水處理方法及水處理裝置的製作方法
2023-05-05 09:13:06 1
專利名稱：水處理方法及水處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於可將包括汙水、雨水的下水等含有有機物的被處理水作為中水使用，或者，用於進行遊泳池、公共浴場等含有有機物的被處理水的循環淨化的水處理方法及水處理裝置，特別是利用電化學方法、通過使用多極式電極的電解來處理被處理水的水處理裝置。
背景技術：
現有的下水處理系統，由以下各部分構成將從各家庭、工場等排出的汙水及降雨時的雨水(以下，把該汙水和雨水合起來稱「下水」)匯集成流的由多個下水管道構成的匯流式下水道；用以將由匯流式下水道匯集的下水輸送到處理場的作為中轉的泵站；將輸送來的下水淨化、排放到河流或海等排放水域的下水處理場等。
通常，從家庭和工場出來的汙水和雨水等下水，經由下水管道依次輸送到下水處理場，在該下水處理場進行淨化處理後，排放到河流和海等排放水域。不過，在集中暴雨等水異常增加時，有時流下的下水會超出下水管道內的自然流下時向下水處理場輸送的處理能力。這時，將全部的下水輸送到下水處理場是不可能的，因此，將其部分或全部直接排放到河流和海等排放水域。從而，存在下水直接排放到河流和海等排放水域後，使河流和海等汙濁、不能謀求公共水域的保護的問題。
為此，現有的方案中提出，在下水管道內對流過的下水進行電化學處理，通過在該下水中生成次滷酸、臭氧或活性氧等，進行下水處理。
不過，此時，不能對應於下水的流量和水質等而改變電化學處理的電解強度、即利用電解處理的程度，因此，以通常的下水水質和流量等所對應的電解處理能力進行下水處理時，存在的問題是在區別於通常的水質或流量的量或比通常水質汙濁的狀態的下水流入下水管道內時，處理能力不足。另一方面，以處理區別於通常的水質和流量的流量或汙濁的下水為前提，以過量的電解處理能力進行水處理時，存在的問題是電解處理能力剩餘，產生多餘的運行成本。
另一方面，現有的方案中開發出一種在被處理水中利用電解生成離子水的電解離子水生成器。這是一種利用電解從自來水生成離子水的設備，對應於通過水量和水質的變動而調整電場強度(參照日本專利特開平5-115876號公報)和檢測向該裝置供給的被處理水的氯化物離子濃度，並以此為根據來變換用於電解的電流值(參照日本專利特開平6-126282號公報)等。
不過，現有的離子水生成器，是以如自來水那樣的沒什麼汙染的被處理水作為電解處理對象的，檢測所使用的水質變化的裝置和檢測氯化物離子濃度的裝置，檢測的對象是沒有被汙染的水質。因此，如上所述的用於離子水生成器的水質檢測裝置和檢測氯化物離子濃度的裝置，測定對象的濃度範圍不同，不能適用於檢測從家庭、工場等出來的汙水和雨水等下水管內流通的下水中的水質。特別是，由於下水中含有高濃度的有機物，因此，檢測出準確的汙濁度是很困難的。
另外，現有的水處理裝置，包括貯存被處理水的電解槽、至少部分浸漬在被處理水中的電極、對該電極進行供電的電源裝置，往例如自來水等被處理水中添加食鹽，通過電解在被處理水中生成次氯酸、臭氧或活性氧等，從而進行被處理水的處理。所使用的電極是單極式及多極式的任意一個。
在使用單極式電極的水處理裝置中，將陽極和陰極浸漬在被處理水中，通過對其進行通電，從而進行被處理水的電解處理，不過，實際上進行電解處理的被處理水，只是位於陽極和陰極附近的被處理水。於是，為了提高被處理水的處理能力而採用多對電極。此時，各電極分別經配線與電源連接，因此存在配線和接線複雜、裝置本身複雜化的問題。另外，對全部電極直接進行通電，從而電流量增大，必須配備用於供給大電流的電源。
另一方面，在使用多極式電極的水處理裝置中，構成從電源直接進行供電的供電電極的陽極和陰極之間，以規定間隔配置多個電極，這些供電電極和其間存在的電極浸漬在被處理水中，在對陽極和陰極間進行通電時，配置在供電電極間的電極發生極化，全部電極都作為陽極和陰極工作，從而進行被處理水的電解處理。
不過，在使用多極式電極的水處理裝置中，會發生向供電電極供給的電流避開供電電極和其間存在的電極全部或其一部分(短路)的洩漏電流。因此存在電流效率降低、不能獲得對應通電電流值的充分的處理效率的問題。
為此，在現有方案中，為了抑制上述洩漏電流的發生，而在電極的周端的一部分或全部包覆絕緣體(參照日本專利特開平2002-186970號公報)或者使多個電極層疊、對位於兩端側的電極施加負電位、以層疊在中央部的電極施加正電位(參照日本專利實開平5-94272號公報)等。
不過，在如上所述的現有的多極式水處理裝置中，由於結構上供電電極的存在於這些供電電極間的電極側相反的面、即外面也被用於水處理，因此，從所述外面漏出的電流有時不經由經電電極間的電極，而直接流向其他的供電電極，這種構成不能充分抑制洩漏電流。因此，存在的問題是不能充分避免電流效率的降低、不能謀求與通電電流相對應的處理效率的提高的問題。
發明內容
本發明即是為了解決現有技術的問題而產生的，提供一種能可靠地檢測被處理水的水質及水量、通過對應於被處理水狀態的電解強度進行電解處理的水處理方法及水處理裝置。
本發明的另一目的在於提供一種水處理裝置，是一種採用多極式電極的水處理裝置，能有效利用配置在供電電極間的電極、抑制洩漏電流的發生、謀求電流效率的提高及處理能力的提高。
本發明的水處理方法，在至少將一對電極浸漬在被處理水的流路中，而在被處理水中生成次滷酸、臭氧或活性氧來處理被處理水時，對應於處理前及/或處理後的被處理水的狀態，來控制向電極通電的面積及/或向該電極供給的電力。
第2項發明的水處理方法，在上述發明中，其上述被處理水的狀態，由檢測上述被處理水的流量的流量檢測裝置、或檢測上述被處理水的濁度的濁度檢測裝置、或檢測上述被處理水的色度的色度檢測裝置、或檢測上述被處理水中含有的有機物濃度的有機物檢測裝置、檢測上述被處理水的殘留氯濃度的殘留氯檢測裝置、或檢測上述被處理水的PH值的PH值檢測裝置、或檢測上述被處理水的滷化物離子濃度的滷化物離子檢測裝置、或檢測上述被處理水的電阻的電阻檢測裝置、或檢測上述被處理水的導電率的導電率檢測裝置進行檢測。
第3項發明的水處理方法，在上述發明中，其對應於上述被處理水中的滷化物離子濃度、或上述被處理水的電阻、或上述被處理水的導電率，在該被處理水中添加滷化物離子或含有滷化物離子的物質。
第4項發明的水處理方法，在上述發明中，其上述電極由多個電極構成，根據向各電極供給的累計電量切換通電電極。
第5項發明的水處理裝置，包括浸漬在被處理水的流路中、通過通電能在該被處理水中生成次滷酸或臭氧或活性氧的至少一對電極；配置在上述電極的上遊側及/或下遊側、檢測上述被處理水的狀態的被處理水檢測裝置；以及根據上述被處理水檢測裝置的輸出、控制向上述電極通電的面積及/或向該電極供給的電力的控制裝置。
第6項發明的水處理裝置，在上述發明中，其被處理水檢測裝置是檢測上述被處理水的流量的流量檢測裝置、或檢測上述被處理水的濁度的濁度檢測裝置、或檢測上述被處理水的色度的色度檢測裝置、或檢測上述被處理水中含有的有機物濃度的有機物檢測裝置、或檢測上述被處理水的殘留氯濃度的殘留氯檢測裝置、或檢測上述被處理水的PH值的PH值檢測裝置、或檢測上述被處理水的滷化物離子濃度的滷化物離子檢測裝置、或檢測上述被處理水的電阻的電阻檢測裝置、或檢測上述被處理水的導電率的導電率檢測裝置。
