(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクに充填した電気絶縁性溶剤層中に一対の電極を配置し、この電極間に高圧直流電圧を印加し、この電極間を被処理液を通すことにより、被処理液を静電処理して、被処理液中の汚染物質を除去するものであって、
タンクが頂部に脱気弁を設けた、密閉式タンクであり、
タンクの上部に、被処理液導入用ノズルが設けられていること、
タンクの中部に、前記一対の電極が配置されており、その一方の電極は、タンクの中心部に位置し、他方の電極は、タンク内壁との間に機密性を有する状態で、前記一方の電極の周囲を全体に囲うように配置されていること、
タンクの下部には、下方にタンクの外壁を仕切板とするポケットが設けられており、ポケットとタンク内部は、ポケットの中部及び／又は下方において連通するようになっていること、ポケットの上端部に、処理済水排出口が設けられていること、及びタンクの底に汚泥取出口が設けられていること、及び
溶剤を充填する部分のタンク側壁に、溶剤の導入口と排出口が設けられていることを特徴とする、溶剤として水より比重の小さい溶剤の使用が可能である密閉型静電処理装置。
【請求項２】
タンクに充填した電気絶縁性溶剤層中に一対の電極を配置し、この電極間に高圧直流電圧を印加し、この電極間を水性の被処理液を通すことによって、被処理液を静電処理して、被処理液中の汚染物質を除去するものであって、
タンクが頂部に脱気弁を設けた密閉式タンクであり、
タンクの上部と下部に、被処理液導入用ノズルが設けられていること、
タンクの中部に、前記一対の電極が配置されており、その一方の電極は、タンクの中心部に位置し、他方の電極は、タンク内壁との間に機密性を有する状態で、前記一方の電極の周囲を全体に囲うように配置されていること、
タンクの下部と上部に、下方にタンクの外壁を仕切板とするポケットが設けられており、ポケットとタンク内部は、ポケットの中部部において連通するようになっていること、上方のポケットの上部及び下方のポケットの上端部に、処理済水排出口が設けられていること、及びタンクの底と上方のポケットの下端に汚泥又は中間層取出口が設けられていること、及び
溶剤を充填する部分のタンク側壁に、溶剤導入口と排出口が設けられていることを特徴とする、溶剤として水より比重の小さい溶剤も水より比重の大きい溶剤も使用可能である密閉型静電処理装置。
【請求項３】
前記ノズルが、タンクと同心的に設けられた環状ノズル装置からなるものであって、該ノズル装置には、処理液導入口から導入された処理液が、環状に設けられた邪魔板を越えて、環状ノズルから溶剤中に導入されるようになっていることを特徴とする請求項１又は２の密閉型静電処理装置。
【請求項４】
廃液を被処理液として、水より比重の小さい溶剤を使用した静電処理装置と水より比重の大きい溶剤を使用した静電処理装置で、順次、静電処理するものであって、水より比重の小さい溶剤を使用した静電処理装置として、請求項１〜３いずれか１項に記載の装置を使用することを特徴とする廃液処理方法。
【請求項５】
廃液を電気分解処理装置して、廃液に含まれる浮遊物質を除去した後に、静電処理することを特徴とする請求項４の廃液処理方法。
【請求項６】
前記電気分解処理装置が、処理槽の前後に被処理液の導入口と排出口を有し、処理槽内には、複数枚の電極板が、処理槽の前後の壁に平行に一定間隔を開けて存在するものであり、かつ前記電極板は、交互に、処理槽の左右壁の一方に固定され、他方との間には、一定の空間が存在するように取り付けられており、被処理液が前記電極板の間をジグザグに通って電気分解処理されるようになっていること、及び前記電極板が交互に陽極又は陰極として機能するようになっていることを特徴とする請求項５の廃液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の廃液等を、電気絶縁性溶剤として水より比重の軽い溶剤を使用した静電場で処理できる装置及び処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶剤による汚染水等の処理に有効な装置として、電気絶縁性溶剤中に静電場を利用した一連の静電処理装置が開発されているが（特許第２６３１０８２号公報、特開平１２−５１７３８号公報、特開平５−８３３０６号公報その他参照）、これらの装置で使用される溶剤は水よりも比重の大きい溶剤が主体であった。例えば、パークロルエチレンやトリクロルエチレン等である。
