JPH09174058A

JPH09174058A - リン酸等除去装置及びそれを用いたリン酸等の除去方法

Info

Publication number: JPH09174058A
Application number: JP34392395A
Authority: JP
Inventors: Tomotaka Yanagida; 友隆柳田; Masaji Sato; 正路佐藤
Original assignee: KUREATERA KK; Createrra Inc
Current assignee: KUREATERA KK; Createrra Inc
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な操作で、凝集剤となる鉄イオンの溶出
量を制御することにより、リン酸イオンの凝集量を制御
する。【解決手段】処理槽２０２の内部に、それぞれ鉄製の
第Ｉ極２０４及び第ＩＩ極２０６が設置されている。第
Ｉ極２０４、第ＩＩ極２０６は、それぞれ導体２０８と
スイッチ２１２、２２２を介して、二つの電源２１０、
２２０に接続されている。第Ｉ極２０４と第ＩＩ極２０
６の間隔は１〜１００cmの範囲に設定されている。運転
時には、電位差０．１〜１００Ｖの範囲好ましくは０．
５〜２０ｖの範囲で通電し、スイッチ２１２、２２２を
操作することにより、一定時間ごとに電流の向きを逆方
向に変え陽極と陰極を交代させる。この操作により、鉄
イオンの溶出量を一定に保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理水中のリン
酸イオン等を凝集、沈殿させて除去することができ、そ
の除去処理の制御が容易なリン酸等除去装置及びそれを
用いたリン酸等の除去方法に関する。本発明においてリ
ン酸等とは、リン酸のほかに懸濁物質を含む概念であ
る。

【０００２】

【従来の技術】河川や湖沼等の汚染源としては、各家庭
から排出される雑排水や小規模工場の排水等が大きな比
重を占めている。そして、それらの雑排水等に含有され
ているリン酸や窒素分が河川や湖沼等の汚濁や悪臭の原
因となっている。

【０００３】汚染源となっている雑排水等の河川や湖沼
等への流入を阻止するためには、早急な下水設備及び下
水処理場の設置が望まれる。しかし、これらの設置に
は、用地確保や莫大な建設費用の問題に加え、仮に建設
に着手したとしても実際に稼働するまでに長い年月を要
するため、その間にも継続する汚染を防止することが問
題となる。したがって、次善の策として、より簡便で安
価な単独処理浄化槽や合併処理浄化槽等を家庭や小規模
地域ごとに設置することが推進されている。

【０００４】しかし、単独処理浄化槽ではリン酸及び窒
素分をほとんど除去することができず、合併処理浄化槽
の場合にもそれらの除去率は低い。このため、これらの
浄化槽が普及して行った場合、返って湖沼等の富栄養化
が進行することが懸念されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】河川や湖沼の自然水域
等は本来的に自浄作用を有しており、許容量のリン酸及
び窒素分であれば、分解、浄化する力を有している。こ
のため、汚染物量を減少させてやれば、例えば、汚染水
からリン酸を除去してやれば、自然水域に対する負荷が
軽減され、前記自浄作用が発揮されることにより水質浄
化が達成されることが期待される。

【０００６】リン酸を除去する方法としては、嫌気槽と
好気槽を備えた浄化槽による方法が知られている。この
浄化槽においては、嫌気槽で細胞内にポリリン酸を大量
に蓄積する性質を有する細菌を優先的に増殖させ、次
に、好気槽で前記細菌が水中から取り込んだリン酸イオ
ンを細胞内にポリリン酸として蓄積するものである。し
かし、このような浄化槽の場合、その維持管理が極めて
困難であるため、家庭用浄化槽や小規模処理施設用とし
ては適用が困難である。

【０００７】鉄又はアルミニウム塩からなる凝集沈殿剤
（懸濁物質の凝集沈殿に用いられている）を用い、リン
酸を除去する方法が実用化されている。しかし、この方
法は凝集沈殿剤の注入、攪拌が必要なために設備費が高
くなる。

【０００８】また、簡便な方法として、リン酸吸着剤の
実用化が試みられており、例えば、特公昭６３−３９３
０８号公報、特開平２−９５４９０号公報及び特公平４
−３７７５６号公報には、鉄塩やアルミニウム塩を利用
してリン酸を吸着させる方法が記載されている。しか
し、これらの発明は、低濃度リン酸除去に適しているも
のの再生を頻繁に行わなければならないために、高濃度
リン酸除去に適していない。

