特許 5996508 排水処理装置及び排水処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5996508

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】排水処理装置及び排水処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/461 20060101AFI20160908BHJP

   C02F 1/76 20060101ALI20160908BHJP

   C02F 1/50 20060101ALI20160908BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/46 101C

   C02F1/76 AZAB

   C02F1/76 Z

   C02F1/50 531P

   C02F1/50 510A

   C02F1/50 520P

   C02F1/50 540B

   C02F1/50 550H

   C02F1/50 560F

   C02F1/50 560H

   C02F1/50 560Z

【請求項の数】15

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-218427(P2013-218427)

(22)【出願日】2013年10月21日

(65)【公開番号】特開2015-80734(P2015-80734A)

(43)【公開日】2015年4月27日

【審査請求日】2015年12月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100105463

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100099128

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 康

(74)【代理人】

【識別番号】100182176

【弁理士】

【氏名又は名称】武村 直樹

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 安佐美

【審査官】 片山 真紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５６−０６０６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−８４１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−０２５５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３５１３５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／４６、５０、７２−７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固形物を含む排水を電解処理する排水処理装置であって、
前記排水から分離された固形物を含む汚泥水を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽に貯留された汚泥水に含まれる固形物を前記排水から固形物が分離された分離水に混合して前記分離水の固形物濃度を調整する調整部と、
前記調整部によって固形物濃度が調整された分離水を電解処理する電解処理槽と、を備える排水処理装置。

【請求項2】

前記調整部は、前記貯留槽に貯留された汚泥水を送出する送出部と、前記送出部によって送出された汚泥水と前記分離水を混合する混合槽と、前記混合槽で混合されて生成された固形物を含む分離水を前記電解処理槽に供給する供給ラインと、前記混合槽における固形物濃度を検出する検出器と、前記検出器による検出結果に基づいて前記送出部により送出される汚泥水の量を制御する制御部と、を有する、請求項１に記載の排水処理装置。

【請求項3】

前記混合槽には攪拌機が配設されている、請求項２に記載の排水処理装置。

【請求項4】

前記調整部は、前記貯留槽に貯留された汚泥水を前記電解処理槽に送出する送出部と、前記電解処理槽における固形物濃度を検出する検出器と、前記検出器による検出結果に基づいて前記送出部により送出される汚泥水の量を制御する制御部と、を有する、請求項１に記載の排水処理装置。

【請求項5】

前記電解処理槽には攪拌機が配設されている、請求項４に記載の排水処理装置。

【請求項6】

前記排水処理装置は、前記貯留槽に貯留された汚泥水から水分を脱水する脱水機と、前記脱水機により前記汚泥水から水分が脱水されて生成された固形物を貯留する脱水ケーキ槽と、を更に有し、
前記調整部は、前記貯留槽に貯留された汚泥水を前記電解処理槽に送出する第１送出部と、前記脱水ケーキ槽に貯留された固形物を前記電解処理槽に送出する第２送出部と、前記電解処理槽における固形物濃度を検出する検出器と、前記検出器による検出結果に基づいて前記第１送出部により送出される汚泥水の量及び／又は前記第２送出部により送出される固形物の量を制御する制御部と、を有する、請求項１に記載の排水処理装置。

【請求項7】

前記排水処理装置は、前記貯留槽に貯留された汚泥水から水分を脱水する脱水機と、前記脱水機により前記汚泥水から水分が脱水されて生成された固形物を貯留する脱水ケーキ槽と、を更に有し、前記電解処理槽は、前記脱水機により汚泥水から分離された水分を電解処理するようになっており、
前記調整部は、前記貯留槽に貯留された汚泥水を前記電解処理槽に送出する第１送出部と、前記脱水ケーキ槽に貯留された固形物を前記電解処理槽に送出する第２送出部と、前記電解処理槽における固形物濃度を検出する検出器と、前記検出器による検出結果に基づいて前記第１送出部により送出される汚泥水の量及び／又は前記第２送出部により送出される固形物の量を制御する制御部と、を有する、請求項１に記載の排水処理装置。

【請求項8】

前記排水処理装置は、前記電解処理槽で電解処理された処理水を前記排水に循環する循環ラインを有する、請求項７に記載の排水処理装置。

【請求項9】

前記排水処理装置は、前記電解処理槽で電解処理された処理水と前記分離水と次亜塩素酸とを用いて脱色減菌処理を行う処理槽を更に有する、請求項７または８に記載の排水処理装置。

【請求項10】

固形物を含む排水を電解処理する排水処理方法であって、
前記排水から分離された固形物を含む汚泥水を貯留する貯留工程と、
貯留された汚泥水に含まれる固形物を前記排水から固形物が分離された分離水に混合して前記分離水の固形物濃度を調整する調整工程と、
固形物濃度が調整された分離水を電解処理する電解処理工程と、からなる排水処理方法。

【請求項11】

前記調整工程において、前記分離水の固形物濃度を検出し、その検出結果に基づいて前記分離水と混合される汚泥水の量を制御することで、前記分離水の固形物濃度を調整する、請求項１０に記載の排水処理方法。

【請求項12】

前記排水処理方法は、前記貯留工程において貯留された汚泥水から水分を脱水する脱水工程と、前記脱水工程において前記汚泥水から水分が脱水されて生成された固形物を貯留する汚泥貯留工程と、を更に含み、
前記調整工程において、前記分離水の固形物濃度を検出し、その検出結果に基づいて前記分離水と混合される前記貯留工程にて貯留された汚泥水の量及び／又は前記汚泥貯留工程にて貯留された固形物の量を制御することで、前記分離水の固形物濃度を調整する、請求項１０に記載の排水処理方法。

