(57)【要約】 【課題】  従来の電気化学反応手段によるリン除去に係る電解質廃水処理装置においては、凝集剤の必要量と生成汚泥量が多く、共存物質、pH値または水温により反応速度には差異がある。そこで、特に水温の変動に対応した解決策が必要である。【解決手段】  リン化合物含有の電解質廃水処理において、電気化学反応処理手段に、加熱手段、磁界発生手段及び凝集手段を単独又は併用して配設する。【選択図】  図１
2007021427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を固液分離する固液分離手段を有することを特徴とする電解質廃水処理装置。
【請求項２】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を固液分離する固液分離手段を有することを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項３】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を凝集剤注入による凝集手段でフロックとなし、固液分離する固液分離手段を有することを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項４】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を、凝集剤注入による凝集手段でフロックとなし、固液分離する固液分離手段を配設することを特徴とする請求項１又は３記載の電解質廃水処理装置。
【請求項５】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を、凝集剤注入による凝集手段でフロックとなし、固液分離する固液分離手段を配設することを特徴とする請求項２又は３記載の電解質廃水処理装置。
【請求項６】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を固液分離する固液分離手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の電解質廃水処理装置。
【請求項７】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を凝集剤注入による凝集手段でフロックとなし、固液分離する固液分離手段を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の電解質廃水処理装置。
【請求項８】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の前処理として嫌気性生物処理槽を配設すると共に後処理として固液分離手段を配設したことを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項９】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の前処理として嫌気性生物処理槽を配設すると共に後処理として固液分離手段を配設したことを特徴とする請求項２記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１０】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の前処理として嫌気性生物処理槽を配設すると共に後処理として固液分離手段を配設したことを特徴とする請求項１、２、８又は９記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１１】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１又は８記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１２】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１、２、８又は９記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１３】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び電源を有する電極対による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１４】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び電源を有する電極対による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１５】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段、磁界発生手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段及び磁界発生手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１又は８記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１６】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段、磁界発生手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段及び磁界発生手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１、２、８又は９記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１７】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び電源を有する電極対による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段、磁界発生手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段及び磁界発生手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１８】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び電源を有する電極対による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段磁界発生手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段及び磁界発生手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１９】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段及び複数の異種金属一次電池モジュールで構成する電気化学反応による発電手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び金属水酸化物粒子を固液分離する固液分離手段を配設すると共に、必要に応じて電圧自動昇圧手段を付加接続した前記一次電池モジュールと太陽電池モジュールを配線統合手段で接続して構成した電池アレイとパワーコンディショナーを配設していて、又必要に応じて蓄電手段を配設することを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項２０】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び複数の異種金属一次電池モジュールで構成する電気化学反応による発電手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び金属水酸化物粒子を固液分離する固液分離手段を配設すると共に、必要に応じて電圧自動昇圧手段を付加接続した前記一次電池モジュールと太陽電池モジュールを配線統合手段で接続して構成した電池アレイとパワーコンディショナーを配設していて、又必要に応じて蓄電手段を配設することを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項２１】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、磁界発生手段及び複数の異種金属一次電池モジュールで構成する電気化学反応による発電手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩および金属水酸化物粒子を固液分離する固液分離手段を配設すると共に、必要に応じて電圧自動昇圧手段を付加接続した前記一次電池モジュールと太陽電池モジュールを配線統合手段で接続して構成した電池アレイとパワーコンディショナーを配設していて、さらに必要に応じて蓄電手段を配設することを特徴とする請求項１又は２記載の電解質廃水処理装置。
【請求項２２】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び複数の異種金属一次電池モジュールで構成する電気化学反応による発電手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩および金属水酸化物粒子を固液分離する固液分離手段を配設すると共に、必要に応じて電圧自動昇圧手段を付加接続した前記一次電池モジュールと太陽電池モジュールを配線統合手段で接続して構成した電池アレイとパワーコンディショナーを配設していて、さらに必要に応じて蓄電手段を配設することを特徴とする請求項１、２、１５又は１６記載の電解質廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リン酸イオン、リン化合物又は窒素化合物を含有する電解質廃水処理において電気化学反応手段に加えて、加熱手段、磁界発生手段、凝集反応手段又は紫外線反応手段を、単独又は併用した電解質廃水処理装置及び電解質廃水処理を行いながら一次電池で発電した電力と太陽電池発電による電力を統合するようにした電解質廃水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リンを含有する電解質廃水を、電源を設けた電気分解によった電気化学反応手段で処理していた（例えば、特許文献１。）。
又、電源を設けた電気分解において電解物質を加熱して処理する方法が開示されている（例えば、特許文献２。）。
又、電気分解における電解液に磁力線を作用させて電気分解効率を高める知見が開示されている（例えば、特許文献３。）。
又、凝集剤で凝集処理する知見も開示されている（例えば、特許文献４。）。
又、異種金属電極で構成した一次電池による電気化学反応手段で処理する知見が開示されている（例えば、特許文献５。）。
又、電気分解による廃水処理を加熱して処理する装置が開示されている。(例えば、特許文献６。)。
又、254nm波長および185nm波長の紫外線ランプとオゾン発生器を配設した知見が開示されている（例えば、特許文献７。）。
又、太陽電池発電装置の知見は数多く開示されている（例えば、特許文献８。）。
又、電解質の一次電池発電装置の知見も開示されている（例えば、特許文献９。）。そして又、曝気攪拌している電解質廃水と異種金属により一次電池を構成してリンを除去する知見及び発電する知見も開示されている（例えば、特許文献１０。）。
しかし、一次電池による電気化学手段を用いた電解質廃水処理に加熱手段、磁界発生手段、又は凝集剤を用いた凝集手段を付加した処理装置、あるいは前記加熱手段、磁界発生手段、及び凝集剤を用いた凝集手段の全てを付加した処理装置は見当たらない。しかし、一次電池又は電源を有する電気分解による電気化学反応手段、固液分離手段、溶存酸素供給手段附属の254nm波長および185nm波長の紫外線ランプ光化学反応手段を配設した処理装置は見当たらない。しかし、電解質廃水による一次電池と太陽電池を統合した発電装置は見当たらない。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５２６６８
【特許文献２】特開平１０−３２３６７２
【特許文献３】特開２００３−１１２０４２
