JP2005118711A - 排水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 排水処理領域に滞留する被処理水に浸漬される一対の平板状金属電極と、前記排水処理領域を流動可能な担体とを有する排水処理装置において、一対の平板状金属電極の電極間距離の適正化を図るのに有効な技術を提供する。
【解決手段】 担体１７０が流動可能に充填された担体流動生物濾過槽１５０にリン除去装置３００が装着された排水処理装置１００において、リン除去装置３００を構成する一対の平板状金属電極の電極間距離を少なくとも担体１７０の大きさに基づいて設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排水処理領域に滞留する被処理水に浸漬される一対の金属電極と、前記排水処理領域を流動可能な担体とを有する排水処理装置の構築技術に関するものである。

従来、一対の平板状金属電極を用いて被処理水に対し電極処理を行う排水処理技術が公知である（例えば、特許文献１参照。）。この技術では、電解槽中に設置された鉄製の金属電極に通電して排水中に鉄イオンを溶出させ、鉄イオンを排水中のリン酸イオンと反応させることによって不溶性の塩を沈殿させる構成を有する。このような電極処理により、排水中のリン成分を除去することが可能となる。
ところで、上記従来の技術では、好気処理用の粒状の担体が流動可能に充填された好気処理槽に前記の一対の平板状金属電極が浸漬されており、流動化する当該担体を金属電極表面に衝突させることによってこの金属電極の洗浄を行うようになっている。このような技術は、金属電極の洗浄に関して有効であるものの、一対の平板状金属電極の電極間距離の設定に関しては今一歩検討の余地がある。すなわち、電極間距離を不用意に減らし過ぎると、金属電極間に担体が閉塞し易くなり金属電極の溶解量の低下が懸念される。反対に、電極間距離を不用意に増やし過ぎると、金属電極の溶解量を確保し電極処理性能を維持するために電圧が上昇することとなり、これにより電極装置のランニングコストが上昇することが懸念される。このように、担体を流動化させることによって金属電極の洗浄を行う構成の排水処理装置では、一対の平板状金属電極の電極間距離の適正化を図る要請がある。
特開２００１−７９５８０号公報

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、排水処理領域に滞留する被処理水に浸漬される一対の平板状金属電極と、前記排水処理領域を流動可能な担体とを有する排水処理装置において、一対の平板状金属電極の電極間距離の適正化を図るのに有効な技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明が構成される。なお、本発明は、一対の平板状金属電極の電極間距離を担体の大きさに基づいて設定することによって、当該一対の平板状金属電極の電極間距離を適正化する技術である。

（本発明の第１発明）
本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの排水処理装置である。
請求項１に記載の排水処理装置は、一対の平板状金属電極、担体、担体流動化手段等によって構成される。一対の平板状金属電極は、排水処理領域に滞留する被処理水に浸漬されるようになっており、被処理水に対しリン除去のような電極処理を行う電極装置を構成する。一対の平板状金属電極を用いる場合、平板状に形成されたこれら２片の金属電極を互いに平行に対向させた状態で配置するのが典型的な構成である。なお、平板状金属電極の側面視での形状に関しては、四角形、三角形、円形、楕円形等種々の形状を採り得る。
また、本発明の排水処理装置では、一対の平板状金属電極が浸漬される排水処理領域に担体が流動可能に充填されている。一対の平板状金属電極が浸漬されるともに担体が流動可能な排水処理領域としては、流動化する担体を用いて被処理水の好気処理を行う好気処理領域が典型的な領域である。担体としては、粒状の担体であって中空部を有する中空担体や、粒状の担体であって中空部を有していない中実担体などを適宜用いることができる。また、外形が円筒形、円柱形、角柱形、球形などの形状の担体を適宜用いることができる。この担体は、担体流動化手段が作動することによって流動化し、一対の平板状金属電極の浸漬部分に接触することとなる。本発明の担体流動化手段としては、担体の充填領域にエア等のガスや水などを供給可能な構成の装置を用いることができる。

本発明では、特に一対の平板状金属電極の電極間距離（電極の間隔）が少なくとも担体の大きさに基づいて設定されるようになっている。当該電極間距離を不用意に減らし過ぎると、金属電極間に流入した担体が当該金属電極間に閉塞し易くなり金属電極の溶解量の低下が懸念される。とりわけ、担体流動化手段の作動によって強制的に流動化された担体は、当該担体が流入可能なある程度の隙間があれば金属電極間に流入し、金属電極間に一旦流入すると電極間距離が小さいがために当該金属電極間に閉塞することとなる。そこで、本発明では、一対の平板状金属電極の電極間距離を少なくとも担体の大きさに基づいて設定している。

