(57)【要約】【課題】  被処理水中に含まれる油を除去することにより、膜分離活性汚泥装置の膜閉塞を抑制し、より効率的な活性汚泥処理を行うことが可能な排水処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】  排水処理装置１は、被処理水中の油分や固形物等の汚濁物質の分離除去手段としての油除去装置２０と、該油除去装置２０の後段に配置され、油除去装置２０から排出された被処理水を膜分離活性汚泥法により処理する膜分離活性汚泥装置３０と、を備える。【選択図】      図１
2006026506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽と、該処理槽内に配設された少なくとも一対の電極と、該一対の電極間に通電するための電源と、被処理水を前記処理槽に供給するための供給部と、前記被処理水を前記処理槽から排出するための排出部と、前記処理槽内を複数の処理室に仕切り且つ各処理室間での通水が可能なように配置された仕切壁と、を備え前記被処理水中の油分を除去する油除去装置において、
少なくとも１つ以上の前記仕切壁の一部分は前記処理槽中に貯留される前記被処理水の液面より上になるように配置されることを特徴とする油除去装置。
【請求項２】
前記一対の電極間に前記電源により通電することで前記被処理水中に気泡を発生させ、この気泡により前記油を前記液面に浮上させ、この浮上した油の前記排出部からの排出を前記仕切壁により防止することを特徴とする請求項１に記載の油除去装置。
【請求項３】
少なくとも一対の電極と、この一対の電極間に通電するための電源と、を備え、
油と、界面活性剤と、を含む被処理水を処理するための油除去装置であって、
前記一対の電極間に前記電源により通電することにより、前記被処理水中に気泡を発生させ、この気泡により前記油を除去することを特徴とする油除去装置。
【請求項４】
前記被処理水はさらにハロゲンイオンを含み、
前記一対の電極の一方から次亜ハロゲン酸を生成させ、
前記油を前記次亜ハロゲン酸により微細化し、この微細化した油を前記界面活性剤により乳化させ、この乳化した油を前記気泡により除去することを特徴とする請求項３に記載の油除去装置。
【請求項５】
前記一対の電極の極性を切り換えることで、前記電極に付着した油を当該電極表面より分離することを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の油除去装置。
【請求項６】
前記被処理水にはさらに菌を含み、
前記一対の電極の一方から次亜ハロゲン酸を生成させ、該次亜ハロゲン酸により前記被処理水中の菌を除菌することを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の油除去装置。
【請求項７】
被処理水中の有機物を低減する有機物低減手段と、
該有機物低減手段により処理された後の前記被処理水から汚泥を分離する分離処理手段と、を含み、
前記被処理水中の油分を除去するための油除去手段を前記有機物低減手段の前段に備えたことを特徴とする排水処理装置。
【請求項８】
生ゴミを粉砕する粉砕手段と、該粉砕された生ゴミを搬送する搬送手段と、
該搬送手段により搬送された生ゴミから水分を分離する固液分離手段と、
該固液分離手段により分離された固形分を処理する生ゴミ処理手段と、
前記固液分離手段により生ゴミから分離された水分を被処理水とし、この被処理水中の油分を除去するための油除去手段と、
該油除去手段により処理された後の前記被処理水中の有機物を低減する有機物低減手段と、
該有機物低減手段により処理された後の前記被処理水から汚泥を分離する分離処理手段と、を含むことを特徴とする生ゴミ処理システム。
【請求項９】
前記油除去手段は、少なくとも一対の電極と、この一対の電極間に通電するための電源と、を備え、
前記一対の電極間に前記電源により通電することで、前記被処理水中に気泡を発生させこの気泡によって前記被処理水中の油分を除去する油除去手段であることを特徴とする請求項７に記載の排水処理装置及び請求項８に記載の生ゴミ処理システム。
【請求項１０】
前記油除去手段は、前記一対の電極の一方から次亜ハロゲン酸を生成させ、
該次亜ハロゲン酸により前記被処理水を殺菌する殺菌手段であることを特徴とする請求項９に記載の排水処理装置及び生ゴミ処理システム。
【請求項１１】
前記分離処理手段は、微孔性薄膜により構成され、当該微孔性薄膜をばっ気洗浄しながら、前記被処理水を吸引し、前記微孔性薄膜を通過させるろ過処理手段であることを特徴とする請求項７に記載の排水処理装置及び請求項８乃至請求項１０に記載の生ゴミ処理システム。
【請求項１２】
前記分離処理手段の後段に、該分離処理手段により汚泥が分離された前記被処理水を電気化学的手法により処理する電気化学的処理手段を備えたことを特徴とする請求項７及び請求項９に記載の排水処理装置及び請求項８乃至請求項１１に記載の生ゴミ処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品加工工場や生活排水などの油分や固形物等の汚濁物質を含む排水の処理に用いられる排水処理装置と、該排水処理装置を備えた生ゴミ処理システム、更にこれら排水処理装置や生ゴミ処理システムなどに備えられる油除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特にＢＯＤの高い食品加工工場等の排水を処理するために、微生物の作用を利用した活性汚泥装置が用いられてきた。しかし、活性汚泥装置は、処理水中に活性汚泥フロックが浮遊しており、処理水を廃棄する前には活性汚泥を沈降分離させるための沈殿槽を併設する必要があり、装置が大型化するとともに沈降に長時間を要するという問題があった。
【０００３】
