汚水処理装置
【課題】汚水を確実に処理することができ、かつ、作業性の向上を図ることができる汚水処理装置を提供すること。
【解決手段】陽極側の電極板３２に通電を行うと、その電極板３２から正電位を有する金属イオンが溶出する。処理槽９に貯留された汚水には有機物などの汚れ成分が含まれているが、一般的に、その汚れ成分は負電位を有しているので、金属イオンに凝集され、金属水酸化物とともに沈殿することとなる。また、オゾン発生装置１３においてオゾンが発生させられ、マイクロバブル発生装置１２において、そのオゾンを用いてマイクロバブルが発生させられる。これにより、浮上分離槽１１内に流入した汚れ成分等は、浮上分離槽１１内において、マイクロバブルにより浮上分離される。
【解決手段】陽極側の電極板３２に通電を行うと、その電極板３２から正電位を有する金属イオンが溶出する。処理槽９に貯留された汚水には有機物などの汚れ成分が含まれているが、一般的に、その汚れ成分は負電位を有しているので、金属イオンに凝集され、金属水酸化物とともに沈殿することとなる。また、オゾン発生装置１３においてオゾンが発生させられ、マイクロバブル発生装置１２において、そのオゾンを用いてマイクロバブルが発生させられる。これにより、浮上分離槽１１内に流入した汚れ成分等は、浮上分離槽１１内において、マイクロバブルにより浮上分離される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、汚水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、汚水処理装置が利用されている。汚水処理装置は、生活排水などの汚水を浄化処理するためのものであり、処理された汚水は、たとえば、公共水域に放流されたり、トイレ洗浄用の水や洗車用の水として再利用されたりする。
汚水処理装置としては、汚水を貯留するための処理槽と、処理槽に貯留された汚水中に微細気泡を発生させるための微細気泡発生装置とが備えられ、処理槽に汚水を貯留した後、汚れを凝集させる作用を有する水質活性浄化剤を汚水中に添加して、凝集した汚水中の汚れを、微細気泡の作用によって浮上させ、その汚れを分離除去するものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、汚水を貯留するための処理槽と、処理槽内に設けられた対をなす電極板とが備えられ、処理槽に汚水を貯留した後、電極板間に電圧を印加して汚水を電気分解し、汚水中の電気化学反応により汚水中の汚れを凝集し、さらに、電極板から発生するガスによって凝集した汚れを浮上させ、その汚れを分離除去するものも知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１７５６２号公報
【特許文献２】特開平０５−３３７４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の汚水処理装置では、汚水中の汚れを凝集させるたびに水質活性浄化剤を添加せねばならず、その作業が手間となるといった問題がある。
また、上記特許文献２に記載の汚水処理装置では、電極板から発生するガスでは、凝集した汚れが良好に浮上しない場合があるといった問題もある。
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、汚水を確実に処理することができ、かつ、作業性の向上を図ることができる汚水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、汚水を貯留することのできる処理槽（９，４５）と、上記処理槽内の水を電気分解するための電解装置（１０，５４）と、上記処理槽内の水の中に微細気泡を発生させるための微細気泡発生装置（１２，５２）と、を備えることを特徴とする汚水処理装置（３，４０）である。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素などを表す。以下、この項において同じ。
【０００６】
この構成によれば、処理槽に汚水を貯留した状態で、その汚水を電解装置で電気分解することにより、その水に含まれる有機物などの汚れを分離することができる。そして、汚れが分離された処理槽内の水の中に微細気泡発生手段により微細気泡を発生させ、その微細気泡の作用により、汚れを浮上分離させることができる。すなわち、汚水に含まれる汚れを分離しつつ、その汚れを浮上分離することを確実に行える。また、電解装置および微細気泡発生装置を用いることで汚水に含まれる汚れを浮上分離することができるので、作業が煩雑となるのを防いで作業性の向上を図ることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明のように、上記汚水処理装置（３）が、浄化槽（５，６）で浄化された後の汚水を処理するものであって、上記処理槽（９，４５）は、上記浄化槽で浄化された後の汚水を貯留するものであれば、汚水をより高度に処理することができる。
なお、浄化槽には、たとえば、汚水に含まれる汚れを沈殿させて除去するための第一の浄化槽と、第一の浄化槽で浄化された汚水に対して生物処理をするための第二の浄化槽とが含まれる。これにより、汚水処理装置において、汚水をより一層高度に処理することができる。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明のように、汚水を一時的に貯留するための貯留槽（４１）と、上記貯留槽から上記処理槽へ汚水を送り出すための送水手段（４３，４４）と、をさらに備えるものであれば、一時的に貯留した汚水に対して処理を施すことができる。
請求項４に記載の発明は、上記微細気泡発生装置（１２，５２）から発生する微細気泡の作用により上記処理槽（９，４５）内の水から浮上した汚れを、上記処理槽外に排出するための排出機構（１１，１５，５９）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の汚水処理装置（３，４０）である。
【０００９】
この構成によれば、処理槽内の水から浮上した汚れを、排出機構を介して処理槽外に排出するので、処理槽内の水から確実に汚れを取り除くことができる。
また、請求項５に記載の発明のように、上記排出機構（１１，１５，５９）が、上記処理槽（９，４５）内の水から浮上した汚れを上記処理槽内からオーバーフローさせるものであれば、汚水処理装置の構成が複雑となるのを防ぎつつ、処理槽内の水から浮上した汚れを、随時、処理槽外に排出することができる。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、上記微細気泡発生装置（１２，５２）にオゾンを供給するオゾン供給手段（１３）をさらに備え、上記微細気泡発生装置は、上記オゾン供給手段から供給されたオゾンを用いて上記処理槽内の水の中に微細気泡を発生させるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の汚水処理装置（３，４０）である。
この構成によれば、微細気泡発生装置はオゾンを用いて処理槽内の水の中に微細気泡を発生させるので、微細気泡の作用により汚れを処理槽内の水から浮上させるとともに、処理槽内の水にオゾンを溶け込ませて、その水の除菌および脱臭を行うことができる。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、上記処理槽（９，４５）内で処理された水をろ過して上記処理槽外に排水するための排水手段（６２〜６５）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の汚水処理装置（３，４０）である。
この構成によれば、処理槽外に排水される水はろ過されているので、その排水される水に、処理槽内の水から浮上した汚れが含まれるのを防ぐことができる。よって、汚水処理装置から排水される水によって環境が害されるのを防ぐことができる。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、上記電解装置（１０，５４）は、上記処理槽（９，４５）内に設けられる陽極および陰極を有し、上記陽極は、鉄またはアルミニウムで形成され、上記陰極は、鉄、アルミニウムまたはステンレスで形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の汚水処理装置（３，４０）である。
この構成によれば、陽極に通電を行うと、陽極から正電位を有する金属イオン（鉄イオン、アルミニウムイオンなど）が溶出し、不溶性の金属水酸化物（水酸化鉄、水酸化アルミニウムなど）が生成される。生成された金属水酸化物は、水よりも比重が大きいため、処理槽内で沈殿する。処理槽内に貯められた水は、生活排水などの汚水であるので、有機物などの汚れが含まれているが、一般的に、その汚れは負電位を有しているので、陽極から溶出した金属イオンに凝集され、金属水酸化物とともに沈殿することとなる。したがって、処理槽内の水を電気分解した後に、処理槽内の水の中に微細気泡を発生させれば、金属水酸化物とともに沈殿した汚れを良好に浮上させることができる。