本発明の排水処理装置のこのような構成によれば、例えば金属電極間に担体が流入しても当該担体が金属電極間において閉塞し難い構成を実現することが可能となり、電極間距離の適正化が図られる。なお、ここでいう「担体の大きさ」とは、担体自体の大きさを表わす指標を広く含む主旨であるが、排水処理領域を自在に流動する担体にあっては、金属電極に対する当該担体の向き、すなわち電極間距離に対する当該担体の占有距離が時々刻々と変化することとなるため、電極間距離との関係において担体のそのときの占有距離が最も大きくなる部位の長さを本発明の「担体の大きさ」として用いるのが好ましい。典型的は担体の長軸方向に関する長軸長さを担体自体の大きさを表わす指標として用いることができる。この長軸方向は担体の長手方向を表わしており、担体の縦断面に沿った方向と合致する。その他、担体の大きさを表わす指標として、担体の所定の対角線に関する長さを用いることもできる。

（本発明の第２発明）
本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの排水処理装置である。
請求項２に記載の排水処理装置は、請求項１に記載の構成において、一対の平板状金属電極の電極間距離を、担体の長軸方向に関する長軸長さに対する当該電極間距離の比率が１．７以上となるように設定としている。
本発明者らは、担体の長軸長さに対する電極間距離の比率に関する実験を行い、当該比率について鋭意検討した結果、当該比率を１．７以上の値に設定することによって、金属電極間における担体の閉塞を極力阻止することが可能であることを見出すことに成功した。従って、本発明の排水処理装置のこのような構成によれば、一対の平板状金属電極の電極間距離の適正化が図られる。

（本発明の第３発明）
本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの排水処理装置である。
請求項３に記載の排水処理装置は、請求項１または２に記載の構成において、担体として担体内に中空部を有する筒状担体を用いている。典型的には、担体内に中空部を有する円筒状担体を本発明における「筒状担体」として用いる。このような筒状担体は、好気処理用の担体の構成においてその比表面積を増大させるのに好適に用いられる。このような筒状担体を用いる場合には、一例として筒状担体の端部が別の筒状担体の中空部に入り込み互いの動きを規制するような現象が発生する。そこで、本発明の如く電極間距離を筒状担体の大きさに基づいて設定することによって、好気処理に好適な筒状担体を用いる場合であっても、金属電極間における当該筒状担体の閉塞を確実に防止することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、排水処理領域に滞留する被処理水に浸漬される一対の平板状金属電極と、前記排水処理領域を流動可能な担体とを有する排水処理装置において、一対の平板状金属電極の電極間距離を担体の大きさに基づいて設定することによって当該電極間距離の適正化を図るのに有効な技術を実現することができる。

以下に、本発明における一実施の形態の排水処理装置の構成等を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態は、一般家庭等から排出される排水のリン除去処理を行う過程において用いる金属電極の構築技術について説明するものである。

本発明における一実施の形態の排水処理装置１００の構成が図１に示される。
図１に示すように、本発明における「排水処理装置」としての排水処理装置（排水処理槽）１００は、槽本体１０１の内部に各種の浄化処理機構を収容している。槽本体１０１は、流入管１０２および流出管１０３を備えており、流入管１０２から流入した被処理排水は槽内で連続的に浄化処理されたのち、流出管１０３を通じて槽外へ放流されるようになっている。

排水処理装置１００の槽本体１０１には、処理工程の順に対応して上流（図１中の左側）から第１嫌気濾床槽１１０、第２嫌気濾床槽１３０、担体流動生物濾過槽１５０、処理水槽１８０、消毒槽１９０が収容されている。

嫌気濾床槽１１０，１３０には各々濾床１１２，１３２が形成され、これらの濾床１１２，１３２には、被処理水中の有機汚濁物質を嫌気分解する嫌気性微生物が付着する所定量の濾材Ｃ１，Ｃ２が充填されている。本実施の形態では、被処理水が濾床１１２，１３２を図１中の矢印方向へ降流することによって被処理水中の有機汚濁物質が嫌気分解されるように構成されている。第１嫌気濾床槽１１０で処理された水は、いわゆる押し出し流れの原理によって仕切壁の上部に形成された開口１１４を通じて第２嫌気濾床槽１３０へ移流する。同様に、第２嫌気濾床槽１３０で処理された水は、押し出し流れの原理によって仕切壁の上部に形成された開口１３４を通じて担体流動生物濾過槽１５０へ移流する。

