JP5700735B1 - Water treatment apparatus and control method for water treatment apparatus - Google Patents

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Abstract

【課題】好適に処理が可能な水処理装置を提供する。【解決手段】被処理水が流入し、液体を貯留する循環タンク20と、電極30aを有し、電気分解によって電解処理水を生成する電解処理槽30と、循環タンク20と電解処理槽30との間で液体を循環させる循環ポンプ32と、電極30aに電流を印加する電極電源装置35と、循環タンク20からオーバーフローした液体を排出する排出路21と、を備え、被処理水を連続処理する。【選択図】図1A water treatment apparatus capable of being suitably treated is provided. SOLUTION: A circulation tank 20 into which water to be treated flows and stores liquid, an electrolytic treatment tank 30 having an electrode 30a and generating electrolytic treatment water by electrolysis, a circulation tank 20, and an electrolytic treatment tank 30 A circulation pump 32 that circulates the liquid between them, an electrode power supply device 35 that applies a current to the electrode 30a, and a discharge passage 21 that discharges the liquid overflowing from the circulation tank 20, and continuously treats the water to be treated. . [Selection] Figure 1

Description

本発明は、アンモニア性窒素や有機物を除去する水処理装置及び水処理装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a water treatment apparatus for removing ammonia nitrogen and organic substances and a method for controlling the water treatment apparatus.

廃水中からアンモニア性窒素や有機物を除去する方法として、微生物を用いて水処理する方法が知られている。例えば、特許文献1(特開2014−104416号公報)には、硝化工程ではアンモニアイオンは好気条件で独立栄養性細菌であるアンモニア酸化細菌によって亜硝酸イオンに酸化され、この亜硝酸イオンが独立栄養性細菌である亜硝酸酸化細菌によって硝酸イオンに酸化される。そして、脱窒工程ではこれらの亜硝酸イオンおよび硝酸イオンは嫌気条件下で、従属栄養性細菌である脱窒菌によって、有機物を電子供与体として利用しながら窒素ガスにまで分解されることが開示されている。   As a method for removing ammonia nitrogen and organic substances from wastewater, a method for water treatment using microorganisms is known. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-104416), in the nitrification process, ammonia ions are oxidized to nitrite ions by ammonia-oxidizing bacteria that are autotrophic bacteria under aerobic conditions. It is oxidized to nitrate ion by nitrite-oxidizing bacteria, which are vegetative bacteria. In the denitrification process, it is disclosed that these nitrite ions and nitrate ions are decomposed into nitrogen gas under anaerobic conditions by using denitrifying bacteria, which are heterotrophic bacteria, using organic substances as electron donors. ing.

特開2014−104416号公報JP 2014-104416 A

しかしながら、微生物を用いた脱窒処理を行う水処理装置では、各工程の水槽が必要であり、小型化が困難であるという課題がある。また、微生物によって処理するため、寒冷地では処理能力が低下するという課題がある。また、微生物を維持するため、必要に応じて有機物(例えばアルコール)を加えるといった維持管理が必要であるという課題がある。また、処理に際して汚泥が発生するため、その処理が必要になるという課題がある。   However, a water treatment apparatus that performs denitrification treatment using microorganisms requires a water tank for each step, and there is a problem that it is difficult to reduce the size. Moreover, since it processes with microorganisms, there exists a subject that processing capacity falls in a cold region. Moreover, in order to maintain microorganisms, there exists a subject that the maintenance management of adding organic substance (for example, alcohol) as needed is required. Moreover, since sludge is generated during the treatment, there is a problem that the treatment is necessary.

そこで、本発明は、好適に処理が可能な水処理装置及び水処理装置の制御方法を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the control method of the water treatment apparatus and water treatment apparatus which can be processed suitably.

このような課題を解決するために、本発明は、被処理水が流入し、液体を貯留する循環タンクと、電極を有し、電気分解によって電解処理水を生成する電解処理槽と、前記循環タンクと前記電解処理槽との間で液体を循環させる循環ポンプと、前記電極に電流を印加する電極電源装置と、を備え、被処理水を連続処理し、前記循環タンクは、電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたU字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有することを特徴とする水処理装置である。 In order to solve such a problem, the present invention provides a circulation tank into which water to be treated flows and stores a liquid, an electrolytic treatment tank having an electrode and generating electrolytic treatment water by electrolysis, and the circulation comprising a circulating pump for circulating the liquid between the electrolytic cell and a tank, and the electrode power supply for applying a current to the electrode, a continuous process the water to be treated, the circulation tank is generated by electrolysis A gas discharge path for exhausting the discharged gas to the outside, and a liquid discharge path that is disposed in the circulation tank and is an U-shaped pipe having an opening facing upward, and that discharges the overflowed liquid from the circulation tank. It is a water treatment apparatus characterized by having .

また、本発明は、被処理水が流入し、液体を貯留する循環タンクと、電極を有し、電気分解によって電解処理水を生成する電解処理槽と、前記循環タンクと前記電解処理槽との間で液体を循環させる循環ポンプと、前記電極に電流を印加する電極電源装置と、を備え、被処理水を連続処理し、前記循環タンクは、電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたU字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有する水処理装置の制御方法であって、前記電極に印加する電流は、循環タンクに流入する被処理水における対象物質の濃度である入口濃度と、循環タンクに流入する被処理水の流量と、循環タンクから流出する処理水における対象物質の要求される濃度である出口要求濃度と、に基づいて決定されることを特徴とする水処理装置の制御方法である。 The present invention also includes a circulation tank into which treated water flows and stores liquid, an electrolytic treatment tank having an electrode and generating electrolytic treatment water by electrolysis, the circulation tank, and the electrolytic treatment tank. comprising a circulating pump for circulating the liquid between the electrode power source device for applying a current to the electrode, a continuous process the water to be treated, the circulation tank, to exhaust gas generated by electrolysis outside gas A method for controlling a water treatment apparatus , comprising: a discharge path; a liquid discharge path that is disposed in the circulation tank and has an U-shaped pipe with an opening facing upward, and that discharges the overflowed liquid from the circulation tank. The current applied to the electrodes is applied to the inlet concentration, which is the concentration of the target substance in the treated water flowing into the circulation tank, the flow rate of the treated water flowing into the circulation tank, and the treated water flowing out from the circulation tank. Oh And outlet required concentration is the concentration that is required of the target substance that is a control method of the water treatment apparatus, characterized in that it is determined based on.

