JPH1157725A

JPH1157725A - リン酸イオン含有排水の処理装置

Info

Publication number: JPH1157725A
Application number: JP22606897A
Authority: JP
Inventors: Masaki Moriizumi; 雅貴森泉; Akihiro Fukumoto; 明広福本; Kenji Oda; 謙治小田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 1999-03-02

Abstract

(57)【要約】【課題】電極の脱落を防止することにより、処理効率
の低下を防止し、メンテナンスの回数を低減させること
ができるリン酸イオン含有排水の処理装置を提供する。【解決手段】リン酸イオンを含む排水の処理装置であ
って、排水の流入口と流出口を有する排水処理室と、該
処理室内の排水中に少なくとも一部が浸漬するように配
置され、少なくとも１つが鉄イオンおよび／またはアル
ミニウムイオン発生源を含んでいる電極５、６と、該電
極５、６に通電するための電源とからなり、前記電極
５、６の側面１２に非導電性部材１３が被覆されてい
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、排水、とくに家庭
排水または集合住宅の排水などのリン酸イオンを含む生
活排水の処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】川や湖の富栄養化の原因の１つにリン化
合物の存在があることは周知である。また、このリン化
合物は一般家庭の生活排水中に多く存在するが、浄化処
理が困難なものであり、有効な対策がとれないのが現状
である。

【０００３】リン化合物の処理装置は種々提案されてい
るが、家庭排水については鉄の電解溶出法が知られてい
る（特開平３−８９９９８号公報）。この技術は、排水
中のリン酸イオンを鉄イオンと反応させ水不溶性の塩、
たとえばＦｅＰＯ₄やＦｅ（ＯＨ）_x（ＰＯ₄）_yとして凝
集沈殿させて除去しようとする技術であり、電解槽中に
設置されたを鉄製の電極に通電して排水中に鉄イオンを
溶出させるものである。そして、かかる電界溶出法を用
いた汚水処理装置として、たとえば嫌気槽、好気槽およ
び処理水槽からなり、該処理水槽の汚水を、リン酸と反
応する鉄イオンを溶出する処理装置を介して、嫌気槽に
返送するように構成されたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記電解槽中に設置さ
れた電極のうち陽極側の電極は、通電により鉄イオンが
溶出するため、該電極の厚さおよび幅が次第に減少す
る。かかる電極の厚さの減少度合（溶出量）は、対向し
て配置される電極間の電解面が大きく、該電極の電解面
の反対側（裏面）は小さいため、電極の厚さは均一に減
少しない。その結果、電極は長期使用の最中に、電極の
途中の部分にき裂が発生し、下部電極部分が自重により
上部電極部分から剥離して、電解槽の底部に脱落してし
まう。したがって、電極を最後まで有効に活用すること
ができないため、不経済である。また、前記電極の脱落
が生じると、リン除去効率が低下するため、新しい電極
に交換される。このばあい、電極の脱落片を取り除かず
にいると、交換時に陽極側の電極と陰極側の電極とが前
記堆積した電極の脱落片に接触して、電極間に直接電流
が流れるため、電極間に電解が生じないという問題が起
こりうる。

【０００５】本発明は、叙上の事情に鑑み、電極の脱落
を防止することにより、処理効率の低下を防止し、メン
テナンスの回数を低減させることができるリン酸イオン
含有排水の処理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のリン酸イオン含
有排水の処理装置は、リン酸イオンを含む排水の処理装
置であって、排水の流入口と流出口を有する排水処理室
と、該処理室内の排水中に少なくとも一部が浸漬するよ
うに配置され、少なくとも１つが鉄イオンおよび／また
はアルミニウムイオン発生源を含んでいる電極と、該電
極に通電するための電源とからなり、前記電極の側面に
非導電性部材が被覆されてなることを特徴としている。

【０００７】また本発明のリン酸イオン含有排水の処理
装置は、リン酸イオンを含む排水の処理装置であって、
排水の流入口と流出口を有する排水処理室と、該処理室
内の排水中に少なくとも一部が浸漬するように配置さ
れ、少なくとも１つが鉄イオンおよび／またはアルミニ
ウムイオン発生源を含んでいる電極と、該電極に通電す
るための電源とからなり、対向して配置される前記電極
の電解面とは反対側の裏面に非導電性部材が被覆されて
なることを特徴としている。

