(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、
電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、
前記電極に電流を印加する電極電源装置と、
前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、
前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、
前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、
洗浄液を貯留する洗浄液槽と、
前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、
前記循環タンクは、
電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、
該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたＵ字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有する
ことを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記循環タンクの水位を検出する水位検出手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記電解処理槽で前記電解処理水を生成する際、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、洗浄運転を開始すると判定するスケール付着判定部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、前記電解処理水を生成した時間を算出し、
算出した時間が所定の閾値未満となると、前記洗浄液の洗浄能力が低下したと判定する洗浄液劣化判定部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記循環タンクの水位を検出する水位検出手段を更に備え、
前記スケール付着判定部が前記洗浄運転を開始すると判定した際の機能として、
前記制御手段は、
前記液体排出手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を開始する際に前記循環タンク内に残す前記循環タンク水の水位である第１水位となるまで前記循環タンク水を排水する機能と、
前記洗浄液供給手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を終了する際の前記循環タンク内の前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液の水位である第２水位となるまで前記洗浄液を供給する機能と、
前記循環ポンプを制御して、前記循環タンクで混合された前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液を、前記循環タンクと前記電解処理槽の間で循環させて前記電極を洗浄する機能と、を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記循環タンクに前記被処理水を流入させる流路に配置されるストレーナを備え、
前記洗浄液供給手段は、
前記ストレーナの上流から前記洗浄液を供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記液体排出手段は、
前記循環タンクに流入させる前記被処理水を貯留する被処理水槽に前記循環タンクの液体を排出する
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項８】
被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、
電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、
前記電極に電流を印加する電極電源装置と、
前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、
前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、
前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、
洗浄液を貯留する洗浄液槽と、
前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、
前記循環タンクの水位を検出する水位検出手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記電解処理槽で前記電解処理水を生成する際、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、洗浄運転を開始すると判定するスケール付着判定部を有し、
前記制御手段は、
前記スケール付着判定部が前記洗浄運転を開始すると判定した際の機能として、
前記液体排出手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を開始する際に前記循環タンク内に残す前記循環タンク水の水位である第１水位となるまで前記循環タンク水を排水する機能と、