【０００３】
近年、ＩＳＯ規格の導入、化審法の制定等により社会的背景が脱塩素・脱フロンの方向が強くなり、使用禁止や生産量制限などの法制定や行政指導がなされ、静電処理装置内に充填される溶剤においても同様に脱塩素系溶剤の開発研究を余儀なくされることとなった。
【０００４】
しかし、水よりも比重の小さい溶剤、例えば炭化水素系溶剤あるいはアルコール系溶剤等の使用は、揮発性や引火性等の問題があり、不可能とされてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、静電場において、水より比重の小さい溶剤の使用も可能とする静電処理装置の提供、及びそれを使用した効率のよい廃液処理の方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、静電処理装置を密閉式とし、その頂部に脱気弁を設けることにより、上記課題を解決した。
すなわち、本発明の装置は、タンクに充填した電気絶縁性溶剤層中に一対の電極を配置し、この電極間に高圧直流電圧を印加し、この電極間を被処理液を通すことにより、被処理液を静電処理して、被処理液中の汚染物質を除去するものであって、
タンクが頂部に脱気弁を設けた、密閉式タンクであり、
タンクの上部に、被処理液導入用ノズルが設けられていること、
タンクの中部に、前記一対の電極が配置されており、その一方の電極は、タンクの中心部に位置し、他方の電極は、タンク内壁との間に機密性を有する状態で、前記一方の電極の周囲を全体に囲うように配置されていること、
タンクの下部には、下方にタンクの外壁を仕切板とするポケットが設けられており、ポケットとタンク内部は、ポケットの中部及び／又は下方において連通するようになっていること、ポケットの上端部に、処理済水排出口が設けられていること、及びタンクの底に汚泥取出口が設けられていること、及び
溶剤を充填する部分のタンク側壁に、溶剤の導入口と排出口が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
かかる装置では、タンクが密閉式であり、かつ頂部に脱気弁を設けているため、タンク内に存在する、またはタンク内で発生した気体は自然に除かれるので、比重が水より小さい溶剤、例えばノルマルヘキサン、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン等の炭化水素やアルコール、石油類、油脂類等を使用しても、溶剤の上方に気相を形成することなく、タンクの上部及び中部に完全に溶剤で満たすように充填することが可能となる。従って、溶剤が揮発性で引火性であっても、タンク内で気相に触れることがないので、火災や爆発等の心配なく使用可能となる。
【０００８】
なお、電極は、タンク中部に、中心となるように一方の電極が位置し、他方の電極は、中心の電極の周囲を全体に囲うように設けられる。また、この周囲の電極とタンク内壁の間は機密性あるように形成されるため、被処理液は全て、電極間を通過し、確実に、均等に静電処理されるようになっている。
【０００９】
タンク上方に取り付けたノズルから、被処理液は、溶剤中に導入され、静電処理されて、溶剤に溶解する物質は確実に溶剤中の放出され、また、浮遊物質等も水から確実に離れて、タンクの下方には、被処理液に含有されていた有機物質や無機物質が除去された水（処理水）の層ができ、この際に除去された浮遊物質や無機物質は汚泥層として、底に沈降し、汚泥取出口から取り出される。
【００１０】
なお、上記処理水は、タンク下方のポケットの上端部に設けた処理済水排出口から取り出される。この処理水は、必要に応じて、活性炭処理されたり、また、電気分解処理や、タンクに充填する溶剤を変えた静電処理を、重ねて実施することにより、より確実に精製されてもよい。
