CN1970461A - 水处理方法及其处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种将水变为被处理水的水处理方法，第1处理方法作为将水变为被处理水的水处理方法，在有隔膜电解槽的阳极侧电解室对所述被处理水进行电解而得到酸性的电解生成水，对生成的该电解生成水所含有的酸性区域具有挥发性的成分进行除去处理，在有隔膜电解槽的阴极侧电解室将已除去处理了该成分的电解生成水进行电解而得到大致中性的电解生成水。这样，生成实际处于无菌状态的实际上不含有氯元素成分的大致中性的水，换句话说，生成能够适用于饮用水、炊事用水、人体洗净用水、洗浴用水等的通用性高的水。
Description
技术领域
本发明涉及将水处理为被处理水的处理方法、及其处理装置。
背景技术
对于饮用水、炊事用水、人体洗净用水、洗浴用水等处于进入人体内、或与人体直接接触的使用状态的水，为了不对人体造成不良影响、或不给人带来不舒服感觉，必须进行处理。作为这些水的代表例，有一般的自来水。
为了将一般的自来水，尤其饮用水、炊事用水等变成适合进入人体内使用的水，需要进行充分的杀菌处理，同时要使处于使用之前的水管末端的水龙头维持在无菌或近似无菌的状态。在净水厂对自来水进行处理时，作为典型的原水杀菌处理，为了使一般细菌数量少于100个/mL、同时大肠杆菌为阴性，采用强碱性的次氯酸钠(NaOCl)进行处理，并且使用作为中和剂的盐酸，将pH值调到5.8-8.6的范围的任意值。
还有，在该原水杀菌处理中，为了将自来水的这种近似无菌状态一直维持到使用水之前，要使作为杀菌成分的氯元素成分的残留量为1mg/L左右。因此，自来水中就含有微量的成为癌产生的原因、过敏性皮炎产生的原因、臭气产生的原因的氯元素成分。这种水对于那些对氯过敏体质的人来说，作为饮用水、炊事用水、人体洗净用水、洗浴用水等，不一定是最适合的水。在自来水或井水中，除了氯外，有时还存在微量的致癌物质的三卤甲烷、和臭气产生原因的三甲胺等。
近年来，一般家庭中开始试用各种水处理装置，以除去自来水中的残留氯元素成分。例如，可以举出使用碱离子制造装置制造不含氯元素成分的能够饮用的碱离子水的方法、使用活性炭对自来水进行过滤处理以制造不含氯元素成分的水的方法、使用限外过滤膜等特殊过滤材料对自来水进行精密过滤以制造不含氯元素成分的水的方法等。
这些方法中的制造碱离子水的方法中，得到所谓碱离子水的特殊饮用水，因此缺乏作为一般水的通用性，另外，过滤处理方法中，不可避免的存在所使用的过滤材料(活性炭或限外过滤膜等)的更换和再生等问题。还有，利用这些方法的处理装置为小型装置，从而有不能够满足家庭对饮用水、炊事用水、人体洗净用水、洗浴用水等的全部需要的问题。
为了解决这些问题，采用将自来水制成被电解水的有隔膜电解来除去自来水中的氯元素成分的方法，以“水处理方法及其水处理装置”的发明名称提出了专利申请(参照专利文献1)。
该水处理方法中，对采用将自来水制成被电解水的有隔膜电解所生成的酸性的电解生成水进行脱气处理以除去氯，将除去了氯的电解生成水和上述的采用有隔膜电解生成的碱性的电解生成水进行混合。混合调制后的处理水由于减少了脱气了的处理的酸性的电解生成水的阴离子当量，从而呈现碱性，即变为所谓碱离子水。换句话说，该水处理方法的目的是生成有希望对健康有益的碱离子水。
专利文献1特开2001-219166号公报
发明内容
本发明的目的不同于该水处理方法所希望的碱离子水的生成，而是同时利用在构成有隔膜电解槽的阳极侧电解室的电解、在有隔膜电解槽的阴极侧电解室的电解、和除去引起不良影响的成分的除去处理，生成实际处于无菌状态的实际上不含有引起不良影响的成分的大致中性的水，换句话说，生成能够适合于饮用水、炊事用水、人体洗净用水、洗浴用水等的通用性高的水。
与本发明有关的水处理方法为将水变为被处理水的水处理方法，与本发明有关的第1处理方法的特征在于：在有隔膜电解槽的阳极侧电解室对上述被处理水进行电解而得到酸性的电解生成水，对生成的该电解生成水所含有的酸性区域具有挥发性的成分进行除去处理，在有隔膜电解槽的阴极侧电解室对已除去处理了该成分的电解生成水进行电解而得到大致中性的电解生成水。在该处理方法中，上述除去处理可以采用脱气处理。
