(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水を導入される電解槽と、
前記電解槽に取付けられ、電気分解されることにより金属イオンを供給する金属からなり、複数の板体から構成される電極と、
前記電極に電力を供給するための電力供給部とを含み、
前記複数の板体は、主面が互いに平行になるように所定の方向に並べられ、
前記電力供給部は、前記複数の板体の中の所定の方向についての一方側の最も端に配置された板体にのみ第一の極性の電圧を印加し、前記複数の板体の中の所定の方向についての他方側の最も端に配置された板体にのみ、前記第一の極性とは異なる第二の極性の電圧を印加するようになされ、
前記電解槽の上方には、前記板体を嵌め込める孔が形成された枠体が固定され、前記板体には、その上部に、当該板体よりも水平方向に大きな寸法を有する取付部を有し、前記枠体に形成された孔に前記取付部を引っ掛けるようにして嵌しめ込まれて設置されることにより、
前記板体は、それぞれ一枚の板体単体で前記電解槽への取付作業ができるように構成されていることをと特徴とする汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水処理装置に関し、特に、汚水中で電極を電気分解することにより金属イオンを発生させ、当該金属イオンを用いて汚水中のリン成分を凝集させる汚水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の汚水処理装置では、汚水中のリン成分を、鉄イオン等の金属イオンと反応させることにより、除去していた。具体的には、汚水を金属イオンと反応させることにより、リン成分を沈殿させ、沈殿物を凝集させることにより、汚水からリン成分を除去していた。
【０００３】
上記の金属イオンは、汚水中に凝集剤を添加することにより、供給されていた。なお、近年、汚水処理装置では、金属電極を電気分解することにより、金属イオンが供給されている。電気分解によって金属イオンが供給されると、凝集剤を加えて金属イオンが供給される場合よりも、凝集剤により変化する汚水のｐＨを調整する必要がなくなるため、汚水処理装置のメンテナンスを容易にできた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の汚水処理装置では、電極を使用することにより、新たに、メンテナンスが煩雑となる事情が生じていた。
【０００５】
たとえば、電極は、電気分解により溶出するが、溶出の態様が好ましくない場合には、溶出前の電極が塊となって、汚水処理装置内に堆積する場合がある。このことを、図を用いて、より具体的に説明する。図２３は、電極を含む電極ユニットの正面図である。電極ユニット１００は、主に、電極１２０および電極１３０（図２４参照、図２３では省略）と、これらの電極に取付けられた取っ手１１０からなる。そして、電極ユニット１００が汚水に浸され、かつ、電圧を印加されることにより、電極１２０および１３０の一方側（ここでは電極１２０）の表面部分が溶出する。図２４に、電極１２０がある程度溶出した状態の電極ユニット１００を示す。
【０００６】
図２４を参照して、電極１２０は、その外周部が溶出することにより、長方形であったその形状（図２３参照）が、ほぼ逆三角形となっている。電極１２０が図２４に示すような状態となると、当該電極１２０の下部はもろくなる。そして、結果として、線１２５等の適当な線に沿って亀裂が入り、電極１２０の下部１２２は、電極１２０の上部１２１を残して、落下する場合がある。
【０００７】
つまり、電極１２０の電気分解により、図２５に示すように、取っ手１１０および上部１２１から外れた下部１２２が、電気分解を行なっている容器の底部分に落下することになる。
【０００８】
これにより、金属イオンを提供できるはずの電極の一部分が、落下して電源と接続できない状態となることにより、資源が無駄になるだけでなく、当該落下した電極の一部分を取り除く必要が生じることにより、メンテナンスが煩雑となる、という問題があった。
【０００９】
また、従来の汚水処理装置では、電極ユニットは、適宜、電源に接続されていた。このため、従来の汚水処理装置では、電極ユニットは、当該電源に接続されるための接続線を備えていた。図２６に、このような電極ユニットを示す。
【００１０】
