(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄および／またはアルミニウムを含む一対の金属電極を保持および固定し、該金属電極を排水中に浸漬させる電極保持具であって、該電極保持具の内部に、前記金属電極に電解用電流を供給する給電用ケーブルの一端から当該金属電極に通電させる金属部材が配置されるとともに、外壁に前記金属電極を位置決めする突起が設けられ、前記突起が、内部に配置した金属部材を固定するための固定用ネジ止めボスにされてなる排水用電極保持具。
【請求項２】
前記電極保持具が液密にされた複数部材からなる請求項１記載の排水用電極保持具。
【請求項３】
前記電極保持具が合成樹脂材料から作製されてなる請求項１または２記載の排水用電極保持具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排水用電極保持具に関する。さらに詳しくは、屎尿排水や生活排水などの汚水に含まれるリン酸イオンを金属電極の電気分解により溶出した金属イオンと反応させて除去するための排水処理装置に取り付けられる電極保持具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
川や湖の富栄養化の原因の１つにリン化合物の存在があることは周知である。また、このリン化合物は一般家庭の生活排水中に多く存在するが、浄化処理が困難なものであり、有効な対策がとれないのが現状である。
【０００３】
リン化合物の処理装置は種々提案されているが、家庭排水については鉄の電解溶出法が知られている（特開平３−８９９９８号公報、Ｃ０２Ｆ  ３／１２）。この技術は、排水中のリン酸イオンを鉄イオンと反応させ水不溶性の塩、たとえばＦｅＰＯ4やＦｅ（ＯＨ）x（ＰＯ4）yとして凝集沈殿させて除去しようとする技術であり、電解槽中に設置された鉄製の金属電極に通電して排水中に鉄イオンを溶出させるものである。そして、かかる電解溶出法を用いた汚水処理装置として、たとえば嫌気槽、好気槽、処理水槽および消毒槽からなり、該処理水槽の汚水を、リン酸反応する鉄イオンを溶出さる電解槽を介して、嫌気槽に循環するとともに、前記消毒槽を介して放流させるように構成されたものがある。
【０００４】
家庭用小型合併処理浄化槽は年３回の維持管理をする保守点検と年１回の汚泥引き抜き作業が法制化されている。また前記金属電極が電解により時間の経過とともに消耗が進み、やがてはなくなってしまうので金属電極の交換作業も必要になる。このため、従来の電極構造は、たとえば金属電極とそれを保持する電極保持部、給電のための電気接続端子およびリード線を同時に交換できる構造にされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電極構造では、つぎのような点で改良の余地を残している。
▲１▼金属電極の補給・交換費用はユーザーが費用負担するので、できるだけ安価で提供する必要があるが、電極交換時、簡単に脱着できるメリットはあるものの構成部品の数が多いので、電極交換の費用が高コストになり、ユーザーに負担をかける惧れがある。
▲２▼また保守点検時の電極補給・交換作業は作業工賃をできるだけ抑えるためにも短い作業時間で金属電極の交換作業を終える必要があるが、このためには、金属電極部の固定構造をさらに簡素化する必要がある。
▲３▼金属電極は重量があるので、金属電極が浄化槽内に落ちないように確実に固定する必要もある。
【０００６】
本発明は、叙上の事情に鑑み、構造を簡素化し、固定用のネジで金属電極を固定するだけで金属電極の固定と給電が同時に行なえようにして、やっかいな電気接続作業をなくした電極保持具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電極保持具は、鉄および／またはアルミニウムを含む一対の金属電極を保持および固定し、該金属電極を排水中に浸漬させる電極保持具であって、該電極保持具の内部に、前記金属電極に電解用電流を供給する給電用ケーブルの一端から当該金属電極に通電させる金属部材が配置されるとともに、外壁に前記金属電極を位置決めする突起が設けられ、前記突起が、内部に配置した金属部材を固定するための固定用ネジ止めボスにされてなることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の排水用電極保持具を説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施の形態にかかわる排水処理装置を示す断面図、図２は図１における排水処理装置の平面図、図３は図１における電極保持具と金属電極を示す正面図、図４は図３における電極保持具と金属電極の側面図、図５は電極保持具と金属電極の分解斜視図、図６は図３におけるＡ−Ａ線断面図、図７は図６における電極保持具と金属電極の分解図、図８は電極保持具を開放したときの内部を示す状態図である。
