(57)【要約】    【課題】  環境条件の違いによって廃水の性状が異なっても、常に一定以上の、脱窒素処理の処理能力を維持することができる上、既存の有機性廃棄物処理システムを大型化することなしに処理能力を向上したり、逆に一定以上の処理能力を維持しながら有機性廃棄物処理システムを小型化したりすることが可能な、新規な有機性廃棄物処理システムを提供する。    【解決手段】  浄化槽汚泥などの有機性廃棄物ＯＷを固液分離するための固液分離設備１の後段に、固形分を除去した、窒素分と塩素イオンとを含む有機性の廃水を電解処理して、塩素イオンから次亜塩素酸系の強酸化物質を生成させ、この強酸化物質の酸化作用によって廃水中の窒素分を除去するための電解槽２を設けるとともに、この電解槽２の前段または後段に、廃水を濃縮して塩素イオン濃度を高めた状態で電解槽２に供給する濃縮手段５を設けた有機性廃棄物処理システムである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を固液分離するための固液分離設備と、固液分離設備で固形分を除去した、窒素分と塩素イオンとを含む有機性の廃水を電解処理して窒素分を除去するための電解槽と、この電解槽の前段または後段に設けた、廃水を濃縮して塩素イオン濃度を高めた状態で電解槽またはその前段に供給するための濃縮手段とを有することを特徴とする有機性廃棄物処理システム。
【請求項２】
電解槽の後段に、電解処理した廃水を生物処理して有機物や窒素を除去するための生物処理設備を設けるとともに、生物処理設備の後段に濃縮手段を設けて、濃縮手段で濃縮した廃水を電解槽またはその前段に返送する請求項１記載の有機性廃棄物処理システム。
【請求項３】
電解槽の前段に濃縮手段を設け、濃縮手段で濃縮した廃水を電解槽に供給する請求項１記載の有機性廃棄物処理システム。
【請求項４】
電解槽の後段に、電解処理した廃水を生物処理して有機物や窒素を除去するための生物処理設備を設けた請求項３記載の有機性廃棄物処理システム。
【請求項５】
電解槽の前段または後段に、鉄電極を用いた電気分解によって鉄イオンを廃水中に溶出させるための鉄電解槽を設けた請求項１記載の有機性廃棄物処理システム。
【請求項６】
電解槽に、当該槽内の廃水を一箇所から取り出して別の個所から再び槽内に還流するための廃水の循環路を設け、かつこの循環路、および電解槽自体のうちの少なくとも一方に、塩素濃度測定手段、残留塩素濃度測定手段、酸化還元電位測定手段、ｐＨ測定手段、およびアンモニア濃度測定手段からなる群より選ばれた少なくとも１種の手段を配設するとともに、上記手段による測定値に基づいて電解槽における廃水の電解処理を制御するための制御手段を設けた請求項１記載の有機性廃棄物処理システム。
【請求項７】
放流前の廃水を高度処理するための高度処理設備を設けるとともに、電解槽に、槽内での電解によって発生したガスを高度処理設備に供給して、ガス中の塩素によって廃水を殺菌処理するためのガス供給路を接続した請求項１記載の有機性廃棄物処理システム。
【請求項８】
電解槽またはその前段に、塩水を供給するための塩水供給手段を接続した請求項１記載の有機性廃棄物処理システム。
【請求項９】
塩水として海水を用いる請求項８記載の有機性廃棄物処理システム。
【請求項１０】
電解槽またはその前段に、消泡剤を供給するための消泡剤供給手段を接続した請求項１記載の有機性廃棄物処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、窒素分を含有する有機性廃棄物、具体的には浄化槽汚泥などを固液分離して固形分（し渣）を除去した廃水を、さらに有機物や窒素分などを除去した状態で、河川等に放流するための有機性廃棄物処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばバキュームカーなどで回収したし尿などの、有機性の廃水を処理して、ＳＳ（Suspended Solid、水中の懸濁している不溶性物質）を除去するとともにＢＯＤ（Biochemical Oxygen Demand、生物学的酸素要求量）を低減した状態で河川等に放流するためのし尿処理システムとしては従来、廃水中に混入した紙やビニールなどの夾雑物を、スクリーンを用いて除去するための前処理設備と、前処理した廃水を、好気性菌を用いて曝気処理するための曝気処理設備と、廃水を固液分離して固形分（汚泥）を除去するための固液分離設備と、曝気処理および固液分離後の廃水を、目標放流水質に合わせて高度処理（３次処理）したのち放流するための高度処理設備とを備えたものが一般的であった。
【０００３】
しかし近年、家庭などでの浄化槽の普及に伴って、当該浄化槽内でし尿や、し尿と雑排水との混合物などを処理して生成される浄化槽汚泥の比率が増加する傾向にあり、かかる浄化槽汚泥は通常のし尿とは性状が異なり従来のし尿処理システムでは十分な処理が難しいため、浄化槽汚泥（有機性廃棄物）を専門に処理するための有機性廃棄物処理システム（浄化槽汚泥処理システム）が建設されるようになってきた。
