(57)【要約】【課題】薬品添加を伴うことなく、消化槽の下流側に設置された脱水機、及び／又は、かかる脱水機の下流側の配管におけるスケール析出を効果的に抑制することができる、水処理装置を提供する。【解決手段】本発明の水処理装置100は、消化槽1と消化汚泥を脱水する脱水機2とを備える。そして、本発明の水処理装置100は、消化槽1と脱水機2との間の脱水機流入配管3、及び脱水機2にて消化汚泥から分離された分離液を脱水機2から流出させる分離液流出配管4を備え、脱水機流入配管3が電磁波発生装置30を、及び／又は、分離液流出配管4が電磁波発生装置40を、有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消化槽と、消化汚泥を脱水する脱水機とを備える水処理装置であって、
前記消化槽と前記脱水機との間の脱水機流入配管、及び
前記脱水機にて前記消化汚泥から分離された分離液を前記脱水機から流出させる分離液流出配管を備え、
前記脱水機流入配管及び／又は分離液流出配管が、電磁波発生装置を有する、
水処理装置。
【請求項２】
前記脱水機流入配管が、前記電磁波発生装置を有する、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記分離液流出配管が、前記電磁波発生装置を有する、請求項１又は２に記載の水処理装置。
【請求項４】
更に、前記分離液流出配管が前記分離液のｐＨを測定するｐＨ測定器を有し、
前記分離液流出配管の前記電磁波発生装置が、前記ｐＨ測定器が測定した前記分離液のｐＨが７．１を超えた場合に電磁波照射を開始し、前記分離液のｐＨが７．１以下の場合に電磁波照射を停止する、
請求項３に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記分離液流出配管が、前記ｐＨ測定器よりも流れ方向下流側に凝集装置を有する、請求項４に記載の水処理装置。
【請求項６】
汚泥を含む被処理水を消化する消化工程と、得られた消化汚泥を脱水して脱水汚泥と分離液とに分離する脱水工程とを含む水処理方法であって、
前記消化工程と前記脱水工程との間の前記被処理水、及び／又は前記脱水工程の後の前記分離液に対して、電磁波照射する電磁波照射工程
を含む、水処理方法。
【請求項７】
前記分離液に対して、電磁波照射する電磁波照射工程を含む請求項６に記載の水処理方法において、
前記分離液のｐＨを測定するｐＨ測定工程を更に含み、
前記分離液に対して、電磁波照射する前記電磁波照射工程にて、前記ｐＨ測定工程で測定した前記分離液のｐＨが７．１を超えた場合に電磁波照射を開始し、前記ｐＨ測定工程で測定した前記分離液のｐＨが７．１以下の場合に電磁波照射を停止することを含む、
水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置及び水処理方法に関するものである。特に、本発明は、水処理装置に含まれる貯留槽や配管等の内壁におけるスケールの発生を、電磁波を利用して抑制する水処理装置及び水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被処理水を処理する水処理装置に含まれる貯留槽や配管等の内壁には、被処理水に含有される成分に由来するスケールが付着することがある。貯留槽や配管の内壁にスケール付着し、かかるスケールに対してさらに被処理水中の成分が付着し、スケールが成長した場合に、貯留槽や配管の閉塞や劣化につながり、最終的には水処理効率の著しい低下や水処理装置の不具合を引き起こす虞がある。
【０００３】
そこで、従来、水処理装置に含まれる貯留槽や配管の内壁にスケールが付着し、成長することを抑制するための技術が提案されてきた（例えば、特許文献１及び２参照）。例えば、特許文献１には、消化槽内の汚泥のｐＨを測定し、測定値に基づいて汚泥に対して酸を添加することで、消化槽或いは消化汚泥移送管におけるスケール析出を抑制する技術が開示されている。また、特許文献２には、被処理流体を電磁波処理することにより、被処理流体流路又は被処理流体貯留槽の壁面へのスケール付着防止、スケールの除去効果を得る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開第２００６−１５０２１２号公報
