JP2003053365A - Water cleaning system - Google Patents

Water cleaning system

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JP2003053365A
JP2003053365A JP2001251672A JP2001251672A JP2003053365A JP 2003053365 A JP2003053365 A JP 2003053365A JP 2001251672 A JP2001251672 A JP 2001251672A JP 2001251672 A JP2001251672 A JP 2001251672A JP 2003053365 A JP2003053365 A JP 2003053365A
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treatment
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直樹 広
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毅 樂間
Tomohito Koizumi
友人 小泉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water cleaning system capable of preventing an increase of sludge and also capable of suppressing a nitrate ion and ammonia from mixing and increasing in waste water to the outside. SOLUTION: The water treating system S is composed of an activated sludge treating tank 11 performing biological treatment of the water to be treated, a settling tank 12 for settling sludge in the water to be treated, treated at the activated sludge treating tank 11, a nitrogen treating device 1 for treating a nitrogen compound in the settled sludge at the settling tank 12 by an electrochemical technique and a pump 14 for returning the sludge treated at the nitrogen treating device 1 to the activated sludge treating tank 11.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、窒素化合物を含有
する一般家庭の生活排水や工場排水等の被処理水を処理
する水浄化システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water purification system for treating water to be treated such as domestic wastewater and factory wastewater containing nitrogen compounds.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、川や湖の富栄養化の原因の1
つに窒素化合物の存在があることは周知である。この窒
素化合物は、一般家庭の生活排水や工場排水等の被処理
水中に多く存在するが、浄化処理が困難であり、有効な
対策がとれないのが現状である。一般行われる水浄化シ
ステムでは、生物的処理により被処理水の処理が行わ
れ、これにより微生物の増殖による被処理水中のBOD
(生物化学的酸素要求量)やCOD(化学的酸素要求
量)の低減が図られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, one of the causes of eutrophication of rivers and lakes
It is well known that there is the presence of nitrogen compounds. A large amount of this nitrogen compound is present in water to be treated such as domestic household wastewater and factory wastewater, but it is the current situation that purification treatment is difficult and effective measures cannot be taken. In a commonly used water purification system, the treated water is treated by biological treatment, which causes BOD in the treated water due to the growth of microorganisms.
(Biochemical oxygen demand) and COD (chemical oxygen demand) are being reduced.

【0003】他の種類の生物的処理は、上記BODやC
ODの低減を行うものに加えて、生物的処理において、
脱窒素細菌を用いて、硝酸態窒素を窒素ガスに変換する
脱窒工程と、アンモニア態窒素を硝酸態窒素に変換する
硝化工程とを行うことにより、被処理水中に含有される
硝酸態窒素やアンモニア態窒素を処理するものがある。
Other types of biological treatment are BOD and C described above.
In addition to those that reduce OD, in biological treatment,
By using a denitrifying bacterium, a denitrification step of converting nitrate nitrogen into nitrogen gas and a nitrification step of converting ammonia nitrogen into nitrate nitrogen are carried out, thereby removing nitrate nitrogen and nitrogen contained in the water to be treated. Some treat ammonia nitrogen.

【0004】上記生物的処理を行った後、被処理水の静
置を行うことにより、生物的処理を行いきれなかった硝
酸態窒素やアンモニア態窒素を含む汚泥が、被処理水内
に沈殿する。随時、生物的処理が行われることにより、
沈殿した汚泥は、大量に被処理水内に堆積され、一定量
以上堆積された場合には、除去メンテナンスなどによ
り、取り除かなければ成らない問題があった。
After the biological treatment is performed, the water to be treated is allowed to stand still, so that sludge containing nitrate nitrogen or ammonia nitrogen, which could not be biologically treated, is precipitated in the water to be treated. . By performing biological treatment from time to time,
A large amount of settled sludge is deposited in the water to be treated, and when a certain amount or more is deposited, there is a problem that it must be removed by removal maintenance or the like.

【0005】そこで、大量に生成される汚泥量を減量す
るため、係る汚泥を再度生物的処理に返送し、更に生物
的処理を行い、BODやCODの低減を行うと共に、汚
泥に含まれる硝酸態窒素やアンモニア態窒素の脱窒を行
う水浄化システムがある。しかしながら、係る生物的処
理の繰り返しのみでは、生物的処理で分解することが困
難である有機物や微生物などが残留してしまい、効率的
に汚泥を減量することができないという問題があった。
Therefore, in order to reduce the amount of sludge produced in a large amount, the sludge is returned to the biological treatment again, and further biological treatment is performed to reduce BOD and COD, and at the same time, nitric acid contained in the sludge is reduced. There is a water purification system that denitrifies nitrogen and ammonia nitrogen. However, only by repeating the biological treatment, there is a problem that organic substances and microorganisms, which are difficult to decompose by the biological treatment, remain and the sludge cannot be efficiently reduced.

【0006】係る問題を解消するため、生物的処理を行
い、静置することにより得られる汚泥を、搬送手段にて
電解手段に搬送し、係る汚泥を電解手段にて電気化学的
手法によりオゾンや活性酸素、更には次亜塩素酸を発生
させ、汚泥に含有される有機物や微生物の細胞壁の破壊
を行い、電解処理された汚泥を再び生物的処理に供する
ものがある。
In order to solve such a problem, sludge obtained by performing a biological treatment and allowing it to stand is transported to an electrolytic means by a transport means, and the sludge is subjected to an electrochemical method such as ozone or ozone. There is a method in which active oxygen and further hypochlorous acid are generated to destroy the cell walls of organic substances and microorganisms contained in sludge, and the sludge subjected to electrolytic treatment is again subjected to biological treatment.

【0007】係る場合には、電解処理により汚泥に含有
される有機物や微生物は、容易に脱窒処理することがで
き、汚泥全体の生成量を減少させることができる。
In this case, organic substances and microorganisms contained in the sludge by the electrolytic treatment can be easily denitrified, and the amount of sludge produced can be reduced.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記水
浄化システムでは、電解処理を行うことにより、有機物
や微生物の分解時に硝酸イオンやアンモニアが生成さ
れ、被処理水の排水の硝酸イオンやアンモニアが増加
し、係る排水が外部に廃棄されるという問題があった。
そのため、水浄化システムの排水から菌の繁殖や藻の発
生を生じる不都合があった。
However, in the above-mentioned water purification system, by performing electrolytic treatment, nitrate ions and ammonia are generated when organic substances and microorganisms are decomposed, and nitrate ions and ammonia in the wastewater of the treated water increase. However, there is a problem that the drainage is discarded to the outside.
Therefore, there is a problem that bacteria are propagated and algae are generated from the waste water of the water purification system.

【0009】そこで、本発明は従来の技術的課題を解決
するために成されたものであり、汚泥の増加を防止する
と共に、外部への排水中に硝酸イオンやアンモニアが混
入し、増加することを抑制することができる水浄化シス
テムを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in order to solve the conventional technical problems, and it is possible to prevent the increase of sludge and to increase nitrate ion and ammonia mixed in the waste water discharged to the outside. It is an object of the present invention to provide a water purification system capable of suppressing water pollution.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の水浄化システム
は、被処理水の生物的処理を行う生物的処理浄化手段
と、この生物的処理浄化手段にて処理された被処理水中
の汚泥を沈殿させる沈殿手段と、電気化学的手法により
沈殿手段において沈殿した汚泥の窒素化合物を処理する
窒素処理手段と、この窒素処理手段にて処理された汚泥
を生物的処理浄化手段に戻す返送手段とから構成される
ことを特徴とする。
The water purification system of the present invention comprises a biological treatment / purification means for biologically treating the water to be treated and a sludge in the treated water treated by the biological treatment / purification means. From a settling means for settling, a nitrogen treatment means for treating the nitrogen compounds of sludge settled in the sedimentation means by an electrochemical method, and a returning means for returning the sludge treated by this nitrogen treatment means to the biological treatment purification means. It is characterized by being configured.

