CN1099379C - 含氯离子的流水的电解装置及电解方法 - Google Patents

Abstract

一种用于含氯离子流水的电解装置，该装置包括电解槽和在电极间外加电压的电源装置；其中的电解槽中有至少一对电极、在电极间形成的通路、连通通路的液体流入口和液体流出口。

Description

含氯离子的流水的电解装置及电解方法

[技术领域]

本发明涉及自来水、工业用水、井水等含微量氯离子的流水的电解装置及电解方法。

[背景技术]

在公共的净水处理场，将有杀菌力的次氯酸钠添加到来自水源的未经处理的水(原水)中，将原水进行杀菌。由于次氯酸钠不稳定，因此当自来水输送到家庭和办公楼时，自来水中的次氯酸钠大部分已经被分解成氯离子。所以供给家庭和办公楼等的自来水的杀菌力是弱的。这种杀菌力弱的自来水不能用于家庭和办公楼内厨房的排水口、菜板等厨房用品、浴室、卫生间等的杀菌。

在自动售货机中将原料与水混合，自动制作清凉饮料水等而出售时，采用的是将贮存到机内贮水槽中的自来水，用产生氯气的电极将该贮存水进行电解，使之产生氯气、生成有杀菌力的次氯酸，从而对上述贮存水进行杀菌的卫生保持系统(SANYO TECHNICAL REVIEWVOL.21.No.1 FEB.1989)。

在特开平4-330986号中公开了将食盐水供给有阳极和阴极的电解槽中，在两个电极上外加直流电压制造具有杀菌力的含游离氯的水，将含有该游离氯的水混合到自来水中的杀菌方法。

上述卫生保持系统是对自动售货机内贮存水进行杀菌的系统。从而，不能把上述卫生保持系统直接用于家庭和办公楼内厨房的排水口、菜板等厨房用品、浴室、卫生间等的杀菌。

在特开平4-330986号公开的杀菌方法中，需要食盐水的准备、将食盐水供给食盐水容器以及对食盐水容器进行维修、保养等，因此，在上述杀菌方法中，为了实施该杀菌方法，需要装置的运转和维修等，这是很费事的。

[发明的公开]

如果有一种装置，可以不通过添加食盐水等而直接将自来水、工业用水、井水等含微量氯离子水的流水直接电解使之产生次氯酸的话，就能够容易的将家庭和办公楼内厨房的排水口、菜板等厨房用品、浴室、大(小)便器等进行杀菌而且装置的运转和维修并不费事。

因此，本发明的目的在于提供对自来水、工业用水、井水等含微量氯离子水的流动水能够长期稳定地进行电解的电解装置和电解方法。

为达到上述目的，本发明提供对含氯离子的流水进行电解的装置，其特征在于，该装置备有由至少一对电极、电极间形成的通路以及连接通路的液体流入口和液体流出口组成的电解槽和在电极间外加电压的电源装置。

本发明通过利用备有由至少一对电极、电极间形成的通路和连接通路的液体流入口和液体流出口组成的电解槽和在电极间外加电压的电源装置的电解装置，对自来水、工业用水、井水等含微量氯离子的流水进行电解，生成有强杀菌力的溶液，可容易地实现对家庭和办公楼内厨房的排水口、菜板等的厨房用品、浴室、便器等的杀菌，而且装置的运转和维修并不费事。

自来水、工业用水、井水等含有微量的氯离子。例如自来水中含有3～40mg/l的氯离子。如果将自来水、工业用水、井水等其中含有微量氯离子的流水进行电解、在阳极就会产生氯气、通过将该氯气溶解在流水中就可生成次氯酸、次氯酸离子等的游离氯。含有游离氯的流水具有杀菌力。

如图23所示，含游离氯约1mg/l以上浓度的流水，对厨房的排水口、菜板等厨房用品、浴室、便器等可具有足够的杀菌、防污染能力。图23中的数据，是在含有规定浓度的游离氯的水溶液中，放入2×10⁶ CFU大肠菌(Escherichir coli W3110株)，经20秒钟之后，放入硫代硫酸钠除去游离氯，通过测定菌的残存数而得到的。从图23可以看到，随着水溶液中游离氯浓度的提高、大肠菌数减少，在1mg/l以上的游离氯浓度下，大肠菌约全部被杀灭。

在使用本发明的电解装置时，通过提高氯气在阳极的生成效率或是提高所产生的氯气在流水中的溶解度，可以生成浓度大于1mg/l的含游离氯的流水。

在本发明的理想状态中，上述一对电极之间的距离超过0.2mm。

通过使1对电极间的距离超过0.2mm，提高氯发生效率(在电极间流过的电量中用以产生游离氯所消耗的有效电量所占的比例)，增大发生游离氯浓度(氯气溶解在流水中生成的游离氯浓度)，可形成有足够杀菌力的流水。如果一对电极之间的距离超过0.4mm，则发生游离氯浓度可维持稳定而且浓度更大。

在本发明的理想状态中，上述电极中至少阳极是用于产生氯气的电极(氯发生用电极)。

在阳极虽然生成氯气和氧气，但是通过将电极中至少是阳极制成氯发生用电极，可以达到提高氯发生效率、增大发生游离氯浓度，生成有足够杀菌力的流水。通过提高氯发生效率，可使电极小型化进而使电解槽小型化。

在本发明的理想状态中，上述电极都是氯发生用电极。

通过转换电极的极性，可防止流水中含有的钙离子和镁离子与碳酸根离子反应而在电极上形成水垢，于是可防止氯发生效率下降的情况发生。通过将电极全部作成氯发生用电极，利用电极的极性转换，可使氯发生效率不变，长期维持高的氯发生效率和高的发生游离氯浓度，因而能够长期稳定地生成有足够杀菌力的流水。由于氯发生效率的提高，使得电极进而电解槽的小型化成为可能。

在本发明的理想状态中，上述氯发生用电极由发生氯的催化剂的实体材料构成。

由于氯发生用电极是由发生氯的催化剂的实体材料构成，因此提高了氯发生效率，增大了发生游离氯浓度，可生成有足够杀菌力的流水。由于氯发生效率的提高，电极进而电解槽的小型化也成为可能。

在本发明的理想状态中，上述氯发生用电极是用导电性的发生氯的催化剂层将导电性材料板的表面被覆而构成的。被覆可以是被覆导电性材料板的全部或是一部分。

通过用导电性的发生氯的催化剂层被覆导电性材料板的表面而构成氯发生用电极，提高了氯发生效率，增大了发生游离氯浓度，可生成有足够杀菌力的流水。由于提高了氯发生效率，电极进而电解槽的小型化也成为可能。通过使用比发生氯的催化剂更为廉价的材料作为导电性材料能够降低电解装置的制造成本。

在本发明的理想状态中，上述发生氯的催化剂至少含有铱。

发生氯的催化剂由于至少含有铱，提高了氯发生效率、增大了发生游离氯浓度、可生成有足够杀菌力的流水。由于提高了氯发生效率，电极进而电解槽的小型化也成为可能。

在本发明的理想状态中，上述发生氯的催化剂，至少含有铂和铱。

在本发明的理想状态中，上述发生氯的催化剂含有铂和铱，相对于铂的含量与铱的含量之和，铂的比例用摩尔比表示为70％以上。

由于发生氯的催化剂至少含有铂和铱，外加电压时引起的氧化铱等发生氯的催化剂的脱落，由于铂的混入而被抑制、高的氯发生效率、高的发生游离氯浓度能够长期地被维持、有足够杀菌力的流水能长期稳定地被生成。尤其是相对于铂的含量与铱的含量之和，铂的比例如在70％以上(以摩尔比表示)，最好是在80％以上时，则电极的寿命可显著地提高。

