(57)【要約】【課題】被処理液中のシアン化合物を除去でき、かつ、析出物の分離が容易な電解処理方法を提供すること。【解決手段】一対の電極１，２間に電圧を印加して、前記電極１，２間に形成された処理空間３を流通する排水を電解処理し、前記処理空間３内に生成して浮上する固形成分を排出する排水処理装置において、前記一対の電極１，２として、下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極１と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極２とを上下配置し、前記処理空間３に前記排水を導入する導入部６を前記処理空間３の底部に設けてあるとともに、前記電極１、２に付着生成して沈殿するする固形成分を排出する沈殿物排出部１１を前記処理空間３の底部に設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に電圧を印加して、前記電極間に形成された処理空間を流通する排水を電解処理し、前記処理空間内に生成して浮上する固形成分を排出する排水処理装置であって、
前記一対の電極として、下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、
前記処理空間に前記排水を導入する導入部を前記処理空間の底部に設けてあるとともに、前記電極に付着生成して沈殿するする固形成分を排出する沈殿物排出部を前記処理空間の底部に設けた排水処理装置。
【請求項２】
前記上部電極および下部電極がアルミニウムを主材とする請求項１に記載の排水処理装置。
【請求項３】
前記上部電極の前記凸状面および前記下部電極の凹状面が互いに一定間隔離間して対向する円錐形状である請求項１〜２のいずれか一項に記載の排水処理装置。
【請求項４】
前記排水導入部を前記電解槽下部に設けるとともに、浮上する固形成分の浮上物排出部を前記電解槽上部に設けた請求項１〜３のいずれか一項に記載の排水処理装置。
【請求項５】
上下軸心周りに前記上部電極と前記下部電極とを相対回転自在に支持する回転駆動部を設けた請求項１〜４のいずれか一項に記載の排水処理装置。
【請求項６】
前記電極間距離を一定に維持する電極間距離維持機構を設けてある請求項１〜５のいずれか一項に記載の排水処理装置。
【請求項７】
下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、アルミニウムイオンが主として溶出する電解槽に、鉄シアノ錯体を含有する排水を供給して、その排水のｐＨを所定値以下に制御した状態で電極間に通電すると共に、電解槽上面に浮上した物質を除去することにより前記排水中の前記鉄シアノ錯体を除去する排水処理方法。
【請求項８】
排水のｐＨを９以下に制御する請求項７に記載の排水処理方法。
【請求項９】
下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、アルミニウムイオンが主として溶出する電解槽に、鉄シアノ錯体を含有する排水を供給して、その排水中に所定濃度以上の電解質を添加して電極間に通電すると共に、電解槽上面に浮上した物質を除去することにより前記排水中の前記鉄シアノ錯体を除去する排水処理方法。
【請求項１０】
排水中に電解質としての塩化ナトリウムを添加する請求項９に記載の排水処理方法。
【請求項１１】
前記電解質濃度が０．１ｗｔ％以上である請求項９〜１０のいずれか一項に記載の排水処理方法。
【請求項１２】
下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、アルミニウムイオンが主として溶出する電解槽に、鉄シアノ錯体を含有する排水を供給して、その排水中に所定濃度以上の界面活性剤を添加して電極間に通電すると共に、電解槽上面に浮上した物質を除去することにより前記排水中の前記鉄シアノ錯体を除去する排水処理方法。
【請求項１３】
排水中に界面活性剤としてのセチルトリメチルアンモニウムブロミドを加える請求項１２に記載の排水処理方法。
【請求項１４】
陽極と陰極とを繰り返し入れ替える請求項７〜１３のいずれか一項に記載の排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極間に電圧を印加して、前記電極間に形成された処理空間を流通する排水を電解処理し、前記処理空間内に生成して浮上する固形成分を排出する排水処理技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、排水中のシアン化合物を化学的に除去する方法として、紺青法、亜鉛白法等を用いて凝集沈殿により分離、除去する方法が一般的に用いられてきた。これらの方法は、鉄や亜鉛等、金属シアン錯体と反応して沈殿を生成する金属イオンを添加し、ｐＨ条件等を整えることにより、シアン化合物を析出させ、汚泥として被処理液から分離する方法である。しかしながら、凝集沈殿法を用いる場合、薬剤添加量が多く薬品代が高くつく、薬剤を添加するため多量の汚泥が発生する、攪拌が必要なため騒音が発生する、といった問題があった。また、大規模な設備が必要となるため、狭い場所で発生する被処理液や、短期間に少量だけ発生する被処理液には適用するのが困難であるという問題があった。
【０００３】
また、シアン化合物に限らず、汚染排水等（被処理液）を浄化する方法としては、アルカリ塩素法や電解酸化法による酸化分解が用いられている。しかし、特に、鉄等との安定なシアン錯化合物を含む被処理液からシアン化合物は、酸化されにくく、これらの方法でシアン錯化合物を分解することは非常に困難であった。