还有，与本发明有关的第2处理方法的特征在于：在有隔膜电解槽的阴极侧电解室对上述被处理水进行电解而得到碱性的电解生成水，对生成的该电解生成水所含有的在碱性区域具有挥发性的成分进行除去处理，在有隔膜电解槽的阳极侧电解室将已除去处理了该成分的电解生成水进行电解而得到大致中性的电解生成水。在该处理方法中，上述除去处理可以采用脱气处理。
与本发明有关的水处理装置为将水变为被处理水的水处理装置。与本发明有关的第1处理装置作为实施与本发明有关的第1处理方法的处理装置，其特征在于：具备有隔膜电解槽、对在酸性区域具有挥发性的成分进行除去处理的除去处理装置、向上述有隔膜电解槽的阳极侧电解室供给被处理水的第1供给管路、与上述有隔膜电解槽的阳极侧电解室和上述除去处理装置连接并将在上述阳极侧电解室生成的酸性的电解生成水供给到上述除去处理装置的第2供给管路、与上述除去处理装置和上述有隔膜电解槽的阴极侧电解室连接并将在上述除去处理装置除去成分了的电解生成水供给到上述阴极侧电解室的第3供给管路、与上述阴极侧电解室连接并使在该阴极侧电解室生成的大致中性的电解生成水流出的流出管路。在该处理装置中，上述除去处理装置可以采用脱气装置。
还有，与本发明有关的第2处理装置的特征在于：具备有隔膜电解槽、对在碱性区域具有挥发性的成分进行除去处理的除去处理装置，向上述有隔膜电解槽的阴极侧电解室供给被处理水的第1供给管路、与上述有隔膜电解槽的阴极侧电解室和上述除去处理装置连接并将在上述阴极侧电解室生成的碱性的电解生成水供给到上述除去处理装置的第2供给管路、与上述除去处理装置和上述有隔膜电解槽的阳极侧电解室连接并将在上述除去处理装置除去成分了的电解生成水供给到上述阳极侧电解室的第3供给管路、与上述阳极侧电解室连接并使在该阳极侧电解室生成的大致中性的电解生成水流出的流出管路。在该处理装置中，上述除去处理装置可以采用脱气装置。
在与本发明有关的第1处理方法中，利用将水变为被电解水的有隔膜电解，在有隔膜电解槽的阳极侧电解室生成酸性的电解生成水。通过对该电解生成水进行除去处理，可以容易地对该电解生成水所含有的酸性区域具有挥发性的成分的即氯元素成分和三卤甲烷等进行除去处理。在有隔膜电解槽的阴极侧电解室对除去处理了这些成分的电解生成水进行电解，从而生成微弱酸性-微碱性的电解生成水。
该电解生成水为实际处于无菌状态的实际上不含有氯元素成分的大致中性的水，即能够适合于饮用水、炊事用水、人体洗净用水、洗浴用水等进入人体内、或与人体直接接触的通用性高的水，而且没有氯元素的臭味。
在与本发明有关的第2处理方法中，利用将水变为被电解水的有隔膜电解，在有隔膜电解槽的阴极侧电解室生成碱性的电解生成水。通过对该电解生成水进行除去处理，可以容易地对该电解生成水所含有的在碱性区域具有挥发性的成分的即三甲胺等进行除去处理。在有隔膜电解槽的阳极侧电解室对除去了该成分的电解生成水进行电解，从而生成微弱酸性-微碱性的电解生成水，而且通过该电解，变为氯元素成分被中和、其浓度为零或接近零的状态。
该电解生成水为实际处于无菌状态的实际上不含有氯元素成分的大致中性的水，即能够适合于饮用水、炊事用水、人体洗净用水、洗浴用水等进入人体内、或与人体直接接触的通用性高的水，不但没有三甲胺的臭味，而且也基本上没有氯元素的臭味。
利用与本发明有关的第1处理装置，可以容易地实施与本发明有关的第1处理方法。还有，利用与本发明有关的第2处理装置，可以容易地实施与本发明有关的第2处理方法。
附图说明
图1是表示水中溶解的氯元素成分的存在形态随pH值变化的关系的曲线图。
图2是表示与本发明有关的水处理装置的一个实施方式的模拟图。
图3是表示该水处理装置采用的脱氯装置的一个实施方式的模拟图。
图4是表示该水处理装置采用的脱氯装置的另一个实施方式的模拟图。
图5是表示利用该水处理装置处理后的结果的曲线图。
图中：
10-有隔膜电解槽，11-槽主体，12-隔膜，13a-阳极侧电解室，13b-阴极侧电解室，14-第1供给管路，15-第2供给管路，16-第3供给管路，17-流出管路，20-脱气装置，20A-吸引式脱氯装置，21-箱主体，22-导入管路，23-气体排出管路，24-真空泵，20B-气泡式(bubbling)脱氯装置，25-箱主体，26-气泡管路，26a-管主体，26b-气泡管部，26c-喷出孔，26d-空气泵，27-气体排出管路，28-供给泵