第7項發明的水處理裝置，在第5項或第6項發明中，其包括配置在上述電極的上遊側及/或下遊側，檢測上述被處理水的滷化物離子濃度的滷化物離子檢測裝置、或檢測上述被處理水的電阻的電阻檢測裝置、或檢測上述被處理水的導電率的導電率檢測裝置；以及根據上述滷化物離子檢測裝置、或上述電阻檢測裝置、或上述導電率檢測裝置的輸出，向上述電極上遊側的上述被處理水中添加滷化物離子或含有滷化物離子的物質的滷化物離子添加裝置。
第8項發明的水處理裝置，在第5項、第6項、第7項發明中，其電極由多個電極構成，控制裝置根據向各電極供給的累計電量切換通電電極。
第9項發明的水處理裝置，是具備由一對與電源連接接受供電的供電電極和保持規定間隔配置在各供電電極之間的一個或多個介質電極構成的多極式電極，並將該多極式電極浸漬在被處理水中進行處理的水處理裝置，其將上述供電電極的與上述介質電極相反一側的面的至少大部分從上述被處理水中隔離。
第10項發明的水處理裝置，在上述發明中，其將供電電極的與介質電極相反側的面的全部區域從被處理水中隔離。
第11項發明的水處理裝置，在上述各發明中，其將供電電極及介質電極的端面從被處理水中隔離。
第12項發明的水處理裝置，在上述各發明中，其具備電解槽，該電解槽構成將上述被處理水導入並暫時貯存的貯存室，將上述多極式電極配置在上述貯存室內且浸漬於這些貯存室內的上述被處理水中，同時，上述介質電極以相互不流通的狀態區劃開這些貯存室內的被處理水。
第13項發明的水處理裝置，在第9項、第10項或第11項發明中，其具備電解槽，該電解槽構成將上述被處理水導入並暫時貯存後溢出的貯存室，將上述多極式電極配置在上述貯存室內且浸漬於這些貯存室內的上述被處理水中，同時，上述電解槽，具有包覆上述介質電極的上端的上壁和形成在該上壁上的通孔，而使導入上述貯存室內的水的一部分在上述上壁上流動。
第14項發明的水處理裝置，在第12項或第13項發明中，其使上述供電電極的與介質電極相反側的面，與上述貯存室的內壁面抵接，而從導入這些貯存室內的被處理水中隔離。
根據本發明，當至少將一對電極浸漬在被處理水的流路中、在被處理水中生成次滷酸或臭氧或活性氧而進行下水處理時，對應於處理前及/或處理後的被處理水的狀態，來控制向電極通電的面積及/或向該電極供給的電力，因此，能對應於被處理水的流量和汙濁度等調整電解的程度。從而，被處理水的流量少時和被處理水比較清澈時，能減少使用電極的通電面積、減少向電極供給的電力，從而能實行節能運轉。
根據第2項發明，在上述發明中其被處理水的狀態，由檢測被處理水的流量的流量檢測裝置、或檢測被處理水的濁度的濁度檢測裝置、或檢測被處理水的色度的色度檢測裝置、或檢測被處理水中含有的有機物濃度的有機物檢測裝置、可檢測被處理水的殘留氯濃度的殘留氯檢測裝置、或檢測被處理水的PH值的PH值檢測裝置、或檢測被處理水的滷化物離子濃度的滷化物離子檢測裝置、或檢測被處理水的電阻的電阻檢測裝置、或檢測被處理水的導電率的導電率檢測裝置進行檢測，因此，根據各檢測裝置的檢測，能進行使用電極的通電面積的調整和向電極供給電力的調整等。也就是說，根據流量檢測裝置，可以對應於作為處理對象的被處理水的流量來調整電解能力。根據濁度檢測裝置，可以對應於被處理水的濁度來調整電解能力。根據色度檢測裝置，即使被處理水透明時也能檢測有機物等溶解且著色的狀態，從而可以調整電解能力。根據有機物檢測裝置，可以檢測被處理水中含有的有機物的量特別是BOD和COD等，可以對應於該有機物的量來調整電解能力。再有，根據殘留氯檢測裝置，可以檢測被處理水中的氯酸離子和次氯酸離子，以此為根據調整電解能力。根據PH值檢測裝置，可以對應於被處理水的PH值調整電解能力。根據滷化物離子檢測裝置，可以對應於被處理水的滷化物離子濃度調整電解能力。根據電阻檢測裝置，可以對應於被處理水的電阻調整電解能力。根據導電率檢測裝置，可以對應於被處理水的導電率調整電解能力。
從而，可以準確地把握被處理水的狀態，並以此為根據，能對該被處理水的處理確定儘量充足的電解能力、即使用電極的通電面積和向電極供給的電力，能以不會過少的電量實行被處理水的處理。
根據第3項發明，在上述各發明中其對應於被處理水中的滷化物離子濃度、或電阻、或導電率，在該被處理水添加滷化物離子或含有滷化物離子的物質，因此，可以使被處理水中的滷化物離子濃度保持在一定程度以上，能確保利用電化學處理生成的次氯酸濃度充足。從而，能有效地實現被處理水的處理。
根據第4項發明，在上述各發明中其電極由多個電極構成，根據向各電極供給的累計電量切換通電電極，因此能平均使用多個電極，能使只使用特定的電極而降低耐久性的不良現象避免於未然。
根據第5項發明，該裝置包括浸漬在被處理水的流路中、通過通電能在被處理水中生成次滷酸或臭氧或活性氧的至少一對電極；配置在電極的上遊側及/或下遊側、檢測被處理水的狀態的被處理水檢測裝置；根據被處理水檢測裝置的輸出、控制向電極通電的面積及/或向該電極供給的電力的控制裝置。因此，通過控制裝置，能根據被處理水檢測裝置的輸出而對應於被處理水的流量和汙濁度等來調整電解的程度。從而在被處理水流量少時和被處理水比較清澈時，通過減少使用電極的通電面積、減少向電極供給的電力，從而實行節能運轉。
根據第6項發明，在上述發明中其被處理水檢測裝置是檢測被處理水的流量的流量檢測裝置、或檢測被處理水的濁度的濁度檢測裝置、或檢測被處理水的色度的色度檢測裝置、或檢測被處理水中含有的有機物濃度的有機物檢測裝置、或檢測被處理水的殘留氯濃度的殘留氯檢測裝置、或檢測被處理水的PH值的PH值檢測裝置、或檢測被處理水的滷化物離子濃度的滷化物離子檢測裝置、或檢測被處理水的電阻的電阻檢測裝置、或檢測被處理水的導電率的導電率檢測裝置。因此，根據各檢測裝置的檢測，能進行使用電極的通電面積的調整和向電極供給電力的調整等。也就是說，根據流量檢測裝置，可以對應於作為處理對象的被處理水的流量來調整電解能力。根據濁度檢測裝置，可以對應於被處理水的濁度來調整電解能力。根據色度檢測裝置，即使被處理水透明時也能檢測有機物等溶解且著色的狀態，從而可以調整電解能力。根據有機物檢測裝置，可以檢測被處理水中含有的有機物的量特別是BOD和COD等，可以對應於該有機物的量來調整電解能力。再有，根據殘留氯檢測裝置，可以檢測被處理水中的氯酸離子和次氯酸離子，以此為根據調整電解能力。根據PH值檢測裝置，可以對應於被處理水的PH值調整電解能力。根據滷化物離子檢測裝置，可以對應於被處理水的滷化物離子濃度調整電解能力。根據電阻檢測裝置，可以對應於被處理水的電阻調整電解能力。根據導電率檢測裝置，可以對應於被處理水的導電率調整電解能力。
從而，可以準確地把握被處理水的狀態，以此為根據，能對該被處理水的處理確定儘量充足的電解能力、即使用電極的通電面積和向電極供給的電力，能以不會過少的電量實行被處理水的處理。
根據第7項發明，在第5項或第6項發明中其包括配置在電極的上遊側及/或下遊側，檢測被處理水的滷化物離子濃度的滷化物離子檢測裝置、或檢測被處理水的電阻的電阻檢測裝置、或檢測被處理水的導電率的導電率檢測裝置，和根據滷化物離子檢測裝置、或電阻檢測裝置、或導電率檢測裝置的輸出，向電極上遊側的被處理水添加滷化物離子或含有滷化物離子的物質的滷化物離子添加裝置。因此，可以使被處理水中的滷化物離子濃度保持在一定程度以上，能確保利用電化學處理生成的次氯酸濃度充足。從而，能有效地實現被處理水的處理。
