JPH04118090A - 被処理水の電解処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、微生物を含有する各種被処理水の該微生物に
起因する各種性能劣化を抑制するために前記被処理水を
電解処理し、あるいは低濃度銀イオンを含む水溶液から
銀の電解回収を行うため等の電解処理方法に関し、より
詳細には発色現像処理、漂白処理、漂白定着処理、定着
処理、安定化処理及び水洗処理等の写真感光材料処理工
程において使用される写真処理液、あるいはプール水、
製紙洗浄水、熱交換器冷却水、飲料水、養魚用水及び浴
湯水等の微生物を含有する各種被処理水を固定床型三次
元電極電解槽を使用して電解処理することにより前記各
被処理水中の微生物の滅菌を効果的に行いあるいは銀回
収を行うとともに該電解処理により発生する水素ガスと
酸素ガスとによる爆発を防止するための方法に関する。

（従来技術） 従来から各種用途に多種類の水溶液や他の物質を溶解し
ていない単独の水が使用されている。これらの水溶液等
は溶質が適度な養分を提供し、あるいは該水溶液の液温
か繁殖に好ましい比較的高温度であると、細菌等の微生
物が繁殖して該微生物は前記水溶液等の性能劣化を起こ
したり処理装胃内に浮遊したり蓄積して処理装置の機能
を損なうことが多い。

例えば写真感光材料は画像露光の後、ペーパー感光材料
処理の場合は、発色現像、漂白定着、水洗及び／又は安
定化の処理工程を経て処理され次いで乾燥される。そし
てこのような写真処理工程においては、発色現像液、漂
白液、漂白定着液、定着液、安定液、水洗水等の各種写
真処理液が使用されているが、前記感光材料はゼラチン
質を含有し微生物繁殖に適した環境を提供するため、前
記写真処理液中に混入した微生物が繁殖して感光材料処
理の効率を低下させるとともに得られるプリントに色む
らが生じたり黴発生等により画像が汚染するという欠点
が生じている。この微生物繁殖による写真処理液の劣化
の抑制は、従来から防黴剤の投入等により前記微生物を
滅菌して性能を賦活する方法が主流であるが、この方法
では添加する防黴剤が多量に必要となり、かつ該防黴剤
が写真処理液や前記感光材料中に残留し易くなり、感光
材料に悪影響を及ぼすことがある。又前記防黴剤の多く
は人体に対して無害とは言い難く、種々の法規制の下に
管理された状態でなければその使用が困難である。又こ
のように選択した防黴剤も暫くするとその防黴剤に対す
る抗菌が発生することになり、再度この抗菌に対して防
黴剤を選択するという煩わしい問題が生ずる。

更に夏季スポーツとして最も一般的な水泳の人気は衰え
ることなく、幅広い年齢層の人々に親しまれており、水
泳を楽しむために都市部ではプールが多く利用されてい
る。

このプールに使用されるプール水には人体に有害な細菌
類等の微生物が数多く生息し、該プール水は利用者の眼
や傷などに直接接触して疾患を生じさせることがあるた
め、プール水には次亜塩素酸ソーダ等の薬剤を投入して
事前に滅菌を行って疾患の発生を防止している。しかし
ながら前記薬剤として滅菌効果の強い次亜塩素酸や液体
塩素等の塩素系試薬が使用され、該塩素系試薬はそれ自
体あるいは分解物が刺激性を有し、該試薬により殺菌等
の効果が生じても、該試薬による眼の痛みや皮膚のかぶ
れ等の副作用が発生し、特に抵抗力の弱い幼児の場合は
大きな問題となっている。又塩素系試薬は分解するため
永続使用することか出来ず毎日のようにプール水に添加
を続ける必要があり、かつプールに使用されるプール水
の量は真人なものであるため、使用する薬剤のコストも
大きな負担となっている。

更に近年の情報化社会の進展により各種紙類特に高質紙
の需要が増大している。この紙類は製紙用パルプから各
種工程を経て製造されるが、この工程中に製紙前のパル
プを洗浄して不要な成分を洗い流す工程がある。該パル
プは適度な温度に維持されかつ適度な養分を含むため、
黴や細菌等の微生物が繁殖し易くこの黴や細菌が多量に
最終製品中に残存すると、紙類の褪色等の性能の劣化が
生ずる。従ってこの洗浄工程で使用される真人な量の洗
浄水中には、防黴剤や殺菌剤が含有され最終製品の性能
劣化を極力防止するようにしている。

しかしこの方法では、防黴剤や殺菌剤のコストが高くな
るだけでなく前記防黴剤や殺菌剤が製品中に残存して黴
や細菌類に起因する性能劣化とは別の性能劣化を来すこ
とがあるという問題点がある。

更に近年におけるマンション等の集合住宅あるいは多数
の企業が集合して形成されるビル等の建築物の増加に伴
い、該建築物等に設置される各種冷暖房設備の設置台数
も飛躍的に増加している。

