(57)【要約】【課題】水処理装置において、被処理水に対する処理能力の向上を図る。【解決手段】窒素除去用の電解槽１００には、膜１０８、バッキ管１０９、および、バッキ管１０９に空気を送るポンプ１０９Ｐが備えられている。凝集槽６００には、当該凝集槽６００内に導入する凝集剤を収容する凝集剤タンク６０１、導入剤タンク６０１内の凝集剤を凝集槽６００内に送るポンプ６０２、凝集槽６００から排出する被処理水内の固形成分を分離するための膜６０３、バッキ管６０４、および、バッキ管６０４に空気を送るポンプ６０４Ｐが備えられている。凝集剤としては、ポリ硫酸鉄等の鉄系化合物、ポリ塩化アルミニウム等のアルミニウム系化合物、ポリグルタミン酸等の生分解性高分子を挙げることができる。電解槽１００に導入された被処理水は、リン除去用の電解槽５９、凝集槽６００、沈殿槽１９０を経て、外部に放出される。【選択図】　　　　図２３
2004097932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を導入され、電極対を備える電解槽と、
前記電解槽で処理された被処理水を導入され、凝集剤を添加するための凝集剤添加槽と、
前記凝集剤添加槽で処理された被処理水を導入され、当該被処理水内の凝集物を沈殿させるための沈殿槽とを含む、水処理装置。
【請求項２】
前記電解槽は、前記可溶性電極を備える第１の電解槽と、不溶性金属電極からなるアノード電極と銅合金、鉄、鉄合金、または、不溶性金属電極からなるカソード電極とを備える第２の電解槽とを含む、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記可溶性電極は、鉄、鉄合金、アルミニウム、または、アルミニウム合金である、請求項１または請求項２に記載の水処理装置。
【請求項４】
被処理水を導入され、不溶性金属電極からなる第１の電極と、前記第１の電極と逆の極性を与えられる電極であって周期表ＶＩＩＩ族の金属を含む導電体からなる第２の電極とを備える電解槽と、
前記第１の電極と前記第２の電極に与える極性を反転させる極性反転部とを含む、水処理装置。
【請求項５】
不溶性金属電極からなるアノード電極、および、銅合金、鉄、鉄合金、または、不溶性金属電極からなるカソード電極とを備え、被処理水を導入される電解槽を含む、水処理装置。
【請求項６】
鉄を含む合金からなる、互いに独立して極性を与えられる複数の電極を含む電解槽と、
前記複数の電極に与える極性を制御する極性制御部とを含む、水処理装置。
【請求項７】
前記電極槽内のリン化合物の量および窒素酸化物の量を検知できる検知部をさらに含み、前記極性制御部は、前記検知部の検知出力に応じて、前記複数の電極のそれぞれに与える極性および当該複数の電極に流す電流値を制御する、請求項６に記載の水処理装置。
【請求項８】
前記電解槽内の水量を一定に保つための水量制御部をさらに含む、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項９】
前記電解槽は、ホッパー型であり、その底部にドレインバルブを備える、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１０】
前記電解槽は、当該電解槽内で発生した気体を外部へ排出する機構を備える、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１１】
前記電解槽で処理される被処理水の流路内に設置された、被処理水に含まれる液体と固体とを分離する分離手段をさらに含む、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１２】
前記電解槽内に塩素化合物を供給する塩素化合物供給部をさらに含む、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理装置に関し、特に、電解により発生した化合物を用いて汚水等を処理するための水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電解槽に廃水等の被処理水を通し、電解により発生した化合物を用いて被処理水を処理する技術が開示されている（特許文献１〜特許文献５）。これらの従来技術では、被処理水に含まれる硝酸性窒素等の窒素化合物を、電解により酸化または還元させ、さらに、電解により生成した次亜ハロゲン酸またはハロゲン酸を硝酸性窒素等の還元により生じたアンモニア等と反応させて、窒素ガスとして被処理水から除去させている。
【０００３】
また、特許文献３〜特許文献５では、さらに、鉄化合物を添加したり、鉄やアルミニウムで陽極を構成することにより、被処理水中のリンおよびコロイド状の不純物を凝集させ除去する技術が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１５５４６３号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平１０−０００４７３号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開２０００−１１７２５９公報
【０００７】
【特許文献４】
特開２０００−３３４４６５公報
【０００８】
【特許文献５】
特開２００１−２５２６６７公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
なお、従来から、このような水処理装置において窒素化合物やリン化合物の除去についての処理能力の向上が、常に、求められてきた。
【００１０】
本発明は上述したかかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、水処理装置において、被処理水に対する処理能力の向上を図ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のある局面に従った水処理装置は、被処理水を導入され、電極対を備える電解槽と、前記電解槽で処理された被処理水を導入され、凝集剤を添加するための凝集剤添加槽と、前記凝集剤添加槽で処理された被処理水を導入され、当該被処理水内の凝集物を沈殿させるための沈殿槽とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明のある局面に従うと、電解槽で、被処理水に対して窒素除去等の処理を施した後、凝集剤添加槽で、リン化合物等の凝集を行なうことができ、そして、凝集物は、沈殿槽で沈殿させることができる。つまり、被処理水に対して、リン除去のための凝集や沈殿が、電解槽とは異なる槽で行なうことができる。
【００１３】
これにより、確実に、被処理水中のリン化合物等の除去が可能となる上に、電解槽において電解反応を阻害するおそれのある汚泥等の蓄積を抑えることができるため、水処理装置における被処理水に対する処理能力を向上できる。
【００１４】
また、本発明の水処理装置では、前記電解槽は、前記可溶性電極を備える第１の電解槽と、不溶性金属電極からなるアノード電極と銅合金、鉄、鉄合金、または、不溶性金属電極からなるカソード電極とを備える第２の電解槽とを含むことが好ましい。