【０００９】そこで本発明は、現在も汚染され続けてい
る河川や湖沼、特に閉鎖水域である湖沼の水質浄化を、
それが有する自浄作用を発揮し易くしてそれを活用する
ことによって達成するため、簡便な操作で鉄あるいはア
ルミニウムイオンを汚染水と混合し、リン酸イオンや懸
濁物質を凝集、沈殿させて除去できるリン酸等除去装置
及びそれを用いたリン酸等の除去方法を提供することを
目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、所要容積の処
理槽と、前記処理槽内に隔離して配置された陽極及び陰
極を備えており、前記陽極が鉄又はアルミニウムからな
り、前記陰極が炭素、鉄又はアルミニウムからなるもの
であり、前記陽極と陰極の間隔が１〜１００cmであるこ
とを特徴とするリン酸等除去装置（以下、説明の便宜の
ため「第１発明」と称する）により、上記課題を達成す
るものである。本発明においてリン酸と懸濁物質が除去
対象となるが、懸濁物質は浮遊性の無機物または有機物
であって表面がマイナスに荷電しているものをいう。

【００１１】また、本発明は、鉄又はアルミニウムから
なる筒状多孔体により形成される陽極と、炭素、鉄又は
アルミニウムからなる棒状体により形成される陰極とを
備えており、前記陽極となる筒状多孔体中の長さ方向に
前記陰極となる棒状体が挿入されており、前記陽極と陰
極の間隔が１〜１００cmであることを特徴とするリン酸
等除去装置（以下、説明の便宜のため「第２発明」と称
する）により、上記課題を達成するものである。

【００１２】また、本発明は、第２発明のリン酸等除去
装置を１組とし、その長さ方向に合わせた複数組が、両
端に流入口と流出口とを有する処理槽に収納されいるも
のであることを特徴とするリン酸等除去装置（以下、説
明の便宜のため「第３発明」と称する）により、上記課
題を達成するものである。流入口と流出口は処理水が流
出入できる形状であればよく、両端が開口した形状でよ
い。

【００１３】また、本発明は、所要容積の処理槽と、前
記処理槽内に１〜１００cmの間隔を保持して配置され
た、それぞれ鉄又はアルミニウムからなる第Ｉ極及び第
ＩＩ極を備えており、第Ｉ極が陽極のとき第ＩＩ極が陰
極に、第ＩＩ極が陽極のとき第Ｉ極が陰極になるように
電源に接続されていることを特徴とするリン酸等除去装
置（以下、説明の便宜のため「第４発明」と称する）に
より、上記課題を達成するものである。

【００１４】また、本発明は、上記第１乃至第３発明の
リン酸等除去装置において、陽極と陰極とを被処理水に
接触させた状態で、前記陽極及び陰極間で０．１〜１０
０Ｖの電位差好ましくは０．５〜２０ｖの電位差が生じ
るように通電することを特徴とするリン酸等の除去方法
により、上記課題を達成するものである。

【００１５】また、本発明は、上記第４発明のリン酸等
除去装置において、陽極と陰極とを被処理水に接触させ
た状態で、前記陽極及び陰極間で０．１〜１００Ｖの電
位差好ましくは０．５〜２０ｖの電位差が生じるように
通電し、かつ所望時間ごとに電流の流れる向きを交代さ
せることを特徴とするリン酸等の除去方法により、上記
課題を達成するものである。

【００１６】

【発明の実施の態様】以下、各発明のリン酸等除去装置
を図面に基づいて説明し、あわせてそれらを用いたリン
酸等の除去方法についても説明する。図１はリン酸等除
去装置の一部断面図を含む説明図であり、図２は変形態
様のリン酸等除去装置の一部斜視図を含む説明図であ
り、図３は図２に示すリン酸等除去装置の長さ方向から
見た一側面図であり、図４は図２に示すリン酸等除去装
置における陰極の支持手段を説明するための一側面図で
あり、図５は別の変形態様のリン酸等除去装置の一部を
説明の便宜のため切り欠いた平面図であり、図６は図５
に示すリン酸除去装置の長さ方向への断面図であり、図
７は更に別の変形態様のリン酸等除去装置の一部断面図
を含む説明図であり、図８は更に別の変形態様のリン酸
等除去装置の一部斜視図を含む説明図であり、図９は更
に別の変形太陽のリン酸等除去装置の一部斜視図を含む
説明図である。

【００１７】まず、第１発明のリン酸等除去装置を図１
に基づいて説明する。リン酸除去装置１０は、連続通水
式の装置を例示したものであり、処理槽１２と、隔離し
て配置された二つの電極、即ち、陽極１４及び陰極１６
を備えており、陽極１４及び陰極１６は導体１８を介し
て電源２０に接続されている。