【特許文献２】特開第２０１１−２５５３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の技術では、スケール析出抑制のために汚泥に対して酸を添加するため、コストの点で改善の余地があった。また、上記特許文献２に記載の技術では、下水の消化処理にて消化槽の下流側に設置された脱水機、及び／又は、かかる脱水機の下流側の配管で生じうるスケール析出を抑制できるかは不明であった。
【０００６】
そこで、本願発明は、薬品添加を伴うことなく、消化槽の下流側に設置された脱水機、及び／又は、かかる脱水機の下流側の配管におけるスケール析出を効果的に抑制することができる、水処理装置を提供することを目的とする。
また、本願発明は、薬品添加を伴うことなく、水処理方法を実施する水処理装置におけるスケール析出を効果的に抑制可能な、水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者らは、消化槽と消化汚泥を脱水する脱水機とを備える水処理装置において、脱水機の上流側及び下流側の少なくとも一方にて、被処理水に対して電磁波を照射することで、スケール析出を効果的に抑制可能であることを見出し、本願発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の水処理装置は、消化槽と消化汚泥を脱水する脱水機とを備える水処理装置であって、前記消化槽と前記脱水機との間の脱水機流入配管、及び前記脱水機にて前記消化汚泥から分離された分離液を前記脱水機から流出させる分離液流出配管を備え、前記脱水機流入配管及び／又は分離液流出配管が、電磁波発生装置を有することを特徴とする。このような本発明による水処理装置では、脱水機に対して被処理水が流入する流入側の配管、脱水機、及びかかる脱水機の下流側の配管の少なくとも一つで、薬品添加を伴うことなく、スケールが析出することを効率的に抑制することができる。
【０００９】
さらに、本発明の水処理装置は、前記脱水機流入配管が、前記電磁波発生装置を有することが好ましい。脱水機流入配管が、電磁波発生装置を有していれば、脱水機におけるスケール析出を一層良好に抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の水処理装置は、前記分離液流出配管が前記電磁波発生装置を有することが好ましい。分離液流出配管が、電磁波発生装置を有していれば、脱水機における固液分離により、消化汚泥と分離液とでスケール析出に寄与し得る諸条件が異なる場合であっても、分離液流出配管におけるスケール析出を確実に抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の水処理装置は、更に、前記分離液流出配管が前記分離液のｐＨを測定するｐＨ測定器を有し、前記分離液流出配管の前記電磁波発生装置が、前記ｐＨ測定器が測定した前記分離液のｐＨが７．１を超えた場合に電磁波照射を開始し、前記分離液のｐＨが７．１以下の場合に電磁波照射を停止することが好ましい。スケールが生成され易い状態であるｐＨ７．１超の条件下で電磁波を照射し、ｐＨ７．１超の条件と比較してスケールが生成されにくい状態であるｐＨが７．１以下の条件下で電磁波を照射しないように、電磁波照射機構を制御することで、一層効率的にスケール析出を抑制することができる。
【００１２】
さらにまた、本発明の水処理装置は、前記分離液流出配管が、前記ｐＨ測定器よりも流れ方向下流側に凝集装置を有することが好ましい。分離液流出配管が、ｐＨ測定器よりも流れ方向下流側に凝集装置を有していれば、高い収率で凝集物を回収することができる。
【００１３】
さらに、上記課題を有利に解決することができる、本発明の水処理方法は、汚泥を含む被処理水を消化する消化工程と、得られた消化汚泥を脱水して脱水汚泥と分離液とに分離する脱水工程とを含む水処理方法であって、前記消化工程と前記脱水工程との間の前記被処理水、及び／又は前記脱水工程の後の前記分離液に対して、電磁波照射する電磁波照射工程を含む、ことを特徴とする。これにより、薬品添加を伴うことなく、水処理方法を実施する水処理装置におけるスケール析出を効果的に抑制することができる。
【００１４】