具体实施方式
本发明涉及将水处理为被处理水的处理方法、及其水处理装置。与本发明有关的水处理方法的目的在于提供实际处于无菌状态、实际上不含有在酸性区域挥发的氯元素等成分或在碱性区域挥发的三甲胺等成分的大致中性的水、即能够适合于饮用水、炊事用水、人体洗净用水、洗浴用水等进入人体内、或与人体直接接触、没有氯元素臭味或三甲胺的臭味、通用性高的水。
在如自来水那样的含有氯元素成分的水中，如图1的曲线所示，残留氯元素成分会随着水的pH值的变化以不同形态的氯元素成分存在。残留氯元素成分在水为强酸性区域以Cl2和HOCl的形态存在，在弱酸性-弱碱性区域主要以HOCl的形态存在，在强碱性区域以OCl的形态存在。如图1的曲线所示，与本发明有关的水处理方法和处理装置着眼于能够容易除去的水中氯元素成分的方式，本发明的目的在于提供能够适合于饮用水、炊事用水、人体洗净用水、洗浴用水等的通用性高的水。
与本发明有关的第1处理方法为将水处理为被处理水的处理方法，在有隔膜电解槽的阳极侧电解室将上述被处理水进行电解，而生成酸性的电解生成水，在生成的该电解生成水所含有的酸性区域对挥发的成分进行除去处理，在有隔膜电解槽的阴极侧电解室将已除去该成分的电解生成水进行电解，得到大致中性的电解生成水。该处理方法可以利用图2所示的水处理装置进行实施。
图2所示的水处理装置为本发明的第1处理装置的实施方式，基本上由有隔膜电解槽10、以脱氯为主要目的的脱气装置20组成。有隔膜电解槽10中，通过具有离子透过性的隔膜12分割槽主体11内，在各分割室中分别设置有电极13a、13b，形成电解室R1、R2。在该有隔膜电解槽10中，电解室R1被形成为阳极侧电解室，电解室R2被形成为阴极侧电解室。
在该有隔膜电解槽10中，第1供给管路14与阳极侧电解室R1连接，第2供给管路15与阳极侧电解室R1和脱气装置20连接，第3供给管路16与脱气装置20和有隔膜电解槽10的阴极侧电解室R2连接，且流出管路17与阴极侧电解室13b连接。第1供给管路14的作用是将作为被处理水的水、例如自来水供给到有隔膜电解槽10的阳极侧电解室R1，第2供给管路15的作用是将在阳极侧电解室R1生成的电解生成水供给到脱气装置20。还有，第3供给管路16的作用是将在脱气装置20进行脱氯处理后的电解生成水供给到有隔膜电解槽10的阴极侧电解室R2，流出管路17的作用是将在阴极侧电解室R2生成的电解生成水排出。作为脱气装置20，适合采用图3所示的吸引式脱氯装置20A、或图4所示的气泡式脱氯装置20B。
图3所示的吸引式脱氯装置20A由箱主体21、在箱主体21内以蛇形管状设置的导入管路22、气体排出管路23、以及安装在气体排出管路23的中途的真空泵24组成。导入管路22由能够透过气体的多孔质的管部件组成，其上流侧端部连接有第2供给管路15，且其下流侧端部连接有第3供给管路16。
在该吸引式脱氯装置20A中，通过驱动真空泵24，而使箱主体21内变成高度的负压状态，供给到导入管路22的电解生成水中的挥发成分(氯元素成分)透过导入管路22的管壁，通过气体排出管路23被排放到大气中。
图4所示的气泡式脱氯装置20B由箱主体25、吹入空气的气泡管路26、排出箱主体25内的气体的气体排出管路27组成。气泡管路26由弯曲成L字形状的管主体26a、从管主体26a的前端呈直线状延伸的气泡管部26b组成。在气泡管部26b上穿有许多喷出孔26c。气泡管部26b在箱主体15内的底部延伸规定长度。还有，在气泡管路26的管主体26a上插入安装有空气泵26d。在该气泡式脱氯装置20B中，第2供给管路15和第3供给管路16临近箱主体25内的底部。在第3供给管路26的中途插入安装有供给泵18。
在气泡式脱氯装置20B中，电解生成水通过第2供给管路15供给到箱主体25内，滞留在箱主体25内的电解生成水通过供给泵28的驱动而流出，并被供给到有隔膜电解槽10的阴极侧电解室R2。还有，通过空气泵26d的驱动而被供给到气泡管路26内的空气通过气泡管部26b的许多喷出孔26c，喷出到滞留在箱主体25内的电解生成水内。所喷出的空气形成许多气泡，与电解生成水的整体接触，伴随电解生成水中含有的氯元素成分，滞留在箱主体25内的上方空间部，并通过气体排出管路27排放到大气中。
