JP2003260467A - 水処理装置および飲料水用の給水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水に含まれる懸濁物を、凝集剤や微生物など
を使用せずに効率よく除去したり、あるいは給水タンク
内の水を、塩素剤などを使用せずに効率よく滅菌して、
当該給水タンク内での菌類や藻類などの繁殖を防止して
水質を維持したりするための水処理装置と、かかる水処
理装置を用いた飲料水用の給水装置とを提供する。 【解決手段】 水を流通させる水路１０ａの途中に電解
処理手段１１を配設して、この電解処理手段１１による
電解処理によって、水に含まれる懸濁物を凝集させたの
ち、凝集した懸濁物をろ過器１２で捕集するか、もしく
は給水タンク２２内の水を循環させる水路１０ｄの途中
に電解処理手段１１を配設して、この電解処理手段１１
による電解処理によって水を滅菌する。 【効果】 凝集剤や微生物、塩素剤などを使用せずに、
各種用途に用いる水や排水の水質を、良好に維持するこ
とができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水中に含まれる
懸濁物を除去したり、あるいは水を滅菌したりするため
の水処理装置と、かかる水処理装置を組み込んだ給水装
置とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】例えば屋
内外に設置された水泳プールや公衆浴場の浴槽などの水
槽においては、その透明度と水質を維持するために定期
的に、ポリ塩化アルミニウムや硫酸バンドなどの凝集剤
を注入して、有機物などの懸濁物を凝集させたのち、ろ
過器でろ過して除去する必要がある。しかしこの方法で
は、凝集剤を定期的に補充しなければならず、手間がか
かる上、ランニングコストが高くつくという問題があっ
た。

【０００３】また、例えば農業用排水やクリーニング工
場、コインランドリーの排水、ガソリンスタンドの洗車
装置の排水などは、そのまま下水に流すと、水中に含ま
れる有機物などの懸濁物が、河川や湖沼、海洋などの水
質を悪化させて、いわゆるＢＯＤ（生化学的酸素要求
量）を高めたり、あるいは下水処理場の処理能力に多大
な負担をかけたりするおそれがある。したがってこれら
の排水についても、懸濁物を除去したのちに排水するこ
とが求められる。排水中の懸濁物を除去する方法として
は、微生物の生分解作用を利用した方法が一般的であ
る。

【０００４】しかしこの方法を実施するには広い敷地が
必要である上、微生物の機能は、特に気温によって左右
され、季節ごとに一定しないため、処理の効率が安定し
ないという問題があった。また、例えばビルやマンショ
ンの屋上などに設置される飲料水用の給水タンクにおい
ては、これまで、水質を維持するために、水道水中に含
まれる塩素の滅菌力に頼っていたが、その内部を定期的
に清掃するなどのメンテナンスを怠った給水タンク内
で、菌類や藻類などの繁殖による水質の悪化が問題化し
たため、水質の保全が義務付けられることとなった。

【０００５】給水タンクの水質を維持するために、例え
ば特開平５−７８９７号公報では、塩素供給装置を設け
ておき、この塩素供給装置から、給水タンク内の水の残
留塩素濃度に応じて、次亜塩素酸ソーダ水溶液などの塩
素剤を給水タンクに供給することが提案された。しかし
この方法では、上記次亜塩素酸ソーダ水溶液などの刺激
性のある塩素剤を定期的に補充しなければならず、手間
がかかる上、ランニングコストが高くつくという問題が
あった。

【０００６】この発明の目的は、水に含まれる懸濁物
を、凝集剤や微生物などを使用せずに効率よく除去した
り、あるいは給水タンク内の水を、塩素剤などを使用せ
ずに効率よく滅菌して、当該給水タンク内での菌類や藻
類などの繁殖を防止して水質を維持したりするための水
処理装置と、かかる水処理装置を用いた飲料水用の給水
装置とを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１記載の発明は、水を流通させるための水路と、この水
路の途中に配設した、 ・ 電極対を有し、水路を流れる水を、当該電極対に直
流電圧を印加することで電解処理して、水中に含まれる
懸濁物を凝集させるための電解処理手段、および ・ 凝集した懸濁物を捕集して水から除去するためのろ
過器と、上記電極対に直流電圧を印加するための制御手
段と、を備えることを特徴とする水処理装置である。

【０００８】請求項１の構成では、制御手段から電解処
理手段の電極対に直流電荷を印加して、水路を流れる水
を電気分解すると、電極対のうちアノード側の電極の表
面ならびにその近傍で活性酸素（Ｏ₂ ^-）やオゾン
（Ｏ₃）を発生させることができる。そしてこの活性酸
素やオゾンの働きによって水中の微細な懸濁物を凝集さ
せて、当該電解処理手段の下流側に配設したろ過器によ
って捕集させることで、水から除去することができる。

【０００９】したがって請求項１の構成によれば、水に
含まれる懸濁物を、凝集剤や微生物などを使用せずに、
電極対に直流電圧を印加するだけで、効率よく除去する
ことが可能となる。請求項２記載の発明は、制御手段
は、電極対に印加する直流電圧の極性を逆転させること
を特徴とする請求項１記載の水処理装置である。電解反
応によって凝集した懸濁物の一部は、電極対のうちアノ
ード側の電極の表面に付着し、その付着量の増加に伴っ
て電極の露出面積が徐々に減少する。また一方、カソー
ド側の電極の表面には、水に含まれるミネラル分がスケ
ール（主にカルシウム、マグネシウムおよびこれらの酸
化物、水酸化物など）として析出、付着し、やはりその
付着量の増加に伴って電極の露出面積が徐々に減少す
る。

【００１０】このため水処理装置の運転を続けると、電
解反応による、懸濁物を凝集させて除去する効率が徐々
に低下する傾向を示す。しかし請求項２のように、一対
の電極に印加する直流電圧の極性を逆転させると、アノ
ード側の電極表面に凝集し、付着した懸濁物と、カソー
ド側の電極表面に析出し、付着したスケールとを、とも
に電極の表面から強制的に離脱させることによって、電
極の露出面積を初期値まで回復させることができる。

【００１１】したがって電解反応による、懸濁物を凝集
させて除去する効率が低下するのを防止したり、あるい
は効率が低下した際にそれを回復させたりすることが可
能となる。また電極の表面から強制的に離脱させた懸濁
物やスケールは、ろ過器によって捕集して水から除去で
きるので、かかる離脱時に水質が悪化するのを防止する
こともできる。

【００１２】請求項３記載の発明は、制御手段は、電極
対に印加する直流電圧の極性を一定時間ごとに逆転させ
ながら電解処理を行うことを特徴とする請求項２記載の
水処理装置である。前記請求項２の運転方法の具体例と
しては、電極対を構成する一対の電極をそれぞれアノー
ド側およびカソード側に用途限定して使用し、そして定
期的に、前記のように印加する極性を逆転させて、その
表面から懸濁物やスケールを強制的に離脱させる運転方
法が考えられる。

【００１３】しかしその場合には、アノード側の電極
の、少なくとも表面を形成する成分の溶出により、当該
電極が一方的、かつ早期に劣化する。このため、特にア
ノード側の電極を頻繁に交換する必要があり、メンテナ
ンスに手間がかかる。これに対し、請求項３のように電
極対に印加する直流電圧の極性を一定時間ごとに逆転さ
せながら電解処理を行うようにすると、電極の劣化の進
行を、両電極間でほぼ同程度で、しかも上記の場合より
も遅く（およそ１／２）にすることができ、電極交換な
どのメンテナンスの手間を軽減することができる。

【００１４】請求項４記載の発明は、電解処理手段を、
水路を構成する配管の一部となる管路部材に電極対を組
み込んで形成したことを特徴とする請求項１記載の水処
理装置である。請求項４の構成では、電解処理手段を、
例えば所定の容量を有するタンク内に電極を組み込んで
形成する場合などと比べて、タンク内の水位を一定に保
って水漏れやエア噛みなどを防止するための水位センサ
や追加のポンプなどの設備が一切不要であり、装置の構
成を簡略化することができる。しかも電解処理手段を含
む管路部材を用いて水路を組み立てるだけで水処理装置
を構成することができ、施工も容易である。

【００１５】請求項５記載の発明は、水路の途中に、電
解処理手段とろ過器とを通過させて懸濁物を除去した水
に対して、電気化学反応によって酸化態窒素を還元する
ことで脱窒素処理を行う脱窒素処理手段を配設したこと
を特徴とする請求項１記載の水処理装置である。亜硝酸
イオン、硝酸イオンなどの酸化態窒素は従来、脱窒素菌
等の生体触媒を用いた生化学反応によって除去していた
が、やはり生化学反応ゆえに、その機能が、特に気温に
よって左右され、季節ごとに一定しないという問題があ
った。

【００１６】これに対し請求項５の構成では、かかる酸
化態窒素を、生体触媒を用いずに、電気化学反応によっ
て効率よく除去することが可能となる。すなわち電極対
のうちカソード側の電極として、真鍮などの、電気化学
反応によって酸化態窒素を還元する機能を有する材料か
らなる電極を、またアノード側の電極として白金−イリ
ジウム電極などを、それぞれ用いて、例えば水道水など
の塩素を含む水を電解処理すると、下記の電気化学反応
を生じて、酸化態窒素を窒素ガスに変換して除去するこ
とができる。

【００１７】（カソード側） ＮＯ₃ ^-＋６Ｈ₂Ｏ＋８ｅ^-→ＮＨ₃＋９ＯＨ^- （アノード側） ２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^- Ｈ₂Ｏ＋Ｃｌ₂⇔ＨＣｌＯ＋Ｈ⁺＋Ｃｌ^- （アノード側＋カソード側） ２ＮＨ₃＋３ＨＣｌＯ→Ｎ₂↑＋３ＨＣｌ＋３Ｈ₂Ｏ 水処理装置は、前述したように水泳プールや公衆浴場の
浴槽などの水槽において、その透明度と水質を維持する
ために用いることができる。具体的な構成としては、水
路を、プール等の水槽から水を取り込んで、電解処理手
段とろ過器とを通過させて懸濁物を除去したのち、上記
水槽に還流させるように、水槽に接続すればよい。これ
により、例えばプール等の営業時間中に、水槽の水を継
続的に、あるいは断続的に処理して、その透明度と水質
を維持することなどが可能となる。

【００１８】したがって請求項６記載の発明は、水路
は、プール等の水槽から水を取り込んで、電解処理手段
とろ過器とを通過させて懸濁物を除去したのち、上記水
槽に還流することを特徴とする請求項１記載の水処理装
置である。また水処理装置は、やはり前述したように農
業用排水やクリーニング工場、コインランドリーの排
水、ガソリンスタンドの洗車装置の排水などを処理する
ために用いることもできる。これにより、河川や湖沼、
海洋などの水質を悪化させたり、あるいは下水処理場の
処理能力に負担をかけたりすることなしに、上記設備か
らの排水を行うことが可能となる。

【００１９】したがって請求項７記載の発明は、水路
は、電解処理手段とろ過器とを通過させて懸濁物を除去
した後の水を排水することを特徴とする請求項１記載の
水処理装置である。また水処理装置は、例えばビルやマ
ンションなどの屋上に設置された既存の、あるいは新設
の飲料水用の給水タンクに接続して、当該給水タンク内
の水質を維持し、その滅菌作用によって菌類や藻類など
が繁殖するのを防止するために用いることもできる。

【００２０】すなわち白金−イリジウム電極などを使用
して、水道水などの塩素を含む水を電解処理すると、下
記の電気化学反応を生じる。 （アノード側） ４Ｈ₂Ｏ−４ｅ^-→４Ｈ＋Ｏ₂↑＋２Ｈ₂Ｏ ２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^- Ｈ₂Ｏ＋Ｃｌ₂⇔ＨＣｌＯ＋Ｈ⁺＋Ｃｌ^- （カソード側） ４Ｈ₂Ｏ＋４ｅ^-→２Ｈ₂↑＋４ＯＨ^- （アノード側＋カソード側） Ｈ⁺＋ＯＨ^-→Ｈ₂Ｏ そして、上記反応の過程で生成する次亜塩素酸またはそ
のイオン（ＨＣｌＯ、ＣｌＯ^-）や塩素（Ｃｌ₂）などの
滅菌作用によって、菌類や藻類などが繁殖するのを防止
することができる。

【００２１】したがって請求項８記載の発明は、飲料水
用の給水タンクに接続して使用する水処理装置であっ
て、給水タンクから水を取り込んで、処理後に給水タン
クに還流するための水路と、この水路の途中に配設し
た、 ・ 水を、水路を通して循環させるための循環ポンプ、
および ・ 電極対を有し、水路を流れる水を、当該電極対に直
流電圧を印加することで電解処理して滅菌するための電
解処理手段と、を備えることを特徴とする水処理装置で
ある。

【００２２】また請求項９記載の発明は、電解処理手段
を、水路の、循環ポンプより下流側に配設したことを特
徴とする請求項８記載の水処理装置である。請求項９の
構成によれば、電解処理手段で発生する次亜塩素酸など
の成分によって循環ポンプが腐食するのを防止して、メ
ンテナンスの手間を軽減することができる。請求項１０
記載の発明は、電解処理手段を、水路を構成する配管の
一部となる管路部材に電極対を組み込んで形成したこと
を特徴とする請求項８記載の水処理装置である。

【００２３】請求項１０の構成によれば、先の請求項４
の場合と同様に装置の構成を簡略化できる上、その施工
も容易である。請求項１１記載の発明は、水路を、電解
処理手段に対して、水が鉛直方向下方から流入して鉛直
方向上方に流出するように配設したことを特徴とする請
求項８記載の水処理装置である。また請求項１２記載の
発明は、水路の、電解処理手段より下流側に、電解によ
って発生するガスを抜くためのガス抜き弁を配設したこ
とを特徴とする請求項１１記載の水処理装置である。

【００２４】請求項１１の構成によれば、電解処理手段
で発生する酸素や水素などのガスを、当該ガスの浮力に
よる浮上と、それと同方向である水の流れとによって電
解処理手段の内部からよりスムースに除去することがで
きる。また請求項１２の構成によれば、電解処理手段の
内部から除去したガスを、ガス抜き弁を通して装置内か
ら除去することができる。したがって上記ガスが、給水
タンク内などに貯留するのを防止して、安全性を高める
ことができる。

【００２５】さらに水処理装置は、給水タンクにあらか
じめ組み込んだ給水装置として、ビルやマンションの屋
上などに設置することもできる。その場合には、電解に
よって発生するガスを排気するための排気手段を給水タ
ンクに設けると、その安全性を高めることができる。す
なわち請求項１３記載の発明は、飲料水を貯留するため
の給水タンクと、この給水タンクに接続した、請求項８
ないし１１のいずれかに記載の水処理装置と、給水タン
クの、水面の上限位置より上方に配設した、電解によっ
て発生するガスを排気するための排気手段とを備えるこ
とを特徴とする給水装置である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、この発
明の実施形態について具体的に説明する。図１(a)は、
この発明の一実施形態にかかる水処理装置１を、例えば
水泳プールや浴場の浴槽などの水槽２０に設置した構造
を簡略化して示す図である。この例の水処理装置１は、
図中に一点鎖線の矢印で示すように、水槽２０から水Ｗ
を取り込んで処理したのち、水槽２０に還流させるため
の水路１０ａを有するとともに、この水路１０ａ上に順
に、循環ポンプＰ１、電解処理手段１１、ろ過器１２、
および熱交換器１３を配設したものである。

【００２７】また水路１０ａの、熱交換器１３の下流側
の位置には、水を滅菌する作用を有する滅菌液を、滅菌
液供給部１４から、定量ポンプＰ２の働きによって、図
中に実線の矢印で示すように、合流点Ｊ１を通して水路
１０ａに供給するための供給水路１０ｂを接続してい
る。上記のうち電解処理手段１１は、図１(b)に示すよ
うに、水路１０ａを構成する配管の一部となる管路部材
（フランジ付きパイプ）１１ａの管路１１ｂ中に、電極
対を構成する２枚の平板状の電極１１ｃ、１１ｄを互い
に平行に、しかも管路１１ｂの内壁面と接触しないよう
に組み込むことで構成している。この理由は前記のとお
りである。

【００２８】また、図中に一点鎖線で示すように電極１
１ｃ、１１ｄには、それぞれ管路１１ｂの内外を繋ぐ配
線１１ｅ、１１ｆを接続する。そして図示しない制御手
段から、この配線１１ｅ、１１ｆを通して、両電極１１
ｃ、１１ｄ間に直流電圧を印加すると、管路１１ｂ内を
通る水の電解処理によって発生したオゾンによって、水
に含まれる懸濁物を凝集させることができる。電極１１
ｃ、１１ｄとしては、直流電圧を印加した際に、アノー
ド側でオゾンを発生させることのできる種々の電極を用
いることができる。特に前記のように極性を逆転させな
がら懸濁物の凝集を行う場合は、電極１１ｃ、１１ｄを
ともに、アノード側とされた際にオゾンを発生させる機
能を有する電極にて形成するのが好ましい。かかる電極
としては、例えばチタニウム（Ｔｉ）製の基板の表面全
面に金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、
白金−イリジウム（Ｐｔ−Ｉｒ）などの貴金属の薄膜
を、めっき法や焼成処理によってコーティングしたもの
などをあげることができる。

【００２９】フィルター１２としては、例えば砂ろ過用
フィルター、膜式フィルター、天然あるいは化学繊維製
の不織布などが使用できる。熱交換器１３は、水槽２０
が、例えば温水プールや浴場の浴槽などである場合に、
水路１０ａを流れる水を温めて、水槽２０内の水温を一
定に保つために用いる。したがって水槽２０が屋外の水
泳プールや、あるいは浴場の冷水浴用の浴槽などである
場合は、熱交換器１３を省略してもよい。

【００３０】滅菌液供給部１４としては、例えば滅菌液
として次亜塩素酸塩の水溶液を貯留しておくタンクがあ
げられる他、食塩水などの水溶液を、先に述べた反応機
構によって電解処理して、次亜塩素酸などの、滅菌作用
を有する成分を含む水溶液を生成させる電解槽を採用す
ることもできる。図２(a)は、図１(a)の水処理装置１
の、電気的な構成を示すブロック図である。

【００３１】図に見るように水処理装置１は、電極１１
ｃ、１１ｄに通電制御しつつ、装置を構成する各部を作
動させる制御手段としての制御部３０を備えている。制
御部３０内には、各種動作のタイミングを規定するため
のタイマ３１と、各種動作の基準となる初期値などを登
録したメモリ３２とを設けている。制御部３０は、タイ
マ３１によって規定したタイミング、並びにメモリ３２
に記録した初期値などに基づいて種々の演算を行い、そ
れに基づいて制御信号をドライバ３３へ与える。そして
ドライバ３３は、与えられる信号に基づいて電極１１
ｃ、１１ｄへの通電制御を行い、かつポンプＰ１、Ｐ２
の駆動制御を行う。

【００３２】このうち、電極１１ｃ、１１ｄに印加する
直流電圧の逆転制御の流れを図２(b)に示す。図２(b)に
示すようにステップＳＰ１で水処理装置１の運転を開始
すると、制御部３０は、まず図示していないが循環ポン
プＰ１の運転を開始して、水路１０ａ内に水を循環さ
せ、かつステップＳＰ２でタイマ３１をリセット（Ｔ＝
０）して計時を開始するとともに、ステップＳＰ３で電
極１１ｃ、１１ｄ間に直流電圧を印加して電解を開始す
る。

【００３３】次にステップＳＰ４で、装置の運転終了が
選択されたか否かを確認し、運転続行であれば、ステッ
プＳＰ５に進んでタイマ３１の計時Ｔがメモリ３２に記
録された設定時間Ｔ₁に達したか否かを判定する。そし
てＴ＝Ｔ₁になるまでこの状態を維持しつつ運転を続
け、Ｔ＝Ｔ₁に達した時点でステップＳＰ６に進んで、
電極１１ｃ、１１ｄへの直流電圧の印加を停止したの
ち、逆転器を作動させるなどして、当該電極１１ｃ、１
１ｄに印加する直流電圧の極性を逆転させる。

【００３４】このあと、ステップＳＰ２に戻って、ステ
ップＳＰ４で、装置の運転終了が選択されたことを確認
するまで、ステップＳＰ２〜ＳＰ６を繰り返す。これに
より、メモリ３２に記録された設定時間Ｔ₁ごとに定期
的に、電極１１ｃ、１１ｄ間に印加する直流電圧の極性
を逆転させて、一方の電極の極端な消耗を防止しなが
ら、水路１０ａを通る水を電解処理して、水中に含まれ
る懸濁物を凝集させ、かつ凝集させた懸濁物をろ過器で
捕集して水から除去する操作を継続的に行って、水槽２
０の水が濁ったり、水質が低下したりするのを防止する
ことが可能となる。

【００３５】そしてステップＳＰ４で、装置の運転終了
が選択されたことを確認すると、制御部３０は、ステッ
プＳＰ７に進んで電極１１ｃ、１１ｄへの直流電圧の印
加を停止し、また図示していないが循環ポンプＰ１を停
止して装置の運転を終了する（ステップＳＰ８）。なお
上記例において、電極１１ｃ、１１ｄ間に印加する直流
電圧の極性を逆転させる設定時間Ｔ₁の具体的な数値は
特に限定されない。ただし設定時間Ｔ₁があまりに短す
ぎると、電極１１ｃ、１１ｄのうちアノード側の電極の
表面に、懸濁物を十分に凝集できない間に極性が逆転す
ることになるため、懸濁物を、水中から十分に除去でき
ないおそれがある。よって設定時間Ｔ₁は、およそ１分
間以上であるのが好ましい。

【００３６】なお電解処理手段１１としては、例えば図
４(b)に示すように、管路部材（フランジ付きパイプ）
１１ａの管路１１ｂ中に、平板状の電極１１ｇを１枚だ
け、管路１１ｂの内壁面と接触しないように組み込み、
管路部材１１ａそれ自体をもう一方の電極として、この
両者で電極対を構成したものを用いることもできる。こ
の場合、図中に一点鎖線で示すように電極１１ｇには、
管路１１ｂの内外を繋ぐ配線１１ｈを接続し、管路部材
１１ａには配線１１ｉを接続する。

【００３７】そして図示しない制御手段から、この配線
１１ｈ、１１ｉを通して、電極１１ｇと管路部材１１ａ
との間に直流電圧を印加すると、管路１１ｂ内を通る水
の電解処理によって発生したオゾンによって、水に含ま
れる懸濁物を凝集させることができる。なお電極１１ｇ
としては、前記と同様のものを用いることができる。ま
た管路部材１１ａの、管路１１ｂの内壁面を、電極１１
ｇと同様の、チタニウム基板上に貴金属のコート層を形
成した構造物で被覆すると、前述した極性を逆転させな
がらの電解処理を行うことができる。

【００３８】図３は、この発明の他の実施形態にかかる
水処理装置１を、例えば農業用排水やクリーニング工
場、コインランドリーの排水、ガソリンスタンドの洗車
装置の排水などの排水処理用として用いる構造を簡略化
して示す図である。この例の水処理装置１は、図中に実
線の矢印で示すように、上記各施設などからの排水を一
時的に蓄えておくための水槽２１から水Ｗを取り込んで
処理したのち、下水Ｄに排水するための水路１０ｃを有
するとともに、この水路１０ｃ上に順に、排水ポンプＰ
３、電解処理手段１１、ろ過器１２、および脱窒素処理
手段１５を配設したものである。

【００３９】上記のうち電解処理手段１１、およびろ過
器１２としては、先の図１(a)の例で説明したのと同様
のものを使用することができる。すなわち電解処理手段
１１としては、図１(b)や図４(b)のものなどを好適に使
用することができる。電解処理手段１１の電極対に印加
する直流電圧の極性を一定時間ごとに逆転させながら電
解処理を行うのが好ましいことも同様である。脱窒素処
理手段１５としては、前述したように電気化学反応によ
って酸化態窒素を還元する機能を有するカソード側の電
極と、白金−イリジウム電極などのアノード側の電極と
を用いて水を電解処理することによって、前述した電気
化学反応により、酸化態窒素を窒素ガスに変換して除去
できる、種々の構成の装置を用いることができる。

【００４０】このうちカソード側の電極を形成する材料
としては、前記真鍮の他、銅、亜鉛などの１１族もしく
は１２族の元素を含む導電体や、１１族もしくは１２族
の元素を導電体に被覆した複合体などを用いることもで
きる。一方、アノード側の電極としては、白金−イリジ
ウム電極の他、前述した電解処理手段１１の説明で例示
した各種の電極を用いることができる。図の例の水処理
装置１の、電気的な構成は、先の図２(a)とほぼ同様で
ある。図中の循環ポンプＰ１を排水ポンプＰ３に置き換
え、また定量ポンプＰ２を省略するとともに、脱窒素処
理手段１５を追加すればよい。

【００４１】また図の例の水処理装置１のうち、制御部
３０による、電極１１ｃ、１１ｄに印加する直流電圧の
逆転制御の流れも、図２(b)に示したとおりである。水
処理装置１の運転を開始すると、制御部３０は、まず排
水ポンプＰ３を駆動して、水槽２１中の水を、水路１０
ｃを通して下水Ｄに連続的に排水しながら、また図２
(b)に示した流れに沿って設定時間Ｔ₁ごとに電極１１
ｃ、１１ｄに印加する直流電圧の極性を逆転させなが
ら、電解処理手段１１において電解処理を行って、水中
に含まれる懸濁物を凝集させる。

【００４２】そして凝集した懸濁物をろ過器１２で捕集
して水から除去したのち、脱窒素処理手段１５におい
て、電気化学反応によって酸化態窒素を還元することで
脱窒素処理をする。これにより、懸濁物や酸化態窒素が
除去されたきれいな水を、下水Ｄに排水することができ
る。また、例えば水槽２１に、水位の上限と下限とを検
知するセンサなどを設けておき、設備からの排水が水槽
２１に蓄えられて、その水位が上限に達したことを一方
のセンサで検知した際に水処理装置１を駆動させて、上
記の行程で水を処理しながら下水Ｄに排水し、それによ
って水槽２１の水位が低下して下限に達したことをもう
一方のセンサで検知した際に水処理装置１を停止させる
ようにすると、排水の自動的な処理が可能となる。

【００４３】図４(a)は、この発明のさらに他の実施形
態にかかる水処理装置１を、ビルやマンションなどの屋
上に設置した飲料水用の給水タンク２２に接続して、水
の滅菌に使用する構造を簡略化して示す図である。この
例の水処理装置１は、図中に一点鎖線の矢印で示すよう
に、給水タンク２２から水Ｗを取り込んで処理したの
ち、給水タンク２２に還流させるための水路１０ｄを有
するとともに、この水路１０ａ上に順に、弁Ｖ１、循環
ポンプＰ４、電解処理手段１１、ガス抜き弁Ｖ２、およ
び弁Ｖ３を配設したものである。

【００４４】また水路１０ｄの、循環ポンプＰ４と電解
処理手段１１との間の位置には、分岐点Ｊ２で水路１０
ｄから分岐し、水中の残留塩素濃度を測定するための残
留塩素センサＳ１を経て、電解処理手段１１とガス抜き
弁Ｖ２との間の合流点Ｊ３で再び水路１０ｄと合流する
分岐水路１０ｅを接続している。なお図において符号２
２ａは、給水源から給水タンク２２への配管、２２ｂは
給水タンク２２からビルやマンション内の各室などへの
配管、２２ｃは弁である。

【００４５】上記のうち弁Ｖ１、Ｖ３は、例えば水処理
装置１の設置時やメンテナンス時などに両弁Ｖ１、Ｖ３
をともに閉じておくことで、給水タンク２の運転を続け
ながら、これらの作業をするために用いる。作業終了後
は、両弁Ｖ１、Ｖ３をともに開いておく。また、ガス抜
き弁Ｖ２は平常時には閉じておき、定期的に開いて、水
路１０ｄ内に溜まったガスを抜くために用いる。それゆ
えガス抜き弁Ｖ２は、水路１０ｄ中の最高位置に配置す
るのが好ましい。