【０００４】
そこで、電解法式排水処理装置を、このような被処理液を浄化するのに適用することが考えられている（特許文献１参照）。
通常、電解法式排水処理装置によると、シアン化合物、特に、鉄等の金属との錯体を形成しているシアン化合物は鉄イオン、亜鉛イオン、銅イオンなどと安定な塩を生成することが知られており、被処理液中のシアン化合物を除去する際には前記のような金属イオンを添加し、塩として析出させて分離する。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭４８−１０４３４６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような電解法式排水処理装置を用いた場合、電極間に形成された処理空間に電圧を印加すると、被処理液に含まれる汚染成分が析出し、析出物として浮遊させられ、上方に浮上堆積した浮上物をかき集めることにより、排水中から汚染物質を除去することができると考えられているが、通電により生じた析出物は、必ずしも前記処理空間を浮上するものになる訳ではなく、電極表面に付着して、付着物として定着してしまう成分や沈殿成分も含まれることが知られている。
【０００７】
電極表面に付着物が付着すると、通電の妨げになるばかりか、被処理液中の汚染物質が電極と接触して錯イオンを形成したり酸化を受けたりする反応を、妨害してしまい、前記電解方式排水処理装置の運転効率が大きく低下することがある。
【０００８】
そこで、電解法式排水処理装置を用い、特許文献１に記載されているように、鉄を溶解する電極を陽極として用いてシアン化合物を含む被処理液の処理を試みたところ、被処理液中のシアン化合物は除去できたものの、生成した析出物が浮上せず、処理空間下部に沈降して、析出物の分離が困難であるばかりか、スライムの生成が激しく効率よく被処理液を処理することができないという問題が明らかになった。
【０００９】
従って、本発明の目的は、被処理液中のシアン化合物の除去にも適用することができ、被処理液の処理効率が低下しにくい電解法式排水処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明者らは、薬剤費が安く、汚泥発生量が少なく、騒音の少ないシアン化合物除去技術を提供し、狭い場所で発生する被処理液や、短期間に少量だけ発生する被処理液に適用可能なシアン化合物除去技術を提供するために、電解浮上分離法により被処理液中のシアン化合物を分離除去する方法に関する検討を行った。
その結果、本発明者らは、所定の電極形状を有する電解法式汚水処理装置によると、電極に対するスライムやスケールの付着を大幅に低減でき、長期にわたって安定した処理が可能となることを見出した。
つまり、本発明の排水処理装置の特徴構成は、一対の電極間に電圧を印加して、前記電極間に形成された処理空間を流通する排水を電解処理し、前記処理空間内に生成して浮上する固形成分を排出する排水処理装置であって、上記所定形状の電極等を有する点にあり、具体的には、
前記一対の電極としての、下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、前記処理空間に前記排水を導入する導入部を前記処理空間の底部に設けてあるとともに、前記電極に付着生成して沈殿するする固形成分を排出する沈殿物排出部を前記処理空間の底部に設けた点にある。
【００１１】
つまり、電極形状を上述のように下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とから構成することにより、前記処理空間は、上広がりの形状となるために、各電極における電解によって発生した気泡は、上昇しつつ次第に広い空間に移動することになる。すると、気泡同士の衝突、集合が少なく、微細な気泡が前記処理空間をゆっくりと上昇移動する。すると、前記気泡は前記処理空間内に発生した析出物に効率よく付着し、その析出物を前記処理空間上方に向けて移動させる。上方に移動した析出物は水面近傍で浮上物として集合する。そのため、析出物は効率よく捕集され、排水中からその成分が除去されることになる。
また、気泡や浮上物が上昇する場合に、前記上部電極は下向きに凸の凸状面に形成されているから、その凸状面に沿って移動することになる。すると、前記電極表面に発生した析出物が付着したとしても、前記上部電極に付着する析出物がその表面に定着することなく、気泡等による剥離効果によってはがされ、電極表面における反応を阻害してしまうような不都合が生じにくい。
【００１２】
一方生成した析出物の内沈降する成分は、下すぼまりの空間に向かって沈殿するから、先の浮上物の場合とは逆に、析出物同士が沈殿する過程で効率よく衝突、集合を繰り返して、より沈殿しやすい沈殿物となって下方へ移動するとともに、下方ではより狭い空間に集合するから、沈殿物を系内から容易に排除できる形態としやすい。
また、析出物は、より沈殿しやすい形態に集合して下方に沈殿するから、下部電極表面に達しても、付着しにくく、そのままその下部電極表面に沿って下方に沈殿移動することになる。
【００１３】