该处理装置中，在水处理运行时，被处理水的水例如自来水作为被电解水通过第1供给管路14被供给到有隔膜电解槽10的阳极侧电解室R1。供给到阳极侧电解室R1的自来水在阳极侧电解室R1进行电解，之后变成酸性的电解生成水供给到脱氯装置20内。该电解生成水通过有效氯元素成分的作用，成为无菌或近似无菌状态、实际上成为无菌状态，同时成为pH值为3.0-5.0左右的酸性状态。因此，在该电解生成水中残留的有效氯元素成分(残留氯元素成分)如图1所示处于酸性区域，氯元素成分处于容易挥发的Cl2的形态和HOCl的形态。
当脱氯装置20为图3所示的吸引式脱氯装置20A时，该电解生成水从第2供给管路15导入到设置在箱主体21内的导入管路22，通过导入管路22，经过第3供给管路16，被供给到有隔膜电解槽10的阴极侧电解室R2。此时，在脱氯装置20A中，通过驱动真空泵24，箱主体21内变为高度负压状态，在导入管路22中流动的该电解生成水中的氯元素成分以气体状态被吸引，通过气体排出管路23向外部排出。
脱氯处理后的电解生成水作为被电解水，经过第3供给管路16被供给到有隔膜电解槽10的阴极侧电解室R2。该电解生成水通过阴极侧电解室R2的电解，成为pH值为6-8左右的微酸性-微碱性的大致中性的电解生成水，并经过流出管路17向规定场所流出。所流出的电解生成水为本发明希望的实际无菌的不含有氯元素成分的大致中性的水。该水为能够适用于饮用水、炊事用水、人体洗净用水、洗浴用水等的通用性高的水。
另一方面，当脱氯装置20为图4所示的气泡式脱氯装置20B时，在有隔膜电解槽10的阳极侧电解室R1生成的酸性的电解生成水从第2供给管路15导入到箱主体21内，一旦在箱主体25内滞留后，通过供给泵28的驱动，经过第3供给管路16，被供给到有隔膜电解槽10的阴极侧电解室R2。此时，在脱氯装置20B中，通过驱动空气泵26d，从气泡管路26的喷出孔26c向箱主体25内的电解生成水中喷出无数的空气的气泡。无数的气泡与该电解生成水中的氯元素成分接触，随之在箱主体25的上方空间部以气体状态滞留。滞留的空气和氯气通过气体排出管路27被排放到外部。
另外，虽然图2所示的第1处理装置是以除去在酸性区域具有挥发性的成分为主要目的的处理装置，但该处理装置中，也可以通过将有隔膜电解槽10的阳极侧电解室R1变更为阴极侧电解室、且将阴极侧电解室R2变更为阳极侧电解室，从而变更为本发明的第2处理装置。利用该第2处理装置，可以合适地实施本发明的第2处理方法，即在有隔膜电解槽的阴极侧电解室将作为被处理水的水进行电解而生成碱性的电解生成水，对所生成的该电解生成水所含有的在碱性区域具有挥发性的成分进行除去处理，在有隔膜电解槽的阳极侧电解室将已除去该成分的电解生成水进行电解，从而得到大致中性的电解生成水。
(实施例)
本实施例中，利用纯水和食盐以pH6.9来调制导电率(EC)为200μS/cm和300μS/cm的2种被处理水，使用图2所示的第1处理装置，改变电压，对这些被处理水(EC200、EC300)进行处理实验。但是，在处理实验中，采用了脱氯装置20处于运转的状态、和没有处于运转的状态。各实验生成的处理后水的残留氯元素浓度的关系如图5的曲线所示。各实验得到的处理后水为pH值处于6-8的范围的大致中性的电解生成水，在对酸性的电解生成水进行脱氯处理后的电解生成水(进行脱氯的EC200、进行脱氯的EC300)中，变为残留氯元素浓度为零的状态。与此对应，在对酸性的电解生成水没有进行脱氯处理的电解生成水(不进行脱氯的EC200、不进行脱氯的EC300)中，残留氯元素浓度变高，而且残留氯元素浓度随着电解电压的增加而增加，这一点已得到确认。
Claims (8)
1.一种水处理方法，其是将水变为被处理水的水处理方法，其特征在于：在有隔膜电解槽的阳极侧电解室对所述被处理水进行电解而得到酸性的电解生成水，对生成的该电解生成水所含有的酸性区域具有挥发性的成分进行除去处理，在有隔膜电解槽的阴极侧电解室对已除去处理了该成分的电解生成水进行电解而得到大致中性的电解生成水。
