JP2009195862A

JP2009195862A - 電解水処理方法および電解水処理装置

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Publication number: JP2009195862A
Application number: JP2008042354A
Authority: JP
Inventors: Minoru Sugano; 稔菅野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-25
Also published as: JP4182190B1

Abstract

【課題】吸着剤交換のメンテナンスの必要がなく、塩素ガスを安全に処理できる電解水処理方法および電解水処理装置を提供する。
【解決手段】電気分解装置３が、貯水容器２内の塩化物塩水溶液を電気分解して、強酸性電解水と強アルカリ電解水とを生成する。強アルカリ用容器４が、開閉弁２１を有する排水口２２を備え、強アルカリ電解水を貯水する。強酸用容器５が、密封可能であり、開閉弁２５を有する排水口２６を備え、強酸性電解水を貯水する。真空ポンプ７が、強酸用容器５に貯水された強酸性電解水から発生する塩素ガスを、強酸用容器５から回収する。処理容器６が、開閉弁２８を有する排水口２９を備え、強アルカリ用容器４の排水口２２から強アルカリ電解水の一部を受け、その中に回収した塩素ガスを溶解させて貯水する。排水用容器８が、強アルカリ用容器４、強酸用容器５および処理容器６からの排水を受ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解水処理方法および電解水処理装置に関する。

近年、殺菌や消毒のために、強酸性水が活用されている。強酸性水は、水などの電解質溶液を電気分解することにより得られるが、一般には、電解質として塩化ナトリウムなどを利用した塩化物塩水溶液を電気分解することにより生成される。塩化物塩水溶液を電気分解すると、陽極で生成される強酸性電解水から塩素ガスが発生する。塩素ガスは、刺激臭を有し、吸引すると呼吸器に損傷を与える等、強い毒性を有している。従来の電解水処理では、発生した塩素ガスを活性炭などの吸着剤に吸着させて廃棄していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−５３１３９号公報

しかしながら、塩素ガスを活性炭などに吸着させる方法では、使用済みの吸着剤を交換するメンテナンスに費用と手数がかかるという課題があった。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、吸着剤交換のメンテナンスの必要がなく、塩素ガスを安全に処理することができる電解水処理方法および電解水処理装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る電解水処理方法は、塩化物塩水溶液を電気分解して得られた強酸性電解水と強アルカリ電解水とを処理するための電解水処理方法であって、前記強酸性電解水から発生する塩素ガスを前記強アルカリ電解水の一部に溶解させて塩素溶解水にした後、その塩素溶解水を廃棄することを特徴とする。
特に、本発明に係る電解水処理方法は、塩化物塩水溶液を電気分解して得られた強酸性電解水と強アルカリ電解水とを処理するための電解水処理方法であって、前記強酸性電解水から発生する塩素ガスを前記強アルカリ電解水の一部に溶解させて塩素溶解水にする第１工程と、前記塩素溶解水と前記強酸性電解水と前記強アルカリ電解水の他部とを混合して中和させた後、廃棄する第２工程とを、有することが好ましい。

本発明に係る電解水処理方法では、強酸性電解水から発生する塩素ガスを、強アルカリ電解水の一部に溶解させるため、塩素ガスを安全に処理することができる。また、使用済み吸着剤を交換するメンテナンスの必要がなく、その費用と手数がかからない。
塩素ガスを強アルカリ電解水の一部に溶解させた塩素溶解水と、強酸性電解水と強アルカリ電解水の他部とを混合して中和させる場合、塩素溶解水とともに強酸性電解水および強アルカリ電解水も安全に処理して廃棄することができる。強酸性電解水および強アルカリ電解水は、中和前に、殺菌や消毒、洗浄などに使用されてもよい。塩化物塩水溶液は、いかなるものであってもよく、例えば塩化ナトリウム水溶液から成る。

