Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4428804B2 - Purification device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4428804B2 - Purification device - Google Patents

Purification device Download PDF

Info

Publication number
JP4428804B2
JP4428804B2 JP2000118650A JP2000118650A JP4428804B2 JP 4428804 B2 JP4428804 B2 JP 4428804B2 JP 2000118650 A JP2000118650 A JP 2000118650A JP 2000118650 A JP2000118650 A JP 2000118650A JP 4428804 B2 JP4428804 B2 JP 4428804B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
electrode plate
water
gas
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000118650A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001000979A (en
Inventor
孝昭 前川
和男 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
National Institute of Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Agency
National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Agency, National Institute of Japan Science and Technology Agency filed Critical Japan Science and Technology Agency
Priority to JP2000118650A priority Critical patent/JP4428804B2/en
Publication of JP2001000979A publication Critical patent/JP2001000979A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4428804B2 publication Critical patent/JP4428804B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、流水の浄化装置に関するものであ る。さらに詳しくは、この出願の発明は、河川流水の富栄養化の原因物質である窒素やリンの除去等に有用な、河川の水質汚濁物質の酸化分解による浄化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】
従来、河川の水質汚濁物質の浄化に関しては、河川内を微生物の棲息する膜が自然に発達する生物膜による接触酸化方が開発され応用されているが、この方法は主として廃水に含まれる炭素源の浄化に適しているが、富栄養化の原因物質である窒素やリンの除去には適していない。
【0003】
このため、従来技術では、富栄養化防止のためには炭素源以外の窒素やリンの分解除去が必要で、必ずしもこれらの生物膜処理法は十分でなく、また、生物膜をさらに強化した栄養塩包括固定法による硝化・脱窒やMg塩を用いたリン酸アンモニア結晶法の応用などを検討されているが、河川でアンモニアを除去する場合には窒素の除去率が60%を越えないこと、C/N比の範囲によって十分な除去率が確保できないこと、アンモニア態窒素の硝化には硝化菌の反応速度が低いために、河川の流れの中で十分溶存酸素を確保しても硝化が進行しないなどの大きな欠点がある。従って、窒素やリン除去率を90%以上に高める手段が是非とも必要になってきている。
【0004】
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの従来技術の問題点を解消し、河川等の流水中の窒素やリン等の水質汚濁物質を効果的に除去することのできる新しい浄化装置を提供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、流水床に負極板を、また、この負極と対向して上面に正極板を配置した流水の浄化装置であって、正極板の流水流れ方向の前後および左右の少くともいずれかには浮子が配置されて正極板が流水水面下に沈むようにされており、正極板には負極への対向上面位置への配置手段が配設されており、正極板と負極板とには電場発生機構が備えられて、高電場パルス発生により流水中に含まれる水質汚濁物質が酸化分解されるようにしたことを特徴とする流水の浄化装置を提供する。
【0006】
【発明の実施の形態】
上記のこの出願の発明は、高電場パルス発生によって発生する酸化力の強いO−ラジカル(酸素ラジカル)やOH−ラジカル(ヒドロキシラジカル)をナノ秒〜マイクロ秒の間で金属面で発生させ、これに衝突する汚濁水の炭素源、窒素源を主として酸化させ、この時に発生するH+ イオンの浮遊性懸濁物質への帯電に伴う粒子の凝集反応でリンを凝集沈降分離することで、従来技術で達成できなかった90〜95%の汚染物質の除去を1パスの操作で達成することをもって問題の解決を図ろうとしている。
【0007】
そして、具体的な実施の形態においては、浄化装置の構造とともに、流水の水位と流量が非常に変動するので、これに対応するために投入電力量を水の流量、SSの濃度によって適宜最適な電力量になるように自動的に制御し、汚濁物質の除去率を一定に保持する必要があることが考慮される。例えば、水河川の流水は1日のうちの時間的変動が大きく、最小時と最大時の比は1:10〜20に達するので、流量の大きさは通過速度に比例することになり、これを追尾した電力を投入するために、流速、浮遊性懸濁物の濃度、水深に対し、最適で最小の電力の投入量を調整する制御装置の付設が必要である。また、洪水など緊急時には本装置が流水中で障害にならないように退避することも設備されねばならない。
【0008】
そこでまず、この発明の浄化装置の構造においては、限定的ではないが、以下の形態が適当なものとして、考慮される。
<1> 正極板には、その上下可動のための手段が設けられる。
