JP4162453B2

JP4162453B2 - Water treatment equipment

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Publication number: JP4162453B2
Application number: JP2002259120A
Authority: JP
Inventors: 吉宏稲本; 達哉廣田; 宗明杉本; 稔中西; 稔岸; 直樹広
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2022-09-04
Also published as: KR20040021548A; CN1229283C; JP2004097855A; KR100535787B1; CN1488585A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気化学反応によって水を脱窒素処理するための水処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工場廃水や生活排水、地下水等に溶存する硝酸イオン、亜硝酸イオン、アンモニア等の窒素成分は水質汚染の原因物質であることから、これらを除去する必要がある。
上記のうち硝酸イオン、亜硝酸イオン等の酸化態窒素を除去する方法として、従来は、脱窒素菌を用いる生物的脱窒法が知られている。
【０００３】
しかし脱窒素菌等の生体触媒は、活動の程度が温度によって左右されるため、生物的脱窒法では、窒素成分の除去能力が季節や天候などによって大きく変動するという問題がある。
そこで生体触媒を用いずに、電気化学反応によって酸化態窒素を除去することが検討された。
例えば特許文献１においては、
・電気化学反応によって酸化態窒素を還元する機能を有するカソード側の電極と、対極としてのアノード側の電極との間を陽イオン交換膜で隔ててカソード室とアノード室を形成し、
・水を、まずカソード室に導入して、水に含まれる酸化態窒素を還元したのち、
・アノード室に導いて、先の還元反応で生成したアンモニアを窒素分子に酸化して除去する
装置が提案された。
【０００４】
また簡易的に、陽イオン交換膜を省略した装置も提案された。
かかる装置においては、カソード側の電極として、上記のように電気化学反応によって酸化態窒素を還元する機能を有する、例えば真鍮などの電極を用いるとともに、アノード側の電極として、電気化学反応によって、塩素を含む水から次亜塩素酸またはそのイオンを発生させる機能を有する白金−イリジウム電極などを用いる。
【０００５】
そして、水道水などの塩素を含む水、あるいは必要に応じて食塩等を加えた水に、電源回路から、両電極を介して直流電流を流すと、下記式(1)〜(4)の電気化学反応を生じて、酸化態窒素を窒素ガスに変換して除去することができる。
（カソード側）
ＮＯ_３ ⁻＋６Ｈ_２Ｏ＋８ｅ⁻→ＮＨ_３＋９ＯＨ⁻ (1)
（アノード側）
２Ｃｌ⁻→Ｃｌ_２＋２ｅ⁻ (2)
Ｈ_２Ｏ＋Ｃｌ_２⇔ＨＣｌＯ＋Ｈ^＋＋Ｃｌ⁻ (3)
（アノード側＋カソード側）
２ＮＨ_３＋３ＨＣｌＯ→Ｎ_２↑＋３ＨＣｌ＋３Ｈ_２Ｏ (4)
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３４７５５８号公報（第０００７欄、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の電気化学反応を続けると、水のｐＨがアルカリ側にシフトする傾向にあり、かかるシフトが発生すると、カソード側で、亜硝酸が硝酸に戻る逆反応を生じるため、脱窒素処理の効率が著しく低下するという問題を生じる。また、水のｐＨがアルカリ側にシフトすると、アノード側で生成した塩素（Ｃｌ_２）がガス化しやすく、発生した塩素ガスが、電極の、水から露出した部分を腐食するという問題も生じる。また、発生した塩素ガスが系外に漏れるのを防止するために、電極を内蔵した電解槽を厳密なシール構造にしなければならないという問題もある。
【０００８】
この発明は、脱窒素処理の効率をこれまでよりも向上して、より効率よく脱窒素処理できるとともに、塩素ガスの発生を抑制することもできる、新規な水処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、水中での電気化学反応によって酸化態窒素を還元することで、水を脱窒素処理するための電解槽と、この電解槽に水を供給し、かつ処理後の水を電解槽から排出するための処理水路と、処理水路を流れる水のｐＨを測定するためのｐＨセンサと、電解槽に供給される水に酸性剤を供給するための酸性剤供給手段と、電解槽での電気化学反応時にｐＨセンサの測定値を８以下に維持するために、酸性剤供給手段から酸性剤を供給させるための制御手段とを備えることを特徴とする水処理装置である。
【００１０】
請求項１の構成によれば、ｐＨセンサで測定した水のｐＨの測定値に基づいて、酸性剤供給手段から、例えば希硫酸などの酸性剤を断続的もしくは連続的に水に供給することによって、電解槽での電気化学反応時の水のｐＨがアルカリ側にシフトするのを防止して、脱窒素処理に適した８以下に維持することができる。このためカソード側で、亜硝酸が硝酸に戻る逆反応が発生するのを防止して、脱窒素処理の効率をこれまでよりも向上することができる。
【００１１】
また、ｐＨを８以下に維持しつつ電気化学反応を行うと、塩素ガスの発生を抑制することもできる。したがって、例えば電極の、水から露出した部分の腐食を防止できる上、電極を内蔵した電解槽のシール構造をこれまでよりも簡略化することもできる。
請求項２記載の発明は、処理水路は、電解槽から排出した水を再び電解槽に供給するための循環水路と、水を、循環水路を通して循環させるための循環ポンプとを備えており、上記循環水路に、ｐＨセンサと酸性剤供給手段とを配設したことを特徴とする請求項１記載の水処理装置である。
【００１２】
請求項２の構成によれば、水を、循環水路を通して繰り返し、電解槽に供給して脱窒素処理することができる。
このため、例えば通常の水よりも粘度の高い、混ざりにくい工場廃水などであっても、循環水路を繰り返し通過させることによって強制的にかく拌しながら脱窒素処理できるため、処理の効率をさらに向上することができる。
請求項３記載の発明は、循環水路の途中に、電解槽で処理した水を貯留するための貯水槽を配設するとともに、電解槽を、当該槽内が常時水で満たされて、電気化学反応によって発生する塩素ガスが貯留しない構造に形成したことを特徴とする請求項２記載の水処理装置である。
【００１３】
請求項３の構成によれば、塩素ガスによる電極の腐食を、より確実に防止することができる。
請求項４記載の発明は、ｐＨセンサを、循環水路の、貯水槽の下流側で、かつ電解槽の上流側に配設したことを特徴とする請求項３記載の水処理装置である。請求項４の構成によれば、電解槽での電気化学反応時に電極間を流れる電流の影響を極力排除して、ｐＨセンサによって、より正確な水のｐＨを測定することができる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、酸性剤供給手段を、循環水路の、電解槽の下流側で、かつ貯水槽の上流側に配設したことを特徴とする請求項４記載の水処理装置である。
請求項５の構成によれば、酸性剤供給手段から供給した酸性剤を、貯水槽を通すことで、水とより均一に混合した状態で、当該貯水槽の下流側に配設したｐＨセンサに供給することができる。したがってｐＨセンサによって、より正確な水のｐＨを測定することができる。
【００１５】
請求項６記載の発明は、制御手段は、一定時間ごとに電気化学反応を停止した状態で、ｐＨセンサによって水のｐＨを測定し、この測定値に基づいて、酸性剤供給手段から酸性剤を供給させることを特徴とする請求項１記載の水処理装置である。
また請求項７記載の発明は、処理水路は、ｐＨセンサを配設した位置の近傍に接地部を設けたことを特徴とする請求項１記載の水処理装置である。
【００１６】
請求項６、７の構成によれば、電解槽での電気化学反応時に電極間を流れる電流の影響を極力排除して、ｐＨセンサによって、より正確な水のｐＨを測定することができる。
請求項８記載の発明は、電解槽内にヒータを設けるか、または処理水路の、電解槽より下流側に、ヒータを内蔵した加熱槽を配設し、当該ヒータによって、電気化学反応中または反応後の水を加熱することで、電気化学反応によって発生するアンモニア性窒素を気化させて水から除去することを特徴とする請求項１記載の水処理装置である。
【００１７】
請求項８の構成によれば、特に陽イオン交換膜式の装置において、電気化学反応によって発生するアンモニア性窒素を加熱によって気化させて反応系から逐次、除去できるため、電気化学反応を、よりスムースに進行させることができ、脱窒素処理の効率をさらに向上することができる。また、加熱温度を一定に設定しておけば、気温等に応じて水の温度が変化した場合でも、処理の効率を一定に維持することができる。しかも陽イオン交換膜式の装置では、アンモニア性窒素を除去するための有効塩素成分を加える等の必要がなくなるため、装置を簡略化することもできる。
【００１８】
請求項９記載の発明は、ヒータを設けた電解槽または加熱槽に、気化したアンモニア性窒素を窒素ガスに変換するための触媒と、排気のためのファンとを備えた排気路を接続したことを特徴とする請求項８記載の水処理装置である。
