CN1397666A - 次卤酸发生方法及装置 - Google Patents
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Abstract
【课题】提供一种被处理水中不含有很多卤化物离子、高效率地使之发生次卤酸,可以提高被处理水地处理效率的次卤酸方法方法及次卤酸发生装置。【解决方案】在阳极与阴极之间流过电流、利用电解使被处理水中发生次卤酸的次卤酸的发生方法中,采用贵金属或金属氧化物电极作为构成前述阳极的材料,使前述被处理水的卤化物离子的浓度在1000mg/l以下,一面搅拌前述被处理水一面进行电解。
Description
【技术领域】
本发明涉及在阳极和阴极之间流过电流,通过电解使在被处理的水中发生次卤酸的次卤酸发生方法及装置。
【现有技术】
在现有技术中,特别是在游泳池等处使用的被处理水,在贮存的自来水中投入作为消毒剂的氯(卤素)系的药剂保持被处理水的卫生。但是,在所述药剂投入的消毒法中,经常测定被处理水中的药剂的浓度,在规定值以下时,必须进一步投入药剂,存在着维护作业十分烦杂的问题。
另一方面,通常,作为被处理水的消毒杀菌方法,利用电解使被处理水中产生次氯酸(次卤酸的一个例子),利用所述次氯酸进行被处理水的杀菌。在这种情况下,例如,在贮存被处理水的游泳池的附近,设置电解槽,将用所述电解槽处理的被处理水添加到游泳池中。在该电解槽中,例如将一对电极浸渍在处理水中,通过在所述电极上外加电压,进行被处理水的电解。
借此,包含在电解槽内的被处理水中的氯化物离子(卤化物离子的一个例子)供电解,从电极表面上产生次氯酸。利用该次氯酸对含于被处理水中的霉及细菌等微生物进行杀菌。
但是,由于作为被处理水所使用的自来水,通常是氯浓度约20ppm的稀薄的含氯水,在利用电解产生次氯酸时,氯的产生效率低,存在着不适合于实际使用的问题。因此,为了获得适合于实际使用的氯发生率,有必要采用表面积大的贵金属电极或大量的贵金属电极,存在着导致成本上升的问题。进而,还导致通过使用多个电极节省能量的问题。
因此,考虑通过电解在被处理水中添加食盐等的含氯量高的水,使之产生次氯酸,但在这种情况下,被处理水中但食盐浓度显著变高,存在着变成的问题。此外,由于在处理后的排放水中含有大量的氯化物离子,配管等容易生锈,所以存在着需要处理等问题。
此外,由于把电解槽产生的被处理水添加到贮存在游泳池内的被处理水中,所以直接贮存在游泳池内的被处理水不与电极接触。因此,存在着不能获得利用电极直接生成的活性氧等进行直接净化的效果。
【发明内容】
因此,本发明为了解决现有技术的课题,其目的是提供一种被处理水中不必含有很多卤化物离子、可使之高效率地产生次卤酸、提高被处理水地处理效率地次卤酸的发生方法及次卤酸的发生装置。
本发明的次卤酸发生方法是一种在阳极和阴极之间流过电流,通过电解在被处理水中生成次卤酸的方法,其特征为,作为构成阳极的材料,使用贵金属或金属氧化物,并且被处理水的卤化物离子的浓度在1000mg/l以下,一面搅拌被处理水一面进行电解。
根据本发明,在使电流流过阳极和阴极之间、利用电解使被处理水中产生次卤酸的次卤酸产生方法中,由于使用贵金属或金属氧化物作为构成阳极的材料,并且在被处理水中卤化物离子的浓度在1000mg/l以下,一面搅拌被处理水一面进行电解,所以,与现有技术相比,可以显著提高次卤酸的发生效率。
借此,可以获得适合于实际应用的氯发生效率,不必特别采用表面面积大的贵金属电极及多个贵金属电极就可以生成适合于被处理水的杀菌的次卤酸。因此,可以减少装置的成本并节省能量。
进而,由于被处理水的卤化物离子的浓度在1000mg/l以下,从而可以避免被处理水的成味,并且可以防止与被处理水接触的配管等生锈。