<2> ガス補集手段(酸化分解によって発生するガスを捕集する)が設けられる。
<3> 正極板は、金属(合金を含む。以下同様である。)および金属酸化物のうちの少くとも1種の正極物質を有している。
<4> 正極板は、たとえば、金属、セラミックス、樹脂またはそれらの2種以上の複合体である基板と正極物質とにより構成される。
<5> 正極物質は、たとえば、酸化チタン、酸化ルテニウム、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化スズ、および白金のうちの少くとも1種である。
<6> より具体的な例では、正極板では、多孔質のチタン、多孔質のセラミックスまたはステンレスの板に、酸化チタン、酸化ルテニウム、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化スズおよび白金のうちの少くとも1種が一体化されている。
<7> 正極板は、水面からの沈み込み深さが、水深の1/5〜1/10とされている。
【0009】
高電場パルス発生によって流水中に含まれる水質汚濁物質が酸化分解されるようにしたこの出願の発明においては、高電場パルスの発生とこれによる前記ラジカルの作用を効果的なものとするために、正極板をどのように構成するかは実施上の大変に重要な点である。より好適には、この発明においては、正極物質として金属酸化物あるいは貴金属を用いる。前記のとおりの酸化チタン、酸化ルテニウム、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化スズという金属酸化物、あるいは白金が効果的である。
【0010】
これらの正極物質は、金属酸化物の場合には、それらの粒子を圧粉体とし、これを焼成、あるいは焼結して成形したものでもよいし、適宜な基板にこれらの物質やその粒子を担持させるようにしたものでもよい。この際の担持のための基板としては、耐食性の良好な、たとえば多孔質のチタンや多孔質のセラミックス、あるいはステンレス板等であってよく、これら正極物質が膜状に正極面部を構成するのが好ましい。基板そのものを導電性としてもよいし、これら膜状の正極物質が導電性を有するものとしてもよい。
【0011】
基板に対しては金属酸化物は溶着や蒸留等による付着一体化、あるいはゾル溶液の塗布による焼結等の手段で一体化してもよい。
【0012】
白金の場合には、表面メッキしてもよいし、あるいは白金箔を付着させて用いてもよい。
【0013】
なお、負極は、耐食性の良好な金属あるいは表面金属被覆したものであれば各種であってよい。たとえばステンレス板や白金箔被覆した金属板が例示される。
【0014】
正極板は、上下可動手段により水面から沈み込むようにするのが実際的であり、また、正極板には、その近傍に、酸化分解により発生するガスの捕集手段を設けるのが望ましい。
【0015】
また、正極板は、負極に対向する凹状曲面を有していることが、高電圧パルスの発生や分解ガスの捕集の点において、この発明においては好ましい。
【0016】
具体的に例示説明すると、たとえばこの発明の酸化分解による浄化装置では、ステンレス板または白金箔を配設した金属板を負極とし、これらの金属板と面平行に上面に酸化チタン、酸化ルテニウム、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化スズ、もしくは白金箔を電導性の多孔質なチタンまたはステンレスのダイカスト板等に溶着等により付着させ、かつこの面が負極板に対し凹状態の緩やかなカーブを描いたものを正極板とし、その流れ前後に浮子がつき、水深の1/5〜1/10の正極が沈む構造を持ち、この浮子は正極板の四隅部において上下に可動できる構造を持つものとする。また、分解により発生したガスが逃げないようにシールし、ガス溜めを設け、発生ガスを捕集できるようにする。
【0017】
そして、この発明の浄化装置では、高電場パルス波によって水流が乱流状態で、酸化電極面(正極板)に衝突し、汚染物の酸化反応が少なくとも2〜3秒継続するようにするのが好ましい。また前記のとおり、酸化分解により発生したガスが空中に放出するのを防止することが望ましい。酸化反応は物理化学的反応で発生するのでN源に関してはN2 、NOX 、S源に関してはSOX やH2 Sの有害ガスが発生し、C源はCO2 ガスが大部分発生し、COガスはわずかに発生する。これらの中間生成物は水素等によって還元処理することが望ましい。これらのための処理手段、処理装置もこの出願の発明において提案される。
【0018】
そこで、次に、図面に沿って、さらにこの出願の発明の実施の形態について例示説明する。まず、図1はこの発明の浄化装置の構成の主要部を示した横断面図(a)と正断面図(b)である。正極板は、たとえばチタン等の電導性多孔質金属(A)を基板とし、これに酸化チタン、酸化ルテニウム、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化スズ等の酸化物や白金からなる酸化電極または白金電極(B)を一体化したものとして構成されている。これらの電極(B)は流水の流れ方向(α)に直交して複数配置されている。
【0019】
以上のような正極板は、流れ方向(α)において前後に配置された空気溜めの浮力を利用した空気浮(浮子)(F)によって浮上し、可動リュウズ(h)によって上下動するようになっている。
【0020】
可動リュウズ(h)は、差動トランス(I)によってその位置が検出されるようにしている。
【0021】
そして、この図1の例では、正極板を構成する基板としての多孔性金属(A)の背面にガスシールのための手段としてシール板(D)を配設一体化し、正極板の下流側にガス溜(C)を装着し、電極(B)の表面で発生したガスが、直接的に、あるいは多孔性金属(A)に入り込み、次いで、ガス溜(C)に回収され、ガス収集ポンプ(P)によって排出される構造となっている。図1(b)に示されているように、電極(B)の断面は凹型として発生ガスの捕集を容易にしている。また、乱流を維持するため負極板(E)の表面に乱流発生板(G)を置き、乱流の発生を容易にし酸化分解効率を高めるようにしている。
【0022】
そして、上下可動手段としての可動リュウズ(h)に設けた差動トランスにより、正極板と負極板の両間電圧を200V/cm〜10KV/cmの間で変動させるようにし、また、流れの前方には濃度検出器としての濁度計(Tu)を設け、この濃度に応じて電流値を1〜100mAの間で変動させる。また、流速計(V)を同様に設置し、流速から周波数を10kHzから150kHzの間で変動させる。このような自動制御機構によって、水質汚濁の負荷量に応じた酸化分解がより効果的に実施されることになる。自動制御機構についてはさらに例示することができる。
【0023】
