JP2003088870A - 窒素処理方法及び窒素処理システム - Google Patents
窒素処理方法及び窒素処理システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 窒素化合物を効率的に処理することができる
と共に、装置の小型化及びコストの低減を図ることがで
きる窒素化合物の窒素処理方法及び窒素処理システムを
提唱する。 【解決手段】 本発明は、電気化学的手法により被処理
水中の窒素化合物を処理する窒素処理方法において、カ
ソード６とアノード７間を陽イオン交換膜９にてカソー
ド反応域６Ａとアノード反応域７Ａとに区画し、電気化
学的手法によりカソード反応域６Ａにおいて処理された
被処理水は次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素と化
学的手法により処理される。
と共に、装置の小型化及びコストの低減を図ることがで
きる窒素化合物の窒素処理方法及び窒素処理システムを
提唱する。 【解決手段】 本発明は、電気化学的手法により被処理
水中の窒素化合物を処理する窒素処理方法において、カ
ソード６とアノード７間を陽イオン交換膜９にてカソー
ド反応域６Ａとアノード反応域７Ａとに区画し、電気化
学的手法によりカソード反応域６Ａにおいて処理された
被処理水は次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素と化
学的手法により処理される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機態窒素、亜硝
酸態窒素、硝酸態窒素、硝酸イオン及びアンモニアを含
む被処理水の窒素処理方法及び窒素処理システムに関す
る。
酸態窒素、硝酸態窒素、硝酸イオン及びアンモニアを含
む被処理水の窒素処理方法及び窒素処理システムに関す
る。
【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。また、
この窒素化合物は、一般家庭の生活排水中や工場排水中
に多く存在するが、浄化処理が困難なものであり、有効
な対策がとれないのが現状である。一般には、生物的処
理が行われているが、この生物的処理ではアンモニア態
窒素を硝酸態窒素に変換する硝化工程と、硝酸態窒素を
窒素ガスに変換する脱窒工程の２つの工程により行われ
るため、異なる２つの反応槽が必要となると共に、処理
時間が著しく遅いため、処理効率が著しく悪いという問
題があった。
つに窒素化合物の存在があることは周知である。また、
この窒素化合物は、一般家庭の生活排水中や工場排水中
に多く存在するが、浄化処理が困難なものであり、有効
な対策がとれないのが現状である。一般には、生物的処
理が行われているが、この生物的処理ではアンモニア態
窒素を硝酸態窒素に変換する硝化工程と、硝酸態窒素を
窒素ガスに変換する脱窒工程の２つの工程により行われ
るため、異なる２つの反応槽が必要となると共に、処理
時間が著しく遅いため、処理効率が著しく悪いという問
題があった。
【０００３】また、この生物的処理では、脱窒素細菌を
保有するために、大容量の嫌気槽が必要となり、設備建
設コストの高騰、装置設置面積の増大を招く問題があっ
た。更に、この脱窒素細菌は、周囲の温度環境、その
他、被処理水中に含まれる成分などにより、著しく影響
されるため、特に、温度が低くなる冬場になると、活動
が低下し、脱窒素作用が低下し、処理効率が不安定とな
る問題があった。
保有するために、大容量の嫌気槽が必要となり、設備建
設コストの高騰、装置設置面積の増大を招く問題があっ
た。更に、この脱窒素細菌は、周囲の温度環境、その
他、被処理水中に含まれる成分などにより、著しく影響
されるため、特に、温度が低くなる冬場になると、活動
が低下し、脱窒素作用が低下し、処理効率が不安定とな
る問題があった。
【０００４】そこで、上記技術的課題を解決するため
に、被処理水に電流を流してアンモニア、亜硝酸態窒
素、硝酸態窒素を酸化又は還元分解して窒素ガスにする
方法がある。
に、被処理水に電流を流してアンモニア、亜硝酸態窒
素、硝酸態窒素を酸化又は還元分解して窒素ガスにする
方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電解による窒素化合物の処理方法では、カソード側にお
いてアンモニアを生成し、アノード側において硝酸イオ
ンを生成する逆反応を起こしてしまい、結果として、処
理速度の遅延を招く問題があった。これに伴って、窒素
除去効率の低下による不都合が生じていた。
電解による窒素化合物の処理方法では、カソード側にお
いてアンモニアを生成し、アノード側において硝酸イオ
ンを生成する逆反応を起こしてしまい、結果として、処
理速度の遅延を招く問題があった。これに伴って、窒素
除去効率の低下による不都合が生じていた。
【０００６】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、窒素化合物を効率的に
処理することができると共に、装置の小型化及びコスト
の低減を図ることができる窒素化合物の窒素処理方法及
び窒素処理システムを提唱する。
するために成されたものであり、窒素化合物を効率的に
処理することができると共に、装置の小型化及びコスト
の低減を図ることができる窒素化合物の窒素処理方法及
び窒素処理システムを提唱する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の窒素処置方法
は、電気化学的手法により被処理水中の窒素化合物を処
理するものであって、カソードとアノード間を陽イオン
交換膜にてカソード反応域とアノード反応域とに区画
し、電気化学的手法によりカソード反応域において処理
された被処理水は次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸
素と化学的手法により処理されることを特徴とする。
は、電気化学的手法により被処理水中の窒素化合物を処
理するものであって、カソードとアノード間を陽イオン
交換膜にてカソード反応域とアノード反応域とに区画
し、電気化学的手法によりカソード反応域において処理
された被処理水は次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸
素と化学的手法により処理されることを特徴とする。
【０００８】本発明の窒素処理方法によれば、電気化学
的手法により被処理水中の窒素化合物を処理するもので
あって、カソードとアノード間を陽イオン交換膜にてカ
ソード反応域とアノード反応域とに区画し、電気化学的
手法によりカソード反応域において処理された被処理水
は次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素と化学的手法
により処理されるので、カソード反応域において、アノ
ード側における硝酸イオンを生成する逆反応を抑制する
ため、高効率に被処理水中に含有される硝酸態窒素から
アンモニア態窒素を生成することができるようになる。
また、このカソード反応域において高効率で生成された
アンモニア態窒素を次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性
酸素と化学的手法によりアンモニア酸化脱窒反応を生じ
ることにより、効率的に硝酸態窒素及びアンモニア態窒
素の除去を行うことができるようになる。
的手法により被処理水中の窒素化合物を処理するもので
あって、カソードとアノード間を陽イオン交換膜にてカ
ソード反応域とアノード反応域とに区画し、電気化学的
手法によりカソード反応域において処理された被処理水
は次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素と化学的手法
により処理されるので、カソード反応域において、アノ
ード側における硝酸イオンを生成する逆反応を抑制する
ため、高効率に被処理水中に含有される硝酸態窒素から
アンモニア態窒素を生成することができるようになる。
また、このカソード反応域において高効率で生成された
アンモニア態窒素を次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性
酸素と化学的手法によりアンモニア酸化脱窒反応を生じ
ることにより、効率的に硝酸態窒素及びアンモニア態窒
素の除去を行うことができるようになる。
【０００９】また、従来の如く生物的処理槽を用いて窒
素化合物の処理を行っていた場合に比して、電気化学的