【００１５】
これにより、第１の電解槽で、電極から金属イオンを溶出させて被処理水中のリン化合物と反応させることができ、第２の電解槽で、窒素酸化物をアンモニアに変換できる。
【００１６】
また、本発明の水処理装置では、前記可溶性電極は、鉄、鉄合金、アルミニウム、または、アルミニウム合金であることが好ましい。
【００１７】
本発明の他の局面に従った水処理装置は、被処理水を導入され、不溶性金属電極からなる第１の電極と、前記第１の電極と逆の極性を与えられる電極であって周期表ＶＩＩＩ族の金属を含む導電体からなる第２の電極とを備える電解槽と、前記第１の電極と前記第２の電極に与える極性を反転させる極性反転部とを含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明の他の局面に従うと、第２の電極は、カソード電極とされた場合には被処理水内の窒素酸化物を還元し、アノード電極とされた場合には、鉄またはアルミニウムイオンを溶出して被処理水内のリン化合物の凝集剤となる。
【００１９】
これにより、水処理装置は、被処理水の窒素除去および窒素酸化物の除去が可能になるため、処理能力を向上される。
【００２０】
本発明のさらに他の局面に従った水処理装置は、不溶性金属電極からなるアノード電極、および、銅合金、鉄、鉄合金、または、不溶性金属電極からなるカソード電極とを備え、被処理水を導入される電解槽を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明によると、カソード電極で窒素酸化物を還元することによりアンモニアに変換し、アノード電極では被処理水内のハロゲン化合物からハロゲン酸または次亜ハロゲン酸を生成できる。
【００２２】
これにより、水処理装置は、アンモニアをハロゲン酸または次亜ハロゲン酸と反応させることにより、効率良く、窒素酸化物を、気体の窒素に変換できる。つまり、水処理装置の処理能力が向上される。
【００２３】
本発明の別の局面に従った水処理装置は、鉄を含む合金からなる、互いに独立して極性を与えられる複数の電極を含む電解槽と、前記複数の電極に与える極性を制御する極性制御部とを含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の別の局面に従うと、アノード電極とされた場合には被処理水内にリン化合物の凝集剤を構成する鉄イオンを溶出し、かつ、カソード電極とされた場合には被処理水内の窒素酸化物をアンモニアに還元できる鉄電極を、場合に応じてアノード電極またはカソード電極として選択的に利用できる。
【００２５】
これにより、水処理装置では、被処理水のリン除去の能力と窒素除去の能力の割合を選択的に発揮できるようになるため、被処理水の内容が変化しても高い処理能力を発揮できる。
【００２６】
また、本発明の水処理装置は、前記電極槽内のリン化合物の量および窒素酸化物の量を検知できる検知部をさらに含み、前記極性制御部は、前記検知部の検知出力に応じて、前記複数の電極のそれぞれに与える極性および当該複数の電極に流す電流値を制御することが好ましい。
【００２７】
また、本発明の水処理装置は、前記電解槽内の水量を一定に保つための水量制御部をさらに含むことが好ましい。
【００２８】
また、本発明の水処理装置では、前記電解槽は、ホッパー型であり、その底部にドレインバルブを備えることが好ましい。
【００２９】
また、本発明の水処理装置では、前記電解槽は、当該電解槽内で発生した気体を外部へ排出する機構を備えることが好ましい。
【００３０】
また、本発明の水処理装置は、前記電解槽で処理される被処理水の流路内に設置された、被処理水に含まれる液体と固体とを分離する分離手段をさらに含むことが好ましい。
【００３１】
また、本発明の水処理装置は、前記電解槽内に塩素化合物を供給する塩素化合物供給部をさらに含むことが好ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、同一の部品には、特記された場合を除き、同一の符号が付され、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３３】
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できる。また、以下に示す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窒素化合物を、電解処理により、被処理水から除去することができる。
【００３４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態である水処理装置を含む水処理システムの処理工程を模式的に示す図であり、図２は、図１の処理工程を具体化した家庭用合併浄化槽の模式的な縦断面図である。
【００３５】
図１および図２を参照して、本実施の形態の水処理システムは、主に、タンク１および電解槽１００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、接触ばっ気槽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２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。
【００３６】
第一嫌気ろ床槽５は、被処理水である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、共雑物除去槽でもある。そして、本実施の形態では、第一嫌気ろ床槽５により、流入槽が構成されている。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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
第二嫌気ろ床槽１０には、第二移流管１２が備えられている。また、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と接触ばっ気槽１４を接続させている。
【００４０】
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から接触ばっ気槽１４への処理水の供給が促進される。
【００４１】
接触ばっ気槽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。接触ばっ気槽１４の底部付近には、第一散気管１６が設けられている。
【００４２】
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。第一散気管１６の下面側には、複数の孔が形成されている。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、該孔から気泡として放出される。なお、第一散気管１６の下面側に孔が形成されることにより、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。
【００４３】