たとえば図2のように、差動トランス(I)によって正負の位置を検出し、さらに流速計(V)にて流量を、濁度計(Tu)によってSS量を検出し、制御装置(CPU)および電場発生装置(PA)を用い、これをデジタル制御によって常に最適な電場処理として電圧、周波数、パルスタイミング、デューテイ比の制御が実施できるようにする。
【0024】
たとえば以上のようなこの発明の例においては、図1(b)および図2(b)にも示したように、浄化装置は、コンクリート等の側壁(β)の幅内に配置している。このように配置することが実際上望ましいのである。
【0025】
そして、この発明の酸化分解浄化装置では、図1および図2のように、負極板(E)上に金属製の突起からなる乱流発生板(G)の複数を、その高さが極板間の高さの10〜15%を限界として水流が乱流を形成する構造としたものが好適なものとして示される。
【0026】
突起の後方角度は20〜40度程度とすることが、また水流の流れ方向に2〜10個程度配置することが考慮される。
【0027】
また、河川では懸濁物、砂、砂利の装置への侵入が考えられること、SS濃度が高い事による電極面の劣化の防止のため、図3のように、ブラシや水噴射によって電極面の清掃を定期的に自動制御で実施するのが好ましい。また洪水時は計画水量より流出が大きくなるので、正の電極を水中から引き上げパルス波の負荷を即時停止する装備を施すことも有効である。
【0028】
さらにまた、NOX 、SOX 、H2 S等の有毒ガスの分解には水の電気分解により発生させた水素や、図4のようにH2 ボンベ(B)で供給した水素をガス混合装置(C)で混合させ触媒(d)で還元し有毒ガスの発生の防止を図ることができる。
【0029】
洪水時の対策として図1に示すとおり設定水位より上部に浮上した時、直ちにこの電極は電動モーターによって水面以上に持ち上げ、装置の保全を図るようにするのが望ましい。
【0030】
そして、また、たとえば高電磁処理によってSSは沈澱するが下流側にポンプによるバイパス方式又は直接方式で沈澱槽を設け重力沈澱させ、上澄を元の河川に戻す(図5)ことによって、汚濁水中のリンとSSが80〜90%除去できる。
【0031】
そこで、以下に、さらに詳しくこの出願の発明について実施例として説明する。
【0032】
【実施例】
<実施例1>
0.5×0.5×0.5mのU字溝において約200世帯の家庭排水の流量1〜20L/分の側溝を図2および図4に例示したこの発明の装置で処理した。原水と処理水水質は表1に示すとおりである。
【0033】
【表1】

Figure 0004428804
【0034】
操作条件は表2に示すとおりである。
【0035】
【表2】
Figure 0004428804
【0036】
又、発生ガスの濃度は表3の通りであり、水素添加によるニッケル、銅による触媒処理した後のガスは有害ガスが減少し痕跡程度であった。
【0037】
【表3】
Figure 0004428804
【0038】
<実施例2>
筑波市内の生活排水を処理した。正極板としては、30%の空隙をもつ多孔質セラミックスの表面にTiO2 粒子ゾルを厚さ2〜3mmとなるように部分塗布し、乾燥後、500〜600℃で焼結し、塗布部が電極面となるようにしたものを用いた。
【0039】
分解により発生するガスは、大気へ抜けるようにしてその後捕集した。
【0040】
11月〜12月の2ヶ月間の処理の結果を表4に示した。
【0041】
【表4】
Figure 0004428804
【0042】
TiO2 に代えて、酸化ルテニウム、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化スズを用いた場合にもほぼ同様の結果が得られた。
【0043】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明は、従来困難であった窒素・リン等の水質汚濁物質の効果的な除去が可能となり、河川等の流れの浄化が高効率に実施可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の浄化装置の構成を例示した側断面図と正断面図である。
【図2】電場制御の機構を備えた例を示した側断面図と正断面図である。
【図3】クリーナ機構を備えた例を示した側断面図である。
【図4】ガス触媒酸化装置を備えた例を示した構成図である。
【図5】沈澱物の捕集装置を備えた例を示した構成図である。
【符号の説明】
A:電導性多孔性金属
B:酸化電極、白金電極
C:ガス溜め
D:シール板
E:負電極
F:空気浮(浮子)
G:乱流発生板
h:可動リュウズ
l:差動トラス
P:ガス収集ポンプ
V:流速計
Tu:濁度計
CPU:制御装置
PA:電場発生装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention of this application relates to an apparatus for purifying running water. More specifically, the invention of this application relates to a purification device by oxidative decomposition of water pollutants in rivers, which is useful for removing nitrogen and phosphorus, which are substances causing eutrophication of river water.
[0002]
[Prior art and its problems]
Conventionally, for the purification of water pollutants in rivers, a catalytic oxidation method using biofilms has been developed and applied, in which the membranes inhabiting microorganisms naturally develop in the rivers. This method is mainly used as a carbon source contained in wastewater. Although it is suitable for purification of nitrogen, it is not suitable for removing nitrogen and phosphorus, which are eutrophication-causing substances.