【特許文献４】特開平２００３−１１２０４２
【特許文献５】特開２００１−２５２６６８
【特許文献６】特開平１０−３２３６７２
【特許文献７】特開２００２−２１０４７９
【特許文献８】特開２００２−２８９８９３
【特許文献９】特開２００１−２５２６６８
【特許文献１０】特開２００４−６６２２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の一次電池法による電気化学反応手段を用いたリン除去に係る電解質廃水処理装置においては、水温が約10℃以下の低温では電気化学反応速度が遅くて、実用的でなく、リン酸イオン及びリン化合物を効果的に除去する手段が開示されていなかった。
【０００５】
そして、一次電池法による電気化学反応手段においてはリン酸イオン及びリン化合物と共に窒素化合物を除去する手段が開示されていなかった。
【０００６】
又、着色成分や臭気等の難分解性物質を紫外線照射によって分解処理する工程の前処理として一次電池による電気化学反応を効果的に促進する手段が開示されていなかった。
【０００７】
又、電源を有する電気分解法による電気化学反応速度を効果的に促進して、リン酸イオン及びリン化合物を除去する手段が開示されていなかったので、電力費を低減出来なかった。
【０００８】
又、電源を有する電気分解法による電気化学反応速度を効果的に促進して、リン酸イオン及びリン化合物と共に窒素化合物を除去する手段が開示されていなかったので、電力費を低減出来なかった。
【０００９】
又、着色成分や臭気等の難分解性物質を紫外線照射によって分解処理する工程の前処理として電源を有する電気分解法による電気化学反応を効果的に促進する手段が開示されていなかった。
【００１０】
本発明は、電解質廃水処理において、異種金属を用いた一次電池による電気化学反応手段を主体手段とした、効率良い電気化学反応を継続して稼動するために、第一の課題として冬季における水温の低下に伴って電気化学反応速度の低下を阻止する必要があると共により一層の効率良い電気化学反応とすることを目的としており、又、第二の課題として、リンを除去すると共に窒素除去を効果的に行うことを目的とし、又、第三の課題として、紫外線反応手段を効率良くすると共に経済的に行い、又、第四の課題として電源を有する電気分解法を用いた電解質廃水処理装置において電力費を低減することを目的とし、そして又、第五の課題として、電気設備費と電力費をほとんど必要としないばかりでなく、電解質廃水処理をしながら電力を生産することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、以下に記載されるような技術構成とする。即ち、水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属として固液分離するリン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理又は窒素化合物含有の電解質廃水処理において、一次電池による電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段、攪拌手段及び加熱手段を配設した電気化学反応手段とすると共に該電気化学反応手段の後処理として固液分離手段を後置したものである。尚、前記リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理又は窒素化合物含有の電解質廃水処理には、リン酸イオン、リン化合物又は窒素化合物含有の海水又は湖沼水処理も包含したものである。
【００１２】
上記手段は以下の実験に基づいている。観賞魚水槽にオルトリン酸試薬を水道水で希釈して約30ppmとした人工廃水を入れ、該人工廃水に鉄板製アノードと銅板製カソードの大部分を浸漬し、前記鉄板製アノードと銅板製カソードを電線で電気的に接続して構成した一次電池に散気装置を備えた屋外設置の実験設備によって、年間を通じて実験した結果、夏季においては極めて良好な沈降性粒子を生成するが、冬季においては白濁するだけで沈降性は認められず、電気化学反応速度は極めて遅いので、水温は少なくとも約10℃以上は必要である。良好な沈降性粒子を得るためには約３０℃以上の水温が好ましい。したがって、少なくとも冬季においては必要に応じて廃水を加熱すると良い。
【００１３】
又、水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属として固液分離するリン酸イオン又はリン化合物含有の廃水処理において、一次電池による電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段、攪拌手段及び磁界発生手段を配設した電気化学反応手段とすると共に該電気化学反応手段の後処理として固液分離手段を後置したものである。
【００１４】
又、水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属として固液分離するリン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、一次電池による電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段及び攪拌手段を配設した電気化学反応手段とすると共に該電気化学反応手段の後処理として凝集剤を注入する凝集処理及び固液分離手段を後置したものである。
【００１５】
又、水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属として固液分離するリン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、一次電池による電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段と攪拌手段を必ず配設していて、加熱手段を配設すると共に電気化学反応手段の後処理として凝集剤を注入する凝集処理及び固液分離手段を後置したものである。
【００１６】
又、水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属として固液分離するリン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、一次電池による電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段と攪拌手段を必ず配設していて、磁界発生手段を配設すると共に電気化学反応手段の後処理として凝集剤を注入する凝集処理及び固液分離手段を後置したものである。
【００１７】
又、水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属として固液分離するリン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、一次電池による電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段と攪拌手段を必ず配設していて、加熱手段、磁界発生手段を配設すると共に電気化学反応手段の後処理として固液分離手段を後置したものである。
【００１８】
又、水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属として固液分離するリン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、一次電池による電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段と攪拌手段を必ず配設していて、加熱手段及び磁界発生手段を配設すると共に電気化学反応手段の後処理として凝集処理及び固液分離手段を後置したものである。
【００１９】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機性廃水を好気性生物処理する曝気槽に、前記有機性廃水と異種金属で一次電池を構成して水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属とする電気化学反応手段を配設すると共に、加熱手段を配設する。そして、嫌気性生物処理槽を前記曝気槽に前置すると共に固液分離手段を前記曝気槽に後置していて、固液分離処理水の一部を前記嫌気性生物処理槽に返送する。
【００２０】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機性廃水を好気性生物する曝気槽に、前記有機性廃水と異種金属で一次電池を構成して水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属とする電気化学反応手段を配設すると共に、磁界発生手段を配設する。そして、嫌気性生物処理槽を前記曝気槽に前置すると共に固液分離手段を前記曝気槽に後置していて、固液分離処理水の一部を前記嫌気性生物処理槽に返送する。
【００２１】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機性廃水を好気性生物処理する曝気槽に、前記有機性廃水と異種金属で一次電池を構成して水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属とする電気化学反応手段を配設すると共に、加熱手段及び磁界発生手段を配設する。そして、嫌気性生物処理槽を前記曝気槽に前置すると共に固液分離手段を前記曝気槽に後置していて、固液分離処理水の一部を前記嫌気性生物処理槽に返送する。
【００２２】
又、リン酸イオン、リン化合物及び難分解性有機化合物含有の有機性廃水処理において、一次電池による電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段と攪拌手段を必ず配設していて、加熱手段及び一次電池による電気化学反応手段を装備した好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設する。又、該固液分離手段の後処理として光化学反応手段を配設している。該光化学反応手段は、254nm波長の紫外線照射手段及び酸素供給手段を装備した処理塔に循環ラインを連通連結すると共に該循環ラインには185nm波長の紫外線照射手段を装備した処理塔を配設して、被処理水を循環ラインで循環するようにしている。有機質汚濁負荷が小さい場合には、省エネルギーの観点から、天候に応じて、紫外線ランプを自動点滅して紫外線照射手段を紫外線ランプと太陽光を併用することも可能である。
【００２３】
又、リン酸イオン、リン化合物及び難分解性有機化合物含有の有機性廃水処理において、溶存酸素供給手段、攪拌手段及び一次電池を配設した好気性生物処理槽に、一次電池による電気化学反応を効率良く継続するために、加熱手段、磁界発生手段を配設すると共に、前記好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設する。又、該固液分離手段の後処理として段落００２２記載の光化学反応手段を配設している。
【００２４】
又、水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属として固液分離するリン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、反応槽に電極対を浸漬した直流電源を有する電気分解装置を配設すると共に電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段、攪拌手段及び加熱手段を配設した電気化学反応手段としていて、該電気化学反応手段の後処理として固液分離手段を後置したものである。又、該固液分離手段の後処理として段落００２２記載の光化学反応手段を配設している。
【００２５】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機性廃水を好気性生物処理する曝気槽に電極対を浸漬した直流電源を有する電気分解装置を配設すると共に電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段、攪拌手段及び加熱手段を配設した電気化学反応手段とする。そして、嫌気性生物処理槽を前記曝気槽に前置すると共に固液分離手段を前記曝気槽に後置していて、固液分離処理水の一部を前記嫌気性生物処理槽に返送する。