【０００４】
有機性廃棄物処理システムにおいては、まず固液分離設備において有機性廃棄物を固液分離して固形分（し渣）を除去し、次いで固液分離によって生成した窒素分などを含む廃水を、生物学的脱窒素法を利用した種々の脱窒素処理設備（生物処理設備）や、上記高度処理設備などにおいて順次、処理して、富栄養化防止のために窒素やリンを除去するとともに、ＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand、化学的酸素要求量）や色度を低減したのち、河川等に放流している。
【０００５】
生物処理設備における生物学的脱窒素法の例としては、例えば硝化菌の作用によって廃水中のアンモニウム塩を亜硝酸塩に、亜硝酸塩を硝酸塩に酸化する硝化処理と、脱窒菌の作用によって、亜硝酸塩や硝酸塩を窒素などのガス状生成物に還元して除去する脱窒素処理とを組み合わせたものなどを挙げることができる。
そして前記の要求に対応するために、これらの処理と、曝気処理、嫌気処理等とを適宜、組み合わせて生物処理設備を構成し、それをさらに固液分離処理、沈澱処理、凝集分離処理、高度処理等の各種処理を行うための設備と適宜、組み合わせて有機性廃棄物処理システムを構成することが行われている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】「汚泥再生処理センター等施設整備の計画・設計要領」（平成１３年９月２５日第１版第１刷、社団法人  全国都市清掃会議  編集発行）の第９６頁第１．３項「施設の形式等」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
有機性廃棄物処理システムに搬入される有機性廃棄物から固液分離によって生じる廃水の性状は、例えば地域や季節その他、環境条件の違いによって異なるのが一般的である。しかし生物学的脱窒素法を利用した生物処理設備を含む有機性廃棄物処理システムにおいては、廃水の性状が異なると、有機物と窒素とのバランスが崩れて、菌による硝化力や脱窒素力が低下し、それによって生物処理設備における脱窒素処理の処理能力が低下するという問題がある。
【０００７】
また、菌による硝化処理や脱窒素処理は、一定容積の硝化槽、脱窒素槽内に、廃水を菌とともに一定時間、貯留して行う必要があり、単位時間あたりの硝化処理の量や脱窒素処理の量には限界があるため、既存の有機性廃棄物処理システムを現状よりも大型化することなしに、脱窒素処理の処理能力をさらに向上したり、あるいは逆に、一定以上の処理能力を維持しながら有機性廃棄物処理システムを現在よりも小型化したりするのが難しいという問題もある。
【０００８】
この発明の目的は、環境条件の違いによって廃水の性状が異なっても、常に一定以上の、脱窒素処理の処理能力を維持することができる上、既存の有機性廃棄物処理システムを大型化することなしに処理能力を向上したり、逆に一定以上の処理能力を維持しながら有機性廃棄物処理システムを小型化したりすることが可能な、新規な有機性廃棄物処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、有機性廃棄物を固液分離するための固液分離設備と、固液分離設備で固形分を除去した、窒素分と塩素イオンとを含む有機性の廃水を電解処理して窒素分を除去するための電解槽と、この電解槽の前段または後段に設けた、廃水を濃縮して塩素イオン濃度を高めた状態で電解槽またはその前段に供給するための濃縮手段とを有することを特徴とする有機性廃棄物処理システムである。
【００１０】
請求項２記載の発明は、電解槽の後段に、電解処理した廃水を生物処理して有機物や窒素を除去するための生物処理設備を設けるとともに、生物処理設備の後段に濃縮手段を設けて、濃縮手段で濃縮した廃水を電解槽またはその前段に返送する請求項１記載の有機性廃棄物処理システムである。
請求項３記載の発明は、電解槽の前段に濃縮手段を設け、濃縮手段で濃縮した廃水を電解槽に供給する請求項１記載の有機性廃棄物処理システムである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、電解槽の後段に、電解処理した廃水を生物処理して有機物や窒素を除去するための生物処理設備を設けた請求項３記載の有機性廃棄物処理システムである。
請求項５記載の発明は、電解槽の前段または後段に、鉄電極を用いた電気分解によって鉄イオンを廃水中に溶出させるための鉄電解槽を設けた請求項１記載の有機性廃棄物処理システムである。
【００１２】
請求項６記載の発明は、電解槽に、当該槽内の廃水を一箇所から取り出して別の個所から再び槽内に還流するための廃水の循環路を設け、かつこの循環路、および電解槽自体のうちの少なくとも一方に、塩素濃度測定手段、残留塩素濃度測定手段、酸化還元電位測定手段、ｐＨ測定手段、およびアンモニア濃度測定手段からなる群より選ばれた少なくとも１種の手段を配設するとともに、上記手段による測定値に基づいて電解槽における廃水の電解処理を制御するための制御手段を設けた請求項１記載の有機性廃棄物処理システムである。
