(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水を収納するための汚水収納槽と、この汚水収納槽に設けられ、汚水中のリン酸を除去するための鉄イオンまたはアルミニウムイオンを電気分解により溶出する少なくとも一組の電極と、これらの電極に電解用電流を供給するための電源と、電極間電圧を検出する検出部と、この検出部の検出結果から電極の交換時期を報知するための報知部とを備えてなる汚水処理装置の設置方法であって、
汚水を収納する前に水が収納された前記汚水収納槽に電解質物質を投入してその汚水収納槽における水の電気伝導度を上げ、電極に電流を流れやすくさせ、それによって報知部の誤作動を防止する電解質物質投入ステップを備えていることを特徴とする汚水処理装置の設置方法。
【請求項２】
電解質物質が、塩化ナトリウム、炭酸カルシウム及び塩化カルシウムのうちの少なくとも１つである請求項１に記載の汚水処理装置の設置方法。
【請求項３】
報知部により、電解質物質の投入量を判定する請求項１または２に記載の汚水処理装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚水処理装置の設置方法に関するものであり、さらに詳しくは、汚水中のリン酸を除去するための浄化槽などの汚水処理装置の設置方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の汚水処理装置としては、汚水を収納するための汚水収納槽と、この汚水収納槽に設けられ、汚水中のリン酸を除去するための鉄イオンまたはアルミニウムイオンを電気分解により溶出する少なくとも一組の電極と、これらの電極に電解用電流を供給するための電源と、電極間電圧を検出する検出部と、この検出部の検出結果から電極の交換時期を報知するための報知部とを備えてなるものが知られている。
【０００３】
このような汚水処理装置を庭などに埋設状に設置する場合、汚水処理装置を定位置に安定して設置するために、最初、槽内は汚水の代わりに水道水や井戸水などの清浄水で満たされる。そして、単位時間当たりの溶出イオン量を一定にするために電流値を一定にした電気分解装置の試運転が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような汚水処理装置にあっては、槽内には処理すべき汚水が満たされておらず、水道水や井戸水などの清浄水の電気伝導度が低いために、電極への出力電圧が高くなってしまう。
【０００５】
すると、電極間電圧を検出する検出部の出力により、電極が消耗していると判断され、報知部が誤作動してしまい、警報ランプが点灯したり、警報ブザーが鳴ったりすることがあった。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、設置時に報知部が誤作動するおそれを防止することのできる汚水処理装置の設置方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、汚水を収納するための汚水収納槽と、この汚水収納槽に設けられ、汚水中のリン酸を除去するための鉄イオンまたはアルミニウムイオンを電気分解により溶出する少なくとも一組の電極と、これらの電極に電解用電流を供給するための電源と、電極間電圧を検出する検出部と、この検出部の検出結果から電極の交換時期を報知するための報知部とを備えてなる汚水処理装置の設置方法であって、汚水を収納する前に水が収納された前記汚水収納槽に電解質物質を投入してその汚水収納槽における水の電気伝導度を上げ、電極に電流を流れやすくさせ、それによって報知部の誤作動を防止する電解質物質投入ステップを備えていることを特徴とする汚水処理装置の設置方法が提供される。
【０００８】
汚水収納槽には、少なくとも一組の電解用電極が設けられ、処理すべき汚水が収納されるが、汚水処理装置の設置時には、水道水や井戸水などの清浄水あるいはその他の水が収納される。
【０００９】
少なくとも一組の電極は、板や棒などの所望の形態に構成され、例えば電極保持体に保持されて汚水収納槽に吊り下げ状に配される。これらの電極は、電気分解により、水中のリン酸分を除去するための鉄イオンあるいはアルミニウムイオンを溶出する。
【００１０】
