(57)【要約】 【課題】  従来のリン酸イオン及びリン酸化合物含有の有機性電解質廃水を電池機能を有する電気化学反応手段でリンを除去するだけであったが、同一装置で生物化学反応手段で有機物を長期に亘って分解処理することを課題とする【解決手段】  リン酸イオン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水処理において、金属アノードと黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードとした空気電池を構成すると共に前記半導体性木炭カソードを好気性生物処理の生物担体としていて、さらに電気化学反応及び生物化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段、攪拌手段を配設した電気化学反応手段及び生物化学反応手段とすると共に該電気化学反応手段及び生物化学反応の後処理として固液分離手段を後置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段及び金属アノードと黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材をカソードとした空気電池を備えた好気性生物処理槽とすることによって、電気化学反応機能によっては水に難溶性のリン酸金属塩、水酸化金属及び金属酸化物粒子を生成すると共に生物化学反応機能によっては有機物を好気性生物分解処理して生成する活性汚泥等の微生物群を固液分離処理する固液分離手段を前記反応槽の後段処理手段として有することを特徴とする電解質廃水処理装置。
【請求項２】
リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び金属製アノードと黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードとした空気電池を備えた好気性生物処理槽とすることによって、電気化学反応機能によっては水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を生成すると共に生物化学反応機能によっては有機物を好気性生物分解処理して生成する活性汚泥等の微生物群を固液分離処理する固液分離手段を前記反応槽の後段処理手段として有することを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項３】
リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段及び金属アノードと黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードとした空気電池を備えた好気性生物処理槽とすることによって、電気化学反応機能によっては水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を生成すると共に生物化学反応機能によっては有機物を好気性生物分解処理して生成する活性汚泥等の微生物群を固液分離処理する固液分離手段を前記反応槽の後段処理手段として有すると共に、必要に応じて電圧自動昇圧手段を付加接続した前記空気電池と太陽電池を配線統合手段で接続して構成した電池アレイとパワーコンディショナーを配設していて、又必要に応じて蓄電手段を配設することを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性廃水処理において、好気性生物処理機能と電気化学反応機能を有する、酸素供給手段、攪拌手段及び金属製アノードと黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードとした空気電池を備えた好気性生物処理槽を有する有機性電解質廃水処理装置に関し、必要に応じて加熱手段単独を併設していて、さらに必要に応じて、空気電池発電による電力と太陽電池発電による電力を統合するようにした有機性電解質の廃水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リンを含有する有機性電解質廃水を、電源を設けた電気分解によった電気化学反応手段で処理していた（例えば、特許文献１。）。
又、電源を設けた電気分解において有機性電解質廃水を加熱して処理する方法が開示されている（例えば、特許文献２。）。
又、異種金属電極で構成した一次電池による電気化学反応手段で処理する知見が開示されている（例えば、特許文献３。）。
又、電気分解による廃水処理を加熱して処理する装置が開示されている。(例えば、特許文献４。)。
又、電解質の一次電池発電装置の知見も開示されている（例えば、特許文献５。）。そして又、曝気攪拌している電解質廃水と異種金属により一次電池を構成してリンを除去する知見及び発電する知見も開示されている（例えば、特許文献６。）。
