KR100253757B1 - 오수 처리장치 - Google Patents

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KR100253757B1
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야스지 야마모토
요시노부 니시무라
아키히로 후쿠모토
마사키 모리이즈미
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다카노 야스아키
산요 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

안정된 전극의 용해를 행하고 또 전극의 교체를 위해 전극의 소모도를 간단히 알 수 있는 오수처리장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
탈인처리장치(D)는 소형합병처리정화조(1)에 조립되어 있고 용출조(39)와 용출조(39)에 배치된 철전극(40),(41)과 전극(40),(41)간에 전류를 공급하는 직류전원(42)과 제어부(43)를 구비하고 있다.
전극(40),(41)은 양극 음극모두 철이 사용되고 있고 전기분해에 의해 인산과 반응하는 철이온을 용출시킨다.
제어부(43)는 전극(40),(41)간에 공급하는 전류의 제어를 행하므로서 용출조(39)에서의 철이온의 용출량을 제어한다.
전원(42)과 전극(40),(41)과의 사이에는 전극간전압의 변화를 검지하는 검지부로서의 전압센서가 병렬로 배치되어 있다.

Description

오수 처리장치
본 발명은 오수처리장치에 관한 것이며 다시 또 상세하게는 분뇨폐수와 생활폐수와의 혼합된 오수로부터 인을 제거하기 위한 합병처리정화조등의 오수처리장치에 관한 것이다.
이런종류의 오수처리장치로서는 일본국 특개평 7-108296호 (C02F 3/30)공보에 개시된것이 알려져 있다.
이 공보에 기재된 장치는 혐기로바닥조 또는 침전분리조와 폭기조와 침전조와 소독조와를 이 순서로 배치한 오수처리장치에 있어서 폭기조내의 오수를 펌프에 의해 퍼올리고 철용해장치를 거쳐서 혐기로바닥조 또는 침전분리조로 복귀시키도록한 오수처리장치이다.
여기서의 철용해장치로서는 섬유상 또는 면상의 철재를 전극으로해서 1∼67V의 직류 또는 교류전압을 인가하여 인가전압에 의해 철이온의 용출량을 조절하도록한 것이 사용되고 있다.
그러나 오수처리장치(정화조)는 대개 옥외에 지중에 매립되어 있으므로 전극의 소모도 점검을 위해서는 옥외로나가서 정화조로부터 철전극을 지상까지 빼내든가 또는 정화조내를 들여다보지 않으면 안되고 귀찮은 것이었다.
그렇다고 점검하지 않고 두면 철용해장치에 있어서의 전극으로서의 철이 없어져서 인을 제거하지 않게 되고 정화조가 본래의 인제거의 목적을 달성할 수 없게 되는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로서 안정된 전극의 용해를 행하고 또 전극의 교체를 위해 전극의 소모도를 간단히 알 수 있는 오수처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명의 하나의 실시형태에 관한 탈인처리장치가 조립된 소형합병처리정화조의 수직세로단면도
도2는 도1의 소형합병처리정화조의 수평단면도
도3은 도1의 탈인처리장치의 일부를 확대한 수직가로단면도
도4는 도1의 탈인처리장치의 일부를 구성하는 전극유니트의 분해사시도
도5는 도4의 전극유니트를 4개, 용출조에 설치하는도중의 상태를 나타내는 사시도
도6은 도4의 전극유니트를 4개 용출조에 설치한상태를 나타내는 사시도
도7은 도1의 탈인처리장치의 전기회로도
도8은 도1의 탈인처리장치를 사용해서 소정의 직류정전류 전기분해를 행한 때의 전극의 단자간전압(V)과 전극소비율(%)과의 관계를 나타내는 그래프
도9는 본 발명의 제2실시형태의 탈인처리장치를 확대한 수직가로단면도
도10은 도9의 탈인처리장치의 동작을 설명하는 플로우차아트
도11은 본 발명의 제3실시형태에 관한 탈인처리장치를 확대한 수직가로단면도
도12는 도11의 탈인처리장치의 동작을 설명하는 플로우차아트
도13은 본 발명의 제4실시형태에 관한 탈인처리장치를 확대한 수직가로단면도
도14는 도13의 탈인처리장치의 동작을 설명하는 플로우차아트
도15는 본 발명의 제5실시형태에 관한 탈인처리장치를 확대한 수직가로단면도
도16은 도15의 탈인처리장치의 동작을 설명하는 플로우차아트
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
39. 용출조
40. 전극
41. 전극
42. 전원
43. 제어부
44. 스위치
47. 전극유니트
53. 전압센서(검지부)
68. 통지부
상기한 과제를 해결하기 위한 제1의 수단은 오수중의 인산을 제거하기 위한 철이온 또는 알루미늄이온을 용출시키는 적어도 한쌍의 전극과 그 전극이 배치된 용출조와 전극간에 정전류를 공급하는 급전수단을 구비하고 전극간전압의 변화로부터 전극의 소모상태를 검지하는 검지부가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 제1의 수단에 있어서 전극의 교환시기를 통지하기 위한 통지부를 구비하고 검지부에 의해 검지한 전극간전압이 소정치가 되면 통지부가 통지를 행하는 것이 바람직하다.
상기한 과제를 해결하기 위한 제1의 수단에 있어서 검지부에 의해 검지한 전극간전압이 소정전압 미만이 되도록 제어하는 제어부를 설치하는 것이 바람직하다.
상기한 과제를 해결하기 위한 제1의 수단에 있어서, 전극간전압이 상승해서 소정전압이 되면 급전수단을 정지시키는 제어부를 설치하는 것이 바람직하다.
상기한 과제를 해결하기 위한 제1의 수단에 있어서, 전극간전압이 상승해서 소정전압이 되면 정전류대신에 정전압을 전극간에 공급하는 제어부를 설치하는 것이 바람직하다.