[0003]
For this reason, in the prior art, it is necessary to decompose and remove nitrogen and phosphorus other than the carbon source in order to prevent eutrophication, and these biofilm treatment methods are not necessarily sufficient, and the nutrients further strengthen the biofilm. The application of the nitrification / denitrification by the salt-inclusive fixation method and the ammonium phosphate crystallization method using Mg salt is being studied, but when removing ammonia in a river, the nitrogen removal rate should not exceed 60%. Because of the C / N ratio range, a sufficient removal rate cannot be ensured, and the nitrification rate of ammonia nitrogen is low, so the nitrification rate is low. There are major drawbacks such as not progressing. Therefore, means for increasing the nitrogen and phosphorus removal rate to 90% or more is indispensable.
[0004]
Therefore, the invention of this application solves the problems of the prior art as described above, and provides a new purification device that can effectively remove water pollutants such as nitrogen and phosphorus in running water such as rivers. It is an issue.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention of this application is an apparatus for purifying flowing water in which a negative electrode plate is disposed on a flowing water bed and a positive electrode plate is disposed on an upper surface opposite to the negative electrode in order to solve the above-described problem. Floats are placed on at least one of the front and rear and left and right of the direction so that the positive electrode plate sinks below the running water surface, and the positive electrode plate is provided with arrangement means for the upper surface facing the negative electrode. An apparatus for purifying flowing water is provided, wherein the positive electrode plate and the negative electrode plate are provided with an electric field generating mechanism, and water pollutants contained in flowing water are oxidized and decomposed by generation of a high electric field pulse. .
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention of this application described above generates O-radicals (oxygen radicals) and OH-radicals (hydroxy radicals) generated by high electric field pulse generation on the metal surface between nanoseconds and microseconds. By oxidizing mainly the carbon source and nitrogen source of polluted water that collides with water, and aggregating and separating the phosphorus by the agglomeration reaction of particles accompanying the charging of suspended H + ions generated at this time, In order to solve the problem, the removal of 90 to 95% of the contaminants that could not be achieved by the above method is achieved by one pass operation.
[0007]
In a specific embodiment, the water level and flow rate of running water vary greatly with the structure of the purification device. Therefore, in order to cope with this, the input power amount is appropriately optimized depending on the water flow rate and SS concentration. It is considered that it is necessary to automatically control the amount of electric power so as to keep the removal rate of pollutants constant. For example, the flow of water in a river has a large temporal fluctuation in one day, and the ratio between the minimum time and the maximum time reaches 1:10 to 20, so the magnitude of the flow rate is proportional to the passing speed. Therefore, it is necessary to install a control device that adjusts the optimum input amount of power for the flow velocity, the concentration of suspended suspension, and the water depth. Also, in case of an emergency such as a flood, the apparatus must be installed so that it does not become an obstacle in running water.
[0008]
Therefore, first, in the structure of the purification apparatus of the present invention, the following embodiments are considered as appropriate, although not limited thereto.
<1> The positive electrode plate is provided with means for moving up and down.
<2> Gas collecting means (capturing gas generated by oxidative decomposition) is provided.
<3> The positive electrode plate has at least one positive electrode material of metal (including an alloy; the same shall apply hereinafter) and metal oxide.
<4> The positive electrode plate is made of, for example, a substrate that is a metal, ceramics, resin, or a composite of two or more thereof and a positive electrode material.
<5> The positive electrode material is, for example, at least one of titanium oxide, ruthenium oxide, cobalt oxide, nickel oxide, tin oxide, and platinum.
<6> In a more specific example, in the positive electrode plate, at least one of titanium oxide, ruthenium oxide, cobalt oxide, nickel oxide, tin oxide and platinum is formed on a porous titanium, porous ceramic or stainless steel plate. One type is integrated.
<7> The positive electrode plate has a sinking depth from the water surface of 1/5 to 1/10 of the water depth.
[0009]
In the invention of this application in which water pollutants contained in running water are oxidatively decomposed by the generation of high electric field pulses, in order to make the generation of high electric field pulses and the action of the radicals thereby effective, How to configure the positive electrode plate is a very important point in implementation. More preferably, in the present invention, a metal oxide or a noble metal is used as the positive electrode material. Metal oxides such as titanium oxide, ruthenium oxide, cobalt oxide, nickel oxide and tin oxide as described above, or platinum are effective.
[0010]
In the case of metal oxides, these positive electrode materials may be formed by forming these particles into green compacts, firing or sintering them, and placing these materials and their particles on an appropriate substrate. It may be supported. The substrate for supporting at this time may be, for example, porous titanium, porous ceramics, or a stainless steel plate having good corrosion resistance, and these positive electrode materials constitute the positive electrode surface portion in the form of a film. preferable. The substrate itself may be conductive, or these film-like positive electrode materials may be conductive.
[0011]
The metal oxide may be integrated with the substrate by means such as adhesion integration by welding or distillation, or sintering by application of a sol solution.
[0012]
In the case of platinum, surface plating may be used, or a platinum foil may be attached.
[0013]
The negative electrode may be of various types as long as it is a metal with good corrosion resistance or a surface metal coated. For example, a stainless steel plate or a metal plate covered with platinum foil is exemplified.
[0014]
It is practical that the positive electrode plate sinks from the water surface by means of vertically movable means, and it is desirable to provide a means for collecting gas generated by oxidative decomposition in the vicinity of the positive electrode plate.