【００２６】
又、リン酸イオン、リン化合物及び難分解性有機化合物含有の有機性廃水を好気性生物処理する曝気槽に電極対を浸漬した直流電源を有する電気分解装置を配設すると共に電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段、攪拌手段及び加熱手段を配設した電気化学反応手段とする。そして、曝気槽の後処理として固液分離手段を配設する。又、該固液分離手段の後処理として段落００２２記載の光化学反応手段を配設している。
【００２７】
又、リン酸イオン、リン化合物及び難分解性有機化合物含有の有機性廃水を好気性生物処理する曝気槽に電極対を浸漬した直流電源を有する電気分解装置を配設すると共に電気化学反応を効率良く継続するために溶存酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び磁界発生手段を配設した電気化学反応手段とする。そして、曝気槽の後処理として固液分離手段を配設する。又、該固液分離手段の後処理として段落００２２記載の光化学反応手段を配設している。
【００２８】
又、段落００２２、００２３、００２６及び００２７における２５４nm及び１８５nm波長の紫外線照射手段と共に磁界発生手段を各処理塔に配設する。
【００２９】
そして又、リン酸イオン、リン化合物、硝酸イオン又は亜硝酸イオン等を単体で或いは複合して含有する電解質廃水を処理する曝気槽に、過熱手段及び複数の一次電池モジュ−ルを配設していて、各一次電池モジュールにはバイパスダイオードを装備すると共に前記複数一次電池モジュールと逆流防止ダイオードを直列接続して一次電池ストリングスとする。そして又、一次電池による電気化学反応によって、難溶性のリン酸金属塩及び凝集性の良い水酸化金属粒子を生成すると共に発電し、又、必要ならば前記一次電池モジュール系統に電圧調整手段を付加接続し前記複数の一次電池ストリングスと複数の太陽電池ストリングスを接続統合する配線統合手段と充放電コントローラ及びパワーコンディショナを配設する。又、必要ならば蓄電手段も配設する。尚、前記曝気槽には天然曝気資源である海浜及び湖沼も包含する。
【００３０】
そして又、リン酸イオン、リン化合物、硝酸イオン又は亜硝酸イオン含有の電解質廃水を好気性生物処理する曝気槽に、磁界発生手段及び一次電池モジュ−ル及び逆流防止ダイオードとバイパスダイオード、それに電線で構成する一次電池ストリングスを配設して、水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を生成すると共に発電し、又、必要ならば前記一次電池モジュール系統に電圧調整手段を付加接続し、前記複数の一次電池ストリングスと複数の太陽電池ストリングスを接続統合する配線統合手段と充放電コントローラ及びパワ−コンディショナを配設する。又、必要ならば蓄電手段も配設する。
【００３１】
そして又、リン酸イオン、リン化合物、硝酸イオン又は亜硝酸イオン含有の電解質廃水を処理する曝気槽に、過熱手段又は磁界発生手段を単独に、又は必要ならば併設すると共に、一次電池モジュ−ル及び逆流防止ダイオードとバイパスダイオードと、それに電線で構成する一次電池ストリングスを配設して水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を生成せしめる共に発電し、又必要ならば前記一次電池モジュール系統に電圧調整手段を付加接続し前記複数の一次電池ストリングスと複数の太陽電池ストリングスを接続統合する配線統合手段と充放電コントローラ及びパワ−コンディショナを配設する。又、必要ならば蓄電手段も配設する。
【００３２】
上記第一の課題解決手段による作用は次のようである。すなわち、溶存酸素供給手段と攪拌手段においてはブロワ−で供給した空気を散気装置から散気して曝気する方式が最も一般的で手軽な方法であるが、表面曝気方式の機械曝気とすることや、酸素ガスを散気装置から散気することも可能であって、経済性以外に何ら制約するものはない。通常の好気性生物処理は中性付近のpHで操作されるので電解質と異種金属で構成した一次電池の電気化学反応には溶存酸素を必要とすると共に電極での電気二重層又は電気二重層近傍における反応生成物質と反応物質を速やかに交換する作用を奏する。又、冬季の低水温環境において、電気化学反応速度は極端に低下するので、必要に応じて被処理廃水を加熱することにより、８０℃未満の水温であれば高い程、電気化学反応速度は大きくなり、反応生成粒子形は大きくなると共に廃水の粘度も小さくなるので、良好な沈降性の粒子を生成する。しかし一般的には廃水の水温は15℃前後以上であることが多いので、加熱する必要がある場合でも、３０℃前後が好ましいので、加熱源は低級な廃熱で十分である場合が多い。
一般的に、リン化合物含有の電解質廃水を電気化学反応処理手段で処理すると、例えば鉄をアノ−ドとしたアノ−ド反応である
【００３３】
【化１】
2007021427.tif 000003
【００３４】
の平衡電位は水素電極基準で
【００３５】
【数１】
2007021427.tif 000004
【００３６】
であるので、標準電極電位は−0.440Vとなる、この値は水素の酸化還元平衡電位0.0Ｖより低いので、酸化剤のない液中では、鉄が腐食状態にあるときのカソード反応は
【００３７】
【化２】
2007021427.tif 000005
【００３８】
となる水素発生反応である。
銅イオン含有電解質廃水において銅をカソードとすればカソ−ド反応は、
【００３９】
【化３】
2007021427.tif 000006
【００４０】
液中に溶存酸素等の酸化剤があれば、カソ−ド反応として次のような反応も起こり得る。
【００４１】
【化４】
2007021427.tif 000007
【００４２】
【化５】
2007021427.tif 000008
【００４３】
中性付近では水素発生反応は無視出来るほど小さく、酸素還元反応が主であるので、溶存酸素が存在するときの電気化学反応式は（1）と（4）組合せて次のようになる。
【００４４】
【化６】
2007021427.tif 000009
【００４５】
PH＜５では、溶存酸素が存在する腐食反応式は（1）、（3）及び（5）を組合せて次のようになる。
【００４６】
【化７】
2007021427.tif 000010
【００４７】
水酸化第一鉄は緑色を帯びており、溶解度が中性付近では比較的に大きいので鉄表面より溶出する。そして、溶存酸素により酸化されて次のようになる。
【００４８】
【化８】
2007021427.tif 000011
【００４９】
ここでリン酸イオンが存在すると第二鉄イオンと反応して、
【００５０】
【化９】
2007021427.tif 000012
【００５１】
に示すとおり、難溶性の燐酸第二鉄塩を生成する。ところが、低水温における、電気化学反応速度は遅く、室外実験では、冬季においては夏季に比較すると、溶存酸素の存在下における上記第一の態様では、反応速度は極端に低下する。そして、水酸化第二鉄及び燐酸鉄塩と考えられるアイボリ−色のコロイドが生成するが、夏季においては一日で見られた凝集性沈殿物が一週間を過ぎても見られなかった。従って、廃水の性状にもよるが必要に応じて加熱すことは有効である。しかしここで留意すべきは、実験装置は断熱性が極めて悪いと共にバッチ操作であったために屋外熱環境に敏感に影響を受ける熱的環境に置かれていたことである。
【００５２】
又、電気化学反応促進手段としての加熱手段の代替として磁気発生手段としたものであるが、磁束B[T]の磁界中に置かれた水中の電化q[C]の荷電粒子が磁力線に対して直角にv[m/s]の速度で移動した時にはフレミングの左手の法則に従う次式のとおりF[N]の電磁気的な力であるロ−レンツ力が働く。
【００５３】
【数２】
2007021427.tif 000013
【００５４】
水中における前記荷電粒子は廃水の種類に応じてさまざまなものを含有していて、電極素材と同一のイオンはもちろんのこと、その他の無機質系イオンと有機質系イオンも含有することがほとんどである。又、溶質としての水自体も水温とPhに応じた水素イオン濃度及び水酸イオン濃度を有している。さらに又、水分子は酸素原子一個と水素原子二個が共有結合で酸素原子を頂点とした頂角が約104.5°の二等辺三角形を形づくっている。その結果、水素原子はプラスにイオン化した状態に酸素原子はマイナスにイオン化した状態を示し、水分子のプラスの水素原子が隣のマイナスの酸素原子と一種のイオン結合が成立して、12個の水分子を集団としたクラスタ−を形成していると考えられている。従って、イオン双極子を形作っている水分子も電磁気学的の影響を受けることで水分子が活性化することになりクラスタ−を構成する水分子数が減少するために、水自体の粘性が低下すると共に微視的に他物質との距離が近くなり活性化する。そして又、電極での電気二重層又は電気二重層近傍における荷電粒子その他の物質移動効率を高めて反応生成物質と反応物質を速やかに交換する作用を奏する。本発明におけるロ−レンツ力の方向は物質移動効率を高める限りにおいてはいかなる方向であっても良い。なお、磁界の方向と荷電粒子の方向は直行することが好ましいが、直行からずれた角度であっても可能であって、そのときは、正弦則が当てはまる。
【００５５】
又、電気化学反応促進手段としての加熱手段を省いた構成形態であって、冬季の低水温環境又は夏季においても反応時間不足時には次の反応式
【００５６】
【化１０】
2007021427.tif 000014
【００５７】
によって生成するカルシュームヒドロキシアパタイトと考えられる白濁したコロイド溶液を生成する。そこで、前記コロイド溶液に消石灰乳単独または複数の凝集剤を注入する凝集沈降試験を試みた結果、式８に示す水酸化第二鉄と考えられる沈降性の良いフロックを生成した。そこで、夏季の一実験において原水の溶解性リンｍｇ/LをFe−Cu異種金属一次電池で１日処理した処理水の溶解性リンを定量した結果では１５mg/Lとなった。これは、水酸化第二鉄が凝集して生成した良好な沈降を示すフロックの沈降に伴ってリン酸第二鉄塩やカルシュームヒドロキシアパタイトが共沈殿したものと考えられる。いずれにしても結果的にリン除去が達成された。凝集剤としては、消石灰の他に鉄系凝集剤として例えばポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄等が使用出来、アルミニューム系凝集剤としては例えばポリ塩化アルミニューム、硫酸バンド等が使用出来、その他に高分子凝集剤としてはポリアクリルアミド、ポリアクリル酸アミド等のアニオン系またはノニオン系が適している。上記のようにして生成した沈降性又はろ過除去性粒子を沈降、浮上又は濾過分離等の固液分離手段で固液分離処理する。ここで、凝集剤を使用しない凝集の一形態としては、異種金属一次電池による電気化学反応手段で生成する金属水酸化物及びリン酸金属塩を好気性生物処理の活性汚泥で共沈殿除去することも出来る。
【００５８】
又、電気化学反応促進手段として加熱手段を備えることにより、凝集手段を単独で備える場合に比較して、さらに電気化学反応が活性化する。
【００５９】
又、電気化学反応促進手段として磁界発生手段を備えることにより、水分子が活性化するので、凝集手段を単独で備える場合に比較して、さらに凝集効果が増大する。
【００６０】
又、電気化学反応促進手段として加熱手段及び磁界手段を備えることにより、さらに電気化学反応が活性化する。
【００６１】
又、電気化学反応促進手段として加熱手段及び磁界発生手段を備えることにより、凝集手段を単独で備える場合に比較して、さらに電気化学反応が活性化する。
【００６２】
次に、第二の課題解決手段による作用は、好気性生物処理槽において異種金属一次電池を備え嫌気性生物処理槽と好気性生物処理槽を順次配設し、好気性生物処理水を嫌気性生物処理槽に返送することにより、嫌気性生物処理槽で生成する第二鉄イオンに加えて好気性生物処理水に含有する第二鉄イオンがリン酸イオンと反応してリン酸第二鉄塩を生成する。さらに嫌気性生物処理槽で溶出する第一鉄イオンは好気性生物処理槽で第二鉄イオンとなる。合わせて、好気性生物処理槽においてアンモニュ−ム化合物が亜硝酸菌及び硝酸菌で亜硝酸塩及び硝酸塩となり、嫌気性生物処理槽に返送された好気性生物処理水に含有する亜硝酸及び硝酸は、流入廃水中のBOD成分を水素供与態として利用する脱窒菌により窒素ガスに還元される。ところが、被処理水の水温が低いと好気性生物処理槽及び嫌気性生物処理槽での電気化学反応及び生物化学反応速度が遅いので、好ましくは被処理水の水温を約15℃以上となるように加熱することにより電気化学反応速度及び生物化学反応速度共に好ましい反応速度となる。