又、金属製アノードと半導体性木炭製カソードとした空気電池の知見も開示されている。（例えば、特許文献７）
そして又、木炭は1ｇ当たりの内外部の微細孔表面積が広く、高い吸着性、透水性、通気性を有し、微生物の増殖の快適な場となる知見も開示されている。（例えば、特許文献８）
しかし、金属アノードと半導体性木炭カソードとした空気電池を用いた有機性電解質廃水処理装置は見当たらない。又、廃水中の有機物を好気性生物処理すると共にリン除去する機能を有する空気電池と太陽電池を統合した発電装置は見当たらない。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５２６６８
【特許文献２】特開平１０−３２３６７２
【特許文献３】特開２００１−２５２６６８
【特許文献４】特開平１０−３２３６７２
【特許文献５】特開２００１−２５２６６８
【特許文献６】特開２００４−６６２２３
【特許文献７】特開２００５−８５７１９
【特許文献８】特開２０００−６１４５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の一次電池法による電気化学反応手段を用いたリン除去に係る電解質廃水処理装置においては、水温が約10℃以下の低温では電気化学反応速度が遅くて、実用的でなく、リン酸イオン及びリン化合物を効果的に除去する手段が開示されていなかった。
【０００５】
そして、異種金属一次電池による電気化学反応手段においては有機性廃水中のリン酸イオン、リン酸体りん又はリン化合物を除去する共に前記異種金属一次電池によって有機物を好気性生物分解処理する手段が開示されていなかった。
【０００６】
又、室温近傍でのリン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水処理において、温度が上昇することにより電気化学反応速度と生物化学反応速度は増大するが、温度が上昇することにより導電率が増大する半導体性木炭を空気電池のカソードとすると共に該半導体性木炭を有機性廃水処理における生物担体とする手段が開示されていなかった。
【０００７】
又、異種金属をアノードとカソードとした一次電池廃水処理法においては、低pH域においては反応速度も速く、又反応の持続性も良好であるが、中性近傍での反応速度は遅く、又反応の持続性が短い問題があった。
【０００８】
又、電源を有する電気分解法では、電気設備費と電力費が必要である問題があった。
【０００９】
本発明は、リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水処理において、電源を必要とせず、しかも効率良くリン除去のための電気化学反応を長期間に亘り継続することを第一の課題とする。又、電極材の機能として、リンを除去する機能だけでなく有機物の分解除去能に深く関与する機能を有することを第二の課題とする。又、冬季における水温の低下に伴って電気化学反応速度の低下及び生物化学反応の低下を阻止して、より一層の効率良い電気化学反応と生物化学反応とすることを第三の課題とする。そして又、第四の課題として、電気設備費と電力費をほとんど必要としないばかりでなく、リンを除去すると共に有機物を分解処理しながら電力を生産することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、以下に記載されるような技術構成とする。即ち、リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水処理において、金属アノードと黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードとした空気電池を構成すると共に前記黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードを好気性生物処理の生物担体としていて、さらに電気化学反応及び生物化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段、攪拌手段を配設した電気化学反応手段及び生物化学反応手段とすると共に該電気化学反応手段及び生物化学反応の後処理として固液分離手段を後置したものである。前記固液分離手段としては、沈殿分離、各種ろ過分離又は遠心力分離等の全てが選択出来る。尚、前記リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水処理には、リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の海水又は湖沼水処理も包含したものである。
【００１１】