また、上述の構成において、前記上部電極および下部電極がアルミニウムを主材とすることが好ましく、この場合、前記上部電極、下部電極ともに、電解により気泡を生じるものであるから、上述の浮上物を捕集する効果を高く設定する事ができる。また、アルミニウムは特に電解により水中に溶出する際、効率よく金属シアノ錯体と化合して析出物を形成するから、排水中のシアン化合物を有効に除去でき、高いシアン除去率を達成することができる事がわかった。また、シアン化合物との反応による析出物の形性は、鉄電極によっても同様に達成できることが知られているが、鉄製の電極を用いてシアン化合物排水を処理して生成する析出物は、気泡によっては容易には浮上せず、下方に沈殿しやすい物性のものとなりやすく、そのため、分離除去が困難になるなどの不都合を生じやすいのに対して、アルミニウムを用いる場合は、このような不都合が生じにくいため、きわめて有利であるといえる。
【００１４】
上述の上部、下部電極の具体的な構成としては、前記上部電極の前記凸状面および前記下部電極の凹状面が互いに一定間隔離間して対向する円錐形状とすると、浮上物や沈殿する析出物の上下方向への移動を良好にするとともに、その電極表面が電極反応により溶出して滅損しても、円錐形状を維持することができるので、その電極間の距離を調整するだけで交換なしに連続使用できる利点がある。
【００１５】
さらには、前記排水導入部を前記電解槽下部に設けるとともに、浮上する固形成分の浮上物排出部を前記電解槽上部に設けると、前記排水の流れ自体が、下から上方向となり、その水流が析出物を浮上除去するための浮力を与えるとともに浮上物を上部から容易に排出可能な構成とすることができる。
【００１６】
またさらに、上下軸心周りに前記上部電極と前記下部電極とを相対回転自在にする回転駆動部を設けてあれば、前記上部、下部電極の対向位置が常時変化し、いずれの部分からも均一に電流を流すことができて、電極の滅損度をを均一に保ちやすく、安定した電解処理が行える。さらに、電極の相対回転に伴い、前記処理空間内にはその回転軸心周りに回転する渦巻状の水流が生じさせることができる。この渦巻状の水流は、前記上部、下部両電極表面に付着する付着物を掻き落とす作用を奏するので、前記電極表面に付着物が定着して電解処理効率が低下するなどの不都合を抑制しやすい。
【００１７】
また、先述のように、前記電極はいずれも電解処理により滅損するものであるから、電極の滅損に伴い前記電極間距離が変化する事になる。すると、時間経過とともに電極の滅損すると、次第に電極間距離が長くなるわけであるから、両電極間を流れる電流量が減少し、電解効率が低下することになる。そこで、その電極間距離を一定に維持する電極間距離維持機構を設けてあれば、両電極間にかかる電気量を一定に保ち、安定した電解処理効率を維持するのに役立つ。
【００１８】
また、本発明の排水処理方法の特徴構成は、
下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、アルミニウムイオンが主として溶出する電解槽に、鉄シアノ錯体を含有する排水を供給して、その排水のｐＨを所定値以下に制御した状態で電極間に通電すると共に、電解槽上面に浮上した物質を除去することにより前記排水中の前記鉄シアノ錯体を除去する点にある。
このとき、排水のｐＨを９以下に制御する事が好ましい。
【００１９】
つまり、鉄シアノ錯体を含んでなる排水を処理する場合には、前記電解槽の電極に析出物が付着して電解効率が低下しやすいために、上述の下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置してある電解槽を用いて処理することにより高い電解効率を長期にわたって維持しやすいのである。また、前記アルミニウム溶出電極を用いて電解処理する場合、電解処理の進行に伴ってｐＨが上昇し、次第に分離効率が低下してしまう。しかしこの際、鉄シアノ錯体からの析出物の析出効率は、処理対象となる排水のｐＨに依存することがわかり、特に酸性側に制御して排水処理を行うことが好ましい事がわかった。そこで、排水のｐＨを所定値以下に、特に好ましくは、ｐＨ９以下に制御して前記鉄シアノ錯体を除去すると、効率よく排水処理を行える。
【００２０】
また、本発明の排水処理方法の特徴構成は、
また、下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、アルミニウムイオンが主として溶出する電解槽に、鉄シアノ錯体を含有する排水を供給して、その排水中に所定濃度以上の電解質を添加して電極間に通電すると共に、電解槽上面に浮上した物質を除去することにより前記排水中の前記鉄シアノ錯体を除去する点にもある。
このとき、排水中に電解質としての塩化ナトリウムを添加する事が好ましい。
さらに、前記電解質濃度が０．１ｗｔ％以上である事が好ましい。
【００２１】
つまり、上述の排水処理方法と同様に、鉄シアノ錯体からの析出物の析出効率は処理対象となる排水の電解質濃度にも依存することがわかり、電解質濃度が高いほど前記被処理液中の前記シアン化合物を除去するために必要なエネルギー量が少なくなる事がわかった。特に、前記排水中の電解質濃度が低いような場合には、塩化ナトリウム等の電解質を添加するなどして、電解質濃度を高めて処理することにより、前記排水中の鉄シアノ錯体を効率よく除去できる。尚、電解質として塩化ナトリウムを用いると、安価でかつ排水処理上も無害、安定であるので好ましく、その濃度は０．１ｗｔ％以上とすることによって高い電解効率が得られている。
【００２２】
また、本発明の排水処理方法の特徴構成は、
下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、アルミニウムイオンが主として溶出する電解槽に、鉄シアノ錯体を含有する排水を供給して、その排水中に所定濃度以上の界面活性剤を添加して電極間に通電すると共に、電解槽上面に浮上した物質を除去することにより前記排水中の前記鉄シアノ錯体を除去する点にもある。
