JP2015196871A - Apparatus and method for production of radical oxygen water - Google Patents

Apparatus and method for production of radical oxygen water Download PDF

Info

Publication number
JP2015196871A
JP2015196871A JP2014074768A JP2014074768A JP2015196871A JP 2015196871 A JP2015196871 A JP 2015196871A JP 2014074768 A JP2014074768 A JP 2014074768A JP 2014074768 A JP2014074768 A JP 2014074768A JP 2015196871 A JP2015196871 A JP 2015196871A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
anode
solid electrolyte
radical oxygen
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014074768A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
一成 納屋
Kazunari Naya
一成 納屋
久之 井手
Hisashi Ide
久之 井手
義明 石川
Yoshiaki Ishikawa
義明 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ishikawa Casting & Machining Co Ltd
Original Assignee
Ishikawa Casting & Machining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ishikawa Casting & Machining Co Ltd filed Critical Ishikawa Casting & Machining Co Ltd
Priority to JP2014074768A priority Critical patent/JP2015196871A/en
Publication of JP2015196871A publication Critical patent/JP2015196871A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for production of radical oxygen water which has long lifes of electrodes and a solid electrolyte membrane and enables efficient production of high-concentration radical oxygen water.SOLUTION: A production apparatus for radical oxygen water includes a raw material water supply part 11, an electrolytic solution supply part 10 and an electrolysis part, and the electrolysis part includes a solid electrolyte membrane 8 having a first surface and a second surface located opposite to the first surface, an anode part A which is provided on the side of the first surface and arranged so as to come in contact with raw material water supplied from the raw material water, a cathode part C which is provided on the side of the second surface and arranged so as to come in contact with an electrolytic solution supplied from the electrolytic solution supply part 10, an electrolysis cell 1 housing the solid electrolyte membrane 8, the anode part A and the cathode part C, means of applying a voltage to between the cathode part C and the anode A, and means of setting the pressure of the anode part A to be 0.2 MPa or higher.

Description

本発明は、ラジカル酸素水製造装置およびラジカル酸素水製造方法に関する。より詳しくは、酸素ラジカルを高濃度で含有するラジカル酸素水を製造するための装置および方法に関する。   The present invention relates to a radical oxygen water production apparatus and a radical oxygen water production method. More specifically, the present invention relates to an apparatus and method for producing radical oxygen water containing oxygen radicals at a high concentration.

水を電気分解することによってラジカル酸素水を製造することができる。この電気分解を利用したラジカル酸素水製造装置が種々提案されている。   Radical oxygen water can be produced by electrolyzing water. Various radical oxygen water production apparatuses utilizing this electrolysis have been proposed.

例えば、特許文献1には、ケーシング内を固形電解質膜によって陽極室と陰極室とに仕切るとともに、陽極室側の固形電解質膜面にオゾン発生触媒機能を有する貴金属を有する陽極電極を、陰極室側の固形電解質膜面に陰極電極を夫々圧接して設け、且つ、陽極室と陰極室の夫々に流入口と流出口を設け、更に陽極電極と陰極電極との間に直流電圧を印加してなるラジカル酸素水製造装置において、前記陽極電極と陰極電極の一方又は両方が進退駆動手段によって固形電解質膜に対して圧接及び離脱可能に設けられてなることを特徴とするラジカル酸素水製造装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses that a casing is partitioned into an anode chamber and a cathode chamber by a solid electrolyte membrane, and an anode electrode having a noble metal having an ozone generation catalyst function on the surface of the solid electrolyte membrane on the anode chamber side is provided on the cathode chamber side. A cathode electrode is provided in pressure contact with the solid electrolyte membrane surface, an inlet and an outlet are provided in each of the anode chamber and the cathode chamber, and a DC voltage is applied between the anode electrode and the cathode electrode. In the radical oxygen water production apparatus, there is disclosed a radical oxygen water production apparatus characterized in that one or both of the anode electrode and the cathode electrode are provided so as to be capable of being pressed and detached with respect to the solid electrolyte membrane by the advance / retreat driving means. ing.

特許文献2には、第1の面と前記第1の面と反対側の第2の面とを有する固体電解質膜、前記第1の面の側に前記第1の面に接して設けられ水が流通可能な陽極、前記第2の面の側に前記第2の面から離れて設けられた陰極、および前記陰極と前記第2の面との間に設けられ電解液が介在可能な流路を具備し、前記第2の面の側の前記電解液の圧力が前記第1の面の側の前記水の圧力よりも高い水電解装置が開示されている。   In Patent Document 2, a solid electrolyte membrane having a first surface and a second surface opposite to the first surface, water provided in contact with the first surface on the first surface side. , A cathode provided on the second surface side away from the second surface, and a flow path provided between the cathode and the second surface and in which an electrolyte can be interposed There is disclosed a water electrolysis apparatus in which the pressure of the electrolytic solution on the second surface side is higher than the pressure of the water on the first surface side.

特許文献3には、断面円形のオゾナイザ本体の周面の一部又は全部を、イオン交換膜の内面にオゾン発生触媒機能を有する白金等の金属製で金網状等の多孔面状となした陽極電極を重ね、該イオン交換膜の外面には耐食金属製で金網状等の多孔面状となした陰極電極を重ねた電解発生面部となし、上記オゾナイザ本体には、原料水の流入口とラジカル酸素水流出口とを設けると共に、該オゾナイザ本体内の原料水が旋回して、前記電解発生面部に旋回する原料水が遠心力で圧接して流過するようになした旋回流発生装置を設けてなる電解式ラジカル酸素水製造装置が開示されている。   In Patent Document 3, a part or all of the peripheral surface of the ozonizer main body having a circular cross section is formed on the inner surface of an ion exchange membrane, which is made of a metal such as platinum having an ozone generation catalytic function and having a porous surface shape such as a wire mesh. An electrode is formed, and an outer surface of the ion exchange membrane is formed of an electrolysis generation surface in which a cathode electrode made of a corrosion-resistant metal and made of a porous surface such as a wire mesh is formed, and the ozonizer body includes a raw water inlet and a radical. An oxygen water outlet and a swirl flow generator that swirls the raw water in the main body of the ozonizer so that the swirling raw material water is pressed against the electrolysis surface by centrifugal force. An electrolytic radical oxygen water production apparatus is disclosed.

特開平11−172482号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-172482 特開2010−059514号公報JP 2010-059514 A 特開2003−88866号公報JP 2003-88866 A

本発明の目的は、電極や固体電解質膜の寿命が長く、且つ高濃度ラジカル酸素水を効率的に製造するための装置および方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for efficiently producing high-concentration radical oxygen water with a long life of an electrode and a solid electrolyte membrane.

上記目的を達成するために検討した結果、以下の形態を包含する本発明を見出した。
〔1〕原料水供給部、電解液供給部、および電気分解部を有し、
前記電気分解部が、 第1面と第1面の反対側に在る第2面とを有する固体電解質膜、 第1面の側に設けられ且つ原料水供給部から供給される原料水が接触するように配置された陽極部、 第2面の側に設けられ且つ電解液供給部から供給される電解液が接触するように配置された陰極部、 固体電解質膜、陽極部および陰極部を収容する電解セル、 陰極部と陽極部との間に電圧を印加する手段、および 陽極部の圧力を0.2MPa以上にする手段を有する、ラジカル酸素水製造装置。
As a result of investigations to achieve the above object, the present invention including the following modes has been found.
[1] A raw material water supply unit, an electrolyte solution supply unit, and an electrolysis unit,
A solid electrolyte membrane in which the electrolysis unit has a first surface and a second surface on the opposite side of the first surface, and the raw water supplied from the raw water supply unit provided on the first surface side contacts An anode part arranged so as to accommodate, a cathode part provided on the second surface side and arranged so as to contact an electrolyte supplied from an electrolyte supply part, a solid electrolyte membrane, an anode part, and a cathode part An apparatus for producing radical oxygen water, comprising: an electrolytic cell, a means for applying a voltage between a cathode part and an anode part, and a means for setting the pressure of the anode part to 0.2 MPa or more.

