水处理装置的制作方法

专利名称：水处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于通过电化学反应，对水进行脱氮处理的水处理装置。
背景技术：
由于分散于工厂废水，生活排水、地下水等中的硝酸离子、亚硝酸离子、氨等的氮成分为水质污染的原因物质，故必需去除这些物质。
作为去除上述成分中的硝酸离子、亚硝酸离子等的氧化态氮的方法，在过去，人们知道有采用脱氮菌的生物脱氮法。
但是，由于脱氮菌等的生物催化剂的活动程度由温度控制，故生物脱氮法具有氮成分的去除能力因季节，气候等而发生较大变化的问题。
于是，人们探讨不采用生物催化剂，而通过电化学反应，将氧化态氮去除的方式。
比如，在专利文献1中，提出了下述装置·通过阳离子交换膜，将阴极侧的电极与作为相对电极的阳极侧电极之间隔开，形成阴极室和阳极室形成，该阴极侧电极具有通过电化学反应，将氧化态氮还原的功能；·首先将水送入阴极室，将水中包含的氧化态氮还原，然后，·对送入阳极室，通过在先的还原反应产生的氨进行氧化处理，而形成氮分子，将其去除。
另外，人们还简单地提出省略阳离子交换膜的装置。
在上述装置中，阴极侧的电极采用比如黄铜等的电极，该电极象上述那样，具有通过电化学反应还原氧化态氮的功能，另外阳极侧的电极采用铂铱电极等，该电极具有通过电化学反应从包含氯的水中产生次氯酸或其离子的功能。
另外，如果从电源电路，通过两个电极使直流电流流过自来水等具有氯的水，或根据需要添加了食盐等的水，则可产生下述的式(1)～(4)的电化学反应，将氧化态氮转换为氮气，将其去除。
(阴极侧)(1)(阳极侧)2Cl-→Cl2+2e-(2)(3)(阳极侧+阴极侧)(4)专利文献1日本第347558/1999号发明专利公开公报(第007栏，图1)发明内容但是，如果连续进行上述电化学反应，则具有水的pH偏向碱性的倾向，如果产生这样的偏移，由于在阴极侧，产生亚硝酸恢复为硝酸的逆反应，故产生脱氮处理的效率显著降低的问题。
另外，如果水的pH偏向碱性，则还产生下述问题，即在阳极侧产生的氯(Cl2)容易气化，产生的氯气对电极中的从水中露出的部分进行腐蚀。另外，还具有下述问题，即为了防止已发生的氯气泄漏到系统之外，内部设置有电极的电解槽必须为严密的密封结构。
本发明的目的在于提供一种新的水处理装置，该水处理装置可使脱氮处理的效率高于目前的水平，可更加有效地进行脱氮处理，还可抑制氯气的发生。
本发明的第一发明涉及一种水处理装置，该水处理装置包括电解槽，该电解槽用于通过借助水中的电化学反应，还原氧化态氮，对水进行脱氮处理；处理水路，该处理水路用于将水供给该电解槽，并且将处理后的水从电解槽排出；pH传感器，该pH传感器用于测定流过处理水路的水的pH；酸性剂供给机构，该酸性剂供给机构用于将酸性剂供给到供向电解槽中的水中；控制机构，该控制机构用于从酸性剂供给机构，供给酸性剂，以便在电解槽中的电化学反应时，将pH传感器的测定值保持在8以下。
按照第一发明的方案，根据通过pH传感器测定的水的pH的测定值，由酸性剂供给机构，间歇地或者连续地将比如，稀硫酸等的酸性剂供给到水中，由此，防止电解槽中的电化学反应时的pH偏向碱性，可保持适合脱氮处理的8以下的pH值的状态。
由此，防止在阴极侧，发生亚硝酸恢复为硝酸的逆反应，可使脱氮处理的效率高于目前的水平。
另外，如果在将pH保持在8以下的同时，进行电化学反应，则还可抑制氯气的发生。于是，可防止比如，电极的，从水中露出的部分的腐蚀，相对目前的状况，还可简化内部设置有电极的电解槽的密封结构。
本发明的第二发明涉及第一发明所述的水处理装置，其特征在于上述处理水路包括循环水路，该循环水路用于再次将从电解槽排出的水供给电解槽；循环泵，该循环泵用于通过循环水路，使水循环，在上述循环水路中，设置有pH传感器与酸性剂供给机构。
按照第二发明的方案，可使水反复地通过循环水路，将其供给电解槽，对其进行脱氮处理。
由此，由于即使在比如，粘度高于普通的水的，难于混合的工厂废水等的情况下，仍可通过反复地使其通过循环通路，强制地对其进行搅拌，同时对其进行脱氮处理，故可进一步提高处理的效率。