【0011】本発明の水浄化システムによれば、被処理
水の生物的処理を行う生物的処理浄化手段と、この生物
的処理浄化手段にて処理された被処理水中の汚泥を沈殿
させる沈殿手段と、電気化学的手法により沈殿手段にお
いて沈殿した汚泥の窒素化合物を処理する窒素処理手段
と、この窒素処理手段にて処理された汚泥を生物的処理
浄化手段に戻す返送手段とから構成されるので、窒素処
理手段にて窒素処理及び汚泥に含まれる微生物の細胞壁
を破壊した後の汚泥を、生物的処理浄化手段に返送する
ことができるようになり、係る汚泥を生物的処理浄化手
段にて、容易に生物分解することができ、汚泥廃棄量の
低減を図ることができるようになる。これにより、従来
の汚泥処理に要していたコストランニングを削減するこ
とができるようになる。
According to the water purification system of the present invention, a biological treatment / purification means for biologically treating the water to be treated, and a sedimentation means for precipitating sludge in the water to be treated treated by the biological treatment / purification means. And a nitrogen treatment means for treating nitrogen compounds of sludge precipitated in the precipitation means by an electrochemical method, and a return means for returning the sludge treated by this nitrogen treatment means to the biological treatment purification means. The sludge after destroying the cell wall of the microorganisms contained in the nitrogen treatment and sludge by the nitrogen treatment means can be returned to the biological treatment purification means, and the sludge is treated by the biological treatment purification means. It can be easily biodegraded and the amount of sludge waste can be reduced. As a result, it becomes possible to reduce the cost running required for the conventional sludge treatment.

【0012】また、被処理水中の汚泥に含まれる硝酸態
窒素やアンモニア態窒素などの生物的処理浄化手段では
分解が困難なものをも窒素処理手段にて処理することが
できるようになる。
Further, the nitrogen treatment means can treat even those substances which are difficult to decompose by biological treatment and purification means such as nitrate nitrogen and ammonia nitrogen contained in sludge in the water to be treated.

【0013】請求項2の発明の水浄化システムは、請求
項1の発明に加えて、窒素処理手段のカソードを構成す
る金属材料として、周期表の第Ib族又は第IIb族を
含む導電体、若しくは、同族を導電体に被覆したものを
用いることを特徴とする。
A water purification system according to a second aspect of the present invention is, in addition to the first aspect of the present invention, a conductor containing a group Ib group or a group IIb group of the periodic table as a metal material constituting the cathode of the nitrogen treatment means, Alternatively, it is characterized in that a conductor of the same family is used.

【0014】請求項2の発明の水浄化システムによれ
ば、請求項1の発明に加えて、窒素処理手段のカソード
を構成する金属材料として、周期表の第Ib族又は第I
Ib族を含む導電体、若しくは、同族を導電体に被覆し
たものを用いるので、汚泥中の硝酸態窒素の亜硝酸態窒
素及びアンモニアへの還元反応を促進することができ、
還元反応に要する時間を短縮及び低濃度の窒素化合物の
除去を行うことができるようになる。これにより、窒素
化合物の処理能力が向上される。
According to the water purifying system of the invention of claim 2, in addition to the invention of claim 1, as the metal material constituting the cathode of the nitrogen treatment means, a group Ib group or I group of the periodic table.
Since a conductor containing a group Ib or a conductor coated with the same group is used, the reduction reaction of nitrate nitrogen in sludge to nitrite nitrogen and ammonia can be promoted,
It becomes possible to shorten the time required for the reduction reaction and remove low-concentration nitrogen compounds. This improves the throughput of nitrogen compounds.

【0015】請求項3の発明の水浄化システムは、請求
項1又は請求項2の発明に加えて、カソードを構成する
金属材料として、銅と亜鉛又は銅と鉄又は銅とニッケル
又は銅とアルミニウムを含む合金又は焼結体を用いるこ
とを特徴とする。
The water purification system of the invention of claim 3 is, in addition to the invention of claim 1 or claim 2, as a metal material constituting the cathode, copper and zinc, copper and iron, copper and nickel, or copper and aluminum. It is characterized by using an alloy or a sintered body containing.

【0016】請求項3の発明の水浄化システムによれ
ば、請求項1又は請求項2の発明に加えて、カソードを
構成する金属材料として、銅と亜鉛又は銅と鉄又は銅と
ニッケル又は銅とアルミニウムを含む合金又は焼結体を
用いるので、特に、汚泥中の硝酸態窒素の亜硝酸態窒素
及びアンモニアへの還元反応をより一層促進させること
ができ、還元反応に要する時間を短縮することができる
ようになる。これにより、より一層、窒素化合物の処理
能力が向上される。
According to the water purification system of the invention of claim 3, in addition to the invention of claim 1 or 2, as the metal material constituting the cathode, copper and zinc, copper and iron, copper and nickel or copper. Since an alloy or a sintered body containing aluminum and aluminum is used, the reduction reaction of nitrate nitrogen in sludge to nitrite nitrogen and ammonia can be further accelerated, and the time required for the reduction reaction can be shortened. Will be able to. As a result, the nitrogen compound treatment capacity is further improved.

【0017】請求項4の発明の水浄化システムは、請求
項1、請求項2又は請求項3の発明に加えて、窒素処理
手段のアノードを構成する導電性材料として、不溶性材
料又はカーボンを用いると共に、窒素処理手段のカソー
ドの面積をアノードの面積よりも大きくすることを特徴
とする。
In addition to the invention of claim 1, claim 2 or claim 3, the water purification system of the invention of claim 4 uses an insoluble material or carbon as a conductive material constituting the anode of the nitrogen treatment means. At the same time, the area of the cathode of the nitrogen treatment means is made larger than the area of the anode.

【0018】請求項4の発明の水浄化システムによれ
ば、請求項1、請求項2又は請求項3の発明に加えて、
窒素処理手段のアノードを構成する導電性材料として、
不溶性材料又はカーボンを用いると共に、窒素処理手段
のカソードの面積をアノードの面積よりも大きくするの
で、アノードにて生じる窒素化合物、特に、亜硝酸態窒
素から硝酸態窒素への酸化反応を低減させ、これに伴っ
てカソードに生じる硝酸態窒素の還元反応を促進するこ
とができるようになる。
According to the water purification system of the invention of claim 4, in addition to the invention of claim 1, claim 2 or claim 3,
As a conductive material that constitutes the anode of the nitrogen treatment means,
Since the area of the cathode of the nitrogen treatment means is made larger than the area of the anode while using an insoluble material or carbon, the nitrogen compound generated at the anode, particularly, the oxidation reaction from nitrite nitrogen to nitrate nitrogen is reduced, Along with this, the reduction reaction of nitrate nitrogen generated at the cathode can be promoted.

【0019】請求項5の発明の水浄化システムは、請求
項1、請求項2、請求項3又は請求項4の発明に加え
て、イオンの通過を許容し、酸素気泡の通過は阻止する
遮蔽部材を窒素処理手段のカソードとアノード間に配置
し、アノード側に流水の影響が及ばないようにしたこと
を特徴とする。
In addition to the invention of claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, the water purifying system of the invention of claim 5 allows passage of ions and blocks passage of oxygen bubbles. The member is arranged between the cathode and the anode of the nitrogen treatment means so that the flowing water does not affect the anode side.

