JPH0583306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気絶縁性溶剤溶液中に誘導静電場
を利用した静電式濾過装置の改良に関するもので
ある。

従来技術 電気絶縁性溶剤溶液中に誘導静電場を利用した
汚水または廃液処理用の濾過装置は、本発明者に
よつて開発され、既に、特公昭40−15549号公報、
特公昭51−3941号公報、特公昭51−3942号公報、
特公昭51−23742号及び特公平１−22821号公報な
どとして公にされている。

これらの装置は、電気絶縁性溶剤溶液を収容し
たタンクに、被処理液を導入するための入口と処
理済液を排出するための出口を設けるとともに、
前記溶剤溶液層の液面より上方の位置において、
浮遊不純物排出口を付設し、一方、前記タンク内
部に、前記溶剤溶液内において一対の電極を配置
し、この電極間に高圧直流電圧を印加するもので
あり、前記被処理液入口から導入した被処理液の
含有する有機物質を前記一対の電極によつて形成
される静電場の作用で前記溶剤溶液中に溶解せし
め、かつ溶剤溶液層の上面に形成される中間層の
浮遊不純物を前記浮遊不純物排出口から排出し、
かつ前記中間層の上面に形成される処理済液層の
処理済水を前記処理済液出口から排出するように
したものである。

この種の従来の静電式濾過装置によつて、汚水
ないし廃液は非常に効率よく処理され、不純物含
有量の少ない処理済水を排出できるようになつた
が、被処理液に溶解されていたガスが静電場で分
離され浮上する際に伴う、溶剤及び水いずれにも
溶けないガム質や溶剤の微粒子の混入は避けられ
ず、処理済水を排水基準に合わせて排水するため
には更に二次処理を必要とすることが多い。な
お、排水の有機物質含有量に対する規制は近年ま
すます厳しくなつてきている。

発明が解決しようとする課題 地球環境に有害なフロン系溶剤が世界的に製造
禁止、使用禁止となり、塩素系溶剤による地下水
の汚染も正に地球的規模の危機に直面している。
そこで、本発明は、これらの溶剤等による汚染水
を処理するに当たり、その含有溶剤の90％以上を
回収し、更に、処理済の水中に残存する溶剤等を
ほぼ完全に除去できる、コンパクトな静電式濾過
装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段 本発明の装置は、電気絶縁性溶剤溶液を収容し
たタンクに、被処理液を導入するための入口を設
け、前記タンク内部に前記溶剤溶液内において一
対の電極を配置し、この電極間に高圧直流電圧を
印加するようにした静電式濾過装置であつて、前
記タンクの側壁を二重壁にして、その内側壁と外
側壁との間にポケツトを形成し、前記内側壁の上
縁は前記溶剤溶液の液面よりも上方に形成し、溶
剤溶液層の上面に形成される中間層の浮遊不純物
が前記内側壁の上縁から前記ポケツトへ溢出する
ようにしたものを、下記のように改良することに
よつて、上記課題を非常に効率的に解決した。

即ち、本発明では、上記一対の電極をタンク内
部の片側に偏つた状態で、水平面に対して25〜
40°の角度で上方に傾斜して存在させ、しかも主
ポケツトを、上記電極の上端縁が存在する側のタ
ンク側壁に設け、タンク内部の、上記電極と上記
主ポケツトを構成する上記内側壁上端の間に多孔
性整流板を実質的に水平に設けると共に、上記多
孔性整流板の上方にタンクの中央部から主ポケツ
トの上方に向けて上方に傾斜した盲の邪魔板を設
け、更に、この盲の邪魔板の上方に、実質的に垂
直状態に多孔性板を取付けるものであり、処理水
の排水口は、タンクの、上記主ポケツトと対向す
る壁面の上端部に設けたのである。

被処理液導入口が上記タンクの底部に設けられ
ており、該導入口の上方に整水器が設けられてい
ることは従来通りであるが、更に、溶剤自動排出
用パイプを、その溶剤吸込口がタンク内部の上記
整水器の水平位置より下方に位置するように、タ
ンクに取付けることにより、溶剤をも純粋に近い
状態で効率よく取り出し可能としている。

更に、タンク内部、盲の邪魔板と排水口の間の
水層中に、電着可能な多孔性吸着材充填層を、溶
剤溶液層との間に間隔を開けた状態で、水層と接
するように設けるのが好ましく、そうすることに
よつて、静電処理時の処理済水の残留電荷を連続
的に利用して、処理済の水中に残存する溶剤等を
全てを完全に除去可能となる。