【００１１】
かかる本発明の装置は、次のようにして、タンクに充填する電気絶縁性溶剤として、所望に応じて、水より比重の小さい溶剤も、比重の大きい溶剤も、使用できるようにすることができる。
【００１２】
この装置は、水より比重の小さい溶剤を使用する時のために、前述の装置と同様の構成をとるが、更に、水より比重の大きい溶剤（例えば、パークロルエチレンやトリクロルエチレン等の塩素系及びフッ素系溶剤）を使用する時のために、タンク上方にポケットを設けたり、タンク下方に被処理液導入用ノズルを追加するなどの必要がある。
その基本的な構成は次の通りである。
タンクが頂部に脱気弁を設けた、密閉式タンクであり、
タンクの上部と下部に、被処理液導入用ノズルが設けられていること、
タンクの中部に、前記一対の電極が配置されており、その一方の電極は、タンクの中心部に位置し、他方の電極は、タンク内壁との間に機密性を有する状態で、前記一方の電極の周囲を全体に囲うように配置されていること、
タンクの下部と上部に、下方にタンクの外壁を仕切板とするポケットが設けられており、ポケットとタンク内部は、ポケットの中部部において連通するようになっていること、上方のポケットの上部及び下方のポケットの上端部に、処理済水排出口が設けられていること、及びタンクの底と上方のポケットの下端に汚泥又は中間層取出口が設けられていること、及び
溶剤を充填する部分のタンク側壁に、溶剤導入口と排出口が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この装置では、先の装置と同様に、溶剤として水より比重の小さい溶剤を使用する場合には、上のノズルから被処理液を導入し、静電処理した後の処理液は下のポケットの上端に設けた処理済水排出口から取り出せばよく、溶剤として水より比重の大きい溶剤を使用する場合には、下のノズルから被処理液を溶剤中に導入し、静電処理した後、上方のポケット上端部に設けた処理済水排出口から取り出すことができる。なお、溶剤と処理済水の界面に形成されるスラッジ層は、上方のポケットの下端に設けられた中間層取出口から取り出せばよい。
【００１４】
本発明の装置において、電極は、前述した如く、タンク中央に円柱、柱状、棒状、板状の電極を配置し、その周囲を他の電極で囲うように構成し、その電極のいずれか一方に高電圧直流電流を印加し、静電場を形成せしめるもので、被処理水はこの一対の電極間を必ず全量通過させる構造に設計されており、未処理液の発生がないように考慮された構造となっている。
【００１５】
電極の傾きは、充填された溶剤と被処理液の種類によって決定されるが、水よりも比重の重たい溶剤を使用する場合には、被処理液の流れが上向きであるので、電極の先端が上向きに配置されるのが好ましく、また、水よりも比重の小さい溶剤を使用する場合には、被処理液の流れが下向きであるので、電極の先端が下向きに配置されるのがよい。
【００１６】
なお、本発明の装置において、被処理液を溶剤中に導入するノズルは、タンクと同心的に設けられた環状ノズル装置であるのが好ましく、環状ノズル装置には、処理液導入口から導入された処理液が、環状に設けられた邪魔板を越えて、環状ノズルから溶剤中に導入されるようにするのが好ましい。かかる環状ノズル装置では、被処理液がタンク内に均等に導入されることとなる。
【００１７】
本発明の静電処理装置は単独で使用されてもよいが、工場排水には様々な化学物質が混入されるケースが増してきており、これらの排水を完全に水より除去するためには、静電処理装置に充填される溶剤（抽出溶剤）を数種類使用することが理想である。
【００１８】
そのため、必要に応じて、工場排水等の廃液を、水より比重の小さい溶剤を使用した静電処理装置と水より比重の大きい溶剤を使用した静電処理装置で、順次、静電処理してもよい。この場合、水より比重の小さい溶剤を使用した静電処理装置としては、前述の如き本発明の装置を使用するが、水より比重の大きい溶剤を使用した静電処理装置としては、前述の上下にポケットを有する本発明の装置を使用しても、また、従来の静電処理装置を使用してもよい。
【００１９】