また、本発明は、被処理水が流入し、液体を貯留する循環タンクと、電極を有し、電気分解によって電解処理水を生成する並列に複数台設けられた電解処理槽と、前記循環タンクと前記電解処理槽との間で液体を循環させる循環ポンプと、前記電極に電流を印加する電極電源装置と、を備え、被処理水を連続処理し、前記循環タンクは、電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたU字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有する水処理装置の制御方法であって、前記電解処理槽の運転台数は、循環タンクに流入する被処理水における対象物質の濃度である入口濃度と、循環タンクに流入する被処理水の流量と、循環タンクから流出する処理水における対象物質の要求される濃度である出口要求濃度と、に基づいて決定されることを特徴とする水処理装置の制御方法である。 The present invention also provides a circulation tank into which water to be treated flows and stores a liquid, an electrolytic treatment tank having a plurality of electrodes provided in parallel and having an electrode to generate electrolytic treatment water by electrolysis, and the circulation tank wherein comprising a circulation pump for circulating the liquid between the electrolytic cell, and the electrode power supply for applying a current to the electrodes, the a, continuous process water to be treated, the circulation tank, generated by electrolysis A gas discharge path for exhausting gas to the outside, and a liquid discharge path that is disposed in the circulation tank and is an U-shaped pipe having an opening facing upward, and that discharges the overflowed liquid from the circulation tank. In the method for controlling a water treatment apparatus, the number of operating electrolytic treatment tanks includes an inlet concentration that is a concentration of a target substance in water to be treated flowing into a circulation tank, a flow rate of water to be treated that flows into a circulation tank, Circulating tongue An outlet the required density is required concentrations of substances in the treated water flowing out of a method for controlling a water treatment device, characterized in that is determined based on.

本発明によれば、好適に処理が可能な水処理装置及び水処理装置の制御方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control method of the water treatment apparatus and water treatment apparatus which can be processed suitably can be provided.

第1実施形態に係る廃水処理装置の構成図である。It is a block diagram of the waste water treatment apparatus which concerns on 1st Embodiment. 接続部の拡大断面模式図である。It is an expanded sectional schematic diagram of a connection part. 第1実施形態に係る廃水処理装置が備える制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control apparatus with which the wastewater treatment apparatus which concerns on 1st Embodiment is provided. 算出テーブルの原理を説明するグラフである。It is a graph explaining the principle of a calculation table. 第2実施形態に係る廃水処理装置の構成図である。It is a block diagram of the waste water treatment apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

≪第1実施形態≫
第1実施形態に係る廃水処理装置(水処理装置)について図1を用いて説明する。図1は、第1実施形態に係る廃水処理装置の構成図である。
<< First Embodiment >>
A wastewater treatment apparatus (water treatment apparatus) according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of a wastewater treatment apparatus according to the first embodiment.

第1実施形態に係る廃水処理装置は、処理対象の廃水中に含まれる水溶性有機物(例えば、アルコール)やアンモニアを電気分解処理によって低減(除去)して、処理水として排出する装置である。即ち、第1実施形態に係る廃水処理装置は、廃水中の水溶性有機物を電気分解処理することによって、処理水における生物化学的酸素要求量(BOD;Biochemical Oxygen Demand)や化学的酸素要求量(COD;Chemical Oxygen Demand)を目標値以下まで低減することができるようになっている。また、第1実施形態に係る廃水処理装置は、廃水中のアンモニアを電気分解処理することによって、処理水におけるアンモニア性窒素濃度を低減することができるようになっている。ちなみに、廃水中に含まれる窒素(N)は、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素等があるが、大部分をアンモニア性窒素が占める。このため、アンモニア性窒素を低減することが、廃水中の窒素(N)を目標値以下まで低減する(脱窒する)上で有効である。   The wastewater treatment apparatus according to the first embodiment is an apparatus that reduces (removes) water-soluble organic matter (for example, alcohol) and ammonia contained in wastewater to be treated by electrolysis treatment and discharges it as treated water. That is, the wastewater treatment apparatus according to the first embodiment electrolyzes water-soluble organic substances in the wastewater, so that biochemical oxygen demand (BOD) and chemical oxygen demand (BOD) in the treated water ( COD (Chemical Oxygen Demand) can be reduced below the target value. In addition, the wastewater treatment apparatus according to the first embodiment can reduce the ammonia nitrogen concentration in the treated water by electrolyzing ammonia in the wastewater. Incidentally, nitrogen (N) contained in the wastewater includes ammonia nitrogen, nitrite nitrogen, nitrate nitrogen, etc., but ammonia nitrogen occupies most of it. For this reason, reducing ammonia nitrogen is effective in reducing (denitrifying) nitrogen (N) in wastewater to a target value or less.

図1に示すように、廃水処理装置は、廃水槽10と、電解質槽16と、消泡材槽18と、循環タンク20と、電解処理槽30と、電極電源装置35と、送風機36と、制御装置50と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the wastewater treatment apparatus includes a wastewater tank 10, an electrolyte tank 16, an antifoaming material tank 18, a circulation tank 20, an electrolytic treatment tank 30, an electrode power supply device 35, a blower 36, And a control device 50.