本发明的第三发明涉及第二发明所述的水处理装置，其特征在于在循环水路的途中，设置有贮水槽，该贮水槽用于贮存已通过电解槽处理的水，电解槽采用下述结构，其中，该槽内始终盛满水，不贮存通过电化学反应产生的氯气。
按照第三发明的方案，可更加确实地防止氯气造成的电极的腐蚀。
本发明的第四发明所述的发明涉及第三发明所述的水处理装置，其特征在于pH传感器设置于循环水路的，贮水槽的下游侧，电解槽的上游侧。
按照第四发明的方案，可在电解槽内的电化学反应时，极力地排除流过电极之间的电流的影响，通过pH传感器，测定更加正确的水的pH。
本发明的第五发明所述的发明涉及第四发明所述的水处理装置，其特征在于酸性剂供给机构设置于循环水路的，电解槽的下游侧，贮水槽的上游侧。
按照第五发明的方案，可通过使从酸性剂供给机构供给的酸性剂，通过贮水槽，在与水更加均匀地混合的状态，将该混合液供给设置于贮水槽的下游侧的pH传感器。于是，可通过pH传感器，测定更加正确的水的pH。
本发明的第六发明所述的发明涉及第一发明所述的水处理装置，其特征在于控制机构在每当以一定时间，停止电化学反应的状态，通过pH传感器，测定水的pH，根据该测定值，从酸性剂供给机构，供给酸性剂。
另外，本发明的第七发明涉及第一发明所述的水处理装置，其特征在于在处理水路中，在设置pH传感器的位置附近处，设置有接地部。
按照第六和第七发明的方案，可在电解槽内的电化学反应时，极力地排除流过电极之间的电流的影响，通过pH传感器，测定更加正确的水的pH。
本发明的第八发明涉及第一发明所述的水处理装置，其特征在于在电解槽内，设置加热器，或在处理水路的电解槽的下游侧，设置内部设有加热器的加热槽，通过该加热器，对电化学反应中，或反应后的水进行加热，由此，使由电化学反应产生的氨态氮气化，将其从水中去除。
按照第八发明的方案，由于特别是在阳离子交换膜式的装置中，对通过电化学反应产生的氨态氮进行加热，使其气化，可从反应系统，逐渐地将其去除，故可更加顺利地进行电化学反应，可进一步提高脱氮处理的效率。另外，如果将加热温度设定在一定值，故即使在对应于气温等，水的温度变化的情况下，仍可将处理的效率保持在一定程度。另外，由于在阳离子交换膜式的装置中，不必要求采取用于去除氨态氮的有效氯成分等的措施，故还可简化装置的结构。
本发明的第九发明涉及第八发明所述的水处理装置，其特征在于在设置有加热器的电解槽，或加热槽中，连接有排气路，该排气路具有将已气化的氨态氮转换为氮气的催化剂，以及用于排气的风扇。
按照第九发明的方案，由于可将具有刺激性臭味的氨态氮转换为没有臭味的氮气，将其排出，故环境卫生性能良好。


图1为表示以简化方式表示下述结构的图，在该结构中，比如，在工场等中，将贮存于废水箱中的水排到排水沟中的设备中，装配本发明的一个实施例的水处理装置的图；图2为表示上述实例的水处理装置的，电气组成的方框图；图3为表示上述实例的水处理装置的，水的pH调整的流程的流程图；图4为表示以简化方式表示下述结构的图，在该结构中，仍在工场等中，将贮存于废水箱中的水排到排水沟中的设备中，装配本发明的另一实施例的水处理装置的图；图5为表示以简化方式表示下述结构的图，在该结构中，在工场等中，将贮存于废水箱中的水排到排水沟中的设备中，装配本发明的又一实施例的水处理装置的图；图6为表示以简化方式表示下述结构的图，在该结构中，在工场等中，将贮存于废水箱中的水排到排水沟中的设备中，装配本发明的还一实施例的水处理装置的图。
具体实施例方式
图1为表示以简化方式表示下述结构的图，在该结构中，比如，在工场等中，将贮存于废水箱2中的水w1排到排水沟D中的设备中，装配本发明的一个实施例的水处理装置1。
该图的实例的水处理装置1具有处理水路10，该处理水路10从废水箱2，获取水w1，通过电解槽11，对其进行脱氮处理，然后，将其排向排水沟D。
另外，电解槽11包括箱状的壳体11a，该壳体11a构成反应容器；盖体11b，盖体11b关闭该盖体11a的顶部开口；外容器11c，该外容器11c成一体形成于壳体11a的外侧，其用于接纳从壳体11a溢出的剩余的水。
在其中的壳体11a的底部，连接有排水通路10b，该排水通路10b用于将进行了脱氮处理的水w1排到排水沟D，该该排水通路10b相当于处理水路10的下游侧。
