(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を嫌気槽に返送する返送路とを備え、前記返送路から返送される汚水を生活雑排水と仕切る仕切部を嫌気槽内に設け、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を仕切部内に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を嫌気槽に返送する返送路とを備え、前記返送路から返送される汚水を生活雑排水と仕切る仕切部を嫌気槽内に設け、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を仕切部内で且つ返送路の排出口直下から外れた位置に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項３】
嫌気槽内に生活雑排水を沈殿分離する嫌気濾床を設け、仕切部に嫌気濾床に連通する連通部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の汚水処理装置。
【請求項４】
前記仕切部内にフロートを収納し、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を設けたことを特徴とする請求項２記載の汚水処理装置。
【請求項５】
生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を嫌気槽に返送する返送路とを備え、好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽に浸漬する返送路内に、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項６】
生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を嫌気槽に返送する返送路とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を、嫌気槽に浸漬する返送路内に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項７】
生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を嫌気槽に返送する返送路とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を、返送路の途中に設けた汚水貯留部に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項８】
前記返送管内にフロートを収納し、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を設けたことを特徴とする請求項５乃至請求項７記載の汚水処理装置。
【請求項９】
生活雑排水が流入する第１嫌気槽と、該第１嫌気槽で処理された汚水が流入する第２嫌気槽と、該第２嫌気槽内に設けられ第２嫌気槽で処理された汚水が流入する移流管と、該移流管内の汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を第１嫌気槽に返送する返送路とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を移流管内に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項１０】
前記移流管内にフロートを収納し、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を設けたことを特徴とする請求項９記載の汚水処理装置。
【請求項１１】
生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽内に配設され空気吹出口を有する散気管と、該散気管に連通し好気槽内に空気を供給する送風装置とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を前記好気槽内で且つ散気管の上方位置に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項１２】
生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽内に配設され空気吹出口を有する散気管と、該散気管に連通し好気槽内に空気を供給する送風装置とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を前記好気槽内に配設すると共に、電極にフロートを装着し、電極下方に送風装置に連通する第２の散気管を配設したことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項１３】
前記好気槽内に嫌気槽から流入する汚水を好気槽下部に移流する移流管を設け、フロートを装着した電極を移流管内に配設し、移流管下部開口を散気管の上方位置に配設すると共に、移流管内にフロートを収納し、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を設けたことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の汚水処理装置。
【請求項１４】
生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を前記沈殿分離槽内に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする汚水処理装置。
【請求項１５】
