JP3922443B2 - 電解浮上分離装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電解浮上分離装置に関し、特に、たとえば用水および廃水などの原水中の汚濁物質である汚泥を浮上させて分離することができ、たとえば廃水処理装置などの原水処理装置に用いることができる電解浮上分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この発明の背景となる従来の汚水処理装置の一例が特開平１０−３０５２８２号公報に開示されている。この公報に開示されている汚水処理装置は、コロイダルエアーの十分な上昇力および拡散力を得るために、電解浮上槽内の電極ユニットと水面との間に、コロイダルエアーの上昇流通面積が上方になるほど狭くなる口径変化部を設けたものである。
また、この発明の背景となる従来の汚水処理装置の他の例が特開平１０−３０５２８３号公報に開示されている。この公報に開示されている汚水処理装置は、比重の異なる種々の不純物を確実に分離除去するために、電解浮上槽の電極ユニットの下方に沈澱槽を電解浮上槽と連続して設け、沈澱槽の底部には微細エアーを噴出する散気管を配設し、コロイダルエアーによって処理可能な比重の不純物を微細エアーによって電極ユニット上方に上昇させる一方、コロイダルエアーによって処理不能な比重の不純物を沈澱槽の底部に沈澱させるようにしたものである。
さらに、この発明の背景となる従来の排水処理装置の一例が特開２０００−１１７２６０号公報に開示されている。この公報に開示されている排水処理装置は、阻集率を大幅に向上して清浄な水を排水するために、排水通路の途中には排水を堰き止める仕切壁が設けられ、排水通路の仕切壁上流側には電解浮上槽が配設され、電解浮上槽は排水の流入圧によってその底部または下方部位から排水を取り込んで内部を上昇させる上昇通路を有し、上昇通路の底部またはその近傍には電極ユニットが配設され、電極ユニットから発生するコロイダルエアーの上昇力および拡散力によって上昇通路内の排水に含まれる汚濁物質が凝集結合されてフロックが形成され、フロックがコロイダルエアーに吸収または吸着されて浮上するようにする一方、上昇通路の上側にはフロックを貯留するフロック貯留部が設けられ、フロック貯留部にはフロックと処理水とを分離する堰板が設けられ、堰板の下方から処理水を流通させる処理水流通路が形成され、処理水流通路が仕切壁を挿通して排水流通路の仕切壁下流側に連通されたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の従来の汚水処理装置および排水処理装置では、いずれも、原水中の汚泥を電解浮上槽内で浮上させて分離しようとするが、汚泥を分離した原水を排出するための排出口が電解浮上槽の上部に設けられているため、浮上されている汚泥が排出口から流出してしまうおそれがある。
さらに、上述の従来の汚水処理装置では、コロイダルエアーの上昇流通面積が上方になるほど狭くなる口径変化部が設けられいるので、原水中の汚泥が口径変化部の上方になるにしたがって流通しにくくなってしまう。
そのため、用水および廃水などの原水中に含まれている汚濁物質である汚泥を効率よく浮上して分離することができることが望まれている。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、用水および廃水などの原水中に含まれている汚濁物質である汚泥を効率よく浮上して分離することができる電解浮上分離装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる電解浮上分離装置は、電解浮上槽と、電解浮上槽内の高さ方向における中間部に形成され、一方の内側壁の前記中間部から他方の内側壁の近傍にわたって除々に低くなるように上面が傾斜する傾斜部と、電解浮上槽内において傾斜部の下端の横に形成される通路と、電解浮上槽において通路の上方に形成され