かかる多孔性吸着材としては、活性炭、スポン
ジ状金属塊、多孔性金属板などがいずれも使用で
きる。

本発明においては、濾過用の溶剤として下記の
条件を具備するものを使用するのが好ましい。

引火性、爆発性でない。

誘電率が2.0〜7.0（20℃）である。

比重が1.30（20／20℃）以上である。

KB値（カウリ樹脂の溶解性を示す尺度）は
90以上の物性をもつ。

融点が０℃以下である。

本発明では、かかる溶剤層中に架設された電極
間に、負の直流高電圧で、約40〜60KVが印加さ
れるが、電極間の距離は一般にテトラクロロエチ
レン−誘電率2.35（15℃）−で、負の直流高電圧印
加KV当たり２〜３mmとなる。

例えば、テトラクロロエチレンに汚染された地
下水等を清浄化する場合：その汚染物テトラクロ
ロエチレンの含有量が１％（10000ppm）であつ
ても、電極間の距離をKV当たり2.5mmに設定し、
負の直流高電圧60KVに印加した静電場で処理す
ると、処理済水中の残留テトラクロロエチレンの
数値は8ppm前後となり、約99.92％のテトラクロ
ロエチレンが溶剤層中に回収される。

更に、溶剤層の全体が、電極間に常時印加され
る60KVによる電荷をチヤージしていることか
ら、溶剤層中の溶解水分は、凝集し、水滴とな
り、静電処理済の水と同時に順次浮上分離される
こととなる。

このことは、静電的抽出により処理された水層
に、溶剤物質が再び混入することなく、安定して
良好な水質が得られることを保証する。

また、このことにより、溶剤層による電気絶縁
機能が低下せず、溶剤層に対する加水分解等の危
険性がなくなり、化学的に安定して、連続的な長
期使用が保障される。

なお、回収された溶剤の含水分は、8ppm前後
となるため、新鮮な溶剤と変わらず、そのまま再
利用が可能となる。

かかる本発明の効果は、下記のようにして生ず
る。

まず、本発明における静電場の構造は、前述の
如く、タンクの中心より右か左の片側一方向に、
一定の斜角度（水平面に対して25〜40°の角度で
上方に傾斜）をもつた陰電極（極片付設）と陽電
極（極片付設）を架設するものであるが−この電
極の斜角度は溶媒層として使用する溶剤の誘電率
と比重等に対する処理水の相関関係によつて決定
される−、このように、タンク内に、斜角状電極
を偏在させる結果、本発明では、静電処理済の水
が、静電槽で電極の存在する側の側面に沿つて浮
上するようになり、このようにして処理された処
理水は、溶媒層を浮上して、その上方に水平に存
在する多孔性整流板に突き当たり、浮上加速度が
減速され、その結果、処理水とそれに伴つて浮上
した溶剤がより精度よく分離されることとなる。

次いで、浮上水中の微粒状の固形物は上方の水
層中で撹乱状を呈するが、その上方に盲の斜角状
邪魔板が存在するため、該固形物は、その外側に
付設されたスラツジ沈澱室すなわち主ポケツトに
自動的に落下るる。また、この斜角状邪魔板によ
つて、浮遊固形物と分離された水層部は、斜角状
邪魔板上部の垂直多孔性板部分を通り、それに対
向して位置する排水口に向けて、浄化水層に効率
よく流入する。

なお、回収溶剤に対する連続自動排出口は、そ
の溶剤流入口を、静電層下方、整水器の水平位置
より下方に設定するが、これは、回収溶剤中の含
水分を最低に保持するためである。

このようにして、本発明では、非常に効率よく
被処理液を静電処理し、自動的に、そこに含まれ
る不純物を溶剤に溶解又は固液分離して、純粋な
状態で水層を取り出すことができるのであるが、
かかる水層の浄化は、水層中に、電着可能な多孔
性吸着材充填層を設けることによつて、下記の通
り、より確実なものとなる。なお、電着可能な多
孔性吸着材充填層としては、例えば活性炭、多孔
性金属塊、金属細線などを水の流入通過可能な室
に充填したもの、あるいは、多孔性金属板の積層
体などが、いずれも有効に利用できる。

本発明では、水層に関しては、負の直流の高電
圧40〜60KVを印加された静電場を通過した帯電
水が、溶剤層の上部に直接水層を形成するように
設計されており、この上下両液面は直接接液して
おり、常時電位差が維持されている。

この帯電水が、水層中に設けられた活性炭層等
を一定の流水で反対側の排水口に向かつて横水平
式に通過する時、その電荷による吸着効果は倍加
され活性炭等への吸着作用が急速に低下しない。
この作用効果により、前記静電処理後の水層中に
残存する溶剤の量（8ppm前後）が、活性炭層な
どの使用によつて、更に0.001〜0.006ppmと減少
し、排水口から、完全に無害の清澄水を得ること
ができる。

