JP2004057926A

JP2004057926A - Wastewater treatment method and wastewater treatment equipment

Info

Publication number: JP2004057926A
Application number: JP2002219443A
Authority: JP
Inventors: Naoki Ko; 広　直樹; Tomohito Koizumi; 小泉　友人; Motoki Kawachi; 河内　基樹; Takeshi Rakuma; 樂間　毅
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-29
Also published as: JP3998530B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wastewater treatment method capable of treating nitrogen compounds and phosphorus compounds with a simple equipment and capable of efficiently treating a water to be treated containing nitrogen compound and phosphorus compound, and a wastewater treatment equipment therefor. <P>SOLUTION: The wastewater treatment method is constituted so as to treat nitrogen compounds and phosphorus compounds in water to be treated. This wastewater treatment method includes a first treatment step, wherein a pair of electrodes 5 and 6 are at least partially immersed in water to be treated in a treatment tank 2 and the material of one electrode 5 constituting an anode is used as a conductor capable of generating hypochlorous acid by an electrochemical technique to treat water to be treated by the electrochemical technique, and then a second treatment step wherein the water to be treated in the treatment tank 2 is injected in a sedimentation tank 12 equipped with an iron plate 27 and iron is immersed in the water to be treated to treat the phosphorus compound in water to be treated. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リン酸やリン化合物及びリン酸イオンや有機態窒素、亜硝酸態窒素、硝酸態窒素、アンモニア態窒素等の窒素化合物を含む排水処理方法及び排水処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、川や湖の富栄養化の原因の１つに窒素化合物及びリン化合物の存在があることは周知である。また、このリン化合物や窒素化合物は、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、窒素化合物の処理には、生物的処理が行われており、先ず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ている。
【０００３】
他方、リン化合物の処理方法については、リンは窒素の如く気体として大気中に放散させることができないため、生物的処理又は物理化学的にリンを不溶性の固体として処理していた。リン化合物を不溶性の固定として処理する方法としては、凝集剤や吸着剤を添加することによりリン化合物を凝集沈殿させる方法が行われている。凝集剤としては塩化第二鉄や石灰などが用いられているが、これらの凝集剤を用いる場合には、常に凝集剤の補充が必要となり、煩雑なメンテナンス作業を回避することができないと云う問題があった。
【０００４】
そこで、溶液中に鉄電極を浸漬し、当該鉄電極により電気分解を行い溶液中に鉄イオンを生成させ、かかる溶液中にリン化合物としてのリン酸イオンを含有する排水としての被処理水を添加し、鉄イオンとリン酸イオンを凝集沈殿させ、リン化合物の処理を行う方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の生物的処理の窒素化合物及びリン化合物の処理装置では、特にリン化合物を処理するために、別槽において鉄電極による電気分解を行い鉄イオンを発生させる必要があったため、装置が複雑化すると共に、鉄イオンの供給に際し電気エネルギーを加える必要があった。
【０００６】
また、該生物的処理では、硝化菌及び脱窒素細菌を保有するために、大容量の好気槽及び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、該脱窒素細菌は、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。
【０００７】
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、簡易な装置にて窒素化合物及びリン化合物の処理を行うと共に、効率的に窒素化合物及びリン化合物を含む被処理水の処理を行うことができる排水処理方法及び排水処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１の発明の排水処理方法は、被処理水中の窒素化合物及びリン化合物を処理するにあたり、処理槽に貯留した被処理水中に一対の電極を少なくとも一部浸漬し、アノードを構成する一方の電極の材料を、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体として当該被処理水を電気化学的手法により処理する第１の処理ステップと、該第１の処理ステップの終了後、処理槽内の被処理水を、鉄を備えた沈殿槽に注入し、当該被処理水中に鉄を浸漬させることで被処理水中のリン化合物を処理する第２の処理ステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明の排水処理方法は、上記発明において、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体として不溶性材料若しくはカーボンを用いると共に、カソードを構成する他方の電極の材料は、周期表の第Ｉｂ族または第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。
【００１０】
