JPH04219192A - 被処理水の処理方法 - 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、飲料水等の被処理水の改質処理方法に関し、
より詳細には上水道から家庭用及び業務用等として供給
される飲料水を多孔質電極電解槽を使用して電気化学的
に処理することにより該飲料水の味覚の改質を行うため
の方法に関する。

（従来技術） 飲料水は、貯水池等の水源に貯水された水を浄水場で殺
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。飲料水の前記殺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殺菌は比較的
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
る細菌の殺菌や黴の繁殖の防止つまり微生物の死滅除去
は不可欠であり、該殺菌や防黴の方法としては前述の塩
素による方法が主流である。

しかし都市部の水道滅菌はその原水となる河川水、湖水
等が各種有機物等で汚染され微生物の死滅に必要な量以
上の塩素を添加するため、有機ハロゲン化物、次亜塩素
酸イオン及び残留塩素等の有効塩素成分を生起するとい
う弊害を生じている。該塩素法による前記欠点を解消す
るために、塩素法以外の殺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や活性炭吸着処理す
ることにより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
莫大である。又浄水場で処理しても水道管末端の蛇口に
至るまでに再度微生物が繁殖するという問題があり、現
在のところ塩素添加処理に優る方法はない。

従って前述の通り人体に有害な有機塩素化合物や飲料水
の味を損ない易い次亜塩素酸イオン等を生じさせ易い塩
素処理に代わり得る人体に害がなくかつ天然水に近い味
を有する飲料水の処理方法が要請されている。

更に飲料水以外にも食品類の処理水等の間接的に体内に
摂取される各種生活用水があり、これらの生活用水につ
いても塩素処理以外の方法が望まれている。

（発明が解決しようとする問題点） このように飲料水等の従来の改質処理方法は、主として
塩素法によるものであり、該方法では次亜塩素酸イオン
が生成しあるいは塩素ガスが残留していわゆるカルキ臭
が生じ、処理後の飲料水等の味が悪くなるという欠点が
あり、このカルキ臭を除去するには該カルキ臭源である
次亜塩素酸イオン（有効塩素）を活性炭等に吸着させる
方法が使用されている。

しかしこの方法では、活性炭の吸着能力の限界があり、
しばらく使用すると有効塩素分解が生じないという寿命
の点で致命的な欠点があり、又活性炭の交換といった煩
雑な操作が必要であるとともに、完全なカルキ臭の除去
が達成できないことがある。

（発明の目的） 本発明は、有効塩素成分を含有する飲料水等を電気化学
的に処理することにより、次亜塩素酸イオン等の有効塩
素が飲料水等に混入して味覚を悪化させるカルキ臭成分
をほぼ完全に分解除去して味がまろやかな飲料水等を供
給する際の処理操作をより効率的に行うための方法を提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明方法は、有効塩素成分を含有する被処理水を、固
定床型陰極が設置された電解槽に供給し、該陰極で前記
有効塩素成分を分解又は還元して前記被処理水の改質を
行う被処理水の処理方法において、陰極電流密度を０．
５Ａ／ｄｍ２未満とすることを特徴とする被処理水の処
理方法である。なお本発明では電極等の表面上で実質的
な電気化学反応を生起しないことがあるため本発明に使
用される槽は電気化学的処理槽というべきであるが、一
般呼称に従って電解槽と称する。

以下本発明を詳細に説明する。

本発明は、飲料水等に含まれるカルキ臭を除去するため
に、該カルキ臭源である有効塩素成分を含有する飲料水
や食品処理水等の被処理水を、活性炭処理等の不確実で
煩雑な操作に代えて、多孔質の三次元電極方式の陰極等
を収容した電解槽に供給し該多孔質陰極等に十分接触さ
せることにより前記有効塩素成分特に次亜塩素酸イオン
を電気化学的に還元分解する際に陰極電流密度を０．５
Ａ／ｄｍ２とすることを特徴とする。本発明方法により
処理される被処理水は人体に摂取される飲料水や食品処
理水を対象とし、飲料水は、上水道を流れて家庭や飲食
店等の水道の蛇口から注出される水道水等を含み、食品
処理水としては生鮮食品の洗浄水や豆腐等の含水食品に
含有される水等が含まれる。