請求項９の構成によれば、刺激臭のあるアンモニア性窒素を無臭の窒素ガスに変換して排気できるため、環境衛生上、好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施形態にかかる水処理装置１を、例えば工場等において、廃水タンク２中に貯留した水ｗ１をドレンＤに排水する設備に組み込んだ構造を簡略化して示す図である。
図の例の水処理装置１は、廃水タンク２から水ｗ１を取り込んで、電解槽１１で脱窒素処理したのち、ドレンＤに排水するための処理水路１０を有する。
【００２０】
また電解槽１１は、反応容器となる函状の筐体１１ａと、この筐体１１ａの上部開口を閉じる蓋体１１ｂと、筐体１１ａの外側に一体に形成した、筐体１１ａからオーバーフローした余剰の水を受けるための外容器１１ｃとを有する。
このうち筐体１１ａには、その底部に、脱窒素処理した水ｗ１をドレンＤへ排出するための、処理水路１０の下流側に相当する排水路１０ｂを接続してある。排水路１０ｂを、上記のように筐体１１ａの底部に接続しておくと、当該筐体１１ａの底部に、工場廃水中に含まれる固形分などが澱んだり沈殿したりするのを防止して、脱窒素処理の効率を向上できる。
【００２１】
また蓋体１１ｂには、廃水タンク２から水ｗ１を供給するための、処理水路１０の上流側に相当する給水路１０ａを接続してあるとともに、槽内の水位を測定するための水位センサＳ１と、水ｗ１に通電して、電気化学反応によって脱窒素処理するための電極１１ｄと、水ｗ１のｐＨを測定するためのｐＨセンサＳ２とを配設してある。
また蓋体１１ｂには、酸性剤供給手段１２の酸性剤槽１２ａに貯留した、希硫酸などの酸性剤Ｌ１を電解槽１１に供給するための供給水路１２ｂと、エアーポンプＰａによって送り込んだ空気を細かな気泡にして、電極１１ｄ間に送り出すための送気管１３と、電気化学反応によって発生するガスを、ブロワＢＭの排気力によって電解槽１１外へ排出するための排気管１４とを接続してある。
【００２２】
このうち送気管１３を通して、電極１１ｄ間に細かな気泡を送り出すようにすると、とくにカソード側の電極１１ｄの表面へのスケールの付着を防止できるため、電極１１ｄの寿命を延長するとともに、脱窒素処理の効率を向上することができる。
また酸性剤供給手段１２の供給水路１２ｂには、酸性剤槽１２ａに貯留した酸性剤Ｌ１を一定量ずつ、電解槽１１に供給するための定量ポンプＰｂを配設してある。
【００２３】
外容器１１ｃには、当該外容器１１ｃにオーバーフローした水をドレンＤに排水するための排水路１０ｃを接続してある。
電解槽１１は、この例では、陽イオン交換膜を省略した方式を採用しており、前述した式(1)〜(4)の電気化学反応によって脱窒素処理するために、電極１１ｄのうちカソード側の電極として真鍮などの電極と、アノード側の電極として白金−イリジウム電極などとを組み合わせてある。
【００２４】
給水路１０ａには、水ｗ１を、廃水タンク２から電解槽１１に供給するためのポンプＰ１と、配管１０ａを開閉するためのモーター弁Ｖ１とをこの順に配設してある。
また給水路１０ａには、モーター弁Ｖ１と電解槽１１との間の合流点Ｊ１に、促進剤供給手段１５の供給水路１５ｂを接続してある。
促進剤供給手段１５は、前述した式(1)〜(4)の電気化学反応を行う際に必要な塩素イオンを供給するために、電解槽１１に供給される水ｗ１に促進剤Ｌ２を添加するためのもので、供給水路１５ｂには定量ポンプＰｃを配設してある。また図において符合１５ｃは、促進剤槽１５ａに水を供給するための給水路、符号１５ｄは、促進剤槽１５ａからオーバーフローした余剰の水をドレンＤに排水するための排水路である。さらに符号Ｓ３は、給水路１５ｃを通して促進剤槽１５ａに供給する水の量を制御すべく、その水位を検知するための水位センサである。
【００２５】
促進剤供給手段１５は、促進剤槽１５ａに、食塩等の塩素を含む水溶性の化合物を収容しておき、給水路１５ｃを通して、一定の水位となるように供給した水によって化合物を溶解して、飽和濃度またはそれに近い高濃度の促進剤Ｌ２を生成するとともに、生成した促進剤Ｌ２を、定量ポンプＰｃを駆動させることによって一定量ずつ、供給水路１５ｂを通して電解槽１１に供給するためのものである。
【００２６】
なおアノード側の電極として、前述した白金−イリジウム電極などではない、塩素を含む水から次亜塩素酸またはそのイオンを発生させる機能を有しない電極を用いる場合、促進剤供給手段１５は、食塩水等の塩素イオンを含む溶液ではなく、前記式(4)の反応でアンモニア性窒素と反応する次亜塩素酸イオンを含む溶液、例えば次亜塩素酸ナトリウム水溶液などを供給するようにすればよい。あるいはまた、前述した白金−イリジウム電極などを用いて、食塩水等を電解反応させて次亜塩素酸イオンを発生させる装置を促進剤供給手段１５として用いることもできる。
【００２７】
排水路１０ｂには、電解槽１１から水ｗ１を排出するためのポンプＰ２と、配管１０ｂを開閉するためのモーター弁Ｖ２とをこの順に配設してある。
図２は、図１の水処理装置１の、電気的な構成を示すブロック図である。
図に見るように水処理装置１は、電解槽１１の電極１１ｄに通電制御しつつ、装置を構成する各部を作動させる制御手段としての制御部３０を備えている。
水位センサＳ１、ｐＨセンサＳ２、および水位センサＳ３の出力は、制御部３０へ与えられる。制御部３０内には、各種動作のタイミングを規定するためのタイマ３１と、各種動作の基準となる初期値などを登録したメモリ３２とを設けてある。
【００２８】
制御部３０は、各センサＳ１〜Ｓ３の出力、タイマ３１によって規定したタイミング、並びにメモリ３２に記録した初期値などに基づいて種々の演算を行い、それに基づいて制御信号をドライバ３３へ与える。そしてドライバ３３は、与えられる信号に基づいて電極１１ｄへの通電制御を行い、かつポンプＰ１、Ｐ２、エアーポンプＰａ、定量ポンプＰｂ、Ｐｃ、ブロワＢＭ、モーター弁Ｖ１、Ｖ２の駆動制御を行う。
【００２９】
制御部３０による、水処理装置１の、通常運転時の制御の一例を、以下に示す。
まず水処理装置１の運転を開始すると、制御部３０は、水位センサＳ１によって、電解槽１１内の水位を測定する。
次に、電解槽１１の水位があらかじめ設定した下限値以下である場合には、モーター弁Ｖ２を閉じ、かつポンプＰ２を停止させた状態で、モーター弁Ｖ１を開くとともにポンプＰ１を駆動して、水ｗ１を、廃水タンク２から電解槽１１に送る。また随時、定量ポンプＰｃを駆動して、促進剤Ｌ２を促進剤槽１５ａから電解槽１１に送る。
【００３０】
そして、電解槽１１内の水位があらかじめ設定した上限値まで上昇した時点でモーター弁Ｖ１を閉じるとともにポンプＰ１を停止した後、エアーポンプＰａを駆動させて、送気管１３を通して、電極１１ｄ間に細かな気泡を送り出すとともに、ブロワＢＭを駆動させて、排気管１４を通して排気を行いながら、電極１１ｄに通電する。
そうすると、前記式(1)〜(4)の電気化学反応によって水ｗ１を脱窒素処理することができる。
【００３１】
またこの間、制御部３０は、ｐＨセンサＳ２によって電解槽１１内の水ｗ１のｐＨを継続的に測定しながら、酸性剤供給手段１２から酸性剤Ｌ１を供給して、ｐＨの調整を行う。
そして、例えばタイマ３１によって規定した処理の時間が経過した時点で電極１１ｄへの通電を停止するとともに、エアーポンプＰａとブロワＢＭとを停止した後、モーター弁Ｖ２を開くとともにポンプＰ２を駆動することによって、脱窒素処理した水ｗ１をドレンＤに排水する。
【００３２】
また制御部３０は、上記の流れとは別に、水位センサＳ３によって、促進剤槽１５ａ内の促進剤Ｌ２の水位を検知しており、検知した水位があらかじめ設定した下限値以下になった時点で、図示しない給水栓を開いて、給水路１５ｃを通して水を供給して、促進剤槽１５ａ内の促進剤Ｌ２の水位を常に一定の範囲に維持する働きもする。
制御部３０によるｐＨ調整の流れの一例を、図３に示す。
【００３３】
ステップＳＰ１で装置の運転を開始すると、制御部３０は、あらかじめメモリ３２に記録した、ｐＨ値の上限値と下限値とを読み込むとともに、ｐＨセンサＳ２によるｐＨの測定を開始する（ステップＳＰ２）。
なおｐＨの上限値は、前述した理由で８に限定される。またｐＨの下限値は６であるのが好ましい。ｐＨが６未満の領域では、ごく少量の酸性剤の添加によってｐＨが急激に変動し、ｐＨの制御が容易でないためである。
【００３４】
次にステップＳＰ３に進んで、制御部３０は、ｐＨの測定値が上限値以下（ｐＨ≦８）であるか否かを判定し、ｐＨが上限値以下である場合はステップＳＰ４に進んで、ｐＨの測定値が下限値以上（ｐＨ≧６）であるか否かを判定する。
そしてｐＨが下限値以上である場合はステップＳＰ５に進んで、装置のオペレータなどによって運転終了が選択されるまで、ステップＳＰ３〜ＳＰ５を繰り返す。そしてステップＳＰ５で装置の運転終了が選択されると、ステップＳＰ６に進んで装置の運転を終了する。
【００３５】
しかし電気化学反応を続けると、前述したように水のｐＨがアルカリ側にシフトする、つまりｐＨが増加する傾向にある。
このためステップＳＰ３で、ｐＨが上限値を超える（ｐＨ＞８）と判定した場合、制御部３０は、ステップＳＰ７に進んで、酸性剤供給手段１２の定量ポンプＰｂを駆動して、酸性剤槽１２ａから、供給水路１２ｂを通して酸性剤を電解槽１１に供給する操作を開始する。そしてステップＳＰ５で装置の運転終了が選択されない間はステップＳＰ３に戻って、ｐＨが上限値以下（ｐＨ≦８）になるまでステップＳＰ３→ＳＰ７→ＳＰ５を繰り返す。
【００３６】
またｐＨが上限値以下（ｐＨ≦８）になると、制御部３０は、次にステップＳＰ４に進んで、ｐＨが下限値以上（ｐＨ≧６）であるか否かを判定し、ｐＨが下限値以上であり、かつステップＳＰ５で装置の運転終了が選択されない間は、ステップＳＰ３→ＳＰ４→ＳＰ５を繰り返す。
