JP5700736B1 - 水処理装置及び水処理装置の制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】スケールの除去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、被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンク20と、電極30aを有し、循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽30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から電解処理槽30へと循環タンク水を送水する循環ポンプ32と、電解処理槽30から循環タンク20へと電解処理水を送水する流路と、循環タンク20内の循環タンク水を排出する液体排出手段45〜46と、洗浄液を貯留する洗浄液槽40と、洗浄液槽40から循環タンク20に洗浄液を供給する洗浄液供給手段41〜43と、電極電源装置35、循環ポンプ32、液体排出手段45〜46および洗浄液供給手段41〜43を制御する制御手段50と、を備える。【選択図】図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。
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。
特開2014−104416号公報
廃水中からアンモニア性窒素や有機物を除去する他の方法として、電気分解によって水処理する方法がある。しかしながら、廃水には、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)などの硬度成分を含んでいるため、長期間使用するうちに廃水中から電極等に析出し、水処理能力が低下するおそれがある。
そこで、本発明は、スケールの除去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。
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、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、前記電極に電流を印加する電極電源装置と、前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、洗浄液を貯留する洗浄液槽と、前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、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。
また、本発明は、被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、前記電極に電流を印加する電極電源装置と、前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、洗浄液を貯留する洗浄液槽と、前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、前記循環タンクの水位を検出する水位検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記電解処理槽で前記電解処理水を生成する際、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、洗浄運転を開始すると判定するスケール付着判定部を有し、前記制御手段は、前記スケール付着判定部が前記洗浄運転を開始すると判定した際の機能として、前記液体排出手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を開始する際に前記循環タンク内に残す前記循環タンク水の水位である第1水位となるまで前記循環タンク水を排水する機能と、前記洗浄液供給手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を終了する際の前記循環タンク内の前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液の水位である第2水位となるまで前記洗浄液を供給する機能と、前記循環ポンプを制御して、前記循環タンクで混合された前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液を、前記循環タンクと前記電解処理槽の間で循環させて前記電極を洗浄する機能と、を有することを特徴とする水処理装置である。
また、本発明は、被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、前記電極に電流を印加する電極電源装置と、前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、洗浄液を貯留する洗浄液槽と、前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、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、前記制御手段は、前記電解処理槽で前記電解処理水を生成する際、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、洗浄運転を開始すると判定することを特徴とする水処理装置の制御方法である。
また、本発明は、被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、前記電極に電流を印加する電極電源装置と、前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、洗浄液を貯留する洗浄液槽と、前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、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、前記制御手段は、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、前記電解処理水を生成した時間を算出し、算出した時間が所定の閾値を超えると、前記洗浄液の洗浄能力が低下したと判定することを特徴とする水処理装置の制御方法である。
本発明によれば、スケールの除去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。
