JPS61502038A - 汚濁液電気化学的浄化装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

汚濁液電気化学的浄化装置 技術分野 本発明は一般に液体浄化技術、さらに特定すれば汚濁液の電気化学的浄化装置に 関する。 発明の背景 現在知られている汚濁液浄化装置のなかで、液体の電気化学的浄化装置、特に電 気的凝析および電気的浮選による廃水処理装置は、その効率が高いので最近その 使用が増加しつつある。 汚濁液の電気化学的浄化を間欠的または連続的に操作する装置が知られており、 なかでも後者がより有望と思われる。 このような一つの装置は、沈降室と、この菅の内部にこれと共軸的に配置された 電気的凝析室と、消耗電極系と、汚濁液供給管と、浄化液排出管と、この装置か ら泡を除去する手段とを有する（米国特許第３．５０５．１８８号寥Ｃ４，２０ ４−１４９．１９７０年公告を参照）。 この装置の泡除去手段は沈降室の上部に配置した回転スクレーバの形を有する。 この海産出物除去手段の構造的配置は、この海産出物の部分をスクレーバによっ て、沈降室内の液体中にかき落して、浄化された液の流れに同伴させて、装置が ら取出す。勿論これは浄化の質、従って装置の効率に悪影響を与える。 また公知の汚濁液電気化学的処理装置（たとえば、ソ連発明者証第９１．４，５ ０６号ＴＰＣＣ０２Ｆ　７／４６．１９８２年公告を参照）は、沈降室が浄化液 および廃液の排出管を備え、この沈降室に共軸的に配置された電気的凝析室と連 通し、その底部に消耗電極系を設け、この消耗電極の実質的に上方の位置に汚濁 液供給管、および電解液供給管を有する。さらにこの装置は海産出物除去手段を 有し、これは沈降室の上方に配置された回転管および泡捕集器を有し、空気吹込 器およびじょうごをその一端に備える。 この装置は電気的凝析、室内において金属水酸化物で汚濁液を凝析する間に発生 する海産出物を沈降室から連続的に排出することができる。 しかし、この公知の装置力海産出物排出手段は、操作が複雑であり、かつ泡捕集 器の駆動装置を必要とするので、装置の効率に限界がある欠点を有する。さらに 汚濁液をこの装置に供給する前に、前浄化するために海産出物を反復して使用す る設備が設けられていない。 発明の概要 本発明の目的は、浄化すべき液中において汚濁物が固く締って、その両分が沈降 することを防止する構造の汚濁液電気化学的処理装置を提供することである。 また他の目的は、産出物中に存在する未反応の金属水酸化物を再使用して、浄化 工程をさらに安定化し、装置の効率を向上させ、かつ装置の操作に伴なう費用を 軽減することであこれらの目的、およびその他の利点は、沈降室と、その頂部に 配置した浄化された液の排出管と、その底部に配置された産出物の排出管と、こ の沈降室の上方に配置された空気注入管付き泡捕集器と、この沈降室の内部にこ れと共軸的に配置され、かつ環状隔壁によって沈降室から分離された電気的凝析 室と、この凝析室内の下部に配置された消耗電極と、この消耗電極の下方に配置 された電解液供給管と、この消耗電極の上方に配置されたヘッダと、このヘッダ と接続された汚濁液供給管路とを有する汚濁液電気化学的浄化装置であって、本 発明によって、泡捕集器に泡ダクトを介して連通ずる混合槽を有し、かつ泡捕集 器が環状隔壁と気宙に接続している浄化装置によって達成される。 この配置は、電気的凝析室内で電気化学的に得られた金属酸化物によって汚濁粒 子が凝集する間に生成する産出物を沈降室から連続的に除去することができる。 その結果、産出物は沈降室内に蓄積することな（、泡ダクトを通って混合槽に行 く。この混合槽は汚濁液を連続的に受入れる。産出物は混合槽内で濾床として利 用される。汚濁液はこの濾床を通り、産出物中の未反応金属水酸化物の一部は、 処理のために供給される液体の汚濁粒子を付加的に凝析させる作用をし、こうし て汚濁液を電気的凝析室に送る前に汚濁液を前処理する。