前記洗浄液供給手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を終了する際の前記循環タンク内の前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液の水位である第２水位となるまで前記洗浄液を供給する機能と、
前記循環ポンプを制御して、前記循環タンクで混合された前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液を、前記循環タンクと前記電解処理槽の間で循環させて前記電極を洗浄する機能と、を有する
ことを特徴とする水処理装置。
【請求項９】
被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、
電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、
前記電極に電流を印加する電極電源装置と、
前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、
前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、
前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、
洗浄液を貯留する洗浄液槽と、
前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、
前記循環タンクは、
電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、
該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたＵ字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有する水処理装置の制御方法であって、
前記制御手段は、
前記電解処理槽で前記電解処理水を生成する際、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、洗浄運転を開始すると判定する
ことを特徴とする水処理装置の制御方法。
【請求項１０】
被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、
電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、
前記電極に電流を印加する電極電源装置と、
前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、
前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、
前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、
洗浄液を貯留する洗浄液槽と、
前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、
前記循環タンクは、
電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、
該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたＵ字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有する水処理装置の制御方法であって、
前記制御手段は、
前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、前記電解処理水を生成した時間を算出し、
算出した時間が所定の閾値未満となると、前記洗浄液の洗浄能力が低下したと判定する
ことを特徴とする水処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンモニア性窒素や有機物を除去する水処理装置及び水処理装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃水中からアンモニア性窒素や有機物を除去する方法として、微生物を用いて水処理する方法が知られている。例えば、特許文献１（特開２０１４−１０４４１６号公報）には、硝化工程ではアンモニアイオンは好気条件で独立栄養性細菌であるアンモニア酸化細菌によって亜硝酸イオンに酸化され、この亜硝酸イオンが独立栄養性細菌である亜硝酸酸化細菌によって硝酸イオンに酸化される。そして、脱窒工程ではこれらの亜硝酸イオンおよび硝酸イオンは嫌気条件下で、従属栄養性細菌である脱窒菌によって、有機物を電子供与体として利用しながら窒素ガスにまで分解されることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１０４４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