さらに、本発明の水処理方法は、前記分離液のｐＨを測定するｐＨ測定工程を更に含み、前記分離液に対して、電磁波照射する前記電磁波照射工程にて、前記ｐＨ測定工程で測定した前記分離液のｐＨが７．１を超えた場合に電磁波照射を開始し、前記ｐＨ測定工程で測定した前記分離液のｐＨが７．１以下の場合に電磁波照射を停止することを含むことが好ましい。かかる方法によれば、スケールが生成され易い状態であるｐＨ７．１超の条件下で電磁波を照射し、ｐＨ７．１超の条件と比較してスケールが生成されにくい状態であるｐＨが７．１以下の条件下で電磁波を照射しないので、一層効率的にスケール析出を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の水処理装置によれば、薬品添加を伴うことなく、消化槽の下流側に設置された脱水機、及び／又は、かかる脱水機の下流側の配管におけるスケール析出を効果的に抑制することができる。
また、本発明の水処理方法によれば、薬品添加を伴うことなく、水処理方法を実施する水処理装置におけるスケール析出を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に従う水処理装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。本発明の水処理装置は、特に限定されることなく、例えば、浄水場、化学工場、及び下水処理場等に設置されうる。また、本発明の水処理方法は、特に限定されることなく、例えば、本発明の水処理装置にて好適に実施することができる。特に、本発明の水処理装置及び水処理方法は、下水の消化処理に採用された場合に、下水中に含まれうるリン成分等に起因して生じうるリン酸マグネシウムアンモニウム（ＭＡＰ：Magnesium Ammonium Phosphate）が、貯留槽や配管内で析出することを良好に抑制することができる。
なお、本発明の水処理装置は、新設してもよいし、既存の設備を改造することにより作製してもよい。中でも、低コストかつ容易に水処理装置を得る観点からは、本発明の水処理装置は、既存の設備に対して後述する電磁波発生装置を取り付けることにより作製することが好ましい。
【００１８】
（水処理装置）
図１は、本発明に従う水処理装置の一例の概略構成を示す図である。図１に示す水処理装置１００は、消化槽１と、該消化槽１で得られた消化汚泥を脱水する脱水機２とを備えている。さらに、水処理装置１００は、消化槽１と脱水機２との間の脱水機流入配管３、脱水機２にて消化汚泥から分離された分離液を脱水機２から流出させる分離液流出配管４、及び分離液流出配管４に接続された任意の凝集装置５を備えている。脱水機流入配管３は流入側電磁波発生装置３０を、分離液流出配管４は流出側電磁波発生装置４０をそれぞれ有する。
【００１９】
消化槽１は、例えば、下水汚泥のような、リン酸イオン、アンモニアイオン、及びマグネシウムイオン等を含みうる汚泥を含む被処理水を消化処理する。消化槽１としては、嫌気性微生物または好気性微生物を用いて被処理汚泥などの汚泥を消化処理する既知の消化槽を用いることができる。そして、消化槽１での消化処理により得られた消化汚泥を含む被処理水は、脱水機流入配管３を介して、脱水機２へと移送される。脱水機２では、被処理水を脱水して脱水汚泥５１と分離液とに分離できる限りにおいて特に限定されることなく、遠心分離器等の既知の汚泥脱水機を用いることができる。そして、脱水機２にて得られた分離液は、分離液流出配管４を経て脱水機２から流出する。任意で、分離液流出配管４は凝集装置５に接続されており、凝集装置５は、分離液流出配管を経て流入してきた被処理水に対して、凝集処理を施し、凝集物５２を回収するとともに、処理水を流出させる。
【００２０】
ここで、水処理装置１００は、流入側電磁波発生装置３０及び流出側電磁波発生装置４０の双方を備える。このため、脱水機流入配管３、脱水機２、及び分離液流出配管４においてスケールが析出することを非常に良好に抑制することができる。しかし、本発明の水処理装置は、流入側電磁波発生装置３０及び流出側電磁波発生装置４０の双方を必須とするものではなく、流入側電磁波発生装置３０及び流出側電磁波発生装置４０の少なくとも一方を備えていればよい。水処理装置が脱水機の流入側及び流出側の少なくとも一方にて被処理水に対して電磁波を照射する電磁波発生装置を備えていれば、脱水機に対して被処理水が流入する流入側の配管、脱水機、及びかかる脱水機の下流側の配管の少なくとも一つで、スケールが析出することを効率的に抑制することができる。
【００２１】
