(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽に導入した汚泥に直流電流を通電することにより、汚泥中の微生物を殺菌する汚泥の電解処理装置において、前記電解槽を、電極板を設置した筒状の電解室と、該電解室の周囲を取り囲む循環室とにより構成するとともに、電解室の下部に循環室と連通する開口部を形成し、該開口部を介して循環室から電解室に汚泥を循環させる循環流発生手段を設け、かつ循環室の水面付近に堆積する泡状汚泥を排出する浮上汚泥掻き寄せ機を設け、該浮上汚泥掻き寄せ機が、泡状の汚泥を掻き寄せるスクレーパと、該スクレーパが取り付けられ、循環室の上で略水平に回転する円環輪とを備え、電極板の配線を円環輪の内側を通すようにしたことを特徴とする汚泥の電解処理装置。
【請求項２】
スクレーパをその外側が後方に傾斜するように斜めに配設するとともに、循環室の越流堰近傍の水面下に、該スクレーパとの対面側が下に傾斜した傾斜板を設けたことを特徴とする請求項１記載の汚泥の電解処理装置。
【請求項３】
電解室及び循環槽を円筒状に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥の電解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥の電解処理装置に関し、特に、有機性廃水を生物学的に処理することによって発生する余剰汚泥に対し、電解処理によって当該汚泥を殺菌処理する汚泥可溶化処理技術での効率化を図るとともに、電解処理によって発生する泡状の汚泥を速やかに排出することで機器の故障等のトラブルを低減するようにした汚泥の電解処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場では有機性汚濁物などを含む汚水や雨水を、生物反応槽内に保持した活性汚泥微生物と混合、攪拌及び曝気することによって、活性汚泥微生物に汚濁物を吸収・分解せしめ、その後段で活性汚泥微生物を固液分離することで、清浄な上澄水を得ることができる。
固液分離によって得られる活性汚泥微生物は一般的に余剰汚泥と呼ばれるが、脱水や焼却などを施した後に埋め立てるなど、適切な処理・処分を行う必要がある。ところが、これらの処理コストが高いことや、埋立を行う土地が十分にないことから、近年では余剰汚泥の可溶化処理技術が注目を浴びている。
【０００３】
可溶化処理技術とは、余剰汚泥に対して化学的、物理的あるいは生物学的な処理を行うことで、余剰汚泥を構成する活性汚泥微生物を死滅させ、これを再び生物反応槽に戻し、活性汚泥微生物に分解させるシステムのことである。活性汚泥微生物を死滅させる方法の一つとして、塩素分子あるいは次亜塩素酸といった塩素系化合物を添加する化学的方法がある。
塩素分子や次亜塩素酸に関しては、直接添加する他に、塩化ナトリウムなどの塩化物塩を汚泥に添加し、電気分解することによって発生させることもできる。すなわち、余剰汚泥に対して塩化ナトリウムなどを添加し、電気分解することによって次亜塩素酸ならびに塩素分子あるいは次亜塩素酸イオンを発生させ、活性汚泥微生物を死滅させることができる（特許文献１）。
あるいは、対象となる余剰汚泥中に十分な塩化物が存在する場合には、塩化物塩を添加することなく電気分解を行い、もって塩素分子を発生させ、活性汚泥微生物を死滅させることができる（特許文献２）。
【０００４】
一方、余剰汚泥を電気分解することにより酸素ガスや水素ガス、塩素ガスが発生する。
通常の電気分解では、これらのガスは泡となり水面まで浮上するとその大半が消滅するが、汚泥中ではこれらのガスを含んだ汚泥は粘性の高い泡となり容易には消滅しなくなる。
泡状となった汚泥は時間が経つにつれて堆積していき、電極の液面上の部分だけでなく電解反応に寄与する液面下にまで達すると、電極面積が減少し効率が著しく低下するという問題がある。
また、泡状の汚泥が過剰に堆積し電極の端子部分にまで達してしまい故障の原因となる、電解槽から汚泥が外部に流出する等の問題もある。
【０００５】
さらに、余剰汚泥のｐＨ値や汚泥中の塩化物イオン濃度、電極板への通電量等が活性汚泥微生物を死滅させるのに適切な値であっても、電解槽内の攪拌・循環が十分に行われないために、一部の活性汚泥微生物が次亜塩素酸ならびに塩素分子又は次亜塩素酸イオンと十分に反応せず、死滅することなく電解槽から流出してしまうという問題もある。