これらの問題点を解決する活性汚泥処理方法として、処理槽内にろ過手段を備えたことにより活性汚泥の沈降を待つことなしに処理水のみを処理槽内から取り出す方法、所謂膜分離活性汚泥処理方法がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平２−１６４４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような膜分離活性汚泥処理では、多量の油分や固形物等の汚濁物質を含む食品加工工場等からの排水や、生活排水、更には生ゴミ処理機などからの排水を処理する場合には、ろ過膜が油分により閉塞するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、排水中に油分が含まれる場合でも、ろ過膜の閉塞を抑制しながら、より効率的な活性汚泥処理を行うことができる排水処理装置と、このような排水処理装置をレストランやマンションのような集合建物から排出される生ゴミを粉砕して搬送水により搬送して処理する生ゴミ処理システムに備えることで、公共の下水処理施設や環境等への負担を軽減することができる生ゴミ処理システム、及び、これら排水処理装置や生ゴミ処理システムに好適に用いられる油除去手段としての、電気化学的手法を用いた油除去装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の油除去装置は、処理槽と、該処理槽内に配設された少なくとも一対の電極と、該一対の電極間に通電するための電源と、被処理水を前記処理槽に供給するための供給部と、前記被処理水を前記処理槽から排出するための排出部と、前記処理槽内を複数の処理室に仕切り且つ各処理室間での通水が可能なように配置された仕切壁と、を備え前記被処理水中の油分を除去する油除去装置において、少なくとも１つ以上の前記仕切壁の一部分は前記処理槽中に貯留される前記被処理水の液面より上になるように配置されることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の油除去装置は、請求項１の発明において、前記一対の電極間に前記電源により通電することで前記被処理水中に気泡を発生させ、この気泡により前記油を前記液面に浮上させ、この浮上した油の前記排出部からの排出を前記仕切壁により防止することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の油除去装置は、少なくとも一対の電極と、この一対の電極間に通電するための電源と、を備え、油と、界面活性剤と、を含む被処理水を処理するための油除去装置であって、前記一対の電極間に前記電源により通電することにより、前記被処理水中に気泡を発生させ、この気泡により前記油を除去することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の油除去装置は、請求項３に記載の発明において、前記被処理水はさらにハロゲンイオンを含み、前記一対の電極の一方から次亜ハロゲン酸を生成させ、前記油を前記次亜ハロゲン酸により微細化し、この微細化した油を前記界面活性剤により乳化させ、この乳化した油を前記気泡により除去することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の油除去装置は、請求項１乃至請求項４に記載の発明において、前記一対の電極の極性を切り換えることで、前記電極に付着した油を当該電極表面より分離することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の油除去装置は、請求項１乃至請求項５に記載の発明において、前記被処理水にはさらに菌を含み、前記一対の電極の一方から次亜ハロゲン酸を生成させ、該次亜ハロゲン酸により前記被処理水中の菌を除菌することを特徴とする。
【００１２】
本発明の排水処理装置は、被処理水中の有機物を低減する有機物低減手段と、該有機物低減手段により処理された後の前記被処理水から汚泥を分離する分離処理手段と、を含み、  前記被処理水中の油分を除去するための油除去手段を前記有機物低減手段の前段に備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の生ゴミ処理システムは、生ゴミを粉砕する粉砕手段と、該粉砕された生ゴミを搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送された生ゴミから水分を分離する固液分離手段と、該固液分離手段により分離された固形分を処理する生ゴミ処理手段と、前記固液分離手段により生ゴミから分離された水分を被処理水とし、この被処理水中の油分を除去するための油除去手段と、該油除去手段により処理された後の前記被処理水中の有機物を低減する有機物低減手段と、該有機物低減手段により処理された後の前記被処理水から汚泥を分離する分離処理手段と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の排水処理装置及び生ゴミ処理システムは、請求項７及び請求項８に記載の発明において、前記油除去手段は、少なくとも一対の電極と、この一対の電極間に通電するための電源と、を備え、前記一対の電極間に前記電源により通電することで、前記被処理水中に気泡を発生させこの気泡によって前記被処理水中の油分を除去する油除去手段であることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の排水処理装置及び生ゴミ処理システムは、請求項９に記載の発明において、前記油除去手段は、前記一対の電極の一方から次亜ハロゲン酸を生成させ、該次亜ハロゲン酸により前記被処理水を殺菌する殺菌手段であることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に記載の排水処理装置及び生ゴミ処理システムは、請求項７乃至請求項１０に記載の発明において、前記分離処理手段は、微孔性薄膜により構成され、当該微孔性薄膜をばっ気洗浄しながら、前記被処理水を吸引し、前記微孔性薄膜を通過させるろ過処理手段であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に記載の排水処理装置及び生ゴミ処理システムは、請求項７乃至請求項１１に記載の発明において、前記分離処理手段の後段に、該分離処理手段により汚泥が分離された前記被処理水を電気化学的手法により処理する電気化学的処理手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、排水中の油分を効率的に除去することができるようになる。