第一散気管１６から気泡が放出されることにより、接触ばっ気槽１４は、好気状態に維持される。これにより、接触ばっ気槽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。接触ばっ気槽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。
【００４４】
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。
【００４５】
接触ばっ気槽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、接触ばっ気槽１４で生じた汚泥は、第一嫌気ろ床槽５に送られる。
【００４６】
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、電解槽１００に送られる。なお、電解槽１００の構成については、後述する。
【００４７】
また、沈殿槽１９には、第三移流管３８およびポンプ３９が備えられている。
接触ばっ気槽１４内の処理水は、第三移流管３８を介して、沈殿槽１９に流れ込む。なお、この流れは、ポンプ３９により、促進される。
【００４８】
沈殿槽１９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。
【００４９】
なお、第一嫌気ろ床槽５の上部には、電解槽５９が設けられている。電解槽５９は、第一返送管２４から被処理水を導入される。そして、電解槽５９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、電源５７に接続されている。
【００５０】
電解槽５９内では、電極対５１，５２における電気分解（適宜、電解と略す）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、電解槽５９内では、溶出した金属イオンと処理水内のリン化合物等が反応して、水に難溶性の金属塩が生成し、凝集する。金属イオンとして鉄イオンが溶出した際、金属イオンの溶出は、式（１ａ）で表される。
【００５１】
Ｆｅ→Ｆｅ３＋＋３ｅ−　　…（１ａ）
また、水に難容性の金属塩の生成の反応式の一例は、式（１ｂ）で表される。
【００５２】
Ｆｅ３＋＋ＰＯ４３−　→ＦｅＰＯ４　　…（１ｂ）
なお、生成される難容性の金属塩としては、主に、「ＦｅＰＯ４　」，「Ｆｅ（ＯＨ）３　」，「ＦｅＯＯＨ」，「Ｆｅ２　Ｏ３　」，および，「Ｆｅ３　Ｏ４　」の化合物を挙げることができる。つまり、被処理水に鉄イオンが供給されると、主に、上記した５種類の化合物が凝集する。
【００５３】
電解槽５９の下流側には、磁気処理ユニット６０が設置されている。電解槽５９内の被処理水が、磁気処理ユニット６０内に流れ込む。
【００５４】
磁気処理ユニット６０では、被処理水が磁石と接触する。なお、Ｆｅ２　Ｏ３　やＦｅ３　Ｏ４　は、磁石に引きつけられる。つまり、被処理水に鉄イオンが供給されて生じた凝集物は、Ｆｅ２　Ｏ３　やＦｅ３　Ｏ４　を含むため、磁石に引きつけられる。これにより、Ｆｅ２　Ｏ３　やＦｅ３　Ｏ４　とともに凝集しているＦｅＰＯ４　も、磁石に引きつけられ、被処理水から分離されることになる。
【００５５】
磁気処理ユニット６０で処理された後、被処理水は、再び、第一嫌気ろ床槽５に送られる。
【００５６】
つまり、本実施の形態の水処理システムでは、図１に示すように、被処理水は、第一，第二嫌気ろ床槽５，１４で処理された後、接触ばっ気槽１４に送られ、さらに、沈殿槽１９に送られる。沈殿槽１９における被処理水は、沈殿する汚泥と共に、電解槽５９を介して、第一嫌気ろ床槽５に返送される。なお、沈殿槽１９から接触ばっ気槽１４へも沈殿する汚泥と共に、被処理水は流れ、また、接触ばっ気槽１４から第二嫌気ろ床槽１０へも、接触剤１５から剥離した汚泥と共に被処理水が流れ込む。沈殿槽１９内の被処理水の上澄みは、消毒槽２１に流れ込む。そして、消毒槽２１内の被処理水は、排水口２３を介して、電解槽１００に送られる。電解槽５９は、上述したように、被処理水中のリン成分を除去するための電解槽である。また、電解槽１００は、後述するように、被処理水中の、硝酸イオン等の窒素酸化物を除去するための電解槽である。
【００５７】
次に、電解槽１００の構成について、図３をさらに参照して説明する。図３は、電解槽１００の構造を模式的に示す図である。なお、図３には、電解槽１００の周辺の部材も、合わせて記載されている。
【００５８】
電解槽１００には、タンク１から導入口１１０を介して被処理水が導入され、固液分離装置１３０から導入口１１１を介して被処理水を分離される。電解槽１００内の被処理水には電極１０３，１０４が浸されている。電解槽１００からは、排出口１１３を介して被処理水が排出される。導入口１１０，１１１からの被処理水の導入量、排出口１１３からの被処理水の排出量は、それぞれ弁１１０Ａ，１１１Ａ，１１３Ａの開閉を制御することによって制御可能とされている。また、電解槽１００には、内部で発生した気体を排出するための排気口１１２が形成され、排気口１１２は、弁１１２Ａの開閉により、開閉が制御されている。
【００５９】
固液分離装置１３０と導入口１１１との間には、ポンプ１３１が設置されている。固液分離装置１３０には、導入口１１６から、タンク１の被処理水が導入される。被処理水は、固液分離装置１３０で固体成分と液体成分とが分離され、液体成分が、導入口１１１を介して電解槽１００に送られる。
【００６０】
電解槽１００内では、電極１０３，１０４が直流電源１０５から電力を供給されることにより、電極１０３が陽極、電極１０４が陰極とされて、被処理水の電気分解がなされる。電極１０３は、たとえば白金−イリジウム合金から構成される。なお、電極１０３としては、他に、貴金属もしくは貴金属をコーティングされた材料、貴金属を含む材料、貴金属を含む材料をコーティングされた材料、炭素電極、または、ステンレスからなる電極を挙げることができ、この中でも不溶性の金属電極が好ましい。ここで、貴金属を含む材料とは、たとえば、白金の酸化物、酸化イリジウム、セラミック中に貴金属を混ぜて焼成されたもの（酸化ケイ素、酸化チタン等）を挙げることができる。
【００６１】
電極１０４は、銅−アルミニウム合金等の両性金属を含む合金、酸化されて、水酸化物イオン等の陰イオンと反応することにより凝集剤として作用する水に不溶性の化合物を生成する金属を含む合金により、もしくは、鉄やアルミニウムのように酸化されてリン酸イオンと反応することにより水に不溶性の化合物を生成する金属、または、そのような金属を含む合金とすることができる。また、電極１０４上では後述するように、硝酸イオンの還元が行なわれるため、電極１０４は、不溶性の金属電極により構成してもよい。
【００６２】
また、電解槽１００内に、水位センサ１２２およびｐＨセンサ１２３が備えられている。さらに、電解槽１００内に、塩化ナトリウムおよび次亜塩素酸を供給する薬剤供給装置１０６が備えられている。薬剤供給装置１０６からは、管１０６Ａを介して、電解槽１００内に適宜薬剤が投与される。電解槽１００内には、攪拌器１０７が備えられており、攪拌器１０７は、電解槽１００外から適宜動力を与えられることにより、回転して電解槽１００内の被処理水を攪拌する。電解槽１００内で被処理水の処理が行なわれているときには、攪拌器１０７は適宜回転されている。