生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を前記沈殿分離槽内に配設すると共に、電極にフロートを装着し、電極から溶出するイオンを含む汚水を嫌気槽に返送する返送手段を設けたことを特徴とする汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水を浄化する汚水処理装置に関し、特に汚水からリンを除去する汚水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種、汚水処理装置として、例えば特開平７−１０８２９６号公報（Ｃ０２Ｆ  ３／３０）に記載されているものが知られている。
【０００３】
この公報には、鉄イオンを溶出する鉄溶解装置を汚水処理装置の種々の位置に配設し鉄溶解装置から溶出する鉄イオンと汚水中のオルトリン酸を反応させて水不溶性のリン化合物として凝集、沈殿させて汚水中からリンを除去する構成が開示されている。
【０００４】
しかしながら、鉄溶解装置を配設する汚水処理装置内の汚水水位は使用状態により変動ため、例えば、風呂水等の大量の水が一時的に汚水処理装置内に流入する場合には汚水水位が上昇して電極の端子が汚水に浸かり、端子部が腐食等により断線して鉄イオンが溶出しなくなり、リン除去を行うことができなくなる虞がある。
【０００５】
この問題を解決するため、汚水水位の上昇を推定して電極を予め高い位置に配設する方法も考えられるが、この構成にした場合、電極の垂直方向の寸法を大きくする必要があり、電極が大型化してコストがアップすると共に、電極の重量が増加して電極交換時の作業性が低下する欠点がある。
【０００６】
さらに、通常汚水水位より上方の電極は、一日の大半が汚水から露出し、汚水から発生するガス等により電極表面だけでなく電極内部まで劣化するため電気抵抗が大きくなり、電極に電圧を印加した際の電極に供給される電流が減少することにより電極から溶出する鉄イオン量が減少してリン除去効率が低下する欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、汚水水位の変動に関係なく、安定したリン除去が行える汚水処置装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【解決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、生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を嫌気槽に返送する返送路とを備え、前記返送路から返送される汚水を生活雑排水と仕切る仕切部を嫌気槽内に設け、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を仕切部内に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するための第２の手段は、生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を嫌気槽に返送する返送路とを備え、前記返送路から返送される汚水を生活雑排水と仕切る仕切部を嫌気槽内に設け、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を仕切部内で且つ返送路の排出口直下から外れた位置に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するための第１の手段または第２の手段において、嫌気槽内に生活雑排水を沈殿分離する嫌気濾床を設け、仕切部に嫌気濾床に連通する連通部を設けることが好ましい。
【００１２】
上記課題を解決するための第２の手段において、前記仕切部内にフロートを収納し、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を設けることが好ましい。
【００１３】
上記課題を解決するための第３の手段は、生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を嫌気槽に返送する返送路とを備え、好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽に浸漬する返送路内に、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するための第４の手段は、生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を嫌気槽に返送する返送路とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を、嫌気槽に浸漬する返送路内に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための第５の手段は、生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を嫌気槽に返送する返送路とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を、返送路の途中に設けた汚水貯留部に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための第３の手段乃至第５の手段において、前記返送管内にフロートを収納し、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を設けることが好ましい。
【００１７】
上記課題を解決するための第６の手段は、生活雑排水が流入する第１嫌気槽と、該第１嫌気槽で処理された汚水が流入する第２嫌気槽と、該第２嫌気槽内に設けられ第２嫌気槽で処理された汚水が流入する移流管と、該移流管内の汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽または処理水槽と、前記好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を第１嫌気槽に返送する返送路とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を移流管内に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するための第６の手段において、前記移流管内にフロートを収納し、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を設けることが好ましい。