2.根据权利要求1所述的水处理方法，其特征在于：所述除去处理采用脱气处理。
3.一种水处理方法，其是将水变为被处理水的水处理方法，其特征在于：在有隔膜电解槽的阴极侧电解室对所述被处理水进行电解而得到碱性的电解生成水，对生成的该电解生成水所含有的在碱性区域具有挥发性的成分进行除去处理，在有隔膜电解槽的阳极侧电解室将已除去处理了该成分的电解生成水进行电解而得到大致中性的电解生成水。
4.根据权利要求3所述的水处理方法，其特征在于：所述除去处理采用脱气处理。
5.一种水处理装置，其是将水变为被处理水的水处理装置，其特征在于，具备：
有隔膜电解槽；
除去处理装置，其对在酸性区域具有挥发性的成分进行除去处理；
第1供给管路，其向所述有隔膜电解槽的阳极侧电解室供给被处理水；
第2供给管路，其与所述有隔膜电解槽的阳极侧电解室和所述除去处理装置连接并将在所述阳极侧电解室生成的酸性的电解生成水供给到所述除去处理装置；
第3供给管路，其与所述除去处理装置和所述有隔膜电解槽的阴极侧电解室连接并将在所述除去处理装置除去成分了的电解生成水供给到所述阴极侧电解室；
流出管路，其与所述阴极侧电解室连接并使在该阴极侧电解室生成的大致中性的电解生成水流出。
6.根据权利要求5所述的水处理装置，其特征在于：所述除去处理装置采用脱气装置。
7.一种水处理装置，作为将水变为被处理水的水处理装置，其特征在于，具备：
有隔膜电解槽；
除去处理装置，其对在碱性区域具有挥发性的成分进行除去处理；
第1供给管路，其向所述有隔膜电解槽的阴极侧电解室供给被处理水；
第2供给管路，其与所述有隔膜电解槽的阴极侧电解室和所述除去处理装置连接并将在所述阴极侧电解室生成的碱性的电解生成水供给到所述除去处理装置；
第3供给管路，其与所述除去处理装置和所述有隔膜电解槽的阳极侧电解室连接并将在所述除去处理装置除去成分了的电解生成水供给到所述阳极侧电解室；
流出管路，其与所述阳极侧电解室连接并使在该阳极侧电解室生成的大致中性的电解生成水流出。
8.根据权利要求7所述的水处理装置，其特征在于：所述除去处理装置采用脱气装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510125097 CN1970461A (zh) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | 水处理方法及其处理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200510125097 CN1970461A (zh) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | 水处理方法及其处理装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=38111514
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113461233A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-01 | 青岛理工大学 | 一种用于工业循环冷却水除硬的复合装置及其控制方法 |
| CN113666547A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-19 | 青岛理工大学 | 一种低能耗的双电极感应隔膜电解循环水除垢、阻垢装置 |
-
2005
- 2005-11-21 CN CN 200510125097 patent/CN1970461A/zh active Pending
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| CN113666547A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-19 | 青岛理工大学 | 一种低能耗的双电极感应隔膜电解循环水除垢、阻垢装置 |
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