本実施形態に係る廃水処理装置の構成図である。 本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。 本実施形態に係る廃水処理装置の運転フローである。 本実施形態に係る廃水処理装置の洗浄液劣化判定フローである。 (a)および(b)は、電極間の電圧の時間変化を示すグラフの一例である。
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。
≪廃水処理装置≫
本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、本実施形態に係る廃水処理装置の構成図である。
本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、本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、本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。
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、洗浄液槽40と、制御装置50と、を備えている。
廃水槽10は、処理対象の廃水(被処理水)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。
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。
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。
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、循環タンク水)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。
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。
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。
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。
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(NH)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。
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。
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。
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。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。
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。
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。
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。
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。
また、廃水には、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)などの硬度成分を含んでいるため、長期間使用するうちに廃水中から析出し、配管の内壁面、ストレーナ14の捕集部(図示せず)、電解処理槽30の電極30aの表面等にスケールとして析出する。
このため、本実施形態に係る廃水処理装置は、析出したスケールを除去するためのスケール除去機構を備えている。スケール除去機構は、洗浄液槽40と、流路41と、ポンプ42と、開閉弁43と、流路44と、ポンプ45と、開閉弁46と、流路47と、開閉弁48と、レベルセンサ49と、を備えている。
洗浄液槽40は、析出したスケールを除去する際に用いられる洗浄液が貯留されている槽である。洗浄液としては、例えば、10%塩酸(HCl)を用いることができる。洗浄液槽40から流路11の合流位置11b(開閉弁13の下流側かつストレーナ14の上流側)に向かって洗浄液が流れる流路41が設けられており、この流路には、ポンプ42および開閉弁43が設けられている。なお、ポンプ42の運転および開閉弁43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。このような構成により、洗浄液槽40の洗浄液を循環タンク20に供給することができるようになっている。
循環タンク20から廃水槽10に向かって処理前の廃水が流れる流路44が設けられており、この流路44には、ポンプ45および開閉弁46が設けられている。なお、ポンプ45の運転および開閉弁46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。このような構成により、循環タンク20内の処理前の廃水を廃水槽10に戻すことができるようになっている。
また、分岐位置44a(ポンプ45の下流側かつ開閉弁46の上流側)から洗浄液槽40に向かって洗浄後の洗浄液を回収する流路47が設けられており、この流路47には、開閉弁48が設けられている。なお、開閉弁46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。このような構成により、循環タンク20内の洗浄後の洗浄液を洗浄液槽40に戻すことができるようになっている。
レベルセンサ49は、循環タンク20における水位L1および水位L2を検出することができるようになっている。レベルセンサ49で検出された水位情報は、制御装置50に入力されるようになっている。なお、水位L1および水位L2については後述する。
次に、本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2を用いて説明する。図2は、本実施形態に係る廃水処理装置の機能ブロック図である。
図2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。
印加電流制御部35aは、制御装置50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。
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。