さらにステップＳＰ４でｐＨが下限値未満（ｐＨ＜６）であると判定した場合、制御部３０は、ステップＳＰ８に進み、定量ポンプＰｂを停止して、酸性剤の供給を停止する。
【００３７】
ｐＨが下限値未満であり、かつステップＳＰ５で装置の運転終了が選択されない間は、ステップＳＰ３→ＳＰ４→ＳＰ８→ＳＰ５を繰り返す。また、電気化学反応を続けることで水のｐＨが上昇して、ｐＨが下限値以上になると、制御部３０は、ｐＨが下限値以上であり、かつステップＳＰ５で装置の運転終了が選択されない間は、ステップＳＰ３→ＳＰ４→ＳＰ５を繰り返す。そして、さらにｐＨが上昇して上限値を超えると、制御部３０は、再びステップＳＰ７に進んで、水に酸性剤を添加する。
【００３８】
以上の操作を繰り返すことによって、電解槽１１内の水ｗ１のｐＨを８以下、好ましくは６〜８の範囲に維持しつつ電気化学反応を継続することができる。
なお、電解槽１１での電気化学反応時に電極１１ｄ間を流れる電流の影響を極力排除して、ｐＨセンサＳ１によって、より正確な水のｐＨを測定することを考慮すると、以上の操作は、一定時間ごとに電気化学反応を停止した状態で、ｐＨセンサによって水のｐＨを測定し、この測定値に基づいて行うのが好ましい。
【００３９】
その具体的な方法としては、
一定時間ごとに電気化学反応を停止した状態で測定したｐＨ値をそのまま利用する方法の他、
一定時間ごとに電気化学反応を停止した状態で測定したｐＨ値に基づいて現在のｐＨ値を補正して利用する方法を採用することもできる。
図４は、この発明の他の実施形態にかかる水処理装置１を、同様に廃水タンク２中に貯留した水ｗ１をドレンＤに排水する設備に組み込んだ構造を簡略化して示す図である。
【００４０】
図の例の水処理装置１の、先の図１の例との相違点は、
水処理水路１０に、電解槽１１から排出した水を再び電解槽１１に供給するための循環水路１０ｄを設けた点と、
この循環水路１０ｄの途中に、循環ポンプＰ３と、ｐＨセンサＳ２とを配設した点と
この循環水路１０ｄに、酸性剤供給手段１２の供給水路１２ｂを接続した点である。その他の部分は図１の例と同じであるので、同一個所に同一符号を付して説明を省略する。また、図の例ではエアーポンプＰａと送気管１３とを省略しているが、省略せずに設置しても構わない。
【００４１】
循環水路１０ｄは、電解槽１１の筐体１０ａの底部から出て、循環ポンプＰ３、モーター駆動式の三方弁Ｖ３、ｐＨセンサＳ２、および酸性剤供給手段１２の供給水路１２ｂとの合流点Ｊ２を介して、電解槽１１の蓋体１１ｂに至るように接続してある。
循環水路１０ｄを、上記のように筐体１１ａの底部に接続しておくと、循環水路１０ｄを流れる水流によって筐体１１ａ内をも強制的にかく拌して、その底部に、工場廃水中に含まれる固形分などが澱んだり沈殿したりするのを防止して、脱窒素処理の効率を向上できる。
【００４２】
またｐＨセンサＳ２を、上記のように酸性剤供給手段１２の供給水路１２ｂとの合流点Ｊ２より上流側に配設しておくと、循環水路１０ｄを循環して、酸性剤と水とが十分に混合された状態でのｐＨを測定することができるため、ｐＨの測定精度を向上することができる。
また廃水タンク２からの給水路１０ａは、上記循環水路１０ｄの、供給水路１２ｂの合流点Ｊ２の下流側の合流点Ｊ３に接続してあり、ドレンＤへの排水路１０ｂは、上記三方弁Ｖ３に接続してある。
【００４３】
給水路１０ａと排水路１０ｂとをともにこのように接続すると、電解槽１１への水の入口をおよび出口をそれぞれ１つずつとして、電解槽１１の構造を簡略化できる。
また三方弁Ｖ３は、上記の位置に設けることによって、電解槽１１内の水の、循環水路１１ｄを通しての循環と、排水路１０ｂを通してのドレンＤへの排水との切替手段として機能させることができる。
【００４４】
図の例の水処理装置１の電気的な構成は、前記図２のうちポンプＰ２を循環ポンプＰ３に、またモーター弁Ｖ２を三方弁Ｖ３に変更するとともに、エアーポンプＰａを省略したこと以外は同様である。
制御部３０による、水処理装置１の、通常運転時の制御の一例を、以下に示す。
まず水処理装置１の運転を開始すると、制御部３０は、水位センサＳ１によって、電解槽１１内の水位を測定する。
【００４５】
次に、電解槽１１の水位があらかじめ設定した下限値以下である場合には、三方弁Ｖ３を循環水路１０ｄ側に開き、かつ循環ポンプＰ３を停止させた状態で、モーター弁Ｖ１を開くとともにポンプＰ１を駆動して、水ｗ１を、廃水タンク２から電解槽１１に送る。また随時、定量ポンプＰｃを駆動して、促進剤Ｌ２を促進剤槽１５ａから電解槽１１に送る。
そして、電解槽１１内の水位があらかじめ設定した上限値まで上昇した時点でモーター弁Ｖ１を閉じるとともにポンプＰ１を停止した後、循環ポンプＰ３を駆動させて、電解槽１１内の水を循環水路１０ｄを通して循環させるとともに、ブロワＢＭを駆動させて、排気管１４を通して排気を行いながら、電極１１ｄに通電する。
【００４６】
そうすると、前記式(1)〜(4)の電気化学反応によって水ｗ１を脱窒素処理することができる。
またこの際には、例えば通常の水よりも粘度の高い、混ざりにくい工場廃水などであっても、循環水路１０ｄを繰り返し通過させることによって強制的にかく拌しながら脱窒素処理できるため、処理の効率を向上することができる。
そして、例えばタイマ３１によって規定した処理の時間が経過した時点で電極１１ｄへの通電を停止するとともに、循環ポンプＰ３とブロワＢＭとを停止した後、三方弁Ｖ３を排水路１０ｂ側に開くとともに、再び循環ポンプＰ３を駆動することによって、脱窒素処理した水ｗ１をドレンＤに排水する。
【００４７】
またこの間、制御部３０は、前記と同様にｐＨセンサＳ２によって水ｗ１のｐＨを継続的に測定しながら、酸性剤供給手段１２から酸性剤Ｌ１を供給して、ｐＨの調整を行う。制御の流れは図３に示したとおりである。
また制御部３０は、やはり前記と同様に、水位センサＳ３の測定結果に基づいて、給水路１５ｃを通して水を供給することで、促進剤槽１５ａ内の促進剤Ｌ２の水位を常に一定の範囲に維持する働きもする。
【００４８】
図５は、この発明の他の実施形態にかかる水処理装置１を、やはり廃水タンク２中に貯留した水ｗ１をドレンＤに排水する設備に組み込んだ構造を簡略化して示す図である。
図の例の水処理装置１の、先の図４の例との相違点は、
循環水路１０ｄの、もとの電解槽１１の位置に、電極を有しない以外は同様に構成した貯水槽１６を配設した点と、
電解槽１１を、例えば循環水路１０ｄを構成する配管の一部となる管路部材内に電極１１ｄを組み込むなどして、槽内が常時水で満たされて、電気化学反応によって発生する塩素ガスが貯留しない構造に形成した点と、
かかる電解槽１１を、循環水路１０ｄの、ｐＨセンサＳ２と、酸性剤供給手段１２の供給水路１２ｂとの合流点Ｊ２との間に配設した点と、
そして循環水路１０ｄの、ｐＨセンサＳ２の前後に接地部ＥＴを設けた点である。その他の部分は図４の例と同じであるので、同一個所に同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
貯水槽１６は、函状の筐体１６ａと、この筐体１６ａの上部開口を閉じる蓋体１６ｂと、筐体１６ａの外側に一体に形成した、筐体１６ａからオーバーフローした余剰の水を受けるための外容器１６ｃとを有する。
筐体１６ａには、その底部に循環水路１０ｄを接続してある。このように接続しておくと、循環水路１０ｄを流れる水流によって筐体１６ａ内をも強制的にかく拌して、その底部に、工場廃水中に含まれる固形分などが澱んだり沈殿したりするのを防止して、脱窒素処理の効率を向上できる。
【００５０】
また蓋体１６ｂには、循環水路１０ｄと、電気化学反応によって発生するガスを、ブロワＢＭの排気力によって貯水槽１６外へ排出するための排気管１４とを接続してあるとともに、槽内の水位を測定するための水位センサＳ１を配設してある。
さらに外容器１６ｃには、当該外容器１６ｃにオーバーフローした水をドレンＤに排水するための排水路１０ｃを接続してある。
【００５１】
電解槽１１は、前記のように循環水路１０ｄを構成する配管の一部となる管路部材内に電極１１ｄを組み込むなどして、槽内が常時水で満たされて、電気化学反応によって発生する塩素ガスが貯留しない構造に形成してある。
したがって、塩素ガスによる電極１１ｄの腐食を、より確実に防止することができる。なお電気化学反応によって発生した塩素ガスや窒素ガスは、循環水路１０ｄを通して貯水槽１６に送られ、ブロワＢＭの排気力によって、排気管１４を通して貯水槽１６外へ排出される。
【００５２】
またこの例では、電解槽１１を図の位置に配設することによって、ｐＨセンサＳ２を、循環水路１０ｄの、貯水槽１６の下流側でかつ電解槽１１の上流側に配設するとともに、酸性剤供給手段１２の供給水路１２ｂの合流点Ｊ２を、循環水路１０ｄの、電解槽１１の下流側で、かつ貯水槽１６の上流側に配設したことになる。
このように構成すると、電解槽１１での電気化学反応時に電極間を流れる電流の影響を極力排除するとともに、酸性剤供給手段１２から供給した酸性剤Ｌ１を、貯水槽１６を通すことで水とより均一に混合した状態で、ｐＨセンサＳ２に供給できるため、当該ｐＨセンサＳ２によって、より正確な水のｐＨを測定することができる。
【００５３】
また図の例では、前記のように循環水路１０ｄの、ｐＨセンサＳ２の前後に接地部ＥＴを設けてあるため、このことによっても、電解槽１１での電気化学反応時に電極間を流れる電流の影響を極力排除して、ｐＨセンサＳ２によって、より正確な水のｐＨを測定することができる。
