JP4126307B2 - 循環水の浄化方法とその装置 - Google Patents

Description

この発明はオフィスや工場等の設備用冷却水や冷房に使用されている空気調和機の凝縮器とクーリングタワーとの間を循環している冷却用の水の中のスケール成分を電気的に除去する循環水の浄化装置に関するものである。

図９は空調システムの説明図である。同図に示すように、空気調和機６４は冷媒ガスを圧縮する圧縮器（図示せず）と、圧縮された冷媒ガスを冷却水により冷媒液に冷却する凝縮器６６と、冷媒液が膨張弁を介して減圧されて流入する蒸発器（図示せず）とを有している。

凝縮器６６内を流れる冷媒を冷却するために凝縮器６６は冷却槽７０内に設けられている。冷却槽７０に冷却水を循環供給するためのクーリングタワー６８は、筒形の塔本体７２とこの下部に設けられる受水槽７４とを有しており、受水槽７４と冷却槽７０は供給配管７６により接続され、受水槽７４内の循環水は冷却槽７０に送られるようになっている。

塔本体７２内には循環水と冷却風とが流れる多数の通路を有する充填体７８が組み込まれている。この充填体７８に循環水を噴霧するために、塔本体７２にはスプレーノズル８０が取り付けられており、このスプレーノズル８０は冷却槽７０に戻し配管８２により接続され、冷却槽７０内の循環水は供給配管７６に設けられた循環ポンプ８４によりスプレーノズル８０に供給されるようになっている。

スプレーノズル８０から充填体７８に噴霧された循環水は充填体７８に形成された多数の通路を流れて受水槽７４に落下する。このように、クーリングタワー６８と冷却槽７０とこれらを接続する供給配管７６と戻し配管８２により水が循環する循環水路が形成されることになり、循環ポンプ８４の駆動により循環水路内を水が流れることになる。

塔本体７２内には送風機８６が設けられ、この送風機８６によって塔本体７２内には、その下部から流入した後に充填体７８内の通路を循環水に対して逆流する空気流れが形成される。これにより、循環水は空気と直接接触して熱交換されるとともに、循環水の蒸発潜熱によって冷却される。循環水の蒸発によって減少した循環水を補充するために、塔本体７２にはフロート８８により開閉される補充配管９０を介して冷却水が補充される。

ところで、クーリングタワー６８は上記のように水の蒸発潜熱を利用して冷却用の循環水を冷却しているために、循環水はクーリングタワー６８で常時蒸発している。そして、クーリングタワー６８の循環水として使用される水道水や地下水にはカルシウムイオン、マグネシウムイオンおよび溶存シリカなどの金属イオンが含まれている。しかも、蒸発により減少した循環水には水道水や地下水が絶えず補充されている。

このため、循環水に含まれている金属イオンの濃度は次第に高くなる。具体的には、当初供給された水道水の電気伝導度１００〜２００μＳ／ｃｍが、数日から１週間で１０００μＳ／ｃｍ以上に上昇する。そして、この金属イオンは凝集してスケールとなり、凝縮器６６の熱交換面に付着して熱交換効率を低下させたり、循環水を循環させている配管の内面に付着して冷却水の流通抵抗を高めるという問題を生じていた。

また、循環水中には藻類やレジオネラ菌等の雑菌が大量に繁殖し、この循環水がこれらの雑菌とともにクーリングタワーから霧散し、クーリングタワーの周囲で活動をしている人たちの健康を阻害したり、地域住民の健康を阻害するという問題を生じていた。

このため、循環水に水道水や地下水を加えて金属イオンの濃度を低下させ、スケールの発生を防止しようとする方策が採られていたが、そのようにすると水道水や地下水の値段が高いところでは循環水の費用が嵩み、空気調和機の維持管理のコストが高くなるという不都合があった。

このため、水道水や地下水を安価に入手できない事業所では、循環水に薬剤を添加し、循環水の電気伝導度を制御し、凝縮器の熱交換面や配管の内面へのスケールの付着を防止する方法が採られているが、薬剤は定期的に循環水に添加しなければならないので、この方法を採る場合もかなりの費用がかかっていた。