特に、電解槽に余剰汚泥を連続的に流入させ電解処理を行う場合には、十分な攪拌が行われなければ、少量の余剰汚泥が未処理のまま電解槽から流出してしまうこともある。
電解槽での殺菌効果の低下はそのまま汚泥可溶化能力の低下へとつながるため、電解処理装置においては攪拌・循環を十分に行うことで余剰汚泥中の活性汚泥微生物と電解処理により発生する次亜塩素酸ならびに塩素分子又は次亜塩素酸イオンの反応を促進させ、未処理なままの活性汚泥微生物をできる限り少なくすることが最重要課題の一つといえる。
【０００６】
これらの問題に対し、電解槽内を攪拌、循環させるために攪拌機やポンプ、電解槽下部に設置した散気管からエアーを噴出する等の方法が考えられるが、電解槽が矩形であるため均一に循環流が発生しなかったり、あるいは電解槽の４隅を起点として泡状の汚泥が堆積し循環流の妨げとなることがあった。
また、泡状の浮上汚泥を排出するために、汚水処理場の円形の最終沈殿池等に見られるようなスカム掻き寄せ機と同様の掻き寄せ機を設置しようにも、掻き寄せ機の回転運動により電極への配線が絡み付いてしまうため設置は困難であった。
そのため、従来は堆積した泡状の汚泥は定期的に手作業で排出していた。
【特許文献１】特開２００２−１２６７８２
【特許文献２】特開２００３−０６２５９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来の汚泥の電解処理装置が有する問題点に鑑み、電解槽内の攪拌及び該攪拌による循環流を円滑に発生させることにより、活性汚泥微生物を効率よく死滅させるとともに泡状の汚泥の堆積を防止し、電解処理を効果的に行うことができる汚泥の電解処理装置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】
【０００８】
上記目的を達するため、本発明の汚泥の電解処理装置は、電解槽に導入した汚泥に直流電流を通電することにより、汚泥中の微生物を殺菌する汚泥の電解処理装置において、前記電解槽を、電極板を設置した筒状の電解室と、該電解室の周囲を取り囲む循環室とにより構成するとともに、電解室の下部に循環室と連通する開口部を形成し、該開口部を介して循環室から電解室に汚泥を循環させる循環流発生手段を設け、かつ循環室の水面付近に堆積する泡状汚泥を排出する浮上汚泥掻き寄せ機を設け、該浮上汚泥掻き寄せ機が、泡状の汚泥を掻き寄せるスクレーパと、該スクレーパが取り付けられ、循環室の上で略水平に回転する円環輪とを備え、電極板の配線を円環輪の内側を通すようにしたことを特徴とする。
【０００９】
この場合において、スクレーパをその外側が後方に傾斜するように斜めに配設するとともに、循環室の越流堰近傍の水面下に、該スクレーパとの対面側が下に傾斜した傾斜板を設けることができる。
【００１０】
また、電解室及び循環槽を円筒状に形成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の汚泥の電解処理装置によれば、電解槽に導入した汚泥に直流電流を通電することにより、汚泥中の微生物を殺菌する汚泥の電解処理装置において、前記電解槽を、電極板を設置した筒状の電解室と、該電解室の周囲を取り囲む循環室とにより構成するとともに、電解室の下部に循環室と連通する開口部を形成し、該開口部を介して循環室から電解室に汚泥を循環させる循環流発生手段を設け、かつ循環室の水面付近に堆積する泡状汚泥を排出する浮上汚泥掻き寄せ機を設けることから、電解槽内の攪拌・循環を十分に行うとともに、電極板間への泡状の汚泥の堆積も著しく低減させることができ、これにより、電解槽で発生する次亜塩素酸や塩素分子、次亜塩素酸イオンと余剰汚泥を偏りなく反応させ、余剰汚泥中の活性汚泥微生物を効率よく死滅させるとともに、前記泡状汚泥の堆積による電解処理効率の低下を防ぐことができ、さらに、泡状の汚泥の堆積による電解処理効率の低下を防止するとともに、汚泥の外部への流出や電気機器の故障等の事故発生を防ぐことができる。
【００１２】
そして、浮上汚泥掻き寄せ機が、泡状の汚泥を掻き寄せるスクレーパと、該スクレーパが取り付けられ、循環室の上で略水平に回転する円環輪とを備え、電極板の配線を円環輪の内側を通すことにより、電極板の配線に干渉することなく汚泥を掻き寄せることができる。