接地部ＥＴの構造としては、例えば循環水路１０ｄを構成する配管の一部となる管路部材内に、チタニウムなどで形成した筒状の接地部材を固定して、接地のための配線を接続したり、該当部分の管路部材自体に接地のための配線を接続したりすればよい。また単に、接地のための配線を接続したチタニウムなどの金属棒を、循環水路１０ｄ内に挿入するだけでもよい。
【００５４】
図の例の水処理装置１の電気的な構成は、前記図４のものと全く同様である。制御部３０による、水処理装置１の、通常運転時の制御の一例を、以下に示す。
まず水処理装置１の運転を開始すると、制御部３０は、水位センサＳ１によって、貯水槽１６内の水位を測定する。
次に、貯水槽１６の水位があらかじめ設定した下限値以下である場合には、三方弁Ｖ３を循環水路１０ｄ側に開き、かつ循環ポンプＰ３を停止させた状態で、モーター弁Ｖ１を開くとともにポンプＰ１を駆動して、水ｗ１を、廃水タンク２から貯水槽１６に送る。また随時、定量ポンプＰｃを駆動して、促進剤Ｌ２を促進剤槽１５ａから貯水槽１６に送る。
【００５５】
そして、貯水槽１６内の水位があらかじめ設定した上限値まで上昇した時点でモーター弁Ｖ１を閉じるとともにポンプＰ１を停止した後、循環ポンプＰ３を駆動させて、貯水槽１６内の水を循環水路１０ｄを通して循環させるとともに、ブロワＢＭを駆動させて、排気管１４を通して排気を行いながら、電解槽１１の電極１１ｄに通電する。
そうすると、前記式(1)〜(4)の電気化学反応によって水ｗ１を脱窒素処理することができる。
【００５６】
またこの際には、例えば通常の水よりも粘度の高い、混ざりにくい工場廃水などであっても、循環水路１０ｄを繰り返し通過させることによって強制的にかく拌しながら脱窒素処理できるため、処理の効率を向上することができる。
そして、例えばタイマ３１によって規定した処理の時間が経過した時点で電極１１ｄへの通電を停止するとともに、循環ポンプＰ３とブロワＢＭとを停止した後、三方弁Ｖ３を排水路１０ｂ側に開くとともに、再び循環ポンプＰ３を駆動することによって、脱窒素処理した水ｗ１をドレンＤに排水する。
【００５７】
またこの間、制御部３０は、前記と同様にｐＨセンサＳ２によって水ｗ１のｐＨを継続的に測定しながら、酸性剤供給手段１２から酸性剤Ｌ１を供給して、ｐＨの調整を行う。制御の流れは図３に示したとおりである。
また制御部３０は、やはり前記と同様に、水位センサＳ３の測定結果に基づいて、給水路１５ｃを通して水を供給することで、促進剤槽１５ａ内の促進剤Ｌ２の水位を常に一定の範囲に維持する働きもする。
【００５８】
図６は、この発明の他の実施形態にかかる水処理装置１を、やはり廃水タンク２中に貯留した水ｗ１をドレンＤに排水する設備に組み込んだ構造を簡略化して示す図である。
図の例の水処理装置１の、先の図１の例との相違点は、
排水路１０ｂの、電解槽１１とポンプＰ２との間に、モーター弁Ｖ４と、ヒータＨ１を内蔵した加熱槽１７とをこの順に配設した点と、
促進剤供給手段１５を省略した点と、
電解槽１１の外容器１１ｃを省略した代わりに、加熱槽１７に外容器１７ｃを形成し、この外容器１７ｃに排水路１０ｃを接続した点と、
排気管１４を加熱槽１７に配設した点と、
この排気管１４の途中に、アンモニア性窒素を窒素ガスに変換するための触媒ＣＴを配設した点である。その他の部分は図１の例と同じであるので、同一個所に同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
また、かかるヒータＨ１による、アンモニア性窒素の除去効果は、前述したように特に陽イオン交換膜式の装置において有効であるので、図の例では電解槽１１として、記載を省略しているが、電極１１ｄのうちカソード側の電極としての真鍮などの電極と、アノード側の電極とを、陽イオン交換膜で隔てた方式を採用している。
水の流れは、先に記載したようにまずカソード側で、水に含まれる酸化態窒素を還元し、次いでアノード側で、先の還元反応で生成したアンモニア性窒素を窒素分子に酸化して除去した後、加熱槽１７に送るようにしてもよいし、カソード側で酸化態窒素を還元した水と、アノード側を通過した水とを混合して加熱槽１７に送るようにしてもよい。
【００６０】
加熱槽１７は、函状の筐体１７ａと、この筐体１７ａの上部開口を閉じる蓋体１７ｂと、前記のように筐体１７ａの外側に一体に形成した、筐体１７ａからオーバーフローした余剰の水を受けるための外容器１７ｃとを有する。
筐体１７ａには、その底部に排水路１０ｂを接続してある。このように接続しておくと、当該筐体１７ａの底部に、工場廃水中に含まれる固形分などが澱んだり沈殿したりするのを防止して、脱窒素処理の効率を向上できる。
【００６１】
また蓋体１７ｂには、排水路１０ｂと、水を加熱することでアンモニア性窒素を気化させて水から除去するためのヒータＨ１と、気化したアンモニア性窒素をブロワＢＭの排気力によって加熱槽１７外へ排出するための排気管１４とを接続してあるとともに、水温を一定に保つためのサーミスタＳ４を配設してある。
ブロワＢＭの排気力によって加熱槽１７外へ排出されたアンモニア性窒素は、排気管１４の途中に設けた触媒ＣＴによって窒素に変換されて装置外に排出される。なお触媒による変換反応を促進するためには、当該触媒ＣＴ自体を加熱するか、もしくは排気管１４を通過するアンモニア性窒素を加熱する手段を、排気管１４に設けておくのが好ましい。
【００６２】
図の例の水処理装置１の電気的な構成は、前記図２に、ヒータＨ１と、モーター弁Ｖ４とを追加したこと以外は同様である。
制御部３０による、水処理装置１の、通常運転時の制御の一例を、以下に示す。
まず水処理装置１の運転を開始すると、制御部３０は、水位センサＳ１によって電解槽１１内の水位を測定する。
【００６３】
次に、電解槽１１の水位があらかじめ設定した下限値以下である場合には、モーター弁Ｖ４を閉じた状態で、モーター弁Ｖ１を開くとともにポンプＰ１を駆動して、水ｗ１を、廃水タンク２から電解槽１１に送る。
そして、電解槽１１内の水位があらかじめ設定した上限値まで上昇した時点でモーター弁Ｖ１を閉じるとともにポンプＰ１を停止した後、エアーポンプＰａを駆動させて、送気管１３を通して、電極１１ｄ間に細かな気泡を送り出しながら、電極１１ｄに通電する。
【００６４】
そうすると、前記式(1)〜(4)の電気化学反応によって水ｗ１を脱窒素処理することができる。
またこの間、制御部３０は、ｐＨセンサＳ２によって電解槽１１内の水ｗ１のｐＨを継続的に測定しながら、酸性剤供給手段１２から酸性剤Ｌ１を供給して、ｐＨの調整を行う。
そして、例えばタイマ３１によって規定した処理の時間が経過した時点で電極１１ｄへの通電を停止するとともに、エアーポンプＰａを停止した後、モーター弁Ｖ２を閉じ、かつポンプＰ２を停止させた状態で、モーター弁Ｖ４を開いて、水ｗ１を、電解槽１１から加熱槽１７に送る。
【００６５】
そしてモーター弁Ｖ２、Ｖ４を閉じるとともにポンプＰ２を停止させ、なおかつブロワＢＭを駆動させて、排気管１４を通して排気を行いながら、ヒータＨ１に通電して水ｗ１を加熱する。サーミスタＳ４によって設定する加熱の温度は６０℃前後が最適である。
これにより、水ｗ１中のアンモニア性窒素を気化させ、さらに排気管１４中の触媒ＣＴの機能によって窒素ガスに変換した後、大気中等に放出することができる。
【００６６】
このあと、例えばタイマ３１によって規定した処理の時間が経過した時点でヒータＨ１への通電を停止するとともに、ブロワＢＭを停止した後、モーター弁Ｖ２を開くとともにポンプＰ２を駆動することによって、脱窒素処理した水ｗ１をドレンＤに排水する。
なおヒータＨ１を、電解槽１１内に配設して加熱槽１７を省略することもできる。しかし電解槽１１内で行う電気化学反応は、水温が低いほどスムースに進行するので、図の例のように電解槽１１と、ヒータＨ１を内蔵した加熱槽１７とを別に設けるのが好ましい。
【００６７】
この発明は、以上で説明した実施形態に限定されるものでなく、各請求項記載の範囲内において、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる水処理装置を、例えば工場等において、廃水タンク中に貯留した水をドレンに排水する設備に組み込んだ構造を簡略化して示す図である。
【図２】上記例の水処理装置の、電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】上記例の水処理装置における、水のｐＨ調整の流れを示すフローチャートである。
【図４】この発明の他の実施形態にかかる水処理装置を、やはり工場等において、廃水タンク中に貯留した水をドレンに排水する設備に組み込んだ構造を簡略化して示す図である。
【図５】この発明のさらに他の実施形態にかかる水処理装置を、工場等において、廃水タンク中に貯留した水をドレンに排水する設備に組み込んだ構造を簡略化して示す図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態にかかる水処理装置を、工場等において、廃水タンク中に貯留した水をドレンに排水する設備に組み込んだ構造を簡略化して示す図である。
【符号の説明】
１水処理装置
１０処理水路
１１電解槽
１２酸性剤供給手段
Ｓ２ｐＨセンサ
Ｌ１酸性剤
ｗ１水
３０制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water treatment apparatus for denitrifying water by an electrochemical reaction.