【００１３】
請求項７記載の発明は、放流前の廃水を高度処理するための高度処理設備を設けるとともに、電解槽に、槽内での電解によって発生したガスを高度処理設備に供給して、ガス中の塩素によって廃水を殺菌処理するためのガス供給路を接続した請求項１記載の有機性廃棄物処理システムである。
請求項８記載の発明は、電解槽またはその前段に、塩水を供給するための塩水供給手段を接続した請求項１記載の有機性廃棄物処理システムである。
【００１４】
請求項９記載の発明は、塩水として海水を用いる請求項８記載の有機性廃棄物処理システムである。
請求項１０記載の発明は、電解槽またはその前段に、消泡剤を供給するための消泡剤供給手段を接続した請求項１記載の有機性廃棄物処理システムである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の構成では、有機性廃棄物処理システムに設けた電解槽において廃水を電解処理することによって、窒素分を除去することができる。
したがって請求項１記載の発明によれば、環境条件の違いによって有機性の廃水の性状が異なっても、電解槽での電解処理の条件などを調整することで、有機性廃棄物処理システム全体としての脱窒素処理の処理能力を常に一定以上に維持することが可能である。
【００１６】
また電解槽の容積は、硝化槽や脱窒素槽に比べて大幅に小さくすることができるため、請求項１記載の発明によれば、硝化槽や脱窒素槽に小型の電解槽を追加したり、あるいは硝化槽や脱窒素槽に代えてより小型の電解槽を設置したりするだけで、既存の有機性廃棄物処理システムを現状よりも大型化することなしに、脱窒素処理の処理能力をこれまでより向上したり、逆に一定以上の処理能力を維持しながら有機性廃棄物処理システムを小型化したりすることも可能である。
【００１７】
しかも請求項１の構成では、上記電解槽の前段または後段に設けた濃縮手段において廃水を濃縮して、し尿などに元々含まれている塩素イオンの濃度を、電解槽において廃水を電解処理して、前記の反応機構によって窒素分を除去するのに必要かつ十分な濃度に高めた状態で、電解槽またはその前段に供給することができる。
したがって請求項１記載の発明によれば、電解槽に必要な塩素イオンを別途補給することなしに、電解槽での電解処理によって窒素分を除去することも可能である。
【００１８】
また請求項２記載の発明によれば、電解槽の後段に生物処理設備を設けるとともに、生物処理設備の後段に濃縮手段を設けて、濃縮手段で濃縮した廃水を電解槽またはその前段に返送しているため、請求項１と同様の効果を得ることができる上、濃縮手段から出る廃水は塩素イオン濃度が低減されているため、当該濃縮手段の後段側に、塩素イオン除去のための設備を別途、設けることなしに廃水をそのままで、あるいは高度処理したのち放流できるという利点もある。
【００１９】
また請求項３、４記載の発明によれば、電解槽の前段に濃縮手段を設け、濃縮手段で濃縮した廃水を電解槽に供給するとともに、電解槽の後段に、必要に応じて生物処理設備を設けているため、請求項１と同様の効果を得ることができる上、濃縮手段から出る廃水はやはり塩素イオン濃度が低減されているため、当該濃縮手段の後段側に、塩素イオン除去のための設備を別途、設けることなしに廃水をそのままで、あるいは高度処理したのち放流できるという利点もある。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、電解槽の前段または後段に設けた鉄電解槽において、鉄電極から廃水中に溶出させた鉄イオンを凝集剤として作用させることができる。そして、かかる鉄イオンの凝集剤としての作用によって、廃水中に溶存しているリン分（ＰＯ４−Ｐ）を凝集、沈殿させて廃水中から除去することができる。また鉄イオンの凝集剤としての作用によって、鉄電解槽の後段側に固液分離装置などが設けられている場合は、その固液分離性能を向上できるという利点もある。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、電解槽に接続した廃水の循環路を用いて、槽内の廃水をかく拌しながら電解処理することができるため、当該電解処理による窒素分の除去作用の効率を向上することができる。また、電解処理されて電解槽から出る廃水の水質を常に一定に保つべく、上記循環路や電解槽に設けた各種測定手段による測定値をもとに、制御手段によって、電解処理を自動的に制御することなどが可能である。
【００２２】
請求項７記載の発明によれば、高度処理設備により、例えばトリハロメタンのような有害物質を除去できる上、高度処理設備の任意の位置に、電解槽で発生したガスを、ガス供給路を通して供給して、ガス中の塩素によって廃水を殺菌処理できるため、処理能力の高度化、処理システム全体としての安定性、および信頼性を向上することができる。また電解槽で発生する不要なガスの処理を省略できる上、当該ガスを有効利用できるという利点もある。
