(57)【要約】【課題】排水処理の迅速化と省エネルギー化とを両立することができる家庭用排水浄化装置を提供する。【解決手段】家庭からの排水を貯留する排水処理槽と、前記排水処理槽に貯留した排水中に少なくとも一部が浸漬するように設けられた電極と、前記電極に電力を供給する電源と、前記排水処理槽への排水の流入を検知するセンサと、前記センサの検知結果に基づいて、前記電源を制御する制御部と、を備えており、前記制御部が、前記排水処理槽への排水の流入を検知したことを示す検知信号を、前記センサから一定時間受信しなかった場合に、前記電極への電力の供給を停止するように前記電源を制御するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
家庭からの排水を貯留する排水処理槽と、
前記排水処理槽に貯留した排水中に少なくとも一部が浸漬するように設けられた電極と、
前記電極に電力を供給する電源と、
前記排水処理槽への排水の流入を検知するセンサと、
前記センサの検知結果に基づいて、前記電源を制御する制御部と、を備えており、
前記制御部が、前記排水処理槽への排水の流入を検知したことを示す検知信号を、前記センサから一定時間受信しなかった場合に、前記電極への電力の供給を停止するように前記電源を制御することを特徴とする家庭用排水浄化装置。
【請求項２】
前記電極が、水を電気分解して活性酸素種を含む電解水を生成する請求項１記載の家庭用排水浄化装置。
【請求項３】
前記排水処理槽から流出した排水をろ過するフィルタを備えている請求項１又は２記載の家庭用排水浄化装置。
【請求項４】
前記電極のうち陽極として機能するものが、白金又はイリジウムからなるものである請求項１、２又は３記載の家庭用排水浄化装置。
【請求項５】
前記電極のうち陰極として機能するものが、炭素系材料からなるものである請求項１、２、３又は４記載の家庭用排水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、家庭からの生活排水や簡易水洗トイレのオーバーフロー等を浄化処理する家庭用排水浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
湖沼の汚染物質のうちＣＯＤ（化学的酸素要求量）上昇の主要な原因である有機化合物は、家庭の生活排水や簡易浄化槽のオーバーフローに含まれる有機化合物が、河川や湖沼へ流入したものである場合が多い。
【０００３】
過去数年に亘って、我が国の汚染湖沼のワーストワンとして悪名を馳せた浜松市の佐鳴湖の汚染も、湖底に堆積したヘドロ物質、畑に過剰に散布された窒素肥料の流入と並んで、家庭からの生活排水や簡易水洗トイレのオーバーフローが原因であると指摘されている。特に簡易水洗トイレのオーバーフローは、大腸菌群を大量に湖に流入させるので、有機化合物による汚染の面からだけでなく、衛生面からも対応が求められている。
【０００４】
電気分解用の電極を備えた家庭用の排水浄化装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。今日、地球温暖化の進行を抑制する点から、家庭で使用する種々の電化製品においても省エネルギー化が推進されているところ、当該排水浄化装置では、排水の流入が停止している場合の電極への通電について、特に考慮がなされていない。また、当該排水浄化装置は、リン化合物の処理に主眼を置いたものであり、除菌については考慮されていない。更に、原理上、陰極側から水素ガスが発生するので、安全性の観点からも問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２３０２７０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、排水処理の迅速化と省エネルギー化とを両立することができる家庭用排水浄化装置を提供すべく図ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係る家庭用排水浄化装置は、家庭からの排水を貯留する排水処理槽と、前記排水処理槽に貯留した排水中に少なくとも一部が浸漬するように設けられた電極と、前記電極に電力を供給する電源と、前記排水処理槽への排水の流入を検知するセンサと、前記センサの検知結果に基づいて、前記電源を制御する制御部と、を備えており、前記制御部が、前記排水処理槽への排水の流入を検知したことを示す検知信号を、前記センサから一定時間受信しなかった場合に、前記電極への電力の供給を停止するように前記電源を制御することを特徴とする。
【０００８】
