JP3819528B2 - 汚水処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、汚水を浄化する汚水浄化装置に関し、特に汚水からリンを除去する汚水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種汚水処理装置として、例えば特開平３−８９９９８号公報（Ｃ０２Ｆ ３／１２）が知られている。この汚水処理装置は鉄電極を電解して溶出した鉄イオンを汚水に供給し、汚水中のオルトリン酸と反応させて難溶性リン化合物として凝集、沈殿させて汚水中からリンを除去するものである。
【０００３】
しかしながら、１日に１ｇ／人のリンの除去が必要となり、例えば、５人家族の場合、鉄イオンを利用してリンを除去するとすると、約６００ｇ／月の鉄材が必要となる。汚水処理装置は、４ヶ月に１度の点検が義務づけられており、その点検時に電極を同時に交換するとすると、リンを除去するために２.４Ｋｇの鉄材が必要となる。ところが、電極として考えた場合、電極の汚水中に浸漬される量を考慮すると、実際の電極としては、約５Ｋｇ程度になると考えられ、取り扱いが不便となり、交換作業性が悪いものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、電極の取り扱い性を向上し、電極の交換作業性を向上し得る汚水処理装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の手段は、汚水が流入する流入口を有する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿槽と、溶出装置とを備え、該溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、前記嫌気槽内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、警報手段とを有し、前記制御回路は、印加電圧が所定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対の電極交換を促すべく、前記警報手段を作動させることを特徴とする。
【０００６】
本発明の第２の手段は、汚水が流入する流入口を有する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿槽と、溶出装置とを備え、該溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、前記嫌気槽内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、前記制御回路は、印加電圧が一定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対への電流の供給を停止することを特徴とする。
【０００７】
本発明の第３の手段は、汚水が流入する流入口を有する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿槽と、溶出装置とを備え、該溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、前記嫌気槽内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、前記制御回路は、前記検出回路により検出された各電極対の印加電圧が一定電圧未満になるように制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の第４の手段は、溶出装置を備えた汚水処理装置において、前記溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、汚水処理装置内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、警報手段とを有し、前記制御回路は、印加電圧が所定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対の電極交換を促すべく、前記警報手段を作動させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第５の手段は、溶出装置を備えた汚水処理装置において、前記溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、汚水処理装置内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、前記制御回路は、印加電圧が一定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対への電流の供給を停止することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第６の手段は、溶出装置を備えた汚水処理装置において、前記溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、汚水処理装置内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、前記制御回路は、前記検出回路により検出された各電極対の印加電圧が一定電圧未満になるように制御することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１乃至図１１に基づいて以下に詳述する。
【００１９】
１は地中に埋設されたタンクで、内部が、第１仕切壁２、第２仕切壁３及び第３仕切壁４により、後述する第１嫌気濾床槽５、第２嫌気濾床槽10、接触ばっ気槽14、沈殿槽19及び消毒槽21に区画されている。
【００２０】
５は生活雑排水が流入する流入口６を有する第１嫌気濾床槽、７は前記第２嫌気濾床槽５内に配設された第１嫌気濾床で、第１嫌気濾床槽５内に流入した生活雑排水中に混入している難分解性の夾雑物を沈殿分離し、第１嫌気濾床７に付着した嫌気性微生物により有機物を嫌気分解すると共に、有機性の窒素をアンモニア性窒素に嫌気分解する。
【００２１】
８は第１移流管で、前記第１嫌気濾床槽５で嫌気分解された汚水を、第１仕切壁２上部を貫通する第１給水口９を介して後述する第２嫌気濾床槽10に供給するようになっている。
【００２２】
10は前記第１仕切壁２により第１嫌気濾床槽５と区画された第２嫌気濾床槽、11は前記第２嫌気濾床槽10内に配設された第２嫌気濾床で、第２嫌気濾床11により浮遊物質を捕捉し、嫌気性微生物により有機物を嫌気分解すると共に、有機性の窒素をアンモニア性窒素に嫌気分解する。
【００２３】
12は第２移流管で、前記第２嫌気濾床槽10で嫌気分解された汚水を、第２仕切壁３上部を貫通する第２給水口13を介して後述する接触ばっ気槽14に給水するようになっている。
【００２４】
14は前記第２仕切壁３により第２嫌気濾床槽10と区画された接触ばっ気槽で、第２嫌気濾床槽10で嫌気処理された汚水が第２移流管12を介して流入するようになっている。15は前記接触ばっ気槽14内に設けられた接触材、16は前記接触ばっ気槽14底部に配設された第１散気管で、多数の空気吹出口を形成すると共に、第１ブロアー17に接続され、第１ブロアー17から供給される空気を空気吹出口から放出して接触ばっ気槽14内を好気状態に維持して、汚水を好気性微生物により好気分解すると共に、硝酸菌や亜硝酸菌の働きによりアンモニア性窒素を硝酸性や亜硝酸性の窒素に分解するようになっている。
【００２５】
18は前記接触材15下部に配設され、多数の空気吹出口を有する第２散気管で、前記第１ブロアー17に接続されており、第１ブロアー17からの空気の供給は第１散気管16と第２散気管18のいずれかに一方に図示しない切替弁により切り替えられるようになっている。