【0020】請求項5の発明の水浄化システムによれ
ば、請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4の発明
に加えて、イオンの通過を許容し、酸素気泡の通過は阻
止する遮蔽部材を窒素処理手段のカソードとアノード間
に配置したので、アノード側で発生した活性酸素により
窒素化合物の脱窒反応を行うと共に、イオンのみが遮蔽
部材を通過することにより、窒素化合物、特に硝酸態窒
素の還元反応を促進することができるようになる。
According to the water purification system of the invention of claim 5, in addition to the invention of claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, passage of ions is allowed and passage of oxygen bubbles is blocked. Since the shielding member to be arranged is disposed between the cathode and the anode of the nitrogen treatment means, the denitrification reaction of the nitrogen compound is performed by the active oxygen generated on the anode side, and at the same time, only the ions pass through the shielding member, so that the nitrogen compound, especially It becomes possible to promote the reduction reaction of nitrate nitrogen.

【0021】また、アノード側に流水の影響を受けない
構造とすると共に、イオンの通過は許容する遮蔽部材を
配置するので、汚泥の流水による攪拌がカソード側の硝
酸態窒素の還元反応を促進する際に、アノード側の汚泥
が攪拌されるのを防ぎ、電気泳動による希薄塩素イオン
のアノードへの供給を促し、結果として次亜塩素酸によ
り窒素化合物の処理能力が向上される。
Further, since the anode side has a structure that is not affected by running water, and a shielding member that allows the passage of ions is arranged, stirring of the sludge by running water promotes the reduction reaction of nitrate nitrogen on the cathode side. At this time, the sludge on the anode side is prevented from being agitated, and the supply of dilute chlorine ions to the anode by electrophoresis is promoted. As a result, the treatment capacity of nitrogen compounds is improved by hypochlorous acid.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を詳述する。図1は本発明の水浄化システムSの
概要を示す説明図である。本実施例における水浄化シス
テムSは、生物的処理浄化手段としての活性汚泥処理槽
11と、沈殿手段としての沈殿槽12と、窒素処理手段
としての窒素処理装置1とを有し、これら活性汚泥処理
槽11と、沈殿槽12と、窒素処理装置1は、配管接続
により環状に接続されている。図1における13及び1
4は、強制循環手段及び返送手段としてのポンプであ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the water purification system S of the present invention. The water purification system S in this embodiment has an activated sludge treatment tank 11 as a biological treatment purification means, a settling tank 12 as a precipitation means, and a nitrogen treatment device 1 as a nitrogen treatment means. The processing tank 11, the precipitation tank 12, and the nitrogen processing apparatus 1 are connected in an annular shape by pipe connection. 13 and 1 in FIG.
4 is a pump as a forced circulation means and a return means.

【0023】本実施例における活性汚泥処理槽11は、
嫌気槽11Aと好気槽11Bとにより構成され、開閉可
能な図示しない弁装置を備えた仕切板15により区画さ
れている。この嫌気槽11Aには、例えば一般家庭の生
活排水や工場排水などの被処理水を取り込むための図示
しない流入口が形成されており、好気槽11Bには、図
示しない排水の流出口が形成されている。そして、これ
ら嫌気槽11A及び好気槽11B内には、異なる種類の
脱窒素細菌が保有されており、周囲の温度環境等を整備
することにより細菌の繁殖が活性化されている。
The activated sludge treatment tank 11 in this embodiment is
It is composed of an anaerobic tank 11A and an aerobic tank 11B, and is partitioned by a partition plate 15 equipped with a valve device (not shown) that can be opened and closed. The anaerobic tank 11A has an inlet (not shown) for taking in treated water such as domestic household wastewater or factory drainage, and the aerobic tank 11B has an outlet (not shown) for drainage. Has been done. The anaerobic tank 11A and the aerobic tank 11B contain different types of denitrifying bacteria, and the reproduction of the bacteria is activated by maintaining the ambient temperature environment and the like.

【0024】前記嫌気槽11Aでは、脱窒素細菌により
被処理水中に含有される硝酸態窒素を窒素ガスに変換す
る脱窒工程が行われ、嫌気槽11Aで処理された被処理
水は、前記弁装置を開放することにより好気槽11B内
に流入される。好気槽11Bでは、脱窒素細菌により被
処理水中に含有されるアンモニア態窒素を硝酸態窒素に
変換する硝化工程が行われる。これら嫌気槽11A及び
好気槽11B内には、図示しない攪拌手段を設けること
により脱窒素細菌の活性化を促進しても良いものとす
る。
In the anaerobic tank 11A, a denitrification step of converting nitrate nitrogen contained in the water to be treated into nitrogen gas by denitrifying bacteria is performed, and the water to be treated in the anaerobic tank 11A is treated by the valve By opening the device, the gas is introduced into the aerobic tank 11B. In the aerobic tank 11B, a nitrification step of converting ammonia nitrogen contained in the water to be treated into nitrate nitrogen by denitrifying bacteria is performed. The anaerobic tank 11A and the aerobic tank 11B may be provided with a stirring means (not shown) to promote the activation of the denitrifying bacteria.

【0025】本実施例では、図1に示す如く活性汚泥処
理槽11と隣接して沈殿槽12が設けられ、図示しない
弁装置を開閉することにより、活性汚泥処理槽11内の
被処理水の搬送(流出)を可能とする。尚、これ以外
に、活性汚泥処理槽11と沈殿槽12を配管接続し、活
性汚泥処理槽11内の被処理水の搬送を行うことも可能
である。
In this embodiment, a settling tank 12 is provided adjacent to the activated sludge treatment tank 11 as shown in FIG. 1, and a valve device (not shown) is opened / closed to treat the water to be treated in the activated sludge treatment tank 11. Allows transportation (outflow). Other than this, it is also possible to pipe the activated sludge treatment tank 11 and the sedimentation tank 12 to carry the water to be treated in the activated sludge treatment tank 11.

【0026】沈殿槽12は活性汚泥処理槽11内から搬
送された被処理水を静置し、被処理水に含有される固形
分(以下、汚泥と称する。)とそれ以外の排水とに分離
する。汚泥と分離された排水は、沈殿槽12の例えば上
部に形成された図示しない排水口により、外部に排出可
能とされている。
In the settling tank 12, the water to be treated conveyed from the inside of the activated sludge treatment tank 11 is allowed to stand, and the solid content (hereinafter referred to as "sludge") contained in the water to be treated is separated into other waste water. To do. The wastewater separated from the sludge can be discharged to the outside through a drain port (not shown) formed in the upper part of the settling tank 12, for example.

【0027】一方、沈殿槽12の下部又は底面には、図
示しない汚泥排出口が形成されており、図示しない弁装
置により開閉可能に制御されている。この汚泥排出口
は、流入配管13Aを介して前記強制循環手段としての
ポンプ13の流入口に接続されており、このポンプ13
の流出口には、流出配管13Bを介して窒素処理装置1
に接続されている。
On the other hand, a sludge discharge port (not shown) is formed at the bottom or bottom of the settling tank 12 and is controlled to be openable / closable by a valve device (not shown). This sludge discharge port is connected to the inlet of the pump 13 as the forced circulation means through the inflow pipe 13A.
Of the nitrogen treatment device 1 through the outflow pipe 13B.
It is connected to the.

