JP4353756B2 - 水処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、水処理装置に関し、特に、被処理水中に電極対を浸し、当該電極対を用いた電解反応により生じた化合物を被処理水に作用させる水処理装置に関する。
従来より、川や湖の富栄養化の原因の一つに、窒素化合物の存在があることは周知である。そして、従来から、生活排水や工場排水に対し、生物処理に代わって電解処理を行なうことにより、窒素化合物を効率良く除去するための技術が、特許文献１〜特許文献３等において開示されてきた。これらの特許文献には、電解処理において用いられる電極の材料を周期表の第Ｉｂ族または第Ｉｂ族を含む導電体とすることにより、また、被処理水にハロゲンイオンを含ませることにより、効率良く窒素酸化物を除去する技術が開示されている。
なお、被処理水に対する電解処理の際には、被処理水中に含まれる塩素から、アノード電極近傍において次亜塩素酸が生じる。そして、近年、このように生じた次亜塩素酸が、飲料水等の消毒に利用されている。
上記したような窒素酸化物の除去および次亜塩素酸の生成の元となる電解処理は、電極対が溶液に浸された状態で電力を与えられることにより実現される。
そして、従来の水処理装置では、電極対に与えられる電圧の値等を管理することにより、当該水処理装置の水処理能力を管理していた。
特開２００２−２４８４７３公報
特開２００２−２４８４７４公報
特開２００３−５３３６５公報
しかしながら、従来の水処理装置では、電極対に与えられる電圧の値を管理しただけでは、電極対によって行なわれる電解処理による水処理能力を管理するのは不充分であった。
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、電極対によって行なわれる電解処理による水処理能力をより確実に管理することのできる水処理装置を提供することである。
本発明に従った水処理装置は、複数の電極からなる電極対と、被処理水および前記電極対を収容する電解槽と、前記電解槽に収容される被処理水の容量を一定にするための、定容量制御手段とを含み、前記電解槽は、一定の容量を有しかつ被処理水および前記電極対を収容する第１の収容部と、前記第１の収容部からオーバーフローした被処理水を収容する第２の収容部と、垂直方向に主面を有し、前記第１の収容部と前記第２の収容部を仕切る仕切り板とを備え、前記電解槽内に、前記仕切り板と一体的に構成され、前記電極対の下方に載置可能な受け皿をさらに含むことを特徴とする。
本発明に従うと、電解槽に収容される被処理水の容量が一定にされるため、電極対において被処理水に浸される表面積を一定にすることができる。
また、本発明の水処理装置では、前記定容量制御手段は、前記電解槽に導入される被処理水の流量を検出する導入量検出手段と、前記電解槽から当該電解槽外へ被処理水を排出するために当該電解槽から被処理水を送り出すポンプと、前記ポンプが被処理水を送り出す量を調整する送出量調整手段とを備え、前記送出量調整手段は、前記導入量検出手段の検出結果に基づいて、前記ポンプが被処理水を送り出す量を調整することが好ましい。
また、本発明の水処理装置では、前記定容量制御手段は、前記電解槽に導入される被処理水の流量を検出する導入量検出手段と、前記電解槽から当該電解槽外へ被処理水を排出するための排出口と、前記排出口の開閉の度合いを変化させるための電動弁と、前記電動弁による前記排出口の開閉の度合いを調整する開閉調整手段とを備え、前記開閉調整手段は、前記導入量検出手段の検出結果に基づいて、前記電動弁による前記排出口の開閉の度合いを調整することが好ましい。
また、本発明の水処理装置では、前記定容量制御手段は、前記電解槽の水位を検出する水位検出手段と、前記電解槽から当該電解槽外へ被処理水を排出するために当該電解槽から被処理水を送り出すポンプと、前記ポンプが被処理水を送り出す量を調整する送出量調整手段とを備え、前記送出量調整手段は、前記水位検出手段の検出結果に基づいて、前記ポンプが被処理水を送り出す量を調整することが好ましい。