しかも、循環水中に薬剤を添加しても凝縮器の熱交換面や配管の内面へのスケールの固着は完全には避けられず、除去作業が必要になる期間は延びるものの、固着したスケールを除去する作業は必要であり、そのための手間と費用は仕方がなかった。

また、藻類や雑菌の繁殖の問題については循環水中に殺菌剤を添加する方策が採られていたが、長期的には藻類や雑菌の繁殖は避けられず、これがクーリングタワーから殺菌剤等と一緒に大気中に拡散し、大気汚染を生じさせるという問題があった。

そこで、これらの問題を解消するために、循環水を電気分解して循環水中の金属イオンを電気的に除去するようにした浄化装置が、特開２００１−２５９６９０、特開平４−１８９８２、特開昭６１−１８１５９１、特開昭５８−３５４００、特開２００１−１３７８９１、特開平９−１０３７９７、特開２００１−１３７８５８、特開平９−３８６６８、特開平１１−１１４３３５等において種々提案されている。

そして、そのような浄化装置として、例えば、電解浄化槽内に電極板を対向させた電極板ユニットを入れ、この電解浄化槽内に上記循環水を導き、各電極板に正負の電圧を印加し、循環水中に含まれている金属イオンを負極側の電極板の表面にスケールとして析出させ、循環水から金属イオンを除去させるタイプの浄化装置が提案されている。

しかし、このタイプの浄化装置は、長期間運転していると負極側の電極板の表面に析出したスケールが次第に厚く堆積し、電流が流れなくなり、循環水を浄化する機能が低下してしまうので、スケールが一定レベル以上堆積した場合、サービスマンが負極側の電極板を浄化装置から取り外し、この電極板からスケールを物理的に除去しなければならず、浄化装置の維持管理が面倒で、コストがかかるという問題があった。

この問題に対しては、負極側の電極板と正極側の電極板の極性を自動で定期的に逆転させて負極側の電極板の表面に付着しているスケールを剥落させるようにした浄化装置も提案されているが、この浄化装置であっても、現実には、電極板の表面に強固に固着したスケールは剥落せず、スケールの一部が残り、残ったスケールが次第に堆積し、いずれは電流が流れなくなって、循環水の浄化ができなくなってしまうので、結局はサービスマンが負極側の電極板の表面に固着したスケールを剥離除去しなければならず、依然として浄化装置の維持管理が面倒で、コストがかかっていた。

また、このタイプの浄化装置は、電極板としてＰｔ等の高価な貴金属材料を使用したり、Ａｌ、ＳＵＳ、Ｆｅ等、すぐに消耗する材料を使用しているので、装置が高価になったり、維持費がかなり掛かるという問題もあった。

この発明は、電解浄化槽から電極板を取り外して電解浄化槽内のスケールの清掃除去をするというような面倒な清掃作業のない、できるだけ維持管理にコストのかからない、循環水の浄化方法とその装置を提供することを目的とする。

この発明に係る循環水の浄化方法は、対向する電極板間に浄化処理すべき循環水を流し、該電極板間に電圧を印加し、循環水中の金属イオンを負極側の電極板に電解析出させて該循環水を浄化させるものである。

ここで、該電極板としてはチタン板を使用する。また、該電極板のうちの正極側の電極板の表面に生成される陽極酸化被膜に印加する電圧を高めて該陽極酸化被膜を強制的に絶縁破壊させながら、所望量の電流を流すようにしている。

また、前記電極板間に印加する電圧の極性は所定時間毎に切り替えるようにしてもよい。また、陽極酸化被膜の生成に抗して一定電流を流すことによって印加電圧を高めるようにしてもよい。この場合、前記電極板間に流す電流は、正極側の電極板の単位面積（１ｍ^２）当たり０．１〜２０Ａが好ましい。電流が０．１Ａ／ｍ^２未満では循環水を十分に浄化できず、２０Ａ／ｍ^２を超えると電極板が早く腐食して使えなくなるからである。