根據第8項發明，在第5項、第6項、第7項發明中電極是由多個電極構成，控制裝置根據向各電極供給的累計電量切換通電電極。因此能平均使用多個電極，能使只使用特定的電極而降低耐久性的不良現象避免於未然。
根據本發明另一方案，在具備由一對與電源連接接受供電的供電電極和保持規定間隔配置在各供電電極間的一個或多個介質電極構成的多極式電極、並將該多極式電極浸漬在被處理水中進行處理的處理裝置中，將與供電電極的與介質電極相反一側的面的至少大部分從被處理水中隔離。因此，供電電極間的電阻比各介質電極間及供電電極和介質電極間的電阻大。因此，也能有效地使電流流通各介質電極，能謀求電流效率的提高。從而，較之具有多個單極式電極時能使構成顯著地簡單化，同時，能謀求通電量的降低、提高處理效率。
根據第10項發明，在上述發明中其將供電電極的與介質電極相反一側的面的全部區域從被處理水中隔離，因此，能確保防止從供電電極的與介質電極相反一側的面發生洩漏電流。從而，能積極地使由供電電極供給的電流通電到介質電極，能有效地使用介質電極進行被處理水的處理。
根據第11項發明，在上述發明中其將供電電極及介質電極的端面從被處理水中隔離，因此，能進一步抑制從供電電極及介質電極的端面發生的洩漏電流。從而，能積極地將由供電電極的介質電極一側的內面流過的電流向介質電極供給，並且，即使介質電極間也不會無用地供給電流，能更加有效地使用介質電極進行被處理水的處理。
根據第12項發明，在上述發明中其具備構成將被處理水導入並暫時貯存的貯存室的電解槽，並將多極式電極配置在貯存室內且浸漬在該貯存室內的被處理水中，同時，介質電極以不會相互流通的狀態區劃這些貯存室內的被處理水區。因此，能以簡單結構避免供電電極間介由被處理水發生洩漏電流的不良現象。從而，能確保將由供電電極通電的電流介由介質電極間的被處理水向介質電極通電。從而，能使用供電電極及全部介質電極進行被處理水的處理，能謀求電流效率的提高及處理效率的提高。
根據第13項發明，在第9項、第10項或第11項發明中具備構成將被處理水導入並暫時貯存後溢出的貯存室的電解槽，將多極式電極配置在貯存室內且浸漬在該貯存室內的被處理水中，同時，電解槽其構成是具有包覆介質電極的上端的上壁和形成在該上壁上的通孔，而使導入貯存室內的水的一部分在上壁上流動。因此，能使處理被處理水時所生成的泡沫(泡)經上壁上形成的通孔在上壁上移動，使該泡沫隨著導入貯存室內的水向外部流出。從而，能使泡沫滯留在電極間、妨礙電解處理的不良現象避免於未然。
根據第14項發明，在第12項或第13項發明中，其使供電電極的與介質電極相反一側的面，與貯存室的內壁面抵接，從而從導入這些貯存室內的被處理水中隔離。因此，能消除從供電電極的與介質電極相反一側的面流出的電流、在供電電極和貯存室的內壁面間迂迴後向介質電極側移動的不良現象，能積極地使用供電電極的介質電極側的面。從而，能更有效地進行向介質電極的供電，能謀求被處理水的處理效率的提高。
圖1是下水處理系統的概要說明圖。
圖2是表示圖1的下水處理系統的下水管道內的概要的說明圖。
圖3是表示具備電解槽的下水管道內的概要的說明圖。
圖4是說明設在電解槽內的電解用電極及向這些電極通電控制的圖。
圖5是說明另一實施例的向各電極通電控制的圖。
圖6是說明再一實施例的向各電極通電控制的圖。
圖7是說明又一實施例的向各電極通電控制的圖。
圖8是水處理裝置的俯視圖。
圖9是水處理裝置的側剖面圖。
圖10是水處理裝置的縱剖正面圖。
圖11是表示由電極裡面隔離而產生的效果的實驗結果。
圖12是表示相對於電極間距離的電解效率的實驗結果。
圖13是表示相對於各面積體積的生成次氯酸量的實驗結果。
圖14是其他實施例的水處理裝置的俯視圖。
圖15是圖14的A-A剖面圖。
圖中S-下水處理系統；1-下水管道；2-匯流式下水道；3-下水處理場；4-汙水箱鬥；6-雨水箱鬥；7-泵站；8-排放水域；9-溢流水路；11、12、11A、12A、11B、12B、11C、12C-電解用電極；13、13A、13B、13C-電源電路(電源)；14-控制裝置；15A、15B、15C-切換開關；16-流量傳感器；17-濁度傳感器；20-排放口；T、U-水處理裝置；1-下水管道；53-處理槽；55-貯存室；56-分隔壁；58-中央分隔壁；21、22-供電電極；23-介質電極；24-單元(cell)；25-切口；30-處理槽；32-電解槽；32B-切口；42-分隔壁；42A-切口；444-貯存室；45-分隔壁；47-上壁；47A-通孔。
具體實施例方式
以下，根據附圖對本發明的實施方式進行詳細敘述。還有，本實施例中，作為被處理水，以在下水處理系統中被處理的從各家庭、工場等排出的汙水和降雨時的雨水等下水為對象。
圖1是表示本實施例的對作為被處理水的下水進行處理的下水處理系統S的概要的說明圖。下水處理系統S，是一種在由多個下水管道1構成的匯流式下水道2中進行下水處理的系統，下水管道1中收容著汙水及雨水兩者。匯流式下水道2，將由多個下水管道1收容的下水輸送到下水處理場3，各下水管道1，使輸送側平緩降低地傾斜埋在地下。還有，從各家庭和工場等出來的汙水和雨水等在汙水箱鬥4和雨水箱鬥6等中暫時貯存，隨著下水管道1的傾斜自然流下。
另外，下水管道1如上所述為了使向下水處理場3自然流下而傾斜埋設，不過，在平坦的地形中隨著向水流流下而漸漸地加深，為此，在一定程度的深度時設置泵站7。該泵站7，用抽水泵(沒有圖示)將下水向上抽到地表附近，再流入下遊側的下水管道1，使之自然流下，可以依次輸送到下水處理場3。
另外，匯流式下水道2中設有溢流水路9，用以在集中暴雨等水異常增加時，超出各下水管道1和下水處理場3等的收容能力的下水一下子流下時，將其部分或全部作為異常時溢流水直接排放到河流和海等排放水域8。通常，該溢流水路9，在與各下水管道1交叉的處所設有溢流壩(沒有圖示)，該溢流壩可以將從下水管道1的上部溢出的下水容納於溢流水路9中，再經設置在河流等排放水域8側的排放口20排放到上述排放水域8。還有，溢流水路9也設在泵站7，從而，可以將異常時溢流水直接排放到排放水域8，防止發生浸水等災害。
另外，下水處理場3，是對收容在由多個下水管道1構成的匯流式下水道2中並流下的下水進行淨化處理的設施，本實施例中的下水處理場3，詳細地說，利用由後述的多個電解用電極進行的電化學方法(電解)進行淨化處理，不過，此外，還設有沒有圖示的進行生物學處理的活性汙泥槽、沉澱槽或曝曬槽、氯接觸槽等各種淨化設施，通過這些設施從而進行下水的淨化，經排水管10排放到河流和海等排放水域8。
另一方面，上述下水管道1內部，如圖2所示設有作為處理裝置的電解用電極11、12。以使至少部分浸漬在下水中的方式對應配置該電解用電極11、12，並連接著用以向該電極11、12通電的後述的電源13。另外，該電源13連接著控制裝置14用以控制向電極11、12通電的電極的電位。
另外，在下水管道1中，為了使下水管道1中下水滯留時間進一步延長、謀求處理能力的提高，如圖3所示在下水管道1外部形成電解槽15，該電解槽15內設有電解用電極11、12。在此，參照圖4對在電解槽15內設置電解用電極11、12的例子進行說明。圖4是說明設在電解槽15內的電解用電極及向這些電極通電控制的圖。