【００１９】
上記課題を解決するための第７の手段は、生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽内に配設され空気吹出口を有する散気管と、該散気管に連通し好気槽内に空気を供給する送風装置とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を前記好気槽内で且つ散気管の上方位置に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決するための第８の手段は、生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽内に配設され空気吹出口を有する散気管と、該散気管に連通し好気槽内に空気を供給する送風装置とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を前記好気槽内に配設すると共に、電極にフロートを装着し、電極下方に送風装置に連通する第２の散気管を配設したことを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決するための第７の手段または第８の手段において、前記好気槽内に嫌気槽から流入する汚水を好気槽下部に移流する移流管を設け、フロートを装着した電極を移流管内に配設し、移流管下部開口を散気管の上方位置に配設すると共に、移流管内にフロートを収納し、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を設けることが好ましい。
【００２２】
上記課題を解決するための第９の手段は、生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を前記沈殿分離槽内に配設すると共に、電極にフロートを装着したことを特徴とする。
【００２３】
上記課題を解決するための第１０の手段は、生活雑排水が流入する嫌気槽と、該嫌気槽で処理された汚水が流入する好気槽と、該好気槽で処理された汚水が流入する沈殿分離槽とを備え、通電により鉄イオンまたはアルミニウムイオンを溶出する鉄材またはアルミニウムからなる電極を前記沈殿分離槽内に配設すると共に、電極にフロートを装着し、電極から溶出するイオンを含む汚水を嫌気槽に返送する返送手段を設けたことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施の形態を図１乃至図４に示す汚水処理装置に基づいて以下に詳述する。
【００２６】
１は地中に埋設された処理槽である。前記処理槽１内部は第１仕切壁２，第２仕切壁３及び第３仕切壁４により、後述する第１嫌気槽５，第２嫌気槽24、生物膜濾過槽32、処理水槽42及び消毒槽43に区画されている。
【００２７】
５は生活雑排水等の汚水が流入する流入口６を有する第１嫌気槽、７は前記第１嫌気槽５内に配設され流入口６から流入する汚水が通過する第１嫌気濾床で、流入口６から流入する汚水中に混入している難分解性の夾雑物を沈殿分離し、第１嫌気濾床７に付着した嫌気性微生物により有機物を嫌気分解すると共に、有機性の窒素をアンモニア性窒素に変化させる。
【００２８】
８は前記第１嫌気濾床７に形成された切欠部に垂直方向に配設された第１移流管で、後述する返送管46から返送される汚水が流入する流入部及び後述するフロート９を収納する収納部を有する上部開口を設けると共に、第１嫌気濾床７より下方の第１嫌気槽５底部に下部開口を設けている。
【００２９】
流入口６から流入する生活雑排水は第１嫌気濾床７を通過することによりトイレットペーパー等の夾雑物が除去されて第１移流管８の下部開口から第１移流管８内に流入するため、第１移流管８内に配設された後述する電極12表面に、生活雑排水中に含まれている夾雑物が付着することによる鉄イオン溶出効率の低下を防止している。前記第１移流管８により流入口６から流入する生活雑排水と返送管46から返送される汚水とを仕切る仕切部を構成している。
【００３０】
９は前記第１移流管８の収納部の形状に略一致する形状に形成され、第１移流管８内に配設される発泡スチロール、樹脂等からなるフロート、10は該フロート９に形成された矩形状の孔である。11は前記フロート９に形成された孔10に係合する電極体である。該電極体11とフロート９との装着方法は係合に限定されるものではなくボルト、ナットによる固定、爪嵌合による固定等の方法を用いてもよい。
【００３１】
前記電極体11は、鉄材からなる一対の電極12、該電極12を所定間隔に保持すると共に、取手13を有する取手部14、前記電極12に形成された端子15とコネクタ16とを接続する給電線17から構成されている。
【００３２】
前記コネクタ16を直流定電流を供給する電源装置18に接続することにより、電極12間に直流定電流が供給され、電極12から鉄イオンが溶出する。前記電極体11及び電源装置18により鉄イオンを溶出する溶出装置を構成している。前記電極体11にフロート９を装着する構成としているため、風呂水等の大量の水が一時的に流入する場合や、長期の旅行等により長期間使用しない場合等の第１嫌気槽５内の汚水水位の変動に関係なく安定した鉄イオンを第１嫌気槽５に供給することができるようになっている。
【００３３】
19は前記電極12下部に配設され、多数の空気吹出口を形成した第１散気管で、第１供給管20を介して第１ブロアー21に接続されている。前記第１ブロアー21から供給される空気を空気吹出口から放出することにより電極12を洗浄し汚泥の付着を防止すると共に、電極12から溶出する２価の鉄イオンをオルトリン酸と反応する３価の鉄イオンに酸化する。
【００３４】
