(57)【要約】【課題】安定して効率の優れた汚水処理が可能な電気分解式汚水処理装置を提供する。【解決手段】電気分解槽７内に配置した電極３ａ、３ｂ間への印加電圧が４０Ｖ〜６０Ｖかつ電極３ａ、３ｂ間の電流密度が０．００１ｍＡ／ｍｍ２〜０．００５ｍＡ／ｍｍ２であって、電極３ａ、３ｂ間の抵抗値が８ＭΩ／ｍｍ２〜６０ＭΩ／ｍｍ２となるように設定し、さらに、電極３ａ、３ｂ間を通過する汚水２に対する電圧印加時間を６０秒〜１５０秒に設定すると、汚水２から汚濁物質１５を効率的に除去することができ、従来は処理が困難であった汚濁物質１５を高濃度に含む汚水２および糖・アルコールを含む汚水２の効率的かつ安定的な処理が可能となる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対応するように汚水中に設けた電極間に電圧を印加し、前記電極間に汚水を通過させることにより汚水中の汚濁物質を分離する電気分解式汚水処理装置において、
前記電極間への印加電圧が４０Ｖ〜６０Ｖかつ前記電極間の電流密度が０．００１ｍＡ／ｍｍ２〜０．００５ｍＡ／ｍｍ２であって、前記電極間の抵抗値が８ＭΩ／ｍｍ２〜６０ＭΩ／ｍｍ２となるように設定したことを特徴とする電気分解式汚水処理装置。
【請求項２】
前記電極間を通過するように汚水を所定の流速で流し、前記電極間に電圧が印加された電圧印加領域を汚水が通過する所要時間を６０秒〜１５０秒となるように設定したことを特徴とする請求項１に記載の電気分解式汚水処理装置。
【請求項３】
前記電極の外表面はプラスチック製の保護膜で覆われていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気分解式汚水処理装置。
【請求項４】
前記保護膜は微細孔を多数穿孔することにより多孔性膜をなすことを特徴とする請求項３に記載の電気分解式汚水処理装置。
【請求項５】
前記保護膜の微細孔は周辺部から中央部に近づくにつれて次第に径小となるように設定していることを特徴とする請求項４に記載の電気分解式汚水処理装置。
【請求項６】
汚水を貯留して前記電極を配設した浄化槽を上流側から下流側にかけて複数連結し、上流側の前記浄化槽から下流側の前記浄化槽に行くに従って、前記電極間の距離が各浄化槽内の汚水の電気電導度の割合で次第に小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電気分解式汚水処理装置。
【請求項７】
前記電極の一部に電気絶縁帯が被覆されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の電気分解式汚水処理装置。
【請求項８】
前記電極のうち正電極の表面には、正イオン不透過形の第１逆浸透膜で被覆するとともに、前記第１逆浸透膜を負イオン不透過形の第２逆浸透膜で被覆し、負電極の表面には、負イオン不透過形の第２逆浸透膜で被覆するとともに、前記第２逆浸透膜を正イオン不透過形の第１逆浸透膜で被覆することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の電気分解式汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極間に電圧を印加して汚水から汚濁物質を分離する電気分解式汚水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚水処理方法の一例として、電極を用いて電気分解を行う方法が登場している（例えば特許文献１および特許文献２参照）。特許文献１には、懸濁状態のエマルジョン排水、工業排水などの汚水を電気処理により浄化する方法が記載されている。この電気処理方法によれば、例えば図１７に示すように汚水処理装置５０の電極槽５１内に電極５２、５３を対向させて設置し、これら電極５２、５３間を通過する汚水５４に電圧を印加して、汚水５４中の油分、有機物、金属化合物などを含む汚濁物質５５と水分子との静電引力を消滅させて汚水５４から汚濁物質５５を分離するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２２６５８５号公報（第２頁、図２）