手法及び化学的手法により窒素処理を実現することがで
きるため、著しく窒素処理装置自体を小型化することが
できるようになると共に、コストの削減を図ることがで
きるようになる。
素化合物の処理を行っていた場合に比して、電気化学的
手法及び化学的手法により窒素処理を実現することがで
きるため、著しく窒素処理装置自体を小型化することが
できるようになると共に、コストの削減を図ることがで
きるようになる。
【００１０】請求項２の発明の窒素処理方法は、請求項
１の発明に加えて、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。
１の発明に加えて、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。
【００１１】請求項２の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１の発明に加えて、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の
で、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促進させることができ、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。
請求項１の発明に加えて、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の
で、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促進させることができ、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。
【００１２】請求項３の発明の窒素処理方法は、請求項
１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法による処理
は、電気化学的手法によりカソード反応域において処理
された被処理水に、次亜塩素酸を含有する薬剤を添加す
ることにより行うことを特徴とする。
１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法による処理
は、電気化学的手法によりカソード反応域において処理
された被処理水に、次亜塩素酸を含有する薬剤を添加す
ることにより行うことを特徴とする。
【００１３】請求項３の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法によ
る処理は、電気化学的手法によりカソード反応域におい
て処理された被処理水に、次亜塩素酸を含有する薬剤を
添加することにより行うので、被処理水中のアンモニア
態窒素を次亜塩素酸により高効率で脱窒反応を行うこと
ができ、処理効率を向上させることができるようにな
る。
請求項１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法によ
る処理は、電気化学的手法によりカソード反応域におい
て処理された被処理水に、次亜塩素酸を含有する薬剤を
添加することにより行うので、被処理水中のアンモニア
態窒素を次亜塩素酸により高効率で脱窒反応を行うこと
ができ、処理効率を向上させることができるようにな
る。
【００１４】請求項４の発明の窒素処理方法は、請求項
１、請求項２又は請求項３の発明に加えて、化学的手法
による処理は、電気化学的手法によりカソード反応域に
おいて処理された被処理水に、放電式により生成される
オゾンガスを挿入することにより行うことを特徴とす
る。
１、請求項２又は請求項３の発明に加えて、化学的手法
による処理は、電気化学的手法によりカソード反応域に
おいて処理された被処理水に、放電式により生成される
オゾンガスを挿入することにより行うことを特徴とす
る。
【００１５】請求項４の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１、請求項２又は請求項３の発明に加えて、化学
的手法による処理は、電気化学的手法によりカソード反
応域において処理された被処理水に、放電式により生成
されるオゾンガスを挿入することにより行うので、被処
理水中のアンモニア態窒素をオゾンにより高効率で脱窒
反応を行うことができ、処理効率を向上させることがで
きるようになる。
請求項１、請求項２又は請求項３の発明に加えて、化学
的手法による処理は、電気化学的手法によりカソード反
応域において処理された被処理水に、放電式により生成
されるオゾンガスを挿入することにより行うので、被処
理水中のアンモニア態窒素をオゾンにより高効率で脱窒
反応を行うことができ、処理効率を向上させることがで
きるようになる。
【００１６】請求項５の発明の窒素処理方法は、請求項
１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法による処理
は、電気化学的手法によりカソード反応域において処理
された被処理水を、アノード反応域において生成された
次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素とを含有する被
処理水と混合することにより行うことを特徴とする。
１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法による処理
は、電気化学的手法によりカソード反応域において処理
された被処理水を、アノード反応域において生成された
次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素とを含有する被
処理水と混合することにより行うことを特徴とする。
【００１７】請求項５の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法によ
る処理は、電気化学的手法によりカソード反応域におい
て処理された被処理水を、アノード反応域において生成
された次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素とを含有
する被処理水と混合することにより行うので、効率的に
カソード反応域で生成されたアンモニアを含む被処理水
を、アノード反応域で既に生成されている次亜塩素酸と
反応させることができ、効率的に脱窒処理を行うことが
できるようになる。
請求項１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法によ
る処理は、電気化学的手法によりカソード反応域におい
て処理された被処理水を、アノード反応域において生成
された次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素とを含有
する被処理水と混合することにより行うので、効率的に
カソード反応域で生成されたアンモニアを含む被処理水
を、アノード反応域で既に生成されている次亜塩素酸と
反応させることができ、効率的に脱窒処理を行うことが
できるようになる。
【００１８】請求項６の発明の窒素処理方法は、請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５の発明
に加えて、カソード反応域内の被処理水の撹拌を行いな
がら電気化学的手法による処理を行うことを特徴とす
る。
１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５の発明
に加えて、カソード反応域内の被処理水の撹拌を行いな
がら電気化学的手法による処理を行うことを特徴とす
る。
【００１９】請求項６の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５
の発明に加えて、カソード反応域内の被処理水の撹拌を
行いながら電気化学的手法による処理を行うので、カソ
ード反応域に存在する硝酸態窒素、特に負に帯電した硝
酸イオンがカソードに接触する確率が高くなり、硝酸イ
オンからアンモニアの生成をより一層促進することがで
きるようになる。
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５
の発明に加えて、カソード反応域内の被処理水の撹拌を
行いながら電気化学的手法による処理を行うので、カソ
ード反応域に存在する硝酸態窒素、特に負に帯電した硝
酸イオンがカソードに接触する確率が高くなり、硝酸イ
オンからアンモニアの生成をより一層促進することがで
きるようになる。