【００１３】
そして、陰極に通電を行うと、陰極の周囲から水素ガスが発生する。したがって、微細気泡だけでなく、陰極の周囲から発生する水素ガスも用いて汚れを浮上させることができる。よって、処理槽内の水に含まれる汚れをより良好に浮上させることができる。
また、請求項９に記載の発明のように、上記微細気泡発生装置（１２，５２）が、上記処理槽（９，４５）内の水の中に、上記陽極および陰極に対して下方から微細気泡を発生させるものであれば、処理槽内に含まれる汚れをより一層良好に浮上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態にかかる汚水処理装置３が含まれる三次処理装置１の構成を示す図であり、図１（ａ）は、三次処理装置１の平面図を示す図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の切断線Ａ−Ａで切断した状態を示す図である。
三次処理装置１には、三次処理装置１に送られてきた汚水が初めに流入される浄化装置２と、浄化装置２で浄化処理された後の汚水が流入される汚水処理装置３とが備えられている。
【００１５】
浄化装置２には、浄化装置２の外形を構成する略箱形のハウジング４と、ハウジング４内に設けられた第一浄化槽５、第二浄化槽６とが備えられている。
第一浄化槽５は、流入されてきた汚水を貯留し、その汚水に対して沈殿物除去処理を行うための浄化槽である。また、第一浄化槽５で処理された汚水は、第二浄化槽６に流入するようにされている。
【００１６】
第二浄化槽６は、第一浄化槽５から流入されてきた汚水を貯留し、その汚水に対して生物処理を行うための浄化槽である。
また、ハウジング４の一端面の上部には、ハウジング４を貫通する流入管７が取り付けられており、三次処理装置１に送られてきた生活排水などの汚水は、流入管７を介して、第一浄化槽５に流入するようにされている。
【００１７】
そして、ハウジング４の他端面の上部には、ハウジング４を貫通する連結管８の一端部が備えられており、連結管８の他端部は、汚水処理装置３の処理槽９（後述する）の一端面の上部を貫通するようにして処理槽９に取り付けられている。
汚水処理装置３には、汚水処理装置３の外形を構成する略箱形の処理槽９と、処理槽９内の汚水を電気分解するための電解装置１０と、処理槽９内に設けられた浮上分離槽１１、マイクロバブル発生装置１２、オゾン発生装置１３とが備えられている。
【００１８】
処理槽９は、その内部に汚水を貯留することができるようにされており、具体的には、連結管８を介して第二浄化槽６から流入された汚水を貯留することができる。
電解装置１０には、処理槽９の外部に設けられる制御部３１と、処理槽９内に設けられた一対の電極板３２と、制御部３１と電極板３２とを電気的に接続する接続ケーブル３３とが備えられている。なお、図１においては、便宜上、電極板３２は１つのみ示されている。
【００１９】
制御部３１は、たとえば、電源やマイクロコンピュータなどを含む構成であって、電極板３２への通電を制御したり、後述の循環ポンプ２５を駆動制御したりする。
一対の電極板３２は、一方の電極板３２を陽極とし、他方の電極板３２を陰極として、陽極側の電極板３２は、鉄またはアルミニウムで形成され、陰極側の電極板３２は、鉄、アルミニウムまたはステンレスで形成されている。
【００２０】
そして、一対の電極板３２は、互いの板面を対向させて、所定間隔を保ち、処理槽９内に汚水が貯留された状態で、その貯留された汚水の上部に着水するように、処理槽９内に設けられている。また、電極板３２近傍には、電極板３２に対して気泡を供給するための散気管１４が設けられている。
浮上分離槽１１は、中空形状の部材であり、処理槽９内において、処理槽９の底面から上面近傍まで延びている。そして、その上端は、処理槽９内に汚水が貯留された状態において、水面から上方に所定寸法突出するようにされており、その下端近傍に開口１１ａが形成されている。
【００２１】
浮上分離槽１１の上部には、返送管１５の一端が、浮上分離槽１１を貫通するように取り付けられている。そして、返送管１５の他端は、第一浄化槽５を貫通するように、第一浄化槽５の上部に取り付けられている。
マイクロバブル発生装置１２は、微細気泡発生装置としてマイクロバブルを発生させるものであり、電極板３２に対して下方に位置し、その先端が、浮上分離槽１１内に貫通している噴出管２４と接続されており、その後端が、循環ポンプ２５が介装された接続管２６と接続されている。これにより、循環ポンプ２５により接続管２６から吸い込まれた汚水は、マイクロバブル発生装置１２内を通過して噴出管２４から噴出される。そして、その際に、マイクロバブル発生装置１２によってマイクロバブルが発生させられる。すなわち、マイクロバブル発生装置１２は、汚水が循環（流動）させられる経路の途中部に備えられている。なお、マイクロバブルとは、直径が数十μｍ以下の微細気泡をいう。
【００２２】
図２は、マイクロバブル発生装置１２の内部構成を示す断面図である。
マイクロバブル発生装置１２には、長尺形状を有する本体１６が備えられている。本体１６は、長手方向に貫通する貫通孔１７が形成された筒状の部材であって、その外周面の長手方向途中部には、貫通孔１７に直交するように連通し、接続管２６に接続される入口管１２ａが突出形成されている。本体１６の長手方向先端部は、噴出管２４に接続される出口管１２ｂを構成している。
【００２３】
本体１６内に形成された貫通孔１７の長手方向の後半部は、ほぼ均一な断面積を有する流入部１８を構成している。流入部１８の先端には、その断面積が縮小されることにより絞り部１９が形成されている。貫通孔１７の絞り部１９よりも先端側の部分（貫通孔１７の前半部）は、先端に向かって徐々に断面積が大きくなるように形成された流出部２０を構成している。
【００２４】
本体１６の長手方向の後端縁には、径方向に向かって突出するフランジ部１６ａが形成されている。本体１６には、密閉蓋２１が貫通孔１７の後端を塞ぐようにフランジ部１６ａに当接され、フランジ部１６ａと密閉蓋２１とが、たとえばボルトおよびナットからなる固定具２２により固定されている。フランジ部１６ａと密閉蓋２１との間には、円環状のパッキン２３が介装されており、マイクロバブル発生装置１２内（本体１６内）の水がフランジ部１６ａと密閉蓋２１との隙間から漏れ出すのを防止できるようになっている。
【００２５】
密閉蓋２１の中央部には、当該密閉蓋２１を貫通する貫通孔２１ａが形成されている。密閉蓋２１の一端面であって、本体１６の先端側となる一端面には、貫通孔２１ａから本体１６の先端側に向かって突出する先方突出管２１ｂが形成されており、密閉蓋２１の他端面であって、本体１６の後端側には、貫通孔２１ａから本体１６の後端側に向かって突出する後方突出管２１ｃが形成されている。
【００２６】
密閉蓋２１が本体１６に取り付けられた状態では、先方突出管２１ｂが本体１６の流入部１８内に挿入され、先方突出管２１ｂの先端が入口管１２ａの延長線上に臨んでいる。
循環ポンプ２５を駆動させると、処理槽９内に貯留された汚水が接続管２６を介して、入口管１２ａからマイクロバブル発生装置１２内に流入し、流入部１８、絞り部１９および流出部２０を経て、出口管１２ｂから流出する。このとき、流入部１８から絞り部１９を介して流出部２０へと水が噴出される際に、流出部２０側に負圧が生じ、いわゆるベンチュリー管現象によって、後方突出管２１ｃからマイクロバブル発生装置１２内（流入部１８内）に空気が吸引される。
【００２７】
このようにすることで、マイクロバブル発生装置１２内に流入した水が絞り部１９を通過する際に圧力を急激に上昇させることができる。これにより、絞り部１９の下流側に衝撃波を発生させて、絞り部１９の上流側（流入部１８）に供給された空気を微細化し、良好にマイクロバブルを発生させることができる。
再び、図１を参照して、オゾン発生装置１３は、処理槽９内に設けられており、空気流入管３４の一端が接続されている。そして、空気流入管３４の他端は、マイクロバブル発生装置１２に接続されており、詳しくは、マイクロバブル発生装置１２の後方突出管２１ｃに接続されている。
【００２８】
空気流入管３４の途中部には、オゾン発生装置１３からマイクロバブル発生装置１２内への空気の流入は許容するが、マイクロバブル発生装置１２内の水がオゾン発生装置１３へと逆流するのを阻止できる逆止弁３５が介装されている。
このようにすることで、空気流入管３４を介して、オゾン発生装置１３によって発生させられたオゾンを用いて、マイクロバブル発生装置１２にてマイクロバブルを発生させることができる。
【００２９】
また、処理槽９内には、塩素薬剤３６が備えられており、処理槽９の他端面の上部には、処理槽９を貫通する排水管３７が取り付けられている。