22は前記第１嫌気槽５内に配設された第２移流管で、前記第１嫌気濾床５により嫌気分解された汚水及び電極12から供給された鉄イオンを、第１仕切壁２上部を貫通する第１給水口23を介して後述する第２嫌気槽24に供給する。
【００３５】
24は前記第１仕切壁２により第１嫌気槽５と区画された第２嫌気槽、25は前記第２嫌気槽24内に配設された第２嫌気濾床で、該第２嫌気濾床25によって浮遊物質を捕捉し嫌気性微生物により有機物を嫌気分解すると共に、有機性の窒素をアンモニア性窒素に変化させる。
【００３６】
26は前記第２嫌気槽24内に配設された第３移流管で、前記第２嫌気濾床25により嫌気分解された汚水が第３移流管26に流入する。
【００３７】
27は前記第２嫌気槽24内に配設された定量圧送室、28は逆止弁29を有する取水管で、一端が前記定量圧送室29内に連通すると共に、他端が第３移流管26内に臨んでいる。30は前記定量圧送室29に連通し、定量圧送室29内に空気を供給する第２ブロアー、31は前記定量圧送室27と後述する第４移流管34を連通し、第３移流管26内の汚水を定量圧送室27を介して第４移流管34に供給する移送管である。前記定量圧送室27内に第２ブロアー30から空気を供給することにより、取水管28から定量圧送室27内に流入した汚水を圧送して移送管31を介して第４移流管34内に供給するようになっている。
【００３８】
32は前記第２仕切壁３により第２嫌気槽24と区画された生物膜濾過槽、33は前記生物膜濾過槽32内に配設され好気性微生物の培養を促進する生物膜濾材、34は前記生物膜濾過槽32内に設けられ生物膜濾過材33と区画すると共に、移送管31から供給される汚水が流入する第４移流管で、後述する第２散気管35より上方に設けられた下部開口から流出した汚水が生物膜濾材33を通過するようになっている。
【００３９】
35は前記生物膜濾過槽32底部に配設された第２散気管で、多数の空気吹出口を形成すると共に、第３ブロアー36に第２供給管37を介して接続され、第３ブロアー36から供給される空気を空気吹出口から放出して生物膜濾過槽33内を好気状態に維持し、汚水を好気性微生物により好気分解すると共に、硝酸菌や亜硝酸菌の働きによりアンモニア性窒素を硝酸性や亜硝酸性の窒素に変化させる。
【００４０】
38は前記第１嫌気槽５上部と生物膜濾過槽32下部を連通し、生物膜濾過槽32底部に堆積した堆積物を第１嫌気槽５に返送する汚泥返送管、39は前記汚泥返送管38に接続され生物膜濾過槽32内の汚水を汚泥返送管38内に供給する第１ポンプである。
【００４１】
40は前記生物膜濾材33より上方の生物膜濾過槽32と後述する処理水槽42底部とを連通する第５移流管、41は前記第５移流管40に接続され生物膜濾過槽32内の汚水を第５移流管40を介して処理水槽42に供給する第２ポンプである。
【００４２】
42は前記生物膜濾過槽32と第３仕切壁４を介して区画された処理水槽で、生物膜濾過槽32で好気分解され第５移流管40を介して流入する汚水を汚泥と上澄み液に分離する。
【００４３】
43は前記処理水槽42上部に設けられた消毒槽で、処理水槽42で分離された上澄み液が流入するようになっている。44は前記消毒槽43内に設けられた殺菌装置で、該殺菌装置44内に備えた塩素系等の薬品により消毒槽43に流入した汚水を消毒する。45は前記消毒槽43に連通する排水口で、消毒槽43において消毒された処理水を処理槽１外に排水するようになっている。
【００４４】
46は前記処理水槽42と第１移流管８の流入部とを連通する返送管、47は前記処理水槽42の返送管46内に配設された第３散気管で、多数の空気吹出口を形成すると共に、第４ブロアー48に接続され、第４ブロアー48から供給される空気を空気吹出口から放出することにより、処理水槽42内の汚水を返送管46内に吸い込み第１嫌気槽５に移送するようになっている。前記第１移流管８及び返送管46により処理水槽42内の汚水を第１嫌気槽５に返送する返送路を構成している。
【００４５】
前記第１ブロアー21、第２ブロアー30、第３ブロアー36、第４ブロアー48及び電源装置18等は図示しない制御部により制御されている。
【００４６】
49は前記第１嫌気槽５及び第２嫌気槽24に対向する位置に設けられた第１点検用開口、50は前記第１点検用開口49を開閉自在に閉塞する第１蓋体で、第１嫌気槽５及び第２嫌気槽24底部に堆積した汚泥を吸引排除する際や、電極体11をメンテナンスする際等に開閉するようになっている。
【００４７】
51は前記生物膜濾過槽32に対向する位置に設けられた第２点検用開口、52は前記第２点検用開口51を開閉自在に閉塞する第２蓋体である。53は前記殺菌装置44に対向する位置に設けられた第３点検用開口、54は前記第３点検用開口53を開閉自在に閉塞する第３蓋体で、殺菌装置44への塩素系の薬品補給時等に開閉するようになっている。
【００４８】
而して、家庭から排出された汚水は、流入口６から第１嫌気槽５に流入し、第１嫌気槽５内に配設された第１嫌気濾床７によって汚水中のトイレットペーパー等の比較的粗大な固形物や夾雑物が除去され、後に流入する各処理槽での処理を円滑に行うための予備的処理がなされると共に、除去した固形物、夾雑物や第１嫌気濾床７を通過する汚水が嫌気性微生物の働きにより嫌気分解され、ＢＯＤが低減化されると共に、汚水の分解により発生した汚泥が第１嫌気槽５底部に堆積する。また、嫌気性微生物の働きにより有機性の窒素はアンモニア性窒素に変化する。
【００４９】
第１嫌気槽５に新たな汚水が流入することにより嫌気分解した汚水は第２移流管22から第２嫌気槽24に流入する。第２嫌気槽24に流入した汚水は、第２嫌気濾床25に生息する嫌気性微生物の働きにより嫌気分解され、ＢＯＤが低減化されて第３移流管26内に流入すると共に、汚水の分解により発生した汚泥が第２嫌気槽24底部に堆積する。また、嫌気性微生物の働きにより有機性の窒素はアンモニア性窒素に変化する。
【００５０】
第３移流管26内の汚水は取水管28から定量圧送室27に流入する。第２ブロアー30から定量圧送室27内に空気を供給すると、取水管28は逆止弁29により閉塞され、定量圧送室27内の汚水が空気圧により圧送され、移送管31を介して第４移流管34に供給される。