【００１３】
また、スクレーパをその外側が後方に傾斜するように斜めに配設するとともに、循環室の越流堰近傍の水面下に、該スクレーパとの対面側が下に傾斜した傾斜板を設けることにより、水面下数十ｍｍに達するような泡状汚泥でも円滑に掻き寄せて排出することができる。
【００１４】
また、電解室及び循環槽を円筒状に形成することにより、汚泥の循環流を槽内全体で均一に発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の汚泥の電解処理装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に、本発明の汚泥の電解処理装置の一実施例を示す。
この汚泥の電解処理装置は、電解槽２に導入した余剰汚泥Ａに直流電流を通電することにより、汚泥中の微生物を殺菌するものであり、前記電解槽２を、電極板１を設置した円筒状の電解室２１と、該電解室２１の周囲を取り囲む有底円筒状の循環室２２とにより構成している。
そして、電解室２１の下部に循環室２２と連通する開口部２３を形成し、該開口部２３を介して循環室２２から電解室２１に汚泥を強制的に循環させる散気管４を電極板１の下方に設けている。
また、電解槽２の上部に、循環室２２の水面付近に堆積する泡状汚泥を排出する浮上汚泥掻き寄せ機３を設けている。
【００１７】
電解室２１は、周壁により区画された円筒状をなし、複数の電極板１が互いに向き合って電流が流れる空間を形成している。
電解処理は、この電解室２１に塩化ナトリウムを溶解して塩素イオンを含んだ余剰汚泥Ａを導入し、電極板１に直流電流を通電することにより発生する次亜塩素酸ならびに塩素分子又は次亜塩素酸イオンにより余剰汚泥Ａ中の微生物を殺菌するものである。
【００１８】
また、本実施例では、電解槽２の攪拌・循環流発生手段として、電解室２１の下方に電解槽２の容積に応じて散気管４を１〜複数本設置している。
電解室２１の周囲には、同じく円筒状の循環室２２が設けられており、循環室２２の下部には電解室内に設置した電極板１の下端と同じか、それよりも低い位置に電解室２１とつながる開口部２３が設けられている。
【００１９】
浮上汚泥掻き寄せ機３は、電解処理により発生した泡状の汚泥を排出するためのもので、循環室２２の周壁に沿って移動することにより泡状の汚泥を掻き寄せるスクレーパ３１と、該スクレーパ３１が取り付けられ、循環室２２の上で略水平に回転する円環輪３２と、該円環輪３２を駆動するモータ３３及び伝動機構と、これらを支持する架台３４とを備え、電極板１の配線が円環輪３２の内側を挿通されている。
円環輪３２には旋回輪軸受もしくは旋回輪軸受と同様の回転運動が可能な金属製又は樹脂製の環状の板及び該板に取り付けられたローラー、及びローラーが走行することのできる環状のレールからなる回転装置等を用いることができる。
なお、本実施例では、伝動機構として、モータ軸及び円環輪３２の外周部に歯車を設置した外輪駆動方式の場合について例示するが、円環輪３２の内周部に歯車を設置した内輪駆動方式や伝動機構として歯車の代わりにベルトやチェーンを使用することもできる。
【００２０】
散気管４からの散気は連続的又は断続的に行い、散気管４より発生した粗大気泡は浮上する際、電極板１に付着した汚泥を電極板表面から剥離させ、電極板表面に汚泥が堆積するのを防止するとともに電極板間に上向流を発生させる。
散気により発生した電解室２１の上向流は、液表面で放射方向への流れとなり、循環室２２の上方を通過して電解槽壁面に達すると循環室２２内に下降流を生じる。
電解室２１の下部に設けられた開口部２３は、この循環流を妨げないのに十分な面積を有しており、開口部２３を通過し電解室内に再度流入した汚泥は、散気により発生した上向流にのって再び電極板間を通過し電解処理される。
【００２１】
一方、電解処理の過程で発生する泡状の汚泥Ｂは、液表面に発生する流れにより電解槽壁面に沿って越流堰５よりオーバーフローする。
この場合、オーバーフローせずに電解槽壁面に付着堆積した泡状の汚泥は浮上汚泥掻き寄せ機３により掻き寄せられ、電解槽２の越流堰５より排出される。
泡状の汚泥Ｂは水面下数十ｍｍに達することもあるが、電解槽２の越流堰５近傍の壁面には水面より数十ｍｍ下から水面に向かって傾斜板６が取り付けられており、掻き寄せ機のスクレーパ３１が傾斜板６上を通過する際に、水面下にある泡状の汚泥Ｂをすくい上げることができる。