【００２６】
前記切替弁は、通常第１散気管16側に第１ブロアー17からの空気を供給するように切り替えられており、第１散気管16の空気吹出口から空気を放出して接触ばっ気槽18内を好気状態に維持し、接触材15洗浄時には第２散気管18側に第１ブロアー17からの空気を供給するように切り替えられ、第２散気管18の空気吹出口から空気を放出させて接触材15に付着して増殖した生物膜を剥離するようになっている。
【００２７】
19は前記第３仕切壁４により接触ばっ気槽14と区画された沈殿槽で、第３仕切壁４底部に設けられ、接触ばっ気槽14と沈殿槽19とを連通する連通口20から流入する接触ばっ気槽14で好気分解された汚水を沈殿物と上澄み液とに分離するようになっている。また、前記沈殿槽19底面は接触ばっ気槽14に向かって傾斜して形成されており、沈殿槽19底面に堆積した沈殿物を連通口20から接触ばっ気槽14に戻すようになっている。
【００２８】
21は前記沈殿槽19上部に設けた消毒槽で、沈殿槽19で分離された上澄み液が流入するようになっている。22は前記消毒槽21に設けられた殺菌装置で、殺菌装置22内に収納された塩素系の薬品により消毒槽19に流入した汚水を消毒し、排水口23を介して消毒された汚水をタンク１外に排水するようになっている。
【００２９】
24は前記接触ばっ気槽14底部と第１嫌気濾床槽５上部とを連通する第１返送管、25は前記第１返送管24内に配設された第３散気管で、第２ブロアー26と接続され、該第２ブロアー26から供給される空気を空気吹出口から放出し、前記接触ばっ気槽14底部に堆積した沈殿物を第１返送管24を介して第１嫌気濾床槽５に戻すようになっている。
【００３０】
27は前記沈殿槽19と後述する分水計量装置29の流入室30とを連通する第２返送管、28は前記第２返送管27内に配設された第４散気管で、前記第２ブロアー26に接続されており、該第２ブロアー26からの空気を、図示しない切替弁により第３散気管25と第４散気管28のいずれか一方に供給するようになっている。
【００３１】
前記切替弁は、通常第４散気管28側に第２ブロアー26からの空気が供給されるように切り替えられて第４散気管28の空気吹出口から放出し、沈殿槽19内の上澄み液を第２返送管27内に吸い込んで、後述する分水計量装置29の流入室30に移送するようになっている。前記接触材15洗浄後には第２ブロアー26からの空気を第３散気管25に供給するように切り替え、第３散気管25の空気吹出口から空気を放出し、接触ばっ気槽14内の汚水を第１返送管24を通過させて第１嫌気濾床槽５に移送する。この流れに伴って接触ばっ気槽14底部に堆積した沈殿物を第１返送管24を介して第１嫌気濾床槽５に返送するようになっている。
【００３２】
29は前記沈殿槽19上部に配設された矩形箱状の分水計量装置で、後述する溶出槽37へ供給する汚水の流量を調整するようになっている。前記分水計量装置29は第２返送管27が接続される流入室30と、下部を開口した隔壁31にて前記流入室30と区画される中間室32と、該中間室32に流入した汚水が流入する第１分水室33及び第２分水室34とに区画している。
【００３３】
前記第１分水室33は後述する溶出槽37に連通すると共に、中間室32と第１分水室33とを区画する隔壁上部に形成されたＶ字状の切欠部35により中間室32と連通している。前記第２分水室34は接触ばっ気槽14上部に連通すると共に、中間室32と第２分水室34とを区画する隔壁に高さ調整可能に設けられた溢流堰板36によって開口面積が調整可能な開口を介して中間室32と連通している。そして、前記第２返送管27から分水計量装置29に供給された所定量の汚水を、前記溢流堰板36の高さを調整して開口面積を調整し、第２分水室34から接触ばっ気槽14に返送する汚水量を設定することにより、第１分水室33から溶出槽37に流入する汚水量を所望の水量に調節するようになっている。
【００３４】
37は前記第１分水室33内の所定量の汚水が流入する矩形箱状の溶出槽で、電極ユニット38が着脱自在に接続される給電部39を有しており、該給電部39には電極ユニット38の接続端子部45が着脱自在に接続される接続部40が設けられ、前記接続部40の給電端子41は電源装置42に接続され、電源装置42から直流定電圧が供給されている。
【００３５】
前記電極ユニット38は、絶縁体にて形成された上下部材からなるカバー43、該カバー43に上端が固定支持された鉄材からなる電極44、前記カバー43一側部に突出形成され、電極44に電気的に接続される図示しない端子を有する接続端子部45とを有している。
【００３６】
そして、図２及び図３に示す如く、各電極ユニット38の接続端子部45を溶出槽37の給電部39に接続し、接続端子部45の端子を給電部40の給電端子41に電気的に接続することにより、各電極ユニット38は電源装置42に並列に接続される。
【００３７】
前記溶出槽37、電極ユニット38及び電源装置42により溶出装置を構成しており、該溶出装置は、４対の電極44間に電源装置42から直流定電流を印加して溶出槽37内に流入した汚水に電極44から鉄イオンを溶出するようになっている。
【００３８】
46は前記溶出槽37底部に配設され、多数の空気吹出口を有する第５散気管で、第３ブロアー47に接続され、第３ブロアー47からの空気を空気吹出口から放出することにより溶出槽37の電極44に付着する汚泥等を洗浄すると共に、電極44から溶出した２価の鉄イオンを３価の鉄イオンに酸化するようになっている。
【００３９】
48は前記第１ブロアー17、第２ブロアー26、電源装置39及び第３ブロアー57等を制御する制御回路である。
【００４０】
49は鉄イオン溶出量を調整するスイッチで、施工業者等がスイッチ49のツマミ50を操作して指針51を実使用人数に合わせることにより、制御回路48がスイッチ49の操作に基づいて電極44に印加する電流を実使用人数に合わせた鉄イオン溶出量となる値に制御するようになっている。
【００４１】
52は前記溶出槽37と第１嫌気濾床槽５上部とを連通する第３返送管で、第１嫌気濾床槽５側が低くなるように傾斜して設けられ、溶出槽37内で溶出した鉄イオンを含んだ汚水を第１嫌気濾床槽５に返送するようになっている。
【００４２】
53は前記第１仕切壁２上部の第１嫌気濾床槽５及び第２嫌気濾床槽10に対応する位置に形成された第１点検口で、蓋体54により開閉自在に閉塞されており、第１嫌気濾床槽５及び第２嫌気濾床槽10内の点検や、第１嫌気濾床槽５及び第２嫌気濾床槽10底部に堆積した汚泥を吸引排除を行うようになっている。
【００４３】
55は前記接触ばっ気槽14及び溶出槽37に対応する位置に設けられた第２点検口で、蓋体56により開閉自在に閉塞されており、接触ばっ気槽14及び溶出槽37の点検や、電極ユニット38の交換等を行うようになっている。57は前記殺菌装置22に対応する位置に設けられた第３点検口で、蓋体58により開閉自在に閉塞されており、殺菌装置22への塩素系の薬品補給等を行うようになっている。
【００４４】
而して、家庭から排出された生活雑排水等の汚水は、流入口６から第１嫌気濾床槽５に流入する。第１嫌気濾床槽５内に流入した汚水は、第１嫌気濾床７によって生活雑排水中のトイレットペーパー等の比較的粗大な固形物や夾雑物が除去され、各処理槽での処理を円滑に行うための予備的処理を行うと共に、除去した固形物、夾雑物及び第１嫌気濾床７を通過する汚水を嫌気性微生物の働きにより嫌気分解してＢＯＤを低減させ、有機性の窒素をアンモニア性の窒素に嫌気分解する。汚水を嫌気分解することにより発生した汚泥は、第１嫌気濾床槽５底部に堆積する。
【００４５】