また、本発明の水処理装置では、前記定容量制御手段は、前記電解槽の水位を検出する水位検出手段と、前記電解槽から当該電解槽外へ被処理水を排出するための排出口と、前記排出口の開閉の度合いを変化させるための電動弁と、前記電動弁による前記排出口の開閉の度合いを調整する開閉調整手段とを備え、前記開閉調整手段は、前記水位検出手段の検出結果に基づいて、前記ポンプが被処理水を送り出す量を調整することが好ましい。
また、本発明の水処理装置では、前記送出量調整手段または前記開閉調整手段は、前記水位検出手段が検出した単位時間あたりの前記電解槽の水位の変化量に基づいて、当該電解槽から排出する被処理水の量を調整することが好ましい。
また、本発明の水処理装置は、前記電解槽に単位時間あたりに導入される被処理水の量、または、前記電解槽から単位時間あたりに排出される被処理水の量を検出する流量検出手段と、前記流量検出手段の検出する被処理水の量が多くなるほど前記電極対を構成する複数の電極間に流れる電流値が大きくなるように、当該電極対に供給される電力量を制御する、電力量制御手段とをさらに含むことが好ましい。
また、本発明の水処理装置は、前記電解槽に、被処理水内に塩化物イオンを与える薬剤を供給する薬剤供給手段と、前記流量検出手段の検出する被処理水の量が多くなるほど、前記薬剤供給手段によって供給される前記薬剤の量が多くなるよう、前記薬剤供給手段による前記薬剤の供給量を制御する供給量制御手段とをさらに含むことが好ましい。
また、本発明の水処理装置は、前記電解槽の前記電極対の下方に、当該電解槽を開閉するバルブをさらに含み、前記バルブが開状態とされることにより、前記電解槽の内容物が水処理装置外へ導かれることが好ましい。
本発明によると、電極対において被処理水に浸される表面積を一定にすることができる。なお、電極対による電解反応によって化合物が生成される場合、電極対において被処理水に浸される表面積は、当該生成される化合物の量を左右する要因に含まれる。したがって、電極対において被処理水に浸される表面積を一定にされることにより、当該電極対によって行なわれる電解処理による水処理能力をより確実に管理することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。
図１に、本発明の水処理装置の一実施の形態を含む、水処理システムの機能的な構成を模式的に示す。
水処理システムは、家庭や工場から流出されてきた廃液が１次処理されて収容される沈殿槽１１と、沈殿槽１１内の溶液（被処理水）を処理する水処理装置と、水処理装置において処理された後の被処理水を貯蔵する貯蔵槽３０とを含む。図１において、矢印は、沈殿槽１１内の被処理水が流される方向を示している。
沈殿槽１１と電解槽１０とは、管１０１で接続されている。管１０１上には、沈殿槽１１側から、ポンプ１２、バルブ１３、フィルタ１４、流量計１５、および、電動弁１６が取付けられている。ポンプ１２は、沈殿槽１１内の被処理水を電解槽１０へ送るためのものであり、フィルタ１４は、沈殿槽１１内の固形物が電解槽１０へ流入するのを回避するたものものであり、流量計１５は、管１０１内の被処理水の流量を検出するものであり、バルブ１３および電動弁１６は、沈殿槽１１から電解槽１０への被処理水の導入を調整するためのものである。
電解槽１０内には、アノード電極となる電極およびカソード電極となる電極を含む電極対２が、被処理水に浸るように、設置されている。電極対２は、一対のアノード電極およびカソード電極から構成されていても良いし、複数対のアノード電極およびカソード電極から構成されていても良い。
電解槽１０内には、仕切り板１０Ｘが設置されている。電解槽１０内は、仕切り板１０Ｘにより、第１の収容部１０Ａと第２の収容部１０Ｂに区切られている。仕切り板１０Ｘは、垂直方向に主面を有する、垂直方向に延びる板体である。電解槽１０内において、仕切り板１０Ｘは、予め定められた所定の位置に固定されている。これにより、電解槽１０において、第１の収容部１０Ａおよび第２の収容部１０Ｂの容量は、常に、一定のものとされている。