電極ユニット２００は、電極２２０，２３０と、電極２２０，２３０に取付けられた取っ手２１０を含む。また、取っ手２１０には、接続線２１１が取付けられている。接続線２１１の先端には、コネクタ２１２が取付けられている。接続線２１１およびコネクタ２１２は、電極２２０，２３０と、電気的に接続されている。そして、コネクタ２１２が、適宜電源に接続されることにより、電極２２０，２３０が、当該電源と接続される。
【００１１】
つまり、従来の汚水処理装置では、電極ユニット２００を取付けたり交換する際、接続線２１１を電源と接続するための、煩雑な操作が必要とされた。
【００１２】
また、従来の汚水処理装置では、図２６に示すように、電極ユニット２００の取っ手２１０には、二枚の電極２２０，２３０が取付けられていた。したがって、従来の汚水処理装置では、電極ユニット２００を取付けたり交換する際には、二枚の電極２２０，２３０をセットで扱う必要があったため、電極ユニット２００の取扱いが煩雑なものとなっていた。
【００１３】
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、電極に関するメンテナンスの容易な、汚水処理装置を提供することである。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
本発明の汚水処理装置は、汚水を導入される電解槽と、前記電解槽に取付けられ、電気分解されることにより金属イオンを供給する金属からなり、複数の板体から構成される電極と、前記電極に電力を供給するための電力供給部とを含み、
前記複数の板体は、主面が互いに平行になるように所定の方向に並べられ、前記電力供給部は、前記複数の板体の中の所定の方向についての一方側の最も端に配置された板体にのみ第一の極性の電圧を印加し、前記複数の板体の中の所定の方向についての他方側の最も端に配置された板体にのみ、前記第一の極性とは異なる第二の極性の電圧を印加するようになされ、前記電解槽の上方には、前記板体を嵌め込める孔が形成された枠体が固定され、前記板体には、その上部に、当該板体よりも水平方向に大きな寸法を有する取付部を有し、前記枠体に形成された孔に前記取付部を引っ掛けるようにして嵌しめ込まれて設置されることにより、前記板体は、それぞれ一枚の板体単体で前記電解槽への取付作業ができるように構成されていることをと特徴とする。
【００４０】
本発明によると、すべての板体に電圧を印加することなく、当該複数の板体を電極として作用させることができる。
【００４１】
したがって、電極を構成する板体の数が多い場合でも、所定の電源と電極を接続する作業が、煩雑にはならない。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す各実施の形態の汚水処理装置は、主に、家庭用排水や工場排水を処理する大規模な排水処理施設に適用されるものであるが、家庭用合併浄化槽等の中小規模の排水処理施設に適用することも出来る。また、各実施の形態の汚水処理装置によれば、特に、生活排水やメッキ工場の廃水等に含まれるリン化合物を、凝集沈澱処理することが出来る。
【００４６】
［第一の実施の形態］
図１は、本発明の第一の実施の形態である汚水処理装置を構成するタンクの縦断面図であり、図２は、図１に示すタンクの横断面図である。なお、説明を容易にするために、図２では、図１に示した部材を一部省略している。
【００４７】
図１および図２を参照して、本実施の形態の汚水処理装置は、主に、タンク１から構成される。タンク１は、地中に埋設されている。タンク１の内部は、第一仕切壁２、第二仕切壁３、第三仕切壁４および第四仕切壁２０により、第一嫌気ろ床槽５、第二嫌気ろ床槽１０、接触バッキ槽１４、沈殿槽１９および消毒槽２１に区画されている。また、タンク１の上部は、複数のマンホール２８で蓋をされている。さらに、タンク１内部の部材は、タンク１の外部にある部材（第三ブロア３０等）に接続されている。そして、図１では、第三ブロア３０等の、タンク１の外部にある部材を、便宜上、タンク１の上方に記載しているが、これらの部材は、必ずしもタンク１の上方に設置されるものではない。
【００４８】
第一嫌気ろ床槽５は、生活雑排水が流入する流入口６を備え、その内部に第一嫌気ろ床７を配設されている。つまり、第一嫌気ろ床槽５は、生活雑排水が流入するため、本実施の形態では、流入槽でもある。第一嫌気ろ床槽５では、生活雑排水中の難分解性の雑物が沈殿分離されるとともに、第一嫌気ろ床７に付着した嫌気性微生物により生活雑排水中の有機物が嫌気分解される。また、硝酸性の窒素が、窒素ガスへと還元される。