[0002]
[Prior art]
Nitrogen components such as nitrate ions, nitrite ions, and ammonia dissolved in factory wastewater, domestic wastewater, groundwater, etc. are causative substances for water quality and need to be removed.
Conventionally, a biological denitrification method using denitrifying bacteria is known as a method for removing oxidized nitrogen such as nitrate ions and nitrite ions.
[0003]
However, since the degree of activity of biocatalysts such as denitrifying bacteria depends on the temperature, the biological denitrification method has a problem that the nitrogen component removal ability varies greatly depending on the season and weather.
Therefore, it has been studied to remove oxidized nitrogen by an electrochemical reaction without using a biocatalyst.
For example, in Patent Document 1,
A cathode chamber and an anode chamber are formed by separating a cathode electrode having a function of reducing oxidized nitrogen by an electrochemical reaction and an anode electrode as a counter electrode with a cation exchange membrane;
・ First introduce water into the cathode chamber, reduce the oxidized nitrogen contained in the water,
・ Lead to the anode chamber to remove the ammonia produced by the previous reduction reaction by oxidizing it into nitrogen molecules.
A device was proposed.
[0004]
In addition, an apparatus that simply omits the cation exchange membrane has been proposed.
In such an apparatus, an electrode such as brass having a function of reducing oxidized nitrogen by an electrochemical reaction as described above is used as an electrode on the cathode side, and a chlorine by an electrochemical reaction is used as an anode side electrode. A platinum-iridium electrode having a function of generating hypochlorous acid or its ions from water containing water is used.
[0005]
Then, when direct current is passed through both electrodes from the power supply circuit to water containing chlorine, such as tap water, or water to which salt is added as necessary, the following formulas (1) to (4) A chemical reaction can occur to convert oxidized nitrogen to nitrogen gas and remove it.
(Cathode side)
NO₃ ⁻+ 6H₂O + 8e⁻→ NH₃+ 9OH⁻      (1)
(Anode side)
2Cl⁻→ Cl₂+ 2e⁻      (2)
H₂O + Cl₂⇔HClO + H⁺+ Cl⁻      (3)
(Anode side + cathode side)
2NH₃+ 3HClO → N₂↑ + 3HCl + 3H₂O (4)
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-11-347558 (column 0007, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the above electrochemical reaction is continued, the pH of water tends to shift to the alkali side. When such a shift occurs, a reverse reaction occurs in which nitrous acid returns to nitric acid on the cathode side. The problem is that the efficiency is significantly reduced. In addition, when the pH of water shifts to the alkali side, chlorine (Cl₂) Is easily gasified, and the generated chlorine gas corrodes the exposed portion of the electrode from water. Another problem is that the electrolytic cell containing the electrode must have a strict seal structure in order to prevent the generated chlorine gas from leaking out of the system.
[0008]
An object of the present invention is to provide a novel water treatment apparatus that can improve the efficiency of denitrification treatment more than before, can denitrify treatment more efficiently, and can suppress generation of chlorine gas.
[0009]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
The invention according to claim 1 is an electrolytic cell for denitrifying water by reducing oxidized nitrogen by an electrochemical reaction in water, supplying water to the electrolytic cell, and water after treatment A treatment water channel for discharging water from the electrolytic cell, a pH sensor for measuring the pH of water flowing through the treatment water channel, an acid agent supply means for supplying an acid agent to the water supplied to the electrolytic cell, and electrolysis In order to maintain the measured value of the pH sensor at 8 or less during the electrochemical reaction in the tank, the water treatment apparatus includes a control means for supplying the acid agent from the acid agent supply means.
[0010]
According to the structure of Claim 1, based on the measured value of the pH of water measured by the pH sensor, an acidic agent such as dilute sulfuric acid is intermittently or continuously supplied to water from the acidic agent supply means. The pH of water during the electrochemical reaction in the electrolytic cell can be prevented from shifting to the alkali side, and can be maintained at 8 or less suitable for denitrification treatment. For this reason, it is possible to prevent the reverse reaction of nitrous acid from returning to nitric acid on the cathode side, thereby improving the efficiency of the denitrification treatment.
[0011]
Moreover, generation | occurrence | production of chlorine gas can also be suppressed when an electrochemical reaction is performed, maintaining pH at 8 or less. Therefore, for example, corrosion of a portion of the electrode exposed from water can be prevented, and the sealing structure of the electrolytic cell incorporating the electrode can be simplified more than before.
In the invention described in claim 2, the treated water channel includes a circulation channel for supplying water discharged from the electrolytic cell to the electrolytic cell again, and a circulation pump for circulating water through the circulation channel, 2. The water treatment apparatus according to claim 1, wherein a pH sensor and an acid agent supply means are disposed in the circulating water channel.
[0012]
According to the configuration of the second aspect, water can be repeatedly passed through the circulation channel and supplied to the electrolytic cell for denitrification treatment.
For this reason, for example, even factory wastewater with a higher viscosity than normal water, which is difficult to mix, can be denitrified while forcibly stirring by repeatedly passing through the circulation channel, further improving the processing efficiency. can do.
The invention described in claim 3 is provided with a water storage tank for storing water treated in the electrolytic cell in the middle of the circulation channel, and the electrolytic cell is filled with water at all times. The water treatment apparatus according to claim 2, wherein the water treatment apparatus is formed in a structure in which chlorine gas generated by the reaction is not stored.
[0013]
According to the structure of Claim 3, corrosion of the electrode by chlorine gas can be prevented more reliably.
The invention according to claim 4 is the water treatment apparatus according to claim 3, wherein the pH sensor is disposed on the downstream side of the water storage tank and on the upstream side of the electrolytic tank in the circulating water channel. According to the structure of Claim 4, the influence of the electric current which flows between electrodes at the time of the electrochemical reaction in an electrolytic cell is excluded as much as possible, and more accurate pH of water can be measured with a pH sensor.
[0014]
The invention according to claim 5 is the water treatment apparatus according to claim 4, characterized in that the acid agent supply means is disposed on the downstream side of the electrolytic tank and on the upstream side of the water storage tank. .
According to the configuration of the fifth aspect, the acid agent supplied from the acid agent supply means is passed through the water storage tank so that the pH sensor disposed on the downstream side of the water storage tank can be mixed more uniformly with water. Can be supplied. Therefore, the pH sensor can measure the pH of water more accurately.
[0015]
In the invention according to claim 6, the control means measures the pH of the water by the pH sensor in a state where the electrochemical reaction is stopped every predetermined time, and the acid agent is supplied from the acid agent supply means based on the measured value. The water treatment apparatus according to claim 1, wherein the water treatment apparatus is supplied.
The invention according to claim 7 is the water treatment apparatus according to claim 1, wherein the treated water channel is provided with a grounding portion in the vicinity of the position where the pH sensor is disposed.
[0016]
According to the structure of Claim 6, 7, the influence of the electric current which flows between electrodes at the time of the electrochemical reaction in an electrolytic cell is excluded as much as possible, and more accurate pH of water can be measured with a pH sensor.
In the invention according to claim 8, a heater is provided in the electrolytic cell, or a heating tank containing a heater is disposed downstream of the electrolytic cell in the treatment water channel, and the heater is in an electrochemical reaction or reaction by the heater. The water treatment apparatus according to claim 1, wherein ammonia nitrogen generated by an electrochemical reaction is vaporized and removed from the water by heating the subsequent water.
[0017]
According to the configuration of the eighth aspect, particularly in the cation exchange membrane type apparatus, the ammonia nitrogen generated by the electrochemical reaction can be vaporized by heating and sequentially removed from the reaction system, so that the electrochemical reaction can be performed more smoothly. The efficiency of the denitrification treatment can be further improved. Further, if the heating temperature is set to be constant, the efficiency of the treatment can be kept constant even when the temperature of the water changes according to the air temperature or the like. Moreover, in the cation exchange membrane type apparatus, it is not necessary to add an effective chlorine component for removing ammonia nitrogen, and therefore the apparatus can be simplified.
[0018]
According to the ninth aspect of the present invention, an exhaust path including a catalyst for converting vaporized ammonia nitrogen into nitrogen gas and a fan for exhaust gas is connected to an electrolytic cell or a heating cell provided with a heater. The water treatment apparatus according to claim 8.
According to the structure of Claim 9, since ammonia nitrogen with an irritating odor can be converted into odorless nitrogen gas and exhausted, it is preferable in terms of environmental hygiene.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram schematically showing a structure in which a water treatment apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is incorporated in a facility for draining water w1 stored in a wastewater tank 2 into a drain D in a factory or the like. is there.
The water treatment apparatus 1 in the example shown in the figure has a treatment water channel 10 for draining water Drain D after taking water w1 from the waste water tank 2 and performing denitrification treatment in the electrolytic cell 11.
[0020]
The electrolytic cell 11 includes a box-shaped housing 11a that serves as a reaction vessel, a lid 11b that closes the upper opening of the housing 11a, and an excess formed from the housing 11a that is integrally formed outside the housing 11a. And an outer container 11c for receiving water.
Of these, the bottom of the housing 11a is connected to a drainage channel 10b corresponding to the downstream side of the treated water channel 10 for discharging the denitrified water w1 to the drain D. If the drainage channel 10b is connected to the bottom of the casing 11a as described above, the bottom of the casing 11a is prevented from stagnating or precipitating solids contained in the factory wastewater. The efficiency of the denitrification process can be improved.
[0021]
In addition, a water supply channel 10a corresponding to the upstream side of the treatment water channel 10 for supplying water w1 from the waste water tank 2 is connected to the lid body 11b, and a water level sensor S1 for measuring the water level in the tank. And an electrode 11d for energizing the water w1 to denitrify it by an electrochemical reaction, and a pH sensor S2 for measuring the pH of the water w1.