如果象上述那样，将排水通路10b连接于壳体11a的底部，则可防止工场废水中包含的固体成分等积淀于，或沉淀于该壳体11a的底部，可提高脱氮处理的效率。
此外，在盖体11b上，设置有水位传感器S1，该水位传感器S1连接用于从废水箱2供给水w1的，相当于处理水路10的上游侧的供水通路10a，其用于测定槽内的水位；电极11d，该电极11d用于通过电化学反应，进行脱氮处理；pH传感器S2，该pH传感器S2用于测定水w1的pH。
还有，在盖体11b上，连接有供水通路12b，该供水通路12b用于将贮存于酸性剂供给机构12的酸性剂槽12a中的，稀硫酸等的酸性剂L1供给电解槽11；送气管13，该送气管13用于使通过空气泵Pa送入的空气变为微小的气泡，将其送出到电极11d之间；排气管14，该排气管14用于借助吹风机BM的排气力，将通过电化学反应发生的气体，排到电解槽11之外。
其中，如果通过送气管13，将微小的气泡送出到电极11d之间，则由于特别是能够防止水垢附着于阴极侧的电极11d的表面，故可延长电极11d的寿命，并且可提高脱氮处理的效率。
另外，在酸性剂供给机构12的供水通路12b上，设置有定量泵Pb，该定量泵Pb用于每次按照一定量，将贮存于酸性剂槽12a中的酸性剂L1供给电解槽11。
排水通路10c与外容器11c连接，该排水通路10c用于将在溢出该外容器11c的水排到排水沟D。
电解槽11在本实例中，采用省略阳离子交换膜的方式，为了通过前述的式(1)～(4)的电化学反应，进行脱氮处理，将电极11d中的，作为阴极侧的电极的，黄铜等的电极，与作为阳极侧的电极的，铂铱电极等组合。
在供水通路10a上，依次设置有泵P1和电动机阀V1，该泵P1用于将水w1，从废水箱2，供给电解槽11，该电动机阀V1用于实现管10a的开闭。
此外，在供水通路10a上，在电动机阀V1与电解槽11之间的汇合点J1，连接有促进剂供给机构15的供水通路15b。
促进剂供给机构15用于将促进剂L2添加于供给电解槽11的水w1中，以便供给进行上述式(1)～(4)的电化学反应时所必需的氯离子，在供水通路15b中，设置有定量泵Pc。另外，图中的标号15c表示用于向促进剂槽15a供给水的供水通路，标号15d表示用于将从促进剂槽15a溢出的多余的水排到排水沟D的排水通路。另外，标号S3表示用于检测水位的水位传感器，以便对通过供水通路15c，供向促进剂槽15a的水的量进行控制。
在促进剂供给机构15中，将食盐等的含氯的水溶性的化合物接纳于促进剂槽15a，通过借助供水通路15c，象达到一定的水位的那样供给的水，将化合物溶解，产生饱和浓度，或接近该饱和浓度的高浓度的促进剂L2，通过驱动定量泵Pc，每次一定量地，通过供水通路15b，将已产生的促进剂L2供给电解槽11。
另外，在阳极侧的电极，不是前述的铂铱电极等，而采用不具有从含氯的水产生次氯酸或其离子的功能的电极的场合，促进剂供给机构15可不供给具有食盐水等的氯离子的溶液，而供给具有通过前述式(4)的反应，与氨态氮反应的次氯酸离子的溶液，比如，供给次氯酸钠水溶液等。或，采用上述的铂铱电极等，使食盐水等发生电解反应，将产生次氯酸离子的装置用作促进剂供给机构15。
在排水通路10b中，依次设置有泵P2，该泵P2用于从电解槽11，排出水w1；电动机阀V2，该电动机阀V2用于实现管10b的开闭。
图2为表示图1的水处理装置1的，电气组成的方框图。
象该图所示的那样，水处理装置1包括作为控制机构的控制部30，该控制部30对电解槽11的电极11d进行通电控制，同时，使构成水处理装置的各部分动作。
水位传感器S1，pH传感器S2和水位传感器S3的输出供给控制部30。在控制部30的内部，设置有计时器31，该计时器31用于规定各种动作的时刻；存储器32，该存储器32登记构成各种动作的基准的初始值等。
控制部30根据各传感器S1～S3的输出，由计时器31规定的时刻，以及记录于存储器32中的初始值等，进行各种运算，根据该运算结果，将控制信号提供给驱动器33。接着，驱动器33根据所提供的信号，对电极11d进行通电控制，并且对泵P1，P2、空气泵Pa、定量泵Pb，Pc、吹风机BM、电动机阀V1、V2进行驱动控制。
下面给出控制部30的，水处理装置1的，普通运转时的控制的一个实例。