、電解浮上槽内で原水を上向きに放出して電解浮上槽に原水を注入するための注入口と、電解浮上槽内に形成され、電解浮上槽内において注入口から上向きに放出される原水の水流によって原水を注入口、原水の上層部、傾斜部の上面、通路上および注入口の近傍の順に回流させるための案内部材と、電解浮上槽内において通路の下方に形成され、電解浮上槽内において原水中の汚泥を浮上させるための気泡を発生するための電極ユニットと、電解浮上槽の上方に形成され、気泡で電解浮上槽の上部に浮上されている原水中の汚泥を掻き取るための掻き取り手段と、電解浮上槽において電極ユニットより下方に形成される排出口と、排出口に接続される水位調整口を有し、水位調整口は電解浮上槽の上部とほぼ同じ高さに配置され、電解浮上槽内の原水の水位を調整するための水位調整槽と、水位調整槽に接続され、水位調整口から流出する原水を流出するための排水管とを含む、電解浮上分離措置である。
【０００６】
この発明にかかる電解浮上分離装置では、原水が注入口から電解浮上槽内で上向きに放出され電解浮上槽内に注入される。また、電解浮上槽内の原水中において、電極ユニットによって気泡が発生する。発生した気泡は、上昇し、通路を通って、さらに上昇する。発生した気泡が原水中の汚泥に付着することによって、原水中の汚泥が浮上される。そして、電解浮上槽の上部に浮上されている原水中の汚泥は、掻き取り手段で掻き取られる。
また、この発明にかかる電解浮上分離装置では、電解浮上槽内において、原水中の汚泥から気泡が外れてその汚泥が沈下しようとしても、原水が注入口、原水の上層部、傾斜部の上面、通路上および注入口の近傍の順に回流されているので、沈下しようとした汚泥に電極ユニットによって発生した別の気泡が付着し、その汚泥は再び浮上される。そのため、沈下しようとした原水中の汚泥も、再び浮上され、掻き取り手段で掻き取られる。
さらに、この発明にかかる電解浮上分離装置では、電解浮上槽において電極ユニットより下方に排出口が形成されているので、浮上されている原水中の汚泥は排出口から流出することがない。
したがって、この発明にかかる電解浮上分離装置では、用水および廃水などの原水中に含まれている汚濁物質である汚泥を効率よく浮上して分離することができる。
さらに、この発明にかかる電解浮上分離装置では、電解浮上槽内において、原水中の汚泥が沈下しても、電極ユニットより下方に形成される排出口に、電解浮上槽の上部とほぼ同じ高さに配置される水位調整口が接続されているので、沈下した原水中の汚泥が流出しにくい。
【０００７】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかる電解浮上分離装置が用いられた廃水処理装置の一例を示す図解図である。図１に示す廃水処理装置１は原水調整槽２を含む。原水調整槽２は、廃水処理装置１の外部から流入した廃液（原水）を貯蓄し、廃液の液面レベルが所定以上になれば廃液を反応凝集槽３に導入させるための槽である。そのため、原水調整槽２は、廃液の液面レベルを検知するレベルセンサと、廃液の液面レベルが所定以上になれば廃液を送出するポンプとを有し、水量の調整機を通して反応凝集槽３に接続される。
【０００９】
反応凝集槽３は、導入された廃液に凝集剤を注入し、廃液中のＳＳ成分を凝集させ、ｐＨ調整剤でｐＨ値調整を行い、凝集補助剤である高分子凝集剤を注入してスカム（汚泥）を形成させるための槽である。そのため、反応凝集槽３には、ｐＨ調整剤を溜めたｐＨ調整剤槽４、凝集剤を溜めた凝集剤槽５および高分子凝集剤を溜めた高分子凝集剤槽６が、それぞれのポンプを介して接続される。
【００１０】
また、反応凝集槽３は、電解浮上分離装置１０の横に形成される。電解浮上分離装置１０は、反応凝集槽３において形成されたスカムを微細な気泡で浮上させて収集し、スカムと液体とを分離するスカム収集機構を有する。
【００１１】