【特許文献２】
特許第３２８３４９８号公報（第３頁、図２）
【０００４】
上記の汚濁物質５５は、汚水中にコロイド状に分散していることが多いため、汚濁物質５５の粒子がイオン化、水和などの要因で正あるいは負に帯電し、同一電荷の粒子同士が排斥し合って大きな粒子を形成せず、汚水中からの汚濁物質の分離を困難にさせている。一般に、汚水５４内に正負一対の電極５２、５３を設けて電圧を加えると、帯電した汚濁物質５５の粒子は電界を受けて異なる電荷の電極５２もしくは電極５３に移動する。電極５２もしくは電極５３に移動した汚濁物質５５の粒子は、電荷を失って中性粒子となり互いに凝集し合う。凝集した粒子は、スカム（浮き滓）として電極槽５１の水面に浮上したり、汚泥として底部に沈降して汚濁物質５５を汚水５４から分離する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、汚水処理装置５０の処理能力は、処理すべき汚水５４の種類、濃度、温度あるいは印加する電流、電圧の大小などの定量的要素によって大きく変動する。このため、汚水処理装置５０では汚水５４の処理能力が不安定となり、汚濁物質５５が汚水５４から充分に分離されず効率的な汚水処理を実現できない恐れがあった。また、汚水５４が製紙工場などで高濃度の汚濁物質５５を有したり、製糖工場などで糖・アルコールを含む場合には、汚水５４の安定的処理が一段と困難となっていた。
【０００６】
そこで、特許文献２では、電極５２、５３間に印加すべき電流、電圧などの定量的要素と汚水処理能力との関係について詳細に検討し、安定的な汚水処理の最適条件を決定する研究がなされている。この過程で、汚水の分離動向を子細に考察して最適の印加電圧、電流密度ならびに抵抗値の具体的な値を導出しているが、本願の発明者が新たに汚水処理実験を行った結果、汚水処理の最適条件における電圧、電流密度および抵抗値について一層優れた理想値を見出して特許文献２での最適条件を大幅に更新する知見を得た。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は電極間に加えるべき印加電圧、電流密度および抵抗の各数値を検討し、これら印加電圧、電流密度および抵抗の各数値を具体的に設定することにより安定した汚水処理の実現が可能となる電気分解式汚水処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気分解式汚水処理装置は、互いに対応するように汚水中に設けた電極間に電圧を印加し、電極間に汚水を通過させることにより汚水中の汚濁物質を分離し、電極間への印加電圧が４０Ｖ〜６０Ｖかつ電極間の電流密度が０．００１ｍＡ／ｍｍ２〜０．００５ｍＡ／ｍｍ２であって、電極間の抵抗値が８ＭΩ／ｍｍ２〜６０ＭΩ／ｍｍ２となるように設定した。
【０００９】
【発明の作用および効果】
（請求項１について）
本発明では、汚水処理の最適条件を決定し、安定した汚水処理の実現化のために考察を重ねた結果、本出願の発明者は次のような知見を得た。汚水の電気伝導度は、主に汚水中に溶解している電解質の存在により変動し、汚水中に電解質が少なくて電極間の抵抗値が大きいと、電極間に流れる電流が減少し、汚濁物質の粒子電荷の中和率が低下する。この場合、汚濁物質が凝集により生じる汚泥量は減少して汚濁物質の除去率が低下する。汚水中に電解質が多くて電極間の抵抗値が小さいと、電極間に流れる電流が増大し、一旦中和により凝集した汚濁物質が余分の電荷によって再度帯電し、汚水中に再分散して汚濁物質の除去率は低下する。このため、汚水からの汚濁物質の除去率を最大にするには、電極間の抵抗値を制御して汚濁物質の粒子電荷の中和率を低減させることなく、しかも一旦中和により凝集した汚濁物質が余分の電荷によって再度帯電しない抵抗値範囲を見出せばよいことが分かった。