これによって、装置の 効率を１６％までだけ向上させ、この処理で消費する電力量を減少させ、消耗電 極の金属の溶解速度を低下させる。 泡捕集器に弁付き空気排出管を設け、泡捕集器内に環状隔壁の頂部を配置し、泡 捕集器の内面に対して凹部を設けて、環状隔壁との間に環状空間を設けることが 好ましい。また環状隔壁の頂部はテーバ形肩部を有し、この肩部の形が泡捕集器 の形に適合していることが好ましい。 泡捕集器に弁付き空気排出管を設けることによって、大気を注入して、沈降室の 頂部から産出物を送る装置の操作に必要なエネルギーを節減することができる。 環状隔壁の頂部のテーバ形案内肩部は泡捕集器の内面に産出物が沈着することを 減少させて、沈降室内の非消耗電極の表面に付着することを防止する。これによ って操業コストを８〜１２％節減することができる。 泡ダクトの内部にアルキメデスらせん形挿入体を設けて、産出物が沈降室から混 合槽に移動することを容易にし、かつ泡ダクトの外側をスチームジャケットで包 み、また鉱酸供給管を設けることがよい。 アルキメデスらせん形挿入体は海産出物がその成分、たとえばオイル、水および 空気に分離することを促進し、従って海産出物の体積を減少させることができる 。 泡ダクト内の海産出物の分離は温度３５℃〜８０℃においてもっとも良好に行な われ、この温度は汚濁物の種類、および浄化工程中に形成される産出物の物理的 構造によって決められる。産出物の処理は、熱によってこの分離を促進し、泡ダ クトの長さを短かくし、かつ装置の効率を一層向上させることができる。 電気化学的に処理を行なう前に、汚濁液の酸またはアルカリ性を調節するために 、泡ダクトに取付けた導管を通して鉱酸を加えて、液のｐＨを所望の値にする。 これも電気化学的に生成した金属水酸化物が分散系に作用する凝析工程に有利な 効果を与える。 混合槽の底部は汚濁液を電気的凝析槽に供給する循環管路に導管を介して、連通 させることが好ましい。また混合槽の上部に汚濁液供給管および産出物排出管を 設けることがよい。 沈降室の頂部に蓄積した治産出物は、最初の浄化工程において反応しなかったい くらかの金属水酸化物および金属水酸化物とともに凝析した汚濁物の凝集体を含 むが、混合槽を使用することによって、この治産出物を反復使用して、水酸化物 を汚濁物の前処理凝析に利用することができる。混合槽に供給する産出物の副次 的な効果は、噴霧された汚濁液が一通過する濾床として作用し、未反応の水酸化 物が液中の不純物を凝析させ、汚濁液を電気的凝析室に供給する前に、前浄化を 行ない、これによって装置の効率をさらに向上させ、浄化度を高めることができ る。 ４、

【図面の簡単な説明】

本発明を添付図面と関連して、特殊な実施態様について詳細に説明する。図面は １つであって汚濁液電気化学的浄化装置全体の断面図を示す。 発明を実施するだめの最良の態様 この汚濁液電気化学的浄化装置は、共軸的に配置された沈降室１と、２つの取外 し可能な区画からなる電気的凝析室２とを有する。 電気的凝析室２の下部区画は沈降室１より突出しており、この区画内に消耗電極 ３を入れている。電気的凝析室２の上部および下部の区画は相互に隔設されてお り、これらの区画の間に環状間隙４を形成し、これら２つの区画は共通のヘッダ ５を介して相互に接続されており、ヘッダ５の内部は汚濁液供給管６と連通ずる 。 沈降室１と電気的凝析室２との間に環状隔壁７を配置し、これは沈降室１内にお いて浄化される液体の流路を長くする。 有孔非消耗電極８は、電気的凝析室（２）の壁と環状隔壁７とが形成する空間内 で液体の水準より下方において実質的に水平に配置されている。 電気的凝析室２の上方に泡捕集器９があり、これは環状隔壁７と気密に接続され たテーバ形挿入体１０によって形成される。泡捕集器９は、沈降室１内における 液体の水準より上方に配置された弁１２付き排気管１１を有する。 環状隔壁７の上部は泡捕集器９の内面に対して間隙１３をあけて泡捕集器９内に 取付けられている。