【００２３】
請求項８、９記載の発明によれば、電解槽またはその前段に接続した塩水供給手段から、電解槽に任意に塩水を供給することができるため、例えば有機性の廃水中の塩素イオン濃度が、濃縮手段による濃縮だけでは不十分である場合でも、塩素イオン濃度を高いレベルに維持して、電解槽における窒素分の除去作用の効率が低下するのを防止することができる。また請求項９記載の発明によれば、上記塩水として無尽蔵にある海水を利用できるという利点もある。
【００２４】
請求項１０記載の発明によれば、電解槽またはその前段に接続した消泡剤供給手段から、電解槽に任意に消泡剤を供給することができるため、電解反応によるガスの発生に伴って電解槽内に気泡が充満して、電解反応が阻害されるのを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、この発明の有機性廃棄物処理システムの、実施の形態の一例を示すブロック図である。
この例の有機性廃棄物処理システムは、例えばバキュームカーなどで家庭や施設から回収した浄化槽汚泥などの有機性廃棄物ＯＷを固液分離して固形分（し渣）ＳＬを除去するための固液分離設備１と、固形分ＳＬを除去した後の廃水を電解処理するための電解槽２と、電解処理後の廃水を生物処理するための生物処理設備３と、生物処理した廃水を高度処理するための高度処理設備４と、高度処理後の廃水を濃縮して塩素イオン濃度を高めた状態で、電解槽２の前段に返送するための濃縮手段５とを備えている。また濃縮手段５から出た塩素イオン濃度が低減された水は河川等に放流される。
【００２６】
上記のうち固液分離設備１は、従来同様に、例えば有機性廃棄物ＯＷ中から、紙やビニールなどの夾雑物を除去するための細目スクリーン、夾雑物を除去後の有機性廃棄物ＯＷを固液分離して大部分の固形分ＳＬを除去するための、脱水機等の固液分離装置、固形分ＳＬを除去後の廃水中から、例えば限外ろ過膜を用いて、廃水中に含まれる数十オングストロームより粒径の大きい固形分の粒子を全て捕捉して分離除去するための膜分離装置などで構成することができる。
【００２７】
上記の固液分離設備１を通過することで、有機性廃棄物ＯＷ中の夾雑物や固形分（し渣、ＢＯＤ源）が全て除去された廃水を、次工程である電解槽２に送ることができる。
電解槽２としては、廃水ＥＣを電解処理して窒素分を除去しうる、種々の構造を有する電解槽２を採用することができ、とくに塩素イオンから次亜塩素酸系の強酸化物質を生成させて、この強酸化物質の酸化作用によって廃水中の窒素分を除去する電解槽２が好適に採用される。
【００２８】
図２は、上記機能を有する電解槽２の一例を示している。図の電解槽２は、固液分離設備１、および後述する濃縮手段５から供給された廃水ＥＣを収容するための槽本体２０を備えるとともに、当該槽本体２０内に一対の電極２１、２２を配設し、かつ槽本体２０の、図において左側の上部に、固液分離設備１と濃縮手段５からの配管２３、左側の下部に、生物処理設備３への配管２４を接続したものである。
【００２９】
また槽本体２０の、図において右側には、循環ポンプＷＰ１を作動させることで、廃水ＥＣを槽本体２０の下部から取り出して上部へ還流してかく拌するための、廃水ＥＣの循環路２５を接続してある。また上記配管２３、２４、循環路２５の途中にはそれぞれ電磁弁Ｖ１〜Ｖ３を設けてある。さらに槽本体２０の天面には、電解反応によって発生するガスを、後述する高度処理設備４に供給するためのガス供給路２６を接続してある。
【００３０】
上記のうち電極２１、２２は直流電源Ｄに接続してあり、一方をアノード、他方をカソードとして機能させて、槽本体２０内に収容された廃水ＥＣを電気分解するために用いる。このうちカソード側の電極としては、電気化学反応によって酸化態窒素を還元する機能を有する、例えば真鍮、銅、亜鉛などの、１１族または１２族元素を含む導電体からなる電極や、導電性の基体の表面を上記１１族または１２族元素を含む導電体で被覆した構造を有する電極などを挙げることができる。またアノード側の電極としては、電気化学反応によって、塩素イオンから次亜塩素酸系の強酸化物質を生成させる機能を有する、例えばＴｉ基体の表面をＰｔ、Ｐｔ−Ｉｒなどの貴金属で被覆した構造を有する電極（ＤＳＡ電極）や、カーボン電極などを挙げることができる。
【００３１】
そして、固液分離設備１と濃縮手段５から供給された廃水ＥＣに、直流電源Ｄから両電極２１、２２を介して直流電流を流すと、下記(1)〜(4)の電気化学反応を生じて、酸化態窒素を窒素ガスに変換して除去することができる。
（カソード側）
ＮＯ３−＋６Ｈ２Ｏ＋８ｅ−→ＮＨ３＋９ＯＨ−      (1)
（アノード側）
２Ｃｌ−→Ｃｌ２＋２ｅ−      (2)
Ｈ２Ｏ＋Ｃｌ２⇔ＨＣｌＯ＋Ｈ＋＋Ｃｌ−      (3)
（アノード側＋カソード側）
２ＮＨ３＋３ＨＣｌＯ→Ｎ２↑＋３ＨＣｌ＋３Ｈ２Ｏ      (4)