このようなものであれば、一定時間の間、排水処理槽への排水の流入がなかった場合に、電極への電力供給を停止することにより、エネルギーの省略化を図ることができる。また、排水処理槽への排水の流入が停止した直後に、電極への電力供給を停止するのではなく、排水処理槽への排水の流入が停止してから、一定時間経過した後に、電極への電力供給を停止することにより、電極への電力供給が停止している間も、排水処理槽に貯留している排水の浄化作用を維持することができるので、排水処理槽への排水の流入が再開した直後から、迅速に排水の浄化処理を行うことができる。
【０００９】
本発明に係る家庭用排水浄化装置は、前記電極が水を電気分解して、強力な酸化作用や漂白作用を有する活性酸素種を含む電解水を生成するものであることが好ましい。このようなものであれば、活性酸素種を用いて排水中の有機化合物の分解や殺菌を行うので、安全性が高くかつ環境への負荷が小さい。
【００１０】
本発明に係る家庭用排水浄化装置は、更に、前記排水処理槽から流出した排水をろ過するフィルタを備えていることが好ましい。このようなフィルタを備えていれば、フィルタにより回収したリン、窒素、硫黄等を、家庭菜園等の肥料として活用することができる。
【００１１】
前記電極のうち陽極として機能するものとしては、例えば、白金又はイリジウムからなるものが挙げられ、陰極として機能するものとしては、例えば、竹炭、白炭等の炭素系材料からなるものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１２】
このように本発明によれば、省エネルギー化を図りつつ、効率的に排水の浄化処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る家庭用排水浄化装置の模式的構成図である。
【図２】同実施形態における制御部の制御動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
本実施形態に係る家庭用排水浄化装置１は、家庭排水の排出口、簡易水洗トイレのオーバーフロー排出口等に取り付けて用いるものであり、図１に示すように、家庭からの排水を貯留する排水処理槽２と、排水処理槽２内の排水中に少なくとも一部が浸漬するように設けられた電極３、４と、電極３、４に電力を供給する電源５と、電源５を制御する制御部６と、排水処理槽２への排水の流入を検知するセンサ７と、排水処理槽２から流出した排水をろ過するフィルタ８と、を備えている。
【００１６】
以下に各部を説明する。
排水処理槽２は、数Ｌの容量を有し、家庭からの排水を貯留するものであり、流入口２１と流出口２２とを備え、流入口２１から流入した家庭排水を、槽２内で浄化し、流出口２２から排出するものである。
【００１７】
電極３、４は、排水処理槽２に内蔵されており、一方が陽極、他方が陰極として機能する一対の電極であり、例えば、陽極はチタン等からなるベースにイリジウム（Ｉｒ）や白金（Ｐｔ）からなる皮膜層が形成されたものであり、陰極は導電性の竹炭や白炭等の炭素系材料からなるものである。これら電極３、４間に電圧を印加することにより、排水処理槽２に流入した排水が電気分解されて活性酸素種を含む電解水（ｐＨ２〜６）が生成される。ここで、活性酸素種とは、通常の酸素よりも高い酸化活性を持つ酸素と、その関連物質のことであり、スーパーオキシドアニオン、一重項酸素、ヒドロキシルラジカル、過酸化水素といった、いわゆる狭義の活性酸素に加えて、オゾン、次亜ハロゲン酸等といった、いわゆる広義の活性酸素を含むものである。
【００１８】
以下に電極３、４における電気分解反応を具体的に説明する。排水処理槽２中の排水に電極３、４を浸漬し、当該電極３、４間に通電すると、陰極では、
４Ｈ＋＋４ｅ−＋（４ＯＨ−）→２Ｈ２＋（４ＯＨ−）
の反応が起こり、陽極では、
２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−
の反応が起こると同時に、
予め水道水に添加されている塩素に由来し、排水に含まれている塩化物イオン（Ｃｌ−）が、
２Ｃｌ−→Ｃｌ２＋２ｅ−
のように反応し、塩素（Ｃｌ２）が発生する。更にこの塩素は水と反応し、
Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）と塩化水素（ＨＣｌ）が発生する。
【００１９】
陽極で発生した次亜塩素酸は広義の活性酸素種に含まれるもので、強力な酸化作用や漂白作用を有する。そして、排水に溶解した次亜塩素酸は、殺菌、有機化合物の分解等の効果を発揮する。
【００２０】
電源５は、電極３、４間に電力を供給するものであり、例えば、５００ｍＡの直流電流を電極３、４間に通電するものである。
【００２１】
