JP7298784B1 - 汚水浄化装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、添付の図面を参照して本発明の第1実施形態について説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。
図1に示すように、本発明の汚水浄化装置1は、水再利用システム100の一部分を構成する。
水再利用システム100は、汚水浄化装置1と水利用設備2とを備える。汚水浄化装置1と水利用設備2とは、配管5を介して接続され、それにより全体として閉じた水の系を形成する。すなわち、水再利用システム100では、汚水浄化装置1と水利用設備2との間で水が循環し、水は原則として外部に放出されない。この水の循環は、水利用設備2が排出する汚水を汚水浄化装置1が浄化し、浄化された水を水利用設備2が再利用することにより実現される。
なお、浄化された水を浄水という場合がある。また、水を、汚水と浄水とを含む意味で用いる場合がある。
水利用設備2は、水を利用し、その利用により生じる汚水を排出する設備である。水利用設備2の例としては、トイレ、工場の洗浄設備、養殖用水槽などがある。
汚水浄化装置1は、水利用設備2から排出される汚水を浄化し、浄化した水を水利用設備2に供給する装置である。
図1に示すように、汚水浄化装置1による汚水の浄化は、一次処理T1、二次処理T2及び三次処理T3の、3つの処理に分けることができる。
一次処理T1の主な内容は、汚水を固体と液体とに分離することである。
また、一次処理T1では、この分離と共に、嫌気性微生物による有機物の分解を行う。
一次処理T1では、汚水の固液分離を効率的に行うために、ばっ気は行わない。そのため、有機物の分解には、好気性微生物よりも嫌気性微生物を用いることが好ましい。
二次処理T2の主な内容は、一次処理で分離された汚水の液体の部分を、好気性微生物を用いて浄化することである。二次処理T2では、ばっ気を行い、好気性微生物による有機物の分解を促進する。
三次処理T3の主な内容は、二次処理T2で浄化された汚水を、更に浄化することである。三次処理T3では、かき殻を用いて汚水の浄化を行う。その際、ばっ気を行い、好気性微生物による有機物の分解を促進する。
また、三次処理T3では、汚水の消毒、脱色及び消臭も行う。
また、一次処理T1から三次処理T3を通じて、pHの調節、アンモニアの硝化及び脱窒を行う。
図1及び図2に基づいて、汚水浄化装置1の槽構成について説明する。図1の矢印は、水の流れを示す。また、図2では、各槽の間の配管等は省略されている場合がある。
汚水浄化装置1は、上流から、沈殿分離槽10、接触酸化槽20、第1沈殿槽22、第1接触ろ過槽30、第2接触ろ過槽32、第2沈殿槽34及び貯留槽36を備える。
沈殿分離槽10は、一次処理T1を担う。接触酸化槽20及び第1沈殿槽22は、二次処理T2を担う。第1接触ろ過槽30、第2接触ろ過槽32、第2沈殿槽34及び貯留槽36は、三次処理T3を担う。
沈殿分離槽10では、水利用設備2から流入した汚水が、沈殿により固体と液体とに分離される。
汚水に含まれる固形物や浮遊物などは沈殿し、沈殿物90として取り出される。液体のみが接触酸化槽20に流入する。また、沈殿分離槽10では、嫌気性微生物による有機物の分解が併せて行われる。
接触酸化槽20では、沈殿分離槽10で固液分離された液体に含まれる有機物が、好気性微生物により分解される。
接触酸化槽20の中には、樹脂製の接触材が配置されている。好気性微生物は、接触材の表面に付着している。また、好気性微生物による有機物の分解を促進するために、ばっ気が行われる。
実施形態1の汚水浄化装置1では、接触酸化槽20に、電気分解部50が備えられている。接触酸化槽20は、電気分解槽とも称される
電気分解部50は、槽内の汚水を電気分解する部分である。電気分解部50は、接触酸化槽20内の汚水に含まれる塩化ナトリウム及び水を電気分解し、次亜塩素酸ナトリウムを生成させる。
この電気分解の反応式は下の通りである。
NaCl+H2O→NaClO+H2