沈殿槽１１から送られてきた被処理水は、まず、第１の収容部１０Ａに収容される。電極対２は、第１の収容部１０Ａ内に設置されている。そして、送られてきた被処理水が第１の収容部１０Ａの容量を越えると、被処理水は、仕切り板１０Ｘを越えて、第２の収容部１０Ｂへと送られる。このように、電解槽１０に仕切り板１０Ｘが備えられることにより、電解槽１０に、電極対２を収容する第１の収容部１０Ａの容量以上の被処理水が送られた場合でも、当該第１の収容部１０Ａ内の水位を一定にすることができる。第１の収容部１０Ａ内の水位を一定にできることにより、電極対２が被処理水に浸る面積を一定にすることができる。
第１の収容部１０Ａの底面には管１０４が接続され、第２の収容部１０Ｂの底面には管１０５が接続されている。管１０４および管１０５は、管１０６に接続されている。また、管１０５は、管１０７に接続されている。さらに、管１０４にはバルブ３２が取付けられ、管１０６上の、管１０４との接続位置と管１０５との接続位置との間にはバルブ３３が取付けられている。
第１の収容部１０Ａ内の被処理水および沈殿物は、管１０４および管１０６を介して、水処理装置外のドレン（drain）へと廃棄される。また、第２の収容部１０Ｂ内の被処理水および沈殿物は、管１０５および管１０６を介して、水処理装置外のドレンへと廃棄される。なお、管１０７上には、ポンプ２０が取付けられている。バルブ３２およびバルブ３３が開状態とされると、第１の収容部１０Ａ内の被処理水は、ポンプ２０によって、貯蔵槽３０へと送られる。
電解槽１０から万が一被処理水が溢れ出た場合、水処理装置外へ漏れないように、電解槽１０の外周部には、水受け部１０Ｗが設けられている。つまり、当該溢れ出た被処理水は、水受け部１０Ｗで受止められられる。そして、当該水受け部１０Ｗで受止められた被処理水は、管１０３を介して、ドレンへと導かれる。管１０３上には、バルブ３１が取付けられている。水処理装置の稼働時には、バルブ３１は開状態とされ、管１０３を介して被処理水がドレンへ導かれるようにされている。なお、水処理装置のメンテナンス時等には、電解槽１０内の被処理水をドレンへと排水するために、バルブ３２，３３が開状態とされるが、この場合、管１０３内の被処理水が水受け部１０Ｗへと逆流しないように、バルブ３１は閉状態とされる。
管１０７上には、さらに、流量計２１、電動弁２２、および、逆止弁２３が取付けられている。管１０７の下流側は、管１０８と管１０９に分岐している。管１０８および管１０９の下流側は、管１１０に接続され、管１１０の下流側には、貯蔵槽３０が設置されている。
管１０８上には、ストレーナ２４、定流量弁２５、電磁弁２６、バルブ２７、および、残留塩素センサ２８が取付けられている。これにより、管１０８に送られた被処理水は、ストレーナ２４でろ過され、定流量弁２５で流量を調節され、電動弁２６およびバルブ２７を経て、残留塩素センサ２８に導かれた後、管１１０へと送れられる。一方、管１０９には、バルブ２９が取付けられている。
また、本実施の形態の水処理装置は、電解槽１０の第１の収容部１０Ａに、塩化ナトリウムのように、被処理水に塩化物イオンを与える薬剤（化合物）を供給するための薬剤槽１７を含む。薬剤槽１７は、管１０２を介して、電解槽１０と接続されている。管１０２には、ポンプ１８が取付けられている。ポンプ１８は、電解槽１７内の薬剤を、電解槽１０へと送るためのものである。なお、薬剤槽１７から供給されるべきもの他の例としては、次亜塩素酸ナトリウムや、電解式次亜塩素酸溶液を挙げることができる。
なお、図１に示された水処理装置には、各種ポンプや電動弁の動作を制御したり、電極対２への通電を制御する制御装置が備えられているが、図１では、図示を省略している。
ここで、電解槽１０で、電極対２に通電されることによって予測される化学反応について説明する。
電解槽１０内の被処理水中では、塩化ナトリウム等を添加されることにより、以下の式（１），（２）の平衡が成り立っている。
Ｈ２Ｏ ⇔ Ｈ＋＋ＯＨ− （１）
ＮａＣｌ ⇔ Ｎａ＋＋Ｃｌ− （２）
また、電極対２のアノード電極近傍では、式（３）〜（５）に示すように、水の電気分解により酸素ガスが発生し、塩化物イオンは塩素ガスとなり、塩素ガスの一部は水和して次亜塩素酸となる。
ＮａＣｌ ⇔ Ｎａ＋＋Ｃｌ− （２）