【００１８】処理槽１２の形状及び容積は、設置場所や
汚染水の処理量等を考慮して、適宜設定することができ
る。また、この処理槽１２には、攪拌羽根や空気の吹き
込み等の適当な攪拌手段を付設することができる。

【００１９】陽極１４及び陰極１６は、図示していな
い、例えば、処理槽１２に固定したクランプのような支
持手段により、取付けられている。陽極１４は、それを
構成する金属のイオンをリン酸イオンを含む汚染水中に
溶出させ、リン酸イオンや懸濁物質を凝集沈殿させる作
用をするものである。このような陽極１４は、鉄又はア
ルミニウムから形成されている。陰極１６は、炭素、鉄
又はアルミニウムから形成されており、これらのなかで
も、表面に陽極１４から溶出した鉄又はアルミニウムイ
オンが付着することがなく、それらのイオンを汚染水中
に存在させることができ、稼働当初の性能を維持できる
ので炭素が好ましい。陽極１４及び陰極１６の形状、数
等は特に制限されるものではなく、平板状、線状などと
し、必要に応じて、例えば、複数枚の鉄板で一つの電極
を形成することができる。また、電極の大きさ、特に陽
極１４の大きさ（表面積）は、汚染度と鉄又はアルミニ
ウムイオンの溶出量を比較考量して、設定することが好
ましい。陽極１４及び陰極１６の間隔は、汚染水中のリ
ン酸イオンの除去率がよいため、１〜１００cmの範囲に
設定されている。この間隔は、特に５〜２０cmの範囲に
設定されていることが好ましい。

【００２０】次に、リン酸除去装置１０を用いたリン酸
等の除去方法について説明する。まず、汚染水は、処理
槽１２中に設置された少なくとも二つの電極を浸漬しつ
つ流出する。その際、電源２０により導体１８を介して
通電し、陽極１４において鉄イオン（Ｆｅ²⁺）又はアル
ミニウムイオン（Ａｌ³⁺）を生じさせる。このときの電
位差は、０．１〜１００Ｖの範囲で、好ましくは０．５
〜２０ｖの範囲で、汚染度や処理時間等を考慮して適宜
設定する。例えば、汚染度が大であれば、あるいは処理
時間を短くするのであれば電位差を大にして、即ち、電
流値を大にして鉄イオン等の溶出量を増大させる。ま
た、この電位差は、１〜６ｖの範囲で設定することが特
に好ましい。このようにして溶出させた鉄イオン等が凝
集剤として作用し、汚染水中のリン酸イオン及び懸濁物
質を凝集させ、処理槽１２の底に沈殿させる。この過程
において、攪拌手段を付設している場合には、汚染水を
攪拌して鉄イオン等を処理槽１２内部に均一に分散させ
ることもできる。この過程を経て処理された水は排水口
から流出する。一定期間経過後処理槽１２から沈殿物を
取り除く。このとき、消耗度合いに応じて陽極１４は取
り替える。処理水中の沈殿物は、沈殿槽に導いて分離す
るなどの常法により、処理することができる。

【００２１】なお、鉄イオン等の溶出量は電流値に比例
するが、同一電圧の場合でも、汚染水に溶存する電解質
に起因してその電気伝導度が異なれば電流値が変化し、
鉄イオンの溶出量が変化してしまう。このため、リン酸
除去装置の運転に際してはこの点も考慮し、鉄イオン等
の溶出量をほぼ一定量に保持せんとする場合には、電流
値が一定になるように、汚染水の電気伝導度に応じて電
圧を適宜変動させることが望ましい。

【００２２】次に、第２発明のリン酸等除去装置を図２
乃至４に基づいて説明する。先に説明したリン酸除去装
置１０は、鉄イオン等の溶出量を増加させようとして陽
極１４及び陰極１６を大きなものとした場合には、処理
槽１２の容積を大きくせざるを得ず、家庭用浄化槽等へ
の適用が困難となることも考えられる。したがって、二
つの電極の形態を改変し、必要な電極間隔を保持したま
ま表面積を増大させ、かつ装置をコンパクト化したもの
が、第２発明のリン酸除去装置５０である。