상기한 과제를 해결하기 위한 제2의수단은 오수중의 인산을 제거하기 위한 철이온 또는 알루미늄이온을 용출시키는 적어도 한쌍의 전극과 그 전극이 배치된 용출조와 전극간에 정전압을 공급하는 급전수단과 전극으로부터 용출한 철이온 또는 알루미늄이온의 농도를 검출하는 이온농도검출부와 전극의 점검시기를 통지하는 통지부를 구비하고 이온농도검출부가 검출하는 철이온농도 또는 알루미늄이온농도가 소정치에 미치지 않는때에 통지부가 통지하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 제3의 수단은 오수중의 인산을 제거하기 위한 철이온 또는 알루미늄이온을 용출시키는 적어도 한쌍의 전극과 그 전극이 배치된 용출조와 전극간에 정전류를 공급하는 급전수단과 전극으로부터 용출한 철이온 또는 알루미늄이온의 농도를 검출하는 이온농도검출부와 전극의 전극간전압을 검출하는 전압검출부와 전극의 점검시기를 통지하는 통지부를 구비하고 이온농도검출부가 검출하는 철이온농도 또는 알루미늄이온농도가 소정치에 미치지 않고 또한 전압검출부에 의해 검출한 전극간전압이 소정치이상일 때에 통지부가 통지하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 제4의 수단은 오수중의 인산을 제거하기 위한 철이온 또는 알루미늄이온을 용출시키는 적어도 한쌍의 전극과 그 전극이 배치된 용출조와 전극간에 정전류를 공급하는 급전수단과, 오수중의 인산이온의 농도를 검출하는 이온농도검출부와 전극의 점검시기를 통지하는 통지부를 구비하고 이온농도검출부가 검출하는 인산이온농도가 소정치를 초과했을 때에 통지부가 통지하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 제5의 수단은 오수중의 인산을 제거하기 위한 철이온 또는 알루미늄이온을 용출시키는 적어도 한쌍의 전극과 그 전극이 배치된 용출조와 전극간에 정전류를 공급하는 급전수단과 오수중의 인산이온의 농도를 검출하는 이온농도검출부와 전극의 전극간전압을 검출하는 전압검출부와 전극의 점검시기를 통지하는 통지부를 구비하고 이온농도검출부가 검출하는 인산이온농도가 소정치를 초과하고 또한 전압검출부에 의해 검출한 전극간전압이 소정치이상일 때에 통지부가 통지하는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
다음에 본 발명의 제1실시형태를 도1 내지 도8에 나타내는 도면에 기초해서 설명한다.
이것에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
도1 및 도2에 나타내는 바와 같이 본 발명의 제1실시형태에 관한 탈인처리장치(D)는 유량조정기능이 있는 오수처리장치로서의 소형합병처리 정화조(1)에 조립되어서 사용되고 있다.
이 정화조(1)의 내부는 분뇨폐수와 생활폐수와의 혼합된 오수가 유입되는 유입관(2)측으로부터 오수처리가 끝난 물을 외부로 방류하는 방류관(3)측에 걸쳐서 오수정화처리의 공정순에 따라 복수의 탱크가 구획형성된 탱크구조로 되어 있다.
(4)는 유입관(2)측의 최전면부에 구획형성된 협잡물제거조이다.
이 협잡물제거조(4)에서는 분뇨폐수나 생활폐수중에 혼입되어 있는 정화처리가 곤란한 협잡물을 침전분리시켜서 제거한다.
협잡물제거조(4)의 유입관(2)측에는 유입안내부(5)가 구획형성되어 있다.
이 유입안내부(5)와 유입관(2)과의 사이에는 유입수를 협잡물제거조(4)의 아래쪽으로 향해서 안내하는 각통상 또는 원통상의 강류통로(6)가 형성되어 있다.
이 협잡물제거조(4)에는 혐기성미생물의 로바닥인 혐기로바닥(7)이 설치되어 있고 그 혐기로바닥(7)에 미생물을 서식시키므로서 혐기처리를 행하도록 되어 있다.
혐기로바닥(7)은 유입수가 일시적으로 유입했을 때의 수류에 의해 침전물이 말려올려저서 부유물질로 되어 다음의 탱크로 유출되는 것을 억제해서 다음의 탱크의 부하를 내리는 것이다.
(8)은 협잡물제거조(4)에 인접해서 구획형성된 혐기로바닥조이다.
이 혐기로바닥조(8)에서는 혐기로바닥(9)에 혐기성미생물을 서식시키므로서 혐기처리를 행하도록 되어 있다.
(10)은 혐기로바닥조(8)에 인접해서 구획형성된 생물막여과조이다.
이 생물막여과조(10)에는 호기성미생물의 로바닥인 호기로바닥(11)이 설치되어 있고 그 호기로바닥(11)에 호기성미생물을 서식시키므로서 호기처리를 행하도록 되어 있다.
(12)는 생물막여과조(11)에 인접해서 구획형성된 처리수조이다.
이 처리수조(12)에서는 생물막여과조(11)에서 호기처리되고 여과되어서 이류해온 처리수를 정치저장한다.
(13)은 처리수조(12)의 상부에 구획형성된 소독조이다.
이 소독조(13)는 처리수조(12)에서 처리된후의 상청수를 소독처리해서 방류관(3)으로부터 외부로 배출시키도록 되어 있다.
협잡물제거조(4)와 혐기로바닥조(8)와는 수직의 격벽(14)으로 간막이 되어 있다.
이 격벽(14)의 상부에는 격벽(14)을 관통시키는 이류구(15)가 형성되어 있다.
그리고 이 이류구(15)는 각통상 또는 원통상의 이류관(16)이 끼워져 있다.