【0028】ここで、窒素処理装置1について、図2乃
至図5を参照して説明する。本実施例における窒素処理
装置1は、内部に図示しない汚泥の流入口と流出口を有
する処理室4を構成する処理槽2と、該処理室4内の汚
泥中に少なくとも一部が浸漬するように対向して配置さ
れる一対の電極、即ち、アノード5と、カソード6と、
該電極5、6に通電するための電源7と、該電極7を制
御するための図示しない制御装置とから構成されてい
る。尚、図中10は、処理槽2内を撹拌するための撹拌
手段としての撹拌子である。
Here, the nitrogen treatment apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 5. The nitrogen treatment apparatus 1 in the present embodiment is configured so that at least a part thereof is immersed in the sludge in the treatment chamber 2 and a treatment tank 2 which constitutes a treatment chamber 4 having an inlet and an outlet for sludge (not shown). A pair of electrodes arranged to face each other, that is, an anode 5, a cathode 6, and
A power source 7 for energizing the electrodes 5 and 6 and a controller (not shown) for controlling the electrodes 7 are provided. In the figure, 10 is an agitator as an agitating means for agitating the inside of the processing tank 2.

【0029】前記カソード6は、銅と亜鉛又は銅と鉄又
は銅とニッケル又は銅とアルミニウムの合金又は焼結体
から構成されており、前記アノード5は、不溶性金属、
例えば白金、イリジウム、パラジウム又はその酸化物な
どから構成される不溶性電極又はカーボンとされてい
る。
The cathode 6 is composed of an alloy or a sintered body of copper and zinc, copper and iron, copper and nickel, or copper and aluminum, and the anode 5 is an insoluble metal.
For example, it is an insoluble electrode or carbon made of platinum, iridium, palladium or an oxide thereof.

【0030】また、アノード5とカソード6との間に位
置して、アノード5を囲繞するように、図3に示される
如き円筒状に形成された遮蔽部材9が設けられている。
該遮蔽部材9は、例えばガラス繊維やプラスチックのメ
ッシュなどの非導電性部材にて構成されており、これに
より、アノード5から発生する酸素気泡が、カソード6
側に通過することを阻止することができる。このとき、
アノード5側に存するイオンは、該遮蔽部材9を通過し
てカソード6側に移動することができる。また、遮蔽部
材9は、汚泥の流水により生じる撹拌又は、前記撹拌子
10による撹拌によりアノードに流水の影響を与えない
ものとされている。
A shielding member 9 formed in a cylindrical shape as shown in FIG. 3 is provided between the anode 5 and the cathode 6 so as to surround the anode 5.
The shielding member 9 is made of, for example, a non-conductive member such as a glass fiber or a plastic mesh, so that oxygen bubbles generated from the anode 5 can be prevented from flowing into the cathode 6.
It can be prevented from passing to the side. At this time,
The ions present on the anode 5 side can pass through the shielding member 9 and move to the cathode 6 side. Further, the shielding member 9 does not affect the running water on the anode by stirring generated by running water of sludge or stirring by the stirring bar 10.

【0031】以上の構成により、窒素処理装置1の処理
槽2内に貯留された汚泥を処理する際には、前記制御装
置により電源7をONとし、カソード6及びアノード5
に通電する。カソード6側では、汚泥中に含まれる硝酸
イオンは、還元反応により亜硝酸イオンに変換される
(反応A)。また、硝酸イオンの還元反応により生成さ
れた亜硝酸イオンは、更に、還元反応により、アンモニ
アに変換される(反応B)。以下に、反応A及び反応B
を示す。 反応A NO3 -+H2O+2e-→NO2 -+2OH- 反応B NO2 -+5H2O+6e-→NH3(aq)+7OH-
With the above construction, when treating the sludge stored in the treatment tank 2 of the nitrogen treatment apparatus 1, the controller 7 turns on the power source 7 to turn the cathode 6 and the anode 5 on.
Energize. On the cathode 6 side, nitrate ions contained in the sludge are converted into nitrite ions by a reduction reaction (reaction A). Further, the nitrite ion generated by the reduction reaction of nitrate ion is further converted into ammonia by the reduction reaction (reaction B). Below, reaction A and reaction B
Indicates. Reaction A NO 3 + H 2 O + 2e → NO 2 + 2OH Reaction B NO 2 + 5H 2 O + 6e → NH 3 (aq) + 7OH

【0032】一方、アノード5側では、アノード5の表
面からオゾンや活性酸素や次亜塩素酸が発生し、これに
より、汚泥に含有される有機物や微生物の細胞壁を破壊
し、これらを分解する。また、汚泥中におけるアンモニ
アの脱窒作用により、窒素ガスを生成する(反応C)。
以下に、反応C乃至反応Fを示す。 反応C NH3(aq)+3(O)→N2↑+3H2O 反応D NaCl→Na++Cl- 2Cl-→Cl2+2e- 反応E Cl2+H2O→HClO+HCl 反応F 2NH4+4HClO→N2↑+4HCl+4H2
On the other hand, on the side of the anode 5, ozone, active oxygen and hypochlorous acid are generated from the surface of the anode 5, thereby destroying the organic matter contained in the sludge and the cell walls of microorganisms and decomposing them. Further, nitrogen gas is generated by the denitrification action of ammonia in the sludge (reaction C).
The reactions C to F are shown below. Reaction C NH 3 (aq) +3 ( O) → N 2 ↑ + 3H 2 O The reaction D NaCl → Na + + Cl - 2Cl - → Cl 2 + 2e - reaction E Cl 2 + H 2 O → HClO + HCl Reaction F 2NH 4 + 4HClO → N 2 ↑ + 4HCl + 4H 2 O

【0033】ここで、図4及び図5を参照して、カソー
ド6の構成電極について説明する。実際の窒素処理の電
気分解では、特にカソード6を構成する金属の種類によ
り窒素処理能力が著しく異なる。図4は、各種単体金属
により構成されるカソードの還元特性を示す図である。
図5に示される実験結果は、塩素イオンなしの条件下で
0.001MのKNO3を加えた溶液300mlを電気
分解した場合における時間経過に伴うNO3 -の濃度を示
している。尚、このとき使用されるアノード5は、白金
であり、カソード6とアノード5の面積比は10:1で
ある。
Now, the constituent electrodes of the cathode 6 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In the actual electrolysis of nitrogen treatment, the nitrogen treatment ability remarkably differs depending on the kind of metal forming the cathode 6. FIG. 4 is a diagram showing the reduction characteristics of a cathode composed of various simple metals.
The experimental results shown in FIG. 5 show the concentration of NO 3 over time when 300 ml of a solution containing 0.001 M KNO 3 was electrolyzed under conditions without chloride ions. The anode 5 used at this time is platinum, and the area ratio between the cathode 6 and the anode 5 is 10: 1.

【0034】図4に示されるように、カソード6を周期
表の第Ib族又は第IIb族を含む導電体、例えば、亜
鉛、銅、銀、亜鉛と銅の合金である真鍮で構成すると、
硝酸態窒素、即ち、低濃度のNO3 -において還元特性は
著しいことが分かる。また、同条件では、白金、ニッケ
ル、チタンは殆ど還元特性を示さなかった。これによ
り、カソード6を周期表の第Ib族又は第IIb族を含
む導電体で構成すると、NO3 -及びNO2 -の処理に有効
であることが分かる。
As shown in FIG. 4, if the cathode 6 is made of a conductor containing Group Ib or Group IIb of the periodic table, for example, zinc, copper, silver, or brass which is an alloy of zinc and copper,
It can be seen that the reducing characteristics are remarkable in nitrate nitrogen, that is, in a low concentration of NO 3 . Further, under the same conditions, platinum, nickel, and titanium showed almost no reducing property. From this, it can be seen that when the cathode 6 is made of a conductor containing a group Ib group or a group IIb group of the periodic table, it is effective for the treatment of NO 3 and NO 2 .