第１嫌気濾床槽５で嫌気分解された汚水は、第１移流管８の第１給水口９から第２嫌気濾床槽10に流入する。第２嫌気濾床槽10に流入した汚水は、嫌気性微生物の働きにより有機物を嫌気分解し、ＢＯＤを低減すると共に、有機性の窒素をアンモニア性の窒素に嫌気分解する。汚水を嫌気分解することにより発生した汚泥は、第２嫌気濾床槽10底部に堆積する。
【００４６】
第２嫌気濾床槽10で嫌気分解された汚水は、第２移流管12の第２給水口13から接触ばっ気槽14に流入する。接触ばっ気槽14に流入した汚水は、第１ブロアー17から供給される空気によって攪拌されると共に、汚水中に酸素が供給される。そして、汚水は、接触材15の表面に付着した好気性微生物の働きにより好気分解されると共に、有機リン酸塩等がオルトリン酸に分解され、アンモニア性窒素が硝酸性窒素や亜硝酸性窒素に分解される。
【００４７】
接触ばっ気槽14で処理された汚水は、接触ばっ気槽14底部の連通口20から沈殿槽19に流入する。沈殿槽19に流入した汚水は、沈殿槽19内を上昇する間に沈降性物質が沈降して連通口20から接触ばっ気槽14に戻り、上澄み液は消毒槽21に流入し、消毒装置22により消毒されて排水口23からタンク１外に排水される。
【００４８】
第２ブロアー26の作動により第４散気管28の空気吹出口から空気が放出され、それに伴って沈殿槽19内の汚水の一部が分水計量装置29の流入室30に流入し、中間室32で整流されて第１分水室33と第２分水室34に流入し、第１分水室33に流入した汚水は溶出槽37に、第２分水室34に流入した汚水は接触ばっ気槽14に返送される。
【００４９】
溶出槽37に流入した汚水には、鉄材からなる電極44間に直流定電流を印加することにより電極44から鉄イオンが溶出される。溶出槽37内の汚水は、第５散気管46から放出される空気により攪拌され、汚泥等が電極44表面に付着することによる鉄イオン溶出効率が低下するのを防止すると共に、供給される空気中の酸素を利用して電極44から溶出した２価の鉄イオンをオルトリン酸と反応する３価の鉄イオンに酸化させて脱リン効率を向上させている。
【００５０】
溶出槽37で溶出され３価となった鉄イオンは、第３返送管52により第１嫌気濾床槽５に返送され、汚水中のオルトリン酸と反応し、難溶性のリン化合物として凝集、沈殿する。
【００５１】
沈殿槽19から第１嫌気濾床槽５に返送された汚水中の硝酸性窒素や亜硝酸性窒素は、第１嫌気濾床槽５に存在する脱窒菌により還元され、窒素ガスとして空気中に放散される。
【００５２】
溶出槽37から第１嫌気濾床槽５に返送される汚水は、溶存酸素濃度が極端に高い接触ばっ気槽14からではなく、沈殿槽19から供給したものであり、しかも、第３ブロアー47から第５散気管46を介して溶出槽37に供給される空気は、溶出した２価の鉄イオンを３価に酸化するために必要な空気量に設定しているので、第１嫌気濾床槽５における嫌気性微生物に対する影響は極力低減される。
【００５３】
居住面積の広い家に少人数で住んでいる場合、居住人数以上のリン除去能力を有する汚水処理装置を設置することになり、過剰に溶出した鉄イオンがオルトリン酸と反応する他に水酸基と反応して水酸化第２鉄となって汚泥として沈殿するので、汚泥の引き抜き回数が増加する等の問題がある。
【００５４】
そこで、本実施の形態では、スイッチ49を操作して実使用人数を設定することにより電極44に印加する電流値を調節し、実使用人数に対応する量の鉄イオンを溶出させている。
【００５５】
電極44は複数対設けることにより各電極対の重量を軽減することができ、さらに電極対を電極ユニット38としているので、より取り扱いを容易にすることができると共に、各電極44は電源装置42に並列に接続しているので、電極ユニット38のいずれかの接続不良が生じたとしても、他の電極44からの鉄イオンの供給を継続することができ、リン除去を継続して行うことができる。
【００５６】
溶出槽37の給電部39は、電源装置42にそれぞれ個々に接続されても良く、また、共通の給電線によって接続されてもよい。
【００５７】
電極44からの鉄イオンからの溶出によって電極44が減少すると、電極44に直流定電流を供給しているため、電圧が上昇する。この電圧の上昇を制御回路48に設けた検出回路により検出し、印加電圧が所定電圧（本実施の形態では２０Ｖ）以上になると図示しない警報手段により電極ユニット38の交換を指示する警報を発生する。さらに、制御回路48は電極ユニット38の交換がなかなかなされず、電極44がさらに減少して印加電圧が上昇した際には、電源装置42からの印加電圧が一定電圧（本実施の形態では２５Ｖ）未満になるように制御している。即ち、蓋体56を開放して点検を行うが、点検の際、雨などで蓋体56が濡れて水系によって電極44に蓋体56が電気的に接続されていた場合には、点検者が感電する可能性があり、その際における人体への影響を最小限にするため、印加電圧を一定電圧以上に上昇させないようにしている。
【００５８】
尚、上述の実施の形態では、印加電圧が一定電圧未満となるように制御して、鉄イオンの溶出が停止することのないようにしたが、点検業者が短期間の内に電極ユニット38を交換すると推測されることから、印加電圧が一定電圧以上（本実施の形態では２５Ｖ）になったことを検出すると、電極43への電流の供給を停止させ、安全性の向上を図ると共に、電極43への電流供給を停止したことを表示するようにしてもよい。
【００５９】
上記各実施の形態において、溶出槽37の給電部40を電源装置42に個々に接続し、各給電部40の電圧を検出する構成とすることにより、どの給電部40に接続された電源ユニット38の電極44が減少しているかを確実に検出することができる。
【００６０】
また、溶出槽37の給電部40を共通の給電線を用いて電源装置42に接続し、給電線に供給される電圧を検出する構成としてもよい。この構成であれば、構成を簡素化することができ、各電極ユニット38を同時に一括交換することがメンテナンス効率の点から好ましいことに鑑み、経済的、構成的に有用な構成とすることができる。
【００６１】
また、上記実施の形態では、両電極に鉄材を用いたが、陽極側に鉄材を用い、陰極側にチタンや白金等の不溶性材料を用いた構成としてもよい。
【００６２】
上記実施の形態において、鉄材からなる電極44を長期にわたって溶出槽37内の汚水中に浸漬していると、電極44表面に酸化被膜が発生し、不動態化状態となって鉄イオンの溶出が徐々に減少し、脱リン性能が低下する問題が発生する。
【００６３】
従って、図８に示す実施の形態の如く、鉄材からなる一対の電極間に直流定電流を印加し、その電流を所定時間ごとに極性転換する構成とすることが好ましい。長期にわたって使用していると、陽極側の鉄材表面には、酸化被膜が発生するが、陰極側の鉄材表面は、陰極側鉄材から発生する水素ガスにより洗浄され、酸化被膜は生じない。よって、陽極側の鉄材表面に酸化被膜が発生して鉄イオンの溶出が減少するまでの時間間隔で極性を転換することにより、鉄イオンの溶出を略一定に維持することができ、脱リン性能を一定に維持することができる。
【００６４】
また、この構成では、両電極を鉄材とすることにより、常時陽極側電極となる鉄材から鉄イオンが溶出して汚水に供給されるため、脱リン性能を常時一定の状態に維持することができる。
【００６５】
上記実施の形態では、１〜１.２Ａの直流定電流を印加している。また、電流を極性転換する時間間隔は、鉄イオン溶出理論値に対する実溶出量が約９０％以上となる約４分以上、鉄材表面に酸化被膜が発生する２ヶ月以内とすればよいが、極性を転換するスイッチング素子の耐久性を向上させるため及び陽極側電極となる鉄材のみが鉄イオンの溶出により減少するのを防止して両電極を略均一な減少状態とするために、１週間以内、好ましくは１日以内、本実施の形態では、４時間ごとに極性を転換するようにしている。
【００６６】