制御部６は、電源５を制御するものであり、図２に示すように、排水処理槽２への排水の流入を検知したことを示す検知信号を、センサ７から一定時間受信しなかった場合に、電極３、４への電力の供給を停止するように電源５に停止信号を出力するものである。ここで、一定時間とは、例えば、半日程度の期間である。このような制御部６は、ＣＰＵ、内部メモリ、ＡＤ変換器等を備えた汎用乃至専用のマイクロコンピュータであり、内部メモリの所定領域に設定したプログラムに従ってＣＰＵやその周辺機器を協働動作させることによって、上記の制御機能を発揮するように構成してある。なお、一旦電極３、４への電力の供給を停止した後、排水処理槽２への排水の流入が再開したならば、制御部６から電源５に、電力供給を再開するように開始信号が送信される。
【００２２】
センサ７は、排水処理槽２の流入口２１より上流側の流路９上に設けられていて、排水処理槽２への排水の流入を検知するものであり、具体的には、例えば、図示しない光源と光検出器とを備えていて、流路９に対して発光し、流路９を透過する光量を検出して、発光量と透過光量との差から流路９内の排水の通過を検知するものである。
【００２３】
フィルタ８は、排水処理槽２の流出口２２より下流側の流路９上に設けられていて、排水処理槽２から流出した排水をろ過して、無機化したリン、窒素、硫黄を排水中から除去するものであり、具体的には、例えば、キトサンや竹炭粒子を多孔質からなる担体に担持させたもの等が用いられる。
【００２４】
このような本実施形態によれば、排水を一旦、排水処理槽２に貯めて、そこで連続的に電気分解を行うことができるので、確実に排水のＣＯＤ値を下げることができ、かつ、大腸菌等の汚染指標微生物を殺菌することができる。例えば、電極３、４間に５００ｍＡの直流電流を通電して、予め電解水を生成して排水処理槽２に貯留しておき、そこへ排水を流入させて排水自身をも電気分解する方法によれば、排水のＣＯＤ値を１５から３以下に低下させることができる。なお、短時間の電極との接触で、排水のＣＯＤ値をこのように低下させるためには、非常に強力な電気分解条件が必要となる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、一定時間の間、排水処理槽２への排水の流入がなかった場合に、電極３、４への電力供給を停止することにより、エネルギーの省略可を図ることができる。また、排水処理槽２への排水の流入が停止した直後に、電極３、４への電力供給を停止するのではなく、排水処理槽２への排水の流入が停止してから、一定時間経過した後に、電極３、４への電力供給を停止することにより、排水処理槽２に貯留している排水の酸化力を維持することができるので、排水処理槽２への排水の流入が再開した直後から、排水の殺菌、有機化合物の分解等の機能を発揮することができる。
【００２６】
また、フィルタ８により回収したリン、窒素、硫黄等は、家庭菜園等の肥料として活用することができる。
【００２７】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００２８】
例えば、電極３、４の材料や通電条件を適宜設定することにより、活性酸素種としてオゾン（Ｏ３）や過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を発生させるようにしてもよい。
このとき、陽極では、
２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−
の反応と同時に、
３Ｈ２Ｏ→Ｏ３＋６Ｈ＋＋６ｅ−
２Ｈ２Ｏ→Ｏ３＋４Ｈ＋＋４ｅ−
の反応が起こりオゾン（Ｏ３）が発生する。また陰極では、
４Ｈ＋＋４ｅ−＋（４ＯＨ−）→２Ｈ２＋（４ＯＨ−）
Ｏ２−＋ｅ−＋２Ｈ＋→Ｈ２Ｏ２
のように、電極反応により生成したＯ２−と溶液中のＨ＋とが結合して、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が生成される。
【００２９】
また、家庭用排水浄化装置１は、それ単独で使用してもよいが、例えば、活性汚泥法、膜分離法、嫌気・好気循環法等の他の浄化システムと組合せて用いてもよい。
【００３０】
その他、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・家庭用排水浄化装置
２・・・排水処理槽
３、４・・・電極
５・・・電源
６・・・制御部
７・・・センサ
【図１】
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【図２】
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