[0015]
Moreover, it is preferable in this invention that the positive electrode plate has a concave curved surface facing the negative electrode in terms of generating high voltage pulses and collecting decomposition gas.
[0016]
Specifically, for example, in the purification apparatus by oxidative decomposition of the present invention, a metal plate provided with a stainless steel plate or a platinum foil is used as a negative electrode, and titanium oxide, ruthenium oxide, and oxidation are formed on the upper surface parallel to these metal plates. Cobalt, nickel oxide, tin oxide, or platinum foil attached to conductive porous titanium or stainless steel die-cast plate, etc. by welding, etc., and this surface has a concave curve with respect to the negative electrode plate The positive electrode plate has a structure in which a float is attached before and after the flow, and the positive electrode having a depth of 1/5 to 1/10 of the water sinks. The float has a structure that can move up and down at the four corners of the positive electrode plate. Further, the gas generated by the decomposition is sealed so as not to escape, and a gas reservoir is provided so that the generated gas can be collected.
[0017]
And in the purification apparatus of this invention, it is made for water flow to collide with an oxidation electrode surface (positive electrode plate) by a high electric field pulse wave, and to make the oxidation reaction of a contaminant continue for at least 2-3 seconds. preferable. Further, as described above, it is desirable to prevent the gas generated by oxidative decomposition from being released into the air. Oxidation occurs as a physicochemical reaction, so N 2 , NO x , and S source generate toxic gases such as SO x and H 2 S, and C source generates mostly CO 2 gas. CO gas is slightly generated. These intermediate products are preferably reduced with hydrogen or the like. Processing means and a processing apparatus for these are also proposed in the invention of this application.
[0018]
Then, next, an embodiment of the invention of this application will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a cross-sectional view (a) and a front cross-sectional view (b) showing the main part of the configuration of the purification apparatus of the present invention. The positive electrode plate is made of a conductive porous metal (A) such as titanium, for example, and an oxide electrode or a platinum electrode made of an oxide such as titanium oxide, ruthenium oxide, cobalt oxide, nickel oxide or tin oxide or platinum ( B) is integrated. A plurality of these electrodes (B) are arranged orthogonal to the flow direction (α) of running water.
[0019]
The positive electrode plate as described above is levitated by an air float (floating element) (F) that uses the buoyancy of an air reservoir disposed at the front and rear in the flow direction (α), and is moved up and down by a movable crown (h). ing.
[0020]
The position of the movable crown (h) is detected by the differential transformer (I).
[0021]
In the example of FIG. 1, a sealing plate (D) is disposed and integrated as a means for gas sealing on the back surface of the porous metal (A) as a substrate constituting the positive electrode plate, and is disposed downstream of the positive electrode plate. The gas reservoir (C) is attached, and the gas generated on the surface of the electrode (B) directly or enters the porous metal (A), and then recovered in the gas reservoir (C), and the gas collecting pump ( P) is discharged. As shown in FIG. 1B, the cross section of the electrode (B) is concave to facilitate the collection of the generated gas. In order to maintain turbulent flow, a turbulent flow generating plate (G) is placed on the surface of the negative electrode plate (E) to facilitate the generation of turbulent flow and increase the oxidative decomposition efficiency.
[0022]
The voltage between the positive electrode plate and the negative electrode plate is varied between 200 V / cm to 10 KV / cm by a differential transformer provided on the movable crown (h) as the vertically movable means, and the front of the flow Is provided with a turbidimeter (Tu) as a concentration detector, and the current value is varied between 1 and 100 mA according to this concentration. In addition, the flow velocity meter (V) is similarly installed, and the frequency is changed between 10 kHz and 150 kHz from the flow velocity. By such an automatic control mechanism, oxidative decomposition according to the load amount of water pollution is more effectively carried out. The automatic control mechanism can be further exemplified.
[0023]
For example, as shown in FIG. 2, the positive / negative position is detected by the differential transformer (I), the flow rate is detected by the velocimeter (V), the SS amount is detected by the turbidimeter (Tu), and the control device (CPU). In addition, an electric field generator (PA) is used, and voltage, frequency, pulse timing, and duty ratio can be controlled by digital control as an optimum electric field process.
[0024]
For example, in the example of the present invention as described above, as shown in FIGS. 1B and 2B, the purification device is disposed within the width of the side wall (β) such as concrete. This arrangement is practically desirable.
[0025]
In the oxidative decomposition purification apparatus of the present invention, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, a plurality of turbulent flow generation plates (G) made of metal protrusions are arranged on the negative electrode plate (E) and the height thereof is an electrode plate. A structure in which the water flow forms a turbulent flow with a limit of 10 to 15% of the height in between is shown as a preferable one.
[0026]
It is considered that the rear angle of the protrusion is about 20 to 40 degrees and that about 2 to 10 are arranged in the flow direction of the water flow.
[0027]
In addition, in rivers, suspensions, sand, and gravel can be considered to enter the device, and the electrode surface can be prevented by brushing or water jetting as shown in FIG. 3 to prevent deterioration of the electrode surface due to high SS concentration. It is preferable to carry out the cleaning periodically and automatically. In addition, since the outflow is larger than the planned water volume during floods, it is also effective to install equipment that pulls up the positive electrode from the water and immediately stops the pulse wave load.