また、前記循環水の電気伝導度が所定の値より高い場合は前記電極板間を流れる電流を増加させ、前記循環水の電気伝導度が所定の値より低い場合は前記電極板間を流れる電流を減少させるようにしてもよい。前記循環水の電気伝導度の前記所定の値は５００〜１０００μＳ／ｃｍが好ましい。

また、前記循環水の酸化還元電位が所定の値より高い場合は前記電極板間を流れる電流を増加させ、前記循環水の酸化還元電位が所定の値より低い場合は前記電極板間を流れる電流を減少させるようにしてもよい。前記循環水の酸化還元電位の前記所定の値は＋１００〜−−１００ｍＶが好ましい。

また、この発明に係る循環水の浄化装置は、浄化処理すべき循環水を受け入れて排出する浄化槽と、該浄化槽内に設置されている１又は２以上の第一電極板と、該浄化槽内に該第一電極板と所定間隔をおいて設置されている１又は２以上の第二電極板と、該第一電極板と該第二電極板の間に直流電圧を印加する直流電源装置とを備えている。

ここで、該第一電極板及び該第二電極板はいずれもチタン板からなり、該直流電源装置は該第一電極板又は該第二電極板の表面に生成される陽極酸化被膜を絶縁破壊によって剥離・除去させる電圧を出力する直流電源装置からなる。

また、この循環水の浄化装置は、前記直流電源装置から前記該第一電極板及び前記第二電極板に印加されている電圧の極性を所定時間毎に切り替える極性切替装置を更に備えていてもよい。

また、この循環水の浄化装置は、前記直流電源装置として定電流電源装置を使用してもよい。定電流電源装置は前記第一電極板と前記第二電極板の間に正極となるいずれか一方の電極板の単位面積（１ｍ^２）当たり０．１〜２０Ａの定電流を流す能力を備えているものが好ましい。

また、この循環水の浄化装置は、前記循環水の電気伝導度を計測する電気伝導度計と、該電気伝導度計によって得られた電気伝導度が所定の値より高い場合は前記直流電源装置の出力電圧を高くして前記電極板間を流れる電流を増加させ、該電気伝導度計によって得られた電気伝導度が所定の値より低い場合は前記直流電源装置の出力電圧を低くして前記電極板間を流れる電流を減少させる電流制御装置を備えていてもよい。

ここで、前記循環水の電気伝導度の前記所定の値として５００〜１０００μＳ／ｃｍを採用するのが好ましい。

また、この循環水の浄化装置は、前記循環水の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計と、該酸化還元電位計によって得られた酸化還元電位が所定の値より高い場合は前記直流電源装置の出力電圧を高くして前記電極板間を流れる電流を増加させ、該酸化還元電位計によって得られた酸化還元電位が所定の値より低い場合は前記直流電源装置の出力電圧を低くして前記電極板間を流れる電流を減少させる電流制御装置を備えていてもよい。

ここで、前記循環水の酸化還元電位の前記所定の値としては＋１００〜−１００ｍＶ、より望ましくは−５０〜０ｍＶを採用するのが好ましい。

この発明によれば、正極側の電極板の表面に生成される陽極酸化被膜が強制的に絶縁破壊され、スケール成分を除去するのに必要な量の電流が、陽極酸化被膜の生成に抗して循環水中を流れるので、循環水中のスケール成分が効率良く除去され、循環水が所望の電気伝導度の範囲で維持されるという効果がある。

また、この発明によれば、電極板に印加されている電圧の極性を所定時間毎に切り替える極性切替装置を備えている場合、電極板の表面に付着生成したスケース成分が作業者の除去作業によることなくメンテフリーで除去されるので、保守管理費用が少なくて済むという効果がある。

また、この発明によれば、電極板に印加されている電圧の極性を所定時間毎に切り替える場合、対向する電極板の一方の側だけを消耗させることなく、対向する両方の電極板を同じように消耗させるので、高価なチタン板を有効に使用することができるという効果がある。

