JP6300253B1 - 水処理システム、電極洗浄方法及び電極洗浄装置 - Google Patents
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- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
【課題】電極のスケール除去が促進される水処理システムを提供する。【解決手段】水処理システムは、廃水が流入する循環調整槽２０と、第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂにより廃水を電解処理する電解槽２２と、を備え、循環調整槽２０と電解槽２２との間で廃水を循環し、電解槽２２にて廃水を電解処理する水処理システム１００において、第１洗浄液を貯留する第１洗浄液貯留槽３２と、第２洗浄液を貯留する第２洗浄液貯留槽３６と、循環調整槽２０と電解槽２２との間で廃水を循環する循環路２７に、第１洗浄液を供給して所定時間循環させる第１洗浄モードと、第２洗浄液を供給して所定時間循環させる第２洗浄モードとを有する制御装置Ｋ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含有する廃水の水処理システム、電極洗浄方法及び電極洗浄装置に関する。
廃水処理には、微生物を用いて処理する方法が広く知られている。しかしながら、微生物による処理は、各工程の水槽が必要であり小型化が困難であること、また、寒冷地では処理能力が低下すること、さらに、微生物を維持管理することなど、性能の保持及びコストの面で課題があり、電解処理（電気分解による処理）の方法が注目されてきた。
電解処理の方法は、廃水を一時的に蓄える原水槽と、循環調整槽と、電解槽と、それらを接続する循環配管とから構成される電解処理機構と、から構成される廃水処理システムにより処理する方法である。
原水槽から単位時間当たり所定量の廃水が循環調整槽に供給され、その廃水は、電解処理機構において、循環配管により循環調整槽と電解槽とを循環することで電解処理され、電解処理された処理水は循環調整槽に設けられたオーバーフロー口から外部に排出される。廃水槽から循環調整槽に供給される廃水の単位時間当たりの量とオーバーフロー口から排出される処理水の量は同量である。
このような電解処理方法では、廃水には多くのカルシウム、マグネシウム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解槽内に設けられた電極にスケールが析出、電解電圧が上昇し、電極寿命の短縮となる可能性がある。
この対策として、水処理システムに洗浄液槽を設け、洗浄液槽内に貯留した塩酸などの洗浄液を供給することにより、電極に付着したスケールを除去するための洗浄を実施する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に示すスケール除去方法は、スケール除去に効果があり、実運用されている。しかしながら、スケールが除去できない場合があることが確認されている。その原因として、スケールの主体である炭酸カルシウムは、酸に対して容易に溶解するが、タンパク質や有機物等は酸には溶解しないため、洗浄後も電極に付着したままとなっていた。そのため、さらなる、効果的な電極洗浄装置及び電極洗浄方法が望まれていた。
本発明は、前記の課題を解決するための発明であって、電極のスケール除去が促進される水処理システム、電極洗浄方法及び電極洗浄装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明の水処理システムは、廃水が流入する調整槽と、第１電極及び第２電極により廃水を電解処理する電解槽と、を備え、調整槽と電解槽との間で廃水を循環し、電解槽にて廃水を電解処理する水処理システムにおいて、第１洗浄液を貯留する第１洗浄液貯留槽と、第２洗浄液を貯留する第２洗浄液貯留槽と、調整槽と電解槽との間で廃水を循環する循環路に、第１洗浄液を供給して所定時間循環させる第１洗浄モードと、第２洗浄液を供給して所定時間循環させる第２洗浄モードとを有する電極洗浄制御装置（例えば、制御装置Ｋ）と、を備え、電極洗浄制御装置は、第１電極と第２電極との間に所定の電流を印加された際の第１電極と第２電極との間の電圧を計測し、電圧が第１閾値を超えるときに、第１洗浄モードを実行し、第１洗浄モードの終了後、電圧が第１閾値より小さい第２閾値を超えるときに、第２洗浄モードを実行することを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。
本発明によれば、電極のスケール除去が促進される。