〔2〕陽極部が導電性多孔体、導電性網状体または導電性繊維集合体から成る陽極層を有し、該陽極層が固体電解質膜に接触しており、原料水供給部から供給される原料水が前記陽極層中の空隙を通過し、 陰極部が導電性多孔体、導電性網状体または導電性繊維集合体から成る陰極層を有し、 該陰極層が固体電解質膜に接触しておらず、且つ電解液供給部から供給される電解液が前記陰極層中の空隙を通過するようになっている、〔1〕に記載のラジカル酸素水製造装置。
〔3〕陰極部と固体電解質膜との間に非導電性多孔体、非導電性網状体または非導電性繊維集合体から成る誘電層をさらに有し、且つ電解液供給部から供給される電解液が前記陰極層中の空隙および前記誘電層中の空隙を通過するようになっている、〔2〕に記載のラジカル酸素水製造装置。
[2] The anode part has an anode layer made of a conductive porous body, a conductive network or a conductive fiber assembly, the anode layer is in contact with the solid electrolyte membrane, and is supplied from the raw water supply part Raw material water passes through the voids in the anode layer, the cathode portion has a cathode layer made of a conductive porous body, a conductive network or a conductive fiber assembly, and the cathode layer is in contact with the solid electrolyte membrane. The apparatus for producing radical oxygen water according to [1], wherein the electrolytic solution supplied from the electrolytic solution supply section passes through the voids in the cathode layer.
[3] Electrolysis that further includes a dielectric layer made of a non-conductive porous body, a non-conductive net-like body, or a non-conductive fiber assembly between the cathode portion and the solid electrolyte membrane, and is supplied from the electrolyte solution supply section The radical oxygen water production apparatus according to [2], wherein the liquid passes through the gap in the cathode layer and the gap in the dielectric layer.

〔4〕陽極部を高圧にする手段が加圧ポンプである、〔1〕〜〔3〕のいずれかひとつに記載のラジカル酸素水製造装置。
〔5〕電圧を印加する手段が、直流電圧を連続的にまたは間欠的に印加することができる電源装置である、〔1〕〜〔4〕のいずれかひとつに記載のラジカル酸素水製造装置。
[4] The radical oxygen water production apparatus according to any one of [1] to [3], wherein the means for increasing the pressure of the anode part is a pressure pump.
[5] The radical oxygen water production apparatus according to any one of [1] to [4], wherein the means for applying a voltage is a power supply device capable of applying a DC voltage continuously or intermittently.

〔6〕第1面と第1面の反対側に在る第2面とを有する固体電解質膜、第1面の側に設けられた陽極部、第2面の側に設けられた陰極部、および固体電解質膜と陽極部と陰極部とを収容する電解セルを有する装置に、
圧力0.2MPa以上で陽極部に接触するように原料水を供給し、
陰極部に接触するように電解液を供給し、
陰極部と陽極部との間に電圧を印加して原料水からラジカル酸素水を生成させることを含む、ラジカル酸素水の製造方法。
〔7〕電解液の供給を圧力0.2MPa以上で陰極部に接触するようにして行う、〔8〕に記載のラジカル酸素水の製造方法。
[6] A solid electrolyte membrane having a first surface and a second surface on the opposite side of the first surface, an anode portion provided on the first surface side, a cathode portion provided on the second surface side, And an apparatus having an electrolytic cell that accommodates a solid electrolyte membrane, an anode portion, and a cathode portion,
Supply raw water so as to contact the anode part at a pressure of 0.2 MPa or more,
Supply electrolyte so that it contacts the cathode,
A method for producing radical oxygen water comprising applying a voltage between a cathode part and an anode part to generate radical oxygen water from raw material water.
[7] The method for producing radical oxygen water according to [8], wherein the electrolytic solution is supplied so as to be in contact with the cathode portion at a pressure of 0.2 MPa or more.

本発明に係るラジカル酸素水製造装置またはラジカル酸素水製造方法によれば、高濃度ラジカル酸素水を短時間で大量に製造することができる。本発明によると、陽極部における酸化劣化および固体電解質膜の劣化が抑制されるので、ラジカル酸素水への変換効率が高く維持される。   According to the radical oxygen water production apparatus or the radical oxygen water production method according to the present invention, a large amount of high concentration radical oxygen water can be produced in a short time. According to the present invention, oxidation deterioration in the anode part and deterioration of the solid electrolyte membrane are suppressed, so that the conversion efficiency to radical oxygen water is maintained high.

本発明の一実施形態に係るラジカル酸素水製造装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the radical oxygen water manufacturing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の一実施形態に係るラジカル酸素水製造装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the radical oxygen water manufacturing apparatus which concerns on other one Embodiment of this invention.

本発明のラジカル酸素水製造装置およびラジカル酸素水製造方法を、図1または図2を参照しながら、説明する。なお、本発明は図に描かれた形態のみに限定されない。本発明の趣旨に反しない範囲で、各部位を、変形、追加または省略したものも本発明の範囲に包含される。   The radical oxygen water production apparatus and radical oxygen water production method of the present invention will be described with reference to FIG. 1 or FIG. In addition, this invention is not limited only to the form drawn on the figure. The scope of the present invention includes modifications, additions, or omissions of the respective parts within the scope of the present invention.

本発明の一実施形態に係るラジカル酸素水製造装置は、原料水供給部(11)、電解液供給部(10)、および電気分解部を有する。
電気分解部は、固体電解質膜(8)と、陽極部(A)と、陰極部(C)と、電解セル(1)と、陰極部と陽極部との間に電圧を印加する手段と、陽極部の圧力を高くする手段とを有している。電解セル(1)の中に固体電解質膜、陽極部および陰極部が収容される。
The radical oxygen water production apparatus according to an embodiment of the present invention includes a raw water supply unit (11), an electrolyte solution supply unit (10), and an electrolysis unit.
The electrolysis part comprises a solid electrolyte membrane (8), an anode part (A), a cathode part (C), an electrolysis cell (1), means for applying a voltage between the cathode part and the anode part, Means for increasing the pressure of the anode part. A solid electrolyte membrane, an anode part, and a cathode part are accommodated in the electrolytic cell (1).

原料水供給部(11)は、電解セル(1)に原料水を供給することができるものであれば、特に制限されない。原料水供給部(11)は、通常、水源、ポンプおよび配管を有する。原料水としては、上水道水、河川湖沼の水、地下水などの淡水を用いることができる。これらのうち、安全衛生性、利便性の観点から上水道水が好ましい。水源は、ラジカル酸素水製造装置内にタンクを設け、そのタンクに原料水を貯めておくものであってもよいし、ラジカル酸素水製造装置にホースなどで上水施設から原料水を供給するようにしたものであってもよい。   The raw material water supply section (11) is not particularly limited as long as it can supply raw water to the electrolysis cell (1). The raw water supply unit (11) usually has a water source, a pump, and piping. As the raw water, fresh water such as tap water, river lake water, and groundwater can be used. Among these, tap water is preferable from the viewpoint of safety and hygiene and convenience. The water source may be a tank provided in the radical oxygen water production apparatus, and the raw water may be stored in the tank, or the raw water is supplied to the radical oxygen water production apparatus from a water supply facility by a hose or the like. It may be the one.