【００５１】
第２ブロアー30の作動から所定時間経過し、制御部が第２ブロアー30を停止させると、定量圧送室27内の圧力低下に伴い再び取水管28から定量圧送室27内に汚水が流入する。制御部が第２ブロアー30を間欠運転させることにより、所定時間毎に第３移流管26内の汚水を第４移流管34に供給することができる。
【００５２】
第４移流管34内に供給された汚水は、第４移流管34内を降下して第４移流管34の下部開口から流出し、第２散気管35からの空気供給により上昇して生物膜濾材33の表面に多数付着した好気性微生物の働きにより好気分解されると共に、有機リン酸塩等をオルトリン酸に分解し、アンモニア性窒素を硝酸性や亜硝酸性窒素に分解する。また、汚水の分解により発生した汚泥の一部は生物膜濾材33に捕捉され、一部は生物膜濾過槽32底部に堆積する。
【００５３】
生物膜濾材33を通過し、生物膜濾材33により浄化された汚水は、第２ポンプ41を制御することにより第５移流管40を介して処理水槽42に流入する。処理水槽42に流入した汚水の上澄み液は消毒槽43に流入し、塩素系等の薬品を備えた殺菌装置44により消毒され病原菌等の細菌を死滅させて、排水口45より処理槽１外に排水される。
【００５４】
第４ブロアー48を制御し、第４ブロアー48から供給される空気を第３散気管47の空気吹出口から放出することにより、処理水槽42内の汚水は返送管46を介して第１移流管８内に返送される。第１移流管８内に返送された汚水中の硝酸性や亜硝酸性の窒素は第１移流管８の下部開口から流入する汚水中の脱窒菌により還元され、窒素ガスとして空気中に放散して除去されると共に、第１移流管８内の汚水には、電極12間に直流定電流を供給することにより電極12から溶出する鉄イオンが供給される。
【００５５】
電極12から溶出した鉄イオンは、第１散気管19から供給される空気によりオルトリン酸と反応する３価の鉄イオンに酸化されると共に、電極12は第１散気管19から供給される空気により洗浄されて汚泥等の付着が防止される。電極12から溶出する鉄イオンと反応した汚水中のオルトリン酸は水不溶性のリン化合物となり第１嫌気槽５底部に沈殿するため、第１嫌気槽５内の汚泥処理と共にリン化合物を処理することができ、汚泥除去作業を軽減することができる。
【００５６】
フロート９を装着した電極体11は、第１散気管19から供給される空気あるいは返送管46から供給される汚水により横方向に移動しようとするが、フロート９の形状を第１移流管８の収納部の形状に略一致させているため電極体11の横方向の移動を第１移流管８により防ぐことができ、電極体11が横方向に移動することにより、端子15、コネクタ16や給電線17等に無理な力が加わり断線し、電源装置18から電極12への給電が停止することを防止している。
【００５７】
生物膜濾材33に付着した水不溶性リン化合物、汚泥及び生物膜等は生物膜濾材33の目詰まり防止のため、制御部が所定時間毎に第３ブロアー36を制御し、通常より多い風量の空気を第２散気管35から供給することにより生物膜濾材33を洗浄し、リン化合物、汚泥及び生物膜等を生物膜濾材33から剥離する。
【００５８】
第３ブロアー36からの空気供給量を通常に戻した後、制御部は第１ポンプ39を制御して生物膜濾過槽32底部に堆積したリン化合物等の堆積物を汚水と共に、汚泥返送管38を介して第１嫌気槽５に返送する。
【００５９】
鉄材からなる電極12を長期にわたって生物膜濾過槽32内の汚水中に浸漬していると、電極12表面に酸化被膜が発生し、不動態化状態となって鉄イオンの溶出量が徐々に低下し、脱リン性能が低下する。
【００６０】
従って、鉄材からなる一対の電極間に直流定電流を供給し、その電流を所定時間毎に極性転換する構成とすることが好ましい。陽極側の鉄材表面には、長期にわたって使用していると酸化被膜が発生するが、陰極側の鉄材表面は、陰極側鉄材から発生する水素ガスにより洗浄されて酸化被膜は生じない。よって、陽極側の鉄材表面に酸化被膜が発生して鉄イオンの溶出量が減少するまでの時間間隔で極性を転換することにより、鉄イオンの溶出を略一定に維持することができ、脱リン性能を一定に維持することができる。
【００６１】
また、この構成では、両電極を鉄材とすることにより、常時陽極側電極となる鉄材から鉄イオンが溶出して汚水に供給されるため、脱リン性能を常時一定の状態に維持することができる。
【００６２】
上記構成において、本実施の形態では、２０ｍＡの直流定電流を供給している。また、電流を極性転換する時間間隔は、鉄イオン溶出理論値に対する実溶出量が約９０％以上となる約３０分以上、鉄材表面に酸化被膜が発生する１５日以内とすればよいが、極性を転換するスイッチング素子の耐久性を向上させるため及び陽極側電極となる鉄材のみが鉄イオンの溶出により減少することを防止して両電極を略均一な減少状態とするために、１０日以内、好ましくは５日以内、本実施の形態では、６時間毎に極性を転換するようにしている。
【００６３】
また、電極の少なくとも陽極側に鉄材を用い、両電極に直流定電流を供給し、所定時間毎にパルス状に供給電流を増大させる構成としてもよい。この構成においては、パルス状に供給電流を増大させることにより、陽極側鉄材表面に発生した酸化被膜を剥離させることができ、鉄イオンの溶出を略一定に維持して、脱リン性能を一定に維持することができる。
【００６４】
上記構成において、本実施の形態では、２０ｍＡの直流定電流を供給し、４時間あたり合計２４分間の間３〜４Ａのパルス電流を供給している。
【００６５】
さらに、上述した２種類の供給電流構成を組み合わせ、鉄材からなる一対の電極間に直流定電流を供給し、その電流を所定時間毎に極性転換すると共に、パルス状に供給電流を増大させる構成としてもよい。極性転換するまでの時間が長い場合には、陽極側の鉄材表面に酸化被膜が生じており、極性を転換することによって水素ガスにより洗浄して酸化被膜を剥離することができるが、酸化被膜が剥離されるまでに若干の時間を必要とし、酸化被膜が剥離されるまでの間の電気抵抗が大きいため、消費電力が増大するおそれがある。