三次処理装置１においては、まず、台所排水や風呂排水などの生活排水が含まれる汚水が、流入管７を介して、第一浄化槽５に流入される。そして、汚水が第一浄化槽５に貯留されて、第一浄化槽５において沈殿物除去処理が行われる。
【００３０】
つづいて、第一浄化槽５において処理された汚水が、第二浄化槽６に流入されて貯留され、第二浄化槽６において生物処理が行われる。生物処理が行われた汚水は、連結管８を介して、汚水処理装置３の処理槽９に流入され、処理槽９に貯留される。
そして、処理槽９に貯留された汚水は、電解装置１０により電気分解される。詳しくは、処理槽９に汚水が貯留された状態で、制御部３１により、一対の電極板３２に所定の電圧が印加されて、電極板３２間において通電が行われる。
【００３１】
ここで、陽極側の電極板３２を鉄で形成した場合には、その陽極側の電極板３２の周囲で下記のような電気化学反応が起こる。
Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−
Ｆｅ２＋→Ｆｅ３＋＋ｅ−
Ｆｅ３＋＋３ＯＨ−→Ｆｅ(ＯＨ)３↓
また、陽極側の電極板３２をアルミニウムで形成した場合には、その陽極側の電極板３２の周囲で下記のような電気化学反応が起こる。
【００３２】
Ａｌ→Ａｌ３＋＋３ｅ−
Ａｌ３＋＋３ＯＨ−→Ａｌ(ＯＨ)３↓
このように、陽極側の電極板３２に通電を行うと、その電極板３２から正電位を有する金属イオン（鉄イオン、アルミニウムイオンなど）が溶出し、不溶性の金属水酸化物（水酸化鉄、水酸化アルミニウムなど）が生成される。生成された金属水酸化物は、水よりも比重が大きいため、処理槽９内において、徐々に沈殿していく。また、処理槽９に貯留された汚水には有機物などの汚れ成分が含まれているが、一般的に、その汚れ成分は負電位を有しているので、陽極側の電極板３２から溶出した金属イオンに凝集され、金属水酸化物とともに沈殿することとなる。
【００３３】
一方、陰極側の電極板３２の周囲で下記のような電気化学反応が起こる。
２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２↑
このように、陰極側の電極板３２に通電を行うと、その電極板３２の周囲から水素ガスが発生する。そして、その水素ガスにより、電極板３２、特に、陽極側の電極板３２に付着している汚れ成分および金属水酸化物（以下、単に「汚れ成分等」という。）が還元破壊されて、電極板３２から分離される。また、散気管１４から、電極板３２に対して気泡が供給されると、その気泡によっても、汚れ成分等が電極板３２から分離される。
【００３４】
そして、オゾン発生装置１３においてオゾンが発生させられ、さらに、循環ポンプ２５が動作されることで、マイクロバブル発生装置１２において、そのオゾンを用いてマイクロバブルが発生させられる。そのマイクロバブルは、噴出管２４から浮上分離槽１１内に噴出される。このとき、汚れ成分等は、処理槽９内の汚水中を浮遊しながら、開口１１ａから浮上分離槽１１内に進入する。また、浮上分離槽１１には、複数の通水孔１１ｂが形成されており、各通水孔１１ｂは、それぞれフィルター１１ｃにより覆われている。これにより、浮上分離槽１１内の汚水の一部は、各通水孔１１ｂから循環ポンプ２５側に流出し、再び、循環ポンプ２５の動作によって接続管２６から吸い込まれる。また、このとき、浮上分離槽１１内の汚れ成分等はフィルター１１ｃによって除去されるため、通水孔１１ｂから循環ポンプ２５側に流出する汚水中に凝集された汚れ成分等が含まれるのを防ぐことができる。
【００３５】
そして、浮上分離槽１１内に流入した汚れ成分等は、浮上分離槽１１内において、マイクロバブルにより浮上分離され、その浮上分離した汚れ成分等は、返送管１５を介して、浮上分離槽１１からオーバーフローされ、さらに、返送管１５を介して、第一浄化槽５に流入され、第一浄化槽５において沈殿除去処理される。そして、その沈殿除去された汚れ成分等は、第一浄化槽５において沈殿除去されていた他の汚れとともに、たとえば、バキューム等で定期的に吸い取られて第一浄化槽５から除去される。
【００３６】
このようにして、処理槽９内において、汚れ成分等が除去された水（処理水）は、塩素薬剤３６により、消毒された後、排水管３７から処理槽９外に排水される。なお、図１においては、図示しないが、排水管３７から排水された水は、たとえば、側溝などの公共水域に放流されたり、トイレ洗浄用水や洗車用水等に再利用されたりする。
以上のように、この実施形態では、処理槽９に汚水を貯留した状態で、その汚水を電解装置１０で電気分解することにより、その水に含まれる有機物などの汚れ成分を分離することができる。そして、汚れが分離された処理槽９内の水の中にマイクロバブル発生装置１２によりマイクロバブルを発生させ、そのマイクロバブルの作用により、汚れ成分等を浮上分離させることができる。すなわち、汚水に含まれる汚れ成分を分離しつつ、その汚れ成分を浮上分離することを確実に行える。また、電解装置１０およびマイクロバブル発生装置１２を用いることで汚水に含まれる汚れ成分を浮上分離することができるので、作業が煩雑となるのを防いで作業性の向上を図ることができる。
【００３７】
また、汚水処理装置３は、第一浄化槽５および第二浄化槽６で浄化された後の汚水を処理するので、汚水をより高度に処理することができる。
また、浮上分離槽１１内において浮上分離した汚れを、返送管１５を介して、浮上分離槽１１からオーバーフローさせるので、汚水処理装置３の構成が複雑となるのを防ぎつつ、処理槽９内の水から浮上した汚れを、随時、処理槽９外に排出することができる。
【００３８】
また、マイクロバブル発生装置１２はオゾンを用いて処理槽９内の水の中にマイクロバブルを発生させるので、マイクロバブルの作用により汚れ成分を処理槽９内の水から浮上させるとともに、処理槽９内の水にオゾンを溶け込ませて、その水の除菌、脱臭および脱色を行うことができる。
また、陽極側の電極板３２は、鉄またはアルミニウムで形成され、陰極側の電極板３２は、鉄、アルミニウムまたはステンレスで形成されているので、陽極側の電極板３２から正電位を有する金属イオンが溶出し、その金属イオンによって、汚水に含まれる汚れ成分を凝集することができる。そして、陰極側の電極板３２の周囲から水素ガスが発生し、その水素ガスによって、電極板３２に付着している汚れ成分等を還元破壊し、電極板３２から分離させることができる。
【００３９】
また、マイクロバブル発生装置１２は、電極板３２に対して下方に位置しているので、電極板３２から分離した汚れ成分等を、マイクロバブルの浮上力により、浮上分離槽１１内においてより一層良好に浮上させることができる。
なお、排水管３７には、排水する水をろ過するためのろ過フィルタが備えられていてもよい。このようにずれば、排水する水に、処理槽９内の水から浮上した汚れ成分等が含まれるのを防ぐことができる。
【００４０】
図３は、この発明の第２の実施形態にかかる汚水処理装置４０の内部構成を示す断面図である。
汚水処理装置４０には、汚水処理装置４０に送られてきた汚水が初めに流入される貯留槽４１と、貯留槽４１に貯留された汚水が流入される処理槽４５を内部に有するハウジング４６とが備えられている。
【００４１】
貯留槽４１は、上面が開放された略箱形の形状とされており、その内部に汚水を貯留することができるようにされている。詳しくは、貯留槽４１は、貯留槽４１の上部に設けられた流入管４２によって、その内部に汚水が流入されるようにされており、その汚水が貯留槽４１に貯留される。
また、貯留槽４１内には、吸込ポンプ４３が介装された吸込管４４の一端が、貯留槽４１内深くに差し込まれている。また、吸込管４４の他端は、ハウジング４６を貫通して、処理槽４５の上部に、処理槽４５を貫通するように接続されている。
【００４２】
ハウジング４６は、略箱形の形状とされており、その内部空間が、ハウジング４６の内面に一体的に形成され、かつ、水平方向に延びる区画壁４７によって、上部空間４８と下部空間４９とに２分割されている。また、上部空間４８には、処理槽４５が備えられている。
処理槽４５は略箱形の形状とされており、処理槽４５の底部は、下方に向かうにつれて先細りしたホッパ形状となっている。処理槽４５の底部には、上下方向に延びる接続管５０の一端部（上端部）が接続されている。接続管５０の一端部（上端部）には、フィルタ５０ａが設けられており、接続管５０の途中部には、低圧力型（たとえば、吐出圧が０．１ｍＰａ）の循環ポンプ５１が介装されている。接続管５０の他端部には、接続管５０を通って流れてくる水の中にマイクロバブルを供給するためのマイクロバブル発生装置５２の入口管５２ａが接続されている。そして、マイクロバブル発生装置５２の出口管５２ｂは、処理槽４５の底部に形成された循環口４５ａに接続されている。また、マイクロバブル発生装置５２の下面には、下方に向かって突出する下突出管５２ｃが形成されている。下突出管５２ｃの途中部には、下突出管５２ｃからマイクロバブル発生装置５２内への空気の流入は許容するが、マイクロバブル発生装置５２内の水が下突出管５２ｃへと逆流するのを阻止できる逆止弁５３が介装されている。