金属アノードとしては、有機性廃水処理の性格上、処理放流水に有害重金属及び有害金属化合物を含有することは好ましくないので、アルミニューム又はアルミニューム合金、マグネシューム又はマグネシューム合金、鉄又は鉄合金等が好ましく、中でも電気化学反応速度はイオン化傾向が最も大きなマグネシューム又はマグネシューム合金であって、次にアルミニューム又はアルミニューム合金、鉄又は鉄合金と続く。
【００１２】
又、室温近傍においては、半導体性木炭の電気伝導特性は、金属及び備長炭等の電気伝導度が温度上昇と共に減少する金属性電気伝導特性を有しているのとは異なり、温度上昇と共に電気伝導度は増大し、一方電気化学反応速度と生物化学反応速度も温度上昇と共に増大するので、工場廃熱等の低級な熱源による加熱手段で好気性生物処理槽の被処理水を加熱するようにしたものである。
【００１３】
又、水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属として固液分離するリン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性廃水処理において、空気電池による電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段及び攪拌手段を配設した電気化学反応手段とすると共に該電気化学反応手段の後処理として固液分離手段を後置したものである。
【００１４】
そして又、リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水を処理する曝気槽に金属製アノードと黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードとした空気電池モジュールを構成すると共に前記半導体性木炭製カソードを好気性生物処理の生物担体としていて、各空気電池モジュールにはバイパスダイオードを装備すると共に前記複数空気電池モジュールと逆流防止ダイオードを直列接続して空気電池ストリングスとする。そして又、空気電池による電気化学反応によって、難溶性のリン酸金属塩及び凝集性の良い水酸化金属粒子を生成すると共に発電し、又、必要ならば前記空気電池モジュール系統に電圧調整手段を付加接続し前記複数の空気電池ストリングスと複数の太陽電池ストリングスを接続統合する配線統合手段と充放電コントローラ及びパワ−コンディショナを配設する。又、必要ならば蓄電手段も配設する。尚、前記曝気槽には天然曝気資源である海浜及び湖沼も包含する。
【００１５】
上記第一及び第二の課題解決手段による作用は次のようである。すなわち、溶存酸素供給手段と攪拌手段においてはブロワ−で供給した空気を散気装置から散気して曝気する方式が最も一般的で手軽な方法であるが、表面曝気方式の機械曝気とすることや、酸素ガスを散気装置から散気することも可能であって、経済性以外に何ら制約するものはない。曝気攪拌することによって空気電池の電気化学反応に必要な溶存酸素を供給すると共に電極での電気二重層又は電気二重層近傍における反応生成物質と反応物質を速やかに交換する作用を奏する。
【００１６】
一般的に、オルトリン酸イオン含有の電解質廃水をアルミニュームアノードと黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードとした空気電池を構成して電気化学反応処理手段で処理すると、炭素材微細孔壁に吸着した酸素分子は酸素原子に解離して、カソードを経由してアルミニュームの溶解反応で電離した電子を水分子と共に受け取り、水酸イオン(OH)
として溶解する。
アノードでは、アルミニューム原子が３個の電子を金属に残し、電解液に３価のアルミニュームイオンとして溶解する。
(2)式で生じた電子はアノードとカソードを電線で接続した外部回路を通してアノードからカソードへ移動する結果として、電流は電線で接続した外部回路を通してカソードからアノードへ流れることになる。
【００１７】
【化１】
2008264659.tif 000003
【００１８】
【化２】
2008264659.tif 000004
そして、水中へ溶解した３価のアルミニュームイオンAl
とオルトリン酸イオンPO
又は水酸イオンと反応して、以下の反応式で示す難溶解性で沈降性の良いリン酸アルミニューム
AlPO
又は水酸化アルミニュームAl(OH)
を生成する。
【００１９】
【化３】
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【００２０】
【化４】
2008264659.tif 000006
さらに、水酸化アルミニュームAl(OH)
は脱水反応によりアルミナを生成する。
【００２１】
【化５】
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【００２２】
【化６】
2008264659.tif 000008
【００２３】