在本发明的理想状态中，上述发生氯的催化剂含有铂、铱和钽，相对于铂、铱和钽的重量之和，钽的比例为30重量％以下。

发生氯的催化剂由于含有铂、铱、钽，与含有铂和铱的情况相比，一方面提高了在初期的氯发生效率，另一方面促进了发生氯的催化剂的脱落。由于相对于铂、铱和钽的重量之和钽的比例在30重量％以下，发生氯气的催化剂的脱落可被抑制，可长期稳定地生成有足够杀菌力的流水。

在本发明的理想状态中，上述发生氯的催化剂层的厚度为0.1μm以上。

由于发生氯的催化剂层厚度在0.1μm以上、最好是在0.2μm以上，发生氯的催化剂量就足够了，这时发生游离氯浓度为1mg/l以上的流水可被生成。发生游离氯浓度为1mg/l以上的流水对厨房的排水口、菜板等厨房用品、浴室、便器等的杀菌、防污染具有足够的杀菌能力。

在本发明的理想状态中，上述发生氯的催化剂层的厚度是0.5μm以上。

通过将发生氯的催化剂层厚度制成0.5μm以上，可抑制非导体层的形成。如果由于发生氯气的催化剂脱落，发生氯气的催化剂层变薄，则到达导电性材料板与发生氯的催化剂层的界面的水量将增加，导电性材料板的表面被氧化。结果，在导电性材料板与发生氯的催化剂层之间非导体层被形成。因此，通过将发生氯的催化剂层加厚，因发生氯的催化剂脱落而引起的导电性材料板与发生氯的催化剂层之间非导体层的形成被抑制。结果，对于厨房的排水口、菜板等的厨房用品、浴室、便器等的杀菌、防污染具有足够杀菌能力的流水可长期持续地被生成。

在本发明的理想状态中，上述导电性材料是抗氧化能力大的材料。

通过选用抗氧化能力大的材料作为导电性材料，在导电性材料板与发生氯的催化剂层之间的非导体层的形成可被抑制。结果，具有足够杀菌能力的流水可长期持续地被生成。

在本发明的理想状态中，上述导电性材料是钛。

通过采用抗氧化能力大的钛作为导电性材料，在导电性材料板与发生氯的催化剂层之间的非导体层的形成可被抑制。结果，具有足够杀菌能力的流水，可长期持续地生成。钛具有分量轻而且机械强度大的优点。

在本发明的理想状态中，在上述一对电极之间的一部分中设置(定位)隔片。

通过在一对电极间的一部分中设置隔片，一对电极间的距离可以保持一定。结果使电极上的电压分布均匀，发生氯的催化剂的不均匀脱落和水垢的不均匀附着受到抑制，具有足够杀菌能力的流水可长期持续地生成。而且，维持电极间的适当距离可以防止氯发生效率的下降。还可防止由于电极间的短路而引起电解装置发生故障。

在本发明的理想状态中，上述隔片被插入一对电极之间。

通过将隔片插入一对电极之间，能够方便地完成隔片和电极的组装。

在本发明的理想状态中，上述隔片从一对电极的外侧嵌入该对电极侧端部间的间隙中。

通过将隔片从一对电极的外侧嵌入该对电极侧端部间的间隙中，能方便地组装成电极间距离微小的电解槽。而且，电极间通路内的隔片体积减小，可抑制由隔片引起的水流紊乱和涡流的产生，可抑制水流中沉淀的形成。结果可防止因沉淀所需电力的供给、防止在该沉淀内水中含有的钙离子和镁离子与碳酸根离子反应而在电极上形成水垢情况的发生，从而使得有足够杀菌能力的流水可长期稳定地生成。

在本发明的理想状态中，上述隔片，至少是表面，由表面能小的材料形成。

通过将隔片，至少是表面，用表面能小的材料形成，可防止因水垢在隔板上附着而使通路变窄的情况发生。由此，可防止下述情况的发生：即可防止在局部形成流速低的区域、防止在该区域需要供给更多量的电力、防止在该区域内的水中含有的钙离子和镁离子与碳酸根离子等反应而在电极上形成水垢的情况发生。从而有足够杀菌能力的流水可长期稳定地生成。

水的表面能是70erg/cm²、聚四氟乙烯的表面能是30erg/cm²。由于两者的表面能之差，在聚四氟乙烯表面上水垢难以附着。从而，与水的表面能之差在40erg/cm²  以上的材料可有效地防止水垢的附着。

作为表面能小于30erg/cm²的材料的例子，可举出如下：聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟硅烷、硅氧烷氟化物等。

在本发明的理想状态中，沿上述电解槽的液体流入口排列液体的流入方向、在电极间形成通路的延续方向和从液体流出口出来的液体流出方向。

通过沿电解槽的液体流入口排列液体的流入方向，在电极间形成通路的延续方向和从液体流出口出来的液体流出方向，可抑制流水中涡流的发生并抑制流水中沉淀的形成。由此可以防止沉淀部分所需的多量电力的供应，防止在该沉淀内的水中含有的钙离子和镁离子与碳酸根离子等反应在电极上形成水垢的情况发生。从而有足够杀菌力的流水能长期稳定地生成。进而，由于在通路上流动的流水一直流向排列在该通路上的液体流出口，因而在电极上生成的氢气、氧气的气泡容易从电极表面上解吸。可防止因气泡滞留而引起的氯发生效率的下降。

在本发明的理想状态中，将上述电解槽在电极间形成通路的液体流入口一侧的端部设置在比液体流出口一侧端部的更下方。

通过将电极间形成通路的液体流入口一侧的端部设置在比液体流出口一侧的端部的更下方，可使在电极生成的氢气、氧气气泡、因浮力和水流的作用，从电极间的通路迅速被排出。由此可防止由气泡滞留而引起的氯发生效率的下降。

在本发明的理想状态中，上述电解槽电极在接近于电极间形成通路的液体流入口侧的端部部分和在接近于在电极间形成通路的液体流出口侧的端部部分，用绝缘材料被覆。

通过将电极在接近于电极间形成通路的液体流入口侧的端部部分和在接近于电极间形成通路的液体流出口侧的端部部分用绝缘材料被覆，可防止在电极间形成的通路的液体流入口侧的端部以及液体流出口侧的端部的电流集中。因而可防止在电极间形成通路的液体流入口侧的端部和液体流出口侧的端部，在流水中包含的钙离子和镁离子与碳酸根离子等反应，在电极上形成水垢的情况发生。结果具有足够杀菌力的流水能长期稳定地生成。

在本发明的理想状态中，在上述电解槽的电极间形成通路的液体流出口侧的端部的横截面积是液体流入口侧的端部的横截面积的1.01倍以上。

通过将在电极间形成通路的液体流出口侧的端部的横截面积做成液体流入口侧的端的横截面积的1.01倍以上，可防止伴随着由于在电极上氢气、氧气气泡发生而造成的流水体积增加而引起的流水的流速下降的情况发生。因而可防止对流速降低了的流水供应多量的电力、防止流水中含有的钙离子和镁离子与碳酸根离子等反应在电极上形成水垢的情况发生。所以有足够杀菌力的流水可长期稳定地生成。