【０００８】さらに本発明のリン酸イオン含有排水の処
理装置は、リン酸イオンを含む排水の処理装置であっ
て、排水の流入口と流出口を有する排水処理室と、該処
理室内の排水中に少なくとも一部が浸漬するように配置
され、少なくとも１つが鉄イオンおよび／またはアルミ
ニウムイオン発生源を含んでいる電極と、該電極に通電
するための電源とからなり、対向して配置される前記電
極の側面および電解面とは反対側の裏面に非導電性部材
が被覆されてなることを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
のリン酸イオン含有排水の処理装置を説明する。

【００１０】図１は本発明のリン酸イオン含有排水の処
理装置の一実施の形態を示す説明図、図２は図１におけ
る処理装置の拡大図、図３は電極の一実施の形態を示す
斜視図、図４は電極の他の実施の形態を示す斜視図であ
る。

【００１１】本発明の処理装置は、たとえば合併浄化槽
に用いられる。かかる合併浄化槽は、図１に示すよう
に、第１嫌気ろ床槽Ａと、第２嫌気ろ床槽Ｂと、生物ろ
過槽Ｃと、処理水槽Ｄと、消毒槽Ｅとからなり、前記第
１嫌気ろ床槽Ａに流入した排水を各槽にて処理したの
ち、消毒槽Ｅから排出するようにされている。そして処
理装置１が、前記処理水槽ＤからエアポンプＦにより揚
水された処理水を第１嫌気ろ床槽Ａへ戻す循環経路に設
置されている。

【００１２】前記処理装置１は、図１〜２に示すよう
に、排水の流入口２と流出口３を有する排水処理室４
と、該処理室４内の排水中に少なくとも一部が浸漬する
ように配置されている電極５、６と、該電極５、６に通
電するための電源７と、前記排水処理室４内の排水中に
空気を供給する空気ばっ気装置８を備えている。

【００１３】前記電極５、６は、鉄、鉄合金、アルミニ
ウム、アルミニウム合金または鉄−アルミニウム合金な
どの鉄イオンおよび／またはアルミニウムイオン発生源
から製作することができる。

【００１４】前記電極５、６は、図２〜３に示すよう
に、電源７に対し、絶縁性支柱９により排水中に吊り下
げられている。また該電極５、６には、端子１０がネジ
止またはハンダ付などにより固着されており、該端子１
０から引き出されたリード線１１が電源７に接続されて
いる。

【００１５】前記電極５、６のうち陽極（アノード）側
の電極、たとえば電極５の表面は、有機物および無機物
の酸化被膜が発生するが、陰極（カソード）側の電極６
は表面から水素ガスが発生している。かかる水素ガスに
より、電極６の表面は洗浄され、酸化被膜が生じない。
このため、陽極側の電極５の表面に酸化被膜が発生して
鉄イオンまたはアルミニウムイオンの溶出量が減少して
きたばあいに、所定の時間間隔で極性を反転する。これ
により、鉄イオン（アルミニウムイオン）の溶出をほぼ
一定に維持することができるため、脱リン性能を一定に
維持することができる。前記反転の時間として、たとえ
ば１時間未満のばあい鉄イオン（アルミニウムイオン）
の溶出量が低下するため、１時間以上にするのが好まし
い。

【００１６】前記電極５、６の側面１２には、図３に示
すように、非導電性部材１３が被覆されている。この非
導電性部材１３としては、通常の材質を用いることがで
き、たとえばフッ素系樹脂や、プラスチック、シリコン
系樹脂などを用いることができるが、これらの材質のう
ち、有機物および無機物の酸化被膜などの付着物が付き
にくいフッ素系樹脂を用いるのが好ましい。

【００１７】本実施の形態では、電極の側面に非導電性
部材が被覆されているため、電解による電極の幅面の溶
出が抑さえられ、電極の厚さ方向の溶解が均一になる。
また前記非導電性部材が電極の支持を兼ねるため、電極
が使用中に途中から薄くなって脱落するのを防止するこ
とができる。その結果、電極を従来より長く使用できる
ため、経済的になり、処理効率を維持することができ
る。また電極の交換時期が長くなるため、メンテナンス
の回数を低減することができる。