【００２０】請求項７の発明の窒素処理方法は、請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求
項６の発明に加えて、被処理水は、生物的処理浄化槽に
より処理した後の水であることを特徴とする。
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求
項６の発明に加えて、被処理水は、生物的処理浄化槽に
より処理した後の水であることを特徴とする。
【００２１】請求項７の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又
は請求項６の発明に加えて、被処理水は、生物的処理浄
化槽により処理した後の水であるので、生物的処理浄化
槽、例えば活性汚泥処理槽などでＣＯＤやＢＯＤなどを
高度に除去すると共に、活性汚泥処理槽で発生する菌
を、次亜塩素酸や活性酸素により殺菌した後、排水処理
することができるようになる。
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又
は請求項６の発明に加えて、被処理水は、生物的処理浄
化槽により処理した後の水であるので、生物的処理浄化
槽、例えば活性汚泥処理槽などでＣＯＤやＢＯＤなどを
高度に除去すると共に、活性汚泥処理槽で発生する菌
を、次亜塩素酸や活性酸素により殺菌した後、排水処理
することができるようになる。
【００２２】請求項８の発明の窒素処理方法は、請求項
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求
項６の発明に加えて、窒素処理方法により被処理水中の
窒素化合物を処理する窒素処理装置を生物的処理浄化槽
の後段に配置したことを特徴とする。
１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求
項６の発明に加えて、窒素処理方法により被処理水中の
窒素化合物を処理する窒素処理装置を生物的処理浄化槽
の後段に配置したことを特徴とする。
【００２３】請求項８の発明の窒素処理システムによれ
ば、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項
５又は請求項６の窒素処理方法により被処理水中の窒素
化合物を処理する窒素処理装置を生物的処理浄化槽の後
段に配置したので、生物的処理浄化槽、例えば活性汚泥
処理槽などでＣＯＤやＢＯＤなどを高度に除去すると共
に、活性汚泥処理槽で発生する菌を、次亜塩素酸や活性
酸素により殺菌した後、排水処理することができるよう
になる。
ば、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項
５又は請求項６の窒素処理方法により被処理水中の窒素
化合物を処理する窒素処理装置を生物的処理浄化槽の後
段に配置したので、生物的処理浄化槽、例えば活性汚泥
処理槽などでＣＯＤやＢＯＤなどを高度に除去すると共
に、活性汚泥処理槽で発生する菌を、次亜塩素酸や活性
酸素により殺菌した後、排水処理することができるよう
になる。
【００２４】
【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は本発明の窒素処理方法を実現
するための窒素処理装置１の概要を示す説明図である。
本実施例における窒素処理装置１は、例えば一般家庭の
生活排水や工場排水などに含有される窒素化合物の処理
を行うものであり、内部に処理室４を構成する処理槽２
により構成される。
施形態を詳述する。図１は本発明の窒素処理方法を実現
するための窒素処理装置１の概要を示す説明図である。
本実施例における窒素処理装置１は、例えば一般家庭の
生活排水や工場排水などに含有される窒素化合物の処理
を行うものであり、内部に処理室４を構成する処理槽２
により構成される。
【００２５】この処理槽２は、例えば矩形体を呈してお
り、処理槽２内の処理室４内に貯留される被処理水中に
は、少なくとも一部が被処理水中に浸漬される一対の電
極、即ち、カソード６とアノード７が対向して配設され
る。尚、本実施例では、一対の電極を用いているが、一
対よりも多い複数の電極を用いた場合であっても良いも
のとする。これらカソード６及びアノード７には、これ
ら電極間に通電するための電源２５が設けられる。尚、
この電源２５は図示しない制御装置により、ＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御が行われるものとする。
り、処理槽２内の処理室４内に貯留される被処理水中に
は、少なくとも一部が被処理水中に浸漬される一対の電
極、即ち、カソード６とアノード７が対向して配設され
る。尚、本実施例では、一対の電極を用いているが、一
対よりも多い複数の電極を用いた場合であっても良いも
のとする。これらカソード６及びアノード７には、これ
ら電極間に通電するための電源２５が設けられる。尚、
この電源２５は図示しない制御装置により、ＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御が行われるものとする。
【００２６】また、本実施例で用いられるカソード６
は、周期表の第Ｉｂ族又は第ＩＩｂ族を含む導電体とし
ての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、アノー
ド７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
カーボンである。
は、周期表の第Ｉｂ族又は第ＩＩｂ族を含む導電体とし
ての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、アノー
ド７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
カーボンである。
【００２７】本実施例における処理室４内には、カソー
ド６とアノード７との間に位置して、陽イオン交換膜９
が設けられており、これにより、処理室４内はカソード
６が配設されているカソード反応域６Ａと、アノード７
が配設されているアノード反応域７Ａとに区画される。
ド６とアノード７との間に位置して、陽イオン交換膜９
が設けられており、これにより、処理室４内はカソード
６が配設されているカソード反応域６Ａと、アノード７
が配設されているアノード反応域７Ａとに区画される。
【００２８】そして、この貯留槽２のカソード反応域６
Ａ側を構成する側壁の下部には、前記一般家庭の生活排
水や工場排水などの被処理水を処理室４内に流入させる
ための流入口１０が形成されている。この流入口１０に
は、前記被処理水を処理槽２に案内するための配管１０
Ａが接続されており、この配管１０Ａには、処理室４内
への被処理水の流入を制御する制御弁１０Ｂが設けられ
ている。
Ａ側を構成する側壁の下部には、前記一般家庭の生活排
水や工場排水などの被処理水を処理室４内に流入させる
ための流入口１０が形成されている。この流入口１０に
は、前記被処理水を処理槽２に案内するための配管１０
Ａが接続されており、この配管１０Ａには、処理室４内
への被処理水の流入を制御する制御弁１０Ｂが設けられ
ている。
【００２９】他方、アノード反応域７Ａ側を構成する側
壁の下部には、処理室４内の被処理水を外部に排水する
ための流出口１１が形成されている。この流出口１１に
も、上記と同様に、処理室４内の被処理水を外部に排水
するための配管１１Ａが接続されており、この配管１１
Ａには、処理室４からの被処理水の流出を制御する制御
弁１１Ｂが設けられている。
壁の下部には、処理室４内の被処理水を外部に排水する
ための流出口１１が形成されている。この流出口１１に
も、上記と同様に、処理室４内の被処理水を外部に排水
するための配管１１Ａが接続されており、この配管１１
Ａには、処理室４からの被処理水の流出を制御する制御
弁１１Ｂが設けられている。
【００３０】また、図１においてカソード反応域６Ａ下
部に設けられる１２は、カソード反応域６Ａ内の被処理
水を撹拌する撹拌手段としての気泡発生装置であり、前
記制御装置により制御されているものとする。尚、本実
施例では撹拌手段として気泡発生装置を用いているが、
これ以外に撹拌子により構成されていても良いものとす
る。
部に設けられる１２は、カソード反応域６Ａ内の被処理
水を撹拌する撹拌手段としての気泡発生装置であり、前
記制御装置により制御されているものとする。尚、本実
施例では撹拌手段として気泡発生装置を用いているが、