電極電圧検出部35cは、一対の電極30a間の電圧を検出する。検出した電圧は制御装置50に入力されるようになっている。
図2に示すように、制御装置50は、運転制御部51と、スケール付着判定部52と、洗浄液劣化判定部53と、記憶部54と、警告表示部55と、を備えている。
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。
スケール付着判定部52は、電極電圧検出部35cから入力された一対の電極30a間の電圧に基づいて、スケール付着を判定することができるようになっている。詳細については、図3を用いて後述する。
洗浄液劣化判定部53は、電極電圧検出部35cから入力された一対の電極30a間の電圧の履歴に基づいて、洗浄液の劣化を判定することができるようになっている。詳細については、図4を用いて後述する。
記憶部54は、電極電圧履歴格納部54aと、スケール付着判定閾値格納部54bと、洗浄液劣化判定閾値格納部54cと、を備えている。
電極電圧履歴格納部54aは、電極電圧検出部35cから入力された一対の電極30a間の電圧の履歴が格納される。スケール付着判定閾値格納部54bは、スケール付着判定部52が用いる閾値が格納される。洗浄液劣化判定閾値格納部54cは、洗浄液劣化判定部53が用いる閾値が格納される。
警告表示部55は、洗浄液劣化判定部53において洗浄液が劣化したと判定した場合、それを管理者に認識させるための表示部である。
<自動洗浄フロー>
次に、図3を用いてスケールの自動洗浄処理について説明する。図3は、本実施形態に係る廃水処理装置の運転フローである。
なお、図3に示すスタート時において、通常の廃水処理運転(以下「通常運転」と称する。)がなされているものとする。即ち、開閉弁13が開弁し、ポンプ12,17,19、電極電源装置35、送風機36が動作しており、その他の開閉弁は閉弁し、その他のポンプは停止しているものとする。
ステップS1において、スケール付着判定部52は、電極電源装置35の電極電圧検出部35cから入力された一対の電極30a間の電圧が、スケール付着判定閾値格納部54bに格納された閾値以上であるか否かを判定する。ここで、閾値は、初期状態(例えば、前回の洗浄直後)の一対の電極30a間の電圧Vに対して、大きな値V(例えば、電圧Vに5%上昇した値)である。電極30aの表面にスケールが付着すると、抵抗が上昇して、CC制御で電流を印加する場合、一対の電極30a間の電圧が上昇する。この一対の電極30a間の電圧の上昇を検知することによって、電極30aの表面にスケールが付着したか否か、即ち、スケール除去の洗浄が必要か否かを判定する。
一対の電極30a間の電圧が閾値以上でない場合(S1・No)、ステップS1を繰り返す。そして、一対の電極30a間の電圧が閾値以上である場合(S1・Yes)、ステップS2に進む。
ステップS2において、運転制御部51は、通常運転を終了し、循環タンク20内の処理前の廃水を廃水槽10に戻す「廃水戻し運転」を開始する。即ち、運転制御部51は、開閉弁13を閉弁し、ポンプ12,17,19、電極電源装置35、送風機36の動作を停止して、通常運転を終了する。そして、開閉弁46を開弁し、ポンプ45を動作させる。
ステップS3において、運転制御部51は、レベルセンサ49で検出した循環タンク20内の水位が水位L1となったか否かを判定する。ここで、水位L1は、後述する洗浄液槽40から供給される洗浄液を希釈するための水を残すための水位である。
循環タンク20内の水位が水位L1でない場合(S3・No)、ステップS3を繰り返す。そして、循環タンク20内の水位が水位L1である場合(S3・Yes)、ステップS4に進む。
ステップS4において、運転制御部51は、廃水戻し運転を終了し、洗浄液槽40の洗浄液を循環タンク20に供給する「洗浄液供給運転」を開始する。即ち、運転制御部51は、開閉弁46を閉弁し、ポンプ45の動作を停止して、廃水戻し運転を終了する。そして、開閉弁43を開弁し、ポンプ42を動作させる。これにより、洗浄液は、ストレーナ14に付着したスケールを除去するとともに、循環タンク20に供給される。
ステップS5において、運転制御部51は、レベルセンサ49で検出した循環タンク20内の水位が水位L2となったか否かを判定する。ここで、水位L2は、洗浄液の供給を停止する水位である。このように、水位L1および水位L2を管理することで、循環タンク20内に残す水(希釈水)の量と、循環タンク20に供給する洗浄液の量を管理することができる。即ち、電極30aを洗浄する洗浄液の塩酸濃度を調整して管理することができる。
循環タンク20内の水位が水位L2でない場合(S5・No)、ステップS5を繰り返す。そして、循環タンク20内の水位が水位L2である場合(S5・Yes)、ステップS6に進む。
ステップS6において、運転制御部51は、洗浄液供給運転を終了し、電極30aを洗浄する「洗浄処理運転」を開始する。即ち、運転制御部51は、開閉弁43を閉弁し、ポンプ42の動作を停止して、洗浄液供給運転を終了する。そして、ポンプ32を動作させる。これにより、電極30aを塩酸濃度管理された洗浄液で洗浄して、スケールを除去する。
ステップS7において、運転制御部51は、所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していない場合(S7・No)、ステップS7を繰り返す。所定時間が経過した場合(S7・Yes)、ステップS8に進む。
ステップS8において、運転制御部51は、洗浄処理運転を終了し、循環タンク20内の洗浄後の洗浄液を洗浄液槽40に戻す「洗浄液回収運転」を開始する。即ち、運転制御部51は、ポンプ32の動作を停止して、洗浄処理運転を終了する。そして、開閉弁48を開弁し、ポンプ45を動作させる。
ステップS9において、運転制御部51は、循環タンク20内の洗浄液の回収が終了したか否かを判定する。なお、洗浄液の回収が終了したか否かの判定は、レベルセンサ49によって行ってもよく、経過時間によって行ってもよく、流路47に設けられた流量計(図示せず)によって行ってもよい。洗浄液の回収が終了していない場合(S9・No)、ステップS9を繰り返す。洗浄液の回収が終了した場合(S9・Yes)、ステップS10に進む。
ステップS10において、運転制御部51は、洗浄液回収運転を終了し、通常運転を開始する。即ち、運転制御部51は、開閉弁48を閉弁し、ポンプ45の動作を停止して、洗浄処理運転を終了する。そして、開閉弁13を開弁し、ポンプ12,17,19、電極電源装置35、送風機36を動作させる。そして、制御装置50の処理は、ステップS1に戻る。
<洗浄液劣化判定フロー>