担体流動生物濾過槽１５０には、担体充填領域１５２が形成されており、この担体充填領域１５２には有機汚濁物質を好気分解（好気処理）する好気性微生物が付着する所定量の担体１７０が、槽内を流動できる程度に充填されている。この担体１７０としては、粒状の中空円筒形に形成された担体を好適に用いる。担体１７０の流動領域の上下には、担体充填領域１５２を規定する上部担体移動防止用部材１５４および下部担体移動防止用部材１５６が設けられている。これら上部担体移動防止用部材１５４，下部担体移動防止用部材１５６は、被処理水の通過は許容するが担体１７０の通過は防止する多孔板によって構成されている。

ここで、上記担体１７０の構成が図２および図３に示される。図２は本実施の形態の担体１７０の側面図であり、図３は図２中のＡ−Ａ線における担体１７０の断面構造を示す図である。
図２および図３に示すように、担体１７０は、中空円筒体１７１、および当該中空円筒体１７１の補強用としての複数（本実施の形態では８つ）の補強リブ１７３を主体に構成されている。中空円筒体１７１は、当該中空円筒体１７１の内外を連通する中空部１７２を有する円筒形状に形成されるとともに、その両端部１７１ａ，１７１ｂが長軸Ｌに対し幾分傾斜して形成される。また、中空円筒体１７１は、被処理水内での回転を促進し流動性を向上させるべく、縦横の寸法比が概ね１：１となるように形成されている。本実施の形態では、中空円筒体１７１の長軸Ｌ（本発明における「長軸」）方向に関する長軸長さｄ１が当該中空円筒体１７１の外径とほぼ同様の寸法となるように設定されている。この長軸長さｄ１が、本発明における「長軸長さ」に対応している。中空円筒体１７１の長軸Ｌが延在する方向は、担体１７０自体の縦断面に沿った方向と合致する。各補強リブ１７３は、中空円筒体１７１の中空部１７２において、当該中空円筒体１７１の内周面から当該中空円筒体１７１の中心に向かって突出状に延在する構成になっている。この担体１７０が、本発明における「担体」、および「中空部を有する筒状担体」に対応している。

図１に戻って、この担体流動生物濾過槽１５０には、後述するようにリン成分除去処理用の一対の金属電極３０４，３０４を備えたリン除去装置３００が設けられている。このリン除去装置３００が後述する態様２〜態様５における「排水処理用電極装置」に対応している。
また、この担体流動生物濾過槽１５０には、担体充填領域１５２内に散気装置１６０が設けられており、また担体充填領域１５２の下方、すなわち散気装置１６０よりも下方に逆洗装置１６２が設けられている。
散気装置１６０は、ブロワ２００の吐出部に接続されたエア供給配管２１０に接続されており、散気運転において担体充填領域１５２の担体１７０に好気処理に用いるエア（空気）を供給する構成を有する。散気運転時にエア供給配管２１０を通じて散気装置１６０から所定量のエアが供給されると、散気装置１６０よりも上方に好気処理領域が形成され、散気装置１６０よりも下方に濾過処理領域が形成される。
一方、逆洗装置１６２は、ブロワ２００の吐出部に接続されたエア供給配管２２０に接続されており、逆洗運転において担体充填領域１５２の担体１７０に逆洗処理を行う際に用いるエア（空気）を供給する構成を有する。逆洗運転時にエア供給配管２２０を通じて逆洗装置１６２から所定量のエアが供給されると、担体充填領域１５２の担体１７０全体が流動化し、散気運転において被濾過物を濾過した担体１７０の洗浄処理が行われる。
なお、逆洗装置１６２から供給されるエア量は、典型的には通常運転時に散気装置１６０から供給されるエア量よりも多くなるように設定される。