また、図９に示す実施の形態の如く、電極の少なくとも陽極側に鉄材を用い、両電極間に直流定電圧を印加し、所定時間毎にパルス状に印加電流を増大させる構成としてもよい。この構成においては、パルス状に印加電流を増大させることにより、陽極側鉄材表面に発生した酸化被膜を剥離させることができ、鉄イオンの溶出を略一定に維持して脱リン性能を一定に維持することができる。
【００６７】
上記実施の形態においては、１〜１.２Ａの直流定電流を印加し、４時間当たり合計２４分間の間３〜４Ａのパルス電流を印加している。
【００６８】
さらに、上述した２つの実施の形態の構成を組み合わせ、図１０に示す実施の形態の如く、鉄材からなる一対の電極間に直流定電流を印加し、その電流を所定時間毎に極性転換すると共に、パルス状に印加電流を増大させる構成としてもよい。極性転換するまでの時間が長い場合には、陽極側の鉄材表面に酸化被膜が生じており、極性を転換することによって水素ガスにより洗浄して酸化被膜を剥離することができるが、酸化被膜が剥離されるまでに若干の時間を必要とし、酸化被膜が剥離されるまでの間の電気的抵抗が大きいため、消費電力が増大するおそれがある。
【００６９】
従って、上記構成としてパルス状に印加電流を増大させることにより陽極から陰極に転換した鉄材表面の酸化被膜を短時間に除去することができ、消費電力の増大を防止することができる。
【００７０】
上記実施の形態において、印加電流の極性転換時期、印加電流、印加電流を増大する時間等は上述の２つの実施の形態と同様に設定することが好ましい。
【００７１】
尚、上記各実施の形態においては、電極に鉄材を用いたが、アルミニウムを用いた構成としてもよい。この構成であれば、アルミニウムイオンの過剰溶出による水不溶性の水酸化アルミニウムの発生を防止でき、汚泥の引き抜き回数を減少することができると共に、過剰に溶出したアルミニウムイオンが汚水処理装置外に排出されることによる周囲環境の悪化を防止することができる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明の請求項１および４の構成によれば、電極を複数対設けることにより各電極対の重量を軽減することができ、さらに各電極対を電極ユニット化しているので、 取り扱いを容易にすることができると共に、各電極を電源に並列に接続しているので、接続不良等によりいずれかの電極に対して電流供給が良好になされていない場合においても、他の電極から鉄イオンまたはアルミニウムイオンの供給を継続することができ、リンの除去を行うことができる。また、電極に直流定電流を供給することにより、イオンの発生量を一定に維持することができ、リン除去能力を一定に維持することができる等の効果を奏する。また、いずれかの電極への印加電圧が所定電圧以上になった際に警報を発生させることにより、電極の交換を促すことができ、メンテナンス効率を向上することができる等の効果を奏する。
【００７９】
本発明の請求項２および５の構成によれば、電極を複数対設けることにより各電極対の重量を軽減することができ、さらに各電極対を電極ユニット化しているので、取り扱いを容易にすることができると共に、各電極を電源に並列に接続しているので、接続不良等によりいずれかの電極に対して電流供給が良好になされていない場合においても、他の電極から鉄イオンまたはアルミニウムイオンの供給を継続することができ、リンの除去を行うことができる。また、電極に直流定電流を供給することにより、イオンの発生量を一定に維持することができ、リン除去能力を一定に維持することができる等の効果を奏する。また、電極への印加電圧が所定電圧以上になった際に電極への通電を停止するので、電極の交換時の感電事故を防止することができる等の効果を奏する。
【００８０】
本発明の請求項３および６の構成によれば、電極を複数対設けることにより各電極対の重量を軽減することができ、さらに各電極対を電極ユニット化しているので、取り扱いを容易にすることができると共に、各電極を電源に並列に接続しているので、接続不良等によりいずれかの電極に対して電流供給が良好になされていない場合においても、他の電極から鉄イオンまたはアルミニウムイオンの供給を継続することができ、リンの除去を行うことができる。また、電極に直流定電流を供給することにより、イオンの発生量を一定に維持することができ、リン除去能力を一定に維持することができる等の効果を奏する。また、各電極への印加電圧を一定電圧未満になるように制御するので、電極の交換時の感電事故を防止することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の汚水処理装置の回路図である。
【図２】同溶出装置の分解斜視図である。
【図３】同溶出装置の断面図である。
【図４】同汚水処理装置の縦断面図である。
【図５】同汚水処理装置の横断面図である。
【図６】同分水計量装置の斜視図である。
【図７】同スイッチの拡大図である。
【図８】同溶出装置の電極に印加する直流電流のパターン図である。
【図９】同溶出装置の電極に印加する直流電流のパターン図である。
【図１０】同溶出装置の電極に印加する直流電流のパターン図である。
【符号の説明】
５ 第１嫌気濾床槽
10 第２嫌気濾床槽
14 接触ばっ気槽
19 沈殿槽
37 溶出槽
42 電源装置
44 電極
48 制御回路
【発明の属する分野】
本発明は、汚水を浄化する汚水浄化装置に関し、特に汚水からリンを除去する汚水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種汚水処理装置として、例えば特開平３−８９９９８号公報（Ｃ０２Ｆ ３／１２）が知られている。この汚水処理装置は鉄電極を電解して溶出した鉄イオンを汚水に供給し、汚水中のオルトリン酸と反応させて難溶性リン化合物として凝集、沈殿させて汚水中からリンを除去するものである。
【０００３】
しかしながら、１日に１ｇ／人のリンの除去が必要となり、例えば、５人家族の場合、鉄イオンを利用してリンを除去するとすると、約６００ｇ／月の鉄材が必要となる。汚水処理装置は、４ヶ月に１度の点検が義務づけられており、その点検時に電極を同時に交換するとすると、リンを除去するために２.４Ｋｇの鉄材が必要となる。ところが、電極として考えた場合、電極の汚水中に浸漬される量を考慮すると、実際の電極としては、約５Ｋｇ程度になると考えられ、取り扱いが不便となり、交換作業性が悪いものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、電極の取り扱い性を向上し、電極の交換作業性を向上し得る汚水処理装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の手段は、汚水が流入する流入口を有する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿槽と、溶出装置とを備え、該溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、前記嫌気槽内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、警報手段とを有し、前記制御回路は、印加電圧が所定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対の電極交換を促すべく、前記警報手段を作動させることを特徴とする。
【０００６】
本発明の第２の手段は、汚水が流入する流入口を有する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿槽と、溶出装置とを備え、該溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、前記嫌気槽内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、前記制御回路は、印加電圧が一定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対への電流の供給を停止することを特徴とする。