電解浮上分離装置１０は電解浮上槽１２を含む。電解浮上槽１２は、図２〜図４に示すように、内部が正面から見てたとえば５角形である５角柱状に形成される。この場合、電解浮上槽１２は、内部が高さ方向における中央部から底部にしたがって狭くなるように、一方の内側壁が高さ方向における中央部から底部にわたって傾斜面１２ａとして形成される。
【００１２】
電解浮上槽１２内の高さ方向における中間部には、上面が傾斜するように傾斜板１４が形成される。この場合、傾斜板１４は、一方の内側壁の傾斜面１２ａの中間部から他方の内側壁の近傍にわたって徐々に低くなるように配置される。
【００１３】
また、電解浮上槽１２内において、傾斜板１４の下端の横には、通路１６が形成される。通路１６は、後述の電極ユニット２２によって発生する気泡などを流通させるためのものである。
【００１４】
電解浮上槽１２において、通路１６の上方には、注入口１８が形成される。注入口１８は、反応凝集槽３からの廃液を電解浮上槽１２内で上向きに放出して電解浮上槽１２内に注入するためのものである。そのため、注入口１８の先端部は、図５に示すように、上向きに形成される。また、注入口１８には、反応凝集槽３が接続される。
【００１５】
さらに、電解浮上槽１２内において、他方の内側壁の上部、一方の内側壁の上部および通路１６の近傍で他方の内側壁の中間部には、たとえば３角柱状の案内部材２０ａ、２０ｂおよび２０ｃがそれぞれ形成される。これらの案内部材２０ａ、２０ｂおよび２０ｃは、電解浮上槽１２内において、図５の矢印で示すように、注入口１８から上向きに放出される廃液の水流によって、廃液を、注入口１８、廃液の上層部、傾斜部としての傾斜面１２ａおよび傾斜板１４の上面、通路１６上および注入口１８の近傍の順に回流させるためのものである。
【００１６】
また、電解浮上槽１２内において、通路１６の下方には、電極ユニット２２が形成される。電極ユニット２２は、電解浮上槽１２内の廃液中の水分を電気分解することによって廃液中のスカムを浮上させるための水素ガスおよび酸素ガスの気泡を発生するためのものである。
【００１７】
さらに、電解浮上槽１２において、電極ユニット２２より下方には、排出口２４が形成される。
【００１８】
電解浮上槽１２の排出口２４は、Ｔ字管２６を介して、水位調整槽２８に接続される。水位調整槽２８は、電解浮上槽１２内の廃液の水位を調整するためのものである。水位調整槽２８は、電解浮上槽１２の上部とほぼ同じ高さに配置される水位調整口２８ａを有する。水位調整口２８ａは、Ｔ字管２６を介して排出口２４に接続される。そのため、電解浮上槽１２内の廃液の水位は、その廃液の水面が水位調整口２８ａとほぼ同じ高さになるように調整される。
【００１９】
なお、Ｔ字管２６において下向きの一端部は、通常時に閉ざされているが、たとえば電解浮上槽１２の洗浄時に開かれドレンとして用いられる。
【００２０】
また、水位調整槽２８には、水位調整口２８ａより下方に、排水管３０が接続される。排水管３０は、水位調整口２８ａから流出する廃液を流出するためのものである。
【００２１】
電解浮上槽１２の上方には、図１に示すように、掻き取り手段として掻き取り機３２が形成される。掻き取り機３２は、電解浮上槽１２の上部に気泡で浮上されている廃液中のスカムを掻き取るためのものである。掻き取り機３２は、電解浮上槽１２の上部で左右に間隔を隔てて配置される２つのローラ３２ａ、３２ａを含む。これらのローラ３２ａ、３２ａには、無端ベルト３２ｂが掛けれらる。また、無端ベルト３２ｂには、スクレーパ３２ｃが形成される。さらに、一方のローラ３２ａには、モータが接続される。したがって、モータでローラ３２ａ、３２ａおよび無端ベルト３２ｂを右回りに回転することによって、浮上されているスカムをスクレーパ３２ｃで電解浮上槽１２の左側に掻き取ることができる。
【００２２】
電解浮上槽１２の左横には、スカム用ホッパ３３が形成される。スカム用ホッパ３３は、掻き取り機３２で掻き取られたスカムを集めて落下させるためのものである。
【００２３】
