JP2007275741A - Apparatus for electrolyzing sludge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、汚泥の電解処理装置に関し、特に、陰極板に付着するスケールを定期的に除去することにより、安定した電解処理性能を保持することができる汚泥の電解処理装置に関するものである。 The present invention relates to a sludge electrolytic treatment apparatus, and more particularly to a sludge electrolytic treatment apparatus capable of maintaining stable electrolytic treatment performance by periodically removing scales adhering to a cathode plate.
従来、下水処理場等に流入する汚水を処理するために、活性汚泥の曝気槽に汚水を流入し、これを曝気、攪拌して生物処理を行う活性汚泥法が用いられている。
水処理工程で発生する余剰汚泥は、通常、脱水を行った後、埋立処分されているが、処分地が次第になくなりつつあることから、余剰汚泥に対し、オゾン等を添加して汚泥を可溶化し、系内で生物分解することにより、汚泥発生量を減量化する方法が試みられており、特に、汚泥を電解処理する方法は処理コストが安価な方法として注目されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to treat sewage flowing into a sewage treatment plant or the like, an activated sludge method is used in which sewage is introduced into an activated sludge aeration tank and a biological treatment is performed by aeration and agitation.
Excess sludge generated in the water treatment process is usually landfilled after dehydration, but because the disposal site is gradually disappearing, ozone is added to the excess sludge to solubilize the sludge. Attempts have been made to reduce the amount of sludge generated by biodegradation in the system, and in particular, the method of electrolytic treatment of sludge has attracted attention as a method with low processing costs.
しかしながら、上記のように汚泥を電解処理する場合には、汚泥中にカルシウムやマグネシウム等の陽イオンが含まれ、電解槽内において、陰極板へと引き寄せられ、電子をもらって陰極板表面にスケールとなって付着するため、これが多量に蓄積すると電解効率が低下するという問題がある。 However, when the sludge is subjected to electrolytic treatment as described above, the sludge contains cations such as calcium and magnesium, and is attracted to the cathode plate in the electrolytic cell, and receives electrons and scales on the surface of the cathode plate. Therefore, there is a problem that the electrolysis efficiency is reduced if a large amount of this is accumulated.
本発明は、上記従来の汚泥の電解処理装置が有する問題点に鑑み、陰極板に付着するスケールを定期的に除去することにより、安定した電解処理性能を保持することができる汚泥の電解処理装置を提供することを目的とする。 In view of the problems of the above-described conventional sludge electrolysis apparatus, the present invention is capable of maintaining stable electrolysis performance by periodically removing the scale attached to the cathode plate. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明の汚泥の電解処理装置は、汚泥を導入する電解槽に陰陽の電極板を浸漬した汚泥の電解処理装置において、陰極板をその上部が水上部に出るように形成するとともに、該陰極板をその面に直交する軸を中心に回転可能に設け、陰極板に摺接しその表面を清掃する掻き取り部材を水上部に配設したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the sludge electrolysis apparatus of the present invention is a sludge electrolysis apparatus in which a yin-yang electrode plate is immersed in an electrolyzer into which sludge is introduced, so that the cathode plate protrudes above the water. The cathode plate is formed so as to be rotatable about an axis orthogonal to the surface thereof, and a scraping member that slides on the cathode plate and cleans the surface thereof is disposed on the water surface.
この場合において、電解槽の下部に、電極間に粗大気泡を噴出する散気管を設けることができる。 In this case, an air diffuser for ejecting coarse bubbles between the electrodes can be provided in the lower part of the electrolytic cell.
この汚泥の電解処理装置によれば、汚泥を導入する電解槽に陰陽の電極板を浸漬した汚泥の電解処理装置において、陰極板をその上部が水上部に出るように形成するとともに、該陰極板をその面に直交する軸を中心に回転可能に設け、陰極板に摺接しその表面を清掃する掻き取り部材を水上部に配設することから、陰極板を回転させることによりその表面を掻き取り部材で擦り、水中で付着したスケールを掻き取って、スケールによる電解効率の低下を防止することができる。 According to the sludge electrolysis apparatus, in the sludge electrolysis apparatus in which the yin and yang electrode plate is immersed in the electrolyzer into which the sludge is introduced, the cathode plate is formed so that its upper part comes out above the water, and the cathode plate A scraping member that slides on the cathode plate and cleans the surface is disposed on the water surface, so that the surface is scraped off by rotating the cathode plate. By rubbing with a member and scraping off the scale adhered in water, it is possible to prevent a reduction in electrolytic efficiency due to the scale.