担体流動生物濾過槽１５０において好気分解（好気処理）された水は、一旦処理水槽１８０に貯留される。この処理水槽１８０には、エアリフト式の流体移送構造（ポンプ構造）を有する第１エアリフト１６４および第２エアリフト１６６が設置されている。
第１エアリフト１６４は、その吸入部が担体流動生物濾過槽１５０の底部に配置され、その吐出部が第１嫌気濾床槽１１０に配置されており、またこの第１エアリフト１６４にはブロワ２００の吐出部に接続されたエア供給配管２２０が接続されている。逆洗運転時にエア供給配管２２０を通じて第１エアリフト１６４に所定量のエアが供給されると、担体流動生物濾過槽１５０の底部から抜き出された逆洗水が第１嫌気濾床槽１１０へと移送されるようになっている。
一方、第２エアリフト１６６は、その吸入部が処理水槽１８０の底部に配置され、その吐出部が第１嫌気濾床槽１１０に配置されており、またこの第２エアリフト１６６にはブロワ２００の吐出部に接続されたエア供給配管２１０が接続されている。散気運転時にエア供給配管２１０を通じて第２エアリフト１６６に所定量のエアが供給されると、処理水槽１８０の底部から抜き出された水が循環水として第１嫌気濾床槽１１０へと移送されるようになっている。

処理水槽１８０に貯留された水は消毒槽１９０へと移流するようになっている。なお、必要に応じて、処理水槽１８０と消毒槽１９０との間に移流量を調節可能な計量装置を設けることもできる。消毒槽１９０は消毒剤注入装置１９２を備えており、槽外へ放流する前の水を消毒剤注入装置１９２から注入される消毒剤によって消毒処理するように構成されている。

ここで、担体流動生物濾過槽１５０に設けられているリン除去装置３００の構成を詳細に説明する。
本実施の形態のリン除去装置３００は、被処理水に含まれるリン成分を除去するための装置である。図１に示すように、このリン除去装置３００は、給電用ケーブル３１０、槽内に配置される中継ボックス３１２、槽外に配置される制御ボックス３１４を介して電源プラグ３１６に接続されている。本実施の形態では、電源プラグ３１６から供給された直流電流が、給電用ケーブル３１０、制御ボックス３１４、中継ボックス３１２を通じてリン除去装置３００に供給されるようになっている。

リン除去装置３００の詳細な構成が図４〜図６に示される。図４は本実施の形態のリン除去装置３００の着脱構造（装着および脱着を可能とする構造）を示す斜視図である。図５は本実施の形態のリン除去装置３００の正面図であり、図６は本実施の形態のリン除去装置３００の側面図である。
図４に示すように、本実施の形態のリン除去装置３００（セル）は、電極保持部３０２（セルベース）、この電極保持部３０２に取り付け固定された一対の金属電極３０４，３０４等によって構成されている。電極保持部３０２は、一対の金属電極３０４，３０４を支持する（保持する）構成を有する。この電極保持部３０２は、更に、取っ手３０２ｃを有する保持部本体３０２ａ、この保持部本体３０２ａに内蔵される端子類（図示省略）を密閉するための密閉蓋３０２ｂ等によって構成されている。この保持部本体３０２ａおよび密閉蓋３０２ｂはともに合成樹脂材料、例えば塩化ビニル樹脂などの電気絶縁性材料によって作製されており、取っ手３０２ｃへの漏電が遮断されている。

このリン除去装置３００は、担体流動生物濾過槽１５０の上部担体移動防止用部材１５４に設けられた支持部材１５８に対し装着される構成になっている。この支持部材１５８には、その平板部分に一対のスリット部１５９，１５９が形成されている。各スリット部１５９のスリット幅は、各金属電極３０４の挿入を許容するように当該金属電極３０４の厚みよりも若干広く、しかも担体１７０の流出を阻止するように担体１７０の大きさよりも狭くなるように構成されている。
支持部材１５８のスリット部１５９に一対の金属電極３０４，３０４を図４中の矢印１０方向に挿入することによって、リン除去装置３００はスリット部１５９間を跨ぐように装着され、当該リン除去装置３００は支持部材１５８によって支持されることとなる。なお、リン除去装置３００の装着状態では、一対の金属電極３０４，３０４が担体流動生物濾過槽１５０（本発明における「排水処理領域」に対応している）に滞留する被処理水（本発明における「被処理水」に対応している）に浸漬されるようになっている。
また、一旦スリット部１５９に挿入した一対の金属電極３０４，３０４を図４中の矢印１２方向へ移動させることによって、一対の金属電極３０４，３０４がスリット部１５９から抜き出される（脱着される）。金属電極３０４のこのような装着操作（スリット部１５９への挿入操作）、あるいは脱着操作（スリット部１５９からの抜き出し操作）は、種々の点検（定期点検など）を行う際に、作業者が取っ手３０２ｃを手で掴んで行うことができる。