在本发明的理想状态中，上述电源装置是可以进行电极极性转换的直流电源装置。

通过将电源装置制作成可进行电极极性转换的直流电源装置，使抑制水垢向电极的附着成为可能。因此，具有足够杀菌力的流水可长期稳定地生成。

在本发明的理想状态中，上述电解槽是无隔膜型的电解槽。

通过将电解槽作成无隔膜型的电解槽，电极间距离变窄，能够降低电解电压而且能简化电解槽的结构。

本发明提供对含氯离子的流水进行电解的方法，其特征在于在上述一种含氯离子的流水的电解装置的电极间，以小于1100A/m²的电流密度流过直流电流。

通过在含氯离子的流水的电解装置中的电极间，以小于1100A/m²的电流密度流过直流电流，将含氯离子的流水进行电解，可抑制发生氯的催化剂从电极脱落，能够长期稳定地生成具有足够杀菌力的流水。

本发明提供了对含氯离子的流水进行电解的方法，其特征是在一种含氯离子的流水的电解装置的电极间，以大于300A/m²的电流密度流过直流电流。

通过在含氯离子的流水的电解装置中的电极间，以大于300A/m²的电流密度流过直流电流，对含氯离子的流水进行电解，能够生成游离氯浓度大于1mg/l的，对厨房的排水口、菜板等厨房用品、浴室、便器等的杀菌，防污染具有足够杀菌力的流水。

本发明提供对含氯离子的流水进行电解的方法，其特征是在一种含氯离子的流水的电解装置的电极间，以400A/m²至600A/m²的电流密度流过直流电流。

通过在含氯离子的流水的电解装置中的电极间，以400A/m²至600A/m²的电流密度流过直流电流，对含氯离子的流水进行电解，可提高氯发生效率。

本发明提供对含氯离子的流水进行电解的方法，其特征是使用一种含氯离子的流水的电解装置，在停止电解之后，继续维持流水直至经过所规定的时间。

使用含氯离子的流水的电解装置，在停止电解后，继续维持流水直至经过所规定的时间，可回避由于电解含氯离子的流水而电解电解槽内的滞留水的情况发生。其结果可防止水垢向阴极的附着，可长期稳定地生成有足够杀菌力的流水。

本发明提供用于含氯离子流水的电解方法，其特征是使用一种含氯离子的流水的电解装置，在进行电极的极性转换的同时进行电解。

通过使用含氯离子流水的电解装置，一边进行电极的极性转换，一边对含氯离子的流水进行电解，由此可以抑制水垢向阴极的附着。由此，可长期稳定地生成有足够杀菌力的流水。

在本发明的理想状态中，上述电极的极性转换次数为每进行一小时电解，电极极性转换12次以下。

通过将电极极性的转换次数控制为每进行一小时电解、电极极性转换12次以下，可抑制发生氯的催化剂从电极上脱落，由此可长期稳定地生成有足够杀菌力的流水。

在本发明的理想状态中，电解次数每达10次以上，进行上述电极的极性转换。

通过电解次数每达10次以上，进行电极的极性转换，可抑制发生氯的催化剂从电极脱落。由此，可长期稳定地生成有足够杀菌力的流水。

本发明提供对含氯离子的流水进行电解的方法，其特征是使用一种含氯离子的流水的电解装置，把从液体流入口流入电解槽的流水加热到高于室温、低于50℃的温度之后进行电解。

通过使用对含氯离子的流水进行电解的装置，把从液体流入口流入电解槽的含氯离子的流水加热到高于室温，低于50℃的温度之后进行电解，可以提高氯气在流水中的溶解度，进而可提高游离氯的发生效率。由此，可生成有足够杀菌力的流水。还有，在室温至50℃以下的温度范围，氯气在阳极的生成效率没有变化。

在本发明的理想状态中，对自来水进行电解。

通过使用对含氯离子的流水进行电解的装置，将自来水的流水进行电解，由于自来水中吸附氯离子或是与氯离子反应的有机成分少，因此，可以将在自来水的流水中含有的氯离子高效率地转变成氯气。结果可生成有足够杀菌力的流水。

在本发明的理想状态中，对工业用水进行电解。

在本发明的理想状态中，对井水进行电解。

通过使用对含氯离子的流水进行电解的装置，将工业用水和井水的流水进行电解，可生成有足够杀菌力的含有游离氯和氯化胺的流水。

[附备的简单说明]

图1是有关本发明实施例电解装置的图解构成图。

图2是有关本发明实施例电解装置所配备的氯发生电极的断面图。

图3是说明氯发生电极劣化机制的氯发生用电极的断面图。

图4是有关本发明实施例电解装置所配备的电解槽的断面图。

图5是有关本发明实施例电解装置所配备的电解槽的断面图。

图6(a)是有关本发明实施例电解装置所配备的电解槽的平面图，图6(b)是图6(a)的b-b向视图。

图7(a)是有关本发明实施例电解装置所配备的电解槽的平面图，图7(b)是图7(a)的b-b向视图。

图8是本发明实施例有关的，为了实施自来水的流水的电解所需的实验装置的器具构成图。

图9是图8的电解装置的分解斜视图。

图10是表示氯发生效率与电流密度的关系图。

图11是表示发生游离氯浓度、氯发生效率与电极板间距离的关系图。

图12是表示发生游离氯浓度与电流密度的关系图。

图13是表示原则上不进行电极极性转换的情况下发生游离氯浓度随时间的变化图。

图14是表示原则上不进行电极极性转换的情况下氯发生效率随时间的变化图。

图15是表示进行电极的极性转换情况下，发生游离氯浓度随时间的变化图。

图16是表示进行电极的极性转换情况下，氯发生效率随时间的变化图。

图17是表示电极中的发生氯的催化剂组成不同的情况下发生游离氯浓度随时间的变化图。

图18是表示发生氯的催化剂的层厚度与发生游离氯浓度的关系图。

图19是表示电流密度不同的情况下，发生氯的催化剂层厚度的减少值随时间的变化图。

图20是表示电极极性的转换频度不同的情况下，发生氯的催化剂层厚度的减少值随时间的变化图。

图21是表示发生氯的催化剂组成不同的情况下，电极间电压随时间的变化图。

图22是表示发生氯的催化剂组成不同的情况下，发生氯的催化剂层厚度随时间的变化图。

图23是表示次氯酸浓度与杀菌力的关系图。

[实施发明的最佳方式]

以下用实施例说明本发明。

图1是有关本发明实施例电解装置的图解构成图。有关本发明实施例的电解装置100，装配带有液体流入口1和液体流出口2的无隔膜型的电解槽3，在电解槽3内互相隔开一定间隔在中间形成通路5的电极板4.4和为在电极板4.4之间外加直流电压的直流电源装置6。

由水源供给的含氯离子的流水，通过流量调节阀7，从液体流入口1进入电解槽3，通过在电极板4.4间形成的通路5。含氯离子的流水，通过通路5时被电解形成含游离氯等杀菌力强的液体。含氯离子的流水被电解生成的有强杀菌力的液体，从液体流出口2向电解槽3外流出，供给杀菌对象用于对该对象杀菌。