原料水供給部(11)における配管の途中に、フィルタ、沈殿槽などを設けて、不純物、浮遊物を除去することができる。フィルタとしては、陽イオン交換樹脂フィルタ、陰イオン交換樹脂フィルタ、活性炭フィルタ、亜硫酸カルシウムフィルタなどが挙げられる。陽イオン交換樹脂フィルタを用いると、例えば、カルシウム、マグネシウムなどのミネラル分を原料水から除去することができる。ミネラル分は電極に固着して、電極を劣化させることがある。原料水の温度は、電解セル内において、好ましくは0〜45℃、より好ましくは10〜40℃である。   A filter, a sedimentation tank, etc. can be provided in the middle of the piping in the raw water supply unit (11) to remove impurities and suspended matters. Examples of the filter include a cation exchange resin filter, an anion exchange resin filter, an activated carbon filter, and a calcium sulfite filter. When a cation exchange resin filter is used, for example, minerals such as calcium and magnesium can be removed from the raw water. Minerals may stick to the electrode and cause the electrode to deteriorate. The temperature of the raw material water is preferably 0 to 45 ° C, more preferably 10 to 40 ° C in the electrolytic cell.

電解液供給部(10)は、電解セル(1)に電解液を供給することができるものであれば、特に制限されない。電解液供給部(10)は、通常、電解液調製部、ポンプおよび配管を有する。
電解液は、電解質化合物または高濃度電解液を淡水に溶解または淡水で希釈することによって調製することができる。高濃度電解液は電解セル(1)に入る手前にて淡水で希釈してもよいし、電解セル(1)の中で希釈してもよい。電解セルの中で希釈する方法としては、例えば、電解セルに収容された固体電解質膜(8)と陰極部(C)との間にまたは誘電層(9)と陰極部(C)との間に多孔質膜(22)を仕切りとして設け、該多孔質膜の陰極部(C)側に淡水を、該多孔質膜の固体電解質膜(8)側に高濃度電解液を、それぞれ供給し、多孔質膜を通して高濃度電解液が陰極部(C)に滲み入るようにして、陰極部における電解液濃度が所定値になるようにすることができる(図2)。このようにすると、電気分解の効率を高めることができ、且つ陰極部の劣化を抑制することができる。なお、希釈に用いられる淡水は、独自の供給手段によって供給してもよいし、原料水供給部から供給される原料水の一部を分流させて供給してもよい。多孔質膜(22)には、たとえば、多孔質フッ素樹脂膜(オムニポア膜など)が用いられる。
The electrolytic solution supply unit (10) is not particularly limited as long as it can supply the electrolytic solution to the electrolytic cell (1). The electrolytic solution supply unit (10) usually includes an electrolytic solution preparation unit, a pump, and piping.
The electrolytic solution can be prepared by dissolving an electrolyte compound or a high concentration electrolytic solution in fresh water or diluting with fresh water. The high concentration electrolytic solution may be diluted with fresh water before entering the electrolytic cell (1), or may be diluted in the electrolytic cell (1). As a method of diluting in the electrolytic cell, for example, between the solid electrolyte membrane (8) accommodated in the electrolytic cell and the cathode part (C) or between the dielectric layer (9) and the cathode part (C). The porous membrane (22) is provided as a partition, fresh water is supplied to the cathode portion (C) side of the porous membrane, and a high concentration electrolyte is supplied to the solid electrolyte membrane (8) side of the porous membrane, The electrolyte solution concentration in the cathode part can be set to a predetermined value by allowing the high-concentration electrolyte solution to penetrate into the cathode part (C) through the porous membrane (FIG. 2). If it does in this way, the efficiency of electrolysis can be raised and degradation of a cathode part can be controlled. In addition, the fresh water used for dilution may be supplied by an original supply means, or a part of the raw water supplied from the raw water supply unit may be divided and supplied. For example, a porous fluororesin film (such as an omnipore film) is used for the porous film (22).

電解質化合物としては、NaCl、KCl、LiClなどのアルカリ金属塩化物、塩化水素または塩酸が好適に用いられる。また、用いられる電解液は、塩素イオンの濃度が、好ましくは10mg/L以上飽和濃度以下、より好ましくは50mg/L以上飽和濃度以下、さらに好ましくは100mg/L以上飽和濃度以下である。塩素イオン濃度が高いと陽極層の酸化劣化が抑制され電流効率が高く維持される。   As the electrolyte compound, alkali metal chlorides such as NaCl, KCl, LiCl, hydrogen chloride, or hydrochloric acid are preferably used. In addition, the electrolytic solution used has a chloride ion concentration of preferably 10 mg / L or more and a saturation concentration, more preferably 50 mg / L or more and a saturation concentration or less, and further preferably 100 mg / L or more and a saturation concentration or less. When the chlorine ion concentration is high, the oxidative deterioration of the anode layer is suppressed and the current efficiency is maintained high.

また、電解液には、電気伝導度を向上させるために、他の電解質材料を加えても良い。例えば、硝酸イオンや硫酸イオンを生じさせるような材料が挙げられる。そのような材料として、硝酸、硫酸、硝酸ナトリウム、又は硫酸ナトリウムが例示される。更に、電解液のpHを安定化させるために、電解液を緩衝溶液としても良い。例えば、NaClの水溶液に、ホウ酸+ホウ酸ナトリウム、リン酸+リン酸ナトリウム、酢酸+酢酸ナトリウム、又はクエン酸+クエン酸ナトリウムなどを加えることで、電解液を緩衝溶液とすることができる。電解液は、塩素イオン以外のハロゲンイオンを含んでもよいが、その濃度は10mg/L以下であることが好ましい。電解液に金属錯体を形成する酸を添加すると、陰極部の表面に物質が析出することを抑制することができ、好ましい。金属錯体を形成する酸としては、酢酸、クエン酸、アスコルビン酸などの有機酸が挙げられる。   Moreover, in order to improve electrical conductivity, you may add another electrolyte material to electrolyte solution. For example, a material that generates nitrate ions or sulfate ions can be used. Examples of such materials include nitric acid, sulfuric acid, sodium nitrate, or sodium sulfate. Furthermore, in order to stabilize the pH of the electrolytic solution, the electrolytic solution may be a buffer solution. For example, by adding boric acid + sodium borate, phosphoric acid + sodium phosphate, acetic acid + sodium acetate, or citric acid + sodium citrate to an aqueous solution of NaCl, the electrolyte can be used as a buffer solution. The electrolytic solution may contain halogen ions other than chlorine ions, but the concentration is preferably 10 mg / L or less. Addition of an acid that forms a metal complex to the electrolytic solution is preferable because it can suppress the deposition of a substance on the surface of the cathode portion. Examples of the acid that forms the metal complex include organic acids such as acetic acid, citric acid, and ascorbic acid.