【０００７】
本発明の第３の手段は、汚水が流入する流入口を有する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿槽と、溶出装置とを備え、該溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、前記嫌気槽内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、前記制御回路は、前記検出回路により検出された各電極対の印加電圧が一定電圧未満になるように制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の第４の手段は、溶出装置を備えた汚水処理装置において、前記溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、汚水処理装置内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、警報手段とを有し、前記制御回路は、印加電圧が所定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対の電極交換を促すべく、前記警報手段を作動させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第５の手段は、溶出装置を備えた汚水処理装置において、前記溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、汚水処理装置内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、前記制御回路は、印加電圧が一定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対への電流の供給を停止することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第６の手段は、溶出装置を備えた汚水処理装置において、前記溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、汚水処理装置内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、前記制御回路は、前記検出回路により検出された各電極対の印加電圧が一定電圧未満になるように制御することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１乃至図１１に基づいて以下に詳述する。
【００１９】
１は地中に埋設されたタンクで、内部が、第１仕切壁２、第２仕切壁３及び第３仕切壁４により、後述する第１嫌気濾床槽５、第２嫌気濾床槽10、接触ばっ気槽14、沈殿槽19及び消毒槽21に区画されている。
【００２０】
５は生活雑排水が流入する流入口６を有する第１嫌気濾床槽、７は前記第２嫌気濾床槽５内に配設された第１嫌気濾床で、第１嫌気濾床槽５内に流入した生活雑排水中に混入している難分解性の夾雑物を沈殿分離し、第１嫌気濾床７に付着した嫌気性微生物により有機物を嫌気分解すると共に、有機性の窒素をアンモニア性窒素に嫌気分解する。
【００２１】
８は第１移流管で、前記第１嫌気濾床槽５で嫌気分解された汚水を、第１仕切壁２上部を貫通する第１給水口９を介して後述する第２嫌気濾床槽10に供給するようになっている。
【００２２】
10は前記第１仕切壁２により第１嫌気濾床槽５と区画された第２嫌気濾床槽、11は前記第２嫌気濾床槽10内に配設された第２嫌気濾床で、第２嫌気濾床11により浮遊物質を捕捉し、嫌気性微生物により有機物を嫌気分解すると共に、有機性の窒素をアンモニア性窒素に嫌気分解する。
【００２３】
12は第２移流管で、前記第２嫌気濾床槽10で嫌気分解された汚水を、第２仕切壁３上部を貫通する第２給水口13を介して後述する接触ばっ気槽14に給水するようになっている。
【００２４】
14は前記第２仕切壁３により第２嫌気濾床槽10と区画された接触ばっ気槽で、第２嫌気濾床槽10で嫌気処理された汚水が第２移流管12を介して流入するようになっている。15は前記接触ばっ気槽14内に設けられた接触材、16は前記接触ばっ気槽14底部に配設された第１散気管で、多数の空気吹出口を形成すると共に、第１ブロアー17に接続され、第１ブロアー17から供給される空気を空気吹出口から放出して接触ばっ気槽14内を好気状態に維持して、汚水を好気性微生物により好気分解すると共に、硝酸菌や亜硝酸菌の働きによりアンモニア性窒素を硝酸性や亜硝酸性の窒素に分解するようになっている。
【００２５】
18は前記接触材15下部に配設され、多数の空気吹出口を有する第２散気管で、前記第１ブロアー17に接続されており、第１ブロアー17からの空気の供給は第１散気管16と第２散気管18のいずれかに一方に図示しない切替弁により切り替えられるようになっている。
【００２６】
前記切替弁は、通常第１散気管16側に第１ブロアー17からの空気を供給するように切り替えられており、第１散気管16の空気吹出口から空気を放出して接触ばっ気槽18内を好気状態に維持し、接触材15洗浄時には第２散気管18側に第１ブロアー17からの空気を供給するように切り替えられ、第２散気管18の空気吹出口から空気を放出させて接触材15に付着して増殖した生物膜を剥離するようになっている。
【００２７】
19は前記第３仕切壁４により接触ばっ気槽14と区画された沈殿槽で、第３仕切壁４底部に設けられ、接触ばっ気槽14と沈殿槽19とを連通する連通口20から流入する接触ばっ気槽14で好気分解された汚水を沈殿物と上澄み液とに分離するようになっている。また、前記沈殿槽19底面は接触ばっ気槽14に向かって傾斜して形成されており、沈殿槽19底面に堆積した沈殿物を連通口20から接触ばっ気槽14に戻すようになっている。
【００２８】
21は前記沈殿槽19上部に設けた消毒槽で、沈殿槽19で分離された上澄み液が流入するようになっている。22は前記消毒槽21に設けられた殺菌装置で、殺菌装置22内に収納された塩素系の薬品により消毒槽19に流入した汚水を消毒し、排水口23を介して消毒された汚水をタンク１外に排水するようになっている。
【００２９】
24は前記接触ばっ気槽14底部と第１嫌気濾床槽５上部とを連通する第１返送管、25は前記第１返送管24内に配設された第３散気管で、第２ブロアー26と接続され、該第２ブロアー26から供給される空気を空気吹出口から放出し、前記接触ばっ気槽14底部に堆積した沈殿物を第１返送管24を介して第１嫌気濾床槽５に戻すようになっている。
【００３０】
27は前記沈殿槽19と後述する分水計量装置29の流入室30とを連通する第２返送管、28は前記第２返送管27内に配設された第４散気管で、前記第２ブロアー26に接続されており、該第２ブロアー26からの空気を、図示しない切替弁により第３散気管25と第４散気管28のいずれか一方に供給するようになっている。
【００３１】
前記切替弁は、通常第４散気管28側に第２ブロアー26からの空気が供給されるように切り替えられて第４散気管28の空気吹出口から放出し、沈殿槽19内の上澄み液を第２返送管27内に吸い込んで、後述する分水計量装置29の流入室30に移送するようになっている。前記接触材15洗浄後には第２ブロアー26からの空気を第３散気管25に供給するように切り替え、第３散気管25の空気吹出口から空気を放出し、接触ばっ気槽14内の汚水を第１返送管24を通過させて第１嫌気濾床槽５に移送する。この流れに伴って接触ばっ気槽14底部に堆積した沈殿物を第１返送管24を介して第１嫌気濾床槽５に返送するようになっている。