これを考慮して、請求項１では、汚濁物質の粒子電荷の中和率を低減させず、しかも一旦中和により凝集した汚濁物質が余分の電荷によって再度帯電しない範囲に電極間の抵抗値を調整して汚水処理を安定して行う。具体的には、電極間への印加電圧が４０Ｖ〜６０Ｖかつ電極間の電流密度が０．００１ｍＡ／ｍｍ２〜０．００５ｍＡ／ｍｍ２であって、電極間の抵抗値が８ＭΩ／ｍｍ２〜６０ＭΩ／ｍｍ２となるように設定している。この結果、汚水から汚濁物質を効率的に除去することができ、従来は処理が困難であった汚濁物質を高濃度に含む汚水および糖・アルコールを含む汚水の効率的かつ安定的な処理が可能となる。
【００１０】
（請求項２について）
電極間を通過するように汚水を所定の流速で流し、電極間に電圧が印加された電圧印加領域を汚水が通過する所要時間を６０秒〜１５０秒となるように設定している。汚水が電極間に停滞した状態で電圧を加えた場合、汚水に温度上昇をもたらし、電極間の抵抗値が変動して安定した汚水処理を続行することが困難となる。この場合、電極間に汚水を所定の流速で流すことにより汚水の温度上昇を抑え、電極間の抵抗値の変動を防ぐことができる。この場合、汚水が電極の汚水流入側端部から汚水流出側端部までに至る時間、つまり汚水に対する電圧の印加時間が短過ぎると、汚濁物質の粒子電荷の中和率が低下し、汚濁物質の除去率が低下する。反対に電圧の印加時間が長過ぎると、一旦中和により凝集した汚濁物質が余分の電荷によって再度帯電し、汚水中に再分散してしまう。こういった現象を勘案して、汚水に対する電圧の印加時間が６０秒〜１５０秒となるように汚水の流速を調整することにより、汚水からの汚濁物質の除去率を最大にすることが可能となる。
【００１１】
（請求項３について）
電極の外表面はプラスチック製の保護膜で覆われている。これにより、汚水の溶解成分とのイオン化傾向などの違いにより電極が汚水中へ溶出することを抑制し、電極の消耗を防いで長寿命化を図る。
【００１２】
（請求項４について）
電極の保護膜は微細孔を多数穿孔することにより多孔性膜をなす。これにより、電極を微細孔から汚水に露出して電極間に所定の電流量を確保しながらも汚水に対する電極の溶出を極力抑制して電極の消耗を防ぐ。
（請求項５について）
電極の保護膜の微細孔は周辺部から中央部に近づくにつれて次第に径小になるように設定している。このため、汚水に対する電極の露出度は電極の表面上の位置により異なり、汚水の流速の遅速に起因する電流量のばらつきを補うことができる。
【００１３】
（請求項６について）
汚水を貯留して電極を配設した浄化槽を上流側から下流側にかけて複数連結し、上流側の浄化槽から下流側の浄化槽に行くに従って、電極間の距離が各浄化槽内の汚水の電気電導度の割合で次第に小さくなるようにしている。これにより、汚水が上流側の浄化槽から下流側の浄化槽に流れるにつれて、汚水を各浄化槽の電極間に順に通過させて多段階的に処理することができる。しかも、汚水が上流側の浄化槽から下流側の浄化槽へ行くにつれて電極間の距離が小さくなっているので、汚水の電気電導度が漸減し、この漸減割合に応じて、汚水は各浄化槽において最適条件で処理されて高純度の汚水浄化が可能となる。
【００１４】
（請求項７について）
電極の一部に電気絶縁帯が被覆されている。このため、電極の対向する電気絶縁帯同士の間に存する汚水に電流が流れず、電極間に存する汚水へ流す全体的な電流量が過度に増加することなく、その量を緩和することができる。これにより、汚水が浄化されるまで電極に対して継続的に通電することができ、電流量を加減するため浄化の途中で通電を止めて電池作用により汚染物質が電極に引き寄せられる不都合がない。
【００１５】
（請求項８について）