以下说明含有氯离子的流水的电解反应。

含氯离子的流水在通过电极板4.4之间的通路5时，在阴极发生由化学式①所示的生成氢的反应，在阳极发生由化学式②所示的生成氯的反应，以及由化学式③所示的氧气生成反应。由生成氯的反应而生成的氯气(Cl₂)溶于水生成次氯酸(HClO)、次氯酸离子(ClO^-)等杀菌力强的游离氯等。

    ……………①

………………………②

   ……………③

当上述电解装置长期使用时，阻碍次氯酸，次氯酸离子生成的主要因素，可举出的有：电极中促进氯生成反应的成分向流水中的脱落，由于电极的氧化而非导体化，由于绝缘性水垢在电极表面的附着而引起电极的非导体化。由绝缘性水垢在电极表面的附着而导致电极的非导体化，是由于起初在电极表面的局部有水垢附着，在该局部周边电流增大，又因电流增大而使水垢成长，逐渐地将非导体部分扩展到电极全部而引起。由上述主要因素，阻碍了氯气的生成进而阻碍次氯酸、次氯酸离子的生成。

在用上述电解装置对流水进行电解的过程中，氯生成反应较氧生成反应越占优势，游离氯的生成效率越高。

为了使氯生成反应比氧生成反应更占优势，希望在阳极使用氯发生用电极。所谓氯发生用电极是能够引起氯生成反应的电极。作为氯发生用电极的例子可举出如下：铁素体等铁系电极、钯系电极、钌系电极、铱系电极、铂系电极、钌-锡系电极、钯-铂系电极、铱-铂系电极、钌-铂系电极、铱-铂-钽系电极。

氯发生用电极的构成，可以是产生氯的催化剂(能够引起氯生成的催化剂)的纯实体材料，或者如图2所示，也可以是在导电性材料的板10的表面上被覆发生氯的催化剂层11。

作为发生氯的催化剂实例可列举如下：含有铱、铂、钯、钌、铑、锇、铁、钴、镍等元素的金属，氧化物等化合物。

发生氯的催化剂，希望其难以向流水中脱落，发生氯的催化剂如果向流水中脱落，则会阻碍由氯发生用电极引起的氯生成反应。

导电性材料，只要是良导体就可以。作为导电性材料的实例可列举如下：钛、铁素体、银、铂、金、铜。

导电性材料，希望其具有强的抗氧化能力。所谓抗氧化能力，意味着难以被流水中含有的氧化作用成分氧化的性质，或是即使被氧化也难以形成绝缘体层的性质。如果导电性材料的抗氧化能力小，则如图3所示，在导电性材料板10与发生氯的催化剂层11之间，将形成由导电性材料的氧化物构成的绝缘体层12。如果绝缘体层12超过一定的厚度，则氯发生用电极被非导体化，妨碍电极板间的电导通，氯发生用电极生成氯的作用受到阻碍。钛是抗氧化能力大的导电性材料。钛在高温高压水中，直到400℃也不被氧化。

流水的电解，希望是在绝缘性水垢在电极表面上难以附着的状态下进行。如果绝缘性水垢附着在电极表面上，则电极被非导体化，电极板间电的导通被妨碍，氯发生用电极生成氯的作用受到阻碍。

水垢在电极上的附着，被认为是由于在流水中含有的钙离子、镁离子等阳离子被拉向阴极，与流水中含有的碳酸根离子反应生成碳酸钙、碳酸镁等，这些生成物附着在电极表面上而引起的。本发明的发明入，通过用X射线衍射法分析，从水垢附着的电极上检出了结晶性碳酸钙。

在图1的电解槽3中，电极板4.4隔开一定的间隔设置。为了将电极板4.4隔开一定的间隔设置，希望在电极板4.4之间设置(定位)隔片。如图4所示，在平行于电极板4.4之间的通路5的延续方向设置一对隔片9，该一对隔片9可以插入到电极板4.4之间，或是如图5所示，也可以将在平行于电极板4.4之间的通路5的连续方向设置的一对隔片9，从电极板4.4的外侧嵌入到电极板4.4的侧端部间的间隙中。在电极板4.4的面积大的情况下，为了在电极板4.4之间维持一定的间隔，希望在电极板4.4之间设置3个以上的隔片9。

为了防止电极间的短路，隔片9由绝缘性材料形成。另外，为了防止水垢的附着，希望隔片9，至少是其表面用表面能小的材料形成。所谓表面能小的材料，意味着表面能小于30erg/cm²的材料。作为表面能小的材料的实例，例如合四氟(化)基的树脂、聚四氟乙烯是特别适宜的材料。

电解槽3的结构只要具有图1所示的基本构成即可。无隔膜型的电解槽3是所希望的。电解槽3是无隔膜型时，可使电极间距离变窄，电解电压降低，而且可使电解槽3的结构简易化。

电解槽3结构的具体例子在图6、图7中示出。

在图6的例子中，流向液体流入口1的液体流入方向和液体流出口2的液体流出方向与在电极板4.4间形成的通路的延续方向垂直。电极板4.4连接在可进行极性转换的直流电源装置6上。

在图7的例子中，流向液体流入口1的液体流入方向和由液体流出口2的液体流出方向排列在电极板4.4间形成的通路5的延续方向上。电极板4.4与可进行极性转换的直流电源的装置6连接。

在图1的电解装置100中，供给的含氯离子的流水是自来水的情况，通过电解自来水生成的氯气大致全部溶于自来水中，形成次氯酸、次氯酸离子等游离氯。结果，从电解装置100流出含游离氯的杀菌力强的溶液。

在图1的电解装置100中，供给的含氯离子的流水是工业用水或井水的情况，通过电解工业用水或井水生成的氯气中的一部分往往与工业用水或井水中存在的胺系化合物反应，生成氯胺、二氯胺、三氯胺等氯化胺。这些氯化胺也具有杀菌力。结果，从电解装置100中，流出含有游离氯和氯化胺的强杀菌力的溶液。

从电解装置100流出的有强杀菌力的溶液，供给与水接触的器具等杀菌对象，对杀菌对象杀菌。作为水接触的器具的例子举出如下：水槽、炊具系统、水槽和炊具系统的组成部件：污水槽、挡渣板、厨桌、菜板、食器等厨房用品，洗面台、洗面器、洗面台和洗面器的组成部件，洗涤盆、挡渣板、阀栓金属零件等，牙刷盒、小物品放置架等盥洗间用品、大便器、便座、局部洗净器、便盖、小便器等卫生间用品、浴室、单元池、蒸气浴、浴室内外配置的浴槽、清洗场、热水供应器、阀栓器具、淋浴器、肥皂放置处、澡盆盖、镜等浴室用品、洗衣机、洗衣机板面、洗衣池等洗涤用品。

通过实验研究电解装置100各部件的适宜值和电解装置100的适宜运转条件。

(实验1)

研究电极板间距离和电流密度对发生游离氯浓度和氯发生效率的影响。

<1>实验条件

将电极板间距离和电流密度作种种改变，进行自来水的电解实验，研究发生游离氯浓度和氯发生效率。

如图8所示，通过流量调节阀21和流量计22将自来水引入电解装置100。用流量调节阀21调节流量，用流量计22测定流量。在电解装置100的电解槽3内，按规定的间隔设置多个电极板4，将流过电极板4中通路的自来水，从电解槽3排出贮存在烧杯23中，将电解装置100带有整流电路的直流电源装置6连接在AC100伏的家庭用电源上，将电解槽3内设置的电极板4连接在直流电源装置6上。用电压计24测量外加在电极板4之间的电压，用电流计25测量在电极板4之间流动的电流。