一組の電極は例えば、両方とも鉄電極あるいはアルミニウム電極から構成され、または一方が鉄電極あるいはアルミニウム電極から構成され他方が不溶性金属電極から構成される。前者の場合は、所望により電極の極性反転を行うことで、電極からのイオン溶出が阻害されるおそれのある、電極表面への鉄酸化物層の形成を防止することができる。また、後者の場合は、鉄電極あるいはアルミニウム電極を陽極とし、不溶性金属電極を陰極とする。不溶性金属電極としては、例えば銀や白金などからなる電極がある。
【００１１】
鉄電極あるいはアルミニウム電極から汚水収納槽に溶出した鉄イオンあるいはアルミニウムイオンは、水中のリン酸（オルトリン酸）と反応して、水不溶性の塩、すなわち、水不溶性リン化合物（Ｆｅ（ＯＨ）x（ＰＯ4）y  あるいはＡｌ（ＯＨ）x（ＰＯ4）y）となって凝集し沈殿する。
【００１２】
電源は、これらの電極に電解用電流を供給するためのものであるが、本発明にあっては、単位時間当たりの溶出イオン量を一定にするために電流値を一定にして電気分解を行う、定電流電解のための電流を供給するものである。
【００１３】
検出部は、電極間電圧を検出するためのものである。そして、制御部が、定電流下での電極間電圧の変化から、換言すれば、定電流電気分解による電極間電圧の変化から、電気分解の進行に伴う電極の消耗状態を推測する。
【００１４】
すなわち、電気分解の進行に伴って電極からイオンが溶出し続ける結果、電極はその表面積が徐々に減少していく。このとき、単位時間当たりの溶出イオン量を一定にするために電気分解は定電流により行われている。このため、電極が消耗してその表面積が減少していくと、電極間電圧は徐々に上昇していく。
【００１５】
そして、電極の表面積が一定の値にまで減少すると、電極間電圧がかなり高い値まで上昇しており、感電の危険がある上、必要量のイオン溶出が起らなくなるおそれがある。そこで、検出部を設けることにより、電極の消耗状態を定電流電気分解による電極間電圧の変化、すなわち電極間電圧の上昇度から推測するのである。検出部としては例えば、両電極間に接続された電圧センサなどが用いられる。
【００１６】
報知部は、検出部による検出結果に基づいて電極の交換時期を報知するためのものである。報知部は例えば、ＬＥＤランプなどの視覚的報知部やブザーなどの聴覚的報知部の両方または一方からなる。
【００１７】
本発明に係る汚水処理装置の設置方法は、特有のステップである電解質物質投入ステップを備えている。この電解質物質投入ステップは、生活廃水などの汚水を収納する前に水が収納された前記汚水収納槽に電解質物質を投入してその汚水収納槽における水の電気伝導度を上げ、電極に電流を流れやすくさせ、それによって報知部の誤作動を防止するステップである。
【００１８】
すなわち、汚水収納槽に水道水や井戸水などの清浄水を収納しておき、定電流電気分解を行った場合、水道水や井戸水などの清浄水の電気伝導度は、約２００μＳ／ｃｍ〜約３００μＳ／ｃｍであり、出力電圧は、出力電圧と電気伝導度の関係を実験から求めたグラフである図１２に示すように、設定電圧である１５Ｖを超えてしまう。すると、報知部が誤作動を起こす。そこで、汚水収納槽に電解質物質を投入して水道水や井戸水などの清浄水に溶解させ、その電気伝導度を、生活廃水の電気伝導度である例えば約７００μＳ／ｃｍ〜約９００μＳ／ｃｍまで上昇させる。すると、電極には電流が流れやすくなり、出力電圧は、図１２に示すように、１０Ｖ前後まで下がり、報知部が誤作動を起こすおそれはなくなる。
【００１９】
投入すべき電解質物質の量は、汚水処理装置の大小、電気分解の設定電圧の大小などにより、適宜決められるが、例えば汚水処理装置に収納される水道水や井戸水などの清浄水の重さが１〜３トンであり、電気分解時の上限設定電圧が１５Ｖである場合は、５０〜１００ｇ程度であることが実験から求められた。
【００２０】
このような電解質物質投入ステップを備えた本発明に係る汚水処理装置の設置方法によれば、汚水収納槽に収納された水道水や井戸水などの清浄水の電気伝導度を適切な値まで上昇させることができ、電極に電流を流れやすくさせ、それによって報知部の誤作動を防止することができる。
【００２１】
本発明に係る汚水処理装置の設置方法は、電解質物質が、塩化ナトリウム、炭酸カルシウム及び塩化カルシウムのうちの少なくとも１つであるのが好ましい。
【００２２】
入手しやすく安価であるこれらの電解質物質を用いることで、報知部の誤作動を簡単に防止することができる。
【００２３】