이 이류관(16)은 하단이 협잡물처리조(4)의 혐기로바닥(7)의 하부에 위치하고 있고 청소구를 겸하고 있다.
혐기로바닥조(8)와 다음의 생물막여과조(10)와는 중간격벽(17)으로 간막이 되어 있다.
이 중간격벽(17)의 혐기로바닥조(8)측에는 상승류통로(18)가 고정상으로 설치되어 있다.
협잡물제거조(4)로부터 이류관(16)을 통해서 혐기로바닥조(8)에 이류해온 오수는 혐기로바닥(9)을 하강류로 통과한후 상승류통로(18)를 통해서 상승한다.
상승류통로(18)의 상부에는 정량펌프(19)의 취수구(20)가 형성되어 있다.
정량펌프(19)는 혐기로바닥조(8)로부터 생물막여과조(10)에 일정량의 오수를 이송한다.
즉 오수는 취수구(20)로부터 정량펌프(19)내로 취수되어서 다음의 생물막여과조(10)에 일정량 송출된다.
혐기로바닥조(8)에 있어서의 혐기로바닥(9)에서 어느정도의 부유물질(SS)이 포착된다.
포착된 부유물질은 서서히 혐기분해되어서 용해성의것이 되어 있든가 혐기로바닥조(8)의 바닥에 오니로서 저장되든가한다.
또 혐기로바닥(9)에서는 유기성의 질소가 암모니아성의 질소로 혐기분해된다.
생물막여과조(10)의 저면부부근에는 산기장치(21)의 산기관(22)이 가로로 배치되어 있다.
이 산기장치(21)는 그 산기관(22)으로부터 공기를 분출하므로서 생물막여과조(10)의 호기로바닥(11)에 서식하는 호기성미생물에 대한 산소공급기능을 수행한다.
생물막여과조(10)에 있어서의 호기로바닥(11)에는 여과재가 배치되어 있고 이 여과재에 부착한 미생물이 BOD성분을 분해하거나 부유물질화하거나해서 여과재에 포착된다.
생물막여과조(10)는 물리적인 여과작용을 갖고 있고 여기서도 부유물질을 포착한다.
또 생물막여과조(10)에서는 질소를 초산으로 변경하는 초산균이나 아초산균의 활동으로 암모니아성질소를 초산성질소로 변경한다.
생물막여과조(10)와 다음의 처리수조(12)와의 사이에는 격벽(23)이 형성되어 있다.
그리고 이 격벽(23)을 통해서 생물막여과조(10)와 처리수조(12)를 연결하는 유(U)자형관(24)이 설치되어 있다.
이 유자형관(24)은 격벽(23)의 상부에서 굴곡되어 있고 생물막여과조(10)의 저면부쪽의 개소에 처리수조(12)의 저면부에 개방되어 있다.
처리수조(12)의 저면부에는 유자형관(24)의 개방구부에 연통하는 펌프(25)가 설치되어 있다.
그리고 호기로바닥(11)에 부유물질이 체류되어 생물막여과조(10)의 세정이 필요했을 때에 이 펌프(25)를 작동시켜서 처리수조(12)에 고인 처리수를 통상의 흐름과는 역으로 생물막여과조(10)측으로 흘리므로서 호기로바닥(11)을 세정한다.
이 역세정은 생물막여과조(10)로부터 협잡물제거조(4)의 상부에 걸쳐서 처리수조(12)중의 상청수를 항상 반송하기 위한 순환로(26)가 형성되어 있다.
이 순환로(26)에는 처리수조(12)로부터의 물의 흐름의 순으로 분수계량장치(27) 탈인처리장치(D), 협잡물제거조(4)에의 유입구(28)가 설치되어 있다.
처리수조(12)에 있어서의 처리수중의 상청수는 에어리프트펌프(29)를 사용해서 처리수조(12)의 중간부로부터 퍼올려지고 분수계량장치(27), 탈인처리장치(D)를 경유한후 순환로(26)를 거쳐서 협잡물제거조(4)의 강류통로(6)의 상부로 복귀된다.
에어리프트펌프(29)는 조외의 블로어(30),에어리프트용급기관(31), 리프트관(32)으로 구성되어 있다.
조외의 블로어(30)로부터 에어리프트용급기관(31)에 급기하면 처리수조(12)의 처리수는 리프트관(32)의 하단 개방구로부터 끌어들여 그 에어리프트작용에 의해 관내를 상승하고 분수계량장치(27)에 보내진다.
분수계량장치(27)는 처리수조(12)의 상부에 설치되고 정 배면판과 좌우의 측면판부와 저면판부로 구형상자형상의 저면이 있는구조로 일체로 형성되어 있다.
이 상자내부는 유입실(33)과 분수실(35),(36)과 양자간의 중간실(34)로 구획되어 있다.
유입실(33)에는 에어리프트펌프(29)로부터의 유입수를 유입시키는 유입관이 설치되어 있다.
유입실(33)과 중간실(34)은 하부측을 연통가능하게 개방형성한 격벽으로 간막이 되고 유입실(33)에 유입한 처리수를 잠류시켜서 중간실(34)에 이류시키도록하고 있다.
분수실은 제1분수실(35)과 제2분수실(36)과의 2실로 구분되어 있다.
그리고 제1분수실(35)과 중간실(34)과의 격벽은 하단이 저면판에 고정되고 상단이 브이(V)자형상으로 개방되어 있다.
제2분수실(36)과 중간실(34)과의 격벽은 하단이 고정되고 상단이 오목한 형상으로 개방되어 있다.
그리고 이 오목한형상으로 개방된 격벽에는 그 개방치수를 조절할 수가 있는 둑판이 부착되어 있다.
제1분수실(35)에는 처리수를 순환로(26)에 유출시키기 위한 유출관(37)이 접속되고 제2분수실(36)에는 처리수를 생물막여과조(10)에 유출시키기 위한 유출관(38)이 접속되어 있다.