本實施例中，電解槽15內，設有3對電解用電極11A、12A、11B、12B、11C、12C，這些電極，分別介由切換開關15A、15B、15C與電源電路(電源)13A、13B、13C連接。並且，本實施例中，在位於電解槽15上遊側的下水管道1內，作為檢測下水狀態的裝置還配置了檢測下水流量的流量傳感器(流量檢測裝置)16和檢測下水濁度的濁度傳感器(濁度檢測裝置)17。這些流量傳感器16和濁度傳感器17連接在上述控制裝置14的輸入側，同時，在該控制裝置14的輸出側連接著電源電路13A、13B、13C及切換開關15A、15B、15C。還有，電源電路13A、13B、13C可以按照控制裝置14的輸出而分別獨立地調整所流過的電流值。另外，該控制裝置14，還連接著向配置在下水管道1內的上述電解用電極11、12供電的電源13。
本實施例中，電解用電極11、12、11A、12A、11B、12B、11C及12C，由例如鉑(Pt)或鉑和銥(Ir)的混合物等貴金屬電極、或者包覆這些的不溶性的導電體構成。還有，除此以外如上所述電解用電極，還可以由碳系導電體或包覆該碳系導電體的導電體、含有鐵素體的陶瓷系導電體或包覆該陶瓷系導電體的導電體、或者不鏽鋼等鐵合金或包覆該鐵合金的導電體構成。
根據以上構成，對本實施例的工作進行說明。在本實施例的匯流式下水道2中，從各家庭、工場排出的汙水和雨水等，在汙水箱鬥4和雨水箱鬥6等中暫時貯存。然後，貯存的汙水和雨水分別向下水管道1內流下，作為下水在下水管道1內隨著傾斜而自然流下。
在此，下水管道1內如上所述設有電解用電極11、12，於是，通過控制裝置14，通過根據需要由電源13定期地或持續地或向該電解用電極11、12供電，從而在下水管道1內流下的下水，由該電解用電極11、12進行電化學處理、即本實施例中電解處理。
在電解處理中，通過控制裝置14使電源13為ON，從而對電極11施加正電位、對電極12施加負電位，而電極11為陽極，電極12為陰極。通過施加這樣的電位，下水(特別是汙水)中所含有的有機物被分解為作為硝酸態氮的硝酸離子、作為氨態氮的氨、銨離子、或者二氧化碳及水等(反應A)。下面，表示反應A。
反應A從而，可以有效地將下水(汙水)中的有機物轉換成硝酸態氮及氨態氮。
並且，在構成陽極的電解用電極11側，下水中所含有的氯化物離子放出電子、生成氯(反應B)。該氯溶於水生成作為次滷酸的次氯酸(反應C)。生成的次氯酸，與在上述反應A中下水中所生成的氨(銨離子)反應，經多次化學變化後，轉換成氮氣(反應D)。下面，表示反應B～反應D。此時，還同時生成臭氧或活性氧。
反應B
反應C反應D
另外，下水中的氨(銨離子)，與在構成陽極的電解用電極11側產生的臭氧或活性氧發生如反應E所示的反應，從而生成氮氣進行脫氮處理。
反應E從而，能將下水中所含有的有機物，經硝酸態氮、亞硝酸態氮及氨態氮處理成氮氣。另外，在構成陽極的電解用電極11附近，如上所述，生成氯或次氯酸，從而，能對通過該電解用電極11附近的下水中存在的例如大腸菌等微生物進行殺菌。
另外，根據本實施例，能通過由電解生成之後不久的次滷酸、臭氧或活性氧進行下水處理，從而，能獲得顯著提高的殺菌效果。再有，由於下水不使用化學試劑而利用電化學方法進行殺菌，因此能降低對環境的危害。
還有，由於對下水中含有的有機物、大腸菌等汙濁物質進行處理中沒有往下水中注入特別的消毒劑等化學試劑，因此，不需要貯存消毒劑等化學試劑的貯存設施，同時，能避免由於化學試劑貯存而產生的危險性。
另一方面，如圖4所示，在下水管道1上所設的電解槽15內的電解用電極11A、12A、11B、12B、11C及12C，通過控制裝置14控制各電源電路13A、13B、13C，從而，對通電的電極11A、11B及/或11C施加正電位，對電極12A、12B及/或12C施加負電位，電極11A、11B及/或11C成為陽極，電極12A、12B及/或12C成為陰極。
從而，與上述下水管道1中配置的電解用電極11及12同樣，下水(特別是汙水)中所含有的有機物被分解為作為硝酸態氮的硝酸離子、作為氨態氮的氨和銨離子、或二氧化碳及水等(上述反應A)。從而，可以有效地將下水(汙水)中的有機物轉換成硝酸態氮及氨態氮。
另外，在構成陽極的電解用電極側，下水中所含有的氯化物離子放出電子、生成氯(上述反應B)。該氯溶於水生成作為次滷酸的次氯酸(上述反應C)。再有，生成的次氯酸，與在上述反應A中下水中所生成的氨(銨離子)反應，經多次化學變化後，轉換成氮氣(上述反應D)。且，下水中的氨(銨離子)，與在構成陽極的電解用電極11側產生的臭氧或活性氧發生如上述反應E所示的反應，從而生成氮氣進行脫氮處理。
從而，能將下水中所含有的有機物，經硝酸態氮、亞硝酸態氮及氨態氮處理成氮氣。另外，在構成陽極的電解用電極11附近，如上所述，生成氯或次氯酸，從而，能對通過該電解用電極11附近的下水中存在的例如大腸菌等微生物進行殺菌。
另外，本實施中，根據位於電解槽15上遊側的下水管道1內所設置的流量傳感器16及濁度傳感器17的輸出，控制裝置14進行切換開關15A、15B、15C的ON/OFF控制，同時對切換開關15A、15B、15C為ON的電源電路13A、13B及/或13C的電流值進行控制。
具體地說，控制裝置14，在由流量傳感器16檢測出的下水流量比預先設定的最大流量值多時，使全部切換開關15A、15B、15C為ON；在比預先設定的最小流量值少時，使任意一個切換開關15A、15B或15C為ON。且，由流量傳感器16檢測出的下水流量在最小流量值以上且在最大流量值以下時，使任意兩個切換開關15A、15B或15C為ON。
另外，控制裝置14，在由濁度傳感器17檢測出的下水濁度比規定的濁度高時，使切換開關15A、15B或15C內為ON的電源電路13A、13B或13C的電流強度增加，使電解電極11A、12A或11B、12B或11C、12C上的電流密度提高，從而謀求下水中次氯酸生成量的增加。另一方面，控制裝置14，在由濁度傳感器17檢測出的下水濁度比規定的濁度低時，使切換開關15A、15B、15C內為ON的電源電路13A、13B或13C的電流強度減少，使電解電極11A、12A或11B、12B或11C、12C上的電流密度降低，從而謀求下水中次氯酸生成量的減少。
從而，對應於電解槽15中的進行電化學處理前的下水狀態，通過控制進行通電的電解用電極的數目和向電解用電極供給的電力、本實施例中電流密度等，能對應於下水流量和汙濁度來調整電解程度、電解能力。因此，下水流量少時和下水比較清澈時，通過減少使用電極的通電面積、減少向電極供給的電力，能抑制多餘電力的消耗、實行節能運轉。另外，能抑制殘留氯的排放量。
另外，本實施例中，採用相對於各電源電路13A、13B或13C，設置切換開關15A、15B或15C、一對電解電極11A、12A或11B、12B或11C、12C的構成，不過，除此以外，如圖5所示，相對於可以根據控制裝置14來變換電流值的電源電路13，還可以使切換開關15A、15B及15C並聯連接，使各切換開關15A、15B及15C所對應的各電解電極11A、12A或11B、12B或11C、12C相連接。
還有，本實施例中，利用進行通電的電解用電極的數目可以調整通電電極的面積，不過，實際上，只要是可以調整進行通電的電極面積的構成，即使是在這以外的方法，也可以達到同樣的效果。