【００４９】
また、第一嫌気ろ床槽５には、第一移流管８が備えられている。また、第一仕切壁２の上部には、第一給水口９が形成されている。第一移流管８の一端は第一嫌気ろ床槽５内に、他端は第二嫌気ろ床槽１０内に、配置されている。第一嫌気ろ床槽５で嫌気分解された処理水は、第一移流管８を介して、後退する第二嫌気ろ床槽１０に供給される。
【００５０】
第二嫌気ろ床槽１０には、第二嫌気ろ床１１が備えられている。第二嫌気ろ床１１により、浮遊物質が捕捉され、嫌気性微生物により有機物が嫌気分解され、硝酸性の窒素が窒素ガスへと還元される。
【００５１】
また、第二嫌気ろ床槽１０には、第二移流管１２が備えられている。さらに、第二移流管１２の上部には、噴出装置３２が取付けられている。噴出装置３２は、第三ブロア３０に接続されている。また、噴出装置３２は、第二仕切壁３上部に貫通する第二給水口１３を介して、第二嫌気ろ床槽１０と接触バッキ槽１４を接続させている。
【００５２】
噴出装置３２は、第三ブロア３０から空気を送られることにより、噴出口３１から第二移流管１２内に空気を吹出す。これにより、第二移流管１２における、第二嫌気ろ床槽１０から接触バッキ槽１４への処理水の供給が促進される。
【００５３】
接触バッキ槽１４は、接触材１５を備えている。接触材１５は、好気性微生物の培養を促進するために備えられている。接触バッキ槽１４の底部付近には、第一散気管１６が設けられている。
【００５４】
第一散気管１６は、その上端を第一ブロア１７に接続されている。なお、第一散気管１６の下端は、後述するように、接触バッキ槽１４の底面の外周より若干内側の領域を一周するように、設けられている（図２参照）。第一散気管１６の下面側には、複数の孔（孔１６ａ：図２参照）が形成されている。そして、第一ブロア１７から空気を送り込まれると、該空気は、孔１６ａから気泡として放出される。なお、第一散気管１６は、その下面側に孔１６ａが形成されることにより、その上面または側面に孔が形成される場合よりも、汚泥がその内部に入り難い。
【００５５】
第一散気管１６から気泡が放出されることにより、接触バッキ槽１４は、好気状態に維持される。これにより、接触バッキ槽１４では、処理水は好気性微生物によって好気分解されるとともに、硝化され、アンモニア性窒素が、硝酸性の窒素へと分解される。接触バッキ槽１４内の好気性微生物には、硝化菌が含まれる。一般に、硝化菌とは、アンモニア酸化細菌と亜硝酸化細菌のことを指す。
【００５６】
接触材１５には、増殖して徐々に大きくなった生物膜が付着している。そして、第一散気管１６から気泡が放出されると、接触材１５に付着している生物膜は、剥離する。
【００５７】
接触バッキ槽１４の下部には、ポンプ３３が備えられている。また、ポンプ３３の上方には、汚泥返送路３４が接続され、汚泥返送路３４の上端には、図の左側に延びるように、汚泥返送路３５が接続されている。これにより、接触バッキ槽１４で生じた汚泥は、第一嫌気ろ床槽５に送られる。
【００５８】
第三仕切壁４が、タンク１の底にまで達していないため、接触バッキ槽１４と沈殿槽１９は、下部で、接続されている。これにより、接触バッキ槽１４内の処理水は、沈殿槽１９にも流れ込む。
【００５９】
沈殿槽１９の上部には、消毒槽２１が設けられている。消毒槽２１は、沈殿槽１９の上澄みが流れ込むように、構成されている。また、消毒槽２１には、殺菌装置２２が備えられている。殺菌装置２２には、塩素系等の薬品が備えられている。消毒槽１９に流入した処理水は、該薬品に消毒され、排水口２３を介して、タンク１外に排出される。
【００６０】
接触バッキ槽１４と第一嫌気ろ床槽５は、第一返送管２４により、接続されている。第一返送管２４は、その内部に、第二散気管２５を備えている。第二散気管２５は、第二ブロア２６に接続されている。第二散気管２５は、適宜、空気を噴出するための噴出孔を形成されている。そして、第二散気管２５は、第二ブロア２６から供給される空気を該噴出孔から噴出して、沈殿槽１９内の処理水を、第一返送管２４を介して、第一嫌気ろ床槽５に送り込む。
【００６１】
なお、接触バッキ槽１４の上部には、ケース５４を含む電解ユニットが設けられている。詳しくは、ケース５４は、垂直な４つの板体が接続された、中空体である。ケース５４の内側には、電極対５１，５２が設けられている。電極対５１，５２は、それぞれ、定電流電源である電源５７に接続されている。また、ケース５４の内部には、第三散気管５３が設けられている。第三散気管５３は、第四ブロア５６に接続されている。
