JP4828147B2 - 余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造に関し、特に下水等の有機性汚水を生物学的汚水処理手段、例えば、曝気槽にて処理する際、曝気槽より発生する余剰汚泥に塩化物を添加して電解槽にて電気分解処理することにより余剰汚泥を死滅化、減容化処理する方法において、電解槽内に配設する陰極、陽極よりなる電極板、特に電極板の給電部に夾雑物の付着を防止し、有効塩素の発生量を低減させることなく、汚泥中の微生物の殺菌効果を向上させるようにした余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造に関するものである。

従来、高濃度に固形物を含んだ液体、特に限定されるものではないが、例えば、下水等の有機性汚水を生物学的汚水処理手段にて処理する場合、生物学的汚水処理手段として曝気槽を用い、該曝気槽内で有機性汚水を曝気することで発生する余剰汚泥をさらに減容化（減量化）するため、この余剰汚泥に塩化物を添加して、発生した余剰汚泥を減量化する工程で使用する電解装置としての電解槽内に投入し、該電解槽内にて電気分解処理するようにしている。

ところで、この電解槽内には陰極と陽極とを交互に配設してなる電極板を配設し、この電極板に電源ユニットより給電するようにしているが、この電極板の給電部分は凸部形で露出しており、かつ電源供給ケーブルの端部に取り付けた端子をボルトナットを介して電極板の上端部に固定するようにしている。このため、電源供給ケーブルに接続された端子等を、ボルト・ナット等の手段によって接合するようにしているので、この接続部は凸形状となり、この凸部分に夾雑物が蓄積しやすい構造となっている。
さらに、下水汚泥中に含まれている夾雑物は、気相中で乾燥状態であれば極めて大きい固有抵抗を有するが、液相中もしくは湿潤状態では、表面電流が流れやすくなり、見かけ上の固有抵抗が小さくなり、電気的に短絡状態となりやすい。

ところが、この電極板の給電部分は、一般的には、例えば、特許文献１に開示されるように露出しており、かつ夾雑物の蓄積防止構造となっていないため、凸形状となっているこの電源供給ケーブルの端部や端子さらには端子取付用のボルトナットに、余剰汚泥に含まれるリン、窒素、その他の物質等の混合物（汚泥塊）や発泡状のスカムが夾雑物となって付着しやすくなり、この夾雑物が経時的に給電部分に蓄積して挟小な空間を介して交互に配設した陰極板と陽極板とを短絡させるものとなり、これにより電解槽内での有効塩素の発生量が低減し、ひいては汚泥中の微生物の殺菌効果を低減させるという問題があった。
特開２００２−１２６７８２号公報

本発明は、上記従来の余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造の有する問題点に鑑み、電解槽内における電極板の給電部付近に短絡の原因となる夾雑物が付着蓄積するのを未然に防止して電極板の短絡による殺菌効率を低減させず、かつ維持管理性の向上を図ることができる電解槽における余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造は、下水等の有機性汚水を生物学的に処理する曝気槽から発生する余剰汚泥に塩化物を添加し、電解槽にて該電解槽内に陰極板と陽極板とを並列に配設して構成する電極板間で電気分解処理するようにし、電極板の下部位置に散気管を配設して電極板を洗浄するようにした余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造において、各々の電極板の一側部に水面上に突出する給電部を形成し、該給電部と電源供給ケーブルとを接続する接合凸部分を覆って電極板間を隔てる絶縁性素材の電極板スペーサを配設するとともに、該電極板スペーサの水中に浸漬される下面形状を、電極板の側部側が低く、中央側が高い、傾斜面もしくは円弧面形状に形成したことを特徴とする。

本発明の余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造によれば、散気管からのエアーの噴出による水流により、電極板付近に付着せんとする夾雑物を円滑に除去排出することができることと相俟って、電極板の給電部付近に短絡の原因となる夾雑物等が付着蓄積するのを未然に防止することができるので、殺菌効率を低減させることなく長期間安定した電解処理の運転が可能となり、かつ維持管理が容易になり、脱水前汚泥の改質などにも利用することができる。

そして、電極板スペーサの水中に浸漬される下面形状を、電極板の側部側が低く、中央側が高い、傾斜面もしくは円弧面形状に形成しているので、散気管からのエアーの噴出による電極下部から上部へ水流を用いた夾雑物排除時、電極板給電部付近に短絡の原因となる夾雑物等を傾斜方向に円滑に排出することができる。