【００１０】
本発明は、たとえば合併浄化槽などの排水処理装置に用いられる。かかる排水処理装置は、図１〜４に示すように、第一嫌気ろ床槽Ａと、第二嫌気ろ床槽Ｂと、生物ろ過槽Ｃと、処理水槽または沈殿槽Ｄと、消毒槽Ｅとからなり、前記第一嫌気ろ床槽Ａに流入した排水を各槽にて処理したのち、消毒槽Ｅから放流している。また前記生物ろ過槽Ｃには、揚水管Ｆと送風ブロアＧが設けられており、該生物ろ過槽Ｃから前記嫌気ろ床槽Ａへ排水を循環させるようにしている。そして本実施の形態では、生物ろ過槽Ｃの取付け金具に電極保持具１が着脱自在に取り付けられている。この電極保持具１により、保持および固定される一対の金属電極２が対向して排水中に少なくとも一部が浸漬するように配置されている。またこの金属電極２には通電するための電源制御装置３が接続されている。この電源制御装置３には、前記金属電極２の極性を所定の時間、たとえば６時間ごとに切り換えるための極性反転回路を備えるのが好ましい。
【００１１】
本発明は、前記電極保持具１の内部に、前記金属電極２に電解用電流を供給する給電用ケーブル４の一端から当該金属電極２に通電させる金属部材が配置されるとともに、外壁に前記金属電極２を位置決めする突起が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
前記金属電極２は、鉄、鉄合金、アルミニウム、アルミニウム合金または鉄−アルミニウム合金などの鉄イオンおよび／またはアルミニウムイオン発生源から製作することができる。
【００１３】
前記電極保持具１が一体物から作製される場合、内部まで刻設された通路に給電用ケーブル４を配線し、該給電用ケーブル４の一端であるリード線または端子を前記通路に配置される金属部材に接続したのち、該金属部材から金属電極２に通電させることができる。この場合、該金属部材としては、たとえば金属電極２をボルトにより固定するためのナット部材とすることができる。また外壁における突起としては、電極保持具１と一体成形するか、または別部材を接着するなどして、少なくとも１個形成することができる。
【００１４】
また本発明は、これに限定されるものではなく、前記電極保持具１を、複数部材を組み付けることで作製することもできる。この場合、前記金属部材としては、複数のネジで固定される、後述の金属板１０などとすることができる。
【００１５】
たとえば図３〜８に示されるように、前記電極保持具１を、取手を有する保持具本体５と密封蓋６の２部品で構成し、防水用パッキン６ａを介して両者を複数のネジ７で固定することができる。この保持具本体５と密封蓋６はともに合成樹脂材料、たとえば塩化ビニル樹脂などの電気絶縁性材料から作製するのが好ましい。
【００１６】
前記電極保持具１の保持具本体５と密封蓋６の内部には、複数の固定ネジ９で固定されたステンレスなどの耐食性に優れた平板状の金属板１０が防水用パッキン６ｂを介して配置されている。また該金属板１０には給電用ケーブル４の一端の端子１１が固定ネジ９の１つで同時に固定されるとともに、他端のコネクタ１２が電源制御装置３に接続され、該電源制御装置３からの電源を供給できるようにされている。前記金属電極２を保持する取付け金具は浄化槽内に配置されているので、湿気やミストの飛散があり浸水などの心配もあるが、本実施の形態では防水パッキン６ａ、６ｂで防水対策が施されているので、信頼性を大きく向上させることができる。
【００１７】
前記金属板１０の一部、本実施の形態では金属電極２とネジ固定する部分が表面に露出して前記金属電極２に通電させるためのネジ孔付き通電部１３を形成している。このため、金属電極２の孔２ａに電極固定ネジ１４を通して、露出させた金属板１０の通電部１３にネジ固定するだけで金属電極２と電極保持具１の固定および金属電極２への接続が同時に行なうことができる。これにより、直ちに給電作業を行なうことができる。また消耗した金属電極２と新品の金属電極を交換する場合は、電極固定ネジ１４を緩めるだけで金属電極２の脱着が可能となり、電気配線をやり直すなどの煩雑な作業は不要となる。
【００１８】
前記電極保持具１の外壁には、前記金属電極２の孔２ｂを挿通して当該金属電極２を位置決めするとともに、係止する位置決め用突起１５が設けられている。本実施の形態では、この突起１５が前記金属板１０を固定するための固定ネジ９のボスにされている。また本実施の形態では、前記突起１５が電極保持具１の外壁の左右部位にそれぞれ３本突き出て設けられており、この３本のうち１本の突起１５は金属電極２の位置決め孔２ｂに入るように設計されている。また、３本のうち１本の突起１５は金属電極２の肉盗み部１６の上部に当接しているので、この突起１５は金属電極２の落下防止として働き、電極固定ネジ１４が緩んでも浄化槽内へ落下させにくくしている。また前記肉盗み部１６により、金属電極２の軽量化を図ることもできる。なお、前記突起は、電極保持具の外壁の左右部位にそれぞれ３本突き出て設けられているが、本発明における突起の形成位置およびその数については、これに限定されるものではなく、たとえば肉盗み部１６の上部に当接する突条を電極保持具１の外壁に設ける構成とすることもできる。