これ以外に撹拌子により構成されていても良いものとす
る。
【００３１】また更に、図１において貯留槽２上方に設
置される１３は、被処理水搬送手段としての電動ポンプ
であり、カソード反応域６Ａ内の被処理水をアノード反
応域７Ａ内に搬送するものである。この電動ポンプ１３
は、前記制御装置により制御される。
置される１３は、被処理水搬送手段としての電動ポンプ
であり、カソード反応域６Ａ内の被処理水をアノード反
応域７Ａ内に搬送するものである。この電動ポンプ１３
は、前記制御装置により制御される。
【００３２】以上の構成により、前記制御装置は、制御
弁１０Ｂを開放すると共に、制御弁１１Ｂを閉鎖し、窒
素化合物としての硝酸態窒素を含む被処理水を処理室４
のカソード反応域６Ａに貯留する。尚、このとき、アノ
ード反応域７Ａ内には、アノード７の通電を許容する液
体として、例えば同様の被処理水若しくは水道水などが
貯留されているものとする。
弁１０Ｂを開放すると共に、制御弁１１Ｂを閉鎖し、窒
素化合物としての硝酸態窒素を含む被処理水を処理室４
のカソード反応域６Ａに貯留する。尚、このとき、アノ
ード反応域７Ａ内には、アノード７の通電を許容する液
体として、例えば同様の被処理水若しくは水道水などが
貯留されているものとする。
【００３３】そして、カソード反応域６Ａ内に貯留され
る被処理水が所定水位に達した際に、制御装置は、制御
弁１０Ｂを閉鎖し、電源２５をＯＮとし、カソード６及
びアノード７に通電する。これにより、カソード反応域
６Ａでは、被処理水中に含まれる硝酸態窒素を含む硝酸
イオンは、電気化学的手法としての電解により、還元反
応を生じ、同じく硝酸態窒素を含む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、還元反応を生じ、ア
ンモニア態窒素を含む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-
る被処理水が所定水位に達した際に、制御装置は、制御
弁１０Ｂを閉鎖し、電源２５をＯＮとし、カソード６及
びアノード７に通電する。これにより、カソード反応域
６Ａでは、被処理水中に含まれる硝酸態窒素を含む硝酸
イオンは、電気化学的手法としての電解により、還元反
応を生じ、同じく硝酸態窒素を含む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、還元反応を生じ、ア
ンモニア態窒素を含む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-
【００３４】また、本実施例では、カソード６は周期表
の第Ｉｂ族又は第ＩＩｂ族を含む導電体としての銅と亜
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により構成されているため、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
元反応を促進させることができ、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。
の第Ｉｂ族又は第ＩＩｂ族を含む導電体としての銅と亜
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により構成されているため、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
元反応を促進させることができ、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。
【００３５】このとき、カソード反応域６Ａとアノード
反応域７Ａとは、陽イオン交換膜９にて区画されている
ため、カソード反応域６Ａ内に存在している負に帯電し
た硝酸イオンがアノード７に引きつけられ、カソード６
に硝酸イオンが移動せずに、硝酸イオンの還元反応の効
率が著しく低下することを阻止することができ、高効率
で硝酸イオンからアンモニアを生成することができるよ
うになる。
反応域７Ａとは、陽イオン交換膜９にて区画されている
ため、カソード反応域６Ａ内に存在している負に帯電し
た硝酸イオンがアノード７に引きつけられ、カソード６
に硝酸イオンが移動せずに、硝酸イオンの還元反応の効
率が著しく低下することを阻止することができ、高効率
で硝酸イオンからアンモニアを生成することができるよ
うになる。
【００３６】尚、この制御装置は、カソード６及びアノ
ード７に通電を行っている際に、前記撹拌手段としての
気泡発生装置１２を運転し、カソード反応域６Ａ内の被
処理水の撹拌を行う。これにより、カソード反応域６Ａ
内の被処理水に含まれる硝酸態窒素、特に負に帯電した
硝酸イオンがカソード６に積極的に接触し、撹拌を行わ
ない場合に比して硝酸イオンのカソード６への接触確率
が向上し、上記硝酸イオンからアンモニアの生成を促進
させることができるようになる。
ード７に通電を行っている際に、前記撹拌手段としての
気泡発生装置１２を運転し、カソード反応域６Ａ内の被
処理水の撹拌を行う。これにより、カソード反応域６Ａ
内の被処理水に含まれる硝酸態窒素、特に負に帯電した
硝酸イオンがカソード６に積極的に接触し、撹拌を行わ
ない場合に比して硝酸イオンのカソード６への接触確率
が向上し、上記硝酸イオンからアンモニアの生成を促進
させることができるようになる。
【００３７】尚、カソード６及びアノード７に通電され
た際に、上述の如くカソード反応域６Ａではカソード６
により硝酸イオンがアンモニアに変換される反応を生じ
るが、アノード反応域７Ａでは、アノード７の表面から
次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素が発生する。そ
のため、アノード反応域７Ａに存在する被処理水又は水
道水中には、次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素が
存在する。
た際に、上述の如くカソード反応域６Ａではカソード６
により硝酸イオンがアンモニアに変換される反応を生じ
るが、アノード反応域７Ａでは、アノード７の表面から
次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素が発生する。そ
のため、アノード反応域７Ａに存在する被処理水又は水
道水中には、次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素が
存在する。
【００３８】また、このアノード反応域７Ａ内には、係
る反応域７Ａ内に貯留される被処理水中の塩化物イオン
濃度を調整する手段を備え、被処理水を所定の塩化物イ
オン濃度に調整しても良いものとする。これにより、ア
ノード反応域７Ａにおける塩化物イオン濃度が高くなる
ことにより、次亜塩素酸の発生効率を向上させる。
る反応域７Ａ内に貯留される被処理水中の塩化物イオン
濃度を調整する手段を備え、被処理水を所定の塩化物イ
オン濃度に調整しても良いものとする。これにより、ア
ノード反応域７Ａにおける塩化物イオン濃度が高くなる
ことにより、次亜塩素酸の発生効率を向上させる。
【００３９】そして、前記制御装置は、カソード６及び
アノード７に一定時間以上通電し、カソード６に存在す
る硝酸態窒素がほぼアンモニア態窒素に変換された後、
カソード６及びアノード７への通電を停止し、前記電動
ポンプ１３によりカソード反応域６Ａ内の被処理水をア
ノード反応域７Ａ内に搬送する。尚、このとき、アノー
ド反応域７Ａ内の被処理水又は水道水の量が一定水位以
上である場合には、前記制御弁１１Ｂを開放し、アノー
ド反応域７Ａ内の被処理水又は水道水の一部を排水す
る。このとき、所定水位以上の被処理水又は水道水をア
ノード反応域７Ａ内に残留させるものとする。
アノード７に一定時間以上通電し、カソード６に存在す
る硝酸態窒素がほぼアンモニア態窒素に変換された後、
カソード６及びアノード７への通電を停止し、前記電動
ポンプ１３によりカソード反応域６Ａ内の被処理水をア
ノード反応域７Ａ内に搬送する。尚、このとき、アノー
ド反応域７Ａ内の被処理水又は水道水の量が一定水位以
上である場合には、前記制御弁１１Ｂを開放し、アノー
ド反応域７Ａ内の被処理水又は水道水の一部を排水す
る。このとき、所定水位以上の被処理水又は水道水をア
ノード反応域７Ａ内に残留させるものとする。
【００４０】上述の如くカソード反応域６Ａ内からアノ
ード反応域７Ａ内に搬送されたアンモニア（アンモニア
態窒素）を含有する被処理水は、アノード反応域７Ａ内
に貯留、若しくは残留された次亜塩素酸又はオゾン若し