【００４６】電解処理手段１１としては、図４(b)や図
１(b)のものなどを好適に使用することができる。かか
る電解処理手段１１は、水が鉛直方向下方から流入して
鉛直方向上方に流出するようにすべく、図４(a)(b)に示
すように、管路部材１１ａ内の管路１１ｂを鉛直方向に
向けて配設する。この理由は先に述べたとおりである。
図５(b)のうち実線の部分は、図４(a)の水処理装置１
の、電気的な構成を示すブロック図である。

【００４７】図に見るように水処理装置１は、電極１１
ｇと、もう一方の電極としての管路部材１１ａに通電制
御しつつ、装置を構成する各部を作動させる制御手段と
しての制御部３０を備えている。残留塩素センサＳ１の
出力は、制御部３０へ与えられる。制御部３０内には、
各種動作のタイミングを規定するためのタイマ３１と、
各種動作の基準となる初期値などを登録したメモリ３２
とを設けている。

【００４８】制御部３０は、残留塩素センサＳ１の出
力、タイマ３１によって規定したタイミング、並びにメ
モリ３２に記録した初期値などに基づいて種々の演算を
行い、それに基づいて制御信号をドライバ３３へ与え
る。そしてドライバ３３は、与えられる信号に基づいて
電極１１ｇ、１１ａへの通電制御を行い、かつ循環ポン
プＰ４の駆動制御を行う。水処理装置１の運転を開始す
ると、制御部３０は、まず循環ポンプＰ４を駆動して、
給水タンク２２内の水Ｗを、図４(a)中に一点鎖線の矢
印で示すように水路１０ｄを通して、また同図中に二点
鎖線の矢印で示すように分岐水路１０ｅを通して、それ
ぞれ循環させながら、残留塩素センサＳ１によって、当
該水の残留塩素濃度を継続的に、あるいは定期的に計測
する。

【００４９】その結果、残留塩素濃度がメモリ３２に記
録した規定値以上である場合はこの状態を維持するが、
規定値未満になると、電解処理手段１１において電解処
理を行って、次亜塩素酸などの成分を発生させ、それに
よって水を滅菌する。そして残留塩素センサＳ１で測定
した残留塩素濃度が規定値未満である間は電解処理によ
る水の滅菌を続け、規定値以上になると電解処理を停止
して、残留塩素センサＳ１によって水の残留塩素濃度を
継続的、または定期的に計測する初期状態に戻る。

【００５０】これにより、菌類や藻類などの繁殖を防止
して、給水タンク２２内の水を常時、きれいな状態に維
持することができる。図５(a)は、ガス抜き弁Ｖ２を省
略したこと意外は上記と同様の構成の水処理装置１を給
水タンク２２に組み込んだ、飲料水用の給水装置ＷＳの
構造を簡略化して示す図である。先の、図４(a)の例と
の相違点は、給水タンク２２の、水面の上限位置より上
方である天板に、排気手段として、排気口２２ｄとファ
ンＦとを配設した点にある。

【００５１】その電気的な構成も、図５(b)に二点鎖線
で示したようにファンＦを追加したこと以外は同様であ
る。水処理装置１の運転を開始すると、制御部３０は、
前記と同じ手順により、残留塩素センサＳ１による残留
塩素濃度の測定結果に基づいて、電解処理手段１１によ
る水の電解処理を断続させて、水を滅菌する。また制御
部３０は、電解処理手段１１による水の電解処理を開始
すると、それと同時に、あるいは前後してファンＦの運
転を開始する。そして、電解処理によって発生し、気泡
となって、水路１０ｄを通して給水タンク２２内に到達
したのち、水面へ浮上したガスを、排気口２２ｄを通し
て、当該給水タンク２２の外へ排気させる。

【００５２】そして制御部３０は、電解処理手段１１に
よる水の電解処理を停止すると、その後、一定時間が経
過するまでファンＦの運転を続けたのち、その運転を停
止して、残留塩素センサＳ１によって水の残留塩素濃度
を継続的、または定期的に計測する初期状態に戻る。電
解処理を停止した後もしばらくの間、ファンＦの運転を
続けるのは、ガスが、気泡として電解処理手段１１から
給水タンク２２内に到達したのち、水面へ浮上するまで
に時間がかかるためである。

【００５３】この発明は、以上で説明した実施形態に限
定されるものでなく、各請求項記載の範囲内において、
種々の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図(a)は、この発明の一実施形態にかかる水
処理装置を、例えば水泳プールや浴場の浴槽などの水槽
に設置した構造を簡略化して示す図、同図(b)は、上記
水処理装置に用いる電解処理手段の一例を示す斜視図で
ある。

【図２】同図(a)は、図１(a)の例の水処理装置の、電気
的な構成を示すブロック図、同図(b)は、制御部により
行われる制御のうち、電解処理時の、直流電圧の逆転制
御の流れを示すフローチャートである。