請求項３の発明の排水処理方法は、上記各発明において、沈殿槽には、第２の処理ステップで処理された被処理水を貯留しておき、当該貯留された被処理水中に、第１の処理ステップで処理された処理槽内の被処理水を注入することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明の排水処理装置は、被処理水中の窒素化合物及びリン化合物を処理するものであって、被処理水を貯留する処理槽と、処理槽内の被処理水に少なくとも一部が浸漬され、電気化学的手法により当該被処理水を処理するための一対の電極と、鉄を備え、処理槽において電気化学的手法により処理された後の被処理水が注入される沈殿槽とを備え、アノードを構成する一方の電極の材料を、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体とすると共に、鉄は、沈殿槽に注入された被処理水中に浸漬されることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明の排水処理装置は、上記発明において、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体として不溶性材料若しくはカーボンを用いると共に、カソードを構成する他方の電極の材料は、周期表の第Ｉｂ族または第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。
【００１３】
請求項１又は請求項４の発明によれば、被処理水中の窒素化合物及びリン化合物を処理するにあたり、処理槽に貯留した被処理水中に一対の電極を少なくとも一部浸漬し、アノードを構成する一方の電極の材料を、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体として当該被処理水を電気化学的手法により処理する第１の処理ステップと、該第１の処理ステップの終了後、処理槽内の被処理水を、鉄を備えた沈殿槽に注入し、被処理水中に鉄を浸漬させることで被処理水中のリン化合物を処理する第２の処理ステップとを含むので、第１の処理ステップとして、電気化学的手法により被処理水を処理することにより、カソードを構成する電極において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が促進され、還元反応に要する時間を短縮し、且つ、低濃度の硝酸イオンも処理することができるようになる。
【００１４】
また、アノードを構成する一方の電極は、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体により構成されていることから、第１の処理ステップにおいて、被処理水中に次亜ハロゲン酸を発生させることができる。これにより、カソードを構成する電極において生じるアンモニアが、アノードを構成する一方の電極で生じる次亜ハロゲン酸と脱窒反応をすることになるので、相乗効果によって、硝酸態窒素、アンモニア態窒素及び窒素化合物などの窒素成分を効率的に除去することができるようになる。これによって、一般家庭や工場等から排出される窒素化合物を含む被処理水から効率的に窒素化合物を除去することができるようになり、窒素化合物の処理能力が向上される。
【００１５】
更に、第２の処理ステップとして第１の処理ステップにおいて処理された処理槽内の被処理水を、鉄を備えた沈殿槽に注入し、当該被処理水中に鉄を浸漬させることで、鉄から被処理水中に溶出された鉄（ＩＩ）イオンが、第１の処理ステップにおいて生成された次亜ハロゲン酸と反応することにより、鉄（ＩＩＩ）イオンを生成し、当該鉄（ＩＩＩ）イオンが被処理水中のリン化合物としてのリン酸イオンと凝集沈殿し、リン化合物の処理を容易とすることができる。
【００１６】
特に、被処理水中の次亜ハロゲン酸と反応することにより鉄（ＩＩ）イオンから鉄（ＩＩＩ）イオンに変換され、該鉄（ＩＩＩ）イオンが水酸化鉄のフロックを生成し、これにより、生成された水酸化鉄のフロックが微細なリン酸鉄を吸着することができ、沈降分離性が向上される。そのため、処理効率もより一層向上される。
【００１７】
また、請求項３の如く沈殿槽には、第２の処理ステップで処理された被処理水を貯留しておき、当該貯留された被処理水中に、第１の処理ステップで処理された処理槽内の被処理水を注入することにより、第１の処理ステップにおける脱窒処理と第２の処理ステップにおける脱リン処理を同時に行うことができるようになる。これにより、より一層、被処理水中の脱窒処理及び脱リン処理を効率的に行うことができるようになる。
【００１８】
請求項２又は請求項５の発明の発明によれば、上記第１の処理ステップにおいて、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体として不溶性材料若しくはカーボンを用いると共に、カソードを構成する他方の電極の材料は、周期表の第Ｉｂ族または第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と亜硝酸態窒素の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更に短縮することができるようになる。
【００１９】
【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は本発明の窒素及びリン処理方法を実現するための排水処理装置１の概要を示す説明図である。本実施例における排水処理装置１によって処理される被処理水は、例えば化学肥料や家畜の排泄物により水溶性の硝酸塩、即ち、硝酸態窒素が土壌中に浸透し、当該硝酸態窒素により汚染された地下水、若しくは、工業排水又は家庭用排水であるものとする。尚、本実施例における被処理水は、少なくともハロゲン化物イオンとして塩化物イオンが含有されているものとする。
【００２０】
排水処理装置１は、上記被処理水を貯留するための貯留槽１０と、前記被処理水中の窒素化合物を電気化学的手法により処理する窒素処理装置１１と、前記被処理水中のリン化合物を処理する沈殿槽１２とにより構成されている。
【００２１】
貯留槽１０には、被処理水を窒素処理装置１１（詳細は後述する処理槽２）に搬送するための配管１３が搬送手段としてのポンプ１５と、供給手段としての供給電磁弁１４を介して接続されている。これにより、当該貯留槽１０内の被処理水が窒素処理装置１１に搬送可能とされる。
【００２２】
前記窒素処理装置１１を構成する処理槽２には、窒素処理した後の被処理水を沈殿槽１２に搬送するための配管２３が搬送手段としてのポンプ２０と、供給手段としての供給電磁弁１９を介して接続されている。
【００２３】
尚、配管１３であって供給電磁弁１４の上流側、及び配管２３であって供給電磁弁１９の上流側にはそれぞれポンプ１５、２０が設けられているが、場合によっては設けられていなくてもよいものとする。
【００２４】
また、沈殿槽１２には、窒素・リン処理した後の被処理水を外部に排出するための排出電磁弁１６を介して配管１７が接続されている。
【００２５】
尚、各電磁弁１４、１９、１６及び各ポンプ１５、２０は、図示しない制御装置としてのマイクロコンピュータに接続されており、被処理水の処理段階に応じて制御されるものとする。
【００２６】
次に、図２を参照して窒素処理装置１１について説明する。本実施例における窒素処理装置１１は、電気化学的手法（電解）により被処理水の脱窒処理を行うものであり、内部に配管１４を介して貯留槽１０より供給された被処理水を流入させる図示しない流入口と、配管２３を介して沈殿槽１２に被処理水を流出される流出口２９（図１のみ図示する。）を有する処理室４を構成する処理槽２と、該処理室４内の被処理水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とから構成されている。尚、電源７は、上記マイクロコンピュータに接続されており、該マイクロコンピュータにより制御されている。また、図２において８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。
【００２７】
前記カソード６は、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として、例えば、亜鉛、銅、銀、亜鉛と銅の合金である真鍮により構成されており、前記アノード５は、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体として不溶性材料、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より構成されている。