【0035】また、図5は、各種銅合金により構成され
るカソードの還元特性を示す図である。図5に示される
実験結果は、図4の実験と同様の条件にて行われたもの
である。図5によると、銅とニッケル及びマンガンの合
金であるアドバンスと、銅と錫の合金であるリン青銅
と、銅とニッケルの合金であるキュプロニッケルをそれ
ぞれカソード6に使用した場合には、それぞれ前記亜鉛
の単体金属をカソード6に使用した場合に比して、NO
3 -の減少の割合が少ないものであった。
FIG. 5 is a diagram showing the reducing characteristics of the cathode made of various copper alloys. The experiment result shown in FIG. 5 is performed under the same conditions as the experiment of FIG. According to FIG. 5, when Advance, which is an alloy of copper, nickel, and manganese, phosphor bronze, which is an alloy of copper and tin, and cupro-nickel, which is an alloy of copper and nickel, are used for the cathode 6, respectively, Compared to the case of using a single metal of zinc for the cathode 6, NO
3 - it was those percentage of decrease is small.

【0036】上記より、塩素イオンなし又は希薄塩素イ
オンの条件下で、銅合金としては、銅と亜鉛、銅とニッ
ケル、銅とアルミニウムがNO3 -及びNO2 -の処理に有
効である。また、銅合金として、マンガンやスズを用い
た場合には、その量に関係することなく、低濃度のNO
3 -及びNO2 -の還元性能が著しく低下することが分か
る。また、銅の合金以外にも、銅と鉄の焼結体も還元特
性が高い。
From the above, copper and zinc, copper and nickel, and copper and aluminum are effective for the treatment of NO 3 and NO 2 as the copper alloy under the condition of no chlorine ion or diluted chlorine ion. Further, when manganese or tin is used as the copper alloy, it is possible to obtain a low concentration of NO regardless of the amount thereof.
3 - and NO 2 - it is understood that the reduction performance of remarkably lowered. In addition to copper alloys, copper-iron sintered bodies also have high reduction characteristics.

【0037】これにより、カソード6に銅及び亜鉛の合
金を用いた場合には、亜鉛又は銅の単体金属を用いた場
合に比して、特に、汚泥中の硝酸態窒素の亜硝酸態窒素
及びアンモニアへの還元反応を促進させることができ、
還元反応に要する時間を短縮することができるようにな
る。銅は溶液が電解の進行に伴いアルカリ性になると、
NO3 -及びNO2 -の還元速度が低下するが、銅と亜鉛の
合金である真鍮である場合には、銅よりもイオン化傾向
の大きい亜鉛が犠牲電極として作用するため、窒素化合
物の還元速度のpH依存性がなくなり、結果として銅、
亜鉛単体よりも還元特性が向上されるためである。
As a result, when the alloy of copper and zinc is used for the cathode 6, compared with the case where a simple metal of zinc or copper is used, in particular, nitrite nitrogen and nitric acid nitrogen in sludge are Can accelerate the reduction reaction to ammonia,
The time required for the reduction reaction can be shortened. When the solution becomes alkaline with the progress of electrolysis, copper
The reduction rate of NO 3 and NO 2 decreases, but in the case of brass, which is an alloy of copper and zinc, zinc, which has a greater ionization tendency than copper, acts as a sacrificial electrode, so the reduction rate of nitrogen compounds is reduced. The pH dependence of the
This is because the reducing property is improved as compared with zinc alone.

【0038】特に、カソード6に真鍮を用いた場合に
は、著しくNO3 -濃度が減少させることができるため、
被処理水中の硝酸態窒素の亜硝酸態窒素及びアンモニア
への還元反応をより一層促進させることができ、還元反
応に要する時間を短縮し、低濃度の硝酸イオンも還元す
ることができる。
[0038] Particularly, in the case of using a brass cathode 6 is significantly NO 3 - it is possible to reduce the concentration,
The reduction reaction of nitrate nitrogen in the water to be treated to nitrite nitrogen and ammonia can be further promoted, the time required for the reduction reaction can be shortened, and nitrate ion of low concentration can also be reduced.

【0039】一方、アノード5側では、上述の如き脱窒
反応に加えて、カソード6側において、硝酸イオンを亜
硝酸イオンに還元させたものを、また、亜硝酸イオンか
ら硝酸イオンへ酸化する酸化反応が生じている。これに
より、カソード6での硝酸イオンの還元反応に対して、
アノード5で亜硝酸イオンの酸化反応(反応K)が生じ
てしまうため、窒素処理効率が悪くなる問題があった。
以下に、反応Kを示す。 反応K NO2 -+H2O→NO3 -+H++2e-
On the other hand, on the anode 5 side, in addition to the denitrification reaction as described above, on the cathode 6 side, nitrate ion is reduced to nitrite ion, and is also oxidized to nitrite ion to nitrate ion. A reaction is taking place. Thereby, with respect to the reduction reaction of nitrate ions at the cathode 6,
Since the oxidation reaction (reaction K) of the nitrite ion occurs at the anode 5, there is a problem that the nitrogen treatment efficiency deteriorates.
The reaction K is shown below. Reaction K NO 2 + H 2 O → NO 3 + H + + 2e

【0040】そのため、本実施例における窒素処理装置
1では、このアノード5にて生じる亜硝酸イオンの酸化
反応を遅延させ、カソード6にて生じる硝酸イオンの還
元反応を促進するため、カソード6の表面積を、アノー
ド5の表面積よりも大きいものを使用する。
Therefore, in the nitrogen treatment apparatus 1 of the present embodiment, the surface area of the cathode 6 is increased in order to delay the oxidation reaction of the nitrite ion generated at the anode 5 and accelerate the reduction reaction of the nitrate ion generated at the cathode 6. Is larger than the surface area of the anode 5.

【0041】これにより、アノード5にて生じる窒素化
合物、特に、亜硝酸態窒素、即ち亜硝酸イオンから硝酸
態窒素、即ち硝酸イオンへの酸化反応を低減させ、これ
に伴ってカソードにて生じる硝酸イオンの還元反応を促
進することができるようになる。
As a result, the nitrogen compound generated at the anode 5, particularly, the oxidation reaction from nitrite nitrogen, that is, nitrite ion to nitrate nitrogen, that is, nitrate ion is reduced, and the nitric acid generated at the cathode is also reduced. It becomes possible to accelerate the reduction reaction of ions.

【0042】更にまた、本実施例における窒素処理装置
1には、上述の如く、アノード5とカソード6との間に
位置して、アノード5を囲繞するように遮蔽部材9が設
けられているので、アノード5表面から発生した活性酸
素がカソード6に移動し、カソード6における還元反応
を阻害することを防止することができるようになる。
Furthermore, since the nitrogen treatment apparatus 1 in this embodiment is provided with the shielding member 9 located between the anode 5 and the cathode 6 so as to surround the anode 5, as described above. Thus, it becomes possible to prevent the active oxygen generated from the surface of the anode 5 from moving to the cathode 6 and inhibiting the reduction reaction at the cathode 6.

【0043】また、被処理水中のイオンのみが遮蔽部材
9を透過することにより、硝酸態窒素、即ち、硝酸イオ
ンが該遮蔽部材9を透過し、アノード5からカソード6
に移動し、カソードにて還元反応を行うことができるた
め、硝酸イオンの還元反応を促進することができるよう
になる。
Further, since only the ions in the water to be treated permeate the shielding member 9, nitrate nitrogen, that is, nitrate ions permeate the shielding member 9, and the anode 5 to the cathode 6
It is possible to accelerate the reduction reaction of nitrate ions, since the reduction reaction can be carried out at the cathode and the reduction reaction can be performed at the cathode.