【００６６】
従って、上記構成としてパルス状に供給電流を増大させることにより陽極から陰極に転換した鉄材表面の酸化被膜を短時間に除去することができ、消費電力の増大を防止することができる。
【００６７】
尚、本実施の形態では処理水槽42内の汚水を返送管46を介して第１嫌気槽５に返送する構成としたが、生物膜濾過槽32内の汚水を返送管46を介して第１嫌気槽５に返送する構成としてもよい。
【００６８】
図５は第２実施の形態を示しており、第１実施の形態において配設した第１移流管８の第１嫌気濾床７より上方の側壁に網状の連通部55を設けた構成となっている。
【００６９】
この構成とすることにより、返送管46から供給され電極12から鉄イオンを溶出した汚水の大半は連通部55から第１嫌気濾床７に流入するため、第１嫌気濾床７に多く存在する脱窒菌により脱窒され、窒素除去効率を向上させることができると共に、第１嫌気濾床７内のＳＳ成分によりリン化合物がフロック化され、リン化合物の凝集を促進させることができる。
【００７０】
図６は第３実施の形態を示しており、第１実施の形態においてフロート９を装着した電極体11を第１嫌気槽５内に設けられた第１移流管８内に配設した構成に換えて、フロート９を装着した電極体11を第２嫌気槽24内に設けられた第３移流管26内に配設すると共に、第３移流管26内にフロート９を収納し、フロート９の横方向への移動を阻止する収納部を設けた構成となっている。
【００７１】
この構成とすることにより、構成の簡素化を図ることができると共に、第２嫌気槽24内の汚水水位の変動に関係なく安定した鉄イオン溶出を行うことができ、電極12から溶出する鉄イオンとの反応により発生したリン化合物を第２嫌気槽24内の汚泥処理あるいは生物膜濾過槽32内の汚泥処理と共に行うことができる。
【００７２】
さらに、生物膜濾過槽32内の汚水処理に伴う酸性化により活動が低下する好気性微生物に、電極12の電解によりアルカリ性となった第３移流管26内の汚水を供給することにより、好気性微生物を活性化させて生物膜濾過槽32での汚水処理能力の低下を防止することができる。
【００７３】
また、第１嫌気槽５あるいは第２嫌気槽24内に堆積したリン化合物から嫌気状態において再溶出するオルトリン酸は、第１移流管26内を通過する際に電極12から溶出する鉄イオンと確実に反応して再びリン化合物として除去されるため、リン除去効率を向上することができる。
【００７４】
さらに、フロート９を装着した電極体11は、第１散気管19から供給される空気により横方向に移動しようとするが、電極体11の横方向の移動を第３移流管26の収納部により防ぐことができ、電極体11が横方向に移動することにより、端子15、コネクタ17や給電線17等に無理な力が加わり断線し、電源装置18から電極12への給電が行われなくなることを防止している。
【００７５】
図７は第４実施の形態を示しており、第１実施の形態においてフロート９を装着した電極体11を第１嫌気槽５内に設けられた第１移流管８内に配設した構成に換えて、フロート９を装着した電極体11を生物膜濾過槽32内に設けられ第２散気管34より上方に開口を有する第４移流管34内に形成された収納部に配設すると共に、フロート９の形状を第４移流管34の収納部の形状に略一致させた形状に形成した構成となっている。
【００７６】
この構成とすることにより、第２散気管35に空気を供給する第３ブロアー36を利用して第１散気管19から空気供給を行うことができ、構成の簡素化を図ることができると共に、生物膜濾過槽32内の汚水水位の変動に関係なく安定した鉄イオン溶出を行うことができ、電極12から溶出する鉄イオンとの反応により発生したリン化合物を生物膜濾過槽32内の汚泥処理と共に行うことができる。
【００７７】
さらに、生物膜濾過槽32内の汚水処理に伴う酸性化により活動が低下する好気性微生物に、電極12の電解によりアルカリ性となった汚水を供給することにより、好気性微生物を活性化させて生物膜濾過槽32の汚水処理能力の低下を防止することができる。
【００７８】
また、フロート９を装着した電極体11は、第１散気管19から供給される空気により横方向に移動しようとするが、フロート９の形状を第４移流管34の収納部の形状に略一致させているため、電極体11の横方向の移動を第４移流管34により防ぐことができ、電極体11が横方向に移動することにより、端子15、コネクタ17や給電線17等に無理な力が加わり断線し、電源装置18から電極12への給電が停止することを防止すると共に、電極12から溶出する鉄イオンを第２散気管35による汚水の対流により生物膜濾過槽32内で効率よく攪拌することができ、脱リン性能を向上させることができる。
【００７９】
尚、本実施の形態においては、第１散気管19により電極12を洗浄すると共に、電極12から溶出した鉄イオンを酸化する構成としたが、図８または図９に示す如く、第１散気管19を取り除き、第２散気管35を利用して電極12を洗浄すると共に、電極12から溶出した鉄イオンを酸化する構成としてもよい。
【００８０】
図10は第５実施の形態を示しており、第１実施の形態において第２嫌気槽24で処理された汚水を生物膜濾過槽32及び処理水槽42により処理する構成としたが、第２嫌気槽24で処理された汚水を接触曝気槽56及び沈殿分離槽57により処理する構成にすると共に、フロート９を装着した電極体11を第１嫌気槽５内に設けられた第１移流管22内に配設した構成に換えて、沈殿分離槽57内に設けられた区画壁58内に形成された収納部にフロート９を装着した電極体11を配設すると共に、フロート９の形状を区画壁58内の収納部の形状に略一致させた形状に形成し、区画壁58内の汚水を返送管46により第１嫌気槽５に返送する構成となっている。
【００８１】
この構成とすることにより、構成の簡素化を図ることかできると共に、沈殿分離槽57内の汚水水位の変動に関係なく安定した鉄イオン溶出を行うことができる。
【００８２】