【００２８】
また、図２に示す如くアノード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、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８による撹拌によりアノードに流水の影響を与えない構成とされている。
【００２９】
次に、沈殿槽１２について説明する。本実施例における沈殿槽１２は、内部に仕切壁２４が設けられており、前記配管１７が接続される排水室２５と、前記窒素処理装置１１からの被処理水を供給する配管２３が接続される沈殿室２６とに区画されている。尚、この仕切壁２４には、図示しない排水口が設けられているものとする。またこれ以外に、当該仕切壁２４の高さが制御装置としてのマイクロコンピュータにより自在に変更可能としてもよいものとする。何れにしても、沈殿室２６内に詳細は後述する如く沈殿物と上澄み液とに分離された際に、上澄み液のみを排水室２６に溢水させることができる構成であればよいものとする。
【００３０】
そして、沈殿室２６内には、鉄材料としての例えば鉄板２７が設けられており、沈殿室２６内に被処理水が供給される以前には、少なくとも、水道水などの水などが貯留されており、係る水に鉄板２７が浸漬されているものとする。尚、被処理水が貯留された際には、当該被処理水中に鉄板２７が浸漬されるものとする。
【００３１】
これにより、前記水若しくは被処理水中には、鉄板２７より時間の経過と共に鉄（ＩＩ）イオンが溶出されるものとする（反応Ａ）。尚、本実施例では、鉄（ＩＩ）イオンの溶出を行う手段として鉄板２７を浸漬しているが、これ以外の形状の鉄材料を水若しくは被処理水中に浸漬し、鉄（ＩＩ）イオンの溶出を行ってもよいものとする。以下に、反応Ａを示す。
反応Ａ　Ｆｅ＋２Ｈ_２Ｏ→Ｆｅ^２＋＋Ｈ_２↑＋２ＯＨ⁻
【００３２】
以上の構成により、本実施例の排水処理装置１の第１の処理ステップとしての窒素処理について説明する。まず、貯留槽１０内に予め貯留された被処理水を配管１３を介して窒素処理装置１１の処理槽２内に注入する。このとき、供給電磁弁１４、１９はそれぞれ前記マイクロコンピュータにより開閉制御され、処理槽２内に所定量の被処理水が貯留されるものとする。
【００３３】
そして、前記マイクロコンピュータにより電源７をＯＮとし、カソード６及びアノード５に通電することにより、処理槽２内に供給された被処理水は、電解処理される。カソード６側では、被処理水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Ｂ）。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Ｃ）。以下に、反応Ｂ及び反応Ｃを示す。
反応Ｂ　ＮＯ_３ ⁻＋Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻→ＮＯ_２ ⁻＋２ＯＨ⁻
反応Ｃ　ＮＯ_２ ⁻＋５Ｈ_２Ｏ＋６ｅ⁻→ＮＨ_３（ａｑ）＋７ＯＨ⁻
【００３４】
一方、アノード５側では、上述の如く被処理水中に少なくともハロゲン化物イオンとして塩化物イオンが存在することから、当該塩化物イオンが電子を放出して塩素を生成する（反応Ｅ）。そして、この塩素は水に溶解して次亜ハロゲン酸としての次亜塩素酸を生成する（反応Ｆ）。そして、生成された次亜塩素酸は、上述の反応Ｂで被処理水中に生成されたアンモニア（アンモニウムイオン）と反応し、複数の化学変化を経た後、窒素ガスに変換される（反応Ｇ）。以下に反応Ｅ乃至反応Ｇを示す。このとき、同時にオゾン、若しくは活性酸素も生成される。

【００３５】
尚、ここで、被処理水中に含有される塩化物イオンが所定の濃度、例えば１００ｍｇ／ｌに満たない場合には、図示しない塩化物イオン調整手段により、格別に塩化物イオンとして例えば塩化カリウム又は塩化ナトリウムを被処理水中に添加する。これにより、被処理水は、電解により、より一層次亜塩素酸を発生し易い状態となり、効率的に被処理水中のアンモニアの脱窒処理を行うことができるようになる。
【００３６】
また、本発明では、当該第１の処理ステップにおいて、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体として不溶性材料若しくはカーボンを用いると共に、カソードを構成する他方の電極の材料は、周期表の第Ｉｂ族または第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と亜硝酸態窒素の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更に短縮することができるようになる。
【００３７】
また、本実施例によれば、従来の如く被処理水中にメタノールなどの格別な添加剤を用いることなく、被処理水中に含有される硝酸態窒素などの窒素化合物を効率的に除去することができるため、メンテナンス作業性を向上させることができる。
【００３８】
更に、従来のように生物的処理により硝酸態窒素などの窒素化合物の処理を行わないため、細菌等の温度管理を不要とすることができると共に、排水処理装置自体を小型化することができ、コストの削減を図ることができるようになる。
【００３９】
更にまた、電気化学的手法により被処理水中の窒素化合物が処理されることにより、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が促進され、還元反応に要する時間を短縮し、且つ、低濃度の硝酸イオンも処理することができるようになる。
【００４０】
これにより、一般家庭や工場等から排出される窒素化合物を含む被処理水から効率的に窒素化合物を除去することができるようになり、窒素化合物の処理能力が向上させる。
【００４１】
上述の如き第１の処理ステップとしての被処理水の脱窒処理が終了した後、若しくは、脱窒処理を行っている間に、第２の処理ステップとしての被処理水の脱リン処理を行う。かかる場合には、前記マイクロコンピュータは、供給電磁弁１９の開閉制御を行い、窒素処理装置１１の処理槽２内の被処理水を沈殿槽１２の沈殿室２６内に搬送する。
【００４２】
ここで、沈殿槽１２の沈殿室２６内には、上述の如く予め水若しくは、前回の脱リン処理により処理された後の被処理水が貯留されており、係る水若しくは被処理水中には、鉄板２７が浸漬されていることにより、前記反応Ａの如く鉄（ＩＩ）イオンが溶出されている。これにより、沈殿槽１２に供給された被処理水中のリン化合物としてのリン酸イオンは、鉄（ＩＩ）イオンと反応しリン酸鉄を生成し、凝集沈殿する（反応Ｈ）。以下に、反応Ｈを示す。
反応Ｈ　３Ｆｅ^２＋＋２ＰＯ_４ ^３−→Ｆｅ_３（ＰＯ_４）_２↓
【００４３】
しかしながら、この反応によって生成されるリン酸鉄は微細な粒子状であるため、このままでは沈降濃縮性が悪いという問題がある。そこで、本発明では、上述の如く鉄（ＩＩ）イオンが溶出された水若しくは被処理水中に前記脱窒処理された後の被処理水が注入されることにより、脱窒処理の際に前記反応Ｆで次亜塩素酸が生成されているため、当該次亜塩素酸と沈殿室２６内に貯留された水若しくは被処理水中の鉄（ＩＩ）イオンが反応して鉄（ＩＩ）イオンが鉄（ＩＩＩ）イオンに変換される（反応Ｉ）。以下に、反応Ｉを示す。
反応Ｉ　　２Ｆｅ^２＋＋ＣｌＯ⁻＋Ｈ_２Ｏ→２Ｆｅ^３＋＋Ｃｌ⁻＋２ＯＨ⁻
【００４４】
これにより、被処理水中のリン化合物としてのリン酸イオンは、鉄（ＩＩＩ）イオンと反応してリン酸鉄を生成する（反応Ｉ）。更にこの鉄（ＩＩＩ）イオンは、被処理水中の水と反応して水酸化鉄（ＩＩＩ）を生成する（反応Ｊ）。以下に、反応Ｊ及び反応Ｋを示す。
反応Ｊ　Ｆｅ^３＋＋ＰＯ_４ ^３−→ＦｅＰＯ_４↓
反応Ｋ　Ｆｅ^３＋＋３Ｈ_２Ｏ→Ｆｅ（ＯＨ）_３↓＋３Ｈ^＋
【００４５】