首先，如果开始水处理装置1的运转，则控制部30通过水位传感器S1，测定电解槽11内的水位。
接着，在电解槽11的水位小于预先设定的下限值的场合，在关闭电动机阀V2，并且使泵P2停止的状态，打开电动机阀V1，驱动泵P1，将水w1，从废水箱2，送到电解槽11中。另外，随时地驱动定量泵Pc，将促进剂L2从促进剂槽15a，送到电解槽11中。
然后，在电解槽11的水位上升到预先设定的上限值的时刻，关闭电动机阀V1，并且停止泵P1，然后驱动空气泵Pa，通过送气管13，将微小的气泡送出到电极11d之间，驱动吹风机BM，通过排气管14，进行排气，同时，对电极11d进行通电。
如果象这样，则可通过上述式(1)～(4)的电化学反应，对水w1进行脱氮处理。
另外，在此期间，控制部30通过pH传感器S2，连续地测定电解槽11内的水w1的pH，同时，从酸性剂供给机构12，供给酸性剂L1，进行pH的调整。
此外，比如，在经过通过计时器31规定的处理的时间的时刻，停止对电极11d进行通电，并且，停止空气泵Pa与吹风机BM，接着，打开电动机阀V2，驱动泵P2，由此，将进行了脱氮处理的水w1排到排水沟D。
还有，控制部30还具有下述作用，与上述流程不同，通过水位传感器S3，检测促进剂槽15a内的促进剂L2的水位，在该已检测的水位小于预先设定的下限值的时刻，打开图中未示出的供水龙头，通过供水通路15c，供给水，将促进剂槽15a内的促进剂L2的水位始终保持在一定范围内。
图3表示控制部30的pH调整的流程的一个实例。
如果在步骤SP1，开始装置的运转，则控制部30读入预先记录于存储器32中的，pH值的上限值和下限值，并且开始pH传感器S2的pH的测定(步骤SP2)。
另外，由于上述的原因，将pH的上限值限定为8。另外，最好pH的限制值为6。这样做的原因在于在pH小于6的区域，因添加极少量的酸性剂，pH急剧地变化，pH的控制不容易。
接着进行步骤SP3，控制部30判断pH的测定值是否小于上限值(pH≤8)，在pH小于上限值的场合，进行步骤SP4，判断pH的测定值是否大于下限值(pH≥6)。
此外，在pH大于下限值的场合，进行步骤SP5，反复进行步骤SP3～SP5，直至通过装置的操作人员等，选择运转结束。接着，如果在步骤SP5，选择装置的运转结束，则进行步骤SP6，结束装置的运转。
但是，如果连续进行电化学反应，则具有象前述那样，水的pH偏向碱性，即，pH增加的倾向。
由此，在步骤SP3，在判定pH超过上限值(pH＞8)的场合，控制部30进行步骤SP7，驱动酸性剂供给机构12的定量泵Pb，开始从酸性剂槽12a，通过供水通路12b，将酸性剂供给电解槽11的操作。接着，在步骤SP5，在未选择装置的运转结束的期间，返回到步骤SP3，反复进行步骤SP3→SP7→SP5，直至pH小于上限值(pH≤8)。
此外，如果pH小于上限值(pH≤8)，则接着，控制部30进行步骤SP4，判断pH是否大于下限值(pH≥6)，在pH大于下限值，并且在步骤SP5，未选择装置的运转结束的期间，反复进行步骤SP3→SP4→SP5。
另外，在步骤SP4，判定pH小于下限值(pH＜6)的场合，控制部30进行步骤SP8，停止定量泵Pb，停止酸性剂的供给。
在pH小于下限值，并且在步骤SP5，未选择装置的运转结束的期间，反复进行步骤SP3→SP4→SP8→SP5。另外，通过连续进行电化学反应，水的pH上升，如果pH大于下限值，则在pH大于下限值，并且在步骤SP5，未选择装置的运转结束的期间，控制部30反复进行步骤SP3→SP4→SP5。另外，如果pH进一步上升而超过上限值，则控制部30再次进行步骤SP7，在水中添加酸性剂。
通过反复进行以上的操作，可使电解槽11内的水w1的pH小于8，最好可将其保持在6～8的范围内，可连续进行电化学反应。
此外，如果考虑在电解槽11内的电化学反应时，极力地排除流过电极11d之间的电流的影响，通过pH传感器S1，测定更加正确的水的pH，则以上的操作最好在每当按照一定时间，停止电化学反应的状态，通过pH传感器，测定水的pH，根据该测定值进行。