前記多孔質陰極との接触により被処理水中の有効塩素成
分の主成分である次亜塩素酸イオンは次の式に従って塩
素イオンと水に分解される。

更に被処理水中の残留塩素は陰極に接触し次の式に従っ
て塩素イオンに還元される。

この分解又は還元反応では、陰イオンである次亜塩素酸
イオンあるいは中性の塩素が陰極面上で反応することが
必要であり、該反応はこれらの陰イオン又は中性分子の
陰極面への拡散移動が律速となる反応である。この拡散
を良好に行わせるためには陰極上発生し前記分解又は還
元反応自体には不要である水素ガスが拡散イオン又は分
子の陰極面上への接近を阻害しないようにすることが必
要である。つまり陰極面上で水素ガスが多量に発生する
と陰極の周囲に水素ガスのバリアが生じると前記イオン
又は分子の陰極への接近が阻害される。この場合の水素
ガスによる阻害の程度は陰極の単位面積当たりの水素ガ
スの発生量に比例し従って陰極電流密度に比例する。つ
まり陰極電流密度を低くするほど前記イオン又は分子は
前記分解又は還元反応の生ずる陰極面上に接近し易くな
る。

本発明者らの検討によると、陰極電流密度を変化させて
前記反応を行わせると０．５Ａ／ｄｍ２を境にして処理
後の被処理水中の有効塩素成分濃度が大きく変動し０．
５Ａ／ｄｍ２未満であると該濃度が非常に低くなり有効
塩素成分の除去効率が向上することが判明した。

陰極電流密度は（陰極電流量）÷（陰極表面積）で算出
される。従って本発明で陰極電流密度を上記範囲に維持
するためには電流量又は陰極表面積を適宜調節すればよ
い。本発明では多孔質材料から成る三次元電極型陰極を
好ましく使用することができ、該陰極では細孔が内部に
まで入り込んでいるが、本発明では前記陰極電流密度の
算出に際して前記細孔の表面積を考慮に入れず表面に露
出している部分のみの陰極表面積から算出される見掛け
上の陰極電流密度とする。

陰極で発生する水素ガスが陰極面上又はその近傍に滞留
すると、前述のように処理効率が低下するので、陰極電
流密度を前記範囲内に維持するだけでなく他のガス滞留
防止手段を設けてもよい。

例えば被処理水を電解槽の下方から該被処理水の流れが
上方向を向くように供給すると、発生ガスが該被処理水
とともに槽外に取り出されるためガス滞留が殆どなくな
り処理効率が上昇する。

一般的にはこれらの電気化学的反応では電子が消費され
るため電流を流して実質的な電解反応を生じさせること
が必要である。しかし被処理水中に含有される有効塩素
成分が微量つまり数ｐｐｍであり、陰極上に滞留する電
荷が存在すれば十分に被処理水の処理を行うことができ
る。従って本発明における被処理水処理ではガス発生を
伴っても伴わなくてもよいが、ガス発生が生ずると被処
理水に変化が生じ該変化に起因する味覚変化等が生ずる
恐れがあるため、実質的なガス発生が生じない陰極電位
つまり−０．１〜−１．０Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）の陰極電
位が生ずるよう電圧を印加することが好ましい。

実質的なガス発生を生じさせない電圧を印加しながら処
理を行うと流れる電流量がほぼ零に等しく従って消費さ
れる電気量も零に等しいため、電力コストをほぼ零に維
持したまま従来の塩素添加法や高電力消費を伴う電解法
とほぼ等しい効率で飲料水等の被処理水の改質処理を行
うことができる。

本発明方法では処理される被処理水中の有効塩素成分が
微小量であることが多いため電流量を上昇させることは
不要であり、むしろ副反応を生じさせることになるため
、電流量は比較的小さい範囲例えば陰極電流濃度が０．
１Ａ／ｌ未満となる範囲に維持することが好ましい。

水道水にはカルシウムイオンやマグネシウムイオンが含
有され該イオンは多量に存在すると飲料水等の味を悪く
する一因となっているが、該イオンは前記飲料水等を電
気化学的に処理を行うと前記多孔質陰極上に水酸化カル
シウムや水酸化マグネシウムとして析出して飲料水等か
ら除去されて該飲料水等の味を向上させることもある。

又飲料水や食品処理水中には前記カルシウムをはじめと
する微量のイオンや溶解物がその周囲に水和水を有する
クラスターとして存在するが、この水和水は飲料水等の
まろやかさを失わせる一因となっている。本発明により
前記水和水を含む飲料水等に実質的な電解反応が生じな
い程度の電圧を印加すると、電位勾配に従って該飲料水
中のイオンが液中で高速で泳動や移動をするために前記
クラスターは移動できずに巨大クラスターが破壊されて
、あるいは前述の通り水和水を有するイオンが多孔質陰
極等で破壊され前記水和水の数が大きく低減されて飲料
水等の改質効果が生ずるものと考えられる。