電気分解部50による電気分解で生成された次亜塩素酸ナトリウムは、接触酸化槽20内の汚水に含まれるアンモニアと反応する。
アンモニアと次亜塩素酸ナトリウムとの反応式は下の通りである。
2NH3+3NaOCl→N2↑+3NaCl+3H2O
この反応により、槽内の汚水からアンモニアを除去することができる。
また、生成された窒素ガスは大気中に放出される。これにより、汚水に含まれていたアンモニア態窒素を、汚水から除去することができる。
アンモニアは、微生物に対する毒性が高い物質である。汚水からアンモニアを除去することで、接触酸化槽20内の好気性微生物を保護することができる。
また、汚水からアンモニアを除去することで、アンモニアに起因する接触酸化槽20内の汚水のpHの上昇を抑制することができる。
また、次亜塩素酸ナトリウムを槽外から投入する必要がなくなる。あるいは、その投入の機会を少なくすることができる。そのため、汚水浄化装置1の維持管理を平易にすることができる。
また、次亜塩素酸ナトリウムは、微生物の活性を低下させる場合がある。そのため、汚水には、過剰な次亜塩素酸ナトリウムが含まれないことが好ましい。実施形態1の汚水浄化装置1では、電気分解により次亜塩素酸ナトリウムを生成する。そのため、次亜塩素酸ナトリウムを槽外から投入する場合に比べて、汚水に含まれる次亜塩素酸ナトリウムの量を調節しやすい。よって、微生物の活性が低下することを抑制することが容易になる。
また、微生物によりアンモニアを除去する場合、例えば硝化細菌によりアンモニアの硝化を行う場合、処理槽が大きくなる場合が多い。これに対して、電気分解で生成された次亜塩素酸ナトリウムを用いてアンモニアを除去する場合には、処理槽を小型化することが容易になる。
接触酸化槽20は、汚水浄化装置1の各槽のなかで、槽内の汚水のアンモニア濃度が高い場合が多い。そのため、電気分解部50を接触酸化槽20に配置することで、汚水浄化装置1の全体として、アンモニアを効率的に除去することができる。
また、硝化によるアンモニア除去の必要性を低減することができる。そのため、硝化に起因して汚水のpHが低下しすぎることを抑制することができる。それにより、接触酸化槽20の下流に備えられるカキ殻の負担を軽減することができる。カキ殻による汚水の中和の必要性が低減するからである。
電気分解部50は、図示しない第1電極と第2電極とを備える。第1電極及び第2電極は、電気分解のために、接触酸化槽20内の汚水に浸漬されている。
第1電極の極性と第2電極の極性は、反転させることが可能である。電気分解を行うと、電極にカルシウムなどの固形物が付着する場合がある。第1電極の極性と第2電極の極性とを、例えば定期的に反転させることにより、固形物の電極への付着を抑制したり、又は、電極に付着した固形物を除去することが可能になる。
実施形態1の汚水浄化装置1では、接触酸化槽20に、塩素濃度測定部52が備えられている。
塩素濃度測定部52は、槽内の汚水の塩素濃度を測定する部分である。塩素濃度測定部52は、接触酸化槽20内の汚水の塩素濃度を測定する。
次亜塩素酸ナトリウムは、好気性微生物、嫌気性微生物及び硝化細菌などの微生物の活性に悪影響を及ぼす場合がある。そのため、上述の電気分解は、過剰にならないように調節することが好ましい。具体的には、電気分解は、汚水中に含まれるアンモニアの量に対して過剰な量の次亜塩素酸ナトリウムを生成しないように、調節することが好ましい。
これに関して、実施形態1の汚水浄化装置1には、塩素濃度測定部52が備えられている。塩素濃度は、溶液中の次亜塩素酸ナトリウムの量の指標になる。
汚水浄化装置1では、塩素濃度測定部52が測定した塩素濃度に基づいて、電気分解部50による電気分解の時間や強度を調節することができる。それにより、過剰な次亜塩素酸ナトリウムの生成を抑制することができる。
塩素濃度測定部52は、接触酸化槽20における、沈殿分離槽10から汚水が流入する位置に設けることができる。これにより、流入する汚水に対する、電気分解による次亜塩素酸ナトリウムの生成の要否や、適切な生成量を迅速に判断することができる。