【００２３】リン酸除去装置５０においては、陽極５２
は鉄又はアルミニウムからなる筒状多孔体により形成さ
れており、陰極５４は炭素、鉄又はアルミニウムからな
る棒状体により形成されている。そして、棒状体である
陰極５４は、筒状多孔体である陽極５２の内部に図示す
るように隔離されて挿入されている。このときの陽極５
２と陰極５４の間隔、即ち、図３に示した間隔Ｌは、リ
ン酸除去装置１０と同様に、１〜１００cmの範囲、好ま
しくは５〜２０cmの範囲に設定されている。なお、５６
は導体、５８は電源である。

【００２４】陽極５２となる筒状多孔体は、例えば、金
網やパンチドメタルのようなものにより形成することが
でき、その孔の大きさは通水できるものであれば特に制
限されるものではない。また、この筒状多孔体は徐々に
溶出して消耗されるものであるため、導体５６の接続部
分を含めた一部を太くするなどして溶出しにくい構造に
したり、筒状多孔体の一部を溶出しにくい他の導電性材
料により代替することもできる。

【００２５】陰極５４となる棒状体は、幅方向の断面
が、円形、多角形等の所望の形状のものであり、その太
さ（径）は均一であることが好ましいが、前記間隔範囲
内を維持できるものであれば、部分的に太さ（径）が不
均一であっても差し支えない。このような陰極５４とな
る棒状体の支持手段は特に制限されるものではなく、例
えば、図４に示すように、筒状多孔体の外周の所望位置
に非導電性材料からなる支持環６０を嵌入、固定し、そ
の支持環６０に一端を固着した非導電性の複数の支持部
材６０により、筒状多孔体との所定間隔を保持するよう
にその位置を固定すればよい。

【００２６】次に、リン酸除去装置５０を用いたリン酸
等の除去方法について説明する。汚染水は適当な処理槽
に設置されたリン酸除去装置５０を浸漬しつつ流出す
る。その後は、リン酸除去装置１０と同様に操作し、汚
染水を処理する。このリン酸除去装置５０は、陽極５２
の表面積が大きいため、多量の鉄イオン等を溶出させる
ことができる。したがって、リン酸除去装置１０と比べ
ると、同一容量においてより多量の汚染水を短時間で処
理することができる。また、このリン酸除去装置５０を
用いた場合は、陽極５２となる筒状多孔体の内部におけ
る鉄イオン等の濃度は常にほぼ一定であるため、前記筒
状多孔体の内部において汚染水と鉄イオン等を接触させ
る限りにおいては、攪拌操作が不要となる。

【００２７】次に、第３発明のリン酸等除去装置を図５
及び図６に基づいて説明する。このリン酸除去装置は、
先に説明したリン酸除去装置５０を一つのリン酸除去部
とし、これを複数組み合わせ、それらを処理槽に収納す
ることにより、リン酸の除去処理をより効率的になすよ
うにしたものである。

【００２８】リン酸除去装置１００は、長尺状処理槽１
０２と、その内部に収納された複数のリン酸除去部１１
０とからなる。

【００２９】長尺状処理槽１０２は、非導電性材料から
形成されているもので、その両端は開口しており、一端
開口部が通水口１０４とされ、他端開口部が排水口１０
６とされている。通水口１０４及び排水口１０６は、図
６に示すように設置した場合の設置面を基準とした比較
において、通水口１０４が上方（上流）に、排水口１０
６が下方（下流）に位置するように段違いに形成されて
いる。もちろん、この場合において、通水口１０４と排
水口１０６が互いに水平位置に相当するように形成する
こともできる。なお、排水口１０６には開閉弁が取付け
られており（図示せず）、通水口１０４側には強制的に
水を通水するための動力機関を付設することができる。

【００３０】リン酸除去部１１０は、一つの筒状多孔体
である陽極１１２とその内部に挿入された一つの棒状体
である陰極１１４とからなるものであり、これを一組と
し、長さ方向に合わされた計９組のリン酸除去部１１０
が長尺状処理槽１０２の内部に収納されている。もちろ
ん、これらのリン酸除去部１１０を組み合わせる方向、
数及び組み合わせの形態は特に制限されるものではな
く、処理量や装置の設置場所等に応じて、２組以上を並
列的に又は直列的に組み合わせることができる。また、
これらの複数のリン酸除去部１１０は、リン酸除去部１
１０と対面する内壁との間に複数のスぺーサ１２０を挿
入することにより、その位置が調整、固定されている
が、スぺーサを用いずにそのまま長尺状処理槽１０２の
内壁に接した状態で収納することもできる。なお、リン
酸除去部１１０のすべての陽極１１２及び陰極１１４
は、導体を介して電源に接続されている（図示せず）。