廃水槽10は、処理対象の廃水が貯留される槽である。廃水槽10から循環タンク20に向かって廃水が流れる流路11が設けられており、この流路11には、ポンプ12と、開閉弁13と、ストレーナ14と、流量計15と、が設けられている。なお、ポンプ12の運転および開閉弁13の開閉は、制御装置50によって制御されるようになっている。ストレーナ14は、液体中の固形物を捕集する装置であり、ストレーナ14の捕集部(図示せず)は網目構造を有している。流量計15で検出された流量は、制御装置50に入力されるようになっている。   The waste water tank 10 is a tank in which waste water to be treated is stored. A flow path 11 through which waste water flows from the waste water tank 10 toward the circulation tank 20 is provided. The flow path 11 is provided with a pump 12, an on-off valve 13, a strainer 14, and a flow meter 15. ing. The operation of the pump 12 and the opening / closing of the on-off valve 13 are controlled by the control device 50. The strainer 14 is a device that collects solid matter in the liquid, and the collection portion (not shown) of the strainer 14 has a network structure. The flow rate detected by the flow meter 15 is input to the control device 50.

電解質槽16は、電解処理槽30における電気分解を行う際に用いられる電解質の水溶液が貯留されている槽である。電解質としては、例えば、塩化ナトリウム(NaCl)を用いることができる。電解質槽16から流路11の合流位置11aに向かって電解質水溶液が流れる流路が設けられており、この流路には、ポンプ17が設けられている。なお、ポンプ17の運転は、制御装置50によって制御されるようになっている。   The electrolyte tank 16 is a tank in which an aqueous solution of an electrolyte used when performing electrolysis in the electrolytic treatment tank 30 is stored. For example, sodium chloride (NaCl) can be used as the electrolyte. A flow path through which the aqueous electrolyte solution flows from the electrolyte tank 16 toward the joining position 11a of the flow path 11 is provided, and a pump 17 is provided in this flow path. The operation of the pump 17 is controlled by the control device 50.

消泡材槽18は、循環タンク20において液面に泡が発生することを抑制するための消泡材が貯留されている槽である。電解質としては、例えば、シリコーン系消泡剤を用いることができる。消泡材槽18から流路11の合流位置11aに向かって消泡剤が流れる流路が設けられており、この流路には、ポンプ19が設けられている。なお、ポンプ19の運転は、制御装置50によって制御されるようになっている。   The defoaming material tank 18 is a tank in which a defoaming material for suppressing generation of bubbles on the liquid surface in the circulation tank 20 is stored. As the electrolyte, for example, a silicone-based antifoaming agent can be used. A flow path through which the antifoaming agent flows from the defoaming material tank 18 toward the joining position 11a of the flow path 11 is provided, and a pump 19 is provided in this flow path. The operation of the pump 19 is controlled by the control device 50.

循環タンク20には、廃水槽10からの廃水(および、電解質槽16からの電解質水溶液、消泡材槽18からの消泡材)が流入する流路11と、循環タンク20から電解処理槽30に廃水(循環タンク20で希釈された廃水)を送るための流路31と、電解処理槽30からの電解処理水が流入する流路34と、循環タンク20から処理水を排出するU字配管21と、気体を排出する流路22と、が接続されている。   In the circulation tank 20, the flow path 11 into which waste water from the waste water tank 10 (and the electrolyte aqueous solution from the electrolyte tank 16 and the defoaming material from the defoaming material tank 18) flows, and from the circulation tank 20 to the electrolytic treatment tank 30. A flow path 31 for sending waste water (waste water diluted in the circulation tank 20), a flow path 34 into which the electrolytic treatment water from the electrolytic treatment tank 30 flows, and a U-shaped pipe for discharging the treatment water from the circulation tank 20 21 and the flow path 22 which discharges | emits gas are connected.

循環タンク20から電解処理槽30に向かって廃水が流れる流路31が設けられており、この流路31には、ポンプ32が設けられている。なお、ポンプ32の運転は、制御装置50によって制御されるようになっている。   A flow path 31 through which waste water flows from the circulation tank 20 toward the electrolytic treatment tank 30 is provided, and a pump 32 is provided in the flow path 31. The operation of the pump 32 is controlled by the control device 50.

電解処理槽30は、流路上に一対の電極30aが設けられ、電極電源装置35によって一対の電極30a間に電流が流れるようになっている。なお、電極電源装置35は、制御装置50によって制御されるようになっている。これにより、電解処理槽30は、電気分解処理によって、廃水中の有機物やアンモニアを分解することができるようになっている。   In the electrolytic treatment tank 30, a pair of electrodes 30 a is provided on the flow path, and a current flows between the pair of electrodes 30 a by the electrode power supply device 35. The electrode power supply device 35 is controlled by the control device 50. Thereby, the electrolytic treatment tank 30 can decompose | disassemble the organic substance and ammonia in wastewater by an electrolysis process.

ここで、電解質として塩化ナトリウム(NaCl)を用いた場合、電気分解の反応式は以下の反応式(1)〜(3)のようになる。
陽極反応:2Cl → Cl+2e …(1)
陰極反応:2Na+2HO+2e → 2NaOH+H …(2)
Cl+2NaOH → NaClO+NaCl+HO …(3)
このように、電気分解によって、次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)が生成される。なお、生成された次亜塩素酸ナトリウムは水溶液中であるため、この生成は次亜塩素酸(HClO)および次亜塩素酸イオン(ClO)が発生することでもある。
Here, when sodium chloride (NaCl) is used as the electrolyte, the reaction formula of electrolysis is as shown in the following reaction formulas (1) to (3).
Anode reaction: 2Cl → Cl 2 + 2e (1)
Cathode reaction: 2Na + + 2H 2 O + 2e → 2NaOH + H 2 (2)
Cl 2 + 2NaOH → NaClO + NaCl + H 2 O (3)
Thus, sodium hypochlorite (NaClO) is produced by electrolysis. In addition, since the produced | generated sodium hypochlorite is in aqueous solution, this production | generation is also generating hypochlorous acid (HClO) and a hypochlorite ion (ClO < - >).