以下、本発明の余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図４に、本発明の余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造の一実施例を示す。
下水等の有機性汚水を生物学的に処理するようにした一般的な水処理システムは、図２に示すように、下水等の有機性の汚水Ａを、生物反応槽１０としての曝気槽（以下「曝気槽」と言う。）で活性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２０に流入し、この最終沈殿池２０で固液分離された後、その処理水Ｃが放流される。
一方、固液分離された汚泥の大部分は返送汚泥Ｄとして、曝気槽に移送して、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、通常は、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。

下水処理に際して多量の汚泥を最終処分しなければならないことから、余剰汚泥Ｅを電解装置３０（例えば、電解槽等）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次亜塩素酸等の有効塩素を発生させ、この有効塩素により、汚泥微生物を殺菌した後、処理汚泥Ｆとして曝気槽に返送し、活性汚泥の作用で殺菌した汚泥を生物分解させるようにしている。このようにして、余剰汚泥微生物を殺菌して、曝気槽で水、炭酸ガス、熱などに分解して汚泥の減容化を図ることができる。

図１は、本発明による電解装置３０の詳細を示す。
図において１は電解槽で、この電解槽１には、余剰汚泥Ｅに塩化ナトリウムＧを添加して前記電解槽１の底部へ供給するようにする。
また、この電解槽１には、電解ユニット２と電極板洗浄ユニット３を配設している。電解ユニット２は、電源ユニット２１と電源供給ケーブル２２と、電極板２３とから構成し、電極板洗浄ユニット３は、電解槽１の外に配設されたブロア３１と、このブロア３１と散気管３３間を接続するよう配管された洗浄配管３２と、電解槽１内の電極板２３下方位置に配設され、噴射されるエアーにより発生する水流にて電極板２３及び電極板の給電部、スペーサ４の部位を洗浄するようにした散気管３３とから構成する。
この電解槽１内に配設される電極板２３は、陰極板と陽極板とを所定の間隔をあけて交互に配設する際、この各陰極板と陽極板との間に電気絶縁性素材にて形成されたスペーサ４を介在して、すなわち、陰極板と陽極板間に挿入して一体となるようにする。
これにより、電解槽１の底部へ供給された余剰汚泥Ｅは、陰陽交互に配設した電極板２３間の隙間内を上昇し、電解槽１上部より排出されるようにする。

また、電極板２３間に配設されるスペーサ４は、塩化ビニル、フッ素樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、フェノール樹脂、ポリエステル、シリコン樹脂、ポリウレタン、ポリスチロール、ゴム等の電気的に絶縁性の素材を用いて形成するとともに、また、スペーサ４は、電源供給ケーブル２２と電極板２３の接続部は、接続可能なスペースがあけられているが、スペーサ４の下部の底面形状が、電解槽１内の処理汚泥Ｆの排出方向に円滑に夾雑物等が排出されるように、図３〜図４に示すように、電解槽水面に対し傾斜もしくは緩やかな円弧を描く形状にするようにするのが望ましいが、これは特に限定されるものではなく、処理汚泥Ｆがその排出方向に円滑に流れが生じるような形状とすることができる。

さらに、電極板の給電部分では、電極板本体と電源供給ケーブル２２に接続された端子等を、ボルト・ナット等の手段によって接合する際、この接合により凸部が生じるが、この接合凸部分２４を覆うようにしてスペーサ４の側面を形成する。この接合凸部分２４が夾雑物付着スペースとなるが、本発明ではこの接合凸部分２４をスペーサ４にて覆うように、例えば、この接合凸部分２４を嵌合するような窪みをスペーサ４の側面に形成しているので、接合凸部分２４が凸部とならず、したがってこの凸部に引っかかりやすい夾雑物の付着及びその蓄積を未然に防止することができるものとなる。
また、このスペーサ４を電極板２３間に配設することにより、洗浄ユニット３の散気管３３（散気孔３３ａ）から噴出される気泡と、該気泡により生じる水流により円滑な流れが生じ、一層夾雑物等の円滑な排出が促進され、有効塩素の発生の低減の防止、すなわち、殺菌効率の低減を防止し、長期間安定した電解装置の運転が可能、かつ維持管理が容易になる。

