JP2006281013A

JP2006281013A - 電気分解処理装置

Info

Publication number: JP2006281013A
Application number: JP2005100763A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakayama; 博之中山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】電解処理能力を向上させることができる電気分解処理装置を提供する。
【解決手段】処理対象水１を供給される処理槽１１と、処理槽１１内に水平方向で対向するように配設された対をなす給電板１２，１３と、給電板１２，１３に電流を印加する直流電源装置１４と、対向する給電板１２，１３間に給電板１２，１３と対向するように配設される複数の導体板１５とを備える電気分解処理装置である有機物含有水処理装置１０において、導体板１５の周縁に絶縁壁１６を配設するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、生活排水や工場排水等のような有機物含有水や海水等の処理対象水を電気分解処理する電気分解処理装置に関する。

生活排水や工場排水等のような有機物含有水等の処理対象水を電気分解処理する従来の有機物含有水処理装置の一例（例えば、下記特許文献１等）を図１１に示す。図１１に示すように、有機物含有水等の処理対象水１を供給される処理槽１１１の内部には、一対の給電板１１２，１１３が水平方向で対向するように配設されている。これら給電板１１２，１１３には、直流電源装置１１４に電気的に接続されている。対向する給電板１１２，１１３間には、導体板１１５が当該給電板１１２，１１３と対向するように複数配設されている。

このような従来の有機物含有水処理装置１１０においては、処理対象水１を処理槽１１１内に供給すると共に、直流電源装置１１４から給電板１１２，１１３に直流電流を印加すると、当該給電板１１２，１１３間に電流が流れて各導体板１１５に電位を生じ、各導体板１１５の給電板１１２（正極）側が負極になり、各導体板１１５の給電板１１３（負極）側が正極になる。

これにより、給電板１１２と導体板１１５との間、隣り合う導体板１１５の間、給電板１１３と導体板１１５との間において、処理対象水１が電解処理されるようになる。

このため、上記有機物含有水処理装置１１０においては、一対の給電板１１２，１１３だけであっても、電解処理面積を非常に大きくすることができるので、電解処理効率を向上させることができる。

特開２００４−２３７１６５号公報特開平７−１８００７８号公報

しかしながら、前述したような従来の有機物含有水処理装置１１０においては、導体板１１５の表面で電解処理があまり行われず、給電板１１２，１１３の表面でほとんどの電解処理が行われてしまっていた。

この原因を調査したところ、直流電源装置１１４から給電板１１２，１１３に給電すると、図１２に示すように、給電板１１２，１１３間が導体板１１５を介することなく短絡してしまい、導体板１１５に電位があまり生ぜず、導体板１１５の表面による電解処理能力が低くなってしまっていることが判明した。

このような問題は、生活排水や工場排水等のような有機物含有水等の処理対象水を電気分解処理する上述したような有機物含有水処理装置１１０に限らず、例えば、海水等の処理対象水を電気分解処理する電気分解処理装置においても同様にして起こり得ることである。

このようなことから、本発明は、電解処理能力を向上させることができる電気分解処理装置を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る電気分解処理装置は、処理対象水を供給される処理槽と、前記処理槽内に対向するように配設された対をなす給電板と、前記給電板に電流を印加する電源と、対向する前記給電板間に当該給電板と対向するように配設される導体板とを備える電気分解処理装置において、前記導体板の周縁に絶縁壁が配設されていることを特徴とする。

第二番目の発明に係る電気分解処理装置は、第一番目の発明において、前記導体板が、複数配設されると共に、前記絶縁壁が、前記導体板の少なくとも一つに配設されていることを特徴とする。

第三番目の発明に係る電気分解処理装置は、第二番目の発明において、前記絶縁壁が、前記給電板に隣り合う前記導体板の少なくとも一方に配設されていることを特徴とする。

第四番目の発明に係る電気分解処理装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記絶縁壁が、前記給電板の対向方向に貫通する貫通穴を有すると共に、前記導体板が、前記絶縁壁の前記貫通穴に嵌合していることを特徴とする。

第五番目の発明に係る電気分解処理装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記絶縁壁が、前記給電板の対向方向に貫通する貫通穴を有すると共に、前記導体板が、前記絶縁壁の前記貫通穴を覆うように当該絶縁壁の一方の面に取り付けられていることを特徴とする。

