(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水が流入する処理槽と、
該処理槽内に配設され、鉄材またはアルミニウムからなる少なくとも一対の電極と、
該電極に定電流を供給する電源と、
前記電極間の電圧を検出する電圧検出部と、
該電圧検出部が前記電極の交換時期となる基準電圧を検出した際に報知する報知部と、
前記処理槽に流入する汚水の電気伝導度を検出するセンサと、
該センサの出力に基づいて前記基準電圧を設定する制御部と、
を備えたことを特徴とする汚水処理用電解装置。
【請求項２】
汚水が流入する処理槽と、
該処理槽内に配設され、鉄材またはアルミニウムからなる少なくとも一対の電極と、
該電極に定電流を供給する電源と、
前記電極間の電圧を検出する電圧検出部と、
該電圧検出部が前記電極の交換時期となる基準電圧を検出した際に報知する報知部と、
前記電圧検出部が検出する初期の電圧値に基づいて前記基準電圧を設定する制御部と、
を備えたことを特徴とする汚水処理用電解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭排水または工場排水などを処理する汚水処理用電解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の汚水処理装置として、例えば特開平１０−２５８２８８号公報に記載された汚水処理装置が知られている。この装置は鉄電極に定電流を供給して鉄イオンを溶出させ、電極から溶出した鉄イオンと汚水中のリン酸イオンとを反応させて水不溶性のリン酸鉄として凝集沈殿させることにより、汚水中からリンを除去するものである。
【０００３】
電極に電流を供給し続けることにより電極は消耗し、鉄イオンを溶出しなくなるため、安定してリンを除去するためには、電極を定期的に交換する必要が生じる。
【０００４】
そこで、電極に定電流を供給すると、電極の消耗に伴って電極間電圧が上昇することに着目して、電極間電圧が所定値に達すると、制御部がブザー等の報知手段により使用者に報知するようになっていた。
【０００５】
制御部がブザー等により報知する、電極間電圧は、電極の交換が必要となる、電極の重量が所定量減少した際の電極間電圧に設定されており、報知手段により電極の交換の必要性を知った使用者は、メンテナンス会社に連絡して電極の交換を行う。
【０００６】
報知手段により報知されてから、電極を交換するまでの間は、残りの電極から溶出する鉄イオンによりリンを除去することができ、電極が完全になくなるまでは、安定したリン除去性能を維持できるようになっていた。
【０００７】
しかしながら、このような汚水処理装置で工場排水を処理する場合、工場により排水の電気伝導度は異なり、電気伝導度が高いほど電極電解時の抵抗は低くなり電解電流が流れやすくなるため、電極に定電流を供給すると、電気伝導度が高いほど電極間電圧は低くなる。
【０００８】
従って、電気伝導度の高い汚水のリンを除去する場合には、通常の汚水の場合より電極間電圧は低くなり、電極の交換が必要となる電極重量が所定量減少した際にも電極間電圧は所定電圧まで上昇しない虞がある。
【０００９】
電極が交換時期になっているのに、このまま知らずに使用を続けると、残りの電極が消耗する間に、電極間電圧は急激に上昇して所定電圧に達するため、電極がほとんど使用できない状態になって初めて、報知手段により電極の交換時期を知ることになる。
【００１０】
従って、電極を交換するまでの間、汚水に所定量の鉄イオンを供給することができず、リンを除去性能が著しく低下する欠点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記欠点に鑑みなされたもので、汚水の電気伝導度に関係なく、確実に電極の交換時期を検出することができる汚水処理用電解装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の手段は、汚水が流入する処理槽と、該処理槽内に配設され、鉄材またはアルミニウムからなる少なくとも一対の電極と、該電極に定電流を供給する電源と、前記電極間の電圧を検出する電圧検出部と、該電圧検出部が前記電極の交換時期となる基準電圧を検出した際に報知する報知部と、前記処理槽に流入する汚水の電気伝導度を検出するセンサと、該センサの出力に基づいて前記基準電圧を設定する