本発明に係る汚水処理装置の設置方法は、報知部により、電解質物質の投入量を判定するように構成されているのが好ましい。すなわち、生活廃水などの汚水を収納する前に清浄水が収納され、報知部が作動している前記汚水収納槽に電解質物質を少量ずつ投入し、報知部の作動がなくなったときまでに投入された電解質物質の合計量を適切な投入量とみなすようにする。
【００２４】
このように構成されていると、報知部により、電解質物質の投入量を判定することができ、過不足なく電解質物質の投入を行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る２つの実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、これらによって本発明が限定されるものではない。
【００２６】
実施の形態１
図１〜図３に示すように、本発明の実施の形態１に係る汚水処理装置１は、汚水収納槽としての電解槽４と、複数の電極ユニット５と、電源としての定電流電源部１５と、制御盤６と、中継器９とを備えてなる。
【００２７】
電解槽４には、流入口２から流入した汚水（生活廃水）が収納される。それぞれの電極ユニット５は、一組の電極と、これらの電極を保持するための１つの電極保持体とからなる。
【００２８】
定電流電源部１５は、単位時間当たりの溶出イオン量を一定にするために電流値を一定にして電気分解を行う定電流電解のための電流を電極ユニット５の電極に供給する。制御盤６は、汚水処理装置１の外部、例えば汚水処理装置１が組み込まれた浄化槽のすぐ近くの建物の壁などに配設され、電源部１５に接続されて電気分解を制御する。中継器９は、制御盤６と電極ユニット５との間に配され、これらを接続するための複数の中継コネクターを有している。
【００２９】
図４及び図５に示すように、それぞれの中継コネクター１８は、ねじ部材１９で固定されたターミナルケース２０の内部に配設されており、雄の下部コネクター１８ａと雌の上部コネクター１８ｂとからなる２分割型のものである。下部コネクター１８ａには、接続のロック及びその解除を行うためのカップリングナット１８ｃが設けられている。
【００３０】
これらの中継コネクター１８の接続方法について説明する。図５に示すように、下部コネクター１８ａと上部コネクター１８ｂとを向かい合わせて配し、両者を嵌め合わせた後、図６に示すように、下部コネクター１８ａのカップリングナット１８ｃを上部コネクター１８ｂの方へ直線矢印のように押し付けた後、カップリングナット１８ｃを曲線矢印のように時計周りに回転させて、ロックする。
【００３１】
図１に示すように、この汚水処理装置１には、電気分解中の電極の表面を散気により洗浄して電極不動態化を防止するために散気装置７が設けられている。
【００３２】
すなわち、散気装置７は、電解槽４において電極ユニット５の下方に配された散気管１０と、電解槽４の外部に配された空気供給用ブロア１１と、ブロア１１と散気管１０とを接続する給気管１２とからなる。
【００３３】
なお、図１において、３は、電解槽４において電解を受けた汚水が流出する流出口を示し、８は、電極ユニット５と中継器９とを接続するための電極ユニットケーブルを示している。
【００３４】
電極は、いずれも鉄製であり、電気分解により、水中のリン酸分を除去するための鉄イオンを溶出する。電極から電解槽４に溶出した鉄イオンは、水中のリン酸（オルトリン酸）と反応して、水不溶性の塩、すなわち、水不溶性リン化合物（Ｆｅ（ＯＨ）x（ＰＯ4）y）となって凝集し沈殿する。
【００３５】
図２及び図７に示すように、制御盤６には、検出部としての電圧検出部１６と、視覚的報知部としての警報ランプ１７とが設けられている。
【００３６】
電圧検出部１６は、電極間電圧の変化によって電極の消耗状態を検出するためのものである。すなわち、電圧検出部１６は、定電流下での電極間電圧の変化から、換言すれば、定電流電気分解による電極間電圧の変化から、電気分解の進行に伴う電極の消耗状態を検出する。
【００３７】
警報ランプ１７は、ＬＥＤからなり、電圧検出部１６による検出結果に基づいて電極の交換時期を報知する。
【００３８】
図２に示すように、制御盤６は、定電流電源方式の電気分解を制御するものであるため、電極が一定量まで消耗していない場合には、図８に示すように、電極ユニット５の負荷抵抗はＲ１（Ω）となり、定電流電源部１５の出力電圧Ｖ１は約１０Ｖとなる。
【００３９】
