(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水を受け入れる槽と、汚水を流入させる汚水流入管と、汚水を流出する汚水流出管と、相対する一対の電極から構成され、前記槽内汚水中に複数個配設された電極ユニットと、この電極ユニットに電流を供給する電源と、前記電極ユニットの下部の汚水中に配設された散気管と、前記槽内に堆積する汚泥を排出するための汚泥排出口とを備えた汚水処理装置用電解槽であって、
前記散気管は下方の底面に向けて空気を噴出するように設置され、
また、前記汚泥排出口は前記槽の底面に配設されて栓により開閉され、
また、この槽の底面はこの汚泥排出口に向けて下方向に傾斜させ、
前記電極ユニットは、槽内汚水の流れと略直交する方向に、絶縁性材料からなる板状セパレータを間に挟んで所定間隔で配列され、
前記散気管は前記電極ユニットの配列方向に配置され、
前記汚泥排出口は槽の底面における前記電極ユニット下方の略中央位置に設けられ、
前記汚泥排出口の栓は前記電極ユニット列の中央部に位置するセパレータ下部に結合されていることを特徴とする汚水処理装置用電解槽。
【請求項２】
汚水を受け入れる槽と、汚水を流入させる汚水流入管と、汚水を流出する汚水流出管と、相対する一対の電極から構成され、前記槽内汚水中に複数個配設された電極ユニットと、この電極ユニットに電流を供給する電源と、前記電極ユニットの下部の汚水中に配設された散気管と、前記槽内に堆積する汚泥を排出するための汚泥排出口とを備えた汚水処理装置用電解槽であって、
前記槽は平面形状が４角形であり、
前記汚水を流入させる汚水流入管と汚水を流出する汚水流出管とが対向する２辺に設けられ、
前記電極ユニットは他の対向する２辺間に絶縁性材料からなる板状セパレータを間に挟んで所定間隔で配列され、
前記汚泥排出口は、前記電極ユニットの下方中央位置に配置されると共に、前記電極ユニット列の中央部に位置するセパレータ下部に連結されている、前記汚泥排出口を開閉する栓を有し、
前記散気管は、槽の底面に向けて空気を噴出するように、前記汚泥排出口を挟んで前記電極ユニットの配列方向に２本配置され、
更に、前記電極ユニット列の下部両側近傍に位置する前記槽の側壁または底壁を傾斜させた傾斜面部とし、また、この傾斜面部間に位置する槽の底面を前記汚泥流出口に向けて下方向に傾斜させたことを特徴とする汚水処理装置用電解槽。
【請求項３】
前記電極ユニットは２列に配列され、前記汚泥排出口はこの２列の電極ユニット列の下方中央位置に各々配置されていることを特徴とする請求項２記載の汚水処理装置用電解槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水処理装置用電解槽に関し、より具体的にはリンの除去のための汚水処理装置用電解槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の汚水処理装置、特に工場等の事業場用排水や家庭用排水に含まれるリン化合物の除去を目的とし汚水処理装置として電解溶出法が知られている。この技術は、電極を用いた電解反応により、鉄イオンまたはアルミニウムイオン等の金属イオンを排水中に溶出させ、この金属イオンを排水中のリン酸イオンと反応させることにより不溶性の塩（例えば、ＦｅＰＯ4、Ｆｅ（ＯＨ）x（ＰＯ4）y）として凝集沈殿させ、このリン化合物を除去するものである。
ところで、電解槽で凝集するリン化合物を処理する方法として、基本的には二つの方法がある。一つは、この凝集物（リン化合物）を汚水中に含まれている種々の汚泥とともに電解槽内に積極的に沈殿させて堆積させる方法であり、他はこの電解槽ではリン化合物を含む汚泥を積極的に浮遊させ、汚水と共に次の槽に移送し、その槽で沈殿させて排出するものである。
【０００３】
ところで、前者のものにあっては、電解槽の凝集物等の汚泥を除去する手間が余分に増えるという欠陥があるばかりか、汚泥を排出することに関し、次のような問題がある。
【０００４】
例えば、このように電解槽内に汚泥を堆積させる例として、特開２０００−１８９９７７号公報に記載されたものがある。この例では、電解槽の底部に開閉弁を備えた排出口を設け、この開閉弁を開くことにより凝集物等の汚泥を槽外下方に排出している。しかし、この例のように開閉弁を用いた場合には、弁座部に汚泥が詰まり易く弁機能が損なわれやすいという問題がある。
【０００５】
更に、前者に係る他例として、例えば、特開平１０−２５８２８３号公報および特開平１０−３２８６７２号公報に記載されたものがある。これらのものでは、電解槽の下部に堆積した凝集物等の汚泥は、定期的にバキュームカーで汲み出されている。しかしながら、バキュームカーで排出するには、排出口の上方にある電極を取り外す必要があり、極めて面倒な作業になるという問題があった。
【０００６】