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するための第２の手段は、汚水が流入する処理槽と、該処理槽内に配設され、鉄材またはアルミニウムからなる少なくとも一対の電極と、該電極に定電流を供給する電源と、前記電極間の電圧を検出する電圧検出部と、該電圧検出部が前記電極の交換時期となる基準電圧を検出した際に報知する報知部と、前記電圧検出部が検出する初期の電圧値に基づいて前記基準電圧を設定する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を、図面に基づいて以下に詳述する。
【００１７】
まず、本実施の形態に係る汚水処理装置用電解槽の概略構成を説明する。電解槽の容器は、平面形状が略長方形を成す箱型の容器であり、所定の深さを有するタンク本体１、該タンク本体１を被い、２箇所の電極ユニットサービス口３１を設けた所定の高さを有する中蓋３、該中蓋３の電極ユニットサービス口３１を閉塞するための、比較的高さ寸法が小さい上蓋４から構成されている。
【００１８】
前記上蓋４で被われる中蓋３の下方部には、電極ユニット装着用の開口部３２を底面に有する凹部３３が形成されており、開口部３２の周辺部は電極ユニット５１の支持部材として機能している。
【００１９】
前記凹部３３には、複数の電極ユニット５１が、電極板５１ａの長手方向がタンク本体１の長辺と同一方向に且つ電極板５１ａの長手方向と直交する方向に一定の間隔を置いて列をなすように挿入されて、電極ユニット列５を２列形成している。
【００２０】
また、タンク本体１の短辺を成す側壁の上部には汚水流出口１１が設けられるとともに、前記中蓋３の、前記汚水流出口１１が設けられた側壁と対向する側壁上部に対応する位置に、電解槽内に汚水を流入させるように汚水流入口３５が設けられている。
【００２１】
次に、上記に説明した電解槽の各部についてより具体的に説明する。
【００２２】
タンク本体１は、汚水を流入させ電極板51ａから汚水中に金属イオンを溶出させるところであり、この処理に必要な高さ及び容積を有している
前記タンク本体の短辺を成す一側壁の上部に前述のように汚水流出口１１として配管が水平方向に導出するように設けられている。尚、この汚水流出口１１にはパッキン１１ａが設けられている。
【００２３】
前記一側壁の汚水流出口１１の下方には、底部がタンク本体１の中央側に位置するように傾斜する傾斜面部１２が形成されている。また、前記傾斜面部１２に対向する側壁にも前記傾斜面部１２と対称的な形状をなすように傾斜面部１３が形成されている。
【００２４】
前記傾斜面部１２、１３は、電解槽内に汚水の対流を発生させるように、電極ユニット列５の下部近傍位置に形成されている。また、傾斜面部１２、１３の頂部には、傾斜面部１２、１３に連通して各々外方向に張り出す棚部１４、１５が形成され、この棚部１４、１５の下面が、この電解槽を据え付ける際の固定面として機能するようになっている。
【００２５】
前記棚部１５の上方に位置する中蓋３には、汚水流入口３５が設けられており、汚水流入口３５を介して電解槽に流入する汚水を、棚部１５により分散させるようになっている。
【００２６】
前記タンク本体１の底面における、前記２列の電極ユニット列５間には、前記傾斜面部１２、１３と同様の傾斜角度を備えた滑らかな山形部１６を形成し、この山形部１６と前記傾斜面部１２、１３とで挟まれるスペースの中央部が電極ユニット列５の中央となるように構成され、この部分（すなわち電極ユニット列５の下方）に汚泥排出口１７が設けられている。この汚泥排出口１７は、ゴム栓１７ａにより閉塞され、またこの汚泥排出口１７の外側面には配管継ぎ手１７ｂがボルト１７ｃ及びナット１７ｄによりパッキン１７ｅ、１７ｆを介して取り付けられている。
【００２７】
また、前記タンク本体１底部には、汚泥排出口１７を囲むように散気管固定用のリブ１９が形成されている（本実施の形態では、計８箇所）形成されている。
このリブ１９は、散気管２５を底面から少し浮かせた状態で固定するように、リブ１９上端部に散気管嵌め込み用の切り欠き１９ａを設けたものである。
【００２８】
タンク本体１の底面には４箇所に支持脚２２が形成されており、この電解槽はこの支持脚２２を利用して設置することも可能である。
【００２９】