ここで、水酸化鉄（ＩＩＩ）は、フロックを生成するため、上記反応Ｊで生成された微細なリン酸鉄を吸着することができ、リン酸鉄と水酸化鉄（ＩＩＩ）　のフロックとして沈降させることができるようになる。そのため、リン酸鉄の沈降分離性が向上され、処理効率も一層向上される。
【００４６】
また、被処理水中のリン化合物が上述の如く沈降分離された後、前記マイクロコンピュータは、前記仕切壁２４に設けられた排水口を開放し、若しくは、仕切壁２４の高さを降下させ、上澄み液部分の被処理水のみを排水室２６側に溢水させる。これにより、脱リン処理を効率的に且つ、確実に行うことができるようになる。
【００４７】
このとき、沈殿槽１２の沈殿室２６内には、前記上澄み液部分の被処理水の一部を残留させておくものとする。尚、この被処理水の残留量は、窒素処理装置１１の処理槽２内の被処理水を加えても沈殿室２６内から被処理水が溢水しない量とするものとする。
【００４８】
これにより、残留された被処理水中に前記鉄板２７が浸漬されることにより、窒素処理装置１１での脱窒処理と同時に、沈殿室２６内の被処理水中に鉄イオンを溶出させることができる。
【００４９】
上述した如く脱窒処理を行う処理槽２と脱リン処理を行う沈殿槽１２は別槽により構成されているため、脱窒処理及び脱リン処理を同時に行うことができ、より一層効率的に排水処理を行うことができるようになる。
【００５０】
また、本発明によれば、鉄イオンの供給に際し電気エネルギーを加える必要がないため、電気エネルギーの節約を図ることができると共に、装置の複雑化を回避することができるようになる。
【００５１】
尚、沈殿槽１２の沈殿室２６内に凝集沈殿されたリン酸鉄及び水酸化鉄のフロックが所定量以上堆積された場合には、当該フロックをまとめて廃棄処理するものとする。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述した如く請求項１又は請求項４の発明によれば、被処理水中の窒素化合物及びリン化合物を処理するにあたり、処理槽に貯留した被処理水中に一対の電極を少なくとも一部浸漬し、アノードを構成する一方の電極の材料を、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体として当該被処理水を電気化学的手法により処理する第１の処理ステップと、該第１の処理ステップの終了後、処理槽内の被処理水を、鉄を備えた沈殿槽に注入し、被処理水中に鉄を浸漬させることで被処理水中のリン化合物を処理する第２の処理ステップとを含むので、第１の処理ステップとして、電気化学的手法により被処理水を処理することにより、カソードを構成する電極において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が促進され、還元反応に要する時間を短縮し、且つ、低濃度の硝酸イオンも処理することができるようになる。
【００５３】
また、アノードを構成する一方の電極は、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体により構成されていることから、第１の処理ステップにおいて、被処理水中に次亜ハロゲン酸を発生させることができる。これにより、カソードを構成する電極において生じるアンモニアが、アノードを構成する一方の電極で生じる次亜ハロゲン酸と脱窒反応をすることになるので、相乗効果によって、硝酸態窒素、アンモニア態窒素及び窒素化合物などの窒素成分を効率的に除去することができるようになる。これによって、一般家庭や工場等から排出される窒素化合物を含む被処理水から効率的に窒素化合物を除去することができるようになり、窒素化合物の処理能力が向上される。
【００５４】
更に、第２の処理ステップとして第１の処理ステップにおいて処理された処理槽内の被処理水を、鉄を備えた沈殿槽に注入し、当該被処理水中に鉄を浸漬させることで、鉄から被処理水中に溶出された鉄（ＩＩ）イオンが、第１の処理ステップにおいて生成された次亜ハロゲン酸と反応することにより、鉄（ＩＩＩ）イオンを生成し、当該鉄（ＩＩＩ）イオンが被処理水中のリン化合物としてのリン酸イオンと凝集沈殿し、リン化合物の処理を容易とすることができる。
【００５５】
特に、被処理水中の次亜ハロゲン酸と反応することにより鉄（ＩＩ）イオンから鉄（ＩＩＩ）イオンに変換され、該鉄（ＩＩＩ）イオンが水酸化鉄のフロックを生成し、これにより、生成された水酸化鉄のフロックが微細なリン酸鉄を吸着することができ、沈降分離性が向上される。そのため、処理効率もより一層向上される。
【００５６】
また、請求項３の如く沈殿槽には、第２の処理ステップで処理された被処理水を貯留しておき、当該貯留された被処理水中に、第１の処理ステップで処理された処理槽内の被処理水を注入することにより、第１の処理ステップにおける脱窒処理と第２の処理ステップにおける脱リン処理を同時に行うことができるようになる。これにより、より一層、被処理水中の脱窒処理及び脱リン処理を効率的に行うことができるようになる。
【００５７】
請求項２又は請求項５の発明の発明によれば、上記第１の処理ステップにおいて、電気化学的手法により次亜ハロゲン酸を発生させることが可能な導電体として不溶性材料若しくはカーボンを用いると共に、カソードを構成する他方の電極の材料は、周期表の第Ｉｂ族または第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と亜硝酸態窒素の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更に短縮することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排水処理装置の概要を示す説明図である。
【図２】処理槽内の構成を示す図である。
【符号の説明】
１　排水処理装置
２　処理槽
４　排水処理室
５　アノード
６　カソード
１０　貯留槽
１１　窒素処理装置
１２　沈殿槽
２４　仕切壁
２５　排水室
２６　沈殿室
２７　鉄板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wastewater treatment method and a wastewater treatment device containing a phosphoric acid, a phosphorus compound, a phosphate ion, and nitrogen compounds such as organic nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen, and ammonia nitrogen.
[0002]
[Prior art]
It is well known that one of the causes of eutrophication of rivers and lakes is the presence of nitrogen compounds and phosphorus compounds. Although phosphorus compounds and nitrogen compounds are abundant in domestic household wastewater and industrial wastewater, purification treatment is difficult, and effective measures cannot be taken at present. Generally, biological treatment is performed for the treatment of nitrogen compounds. First, a nitrification step of converting ammonia nitrogen to nitrate nitrogen and a denitrification step of converting nitrate nitrogen to nitrogen gas are performed. Is being done.