[0028]
Furthermore, for the decomposition of toxic gases such as NO x , SO x , H 2 S, etc., a gas mixing device uses hydrogen generated by electrolysis of water or hydrogen supplied by an H 2 cylinder (B) as shown in FIG. It can be mixed in (C) and reduced with the catalyst (d) to prevent generation of toxic gas.
[0029]
As a countermeasure against flooding, it is desirable that when the surface rises above the set water level as shown in FIG. 1, the electrode is immediately lifted above the water surface by an electric motor to maintain the device.
[0030]
And, for example, SS is precipitated by high electromagnetic treatment, but a sedimentation tank is provided on the downstream side by a bypass method using a pump or a direct method to cause gravity sedimentation, and the supernatant is returned to the original river (FIG. 5), so that 80 to 90% of phosphorus and SS can be removed.
[0031]
Therefore, the invention of this application will be described below in more detail as examples.
[0032]
【Example】
<Example 1>
In the U-shaped groove of 0.5 × 0.5 × 0.5 m, a gutter of about 200 household household wastewater flow rate of 1 to 20 L / min was treated with the apparatus of the present invention illustrated in FIGS. 2 and 4. Table 1 shows the quality of raw water and treated water.
[0033]
[Table 1]
Figure 0004428804
[0034]
The operating conditions are as shown in Table 2.
[0035]
[Table 2]
Figure 0004428804
[0036]
Further, the concentration of the generated gas is as shown in Table 3. The gas after the catalyst treatment with nickel and copper by hydrogenation was traced due to the reduction of harmful gases.
[0037]
[Table 3]
Figure 0004428804
[0038]
<Example 2>
We treated domestic wastewater in Tsukuba city. As the positive electrode plate, a TiO 2 particle sol is partially coated on the surface of a porous ceramic having 30% voids to a thickness of 2 to 3 mm, dried and then sintered at 500 to 600 ° C. The electrode surface was used.
[0039]
The gas generated by the decomposition was then collected so as to escape to the atmosphere.
[0040]
The results of the treatment for 2 months from November to December are shown in Table 4.
[0041]
[Table 4]
Figure 0004428804
[0042]
Substantially similar results were obtained when ruthenium oxide, cobalt oxide, nickel oxide, and tin oxide were used instead of TiO 2 .
[0043]
【The invention's effect】
As described above in detail, the invention of this application enables effective removal of water pollutants such as nitrogen and phosphorus, which has been difficult in the past, and makes it possible to purify rivers and the like with high efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view and a front sectional view illustrating the configuration of a purification apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view and a front sectional view showing an example provided with an electric field control mechanism.
FIG. 3 is a side sectional view showing an example provided with a cleaner mechanism.
FIG. 4 is a configuration diagram showing an example provided with a gas catalytic oxidation device.
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example provided with a precipitate collecting device.
[Explanation of symbols]
A: Conductive porous metal B: Oxidation electrode, platinum electrode C: Gas reservoir D: Seal plate E: Negative electrode F: Air float (float)
G: turbulent flow generation plate h: movable crown l: differential truss P: gas collection pump V: velocimeter Tu: turbidity meter CPU: controller PA: electric field generator

Claims (25)

流水床に負極板を、また、この負極と対向して上面に正極板を配置した流水の浄化装置であって、正極板の流水流れ方向の前後および左右の少くともいずれかには浮子が配置されて正極板が流水水面下に沈むようにされており、正極板には負極への対向上面位置への配置手段が配設されており、正極板と負極板とには電場発生機構が備えられて、高電場パルス発生により流水中に含まれる水質汚濁物質が酸化分解されるようにしたことを特徴とする流水の浄化装置。A purification apparatus for flowing water in which a negative electrode plate is disposed on the flowing water bed and a positive electrode plate is disposed on the upper surface so as to face the negative electrode. The positive electrode plate sinks below the surface of the flowing water, the positive electrode plate is provided with an arrangement means for the upper surface facing the negative electrode, and the positive electrode plate and the negative electrode plate are provided with an electric field generating mechanism. The apparatus for purifying running water is characterized in that water pollutants contained in running water are oxidatively decomposed by generation of high electric field pulses. 正極板には、その上下可動のための手段が配設されている請求項1の浄化装置。The purification device according to claim 1, wherein means for vertically moving the positive electrode plate is disposed. ガス補集手段が配設されている請求項1または2の浄化装置。The purification apparatus according to claim 1 or 2, wherein gas collecting means is provided. 正極板に対し流水の流れ方向後部にガス捕集手段が配設されている請求項3の浄化装置。The purification device according to claim 3, wherein a gas collecting means is disposed at a rear portion in the flowing direction of the flowing water with respect to the positive electrode plate. 負極対向面とは逆の正極板背面上部にガス捕集手段が配設されている請求項3または4の浄化装置。The purifying device according to claim 3 or 4, wherein a gas collecting means is disposed on the upper part of the back surface of the positive electrode plate opposite to the negative electrode facing surface. 正極板は金属および金属酸化物の少くとも1種の正極物質を有している請求項1ないし5のいずれかの浄化装置。6. The purification device according to claim 1, wherein the positive electrode plate has at least one positive electrode material of metal and metal oxide. 正極板は、金属、セラミックス、樹脂またはその2種以上からなる複合体である基板と正極物質とにより構成されている請求項1ないし6のいずれかの浄化装置。