そして、電気分解によって生成した次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)は、アンモニア(NH3)と反応することによって、反応式(4)〜(6)のようになる。
NH +NaClO → NHCl+NaOH …(4)
NHCl+NaClO → NHCl+NaOH …(5)
NHCl+NHCl → N+3HCl …(6)
このように、次亜塩素酸ナトリウムによって、廃水中のアンモニア(NH)に由来するアンモニア性窒素(N)を窒素ガス(N)として脱窒する。
And sodium hypochlorite (NaClO) produced | generated by electrolysis will become like Reaction formula (4)-(6) by reacting with ammonia (NH3).
NH 3 + NaClO → NH 2 Cl + NaOH (4)
NH 2 Cl + NaClO → NHCl 2 + NaOH (5)
NH 2 Cl + NHCl 2 → N 2 + 3HCl (6)
In this way, ammonia nitrogen (N) derived from ammonia (NH 3 ) in waste water is denitrified as nitrogen gas (N 2 ) by sodium hypochlorite.

また、反応式は、省略するが、生成した次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)を用いて、次亜塩素酸(HClO)および次亜塩素酸イオン(ClO)の酸化作用によって、有機物を水(HO)や二酸化炭素(CO)に分解する。 Although the reaction formula is omitted, the organic substance is converted into water (by the oxidation of hypochlorous acid (HClO) and hypochlorite ion (ClO ) using the generated sodium hypochlorite (NaClO). Decomposes into H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ).

このように、電解処理槽30は、電気分解処理によって、廃水中のアンモニア性窒素や有機物を低減する。また、電気分解処理の際、塩素ガス(Cl)、水素ガス(H)、窒素ガス(N)、二酸化炭素ガス(CO)等が発生する。 Thus, the electrolytic treatment tank 30 reduces ammonia nitrogen and organic matter in wastewater by electrolysis. Further, during the electrolysis treatment, chlorine gas (Cl 2 ), hydrogen gas (H 2 ), nitrogen gas (N 2 ), carbon dioxide gas (CO 2 ), and the like are generated.

電解処理槽30の下流側から循環タンク20に向かって略上方向に延びる流路33および略横方向に延びる流路34が設けられており、この途中(流路33と流路34の接続部)で、送風機36からの流路37が合流している。送風機36は、電解処理槽30の発生ガス(特に、可燃性の水素ガス)を希釈するための空気を送風するものであり、流路37を介して、流路33と流路34の接続部に空気を供給する。   A flow path 33 extending substantially upward from the downstream side of the electrolytic treatment tank 30 toward the circulation tank 20 and a flow path 34 extending substantially in the lateral direction are provided. ), The flow path 37 from the blower 36 is joined. The blower 36 blows air for diluting the generated gas (especially combustible hydrogen gas) of the electrolytic treatment tank 30, and connects the flow path 33 and the flow path 34 via the flow path 37. To supply air.

図2は、流路33、流路34のおよび流路37の接続部の拡大断面模式図である。図2に示すように、流路33から発生ガスGを含んだ電解処理水Wが接続部に流入する。そして、電解処理水Wは、流路34を液層として循環タンク20に向かって流れる。一方、発生ガスGは、気層へと放出されるが、流路37からの空気Aで速やかに希釈される。そして、希釈された発生ガスDは、流路34を気層として循環タンク20に向かって流れる。   FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of the connection part of the flow path 33, the flow path 34, and the flow path 37. As shown in FIG. 2, the electrolytically treated water W containing the generated gas G flows from the flow path 33 into the connection portion. Then, the electrolytically treated water W flows toward the circulation tank 20 using the flow path 34 as a liquid layer. On the other hand, the generated gas G is released into the gas layer, but is quickly diluted with the air A from the flow path 37. The diluted generated gas D flows toward the circulation tank 20 with the flow path 34 as an air layer.

このような構成により、電解処理槽30で発生した水素ガスは、流路33、流路34および流路37の接続部で、爆発限界以下まで速やかに希釈される。これにより、水素ガスによる事故を防止することができる。   With such a configuration, the hydrogen gas generated in the electrolytic treatment tank 30 is quickly diluted to the explosion limit or less at the connection part of the flow path 33, the flow path 34 and the flow path 37. Thereby, the accident by hydrogen gas can be prevented.

図1に戻り、電解処理槽30で処理された電解処理水および希釈された発生ガスは、流路34から循環タンク20に流入する。希釈されたガスは、循環タンク20の上方に設けられた流路22からスクラバ23を経由して外部に排気される。電解処理槽30で処理された電解処理水は、循環タンク20に流入し、流路11から流入する廃水を希釈するとともに、未反応の次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)が循環タンク20の内部でアンモニア性窒素(N)および有機物を低減する。   Returning to FIG. 1, the electrolytically treated water treated in the electrolytic treatment tank 30 and the diluted generated gas flow into the circulation tank 20 from the flow path 34. The diluted gas is exhausted to the outside through a scrubber 23 from a flow path 22 provided above the circulation tank 20. The electrolytically treated water treated in the electrolytic treatment tank 30 flows into the circulation tank 20, dilutes the wastewater flowing from the flow path 11, and unreacted sodium hypochlorite (NaClO) is contained inside the circulation tank 20. Reduce ammoniacal nitrogen (N) and organics.

そして、循環タンク20の処理水は、U字配管21を介して循環タンク20から排出される。U字配管21は、開口部21aが上方向に向いたU字管として構成されている。このような構成により、循環タンク20の処理水を排出する際、循環タンク20の内部のガスを取り出すことなく、処理水のみを取り出すことが可能となる。また、循環タンク20の液面の高さは、通常、U字配管21の開口部21aの高さとなっている。   The treated water in the circulation tank 20 is discharged from the circulation tank 20 via the U-shaped pipe 21. The U-shaped pipe 21 is configured as a U-shaped pipe with the opening 21a facing upward. With such a configuration, when the treated water in the circulation tank 20 is discharged, only the treated water can be taken out without taking out the gas inside the circulation tank 20. Further, the height of the liquid level of the circulation tank 20 is usually the height of the opening 21 a of the U-shaped pipe 21.