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。
図１は、本実施形態の電極洗浄装置を有する水処理システムを示す構成図である。本実施形態の水処理システム１００は、導入路１２を介して廃水を導入し、廃水を流入させる循環調整槽２０（調整槽）と、循環調整槽２０から廃水を導入し、第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂを用いて廃水を電解処理する電解槽２２と、循環調整槽２０と電解槽２２との間で廃水を循環させる循環路２７と、を有する。水処理システム１００における電極洗浄装置３０は、第１洗浄液を貯留する第１洗浄液貯留槽３２と、第２洗浄液を貯留する第２洗浄液貯留槽３６と、循環路に第１洗浄液を供給して所定時間循環させる第１洗浄モードと、第２洗浄液を供給して所定時間循環させる第２洗浄モードとを有する制御装置３１と、を備えている。なお、電極の極性は、例えば、第１電極２２ａは陽極、第２電極２２ｂは陰極とする。
制御装置５０は、水処理システム１００を運転する際のポンプ類、弁類の制御を統括するとともに、電極洗浄装置３０の制御装置３１に洗浄開始運転等の指令をする。制御装置３１は、第１洗浄モード又は第２洗浄モードの洗浄運転する際のポンプ類、弁類の制御をする。本実施形態では、制御装置５０と制御装置３１とを分けて説明しているが、制御装置３１と制御装置５０とを含めて制御装置Ｋ（電極洗浄制御装置）としてもよい。
本実施形態の水処理システム１００は、処理対象の廃水中に含まれる水溶性有機物（例えば、フミン酸、酢酸、フルボ酸等）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システムである。
即ち、本実施形態に係る水処理システム１００は、廃水中の水溶性有機物を電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、本実施形態に係る水処理システム１００は、廃水中のアンモニアを電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。
原水槽１０は、処理対象の廃水が貯留される槽である。原水槽１０から循環調整槽２０に向かって廃水が流れる導入路１２が設けられており、この導入路１２には、供給ポンプ１１、開閉弁１３が設けられている。
循環調整槽２０は、原水槽１０からの廃水（及び、電解質槽（図示せず）からの電解質水溶液）、循環路２７を介して電解槽２２で処理された処理水を貯留するタンクである。循環路２７は、循環調整槽２０から、循環配管２６を介して、循環ポンプ２１、電解槽２２を経由して循環調整槽２０に戻る経路である。また、循環調整槽２０は、オーバーフロー口２８を有し、外部に排出することができる。
電解槽２２は、流路上に第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂが設けられ、電極電源装置２５によって第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂ間に電流が流れるようになっている。なお、電極電源装置２５は、制御装置５０によって制御されるようになっている。また、電圧検出器２３により、各電極の電圧を検出することができる。
電解槽２２は、電解処理によって、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- → Ｃｌ2＋２ｅ- …（１）
陰極反応：２Ｎａ+＋２Ｈ2Ｏ＋２ｅ- → ２ＮａＯＨ＋Ｈ2 …（２）
Ｃｌ2＋２ＮａＯＨ → ＮａＣｌＯ＋ＮａＣｌ＋Ｈ2Ｏ …（３）
このように、電解処理によって、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）及び次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）が発生することでもある。
陽極反応：２Ｃｌ- → Ｃｌ2＋２ｅ- …（１）
陰極反応：２Ｎａ+＋２Ｈ2Ｏ＋２ｅ- → ２ＮａＯＨ＋Ｈ2 …（２）
Ｃｌ2＋２ＮａＯＨ → ＮａＣｌＯ＋ＮａＣｌ＋Ｈ2Ｏ …（３）
このように、電解処理によって、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）及び次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）が発生することでもある。
そして、電解処理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。