作为具体的方法，可采用照原样利用在每当按照一定时间，停止电化学反应的状态测定的pH值的方法；在每当按照一定时间，停止电化学反应的状态，根据已测定的pH值，对目前的pH值进行补偿，然后利用的方法。
图4为表示以简化方式表示下述结构的图，在该结构中，同样在将贮存于废水箱2中的水w1排到排水沟D中的设备中，装配本发明的另一实施例的水处理装置1的图。
该图中的实例的水处理装置1与在先的图1的实例的不同之处在于在水处理水路10上，设置有循环水路10d，该循环水路10d用于将从电解槽11排出的水再次供给电解槽11；在该循环水路10d的途中，设置有循环泵P3，与pH传感器S2，以及在该循环通路10d上，连接酸性剂供给机构12的供水通路12b。其它的部分与图1的实例相同，相同的部位采用同一标号，省略对其的描述。另外，在该图的实例中，省略了空气泵Pa与送气泵13，但是也可以不省略，而设置这些泵。
循环水路10d从电解槽11的壳体10a的底部伸出，通过循环泵P3，电动机驱动式的三向阀V3，pH传感器S2，酸性剂供给机构12的供水通路12b的汇合点J2，连接到电解槽11的盖体11b。
如果将循环水路10d，象上述那样与壳体11a的底部连接，则通过流过循环水路10d的水流，在壳体11a的内部，强制地进行搅拌，防止在其底部，工厂废水中包含的固体成分积淀，沉淀的情况，可提高脱氮效率。
另外，如果象上述那样，将pH传感器S2，设置于酸性剂供给机构12的供水通路12b的汇合点J2的上游侧，则由于对循环水路10d进行循环，可测定使酸性剂与水充分地混合的状态的pH，故可提高pH的测定精度。
此外，来自废水箱2的供水通路10a，与上述循环水路10d的，供水通路12b的汇合点J2的下游侧的汇合点J3连接，排水沟D的排水通路10b与上述三向阀V3连接。
如果象上述那样，将供水通路10a与排水通路10b一起连接，则分别一个地形成电解槽11的水的入口和出口，可简化电解槽11的结构。
还有，三向阀V3因设置于上述的位置，可用作电解槽11内的水的，通过循环水路11d的循环，与通过排水通路10b而朝向排水沟D的排水的切换机构。
该图中的实例的水处理装置1的电气组成除了下述方面的其它方面是相同的，在该下述方面，将上述图2中的泵P2改为循环泵P3，另外将电动机阀V2改为三向阀V3，省略空气泵Pa。
下面给出控制部30的，水处理装置1的普通运转时的控制的一个实例。
首先，如果开始水处理装置1的运转，则控制部30通过水位传感器S1，测定电解槽11内的水位。
接着，在电解槽11的水位小于预先设定的下限值的场合，将三向阀V3在循环水路10d侧打开，并且使循环泵P3停止，在该状态，打开电动机阀V1，驱动泵P1，从废水箱2，将水w1送到电解槽11。另外，随时地驱动定量泵Pc，将促进剂L2，从促进剂槽15a，送到电解槽11。
然后，在电解槽11内的水位上升到预定的上限值的时刻，关闭电动机阀V1，并且停止泵P1，然后，驱动循环泵P3，通过循环水路10d，使电解槽11内的水循环，驱动吹风机BM，通过排气管14，进行排气，同时，对电极11d进行通电。
如果象这样，则可按照上述式(1)～(4)的电化学反应，对水w1进行脱氮处理。
另外，此时，由于即使在比如，粘度高于普通的水的，难于混合的工厂废水等的情况下，仍可通过反复地使其通过循环通路10d，强制地对其进行搅拌，同时对其进行脱氮处理，故可提高处理的效率。
此外，在比如，经过通过计时器31规定的处理的时间的时刻，停止对电极11d的通电，停止循环泵P3与吹风机BM，然后，将三向阀V3在排水通路10b侧打开，并且再次驱动循环泵P3，由此，将经脱氮处理的水w1排到排水沟D。
还有，在此期间，控制部30与前述相同，通过pH传感器S2，连续地测定水w1的pH，同时从酸性剂供给机构12，供给酸性剂L1，进行pH的调整。控制的流程象图3所示的那样。
还有，控制部30仍与前述相同，根据水位传感器S3的测定结果，通过供水通路15c，供给水，由此，还具有将促进剂槽15a内的促进剂L2的水位始终保持在一定范围内的作用。
图5为表示以简化方式表示下述结构的图，在该结构中，将贮存于废水箱2中的水w1排到排水沟D中的设备中，装配本发明的又一实施例的水处理装置1的图。