方案2的发明所述的次卤酸发生方法,其特征为,在方案1所述的发明的基础上,被处理水的卤化物离子浓度在100mg/l以上600mg/l以下。
根据方案2所述的发明,由于在方案1所述的发明的基础上,使被处理水的卤化物离子浓度在100mg/l以上,600mg/l以下,所以可进一步提高次卤酸的产生效率。
方案3的发明所述的次卤酸发生方法,其特征为,在方案1或方案2的发明的基础上,使被处理水中生成气泡搅拌该处理水。
根据方案3所述的发明,由于在方案1或方案2的发明的基础上,使被处理水中发生气泡搅拌该被处理水,与利用所谓螺旋桨构成的搅拌装置对被处理水进行搅拌时的情况相比,可以显著地生成更多的次卤酸,可以有效地进行被处理水的杀菌。
方案4的发明的次卤酸发生方法,其特征为,在方案1,方案2或方案3所述的发明的基础上,以0.5cm以上、2.0cm以下的间隔配置阳极和阴极,并且,阴极电流密度在0.5A/(dm)2以上、2.0A/(dm)2以下。
根据方案4所述的发明,由于在方案1,方案2或方案3所述的发明的基础上,以0.5cm以上、2.0cm以下的间隔配置阳极和阴极,并且,阴极电流密度在0.5A/(dm)2以上、2.0A/(dm)2以下,所以,由于电解自来水生成的Mg(OH)2的固体化及向阴极上的附着反应速度变慢,可以抑制Mg(OH)2向阴极上附着。借此,可进一步提高次卤酸的发生效率。
方案5的发明所述的次卤酸发生方法,在方案4所述的发明的基础上,其特征为,作为构成阴极的材料采用含有铜及锌的合金或含有铜与镍的合金,作为构成阳极的材料使用铂或铱或者钯中至少含有其中之一的导电性材料。
根据方案5所述的发明,由于作为构成阴极的材料采用含有铜及锌的合金或含有铜与镍的合金,作为构成阳极的材料使用铂或铱或者钯中至少含有其中之一的导电性材料,所以可以进一步提高次卤酸的发生效率。
方案6的发明所述的次卤酸发生方法,其特征为,在方案4或方案5所述的发明的基础上,至少使阴极的表面面积大于阳极的表面面积。
根据方案6所述的发明,由于在方案4或方案5所述的发明的基础上,至少使阴极的表面面积大于阳极的表面面积,所以可以扩大阴极的使用面积,可以避免由于电解在阴极表面上生成的Mg(OH)2等的附着物导致的电导率的降低。借此,可以提高由电解生成的氯及次卤酸的发生效率。
方案7的发明所述的次卤酸发生装置,是一种为了实施方案1,方案2,方案3,方案4,方案5或方案6所述的方法用的次卤酸发生装置,其特征为,它配备有浸渍在被处理水中的阳极和阴极,用于搅拌被处理水搅拌机构,阳极呈板状,阴极呈围绕阳极的形状,所述阴极平行于阳极的位置的平行部呈板状,并且,所述平行部以外的部分为透水性结构。
根据方案7所述的发明,由于所述装置配备有浸渍在被处理水中的阳极和阴极,用于搅拌被处理水搅拌机构,阳极呈板状,阴极呈围绕阳极的形状,所述阴极平行于阳极的位置的平行部呈板状,并且,所述平行部以外的部分为透水性结构,所以,包含在位于阴极与阳极之间的被处理水中的卤化物离子流向阳极,可以提高阳极周围的卤化物离子的浓度,借此,可以显著地提高氯的发生效率。
方案8的发明所述的次卤酸发生装置,其特征为,在方案7所述的发明的基础上,以一定的间隔设置多个阴极的平行部,并且在这些平行部之间分别配置阳极。
根据方案8所述的发明,由于在方案7所述的发明的基础上,以一定的间隔设置多个平行部,在这些平行部之间配置阳极,所以,即使被处理水是自来水等含氯量低的水,也可以用简单的结构构成可以获得适合于实际应用的次卤酸发生效率的次卤酸发生装置。
方案9的发明所述的次卤酸发生装置,其特征为,在方案7或方案8所述的发明的基础上,配备具有检测被处理水的电导率的电导率检测机构的控制装置。
根据方案9所述的发明,由于在方案7或方案8所述的发明的基础上,配备具有检测被处理水的电导率的电导率检测机构的控制装置,所以控制装置可以根据被处理水的电导率判断被处理水的卤化物离子的浓度。借此,可以调整被处理水的卤化物的离子浓度。