スカム用ホッパ３３の下方には、スカム受け３４が形成される。スカム受け３４にはスカム用袋が備えられる。スカム用袋は、スカム用ホッパ３３から落下されたスカムを入れるためのものである。なお、スカム用袋に入れられたスカムは、脱水処理によって水分が原水調整槽２に戻される。
【００２４】
電解浮上分離装置１０の排水管３０は、循環処理水槽３５に接続される。循環処理水槽３５は、電解浮上分離装置１０から流出した廃液を貯蓄し、廃液の液面レベルが所定以上になれば廃液をろ過器３６に導入させるための槽である。そのため、循環処理水槽３５は、廃液の液面レベルを検知するレベルセンサと、廃液の液面レベルが所定以上になれば廃液を送出するポンプとを有し、そのポンプを通してろ過器３６の入口に接続される。
【００２５】
ろ過器３６は、スカムが流出してきた場合に、そのスカムを除くためのものである。ろ過器３６の出口は、Ｔ字管３７の一端に接続される。
【００２６】
Ｔ字管３７の中間部には、酸化剤供給手段として、酸化剤槽３８が接続される。酸化剤槽３８は、廃液に酸化剤（酸化促進剤）を注入するための槽である。そのため、酸化剤槽３８は、酸化剤を廃液に注入するためのポンプと、酸化剤の逆流を防ぐための逆止弁とを有し、そのポンプおよび逆止弁を通してＴ字管３７の中間部に接続される。また、酸化剤槽３８には、たとえば次亜塩素酸ソーダなどの酸化剤が溜められる。なお、酸化剤としては、次亜塩素酸ソーダ以外にオゾン、過酸化水素、塩素、過マンガン酸カリウムなどが用いられ得る。
【００２７】
Ｔ字管３７の他端は、紫外線−オゾンラジカル塔４０に接続される。紫外線−オゾンラジカル塔４０は、循環処理水槽３５から送出された廃液に酸化剤を注入後、紫外線およびオゾンによる相乗効果により、廃液中の汚濁物質の酸化および分解を行う機構を有する。
【００２８】
紫外線−オゾンラジカル塔４０は、図６および図７に示すように、たとえば中空円柱状の容器４２を含む。容器４２の下部には、第１の吸水口４４ａが形成される。そして、Ｔ字管３７は、紫外線−オゾンラジカル塔４０の第１の吸水口４４ａに接続される。
【００２９】
また、紫外線−オゾンラジカル塔４０の容器４２には、第１の吸水口４４ａ以外に、第２の吸水口４４ｂ、第１の排水口４６ａおよび第２の排水口４６ｂが形成される。この場合、第２の吸水口４４ｂは、容器４２の下端から約１／３の高さの中間部であって第１の吸水口４４ａの真上に形成される。また、第１の排水口４６ａは、容器４２の第１の吸水口４４ａと第２の吸水口４４ｂとの間の高さの中間部であって第１の吸水口４４ａおよび第２の吸水口４４ｂのほぼ反対側に形成される。さらに、第２の排水口４６ｂは、容器４２の上部であって第１の排水口４６ａの真上に形成される。また、廃液などが容器４２中で第１の吸水口４４ａおよび第２の吸水口４４ｂから第１の排水口４６ａおよび第２の排水口４６ｂまで後述する保護管６０の周囲を螺旋状に流れ、かつ、図７の矢印で示すように上から見た場合に後述する保護管６０の周囲を反時計方向に回転して流れるように、第１の吸水口４４ａ、第２の吸水口４４ｂ、第１の排水口４６ａおよび第２の排水口４６ｂが、容器４２の中心軸部の外側に向くように形成される。
【００３０】
紫外線−オゾンラジカル塔４０の第１の排水口４６ａは、循環ポンプ５０の吸込口に接続される。循環ポンプ５０の吐出口は、エゼクター５２の一端に接続される。エゼクター５２の他端は、バルブ５４を介して、紫外線−オゾンラジカル塔４０の第２の吸水口４４ｂに接続される。エゼクター５２は、その一端にたとえば廃液を供給すると、その他端からその廃液を吐出すとともに、その中間部に吸引力を発生させるものである。すなわち、エゼクター５２は、その一端から他端に廃液などを通過する際に発生する差圧を利用して、その中間部に吸引力を発生させるものである。
【００３１】