廃水中からアンモニア性窒素や有機物を除去する他の方法として、電気分解によって水処理する方法がある。しかしながら、廃水には、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）などの硬度成分を含んでいるため、長期間使用するうちに廃水中から電極等に析出し、水処理能力が低下するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、スケールの除去が可能な水処理装置及び水処理装置の制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するために、本発明は、被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、前記電極に電流を印加する電極電源装置と、前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、洗浄液を貯留する洗浄液槽と、前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、前記循環タンクは、電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたＵ字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有することを特徴とする水処理装置である。
また、本発明は、被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、前記電極に電流を印加する電極電源装置と、前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、洗浄液を貯留する洗浄液槽と、前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、前記循環タンクの水位を検出する水位検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記電解処理槽で前記電解処理水を生成する際、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、洗浄運転を開始すると判定するスケール付着判定部を有し、前記制御手段は、前記スケール付着判定部が前記洗浄運転を開始すると判定した際の機能として、前記液体排出手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を開始する際に前記循環タンク内に残す前記循環タンク水の水位である第１水位となるまで前記循環タンク水を排水する機能と、前記洗浄液供給手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を終了する際の前記循環タンク内の前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液の水位である第２水位となるまで前記洗浄液を供給する機能と、前記循環ポンプを制御して、前記循環タンクで混合された前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液を、前記循環タンクと前記電解処理槽の間で循環させて前記電極を洗浄する機能と、を有することを特徴とする水処理装置である。
【０００７】
また、本発明は、被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、前記電極に電流を印加する電極電源装置と、前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、洗浄液を貯留する洗浄液槽と、前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、前記循環タンクは、電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたＵ字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有する水処理装置の制御方法であって、前記制御手段は、前記電解処理槽で前記電解処理水を生成する際、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、洗浄運転を開始すると判定することを特徴とする水処理装置の制御方法である。
【０００８】
また、本発明は、被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、前記電極に電流を印加する電極電源装置と、前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、洗浄液を貯留する洗浄液槽と、前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、前記循環タンクは、電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたＵ字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有する水処理装置の制御方法であって、前記制御手段は、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、前記電解処理水を生成した時間を算出し、算出した時間が所定の閾値を超えると、前記洗浄液の洗浄能力が低下したと判定することを特徴とする水処理装置の制御方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スケールの除去が可能な水処理装置及び水処理装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る廃水処理装置の構成図である。