また、電極対２のアノード電極近傍では、式（３）〜（５）に示すように、水の電気分解により酸素ガスが発生し、塩化物イオンは塩素ガスとなり、塩素ガスの一部は水和して次亜塩素酸となる。
２Ｈ２Ｏ ⇔ Ｏ２↑＋４Ｈ＋＋４ｅ− （３）
２Ｃｌ− ⇔ Ｃｌ２↑＋２ｅ− （４）
Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ ⇔ Ｈ＋＋Ｃｌ−＋ＨＣｌＯ （５）
そして、電極対２のカソード電極近傍では、式（６），（７）に示すように、水の電気分解により水素ガスが発生し、アノード電極で生じたナトリウムイオンが水酸化物イオンと反応して水酸化ナトリウムが生成される。
２Ｃｌ− ⇔ Ｃｌ２↑＋２ｅ− （４）
Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ ⇔ Ｈ＋＋Ｃｌ−＋ＨＣｌＯ （５）
そして、電極対２のカソード電極近傍では、式（６），（７）に示すように、水の電気分解により水素ガスが発生し、アノード電極で生じたナトリウムイオンが水酸化物イオンと反応して水酸化ナトリウムが生成される。
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ− ⇔ Ｈ２↑＋２ＯＨ− （６）
Ｎａ＋＋ＯＨ− ⇔ ＮａＯＨ （７）
これにより、カソード電極近傍では、水酸化ナトリウムが生成されて、被処理水がアルカリ性となる。
Ｎａ＋＋ＯＨ− ⇔ ＮａＯＨ （７）
これにより、カソード電極近傍では、水酸化ナトリウムが生成されて、被処理水がアルカリ性となる。
そして、電解槽１０内に導入された被処理水中の硝酸イオンは、カソード電極表面で、亜硝酸イオンを経て（式（８）参照）、アンモニアに還元される（式（９）参照）。
ＮＯ３ −＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ− ⇔ ＮＯ２ −＋２ＯＨ− （８）
ＮＯ２ −＋５Ｈ２Ｏ＋６ｅ− ⇔ ＮＨ３＋７ＯＨ− （９）
そして、上記の式（５）に従って生じた次亜塩素酸と、上記の式（９）に従って生じたアンモニアとが、次に示す式（１０）に従って反応することにより、窒素ガスが生じる。
ＮＯ２ −＋５Ｈ２Ｏ＋６ｅ− ⇔ ＮＨ３＋７ＯＨ− （９）
そして、上記の式（５）に従って生じた次亜塩素酸と、上記の式（９）に従って生じたアンモニアとが、次に示す式（１０）に従って反応することにより、窒素ガスが生じる。
2/3ＮＨ３＋ＨＣｌＯ → 1/3Ｎ２↑＋ＨＣｌ＋Ｈ２Ｏ （１０）
なお、上記したような一連の電解反応において、早期に塩化物イオンが電解槽１０内に存在すると、上記の式（８）に従って生じた亜硝酸イオンが、上記の式（５）に従って生じた次亜塩素酸によって硝酸イオンに酸化されてしまう。つまり、上記の式（８）の逆反応が起こってしまう。
なお、上記したような一連の電解反応において、早期に塩化物イオンが電解槽１０内に存在すると、上記の式（８）に従って生じた亜硝酸イオンが、上記の式（５）に従って生じた次亜塩素酸によって硝酸イオンに酸化されてしまう。つまり、上記の式（８）の逆反応が起こってしまう。
このため、本実施の形態では、電解槽１０への塩化物イオンを提供する化合物（塩化ナトリウム）の投入は、電解開始から所定時間経過後とされている。また、このように塩化物イオンを提供する化合物の投入を遅らせることは、特に、電解槽１０に導入された被処理水中にクロム、鉛、モリブデン、バナジウム等の、次亜塩素酸に容易に酸化されて酸化物を形成する元素が含まれるときに有効である。このような元素の次亜塩素酸による酸化は、上記の式（１０）のアンモニアの次亜塩素酸による酸化よりも反応速度がかなり速いため、上記の式（８）で生じた亜硝酸イオンが、上記の式（８）〜（１０）の律速反応である式（９）で消費される前に、式（８）の逆反応で硝酸イオンへと酸化されるためである。さらに、このような元素の酸化物はカソード電極４上で還元されるために、当該元素の酸化還元が電解槽１０内でサイクリックで起こり、処理水中の当該元素が微量であっても次亜塩素酸は当該元素によって消費されるためである。