このとき、排水中に界面活性剤としてのセチルトリメチルアンモニウムブロミドを加えることが好ましい。
【００２３】
鉄シアノ錯体を含む排水を処理する際には、ｐＨ、電解質濃度を制御することに加えて、界面活性剤を添加することによっても電解効率を高めることができる。つまり、電解により生じた析出物を界面活性剤により効率よく捕捉することにより、系内に析出物が再溶離するのを防止して系外に除去することによって、電解エネルギーが効率良く鉄シアノ錯体の析出に消費させることができる。
【００２４】
また、本発明の排水処理方法の特徴構成は、上述の排水処理方法において、
陽極と陰極とを繰り返し入れ替える点にある。
【００２５】
つまり、電極に対する付着物は、主に電解生成物が陰極の表面にスライム状に生成することにより発生する。そのため、前記陰極表面が付着物に覆われると、その電極による電解効率が低下する事がある。一方陽極では電極自体の溶出により、電極表面を削って活性化させる効果を奏する。そのため、所定期間の使用により前記付着物の付着した陰極を、陽極として所定期間使用すれば、その電極表面を溶出させるとともに付着物を剥離除去することができるので、その電極表面を活性化することができ、再度高い電解効率を再現させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の排水処理装置は、一対の電極１，２間に電圧を印加して、前記電極１，２間に形成された処理空間３を流通する排水を電解処理し、前記処理空間３内に生成して浮上する固形成分（浮上物）ａを排出する浮上物排出部４を備えるいわゆる電解浮上分離型排水処理装置である。
【００２７】
前記一対の電極１，２は、電解槽Ａ内に下向きに凸の円錐形状に形成された凸状面を有するアルミニウム製の上部電極１と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有するアルミニウム製の下部電極２とを上下配置して構成する。前記電極１，２は、電源Ｂより通電して、前記処理空間３内の排水を電解処理自在に電気接続される。また、電極はそれぞれ、が陽極、陰極のいずれにも設定可能なように接続切り替え可能に構成してある。
【００２８】
さらに、前記電極１，２は、上下軸心周りに前記上部電極１と前記下部電極２とを相対回転自在に支持する回転軸を設けた回転駆動部５により回転自在に支持する。また、前記回転駆動部５により回転自在に支持する上下軸心を上下位置変更自在に設けて、前記電極間距離を一定に維持可能に構成し、電極間距離維持機構（図外）としてある。
【００２９】
また、前記処理空間３には、前記排水を導入する導入部６を底部に設けてあるとともに、前記電極１，２に付着生成して沈殿するする固形成分（沈殿物）ｂを排出する沈殿物排出部１１を前記処理空間の底部に設けてある。また、前記浮上物排出部には、前記電解槽Ａの上部水面に浮上堆積した浮上物ａを、前記浮上物排出部側４にかき寄せるレーキ装置７を設けるとともに、処理されて鉄シアノ錯体濃度の低下させられた排水を排出する排出部８を設けてある。また、排出部８から排出される排水の一部を再度前記電解槽Ａ内に循環させ、さらに鉄シアノ錯体濃度を低下させるための排水循環路を設ける事もできる。また、前記電解槽Ａの前記電極上方側には、排水を整流する整流板１０を多数併設してある。また、前記導入部には、酸（好適には塩酸）、電解質（好適には塩化ナトリウム）水溶液や、界面活性剤（好適にはセチルトリメチルアンモニウムブロミド）を前記処理空間３へ導入する排水調整部６１を設けてある。
【００３０】
電極反応が起きると、電極１，２では気泡が発生するとともに、前記被処理水中の種々成分が析出して、固形成分が発生する。電極１，２で発生した気泡は、固形成分を付着しながら上昇し、一旦上部電極下面に付着して成長しつつ、さらに固形成分を捕捉して上方側に移動する。そして、前記整流板に案内されつつ水面に達し、浮上堆積する。また、前記気泡に捕捉されずに下方に沈殿する沈殿物ｂは、前記沈殿物排出部１１より排出される。
【００３１】
前記排水調整部６１において、前記排水は、ｐＨを９以下（例えば、ｐＨ１〜９）に制御して処理され、さらに好ましくは、ｐＨ８以下（例えば、ｐＨ１〜８）に制御して処理される。
また、前記排水調整部６１において、前記排水に電解質を添加した後、その排水を前記処理槽７に供給する場合には、添加する前記電解質の量は、前記被処理液中の前記電解質濃度が０．１ｗｔ％以上（例えば、０．１〜１．０ｗｔ％）となるような量が好ましい。
また、前記排水調整部６１において、前記被処理液３に界面活性剤を添加した後前記処理槽７に供給する場合には、前記界面活性剤の添加量は、事前実験により最適濃度を決定すべきであるが、例えば、１０〜１００ｍｇ／Ｌの濃度となるように添加するとよい。
【００３２】
尚、前記電解槽Ａにおける排水の滞留時間は、事前実験により最適な滞留時間を決定すべきであるが、例えば、２〜６０分とするとよい。
【００３３】
前記処理済みの排水は、そのまま排出することもできるが、電解処理によりｐＨが高くなる場合があり、通常は排出液のｐＨに関する規制が存在するため、排水のｐＨを規制を満足するｐＨまで調整した後排出することが望ましい。
【００３４】
前記排水としては、シアン化合物を含有する種々の溶液に適用することができる。例えば、前記シアン化合物を含有する地下水、工業廃水、埋立地の浸出水等である。好適な例としては、連続的に湧出又は揚水される地下水を前記排水として連続的に処理する。
【００３５】