【請求項13】

前記電解処理工程において、前記脱水工程で汚泥水から分離された水分を電解処理する、請求項１２に記載の排水処理方法。

【請求項14】

前記排水処理方法は、前記電解処理工程で電解処理された処理水を前記排水に循環する循環工程を更に含む、請求項１３に記載の排水処理方法。

【請求項15】

前記排水処理方法は、前記電解処理工程で電解処理された処理水と前記分離水と次亜塩素酸とを用いて脱色減菌処理を行う処理工程を更に含む、請求項１３または１４に記載の排水処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は排水処理装置及び排水処理方法に関し、特に、固形物を含む着色排水を処理するのに適した排水処理装置及び排水処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、工場等から排出される有機性排水（有機物を含む排水）の処理方法として、例えば凝集沈殿法や活性汚泥法、あるいはそれらを組み合わせた方法が知られている。凝集沈殿法は、排水に薬剤を投入し、排水中に含まれる汚泥を凝集させて沈殿させる方法である。また、活性汚泥法は、好気性微生物を利用し、曝気槽中で有機物を生物分解する方法である。

【0003】

ところで、上記した凝集沈殿法や活性汚泥法による処理方法は、例えば、排水に応じた薬剤の選定が難しいといった問題や処理時間が長いといった問題、設備全体が大型化するといった問題がある。そこで、近年では、排水処理に要する時間を短縮したり設備全体を小型化するために、有機性排水中に電極を挿入してその排水中に電流を流すことにより、電極表面で直接的にあるいは酸化剤を生成して間接的に有機物を分解する電解法による処理方法が提案されている。

【0004】

このような電解法による従来の処理方法として、特許文献１には、ＣＯＤ成分、ＢＯＤ成分、油分、重金属を含む排水を電解処理槽に供給して汚泥の発生を抑制しながら電解処理するようにした排水処理方法において、電気分解によって生成され、かつ排水によって消費される成分の量を測定し、この測定結果に基づいて電解密度や電解処理槽に供給される排水の量を増減させる方法が開示されている。

【0005】

特許文献１に開示される従来の排水処理装置及び排水処理方法によれば、排水中の残留塩素量等に基づいて電流密度を増減させることによって汚濁負荷の大きい排水を安定して処理することができ、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）や凝集助剤等のように環境負荷の大きい薬品を使用しないで汚泥量を低減することができる。また、排水中の残留塩素量等が多い場合には電解処理槽への排水の供給量を増加させ、排水中の残留塩素量等が少ない場合には電解処理槽への排水の供給量を減少させることによって、汚濁負荷の大きい排水を安定して処理することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−２１２８１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に開示される従来の排水処理装置及び排水処理方法においては、排水中の有機物等の固形物量が変動した際に電解処理槽における固形物濃度も変動し、当該電解処理槽で安定的に有機物処理や色度低減を行うことができないといった問題や、電解処理槽で使用する電極等への固形物の付着量が変動してその維持管理が煩雑となるといった問題がある。また、濾過処理もしくは分離処理によって排水から分離された固形物（ＳＳ（suspended solids：懸濁物質）ともいう。）は産業廃棄物として処理する必要があるが、産廃処理量を可能な限り減少させたいといった要望もある。

【0008】

本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、排水中の固形物量が変動した場合であっても電解処理槽で安定的に有機物処理や色度低減を行うことができ、電解処理槽で使用する電極等の維持管理を簡素化できるとともに、産廃処理量を効果的に低減することができる排水処理装置及び排水処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、酸化力の強い次亜塩素酸等を生成し得る電極を用いた電解処理では、電解処理槽における固形物濃度（特にＣＯＤ（Chemical oxygen demand：化学的酸素要求量）濃度）が僅かに増加した場合であっても、電極等の劣化を抑制しながら排水に含まれる固形物（特にＣＯＤ成分）を十分に酸化分解し得るという本発明者等による実験から得られた知見に基づくものである。

【0010】

すなわち、前記目的を達成すべく、本発明の排水処理装置は、固形物を含む排水を電解処理する排水処理装置であって、前記排水から分離された固形物を含む汚泥水を貯留する貯留槽と、前記貯留槽に貯留された汚泥水に含まれる固形物を前記排水から固形物が分離された分離水に混合して前記分離水の固形物濃度を調整する調整部と、前記調整部によって固形物濃度が調整された分離水を電解処理する電解処理槽と、を備えているものである。

【0011】

排水から固形物が分離された分離水の固形物濃度は、排水中の固形物量が変動した際に変動する可能性があるものの、上記する態様によれば、貯留槽に貯留された汚泥水に含まれる固形物を排水から固形物が分離された分離水に混合して前記分離水の固形物濃度を調整部により調整し、固形物濃度が調整された分離水を電解処理槽で電解処理することで、排水中の固形物量が変動した場合であっても電解処理で使用する分離水の固形物濃度を調整することができ、その電解処理槽で安定的に有機物処理や色度低減を行うことができ、電解処理槽で使用する電極等の維持管理を簡素化することができる。また、分離水の固形物濃度を調整するに当たり、貯留槽に貯留された汚泥水に含まれる固形物を分離水に混合することで、貯留槽中の固形物を有効利用しながら産廃処理量を効果的に低減することができる。

【0012】

ここで、排水に含まれる固形物は、電解処理槽で使用される電極で生成される次亜塩素酸等で分解される、ＣＯＤ成分、ＢＯＤ（Biochemicaloxygen demand：生物学的酸素要求量）成分、油分等を含むものである。電解処理槽で使用される電極としては、不溶解性の導電体であれば特に限定されるものではないが、例えば、チタン（Ｔｉ）等の基板に白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、Ｔａ（タンタル）、Ｒｕ（ルテニウム）の単体、もしくはそれらの酸化物等の合金からなる貴金属被覆が形成された電極などが挙げられる。また、電極として貴金属被覆が形成された電極を採用する場合、その貴金属被覆の形成方法としては、例えば焼付け法、メッキ法、クラッド法などを適用することができる。当該電極に通電すると、電気分解により、負極側では水酸化物が生成され、正極側では排水中の塩化物イオン（Ｃｌ⁻）から塩素（Ｃｌ_２）が生成される。そして、このように生成された塩素（Ｃｌ_２）から活性酸素（Ｏ_２）や次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が生成され、その活性酸素（Ｏ_２）や次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）によって、ＣＯＤ成分、ＢＯＤ成分、油分等の固形物を含む分解水が酸化分解されることとなる。