また、この発明によれば、循環水の電気伝導度が所定の値より高くなった時に前記電極板間を流れる電流を増加させると、正極側の電極板の表面に生成される陽極酸化被膜が強制的に絶縁破壊され、スケール成分を除去するのに必要な量の電流が、陽極酸化被膜の生成に抗して循環水中を流れ、循環水中のスケール成分が効率良く除去され、また、循環水の電気伝導度が所定の値より低くなった時に前記電極板間を流れる電流を減少させると、電極板の消耗が抑制されるという効果がある。

また、この発明によれば、前記循環水の酸化還元電位が所定の値より高くなった時に前記電極板間を流れる電流を増加させると、正極側の電極板の表面に生成される陽極酸化被膜が強制的に絶縁破壊され、スケール成分を除去するのに必要な量の電流が、陽極酸化被膜の生成に抗して循環水中を流れ、循環水中のスケール成分が効率良く除去され、また、循環水の酸化還元電位が所定の値より低くなった時に前記電極板間を流れる電流を減少させると、電極板の消耗が抑制されるという効果がある。

図１はこの発明の一実施の形態に係るクーリングタワー循環水の浄化装置の説明図、図２は図１の浄化装置に使用されている電極板ユニットの説明図である。

これらの図において、１０は浄化装置であり、浄化装置１０は電解浄化槽１２と、電解浄化槽１２の中に収容された電極板ユニット１４と、電極板ユニット１４に直流電流を供給する直流電源装置１６とを備えている。

電解浄化槽１２は箱状の容器からなり、電解浄化槽１２の底部１８で電解浄化槽１２の側部に近い位置には後述するクーリングタワー６８の受水槽７４から給水ポンプ２０を介して抜いた循環水を受け入れる給水口２２が設けられている。電解浄化槽１２及び給水ポンプ２０の大きさ（容量）はクーリングタワー６８の大きさ（容量）に応じて作られている。

電極板ユニット１４は複数枚の第一電極板２４と複数枚の第二電極板２６とからなり、第一電極板２４と第二電極板２６は所定間隔をおいて交互に平行に配置されている。電極板ユニット１４の大きさは対象となるクーリングタワーの大きさ（容量）に応じて作られる。

電極板ユニット１４の第一電極板２４は直流電源装置１６の正極側の出力端子に接続され、第二電極板２６は直流電源装置１６の負極側の出力端子に接続されている。直流電源装置１６は第一電極板２４の単位面積［ｍ^２］当たり０．１〜２０Ａ程度の電流を流すことができる直流安定化電源からなる。

電解浄化槽１２の側部２８と電極板ユニット１４との間で、給水口２２の反対側になる場所には２枚の平行なオーバーフロー仕切り３０が上下に若干ずれた状態で略垂直に所定間隔をおいて設置されている。電解浄化槽１２の側部２８で、オーバーフロー仕切り３０が設けられている側の上位置には浄化された循環水を流出させる流出口３２が設けられている。

電解浄化槽１２の側部２８とオーバーフロー仕切り３０との間で、流出口３２の近くには循環水の電気伝導度を測定する電気伝導度計３４が設置され、電気伝導度計３４は警報装置３８に接続され、循環水の電気伝導度が所定値以上になった場合に警報ランプ４０が点灯するか警報ブザー４２が鳴るようになっている。

電解浄化槽１２の上部にはフロートスイッチ３６が設置され、フロートスイッチ３６は受けタンク４４の濾過部６０にスケールが蓄積し、それが処理水流れの抵抗となり電解浄化槽１２からの排出を阻害した場合に警報ランプ４０が点灯し、警報ブザー４２が鳴る。

電解浄化槽１２の下方には電解浄化槽１２で浄化した循環水を一時的に蓄える受けタンク４４が設けられ、流出口３２は流出配管４６を介して受けタンク４４につながっている。

受けタンク４４の近傍には浄化した受けタンク４４の循環水をクーリングタワー６８に戻す戻しポンプ４８が設置され、受けタンク４４の中には受け入れた循環水が所定高さ以上になると戻しポンプ４８を作動させて受けタンク４４内の循環水をクーリングタワー６８に戻すフロートスイッチ５０が設けられている。

電解浄化槽１２の底部１８の中央付近には剥離したスケールを排出させる排出口５２が設けられ、電解浄化槽１２の底部１８は排出口５２に向けて低くなるように傾斜し、その傾斜角は２５度〜３５度の範囲にある。