本實施例中，由流量傳感器16及濁度傳感器17檢測下水的狀態，根據這些檢測結果對由控制裝置14使用的電解用電極數目和電流密度進行調整，因此，能可靠地對應於下水流量和汙濁度而變換電解能力。還有，本實施例中，作為把握下水狀態的裝置採用的是流量傳感器16及濁度傳感器17兩者，不過，除此以外，如圖6所示，還可以只設置流量傳感器16來檢測下水管道1內流通的下水流量，並以此為根據來變換使用的電解用電極的數目(或通電電極的面積)。再有，如圖7所示，還可以只設置濁度傳感器17來檢測下水管道1內流通的下水濁度，並以此為根據來變換通電的電流密度。
另外，除上述以外，作為檢測下水的狀態的裝置，還可以使用檢測下水的色度的色度傳感器、檢測下水中含有的有機物濃度例如BOD、COD的有機物傳感器、檢測下水的殘留氯濃度的殘留氯傳感器、檢測下水的PH值的PH值傳感器、檢測下水的滷化物離子濃度的滷化物離子傳感器、檢測下水的電阻的電阻測定裝置、或檢測下水的導電率的導電率測定裝置。還有，這些檢測裝置可以代替上述流量傳感器16及濁度傳感器17使用，此外，也可以是除流量傳感器16及/或濁度傳感器17之外、還有上述任一檢測裝置或者這些的組合。
從而，根據色度傳感器，即使是濁度低接近透明的下水，也能檢測有機物等溶解而著色的狀態，色度高時可增加電解能力例如電流密度，色度低時可減少電流密度。另外，根據有機物傳感器，可以檢測下水中含有的有機物的量特別是BOD和COD等，該有機物的量為規定量以上時，可增加電解能力例如電流密度，為規定以下時可減少電流密度。
再有，根據殘留氯傳感器，可以直接檢測下水中的氯酸離子、次氯酸離子，以此為根據，殘留的氯酸離子、次氯酸離子為規定量以上時，達到而無需過量地在下水中生成氯酸離子、次氯酸離子，因此，作為電解能力可以減少電流密度。另外，下水中殘留的氯酸離子、次氯酸離子為規定量以下時，用於處理下水的氯酸離子、次氯酸離子不足，因此，作為電解能力可以增加電流密度。
另外，根據PH值傳感器，可以檢測下水的PH值，以此為根據，下水的PH值為鹼性時，作為電解能力可以增加電流密度用以增大殺菌力。
根據滷化物離子傳感器，可以對應於滷化物離子濃度調整電解能力。根據電阻測定裝置，可以對應於下水的電阻來調整電解能力。再有，根據導電率檢測裝置，可以對應於下水的導電率來調整電解能力。
從而，可以準確地把握下水的狀態，以此為根據，能對此下水的處理確定儘量充足的電解能力、也就是使用電極的數目或通電面積和向電極供給的電力等，能以不會過少的電量實行被處理水的處理。
還有，控制裝置14，具備時限裝置及存儲裝置，累計向各電極11A、12A、11B、12B、11C或12C通電的時間及電流值。且，根據此累計值，選擇使用的電極11A、12A、11B、12B、11C或12C，進行切換開關15A、15B及15C的控制，以使各電極11A、12A、11B、12B、11C或12C上通電的時間及電流值即累計電力均衡化。
從而，能平均使用多個電極11A、12A、11B、12B、11C或12C，能將只使用特定的電極而降低耐久性的不良現象避免於未然。
另外，除了上述實施例外，在下水管道1中還具備氯化物離子濃度傳感器(滷化物離子濃度檢測裝置)，檢測下水管道1中的氯化物離子濃度，並以此為根據，可以往下水中添加滷化物離子或含有滷化物離子的物質例如食鹽。從而，可以使該下水的氯化物離子濃度保持在一定程度以上，能確保利用電化學處理生成的次氯酸濃度充足。從而，能有效地實現下水的處理。還有，即使用電阻測定裝置和導電率測定裝置等代替氯化物離子濃度傳感器(滷化物離子濃度檢測裝置)，可以達到同樣的效果。
如上所述，在下水管道1及電解槽15內，利用作為電化學方法的電解處理，能對下水中的有機物及大腸菌等汙濁物質進行充分處理後、或一邊處理一邊將該下水經下遊側的下水管道1和上述泵站7，輸送到下水處理場3。然後，再在下水處理場3進行淨化處理後，經排水管10排放到排放水域8。從而，由於是預先在下水管道1內處理後的下水輸送到下水處理場3，因此能減輕下水處理場3的淨化處理負擔而有效地進行下水處理。
還有，上述實施例中，下水狀態的檢測在電解槽15的上遊側即電解槽15的處理前，不過，也可以在電解槽15的下遊側配置檢測裝置，根據該檢測，以反饋形式控制電解能力、也就是控制使用電極的數目或通電面積和向電極供給的電力。另外，還可以在電解槽15的上遊側及下遊側的兩者即電解槽15的處理的前後，進行下水狀態的檢測，以此為根據控制電解能力。此時，可以更準確地把握下水的狀態，進行精密的電解能力的控制。
另外，為了謀求下水管道1中的下水的處理能力的進一步提高，在下水管道1中，如圖8～圖10所示連接有本發明的另一實施例的水處理裝置T。以下，參照圖8～圖10對本發明的水處理裝置T進行說明。圖8表示水處理裝置的俯視圖，圖9表示水處理裝置的側剖面圖，圖10表示水處理裝置的縱剖正面圖。本實施例的水處理裝置T，由上面開口的處理槽53構成，所述處理槽53由分隔壁56區劃成緩衝室54和貯存室55。並且，在緩衝室54中，形成有連接上遊側的下水管道1的未圖未的流入口，同時在貯存室55中連接有與下遊側的下水管道1連接的排水路19(只圖10所示)。
本實施例中，在貯存室55內的中央，平行於下水的流通方向設有中央分隔壁58，如圖8所示，將貯存室55內區劃為第1貯存室55A和第2貯存室55B。且，在各貯存室55A、55B的與下水流通方向平行的內壁面、即貯存室55的與下水流通方向大致平行的內壁面及中央分隔壁58的內壁面上，分別抵接設置可與沒有圖示的端子連接的供電電極21、22。另外，此時，供電電極21、22的下端及兩側端，如圖8～圖10所示，鑲嵌設置於貯存室55內壁(底壁及側壁)中。
且，各貯存室55A、55B，在與各供電電極21、22之間，保持規定間隔例如3～15mm(本實施例中為10mm)，設置多個(本實施例中為6個)介質電極23。此時，各介質電極23的下端及兩側端，與供電電極21、22同樣，被埋設於貯存室55內壁(底壁及側壁)，從而，在供電電極21和介質電極23之間、及各介質電極23之間及介質電極23與供電電極22之間，分別形成單元24，該單元24之間成為下水不會相互流通的狀態。
另外，在上述分隔壁56的上端，與各單元24相對應形成切口25。該切口25的下端的位置比上述各電極21、22、23的上端高度低、同時比上述排水路19的高度稍高。再有，在貯存室55的與緩衝室54側相反側的側壁的上端，也相對各單元24形成切口26。該切口26的下端的位置比上述切口25的下端低、同時比上述排水路19的高度稍高。從而，貯存在緩衝室54內的下水從各切口25溢出、貯存在貯存室55內的各單元24內，同時單元24內貯存的規定量以上的下水，從各切口26溢出，從排水路19排出到上述下水管道1。
本實施例中，上述電解用電極11、12、供電電極21、22及介質電極23，由例如鉑(Pt)、或鉑和銥(Ir)的混合物等貴金屬電極或包覆這些的不溶性的導電體構成。還有，除此以外如上所述電解用電極，還可以由碳系導電體或包覆該碳系導電體的導電體、或含有鐵素體的陶瓷系導電體或包覆該陶瓷系導電體的導電體、或不鏽鋼等鐵合金或包覆該鐵合金的導電體構成。