【００３１】次に、リン酸除去装置１００を用いたリン
酸等の除去方法について説明する。汚染水は通水口１０
４から流入し、長尺状処理槽１０２の内部全体を通過す
る。その際、電源から所定範囲の電位差になるように通
電されている。その後は先に説明したリン酸除去装置１
０と同様に操作し、陽極１１２から鉄又はアルミニウム
イオンを生じさせ、リン酸イオン及び懸濁物質を凝集沈
殿させる。この過程を経て処理された水は排水口１０６
から流出する。このリン酸除去装置１００によれば、汚
染水の全部又は大部分が必ずリン酸除去部１１０の筒状
多孔体の内部を通過するため、常に安定した処理がなさ
れる。

【００３２】次に、第４発明のリン酸等除去装置を図７
に基づいて説明する。第１発明のリン酸等除去装置のよ
うに一定方向にのみ通電した場合、陽極となる一方の電
極の消耗は大きくなるが、陰極となる他方の電極はほと
んど消耗しない。また、陽極を形成する鉄又はアルミニ
ウム表面には徐々に酸化皮膜が生じるため、それにつれ
て陽極からの鉄又はアルミニウムイオンの溶出量が少し
ずつ減少していく。更に、陰極の表面には汚染水に含ま
れているカルシウム塩等が徐々に付着して皮膜を形成し
ていくため、長時間通電した場合には電流値が低下して
いく。したがって、第１発明のリン酸等除去装置１０の
通電形態を改変し、長時間継続して運転した場合にも処
理能力が低下しないようにしたものが、第４発明のリン
酸除去装置２００である。

【００３３】このリン酸除去装置２００の基本的構造
は、第１発明のリン酸除去装置１０とほぼ同一である。
即ち、処理槽２０２と、所定間隔（１〜１００cm、好ま
しくは５〜２０cm）で隔離して配置された二つの電極、
即ち、いずれも鉄又はアルミニウムからなる第Ｉ極２０
４と第ＩＩ極２０６を備えている。これらの第Ｉ極２０
４と第ＩＩ極２０６は、導体２０８を介して二つの電源
２１０及び電源２２０に接続されている。そして、電源
２１０の正極近傍の導体２０８には、電流を通電又は遮
断できるスイッチ２１２が取付けられており、電源２２
０にも同様にスイッチ２２２が取付けられている。

【００３４】次に、リン酸除去装置２００を用いたリン
酸等の除去方法について説明する。汚染水は処理槽２０
２に、少なくとも二つの電極２０４、２０６を浸漬しつ
つ流出する。その際、スイッチ２１２を閉じ（このと
き、スイッチ２２２は開放している）、電源２１０によ
り導体２０８を介して通電し、第Ｉ極（陽極となる）２
０４において鉄イオン又はアルミニウムイオンを生じさ
せる。このとき、第ＩＩ極２０６が陰極となる。また、
このときの電位差は、最大で０．１〜１００Ｖの範囲に
設定可能であり、好ましくは０．５〜２０ｖの範囲、さ
らに好ましくは１〜６ｖの範囲で、汚染度や処理時間等
を考慮して適宜設定する。このようにして溶出させた鉄
イオン等が凝集剤として作用し、汚染水中のリン酸イオ
ン及び懸濁物質を凝集させ、処理槽２０２の底に沈殿さ
せる。そして、一定時間経過後、今度はスイッチ２１２
を開放し、スイッチ２２２を閉じて、電源２２０から通
電する。このとき、先程までとは逆に、第ＩＩ極２０６
が陽極となり、第Ｉ極２０４が陰極となる。その後、一
定時間ごとに同様の操作を繰り返すことにより、電流の
流れる向きを交互に変えながら凝集、沈殿処理をする。

【００３５】次に、第４発明のリン酸等除去装置におい
て、電極の形態を改変した別態様のリン酸等除去装置を
図８に基づいて説明する。リン酸除去装置３００の基本
的構造は、電極の形態を除いては第４発明のリン酸除去
装置２００と同一である。リン酸除去装置３００は、所
定間隔（１〜１００cm、好ましくは５〜２０cm）で隔離
して配置された６枚の電極、即ち、鉄又はアルミニウム
からなる第Ｉａ極３０１、第Ｉｂ極３０３及び第Ｉｃ極
３０５と、鉄又はアルミニウムからなる第ＩＩａ極３０
２、第ＩＩｂ極３０４及び第ＩＩｃ極３０６を備えてい
る。これらの第Ｉａ〜ｃ極３０１、３０３及び３０５と
第ＩＩａ〜ｃ極３０２、３０４及び３０６は、導体３１
４を介して二つの電源３１０及び電源３２０に接続され
ている。そして、電源３１０の正極近傍の導体３１４に
は、電流を通電又は遮断できるスイッチ３１２が取付け
られており、電源３２０にも同様にスイッチ３２２が取
付けられている。なお、処理槽の図示は省略している。