電解浄化槽１２の底部１８の裏側で、排出口５２が設けられている部位には排出装置５４が下方に向けて設けられている。排出装置５４は開閉装置である排出バルブ５６を備え、排出バルブ５６は排出用タイマー５８によって開閉のタイミング及び時間が制御されている。

排出装置５４の出側は別の配管に接続されることなく開放状態になっており、排出装置５４の直下で受けタンク４４の上には循環水とともに排出されたスケールを分離する濾過部６０が設けられている。

排出装置５４の排出能力は、電解浄化槽１２に水が所定高さまで入れられていて排出バルブ５６が全開状態になったときに排出される水の最大流量が３０リットル／分以上となるようになっている。

次に、このクーリングタワー循環水の浄化装置の動作について、図３及び図４を参照しながら説明する。ここで、図３は図１の浄化装置を組み込んだ空調システムの説明図、図４はこの発明の一実施の形態に係るクーリングタワー循環水の浄化装置の制御機構の説明図である。

まず、給水ポンプ２０を作動させると、クーリングタワー６８の受水槽７４内の循環水が吸い出され、この吸い出された循環水が電解浄化槽１２の給水口２２から電解浄化槽１２の内部に供給される。

供給された循環水は電極板ユニット１４を浸漬し、オーバーフロー仕切り３０を通り、流出口３２から電解浄化槽１２の外部に溢れ、受けタンク４４に入る。

受けタンク４４のフロートスイッチ５０は所定の高さでスイッチが入るように設定してあり、受けタンク４４の循環水の量が設定高さになるとフロートスイッチ５０が入り、戻しポンプ４８が作動し、受けタンク４４に入った循環水は戻しポンプ４８によってクーリングタワー６８の受水槽７４に戻される。

電解浄化槽１２内に循環水が満たされた状態で直流電源装置１６をオンにすると、第一電極板２４に正電圧が印加され、第二電極板２６に負電圧が印加され、循環水中に含まれているカルシウムイオン、マグネシウムイオンおよび溶存シリカなどの金属イオンは第二電極板２６に引き寄せられ、第二電極板２６の表面で還元され、第二電極板２６の表面又は表面近傍にスケールとして析出し、循環水中のこれらの陽イオンは次第に減少する。

ここで、直流電源装置１６として直流定電流電源装置が用いられており、第一電極板２４と第二電極板２６の間に一定の電流を流すと、正極側になっている第一電極板２４の表面に陽極酸化皮膜が生成され、第一電極板２４の表面の抵抗値が上昇する。抵抗値が上昇すると第一電極板２４の表面の陽極酸化皮膜に加えられる電圧はその抵抗値に比例して上昇し、第一電極板２４の表面の陽極酸化皮膜は絶縁破壊され、この陽極酸化皮膜は第一電極板２４から剥離され、第一電極板２４の表面の抵抗値は低下する。

そして、このような電気分解による循環水の浄化が継続すると、第二電極板２６の表面又は表面近傍にスケールとして析出し、電解浄化槽１２の底部１８に泥状の物質として次第に溜まってくる。

次に、排出用タイマー５８に予め作動時間と保持時間が設定してあり、予め設定した作動時間が経過した後、排出用タイマー５８により排出バルブ５６が開かれ、電解浄化槽１２内の循環水は底部１８に堆積していたスケールとともに排出装置５４を通って排出される。

排出された循環水中のスケールは濾過部６０で濾過されて除かれ、循環水は受けタンク４４に入る。予め設定した保持時間が経過すると排出バルブ５６が閉じられ、電解浄化槽１２内に再び循環水が溜まりだす。濾過部６０に残されたスケールはある程度溜まった時点で順次搬出除去されることになる。

なお、電解浄化槽１２の流出口の近くに設置されていた電気伝導度計３４は循環水の電気伝導度を常時計測しており、循環水の電気伝導度が設定値以上になった場合は、警報装置３８が作動し、警報ランプ４０が点灯し、警報ブザー４２が鳴る。