又、第三の課題を解決する手段の作用は、冬季の低水温環境において、電気化学反応速度は極端に低下するので、必要に応じて被処理廃水を加熱することにより、８０℃未満の水温であれば高い程、電気化学反応速度は大きくなり、反応生成粒子形は大きくなると共に廃水の粘度も小さくなるので、良好な沈降性の粒子を生成する。
【００２４】
又、好気性生物処理においては３０℃前後が好ましいが、一般的には廃水の水温は15℃前後以上であることが多いので、加熱源は低級な廃熱で十分である場合が多い。
【００２５】
従って、水温が低く良好な処理水とする必要性があれば、加熱手段で被処理水を加熱することは、電気化学反応と生物化学反応に有効に作用する。
【００２６】
第三の課題解決手段による作用は次のようである。本発明に用いる半導体性の黒炭においては、温度上昇と共に伝導帯に励起される自由電子密度と価電子帯に電子の抜け殻として生成される自由ホール密度が増大するため、温度上昇と共に導電率が指数関数的に増大する。従って、半導体性木炭をカソードとした空気電池においては、工場廃熱等で被処理水を加熱することにより、空気電池のカソードとして有用になる。
【００２７】
そして又、第四の課題解決手段による作用は、単体空気電池の電圧はせいぜい0.6V程度しかなく、電流も数10mmA程度しかないので使用目的に適した電圧と電流が得られるように、好気性生物処理槽を複数の流通孔を有する仕切り板で区画すると共に各区画槽に複数の単位空気電池を配設し、該単位空気電池を並列に接続して電流量を増大した一次電池モジュ−ルとする。そして、各空気電池モジュールにはバイパスダイオードを装備すると共に複数の空気電池モジュールを並列接続してものと逆流防止ダイオードを直列接続して空気電池ストリングスとする。そして又、必要に応じて該空気電池ストリングスと太陽電池ストリングスを並列接続しても支障が生じないようにするために、前記空気電池ストリングス及び太陽電池ストリングスの出力側に自動昇圧ユニットを接続して電圧調整することも出来る。勿論、前記太陽電池ストリングスは各々に各モジュール、及び逆流防止ダイオードとバイパスダイオード、それにアレイ回路を直並列に組合せる電線で構成される。さらに、前記一次電池ストリングス及び太陽電池ストリングスの出力側を、直流電力を交流電力への変換手段及び系統連係保護手段を内蔵したパワ−コンディショナの入力側に接続すると共に該パワ−コンディショナの出力側を分電盤の入力側に接続する。該分電盤の入力側には商用電源を接続する。このように配線することにより一次電池による発電電力を太陽電池による発電電力と同一の発電電力として扱うことができる。なお、ここでは空気電池を備える好気性生物処理槽を仕切り板で区画して空気電池としたが、複数の区画を並列接続して空気電池モジュ−ルとすることも、又、複数の区画を直列接続して空気電池モジュ−ルとすることも出来る。又、蓄電池を付加して自立運転することも、又、商用と自家発電とを切り替え方式とすることも、又、商用電源と連係しない独立システムとすることも出来る。即ち、太陽電池ストリングス単独で従来から行われている発電システムと、充放電システムと、電力変換システムと、保護システム及び配線工事については、移動性以外は全て適用出来る。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２９】
リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水を好気性処理する反応槽に、金属アノードと黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードとした空気電池を構成すると共に前記黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードを好気性生物処理の生物担体としていて、さらに電気化学反応及び生物化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段、攪拌手段を配設した電気化学反応手段及び生物化学反応手段とすると共に該電気化学反応手段及び生物化学反応の後処理として固液分離手段を後置することにより、電気分解法のように電力を消費することなくリンを除去するだけでなく、前記黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードが生物担体としての機能も兼用するので、設置面積を小さくすることが出来ると共に設備費を低く抑える効果がある。前記黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材は、1ｇ当たり100~３00平方メートルの微細孔表面積を持つ極めて多孔質の材料で、高い吸着性、透水性、通気性を有し、微生物の快適な増殖の場となり、且つ溶出するミネラル分が微生物の好栄養源となるので処理効率を高くする効果がある。そして、空気電池のアノ−ド及びカソ−ドによる酸化還元によりリン酸金属塩、水酸化金属及び酸化金属を生成するがこれらは難溶性で沈降性もよいので固液分離が容易にする効果もある。