次に、図１に示された水処理装置における、上記した制御装置の、各種ポンプや電動弁の動作の制御、および、電極対２への通電の制御について説明する。図２は、当該制御装置が、電解槽１０内の被処理水に対して電解処理を実行させるための、電解制御処理のフローチャートである。
図２を参照して、制御装置では、Ｓ１で、ユーザから、当該水処理装置に水処理をさせるための設定がＯＮされているか、つまり、ユーザから水処理をするよう設定されているか否かを判断する。そして、そのように設定されていると判断するとＳ２以降の処理を実行する。一方、そのように設定されていないと判断すると、Ｓ８で、電極対２への通電を停止させる等、水処理装置において種々の要素の動作を停止させるよう、当該水処理装置のシステム管理処理を実行した後、Ｓ１に処理を戻す。
一方、Ｓ２では、制御装置は、水処理装置において水処理を実行するためのシステム管理処理を実行する。Ｓ２におけるシステム管理処理には、具体的には、たとえば、ポンプ１２を駆動させることによる沈殿槽１１から電解槽１０への被処理水の導入、および、電極対２への通電が含まれる。
次に、Ｓ３で、制御装置は、流量計１５の検出結果をチェックすることにより、電解槽１０へ送られる被処理水の流量をチェックする。
次に、Ｓ４で、制御装置は、Ｓ３においてチェックした流量に基づいて、電解槽１０から被処理水を貯蔵槽３０へ送るポンプ２０の、吐出流速を決定する。具体的には、制御装置は、電解槽１０へ送られる被処理水の流量が多くなると、吐出流速を高くする。これにより、本実施の形態の水処理装置は、電解槽１０へ流入する被処理水の量と流出する被処理水の量とを同量とすることができるため、電解槽１０に収容される被処理水の量を一定とすることができる。
次に、Ｓ５で、制御装置は、Ｓ３においてチェックした流量に基づいて、電極対２のアノード電極とカソード電極との間に流す電流値を決定する。具体的には、制御装置は、電解槽１０へ送られる被処理水の流量が多くなると、電極間に流す電流値が高くなるように、当該電流値を決定する。これにより、本実施の形態の水処理装置では、単位時間あたりに電解槽１０を通過する被処理水の量が増えることに応じて、電極間に流す電流値を高くすることにより電極対２による電解処理能力を向上させることができる。つまり、水処理装置は、処理すべき被処理水の量が多くなっても、単位量あたりの被処理水に対して一定の電解処理を施すことができる。
次に、Ｓ６で、制御装置は、Ｓ３においてチェックした流量に基づいて、薬剤槽１７から電解槽１０への薬剤の投入量を決定する。具体的には、制御装置は、電解槽１０へ送られる被処理水の流量が多くなると、薬剤の投入量を、多くなるように、決定する。これにより、水処理装置は、単位時間あたりに電解槽１０を通過する被処理水の量が増えることに応じて、電解槽１０への薬剤の投入量を増加させることが可能となる。つまり、水処理装置は、処理すべき被処理水の量が多くなっても、それに応じた量の塩化物イオンを被処理水に供給できる。
次に、Ｓ７で、制御装置は、Ｓ４〜Ｓ６で決定した量および値に基づいて、水処理システムに対して、ポンプ２０の吐出流速、電極対２への電力の供給態様、および、ポンプ１８の吐出流速を変更させる、システム調整処理を実行して、Ｓ１に処理を戻す。
以上説明した本実施の形態の水処理装置では、電解槽１０に導入される被処理水の量に基づいて、電解槽１０から排出される被処理水の量、電極対２の電極間に流される電流値、および、薬剤槽１７からの薬剤の投入量が制御される。
なお、本実施の形態の水処理装置は、ポンプ２０の吐出流速を制御することにより、電解槽１０から排出される被処理水の量を制御していたが、これに限らず、電解槽１０よりも下流側に取付けられている電動弁２２の開閉度合いを制御することによって電解槽１０から排出される被処理水の量を制御しても良い。この場合には、図２に示された処理は、Ｓ４で、ポンプ２０の吐出流速が決定される代わりに、電動弁２２の開閉度合いが決定される。