【００４３】
なお、マイクロバブル発生装置５２の内部構成は、上述したマイクロバブル発生装置１２と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
循環ポンプ５１を駆動させると、処理槽４５内に貯められた水が、接続管５０を通ってマイクロバブル発生装置５２内に流入し、循環口４５ａから処理槽４５内に循環される。このとき、フィルタ５０ａにより、凝集した汚れ成分等がマイクロバブル発生装置５２内に流入しないようにされている。このようにして循環する水には、マイクロバブル発生装置５２を通過する過程でマイクロバブルが供給される。循環する水の中に供給されたマイクロバブルは、処理槽４５内の水の中を上昇する。
【００４４】
また、処理槽４５には、処理槽４５内に貯留された汚水を電気分解するための電解装置５４が備えられている。
電解装置５４には、陽極電極板５５と、陰極電極板５６と、接続ケーブル５７を介して、陽極電極板５５および陰極電極板５６に接続された制御部５８とが備えられている。
陽極電極板５５は、たとえば、鉄、アルミニウムなどの材料（たとえば、金属イオンが溶出する材料）を用いて形成することができる。
【００４５】
陰極電極板５６は、たとえば、陽極電極板５５と同じ材料（鉄、アルミニウムなど）で形成することもできるし、ステンレスなどの陽極電極板５５とは異なる材料（たとえば、金属イオンが溶出しない材料）を用いて形成することもできる。
制御部５８は、たとえば、電源やマイクロコンピュータなどを含む構成であって、陽極電極板５５および陰極電極板５６への通電を制御する他、吸込ポンプ４３、循環ポンプ５１、および、後述する処理水吸込ポンプ６３の駆動や、後述する処理水吸込バルブ６４、第一排出バルブ６１、第二排出バルブ６６の開閉などを制御するものである。陽極電極板５５および陰極電極板５６には、たとえば、１５Ｖ以下の電圧で、１．２Ａ程度の電流が通電される。
【００４６】
処理槽４５内の上部には、オーバーフロー口５９が形成されていて、処理槽４５内の汚水から浮上分離された汚れ成分等は、オーバーフロー口５９から処理槽４５の外部にオーバーフローされるようになっている。オーバーフロー口５９には、第一排出管６０の一端部が接続されており、第一排出管６０の他端部は、下部空間４９に連通している。また、第一排出管６０の途中部には、第一排出バルブ６１が介装されている。このような構成によれば、処理槽４５内の汚水から浮上分離した汚れ成分等を容易に除去することができる。
【００４７】
処理槽４５内には、処理水吸込管６２の一端部（下端部）が、処理槽４５内に貯められる汚水の水位の中央部近傍に開放されている。処理水吸込管６２の他端部（上端部）は、たとえば、排水管とされており、処理水吸込管６２を介して、処理槽４５内の水を外部に排水できるようにされている。
処理水吸込管６２の途中部には、処理水吸込ポンプ６３が介装されるとともに、処理水吸込ポンプ６３よりも処理槽４５側に処理水吸込バルブ６４が介装されている。処理水吸込管６２の下端部には、汚水をろ過するためのろ過フィルタ６５が備えられていて、汚れ成分等が十分に浮上分離されていない場合でも、その汚れ成分等をろ過フィルタ６５により除去してから外部に排水できるようになっている。
【００４８】
そして、流入管４２を介して、台所排水や風呂排水などの生活排水が含まれる汚水が貯留槽４１に流入され、その汚水が貯留槽４１に一時的に貯留される。
つづいて、吸込ポンプ４３が駆動され、貯留槽４１に貯留されている汚水が、処理槽４５に流入される。そして、処理槽４５に貯留された汚水は、陽極電極板５５および陰極電極板５６に通電が行われることで電気分解される。その結果、処理槽４５内に貯められている汚水から汚れ成分等が分離して、処理槽４５の底部に沈殿することとなる。なお、陽極電極板５５および陰極電極板５６の周囲で生じる電気化学反応は、上述の電極板３２の周囲で生じる電気化学反応と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００４９】
そして、電気分解が所定時間行われた後、循環ポンプ５１により、処理槽４５内の電解処理後の汚水がマイクロバブル発生装置５２内を循環させられ、その汚水の中にマイクロバブルが供給される。これにより、処理槽４５の底部に沈殿した汚れ成分等がマイクロバブルにより浮上分離される。このとき、第一排出バルブ６１は開いた状態とされており、マイクロバブルにより浮上分離された汚れ成分等は、オーバーフロー口５９からオーバーフローして、第一排出管６０を介して、下部空間４９に貯められる。
【００５０】
下部空間４９には、第二排出バルブ６６が介装された第二排出管６７が連通しており、たとえば、第二排出バルブ６６が定期的に開かれて、バキューム等で、第二排出管６７を介して下部空間４９に貯められた汚れ成分等が定期的に吸い取られて除去される。
一方、処理槽４５内の水（処理水）は、処理水吸込バルブ６４が開かれた状態で、処理水吸込ポンプ６３により、処理水吸込管６２を介して処理槽４５外に排水される。なお、図３においては図示しないが、処理槽４５から排水された水は、たとえば、側溝等の公共水域に放流されたり、トイレ洗浄用水や洗車用水等に再利用されたりする。
【００５１】
以上のように、この実施形態では、貯留槽４１に一時的に貯留した汚水に対して処理を施すことができる。
また、処理槽４５外に排水される水はろ過されているので、その排水される水に、処理槽４５内の水から浮上した汚れが含まれるのを防ぐことができる。よって、汚水処理装置４０から排水される水によって環境が害されるのを防ぐことができる。
【００５２】
なお、この実施形態では、マイクロバブル発生装置５２は、下突出管５２ｃから通常の空気が吸い込まれるものとして説明したが、下突出管５２ｃにオゾン発生装置が取り付けられており、オゾン発生装置により発生させられたオゾンを用いてマイクロバブルを発生させるものであってもよい。
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる汚水処理装置が含まれる三次処理装置の構成を示す図である。
【図２】マイクロバブル発生装置の内部構成を示す断面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態にかかる汚水処理装置の内部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
３ 汚水処理装置
５ 第一浄化槽
６ 第二浄化槽
９ 処理槽
１０ 電解装置
１１ 浮上分離槽
１２ マイクロバブル発生装置
１３ オゾン発生装置
１５ 返送管
４０ 汚水処理装置
４１ 貯留槽
４３ 吸込ポンプ
４４ 吸込管
４５ 処理槽
５２ マイクロバブル発生装置
５４ 電解装置
５９ オーバーフロー口
【技術分野】
【０００１】
この発明は、汚水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、汚水処理装置が利用されている。汚水処理装置は、生活排水などの汚水を浄化処理するためのものであり、処理された汚水は、たとえば、公共水域に放流されたり、トイレ洗浄用の水や洗車用の水として再利用されたりする。
汚水処理装置としては、汚水を貯留するための処理槽と、処理槽に貯留された汚水中に微細気泡を発生させるための微細気泡発生装置とが備えられ、処理槽に汚水を貯留した後、汚れを凝集させる作用を有する水質活性浄化剤を汚水中に添加して、凝集した汚水中の汚れを、微細気泡の作用によって浮上させ、その汚れを分離除去するものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、汚水を貯留するための処理槽と、処理槽内に設けられた対をなす電極板とが備えられ、処理槽に汚水を貯留した後、電極板間に電圧を印加して汚水を電気分解し、汚水中の電気化学反応により汚水中の汚れを凝集し、さらに、電極板から発生するガスによって凝集した汚れを浮上させ、その汚れを分離除去するものも知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１７５６２号公報
【特許文献２】特開平０５−３３７４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の汚水処理装置では、汚水中の汚れを凝集させるたびに水質活性浄化剤を添加せねばならず、その作業が手間となるといった問題がある。
また、上記特許文献２に記載の汚水処理装置では、電極板から発生するガスでは、凝集した汚れが良好に浮上しない場合があるといった問題もある。
