JP4451202B2 - 電解処理槽及びその電極板の洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、汚泥等の電解処理槽及びその電極板の洗浄方法に関し、特に、夾雑物やスカムの電極側面や電極板間への蓄積を防止し、長期間の安定した運転と維持管理を容易にすることができる電解処理槽及びその電極板の洗浄方法に関するものである。

例えば、下記の特許文献１〜７には、下水等の排水処理を行う施設で発生する余剰汚泥の減量化、液状物中の微生物殺菌、リンや窒素除去、脱水処理前の汚泥の調質等に使用できる電解処理槽が提案されている。
これらの電解処理槽は、いずれも、槽内に設置した攪拌機又は攪拌ポンプにより、電極板間の洗浄を行っている。

特開平０９−１５０１８３号公報 特開平０９−１５０１８６号公報 特開２００３−０８０２９６号公報 特公平０７−１１５０３９号公報 特公平０７−０３８９９８号公報 特公平０６−１０４２４０号公報 特許３４２３３８６号公報

ところで、余剰汚泥中の微生物の殺菌に電解処理槽を用いる場合は、毛髪や厨芥片などが電極側部に付着したり、電極板間に蓄積したりすることが多い。
また、水の電気分解により酸素や水素ガスが発生するが、汚泥の混在する溶液では清水に比べて粘度が大きいことから、発生したガスが安定化した壊れにくい気泡となって浮上し、頑強なスカムとして反応容器の水面に蓄積したり、汚泥塊として電極間に蓄積するという問題がある。
水素は引火性、爆発性があるため、大量に蓄積すると非常に危険であり、さらに、スカムが電解槽の水面に滞留すると、被処理汚泥の流動性が悪化して電極板間の水面下に汚泥塊が蓄積し、汚泥微生物と生成した次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンとの接触効率が低下し、電解効率、すなわち殺菌効果が悪化する。

このように電解効率を低下させる電極板間に蓄積する汚泥塊は、攪拌装置や攪拌ポンプにより、複数枚並列した電極板間のごく一部では除去されるが、その大半の電極板間では汚泥塊の蓄積傾向が認められるという問題点があった。
また、特に濃縮汚泥等、１％を超える汚泥濃度では、汚泥の流動性が悪く、攪拌装置や攪拌ポンプによる電極板間への汚泥塊の除去効果は低減され、さらに電極板間への汚泥塊の蓄積速度も汚泥濃度に比例し増加するため、一層除去効果は低減する。

本発明は、上記従来の電解処理槽が有する問題点に鑑み、夾雑物やスカムの電極側面や電極間への蓄積を防止し、長期間の安定した運転と維持管理を容易にすることができる電解処理槽及びその電極板の洗浄方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電解処理槽は、有機性排水を生物処理した際に発生する余剰汚泥に対し、並列した複数の電極板による電解処理により汚泥微生物を殺菌又は可溶化処理する電解処理槽において、洗浄装置として、並列した電極板の間隔よりも大きい間隔で直径２ｍｍ以上の散気孔を有する洗浄配管を電極板の下方に該電極板の並列方向に配設して備えることにより、前記散気孔から該散気孔の直上に位置する任意の電極板間に気泡を送気するようにして、前記散気孔から気泡が送気される電極板間に隣接して気泡が送気されない電極板間を形成し、前記散気孔から気泡を送気した電極板間に上昇流を発生させるとともに、電極板と水面の間に設けた水流を通す空隙を介して、前記上昇流を電極板の上方で反転させ、前記散気孔からの気泡が送気されていない隣接する電極板間に流入させて該電極板間に下降流を発生させ、該下降流を電極板の下方で反転させ、上昇流を生じている電極板間に流入させようにしたことを特徴とする。

この場合において、洗浄装置が１つの散気孔から１リットル／分以上の空気を排出するものとすることができる。

一方、本発明の電解処理槽の電極板の洗浄方法は、有機性排水を生物処理した際に発生する余剰汚泥に対し、並列した複数の電極板による電解処理により汚泥微生物を殺菌又は可溶化処理する電解処理槽に設置した電極板を洗浄するに際し、任意の電極板間の下方に備えた洗浄配管の直径２ｍｍ以上の散気孔から気泡を送気して該電極板間に上昇流を発生させるとともに、該上昇流を電極板の上方で反転させ、隣接する電極板間に流入させて該電極板間に下降流を発生させ、該下降流を電極板の下方で反転させ、上昇流を生じている電極板間に流入させることを特徴とする。