In addition, the lid 11b is supplied with the supply water channel 12b for supplying the acid agent L1 such as dilute sulfuric acid, which is stored in the acid agent tank 12a of the acid agent supply means 12, to the electrolytic cell 11, and the air fed by the air pump Pa. An air supply pipe 13 for making fine bubbles to be sent between the electrodes 11d and an exhaust pipe 14 for discharging the gas generated by the electrochemical reaction out of the electrolytic cell 11 by the exhaust force of the blower BM are connected. is there.
[0022]
Among these, if fine bubbles are sent out between the electrodes 11d through the air supply tube 13, it is possible to prevent the scale from adhering to the surface of the electrode 11d on the cathode side in particular, thereby extending the life of the electrode 11d and denitrifying treatment. Efficiency can be improved.
In addition, a metering pump Pb for supplying the acid agent L1 stored in the acid agent tank 12a to the electrolytic cell 11 in a certain amount is provided in the supply channel 12b of the acid agent supply means 12.
[0023]
A drainage channel 10c for draining water that has overflowed into the outer container 11c to the drain D is connected to the outer container 11c.
In this example, the electrolytic cell 11 employs a method in which the cation exchange membrane is omitted, and the cathode 11 of the electrode 11d is used for denitrification by the electrochemical reaction of the above-described formulas (1) to (4). A brass electrode or the like is used as the side electrode, and a platinum-iridium electrode or the like is used as the anode electrode.
[0024]
A pump P1 for supplying water w1 from the wastewater tank 2 to the electrolytic cell 11 and a motor valve V1 for opening and closing the pipe 10a are arranged in this order in the water supply channel 10a.
Further, a supply water passage 15b of the promoter supply means 15 is connected to the water supply passage 10a at a junction J1 between the motor valve V1 and the electrolytic cell 11.
The promoter supply means 15 adds a promoter L2 to the water w1 supplied to the electrolytic cell 11 in order to supply the chlorine ions necessary for performing the electrochemical reactions of the above-described formulas (1) to (4). The metering pump Pc is disposed in the supply water channel 15b. In the figure, reference numeral 15c is a water supply path for supplying water to the accelerator tank 15a, and reference numeral 15d is a drain path for draining excess water overflowing from the accelerator tank 15a to the drain D. Further, symbol S3 is a water level sensor for detecting the water level in order to control the amount of water supplied to the promoter tank 15a through the water supply channel 15c.
[0025]
The accelerator supply means 15 contains a water-soluble compound containing chlorine such as salt in the accelerator tank 15a, and dissolves the compound with water supplied so as to reach a constant water level through the water supply channel 15c. In addition to generating a promoter L2 having a saturated concentration or a high concentration close thereto, the generated promoter L2 is supplied to the electrolytic cell 11 through the supply water channel 15b by a fixed amount by driving the metering pump Pc. is there.
[0026]
When the electrode on the anode side is not a platinum-iridium electrode as described above, but an electrode that does not have a function of generating hypochlorous acid or its ions from water containing chlorine, the accelerator supply means 15 is a saline solution. Instead of a solution containing chlorine ions such as the above, a solution containing hypochlorite ions that react with ammoniacal nitrogen in the reaction of the above formula (4), such as a sodium hypochlorite aqueous solution, may be supplied. Alternatively, an apparatus for generating hypochlorite ions by electrolytic reaction of saline or the like using the platinum-iridium electrode described above can also be used as the accelerator supply means 15.
[0027]
In the drainage channel 10b, a pump P2 for discharging the water w1 from the electrolytic cell 11 and a motor valve V2 for opening and closing the pipe 10b are arranged in this order.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the water treatment apparatus 1 of FIG.
As shown in the figure, the water treatment apparatus 1 includes a control unit 30 as a control unit that operates each part of the apparatus while energizing the electrode 11d of the electrolytic cell 11.
The outputs of the water level sensor S1, the pH sensor S2, and the water level sensor S3 are given to the control unit 30. In the control unit 30, there are provided a timer 31 for defining the timing of various operations and a memory 32 in which initial values and the like serving as a reference for various operations are registered.
[0028]
The control unit 30 performs various calculations based on the outputs of the sensors S1 to S3, the timing defined by the timer 31, the initial value recorded in the memory 32, and the like, and gives a control signal to the driver 33 based on the calculation. The driver 33 performs energization control to the electrode 11d based on the given signal, and performs drive control of the pumps P1, P2, the air pump Pa, the metering pumps Pb, Pc, the blower BM, and the motor valves V1, V2.
[0029]
An example of control during normal operation of the water treatment apparatus 1 by the control unit 30 is shown below.
First, when the operation of the water treatment apparatus 1 is started, the control unit 30 measures the water level in the electrolytic cell 11 by the water level sensor S1.
Next, when the water level of the electrolytic cell 11 is equal to or lower than the preset lower limit value, the motor valve V1 is closed and the pump P1 is driven while the motor valve V2 is closed and the pump P2 is stopped. Water w1 is sent from the wastewater tank 2 to the electrolytic cell 11. Further, the metering pump Pc is driven as needed to send the accelerator L2 from the accelerator tank 15a to the electrolytic cell 11.
[0030]
Then, when the water level in the electrolytic cell 11 rises to a preset upper limit value, the motor valve V1 is closed and the pump P1 is stopped, and then the air pump Pa is driven to pass through the air supply pipe 13 and finely between the electrodes 11d. In addition, the blower BM is driven and exhausted through the exhaust pipe 14 while energizing the electrode 11d.
If it does so, the water w1 can be denitrogenated by the electrochemical reaction of said Formula (1)-(4).
[0031]
During this time, the controller 30 adjusts the pH by supplying the acid agent L1 from the acid agent supply means 12 while continuously measuring the pH of the water w1 in the electrolytic cell 11 by the pH sensor S2.
For example, when the processing time specified by the timer 31 has elapsed, the energization to the electrode 11d is stopped, and after stopping the air pump Pa and the blower BM, the motor valve V2 is opened and the pump P2 is driven. The drained water w1 is drained into the drain D.
[0032]
Moreover, the control part 30 is detecting the water level of the promoter L2 in the promoter tank 15a with the water level sensor S3 separately from said flow, and when the detected water level becomes below the preset lower limit. Further, the water faucet (not shown) is opened and water is supplied through the water supply passage 15c, so that the water level of the promoter L2 in the promoter tank 15a is always maintained within a certain range.
An example of the flow of pH adjustment by the control unit 30 is shown in FIG.
[0033]
When the operation of the apparatus is started in step SP1, the control unit 30 reads the upper limit value and lower limit value of the pH value recorded in advance in the memory 32, and starts measuring the pH by the pH sensor S2 (step SP2).
The upper limit value of pH is limited to 8 for the reason described above. Moreover, it is preferable that the lower limit of pH is 6. This is because, in the region where the pH is less than 6, the pH changes rapidly due to the addition of a very small amount of an acidic agent, and the control of the pH is not easy.
[0034]
Next, the process proceeds to step SP3, where the control unit 30 determines whether or not the measured value of the pH is equal to or lower than the upper limit (pH ≦ 8). If the pH is equal to or lower than the upper limit, the process proceeds to step SP4. It is determined whether or not the measured pH value is equal to or higher than the lower limit (pH ≧ 6).
If the pH is equal to or higher than the lower limit value, the process proceeds to step SP5, and steps SP3 to SP5 are repeated until the end of the operation is selected by an operator of the apparatus. When the end of the operation of the apparatus is selected in step SP5, the process proceeds to step SP6 to end the operation of the apparatus.
[0035]
However, if the electrochemical reaction is continued, the pH of water shifts to the alkali side as described above, that is, the pH tends to increase.
For this reason, when it determines with pH exceeding an upper limit (pH> 8) by step SP3, the control part 30 progresses to step SP7, drives the metering pump Pb of the acidic agent supply means 12, and is an acidic agent tank. From 12a, the operation of supplying the acid agent to the electrolytic cell 11 through the supply water channel 12b is started. Then, while the end of the operation of the apparatus is not selected in step SP5, the process returns to step SP3, and steps SP3 → SP7 → SP5 are repeated until the pH becomes equal to or lower than the upper limit value (pH ≦ 8).
[0036]
When the pH is lower than the upper limit (pH ≦ 8), the control unit 30 next proceeds to step SP4 to determine whether the pH is equal to or higher than the lower limit (pH ≧ 6). While this is the case and the end of the operation of the apparatus is not selected in step SP5, steps SP3 → SP4 → SP5 are repeated.
Furthermore, when it determines with pH being less than a lower limit (pH <6) by step SP4, the control part 30 progresses to step SP8, stops the metering pump Pb, and stops supply of an acidic agent.
[0037]
While the pH is less than the lower limit and the end of the operation of the apparatus is not selected in step SP5, steps SP3 → SP4 → SP8 → SP5 are repeated. Further, when the pH of water rises by continuing the electrochemical reaction and the pH becomes equal to or higher than the lower limit value, the control unit 30 determines that the pH is equal to or higher than the lower limit value and that the operation end of the apparatus is not selected in step SP5. Repeat steps SP3 → SP4 → SP5. When the pH further rises and exceeds the upper limit value, the control unit 30 proceeds to step SP7 again and adds an acid agent to the water.
[0038]
By repeating the above operation, the electrochemical reaction can be continued while maintaining the pH of the water w1 in the electrolytic cell 11 in the range of 8 or less, preferably in the range of 6-8.
In consideration of measuring the pH of the water more accurately by the pH sensor S1 by eliminating the influence of the current flowing between the electrodes 11d during the electrochemical reaction in the electrolytic cell 11 as much as possible, the above operation is constant. It is preferable that the pH of water is measured by a pH sensor in a state where the electrochemical reaction is stopped every time, and the measurement is performed based on the measured value.