くは活性酸素を含有する被処理水又は水道水と、アノー
ド反応域７Ａ内で混合されることにより、前述の如く生
成されたアンモニアは、前述の如く生成された次亜塩素
酸又はオゾン若しくは活性酸素と化学的に（化学的手法
によって）をアンモニア酸化脱窒反応を生じ、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＋４Ｈ2Ｏ
ード反応域７Ａ内に搬送されたアンモニア（アンモニア
態窒素）を含有する被処理水は、アノード反応域７Ａ内
に貯留、若しくは残留された次亜塩素酸又はオゾン若し
くは活性酸素を含有する被処理水又は水道水と、アノー
ド反応域７Ａ内で混合されることにより、前述の如く生
成されたアンモニアは、前述の如く生成された次亜塩素
酸又はオゾン若しくは活性酸素と化学的に（化学的手法
によって）をアンモニア酸化脱窒反応を生じ、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＋４Ｈ2Ｏ
【００４１】これにより、カソード反応域６Ａにおいて
高効率で生成されたアンモニア態窒素を次亜塩素酸又は
オゾン若しくは活性酸素と、電解を行わない通常の化学
的手法としての化学反応によりアンモニア酸化脱室反応
を生じることができ、効率的に硝酸態窒素及びアンモニ
ア態窒素の除去を行うことができるようになる。
高効率で生成されたアンモニア態窒素を次亜塩素酸又は
オゾン若しくは活性酸素と、電解を行わない通常の化学
的手法としての化学反応によりアンモニア酸化脱室反応
を生じることができ、効率的に硝酸態窒素及びアンモニ
ア態窒素の除去を行うことができるようになる。
【００４２】また、本実施例では、電解によりカソード
反応域６Ａにおいて処理されたアンモニアを含有する被
処理水を、アノード反応域７Ａにおいて生成された次亜
塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素とを含有するアノー
ド反応域７Ａの被処理水と混合することにより行うの
で、効率的にカソード反応域６Ａで生成されたアンモニ
アを含有する被処理水を、アノード反応域７Ａで既に生
成されている次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素と
反応させることができ、効率的に脱窒処理を行うことが
できるようになる。
反応域６Ａにおいて処理されたアンモニアを含有する被
処理水を、アノード反応域７Ａにおいて生成された次亜
塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素とを含有するアノー
ド反応域７Ａの被処理水と混合することにより行うの
で、効率的にカソード反応域６Ａで生成されたアンモニ
アを含有する被処理水を、アノード反応域７Ａで既に生
成されている次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素と
反応させることができ、効率的に脱窒処理を行うことが
できるようになる。
【００４３】尚、上述の如くアノード反応域７Ａ内でア
ンモニアの脱窒処理を行われた後の被処理水の一部は、
前記制御装置により制御弁１１Ｂが開放されることによ
り、外部に排水処理される。この場合においても、所定
水位以上の被処理水をアノード反応域７Ａ内に残留させ
るものとする。
ンモニアの脱窒処理を行われた後の被処理水の一部は、
前記制御装置により制御弁１１Ｂが開放されることによ
り、外部に排水処理される。この場合においても、所定
水位以上の被処理水をアノード反応域７Ａ内に残留させ
るものとする。
【００４４】その後、前記制御装置は、制御弁１０Ｂを
開放すると共に、制御弁１１Ｂを閉鎖し、新たな被処理
水をカソード反応域６Ａに貯留する。カソード反応域６
Ａ内に貯留される被処理水が所定水位に達した際に、制
御装置は、制御弁１０Ｂを閉鎖し、電源２５をＯＮと
し、カソード６及びアノード７に通電する。これによ
り、カソード反応域６Ａでは、上述と同様に硝酸態窒素
がアンモニア態窒素に変換処理される。
開放すると共に、制御弁１１Ｂを閉鎖し、新たな被処理
水をカソード反応域６Ａに貯留する。カソード反応域６
Ａ内に貯留される被処理水が所定水位に達した際に、制
御装置は、制御弁１０Ｂを閉鎖し、電源２５をＯＮと
し、カソード６及びアノード７に通電する。これによ
り、カソード反応域６Ａでは、上述と同様に硝酸態窒素
がアンモニア態窒素に変換処理される。
【００４５】尚、このとき、アノード反応域７Ａ内で
は、上述の如く前回のアンモニアの脱窒処理を行われた
後の被処理水の一部が残留されているため、カソード６
及びアノード７に通電され、上述の如くカソード反応域
６Ａではカソード６により硝酸イオンがアンモニアに変
換される反応を生じる一方で、アノード反応域７Ａで
は、アノード７の表面から次亜塩素酸又はオゾン若しく
は活性酸素が発生する。そのため、アノード反応域７Ａ
の被処理水中には、次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性
酸素が新たに生成される。
は、上述の如く前回のアンモニアの脱窒処理を行われた
後の被処理水の一部が残留されているため、カソード６
及びアノード７に通電され、上述の如くカソード反応域
６Ａではカソード６により硝酸イオンがアンモニアに変
換される反応を生じる一方で、アノード反応域７Ａで
は、アノード７の表面から次亜塩素酸又はオゾン若しく
は活性酸素が発生する。そのため、アノード反応域７Ａ
の被処理水中には、次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性
酸素が新たに生成される。
【００４６】これにより、カソード反応域６Ａにおい
て、電解により、硝酸態窒素からアンモニア態窒素を生
成しつつ、アノード反応域７Ａ内において、カソード反
応域６Ａで生成されたアンモニア態窒素を化学反応で処
理するための次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素を
被処理水中に生成することができ、効率的に窒素処理を
行うことができるようになる。
て、電解により、硝酸態窒素からアンモニア態窒素を生
成しつつ、アノード反応域７Ａ内において、カソード反
応域６Ａで生成されたアンモニア態窒素を化学反応で処
理するための次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素を
被処理水中に生成することができ、効率的に窒素処理を
行うことができるようになる。
【００４７】次に、本発明の他の実施例としての窒素処
理方法を、図２を参照して説明する。図２は他の実施例
としての窒素処理装置３０の概要を示す説明図である。
尚、図中において図１中と同一符号で示すものは、同一
若しくは同様の機能を奏するものであるとする。また、
係る実施例では、前記陽イオン交換膜９の代わりとし
て、図２に示す如くカソード６とアノード７との間に位
置して、アノード５を囲繞するように下面を有する円筒
状の陽イオン交換膜３０が設けられている。この場合に
おけるアノード反応域７Ａは、陽イオン交換膜９に囲繞
されるアノード５付近のみとし、カソード反応域６Ａ
は、処理室４のアノード反応域７Ａ以外の部分を云うも
のとする。また、本実施例では、上記実施例で設けられ
た電動ポンプは設けられていないものとする。
理方法を、図２を参照して説明する。図２は他の実施例
としての窒素処理装置３０の概要を示す説明図である。
尚、図中において図１中と同一符号で示すものは、同一
若しくは同様の機能を奏するものであるとする。また、
係る実施例では、前記陽イオン交換膜９の代わりとし
て、図２に示す如くカソード６とアノード７との間に位
置して、アノード５を囲繞するように下面を有する円筒
状の陽イオン交換膜３０が設けられている。この場合に
おけるアノード反応域７Ａは、陽イオン交換膜９に囲繞
されるアノード５付近のみとし、カソード反応域６Ａ
は、処理室４のアノード反応域７Ａ以外の部分を云うも
のとする。また、本実施例では、上記実施例で設けられ
た電動ポンプは設けられていないものとする。
【００４８】係る実施例では、制御装置は、制御弁１０
Ｂを開放し、窒素化合物としての硝酸態窒素を含む被処
理水を処理室４のカソード反応域６Ａに貯留する。尚、
このとき、アノード反応域７Ａ内には、アノード７の通
電を許容する液体として、例えば同様の被処理水若しく
は水道水などが貯留されているものとする。
Ｂを開放し、窒素化合物としての硝酸態窒素を含む被処