電極のうち正電極の表面には、正イオン不透過形の第１逆浸透膜で被覆するとともに、第１逆浸透膜を負イオン不透過形の第２逆浸透膜で被覆する。負電極の表面には、負イオン不透過形の第２逆浸透膜で被覆するとともに、第２逆浸透膜を正イオン不透過形の第１逆浸透膜で被覆する。これにより、電極に対して継続的に通電しながらも、電極の溶出を効果的に防止することができる。電極に対する通電により、第１および第２逆浸透膜に引き寄せられて付着した汚染物質は自重および汚水の流動作用により下方に剥がれ落ちる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明を具体化した電気分解式汚水処理装置の各実施例について図１ないし図１６に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例を示す図１ないし図５において、図１および図２に示す電気分解式汚水処理装置１には、矢印のように流れる汚水２を収容して一定の電圧の印加により汚水２を処理する電極３ａ、３ｂを備える。
【００１７】
電気分解式汚水処理装置１の浄化槽４は、例えばプラスチック材料により縦長な箱状に形成され、内部に二枚の仕切板５（５ａ、５ｂ）を所定の間隔を空けて並設している。仕切板５の並設により浄化槽４の内部を貯留槽６、電気分解槽７および分離槽８の三室に区分している。貯留槽６と電気分解槽７との間の仕切板５ａは、下端部が短尺になっており、汚水２を貯留槽６から電気分解槽７へ流動可能にしている。電気分解槽７と分離槽８との間の仕切板５ｂは、上端部が短尺になっており、汚水２を電気分解槽７から分離槽８へ流動可能にしている。
【００１８】
貯留槽６の上端部は汚水２を貯留槽６へ案内する導水管９が連結され、分離槽８の下端部には処理後の汚水２を外部へ排出する排水管１０が連結されている。導水管９にはポンプ（図示せず）が接続されており、浄化槽４内を通過する汚水２の流速を調節可能にしている。電気分解槽７および分離槽８の底部には、沈降あるいは沈殿した沈降汚泥１７を排出する排出管１２が連結されている。
電気分解槽７内の仕切板５ａ、５ｂの間には、電極３ａ、３ｂの取付板１３を仕切板５ａ、５ｂと平行になるように配置している。取付板１３は複数枚配置可能で、仕切板５ａ、５ｂに対して離接方向に移動可能になっており、電極３ａ、３ｂの枚数および電極３ａ、３ｂ間の距離を調節することができる。電極３ａ、３ｂはアルミニウム板製であり、取付板１３の両面および仕切板５ａ、５ｂの対向面側に取付けられている。対向する一対の電極３ａ、３ｂは直流電源の正端子および負端子（いずれも図示せず）に接続されて陽極および陰極を形成している。
【００１９】
上記構成において、汚水２の処理を行うにあたっては、電気分解式汚水処理装置１の浄化槽４に汚水２を導水管９から流入させる。汚水２は、貯留槽６から仕切板５ａの下端部に形成された隙間Ｇ１を通って電気分解槽７内に流入する。電気分解槽７内に流入した汚水２は、電極３ａ、３ｂ間を下部から上部に流れて仕切板５ｂ上端部に形成された隙間Ｇ２を通って分離槽８へ流れ込む。分離槽８へ流れ込む汚水２は、分離槽８を上部から下部に流動して排水管１０から外部に排出される。
この時、電極３ａ、３ｂには４０Ｖ〜６０Ｖの直流電圧を印加しておき、取付板１３の移動により電極３ａ、３ｂ間の距離を調節し、電極３ａ、３ｂ間に流れる電流密度が０．００１ｍＡ／ｍｍ２〜０．００５ｍＡ／ｍｍ２となるように設定する。また、導水管９のポンプにより汚水２の流入量を調節し、電極３ａ、３ｂの汚水流入側端部Ｄ１から汚水流出側端部Ｄ２までの電圧印加領域１４を汚水２が通過する所要時間（電圧印加時間）を６０秒〜１５０秒となるように設定する。
【００２０】