前記シアン化合物としては、鉄シアン錯体、コバルトシアン錯体、金シアン錯体、ニッケルシアン錯体、銀シアン錯体等があるが、特に、難分解性の鉄シアン錯体、コバルトシアン錯体、金シアン錯体に対しては、酸化分解法の適用が非常に困難であるため、有効である。
【００３６】
浮上物１０には前記シアン化合物が含まれている可能性が高いため、脱水等の減容化措置を施した後、産業廃棄物として廃棄するか、焼却してシアン化合物を無害な形態に分解することが望ましい。
【００３７】
本発明は、被処理液の発生量が少なく、大規模な水処理設備の設置に適さない条件での利用に適しており、例えば、短期間の工事期間中に発生する工事排水の処理や、毎日少量ずつ地下水を揚水して地下水の浄化を行う場所で利用するような場合に非常に有効である。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明の実施例により、その効果をより明らかにすることができる。
以下の実施例において、被処理液としては、水道水にフェロシアン化カリウムを１３ｍｇ−ＣＮ／Ｌとなるように添加し、特に記載のない場合は、電解質として塩化ナトリウムを０．２ｗｔ％となるように添加したものを用いた。また、特に記載のない場合は、初期ｐＨは７．６とした。
【００３９】
溶液中の全シアン濃度は、ＪＩＳ−Ｋ０１０２「工場排水試験方法」＜３８．１．２全シアン（ｐＨ２以下で発生するシアン化水素）＞に従って、全自動シアン測定装置（アナテック・ヤナコ製Ｔ−ＣＮ５０１）を使用して、＜３８．４イオン電極法＞に従い定量した。
【００４０】
（実施例１）
上述の実施の形態の排水処理装置に０．４Ａの電流を３０分間流して被処理液を処理したところ、シアン化合物の除去率は７４．４２％であった。また、このとき、処理空間内に析出した析出物は、前記電極から発生した気泡とともに浮上物となり、前記処理空間内から容易に上方へ除去され、かつ、析出物の内沈殿勢の成分は、下方の沈殿物排出部に沈殿除去されることがわかった。
次に、上述の排水処理装置における電極を、上部電極をアルミニウム電極、下部電極をステンレス電極として同様の処理したところ、シアン化合物の除去率は２８．０７％であった。
尚、前記排水処理装置における上部電極は回転せず静止させた状態で、かつ電極間の距離は調整せずに測定を行った。
以上の結果から、陽極だけでなく陰極もアルミニウム電極にすることにより、シアン化合物除去率が大幅に向上することが明らかとなった。
【００４１】
（実施例２）
１Ｌ容のビーカーに試料水１Ｌを入れ、電極を幅５ｃｍ、深さ６ｃｍだけ試料水と接触させ、３０℃の温度で電解処理を行った。電流値が０．４Ａとなるように通電後、遠心分離によって固液を分離し、溶液中の全シアン濃度を測定した。陰陽両極共にアルミニウム電極を配し、図２に示されている条件のｐＨで通電し、被処理液を所定時間処理した後のシアン化合物濃度を測定した。図２は、横軸に処理時間、縦軸にシアン化合物残留率をプロットしたグラフである。
この結果を基に、被処理液中のシアン化合物を９５％除去するために必要な処理時間、エネルギー量を読みとり、図３として、横軸にｐＨ、左側の縦軸にシアン化合物を９５％除去するために必要な処理時間（Ｔ９５）（分）、右側の縦軸にシアン化合物を９５％除去するために必要なエネルギー量（Ｅ９５）（Ｊ／Ｌ）をプロットした。
図３によると、ｐＨ６〜８の間では必要なエネルギー量、時間がほぼ一定であり、それよりもｐＨが高くなると必要なエネルギー量、時間が増加し、ｐＨが低くなると必要なエネルギー量、時間が減少した。
以上の結果、ｐＨを８以下に制御して処理を行うことにより、必要なエネルギー量を削減し、処理時間を短縮できることが明らかとなった。
【００４２】
（実施例３）
実施例２と同様に、陰陽両極共にアルミニウム電極を配し、図４に示されている濃度となるように塩化ナトリウムを添加して通電し、被処理液を所定時間処理後のシアン化合物濃度を測定した。図４は、横軸に処理時間、縦軸にシアン化合物残留率をプロットしたグラフである。
この結果を基に、被処理液中のシアン化合物を９５％除去するために必要な処理時間、エネルギー量（Ｔ９５、Ｅ９５）を読みとり、図５として、横軸に塩化ナトリウム濃度（重量％）、左側の縦軸にシアン化合物を９５％除去するために必要な処理時間（分）、右側の縦軸にシアン化合物を９５％除去するために必要なエネルギー量（Ｊ／Ｌ）をプロットした。
図５によると、被処理液中の塩化ナトリウム濃度が増加するに従って、シアン化合物を９５％除去するために必要なエネルギー量が減少する。特に、塩化ナトリウム濃度０．１ｗｔ％以下では、塩化ナトリウム濃度の増加に対する必要エネルギー量の減少割合が非常に急である。
以上の結果から、塩化ナトリウムを０．１ｗｔ％以上添加して処理するのが好ましいことが明らかとなった。
【００４３】
（実施例４）
実施例２と同様に、陰陽両極共にアルミニウム電極を配して０．１Ａの電流を６０分間流して被処理液を処理したところ、シアン化合物の除去率は８０％であった。
次に、陰陽両極共にアルミニウム電極を配し、被処理液に界面活性剤のセチルトリメチルアンモニウムブロミドを６０ｍｇ／Ｌの濃度となるように添加した後、０．１Ａの電流を６０分間流して被処理液を処理したところ、シアン化合物の除去率は１００％であった。
以上の結果から、被処理液に界面活性剤を添加して処理することにより、シアン化合物除去率が大幅に向上することが明らかとなった。
【００４４】
（実施例５）
実施例１と同様に、両極にアルミニウム電極を配し、排水の処理空間内への供給速度を調整し、排水の処理空間内における滞留時間を種々変更して、シアン化合物除去効果を調べた。また、前記実施例１における電極形状を円柱状としてあるものを作製し、同様にシアン化合物除去効果を調べた。その結果、図６のようになった。