【0013】

また、上記する排水処理装置の好ましい態様は、前記調整部が、前記貯留槽に貯留された汚泥水を送出する送出部と、前記送出部によって送出された汚泥水と前記分離水を混合する混合槽と、前記混合槽で混合されて生成された固形物を含む分離水を前記電解処理槽に供給する供給ラインと、前記混合槽における固形物濃度を検出する検出器と、前記検出器による検出結果に基づいて前記送出部により送出される汚泥水の量を制御する制御部と、を有しているものである。

【0014】

上記する態様によれば、混合槽における固形物濃度を検出し、その検出結果に基づいて混合槽に送出される汚泥水の量を制御しながら、当該混合槽で貯留槽に貯留された汚泥水と分離水を予め混合し、混合槽で混合されて生成された固形物を含む分離水を電解処理槽に供給することで、例えば電解処理槽における固形物濃度を適切に維持することができるため、当該電解処理槽で継続的に電解処理を行うことができる。

【0015】

また、上記する排水処理装置の好ましい態様は、前記調整部が、前記貯留槽に貯留された汚泥水を前記電解処理槽に送出する送出部と、前記電解処理槽における固形物濃度を検出する検出器と、前記検出器による検出結果に基づいて前記送出部により送出される汚泥水の量を制御する制御部と、を有しているものである。

【0016】

上記する態様によれば、電解処理槽における固形物濃度を検出し、その検出結果に基づいて電解処理槽に直接的に送出される汚泥水の量を制御しながら、当該電解処理槽で貯留槽に貯留された汚泥水と分離水を混合しかつ固形物を含む分離水を電解処理することで、貯留槽から電解処理槽へ汚泥水が直接的に供給されるため、当該排水処理装置全体を小型化かつ簡素化することができる。

【0017】

なお、貯留槽に貯留された汚泥水と分離水を混合するに当たり、積極的に汚泥水と分離水を撹拌するために、例えばプロペラ等からなる撹拌機を混合槽や電解処理槽に配設してもよい。

【0018】

また、本発明の排水処理方法は、固形物を含む排水を電解処理する排水処理方法であって、前記排水から分離された固形物を含む汚泥水を貯留する貯留工程と、貯留された汚泥水に含まれる固形物を前記排水から固形物が分離された分離水に混合して前記分離水の固形物濃度を調整する調整工程と、固形物濃度が調整された分離水を電解処理する電解処理工程と、からなる方法である。

【0019】

上記する方法によれば、貯留工程で貯留された汚泥水に含まれる固形物を排水から固形物が分離された分離水に混合して前記分離水の固形物濃度を調整し、固形物濃度が調整されたその分離水を電解処理することで、排水中の固形物量が変動した場合であっても電解処理で使用する分離水の固形物濃度を調整することができ、その電解処理工程で安定的に有機物処理や色度低減を行うことができ、電解処理工程で使用する電極等の維持管理を簡素化することができる。また、分離水の固形物濃度を調整するに当たり、貯留工程で貯留された汚泥水に含まれる固形物を分離水に混合することで、排水中の固形物を有効利用しながら産廃処理量を効果的に低減することができる。

【発明の効果】

【0020】

以上の説明から理解できるように、本発明の排水処理装置及び排水処理方法によれば、排水中に含まれる固形物を前記排水から固形物が分離された分離水に混合して電解処理を行う際の分離水の固形物濃度を調整することにより、排水中の固形物量が変動した場合であっても電解処理槽で安定的に有機物処理や色度低減を行うことができ、電解処理槽で使用する電極等の維持管理を簡素化できるとともに、産廃処理量を効果的に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明による排水処理装置の実施の形態１の基本構成を示す全体構成図。

【図2】本発明による排水処理装置の実施の形態２の基本構成を示す全体構成図。

【図3】本発明による排水処理装置の実施の形態３の基本構成を示す全体構成図。

【図4】本発明による排水処理装置の実施の形態４の基本構成を示す全体構成図。

【図5】実施例による検査用試料の電解処理前および電解処理後の溶存ＣＯＤと全量ＣＯＤを示す図。

【図6】実施例による検査用試料の電解処理前および電解処理後の色度を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、例えば下水処理、畜産排水処理、水産食品加工排水処理、洗浄排水処理、工場排水処理、湖水浄化処理等といった、ＣＯＤ成分、ＢＯＤ成分、油分等の固形物を含む排水の処理に有効に適用し得る。

【0023】

［実施の形態１］
図１は、本発明による排水処理装置の実施の形態１の基本構成を示したものである。図示するように、本実施の形態１の排水処理装置１は、主に、原水槽２と、分離装置３と、貯留槽４と、混合槽５と、電解処理槽６と、送水ポンプ（送出部）７と、制御部８と、を備えている。

【0024】

原水槽２は、例えば工場や家庭等から排出される、ＣＯＤ成分、ＢＯＤ成分、油分等の固形物を含む排水を貯留するためのものであり、原水槽２に貯留された排水はラインＬ１を介して定期的に分離装置３へ供給される。

【0025】

分離装置３は、例えば脱水機やフィルタ、自然静置槽等から構成され、原水槽２から供給された排水を、相対的に大量の固形物を含む汚泥水と相対的に少量の固形物を含む分離水とに分離するためのものである。分離装置３によって排水から分離された固形物を含む汚泥水は、ラインＬ２を介して貯留槽４に供給され、分離装置３によって排水から分離された分離水は、ラインＬ３を介して混合槽５へ供給される。貯留槽４に貯留された汚泥水は、後述する制御部８によって駆動制御される送水ポンプ７によりラインＬ４を介して混合槽５へ送出される。なお、貯留槽４に送水ポンプ７により混合槽５へ送出されない汚泥水がある場合、その汚泥水は不図示のラインを介して産廃処理場等へ搬出されることとなる。