【００６２】
ケース５４内では、電極対５１，５２における電気分解（適宜、電気分解と略す）反応により、鉄イオンやアルミニウムイオン等の金属イオンが溶出する。これにより、接触バッキ槽１４では、溶出した金属イオンと処理水内のリン化合物が反応して、水に難溶性の金属塩が生成し、凝集する。例として、電気分解反応で鉄イオンが溶出した場合に、凝集の際に想定される主なイオン反応式を、以下に示す。
【００６３】
ＰＯ４３−  ＋Ｆｅ３＋→ＦｅＰＯ４  ↓  …（１）
電極対５１，５２は、それぞれ、二枚の電極から構成される。ここで、電極対５１を構成する電極の構造について、図３を参照しつつ、詳細に説明する。
【００６４】
図３は、電極対５１を構成する二枚の電極の中の、一枚の電極を示す図である。詳しくは、図３（Ａ）は、当該電極の平面図であり、図３（Ｂ）は、当該電極の正面図である。
【００６５】
電極５１０は、金属からなる板体である。電極５１０の上端部の２箇所には、電源５７と接続するための部材を取付けるためのタブ５１０Ａ，５１０Ｂが形成されている。タブ５１０Ａ，５１０Ｂには、それぞれ、穴が形成されている。
【００６６】
電極５１０の内部であって、タブ５１０Ａ，５１０Ｂの穴のそれぞれ左右両側には、ガラス繊維からなる不溶部５１１〜５１４が埋め込まれている。不溶部５１１〜５１４は、それぞれ、円筒形状を有し、電極５１０の下端付近まで、延在している。
【００６７】
電極５１０内に不溶部５１１〜５１４が埋込まれていることにより、電極５１０の電気分解が行なわれた際、不溶部５１１〜５１４付近にある金属は溶出しにくくなる。つまり、不溶部５１１〜５１４が埋込まれていることにより、電極５１０が電気分解された際、電極５１０を構成する金属は、図４に示すように、不溶部５１１〜５１４付近を残すように、溶出する。なお、図４中、一点破線Ｘは、電気分解がなされる前の電極５１０の形状を示している。
【００６８】
以上説明した本実施の形態では、汚水処理に利用される金属イオンを溶出されるための電極５１０に、不溶部５１１〜５１４が埋め込まれている。なお、電極対５１，５２を構成する電極のうち、鉄イオンを溶出するすべての電極が、このような構成を有している。これにより、電極５１０が電気分解されても、電極５１０の形状は、図２４に示したように、電極を構成する金属が大きな塊で落下するような形状となることを回避できる。
【００６９】
なお、以上説明した本実施の形態では、不溶部５１１〜５１４は、電極５１０の内部に埋め込まれていたが、電極５１０の表面に取付けられてもよい。図５（Ａ）は、表面に不溶部５１１〜５１４が取付けられた、電極５１０の右側面図を示す。なお、比較として、図５（Ｂ）に、図３（Ｂ）の電極５１０の縦断面図を示す。
【００７０】
また、電極５１０の上部であって、溶出させる必要のない部分には、劣化しないように、図６および図７に示すように、コーティングされ、コーティング部５１８を設けることが好ましい。図８は、上部にコーティング部５１８が設けられた場合の、所定時間電気分解された電極５１０の正面図である。図８中の一点破線Ｙは、電気分解をされる前の電極５１０の形状を示している。つまり、コーティング部５１８を設けることにより、図８に示すように、電極５１０の中の溶出させる必要のない部分については、劣化させることなく、電気分解開始時の形状を維持できる。なお、コーティング部５１８の材料としては、ホーロー等、水に侵されにくい物質が好ましい。
【００７１】
また、コーティング部５１８の材料として、アルミニウムを用いてもよい。アルミニウムがコーティング部５１８の材料とされると、電極５１０に通電された場合、コーティング部５１８を構成するアルミニウムにも通電される。そして、当該アルミニウムが不動態化する。このため、電極５１０をアルミニウムでコーティングすることにより、当該コーティングされた部分については、電極５１０の劣化を防ぐことができる。
【００７２】
なお、電極５１０における、溶出させる必要のない部分とは、たとえば、電源５７と接続される部分が挙げられる。
【００７３】
［第二の実施の形態］
次に、本発明の第二の実施の形態の汚水処理装置について、説明する。なお、本実施の形態の汚水処理装置は、第一の実施の形態の汚水処理装置に対して、電解ユニットの構成のみが変更されている。したがって、以下に、本実施の形態の汚水処理装置の、電解ユニットの構成について、説明する。