[0039]
As a specific method,
In addition to the method of using the pH value measured with the electrochemical reaction stopped every certain time as it is,
A method in which the current pH value is corrected and used based on the pH value measured in a state where the electrochemical reaction is stopped at regular intervals can also be adopted.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a structure in which the water treatment apparatus 1 according to another embodiment of the present invention is incorporated in a facility for draining the water w1 stored in the wastewater tank 2 to the drain D in the same manner.
[0040]
The difference of the water treatment apparatus 1 of the example of the figure from the example of the previous FIG.
The water treatment channel 10 is provided with a circulation channel 10d for supplying water discharged from the electrolytic cell 11 to the electrolytic cell 11 again,
In the middle of this circulating water channel 10d, a circulation pump P3 and a pH sensor S2 are disposed.
This is a point where the supply water channel 12b of the acid agent supply means 12 is connected to the circulation water channel 10d. The other parts are the same as in the example of FIG. 1, and thus the same reference numerals are assigned to the same parts and the description thereof is omitted. Moreover, in the example of a figure, although the air pump Pa and the air supply pipe | tube 13 are abbreviate | omitted, you may install without abbreviate | omitting.
[0041]
The circulation channel 10d exits from the bottom of the casing 10a of the electrolytic cell 11, and has a junction J2 with the circulation pump P3, the motor-driven three-way valve V3, the pH sensor S2, and the supply channel 12b of the acid agent supply means 12. And is connected so as to reach the lid 11b of the electrolytic cell 11.
When the circulating water channel 10d is connected to the bottom of the housing 11a as described above, the inside of the housing 11a is forcibly stirred by the water flow flowing through the circulating water channel 10d, and the bottom of the housing 11a is placed in the factory wastewater. It is possible to improve the efficiency of the denitrification treatment by preventing the contained solid content from stagnating or precipitating.
[0042]
Further, if the pH sensor S2 is disposed upstream from the junction J2 with the supply water channel 12b of the acid agent supply means 12 as described above, the acid agent and water are sufficiently circulated through the circulation water channel 10d. PH can be measured in a mixed state, so that the pH measurement accuracy can be improved.
The water supply channel 10a from the waste water tank 2 is connected to the junction J3 downstream of the junction J2 of the supply water channel 12b of the circulation water channel 10d, and the drainage channel 10b to the drain D is connected to the three-way valve V3. Is connected to.
[0043]
If both the water supply channel 10a and the drainage channel 10b are connected in this manner, the structure of the electrolytic cell 11 can be simplified by providing one water inlet and one water outlet to the electrolytic cell 11, respectively.
Further, the three-way valve V3 can function as a switching means between the circulation of the water in the electrolytic cell 11 through the circulation channel 11d and the drainage to the drain D through the drainage channel 10b by being provided at the above position. .
[0044]
The electrical configuration of the water treatment apparatus 1 in the example shown in the drawing is that the pump P2 in FIG. 2 is changed to the circulation pump P3, the motor valve V2 is changed to the three-way valve V3, and the air pump Pa is omitted. It is the same.
An example of control during normal operation of the water treatment apparatus 1 by the control unit 30 is shown below.
First, when the operation of the water treatment apparatus 1 is started, the control unit 30 measures the water level in the electrolytic cell 11 by the water level sensor S1.
[0045]
Next, when the water level in the electrolytic cell 11 is equal to or lower than the preset lower limit value, the motor valve V1 is opened and the pump is opened while the three-way valve V3 is opened to the circulating water channel 10d and the circulation pump P3 is stopped. P1 is driven and water w1 is sent from the wastewater tank 2 to the electrolytic cell 11. Further, the metering pump Pc is driven as needed to send the accelerator L2 from the accelerator tank 15a to the electrolytic cell 11.
When the water level in the electrolytic cell 11 rises to a preset upper limit value, the motor valve V1 is closed and the pump P1 is stopped, and then the circulation pump P3 is driven to supply the water in the electrolytic cell 11 to the circulation channel 10d. The electrode 11d is energized while the blower BM is driven and exhausted through the exhaust pipe 14.
[0046]
If it does so, the water w1 can be denitrogenated by the electrochemical reaction of said Formula (1)-(4).
In this case, for example, even factory wastewater having a higher viscosity than ordinary water and difficult to mix can be denitrified while forcibly stirring by repeatedly passing through the circulating water channel 10d. Efficiency can be improved.
Then, for example, when the processing time defined by the timer 31 has elapsed, the energization to the electrode 11d is stopped, and after the circulation pump P3 and the blower BM are stopped, the three-way valve V3 is opened to the drainage channel 10b side, By driving the circulation pump P3 again, the denitrified water w1 is drained to the drain D.
[0047]
During this time, the controller 30 adjusts the pH by supplying the acid agent L1 from the acid agent supply means 12 while continuously measuring the pH of the water w1 by the pH sensor S2 as described above. The flow of control is as shown in FIG.
Similarly to the above, the control unit 30 supplies water through the water supply channel 15c based on the measurement result of the water level sensor S3, so that the water level of the promoter L2 in the promoter tank 15a is always within a certain range. It also works to maintain.
[0048]
FIG. 5 is a diagram schematically showing a structure in which the water treatment apparatus 1 according to another embodiment of the present invention is incorporated in a facility for draining the water w1 stored in the wastewater tank 2 to the drain D.
The difference of the water treatment apparatus 1 of the example of the figure from the example of the previous FIG.
The water tank 16 configured in the same manner except that the electrode is not provided at the position of the original electrolytic cell 11 in the circulating water channel 10d, and
For example, by incorporating the electrode 11d into the electrolytic cell 11 into a pipe member that becomes a part of the piping constituting the circulating water channel 10d, the tank is always filled with water, and chlorine gas generated by an electrochemical reaction is generated. The point formed in the structure that does not store,
The electrolytic cell 11 is disposed between the pH sensor S2 of the circulating water channel 10d and the junction J2 of the supply water channel 12b of the acid agent supply means 12,
And it is the point which provided the earthing | grounding part ET before and behind pH sensor S2 of the circulating water channel 10d. The other parts are the same as in the example of FIG. 4, and therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0049]
The water storage tank 16 receives excess water overflowing from the casing 16a, which is integrally formed on the outside of the casing 16a, a box-shaped casing 16a, a lid 16b that closes the upper opening of the casing 16a. And an outer container 16c.
A circulation water channel 10d is connected to the bottom of the housing 16a. If connected in this way, the inside of the housing 16a is also forcibly stirred by the water flow flowing through the circulating water channel 10d, and the solid content contained in the factory wastewater stagnates or precipitates at the bottom. Can be prevented and the efficiency of the denitrification treatment can be improved.
[0050]
The lid 16b is connected to the circulating water channel 10d and an exhaust pipe 14 for discharging gas generated by an electrochemical reaction to the outside of the water storage tank 16 by the exhaust force of the blower BM. A water level sensor S1 for measuring the water level is provided.
Further, a drainage channel 10c for draining water that has overflowed into the outer container 16c to the drain D is connected to the outer container 16c.
[0051]
As described above, the electrolytic cell 11 is generated by an electrochemical reaction, for example, by incorporating the electrode 11d into a pipe member which is a part of the pipe constituting the circulating water channel 10d, so that the inside of the cell is always filled with water. It is formed in a structure that does not store chlorine gas.
Therefore, corrosion of the electrode 11d by chlorine gas can be prevented more reliably. The chlorine gas or nitrogen gas generated by the electrochemical reaction is sent to the water storage tank 16 through the circulation water channel 10d, and is discharged out of the water storage tank 16 through the exhaust pipe 14 by the exhaust force of the blower BM.
[0052]
Further, in this example, by disposing the electrolytic cell 11 at the position shown in the figure, the pH sensor S2 is disposed on the downstream side of the water storage tank 16 and on the upstream side of the electrolytic cell 11 in the circulating water channel 10d, and the acidity. The junction J2 of the supply water channel 12b of the agent supply means 12 is disposed on the downstream side of the electrolytic cell 11 and on the upstream side of the water storage tank 16 in the circulation water channel 10d.
If comprised in this way, while eliminating the influence of the electric current which flows between electrodes at the time of the electrochemical reaction in the electrolytic cell 11 as much as possible, the acidic agent L1 supplied from the acidic agent supply means 12 is made into water and water by letting it pass through the water storage tank 16. Since the pH sensor S2 can be supplied in a more uniformly mixed state, the pH of the water can be measured more accurately by the pH sensor S2.
[0053]
In the example of the figure, since the grounding part ET is provided before and after the pH sensor S2 of the circulating water channel 10d as described above, this also causes the current flowing between the electrodes during the electrochemical reaction in the electrolytic cell 11. The pH sensor S2 can measure the pH of water more accurately by eliminating the influence as much as possible.
As the structure of the grounding portion ET, for example, a cylindrical grounding member formed of titanium or the like is fixed in a pipe member that is a part of the piping constituting the circulating water channel 10d, and wiring for grounding is connected. Or wiring for grounding may be connected to the pipe member itself of the corresponding part. Alternatively, a metal rod such as titanium to which wiring for grounding is connected may be simply inserted into the circulating water channel 10d.
[0054]
The electrical configuration of the water treatment apparatus 1 shown in the figure is exactly the same as that shown in FIG. An example of control during normal operation of the water treatment apparatus 1 by the control unit 30 is shown below.
First, when the operation of the water treatment apparatus 1 is started, the control unit 30 measures the water level in the water storage tank 16 by the water level sensor S1.
Next, when the water level in the water storage tank 16 is equal to or lower than a preset lower limit value, the motor valve V1 is opened and the pump is opened while the three-way valve V3 is opened to the circulating water channel 10d and the circulation pump P3 is stopped. P1 is driven and the water w1 is sent from the wastewater tank 2 to the water tank 16. At any time, the metering pump Pc is driven to send the promoter L2 from the promoter tank 15a to the water storage tank 16.
[0055]
When the water level in the water tank 16 rises to a preset upper limit value, the motor valve V1 is closed and the pump P1 is stopped, and then the circulation pump P3 is driven to supply the water in the water tank 16 to the circulation channel 10d. The electrode 11d of the electrolytic cell 11 is energized while the blower BM is driven and exhausted through the exhaust pipe 14.