紫外線−オゾンラジカル４０の容器４２の内部の中心軸部には、たとえば石英製ガラスからなる中空円柱状の保護管６０の上端部を除く大部分が垂直方向に配置される。この保護管６０の内部には、紫外線照射手段として特定波長の紫外線を放射する水銀ランプ６２が垂直方向に配置される。この水銀ランプ６２は、電源ケーブル６４およびコネクタ６６を介して、電源６８に接続される。
【００３２】
保護管６０の上端には、オゾン供給手段に含まれる空気供給手段としての管７０を介して、フィルター７２が接続される。さらに、保護管６０には、別の管７４の一端が接続される。この場合、管７４は、その一端が保護管６０の内部の下部に位置するように配置される。この管７４の他端は、逆止弁７６を介して、エゼクター５２の中間部に接続される。
【００３３】
紫外線−オゾンラジカル４０の第２の排水口４６ｂは、図１に示すように、電動３方弁７８を介して、ラジカル反応塔８０に接続される。ラジカル反応塔８０は、紫外線−オゾンラジカル塔４０から送られてきた廃液をより一層反応させに残存するオゾンで汚濁物質を酸化還元し活性炭の吸着性よくする機構を有する。
【００３４】
ラジカル反応塔８０は、たとえば中空円柱状の容器８２を含む。容器８２には、その上端に吸水口８４が形成され、その下端に排水口８６が形成される。そして、紫外線−オゾンラジカル塔４０の第２の排水口４６ｂは、電動３方弁７８を介して、ラジカル反応塔８０の吸水口８４に接続される。なお、紫外線−オゾンラジカル塔４０の第２の排水口４６ｂおよび電動３方弁７８は管で接続され、電動３方弁７８およびラジカル反応塔８０の吸水口８４も管で接続されるが、これらの管は、比較的短いほうが、紫外線−オゾンラジカル塔４０からラジカル反応塔８０に廃液やラジカルなどを効率よく送ることができる点で好ましい。また、容器８２の内部には、汚濁物質を吸着するたとえば活性炭などの吸着剤８８が充填されている。さらに、容器８２の排水口８６には排水管９０の一端が接続される。
【００３５】
また、電動３方弁７８は、循環処理水槽３５に接続される。したがって、電動３方弁７８を切り替えることによって、紫外線−オゾンラジカル塔４０の第２の排水口４６ｂを、循環修理水槽３５またはラジカル反応塔８０の吸水口８４に接続することができる。
【００３６】
この廃水処理装置１では、廃液が原水調整槽２に貯蓄され、所定の液面レベル以上になると、ポンプにより反応凝集槽３に送出される。反応凝集槽３内において、凝集剤を注入することによってスカムが形成され、ｐＨ調整剤を注入することによりｐＨ値が調整される。その後、廃液と薬剤との攪拌が行われ、高分子凝集剤が注入される。その結果、スカムから雲状の大きいフロックが形成される。そして、雲状のスカムを潰さないようにして、廃液が電解浮上分離装置１０に導入される。
【００３７】
電解浮上分離装置１０では、雲状のスカムを有する廃液が、注入口１８から電解浮上槽１２内で上向きに放出され電解浮上槽１２内に注入される。また、電解浮上槽１２内の廃液中において、電極ユニット２２によって水素ガスおよび酸素ガスの気泡が発生する。発生した気泡は、上昇し、通路１６を通って、さらに上昇する。そのため、発生した気泡が廃液中のスカムに付着することによって、廃液中のスカムが浮上される。そして、電解浮上槽１２の上部に浮上されている廃液中のスカムは、掻き取り機３２で掻き取られ、スカム用ホッパ３３を介してスカム受け３４に備えられているスカム用袋に入れられ、除去される。なお、スカム用袋に入れられたスカムは、脱水処理によって水分が原水調整槽２に戻される。
【００３８】
また、この電解浮上分離装置１０では、電解浮上槽１２内において、廃液中のスカムから気泡が外れてそのスカムが沈下しようとしても、廃液が注入口１８、廃液の上層部、傾斜部としての傾斜面１２ａおよび傾斜板１４の上面、通路１６上および注入口１８の近傍の順に回流されているので、沈下しようとしたスカムに電極ユニット２２によって発生した別の気泡が付着し、そのスカムは再び浮上される。そのため、沈下しようとした廃液中のスカムも、再び浮上され、掻き取り機３２で掻き取られ、除去される。
【００３９】