【００７４】
図９は、本実施の形態の電解ユニットの縦断面図である。また、図１０は、本実施の形態の電解ユニットの、部分的な斜視図である。
【００７５】
ケース５４の内壁の、向い合う二面には、それぞれ、取付け具５４０が取付けられている。取付け具５４０の側面には、段差が設けられている。
【００７６】
電極５１０の上部には、取っ手５１９が取付けられている。取っ手５１９の側面には、取付け具５４０の側面に形成された段差に嵌め込まれるパターンで、段差が形成されている。
【００７７】
ケース５４の一面には、電源５７に接続された接続線５４１が埋めこまれている。接続線５４１は、ケース５４と取付け具５４０の接触部分を介して、取付け具５４０内にも埋めこまれている。接続線５４１の電源５７と接続していない方の端部には、端子５４１Ａが接続されている。
【００７８】
取っ手５１９の下面には、端子５１９Ａが設けられている。端子５１９Ａは、取っ手５１９内に収容されている所定の配線により、電極５１０と接続されている。
【００７９】
なお、端子５１９Ａは、図９に示すように、電極５１０を取付けられた取っ手５１９が取付け具５４０に取付けられた際には、端子５１９Ａと端子５４１Ａとが接続される。これにより、電極５１０は、電源５７と電気的に接続される。電極５１０は、取っ手５１９が取付け具５４０に取付けられた状態では、汚水５００に浸された状態となる。
【００８０】
また、電極５１０の下部には、第三散気管５３の下端部が位置している。第三散気管５３の下端部には、複数の孔が形成されており、当該孔を介して、空気が噴射される。
【００８１】
なお、取付け具５４０は、ケース５４の内壁に取付けられる必要はない。ケース５４および電極５１０の上方であってもよい。このような変形例を、図１１および図１２を用いてさらに詳細に説明する。図１１および図１２は、本実施の形態の取付け具５４０の変形例を、電極対５２とともに示す図である。
【００８２】
電極対５１は、電極５１０と電極５１５の二枚の電極を含む。電極５１０，５１５の上部には、取っ手５１９が取付けられている。
【００８３】
取っ手５１９の中央部分は、作業員が電極対５１を取付け具５４０等に取付けるために、空洞となっている。当該空洞部分に、取付け具５４０が嵌め込まれる。取っ手５１９には、当該空洞部分の下面に、端子５１９Ａが形成されている。また、取付け具５４０の上面には、電極対５１が取付けられた際に、端子５１９Ａに対応する位置に、端子５４１Ａが形成されている。
【００８４】
［第三の実施の形態］
次に、本発明の第三の実施の形態の汚水処理装置について、説明する。なお、本実施の形態の汚水処理装置は、第一の実施の形態の汚水処理装置に対して、電解ユニットの構成のみが変更されている。したがって、以下に、本実施の形態の汚水処理装置の、電解ユニットの構成について、説明する。
【００８５】
本実施の形態の電極対５１は、二枚の電極５１０，５１５から構成されている。なお、第二の実施の形態では、電極５１０，５１５は、同じ取っ手５１９に取付けられていたが、本実施の形態の電極５１０，５１５は、それぞれ別の取っ手に取付けられている。図１３および図１４に、本実施の形態の電極を示す。図１３は、電極の正面図であり、図１４は、図１３の電極の平面図である。
【００８６】
図１３および図１４を参照して、ねじ５１０Ｃ，５１０Ｄによって、一枚の電極５１０が、取っ手５１０Ｅに、取付けられている。また、これにより、電極５１０をケース５４や取付け具５４０に取付ける際、作業員は、必ずしも、二枚の電極５１０，５１５と取っ手とを同時に持つ必要はない。つまり、作業員は、電極の取付けの際、一度に持つ電極の数量を一枚とすることができる。これにより、汚水処理装置のメンテナンスを行なう作業員の体力的な負担を軽減できる。
【００８７】
次に、電極５１０，５１５が、タンク１に取付けられる態様について説明する。図１５は、電極５１０，５１５をタンク１に取付けるための部材の正面図である。
【００８８】