また、廃水の種類によっては、電気分解処理によって泡が発生することもある。このため、流路31の分岐位置(ポンプ32の下流側)から循環タンク20内の消泡ノズル24に向かって電解処理水が流れる流路38が設けられており、この流路には、開閉弁39が設けられている。なお、開閉弁39の開閉は、制御装置50によって制御されるようになっている。   In addition, depending on the type of wastewater, bubbles may be generated by electrolysis. For this reason, a flow path 38 through which the electrolytic treatment water flows from the branch position of the flow path 31 (downstream of the pump 32) toward the defoaming nozzle 24 in the circulation tank 20 is provided. A valve 39 is provided. The opening / closing of the on-off valve 39 is controlled by the control device 50.

消泡ノズル24は、電解処理水を循環タンク20内にミスト散布することによって、活性酸素の効果で速やかに消泡する。ここで、消泡ノズル24は、流路34の吐出口よりも低い位置に設けられている。このような構成により、流路34から循環タンク20内に流入する空気(送風機36からの空気)によって、ミストが飛散することを防止することができる。   The defoaming nozzle 24 quickly defoams the effect of active oxygen by spraying electrolytically treated water into the circulation tank 20 with mist. Here, the defoaming nozzle 24 is provided at a position lower than the discharge port of the flow path 34. With such a configuration, it is possible to prevent the mist from being scattered by the air flowing from the flow path 34 into the circulation tank 20 (air from the blower 36).

次に、第1実施形態に係る廃水処理装置が備える電極電源装置35および制御装置50について、図3を用いて説明する。図3は、第1実施形態に係る廃水処理装置の機能ブロック図である。   Next, the electrode power supply device 35 and the control device 50 included in the wastewater treatment apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a functional block diagram of the wastewater treatment apparatus according to the first embodiment.

図3に示すように、電極電源装置35は、印加電流制御部35aと、電極電流検出部35bと、電極電圧検出部35cと、を備えている。   As illustrated in FIG. 3, the electrode power supply device 35 includes an applied current control unit 35 a, an electrode current detection unit 35 b, and an electrode voltage detection unit 35 c.

印加電流制御部35aは、制御装置50(後述する電流指令部52)の指令に基づいて、CC(Constant Current;定電流)制御で一対の電極30aに電流を印加する。   The applied current control unit 35a applies a current to the pair of electrodes 30a by CC (Constant Current) control based on a command from the control device 50 (a current command unit 52 described later).

電極電流検出部35bは、一対の電極30a間の電流を検出する。検出した電流は印加電流制御部35aに入力(フィードバック)されるようになっている。また、電極電圧検出部35cは、一対の電極30a間の電圧を検出する。   The electrode current detection unit 35b detects a current between the pair of electrodes 30a. The detected current is input (feedback) to the applied current control unit 35a. The electrode voltage detector 35c detects a voltage between the pair of electrodes 30a.

図3に示すように、制御装置50は、運転制御部51と、電流指令部52と、記憶部53と、入力部54と、を備えている。   As shown in FIG. 3, the control device 50 includes an operation control unit 51, a current command unit 52, a storage unit 53, and an input unit 54.

運転制御部51は、各種ポンプ、各種開閉弁、電極電源装置35、送風機36を制御することによって、廃水処理装置の運転全体を制御することができるようになっている。   The operation control unit 51 can control the entire operation of the wastewater treatment apparatus by controlling various pumps, various on-off valves, the electrode power supply device 35, and the blower 36.

電流指令部52は、一対の電極30aに印加する電流を決定して、印加電流制御部35aに指令する。詳細は後述する。   The current command unit 52 determines a current to be applied to the pair of electrodes 30a and commands the applied current control unit 35a. Details will be described later.

記憶部53は、入口濃度格納部53aと、出口濃度格納部53bと、算出テーブル格納部53cと、を備えている。   The storage unit 53 includes an inlet concentration storage unit 53a, an outlet concentration storage unit 53b, and a calculation table storage unit 53c.

入口濃度格納部53aは、循環タンク20に流入する廃水(廃水槽10の廃水)の入口濃度(例えば、アンモニア性窒素濃度、COD、BOD)が格納される。
出口濃度格納部53bは、循環タンク20に流出する処理水(U字配管21から排出される処理水)に要求される濃度の基準値である出口濃度(例えば、アンモニア性窒素濃度、COD、BOD)が格納される。
算出テーブル格納部53cは、電流指令部52が電流を算出する際に用いる算出テーブルが格納されている。なお、算出テーブルにかえて、関数として格納されていてもよい。
The inlet concentration storage unit 53a stores the inlet concentration (for example, ammonia nitrogen concentration, COD, BOD) of waste water flowing into the circulation tank 20 (waste water of the waste water tank 10).
The outlet concentration storage 53b is an outlet concentration (for example, ammonia nitrogen concentration, COD, BOD) that is a reference value of the concentration required for the treated water flowing into the circulation tank 20 (treated water discharged from the U-shaped pipe 21). ) Is stored.
The calculation table storage unit 53c stores a calculation table used when the current command unit 52 calculates a current. Instead of the calculation table, it may be stored as a function.