このような多数の冷暖房設備が設置されているマンショ
ンやビル等では、通常該冷暖房設備の冷却水の熱交換器
用設備例えばクーリングタワーがその屋上に設置されて
いる。この熱交換器設備の冷却水も長期間使用を継続す
ると黴や細菌類等の微生物が繁殖し前記熱交換器の熱交
換面に析出して熱交換性能を悪化させたり、微生物が塊
状に発生して配管等を閉塞することもある。又多量に発
生する微生物の排棄物により配管や機器に腐食等の重大
な問題を引き起こすことがある。

更に近年の家庭用浴槽の普及や温泉ブームから浴湯水の
使用量が増大しているが、該浴湯水は４０°Ｃ前後の微
生物が最も繁殖し易い液温を有するため、入浴に使用せ
ずに単に放置しておくだけでも微生物が急速に繁殖して
汚染され、使用を継続出来なくなり、入浴を繰り返すと
人体の垢等が浮遊してこの傾向はより顕著になる。繁殖
した微生物は微小であるため濾過操作では除去しにくく
、特に銭湯などではその使用量が膨大であるため、汚染
された浴湯水の再生を簡単な処理操作で行うことが出来
れば大幅なコストダウンが可能になる。

更に各種魚類資源として海や川に繁殖している天然の魚
類の他に最近では養殖場における養殖魚類が注目され、
養殖魚が市場に数多く供給されている。養殖場における
これら魚類の飼育の際には、養魚用水中に含まれる細菌
や黴等の微生物が魚類を汚染し、あるいは魚類に付着し
てその商品価値を低下させる等の悪影響を抑制するため
に殺菌剤や防黴剤等の全部又は大部分の微生物を死滅さ
せるための各種薬剤が前記養魚用水へ多量に添加され、
更に前記薬剤による魚類の損傷を最小限に抑えるために
ビタミン剤等の多量の栄養剤が魚類に投与され、その上
に餌が与えられる。従って養殖場等で飼育される魚類は
餌の量に比較して人工的に投与される各種薬剤、ビタミ
ン剤の添加が多く、防黴剤や殺菌剤が魚類の体内に蓄積
して人体に有害な各種薬剤で汚染された魚類が市場に供
給されることになる。

又養魚用水中には通常の水と同様に約１０ｐｐｍ程度の
溶存酸素が存在し、魚類はこの酸素を摂取して成長して
いく。

更に飲料水は、貯水池等の水源に貯水された水を浄水場
で滅菌処理した後、各家庭や飲食店等に上水道を通して
供給される。飲料水の前記滅菌は塩素ガスによる処理が
一般的であるが、該塩素処理によると飲料水の滅菌は比
較的良好に行われる反面、残留塩素の影響により処理さ
れた飲料水に異物質が混和したような違和感が生じて天
然の水の有するまろやかさが損なわれるという欠点が生
ずる。

飲料水は人間の健康に直結するもので、それに含有され
る細菌の滅菌や黴の繁殖の防止つまり微生物の大部分又
は全部を死滅させることが不可欠であり、該滅菌等の方
法としては前述の塩素による方法が主流であるが、該塩
素法による前記欠点を解消するために塩素性以外の滅菌
方法が提案されている。

例えば前記飲料水をオゾン添加処理しあるいは活性炭吸
着処理して改質する方法が提案されているが、処理すべ
き飲料水が例えば浄水場の水である場合には処理量が真
人となる欠点がある。又浄水場で処理しても末端の蛇口
に至るまでに再度微生物が繁殖するという問題があり、
今のところ塩素処理に優る方法はない。しかし都市部の
水道水滅菌では、その原水となる河川水や湖水等が各種
有機物等で汚染されているため、微生物の滅菌に必要な
量以上の塩素を添加することになり、有機ハロゲン化物
等を生成させるという弊害が生じている。

これらの現象を防止するために従来は防黴剤や沈澱抑制
剤等の各種薬剤を被処理水中に投入したり各種フィルタ
を配管途中に設置したりしているが、前記薬剤投入は前
述の通り薬剤の残留による被処理水への悪影響や薬剤使
用のコスト面での問題点が指摘されている。更に添加薬
剤に対する抗菌が暫くすると発生し、次の薬剤を検討す
る必要が生ずるという問題点を抱えている。

（発明が解決しようとする問題点） 本出願人は、これらの欠点を解消して被処理水中の微生
物を電気化学的に滅菌する方法を提案した（特願平１−
３２６８４６号）。

この方法は複数個の例えば炭素質材料から成る短寸円柱
状の固定床電極を縮方向に筒状体に収容し、被処理水を
該筒状体内に流通させながら通電して前記被処理水の処
理を行う方法である。通常の電解反応では水電解により
水素ガス及び酸素ガスが生じ、隔膜を使用しない電解で
は両ガスが混合し該混合ガスが電解槽から取り出されて
貯溜タンク等へ導かれる。水電解では水素と酸素の２二
１の混合ガスが生じ、この割合は水素゛ガスの爆発限界
である４〜７５容量％内である６６．７容量％であり、
静電気等の存在により発火して爆発することがある。