図１５を参照して、本実施の形態のタンク１には、ケース５４（図１および図２参照）の代わりに、支持体９０が取付けられる。支持体９０は、二枚の板体から構成される。また、二枚の支持体９０の内側には、二枚の板バネ電極９１が設置されている。２枚の板バネ電極９１は、それぞれ支持体９０に対向するように設置され、ケーシング９２Ａに固定されることにより、支持体９０の内側の適切な場所に固定される。板バネ電極９１とケーシング９２Ａとの接続部分には、Ｏ−リング９４が配設されている。ケーシング９２Ａの後方部分には孔が形成されており、また、ケーシング９２Ａの内部には、絶縁体からなる電極セパレータ９３が充填されている。ケーシング９２Ａの後方の孔は、蓋体９２Ｂによって覆われる。ケーシング９２Ａと蓋体９２Ｂとの接続部分にも、Ｏ−リング９４が配設されている。ケーシング９２Ａが他の部材と接続される場所にＯ−リング９４が配設されることにより、ケーシング９２Ａの内部に、タンク１中の汚水が侵入することを回避できる。板バネ電極９１は、電源５７と電気的に接続されている。
【００８９】
図１６、図１７は、それぞれ、電極５１０，５１５の、図１５に示した部材に取付けられた状態での、正面図、平面図である。
【００９０】
取っ手５１０Ｅを取付けられた電極５１０は、支持体９０と板バネ電極９１との間に差込まれることにより、タンク１に取付けられる。電極５１０が取付けられた際、電極５１０と板バネ電極９１とは、面と面で接触している。つまり、電極５１０と板バネ電極９１とは、電気的に接続することが可能である。また、上述したように、板バネ電極９１は、電源５７と接続されている。したがって、電極５１０は、タンク１に取付けられることにより、特に配線を接続されることなく、電源５７と接続される。
【００９１】
また、電極５１５の上部には、ねじ５１５Ｃにより、取っ手５１５Ｅが取付けられている。そして、電極５１５も、支持体９０と板バネ電極９１との間に差込まれることにより、タンク１に取付けられる。なお、図１６および図１７から明らかに理解されるように、電極５１５は、電極５１０が差込まれたものとは異なる支持体９０および板バネ電極９１との間に、差込まれる。そして、電極５１５は、支持体９０と板バネ電極９１との間に差込まれることにより、電源５７と接続される。
【００９２】
つまり、本実施の形態の電解ユニットでは、電極５１０，５１５は、タンク１に適宜固定された支持体９０と板バネ電極９１の間に差込まれることにより、タンク１内で金属イオンを供給できるような位置に固定され、さらに、電源５７と接続される。したがって、電極５１０，５１５のタンク１への取付けが、極めて容易である。
【００９３】
［第四の実施の形態］
次に、本発明の第四の実施の形態の汚水処理装置について、説明する。なお、本実施の形態の汚水処理装置は、第一の実施の形態の汚水処理装置に対して、電解ユニットの構成のみが変更されている。したがって、以下に、本実施の形態の汚水処理装置の、電解ユニットの構成について、説明する。
【００９４】
図１８は、本実施の形態の電極および取付具の斜視図である。本実施の形態の電解ユニットでは、ケース５４（図１および図２参照）内に電極５１０，５１５を備えた電極対５１が配設される。電極５１０，５１５は、取っ手５１９に取付けられる。取っ手５１９の右端には、コイル５１９Ｃが内蔵されている。また、取っ手５１９の内部には、整流回路５１９Ｂが内蔵されている。整流回路５１９Ｂは、ダイオードブリッジおよび平滑コンデンサで構成されている。なお、図１８は、取っ手５１９の外郭部分を一部破断させて記載されている。
【００９５】
ケース５４（図１および図２参照）の上方には、取付具５４０が配設されている。取付具５４０には、電源５７（図１参照）に接続された、複数のコイル５４０Ａが内蔵されている。なお、図１８は、取付具５４０の外郭部分を一部破断させて記載されている。電極５１０，５１５が、ケース５４内の所定の場所に、周知の方法で取付けられると、図１８に示すように、コイル５１９Ｃとコイル５４０Ａが対向し、これら二つのコイルにより、トランスを構成することになる。つまり、電源５７からコイル５４０Ａに電力が供給されると、コイル５１９Ｃに電流が流れる。上記のトランスでは、コイル５４０Ａが１次コイルとして作用し、コイル５１９Ｃが２次コイルとして作用する。
【００９６】
図１９は、本実施の形態の電解ユニット部分の電気的構成を説明するための図である。コイル５４０Ａは、芯５４０Ｂに巻かれており、インバータ５７０を介して、電源５７に接続されている。コイル５４０Ａが通電されることにより、コイル５１９Ｃに電流が流れる。コイル５１９Ｃは、芯５１９０に巻かれており、整流回路５１９Ｂおよび極性切換回路５１９Ｄを介して、電極５１０，５１５と接続されている。そして、コイル５１９Ｃに電流が流れることにより、電極５１０または電極５１５の電気分解が実行される。
【００９７】