一方、後者に係る例として、例えば、特開平８−１７６４５６号公報および特開２０００−１７６４５６号公報に記載されたものがある。これらの場合、電解槽での凝集物等の汚泥の沈殿量は減少するが、皆無にはならない。排水中に含まれる種種のＳＳ成分とともにリン化合物が電解槽の下部に少しずつ沈殿することが考えられる。なお、これら従来のものでは、堆積した汚泥の排出口が設けられていない。したがって、これら従来のものでは、電極交換時（約３ヶ月に１度）に、電解槽の下部に堆積した汚泥を引き抜く必要がある。しかしながら、この汚泥の引き抜き作業は、電極ユニットを全て取り外し、ポンプ等で排水及び汚泥を引き抜かなければならず多大な作業時間を必要としていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、汚泥を排出するための作業時間を低減した汚水処理装置用電極槽を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る汚水処理装置用電解槽は、汚水を受け入れる槽と、汚水を流入させる汚水流入管と、汚水を流出する汚水流出管と、相対する一対の電極から構成され、前記槽内汚水中に複数個配設された電極ユニットと、この電極ユニットに電流を供給する電源と、前記電極ユニットの下部の汚水中に配設された散気管と、前記槽内に堆積する汚泥を排出するための汚泥排出口とを備えた汚水処理装置用電解槽であって、前記散気管は下方の底面に向けて空気を噴出するように設置され、また、前記汚泥排出口は前記槽の底面に配設されて栓により開閉され、また、この槽の底面はこの汚泥排出口に向けて下方向に傾斜させ、前記電極ユニットは、槽内汚水の流れと略直交する方向に、絶縁性材料からなる板状セパレータを間に挟んで所定間隔で配列され、前記散気管は前記電極ユニットの配列方向に配置され、前記汚泥排出口は槽の底面における前記電極ユニット下方の略中央位置に設けられ、前記汚泥排出口の栓は前記電極ユニット列の中央部に位置するセパレータ下部に結合されている。
【００１１】
このように構成すると、電極ユニットの交換時、中央のセパレータを取り出すときに同時に栓を容易に抜くことができ、より一層汚泥排出のための作業時間を低減することができる。
【００１２】
また、本発明に係る汚水処理装置用電解槽は、汚水を受け入れる槽と、汚水を流入させる汚水流入管と、汚水を流出する汚水流出管と、相対する一対の電極から構成され、前記槽内汚水中に複数個配設された電極ユニットと、この電極ユニットに電流を供給する電源と、前記電極ユニットの下部の汚水中に配設された散気管と、前記槽内に堆積する汚泥を排出するための汚泥排出口とを備えたものであって、前記槽は平面形状が４角形であり、前記汚水を流入させる汚水流入管と汚水を流出する汚水流出管とが対向する２辺に設けられ、前記電極ユニットは他の対向する２辺間に絶縁性材料からなる板状セパレータを間に挟んで所定間隔で配列され、前記汚泥排出口は、前記電極ユニットの下方中央位置に配置されると共に、前記電極ユニット列の中央部に位置するセパレータ下部に連結されている、前記汚泥排出口を開閉する栓を有し、前記散気管は、槽の底面に向けて空気を噴出するように、前記汚泥排出口を挟んで前記電極ユニットの配列方向に２本配置され、更に、前記電極ユニット列の下部両側近傍に位置する前記槽の側壁または底壁を傾斜させた傾斜面部とし、また、この傾斜面部間に位置する槽の底面を前記汚泥流出口に向けて下方向に傾斜させたものとしてもよい。
【００１３】
このように形成すると、散気管から空気が槽の底面に向けてばっ気されるので、槽の下部に溜まっているリン化合物等の汚泥が吹き上げられる。また、散気管からのばっ気により泡状の気泡が上方に立ち上がるとともに、電極ユニット列の下部に沿う傾斜面部により汚水が散気管の下方に引き込まれ汚水の対流が形成される。従って、前記汚泥の浮遊物が汚水の流れに引き込まれ、汚水と共に次の工程の槽へ効果的に排出される。なお、２本の散気管の中央部の下方は、汚泥の沈降量が多く、一方、ばっ気されにくく、かつ、傾斜面部と、この傾斜面部間に位置する槽の底面を汚泥排出口に向けて下方向に傾斜させたこととにより、汚泥が中央の汚泥排出口付近に集積し易く構成されている。また、汚泥排出口の栓は、電極交換時に中央部のセパレータを引き抜くことにより栓が同時に外される。従って、電解槽下部に堆積する汚泥を容易に排出することができでき、汚泥排出のための作業時間を短縮することができる。
【００１４】
また、このような構成において、前記電極ユニットは２列に配列され、前記汚泥排出口はこの２列の電極ユニット列の下方中央位置に各々配置されているようにしてもよい。
【００１５】