따라서 유입실(33)에 유입한 처리수는 중간실(34)을 경유해서 둑판의 높이조정에 의해 2개의 분수실(35),(36)에서 순환로(26)와 생물막여과조(10)로 분수된다.
탈인처리장치(D)는 용출조(39)와 이 용출조(39)에 배치된 장방형판형상의 4조의 철전극(40),(41)과 이들 전극(40),(41)간에 전류를 공급하는 직류전원(42)과 제어부(43)와 스위치(44)를 구비하고 있다.
또한 전극(40),(41)은 양극도 음극도 모두 철이 사용되고 있다.
용출조(39)에는 유출관(37)으로부터 유출한 처리수가 체류된다.
4조의 철전극(40),(41)은 전기분해에 의해 인산과 반응하는 철이온을 용출시킨다.
제어부(43)는 이들 전극(40),(41)에 공급하는 전류의 제어를 행하므로서 용출조(39)에서의 이온용출량을 제어한다.
용출조(39)는 생물막여과조(10)의 상부에 설치되어 있고 정 배면판부와 좌우의 측면판부와 저면판부로 된 구형상자형상의 저면을 갖는 구조로 일체형성되어 있다.
정 배면판부에는 각각 유입관부와 유출관부가 설치되어 있다.
도3에도 나타내는 바와 같이 용출조(39)에는 4개의 전극유니트(47)와 이들의 전극유니트에 폭기를 행하기 위한 폭기관(45)과 이 폭기관(45)에 급기하기 위한 조외에 배치된 블로어(46)가 부착되어 있다.
각 전극유니트(47)은 1조의 전극(40),(41)을 소정간격으로 대향배치해서 이들 상부를 유지구(48)에 고정시켜서 된것이다.
도4에 기초해서 보다 상세히 설명하면 유지구(48)는 1조의 전극(40),(41)및 단자가 부착된 하부유지구(49)와 이 하부유지구(49)상에 덮여끼워지는 상부유지구(50)로 이루어진다.
하부유지구(49)와 상부유지구(50)와는 하부유지구(49)에 설치된 2개의 끼워맞춤구멍(49a)에 상부유지구(50)에 설치된 2개의 끼워맞춤돌기(50a)가 각각 끼워맞추어져서 일체화된다.
각 전극유니트(47)의 유지구(48)에는 연결용볼록한부(47a)와 연결용오목한부(47b)가 형성되어 있다.
그리고 도5및 도6에 나타내는 바와 같이 하나의 전극유니트(47)의 볼록한부(47a)를 인접하는 하나의 전극유니트(47)의 오목한부(47b)에 끼워맞춤과 동시에 일단측의 전극유니트(47)의 오목한부(47b)에 볼록한형상부재(51)의 볼록한부(51a)를 타단측의 전극유니트(47)의 볼록한부(47a)를 오목한형상부재(52)의 오목한부(52a)에 끼워서 용출조(39)에 설치하므로서 소망수의 전극유니트(47)의 열을 얻을수가 있다.
이 용출조(39)에 있어서의 철의용해는 부동태화(철이용해되지 않게 되는 현상)를 방지하기 위해 직류극성반전(DC-PR)방식으로 정전류 전기분해법을 사용해서 행하고 있다.
부동태화는 양극에서 일어나고 어떤종류의 산화피막이 전극표면을 덮기때문에 일어난다고 생각되고 있으나 음극에서는 수소가스가 발생해서 전극표면을 항상 세정하고 있으므로 극성반전에 의해 대향 양전극 모두 음극이 되는 기회를 부여하므로서 부동태화를 일으키기어렵게한다.
또 극성반전하므로서 양전극이 균등하게 용해되게 되어 전극을 동시에 교환할 수 있다.
이 극성반전시간은 1시간이상으로 설정하는 것이 바람직하다.
이것이 지나치게 짧으면 예를들면 5초간격으로 극성을 전환하면 전류를 흘려도 철은 용해하지 않게 된다.
또 전기분해는 DC-펄스정전류 전기분해법으로 행해도 된다.
이경우에는 한쪽(음극)을 은이나 백금등의 금속으로 된 불용성전극으로서 또한쪽(양극)에 철이나 알루미늄의 전극을 배치한다.
부동태화의 대책으로서는 때때로 다량의 전류를 공급하는 펄스충격에 의해 행한다.
전극유니트(47)의 열의 하부에 가로로설치된 폭기관(45)에는 조외로 배치된 블로어(46)로부터 공기가 공급되고 있고 처리수중의 용존산소가 감소해가는 것을 보충하도록 되어 있다.
즉 철이 용해하면 2가의 철이온 Fe2+로서 이온화하지만 올토인산 PO43-와 반응하기 위해서는 3가의 철이온 Fe3+가 될 필요가 있다.
Fe2+에서 Fe3+로 하기 위해서는 산화하는 것이 필요하고 이것은 처리수중의 용존산소를 이용해서 행해진다.
용존산소가 없어지면 용출한 철은 Fe2+인채이며 올토인산 PO43-와 반응하지 않게 된다.
여기서 폭기관(45)으로부터 폭기를 행하므로서 처리수중의 용존산소를 보충하도록하고 있다.
용출조(39)에서는 전극(40),(41)로부터 철이온 Fe2+가 용해하고 폭기관(45)에 의해 산소를 처리수중에 공급한다.
Fe2+는 용존산소를 이용해서 산화처리되어서 Fe3+가 되면서 협잡물제거조(4)에 보내지고 올토인산PO43-와 반응해서 난용성의 인산철염 Fe(OH)x(PO4)y가된다.
그리고 이인산철염 Fe(OH)x(PO4)y는 협잡물제거조(4)에 존재하는 부유물질분을 핵으로서 응집시키고 큰 플록이 되어 침전해서 조저면부에 퇴적한다.