ＮＨ3 ＋ＮａＣｌＯ → ＮＨ2Ｃｌ＋ＮａＯＨ …（４）
ＮＨ2Ｃｌ＋ＮａＣｌＯ → ＮＨＣｌ2＋ＮａＯＨ …（５）
ＮＨ2Ｃｌ＋ＮＨＣｌ2 → Ｎ2＋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（ＮＨ3）に由来するアンモニア性窒素（Ｎ）を窒素ガス（Ｎ2）として脱窒する。
ＮＨ3 ＋ＮａＣｌＯ → ＮＨ2Ｃｌ＋ＮａＯＨ …（４）
ＮＨ2Ｃｌ＋ＮａＣｌＯ → ＮＨＣｌ2＋ＮａＯＨ …（５）
ＮＨ2Ｃｌ＋ＮＨＣｌ2 → Ｎ2＋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（ＮＨ3）に由来するアンモニア性窒素（Ｎ）を窒素ガス（Ｎ2）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）及び次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ-）の酸化作用によって、有機物を水（Ｈ2Ｏ）や二酸化炭素（ＣＯ2）に分解する。
このように、電解槽２２は、電解処理によって、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（Ｃｌ2）、水素ガス（Ｈ2）、窒素ガス（Ｎ2）、二酸化炭素ガス（ＣＯ2）等が発生する。
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、これらの硬度成分は、長期間使用するうちに廃水中から析出し、配管の内壁面、電解槽２２の第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂの表面等にスケールとして析出する。
このため、本実施形態に係る水処理システム１００は、電解槽２２を用いて廃水を電解処理する際に、電解槽２２内の第１電極２２ａと第２電極２２ｂに付着するスケールを除去するシステムである。電極洗浄装置３０は、第１洗浄液を貯留する第１洗浄液貯留槽３２と、第２洗浄液を貯留する第２洗浄液貯留槽３６と、第１洗浄液貯留槽３２から第１洗浄液供給ポンプ３３（第１供給ポンプ）により第１洗浄液を送出する第１配管３４と、第２洗浄液貯留槽３６から第２洗浄液供給ポンプ３７（第２供給ポンプ）により第２洗浄液を送出する第２配管３８と、制御装置３１と、を備えている。制御装置３１は、水処理システム１００の制御装置５０から洗浄開始の旨を受信した場合、第１洗浄液供給ポンプ３３を所定時間駆動して第１洗浄液を電解槽２２に供給し、次に、洗浄開始の旨を受信した場合、第２洗浄液供給ポンプ３７を所定時間駆動して第２洗浄液を電解槽２２に供給する。
制御装置３１は、第１洗浄液を供給する際に第１洗浄液供給指令３１ａ、第２洗浄液を供給する際に第２洗浄液供給指令３１ｂ、第１洗浄モード又は前記第２洗浄モードの洗浄期間、導入路１２に配設された開閉弁１３に全閉指令３１ｃ等をする。
第１洗浄液としては、例えば、１０質量％塩酸（ＨＣｌ）溶液を用いることができる。第２洗浄液としては、例えば、１０質量％水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）溶液を用いることができる。水酸化ナトリウムは強塩基（アルカリ）の化学品である。
本実施形態では、第１配管３４と第２配管３８とは、独立した配管を有しており、酸性の第１洗浄液と、アルカリ性の第２洗浄液が、配管内に混在するのを防止している。このため、第１洗浄モード又は第２洗浄モードでの洗浄効果を高めることができる。
水処理システム１００は、第１洗浄モード又は第２洗浄モード運転に入る際に循環調整槽２０の廃水を原水槽１０に戻すための戻し路４９、第１洗浄モード終了後に循環調整槽２０内の第１洗浄液を第１洗浄液貯留槽３２に回収するための回収路４３、第２洗浄モード終了後に循環調整槽２０内の第２洗浄液を第２洗浄液貯留槽３６に回収するための回収路４６を有している。戻し路４９には、開閉弁４７、廃水戻しポンプ４８を有している。回収路４３には、開閉弁４１、第１洗浄液回収ポンプ４２を有している。回収路４６には、開閉弁４４、第２洗浄液回収ポンプ４５を有している。なお、戻し路４９、回収路４３，４６は、循環配管２６から分岐されている。
回収路４３，４６は、独立した配管を有しており、酸性の第１洗浄液と、アルカリ性の第２洗浄液が、配管内に混在するのを防止している。このため、第１洗浄モード又は第２洗浄モードでの洗浄効果を高めることができる。
制御装置３１は、水処理システム１００から洗浄開始の旨を受信した場合、第１洗浄液供給ポンプ３３を所定時間駆動して第１洗浄液を、循環調整槽２０及び電解槽２２を含む循環路２７に供給し、次に、洗浄開始の旨を受信した場合、第２洗浄液供給ポンプ３７を所定時間駆動して第２洗浄液を、循環調整槽２０及び電解槽２２を含む循環路２７に供給することができる。