【００１８】なお、本実施の形態では、電極の側面に非
導電性部材が被覆されているが、本発明においては、こ
れに限定されるものではなく、図３に示すように、電極
５の電解面１４とは反対側の裏面１５に非導電性部材１
３を被覆することができる。このように、電極の裏面に
非導電性部材を被覆することにより、電極は電解面側か
らより均一に溶解するとともに、非導電性部材により支
持されているため、途中で薄くなって脱落するのをより
防止することができる。また図２に示すように、たとえ
ば隣接する一対の電極Ａ１、Ａ２間、すなわち電極対Ａ
１の電極６と電極対Ａ２の電極５のあいだは、裏面に被
覆された非導電性部材により、電気的に作用しにくくな
っているため、前記電極対Ａ１とＡ２のあいだの距離を
小さくできる。これにより、処理装置１をコンパクトに
することができる。または電極の側面および裏面に非導
電性部材を被覆することにより、さらに電極が途中から
脱落するのをさらに防止することができる。または図４
に示すように、電極の電解面１４側、すなわちコーナー
部１６と端子１０を覆うように非導電性部材１３を被覆
することもできる。このコーナー部１６の被覆により、
電極の幅面の溶出がより抑さえられ、電極の脱落をさら
に防止することができる。また端子１０を被覆すること
により、腐食性の処理水が端子のネジ部またはロウ付部
およびリード結線部に侵入し、ネジ部またはロウ付部お
よびリード結線部にサビが発生するのを防止することが
できる。

【００１９】前記空気ばっ気装置８は、排水処理室４の
底中央に設置される多孔質の散気管１７または散気板
と、該散気管１７に圧縮空気を吸き込むためのエアポン
プ１８とから構成されており、前記散気管１７とエアポ
ンプ１８はパイプ１９により接続されている。

【００２０】本実施の形態では、前記散気管１７は排水
処理室４の底中央に設置されているが、本発明において
は、とくにこれに限定されるものではなく、排水を撹拌
し、排水の流出とともに、排水中のリン酸イオンと電極
から溶出した鉄イオン（アルミニウムイオン）との反応
生成物である水不溶性の塩を流出させやすい位置を適宜
選定して設置することができる。たとえば前記散気管１
７は、排水処理室４の流出口３側の壁４ａに対して垂直
に設置されているが、散気管１７を壁４ａに近づけ、か
つ壁４ａに対して平行、すなわち図１の紙面垂直方向に
するとともに、少し底から高い位置に配置することによ
り、処理室内の排水の対流を生じやすくする。また、散
気管１７を処理室内の排水中で上下方向に動かすことで
排水の対流を生じやすくすることもできる。なお、本実
施の形態では、前記排水の撹拌により、鉄イオンとリン
酸イオンとの反応性を向上させることもできる。

【００２１】鉄（アルミニウム）の電解溶出法には、従
来公知の方法が採用でき、電極への通電は連続的でも断
続的、パルス的でもよい。通電量はリン酸イオンや他の
イオンの濃度、排水の流量などによって異なるが、鉄イ
オンおよび／またはアルミニウムイオンの排水中の濃度
／リン酸イオン濃度の比（以下、「Ｆｅ／Ｐ」と略す）
が０．８〜３．０、好ましくは１．０〜２．５となるよ
うに調節すればよい。

【００２２】本発明における、リン酸イオン含有排水の
鉄（アルミニウム）の電解溶出法による処理は、電極か
ら溶出した鉄イオン（アルミニウムイオン）が排水中の
リン酸イオンと反応して水不溶性のリン酸と鉄（アルミ
ニウム）との塩を生成させる反応（反応Ａ）を利用する
ものであるが、排水中は水酸イオンが存在しており、溶
出した鉄イオン（アルミニウムイオン）は水酸イオンと
も反応する（反応Ｂ）。反応Ｂは反応Ａよりも速いの
で、リン酸イオンを捕捉するためには電流量を多くして
鉄イオン（アルミニウムイオン）の溶出量を増す必要が
ある。

【００２３】しかしながら、排水中にカルシウムイオン
またはマグネシウムイオンが存在すると、それらのイオ
ンは水酸イオンと反応する（反応Ｄ）。この反応Ｄは鉄
イオン（アルミニウムイオン）と水酸イオンとの反応Ｂ
に優先するため、反応Ｂが抑制され、鉄イオン（アルミ
ニウムイオン）はリン酸イオンとの反応Ａに有効に利用
される。さらに、カルシウムイオンおよびマグネシウム
イオンもリン酸イオンと反応して水不溶性の塩を形成す
るので、リン酸イオンの除去に貢献する。