一対の金属電極３０４，３０４の詳細な構成が図５および図６に示される。この一対の金属電極３０４，３０４が、本発明における「一対の平板状金属電極」に対応している。
図５および図６に示すように、各金属電極３０４は側面視が略四角形（略長方形）の平板状に形成され、基端部３０４ａにおいて固定ボルト等によって電極保持具３０２側に固定され、基端部３０４ａから先端部３０４ｂに向けて長尺状に延在する構成になっている。一対の金属電極３０４，３０４は、互いに概ね平行に配置された構成であり、一方の金属電極３０４と他方の金属電極３０４との間の距離、すなわち電極間距離ｄ２（電極の間隔）が両金属電極の延在方向に関しほぼ一定となるように構成されている。この電極間距離ｄ２が、本発明における「電極間距離」に対応している。各金属電極３０４は、鉄、鉄合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄−アルミニウム合金等によって作製される。

リン除去装置３００の通電時において、一対の金属電極３０４，３０４によって陽極および陰極が形成され、陽極側の金属電極３０４から被排水中へ金属イオン（鉄イオン、アルミニウムイオン等）が供給される。すなわち、各金属電極３０４は、被排水中へ金属イオンを供給する供給源となる。被排水中へ供給されるこの金属イオンは、後述するようにリン酸イオンと反応することでリン成分の除去に用いられる。なお本実施の形態では、特に図示しないものの、制御ボックス３１４に極性反転回路が設けられており、一対の金属電極３０４，３０４の極性を所定時間毎、例えば２４時間毎に切り換えることが可能となっている。これにより、各金属電極３０４が陽極あるいは陰極となり得る。
なお、排水処理装置１００における一対の金属電極３０４，３０４の設置数、大きさ等は、処理する被処理水の量や性状などに応じて種々変更可能である。例えば、担体流動生物濾過槽１５０において、一対の金属電極３０４，３０４を必要に応じて複数組設置することもできる。

リン除去装置３００に通電され一対の金属電極３０４，３０４に直流電流が供給されると、電気分解によって陽極側の金属電極３０４から担体流動生物濾過槽１５０の被処理水へ金属イオンが溶出する。鉄製の金属電極を用いる場合には２価の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）が溶出する。溶出したこの金属イオンは、被処理水中のリン成分と反応する。リン成分は一般にリン酸イオンとして排水に溶解しているので、被処理水中に溶出した金属イオンはリン酸イオンと反応して水に難溶性の金属リン酸塩が生成される。鉄製の金属電極を用いる場合には、２価の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）が溶出し、溶出したこの２価の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）が水中の溶存酸素によって酸化されて３価の鉄イオン（Ｆｅ^３＋）となる。そして、この３価の鉄イオン（Ｆｅ^３＋）がリン酸イオン（ＰＯ_４ ^３−）と反応して水に難溶性のリン酸鉄（ＦｅＰＯ_４など）が生成される。また、アルミニウム製の金属電極を用いる場合には、溶出したアルミニウムイオンがリン酸イオンと反応して水に難溶性のリン酸アルミニウムが生成される。このように、リン除去装置３００を用いてリン成分を含む排水を電気分解することによって、被処理水中のリン成分は水に難溶性の金属リン酸塩として析出し除去されることとなる。

本実施の形態では、前述の散気運転時および逆洗運転時において流動化する担体１７０が、担体流動生物濾過槽１５０の被処理水に浸漬された金属電極３０４の金属電極表面に衝突することによって当該金属電極３０４の洗浄が行われるようになっている。すなわち、本実施の形態の担体１７０は、被処理水の好気分解（好気処理）に用いられるほか、金属電極３０４の洗浄用として用いられている。なお、散気運転時に担体１７０を流動化させることが可能な前記の散気装置１６０や、逆洗運転時に担体１７０を流動化させることが可能な前記の逆洗装置１６２を用いて本発明の「担体流動化手段」が構成される。