（発明の目的） 本発明は、固定床型複極式電解槽で水電解により発生す
る水素ガス及び酸素ガスの混合ガスの爆発を防止して、
安全に被処理水の処理を行うことのできる方法を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、貯溜タンクに貯溜された被処理水を被処理水
供給管を通して固定床型三次元電極電解槽に循環し、前
記被処理水を水素ガスを発止させながら電解処理した後
、被処理水排出管を通して前記貯溜タンクへＷＪ環させ
る被処理水の処理方法において、前記被処理水排出管及
び／又は貯溜タンク内に不活性ガスを導入して水素ガス
濃度を低下させることを特徴とする被処理水の電解処理
方法である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明は、写真処理液等の各種被処理水を固定床型三次
元電極電解槽に供給し該電解槽に直流又は交流電圧を印
加して水素ガスを発生させながら前記写真処理液等の被
処理水中の微生物の滅菌あるいは被処理水中の銀回収を
行い、かつ前記水素ガスを空気等の不活性ガスで希釈す
ることにより、操作中の水素ガスの爆発を防止して、安
全に電解処理を行うだめの電解処理方法である。

前記被処理水のうち写真処理液は適度の塩類、ゼラチン
等の栄養源を有しかつ適度な温度に維持されるので、前
記写真処理液中で黴や細菌等が繁殖し易く、又製紙洗浄
水も同様に適度の養分と適度の温度を有して微生物の繁
殖に最適な環境となっている。更に家庭用浴槽や銭湯で
使用される浴湯水は最も微生物の繁殖に適した３５〜４
５°Ｃの温度に維持されるため僅少量の微生物が短時間
で真人な数に繁殖する。これら写真処理液等以外の被処
理水も微生物を含む雰囲気に接触して微生物が該被処理
水内に取り込まれ繁殖して、前述した通りの不都合が生
ずることになる。

前記被処理水を固定床型三次元電極電解槽に供給すると
、該被処理水中の微生物は液流動によって前記電解槽の
陽掻や陰極あるいは後述する固定床や固定床形成用粒子
等に接触しそれらの表面で強力な酸化還元反応を受けた
り高電位の電流に接触し、その活動が弱まったり自身が
死滅して滅菌が行われると考えられる。

従って通常の滅菌処理を目的とする被処理水の処理では
、被処理水中の微生物が電圧が印加された電極や固定床
や固定床形成用粒子等に接触すれば充分であり、両極間
に電流を流して水素及び酸素等のガス発生を伴う実質的
な電解反応を生起させることは必須ではなく、むしろコ
ストな理由及び被処理水に組成変化を生しさせないため
に実質的な電解反応が生しない低い電位を電極表面に印
加することが好ましい。

しかし実際上は効果的に滅菌が行われていることを確認
するために僅かなガス発生をさせながら滅菌処理を行う
ことが多く、更に例えば養魚用水の場合のように積極的
に酸素ガスを発生させて被処理水中の溶存酸素濃度を増
大させることが好ましい場合がある。又水溶液中からの
銀回収の場合は陰極表面で銀イオンの還元が生じ該還元
に伴って水素ガスが発生する。

本発明方法はこのようなガス発生を伴う被処理水の処理
を対象とし、発生する混合ガスを電解槽出口から貯溜タ
ンクまでの配管内及び／又は前記貯溜タンク内で空気等
の不活性ガスで希釈して好ましくは爆発限界の範囲外の
水素ガス濃度つまり４容量％未満として爆発を防止する
。

通常の無隔膜電解槽を使用する電解反応では電解開始当
初は電解槽内に空気が充満し、電解継続につれて発生す
る水素及び酸素の混合ガスが徐々に前記空気を置換して
該空気は電解液とともに槽外に排出されて電解槽内はほ
ぼ前記混合ガスのみとなる。この状態の混合ガスの水素
の割合は６６．７容量％であり、爆発限界内にある。従
って本発明方法ではこの混合ガスを空気や窒素ガス等の
不活性ガスで希釈するが、電解槽内に不活性ガスを供給
することは非常に困難であるため電解槽出口と被処理水
の貯溜タンクを連結する被処理水排出管内又は貯溜タン
ク内に前記不活性ガスを導入して混合ガス中の水素ガス
の割合を４容量％未満とする。この不活性ガス導入を行
わないと高濃度水素ガスが被処理水排出管や貯溜タンク
中に充満して爆発の危険性が増加する。

貯溜タンクを完全に開放状態にすると貯溜タンク内の高
濃度水素ガスが滞留することはなくなるが、被処理水中
への不純物混入が生じて前記電解槽による電解処理が無
意味になる。

本発明方法における電解電位はガス発生が生ずる電位、
つまり陽極電位を＋１．２■から＋２．０■（ｖｓ、５
ＩＩＥ）とし、陰極電位を−２，０■から−１，０■（
シｓ、５ＩＩＥ）とする。