さらに、この電解浮上分離装置１０では、電解浮上槽１２において電極ユニット２２より下方に排出口２４が形成されているので、浮上されている廃液中のスカムは排出口２４から流出することがない。
【００４０】
したがって、この電解浮上分離装置１０では、廃液中に含まれているスカムを効率よく浮上して分離することができる。
【００４１】
ここで、反応凝集槽において生成した雲状のスカムを浮上して分離する比較例１の電解浮上分離装置および比較例２の電解浮上分離装置で行った実験例について説明する。
【００４２】
図８は比較例１の電解浮上分離装置の要部を示す図解図である。図８に示す比較例１の電解浮上分離装置は、図１〜図５に示す電解浮上分離装置１０と比べて、特に、電解浮上槽１２が円柱状に形成されている。傾斜板１４は、円錐台状に形成され、中央に通路１６を有する。電解浮上槽１２内には、通路１６の上方で注入口１８が上向きに配置され、通路１６の下方に電極ユニット２２が形成されている。なお、図１〜図５に示す電解浮上分離装置１０のように廃液を回流するための案内部材２０ａ〜２０ｃは、形成されていない。
図８に示す電解浮上分離装置では、電極ユニット２２から発生した気泡が、雲状のスカムに付着した分は浮上して分離した。しかし、電極ユニット２２から余剰発生している気泡については、水流と同様に浮上中に電解浮上槽１２内を下に流れるのだが、その時に均一に四方八方に分散することが難しく、常時一定していない。そのため、廃液中に含まれているスカムを効率よく浮上して分離することができなかった。
【００４３】
図９は比較例２の電解浮上分離装置の要部を示す図解図である。図９に示す比較例２の電解浮上分離装置は、図１〜図５に示す電解浮上分離装置１０と比べて、特に、電解浮上槽１２、注入口１８および電極ユニット２２は同様に形成されているが、傾斜板１４および案内部材２０ａ〜２０ｃは設けられていない。
図９に示す電解浮上分離装置では、雲状のスカムが電極ユニット２２から発生する気泡で浮上されて分離されるものと、水流と同様に下に流されて流出してまうものとに分かれた。そのため、廃液中に含まれているスカムを効率よく浮上して分離することができなかった。
【００４４】
それに対して、図１〜図５に示す電解浮上分離装置１０では、上述のように廃液を回流することによって、スカムに気泡が付着しやすくなり、廃液中に含まれているスカムを効率よく浮上して分離することができる。
そのため、この電解浮上分離装置１０を用いれば、廃液中のＣＯＤ、ＢＯＤの濃度にも多少左右されるが、電解浮上槽内に廃液を滞留する時間を現状の２分の１から５分の１程度に削減でき、コスト削減やスペース縮小にもつながる。
【００４５】
さらに、この電解浮上分離装置１０では、電解浮上槽１２内において、廃液中のスカムが沈下しても、電極ユニット２２より下方に形成されている排出口２４に、電解浮上槽１２の上部とほぼ同じ高さに配置される水位調整口２８ａが接続されているので、沈下した廃液中のスカムが流出しにくい。
【００４６】
一方、電解浮上分離装置１０でスカムが除去された廃液は、排水管３０を介して循環処理水槽３５に導入される。スカムが循環処理水槽３５に流出して、循環処理水槽３５に導入された廃液にスカムが残留している場合に備えて、循環処理水槽３５に導入された廃液は、ろ過器３６を通過させる。循環修理水槽３５にスカムが流出して廃液にスカムが残留している場合には、ろ過器３６で残留スカムが除去される。
【００４７】
その後、廃液は、それに酸化剤槽３８から酸化剤（酸化促進剤）が注入され、紫外線−オゾンラジカル塔４０に送出される。
【００４８】
さらに、この廃水処理装置１では、エゼクター５２の吸引力によって、空気がフィルター７２および管７０を介して保護管６０内に供給される。保護管６０内の空気に水銀ランプ６２で紫外線を照射することによって、オゾンが生成される。そのオゾンは、管７４、逆止弁７６、エゼクター５２、バルブ５４および第２の吸水口４４ｂを介して、容器４２中の廃液に供給される。
【００４９】