方案10的发明所述的次卤酸发生装置,其特征为,在方案7或方案8的基础上,配备具有检测阳极和阴极之间的电流值的电流值检测机构的控制装置。
根据方案10所述的发明,由于在方案7或方案8的基础上,配备具有检测阳极和阴极之间的电流值的电流值检测机构的控制装置,控制装置基于流过电极之间的电流值可以判断被处理水的卤化物离子的浓度。借此,可以调整被处理水中的卤化物离子浓度。
方案11的发明所述的次卤酸发生装置,其特征为,在方案9或方案10所述的发明的基础上,配备有用于向被处理水中投入饱和氯化钠水溶液,或饱和氯化钾水溶液,或者饱和氯化钙水溶液的卤化物离子浓度调整机构,控制装置根据电导率检测机构检测出来的被处理水的电导率,或者根据电流值检测机构检测处理的阳极和阴极之间的电流值,控制从卤化物离子浓度调整机构投入的投入量,借此调整被处理水的卤化物离子的浓度。
根据方案11所述的发明,由于所述装置在方案9或方案10所述的发明的基础上,配备有用于向被处理水中投入饱和氯化钠水溶液,或饱和氯化钾水溶液,或者饱和氯化钙水溶液的卤化物离子浓度调整机构,控制装置根据电导率检测机构检测出来的被处理水的电导率,或者根据电流值检测机构检测处理的阳极和阴极之间的电流值,控制从卤化物离子浓度调整机构的投入量,借此调整被处理水的卤化物离子的浓度,所以,可以根据所判断的浓度自动地调整被处理水的卤化物离子浓度。
【附图的简单说明】
图1、是本发明的实施例的次氯酸发生装置的简略说明图。
图2、是阴极的透视图。
图3、是图1的次氯酸发生装置的概图。
图4、是表示相对于氯化物离子浓度、氯的发生效率。
图5、是表示相对于各种阴极、氯的发生效率的表。
图6、是表示相对于各种条件下的阴极电流密度、氯的发生效率图示。
【符号说明】
1 次氯酸发生装置
2 处理槽
3 流入口
4 流出口
5 处理室
6 阳极
7 阴极
7A 平行部
8 连接构件
9 气泡发生装置
20 电导率传感器
21 电流值检测装置
22 控制装置
23 泵
24 调整液槽
【发明的实施形式】
下面根据附图详细说明本发明的实施形式。图1是表示作为为了实现本发明的次卤酸发生方法用的次卤酸发生装置的次卤酸发生装置1的概要的说明图。根据本实施形式的次卤酸发生装置1,例如是对作为贮存子游泳池等图中未示出的贮存槽内的被处理水的自来水进行杀菌的装置,设置在与该贮存槽连通地设置的处理槽2内。贮存在所述贮存槽及处理槽2内的被处理水,借助图中未示出的泵等在贮存槽及处理槽2内循环。
该处理槽2呈矩形,在内部形成处理室5。在构成该处理槽2的侧壁的一个面的下部位置处形成使从前述贮存槽流出的被处理水流入处理室5内用的流入口3。此外,在与形成前述流入口3的处理槽2的侧壁对向的位置的侧壁的上部,形成使处理室5内的被处理水流出到存储槽内用的流出口4。
此外,在该处理室5内的被处理水中,配置至少部分地浸渍的阳极6和阴极7。在这些阳极6和阴极7上设置在向这些阳极6和阴极7通电用的图中未示出的电源,并设置控制阳极6及阴极7以及流过它们的电流值的控制装置22。
前述阳极6是贵金属或金属氧化物,例如由含有铂、或铱,或者钯中的至少其中之一的导电性材料构成的板状电极。此外,本实施例中用的阳极6是由钯构成的板状电极。
前述阴极7是由含有铜和锌的合金或含有铜和镍的合金构成的电极。此外,在本实施例中用的阴极7是由作为铜和锌的合金的黄铜构成的板状电极。这里,阴极7的板状电极其表面面积至少大于前述阳极6的表面面积。
在本实施例的次卤酸发生装置1中,阴极7以规定的间隔设置多个面积宽的面,即平行部7A,这些平行部7A垂直于形成前述流入口3及流出口4的侧壁。并且,在这些阴极7的平行部7A之间,分别配置阳极6。这时,阴极7与阳极6的间隔在0.5cm以上,2.0cm以下。借此,阳极6的面积宽的面,即平行部,被阴极7的平行部7A 所包围。