【００６３】
また、水位センサ１２２およびｐＨセンサ１２３の検知出力を導入され、弁１１０Ａ，１１１Ａ，１１２Ａ、１１３Ａ、および、直流電源１０５の動作を制御する、制御回路１２０が備えられている。制御回路１２０は、たとえば、水位センサ１２２の検知出力に基づいて、電解槽１００内の水量が一定になるように、弁１１０Ａ，１１１Ａ，１１３Ａの開閉を制御する。また、制御回路１２０は、一定時間ごとに、弁１１２Ａを開き、電解槽１００内で発生した気体を電解槽１００外に放出する。
【００６４】
ここで、電極１０３，１０４上での主な電解反応およびそれに付随する反応について、以下の式（２）〜（１１）を参照して、説明する。
【００６５】
【数１】
2004097932.tif 000003
【００６６】
電解槽１００内の被処理水中では、塩化ナトリウムが添加されることにより、上記した式（２），（３）の平衡が成立っている。また、電極１０３近傍では、上記の式（４）〜（６）に示すように、水の電気分解により酸素ガスが発生し、塩素イオンは塩素ガスとなり、塩素ガスの一部は水和して次亜塩素酸となる。また、電極１０４近傍では、上記した式（７），（８）に示すように、水の電気分解により水素ガスが発生し、ナトリウムイオンが水酸化物イオンと反応して水酸化ナトリウムが生成される。これにより、電極１０４近傍は、被処理水がアルカリ性となる。
【００６７】
そして、電解槽１００内に導入された被処理水中の硝酸イオンは、電極１０４表面で、亜硝酸イオンを経て、アンモニアに還元される（式（９）〜式（１１）参照）。なお、電極１０４がアルミニウムや亜鉛等の両性金属を含む場合には、当該両性金属が強アルカリ性で電極１０４から溶出するときに生成される電子も、式（１１）において硝酸イオンの還元に使われると考えられる。また、硝酸イオンは、電極１０４上において還元されて直接窒素ガスとなる場合がある。
【００６８】
上記のように生成したアンモニアは、上記のように生成した次亜塩素酸と結合して、以下の式（１２）〜（１４）のようにクロラミン類を生成する。また、生成したクロラミン類は、式（１５），（１６）のように、窒素ガスや一酸化二窒素に変換される。
【００６９】
【数２】
2004097932.tif 000004
【００７０】
また、上記のように電極１０４から溶出したアルミニウム（以下の式（１７）参照）は、式（１８）に示すように、アルミニウムイオンとして被処理水中の水酸化物イオンと反応して水酸化アルミニウムとなったり、式（１９）に示すように、アルミン酸としてナトリウムイオンと反応しアルミン酸ナトリウムとなる。
そして、生成したこれらの化合物によって、水中のコロイド（水中のＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｓｏｌｉｄｓ）成分で粒径１〜０．０１×１０−６ｍ程度の微細なもの）の電荷が中和され、粒子間の引力が働き、やがてフロックになり沈降する。
【００７１】
【数３】
2004097932.tif 000005
【００７２】
さらに、電極１０４から溶出したアルミニウムイオンは、以下の式（２０）に示すように、被処理水中のリン酸イオンと反応して、水に不溶性なリン酸アルミニウムとなり、沈降する。これにより、アルミニウムイオンによって、被処理水中のリン酸成分を除去できる。なお、本実施の形態では、陰極で、アルミニウムに代表される、リン酸成分およびＳＳ成分を除去できる金属を溶出させるため、陽極でこれを溶出させる場合よりも、このような金属が電極付近で不動態化することを回避できる。
【００７３】
【数４】
2004097932.tif 000006
【００７４】
本実施の形態では、電極１０４が、デバルダ合金のように、銅を主成分とし、銅よりもイオン化傾向の高い金属を含む合金によって構成された場合には、特に、硝酸イオンの還元が促進される。なお、被処理水中の窒素酸化物および／またはリン酸を除去を除去することのみを目的とするのであれば、電極１０４は、アルミニウム等の両性金属、当該電極１０４内の成分が溶出し、電解槽１００内の陰イオンと反応して凝集剤として作用する化合物であって水に不溶性の化合物を生成する金属、または、酸化されてリン酸イオンと反応することにより水に不溶性の化合物を生成する金属の単体で構成されてもよい。
【００７５】
図４に、固液分離装置１３０の一例を示す。
固液分離装置１３０には、その底部付近に、分離膜１３０Ａが備えられている。分離膜１３０Ａは、固液分離装置１３０内を上下に完全に仕切るものである。
【００７６】
固液分離装置１３０の上方には、電解槽１００へと被処理水を送る排出口１１５が設けられている。排出口１１５は、ポンプ１３１が接続されている。
【００７７】
固液分離装置１３０内では、導かれた被処理水内の固体成分は、分離膜１３０Ａを通りぬけることができない。これにより、固液分離装置１３０からは、固体成分を除かれた被処理水が、電解槽１００に送られることになる。
【００７８】
固液分離装置１３０の底部は、ホッパー型であり、弁１３０Ｃの開閉を適宜制御回路１２０に制御されることにより、当該底部の排出口１３０Ｂより、沈殿物等の固体成分が排出される。
【００７９】
次に、電極１０３，１０４により構成される電極対１０１の構造について、より詳細に説明する。図５は、当該電極対の斜視図である。
【００８０】
図５を参照して、電極対を構成する電極１０３，１０４は、電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂに取付けられている。電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂは、後述するように、それぞれ電極１０３，１０４を支持し、かつ、互いに組合されている。
電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂの上部からは、電極１０３，１０４を制御回路１２０に接続する配線１０１Ｘが延びている。
【００８１】
図６に、電極１０３，１０４および電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂの構造を示す。また、図７に、電極１０３，１０４および電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂが、電解槽１００上に取付けられるために組合わされた状態を側方から見た図を示す。
【００８２】
電極１０３，１０４は、それぞれ、電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂに取付けられている。電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂは、電極１０３，１０４の上部に位置し、電解槽１００内の処理水には、浸らないように、適宜支持されている。
【００８３】
