JP2995208B2

JP2995208B2 - 廃水処理装置

Info

Publication number: JP2995208B2
Application number: JP18077197A
Authority: JP
Inventors: 繁佐藤
Original assignee: 有限会社エーダブルエンジニアリング
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1999-12-27
Anticipated expiration: 2017-06-20
Also published as: JPH1110184A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃水処理装置に関
し、更に詳しくは、難分解性有機物質を効率良く分解し
て処理水を効率良く分離することができる廃水処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の廃水処理装置の場合には、処理槽
内で微生物を培養し、この処理槽内へ廃水を供給し、処
理槽内の微生物の作用により廃水中の有機汚染物質を分
解処理している。そして、廃水中の微生物は、有機汚染
物質を栄養源として増殖し、有機汚染物質を複数段階で
分解して最終的には二酸化炭素、エタンなどのガスにま
で分解する。

【０００３】ところが、科学技術の急激な進展により多
くの有用な化学物質が合成されるに至り、自然界には存
在しない化学物質も沢山合成され、これらの物質は使用
後自然界へ放出されている。自然界から得られる動植物
等の有機物質はそれぞれを廃水として放出しても自然界
に存在する微生物の作用を受け、あるいはこのような微
生物を利用した廃水処理技術により短時間で分解処理さ
れる。また、自然界に存在しない合成物質の中にもこの
ような微生物により比較的短時間で分解処理されるもの
も多数ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機合
成物質の中でも例えばメチルナフタレン、イソプロピル
アルコール、テトライソプロピルアミン等のように微生
物だけでは短時間で分解できない、いわゆる難分解性物
質は、微生物を用いた従来の廃水処理装置を用いても短
時間の分解処理が難しいため、このような難分解性物質
の場合には微生物を利用するにしても微生物による複雑
な代謝経路を複数段階を経由させて多段階で分解せざる
を得ず、その分解処理には例えば１８００時間前後もの
長時間を要し、実際には難分解性物質を十分に分解する
ことなく、難分解性物質を含んだ処理水をそのまま排水
せざるを得ないという課題があった。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、難分解性物質を効率良く短時間で分解処理
すると共に、処理水のみを効率良く分離することができ
る廃水処理装置を提供することを目的としている。

【０００６】尚、本出願人は既に特開平７−２８４７９
２号公報においてこのような課題を解決する廃水処理方
法及び廃水処理装置を提案したが、本発明は特開平７−
２８４７９２号公報で提案した廃水処理装置を更に改良
したものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の廃水処理装置は、有機性汚染物質を含有する廃水を処
理槽内で微生物により分解処理する廃水処理装置におい
て、上記処理槽内を被処理水室と処理水室に区画する濾
過部材と、この濾過部材により区画された被処理水室に
挿入された陽極と、この陽極と対をなして上記処理水室
に挿入された陰極と、上記被処理水室を上記処理水室よ
り高い水圧下で上記被処理水室内の陽極と上記処理水室
の陰極間に電圧を印加し、上記被処理水室内で上記微生
物により処理された処理水を上記濾過部材による電気浸
透及び濾過により上記処理水室へ分離することを特徴と
するものである。

【０００８】また、本発明の請求項２に記載の廃水処理
装置は、請求項１に記載の発明において、上記被処理水
室内に加熱手段及び加圧手段をそれぞれ設けたことを特
徴とするものである。

【０００９】また、本発明の請求項３に記載の廃水処理
装置は、請求項１または請求項２に記載の発明におい
て、上記被処理水室内に上記有機性汚染物質分解を促進
する触媒を配置したことを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３に示す実施形態
に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発
明の廃水処理装置の一実施形態を示す構成図、図２は本
発明の廃水処理装置の他の実施形態を示す構成図、図３
は本発明の廃水処理装置の更に他の実施形態を示す構成
図である。

【００１１】本実施例の廃水処理装置は、例えば図１に
示すように、有機性汚染物質を含有する廃水１を電気的
に活性化した微生物（図では点で示してある）２により
処理槽内で分解処理するものである。この廃水処理装置
は、流入管３から流入した廃水１を処理する処理槽４
と、この処理槽４を被処理水室５と処理水室６に区画す
る濾過部材７と、この濾過部材７により区画された被処
理水室５に挿入された陽極８と、この陽極８と対をなし
て上記処理水室に挿入された陰極９と、両電極８、９間
に電圧を印加する電源１０とを備え、電源１０により陽
極８と陰極９との間に例えば５〜４０Ｖの電圧を印加し
て被処理水室５及び処理水室６内の廃水及び処理水を介
して両者８、９間で例えば４０〜８０ｍＡの微弱電流が
流れるようにしてある。この微弱電流により被処理水室
５内の微生物を活性化すると共に活性化した微生物２に
よる処理水１１を濾過部材７を介して電気浸透により処
理水室６で得るようにしてある。また、被処理水室５は
処理水室６より差圧ΔＰだけ高い圧力に設定され、この
圧力差ΔＰにより廃水１内で生成した処理水１１の濾過
部材７による濾過を促進するようにしてある。そして、
被処理水室５内の廃水１は水素イオン濃度を例えばｐＨ
＝７〜９.５に調整し、微生物２が繁殖し易い水質に保
持してある。尚、処理水室６には排水口１２が設けら
れ、この排水口１２から処理水１１を排出するようにし
てある。