また、本実施の形態の水処理装置は、電解槽１０に導入される被処理水の量の代わりに、水位センサで電解槽１０内の被処理水の量を検出し、当該水位センサの検出出力に基づいて、電解槽１０から排出される被処理水の量、電極対２の電極間に流される電流値、および、薬剤槽１７からの薬剤の投入量が制御されても良い。このような水処理装置の変形例を含む水処理システムの構成を、図３に模式的に示す。
図３に示された水処理装置は、図１に示した水処理装置と比較して、流量計１５の代わりに、電解槽１０の第２の収容部１０Ｂ内に、水位センサ１９を備えている。図３に示された水処理装置では、制御装置は、当該水位センサ１９の検出出力に基づいて、ポンプ２０の吐出流速、電極対２のアノード電極とカソード電極との間に流す電流値、および、薬剤槽１７から電解槽１０への薬剤の投入量を決定する。具体的には、水位センサ１９の検出する、電解槽１０における単位時間あたりの水位量の変化に基づいて、上記の各量または値を決定する。
図１に示した水処理装置のさらなる変形例の構造を、図４に、模式的に示す。
図４に示された水処理装置は、流量計１５と水位センサ１９の双方を備え、電解槽１０に導入される被処理水をこれらの双方の検出出力に基づいて、認識することができる。なお、図４に示された水処理装置では、電極対２の下方に受け皿１０Ｙが備えられている。受け皿１０Ｙは、電解処理において、電極対２のアノード電極側に発生すると考えられる付着物を集めるために設置されている。
受け皿１０Ｙは、電解槽１０に対して着脱可能に設置されている。これにより、電解槽１０のメンテナンスの際等に、受け皿１０Ｙは、電解槽１０の外部に出され、集めた付着物を電解槽１０外へ効率良く廃棄することができる。なお、受け皿１０Ｙは、垂直方向に延びる仕切り板１０Ｘと一体的に構成されることが好ましい。これにより、メンテナンスがなされる際、受け皿１０Ｙよりも水面に近い位置に存在する仕切り板１０Ｘを持たれることによって、受け皿１０Ｙが、電解槽１０から取り出されることが可能となる。これにより、メンテナンス作業が容易になる。
以上説明した本実施の形態の水処理装置およびその変形例の水処理装置は、電解槽を含み、そして、当該電解槽に導入される被処理水の量または当該電解槽内の被処理水の水位（の変化）に基づいて、当該電解槽から排出される被処理水の量、当該電解槽内の電極対の電極間に流される電流値、および、当該電解槽への薬剤（被処理水内に塩化物イオンを供給するもの）の投入量が制御される。次に、このような水処理装置の具体的な構成例について説明する。
図５は、本発明に従った水処理装置の一例の側面図である。
図５に示された水処理装置は、筐体５０を備えている。図６に、図５に示された水処理装置の後面図を示す。また、図７に、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う矢視断面図を示す。
筐体５０は、その前面に、前面板５８を備えている。また、筐体５０は、内部に、板体５９を備え、当該板体５９により、第１の空間５６と第２の空間５７の２つの空間に、上下方向で２分されている。
第１の空間５６の側面は、側面板５５で覆われている。第１の空間５６内には、電解槽６０が収容されている。電解槽６０内には、複数の電極対７０が収容されている。電解槽６０の底部には、管５３が接続されている。管５３には、バルブ５３Ａが取付けられている。電解槽６０の底部に溜まった不純物等は、バルブ５３Ａが開かれることにより、電解槽６０外へと導かれる。電解槽６０は、管５０Ａを介して、排気用ファン５１に接続されている。これにより、電解槽６０内で発生した気体は、排気用ファン５１により、筐体５０外へ導かれる。
第２の空間５７は、複数のポンプ６１〜６８を収容している。電解槽６０内で電解処理を施された被処理水は、管５２を介して、管８０に導かれる。管８０内に導かれた被処理水は、図示せぬ配管によりポンプ６１〜６８のそれぞれと接続されている。管８０は、吐出口８１〜８８を備えている。