ただ、塩素濃度測定部52が備えられる位置は、特には限定されない。例えば、好気性微生物が付着した接触材に近い位置に、塩素濃度測定部52を設けることもできる。これにより、好気性微生物による有機物の分解が進行した汚水の塩素濃度、引いては、次亜塩素酸ナトリウムの含有量を評価することができる。これにより、接触酸化槽20内の汚水の実情に即した、電気分解の調節が可能になる。
また、好気性微生物に近い位置で塩素濃度が測定されるため、好気性微生物への次亜塩素酸ナトリウムの影響に配慮した、電気分解の調節が可能になる。
電気分解部50は、接触酸化槽20以外の槽に設けることもできる。また、2つ以上の電気分解部50を汚水浄化装置1に設けることもできる。
具体的には、次亜塩素酸ナトリウムの量が微生物への悪影響が問題とならない範囲であることを塩素濃度測定部52の測定により確認しながら、次亜塩素酸ナトリウムにより各槽の除菌等を行うことができる。
また、消毒部40を用いることなく、次亜塩素酸ナトリウムにより、汚水の除菌をすることができる。これについては後述する。
例えば、水利用設備2が、トイレのように、利用者の人数に応じて排出される汚水の量が予測できる設備である場合、その利用者の人数に応じて、電気分解部50が行う電気分解の量を制御することができる。
第1沈殿槽22では、接触酸化槽20で好気性微生物により浄化された汚水が、上澄み液と、沈殿物とに分離される。
分離された上澄み液は、第1接触ろ過槽30に流入する。
第1接触ろ過槽30では、第1沈殿槽22で分離された上澄み液が、微生物を用いて処理される。
第1接触ろ過槽30の中には、微生物として硝化細菌が付着した接触材が配置されている。実施形態1の汚水浄化装置1では、この接触材として、ハニカムろ材76が備えられている。
図3から図6を参照して、第1接触ろ過槽30の内部の構成について説明する。
図3に示すように、第1接触ろ過槽30には、第1多孔管70と、シート状フィルタ72と、プラスチックろ材74と、ハニカムろ材76と、グレーチング78と、第2多孔管80と、ブロック82とが備えられている。
これらは、第1接触ろ過槽30の上部302から底部301に向けて、第1多孔管70、シート状フィルタ72、プラスチックろ材74、ハニカムろ材76、グレーチング78、第2多孔管80、ブロック82の順に配置されている。
なお、以下の説明において、上部302の側を上側といい、底部301の側を下側という場合がある。
第1多孔管70は、第1沈殿槽22で分離された上澄み液を、第1接触ろ過槽30内に供給する管である。
第1多孔管70は、管形状を有している。第1多孔管70は、例えば金属や樹脂等から形成することができる。
第1多孔管70は、管の周面に複数の孔701を有している。この孔701は、第1多孔管70の長手方向に沿って複数の列を形成するように配置されている。また、この孔701は、シート状フィルタ72の方向、すなわち、第1接触ろ過槽30の底部301の方向に開口している。
第1沈殿槽22で分離された上澄み液は、図3の矢印の方向に流れながら、孔701からシート状フィルタ72に排出される。
図4に示すように、第1多孔管70は、第1接触ろ過槽30の長さ方向において、その一端から他端まで延伸している。すなわち、第1多孔管70は、ほぼ水平方向に延伸している。
また、第1多孔管70は、第1接触ろ過槽30に3つ設けられている。この3つの第1多孔管70は、幅方向においてほぼ等間隔に配置されている。
第1沈殿槽22からの上澄み液は、3つの第1多孔管70の各々の複数の孔701から分散して排出される。それにより、シート状フィルタ72の全体に、第1沈殿槽22からの上澄み液が供給される。
なお、図4では、説明の便宜上、シート状フィルタ72及びプラスチックろ材74の記載を省略している。
シート状フィルタ72は、汚水から、特定の大きさの懸濁物質を除去するフィルタである。
実施形態1のシート状フィルタ72は、直径が約10μm以上、約80μm未満の大きさの懸濁物質を除去する。
シート状フィルタ72は、繊維状の樹脂等から形成することができる。また、シート状フィルタ72は、約10μmの大きさの網目を有する。