【００１２】また、上記廃水処理装置としては図１に示
す上記濾過部材７を隔壁として互いに離隔して２箇所に
設けて処理槽４内を三室に分割し、対向する濾過部材
７、７間に形成される一室内に陰極を挿入し、残余の二
室内に陽極をそれぞれ挿入したものであっても良く、ま
た、図２に示すように上記処理槽４内の中央部に濾過部
材７によって上端が開口して形成された容器を設置し、
濾過部材７からなる容器の外側が被処理水室５として形
成され、この被処理水室５に陽極８が挿入され、容器内
側の処理室６内に陰極９が挿入されたものであっても良
い。

【００１３】上記有機汚染物質としては、微生物２によ
り分解処理し易い物質と、微生物２により分解処理し難
い物質（例えば、メチルナフタレン、イソプロピルアル
コール、テトライソプロピルアミン等の有機合成物質）
の難分解性物質がある。本実施形態の廃水処理装置は難
分解性物質が有機汚染物質として含まれている廃水に対
して好適に用いることができる。また、本実施形態の廃
水処理装置に用いられる微生物２としては、好気性のも
のや嫌気性のもの、あるいはその中間的なものがあり、
本実施形態では一般的に活性汚泥法に採用されている好
気性の微生物が好ましく用いられる。また、本実施形態
では濾過部材７としては多孔性物質が用いられ、多孔性
物質としては無機物質、有機物質のいずれであっても良
い。

【００１４】上述の条件下で、廃水１が流入管３から被
処理水室５内に流入すると、被処理水室５内の陽極８で
酸素が発生して微生物２に適した好気性環境を陽極８の
周辺に作ると共にこの微弱電流によって活性化された微
生物が廃水１中の有機汚染物質を活発に取り込んで消化
し最終的には二酸化炭素、メタン等のガスまで分解して
廃水１を浄化する。更に、この過程で被処理水室５内で
は微生物２や有機性汚染物質等の懸濁物質が電気泳動に
より図１の矢印Ａで示すように陽極８側へ徐々に移動し
て微生物２を好気性環境下に集める一方、処理水１１が
図１の矢印Ｂで示すように濾過部材７を電気透過して処
理水室６へ移動すると共に差圧ΔＰによって処理水１１
の濾過部材７による濾過を促進し、被処理水室５から処
理水室６へ処理水１１を分離する。

【００１５】次に、動作について説明する。まず、処理
槽４の被処理水室５及び処理水室６内に所定水量ある状
態で電源１０を投入し、陽極８、陰極９間に電圧を印加
すると、廃水１、処理水１１において微弱電流が流れ
る。この状態で流入管３から難分解性有機物質等の有機
性汚染物質を含む廃水１が所定の流速で被処理水室５内
へ流入する。被処理水室５では陽極８表面で酸素が発生
して陽極８の周辺で好気性環境を作ると共に、微生物２
や有機性汚染物質等の懸濁物質の表面にマイナス電荷が
帯電して懸濁物質が陽極８側へ矢印Ａで示すように電気
泳動により移動する。これにより、処理対象物である有
機性汚染物質が陽極８周辺で濃縮され、好気性環境下で
微弱電流によって活性化された微生物２によって有機性
汚染物質が最終的には二酸化炭素、メタン等のガスまで
分解される。