这时,由于阴极7与阳极6之间的间隔在0.5cm以上,2.0cm以下,所以,被阴极7包围的被处理水成为作为卤化物离子的一个例子的氯化物离子容易流向阳极6的状态,提高阳极6周围的氯化物离子的浓度。因此,提高在阳极6处作为卤素的一个例子的氯的发生效率,从而提高作为次卤酸的一个例子的次氯酸的发生效率。
利用上述结构,通过以一定的间隔设置多个阴极7的平行部7A,并且在这些平行部7A之间分别配置阳极6,以这种简单的结构就可以构成能够获得适合于实际应用的次氯酸发生效率的次卤酸发生装置。
进而,阴极7,如图2及图3所示,也可以用连接构件8,8进行各阴极7的连接。该连接构件8,8将各阴极7的侧面,即与形成在处理槽2上的流入口3及流出口4对向的面连接起来,并用传导性材料构成。此外,该连接构件8,8由前述传导性材料形成网格状,可以确保除阴极7的平行部7A以外的部分的透水性。
此外,根据本发明的阴极7,除上述实施例外,也可以与阳极6具有一定的间隔,由板状阴极7制成例如在整个360度的范围内包围阳极6的侧面周围的圆筒状或大致圆筒状。
这时,至少相对阳极6的表面面积最宽阔的面,也就是相对前面和后面位于平行的位置处的阴极7的平行部以外的部分,被制成具有透水性的结构,例如网眼结构或孔结构。除此之外,阴极7整体制成具有透水性的构造亦可。
借此,由于被阴极7包围的被处理水使氯化物离子流向阳极6,所以,阳极6周围的氯化物离子的浓度升高。因此,提高阳极6处的氯发生效率,随之提高次氯酸的发生效率。
另一方面,在处理室5的下部,设置搅拌处理室5内的被处理水用的搅拌装置。在本实施例中的这种搅拌装置是由借助发生气泡对被处理水进行搅拌的气泡发生装置9构成的。该气泡发生装置9的运转是与前述阳极6及阴极7的通电连动进行的。
另一方面,在阴极7和阳极6之间,如图1所示,设置作为检测被处理水的电导率的电导率检测机构的电导率传感器20。该电导率传感器20连接在上述控制装置22上。此外,代替该电导率传感器20,也可以把作为检测阳极6和阴极7之间的电流值的电流值检测机构的电流值检测装置21连接到控制装置22上。
另一方面,在该控制装置22上连接有作为氯化物离子浓度调整机构的泵23。该泵23连接到容纳饱和氯化钠水溶液,或饱和氯化钾水溶液,或氯化钙水溶液中的任何一种或它们的混合物的调整液槽24上。此外,该泵23通过其运转将调整液槽24内水溶液运送到前述处理槽2内。
并且,控制装置22在将前述阳极6及阴极7外加低电压、例如外加10V电压的状态下,利用前述电导率传感器20测得的被处理水的电导率大于规定值时,使前述泵23动作,将调整液槽24内的水溶液运送到处理槽2内。并且,当用电导率传感器20测定的被处理水的电导率小于规定值时,控制装置22将前述泵23的动作停止。
借此,根据被处理水的电导率,判断被处理水的氯化物离子的浓度,可以调整到规定的浓度,在本实施例中,可以调整到1000mg/l以下的氯化物离子的浓度。此外,在本实施例中,控制装置22可以借助泵23的运转控制来控制调整液槽24内的饱和氯化钠水溶液,或饱和氯化钾水溶液,或氯化钙水溶液中的任何一种或它们的混合物向处理槽2内的投入量,可以自动地将被处理水调整到1000mg/l以下的氯化物离子浓度。
此外,这种氯化物离子浓度的调整,除根据前述电导率传感器20的输出进行之外,也可以检测上述阳极6与阴极7之间的电流值的前述电流值检测装置21的输出来进行。即,在前述阳极6及阴极7之间外加低电压,例如外加10V的电压的状态下,利用电流值检测装置21检测出阳极6与阴极7之间的通电电流值大于规定值时,控制装置22使前述泵23动作,将调整液槽24内的水溶液运送到处理槽2内。