また、本発明によれば、油分を除去して排水中の有機物の処理をすることができる排水処理装置、及び、生ゴミに含まれる有機物と油分を除去して処理できる生ゴミ処理システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態を詳述する。図１は、本実施例における油除去装置２０を膜分離活性汚泥装置３０の前段に備えた排水処理装置の概略構成図、図２は本実施例における油除去装置２０の三面図であり、図２（ａ）は同油除去装置２０の上面図、図２（ｂ）は同油除去装置２０のＢ−Ｂ断面図、図２（ｃ）は同油除去装置２０のＡ−Ａ断面図、図３は本実施例における膜分離活性汚泥装置３０の概略断面図、図４は同膜分離活性汚泥装置３０に配設された微孔性薄膜６０の一部切欠斜視図である。
【００２１】
本実施例の排水処理装置１は、例えば食品加工工場やレストランの厨房等から排出される多量の有機物や油分を含む排水（以下、被処理水とする）を処理するためのものである。尚、このような被処理水は通常水道水を含んでおり、また水道水中には殺菌のための塩化物イオンが含まれる。
【００２２】
本実施例の排水処理装置１は、被処理水中の油分や固形物等の汚濁物質の分離除去手段としての油除去装置２０と、該油除去装置２０の後段に配置され、油除去装置２０から排出された被処理水を膜分離活性汚泥法により処理する膜分離活性汚泥装置（有機物低減手段及び分離処理手段）３０と、を含む。
【００２３】
本実施例の油除去装置２０は、被処理水中の油分や固形物等の汚濁物質を電気化学的手法により分離除去するものである。この油除去装置２０について図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。油除去装置２０は、被処理水を処理する処理槽２１と、この処理槽２１を複数の処理室、本実施例では４室、即ち第１の処理室２１ａと、第２の処理室２１ｂと、第３の処理室２１ｃと、第４の処理室２１ｄと、に区画する仕切壁２８ａ、２８ｂ、２８ｃと、第４の処理室２１ｄ内の被処理水を吸い上げる、若しくは選択的に自然流下させる搬送管２９と、一つ又は複数の処理室内、本実施例では第１の処理室２１ａ内、及び第２の処理室２１ｂ内の被処理水中に少なくとも一部が浸漬するように対向するように夫々備えられた２組の電極対２２、２３、及び２４、２５と、夫々の電極対に通電するための電源２６及び２７と、該電源２６、２７を制御するための図示しない制御装置と、被処理水を処理槽２１に供給するための図示しない供給部と、被処理水を処理槽２１より排出するための図示しない排出部と、を含む。
【００２４】
また図２に示す如く電極対２２、２３、及び２４、２５は、夫々の電極を水平方向に電極面が対面するように配置される。
【００２５】
ここで、前記電極２２、２３、２４及び２４は、例えば白金（Ｐｔ）又は白金とイリジウム（Ｉｒ）の混合物などの貴金属電極、又はこれらをチタン等の導電性金属基体上に被覆した導電体、所謂不溶性電極から構成されている。
【００２６】
また、油除去装置２０に供給された被処理水は、第１の処理室２１ａから仕切壁２８ａ下部を通過した後、第２の処理室２１ｂに至り、仕切壁２８ｂの上部を通過した後、第３の処理室２１ｃに至り、仕切壁２８ｃの下部を通過した後、第４の処理室２１ｄに至り、その後搬送管２９により外部に搬送されるものである。
【００２７】
膜分離活性汚泥装置３０は、油除去装置２０から排出された被処理水の有機物を膜分離活性汚泥法により低減処理し、更にろ過処理を行うものである。
【００２８】
ここで、膜分離活性汚泥装置３０について図３を参照して説明する。この膜分離活性汚泥装置は、内部に図示しない有機物低減処理手段としての好気性微生物を収容した水分処理槽３１と、水分処理槽３１内に配設された複数の微孔性薄膜６０と、この微孔性薄膜６０により処理された被処理水を汲み上げるための吸引ポンプ３５と、水分処理槽の下部に設けられ、微孔性薄膜６０に旋回流を与えると共に、水分処理槽３１内の好気性微生物に空気を供給するブロワー３４と、を含む。
【００２９】
微孔性薄膜６０は、浸漬型平膜であり、図４に示す如く前後面を形成する膜体６１、６１と、これら膜体６１、６１の周囲を囲繞する枠体６３と、から構成されている。また、この膜体６１、６１の内部には、前記膜体６１を保護するための不職布を材料とした補強材６２、６２及び液体の流路が形成された支持体６４が形成されている。更に、枠体６３の上部には、膜体６１、６１間と連通すると共に、前記吸引ポンプ３５に接続するための集水出口６５が形成されている。
【００３０】
ここで、膜体６１、６１は、所定の径以下の微孔を形成した膜部材であり、被処理水中に含まれる油分、微粒子及びバクテリア等を通さずに水分のみを透過可能とする。これにより、被処理水中の微粒子やバクテリア等、更に被処理水中に生成する汚泥は膜体６１により分離され、膜体６１内に吸引された水分のみが微孔性薄膜６０の上部に形成された集水出口６５に達する。
【００３１】
また、水分処理槽３１の下部に設けられたブロワー３４は、水分処理槽３１内に気泡を供給するものである。この気泡は水分処理槽３１内に収容された好気性微生物に供給され、活発化された好気性微生物によって水分処理槽３１内の被処理水中の有機物は硝酸態窒素や亜硝酸態窒素、アンモニア態窒素などに分解される。尚、このとき、好気性微生物により有機物が分解されることにより汚泥が生成される。
【００３２】