【００３０】
冬季等の水温が低い時期には電気化学反応速度が遅いので、沈降性粒子が生成し難い。従って、加熱して水温を上昇させると、沈降性粒子が早く生成すると共に水の粘度が低下して、前記生成粒子の沈降分離又は濾過分離がしやすくなる効果がある。
【００３１】
半導体性の黒炭は、種々の木材を製材するときに生じた鋸挽き屑即ち大鋸屑を用いていて、該大鋸屑を乾燥後、粉体から硬質のバルク形状に加熱・圧縮加工して製造される。又、廃水処理に利用済みの半導体性木炭は、塩素滅菌処理及び乾燥処理を加えて燃料として利用することが出来る。従って、無利用資源を有効に活用することが出来るので、地球温暖化防止効果、省エネルギー効果及び廃水処理費削減効果を奏する。
【００３２】
リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水処理において、金属アノードと黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードとした空気電池を構成すると共に前記黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードを好気性生物処理の生物担体としていて、さらに電気化学反応及び生物化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段、攪拌手段を配設した電気化学反応手段及び生物化学反応手段とする廃水処理をする共に発電した電力を利用することが出来るので、地球温暖化防止効果、化石燃料発電及び原子力発電削減効果及び経済性向上効果がある。
【００３３】
リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物含有の有機性電解質廃水中に、金属アノードと黒炭、白炭、黒鉛又はグラファイト等の炭素材カソードとした空気電池を配設すると共に太陽電池を併設して配線統合手段で統合することにより、パワーコンデショナー、自動電圧調整装置、送受変電設備等の電気設備を共用出来るので発電コストを低減出来る効果が有る。
【実施例】
【００３４】
実施例について図面を参照して説明する。図１、図２、図３、図４及び図５に示した第一の発明に係る第一の実施例において、接触曝気槽１のリン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物を少なくとも含有する有機性電解質廃水に平板状のアルミニュームアノ−ド２と平板状の半導体性木炭カソ−ド３を電気絶縁性メッシュ材４を挟んで近接して浸漬すると共に該平板状のアルミニュームアノ−ド２と前記平板状の半導体性木炭カソ−ド３を電気導体５で電気的に接続して単位空気電池６を構成すると共に前記平板状の半導体性木炭カソ−ド３を接触材とした複数の前記単位空気電池６を支持枠７で支持して空気電池ユニット８とする共に散気装置９を配設して空気を供給して散気攪拌している。そして、前記支持枠７は出来るだけ流動水の妨げとならないように、部材を細くした格子状の流通孔７aが多数配設されている。又、前記接触曝気槽１に後置した沈澱槽１０に処理水を移流して前記接触曝気槽１で生成した水に難溶性のリン酸アルミニューム、水酸化金属、アルミナ、生物性固形物及びその他沈降性固形物を沈澱分離して清澄水を排出している。尚、前記有機性電解質廃水処理には、海水又は湖沼水処理も包含したものであって、勿論のことではあるが、以下に記載するリン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する有機性電解質廃水処理にも適用する。尚、本実施例では、平板状のアルミニュームアノ−ド２と平板状の半導体性木炭カソ−ド３を電気絶縁性メッシュ材４を挟んで近接して浸漬しているが、平板状のアルミニュームアノ−ド２と平板状の半導体性木炭カソ−ド３は５cm前後までの離隔でも、電気化学反応は実用上で支障なく十分に生起する。
【００３５】
図６に示した第一の発明に係る第二の実施例において、夾雑物除去槽１０，嫌気性濾床槽１１、担体流動生物濾過槽１２、処理水槽１３及び消毒槽１４の順序で被処理水の流れ方向に配列して配設した担体流動生物濾過方式合併処理浄化槽１６の前記担体流動生物濾過槽１２にアルミニュームアノ−ド２と半導体性木炭カソ−ド３を電気絶縁性メッシュ材４を挟んで近接して浸漬すると共に前記平板状のアルミニュームアノ−ド２と前記平板状の半導体性木炭カソ−ド３を電気導体５で電気的に接続した複数の単位空気電池６を支持枠７で支持構成した空気電池ユニット８を配設している。
【００３６】
図７に示した第一の発明に係る第三の実施例においては、図６に示した担体流動生物濾過方式合併処理浄化槽１６の循環水装置１７の循環配管１８の途中に配設した空気電池ユニット収納槽１９に空気電池ユニット８を配設している。そして、前記循環水装置１７にはエアーリフトポンプ２０を配設している。