また、タンク本体１の上端縁部にはフランジ部２３が形成されているとともに、端縁部の強度を向上させるため下向きの補強リブ２４が形成されている。
【００３０】
中蓋３は、電極ユニット列５の上方部に電極ユニット５１の電源ケーブル用中継ターミナルボックス６や電源ケーブル６２の配線スペースを確保するなどのために必要な高さを有し、その上面が電解槽の上面を構成している。
【００３１】
また、中蓋３の周縁下端は前記タンク本体１の上端縁のフランジ部２３に当接するフランジ部３４を有し、さらにこのフランジ部３４の先端が下方に折り曲げられた折り曲げ片３４ａとして構成され、タンク本体１の上端に被さるように形成されている。そして、中蓋３とタンク本体１とはこのフランジ部２３、３４においてビス３４ｂによりビス止め等され固定されている。
【００３２】
また、前記棚部１５の上方に位置する中蓋３には、上面から少しくぼませた小スペースの平面部３０を形成し、該平面部３０に汚水流入口３５が取り付けられている。前記汚水流入口３５の高さ位置は、中蓋３の凹部３３上面よりも低くなっており、汚水流入口３５と中蓋３との接合面から汚水が漏れた場合でも、汚水が凹部３３内に侵入するのを防止し、凹部３３内に配設されている中継ターミナルボックス６（電装部）の浸水によるショート等を防止できるようになっている。
【００３３】
前記汚水流入口３５は、下方に取り付け用フランジを備えたフランジ付き配管３５ａ、このフランジ付き配管３５ａに接続される直管３５ｂ、この直管３５ｂに対し回転自在に取り付けられた９０度エルボ管３５ｃからなり、この９０度エルボ管３５ｃに対し、電解槽に流入する前に処理を行う処理装置からの汚水を供給する連絡配管３５ｄが取り付けられている。
【００３４】
また、中蓋３の汚水流入口３５から、この汚水流入口３５に対向する側壁側にかけての部分には、電解槽の長辺と直交する方向を長辺とする平面形状が略長方形の凹部３３が２つ形成されている。この凹部３３の深さは中蓋３の周縁部よりも下方で、且つタンク本体１内の汚水面よりやや上方となる位置に設定されている。そして、この凹部３３底面に、電極ユニット挿入用開口部３２が形成されている。
【００３５】
また、前記電極ユニット挿入用開口部３２の一側部には、前記開口部３２位置よりも高く棚状に形成され、前記電極ユニット５１を電源に接続するための中継ターミナルボックス６を配置する取付部３３ａが形成されている。
【００３６】
前記電極ユニット５１は、長方形の鉄製の平板電極（電極板５１ａ）２枚一組とした電極であり、これら２枚の電極板５１ａは上部のホルダー５１ｂにより所定の間隔に保持されたものである。このホルダー５１ｂの上面には電源ケーブル６２を接続するための端子５１ｃが設けられ、ホルダー５１ｂ内にてこの端子５１ｃと電極板５１ａとが結線されている。
【００３７】
前記ホルダー５１ｂは電極板５１ａの幅（長手方向の寸法）よりも大きな幅を有し、前記電極板５１ａより大きな幅の両端部には、中蓋３の電極ユニット挿入用開口部３２の周辺に配置されたピン３６と係合するピン穴５１ｅが１個ずつ設けられている。このピン穴５１ａは、下方がピン３６の挿入が容易なように大径部とするとともに、上方部は固定位置の正確度を高めるために小径部とされている。また、ホルダー５１ｂの上面部には取っ手５１ｄが設けられている。
【００３８】
隣接する電極ユニット５１の間にはセパレータ５２が取り付けられている。前記セパレータ５２は、絶縁材料であるプラスチックからなるものであって、平板部５２ａの大きさは電極板５１ａの大きさに略等しく、その上部を電極のホルダーと同様に幅広の支持部５２ｂとして、両側に、中蓋３の電極ユニット挿入用開口部３２の周辺に配置されたピン３６'または中蓋３に取り付けられているボルト３８と係合する穴５２ｃが１個ずつ設けられると共に、支持部５２ｂの上面部には取っ手５２ｄが設けられている。
【００３９】
また、ピン３６'とボルト３８とは交互に配置されている。また、汚泥排出口１７の上に位置するセパレータ５２の下部には汚泥排出口１７を閉塞するゴム栓１７ａが鎖５５を介して接続されている。
【００４０】
前記セパレータ５２と電極ユニット５１とをタンク本体１に装着する際には、まずセパレータ５２を、その支持部５２ｂの穴５２ｃを各々ピン３６'またはボルト３８に係合させながら挿入する。ついで、電極ユニット５１を、そのホルダー５１ｂのピン穴５１ｅをピン３６に係合させながら挿入する。この時、電極ユニット５１のホルダー５１ｂがセパレータ５２の支持部５２ｂの上に載る形となる。