また、ブロワー３４により被処理水中に供給される気泡は、旋回流となり、微孔性薄膜６０の表面に付着した微粒子をばっ気洗浄する。これにより、微孔性薄膜６０をばっ気洗浄しながら被処理水中の水分のみを吸引して、膜体６１を通過させるので、膜体６１の微孔の閉塞を抑制しながら、安定したろ過処理を行うことができると共に、高濃度排水中で長期運転が可能となり、ろ過効率の向上を図ることができるようになる。
【００３３】
尚、水分処理槽３１の底部には上述の如く生成された汚泥を排出するための排出口３２が形成されている。
【００３４】
他方、吸引ポンプ３５には、膜体６１内に吸引され、微孔性薄膜６０の上部に形成された集水出口６５に収集された被処理水を外部に排出する排水管３６が接続されている。
【００３５】
次に、本実施例の排水処理装置１の動作について図１乃至図４を参照して説明する。食品加工工場やレストランの厨房等から排出された被処理水は、まず油除去装置２０に搬送される。
【００３６】
油除去装置２０の処理槽２１に被処理水が搬送されると、図示しない制御装置により電源２６及び２７が通電され、第１の処理室２１ａ内の電極２２と第２の処理室２１ｂ内の電極２４に正電位が、第１の処理室２１ａ内の電極２３と第２の処理室２１ｂ内の電極２５に負電位が印加される。これにより、電極２２、２４はアノードとなり、電極２３、２５はカソードとなる。
【００３７】
係る電位の印加により、アノードを構成する電極２２、２４側では被処理水中に含まれる、又は図示しない塩化物イオン添加手段により被処理水中に塩化ナトリウムなどの形態で添加される塩化物イオンが電子を放出して塩素を生成する（反応Ａ）。そして、この塩素は水に溶解して次亜ハロゲン酸としての次亜塩素酸を生成する（反応Ｂ）。また、同時に水の電気分解が生じて酸素が生成される（反応Ｃ）。更に、このときオゾン、若しくは活性酸素も生成される。また、カソードを構成する電極２３、２５側では、水素が生成される（反応Ｄ）。以下に反応Ａ乃至反応Ｄを示す。
【００３８】
反応Ａ  ＮａＣｌ→Ｎａ+＋Ｃｌ-
２Ｃｌ-→Ｃｌ2＋２ｅ-
反応Ｂ  Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
反応Ｃ  ２Ｈ2Ｏ→Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ-
反応Ｄ  ２Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→Ｈ2＋２ＯＨ-
そして、アノード側より発生する酸素の気泡や塩素の気泡、及びカソード側より発生する水素の気泡によって、被処理水中に含まれる油分や固形物等の汚濁物質は、第１の処理室２１ａ、第２の処理室２１ｂ及び第３の処理室２１ｃの液面に浮上させられ、仕切壁２８ａ、及び仕切壁２８ｃにより段階的に捕獲される。またこのとき、制御装置により各電極の極性を転換、即ち電極２２、２４に負電位を、電極２３、２５に正電位を印加すると、各電極表面に付着した汚濁物質等が剥離、浮上すると共に、電極表面がリフレッシュされ、より一層油分等の汚濁物質の除去効率を向上させられるようになる。
【００３９】
また、被処理水が厨房排水や家庭の生活排水の如く油分と同時に界面活性剤（洗剤等）をも含有するような場合には、被処理水中の油分の一部がエマルジョン（乳化）となっている場合がある。
【００４０】
このようにエマルジョンとなった油分を含む被処理水が本実施例の油除去装置２０に導入された場合には、前記アノードで生成された次亜塩素酸により被処理水中の油分の油滴化や油滴の微細化が進行し、これによって被処理水中の油分の乳化がより一層進み、エマルジョンの粒子が粗大化が進み、このエマルジョンの粗大化により油分以外の微細な固形物等も吸着され更に粗大化するため、各電極表面、特にアノード表面において、このようなエマルジョンを効率的に捕獲することができる。そしてこのようにアノード上で捕獲されたエマルジョンは、電極の極性を転換することにより、電極表面から粗大な塊となって剥離し、第１〜第３の処理室２１ａ、２１ｂ、２１ｃの液面に浮上し、仕切壁２８ａ、２８ｃによって段階的に捕獲される。尚、この場合、電極表面に付着したエマルジョンにより電極対の間が閉塞し、被処理水の流れの阻害や、電極間でのショートを防止するために、電極間距離は５ｍｍ以上、好適には１０ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００４１】
また、油除去装置２０においては、汚濁物質の除去時間を確保するために、処理槽２１内での被処理水の滞留時間は２０分以上とすることが望ましい。
【００４２】
そして、仕切壁２８ａ、２８ｃにより捕獲された油やエマルジョンなどの汚濁物質は、液面上昇によるオーバーフローによる排出やメンテナンス作業により除去するものとする。そして、油分等の汚濁物質が除去された被処理水は、第４の処理室２１ｄから搬送管２９を介して後段の膜分離活性汚泥装置３０の水分処理槽３１に搬送される。
【００４３】
水分処理槽３１に被処理水が搬送された膜分離活性汚泥装置３０では、図示しない制御装置によりブロワー３４、吸引ポンプ３５が運転されると、被処理水中の水分のみが微孔性薄膜６０の膜体６１内に吸引される。
【００４４】
ここで、水分処理槽３１内には、好気性微生物が収容されていることから、ブロワー３４により被処理水中に気泡が供給されることにより、活発化された好気性微生物によって水分処理槽３１内の被処理水中の有機物の低減処理がなされ、硝酸態窒素や亜硝酸態窒素、アンモニア態窒素などに分解される。尚、このとき、好気性微生物により有機物が分解されることにより汚泥が生成される。そして、吸引ポンプ３５が運転されることにより、被処理水中に含まれる汚泥や微粒子又はバクテリア等が微孔性薄膜６０の表面に付着する。
【００４５】
微孔性薄膜６０の膜体６１内に吸引された水分は、膜体６１を通過することで浄化され、その後、補強材６２、支持体６４を経て集水出口６５に達し、吸引ポンプ３５により排水管３６を介して外部に排出される。尚、好気性微生物による被処理水中の有機物の分解処理により生成された汚泥は、水分処理槽３１の底部に備えられた排出口３２により回収処理される。
【００４６】