并且,当利用电流值检测装置21检测出的阳极6与阴极7之间的通电电流值小于规定值时,控制装置22停止前述泵23的动作。借此,也可以把被处理水调整到规定的氯化物离子浓度,在本实施例中,调整到1000mg/l以下的氯化物离子浓度。
借此,根据阳极6与阴极7之间的通电电流值判断被处理水的氯化物离子的浓度,可以调整到1000mg/l以下的氯化物离子浓度。此外,在本实施例中控制装置22通过泵23的运转控制,可以控制调整液槽24内饱和氯化钠水溶液,或饱和氯化钾水溶液,或饱和氯化钙水溶液中之一或它们的混合物向处理槽2内的投入量,可以自动地将被处理水调整到规定的氯化物离子浓度。
因此,特别是被用于游泳池等中地被处理水多于1000mg/l时,存在着游泳池的水(被处理水)变成、游泳池周边的配管等生锈的问题,但根据本发明,可以避免游泳池的水(被处理水)盐分浓度过高变成。并且,可以避免配管等的生锈。
此外,如后面将要详细描述的,为了获得高的次氯酸发生效率,也可以把被处理水的氯化物离子的浓度调整到100mg/l以上,600mg/l以下。此外,在本实施例中,使被处理水的氯化物离子浓度为200mg/l。在被处理水的氯化物离子浓度是200mg/l的情况下,特别由于氯化物离子流向阳极,氯的发生效率最佳,因此,次氯酸的发生效率也是最佳的。
此外,在本实施例中,利用控制装置22自动地调整被处理水的氯化物离子浓度,但除此之外,也可以由管理人员测定被处理水的氯化物离子的浓度,根据测定结果添加食盐等氯化物离子调节剂。此外,在本发明中,食盐等氯化物离子调节剂一旦进行过调整,只要全部被处理水不是新贮存的,就没有必要再次添加氯化物离子调节剂。
通过上述结构,使被处理水从游泳池等贮存槽内流入到处理槽2的处理室5内,一直到达形成于处理槽2上形成的流出口4的位置处,贮存贮存槽,利用前述控制装置接通电源,向各阳极6和阴极7通电。这时的阴极7的电流密度为0.5A/(dm)2以上,2.0A/(dm)2以下。
这时,作为搅拌装置的气泡发生装置9也被运转,使处理室5内发生气泡,借此,进行被处理水的搅拌。并且,从贮存槽流入的被处理水,一直从贮存槽流入,为了再处理室5内循环,经过流出口4返回到贮存槽。
由于含在被处理水中的微生物一般都带有负电位,所以被吸引到带正电的阳极6附近。此外,在阳极6处,在被处理水中所含有的定量的氯化物离子放出电子生成氯。然后,该氯溶解于水生成次氯酸。从而在阳极6附近利用这些氯或次氯酸对被处理水中的微生物进行杀菌。
此外,由于如上所述,阳极6是由含有铂或铱或钯中至少其中之一的传导性材料构成的,并且阴极7是由含有铜和锌的合金或含有铜和镍的合金构成的,所以,可提高阳极6和阴极7的电导率,可提高氯及次氯酸的发生效率。
进而,通常,在电解作为被处理水的自来水的情况下,即使在阴极7附近变成碱性的Mg(OH)2等,由于溶解度的关系固体化并附着在阴极7上,缩小阴极7的使用面积,但,如上所述,由于阴极7的表面面积大于阳极6的表面面积,所以可以使阴极7的使用面积扩大,避免电导率下降。从而,可以提高由电解生成的氯及次氯酸的发生效率。
这里,参照图4说明相对于被处理水的氯化物离子的浓度的氯发生效率。图4中,使用铂铱作为阳极,使用钛作为阴极。
这时,在作为被处理水的自来水中所含有的氯化物离子浓度的情况下,在阳极6与阴极7之间通电进行电解时,通常的自来水的氯化物离子的浓度在约20mg/l以下,其氯发生效率约为30%。
与此相对地,把含在被处理水中的氯化物离子浓度调整到100mg/l进行电解时,氯发生效率约为43%。此外,当把含在被处理水中的氯化物离子浓度调整到200mg/l进行电解时,氯发生效率约为50%。进而,当把含在被处理水中的氯化物离子浓度调整到400mg/l进行电解时,氯发生效率约为58%,在把氯化物离子浓度调整到600mg/l进行电解的情况下,氯发生效率约60%。