【００４１】
次に、断面略Ｌ字状の固定板５３をボルト３８に係合させながら、電極ユニット５１のホルダー５１ｂ上に載置し、サービスナット３９をボルト３８に締め付け、最終的に固定する。尚、５３ａは、固定板５３に取り付けられている緩衝材兼絶縁材である。
【００４２】
これにより、汚水流入口３５側と汚水流出口１１側とを結ぶ線と、電極板５１ａの長手方向が一致、すなわち平行となり、この電極板５１ａの長手方向に直交する方向に電極ユニット５１とセパレータ５２とが交互に配列され、各８個の電極ユニット５１と７個のセパレータ５２とを配列した電極ユニット列５がそれぞれ２列形成される。尚、この電極ユニット列５の中央ラインは、前述の汚泥排出口１７の中心を通るように構成されている。
【００４３】
前記凹部３３に形成された取付部３３ａには、４個の中継端子を有する中継ターミナルボックス６が、長手方向が電極ユニット列５の列方向となるように２個配設されている。したがって、４個の中継端子６１の配列方向と電極ユニット列５の列方向とが一致している。
【００４４】
前記中継端子６１と電極ユニット５１とは、電源ケーブル６２にて接続されているとともに、電源と中継端子６１とは電源ケーブル６３にて接続されている。
【００４５】
前記各電極ユニット列５の下方部には、各々２本の散気管２５が一組の散気装置として配設されている。散気管２５には、ブロワー８０から送風される空気を汚水内に供給するための散気孔が形成されるとともに、２本の散気管２５の先端は連絡管２８により連通している。前記散気管２５の他端はタンク本体１の中央側に位置する連絡配管２６と該連結配管２６より外側に位置する連絡配管２７に連結される。
【００４６】
前記連結配管２６及び連絡配管２７は、電解槽の長辺を成す側壁に沿って立ち上がり、中蓋３の上端部の切り欠き３７からタンク本体１外に導出している。タンク本体１外に導出した連結配管２６には連絡配管８１を介してブロワー８０に接続され、タンク本体１外に導出した連結配管２７には栓２９が取り付けられている。
【００４７】
前記中蓋３において、底面に電極ユニット挿入用開口部３２を備えた凹部３３は、上蓋４によりカバーされ、ビス４１にて中蓋３に固定されるようになっている。この上蓋４は、人が電極ユニット５１の端子５１ｃに不用意に触れて感電しないように保護するものであり、通常使用時には閉塞されており、電極ユニット５１の交換時に開放される。また、前記上蓋４上面には２個の取っ手４２が形成されている。
【００４８】
７０は前記中蓋３に形成された凹部からなるセンサー取付部で、前記二つの凹部３３の隣接すると共に、タンク本体１側壁に隣接する位置２箇所に形成されている。前記２個のセンサー取付部７０のいずれか一方において、上蓋４との間に、上蓋４の開閉により作動する蓋スイッチ７１と、ブロワー８０の吐出側圧力の変動により作動する圧力スイッチ７５とを収納したセンサーユニット７が２セット設置されている。このセンサーユニット７について、図８及び図９を用いて説明する。図８はこのセンサーユニット７の拡大図であり、図９は電極ユニットの制御回路である。なお、簡略化のため、図９には一つの電極ユニット列５のみが示されているが、実際にはもう一つの電極ユニット列も同様に接続される。
【００４９】
図８に示すように、蓋スイッチ７１は、スイッチボックス７９の内部に取り付けられたスイッチ本体７２と上蓋４の内部に取り付けられたマグネット７３とから構成されており、上蓋３が閉じられているときはマグネット７３の作用によりスイッチ本体７２内のリードスイッチがＯＮとなり、上蓋４が開放されたときには、マグネット７３がスイッチ本体７２に作用しなくなることにより、スイッチ本体７２内のリードスイッチがＯＦＦとなるように設計されている。尚、この蓋スイッチ７１は二つの上蓋４それぞれの開閉を検知するように、２つの上蓋４の角部に対応して２個取り付けられている。
【００５０】
一方、圧力スイッチ７５は、散気管２５の空気噴出口が目詰まりを起こし、ブロワー８０の吐出側の圧力が異常に上昇し、汚水中に空気が供給されないような場合、あるいはブロワー８０としてダイヤフラム式のものを使用しているような場合であってブロワー８０を構成するダイヤフラムが破損したような場合、つまり、ブロワー８０吐出側の圧力が異常に低く汚水中に空気が供給されないような場合を異常圧力として検出する。尚、図８において、７６、７７はブロワー８０の吐出側圧力を圧力スイッチ７５に導入するための配管である。７８は制御回路用電線である。