電極が一定量まで消耗している場合には、電極ユニット５の負荷抵抗は無限大となり、あらかじめ設定された負荷抵抗Ｒ２（Ω）から決定される設定電圧（１５Ｖ）よりも大きい出力電圧Ｖ１が出力される。この出力電圧Ｖ１は、電圧検出部１６で設定電圧（１５Ｖ）と比較され、警報ランプ１７が点灯する。
【００４０】
以上の電圧検出部１６による検出及び警報ランプ１７による報知のフローチャートを図9に示す。
【００４１】
このように、汚水処理装置１にあっては、電極が一定量まで消耗すると、警報ランプ１７の点灯により異常を知らせることが可能になる。
【００４２】
以上のように構成された汚水処理装置１は、図１０に示すような浄化槽に組み込まれて用いられている。
【００４３】
この浄化槽の内部は、処理すべき汚水が流入する左端の流入管の側から、汚水処理ずみの水が外部へ放流される右端の放流管の側にかけて、汚水浄化処理の工程順に応じて複数の槽が区画形成された槽構造にされている。
【００４４】
Ａは、流入管側の最前部に区画形成された夾雑物除去槽である。この夾雑物除去槽Ａでは、汚水の中に混入している夾雑物を沈殿分離させて除去する。
【００４５】
Ｂは、夾雑物除去槽Ａに隣接して区画形成された嫌気濾床槽である。この嫌気濾床槽Ｂでは、嫌気濾床に嫌気性微生物を棲息させることで嫌気処理を行うようにされている。
【００４６】
Ｃは、嫌気濾床槽Ｂに隣接して区画形成された生物濾過槽である。この生物濾過槽Ｃには好気性微生物の濾床である好気濾床が設けられており、その好気濾床に好気性微生物を棲息させることで好気処理及び濾過を行うようにされている。
【００４７】
Ｄは、生物濾過槽Ｃに隣接して区画形成された処理水槽である。この処理水槽Ｄでは、生物濾過槽Ｃで好気処理され、濾過されて移流してきた処理水を静置貯蔵する。
【００４８】
Ｅは、処理水槽Ｄの上部に区画形成された消毒槽である。この消毒槽Ｅは通常、処理水槽Ｄで処理された後の上澄み水を消毒処理して、放流管から外部へ放流するようにされている。
【００４９】
処理水槽Ｄから夾雑物除去槽Ａの上方へかけて、処理水中の水を常時返送するための循環路が設けられている。この循環路には、処理水槽Ｄからの水の流れの順に、分水計量装置Ｆ、返送管Ｇ及び汚水処理装置１が設けられている。汚水処理装置１の流出口３から流出する水は、夾雑物除去槽Ａに流れ落ちるようになっている。
【００５０】
このような浄化槽を庭などに埋設状に設置する場合に、浄化槽を定位置に安定して設置するために、夾雑物除去槽Ａ〜消毒槽Ｅの各槽は、最初、汚水の代わりに水道水（清浄水）で満たされる。そして、単位時間当たりの溶出イオン量を一定にするために電流値を一定にした電気分解装置の試運転が行われる。
【００５１】
すると、浄化槽内での水の循環により、汚水収納槽としての電解槽４も水道水で満たされる。電気分解の試運転が始まってまもなく、警報ランプ１７が点灯する。これは、前記のように、水道水の電気伝導度が低く、図１２に示すように、出力電圧が設定電圧（例えば１５Ｖ）を超えてしまうことから、警報ランプ１７が誤作動を起こしたためである。
【００５２】
そこで、電解槽４に電解質物質としての塩化ナトリウムを少量ずつ（例えば２〜３ｇずつ）複数回に分けて投入する。すると、水道水の電気伝導度が一定値まで上昇して電極には電流が流れやすくなり、出力電圧は、図１２に示すように、１０Ｖ前後まで下がり、警報ランプ１７が消灯する。
【００５３】
実施の形態２
本発明の実施の形態２に係る汚水処理装置５１も、図１１に示すような浄化槽に組み込まれて用いられている。
【００５４】
すなわち、係る汚水処理装置５１は、汚水収納槽としての生物濾過槽Ｃと、複数の電極ユニット５と、図２に示すような、電源としての定電流電源部１５と、制御盤６と、中継器９とを備えてなる。
【００５５】
制御盤６には、検出部としての電圧検出部１６と、視覚的報知部としての警報ランプ１７とが設けられている。
【００５６】
このような浄化槽を庭などに埋設状に設置する場合に、浄化槽を定位置に沈下させるために、夾雑物除去槽Ａ〜消毒槽Ｅの各槽は、最初、汚水の代わりに水道水で満たされる。そして、単位時間当たりの溶出イオン量を一定にするために電流値を一定にした電気分解の試運転が行われる。
【００５７】
すると、浄化槽内での水の循環により、電気分解の試運転が始まってまもなく、警報ランプ１７が点灯する。これは、前記のように、水道水の電気伝導度が低く、図１２に示すように、出力電圧が設定電圧（例えば１５Ｖ）を超えてしまうことから、警報ランプ１７が誤作動を起こしたためである。
