【手続補正書】
【提出日】平成21年12月24日(2009.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
難分解性有機物質を含む有機系廃水を滞留させ、微生物の生息下で上記難分解性有機物質を処理する処理槽と、上記処理槽内の上記有機系廃水中に互いに所定間隔を空けて配置された３つの電極と、上記各電極それぞれに三相交流電流の単相電流を印加する三相交流電源と、を備え、上記三相交流電源から上記各電極それぞれに単相電流を印加し、各電極から隣接する電極へ上記有機系廃水を介して単相電流を通電すると共に上記有機系廃水に超音波を印加して上記微生物を活性化し、活性化した上記微生物によって上記難分解性有機物質を分解処理することを特徴とする電解活性汚泥処理装置。
【請求項２】
上記各電極を回転させる回転手段を設けると共に上記各電極をそれぞれ磁化させる電磁化手段を設けることを特徴とする請求項１に記載の電解活性汚泥処理装置。
【請求項３】
上記微生物を固定する固定化手段を設けると共に上記微生物を濾過する濾過手段を上記処理槽内に設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電解活性汚泥処理装置。
【請求項４】
上記三相交流電源と上記各電極を接続する配線にそれぞれ第１の半波整流手段を設けると共に上記各電極に対応する半波整流電流が通電する半波整流電極をそれぞれ設け、且つ、上記各半波整流電極と上記三相交流電源を接続する配線にそれぞれ第２の半波整流手段を設けることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電解活性汚泥処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】電解活性汚泥処理装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解活性汚泥処理装置に関し、更に詳しくは、微生物を用いて有機系廃水に含まれる難分解性有機物質を高度に分解、処理する電解活性汚泥処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、微生物を用いる有機系廃水の処理方式では廃水に含まれる難分解性有機物質の高度な分解処理が難しいとされていた。そこで、微生物を用いる処理方式は、難分解性有機物質を高度に処理することが可能な活性炭吸着処理方式あるいはオゾン酸化処理方式等と併用せざるをえなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の微生物を用いる処理方式と活性炭吸着処理方式あるいはオゾン酸化処理方式を併用する方式では、難分解性有機物質を分解処理することができるものの、建設コスト、メンテナンスコスト及び運転コストが高いという課題があった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、難分解性有機物質を効率よく高度に処理することができると共に、建設コスト、メンテナンスコスト及び運転コストを削減することができる電解活性汚泥処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の電解活性汚泥処理装置は、難分解性有機物質を含む有機系廃水を滞留させ、微生物の生息下で上記難分解性有機物質を処理する処理槽と、上記処理槽内の上記有機系廃水中に互いに所定間隔を空けて配置された３つの電極と、上記各電極それぞれに三相交流電流の単相電流を印加する三相交流電源と、を備え、上記三相交流電源から上記各電極それぞれに単相電流を印加し、各電極から隣接する電極へ上記有機系廃水を介して単相電流を通電すると共に上記有機系廃水に超音波を印加して上記微生物を活性化し、活性化した上記微生物によって上記難分解性有機物質を分解処理することを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の請求項２に記載の電解活性汚泥処理装置は、請求項１に記載の発明において、上記各電極を回転させる回転手段を設けると共に上記各電極をそれぞれ磁化させる電磁化手段を設けることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項３に記載の電解活性汚泥処理装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記微生物を固定する固定化手段を設けると共に上記微生物を濾過する濾過手段を上記処理槽内に設けることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項４に記載の電解活性汚泥処理装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記三相交流電源と上記各電極を接続する配線にそれぞれ第１の半波整流手段を設けると共に上記各電極に対応する半波整流電流が通電する半波整流電極をそれぞれ設け、且つ、上記各半波整流電極と上記三相交流電源を接続する配線にそれぞれ第２の半波整流手段を設けることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、難分解性有機物質を効率よく高度に処理することができると共に、建設コスト、メンテナンスコスト及び運転コストを削減することができる電解活性汚泥処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の電解活性汚泥処理装置の一実施形態の要部を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその斜視図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の電解活性汚泥処理装置の他の実施形態の要部を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその斜視図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の電解活性汚泥処理装置の更に他の実施形態の要部を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその斜視図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の電解活性汚泥処理装置の更に他の実施形態の要部を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１〜図４に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の電解活性汚泥処理装置の一実施形態を示す図で、（ａ）は上方から見た平面図、（ｂ）は斜め上方から見た斜視図、図２〜図４は、いずれも本発明の電解活性汚泥処理装置の他の実施形態を示す図で、各図の（ａ）、（ｂ）はいずれも図１の（ａ）、（ｂ）に想到する図である。
【００１２】
第１の実施形態