このように構成すると、電極ユニット列の列方向の長さを小さくすることができ、リン化合物等の汚泥が汚泥排出口に集まり易くなる。したがって、汚泥排出の作業時間をより一層短縮することができる。また、電極ユニット列の列方向の寸法が小さくなることで、電極ユニット列の端部での汚水のよどみを防止することができ、電極ユニット列の列端部から溶出する金属イオンによるリン捕捉効率の低下を防止し、リン除去効率の低下を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明汚水処理装置用電解槽に具体化した実施の形態について図１〜図８に基づいて説明する。なお、図１は本実施の形態に係る電解槽の外観平面図であり、図２は本実施の形態に係る電解槽のサービス蓋を取り外した状態における平面図であり、図３は本実施の形態に係る電解槽のサービス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り、図４は図１におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。なお、この図４においては汚水流出管側の電極ユニット列はセパレータの側面が見える状態とし、汚水流入管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表している。また、図５は図２におけるＶ−Ｖ断面図であり、図６は図５におけるＶＩ部拡大図であり、図７は汚泥排出口の中心を通る電極ユニット列の列方向の電解槽の下部断面図であり、図８は、断面方向が図７と９０度異なる汚泥排出口部分の拡大断面図である。
【００１７】
先ず初めに、この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、所定の深さを持ったタンク本体１、所定の高さを持ったカバー体３、カバー体３に設けられた２個所の電極サービスポート３１を閉塞するための高さ方向の寸法が小さい２個のサービス蓋４から構成されている（図４参照）。そして、カバー体３におけるサービス蓋４の下方部の電極サービスポート３１は、電極ユニット装着用の開口部３２を底面に持ち、この開口部３２の周辺部は電極ユニット５１の支持部材として機能する凹部３３に形成されている（図４参照）。この各凹部３３から電極ユニット５１の電極板５１ａの平面形状における長手方向（以下単に電極板５１ａの長手方向という）がタンク本体１の長辺と同一の方向であって、この電極板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電極ユニット５１が挿入され、電極ユニット列５を構成している（図２、図４、図５参照）。また、タンク本体１の短辺をなす側壁の上部には汚水流出管１１が設けられ、この汚水流出管１１が設けられた側壁と対向する短辺をなす側壁近傍のカバー体３の上面部に、上方から下方の電解槽内に汚水を流入させるように汚水流入管３５が設けられている（図１等参照）。
【００１８】
次ぎに、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。
タンク本体１は、汚水を流入させ、電極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に形成されている。そして、図４等に示すように、短辺を成す一側壁の上部に前述のように汚水流出管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。なお、この汚水流出管１１にはパッキン１１ａが設けられている。この側壁の汚水流出管１１の下方部は、タンク本体１の中央側に向けて下方向に傾斜する傾斜面部１２として構成されている。また、この傾斜面部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。
これら傾斜面部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る。また、これら傾斜面部１２、１３の頂部には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場合の固定面として機能している（図４参照）。なお、汚水流入管側の棚部１５は、電解槽に流入する汚水分散面として機能するように、汚水流出管側の棚部１４よりも大きな面積とされており、この棚部１５の上方部をカバー体３に取り付けられた汚水流入管３５からの汚水を受け入れるスペースとしている。
【００１９】
また、タンク本体１の底面における電極ユニット列５の中間部を、前記傾斜面部１２、１３と対称的な形状を成すような傾斜面部を形成した滑らかな山形部分１６に形成し、この山形部分１６と前記傾斜面部１２、１３とで挟まれる底面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ている。そして、この部分に汚泥排出口１７が設けられている。また、この山形部分１６と前記傾斜面部１２、１３とで挟まれる底面は、汚泥排出口１７に向けて緩やかに下方向に傾斜する傾斜面１８ａ、１８ｂとして形成されている（図７参照）。また、汚泥排出口１７はゴム栓１７ａにより閉塞され、この汚泥排出口１７の外面側には配管継ぎ手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（図８参照）。
【００２０】