【0026】

混合槽５は、ラインＬ３を介して分離装置３から供給される分離水とラインＬ４を介して貯留槽４から供給される汚泥水を混合して所定の固形物濃度の分離水を生成するものである。なお、混合槽５には、分離水と汚泥水とを積極的に撹拌するために、例えばプロペラ等からなる撹拌機５ａが配設されている。この混合槽５で生成された所定の固形物濃度の分離水は、ライン（供給ライン）Ｌ５を介して定期的に所定量が電解処理槽６へ供給される。

【0027】

電解処理槽６は正極電極６ａ及び負極電極６ｂを有しており、混合槽５から供給される固形物を含む分離水を電解処理するものである。ここで、電解処理槽６で使用される電極６ａ、６ｂとしては、例えば、チタン（Ｔｉ）等の基板に白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、Ｔａ（タンタル）、Ｒｕ（ルテニウム）の単体、もしくはそれらの酸化物等の合金からなる貴金属被覆が形成された電極などが挙げられる。この電極６ａ、６ｂに所定の電流で所定の時間だけ通電すると、電気分解により、負極電極６ｂでは水酸化物が生成され、正極電極６ａでは以下の式（１）のように排水中の塩化物イオン（Ｃｌ⁻）から塩素（Ｃｌ_２）が生成される。そして、このように生成された塩素（Ｃｌ_２）から以下の式（２）、（３）のように活性酸素（Ｏ_２）や次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が生成され、その活性酸素（Ｏ_２）や次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）によって、ＣＯＤ成分、ＢＯＤ成分、油分等が酸化分解されることとなる。

【0028】

［化１］
２Ｃｌ⁻→Ｃｌ_２＋２ｅ⁻ ・・・（１）
Ｃｌ_２＋Ｈ_２Ｏ→１／２Ｏ_２＋２ＨＣｌ ・・・（２）
Ｃｌ_２＋Ｈ_２Ｏ→ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ ・・・（３）

【0029】

そして、電解処理槽６で電解処理された処理水は、ラインＬ６を介して海洋や河川、下水道等に放流される。

【0030】

制御部８は、上記したように電解処理槽６における分離水の固形物濃度、すなわち混合槽５において分離水と汚泥水を混合して生成した分離水の固形物濃度を所定の濃度に維持するためのものである。混合槽５、処理水を放流するためのラインＬ６にはそれぞれ、固形物濃度や色度を検出するための検出器Ｓ１、Ｓ２が配設され、制御部８は、各検出器Ｓ１、Ｓ２で検出される検出結果を受信し、その検出結果に基づいて貯留槽４から混合槽５へ供給する汚泥水の量を演算する。制御部８は、その演算結果を送水ポンプ７に送信して当該送水ポンプ７（例えば送水ポンプ７の送出圧や送出時間等）を制御することで、所定量の汚泥水が貯留槽４から混合槽５へ供給され、混合槽５で所定の固形物濃度を有する分離水が生成されることとなる。

【0031】

より具体的には、使用者等による実験等に基づいて電解処理槽６で電解処理し得る分離水の固形物濃度（濃度閾値）が予め規定されており、制御部８は、検出器Ｓ１で検出される検出結果が予め規定された濃度閾値よりも低い場合に、貯留槽４から混合槽５へ所定量の汚泥水を供給することで、混合槽５、すなわち電解処理槽６で所定の固形物濃度（濃度閾値）を有する分離水が生成されることとなる。

【0032】

分離装置３によって排水から固形物が分離された分離水の固形物濃度は、原水槽２中の固形物量が変動した際に変動する可能性がある。しかしながら、本実施の形態１の排水処理装置１によれば、送水ポンプ７と混合槽５とラインＬ５と検出器Ｓ１と制御部８とからなる調整部により、貯留槽４に貯留された汚泥水に含まれる固形物を排水から固形物が分離された分離水に混合してその分離水の固形物濃度を調整し、固形物濃度が調整された分離水を連続的に電解処理槽６で電解処理することで、例えば原水槽２における排水中の固形物量が変動した場合であっても、電解処理で使用する分離水の固形物濃度を調整することができ、その電解処理槽６で安定的に有機物処理や色度低減を行うことができ、電解処理槽６で使用する電極６ａ、６ｂ等の維持管理を簡素化することができる。また、分離水の固形物濃度を調整するに当たり、貯留槽４に貯留された汚泥水に含まれる固形物を分離水に混合することで、貯留槽４中の固形物を有効利用しながらその産廃処理量を効果的に低減することができる。

【0033】

また、本実施の形態１の排水処理装置１によれば、分離装置３によって排水から分離された分離水と貯留槽４に貯留された汚泥水とを混合槽５へ供給し、その混合槽５で予め所定の固形物濃度を有する分離水を生成することで、電解処理槽６における固形物濃度を適切に維持することができ、当該電解処理槽６で電解処理を継続的もしくは連続的に行うことができる。

【0034】

［実施の形態２］
図２は、本発明による排水処理装置の実施の形態２の基本構成を示したものである。図２に示す実施の形態２の排水処理装置１Ａは、上記する実施の形態１の排水処理装置１に対して混合槽を省略した点が相違しており、その他の構成は実施の形態１の排水処理装置１と同様である。したがって、実施の形態１の排水処理装置１と同様の構成について、同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0035】

図示するように、本実施の形態２の排水処理装置１Ａは、主に、原水槽２Ａと、分離装置３Ａと、貯留槽４Ａと、電解処理槽６Ａと、送水ポンプ（送出部）７Ａと、制御部８Ａと、を備えている。