【図２】本実施形態に係る廃水処理装置が備える制御装置の機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る廃水処理装置の運転フローである。
【図４】本実施形態に係る廃水処理装置の洗浄液劣化判定フローである。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、電極間の電圧の時間変化を示すグラフの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１２】
≪廃水処理装置≫
本実施形態に係る廃水処理装置（水処理装置）について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る廃水処理装置の構成図である。
【００１３】
本実施形態に係る廃水処理装置は、処理対象の廃水中に含まれる水溶性有機物（例えば、アルコール）やアンモニアを電気分解処理によって低減（除去）して、処理水として排出する装置である。即ち、本実施形態に係る廃水処理装置は、廃水中の水溶性有機物を電気分解処理することによって、処理水における生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ；Biochemical Oxygen Demand）や化学的酸素要求量（ＣＯＤ；Chemical Oxygen Demand）を目標値以下まで低減することができるようになっている。また、本実施形態に係る廃水処理装置は、廃水中のアンモニアを電気分解処理することによって、処理水におけるアンモニア性窒素濃度を低減することができるようになっている。ちなみに、廃水中に含まれる窒素（Ｎ）は、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素等があるが、大部分をアンモニア性窒素が占める。このため、アンモニア性窒素を低減することが、廃水中の窒素（Ｎ）を目標値以下まで低減する（脱窒する）上で有効である。
【００１４】
図１に示すように、廃水処理装置は、廃水槽１０と、電解質槽１６と、消泡材槽１８と、循環タンク２０と、電解処理槽３０と、電極電源装置３５と、送風機３６と、洗浄液槽４０と、制御装置５０と、を備えている。
【００１５】
廃水槽１０は、処理対象の廃水（被処理水）が貯留される槽である。廃水槽１０から循環タンク２０に向かって廃水が流れる流路１１が設けられており、この流路１１には、ポンプ１２と、開閉弁１３と、ストレーナ１４と、流量計１５と、が設けられている。なお、ポンプ１２の運転および開閉弁１３の開閉は、制御装置５０によって制御されるようになっている。ストレーナ１４は、液体中の固形物を捕集する装置であり、ストレーナ１４の捕集部（図示せず）は網目構造を有している。流量計１５で検出された流量は、制御装置５０に入力されるようになっている。
【００１６】
電解質槽１６は、電解処理槽３０における電気分解を行う際に用いられる電解質の水溶液が貯留されている槽である。電解質としては、例えば、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を用いることができる。電解質槽１６から流路１１の合流位置１１ａに向かって電解質水溶液が流れる流路が設けられており、この流路には、ポンプ１７が設けられている。なお、ポンプ１７の運転は、制御装置５０によって制御されるようになっている。
【００１７】
消泡材槽１８は、循環タンク２０において液面に泡が発生することを抑制するための消泡材が貯留されている槽である。電解質としては、例えば、シリコーン系消泡剤を用いることができる。消泡材槽１８から流路１１の合流位置１１ａに向かって消泡剤が流れる流路が設けられており、この流路には、ポンプ１９が設けられている。なお、ポンプ１９の運転は、制御装置５０によって制御されるようになっている。
【００１８】
循環タンク２０には、廃水槽１０からの廃水（および、電解質槽１６からの電解質水溶液、消泡材槽１８からの消泡材）が流入する流路１１と、循環タンク２０から電解処理槽３０に廃水（循環タンク２０で希釈された廃水、循環タンク水）を送るための流路３１と、電解処理槽３０からの電解処理水が流入する流路３４と、循環タンク２０から処理水を排出するＵ字配管２１と、気体を排出する流路２２と、が接続されている。
【００１９】
循環タンク２０から電解処理槽３０に向かって廃水が流れる流路３１が設けられており、この流路３１には、ポンプ３２が設けられている。なお、ポンプ３２の運転は、制御装置５０によって制御されるようになっている。
【００２０】
電解処理槽３０は、流路上に一対の電極３０ａが設けられ、電極電源装置３５によって一対の電極３０ａ間に電流が流れるようになっている。なお、電極電源装置３５は、制御装置５０によって制御されるようになっている。これにより、電解処理槽３０は、電気分解処理によって、廃水中の有機物やアンモニアを分解することができるようになっている。
【００２１】
ここで、電解質として塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を用いた場合、電気分解の反応式は以下の反応式（１）〜（３）のようになる。