また、この汚泥排出口１７を挟むように散気管固定用のリブ１９が各電極ユニット列の２ヶ所（計８個所）に設けられている（図３参照）。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（図８参照）。更に、タンク本体１の底面には４個所に支持脚２２が形成されている。この電解槽はこの支持脚２２を利用して裁置することも可能である。
また、タンク本体１の上端縁部はフランジ部２３を形成するとともに、端縁部の強度を向上させるため下向きのリブ２４が形成されている。
【００２１】
カバー体３は、図４からよく理解できるように、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。また、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、カバー体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。
【００２２】
また、カバー体３における前記棚部１５の上方には、上面から少し窪ませた小スペースの平面部３０を形成し、この平面部３０に開口３０ａを設け、この開口３０ａに接続するように汚水流入管３５が取り付けられている。この汚水流入管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３５ｃからなり、この９０度エルボ３５ｃに対し、前工程から汚水を供給する連絡配管３５ｄが取り付けられている。なお、この汚水流入管３５の周辺部分は、このカバー体３及び前述のタンク本体１共に平面形状が先細りとなるように形成されている。
【００２３】
また、汚水流入管３５から、この汚水流入管３５に対向する側壁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電極サービスポート３１が二つ形成されている。この電極サービスポート３１は、その深さがカバー体３の周縁部よりも下方となり、タンク本体１内の汚水面よりやや上方となる位置とされた凹部３３として形成されている。そして、この深さを持った凹部３３の底面それぞれに電極ユニット挿入用開口部３２が設けられている。
【００２４】
電極ユニット５１は、長方形の鉄製の板状電極を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。この電極ユニット５１は、電極板５１ａの長手方向が電解槽の長手方向であり、この電極板５１ａの長手方向と直交する方向に複数の電極ユニット５１を配列するように配置されている。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、この電極板５１ａからはみ出した両部分には、カバー体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５１ｅは、下方がピン３６の挿入が容易なように大径部とされ、上方部は固定位置の正確度を良くするよう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（図４〜図６参照）。
【００２５】
そして、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（図５、図６参照）。このセパレータ５２は、絶縁材料であるプラスチックからなる。また、セパレータ５２は、電極板５１ａの大きさに略等しい平板部５２ａを有し、その上部を電極のホルダー５１ｂと同様に幅広の支持部５２ｂとしている。そして、この支持部５２ｂの両側には、カバー体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３７又はカバー体３に取り付けられているボルト３８と係合する穴５２ｃが１個ずつ設けられている。また、支持部５２ｂの上面部には取っ手５２ｄ（図４参照）が設けられている。なお、ピン３７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の上に位置する中央のセパレータ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。
【００２６】
このセパレータ５２と電極ユニット５１とを挿入するに際しては、まずセパレータ５２をピン３７またはボルト３８に係合させながら挿入する。次いで、電極ユニット５１をピン３６に係合させながら挿入する。このとき、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の上に乗る形となる（図６参照）。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上に裁置する。なお、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。そして、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。これにより、汚水流入管３５側と汚水流出管１１側とに、電極板５１ａの長手方向が電解槽の長手方向となり、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がそれぞれ形成される。すなわち、電解槽の一対の対向辺を横断するように２列の電極ユニット列５が形成される。なお、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。