本発明方法による被処理水の処理では、該被処理水が陰
極と接触する機会が多いほど処理効率が上昇する。従っ
て前述の通り本発明に係わる電解槽はその内部を前記被
処理水が流通可能な固定床型陰極（以下この陰極を「多
孔質陰極」ということがある）が設置された電解槽特に
単極式電解槽とすることが望ましい。単極式電解槽とは
通常陰極が１個で陽極が１個であることを意味するが、
これに限定されず陰極や陽極が物理的に複数個存在して
もそれぞれの陰極あるいは陽極が電気的に接続されて同
一電位になっていれば単極式電解槽に含まれる。単極式
電解槽は同一電位の陽極及び陰極はそれぞれ１個しか存
在しないため印加電圧が複極式電解槽よりも小さくてす
み、特に家庭用の飲料水処理には市販の乾電池程度の電
圧で十分なため装置の小型化に寄与することができる。

この単極式電解槽を使用して被処理水の処理を行う場合
には陽極側から陰極側に被処理水を流れるように被処理
水の供給及び電解槽の構造を選択することが望ましい。

本発明方法では前述の単極式電解槽の他に複極式電解槽
も使用することができる。該複極式電解槽は、陽陰極に
分極する多孔質誘電体を使用する電解槽と、単独で陽極
及び陰極として機能する陽極材料及び陰極材料特に多孔
質陰極材料を交互に設置した電解槽を含む。前者の電解
槽では多孔質誘電体の一端が分極して多孔質陰極を構成
し、後者では多孔質陰極自体が陰極として機能する。

前記電解槽内を流通する被処理水を効率良く、望ましく
は全ての被処理水を前記多孔質陰極と接触させるため、
該電解槽の被処理水の流通方向の断面積と実質的に同一
の断面積を有する多孔質陰極を前記電解槽内に該電解槽
の内壁との間に間隙が生じないように収容することが好
ましい。これにより被処理水内の実質的に全ての有効塩
素成分が塩素イオンに分解あるいは還元されてカルキ臭
が除去される。

本発明方法に使用できる電解槽における陰極は、前記被
処理水が透過可能な多孔質材料、例えば粒状、球状、フ
ェルト状、織布状、多孔質ブロック状、多数の貫通孔を
形成した中実体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、あるいはその中に例えば銅
、ニッケル、鉄及び貴金属等を含有する前記炭素系材料
、あるいはニッケル等の金属焼結体等から成る三次元電
極とすることが好ましいが、板状、棒状、エクスパンド
メッシュ状の陰極を使用してもよい。本発明による被処
理水処理を行うためには該被処理水が前記陰極特に多孔
質陰極と可能な限り接触することが必要であり、これを
達成するためには被処理水の前記多孔質陰極内の滞留時
間をなるべく長く、換言すると被処理水が可能な限り前
記多孔質陰極の内部に浸透しかつ透過することが必要で
ある。

被処理水を多孔質陰極内に浸透させるためには、該陰極
の材料の導体抵抗が小さくかつ過電圧が大きいことが望
ましい。つまり導体抵抗が小さいと電流が電極全体に均
一に分散でき、過電圧が大きいと表面だけでなく内部で
も所定の反応が生じ易くなるのである。過電圧が小さい
と陽極に面した陰極表面のみで反応が生ずるため多孔質
陰極を使用する意味が減殺される。

前記炭素系材料はこの要件つまり導体抵抗が小さく過電
圧が大きいという要件を満足する本発明において有効に
使用される材料である。更に該炭素系材料は毒性が全く
なくかつイオンやその水酸化物を形成しないため飲料水
等の体内に摂取される被処理水の処理用として好ましい
。又表面積が莫大であり有効塩素成分が接触する機会が
非常に大きくなり処理効率が大幅に上昇する。更に炭素
系材料は安価であり、他の金属材料極と異なり電解を停
止しても腐食が生じないため、経済的にも操作性の面か
らも有利である。なおこれらの多孔質陰極の開口率は流
通する被処理水の移動を妨害しないように１０％以上９
５％以下好ましくは２０％以上８０％以下とし、貫通孔
の開孔径は被処理水が透過できる程度の孔径の微細孔と
することが好ましい。