本実施形態の電解活性汚泥処理装置は、例えば図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、汚泥としての難分解性有機物質を含む有機系廃水を所定時間だけ滞留させ、微生物の生息下で上記難分解性有機物質を処理する処理槽Ａと、この処理槽Ａ内に有機系廃水Ｂを供給する供給部と、処理槽Ａ内の有機系廃水中で三角形を形成するように配置された３つの電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１と、これらの電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１それぞれに例えば３０Ｈｚの三相交流電流を印加する三相交流電源ＲＳＴと、を備え、三相交流電源ＲＳＴから３つの電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１それぞれに単相交流電流（以下、単に「単相電流」と称す。）を印加し、各電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１から隣接する電極へ有機系廃水Ｂを介して単相電流Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２を通電すると共に有機系廃水Ｂに超音波を印加して微生物を活性化し、活性化した微生物によって難分解性有機物質を分解し、処理水Ｃを排出部から排出するように構成されている。
【００１３】
上記難分解性有機物質の分解に利用される微生物としては、好気性微生物と嫌気性微生物がある。好気性微生物を用いる時には処理槽Ａに曝気手段を設け、曝気手段によって有機系廃液中に空気中の酸素を溶存させる。嫌気性微生物を用いる時には処理槽Ａを外部雰囲気から遮断する。嫌気性微生物によって難分解性有機物質が分解して発生する発酵ガス（メタンガス）は外部に分離し、燃料として供することができる。
【００１４】
また、有機系廃水Ｂ中で隣接する電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１間に通電される単相電流Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２によって微生物が活性化し、難分解性有機物質の分解を促進することができる。更に、本実施形態では、単相電流Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２に加えて、有機系廃水に超音波を印加して難分解性有機物質の分解効率を高めている。
【００１５】
上記電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１は、例えば鉄、非鉄金属等によって棒状またはパイプ状に形成され、それぞれには絶縁処理が施されている。また、電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１としては、電解による溶解の少ない材料を用いることが好ましい。電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１として鉄を用いる場合には、電解溶解や電解腐食による消耗を考慮し、電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１を交換等の保守作業性、着脱作業性を高める構造を採用することが好ましい。
【００１６】
また、電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１にはモータ等の回転手段Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３にそれぞれ接続され、各回転手段Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３によってそれぞれの電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１が回転し、電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１の表面それぞれにスケールが付着することを抑制あるいは防止している。
【００１７】
更に、電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１には電磁コイルからなる電磁化手段Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４が装着され、これらの電磁化手段Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４によってそれぞれの電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１を磁化させている。電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１は電磁化手段Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４によって磁化され、電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１それぞれの周りに形成される磁場と電極手段間の通電と相俟って微生物を活性化し、難分解性有機物質の分解効率を高めることができる。
【００１８】
回転手段Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３及び電磁化手段Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４の駆動源として、いずれも三相交流電源ＲＳＴを用いることができる。または、この駆動源として単独の電源を用いることもできる。
【００１９】
次に、動作について説明する。有機系廃水Ｂを処理するに当たって、まず、難分解性有機物質を含む有機系廃水Ｂを供給部から微生物が生息する処理槽Ａ内へ供給し、所定時間だけ滞留させる。この時、三相交流電源ＲＳＴから３つの電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１それぞれに単相電流を印加して有機系廃水Ｂを介して互いに隣接する電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１の間でそれぞれ単相電流Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２が通電すると共に有機系廃水Ｂに超音波を付与しているため、各電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１間の単相電流と超音波が微生物に作用して微生物が活性化する。これと同時に電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１がそれぞれの周囲に電磁化手段Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４を介して磁場を形成しているため、これらの磁場が微生物に作用して更に微生物が活性化する。活性化された微生物は有機系廃水Ｂ中の難分解性有機物質及びその他の有機物質を分解する。