図２は、電極にスケールが付着した状態を示す模式図である。発明者らの分析により、スケール（付着物）は、電極板の表面上に酸溶解成分とアルカリ溶解成分とが積層・混層して存在することがわかった。陽極板の付着成分として、陰イオン、有機物（油脂、たんばく質）、懸濁物質（砂、土、錆）等がある。また、陰極板の付着成分として、陽イオン、有機物（油脂、たんばく質）、懸濁物質（砂、土、錆）等がある。このため、電極に付着したスケールの除去を促進するため、本実施形態に係る電極洗浄装置及び電極洗浄方法が開発された。
図３は、電極洗浄装置を有する水処理システムの制御装置の機能を示すブロック図である。適宜図１を参照して説明する。制御装置Ｋは、制御装置５０と制御装置３１とから構成される。水処理システム１００の制御装置５０は、水処理システム１００の通常運転制御部５１、電極間電圧監視部５２、洗浄要否判定部５３、通信部５４、記憶部５５等を有している。一方、電極洗浄装置３０の制御装置３１は、洗浄運転制御部３１１、通信部３１２、記憶部３１３を有している。洗浄運転制御部３１１には、廃水戻し運転部３１１Ａ、洗浄液供給運転部３１１Ｂ、洗浄処理運転部３１１Ｃ、洗浄液回収運転部３１１Ｄを有している。
通常運転制御部５１は、原水槽１０から供給ポンプ１１を起動して循環調整槽２０に供給するとともに、循環ポンプ２１を起動して、循環調整槽２０と電解槽２２との間を、循環路２７を介して廃水を循環させる。電解槽２２で、処理対象の廃水中に含まれる水溶性有機物（例えば、フミン酸、酢酸、フルボ酸等）やアンモニア等を電気分解処理によって低減（除去）し、オーバーフロー口２８から、処理水として排出する。
電極間電圧監視部５２は、第１電極２２ａと第２電極２２ｂとの間に所定の電流が与えられたときに第１電極２２ａと第２電極２２ｂとの間の電圧を監視する。
洗浄要否判定部５３は、電極間電圧監視部５２での電圧、記憶部５５に記憶されている第１閾値Ｖ１、第１閾値Ｖ１より小さい第２閾値Ｖ２に基づき、電圧が第１閾値Ｖ１又は第２閾値Ｖ２を超える場合に、通信部５４を介して、洗浄開始信号を制御装置３１に送信する。
洗浄運転制御部３１１は、制御装置５０から洗浄開始信号を受信すると、記憶部３１３に記憶されているモード識別情報Ｎに基づき第１洗浄モード又は第２洗浄モードを選択し、洗浄運転をする。具体的には、モード識別情報Ｎが１ならば第１洗浄モードであり、モード識別情報Ｎが２ならば第２洗浄モードである。詳細の処理については、図４、図５に示すフローチャートを参照して後記する。
第１洗浄モード又は第２洗浄モードが終了すると、通信部３１２を介して、制御装置５０に洗浄終了信号を送信する。記憶部３１３には、前記したモード識別情報のほか、洗浄モード時の洗浄時間等が記憶されている。
制御装置５０は、制御装置３１から洗浄終了信号を受信すると、通常運転制御を開始する。
なお、図１において、電極電源装置２５は、制御装置５０の指令に基づいて、ＣＣ（Constant Current；定電流）制御で、第１電極２２ａと第２電極２２ｂ間に電流を印加する。電極電流検出部（図示せず）で検出した電流は、フィードバックされるようになっている。
以下、図４及び図５を参照して、電極洗浄方法について説明する。
図４は、水処理システムの制御装置５０の処理を示すフローチャートである。図５は、電極洗浄装置３０の制御装置３１の処理を示すフローチャートである。制御装置５０は、水処理全般を統括する水処理システム１００の制御装置であり、制御装置３１は、制御装置５０からの洗浄運転の指令を受けて洗浄運転を統括する電極洗浄装置３０の制御装置である。なお、適宜図１、図３を参照して説明する。
図４は、水処理システムの制御装置５０の処理を示すフローチャートである。図５は、電極洗浄装置３０の制御装置３１の処理を示すフローチャートである。制御装置５０は、水処理全般を統括する水処理システム１００の制御装置であり、制御装置３１は、制御装置５０からの洗浄運転の指令を受けて洗浄運転を統括する電極洗浄装置３０の制御装置である。なお、適宜図１、図３を参照して説明する。
制御装置５０は、初期設定としてモード識別情報Ｎを「０」に設定する（ステップＳ６１）。そして、制御装置５０の通常運転制御部５１は、通常の廃水処理運転（以下「通常運転」と称する。）をする（ステップＳ６２）。即ち、開閉弁１３を開弁し、供給ポンプ１１、循環ポンプ２１、電極電源装置２５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。