なお電極は、図の例のようにカソード側、アノード側ともに1枚ずつでなく、複数枚を、交互に配列しても良い。また槽本体２０内を、陽イオン交換膜を用いてカソード側とアノード側に隔てても良い。
【００３２】
廃水ＥＣの循環路２５の途中には、電解処理によって変化する廃水ＥＣの性状を調べて、電解処理の終点を検知するための測定手段Ｓ１と、処理前の廃水の塩素濃度を測定するための塩素濃度測定手段Ｓ２とを設けてある。また槽本体２０内には、廃水ＥＣの水位を調べるための水位センサＳ３を設けてある。
このうち測定手段Ｓ１としては、残留塩素濃度測定手段、酸化還元電位測定手段、ｐＨ測定手段、またはアンモニア濃度測定手段を挙げることができる。測定手段Ｓ１は１種単独で使用しても良いし、２種以上を併用しても構わない。
【００３３】
上記各部は、それぞれ図中に一点鎖線で示すように制御手段Ｃと接続されている。そして制御手段Ｃは、測定手段Ｓ１、塩素濃度測定手段Ｓ２、および水位センサＳ３からの出力信号に基づいて電磁弁Ｖ１〜Ｖ３を開閉し、かつ循環ポンプＷＰ１の駆動を制御するとともに、直流電源Ｄの駆動を制御することによって、電解槽２を自動制御しながら廃水ＥＣを電解処理するために機能する。また図示していないが制御手段Ｃは、固液分離設備１から電解槽２に流入する廃水ＥＣの流入量や、濃縮手段５から電解槽２に流入する濃縮された廃水ＥＣの流入量を調整する機能も有している。
【００３４】
制御手段Ｃは、電解処理に際して、まず電磁弁Ｖ２を閉じた状態で電磁弁Ｖ１を開くことで、配管２３を通して、廃水ＥＣを電解槽２の槽本体２０内に流入させる。またこの際、制御手段Ｃは、廃水ＥＣが循環路２５内にも流入するように、電磁弁Ｖ３をも開いておく。さらに制御手段Ｃは、塩素濃度測定手段Ｓ２によって塩素濃度を測定して、電解槽２内の廃水ＥＣの塩素濃度が所定の値となるように、固液分離設備１から電解槽２に流入する廃水ＥＣの流入量と、濃縮手段５から電解槽２に流入する濃縮された廃水ＥＣの流入量とを調整する。
【００３５】
次に水位センサＳ３からの出力信号によって、槽本体２０内の廃水ＥＣがあらかじめ設定した水位に達したことを検知すると、制御手段Ｃは、電磁弁Ｖ１を閉じて廃水ＥＣの流入を停止するとともに、循環ポンプＷＰ１を作動させて廃水ＥＣのかく拌を開始する。
そして制御手段Ｃは、直流電源Ｄを作動させて、電極２１、２２を介して廃水ＥＣに所定の電流を流して、電解処理を開始する。それとともに制御手段Ｃは、測定手段Ｓ１による、廃水ＥＣの性状の測定を開始し、電解処理が進んで廃水ＥＣが所定の性状に達した時点、具体的には窒素分がなくなった時点で直流電源Ｄを停止させて電解処理を終了する。これにより、前述したように電解処理されて電解槽２から出る廃水ＥＣの水質を常に一定に保つことが可能となる。
【００３６】
廃水ＥＣの性状と、測定手段Ｓ１による測定値との関係は下記のとおりである。
例えば廃水ＥＣ中の残留塩素濃度は、当該廃水ＥＣ中に窒素分が存在している間、前記の反応機構によって次亜塩素酸イオンなどが消費され続けるため、電解処理を続けても低い値に留まっているが、窒素分がなくなると急激に上昇する。このため測定手段Ｓ１として残留塩素濃度測定手段を用いて、残留塩素濃度が急激に上昇を開始した時点を検知することで、廃水ＥＣが所定の性状に達したの知ることができる。
【００３７】
また廃水ＥＣの酸化還元電位やｐＨも上記と同様の挙動を示すため、測定手段Ｓ１として酸化還元電位測定手段やｐＨ測定手段を用いて、酸化還元電位やｐＨが急激に上昇を開始した時点を検知することで、廃水ＥＣが所定の性状に達したの知ることができる。
さらにアンモニア濃度測定手段によれば、廃水ＥＣ中の窒素分の濃度を直接的に測定することができるため、窒素分がなくなった時点を検知することで、廃水ＥＣが所定の性状に達したの知ることができる。
【００３８】
電解処理が終了すると制御手段Ｃは、循環ポンプＷＰ１を停止させるとともに電磁弁Ｖ３を閉じた状態で、電磁弁Ｖ２を開いて、電解処理済の廃水ＥＣを、配管２４を通して槽本体２０から流出させて、次工程である生物処理設備３に送る。
以上の操作を繰り返すことにより、廃水ＥＣを連続的に電解処理することができる。なお、廃水ＥＣを電解槽２の槽本体２０内に流入させるとともに、電解処理後の廃水ＥＣを槽本体２０から流出させるためには、その自重を利用して自然に流下させるのが好ましいが、設置スペースなどの関係で自然流下が難しい場合は、例えば配管２３に送出ポンプを設けて、廃水ＥＣを強制的に流通させるようにしても良い。
【００３９】
生物処理設備３としては、従来同様の構成を有するものを採用することができる。
例えば図３は、電解槽２から高度処理設備４へ向かう廃水ＥＣの流れ（図中に実線の矢印で示す）に沿って順に反応槽（硝化脱窒素槽）３１と、かく拌槽（脱窒素槽）３２と、再曝気槽３３とを備え、電解槽２で電解処理した廃水ＥＣを希釈せずに処理する高負荷脱窒素処理方式の生物処理設備３を示している。
【００４０】