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、汚水を確実に処理することができ、かつ、作業性の向上を図ることができる汚水処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、汚水を貯留することのできる処理槽（９，４５）と、上記処理槽内の水を電気分解するための電解装置（１０，５４）と、上記処理槽内の水の中に微細気泡を発生させるための微細気泡発生装置（１２，５２）と、を備えることを特徴とする汚水処理装置（３，４０）である。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素などを表す。以下、この項において同じ。
【０００６】
この構成によれば、処理槽に汚水を貯留した状態で、その汚水を電解装置で電気分解することにより、その水に含まれる有機物などの汚れを分離することができる。そして、汚れが分離された処理槽内の水の中に微細気泡発生手段により微細気泡を発生させ、その微細気泡の作用により、汚れを浮上分離させることができる。すなわち、汚水に含まれる汚れを分離しつつ、その汚れを浮上分離することを確実に行える。また、電解装置および微細気泡発生装置を用いることで汚水に含まれる汚れを浮上分離することができるので、作業が煩雑となるのを防いで作業性の向上を図ることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明のように、上記汚水処理装置（３）が、浄化槽（５，６）で浄化された後の汚水を処理するものであって、上記処理槽（９，４５）は、上記浄化槽で浄化された後の汚水を貯留するものであれば、汚水をより高度に処理することができる。
なお、浄化槽には、たとえば、汚水に含まれる汚れを沈殿させて除去するための第一の浄化槽と、第一の浄化槽で浄化された汚水に対して生物処理をするための第二の浄化槽とが含まれる。これにより、汚水処理装置において、汚水をより一層高度に処理することができる。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明のように、汚水を一時的に貯留するための貯留槽（４１）と、上記貯留槽から上記処理槽へ汚水を送り出すための送水手段（４３，４４）と、をさらに備えるものであれば、一時的に貯留した汚水に対して処理を施すことができる。
請求項４に記載の発明は、上記微細気泡発生装置（１２，５２）から発生する微細気泡の作用により上記処理槽（９，４５）内の水から浮上した汚れを、上記処理槽外に排出するための排出機構（１１，１５，５９）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の汚水処理装置（３，４０）である。
【０００９】
この構成によれば、処理槽内の水から浮上した汚れを、排出機構を介して処理槽外に排出するので、処理槽内の水から確実に汚れを取り除くことができる。
また、請求項５に記載の発明のように、上記排出機構（１１，１５，５９）が、上記処理槽（９，４５）内の水から浮上した汚れを上記処理槽内からオーバーフローさせるものであれば、汚水処理装置の構成が複雑となるのを防ぎつつ、処理槽内の水から浮上した汚れを、随時、処理槽外に排出することができる。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、上記微細気泡発生装置（１２，５２）にオゾンを供給するオゾン供給手段（１３）をさらに備え、上記微細気泡発生装置は、上記オゾン供給手段から供給されたオゾンを用いて上記処理槽内の水の中に微細気泡を発生させるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の汚水処理装置（３，４０）である。
この構成によれば、微細気泡発生装置はオゾンを用いて処理槽内の水の中に微細気泡を発生させるので、微細気泡の作用により汚れを処理槽内の水から浮上させるとともに、処理槽内の水にオゾンを溶け込ませて、その水の除菌および脱臭を行うことができる。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、上記処理槽（９，４５）内で処理された水をろ過して上記処理槽外に排水するための排水手段（６２〜６５）をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の汚水処理装置（３，４０）である。
この構成によれば、処理槽外に排水される水はろ過されているので、その排水される水に、処理槽内の水から浮上した汚れが含まれるのを防ぐことができる。よって、汚水処理装置から排水される水によって環境が害されるのを防ぐことができる。
【００１２】
請求項８に記載の発明は、上記電解装置（１０，５４）は、上記処理槽（９，４５）内に設けられる陽極および陰極を有し、上記陽極は、鉄またはアルミニウムで形成され、上記陰極は、鉄、アルミニウムまたはステンレスで形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の汚水処理装置（３，４０）である。
この構成によれば、陽極に通電を行うと、陽極から正電位を有する金属イオン（鉄イオン、アルミニウムイオンなど）が溶出し、不溶性の金属水酸化物（水酸化鉄、水酸化アルミニウムなど）が生成される。生成された金属水酸化物は、水よりも比重が大きいため、処理槽内で沈殿する。処理槽内に貯められた水は、生活排水などの汚水であるので、有機物などの汚れが含まれているが、一般的に、その汚れは負電位を有しているので、陽極から溶出した金属イオンに凝集され、金属水酸化物とともに沈殿することとなる。したがって、処理槽内の水を電気分解した後に、処理槽内の水の中に微細気泡を発生させれば、金属水酸化物とともに沈殿した汚れを良好に浮上させることができる。
【００１３】
そして、陰極に通電を行うと、陰極の周囲から水素ガスが発生する。したがって、微細気泡だけでなく、陰極の周囲から発生する水素ガスも用いて汚れを浮上させることができる。よって、処理槽内の水に含まれる汚れをより良好に浮上させることができる。
また、請求項９に記載の発明のように、上記微細気泡発生装置（１２，５２）が、上記処理槽（９，４５）内の水の中に、上記陽極および陰極に対して下方から微細気泡を発生させるものであれば、処理槽内に含まれる汚れをより一層良好に浮上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態にかかる汚水処理装置３が含まれる三次処理装置１の構成を示す図であり、図１（ａ）は、三次処理装置１の平面図を示す図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の切断線Ａ−Ａで切断した状態を示す図である。
三次処理装置１には、三次処理装置１に送られてきた汚水が初めに流入される浄化装置２と、浄化装置２で浄化処理された後の汚水が流入される汚水処理装置３とが備えられている。
【００１５】
浄化装置２には、浄化装置２の外形を構成する略箱形のハウジング４と、ハウジング４内に設けられた第一浄化槽５、第二浄化槽６とが備えられている。
第一浄化槽５は、流入されてきた汚水を貯留し、その汚水に対して沈殿物除去処理を行うための浄化槽である。また、第一浄化槽５で処理された汚水は、第二浄化槽６に流入するようにされている。
【００１６】
第二浄化槽６は、第一浄化槽５から流入されてきた汚水を貯留し、その汚水に対して生物処理を行うための浄化槽である。
また、ハウジング４の一端面の上部には、ハウジング４を貫通する流入管７が取り付けられており、三次処理装置１に送られてきた生活排水などの汚水は、流入管７を介して、第一浄化槽５に流入するようにされている。
【００１７】
そして、ハウジング４の他端面の上部には、ハウジング４を貫通する連結管８の一端部が備えられており、連結管８の他端部は、汚水処理装置３の処理槽９（後述する）の一端面の上部を貫通するようにして処理槽９に取り付けられている。
汚水処理装置３には、汚水処理装置３の外形を構成する略箱形の処理槽９と、処理槽９内の汚水を電気分解するための電解装置１０と、処理槽９内に設けられた浮上分離槽１１、マイクロバブル発生装置１２、オゾン発生装置１３とが備えられている。
【００１８】
処理槽９は、その内部に汚水を貯留することができるようにされており、具体的には、連結管８を介して第二浄化槽６から流入された汚水を貯留することができる。
電解装置１０には、処理槽９の外部に設けられる制御部３１と、処理槽９内に設けられた一対の電極板３２と、制御部３１と電極板３２とを電気的に接続する接続ケーブル３３とが備えられている。なお、図１においては、便宜上、電極板３２は１つのみ示されている。
【００１９】
制御部３１は、たとえば、電源やマイクロコンピュータなどを含む構成であって、電極板３２への通電を制御したり、後述の循環ポンプ２５を駆動制御したりする。
一対の電極板３２は、一方の電極板３２を陽極とし、他方の電極板３２を陰極として、陽極側の電極板３２は、鉄またはアルミニウムで形成され、陰極側の電極板３２は、鉄、アルミニウムまたはステンレスで形成されている。