制御装置５０の電極間電圧監視部５２は、電極電源装置２５から入力された第１電極２２ａと第２電極２２ｂとの間の電圧（電極間電圧Ｖ）を監視する。洗浄要否判定部５３は、記憶部５５に記憶された第１閾値Ｖ１を超えたか否かを判定する（ステップＳ６３）。ここで、第１閾値Ｖ１は、初期状態（例えば、前回の洗浄直後）の電極間電圧Ｖに対して、大きな値Ｖｘ（例えば、電極間電圧Ｖに２０％上昇した値）である。第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂ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、電極間電圧Ｖが上昇する。この電極間電圧Ｖの上昇を検知することによって、第１電極２２ａ及び第２電極２２ｂ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。
電極間電圧Ｖが第１閾値Ｖ１以下である場合（ステップＳ６３，Ｎｏ）、ステップＳ６１に戻る。そして、電極間電圧Ｖが第１閾値Ｖ１を超える場合（ステップＳ６３，Ｙｅｓ）、通常運転を終了し、ステップＳ６４に進む。即ち、通常運転制御部５１は、開閉弁１３を閉弁し、供給ポンプ１１、循環ポンプ２１、電極電源装置３５を停止して、通常運転を終了する。
ステップＳ６４において、制御装置５０は、通信部５４を介して、洗浄運転開始信号を制御装置３１に送信し、洗浄運転をする。
図５において、制御装置３１の洗浄運転制御部３１１は、洗浄運転開始信号を受信すると（ステップＳ７１）、モード識別情報Ｎに「１」を加算し（ステップＳ７２）、モード識別情報Ｎがどのモードであるか否かを判定する（ステップＳ７３）。モード識別情報Ｎが「１」である場合（ステップＳ７３，Ｎ＝１）、洗浄運転制御部３１１は、第１洗浄モードを選択し（ステップＳ７４）、ステップＳ８１に進む。一方、モード識別情報Ｎが「２」である場合（ステップＳ７３，Ｎ＝２）、洗浄運転制御部３１１は、第２洗浄モードを選択し（ステップＳ７５）、モード識別情報Ｎを「０」に初期化して（ステップＳ７６）、ステップＳ８１に進む。
ステップＳ８１において、廃水戻し運転部３１１Ａは、循環調整槽２０内の処理前の廃水を原水槽１０に戻す「廃水戻し運転」をする。即ち、開閉弁４７を開弁し、廃水戻しポンプ４８を動作させ廃水の戻し運転をし、循環調整槽２０内の水位が所定の水位となった場合に終了する。そして、ステップＳ８２に進む。
ステップＳ８２において、洗浄液供給運転部３１１Ｂは、ステップＳ７４又はステップＳ７５の洗浄モード選択に基づき、洗浄液貯留槽の洗浄液を循環調整槽２０に供給する「洗浄液供給運転」をする。即ち、開閉弁１３を開弁し、第１洗浄モードの場合、第１洗浄液供給ポンプ３３を動作させ、又は、第２洗浄モードの場合、第２洗浄液供給ポンプ３７を動作させ、それぞれの洗浄液供給運転をし、循環調整槽２０内の水位が所定の水位となった場合に終了する。そして、ステップＳ８３に進む。
ステップＳ８３において、洗浄処理運転部３１１Ｃは、第１電極２２ａ、第２電極２２ｂ、及び循環路２７を洗浄する「洗浄処理運転」をする。即ち、洗浄処理運転部３１１Ｃは、循環ポンプ２１を動作させ洗浄処理運転をする。これにより、第１電極２２ａ、第２電極２２ｂ、及び循環路２７を、第１洗浄液又は第２で洗浄して、スケールを除去する。
ステップＳ８４において、洗浄液回収運転部３１１Ｄは、循環調整槽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」をする。即ち、洗浄液回収運転部３１１Ｄは、第１洗浄モードの場合、開閉弁４１を開弁し、第１洗浄液回収ポンプ４２を動作させ、又は、第２洗浄モードの場合、開閉弁４４を開弁し、第２洗浄液回収ポンプ４５を動作させ、それぞれの洗浄液回収運転をし、循環調整槽２０内の水位が所定の下位水位となった場合に終了する。そして、ステップＳ８５に進む。
ステップＳ８５において、制御装置３１は、通信部３１２を介して、洗浄運転終了信号を制御装置５０に送信し、洗浄運転をする。
図４に戻り、制御装置５０は、制御装置３１から洗浄運転終了信号を受信すると、通常運転をする（ステップＳ６５）。そして、制御装置５０の電極間電圧監視部５２は、電極間電圧Ｖ）を監視する。洗浄要否判定部５３は、記憶部５５に記憶された第２閾値Ｖ２（ここで、Ｖ１＞Ｖ２）を超えているか否かを判定する（ステップＳ６６）。
電極間電圧Ｖが第２閾値Ｖ２以下である場合（ステップＳ６６，Ｎｏ）、ステップＳ６１に戻る。そして、電極間電圧Ｖが第２閾値Ｖ２を超える場合（ステップＳ６６，Ｙｅｓ）、通常運転を終了し、ステップＳ６７に進む。即ち、通常運転制御部５１は、開閉弁１３を閉弁し、供給ポンプ１１、循環ポンプ２１、電極電源装置３５を停止して、通常運転を終了する。