【００２４】このため、本発明では、カルシウムイオン
またはマグネシウムイオンを添加し、鉄イオン（アルミ
ニウムイオン）と水酸イオンの反応Ｂを抑制し、鉄イオ
ン（アルミニウムイオン）とリン酸イオンの反応Ａを効
率よく行なわせることもできる。これにより、通電量を
低減することができ、節電できるとともに鉄やアルミニ
ウムの溶出量を低減できる。

【００２５】本発明の排水の処理装置は前述のように一
般家庭排水にとくに有利に利用できる。したがって、単
独で使用してもよいが、他の浄化システム、たとえば活
性汚泥法、膜分離法、嫌気・好気循環法などと組合せて
家庭用、集合住宅用の総合排水浄化システムとすること
ができる。また、大規模処理システム（し尿処理場）に
も利用できる。

【００２６】つぎに本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。

【００２７】実施例図１に示す鉄の電解溶出排水処理装置を用い、流入口か
らリン酸イオン濃度５ｍｇ／リットル（Ｈ₃ＰＯ₄として
添加）、Ｎａ⁺２００ｍｇ／リットルおよびＣａ²⁺２０
ｍｇ／リットルを含む供試排水を流速１リットル／ｍｉ
ｎで流入させた。

【００２８】排水中に浸漬させる電極としては、高純度
の鉄板を用いた。電極への通電量はＦｅ／Ｐが１．５と
なるように１．２Ａとし、１時間ごとに極性を反転させ
た。

【００２９】そして電極の電気分解により、溶出した鉄
イオンはリン酸イオンと反応して水不溶性の塩が生成さ
れる。生成された塩は流入水とともに、散気管から発生
する空気（２リットル／ｍｉｎ）で撹拌され、流出側へ
と流れ出る。したがって、水不溶性の塩の堆積はほとん
どなかった。

【００３０】ついで流出口で採取した排水を孔径０．４
５μｍのフィルターで濾過した濾液をＪＩＳＫ０１
０２に規格された全リン分析法（４６．３）に準拠して
調べた結果、リンの除去効率が９０％以上であることが
わかった。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
電極が非導電部材で支持されているため、途中で薄くな
って脱落するのを防止することができる。このため、従
来より長く使用できるため、経済的であり、かつ、電極
の交換時期を遅くし、メンテナンスの回数を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリン酸イオン含有排水の処理装置の一
実施の形態を示す説明図である。

【図２】図１における処理装置の拡大図である。

【図３】電極の一実施の形態を示す斜視図である。

【図４】電極の他の実施の形態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１処理装置２流入口３流出口４処理室５、６電極５ａ側面５ｂ電解面５ｃ裏面７電源８空気ばっ気装置９絶縁性支柱１０端子１１リード線１２側面１３非電導性部材１４電解面１５裏面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リン酸イオンを含む排水の処理装置であ
って、排水の流入口と流出口を有する排水処理室と、該
処理室内の排水中に少なくとも一部が浸漬するように配
置され、少なくとも１つが鉄イオンおよび／またはアル
ミニウムイオン発生源を含んでいる電極と、該電極に通
電するための電源とからなり、前記電極の側面に非導電
性部材が被覆されてなるリン酸イオン含有排水の処理装
置。
【請求項２】リン酸イオンを含む排水の処理装置であ
って、排水の流入口と流出口を有する排水処理室と、該
処理室内の排水中に少なくとも一部が浸漬するように配
置され、少なくとも１つが鉄イオンおよび／またはアル
ミニウムイオン発生源を含んでいる電極と、該電極に通
電するための電源とからなり、対向して配置される前記
電極の電解面とは反対側の裏面に非導電性部材が被覆さ
れてなるリン酸イオン含有排水の処理装置。
【請求項３】リン酸イオンを含む排水の処理装置であ
って、排水の流入口と流出口を有する排水処理室と、該
処理室内の排水中に少なくとも一部が浸漬するように配
置され、少なくとも１つが鉄イオンおよび／またはアル
ミニウムイオン発生源を含んでいる電極と、該電極に通
電するための電源とからなり、対向して配置される前記
電極の側面および電解面とは反対側の裏面に非導電性部
材が被覆されてなるリン酸イオン含有排水の処理装置。