本発明に係る電解水処理方法で、前記強酸性電解水はｐＨが２乃至４であり、前記強アルカリ電解水はｐＨが１０乃至１２であることが好ましい。この場合、強酸性電解水の殺菌効果が高く、強アルカリ電解水のタンパク質の洗浄効果も高い。

本発明に係る電解水処理装置は、塩化物塩水溶液を電気分解して得られた強酸性電解水と強アルカリ電解水とを処理するための電解水処理装置であって、開閉弁を有する排水口が設けられた、前記強アルカリ電解水を貯水するための強アルカリ用容器と、排気口と開閉弁を有する排水口とが設けられた、前記強酸性電解水を貯水するための密閉可能な強酸用容器と、開閉弁を有する排水口が設けられ、前記強アルカリ用容器の排水口から前記強アルカリ電解水を受け、その強アルカリ電解水の中に前記強酸用容器の排気口から排出される塩素ガスを排出するよう前記強アルカリ用容器の排水口および前記強酸用容器の排気口に接続された処理容器とを、有することを特徴とする。
特に、本発明に係る電解水処理装置は、塩化物塩水溶液を電気分解して得られた強酸性電解水と強アルカリ電解水とを処理するための電解水処理装置であって、開閉弁を有する排水口が設けられた、前記強アルカリ電解水を貯水するための強アルカリ用容器と、排気口と開閉弁を有する排水口とが設けられた、前記強酸性電解水を貯水するための密閉可能な強酸用容器と、開閉弁を有する排水口が設けられ、前記強アルカリ用容器の排水口から前記強アルカリ電解水を受けて貯水するための処理容器と、前記強酸用容器の排気口から排出される塩素ガスを前記処理容器内の前記強アルカリ電解水の中に排出するポンプと、前記強アルカリ用容器の排水口、前記強酸用容器の排水口および前記処理容器の排水口からの排水を受けるための排水用容器とを、有することが好ましい。

本発明に係る電解水処理装置は、本発明に係る電解水処理方法を実施することができる。本発明に係る電解水処理装置では、強酸用容器に貯水された強酸性電解水から発生する塩素ガスを、処理容器の内部で強アルカリ電解水の一部に溶解させるため、塩素ガスを安全に処理することができる。また、使用済み吸着剤を交換するメンテナンスの必要がなく、その費用と手数がかからない。強酸用容器を密封し、強酸性電解水から発生する塩素ガスをポンプで処理容器内の強アルカリ電解水の中に排出することにより、有毒な塩素ガスが漏れるのを防ぐことができ、安全性が高い。
排水用容器では、強アルカリ用容器に貯水された強アルカリ電解水と、強酸用容器に貯水された強酸性電解水と、処理容器に貯水された塩素溶解水とを、排水用容器の内部で混合して中和させることができるため、塩素溶解水とともに強酸性電解水および強アルカリ電解水も安全に処理して廃棄することができる。

強酸用容器に貯水された強酸性電解水および強アルカリ用容器に貯水された強アルカリ電解水は、排水用容器に排水される前に、殺菌や消毒、洗浄などに使用されてもよい。塩化物塩水溶液は、いかなるものであってもよく、例えば塩化ナトリウム水溶液から成る。強アルカリ用容器、強酸用容器、処理容器および排水用容器の各排水口の開閉弁は、電磁弁であってもよく、手動または自動で開閉可能であってもよい。各容器の排水口の開閉弁を、自動で開閉制御するための制御部を有していてもよい。

本発明によれば、塩素ガスを安全に処理することができる電解水処理方法および電解水処理装置を提供することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態の電解水処理方法および電解水処理装置を示している。
図１に示すように、電解水処理装置１は、貯水容器２と、電気分解装置３と、強アルカリ用容器４と、強酸用容器５と、処理容器６と、真空ポンプ７と、排水用容器８とを有している。なお、本発明の実施の形態の電解水処理方法は、電解水処理装置１により実施することができる。