ステップＳ６７において、制御装置５０は、通信部５４を介して、洗浄運転開始信号を制御装置３１に送信し、洗浄運転をし、ステップＳ６５に戻る。
なお、本実施形態では、ステップＳ８４において、第１電極２２ａ、第２電極２２ｂ、及び循環路２７を洗浄に用いられた第１洗浄液又は第２洗浄液は、洗浄液貯留槽に戻され、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、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てもよい。
図６は、電極間電圧の監視状況の一例を示すタイムチャートであり、（ａ）は第１洗浄モードと第２洗浄モードとを複数回実施した場合、（ｂ）は第１洗浄モードと第２洗浄モードとを１回実施した場合である。横軸は時間経過であり、縦軸は電極間電圧Ｖである。ここでは、図６の電極間電圧の監視状況に基づく図５の処理フローについて説明する。
図６（ａ）の場合、制御装置５０は、通常運転中に時刻ｔ１で電極間電圧Ｖが第１閾値Ｖ１を超えたため、制御装置３１に洗浄運転開始信号を送信する。そして、制御装置３１は、図５の処理フローに従い、モード識別情報Ｎが「１」として、第１洗浄モード（酸洗浄）を選択し、第１洗浄モードで所定時間（例えば、時刻ｔ１〜ｔ２間）の洗浄を行い、第１洗浄モードでの洗浄運転終了後、制御装置５０に洗浄運転終了信号を送信する。
制御装置５０は、時刻ｔ２〜ｔ３間通常運転を実施するが、電極間電圧Ｖが第２閾値Ｖ２を超えているため、制御装置３１に洗浄運転開始信号を送信する。そして、制御装置３１は、図５の処理フローに従い、モード識別情報Ｎが「２」として、第２洗浄モード（アルカリ洗浄）を選択し、第２洗浄モードで所定時間（例えば、時刻ｔ３〜ｔ４間）の洗浄を行い、第２洗浄モードでの洗浄運転終了後、制御装置５０に洗浄運転終了信号を送信する。
制御装置５０は、時刻ｔ４〜ｔ５間通常運転を実施するが、電極間電圧Ｖが第２閾値Ｖ２を超えているため、制御装置３１に洗浄運転開始信号を送信する。そして、制御装置３１は、図５の処理フローに従い、モード識別情報Ｎが「１」として、第１洗浄モード（酸洗浄）を選択し、第１洗浄モードで所定時間（例えば、時刻ｔ５〜ｔ６間）の洗浄を行い、第１洗浄モードでの洗浄運転終了後、制御装置５０に洗浄運転終了信号を送信する。
制御装置５０は、時刻ｔ６〜ｔ７間通常運転を実施するが、電極間電圧Ｖが第２閾値Ｖ２を超えているため、制御装置３１に洗浄運転開始信号を送信する。そして、制御装置３１は、図５の処理フローに従い、モード識別情報Ｎが「２」として、第２洗浄モード（アルカリ洗浄）を選択し、第２洗浄モードで所定時間（例えば、時刻ｔ７〜ｔ８間）の洗浄を行い、第２洗浄モードでの洗浄運転終了後、制御装置５０に洗浄運転終了信号を送信する。
制御装置５０は、時刻７以後通常運転を実施するが、電極間電圧Ｖが第２閾値Ｖ２以下であるため、通常運転を継続している。
図６（ｂ）の場合、制御装置５０は、通常運転中に時刻ｔ１で電極間電圧Ｖが第１閾値Ｖ１を超えたため、制御装置３１に洗浄運転開始信号を送信する。そして、制御装置３１は、図５の処理フローに従い、モード識別情報Ｎが「１」として、第１洗浄モード（酸洗浄）を選択し、第１洗浄モードで所定時間（例えば、時刻ｔ１〜ｔ２間）の洗浄を行い、第１洗浄運転終了後、制御装置５０に洗浄運転終了信号を送信する。
制御装置５０は、時刻ｔ２〜ｔ３間通常運転を実施するが、電極間電圧Ｖが第１閾値Ｖ１を超えているため（即ち、第２閾値Ｖ２を超えているため）、制御装置３１に洗浄運転開始信号を送信する。そして、制御装置３１は、図５の処理フローに従い、モード識別情報Ｎが「２」として、第２洗浄モード（アルカリ洗浄）を選択し、第２洗浄モードで所定時間（例えば、時刻ｔ３〜ｔ４間）の洗浄を行い、第２洗浄モードでの洗浄運転終了後、制御装置５０に洗浄運転終了信号を送信する。
制御装置５０は、時刻４以後通常運転を実施するが、電極間電圧Ｖが第２閾値Ｖ２以下であるため、通常運転を継続している。
以上の制御フローにより、図６（ａ）の場合、第１電極２２ａ、第２電極２２ｂのスケールが簡単に除去できていないため、第１洗浄モードと第２洗浄モードとを交互に複数回実施したが、図６（ｂ）の場合、図６（ａ）と比較して第１電極２２ａ、第２電極２２ｂのスケールが比較的簡単に除去できたため、第１洗浄モードと第２洗浄モードとを各１回実施した。もし、第１洗浄モードと第２洗浄モードとの累計値が所定値を超えた場合には、制御装置５０は、電極状況の点検指令を管理者に通知するとよい。