【００２７】
また、このカバー体３において、電極ユニット列５と汚水流入管３５との間及び電極ユニット列５と汚水流出管１１との間は、前述のタンク本体１における傾斜面部１２、１３の上方部に位置しており、この部分の電極ユニット５１より上方の位置に、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が配置されている。各中継ターミナルボックス６は、略矩形状の平面形状をなし、４個の中継端子６１をその長手方向に配設している。そして、中継ターミナルボックス６は、その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。なお、図２及び図４における６２は、一つの中継端子６１に対し一つの電極ユニット５１を接続する電源ケーブルである。また、図２及び図３における６３は、電源と各中継ターミナルボックス６とを接続する電源ケーブルである。
【００２８】
各電極ユニット列５の下方部には、２本の散気管２５が１系統を成す散気装置としてそれぞれ配置されている（図３、図４参照）。この２本の散気管２５の先端部は連絡管２８により連絡されている。この散気管２５は、外部のブロワー８０と接続するための連絡配管２６、２７を電解槽の長辺をなす側壁の一方の壁、すなわち、対向する一対の対向壁の一方の壁に沿って立ち上げ（図３、図５参照）、カバー体３の上端部の切り欠き２１（図４、図５参照）から外部に導出している。そして、中央側の立ち上げ管２６がブロワー８０に接続され、反中央側の立ち上げ管２７の先端には盲栓２９が取り付けられている。したがって、散気管２５には中央よりの立ち上げ管２６から空気が供給されている。更に、２列の電極ユニット列５それぞれに対応して設けられている上記構成の２系統の散気管２５は、図３に示すようにそれぞれ別々のブロワー８０に連絡配管８１を介し接続されている。
なお、切り欠き２１は、この図４に図示された上端部と対向する面（すなわち、図５における右側の側壁）の上端部にも対称的に設けられている。また、散気管２５は前述のように、タンク本体１のリブ１９に設けられた切り欠き１９ａに嵌め込まれて取り付けられている。したがって、散気管２５の向きを変えて取り付けると、ブロワー８０との連絡配管８１を、図５における右側の側壁の上端部の切り欠きを介して行うこともできる。
【００２９】
カバー体３において、凹部３３の底面に電極ユニット挿入用開口部３２を備えた電極サービスポート３１は、図１、図４、図５に示されるように、サービス蓋４によりカバーされている。このサービス蓋４は、人が電極ユニット５１の端子５１ｃ等で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、施工時あるいは電極ユニット５１の交換時に開放される。また、サービス蓋４はビス４１によりカバー体３に固定されているが、その開閉を容易にするためにサービス蓋４の上面には２個の取っ手４２が形成されている。
【００３０】
次に、前記２個の凹部３３の隅部同士が隣接する２個所に、凹部をなす平面部７０が形成されている。そして、この平面部７０の任意の何れか一方におけるサービス蓋４との間に、サービス蓋４の開閉により作動する２個の安全スイッチ７１と、２系統の散気管２５における入口側圧力の異常を検出して作動する２個の圧力センサー７５とを収納したセンサーユニット７が設置されている。
【００３１】
次に、このセンサーユニット７について図９を用いて説明する。図９はこのセンサーユニット７部分の拡大側断面図である。
図９に示すように、スイッチボックス７９は、平面的には隣接するサービス蓋４の両角部に跨る大きさとされ、高さ方向は、平面部７０とサービス蓋４との間に収まる寸法とされている。また、安全スイッチ７１は、スイッチボックス７９の内部に収納されたスイッチ本体７２とサービス蓋４の裏面に取り付けカバーを介して取り付けられたマグネット７３とから構成されており、サービス蓋４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に作動し、サービス蓋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の上部から離れることにより、マグネット７３がスイッチ本体７２に作用しなくなり、スイッチ本体７２内のリードスイッチがＯＦＦに作動し、これにより電極ユニット５１の電源回路を遮断するように設計されている。