【００２０】
そして、一対の電極板３２は、互いの板面を対向させて、所定間隔を保ち、処理槽９内に汚水が貯留された状態で、その貯留された汚水の上部に着水するように、処理槽９内に設けられている。また、電極板３２近傍には、電極板３２に対して気泡を供給するための散気管１４が設けられている。
浮上分離槽１１は、中空形状の部材であり、処理槽９内において、処理槽９の底面から上面近傍まで延びている。そして、その上端は、処理槽９内に汚水が貯留された状態において、水面から上方に所定寸法突出するようにされており、その下端近傍に開口１１ａが形成されている。
【００２１】
浮上分離槽１１の上部には、返送管１５の一端が、浮上分離槽１１を貫通するように取り付けられている。そして、返送管１５の他端は、第一浄化槽５を貫通するように、第一浄化槽５の上部に取り付けられている。
マイクロバブル発生装置１２は、微細気泡発生装置としてマイクロバブルを発生させるものであり、電極板３２に対して下方に位置し、その先端が、浮上分離槽１１内に貫通している噴出管２４と接続されており、その後端が、循環ポンプ２５が介装された接続管２６と接続されている。これにより、循環ポンプ２５により接続管２６から吸い込まれた汚水は、マイクロバブル発生装置１２内を通過して噴出管２４から噴出される。そして、その際に、マイクロバブル発生装置１２によってマイクロバブルが発生させられる。すなわち、マイクロバブル発生装置１２は、汚水が循環（流動）させられる経路の途中部に備えられている。なお、マイクロバブルとは、直径が数十μｍ以下の微細気泡をいう。
【００２２】
図２は、マイクロバブル発生装置１２の内部構成を示す断面図である。
マイクロバブル発生装置１２には、長尺形状を有する本体１６が備えられている。本体１６は、長手方向に貫通する貫通孔１７が形成された筒状の部材であって、その外周面の長手方向途中部には、貫通孔１７に直交するように連通し、接続管２６に接続される入口管１２ａが突出形成されている。本体１６の長手方向先端部は、噴出管２４に接続される出口管１２ｂを構成している。
【００２３】
本体１６内に形成された貫通孔１７の長手方向の後半部は、ほぼ均一な断面積を有する流入部１８を構成している。流入部１８の先端には、その断面積が縮小されることにより絞り部１９が形成されている。貫通孔１７の絞り部１９よりも先端側の部分（貫通孔１７の前半部）は、先端に向かって徐々に断面積が大きくなるように形成された流出部２０を構成している。
【００２４】
本体１６の長手方向の後端縁には、径方向に向かって突出するフランジ部１６ａが形成されている。本体１６には、密閉蓋２１が貫通孔１７の後端を塞ぐようにフランジ部１６ａに当接され、フランジ部１６ａと密閉蓋２１とが、たとえばボルトおよびナットからなる固定具２２により固定されている。フランジ部１６ａと密閉蓋２１との間には、円環状のパッキン２３が介装されており、マイクロバブル発生装置１２内（本体１６内）の水がフランジ部１６ａと密閉蓋２１との隙間から漏れ出すのを防止できるようになっている。
【００２５】
密閉蓋２１の中央部には、当該密閉蓋２１を貫通する貫通孔２１ａが形成されている。密閉蓋２１の一端面であって、本体１６の先端側となる一端面には、貫通孔２１ａから本体１６の先端側に向かって突出する先方突出管２１ｂが形成されており、密閉蓋２１の他端面であって、本体１６の後端側には、貫通孔２１ａから本体１６の後端側に向かって突出する後方突出管２１ｃが形成されている。
【００２６】
密閉蓋２１が本体１６に取り付けられた状態では、先方突出管２１ｂが本体１６の流入部１８内に挿入され、先方突出管２１ｂの先端が入口管１２ａの延長線上に臨んでいる。
循環ポンプ２５を駆動させると、処理槽９内に貯留された汚水が接続管２６を介して、入口管１２ａからマイクロバブル発生装置１２内に流入し、流入部１８、絞り部１９および流出部２０を経て、出口管１２ｂから流出する。このとき、流入部１８から絞り部１９を介して流出部２０へと水が噴出される際に、流出部２０側に負圧が生じ、いわゆるベンチュリー管現象によって、後方突出管２１ｃからマイクロバブル発生装置１２内（流入部１８内）に空気が吸引される。
【００２７】
このようにすることで、マイクロバブル発生装置１２内に流入した水が絞り部１９を通過する際に圧力を急激に上昇させることができる。これにより、絞り部１９の下流側に衝撃波を発生させて、絞り部１９の上流側（流入部１８）に供給された空気を微細化し、良好にマイクロバブルを発生させることができる。
再び、図１を参照して、オゾン発生装置１３は、処理槽９内に設けられており、空気流入管３４の一端が接続されている。そして、空気流入管３４の他端は、マイクロバブル発生装置１２に接続されており、詳しくは、マイクロバブル発生装置１２の後方突出管２１ｃに接続されている。
【００２８】
空気流入管３４の途中部には、オゾン発生装置１３からマイクロバブル発生装置１２内への空気の流入は許容するが、マイクロバブル発生装置１２内の水がオゾン発生装置１３へと逆流するのを阻止できる逆止弁３５が介装されている。
このようにすることで、空気流入管３４を介して、オゾン発生装置１３によって発生させられたオゾンを用いて、マイクロバブル発生装置１２にてマイクロバブルを発生させることができる。
【００２９】
また、処理槽９内には、塩素薬剤３６が備えられており、処理槽９の他端面の上部には、処理槽９を貫通する排水管３７が取り付けられている。
三次処理装置１においては、まず、台所排水や風呂排水などの生活排水が含まれる汚水が、流入管７を介して、第一浄化槽５に流入される。そして、汚水が第一浄化槽５に貯留されて、第一浄化槽５において沈殿物除去処理が行われる。
【００３０】
つづいて、第一浄化槽５において処理された汚水が、第二浄化槽６に流入されて貯留され、第二浄化槽６において生物処理が行われる。生物処理が行われた汚水は、連結管８を介して、汚水処理装置３の処理槽９に流入され、処理槽９に貯留される。
そして、処理槽９に貯留された汚水は、電解装置１０により電気分解される。詳しくは、処理槽９に汚水が貯留された状態で、制御部３１により、一対の電極板３２に所定の電圧が印加されて、電極板３２間において通電が行われる。
【００３１】
ここで、陽極側の電極板３２を鉄で形成した場合には、その陽極側の電極板３２の周囲で下記のような電気化学反応が起こる。
Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−
Ｆｅ２＋→Ｆｅ３＋＋ｅ−
Ｆｅ３＋＋３ＯＨ−→Ｆｅ(ＯＨ)３↓
また、陽極側の電極板３２をアルミニウムで形成した場合には、その陽極側の電極板３２の周囲で下記のような電気化学反応が起こる。
【００３２】
Ａｌ→Ａｌ３＋＋３ｅ−
Ａｌ３＋＋３ＯＨ−→Ａｌ(ＯＨ)３↓
このように、陽極側の電極板３２に通電を行うと、その電極板３２から正電位を有する金属イオン（鉄イオン、アルミニウムイオンなど）が溶出し、不溶性の金属水酸化物（水酸化鉄、水酸化アルミニウムなど）が生成される。生成された金属水酸化物は、水よりも比重が大きいため、処理槽９内において、徐々に沈殿していく。また、処理槽９に貯留された汚水には有機物などの汚れ成分が含まれているが、一般的に、その汚れ成分は負電位を有しているので、陽極側の電極板３２から溶出した金属イオンに凝集され、金属水酸化物とともに沈殿することとなる。
【００３３】
一方、陰極側の電極板３２の周囲で下記のような電気化学反応が起こる。
２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２↑
このように、陰極側の電極板３２に通電を行うと、その電極板３２の周囲から水素ガスが発生する。そして、その水素ガスにより、電極板３２、特に、陽極側の電極板３２に付着している汚れ成分および金属水酸化物（以下、単に「汚れ成分等」という。）が還元破壊されて、電極板３２から分離される。また、散気管１４から、電極板３２に対して気泡が供給されると、その気泡によっても、汚れ成分等が電極板３２から分離される。
【００３４】
そして、オゾン発生装置１３においてオゾンが発生させられ、さらに、循環ポンプ２５が動作されることで、マイクロバブル発生装置１２において、そのオゾンを用いてマイクロバブルが発生させられる。そのマイクロバブルは、噴出管２４から浮上分離槽１１内に噴出される。このとき、汚れ成分等は、処理槽９内の汚水中を浮遊しながら、開口１１ａから浮上分離槽１１内に進入する。また、浮上分離槽１１には、複数の通水孔１１ｂが形成されており、各通水孔１１ｂは、それぞれフィルター１１ｃにより覆われている。これにより、浮上分離槽１１内の汚水の一部は、各通水孔１１ｂから循環ポンプ２５側に流出し、再び、循環ポンプ２５の動作によって接続管２６から吸い込まれる。また、このとき、浮上分離槽１１内の汚れ成分等はフィルター１１ｃによって除去されるため、通水孔１１ｂから循環ポンプ２５側に流出する汚水中に凝集された汚れ成分等が含まれるのを防ぐことができる。