このうち反応槽３１の底部には、槽外部に設けたポンプＧＰ１から、図中に短い破線の矢印で示すように、槽内の廃水ＥＣに、硝化反応に必要な酸素を含む空気を吹き込むための配管を接続してある。また反応槽３１の底部には散気装置ＲＡを設置してあり、上記ポンプＧＰ１から空気を送り込むと散気装置ＲＡが作動して、槽内の廃水ＥＣをかく拌するようにもしてある。反応槽３１内には硝化菌と脱窒菌が収容される。
【００４１】
また再曝気槽３３の底部にも、上記ポンプＧＰ１から、同様に短い破線の矢印で示すように、槽内の廃水ＥＣに、再曝気のための空気を吹き込むための配管を接続してある。再曝気槽３３内には好気性菌が収容される。
さらにかく拌槽３２には、槽外部に設けたポンプＧＰ２によって、図中に長い破線の矢印で示すように、天部から槽内のガスを取り出して、底部から再び槽内の廃水ＥＣ中に吹き込むように循環させることで、当該槽内の廃水ＥＣをかく拌するための配管を接続してある。かく拌槽には脱窒菌が収容される。また反応槽３１とかく拌槽３２には、図中に二点鎖線の矢印で示すように、槽内の廃水ＥＣにメタノールＭｅなどの有機物を供給するための配管も接続してある。
【００４２】
上記３つの槽３１〜３３を備えた図の例の生物処理設備３においては、電解槽２で電解処理した廃水ＥＣを間欠的に、反応槽３１に投入することによって、当該反応槽３１内で、硝化菌による硝化反応と、脱窒菌による脱窒素反応とを交互に行って窒素を除去している。その概要は下記のとおりである。
（脱窒素工程）
ポンプＧＰ１を停止した状態で廃水ＥＣを投入するともに、必要に応じて、脱窒菌の栄養分として少量のメタノールＭｅなどを供給すると、反応槽３１内が嫌気的雰囲気となって脱窒菌が活性化し、当該脱窒菌の作用によって、亜硝酸塩や硝酸塩が窒素などのガス状生成物に還元されて廃水ＥＣ中から除去される。
【００４３】
（硝化工程）
亜硝酸塩や硝酸塩が除去された時点で廃水ＥＣの投入とメタノールＭｅなどの供給を停止すると、脱窒菌の活性が低下する。そこでポンプＧＰ１を作動させて、廃水ＥＣ中に空気を吹き込むとともに、散気装置ＲＡを作動させて廃水ＥＣをかく拌して曝気させると、反応槽３１内が好気的雰囲気となって硝化菌が活性化する。そしてこの硝化菌の作用によって、廃水ＥＣ中の窒素分（有機物中の窒素やアンモニウム塩中の窒素）が、ポンプＧＰ１によって吹き込まれた空気中の酸素と反応して主に亜硝酸塩に、さらにその一部が硝酸塩に酸化される。
【００４４】
上記の２工程を繰り返し行うことによって、単一の反応槽３１内で、硝化処理および脱窒素処理を効果的に行うことができる。またこの際、図示していないが、反応槽３１内のＤＯ（Dissolved Oxygen、溶存酸素）やｐＨ、ＯＲＰ（Oxidation Reduction Potential、酸化還元電位）などに基づく制御を行うことで、両反応を安定的に進行させることもできる。
【００４５】
次に、硝化および脱窒素処理が終了した廃水ＥＣをかく拌槽３２に送るとともに、必要に応じて、脱窒菌の栄養分として少量のメタノールＭｅなどを供給すると、当該かく拌槽３２内で、脱窒菌によって仕上げの脱窒素処理が行われる。すなわち廃水ＥＣ中に残存する亜硝酸塩や硝酸塩が、脱窒菌の作用によって窒素などのガス状生成物に還元されて廃水ＥＣ中から除去される。
【００４６】
この後、脱窒素処理が終了した廃水ＥＣを再曝気槽３３に送って、好気性菌の作用によって曝気処理して、最終的に残存したメタノールＭｅなどを除去することで、一連の生物学的脱窒素処理が終了する。
図４は、生物処理設備３の他の例を示している。図の生物処理設備３は、電解槽２から高度処理設備４へ向かう廃水ＥＣの流れ（図中に実線の矢印で示す）に沿って順に脱窒素槽３４と、硝化槽３５と、二次脱窒素槽３６と、再曝気槽３７とを備え、前処理設備１で前処理した廃水ＥＣを希釈水Ｗで希釈しながら処理する標準脱窒素処理方式のものである。
【００４７】
このうち硝化槽３５の底部には、槽外部に設けたポンプＧＰ３から、図中に短い破線の矢印で示すように、槽内の廃水ＥＣに、硝化反応に必要な酸素を含む空気を吹き込むための配管を接続してある。また硝化槽３５には、図中に二重線の矢印で示すように、槽内の廃水ＥＣに希釈水Ｗを供給して希釈するための配管も接続してある。硝化槽３５内には硝化菌が収容される。
【００４８】
また再曝気槽３７の底部にも、上記ポンプＧＰ１から、同様に短い破線の矢印で示すように、槽内の廃水ＥＣに、再曝気のための空気を吹き込むための配管を接続してある。再曝気槽３３内には好気性菌が収容される。
さらに脱窒素槽３４と二次脱窒素槽３６にはそれぞれ、槽外部に設けたポンプＧＰ４によって、図中に長い破線の矢印で示すように、天部から槽内のガスを取り出して、底部から再び槽内の廃水ＥＣ中に吹き込むように循環させることで、両槽３４、３６内の廃水ＥＣをかく拌するための配管を接続してある。両槽３４、３６には脱窒菌が収容される。また両槽３４、３６には、図中に二点鎖線の矢印で示すように、槽内の廃水ＥＣにメタノールＭｅなどを供給するための配管も接続してある。