なお、この安全スイッチ７１は、図９では１個のみしか図示されていないが、２個のサービス蓋４それぞれの開閉を検知するように、２個のサービス蓋４の角部に対応して２個取り付けられている。すなわち、スイッチボックス７９内には、スイッチ本体７２が、２個のサービス蓋４の角部に対応する位置に、つまり、カバー体３の中央線に対し対称的な位置であって同一高さ位置にそれぞれ取り付けられている。また、前記のように、スイッチ本体７２が対向する２辺の前記２個所の平面部７０の何れかに取付け可能とされていることに対応し、２個のサービス蓋４の相互に隣接する側の角部２個所の裏面に（計４個所に）それぞれマグネット７３が取り付けられている（図１参照）。
【００３２】
一方、圧力センサー７５は、散気管２５の空気噴出口が目詰まりを起こした状態、すなわち、ブロワー８０の吐出側の圧力が異常に上昇するが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の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。また、圧力センサー７５は、図３または図５に示すように、圧力導入管７６、７７を介して、２系統の散気管２５を別々のブロワー８０に接続している連絡配管８１に、それぞれ独立に接続されている。なお、この圧力センサー７５は、図９では１個のみしか示されていないが、同一高さ位置に２個、すなわちカバー体３の中央線に対して対称的な位置で同じ高さに取り付けられている。
【００３３】
次に、図１０により電極ユニットの制御回路を説明する。なお、図１０には一方の電極ユニット列５のみが示されている。しかし、実際には、他方の電極ユニット列５も同様に接続されるが、簡略化のため示されていない。
図１０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、２個の中継ターミナルボックス６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個の安全スイッチ７１及び２個の圧力センサー７５のＯＮ、ＯＦＦ情報が入力されている。何れか一方の安全スイッチ７１によりサービス蓋４の開放が検知されたとき、あるいは何れか一方の圧力センサー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の電源回路を遮断するように構成されている。
【００３４】
上記のように構成された電解槽は、次のようなシステムとして構成される。用途が事業場用の排水処理の場合には、例えば図１１に示されるように、汚水が活性汚泥槽Ａ及び中間流量調整槽Ｂを経て電解槽Ｃに導かれ、電解槽Ｃの後段側に凝集沈殿槽Ｄが設けられる。一方、家庭用の合併処理浄化槽の場合には、特開平１０−１９２８６９号公報、特開平１０−２５８２８３号公報、特開２０００−１８９９７７号公報に記載されているようなシステムに構成されて使用される。以下事業場用排水処理システムとして利用される場合について、本電解槽を用いる場合の動作について説明する。
【００３５】
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相互間を通して汚水流出管１１へ流れる。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、電解槽Ｃの幅方向の寸法を小さくしているので、電解槽Ｃの幅方向端部で汚水がよどむことが防止される。したがって、電解槽Ｃ端部の電極ユニット５１から溶出する鉄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。
【００３６】
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。また、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。そして、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薄められ、爆発の危険が回避される。この場合において、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内に浮遊され、汚水流出管１１から次の工程である凝集沈殿槽Ｄに排出される。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。
【００３７】