【００１６】つまり、陽極８と陰極９間を流れる微弱電
流により微生物２を活性化し、分解し易い有機汚染物質
を選択的に分解するという、微生物２の選択性を抑制
し、微生物２に対して難分解性物質をも分解する特性を
付与し、このような難分解性物質の分解に強い微生物２
として馴化培養して微生物２の難分解性物質に対する活
性を増強することができる。この現象は電流により微生
物２が刺激され、その呼吸性及び代謝性が活発になった
ために起きる現象と考えられる。そして、この現象によ
り微生物２の細胞内と細胞外との間で物質の輸送機能が
高まり、難分解性物質をそれ以外の有機汚染物質に匹敵
する速度で栄養源として細胞内に取り込み、難分解性物
質を短時間で速やかに分解処理することができる。そし
て、このように活性化した微生物２及び有機性汚染物質
が電気泳動により陽極８の周辺にそれぞれ集まって濃縮
され、陽極８周辺の好気性環境と相俟って微生物２は分
解し易い有機汚染物質を分解処理すると共に難分解性物
質をも他の分解し易い有機汚染物質と同様に短時間で分
解処理することができ、化学的酸素要求量がＣＯＤ＝３
０の廃水１であっても微生物２により分解処理すること
ができる。この際、難分解性物質の分解除去率は９９％
に達し、従来の処理方法が２０％前後であることと比較
すると本実施形態における分解除去率は格段に向上す
る。また、有機汚染物質の消化と相俟って陽極８表面で
生成する酸素ガスの溶解により微生物２が繁殖する。

【００１７】また、被処理水室５内で得られた処理水１
１は電気浸透により濾過部材７を透過して被処理水室５
から処理水室６へ移動する。しかも、被処理水室５の水
圧により濾過部材７による濾過が促進され、濾過部材７
によって処理水１１が濾過され処理水１１として処理水
室６に溜まる。そして、処理水室６内の処理水１１が所
定の水量を越えると、図１に示すように処理水１１がオ
ーバフローして排水口１２から排水される。

【００１８】以上説明したように本実施形態によれば、
被処理水室５内に陽極８を挿入すると共に処理水室６内
に陰極９を挿入し、両者間に電圧を印加して被処理水室
５内の廃水１中で微弱電流が流れるようにしたため、廃
水１中の微生物２が微弱電流により活性化されると共に
微生物２や有機性汚染物質が電気泳動により陽極８周辺
に集まって濃縮され、更に陽極８表面で酸素が発生して
陽極８周辺で好気性環境を作るため、陽極８の周辺で難
分解性有機物質を他の有機性汚染物質と一緒に効率良く
分解処理することができ、しかも処理水１１の濾過部材
７による濾過を被処理水室５により促進すると共に処理
水１１の濾過部材７を介した電気浸透により、被処理水
室５から処理水室６へ処理水１１を効率良く分離するこ
とができる。更に、有機性汚染物質の分解処理効率を格
段に高めることができるため、廃水処理装置の設置容積
を格段に削減することができ、その設置面積を例えば従
来の設置容積の１／１０以下にすることができる。

【００１９】図３は本発明の他の実施形態の廃水処理装
置を示す図である。この廃水処理装置は、同図に示すよ
うに、密閉容器からなる処理槽１４と、この処理槽１４
内に設置された濾過部材１７により形成された容器とを
備え、容器の外側（濾過部材１７の外側）が被処理水室
１５として形成され、容器の内側が処理水室１６として
形成されている。被処理水室１５内には陽極１８が挿入
され、処理水室１６内には陰極１９が被処理水室１５を
経由して挿入されている。処理水室１６には流出管２３
が接続され、この流出管２３は処理槽１４を貫通し、処
理水室１６内で得られた処理水２１を外部へ排出するよ
うにしてある。また、処理槽１４の底部には空気流入管
２４挿入され、この空気流入管２４の先端には空気を多
数の気泡として廃水１中に分散させる分散器２４Ａが取
り付けられている。処理槽１４の上部には空気流出管２
５が接続され、この空気流出管２５から処理槽１４内に
供給された空気や、有機性汚染物質の分解ガスを排出す
るようにしてある。

【００２０】また、上記陽極１８と陰極１９間には白
金、バナジウム、酸化チタン等を担持した酸化触媒２６
が触媒として配置され、酸化触媒２６表面で微生物２に
よる有機性汚染物質の分解を促進するようにしてある。
つまり、分散器２４Ａから浮上した空気中の酸素を酸化
触媒２６表面に化学吸着して活性化し、有機性汚染物質
の酸化を促進するようにしてある。触媒の形態は、粒子
状態、粉末状態で多孔質に形成されたものが好ましく、
特定の形態に制限されるものではない。更に、処理槽１
４内には廃水１を加熱する加熱コイル２７が挿入され、
この加熱コイル２７は熱媒体を加熱する熱交換器２８に
接続されている。そして、ポンプ２９を用いて熱媒体を
熱交換器２８と加熱コイル１７管を循環させて廃水１を
微生物２の活性温度、例えば４０〜６０℃に維持するよ
うにしてある。また、空気流出管２５にはバルブ２５Ａ
が取り付けられ、このバルブ２５Ａによって処理槽１４
の内圧を例えば２〜１０Ｋｇ／ｃｍ²の間で適宜設定
し、処理槽１４内を加圧できるようにしてある。その他
は上記実施形態に準じて構成されている。尚、図３にお
いて、１３は廃水１の流入管、１３Ａはバルブ、２０は
電源である。