【００３２】
29は前記沈殿槽19上部に配設された矩形箱状の分水計量装置で、後述する溶出槽37へ供給する汚水の流量を調整するようになっている。前記分水計量装置29は第２返送管27が接続される流入室30と、下部を開口した隔壁31にて前記流入室30と区画される中間室32と、該中間室32に流入した汚水が流入する第１分水室33及び第２分水室34とに区画している。
【００３３】
前記第１分水室33は後述する溶出槽37に連通すると共に、中間室32と第１分水室33とを区画する隔壁上部に形成されたＶ字状の切欠部35により中間室32と連通している。前記第２分水室34は接触ばっ気槽14上部に連通すると共に、中間室32と第２分水室34とを区画する隔壁に高さ調整可能に設けられた溢流堰板36によって開口面積が調整可能な開口を介して中間室32と連通している。そして、前記第２返送管27から分水計量装置29に供給された所定量の汚水を、前記溢流堰板36の高さを調整して開口面積を調整し、第２分水室34から接触ばっ気槽14に返送する汚水量を設定することにより、第１分水室33から溶出槽37に流入する汚水量を所望の水量に調節するようになっている。
【００３４】
37は前記第１分水室33内の所定量の汚水が流入する矩形箱状の溶出槽で、電極ユニット38が着脱自在に接続される給電部39を有しており、該給電部39には電極ユニット38の接続端子部45が着脱自在に接続される接続部40が設けられ、前記接続部40の給電端子41は電源装置42に接続され、電源装置42から直流定電圧が供給されている。
【００３５】
前記電極ユニット38は、絶縁体にて形成された上下部材からなるカバー43、該カバー43に上端が固定支持された鉄材からなる電極44、前記カバー43一側部に突出形成され、電極44に電気的に接続される図示しない端子を有する接続端子部45とを有している。
【００３６】
そして、図２及び図３に示す如く、各電極ユニット38の接続端子部45を溶出槽37の給電部39に接続し、接続端子部45の端子を給電部40の給電端子41に電気的に接続することにより、各電極ユニット38は電源装置42に並列に接続される。
【００３７】
前記溶出槽37、電極ユニット38及び電源装置42により溶出装置を構成しており、該溶出装置は、４対の電極44間に電源装置42から直流定電流を印加して溶出槽37内に流入した汚水に電極44から鉄イオンを溶出するようになっている。
【００３８】
46は前記溶出槽37底部に配設され、多数の空気吹出口を有する第５散気管で、第３ブロアー47に接続され、第３ブロアー47からの空気を空気吹出口から放出することにより溶出槽37の電極44に付着する汚泥等を洗浄すると共に、電極44から溶出した２価の鉄イオンを３価の鉄イオンに酸化するようになっている。
【００３９】
48は前記第１ブロアー17、第２ブロアー26、電源装置39及び第３ブロアー57等を制御する制御回路である。
【００４０】
49は鉄イオン溶出量を調整するスイッチで、施工業者等がスイッチ49のツマミ50を操作して指針51を実使用人数に合わせることにより、制御回路48がスイッチ49の操作に基づいて電極44に印加する電流を実使用人数に合わせた鉄イオン溶出量となる値に制御するようになっている。
【００４１】
52は前記溶出槽37と第１嫌気濾床槽５上部とを連通する第３返送管で、第１嫌気濾床槽５側が低くなるように傾斜して設けられ、溶出槽37内で溶出した鉄イオンを含んだ汚水を第１嫌気濾床槽５に返送するようになっている。
【００４２】
53は前記第１仕切壁２上部の第１嫌気濾床槽５及び第２嫌気濾床槽10に対応する位置に形成された第１点検口で、蓋体54により開閉自在に閉塞されており、第１嫌気濾床槽５及び第２嫌気濾床槽10内の点検や、第１嫌気濾床槽５及び第２嫌気濾床槽10底部に堆積した汚泥を吸引排除を行うようになっている。
【００４３】
55は前記接触ばっ気槽14及び溶出槽37に対応する位置に設けられた第２点検口で、蓋体56により開閉自在に閉塞されており、接触ばっ気槽14及び溶出槽37の点検や、電極ユニット38の交換等を行うようになっている。57は前記殺菌装置22に対応する位置に設けられた第３点検口で、蓋体58により開閉自在に閉塞されており、殺菌装置22への塩素系の薬品補給等を行うようになっている。
【００４４】
而して、家庭から排出された生活雑排水等の汚水は、流入口６から第１嫌気濾床槽５に流入する。第１嫌気濾床槽５内に流入した汚水は、第１嫌気濾床７によって生活雑排水中のトイレットペーパー等の比較的粗大な固形物や夾雑物が除去され、各処理槽での処理を円滑に行うための予備的処理を行うと共に、除去した固形物、夾雑物及び第１嫌気濾床７を通過する汚水を嫌気性微生物の働きにより嫌気分解してＢＯＤを低減させ、有機性の窒素をアンモニア性の窒素に嫌気分解する。汚水を嫌気分解することにより発生した汚泥は、第１嫌気濾床槽５底部に堆積する。
【００４５】
第１嫌気濾床槽５で嫌気分解された汚水は、第１移流管８の第１給水口９から第２嫌気濾床槽10に流入する。第２嫌気濾床槽10に流入した汚水は、嫌気性微生物の働きにより有機物を嫌気分解し、ＢＯＤを低減すると共に、有機性の窒素をアンモニア性の窒素に嫌気分解する。汚水を嫌気分解することにより発生した汚泥は、第２嫌気濾床槽10底部に堆積する。
【００４６】
第２嫌気濾床槽10で嫌気分解された汚水は、第２移流管12の第２給水口13から接触ばっ気槽14に流入する。接触ばっ気槽14に流入した汚水は、第１ブロアー17から供給される空気によって攪拌されると共に、汚水中に酸素が供給される。そして、汚水は、接触材15の表面に付着した好気性微生物の働きにより好気分解されると共に、有機リン酸塩等がオルトリン酸に分解され、アンモニア性窒素が硝酸性窒素や亜硝酸性窒素に分解される。
【００４７】
接触ばっ気槽14で処理された汚水は、接触ばっ気槽14底部の連通口20から沈殿槽19に流入する。沈殿槽19に流入した汚水は、沈殿槽19内を上昇する間に沈降性物質が沈降して連通口20から接触ばっ気槽14に戻り、上澄み液は消毒槽21に流入し、消毒装置22により消毒されて排水口23からタンク１外に排水される。
【００４８】
第２ブロアー26の作動により第４散気管28の空気吹出口から空気が放出され、それに伴って沈殿槽19内の汚水の一部が分水計量装置29の流入室30に流入し、中間室32で整流されて第１分水室33と第２分水室34に流入し、第１分水室33に流入した汚水は溶出槽37に、第２分水室34に流入した汚水は接触ばっ気槽14に返送される。
【００４９】
溶出槽37に流入した汚水には、鉄材からなる電極44間に直流定電流を印加することにより電極44から鉄イオンが溶出される。溶出槽37内の汚水は、第５散気管46から放出される空気により攪拌され、汚泥等が電極44表面に付着することによる鉄イオン溶出効率が低下するのを防止すると共に、供給される空気中の酸素を利用して電極44から溶出した２価の鉄イオンをオルトリン酸と反応する３価の鉄イオンに酸化させて脱リン効率を向上させている。
【００５０】
溶出槽37で溶出され３価となった鉄イオンは、第３返送管52により第１嫌気濾床槽５に返送され、汚水中のオルトリン酸と反応し、難溶性のリン化合物として凝集、沈殿する。
【００５１】
沈殿槽19から第１嫌気濾床槽５に返送された汚水中の硝酸性窒素や亜硝酸性窒素は、第１嫌気濾床槽５に存在する脱窒菌により還元され、窒素ガスとして空気中に放散される。
【００５２】
溶出槽37から第１嫌気濾床槽５に返送される汚水は、溶存酸素濃度が極端に高い接触ばっ気槽14からではなく、沈殿槽19から供給したものであり、しかも、第３ブロアー47から第５散気管46を介して溶出槽37に供給される空気は、溶出した２価の鉄イオンを３価に酸化するために必要な空気量に設定しているので、第１嫌気濾床槽５における嫌気性微生物に対する影響は極力低減される。