[0003]
On the other hand, regarding the method of treating a phosphorus compound, phosphorus cannot be released into the atmosphere as a gas like nitrogen, so that phosphorus has been treated as an insoluble solid by biological treatment or physicochemically. As a method of treating a phosphorus compound as insoluble fixation, a method of coagulating and precipitating the phosphorus compound by adding a flocculant or an adsorbent is performed. Ferric chloride, lime, etc. are used as the coagulant. However, when these coagulants are used, it is necessary to always replenish the coagulant, and a problem that complicated maintenance work cannot be avoided. was there.
[0004]
Therefore, an iron electrode is immersed in the solution, electrolysis is performed by the iron electrode to generate iron ions in the solution, and water to be treated as wastewater containing phosphate ions as a phosphorus compound is added to the solution. Then, there is a method of coagulating and precipitating iron ions and phosphate ions to treat the phosphorus compound.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in conventional biological treatment apparatuses for treating nitrogen compounds and phosphorus compounds, it is necessary to perform electrolysis with an iron electrode to generate iron ions in a separate tank, particularly for treating the phosphorus compounds. At the same time, it was necessary to add electric energy when supplying iron ions.
[0006]
In addition, in the biological treatment, large-capacity aerobic tanks and anaerobic tanks are required to hold nitrifying bacteria and denitrifying bacteria, so that there is a problem that equipment construction costs increase and equipment installation area increases. . Furthermore, since the denitrifying bacteria are significantly affected by the surrounding temperature environment and other components contained in the water to be treated, the activity is reduced particularly in winter when the temperature is lowered, and the denitrifying action is reduced. There is a problem that the processing efficiency is reduced and the processing efficiency becomes unstable.
[0007]
Therefore, the present invention has been made to solve the conventional technical problem, and performs a treatment of a nitrogen compound and a phosphorus compound with a simple apparatus, and efficiently treats the nitrogen compound and the phosphorus compound containing the phosphorus compound. It is an object of the present invention to provide a wastewater treatment method and a wastewater treatment device capable of treating water.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, in the wastewater treatment method according to the first aspect of the present invention, when treating the nitrogen compound and the phosphorus compound in the water to be treated, at least a part of the pair of electrodes is immersed in the water to be treated stored in the treatment tank to form an anode. A first processing step of treating the water to be treated by an electrochemical technique using a material of one electrode as a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical technique; After the end of the step, the treatment water in the treatment tank is poured into a precipitation tank equipped with iron, and a second treatment step of treating the phosphorus compound in the treatment water by immersing the iron in the treatment water. It is characterized by including.
[0009]
The wastewater treatment method according to the second aspect of the present invention is the method according to the first aspect, wherein an insoluble material or carbon is used as a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method, and the other electrode constituting the cathode is used. As a material, a conductor including Group Ib or Group IIb in the periodic table, or a material obtained by coating a conductor with the same group is used.
[0010]
In the wastewater treatment method according to the third aspect of the present invention, in each of the above inventions, the water to be treated that has been treated in the second treatment step is stored in the settling tank, and the first water is stored in the stored water to be treated. And injecting the water to be treated in the treatment tank treated in the treatment step.
[0011]
The wastewater treatment apparatus according to the fourth aspect of the present invention treats a nitrogen compound and a phosphorus compound in the water to be treated, and a treatment tank for storing the water to be treated and at least a part of the water to be treated in the treatment tank. A pair of electrodes for immersing and treating the water to be treated by an electrochemical method, and a settling tank provided with iron and into which the water to be treated after being treated by the electrochemical method in the treatment tank is injected. The material of one of the electrodes constituting the anode is a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method, and iron is immersed in the water to be treated injected into the precipitation tank. It is characterized by that.
[0012]
The wastewater treatment apparatus according to a fifth aspect of the present invention, in the above invention, uses an insoluble material or carbon as a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method, and uses the other electrode constituting a cathode. As a material, a conductor including Group Ib or Group IIb in the periodic table, or a material obtained by coating a conductor with the same group is used.
[0013]
According to the first or fourth aspect of the present invention, when treating the nitrogen compound and the phosphorus compound in the water to be treated, at least a part of the pair of electrodes is immersed in the water to be treated stored in the treatment tank to constitute an anode. A first processing step of treating the water to be treated by an electrochemical technique using a material of one electrode as a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical technique; After the end of the step, the treatment water in the treatment tank is poured into a sedimentation tank provided with iron, and the second treatment step of treating the phosphorus compound in the treatment water by immersing the iron in the treatment water. Therefore, as a first treatment step, by treating the water to be treated by an electrochemical method, the reduction of nitrate nitrogen in the water to be treated to nitrite nitrogen and ammonia at the electrode constituting the cathode is performed. There is promoted to shorten the time required for the reduction reaction, and, it is possible to lower the concentration of nitrate ions treated.
[0014]
In addition, since one of the electrodes constituting the anode is formed of a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method, in the first treatment step, the sub-electrode is formed in the water to be treated. Halogen acids can be generated. As a result, ammonia generated at the electrode constituting the cathode undergoes a denitrification reaction with hypohalous acid produced at one of the electrodes constituting the anode, so that nitrate nitrogen, ammonia nitrogen and nitrogen are produced by a synergistic effect. Nitrogen components such as compounds can be efficiently removed. As a result, nitrogen compounds can be efficiently removed from the water to be treated containing nitrogen compounds discharged from general households, factories, and the like, and the nitrogen compound treatment capacity is improved.
[0015]
Further, as a second treatment step, the water to be treated in the treatment tank treated in the first treatment step is poured into a sedimentation tank provided with iron, and iron is immersed in the water to be treated, so that iron is removed. The iron (II) ions eluted in the water to be treated react with the hypohalous acid generated in the first treatment step to generate iron (III) ions, and the iron (III) ions are treated by the iron (III) ions. It coagulates and precipitates with a phosphate ion as a phosphorus compound in the treated water, thereby facilitating the treatment of the phosphorus compound.
[0016]
In particular, iron (II) ions are converted into iron (III) ions by reacting with hypohalous acid in the water to be treated, and the iron (III) ions form flocs of iron hydroxide, thereby forming The iron oxide hydroxide flocs can adsorb fine iron phosphate, and sedimentation and separability is improved. Therefore, the processing efficiency is further improved.
[0017]
Further, the treated water treated in the second treatment step is stored in the sedimentation tank as in claim 3, and the treated tank treated in the first treatment step is stored in the stored treated water. By injecting the to-be-processed water, the denitrification treatment in the first treatment step and the phosphorus removal treatment in the second treatment step can be performed simultaneously. This makes it possible to more efficiently perform the denitrification treatment and the phosphorus removal treatment in the water to be treated.