The purification apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the positive electrode plate is composed of a substrate that is a composite of metal, ceramics, resin, or two or more thereof and a positive electrode material. 正極板は多孔質板である請求項1ないし7のいずれかの浄化装置。The purification apparatus according to claim 1, wherein the positive electrode plate is a porous plate. 正極物質は、酸化チタン、酸化ルテニウム、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化スズおよび白金のうちの少くとも1種である請求項6ないし8のいずれかの浄化装置。The purification device according to any one of claims 6 to 8, wherein the positive electrode material is at least one of titanium oxide, ruthenium oxide, cobalt oxide, nickel oxide, tin oxide and platinum. 正極板では、多孔質のチタン、多孔質のセラミックスまたはステンレス板を基板としている請求項7ないし9のいずれかの浄化装置。The purification apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein the positive electrode plate uses porous titanium, porous ceramics, or stainless steel plate as a substrate. 正極板では、正極物質を有する正極面部が複数配設されている請求項6ないし10のいずれかの浄化装置。The purification apparatus according to claim 6, wherein a plurality of positive electrode surface portions having a positive electrode material are disposed on the positive electrode plate. 正極板は、負極に対向する凹状曲面を有している請求項1ないし11のいずれかの浄化装置。The purification device according to claim 1, wherein the positive electrode plate has a concave curved surface facing the negative electrode. 正極板にはガスシール手段が配設されている請求項1ないし12のいずれかの浄化装置。The purification device according to any one of claims 1 to 12, wherein a gas sealing means is disposed on the positive electrode plate. ガスシール手段は、負極対向面とは逆の正極板背面に配設されている請求項13の浄化装置。The purifier according to claim 13, wherein the gas seal means is disposed on the back surface of the positive electrode plate opposite to the negative electrode facing surface. 正極板は、上下可動手段により水面からの沈み込み深さが、水深の1/5〜1/10とされている請求項2ないし14のいずれかの浄化装置。The purification device according to any one of claims 2 to 14, wherein the positive electrode plate has a sinking depth from the water surface of 1/5 to 1/10 of the water depth by the vertically movable means. ステンレス板または白金箔被覆を施した金属板を負極とする請求項1ないし15のいずれかの浄化装置。The purification device according to any one of claims 1 to 15, wherein the negative electrode is a stainless steel plate or a metal plate coated with platinum foil. 正極板を重力方向の上下に可動とする可動手段には差動トランスを設け、正極板と負極板の面間電圧を200V/cm〜10KV/cmの間で変動させる制御機構を構成した請求項2ないし16のいずれかの浄化装置。The movable means for moving the positive electrode plate up and down in the direction of gravity is provided with a differential transformer, and a control mechanism is configured to vary the voltage between the positive electrode plate and the negative electrode plate between 200 V / cm and 10 KV / cm. The purifying device according to any one of 2 to 16. 正極板に対して流水流れの前方には濁度検出器を設け、この濁度に応じて電流値を1〜100mAの間で変動させる自動制御機構を構成した請求項1ないし17のいずれかの浄化装置。The turbidity detector is provided in front of the flowing water flow with respect to the positive electrode plate, and an automatic control mechanism for changing a current value between 1 to 100 mA according to the turbidity is configured. Purification equipment. 流水には流速計を設置し、この流速から周波数を10kHzから150kHzの間で変動させる自動制御機構を構成した請求項1ないし18のいずれかの浄化装置。The purifier according to any one of claims 1 to 18, wherein a flowmeter is installed in the flowing water, and an automatic control mechanism is configured to vary the frequency from 10 kHz to 150 kHz based on the flow velocity. 正極板および負極板の少くとも一方の極板上には金属製の突起を複数設け、その高さを正極板と負極板との間の距離の10〜15%として流水が乱流を形成する構造とした請求項1ないし19のいずれかの浄化装置。A plurality of metal protrusions are provided on at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the height thereof is set to 10 to 15% of the distance between the positive electrode plate and the negative electrode plate. The purification device according to any one of claims 1 to 19, wherein the purification device has a structure. 高圧噴水装置またはロールブラシにより正極板および負極板の一方または双方の表面部を手動または自動で洗浄する機構を備えた請求項1ないし20のいずれかの浄化装置。The purification device according to any one of claims 1 to 20, further comprising a mechanism for manually or automatically cleaning one or both surface portions of the positive electrode plate and the negative electrode plate with a high-pressure fountain device or a roll brush. ガス捕集手段はガス溜めを有し、ガス溜めのガスを水圧または吸い込みポンプやブロアーで吸引し、このガスと電気分解による水素ガスまたは水素ボンベによる水素ガスとを混合して触媒によりガスをN2 と水とに還元する機構を備えた請求項3ないし21のいずれかの浄化装置。The gas collecting means has a gas reservoir, and the gas in the gas reservoir is sucked with water pressure or a suction pump or blower, and this gas is mixed with hydrogen gas by electrolysis or hydrogen gas by a hydrogen cylinder, and the gas is N by the catalyst. either purifying apparatus of claims 3 to 21 with a mechanism for reducing the 2 and water. 懸濁によって発生する沈降物を捕集分離するための装置とともにその流れ方向後方に流速を減ずる沈澱槽を付設するか、またはせき止めて一部ポンプで汲み上げ水流からバイパスさせて重力沈澱槽で沈澱させ、上澄みを元の河川に戻す方式を付設した請求項1ないし22のいずれかの浄化装置。A sedimentation tank that reduces the flow velocity is attached to the rear of the flow direction along with a device for collecting and separating sediment generated by suspension, or damped and partially pumped up by a pump and bypassed from the water stream and settled in a gravity sedimentation tank. The purifier according to any one of claims 1 to 22, further comprising a method of returning the supernatant to the original river. 洪水等異常流量時に、上下可動手段を上部方向に油圧または電気モータによって吊り上げる緊急避難装置を備えた請求項2ないし23のいずれかの浄化装置。The purifier according to any one of claims 2 to 23, further comprising an emergency evacuation device that lifts the vertically movable means upward by a hydraulic or electric motor when an abnormal flow rate such as flood occurs. 請求項1ないし24のいずれかの装置を用いて処理することを特徴とする流水の浄化処理方法。25. A method for purifying running water, wherein the treatment is performed using the apparatus according to any one of claims 1 to 24.