汚水２が電気分解槽７内の電圧印加領域１４を通過するとき、汚水２中の汚濁物質１５のうち帯電している粒子は電界の影響により電極３ａ、３ｂに移動する。電極３ａ、３ｂに移動した帯電粒子は、電荷を失って電気的に中性な粒子となり互いに凝集し合う。これにより、汚水２中の汚濁物質１５は汚水２から分離され、分離された汚濁物質１５は浮遊汚泥１６となって分離槽８の水面にスカムとして浮遊したり、沈降汚泥１７となって底部に沈降する。浮遊汚泥１６はスキマーで掬い取って回収し、沈降汚泥１７は排出管１２を介して回収する。
【００２１】
（第１実施例による実験結果）
電気分解式汚水処理装置１により、電圧および電流密度を変化させて汚水２を処理した後の清澄水を分離槽８から採取し、生物学的酸素要求量（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ、以後ＢＯＤと称す）、化学的酸素要求量（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ、以後ＣＯＤと称す）、浮遊物質量（Ｓｕｐｅｒｎａｔａｎｔ  Ｓｃｕｍ、以後ＳＳと称す）、全窒素（Ｔｏｔａｌ  Ｎｉｔｒｏｇｅｎ、以後Ｔ−Ｎと称す）および全リン（Ｔｏｔａｌ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ、以後Ｔ−Ｐと称す）について測定値を求めた。
図３は、印加電圧と汚水２中の汚濁物質１５の除去率との関係を示し、図４は電極３ａ、３ｂ間に流れる電流密度と汚水２中の汚濁物質１５の除去率との関係を示す。除去率は各測定項目についてＪＩＳに規定された方法に則して評価し、評価にあたっては（除去率）＝（処理水の測定値）／（処理前の汚水の測定値）の演算式を用いた。
【００２２】
図３から分かるように、電圧を０Ｖから増加させるにつれてＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、Ｔ−ＮおよびＴ−Ｐの除去率が向上する。電圧が５０Ｖで、除去率はいずれの測定項目も最大値に至って９０％〜９９％を示す。電圧をさらに増加させると、除去率は低下するが、特にＢＯＤおよびＣＯＤについては３０Ｖ〜６０Ｖといった比較的広い電圧範囲で除去率が大幅に向上して汚濁物質１５の除去に著効を示す。
【００２３】
目視により浄化槽４の汚水２を観察した結果、低い電圧では汚水は汚濁物質１５を適切に分離できず濁った状態であった。３０Ｖ〜６０Ｖの電圧で、汚水２は汚濁物質１５を適切に除去することができて略清澄な状態となる。汚水２から分離した汚濁物質１５は分離槽８の水面に浮遊したり底部に沈降した。８０Ｖよりも高い電圧では、一旦凝集した汚濁物質１５は凝集粒子を成長させず再び汚水２中に分散させ始める。
【００２４】
図４に示すように電流密度が０ｍＡ／ｍｍ２から増えるにつれて、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、Ｔ−ＮおよびＴ−Ｐの除去率は上昇する。０．００１ｍＡ／ｍｍ２〜０．００５ｍＡ／ｍｍ２の電流密度では、汚濁物質１５の除去率は８０％〜９９％に至り、０．００３ｍＡ／ｍｍ２の電流密度でいずれも最大値を示す。電流密度が０．００５ｍＡ／ｍｍ２を上回ると、いずれの測定項目でも除去率は低下するが、とりわけＢＯＤ、ＣＯＤの除去率は急減する。すなわち、０．００１ｍＡ／ｍｍ２〜０．００５ｍＡ／ｍｍ２の電流密度では、汚水２は略清澄な水となって略浄化されたが、０．００１ｍＡ／ｍｍ２より低い電流密度では、汚水２は濁った状態であり、０．００５ｍＡ／ｍｍ２より高い電流密度では汚濁物質１５が汚水２中に再分散し始める傾向にある。
【００２５】
図５は、汚水２が電圧印加領域１４を通過する時間（電圧印加時間）と汚濁物質１５の除去率との関係を示す。電圧印加時間が３０秒を経過するまでは、除去率は急増し、その後に微増する段階を経て９０秒の経過時間で９０％〜９９％となる。１２０秒を経過するまでは、略一定の除去率を維持するが、電圧印加時間が１２０秒を越えた時点で除去率は少しずつ減少し始め、１５０秒を超過すると急減する。すなわち、電圧印加時間が６０秒〜１５０秒の場合には、汚水２は略清澄な水となって略浄化されたが、電圧印加時間が３０秒に満たない時は、汚水２は濁った状態にあり、電圧印加時間が１５０秒を超過すると、汚濁物質１５が汚水２中に再分散する。