以上、詳述した如く本実施例の排水処理装置１によれば、膜分離活性汚泥装置３０の前段に、油分や固形物等の汚濁物質の分離除去手段としての油除去装置２０を備えたので、被処理水中の油分等が微孔性薄膜６０を閉塞し、膜分離活性汚泥装置３０での分離処理効率効率が低下する不都合を未然に回避することができるようになる。また、油除去装置２０にて電解により生成される次亜塩素酸により、被処理水中の雑菌が殺菌されるため、後段の膜分離活性汚泥装置３０における、発泡現象や活性汚泥と処理水とが分離できなくなるような汚泥沈降性不良、所謂バルキングを抑制することができるようになると共に、雑菌の減少により膜分離活性汚泥装置３０の水分処理槽３１内が整菌されるため、活性汚泥量が増えすぎるといった問題も回避することができるようになる。
【００４７】
これにより、食品加工工場やレストラン厨房等から排出された油分を含む排水が被処理水である場合でも、効果的に膜分離活性汚泥装置３０で好気性微生物により被処理水中の有機物を低減できる。更に、微孔性薄膜６０の閉塞なく汚泥等の固形分と水分を分離できるため、被処理水中の有機物を効果的に処理することができるようにより、公共の下水処理施設や環境への負担を軽減することができるようになる。
【００４８】
また、油除去装置２０では、上述した如く電解により次亜塩素酸を生成することができるため、被処理水中に油分と界面活性剤とが含まれる場合には、次亜塩素酸の作用により、被処理中でのエマルジョンの生成および粗大化がより一層進行し、電極表面にて補足した後、電極の極性を転換して粗大化したエマルジョンを浮上分離できるようになるため、効率的な油除去ができるようになる。
【００４９】
尚、本実施例では油除去装置２０に配設される電極は、２枚の電極からなる一対の電極対を用いたが、必要に応じて、同様な電極を複数枚配置するようにしても良いものである。
【００５０】
また、油除去装置２０にて電解により生成される次亜塩素酸の発生量が増えすぎることにより、後段の膜分離活性汚泥装置３０内の好気性微生物が死滅するといった問題が生じる場合がある。係る場合には、電解時間を抑制するか、電気分解における電流密度を１〜２Ａ／ｄｍ2程度として次亜塩素酸生成の電流効率を１％以下とするなど、次亜塩素酸発生量を制御する必要がある。
【実施例２】
【００５１】
次に、図５を参照して本発明の他の実施形態について説明する。尚、図５において、上記実施例１と同様の符号が付されているものは、同様又は類似の効果を有するものであるものとする。係る実施例は、上記実施例１の排水処理装置１を生ゴミ処理システムに備えたものである。
【００５２】
図５は、係る実施例の生ゴミ処理システム２の概略図を示すものである。係る実施例の生ゴミ処理システム２は、例えばホテルやレストランの厨房から排出される生ゴミやその他有機性の夾雑物などから成る厨芥を処理するためのものであり、本実施例では特に、レストランや大食堂の厨房に設けられる図示しない下膳コーナーから排出された生ゴミを処理する場合について説明する。
【００５３】
この生ゴミ処理システム２は、生ゴミを粉砕する粉砕手段としてのディスポーザ５０と、粉砕された生ゴミを搬送水により搬送するポンプ（搬送手段）５１と、ポンプ５１により搬送された生ゴミから水分を分離する固液分離装置１０と、固液分離装置１０により分離された固形分を処理する生ゴミ処理機１２と、固液分離装置１０により分離された水分を被処理水として処理する油除去装置２０と、膜分離活性汚泥排水装置３０と、該膜分離活性汚泥装置３０により処理された後の被処理水を電解法により脱窒及び除菌する電解処理装置４０と、該電解処理装置４０にて処理され、中水として使用可能となった再生水を貯溜するための再生水タンク４７と、を備えている。
【００５４】
ディスポーザ５０は、図示しない下膳コーナーから排出された生ゴミを粉砕するものであり、該ディスポーザ５０により粉砕された生ゴミは、市水などから供給される搬送水と共に、ポンプ槽５２に一旦収容される。ポンプ槽５２は、上記ポンプ５１が配設されており、ポンプ槽５２内に一定量の生ゴミ及び搬送水が貯溜された際に、これら生ゴミ及び搬送水をポンプ５１により前記固液分離装置１０に搬送可能としている。
【００５５】
固液分離装置１０は、搬送された生ゴミ及び搬送水を固形分と水分とに分離する装置であり、上面に開口する箱体１１と、箱体１１内に設けられた金属製の処理槽１４と、脱水槽１３などから構成されている。処理槽１４は、上面に開口した有底円筒状を呈しており、この上面開口には、回転自在に箱体１１上部に枢支された図示されない蓋にて開閉自在に閉塞されている。脱水槽１３は、処理槽１４と同様に上面に開口した有底円筒状を呈しており、処理槽１４の内壁と間隔を存して回転自在に設けられている。また、この脱水槽１３の側面には固形分の通過を阻止し、水分のみを通過させるための複数の小穴１５が形成されている。
【００５６】
そして、箱体１１の下部には駆動装置１６が設けられている。この駆動装置１６の回転軸１６Ａは、処理槽１４を貫通して脱水槽１３底部の中心に接続されている。駆動装置１６が運転されることにより、脱水槽１３が回転し、当該脱水槽１３内部に収容された固形分に付着した水分若しくは固形分に含まれる保有水の一部又は大部分は遠心力で分離される。そして、遠心分離により水分が分離された固形分は、前記生ゴミ処理機１２に搬送される。
【００５７】
生ゴミ処理機１２は、内部に図示しない攪拌機を備えた同じく図示しない処理槽により構成されており、当該処理槽内には、有機物を分解する好気性微生物が収容されている。また、生ゴミ処理機１２は、処理槽内に空気を導入する図示しないばっ気装置を備えており、当該ばっ気装置を運転することにより、処理槽内に空気が導入され、処理槽内の好気性微生物の活動を促進する構成とされている。
【００５８】
他方、処理槽１４の底部には固形分から分離された水分を排水するための図示しない排水口が形成されており、この排水口に接続された排水管１７が箱体１１を貫通して油除去装置２０に接続されている。
【００５９】