この場合、電解槽の下部に、電極間に粗大気泡を噴出する散気管を設けることにより、電極間に蓄積した汚泥スカムを浮上させて排出することができる。 In this case, the sludge scum accumulated between the electrodes can be levitated and discharged by providing a diffuser tube for ejecting coarse bubbles between the electrodes at the lower part of the electrolytic cell.
以下、本発明の汚泥の電解処理装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a sludge electrolytic treatment apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
電解処理を用いた活性汚泥処理では、曝気槽内の活性汚泥により、有機性汚水を生物処理するとともに、生物処理により発生した汚泥を殺菌及び可溶化した後、この処理汚泥を曝気槽に返送して分解する。
この場合、汚泥に食塩水と少量の酸を添加し、電解槽において電気分解処理を行い、汚泥中の微生物の殺菌と汚泥の可溶化を行う。
このとき、電解処理によって汚泥中に含まれるカルシウムやマグネシウムが陰極板側に引き寄せられ、電子をもらって水酸化物等のスケールとなって陰極板表面に付着し、次第に蓄積するため、そのままでは電解効率が低下する。
In activated sludge treatment using electrolytic treatment, organic sludge is biologically treated with activated sludge in the aeration tank, and sludge generated by biological treatment is sterilized and solubilized, and then this treated sludge is returned to the aeration tank. Disassemble.
In this case, salt water and a small amount of acid are added to the sludge, and electrolysis is performed in the electrolytic cell to sterilize microorganisms in the sludge and solubilize the sludge.
At this time, calcium and magnesium contained in the sludge are attracted to the cathode plate side by electrolytic treatment, get electrons, become a scale of hydroxide etc., adhere to the cathode plate surface, and gradually accumulate. Decreases.
そこで、電解槽内の陰極板は、円盤又は正方形の板で中央の軸の周りに回転可能な構造とし、1/2程度を水上部に突出させる。
さらに、水上部に各陰極板を挟み込むように、掻き取り部材として洗浄ブラシ又はスクレーパを配置する。
そして、スケール付着による電流や電圧の変化を検知するか、あるいは適当な時間間隔で、陰極板を自動又は半自動で180度程度回転させ、水中で付着したスケールを洗浄ブラシで掻き取ることにより、スケールによる電解効率の低下を防止することができる。
Therefore, the cathode plate in the electrolytic cell is a disk or a square plate and has a structure that can rotate around the central axis, and about 1/2 of the cathode plate protrudes above the water.
Further, a cleaning brush or a scraper is disposed as a scraping member so as to sandwich each cathode plate above the water.
Then, a change in current or voltage due to scale adhesion is detected, or the cathode plate is rotated about 180 degrees automatically or semi-automatically at an appropriate time interval, and the scale adhered in water is scraped off with a cleaning brush. It is possible to prevent the electrolytic efficiency from being lowered.
図1に、本発明の汚泥の電解処理装置を用いた汚泥処理フローの一実施例を示す。
下水処理場のような汚水処理施設に流入した汚水は、通常、活性汚泥により生物的に処理されるが、この時汚泥微生物の増殖によって余剰汚泥が発生するため、この余剰汚泥Aを汚泥供給ポンプ1により、電解槽2へと導く。
なお、余剰汚泥Aは、最終沈殿池で沈殿した汚泥をそのまま電解槽2へと導いてもよいが、重力濃縮した汚泥を用いることも可能である。
またこのとき、途中の配管において電気分解に必要な食塩等の塩化物と少量の酸を含む電解液Dを薬注ポンプ4により注入するが、ラインミキサーや攪拌水槽を設けて汚泥と電解液を混合してもよい。
FIG. 1 shows an embodiment of a sludge treatment flow using the sludge electrolytic treatment apparatus of the present invention.