【0036】

本実施の形態２の排水処理装置１Ａでは、分離装置３Ａによって排水から分離された固形物を含む汚泥水は、ラインＬ２Ａを介して貯留槽４Ａに供給され、分離装置３Ａによって排水から分離された分離水は、ラインＬ３Ａを介して電解処理槽６Ａへ直接供給される。貯留槽４Ａに貯留された汚泥水は、後述する制御部８Ａによって駆動制御される送水ポンプ７ＡによりラインＬ４Ａを介して電解処理槽６Ａへ送出される。なお、貯留槽４Ａに送水ポンプ７Ａにより電解処理槽６Ａへ送出されない汚泥水がある場合、その汚泥水は不図示のラインを介して産廃処理場等へ搬出されることとなる。

【0037】

電解処理槽６Ａでは、ラインＬ３Ａを介して分離装置３Ａから供給される分離水とラインＬ４Ａを介して貯留槽４Ａから供給される汚泥水を混合して所定の固形物濃度の分離水を生成する。その際、電解処理槽６Ａに配設された撹拌機５ａＡによって、分離水と汚泥水とを積極的に撹拌してもよい。このように所定の固形物濃度の分離水を生成した後、電解処理槽６Ａでは、電極６ａＡ、６ｂＡに所定の電流で所定の時間だけ通電して固形物を含む分離水を電解処理する。そして、電解処理槽６Ａで電解処理された処理水は、ラインＬ６Ａを介して海洋や河川、下水道等に放流される。なお、電解処理槽６Ａでの分離水の電解処理が終了し、処理水がラインＬ６Ａを介して放流されると、再び分離装置３Ａによって排水から分離された分離水がラインＬ３Ａを介して電解処理槽６Ａへ供給され、貯留槽４Ａに貯留された汚泥水がラインＬ４Ａを介して電解処理槽６Ａへ送出され、電解処理槽６Ａで所定の固形物濃度の分離水が生成されて電解処理が施される。

【0038】

制御部８Ａは、上記したように電解処理槽６Ａにおける分離水の固形物濃度を所定の濃度に維持するためのものである。電解処理槽６Ａ、処理水を放流するためのラインＬ６Ａにはそれぞれ、固形物濃度や色度を検出するための検出器Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａが配設され、制御部８Ａは、各検出器Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａで検出される検出結果を受信し、その検出結果に基づいて貯留槽４Ａから電解処理槽６Ａへ供給する汚泥水の量を演算する。制御部８Ａは、その演算結果を送水ポンプ７Ａに送信して当該送水ポンプ７Ａ（例えば送水ポンプ７Ａの送出圧や送出時間等）を制御することによって、所定量の汚泥水が貯留槽４Ａから電解処理槽６Ａへ供給され、当該電解処理槽６Ａで所定の固形物濃度を有する分離水が生成されることとなる。

【0039】

このように、本実施の形態２の排水処理装置１Ａによれば、送水ポンプ７Ａと検出器Ｓ１Ａと制御部８Ａとからなる調整部により、貯留槽４Ａに貯留された汚泥水に含まれる固形物を排水から固形物が分離された分離水に混合してその分離水の固形物濃度を調整し、固形物濃度が調整された分離水を電解処理槽６Ａで電解処理することで、実施の形態１の排水処理装置１と同様、電解処理槽６Ａで安定的に有機物処理や色度低減を行うことができ、電解処理槽６Ａで使用する電極６ａＡ、６ｂＡ等の維持管理を簡素化することができるとともに、固形物の産廃処理量を効果的に低減することができる。

【0040】

また、本実施の形態２の排水処理装置１Ａによれば、分離装置３Ａによって排水から分離された分離水と貯留槽４Ａに貯留された汚泥水とを電解処理槽６Ａへ直接供給し、電解処理槽６Ａで分離水と汚泥水を混合して所定の固形物濃度を有する分離水を生成することで、当該排水処理装置１Ａ全体を小型化かつ簡素化することができる。

【0041】

［実施の形態３］
図３は、本発明による排水処理装置の実施の形態３の基本構成を示したものであり、より実際の設備に即した実施の形態を示したものである。図３に示す実施の形態３の排水処理装置１Ｂは、上記する実施の形態２の排水処理装置１Ａに対して主に貯留槽に貯留された汚泥水を更に脱水して利用する点が相違しており、その他の構成は実施の形態２の排水処理装置１Ａと同様である。したがって、実施の形態２の排水処理装置１Ａと同様の構成について、同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0042】

図示するように、本実施の形態３の排水処理装置１Ｂは、主に、原水槽２Ｂと、分離装置３Ｂと、貯留槽４Ｂと、電解処理槽６Ｂと、送水ポンプ（第１送出部）７Ｂと、制御部８Ｂと、を備えるとともに、脱水機９Ｂと、脱水ケーキ槽１０Ｂと、搬送装置（第２送出部）１１Ｂと、を備えている。

【0043】

本実施の形態３の排水処理装置１Ｂでは、分離装置３Ｂは、生物処理槽３ａＢと加圧浮上槽３ｂＢから構成されており、ラインＬ１Ｂを介して原水槽２Ｂから供給された排水は、生物処理槽３ａＢで生物処理（有機物やアンモニア態（アンモニア窒素系）を生物学的に分解処理）が施され、生物処理後の排水は、加圧浮上槽３ｂＢで加圧浮上処理が施される。分離装置３Ｂによって排水から分離された汚泥水（相対的に大量の固形物を含む）は、ラインＬ２Ｂを介して貯留槽４Ｂに供給され、分離装置３Ｂによって排水から分離された分離水（相対的に少量の固形物を含む）は、ラインＬ３Ｂを介して電解処理槽６Ｂへ供給される。貯留槽４Ｂに貯留された汚泥水の一部は、後述する制御部８Ｂによって駆動制御される送水ポンプ７ＢによりラインＬ４Ｂを介して電解処理槽６Ｂへ送出される。また、貯留槽４Ｂに貯留された汚泥水の残部は、ラインＬ７Ｂを介して脱水機９Ｂへ供給される。