水層部に架設する、電着可能な多孔性吸着材充
填層の下端は、下方の溶剤液面より一定の距離を
もつて設定し、下方に常時一定の電荷をもつ溶媒
層と直接接液する一定の水層部を形成するのが好
ましく、これにより、電着可能な多孔性吸着材充
填層を一定方向に連続的に通過する水層部の電荷
を最後まで保持することが可能となる。

なお、本発明では、前述した如く、静電処理済
の水の完全処理を容易に達成するため、その浮上
水側と反対側に所定の排出口を用意し、静電場を
通過後の浮上水を反対側に横水平的に一定の流れ
現象を安定化することで、0.5〜1.0ミクロン程度
の微粒固形物等を完全に接液部に中間層として静
電的に凝集させる。連続的に自動的にスラツジ沈
澱室に落下する構造になつている。

その結果、水層部に架設された多孔性吸着剤充
填層にスラツジ分が混入しないので、活性炭等の
充填層に目詰まり現象が起きない。

更に、本発明では、活性炭等の充填層の底部よ
り強制通風を行つて好気性の菌を活性炭等の表面
上に繁殖させて、活性炭等に吸着した溶剤等の有
機物質を、その表面で菌によつて時間をかけて分
解させ活性炭等のライフサイクルを更に長期化さ
せる方法を組み込むことも可能である。

なお、本発明の装置では、上記主ポケツトの存
在しないタンク壁面にも、上記主ポケツト同様の
補助ポケツトを設けるのが好ましく、特に、排水
口の存在しない、二側面には、内側壁の高さが主
ポケツトと同様の高さとなる補助ポケツトを設け
るのが好ましい。補助ポケツトは独立して設けら
れても、また、主ポケツトに連結して設けられて
もよく、いずれにしても、これら補助ポケツトの
存在によつて、水層と溶剤層の間に形成させるス
ラツジ分の自動的な除去がより完全となる。

主ポケツト及び補助ポケツトいずれにおいて
も、内側壁の上縁はＶノツチ形状に形成するのが
好ましい。

実施例 次に、本発明を図面に示す一例に従つて、説明
する。

この例では、第１図に示す如く、濾過タンク１
の底部に、濾材である溶剤溶液２の流入口が存在
し、かつタンク１の底部中央には、適当な高さに
被処理液導入口３が設けられている。被処理液導
入口３は、タンク１の前後方向に適当な長さを有
し、その外周面に多数の小孔を有しており、ま
た、その上方には更に多数に微小孔を有する整水
器４が配置されている。

タンク１内の溶剤溶液層５の中には、陽極６と
陰極７とからなる一対の電極が配置されている
が、これらは、タンク１の左側に偏つて位置す
る。

高圧電極に接続された陰極７は、タンク１の前
後方向にのびる平坦な傾斜８を有するものであ
り、この傾斜８は左側が高く形成されており、ま
た、陽極６は、その内側傾斜９が、陰極７と火花
放電を起こさないように、適当な間隔を開けて、
陰極７の傾斜８と対面するように、陰極７の外側
に配置されている。

なお、陰極７及び陽極６それぞれ対面する側す
なわち傾斜８，９には、図示されていないが、独
特の極片が設けられている（特公昭51−23742号
公報参照）。

なお、陽極６は、陽極吊持部材（図示されてい
ない）を介してタンク蓋（図示されていない）に
固定されている。このようにして、陰極６と陽極
７の間には、水平面に対して、一定の角度（25〜
40°）で左上方に傾斜する接触帯域１０が前後方
向に延びて形成されることとなる。

陰極７は高圧導電線１１に接続されるととも
に、この導電線１１を収容した支持管２０によつ
て機械的に支持されている。

タンク１の左側の側壁は二重壁になつており、
その外側壁１２と内側壁１３の間に主ポケツト１
４が形成されている。主ポケツト１４は内部に溜
まつた不純物を取り出しやすいように先細りに形
成されている。

また、タンク１の上記主ポケツト１４を形成す
る内側壁１３と対向する側壁（右側壁）の上方
に、水層２１の排出口２７が形成されており、上
記内側壁１３と高圧導電線１１の支持管２０の間
には、上記内側壁１３の上端部近くに、上記陰極
７と陽極６間の上方開口部を覆うように、多孔性
整流板１５が実質的に水平に設けられている。