【００５１】
図９に示すように、１列の電極ユニット列５に配列された８個の電極ユニット５１は、中継端子６１を介し、更に制御盤８を経由して電源９に接続されている。そして、制御盤８には２つの蓋スイッチ７１及び二つの圧力スイッチ７５のＯＮ、ＯＦＦ情報が入力されている。いずれか一方の蓋スイッチ７１により上蓋４の開放が検知されたとき、あるいはいずれか一方の圧力スイッチ７５の作動により散気管２５から空気が正常に供給されていないことが検知されたときに、電極ユニット５１の電源ラインをＯＦＦするように構成されている。
【００５２】
次に、前記電極板５１ａの交換時期を検出するための電解電圧を設定する電圧設定装置について以下に詳述する。
【００５３】
図１０及び図１１に示す電圧設定装置８２は、前記電解槽が配設される位置近傍の壁面等に装着される。
【００５４】
前記電圧設定装置８２は、電極ユニット５１に直流の定電流を供給する定電流電源部８３と、前記電極ユニット５１に電流が供給されていることを表示する電源ランプ８４、前記電極ユニット５１の電極板５１ａ間の電解電圧を検出する電圧検出部８５と、該電圧検出部８５の出力電圧を表示する電圧表示部８６と、前記電圧検出部８５が検出する１６個の電極ユニット５１の電極板５１ａ間の電圧の内、最大の電圧値を検出する最大電圧検出部８７と、該最大電圧検出部８７の出力が基準電圧を超えた際に点灯する警報ランプ８８と、前記基準電圧を設定する後述の電圧設定スイッチ８９と、前記電圧表示部８６に表示される出力電圧を、前記電極ユニット５１毎に切換える電圧表示切換スイッチ９０とから構成されている。
【００５５】
前記電圧表示切換スイッチ９０を操作する毎に、電圧表示部８６に表示される電圧が、電極ユニット５１単位で順送りで切り換るようになっている。８９は電極板５１ａの交換時期となる基準電圧を設定する電圧設定スイッチで、表示パネルの表示９１を見ながら電圧設定スイッチ８９を回し、電圧設定スイッチ８９の目印９２を任意の位置に合わせると、前記目印９２に対応する位置の数字に対応して基準電圧が設定されるようになっている。例えば、図10においては、基準電圧は２５Ｖに設定されている。
【００５６】
電極板５１ａに定電流を供給すると、電極板５１ａの消耗に伴って電極間電圧が上昇し、電圧設定スイッチ８９で設定された基準電圧まで上昇すると、警報ランプ８８により電極板５１ａの交換時期を知ることができる。従って、上蓋４を開いて電極板５１ａを確認する必要がない。
【００５７】
図１２に示すように、同じ電極に同じ電解電流を供給しても、電解槽に流入する汚水の電気伝導度により電極間電圧は異なる。
【００５８】
電極板５１ａの交換時期となった時から、メンテナンス会社に連絡して電極版５１ａを交換するまでの間、リン除去性能を維持するためには、電極板５１ａの重量が所定量（本実施の場合は約９０％）減少した時に、電極板５１ａの交換報知を行うようにするのが好ましい。
【００５９】
図１２に示すように、例えば、汚水の電気伝導度が４００μｓ/ｃｍの場合であれば、電極板５１ａの交換時期を検出する電圧を２４Ｖに設定すれば、使用を開始してから約３ヶ月で電極板５１ａの重量は約９０％減少して報知を行う。
【００６０】
しかしながら、上記のように設定された電解槽に、電気伝導度が6００μｓ/ｃｍの汚水が流入した場合には、使用を開始してから約３ヶ月が過ぎても電極間電圧は１５Ｖとなり、電極間電圧は２４Ｖまで上昇しないため、この時点での電極交換の報知を行うことができない。
【００６１】
さらに、電解槽の使用を続けると、残りの電極板５１ａが消耗して、急激に電極間電圧が上昇して、電極間電圧が２４Ｖに達し、電極交換の報知を行うが、この時点では電極板５１ａの残りはわずかになっており、電極板５１ａを交換するまでの間、電極板５１ａからほとんどイオンを溶出させることができず、リン除去性能が著しく低下する問題が生じる。
【００６２】
本実施の形態においては、電極板５１ａの交換が必要となる電圧を設定できる電圧設定スイッチ８９を設けているため、電解槽に流入する汚水の電気伝導度に応じて電極の交換が必要となる電圧を、電圧設定スイッチ８９を回すことにより設定できるようになっており、電極板５１ａから鉄イオンが溶出しない状態が続き、リンを除去できない状態になるのを防止することができる。