さらに、電極12から溶出する鉄イオンとの反応により沈殿分離槽57内で発生したリン化合物は、沈殿分離槽57底部に形成され接触曝気槽56側に傾斜した傾斜部及び第３仕切壁４下部に形成された連通口59により接触曝気槽56に返送されるため、汚泥処理作業を軽減することができる。
【００８３】
また、区画壁58内に溶出した鉄イオンを含む汚水を第１嫌気槽５に返送することにより鉄イオンとオルトリン酸が反応して生成されるリン化合物が第１嫌気槽５内のＳＳ成分によりフロック化されるため、リン化合物の凝集を促進させることができると共に、第３散気管47から供給される空気を利用して返送管46内の鉄イオンをオルトリン酸と反応する３価のイオンに確実に酸化することができるため、リン除去効率を向上することができる。
【００８４】
尚、本実施の形態においては、返送管46、第３散気管47及び第４ブロアー48から構成したエアリフトポンプにより沈殿分離槽57内の汚水を第１嫌気槽５に返送する構成としたが、空気圧送式ポンプにより沈殿分離槽57内の汚水を第１嫌気槽５に返送する構成としても本実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００８５】
尚、本発明の実施の形態では、直流定電流を供給して鉄イオンを溶出する電極として両極に鉄材を用いたが、陽極側の電極に鉄材を用い、陰極側の電極をチタンや白金等の不溶性材料とした構成にしてもよい。
【００８６】
さらに、本発明の実施の形態では、直流定電流を供給して鉄イオンを溶出する電極として両極に鉄材を用いたが、アルミニウムを用いた構成としてもよい。
【００８７】
また、本発明の実施の形態では、フロート９を装着した電極12を各槽内に配設する構成について詳述したが、処理水槽42内の汚水を第１嫌気槽５に返送する返送管46内にフロート９を装着した電極12を配設する構成としてもよい。
【００８８】
【発明の効果】
本発明の請求項１の構成によると、返送路を介して好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水が返送される仕切部内にフロートを装着した電極を配設したため、構成の簡素化を図ることができると共に、汚水水位に関係なく電極から安定して溶出するイオンと返送路から返送されるオルトリン酸を反応させてリン除去性能を向上することができる。
【００９０】
さらに、電極から溶出するイオンとの反応により発生したリン化合物の除去を嫌気槽内の汚泥処理と共に行うことができ、汚泥処理作業を軽減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の構成によると、返送路を介して好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水が返送される仕切部内で且つ返送路の排出口下部にフロートを装着した電極を配設したため、構成の簡素化を図ることができると共に、汚水水位に関係なく電極から安定して溶出するイオンと返送路から返送されるオルトリン酸の反応を促進させてリン除去性能を向上することができる。
【００９２】
さらに、電極から溶出するイオンとの反応により発生したリン化合物の除去を嫌気槽内の汚泥処理と共に行うことができ、汚泥処理作業を軽減することができる等の効果を奏する。
【００９３】
本発明の請求項３の構成によると、鉄イオンを供給された汚水が仕切部の連通部を介して嫌気濾床に流出することにより、嫌気濾床に多く存在する脱窒菌により窒素除去効率を向上することができると共に、嫌気濾床内のＳＳ成分によりリン化合物をフロック化してリン化合物の凝集を促進させて、リン除去効率をさらに向上することができる等の効果を奏する。
【００９４】
本発明の請求項４の構成によると、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を仕切部内に設けているため、電極の移動を仕切部により防ぐことができ、電極が移動することにより、電極への給電手段に無理な力が加わり断線してイオン溶出を行うことができなくなることを防止し、安定したイオン溶出を行うことができる。
【００９５】
本発明の請求項５の構成によると、好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水に浸清する返送路内にフロートを装着した電極を配設したため、構成の簡素化を図ることができると共に、汚水水位に関係なく電極から安定して溶出するイオンを返送管に流入するオルトリン酸と反応させてリン除去性能を向上することができる。
【００９６】
さらに、電極から溶出するイオンとの反応により発生したリン化合物の除去を好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚泥処理と共に行うことができ、汚泥処理作業を軽減することができる等の効果を奏する。
【００９７】
本発明の請求項６の構成によると、嫌気槽内の汚水に浸清する返送路内にフロートを装着した電極を配設したため、構成の簡素化を図ることができると共に、汚水水位に関係なく電極から安定して溶出するイオンを返送管から返送されるオルトリン酸と反応させてリン除去性能を向上することができる。
【００９８】
さらに、電極から溶出するイオンとの反応により発生したリン化合物の除去を嫌気槽内の汚泥処理と共に行うことができ、汚泥処理作業を軽減することができる等の効果を奏する。
【００９９】
本発明の請求項７の構成によると、好気槽あるいは沈殿分離槽または処理水槽内の汚水を嫌気槽に返送する返送路の途中に形成された貯留部にフロートを装着した電極を配設したため、構成の簡素化を図ることができると共に、汚水水位に関係なく電極から安定して溶出するイオンを返送管内のオルトリン酸と反応させてリン除去性能を向上することができる等の効果を奏する。
【０１００】
本発明の請求項８の構成によると、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を返送管内に設けているため、電極の移動を返送管により防ぐことができ、電極が移動することにより、電極への給電手段に無理な力が加わり断線してイオン溶出を行うことができなくなることを防止し、安定したイオン溶出を行うことができる等の効果を奏する。