该图中的实例的水处理装置1与在先的图4的实例的不同点在于在循环水路10d的，原有的电解槽11的位置，设置贮水槽16，除了不具有电极以外，该贮水槽16的其它的组成相同；电解槽11采用下述结构，其中，比如，在形成构成循环通路10d的管的一部分的管路部件内，装配电极11d，槽内始终盛满水，未贮存因电化学反应而产生的氯气；上述电解槽11设置于循环水路10d的，pH传感器S2，与酸性剂供给机构12的供水通路12b的汇合点J2之间；此外，循环水路10d的，pH传感器S2的前后，设置有接地部ET。由于其它的部分与图4的实例相同，故同一部位采用相同标号，省略对其的描述。
贮水槽16包括箱状的壳体16a；盖体16b，该盖体16b关闭该壳体16a的顶部开口；外容器16c，该外容器16c成一体形成于壳体16a的外侧，用于接纳从壳体16a溢出的剩余的水。
循环水路10d与壳体16a的底部连接。如果象这样连接，通过流过循环水路10d的水流，还强制地在壳体16a的内部进行搅拌，防止工厂废水中包含的固体成分等积淀，沉淀于其底部，可提高脱氮处理的效率。
另外，在盖体16b上设置有水位传感器S1，该水位传感器S1连接循环水路10d以及排气管14，该排气管14用于通过吹风机BM的排气力，将通过电化学反应发生的气体排到贮水槽16之外，该水位传感器S1用于测定槽内的水位。
此外，排水通路10c与外容器16c连接，该排水通路10c用于将溢出该外容器16c的水排到排水沟D。
电解槽11象前述那样，采用下述结构，其中，在形成构成循环通路10d的管的一部分的管路部件内，装配电极11d，槽内始终盛满水，不贮存因电化学反应而产生的氯气。
于是，可更加确实地防止氯气造成的电极11d的腐蚀。另外，通过循环水路10d，将通过电化学反应发生的氯气，氮气送到贮水槽16，借助吹风机BM的排气力，通过排气管14，将该气体排到贮水槽16之外。
还有，在本实例中，通过将电解槽11设置于图中的位置，将pH传感器S2，设置于循环水路10d的，贮水槽16的下游侧，电解槽11的上游侧，将酸性剂供给机构12的供水通路12b的汇合点J2，设置于循环水路10d的，电解槽11的下游侧，贮水槽16的上游侧。
如果象这样构成，则可极力地排出在电解槽11中的电化学反应时，流过电极之间的电流的影响，将由酸性剂供给机构12供给的酸性剂L1通过贮水槽16，更加均匀地与水混合，在该状态，可将其供给pH传感器S2，故可通过该pH传感器S2，测定更加正确的水的pH。
还有，在该图中的实例中，由于象上述那样，在循环水路10d的，pH传感器S2的前后，设置接地部ET，故同样通过该方式，极力地排出在于电解槽11中的电化学反应时，流过电极之间的电流的影响，可通过pH传感器S2，测定更加正确的水的pH。
作为接地部ET的结构，比如，可在形成构成循环水路10d的管的一部分的管路部件内，固定通过钛等形成的筒状的接地部件，连接接地用的布线，或连接用于该部分的管路部件本身接地的布线。另外，也可仅仅将连接接地用的布线的钛等的金属杆插入到循环水路10d的内部。
该图中的实例的水处理装置1的电气组成与前述图4的场合完全相同。
下面给出控制部30的，水处理装置1的，普通运转时的控制的一个实例。
首先，如果开始水处理装置1的运转，则控制部30通过水位传感器S1，测定贮水槽16内的水位。
接着，在贮水槽16的水位小于预定的下限值的场合，将三向阀V3在循环水路10d侧打开，并且使循环泵P3停止，在该状态，打开电动机阀V1，并且驱动泵P1，将水w1从废水箱2，送到贮水槽16。另外，随时地驱动定量泵Pc，将促进剂L2从促进剂槽15a，送到贮水槽16。
然后，在贮水槽16内的水位上升到预定的上限值的时刻，关闭电动机阀V1，停止泵P1，然后，驱动循环泵P3，通过循环水路10d，使贮水槽16内的水循环，驱动吹风机BM，通过排气管14，进行排气，同时，对电解槽11的电极11d进行通电。
如果象这样，可通过上述式(1)～(4)的电化学反应，对水w1进行脱氮处理。
另外，此时，由于即使在比如，粘度高于普通的水的，难于混合的工厂废水等的情况下，仍可通过反复地使其通过循环通路10d，强制地对其进行搅拌，同时对其进行脱氮处理，故可提高处理的效率。