入力部54は、入口濃度格納部53aに格納する入口濃度や出口濃度格納部53bに格納する出口濃度を入力することができるようになっている。例えば、管理者は、廃水槽10から廃水のサンプルを抽出して試薬試験等によって廃水の濃度(入口濃度)を求める。そして、管理者は、入力部54を操作して、入口濃度を入力する(入口濃度格納部53aに格納する)。なお、入口濃度は図示しない濃度検出手段によって検出して、その値を入口濃度格納部53aに格納するようにしてもよい。また、管理者は、管理者は、入力部54を操作して、処理水の基準値である出口濃度を入力する(出口濃度格納部53bに格納する)。   The input unit 54 can input the inlet concentration stored in the inlet concentration storage unit 53a and the outlet concentration stored in the outlet concentration storage unit 53b. For example, the administrator extracts a wastewater sample from the wastewater tank 10 and obtains the concentration (inlet concentration) of the wastewater by a reagent test or the like. Then, the administrator operates the input unit 54 to input the inlet concentration (stored in the inlet concentration storage unit 53a). The inlet concentration may be detected by a concentration detector (not shown) and the value may be stored in the inlet concentration storage unit 53a. In addition, the administrator operates the input unit 54 to input the outlet concentration that is the reference value of the treated water (stored in the outlet concentration storage unit 53b).

<電流算出処理>
次に、電流指令部52の電流算出処理について説明する。
電流指令部52は、入口濃度格納部53aに格納された入口濃度と、出口濃度格納部53bに格納された出口濃度と、流量計15で検出した流量に基づいて、算出テーブル格納部53cに格納された算出テーブルを参照して、電極30aに印加する電流を決定する。
<Current calculation process>
Next, the current calculation process of the current command unit 52 will be described.
The current command unit 52 stores in the calculation table storage unit 53c based on the inlet concentration stored in the inlet concentration storage unit 53a, the outlet concentration stored in the outlet concentration storage unit 53b, and the flow rate detected by the flow meter 15. The current applied to the electrode 30a is determined with reference to the calculated table.

図4は、算出テーブルの原理を説明するグラフである。ここで、図4(a)のグラフa1は、本実施形態に係る廃水処理装置に入口濃度Rin1の廃水を流量L1で供給し、電極30aに横軸で示す電流を印加した際(電流を変化させた際)の出口濃度の値を縦軸に示したグラフである。同様に、グラフa2は、入口濃度Rin2の廃水を流量L1で供給し、電極30aに横軸で示す電流を印加した際の出口濃度の値を縦軸に示したグラフである。グラフa3は、入口濃度Rin3の廃水を流量L1で供給し、電極30aに横軸で示す電流を印加した際の出口濃度の値を縦軸に示したグラフである。グラフa4は、入口濃度Rin4の廃水を流量L1で供給し、電極30aに横軸で示す電流を印加した際の出口濃度の値を縦軸に示したグラフである。また、図4(b)は、流量L2とした場合のグラフである。このような関係は、実験によって予め求められ、算出テーブル格納部53cに格納されている。 FIG. 4 is a graph for explaining the principle of the calculation table. Here, a graph a1 in FIG. 4A shows a case where waste water having an inlet concentration R in1 is supplied to the waste water treatment apparatus according to the present embodiment at a flow rate L 1 and a current indicated by a horizontal axis is applied to the electrode 30a (current). It is the graph which showed the value of the exit density | concentration at the time of changing (on the vertical axis | shaft). Similarly, the graph a2 has a wastewater inlet concentration R in2 supplied at a flow rate L 1, is a graph showing the ratio of exit concentration when applying a current indicated by the horizontal axis to the electrode 30a on the vertical axis. Graph a3 is a waste water inlet concentration R in3 supplied at a flow rate L 1, is a graph showing the ratio of exit concentration when applying a current indicated by the horizontal axis to the electrode 30a on the vertical axis. Graph a4 is a waste water inlet concentration R in4 supplied at a flow rate L 1, is a graph showing the ratio of exit concentration when applying a current indicated by the horizontal axis to the electrode 30a on the vertical axis. FIG. 4B is a graph when the flow rate is L 2 . Such a relationship is obtained in advance by experiment and stored in the calculation table storage unit 53c.

電流指令部52は、算出テーブル格納部53cに格納されているこのような情報に基づいて、電極30aに印加する電流を決定する。   The current command unit 52 determines a current to be applied to the electrode 30a based on such information stored in the calculation table storage unit 53c.

例えば、流量L1で、入口濃度Rin3、出口濃度Routとすると、図4(a)から、グラフa3と、グラフb(破線で示す出口濃度Routから水平に引いた線)の交点における横軸の値である電流Is1を電極30aに印加する電流と決定する。同様に、流量L1で、入口濃度Rin4、出口濃度Routとすると、図4(a)から、グラフa4と、グラフbの交点における横軸の値である電流Is2を電極30aに印加する電流と決定する。また、流量L2で、入口濃度Rin3、出口濃度Routとすると、図4(b)から電流Is3を電極30aに印加する電流と決定する。同様に、流量L2で、入口濃度Rin4、出口濃度Routとすると、図4(b)から、電流Is4を電極30aに印加する電流と決定する。 For example, assuming that the flow rate L 1 is the inlet concentration R in3 and the outlet concentration R out , the intersection of the graph a 3 and the graph b (a line drawn horizontally from the outlet concentration R out shown by a broken line) from FIG. The current Is1 , which is the value on the horizontal axis, is determined as the current applied to the electrode 30a. Similarly, at a flow rate of L 1, the inlet concentration R in4, when the outlet concentration R out, applied from FIG. 4 (a), a graph a4, the current I s2 to the electrode 30a is the value of the horizontal axis at the intersection of the graph b The current to be determined. Further, at a flow rate of L 2, the inlet concentration R in3, when the outlet concentration R out, determining the current applied to current I s3 to the electrode 30a from FIG. 4 (b). Similarly, at a flow rate of L 2, the inlet concentration R in4, when the outlet concentration R out, from FIG. 4 (b), determining the current applied to current I s4 to the electrode 30a.