また、膜分離活性汚泥装置３０の水分処理槽３１の底部に備えられた排出口３２から排出される汚泥を前記生ゴミ処理機に返送するための返送管３６が排出口３２に接続されている。
【００６０】
電解処理装置４０は、排水管３６を介して膜分離活性汚泥装置３０の後段に備えられ、この電解処理装置４０の内部には、図示しない被処理水の流入口と流出口を有する処理槽４１と、該処理槽の被処理水中に少なくとも一部が浸漬するように対向して配置された一対の電極４２、４３と、該電極４２、４３に通電するための電源４４及び該電源４４を制御するための図示しない制御装置などから構成されている。
【００６１】
前記電極４２及び４３は、例えば白金（Ｐｔ）又は白金とイリジウム（Ｉｒ）の混合物などの貴金属電極、又はこれらをチタン等の導電性金属基体上に被覆した導電体、所謂不溶性電極から構成されている。また、この処理槽４１には、ポンプ４５が介設された配管４６が接続されており、該配管４６は、図示しない弁装置を介して外部又は再生水タンク４７に接続されている。
【００６２】
次に係る実施例の生ゴミ処理システム２の動作について説明する。図示しない厨房の下膳コーナーから排出された生ゴミは、ディスポーザ５０に搬送される。そして、ディスポーザ５０内の生ゴミは粉砕された後、搬送水と共にポンプ槽５２に貯溜される。ポンプ槽５２内で一定量貯溜された生ゴミ及び搬送水はポンプ５１及び搬送水により固液分離装置１０に送られる。
【００６３】
固液分離装置１０は、駆動装置１６が駆動することにより脱水槽１３が回転する。この回転により、脱水槽１３内に収容された生ゴミの固形分に付着した水分或いは生ゴミが保有する保有水の一部が遠心力により脱水槽１３を経て外側の処理槽１４側に分離される。処理槽１４に移動した水分は図示しない排水口から排水管１７を経て、箱体１１の外部に排出される。
【００６４】
一方、所定時間遠心力により脱水された生ゴミの固形分は次に生ゴミ処理機１２に送られる。生ゴミ処理機１２に送られた生ゴミの固形分は好気性微生物によりバイオ分解処理又は熱乾燥処理される。
【００６５】
他方、固液分離装置１０及び生ゴミ処理機１２から排出された水分は、被処理水として油除去装置２０と膜分離活性汚泥装置３０で処理された後、後段の電解処理装置４０に排水管３６を介して供給される。
【００６６】
尚、係る実施例の油除去装置２０においては、上記実施例１の如く仕切壁２８ａ、２８ｃにより汚濁物質が捕獲された後、図示しないポンプにより捕獲された汚濁物質を吸い上げ、図示しない返送管により生ゴミ処理機１２に返送されるものとする。これにより、油除去装置２０において捕獲回収された汚濁物質を、再度生ゴミ処理機１２により分解処理されるので、産業廃棄物として排出される汚濁物質の排出量を軽減することができるようになる。
【００６７】
処理槽４１内に被処理水が貯留された電解処理装置４０は、制御装置により電源４４をＯＮとし、電極４２に正電位を、電極４３に負電位を印加する。これにより、電極４２はアノードとなり、電極４３はカソードとなる。
【００６８】
係る電位の印加により、カソードを構成する電極４３側では、アノードを構成する電極４２側において生成された電子が供給され、膜分離活性汚泥装置３０における有機物の分解により生成された被処理水中の硝酸態窒素としての硝酸イオンが亜硝酸イオンに還元される（反応Ｅ）。更に、亜硝酸イオンに還元された硝酸態窒素は、カソードを構成する電極４３側において、電子が供給され、アンモニア（アンモニウムイオン）まで還元される（反応Ｆ）。以下に、反応Ｅ及び反応Ｆを示す。
【００６９】
反応Ｅ  ＮＯ3-＋Ｈ2Ｏ＋２ｅ-→ＮＯ2-＋２ＯＨ-
反応Ｆ  ＮＯ2-＋５Ｈ2Ｏ＋６ｅ-→ＮＨ3（ａｑ）＋７ＯＨ-
他方、アノードを構成する電極４２側では、被処理水中に含有される塩化物イオンが電子を放出して塩素を生成する（反応Ａ）。そして、この塩素は水に溶解して次亜ハロゲン酸としての次亜塩素酸を生成する（反応Ｂ）。そして、生成された次亜塩素酸は、膜分離活性汚泥装置３０において生成されたアンモニア（アンモニウムイオン）と反応し、複数の化学変化を経た後、窒素ガスに変換される（反応Ｇ）。以下、反応Ｇを示す。尚、このとき、同時にオゾンや活性酸素も生成される。
【００７０】
反応Ｇ  ＮＨ3＋ＨＣｌＯ→ＮＨ2Ｃｌ＋Ｈ2Ｏ
ＮＨ2Ｃｌ＋ＨＣｌＯ→ＮＨＣｌ2＋Ｈ2Ｏ
ＮＨ2Ｃｌ＋ＮＨＣｌ2→Ｎ2↑＋３ＨＣｌ
また、被処理水中のアンモニア（アンモニウムイオン）は、アノードを構成する電極４２側で発生するオゾン、若しくは、活性酸素と反応Ｈに示す如く反応し、これによっても窒素ガスに脱窒処理される（反応Ｈ）。
【００７１】
反応Ｈ  ２ＮＨ3（ａｑ）＋３（Ｏ）→Ｎ2↑＋３Ｈ2Ｏ
尚、前記アノードで生成された次亜塩素酸により、被処理水中の雑菌等が殺菌されると共に、被処理水の脱色も行われる。
【００７２】
これにより、処理槽４１内に搬送された被処理水中の硝酸態窒素は、電気化学的に窒素ガスにまで還元処理され、また、被処理水中の雑菌等は駆逐され、再生水（中水）としてポンプ４５により再生水タンク４７又は外部へと搬送される。再生水タンク４７に貯溜された再生水は、ディスポーザ５０により粉砕された生ゴミを搬送する搬送水として再利用される。そして、再利用された再生水は再び同様のサイクルを繰り返し、再生水タンク４７に貯溜される。これにより、水の有効利用を図ることができるようになり、水資源の節約を図ることができるようになる。
【００７３】
尚、前記膜分離活性汚泥装置３０における微孔性薄膜６０の表面に付着した汚泥、微粒子及びバクテリア等はブロワー３４から発生する気泡によってばっ気洗浄され、微孔性薄膜６０から剥がされ、水分処理槽３１内を浮遊し、水分処理槽３１下部に沈積する。その後、これら汚泥、微粒子及びバクテリア等は返送管３６を介して生ゴミ処理機１２に送られ、前記固液分離装置１０にて分離された固形分と共に処理される。これにより、産業廃棄物として処理が必要とされる汚泥の排出量を軽減することができるようになり、ランニングコストの低減を図ることができるようになる。
【００７４】