【００２１】次に、動作について説明する。まず、処理
槽１４の被処理水室１５及び処理水室１６内に所定水量
ある状態で電源２０を投入し、陽極１８、陰極１９間に
電圧を印加すると共に加熱コイル２７に熱媒体を循環さ
せて廃水１を加熱して微生物２が活発に働く温度（例え
ば４０〜６０℃）に保つ。また、これと同時に空気流入
管２４から空気を供給すると共に空気流出管２５のバル
ブ２５Ａの開度を調整して処理槽１４の内圧を２〜１０
Ｋｇ／ｃｍ²に維持する。この状態でバルブ１３Ａを開
き、流入管１３から難分解性有機物質を含む有機性汚染
物質として廃水１が所定の流速で流入する。被処理水室
１５では陽極１８表面で生成する酸素及び分散器２４Ａ
からの空気の気泡により陽極８の周辺で好気性環境を作
ると共に、微生物２や有機性汚染物質等の懸濁物質の表
面にマイナス電荷が帯電して懸濁物質が陽極８側へ電気
泳動により移動する。これにより、処理対象物である有
機性汚染物質が陽極８周辺で濃縮され、好気性環境下で
微弱電流によって活性化された微生物２によって有機性
汚染物質を最終的には二酸化炭素、メタン等のガスまで
分解する。この時、微生物２の作用と酸化触媒２６の作
用とが相俟って難分解性有機物質を容易に分解する。分
解により生成したガス類は空気流出管２５から外部へ流
出し、処理水室１６内の処理水２１は流出管２３から外
部へ流出する。

【００２２】以上説明したように本実施形態によれば、
被処理水室１５内の陽極１８と陰極１９間に酸化触媒２
６を設置すると共に加熱コイル２９を設置したため、微
弱電流により微生物２を活性化すると共に加熱コイル２
９により廃水１の温度を微生物２が最も活発に働く温度
に設定することができ、しかも酸化触媒２６により有機
性汚染物質を酸化して微生物２の負荷を軽減することが
できる。また、加圧手段（空気供給管２４）を取り付け
て処理槽１４内を加圧状態にすることができるため、被
処理水室１５から処理水室１６への処理水２１の濾過を
更に促進することができる。

【００２３】尚、本発明は上記各実施例に何等制限され
るものではない。例えば、図１、図３では被処理水室５
を大気に開放した状態にしたが、被処理水室５を密閉系
にし、廃水１を加圧し、濾過部材７による濾過を促進す
ることもできる。また、濾過部材による被処理水室と処
理水室の区画の仕方も必要に応じて適宜変更することが
できる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１〜
請求項３に記載の発明によれば、難分解性物質を効率良
く短時間で分解処理すると共に、処理水のみを効率良く
分離することができる廃水処理装置を提供することがき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃水処理装置の一実施形態を示す構成
図である。

【図２】本発明の廃水処理装置の他の実施形態を示す構
成図である。

【図３】本発明の廃水処理装置の更に他の実施形態を示
す構成図である。

【符号の説明】

１廃水２微生物４、１４処理槽５、１５被処理水室６、１６処理水室７、１７濾過部材８、１８陽極９、１９陰極１１、２１処理水２４空気流入管（加圧手段）２６酸化触媒（触媒）２７加熱コイル（加熱手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C02F 3/12 C02F 1/469

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性汚染物質を含有する廃水を処理槽
内で微生物により分解処理する廃水処理装置において、
上記処理槽内を被処理水室と処理水室に区画する濾過部
材と、この濾過部材により区画された被処理水室に挿入
された陽極と、この陽極と対をなして上記処理水室に挿
入された陰極と、上記被処理水室を上記処理水室より高
い水圧下で上記被処理水室内の陽極と上記処理水室の陰
極間に電圧を印加し、上記被処理水室内で上記微生物に
より処理された処理水を上記濾過部材による電気浸透及
び濾過により上記処理水室へ分離することを特徴とする
廃水処理装置。
【請求項２】上記被処理水室内に加熱手段及び加圧手
段をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１に記載の
廃水処理装置。
【請求項３】上記被処理水室内に上記有機性汚染物質
分解を促進する触媒を配置したことを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の廃水処理装置。