例である。 （D)はその下部スぺ ーサ 35bの斜視図であり、凹部 352が通水口の役割を果たしている。

Claims

請求の範囲
[1] a)下方が閉塞された管状の外側電極とその内部に配設された管状の内側電極を有 し、内側電極の内部と両電極の間隙とを下方において連通させると共に該間隙と外 側電極の外側とを上方にぉレ、て連通させ、外側電極をアルミニウムを含む陽極として 電気分解により該間隙を上昇する水に含まれる不純物を凝集させる凝集手段と、 b)外側電極の外側に設けられた、上記凝集手段により凝集した不純物を除くため の濾過手段と、
を備えることを特徴とする水浄化装置。
[2] 上記凝集手段が上記濾過手段の内部に設けられており、外側電極が濾過手段の 内部で露出していることを特徴とする請求項 1に記載の水浄化装置。
[3] 上記濾過手段の上部に、上記管状電極の陰極側において生成された水素の気泡 を収容するための空間が設けられていることを特徴とする請求項 2に記載の水浄化 装置。
[4] 上記濾過手段が上記外側電極と濾過膜との間において該濾過手段に設けられた 排水口よりも下方まで延伸させた隔壁を有することを特徴とする請求項 2又は 3に記 載の水浄化装置。
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