【００２６】
結論的には、電極３ａ、３ｂへの印加電圧が４０Ｖ〜６０Ｖで、電極３ａ、３ｂ間の電流密度が０．００１ｍＡ／ｍｍ２〜０．００５ｍＡ／ｍｍ２の場合に汚水２からの汚濁物質１５が高効率で分離され、その除去率は８０％〜９９％を示し、汚水２の浄化が効果的に行われた。この際、電圧印加時間を６０秒〜１５０秒に設定すると、電圧、電流密度および電圧印加時間が相乗的に働き合って汚濁物質１５の分離を飛躍的に向上させることが判明した。これに伴い、従来の方法では処理が難しい濃厚排水、アルコールおよび糖などを含む汚水２についても、本発明の電気分解式汚水処理装置１を適用して適切な浄化が可能となり多機能的な汚水処理を実現させることができる。
【００２７】
（第１実施例上の効果）
このように、電極３ａ、３ｂへの印加電圧を４０Ｖ〜６０Ｖに設定し、電極３ａ、３ｂ間の電流密度を０．００１ｍＡ／ｍｍ２〜０．００５ｍＡ／ｍｍ２、かつ電極３ａ、３ｂ間の抵抗値を８ＭΩ／ｍｍ２〜６０ＭΩ／ｍｍ２にそれぞれ設定し、さらには汚水２が電圧印加領域１４を通過する所要時間を６０秒〜１５０秒に調節することにより、汚濁物質１５を適切に分離して汚水２を効果的に浄化することができる。これにより、従来の方法では処理が難しい濃厚排水、アルコールおよび糖などを含む汚水２についても、適切な浄化を行うことができて多機能的な汚水処理の実現化が図られる。
【００２８】
（第２実施例）
図６および図７は本発明の第２実施例を示す。第２実施例では、第１実施例と同一部材には同一符号を付して異なる部分を説明する。後述する第３ないし第５実施例でも同様である。
第２実施例の電気分解式汚水処理装置１８では、電気分解槽７内の二枚の仕切板５ａ、５ｂ間に電極３ａ、３ｂを取付ける取付板１３を仕切板５ａ、５ｂの板面と略直角状態に配置している。取付板１３は、第１実施例と同様に複数枚を配置可能で、仕切板５ａ、５ｂの板面と離接方向に平行移動可能になっており、電極３ａ、３ｂの枚数および電極３ａ、３ｂ間の距離を調節できる。
【００２９】
一般に、電気分解式汚水処理装置１８の稼働時、貯留槽６および電気分解槽７の隅角部１９では、流入する汚水２に乱流が生じる傾向にある。このため、電気分解槽７に汚水２が流入して、貯留槽６側の仕切板５ａに沿う周辺領域Ｆ１を通過する時と、分離槽８側の仕切板５ｂに沿う周辺領域Ｆ２を通過する時とでは、汚水２の流速に遅速の差が生じる。これに伴い、周辺領域Ｆ１の電極３ａ、３ｂ間と、周辺領域Ｆ２の電極３ａ、３ｂ間とでは、汚水２に対する電流量に差が生じて汚水２の処理能力がばらついて不安定となる恐れがある。
【００３０】
これに対して第２実施例では、取付板１３を仕切板５ａ、５ｂと略直角状態に配置して、電極３ａ、３ｂを仕切板５ａ、５ｂと略直角に配置したので、電極３ａ、３ｂは周辺領域Ｆ１、Ｆ２と略直交するように位置し、周辺領域Ｆ１、Ｆ２から受ける影響を最小限に止めることができる。これにより、乱流に起因して電極３ａ、３ｂ間に生じる電流量のばらつきを抑えて安定した汚水処理を続行することができる。
【００３１】
（第３実施例）
図８および図９は本発明の第３実施例を示す。第３実施例では、電極３ａ、３ｂの外表面にプラスチック被膜を保護膜２０としてコーティングしている。これにより、アルミニウム板製の電極３ａ、３ｂが汚水の溶解成分とのイオン化傾向などの違いにより汚水中へ溶出することを抑制し、電極３ａ、３ｂの消耗を防いで長寿命化が図られる。
【００３２】
（第４実施例）
図１０は本発明の第４実施例を示す。第４実施例では、電極３ａ、３ｂの保護膜２０は微細孔２１を多数穿孔することにより多孔性膜２２をなしている。これにより、電極３ａ、３ｂを微細孔２１から汚水に露出して電極３ａ、３ｂ間に所定の電流量を確保しながらも汚水に対する電極３ａ、３ｂの溶出を極力抑制して電極３ａ、３ｂの消耗を防ぐ。