また、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の底面中央部における山形部分１６の傾斜面部が電極ユニット列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の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。また、電極板５１ａの長手方向が電解槽Ｃ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５１ａの板状表面に沿って流れると共に、前記電解槽Ｃ内で発生する対流も電極板５１ａの板状表面に沿って流れることにより、この対流の流速を速くすることができ、効率よくリン化合物を浮遊させることができる。また、このような対流及びばっ気による電極板５１ａ表面の洗浄作用により、電極ユニット５１の電極板５１ａ間における汚泥の滞留が防止され、電極の短絡などの事故が回避される。
【００３８】
上記のようにこの電解槽Ｃは汚泥を自身の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を交換するときに併せて行う程度で済ませることができる。電極ユニット５１の交換は、陽極から鉄イオンを溶出させることにより、電極板５１ａが溶けて消耗するために必要となるものである。なお、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間にはセパレータ５２が配置されているため、各電極板５１ａの消耗は略均一化される。仮にセパレータ５２がない場合は、中間に位置する電極板５１ａは両面で電解作用が行われ、最外側の電極板５１ａに比し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。
【００３９】
以上のように動作する電解槽Ｃにおいて、電極板５１ａが消耗する時期を予め算出しておき、定期的に電極ユニット５１を交換するようにする。このときは、まずサービス蓋４を開放する。そして、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を固定している略Ｌ字状断面の固定板５３を取り外す。この場合において、中継ターミナルボックス６と電極ユニット５１とはほぼ隣り合わせの形で接続されているため、電源ケーブル６２の配線を整然とすることができ、電極ユニット５１の着脱作業を容易に行うことができる。また、電極ユニット５１を交換するときに、中央のセパレータ５２を取り外すと、このセパレータ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、容易にゴム栓１７ａを引き抜くことができる
【００４０】
また、電極ユニット５１は何れか一方のサービス蓋４が開放されると、サービス蓋４の裏面に取り付けら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、この何れか一方の安全スイッチ７１の作動により両列の電極ユニット列５の電源回路が必ず遮断される。したがって、作業者が電極ユニット５１や電極ユニット５１近くの汚水に触れても、感電する虞がない。
【００４１】
以上のように構成した本実施の形態によれば、以下の優れた効果を奏する。
散気管２５が電解槽Ｃの底面に向けて空気を噴出するように設置されているので、電解槽Ｃの下部に堆積するリン化合物等の汚泥は、浮遊されて次工程の凝集沈殿槽Ｄに排出され、この凝集沈殿槽Ｄにおいて他の汚泥と共に沈殿除去される。従って、電解槽Ｃの下部に堆積するリン化合物等の汚泥量が少なくなるので、これら汚泥は電極ユニット５１の交換時に併せて排出処理するようにすればよい。このため、電解槽Ｃに堆積した汚泥を排出するためのみに電極ユニット５１をとり外す必要はない。
【００４２】
また、汚水流出管１１を設けた側壁の下方部およびこの側壁に対向する側壁の下方部が電極ユニット列５の中央に向けて下方向に傾斜する傾斜面部１２，１３とすると共に、電極ユニット列５間に傾斜面部１２，１３と対称的となる傾斜面部を有する山形部分１６を形成し、この傾斜面部１２，１３及び山形部分１６に挟まれた底面を、汚泥排出口１７に向けて緩やかに下方向に傾斜した傾斜面１８ａ、１８ｂとしているので、電解槽Ｃの底面は、何れの方向から見ても汚泥排出口１７に向けて下方向に傾斜していることになる。従って、電解槽Ｃの下部に堆積する汚泥は、汚泥排出口１７に集まりやすくなり、汚泥排出口１７のゴム栓１７ａを抜いたときに堆積する汚泥を容易に排出することができる。
【００４３】
また、散気管２５からのばっ気により汚水中に泡状の空気が立ち上り、傾斜面部１２，１３及び山形部分１６に形成される傾斜面部により、汚水が散気管２５の下方に引き込まれる対流が発生するので、汚泥の浮遊効果が向上し、汚水とともに汚泥を次工程の凝集沈殿槽Ｄに効率よく排出することができる。従って、電解槽Ｃ内に堆積する汚泥量を低減することができ、その結果として電極交換時に行う汚泥排出のための作業時間をより一層低減することができる。
また、汚泥排出口１７を開閉するゴム栓１７ａは、電極ユニット列５の中央に位置するセパレータ５２の下部に鎖５５により連結されているので、電極交換時全ての電極を取り外すまでもなく、この中央のセパレータ５２をとり外すことにより、同時に汚泥排出口１７のゴム栓５５を取り外すことができる。従って、電解槽Ｃ下部に堆積している汚泥を容易に排出することができる。