【0044】

脱水機９Ｂは、貯留槽４Ｂから供給された汚泥水を、水分と固形物（「脱水ケーキ」ともいう。）とに分離するためのものである。なお、その水分には少量の固形物が含まれていてもよい。脱水機９Ｂによって脱水分離された水分は、ラインＬ８Ｂを介して原水槽２Ｂに循環され、脱水機９Ｂによって脱水分離された固形物は、ラインＬ９Ｂを介して脱水ケーキ槽１０Ｂへ搬送される。また、脱水ケーキ槽１０Ｂに貯留された固形物の一部（固形物Ａ）は、後述する制御部８Ｂによって駆動制御される搬送装置１１ＢによりラインＬ１１Ｂを介して電解処理槽６Ｂへ送出され、脱水ケーキ槽１０Ｂに貯留された固形物の残部（固形物Ｂ）は、ラインＬ１０Ｂを介して産廃処理場等へ搬出されることとなる。

【0045】

電解処理槽６Ｂでは、ラインＬ３Ｂを介して分離装置３Ｂから供給される分離水とラインＬ４Ｂを介して貯留槽４Ｂから供給される汚泥水とラインＬ１１Ｂを介して脱水ケーキ槽１０Ｂから搬送される固形物（固形物Ａ）を混合して所定の固形物濃度の分離水を生成する。その際、電解処理槽６Ｂに配設された撹拌機５ａＢによって、分離水と汚泥水と固形物とを積極的に撹拌することができる。このように所定の固形物濃度の分離水を生成した後、電解処理槽６Ｂでは、電極６ａＢ、６ｂＢに所定の電流で所定の時間だけ通電して固形物を含む分離水を電解処理する。そして、電解処理槽６Ｂで電解処理された処理水は、ラインＬ６Ｂを介して海洋や河川、下水道等に放流される。なお、電解処理槽６Ｂでの分離水の電解処理が終了し、処理水がラインＬ６Ｂを介して放流されると、再び分離装置３Ｂによって排水から分離された分離水がラインＬ３Ｂを介して電解処理槽６Ｂへ供給され、貯留槽４Ｂに貯留された汚泥水がラインＬ４Ｂを介して電解処理槽６Ｂへ送出され、脱水ケーキ槽１０Ｂに貯留された固形物がラインＬ１１Ｂを介して電解処理槽６Ｂへ送出され、電解処理槽６Ｂで所定の固形物濃度の分離水が生成されて電解処理が施される。

【0046】

制御部８Ｂは、上記したように電解処理槽６Ｂにおける分離水の固形物濃度を所定の濃度に維持するためのものである。電解処理槽６Ｂ、処理水を放流するためのラインＬ６Ｂ、分離装置３Ｂと電解処理槽６Ｂを繋ぐラインＬ３Ｂ、貯留槽４Ｂにはそれぞれ、固形物濃度や色度を検出するための検出器Ｓ１Ｂ〜Ｓ４Ｂが配設され、制御部８Ｂは、各検出器Ｓ１Ｂ〜Ｓ４Ｂで検出される検出結果を受信し、その検出結果に基づいて貯留槽４Ｂから電解処理槽６Ｂへ供給する汚泥水の量や脱水ケーキ槽１０Ｂから電解処理槽６Ｂへ搬送する固形物の量を演算する。制御部８Ｂは、その演算結果を送水ポンプ７Ｂや搬送装置１１Ｂに送信し、当該送水ポンプ７Ｂ（例えば送水ポンプ７Ｂの送出圧や送出時間等）や搬送装置１１Ｂ（例えば搬送装置１１Ｂの搬送容量や搬送時間等）を制御することによって、所定量の汚泥水が貯留槽４Ｂから電解処理槽６Ｂへ供給されるとともに所定量の固形物が脱水ケーキ槽１０Ｂから電解処理槽６Ｂへ供給され、当該電解処理槽６Ｂで所定の固形物濃度を有する分離水が生成されることとなる。

【0047】

このように、本実施の形態３の排水処理装置１Ｂによれば、貯留槽４Ｂに貯留された汚泥水に含まれる固形物と貯留槽４Ｂに貯留された汚泥水の一部を脱水して生成した固形物とを排水から固形物が分離された分離水に混合してその分離水の固形物濃度を調整し、固形物濃度が調整された分離水を電解処理槽６Ｂで電解処理することで、実施の形態２の排水処理装置１Ａと同様、電解処理槽６Ｂで安定的に有機物処理や色度低減を行うことができ、電解処理槽６Ｂで使用する電極６ａＢ、６ｂＢ等の維持管理を簡素化することができるとともに、固形物の産廃処理量（固形物Ｂの量）を効果的に低減することができる。

【0048】

また、本実施の形態３の排水処理装置１Ｂによれば、電解処理槽６Ｂでの電解処理に用いる分離水の固形物濃度を調整する際に、貯留槽４Ｂに貯留された汚泥水の一部を脱水して生成した固形物を利用することで、固形物の産廃処理量（固形物Ｂの量）をより効果的に低減することができる。

【0049】

［実施の形態４］
図４は、本発明による排水処理装置の実施の形態４の基本構成を示したものである。図４に示す実施の形態４の排水処理装置１Ｃは、上記する実施の形態３の排水処理装置１Ｂに対して主に貯留槽に貯留された汚泥水の一部を脱水して生成した水分を電解処理する点が相違しており、その他の構成は実施の形態３の排水処理装置１Ｂと同様である。したがって、実施の形態３の排水処理装置１Ｂと同様の構成について、同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0050】

図示するように、本実施の形態４の排水処理装置１Ｃは、主に、原水槽２Ｃと、分離装置３Ｃと、貯留槽４Ｃと、電解処理槽６Ｃと、送水ポンプ（第１送出部）７Ｃと、制御部８Ｃと、を備えるとともに、脱水機９Ｃと、脱水ケーキ槽１０Ｃと、搬送装置（第２送出部）１１Ｃと、処理槽１２Ｃと、を備えている。