【００４９】
上記４つの槽３４〜３７を備えた図の例の生物処理設備３を用いた、生物学的脱窒素法の概要は下記のとおりである。
電解槽２で電解処理した廃水ＥＣを所定の流量で、脱窒素槽３４を通して硝化槽３５に供給するとともに、必要に応じて硝化槽３５に希釈水Ｗを供給し、かつ脱窒素槽３４にメタノールＭｅなどを供給しながら、当該硝化槽３５で出た余剰分の廃水ＥＣの大部分を脱窒素槽３４に戻す操作を連続して行うと、まず硝化槽３５内で、廃水ＥＣ中の窒素分（有機物中の窒素やアンモニウム塩中の窒素）が、ポンプＧＰ３によって吹き込まれた空気中の酸素と、硝化菌の作用によって反応して亜硝酸塩に、さらには硝酸塩に酸化される。
【００５０】
そして脱窒素槽３４内で、メタノールＭｅなどを栄養分とする脱窒菌の作用によって、亜硝酸塩や硝酸塩が窒素などのガス状生成物に還元されて、廃水ＥＣ中から除去される。つまり廃水ＥＣ中から、上記一連の反応によって窒素を除去することができる。
また硝化槽３５で出た余剰分の廃水ＥＣのうち、脱窒素槽３４に戻されなかった一部を、次工程である二次脱窒素槽３６に送るとともに、必要に応じて二次脱窒素槽３６に、脱窒菌の栄養分として少量のメタノールＭｅなどを供給すると、当該槽内で、脱窒菌によって仕上げの脱窒素処理が行われる。すなわち廃水ＥＣ中に残存する亜硝酸塩や硝酸塩が、脱窒菌の作用によって窒素などのガス状生成物に還元されて廃水ＥＣ中から除去される。
【００５１】
この後、脱窒素処理が終了した廃水ＥＣを曝気槽３７に送って、好気性菌の作用によって曝気処理して、最終的に残存したメタノールＭｅなどを除去することで、一連の生物学的脱窒素処理が終了する。
高度処理設備４としては、従来同様の構成を有するものを採用することができる。すなわち廃水ＥＣに硫酸アルミニウムなどの凝集剤を添加して微細なＳＳを沈殿しやすいフロックにし、かつ色度やＣＯＤのもとになる有機物の一部とリン酸とを不溶化して分離させるための凝集分離装置、廃水ＥＣをオゾンと接触させて殺菌処理するとともに、ＣＯＤ成分、とくに色度成分を酸化分解するためのオゾン酸化装置、廃水ＥＣに残留する微細なＳＳを除去するための砂ろ過装置、ＣＯＤ成分や色度成分を高度に除去するための活性炭吸着装置などを適宜、組み合わせて高度処理設備４を構成することができる。
【００５２】
また、前記のように電解槽２での電解反応によって発生するガスを、図１中に破線の矢印で示すガス供給路２６を通して高度処理設備４に送って、その任意の位置、例えば放流直前の放流ピット内に吹き込んで廃水ＥＣと接触させることによって、当該廃水ＥＣを、ガス中に含まれる塩素によって殺菌処理するようにしても良い。なお前記反応式(1)〜(4)では、廃水ＥＣ中の塩素イオンから生成した塩素（Ｃｌ２）の全量が、次亜塩素酸の生成に消費されるように読めるが、実際にはごく微量の塩素が、窒素（Ｎ２）とともに気相に移行してガス中に含まれるため、このように殺菌処理に利用することができる。
【００５３】
濃縮手段５としては、高度処理設備４で高度処理された廃水ＥＣ中の塩素イオンを濃縮することができる、種々の手段を採用することができる。かかる濃縮手段５の例としては、例えば逆浸透膜（ＲＯ膜）を用いて廃水ＥＣ中の塩素イオン濃度を上昇させるＲＯ膜処理、廃水ＥＣを電気透析して塩素イオン濃度を上昇させる電気透析処理、廃水ＥＣ中から水分を蒸発させて塩素イオン濃度を上昇させる蒸発処理などを採用することができる。
【００５４】
塩素イオン濃度を上昇させた廃水ＥＣは、前記のように電解槽２の前段に戻す。また、濃縮手段５から出た塩素イオン濃度が低減された水は、河川等に直接に放流する。
図５は、この発明の有機性廃棄物処理システムの、実施の形態の他の例を示すブロック図である。
この例の有機性廃棄物処理システムは、回収した有機性廃棄物ＯＷを固液分離して固形分（し渣）ＳＬを除去するための固液分離設備１と、固形分ＳＬを除去した後の廃水を濃縮して塩素イオン濃度を高めるための濃縮手段５と、濃縮した廃水を電解処理するための電解槽２と、電解処理後の廃水を高度処理するための高度処理設備４とを備えている。なお濃縮手段５から出た塩素イオン濃度が低減された水は河川等に放流しても良いし、図中に二点鎖線の矢印で示すように高度処理設備４に供給しても良い。高度処理設備４を経た廃水は、河川等に放流される。また図示していないが、電解処理後の廃水を、高度処理せずに河川等に放流しても良い。
【００５５】
上記固液分離設備１、電解槽２、高度処理設備４、および濃縮手段５としては、先の図１の例で使用したのと同じ構成のものを採用することができる。電解槽２で発生したガスは、これも先の例と同様に、図中に破線の矢印で示すガス供給路２６を通して高度処理設備４に送って、廃水の殺菌処理に利用しても良い。
浄化槽汚泥などの有機性廃棄物ＯＷは、バキュームカーなどで回収されるし尿と比較して、有機物や窒素などの負荷が低いため、上記図５の例のように生物処理設備を省略して、電解槽２のみによって窒素を除去するようにしても十分に間に合うことが多い。しかし廃水の量が多い場合には、図１の例と同様に生物処理設備と電解槽２とを併用しても良い。