【００３６】次に、リン酸除去装置３００を用いたリン
酸の除去方法について説明する。汚染水は処理槽中に設
置された電極を浸漬しつつ流出する。その際、スイッチ
３１２を閉じ（このとき、スイッチ３２２は開放してい
る）、電源３１０により導体３１４を介して通電し、第
Ｉ極ａ〜ｃ（陽極となる）３０１、３０３及び３０５に
おいて鉄イオン又はアルミニウムイオンを生じさせる。
このとき、第ＩＩａ〜ｃ極３０２、３０４及び３０６が
陰極となる。また、このときの電位差は、最大で０．１
〜１００Ｖの範囲で設定可能であり、好ましくは０．５
〜２０ｖの範囲、さらに好ましくは１〜６ｖの範囲で、
汚染度や処理時間等を考慮して適宜設定する。このよう
にして溶出させた鉄イオン等が凝集剤として作用し、汚
染水中のリン酸イオン及び懸濁物質を凝集させ、処理槽
の底に沈殿させる。そして、一定時間経過後、今度はス
イッチ３１２を開放し、スイッチ３２２を閉じて、電源
３２０から通電する。このとき、先程までとは逆に、第
ＩＩ極ａ〜ｃ極３０２、３０４及び３０６が陽極とな
り、第Ｉ極ａ〜ｃ３０１、３０３及び３０５が陰極とな
る。その後、一定時間ごとに同様の操作を繰り返すこと
により、電流の流れる向きを交互に変えながら凝集、沈
殿処理をする。

【００３７】さらに、電流の流れる向きを変える前の同
一電極において、一時的に高電圧を通電することができ
る。高電圧は約２〜２０倍程度で足り、時間は数分〜数
時間程度で足りる。この高電圧によって水素が発生する
ので、電極の付着物を剥離できる。

【００３８】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。

【００３９】実施例１〜５及び比較例１図１に示すリン酸等除去装置を用い、下記の方法によ
り、汚染水中のリン酸の除去を行った。ただし、前記装
置の陽極及び陰極材料としては、いずれも直径３．２ｍ
ｍ、長さ１０ｃｍの鉄線を用いた。また、陽極及び陰極
の間隔は、表１に示すように設定した。まず、処理槽に
電極全体が浸漬する量の汚染水（リン酸として５ppm を
含む生活排水１リットルを注入した。次に、表１に示す
電位差を生じるように通電し、８時間の除去処理をし
た。なお、通電しない場合を比較例１とした。このよう
な処理における鉄イオン及びリン酸イオン濃度の経時変
化を表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１から明らかなとおり、時間の経過とと
もにリン酸イオンの量は減少して行き、それは沈殿の生
成によっても確認された。また、実施例１、２及び３か
ら理解されるように、鉄イオン濃度が４〜５ppm あたり
で、特に大きなリン酸イオン濃度の低下が見られた。ま
た、電極間隔が同一の場合（実施例２、４及び５）、電
位差が大きいほどリン酸イオン濃度の低下が大きかっ
た。また、同一電流の場合（実施例３及び４）には、電
位差の大きい方がリン酸イオン濃度の低下が大きかっ
た。

【００４２】実施例６及び７図９に示すリン酸除去装置４００を用い、下記の方法に
より、汚染水中のリン酸の除去を行った。なお、陽極及
び陰極材料としては、表面積１００cm²の鉄板（間隔１
０cmに設定）を用いた。まず、容積５リットルの処理槽
に電極全体を浸漬し汚染水（電気伝導度５．８ms/cm ）
を１７５ mｌ/minの流速で流入口４０１から注入し、排
水口４０２から排水した。図９に示すように、流入口４
０１の内部近傍には整流板４０３を配置しておくことが
好ましい。実施例６は、電位差が５．３ｖでスイッチを
操作して２分間ごとに電流の流れる向きを逆にし（陽極
と陰極とを逆にし）、実施例７は電位差が５．５ｖで一
方のスイッチを閉じ、他方のスイッチは開放した状態で
一方向のみの通電とした。このような処理をした場合に
おける鉄イオン濃度の経時変化、電極重量の変化、カル
シウム付着量の変化を表２に示す。