【０１０１】
本発明の請求項９の構成によると、フロートを装着した電極を第２嫌気槽内の汚水を好気槽内に移流する移流管内に設けたことにより構成の簡素化を図ることができると共に、第２嫌気槽内の汚水水位に関係なく電極から溶出するイオンと返送路から返送されるオルトリン酸とを反応させてリン除去性能を向上することができる。
【０１０２】
さらに、電極から溶出するイオンとの反応により発生したリン化合物の除去を第２嫌気槽あるいは好気槽内の汚泥処理と共に行うことができ、汚泥処理作業を軽減することができると共に、嫌気状態においてリン化合物から再溶出したリン酸イオンを電極から溶出するイオンと反応させて除去することができ、リン除去性能を向上することができる。
【０１０３】
また、電極の電解によりアルカリ性に変化した汚水を好気槽に供給することにより好気槽の汚水処理能力低下を防止することができる等の効果を奏する。
【０１０４】
本発明の請求項１０の構成によると、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を移流管内に設けているため、電極の移動を移流管により防ぐことができ、電極が移動することにより、電極への給電手段に無理な力が加わり断線してイオン溶出を行うことができなくなることを防止し、安定したイオン溶出を行うことができる等の効果を奏する。
【０１０５】
本発明の請求項１１の構成によると、フロートを装着した電極を好気槽内に設け、好気槽に空気を供給する散気管を利用して電極の洗浄を行うことができるため、構成の簡素化を図ることができると共に、好気槽内の汚水水位の変動に関係なく安定したイオン溶出を行うことができる。
【０１０６】
さらに、電極から溶出するイオンとの反応により発生したリン化合物の除去を好気槽内の汚泥処理と共に行うことができ、汚泥処理作業を軽減することができると共に、電極の電解によりアルカリ性になった汚水が好気槽に供給されることにより好気槽の汚水処理能力の低下を防止することができる等の効果を奏する。
【０１０７】
本発明の請求項１２の構成によると、フロートを装着した電極を好気槽内に設け、第２の散気管により電極を洗浄する構成とすることにより、電極を確実に洗浄してイオン溶出の安定化を図り、構成の簡素化を図ることができると共に、好気槽内の汚水水位の変動に関係なく安定したイオン溶出を行うことができる。
【０１０８】
さらに、電極から溶出するイオンとの反応により発生したリン化合物の除去を好気槽内の汚泥処理と共に行うことができ、汚泥処理作業を軽減することができると共に、電極の電解によりアルカリ性になった汚水が好気槽に供給されることにより好気槽の汚水処理能力の低下を防止することができる等の効果を奏する。
【０１０９】
本発明の請求項１３の構成によると、フロートの横方向への移動を阻止する収納部を返送管内に設けているため、電極の移動を返送管により防ぐことができ、電極が移動することにより、電極への給電手段に無理な力が加わり断線してイオン溶出を行うことができなくなることを防止し、安定したイオン溶出を行うことができると共に、電極から溶出するイオンを散気管による汚水の対流を利用して好気槽内で効率よく攪拌することができ、リン除去性能を向上することができる等の効果を奏する。
【０１１０】
本発明の請求項１４の構成によると、フロートを装着した電極を沈殿分離槽内に配設することにより構成の簡素化を図ることができると共に、沈殿分離槽内の汚水水位の変動に関係なく安定したイオン溶出を行うことができる。
【０１１１】
さらに、電極から溶出するイオンとの反応により発生したリン化合物の除去を沈殿分離槽内の汚水処理と共に行うことができ、汚泥処理作業を軽減することができる等の効果を奏する。
【０１１２】
本発明の請求項１５の構成によると、フロートを装着した電極を沈殿分離槽内に配設することにより構成の簡素化を図ることができると共に、沈殿分離槽内の汚水水位の変動に関係なく安定したイオン溶出を行うことができる。
【０１１３】
さらに、電極から溶出するイオンとの反応により発生したリン化合物の除去を沈殿分離槽内の汚泥処理と同時に行うことができ、汚泥処理作業を軽減することができると共に、沈殿分離槽内に溶出したイオンを含む汚水を嫌気槽に返送することにより、電極から溶出するイオンとオルトリン酸が反応して生成されるリン化合物が嫌気槽内のＳＳ成分によりフロック化されるため、リン化合物の凝集を促進させて、リン除去性能を向上させ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】本発明の第１実施の形態の汚水処理装置の断面図である。
【図２】同他の方向から見た断面図である。
【図３】同溶出装置の斜視図である。
【図４】同電極体の斜視図である。
【図５】本発明の第２実施の形態の溶出装置の斜視図である。
【図６】本発明の第３実施の形態の汚水処理装置の断面図である。
【図７】本発明の第４実施の形態の汚水処理装置の断面図である。
【図８】同他の形態の汚水処理装置の断面図である。
【図９】同他の方向から見た断面図である。
【図１０】本発明の第５実施の形態の汚水処理装置の断面図である。
【符号の説明】
５                第１嫌気槽（嫌気槽）
８                第１移流管
９                フロート
11                第２嫌気槽（嫌気槽）
12                電極
16                電源装置
32                生物膜濾過槽（好気槽）
42                処理水槽
46                返送管（返送路）
56                接触曝気槽
57                沈殿分離槽
【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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