第六番目の発明に係る電気分解処理装置は、第四番目又は第五番目の発明において、前記導体板の周縁を前記絶縁壁に固定する固定手段を備えていることを特徴とする。

第七番目の発明に係る電気分解処理装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記絶縁壁が、前記給電板の対向方向と直行する方向で対向するように配設された対をなす第一の絶縁壁と、対向する前記第一の絶縁壁の間を仕切るように当該第一の絶縁壁の間に配設された第二の絶縁壁及び第三の絶縁壁とを備え、前記導体板が、対向する前記第一の絶縁壁の間を仕切るように当該第一の絶縁壁の間の前記第二の絶縁壁と前記第三の絶縁壁との間に配設されていることを特徴とする。

第八番目の発明に係る電気分解処理装置は、第七番目の発明において、対をなす前記第一の絶縁壁の対向面に、前記第二の絶縁壁、前記第三の絶縁壁、前記導体板を保持する差込溝が形成されていることを特徴とする。

第九番目の発明に係る電気分解処理装置は、第七番目又は第八番目の発明において、前記給電板が、前記第一の絶縁壁に保持されていることを特徴とする。

第十番目の発明に係る電気分解処理装置は、第九番目の発明において、対をなす前記第一の絶縁壁の対向面に、前記給電板を保持する差込溝が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る電気分解処理装置によれば、給電板間が非常に短絡しにくくなり、導体板を介して電気的に連絡しやすくなるため、導体板に電位が確実に生じるようになり、導体板の表面による電解処理能力が十分に発現するようになる。その結果、給電板の表面はもちろんこと、導体板の表面でも電解処理を確実に行うことができるので、電解処理能力を向上させることができる。

本発明に係る電気分解処理装置の実施形態を図面に基づいて以下に説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

［第一番目の実施形態］
本発明に係る電気分解処理装置を生活排水や工場排水等のような有機物含有水の処理に使用する有機物含有水処理装置に適用した場合の第一番目の実施形態を図１〜３に基づいて説明する。図１は、有機物含有水処理装置の概略構成図、図２は、図１の要部の抽出斜視図、図３は、図２の一部抽出分解斜視図である。

図１に示すように、処理槽１１の内部には、対をなす給電板１２，１３が水平方向で対向するように配設されている。これら給電板１２，１３は、直流電源装置１４に電気的に接続されている。対向する前記給電板１２，１３間には、導体板１５が当該給電板１２，１３と対向するように複数配設されている。

前記導体板１５の周縁には、図１，２に示すように、ポリ塩化ビニル等の樹脂等からなる板状の絶縁壁１６がそれぞれ設けられている。これら絶縁壁１６は、図１〜３に示すように、前記給電板１２，１３の対向方向に貫通する貫通穴１６ａが中央部分に形成された板状をなすものであり、当該貫通穴１６ａに固定手段である接着剤等を介して導体板１５が嵌め込まれて固定されるようになっている。

このような本実施形態に係る有機物含有水処理装置１０においては、生活排水や工場排水等のような有機物含有水である処理対象水１を処理槽１１内に流通させると共に、直流電源装置１４から給電板１２，１３に直流電流を印加すると、当該給電板１２，１３間に電流が流れて各導体板１５に電位を生じ、各導体板１５の給電板１２（正極）側が負極になり、各導体板１５の給電板１３（負極）側が正極になる。

これにより、給電板１２と導体板１５との間、隣り合う導体板１５の間、給電板１３と導体板１５との間において、処理対象水１が電解処理される。

このとき、導体板１５の周縁に絶縁壁１６が設けられていることから、給電板１２，１３間は、非常に短絡しにくくなり、導体板１５を介して電気的に連絡しやすくなる。このため、導体板１５に電位が確実に生じるようになり、導体板１５の表面による電解処理能力が十分に発現するようになる。

したがって、本実施形態によれば、給電板１２，１３の表面はもちろんこと、導体板１５の表面でも電解処理を確実に行うことができるので、電解処理能力を向上させることができる。

なお、前記絶縁壁１６は、給電板１２，１３間に生じる短絡電流を無視できる程度の大きさにすればよく、給電板１２，１３の大きさや印加電流の大きさ等によって適宜設定される大きさとなる。