Sewage flowing into a sewage treatment facility such as a sewage treatment plant is usually biologically treated with activated sludge. At this time, excess sludge is generated by the growth of sludge microorganisms. 1 leads to the electrolytic cell 2.
In addition, although the excess sludge A may guide the sludge settled in the final sedimentation tank to the electrolytic cell 2 as it is, it is also possible to use the sludge concentrated by gravity.
At this time, an electrolytic solution D containing chlorides such as salt and a small amount of acid necessary for electrolysis is injected into the piping in the middle by a chemical injection pump 4, and a line mixer and a stirring water tank are provided to add sludge and electrolytic solution. You may mix.
電解槽2の内部には、複数枚の電極板が設けられている。
陰極板20は、図1に示すような正方形や図2に示すような円盤状の板からなり、1/2程度を水上部に突出させるとともに、中心の軸20aで連結されて両端の軸受24で回転できるように設置されている。
また、陽極板21は、陰極板20の水中部と同形状をなし、陰極板20と対向するように、複数枚の陽極板21が陰極板20と陰極板20の間に設置されている。
A plurality of electrode plates are provided inside the electrolytic cell 2.
The
The anode plate 21 has the same shape as the underwater portion of the
また、図では省略しているが、駆動装置からギアやベルトを介して陰極板20を回転させる機構を設けるとともに、例えば、1回の回転動作で陰極板20が180度回転するタイマーやセンサーのような機構を別途設けることができる。
なお、図2に示すように、所定の間隔で配置される電極に対しては、直流電源23から陽極板21、陰極板20が交互に接続されている。ただし、回転機構や給電方法は特に限定されるものではない。
Although not shown in the drawing, a mechanism for rotating the
As shown in FIG. 2, anode plates 21 and
一方、陰極板20の水上部には、各陰極板20を挟み込むように掻き取り部材としての洗浄ブラシ22が設けられるとともに、各電極板20、21の下には粗大気泡を噴出できる散気管25が設けられ、ブロア等から所定量の空気Eが注入できるよう構成されている。
掻き取り部材は、電解槽2側に固定されており、陰極板20が回転することによりその表面を擦ることができる。なお、掻き取り部材として、洗浄ブラシ22の代りにゴム板等のスクレーパを設けることも可能である。
On the other hand, a
The scraping member is fixed to the electrolytic cell 2 side, and the surface of the scraping member can be rubbed as the
電解槽2の端部の堰からオーバーフローした汚泥は隣の脱泡槽3へと流入するが、脱泡槽3には表面攪拌機30が設けられ、水面においてインペラの回転により汚泥スカムの破砕を行う。
また、脱泡処理した汚泥を底部から引抜いて、汚泥返送ポンプ5により、電解槽2へと返送する配管が設けられている。脱泡槽3からオーバーフローした電解処理汚泥Cは、水処理設備の曝気槽へと返送される。
Sludge that overflows from the weir at the end of the electrolysis tank 2 flows into the adjacent defoaming tank 3. The defoaming tank 3 is provided with a surface agitator 30 and crushes the sludge scum by rotating the impeller on the water surface. .
In addition, a pipe is provided for extracting the sludge subjected to the defoaming treatment from the bottom and returning it to the electrolytic cell 2 by the sludge return pump 5. The electrolytically treated sludge C overflowed from the defoaming tank 3 is returned to the aeration tank of the water treatment facility.
次に、本実施例の作用について説明する。
電解処理に必要な塩素イオンを補充する目的で、薬注ポンプ4により、食塩等の塩化物と少量の酸を含む電解液を注入された余剰汚泥Aは、電解槽2に投入され、直流電流の流れる電極板20、21の間を通過する。
このとき、汚泥に含まれる塩素イオンが電解作用により次亜塩素酸に転換され、次亜塩素酸の強力な酸化力によって汚泥中の微生物が殺菌される。
殺菌力の大きい次亜塩素酸をより効率的に発生させるためには、塩素イオンは塩化ナトリウムとして汚泥重量の0.2〜1%程度を添加する必要があり、pHは4〜6程度が最適であるため、少量の酸を添加するのが望ましい。
なお、添加する塩素イオンは、食塩等の塩化ナトリウムに限定されるものではなく、塩化カリウム等、比較的安価で水に溶解する塩化物を利用することができる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
In order to replenish the chlorine ions necessary for the electrolytic treatment, surplus sludge A injected with an electrolyte containing a chloride such as salt and a small amount of acid by the chemical injection pump 4 is put into the electrolytic cell 2 and is subjected to a direct current. Passes between the
At this time, chlorine ions contained in the sludge are converted into hypochlorous acid by electrolysis, and microorganisms in the sludge are sterilized by the strong oxidizing power of hypochlorous acid.