【００３７】
図８に示した第一の発明に係る第四の実施例においては、リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物を少なくとも含有する閉鎖性湖沼に平板状のアルミニュームアノ−ド２と平板状の半導体性木炭カソ−ド３を電気絶縁性メッシュ材４を挟んで近接して浸漬すると共に前記平板状のアルミニュームアノ−ド２と前記平板状の半導体性木炭カソ−ド３を電気導体５で電気的に接続して単位空気電池６を構成すると共に前記平板状の半導体性木炭カソ−ド３を接触材とした複数の単位空気電池６を支持枠７に配設していて、該支持枠７を一部水中に浸漬し残部を水上に出した状態でフロート２１で水上に浮かべた筏２２に配設している。そして、散気装置８と波浪に対する安定確保のためのウェイト23をそれぞれハンガー２４で吊り下げた前記筏２２をアンカー25で係留している。本実施例では閉鎖性湖沼としたが、閉鎖性海域にも同様に適用出来る。そして、曝気方法においても、本実施例以外の表面機械曝気、深槽曝気、自然曝気等も適用出来、どのような曝気方法も排除するものではない。
【００３８】
図９に示したものは、第一の発明に係る第一から第四の実施例における単位空気電池６の別の形態の一つであって、円筒状の半導体性木炭カソード３の円筒孔２６にステンレス端子２７を電導性樹脂２８で固着した前記円筒状の半導体性木炭カソード３の外周に電気絶縁性メッシュ４を挟んで外周にアルミニューム端子２９を電気的及び物理的に固着した丸棒円形リング状のアルミニュームアノード２を配設している。
【００３９】
図１０に示したものは、第一の発明に係る第一から第四の実施例における単位空気電池６の別の形態の一つであって、円筒状の半導体性木炭カソード３の円筒孔２６にステンレス端子２７を電導性樹脂２８で固着した前記円筒状の半導体性木炭カソード３の外周に電気絶縁性メッシュ４を挟んでアルミニューム端子２９を電気的及び物理的に固着した円筒形状のアルミニュームアノード２を配設している。
【００４０】
図１１に示したものは、第一の発明に係る第一から第四の実施例における単位空気電池６の別の形態の一つであって、円筒状の半導体性木炭カソード３の図示してない円筒孔２６にストッパー部３０及び雄ねじ部３１付ステンレス端子２７を挿入してステンレスナット３２で締め付けている。
【００４１】
図１２に示したものは、第一の発明に係る第一から第四の実施例における単位空気電池６の別の形態の一つであって、平板状の黒鉛カソード３３の両側に電気絶縁性メッシュ４を挟みこんだ２枚の平板状のアルミニュームアノード２を電気導体５で電気的に連結したアルミニュームアノードユニット３４と前記平板状の黒鉛カソード３３を電気導体５で電気的に接続している。
【００４２】
図１３に示したものは、第一の発明に係る第一から第四の実施例における単位空気電池６の別の形態の一つであって、平板状の黒鉛カソード３３と２枚の平板状のアルミニュームアノード２を離隔して電気導体５で電気的に連結したアルミニュームアノードユニット３４と前記平板状の黒鉛カソード３３を電気導体５で電気的に接続している。
【００４３】
図１４に示したものは、第一の発明に係る第一から第四の実施例における単位空気電池６の別の形態の一つであって、複数の円筒状の半導体性木炭カソード３の円筒孔２６に炭素繊維紐３５を通して電気的に接続すると共に炭素繊維布袋３６に収納して半導体性木炭カソードユニット３７を構成し、該半導体性木炭カソードユニット３７の両側に電気絶縁性メッシュ４を挟みこんだ２枚の平板状のアルミニュームアノード２を電気導体５で電気的に連結したアルミニュームアノードユニット３４と前記平板状の半導体性木炭カソードユニット３７を電気導体５で電気的に接続している。前記炭素繊維紐３５の代替としてはステンレス針金としても良い。
【００４４】
図１５に示した第二の発明に係る第五の実施例において、接触曝気槽１のリン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する有機性電解質廃水に平板状のアルミニュームアノ−ド２と平板状の半導体性木炭カソ−ド３を電気絶縁性メッシュ材４を挟んで近接して浸漬すると共に前記平板状のアルミニュームアノ−ド２と平板状の半導体性木炭カソ−ド３を電気導体５で電気的に接続して単位空気電池６を構成すると共に前記平板状の半導体性木炭カソ−ド３を接触材とした複数の前記単位空気電池６を支持枠７で支持構成すると共に散気装置９を配設して空気を供給して散気攪拌している。そして、前記支持枠７は出来るだけ流動水の妨げとならないように、部材を細くした格子状の流通孔７aが多数配設されている。又、前記接触曝気槽１の被処理水を低級な工場廃熱利用のヒータ３８で過熱して電気化学反応を促進してリン除去効率を高めると共に生物化学反応を促進してBOD除去効率を高めている。又、前記接触曝気槽１に後置した沈澱槽１０に処理水を移流して前記接触曝気槽１で生成した水に難溶性のリン酸アルミニューム、水酸化金属、アルミナ、生物性固形物及びその他沈降性固形物を沈澱分離して清澄水を排出している。