If it does so, the water w1 can be denitrogenated by the electrochemical reaction of said Formula (1)-(4).
[0056]
In this case, for example, even factory wastewater having a higher viscosity than ordinary water and difficult to mix can be denitrified while forcibly stirring by repeatedly passing through the circulating water channel 10d. Efficiency can be improved.
Then, for example, when the processing time defined by the timer 31 has elapsed, the energization to the electrode 11d is stopped, and after the circulation pump P3 and the blower BM are stopped, the three-way valve V3 is opened to the drainage channel 10b side, By driving the circulation pump P3 again, the denitrified water w1 is drained to the drain D.
[0057]
During this time, the controller 30 adjusts the pH by supplying the acid agent L1 from the acid agent supply means 12 while continuously measuring the pH of the water w1 by the pH sensor S2 as described above. The flow of control is as shown in FIG.
Similarly to the above, the control unit 30 supplies water through the water supply channel 15c based on the measurement result of the water level sensor S3, so that the water level of the promoter L2 in the promoter tank 15a is always within a certain range. It also works to maintain.
[0058]
FIG. 6 is a diagram schematically showing a structure in which the water treatment apparatus 1 according to another embodiment of the present invention is incorporated in a facility for draining the water w1 stored in the wastewater tank 2 to the drain D.
The difference of the water treatment apparatus 1 of the example of the figure from the example of the previous FIG.
A point in which a motor valve V4 and a heating tank 17 incorporating a heater H1 are disposed in this order between the electrolytic cell 11 and the pump P2 in the drainage channel 10b.
The point where the accelerator supplying means 15 is omitted;
Instead of omitting the outer container 11c of the electrolytic tank 11, the outer container 17c is formed in the heating tank 17, and the drainage channel 10c is connected to the outer container 17c.
A point where the exhaust pipe 14 is disposed in the heating tank 17, and
The catalyst CT for converting ammonia nitrogen into nitrogen gas is provided in the middle of the exhaust pipe 14. The other parts are the same as in the example of FIG. 1, and thus the same reference numerals are assigned to the same parts and the description thereof is omitted.
[0059]
Moreover, since the removal effect of ammonia nitrogen by the heater H1 is effective particularly in the cation exchange membrane type apparatus as described above, the description is omitted as the electrolytic cell 11 in the example of the figure. Of the electrodes 11d, a method is adopted in which an electrode such as brass as a cathode side electrode and an anode side electrode are separated by a cation exchange membrane.
As described above, the water flow first reduces the oxidized nitrogen contained in the water on the cathode side, and then oxidizes and removes the ammoniacal nitrogen generated in the previous reduction reaction to nitrogen molecules on the anode side. After that, the water may be sent to the heating tank 17, or the water obtained by reducing the oxidized nitrogen on the cathode side and the water passed through the anode side may be mixed and sent to the heating tank 17.
[0060]
The heating tank 17 includes a box-shaped casing 17a, a lid body 17b that closes the upper opening of the casing 17a, and the surplus overflowing from the casing 17a that is integrally formed outside the casing 17a as described above. And an outer container 17c for receiving water.
A drainage channel 10b is connected to the bottom of the housing 17a. By connecting in this way, it is possible to prevent the solids contained in the factory wastewater from stagnating or precipitating at the bottom of the casing 17a, thereby improving the efficiency of the denitrification treatment.
[0061]
The lid 17b includes a drain 10b, a heater H1 for vaporizing ammonia nitrogen by heating the water and removing it from the water, and the heating tank 17 by the exhaust power of the blower BM. A thermistor S4 for keeping the water temperature constant is provided while being connected to an exhaust pipe 14 for discharging to the outside.
Ammonia nitrogen discharged to the outside of the heating tank 17 by the exhaust force of the blower BM is converted into nitrogen by the catalyst CT provided in the middle of the exhaust pipe 14 and discharged outside the apparatus. In order to promote the conversion reaction by the catalyst, it is preferable to provide the exhaust pipe 14 with means for heating the catalyst CT itself or heating ammonia nitrogen passing through the exhaust pipe 14.
[0062]
The electrical configuration of the water treatment apparatus 1 in the example shown in the drawing is the same as that in FIG. 2 except that a heater H1 and a motor valve V4 are added.
An example of control during normal operation of the water treatment apparatus 1 by the control unit 30 is shown below.
First, when the operation of the water treatment apparatus 1 is started, the control unit 30 measures the water level in the electrolytic cell 11 by the water level sensor S1.
[0063]
Next, when the water level of the electrolytic cell 11 is equal to or lower than a preset lower limit value, the motor valve V1 is opened with the motor valve V4 closed, and the pump P1 is driven to supply the water w1 to the waste water tank 2. To the electrolytic cell 11.
Then, when the water level in the electrolytic cell 11 rises to a preset upper limit value, the motor valve V1 is closed and the pump P1 is stopped, and then the air pump Pa is driven to pass through the air supply pipe 13 and finely between the electrodes 11d. Energize the electrode 11d while sending out various bubbles.
[0064]
If it does so, the water w1 can be denitrogenated by the electrochemical reaction of said Formula (1)-(4).
During this time, the controller 30 adjusts the pH by supplying the acid agent L1 from the acid agent supply means 12 while continuously measuring the pH of the water w1 in the electrolytic cell 11 by the pH sensor S2.
For example, when the processing time defined by the timer 31 has elapsed, the energization to the electrode 11d is stopped, and after the air pump Pa is stopped, the motor valve V2 is closed and the pump P2 is stopped. The motor valve V4 is opened and the water w1 is sent from the electrolytic cell 11 to the heating vessel 17.
[0065]
Then, the motor valves V2 and V4 are closed and the pump P2 is stopped, and the blower BM is driven to exhaust the gas through the exhaust pipe 14 while energizing the heater H1 to heat the water w1. The heating temperature set by the thermistor S4 is optimally around 60 ° C.
Thereby, ammonia nitrogen in the water w1 can be vaporized and further converted into nitrogen gas by the function of the catalyst CT in the exhaust pipe 14, and then released into the atmosphere or the like.
[0066]
Thereafter, for example, when the processing time defined by the timer 31 has elapsed, the energization to the heater H1 is stopped, and after the blower BM is stopped, the motor valve V2 is opened and the pump P2 is driven, thereby removing the nitrogen. The treated water w1 is drained into the drain D.
In addition, the heater H1 can be arrange | positioned in the electrolytic cell 11, and the heating tank 17 can also be abbreviate | omitted. However, since the electrochemical reaction performed in the electrolytic cell 11 proceeds more smoothly as the water temperature is lower, it is preferable to separately provide the electrolytic cell 11 and the heating tank 17 incorporating the heater H1 as shown in the figure.
[0067]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a structure in which a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is incorporated in a facility for draining water stored in a waste water tank into a drain, for example, in a factory or the like.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the water treatment apparatus of the above example.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of pH adjustment of water in the water treatment apparatus of the above example.
FIG. 4 is a diagram showing, in a simplified manner, a structure in which a water treatment apparatus according to another embodiment of the present invention is incorporated in a facility for draining water stored in a waste water tank into a drain in a factory or the like.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a structure in which a water treatment apparatus according to still another embodiment of the present invention is incorporated in a facility for draining water stored in a waste water tank into a drain in a factory or the like.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a structure in which a water treatment apparatus according to still another embodiment of the present invention is incorporated in a facility for draining water stored in a waste water tank into a drain in a factory or the like.
[Explanation of symbols]
1 Water treatment equipment
10 treatment channel
11 Electrolysis tank
12 Acidic agent supply means
S2 pH sensor
L1 Acidic agent
w1 water
30 Control unit

Claims

An electrolytic tank for denitrifying water by reducing oxidized nitrogen by an electrochemical reaction in water, and supplying water to the electrolytic tank and discharging the treated water from the electrolytic tank A treatment water channel, a pH sensor for measuring the pH of water flowing through the treatment water channel, an acid agent supply means for supplying an acid agent to water supplied to the electrolytic cell, and a pH during an electrochemical reaction in the electrolytic cell In order to maintain the measured value of a sensor at 8 or less, the water treatment apparatus characterized by including the control means for supplying an acidic agent from an acidic agent supply means.

The treated water channel includes a circulation water channel for supplying water discharged from the electrolytic cell to the electrolytic cell again, and a circulation pump for circulating water through the circulation water channel. The water treatment apparatus according to claim 1, further comprising an agent supply means.

A water storage tank is provided in the middle of the circulation channel to store the water treated in the electrolytic tank, and the electrolytic tank is always filled with water, and chlorine gas generated by an electrochemical reaction is stored. The water treatment apparatus according to claim 2, wherein the water treatment apparatus is formed in a structure that does not.

4. The water treatment apparatus according to claim 3, wherein the pH sensor is disposed on the downstream side of the water storage tank and on the upstream side of the electrolytic tank in the circulating water channel.

5. The water treatment apparatus according to claim 4, wherein the acid agent supply means is disposed downstream of the electrolytic tank and upstream of the water storage tank in the circulating water channel.

The control means measures the pH of water with a pH sensor in a state where the electrochemical reaction is stopped at regular intervals, and supplies the acid agent from the acid agent supply means based on the measured value. Item 2. A water treatment apparatus according to item 1.

The water treatment apparatus according to claim 1, wherein the treatment water channel is provided with a grounding portion in the vicinity of a position where the pH sensor is disposed.

By installing a heater in the electrolytic cell, or by disposing a heating tank with a built-in heater downstream of the electrolytic cell in the treatment water channel, and heating the water during or after the electrochemical reaction with the heater. The water treatment apparatus according to claim 1, wherein ammonia nitrogen generated by an electrochemical reaction is vaporized and removed from water.

9. An exhaust passage comprising a catalyst for converting vaporized ammonia nitrogen into nitrogen gas and a fan for exhaust is connected to an electrolytic bath or a heating bath provided with a heater. Water treatment equipment.