【0044】また、アノード5側に流水の影響を受けな
い構造とすると共に、イオンの通過は許容する遮蔽部材
を配置するので、汚泥の流水による撹拌又は、前記撹拌
子10による撹拌が、カソード6側の硝酸態窒素の還元
反応を促進する際に、アノード5側の被処理水が撹拌さ
れるのを防ぎ、電気泳動による希薄塩素イオンのアノー
ド5への供給を促し、結果として、次亜塩素酸による窒
素化合物の処理が向上する。
Further, since the anode 5 side has a structure that is not affected by running water, and a shielding member that allows the passage of ions is arranged, stirring of sludge with running water or stirring by the stirring bar 10 is performed by the cathode 6 When accelerating the reduction reaction of the nitrate nitrogen on the side of the anode 5, the water to be treated on the side of the anode 5 is prevented from being agitated, and the supply of dilute chlorine ions to the anode 5 by electrophoresis is promoted. Improved treatment of nitrogen compounds with acids.

【0045】更にまた、遮蔽部材9は、上述の如く、円
筒状に形成され、下方に開放されているため、アノード
5を完全に遮蔽部材9に包囲することによりNO3 -がア
ノード5に積極的に引きつけられ、カノード電極6にN
3 -が移動せずに、NO3 -の還元反応の効率が低下する
ことを未然に回避することができるようになる。これに
より、より一層硝酸態窒素の還元反応を促進することが
できるようになり、窒素化合物の処理効率を向上させる
ことができるようになる。
Furthermore, since the shielding member 9 is formed in a cylindrical shape and opened downward as described above, NO 3 is positively applied to the anode 5 by completely surrounding the anode 5 with the shielding member 9. Are attracted to the cathode electrode 6
It becomes possible to prevent the efficiency of the reduction reaction of NO 3 from decreasing without the movement of O 3 . Thereby, the reduction reaction of nitrate nitrogen can be further promoted, and the treatment efficiency of the nitrogen compound can be improved.

【0046】また、アノード5におけるアンモニアへの
脱窒反応を促進させるため、被処理水内に、例えば塩素
イオンや、ヨウ素イオンや、臭素イオンなどのハロゲン
イオンや、これらハロゲンイオンを含む化合物、例え
ば、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどを添加なども考
えられる。
Further, in order to accelerate the denitrification reaction to ammonia in the anode 5, halogen ions such as chlorine ions, iodine ions and bromine ions, and compounds containing these halogen ions, such as chlorine ions, are contained in the water to be treated. It is also possible to add sodium chloride or potassium chloride.

【0047】尚、添加剤に塩化ナトリウムを用いる場合
には、著しく窒素化合物の除去効率が向上されるため、
アノード5とカソード6の面積を同一とすることができ
る。これにより、本発明を実現する窒素処理装置の構造
を簡素化することができ、更に装置の小型化を可能とす
ることができる。
When sodium chloride is used as the additive, the removal efficiency of nitrogen compounds is remarkably improved.
The areas of the anode 5 and the cathode 6 can be the same. As a result, the structure of the nitrogen treatment apparatus that realizes the present invention can be simplified, and the apparatus can be downsized.

【0048】一方、窒素処理装置1の処理槽2には、図
示しない汚泥排出口が形成されており、図示しない弁装
置により開閉可能に制御されている。この汚泥排出口
は、流入配管14Aを介して前記返送手段としてのポン
プ14の流入口に接続されており、このポンプ14の流
出口には、流出配管14Bを介して活性汚泥処理槽11
に接続されている。
On the other hand, a sludge discharge port (not shown) is formed in the treatment tank 2 of the nitrogen treatment device 1 and is controlled to be openable / closable by a valve device (not shown). The sludge discharge port is connected to an inflow port of a pump 14 serving as the return means via an inflow pipe 14A, and an activated sludge treatment tank 11 is connected to an outflow port of the pump 14 via an outflow pipe 14B.
It is connected to the.

【0049】以上の構成により、本発明の水浄化システ
ム1の処理動作を説明する。先ず、活性汚泥処理槽11
の嫌気槽11Aに取り込まれた一般家庭の生活排水や工
場排水などの被処理水は、硝酸態窒素を窒素ガスに変換
する脱窒工程が行われた後、好気槽11Bに搬入され
る。好気槽11B内に搬入された被処理水は、アンモニ
ア態窒素を硝酸態窒素に変換する硝化工程が行われ、一
部が再び嫌気槽11Aに返送され、残りはすべて沈殿槽
12内に搬送される。
The processing operation of the water purification system 1 of the present invention having the above configuration will be described. First, activated sludge treatment tank 11
The treated water such as domestic household wastewater and factory wastewater, which has been taken into the anaerobic tank 11A, is carried into the aerobic tank 11B after a denitrification step of converting nitrate nitrogen into nitrogen gas. The water to be treated carried into the aerobic tank 11B is subjected to a nitrification step of converting ammonia nitrogen into nitrate nitrogen, a part of the water is returned to the anaerobic tank 11A, and the rest is transferred into the precipitation tank 12. To be done.

【0050】そして、沈殿槽12内において、静置され
た被処理水の内、汚泥を含まない被処理水は、排水とし
て外部に排出される。このとき、被処理水は、前述の如
く活性汚泥処理槽11において脱窒及び硝化処理されて
いるため、被処理水のBODやCODが高度に処理さ
れ、環境に適した状態で排水処理することができる。
Then, in the settling tank 12, the untreated water to be treated, which does not contain sludge, is discharged to the outside as waste water. At this time, since the water to be treated has been denitrified and nitrified in the activated sludge treatment tank 11 as described above, the BOD and COD of the water to be treated are highly treated, and the wastewater should be treated in a state suitable for the environment. You can

【0051】一方、沈殿槽12内において沈殿された汚
泥は、前記汚泥排出口からポンプ13により窒素処理装
置1の処理槽2内に搬出される。処理槽2内に搬入され
た汚泥に含まれる硝酸イオンは、アノード5及びカソー
ド6により電気化学的に処理され、亜硝酸イオンに変換
され、更にこの亜硝酸イオンは、アンモニアに変換され
る。また、当該汚泥に含有される有機物や微生物の細胞
壁は、アノード5の表面から発生するオゾンや活性酸素
又は次亜塩素酸により、破壊され、生物分解されやすい
状態に変換される。更に、汚泥中おけるアンモニアは、
脱窒作用により、窒素ガスに変換される。
On the other hand, the sludge settled in the settling tank 12 is carried out from the sludge discharge port into the processing tank 2 of the nitrogen processing apparatus 1 by the pump 13. Nitrate ions contained in the sludge carried into the treatment tank 2 are electrochemically treated by the anode 5 and the cathode 6 to be converted into nitrite ions, and the nitrite ions are further converted into ammonia. Further, the organic matter contained in the sludge and the cell walls of microorganisms are destroyed by ozone, active oxygen or hypochlorous acid generated from the surface of the anode 5, and are converted into a state where they are easily biodegraded. Furthermore, the ammonia in sludge is
It is converted to nitrogen gas by denitrification.

【0052】係る処理槽2内において、硝酸態窒素やア
ンモニア態窒素が効率的に処理され、生物的分解が困難
である有機物や微生物の細胞壁が分解された汚泥は、処
理槽2に形成された汚泥排出口を介してポンプ14によ
り、活性汚泥処理槽11内に再び搬入される。
In the treatment tank 2, the sludge in which nitrate nitrogen and ammonia nitrogen are efficiently treated and the cell walls of organic substances and microorganisms which are difficult to biodegrade are decomposed is formed in the treatment tank 2. It is again carried into the activated sludge treatment tank 11 by the pump 14 via the sludge discharge port.