【００５３】
居住面積の広い家に少人数で住んでいる場合、居住人数以上のリン除去能力を有する汚水処理装置を設置することになり、過剰に溶出した鉄イオンがオルトリン酸と反応する他に水酸基と反応して水酸化第２鉄となって汚泥として沈殿するので、汚泥の引き抜き回数が増加する等の問題がある。
【００５４】
そこで、本実施の形態では、スイッチ49を操作して実使用人数を設定することにより電極44に印加する電流値を調節し、実使用人数に対応する量の鉄イオンを溶出させている。
【００５５】
電極44は複数対設けることにより各電極対の重量を軽減することができ、さらに電極対を電極ユニット38としているので、より取り扱いを容易にすることができると共に、各電極44は電源装置42に並列に接続しているので、電極ユニット38のいずれかの接続不良が生じたとしても、他の電極44からの鉄イオンの供給を継続することができ、リン除去を継続して行うことができる。
【００５６】
溶出槽37の給電部39は、電源装置42にそれぞれ個々に接続されても良く、また、共通の給電線によって接続されてもよい。
【００５７】
電極44からの鉄イオンからの溶出によって電極44が減少すると、電極44に直流定電流を供給しているため、電圧が上昇する。この電圧の上昇を制御回路48に設けた検出回路により検出し、印加電圧が所定電圧（本実施の形態では２０Ｖ）以上になると図示しない警報手段により電極ユニット38の交換を指示する警報を発生する。さらに、制御回路48は電極ユニット38の交換がなかなかなされず、電極44がさらに減少して印加電圧が上昇した際には、電源装置42からの印加電圧が一定電圧（本実施の形態では２５Ｖ）未満になるように制御している。即ち、蓋体56を開放して点検を行うが、点検の際、雨などで蓋体56が濡れて水系によって電極44に蓋体56が電気的に接続されていた場合には、点検者が感電する可能性があり、その際における人体への影響を最小限にするため、印加電圧を一定電圧以上に上昇させないようにしている。
【００５８】
尚、上述の実施の形態では、印加電圧が一定電圧未満となるように制御して、鉄イオンの溶出が停止することのないようにしたが、点検業者が短期間の内に電極ユニット38を交換すると推測されることから、印加電圧が一定電圧以上（本実施の形態では２５Ｖ）になったことを検出すると、電極43への電流の供給を停止させ、安全性の向上を図ると共に、電極43への電流供給を停止したことを表示するようにしてもよい。
【００５９】
上記各実施の形態において、溶出槽37の給電部40を電源装置42に個々に接続し、各給電部40の電圧を検出する構成とすることにより、どの給電部40に接続された電源ユニット38の電極44が減少しているかを確実に検出することができる。
【００６０】
また、溶出槽37の給電部40を共通の給電線を用いて電源装置42に接続し、給電線に供給される電圧を検出する構成としてもよい。この構成であれば、構成を簡素化することができ、各電極ユニット38を同時に一括交換することがメンテナンス効率の点から好ましいことに鑑み、経済的、構成的に有用な構成とすることができる。
【００６１】
また、上記実施の形態では、両電極に鉄材を用いたが、陽極側に鉄材を用い、陰極側にチタンや白金等の不溶性材料を用いた構成としてもよい。
【００６２】
上記実施の形態において、鉄材からなる電極44を長期にわたって溶出槽37内の汚水中に浸漬していると、電極44表面に酸化被膜が発生し、不動態化状態となって鉄イオンの溶出が徐々に減少し、脱リン性能が低下する問題が発生する。
【００６３】
従って、図８に示す実施の形態の如く、鉄材からなる一対の電極間に直流定電流を印加し、その電流を所定時間ごとに極性転換する構成とすることが好ましい。長期にわたって使用していると、陽極側の鉄材表面には、酸化被膜が発生するが、陰極側の鉄材表面は、陰極側鉄材から発生する水素ガスにより洗浄され、酸化被膜は生じない。よって、陽極側の鉄材表面に酸化被膜が発生して鉄イオンの溶出が減少するまでの時間間隔で極性を転換することにより、鉄イオンの溶出を略一定に維持することができ、脱リン性能を一定に維持することができる。
【００６４】
また、この構成では、両電極を鉄材とすることにより、常時陽極側電極となる鉄材から鉄イオンが溶出して汚水に供給されるため、脱リン性能を常時一定の状態に維持することができる。
【００６５】
上記実施の形態では、１〜１.２Ａの直流定電流を印加している。また、電流を極性転換する時間間隔は、鉄イオン溶出理論値に対する実溶出量が約９０％以上となる約４分以上、鉄材表面に酸化被膜が発生する２ヶ月以内とすればよいが、極性を転換するスイッチング素子の耐久性を向上させるため及び陽極側電極となる鉄材のみが鉄イオンの溶出により減少するのを防止して両電極を略均一な減少状態とするために、１週間以内、好ましくは１日以内、本実施の形態では、４時間ごとに極性を転換するようにしている。
【００６６】
また、図９に示す実施の形態の如く、電極の少なくとも陽極側に鉄材を用い、両電極間に直流定電圧を印加し、所定時間毎にパルス状に印加電流を増大させる構成としてもよい。この構成においては、パルス状に印加電流を増大させることにより、陽極側鉄材表面に発生した酸化被膜を剥離させることができ、鉄イオンの溶出を略一定に維持して脱リン性能を一定に維持することができる。
【００６７】
上記実施の形態においては、１〜１.２Ａの直流定電流を印加し、４時間当たり合計２４分間の間３〜４Ａのパルス電流を印加している。
【００６８】
さらに、上述した２つの実施の形態の構成を組み合わせ、図１０に示す実施の形態の如く、鉄材からなる一対の電極間に直流定電流を印加し、その電流を所定時間毎に極性転換すると共に、パルス状に印加電流を増大させる構成としてもよい。極性転換するまでの時間が長い場合には、陽極側の鉄材表面に酸化被膜が生じており、極性を転換することによって水素ガスにより洗浄して酸化被膜を剥離することができるが、酸化被膜が剥離されるまでに若干の時間を必要とし、酸化被膜が剥離されるまでの間の電気的抵抗が大きいため、消費電力が増大するおそれがある。
【００６９】
従って、上記構成としてパルス状に印加電流を増大させることにより陽極から陰極に転換した鉄材表面の酸化被膜を短時間に除去することができ、消費電力の増大を防止することができる。
【００７０】
上記実施の形態において、印加電流の極性転換時期、印加電流、印加電流を増大する時間等は上述の２つの実施の形態と同様に設定することが好ましい。
【００７１】
尚、上記各実施の形態においては、電極に鉄材を用いたが、アルミニウムを用いた構成としてもよい。この構成であれば、アルミニウムイオンの過剰溶出による水不溶性の水酸化アルミニウムの発生を防止でき、汚泥の引き抜き回数を減少することができると共に、過剰に溶出したアルミニウムイオンが汚水処理装置外に排出されることによる周囲環境の悪化を防止することができる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明の請求項１および４の構成によれば、電極を複数対設けることにより各電極対の重量を軽減することができ、さらに各電極対を電極ユニット化しているので、 取り扱いを容易にすることができると共に、各電極を電源に並列に接続しているので、接続不良等によりいずれかの電極に対して電流供給が良好になされていない場合においても、他の電極から鉄イオンまたはアルミニウムイオンの供給を継続することができ、リンの除去を行うことができる。また、電極に直流定電流を供給することにより、イオンの発生量を一定に維持することができ、リン除去能力を一定に維持することができる等の効果を奏する。また、いずれかの電極への印加電圧が所定電圧以上になった際に警報を発生させることにより、電極の交換を促すことができ、メンテナンス効率を向上することができる等の効果を奏する。