【００６３】
具体的な設定方法は、電解槽設置時、設置業者等が、電極ユニット５１の結線忘れの確認を兼ねて１６個ある電極ユニット５１全てについての電極間電圧を電圧表示部８６で確認し、電極の交換が必要となる電圧を、各電極ユニット５１のばらつきを考慮して、１６個の電極ユニット５１全ての電圧の平均値か、あるいは、特定の電極ユニット５１に集中して汚水が流れ、電極板５１ａの消耗が激しくなる場合を考慮して、１６個の内一番高く表示された電圧値に対して、電極板５１ａの大きさ、電極板５１ａ間の距離等による条件に応じて実験等から求められたデータに基づき初期値の数倍の値（本実施の形態においては１．５倍）になるように電圧設定スイッチ８９により設定すれば、汚水の電気伝導度に応じて電極板５１ａの交換が必要となる時期になれば、電極板５１ａ交換の報知が行える。
【００６４】
また、本実施の形態においては、１６個の電極ユニット５１を備えているが、各電極ユニット５１は電気的に直列に接続されており、各電極ユニット５１には同じ電流が供給されるようになっている。電極板５１ａから溶出する鉄イオン量は、電極板５１ａに供給された電流に比例するため、電解による各電極ユニット５１の電極板５１ａの消耗度合いには殆ど差が生じない。
【００６５】
従って、１６個の電極ユニット５１の内、少なくとも１個の電極ユニット５１の電極間電圧が電圧設定スイッチ８９により設定された電圧まで上昇した際に、警報ランプ８８により報知するようにすれば、電解電圧のばらつきによって、電極板５１ａの交換を必要とする時に報知することができなくなる不都合を解消することができると共に、電極板５１ａの交換作業を一度に行うことができメンテナンスの作業性が向上する。
【００６６】
尚、電極板５１ａの交換が必要となる電圧を、電解槽設置時の電極間電圧に基づいて設定するようにしたが、電解槽に流入する汚水の電気伝導度は、水を使用する状態が著しく変化しない限り、各事業所において略一定となるため、電解槽に流入する汚水の電気伝導度を測定し、図１2に示すように、予め蓄積されたデータ、「電気伝導度に対する期間―電圧曲線」等により電極板５１ａの交換が必要となる基準電圧を求め、電圧設定スイッチ８９により電極板５１ａの交換が必要となる電圧に設定する方法でもよい。
【００６７】
また、家庭用においては、合併浄化槽と電解槽を組み合わせた構成が考えられる。合併浄化槽に流入する生活排水の電気伝導度は、各家庭において時間帯により異なるが、合併浄化槽内においては略一定となり、事業所の場合と同様に、電解槽に流入する汚水の電気伝導度は略一定となる。従って、家庭用においても、上記と同様な構成により基準電圧を設定してもよい。
【００６８】
上記のように構成された電解槽は、例えば図１３に示されるように、事業場用排水処理システムとして利用される。
【００６９】
以下に事業場用排水処理システムに利用される電解槽について説明する。
【００７０】
事業場から排水される汚水は、まず、活性汚泥槽ＡにてＢＯＤ成分が微生物により分解され、活性汚泥槽Ａ内の汚水が中間流量調整槽Ｂを介して一定量の汚水として電解槽Ｃに導入される。このとき汚水は、電解槽Ｃの上部に形成した汚水流入口３５からタンク本体１の棚部１５に落下して分散され、ほぼ均一な流れとなって電極ユニット５１間を通して汚水流出口１１側へ流れる。
【００７１】
特に本実施の形態では、電極ユニット列５を汚水の流れる方向に対し略直交する方向に２列とし、槽の幅方向の寸法を小さくしているので、槽の幅方向端部で汚水がよどむことが防止される。従って、槽端部の電極ユニットから溶出するイオンによるリン捕捉効率が低下してリン除去効率が低下するのを防止することができる。
【００７２】
このとき電極ユニット５１の電解作用により電極ユニット５１の陽極から２価の鉄イオンが溶出され、陰極からは水素ガスが発生する。一方、散気管２５からのばっ気により２価の鉄イオンは３価の鉄イオンに酸化される。また、この散気管２５から噴出される空気により水素ガス濃度が希釈され、爆発の危険が回避されている。
【００７３】
３価の鉄イオンは、汚水中のオルトリン酸と反応し、難溶性のリン化合物に生成される。このリン化合物を含む汚泥は、散気管２５からのばっ気により積極的に電解槽Ｃ内を浮遊し、汚水流出口１１から次の工程である凝集沈殿槽Ｄに汚泥を排出させる。そして、この凝集沈殿槽Ｄでリン化合物を含む浮遊物を沈殿除去する。