被処理水に対する電磁波処理によりスケール析出が抑制できる理由は明らかではないが、例えば、以下の通りであると推察される。まず、電磁波処理によって被処理水中に含まれる成分のゼータ電位が十分に変化して、電磁波照射を受けた被処理水中に含まれる各成分が同符号同程度の電位を有するものとなる。これにより、同符号同程度の電位を有する成分間で電気的な反発力が生じ、凝集しにくくなる。従って、配管や脱水機の内部にて、凝集塊がスケールとして析出しにくくすることができると推察される。さらに、電磁波の影響により、被処理水が流れる配管の内壁も、被処理水中の成分と同符号同程度の電位となりうる。従って、配管内壁と被処理水中の成分との間にも電気的な反発力が生じることとなり、配管内壁に対する成分の付着も抑制しうる。このような、被処理水中の成分間、及び被処理水中の成分と配管内壁との間に生じる電気的な反発力に起因して、スケール析出を効果的に抑制することができると推察される。
【００２２】
ここで、水処理装置１００の流入側電磁波発生装置３０は、脱水機２に流入する前の、脱水機流入配管３内の被処理水に対して電磁波を照射する。これにより、水処理装置１００における、脱水機流入配管３以降の後段側の各構成部、即ち、脱水機流入配管３、脱水機２、及び、分離液流出配管４におけるスケール析出を抑制することができる。また、水処理装置１００の流出側電磁波発生装置４０は、分離液流出配管４内の被処理水に対して電磁波を照射する。これにより、分離液流出配管４におけるスケール析出を確実に抑制することができる。脱水機２における固液分離処理により、分離液の組成は、脱水機流入配管３内や、脱水機２における分離処理前の被処理水の組成とは異なる組成となる。このため、水処理装置１００が流入側電磁波発生装置３０を備える場合であっても、分離液流出配管４内の被処理水がスケール析出を生じ易い条件となっている場合がある。そこで、分離液流出配管４に流出側電磁波発生装置４０を設けることで、分離液流出配管４におけるスケール析出を確実に抑制することができる。なお、流出側電磁波発生装置４０は、流入側電磁波発生装置３０と併用することが必須ではない。水処理装置１００が流入側電磁波発生装置３０を備えず、流出側電磁波発生装置４０のみを備える場合であっても、少なくとも、分離液流出配管４におけるスケール析出を抑制することができるため、有利である。
【００２３】
図１に示すように、流入側電磁波発生装置３０は、電磁波発振部である流入配管コイル３１、及び電流発生部である流入配管コイル交流電流発生器３２により構成される。同様に、流出側電磁波発生装置４０は、電磁波発振部である流出配管コイル４１及び電流発生部である流出配管コイル交流電流発生器４２により構成される。電磁波発振部である流入配管コイル３１及び流出配管コイル４１は、特に限定されることなく、金属等の一般的なコイル材料よりなるコイルでありうる。そして、電流発生部である流入配管コイル交流電流発生器３２としては、任意の交流電流発生器を用いることができる。交流電流発生器は、周波数が連続的または間欠的に変化する変調交流電流を発生させるものであってもよいし、単一周波数の（即ち、周波数が時間的に変化しない）交流電流を発生させるものであってもよい。上述したような交流電流発生器としては、特に限定されることなく、例えば、特開２００５−２９６７９６号公報に記載の（−）帯電型変調電磁波発生器（１０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で連続的に周波数が時間的に変化する方形波の変調交流電流を発生する装置）や、株式会社サイライズ製の「ウォーター・ウォッチャー（登録商標）」などが挙げられる。流出側電磁波発生装置４０についても同様である。
【００２４】
図１では、流入側電磁波発生装置３０の電磁波発振部を構成する、流入配管コイル３１が、図上破線で示した長手方向両端位置により画定される脱水機流入配管３の領域内にて、脱水機流入配管３に対して巻きつけられている。ここで、脱水機流入配管３は、水処理装置の配管に用いられうるあらゆる部材により構成されうる。そして、脱水機流入配管３の上記領域は、水処理装置の配管に適用可能なあらゆる部材により構成されうる。例えば、脱水機流入配管３の上記領域は、特に限定されることなく、基本的には、低透磁率（例えば、透磁率が７０％未満、好ましくは５０％以下）の材料、又は非透磁性材料（例えば、塩化ビニール及び一部のステンレス鋼）により構成されうる。
【００２５】