如图9所示，电解槽3由一端封闭的长方形断面的筒状构件3a和筒状体3a敞开端液体密封的封闭盖构件3b构成。向设置在电解槽3下部的液体流入口1的液体流入方向和从设置在电解槽3上部的液体流出口2的液体的流出方向与在电极板4之间形成的通路5的延续方向垂直。

电极板4是长×宽×板厚为70mm×50mm×0.5mm的长方形板。

电极板间的距离为0.19mm、0.43mm和0.86mm三种。

当电极板间距离为0.19mm和0.43mm时，如图9所示，在电解槽3内配置了三个电极板4 。将各电极板4的接线柱4a向电解槽3的外部引出，将两端的电极板4作为阳极，使用铱被覆钛电极，中间的电极板4作为阴极，使用铂电极。在电极板4之间插入与电极板间距离相等厚度的隔片9确保所要求的电极板之间的距离。除去与隔片9相接部分的面积，实际上的电极面积为0.60dm²/极。

在电极板间距离为0.86mm的情况下，在电解槽3内设置2个电极板4。一方的电极板4作阳极，使用铱被覆钛电极，另一方的电极板4作阴极，使用铂电极。在电极板4之间插入与电极板间距离相等厚度的隔片9，确保所要求的电极板之间的距离。除去与隔片9相接部分的面积，实际上的电极面积为0.60dm²/极。

将自来水从液体流入口1引入电解槽3内，在电极板间距离为0.19mm和0.43mm的情况，由三个电极板4形成的二个电极板间通路5，以0.24dm³/分的流量通过每对电极板间的通路，在电极板间距离为0.86mm的情况，由二个电极板4形成的一个电极板间通路5，以0.26dm³/分的流量通过电极板间的通路，然后从液体流出口2向电解槽3外排出。

改变电极板间的外加电压，使电极板间的电流密度在167A/m²～1333A/m²的范围分数个阶段连续变化，对每个电极板间距离和电流密度的组合，在流水状态进行2分钟电解，在流水停止状态停止电解1分钟，这样重复10次操作，每次在电解开始1分钟后向电解槽3外部排放自来水，取样0.01dm³，用DPD法测定排出水中的游离氯浓度，求出10次的平均值。用DPD法测定电解前的自来水中的游离氯浓度，从经过电解实验得到的排出水中的游离氯浓度扣除电解前的自来水中的游离氯浓度，得出通过电解产生的游离氯浓度，即求出了发生游离氯浓度。

实验条件在表1中给出。

<2>实验结果

表1中给出了对应每种电极板间距离和电流密度的组合，得到的排出水中的游离氯浓度的平均值和发生游离氯浓度。

根据数式①求出了氯发生效率(电流效率)η。氯发生效率η在表1中给出

η＝(Cfcl×Q×96500)/(35.5×I×10³×60)(％)  ……①

式中：Cfcl：发生游离氯浓度(mg/l)

        Q：流量            (1/min)

        I：电流            (A)

图10中给出了氯发生效率η与电流密度和电极板间距离的关系。

从图10可知，电极板间距离为0.43mm时的氯发生效率和电极板间距离为0.86mm时的氯发生效率，在电流密度在400～600A/m²范围时可达到最大。

图11中给出了在电流密度是500A/m²时，发生游离氯浓度与电极板间距离的关系，以及氯发生效率与电极板间距离的关系。

从图11可知，如果电极板间距离超过0.2mm则发生游离氯浓度可达到约1mg/l以上。约1mg/l以上的发生游离氯浓度，对厨房的排水口、菜板、便器、浴槽等的杀菌，防污染是足够了。

从图11可知，当电极板间距离为0.4mm以上时，发生游离氯浓度和氯发生效率都达到了一定的高度值。

图12中给出了，当电极板间距离为0.43mm、0.86mm时，发生游离氯浓度和电流密度的关系。

从图12可知，如电流密度达到300A/m²以上，则发生游离氯浓度可达到约1mg/l以上。如前所述，约1mg/l以上的发生游离氯浓度，对厨房的排水口、菜板、便器、浴槽等杀菌，防污是足够了。

(实验2)

研究电极极性转换和停止电解的时限给予发生游离氯浓度及氯发生效率随时间变化的影响。

<1>实验条件

对于原则上不进行电极极性转换和进行电极极性转换的情况，进行自来水的流水的电解实验，研究发生的游离氯浓度和氯发生效率随时间的变化。

使用与实验1同样的如图8、图9所示的实验装置。但是，直流电源装置6为12V的转换电源装置。

电极板4是长×宽×板厚为70mm×50mm×0.5mm的长方形板。

将三个电极板4配置在电解槽3内。电极板间距离为0.43mm，把与电极板间距离相同厚度的隔片9插入到电极板4之间，以确保所要求的电极板间距离。扣除与隔片9连接部分的面积实际上的电极面积为0.60dm²/极。

在原则上不进行电极极性转换的情况，两端的电极板4使用铱被覆钛电极，中间的电极板4使用铂电极。在进行电极极性转换的情况，三个电极板4都使用铱被覆钛电极。

将自来水从液体流入口1引入电解槽3中，由三个电极板4形成的二个电极板间的通路5，以0.25dm³/分的流量通过每个电极间的通路，然后从液体流出口2排出电解槽3。

将在流水状态进行2分钟电解，在流水停止状态停止一分钟电解的操作重复进行。

在原则上不进行电极极性转换的情况，两端的电极板4作阳极、中间的电极板4作阴极。在电解时间进行到25.3小时的时候进行电极的极性转换即将两端的电极板4作为阴极，中间的电极板4作为阳极，在电解时间进行到37.3小时的时候再次进行将两端的电极板4作阳极，中间的电极板4作阴极的电极极性转换。与流水开始的同时将直流电源装置6置于ON(即接通的位置)在电极板4之间外加12V的电压，与流水停止的同时将直流电源装置6置于OFF(断开)解除在电极板4之间的外加电压。

在进行电极极性转换的情况，在两端的电极板4作阳极中间电极板4作阴极的极性组合与两端的电极板4作阴极中间的电极板4作阳极的极性组合之间进行各自每次的电解极性转换。与流水开始的同时将直流电源装置6置于ON，在电极板4之间外加12V的电压，在电解时间达到4个小时时，与流水停止的同时将直流电源装置6置于OFF，解除在电极板4之间的外加电压，在进行电解的时间达到4个小时之后，在流水停止10秒前将直流电源装置6置于OFF，解除电极板4之间的外加电压。

在电解开始1分钟后，向电解槽3外部排放，用适当的时间间隔对排出的自来水取样0.01dm³，用DPD法测定排出水中的游离氯浓度。用DPD法测定电解前的自来水中的游离氯浓度，从经过电解实验得到的排出水中的游离氯浓度扣除电解前自来水中的游离氯浓度，求出发生游离氯浓度。用数式①求出氯发生效率η 。

<2>实验结果

原则上不进行电极极性转换情况的发生游离氯浓度随时间的变化在图13中示出，氯发生效率随时间的变化在图14中示出。

从图13、图14可知：

①发生游离氯浓度和氯发生效率在电解进行时间超过约7小时时都急骤地下降，在电解进行到约21个小时的时间点时，下降到约为电解开始之后时值的1/5。

②通过在电解时间为25.3小时的时间点进行电极的极性转换和电解进行到37.3小时的时间点进行电极的极性转换，虽然发生游离氯浓度分别增加约20％，但是维持换后的电极极性继续进行电解，发生游离氯浓度与极性转换前以同样的斜度随着时间而下降。