[0018]
According to the invention of claim 2 or claim 5, in the first processing step, an insoluble material or carbon is used as a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method, As the material of the other electrode constituting the cathode, a conductor containing Group Ib or Group IIb of the periodic table or a material obtained by coating the same with a conductor is used, so that nitrate nitrogen and nitrite in the water to be treated are used. The reduction reaction of the form nitrogen to ammonia can be further promoted, and the time required for the reduction reaction can be further reduced.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a wastewater treatment apparatus 1 for realizing the nitrogen and phosphorus treatment method of the present invention. The water to be treated, which is treated by the wastewater treatment apparatus 1 in the present embodiment, is, for example, water-soluble nitrate, that is, nitrate nitrogen, penetrates into soil by chemical fertilizer and livestock excreta, and is contaminated by the nitrate nitrogen. Wastewater or industrial wastewater or domestic wastewater. It is assumed that the water to be treated in this embodiment contains at least chloride ions as halide ions.
[0020]
The wastewater treatment device 1 includes a storage tank 10 for storing the water to be treated, a nitrogen treatment device 11 that treats nitrogen compounds in the water to be treated by an electrochemical method, and a phosphorus compound in the water to be treated. And a settling tank 12.
[0021]
In the storage tank 10, a pipe 13 for transporting the water to be treated to a nitrogen treatment apparatus 11 (a processing tank 2 described in detail later) is provided via a pump 15 as a transport unit and a supply electromagnetic valve 14 as a supply unit. It is connected. Thereby, the water to be treated in the storage tank 10 can be transported to the nitrogen treatment device 11.
[0022]
In the treatment tank 2 constituting the nitrogen treatment apparatus 11, a pipe 23 for conveying the water to be treated after the nitrogen treatment to the sedimentation tank 12 is provided with a pump 20 as a conveyance means and a supply electromagnetic valve 19 as a supply means. Connected through.
[0023]
In addition, pumps 15 and 20 are provided on the pipe 13 upstream of the supply solenoid valve 14 and on the pipe 23 upstream of the supply solenoid valve 19, respectively. Shall also be good.
[0024]
Further, a pipe 17 is connected to the precipitation tank 12 via a discharge electromagnetic valve 16 for discharging the water to be treated after the nitrogen / phosphorus treatment to the outside.
[0025]
The solenoid valves 14, 19, 16 and the pumps 15, 20 are connected to a microcomputer (not shown) as a control device, and are controlled according to the treatment stage of the water to be treated.
[0026]
Next, the nitrogen processing apparatus 11 will be described with reference to FIG. The nitrogen treatment apparatus 11 in the present embodiment performs denitrification treatment of the water to be treated by an electrochemical method (electrolysis), and flows the water to be treated supplied from the storage tank 10 through the pipe 14 into the inside. A treatment tank 2 comprising a treatment chamber 4 having an inflow port (not shown) to be treated, and an outflow port 29 (only FIG. 1 is shown) through which the water to be treated flows out to the sedimentation vessel 12 via a pipe 23; 4 comprises a pair of electrodes disposed opposite to each other so as to be at least partially immersed in the water to be treated, namely, an anode 5, a cathode 6, and a power supply 7 for supplying electricity to the

electrodes

5 and 6. Have been. The power supply 7 is connected to the microcomputer, and is controlled by the microcomputer. In FIG. 2, reference numeral 8 denotes a stirrer as stirring means for stirring the inside of the processing tank 2.
[0027]
The cathode 6 is made of a conductor containing Group Ib or Group IIb of the periodic table, or a conductor coated with the same group, and is made of, for example, zinc, copper, silver, or brass, which is an alloy of zinc and copper. The anode 5 is formed of an insoluble material such as platinum, iridium, palladium or an oxide thereof as an electric conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method, or carbon. It is composed of
[0028]
As shown in FIG. 2, a cylindrical shielding member 9 is provided between the anode 5 and the cathode 6 so as to surround the anode 5. The shielding member 9 is formed of a non-conductive member such as a glass fiber or a plastic mesh, for example, thereby preventing oxygen bubbles generated from the anode 5 from passing through to the cathode 6 side. it can. At this time, ions existing on the anode 5 side can pass through the shielding member 9 and move to the cathode 6 side. Further, the shielding member 9 is configured so as not to affect the anode flowing water by the stirring generated by the flowing water of the sludge or the stirring by the stirring bar 8.
[0029]
Next, the precipitation tank 12 will be described. In the sedimentation tank 12 in this embodiment, a partition wall 24 is provided inside, and a drainage chamber 25 to which the pipe 17 is connected and a pipe 23 for supplying the water to be treated from the nitrogen treatment apparatus 11 are connected. And a precipitation chamber 26. It is assumed that a drain port (not shown) is provided in the partition wall 24. In addition, the height of the partition wall 24 may be freely changed by a microcomputer as a control device. In any case, as long as the sediment and the supernatant are separated into the sediment and the supernatant in the sedimentation chamber 26 as described later in detail, it is sufficient if only the supernatant is allowed to overflow into the drainage chamber 26.
[0030]
In the sedimentation chamber 26, for example, an iron plate 27 as an iron material is provided. Before the water to be treated is supplied into the sedimentation chamber 26, at least water such as tap water is stored. It is assumed that the iron plate 27 is immersed in the water. When the water to be treated is stored, the iron plate 27 is immersed in the water to be treated.
[0031]
As a result, iron (II) ions are eluted from the iron plate 27 with time in the water or the water to be treated (reaction A). In this embodiment, the iron plate 27 is immersed as a means for eluting the iron (II) ions. However, an iron material having another shape is immersed in water or water to be treated, and Elution may be performed. The reaction A is shown below.
Reaction A Fe + 2H ₂ O → Fe ²⁺ + H ₂ ↑ + 2OH ⁻
[0032]
With the above configuration, the nitrogen treatment as the first treatment step of the wastewater treatment apparatus 1 of the present embodiment will be described. First, the water to be treated previously stored in the storage tank 10 is injected into the processing tank 2 of the nitrogen treatment device 11 through the pipe 13. At this time, the supply solenoid valves 14 and 19 are controlled to be opened and closed by the microcomputer, and a predetermined amount of water to be treated is stored in the treatment tank 2.