【００６３】
次に、第二の課題解決手段による作用は、好気性生物処理槽において異種金属一次電池を備えた嫌気性生物処理槽と好気性生物処理槽を順次配設すると共に、好気性生物処理水を嫌気性生物処理槽に返送することにより、該嫌気性生物処理槽で生成する第二鉄イオンに加えて好気性生物処理水に含有する第二鉄イオンがリン酸イオンと反応してリン酸第二鉄塩を生成する。さらに嫌気性生物処理槽で溶出する第一鉄イオンは好気性生物処理槽で第二鉄イオンとなる。合わせて、好気性生物処理槽においてアンモニュ−ム化合物が亜硝酸菌及び硝酸菌で亜硝酸塩及び硝酸塩となり、嫌気性生物処理槽に返送された好気性生物処理水に含有する亜硝酸及び硝酸は、流入廃水中のBOD成分を水素供与態として利用する脱窒菌により窒素ガスに還元される。ところが、被処理水の水温が低いと好気性生物処理槽及び嫌気性生物処理槽での電気化学反応及び生物化学反応速度が遅いので、磁界を処理水環境に作用させることで、微生物の生理を活性化すると共に水分子に作用して水分子の分子数が減少することで電気化学反応速度及び生物化学反応速度共に好ましい反応速度となる。
【００６４】
又、第二の課題解決手段による作用は、段落００６１及び段落００６２を統合していて、被処理水を加熱すると共に磁界を処理水環境に作用させることで、微生物の生理を活性化すると共に水分子に作用して水分子の分子数が減少することで電気化学反応速度及び生物化学反応速度共に好ましい反応速度となる。
【００６５】
又、第三の課題解決手段による作用は、リン酸イオン、リン化合物及び難分解性有機化合物含有の有機性廃水処理において、加熱手段を有する異種金属一次電池による電気化学反応手段を装備した好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると、リン酸金属塩及び水酸化金属の効果的な生成と活性汚泥等の相乗凝集効果により固液分離が効果的に達成出来る。そして、該固液分離手段の後処理として主に紫外線照射手段を装備した反応塔を配設して、被処理水を光化学反応処理する。該反応塔は254nm波長の紫外線照射手段及び酸素供給手段を有する処理塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段を有する循環ラインを配設して被処理水を循環するようにしている。185nm波長の紫外線が溶存酸素と下記（1）式のように反応してオゾンを発生すると共に185nm波長の紫外線が水と下記（2）式のように反応し、ヒドロキシラジカル（OH・）が発生する。又、254nm波長の紫外線と前記(3)式で発生したオゾンが反応して、(1)、(2)式の反応によってもヒドロキシラジカル(OH・)が発生する。これらの反応で発生したヒドロキシラジカルによって、活性汚泥法や生物膜法などの処理水中のフミン酸、メラノイジンなどの着色成分や臭気などの難分解性物質が分解される。そして、185nm波長の紫外線は水中での到達距離は10mm以下と小さいが、水中に懸濁している微粒子が多いほどさらに前記到達距離は小さくなる。したがって、前記185nm波長の紫外線による照射分解処理の前処理としての固液分離処理が重要となる。185nm波長の紫外線ランプと254nm波長の紫外線ランプを共に配設すると効果的であるが、主波長が185nmである紫外線ランプは254nm波長の紫外線も発生するので有機質汚濁負荷が小さい場合には、主波長が185nmである紫外線ランプを単独で配設することが経済的である。又、太陽光の紫外線はさまざまな波長領域を含んでいるので、太陽光の紫外線を容易に利用できる。
【００６６】
又、段落００６５記載の加熱手段を有する異種金属一次電池による電気化学反応手段の代替として、加熱手段及び磁界発生手段を有する異種金属一次電池による電気化学反応手段を装備した好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると、リン酸金属塩及び水酸化金属の効果的な生成と活性汚泥等の相乗凝集効果により固液分離が効果的に達成出来る。そして、該固液分離手段の後処理工程である紫外線照射手段を配設した反応塔による紫外線照射処理工程での紫外線による処理効果を大きくすることが出来る。
【００６７】
又、段落００６５記載の加熱手段を有する異種金属一次電池による電気化学反応手段の代替として、加熱手段を装備した電源を有する電極対による電気分解としての電気化学反応手段も利用出来ると共に、効果的な固液分離処理及び紫外線照射処理効果が達成出来る。即ち、電解質廃水を加熱することにより、電気化学反応が極めて活性化するために、リン酸金属塩及び水酸化金属の生成が促進されるので、良好な凝集性フロックが生成して、リン酸イオンの除去効率を大きくすることが出来る。従って、固液分離処理の後処理工程である紫外線照射手段を配設した反応塔による紫外線照射処理工程での紫外線による処理効果を大きくすることが出来る。
【００６８】
又、上記段落００６６記載の加熱手段及び磁界発生手段を有する異種金属一次電池による電気化学反応手段の代替として、加熱手段及び磁界発生手段を装備した電源を有する電極対による電気分解としての電気化学反応手段も利用出来ると共に効果的な固液分離処理及び紫外線照射処理効果が達成出来る。即ち、電解質廃水を加熱することにより、電気化学反応が極めて活性化するために、リン酸金属塩及び水酸化金属の生成が促進されるので、良好な凝集性フロックが生成して、リン酸イオンの除去効率を大きくすることが出来る。従って、固液分離処理の後処理工程である紫外線照射手段を配設した反応塔による紫外線照射処理工程での紫外線による処理効果を大きくすることが出来る。
【００６９】
又、上記段落００６５、００６６、００６７及び００６８に記載の紫外線照射手段と共に磁界発生手段を配設することにより、電磁波磁界効果により光化学反応は活性化する作用を呈する。
【００７０】
そして又、第五の課題解決手段による作用は、使用目的に適した電圧が得られるように異種金属一次電池を備え、加熱手段を有する反応槽又は好気性生物処理槽を複数の流通孔を有する仕切り板で区画すると共に各区画槽に複数の一次電池を配設し、該一次電池を並列に接続して電流量を増大した一次電池モジュ−ルとする。そして、各一次電池モジュールにはバイパスダイオードを装備すると共に前記複数一次電池モジュールと逆流防止ダイオードを直列接続して一次電池ストリングスとする。そして又、必要に応じて該一次電池ストリングスと太陽電池ストリングスを並列接続しても支障が生じないようにするために、前記一次電池ストリングス及び太陽電池ストリングスの出力側に自動昇圧ユニットを接続して電圧調整することも出来る。勿論、前記太陽電池ストリングスは各々に各モジュール、及び逆流防止ダイオードとバイパスダイオード、それにアレイ回路を直並列に組合せる電線で構成される。さらに、前記一次電池ストリングス及び太陽電池ストリングスの出力側を、直流電力を交流電力への変換手段及び系統連係保護手段を内蔵したパワ−コンディショナの入力側に接続すると共に該パワ−コンディショナの出力側を分電盤の入力側に接続する。該分電盤の入力側には商用電源を接続する。このように配線することにより一次電池による発電電力を太陽電池による発電電力と同一の発電電力として扱うことができる。なお、ここでは異種金属一次電池を備える反応槽又は好気性生物処理槽を仕切り板で区画して一次電池としたが、複数の区画を並列接続して一次電池モジュ−ルとすることも、又、複数の区画を直列接続して一次電池モジュ−ルとすることも出来る。又、蓄電池を付加して自立運転することも、又、商用と自家発電とを切り替え方式とすることも、又、商用電源と連係しない独立システムとすることも出来る。即ち、太陽電池ストリングス単独で従来から行われている発電システムと、充放電システムと、電力変換システムと、保護システム及び配線工事については、移動性以外は全て適用出来る。
【００７１】
そして又、第五の課題解決手段による作用は、段落００６８記載の過熱手段の代替として、磁界発生手段を配設することにより、電気化学反応を促進している。
【００７２】
そして又、第五の課題解決手段による作用は、段落００６８記載の過熱手段に加えて、磁界発生手段を配設することにより、電気化学反応をさらに促進している。
【発明の効果】
【００７３】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００７４】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水におけるリン除去処理において、一次電池のアノ−ド及びカソ−ドによる酸化還元によりリン酸金属塩及び水酸化金属を生成するが、冬季等の水温が低い時期には電気化学反応速度が遅いので、沈降性粒子が生成し難い。従って、加熱して水温を上昇させると、沈降性粒子が早く生成すると共に水の粘度が低下して、前記生成粒子の沈降分離又は濾過分離がしやすくなる。
【００７５】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水におけるリン除去処理において、水流に磁力線を作用させると、一次電池のアノ−ド及びカソ−ドによる酸化還元によりリン酸金属塩及び水酸化金属を生成する反応を促進すると共に、水クラスタ−における構成単位である水分子のイオン双極子に磁力線を作用させることにより水分子が電磁気学的なローレンス力により水分子が活性化することにより、水クラスタ−を構成する水分子数が減少すると考えられていて、水の粘度低下はその結果と説明付けられる。そして、水の粘度が低下すると前記生成粒子の沈降分離又は濾過分離等の固液分離がしやすくなる。
【００７６】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水におけるリン除去処理において、一次電池のアノ−ド及びカソ−ドにおける酸化還元によりリン酸金属塩及び水酸化金属を生成するので凝集剤を全く使用する必要がないか、又は、冬季において凝集剤を僅かに必要とする程度であるから、電源を有する電気分解方式に比較して電気設備費が不要であると共に凝集剤に要する維持費が僅かで済む。
【００７７】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水におけるリン除去処理において、一次電池のアノ−ド及びカソ−ドによる酸化還元によりリン酸金属塩及び水酸化金属を生成するが、冬季等の水温が低い時期には電気化学反応速度が遅いので、沈降性粒子が生成しない。従って加熱して水温を上昇させる共に僅かな凝集剤を注入することにより、沈降性粒子及び濾過分離性粒子が早く生成すると共に水の粘度が低下して、前記生成粒子の沈降分離又は濾過分離等の固液分離がしやすくなる。
【００７８】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水におけるリン除去処理において、一次電池のアノ−ド及びカソ−ドによる酸化還元によりリン酸金属塩及び水酸化金属を生成するが、冬季等の水温が低い時期には電気化学反応速度が遅いので、沈降性粒子が生成しない。従って、磁界発生手段を配設すると共に僅かな凝集剤を注入することにより、沈降性粒子が早く生成すると共に水の粘度が低下して、前記生成粒子の沈降分離又は濾過分離等の固液分離がしやすくなる。
【００７９】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水におけるリン除去処理において、一次電池のアノード及びカソードによる酸化還元によりリン酸金属塩及び水酸化金属を生成するが、冬季等の水温が低い時期には電気化学反応速度が遅いので、沈降性粒子が生成しない。従って、加熱して水温を上昇させ、磁界発生手段を配設することで、沈降性粒子が早く生成すると共に水の粘度が低下して、前記生成粒子の沈降分離又は濾過分離等の固液分離がしやすくなる。
【００８０】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水におけるリン除去処理において、一次電池のアノード及びカソードによる酸化還元によりリン酸金属塩及び水酸化金属を生成するが、冬季等の水温が低い時期には電気化学反応速度が遅いので、沈降性粒子が生成しない。従って、加熱して水温を上昇させ、磁界発生手段を配設すると共に僅かな凝集剤を注入することで、沈降性粒子が早く生成すると共に水の粘度が低下して、前記生成粒子の沈降分離又は濾過分離等の固液分離がしやすくなる。