陽極反応：２Ｃｌ− → Ｃｌ２＋２ｅ−                              …（１）
陰極反応：２Ｎａ＋＋２Ｈ２Ｏ＋２ｅ− → ２ＮａＯＨ＋Ｈ２          …（２）
Ｃｌ２＋２ＮａＯＨ → ＮａＣｌＯ＋ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ      …（３）
このように、電気分解によって、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）が生成される。なお、生成された次亜塩素酸ナトリウムは水溶液中であるため、この生成は次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）および次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）が発生することでもある。
【００２２】
そして、電気分解によって生成した次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）は、アンモニア（ＮＨ３）と反応することによって、反応式（４）〜（６）のようになる。
ＮＨ３    ＋ＮａＣｌＯ → ＮＨ２Ｃｌ＋ＮａＯＨ                    …（４）
ＮＨ２Ｃｌ＋ＮａＣｌＯ → ＮＨＣｌ２＋ＮａＯＨ                    …（５）
ＮＨ２Ｃｌ＋ＮＨＣｌ２ → Ｎ２＋３ＨＣｌ                          …（６）
このように、次亜塩素酸ナトリウムによって、廃水中のアンモニア（ＮＨ３）に由来するアンモニア性窒素（Ｎ）を窒素ガス（Ｎ２）として脱窒する。
【００２３】
また、反応式は、省略するが、生成した次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を用いて、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）および次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）の酸化作用によって、有機物を水（Ｈ２Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ２）に分解する。
【００２４】
このように、電解処理槽３０は、電気分解処理によって、廃水中のアンモニア性窒素や有機物を低減する。また、電気分解処理の際、塩素ガス（Ｃｌ２）、水素ガス（Ｈ２）、窒素ガス（Ｎ２）、二酸化炭素ガス（ＣＯ２）等が発生する。
【００２５】
電解処理槽３０の下流側から循環タンク２０に向かって略上方向に延びる流路３３および略横方向に延びる流路３４が設けられており、この途中（流路３３と流路３４の接続部）で、送風機３６からの流路３７が合流している。送風機３６は、電解処理槽３０の発生ガス（特に、可燃性の水素ガス）を希釈するための空気を送風するものであり、流路３７を介して、流路３３と流路３４の接続部に空気を供給する。このような構成により、電解処理槽３０で発生した水素ガスは、流路３３、流路３４および流路３７の接続部で、爆発限界以下まで速やかに希釈される。これにより、水素ガスによる事故を防止することができる。
【００２６】
電解処理槽３０で処理された電解処理水および希釈された発生ガスは、流路３４から循環タンク２０に流入する。希釈されたガスは、循環タンク２０の上方に設けられた流路２２からスクラバ２３を経由して外部に排気される。電解処理槽３０で処理された電解処理水は、循環タンク２０に流入し、流路１１から流入する廃水を希釈するとともに、未反応の次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）が循環タンク２０の内部でアンモニア性窒素（Ｎ）および有機物を低減する。
【００２７】
そして、循環タンク２０の処理水は、Ｕ字配管２１を介して循環タンク２０から排出される。Ｕ字配管２１は、開口部２１ａが上方向に向いたＵ字管として構成されている。このような構成により、循環タンク２０の処理水を排出する際、循環タンク２０の内部のガスを取り出すことなく、処理水のみを取り出すことが可能となる。また、循環タンク２０の液面の高さは、通常、Ｕ字配管２１の開口部２１ａの高さとなっている。
【００２８】
また、廃水の種類によっては、電気分解処理によって泡が発生することもある。このため、流路３１の分岐位置（ポンプ３２の下流側）から循環タンク２０内の消泡ノズル２４に向かって電解処理水が流れる流路３８が設けられており、この流路には、開閉弁３９が設けられている。なお、開閉弁３９の開閉は、制御装置５０によって制御されるようになっている。
【００２９】
消泡ノズル２４は、電解処理水を循環タンク２０内にミスト散布することによって、活性酸素の効果で速やかに消泡する。ここで、消泡ノズル２４は、流路３４の吐出口よりも低い位置に設けられている。このような構成により、流路３４から循環タンク２０内に流入する空気（送風機３６からの空気）によって、ミストが飛散することを防止することができる。
【００３０】
また、廃水には、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）などの硬度成分を含んでいるため、長期間使用するうちに廃水中から析出し、配管の内壁面、ストレーナ１４の捕集部（図示せず）、電解処理槽３０の電極３０ａの表面等にスケールとして析出する。