本発明の電解処理槽及びその電極板の洗浄方法によれば、並列した複数の電極板の下方に備えた洗浄配管の直径２ｍｍ以上の散気孔から粗大気泡を発生させると、粗大気泡が通過する電極板間では、粗大気泡が電極板間に蓄積している汚泥塊を破砕しながら上昇流を発生させ、破砕した汚泥塊を電極板と水面の間から排出する一方、粗大気泡が通過しない電極板間では、前記上昇流が水面で反転することによって下降流が生じ、この下降流が汚泥塊を破砕しながら電極板の下に移送する。移送された汚泥塊は、上昇流が生じている電極板間の下に引き寄せられ、この電極板間を再び上昇し、この対流により、電極板に蓄積された汚泥塊や夾雑物等を完全に除去することができる。

この場合、洗浄装置が１つの散気孔から１リットル／分以上の空気を排出することにより粗大気泡を発生させ、これによって、電極板間の汚泥塊を効率的に破砕するとともに、電極板間に適度な水流を発生させることができる。

以下、本発明の電解処理槽及びその電極板の洗浄方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１に、一般的な水処理システムに本発明の電解処理槽を加えたフローチャートを示す。
汚水Ａは、生物反応槽４で汚泥によって生物処理され、汚泥と処理液との混合液Ｂとなって最終沈殿池５に流入し、固液分離がなされて、処理水Ｃが放流される。
一方、固液分離された汚泥の大部分は、通常、返送汚泥Ｄとして生物反応槽４に移送され、再び生物処理に供されるが、一部の汚泥は余剰汚泥Ｅとして、さらに濃縮を行った後、濃縮汚泥の形でバキューム排出したり、濃縮汚泥を脱水して脱水ケーキの状態で搬出している。
そのため、多量の汚泥を最終処分しなければならないが、本発明では、余剰汚泥を電解処理槽１に送り、ここで添加した塩化ナトリウムＧと電気分解の作用により汚泥微生物を殺菌した後、処理汚泥Ｆとして生物反応槽４に返送し、活性汚泥の作用で殺菌した汚泥を液状化し、さらに生物分解させるようにしている。
このように、電解処理槽１にて余剰汚泥の微生物を殺菌し、処理汚泥Ｆとして生物反応槽４に返送することにより、汚水Ａや返送汚泥Ｄは、生物反応槽４で水、炭酸ガス、熱などに分解し、汚泥の減容化を図ることができる。

図２に、本発明の電解処理槽及びその電極板の洗浄方法の一実施例を示す。
電解処理槽１には、塩化ナトリウムＧを添加した余剰汚泥Ｅが流入し、この電解処理槽１で電解装置２により殺菌処理された処理汚泥Ｆは生物反応槽４へ返送される。
電解装置２は、電極板固定台２２に固定された複数の電極板２１と、電源装置２３に接続された電源ケーブル２４よりなる。
電解処理槽１の底部には、電極板２１を洗浄するための洗浄装置３が配設されている。
洗浄装置３は、散気孔から電極板２１の間に粗大気泡を送気する洗浄配管３３を槽底部に備えるとともに、該洗浄配管３３に送気するブロア３１と、該ブロア３１と洗浄配管３３を接続する送気管３２とを備えている。

次に、この電解処理槽の電極板の洗浄方法について説明する。
図２に、汚泥減量化処理に電解処理を用いた場合の方法を示す。
余剰汚泥Ｅに、塩化ナトリウムＧを添加し、電解処理槽１に送泥する。塩化ナトリウムＧの添加及び混合は、電解処理槽１内で行ってもよいが、電解処理槽１へ流入する前に添加するのが望ましい。
電解処理槽１に流入した余剰汚泥Ｅには、塩化ナトリウムＧが溶解して塩素イオンが含まれるため、電解装置２の電極板２１に通電することにより、次亜塩素酸が発生し、余剰汚泥Ｅを構成する微生物が殺菌される。
電極板２１間で次亜塩素酸が発生するのに併せて、水の電気分解も進行し、酸素や水素ガスを主体とした微細な気泡が発生する。

この微細な気泡は、電極２１間に汚泥塊となり蓄積し、電解効率を低下させる。
そこで、本実施例では、電極板２１間に蓄積した汚泥塊や夾雑物等を、洗浄装置３により電極板２１から洗浄除去する。
電極板２１の下方に配設した洗浄配管３３の散気孔３４から粗大気泡を発生させると、この粗大気泡が、電極板２１間に蓄積した汚泥塊や夾雑物等を破砕しながら上昇する。
この破砕効果は、直接粗大気泡が通過する上昇流ゾーンａの電極板間でなされる。破砕され上昇した汚泥塊は、電極板２１から完全に排出され、電極板２１の間には残留しない。