電解液は後述するとおり循環使用されることがある。そのような場合は電解液に防藻剤、殺菌剤などを含有させることが好ましい。また、陽極部で生成したラジカル酸素水を陰極部に供給して陰極部を清掃することもできる。電解液の温度は、電解セル内において、好ましくは0〜45℃、より好ましくは10〜40℃である。   The electrolytic solution may be circulated as described later. In such a case, it is preferable to contain an algaeproofing agent, a disinfectant, etc. in electrolyte solution. Moreover, the radical oxygen water produced | generated by the anode part can also be supplied to a cathode part, and a cathode part can also be cleaned. The temperature of the electrolytic solution is preferably 0 to 45 ° C, more preferably 10 to 40 ° C in the electrolytic cell.

固体電解質膜(8)は、電解セル内において陽極部と陰極部との間に設置される。固体電解質膜の第1面側に陽極部が、固体電解質膜の第2面側に陰極部が配置される。固体電解質膜には、プロトン導電膜(H型のイオン交換膜)が好ましく用いられる。プロトン導電膜としては、スルフォン酸型の強酸性陽イオン交換樹脂、パーフルオロスルホン酸ポリマー膜などが挙げられる。市販品として、ナフィオン膜(登録商標:デュポン社製)が例示できる。固体電解質膜の厚さは、好ましくは0.05〜0.5mm、より好ましくは0.1〜0.3mmである。固体電解質膜の端を電解セルの内壁に密に接しさせ、陽極部側と陰極部側との間を遮り、固体電解質膜を通してのイオンや電子などのやり取りだけが陽極部と陰極部との間で行われるようにすることが好ましい。   The solid electrolyte membrane (8) is installed between the anode part and the cathode part in the electrolytic cell. An anode portion is disposed on the first surface side of the solid electrolyte membrane, and a cathode portion is disposed on the second surface side of the solid electrolyte membrane. As the solid electrolyte membrane, a proton conductive film (H-type ion exchange membrane) is preferably used. Examples of the proton conductive film include a sulfonic acid type strongly acidic cation exchange resin and a perfluorosulfonic acid polymer film. As a commercial product, a Nafion membrane (registered trademark: manufactured by DuPont) can be exemplified. The thickness of the solid electrolyte membrane is preferably 0.05 to 0.5 mm, more preferably 0.1 to 0.3 mm. The end of the solid electrolyte membrane is in close contact with the inner wall of the electrolysis cell, blocking between the anode side and the cathode side, and only the exchange of ions and electrons through the solid electrolyte membrane is between the anode and cathode. It is preferable to be performed in the above.

陽極部(A)は、固体電解質膜の第1面側で、電解セルの原料水導入口からラジカル酸素水排出口との間に設置される。陽極部は、アノード電極(5)と、陽極層とを有することが好ましい。アノード電極は、直流電源の陽極に接続される部分であり、例えば、チタンなどの導電体の板で構成されている。陽極層は、導電性多孔体、導電性網状体または導電性繊維集合体で構成されていることが好ましい。原料水は陽極層中の空隙(例えば、多孔体の孔、網の目または繊維の隙間)を通り抜けることができる。電気分解で生成することがある気泡(主に、酸素またはオゾン)を、複雑な形状の空隙を通り抜ける間に原料水に溶け込ませることができる。陽極層には、例えば、チタンメッシュや白金メッシュなどが用いられる。チタンメッシュとしては、線径が0.4〜0.6mmφ、メッシュサイズが30〜70のものが好ましく用いられる。白金メッシュとしては、線径が0.05〜0.1mmφ、メッシュサイズが60〜100のものが好ましく用いられる。陽極層はアノード電極に接触するよう設置され、直流電気がアノード電極を経て陽極層に伝わる。また、陽極層は固体電解質膜(8)に接触して配置される。陽極層は、アノード電極側のメッシュサイズが、固体電解質膜側のメッシュサイズよりも小さいことが好ましい。図1に示す装置では、陽極部に、白金メッシュからなる第一陽極層(7)とチタンメッシュからなる第二陽極層(6)とチタンからなるアノード電極(5)とが設置されている。   The anode part (A) is installed on the first surface side of the solid electrolyte membrane between the raw water inlet of the electrolytic cell and the radical oxygen water outlet. The anode part preferably has an anode electrode (5) and an anode layer. The anode electrode is a portion connected to the anode of the DC power supply, and is composed of a conductive plate such as titanium, for example. The anode layer is preferably composed of a conductive porous body, a conductive network or a conductive fiber assembly. The raw water can pass through voids in the anode layer (for example, pores in the porous body, meshes or fiber gaps). Bubbles (mainly oxygen or ozone) that may be generated by electrolysis can be dissolved in the raw water while passing through the complex shaped voids. For the anode layer, for example, a titanium mesh or a platinum mesh is used. As the titanium mesh, those having a wire diameter of 0.4 to 0.6 mmφ and a mesh size of 30 to 70 are preferably used. As the platinum mesh, those having a wire diameter of 0.05 to 0.1 mmφ and a mesh size of 60 to 100 are preferably used. The anode layer is placed in contact with the anode electrode, and direct current electricity is transmitted to the anode layer through the anode electrode. The anode layer is disposed in contact with the solid electrolyte membrane (8). The anode layer preferably has a mesh size on the anode electrode side smaller than the mesh size on the solid electrolyte membrane side. In the apparatus shown in FIG. 1, a first anode layer (7) made of platinum mesh, a second anode layer (6) made of titanium mesh, and an anode electrode (5) made of titanium are installed in the anode portion.

陰極部(C)は、固体電解質膜の第2面側で、電解セルの電解液導入口から電解液排出口との間に設置される。陰極部は、カソード電極(4)と、陰極層とを有することが好ましい。カソード電極は、直流電源の陰極に接続される部分であり、例えば、ステンレス鋼などの導電体の板で構成されている。電気分解で生成することがある気泡(主に、水素)を逃がすために、カソード電極の陰極層側の表面に溝が形成されていてもよいし、カソード電極に貫通孔が形成されていてもよい。陰極層は、導電性多孔体、導電性網状体または導電性繊維集合体で構成されていることが好ましい。電解液は陰極層中の空隙(例えば、多孔体の孔、網の目または繊維の隙間)を通り抜けることができる。電気分解で生成することがある気泡を、複雑な形状の空隙を通り抜ける間に電解液に溶け込ませることができる。陰極層には、例えば、ステンレス鋼メッシュ、白金メッシュなどが用いられる。ステンレス鋼メッシュとしては、線径が0.4〜0.6mmφ、メッシュサイズが30〜70のものが好ましく用いられる。白金メッシュとしては、線径が0.05〜0.1mmφ、メッシュサイズが60〜100のものが好ましく用いられる。陰極層はカソード電極に接触するよう設置され、直流電気がカソード電極を経て陰極層に伝わる。陰極層は、カソード電極側のメッシュサイズが、固体電解質膜側のメッシュサイズよりも小さいことが好ましい。図1に示す装置では、陰極部に、白金メッシュからなる第一陰極層(2)とステンレス鋼メッシュからなる第二陰極層(3)とステンレス鋼からなるカソード電極(4)が設置されている。   The cathode part (C) is disposed between the electrolyte solution inlet and the electrolyte outlet of the electrolytic cell on the second surface side of the solid electrolyte membrane. The cathode part preferably has a cathode electrode (4) and a cathode layer. The cathode electrode is a portion connected to the cathode of the DC power supply, and is made of a conductive plate such as stainless steel, for example. In order to escape bubbles (mainly hydrogen) that may be generated by electrolysis, a groove may be formed on the cathode layer side surface of the cathode electrode, or a through hole may be formed in the cathode electrode. Good. The cathode layer is preferably composed of a conductive porous body, a conductive network, or a conductive fiber assembly. The electrolytic solution can pass through voids in the cathode layer (for example, pores of a porous body, meshes or fiber gaps). Bubbles that may be generated by electrolysis can be dissolved in the electrolyte while passing through a complex shaped gap. For the cathode layer, for example, a stainless steel mesh or a platinum mesh is used. As the stainless steel mesh, those having a wire diameter of 0.4 to 0.6 mmφ and a mesh size of 30 to 70 are preferably used. As the platinum mesh, those having a wire diameter of 0.05 to 0.1 mmφ and a mesh size of 60 to 100 are preferably used. The cathode layer is placed in contact with the cathode electrode, and direct current electricity is transmitted to the cathode layer through the cathode electrode. The cathode layer preferably has a mesh size on the cathode electrode side smaller than that on the solid electrolyte membrane side. In the apparatus shown in FIG. 1, the cathode part is provided with a first cathode layer (2) made of platinum mesh, a second cathode layer (3) made of stainless steel mesh, and a cathode electrode (4) made of stainless steel. .