【００３１】
このため、本実施形態に係る廃水処理装置は、析出したスケールを除去するためのスケール除去機構を備えている。スケール除去機構は、洗浄液槽４０と、流路４１と、ポンプ４２と、開閉弁４３と、流路４４と、ポンプ４５と、開閉弁４６と、流路４７と、開閉弁４８と、レベルセンサ４９と、を備えている。
【００３２】
洗浄液槽４０は、析出したスケールを除去する際に用いられる洗浄液が貯留されている槽である。洗浄液としては、例えば、１０％塩酸（ＨＣｌ）を用いることができる。洗浄液槽４０から流路１１の合流位置１１ｂ（開閉弁１３の下流側かつストレーナ１４の上流側）に向かって洗浄液が流れる流路４１が設けられており、この流路には、ポンプ４２および開閉弁４３が設けられている。なお、ポンプ４２の運転および開閉弁４３の開閉は、制御装置５０によって制御されるようになっている。このような構成により、洗浄液槽４０の洗浄液を循環タンク２０に供給することができるようになっている。
【００３３】
循環タンク２０から廃水槽１０に向かって処理前の廃水が流れる流路４４が設けられており、この流路４４には、ポンプ４５および開閉弁４６が設けられている。なお、ポンプ４５の運転および開閉弁４６の開閉は、制御装置５０によって制御されるようになっている。このような構成により、循環タンク２０内の処理前の廃水を廃水槽１０に戻すことができるようになっている。
【００３４】
また、分岐位置４４ａ（ポンプ４５の下流側かつ開閉弁４６の上流側）から洗浄液槽４０に向かって洗浄後の洗浄液を回収する流路４７が設けられており、この流路４７には、開閉弁４８が設けられている。なお、開閉弁４６の開閉は、制御装置５０によって制御されるようになっている。このような構成により、循環タンク２０内の洗浄後の洗浄液を洗浄液槽４０に戻すことができるようになっている。
【００３５】
レベルセンサ４９は、循環タンク２０における水位Ｌ１および水位Ｌ２を検出することができるようになっている。レベルセンサ４９で検出された水位情報は、制御装置５０に入力されるようになっている。なお、水位Ｌ１および水位Ｌ２については後述する。
【００３６】
次に、本実施形態に係る廃水処理装置が備える電極電源装置３５および制御装置５０について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る廃水処理装置の機能ブロック図である。
【００３７】
図２に示すように、電極電源装置３５は、印加電流制御部３５ａと、電極電流検出部３５ｂと、電極電圧検出部３５ｃと、を備えている。
【００３８】
印加電流制御部３５ａは、制御装置５０の指令に基づいて、ＣＣ（Constant Current；定電流）制御で一対の電極３０ａに電流を印加する。
【００３９】
電極電流検出部３５ｂは、一対の電極３０ａ間の電流を検出する。検出した電流は印加電流制御部３５ａに入力（フィードバック）されるようになっている。
【００４０】
電極電圧検出部３５ｃは、一対の電極３０ａ間の電圧を検出する。検出した電圧は制御装置５０に入力されるようになっている。
【００４１】
図２に示すように、制御装置５０は、運転制御部５１と、スケール付着判定部５２と、洗浄液劣化判定部５３と、記憶部５４と、警告表示部５５と、を備えている。
【００４２】
運転制御部５１は、各種ポンプ、各種開閉弁、電極電源装置３５、送風機３６を制御することによって、廃水処理装置の運転全体を制御することができるようになっている。
【００４３】
スケール付着判定部５２は、電極電圧検出部３５ｃから入力された一対の電極３０ａ間の電圧に基づいて、スケール付着を判定することができるようになっている。詳細については、図３を用いて後述する。
【００４４】
洗浄液劣化判定部５３は、電極電圧検出部３５ｃから入力された一対の電極３０ａ間の電圧の履歴に基づいて、洗浄液の劣化を判定することができるようになっている。詳細については、図４を用いて後述する。
【００４５】
記憶部５４は、電極電圧履歴格納部５４ａと、スケール付着判定閾値格納部５４ｂと、洗浄液劣化判定閾値格納部５４ｃと、を備えている。
【００４６】
電極電圧履歴格納部５４ａは、電極電圧検出部３５ｃから入力された一対の電極３０ａ間の電圧の履歴が格納される。スケール付着判定閾値格納部５４ｂは、スケール付着判定部５２が用いる閾値が格納される。洗浄液劣化判定閾値格納部５４ｃは、洗浄液劣化判定部５３が用いる閾値が格納される。
【００４７】
警告表示部５５は、洗浄液劣化判定部５３において洗浄液が劣化したと判定した場合、それを管理者に認識させるための表示部である。
【００４８】
＜自動洗浄フロー＞
次に、図３を用いてスケールの自動洗浄処理について説明する。図３は、本実施形態に係る廃水処理装置の運転フローである。
【００４９】
なお、図３に示すスタート時において、通常の廃水処理運転（以下「通常運転」と称する。）がなされているものとする。即ち、開閉弁１３が開弁し、ポンプ１２，１７，１９、電極電源装置３５、送風機３６が動作しており、その他の開閉弁は閉弁し、その他のポンプは停止しているものとする。
【００５０】
ステップＳ１において、スケール付着判定部５２は、電極電源装置３５の電極電圧検出部３５ｃから入力された一対の電極３０ａ間の電圧が、スケール付着判定閾値格納部５４ｂに格納された閾値以上であるか否かを判定する。ここで、閾値は、初期状態（例えば、前回の洗浄直後）の一対の電極３０ａ間の電圧Ｖ０に対して、大きな値Ｖｘ（例えば、電圧Ｖ０に５％上昇した値）である。電極３０ａの表面にスケールが付着すると、抵抗が上昇して、ＣＣ制御で電流を印加する場合、一対の電極３０ａ間の電圧が上昇する。この一対の電極３０ａ間の電圧の上昇を検知することによって、電極３０ａの表面にスケールが付着したか否か、即ち、スケール除去の洗浄が必要か否かを判定する。