なお、水溶性塗装排水等については、塗料の無機物を主体とした固形成分は、電気分解処理で発生する水酸化イオンの作用で、フロックを形成するものの、同フロックを水より分離した後の処理水には、油分溶剤等の残液が認められるため、その完全な処理は不可能である。従って、これらの場合、前処理として電気分解処理を実施し、その後に、静電処理を実施することによって、電気分解処理で、水より除去困難な、油分、有機物、溶剤等を完全に抽出し、その後に、高電圧静電処理することによって、完全な排水浄化を実施できる。高電圧処理では、殺菌作用も可能となる。
【００２０】
以上の結果、静電処理と電気分解処理の組み合わせで、より確実な排水処理が可能となることが確認できた。特に、溶剤の種類を変えた二種の静電処理、静電処理Ａ（タンク内に充填される溶剤−水よりも比重の大きい、例えばパークロルエチレン）と静電処理Ｂ（タンク内に充填される溶剤−水よりも比重の小さい、例えば炭化水素系溶剤）に電気分解処理を組み合わせることによって、従来の方法では不可能とされてきた排水処理が可能となることが確認できた。
特どのような排水も、十分処理可能となる。
【００２１】
このための電気分解処理装置としては、処理槽の前後に被処理液の導入口と排出口を有し、処理槽内には、複数枚の電極板が、処理槽の前後の壁に平行に一定間隔を開けて存在するものであり、かつ前記電極板は、交互に、処理槽の左右壁の一方に固定され、他方との間には、一定の空間が存在するように取り付けられており、被処理液が前記電極板の間をジグザグに通って電気分解処理されるようになっているものを使用することにより、連続的に効率のよい電気分解処理が可能となる。なお、この場合、電極板は、交互に陽極又は陰極として機能するようになる。
【００２２】
本発明の装置は、特に限定されないが、タンクを大きく上部・中部・下部の３部分に分割し、組み立て可能とするのが好ましい。この場合、中部に電極を配置するが、この中部は、水より比重の小さい溶剤を使用するタンク及び水より比重の大きい溶剤を使用するタンクのいずれにも適用できるものとなる。
【００２３】
なお、本発明の装置では、タンクに気体が入らないように、タンクに通ずる管は全て、タンク頂部の脱気弁より上方の位置を通るように配管するのがよい。
【００２４】
また、電極間の最適距離は、静電処理装置内に充填される溶剤の特性によって異なる。例えば、水よりも比重の大きいパークロルエチレンであれば陽極と陰極との電極間はＫＶ当たり２〜４mmが最も適切であり、他方、水よりも比重に小さい、例えばノルマルヘキサン等を充填した場合は、陰極と陽極との電極間はＫＶ当たり１〜３mmが適切であることが確認されている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明するが、本発明がこれによって限定されるものではない。
図１の装置は、タンク１に充填した電気絶縁性溶剤２中に一対の電極４ａ、４ｂを配置し、この電極間に高圧直流電圧を印加し、この電極間を被処理液３を通すことにより、被処理液３を静電処理して、被処理液中の汚染物質を除去するものであるが、このタンク１は、頂部に脱気弁５を設けた、密閉式タンクとなっている。
タンク１の上部には、被処理液導入用ノズル６が設けられており、タンク１の中部に、電極４ａ、４ｂが配置されており、その一方の電極４ａは、タンクの中心部に、上部から吊り下げた電極保持器１２に取り付けられており、他方の電極４ｂは、タンク内壁に密着するように取り付けられている。なお、電極４ａ、４ｂの先端は、被処理液３が上部のノズル６から、下向きに流れるため、下向きに配置されている。
また、タンク１の下部には、下方にタンクの外壁を仕切板とするポケット７が設けられ、ポケット７とタンク内部は、ポケットの中部及び／又は下方において連通するようになっており、ポケット７の上端部に、処理済水排出口８が設けられ、かつタンクの底に汚泥取出口９が設けられている。
溶剤は、タンク側壁に設けた、溶剤導入口１０から導入され、必要に応じて溶剤排出口１１から排出できるようになっている。
【００２６】