また、この廃水処理装置１では、水銀ランプ６２で紫外線が容器４２中の廃液、酸化剤およびオゾンに照射される。それによって、廃液中の汚濁物質が分解される。この場合、酸化剤の供給、オゾンの供給および紫外線の照射の相乗効果によって、酸化剤による廃液中の汚濁物質を分解する反応エネルギーと、オゾンによる廃液中の汚濁物質を分解する反応エネルギーと、紫外線の照射による廃液中の汚濁物質を分解する光エネルギーとが、約１０倍〜約１００００倍に増加する。つまり、紫外線は、高い光エネルギーを有し塩素系をベンゼン核から切り離すだけではなく、直接汚濁物質を分解させ、酸化剤を分解して各種のラジカルを生成する。ラジカルとは、高い酸化還元電位を持ち、酸化剤および水が紫外線の分解で生成するものを特にヒドロキシラジカルという。そのヒドロキシラジカルは、フッ素に次ぐ高い酸化還元電位を持ち、汚濁物質の分解に有効に働く。水銀ランプ６２から放出される波長に空気を接触させることにより一部オゾンが作り出され、それを廃液に注入すると強力な酸化作用が働く。オゾンおよび紫外線の相乗効果を酸化剤単独と比較すると約１０倍〜約１００００倍の反応速度が加速される。
【００５０】
また、この廃水処理装置１では、循環ポンプ５０などによって、廃液、酸化剤、オゾンおよびラジカルが、第１の排水口４６ａから循環ポンプ５０および第２の吸水口４４ｂなどを経て容器４２中に循環するとともに、容器４２中で第１の吸水口４４ａおよび第２の吸水口４４ｂから第１の排水口４６ａおよび第２の排水口４６ｂまで保護管６０の周囲を螺旋状に流れ、かつ、上から見た場合に保護管６０の周囲を反時計方向に回転して流れる。そのため、この廃水処理装置１では、廃液などを容器中で螺旋状に流さない場合に比べて、水、酸化剤、オゾンおよびラジカルの反応のための接触時間が長くなり、廃液中の汚濁物質を分解する効率がよくなる。
【００５１】
さらに、この廃水処理装置１では、廃液は、紫外線−オゾンラジカル塔４０に長時間滞留された後、ラジカル反応塔８０に導入される。ラジカル反応塔８０は、廃液中に残留する汚濁物質を吸着剤８８で一旦吸着し、それを紫外線−オゾンラジカル塔４０で生成されたラジカルにより分解する。この結果、廃液中の汚濁物質は、ほとんどが分解される。また、吸着剤８８は汚濁物質を一時的に吸着するだけなので、汚濁物質を恒久的に吸着する場合と比較して吸着剤の寿命が長い。
【００５２】
また、この廃水処理装置１では、循環ポンプ５０およびエゼクター５２などで空気やオゾンが供給されるので、外部に空気やオゾンを供給する専用のエアコンプレッサーやポンプが不要である。
【００５３】
なお、上述の廃水処理装置１に用いられる電解浮上分離装置１０では、内部が５角柱状の電解浮上槽１２や３角柱状の案内部材２０ａ〜２０ｃが用いられているが、この発明では、電解浮上槽および案内部材などは他の形状に形成されてもよい。
【００５４】
また、上述の廃水処理装置１に用いられる電解浮上分離装置１０では、傾斜部として電解浮上槽１２の傾斜面１２ａおよび傾斜板１４が用いられているが、この発明では、傾斜部は電解浮上槽の一部分だけで形成されてもよく、また、ブロック状の他の部材で形成されてもよい。
【００５５】
さらに、上述の廃水処理装置１で用いられる紫外線−オゾン反応塔４０は単なる例示であって、他の構造の紫外線−オゾン反応塔が用いられてもよい。たとえば、上述の廃水処理装置１の紫外線−オゾン反応塔４０において、原水などが上から見て反時計方向に回転して流れるが、上から見て時計方向に回転して流れるようにしてもよい。また、上述の廃水処理装置１の紫外線−オゾン反応塔４０において、第１の排水口４６ａおよび第２の吸水口４４ｂなどの位置は、原水の水質などによって変更されてもよい。
【００５６】
また、酸化剤供給手段、オゾン供給手段および紫外線照射手段についても、他の構造のものが用いられてもよい。
【００５７】
さらに、原水調整槽２、反応凝集槽３、ラジカル反応塔８０についても、他の構造のものが用いられてもよい。