また、ブロワー３４によるばっ気洗浄でも除去しきれないだけの汚泥、微粒子及びバクテリア等が微孔性薄膜６０の表面に付着した場合には、前記電解処理装置４０にて処理された後の被処理水を微孔性薄膜６０内に逆流させるものとする。電解処理装置４０にて処理された後の被処理水中には、次亜ハロゲン酸等の酸化剤が含まれているため、微孔性薄膜６０に流入することにより、微孔性薄膜６０の表面に付着した汚泥等が剥離される。これにより、微孔性薄膜６０の再生を図ることができ、微孔性薄膜６０によるろ過効率の向上を図ることができるようになる。尚、本実施例では、上述した如く微孔性薄膜６０は、浸漬型平膜により構成されているため、メンテナンス作業性の向上及び耐久性の向上を図ることができる。
【００７５】
また、係る実施例では、電解処理装置４０において処理された後の被処理水を再生水（中水）としてポンプ４５により好気性微生物を備えた生ゴミ処理機１２に散水するものとする。これにより、処理後の被処理水を格別に市水などを用いることなく、生ゴミ処理機１２における好気性微生物に必要な水として有効利用することができる。
【００７６】
尚、このとき、電解処理装置４０において処理された被処理水の全塩素濃度、即ち、クロロアミンなどの結合塩素や遊離塩素の濃度が１．５ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下の状態、例えば３ｐｐｍ以上５ｐｐｍ以下の状態で電解処理装置４０から再生水として生ゴミ処理機１２に散水するものとする。この全塩素濃度の調整は、図示しない全塩素濃度センサにより被処理水の全塩素濃度を検出し、これに基づき電解処理装置４０における電極４２、４３に供給する電流値を制御することで行うものとする。
【００７７】
これにより、高濃度の全塩素が含まれる再生水により生ゴミ処理機１２の好気性微生物を死滅させ、処理効率が低下する不都合を未然に回避することができる。
【００７８】
以上、詳述した如く係る実施例によれば、固液分離装置１０により生ゴミから分離された水分を被処理水とし、膜分離活性汚泥装置３０において被処理水中の有機物を好気性微生物により低減し、更に、好気性微生物により処理された被処理水は、微孔性薄膜６０により汚泥等の固形分と分離したので、生ゴミから分離された水分中の有機物を効果的に処理することができるようになり、公共の下水処理施設への負担を軽減することができるようになる。
【００７９】
そのため、従来の如く生ゴミから分離された水分を沈殿処理する大型の浄化施設が不要となるため、システムの小型化を図ることができるようになる。
【００８０】
また、分離活性汚泥装置３０の前段に、油分や汚濁物質等の分離除去手段としての油除去装置２０を備えたので、被処理水中の油分等が微孔性薄膜６０を閉塞し、膜分離活性汚泥装置３０での分離処理効率効率が低下する不都合を未然に回避することができるようになると共に、電解により発生する次亜塩素酸により、被処理水中の雑菌が殺菌されるため、膜分離活性汚泥装置３０における、発泡現象やバルキングを抑制することができるようになり、水分処理槽３１内での活性汚泥量を抑制することができるようになる。
【００８１】
これにより、食品加工工場やレストラン厨房等から排出された油分を含む生ゴミから分離された油分を含む被処理水についても、効果的に膜分離活性汚泥装置３０で好気性微生物により被処理水中の有機物を低減でき、更に、微孔性薄膜６０の閉塞なく汚泥等の固形分と水分を分離できるため、被処理水中の有機物を効果的に処理することができ且つ排水中の油分を減少させることができるので、より一層公共の下水処理施設や環境への負担を軽減することができるようになる。
【００８２】
また、微孔性薄膜６０により汚泥が分離された被処理水を、電解処理装置４０において電気化学的手法により処理するため、被処理水中に生成される次亜ハロゲン酸などの酸化剤により、被処理水中の硝酸態窒素やアンモニア態窒素を窒素ガスへと還元処理することができると共に、被処理水の脱色、除菌及び殺菌処理を行うことができるようになる。これにより、より一層、衛生的にも好ましい状態で被処理水を外部に排出又は、再生水として使用することができるようになる。
【００８３】
尚、本実施例では、微孔性薄膜６０により汚泥が分離された被処理水を、電解処理装置４０により電気化学的手法により処理しているが、これ以外にも、別置きの電解水生成装置により次亜ハロゲン酸などの酸化剤を含有する電解水を生成し、ポンプなどを用いて微孔性薄膜６０により分離された被処理水に添加し、再生水としても同様の効果を得ることができる。尚、係る場合においても、微孔性薄膜６０の表面にばっ気洗浄により除去しきれない汚泥等が付着した場合には、別置きの電解水生成装置により生成された電解水を微孔性薄膜６０に逆流させ、汚泥等の剥離を促進させても良いものとする。
【００８４】
また、この場合においても、別置きの電解水生成装置により生成された電解水が添加された被処理水を再生水（中水）としてディスポーザ５０により粉砕された生ゴミを搬送する搬送水として再利用しても上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
尚、本実施例では、電解処理装置４０において処理された後の被処理水、又は別置きの電解水生成装置により生成された電解水を添加した被処理水を再生水としてディスポーザ５０により粉砕された生ゴミの搬送に用いているが、これ以外にも、膜分離活性汚泥装置３０において処理された被処理水を再利用水としてディスポーザ５０により粉砕された生ゴミの搬送又は、膜分離活性汚泥装置３０の微孔性薄膜６０の逆流洗浄などに用いても良いものとする。
【実施例３】
【００８６】
また、もう一つの他の実施例として、上記実施例２における電解処理装置４０を図６に示す如き電解処理装置７０としても良いものとする。係る実施例の電解処理装置７０は、内部に、図示しない被処理水の流入口と流出口を有する処理槽７１と、該処理槽の被処理水中に少なくとも一部が浸漬するように対向して配置された一対の電極７２、７３と、該電極７２、７３に通電するための電源７４及び該電源７４を制御するための図示しない制御装置などから構成されている。