図６より、円柱状のものでは、電極表面に析出物が堆積しても除去されないために、シアン化合物濃度が低下しても、処理効率が加速度的に向上する現象が見られない（シアン化合物残留率が直線的に低下する）のに対して、本発明の円錐状のものでは、電極表面に析出物が析出しても速やかに下方に排除されるため、滞留時間の増加に従って加速度的に処理効率が向上している（シアン化合物残留率の低下する傾きが急になる）。従って、電極を円錐形状としておくことにより、特に滞留時間を長くして排水を処理した場合のシアン化合物除去効率が大きく向上することが読みとれる。
【００４５】
［別実施の形態］
上述の実施の形態では、連続処理可能な排水処理装置を示したが、バッチ式とするものであっても良い。
【００４６】
先の実施の形態では上部電極を軸心周りに回転自在に構成したが、特に回転させなくても、従来の排水処理装置に比べて高い排水処理効果を奏する。また、電極を回転させる場合には、上部電極を回転させる構成に代えて、下部電極を回転させる構成であってもよく、両者を回転させる構成であっても良く、両者が相対的に回動すればよい。
【００４７】
また、電極間距離維持機構としては、前記電極を保持する回転軸を設けるのに代えて、前記電極間に球体を設けて、前記電極間で転動自在に保持してあるものでもよく、種々の形態を採用することができる。尚、この例では、前記電極間距離は、前記球体の直径に規制されることになるから、特に制御機構を設けることなく電極間距離を維持することができ、構成を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排水処理装置の概略図
【図２】初期ｐＨとシアン化合物除去効果との相関関係を表すグラフ
【図３】初期ｐＨに対するシアン化合物を９５％除去するのに必要な処理時間、エネルギー量との相関関係を表すグラフ
【図４】塩化ナトリウム濃度とシアン化合物除去効果との相関関係を表すグラフ
【図５】塩化ナトリウム濃度に対するシアン化合物を９５％除去するのに必要な処理時間、エネルギー量との相関関係を表すグラフ
【図６】電極形状別に被処理水処理時間とシアン化合物除去効率との相関関係を表すグラフ
【符号の説明】
１    上部電極
２    下部電極
３    処理空間
６    導入部
１１  沈殿物排出部
【図１】
2004267876.tif 000003
【図２】
2004267876.tif 000004
【図３】
2004267876.tif 000005
【図４】
2004267876.tif 000006
【図５】
2004267876.tif 000007
【図６】
2004267876.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月4日(2003.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に電圧を印加して、前記電極間に形成された処理空間を流通する排水を電解処理し、前記処理空間内に生成して浮上する固形成分を排出する排水処理装置であって、
前記一対の電極として、下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、
前記処理空間に前記排水を導入する導入部を前記処理空間の底部に設けてあるとともに、前記電極に付着生成して沈殿する固形成分を排出する沈殿物排出部を前記処理空間の底部に設けた排水処理装置。
【請求項２】
前記上部電極および下部電極がアルミニウムを主材とする請求項１に記載の排水処理装置。
【請求項３】
前記上部電極の前記凸状面および前記下部電極の凹状面が互いに一定間隔離間して対向する円錐形状である請求項１〜２のいずれか一項に記載の排水処理装置。
【請求項４】
前記排水導入部を前記処理空間下部に設けるとともに、浮上する固形成分の浮上物排出部を前記処理空間上部に設けた請求項１〜３のいずれか一項に記載の排水処理装置。
【請求項５】
上下軸心周りに前記上部電極と前記下部電極とを相対回転自在に支持する回転駆動部を設けた請求項１〜４のいずれか一項に記載の排水処理装置。
【請求項６】
前記電極間距離を一定に維持する電極間距離維持機構を設けてある請求項１〜５のいずれか一項に記載の排水処理装置。
【請求項７】
下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、アルミニウムイオンが主として溶出する電解槽に、鉄シアン錯体を含有する排水を供給して、その排水のｐＨを所定値以下に制御した状態で電極間に通電すると共に、電解槽上面に浮上した物質を除去することにより前記排水中の前記鉄シアン錯体を除去する排水処理方法。
【請求項８】
排水のｐＨを９以下に制御する請求項７に記載の排水処理方法。
【請求項９】
下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、アルミニウムイオンが主として溶出する電解槽に、鉄シアン錯体を含有する排水を供給して、その排水中に所定濃度以上の電解質を添加して電極間に通電すると共に、電解槽上面に浮上した物質を除去することにより前記排水中の前記鉄シアン錯体を除去する排水処理方法。
【請求項１０】
排水中に電解質としての塩化ナトリウムを添加する請求項９に記載の排水処理方法。
【請求項１１】
前記電解質濃度が０．１ｗｔ％以上である請求項９〜１０のいずれか一項に記載の排水処理方法。  
【請求項１２】