<作用効果>
第1実施形態に係る廃水処理装置によれば、連続処理にて廃水を処理水に水処理することができる。また、従来の微生物を用いる水処理装置(例えば特許文献1)と比較して、装置を小型化することができる。また、従来の微生物を用いる水処理装置(例えば特許文献1)で生じるような温度変化による処理能力の低下がなく、安定して水処理することができる。また、従来の微生物を用いる水処理装置(例えば特許文献1)で生じるような汚泥の発生もなく、汚泥処理を削減することができる。
<Effect>
According to the wastewater treatment apparatus according to the first embodiment, wastewater can be treated with treated water by continuous treatment. Moreover, compared with the water treatment apparatus (for example, patent document 1) using the conventional microorganisms, an apparatus can be reduced in size. In addition, there is no reduction in treatment capacity due to temperature changes as occurs in conventional water treatment apparatuses using microorganisms (for example, Patent Document 1), and water treatment can be performed stably. Moreover, there is no generation of sludge as occurs in a conventional water treatment apparatus using microorganisms (for example, Patent Document 1), and sludge treatment can be reduced.

≪第2実施形態≫
第2実施形態に係る廃水処理装置(水処理装置)について図5を用いて説明する。図5は、第2実施形態に係る廃水処理装置の構成図である。
<< Second Embodiment >>
A wastewater treatment apparatus (water treatment apparatus) according to a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a configuration diagram of a wastewater treatment apparatus according to the second embodiment.

第2実施形態に係る廃水処理装置は、第1実施形態に係る廃水処理装置と比較して、複数(図5では3基)の電解処理槽30(30A〜30C)および電極電源装置35(35A〜35C)が並列に設けられている。また、電解処理槽30(30A〜30C)の上流に開閉弁40(40A〜40C)が配置され、下流に開閉弁41(41A〜41C)がそれぞれ配置されている。なお、電極電源装置35(35A〜35C)、開閉弁40(40A〜40C)および開閉弁41(41A〜41C)は、制御装置50によって制御される。   Compared with the wastewater treatment apparatus according to the first embodiment, the wastewater treatment apparatus according to the second embodiment includes a plurality (three in FIG. 5) of electrolytic treatment tanks 30 (30A to 30C) and an electrode power supply device 35 (35A). ~ 35C) are provided in parallel. Moreover, the on-off valve 40 (40A-40C) is arrange | positioned upstream of the electrolytic treatment tank 30 (30A-30C), and the on-off valve 41 (41A-41C) is each arrange | positioned downstream. The electrode power supply device 35 (35A to 35C), the on-off valve 40 (40A to 40C) and the on-off valve 41 (41A to 41C) are controlled by the control device 50.

第2実施形態に係る廃水処理装置の電流指令部52は、入口濃度、出口濃度、流量に基づいて、算出テーブル格納部53cに格納された算出テーブルを参照して、運転する電解処理槽30の台数を決定する。   The current command unit 52 of the wastewater treatment apparatus according to the second embodiment refers to the calculation table stored in the calculation table storage unit 53c based on the inlet concentration, the outlet concentration, and the flow rate. Determine the number.

<作用効果>
第2実施形態に係る廃水処理装置によれば、廃水の量や濃度に応じて、適切な運転台数を決定し、水処理運転することができる。また、電解処理槽30の並列台数を増やすことによって、従来の微生物を用いる水処理装置(例えば特許文献1)では処理が困難な高濃度廃水に対しても水処理が可能となる。
<Effect>
According to the wastewater treatment apparatus according to the second embodiment, an appropriate operation number can be determined according to the amount and concentration of wastewater, and the water treatment operation can be performed. In addition, by increasing the number of electrolytic treatment tanks 30 in parallel, water treatment can be performed even for high-concentration wastewater that is difficult to treat with a conventional water treatment apparatus using microorganisms (for example, Patent Document 1).

10 廃水槽(被処理水槽)
15 流量計
20 循環タンク
21 U字配管(排出路)
21a 開口部
24 消泡ノズル(ノズル)
30 電解処理槽
30a 電極
32 ポンプ(循環ポンプ)
33 流路(第1流路)
34 流路(第2流路)
35 電極電源装置
35a 印加電流制御部
36 送風機
37 流路(第3流路)
50 制御装置
51 運転制御部
52 電流指令部
53 記憶部
53a 入口濃度格納部
53b 出口濃度格納部
53c 算出テーブル格納部
10 Wastewater tank (treated tank)
15 Flow meter 20 Circulation tank 21 U-shaped piping (discharge path)
21a Opening 24 Defoaming nozzle (nozzle)
30 Electrolytic treatment tank 30a Electrode 32 Pump (circulation pump)
33 channel (first channel)
34 channel (second channel)
35 Electrode power supply device 35a Applied current control unit 36 Blower 37 Flow path (third flow path)
50 control device 51 operation control unit 52 current command unit 53 storage unit 53a inlet concentration storage unit 53b outlet concentration storage unit 53c calculation table storage unit

Claims (7)