例外的に、脱水機流入配管３の上記領域を、高透磁率（例えば、透磁率が７０％以上）且つ導電性を有する材料（例えば、鉄、鋳鉄、及び一部のステンレス鋼）により構成することも可能である。この場合は、被処理水に対して電磁波照射した後、配管内搬送中に、配管の中心軸線付近を流れる被処理水と、配管の内表面近傍を流れる汚泥水とが混合される必要がある。これは、高透磁率であるとともに、導電性を有する材料により形成された配管に対して流入配管コイル３１を巻き付けた場合、配管内部の中心軸線付近までは電磁波は到達し難いが、配管内表面にて表皮効果が生じて、配管内表面付近を流れる被処理水に対して電磁波処理効果が発揮される。そして、表皮効果の影響を受けた配管内表面付近を流れていた被処理水と配管の中心軸線付近を流れていた被処理水とを混合することで、配管内の非処理水全体を十分に電磁波処理することが可能になると推察される。
なお、透磁率はＪＩＳ Ｃ ２５５０に従って測定することができる。
【００２６】
なお、上記脱水機流入配管３の流入配管コイル３１が巻きつけられている領域について上記説明した事項は、分離液流出配管４の流出配管コイル４１が巻きつけられている領域についても同様である。そして、分離液流出配管４は、分離液のｐＨを測定するｐＨ測定器６を有することが好ましい。ｐＨ測定器６としては、特に限定されることなく一般的なｐＨメーター等を利用することができる。ｐＨ測定器６によるｐＨ測定位置は、分離液流出配管４の流出配管コイル４１が巻きつけられている領域の上流側であることが好ましい。より具体的には、流れ方向で、分離液流出配管４と脱水機２の連結位置以降、分離液流出配管４の流出配管コイル４１が巻きつけられている領域の前までの位置でありうる。
【００２７】
そして、分離液流出配管４の流出側電磁波発生装置４０が、ｐＨ測定器６が測定した分離液のｐＨが７．１を超えた場合に電磁波照射を開始し、分離液のｐＨが７．１以下の場合に電磁波照射を停止するように駆動することが好ましい。かかる駆動制御は、図示しない制御部により自動実施されても良いし、人力によりマニュアル実施されても良い。かかる制御を行う図示しない制御部は、特に限定されることなく、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、メモリ等を備え得るコンピュータやマイクロコンピュータ（いわゆる、「マイコン」）であっても良い。
流出側電磁波発生装置４０が電磁波照射を開始する際には、具体的には、流出配管コイル交流電流発生器４２が流出配管コイル４１に対して通電を開始する。また、流出側電磁波発生装置４０が電磁波照射を停止する際には、具体的には、流出配管コイル交流電流発生器４２が流出配管コイル４１に対して通電を停止する。
【００２８】
上述のように、流出側電磁波発生装置４０が分離液のｐＨが７．１超の場合に分離液に対する電磁波照射を開始し、分離液のｐＨが７．１以下の場合に分離液に対する電磁波照射を停止するように構成されていれば、スケール析出を発生する蓋然性が高い場合にのみ分離液に対して電磁波を照射することとなる。従って、電磁波照射に要する電力量が過剰に高まり水処理装置の運用コストが過剰に高くなることを抑制しつつ、効果的にスケール析出を抑制することが可能となる。
【００２９】
さらに、水処理装置１００において、上述したような各構成の効果としてスケール析出が抑制されるだけでなく、既存の設備を改造することにより水処理装置１００を作製する場合には、改造時点で既に装置内に蓄積していたスケールに対して剥離効果が生じることがある。よって、本発明の水処理装置１００によれば、一層効率的に、且つ、メンテナンス等の維持管理コストを抑制しつつ、水処理を行うことが可能となる。
【００３０】
そして、水処理装置１００は、分離液流出配管４に接続された凝集装置５を備えることが好ましい。凝集装置５によれば、凝集物を効率的に回収することができる。ここで、上述したように、水処理装置１００は、脱水機流入配管３、脱水機２、及び分離液流出配管４におけるスケール析出を抑制可能な水処理装置である。換言すれば、分離液流出配管４を経て凝集装置５に流入する分離液中には、未析出成分、例えば、被処理水中に含有されていたリン酸イオン、アンモニアイオン、及びマグネシウムイオン等が従来の水処理装置により処理された処理水よりも高濃度で含有されうる。従って、水処理装置１００が分離液流出配管４に接続された凝集装置５を有していれば、これらの成分を高収率で回収可能である。凝集装置５としては、特に限定されることなく、例えばポリ硫酸第２鉄、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等の凝集剤を添加する凝集剤注入器と、凝集剤混和槽と、沈殿槽とを有する一般的な凝集装置を採用することができる。かかる凝集装置５にて、上記成分を、例えば、ＭＡＰとして析出させ、高収率で回収することができる。