【００１９】
本実施の形態では、電解槽で排水中のリン酸イオンを鉄イオンと反応させ水不溶性の塩、たとえばＦｅＰＯ4やＦｅ（ＯＨ）x（ＰＯ4）yとして凝集沈殿させて除去するとともに、吸着材により、処理装置外への放流水のリン化合物および酸化鉄の含有量をそれぞれ１．０ｍｇ／リットル以下に確保することができる。
【００２０】
なお、本発明における、リン酸イオン含有排水の鉄（アルミニウム）の電解溶出法による処理は、金属電極から溶出した鉄イオン（アルミニウムイオン）が排水中のリン酸イオンと反応して水不溶性のリン酸と鉄（アルミニウム）との塩を生成させる反応（反応Ａ）を利用するものであるが、排水中は水酸化物イオンが存在しており、溶出した鉄イオン（アルミニウムイオン）は水酸化物イオンとも反応する（反応Ｂ）。反応Ｂは反応Ａよりも速いので、リン酸イオンを捕捉するためには電流量を多くして鉄イオン（アルミニウムイオン）の溶出量を増す必要がある。
【００２１】
しかしながら、排水中にカルシウムイオンまたはマグネシウムイオンが存在すると、それらのイオンは水酸化物イオンと反応する（反応Ｄ）。この反応Ｄは鉄イオン（アルミニウムイオン）と水酸化物イオンとの反応Ｂに優先するため、反応Ｂが抑制され、鉄イオン（アルミニウムイオン）はリン酸イオンとの反応Ａに有効に利用される。さらに、カルシウムイオンおよびマグネシウムイオンもリン酸イオンと反応して水不溶性の塩を形成するので、リン酸イオンの除去に貢献する。
【００２２】
このため、本発明では、カルシウムイオンまたはマグネシウムイオンを添加し、鉄イオン（アルミニウムイオン）と水酸化物イオンの反応Ｂを抑制し、鉄イオン（アルミニウムイオン）とリン酸イオンの反応Ａを効率よく行なわせることもできる。これにより、通電量を低減することができ、節電できるとともに鉄やアルミニウムの溶出量を低減できる。
【００２３】
本発明の排水の処理装置は前述のように一般家庭排水にとくに有利に利用できる。したがって、単独で使用してもよいが、他の浄化システム、たとえば活性汚泥法、膜分離法、嫌気・好気循環法などと組合せて家庭用、集合住宅用の総合排水浄化システムとすることができる。また、大規模処理システム（し尿処理場）にも利用できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、
▲１▼金属電極の位置決め孔を保持具本体の位置決め突起（ボス）に合わせて入れるだけで簡単に金属電極をネジ固定することができる。このため、短時間で確実に電極の着脱作業を終了させることができるとともに、作業能率アップおよび作業コストを低減させることができる。
▲２▼従来よりも交換作業時に交換する部品が金属電極のみとなるので、交換にかかるコストが低減でき、交換電極の梱包のサイズのコンパクト化やユーザーの費用負担を大幅に軽減できる。
▲３▼金属電極はネジで固定される以外に、金属電極の位置決め用突起と金属電極の肉盗みの上部に金属電極を支える係止突起が配置されているので、ネジが緩んでも金属電極が浄化槽内部に落下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかわる排水処理装置を示す断面図である。
【図２】図１における排水処理装置の平面図である。
【図３】図１における電極保持具と金属電極を示す正面図である。
【図４】図３における電極保持具と金属電極の側面図である。
【図５】電極保持具と金属電極の分解斜視図である。
【図６】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図７】図６における電極保持具と金属電極の分解図である。
【図８】電極保持具を開放したときの内部を示す状態図である。
【符号の説明】
１  電極保持具
２  金属電極
３  電源制御装置
４  給電用ケーブル
５  保持具本体
６  密封蓋
６ａ、６ｂ  防水用パッキン
７  ネジ
９  固定ネジ
１０  金属板
１１  端子
１２  コネクタ
１３  通電部
１４  電極固定ネジ
１５  突起
１６  盗み部
【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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