【００４５】
図１６及び図１７に示した第三発明に係わる第六の実施例において、リン酸イオン、リン酸体リン又はリン化合物を含有する有機性電解質廃水を生物処理する接触曝気槽１を、イオン流通阻害機能を有する仕切壁３９A及び仕切壁３９Bで６区画数に区画して単位接触曝気槽１−１、１−２、−３及び１−４、１−５、１−６としている。そして、該６区画数の単位接触曝気槽１−１、１−２、１−３、１−４、１−５及び１−６の各槽には、図には説明のため一組の単位空気電池６しか図示していないが、１０組の単位空気電池６を並列接続して構成した６組の空気電池モジュール４０−１、４０−２、４０−３、４０−４、４０−５及び４０−６を配設している。そして、６組の前記空気電池モジュール４０−１、４０−２、４０−３、４０−４、４０−５及び４０−６を電線４１A、４１Bで直列接続して空気電池ストリングス４２を構成している。そして又、該空気電池ストリングス４２の出力側及び太陽電池ストリングス４３の出力側を前記接続箱４４内で接続統合する共に該接続箱４４の出力側を充放電コントローラ４５、パワーコンディショナ４６、分電盤４７及び商用電源に順次、電線４１A、４１Bで接続して受電設備４８を構成している。本実施例には図示してないが、複数の前記空気電池モジュール４０−１、４０−２、４０−３、４０−４、４０−５及び４０−６の内で、決められた基準起電力に達しない、該空気電池モジュール４０−１、４０−２、４０−３、４０−４、４０−５及び４０−６の何れかの出力側に、図示していない自動昇圧装置を接続することも出来る。  
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第一実施例を示す廃水処理装置の概略縦断面図。
【図２】図１のA―A視図。
【図３】図２B―B視図。
【図４】図１の単位空気電池の拡大図。
【図５】図４のC―C視図。
【図６】第一実施例を示す廃水処理装置の概略縦断図。
【図７】第一実施例を示す廃水処理装置の縦断図。
【図８】第一実施例を示す廃水処理装置の概略縦断図。
【図９】第一実施例の単位空気電池の別の形態を示す概略斜視図。
【図１０】第一実施例の単位空気電池の別の形態を示す概略斜視図。
【図１１】第一実施例の単位空気電池の別の形態を示す概略斜視図。
【図１２】第一実施例の単位空気電池の別の形態を示す概略斜視図。
【図１３】第一実施例の単位空気電池の別の形態を示す概略斜視図。
【図１４】第一実施例の単位空気電池の別の形態を示す概略斜視図。
【図１５】第二の実施例を示す廃水処理装置の概略縦断図。
【図１６】第三の実施例を示す廃水処理装置の概略系統図。
【図１７】図１５のC―C視図。
【符号の説明】
【００４７】
１  接触曝気槽
１−１、１−２、１−３，１−４，１−５，１−６  単位接触曝気槽
２  アルミニュームアノード
３  半導体性木炭カソード
４  電気絶縁性メッシュ
５  電気導体
６  単位空気電池
７  支持枠
７a  流通孔
８  空気電池ユニット
９  散気装置
１０  沈殿槽
１１  夾雑物除去槽
１２  嫌気性濾床槽
１３  担体流動生物濾過槽
１４  処理水槽
１５  消毒槽
１６  担体流動生物濾過方式合併処理浄化槽
１７  循環水装置
１８  循環配管
１９  空気電池ユニット収納槽
２０  エアーリフトポンプ
２１  フロート
２２  筏
２３  ウェイト
２４  ハンガー
２５  アンカー
２６  円筒孔
２７  ステンレス端子
２８  電導性樹脂
２９  アルミニューム端子
３０  ストッパー部
３１  雄ねじ部
３２  ステンレスナット
３３  黒鉛カソード
３４  アルミニュームアノードユニット
３５  炭素繊維紐
３６  炭素繊維布袋
３７  半導体性木炭カソードユニット
３８  ヒータ
３９A、３９B  仕切壁  
４０−１、４０−２，４０−３，４０−４，４０−５，４０−
６  空気電池モジュール
４１A、４１B  電線                                                                                            
４２  空気電池ストリングス
４３  太陽電池ストリングス
４４  接続箱
４５  充放電コントローラ
４６  パワーコンディショナー
４７  分電盤
４８  受電設備
【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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