更に、この多孔性整流板１５の上方には、タン
クの中央部から主ポケツト１４の上方に向けて上
方に傾斜した盲の邪魔板１６が設けられており、
この盲の邪魔板１６の上方は、多孔性板１７が垂
直に取付けられている。なお、多孔性整流板１
５、その上方に形成される傾斜した盲の邪魔板１
６及び垂直多孔性板１７はいずれも、タンク１を
前後方向に横切つて前後壁間全域に取付けられて
いる。

また、溶剤自動排出用パイプ２２は、その溶剤
吸込口２３が、タンク１内部の、整水器４の水平
位置より下方に位置するように取付けられている
ものであり、その溶剤排出口は、タンク１外部
で、主ポケツト１４の上端より上方に位置するよ
うになつている。

なお、図面の例では、該溶剤自動排出用パイプ
２２の途中に伸縮管２４が取付けられており、排
出口の高さの調節が可能となつている。

更に、この例では、タンク１の前後壁面に、補
助ポケツト１４′が設けられており、補助ポケツ
ト１４′の内側壁の上端１８′は、主ポケツト１４
の上端１８と同じ高さに形成されており、共にＶ
ノツチ形状となつている。

なお、主ポケツト１４と対向した位置にある右
壁上方には、処理済の水層２１の上澄液の水面２
６が溢流するように樋２５が設けられており、こ
の樋２５に排水口２７が取付けられている。

次に、この装置を使用した工業廃液の静電処理
方法について簡単に説明する。

まず、電気絶縁性または誘電性で水より比重の
大きな溶剤、例えばパークロルエチレンを濾過タ
ンク１内に流入口２より流入し、一定の液面１９
まで充満させ、更に、その上層には水道水を予定
水位まで流入し、水層２１を形成する。

次いで、陰極７に負の直流高電圧を印加する−
なお、本発明では内側電極を陽極とし、外側電極
を陰極とすることもでき、この場合は電極７が陽
極で、此れに直流正高電圧が印加されることとな
る−。

このように準備しておいて、被処理液〔タンク
１に充満した溶剤すなわちパークロルエチレンと
混合したエマルジヨン化した被処理液を使用する
のが好ましい〕を導入口３からタンク１内に導入
する。導入口３に導入された被処理液は速度が急
速に低下し、多数の小孔を設けた導入口３の外周
面によつて小さな粒滴となり、さらにその上方に
おいて多数の微小孔を設けたゆるやかな山形状の
整水器４によつて、より小さな粒滴となり陰極７
の中心に向かつて比重差により上昇する。

陰極７の斜面８に接して負に帯電した粒滴は、
静電場の作用で、陰極７に付設された極片の先端
から陽極６の方に高速度で吸引され、陽極斜面９
に達した粒滴は今度は正に帯電し、再び陰極７に
向かつて飛散する。粒滴が両極６，７間を往復飛
走する間に被処理液に含まれていた有機物質は、
溶剤溶液５に溶解し、また固形物その他の不純物
も水分から分離され、ゆるやかな速度で上昇し、
固形物その他の浮遊不純物は中間層を形成し、水
分は水層２１の下方より順次平面的に上昇し、押
し上げられた水面２６が樋２５に溢流し、排水口
２７から流出される。

この装置では、電極が主ポケツト１４の存在す
る内側壁１３の方に偏つて位置するため、静電分
離された水分及び固形物は、該内側壁１３に沿つ
て上方し、その上方に位置する多孔性整流板１５
に突き当たり、浮上速度が減速され、溶剤とより
よく分離され、これらは層状となつて、溶剤溶液
層５の上に浮上する。

次いで、浮上水中の浮遊不純物は、上方の水層
中で撹乱状を呈するが、多孔性整流板１５の上方
に位置する盲の斜角状邪魔板１６により、主ポケ
ツト１４上方に導かれ、主ポケツト１４内に自動
的に落下し、該不純物と分離された水が、その上
方に位置する垂直多孔性板１７を通過し、排水口
２７に向けて流れる。なお、主ポケツト１４は先
細りに形成されているため、不純物は速やかに沈
降濃縮され、その下端の取り出し口から排出でき
る。なお、多孔性整流板１５の存在しない側、タ
ンク１右側の溶剤溶液層に浮上してきた不純物
は、補助ポケツト１４′に落下する。補助ポケツ
ト１４′は、主ポケツト１４と同様に先細りに形
成されているが、ここに落下する不純物の量は少
量であるため、本装置では、主ポケツト１４より
浅く形成されている。

このようにして、本発明では、タンク１の片側
で非常に効率よく溶剤、水及び不純物の分離がな
され、しかも、その上に存在する多孔性整流板１
５、盲の斜角状邪魔板１６を経て、より精度よく
分離された水が、タンク１上方の垂直多孔性板１
７を通して、対向して存在する排水口２７に導か
れるので、被処理液から、再利用可能な状態で水
を回収することが可能となる。