本発明方法に使用する電解槽は、固定床型三次元電極電
解槽つまり固定床型単極式電解槽及び固定床式複極式電
解槽であり、これらの電解槽では該電解槽の三次元電極
が草大な表面積を有するため電極表面と写真処理液等の
被処理水との接触面積を増大させることが出来、これに
より装置サイズを小さくし、かつ電気化学的処理の効率
を上げることができる点で有利である。

本発明に使用する固定床型三次元電極電解槽における電
極は一般に三次元電極と給電用電極を含み、該三次元電
極は前述の使用する電解槽に応じた形状を有し、前記被
処理水が透過可能な多孔竹材料、例えば粒状、球状、フ
ェル］・状、織布状、多孔質ブロック状等の形状を有す
る活性炭、グラファイト、炭素繊維等の炭素系材料から
、あるいは同形状を有するニッケル、銅、ステンレス、
鉄、チタン等の金属材料、更にそれら金属材料に貴金属
のコーティングを施した材料から形成された複数個の好
ましくは粒状、球状、繊維状、フェルト状、織布状、多
孔質ブロック状、スポンジ状の誘電体である固定床とす
ることができる。

これら複数の積層された固定床は好ましくは上下両端が
開口する筒状の電解槽本体に収容する。

該本体は、長期間の使用又は再度の使用にも耐え得る電
気絶縁材料で形成することが好ましく、特に合成樹脂で
あるポリエピクロルヒドリン、ポリビニルメタクリレー
ト、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化エチレン、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂
等が好ましく使用できる。更に透明又は半透明な材料で
成形すると、前記固定床の消耗状態を視認できるためよ
り好都合である。

該固定床を直流又は交流電場内に置き、両端に設置した
平板状又はエキスバンドメツシュ状やパーフォレーティ
ソドプレート状等の多孔板体から成る給電用電極ターミ
ナル間に直流電圧あるいは交流電圧を印加して前記固定
床を分極させ該固定床の一端及び他端にそれぞれ陽極及
び陰極を分極により形成させて成る三次元電極を収容し
た固定床型複極式電解槽とすることが可能であり、この
他に単独で陽極としであるいは陰極として機能する三次
元材料を交互に短絡しないように設置しかつ電気的に接
続して固定床型複極式電解槽とすることができる。

又固定床型単極式電解槽を使用する場合には、給電用陽
極ターミナルに陽分極する固定床を、そして給電用陰極
ターミナルに陰分極する固定床をそれぞれ接続すればよ
い。

前記給電用陽極ターミナルの材質としては、例えば炭素
材（活性炭、炭、コークス、石炭等）、グラファイト材
（炭素繊維、カーボンクロス、グラファイト等）、炭素
複合材（炭素に金属を粉状で混ぜ焼結したもの等）、活
性炭素繊維不織布（例えばＫ　Ｅ−１０００フエルト、
東洋紡株式会社）又はこれに白金、パラジウムやニッケ
ル等を担持させた材料、更に寸法安定性電極（白金族酸
化物被覆チタン材）、白金被覆チタン材、ニッケル材、
ステンレス材、鉄材等から形成される材質がある。

又該給電用陽極ターミナルに対向し負の直流電圧を与え
る給電用陰極ターミナルは、例えば白金、ステンレス、
チタン、ニッケル、Ｓ同、ハステロイ、グラファイト、
炭素材、軟鋼あるいは白金族金属を被覆した金属材料等
から形成されることができる。

前記固定床として活性炭、グラファイト、炭素繊維等の
炭素系材料を使用しかつ陽極から酸素ガスを発生させな
がら被処理水を処理する場合には、前記固定床が酸素ガ
スにより酸化され炭酸ガスとして溶解し易くなる。これ
を防止するためには前記固定床の陽分極する側にチタン
等の基材上に酸化イリジウム、酸化ルテニウム等の白金
族金属酸化物を被覆し通常不溶性金属電極として使用さ
れる多孔質材料を接触状態で設置し、酸素発生が主とし
て該多孔質材料上で生ずるようにすればよい。

処理すべき被処理水が流れる電解槽内に液が固定床に接
触せずに流通できる空隙があると被処理水の処理効率が
低下するため、固定床等は電解槽内の被処理水の流れが
ショートパスしないように配置することが望ましい。

又前記電解槽に供給される被処理水の流量は、該被処理
水が効率的に電極等の表面と接触できるように規定すれ
ばよく、完全な層流であると横方向の移動が少なく固定
床表面との接触が少なくなるため、乱流状態を形成する
ようにすることが好ましく、５００以上のレイノルズ数
を有する乱流とすることが特に好ましい。