図７は、電解槽の電極板の洗浄効果を示す外観写真であり、（ａ）は洗浄前の電極板、（ｂ）は塩酸洗浄後の電極板、（ｃ）さらに水酸化ナトリウム洗浄後の電極板である。図７は、図６（ｂ）の場合におけるスケールの除去効果を示す図である。
図７（ａ）の場合、電極板の左側が特にスケールが付着している。図７（ｂ）の場合、塩酸洗浄後の電極板において、付着物が積層していると考えられ、スケール除去ができていない。さらに、水酸化ナトリウム洗浄後では、図７（ｃ）のように、スケール除去ができていることがわかる。
本実施形態に係る電極洗浄装置３０によれば、第１洗浄液を貯留する第１洗浄液貯留槽３２と、第２洗浄液を貯留する第２洗浄液貯留槽３６と、循環路２７に第１洗浄液を供給して所定時間循環させる第１洗浄モードと、循環路２７に第２洗浄液を供給して所定時間循環させる第２洗浄モードとを有する制御装置Ｋと、を備えている。これにより、電解槽２２及び循環路２７のスケール除去が促進される顕著な効果がある。
１０ 原水槽
１１ 供給ポンプ
１２ 導入路
１３ 開閉弁
２０ 循環調整槽（調整槽）
２１ 循環ポンプ
２２ 電解槽
２２ａ 第１電極
２２ｂ 第２電極
２５ 電極電源装置
２６ 循環配管
２７ 循環路
２８ オーバーフロー口
３０ 電極洗浄装置
３１，５０，Ｋ 制御装置（電極洗浄制御装置）
３２ 第１洗浄液貯留槽
３３ 第１洗浄液供給ポンプ
３４ 第１配管
３６ 第２洗浄液貯留槽
３７ 第２洗浄液供給ポンプ
３８ 第２配管
４１，４４，４７ 開閉弁
４２ 第１洗浄液回収ポンプ
４３，４６ 回収路
４５ 第２洗浄液回収ポンプ
４８ 廃水戻しポンプ
４９ 戻し路
５１ 通常運転制御部
５２ 電極間電圧監視部
５３ 洗浄要否判定部
５４ 通信部
５５ 記憶部
１００ 水処理システム
３１１ 洗浄運転制御部
３１１Ａ 廃水戻し運転部
３１１Ｂ 洗浄液供給運転部
３１１Ｃ 洗浄処理運転部
３１１Ｄ 洗浄液回収運転部
３１２ 通信部
３１３ 記憶部
Ｎ モード識別情報
１１ 供給ポンプ
１２ 導入路
１３ 開閉弁
２０ 循環調整槽（調整槽）
２１ 循環ポンプ
２２ 電解槽
２２ａ 第１電極
２２ｂ 第２電極
２５ 電極電源装置
２６ 循環配管
２７ 循環路
２８ オーバーフロー口
３０ 電極洗浄装置
３１，５０，Ｋ 制御装置（電極洗浄制御装置）
３２ 第１洗浄液貯留槽
３３ 第１洗浄液供給ポンプ
３４ 第１配管
３６ 第２洗浄液貯留槽
３７ 第２洗浄液供給ポンプ
３８ 第２配管
４１，４４，４７ 開閉弁
４２ 第１洗浄液回収ポンプ
４３，４６ 回収路
４５ 第２洗浄液回収ポンプ
４８ 廃水戻しポンプ
４９ 戻し路
５１ 通常運転制御部
５２ 電極間電圧監視部
５３ 洗浄要否判定部
５４ 通信部
５５ 記憶部
１００ 水処理システム
３１１ 洗浄運転制御部
３１１Ａ 廃水戻し運転部
３１１Ｂ 洗浄液供給運転部
３１１Ｃ 洗浄処理運転部
３１１Ｄ 洗浄液回収運転部
３１２ 通信部
３１３ 記憶部
Ｎ モード識別情報
Claims (13)
- 廃水が流入する調整槽と、第１電極及び第２電極により前記廃水を電解処理する電解槽と、を備え、前記調整槽と前記電解槽との間で前記廃水を循環し、前記電解槽にて前記廃水を電解処理する水処理システムにおいて、
第１洗浄液を貯留する第１洗浄液貯留槽と、
第２洗浄液を貯留する第２洗浄液貯留槽と、
前記調整槽と前記電解槽との間で前記廃水を循環する循環路に、前記第１洗浄液を供給して所定時間循環させる第１洗浄モードと、前記第２洗浄液を供給して所定時間循環させる第２洗浄モードとを有する電極洗浄制御装置と、を備え、
前記電極洗浄制御装置は、
前記第１電極と前記第２電極との間に所定の電流を印加された際の前記第１電極と前記第２電極との間の電圧を計測し、前記電圧が第１閾値を超えるときに、前記第１洗浄モードを実行し、
前記第１洗浄モードの終了後、前記電圧が第１閾値より小さい第２閾値を超えるときに、前記第２洗浄モードを実行する
ことを特徴とする水処理システム。 - 前記水処理システムは、前記調整槽に廃水を導入する導入路を有し、前記第１の洗浄液貯留槽及び前記第２の洗浄液貯留槽は、前記導入路に接続され、前記第１洗浄液又は前記第２洗浄液は、前記調整槽を介して前記循環路に供給される
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理システム。 - 前記電極洗浄制御装置は、
前記第１洗浄モードを実行する際、前記第１洗浄液貯留槽と前記調整槽に廃水を導入する導入路とを連通する第１配管上に配された第１供給ポンプを駆動し、
前記第２洗浄モードを実行する際、前記第２洗浄液貯留槽と前記導入路とを連通する第２配管上に配された第２供給ポンプを駆動する