【００３５】
そして、浮上分離槽１１内に流入した汚れ成分等は、浮上分離槽１１内において、マイクロバブルにより浮上分離され、その浮上分離した汚れ成分等は、返送管１５を介して、浮上分離槽１１からオーバーフローされ、さらに、返送管１５を介して、第一浄化槽５に流入され、第一浄化槽５において沈殿除去処理される。そして、その沈殿除去された汚れ成分等は、第一浄化槽５において沈殿除去されていた他の汚れとともに、たとえば、バキューム等で定期的に吸い取られて第一浄化槽５から除去される。
【００３６】
このようにして、処理槽９内において、汚れ成分等が除去された水（処理水）は、塩素薬剤３６により、消毒された後、排水管３７から処理槽９外に排水される。なお、図１においては、図示しないが、排水管３７から排水された水は、たとえば、側溝などの公共水域に放流されたり、トイレ洗浄用水や洗車用水等に再利用されたりする。
以上のように、この実施形態では、処理槽９に汚水を貯留した状態で、その汚水を電解装置１０で電気分解することにより、その水に含まれる有機物などの汚れ成分を分離することができる。そして、汚れが分離された処理槽９内の水の中にマイクロバブル発生装置１２によりマイクロバブルを発生させ、そのマイクロバブルの作用により、汚れ成分等を浮上分離させることができる。すなわち、汚水に含まれる汚れ成分を分離しつつ、その汚れ成分を浮上分離することを確実に行える。また、電解装置１０およびマイクロバブル発生装置１２を用いることで汚水に含まれる汚れ成分を浮上分離することができるので、作業が煩雑となるのを防いで作業性の向上を図ることができる。
【００３７】
また、汚水処理装置３は、第一浄化槽５および第二浄化槽６で浄化された後の汚水を処理するので、汚水をより高度に処理することができる。
また、浮上分離槽１１内において浮上分離した汚れを、返送管１５を介して、浮上分離槽１１からオーバーフローさせるので、汚水処理装置３の構成が複雑となるのを防ぎつつ、処理槽９内の水から浮上した汚れを、随時、処理槽９外に排出することができる。
【００３８】
また、マイクロバブル発生装置１２はオゾンを用いて処理槽９内の水の中にマイクロバブルを発生させるので、マイクロバブルの作用により汚れ成分を処理槽９内の水から浮上させるとともに、処理槽９内の水にオゾンを溶け込ませて、その水の除菌、脱臭および脱色を行うことができる。
また、陽極側の電極板３２は、鉄またはアルミニウムで形成され、陰極側の電極板３２は、鉄、アルミニウムまたはステンレスで形成されているので、陽極側の電極板３２から正電位を有する金属イオンが溶出し、その金属イオンによって、汚水に含まれる汚れ成分を凝集することができる。そして、陰極側の電極板３２の周囲から水素ガスが発生し、その水素ガスによって、電極板３２に付着している汚れ成分等を還元破壊し、電極板３２から分離させることができる。
【００３９】
また、マイクロバブル発生装置１２は、電極板３２に対して下方に位置しているので、電極板３２から分離した汚れ成分等を、マイクロバブルの浮上力により、浮上分離槽１１内においてより一層良好に浮上させることができる。
なお、排水管３７には、排水する水をろ過するためのろ過フィルタが備えられていてもよい。このようにずれば、排水する水に、処理槽９内の水から浮上した汚れ成分等が含まれるのを防ぐことができる。
【００４０】
図３は、この発明の第２の実施形態にかかる汚水処理装置４０の内部構成を示す断面図である。
汚水処理装置４０には、汚水処理装置４０に送られてきた汚水が初めに流入される貯留槽４１と、貯留槽４１に貯留された汚水が流入される処理槽４５を内部に有するハウジング４６とが備えられている。
【００４１】
貯留槽４１は、上面が開放された略箱形の形状とされており、その内部に汚水を貯留することができるようにされている。詳しくは、貯留槽４１は、貯留槽４１の上部に設けられた流入管４２によって、その内部に汚水が流入されるようにされており、その汚水が貯留槽４１に貯留される。
また、貯留槽４１内には、吸込ポンプ４３が介装された吸込管４４の一端が、貯留槽４１内深くに差し込まれている。また、吸込管４４の他端は、ハウジング４６を貫通して、処理槽４５の上部に、処理槽４５を貫通するように接続されている。
【００４２】
ハウジング４６は、略箱形の形状とされており、その内部空間が、ハウジング４６の内面に一体的に形成され、かつ、水平方向に延びる区画壁４７によって、上部空間４８と下部空間４９とに２分割されている。また、上部空間４８には、処理槽４５が備えられている。
処理槽４５は略箱形の形状とされており、処理槽４５の底部は、下方に向かうにつれて先細りしたホッパ形状となっている。処理槽４５の底部には、上下方向に延びる接続管５０の一端部（上端部）が接続されている。接続管５０の一端部（上端部）には、フィルタ５０ａが設けられており、接続管５０の途中部には、低圧力型（たとえば、吐出圧が０．１ｍＰａ）の循環ポンプ５１が介装されている。接続管５０の他端部には、接続管５０を通って流れてくる水の中にマイクロバブルを供給するためのマイクロバブル発生装置５２の入口管５２ａが接続されている。そして、マイクロバブル発生装置５２の出口管５２ｂは、処理槽４５の底部に形成された循環口４５ａに接続されている。また、マイクロバブル発生装置５２の下面には、下方に向かって突出する下突出管５２ｃが形成されている。下突出管５２ｃの途中部には、下突出管５２ｃからマイクロバブル発生装置５２内への空気の流入は許容するが、マイクロバブル発生装置５２内の水が下突出管５２ｃへと逆流するのを阻止できる逆止弁５３が介装されている。
【００４３】
なお、マイクロバブル発生装置５２の内部構成は、上述したマイクロバブル発生装置１２と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
循環ポンプ５１を駆動させると、処理槽４５内に貯められた水が、接続管５０を通ってマイクロバブル発生装置５２内に流入し、循環口４５ａから処理槽４５内に循環される。このとき、フィルタ５０ａにより、凝集した汚れ成分等がマイクロバブル発生装置５２内に流入しないようにされている。このようにして循環する水には、マイクロバブル発生装置５２を通過する過程でマイクロバブルが供給される。循環する水の中に供給されたマイクロバブルは、処理槽４５内の水の中を上昇する。
【００４４】
また、処理槽４５には、処理槽４５内に貯留された汚水を電気分解するための電解装置５４が備えられている。
電解装置５４には、陽極電極板５５と、陰極電極板５６と、接続ケーブル５７を介して、陽極電極板５５および陰極電極板５６に接続された制御部５８とが備えられている。
陽極電極板５５は、たとえば、鉄、アルミニウムなどの材料（たとえば、金属イオンが溶出する材料）を用いて形成することができる。
【００４５】
陰極電極板５６は、たとえば、陽極電極板５５と同じ材料（鉄、アルミニウムなど）で形成することもできるし、ステンレスなどの陽極電極板５５とは異なる材料（たとえば、金属イオンが溶出しない材料）を用いて形成することもできる。
制御部５８は、たとえば、電源やマイクロコンピュータなどを含む構成であって、陽極電極板５５および陰極電極板５６への通電を制御する他、吸込ポンプ４３、循環ポンプ５１、および、後述する処理水吸込ポンプ６３の駆動や、後述する処理水吸込バルブ６４、第一排出バルブ６１、第二排出バルブ６６の開閉などを制御するものである。陽極電極板５５および陰極電極板５６には、たとえば、１５Ｖ以下の電圧で、１．２Ａ程度の電流が通電される。
【００４６】
処理槽４５内の上部には、オーバーフロー口５９が形成されていて、処理槽４５内の汚水から浮上分離された汚れ成分等は、オーバーフロー口５９から処理槽４５の外部にオーバーフローされるようになっている。オーバーフロー口５９には、第一排出管６０の一端部が接続されており、第一排出管６０の他端部は、下部空間４９に連通している。また、第一排出管６０の途中部には、第一排出バルブ６１が介装されている。このような構成によれば、処理槽４５内の汚水から浮上分離した汚れ成分等を容易に除去することができる。
【００４７】
処理槽４５内には、処理水吸込管６２の一端部（下端部）が、処理槽４５内に貯められる汚水の水位の中央部近傍に開放されている。処理水吸込管６２の他端部（上端部）は、たとえば、排水管とされており、処理水吸込管６２を介して、処理槽４５内の水を外部に排水できるようにされている。
処理水吸込管６２の途中部には、処理水吸込ポンプ６３が介装されるとともに、処理水吸込ポンプ６３よりも処理槽４５側に処理水吸込バルブ６４が介装されている。処理水吸込管６２の下端部には、汚水をろ過するためのろ過フィルタ６５が備えられていて、汚れ成分等が十分に浮上分離されていない場合でも、その汚れ成分等をろ過フィルタ６５により除去してから外部に排水できるようになっている。
【００４８】
そして、流入管４２を介して、台所排水や風呂排水などの生活排水が含まれる汚水が貯留槽４１に流入され、その汚水が貯留槽４１に一時的に貯留される。