【００３１】
（水処理方法）
本発明の水処理方法は、汚泥を含む被処理水を消化する消化工程と、得られた消化汚泥を脱水して脱水汚泥と分離液とに分離する脱水工程とを含む水処理方法であって、消化工程と脱水工程との間の被処理水、及び／又は脱水工程の後の分離液に対して、電磁波照射する電磁波照射工程を含むことを特徴とする。本発明の水処理方法によれば、かかる水処理方法の実施する水処理装置内におけるスケールの析出を良好に抑制することができる。
【００３２】
そして、本発明の水処理方法は、分離液のｐＨを測定するｐＨ測定工程を更に含み、分離液に対して、電磁波照射する電磁波照射工程が、ｐＨ測定工程にて測定した分離液のｐＨが７．１を超えた場合に電磁波照射を開始し、分離液のｐＨが７．１以下の場合に電磁波照射を停止することを含むことが好ましい。これにより、電磁波照射に要する電力量が過剰に高まり水処理方法の実施に要するコストが過剰に高くなることを抑制しつつ、効果的にスケール析出を抑制することが可能となる。
【００３３】
以上、本発明の一例に係る水処理装置及び水処理方法について説明してきたが、本発明の水処理装置及び水処理方法は、上記各例に限定されることはなく、本発明の水処理装置及び水処理方法には、適宜変更を加えることができる。
【００３４】
具体的には、本発明の水処理装置に備えられる電磁波発生装置において被処理水に対して電磁波を照射する電磁波発振部の形状はコイルに限定されるものではなく、また、電磁波発振部の設置位置も配管の外周面上に限定されるものではない。例えば、電磁波発振部は、配管内に配置してもよい。
また、電磁波発生装置は、脱水機流入配管及び分離液流出配管のみならず、脱水機に対して取り付けられても良い。脱水機に対して取り付けられうる電磁波発生装置は、例えば、投げ込み式コイルなどの電磁波発信部と、かかる電磁波発信部に対して電流を流す交流電流発生器とにより構成されていても良いし、上記流入側電磁波発生装置３０及び流出側電磁波発生装置４０と同様の、コイル及び交流電流発生器により構成されていても良い。
さらにまた、図１では、分離液流出配管４がｐＨ測定器６を有する構成を図示したが、他の例において、脱水機流入配管３が内部を流れる被処理水のｐＨを測定するｐＨ測定器を有していても良い。そして、流入側電磁波発生装置３０の制御に際して、例えば、かかるｐＨ測定器により測定された被処理水のｐＨが所定の値を超えた場合に電磁波照射を開始し、所定の値以下の場合に電磁波照射を停止するようにしても良い。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。以下の実施例１〜３、及び比較例１〜３では、本発明の水処理装置を実施した場合の効果を確認するために、小型の試験装置を用いた。かかる小型の試験装置を用いた実験結果は、装置をスケールアップした場合についても同様の傾向となると想定される。そして、以下の実施例４〜５に、本発明の水処理装置を実機として、下水消化汚泥を処理した場合の結果を示す。
【００３６】
実験１：分離液に対する電磁波照射による効果を確認するための実験
［準備］
５Ｌビーカーにリン酸、塩化アンモニウム、塩化マグネシウムをそれぞれ、ＭＡＰの生成条件である各等モル以上になる配合で添加した。同じビーカーに、水酸化ナトリウム水溶液をｐＨ８．１５になるまで添加して混合溶液を得た。
【００３７】
（実施例１）
上記準備を経て得られた混合溶液中に配置された吸入口及び排出口を有する電磁波処理ラインを設置した。電磁波処理ラインは、吸入口から吸入した被処理水（即ち、混合溶液）に対して電磁波を照射して、被処理水をプラス荷電又はマイナス荷電させうる電磁波発生装置、及び被処理水を吸入するためのポンプを備えてなる。さらに、５Ｌビーカー内の混合溶液中に秤量済みのステンレス平板（１５ｍｍ×３５ｍｍ）を３枚配置し、実験準備完了状態とした。ステンレス平板の位置は、上記電磁波処理ラインを用いて被処理水を循環させた場合においても、５ビーカー中の混合溶液中に完全に浸漬するような位置とした。
【００３８】