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理システム。 - 前記電極洗浄制御装置は、前記電圧が前記第２閾値以下になるまで、前記第１洗浄モードと前記第２洗浄モードを交互に繰り返す
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理システム。 - 前記電極洗浄制御装置は、前記第１洗浄モード又は前記第２洗浄モードの洗浄期間において、前記調整槽に廃水を導入する導入路に配設された弁を全閉指令する
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理システム。 - 前記第１洗浄液は、塩酸溶液であり、
前記第２洗浄液は、水酸化ナトリウム溶液である
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理システム。 - 電解槽を用いて廃水を電解処理する際に、前記電解槽内の第１電極と第２電極に付着するスケールを除去する水処理システムであって、
第１洗浄液を貯留する第１洗浄液貯留槽と、
第２洗浄液を貯留する第２洗浄液貯留槽と、
前記第１洗浄液貯留槽から第１供給ポンプにより前記第１洗浄液を送出する第１配管と、
前記第２洗浄液貯留槽から第２供給ポンプにより前記第２洗浄液を送出する第２配管と、
電極洗浄制御装置と、を備え、
前記電極洗浄制御装置は、前記第１電極と前記第２電極との間に所定の電流を印加された際の前記第１電極と前記第２電極との間の電圧が第１閾値を超えるときに洗浄開始の旨を受信した場合、前記第１供給ポンプを所定時間駆動して前記第１洗浄液を前記電解槽に供給し、
次に、前記第１電極と前記第２電極との間に所定の電流を印加された際の前記第１電極と前記第２電極との間の電圧が第１閾値より小さい第２閾値を超えるときに洗浄開始の旨を受信した場合、前記第２供給ポンプを所定時間駆動して第２洗浄液を前記電解槽に供給する
ことを特徴とする水処理システム。 - 廃水が流入する調整槽と、第１電極及び第２電極により前記廃水を電解処理する電解槽と、を備え、前記調整槽と前記電解槽との間で前記廃水を循環し、前記電解槽にて前記廃水を電解処理する水処理システムにおける電極洗浄方法であって、
前記第１電極と前記第２電極との間に所定の電流を印加した際の前記第１電極と前記第２電極との間の電圧を計測し、前記電圧が第１閾値を超えるときに、第１洗浄液を投入し、所定時間、前記調整槽と前記電解槽との間を該第１洗浄液を循環させる第１洗浄モードを実行し、
前記第１洗浄モードの終了後、前記第１電極と前記第２電極との間に所定の電流を印加した際の前記第１電極と前記第２電極との間の電圧を計測し、前記電圧が前記第１閾値より小さい第２閾値を超えるときに、第２洗浄液を投入し、所定時間、前記調整槽と前記電解槽との間を該第２洗浄液を循環させる第２洗浄モードを実行する
ことを特徴とする電極洗浄方法。 - 前記第１洗浄液は、塩酸溶液であり、
前記第２洗浄液は、水酸化ナトリウム溶液である
ことを特徴とする請求項８に記載の電極洗浄方法。 - 前記第２洗浄モードの終了後、前記第１電極と前記第２電極との間に所定の電流を印加した際の前記第１電極と前記第２電極との間の電圧を計測し、前記電圧が第２閾値以下になるまで前記第１洗浄モードと前記第２の洗浄モードとを交互に繰り返す
ことを特徴とする請求項８に記載の電極洗浄方法。 - 前記水処理システムの制御装置は、前記第１洗浄モード又は前記第２洗浄モードの洗浄期間において、前記調整槽に廃水を導入する導入路に配設された弁を全閉指令する
ことを特徴とする請求項８に記載の電極洗浄方法。 - 廃水を電解処理する電解槽を備える水処理システムの電解用電極を洗浄する電極洗浄装置であって、
第１洗浄液を貯留する第１洗浄液貯留槽と、
第２洗浄液を貯留する第２洗浄液貯留槽と、
第１電極と第２電極との間に所定の電流を印加された際の前記第１電極と前記第２電極との間の電圧を計測し、前記電圧が第１閾値を超えるときに前記廃水を循環する循環路に、前記第１洗浄液を供給して所定時間循環させる第１洗浄モードと、前記第１洗浄モードの終了後、前記電圧が第１閾値より小さい第２閾値を超えるときに前記第２洗浄液を供給して所定時間循環させる第２洗浄モードと、を有する電極洗浄制御装置と、
を備えることを特徴とする電極洗浄装置。 - 前記第２洗浄モードの終了後、前記第１電極と前記第２電極との間に所定の電流を印加した際の前記第１電極と前記第２電極との間の電圧を計測し、前記電圧が第２閾値以下となるまで前記第１洗浄モードと前記第２の洗浄モードとを交互に繰り返す
ことを特徴とする請求項１２に記載の電極洗浄装置。
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