【００７４】
また、電解槽Ｃ内に汚水が導入されると、散気管２５からタンク本体１の底面に向けて空気が噴出され、泡状の気泡が上方に立ち上るとともにタンク本体１の汚水流入側及び汚水流出側の側壁に設けられた傾斜面部１２、１３及び電極ユニット列５の中間となるタンク本体１の底面中央部に山形部１６の傾斜形状が電極ユニット列５の下部近傍に形成されていることにより、汚水は散気管２５周囲からタンク本体１の底部に向けて引き込まれ、汚水が電解槽Ｃ内で効果的に対流を起こし、浮遊物の排出がスムーズに行われる。
【００７５】
また、電極板の長手方向が、汚水流入口３５と汚水流出口１１とを結ぶ線と平行（本実施の形態では槽の長手方向と同一）とされていること、つまり、汚水が電極板の板状表面に沿って流れるとともに前記槽内で発生する対流も電極板の板状表面に沿って流れることにより、効率よくリン化合物を浮遊させることができる。
【００７６】
上記のように、前記電解槽Ｃは汚泥を電解槽内に溜め込まないので、通常、電解槽Ｃ内の汚泥の排出は特別に行う必要がなく、電極ユニット５１を交換する時にあわせて行う程度で済ますことができる。
【００７７】
尚、本実施の形態においては、陽極、陰極いずれも鉄製とされ、一方の電極のみが消耗するのを避けると共に、陽極の不動体化を避けるため、定期的に極性転換が行われる。また、隣接する電極ユニット５１間には絶縁性を有するセパレータ５２が配置されているため、隣接する電極ユニット５１間で電解が生じることを防止でき、各電極板５１ａの消耗は略均一化される。仮にセパレータ５２がない場合には、最外側以外の電極板５１ａは両面で電解作用が行われ、最外側の電極板５１ａに比べて約２倍の速さで溶けていくことになり、電極板５１ａの消耗の均一化を図ることができなくなる。
【００７８】
以上のように動作する電解槽Ｃにおいて、電極ユニット５１の交換時には、先ず上蓋４を開放し、中継ターミナルボックス６の中継端子６１に接続されている電源ケーブル６２を取り外し、また、電極ユニット５１及びセパレータ５２を固定している固定板５３を取り外す。
【００７９】
この場合において、中継ターミナルボックス６の中継端子６１と電極ユニット５１とは、隣接し且つ１対１対応で接続されているため、電源ケーブル６２の配線を短くし且つ整然とすることができ、電極ユニット５１の結線忘れを容易に識別できるようになっている。
【００８０】
尚、電極ユニット５１は上蓋４が開放されると上蓋４に埋め込まれていたマグネット７３がスイッチ本体７２内のスイッチ部に作用しなくなり、両電極ユニット列５の電源回路がＯＦＦされるので、作業者が誤って感電するというようなことがなく、安全性を確保できる。
【００８１】
また、セパレータ５２の下部が鎖５５を介してゴム栓１７ａに接続されているため、電極ユニット５１を交換するときに、セパレータ５２を取り外すと同時にゴム栓１７ａを引き抜くことができる。
【００８２】
電極ユニット５１の作動中に、ブロワー８０の系統に異常が発生してばっ気が正常に行われなくなった場合に、そのまま運転が継続されると電解反応が引き続きほぼ正常に継続されることにより、陰極から発生する水素ガス濃度が上昇して爆発の危険が生じたり、槽内の汚水の対流、ばっ気による電極表面部の洗浄を行うことができなくなるため、汚泥の排出が困難となり、電極板５１ａ間に汚泥が付着し、電極板５１ａ間が汚泥を介して連通してショートするなどのリスクも発生するが、本実施の形態においては、圧力スイッチ７５により散気装置の異常を検出した場合には電極ユニット列５の電源が切断されるので、このような危険を回避することができる。
【００８３】
以上のごとく、本実施の形態の電解槽は、電極が交換時期となる電圧を設定できる電圧設定スイッチ８９を設け、電解槽に流入する汚水の電気伝導度に応じて電極が交換時期となる電圧を設定できるようになっており、電極から鉄イオンが溶出しない状態となり、リン酸イオンの除去を行うことができなくなるのを防止することができる。
【００８４】
尚、本実施の形態においては、電極板５１ａの交換の目安となる基準電圧を電圧設定スイッチ８９により設定する構成にしたが、図１４及び図１５に示す電圧設定装置９３のように、電解槽設置時、前記電圧検出部が検出する電極間電圧に基づいて制御部が電極板５１ａの交換が必要となる電圧を自動電圧設定スイッチ９４を押すことにより、自動的に基準電圧を設定する構成にしてもよい。上述した実施形態と同一部については同一符号を付しており、同一符号に関する説明は省略する。