前記電解槽内を隔膜で区画して陽極室と陰極室を形成し
ても、隔膜を使用せずにそのまま通電を行うこともでき
るが、隔膜を使用せずかつ固定床（固定床電極）の極間
距創あるいは該固定床と前記給電用電極ターミナルとの
間隔を狭くする場合には短絡防止のため電気絶縁性の例
えばドーナツ状で被処理水の流通を妨げない例えば有機
高分子材料で作製した網状スペーサを固定床間及び該固
定床と給電用電極ターミナル間等に挿入することができ
る。又隔膜を使用する場合には流通する被処理水の移動
を妨害しないように多孔質例えばその開口率が１０％以
上９５％以下好ましくは２０％以上８０％以下のものを
使用することが望ましく、該隔膜は少なくとも前記被処
理水が透過できる程度の孔径の微細孔を有していなけれ
ばならない。

このような固定床複極型又は単極型電解槽の電解槽本体
に被処理水供給管及び被処理水排出管を連結する。該供
給管及び排出管の設置場所は特に限定されないが、前記
両給電用電極ターミナルの一方を通して三次元電極に被
処理水が供給されかつ処理され処理済の被処理水が他方
の給電用電極ターミナルを通って槽外に取り出されるよ
うに前記被処理水供給管及び被処理水供給管を設置する
ようにすることが望ましい。一般には前記電解槽本体に
蓋体及び底板を設置し、該蓋体及び底板を通してそれぞ
れ被処理水排出管及び被処理水供給管を設置して、前記
被処理水が前記電解槽本体を下から上に向かって流れる
ようにすることが好ましい。

前記被処理水排出管の配管内及び該被処理水排出管を通
して電解槽本体内の被処理水が供給される貯溜タンクの
少な（とも一方に不活性ガスを導入して該配管内又は貯
溜タンク内の混合ガスの水素ガス割合を好ましくは４容
量％未満とする。不活性ガスとしては水素ガスを含まな
い任意のガス例えば窒素ガスを使用することができるが
、コスト及び導入の容易さから空気を使用することが望
ましい。前記被処理水排出管に不活性ガスを導入するに
は、例えば不活性ガス供給用パルプを配管途中に設置し
て大気を強制的に前記被処理水排出管内に導入したりす
ることができる。又貯溜タンクに不活性ガスを導入する
場合には、密閉した貯溜タンクの蓋体に導入管等を貫通
させて該導入管から不活性ガスを導入すればよい。

なお、本発明方法に使用する電解槽では該電解槽に漏洩
電流が生じ該漏洩電流が電解槽から写真処理液等の被処
理水を通して他の部材例えば写真処理槽に流れ込み、該
写真処理槽中で好ましくない電気化学反応を誘起したり
、写真処理槽の壁面を電気化学的に腐食させ壁面構成材
料を溶出させることがあるため、電解槽内の陽陰極が相
対しない電極背面部及び／又は前記電解槽の出入口配管
内に、前記被処理液より導電性の高い部材をその一端を
接地可能なように設置して前記漏洩電流を遮断すること
ができる。

このような構成から成る電解槽は、例えば写真処理液中
の微生物の滅菌用として使用する場合には、発色現像槽
、漂白槽、漂白定着槽、水洗工程槽や安定化工程槽等の
写真処理工程の一部又は全部の槽に接続して、前記各処
理槽中の写真処理液を一旦前記貯溜タンクに貯溜し該貯
溜、タンク内の前記写真処理液を前記電解槽に供給し循
環して処理を行い、該処理により発生することのある水
素及び酸素の混合ガスを前記被処理水排出管中又は前記
貯溜タンク中で不活性ガスを導入することにより水素ガ
スを希釈して爆発限界外の水素ガス割合の混合ガスに変
換して爆発の危険を回避することができる。

更に本発明に使用する電解槽は、ビルやマンションの屋
上環に設置された熱交換器に近接して設置し、又はプー
ルに近接させ、あるいは製紙工程の要所に設置し、更に
養殖場や釣堀等に近接して設置し、又は浄水場の貯留ラ
イン中あるいは家庭や飲食店の水道の蛇口に近接させて
設置し、更に銭湯や温泉等の営業用浴場や家庭用の浴槽
に近接して設置して、水素ガスの爆発を生じさせること
なく、これらの被処理水の処理を安全かつ効率良く行う
ことができる。

次に添付図面に基づいて本発明に使用できる電解槽の好
ましい例を説明するが、本発明方法に使用される電解槽
は、この電解槽に限定されるものではない。

第１図は、本発明方法の電解槽として使用可能な固定床
型複極式電解槽の一例を示す概略縦断面図である。

上下にフランジ１を有する円筒形の電解槽本体２の内部
上端近傍及び下端近傍にはそれぞれメンシュ状の給電用
陽極ターミナル３と給電用陰極ターミナル４が設けられ
ている。

前記両電極ターミナル３．４間には複数個の図示の例で
は３個のスポンジ状又は軽石状の固定床５が積層され、
かつ該固定床５間及び該固定床５と前記両電極ターミナ
ル３．４間に４枚の多孔質の隔膜あるいはスペーサー６
が挟持されている。