【００５１】
一対の電極３０ａ間の電圧が閾値以上でない場合（Ｓ１・Ｎｏ）、ステップＳ１を繰り返す。そして、一対の電極３０ａ間の電圧が閾値以上である場合（Ｓ１・Ｙｅｓ）、ステップＳ２に進む。
【００５２】
ステップＳ２において、運転制御部５１は、通常運転を終了し、循環タンク２０内の処理前の廃水を廃水槽１０に戻す「廃水戻し運転」を開始する。即ち、運転制御部５１は、開閉弁１３を閉弁し、ポンプ１２，１７，１９、電極電源装置３５、送風機３６の動作を停止して、通常運転を終了する。そして、開閉弁４６を開弁し、ポンプ４５を動作させる。
【００５３】
ステップＳ３において、運転制御部５１は、レベルセンサ４９で検出した循環タンク２０内の水位が水位Ｌ１となったか否かを判定する。ここで、水位Ｌ１は、後述する洗浄液槽４０から供給される洗浄液を希釈するための水を残すための水位である。
【００５４】
循環タンク２０内の水位が水位Ｌ１でない場合（Ｓ３・Ｎｏ）、ステップＳ３を繰り返す。そして、循環タンク２０内の水位が水位Ｌ１である場合（Ｓ３・Ｙｅｓ）、ステップＳ４に進む。
【００５５】
ステップＳ４において、運転制御部５１は、廃水戻し運転を終了し、洗浄液槽４０の洗浄液を循環タンク２０に供給する「洗浄液供給運転」を開始する。即ち、運転制御部５１は、開閉弁４６を閉弁し、ポンプ４５の動作を停止して、廃水戻し運転を終了する。そして、開閉弁４３を開弁し、ポンプ４２を動作させる。これにより、洗浄液は、ストレーナ１４に付着したスケールを除去するとともに、循環タンク２０に供給される。
【００５６】
ステップＳ５において、運転制御部５１は、レベルセンサ４９で検出した循環タンク２０内の水位が水位Ｌ２となったか否かを判定する。ここで、水位Ｌ２は、洗浄液の供給を停止する水位である。このように、水位Ｌ１および水位Ｌ２を管理することで、循環タンク２０内に残す水（希釈水）の量と、循環タンク２０に供給する洗浄液の量を管理することができる。即ち、電極３０ａを洗浄する洗浄液の塩酸濃度を調整して管理することができる。
【００５７】
循環タンク２０内の水位が水位Ｌ２でない場合（Ｓ５・Ｎｏ）、ステップＳ５を繰り返す。そして、循環タンク２０内の水位が水位Ｌ２である場合（Ｓ５・Ｙｅｓ）、ステップＳ６に進む。
【００５８】
ステップＳ６において、運転制御部５１は、洗浄液供給運転を終了し、電極３０ａを洗浄する「洗浄処理運転」を開始する。即ち、運転制御部５１は、開閉弁４３を閉弁し、ポンプ４２の動作を停止して、洗浄液供給運転を終了する。そして、ポンプ３２を動作させる。これにより、電極３０ａを塩酸濃度管理された洗浄液で洗浄して、スケールを除去する。
【００５９】
ステップＳ７において、運転制御部５１は、所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していない場合（Ｓ７・Ｎｏ）、ステップＳ７を繰り返す。所定時間が経過した場合（Ｓ７・Ｙｅｓ）、ステップＳ８に進む。
【００６０】
ステップＳ８において、運転制御部５１は、洗浄処理運転を終了し、循環タンク２０内の洗浄後の洗浄液を洗浄液槽４０に戻す「洗浄液回収運転」を開始する。即ち、運転制御部５１は、ポンプ３２の動作を停止して、洗浄処理運転を終了する。そして、開閉弁４８を開弁し、ポンプ４５を動作させる。
【００６１】
ステップＳ９において、運転制御部５１は、循環タンク２０内の洗浄液の回収が終了したか否かを判定する。なお、洗浄液の回収が終了したか否かの判定は、レベルセンサ４９によって行ってもよく、経過時間によって行ってもよく、流路４７に設けられた流量計（図示せず）によって行ってもよい。洗浄液の回収が終了していない場合（Ｓ９・Ｎｏ）、ステップＳ９を繰り返す。洗浄液の回収が終了した場合（Ｓ９・Ｙｅｓ）、ステップＳ１０に進む。
【００６２】
ステップＳ１０において、運転制御部５１は、洗浄液回収運転を終了し、通常運転を開始する。即ち、運転制御部５１は、開閉弁４８を閉弁し、ポンプ４５の動作を停止して、洗浄処理運転を終了する。そして、開閉弁１３を開弁し、ポンプ１２，１７，１９、電極電源装置３５、送風機３６を動作させる。そして、制御装置５０の処理は、ステップＳ１に戻る。
【００６３】
＜洗浄液劣化判定フロー＞
図３に示すように、電極３０ａの洗浄に用いられた洗浄液（塩酸）は洗浄液槽４０に戻され、次の洗浄処理運転において再利用される。しかし、洗浄液を再利用することによって、スケール除去能力が低下する。このため、本実施形態に係る廃水処理装置は、洗浄液の劣化（スケール除去能力の低下）を判定して、管理者に報知する機能を有している。
【００６４】
図４は、本実施形態に係る廃水処理装置の洗浄液劣化判定フローである。
【００６５】
ステップＳ１１において、洗浄液劣化判定部５３は、廃水処理装置が通常運転中であるか否かを判定する。通常運転中でない場合（Ｓ１１・Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻る。通常運転中である場合（Ｓ１１・Ｙｅｓ）、ステップＳ１２に進む。
【００６６】