陽極と陰極とを繰り返し入れ替える請求項７〜１１のいずれか一項に記載の排水処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
また、シアン化合物に限らず、汚染排水等（被処理液）を浄化する方法としては、アルカリ塩素法や電解酸化法による酸化分解が用いられている。しかし、特に、鉄等との安定なシアン錯化合物を含む被処理液中のシアン化合物は、酸化されにくく、これらの方法でシアン錯化合物を分解することは非常に困難であった。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明者らは、薬剤費が安く、汚泥発生量が少なく、騒音の少ないシアン化合物除去技術を提供し、狭い場所で発生する被処理液や、短期間に少量だけ発生する被処理液に適用可能なシアン化合物除去技術を提供するために、電解浮上分離法により被処理液中のシアン化合物を分離除去する方法に関する検討を行った。
その結果、本発明者らは、所定の電極形状を有する電解法式汚水処理装置によると、電極に対するスライムやスケールの付着を大幅に低減でき、長期にわたって安定した処理が可能となることを見出した。
つまり、本発明の排水処理装置の特徴構成は、一対の電極間に電圧を印加して、前記電極間に形成された処理空間を流通する排水を電解処理し、前記処理空間内に生成して浮上する固形成分を排出する排水処理装置であって、上記所定形状の電極等を有する点にあり、具体的には、
前記一対の電極としての、下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、前記処理空間に前記排水を導入する導入部を前記処理空間の底部に設けてあるとともに、前記電極に付着生成して沈殿する固形成分を排出する沈殿物排出部を前記処理空間の底部に設けた点にある。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、上述の構成において、前記上部電極および下部電極がアルミニウムを主材とすることが好ましく、この場合、前記上部電極、下部電極ともに、電解により気泡を生じるものであるから、上述の浮上物を捕集する効果を高く設定する事ができる。また、アルミニウムは特に電解により水中に溶出する際、効率よく金属シアン錯体と化合して析出物を形成するから、排水中のシアン化合物を有効に除去でき、高いシアン除去率を達成することができる事がわかった。また、シアン化合物との反応による析出物の形成は、鉄電極によっても同様に達成できることが知られているが、鉄製の電極を用いてシアン化合物排水を処理して生成する析出物は、気泡によっては容易には浮上せず、下方に沈殿しやすい物性のものとなりやすく、そのため、分離除去が困難になるなどの不都合を生じやすいのに対して、アルミニウムを用いる場合は、このような不都合が生じにくいため、きわめて有利であるといえる。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
さらには、前記排水導入部を前記処理空間下部に設けるとともに、浮上する固形成分の浮上物排出部を前記処理空間上部に設けると、前記排水の流れ自体が、下から上方向となり、その水流が析出物を浮上除去するための浮力を与えるとともに浮上物を上部から容易に排出可能な構成とすることができる。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
またさらに、上下軸心周りに前記上部電極と前記下部電極とを相対回転自在にする回転駆動部を設けてあれば、前記上部、下部電極の対向位置が常時変化し、
いずれの部分からも均一に電流を流すことができて、電極の滅損度を均一に保ちやすく、安定した電解処理が行える。さらに、電極の相対回転に伴い、前記処理空間内にはその回転軸心周りに回転する渦巻状の水流を生じさせることができる。この渦巻状の水流は、前記上部、下部両電極表面に付着する付着物を掻き落とす作用を奏するので、前記電極表面に付着物が定着して電解処理効率が低下するなどの不都合を抑制しやすい。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、先述のように、前記電極はいずれも電解処理により滅損するものであるから、電極の滅損に伴い前記電極間距離が変化する事になる。すると、時間経過とともに電極が滅損すると、次第に電極間距離が長くなるわけであるから、両電極間を流れる電流量が減少し、電解効率が低下することになる。そこで、その電極間距離を一定に維持する電極間距離維持機構を設けてあれば、両電極間にかかる電気量を一定に保ち、安定した電解処理効率を維持するのに役立つ。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本発明の排水処理方法の特徴構成は、
下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、アルミニウムイオンが主として溶出する電解槽に、鉄シアン錯体を含有する排水を供給して、その排水のｐＨを所定値以下に制御した状態で電極間に通電すると共に、電解槽上面に浮上した物質を除去することにより前記排水中の前記鉄シアン錯体を除去する点にある。
このとき、排水のｐＨを９以下に制御する事が好ましい。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