In order to more efficiently generate hypochlorous acid having a high sterilizing power, it is necessary to add about 0.2 to 1% of the sludge weight as chlorine ions as sodium chloride, and the optimum pH is about 4 to 6 Therefore, it is desirable to add a small amount of acid.
The chloride ion to be added is not limited to sodium chloride such as sodium chloride, and a chloride that dissolves in water at a relatively low cost such as potassium chloride can be used.
この場合、余剰汚泥にはカルシウムやマグネシウムが含まれているが、電解処理の際、このカルシウムやマグネシウムが陰極板20側に引き寄せられ、電子をもらって水酸化物等のスケールとなって陰極板20の表面に付着し、次第に蓄積していく。
そこで、スケール付着に伴う電極間の抵抗の変化を、電流値や電圧の変化により確認するか、あるいは適当な時間間隔でスケール除去の運転に切替える。
センシングやタイマーによる自動運転、あるいは手動スイッチにより駆動装置を運転し、陰極板20を緩やかに回転させる。
このとき、水上部に設けた洗浄ブラシ22又はスクレーパにより、付着したスケールが掻き取られる。なお、ブラシやスクレーパに付着したスケールを洗い落とすために、別途散水配管を設けるか、手作業で散水することが望ましい。
また、陰極板の回転角度は、必ずしも限定されるものではないが、特に図1に示す正方形の陰極板20では、180度回転して停止させるのが適切である。
In this case, the excess sludge contains calcium and magnesium. However, during the electrolytic treatment, the calcium and magnesium are attracted to the
Therefore, the change in resistance between the electrodes accompanying the adhesion of the scale is confirmed by a change in the current value or voltage, or the operation is switched to the scale removal operation at an appropriate time interval.
The
At this time, the attached scale is scraped off by the
Further, the rotation angle of the cathode plate is not necessarily limited. However, in particular, in the
一方、電解処理の過程では、次亜塩素酸以外にも微細な酸素や水素の気泡が発生するため、これが汚泥に付着してスカム状となり、電極板20と21の間に徐々に蓄積する。
そこで、電解槽2の下部に設けた散気管25から断続的に粗大な気泡を噴出させて、汚泥スカムを水面に浮上させるとともに、循環水流を発生させる。
この循環流により汚泥スカムは、電解槽全体に分散するとともに、一部は堰からオーバーフローして隣の脱泡槽3へと流出する。
On the other hand, in the course of the electrolytic treatment, fine oxygen and hydrogen bubbles are generated in addition to hypochlorous acid, which adheres to the sludge and forms a scum and gradually accumulates between the
Therefore, coarse bubbles are intermittently ejected from the
By this circulation flow, the sludge scum is dispersed throughout the electrolytic cell, and part of the sludge scum overflows from the weir and flows out to the adjacent defoaming tank 3.
脱泡槽3では、表面攪拌機30のインペラの回転によって、汚泥スカムが破砕されるが、殺菌効果をアップするために、スカムから液体状に戻った汚泥の一部を汚泥返送ポンプ5で電解槽2へと返送し、再度電解処理を行うこともできる。
また、脱泡槽3の堰からオーバーフローした電解処理汚泥Cは、水処理系の曝気槽に返送する。
電解処理汚泥は、電解処理によって微生物が死滅し、微生物を構成する細胞壁や細胞膜の一部が破損して細胞内の細胞質が溶出しているため、曝気槽の汚泥微生物によって徐々に低分子化され、最終的には水と炭酸ガスに分解される。
In the defoaming tank 3, sludge scum is crushed by the rotation of the impeller of the surface agitator 30. In order to improve the sterilizing effect, a part of the sludge returned from the scum to the liquid state is electrolyzed by the sludge return pump 5. It is also possible to return to 2 and perform electrolytic treatment again.