【0051】

本実施の形態４の排水処理装置１Ｃでは、ラインＬ１Ｃを介して原水槽２Ｃから分離装置３Ｃへ供給された排水は、生物処理槽３ａＣで生物処理（有機物やアンモニア態（アンモニア窒素系）を生物学的に分解処理）が施され、生物処理後の排水は、加圧浮上槽３ｂＣで加圧浮上処理が施される。分離装置３Ｃによって排水から分離された汚泥水（相対的に大量の固形物を含む）は、ラインＬ２Ｃを介して貯留槽４Ｃに供給され、分離装置３Ｃによって排水から分離された分離水（相対的に少量の固形物を含む）は、ラインＬ３Ｃを介して後述する処理槽１２Ｃへ供給される。貯留槽４Ｃに貯留された汚泥水の一部は、後述する制御部８Ｃによって駆動制御される送水ポンプ７ＣによりラインＬ４Ｃを介して電解処理槽６Ｃへ送出される。また、貯留槽４Ｃに貯留された汚泥水の残部は、ラインＬ７Ｃを介して脱水機９Ｃへ供給される。

【0052】

そして、脱水機９Ｃによって脱水分離された水分は、ラインＬ８Ｃを介して電解処理槽６Ｃに供給され、脱水機９Ｃによって脱水分離された固形物（「脱水ケーキ」ともいう。）は、ラインＬ９Ｃを介して脱水ケーキ槽１０Ｃへ搬送される。また、脱水ケーキ槽１０Ｃに貯留された固形物の一部（固形物Ａ）は、後述する制御部８Ｃによって駆動制御される搬送装置１１ＣによりラインＬ１１Ｃを介して電解処理槽６Ｃへ送出され、脱水ケーキ槽１０Ｃに貯留された固形物の残部（固形物Ｂ）は、ラインＬ１０Ｃを介して産廃処理場等へ搬出されることとなる。

【0053】

電解処理槽６Ｃでは、ラインＬ８Ｃを介して脱水機９Ｃから供給される水分とラインＬ４Ｃを介して貯留槽４Ｃから供給される汚泥水とラインＬ１１Ｃを介して脱水ケーキ槽１０Ｃから搬送される固形物（固形物Ａ）を混合して所定の固形物濃度の分離水を生成する。その際、電解処理槽６Ｃに配設された撹拌機５ａＣによって、水分と汚泥水と固形物とを積極的に撹拌することができる。このように所定の固形物濃度の水分（分離水）を生成した後、電解処理槽６Ｃでは、電極６ａＣ、６ｂＣに所定の電流で所定の時間だけ通電して固形物を含む水分を電解処理する。そして、電解処理槽６Ｃで電解処理された処理水は、ライン（循環ライン）Ｌ６Ｃを介してその一部が原水槽２Ｃを循環されるとともに、その一部が処理槽１２Ｃへ供給される。なお、電解処理槽６Ｃでの水分の電解処理が終了し、処理水がラインＬ６Ｃを介して送出されると、再び貯留槽４Ｃに貯留された汚泥水がラインＬ４Ｃを介して電解処理槽６Ｃへ送出され、脱水機９Ｃによって分離された水分がラインＬ８Ｃを介して電解処理槽６Ｃへ供給され、脱水ケーキ槽１０Ｃに貯留された固形物がラインＬ１１Ｃを介して電解処理槽６Ｃへ送出され、電解処理槽６Ｃで所定の固形物濃度の水分が生成されて電解処理が施される。

【0054】

処理槽１２Ｃは、ラインＬ３Ｃを介して分離装置３Ｃから供給される分離水とラインＬ６Ｃを介して電解処理槽６Ｃから供給される処理水とに次亜塩素酸を添加して脱色減菌処理を行うものであり、当該処理槽１２Ｃで脱色減菌処理された処理水は、ラインＬ１２Ｃを介して海洋や河川、下水道等に放流される。

【0055】

制御部８Ｃは、上記したように電解処理槽６Ｃにおける分離水の固形物濃度を所定の濃度に維持するためのものである。電解処理槽６Ｃ、処理水を放流するためのラインＬ１２Ｃ、分離装置３Ｃと処理槽１２Ｃを繋ぐラインＬ３Ｃ、貯留槽４Ｃにはそれぞれ、固形物濃度や色度を検出するための検出器Ｓ１Ｃ〜Ｓ４Ｃが配設され、制御部８Ｃは、各検出器Ｓ１Ｃ〜Ｓ４Ｃで検出される検出結果を受信し、その検出結果に基づいて貯留槽４Ｃから電解処理槽６Ｃへ供給する汚泥水の量や脱水ケーキ槽１０Ｃから電解処理槽６Ｃへ搬送する固形物の量を演算する。制御部８Ｃは、その演算結果を送水ポンプ７Ｃや搬送装置１１Ｃに送信し、当該送水ポンプ７Ｃ（例えば送水ポンプ７Ｃの送出圧や送出時間等）や搬送装置１１Ｃ（例えば搬送装置１１Ｃの搬送容量や搬送時間等）を制御することによって、所定量の汚泥水が貯留槽４Ｃから電解処理槽６Ｃへ供給されるとともに所定量の固形物が脱水ケーキ槽１０Ｃから電解処理槽６Ｃへ供給され、当該電解処理槽６Ｃで所定の固形物濃度を有する分離水が生成されることとなる。

【0056】

このように、本実施の形態４の排水処理装置１Ｃによれば、貯留槽４Ｃに貯留された汚泥水に含まれる固形物と貯留槽４Ｃに貯留された汚泥水の一部を脱水して生成した固形物とを汚泥水の一部を脱水して生成した水分（分離水）に混合してその水分の固形物濃度を調整し、固形物濃度が調整された水分を電解処理槽６Ｃで電解処理することで、実施の形態３の排水処理装置１Ｂと同様、電解処理槽６Ｃで安定的に有機物処理や色度低減を行うことができ、電解処理槽６Ｃで使用する電極６ａＣ、６ｂＣ等の維持管理を簡素化することができるとともに、固形物の産廃処理量（固形物Ｂの量）を効果的に低減することができる。