貯水容器２は、電気分解用隔膜１１で隔てられた陽極室１２と陰極室１３とを備えている。陽極室１２および陰極室１３には、それぞれ開閉弁１４，１５を有する排水口１６，１７が設けられている。電気分解装置３は、陽極１８と陰極１９とを有し、陽極１８を陽極室１２に配置し、陰極１９を陰極室１３に配置している。電気分解装置３は、電源２０に接続され、貯水容器２内の水を電気分解して陽極室１２に強酸性電解水を生成し、陰極室１３に強アルカリ電解水を生成するようになっている。

強アルカリ用容器４は、陰極室１３の強アルカリ電解水を貯水するための容器であり、開閉弁２１を有する排水口２２を備えている。強アルカリ用容器４は、陰極室１３の排水口１７からの排水を受けるよう配置されている。強アルカリ用容器４は、開閉弁２１に接続された２つの分岐管２３，２４を有し、排水口２２から排水するとき、開閉弁２１により各分岐管２３，２４のいずれに排水するかを選択可能になっている。

強酸用容器５は、陽極室１２の強酸性電解水を貯水するための容器であり、開閉弁２５を有する排水口２６を備えている。強酸用容器５は、蓋２７を有し、密閉可能である。強酸用容器５は、陽極室１２の排水口１６からの排水を、蓋２７より下側の内部で受けるようになっている。

処理容器６は、密封されており、開閉弁２８を有する排水口２９を備えている。処理容器６は、強アルカリ水の排水口２２からの排水を受けるよう、強アルカリ用容器４の一方の分岐管２３が接続されている。真空ポンプ７は、強酸用容器５の蓋２７より下側の内部に連通する回収管３０と、処理容器６の内部に連通する排気管３１とを有している。真空ポンプ７は、強酸用容器５に貯水された強酸性電解水から発生する塩素ガスを、回収管３０により強酸用容器５の内部から回収し、排気管３１から処理容器６の内部に排出するようになっている。これにより、処理容器６は、強アルカリ用容器４の排水口２２から強アルカリ電解水の一部を受け、その中に真空ポンプ７により回収された塩素ガスを溶解させて貯水可能になっている。

排水用容器８は、強アルカリ用容器４の他方の分岐管２４、強酸用容器５の排水口２６および処理容器６の排水口２９からの排水を受けるよう配置されている。

次に、作用について説明する。
電解水処理装置１では、まず、貯水容器２に水を貯め、食塩を加えて10ｍＭの食塩水にし、電気分解装置３により電圧12Ｖ、電流0.8Ａで電気分解を行う。15分程度、電気分解を続け、陽極室１２にpH２乃至４の強酸性電解水を生成し、陰極室１３にpH１０乃至１２の強アルカリ電解水を生成する。

陰極室１３の開閉弁１５を開き、排水口１７から強アルカリ電解水を強アルカリ用容器４に入れ、陽極室１２の開閉弁１４を開き、排水口１６から強酸性電解水を強酸用容器５に入れる。強アルカリ用容器４の開閉弁２１を分岐管２３の側に開いて、排水口２２から強アルカリ電解水の一部を処理容器６に入れる。

その後、強アルカリ用容器４に内視鏡などの被処理物を入れ、強アルカリ電解水で洗浄してもよい。強アルカリ電解水により被処理物を洗浄することにより、酸性下で凝固する血液などのタンパク質の汚れの洗浄が容易である。また、強酸用容器５に被処理物を入れ、強酸性電解水に浸漬させてもよい。強酸性電解水で洗浄することにより、被処理物を殺菌することができる。このように、電解水処理装置１は、内視鏡などを洗浄するのに好適に使用することができる。

洗浄や殺菌などを行った後、真空ポンプ７により、強酸用容器５に貯水された強酸性電解水から発生する塩素ガスを回収して処理容器６に排出する。これにより、強酸性電解水から発生する塩素ガスを処理容器６の内部で強アルカリ電解水の一部に溶解させて塩素溶解水とすることができ、塩素ガスを安全に処理することができる。また、使用済み吸着剤を交換するメンテナンスの必要がなく、その費用と手数がかからない。さらに、強酸性電解水から発生する塩素ガスを、密封された強酸用容器５から真空ポンプ７で回収するため、有毒な塩素ガスが漏れるのを防ぐことができ、安全性が高い。

強アルカリ用容器４の内部に残った強アルカリ電解水を、開閉弁２１を分岐管２４の側に開いて、排水口２２から排水用容器８に入れる。また、強酸用容器５の内部に残った強酸性電解水も、開閉弁２５を開いて排水口２６から排水用容器８に入れる。さらに、処理容器６の内部の塩素溶解水も、開閉弁２８を開いて排水口２９から排水用容器８に入れる。これにより、強アルカリ電解水と強酸性電解水と塩素溶解水とを、排水用容器８の内部で混合して中和させることができる。このため、塩素溶解水とともに強酸性電解水および強アルカリ電解水も安全に処理して廃棄することができる。安全なｐＨで処理水を廃棄できるため、廃棄に際し配管を傷めず、環境への負荷を軽減することができる。

本発明の実施の形態の電解水処理方法および電解水処理装置１について、強酸性電解水から発生する塩素ガスの処理効果を調べた。まず、電解水処理装置１において、貯水容器２に水を貯め、食塩を加えて10ｍＭの食塩水（塩化ナトリウム水溶液；ＮａＣｌ）に調製し、電気分解装置３により電圧12Ｖ、電流0.8Ａで電気分解を行った。１５分間、電気分解を続け、酸性側の陽極室１２に強酸性電解水を生成し、アルカリ側の陰極室１３に強アルカリ電解水を生成した。

電解直後の強酸性電解水３００ｍｌを５００ｍｌの吸引側フラスコに入れ、強アルカリ電解水３００ｍｌを５００ｍｌの排出側フラスコに入れ、吸引側フラスコ内の気体をポンプにより吸引して排出側フラスコの強アルカリ電解水中に排出し、各フラスコ内の塩素ガス濃度および各電解水の物性の測定を行った。測定は、電解直後（ポンプ作動前）、ポンプ作動から１分後、９０分後の塩素ガス濃度（ＣｌＧＡＳ）、各電解水溶液中の有効塩素濃度（Ｃｌ）、溶存酸素濃度（ＤＯ）、電気伝導度（ＥＣ）、酸化還元電位（ＯＲＰ）、ｐＨについて行った。

それらの結果を表１に示す。表１に示すように、生成された強酸性電解水のｐＨは、2.37〜2.49、強アルカリ電解水のｐＨは、10.35〜11.96であった。また、強アルカリ電解水側の排出側フラスコ内の塩素ガス濃度は、いずれも検出限界の０．０５ｐｐｍ以下であった。この結果から、強酸性水に発生した塩素ガスを、強アルカリ電解水に溶解させ、塩素溶解水として安全に処理できることが確認できた。

比較のため、排出側フラスコに強アルカリ電解水の換わりに超純水のMilliQ水を３００ｍｌ入れた場合、および、排出側フラスコを空にした場合について、同様の測定を行った。その結果を表２および表３に示す。表２に示すように、MilliQ水側の排出側フラスコ内の塩素ガス濃度は、ポンプ作動から１分後で２０ｐｐｍであり、表１の結果を考慮すると、強アルカリ電解水の方がMilliQ水より塩素ガスを溶解する能力が優れていることが確認できた。また、表３に示すように、空の排出側フラスコ内の塩素ガス濃度は、ポンプ作動から１分後で３０ｐｐｍであり、表１の結果を考慮すると、強アルカリ電解水が塩素ガスを効果的に溶解していることが確認された。