また、陰極層は固体電解質膜(8)に接触しないように配置することが好ましい。陰極層と固体電解質膜との距離dが大きいほど、固体電解質膜の劣化が少なくなるが、電力損失が増大する傾向がある。従って、距離dの下限としては、固体電解質膜の陰極部側と陽極部側との間で生じる電位差ΔVの1/10倍の電位差を生じる距離が好ましい。距離dの上限としては、固体電解質膜の陰極部側と陽極部側との間で生じる電位差ΔVの4倍の電位差が生じる距離が好ましい。   The cathode layer is preferably disposed so as not to contact the solid electrolyte membrane (8). As the distance d between the cathode layer and the solid electrolyte membrane increases, the deterioration of the solid electrolyte membrane decreases, but the power loss tends to increase. Therefore, the lower limit of the distance d is preferably a distance that produces a potential difference that is 1/10 times the potential difference ΔV that occurs between the cathode side and the anode side of the solid electrolyte membrane. The upper limit of the distance d is preferably a distance at which a potential difference of four times the potential difference ΔV generated between the cathode portion side and the anode portion side of the solid electrolyte membrane is generated.

例えば、電解液として濃度10質量%の塩化ナトリウム水溶液(導電率121mS/cm)を用い、固体電解質膜としてナフィオン膜(登録商標:デュポン社製)を用いる場合、陰極層と固体電解質膜との距離dは、ナフィオン膜の厚さの0.1〜4倍とすることができる。なお、ナフィオン膜の導電率は、濃度10質量%の塩化ナトリウム水溶液の導電率と同程度である。   For example, when a sodium chloride aqueous solution having a concentration of 10% by mass (conductivity 121 mS / cm) is used as the electrolyte and a Nafion membrane (registered trademark: manufactured by DuPont) is used as the solid electrolyte membrane, the distance between the cathode layer and the solid electrolyte membrane d can be 0.1 to 4 times the thickness of the Nafion film. The conductivity of the Nafion membrane is about the same as that of a sodium chloride aqueous solution having a concentration of 10% by mass.

陰極層と固体電解質膜との間には、誘電層(9)を設けることができる。誘電層は、例えば、非導電性多孔体、非導電性網状体または非導電性繊維集合体で構成されている。誘電層の空隙(例えば、多孔体の孔、網の目または繊維の隙間)にも電解液が通過するようになっている。誘電層を構成する材料としては、例えば、ガラス繊維、石英繊維のような非導電性無機材料;海綿、木綿のような非導電性有機材料が挙げられる。非導電性無機材料、特に、ガラス繊維や石英繊維は、電気化学的に安定であるので好ましく用いられる。誘電層は、弾性のあるものが好ましい。陰極層と固体電解質膜との間に挟んだときに、誘電層の弾性力によって、固体電解質膜が陽極層に押し付けられ、陽極層と固体電解質膜との密着性を高めることができる。   A dielectric layer (9) can be provided between the cathode layer and the solid electrolyte membrane. The dielectric layer is made of, for example, a nonconductive porous body, a nonconductive network, or a nonconductive fiber assembly. The electrolyte also passes through voids in the dielectric layer (for example, pores in the porous body, meshes, or fiber gaps). Examples of the material constituting the dielectric layer include non-conductive inorganic materials such as glass fiber and quartz fiber; non-conductive organic materials such as sponge and cotton. Non-conductive inorganic materials, particularly glass fibers and quartz fibers are preferably used because they are electrochemically stable. The dielectric layer is preferably elastic. When sandwiched between the cathode layer and the solid electrolyte membrane, the solid electrolyte membrane is pressed against the anode layer by the elastic force of the dielectric layer, and the adhesion between the anode layer and the solid electrolyte membrane can be enhanced.

陽極部(A)に原料水供給部から供給される原料水を流し、陰極部に電解液供給部から供給される電解液を流す。電圧印加手段によって、陰極部と陽極部との間に電圧を印加すると水分子の電気分解が行われる。水分子の電気分解は印加される電圧の高さによって生成物が変化する。通常の電気分解で用いられる電力(電圧、電流)を用いれば、陽極部で酸素ガスが、陰極部で水素ガスがそれぞれ生成する。通常の電気分解で用いられる電力よりも高い電力(高い電圧、電流)を用いれば、陽極部で酸素ラジカルを豊富に含む水(ラジカル酸素水)が生成する。オゾンの生成反応には、水分子から直接にオゾンが生成する反応(6電子反応)と、水分子から先ず酸素が生成し、その酸素がオゾンに変化する反応(4+2電子反応)とがある。本発明においては4+2電子反応で電気分解を行うことが電流効率を高めることができるので好ましい。酸素ラジカルとしては、活性酸素、過酸化水素、オゾン、ヒドロキシルラジカルなどが挙げられる。また、陰極部では水素ガス又は水素ラジカルが生成する。生成したラジカル酸素水(Wo)は陽極部から排出される。水素ガスは電解液に溶解した状態でまたは気泡となって外部に排出される。   The raw material water supplied from the raw material water supply unit is allowed to flow to the anode part (A), and the electrolytic solution supplied from the electrolyte solution supply part is allowed to flow to the cathode part. When a voltage is applied between the cathode portion and the anode portion by the voltage application means, water molecules are electrolyzed. The electrolysis of water molecules changes the product depending on the applied voltage. If electric power (voltage, current) used in normal electrolysis is used, oxygen gas is generated at the anode and hydrogen gas is generated at the cathode. If power (high voltage, current) higher than that used in normal electrolysis is used, water containing abundant oxygen radicals (radical oxygen water) is generated at the anode part. The ozone generation reaction includes a reaction in which ozone is generated directly from water molecules (6-electron reaction) and a reaction in which oxygen is first generated from water molecules and the oxygen is changed to ozone (4 + 2 electron reaction). In the present invention, it is preferable to perform electrolysis by 4 + 2 electron reaction because current efficiency can be improved. Examples of the oxygen radical include active oxygen, hydrogen peroxide, ozone, and hydroxyl radical. Further, hydrogen gas or hydrogen radicals are generated at the cathode portion. The generated radical oxygen water (Wo) is discharged from the anode part. Hydrogen gas is discharged to the outside in a state of being dissolved in the electrolytic solution or in the form of bubbles.

排電解液(D)は、塩素イオン濃度、水素イオン濃度、陽イオン濃度などを調整して、電解液供給部へ戻して再利用することができる。イオン濃度調整は、例えば、アニオン交換樹脂やカチオン交換樹脂を用いて行うことができる。これにより、電解液の交換頻度を低減できる。排電解液(D)は、陽極部で生成するラジカル酸素水に混ぜ合わせてもよい。このように混ぜ合わせると排電解液(D)を廃棄処理するための配管を省略することができる。   The waste electrolyte solution (D) can be recycled by adjusting the chlorine ion concentration, hydrogen ion concentration, cation concentration, etc., and returning it to the electrolyte supply unit. The ion concentration can be adjusted using, for example, an anion exchange resin or a cation exchange resin. Thereby, the exchange frequency of electrolyte solution can be reduced. The waste electrolyte (D) may be mixed with radical oxygen water generated at the anode part. When mixed in this way, piping for disposal of the waste electrolyte (D) can be omitted.

電解液供給部から電解セルの陰極部に供給する電解液の量は、特に制限されないが、原料水供給部から電解セルの陽極部に供給する原料水の量に対して、体積比で、1/100,000以上であることが好ましい。上限は特に制限されないが、コストの観点から、例えば1/1である。   The amount of the electrolytic solution supplied from the electrolytic solution supply unit to the cathode part of the electrolytic cell is not particularly limited. / 100,000 or more is preferable. The upper limit is not particularly limited, but is, for example, 1/1 from the viewpoint of cost.

電解液供給部から供給される電解液は、電解セル(1)内の陰極部において圧力が、好ましくは0.1MPa以上、より好ましくは0.2MPa以上、さらに好ましくは0.3MPa以上、よりさらに好ましくは0.4MPa以上、特に好ましくは0.5MPa以上になるようにする。該圧力の上限は、装置の構造や材料、装置製造コストなどによって設定することができ、特に制限されない。たとえば、上限を、好ましくは50MPa、より好ましくは30MPa、さらに好ましくは10MPaにすることができる。陰極部における電解液の圧力を高める手段として、例えば、加圧ポンプ、好ましくはプランジャーポンプを挙げることができる。また、陰極部の出口側に、弁や絞りなどを設けてもよい。 The electrolytic solution supplied from the electrolytic solution supply unit has a pressure of preferably 0.1 MPa or more, more preferably 0.2 MPa or more, still more preferably 0.3 MPa or more, and still more at the cathode portion in the electrolytic cell ( 1 ). The pressure is preferably 0.4 MPa or more, particularly preferably 0.5 MPa or more. The upper limit of the pressure can be set according to the structure and material of the apparatus, the apparatus manufacturing cost, etc., and is not particularly limited. For example, the upper limit can be preferably 50 MPa, more preferably 30 MPa, and even more preferably 10 MPa. As a means for increasing the pressure of the electrolytic solution in the cathode part, for example, a pressure pump, preferably a plunger pump can be mentioned. Moreover, you may provide a valve, a throttle, etc. in the exit side of a cathode part.

原料水供給部から電解セルの陽極部に供給する原料水の量は、特に制限されないが、陽極部における原料水の平均滞留時間が0秒より大きく10秒以下になる量であることが好ましく、0秒より大きく7秒以下になる量であることがより好ましい。陽極部における原料水の平均滞留時間を短くすることで、陽極部側で生成するイオンや気泡を素早く流し出してフレッシュな原料水を供給することができる。その結果、電解セルにおけるラジカル酸素水の生成効率を高めることができる。   The amount of the raw water supplied from the raw water supply unit to the anode part of the electrolysis cell is not particularly limited, but is preferably an amount such that the average residence time of the raw material water in the anode part is greater than 0 seconds and 10 seconds or less, More preferably, the amount is greater than 0 seconds and less than 7 seconds. By shortening the average residence time of the raw material water in the anode part, fresh raw water can be supplied by quickly flowing out ions and bubbles generated on the anode part side. As a result, the generation efficiency of radical oxygen water in the electrolytic cell can be increased.

原料水供給部から供給される原料水は、電解セル(1)内の陽極部において圧力が、好ましくは0.2MPa以上、より好ましくは0.3MPa以上、さらに好ましくは0.4MPa以上、特に好ましくは0.5MPa以上になるようにする。該圧力の上限は、装置の構造や材料、装置製造コストなどによって設定することができ、特に制限されない。例えば、上限は、好ましくは50MPa、より好ましくは30MPa、さらに好ましくは10MPaにすることができる。陽極部における原料水の圧力を高める手段として、例えば、加圧ポンプ、好ましくはプランジャーポンプを挙げることができる。また、陰極部の出口側に、弁や絞りなどを設けてもよい。 The raw water supplied from the raw water supply part has a pressure of preferably 0.2 MPa or more, more preferably 0.3 MPa or more, further preferably 0.4 MPa or more, particularly preferably in the anode part in the electrolytic cell ( 1 ). Is 0.5 MPa or more. The upper limit of the pressure can be set according to the structure and material of the apparatus, the apparatus manufacturing cost, etc., and is not particularly limited. For example, the upper limit is preferably 50 MPa, more preferably 30 MPa, and even more preferably 10 MPa. Examples of means for increasing the pressure of the raw material water in the anode part include a pressurizing pump, preferably a plunger pump. Moreover, you may provide a valve, a throttle, etc. in the exit side of a cathode part.

原料水および電解液の圧力を高め、電解セル内の圧力を高くすると、ラジカル酸素が水に溶け込み易くなり、高濃度のラジカル酸素水が得られやすい。また、原料水および電解液の温度を低くすると、高濃度のラジカル酸素水が得られやすい。原料水および電解液の電解セル内での圧力はおおむね等しくすることが好ましい。一方が他方に比べて非常に高い圧力になると固体電解質膜が破損するおそれが高くなる。電解セル内における原料水の圧力と電解液の圧力との差は、固体電解質膜などの強度に依存するが、好ましくは1kPa以下、より好ましくは0.5kPa以下、さらに好ましくは0.1kPa以下である。   When the pressure of the raw material water and the electrolytic solution is increased and the pressure in the electrolytic cell is increased, the radical oxygen is easily dissolved in water, and a high concentration of radical oxygen water is easily obtained. Moreover, if the temperature of raw material water and electrolyte solution is made low, high concentration radical oxygen water will be easy to be obtained. It is preferable that the pressures of the raw water and the electrolytic solution in the electrolytic cell are approximately equal. When one of the pressures is much higher than the other, the solid electrolyte membrane is likely to be damaged. The difference between the pressure of the raw material water in the electrolytic cell and the pressure of the electrolytic solution depends on the strength of the solid electrolyte membrane, but is preferably 1 kPa or less, more preferably 0.5 kPa or less, and even more preferably 0.1 kPa or less. is there.

陽極部と陰極部との間には、直流電圧を連続的に印加しても良いし、間欠的に印加してもよい。直流電圧を間欠的に印加すると電流効率が上がり、また陽極部および陰極部の劣化を抑制できる場合がある。間欠的な直流電圧の印加は、オン−オフのインターバルによって特に制限されない。電圧印加手段には、公知の電源装置を用いることができる。例えば、所定の電力を供給できる交流電源、例えば100Vや200Vの交流電源、を用意し、変換器によって交流を直流に変換する。本発明に用いられる直流電気は、電圧が4〜20Vであることが好ましく、セルの単位面積あたりの電流が0.1〜5A/cm2であることが好ましい。この電圧及び電流は、陽極での反応によりオゾンや活性酸素を生成し易くする。 A DC voltage may be applied continuously or intermittently between the anode part and the cathode part. When the direct current voltage is intermittently applied, the current efficiency is increased, and deterioration of the anode part and the cathode part may be suppressed. The intermittent application of the DC voltage is not particularly limited by the on-off interval. A known power supply device can be used as the voltage applying means. For example, an AC power supply that can supply predetermined power, for example, an AC power supply of 100 V or 200 V, is prepared, and the AC is converted into DC by a converter. The direct current electricity used in the present invention preferably has a voltage of 4 to 20 V, and preferably has a current per unit area of the cell of 0.1 to 5 A / cm 2 . This voltage and current facilitate the generation of ozone and active oxygen by reaction at the anode.

本発明の装置および方法で得られるラジカル酸素水は、ラジカル量が約1017個/L以上である。よって、本発明の装置および方法で得られる高濃度ラジカル酸素水は、淡水にて所定の濃度に希釈して使用することができる。 The radical oxygen water obtained by the apparatus and method of the present invention has a radical amount of about 10 17 / L or more. Therefore, the high-concentration radical oxygen water obtained by the apparatus and method of the present invention can be used after diluted to a predetermined concentration with fresh water.

図1に示す装置において、陽極部に圧力0.4MPa、温度20℃の原料水を流し、陰極部に圧力0.4MPa、温度20℃の電解液(濃度0.001モル/lのNaCl水溶液)を流し、電流密度0.5A/m2にて電気分解を行った。オゾン発生量は約8.2mg/lであった。 In the apparatus shown in FIG. 1, raw water having a pressure of 0.4 MPa and a temperature of 20 ° C. is passed through the anode part, and an electrolytic solution having a pressure of 0.4 MPa and a temperature of 20 ° C. is passed through the cathode part (NaCl aqueous solution having a concentration of 0.001 mol / l). And was electrolyzed at a current density of 0.5 A / m 2 . The amount of ozone generated was about 8.2 mg / l.

比較のために、陽極部に圧力0.1MPa、温度20℃の原料水を流し、陰極部に圧力0.1MPa、温度20℃の電解液(濃度0.001モル/lのNaCl水溶液)を流した以外は上記と同じ条件で電気分解を行った。オゾン発生量は約6.7mg/lであった。   For comparison, raw material water at a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 20 ° C. is passed through the anode part, and an electrolytic solution (a NaCl aqueous solution with a concentration of 0.001 mol / l) at a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 20 ° C. is passed through the cathode part. The electrolysis was performed under the same conditions as above except that. The amount of ozone generated was about 6.7 mg / l.

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の範囲及び精神を逸脱しない変形や変更が可能であることは明らかである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that modifications and changes can be made without departing from the scope and spirit of the invention.

1 電解セル
C 陰極部
2 第一陰極層(白金メッシュ)
3 第二陰極層(ステンレス鋼メッシュ[60メッシュ])
4 カソード電極(ステンレス鋼)
A 陽極部
5 アノード電極(チタン)
6 第二陽極層(チタンメッシュ[40メッシュ])
7 第一陽極層(白金メッシュ)
8 固体電解質膜(イオン交換膜)
9 誘電層(石英フェルト)
10 電解液供給部
11 原料水供給部
22 多孔質膜
D 排電解液
O ラジカル酸素水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrolysis cell C Cathode part 2 1st cathode layer (platinum mesh)
3 Second cathode layer (stainless steel mesh [60 mesh])
4 Cathode electrode (stainless steel)
A Anode part 5 Anode electrode (titanium)
6 Second anode layer (titanium mesh [40 mesh])
7 First anode layer (platinum mesh)
8 Solid electrolyte membrane (ion exchange membrane)
9 Dielectric layer (quartz felt)
10 Electrolyte Supply Unit 11 Raw Material Water Supply Unit 22 Porous Membrane D Drained Electrolyte W O Radical Oxygen Water

Claims (7)

原料水供給部、電解液供給部、および電気分解部を有し、
前記電気分解部が、
第1面と第1面の反対側に在る第2面とを有する固体電解質膜、
第1面の側に設けられ且つ原料水供給部から供給される原料水が接触するように配置された陽極部、
第2面の側に設けられ且つ電解液供給部から供給される電解液が接触するように配置された陰極部、
固体電解質膜、陽極部および陰極部を収容する電解セル、
陰極部と陽極部との間に電圧を印加する手段、および
陽極部の圧力を0.2MPa以上にする手段を有する、
ラジカル酸素水製造装置。
It has a raw water supply part, an electrolyte supply part, and an electrolysis part,
The electrolysis part is
A solid electrolyte membrane having a first surface and a second surface opposite the first surface;
An anode part provided on the first surface side and arranged so that the raw water supplied from the raw water supply part contacts,
A cathode part provided on the second surface side and arranged so that the electrolyte supplied from the electrolyte supply part contacts,
An electrolytic cell containing a solid electrolyte membrane, an anode part and a cathode part,
Means for applying a voltage between the cathode part and the anode part, and means for making the pressure of the anode part 0.2 MPa or more,
Radical oxygen water production equipment.
陽極部が導電性多孔体、導電性網状体または導電性繊維集合体から成る陽極層を有し、
該陽極層が固体電解質膜に接触しており、
原料水供給部から供給される原料水が前記陽極層中の空隙を通過し、
陰極部が導電性多孔体、導電性網状体または導電性繊維集合体から成る陰極層を有し、
該陰極層が固体電解質膜に接触しておらず、且つ
電解液供給部から供給される電解液が前記陰極層中の空隙を通過するようになっている、請求項1に記載のラジカル酸素水製造装置。
The anode part has an anode layer made of a conductive porous body, a conductive network or a conductive fiber assembly,
The anode layer is in contact with the solid electrolyte membrane;
The raw water supplied from the raw water supply part passes through the voids in the anode layer,
The cathode part has a cathode layer made of a conductive porous body, a conductive network or a conductive fiber assembly,
2. The radical oxygen water according to claim 1, wherein the cathode layer is not in contact with the solid electrolyte membrane, and the electrolyte supplied from the electrolyte supply unit passes through the voids in the cathode layer. manufacturing device.
陰極部と固体電解質膜との間に非導電性多孔体、非導電性網状体または非導電性繊維集合体から成る誘電層をさらに有し、且つ
電解液供給部から供給される電解液が前記陰極層中の空隙および前記誘電層中の空隙を通過するようになっている、請求項2に記載のラジカル酸素水製造装置。
A dielectric layer comprising a non-conductive porous body, a non-conductive network or a non-conductive fiber assembly between the cathode portion and the solid electrolyte membrane, and the electrolyte supplied from the electrolyte supply section The radical oxygen water production apparatus according to claim 2, which passes through a gap in the cathode layer and a gap in the dielectric layer.
陽極部を高圧にする手段が加圧ポンプである、請求項1〜3のいずれかひとつに記載のラジカル酸素水製造装置。   The radical oxygen water production apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the means for increasing the pressure of the anode part is a pressure pump. 電圧を印加する手段が、直流電圧を連続的にまたは間欠的に印加することができる電源装置である、請求項1〜4のいずれかひとつに記載のラジカル酸素水製造装置。   The radical oxygen water production apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the means for applying a voltage is a power supply device capable of applying a DC voltage continuously or intermittently. 第1面と第1面の反対側に在る第2面とを有する固体電解質膜、第1面の側に設けられた陽極部、第2面の側に設けられた陰極部、および固体電解質膜と陽極部と陰極部とを収容する電解セルを有する装置に、
圧力0.2MPa以上で陽極部に接触するように原料水を供給し、
陰極部に接触するように電解液を供給し、
陰極部と陽極部との間に電圧を印加して原料水からラジカル酸素水を生成させることを含む、ラジカル酸素水の製造方法。
A solid electrolyte membrane having a first surface and a second surface on the opposite side of the first surface, an anode portion provided on the first surface side, a cathode portion provided on the second surface side, and a solid electrolyte In an apparatus having an electrolysis cell containing a membrane, an anode part, and a cathode part,
Supply raw water so as to contact the anode part at a pressure of 0.2 MPa or more,
Supply electrolyte so that it contacts the cathode,
A method for producing radical oxygen water comprising applying a voltage between a cathode part and an anode part to generate radical oxygen water from raw material water.
電解液の供給を圧力0.2MPa以上で陰極部に接触するようにして行う、請求項6に記載のラジカル酸素水の製造方法。   The method for producing radical oxygen water according to claim 6, wherein the electrolytic solution is supplied so as to be in contact with the cathode portion at a pressure of 0.2 MPa or more.
JP2014074768A 2014-03-31 2014-03-31 Apparatus and method for production of radical oxygen water Pending JP2015196871A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014074768A JP2015196871A (en) 2014-03-31 2014-03-31 Apparatus and method for production of radical oxygen water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014074768A JP2015196871A (en) 2014-03-31 2014-03-31 Apparatus and method for production of radical oxygen water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015196871A true JP2015196871A (en) 2015-11-09