협잡물제거조(4)의 조저면부에 퇴적한 인산철을 포함하는 퇴적물은 협잡물제거조(4)의 혐기로바닥(7)이 없는 부분으로부터 배큠카에 의해 정기적으로 (통상 1년당 1회정도의 비율) 퍼내진다.
협잡물제거조(4)의 혐기로바닥(7)이 없는부분을 이용해서 외측으로부터 세정할 수가 있다.
DC-PR전기분해등의 전원(42)은 조외에 설치되어 있다.
이 전원(42)은 제어부(43)에 의해 제어된다.
전원(42)과 전극(40),(41)과의 사이에는 도7에 나타내는 바와 같이 전극간전압의 변화를 검지하는 검지부로서의 전압센서(53)가 병렬로 배치되어 있다.
또한 철이온의 용출은 이론상 파라데이의 법측에 따르고 전류에 의해 결정되기때문에 전극에 정전류를 공급하고 있다.
전해를 행하여 철을 용출시켜가면 전극(40),(41)은 용해되어 서서히 적어저가지만 전극(40),(41)에 정전류를 공급하고 있으므로 철의 용출에 수반해서 전극(40),(41)에 공급되는 전압은 상승한다.
이 전압상승에 의해 전극간전압이 소정치로 된것을 전압센서(53)가 검지하면 제어부(43)가 조외에 설치된 시각적통지부로서의 전극소모통지램프(도시생략)를 점등시켜서 전극(40),(41)의 교환시기를 통지함과 동시에 전압의 상승을 방지하기 위해 전극(40),(41)에 정전압을 인가한다.
이때의 전압의 소정치를 20V정도로 설정해두면 인체에 대해 감전등의 위험이 적어진다.
사용자가 관리자에게 보수의의뢰를 하고나서 전극교환을 하기까지의 사이는 철전극(40),(41)에 정전압을 인가하고 있고 철전극(40),(41)의 표면적이 용해에 의해 감소하는데따라 거기에 흐르는 전류가 감소하고 파라데이의 법칙에 따라 철의 용출량이 감소하지만 인제거성능저하를 억제할 수가 있다.
또 전극간 전압이 20V가 되면 전극소모통지램프를 점등시켜서 정전류공급을 계속하고 25V까지 상승하면 25V보다 낮은 정전압을 전극 (40),(41)에 인가하는 구성으로해도 된다.
다시또 전극간전압이 20V가 되면 전극소모통지램프를 점등시켜서 정전류공급을 계속하고 25V까지 상승하면 전원을 OFF로 하는 구성으로해도 된다.
이상과같이 구성된 탈인처리장치(D)를 사용해서 소정의 직류정전류 전기분해를 행했을 때의 전극(40),(41)의 단자간전압(전극간전압)(V)과 전극소비율(전극의 표면적의 감소비율)(%)의 관계를 도8에 나타낸다.
도8로부터 알 수 있는 바와 같이 단자간전압이 20V까지 상승했을 때의 전극소비율은 약 71%였다.
다음에 이 탈인처리장치(D)에 부가 되는 것이 바람직한 요소 및 그 기능에 대해 설명한다.
정화조의 선정에 관한 현행규칙에서는 정화조의 크기는 실제로 유입되는 수량 수질에 의해 결정되는 것이아니고 「건축물의 용도별에 의한 분뇨정화조의 처리대상인원산정기준=일본공업규격 JIS A3302」에 의해 결정된다.
즉 정화조의 처리대상인원산정기준은
주택의경우 n=5+(A-67/30)
n :인원(인), A=건물의 연바닥면적(m2)
단 A가 67m2이하인 경우에는 5인으로 하고 A가 220m2를 초과하는 경우에는 10인으로 한다.
이 JIS의 인원산정방법에서는 실태에 어울리지 않은 면이 많다.
예를들면 건물의 바닥면적이 220m2를 초과하는 경우에는 실제는 2인밖에 살고 있지 않아도 10인조가 필요하게 된다.
이와 같은 경우에 JIS의 산정기준으로 구한 인원에 따라 철을 용출시키려고하면 필요량이상의 철이 용출된다.
철은 인산과 반응하는외에 수산기 OH-와 반응해서 수산화제2철의 형태로 난용성의 염이 되고 오니로서 퇴적된다.
이때문에 철을 과잉으로 용해시키면 이 수산화제2철의 오니가 증가해서 오니빼내는 회수(정화조청소회수)가 증가하는등의 문제를 일으키게 되든가 철용출을 위해 필요이상의 전기량을 소비하는 것이 되든가 불경제적이다.
여기서 실제의 사용인수에 맞추어서 철의 용출량을 제어하는 스위치를 설치하도록한다.
이것에 의해 철이 과잉으로 용출해서 수산화제2철의 오니량이 증가해서 오니빼내는회수가 증가하는 것을 방지함과 동시에 전기료의 절약을 도모할 수가 있다.
또한 합병처리정화조(1)에 유입하는 오수의 유입량을 검출하여 검출한 유입량에 따라 철의 용출량을 자동조정하도록 해도 된다.
본 발명의 제2의 실시형태를 도9및 도10에 나타내는 도면에 기초해서 설명한다.
본 발명의 제2실시형태에 관한 탈인처리장치(D1)는 제1실시형태와 마찬가지로 유량조정기능이 있는 오수처리장치로서의 소형합병처리정화조에 조립되어서 사용되고 있다.
도9에 확대해서 나타내는 바와 같이 탈인처리장치(D1)는 용출조(60)와 이 용출조(60)에 배치된 장방형판형상의 4조의 철전극(61),(62)과 이들 전극(61),(62)간에 전류를 공급하는 직류전원(63)과 제어부(64)를 구비하고 있다.