かかる装置では、ｎ−ヘキサン等の比重の軽い溶剤をタンクに満たし、その中をノズル６から導入される被処理液３を上から下に通して、電極４ａ、４ｂ間で静電処理し、被処理液３に含まれる有機又は無機物質を水から分離し、タンク１の底部に溜まった処理済水１５を、ポケット７の上端部の処理済水排出口８から取り出すことができる。
【００２７】
この装置では、揮発性で引火性の溶剤を使用するが、タンク１の頂部に脱気弁５が設けられているため、気体はタンク１の外部に放出し、タンク１の内部は頂部まで溶剤を満たすことができるため、タンク１内部で溶剤が引火したり爆発したりする危険性がなく、安定した処理が可能となる。
【００２８】
なお、ノズル６は、環状に形成されており、被処理液導入口１３から導入された被処理液３は、環状ノズル６の周囲に設けられた邪魔板１４を越えて環状ノズル６から溶剤中に導入されるようになっているため、タンク１内に均等に流下することとなり、効率のよい処理が可能となる。
【００２９】
溶剤２と処理済水１５の境界面に生ずる浮遊物質は、その境界面に設けられたスラッジ排出口１６から、外部に排出される。また、タンク１の底に沈殿した汚泥層は汚泥排出口１７から、取り出されるようになっている。
【００３０】
次に、図２の装置は、目的に応じて、溶剤として、水より比重が大である溶剤も小である溶剤も、使用可能としたものである。
タンク１に充填した電気絶縁性溶剤２中に一対の電極４ａ、４ｂを配置し、この電極間に高圧直流電圧を印加し、この電極間を被処理液３ａ又は３ｂを通すことにより、被処理液３ａ又は３ｂを静電処理して、被処理液中の汚染物質を除去するものであり、このタンク１は、図１の装置と同様に頂部に脱気弁５を設けた、密閉式タンクとなっている。
タンク１の上部と下部には、ぞれぞれ、被処理液導入用ノズル６ａ及び６ｂが設けられている。いずれも環状ノズルで、上方のノズル６ａは下方に向けて被処理液３ａを流出し、下方のノズル６ｂは上方に向けて被処理液３ｂを流出するようになっている。
この装置では、下部に図１のタンク同様のポケット７ａ、処理済水排出口８ａ、汚泥取出口９等が設けられているが、更に、上部にも、溶剤として水より比重が大であるものを使用した時のためのポケット７ｂが設けられている。上のポケット７ｂの上方には、溶剤として水より比重が大であるものを使用した時のための処理済水排出口８ｂが設けられており、ポケット７ｂの下端には、スラッジ排出口１６ｂが設けられている。
なお、タンク１の中部には、電極４ａ、４ｂが配置されているが、この装置では、タンク１を上中下に３分割できるようになっており、必要に応じて、電極４ａ、４ｂを交換できるようになっている。比重が水より小である溶剤を使用する場合は、図１の装置と同様、電極の先端が下向きに配置されるようにし、比重が水より大である溶剤を使用する場合は、電極の先端が上向きに配置されるようにするのがよい。
【００３１】
この装置は、水より比重の小さい溶剤を使用する場合には、溶剤を頂部まで満たし、環状ノズル６ａから被処理液３ａを溶剤中に導入し、図１の装置の場合と同様に処理することができるが、必要に応じて溶剤として水より比重の大きい溶剤を使用することもできる。
後者の場合は、従来の静電処理装置と同様、パークロルエチレン等の溶剤をタンク１の上方、タンク１内部の液がポケット７ｂに流出するタンク１の内壁上端１８より若干下方の位置まで充填し、下方のノズル６ｂから被処理液３ｂをタンク内部に導入する。被処理液３ｂは、タンク中部に設けた電極４ａ、４ｂの間を通り、静電処理され、浄化された水がポケット７ｂの上方の処理済水排出口８ｂから排出される。溶剤２と処理済水１５の境界面に生ずる浮遊物質は、ポケット７ｂに流下し、スラッジ排出口１６ｂから排出されるようになっている。
【００３２】
本発明では、種々の廃液を被処理液として、図３の如く、水より比重の大きい溶剤を使用した静電処理装置Ａと水より比重の小さい溶剤を使用した静電処理装置Ｂで、順次、静電処理してもよく、この場合には、被処理液から装置Ａでは完全に抽出除去できなかった物質を、装置Ｂで、連続的に完全に除去できるという利点がある。
【００３３】