理水を処理室４のカソード反応域６Ａに貯留する。尚、
このとき、アノード反応域７Ａ内には、アノード７の通
電を許容する液体として、例えば同様の被処理水若しく
は水道水などが貯留されているものとする。
【００４９】そして、カソード反応域６Ａ内に貯留され
る被処理水が所定水位に達した際に、制御装置は、制御
弁１０Ｂを閉鎖し、電源２５をＯＮとし、カソード６及
びアノード７に通電する。これにより、カソード反応域
６Ａでは、被処理水中に含まれる硝酸態窒素を含む硝酸
イオンは、電気化学的手法としての電解により、還元反
応を生じ、同じく硝酸態窒素を含む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、還元反応を生じ、ア
ンモニア態窒素を含む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-
る被処理水が所定水位に達した際に、制御装置は、制御
弁１０Ｂを閉鎖し、電源２５をＯＮとし、カソード６及
びアノード７に通電する。これにより、カソード反応域
６Ａでは、被処理水中に含まれる硝酸態窒素を含む硝酸
イオンは、電気化学的手法としての電解により、還元反
応を生じ、同じく硝酸態窒素を含む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、還元反応を生じ、ア
ンモニア態窒素を含む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-
【００５０】そして、前記制御装置は、カソード６及び
アノード７に一定時間以上通電し、カソード６に存在す
る硝酸態窒素がほぼアンモニア態窒素に変換された後、
カソード６及びアノード７への通電を停止し、カソード
反応域６内の被処理水中に次亜塩素酸を含有する薬剤を
添加する。
アノード７に一定時間以上通電し、カソード６に存在す
る硝酸態窒素がほぼアンモニア態窒素に変換された後、
カソード６及びアノード７への通電を停止し、カソード
反応域６内の被処理水中に次亜塩素酸を含有する薬剤を
添加する。
【００５１】これにより、カソード反応域６内の被処理
水中に生成されたアンモニア態窒素は、添加された前記
薬剤と化学反応を生じ、アンモニアより窒素ガスが生成
される。そのため、高効率で被処理水中のアンモニア態
窒素の脱窒反応を行うことができ、処理効率を向上させ
ることができるようになる。
水中に生成されたアンモニア態窒素は、添加された前記
薬剤と化学反応を生じ、アンモニアより窒素ガスが生成
される。そのため、高効率で被処理水中のアンモニア態
窒素の脱窒反応を行うことができ、処理効率を向上させ
ることができるようになる。
【００５２】また、薬剤の添加によりアンモニアの除去
を行う構造とされているため、窒素処理装置自体の構造
を簡素化することができ、装置の小型化を可能とするこ
とができるようになる。
を行う構造とされているため、窒素処理装置自体の構造
を簡素化することができ、装置の小型化を可能とするこ
とができるようになる。
【００５３】またこれ以外に、前記次亜塩素酸を含有す
る薬剤に替わって、別置きの放電式オゾン生成手段によ
ってオゾンガスを生成した後、係るオゾンガスをカソー
ド反応域６内の被処理水中に挿入しても良い。
る薬剤に替わって、別置きの放電式オゾン生成手段によ
ってオゾンガスを生成した後、係るオゾンガスをカソー
ド反応域６内の被処理水中に挿入しても良い。
【００５４】これにより、カソード反応域６内の被処理
水中に生成されたアンモニア態窒素は、挿入されたオゾ
ンガスと化学反応を生じ、アンモニアより窒素ガスが生
成される。そのため、高効率で被処理水中のアンモニア
態窒素の脱窒反応を行うことができ、処理効率を向上さ
せることができるようになる。
水中に生成されたアンモニア態窒素は、挿入されたオゾ
ンガスと化学反応を生じ、アンモニアより窒素ガスが生
成される。そのため、高効率で被処理水中のアンモニア
態窒素の脱窒反応を行うことができ、処理効率を向上さ
せることができるようになる。
【００５５】また、本発明の第１の具体的応用例として
は、図３に示す如く生物的処理浄化槽、本実施例では所
謂活性汚泥処理槽３２に被処理水を貯留し、該活性汚泥
処理槽３２にてＣＯＤ及びＢＯＤを除去した後、該ＣＯ
Ｄ及びＢＯＤ処理が成された被処理水を本発明を適用し
た窒素処理装置１又は３０の処理槽２にて窒素化合物の
処理を行う。
は、図３に示す如く生物的処理浄化槽、本実施例では所
謂活性汚泥処理槽３２に被処理水を貯留し、該活性汚泥
処理槽３２にてＣＯＤ及びＢＯＤを除去した後、該ＣＯ
Ｄ及びＢＯＤ処理が成された被処理水を本発明を適用し
た窒素処理装置１又は３０の処理槽２にて窒素化合物の
処理を行う。
【００５６】これにより、被処理水を活性汚泥処理槽３
２にて一旦ＣＯＤ及びＢＯＤの処理をした後、更に、窒
素処理装置１又は３０にて窒素化合物の処理を行うこと
ができるようになり、被処理水を効果的に処理すること
ができるようになる。また、活性汚泥処理槽３２にて処
理された被処理水は、活性汚泥処理槽３２内にて発生す
る菌が含まれているが、窒素処理装置１又は３０にて上
述の如く次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素により
殺菌するため、被処理水を環境に適した状態で排水処理
することができるようになる。
２にて一旦ＣＯＤ及びＢＯＤの処理をした後、更に、窒
素処理装置１又は３０にて窒素化合物の処理を行うこと
ができるようになり、被処理水を効果的に処理すること
ができるようになる。また、活性汚泥処理槽３２にて処
理された被処理水は、活性汚泥処理槽３２内にて発生す
る菌が含まれているが、窒素処理装置１又は３０にて上
述の如く次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素により
殺菌するため、被処理水を環境に適した状態で排水処理
することができるようになる。
【００５７】更に、本発明の第２の具体的応用例として
は、図４に示す如く、所謂電解浮上によって被処理水中
の浮遊物質を除去することもできる。
は、図４に示す如く、所謂電解浮上によって被処理水中
の浮遊物質を除去することもできる。
【００５８】また更に、本発明の第３の具体的応用例と
しては、図５に示す如く生け簀や水族館などでの魚類を
生息させる水槽３３の水の窒素化合物除去に使用するこ
とができる。魚類を生息させる水槽には、魚から排出さ
れるアンモニア等の窒素化合物によって水が著しく汚染
されるため、定期的に水槽内の水を交換する必要があっ
た。そこで、窒素化合物を含む水槽３３内の水を前記窒
素処理装置１又は３０にて窒素化合物の処理を行い、そ
の後、窒素処理装置１又は３０から排水された被処理水
を次亜塩素酸除去装置３４にて被処理水中の次亜塩素酸
を除去し、水槽３３内に戻す。
しては、図５に示す如く生け簀や水族館などでの魚類を
生息させる水槽３３の水の窒素化合物除去に使用するこ
とができる。魚類を生息させる水槽には、魚から排出さ
れるアンモニア等の窒素化合物によって水が著しく汚染
されるため、定期的に水槽内の水を交換する必要があっ
た。そこで、窒素化合物を含む水槽３３内の水を前記窒
素処理装置１又は３０にて窒素化合物の処理を行い、そ
の後、窒素処理装置１又は３０から排水された被処理水
を次亜塩素酸除去装置３４にて被処理水中の次亜塩素酸
を除去し、水槽３３内に戻す。
【００５９】これにより、水槽３３内の水を定期的に交
換する必要がなくなり、水槽３３のメンテナンス作業性
を向上させることができる。また、水槽３３から窒素処
理装置１又は３０に貯留された被処理水は、次亜塩素酸
によって殺菌されるため、その後、係る被処理水が水槽
３３に戻されることにより、水槽３３内の魚の生存率を
向上させることができるようになる。
換する必要がなくなり、水槽３３のメンテナンス作業性
を向上させることができる。また、水槽３３から窒素処
理装置１又は３０に貯留された被処理水は、次亜塩素酸
によって殺菌されるため、その後、係る被処理水が水槽
３３に戻されることにより、水槽３３内の魚の生存率を
向上させることができるようになる。
【００６０】またこの他に、本発明の第４の具体的応用
例として、図５に示す如く空気中のＮＯｘガスを光触媒
やスクラバーなどによって水中に溶かし、硝酸水溶液と
する。そして、該硝酸水溶液を本発明を適用した窒素除
去装置１又は３０によって窒素除去を行う。これによ
り、ＮＯｘガスを水中に溶かし、硝酸水溶液とし、該硝
酸水溶液を土壌に排水することにより生じる土壌が著し