또한 전극(61),(62)은 양극도 음극도 모두 철이사용되고 있다.
용출조(60)에는 유출관(37)으로부터 유출한 처리수가 체류된다.
4조의 철전극 (61),(62)은 전기분해에 의해 인산과 반응하는 철이온을 용출시킨다.
제어부(64)는 이들 전극(61),(62)간에 공급하는 전류의 제어를 행하므로서 용출조(60)에서의 이온용출량을 제어한다.
용출조(60)는 생물막여과조(10)의 상부에 설치되어 있고 정 배면판부와 좌우의 측면판부와 저면판부로 된 구형상자형상의 저면이 있는 구조로 일체로 형성되어 있다.
정 배면판부에는 각각 유입관부와 유출관부가 설치되어 있다.
또 용출조(60)에는 전극(61),(62)에 폭기를 행하기 위한 폭기관(65)과 이 폭기관(65)에 급기하기 위한 조외의 블로어(66)가 부착되어 있다.
이 탈인처리장치(D1)에는 다시또 특징있는 이온농도검출부(67)와 통지부(68)가 설치되어 있다.
이 이온농도검출부(67)는 용출조(60)의 하류측에 연통상으로 인접된 검출조(69)와 이 검출조(69)에 배치된 철이온농도센서(70)로 이루어진다.
검출조(69)는 용출조(60)으로부터 전기분해에 의해 용출된 철이온을 포함하는 처리수를 체류시킨다.
철이온농도센서(70)는 검출조(69)에 일정량 체류된 처리수에 하부가 침지되어 그 처리수중의 철이온농도를 검출한다.
철이온농도센서(70)는 철산화세균의 산화능력을 이용해서 제1철이온을 포함하는 용액중의 산소농도의 변화를 검지하므로서 제1철이온농도를 측정하는 것이 사용된다.
통지부(68)는 시각적통지부로서의 LED램프로 이루어진다.
이 통지부(68)는 전극(61),(62)의 점검시기를 통지한다.
즉 철이온농도센서(70)에 의해 검출한 철이온농도가 소정치에 미치지 않은때에는 제어부(64)가 통지부(68)에 통지의 지시를 행한다.
즉 철이온농도가 소정치에 미치지 않은 것을 철이온농도센서(70)가 검출하여 그 검출결과가 제어부(64)에 입력되면 제어부(64)가 통지부(68)에 전극(61),(62)의 점검시기를 통지하도록 지시를 출력한다.
도10에 기초해서 다시또 상세히 설명한다.
용출조(60)의 처리수용량은 500㎖이다.
이 용출조(60)에 유입되는 처리수의 유량을 0.5ℓ/분으로 하고, 인산이온농도를 15mg/ℓ(전체 인농도 T-P에서는 5mg/ℓ)로서 행한다.
처리수가 용출조(60)에 유입하면 전극(61),(62)에 통전된다.
통상운전에서는 Fe/P=1.0∼2.0이 되도록 전극(61),(62)에 전류(정전류)를 흘린다.
이 제어에서는 일정시간(1∼24시간 일예에서는 12시간)통상운전한후에 통전을 약 2분간 (용출조 60의 처리수수납용적이나 철이온농도의 안정시간등으로 결정된)OFF로 한다.
그리고 그 OFF사이에 검출조(69)에 체류된 처리수의 철이온농도 C1를 철이온농도센서(70)로 측정한다.
그후 전극(61),(62)의 통전을 재개한다.
이때의 통전전류는 통상운전의 2배로 한다.
그리고 약 5분후 (용출조 60의 처리수수납용적이나 철이온농도의 안정시간이나 반응시간등으로 결정된)에 철이온농도센서(70)로 처리수의 철이온농도 C2를 측정한다.
다음에 제어부(64)가 C1및 C2의값을 비교한다.
그리고 C2-C1이 1.0mg/ℓ이상이면 통상운전을 일정시간 행하도록 제어부(64)가 지시한다.
한편 C2-C1이 1.0mg/ℓ미만이면 전극(61),(62)에의 통전을 정지시킴과동시에 통지부(68)에 LED램프의 점등을 지시하므로서 전극(61),(62)의 점검시기가된것을 통지한다(경고표시 ON).
본 발명의 제3실시형태를 도 11및 도12에 기초해서 설명한다.
제3실시형태의 탈인처리장치(D2)는 도11에 나타내는 바와 같이 제2실시형태에서 설명한 탈인처리장치(D1)에 전극(61),(62)간 전압을 검출하는 전압센서(71)를 배치한 구성으로 되어 있다.
이 구성이면 철이온농도센서(70)에 의해 검출한 철이온농도가 소정치에 미치지 않고 또한 전압센서(71)에 의해 검출한 전극간전압이 기준치이상인 경우에는 제어부(64)가 통지부(68)에 LED 램프의 점등을 지시한다.
도12에기초하여 다시또 상세히 설명한다.
처리수가 용출조(60)에 유입하면 전극(61),(62)에 통전된다.
통상의 운전에서는 Fe/P=1.5가 되도록 전류를 흘린다.
그리고 일정시간(12시간)통상운전한후에 검출조(69)에 체류된 처리수의 철이온농도를 철이온농도센서(70)로 측정한다.
측정된 철이온농도가 1.0mg/ℓ이상이면 전극간전압을 내려서 통상운전을 일정시간 행하도록 제어부(64)가 지시한다.
한편 측정된 철이온농도가 1.0mg/ℓ미만이면 전극간전압을 내리는일이없이 통상운전을 일정시간 행하도록 제어부(64)가 지시한다.
그리고 이때의 전류치가 초기전류치의 2/3보다 큰때에는 그대로 통상운전을 계속한다.