例えば、処理液がケミカルタンカー廃液の場合  フェノール、アルコール、油を含むが、パークロルエチレンを使用した装置Ａでは、油・石油系溶剤等を除去できるが、アルコールやフェノールを完全に除去できない。しかし、続いてフェノールを使用した装置Ｂでは、フェノールやアルコール等をほぼ完全に除去できるのである。
【００３４】
また、本発明の装置を使用した処理方法では、静電処理の前又は後に処理液を電気分解処理装置で処理して、処理液に含まれる浮遊物質を完全に除去するのが好ましい（図４参照）。
【００３５】
このための電気分解処理装置としては、図５に示される如く、処理槽１９の前後に被処理液の導入口２０と排出口２１を有し、処理槽内には、複数枚の電極板２２が、処理槽の前後の壁に平行に一定間隔を開けて存在し、かつ、これらの電極板２２は、交互に、処理槽１９の左右壁の一方に固定され、他方との間には、一定の空間２３が存在するように取り付けられているものを使用するのが好ましい。この場合、被処理液は、電極板２２の間をジグザグに通って効率よく連続して電気分解処理されることとなる。なお、図５の例では、電極板２２は、交互に陽極又は陰極として機能するようになっている。なお、処理層１９の前後には邪魔板２４が設けられている。
【００３６】
水溶性塗装排液を、図５の電気分解処理装置で30分間電気分解した後、図１の静電処理装置で溶剤としてn-ヘキサンを使用して静電処理した結果、連続した排液が可能となり、最終処理水として、下記の如く、非常に浄化された水を得ることができた。
.                   原水        最終処理水        計量方法
ＣＯＤＭｎ        7,600(mg/L)      140(mg/L)    JIS K 0102 17
浮遊物質（ＳＳ）  2,300(mg/L)       <1(mg/L)    環境庁告示第59号付表8
ｎ−ヘキサン          520(mg/L)       <1(mg/L)    環境庁告示第64号付表4
【００３７】
【発明の効果】
本発明では、タンクを密閉式にし、最上部に脱気弁を配置することによって、タンク内のガスまたは空気をタンク内より自動的に排除することができるようにしたため、引火性、爆発性を有する溶剤であっても静電処理するタンク内に充填することが可能となり、あらゆる溶剤を抽出溶剤として使用できる。
充填される溶剤の選択が広がったことによって、排水中に含有される物質の特性に合わせて、抽出効果の最もよい溶剤を抽出溶剤として使用できる。
更に、異なる溶剤を充填した静電処理装置を組み合わせて使用することが可能となり、その結果、従来、完全な処理が不可能とされていた排水の処理も可能となり、静電処理の対象の幅が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の装置の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の装置の他の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の装置の使用例を示す説明図である。
【図４】図４は、本発明の装置の使用例を示す説明図である。
【図５】図５は、本発明の一例で使用する電気分解処理装置の一例を示すもので、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【符号の説明】
１  タンク
２  溶剤
３  被処理液
４ａ、４ｂ  電極
５  脱気弁
６  ノズル
７  ポケット
８  処理済水排出口
９  汚泥取出口
１０  溶剤導入口
１１  溶剤排出口
１２  電極保持器
１３  被処理液導入口
１４  邪魔板
１５  処理済水
１６  スラッジ排出口
１７  汚泥排出口
１８  内壁上端
１９  処理槽
２０  導入口
２１  排出口
２２  電極板
２３  空間
２４  邪魔板
【図１】
0003653211.tif 000002
【図２】
0003653211.tif 000003
【図３】
0003653211.tif 000004
【図４】
0003653211.tif 000005
【図５】
0003653211.tif 000006