【００２０】
処理槽Ａ内で難分解性有機物質及びその他の有機物質を分解している間でも電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１が回転手段Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３を介して回転しているため、各電極手段段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１の表面でのスケールの付着が抑制または防止される。
【００２１】
以上説明したように本実施形態によれば、有機系廃水Ｂ中の難分解性有機物質を微生物を用いて分解処理する際に、三相交流電源ＲＳＴから有機系廃水Ｂ中に配置された３つの電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１それぞれに単相電流を印加すると共に有機系廃水Ｂに超音波を印加して微生物を活性化するため、活性化された微生物によって難分解性有機物質を分解することができ、しかも三相交流電源ＲＳＴ、電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１及び超音波源という極めて簡単な装置を設けるだけで済み、従来の汚泥処理設備と比較して建設コストを削減することができると共に汚泥処理設備の運転コスト及びメンテナンスコストを削減することができる。
【００２２】
また、有機系廃水Ｂ中では各電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１が回転手段Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３を介して回転しているため、各電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１の表面に対するスケールの付着を抑制あるいは防止することができ、安定した通電を維持することができる。
【００２３】
また、有機系廃水Ｂの処理中には各電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１が電磁化手段Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４を介して磁化されて各電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１の周りに磁場か形成されているため、通電及び超音波の作用と相俟って磁場の作用によって微生物をより活性化することができ、難分解性有機物質の分解を促進することができる。
【００２４】
第２の実施形態
本実施形態の電解活性汚泥処理装置では、例えば図２の（ａ）、（ｂ）に示すように、３つの電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１を通る円周上で隣接する電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１間のほぼ中間位置の径方向内側に３つの微生物の固定化手段Ｄが三角形状に配置されていること以外は第１の実施形態の電解活性汚泥処理装置に準じて構成されている。固定化手段Ｄは、従来公知の種々の固定化手段を用いることができる。
【００２５】
本実施形態では、微生物が３つの固定手段Ｄにそれぞれ固定されているため、微生物の流失を防止することができる。
【００２６】
第３の実施形態
本実施形態の電解活性汚泥処理装置では、例えば図３の（ａ）、（ｂ）に示すように、３つの第２の電極手段Ｒ５、Ｓ５、Ｔ５が３つの電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１を通る円周上で隣接する電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１間のほぼ中間位置から時計方向に偏った位置に設けられ、これらの第２の電極手段Ｒ５、Ｓ５、Ｔ５はいずれも三相交流電源ＲＳＴに配線を介して接続されている。また、三相交流電源ＲＳＴと各第１の電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１の配線には半導体素子からなる第１の半波整流器Ｒ６、Ｓ６、Ｔ６がそれぞれ設けられていると共に三相交流電源ＲＳＴと各第２の電極手段Ｒ５、Ｓ５、Ｔ５には半導体からなる第２の半波整流器Ｒ７、Ｓ７、Ｔ７がそれぞれ設けられ、第１の半波整流器Ｒ６、Ｓ６、Ｔ６及び第２の半波整流器Ｒ７、Ｓ７、Ｔ７を介して電極手段Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１と第２の電極手段Ｒ５、Ｓ５、Ｔ５の間に半波電流を通電し、脈流電流により微生物を間欠的に刺激して微生物をより活性化し、微細物による難分解性有機物質の分解をより促進することができる。本実施形態の電解活性汚泥処理装置は第２の整流器Ｒ７、Ｓ７、Ｔ７は、上述の構成が追加されていること以外は第２の実施形態に準じて構成されている。
【００２７】
本実施形態では、半波整流手段として第１の半波整流器Ｒ６、Ｓ６、Ｔ６及び第２の半波整流器Ｒ７、Ｓ７、Ｔ７が設けられているため、微生物を脈流電流によってより一層活性化することができ、難分解性有機物質の分解時間をより短縮することができる。
【００２８】
第４の実施形態
本実施形態の電解活性汚泥処理装置では、例えば図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、第３の実施形態の固定化手段Ｄの代わりに筒状に形成された微生物の濾過手段Ｅが３つの第２の電極手段Ｒ５、Ｓ５、Ｔ５を個別に囲むようにそれぞれ設けられていること以外は第３の実施形態に準じて構成されている。
【００２９】
本実施形態では、このように濾過手段Ｅによって各第２の電極手段Ｒ５、Ｓ５、Ｔ５の周囲に微生物を集中させ、微生物の濃度を高めることで難分解性物質の分解能力を促進し、濾過手段Ｅよって濾過される処理水の水質向上を図ることができる。更に、濾過手段Ｅ内の処理水を分離して処理槽Ａ外へ排出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、有機系廃水に含まれる難分解性有機物質を分解処理する電解活性汚泥処理装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ    処理槽
Ｂ    有機系廃水
Ｃ    処理液
Ｄ    固定化手段
Ｅ    濾過手段
ＲＳＴ    三相交流電源
Ｒ１、Ｓ１、Ｔ１    電極手段
Ｒ２、Ｓ２、Ｔ２    単相電流
Ｒ３、Ｓ３、Ｔ３    回転手段
Ｒ４、Ｓ４、Ｔ４    電磁化手段
Ｒ５、Ｓ５、Ｔ５    第２の電極手段
Ｒ６、Ｓ６、Ｔ６    半波整流器
Ｒ７、Ｓ７、Ｔ７    第２の半波整流器
ＲＳＴ    三相交流電源
ＲＳＴ    三相交流電源
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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