【００８１】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機性電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、過熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の前処理として嫌気性生物処理槽を配設することにより、リンと窒素を効果的に除去できる。
【００８２】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機性電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の前処理として嫌気性生物処理槽を配設することにより、リンと窒素を除去できる。
【００８３】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機性電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、過熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の前処理として嫌気性生物処理槽を配設することにより、リンと窒素を効果的に除去できる。
【００８４】
リン酸イオン、リン化合物、窒素化合物及び難分解性有機物含有の有機性電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、過熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽に配設した鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池を形成すると共に後処理として固液分離手段を配設する。すると、加熱により電気化学反応及び生化学反応が活性化し、リン酸金属塩及び水酸化金属の効果的な生成と生物増殖が活発となると共にリン酸金属塩及び水酸化金属と活性汚泥等の相乗凝集効果により固液分離が効果的に達成出来る。従って、前記固液分離工程に続く紫外線照射工程の紫外線照射が効果的になる。そして、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段及び溶存酸素供給手段を有する反応塔に連通連結した185nm波長の紫外線照射手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環することにより、185nm波長の紫外線が溶存酸素及び水に作用反応して生成したオゾン及びヒドロキシラジカルと、前記生成のオゾンに254nm波長の紫外線が作用反応して生成したヒドロキシラジカルがフミン酸やメラノイジン等の難分解性有機物が分解される。従って、オゾン発生装置を配設することなく、オゾンとヒドロキシラジカルを生成することが出来るので、イニシャルコストとランニングコストを低減することが出来ると共に装置が簡単であるため維持管理が容易である。
【００８５】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機性電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、過熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽に配設した鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池を形成すると共に後処理として固液分離手段を配設する。すると、加熱及び磁界により電気化学反応及び生化学反応が活性化し、リン酸金属塩及び水酸化金属の効果的な生成と生物増殖が活発となると共にリン酸金属塩及び水酸化金属と活性汚泥等の相乗凝集効果により固液分離が効果的に達成出来る。従って、効果的に固液分離された被処理水には、紫外線が透過し易くなるので、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段及び溶存酸素供給手段を有する反応塔に連通連結した185nm波長の紫外線照射手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環することにより、185nm波長の紫外線が溶存酸素及び水に作用反応して生成したオゾン及びヒドロキシラジカルと、前記生成のオゾンに254nm波長の紫外線が作用反応して生成したヒドロキシラジカルがフミン酸やメラノイジン等の難分解性有機物が分解される。従って、オゾン発生装置を配設することなく、オゾンとヒドロキシラジカルを生成することが出来るので、イニシャルコストとランニングコストを低減することが出来ると共に装置が簡単であるため維持管理が容易である。
【００８６】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、過熱手段及び電源を有する電極対による電気化学反応手段を備えた反応槽に配設した鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池を形成すると共に後処理として固液分離手段を配設する。すると、加熱により電気化学反応が活性化し、リン酸金属塩及び凝集性の水酸化金属が効果的に生成するので、リンが効果的に除去出来ると共に電力費を軽減出来る。
【００８７】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機性電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、過熱手段及び電源を有する電極対による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽に配設した鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池を形成すると共に後処理として固液分離手段を配設する。すると、リン酸金属塩及び水酸化金属の効果的な生成と活性汚泥等の相乗凝集効果により固液分離が効果的に達成出来る。従って、電力費を軽減出来ると共に前記固液分離工程に続く紫外線照射工程の紫外線照射が効果的になる。
【００８８】
又、紫外線ランプを照度センサで自動点滅させることにより、太陽光に含まれる紫外線を利用出来るので、省エネルギ−となると共に経済的である
【００８９】
又、被処理水に紫外線を単独して作用させる場合に比較して、紫外線と磁界を作用させる場合の方が光化学反応速度は、電磁波磁界効果により大きくなるので、磁界発生手段に要する費用を大きく上回る経済効果を達成出来る。
【００９０】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽に一次電池を構成することにより、廃水処理をする共に発電することが出来るが、前記一次電池と太陽電池を併設することにより充放電コントローラ、パワ−コンディショナ、自動電圧調整装置、送受電設備等の電気設備を共用できるので発電コストを低減出来る。
【００９１】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、過熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽に一次電池を構成することにより、廃水処理をする共に発電することが出来るが、前記一次電池と太陽電池を併設することによりパワ−コンディショナ、自動電圧調整装置、送受電設備等の電気設備を共用できるので発電コストを低減出来る。
【００９２】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽に一次電池を構成することにより、廃水処理をする共に発電することが出来るが、前記一次電池と太陽電池を併設することにより充放電コントローラ、パワ−コンディショナ、自動電圧調整装置、送受電設備等の電気設備を共用できるので発電コストを低減出来る。
【００９３】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、過熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽に一次電池を構成することにより、廃水処理をする共に発電することが出来るが、前記一次電池と太陽電池を併設することにより充放電コントローラ、パワ−コンディショナ、自動電圧調整装置、送受電設備等の電気設備を共用できるので発電コストを低減出来る。
【実施例】
【００９４】
実施例について図面を参照して説明する。図１に示した第一の発明に係る第一の実施例において、リン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する電解質廃水に鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を浸漬すると共に該鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を構成している反応槽５に散気装置６を配設して空気を供給すると共に攪拌している。又、電気化学反応速度を促進するために廃温水加熱の熱交換器７で加熱している。そして又、前記反応槽５に後置した沈澱槽８に処理水を移流して前記反応槽５で生成した水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属を沈澱分離して清澄水を排出している。尚、前記電解質廃水処理には、海水又は湖沼水処理も包含したものであって、勿論のことではあるが、以下に記載するリン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する電解質廃水処理にも適応する。
【００９５】
図２及び図３に示した第二の発明に係る第二の実施例において、リン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する電解質廃水に鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を浸漬すると共に該鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を構成している反応槽５に散気装置６を配設して空気を供給すると共に攪拌している。又、電気化学反応速度を促進するために前記鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２間で電気泳動する電荷流方向x及び攪拌流方向ｙに対してほぼ直角方向に磁力線方向zが交差するように永久磁石９を配設している(図２参照)。但し、図には示さないが曝気攪拌による旋回流は槽の断面位置により異なり、前記散気装置による気泡の上昇域では上昇流となり、水面付近域では水平流となり、散気装置６を設置した反対壁付近では下降流となり、底版付近では前記散気装置６方向へ向かう水平流となる。従って、磁界の磁力線方向は電極の置かれた位置における水流方向を見極めて電荷流方向xおよび攪拌流方向yに対してほぼ直角方向に磁力線方向zが交差するように前記永久磁石９を配設することが好ましい。該永久磁石９の代替として鉄心入りの電磁石とする事も出来る。
【００９６】
図４に示した第二の発明に係る第三の実施例において、鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を浸漬すると共に該鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を構成したリン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する有機性廃水を好気性生物処理する担体流動生物濾過槽１０の担体流動床1０aに複数の永久磁石９を固着したものである。
【００９７】
図５に示した第二の発明に係る第四の実施例において、鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を浸漬すると共に該鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を構成したリン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する有機性廃水を好気性生物処理する担体流動生物濾過槽１０へ前置して配設している嫌気性濾床槽１１から移流する移流管１２に電磁コイル１３を固着したものである。