図６および図７を参照して、電極１０３，１０４は、それぞれ、その上部を、電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂにネジ止されている。電極支持部１０１Ａには、電極支持部１０１Ｂと対向すべき面に、スペーサ１０１Ｃが取付けられている。
そして、電極支持部１０１Ａと電極支持部１０１Ｂは、図７に示すように、スペーサ１０１Ｃを介して、対向するように組合わされ、固定される。スペーサ１０１Ｃの巾を適宜調整することにより、電極１０３と電極１０４の距離が調整される。
【００８４】
ここで、電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂの構成を説明する。図８は、電極支持部１０１Ａの斜視図である。電極支持部１０１Ａは、直流電源１０５と電極１０３とを接続させるための配線を内包している。当該配線の一端は、コネクタ１０１０であり、他端は、コネクタ１０１１である。電極１０３は、電極支持部１０１Ａにネジ止されることにより、コネクタ１０１０に、電気的に接続される。また、コネクタ１０１１は、直流電源１０５に、電気的に接続される。これにより、電極１０３は、電極支持部１０１Ａにネジ止されることにより、直流電源１０５と、電気的に接続される。また、電極支持部１０１Ｂも、電極支持部１０１Ａと同様に、２つのコネクタを有し、配線を内包している。そして、電極１０４は、電極支持部１０１Ｂにネジ止されることにより、直流電源１０５と、電気的に接続される。
【００８５】
電極１０３，１０４および電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂがこのように構成されるため、電極１０３，１０４と電源装置３８を結ぶ配線が、処理水内に横たわることを回避でき、また、これらの接続部であるコネクタが、処理水内に浸され腐食することを回避できる。
【００８６】
図９に、電極１０３，１０３の、電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂへの取付態様を説明するための図を示す。
【００８７】
電極支持部１０１Ａには、電極１０３の上部を嵌め込むことができる切り欠き部１０１Ｅが形成されている。また、電極支持部１０２Ａにも、同様の切り欠き部が形成されている。電極１０３，１０４は、それぞれ切り欠き部に、その上部を嵌め込まれ、ネジ止される。これにより、電解槽１００内での電極１０３，１０４の位置がより確実に固定されるため、電解槽１００内で電極反応の起こる位置が安定する。
【００８８】
電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂと電極１０３，１０４とが、ユニット化されて輸送される場合、図１０に示すように、ケースに収納されて輸送されることが好ましい。詳しくは、ユニット化された電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂと電極１０３，１０４は、電極１０３，１０４部分がケース１０２０の内部に収まるように、ケース１０２０と組合される。なお、組合される際に、電極支持部１０１Ａ，１０１Ｂは、ケース１０２０に、ネジ１０２Ａ，１０２Ｂによりネジ止される。
【００８９】
図１１に、電解槽１００内の電解反応を模式的に示す。
電極１０３，１０４は、直流電源１０５により通電される。そして、電極１０３，１０４の一方をカソード電極とし他方をアノード電極として通電された場合、アノード側では、被処理水中に存在するハロゲンイオン（図１１では塩化物イオン）が酸化され、ハロゲンガス（塩化物イオンが酸化された場合は塩素）が生成された後、当該ガスが被処理水中の水と反応して次亜塩素酸が生成される。一方、カソード側では、被処理水中の窒素成分（被処理水中の有機系窒素化合物等）が硝酸イオンに変換され、さらに、硝酸イオンがアンモニウムイオンに変換される。そして、このように電気化学的に生成された次亜塩素酸とアンモニウムイオンが反応することにより、窒素成分は、クロラミン類を経て、窒素ガスに変換される。本実施の形態では、電極１０３，１０４へは、互いに反対の極性の電位が与えられるが、当該極性は、交換可能とされている。したがって、電極１０３，１０４の一方を鉄を含む材料によって構成された場合には、当該鉄を含む電極を、あるときは、カソード側電極として、硝酸イオンを還元する電極として利用でき、またあるときは、アノード側電極として、鉄イオンを溶出させる電極として利用できる。
【００９０】
また、図３および図１１には、電解槽１００内に、電極１０３，１０４からなる電極対１０１が１対だけセットされる状態が示されているが、これに限定されない。電極対１０１は、図１２に示されるように、複数、セットされてもよい。
【００９１】
次に、電解槽５９内の電極対５１の構成について、図１３および図１４を参照しつつ説明する。図１３は、電極対５１の斜視図である。また、図１４は、電極対５１を一部破断した場合の斜視図である。電極対５２は、電極対５１と同様の構成を有している。
【００９２】
電極対５１は、電極５１１，５１２の２枚の金属板を含む。該金属板は、たとえば、鉄やアルミニウムからなる。
【００９３】
また、電極対５１は、支持体５１０を含む。支持体５１０の上部には、取っ手５１０ａが取付けられている。支持体５１０の左側面には、カバー５１３が取付けられている。詳しくは、カバー５１３には６個のネジ孔が形成され、それぞれのネジ孔を所定のネジでネジ止されることにより、カバー５１３が支持体５１０の左側面に取付けられる。カバー５１３には、ナット５１１ａ，５１１ｂにより、電極５１１が取付けられる。なお、上記したネジ孔には、ネジ孔５１３ａ，５１３ｂ（図１５参照），５１３ｃ，５１３ｄ，５１３ｅが含まれる。また、上記した所定のネジには、図１５に示すネジ５１７ａ，５１７ｂ，５１７ｃ，５１７ｄが含まれる。
【００９４】
支持体５１０の上部後方には、ガイド５１９ｄが取付けられ、ガイド５１９ｄから支持体５１０の上方に向けて、配線５１９が突出している。ガイド５１９ｄは、円筒状であり、配線５１９は、ガイド５１９ｄの内部に通されている。配線５１９の一端には、電源５７に接続するためのコネクタ５１９ｃが接続されている。配線５１９の、ガイド５１９ｄより先（下方）にある部分から他端までは、支持体５１０とカバー５１３が組合されたものに内蔵される。なお、配線５１９は複数の配線（後述する配線５１９ａを含む）を内包している。そして、配線５１９の他端は、内包された複数の配線のそれぞれに、後述する端子５１８（図１５参照）等の端子が取付けられた状態となっている。
【００９５】
ここで、図１５および図１６に、電極対５１の、部分的な、一部破断された、分解斜視図を示す。なお、図１６では、便宜上、配線５１９、コネクタ５１９ｃ、配線５１９ａおよび端子５１８を省略している。
【００９６】
図１５および図１６をさらに参照して、カバー５１３と支持体５１０との間には、鉄やステンレス等からなる電極固定用治具５１５，５１６が備えられている。電極固定用治具５１５，５１６は、導伝体であって、腐食しにくい材料で構成されることが好ましい。
【００９７】