本発明に使用される陽極では有効塩素成分の分解や酸化
は生ずることがない。従って前記被処理水は該陽極に接
触する必要はなくその形状は特に限定されないが、該陽
極を通って被処理水が流れる場合にはその形状は多孔質
でなくともよいが被処理水の流通を円滑にするためメッ
シュ状とすることが好ましい。陽極として多孔質陽極を
使用する場合にはその多孔質度は陰極の多孔質度より小
さく（陽極電流密度を陰極電流密度より大きく）するこ
とが望ましい。又該陽極の材質としてはグラファイト材
、炭素材、白金族金属酸化物被覆チタン材（寸法安定性
電極）、白金被覆チタン材、ニッケル、フェライト等を
使用することができる。

本発明に使用できる電解槽では、前記陰極及び陽極を隔
膜を使用して区画して陰極室及び陽極室を形成しないこ
とが望ましいが、本発明は隔膜の使用を排除するもので
はなく、織布、素焼板、粒子焼結プラスチック、多孔板
、イオン交換膜等の隔膜を使用してもよい。両極を接近
させて電圧の低減を意図する場合には、両極間の短絡防
止のため電気絶縁性のスペーサとして例えば有機高分子
材料で作製した網状スペーサ等を挿入することが好まし
い。

このような構成から成る電解槽は、浄水場の貯留水のラ
イン中あるいは家庭や飲食店の水道の蛇口に近接させ又
は食品処理水等の他の被処理水の用途に応じた箇所に設
置され、これらの被処理水の全部又は一部を前記電解槽
に導入して陰極電流密度を０．５Ａ／ｄｍ２未満に維持
しながら該電解槽中で該被処理水を処理し有効塩素成分
の分解や還元による除去を行うようにする。これにより
有効塩素成分が十分に陰極に接触して被処理水中の該成
分をほぼ完全に分解又は還元処理して、カルキ臭のない
飲料水等を提供することができる。

なお電解槽に供給される被処理液が層流であると陰極の
表面と充分に接触することなく前記電解槽を通過するこ
とがあるため、前述のように前記多孔質陰極を電解槽内
に間隙なく収容するだけでなく、電解槽内を通過する被
処理液は５００以上のレイノルズ数を有する乱流として
、横方向の移動を十分に行わせてながら前記電解槽を通
過させることが好ましい。

このような電解槽を使用して被処理水の処理を行うと、
多くの場合該電解槽を１回通過させるのみでつまり一過
性処理（ワンパス処理）で十分有効塩素成分の除去を行
うことができ、操作効率が向上する。

又本発明方法に使用でき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処理すべき被処理水を
通して他の金属製部材例えば水道管に流れ込み、該部材
に溶出等の電気化学的な腐食を生じさせることがある。

そのため電解槽内の両極が相対しない該電極背面部及び
／又は前記電解槽の出入口配管内に、被処理水より導電
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。

次に添付図面に基づいて本発明に係わる電解槽の好まし
い例を説明するが、該電解槽及び本発明方法に使用でき
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単極型
固定床式電解槽の第１の例を示す概略縦断面図である。

底板中央に被処理水供給口１を、又天板中央に被処理水
取出口２をそれぞれ有する円筒状の電解槽本体３内の下
部には、炭素質材料や金属焼結体等から形成される短寸
円柱形の多孔質固定床型陰極４が前記本体３の内壁と僅
かな間隙を形成するように収容され、該陰極４上には若
干の間隙を介して例えばメッシュ状の白金族金属酸化物
被覆チタン材から成る陽極５が収容されている。前記電
解槽本体３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。

このような構成から成る電解槽本体３は例えば水道配管
の途中や水道の蛇口に設置され、該本体３にその被処理
水供給口１から、次亜塩素酸イオン等の有効塩素成分を
含有する飲料水を供給すると、該飲料水は多孔質陰極４
の下面に接触し、更に該陰極４内を透過しその間に十分
に次亜塩素酸イオンや塩素イオン等の有効塩素成分が分
解あるいは還元されて塩素イオンに変換されカルキ臭が
除去されあるいはマグネシウムやカルウシムの析出除去
が行われた後、前記被処理水取出口２から槽外へ取り出
される。なお本電解槽では液流が上向きであるため、電
解反応によって微量発生する水素ガスや酸素ガスが容易
に液流とともに電解槽外へ排出される。