シート状フィルタ72は、第1多孔管70の下側に配置されている。また、シート状フィルタ72は、平面視において、第1接触ろ過槽30のほぼ全面に広がっている。これにより、シート状フィルタ72は、その下側に配置されているプラスチックろ材74のほぼ全面を覆っている。
なお、平面視とは、第1接触ろ過槽30を上部302から底部301に向けて見ることをいう。
プラスチックろ材74は、供給された汚水を、所定の方向に広げるろ材である。
実施形態1のプラスチックろ材74は、シート状フィルタ72から供給された汚水を、第1接触ろ過槽30の底部301に平行な方向に広げる。
プラスチックろ材74は、図5に示す約6cm四方の網目状ろ材741が、複数積み重ねられることにより一体に形成された、直方体形状を有する。プラスチックろ材74に供給された汚水は、網目状ろ材741の平面方向に広がる。
以上の配置により、プラスチックろ材74の表面に接触した、シート状フィルタ72からの汚水は、隣り合うプラスチックろ材74の間で互いに伝わり合いながら、ハニカムろ材76に向かって流れる。すなわち、プラスチックろ材74を通過した汚水は、第1接触ろ過槽30の底部301に平行な方向に分散されながら、ハニカムろ材76に向かって排出される。
これにより、プラスチックろ材74は、シート状フィルタ72からの汚水を硝化するとともに、その汚水をハニカムろ材76の全体に、ほぼ均等となるように供給する。
ハニカムろ材76は、断面が六角形の中空の管を複数本備えるろ材である。
図6に示すように、実施形態1のハニカムろ材76は、中空管761を複数有している。
ハニカムろ材76は、複数の中空管761が、互いに外表面を共有するように一体に形成されたものである。言い換えると、ハニカムろ材76では、中空管761は、その外表面同士が隙間なく接するように配列されて、固定されている。
ハニカムろ材76は、それを構成する中空管761の両端の開口が、それぞれ第1接触ろ過槽30の上部302と、底部301とを向くように、第1接触ろ過槽30内に配置されている。すなわち、中空管761は、ひいては、ほぼ鉛直方向に延伸している。
先ず、弾性力に抗する力を加えて、ハニカムろ材76を収縮した状態にする。そして、収縮した状態で、ハニカムろ材76を第1接触ろ過槽30の中に配置する。次に、弾性力に抗する力を解放することで、ハニカムろ材76の外表面が第1接触ろ過槽30の内壁に押し付けられるようにする。これによって、ハニカムろ材76は、第1接触ろ過槽30の中部に隙間なく配置された状態で固定される。
なお、第1接触ろ過槽30は、樹脂で形成されているが、汚水よりも大きい比重を有している。
なお、ハニカムろ材76の第1接触ろ過槽30への固定は、上述以外の方法で行うこともできる。例えば、ハニカムろ材76は、接着剤によって第1接触ろ過槽30に固定することができる。
中空管761の内表面には硝化細菌が付着している。硝化細菌は、プラスチックろ材74由来のものとすることができる。
すなわち、硝化細菌が付着したプラスチックろ材74から、中空管761へ汚水が供給されると、汚水と共に硝化細菌が中空管761に移動する。その硝化細菌が中空管761の内表面に付着する。付着した硝化細菌は、中空管761の内表面で増殖する。
以上のように、中空管761の内表面に硝化細菌を付着させるための特段の作業をすることなく、中空管761の内表面に硝化細菌を付着させることができる。
ハニカムろ材76には、プラスチックろ材74から、ハニカムろ材76の全体にほぼ均等に汚水が供給される。そのため、汚水は、多くの中空管761を介して、ハニカムろ材76の上側から下側に向けて流れる。そのため、汚水は、多くの中空管761の内表面に接触する。これにより、汚水中のアンモニアが効率よく硝化される。すなわち、アンモニア態様窒素を効率よく硝酸態窒素とすることができる。これにより、毒性が高く有害なアンモニアを容易に除去することができる。
なお、中空管761の断面の形状は、六角形には限定されず、例えば、四角形とすることもできる。
第2多孔管80は、ハニカムろ材76に空気を供給する管である。