【００８５】
電解槽設置時、すなわち、電極ユニット５１への通電開始時、自動設定電圧スイッチ９４を押すことにより、電極板５１ａの大きさ、電極板５１ａ間の距離等による条件に応じて実験等から蓄積されたデータに基づき、電圧検出部８５が検出する電極間電圧の数倍の値（本実施の形態においては１．５倍）になるように、制御部９５が電極板５１ａの交換時期となる基準電圧を自動的に設定し、前記電圧表示部８６に表示できるようになっている。また、自動電圧設定スイッチ９４により自動的に設定された基準電圧値は制御部９５に記憶される。
【００８６】
９６は表示切換スイッチで、前記電圧表示部８６に表示される表示を、前記電圧検出部８５で検出された電圧値と、自動電圧設定スイッチ９４により設定された電圧値とを切換えるものであり、表示切換スイッチ９６を押す毎に、表示が切換るようになっている。
【００８７】
また、汚水中の電気伝導度を検出する電気伝導度測定センサ、例えば、堀場製作所製のフィールド用導電率計（ＥＳ−１０）等を電解槽内に設け、前記電気伝導度測定センサが検出する汚水の電気伝導度により、電極板５１ａ間の距離等による条件に応じて実験等から蓄積されたデータに基づき、制御部９４が電極板５１ａの交換時期となる電圧を自動的に設定する構成にしても同様の作用効果を奏する。
【００８８】
さらに、本実施の形態では、電極板51ａに鉄材を用いたが、アルミニウムからなる電極板を用いても同様の作用効果を奏する。
【００８９】
また、本実施の形態においては、基準電圧を、電極板５１ａが重量で約９０％減少した際の電圧値に設定したが、これに限定されるものではなく、電極板５１ａが任意の重量まで減少した時点での電圧値を、基準電圧に設定してもよい。
【００９０】
【発明の効果】
本発明の請求項１によると、汚水の電気伝導度に基づいて、電極の交換時期となる基準電圧を設定する電圧設定手段を設けることにより、汚水の電気伝導度による電解時の電圧のばらつきによって、電極の交換を必要とする時に報知することができなくなる不都合を解消することができる等の効果を奏する。
【００９１】
本発明の請求項２によると、電極に定電流を供給した際の電極間電圧に基づいて、電極の交換時期となる基準電圧を設定する電圧設定手段を設けることにより、汚水の電気伝導度による電解時の電圧のばらつきによって、電極の交換を必要とする時に報知することができなくなる不都合を解消することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電解槽の平面図である。
【図２】同電解槽の上蓋を取り外した状態における平面図である。
【図３】同電解槽の上蓋及び電極ユニットを取り外した状態における平面図である。
【図４】同図１におけるＩＶ−ＩＶ断面図であり、汚水流出口の電極ユニット列はセパレータが見える状態とし、汚水流入口側の電極ユニット列は電極ユニットの側面が見える状態で示している。
【図５】同図２におけるＶ−Ｖ断面図である。
【図６】同図５におけるＡ部拡大図である。
【図７】同電解槽の汚泥排出口部分の拡大図である。
【図８】同電解槽のセンサーユニットの拡大図である。
【図９】同電解槽の電極ユニットの制御回路図である。
【図１０】同電圧設定装置の外観図である。
【図１１】同電圧設定装置の回路図である。
【図１２】同汚水の電気伝導度に対する使用期間と電解電圧との関係を表す図である。
【図１３】同電解槽を事業場用排水処理に応用する場合のシステム例である。
【図１４】本発明の他の実施形態の電圧設定装置の外観図である。
【図１５】本発明の他の実施形態の電圧設定装置の回路図である。
【符号の説明】
１          タンク本体（処理槽）
３２        電極ユニット挿入用開口（開口部）
３３        凹部（収納部）
３５        汚水流入口
５１ａ      電極板（電極）
８５        電圧検出部
８８        警報ランプ（報知部）
８９        電圧設定スイッチ（電圧設定手段）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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