上記に従って実験準備完了状態とした試験装置を用いて、混合溶液中に配置したステンレス平板を撹拌しつつ、電磁波処理ラインを駆動させて被処理水をプラス荷電するように処理する操作を４０時間継続した。そして、５Ｌビーカー内の混合溶液のｐＨを測定した。結果を表１に示す。そして、４０時間後の混合溶液中の３枚のステンレス平板上に析出した物質を全リン（ＪＩＳＫ０１０２吸光光度法）、マグネシウム（ＪＩＳＫ０１０２原子吸光法）について分析し、ＭＡＰに換算したところ、析出物のほぼ１００％がＭＡＰであることを確認した。そして、混合溶液中の３枚のステンレス平板を取り出し、秤量した。そして、操作開始前のステンレス平板との質量の差分を、ＭＡＰ析出量として算出した。結果を表１に示す。また、対照実験である比較例１との差分から、ＭＡＰ析出量の削減率（％）を算出した。
【００３９】
（実施例２）
電磁波処理ラインを駆動させた際に被処理水をマイナス荷電するように電磁波照射した以外は実施例１と同様の操作を行った。結果を表１に示す。また、実施例１と同様の分析により、ステンレス平板上に析出した物質がＭＡＰであることを確認した。また、対照実験である比較例２との差分から、ＭＡＰ析出量の削減率（％）を算出した。
【００４０】
（比較例１）
実施例１の対照実験、及び本発明の水処理方法に従わない操作として、被処理水の電磁波処理を伴わない操作を行った。具体的には、上記準備を経て得られた混合溶液中に、秤量済みのステンレス平板（１５ｍｍ×３５ｍｍ）を３枚配置した。そして、実施例１と同時にステンレス平板の撹拌を開始し、４０時間継続した。結果を表１に示す。また、実施例１と同様の分析により、ステンレス平板上に析出した物質がＭＡＰであることを確認した。
【００４１】
実施例２の対象実験、及び本発明の水処理方法に従わない操作として、処理水の電磁波処理を伴わない操作を行った。具体的には、上記準備を経て得られた混合溶液中に、秤量済みのステンレス平板（１５ｍｍ×３５ｍｍ）を３枚配置した。そして、実施例２と同時にステンレス平板の撹拌を開始し、４０時間継続した。結果を表１に示す。また、実施例１と同様の分析により、ステンレス平板上に析出した物質がＭＡＰであることを確認した。
なお、比較例１及び比較例２では、基本的な操作条件は同じであるが、比較例１は実施例１と同時に、比較例２は実施例２と同時に操作を行ったため、操作時の周囲雰囲気の環境条件が異なる。
【００４２】
【表１】
2018161640.tif 000003
【００４３】
表１より、被処理水に対する電磁波照射処理を行った場合に、ＭＡＰ析出量が削減したこと分かる。なお、４０時間後のｐＨを比較すると、実施例の方が比較例よりも高い値となっている。これは、実施例では、ＭＡＰ析出が抑制されたことに起因してｐＨの低下が抑制されたためであると推察される。
【００４４】
実験２：脱水機流入液に対する電磁波照射による効果を確認するための実験
（実施例３）
上記実験１と同様の実験を、消化汚泥を用いて行った。消化汚泥としては、蒸発残留物が２％、蒸発原料物が７５％の中温消化汚泥を使用した。かかる消化汚泥を実験１の実施例１と同様の試験装置を用いて、実験１の実施例１と同様の操作及び評価行った。また、実施例１と同様の分析により、ステンレス平板上に析出した物質がＭＡＰであることを確認した。
【００４５】
（比較例３）
実施例３の対照実験、及び本発明の水処理方法に従わない操作として、被処理水の電磁波処理を伴わない操作を行った。被処理水の電磁波処理を行わなかった以外は、全て実施例３と同様の操作及び評価を行った。また、実施例１と同様の分析により、ステンレス平板上に析出した物質がＭＡＰであることを確認した。
【００４６】
そして、実施例３と比較例３の結果から、実施例３にて比較例３と比較して、ＭＡＰ析出量が顕著に少ないことを確認した。
【００４７】
（実施例４）
ある下水浄化センターの消化槽の消化汚泥配管へ、流入側電磁波発生装置としての流入配管コイルを取り付けた。さらにかかる流入配管コイルに対して交流電流を供給する流入配管コイル交流電流発生器を設置した。そして、流入側電磁波発生装置を駆動させて被処理水をプラス荷電するように処理する操作を行った。かかる状態で３ヶ月間にわたり、下水処理を行った後、以下に従って、脱水機及び脱水分離液の状況を評価した（表２の実施例４）。流入側電磁波発生装置を設置する直前の状態についても同じ評価を行った（表２の対照例）。消化槽における消化汚泥量は１００ｍ3/日程度、脱水機はベルトプレス脱水機（２ｍ幅）２台であった。また、３ヶ月間の実験期間を通じて、消化汚泥の汚泥濃度（固形分濃度）は２％程度、ｐＨは７．１程度であった。なお、流入側電磁波発生装置の設置に先立ち、流入側電磁波発生装置を設置する前の脱水機及び脱水分離液の状況についても、同様に評価した。