電極固定用治具５１５は、突起部５１５ａ，５１５ｂを形成された板体である。突起部５１５ａ，５１５ｂは、カバー５１３に形成された孔を貫通できるように構成されている。電極５１１は、ナット５１１ａ，５１１ｂにより、突起部５１５ａ，５１５ｂと電気的に接続されるように、取付けられる。
【００９８】
支持体５１０の中央よりやや後方であって、電極固定用治具５１５と電極固定用治具５１６との間には、端子５１８が備えられている。端子５１８は、配線５１９ａの末端を構成している。配線５１９ａは、配線５１９に内包される複数の配線の中の一つである。
【００９９】
端子５１８は、電極固定用治具５１５がカバー５１３に取付けられ、かつ、カバー５１３が支持体５１０に取付けられたときに、突起部５１５ａと接触する位置に配置されている。これにより、電極５１１は、突起部５１５ａを介して、端子５１８と、電気的に接続される。
【０１００】
なお、電極固定用治具５１６にも、突起部５１５ａ，５１５ｂと同様の突起部が形成されている。該突起部は、支持体５１０の左側面上に突出している。また、支持体５１０の中央よりやや前方であって、電極固定用治具５１５と電極固定用治具５１６との間には、端子５１８とは別の端子が備えられている。ここで言う別の端子は、配線５１９に内包される複数の配線の中の、配線５１９ａとは別の配線の末端を構成している。そして、この別の端子は、電極固定用治具５１６に形成された突起部に電気的に接続され、該突起部は、電極５１２に接続される。これにより、該別の端子と電極５１２が、電気的に接続される。
【０１０１】
図示は省略したが、電極固定用治具５１５と電極固定用治具５１６との間であって該端子と端子５１８の間には、絶縁体が備えられている。これにより、支持体５１０とカバー５１３が組合されたものの内部で、電極５１１と電極５１２が短絡することを、確実に回避できる。
【０１０２】
電極固定用治具５１５は、ネジ５１４ａ〜５１４ｃにより、カバー５１３にネジ止される。また、電極固定用治具５１６は、ネジ５１４ｄ〜５１４ｆにより、支持体５１０にネジ止される。
【０１０３】
支持体５１０とカバー５１３の間であって、カバー５１３がネジ止される場所よりも外側には、パッキン５１０ｂが設けられている。また、支持体５１０と電極固定用治具５１６の間であって、電極固定用治具５１６がネジ止される場所よりも外側には、パッキン５１０ｃが設けられている。さらに、カバー５１３と電極固定用治具５１５の間であって、電極固定用治具５１５がネジ止される場所よりも外側には、パッキン５１０ｃと同様のパッキンが設けられている。
【０１０４】
これにより、支持体５１０とカバー５１３とが組合された場合、支持体５１０とカバー５１３は、内部に水が入らないように、端子５１８および上記の別の端子を内蔵できる。
【０１０５】
図２に示したタンク１内では、電解槽５９は、接触バッキ槽１４に設けられている。なお、電解槽５９は、第一嫌気漏床槽５、第二嫌気漏床槽１０、または、沈殿槽１９のように、タンク１内の他の槽に設けられても良い。さらに、電解槽５９は、タンク１の外に、流入口６や排水口２３に隣接するように、設けられても良い。
【０１０６】
また、本実施の形態の電解槽５９は、電極対５１，５２が、ケース５４に囲まれている。なお、電解槽５９において、ケース５４を、底を有し、該底に弁を有するような槽とすることもできる。ここで、弁は、槽外へ、槽内で生じる不溶性の沈殿物を排出するために設けられる。このような槽内に、電極対５１，５２が設置されることにより、電極対５１，５２における電解反応が他の槽（第一嫌気漏床槽５等）の汚泥に阻害されることを回避できる。
【０１０７】
なお、タンク１の循環流量は、３Ｑである。なお、Ｑとは、タンク１に流入する水量である。つまり、タンク１内では、流入する水量の３倍の水量が、循環される。
【０１０８】
また、電極対５１，５２における電解反応は、溶出する鉄イオンまたはアルミニウムイオンの濃度が、処理水中のリンのモル濃度の１〜３倍となるように、行なわれる。なお、上記の電解反応は、鉄イオンまたはアルミニウムイオンの濃度が、好ましくは、処理水中のリンのモル濃度の１〜２倍程度、さらに好ましくは、１．５倍程度になるように、制御される。このために、電解反応において、電極における電流密度は、０．１ｍＡ／ｃｍ２　以上になるように制御され、多くの場合、０．３ｍＡ／ｃｍ２　程度となるように制御される。
【０１０９】
このように、電極における電流密度が制御されることにより、電極表面の酸化物皮膜や有機性付着物の生成を防止でき、かつ、これらを除去できると考えられる。アノード側の電極で生成されると考えられる水酸化鉄や有機性付着物を、カソード側で発生する水素ガスや第三散気管５３によるバッキによって除去できると考えられるからである。したがって、上記の電解反応における電流密度が低すぎる場合は、カソード側で発生する水素ガス量が低く、十分に、アノード側の付着物を除去できないと考えられる。なお、電解槽５９における、第三散気管５３のバッキ量は、１５Ｌ／ｍｉｎ程度とされる。
【０１１０】
たとえば、一日にタンク１に流入される生活排水の量を１２００Ｌとし、タンク１内の各槽における循環流量を６０００Ｌとした場合、電極５１１，５１２および電極対５２を構成する電極に流される電流は６５０ｍＡ程度に制御される。
各電極における電流密度は、各電極の浸水面積を変化させることにより、制御できる。また、電極５１１と電極５１２の間隔は２５ｍｍ程度にされ、電極間の電圧は常にモニタされる。また、各電極の極性は、所定時間（たとえば２４時間）ごとに反転させることが好ましい。
【０１１１】
また、電極５１１，５１２の一方は、不溶性金属電極からなる。また、その他方は、周期表ＶＩＩＩ族の金属、好ましくは鉄、を含む導電体からなる。
【０１１２】
また、本実施の形態では、図１および図２から理解されるように、電解槽１００は、タンク１の後段に、つまり、２次処理後の被処理水が導入されるように、設置されていた。このように、被処理水の３次処理用の装置として電解槽１００を利用する際の処理の流れとして、図１７（Ｂ），（Ｃ）に、その変形例を示す。なお、図１７（Ａ）は、図１７（Ｂ），（Ｃ）の処理の流れの一部分を示している。
【０１１３】
図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）を参照して、この例では、まず、被処理水は、工程２００において、嫌気性処理および好気性処理がなされる。
【０１１４】
工程２００での処理とは、図１７（Ａ）に示される工程での処理である。具体的には、嫌気ろ床槽２０１で処理された被処理水が、接触ばっ気槽２０２に送られる。接触ばっ気槽２０２での処理後の被処理水は、一部が剥離汚泥と共に嫌気ろ床槽２０１に返送され、一部は沈殿槽２０３に送られる。沈殿槽２０３内の被処理水は、一部は、沈殿汚泥と共に接触ばっ気槽２０２に返送されるが、一部は、次の工程へと送られる。
【０１１５】
そして、図１７（Ｂ）を参照して、工程２００での処理後の被処理水は、接触ばっ気槽２１０に送られる。当該接触ばっ気槽２１０の処理水は、沈殿槽２１１に送られる。なお、接触ばっ気槽２１０の剥離汚泥は、別途設けられた、沈殿槽、汚泥濃縮貯留槽、汚泥濃縮設備等に送られる。沈殿槽２１１の被処理水は、一部は、沈殿汚泥と共に、嫌気ろ床槽２０１（図１７（Ａ）参照）に送られ、一部は、砂ろ過原水槽２１２に送られた後、砂ろ過装置２１３に送られる。