第2多孔管80は、管形状を有している。第2多孔管80は、例えば金属や樹脂等から形成することができる。
第2多孔管80は、周面に複数の孔801を有している。この孔801は、第2多孔管80の長手方向に沿って複数の列を形成するように配置されている。また、この孔801は、ハニカムろ材76の方向、すなわち、第1接触ろ過槽30の上部302の方向に開口している。
また、図3に示すように、第2多孔管80は、第1接触ろ過槽30の長さ方向において、その一端から他端まで延伸している。すなわち、第2多孔管80は、ほぼ水平方向に延伸している。また、第2多孔管80は、第1接触ろ過槽30に3つ設けられている。この3つの第2多孔管80は、幅方向においてほぼ等間隔に配置されている。
この気泡802によって、中空管761内の、上側から下側に向かう汚水の流れを抑制することができる。また、中空管761内に、下側から上側へ向かう汚水の流れを発生させることができる。
さらには、同一の中空管761内、又は隣接する中空管761において、上述の上側から下側に向かう流れと、下側から上側に向かう流れとを、交互に、繰り返し生成することもできる。
これにより、中空管761の内表面と汚水との接触時間及び接触回数を増やすことができる。それにより、アンモニアを効率よく硝化することができる。
また、中空管761の内部が閉塞することを抑制することができる。
また、第2多孔管80からの気体の供給は、連続的に行われていても、断続的に行われていてもよい。また、第2多孔管80は、複数の中空管761のうちの一部の中空管761のみに気体を供給することとしてもよい。
ブロック82は、第1接触ろ過槽30の底部301に配置されて、グレーチング78の土台となる部材である。
ブロック82は、直方体の形状を有し、例えば樹脂やコンクリート等の汚水より比重の大きい材料から形成されている。
ブロック82は、第1接触ろ過槽30の底部301の4つの角部の近傍に1つずつ、合計4つ配置されている。
グレーチング78は、格子形状を有する、硬質の板材である。
グレーチング78は、汚水より比重の大きい材料、例えば樹脂等で形成することができる。
グレーチング78は、ブロック82の上に配置されている。そして、グレーチング78の上には、ハニカムろ材76が配置されている。すなわち、グレーチング78は、ハニカムろ材76を下側から支えている。
一方、第2多孔管80は、グレーチング78の下側、すなわち、グレーチング78と第1接触ろ過槽30の底部301との間に配置されている。
言い換えると、ハニカムろ材76は、ブロック82及びグレーチング78によって、第2多孔管80の上方に配置されている。それにより、第2多孔管80から排出された空気は、ハニカムろ材76に供給される。その際、第2多孔管80から排出された空気は、グレーチング78の格子の間を通過する。
実施形態1の汚水浄化装置1では、硝化細菌が付着したハニカムろ材76が備えられている。そのため、アンモニアを確実に硝化し、汚水の中のアンモニア量を低減することができる。
ここで、第1接触ろ過槽30の下流には、第2接触ろ過槽32が配置されている。この第2接触ろ過槽32には、カキ殻が備えられている。カキ殻には多くの微生物が付着している。また、アンモニアは、微生物に対する毒性が強い。
実施形態1の汚水洗浄装置1では、上述のように、第2接触ろ過槽32の直前の槽でのアンモニアの除去が可能になる。そのため、第2接触ろ過槽32のカキ殻や微生物をアンモニアの毒性から保護することができる。したがって、カキ殻の使用量や、カキ殻の交換頻度を抑制することができる。
なお、ハニカムろ材76に付着させる微生物は、硝化細菌のみに限定されない。例えば、硝化細菌とともに、有機物を分解するような好気性微生物をハニカムろ材76に付着させることもできる。
この場合、有機物を分解する好気性微生物により、汚水の浄化を促進することができる。また、それにより、第2接触ろ過槽のカキ殻の負担を軽減することができる。
第2接触ろ過槽32では、カキ殻による汚水のろ過が行われる。
第2接触ろ過槽32には、接触材としてカキ殻が配置されている。また、カキ殻によるろ過を促進するために、ばっ気が行われる。