【００９８】
図６に示した第三の発明に係る第五の実施例は、鉄製アノード１と銅製カソード２をリン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する低水温状態にある有機性廃水を好気性生物処理する担体流動生物濾過槽１０に浸漬すると共に前記鉄製アノード１と銅製カソード２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を構成している。そして、担体流動床１０aの浮遊縣濁性微粒子は生物濾過槽１０ｂで濾過分離除去されると共にリン酸第二鉄塩及び水酸化第二鉄のコロイドを含有する濾過分離水は次のスラリ循環型急速沈殿槽１４に自然流下で移流すると共に、必要に応じて一種類以上の凝集剤を注入して固液分離処理している。  そして又、凝集剤としては消石灰単独でも良く、あるいは無機凝集剤としては特に制限はなく硫酸アルミニュ−ム、塩化アルミニュ−ム、塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニュ−ム、ポリ硫酸第二鉄等の通常の廃水処理に用いられる無機凝集剤を用いることが出来る。又、アニオン系、ノニオン系あるいは両性高分子凝集剤を共用することも出来る。又、凝集及び固液分離手段としての固液分離装置については、シックナ、クリファイヤ、横流式、円形流式、沈降式、浮上式、膜分離式等いずれの処理形式に対して特に制限はない。
【００９９】
図７に示した第四の発明に係る第六の実施例において、リン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する電解質廃水に鉄製アノード１と銅製カソード２を浸漬すると共に該鉄製アノード１と銅製カソード２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を構成している反応槽５に散気装置６を配設して空気を供給すると共に攪拌している。又、電気化学反応速度を促進するために廃温水加熱の熱交換機７で加熱している。そして、リン酸第二鉄塩及び水酸化第二鉄の難溶性粒子を生成した縣濁液を次のスラリ循環型急速沈殿槽１４に自然流下で移流すると共に、必要に応じて一種類以上の凝集剤を注入して固液分離処理している。
【０１００】
図８に示した第五の発明に係る第七の実施例において、リン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する電解質廃水に鉄製アノード１と銅製カソード２を浸漬すると共に該鉄製アノード１と銅製カソード２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を構成している反応槽５に散気装置６を配設して空気を供給すると共に攪拌している。又、電気化学反応速度を促進するために前記反応層５の任意位置に複数の永久磁石９を固着して配設している。前記永久磁石９の配設位置は任意位置ではあるが、被処理水の主旋回流を阻害することが少なく、しかも主旋回流と一次電池電極間の荷電流と磁力線方向とがフレミングの左手の法則に従うように配設することが好ましい（以下の永久磁石又は電磁石の配設位置において同様）。そして、リン酸第二鉄塩及び水酸化第二鉄の難溶性粒子を生成した縣濁液を次のスラリ循環型急速沈殿槽１４に自然流下で移流すると共に、必要に応じて一種類以上の凝集剤を注入して固液分離処理している。
【０１０１】
図９に示した第六の発明に係る第八の実施例において、リン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する電解質廃水に鉄製アノード１と銅製カソード２を浸漬すると共に該鉄製アノード１と銅製カソード２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を構成している反応槽５に散気装置６を配設して空気を供給すると共に攪拌している。又、電気化学反応速度を促進するために前記反応層５に廃温水加熱の熱交換器７を配設して被処理水を加熱すると共に複数の永久磁石９を固着して配設している。そして、リン酸第二鉄塩及び水酸化第二鉄の難溶性粒子を生成した縣濁液を次のスラリ循環型急速沈殿槽１４に自然流下で移流して固液分離処理している。
【０１０２】
図１０に示した第七の発明に係る第九の実施例において、リン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する電解質廃水に鉄製アノード１と銅製カソード２を浸漬すると共に該鉄製アノード１と銅製カソード２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を構成している反応槽５に散気装置６を配設して空気を供給すると共に攪拌している。又、電気化学反応速度を促進するために前記反応層５に廃温水加熱の熱交換器７を配設して被処理水を加熱すると共に複数の永久磁石９を固着して配設している。そして、リン酸第二鉄塩及び水酸化第二鉄の難溶性粒子を生成した縣濁液を次のスラリ循環型急速沈殿槽１４に自然流下で移流すると共に、必要に応じて一種類以上の凝集剤を注入して固液分離処理している。
【０１０３】
図１１に示した第八の発明に係る第十の実施例において、リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物を少なくとも含有する有機性電解質廃水を生物処理する前段と後段処理プロセスにそれぞれ嫌気性濾床槽１１と担体流動生物濾過槽１０を配設している。そして、前記嫌気性濾床槽１１に配設した鉄製アノ−ド１と担体流動床１０aに配設した鉄製カソ−ド１５を電気導体３で電気的に接続して酸素濃淡電池１６を形成している。又、前記担体流動生物濾過槽１０に鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を形成している。又、前記嫌気性濾床槽１１と前記担体流動生物濾過槽１０に熱交換器７を配設して電気化学反応を促進している。すると、前記担体流動生物濾過槽１０においては、BOD性有機物を好気性微生物で好気性生物酸化処理して炭酸ガスと水に生物酸化分解すると共にアンモニュ−ム化合物を前記活性汚泥中の亜硝酸菌及び硝酸菌で亜硝酸及び硝酸に酸化分解する。そして、前記担体流動生物濾過槽１０に配設した前記一次電池４における前記鉄製アノ−ド１の酸化によって溶出した第一鉄イオンを経て生成した第二鉄イオンとリン酸イオンとの反応生成物であるリン酸第二鉄塩を生成すると共に前記銅製カソ−ド２における還元によって生成した水酸イオンと第一鉄イオンとの反応生成物を経て溶存酸素及び水との反応生成物である水酸化第二鉄を生成する。好気性微生物と水酸化第二鉄は凝集性があって、良好な沈降性フロックを形成すると共にリン酸第二鉄を付着して生物濾過床１０ｂで濾過すると共に間歇的に行う該生物濾過床１０ｂの逆洗で剥離する剥離汚泥を前記嫌気性濾床槽１１にポンプ１７を装備した返送水管１８で返送する。そして又、前記生物濾過床１０ｂで濾過処理した清澄水を、前記ポンプ１７を装備した前記返送水管１８で前記嫌気性濾床槽１１に返送すると、前記清澄水中の亜硝酸塩及び硝酸塩は脱窒菌により生物還元して窒素ガス化すると共に前記清澄水中の第二鉄イオン及び前記嫌気性濾床槽１１で生成した第二鉄イオンと反応して燐酸第二鉄塩を生成する。そして、前記嫌気性濾床槽１１で生成した第一鉄イオンは前記担体流動床１０aでリン酸イオン及び水酸イオンと反応してリン酸第二鉄塩、水酸化第一鉄及び水酸化第二鉄を生成する。尚、前記電解質廃水処理には、海水又は湖沼水処理も包含したものであって、勿論のことではあるが、以下に記載するリン酸イオン、リン化合物又は窒素化合物を少なくとも含有する電解質廃水処理にも適応する。
【０１０４】
図１２に示した第九の発明に係る第十一の実施例において、リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物を少なくとも含有する有機性電解質廃水を生物処理する前段と後段処理プロセスにそれぞれ嫌気性濾床槽１１と担体流動生物濾過槽１０を配設している。そして、前記嫌気性濾床槽１１に配設した鉄製アノ−ド１と担体流動床１０aに配設した鉄製カソ−ド１５を電気導体３で電気的に接続して酸素濃淡電池１６を形成している。又、前記担体流動生物濾過槽１０に鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を形成している。又、前記嫌気性濾床槽１１と前記担体流動生物濾過槽１０に電気化学反応を促進するために図１１における熱交換機７の代替として永久磁石９を配設している。
【０１０５】
図１３に示した第十の発明に係る第十二の実施例において、リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物を少なくとも含有する有機性電解質廃水を生物処理する前段と後段処理プロセスにそれぞれ嫌気性濾床槽１１と担体流動生物濾過槽１０を配設している。そして、前記嫌気性濾床槽１１に配設した鉄製アノ−ド１と担体流動床１０aに配設した鉄製カソ−ド１５を電気導体３で電気的に接続して酸素濃淡電池１６を形成している。又、前記担体流動生物濾過槽１０に鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を形成している。又、前記嫌気性濾床槽１１と前記担体流動生物濾過槽１０に熱交換器７及び永久磁石９を配設して電気化学反応を促進している。
【０１０６】
図１４、と図１５に示した第十一の発明に係る第十三の実施例において、リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物を少なくとも含有する有機性電解質廃水を生物処理する前段と後段処理プロセスにそれぞれ嫌気性濾床槽１１と担体流動生物濾過槽１０を配設する。そして、前記担体流動生物濾過槽１０の担体流動床１０aに装備した鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を形成している。さらに電気化学反応速度を促進するために前記反応槽５に廃温水加熱の熱交換器７を配設して被処理水を加熱している。すると前記担体流動生物濾過槽１０においては、BOD性有機物を好気性微生物で好気性生物酸化処理して炭酸ガスと水に生物酸化分解する。そして、前記担体流動生物濾過槽１０の担体流動床１０aに配設した前記一次電池４における前記鉄製アノード１の酸化によって溶出した第一鉄イオンを経て生成した第二鉄イオンとリン酸イオンとの反応生成物であるリン酸第二鉄塩と、前記銅製カソ−ド２における還元によって生成した水酸イオンと第一鉄イオンとの反応生成物を経て溶存酸素及び水との反応生成物である水酸化第二鉄を生成する。好気性微生物と水酸化第二鉄は凝集性があって、良好な沈降性フロックを形成するのでリン酸第二鉄を付着共沈して生物濾過床１０ｂで濾過除去される。そしてさらに、前記担体流動生物濾過槽１０の前記生物濾過床１０ｂで固形物を濾過分離した処理水を処理水槽１９に浸漬して配設した膜分離装置２０で濾過した清澄処理水を、送水管２１に装備したポンプ２２で吸引して次処理プロセスの反応塔２３に送水している。該反応塔２３は、254nm波長の紫外線ランプ２４及び溶存酸素供給の散気装置６を配設している処理塔２５に、被処理水を循環する循環ライン２６を連通連結すると共に、該循環ライン２６には、循環ポンプ２７及び185nm波長の紫外線ランプ２８を装備した処理塔２９を配設した構成としている。
【０１０７】
図１６に示した第十二の発明に係る第十四の実施例において、リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物を少なくとも含有する有機性電解質廃水を生物処理する前段と後段処理プロセスにそれぞれ嫌気性濾床槽１１と担体流動生物濾過槽１０を配設する。そして、前記担体流動生物濾過槽１０の担体流動床１０aに装備した鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を形成している。さらに電気化学反応速度を促進するために前記担体流動生物濾過槽１０に廃温水加熱の熱交換器７を配設して被処理水を加熱すると共に複数の永久磁石９を固着して配設している。
【０１０８】