各固定床５は電解槽本体２の内壁に密着し固定床５の内
部を通過せず、固定床５と電解槽本体２の側壁との間を
流れる写真処理液の漏洩流がなるべく少なくなるように
配置されている。

電解槽本体２の上部のフランジ１上には、中央部に上向
き筒体７が形成された蓋体８が載置され、該筒体７の上
端のフランジ部と側方に向かって折曲された被処理水排
出管９の下端のフランジ部間にはフィルタ１０が挟持さ
れている。前記被処理水排出管９の途中には、側方に向
かう不活性ガス導入口１１が連設された補助管１２がそ
れぞれのフランジ１３を前記被処理水排出管９のフラン
ジ１４に接触させるよう挿入されている。咳被処理水排
出管９の他端部は、貯溜タンク１５の蓋体１６を通して
該貯溜タンク１５内に達している。該貯溜タンク１５に
は不活性ガス導入管１７が前記蓋体１６を通して挿入さ
れ、かつ被処理水供給管１８の基端が同様に前記蓋体１
６を通して挿入されて貯溜タンク１５内の被処理水１９
に接している。前記被処理水排出管工８の他端はポンプ
２０を介して、前記電解槽本体２の下方のフランジ１に
接するよう設置された底板２１の中央下面に穿設された
円孔２２に連結されている。

このような構成から成る貯溜タンク付き電解槽の該貯溜
タンク】５に例えば写真処理工程の水洗工程からの水洗
水を被処理水として貯溜しかつ前記ポンプ２０を作動さ
せて該被処理水を被処理水供給管１８を通して前記電解
槽本体２内に供給し再給電用電極ターミナル３．４間に
通電すると、前記各固定床５が図示の如く下面が正に上
面が負に分極して固定床５内及び固定床５間に電位が生
じ、該電解槽内を流通する被処理水はこの電位を有する
固定床５に接触してその中に含有される黴や細菌の滅菌
等の改質処理が行われて該電解槽本体２の被処理水排出
管９から取り出される。このとき前記滅菌処理で生した
微生物の死骸等の固形不純物は、フィルタ１０を通過す
る際に濾過されて清澄な処理済の被処理水として前記貯
溜タンク１５へ循環される。この電解処理において前記
固定床５上では水電解による水素ガス及び酸素ガスの発
止が起こり、両ガスから成り爆発限界内の水素濃度を有
するこの混合ガスは前記被処理水とともに被処理水排出
管９を通って前記貯溜タンク１５へ導かれる。

この際に静電気等により前記混合ガスが着火し爆発する
ことがあるが、前記不活性ガス導入口１１及び不活性ガ
ス導入管１７から所定量の空気等の不活性ガスを導入す
ると、前記被処理水排出管９内及び貯溜タンク１５の混
合ガス中の水素ガスの割合が爆発限界の範囲外の４容量
％未満となり、これにより水素ガスの爆発による危険を
回避することができる。該不活性ガス導入により貯溜タ
ンク内のガス圧が上昇するが過剰のガスは貯溜タンク１
５と蓋体１６の接合部から漏出して貯溜タンク１５内の
圧力はほぼ一定に維持される。

第１図に示した電解槽は、写真処理液の他に、前述のプ
ール水をはじめとする他の被処理水についても同様にし
て使用し爆発の危険を回避しながら滅菌処理や銀回収等
を行うことができる。

第２図は、本発明に使用できる複極型固定床式電解槽の
他の例を示すもので、該電解槽は第１図の電解槽の固定
床５の給電用陰極４に向かう側つまり陽分極する側にメ
ソシュ状の不溶性金属材料１３を密着状態で設置しかつ
補助管１２を省略したものであり、他の部材は第１図と
同一であるので同一符号を付し”ζ説明を省略する。

直流又は交流電圧が印加された固定床５はその両端部に
おいて最も大きく分極が生じ、ガス発生が伴う場合には
該両端部において最も激しくガス発生が生ずる。従って
最も強く陽分極するつまり最も激しく酸素ガスが発生す
る固定床５の給電用陰極４に向かう端部には最も速く溶
解が生じる。

図示の通りこの部分に不溶性金属材料２３を設置してお
くと、該不溶性金属材料２３の過電圧が固定床５を形成
する炭素系材料の過電圧より低いため殆どの酸素ガスが
前記不溶性金属材料２３から発生し固定床５は殆ど酸素
ガスと接触しなくなるため、前記固定床５の溶解は効果
的に抑制される。又該電解槽２に供給された被処理水は
第１図の場合と同様に処理されて電解滅菌が行われ、処
理済の被処理水は発生する混合ガスとともに被処理水排
出管９を通して貯溜タンク１５を供給され、前記混合ガ
スは該貯溜タンク１５内に前記不活性ガス導入管１７か
ら供給される不活性ガスにより希釈されて爆発限界外の
水素ガス濃度に維持される。