另外還有，本實施例中，與貯存的下水的容積相對應的電極21、22、23的面積體積比為0.07cm2/cm3。
根據以上構成，對本實施例的工作進行說明。在本實施例的匯流式下水道2中，從各家庭、工場排出的汙水和雨水等，在汙水箱鬥4和雨水箱鬥6等中暫時貯存。然後，貯存的汙水和雨水分別向下水管道1內流下，作為下水在下水管道1內隨著傾斜而自然流下。
在此，下水管道1內如上所述設有電解用電極11、12，於是，通過控制裝置，根據需要由電源定期地或持續地或向該電解用電極11、12供電，從而在下水管道1內流下的下水，由該電解用電極11、12進行電化學處理、即本實施例中電解處理。
在電解處理中，通過控制裝置使電源為ON，從而，對電極11施加正電位、對電極12施加負電位，電極11為陽極，電極12為陰極。通過施加這樣的電位，下水(特別是汙水)中所含有的有機物被分解為作為硝酸態氮的硝酸離子、作為氨態氮的氨和銨離子、或二氧化碳及水等(反應A)。下面，表示反應A。
反應A從而，可以有效地將下水(汙水)中的有機物轉換成硝酸態氮及氨態氮。
且，在構成陽極的電解用電極11側，下水中所含有的氯化物離子放出電子、生成氯(反應B)。該氯溶於水生成作為次滷酸的次氯酸(反應C)。生成的次氯酸，與在上述反應A中下水中所生成的氨(銨離子)反應，經多次化學變化後，轉換成氮氣(反應D)。下面，表示反應B～反應D。此時，還同時生成臭氧或活性氧。
反應B
反應C反應D
另外，下水中的氨(銨離子)，與在構成陽極的電解用電極11側產生的臭氧或活性氧發生如反應E所示的反應，從而生成氮氣進行脫氮處理。
反應E從而，能將下水中所含有的有機物，經硝酸態氮、亞硝酸態氮及氨態氮處理成氮氣。另外，在構成陽極的電解用電極11附近，如上所述，生成氯或次氯酸，從而，能對通過該電解用電極11附近的下水中存在的例如大腸菌等微生物進行殺菌。
另外，根據本實施例，能利用由電解生成之後不久的次滷酸或臭氧或活性氧進行下水處理，從而，能獲得顯著提高的殺菌效果。再有，由於下水不使用化學試劑而利用電化學方法進行殺菌，因此能降低對環境的危害。
還有，由於對下水中含有的有機物和大腸菌等汙濁物質進行處理中沒有往下水中注入特別的消毒劑等化學試劑，因此，不需要貯存消毒劑等化學試劑的貯存設施，同時，能避免由於化學試劑貯存而產生的危險性。
另一方面，如圖8～圖10所示，配置在與下水管道1連接的水處理裝置T的的貯存室55內的供電電極21、22，通過沒有圖示的控制裝置使電源為ON，從而，對供電電極21施加正電位，對供電電極22施加負電位，供電電極21成為陽極，供電電極22成為陰極。還有，設在各供電電極21、22間的介質電極23通過來自該供電電極21、22的供電，施加電位。
從而，與上述下水管道1中配置的電解用電極11及12同樣，利用各電極21、22及23，下水(特別是汙水)中所含有的有機物被分解為作為硝酸態氮的硝酸離子、作為氨態氮的氨和銨離子、或二氧化碳及水等(上述反應A)。因此，也由此可以有效地將下水(汙水)中的有機物轉換成硝酸態氮及氨態氮。
另外，在構成陽極的供電電極21及介質電極23的陽極側，下水中所含有的氯化物離子放出電子、生成氯(上述反應B)。該氯溶於水生成作為次滷酸的次氯酸(上述反應C)。再有，生成的次氯酸，與在上述反應A中下水中所生成的氨(銨離子)反應，經多次化學變化後，轉換成氮氣(上述反應D)。且，下水中的氨(銨離子)，與在構成陽極的供電電極21及介質電極23的陽極側產生的臭氧或活性氧發生如上述反應E所示的反應，從而生成氮氣進行脫氮處理。
從而，能將下水中所含有的有機物，經硝酸態氮、亞硝酸態氮及氨態氮處理成氮氣。另外，在構成陽極的電解用電極11附近，如上所述，生成氯或次氯酸，從而，能對通過該電解用電極11附近的下水中存在的例如大腸菌等微生物進行殺菌。
在此，本發明中，各供電電極21、22的與介質電極23相反側的面、即與貯存室55內壁或中央分隔壁58抵接的側的面，利用所述貯存室55內壁或中央分隔壁58從下水中隔離，因此，通電時的電阻顯著增大，電流難以流通。於是，從電阻更低的面即供電電極21、22的介質電極23側的面，積極地流通電流，能抑制避開介質電極23的洩漏電流的發生。
下面，關於將各供電電極21、22的與介質電極23相反側的面從下水(被處理水)中隔離而產生的效果，在圖11中表示實驗結果。圖11所示的實驗結果，是在容積4.2L的貯存室55中配置在供電電極21、22之間設有一個介質電極23的多極式電極的水處理裝置中，將對於1L的自來水中溶解有1.75g食鹽的溶液作為被處理水用3.75A電解電流進行電解處理所得到的。圖中白方塊，表示使用的是各供電電極21、22的與介質電極23相反側的面從被處理水中隔離的電極(隔離處理的電極)，黑菱形表示使用的是各供電電極21、22的與介質電極23相反側的面沒有從被處理水中隔離的電極(未處理的電極)。
從而可以看到，電解開始後經過20分鐘後，使用隔離的電極的一方，生成739.2mg的次氯酸，與此相對，使用不處理的電極的一方，只生成478.8mg的次氯酸。還可以看到，電解開始後經過60分鐘後，使用隔離的電極的一方，生成974.4mg的次氯酸，與此相對，使用不處理的電極的一方，只生成705.6mg的次氯酸。根據實驗可以知道，由於各供電電極21、22的與介質電極23相反側的面從被處理水中隔離，從而能謀求利用電解生成的次氯酸的生成量的增加、提高處理能力。
另外，供電電極21、22及介質電極23的下端及兩側端，其採用鑲嵌設置於貯存室55內壁的結構，因此，能增大這些電極21、22及23的下端及兩側端的電阻，能促進從電阻低的面、即供從電電極21、22的介質電極23側的面的電流流動，從而，能抑制避開介質電極23的洩漏電流的發生。
再有，供電電極21、22及介質電極23之間，區劃為分別獨立的單元24，因此，能抑制由於貯存在各單元24內的下水彼此相互流通而產生的洩漏電流的發生。另外，由於不會發生洩漏電流，從而能有效地使用全部的介質電極23，因此，能謀求較之使用現有的多極式電極時，顯著地提高電流效率。因此，能謀求對應於通電電流量提高下水和處理效率。
另外，本發明中，供電電極21或22和介質電極23間的距離、或介質電極23間的距離如上所述為3～15mm(本實施例中10mm)，因此能高效率地處理被處理水。以下，關於與電極間距離相對應的電解效率，參照圖12進行說明。
圖12所示的實驗結果，是在配置有具備供電電極21、22的單極式電極的水處理裝置中，將對應於1L自來水溶解有1.75g食鹽的溶液作為被處理水進行電解處理所得到的。還有，所使用的電極21、22的與相對置的面相反的面，被施以從被處理水中隔離的處理。圖中白方塊，表示電流密度為5A/dm2，白菱形表示電流密度為2A/dm2。還有，縱軸表示電解效率、即將所生成的次氯酸的實際測得值除以用施加電流時生成次氯酸的理論值的百分比，橫軸表示電極間距離。
從而可以看到，電流密度為2A/dm2時，相對於極間距離，電解效率未發現有大的不同；而電流密度為5A/dm2時，使極間距離遠離，從而電解效率漸漸降低，特別是在3～15mm顯示高的電解效率。從而，可知極間距離最好為3～15mm。
另外，如上所述，實施例中，與貯存的下水容積相對應的電極21、22、23的面積體積比為0.07cm2/cm3，因此，能短時間內生成高濃度的次氯酸等，能實現省電化。以下，關於與面積體積相對應的生成次氯酸量，參照圖13進行說明。