図示しない第十二の発明に係る第十五の実施例において、図１５における254nm波長の紫外線ランプ２４及び185nm波長の紫外線ランプ２８を配設すると共に、太陽光が利用出来る時には前記254nm波長の紫外線ランプ２４及び185nm波長の紫外線ランプ２８の代替として、太陽光を照射出来るようにすると共に前記254nm波長の紫外線ランプ２４及び185nm波長の紫外線ランプ２８を自動点滅器３０で点滅操作している。
【０１０９】
図１７に示した第十三の発明に係わる第十六の実施例において、図１に示した一次電池４の代替として、電解質廃水に鉄製アノード１と鉄製カソード１５の電極対３１を浸漬し、そして、該電極対３１に電線３２で直流電源３３を接続して構成した電気分解装置３４を配設した電解質廃水処理装置としている。
【０１１０】
図１８に示した第十三の発明に係わる第十七の実施例において、図１４に示した一次電池４の代替として、電解質廃水に鉄製アノード１と鉄製カソード１５の電極対３１を浸漬し、そして、該電極対３１に電線３２で直流電源３３を接続して構成した電気分解装置３４を配設した電解質廃水処理装置としている。
【０１１１】
図１９に示した第十四の発明に係わる第十八の実施例において、図１６に示した一次電池４の代替として、電解質廃水に鉄製アノード１と鉄製カソード１５の電極対３１を浸漬し、そして、該電極対３１に電線３２で直流電源３３を接続して構成した電気分解装置３４を配設した電解質廃水処理装置としている。
【０１１２】
図２０に示した第十五又は第十六の発明に係わる第十九の実施例においては、図１４、図１６に示した担体流動生物濾過槽１０の後処理装置として配設している図１５に示した反応塔２３の代替として、反応塔３５を配設していて、該反応塔３５は、254nm波長の紫外線ランプ２４、電磁コイル３６A及び溶存酸素供給の散気装置６を配設している処理塔２５に、被処理水を循環する循環ライン２６を連通連結すると共に、該循環ライン２６には185nm波長の紫外線ランプ２８、電磁コイル３６B及び循環ポンプ２７を装備した処理塔２９を配設した構成としている。
【０１１３】
図２１及び図２２に示した第十九の発明に係わる第二十の実施例において、リン酸イオン又はリン化合物を含有する有機性電解質廃水を生物処理する曝気槽３７を、イオン流通阻害機能を有する仕切壁３８A及び仕切壁３８Bで６区画数に区画して単位曝気槽３７−１、３７−２、３７−３及び３７−４、３７−５、３７−６としている。そして、該６区画数の単位曝気槽３７−１、３７−２、３７−３、３７−４、３７−５及び３７−６の各槽には３個の一次電池を並列接続して構成した６個の一次電池モジュール３９−１、３９−２、３９−３、３９−４、３９−５及び３９−６を配設している。そして、３個ずつの前記一次電池モジュール３９−１、３９−２、３９−３及び３９−４、３９−５、３９−６をそれぞれ電気導体３で直列接続して一次電池ストリングス４０−１及び４０−２を構成している。そして又、該一次電池ストリングス４０−１及び４０−２の出力側及び太陽電池ストリングス４１の出力側を接続箱４２に接続統合する共に該接続箱４２の出力側を充放電コントローラ４３、パワーコンディショナ４４、分電盤４５及び商用電源に順次、電線４６A、４６Bで接続して受電設備４７を構成している。本実施例には図示してないが、複数の前記一次電池モジュール３９−１、３９−２、３９−３、３９−４、３９−５及び３９−６の内で、決められた基準起電力に達しない、該一次電池モジュール３９−１、３９−２、３９−３、３９−４、３９−５及び３９−６の何れかの出力側に、図示していない自動昇圧装置を接続することも出来る。
【０１１４】
図２３に示した第二十の発明に係わる第二十一の実施例において、段落０１１３における図２２記載の６区画数の単位曝気槽３７−１、３７−２、３７−３、３７−４、３７−５及び３７−６には３個の一次電池を並列接続して構成した一次電池モジュール３９−１、３９−２、３９−３、３９−４、３９−５及び３９−６を配設している。そして、３個ずつの前記一次電池モジュール３９−１、３９−２、３９−３及び３９−４、３９−５、３９−６をそれぞれ電気導体３で直列接続して一次電池ストリングス４０−１及び４０−２を構成すると共に電気化学反応速度を促進するために廃温水加熱の熱交換器７で被処理水を加熱している。そして又、該一次電池ストリングス４０−１及び４０−２の出力側及び太陽電池ストリングス４１の出力側を、段落０１１３と同様に、受電設備４７に接続している。
【０１１５】
図２４に示した第二十一の発明に係わる第二十二の実施例において、段落０１１３における図２２記載の６区画数の単位曝気槽３７−１、３７−２、３７−３、３７−４、３７−５及び３７−６には３個の一次電池を並列接続して構成した一次電池モジュール３９−１、３９−２、３９−３、３９−４、３９−５及び３９−６を配設している。そして、３個ずつの前記一次電池モジュール３９−１、３９−２、３９−３及び３９−４、３９−５、３９−６をそれぞれ電気導体３で直列接続して一次電池ストリングス４０−１及び４０−２を構成している。又、電気化学反応速度を促進するために永久磁石９を被処理水に浸漬している。そして又、該一次電池ストリングス４０−１及び４０−２の出力側及び太陽電池ストリングス４１の出力側を、段落０１１３と同様に、受電設備４７に接続している。
【０１１６】
図２５に示した第二十二の発明に係わる第二十三の実施例において、段落０１１３における図２２記載の６区画数の単位曝気槽３７−１、３７−２、３７−３、３７−４、３７−５及び３７−６には３個の一次電池を並列接続して構成した一次電池モジュール３９−１、３９−２、３９−３、３９−４、３９−５及び３９−６を配設している。そして、３個ずつの前記一次電池モジュール３９−１、３９−２、３９−３及び３９−４、３９−５、３９−６をそれぞれ電気導体３で直列接続して一次電池ストリングス４０−１及び４０−２を構成している。又、電気化学反応速度を促進するために廃温水加熱の熱交換器７で被処理水を加熱すると共に被処理水に永久磁石９を浸漬している。そして又、該一次電池ストリングス４０−１及び４０−２の出力側及び太陽電池ストリングス４１の出力側を段落０１１３と同様に、受電設備４７に接続している。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】第一の実施例を示す廃水処理装置の縦断面図である。
【図２】第二の実施例を示す廃水処理装置の斜視図である。
【図３】図２に示す電極部の拡大説明図である。
【図４】第三の実施例を示す廃水処理装置の縦断面図である。
【図５】第四の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図６】第五の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図７】第六の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図８】第七の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図９】第八の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図１０】第九の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図１１】第十の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図１２】第十一の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図１３】第十二の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図１４】第十三の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図１５】図１４に示す反応塔２３の詳細縦断図である。
【図１６】第十四の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図１７】第十六の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図１８】第十七の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図１９】第十八の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図２０】第十九の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図２１】第二十の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図２２】第二十の実施例を示す廃水処理装置の平面図である。
【図２３】第二十一の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図２４】第二十二の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【図２５】第二十三の実施例を示す廃水処理装置の縦断図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  鉄製アノ−ド
２  銅製カソ−ド
３  電気導体
４  一次電池
５  反応槽
６  散気装置
７  熱交換器
８  沈殿槽
９  永久磁石
１０  担体流動生物濾過槽
１０a  担体流動床
１０b  生物濾過床
１１  嫌気性濾床槽
１２  移流管
１３、３６A、３６B  電磁コイル
１４  スラリ循環型急速沈殿槽
１５  鉄製カソ−ド
１６  酸素濃淡電池
１７，２２  ポンプ
１８  返送水管
１９  処理水槽
２０  膜分離装置
２１  送水管
２３、３５  反応塔
２４、２８、  紫外線ランプ
２５、２９  処理塔
２６  循環ライン
２７  循環ポンプ
３０  自動点滅器
３１  電極対
３２、４６A、４６B  電線
３３  直流電源
３４  電気分解装置
３７  曝気槽
３７−１、３７−２、３７−３、３７−４、３７−５、３７−６  単位曝気槽
３８A,３８B  仕切壁
３９−１、３９−２、３９−３、３９−４、３９−５、３９−６  一次電池モジュ−ル
４０−１、４０−２  一次電池ストリングス
４１  太陽電池ストリングス
４２  接続箱
４３  充放電コントローラ
４４  パワ−コンディショナ
４５  分電盤
４７  受電設備
【図１】
2007021427.tif 000015
【図２】
2007021427.tif 000016
【図３】
2007021427.tif 000017
【図４】
2007021427.tif 000018
【図５】
2007021427.tif 000019
【図６】
2007021427.tif 000020
【図７】
2007021427.tif 000021
【図８】
2007021427.tif 000022
【図９】
2007021427.tif 000023
【図１０】
2007021427.tif 000024
【図１１】
2007021427.tif 000025
【図１２】
2007021427.tif 000026
【図１３】
2007021427.tif 000027
【図１４】
2007021427.tif 000028
【図１５】
2007021427.tif 000029
【図１６】
2007021427.tif 000030
【図１７】
2007021427.tif 000031
【図１８】
2007021427.tif 000032
【図１９】
2007021427.tif 000033
【図２０】
2007021427.tif 000034
【図２１】
2007021427.tif 000035
【図２２】
2007021427.tif 000036
【図２３】
2007021427.tif 000037
【図２４】
2007021427.tif 000038
【図２５】
2007021427.tif 000039
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月27日(2005.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を固液分離する固液分離手段を有することを特徴とする電解質廃水処理装置。