次に、（４）電解終了から９０分後の強酸性電解水と９０分後の強アルカリ電解水とを５０：５０で混合した処理水３００ｍｌを５００ｍｌの吸引フラスコに入れて、直後の吸引フラスコ内の塩素ガス濃度（ＣｌＧＡＳ）を測定した。また、その処理水について、溶存酸素（ＤＯ）、電気伝導度（ＥＣ）、酸化還元電位（ＯＲＰ）、ｐＨ、水中の有効塩素（Ｃｌ）、を測定した。

その結果を表１に示す。表１に示すように、処理水のｐＨは６．６６、塩素ガスは0.05ppm以下であり、安全なｐＨおよび塩素ガス濃度で処理水を廃棄できることが確認できた。このように、塩素溶解水とともに強酸性電解水および強アルカリ電解水も安全に処理して廃棄することができる。安全なｐＨで処理水を廃棄できるため、廃棄に際し配管を傷めず、環境への負荷を軽減することができる。

本発明の実施の形態の電解水処理装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１電解水処理装置
２貯水容器
３電気分解装置
４強アルカリ用容器
５強酸用容器
６処理容器
７真空ポンプ
８排水用容器
１１電気分解用隔膜
１２陽極室
１３陰極室
１４，１５，２１，２５，２８開閉弁
１６，１７，２２，２６，２９排水口
１８陽極
１９陰極
２０電源
２３，２４分岐管
２７蓋
３０回収管
３１排気管

Claims

塩化物塩水溶液を電気分解して得られた強酸性電解水と強アルカリ電解水とを処理するための電解水処理方法であって、
前記強酸性電解水から発生する塩素ガスを前記強アルカリ電解水の一部に溶解させて塩素溶解水にした後、その塩素溶解水を廃棄することを特徴とする電解水処理方法。
塩化物塩水溶液を電気分解して得られた強酸性電解水と強アルカリ電解水とを処理するための電解水処理方法であって、
前記強酸性電解水から発生する塩素ガスを前記強アルカリ電解水の一部に溶解させて塩素溶解水にする第１工程と、
前記塩素溶解水と前記強酸性電解水と前記強アルカリ電解水の他部とを混合して中和させた後、廃棄する第２工程とを、
有することを特徴とする電解水処理方法。
前記強酸性電解水はｐＨが２乃至４であり、前記強アルカリ電解水はｐＨが１０乃至１２であることを、特徴とする請求項１または２記載の電解水処理方法。
塩化物塩水溶液を電気分解して得られた強酸性電解水と強アルカリ電解水とを処理するための電解水処理装置であって、
開閉弁を有する排水口が設けられた、前記強アルカリ電解水を貯水するための強アルカリ用容器と、
排気口と開閉弁を有する排水口とが設けられた、前記強酸性電解水を貯水するための密閉可能な強酸用容器と、
開閉弁を有する排水口が設けられ、前記強アルカリ用容器の排水口から前記強アルカリ電解水を受け、その強アルカリ電解水の中に前記強酸用容器の排気口から排出される塩素ガスを排出するよう前記強アルカリ用容器の排水口および前記強酸用容器の排気口に接続された処理容器とを、
有することを特徴とする電解水処理装置。
塩化物塩水溶液を電気分解して得られた強酸性電解水と強アルカリ電解水とを処理するための電解水処理装置であって、
開閉弁を有する排水口が設けられた、前記強アルカリ電解水を貯水するための強アルカリ用容器と、
排気口と開閉弁を有する排水口とが設けられた、前記強酸性電解水を貯水するための密閉可能な強酸用容器と、
開閉弁を有する排水口が設けられ、前記強アルカリ用容器の排水口から前記強アルカリ電解水を受けて貯水するための処理容器と、
前記強酸用容器の排気口から排出される塩素ガスを前記処理容器内の前記強アルカリ電解水の中に排出するポンプと、
前記強アルカリ用容器の排水口、前記強酸用容器の排水口および前記処理容器の排水口からの排水を受けるための排水用容器とを、
有することを特徴とする電解水処理装置。