この間隙１３は環状凹部１４を形成し、この凹部１４は、弁 １６付きｌｌｆ路１５を介して、電気的凝析室２の下部区画に電解液を供給する 導管１７と接続する。環状隔壁７の上部は、泡捕集器９の形に適合する形のテー パ≠形案内肩部１９を有する。 泡捕集器９の頂部は泡ダクト２０を介して混合槽２１と連通ずる。泡ダクト２０ は泡捕集器９の上方に配置され、混合槽２１の方向にノズルが、向いている注入 管２２と、アルキメデスらせん形挿入体２３と、鉱酸供給管２４とを有する。 泡ダクト２０は外側をスチームジャケット２５で包み、このジャケット２５は伝 熱材供給管２６と、凝縮物排出管２７とを有する。 混合槽２１の内部で、泡ダクト２０が接続されている水準より上方において汚濁 液供給管２８を配置し、この管の端に液体噴霧手段２９がある。混合槽２１の内 部に水平な有孔隔壁３０があり、これは産出物を液体から分離し、この隔壁３０ の上方に、混合槽２１から産出物を除去する導管３１がある。混合槽２１の底部 は導管３２および管路３３を介して、電気的凝析室２に汚濁液を供給する導管６ と接続する。 沈降室１も浄化液排出管３４とスラッジ排出管３５とを有する。 この汚濁液電気化学的浄化装置は次のように操作する。 浄化開始前に、電気的凝析室２と沈降室１との内部に電解液、たとえば工業的純 度の水または少量のＮａＣβを含む水を満たした後に、電極３および８に電圧を 印加して電解液に電流を通し、これによって電極３を陽極的に溶解し、非消耗電 極８の上に気泡を発生させる。 電極３が陽極的に溶解すると、金属水酸化物、たとえばＡ７！（０）１）：＋ま たはＦｅ　（ＯＨ）　：ｌが純粋な電解液中に生成し、この水酸化物は気泡によ って泡捕集器９内の電解液の表面に運ばれて、ここに蓄積する。そして注入管２ ２がら噴出する圧縮空気によって泡の層から吹飛ばされて、泡ダク）２０を通っ て混合槽２１に入る。 しばらくして、汚濁液を噴霧手段２９からこの装置に導入し始める。汚濁液のｐ Ｈ値を調節するには、所定量の鉱酸、たとえばＨＣｌを導管２４から加えること が必要である。 混合槽２１内において汚濁粒子と金属水酸化物とが相互作用して、汚濁粒子は相 当に大きな凝集体を形成し、有孔隔壁３０の上方に蓄積した後に、導管３１を通 して除去される。 こうして凝析した凝集体からなる濾床が混合槽２１内で付加的に形成される。混 合槽２１内で汚濁物を部分的に浄化した汚濁液は導管６および管路３３を通って 環状間隙４に送られた後に、消耗電極系３の真上においてこれから少し離れたと ころで電気的凝析室２の内部に入る。 電気的凝析室２内を占める液体中になお存在する汚濁物は、電解液の上昇流によ って運ばれる活性吸収能を有する金属水酸化物粒子と相互反応する。凝析によっ て生成した大きな凝集体は沈降室１内の液面に浮上する。この作用は電極３で発 生する気泡によって極めて容易に行なわれる。 凝析した不純物の凝集体と、反応しなかったいくらかの金属水酸化物とは、注入 管２２から噴出する圧縮空気によって泡ダクト２０に沿って混合槽２１に運ばれ る。 泡状産出物が、アルキメデスらせん形挿入体２３を有する泡ダクト２０に沿って 運ばれるときに、気体と、水、汚濁物および金属水酸化物を含む液体とに激しく 分離される。廃出物の分離をさらに迅速かつ有効に行なうために、泡ダクト２０ を包むジャケット２５に導管２６から伝熱材を供給して導管２７から凝縮液を排 出し、こうして反出物を熱処理することが好ましい。こうして、産出物処理の熱 的条件は汚濁の種類、たとえばオイル、ポリマーなどによって決定し、３５℃〜 ９０℃の範囲に保持する。 浄化された液は有孔非消耗電極８を通り、導管３４を通って沈降室１から排出さ れる。いくらかの汚濁物は、非消耗電極８から発生するガスとともに、上方に向 かい液面に運ばれてさらに浄化される。沈降室１に蓄積したスラッジは導管３５ を通って周期的に排出される。 泡捕集室９からの海産出物は、泡ダク）２０に沿って混合槽２１へと連続的に取 出され、噴霧手段２９から混合槽２１に供給される汚濁液を前浄化して操作条件 をより一層好ましくする。 