从而,可以看出,对于被处理水的氯化物离子浓度,与氯发生效率低到不能达到实际应用的程度的自来水相比,在氯化物离子浓度在100mg/l以上,600mg/l以下的情况下,氯发生效率高。因此,在氯化物离子浓度在100mg/l以上600mg/l以下的被处理水中,可以高效率地发生氯,与此相应地,可以高效率地发生通过氯溶解于水中生成的次氯酸。
此外,由于次氯酸通过氧化还原反应恢复成氯,所以,一旦对被处理水的氯化物离子浓度进行过调整之后,不必重新调整氯化物离子浓度,可提高维护作业性能。
下面参照图5说明采用不同的阴极7的材料时,氯的发生效率。图5是表示对于各种不同的阴极7的氯发生效率的表。在图5中,相对于各个阴极,阳极6都是用钯构成的,并且利用设置在处理室5下部的气泡发生装置9一面进行搅拌一面进行电解。
从而,在现有技术的次氯酸发生装置中,利用使用铂和铱的合金的阴极,氯发生效率为76%。此外,用钛作为阴极时,氯发生效率为79%。与此相比,利用作为铜和锌的合金的黄铜作阴极时的氯发生效率为91%,在利用铜与镍的合金作为阴极时的氯发生效率为86%。
从而,通过使用铜与锌的合金或铜与镍的合金作用构成阴极的导电性材料,可进一步提高氯发生效率。与此相应地,可以提高次氯酸的发生效率,可以高效率地进行被处理水的杀菌。
下面参照图6说明氯发生效率与阴极7的电流密度的关系。在图6中,用钯构成阳极6,利用作为铜与锌的合金的黄铜构成阴极。此外,一面利用设在处理室5下部的气泡发生装置9进行被处理水的搅拌一面进行电解。
这样,在阴极7的电流密度约0.8A/(dm)2时,氯发生效率约为90%,阴极7的电流密度约1.3A/(dm)2时,氯发生效率约83%,阴极7的电流密度约1.8A/(dm)2时氯发生效率约为86%。
这是由于通过作为被处理水的自来水的电解所造成的Mg(OH)2的固体化及向阴极7上的附着的反应速度与阴极7的电流密度有关。因此,通过使阴极7的电流密度在0.5A/(dm)2以上2.0A/(dm)2以下,可以减缓Mg(OH)2向阴极7上的固体化及附着的反应速度,可以抑制Mg(OH)2向阴极7上的固定。从而,可进一步提高次氯酸的发生效率。
此外,说明对被处理水的搅拌对氯发生效率的影响。现有技术的次氯酸发生装置,即,利用铂与铱的合金作为阳极6及阴极7,阴极7的电流密度约为1.8A/(dm)2时,氯发生效率约为12%。
此外,在利用钯作为阳极6,用作为铜和锌合金的黄铜作为阴极7的次氯酸发生装置中,在认为是氯发生效率最佳的阴极电流密度0.8A/(dm)2时,氯发生效率约为60%。
此外相反,在本发明的次氯酸发生装置中,利用钯作为阳极6,利用作为铜和锌合金的黄铜作为阴极7,在处理槽2的下部利用所谓螺旋桨的旋转进行被处理水的搅拌的搅拌装置,一面进行被处理水的搅拌一面进行电解时,氯的发生效率约80%。此外,在这种情况下的阴极7的电流密度为0.8A/(dm)2。
这样,在其它条件相同的情况下,利用搅拌装置一面进行搅拌一面进行被处理水的电解,与不进行搅拌电解被处理水时的情况相比,可以明显地看出,在进行搅拌时氯发生效率高。
因此,通过一面进行被处理水的搅拌一面进行电解,可以高效率地发生氯,相应地,通过氯溶解于水中,以高效率获得次氯酸。借此,通过高效率地发生次氯酸,可以有效地进行被处理水的除菌。
与此相比,在其它溶解与前面相同,即,在采用钯作为阳极6,阴极7采用作为铜和锌合金的黄铜的条件下,改变前述利用螺旋桨地搅拌装置,利用处理槽2的下部通过气泡进行被处理水的搅拌的气泡发生装置9,一面对被处理水进行搅拌一面进行电解时,氯发生效率约为90%。此外,在这种情况下,阴极7的电流密度为0.8A/(dm)2。