【００３３】
（第５実施例）
図１１は本発明の第５実施例を示す。第５実施例では、保護膜２０の微細孔２１は周辺部から中央部に近づくにつれて次第に径小となるように設定している。このため、汚水に対する電極３ａ、３ｂの露出度は電極３ａ、３ｂの表面上の位置により異なり、汚水の流速の遅速に起因する電流量のばらつきを補うことができる。
【００３４】
（第６実施例）
図１２は本発明の第６実施例を示す。第６実施例では、取付板１３が仕切板５ａ、５ｂと略直角になるようにして電極３ａ、３ｂを配設した浄化槽４を上流側から下流側にかけて複数連結（例えば三槽連結）している。電極３ａ、３ｂ間の距離については、上流側の浄化槽４から下流側の浄化槽４に行くに従って、各浄化槽４内の汚水２の電気電導度の割合で距離が次第に小さくなるように設定している（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３で示す）。これにより、汚水２が上流側の浄化槽４から下流側の浄化槽４に流れるにつれて、汚水２を各浄化槽４の電極３ａ、３ｂ間に順に通過させて多段階的に処理することができる。しかも、汚水２が上流側の浄化槽４から下流側の浄化槽４へ流れるにつれて汚水２の電気電導度が漸減し、この漸減割合に応じて電極３ａ、３ｂ間の距離が小さくなっているので、汚水２は各浄化槽４において最適条件で処理されて高純度の汚水浄化が可能となる。
【００３５】
（第７実施例）
図１３は本発明の第７実施例を示す。第７実施例では、第６実施例のように配列した浄化槽４において、電極３ａ、３ｂの本数が上流側の浄化槽４から下流側の浄化槽４に行くに従って漸増するように設定している。具体的には、上流側の浄化槽４に三本の取付板１３を設け、中流の浄化槽４に四本の取付板１３を設けて下流側の浄化槽４に五本の取付板１３を配置している。電極３ａ、３ｂ間の距離については、上流側の浄化槽４から下流側の浄化槽４に行くに従って、各浄化槽４内の汚水２の電気電導度の割合で距離が次第に小さくなるように設定している（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３で示す）。
【００３６】
（第８実施例）
図１４は本発明の第８実施例を示す。第８実施例では電極３ａ、３ｂに、所定の間隔で上下方向に例え三段に電気絶縁帯３０を被覆している。電極３ａ、３ｂ間で、電気絶縁帯３０で被覆された部分が対向する間を「電離」と称し、電気絶縁帯３０同士が対向する間を「解離」と称する。電極３ａ、３ｂの対向する電気絶縁帯３０同士の間に存する汚水に電場が生じず、電極３ａ、３ｂ間に存する汚水に及ぼす全体的な電場の強度が過度に増加することなく、その強さを緩和することができる。これにより、汚水が浄化されるまで電極３ａ、３ｂに対して継続的に通電することができ、電場の強度を加減するため浄化の途中で通電を止めて電池作用により汚染粒子が正負の帯電に応じて電極３ａ、３ｂに引き寄せられる不都合がない。この場合、電気絶縁帯３０は三段に限らず単一段でもよく、三段を越える複数段に設けてもよい。電気絶縁帯３０による被覆領域の箇所および大きさについては所望に応じて変更することができる。
【００３７】
（第９実施例）
図１５は本発明の第９実施例を示す。第９実施例では、図６に示す第２実施例の電極３ａ、３ｂに第８実施例の電気絶縁帯３０を被覆している。このようにしても第８実施例と同様の効果を奏する。
【００３８】
（第１０実施例）