また、本実施形態では、絶縁壁１６の貫通穴１６ａに接着剤等を介して導体板１５を嵌め込んで固定することにより、導体板１５の周縁に絶縁壁１６を設けるようにしたが、他の実施形態として、例えば、図４に示すように、絶縁壁１６の貫通穴１６ａに嵌め込んだ導体板１５の両面側から周縁を固定手段である一対の固定具１６ｃで挟み込んで当該絶縁壁１６に固定することや、図５に示すように、導体板１５よりも小さいサイズの貫通穴１６ｂを形成した絶縁壁１６の当該貫通孔１６ｂを覆うように絶縁壁１６の一方側の面に導体板１５を固定手段である接着剤等により接着固定することも可能である。

［第二番目の実施形態］
本発明に係る電気分解処理装置を生活排水や工場排水等のような有機物含有水の処理に使用する有機物含有水処理装置に適用した場合の第二番目の実施形態を図６〜８に基づいて説明する。図６は、有機物含有水処理装置の概略構成図、図７は、図６の要部の抽出斜視図、図８は、図７の水平方向断面図である。なお、前述した第一番目の実施形態と同様な部分については、前述した第一番目の実施形態の説明で用いた符号と同一の符号を本実施形態でも用いることにより、前述した第一番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。

図６〜８に示すように、処理槽１１の内部には、ポリ塩化ビニル等の樹脂等からなる対をなす板状の第一の絶縁壁２６が前記給電板１２，１３と直交する水平方向で対向するように配設されている。対をなす前記第一の絶縁壁２６の対向面には、長手方向を垂直方向に向けた差込溝２６ａが水平方向に沿って所定の間隔でそれぞれ複数形成されている。

前記第一の絶縁壁２６の対向する前記差込溝２６ａ間の下方側には、ポリ塩化ビニル等の樹脂等からなる板状の第二の絶縁壁２７が当該差込溝２６ａ間を仕切るようにしてそれぞれ差し込まれている。前記第一の絶縁壁２６の対向する前記差込溝２６ａ間の上方側には、ポリ塩化ビニル等の樹脂等からなる板状の第三の絶縁壁２８が当該差込溝２６ａ間を仕切るようにしてそれぞれ差し込まれている。

前記第一の絶縁壁２６の差込溝２６ａの配列方向両外側の前記第二の絶縁壁２７と前記第三の絶縁壁２８との間には、当該差込溝２６ａ間を仕切るようにして給電板１２，１３がそれぞれ差し込まれている。前記第一の絶縁壁２６の差込溝２６ａの配列方向内側の前記第二の絶縁壁２７と前記第三の絶縁壁２８との間には、当該差込溝２６ａ間を仕切るようにして導体板１５がそれぞれ差し込まれている。

つまり、対向する第一の絶縁壁２６の前記差込溝２６ａ間に第二の絶縁壁２６をそれぞれ差し込んだ後、給電板１２，１３や導体板１５を差し込み、続いて、第三の絶縁壁２８を差し込むことにより、給電板１２，１３や導体板１５の周縁に上記絶縁壁２６〜２８を設けることができるようにしたのである。

このような本実施形態に係る有機物含有水処理装置２０においては、処理槽１１内に処理対象水１を流通させると共に、直流電源装置１４から給電板１２，１３に直流電流を印加すると、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、給電板１２，１３間に電流が流れて各導体板１５に電位を生じ、各導体板１５の給電板１２（正極）側が負極になり、各導体板１５の給電板１３（負極）側が正極になり、給電板１２と導体板１５との間、隣り合う導体板１５の間、給電板１３と導体板１５との間において、処理対象水１が電解処理されるようになる。

このとき、導体板１５の周縁に前記絶縁壁２６〜２８が設けられていることから、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、給電板１２，１３間は、非常に短絡しにくくなり、導体板１５を介して電気的に連絡するようになるので、導体板１５に電位が確実に生じるようになり、導体板１５の表面による電解処理能力が十分に発現するようになる。

したがって、本実施形態によれば、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、給電板１２，１３の表面はもちろんこと、導体板１５の表面でも電解処理を確実に行うことができるので、電解処理能力を向上させることができる。

また、対向する第一の絶縁壁２６の前記差込溝２６ａ間に第二の絶縁壁２６をそれぞれ差し込んだ後、給電板１２，１３や導体板１５を差し込み、続いて、第三の絶縁壁２８を差し込むことにより、給電板１２，１３や導体板１５の周縁に上記絶縁壁２６〜２８を設けることができるようにしたので、前述した第一番目の実施形態の場合よりも容易に組み立てることができる。