从而,可以看出,在其它条件相同时,一面利用螺旋桨搅拌装置进行被处理水的搅拌一面进行电解,和一面利用气泡发生装置9进行被处理水的搅拌一面进行电解,两种情况相比,利用气泡进行被处理水的搅拌时,氯发生效率明显增高。
因此,通过一面用气泡进行被处理水的搅拌一面进行电解,可以高效率地发生氯,与此相应地,通过氯溶解于水中,可进一步高效率地获得次氯酸。从而,通过高效率地发生次氯酸,可以高效率地进行被处理水的除菌。
此外,在本实施例中,利用多个阳极6和阴极7使被处理水产生氯和次氯酸进行杀菌,但是,即使利用一对阳极6和阴极7也可以得到适合于实际应用的氯发生效率及次氯酸发生效率。
借此,不必特别采用表面面积大的贵金属电极及多个贵金属电解就可以生成适合于被处理水的杀菌的次氯酸。因此,可以降低装置的成本,并节省能量。
此外,在本实施例中,对于在贮存在游泳池内的被处理水中的次氯酸的发生方法及装置进行了说明,但除此之外,本发明的次氯酸发生方法及装置,例如对于贮存在鱼池及水槽、浴池等内的被处理水也可以获得同样的效果。此外,在实施例中,采用氯及氯化物离子作为卤素及卤化物离子的一个例子,使之发生次氯酸作为次卤酸的一个例子,但作为卤素并不局限于此,采用氟,溴,碘等氯以外的卤素,本发明也是有效的。
根据上面详细说明的本发明,在使电流流过阳极与阴极之间,通过电解使被处理水产生次卤酸的次卤酸发生方法中,采用贵金属或金属氧化物作为构成阳极的材料,并且使被处理水的卤化物离子的浓1000mg/l以下,一面搅拌被处理水进行进行电解,所以,与现有技术相比,可以显著提高次卤酸的发生效率。
借此,可以获得适合于实际应用的氯发生效率,不必特别采用表面面积大的贵金属电极及多个贵金属电极就可以生成适合于被处理水杀菌的次卤酸。因此,可以降低装置的成本并节省能量。
进而,由于令被处理水的卤化物离子的浓度在1000mg/l以下,所以,可以防止被处理水变成,并且可以消除与被处理水接触的配管等生锈的问题。
根据方案2所述的发明,由于在方案1所述的发明的基础上,使被处理水的卤化物离子浓度在100mg/l以上,600mg/l以下,所以可进一步提高次卤酸的产生效率。
根据方案3所述的发明,由于在方案1或方案2的发明的基础上,使被处理水中发生气泡搅拌该被处理水,与利用所谓螺旋桨构成的搅拌装置对被处理水进行搅拌时的情况相比,可以显著地生成更多的次卤酸,可以有效地进行被处理水的杀菌。
根据方案4所述的发明,由于在方案1,方案2或方案3所述的发明的基础上,以0.5cm以上、2.0cm以下的间隔配置阳极和阴极,并且,阴极电流密度在0.5A/(dm)2以上、2.0A/(dm)2以下,所以,由于电解自来水生成的Mg(OH)2的固体化及向阴极上的附着反应速度变慢,可以抑制Mg(OH)2向阴极上附着。借此,可进一步提高次卤酸的发生效率。
根据方案5所述的发明,由于作为构成阴极的材料采用含有铜及锌的合金或含有铜与镍的合金,作为构成阳极的材料使用铂或铱或者钯中至少含有其中之一的导电性材料,所以可以进一步提高次卤酸的发生效率。
根据方案6所述的发明,由于在方案4或方案5所述的发明的基础上,至少使阴极的表面面积大于阳极的表面面积,所以可以扩大阴极的使用面积,可以避免由于电解在阴极表面上生成的石灰等的附着物导致的电导率的降低。借此,可以提高由电解生成的氯及次卤酸的发生效率。
根据方案7所述的发明,由于所述装置配备有浸渍在被处理水中的阳极和阴极,用于搅拌被处理水搅拌机构,阳极呈板状,阴极呈围绕阳极的形状,所述阴极平行于阳极的位置的平行部呈板状,并且,所述平行部以外的部分为透水性结构,所以,包含在位于阴极与阳极之间的被处理水中的卤化物离子流向阳极,可以提高阳极周围的卤化物离子的浓度,借此,可以显著地提高氯的发生效率。
根据方案8所述的发明,由于在方案7所述的发明的基础上,以一定的间隔设置多个阴极的平行部,在这些平行部之间配置阳极,所以,可以用简单的结构构成可以获得适合于实际应用的次卤酸发生效率的次卤酸发生装置。