通过电极的极性转换发生游离氯浓度增大可认为是由于在阴极上附着的水垢，通过电极极性转换而被剥离的结果。因此，可以认为电极的极性转换对于发生游离氯浓度随电解时间而下降进而氯发生效率随时间的下降的抑制作用是有效的。

在进行电极极性转换情况的发生游离氯浓度随时间的变化在图15中示出，氯发生效率随时间的变化在图16中示出。

从图15、图16中可得知：

①发生游离氯浓度和氯发生效率在电解时间进行达到4小时都急速地下降。

尽管进行了电极极性的转换，但是发生游离氯浓度、氯发生效率仍均随着时间急速下降的事实被认为是由于通过与流水停止的同时将直流电源装置6置于OFF，由于直流电源装置6本身备有的电容器的放电，流水停止后仍有滞留水的电解进行，导致在阴极上附着了水垢而造成的。

②电解进行到4小时之后，直到电解时间达205小时，发生游离氯浓度、氯发生效率都与电解开始之后的值维持有大致相同程度。

降低了的发生游离氯浓度和氯发生效率，恢复到与电解开始之后的值有大致相同程度的值，其后又继续维持恢复值，这被认为是由于通过在流水停止10秒前将直流电源装置6置于OFF，滞留水被电解的情况被回避，进而阻止水垢的附着，通过电极的极性转换，可剥离在阴极上附着的水垢所导致的。

电解自来水的流水使之生成游离氯，含有游离氯的自来水流到厨房，对厨房的排水口、菜板等进行消毒，消毒系统的运转条件按每12小时连续运转2分钟，如果系统的耐用年数为10年则总共运转时间约为240小时。从图15、图16可知，每次电解通过电极极性转换而且在电解停止后停止流水，上述系统的耐久性对于实际应用已经足够了。

(实验3)

研究有关发生氯用的催化剂的组成对于发生氯用的电极寿命的影响。

<1>实验条件

在钛基体表面形成含铂和铱不含钽的厚度约1μm的发生氯的催化剂层的电极A和在钛基体表面上形成含铂、铱、钽(重量比为13∶55∶32)的厚度约1μm的发生氯的催化剂层的电极B，使用上述电极A和电极B进行自来水流水的电解实验，用来研究发生氯的催化剂组成对电极寿命的影响。

使用与实验1同样的，如图8和图9所示的实验装置，但直流电源装置6为12V的转换电源装置。

电极板4是长×宽×板厚为70mm×50mm×0.5mm的长方形板。

将三个电极板4配置在电解槽3内。电极板间距离0.43mm，在电极板4之间插入厚度等于电极板间距离的隔片9，用来确保所要求的电极板间距离。扣除与隔片9连接部分的面积，实际上的电极面积为0.60dm²/极。三个电极板4全部为电极A或电极B。

将自来水从液体流入口1引入电解槽3中，用三个电极板4形成的二个电极板间通路5、以0.25dm³/分的流量流过每个电极板间的通路，然后从液体流出口2排出电解槽3。

使用的电流密度为500A/m²。

在流水状态进行5分钟电解，在流水停止状态停止1分钟电解，将这种操作重复10次，每次电解停止都进行电极的极性转换。每次电解时都在电解开始1分钟后从电解槽3排出的自来水中取样0.01dm³，用DPD法测定排出水中的游离氯浓度，求出10次的平均值，用DPD法测定电解前的自来水中的游离氯浓度，从经过电解实验得到的排出水中的游离氯浓度中扣除电解前自来水中的游离氯浓度，求出发生游离氯浓度。

<2>实验结果

在图17中给出了发生游离氯浓度随时间的变化。

从图17可得知：在使用电极B时，虽然在初期得到了高的发生游离氯浓度，但是在电解时间进行到72小时之前，发生游离氯浓度急速的下降了；在使用电极A时，初期的发生游离氯浓度与使用电极B时相比虽然是低的，但是持续电解时直到1000小时发生游离氯浓度也没有降低。因此，发生氯的催化剂为含有铂和铱而不含钽时，足够长的电极寿命被得到了，对于发生氯的催化剂为含有铂、铱和钽的情况，相对于铂、铱和钽的重量之和，钽的比例在30重量％以下是所希望的。

(实验4)

有关发生氯的催化剂的层厚度对于发生游离氯浓度影响的研究。

<1>实验条件

使用在钛基体表面上形成的含有铂和铱不含钽的发生氯的催化剂层制作的电极，将发生氯的催化剂层厚度作种种改变，进行自来水流水的电解实验，研究发生氯的催化剂层厚度对发生氯的催化剂的影响。

使用与实验1同样的，如图8、图9所示的实验装置。但是直流电源装置6是使用12V的转换电源装置。

电极板4是长×宽×板厚为70mm×50mm×0.5mm的长方形板。

在电解槽3中配置了三个电极板4。电极板间距离为0.43mm，在电极板4之间插入厚度等于电极板间距离的隔片9，以确保所要求的电极板间距离。扣除与隔片9连接部分的面积，实际的电极面积是0.60dm²/极。三个电极板4全部使用氯发生用电极。

将自来水从液体流入口1引入电解槽3中，由三个电极板4形成二个电极板间通路5、按0.25dm³/分的流量流经每个电极板间的通路，然后从液体流出口2排出电解槽3。

电流密度为500A/m²。

在流水状态进行5分钟电解，在流水停止状态停止1分钟电解，反复这种操作10次，在每次电解停止时都转换电极的极性。每次电解在电解开始1分钟后从电解槽3排出的自来水中取样0.01dm³，用DPD法测定排出水中的游离氯浓度，求出10次的平均值，用DPD法测定电解前的自来水中的游离氯浓度，从经过电解实验得到的排出水中的游离氯浓度扣除电解前自来水中的游离氯浓度，求出发生游离氯浓度。

<2>实验结果

图18中给出了发生游离氯浓度与发生氯的催化剂层厚度之间的关系。

从图18可知：如果发生氯的催化剂层厚度达到0.1μm，则发生游离氯可达约1mg/l，如果发生氯的催化剂层厚度为0.2μm以上，则发生游离氯浓度可稳定在1mg/l以上。如前所述，约1mg/1以上的发生游离氯浓度，对厨房的排水口、菜板、便器、浴槽等的杀菌、防污已完全可满足要求了。

(实验5)

有关电流密度对电极寿命的影响的研究。

<1>实验条件

使用由在钛基体表面上含铂和铱不含钽所形成的约1μm厚的发生氯的催化剂层制成的电极，进行自来水流水的电解实验，研究电流密度对电极寿命的影响。

使用与实验1同样的，如图8、图9所示的实验装置。但是，直流电源装置6为12V的转换电源装置。

电极板4是长×宽×板厚为70mm×50mm×0.5mm的长方形板。

在电解槽3中装配三个电极板4。电极板间距离为0.43mm，在电极板4之间插入厚度等于电极板间距离的隔片9，以确保所要求的电极板间距离。扣除与隔片9连接部分的面积，实际的电极面积为0.60dm²/极。三个电极板4全部使用氯发生用电极。