い酸性となることを未然に回避することができるように
なる。そのため、酸性となった土壌を薬剤を使用するこ
となく、中性に保つことができるようなる。
例として、図５に示す如く空気中のＮＯｘガスを光触媒
やスクラバーなどによって水中に溶かし、硝酸水溶液と
する。そして、該硝酸水溶液を本発明を適用した窒素除
去装置１又は３０によって窒素除去を行う。これによ
り、ＮＯｘガスを水中に溶かし、硝酸水溶液とし、該硝
酸水溶液を土壌に排水することにより生じる土壌が著し
い酸性となることを未然に回避することができるように
なる。そのため、酸性となった土壌を薬剤を使用するこ
となく、中性に保つことができるようなる。
【００６１】また、これ以外に、本発明を適用した窒素
除法方法は、プールや浴場における被処理水の浄化及び
井戸水や地下水の浄化などにも適用することができるも
のとする。
除法方法は、プールや浴場における被処理水の浄化及び
井戸水や地下水の浄化などにも適用することができるも
のとする。
【００６２】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明の窒素処理方
法によれば、電気化学的手法により被処理水中の窒素化
合物を処理するものであって、カソードとアノード間を
陽イオン交換膜にてカソード反応域とアノード反応域と
に区画し、電気化学的手法によりカソード反応域におい
て処理された被処理水は次亜塩素酸又はオゾン若しくは
活性酸素と化学的手法により処理されるので、カソード
反応域において、アノード側における硝酸イオンを生成
する逆反応を抑制するため、高効率に被処理水中に含有
される硝酸態窒素からアンモニア態窒素を生成すること
ができるようになる。また、このカソード反応域におい
て高効率で生成されたアンモニア態窒素を次亜塩素酸又
はオゾン若しくは活性酸素と化学的手法によりアンモニ
ア酸化脱窒反応を生じることにより、効率的に硝酸態窒
素及びアンモニア態窒素の除去を行うことができるよう
になる。
法によれば、電気化学的手法により被処理水中の窒素化
合物を処理するものであって、カソードとアノード間を
陽イオン交換膜にてカソード反応域とアノード反応域と
に区画し、電気化学的手法によりカソード反応域におい
て処理された被処理水は次亜塩素酸又はオゾン若しくは
活性酸素と化学的手法により処理されるので、カソード
反応域において、アノード側における硝酸イオンを生成
する逆反応を抑制するため、高効率に被処理水中に含有
される硝酸態窒素からアンモニア態窒素を生成すること
ができるようになる。また、このカソード反応域におい
て高効率で生成されたアンモニア態窒素を次亜塩素酸又
はオゾン若しくは活性酸素と化学的手法によりアンモニ
ア酸化脱窒反応を生じることにより、効率的に硝酸態窒
素及びアンモニア態窒素の除去を行うことができるよう
になる。
【００６３】また、従来の如く生物的処理槽を用いて窒
素化合物の処理を行っていた場合に比して、電気化学的
手法及び化学的手法により窒素処理を実現することがで
きるため、著しく窒素処理装置自体を小型化することが
できるようになると共に、コストの削減を図ることがで
きるようになる。
素化合物の処理を行っていた場合に比して、電気化学的
手法及び化学的手法により窒素処理を実現することがで
きるため、著しく窒素処理装置自体を小型化することが
できるようになると共に、コストの削減を図ることがで
きるようになる。
【００６４】請求項２の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１の発明に加えて、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の
で、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促進させることができ、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。
請求項１の発明に加えて、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の
で、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促進させることができ、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。
【００６５】請求項３の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法によ
る処理は、電気化学的手法によりカソード反応域におい
て処理された被処理水に、次亜塩素酸を含有する薬剤を
添加することにより行うので、被処理水中のアンモニア
態窒素を次亜塩素酸により高効率で脱窒反応を行うこと
ができ、処理効率を向上させることができるようにな
る。
請求項１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法によ
る処理は、電気化学的手法によりカソード反応域におい
て処理された被処理水に、次亜塩素酸を含有する薬剤を
添加することにより行うので、被処理水中のアンモニア
態窒素を次亜塩素酸により高効率で脱窒反応を行うこと
ができ、処理効率を向上させることができるようにな
る。
【００６６】請求項４の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１、請求項２又は請求項３の発明に加えて、化学
的手法による処理は、電気化学的手法によりカソード反
応域において処理された被処理水に、放電式により生成
されるオゾンガスを挿入することにより行うので、被処
理水中のアンモニア態窒素をオゾンにより高効率で脱窒
反応を行うことができ、処理効率を向上させることがで
きるようになる。
請求項１、請求項２又は請求項３の発明に加えて、化学
的手法による処理は、電気化学的手法によりカソード反
応域において処理された被処理水に、放電式により生成
されるオゾンガスを挿入することにより行うので、被処
理水中のアンモニア態窒素をオゾンにより高効率で脱窒
反応を行うことができ、処理効率を向上させることがで
きるようになる。
【００６７】請求項５の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法によ
る処理は、電気化学的手法によりカソード反応域におい
て処理された被処理水を、アノード反応域において生成
された次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素とを含有
する被処理水と混合することにより行うので、効率的に
カソード反応域で生成されたアンモニアを含む被処理水
を、アノード反応域で既に生成されている次亜塩素酸と
反応させることができ、効率的に脱窒処理を行うことが
できるようになる。
請求項１又は請求項２の発明に加えて、化学的手法によ
る処理は、電気化学的手法によりカソード反応域におい
て処理された被処理水を、アノード反応域において生成
された次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素とを含有
する被処理水と混合することにより行うので、効率的に
カソード反応域で生成されたアンモニアを含む被処理水
を、アノード反応域で既に生成されている次亜塩素酸と
反応させることができ、効率的に脱窒処理を行うことが
できるようになる。
【００６８】請求項６の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５
の発明に加えて、カソード反応域内の被処理水の撹拌を
行いながら電気化学的手法による処理を行うので、カソ
ード反応域に存在する硝酸態窒素、特に負に帯電した硝
酸イオンがカソードに接触する確率が高くなり、硝酸イ
オンからアンモニアの生成をより一層促進することがで
きるようになる。
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５
の発明に加えて、カソード反応域内の被処理水の撹拌を
行いながら電気化学的手法による処理を行うので、カソ
ード反応域に存在する硝酸態窒素、特に負に帯電した硝
酸イオンがカソードに接触する確率が高くなり、硝酸イ
オンからアンモニアの生成をより一層促進することがで
きるようになる。
【００６９】請求項７の発明の窒素処理方法によれば、
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又
は請求項６の発明に加えて、被処理水は、生物的処理浄