역으로 이때의 전류치가 초기전류치의 2/3이하이면 전극간전압을 상승시키도록 제어부(64)가 지시한다.
그리고 전압센서(71)에 의해 검출한 전극간전압이 25V(기준치)이상일 때에는 제어부(64)가 통지부(68)에 LED램프의 점등을 지시하므로서 전극(61),(62)의 점검시기가된것을 통지한다(경고표시ON).
본 발명의 제4실시형태를 도13 및 도14에기초하여 설명한다.
제2실시형태의 탈인처리장치(D1)는 이온농도검출부(67)를 용출조(60)의 하류측에 연통형상으로 인접된 검출조(69)와 이 검출조(69)에 배치된 철이온농도센서(70)로 구성했으나 제4실시형태의 탈인처리장치(D3)는 이온농도검출부(72)를 용출조(60)의 하류측에 연통형상으로 인접된 검출조(69)와 이 검출조(69)에 배치된 인산이온농도센서(73)로 구성하고 있다.
인산이온농도센서(73)는 쇄상디아민의 1종을 배위자로 하는 동착체로 된 이온감응물질을 유지해서 된 이온감응막을 구비한 것이 사용되고 있다.
도14에 기초하여 제4실시형태를 상세히 설명한다.
용출조(60)의 처리수용량은 500㎖이다.
이 용출조(60)에 유입되는 처리수의 유량을 0.5ℓ/분으로 하고 인산이온농도를 15mg/ℓ(전체 인농도 T-P에서는 5mg/ℓ)로서 행한다.
처리수가 용출조(60)에 유입하면 전극(61),(62)에 통전된다.
통상운전에서는 Fe/P=1.0∼2.0이 되도록 전극(61),(62)에 전류(정전류)를 흘린다.
이 제어에서는 일정시간(1∼24시간, 일예에서는 12시간) 통상운전한후에 통전을 약 2분간(용출조 60의 처리수수납용적이나 철이온농도의 안정시간등으로 결정된)OFF 로 한다.
그리고 그 OFF사이에 검출조(69)에 체류된 처리수의 인산이온농도 C1'를 인산이온농도센서(73)로 측정한다.
그후 전극 (61),(62)의 통전을 재개한다.
이때의 통전전류는 통상운전의 2배로 한다.
그리고 약 5분후 (용출조 60의 처리수수납용적이나 철이온농도의 안정시간이나 반응시간등으로 결정된)에 인산이온농도센서(73)로 처리수의 인산이온농도 C2'를 측정한다.
다음에 제어부(64)가 C1' 및 C2'를비교한다.
그리고 (C1'-C2')/C1'가 0.8이상이면 통상운전을 일정시간 행하도록 제어부(64)가 지시를한다.
한편 (C1'-C2')/C1'가 0.8미만이면 즉 통전재개후의 인산이온농도 C2가 소정치를 초과한 경우에는 전극(61),(62)에의 통전을 정지시킴과 동시에 통지부(68)에 LED램프의 점등을 지시하므로서 전극(61),(62)의 점검시기가 된취지를 통지한다(경고표시ON).
본 발명의 제5실시형태를 도15 및 도16에 기초해서 설명한다.
제5실시형태의 탈인장치(D4)는 도15에 나타내는 바와 같이 제4실시형태에서 설명한 탈인장치(D3)에 전극 (61),(62)간 전압을 검출하는 전압센서(71)를 배치한 구성으로 되어 있다.
이 구성에 의하면 인산이온농도센서(73)에 의해 검출한 인산이온농도가 소정치를 초과하고 또한 전압센서(71)에 의해 검출한 전극간전압이 기준치이상일 때에는 제어부(64)가 통지부(68)에 LED램프의 점등을 지시한다.
도16에 기초해서 다시 상세히 설명한다.
처리수가 용출조(60)에 유입하면 전극(61),(62)에 통전된다.
통상의 운전에서는 Fe/P=1.5가 되도록 전류를 흘린다.
그리고 일정시간 (12시간) 통상운전한후에 검출조(69)에 체류한 처리수의 인산이온농도를 인산이온농도센서(73)로 측정한다.
측정된 인산이온농도가 1.0mg/ℓ이상이면 동작은 2가지로 대별된다.
즉 인산이온농도가 1.0mg/ℓ이상으로서 9.0mg/ℓ미만이면 Fe/P=2.0이 되도록 전류를 흘린다.
이에 대해 인산이온농도가 9.0mg/ℓ이상이면 Fe/P=1.5가 되도록 전류를 흘린다.
그리고 전압센서(71)에 의해 검출한 전극간전압이 25V(기준치)이상일 때에는 제어부(64)가 통지부(68)에 LED램프의 점등을 지시하므로서 전극(61),(62)의 점검시기가 된 취지를 통지한다(경고표시ON).
또 검출조(69)에 체류된 처리수의 인산이온농도가 장기에 걸쳐 크게 변동하지 않는 경우 예를들면 Fe/P=1.5∼2.0이 되도록 전류를 흘려도 인산이온농도가 초기치에 비해서 변화하지 않는 경우 전극 (61),(62)의 점검시기가된것으로 한다.
청구항 1의 발명에 의하면 전기분해의 진행에 수반하는 전극의 소모상태를 정전류 전기분해에 의한 전극간전압의 변화로 검지하는 검지부가 설치되어 있으므로 전극의 교체를 위해 전극의 소모도를 간단히 알 수 있는 효과를 나타낸다.
청구항 2의 발명에 의하면 전극의 교환시기를 통지하기 위한 통지부를 다시또 구비하고 검지부에 의해 검지한 전극간전압이 소정치가 되면 통지부가 통지를 행하므로 사용자에게 전극의 교환시기를 알릴 수가 있다.