本実施の形態では、インバータ５１０によってコイル５４０Ａに加えられた交流電力が、コイル５１９Ｃへの電力に変換されることにより、電源５７から電極５１０，５１５へ電力が供給される。つまり、本実施の形態では、電極５１０，５１５を電源５７に接続させる際に、コネクタ等の電気部品の接続部分を剥き出しにすることを必要としない。これにより、電極５１０，５１５を取付ける際、電源５７と電極５１０，５１５の接続が容易となるだけでなく、電源５７と電極５１０，５１５を接続させるための部材の腐食を極力回避できる。
【００９８】
また、本実施の形態の電解ユニットでは、インバータ５７０は、一定周期毎に、コイル５４０Ａに異なる周波数の交流電力を供給する。これにより、コイル５１９Ｃに生じる交流電力の周波数も、一定時間毎に変化する。
【００９９】
極性切換回路５１９Ｄには、電極５１０と整流回路５１９Ｂを接続するためのスイッチ５１０Ｘと、電極５１５と整流回路５１９Ｂを接続するためのスイッチ５１５Ｘが備えられている。整流回路５１９Ｂは、電極５１０，５１５に直流電流を供給する。そして、スイッチ５１０Ｘ，５１５Ｘの接点が変更されることにより、電極５１０，５１５に供給される電流の正負が変更される。
【０１００】
整流回路５１９Ｂには、周波数判別回路５１９Ｅが並列接続されている。周波数判別回路５１９Ｅは、たとえば論理ＩＣによって構成され、コイル５１９Ｃに生じた交流電力の周波数を検出し、該周波数に応じて、電極５１０，５１５に供給される電流の正負を変更する。具体的には、周波数判別回路５１９Ｅは、検出した周波数に応じて、極性切換回路５１９Ｄのスイッチ５１０Ｘ，５１５Ｘの接点を切換える。これにより、電極５１０，５１５が一定時間毎に交代で電気分解されるため、電極５１０，５１５のいずれか一方のみが、他方に比べて極端に溶出する、という事態を回避できる。
【０１０１】
これにより、電極５１０，５１５のいずれか一方のみを電気分解する場合と比較して、電極５１０，５１５の交換頻度を、より低くできる。なお、さらに具体的には、たとえば、インバータ５７０は、一定時間毎に、２２ｋＨｚと２０ｋＨｚの周波数の電力を交互に出力する。この周波数の変化に応じて、一定時間毎に、電極５１０，５１５に供給される電流の正負が交代する。
【０１０２】
なお、図１８に示すように、取付具５４０に、複数のコイル５４０Ａが内蔵させることもできる。そして、この場合、取付具５４０に、各コイル５４０Ａに対応させて、複数の電極対５１を取付けることができる。
【０１０３】
［第五の実施の形態］
次に、本発明の第五の実施の形態の汚水処理装置について、説明する。なお、本実施の形態の汚水処理装置は、第一の実施の形態の汚水処理装置に対して、電解ユニットの構成のみが変更されている。したがって、以下に、本実施の形態の汚水処理装置の、電解ユニットの構成について、説明する。
【０１０４】
図２０は、本実施の形態の電解ユニットで利用される電極および当該電極を支持する枠体の斜視図である。本実施の形態の汚水処理装置では、第一の実施の形態等で利用された電極５１０，５１５の代わりに、７枚の電極８２〜８８が利用される。電極８２〜８８は、電極５１０，５１５と同様に鉄等の金属の板体から構成される。また、電極８２〜８８は、それぞれ、その上部に、当該電極８２〜８８よりも水平方向に大きな寸法を有する取付部８２Ａ〜８８Ａが取付けられている。
【０１０５】
本実施の形態のケース５４の上方には、枠体８１が固定されている。枠体８１には、電極８２〜８８のそれぞれを嵌め込める孔が形成されている。つまり、電極８２〜８８は、枠体８１に形成された孔に、取付部８２Ａ〜８８Ａを引っ掛けるようにして嵌め込まれることにより、タンク１内の汚水に適宜浸かるように、設置される。
【０１０６】
なお、電極８２〜８８は、その主面が平行となるように、枠体８１に嵌め込まれる。そして、電極８２〜８８の中の左右両端に取付けられた電極、つまり、電極８２と電極８８には、それぞれ、接続線８２０，８８０を介して、端子８２１，８８１が接続されている。端子８２１および端子８８１は、電源５７に接続される。
【０１０７】
図２１に、電極８２の上部の部分的な側面図を示す。電極８２と接続線８２０との接点８２０Ａは、モールド樹脂８２０Ｂで覆われている。これにより、接点８２０Ａが直接外部に曝されて腐食することを、回避できる。
【０１０８】
また、本実施の形態では、電極８２〜８８の中で、両端の電極にのみ、電力が供給される。電極８２〜８８と電源５７との電気的関係を模式的に示すと、図２２のようになる。