【００５８】
そこで、生物濾過槽Ｃに電解質物質としての塩化ナトリウムを少量ずつ（例えば２〜３ｇずつ）複数回に分けて投入する。すると、水道水の電気伝導度が一定値まで上昇して電極には電流が流れやすくなり、出力電圧は、図１２に示すように、１０Ｖ前後まで下がり、警報ランプ１７が消灯する。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１に係る汚水処理装置の設置方法にあっては、汚水を収納するための汚水収納槽と、この汚水収納槽に設けられ、汚水中のリン酸を除去するための鉄イオンまたはアルミニウムイオンを電気分解により溶出する少なくとも一組の電極と、これらの電極に電解用電流を供給するための電源と、電極間電圧を検出する検出部と、この検出部の検出結果から電極の交換時期を報知するための報知部とを備えてなる汚水処理装置の設置方法であって、汚水を収納する前に水が収納された前記汚水収納槽に電解質物質を投入してその汚水収納槽における水の電気伝導度を上げ、電極に電流を流れやすくさせ、それによって報知部の誤作動を防止する電解質物質投入ステップを備えていることを特徴とする。
したがって、汚水収納槽に収納された水道水や井戸水などの清浄水の電気伝導度を適切な値まで上昇させることができ、電極に電流を流れやすくさせ、それによって不要な報知部の作動を防止することができる。
【００６０】
請求項２に係る汚水処理装置の設置方法にあっては、電解質物質が、塩化ナトリウム、炭酸カルシウム及び塩化カルシウムのうちの少なくとも１つである。したがって、入手しやすく安価であるこれらの電解質物質を用いることで、報知部の誤作動を簡単に防止することができる。
【００６１】
請求項３に係る汚水処理装置の設置方法にあっては、報知部により、電解質物質の投入量を判定するように構成されている。したがって、報知部により、電解質物質の投入量を判定することができ、過不足なく電解質物質の投入を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る汚水処理装置の構成説明図である。
【図２】図２は、図１の汚水処理装置のブロック図である。
【図３】図３は、図１の汚水処理装置の分解斜視図である。
【図４】図４は、図１の汚水処理装置の一部を構成する中継コネクターの斜視図である。
【図５】図５は、図４の中継コネクターを接続する前の状態を表す斜視図である。
【図６】図６は、図４の中継コネクターを接続した後の状態を表す斜視図である。
【図７】図７は、図１の汚水処理装置の一部を構成する制御盤の正面図である。
【図８】図８は、図１の汚水処理装置の一部を構成する電極ユニットの負荷抵抗と定電流電源部の出力電圧との関係を表すグラフである。
【図９】図９は、図１の汚水処理装置の電圧検出部による検出及び警報ランプによる報知を表すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図１の汚水処理装置が組み込まれた浄化槽の内部構成を説明する構成説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２に係る汚水処理装置が組み込まれた浄化槽の内部構成を説明する構成説明図である。
【図１２】図１２は、出力電圧と電気伝導度の関係を実験から求めたグラフである。
【符号の説明】
１    汚水処理装置
２    流入口
３    流出口
４    電解槽（汚水収納槽）
５    電極ユニット
６    制御盤
７    散気装置
８    電極ユニットケーブル
９    中継器
１０    散気管
１１    ブロア
１２    給気管
１５    定電流電源部（電源）
１６    電圧検出部（検出部）
１７    警報ランプ（報知部）
１８    中継コネクター
１９    ねじ部材
２０    ターミナルケース
５１    汚水処理装置
【図１】
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【図２】
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【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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