JP2000118650A 1999-04-19 2000-04-19 Purification device Expired - Fee Related JP4428804B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000118650A JP4428804B2 (en) 1999-04-19 2000-04-19 Purification device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-110911 1999-04-19
JP11091199 1999-04-19
JP2000118650A JP4428804B2 (en) 1999-04-19 2000-04-19 Purification device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001000979A JP2001000979A (en) 2001-01-09
JP4428804B2 true JP4428804B2 (en) 2010-03-10

Family

ID=26450427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000118650A Expired - Fee Related JP4428804B2 (en) 1999-04-19 2000-04-19 Purification device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4428804B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4631043B2 (en) * 2003-09-04 2011-02-16 国立大学法人 筑波大学 Methane generation method and two-phase methane generator used therefor
JP4635204B2 (en) * 2006-01-25 2011-02-23 国立大学法人名古屋大学 Water treatment method and water treatment apparatus
JP2007307486A (en) * 2006-05-18 2007-11-29 Toshiba Corp Radical treatment system
US8681234B2 (en) * 2010-09-28 2014-03-25 Sony Computer Entertainment America Llc System and methdod for capturing and displaying still photo and video content
JP5444186B2 (en) * 2010-10-20 2014-03-19 株式会社東芝 Hydrogen peroxide water generator and sterilization system
KR20180024754A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 (주)에이엔티이십일 off gas collecting apparatus having variable volume for aeration tank
KR101936268B1 (en) * 2017-02-15 2019-01-08 재단법인 탄소순환형 차세대 바이오매스 생산전환 기술연구단 Mixing Apparatus in Microalgae Cultivating Reactor and Method for Cultivation of Microalgae using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001000979A (en) 2001-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3756933A (en) Method of purifying sewage efluent and apparatus therefor
CN102874960A (en) Device and method for treating high-salinity and degradation-resistant organic industrial waste water by performing photoelectrical synchro coupling and catalytic oxidation on three-dimensional particles
CN114634226A (en) Integrated ozone film aeration coupling reinforced iron-carbon micro-electrolysis electrochemical device
JP4428804B2 (en) Purification device
CN110451697A (en) Salt-containing organic wastewater electrocatalytic oxidation coupling pretreatment method and device
EP2035335B1 (en) Moving electrode electroflocculation process and corresponding device
EP0668244A1 (en) Effluent treatment involving electroflotation
KR100319022B1 (en) Wastewater Treatment System Using Electrolytic Injury Method
US20240150205A1 (en) Apparatus for electrochemical regenerative treatment of water and methods of use
US6712947B1 (en) Water purifying apparatus with electric field generator
US6428697B1 (en) System for processing waste water
CN212504150U (en) An electrocatalytic oxidation device and wastewater treatment system
CN113582431A (en) Three-dimensional electrocatalysis in-situ adsorption water purification method
CN213475483U (en) Three-dimensional flow type electrocatalytic oxidation equipment
CN114105378A (en) A multiphase extraction comprehensive processing system and method
KR101778259B1 (en) Effluent Treatment Apparatus Comprising Nanocatalytic Anode Plate and Cathode Plate for Phosphorus Removal by Electrolysis Floating and Flocculation Process and Treatment Method Using the Same
JP2000334462A (en) Packed bed type electrochemical water treating device and method therefor
CN217103187U (en) Integrated ozone film aeration coupling reinforced iron-carbon micro-electrolysis electrochemical device
CN216639159U (en) Multiphase extraction comprehensive treatment system
CN212102380U (en) Flocculation assembly line
CN104174286B (en) A kind of exhaust gas electrolytic processing method and equipment
JP3991838B2 (en) Wastewater treatment method
JP3309736B2 (en) Sewage treatment method and sewage treatment device
CN212669432U (en) Device for treating sulfur-containing wastewater of oil and gas field
JP4641435B2 (en) Endocrine disrupting chemical substance decomposition method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20031031

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20040129

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070301

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091124

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091215

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees