JP2002001337A

JP2002001337A - 水処理方法及び水処理装置

Info

Publication number: JP2002001337A
Application number: JP2000191733A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Shimizu; 康彦志水; Yasuto Kondo; 康人近藤; Masahiro Izeki; 正博井関
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2002-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的少ないエネルギー消費で電極表面にオ
ゾンを発生させ、被処理水の殺菌・浄化を行うことがで
きる水処理方法を提供する。【解決手段】水処理方法は、一対の電極６、７を被処
理水中に浸漬し、一方の電極６に負電位を印加し、他方
の電極７に正電位を印加することにより、一方の電極６
表面に修飾部分を形成する第１の工程と、この第１の工
程の終了後、一方の電極６に正電位を印加し、他方の電
極７に負電位を印加することにより、一方の電極６表面
でオゾンを発生させながら修飾部分を溶出させ、他方の
電極７表面に修飾部分を形成する第２の工程とを繰り返
し実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塩素殺菌された水
道水の如き電解質を含んだ飲用水や、廃水などの水を殺
菌・浄化処理するための方法及び装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より廃水（被処理水）中に含まれる
細菌やカビ、原虫などの微生物を除去する場合、オゾン
を用いて殺菌・浄化処理を行う方法が用いられている。
この場合のオゾンの発生方法としては、酸化鉛からなる
電極を用いることが一般的に知られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係る酸
化鉛による方法は、鉛による健康被害の問題から、例え
ば貯水槽などに貯留された水道水などの飲用水（被処理
水）中に含まれる微生物の除去には用いることができな
い。そのため、係る飲用水の殺菌・浄化の際には、例え
ば大気中で電極間に高電圧を印加して電極表面に沿面放
電を発生させ、この放電によってオゾンを酸素から発生
させ水に溶解して殺菌浄化処理を行なう方法が考えられ
るが、係る方法ではオゾン発生のためのエネルギー消費
が著しく大きくなる問題があった。

【０００４】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、比較的少ないエネルギー
消費で電極表面にオゾンを発生させ、飲用水や廃水など
の被処理水の殺菌・浄化を行うことができる水処理方法
及び水処理装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の水処理
方法は、一対の電極を被処理水中に浸漬し、一方の電極
に負電位を印加し、他方の電極に正電位を印加すること
により、一方の電極表面に修飾部分を形成する第１の工
程と、この第１の工程の終了後、一方の電極に正電位を
印加し、他方の電極に負電位を印加することにより、一
方の電極表面でオゾンを発生させながら修飾部分を溶出
させ、他方の電極表面に修飾部分を形成する第２の工程
とを繰り返し実行することを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明の水処理装置は、被処理水
中に浸漬される一対の電極と、各電極への電位の印加を
制御する制御装置とを備え、この制御装置は、一方の電
極に負電位を印加し、他方の電極に正電位を印加するこ
とにより、一方の電極表面に修飾部分を形成する第１の
工程と、この第１の工程の終了後、一方の電極に正電位
を印加し、他方の電極に負電位を印加することにより、
一方の電極表面でオゾンを発生させながら修飾部分を溶
出させ、他方の電極表面に修飾部分を形成する第２の工
程とを繰り返し実行することを特徴とする。

【０００７】請求項３の発明の水処理方法又は水処理装
置は、上記各発明において第２の工程において、一方の
電極では修飾部分の溶出に伴って塩素を発生させ、他方
の電極では活性酸素を発生させることを特徴とする。

【０００８】請求項４の発明の水処理方法又は水処理装
置は、上記各発明において電極は、パラジウム、白金、
イリジウム、タンタルなどの貴金属が付加されているこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項５の発明の水処理方法又は水処理装
置は、上記各発明において電極にはパルスにより電位を
印加することを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、第１の工程で一方の電極
に負電位を印加し、他方の電極に正電位を印加するの
で、前記一方の電極表面には被処理水中の、例えば陽イ
オン（金属イオン）が電子を得て修飾部分を形成する。
そして、第２の工程で当該一方の電極に正電位を印加
し、他方の電極に負電位を印加すると、一方の電極表面
では修飾部分の存在により、塩素が発生し難くなる代わ
りにオゾンが生成される程度まで電位が上昇するように
なる。これにより、一方の電極表面では比較的低い電力
消費にてオゾンが生成されるようになる。

【００１１】この一方の電極表面にて生成されたオゾン
は被処理水中の微生物を酸化処理するので、被処理水は
浄化されると共に、発生したオゾンは分解されて行く。
また、オゾンの生成に伴って修飾部分は被処理水中に溶
出して行くので、オゾンの生成は比較的初期の段階で終
了し、以後請求項３の如く一方の電極表面では塩素が発
生するようになる。従って、以後は一方の電極表面で発
生する塩素によって被処理水中の微生物は殺菌処理され
るようになる。

【００１２】また、第２の工程では今度は他方の電極表
面に修飾部分が生成され、また、請求項３の如く活性酸
素も生成される。この活性酸素によっても被処理水は殺
菌される。そして、係る第１の工程と第２の工程とを繰
り返し実行するので、次回の第１の工程で、今度は他方
の電極表面にてオゾンの発生と塩素の発生とが行われる
ことになる。

【００１３】このような作用により、請求項１及び請求
項２の発明によれば電力消費を低く抑えながらオゾンに
よる被処理水の浄化処理を行うことができるようにな
る。特に、このオゾンの発生は比較的初期の段階で終了
し、以後は塩素により被処理水は殺菌されるようになる
ので、被処理水の殺菌・浄化を円滑且つ効果的に行いな
がら、オゾンの残留による不都合の発生も防止すること
ができるようになるものである。

【００１４】請求項４の発明によれば、上記に加えて電
極は、パラジウム、白金、イリジウム、タンタルなどの
貴金属が付加されているので、一方の電極におけるオゾ
ンや塩素、他方の電極における活性酸素の発生効率を一
層向上させることができるようになるものである。

【００１５】請求項５の発明によれば、上記に加えて電
極にはパルスにより電位を印加するようにしたので、オ
ゾンや塩素、活性酸素の発生効率を更に向上させること
ができるようになるものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明を適用した実施例として
の水処理装置１のブロック図を示している。水処理装置
１は、貯水槽に貯留されている塩素殺菌された飲用の水
道水（飲用水）や、廃水などの電解質を含んだ被処理水
を導入する導入口２と被処理水の排出口４を備えた本体
３と、この本体３内に設けられ、相互に離間して配置さ
れた一対の電極６、７などを備えて構成されている。

【００１７】そして、前記導入口２と排出口４が貯水槽
からの水道管などの給水系８中に接続される。また、導
入口２の手前の給水系８にはバルブ９が介設されてい
る。尚、１１は各電極６、７への電位の印加を制御する
と共に、前記バルブ９を開閉制御する制御装置としての
コントローラである。

【００１８】前記電極６と７の少なくとも表面にはパラ
ジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）或
いはタンタル（Ｔａ）などの貴金属が付加されている。

【００１９】以上の構成で、次にコントローラ１１の動
作について説明する。水処理装置１は例えば図１の如く
飲用水の給水系８中に接続される。また、コントローラ
１１は例えば汎用のマイクロコンピュータにて構成され
ており、予め設定されたプログラムに従い、以下に説明
する第１の工程と第２の工程を繰り返し実行する。

【００２０】（１）第１の工程コントローラ１１はバルブ９を開放しており、これによ
り、水処理装置１の本体３内には導入口２から被処理水
が流入し、本体３内に充満して内部を通過し、排出口４
から流出する。これにより、電極６及び７は被処理水中
に浸漬されるかたちとなる。

【００２１】そして、コントローラ１１は図２に示す如
く一方の電極７に正電位（＋）を印加すると共に、他方
の電極６には負電位（−）を印加し、且つ、各電極６、
７に流れる電流を定電流（例えば各電極で電気分解が生
じる程度の４００ｍＡ）に維持する。尚、この場合の電
流値は定電流に限らず、電気分解が生じる程度の電位が
得られればよく、被処理水の水質などに応じて決定す
る。

【００２２】ここで、微生物は一般的に負電位に帯電し
ていることから正電位とされた他方の電極７に微生物は
引き寄せられようになる。また、正電位とされ、アノー
ド電極とされた他方の電極７では被処理水中の塩素イオ
ンが電子を放出して塩素（又は次亜塩素酸）が発生す
る。従って、電極７の近傍ではこの塩素によって被処理
水中の微生物が殺菌されるようになる。

【００２３】更に、負電位とされてカソード電極となっ
た電極６では活性酸素が発生し、これによっても被処理
水中の微生物は死滅されるが、電極６の表面には被処理
水中のマンガン（Ｍｇ）やカルシウム（Ｃａ）イオンが
電子を得てその表面に図３中に左側に示す如く修飾部分
を形成していく。この修飾部分の生成に伴って抵抗が増
すため、電極６の電位（負）は図２に示す如く後半部分
で上昇して行くことになる。

【００２４】（２）第２の工程係る第１の工程は所定期間実行され、当該第１の終了
後、コントローラ１１は第２の工程に移行する。この第
２の工程ではコントローラ１１は、今度は電極７に負電
位（−）を印加し、且つ、電極６には正電位（＋）を印
加するように電位の極性の切り替えを行う。尚、この場
合も第１の工程と同様の定電流を維持する。

【００２５】このとき、正電位とされ、アノード電極と
された一方の電極６の表面では修飾部分の存在により、
塩素が発生し難くなる代わりに抵抗値が増大しているた
めに図２に示す如く正の電位は上昇する。これにより、
図３中の中央に示す如く電極６の表面では水分子が分解
される電解電圧が酸素発生電圧より高くなり、オゾンが
発生するようになる。

【００２６】この一方の電極６表面にて生成されたオゾ
ンは、被処理水中の微生物（図３中では有機物）を酸化
処理するので、被処理水は浄化されると共に、発生した
オゾンは分解されて酸素となって行く。また、オゾンの
生成に伴って修飾部分は再びイオンとなり、被処理水中
に溶出して行くので、電極６の正の電位は図２に示す如
く低下して行く。従って、電極６の表面におけるオゾン
の生成は比較的初期の段階で終了し、以後一方の電極６
の表面では図３中の右側に示すように塩素（図３中では
ＣｌＯ￣）が発生するようになる。従って、以後（第２
の工程の後半部分）は電極６の表面で発生する塩素によ
って被処理水中の微生物は殺菌処理されるようになる。

【００２７】また、第２の工程では今度はカソード電極
となった他方の電極７の表面に前述同様に修飾部分が生
成されるようになると共に、活性酸素も生成されるよう
になる。この活性酸素によっても被処理水は殺菌され
る。そして、コントローラ１１は係る第２の工程を所定
期間実行した後、第１の工程に移行し、以後係る第１の
工程と第２の工程とを繰り返し実行する。これにより、
次回の第１の工程では、今度は電極７の表面にてオゾン
の発生と塩素の発生とが行われることになる。

【００２８】このような作用により、本発明の水処理装
置１は電力消費を低く抑えながらオゾンによる被処理水
の浄化処理を行うことができるようになる。特に、この
オゾンの発生は比較的初期の段階で終了し、以後は塩素
により被処理水は殺菌されるようになるので、被処理水
の殺菌・浄化を円滑且つ効果的に行いながら、オゾンの
残留による不都合（オゾン臭やオゾンの毒性による問
題）の発生も防止することができるようになる。

【００２９】尚、図４は本発明における各電極６、７へ
の電位の印加方法の他の実施例を示している。この場
合、コントローラ１１はパルスにて各電極６、７に電位
を印加する。係る方式によれば、各電極６、７における
上記の如きオゾンや塩素、活性酸素の発生効率を更に向
上させることができるようになる。

【００３０】尚、実施例では貯水槽からの水道管などの
流水路中に水処理装置１を設けたが、それに限らず、貯
水槽内に直接投入してもよく、また、廃水の流路中に設
けても有効である。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、第１
の工程で一方の電極に負電位を印加し、他方の電極に正
電位を印加するので、前記一方の電極表面には被処理水
中の、例えば陽イオン（金属イオン）が電子を得て修飾
部分を形成する。そして、第２の工程で当該一方の電極
に正電位を印加し、他方の電極に負電位を印加すると、
一方の電極表面では修飾部分の存在により、塩素が発生
し難くなる代わりにオゾンが生成される程度まで電位が
上昇するようになる。これにより、一方の電極表面では
比較的低い電力消費にてオゾンが生成されるようにな
る。