【0053】窒素処理装置1において窒素処理や微生物
の分解が行われた汚泥が、再び活性汚泥処理槽11内に
取り込まれることにより、再び嫌気槽11Aにおいて脱
窒処理され、好気槽11Bにおいて硝化処理される。
The sludge that has been subjected to nitrogen treatment and decomposition of microorganisms in the nitrogen treatment apparatus 1 is taken into the activated sludge treatment tank 11 again, and is again subjected to denitrification in the anaerobic tank 11A and nitrified in the aerobic tank 11B. It is processed.

【0054】このとき、汚泥に含まれる硝酸態窒素やア
ンモニア態窒素は前段階において効果的に処理されてい
るため、汚泥容量は著しく減量され、より一層、効率的
に生物的処理を行うことができる。また、窒素処理装置
1において、有機物や微生物の細胞壁は、分解されてい
るため、容易に生物的処理を行うことができる。これに
より、より一層汚泥の容量の減量を実現することができ
る。
At this time, since the nitrate nitrogen and the ammonia nitrogen contained in the sludge have been effectively treated in the previous stage, the sludge volume is remarkably reduced, and the biological treatment can be performed more efficiently. it can. Further, in the nitrogen treatment device 1, since the cell walls of organic substances and microorganisms have been decomposed, biological treatment can be easily performed. As a result, it is possible to further reduce the volume of sludge.

【0055】また、上述の如き工程、即ち、活性汚泥槽
による生物的処理と、沈殿槽における沈殿と、窒素処理
装置1により電気化学的処理を繰り返し行うことによ
り、より一層汚泥の容量の減量を図ることができ、従来
問題とされていた汚泥廃棄量を削減することができるよ
うになる。これに伴って、汚泥処理のメンテナンス作業
や係る処理に必要とされるランニングコストを削減する
ことができるようになる。
Further, the volume of sludge can be further reduced by repeating the above-mentioned steps, ie, the biological treatment in the activated sludge tank, the sedimentation in the sedimentation tank, and the electrochemical treatment by the nitrogen treatment apparatus 1. Therefore, the sludge disposal amount, which has been a problem in the past, can be reduced. Along with this, it becomes possible to reduce the running cost required for the maintenance work of sludge treatment and the related treatment.

【0056】そして、活性汚泥処理槽11において処理
された汚泥は、再び沈殿槽12内に搬送され、固形分の
みが沈殿される。このとき、前述の如く窒素処理装置1
において汚泥が処理されることによって、汚泥から生成
される水は、BODやCODが減少された状態であると
共に、硝酸イオンや亜硝酸イオン又はアンモニアが効果
的に処理されているため、環境に適した状態で排水を行
うことができる。そのため、従来問題とされていた汚泥
中の硝酸態窒素の増加により、排水から菌の繁殖や藻の
発生を招く不都合を解消することができる。
Then, the sludge treated in the activated sludge treatment tank 11 is conveyed again into the settling tank 12 and only the solid content is precipitated. At this time, as described above, the nitrogen treatment device 1
Water produced from sludge by treatment of sludge is in a state where BOD and COD are reduced, and nitrate ions, nitrite ions, or ammonia are effectively treated, which is suitable for the environment. The drainage can be performed in the closed state. Therefore, it is possible to eliminate the inconvenience that is caused by the increase of nitrate nitrogen in the sludge, which has been a problem in the past, which causes the growth of bacteria and the generation of algae from the drainage.

【0057】更に、窒素処理装置1では、汚泥をオゾン
や活性酸素又は次亜塩素酸によって殺菌をも行うことが
できるため、係る汚泥から生成される水も殺菌されるこ
ととなり、より一層環境に適した状態で排水を行うこと
ができる。
Furthermore, since the sludge can be sterilized by ozone, active oxygen or hypochlorous acid in the nitrogen treatment apparatus 1, the water produced from the sludge is also sterilized and the environment is further improved. Drainage can be performed in a suitable state.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の水浄化シス
テムによれば、被処理水の生物的処理を行う生物的処理
浄化手段と、この生物的処理浄化手段にて処理された被
処理水中の汚泥を沈殿させる沈殿手段と、電気化学的手
法により沈殿手段において沈殿した汚泥の窒素化合物を
処理する窒素処理手段と、この窒素処理手段にて処理さ
れた汚泥を生物的処理浄化手段に戻す返送手段とから構
成されるので、窒素処理手段にて窒素処理及び汚泥に含
まれる微生物の細胞壁を破壊した後の汚泥を、生物的処
理浄化手段に返送することができるようになり、係る汚
泥を生物的処理浄化手段にて、容易に生物分解すること
ができ、汚泥廃棄量の削減を図ることができるようにな
る。これにより、従来の汚泥処理に要していたコストラ
ンニングを削減することができるようになる。
As described in detail above, according to the water purification system of the present invention, the biological treatment / purification means for biologically treating the water to be treated and the treatment target treated by the biological treatment / purification means. Precipitating means for precipitating sludge in water, nitrogen treatment means for treating nitrogen compounds in sludge precipitated in the precipitating means by an electrochemical method, and sludge treated by this nitrogen treatment means is returned to biological treatment and purification means Since it is composed of the returning means, it becomes possible to return the sludge after the nitrogen treatment by the nitrogen treatment means and the cell walls of the microorganisms contained in the sludge, to the biological treatment and purification means. The biological treatment / purification means can easily biodegrade and reduce the amount of sludge waste. As a result, it becomes possible to reduce the cost running required for the conventional sludge treatment.

【0059】また、被処理水中の汚泥に含まれる硝酸態
窒素やアンモニア態窒素などの生物的処理浄化手段では
分解が困難なものをも窒素処理手段にて処理することが
できるようになる。
Further, the nitrogen treatment means can treat even those substances which are difficult to decompose by biological treatment and purification means such as nitrate nitrogen and ammonia nitrogen contained in sludge in the water to be treated.

【0060】請求項2の発明の水浄化システムによれ
ば、請求項1の発明に加えて、窒素処理手段のカソード
を構成する金属材料として、周期表の第Ib族又は第I
Ib族を含む導電体、若しくは、同族を導電体に被覆し
たものを用いるので、汚泥中の硝酸態窒素の亜硝酸態窒
素及びアンモニアへの還元反応を促進することができ、
還元反応に要する時間を短縮及び低濃度の窒素化合物の
除去を行うことができるようになる。これにより、窒素
化合物の処理能力が向上される。
According to the water purifying system of the invention of claim 2, in addition to the invention of claim 1, as the metal material constituting the cathode of the nitrogen treatment means, a group Ib group or I group of the periodic table is used.
Since a conductor containing a group Ib or a conductor coated with the same group is used, the reduction reaction of nitrate nitrogen in sludge to nitrite nitrogen and ammonia can be promoted,
It becomes possible to shorten the time required for the reduction reaction and remove low-concentration nitrogen compounds. This improves the throughput of nitrogen compounds.

【0061】請求項3の発明の水浄化システムによれ
ば、請求項1又は請求項2の発明に加えて、カソードを
構成する金属材料として、銅と亜鉛又は銅と鉄又は銅と
ニッケル又は銅とアルミニウムを含む合金又は焼結体を
用いるので、特に、汚泥中の硝酸態窒素の亜硝酸態窒素
及びアンモニアへの還元反応をより一層促進させること
ができ、還元反応に要する時間を短縮することができる
ようになる。これにより、より一層、窒素化合物の処理
能力が向上される。
According to the water purification system of the third aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect of the present invention, copper and zinc or copper and iron or copper and nickel or copper are used as the metal material constituting the cathode. Since an alloy or a sintered body containing aluminum and aluminum is used, the reduction reaction of nitrate nitrogen in sludge to nitrite nitrogen and ammonia can be further accelerated, and the time required for the reduction reaction can be shortened. Will be able to. As a result, the nitrogen compound treatment capacity is further improved.