ステップＳ１２において、洗浄液劣化判定部５３は、電極電源装置３５の電極電圧検出部３５ｃから入力された一対の電極３０ａ間の電圧が、スケール付着判定閾値格納部５４ｂに格納された閾値以上であるか否かを判定する。なお、この処理は、図３のステップＳ１と同様である。一対の電極３０ａ間の電圧が閾値以上でない場合（Ｓ１２・Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻る。そして、一対の電極３０ａ間の電圧が閾値以上である場合（Ｓ１２・Ｙｅｓ）、ステップＳ１３に進む。
【００６７】
ステップＳ１３において、洗浄液劣化判定部５３は、電極電圧履歴格納部５４ａに格納された履歴に基づいて、前回の電極洗浄の後に通常運転を開始してから現在までの通常運転時間Ｔを算出する。
【００６８】
ステップＳ１４において、洗浄液劣化判定部５３は、ステップＳ１３において算出した通常運転時間Ｔが洗浄液劣化判定閾値格納部５４ｃに格納された閾値Ｔｘ未満であるか否かを判定する。通常運転時間Ｔが閾値Ｔｘ以上の場合（Ｓ１４・Ｎｏ）、ステップＳ１１に戻る。通常運転時間Ｔが閾値Ｔｘ未満の場合（Ｓ１４・Ｙｅｓ）、ステップＳ１５に進む。
【００６９】
ステップＳ１５において、洗浄液劣化判定部５３は、警告表示部５５に洗浄液の交換を促す警告表示を表示させる。そして、ステップＳ１１に戻る。
【００７０】
＜作用効果＞
本実施形態に係る廃水処理装置の作用効果について説明する。
【００７１】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、電極３０ａ間の電圧の時間変化を示すグラフの一例である。
【００７２】
図５（ａ）に示すように、初期状態において、電極３０ａ間の電圧は電圧Ｖ０で略一定である。ここで、通常運転を長時間継続すると、電解処理槽３０の電極３０ａの表面にスケールが析出して、電圧が上昇する。そして、電極３０ａ間の電極電圧が閾値Ｖｘ以上となると（図３のＳ１・Ｙｅｓ参照）、通常運転を終了して洗浄処理運転を行うことができる。このように、本実施形態に係る廃水処理装置は、スケールの析出を検出して、自動で洗浄処理運転を行うことができる。
【００７３】
また、図５（ｂ）に示すように、電極３０ａ間の電極電圧が閾値Ｖｘ以上となり洗浄処理運転を行うと判定した際、今回の通常運転時間Ｔを閾値Ｔｘと比較する（図４のＳ１４参照）。ここで、通常運転時間Ｔが閾値Ｔｘと未満の場合（図４のＳ１４・Ｙｅｓ参照）、前回の洗浄処理運転において、電極３０ａに付着したスケールが十分に除去できておらず、短時間の通常運転で電極電圧が上昇したと判断することができる。即ち、洗浄液槽４０に貯留されている洗浄液のスケール除去能力が低下（劣化）したと判断することができる。
【００７４】
また、図１に示すように、レベルセンサ４９で洗浄液の濃度（塩酸濃度）を管理することによって、電極３０ａの酸洗浄によるダメージ（酸腐食）を抑制することができる。
【００７５】
また、図１に示すように、洗浄液槽４０からの洗浄液は、ストレーナ１４、流量計１５の上流側から供給されるようになっている。これにより、流路１１の配管、ストレーナ１４、流量計１５に付着したスケールも除去することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０      廃水槽（被処理水槽）
２０      循環タンク
２１      Ｕ字配管
３０      電解処理槽
３０ａ    電極
３２      ポンプ
３５      電極電源装置
３５ａ    印加電流制御部
３５ｂ    電極電流検出部
３５ｃ    電極電圧検出部
３６      送風機
４０      洗浄液槽
４１      流路（洗浄液供給手段）
４２      ポンプ（洗浄液供給手段）
４３      開閉弁（洗浄液供給手段）
４４      流路（液体排出手段）
４５      ポンプ（液体排出手段）
４６      開閉弁（液体排出手段）
４７      流路
４８      開閉弁
４９      レベルセンサ（水位検出手段）
５０      制御装置（制御手段）
５１      運転制御部
５２      スケール付着判定部
５３      洗浄液劣化判定部
５４      記憶部
５５      警告表示部
【要約】
【課題】スケールの除去が可能な水処理装置を提供する。
【解決手段】被処理水が流入し、被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンク２０と、電極３０ａを有し、循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽３０と、電極３０ａに電流を印加する電極電源装置３５と、循環タンク２０から電解処理槽３０へと循環タンク水を送水する循環ポンプ３２と、電解処理槽３０から循環タンク２０へと電解処理水を送水する流路と、循環タンク２０内の循環タンク水を排出する液体排出手段４５〜４６と、洗浄液を貯留する洗浄液槽４０と、洗浄液槽４０から循環タンク２０に洗浄液を供給する洗浄液供給手段４１〜４３と、電極電源装置３５、循環ポンプ３２、液体排出手段４５〜４６および洗浄液供給手段４１〜４３を制御する制御手段５０と、を備える。
【選択図】図１【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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