被処理水が流入し、液体を貯留する循環タンクと、
電極を有し、電気分解によって電解処理水を生成する電解処理槽と、
前記循環タンクと前記電解処理槽との間で液体を循環させる循環ポンプと、
前記電極に電流を印加する電極電源装置と、を備え、被処理水を連続処理し、
前記循環タンクは、
電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、
該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたU字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有する
ことを特徴とする水処理装置。
A circulation tank into which treated water flows and stores liquid;
An electrolytic treatment tank having electrodes and generating electrolytically treated water by electrolysis;
A circulation pump for circulating a liquid between the circulation tank and the electrolytic treatment tank;
And a electrode power supply for applying a current to the electrode, continuous process water to be treated,
The circulation tank is
A gas discharge passage for exhausting gas generated by electrolysis to the outside;
A water treatment comprising: a U-shaped pipe disposed in the circulation tank and having an opening facing upward, and a liquid discharge passage for discharging the overflowed liquid from the circulation tank. apparatus.
前記電極に印加する電流は、
循環タンクに流入する被処理水における対象物質の濃度である入口濃度と、
循環タンクに流入する被処理水の流量と、
循環タンクから流出する処理水における対象物質の要求される濃度である出口要求濃度と、
に基づいて決定される
ことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
The current applied to the electrode is
Inlet concentration, which is the concentration of the target substance in the treated water flowing into the circulation tank,
The flow rate of the treated water flowing into the circulation tank,
The required concentration at the outlet, which is the required concentration of the target substance in the treated water flowing out of the circulation tank,
The water treatment apparatus according to claim 1, wherein the water treatment apparatus is determined based on
前記電解処理槽は並列に複数台設けられ、
前記電解処理槽の運転台数は、
循環タンクに流入する被処理水における対象物質の濃度である入口濃度と、
循環タンクに流入する被処理水の流量と、
循環タンクから流出する処理水における対象物質の要求される濃度である出口要求濃度と、
に基づいて決定される
ことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
A plurality of the electrolytic treatment tanks are provided in parallel,
The number of operating electrolytic treatment tanks is
Inlet concentration, which is the concentration of the target substance in the treated water flowing into the circulation tank,
The flow rate of the treated water flowing into the circulation tank,
The required concentration at the outlet, which is the required concentration of the target substance in the treated water flowing out of the circulation tank,
The water treatment apparatus according to claim 1, wherein the water treatment apparatus is determined based on
前記電解処理槽から前記循環タンクへと流れる流路は、
略上方向に延びる第1流路と、
略横方向に延びる第2流路と、を有し、
前記第1流路と前記第2流路の接続部に送風手段からの空気が流入する第3流路が接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
The flow path flowing from the electrolytic treatment tank to the circulation tank is:
A first flow path extending substantially upward;
A second flow path extending in a substantially lateral direction,
The water treatment apparatus according to claim 1, wherein a third flow path into which air from the blowing unit flows is connected to a connection portion between the first flow path and the second flow path.
前記循環ポンプによって循環する液体の一部が供給され、前記循環タンクの内部に該液体を散布するノズルを備え、
前記ノズルは、
前記電解処理槽から前記循環タンクへと流れる流路における前記循環タンクとの接続部よりも低い位置に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
A part of the liquid circulated by the circulation pump is supplied, and includes a nozzle for spraying the liquid inside the circulation tank,
The nozzle is
The water treatment apparatus according to claim 1, wherein the water treatment apparatus is disposed at a position lower than a connection portion with the circulation tank in a flow path that flows from the electrolytic treatment tank to the circulation tank.
被処理水が流入し、液体を貯留する循環タンクと、
電極を有し、電気分解によって電解処理水を生成する電解処理槽と、
前記循環タンクと前記電解処理槽との間で液体を循環させる循環ポンプと、
前記電極に電流を印加する電極電源装置と、を備え、被処理水を連続処理し、
前記循環タンクは、
電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、
該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたU字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有する水処理装置の制御方法であって、
前記電極に印加する電流は、
循環タンクに流入する被処理水における対象物質の濃度である入口濃度と、
循環タンクに流入する被処理水の流量と、
循環タンクから流出する処理水における対象物質の要求される濃度である出口要求濃度と、
に基づいて決定される
ことを特徴とする水処理装置の制御方法。
A circulation tank into which treated water flows and stores liquid;
An electrolytic treatment tank having electrodes and generating electrolytically treated water by electrolysis;
A circulation pump for circulating a liquid between the circulation tank and the electrolytic treatment tank;
And a electrode power supply for applying a current to the electrode, continuous process water to be treated,
The circulation tank is
A gas discharge passage for exhausting gas generated by electrolysis to the outside;
A control method for a water treatment apparatus, which is disposed in the circulation tank and has a U-shaped pipe with an opening facing upward, and a liquid discharge path for discharging the overflowed liquid from the circulation tank ,
The current applied to the electrode is
Inlet concentration, which is the concentration of the target substance in the treated water flowing into the circulation tank,
The flow rate of the treated water flowing into the circulation tank,
The required concentration at the outlet, which is the required concentration of the target substance in the treated water flowing out of the circulation tank,
The control method of the water treatment apparatus characterized by determining based on this.
被処理水が流入し、液体を貯留する循環タンクと、
電極を有し、電気分解によって電解処理水を生成する並列に複数台設けられた電解処理槽と、
前記循環タンクと前記電解処理槽との間で液体を循環させる循環ポンプと、
前記電極に電流を印加する電極電源装置と、を備え、被処理水を連続処理し、
前記循環タンクは、
電気分解によって発生したガスを外部に排気するガス排出路と、
該循環タンク内に配置され、開口部が上方向を向いたU字配管であり、前記循環タンクからオーバーフローした液体を排出する液排出路と、を有する水処理装置の制御方法であって、
前記電解処理槽の運転台数は、
循環タンクに流入する被処理水における対象物質の濃度である入口濃度と、
循環タンクに流入する被処理水の流量と、
循環タンクから流出する処理水における対象物質の要求される濃度である出口要求濃度と、
に基づいて決定される
ことを特徴とする水処理装置の制御方法。
A circulation tank into which treated water flows and stores liquid;
An electrolytic treatment tank provided with a plurality of electrodes in parallel to generate electrolytically treated water by electrolysis;
A circulation pump for circulating a liquid between the circulation tank and the electrolytic treatment tank;
And a electrode power supply for applying a current to the electrode, continuous process water to be treated,
The circulation tank is
A gas discharge passage for exhausting gas generated by electrolysis to the outside;
A control method for a water treatment apparatus, which is disposed in the circulation tank and has a U-shaped pipe with an opening facing upward, and a liquid discharge path for discharging the overflowed liquid from the circulation tank ,
The number of operating electrolytic treatment tanks is
Inlet concentration, which is the concentration of the target substance in the treated water flowing into the circulation tank,
The flow rate of the treated water flowing into the circulation tank,
The required concentration at the outlet, which is the required concentration of the target substance in the treated water flowing out of the circulation tank,
The control method of the water treatment apparatus characterized by determining based on this.
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