こうして、この汚濁液電気化学的浄化装置は、電気化学的に生成した金属水酸化 物によって汚濁物を凝析する間に、有田物を汚濁液の前浄化に使用し、これによ って処理前の液中の不純物の量を減少させることができる。またこれによって装 置の効果を一層向上させて、操業コストを低下させることができる。 また消耗電極は純粋な電解液に溶解するので、物質が消耗電極に沈着しない。こ のことは電極の陽極的溶解率を高める。 さらに空気吹込器によって泡捕集槽内をある程度減圧にして、海産出物を連続的 に除去するので、泡捕集槽の内面に海産出物が付着することを減少させ、浄化度 を向上させる。 さらに、混合槽内において液を浄化する目的で反出物を使用する。泡ダクトを通 る間に液相と気相とに分離するので液の浄化に大いに貢献する。液相は混合槽内 で濾床として利用され、この濾床に汚濁液を噴霧する。未反応の金属水酸化物は 汚濁粒子を凝析させる作用をする。 この浄化方法は、泡ダクト内で反出物を熱処理し、かつ鉱酸を加えて、浄化すべ き液のｐ＋（を最適値に保つことによって、さらに効果を高めることができる。 この提案の装置は、前浄化によって、液の浄化効率を１２〜１６％増加させるこ とができ、消費電力およびこの浄化工程で使用する消耗電極の溶解金属を減少さ せ、かつ浄化度を９９．３％〜９９．８％に増加させることができ、また電極を 製造するための消費金属を減少させる。 産業上の利用性 本発明の装置は、水に溶解しない多様な不純物、たとえば有機物、固体懸濁物な どによって汚濁された液体の浄化に応用することができる。 本発明の装置は、石油製品およびポリマー、たとえばオイルおよびポリメチルメ タクリレートを含む産業廃液によって汚染された液体の浄化にもっとも有効に利 用することができる。 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．沈降室と、この沈降室の頂部に配置された浄化された液の排出管と、この沈 降室の底部に配置された廃出物排出管と、この沈降室の上方に配置された注入管 付き泡捕集器と、沈降室の内部にこれと共軸的に配置され、かつ環状隔壁によっ て沈降室から分離された電気的凝析室と、この凝析室内の下部に配置された消耗 電極と、この消耗電極の下方に配置された電解液供給管と、この消耗電極の上方 に配置されたヘツダと、このヘツダと接続された汚濁液供給管路とを有する汚濁 液電気化学的浄化装置であって、泡捕集器（９）に泡ダクト（２０）を介して連 通する混合槽（２１）を有し、かつ泡捕集器（１９）が、環状隔壁（７）と気密 に接続していることを特徴とする、汚濁液の電気化学的浄化装置。 ２．泡捕集器（９）が、弁（１２）付き空気排出管（１１）を有する、請求の範 囲第１項記載の装置。 ３．環状隔壁（７）の頂部が泡捕集器（９）の内部に配置されており、この泡捕 集器（９）はその内面に対して環状凹部（１４）を形成する間隙（１３）を有し 、かつ環状隔壁（７）の頂部が泡捕集器（９）の形に適合する形の肩部（１９） を有する、請求の範囲第１項記載の装置。 ４．泡ダクト（２０）が、内部にアルキメデスらせん形挿入体（２３）を有し、 かつこの泡ダクト（２０）が外側をスチームジャケット（２５）で包まれている 、請求の範囲第１項記載の装置。 ５．混合槽（２１）が底部において導管（３２）を介して汚濁液を電気的凝析槽 （２）に供給する循環管路（３３）と接続され、さらにこの混合槽（２１）が頂 部において、汚濁液供給管（２８）および分離された廃出物を排出する導管（３ １）と接続されている、請求の範囲第１項記載の装置。 ６．混合槽（２１）が頂部において汚濁液供給管（２８）と接続されている噴霧 手段（２９）を有し、かつこの混合槽（２１）が内部において、泡ダクト（２０ ）が接続されている水準より実質的に下方の位置に、有孔隔壁（３０）を有する 、請求の範囲第１または５項記載の装置。 ７．泡ダクト（２０）が、鉱酸供給管（２４）を有する、請求の範囲第１または ４項記載の装置。