将自来水从液体流入口1引入电解槽3，由三个电极板4形成二个电极板间通路5、用0.25dm³/分的流量流经每个电极板间的通路，然后从液体流出口2排出电解槽3。

电流密度为550A/m²、1100A/m²二种。

在流水状态电解5分钟，在流水停止状态停止电解1分钟，反复进行这样操作，每次电解都转换电极的极性。用适当的时间间隔测定氯发生用电极的厚度。

<2>实验结果

在图19中给出了发生氯的催化剂层厚度的减少值随时间的变化。

从图19可知：在电流密度为1100A/m²时，进行电解时间达到1000小时，发生氯的催化剂厚度的减少值为1μm，相对于该值，在电流密度为550A/m²时，即使电解时间进行达到1600小时，发生氯的催化剂层厚度的减少值也只是0.9μm以下。该结果表明如果电流密度在1100A/m²以下则可得到足够长的电极寿命。

(实验6)

关于电极极性的转换频度对于电极寿命影响的研究。

<1>实验条件

使用由在钛基体表面上含铂和铱不含钽所形成的约1μm厚的发生氯的催化剂层制成的电极，进行自来水流水的电解实验，研究电极的极性转换频度对电极寿命的影响。

使用与实验1同样的，如图8、图9所示的实验装置。但是，直流电源装置6为12V的转换电源装置。

电极板4是长×宽×板厚为70mm×50mm×0.5mm的长方形板。

在电解槽3中装配三个电极板4。电极板间距离为0.43mm，在电极板4之间插入厚度等于电极板间距离的隔片9，以确保所要求电极板间距离。扣除与隔片9连接部分的面积，实际的电极面积为0.60dm²/极。三个电极板4全部使用氯发生用电极。

将自来水从液体流入口1引入电解槽3，由三个电极板4形成二个电极板间通路5、用0.25dm³/分的流量流经每个电极板间的通路，然后从液体流出口2排出电解槽3。

在流水状态电解5分钟，在流水停止状态停止电解1分钟，反复进行这样的操作，电极的极性转换频度分为每电解1次转换和每电解10次转换二种，在适当的时间间隔测定氯发生用电极的厚度。

<2>实验结果

在图20中给出了发生氯的催化剂层厚度的减少值随时间的变化。

从图20可知：每电解10次进行1次电极极性转换的情况下氯发生用电极厚度的减少值小。

因为一次的电解时间是5分钟，所以如果每电解一次就进行电极极性转换，则电解每进行1小时需进行12次电极的极性转换。因此，可认为如果考虑电极的寿命，则电极的极性转换频度至少应是每电解1小时少于12次。

(实验7)

关于电解槽3的构造对发生游离氯浓度和氯发生效率影响的研究。

<1>实验条件

用图6所示的装配有沿液体流入口1的液体流入方向和液体从流出口2的流出方向与电极板4.4间形成通路5的延续方向相互垂直的电解槽的电解装置A，和图7所示的，装配有沿液体流入口1的液体流入方向，和液体从流出口2流出方向排列在电极4.4间形成通路5的连续方向上的电解槽的电解装置B，进行自来水流水的电解实验，研究电解槽3的构造对发生游离氯浓度和氯发生效率的影响。

电解装置A使用与实验1同样的，图8、图9所示的实验装置。但是直流电源装置6是12伏的转换电源装置。

电解装置B使用与实验1相同的、图8、图9所示的实验装置。但是，将电解槽3的液体流入口1和液体流出口2设置在如图9用点划线所示的电解槽3的高度方向的中间部分上。而且直流电源装置6为12伏的转换电源装置。

电极板4是长×宽×板厚为70mm×50mm×0.5mm的长方形板。

在电解槽3中设置二个电极板4。电极板间距离为0.43mm，在电极板4之间插入厚度等于电极板间距离的隔片9，以确保所要求的电极板间距离。扣除与隔片9连接部分的面积，实际的电极面积为0.60dm²/极。二个电极板4使用氯发生用电极。

将自来水从液体流入口1引入电解槽3中，由二个电极板4形成二个电极板间通路5、用0.25dm³/分的流量流经每个电极板间通路，从液体流出口2排出电解槽3。

电流密度为500A/m²。

在流水状态电解5分钟，在流水停止状态停止电解1分钟，这一操作重复10次，每次停止电解，都进行电极的极性转换。在每次电解中电解开始1分钟后从电解槽3排出的自来水取样0.01dm³，用DPD法测定排出水中的游离氯浓度，求出10次的平均值。用DPD法测定电解前的自来水中的游离氯浓度，从通过电解实验得到的排出水中的游离氯浓度扣除电解前自来水中的游离氯浓度，求出发生游离氯浓度，氯发生效率η由式①求出。

<2>实验结果

表2给出了发生游离氯浓度与电解槽3构造的关系，氯发生效率与电解槽3构造的关系。

从表2可知使用具有图7所示电解槽的电解装置B进行电解，得到的发生游离氯浓度和氯发生效率的值都是高的。

(实验8)

研究发生氯的催化剂组成对氯发生用电极的寿命的影响。

<1>实验条件

用在钛基体表面上形成含铂和铱(摩尔比为70∶30)的约1μm厚的发生氯的催化剂层的电极C，和在钛基体表面上形成含铂和铱(摩尔比为80∶20)的约1μm厚的发生氯的催化剂层的电极D，进行自来水流水的电解实验，研究发生氯的催化剂的组成对电极寿命的影响。

使用与实验1相同，图8、图9所示的实验装置。但是，直流电源装置6是12伏的转换电源装置。

电极板4是长×宽×板厚为40mm×40mm×0.5mm的长方形板。

在电解槽3中设置二个电极板4。电极板间距离为0.5mm，在电极板4之间插入厚度等于电极板间距离的隔片9，以确保所要求的电极板间距离。扣除与隔片9连接部分的面积，实际的电极面积为0.14dm²/极。二个电极板4使用氯发生用电极。

将自来水从液体流入口1引入电解槽3中，由二个电极板4形成二个电极板间通路5、以0.5dm³/分的流量流经每个电极板间通路，然后从液体流出口2排出电解槽3。

电流密度为550A/m²。

在流水状态电解5分钟，在流水停止状态停止电解1分钟，重复该操作10次，每次电解时转换电极的极性。

通过研究电极间电压随时间的变化可测知电极的寿命。考虑到流入电解槽的自来水的电导率有某种程度的变动，将用电压计测定的电极间的电压值校正为自来水的电导率ρ为ρ＝150μs/cm情况的值，求出该校正后的电极间电压随时间的变化。

电极如果开始非导体化，电极间电压就会急速地上升。因此，通过研究直到电极间电压开始急速上升时的已经进行电解的总时间，可测知电极的寿命。

<2>实验结果

图21中给出了电极间电压随时间的变化。

从图21可知，在使用电极C的情况，进行电解的时间达到约1000小时的时候，电极间电压开始急速上升，在使用电极D的情况，进行电解的时间达到约1400小时的时候，电极间电压开始急速上升。该结果表明，含铂和铱的发生氯的催化剂电极的寿命是足够长的。可认为由于铂的混入，可抑制在电极间外加电压时引起的氧化铱等发生氯的催化剂的脱落。而且由该结果可知，在发生氯的催化剂中相对于铂的含量和铱的含量之和，铂的比例，用摩尔比表示为70％以上，最好为80％以上时，可得到足够长的电极寿命。图22给出了发生氯的催化剂层厚度随时间的变化。