【0062】請求項4の発明の水浄化システムによれ
ば、請求項1、請求項2又は請求項3の発明に加えて、
窒素処理手段のアノードを構成する導電性材料として、
不溶性材料又はカーボンを用いると共に、窒素処理手段
のカソードの面積をアノードの面積よりも大きくするの
で、アノードにて生じる窒素化合物、特に、亜硝酸態窒
素から硝酸態窒素への酸化反応を低減させ、これに伴っ
てカソードに生じる硝酸態窒素の還元反応を促進するこ
とができるようになる。
According to the water purification system of the invention of claim 4, in addition to the invention of claim 1, claim 2 or claim 3,
As a conductive material that constitutes the anode of the nitrogen treatment means,
Since the area of the cathode of the nitrogen treatment means is made larger than the area of the anode while using an insoluble material or carbon, the nitrogen compound generated at the anode, particularly, the oxidation reaction from nitrite nitrogen to nitrate nitrogen is reduced, Along with this, the reduction reaction of nitrate nitrogen generated at the cathode can be promoted.

【0063】請求項5の発明の水浄化システムによれ
ば、請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4の発明
に加えて、イオンの通過を許容し、酸素気泡の通過は阻
止する遮蔽部材を窒素処理手段のカソードとアノード間
に配置したので、アノード側で発生した活性酸素により
窒素化合物の脱窒反応を行うと共に、イオンのみが遮蔽
部材を通過することにより、窒素化合物、特に硝酸態窒
素の還元反応を促進することができるようになる。
According to the water purification system of the invention of claim 5, in addition to the invention of claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, the passage of ions is allowed and the passage of oxygen bubbles is blocked. Since the shielding member to be arranged is disposed between the cathode and the anode of the nitrogen treatment means, the denitrification reaction of the nitrogen compound is performed by the active oxygen generated on the anode side, and at the same time, only the ions pass through the shielding member, so that the nitrogen compound, especially It becomes possible to promote the reduction reaction of nitrate nitrogen.

【0064】また、アノード側に流水の影響を受けない
構造とすると共に、イオンの通過は許容する遮蔽部材を
配置するので、汚泥の流水による攪拌がカソード側の硝
酸態窒素の還元反応を促進する際に、アノード側の汚泥
が攪拌されるのを防ぎ、電気泳動による希薄塩素イオン
のアノードへの供給を促し、結果として次亜塩素酸によ
り窒素化合物の処理能力が向上される。
Further, since the structure is such that the anode side is not affected by the flowing water and the shielding member which allows the passage of ions is arranged, the stirring of the sludge by the flowing water promotes the reduction reaction of the nitrate nitrogen on the cathode side. At this time, the sludge on the anode side is prevented from being agitated, and the supply of dilute chlorine ions to the anode by electrophoresis is promoted. As a result, the treatment capacity of nitrogen compounds is improved by hypochlorous acid.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の水処理システムの概要を示す説明図で
ある。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a water treatment system of the present invention.

【図2】窒素処理装置の概要を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of a nitrogen treatment device.

【図3】アノードの構造説明図である。FIG. 3 is a structural explanatory view of an anode.

【図4】各種単体金属により構成されるカソードの還元
特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing reduction characteristics of a cathode formed of various simple metals.

【図5】各種銅合金により構成されるカソードの還元特
性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing reduction characteristics of a cathode formed of various copper alloys.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S 水浄化システム 1 窒素処理装置 2 処理槽 4 排水処理室 5 アノード 6 カソード 11 活性汚泥処理槽 11A 嫌気槽 11B 好気槽 12 沈殿槽 13、14 ポンプ S water purification system 1 Nitrogen treatment equipment 2 processing tanks 4 Wastewater treatment room 5 anode 6 cathode 11 Activated sludge treatment tank 11A Anaerobic tank 11B aerobic tank 12 settling tank 13, 14 pump

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 友人 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 4D028 AA08 BC18 BD08 BD11 BD16 4D040 BB02 BB52 4D059 AA03 BK21 CA28 4D061 DA10 DB19 DC14 DC15 EA03 EA04 EB01 EB04 EB11 EB19 EB27 EB28 EB29 EB30 EB31 EB33 ED13 FA15    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Koizumi Friend             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. F-term (reference) 4D028 AA08 BC18 BD08 BD11 BD16                 4D040 BB02 BB52                 4D059 AA03 BK21 CA28                 4D061 DA10 DB19 DC14 DC15 EA03                       EA04 EB01 EB04 EB11 EB19                       EB27 EB28 EB29 EB30 EB31                       EB33 ED13 FA15

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理水の生物的処理を行う生物的処理
浄化手段と、 該生物的処理浄化手段にて処理された被処理水中の汚泥
を沈殿させる沈殿手段と、 電気化学的手法により前記沈殿手段において沈殿した汚
泥の窒素化合物を処理する窒素処理手段と、 該窒素処理手段にて処理された汚泥を前記生物的処理浄
化手段に戻す返送手段とから構成される水浄化システ
ム。
1. A biological treatment / purification means for biologically treating treated water, a sedimentation means for precipitating sludge in the treated water treated by the biological treatment / purification means, and an electrochemical method as described above. A water purification system comprising a nitrogen treatment means for treating nitrogen compounds of sludge precipitated in the precipitation means, and a return means for returning the sludge treated by the nitrogen treatment means to the biological treatment purification means.
【請求項2】 前記窒素処理手段のカソードを構成する
金属材料として、周期表の第Ib族又は第IIb族を含
む導電体、若しくは、同族を導電体に被覆したものを用
いることを特徴とする請求項1の水浄化システム。
2. The metal material constituting the cathode of the nitrogen treatment means is a conductor containing a group Ib group or a group IIb of the periodic table, or a conductor coated with the same group. The water purification system according to claim 1.
【請求項3】 前記カソードを構成する金属材料とし
て、銅と亜鉛又は銅と鉄又は銅とニッケル又は銅とアル
ミニウムを含む合金又は焼結体を用いることを特徴とす
る請求項1又は請求項2の水浄化システム。
3. The alloy or sintered body containing copper and zinc, copper and iron, copper and nickel, or copper and aluminum, or a sintered body is used as the metal material forming the cathode. Water purification system.
【請求項4】 前記窒素処理手段のアノードを構成する
導電性材料として、不溶性材料又はカーボンを用いると
共に、前記窒素処理手段のカソードの面積を前記アノー
ドの面積よりも大きくすることを特徴とする請求項1、
請求項2又は請求項3の水浄化システム。
4. An insoluble material or carbon is used as a conductive material forming the anode of the nitrogen treatment means, and the area of the cathode of the nitrogen treatment means is made larger than the area of the anode. Item 1,
The water purification system according to claim 2 or 3.
【請求項5】 イオンの通過を許容し、酸素気泡の通過
は阻止する遮蔽部材を前記窒素処理手段のカソードとア
ノード間に配置し、前記アノード側に流水の影響が及ば
ないようにしたことを特徴とする請求項1、請求項2、
請求項3又は請求項4の水浄化システム。
5. A shielding member, which allows passage of ions and blocks passage of oxygen bubbles, is arranged between the cathode and the anode of the nitrogen treatment means so that the flowing water does not affect the anode side. Claims 1, 2, characterized in that
The water purification system according to claim 3 or 4.
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