【請求項２】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を固液分離する固液分離手段を有することを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項３】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を凝集剤注入による凝集手段でフロックとなし、固液分離する固液分離手段を有することを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項４】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を、凝集剤注入による凝集手段でフロックとなし、固液分離する固液分離手段を配設することを特徴とする請求項１又は３記載の電解質廃水処理装置。
【請求項５】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を、凝集剤注入による凝集手段でフロックとなし、固液分離する固液分離手段を配設することを特徴とする請求項２又は３記載の電解質廃水処理装置。
【請求項６】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を固液分離する固液分離手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の電解質廃水処理装置。
【請求項７】
リン酸イオン又はリン化合物含有の電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び水酸化金属粒子を凝集剤注入による凝集手段でフロックとなし、固液分離する固液分離手段を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の電解質廃水処理装置。
【請求項８】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の前処理として嫌気性生物処理槽を配設すると共に後処理として固液分離手段を配設したことを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項９】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の前処理として嫌気性生物処理槽を配設すると共に後処理として固液分離手段を配設したことを特徴とする請求項２記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１０】
リン酸イオン、リン化合物及び窒素化合物含有の有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の前処理として嫌気性生物処理槽を配設すると共に後処理として固液分離手段を配設したことを特徴とする請求項１、２、８又は９記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１１】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１又は８記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１２】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１、２、８又は９記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１３】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び電源を有する電極対による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１４】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び電源を有する電極対による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１５】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段、磁界発生手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段及び磁界発生手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１又は８記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１６】
電解質である有機質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び異種金属一次電池による電気化学反応手段を備えた好気性生物処理槽の後処理として固液分離手段を配設すると共に、該固液分離手段の後処理として254nm波長の紫外線照射手段、磁界発生手段及び酸素供給手段を有する反応塔に連通連接した185nm波長の紫外線照射手段及び磁界発生手段を有する循環ラインを配設して被処理水を前記反応塔と循環ライン間を循環するようにしたことを特徴とする請求項１、２、８又は９記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１７】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段及び複数の異種金属一次電池モジュールで構成する電気化学反応による発電手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び金属水酸化物粒子を固液分離する固液分離手段を配設すると共に、必要に応じて電圧自動昇圧手段を付加接続した前記一次電池モジュールと太陽電池モジュールを配線統合手段で接続して構成した電池アレイとパワーコンディショナーを配設していて、又必要に応じて蓄電手段を配設することを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１８】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段及び複数の異種金属一次電池モジュールで構成する電気化学反応による発電手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩及び金属水酸化物粒子を固液分離する固液分離手段を配設すると共に、必要に応じて電圧自動昇圧手段を付加接続した前記一次電池モジュールと太陽電池モジュールを配線統合手段で接続して構成した電池アレイとパワーコンディショナーを配設していて、又必要に応じて蓄電手段を配設することを特徴とする請求項１記載の電解質廃水処理装置。
【請求項１９】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、磁界発生手段及び複数の異種金属一次電池モジュールで構成する電気化学反応による発電手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩および金属水酸化物粒子を固液分離する固液分離手段を配設すると共に、必要に応じて電圧自動昇圧手段を付加接続した前記一次電池モジュールと太陽電池モジュールを配線統合手段で接続して構成した電池アレイとパワーコンディショナーを配設していて、さらに必要に応じて蓄電手段を配設することを特徴とする請求項１又は２記載の電解質廃水処理装置。
【請求項２０】
電解質廃水処理において、酸素供給手段、攪拌手段、加熱手段、磁界発生手段及び複数の異種金属一次電池モジュールで構成する電気化学反応による発電手段を備えた反応槽と、該反応槽で生成する水に難溶性のリン酸金属塩および金属水酸化物粒子を固液分離する固液分離手段を配設すると共に、必要に応じて電圧自動昇圧手段を付加接続した前記一次電池モジュールと太陽電池モジュールを配線統合手段で接続して構成した電池アレイとパワーコンディショナーを配設していて、さらに必要に応じて蓄電手段を配設することを特徴とする請求項１、２、１５又は１６記載の電解質廃水処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
図２及び図３に示した第二の発明に係る第二の実施例において、リン酸イオン又はリン化合物を少なくとも含有する電解質廃水に鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を浸漬すると共に該鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２を電気導体３で電気的に接続して一次電池４を構成している反応槽５に散気装置６を配設して空気を供給すると共に攪拌している。図には示していないが、前記反応槽５の後処理工程として沈澱槽８を配設している。又、電気化学反応速度を促進するために前記鉄製アノ−ド１と銅製カソ−ド２間で電気泳動する電荷流方向x及び攪拌流方向ｙに対してほぼ直角方向に磁力線方向zが交差するように永久磁石９を配設している(図２参照)。但し、図には示さないが曝気攪拌による旋回流は槽の断面位置により異なり、前記散気装置による気泡の上昇域では上昇流となり、水面付近域では水平流となり、散気装置６を設置した反対壁付近では下降流となり、底版付近では前記散気装置６方向へ向かう水平流となる。従って、磁界の磁力線方向は電極の置かれた位置における水流方向を見極めて電荷流方向xおよび攪拌流方向yに対してほぼ直角方向に磁力線方向zが交差するように前記永久磁石９を配設することが好ましい。該永久磁石９の代替として鉄心入りの電磁石とする事も出来る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
図１７に示した第十六の実施例において、図１に示した一次電池４の代替として、電解質廃水に鉄製アノード１と鉄製カソード１５の電極対３１を浸漬し、そして、該電極対３１に電線３２で直流電源３３を接続して構成した電気分解装置３４を配設していて、又、沈澱槽８に浸漬して配設した膜分離装置２０で濾過した清澄処理水を、送水管２１に装備したポンプ２２で吸引して次処理プロセスの反応塔２３に送水している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2007021427.tif 000040
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2007021427.tif 000041
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2007021427.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月28日(2005.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
リンを含有する電解質廃水を、電源を設けている電気分解によった電気化学反応手段で処理する方法が開示されていた（例えば,特許文献１。）。
又、電源を設けた電気分解において、電解液を加熱処理する方法が開示されていた（例えば,特許文献２。）。
又、電源を設けた電気分解において、電解液に磁力線を作用させて、電気分解効率を高める方法が開示されていた（例えば,特許文献３。）。
又、廃水に脱リン用凝集剤を添加して処理する方法が開示されていた（例えば,特許文献４。）。
又、単に異種金属一次電池により廃水を処理する知見が開示されていた（例えば,特許文献５。）。
又、紫外線ランプとオゾン発生器を配設した処理方法の知見が開示されていた（例えば,特許文献６。）。
又、太陽光発電システムに関する知見も開示されていた（例えば,特許文献７。）。
そして又、異種金属一次電池に酸素供給手段としての曝気処理と一次電池発電システムを付加する知見が開示されていた（例えば,特許文献８。）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５２６６８
【特許文献２】特開H１０−３２３６７２
【特許文献３】特開２００３−１１２０４２
【特許文献４】特開H５−１８５０９１
【特許文献５】特開H１０−００５７６５
【特許文献６】特開２００２−２１０４７９
【特許文献７】特開２００２−２８９８９３
【特許文献８】特開２００４−６６２２３