次に、本発明の余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造の作用について説明する。
図１において、余剰汚泥Ｅに予め塩化物、例えば、塩化ナトリウムＧを添加し、電解槽１の内定部に送泥する。この場合、塩化ナトリウムＧの添加及び混合は、電解槽１内で行ってもよいが、電解槽１へ流入する前に添加するのが望ましい。
電解槽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、電解ユニット２の電源ユニット２１から電源供給ケーブル２２を経て電極板２３に通電することにより、電解槽１内にて次亜塩素酸等の有効塩素が発生し、余剰汚泥Ｅの構成微生物が殺菌される。この殺菌汚泥は、曝気槽に返送され、活性汚泥の作用で殺菌した汚泥を生物分解する。

この電解装置３０として電解槽１での殺菌効果は、時間とともに大幅に低減する。これは、電極板２３の給電部は水面上に突出し、特に電源供給ケーブル２２との接合部は、その接合にボルト・ナット等が用いられているため、電解槽１底部より供給された余剰汚泥Ｅに混入している夾雑物や、塊状の汚泥、発泡スカム等が電極板２３間を上昇する。この際、電極板２３上部が開放されている水没箇所については、電極板２３間に夾雑物が蓄積しても、洗浄ユニット３により発生する気泡と気泡により生じる水流により除去されるが、電極板２３の給電部分は、水面上部に夾雑物等が挟まれ、洗浄ユニット稼動時、夾雑物等が水面上部に押し上げられ、特に電源供給ケーブル２２との接合部は、その接合にボルト・ナット等が用いられているため、その凸部に引っかかり、蓄積しやすくなり、この夾雑物等は、気相中かつ乾燥状態では極めて大きい固有抵抗を有しても液相中もしくは湿潤状態では、表面電流が流れ易くなり、見かけ上の固有抵抗が小さくなる。したがって、電極板２３部付近への夾雑物等の蓄積は短絡の原因となり、有効塩素発生量が低減し、余剰汚泥Ｅを構成する汚泥中の微生物の殺菌効果低減、すなわち、減量化効果そのものを低減する。

しかし、本発明では、従来夾雑物等が付着、蓄積しやすい電極板２３の給電部の接合凸部分２４をスペーサ４にて覆うようにしているので、給電部の凸部がなく夾雑物の付着及びその蓄積を未然に防止することができるものとなる。

さらに、スペーサ形状が、電解槽水面に対し傾斜をもたせているため、電極板間のエアー洗浄等の際、電極板給電部付近の短絡の原因となる夾雑物を傾斜方向に強制的に排出させ、電極板間の短絡を防止し、殺菌効率低減を防止するとともに、長期間安定した電解装置の運転が可能となり、維持管理性も大幅に改善される。

以上、本発明の余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造について、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、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ものである。

本発明の余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造は、電極板の給電部付近に短絡の原因となる夾雑物が付着蓄積するのを未然に防止して電極板の短絡による殺菌効率を低減させないようにするという特性を有していることから、余剰汚泥を電解槽にて電気分解にて処理するようにした電解槽の電極板取付構造の用途に好適に用いることができるほか、例えば、脱水前汚泥の改質の用途にも用いることができる。

本発明の余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造の一実施例を示す説明図である。 本発明のシステムを示すフロー図である。 電解槽の電極板取付構造の一実施例を示す側面縦断面図である。 電極板の取付構造部の拡大斜視図である。

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
１０ 曝気槽（生物反応槽）
２０ 最終沈殿池
３０ 電解装置
１ 電解槽
２ 電解ユニット
２１ 電源ユニット
２２ 電源供給ケーブル
２３ 電極板
２４ 接合凸部分
３ 電極板洗浄ユニット
３１ ブロア
３２ 洗浄配管
３３ 散気管
３３ａ 散気孔
４ スペーサ

Claims (1)

1. 下水等の有機性汚水を生物学的に処理する曝気槽から発生する余剰汚泥に塩化物を添加し、電解槽にて該電解槽内に陰極板と陽極板とを並列に配設して構成する電極板間で電気分解処理するようにし、電極板の下部位置に散気管を配設して電極板を洗浄するようにした余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造において、各々の電極板の一側部に水面上に突出する給電部を形成し、該給電部と電源供給ケーブルとを接続する接合凸部分を覆って電極板間を隔てる絶縁性素材の電極板スペーサを配設するとともに、該電極板スペーサの水中に浸漬される下面形状を、電極板の側部側が低く、中央側が高い、傾斜面もしくは円弧面形状に形成したことを特徴とする余剰汚泥処理において用いる電解槽の電極板取付構造。

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