脱水機で得られた脱水ケーキの含水率は、日本下水道協会発行「下水試験方法」（２０１２年版）により従って測定した。脱水機（ベルトプレス脱水機）に備えられるろ布からの汚泥の剥離性は、ベルトプレス脱水機の上ろ布に付着した脱水ケーキ量が２００ｇ／ｍ２未満の状態をＡ評価とし、上ろ布に付着した脱水ケーキ量が２００ｇ／ｍ２以上の場合をＢ評価とした。分離液流出配管におけるスケール付着性は、配管内の同じサイトについて、流入側電磁波発生装置を設置する前の時点と、設置後３カ月時点とに、脱水機停止時に分離液配管の内側を観察し、スケールの高さの変化率が１０％未満であり、３カ月の期間内でスケールの成長が認められなかった場合をＡ評価とし、スケールの高さの変化率が１０％超であり、３カ月の期間内でスケールの成長が認められたと判断された場合をＢ評価とした。そして、分離液流出配管におけるスケール剥離性は、スケール付着性を評価したサイトとは異なるサイト内で、上記３カ月の期間をおいて近接した２つの区画のそれぞれにて存在していたスケールを剥離した。先に得たスケールをスケール１、３カ月後に得られたスケールをスケール２とする。スケール１及びスケール２のそれぞれについて厚みを測定した。スケール１の厚みとスケール２の厚みとを比較して、スケール２の厚みがスケール１の厚みよりも０．５ｃｍ以上薄い場合に、３カ月の期間内でスケールの除去が認められたと判定してＡ評価とし、スケール２の厚みとスケール１の厚みとの差分が０．５ｃｍ未満（なお、スケール２の厚み＞スケール１の厚みである）である場合をＢ評価、スケールの厚みの減少が認められなかった場合をＣ評価とした。なお、かかる評価の結果、流入側電磁波発生装置を設置してから３カ月後のスケールの厚みの減少量は１．０ｃｍであった。
【００４８】
【表２】
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【００４９】
表２より、流入側電磁波発生装置を設置することにより、脱水機におけるスケール蓄積の予防、及び分離液流出配管におけるスケール析出の予防及び改善の点で顕著に良好な結果が得られたことが分かる。
【００５０】
（実施例５）
実施例４を行った下水浄化センターにて、実施例４にかかるデータ取得後、消化汚泥の性状が変化し、消化汚泥のｐＨは７．２〜７．３程度となった。実施例４と同様に流入側電磁波発生装置を駆動し、一カ月後に脱水機及び脱水分離液の状況について実施例４と同様にして評価した。その結果、脱水機に関する各評価は実施例４と同じであったが、分離液流出配管にてスケール付着性がＢ評価、スケール剥離性がＣ評価であった。
そこで、分離液流出配管に対して流出配管コイルを取り付け、かかる流出配管コイルに対して流出配管コイル交流電流発生器を接続することにより、流出側電磁波発生装置を設置した。流出側電磁波発生装置設置後一週間の時点で、分離液流出配管についてスケール付着性を評価したところ、Ａ評価であった。さらに、流出側電磁波発生装置設置後一カ月の時点で分離液流出配管についてスケール付着性及びスケール剥離性を評価したところ、双方ともＡ評価であった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の水処理装置によれば、薬品添加を伴うことなく、消化槽の下流側に設置された脱水機、及び／又は、かかる脱水機の下流側の配管におけるスケール析出を効果的に抑制することができる。
本発明の水処理方法によれば、薬品添加を伴うことなく、水処理方法を実施する水処理装置におけるスケール析出を効果的に抑制することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１      消化槽
２      脱水機
３      脱水機流入配管
４      分離液流出配管
５      凝集装置
６      ｐＨ測定器
３０    流入側電磁波発生装置
３１    流入配管コイル
３２    流入配管コイル交流電流発生器
４０    流出側電磁波発生装置
４１    流出配管コイル
４２    流出配管コイル交流電流発生器
５１    脱水汚泥
５２    凝集物
１００  水処理装置
【図１】
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