此外，比如在经过通过计时器31规定的处理的时间的时刻，停止对电极11d进行通电，并且，停止循环泵P3与吹风机BM，接着，在排水通路10b侧，打开三向阀V3，再次驱动泵P3，由此，将进行了脱氮处理的水w1排到排水沟D。
还有，在此期间，控制部30与前述相同，通过pH传感器S2，连续地对水w1的pH进行测定，从酸性剂供给机构12，供给酸性剂L1，进行pH的调整。控制的流程象图3所示的那样。
再有，控制部30仍按照与前述相同的方式，根据水位传感器S3的测定结果，通过供水通路15c，供给水，由此，还均匀将促进剂槽15a内的促进剂L2的水位始终保持在一定的范围内的作用。
图6为表示以简化方式表示下述结构的图，在该结构中，仍将贮存于废水箱2中的水w1排到排水沟D中的设备中，装配本发明的还一实施例的水处理装置1的图。
该图中的实例的水处理装置1与在先的图1的实例的不同之处在于在排水通路10b的，电解槽11与泵P2之间，依次设置电动机阀V4，与内部设置有加热器H1的加热槽17；将促进剂供给机构15省略；在加热槽17上，形成外容器17c，排水通路10c与该外容器17c连接，以此代替省略电解槽11的外容器11c；排气管14设置于加热槽17中；在排气管14的途中，设置用于将氨态氮转换为氮气的催化剂CT。其它的部分与图1的实例相同，同一部位采用相同标号，省略对其的描述。
另外，因上述加热器H1的氨态氮去除效果象前述那样，特别是对于阳离子交换膜式的装置有效，故在图中的实例中，电解槽11采用下述方式，其中，电极11d中的，作为阴极侧的电极的黄铜等的电极，与作为阳极侧的电极通过阳离子交换膜等间隔开，虽然关于这一点的描述省略。
水的流动可以做成以下形式，即象前面已描述的那样，首先在阴极侧还原水中包含的氧化态氮，接着在阳极侧将在先的还原反应产生的氨态氮氧化成氮分子，将其去除，然后，将其送到加热槽17，也可做成以下形式，即将在阴极侧还原氧化态氮的水与通过阳极侧的水混合，将其送到加热槽17。
加热槽17包括箱状的壳体17a；盖体17b，该盖体17b关闭该壳体17a的顶部开口；外容器17c，该外容器17c象前述那样，成一体形成于壳体17a的外侧，接受从壳体17a溢出的剩余的水。
排水通路10b与壳体17a的底部连接。如果象这样连接，则可防止工场废水中包含的固体成分等积淀于，或沉淀于该壳体17a的底部，可提高脱氮处理的效率。
此外，在盖体17b上，连接排水通路10b；加热器H1，该加热器H1用于通过对水进行加热，使氨态氮气化，从水中将其去除；排气管14，该排气管14用于通过吹风机BM的排气力，将已气化的氨态氮排到加热槽17之外，并且在该盖体17b上，设置有用于保持一定水温用的热控管S4。
通过吹风机BM的排气力，排向加热槽17之外的氨态氮，通过设置于排气管14的途中的催化剂CT，转换为氮，排到装置之外。另外，为了促进催化剂的转换反应，最好，在排气管14上，设置下述机构，该机构对该催化剂CT本身进行加热，或，对通过排气管14的氨态氮进行加热。
该图中的实例的水处理装置1的电气组成除了在上述图2中，添加加热器H1，与电动机阀V4以外，其它的方面是相同的。
下面给出控制部30的，水处理装置1的，普通运转时的控制的一个实例。
首先，如果开始水处理装置1的运转，则控制部30通过水位传感器S1，测定电解槽11内的水位。
接着，在电解槽11的水位小于预定的下限值的场合，在关闭电动机阀V4的状态打开电动机阀V1，并且驱动泵P1，将水w1从废水箱2送到电解槽11中。
然后，在电解槽11内的水位上升到预定的上限值的时刻，将电动机阀V1关闭，并且停止泵P1后，驱动空气泵Pa，通过送气管13，在电极11d之间，送出细微的气泡，同时，对电极11d进行通电。
如果象这样，则可通过上述式(1)～(4)的电化学反应，对水w1进行脱氮处理。
另外，在此期间，控制部30通过pH传感器S2连续地对电解槽11内的水w1的pH进行测定，同时，从酸性剂供给机构12供给酸性剂L1进行pH的调整。
此外，比如，在经过通过计时器31规定的处理的时间的时刻，停止对电极11d进行通电，并且，停止空气泵Pa，接着关闭电动机阀V2，停止泵P2，在此状态，打开电动机阀V4，将水w1从电解槽11送到加热槽17。