上記構成のリン除去装置３００に関し、本実施の形態では、一対の金属電極３０４，３０４の電極間距離ｄ２を担体１７０の大きさに基づいて設定している。具体的には、担体１７０の長軸Ｌ方向に関する長軸長さｄ１に対する電極間距離ｄ２の比率（ｄ２／ｄ１）を１．７〜３．０の間の値とする。すなわち、電極間距離ｄ２は、担体１７０の長軸長さｄ１の１．７〜３．０倍の間の値を適宜選択可能である。この場合、使用する担体の大きさに対応させて電極間距離ｄ２を設定してもよいし、あるいは使用する金属電極の電極間距離ｄ２に対応させて担体の大きさを選定してもよい。

なお、担体１７０の長軸長さｄ１に対する電極間距離ｄ２の比率（ｄ２／ｄ１）の上限値および下限値の設定に関し、当該比率（ｄ２／ｄ１）の上限値を３．０とすることによって一対の金属電極３０４，３０４に作用する電圧が管理上限値を超えるのを防止することが可能となる。すなわち、比率（ｄ２／ｄ１）が上限値である３．０を超えるように電極間距離ｄ２を増やし過ぎると、金属電極３０４から担体流動生物濾過槽１５０の被処理水へ溶出する金属イオンの溶出量を確保し電極処理性能を維持するために電圧が管理上限値よりも上昇することとなる。これは、電極間距離ｄ２に抵抗が比例するため、金属イオンの溶出量を確保するべく電流値を一定にする場合には電圧が上昇するという原理に基づくものである。また、一対の金属電極３０４，３０４に作用する電圧が上昇することによってリン除去装置３００のランニングコストが上昇することとなる。

一方、担体１７０の長軸長さｄ１に対する電極間距離ｄ２の比率（ｄ２／ｄ１）の下限値を１．７とすることによって得られる作用効果を図７〜図９を参照しつつ説明する。ここで、一対の金属電極３０４，３０４の電極間距離ｄ２を担体１７０の長軸長さｄ１の１．７倍以上に設定した場合における電極間での担体１７０の様子が図７に示され、一対の金属電極３０４，３０４の電極間距離ｄ２を担体１７０の長軸長さｄ１の１．７倍よりも小さくした場合における電極間での担体１７０の様子が図８に示される。また、図７に示す実施の形態である「実施例」の設定条件、および図８に示す実施の形態である「比較例」の設定条件が図９に示される。

本発明者らは、電極間での担体１７０の閉塞状況を確認するべく図９に示すような設定条件に基づいて実験を行った。図９に示すように、当該実験では、長軸長さｄ１が１４［ｍｍ］となる担体１７０を用い、「実施例」では比率（ｄ２／ｄ１）が１．７以上となる電極間距離ｄ２（＝３５ｍｍ、３０ｍｍ、２８ｍｍ、２５ｍｍ）を設定し、「比較例」では比率（ｄ２／ｄ１）が１．７よりも小さくなる電極間距離ｄ２（＝２３ｍｍ、２０ｍｍ、１８ｍｍ）を設定した。この実験の結果、「実施例」および「比較例」における電極間での担体１７０の閉塞状況に関し、図７および図８に示すような実験結果が得られた。

（実施例）
図７に示すように、図９中の実施例の如く電極間距離ｄ２を担体１７０の長軸長さｄ１の１．７倍以上に設定した場合は、担体１７０の閉塞状況は発生しなかった。当該設定条件では、金属電極３０４の延在方向（図７中の上下方向）と交差する方向に担体１７０が２つ並んだ場合であっても、これら担体１７０は金属電極間に固定化されず下方に移動することとなり、電極間での担体１７０の閉塞が効果的に防止されることとなる。図７に示す電極間距離ｄ２は、金属電極間に担体１７０が流入しても当該担体１７０が金属電極間において閉塞し難い距離であり、換言すれば金属電極間に担体１７０が閉塞するのを防止可能な距離ということができる。

（比較例）
これに対し、図８に示すように、図９中の比較例の如く電極間距離ｄ２を担体１７０の長軸長さｄ１の１．７倍よりも小さくなるように設定した場合は、担体１７０の閉塞状況が見られた。当該設定条件では、図７に示す場合に比して金属電極間における担体１７０の移動の規制度合いが高まることとなり、金属電極間に流入した担体１７０の閉塞が発生し易くなる。特に、担体１７０のように中空円筒状の担体を用いる場合には、一例として担体１７０の端部が別の担体１７０の中空部に入り込み互いの動きを規制するような現象が発生し、金属電極間における担体１７０の閉塞傾向がより高まることとなる。これにより、金属電極３０４の溶解量の低下が懸念される。また、散気装置１６０や逆洗装置１６２の作動によって強制的に流動化された担体１７０は、当該担体１７０が流入可能なある程度の隙間があれば金属電極間に流入し、金属電極間に一旦流入すると電極間距離が小さいがために当該金属電極間に閉塞することとなる。