一方、粗大気泡が直接上昇しない電極板２１の下降流ゾーンｂでは、粗大気泡の上昇により生じた流れと逆の下方への流れが生じ、この下降流が、気泡を含んだ汚泥塊を破砕しながら電極板２１の下方に移送する。
移送された汚泥塊は、上昇流ゾーンａの上昇流れの生じている電極板２１の下に引き寄せられ、この電極板２１間を上昇する。この対流により、電極板２１に蓄積された気泡を含んだ汚泥塊や夾雑物等は完全に除去される。

ここで、散気孔３４は、直径２ｍｍ以上において粗大気泡が発生するが、該散気孔３４の直径は４〜８ｍｍ程度が好ましい。
また、散気孔３４から送気される空気量は、１つの散気孔当り、１リットル／分以上で粗大気泡が発生するが、２〜５リットル／分程度が好ましい。なお、この散気孔の形状や送気する空気量は、電極板２１に蓄積された汚泥塊や夾雑物等を除去できれば、特に限定するものではない。
粗大気泡による電解処理槽１の対流は、粗大気泡により生じた上昇流が電極板２１の上部で反転し下降流となることにより生じる。この反転する流れが電極板２１の上部で阻害されないように、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、電極板２１と水面の間に水流を通す空隙６を設けることが望ましいが、この目的が達成される形状であれば、特に限定するものではない。

以上、本発明の電解処理槽及びその電極板の洗浄方法について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

下水等の夾雑物や汚泥等を含有する施設で電解装置を用いた場合、従来技術では、汚泥塊や夾雑物等が電極板間へ蓄積、側部へ付着したため、短時間で電解効果が低下したり、これらの除去作業・装置の維持管理に多大な労力を要していたが、本発明の電解処理槽及びその電極板の洗浄方法は、これらの問題を解消し、長期間安定した電解処理槽の殺菌効果の持続を可能とし、かつ、維持管理を容易にするという特性を有していることから、電解装置を用いた液状物の殺菌のほか、リンや窒素や他の有害物質の除去、脱水処理前の汚泥の調質に用いることができ、特に、下水等の有機性の汚水を生物処理する施設等において汚泥を減量化する工程で好適に使用することができる。

本発明の電解処理槽を用いた汚泥処理システムを示すフロー図である。 本発明の電解処理槽及びその電極板の洗浄方法の一実施例を示す断面図である。 電極板の第１〜第３実施例を示す正面図である。

Ａ 汚水
Ｂ 混合液
Ｃ 処理水
Ｄ 返送汚泥
Ｅ 余剰汚泥
Ｆ 処理汚泥
Ｇ 塩化ナトリウム
１ 電解処理槽
２ 電解装置
２１ 電極板
２２ 電極板固定台
２３ 電源装置
２４ 電源ケーブル
３ 洗浄装置
３１ ブロア
３２ 送気管
３３ 洗浄配管
３４ 散気孔
４ 生物反応槽
５ 最終沈殿池
６ 空隙
ａ 上昇流ゾーン
ｂ 下降流ゾーン

Claims (3)

1. 有機性排水を生物処理した際に発生する余剰汚泥に対し、並列した複数の電極板による電解処理により汚泥微生物を殺菌又は可溶化処理する電解処理槽において、洗浄装置として、並列した電極板の間隔よりも大きい間隔で直径２ｍｍ以上の散気孔を有する洗浄配管を電極板の下方に該電極板の並列方向に配設して備えることにより、前記散気孔から該散気孔の直上に位置する任意の電極板間に気泡を送気するようにして、前記散気孔から気泡が送気される電極板間に隣接して気泡が送気されない電極板間を形成し、前記散気孔から気泡を送気した電極板間に上昇流を発生させるとともに、電極板と水面の間に設けた水流を通す空隙を介して、前記上昇流を電極板の上方で反転させ、前記散気孔からの気泡が送気されていない隣接する電極板間に流入させて該電極板間に下降流を発生させ、該下降流を電極板の下方で反転させ、上昇流を生じている電極板間に流入させようにしたことを特徴とする電解処理槽。
2. 洗浄装置が１つの散気孔から１リットル／分以上の空気を排出するものであることを特徴とする請求項１記載の電解処理槽。
3. 有機性排水を生物処理した際に発生する余剰汚泥に対し、並列した複数の電極板による電解処理により汚泥微生物を殺菌又は可溶化処理する電解処理槽に設置した電極板を洗浄するに際し、任意の電極板間の下方に備えた洗浄配管の直径２ｍｍ以上の散気孔から気泡を送気して該電極板間に上昇流を発生させるとともに、該上昇流を電極板の上方で反転させ、隣接する電極板間に流入させて該電極板間に下降流を発生させ、該下降流を電極板の下方で反転させ、上昇流を生じている電極板間に流入させることを特徴とする電解処理槽の電極板の洗浄方法。

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