【０１１６】
砂ろ過装置２１３で生じた洗浄排水は、リン除去用の電解槽２１４に送られた後、嫌気ろ床槽２０１に（図１７（Ａ）参照）返送される。砂ろ過装置２１３のろ過後の被処理水は、砂ろ過処理水槽２１５に送られた後、消毒槽２１６で消毒され、窒素除去用の１００で処理された後、施設外に放流される。
【０１１７】
次に、図１７（Ａ）および図１７（Ｃ）を参照して、図１７（Ｂ）の変形例について説明する。
【０１１８】
この例でも、まず、被処理水は、工程２００において、嫌気性処理および好気性処理がなされる。そして、工程２００における処理後の被処理水は、中間流量調整槽２２０，凝集槽２２１，凝集沈殿槽２２２，リン除去用の電解槽２２３を循環される。なお、リン除去用の電解槽２２３の被処理水は、工程２００内の嫌気ろ床槽２０１に送られる。凝集沈殿槽２２２内の上澄みは、消毒槽２２４に送られた後、窒素除去用の電解槽１００で処理された後、施設外に放流される。
【０１１９】
また、以上説明した本実施の形態では、電解槽１００では、所定時間ごとに被処理水を入れ替えるようにして、電解処理を行なわれてもよい。また、電解槽１００では、電解槽１００内の被処理水の硝酸イオン濃度および／またはリン酸イオン濃度を検知し、これらの濃度が予め定められた値を下回った時点で、制御回路１２０が弁１１０Ａ，１１１Ａ，１１３Ａを適宜開閉し、電解槽１００内の被処理水を入替えられて、電解処理が行なわれても良い。
【０１２０】
［第２の実施の形態］
図１８は、本発明の第２の実施の形態である水処理装置を含む水処理システムを構成する装置の模式的な縦断面図である。
【０１２１】
電解槽１００は、図２に示したようにタンク１の外に設置されても良いし、図１８に示すようにタンク１内に設置されても良い。
【０１２２】
なお、電解槽１００がタンク１内に設置される際には、電極１０３，１０４の間に流す電流値の制御は、電解槽１００内の、ハロゲンイオン濃度および次亜ハロゲン酸イオン濃度、または、ｐＨ値に基づいて行なわれる必要がある。
【０１２３】
第１の実施の形態において、式（３）、式（６）等を用いて説明したように、電解槽１００内には、ハロゲンイオンや次亜ハロゲン酸イオンが生成される。これらのイオンは、高濃度になれば、タンク１内の微生物に対して悪影響を及ぼすことが考えられる。
【０１２４】
このことから、本実施の形態では、電解槽１００内のハロゲンイオン濃度および次亜ハロゲン酸イオン濃度が所定の濃度を越えないように、または、ｐＨが所定の値を下回らないように、電極１０３，１０４の間に流される電流値が制御される。
【０１２５】
電解槽１００が図１８に示すようにタンク１内に設置された場合、図１に示した処理工程は、図１９（Ａ）に示すものに変更されることになる。また、図１７（Ｂ），（Ｃ）に示した工程において、電解槽１００をタンク１内に設置すると、それぞれの工程は、図１９（Ｂ），（Ｃ）に示された工程に変更されることになる。
【０１２６】
［第３の実施の形態］
本実施の形態の水処理装置は、電解槽１００がタンク１の外部等に取付けられた場合に、当該電解槽１００から、改めて設けられた沈殿槽１９０を介して、外部に排出されるものである。
【０１２７】
本実施の形態では、図２０に示すように、電解槽１００には、導入口１１０から被処理水を導入される。電解槽１００内には、電極１０３，１０４が、被処理水に浸されている。電解槽１００の被処理水は、側部の排出口１１４から沈殿槽１９０に導入される。なお、電解槽１００の底部には、排出口１１７が形成されている。排出口１１７は、バルブ１１７Ａにより開閉される。本実施の形態の電解槽１００では、排出口１１７から、沈殿物等を外部へ排出できる。なお、バルブ１１７Ａの開閉は、制御回路１２０等、適宜設けられた制御部により、一定時間電極１０３，１０４への通電が行なわれるごと等に行なわれる。
【０１２８】
沈殿槽１９０には、分離膜１９０Ａが備えられている。沈殿槽１９０に導入された被処理水の大部分は、分離膜１９０Ａを通過して、外部に排出される。なお、沈殿槽１９０の底部には、当該沈殿槽１９０内で生じた沈殿物を排出するための排出口１９０Ｃが形成されており、排出口１９０Ｃは、バルブ１９０Ｂにより開閉される。バルブ１９０Ｂの動作も、制御回路１２０等の図示しない制御部により制御される。
【０１２９】
［第４の実施の形態］
本実施の形態の水処理装置は、図２１に示すように、第３の実施の形態の電解槽１００と沈殿槽１９０との間に、凝集槽６００が備えられたものである。
【０１３０】
図２１を参照して、本実施の形態では、電解槽１００には、ＳＳ成分や沈殿物等を電極１０３等に近づけないようにするための膜１０８、電解槽１００内に気泡を発することにより攪拌等を行なうためのバッキ管１０９、および、バッキ管１０９に空気を送るためのポンプ１０９Ｐが備えられている。また、凝集槽６００には、当該凝集槽６００内に導入する凝集剤を収容する凝集剤タンク６０１、導入剤タンク６０１内の凝集剤を凝集槽６００内に送るポンプ６０２、凝集槽６００から排出する被処理水内の固形成分を分離するための膜６０３、凝集槽６００内に気泡を発することにより攪拌等を行なうためのバッキ管６０４、および、バッキ管６０４に空気を送るためのポンプ６０４Ｐが備えられている。
【０１３１】
電解槽１００内に導入された被処理水は、電解処理を施された後、凝集槽６００に送られる。凝集槽６００では、凝集剤タンク６０１から凝集剤を添加されることにより、被処理水から、リン酸成分をリン化合物として凝集させ、除去できる。凝集剤としては、ポリ硫酸鉄等の鉄系化合物、ポリ塩化アルミニウム等のアルミニウム系化合物、ポリグルタミン酸等の生分解性高分子を挙げることができる。そして、凝集槽６００内の上澄み液が沈殿槽１９０に送られ、沈殿槽１９０から、外部に放出される。
【０１３２】
［第５の実施の形態］
本実施の形態の水処理装置は、図２２に示すように、第４の実施の形態の凝集槽６００の代わりに、リン除去用の電解槽５９が備えられたものである。本実施の形態では、電解槽１００内に導入された被処理水は、電解槽５９に送られた後、沈殿槽１９０に送られて、そして、外部に放出される。なお、本実施の形態では、リン除去用の電解槽５９に、凝集剤タンク６０１から凝集剤が添加される。
【０１３３】
［第６の実施の形態］
本実施の形態の水処理装置は、図２３に示すように、第４の実施の形態の電解槽１００と凝集槽６００の間に、リン除去用の電解槽５９が追加さられたものである。凝集槽６００が備えられているため、本実施の形態の電解槽５９では、第５の実施の形態の電解槽５９のように、凝集剤は添加されない。
【０１３４】
本実施の形態の水処理装置では、電解槽１００内に導入された被処理水は、電解槽５９に送られ、凝集槽６００に送られ、そして、沈殿槽１９０に送られて、外部に放出される。
【０１３５】
［第７の実施の形態］