つまり、鉄シアン錯体を含んでなる排水を処理する場合には、前記電解槽の電極に析出物が付着して電解効率が低下しやすいために、上述の下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して前記処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置してある電解槽を用いて処理することにより高い電解効率を長期にわたって維持しやすいのである。また、前記アルミニウム溶出電極を用いて電解処理する場合、電解処理の進行に伴ってｐＨが上昇し、次第に分離効率が低下してしまう。しかしこの際、鉄シアン錯体からの析出物の析出効率は、処理対象となる排水のｐＨに依存することがわかり、特に酸性側に制御して排水処理を行うことが好ましい事がわかった。そこで、排水のｐＨを所定値以下に、特に好ましくは、ｐＨ９以下に制御して前記鉄シアン錯体を除去すると、効率よく排水処理を行える。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、本発明の排水処理方法の特徴構成は、
また、下向きに凸状に形成された凸状面を有する上部電極と、上向きに凹状に形成され前記凸状面に対して処理空間を間に挟んで対向する凹状面を有する下部電極とを上下配置し、アルミニウムイオンが主として溶出する電解槽に、鉄シアン錯体を含有する排水を供給して、その排水中に所定濃度以上の電解質を添加して電極間に通電すると共に、電解槽上面に浮上した物質を除去することにより前記排水中の前記鉄シアン錯体を除去する点にもある。
このとき、排水中に電解質としての塩化ナトリウムを添加する事が好ましい。
さらに、前記電解質濃度が０．１ｗｔ％以上である事が好ましい。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
つまり、上述の排水処理方法と同様に、鉄シアン錯体からの析出物の析出効率は処理対象となる排水の電解質濃度にも依存することがわかり、電解質濃度が高いほど前記被処理液中の前記シアン化合物を除去するために必要なエネルギー量が少なくなる事がわかった。特に、前記排水中の電解質濃度が低いような場合には、塩化ナトリウム等の電解質を添加するなどして、電解質濃度を高めて処理することにより、前記排水中の鉄シアン錯体を効率よく除去できる。尚、電解質として塩化ナトリウムを用いると、安価でかつ排水処理上も無害、安定であるので好ましく、その濃度は０．１ｗｔ％以上とすることによって高い電解効率が得られている。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
また、前記処理空間３には、前記排水を導入する導入部６を底部に設けてあるとともに、前記電極１，２に付着生成して沈殿するする固形成分（沈殿物）ｂを排出する沈殿物排出部１１を前記処理空間の底部に設けてある。また、前記浮上物排出部には、前記電解槽Ａの上部水面に浮上堆積した浮上物ａを、前記浮上物排出部４側にかき寄せるレーキ装置７を設けるとともに、処理されて鉄シアン錯体濃度の低下させられた排水を排出する排出部８を設けてある。また、排出部８から排出される排水の一部を再度前記電解槽Ａ内に循環させ、さらに鉄シアン錯体濃度を低下させるための排水循環路を設ける事もできる。また、前記電解槽Ａの前記電極上方側には、排水を整流する整流板１０を多数併設してある。また、前記導入部には、酸（好適には塩酸）、電解質（好適には塩化ナトリウム）水溶液や、界面活性剤（好適にはセチルトリメチルアンモニウムブロミド）を前記処理空間３へ導入する排水調整部６１を設けてある。


【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
前記排水調整部６１において、前記排水は、ｐＨを９以下（例えば、ｐＨ１〜９）に制御して処理され、さらに好ましくは、ｐＨ８以下（例えば、ｐＨ１〜８）に制御して処理される。
また、前記排水調整部６１において、前記排水に電解質を添加した後、その排水を前記電解槽Ａに供給する場合には、添加する前記電解質の量は、前記被処理液中の前記電解質濃度が０．１ｗｔ％以上（例えば、０．１〜１．０ｗｔ％）となるような量が好ましい。
また、前記排水調整部６１において、前記被処理液に界面活性剤を添加した後前記電解槽Ａに供給する場合には、前記界面活性剤の添加量は、事前実験により最適濃度を決定すべきであるが、例えば、１０〜１００ｍｇ／Ｌの濃度となるように添加するとよい。


【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
浮上物ａには前記シアン化合物が含まれている可能性が高いため、脱水等の減容化措置を施した後、産業廃棄物として廃棄するか、焼却してシアン化合物を無害な形態に分解することが望ましい。


【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
（実施例１）
上述の実施の形態の排水処理装置に０．４Ａの電流を３０分間流して被処理液を処理したところ、シアン化合物の除去率は７４．４２％であった。また、このとき、処理空間内に析出した析出物は、前記電極から発生した気泡とともに浮上物となり、前記処理空間内から容易に上方へ除去され、かつ、析出物の内沈殿性の成分は、下方の沈殿物排出部に沈殿除去されることがわかった。
次に、上述の排水処理装置における電極を、上部電極をアルミニウム電極、下部電極をステンレス電極として同様の処理をしたところ、シアン化合物の除去率は２８．０７％であった。
尚、前記排水処理装置における上部電極は回転せず静止させた状態で、かつ電極間の距離は調整せずに測定を行った。
以上の結果から、陽極だけでなく陰極もアルミニウム電極にすることにより、シアン化合物除去率が大幅に向上することが明らかとなった。