第３図は、本発明に使用できる複極型固定床式電解槽の
他の例を示すものである。

上下にフランジ３１を有する円筒形の電解槽本体３２の
内部上端近傍及び下端近傍にはそれぞれメ・ンシュ状の
給電用陽極ターミナル３３と給電用陰極ターミナル３４
が設けられている。

前記再給電用電極ターミナル３３．３４間には、導電性
材料例えば炭素系材料で形成された多数の固定床形成用
粒子３５と該固定床形成用粒子３５より少数の例えば合
成樹脂製の絶縁粒子３６とがほぼ均一に混在している。

該絶縁粒子３６は、前記給電用陽極ターミナル３３及び
給電用陰極ターミナル３４が完全に短絡することを防止
する機能を有している。

電解槽本体３２の下部のフランジ３１の下面には、中央
部に下向き筒体３７が形成された底板３８が連結され、
該筒体３７の下端のフランジ部と被処理水供給管３９の
上端のフランジ部間にはフィルタ４０が挟持されている
。

中央上面に側方に延びる被処理水排出管４１が上向きに
形成された蓋体４２が前記上方のフランジ３１上に設置
され、前記被処理水排出管４１の途中には、側方に向か
う不活性ガス導入口４３が連設された補助管４４がそれ
ぞれのフランジ４５を前記被処理水排出管４１のフラン
ジ４６に接触させるよう挿入されている。該被処理水排
出管４１の他端部は、貯溜タンク４７の蓋体４８を通し
て該貯溜タンク４７内に達している。該貯溜タンク４７
には前記被処理水供給管３９の基端が同様に前記蓋体４
８を通して挿入されて貯溜タンク４７内の被処理水４９
に接している。前記被処理水供給管３９の他端はポンプ
５０を介して、前述した電解槽本体３２の下方のフラン
ジ３１に接するよう設置された底板３８の中央下面に穿
設された円孔５１に連結されている。

このような構成から成る電解槽に貯溜タンク４７から被
処理水供給管４９を通して被処理水を供給しながら通電
を行うと、第１図及び第２図の場合と同様に固定床形成
用粒子３５が正負に分極して該分極部でガス発生を伴い
ながら被処理水の処理が行われた後、被処理水が発生し
た水素及び酸素の混合ガスとともに被処理水排出管４１
から取り出され、前記混合ガスは前記該被処理水排出管
４１の前記補助管４４内で前記不活性ガス導入口４３か
ら導入される不活性ガスにより希釈され、爆発限界を下
回る水素ガス割合となって貯溜タンク４７へ、循環され
るため、該貯溜タンク４７内で爆発が生ずることが防止
される。

第４図は、本発明方法に使用できる単極型固定床式電解
槽を例示するものである。

上下にフランジ６１を有する円筒形の電解槽本体６２の
内部上端近傍及び下端近傍にはそれぞれメソシュ状の給
電用陽極ターミナル６３と給電用陰極ターミナル６４が
設けられている。

前記再給電用電極ターミナル６３．６４間には、隔膜６
５を挟んで導電性材料例えば炭素繊維をフェル１−状に
成形した１対の固定床６６が陽極室内及び陰極室内に充
填され、前記陽極室内及び陰極室内のフェルト状炭素繊
維はそれぞれ前記給電用陽極ターミナル６３と給電用陰
極ターミナル６４に電気的に接続され、陽極室内の固定
床は正に陰極室内の固定床は負に帯電されている。

電解槽本体６２の下部のフランジ６１の下面には、中央
部に下向き筒体６７が形成された底板６８が連結され、
該筒体６７の下端のフランジ部と被処理水供給管６９の
上端のフランジ部間にはフィルタ７０が挟持されている
。該フィルタ７０は被処理水より導電性の高い材料で形
成されかつ接地されている。

又前記電解槽本体６２の上部のフランジ６１の上面には
、中央部に上向き筒体７１が形成された蓋体７２が連結
され、該筒体７１の上端のフランジ部と被処理水排出管
７３の下端のフランジ部間にはフィルタ７４が挟持され
ている。前記被処理水排出管７３は側方に延びた後、下
向きに折曲され、貯溜タンク７５の蓋体７６を迫して該
貯溜クンクツ５内に達している。

該貯溜タンク７５には前記被処理水供給管６９の基端が
同様に前記蓋体７６を通して挿入されて貯溜タンク７５
内の被処理水７７に接している。前記被処理水供給管６
９の他端はポンプ７８を介して、前述の通り下向き筒体
６７に接続されている。

第４図に示した電解槽６２も第１図から第３図４こ示し
た電解槽と同様に、被処理水の処理と発生ずる混合ガス
の前記貯溜タンク７５内における希釈が行われて水素ガ
スの爆発が防止される。