【０１０９】
つまり、本実施の形態では、電極８２は電源５７の＋側に接続されることにより、＋に帯電し、電極８８は電源５７の−側に接続されることにより、−に帯電する。そして、これにより、電極８３〜電極８７では、それぞれ、電極８２に対向する面側は−側に帯電し、電極８８に対向する面側は＋側に帯電する。
【０１１０】
これにより、本実施の形態では、複数の電極を、主面が平行になるように並べ、並べた方向についての両端の電極にのみ電力を供給することにより、当該複数の電極のすべてを帯電させることができる。つまり、両端の電極にのみ通電することにより、複数の電極すべてにおいて電気分解を実行できる。
【０１１１】
以上説明した各実施の形態において開示された技術は、単独で適用されても良いし、複合させて適用されても良い。
【０１１２】
また、各実施の形態で説明された電解ユニットは、タンク１内の、第一嫌気ろ床槽５，第二嫌気ろ床槽１０，沈殿槽１９等、いかなる槽に設けられてもよい。また、タンク１における処理が終了した後の汚水が導入される槽に設けられてもよい。
【０１１３】
また、各実施の形態において説明されたケース５４により、本発明の電解槽が構成されているが、電解槽の形状は、ケース５４のものに限定されない。つまり、ケース５４のように、底の無い、筒状のものの他に、底を有する容器であってもよい。
【０１１４】
さらに、ケース５４は、省略されてもよい。つまり、電極５１０，５１５等の電極を、第一嫌気ろ床槽５，第二嫌気ろ床槽１０，沈殿槽１９等の、タンク１内の各槽に、直接取付けても良い。この場合、第一嫌気ろ床槽５，第二嫌気ろ床槽１０，沈殿槽１９等の、電極を取付けられた槽が、電解槽となる。
【０１１５】
今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態である汚水処理装置を構成するタンクの縦断面図である。
【図２】図１のタンクの横断面図である。
【図３】（Ａ）は、図１の汚水処理装置に利用される電極の平面図であり、（Ｂ）は同電極の正面図である。
【図４】図３の電極を構成する金属が、電気分解により一部溶出した状態を示す図である。
【図５】（Ａ）は、本発明の第一の実施の形態の変形例の電極の右側面図であり、（Ｂ）は、図３（Ｂ）の電極の縦断面図である。
【図６】本発明の第一の実施の形態の他の変形例の電極の正面図である。
【図７】図６の電極の正面図である。
【図８】図６の電極の所定時間電気分解された状態を示す図である。
【図９】本発明の第二の実施の形態の電解ユニットの縦断面図である。
【図１０】本発明の第二の実施の形態の電解ユニットの、部分的な斜視図である。
【図１１】本発明の第二の実施の形態の取付け具の変形例を、電極対とともに示す図である。
【図１２】本発明の第二の実施の形態の取付け具の変形例を、電極対とともに示す図である。
【図１３】本発明の第三の実施の形態の電極の正面図である。
【図１４】図１３の電極の平面図である。
【図１５】本発明の第三の実施の形態の電極をタンクに取付けるための部材の正面図である。
【図１６】図１３の電極の、図１５の部材に取付けられた状態での、正面図である。
【図１７】図１３の電極の、図１５の部材に取付けられた状態での、平面図である。
【図１８】本発明の第四の実施の形態の電極および取付具の斜視図である。
【図１９】本発明の第四の実施の形態の電解ユニット部分の電気的構成を説明するための図である。
【図２０】本発明の第五の実施の形態の電解ユニットで利用される電極および当該電極を支持する枠体の斜視図である。
【図２１】図２０の電極の上部の部分的な側面図を示す図である。
【図２２】本発明の第五の実施の形態の電極と電源との電気的関係を模式的に示す図である。
【図２３】本発明の従来技術を説明するための図である。
【図２４】本発明の従来技術を説明するための図である。
【図２５】本発明の従来技術を説明するための図である。
【図２６】本発明の従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
１  タンク、５  第一嫌気ろ床槽、１０  第二嫌気ろ床槽、５１，５２  電極対、５７  電源、８２〜８８，５１０，５１５  電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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