図１６は本発明の第１０実施例を示す。第１０実施例では電極３ａ、３ｂのうち正電極となる電極３ａを、正イオン不透過形の第１逆浸透膜３１で被覆するとともに、第１逆浸透膜３１を負イオン不透過形の第２逆浸透膜３２で被覆する。負電極となる電極３ｂの全表面に、負イオン不透過形の第２逆浸透膜３２で被覆するとともに、第２逆浸透膜３２を正イオン不透過形の第１逆浸透膜３１で被覆する。このため、正電極においては、正イオン不透過形の第１逆浸透膜３１の被覆により、アルミニウムなどの電極３ａから金属イオンが流出するのを防止し、負イオン不透過形の第２逆浸透膜３２には正に帯電した浮遊粒子が付着し、自重および汚水の流動作用により下方に剥がれ落ちる。また、負電極においては、第２逆浸透膜３２を介する正イオン不透過形の第１逆浸透膜３１の被覆により、電極３ｂから金属イオンが流出するのを防止し、第１逆浸透膜３１には負に帯電した浮遊粒子が付着し、自重および汚水の流動作用により下方に剥がれ落ちる。
【００３９】
この結果、マグネットスイッチを用いて所定の時間間隔で電極の極性を交互に変え、汚水中に対する電極の溶出を抑制する構成と異なってマグネットスイッチの焼付けや故障を招来することもなく、電極３ａ、３ｂに対して継続的に通電しながらも、電極３ａ、３ｂの溶出を効果的に防止することができる。
【００４０】
（変形例）
なお、上記実施例では、電極３ａ、３ｂの材質はアルミニウム板製であるが、電極３ａ、３ｂの材質は、例えば電気泳動を行う際に用いられる導電性の材質であればよく、例えば銅やステンレスなどの金属あるいは黒鉛（グラファイト）や炭素製であってもよい。また、浄化槽４はプラスチック製であるが、浄化槽４の材質については電極３ａ、３ｂとの絶縁性を確保し得る構造であれば、金属でもよい。また、第６実施例および第７実施例では、電極３ａ、３ｂ間の距離について上流側の浄化槽４から下流側の浄化槽４に行くに従って、次第に小さくなるようにしたが、電極３ａ、３ｂ間の距離の漸減割合が等比数列あるいは等差数列的になるように設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気分解式汚水処理装置の縦断面図である（第１実施例）。
【図２】電気分解式汚水処理装置の上面図である。
【図３】印加電圧と汚水中の汚濁物質の除去率との関係を示すグラフである。
【図４】電極間に加えた電流密度と汚水中の汚濁物質の除去率との関係を示すグラフである。
【図５】電圧印加時間と汚水中の汚濁物質の除去率との関係を示すグラフである。
【図６】電気分解式汚水処理装置の上面図である（第２実施例）。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図である。
【図８】保護膜を施した電極を示す拡大縦断面図である（第３実施例）。
【図９】保護膜を施した電極を示す部分斜視図である。
【図１０】保護膜に微細孔を設けて形成した多孔性膜の部分斜視図である（第４実施例）。
【図１１】周辺から中央部に近づくにつれて径小となる微細孔を形成した多孔性膜の部分斜視図である（第５実施例）。
【図１２】複数連結した浄化槽を示す上面図である（第６実施例）。
【図１３】複数連結した浄化槽を示す上面図である（第７実施例）。
【図１４】電気絶縁帯で被覆した電極を示す拡大縦断面図である（第８実施例）。
【図１５】浄化槽の縦断面図である（第９実施例）。
【図１６】第１逆浸透膜および第２逆浸透膜で被覆した電極を示す拡大縦断面図である（第１０実施例）。
【図１７】従来の電気分解式汚水処理装置の概略図である。
【符号の説明】
１、１８  電気分解式汚水処理装置
２  汚水
４  浄化槽
１４  電圧印加領域
１５  汚濁物質
１６  浮遊汚泥
１７  沈降汚泥
２０  保護膜
２１  微細孔
２２  多孔性膜
３ａ、３ｂ  電極
５ａ、５ｂ  仕切板
Ｐ１、Ｆ２  周辺領域
３０  電気絶縁帯
３１  第１逆浸透膜
３２  第２逆浸透膜
【図１】
2004237273.tif 000003
【図２】
2004237273.tif 000004
【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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