【図３】この発明の他の実施形態にかかる水処理装置
を、例えば農業用排水やクリーニング工場、コインラン
ドリーの排水、ガソリンスタンドの洗車装置の排水など
の排水処理用として用いる構造を簡略化して示す図であ
る。

【図４】同図(a)は、この発明のさらに他の実施形態に
かかる水処理装置を、ビルやマンションなどの屋上に設
置した飲料水用の給水タンクに接続して、水の滅菌に使
用する構造を簡略化して示す図、同図(b)は、上記水処
理装置に用いる電解処理手段の一例を示す斜視図であ
る。

【図５】同図(a)は、水処理装置を組み込んだ、この発
明の飲料水用の給水装置の構造を簡略化して示す図、同
図(b)は、図４(a)、図５(a)の例の水処理装置の、電気
的な構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 水処理装置 １０ａ、１０ｃ、１０ｄ 水路 １１ 電解処理手段 １２ ろ過器 ２２ 給水タンク Ｐ１、Ｐ４ 循環ポンプ Ｐ３ 排水ポンプ ＷＳ 給水装置

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/461 1/465 (72)発明者 河村 要藏 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 (72)発明者 杉本 宗明 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 (72)発明者 稲本 吉宏 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 (72)発明者 広 直樹 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 (72)発明者 河内 基樹 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） 4D061 DA07 DB10 DB15 DB19 DC06 DC14 EA02 EA04 EA06 EB01 EB04 EB05 EB17 EB19 EB30 EB39 FA13 GC16 GC20 4D064 AA09 BE10

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水を流通させるための水路と、 この水路の途中に配設した、 ・ 電極対を有し、水路を流れる水を、当該電極対に直
   流電圧を印加することで電解処理して、水中に含まれる
   懸濁物を凝集させるための電解処理手段、および ・ 凝集した懸濁物を捕集して水から除去するためのろ
   過器と、 上記電極対に直流電圧を印加するための制御手段と、を
   備えることを特徴とする水処理装置。
2. 【請求項２】制御手段は、電極対に印加する直流電圧の
   極性を逆転させることを特徴とする請求項１記載の水処
   理装置。
3. 【請求項３】制御手段は、電極対に印加する直流電圧の
   極性を一定時間ごとに逆転させながら電解処理を行うこ
   とを特徴とする請求項２記載の水処理装置。
4. 【請求項４】電解処理手段を、水路を構成する配管の一
   部となる管路部材に電極対を組み込んで形成したことを
   特徴とする請求項１記載の水処理装置。
5. 【請求項５】水路の途中に、電解処理手段とろ過器とを
   通過させて懸濁物を除去した水に対して、電気化学反応
   によって酸化態窒素を還元することで脱窒素処理を行う
   脱窒素処理手段を配設したことを特徴とする請求項１記
   載の水処理装置。
6. 【請求項６】水路は、プール等の水槽から水を取り込ん
   で、電解処理手段とろ過器とを通過させて懸濁物を除去
   したのち、上記水槽に還流することを特徴とする請求項
   １記載の水処理装置。
7. 【請求項７】水路は、電解処理手段とろ過器とを通過さ
   せて懸濁物を除去した後の水を排水することを特徴とす
   る請求項１記載の水処理装置。
8. 【請求項８】飲料水用の給水タンクに接続して使用する
   水処理装置であって、 給水タンクから水を取り込んで、処理後に給水タンクに
   還流するための水路と、 この水路の途中に配設した、 ・ 水を、水路を通して循環させるための循環ポンプ、
   および ・ 電極対を有し、水路を流れる水を、当該電極対に直
   流電圧を印加することで電解処理して滅菌するための電
   解処理手段と、を備えることを特徴とする水処理装置。
9. 【請求項９】電解処理手段を、水路の、循環ポンプより
   下流側に配設したことを特徴とする請求項８記載の水処
   理装置。
10. 【請求項１０】電解処理手段を、水路を構成する配管の
    一部となる管路部材に電極対を組み込んで形成したこと
    を特徴とする請求項８記載の水処理装置。
11. 【請求項１１】水路を、電解処理手段に対して、水が鉛
    直方向下方から流入して鉛直方向上方に流出するように
    配設したことを特徴とする請求項８記載の水処理装置。
12. 【請求項１２】水路の、電解処理手段より下流側に、電
    解によって発生するガスを抜くためのガス抜き弁を配設
    したことを特徴とする請求項１１記載の水処理装置。
13. 【請求項１３】飲料水を貯留するための給水タンクと、 この給水タンクに接続した、請求項８ないし１１のいず
    れかに記載の水処理装置と、 給水タンクの、水面の上限位置より上方に配設した、電
    解によって発生するガスを排気するための排気手段とを
    備えることを特徴とする給水装置。