電解浄化槽１２の上部のフロートスイッチ３６は、受けタンク４４の濾過部６０にスケールが蓄積しそれが処理水流れの抵抗となることを監視しており、抵抗が所定値以上になった場合、水位が上昇しフロートスイッチ３６が感知し警報ランプ４０が点灯し、警報ブザー４２が鳴る。

１２０冷凍トンのクーリングタワーの循環水を循環経路中から抜き取り、これを本発明装置に通して浄化し、浄化後、循環経路中に戻した。

本発明装置の電極板ユニット１４としては、幅３００ｍｍ×高さ６００ｍｍ×厚さ１ｍｍのチタン板７２枚を、各３６枚、２４ｍｍピッチで対向させたものを使用した。また、直流電源装置１６は直流定電流電源装置を使用し、直流電源装置１６から電極板ユニット１４へは６Ａの一定電流を供給した。

直流定電流電源装置により電極板間に一定の電流が流されているので、図５に示すように、電極板間の電圧は、当初は０．５Ｖであるが、正極側の電極板表面に陽極酸化皮膜が生成され、その抵抗値が上昇することにより、徐々に上昇し、１８Ｖ程度に達する。この電圧まで上昇するとこの陽極酸化皮膜が絶縁破壊されて剥離し、抵抗値が下がり、電極板間の電圧も１５Ｖ程度まで低下する。電極板間の抵抗値はこれ以上下がることはなく、再び陽極酸化皮膜が生成され始め、陽極酸化皮膜の生成と破壊・剥離が繰り返される。

このときの循環水の導電率は、図６に示すように、当初１０００μＳ／ｃｍであったが、次第に低下し、７００〜８５０μＳ／ｃｍで安定した。また、酸化還元電位も、図６に示すように、当初４７０ｍＶであったが、次第に低下し、−６０ｍＶで安定した。なお、電解槽の底部には泥状の物質が沈積し、これを分析したところ、シリカ、カルシウム、マグネシウム及び絶縁破壊された酸化チタンを主成分としたものであった。

電極板ユニットに流す電流の密度を０．７Ａ／ｍ^２，１．４Ａ／ｍ^２，２．１Ａ／ｍ^２と、３通りに変え、実施例１と同様の実験をしたところ、循環水の導電率は図７に示す通りであった。この実験から、電流密度を大きくすると、循環水の導電率をより短期間で低下させることがわかる。

実施例１の条件で１週間連続稼働させた後、正負の極性を逆転させて運転させたところ、約６時間で正極（前は負極であった）の表面に固着していたスケールは剥離し、電解槽の底部に沈積した。

その後、この状態で１週間連続稼動させたところ、当初の稼動の場合と同じように負極の表面にスケールが固着した。しかし、そのまま継続すると負極にスケールが固着したままになり、スケールの回収作業が困難になったり、電解抵抗でスケール固着効率が低下することが予測された。そのため、正負の極性を１週間ずつ交互に切り替えて運転したところ、それまで負極に固着したスケールが効率良く剥離し、絶縁破壊によって剥離した陽極酸化皮膜とともに電解浄化槽１２の底部に沈積した。このように正負の極性反転を繰り返すことにより、負極に固着したスケールを剥離し効率良く回収できた。また、負極を常にスケールが固着せず電解効率が低下しない状態に保つことができた。

定電流電源装置を用い、実施例１．の条件下において、電気伝導度計３４によって得られた電気伝導度の高低に応じて直流電源装置１６から電極板ユニット１４に供給される電流値を増減させた。すなわち、電気伝導度が１０００μＳ／ｃｍを超えた場合、電流を約２倍に増加させ、電気伝導度が７００μＳ／ｃｍ未満になった場合、電流を元の値に戻した。その結果、図８に示すように約２倍に増加させたときは１０４０μＳ／ｃｍが６９０μＳ／ｃｍとなり、電流を元の値に戻したときは６９０μＳ／ｃｍが８１０μＳ／ｃｍに増加した。この結果から、電極板ユニット１４に供給する電流を増減することにより、目的とする性能を制御できることがわかる。