由图22，铂的比例增加则电极的寿命延长的理由，可举出以下两点：

①如果铂的比例增加则电极非导体化的发生氯的催化剂层厚度变薄。

从图22可知，铂的比例(用摩尔比表示)是70％的电极C，在电极间电压开始急速上升的电解时间为1000小时的时候，发生氯的催化剂层厚度是0.4μm；铂的比例(用摩尔比表示)是80％的电极D，在电极间电压开始急速上升的电解时间是1400小时的时候，发生氯的催化剂层厚度是0.2μm以下。

②发生氯的催化剂层厚度在一定程度的减少之后，铂的比例大的催化剂层，引起发生氯的催化剂层脱落更为困难。

从图22可知，对于铂的比例(用摩尔比表示)为70％的电极C，发生氯的催化剂层厚度的减少速度大致是一定的，而铂的比例(用摩尔比表示)为80％的电极D，在发生氯的催化剂层厚度减少到约0.3μm之后，发生氯的催化剂层厚度减的速度降低了。

[产业上应用的可能性]

应用本发明有关含氯离子的流水的电解装置和电解方法，可容易的对家庭和办公楼内的厨房排水口、菜板等厨房用品、浴室、便器等进行杀菌而且装置的运转和维修保养也很简易。

表1

电极板间距离	水量	电压	电流	电力	电极面积	电流密度	游离氯浓度	发生游离氯浓度	氯发生效率	自来水游离氯浓度
											[mm]	[l/min]	[V]	[A]	[W]	[m2]	[A/m2]	[mg/l]	[mg/l]	[％]	[mg/l]
0.43	0.48	4.10	1.00	4.10	0.006	167	0.93	0.25	0.54	0.68
											0.43	0.48	5.56	2.01	11.18	0.006	335	1.88	1.20	1.30	-
0.43	0.48	6.84	3.00	20.52	0.006	500	3.00	2.32	1.68	-
											0.43	0.48	8.20	4.00	32.80	0.006	667	4.00	3.32	1.80	-
0.43	0.48	11.56	6.00	69.36	0.006	1000	4.50	3.82	1.38	-
											0.86	0.48	6.98	0.50	3.49	0.003	167	0.83	0.15	0.65	0.68
0.86	0.52	10.62	1.00	10.62	0.003	333	1.30	0.62	1.46	-
											0.86	0.48	13.19	1.50	19.79	0.003	500	2.10	1.42	2.06	-
0.86	0.48	15.61	2.01	31.38	0.003	670	2.90	2.22	2.40	-
											0.86	0.48	21.93	3.00	65.79	0.003	1000	3.50	2.82	2.04	-
0.86	0.26	6.52	0.50	3.26	0.003	167	1.00	0.29	0.68	0.71
											0.86	0.26	9.29	1.00	9.29	0.003	333	2.15	1.44	1.70	-
0.86	0.26	11.73	1.50	17.60	0.003	500	3.10	2.39	1.88	-
											0.86	0.26	14.41	2.00	28.82	0.003	667	3.90	3.19	1.88	-
0.86	0.26	21.94	3.00	65.82	0.003	1000	4.50	3.79	1.49	-
											0.19	0.48	2.90	1.00	2.90	0.006	167	0.74	0.02	0.04	0.72
0.19	0.48	3.71	2.00	7.42	0.006	333	1.02	0.30	0.33	-
											0.19	0.48	4.56	3.00	13.68	0.006	500	1.52	0.80	0.58	-
0.19	0.48	5.57	4.00	22.28	0.006	667	2.06	1.34	0.73	-
											0.19	0.48	7.59	6.00	45.54	0.006	1000	3.10	2.38	0.86	-
0.19	0.48	9.60	8.00	76.80	0.006	1333	3.90	3.18	0.86	-

表2

测定项目	电解装置A	电解装置B
			发生游离氯浓度(mg/l)	1.99	2.37
氯发生效率(％)	3.31	3.95

Claims (22)

1.含氯离子流水的电解装置，含至少一对电极、电极间形成的通路、连通通路的液体流入口和液体流出口的电解槽和对电极间外加电压的电源装置，其中，

电极间的距离大于或等于0.43mm，小于或等于0.86mm，在电极间施加的直流电的电流密度为大于或等于400A/m²至小于或等于600A/m²，而且

每对电极中至少阳极是氯发生用电极。

2按照权利要求1中记载的电解装置，其特征是上述氯发生用电极由发生氯的催化剂的实体材料构成。

3.按照权利要求1中记载的电解装置，其特征是上述氯发生用电极是通过用发生氯的催化剂层被覆导电性材料板表面形成的。

4.按照权利要求3中记载的电解装置，其特征是上述发生氯的催化剂至少含有铱。

5.按照权利要求3中记载的电解装置，其特征是上述发生氯的催化剂至少含有铂和铱。

6.按照权利要求3中记载的电解装置，其特征是，上述发生氯的催化剂含有铂和铱，相对于铂含量和铱含量之和，铂的比率以摩尔比表示为70％或70％以上。

7.按照权利要求3中记载的电解装置，其特征是上述发生氯的催化剂，含有铂、铱和钽，相对于铂、铱和钽的重量之和，钽的比率为30重量％或30重量％以下。

8.按照权利要求3中记载的电解装置，其特征是上述发生氯的催化剂层厚度为0.1μm或0.1μm以上。

9.按照权利要求3中记载的电解装置，其特征是，上述发生氯的催化剂层厚度为0.5μm或0.5μm以上。

10.按照权利要求3中记载的含氯离子流水的电解装置，其特征是，上述导电性材料是抗氧化能力大的材料。

11.按照权利要求3中记载的电解装置，其特征是，上述导电性材料为钛。

12.按照权利要求1中记载的电解装置，其特征是，在上述一对电极间的一部分中设置有隔片。

13.按照权利要求12中记载的电解装置，其特征是，上述隔片被插入在一对电极之间。

14.按照权利要求12中记载的电解装置，其特征是，上述隔片从一对电极的外侧，嵌入到该对电极侧端部间的间隙中。

15.按照权利要求12中记载的电解装置，其特征是，上述隔片至少表面是用表面能小的材料形成的。

16.按照权利要求1中记载的电解装置，其特征是，沿上述电解槽的液体流入口的液体流入方向、电极间形成的通路的延续方向、从液体流出口出来的液体流出方向直线排列。

17.按照权利要求1中记载的电解装置，其特征是，上述电解槽电极间形成的通路的液体流入口侧的端部设置在比液体流出口侧的端部的更下方。

18.按照权利要求1中记载的电解装置，其特征是，上述电解槽电极在接近于电极间形成的通路的液体流入口侧的端部部分和在接近于在电极间形成的通路的液体流出口侧的端部部分用绝缘材料被覆。

19.按照权利要求1中记载的电解装置，其特征是，上述电解槽电极间形成的通路的液体流出口侧的端部的横截面积是液体流入口侧的端部的横截面积的1.01倍或1.01倍以上。

20.按照权利要求1中记载的电解装置，其特征是，上述电源装置为直流开关式电源装置。

21.按照权利要求1中记载的电解装置，其特征是，上述电解槽是无隔膜型的电解槽。

22.使用权利要求1中记载的电解装置电解含氯离子的流水的方法，其中在电解停止后，维持流水直至规定的时间。

Images