【0057】

なお、上記した実施の形態３、４の排水処理装置１Ｂ、１Ｃでは、貯留槽と電解処理槽を繋ぐラインや脱水ケーキ槽と電解処理槽を繋ぐラインにそれぞれ送水ポンプや搬送装置を配設し、制御部によって送水ポンプと搬送装置の双方を駆動制御して電解処理槽における固形物濃度を調整する形態について説明したが、例えば、送水ポンプと搬送装置の一方のみを用いてもよいし、制御部によって送水ポンプと搬送装置の一方のみを駆動制御してもよい。

【0058】

また、上記した実施の形態３、４の排水処理装置１Ｂ、１Ｃでは、電解処理槽での固形物濃度や色度等を精緻に制御するために、分離装置３Ｂと電解処理槽６Ｂを繋ぐラインＬ３Ｂや貯留槽４Ｂに検出器Ｓ３Ｂ、Ｓ４Ｂを配設したり、分離装置３Ｃと処理槽１２Ｃを繋ぐラインＬ３Ｃや貯留槽４Ｃに検出器Ｓ３Ｃ、Ｓ４Ｃを配設する形態について説明した。一方で、電解処理槽６Ｂ、６Ｃにおける固形物濃度や色度は検出器Ｓ１Ｂ、Ｓ１Ｃにより検出し得ることから、排水処理装置１Ｂ、１Ｃの構成を簡素化するために、上記した検出器Ｓ３Ｂ、Ｓ４Ｂや検出器Ｓ３Ｃ、Ｓ４Ｃは省略してもよい。

【0059】

＜実施例による検査用試料のＣＯＤの減少率と色度を測定した実験とその結果＞
本発明者等は、固形物量（固形物濃度、特にＣＯＤ濃度）が変動した場合であっても、次亜塩素酸等を生成し得る電極を用いた電解処理では排水中の固形物（特にＣＯＤ成分）を十分に酸化分解し得ることを確認するために、固形物量が異なる複数の検査用試料（実施例１〜３、比較例）を調製し、それぞれの検査用試料に対してＣＯＤの減少率測定と色度測定を実施した。

【0060】

＜検査用試料の調製方法＞
まず、検査用試料の調製方法を概説すると、ある固形物濃度を有する懸濁状態の排水（以下、原水という）を500ml用意し、その原水を5分間静置した後の上澄み液を200ml採取して比較例による検査用試料を調製した。また、原水を500ml用意し、その原水のうち200mlを採取して実施例１による検査用試料を調製した。また、原水を1100ml用意し、その原水を5分間静置した後の上澄み液900mlを沈殿物が浮遊しないように取り除いて実施例２による検査用試料を調製した。また、原水を2600ml用意し、その原水を5分間静置した後の上澄み液2400mlを沈殿物が浮遊しないように取り除いて実施例３による検査用試料を調製した。

【0061】

＜ＣＯＤ成分の減少率と色度の測定方法＞
次に、固形物由来のＣＯＤの減少率の測定方法を概説すると、電解処理前に各検査用試料の溶存ＣＯＤ（Ｐ１とする）と全量ＣＯＤ（Ｐ２とする）を測定し、各検査用試料に対して1Aの電流で5分間通電して電解処理を行った後、各検査用試料の溶存ＣＯＤ（Ｒ１とする）と全量ＣＯＤ（Ｒ２とする）を再び測定し、以下の式（４）に基づいて固形物由来のＣＯＤの減少率を算出した。なお、溶存ＣＯＤとは、各検査用試料の溶液中に溶存しているＣＯＤ成分の濃度、全量ＣＯＤとは、各検査用試料の溶液中に溶存しているＣＯＤ成分と固形物由来のＣＯＤ成分の総和の濃度である。

【0062】

［数１］
１−（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｐ２−Ｐ１） ・・・（４）

【0063】

また、各検査用試料の色度は、ポータブル水質計WA1（日本電色工業株式会社製）を使用して測定した。

【0064】

＜検査用試料のＣＯＤの減少率と色度を測定した実験結果＞
図５は、実施例１〜３、比較例による検査用試料の電解処理前および電解処理後の溶存ＣＯＤと全量ＣＯＤ（特にＣＯＤｃｒ（二クロム酸カリウムによる化学的酸素要求量））を示したものである。また、以下の表１は、実施例１〜３、比較例による検査用試料のＣＯＤの減少率を示したものである。また、図６は、実施例１〜３、比較例による検査用試料の電解処理前および電解処理後の色度を示したものである。なお、図５、表１および図６では、各検査用試料の固形物量を、実施例１による検査用試料の固形物量に対する割合で示している。

【0065】

【表1】

【0066】

図５および表１で示すように、電解処理で使用する溶液にある程度の固形物（ＣＯＤ成分）が含まれていたとしても、電解処理層での電解処理により固形物由来のＣＯＤを十分に低減できることが確認された。また、図６で示すように、電解処理で使用する溶液にある程度の固形物が含まれていたとしても、電解処理槽での電解処理により色度を上澄み液（比較例）と同等に低減し得ることが確認された。

【0067】

この実験結果より、電解処理槽における固形物量（固形物濃度、特にＣＯＤ濃度）が増加した場合であっても、次亜塩素酸等を生成し得る電極を用いた電解処理により、電極等の劣化を抑制しながら排水に含まれる固形物を十分に酸化分解し得ることが実証された。

【符号の説明】

【0068】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…排水処理装置
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…原水槽
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ…分離装置
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ…貯留槽
５…混合槽
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ…電解処理槽
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ…送水ポンプ（送出部、第１送出部）
８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ…制御部
９Ｂ、９Ｃ…脱水機
１０Ｂ、１０Ｃ…脱水ケーキ槽
１１Ｂ、１１Ｃ…搬送装置（第２送出部）
１２Ｃ…処理槽
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａ、Ｓ１Ｂ〜Ｓ４Ｂ、Ｓ１Ｃ〜Ｓ４Ｃ…検出器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】