すなわち、循環水中のスケール成分が効率良く除去された。また、電気伝導度が許容範囲に入っている場合に無用な電流を流さなくて済むので、電力代が節約されるとともに、電極板の無用な腐食・消耗が防止された。

実施例４．と同様に、循環水の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計と、定電流電源装置を用い、酸化還元電位計によって得られた酸化還元電位の高低に応じて電極板ユニット１４に供給される電流の量を増加させた。すなわち、酸化還元電位が２００ｍＶを超えた場合、電流を１００％増加させた。その結果、図８に示すように１００％増加させたときは２８０ｍＶが−６０ｍＶに減少した。この結果から、電極板ユニット１４に供給する電流を増減することにより、目的とする性能を制御できることがわかる。

すなわち、循環水中のスケール成分が効率良く除去された。また、酸化還元電位が許容範囲に入って居る場合に無用な電流を流さなくて済むので、電力代が節約されるとともに、電極板の無用な腐食が防止された。

なお、上記実施例では直流電源装置として直流定電流電源装置を用いたが、直流電源装置として直流定電圧電源装置を用いても良い。この場合は、図示していない電流計により電極板間に流れる電流値を監視し、電流値が所定の値以下になった場合は電源電圧を高い値に変更する。電源電圧を高い値に変更すると電極板の表面の陽極酸化皮膜は絶縁破壊されて剥離し、電極板間の抵抗値が低下する。電極板間の抵抗値が低下すると、所定値の電流が流れるようになるので、この時に電源装置の電圧を元の電圧に戻す。電源装置の電圧を元の電圧に戻すことにより、電極間に電流が流れ過ぎず、電極板が早く腐食してしまうことが防止される。

この発明はクーリングタワーの循環水の浄化のみならず、２４時間風呂の循環水、プールの循環水、人工池の循環水等の浄化にも適用できる。

図１はこの発明の一実施の形態に係るクーリングタワー循環水の浄化装置の説明図である。 図２は図１の浄化装置に使用されている電極板ユニットの説明図である。 図３は図１の浄化装置を組み込んだ空調システムの説明図である。 図４はこの発明の一実施の形態に係るクーリングタワー循環水の浄化装置の制御機構の説明図である。 図５は電極板間に印加された電圧、電気伝導度及び酸化還元電位との関係を示すグラフである。 図６は電圧の増減による電気伝導度と酸化還元電位の推移を示すグラフである。 図７は電流密度（Ａ／ｍ^２）の大小と電気伝導度（μＳ／ｃｍ）の減少率との関係を示すグラフである。 図８は電流の増減による電気伝導度と酸化還元電位の推移を示すグラフである。 図９は空調システムの説明図である。

符号の説明

１０ 浄化装置
１２ 電解浄化槽
１４ 電極板ユニット
１６ 直流電源装置
１８ 底部
２０ 給水ポンプ
２２ 給水口
２４ 第一電極板
２６ 第二電極板
２８ 側部
３０ オーバーフロー仕切り
３２ 流出口
３４ 電気伝導度計
３６ フロートスイッチ
３８ 警報装置
４０ 警報ランプ
４２ 警報ブザー
４４ 受けタンク
４６ 流出配管
４８ 戻しポンプ
５０ フロートスイッチ
５２ 排出口
５４ 排出装置
５６ 排出バルブ
５８ 開閉用タイマー
６０ 濾過部

Claims (17)