Moreover, the electrolytically treated sludge C overflowed from the weir of the defoaming tank 3 is returned to the aeration tank of the water treatment system.
Electrolyzed sludge is gradually reduced in molecular weight by sludge microorganisms in the aeration tank because microorganisms are killed by electrolytic treatment, and part of the cell walls and cell membranes constituting the microorganisms are damaged and the cytoplasm in the cells is eluted. Finally, it is decomposed into water and carbon dioxide.
このように、本実施例の汚泥の電解処理装置は、陰極板20の表面に付着するスケールや電極間に蓄積する汚泥スカムを除去しながら電解処理を行うことができるため、効率的に安定した電解処理を行うことができる。
また、本実施例の汚泥の電解処理装置は、活性汚泥法において発生する余剰汚泥を電解槽2に導き、塩化物と少量の酸を添加して、効率的に安定的に電解処理を行うことができるため、曝気槽に返送した時、活性汚泥によって死滅した汚泥微生物が安定的に酸化分解され、場外に排出する汚泥量は従来の活性汚泥法の1/10程度に削減される。また、電解処理に要するエネルギーも少なくできるため、安価なランニングコストで処理することができる。
In this way, the sludge electrolytic treatment apparatus of this embodiment can perform the electrolytic treatment while removing the sludge scum accumulated between the scale and the electrodes adhering to the surface of the
In addition, the sludge electrolysis apparatus of the present embodiment guides surplus sludge generated in the activated sludge method to the electrolysis tank 2, and adds chloride and a small amount of acid to perform the electrolysis process stably and efficiently. Therefore, when returned to the aeration tank, the sludge microorganisms killed by the activated sludge are stably oxidized and decomposed, and the amount of sludge discharged to the outside is reduced to about 1/10 of the conventional activated sludge method. Further, since the energy required for the electrolytic treatment can be reduced, the treatment can be performed at an inexpensive running cost.
以上、本発明の汚泥の電解処理装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。 The sludge electrolysis apparatus of the present invention has been described based on the examples thereof. However, the present invention is not limited to the configurations described in the above examples, and the configurations described in the examples are appropriately combined. The configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
本発明の汚泥の電解処理装置は、陰極板に付着するスケールを定期的に除去することにより、安定した電解処理性能を保持するという特性を有していることから、電解処理装置の電極の清掃の用途に好適に用いることができる。 The sludge electrolytic treatment apparatus of the present invention has a characteristic of maintaining stable electrolytic treatment performance by periodically removing the scale attached to the cathode plate, so that the electrode of the electrolytic treatment apparatus is cleaned. It can use suitably for the use of.
1 汚泥供給ポンプ
2 電解槽
3 脱泡槽
4 薬注ポンプ
5 汚泥返送ポンプ
20 陰極板
20a 軸
21 陽極板
22 洗浄ブラシ(掻き取り部材)
23 直流電源
24 軸受
25 散気管
30 表面攪拌機
A 余剰汚泥
B 脱泡汚泥
C 電解処理汚泥
D 電解液
E 空気
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sludge supply pump 2 Electrolysis tank 3 Defoaming tank 4 Chemical injection pump 5 Sludge return pump 20
23
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006104408A JP2007275741A (en) | 2006-04-05 | 2006-04-05 | Apparatus for electrolyzing sludge |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2006104408A Pending JP2007275741A (en) | 2006-04-05 | 2006-04-05 | Apparatus for electrolyzing sludge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007275741A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104591521A (en) * | 2015-03-02 | 2015-05-06 | 周玉红 | Powerful electrolytic brush of electrolytic sludge dryer |
CN110182910A (en) * | 2019-06-17 | 2019-08-30 | 中国华能集团有限公司 | A kind of rotary electric chemical cycle water treatment facilities and method |
CN110844974A (en) * | 2019-10-30 | 2020-02-28 | 复禹水务工程(上海)有限公司 | Water treatment tank and automatic scale scraping electrochemical water treatment system |
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-
2006
- 2006-04-05 JP JP2006104408A patent/JP2007275741A/en active Pending
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