圖13所示的實驗結果，是在配置有具備供電電極21、22的單極式電極的水處理裝置中，將對應於1L自來水溶解有1.75g食鹽的溶液作為被處理水並用0.63A的電解電流進行電解處理所得到的。還有，所使用的電極21、22的與相對置的面相反的面，被施以從被處理水中隔離的處理，浸漬在被處理水中、直接參與電解的總電極面積為80cm2。圖中黑圈，表示處理約1.1L的被處理水的情形、即面積體積比為0.07cm2/cm3，白方塊表示處理約1.6L的被處理水的情形、即面積體積比為0.05cm2/cm3，×號表示處理約4.7L的被處理水的情形、即面積體積比為0.01cm2/cm3。還有，縱軸表示實際生成的生成次氯酸量，橫軸表示電解時間。
從而可以看到，面積體積比為0.07cm2/cm3時，從電解開始3分鐘後已經生成32.6mg的次氯酸，5分鐘後生成39.4mg。面積體積比為0.05cm2/cm3時，從電解開始3分鐘後生成5.38mg的次氯酸，5分鐘後生成18.4mg。與此相對，面積體積比為0.01cm2/cm3時，從電解開始3分鐘後只生成1.13mg的次氯酸，還有，即使從電解開始經過5分鐘，也只生成8.65mg的次氯酸。從而，我們知道面積體積比為0.05cm2/cm3以上，則能在短時間內生成高濃度的次氯酸等，能實現省電化。
根據如上所述的本實施例，在下水管道1及電解槽內，利用作為電化學方法的電解處理，能對下水中的有機物及大腸菌等汙濁物質進行充分處理後、或一邊處理一邊該下水經下遊側的下水管道1和上述泵站7，輸送到下水處理場3。然後，再在下水處理場3進行淨化處理後，經排水管10排放到排放水域8。從而，由於是預先在下水管道1內處理後的下水輸送到下水處理場3，因此能減輕下水處理場3的淨化處理負擔而有效地進行下水處理。
接下來，關於上述水處理裝置的其他實施例的水處理裝置U，參照圖14及圖15進行說明。圖14表示水處理裝置U的俯視圖，圖15表示圖14的A-A剖面圖。該實施例的水處理裝置U，由上面開口的處理槽30構成，該處理槽30內，配置緩衝槽31和電解槽32。緩衝槽31配置在處理槽30的一角部，其內部介由上端形成切口33的分隔壁33在處理槽30的角側形成緩衝室34、在中央側形成添加劑注入室35。
在緩衝室34，形成與上述上遊側的下水管道1連接的流入口36，同時，設有檢測該緩衝室34內的水質的水質傳感器37。在添加劑注入室35，連接有用於往從緩衝室34內經分隔壁33的切口33A溢出的下水中添加食鹽等滷化物含有物質或電解次氯酸的添加管38、38，同時，連接有將該添加劑注入室35內的下水移送至後段的電解槽32的連結管。
電解槽32，與緩衝槽31相鄰設置，同時，如圖15所示，底壁32C及另外側的側壁32A，與處理槽30的內壁分別保持規定間隔設置。從而，在處理槽30內的電解槽32的下方及緩衝槽31的側方，形成貯水室41。
並且，在電解槽32內形成分隔壁42將經連結管39流下的下水區劃為前段和後段，同時，在該分隔壁42的前段形成水位調整室43，後段形成貯存室44。在分隔壁42的上端，如圖14及圖15所示形成4個切口42A，同時，與該分隔壁42對置的電解槽32的側壁32A(此時，為處理槽30側的側壁)的上端，也與上述切口42相對應形成多個(本實施例中為4個)切口32B。此外，該切口32B，形成到比分隔壁上形成的切口42A低的位置。從而，其構成是經連結管39向電解槽32內流入的下水，依次流過水位調整室43、分隔壁42的切口42A、貯存室44及側壁32A的切口32B。
這裡，在貯存室44內，在與上述切口42A及32B相對應的位置，平行於上述下水流通方向形成多個(本實施例中為5個)分隔壁45。該分隔壁45，從貯存室44的底壁豎立設置到與上述側壁32A的切口32B下端高度大致相同的高度，各分隔壁45設有與述實施例同樣構成的供電電極21、22。在該實施例中，供電電極21、22，與相對置的分隔壁45的內壁抵接、分別串聯配置3組。且，各供電電極21、22間，分別保持規定間隔、配置14個介質電極23。還有，本實施例中，由供電電極21、22和14個介質電極23構成的多極式電極，相對於下水流通方向構成3組4列，從而可配置12組的多極式電極。
另外，在各分隔壁45的上端，設有分別包覆各多極式電極的介質電極23上方的上壁47，在各上壁47的中央部形成與貯存室44內上部流過的下水連通的通孔47A。還有，利用該上壁47包覆介質電極23的上端的一部分。另外，此時，各電極21、22、23的下端也鑲嵌設置於安裝板46等中。還有，該實施例中，與上述實施例不同，各單元相對於下水流通方向開放，用以促進下水向各電極21、22、23間形成的單元中流入。
另一方面，位於槽32的下方的貯水室41中，設有水位傳感器48，同時，形成與上述下遊側的下水管道1連接的沒有圖示的排水口。還有如上所述，向各供電電極的通電控制，根據水質傳感器37的檢測由沒有圖示的控制裝置進行，另外，通過該控制裝置，根據水位傳感器48的檢測，控制下水向下水管道1排出。
根據以上構成，對該實施例的工作進行說明。該實施例的水處理裝置U，下水管道1內的下水供給到緩衝槽31的緩衝室34內。還有，下水向該緩衝室34內的流入，經由自然流下或由沒有圖示的裝置進行的壓送進行。並且，在緩衝室34內貯存的規定水位以上的下水，經分隔壁33的切口33A向添加劑注入室35內溢出。且，在添加劑注入室35內貯存的下水，根據水質傳感器37的輸出，經添加管38添加食鹽(含有滷化物的物質)或電解次氯酸，將氯化物離子濃度調整至規定以上。
而且，在添加劑注入室35內貯存的下水，經連結管39貯存在電解槽32的水位調整室43內。貯存在水位調整室43內的規定水位以上的下水，經分隔壁42上形成的切口42A溢出到貯存室44內。
在此，貯存室44內配置的多個供電電極21、22，通過控制裝置使電源為ON，從而，例如對供電電極21施加正電位，對供電電極22施加負電位，供電電極21成為陽極，供電電極22成為陰極。還有，設在各供電電極21、22間的介質電極23通過來自該供電電極21、22的供電，施加電位。
從而，與上述實施例同樣，利用各電極21、22及23，下水(特別是汙水)中所含有的有機物被分解為作為硝酸態氮的硝酸離子、作為氨態氮的氨和銨離子、或二氧化碳及水等(上述反應A)。因此，也由此可以有效地將下水(汙水)中的有機物轉換成硝酸態氮及氨態氮。
另外，在構成陽極的供電電極21及介質電極23的陽極側，下水中所含有的氯化物離子釋放出電子、生成氯(上述反應B)。該氯溶於水生成作為次滷酸的次氯酸(上述反應C)。再有，生成的次氯酸，與在上述反應A中下水中所生成的氨(銨離子)反應，經多次化學變化後，轉換成氮氣(上述反應D)。且，下水中的氨(銨離子)，與在構成陽極的供電電極21及介質電極23的陽極側產生的臭氧或活性氧發生如上述反應E所示的反應，從而生成氮氣進行脫氮處理。
從而，能將下水中所含有的有機物，經硝酸態氮、亞硝酸態氮及氨態氮處理成氮氣。另外，在構成陽極的電解用電極11附近，如上所述，生成氯或次氯酸，從而，能對通過該電解用電極11附近的下水中存在的例如大腸菌等微生物進行殺菌。