以上のように、本実施の形態の排水処理装置１００を用いれば、担体１７０の長軸長さｄ１に対する電極間距離ｄ２の比率（ｄ２／ｄ１）を１．７〜３．０に設定することによって、一対の金属電極３０４，３０４の金属電極間に担体１７０が閉塞するのを防止することが可能となり、且つ一対の金属電極３０４，３０４に作用する電圧が管理上限値よりも上昇しリン除去装置３００のランニングコストが上昇するのを防止することが可能となる。上記のような比率（ｄ２／ｄ１）の設定による作用効果は、図７〜図９に示す通り、本発明者らが実施した実験をもとに鋭意検討した結果として確認することが可能となった。これにより、一対の金属電極３０４，３０４の電極間距離ｄ２の適正化が図られる。

〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、中空円筒体１７１の両端部１７１ａ，１７１ｂが長軸Ｌに対し幾分傾斜して形成され、中空円筒体１７１の縦横の寸法比が概ね１：１となるように形成された担体１７０を用いる場合について記載したが、本発明では種々の形状の担体を用いることができる。例えば、円筒形、円柱形、角柱形、球形、またこれら各形状において縦横の寸法比が異なる構成の担体や、中空部を有していない中実の構成の担体を用いたうえで、当該担体の大きさに基づいて一対の金属電極３０４，３０４の電極間距離を設定することができる。

また、上記実施の形態では、担体１７０の長軸長さｄ１に基づいて電極間距離ｄ２を設定する場合について記載したが、予め確定された電極間距離ｄ２に基づいて担体を選定することもできる。また、本発明では、電極間距離ｄ２の設定に際し用いる担体の大きさを表わす指標（寸法）は、長軸長さｄ１に限定されるものではなく、担体の形状や流動過程において時々刻々と変化する担体の状態に対応して種々変更可能である。例えば、担体の大きさを表わす指標として、担体の所定の対角線に関する長さを用いることもできる。

また、上記実施の形態では、担体流動生物濾過槽１５０にリン除去装置３００を設置する場合について記載したが、リン除去装置３００の設置箇所はこれに限定されない。このリン除去装置３００を、例えば、接触曝気槽、活性汚泥法における曝気槽、また好気処理等の生物処理を行わない嫌気処理槽や溶出槽などに設置することもできる。

なお、以上説明してきた実施の形態の説明や、種々の変更例の記載に鑑みた場合、本発明では、以下の態様１〜態様５に記載の構成を採り得る。

（態様１）
本発明では、「排水処理領域に滞留する被処理水に浸漬される一対の平板状金属電極と、前記排水処理領域を流動可能な担体と、前記担体を流動化させる担体流動化手段とを有する排水処理装置であって、
前記一対の平板状金属電極の電極間距離は、その金属電極間に前記担体が閉塞するのを防止可能な電極間距離に基づいて設定される構成であることを特徴とする排水処理装置。」という構成（態様１）を採り得る。
本態様１において、「金属電極間に担体が閉塞するのを防止可能な電極距離」とは、金属電極間における担体の閉塞を防止（阻止）することが可能な距離を広く含む主旨であり、この電極間距離には、一対の平板状金属電極の金属電極間に担体が流入しても当該担体が金属電極間において閉塞し難い距離のみならず、そもそも金属電極間に担体が流入し難い距離をも含まれる。従って、本態様１に記載の構成によれば、電極間距離を適宜設定することによって、一対の平板状金属電極の金属電極間に担体が流入しても当該担体が金属電極間において閉塞し難い排水処理装置の構成や、金属電極間に担体が流入し難い排水処理装置の構成を実現することが可能となる。

（態様２）
本発明では、「担体が流動可能に充填された被処理水に浸漬される一対の平板状金属電極を有する排水処理用電極装置であって、
前記一対の平板状金属電極の電極間距離は、その金属電極間に前記担体が閉塞するのを防止可能な電極間距離に基づいて設定される構成であることを特徴とする排水処理用電極装置。」という構成（態様２）を採り得る。
本態様２に記載の構成によれば、態様１に記載の構成から得られる作用効果と実質的に同様に、極間距離を適宜設定することによって、一対の平板状金属電極の金属電極間に担体が流入しても当該担体が金属電極間において閉塞し難い排水処理用電極装置の構成や、金属電極間に担体が流入し難い排水処理用電極装置の構成を実現することが可能となる。