【００４３】

【表２】

【００４４】表２から明らかなとおり、一定時間ごとに
電流の向きを逆にした実施例６の場合、鉄イオンの溶出
量はほぼ一定であった。一方、実施例７の場合、時間の
経過とともに鉄イオンの溶出量は低下していった。ま
た、実施例６の二つの電極の消耗度合いはほぼ均等であ
ったが、実施例７の場合は陽極の消耗度合いが大きかっ
た。更に、実施例６の二つの電極のカルシウム付着量は
少なかったが、実施例７の場合は陰極のカルシウム付着
量が多かった。

【００４５】実施例６及び７ともに沈殿の生成が見られ
たが、時間の経過とともに実施例６の沈殿生成量の方が
多くなった。実施例６においては、電流の向きを交互に
逆向きにしたため、陽極となった場合に生じた酸化皮膜
が陰極となった場合に還元されて軟弱になるとともに発
生する水素によって剥脱し、また、陰極となった場合に
付着したカルシウム塩が陽極となった場合に剥離したた
め、ほぼ一定量の鉄イオンを溶出し続けることができた
ためである。一方、実施例７においては、陽極側に酸化
皮膜が生じて鉄の溶出を妨げたことと、陰極側にカルシ
ウム塩が付着して電流値が低下したため、鉄イオンの溶
出量が低下し、沈殿の生成量も低下したものである。

【００４６】実施例８図１に示すリン酸除去装置を用い、下記の方法により、
鉄イオンの溶出量を測定した。ただし、前記装置の陽極
及び陰極材料としては、いずれも直径３．２mmで長さ１
０cmの鉄線を用いた。また、陽極及び陰極の間隔は、表
３に示すように５、１０、１５及び２０cmの各間隔に設
定した。まず、処理槽（２５×１０×１２cm）に、電極
（水深１０cmの底面に水平になるように設置）全体が浸
漬する量の汚染水（電気伝導度０．３２ms/cm ）３リッ
トルを注入した。次に、表３に示す電位差を生じるよう
に通電し、１０分後に鉄イオン濃度を測定した。異なる
電極間隔と異なる電位差における鉄イオン濃度の測定結
果を表３に示す。

【００４７】

【表３】

【００４８】表３に示すとおり、上記実施例１〜５の結
果を考慮すると、上記条件下で１時間以内に鉄イオン濃
度を４ｐｐｍ以上としリン酸を凝集沈殿するためには、
電極間隔が５cmの場合には電位差が５．７ｖ、１０cmの
場合には電位差が８．１ｖ、１５cmの場合には電位差が
１０．５ｖ、２０cmの場合には電位差が１０．５ｖ程度
になるように通電操作することが、効率の良いリン酸処
理の一応の目安となることが確認された。

【００４９】実施例９〜１３及び比較例２図１に示すリン酸等除去装置を用い、下記の方法によ
り、汚染水中のリン酸の除去を行った。ただし、前記装
置の陽極及び陰極材料としては、いずれも巾８ｃｍ、長
さ１０ｃｍのアルミニウム板を用いた。また、陽極及び
陰極の間隔は、表４に示すように設定した。まず、処理
槽に電極全体が浸漬する量の汚染水（リン酸として５pp
m を含む生活排水１リットルを注入した。次に、表４に
示す電位差を生じるように通電し、８時間の除去処理を
した。なお、通電しない場合を比較例２とした。このよ
うな処理における鉄イオン及びリン酸イオン濃度の経時
変化を表４に示す。

【００５０】

【表４】

【００５１】表４から明らかなとおり、時間の経過とと
もにリン酸イオンの量は減少して行き、それは沈殿の生
成によっても確認された。また、アルミニウムイオン濃
度は０．２ｐｐｍ以上となると沈殿するので、アルミニ
ウムイオンが溶出し続けているにも拘らず、一部の例外
を除き０．２ｐｐｍ以上とならないことが判った。実施
例９〜１３から理解されるように、リン酸濃度は不連続
的に低下している。この現象はアルミニウム濃度がある
限界値を超えると沈殿し急激に低下する現象と対応して
いる。また、電極間隔が同一の場合（実施例１０、１２
及び１３）、電位差が大きいほどリン酸イオン濃度の低
下が大きかった。また、同一電流の場合（実施例１１及
び１２）には、電位差の大きい方がリン酸イオン濃度の
低下が大きかった。