更に、本発明では、タンク１内部の下方（電極
の下方であるのが好ましい）、被処理液の導入口
３上に配置された整水器４より下に、溶剤自動排
出用パイプ２２の溶剤吸込口２３を配置している
ため、比重の重い溶剤は、水分をほとんど含まな
い、純粋に近い状態で回収でき、そのまま再利用
可能となる。

本発明では、更に純粋な水を回収するために、
第２図の如く、盲の斜角状邪魔板１６と排水口２
７の間の水層２１中に、電着可能な多孔性吸着材
充填層２８を設けるのが好ましい。

この例では、活性炭を充填した筒状体が上下を
多孔性金属板２９で覆い、側面を盲の金属板３０
で互い違いに上下させて遮蔽した状態で３個並列
させて、多孔性吸着材充填層２８を形成している
ものであり、タンク１内で静電分離された水分
は、矢印の方向に、該多孔性吸着材充填層２８を
通り、排水口２７に導かれる。

該多孔性吸着材充填層２８の下方には、溶剤溶
液層５との間に水層２１がなお存在しているた
め、多孔性吸着材充填層２８を通る水は、常に電
荷を帯びた状態で移動し、溶剤や不純物を活性炭
（電着可能な多孔性吸着材）で非常に効率よく吸
着分離しうる。このようにして処理した水は、溶
剤含有量0.001ppm以下の、無害な状態で回収で
きる。

なお、活性炭の代わりに、多孔性吸着材とし
て、ステンレスウールなどを使用してもよい。

また、第３図の如く、波形の多孔性金属板２９
を積層して、多孔性吸着材充填層２８を形成して
もよい。

発明の効果 本発明では、非常にコンパクトにして、効率の
よい静電式濾過装置を提供できるため、クリーニ
ング店など小企業でも、使用済の塩素系溶剤など
を、効率よく処理回収可能となる。

なお、本発明では、処理後の水及び溶剤を共
に、そのまま再使用可能な状態で回収可能であ
り、特に、溶剤等による汚染水を処理するに当た
り、その含有溶剤の90％以上を回収可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一例を示す断面図、第
２図及び第３図はそれぞれ本発明の異なる装置の
要部断面図である。 １……タンク、３……被処理液導入口、４……
整水器、５……溶剤溶液、６……陽極、７……陰
極、１４……主ポケツト、１５……多孔性整流
板、１６……邪魔板、１７……多孔性板、２１…
…水層、２３……溶剤吸込口、２７……排水口、
２８……吸着材充填層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気絶縁性溶剤溶液を収容したタンクに、被
   処理液を導入するための入口を設け、前記タンク
   内部に前記溶剤溶液内において一対の電極を配置
   し、この電極間に高圧直流電圧を印加するように
   した静電式濾過装置であつて、前記タンクの側壁
   を二重壁にして、その内側壁と外側壁との間にポ
   ケツトを形成し、前記内側壁の上縁は前記溶剤溶
   液の液面よりも上方に形成し、溶剤溶液層の上面
   に形成される中間層の浮遊不純物が前記内側壁の
   上縁から前記ポケツトへ溢出するようにしたもの
   において、 上記一対の電極がタンク内部の片側に偏つて、
   水平面に対して25〜40°の角度で上方に傾斜して
   存在すること、 主ポケツトを、上記電極の上端縁が存在する側
   のタンク側壁に設けられていること、 上記タンク内部の、上記電極と上記主ポケツト
   を構成する上記内側壁上端部の間に多孔性整流板
   が実質的に水平に設けられていること、 上記多孔性整流板の上方にタンクの中央部から
   上記主ポケツトの上方に向けて上方に傾斜した盲
   の邪魔板が設けられており、かつ、該盲の邪魔板
   の上方には、実質的に垂直状態の多孔性板が取り
   つけられていること、 処理水の排水口が、タンクの、上記主ポケツト
   と対向する壁面の上方に設けられていること、 被処理液導入口が上記タンクの底部に設けられ
   ており、該導入口の上方に整水器が設けられてい
   ること、及び 溶剤自動排出用パイプの溶剤吸込口が、タンク
   内部で、上記整水器の水平位置より下方に位置す
   ることを特徴とする静電式濾過装置。 ２ タンク内部で、上記盲の邪魔板と上記排水口
   の間の水層中に、電着可能な多孔性吸着材充填層
   が、上記溶剤溶液層との間に間隔を開けた状態
   で、水層と接するように配置されていることを特
   徴とする請求項１記載の静電式濾過装置。