（態様３）
また、本発明では、「担体が流動可能に充填された被処理水に浸漬される一対の平板状金属電極を有する排水処理用電極装置であって、
前記一対の平板状金属電極の電極間距離が前記担体の大きさに基づいて設定される構成であることを特徴とする排水処理用電極装置。」という構成（態様３）を採り得る。
本態様３に記載の構成によれば、本発明の請求項１に記載の構成から得られる作用効果と実質的に同様に、金属電極間に担体が流入しても当該担体が金属電極間において閉塞し難い排水処理装置の構成を実現することが可能となり、電極間距離の適正化が図られる。

（態様４）
また、本発明では、「態様３に記載の排水処理用電極装置であって、
前記電極間距離は、前記担体の長軸方向に関する長軸長さに対する当該電極間距離の比率が１．７以上となる設定であることを特徴とする排水処理用電極装置。」という構成（態様４）を採り得る。
本態様４に記載の構成によれば、本発明の請求項２に記載の構成から得られる作用効果と実質的に同様に、電極間距離の適正化が図られる。

（態様５）
また、本発明では、「態様３または態様４に記載の排水処理用電極装置であって、
前記担体が担体内に中空部を有する筒状担体であることを特徴とする排水処理用電極装置。」という構成（態様５）を採り得る。
本態様５に記載の構成によれば、本発明の請求項３に記載の構成から得られる作用効果と実質的に同様に、担体が好気処理に好適な筒状担体であっても、金属電極間における当該筒状担体の閉塞を確実に防止することが可能となる。

本発明における一実施の形態の排水処理装置１００の構成を示す図である。 本実施の形態の担体１７０の側面図である。 図２中のＡ−Ａ線における担体１７０の断面構造を示す図である。 本実施の形態のリン除去装置３００の着脱構造を示す斜視図である。 本実施の形態のリン除去装置３００の正面図である。 本実施の形態のリン除去装置３００の側面図である。 一対の金属電極３０４，３０４の電極間距離ｄ２を担体１７０の長軸長さｄ１の１．７倍以上に設定した場合における電極間での担体１７０の様子を示す図である。 一対の金属電極３０４，３０４の電極間距離ｄ２を担体１７０の長軸長さｄ１の１．７倍よりも小さくした場合における電極間での担体１７０の様子を示す図である。 図７に示す実施の形態である実施例の設定条件、および図８に示す実施の形態である比較例の設定条件を示す図である。

符号の説明

１００…排水処理装置
１０１…槽本体
１１０…第１嫌気濾床槽
１３０…第２嫌気濾床槽
１５０…担体流動生物濾過槽
１５２…担体充填領域
１５４…上部担体移動防止用部材
１５６…下部担体移動防止用部材
１５８…支持部材
１５９…スリット部
１６０…散気装置
１６２…逆洗装置
１６４…第１エアリフト
１６６…第２エアリフト
１７０…担体
１７１…中空円筒体
１７２…中空部
１７３…補強リブ
１８０…処理水槽
１９０…消毒槽
２００…ブロワ
３００…リン除去装置
３０２…電極保持部
３０２ａ…保持部本体
３０２ｂ…密閉蓋
３０２ｃ…取っ手
３０４…金属電極
３０４ａ…基端部
３０４ｂ…先端部
３１０…給電用ケーブル
３１２…中継ボックス
３１４…制御ボックス
３１６…電源プラグ
ｄ１…長軸長さ
ｄ２…電極間距離

Claims (3)

1. 排水処理領域に滞留する被処理水に浸漬される一対の平板状金属電極と、前記排水処理領域を流動可能な担体と、前記担体を流動化させる担体流動化手段とを有する排水処理装置であって、
   前記一対の平板状金属電極の電極間距離が前記担体の大きさに基づいて設定される構成であることを特徴とする排水処理装置。
2. 請求項１に記載の排水処理装置であって、
   前記電極間距離は、前記担体の長軸方向に関する長軸長さに対する当該電極間距離の比率が１．７以上となる設定であることを特徴とする排水処理装置。
3. 請求項１または２に記載の排水処理装置であって、
   前記担体として担体内に中空部を有する筒状担体を用いることを特徴とする排水処理装置。

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