【００５２】

【発明の効果】本発明のリン酸等除去装置によれば、電
位差を増減させたり、電極の間隔を変更したりすること
により、陽極を形成する鉄又はアルミニウムの溶出量
（溶出速度）を容易に制御することができる。このた
め、リン酸イオンや懸濁物質の凝集、沈殿量（凝集、沈
殿速度）を容易に制御することができ、しかも、その除
去率も高い。また、本発明のリン酸等除去装置は、その
構造及び操作が簡単であり、低電圧、低電流により運転
することができるため、経済的である。したがって、本
発明のリン酸等除去装置は、家庭用の浄化槽や小規模の
下水処理施設用の浄化設備として好適であり、排水中の
リン酸濃度を低下させあるいは懸濁物質を凝集沈殿させ
ることにより、自然水域の水質浄化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リン酸等除去装置の一部断面図を含む説明図で
ある。

【図２】リン酸等除去装置の変形態様の一部斜視図を含
む説明図である。

【図３】図２に示すリン酸等除去装置の側面図である。

【図４】図２に示すリン酸等除去装置における陰極の支
持手段の説明図である。

【図５】リン酸等除去装置の別の変形態様の一部を切り
欠いた平面図である。

【図６】図５に示すリン酸等除去装置の長さ方向への断
面図である。

【図７】リン酸等除去装置の別の変形態様の一部断面図
を含む説明図である。

【図８】リン酸等除去装置の別の変形態様の一部斜視図
を含む説明図である。

【図９】リン酸等除去装置のさらに別の変形態様の一部
斜視図を含む説明図である。

【符号の説明】

１０リン酸除去装置１２処理槽１４陽極１６陰極５０リン酸除去装置５２陽極５４陰極１００リン酸除去装置１０２長尺状処理槽１０４通水口１０６排水口１１０リン酸除去部１１２陽極１１４陰極２００リン酸除去装置２０２処理槽２０４第Ｉ極２０６第ＩＩ極３００リン酸除去装置３０１第Ｉａ極３０３第Ｉｂ極３０５第Ｉｃ極３０２第ＩＩａ極３０４第ＩＩｂ極３０６第ＩＩｃ極４００リン酸除去装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所要容積の処理槽と、前記処理槽内に隔
離して配置された陽極及び陰極を備えており、前記陽極
が鉄又はアルミニウムからなり、前記陰極が炭素、鉄又
はアルミニウムからなるものであり、前記陽極と陰極の
間隔が１〜１００cmであることを特徴とするリン酸等除
去装置。
【請求項２】鉄又はアルミニウムからなる筒状多孔体
により形成される陽極と、炭素、鉄又はアルミニウムか
らなる棒状体により形成される陰極とを備えており、前
記陽極となる筒状多孔体中の長さ方向に前記陰極となる
棒状体が前記筒状多孔体と隔離されて挿入されており、
前記陽極と陰極の間隔が１〜１００cmであることを特徴
とするリン酸等除去装置。
【請求項３】請求項２記載のリン酸等除去装置を１組
とし、その長さ方向に合わせた複数組が、両端に流入口
と流出口とを有する処理槽に収納されているものである
ことを特徴とするリン酸等除去装置。
【請求項４】所要容積の処理槽と、前記処理槽内に１
〜１００cmの間隔を保持して配置された、それぞれ鉄又
はアルミニウムからなる第Ｉ極及び第ＩＩ極を備えてお
り、第Ｉ極が陽極のとき第ＩＩ極が陰極に、第ＩＩ極が
陽極のとき第Ｉ極が陰極になるように電源に接続されて
いることを特徴とするリン酸等除去装置。
【請求項５】陽極と陰極の間隔が５〜２０cmである請
求項１乃至４記載のリン酸等除去装置。
【請求項６】請求項１乃至３記載のリン酸等除去装置
において、陽極と陰極とを被処理水に接触させた状態
で、前記陽極及び陰極間で０．１〜１００Ｖの電位差好
ましくは０．５〜２０ｖの電位差が生じるように通電す
ることを特徴とするリン酸等の除去方法。
【請求項７】請求項４記載のリン酸等除去装置におい
て、陽極と陰極とを被処理水に接触させた状態で、前記
陽極及び陰極間で０．１〜１００Ｖの電位差好ましくは
０．５〜２０ｖの電位差が生じるように通電し、かつ所
望時間ごとに電流の流れる向きを交代させることを特徴
とするリン酸等の除去方法。
【請求項８】前記電位差が１〜６ｖである請求項６又
は７記載のリン酸等の除去方法。
【請求項９】一時的に高電圧を通電する請求項７記載
のリン酸等の除去方法。