ポンプ６１が駆動されることにより、管８０内の被処理水が、吐出口８１に接続された配管を介して、外部へ送り出される。また、ポンプ６２が駆動されることにより、管８０内の被処理水が、吐出口８２に接続された配管を介して、外部へ送り出される。また、ポンプ６３が駆動されることにより、管８０内の被処理水が、吐出口８３に接続された配管を介して、外部へ送り出される。また、ポンプ６４が駆動されることにより、管８０内の被処理水が、吐出口８４に接続された配管を介して、外部へ送り出される。また、ポンプ６５が駆動されることにより、管８０内の被処理水が、吐出口８５に接続された配管を介して、外部へ送り出される。また、ポンプ６６が駆動されることにより、管８０内の被処理水が、吐出口８６に接続された配管を介して、外部へ送り出される。また、ポンプ６７が駆動されることにより、管８０内の被処理水が、吐出口８７に接続された配管を介して、外部へ送り出される。また、ポンプ６８が駆動されることにより、管８０内の被処理水が、吐出口８８に接続された配管を介して、外部へ送り出される。
つまり、図５〜図７に示された水処理装置では、電解槽６０と、当該電解槽６０において電解処理を施された被処理水を種々の装置に送り出すためのポンプ６１〜６８が、１つの筐体（筐体５０）内に収容され、ユニット化されている。これにより、水処理装置が、電解槽６０において電解処理された被処理水を複数の装置に供給する場合でも、当該水処理装置をコンパクトに構成することができる。
また、図５〜図７に示された水処理装置では、ポンプ６１〜６８が、電解槽６０よりも下方に設置されていることにより、ポンプ６１〜６８におけるエア噛みを回避できる。
また、図５〜図７に示された水処理装置では、８個のポンプ６１〜６８を用い、吐出口８１〜８８を介して最大８個の装置に対して被処理水を供給することができるが、吐出口８１〜８８のすべてに装置を接続する必要はない。ポンプ６１〜６８の中で、吐出口８１〜８８の中の外部の装置と接続されていない吐出口に対応するポンプを駆動させなければ、被処理水を供給する装置の数を適宜変更できる。
次に、本発明に従った、別の水処理装置の具体的な構成を説明する。図８は、本発明に従った別の水処理装置の側面図である。また、図９に、図８に示された水処理装置の正面図を、図１０に、図８に示された水処理装置の上面図を、それぞれ示す。
図８〜図１０を参照して、水処理装置は、当該水処理装置の外郭を覆う筐体９０を備えている。筐体９０の内部は、上下に分割されている。具体的には、上部には電解槽９１が形成され、下部には電解槽９１で電解処理された被処理水を貯蔵する貯蔵槽９２が形成されている。
電解槽９１内には、端子９８に接続された電極対９９が、複数、配置されている。また、電解槽９１の底部には、管９５が接続されている。管９５には、図示せぬバルブが取付けられており、電解槽６０の底部に溜まった不純物等は、当該バルブが開かれることにより、電解槽９１外へと導かれる。電解槽６０には、吸気管９３および排気管９４が接続されている。電解槽９１内で発生した気体は、排気管９４を介して、筐体９０外へ導かれる。
電解槽９１内で電解処理を施された被処理水は、貯蔵槽９２に導かれる。具体的には、電解槽９１と貯蔵槽９２との間には図示せぬ仕切り板が設けられており、電解槽９１内の被処理水は、当該仕切り板を越えてオーバフローすることにより、貯蔵槽９２へと導かれる。
貯蔵槽９２内の被処理水は、管９６を介して、種々の装置へと送られる。
特に図１０を参照して、各電極対９９は、電極９９Ａ〜９９Ｅの５枚の電極から構成されている。電極９９Ａ〜９９Ｅは、順に、カソード電極、アノード電極、カソード電極、アノード電極、カソード電極となるように、つまり、両端がカソード電極となるように、並べられている。
以上説明した、本発明に従った種々の水処理装置は、上記した式（１）〜（１０）に従って被処理水内の窒素酸化物を除去するために用いられても良いし、また、式（５）に従って生成される次亜塩素酸を消毒用に供給するために用いられても良い。
また、式（４）で使用される塩化物イオンは、薬剤槽から供給されるものであっても良いし、被処理水として利用される水道水中に含まれているものであっても良い。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
２，７０，９９ 電極対、１０，６０，９１ 電解槽、１０Ａ 第１の収容部、１０Ｂ 第２の収容部、１０Ｘ 仕切り板、１１ 沈殿槽、１２，１８，２０，６１〜６８ ポンプ、１３，３１〜３３，２７，２９，５３Ａ バルブ、１５，２１ 流量計、１６，２２，２６ 電動弁、１７ 薬剤槽、１９ 水位センサ、３０，９２ 貯蔵槽、５０，９０ 筐体。