【００３２】この一方の電極表面にて生成されたオゾン
は被処理水中の微生物を酸化処理するので、被処理水は
浄化されると共に、発生したオゾンは分解されて行く。
また、オゾンの生成に伴って修飾部分は被処理水中に溶
出して行くので、オゾンの生成は比較的初期の段階で終
了し、以後請求項３の如く一方の電極表面では塩素が発
生するようになる。従って、以後は一方の電極表面で発
生する塩素によって被処理水中の微生物は殺菌処理され
るようになる。

【００３３】また、第２の工程では今度は他方の電極表
面に修飾部分が生成され、また、請求項３の如く活性酸
素も生成される。この活性酸素によっても被処理水は殺
菌される。そして、係る第１の工程と第２の工程とを繰
り返し実行するので、次回の第１の工程で、今度は他方
の電極表面にてオゾンの発生と塩素の発生とが行われる
ことになる。

【００３４】このような動作により、請求項１及び請求
項２の発明によれば電力消費を低く抑えながらオゾンに
よる被処理水の浄化処理を行うことができるようにな
る。特に、このオゾンの発生は比較的初期の段階で終了
し、以後は塩素により被処理水は殺菌されるようになる
ので、被処理水の殺菌・浄化を円滑且つ効果的に行いな
がら、オゾンの残留による不都合の発生も防止すること
ができるようになるものである。

【００３５】また、請求項４の発明によれば、上記に加
えて電極は、パラジウム、白金、イリジウム、タンタル
などの貴金属が付加されているので、一方の電極におけ
るオゾンや塩素、他方の電極における活性酸素の発生効
率を一層向上させることができるようになるものであ
る。

【００３６】更に、請求項５の発明によれば、上記に加
えて電極にはパルスにより電位を印加するようにしたの
で、オゾンや塩素、活性酸素の発生効率を更に向上させ
ることができるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した実施例の水処理装置のブロッ
ク図である。

【図２】図１の水処理装置の一方の電極への電位の印加
状態を説明する図である。

【図３】図１の水処理装置の一方の電極における修飾部
分の形成並びにオゾン、塩素の発生状態を説明する図で
ある。

【図４】本発明の水処理装置の電極への電位の印加方法
の他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１処理装置３本体６、７電極８給水系１１コントローラ（制御装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｃ０２Ｆ 1/50 ５３１Ｒ５３１Ｚ５４０５４０Ｂ５５０５５０Ｄ５５０Ｌ５６０５６０Ｆ 1/76 1/76 Ａ 1/78 1/78 (72)発明者井関正博大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 4D050 AA04 AA12 AB06 BB01 BB02 BB04 BD02 BD04 BD08 CA10 CA12 4D061 DA03 DA08 DB03 DB09 DB10 EA02 EB05 EB07 EB14 EB17 EB19 EB30 EB31 EB39 GC12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の電極を被処理水中に浸漬し、一方
の前記電極に負電位を印加し、他方の前記電極に正電位
を印加することにより、前記一方の電極表面に修飾部分
を形成する第１の工程と、この第１の工程の終了後、前記一方の電極に正電位を印
加し、前記他方の電極に負電位を印加することにより、
前記一方の電極表面でオゾンを発生させながら修飾部分
を溶出させ、前記他方の電極表面に修飾部分を形成する
第２の工程とを繰り返し実行することを特徴とする水処
理方法。
【請求項２】被処理水中に浸漬される一対の電極と、前記各電極への電位の印加を制御する制御装置とを備
え、該制御装置は、一方の前記電極に負電位を印加し、他方
の前記電極に正電位を印加することにより、前記一方の
電極表面に修飾部分を形成する第１の工程と、この第１
の工程の終了後、前記一方の電極に正電位を印加し、前
記他方の電極に負電位を印加することにより、前記一方
の電極表面でオゾンを発生させながら修飾部分を溶出さ
せ、前記他方の電極表面に修飾部分を形成する第２の工
程とを繰り返し実行することを特徴とする水処理装置。
【請求項３】前記第２の工程において、前記一方の電
極では修飾部分の溶出に伴って塩素を発生させ、前記他
方の電極では活性酸素を発生させることを特徴とする請
求項１又は請求項２の水処理方法又は水処理装置。
【請求項４】前記電極は、パラジウム、白金、イリジ
ウム、タンタルなどの貴金属が付加されていることを特
徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の水処理方法
又は水処理装置。
【請求項５】前記電極にはパルスにより電位を印加す
ることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は
請求項４の水処理方法又は水処理装置。