【００５８】
また、上述の廃水処理装置１に用いられる電解浮上分離装置１０は、廃水処理装置１以外の原水処理装置に用いられてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
この発明によれば、用水および廃水などの原水中に含まれている汚濁物質である汚泥を効率よく浮上して分離することができる電解浮上分離装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる電解浮上分離装置が用いられた廃水処理装置の一例を示す図解図である。
【図２】図１に示す廃水処理装置に用いられる電解浮上分離装置の要部を示す正面図解図である。
【図３】図２に示す電解浮上分離装置の要部を示す側面図解図である。
【図４】図２に示す電解浮上分離装置の要部を示す平面図解図である。
【図５】図２に示す電解浮上分離装置において廃液が流れる状態を示す要部図解図である。
【図６】図１に示す廃水処理装置に用いられる紫外線−オゾンラジカル塔を示す正面図解図である。
【図７】図６に示す紫外線−オゾンラジカル塔を示す平面図解図である。
【図８】比較例１の電解浮上分離装置の要部を示す図解図である。
【図９】比較例２の電解浮上分離装置の要部を示す図解図である。
【符号の説明】
１ 廃水処理装置
２ 原水調整槽
３ 反応凝集槽
４ ｐＨ調整剤槽
５ 凝集剤槽
６ 高分子凝集剤槽
１０ 電解浮上分離装置
１２ 電解浮上槽
１２ａ 傾斜面
１４ 傾斜板
１６ 通路
１８ 注入口
２０ａ〜２０ｃ 案内部材
２２ 電極ユニット
２４ 排出口
２６ Ｔ字管
２８ 水位調整槽
２８ａ 水位調整口
３０ 排水管
３２ 掻き取り機
３２ａ ローラ
３２ｂ 無端ベルト
３２ｃ スクレーパ
３３ スカム用ホッパ
３４ スカム受け
３５ 循環処理水槽
３６ ろ過器
３７ Ｔ字管
３８ 酸化剤槽
４０ 紫外線−オゾンラジカル塔
４２ 容器
４４ａ 第１の吸水口
４４ｂ 第２の吸水口
４６ａ 第１の排水口
４６ｂ 第２の排水口
５０ 循環ポンプ
５２ エゼクター
５４ バルブ
６０ 保護管
６２ 水銀ランプ
６４ 電源ケーブル
６６ コネクタ
６８ 電源
７０ 管
７２ フィルタ
７４ 管
７６ 逆止弁
７８ 電動３方弁
８０ ラジカル反応塔
８２ 容器
８４ 吸水口
８６ 排水口
８８ 吸着剤
９０ 排水管

Claims (1)

1. 電解浮上槽、
   前記電解浮上槽内の高さ方向における中間部に形成され、一方の内側壁の前記中間部から他方の内側壁の近傍にわたって除々に低くなるように上面が傾斜する傾斜部、
   前記電解浮上槽内において前記傾斜部の下端の横に形成される通路、
   前記電解浮上槽において前記通路の上方に形成され、前記電解浮上槽内で原水を上向きに放出して前記電解浮上槽内に原水を注入するための注入口、
   前記電解浮上槽内に形成され、前記電解浮上槽内において前記注入口から上向きに放出される原水の水流によって原水を前記注入口、原水の上層部、前記傾斜部の上面、前記通路上および前記注入口の近傍の順に回流させるための案内部材、
   前記電解浮上槽内において前記通路の下方に形成され、前記電解浮上槽内において原水中の汚泥を浮上させるための気泡を発生するための電極ユニット、
   前記電解浮上槽の上方に形成され、前記気泡で前記電解浮上槽の上部に浮上されている原水中の汚泥を掻き取るための掻き取り手段、
   前記電解浮上槽において前記電極ユニットより下方に形成される排出口、
   前記排出口に接続される水位調整口を有し、前記水位調整口は前記電解浮上槽の上部とほぼ同じ高さに配置され、前記電解浮上槽内の原水の水位を調整するための水位調整槽、および
   前記水位調整槽に接続され、前記水位調整口から流出する原水を流出するための排水管を含む、電解浮上分離装置。

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