第2接触ろ過槽32までの槽において、汚水からアンモニアの除去、及び、有機物の分解が進行している場合には、第2接触ろ過槽32のカキ殻は、主に、中和によるpHの調節機能のみを果たす。この場合、カキ殻の劣化の速度を遅くすることができる。
それによりカキ殻の使用量を減らしたり、カキ殻の交換頻度を遅くすることができる。
第2沈殿槽34では、第2接触ろ過槽32でろ過された汚水が、上澄み液と、沈殿物とに分離される。分離された上澄み液は、貯留槽36に流入する。
消毒部40は、第2沈殿槽34から流出して貯留槽36に流入する前の水に、消毒用の殺菌物質を供給する部分である。
第2沈殿槽34から流出する水には、殺菌による消毒が必要な場合がある。その場合、消毒部40が供給する殺菌物質により、第2沈殿槽34から流出する水に含まれる菌を殺菌する。殺菌の対象となる菌は、例えば、チフス菌、大腸菌、ブドウ球菌、サルモネラ菌などである。
また、殺菌物質としては、例えば、固形塩素などの塩素系物質等を用いることができる。
なお、第2沈殿槽34から流出する水への殺菌物質の供給は、消毒部40によらず、人手により行うことも可能である。
貯留槽36には、第2沈殿槽34における上澄み液が流入する。そして、再利用するために、浄水として蓄えられる。
また、貯留槽36には、活性炭62が備えられている。この活性炭62により、貯留槽36に貯えられた浄水を消臭すると共に、その脱色を行う。
貯留槽36に貯えられた浄水は、水利用設備2、例えばトイレに供給され、トイレの洗浄水として再利用される。
余剰水貯留槽38には、貯留槽36から、貯留槽36において余剰となった浄水が流入する。そして、流入した浄水が、水再利用システム100の外部に流出しないように貯える。
これにより、閉じた系の中での、汚水の循環再利用が可能になる。
第1実施形態の汚水浄化装置1では、接触酸化槽20に備えられた電気分解部50によって生成された次亜塩素酸ナトリウムを用いて、接触酸化槽20より下流の槽の浄化や、下流の槽内の汚水の消毒を行うことができる。
例えば、汚水浄化装置1の中の汚水に含まれるアンモニアの量に対して、電気分解により、多少多めに次亜塩素酸ナトリウムを生成させる。それにより、アンモニアと反応しない次亜塩素酸ナトリウムを残存させる。
この次亜塩素酸ナトリウムを下流の槽に流入させることで、各槽の浄化や、各槽内の汚水の殺菌を行うことができる。
なお、塩素濃度測定部52は、接触酸化槽20の下流のすべての槽に備える必要はない。適宜、必要な槽のみに塩素濃度測定部52を備えることができる。
実施形態1では、接触酸化槽20に電気分解部50が備えられ、又、第1接触ろ過槽30にハニカムろ材76が備えられた汚水浄化装置1について説明した。
ただし、汚水浄化装置1は種々の変更が可能である。以下、他の実施形態を例示する。
汚水浄化装置1を、電気分解部50及び塩素濃度測定部52が、接触酸化槽20に備えられていない汚水浄化装置1とすることができる。この汚水浄化装置1を、実施形態2の汚水浄化装置1とする。
実施形態2の汚水浄化装置1では、接触酸化槽20において、アンモニアの除去のために、槽外から次亜塩素酸ナトリウムを投入する。これにより、汚水に含まれるアンモニアを、窒素ガスとして、汚水から除去することができる。
または、接触酸化槽20において、槽外から次亜塩素酸ナトリウムを投入しないこととすることもできる。この場合は、例えば、第1接触ろ過槽30で、汚水からアンモニアを除去する。第1接触ろ過槽30に備えられるハニカムろ材76には、硝化細菌が付着しているからである。
他の実施形態として、汚水浄化装置1を、第1接触ろ過槽30にハニカムろ材76が備えられていない汚水浄化装置1とすることができる。この汚水浄化装置1を、実施形態3の汚水浄化装置1とする。
実施形態3の汚水浄化装置1では、第1接触ろ過槽30を、第2接触ろ過槽32と同様にすることができる。具体的には、第1接触ろ過槽30にも、カキ殻を配置する。
この場合、ハニカムろ材76に付着した硝化細菌によるアンモニアの硝化は得られない。