[0033]
When the power supply 7 is turned on by the microcomputer and the cathode 6 and the anode 5 are energized, the water to be treated supplied into the treatment tank 2 is subjected to electrolytic treatment. On the cathode 6 side, nitrate ions contained in the water to be treated are converted into nitrite ions by a reduction reaction (reaction B). The nitrite ions generated by the nitrate ion reduction reaction are further converted to ammonia by the reduction reaction (reaction C). The reaction B and the reaction C are shown below.
Reaction B NO ₃ ⁻ + H ₂ O + 2e ⁻ → NO ₂ ⁻ + 2OH ⁻
Reaction C NO ₂ ⁻ + 5H ₂ O + 6e ⁻ → NH ₃ (aq) + 7OH ⁻
[0034]
On the other hand, on the anode 5 side, since at least chloride ions exist as halide ions in the water to be treated as described above, the chloride ions release electrons to generate chlorine (reaction E). The chlorine is dissolved in water to generate hypochlorous acid as hypohalous acid (reaction F). Then, the generated hypochlorous acid reacts with ammonia (ammonium ion) generated in the water to be treated in the above-described reaction B, undergoes a plurality of chemical changes, and is converted into nitrogen gas (reaction G). . The reactions E to G are shown below. At this time, ozone or active oxygen is also generated at the same time.

[0035]
Here, when the chloride ion contained in the water to be treated is less than a predetermined concentration, for example, 100 mg / l, a chloride ion adjusting means (not shown) converts the chloride ion into, for example, potassium chloride or potassium chloride. Add sodium chloride to the water to be treated. As a result, the water to be treated is in a state in which hypochlorous acid is more easily generated by electrolysis, and the denitrification treatment of ammonia in the water to be treated can be performed efficiently.
[0036]
In the present invention, in the first processing step, an insoluble material or carbon is used as a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method, and a material of the other electrode constituting the cathode is used. Uses a conductor containing Group Ib or Group IIb of the periodic table, or a conductor coated with a homologous group, so that the reduction reaction of nitrate nitrogen and nitrite nitrogen in the water to be treated to ammonia is reduced. It is possible to further promote the reaction and to further reduce the time required for the reduction reaction.
[0037]
Further, according to this embodiment, it is possible to efficiently remove nitrogen compounds such as nitrate nitrogen contained in the water to be treated without using a special additive such as methanol in the water to be treated as in the related art. Therefore, maintenance workability can be improved.
[0038]
Furthermore, since the treatment of nitrogen compounds such as nitrate nitrogen is not performed by biological treatment as in the related art, temperature control of bacteria and the like can be eliminated, and the wastewater treatment device itself can be downsized. Costs can be reduced.
[0039]
Furthermore, the reduction of nitrate nitrogen in the water to be treated to nitrite nitrogen and ammonia is promoted by treating the nitrogen compounds in the water to be treated by the electrochemical method, thereby reducing the time required for the reduction reaction. In addition, low concentration nitrate ions can be treated.
[0040]
This makes it possible to efficiently remove nitrogen compounds from the water to be treated containing nitrogen compounds discharged from general households, factories, and the like, thereby improving the nitrogen compound treatment capacity.
[0041]
After the denitrification treatment of the water to be treated as the first treatment step as described above, or while the denitrification treatment is being performed, the dephosphorization treatment of the treatment water as the second treatment step is performed. . In such a case, the microcomputer controls opening and closing of the supply electromagnetic valve 19, and conveys the water to be treated in the treatment tank 2 of the nitrogen treatment device 11 into the settling chamber 26 of the settling tank 12.
[0042]
Here, in the sedimentation chamber 26 of the sedimentation tank 12, water or the water to be treated after being treated by the previous dephosphorization treatment is stored in advance as described above. Since the iron plate 27 is immersed, iron (II) ions are eluted as in the reaction A. Thereby, the phosphate ion as the phosphorus compound in the water to be treated supplied to the sedimentation tank 12 reacts with the iron (II) ion to generate iron phosphate and coagulate and precipitate (reaction H). The reaction H is shown below.
Reaction H 3Fe ²⁺ + 2PO ₄ ^3- → Fe ₃ (PO ₄ ) ₂ ↓
[0043]
However, since the iron phosphate produced by this reaction is in the form of fine particles, there is a problem that the sedimentation-concentration property is poor as it is. Therefore, in the present invention, as described above, the water to be treated after the denitrification treatment is injected into the water from which the iron (II) ions are eluted or the treatment water, whereby the reaction during the denitrification treatment is performed. Since hypochlorous acid is generated in F, the hypochlorous acid reacts with iron (II) ions in the water stored in the precipitation chamber 26 or in the water to be treated, and iron (II) ions are converted into iron (II). III) It is converted to an ion (reaction I). The reaction I is shown below.
Reaction I 2Fe ²⁺ + ClO ⁻ + H ₂ O → 2Fe ³⁺ + Cl ⁻ + 2OH ⁻
[0044]
Thereby, the phosphate ion as a phosphorus compound in the water to be treated reacts with the iron (III) ion to generate iron phosphate (reaction I). Further, the iron (III) ion reacts with water in the water to be treated to form iron (III) hydroxide (reaction J). The reaction J and the reaction K are shown below.
Reaction J Fe ³⁺ + PO ₄ ^3- → FePO ₄ ↓
Reaction K Fe ³⁺ + 3H ₂ O → Fe (OH) ₃ ↓ + 3H ⁺
[0045]
Here, since the iron (III) hydroxide forms flocs, it can adsorb the fine iron phosphate generated in the above reaction J, and precipitate as flocs of iron (III) phosphate and iron (III) hydroxide. Will be able to do that. Therefore, the sedimentation and separability of iron phosphate is improved, and the processing efficiency is further improved.
[0046]
Further, after the phosphorus compound in the water to be treated is settled and separated as described above, the microcomputer opens a drain port provided in the partition wall 24 or lowers the height of the partition wall 24 to remove the supernatant. Only the to-be-processed water in the liquid portion overflows to the drainage chamber 26 side. This makes it possible to efficiently and reliably perform the phosphorus removal treatment.
[0047]
At this time, a part of the to-be-processed water of the supernatant liquid is left in the sedimentation chamber 26 of the sedimentation tank 12. Note that the residual amount of the water to be treated is such that the water to be treated does not overflow from the sedimentation chamber 26 even if the water to be treated in the treatment tank 2 of the nitrogen treatment apparatus 11 is added.