図3に示すように、電極30aの洗浄に用いられた洗浄液(塩酸)は洗浄液槽40に戻され、次の洗浄処理運転において再利用される。しかし、洗浄液を再利用することによって、スケール除去能力が低下する。このため、本実施形態に係る廃水処理装置は、洗浄液の劣化(スケール除去能力の低下)を判定して、管理者に報知する機能を有している。
図4は、本実施形態に係る廃水処理装置の洗浄液劣化判定フローである。
ステップS11において、洗浄液劣化判定部53は、廃水処理装置が通常運転中であるか否かを判定する。通常運転中でない場合(S11・No)、ステップS11に戻る。通常運転中である場合(S11・Yes)、ステップS12に進む。
ステップS12において、洗浄液劣化判定部53は、電極電源装置35の電極電圧検出部35cから入力された一対の電極30a間の電圧が、スケール付着判定閾値格納部54bに格納された閾値以上であるか否かを判定する。なお、この処理は、図3のステップS1と同様である。一対の電極30a間の電圧が閾値以上でない場合(S12・No)、ステップS11に戻る。そして、一対の電極30a間の電圧が閾値以上である場合(S12・Yes)、ステップS13に進む。
ステップS13において、洗浄液劣化判定部53は、電極電圧履歴格納部54aに格納された履歴に基づいて、前回の電極洗浄の後に通常運転を開始してから現在までの通常運転時間Tを算出する。
ステップS14において、洗浄液劣化判定部53は、ステップS13において算出した通常運転時間Tが洗浄液劣化判定閾値格納部54cに格納された閾値T未満であるか否かを判定する。通常運転時間Tが閾値T以上の場合(S14・No)、ステップS11に戻る。通常運転時間Tが閾値T未満の場合(S14・Yes)、ステップS15に進む。
ステップS15において、洗浄液劣化判定部53は、警告表示部55に洗浄液の交換を促す警告表示を表示させる。そして、ステップS11に戻る。
<作用効果>
本実施形態に係る廃水処理装置の作用効果について説明する。
図5(a)および図5(b)は、電極30a間の電圧の時間変化を示すグラフの一例である。
図5(a)に示すように、初期状態において、電極30a間の電圧は電圧Vで略一定である。ここで、通常運転を長時間継続すると、電解処理槽30の電極30aの表面にスケールが析出して、電圧が上昇する。そして、電極30a間の電極電圧が閾値V以上となると(図3のS1・Yes参照)、通常運転を終了して洗浄処理運転を行うことができる。このように、本実施形態に係る廃水処理装置は、スケールの析出を検出して、自動で洗浄処理運転を行うことができる。
また、図5(b)に示すように、電極30a間の電極電圧が閾値V以上となり洗浄処理運転を行うと判定した際、今回の通常運転時間Tを閾値Tと比較する(図4のS14参照)。ここで、通常運転時間Tが閾値Tと未満の場合(図4のS14・Yes参照)、前回の洗浄処理運転において、電極30aに付着したスケールが十分に除去できておらず、短時間の通常運転で電極電圧が上昇したと判断することができる。即ち、洗浄液槽40に貯留されている洗浄液のスケール除去能力が低下(劣化)したと判断することができる。
また、図1に示すように、レベルセンサ49で洗浄液の濃度(塩酸濃度)を管理することによって、電極30aの酸洗浄によるダメージ(酸腐食)を抑制することができる。
また、図1に示すように、洗浄液槽40からの洗浄液は、ストレーナ14、流量計15の上流側から供給されるようになっている。これにより、流路11の配管、ストレーナ14、流量計15に付着したスケールも除去することができる。
10 廃水槽(被処理水槽)
20 循環タンク
21 U字配管
30 電解処理槽
30a 電極
32 ポンプ
35 電極電源装置
35a 印加電流制御部
35b 電極電流検出部
35c 電極電圧検出部
36 送風機
40 洗浄液槽
41 流路(洗浄液供給手段)
42 ポンプ(洗浄液供給手段)
43 開閉弁(洗浄液供給手段)
44 流路(液体排出手段)
45 ポンプ(液体排出手段)
46 開閉弁(液体排出手段)
47 流路
48 開閉弁
49 レベルセンサ(水位検出手段)
50 制御装置(制御手段)
51 運転制御部
52 スケール付着判定部
53 洗浄液劣化判定部
54 記憶部
55 警告表示部

Claims (10)

  1. 被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、
    電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、
    前記電極に電流を印加する電極電源装置と、
    前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、
    前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、
    前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、
    洗浄液を貯留する洗浄液槽と、
    前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
    前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、
    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。
  2. 前記循環タンクの水位を検出する水位検出手段を更に備える
    ことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
  3. 前記制御手段は、
    前記電解処理槽で前記電解処理水を生成する際、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、洗浄運転を開始すると判定するスケール付着判定部を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
  4. 前記制御手段は、
    前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、前記電解処理水を生成した時間を算出し、
    算出した時間が所定の閾値未満となると、前記洗浄液の洗浄能力が低下したと判定する洗浄液劣化判定部を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
  5. 前記循環タンクの水位を検出する水位検出手段を更に備え、
    前記スケール付着判定部が前記洗浄運転を開始すると判定した際の機能として、
    前記制御手段は、
    前記液体排出手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を開始する際に前記循環タンク内に残す前記循環タンク水の水位である第1水位となるまで前記循環タンク水を排水する機能と