【００８７】
前記電極７２は、例えば白金（Ｐｔ）又は白金とイリジウム（Ｉｒ）の混合物などの貴金属電極、又はこれらをチタン等の導電性金属基体上に被覆した導電体、所謂不溶性電極から構成されている。また、前記電極７３は、鉄（Ｆｅ）、又は、これらを被覆した導電体により構成されている。また、この処理槽７１には、ポンプ４５が介設された配管４６が接続されており、該配管４６は、図示しない弁装置を介して外部又は再生水タンク４７に接続されている。
【００８８】
係る構成により、膜分離活性汚泥装置３０から電解処理装置７０の処理槽７１に被処理水が搬送されると、制御装置により電源７４をＯＮとし、電極７２に正電位を、電極７３に負電位を印加する。これにより、電極７２はアノードとなり、電極７３はカソードとなる（図６の左側）。
【００８９】
係る電位の印加により、上記実施例２と同様に、カソードを構成する電極７３側では、アノードを構成する電極７２側において生成された電子が供給され、膜分離活性汚泥装置３０における有機物の分解により生成された被処理水中の硝酸態窒素としての硝酸イオンが亜硝酸イオンに還元される（反応Ｅ）。更に、亜硝酸イオンに還元された硝酸態窒素は、カソードを構成する電極７３側において、電子が供給され、アンモニア（アンモニウムイオン）まで還元される（反応Ｆ）。
【００９０】
他方、アノードを構成する電極７２側では、被処理水中に含有される塩化物イオンが電子を放出して塩素を生成する（反応Ａ）。そして、この塩素は水に溶解して次亜ハロゲン酸としての次亜塩素酸を生成する（反応Ｂ）。そして、生成された次亜塩素酸は、膜分離活性汚泥装置３０において生成されたアンモニア（アンモニウムイオン）と反応し、複数の化学変化を経た後、窒素ガスに変換される（反応Ｇ）。このとき、同時にオゾン、若しくは、活性酸素も生成される。
【００９１】
また、被処理水中のアンモニア（アンモニウムイオン）は、アノードを構成する電極７２側で発生するオゾン、若しくは、活性酸素と反応Ｈに示す如く反応し、これによっても窒素ガスに脱窒処理される。これにより、処理槽７１内に搬送された被処理水中の硝酸態窒素は、電気化学的に窒素ガスにまで還元処理される。
【００９２】
このような被処理水中の窒素化合物の処理の終了後、制御装置は電源７４の極性を切り換える、即ち電極７３に正電位を、電極７２に負電位を印加する。これにより、電極７３はアノードとなり、電極７２はカソードとなる（図６の右側）。
【００９３】
これにより、被処理水は電気化学的手法としての電解処理が行われ、アノードを構成する電極７３は、鉄又は、鉄を含有する材料により構成されていることから、鉄（II）イオンが被処理水中に溶出して、被処理水中において鉄（III）イオンにまで酸化される。
【００９４】
生成された鉄（III）イオンは、反応Ｉに示す如く脱リン反応により、被処理水中のリ
ン酸イオンと凝集沈殿し、水に難溶性のリン酸鉄を生成する。
【００９５】
反応Ｉ  Ｆｅ3+＋ＰＯ43-→ＦｅＰＯ４↓
これにより、被処理水中に含有されたリン化合物としてのリン酸イオンをリン酸鉄として沈殿処理することができる。
【００９６】
そして、処理槽７１において脱窒、脱リン処理された被処理水は、再生水（中水）としてポンプ４５により再生水タンク４７又は外部へと搬送される。
【００９７】
これにより、係る実施例によれば、上記実施例に加えて、微孔性薄膜６０により汚泥が分離された被処理水を、電解処理装置７０により脱リン処理することができるため、より一層、環境的にも好ましい状態で被処理水を外部に排出することができるようになる。そのため、当該被処理水を外部に排出した場合における公共の下水処理施設や環境への負荷をより一層軽減することができるようになる。
【００９８】
尚、上記実施例２、３で使用された固液分離装置１０及び生ゴミ処理機１２はそれに限定されるものでは無く、本発明を実施可能なものであれば、その形態は限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施例としての排水処理装置を示した概略図である。
【図２】本発明の油除去装置の概略三面図である。
【図３】本発明の膜分離活性汚泥装置の概略断面図である。
【図４】本発明の膜分離活性汚泥装置に配設された微孔性薄膜の一部切欠斜視図である。
【図５】本発明の他の実施例としての生ゴミ処理システムの概略図である。
【図６】本発明のもう一つの他の実施例の電解処理装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１  排水処理装置
２  生ゴミ処理システム
１０  固液分離装置
１１  箱体
１２  生ゴミ処理機
１３  脱水槽
１４  処理槽
１５  小穴
１６  駆動装置
１６Ａ  回転軸
１７  排水管
２０  油除去装置
２１  処理槽
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  処理室
２２、２３、２４、２５  電極
２６、２７  電源
２８ａ、２８ｂ、２９ｃ  仕切壁
２９  搬送管
３０  膜分離活性汚泥装置
３１  水分処理槽
３２  排出口
３４  ブロワー
３５  吸引ポンプ
３６  排水管
４０、７０  電解処理装置
４１、７１  処理槽
４２、４３、７２、７３  電極
４４、７４  電源
４５  ポンプ
４６  配管
４７  再生水タンク
５０  ディスポーザ
５１  ポンプ
５２  ポンプ槽
６０  微孔性薄膜
６１  膜体
６２  補強材
６３  枠体
６４  支持体
６５  集水出口
【図１】
2006026506.tif 000003
【図２】
2006026506.tif 000004
【図３】
2006026506.tif 000005
【図４】
2006026506.tif 000006
【図５】
2006026506.tif 000007
【図６】
2006026506.tif 000008