しかしながら、接触酸化槽20に電気分解部50が備えられている場合には、上述の通り、接触酸化槽20で、アンモニアの除去が可能である。
2 水利用設備
5 配管
10 沈殿分離槽
20 接触酸化槽
22 第1沈殿槽
30 第1接触ろ過槽
301 第1接触ろ過槽の底部
302 第1接触ろ過槽の上部
32 第2接触ろ過槽
34 第2沈殿槽
36 貯留槽
38 余剰水貯留槽
40 消毒部
50 電気分解部
52 塩素濃度測定部
60 カキ殻
62 活性炭
70 第1多孔管
701 孔
72 シート状フィルタ
74 プラスチックろ材
741 網目状ろ材
76 ハニカムろ材
761 中空管
78 グレーチング
80 第2多孔管
801 孔
802 気泡
82 ブロック
90 沈殿物
100 水再利用システム
T1 一次処理
T2 二次処理
T3 三次処理
Claims (5)
- 汚水を浄化するための接触ろ過槽と、電気分解槽と、を備え、
前記電気分解槽は、前記接触ろ過槽の上流に配置され、
前記接触ろ過槽は、カキ殻を備え、
前記電気分解槽は、電気分解部を備え、
前記電気分解槽の中の汚水は、塩化ナトリウム及び水、を含有し、
前記電気分解部は、前記電気分解槽の中の汚水を電気分解することで、次亜塩素酸ナトリウムを生成させ、
前記電気分解槽の下流には、沈殿槽及び消毒部が配置され、
前記沈殿槽は、塩素濃度測定部を備え、
前記電気分解槽の中の前記汚水は、アンモニアを含有し、
前記アンモニアの少なくとも一部は、前記電気分解により生成された前記次亜塩素酸ナトリウムと反応し、窒素を生成し、
前記電気分解部により、前記電気分解槽の中の前記汚水に含有されるアンモニアの量に対して過剰の次亜塩素酸ナトリウムが生成され、
前記沈殿槽において、前記沈殿槽内の汚水が、当該汚水を消毒可能な次亜塩素酸ナトリウムを含有している場合には、前記消毒部による消毒剤の供給を行わず、
前記沈殿槽において、前記沈殿槽内の汚水が、消毒可能な次亜塩素酸ナトリウムを含有していない場合には、前記消毒部が、前記沈殿槽から流出した前記汚水に消毒剤を供給する、
汚水浄化装置。 - 前記電気分解槽の上流には、さらに槽が配置されており、
前記電気分解槽及び前記電気分解槽の上流に配置された槽、のうちの少なくとも1つの槽は、塩素濃度測定部を備え、
前記塩素濃度測定部は、当該塩素濃度測定部が備えられた前記槽の中の汚水の塩素濃度を測定する、
請求項1に記載の汚水浄化装置。 - 前記沈殿槽は、塩素濃度測定部を備え、
前記塩素濃度測定部は、当該塩素濃度測定部が備えられた前記槽の中の汚水の塩素濃度を測定する、
請求項2に記載の汚水浄化装置。 - 前記汚水は、大腸菌を含有し、
前記大腸菌は、前記電気分解により生成された前記次亜塩素酸ナトリウムにより殺菌される、
請求項1から3の何れか一項に記載の汚水浄化装置。 - 前記電気分解部は、第1電極と第2電極とを備え、
前記第1電極及び前記第2電極は、その極性の反転が可能である、
請求項1から4の何れか一項に記載の汚水浄化装置。
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JP2008000720A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Eiwa Kokudo Kankyo Kk | 浄化装置 |
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JP2021126089A (ja) * | 2020-02-14 | 2021-09-02 | 株式会社クラハシ | 水質浄化装置 |
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JP2008049343A (ja) * | 2007-11-09 | 2008-03-06 | Nishihara Environment Technology Inc | 有機性排水処理装置 |
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