本実施の形態の水処理装置では、電解槽１００内にセットされる電極およびその制御態様に特徴を有する。本実施の形態の電解槽１００内では、図２４に示すように、円柱状の電極９０１の周りに、複数枚の板状の電極９０２〜９０５が設置されている。
【０１３６】
図２５に、水処理装置の制御ブロック図の中の、電極９０１〜９０５の制御に関連のある部分のみを示す。
【０１３７】
電極９０１〜９０５は、直流電源９００から電力を供給される。直流電源９００は、制御部９１０によって動作を制御される。電極９０１は、不溶性の金属電極によって構成される。電極９０２〜９０５は、鉄を含む合金から構成される。
【０１３８】
電極９０１は、アノード電極とされる。また、電極９０２は、カソード電極とされる。そして、電極９０３〜９０５は、アノード電極とされる場合もあれば、カソード電極とされる場合もある。
【０１３９】
制御部９１０は、電解槽１００内のリン濃度を検知するリン濃度センサ９２０および電解槽１００内の窒素濃度を検知する窒素濃度センサ９３０の検知出力を参照できる。そして、制御部９１０は、リン濃度が当該リン濃度についての所定値よりも高く、窒素濃度が当該窒素濃度についての所定値よりも低い場合には、電解槽１００においてリン除去を重点的に行なえるように、電極９０３〜９０５の中でアノード電極とされる電極がより多くなるように、直流電源９００を制御する。これらの電極をアノード電極として、より多くの鉄イオンを溶出させるためである。
【０１４０】
また、制御部９１０は、電解槽１００内のリン濃度および／または窒素濃度に応じて、電極９０１〜９０５に流す電流値を制御する。これにより、リン濃度および／または窒素濃度に応じて、電解によるリン除去および／または窒素除去の能力を調節できるとともに、特に電極９０１〜９０５がアノード電極とされた際に、必要以上に電極を溶出させず電極の長寿命化を図ることもできる。
【０１４１】
一方、制御部９１０は、リン濃度が当該リン濃度についての所定値よりも低く、窒素濃度が当該窒素濃度についての所定値よりも高い場合には、電解槽１００において窒素除去を重点的に行なえるように、電極９０３〜９０５の中でカソード電極とされる電極がより多くなるように、直流電源９００を制御する。これらの電極をカソード電極として、より多くの窒素酸化物を還元させるためである。
【０１４２】
なお、電極９０３〜９０５のいずれかがアノード電極とされた際には、他のカソード電極とされた電極と図２６に示すように対向させることが好ましい。なお、図２６では、電極９０３，９０５がアノード電極とされ、電極９０４がカソード電極とされた場合の好ましい配置を示している。
【０１４３】
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。なお、各実施の形態は、単独でも、また、可能な限り組合せても、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である水処理装置を含む水処理システムの処理工程を模式的に示す図である。
【図２】図１の処理工程を具体化した家庭用合併浄化槽の模式的な縦断面図である。
【図３】図１の窒素除去用の電解槽の構造を模式的に示す図である。
【図４】図３の固液分離装置の一例を示す図である。
【図５】図３の電極対の斜視図である。
【図６】図３の電極および電極支持部の構造を示す図である。
【図７】図６の電極および電極支持部が、電解槽上に取付けられるために組合わされた状態を側方から見た図である。
【図８】図３の電極支持部の斜視図である。
【図９】図３の電極の、電極支持部への取付態様を説明するための図である。
【図１０】図３の電極および電極支持部がケースに収納される状態を示す図である。
【図１１】図３の電解槽内の電解反応を模式的に示す図である。
【図１２】図３の電解槽内で、複数の電極対が備えられる状態を示す図である。
【図１３】図１のリン除去用の電解槽内の電極対の構成を説明するための図である。
【図１４】図１のリン除去用の電解槽内の電極対の構成を説明するための図である。
【図１５】図１３の電極対の、部分的な、一部破断された、分解斜視図である。
【図１６】図１３の電極対の、部分的な、一部破断された、分解斜視図である。
【図１７】図１に示した被処理水に対する処理の流れの変形例を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態である水処理装置を含む水処理システムを構成する装置の模式的な縦断面図である。
【図１９】図１８の水処理システムにおける被処理水に対する処理の流れ、および、その変形例を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態である水処理装置を模式的に示す図である。
【図２１】本発明の第４の実施の形態である水処理装置を模式的に示す図である。
【図２２】本発明の第５の実施の形態である水処理装置を模式的に示す図である。
【図２３】本発明の第６の実施の形態である水処理装置を模式的に示す図である。
【図２４】本発明の第７の実施の形態である水処理装置の、電解槽における電極の配置を示す図である。
【図２５】図２４の電極の制御に関する制御ブロック図である。
【図２６】図２４に示した電極の配列の変形例を示す図である。
【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、１４　接触ばっ気槽、１９，１９０　沈殿槽、５１，５２，１０１　電極対、５９，１００　電解槽、１０３，１０４　電極、１０５　直流電源、１２０　制御回路、６００　凝集槽。
【図１】
2004097932.tif 000007
【図２】
2004097932.tif 000008
【図３】
2004097932.tif 000009
【図４】
2004097932.tif 000010
【図５】
2004097932.tif 000011
【図６】
2004097932.tif 000012
【図７】
2004097932.tif 000013
【図８】
2004097932.tif 000014
【図９】
2004097932.tif 000015
【図１０】
2004097932.tif 000016
【図１１】
2004097932.tif 000017
【図１２】
2004097932.tif 000018
【図１３】
2004097932.tif 000019
【図１４】
2004097932.tif 000020
【図１５】
2004097932.tif 000021
【図１６】
2004097932.tif 000022
【図１７】
2004097932.tif 000023
【図１８】
2004097932.tif 000024
【図１９】
2004097932.tif 000025
【図２０】
2004097932.tif 000026
【図２１】
2004097932.tif 000027
【図２２】
2004097932.tif 000028
【図２３】
2004097932.tif 000029
【図２４】
2004097932.tif 000030
【図２５】
2004097932.tif 000031
【図２６】
2004097932.tif 000032