청구항 3의 발명에 의하면 제어부가 검지부에 의해 검지한 전극간전압을 소정전압미만으로 하도록 제어를 행하므로 청구항 1의 발명에서 나타내는 효과에 추가해서 감전의 우려를 방지할 수가 있다.
청구항 4의 발명에 의하면 전극간전압이 상승해서 소정전압이 되면 제어부가 급전수단을 정지시키므로 감전의 우려를 방지할 수가 있다.
청구항 5의 발명에 의하면 전극간전압이 상승해서 소정전압이 되면 제어부가 정전류 전기분해대신에 정전압전기분해를 행하도록 지시하므로 청구항 1의 발명이 나타내는 효과에 추가해서 정전류 전기분해를 정지시키고 전극간전압을 소정치로 유지해서 전기분해를 하므로서 탈인성능저하를 억제할 수가 있다.
청구항 6의 구성에 의하면 철이온 또는 알루미늄이온의 농도가 소정치에 미치지 않은때에 통지부가 통지를 행하도록 구성되어 있으므로 전극의 수명에 의한 전극의 교체시기를 간단히 알 수 있다고하는 효과를 나타낸다.
청구항 7의 구성에 의하면 철이온 또는 알루미늄이온의 농도가 소정치에 미치지 않고 또한 전압검출부에 의해 검출한 전극간전압이 기준치이상인 경우에 통지부가 통지를 행하도록 구성되어 있으므로 전극의 수명에 의한 전극의 교체시기를 간단히 알 수 있다는 효과를 나타낸다.
청구항 8의 구성에 의하면 인산이온의 농도가 소정치를 초과했을 때에 통지부가 통지를 행하도록 구성되어 있으므로 전극의 수명에 의한 전극의 교체시기를 간단히 알 수 있다는 효과를 나타낸다.
청구항 9의 구성에 의하면 인산이온의 농도가 소정치를 초과하고 또한 전압검출부에 의해 검출한 전극간전압이 기준치이상일 때에 통지부가 통지를 행하도록 구성되어 있으므로 전극의 수명에 의한 전극의 교체시기를 간단히 알 수 있는 효과를 나타낸다.

Claims (9)

  1. 오수중의 인산을 제거하기 위한 철이온 또는 알루미늄이온을 용출시키는 적어도 한쌍의 전극(40),(41)과 그 전극(40),(41)이 배치된 용출조(39)와 전극(40),(41)간에 정전류를 공급하는 급전수단을 구비하고 전극간전압의 변화로부터 전극의 소모상태를 검지하는 검지부(53)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 전극의 교환시기를 통지하기 위한 통지부(68)를 구비하고 검지부(53)에 의해 검지한 전극간전압이 소정치가 되면 통지부(68)가 통지를 행하는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
  3. 제1항에 있어서, 검지부(53)에 의해 검지한 전극간전압이 소정전압 미만이 되도록 제어하는 제어부(43)를 설치한 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
  4. 제1항에 있어서, 전극간전압이 상승해서 소정전압이 되면 급전수단을 정지시키는 제어부(43)를 설치한 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
  5. 제1항에 있어서, 전극간전압이 상승해서 소정전압이 되면 정전류대신에 정전압을 전극간에 공급하는 제어부(43)를 설치한 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
  6. 오수중의 인산을 제거하기 위한 철이온 또는 알루미늄이온을 용출시키는 적어도 한쌍의 전극(40),(41)과 그 전극(40),(41)이 배치된 용출조(39)와 전극(40),(41)간에 정전류를 공급하는 급전수단과 전극으로부터 용출한 철이온 또는 알루미늄이온의 농도를 검출하는 이온농도검출부와 전극의 점검시기를 통지하는 통지부(68)를 구비하고 이온농도검출부가 검출하는 철이온농도 또는 알루미늄이온농도가 소정치에 미치지 않을 때에 통지부(68)가 통지하는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
  7. 오수중의 인산을 제거하기 위한 철이온 또는 알루미늄이온을 용출시키는 적어도 한쌍의 전극(40),(41)과 그 전극(40),(41)이 배치된 용출조(39)와 전극(40),(41)간에 정전류를 공급하는 급전수단과 전극으로부터 용출한 철이온 또는 알루미늄이온의 농도를 검출하는 이온농도검출부와 전극의 전극간전압을 검출하는 전압검출부와 전극의 점검시기를 통지하는 통지부(68)를 구비하고 이온농도검출부가 검출하는 철이온농도 또는 알루미늄이온농도가 소정치에 미치지 않고 또한 전압검출부에 의해 검출한 전극간전압이 소정치이상일 때에 통지부(68)가 통지하는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
  8. 오수중의 인산을 제거하기 위한 철이온 또는 알루미늄이온을 용출시키는 적어도 한쌍의 전극(40),(41)과 그 전극(40),(41)이 배치된 용출조(39)와 전극(40),(41)간에 정전류를 공급하는 급전수단과, 오수중의 인산이온의 농도를 검출하는 이온농도검출부와 전극의 점검시기를 통지하는 통지부(68)를 구비하고 이온농도검출부가 검출하는 인산이온농도가 소정치를 초과했을 때에 통지부(68)가 통지하는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
  9. 오수중의 인산을 제거하기 위한 철이온 또는 알루미늄이온을 용출시키는 적어도 한쌍의 전극(40),(41)과 그 전극(40),(41)이 배치된 용출조(39)와 전극(40),(41)간에 정전류를 공급하는 급전수단과 오수중의 인산이온의 농도를 검출하는 이온농도검출부와 전극의 전극간전압을 검출하는 전압검출부와 전극의 점검시기를 통지하는 통지부(68)를 구비하고 이온농도검출부가 검출하는 인산이온농도가 소정치를 초과하고 또한 전압검출부가 검출한 전극간전압이 소정치이상일 때에 통지부(68)가 통지하는 것을 특징으로 하는 오수처리장치.
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