还有，关闭电动机阀V2，V4，停止泵P2，另外驱动吹风机BM，通过排气管14进行排气，同时，对加热器H1进行通电，对水w1进行加热。通过热控管S4设定的加热温度适合为60℃左右。
由此，使水w1中的氨态氮气化，进而通过排气管14中的催化剂CT的功能将其转换为氮气，然后可将其排放到大气中等处。
然后，在经过通过计时器31规定的处理的时间的时刻，停止对电极11d进行通电，并且，停止吹风机BM，接着，打开电动机阀V2，驱动泵P2，由此，将进行了脱氮处理的水w1排到排水沟D中。
另外，也可将加热器H1设置于电解槽11内部，省略加热槽17。但是，由于水的温度越低，在电解槽11的内部进行的电化学反应越顺利地进行，故最好象该图中的实例那样，分别设置电解槽11，与内部设有加热器H1的加热槽17。
本发明不限于以上描述的实施例，也可进行各种变更。
权利要求
1.一种水处理装置，该水处理装置包括电解槽，该电解槽用于通过借助水中的电化学反应，还原氧化态氮，对水进行脱氮处理；处理水路，该处理水路用于将水供给该电解槽，并且将处理后的水从电解槽排出；pH传感器，该pH传感器用于测定流过处理水路的水的pH；酸性剂供给机构，该酸性剂供给机构用于将酸性剂供给到供向电解槽中的水中；控制机构，该控制机构用于从酸性剂供给机构，供给酸性剂，以便在电解槽中的电化学反应时，将pH传感器的测定值保持在8以下。
2.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于上述处理水路包括循环水路，该循环水路用于再次将从电解槽排出的水供给电解槽；循环泵，该循环泵用于通过循环水路，使水循环，在上述循环水路中，设置有pH传感器与酸性剂供给机构。
3.根据权利要求2所述的水处理装置，其特征在于在循环水路的途中，设置有贮水槽，该贮水槽用于贮存已通过电解槽处理的水，电解槽采用下述结构，其中，该槽内始终盛满水，不贮存通过电化学反应产生的氯气。
4.根据权利要求3所述的水处理装置，其特征在于pH传感器设置于循环水路的，贮水槽的下游侧，电解槽的上游侧。
5.根据权利要求4所述的水处理装置，其特征在于酸性剂供给机构设置于循环水路的，电解槽的下游侧，贮水槽的上游侧。
6.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于控制机构在每当以一定时间，停止电化学反应的状态，通过pH传感器，测定水的pH，根据该测定值，从酸性剂供给机构，供给酸性剂。
7.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于在处理水路中，在设置pH传感器的位置附近处，设置有接地部。
8.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于在电解槽内，设置加热器，或在处理水路的电解槽的下游侧，设置内部设有加热器的加热槽，通过该加热器，对电化学反应中，或反应后的水进行加热，由此，使由电化学反应产生的氨态氮气化，将其从水中去除。
9.根据权利要求8所述的水处理装置，其特征在于在设置有加热器的电解槽，或加热槽中，连接有排气路，该排气路具有将已气化的氨态氮转换为氮气的催化剂，以及用于排气的风扇。
全文摘要
一种水处理装置，该水处理装置可使脱氮处理的效率高于目前的水平，可更有效地进行脱氮处理，还可抑制氯气的发生。在用于对水(w1)进行脱氮处理的电解槽(11)或用于向电解槽(11)供水并从电解槽(11)排出处理后的水的处理水路(10)中，设有pH传感器(S2)，该pH传感器用于测定流过处理水路(10)的水(w1)的pH，并设置用于将酸性剂(L1)供到水中的酸性剂供给机构(12)，为了在电解槽(11)中的电化学反应时，将pH传感器(S2)的测定值保持在8以下，从酸性剂供给机构(12)供给酸性剂(L1)。通过将电化学反应时的水的pH抑制在8以下，使脱氮处理的效率高于目前水平，可抑制氯气的发生。
文档编号B01D19/00GK1488585SQ0315617
公开日2004年4月14日 申请日期2003年9月2日 优先权日2002年9月4日
发明者稻本吉宏, 广田达哉, 杉本宗明, 中西稔, 岸稔, 广直树, 哉, 明 申请人:三洋电机株式会社