【００７９】
本発明の請求項２および５の構成によれば、電極を複数対設けることにより各電極対の重量を軽減することができ、さらに各電極対を電極ユニット化しているので、取り扱いを容易にすることができると共に、各電極を電源に並列に接続しているので、接続不良等によりいずれかの電極に対して電流供給が良好になされていない場合においても、他の電極から鉄イオンまたはアルミニウムイオンの供給を継続することができ、リンの除去を行うことができる。また、電極に直流定電流を供給することにより、イオンの発生量を一定に維持することができ、リン除去能力を一定に維持することができる等の効果を奏する。また、電極への印加電圧が所定電圧以上になった際に電極への通電を停止するので、電極の交換時の感電事故を防止することができる等の効果を奏する。
【００８０】
本発明の請求項３および６の構成によれば、電極を複数対設けることにより各電極対の重量を軽減することができ、さらに各電極対を電極ユニット化しているので、取り扱いを容易にすることができると共に、各電極を電源に並列に接続しているので、接続不良等によりいずれかの電極に対して電流供給が良好になされていない場合においても、他の電極から鉄イオンまたはアルミニウムイオンの供給を継続することができ、リンの除去を行うことができる。また、電極に直流定電流を供給することにより、イオンの発生量を一定に維持することができ、リン除去能力を一定に維持することができる等の効果を奏する。また、各電極への印加電圧を一定電圧未満になるように制御するので、電極の交換時の感電事故を防止することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の汚水処理装置の回路図である。
【図２】同溶出装置の分解斜視図である。
【図３】同溶出装置の断面図である。
【図４】同汚水処理装置の縦断面図である。
【図５】同汚水処理装置の横断面図である。
【図６】同分水計量装置の斜視図である。
【図７】同スイッチの拡大図である。
【図８】同溶出装置の電極に印加する直流電流のパターン図である。
【図９】同溶出装置の電極に印加する直流電流のパターン図である。
【図１０】同溶出装置の電極に印加する直流電流のパターン図である。
【符号の説明】
５ 第１嫌気濾床槽
10 第２嫌気濾床槽
14 接触ばっ気槽
19 沈殿槽
37 溶出槽
42 電源装置
44 電極
48 制御回路
Claims (6)
- 汚水が流入する流入口を有する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿槽と、溶出装置とを備え、
該溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、
前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、前記嫌気槽内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、
更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、警報手段とを有し、
前記制御回路は、印加電圧が所定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対の電極交換を促すべく、前記警報手段を作動させることを特徴とする汚水処理装置。 - 汚水が流入する流入口を有する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿槽と、溶出装置とを備え、
該溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、
前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、前記嫌気槽内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、
更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、
前記制御回路は、印加電圧が一定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対への電流の供給を停止することを特徴とする汚水処理装置。 - 汚水が流入する流入口を有する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿槽と、溶出装置とを備え、
該溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、
前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、前記嫌気槽内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、
更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、
前記制御回路は、前記検出回路により検出された各電極対の印加電圧が一定電圧未満になるように制御することを特徴とする汚水処理装置。 - 溶出装置を備えた汚水処理装置において、
前記溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、
前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、汚水処理装置内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、
更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、警報手段とを有し、
前記制御回路は、印加電圧が所定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対の電極交換を促すべく、前記警報手段を作動させることを特徴とする汚水処理装置。 - 溶出装置を備えた汚水処理装置において、
前記溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、
前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、汚水処理装置内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、
更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、
前記制御回路は、印加電圧が一定電圧以上になったことが前記検出回路により検出された電極対への電流の供給を停止することを特徴とする汚水処理装置。 - 溶出装置を備えた汚水処理装置において、
前記溶出装置は、少なくとも陽極側の電極を鉄材またはアルミニウム材とした電極対を有する複数の電極ユニットと、これら複数の電極ユニットが並列接続される電源装置とから構成され、
前記溶出装置は、各電極対に前記電源装置から直流定電流を印加することにより、汚水処理装置内の汚水と反応する鉄イオンまたはアルミニウムイオンを各電極対から溶出させ、
更に、制御回路と、該制御回路に設けられ、各電極対に直流定電流を印加しているときの各電極対への印加電圧を検出する検出回路と、該検出回路が検出した印加電圧が所定電圧以上になると作動する警報手段とを有し、
前記制御回路は、前記検出回路により検出された各電極対の印加電圧が一定電圧未満になるように制御することを特徴とする汚水処理装置。
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