【００５６】
すなわち図６の例の有機性廃棄物処理システムは、回収した有機性廃棄物ＯＷを固液分離して固形分（し渣）ＳＬを除去するための固液分離設備１と、固形分ＳＬを除去した後の廃水を濃縮して塩素イオン濃度を高めるための濃縮手段５と、濃縮した廃水を電解処理するための電解槽２と、電解処理した廃水を生物処理するための生物処理設備３と、生物処理後の廃水を高度処理するための高度処理設備４とを備えている。なお濃縮手段５から出た塩素イオン濃度が低減された水は河川等に放流しても良いし、図中に二点鎖線の矢印で示すように生物処理設備３に供給しても良い。生物処理設備３と高度処理設備４とを経た廃水は、河川等に放流される。
【００５７】
上記固液分離設備１、電解槽２、生物処理設備３、高度処理設備４、および濃縮手段５としては、先の図１の例で使用したのと同じ構成のものを採用することができる。電解槽２で発生したガスは、これも先の２つの例と同様に、図中に破線の矢印で示すガス供給路２６を通して高度処理設備４に送って、廃水の殺菌処理に利用しても良い。
上記各例の有機性廃棄物処理システムにおいては、廃水中からリン分を除去するとともに、固液分離設備での固液分離性能を向上するため、前記のように電解槽２の前段、または図７(a)に示すように後段に、鉄電解槽６１を挿入しても良い。
【００５８】
鉄電解槽６１としては、その少なくともアノード側を鉄電極とした一対の電極を有するものを用いることができる。ただし鉄電解槽６１を用いて鉄電解を続けると、鉄電極の表面に酸化被膜が形成されて鉄イオンが徐々に溶出しにくくなるので、それを防止するためには、両極をともに鉄電極として、一定時間ごとに極性を入れ替えて鉄電解を行うようにするのが好ましい。この場合、陽極側の鉄電極における鉄イオンの溶出と同時に、陰極側の鉄電極の表面に付着した酸化被膜を除去できるため、鉄イオンを、廃水中により効果的に、安定して供給できるという利点がある。
【００５９】
また上記各例の有機性廃棄物処理システムにおいては、塩素イオン濃度が低下して濃縮手段５による濃縮だけでは不十分である場合を考慮して、図７(b)に示すように、電解槽２に塩水を供給するための塩水供給手段６２を接続しても良い。また同図に示すように、電解槽２での電解処理時に、槽内の廃水が泡だって電解反応を阻害するのを防止するための消泡剤を供給するべく、消泡剤供給手段６３を接続しても良い。
【００６０】
このうち塩水供給手段６２としては、水と、その飽和濃度以上の食塩とを収容しておき、常に飽和濃度の塩水を供給できるようにしたものなどを挙げることができる。また有機性廃棄物処理システムが海浜部にある場合は、塩水として無尽蔵の海水を利用するのが好ましい。そのような塩水供給手段６２としては、海水を汲み上げて固形分をろ過したのち電解槽２に供給する揚水装置などを挙げることができる。
【００６１】
消泡剤供給手段６３としては、一定量の消泡剤を電解槽２に供給しうる装置を用いれば良い。また消泡剤としては、例えばアルコール系、シリコーン系、ポリグリコール系、ポリアクリレート系などの各種の消泡剤を挙げることができる。
この発明は、以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明の有機性廃棄物処理システムの、実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図２】上記例の有機性廃棄物処理システムに組み込まれる、電解槽の一例を示す概略図である。
【図３】上記例の有機性廃棄物処理システムに組み込まれる、生物処理設備の一例を示す概略断面図である。
【図４】生物処理設備の他の例を示す概略断面図である。
【図５】この発明の有機性廃棄物処理システムの、実施の形態の他の例を示すブロック図である。
【図６】この発明の有機性廃棄物処理システムの、実施の形態のさらに他の例を示すブロック図である。
【図７】同図(a)は、上記各例の有機性廃棄物処理システムの、電解槽の後段に鉄電解槽を組み込んだ変形例を示すブロック図、同図(b)は、上記各例の有機性廃棄物処理システムの電解槽に、塩水供給手段と消泡剤供給手段を接続した変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  固液分離設備
２  電解槽
３  生物処理設備
４  高度処理設備
５  濃縮手段
ＯＷ  有機性廃棄物
ＥＣ  廃水
ＳＬ  し渣
【図１】
2005144367.tif 000003
【図２】
2005144367.tif 000004
【図３】
2005144367.tif 000005
【図４】
2005144367.tif 000006
【図５】
2005144367.tif 000007
【図６】
2005144367.tif 000008
【図７】
2005144367.tif 000009