1. 対向する電極板間に浄化処理すべき循環水を流し、該電極板間に直流電圧を印加し、循環水中の金属イオンを負極側の電極板に電解析出させて該循環水を浄化させる循環水の浄化方法において、該電極板としてチタン板を使用し、該電極板のうちの正極側の電極板の表面に生成される陽極酸化被膜に印加する電圧を高めて該陽極酸化被膜を強制的に絶縁破壊させながら、所望量の電流を流すようにしたことを特徴とする循環水の浄化方法。
2. 前記電極板間に印加する電圧の極性を所定時間毎に切り替えるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の循環水の浄化方法。
3. 前記電極板間に流す電流を定電流としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の循環水の浄化方法。
4. 前記電極板間に流す電流が、正極側の電極板の単位面積（１ｍ^２）当たり０．１〜２０Ａであることを特徴とする請求項３に記載の循環水の浄化方法。
5. 前記電極板間に印加する電圧を一定とし、該電極板間を流れる電流の値が所定値を下回った場合は、前記電極板間に印加する電圧を上げ、該電極板間を流れる電流の値が所定値以上になった場合は、前記電極板間に印加する電圧を元に戻すことを特徴とする請求項１又は２に記載の循環水の浄化方法。
6. 前記循環水の電気伝導度が所定の値より高い場合は前記電極板間を流れる電流を増加させ、前記循環水の電気伝導度が所定の値より低い場合は前記電極板間を流れる電流を減少させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の循環水の浄化方法。
7. 前記循環水の電気伝導度の前記所定の値が５００〜１０００μＳ／ｃｍであることを特徴とする請求項６に記載の循環水の浄化方法。
8. 前記循環水の酸化還元電位が所定の値の範囲外の場合は前記電極板間を流れる電流を増加させ、前記循環水の酸化還元電位が所定の値の範囲内の場合は前記電極板間を流れる電流を減少させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の循環水の浄化方法。
9. 前記循環水の酸化還元電位の前記所定の値が＋１００〜−１００ｍＶであることを特徴とする請求項８に記載の循環水の浄化方法。
10. 浄化処理すべき循環水を受け入れて排出する浄化槽と、該浄化槽内に設置されている１又は２以上の第一電極板と、該浄化槽内に該第一電極板と所定間隔をおいて設置されている１又は２以上の第二電極板と、該第一電極板と該第二電極板の間に直流電圧を印加する直流電源装置とを備え、該第一電極板及び該第二電極板はいずれもチタン板からなり、該直流電源装置は該第一電極板又は該第二電極板の表面に生成される陽極酸化被膜を絶縁破壊によって剥離・除去させる電圧を出力する直流安定化電源であることを特徴とする循環水の浄化装置。
11. 前記直流電源装置から前記該第一電極板及び前記第二電極板に印加されている電圧の極性を所定時間毎に切り替える極性切替装置を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の循環水の浄化装置。
12. 前記直流電源装置が、前記第一電極板と前記第二電極板の間に正極となるいずれか一方の電極板の単位面積（１ｍ^２）当たり０．１〜２０Ａの定電流を流す定電流電源装置であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の循環水の浄化装置。
13. 前記直流電源装置が直流定電圧電源装置からなり、電極板間を流れる電流の値を測定する電流計を備え、該電流計によって測定された電流の値が所定の値より小さくなった場合は前記直流電源装置の出力電圧を高くし、該電流計によって測定された電流の値が所定の値より大きくなった場合は前記直流電源装置の出力電圧を低くする電圧制御装置を備えていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の循環水の浄化装置。
14. 前記循環水の電気伝導度を計測する電気伝導度計と、該電気伝導度計によって得られた電気伝導度が所定の値より高い場合は前記直流電源装置の出力電圧を高くして前記電極板間を流れる電流を増加させ、該電気伝導度計によって得られた電気伝導度が所定の値より低い場合は前記直流電源装置の出力電圧を低くして前記電極板間を流れる電流を減少させる電流制御装置を備えていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の循環水の浄化装置。
15. 前記循環水の電気伝導度の前記所定の値が５００〜１０００μＳ／ｃｍであることを特徴とする請求項１４に記載の循環水の浄化装置。
16. 前記循環水の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計と、該酸化還元電位計によって得られた酸化還元電位が所定の値の範囲外の場合は前記直流電源装置の出力電圧を高くして前記電極板間を流れる電流を増加させ、該酸化還元電位計によって得られた酸化還元電位が所定の値の範囲内の場合は前記直流電源装置の出力電圧を低くして前記電極板間を流れる電流を減少させる電流制御装置を備えていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の循環水の浄化装置。
17. 前記循環水の酸化還元電位の前記所定の値が＋１００〜−１００ｍＶであることを特徴とする請求項１６に記載の循環水の浄化装置。

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