つづいて、吸込ポンプ４３が駆動され、貯留槽４１に貯留されている汚水が、処理槽４５に流入される。そして、処理槽４５に貯留された汚水は、陽極電極板５５および陰極電極板５６に通電が行われることで電気分解される。その結果、処理槽４５内に貯められている汚水から汚れ成分等が分離して、処理槽４５の底部に沈殿することとなる。なお、陽極電極板５５および陰極電極板５６の周囲で生じる電気化学反応は、上述の電極板３２の周囲で生じる電気化学反応と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００４９】
そして、電気分解が所定時間行われた後、循環ポンプ５１により、処理槽４５内の電解処理後の汚水がマイクロバブル発生装置５２内を循環させられ、その汚水の中にマイクロバブルが供給される。これにより、処理槽４５の底部に沈殿した汚れ成分等がマイクロバブルにより浮上分離される。このとき、第一排出バルブ６１は開いた状態とされており、マイクロバブルにより浮上分離された汚れ成分等は、オーバーフロー口５９からオーバーフローして、第一排出管６０を介して、下部空間４９に貯められる。
【００５０】
下部空間４９には、第二排出バルブ６６が介装された第二排出管６７が連通しており、たとえば、第二排出バルブ６６が定期的に開かれて、バキューム等で、第二排出管６７を介して下部空間４９に貯められた汚れ成分等が定期的に吸い取られて除去される。
一方、処理槽４５内の水（処理水）は、処理水吸込バルブ６４が開かれた状態で、処理水吸込ポンプ６３により、処理水吸込管６２を介して処理槽４５外に排水される。なお、図３においては図示しないが、処理槽４５から排水された水は、たとえば、側溝等の公共水域に放流されたり、トイレ洗浄用水や洗車用水等に再利用されたりする。
【００５１】
以上のように、この実施形態では、貯留槽４１に一時的に貯留した汚水に対して処理を施すことができる。
また、処理槽４５外に排水される水はろ過されているので、その排水される水に、処理槽４５内の水から浮上した汚れが含まれるのを防ぐことができる。よって、汚水処理装置４０から排水される水によって環境が害されるのを防ぐことができる。
【００５２】
なお、この実施形態では、マイクロバブル発生装置５２は、下突出管５２ｃから通常の空気が吸い込まれるものとして説明したが、下突出管５２ｃにオゾン発生装置が取り付けられており、オゾン発生装置により発生させられたオゾンを用いてマイクロバブルを発生させるものであってもよい。
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる汚水処理装置が含まれる三次処理装置の構成を示す図である。
【図２】マイクロバブル発生装置の内部構成を示す断面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態にかかる汚水処理装置の内部構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
３ 汚水処理装置
５ 第一浄化槽
６ 第二浄化槽
９ 処理槽
１０ 電解装置
１１ 浮上分離槽
１２ マイクロバブル発生装置
１３ オゾン発生装置
１５ 返送管
４０ 汚水処理装置
４１ 貯留槽
４３ 吸込ポンプ
４４ 吸込管
４５ 処理槽
５２ マイクロバブル発生装置
５４ 電解装置
５９ オーバーフロー口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水を貯留することのできる処理槽と、
上記処理槽内の水を電気分解するための電解装置と、
上記処理槽内の水の中に微細気泡を発生させるための微細気泡発生装置と、を備えることを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
上記汚水処理装置は、浄化槽で浄化された後の汚水を処理するものであって、
上記処理槽は、上記浄化槽で浄化された後の汚水を貯留するものであることを特徴とする請求項１に記載の汚水処理装置。
【請求項３】
汚水を一時的に貯留するための貯留槽と、
上記貯留槽から上記処理槽へ汚水を送り出すための送水手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の汚水処理装置。
【請求項４】
上記微細気泡発生装置から発生する微細気泡の作用により上記処理槽内の水から浮上した汚れを、上記処理槽外に排出するための排出機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項５】
上記排出機構は、上記処理槽内の水から浮上した汚れを上記処理槽内からオーバーフローさせるものであることを特徴とする請求項４に記載の汚水処理装置。
【請求項６】
上記微細気泡発生装置にオゾンを供給するオゾン供給手段をさらに備え、
上記微細気泡発生装置は、上記オゾン供給手段から供給されたオゾンを用いて上記処理槽内の水の中に微細気泡を発生させるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項７】
上記処理槽内で処理された水をろ過して上記処理槽外に排水するための排水手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項８】
上記電解装置は、上記処理槽内に設けられる陽極および陰極を有し、
上記陽極は、鉄またはアルミニウムで形成され、
上記陰極は、鉄、アルミニウムまたはステンレスで形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項９】
上記微細気泡発生装置は、上記処理槽内の水の中に、上記陽極および陰極に対して下方から微細気泡を発生させるものであることを特徴とする請求項８に記載の汚水処理装置。
【請求項１】
汚水を貯留することのできる処理槽と、
上記処理槽内の水を電気分解するための電解装置と、
上記処理槽内の水の中に微細気泡を発生させるための微細気泡発生装置と、を備えることを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
上記汚水処理装置は、浄化槽で浄化された後の汚水を処理するものであって、
上記処理槽は、上記浄化槽で浄化された後の汚水を貯留するものであることを特徴とする請求項１に記載の汚水処理装置。
【請求項３】
汚水を一時的に貯留するための貯留槽と、
上記貯留槽から上記処理槽へ汚水を送り出すための送水手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の汚水処理装置。
【請求項４】
上記微細気泡発生装置から発生する微細気泡の作用により上記処理槽内の水から浮上した汚れを、上記処理槽外に排出するための排出機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項５】
上記排出機構は、上記処理槽内の水から浮上した汚れを上記処理槽内からオーバーフローさせるものであることを特徴とする請求項４に記載の汚水処理装置。
【請求項６】
上記微細気泡発生装置にオゾンを供給するオゾン供給手段をさらに備え、
上記微細気泡発生装置は、上記オゾン供給手段から供給されたオゾンを用いて上記処理槽内の水の中に微細気泡を発生させるものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項７】
上記処理槽内で処理された水をろ過して上記処理槽外に排水するための排水手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項８】
上記電解装置は、上記処理槽内に設けられる陽極および陰極を有し、
上記陽極は、鉄またはアルミニウムで形成され、
上記陰極は、鉄、アルミニウムまたはステンレスで形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の汚水処理装置。
【請求項９】
上記微細気泡発生装置は、上記処理槽内の水の中に、上記陽極および陰極に対して下方から微細気泡を発生させるものであることを特徴とする請求項８に記載の汚水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１３６７６７（Ｐ２００６−１３６７６７Ａ）
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３２６７０２（Ｐ２００４−３２６７０２）
【出願日】平成１６年１１月１０日（２００４．１１．１０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１０日（２００４．１１．１０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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