根据方案9所述的发明,由于在方案7或方案8所述的发明的基础上,配备具有检测被处理水的电导率的电导率检测机构的控制装置,所以控制装置可以根据被处理水的电导率判断被处理水的卤化物离子的浓度。借此,可以调整被处理水的卤化物的离子浓度。
根据方案10所述的发明,由于在方案7或方案8的基础上,配备具有检测阳极和阴极之间的电流值的电流值检测机构的控制装置,控制装置基于流过电极之间的电流值可以判断被处理水的卤化物离子的浓度。借此,可以调整被处理水中的卤化物离子浓度。
根据方案11所述的发明,由于所述装置在方案9或方案10所述的发明的基础上,配备有用于向被处理水中投入饱和氯化钠水溶液,或饱和氯化钾水溶液,或者饱和氯化钙水溶液的卤化物离子浓度调整机构,控制装置根据电导率检测机构检测出来的被处理水的电导率,或者根据电流值检测机构检测处理的阳极和阴极之间的电流值,控制从卤化物离子浓度调整机构投入的投入量,借此调整被处理水的卤化物离子的浓度,所以,可以根据所判断的浓度自动地调整被处理水的卤化物离子浓度。
Claims (11)
1、次卤酸发生方法,在阳极与阴极之间流过电流、利用电解使被处理水中发生次卤酸的次卤酸的发生方法中,其特征为,
采用贵金属或金属氧化物作为构成前述阳极的材料,使前述被处理水的卤化物离子的浓度在1000mg/l以下,一面搅拌前述被处理水一面进行电解。
2、如权利要求1所述的次卤酸发生方法,其特征为,使前述被处理水的卤化物离子的浓度在100mg/l以上、600mg/l以下。
3、如权利要求1或权利要求2所述的次卤酸发生方法,其特征为,使前述被处理水中发生气泡来搅拌被处理水。
4、如权利要求1,权利要求2或权利要求3所述的次卤酸发生方法,其特征为,以0.5cm以上,2.0cm以下的间隔配置前述阳极和阴极,
并且,使前述阴极电流密度在0.5A/(dm)2以上,2.0A/(dm)2以下。
5、如权利要求4所述的次卤酸发生方法,其特征为,作为构成前述阴极的材料,采用含有铜和锌的合金化含有铜和镍的合金,并且,
作为构成前述阳极的材料,采用含有铂,或铱,或钯中至少其中之一的导电性材料。
6、如权利要求4或权利要求5所述的次卤酸发生方法,其特征为,使前述阴极的表面面积至少大于前述阳极的表面面积。
7、一种用于实施权利要求1,权利要求2,权利要求3,权利要求4,权利要求5或权利要求6所述的方法的次卤酸发生装置,其特征为,它配备有浸渍在前述被处理水中的前述阳极和阴极,以及用于搅拌前述被处理水的搅拌机构,
前述阳极呈板状,
前述阴极被制成包围前述阳极的形状,所述阴极的位于与前述阳极平行的平行部呈板状,并且所述平行部以外的部分具有透水性结构。
8、如权利要求7所述的次卤酸发生装置,其特征为,以既定的间隔配置多个前述阴极平行部,
在这些平行部之间分别配置阳极。
9、如权利要求7或权利要求8所述的次卤酸发生装置,其特征为,它配备有具有检测前述被处理水的电导率的电导率检测机构的控制装置。
10、如权利要求7或权利要求8所述的次卤酸发生装置,其特征为,它配备有具有检测前述阳极及阴极之间的电流值的电流值检测机构的控制装置。
11、如权利要求9或权利要求10所述的次卤酸发生装置,其特征为,它配备有把饱和氯化钠水溶液,或饱和氯化钾水溶液,或饱和氯化钙水溶液投入到前述被处理水中用的卤化物离子浓度调整机构,
前述控制装置根据前述电导率检测机构检测出来的前述被处理水的电导率或者前述电流值检测机构检测出来的前述阳极与阴极之间的电流值,控制从前述卤化物离子浓度调整机构的投入量,借此调整前述被处理水的卤化物离子的浓度。
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