（実施例） 以下に本発明方法による被処理液改質処理の実施例を記
載するが、該実施例は本発明を限定するものではない。

実施割± 補助管を除去したこと以外は第１図に示した電解槽と同
一の電解槽を使用して、被処理水中の微生物の滅菌効果
を測定した。

電解槽本体は、塩化ビニル製の高さ１００肛、内径５０
胴のフランジ付円筒形とし、該円筒体の内部に、炭素繊
維製電極材料から成る直径５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの固
定床型電極３個を、開孔率８５％で直径５０鵬及び厚さ
１．５ｍｍのポリエチレン樹脂製隔膜４枚で挾み込み、
上下両端の隔膜の表面に、白金メッキヂタンである直径
４８ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのメツシュ状陽極ターミナル
及び陰極ターミナルを接触させて設置した。

電解槽本体の上部フランジに、中央に直径２６ｍｍの上
向き筒体を連設した蓋体を載置し該上向き筒体と被処理
水排出管のフランジ間に直径４８ｍで厚さ３．０鵬で平
均開孔径５μｍ及び開孔率４５％のポリプロピレン繊維
焼結フィルタを挟持させた。

前記被処理水排出管を容量３０００　ｆの貯溜タンクに
接続して０．１　ｇ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液を２
！／分の速度で循環させ、かつ前記貯溜タンクに第１表
に示す速度で空気を供給した。それぞ第 ■ 表 れの空気供給速度ムこおける貯溜タンク内の水素ガスの
容量％を測定した。その結果を第１表に示した。

第１表から本実施例では空気供給速度を７５ｍ１／分以
上とすることにより貯溜タンク中の水素ガスの容量％を
爆発限界の下限値である４容量％未満とすることができ
、発生ガスの爆発を防止することができることが判る。

（発明の効果） 本発明方法は、固定床型三次元電極電解槽を使用してガ
ス発生させながら被処理水処理を行う際に、被処理水排
出管や貯溜タンク内に不活性ガスを導入して水素ガス濃
度を低下させる被処理水の電解処理方法である（請求項
１）。

通常の水電解により発生する水素及び酸素から成る混合
ガスは爆発限界内にあるため静電気等により着火爆発し
て危険を生じさせることがある。

本発明方法により配管内やタンク内の水素ガス濃度を減
少させると水素ガスの爆発の危険を減少させることがで
き、特に水素ガス濃度を爆発限界の下限値である４容量
％未溝に維持すると（請求項２）、爆発の危険を完全に
回避して安全な電解処理を行うことができる。

混合ガスを希釈する不活性ガスとしてはコスト面及び取
扱い易さから空気を使用することが望ましい（請求項３
）。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図及び第４図は、それぞれ本発明
方法に使用出来る固定床型三次元電極電解槽を例示する
概略断面図である。 ｌ　・ ３　・ ４　・ ５　・ ７　・ ９　・ １１　・ １３． １６・ １８・ ２０・ ２２・ ３１・ ３３・ ３４・ ３５・ ３７・ ３９・ ４１・ ４３・ ・・フランジ　２・・・電解槽本体 ・・給電用陽極ターミナル ・・給電用陰極ターミナル ・・固定床　６・・・スペーサ ・・上向き筒体　８・・・蓋体 ・・被処理水排出管　ＩＯ・・・フィルタ・・不活性ガ
ス導入口　１２・・・補助管１４・・・フランジ　１５
・・・貯溜タンク・・蓋体　１７・・・不活性ガス導入
管・・被処理水供給管　１９・・・被処理水・・ポンプ
　２１・・・底板 ・・円孔　２３・・・不溶性金属材料 ・・フランジ　３２・・・電解槽本体 ・・給電用陽極ターミナル ・・給電用陰極ターミナル ・・固定床形成用粒子　３６・・・絶縁粒子・・下向き
筒体　３８・・・底板 ・・被処理水供給管　４０・・・フィルタ・・被処理水
排出管　４２・・・蓋体 ・・不活性ガス導入口　４４・・・補助管４５．４６・
・・フランジ　４７・・・貯溜タンク４８・・・蓋体　
４９・・・被処理水 ５０・・・ポンプ　５１・・・円孔 ６１・・・フランジ　６２・・・電解槽本体６３・・・
給電用陽極ターミナル ６４・・・給電用陰極ターミナル ６５・・・隔膜　６６・・・固定床 ６７・・・下向き筒体　６８・・・底板６９・・・被処
理水供給管　７０・・・フィルタ７１・・・上向き筒体
　７２・・・蓋体７３・・・被処理水排出管　７４・・
・フィルタ７５・・・貯溜タンク　７６・・・蓋体７７
・・・被処理水

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）貯溜タンクに貯溜された被処理水を被処理水供給
   管を通して固定床型三次元電極電解槽に循環し、前記被
   処理水を水素ガスを発生させながら電解処理した後、被
   処理水排出管を通して前記貯溜タンクへ循環させる被処
   理水の処理方法において、前記被処理水排出管及び／又
   は貯溜タンク内に不活性ガスを導入して水素ガス濃度を
   低下させることを特徴とする被処理水の電解処理方法。
2. （２）水素ガス濃度を低下させて４容量％未満とする請
   求項１に記載の処理方法。
3. （３）不活性ガスが空気である請求項１又は２に記載の
   処理方法。