なお、本実施形態では、給電板１２，１３の周縁にも前記絶縁壁２７，２８を設けるようにしたが、例えば、給電板１２，１３を差し込む第一の絶縁壁２６の配列方向両外側の前記差込溝２６ａの長手方向の長さ及び位置を調整して、給電板１２，１３の周縁への前記絶縁壁２７，２８の設置を省略することも可能である。

［他の実施形態］
なお、前述した第一，二番目の実施形態では、すべての導体板１５に前記絶縁壁１６，２７，２８を設けるようにしたが、少なくとも一つの導体板１５に前記絶縁壁１６，２７，２８を配設すれば、従来の場合よりも電解処理能力を向上させることができる。特に、給電板１２，１３に隣り合う導体板１５の一方に前記絶縁壁１６，２６，２７を設けるようにすれば、絶縁壁を最も少なくした場合の電解処理能力の向上を最も高めることができる。

また、前述した第一，二番目の実施形態では、対をなす給電板１２，１３を水平方向で対向配設したが、例えば、対をなす給電板を垂直方向で対向配設することも可能である。しかしながら、前述した第一，二番目の実施形態のように配設すると、発生ガスの送出の容易化を図ることができるので好ましい。

また、前述した第二番目の実施形態では、対をなす第一の絶縁壁２６を給電板１２，１３と直交する水平方向で対向配設し、第一の絶縁壁２６の対向間の下方側に第二の絶縁壁２７を配設し、第一の絶縁壁２６の対向間の上方側に第三の絶縁壁２８を配設して、第二の絶縁壁２７と第三の絶縁壁２８との間に給電板１２，１３や導体板１５を配設するようにしたが、例えば、対をなす第一の絶縁壁を給電板と直交する垂直方向で対向配設し、第一の絶縁壁の対向間の一方側に第二の絶縁壁を配設し、第一の絶縁壁の対向間の他方側に第三の絶縁壁を配設して、第二の絶縁壁と第三の絶縁壁との間に給電板や導体板を配設するようすることも可能である。しかしながら、前述した第二番目の実施形態のように配設するようにすると、発生ガスの送出の容易化を図ることができるので好ましい。

また、前述した第一，二番目の実施形態では、生活排水や工場排水等のような有機物含有水の処理対象水１を処理する場合の有機物含有水処理装置１０，２０について説明したが、本発明は、これに限らず、例えば、海水等の処理対象水を電気分解処理する場合の電気分解処理装置に対しても、前述した第一，二番目の実施形態の場合と同様にして適用することができる。

本発明に係る電気分解処理装置の効果を確認するため、以下のような実験を行った。

［実験方法］
前述した第二番目の実施形態に係る有機物含有水処理装置２０（図６〜８参照）を用いて、導体板１５及び前記絶縁壁２７，２８の数を変更したときの、給電板１２，１３間の電圧値の変化を測定した。なお、比較のため、従来の有機物含有水処理装置１１０（図１１参照）を用いて、配設する導体板１１５の数を変更したときの、給電板１１２，１１３間の電圧値の変化も併せて測定した。

［実験条件］
〈有機物含有水処理装置２０（実施例）〉
・給電板１２，１３：材料−白金被覆チタン（ダイソー社製）
サイズ−幅５ｃｍ、高さ１０ｃｍ、厚さ１ｍｍ（面積５０ｃｍ²）
・導体板１５：材料−白金被覆チタン（ダイソー社製）
サイズ−幅５ｃｍ、高さ１０ｃｍ、厚さ１ｍｍ（面積５０ｃｍ²）
・第二，第三の絶縁壁２７，２８：材料−アクリル樹脂
サイズ−幅５ｃｍ、高さ６ｃｍ、厚さ１ｍｍ
・第一の絶縁壁２６：材料−アクリル樹脂
サイズ−幅１５ｃｍ、高さ２２ｃｍ、厚さ１ｃｍ
差込溝２６ａの間隔−６．１ｍｍ（給電板間隔：約４．２ｃｍ）
差込溝２６ａの深さ−２ｍｍ
対向間隔−約４．６ｃｍ
・処理対象水１：塩化ナトリウム１％水溶液
・印加電流：２Ａ

〈有機物含有水処理装置１１０（比較例）〉
絶縁壁がない以外は、実施例と同一

［実験結果］
上述した実験条件による実験結果を図９，１０に示す。図９，１０から明らかなように、比較例（図１０）においては、導体板１１５の数が増えても、給電板１１２，１１３間の電圧値があまり増加しない（約０．５Ｖ）のに対し、実施例（図９）においては、導体板１５の数が増えるにしたがって、給電板１２，１３間の電圧値がほぼ均等（２Ｖ）に増加した。