化槽により処理した後の水であるので、生物的処理浄化
槽、例えば活性汚泥処理槽などでＣＯＤやＢＯＤなどを
高度に除去すると共に、活性汚泥処理槽で発生する菌
を、次亜塩素酸や活性酸素により殺菌した後、排水処理
することができるようになる。
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又
は請求項６の発明に加えて、被処理水は、生物的処理浄
化槽により処理した後の水であるので、生物的処理浄化
槽、例えば活性汚泥処理槽などでＣＯＤやＢＯＤなどを
高度に除去すると共に、活性汚泥処理槽で発生する菌
を、次亜塩素酸や活性酸素により殺菌した後、排水処理
することができるようになる。
【００７０】請求項８の発明の窒素処理システムによれ
ば、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項
５又は請求項６の窒素処理方法により被処理水中の窒素
化合物を処理する窒素処理装置を生物的処理浄化槽の後
段に配置したので、生物的処理浄化槽、例えば活性汚泥
処理槽などでＣＯＤやＢＯＤなどを高度に除去すると共
に、活性汚泥処理槽で発生する菌を、次亜塩素酸や活性
酸素により殺菌した後、排水処理することができるよう
になる。
ば、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項
５又は請求項６の窒素処理方法により被処理水中の窒素
化合物を処理する窒素処理装置を生物的処理浄化槽の後
段に配置したので、生物的処理浄化槽、例えば活性汚泥
処理槽などでＣＯＤやＢＯＤなどを高度に除去すると共
に、活性汚泥処理槽で発生する菌を、次亜塩素酸や活性
酸素により殺菌した後、排水処理することができるよう
になる。
【図１】本発明の窒素処理方法を実現するための窒素処
理装置の概要を示す説明図である。
理装置の概要を示す説明図である。
【図２】他の実施例としての窒素処理装置の概要を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明の第１の具体的応用例を説明する図であ
る。
る。
【図４】本発明の第２の具体的応用例を説明する図であ
る。
る。
【図５】本発明の第３の具体的応用例を説明する図であ
る。
る。
【図６】本発明の第４の具体的応用例を説明する図であ
る。
る。
１、３０ 窒素処理装置
２ 処理槽
４ 処理室
６ カソード
６Ａ カソード反応域
７ アノード
７Ａ アノード反応域
９ 陽イオン交換膜
１２ 気泡発生装置
２５ 電源
３２ 活性汚泥処理槽
３３ 水槽
３４ 次亜塩素酸除去装置
─────────────────────────────────────────────────────
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
(72)発明者 樂間 毅
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） 2B104 EF01
4D028 AA08 BD00
4D061 DA08 DB09 DB18 DC14 DC15
EA03 EA04 EA08 EB04 EB13
EB27 EB28 EB29 EB30 EB31
EB39 FA15 GC01 GC18
Claims (8)
- 【請求項１】 電気化学的手法により被処理水中の窒素
化合物を処理する窒素処理方法であって、 カソードとアノード間を陽イオン交換膜にてカソード反
応域とアノード反応域とに区画し、 前記電気化学的手法により前記カソード反応域において
処理された被処理水は次亜塩素酸又はオゾン若しくは活
性酸素と化学的手法により処理されることを特徴とする
窒素処理方法。 - 【請求項２】 前記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の窒素処理方法。 - 【請求項３】 前記化学的手法による処理は、前記電気
化学的手法により前記カソード反応域において処理され
た前記被処理水に、次亜塩素酸を含有する薬剤を添加す
ることにより行うことを特徴とする請求項１又は請求項
２の窒素処理方法。 - 【請求項４】 前記化学的手法による処理は、前記電気
化学的手法により前記カソード反応域において処理され
た前記被処理水に、放電式により生成されるオゾンガス
を挿入することにより行うことを特徴とする請求項１、
請求項２又は請求項３の窒素処理方法。 - 【請求項５】 前記化学的手法による処理は、前記電気
化学的手法により前記カソード反応域において処理され
た前記被処理水を、前記アノード反応域において生成さ
れた次亜塩素酸又はオゾン若しくは活性酸素とを含有す
る被処理水と混合することにより行うことを特徴とする
請求項１又は請求項２の窒素処理方法。 - 【請求項６】 前記カソード反応域内の前記被処理水の
撹拌を行いながら前記電気化学的手法による処理を行う
ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求
項４又は請求項５の窒素処理方法。 - 【請求項７】 前記被処理水は、生物的処理浄化槽によ
り処理した後の水であることを特徴とする請求項１、請
求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６の
窒素処理方法。 - 【請求項８】 前記請求項１、請求項２、請求項３、請
求項４、請求項５又は請求項６の窒素処理方法により被
処理水中の窒素化合物を処理する窒素処理装置を生物的
処理浄化槽の後段に配置したことを特徴とする窒素処理
システム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285568A JP3530511B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 窒素処理方法及び窒素処理システム |
| US10/222,983 US6984326B2 (en) | 2001-09-19 | 2002-08-19 | Nitrogen treating method and nitrogen treating system |
| EP20020256388 EP1295853B1 (en) | 2001-09-19 | 2002-09-16 | Method of treating water and apparatus therefor |
| DE2002618257 DE60218257T2 (de) | 2001-09-19 | 2002-09-16 | Verfahren zur wasserbehandlung und vorrichtung dafür |
| CNB021428638A CN1278959C (zh) | 2001-09-19 | 2002-09-19 | 氮处理方法以及氮处理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285568A JP3530511B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 窒素処理方法及び窒素処理システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003088870A true JP2003088870A (ja) | 2003-03-25 |
| JP3530511B2 JP3530511B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=19108703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001285568A Expired - Fee Related JP3530511B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 窒素処理方法及び窒素処理システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6984326B2 (ja) |
| EP (1) | EP1295853B1 (ja) |
| JP (1) | JP3530511B2 (ja) |
| CN (1) | CN1278959C (ja) |
| DE (1) | DE60218257T2 (ja) |
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