Family

ID=54546754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014074768A Pending JP2015196871A (en) 2014-03-31 2014-03-31 Apparatus and method for production of radical oxygen water

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015196871A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108314145A (en) * 2017-12-29 2018-07-24 深圳安吉尔饮水产业集团有限公司 Filter, free radical electrode assembly and water purifier
CN114875427A (en) * 2022-04-22 2022-08-09 常州大学 Bubble-free electrolytic preparation process for ozone water
WO2023241725A1 (en) * 2022-09-05 2023-12-21 常州大学 Organic wastewater treatment device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04337095A (en) * 1991-05-10 1992-11-25 Permelec Electrode Ltd Method and apparatus for producing ozonized water
JPH10259490A (en) * 1997-03-19 1998-09-29 Shinko Pantec Co Ltd Apparatus for production of gaseous hydrogen and oxygen added water
JPH11262781A (en) * 1998-03-19 1999-09-28 Toshiba Corp Ozone water making apparatus
JP2000288546A (en) * 1999-04-06 2000-10-17 Shinko Plant Kensetsu Kk Highly oxidative functional water, its ice, and oxidation treatment method using the water
JP2003135944A (en) * 2001-11-01 2003-05-13 Toyota Auto Body Co Ltd Ozonized water producing apparatus
JP2007283180A (en) * 2006-04-14 2007-11-01 Ozotech:Kk Ozone water generator and ozone water generation method
JP2010059514A (en) * 2008-09-05 2010-03-18 Waterware:Kk Water electrolytic apparatus and water electrolytic system
JP2012107331A (en) * 2010-10-26 2012-06-07 Frd:Kk Water electrolysis system
WO2012156668A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 A-Zone Technologies Limited Electrode assembly and an electrochemical cell comprising the same
WO2013184994A2 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 Tennant Company Apparatus and method for generating oxidatively and thermally-enhanced treatment liquids

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04337095A (en) * 1991-05-10 1992-11-25 Permelec Electrode Ltd Method and apparatus for producing ozonized water
JPH10259490A (en) * 1997-03-19 1998-09-29 Shinko Pantec Co Ltd Apparatus for production of gaseous hydrogen and oxygen added water
JPH11262781A (en) * 1998-03-19 1999-09-28 Toshiba Corp Ozone water making apparatus
JP2000288546A (en) * 1999-04-06 2000-10-17 Shinko Plant Kensetsu Kk Highly oxidative functional water, its ice, and oxidation treatment method using the water
JP2003135944A (en) * 2001-11-01 2003-05-13 Toyota Auto Body Co Ltd Ozonized water producing apparatus
JP2007283180A (en) * 2006-04-14 2007-11-01 Ozotech:Kk Ozone water generator and ozone water generation method
JP2010059514A (en) * 2008-09-05 2010-03-18 Waterware:Kk Water electrolytic apparatus and water electrolytic system
JP2012107331A (en) * 2010-10-26 2012-06-07 Frd:Kk Water electrolysis system
WO2012156668A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 A-Zone Technologies Limited Electrode assembly and an electrochemical cell comprising the same
WO2013184994A2 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 Tennant Company Apparatus and method for generating oxidatively and thermally-enhanced treatment liquids
JP2015525127A (en) * 2012-06-08 2015-09-03 テナント カンパニー Apparatus and method for producing oxidatively and thermally enhanced processing liquids

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108314145A (en) * 2017-12-29 2018-07-24 深圳安吉尔饮水产业集团有限公司 Filter, free radical electrode assembly and water purifier
CN114875427A (en) * 2022-04-22 2022-08-09 常州大学 Bubble-free electrolytic preparation process for ozone water
WO2023241725A1 (en) * 2022-09-05 2023-12-21 常州大学 Organic wastewater treatment device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4392354B2 (en) High electrolysis cell
CN101634035B (en) Electrochemical method and electrochemical device for synergistically generating ozone and hydrogen peroxide in neutral medium
US6547947B1 (en) Method and apparatus for water treatment
TWI472563B (en) Membrane-electrode assembly, electrolytic cell using the same, method and apparatus for producing ozone water, method for disinfection and method for wastewater or waste fluid treatment
JP5279419B2 (en) Water electrolysis apparatus and water electrolysis system
EP3202955B1 (en) Electrolysis device for producing electrolyzed ozonated water
MXPA03007923A (en) Method and apparatus for producing negative and positive oxidative reductive potential (orp) water.
JP3007137B2 (en) Electrolytic ozone generation method and apparatus
JP5096054B2 (en) Ozone generation method
JP6869188B2 (en) Reduction water production equipment and reduction water production method
EA024480B1 (en) Cell for depolarised electrodialysis of salt solutions
JP2009108395A (en) Electrolytic cell for producing hydrogen peroxide
JP2015196871A (en) Apparatus and method for production of radical oxygen water
JP2005144240A (en) Electrolytic cell and electrolytic water generator
JP4249693B2 (en) Electrolyzer for electrolyzed water generator
JP5282201B2 (en) Electrolyzed water generator
JP2012107331A (en) Water electrolysis system
JP2015196873A (en) Apparatus and method for production of radical oxygen water
JP2001327934A (en) Cleaning device and cleaning method
KR20060007369A (en) High electric field electrolysis cell
JP2012193428A (en) Electrolytic solution decomposition device and decomposition method for electrolytic solution using the same
JP2015196872A (en) Apparatus and method for supply of radical oxygen water
JP3677731B2 (en) Low concentration hypochlorous acid-containing strongly acidic sterilizing water generating spraying device
CN210215565U (en) Titanium electrode group of sodium hypochlorite generator
JP3906923B2 (en) Method for activating gas diffusion electrode

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170330

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180412

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180508

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20181113