在此，本實施例中，除了上述實施例之外，在介質電極23的上端，形成上壁47，在該上壁47上形成通孔47A，因此，利用電解在下水中生成的泡沫(泡)從該通孔47向上壁47的上方流出。此時，貯存室44，形成各切口42A及32B以使導入的下水的一部分流經上述上壁47的上方，因此，經通孔溢出的泡沫能隨著流經該上壁47的上方的下水而流出。從而，能避免泡沫附著在各電極21、22、23上、妨礙電解的不良現象。
還有，在該實施例中也和上述實施例同樣，各供電電極21、22的與介質電極23相反側的面、即與分隔壁45抵接的面，利用分隔壁45從下水中隔離，因此，通電時的電阻顯著增大，電流難以流通。因此，電流能積極地從電阻低的面、即供電電極21、22的介質電極23側的面流通，能抑制避開介質電極23的洩漏電流的發生。從而，能謀求電流效率的提高、對應於通電電流的處理效率的提高。
而且，在貯存室44內被處理的下水，通過形成在電解槽32的側壁32A上的切口32B溢出到貯水室41內，經由形成在該貯水室41上的排水口，向下遊側的下水管道1排出。還有，通過控制裝置，根據水位傳感器48的檢測，控制下水從處理槽30向下水管道1排出。
還有，上述各實施例中，作為使供電電極21、22的與介質電極23的相反側的面、及各電極21、22、23的下端及兩側端從下水中隔離的方法，採用的是與槽的內壁抵接的方法或鑲嵌設置的方法等，不過，此外，如果是能使其比其他面電阻大的方法即可、例如也可以利用噴塗絕緣材料等。
另外，本實施例中，使供電電極21、22的與介質電極23相反側的面的全部區域與貯存室44或分隔壁45的內壁抵接而從下水中隔離，不過，即使不是全部區域、而是大部分從下水中隔離，也可以達到同樣的效果。
還有，本實施例中，使用下水作為被處理水，不過，此外即使使用於處理後可以作為中水利用的雨水、工業排水、家庭用排水等，或者循環淨化再利用的遊泳池的水、溫泉水、大型浴場的熱水等，或者通常的自來水的水處理等，也達到同樣的效果。
還有，本實施例中，使用下水作為被處理水，不過，此外即使使用處理後可以作為中水利用的雨水、遊泳池的水、溫泉水、大型浴場的排水、工業排水、家庭用排水等，也可達到同樣的效果。再有，除處理後作為中水利用以外，也可以將本發明適用於例如對遊泳池和公共浴場等含有有機物的被處理水進行循環淨化的裝置，也達到同樣的效果。
權利要求
1.一種水處理方法，至少將一對電極浸漬在被處理水的流路中，在被處理水中生成次滷酸或臭氧或活性氧來處理該被處理水，其特徵在於對應於處理前及/或處理後的上述被處理水的狀態，來控制向上述電極的通電面積及/或向這些電極供給的電力。
2.根據權利要求1所述的水處理方法，其特徵在於上述被處理水的狀態，由檢測上述被處理水的流量的流量檢測裝置、或檢測上述被處理水的濁度的濁度檢測裝置、或檢測上述被處理水的色度的色度檢測裝置、或檢測上述被處理水中含有的有機物濃度的有機物檢測裝置、或檢測上述被處理水的殘留氯濃度的殘留氯檢測裝置、或檢測上述被處理水的PH值的PH值檢測裝置、或檢測上述被處理水的滷化物離子濃度的滷化物離子檢測裝置、或檢測上述被處理水的電阻的電阻檢測裝置、或檢測上述被處理水的導電率的導電率檢測裝置進行檢測。
3.根據權利要求1或2所述的水處理方法，其特徵在於對應於上述被處理水中的滷化物離子濃度、或上述被處理水的電阻、或上述被處理水的導電率，在該被處理水中添加滷化物離子或含有滷化物離子的物質。
4.根據權利要求1、2或3所述的水處理方法，其特徵在於上述電極由多個電極構成，根據向各電極供給的累計電量來切換通電電極。
5.一種水處理裝置，其特徵在於，包括浸漬在被處理水的流路中、通過通電能在該被處理水中生成次滷酸或臭氧或活性氧的至少一對電極；配置在上述電極的上遊側及/或下遊側、檢測上述被處理水的狀態的被處理水檢測裝置；以及根據上述被處理水檢測裝置的輸出、控制向上述電極的通電面積及/或向這些電極供給的電力的控制裝置。
6.根據權利要求5所述的水處理裝置，其特徵在於上述被處理水檢測裝置是檢測上述被處理水的流量的流量檢測裝置、或檢測上述被處理水的濁度的濁度檢測裝置、或檢測上述被處理水的色度的色度檢測裝置、或檢測上述被處理水中含有的有機物濃度的有機物檢測裝置、或檢測上述被處理水的殘留氯濃度的殘留氯檢測裝置、或檢測上述被處理水的PH值的PH值檢測裝置、或檢測上述被處理水的滷化物離子濃度的滷化物離子檢測裝置、或檢測上述被處理水的電阻的電阻檢測裝置、或檢測上述被處理水的導電率的導電率檢測裝置。
7.根據權利要求5或6所述的水處理裝置，其特徵在於，包括配置在上述電極的上遊側及/或下遊側，檢測上述被處理水中的滷化物離子濃度的滷化物離子檢測裝置、或檢測上述被處理水的電阻的電阻檢測裝置、或檢測上述被處理水的導電率的導電率檢測裝置；以及根據上述滷化物離子檢測裝置、或上述電阻檢測裝置、或上述導電率檢測裝置的輸出，向上述電極上遊側的上述被處理水中添加滷化物離子或含有滷化物離子的物質的滷化物離子添加裝置。
8.根據權利要求項5、6或7所述的水處理裝置，其特徵在於上述電極由多個電極構成，上述控制裝置根據向各電極供給的累計電量來切換通電電極。
9.一種水處理裝置，具備由一對與電源連接並接受供電的供電電極和保持規定間隔配置在各供電電極之間的一個或多個介質電極構成的多極式電極，並將該多極式電極浸漬在被處理水中進行處理，其特徵在於將上述供電電極的與上述介質電極相反一側的面的至少大部分從上述被處理水中隔離。
10.根據權利要求9所述的水處理裝置，其特徵在於將上述供電電極的與上述介質電極相反一側的面的全部區域從上述被處理水中隔離。
11.根據權利要求9或10所述的水處理裝置，其特徵在於將上述供電電極及上述介質電極的端面從上述被處理水中隔離。
12.根據權利要求9、10或11所述的水處理裝置，其特徵在於具備電解槽，該電解槽構成將上述被處理水導入並暫時貯存的貯存室，將上述多極式電極配置在上述貯存室內且浸漬於這些貯存室內的上述被處理水中，同時，上述介質電極以相互不流通的狀態區劃開這些貯存室內的被處理水。
13.根據權利要求9、10或11所述的水處理裝置，其特徵在於具備電解槽，該電解槽構成將上述被處理水導入並暫時貯存後溢出的貯存室，將上述多極式電極配置在上述貯存室內且浸漬於這些貯存室內的上述被處理水中，同時，上述電解槽，具有包覆上述介質電極的上端的上壁和形成在該上壁上的通孔，而使導入上述貯存室內的水的一部分在上述上壁上流動。
14.根據權利要求12或13所述的水處理裝置，其特徵在於使上述供電電極的與介質電極相反側的面，與上述貯存室的內壁面抵接，而從導入這些貯存室內的被處理水中隔離。
全文摘要
本發明提供一種能準確檢測被處理水的水質及水量、能通過與被處理水的狀態對應的電解密度進行電解處理的水處理方法及水處理裝置。具體為將電解用電極(11A、12A、11B、12B、11C及12C)浸漬在下水的下水管道(1)內的電解槽(15)內，在下水中生成次滷酸或臭氧或活性氧而處理下水時，由流量傳感器(16)及濁度傳感器(17)檢測處理前及/處理後的下水的狀態，並與此相對應，對進行通電的電極的數目(通電面積)用/或向各電極供給的電力進行控制。
文檔編號C02F1/78GK1594119SQ20041007514
公開日2005年3月16日 申請日期2004年9月3日 優先權日2003年9月11日
發明者鈴木晴彥, 澄田康光, 桑木康之, 梅澤浩之, 井關正博, 高岡大造 申請人:三洋電機株式會社