Claims (9)
- 複数の電極からなる電極対と、
被処理水および前記電極対を収容する電解槽と、
前記電解槽に収容される被処理水の容量を一定にするための、定容量制御手段とを含み、
前記電解槽は、
一定の容量を有しかつ被処理水および前記電極対を収容する第１の収容部と、
前記第１の収容部からオーバーフローした被処理水を収容する第２の収容部と、
垂直方向に主面を有し、前記第１の収容部と前記第２の収容部を仕切る仕切り板とを備え、
前記電解槽内に、前記仕切り板と一体的に構成され、前記電極対の下方に載置可能な受け皿をさらに含む、水処理装置。 - 前記定容量制御手段は、前記電解槽に導入される被処理水の流量を検出する導入量検出手段と、前記電解槽から当該電解槽外へ被処理水を排出するために当該電解槽から被処理水を送り出すポンプと、前記ポンプが被処理水を送り出す量を調整する送出量調整手段とを備え、
前記送出量調整手段は、前記導入量検出手段の検出結果に基づいて、前記ポンプが被処理水を送り出す量を調整する、請求項１に記載の水処理装置。 - 前記定容量制御手段は、前記電解槽に導入される被処理水の流量を検出する導入量検出手段と、前記電解槽から当該電解槽外へ被処理水を排出するための排出口と、前記排出口の開閉の度合いを変化させるための電動弁と、前記電動弁による前記排出口の開閉の度合いを調整する開閉調整手段とを備え、
前記開閉調整手段は、前記導入量検出手段の検出結果に基づいて、前記電動弁による前記排出口の開閉の度合いを調整する、請求項１に記載の水処理装置。 - 前記定容量制御手段は、前記電解槽の水位を検出する水位検出手段と、前記電解槽から当該電解槽外へ被処理水を排出するために当該電解槽から被処理水を送り出すポンプと、 前記ポンプが被処理水を送り出す量を調整する送出量調整手段とを備え、
前記送出量調整手段は、前記水位検出手段の検出結果に基づいて、前記ポンプが被処理水を送り出す量を調整する、請求項１に記載の水処理装置。 - 前記定容量制御手段は、前記電解槽の水位を検出する水位検出手段と、前記電解槽から当該電解槽外へ被処理水を排出するための排出口と、前記排出口の開閉の度合いを変化させるための電動弁と、前記電動弁による前記排出口の開閉の度合いを調整する開閉調整手段とを備え、
前記開閉調整手段は、前記水位検出手段の検出結果に基づいて、前記ポンプが被処理水を送り出す量を調整する、請求項１に記載の水処理装置。 - 前記送出量調整手段または前記開閉調整手段は、前記水位検出手段が検出した単位時間あたりの前記電解槽の水位の変化量に基づいて、当該電解槽から排出する被処理水の量を調整する、請求項４または請求項５に記載の水処理装置。
- 前記電解槽に単位時間あたりに導入される被処理水の量、または、前記電解槽から単位時間あたりに排出される被処理水の量を検出する流量検出手段と、
前記流量検出手段の検出する被処理水の量が多くなるほど前記電極対を構成する複数の電極間に流れる電流値が大きくなるように、当該電極対に供給される電力量を制御する、電力量制御手段とをさらに含む、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の水処理装置。 - 前記電解槽に、被処理水内に塩化物イオンを与える薬剤を供給する薬剤供給手段と、
前記流量検出手段の検出する被処理水の量が多くなるほど、前記薬剤供給手段によって供給される前記薬剤の量が多くなるよう、前記薬剤供給手段による前記薬剤の供給量を制御する供給量制御手段とをさらに含む、請求項７に記載の水処理装置。 - 前記電解槽の前記電極対の下方に、当該電解槽を開閉するバルブをさらに含み、
前記バルブが開状態とされることにより、前記電解槽の内容物が水処理装置外へ導かれる、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の水処理装置。
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