[0048]
Thereby, the iron plate 27 is immersed in the remaining water to be treated, so that iron ions can be eluted into the water to be treated in the precipitation chamber 26 simultaneously with the denitrification treatment in the nitrogen treatment device 11.
[0049]
As described above, the treatment tank 2 for performing the denitrification treatment and the precipitation tank 12 for performing the dephosphorization treatment are constituted by separate tanks, so that the denitrification treatment and the dephosphorization treatment can be performed at the same time, and the drainage is more efficiently performed. Processing can be performed.
[0050]
Further, according to the present invention, since it is not necessary to add electric energy when supplying iron ions, it is possible to save electric energy and to avoid complication of the device.
[0051]
When flocs of iron phosphate and iron hydroxide that have been coagulated and settled in the sedimentation chamber 26 of the sedimentation tank 12 in a predetermined amount or more, the flocs are collectively discarded.
[0052]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the invention of claim 1 or claim 4, in treating the nitrogen compound and the phosphorus compound in the water to be treated, at least a part of the pair of electrodes is immersed in the water to be treated stored in the treatment tank. A first treatment step of treating the water to be treated by an electrochemical method, using a material of one electrode constituting the anode as a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method; After the completion of the first treatment step, the water to be treated in the treatment tank is poured into a sedimentation tank provided with iron, and the phosphorus compound in the water to be treated is treated by immersing the iron in the water to be treated. As the first processing step, the water to be treated is treated by an electrochemical method, so that the nitrate nitrogen and the nitrite nitrogen of the nitrate nitrogen in the water to be treated are treated at the electrode constituting the cathode. Reduction to near is promoted to shorten the time required for the reduction reaction, and, it is possible to lower the concentration of nitrate ions treated.
[0053]
In addition, since one of the electrodes constituting the anode is formed of a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method, in the first treatment step, the sub-electrode is formed in the water to be treated. Halogen acids can be generated. As a result, ammonia generated at the electrode constituting the cathode undergoes a denitrification reaction with hypohalous acid produced at one of the electrodes constituting the anode, so that nitrate nitrogen, ammonia nitrogen and nitrogen are produced by a synergistic effect. Nitrogen components such as compounds can be efficiently removed. As a result, nitrogen compounds can be efficiently removed from the water to be treated containing nitrogen compounds discharged from general households, factories, and the like, and the nitrogen compound treatment capacity is improved.
[0054]
Further, as a second treatment step, the water to be treated in the treatment tank treated in the first treatment step is poured into a sedimentation tank provided with iron, and the iron is immersed in the water to be treated. The iron (II) ions eluted in the water to be treated react with hypohalous acid generated in the first treatment step to generate iron (III) ions, and the iron (III) ions are treated with iron (III) ions. It coagulates and precipitates with a phosphate ion as a phosphorus compound in the treated water, thereby facilitating the treatment of the phosphorus compound.
[0055]
In particular, iron (II) ions are converted to iron (III) ions by reacting with hypohalous acid in the water to be treated, and the iron (III) ions form flocs of iron hydroxide, thereby forming The iron oxide hydroxide flocs can adsorb fine iron phosphate, and sedimentation and separability is improved. Therefore, the processing efficiency is further improved.
[0056]
Further, the treated water treated in the second treatment step is stored in the sedimentation tank as in claim 3, and the treated water treated in the first treatment step is stored in the stored treated water. By injecting the water to be treated, the denitrification treatment in the first treatment step and the phosphorus removal treatment in the second treatment step can be performed simultaneously. Thereby, the denitrification treatment and the phosphorus removal treatment in the water to be treated can be more efficiently performed.
[0057]
According to the invention of claim 2 or claim 5, in the first processing step, an insoluble material or carbon is used as a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method, As the material of the other electrode constituting the cathode, a conductor containing Group Ib or Group IIb of the periodic table or a material obtained by coating the same with a conductor is used. The reduction reaction of form nitrogen to ammonia can be further promoted, and the time required for the reduction reaction can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a wastewater treatment apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration inside a processing tank.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wastewater treatment apparatus 2 Treatment tank 4 Wastewater treatment chamber 5 Anode 6 Cathode 10 Storage tank 11 Nitrogen treatment apparatus 12 Sedimentation tank 24 Partition wall 25 Drainage chamber 26 Sedimentation chamber 27 Iron plate

Claims

A wastewater treatment method for treating nitrogen compounds and phosphorus compounds in water to be treated,
At least a part of the pair of electrodes is immersed in the water to be treated stored in the treatment tank, and the material of one of the electrodes constituting the anode is a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method. A first treatment step of treating the water to be treated by an electrochemical method,
After completion of the first treatment step, the water to be treated in the treatment tank is poured into a sedimentation tank provided with iron, and the iron compound is immersed in the water to be treated to remove the phosphorus compound in the water to be treated. A second treatment step of treating.

While using an insoluble material or carbon as a conductor capable of generating hypohalous acid by the electrochemical method,
2. The wastewater treatment according to claim 1, wherein the other electrode constituting the cathode is made of a conductor containing Group Ib or Group IIb of the periodic table, or a conductor coated with the same group. Method.

The treated water treated in the second treatment step is stored in the settling tank, and the treated water in the treated tank treated in the first treatment step is stored in the stored treated water. The wastewater treatment method according to claim 1 or 2, wherein treated water is injected.

A wastewater treatment device for treating nitrogen compounds and phosphorus compounds in the water to be treated,
A treatment tank for storing the water to be treated,
At least a part of the treated water in the treatment tank is immersed, a pair of electrodes for treating the treated water by an electrochemical method,
Comprising a settling tank into which water to be treated after being treated by an electrochemical method in the treatment tank is injected, and
The material of one of the electrodes constituting the anode is a conductor capable of generating hypohalous acid by an electrochemical method,
The wastewater treatment apparatus, wherein the iron is immersed in the water to be treated injected into the sedimentation tank.

While using an insoluble material or carbon as a conductor capable of generating hypohalous acid by the electrochemical method,
5. The wastewater treatment according to claim 4, wherein a material of the other electrode constituting the cathode is a conductor containing Group Ib or Group IIb of the periodic table, or a material obtained by coating the same with a conductor. 6. apparatus.