なお、スクレーパ３１の材質は天然ゴム等の弾性体とすることで、問題なく傾斜板６上を通過できる。スクレーパ３１の取付方向は円周移動方向に対して直角よりも１０〜６０度傾きをもっており、泡状汚泥は半径外方向に押されて越流堰５から円滑に排出される。
スクレーパ３１は、上部にある円環輪３２に１〜数枚取り付けられており、その回転速度は円環輪３２を駆動しているモータ３３の回転速度又は歯車の減速比を変えることで調整が可能である。
円環輪３２の外周部には歯車が取り付けられており、モータ軸の歯車の回転運動が伝動される。電極への配線は該円環輪３２の内側を通っているため、掻き寄せ機の回転運動により配線が絡み付くことなく、電解槽２に堆積した泡状の汚泥を全周にわたって掻き寄せ、排出することができる。
【００２２】
かくして、本実施例の汚泥の電解処理装置は、電解槽２に導入した汚泥に直流電流を通電することにより、汚泥中の微生物を殺菌する汚泥の電解処理装置において、前記電解槽２を、電極板１を設置した筒状の電解室２１と、該電解室２１の周囲を取り囲む循環室２２とにより構成するとともに、電解室２１の下部に循環室２２と連通する開口部２３を形成し、該開口部２３を介して循環室２２から電解室２１に汚泥を循環させる循環流発生手段を設け、かつ循環室２２の水面付近に堆積する泡状汚泥を排出する浮上汚泥掻き寄せ機３を設けることから、電解槽２内の攪拌・循環を十分に行うとともに、電極板間への泡状の汚泥の堆積も著しく低減させることができ、これにより、電解槽２で発生する次亜塩素酸や塩素分子、次亜塩素酸イオンと余剰汚泥を偏りなく反応させ、余剰汚泥中の活性汚泥微生物を効率よく死滅させるとともに、前記泡状汚泥の堆積による電解処理効率の低下を防ぐことができ、さらに、泡状の汚泥の堆積による電解処理効率の低下を防止するとともに、汚泥の外部への流出や電気機器の故障等の事故発生を防ぐことができる。
【００２３】
この場合、前記循環流発生手段として、散気管４を電極板１の下方に設けることにより、散気管４からの気泡と上向流により汚泥の攪拌と循環を行うことができ、また、電解室２１及び循環槽を円筒状に形成することにより、汚泥の循環流を槽内全体で均一に発生させることができる。
また、浮上汚泥掻き寄せ機３が、泡状の汚泥を掻き寄せるスクレーパ３１と、該スクレーパ３１が取り付けられ、循環室２２の上で略水平に回転する円環輪３２とを備え、電極板１の配線を円環輪３２の内側を通すことにより、電極板１の配線に干渉することなく汚泥を掻き寄せることができる。
さらに、スクレーパ３１をその外側が後方に傾斜するように斜めに配設するとともに、循環室２２の越流堰５近傍の水面下に、該スクレーパ３１との対面側が下に傾斜した傾斜板を設けることにより、水面下数十ｍｍに達するような泡状汚泥でも円滑に掻き寄せて排出することができる。
【００２４】
以上、本発明の汚泥の電解処理装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、上記実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の汚泥の電解処理装置は、電解槽で循環流を円滑に発生させることにより、活性汚泥微生物を効率よく死滅させるとともに泡状の汚泥の堆積を防止し、電解処理を効果的に行うという特性を有していることから、例えば、廃水処理の用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の汚泥の電解処理装置を示し、（ａ）は断面正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は断面側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    電極板
２    電解槽
２１  電解室
２２  循環室
２３  開口部
３    浮上汚泥掻き寄せ機
３１  スクレーパ
３２  円環輪
３３  モータ
３４  架台
４    散気管
５    越流堰
６    傾斜板
Ａ    余剰汚泥
Ｂ    泡状の汚泥
【図１】
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