【００４４】
また、電極ユニット列５は２列に形成し、各列に汚泥排出口１７が設けられているので、電解槽Ｃの底面における電極ユニット列５の列方向の長さを小さくすることができる。この結果、電解槽Ｃ下部に堆積する汚泥を汚泥排出口１７に集積することが容易となり、汚泥を排出するための作業時間をより一層短縮することができる。また、電極ユニット列５の列方向の長さが小さくなることで、電極ユニット列５の端部における汚水のよどみがなくなり、電極ユニット列５端部におけるリン捕捉効率の低下を防止し、リン除去効率の低下を防止することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態における電解槽Ｃでは、電極ユニット列５として２列に配設したものを示しているが、特にこれに限定されるものではなく、１列の電極ユニット列５でもよく、また、一つの電極を用いた小規模のものであってもよい。
また、本実施の形態においては、電極として鉄材を用いたがこれに限定されるものではなく、リン酸イオンと反応する金属イオンを溶出する他の金属、例えば、アルミニウム等を用いてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、汚泥排出口を開閉する栓を中央のセパレータの下部に連結したので、このセパレータ取り外すと同時に汚泥排出口の栓を引き抜くことができ、作業時間をより低減することができる。
【００４７】
また、請求項２記載の発明によれば、汚水の対流が形成され、電解槽で発生する汚泥を汚水と共に次の工程の槽へ効果的に排出することができる。また、前記電極ユニット列の下部両側近傍に位置する前記槽の側壁または底壁を傾斜させた傾斜面部とし、更に、この傾斜面部間に位置する槽の底面を前記汚泥流出口に向けて下方向に傾斜させたことにより、汚泥が中央の汚泥排出口付近に集積し易くなる。また、汚泥排出口の栓は、電極交換時に中央部のセパレータを引き抜くことにより同時に外される。従って、電解槽下部に堆積する汚泥を容易に排出することができ、汚泥排出のための作業時間を短縮することができる。
【００４８】
更に、請求項３記載の発明によれば、このような構成において、電極ユニットは２列に配列され、汚泥排出口が２列の電極ユニット列の下方中央位置に各々配置されているので、電極ユニット列の列方向の長さが短くなり、汚泥を汚泥排出口に集積しやすくなる。従って、汚泥排出の作業時間をより一層短縮することができる。また、電極ユニット列の列方向の寸法が小さくなることで、電極ユニット列の端部での汚水のよどみを防止することができ、電極ユニット列の列端部から溶出する金属イオンによるリン捕捉効率の低下を防止し、リン除去効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る電解槽の外観平面図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係る電解槽のサービス蓋を取り外した状態における平面図である。
【図３】  本発明の実施の形態に係る電解槽のサービス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】  図１におけるＩＶ−ＩＶ断面図であり、汚水流出管側の電極ユニット列はセパレータを見える状態とし、汚水流入管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表している。
【図５】  図２におけるＶ−Ｖ断面図である。
【図６】  図５におけるＶＩ部拡大図である。
【図７】  本発明の実施の形態に係る電解槽の、電極ユニット列の列方向の下部断面図である。
【図８】  本発明の実施の形態に係る電解槽における、断面方向が図７と９０度異なる汚泥排出口部分の拡大断面図である。
【図９】  本発明の実施の形態に係る電解槽のセンサーユニット部分の拡大側断面図である。
【図１０】  本発明の実施の形態に係る電解槽の電極ユニットの制御回路図である。
【図１１】  本発明の実施の形態に係る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。
【符号の説明】
１  タンク本体、５  電極ユニット列、８  制御盤、９  電源、１１  汚水流出管、１２，１３  傾斜面部、１６  山形部、１７  汚泥排出口、１７ａ  ゴム栓、１８ａ、１８ｂ  傾斜面、２５  散気管、３０  平面部、３０ａ  開口、３５  汚水流入管、３５ａ  フランジ付き配管、３５ｂ  直管、３５ｃ  ９０度エルボ、３５ｄ  連絡配管、５１  電極ユニット、５１ａ  電極板、５２セパレータ、５５  鎖、Ｃ  電解槽、Ｄ  凝集沈殿槽。
【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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