    前記洗浄液供給手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を終了する際の前記循環タンク内の前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液の水位である第2水位となるまで前記洗浄液を供給する機能と
    前記循環ポンプを制御して、前記循環タンクで混合された前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液を、前記循環タンクと前記電解処理槽の間で循環させて前記電極を洗浄する機能と、を有する
    ことを特徴とする請求項3に記載の水処理装置。
  6. 前記循環タンクに前記被処理水を流入させる流路に配置されるストレーナを備え、
    前記洗浄液供給手段は、
    前記ストレーナの上流から前記洗浄液を供給する
    ことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
  7. 前記液体排出手段は、
    前記循環タンクに流入させる前記被処理水を貯留する被処理水槽に前記循環タンクの液体を排出する
    ことを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
  8. 被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、
    電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、
    前記電極に電流を印加する電極電源装置と、
    前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、
    前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、
    前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、
    洗浄液を貯留する洗浄液槽と、
    前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
    前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、
    前記循環タンクの水位を検出する水位検出手段と、を備え、
    前記制御手段は、
    前記電解処理槽で前記電解処理水を生成する際、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、洗浄運転を開始すると判定するスケール付着判定部を有し、
    前記制御手段は、
    前記スケール付着判定部が前記洗浄運転を開始すると判定した際の機能として、
    前記液体排出手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を開始する際に前記循環タンク内に残す前記循環タンク水の水位である第1水位となるまで前記循環タンク水を排水する機能と、
    前記洗浄液供給手段を制御して、前記水位検出手段で検出した水位が、前記洗浄液の供給を終了する際の前記循環タンク内の前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液の水位である第2水位となるまで前記洗浄液を供給する機能と、
    前記循環ポンプを制御して、前記循環タンクで混合された前記循環タンク水と前記洗浄液の混合液を、前記循環タンクと前記電解処理槽の間で循環させて前記電極を洗浄する機能と、を有する
    ことを特徴とする水処理装置。
  9. 被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、
    電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、
    前記電極に電流を印加する電極電源装置と、
    前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、
    前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、
    前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、
    洗浄液を貯留する洗浄液槽と、
    前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
    前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、
    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、
    前記制御手段は、
    前記電解処理槽で前記電解処理水を生成する際、前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、洗浄運転を開始すると判定する
    ことを特徴とする水処理装置の制御方法。
  10. 被処理水が流入し、前記被処理水を含む循環タンク水を貯留する循環タンクと、
    電極を有し、前記循環タンク水を電気分解によって処理して電解処理水を生成する電解処理槽と、
    前記電極に電流を印加する電極電源装置と、
    前記循環タンクから前記電解処理槽へと前記循環タンク水を送水する循環ポンプと、
    前記電解処理槽から前記循環タンクへと前記電解処理水を送水する流路と、
    前記循環タンク内の前記循環タンク水を排出する液体排出手段と、
    洗浄液を貯留する洗浄液槽と、
    前記洗浄液槽から前記循環タンクに洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
    前記電極電源装置、前記循環ポンプ、前記液体排出手段および前記洗浄液供給手段を制御する制御手段と、を備え、
    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、
    前記制御手段は、
    前記電極間の電圧が所定の閾値を超えると、前記電解処理水を生成した時間を算出し、
    算出した時間が所定の閾値未満となると、前記洗浄液の洗浄能力が低下したと判定する
    ことを特徴とする水処理装置の制御方法。
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