よって、比較例（絶縁壁なし）においては、導体板１１５を配設しても、給電板１１２，１１３間で短絡電流を生じてしまい、導体板１１５に電位をあまり与えることができないに対し、実施例（絶縁壁あり）においては、前記絶縁壁２６〜２８により、給電板１２，１３間での短絡電流の発生を抑制することができ、導体板１５に十分な電位を与えられることが確認できた。

本発明に係る電気分解処理装置は、生活排水や工場排水等のような有機物含有水や海水等の処理対象水を電気分解処理するにあたって、電解処理能力を向上させることができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。

本発明に係る電気分解処理装置を有機物含有水処理装置に適用した場合の第一番目の実施形態の概略構成図である。図１の要部の抽出斜視図である。図２の一部抽出分解斜視図である。本発明に係る電気分解処理装置を有機物含有水処理装置に適用した場合の第一番目の実施形態の要部の他の例である。本発明に係る電気分解処理装置を有機物含有水処理装置に適用した場合の第一番目の実施形態の要部のさらに他の例である。本発明に係る電気分解処理装置を有機物含有水処理装置に適用した場合の第二番目の実施形態の概略構成図である。図６の要部の抽出斜視図である。図７の水平方向断面図である。実施例における導体板の数と給電板間電圧値との関係を求めた実験結果を表すグラフである。比較例における導体板の数と給電板間電圧値との関係を求めた実験結果を表すグラフである。従来の有機物含有水処理装置の一例の概略構成図である。従来の有機物含有水処理装置の問題点の説明図である。

符号の説明

１処理対象水
１０，２０有機物含有水処理装置
１１処理槽
１２，１３給電板
１４直流電源装置
１５導体板
１６絶縁壁
１６ａ，１６ｂ貫通穴
１６ｃ固定具
２６第一の絶縁壁
２６ａ差込溝
２７第二の絶縁壁
２８第三の絶縁壁

Claims

処理対象水を供給される処理槽と、
前記処理槽内に対向するように配設された対をなす給電板と、
前記給電板に電流を印加する電源と、
対向する前記給電板間に当該給電板と対向するように配設される導体板と
を備える電気分解処理装置において、
前記導体板の周縁に絶縁壁が配設されている
ことを特徴とする電気分解処理装置。
請求項１において、
前記導体板が、複数配設されると共に、
前記絶縁壁が、前記導体板の少なくとも一つに配設されている
ことを特徴とする電気分解処理装置。
請求項２において、
前記絶縁壁が、前記給電板に隣り合う前記導体板の少なくとも一方に配設されている
ことを特徴とする電気分解処理装置。
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、
前記絶縁壁が、前記給電板の対向方向に貫通する貫通穴を有すると共に、
前記導体板が、前記絶縁壁の前記貫通穴に嵌合している
ことを特徴とする電気分解処理装置。
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、
前記絶縁壁が、前記給電板の対向方向に貫通する貫通穴を有すると共に、
前記導体板が、前記絶縁壁の前記貫通穴を覆うように当該絶縁壁の一方の面に取り付けられている
ことを特徴とする電気分解処理装置。
請求項４又は請求項５において、
前記導体板の周縁を前記絶縁壁に固定する固定手段を備えている
ことを特徴とする電気分解処理装置。
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、
前記絶縁壁が、
前記給電板の対向方向と直行する方向で対向するように配設された対をなす第一の絶縁壁と、
対向する前記第一の絶縁壁の間を仕切るように当該第一の絶縁壁の間に配設された第二の絶縁壁及び第三の絶縁壁と
を備え、
前記導体板が、対向する前記第一の絶縁壁の間を仕切るように当該第一の絶縁壁の間の前記第二の絶縁壁と前記第三の絶縁壁との間に配設されている
ことを特徴とする電気分解処理装置。
請求項７において、
対をなす前記第一の絶縁壁の対向面に、前記第二の絶縁壁、前記第三の絶縁壁、前記導体板を保持する差込溝が形成されている
ことを特徴とする電気分解処理装置。
請求項７又は請求項８において、
前記給電板が、前記第一の絶縁壁に保持されている
ことを特徴とする電気分解処理装置。
請求項９において、
対をなす前記第一の絶縁壁の対向面に、前記給電板を保持する差込溝が形成されている
ことを特徴とする電気分解処理装置。