この場合に飲料水中の次亜塩素酸イオン等は十分に陰極
３と接触しかつ前記分解又は還元反応は電気化学の法則
に従って進行する。つまり活性炭吸着処理のような不確
実で手間の掛かる方法と異なり、確実に飲料水等の改質
処理を行うことができる。更に活性炭吸着処理と異なり
、処理を長期間継続しても消耗する部材が殆どなく、分
解や洗浄あるいは部材の交換を必要とすることなく大量
の飲料水等の処理を行うことができる。

第２図は、本発明方法の電解槽として使用可能な単極型
固定床式電解槽の第２の例を示す概略縦断面図であり、
第２図の電解槽は第１図の電解槽の改良に係わるもので
あり、第１図と同一部材には同一符号を付して説明を省
略する。

電解槽本体３′は第１図の電解槽本体３よりも縦方向の
長さが長くなるよう成形され、該電解槽本体３′内には
上下１対の多孔質陰極４と該陰極４間に挟まれたメッシ
ュ状陽極５が収容され、両陰極４と前記陽極５間には短
絡防止用の例えば有機高分子材料製のスペーサ６が設置
されている。

前記両多孔質陰極４は電気的に接続されて同一電位に維
持されている。

このような構成から成る電解槽本体３′に第１図の場合
と同様にその被処理水供給口１から、飲料水を供給する
と、該飲料水は下側の多孔質陰極４の下面に接触して該
陰極４内を透過し次いで上側の多孔質陰極４で更に十分
に有効塩素成分の分解等が行われた後、前記被処理水取
出口２から槽外へ取り出される。

第３図は、本発明方法の電解槽として使用可能な単極型
固定床式電解槽の第３の例を示す概略縦断面図であり、
第３図の電解槽は第１図及び第２図の電解槽の改良に係
わるものであり、第１図あるいは第２図と同一部材には
同一符号を付して説明を省略する。

電解槽本体３″は第２図の電解槽本体３′よりも縦方向
の長さが、僅かに短くなるよう成形され、該電解槽本体
３″内には上下１対のメッシュ状陽極５と該陽極５間に
挟まれた多孔質陰極４が収容され、前記両陽極５は電気
的に接続されて同一電位に維持されている。

このような構成から成る電解槽本体３″に第１図の場合
と同様にその被処理水供給口１から、飲料水を供給する
と、該飲料水は下側の陽極５のメッシュを透過した後、
多孔質陰極４に接触して該陰極４内を透過して十分に有
効塩素成分の分解等が行われた後、上側の陽極５のメッ
シュを透過して前記被処理水取出口２から槽外へ取り出
される。

第４図は、本発明方法の電解槽として使用可能な単極型
固定床式電解槽の第４の例を示す概略縦断面図である。

底板中央に被処理水供給口１１を、又天板中央に被処理
水取出口１２をそれぞれ有する円筒状でその内壁面が陽
極としての機能を有する電解槽本体１３内の内部には、
その上面に邪魔板１４が該本体１３の内上面との間に若
干の間隙が形成されるように一体的に設置された円柱形
の多孔質陰極１５が収容され、該陰極１５にはその下面
中央から切込み１６が切設され該切込み１６は前記邪魔
板１４の若干下方に達している。該陰極１５の下面と前
記本体１３の内下面との間にはＯリング１７が設置され
て被処理水の該間隙への漏入を防止している。

このような構成から成る電解槽本体１３にその被処理水
供給口１１から、飲料水を供給すると、該飲料水は前記
Ｏリング１７により本体１３内下面と陰極１５下面間の
間隙を透過することが抑止されるため、前記切込み１６
内を上昇した後、前記多孔質陰極１５を透過して該陰極
１５の外周面に達し更に上昇して前記邪魔板１４の上面
の間隙を通って前記被処理水取出口１２から槽外に取り
出される。

第５図は、本発明方法の電解槽として使用可能な単極型
固定床式電解槽の第５の例を示す概略縦断面図である。

上面が開口する円筒箱型の電解槽本体２１の内部中央に
は棒状の陽極２２が設置され、かつ該陽極２２の周囲に
は間隙を介してドーナツ状の多孔質陰極２３が、前記本
体２Ｌの内下面とＯリング２４を介して接触するように
収容されている。前記本体２１の側面上外端部には螺部
２５が形成され、該螺部２５には周縁部が下向きに折曲
された円板状蓋体２６の前記折曲部内面に形成された螺
部が螺合されかつ前記本体２１の側面上部及び蓋体２６
内面間に配設されたＯリング２７により密封状態を形成
している。前記蓋体２６の上面中央には被処理水取出口
２８が又該蓋体２６の該取出口２８のやや円周側には被
処理水供給口２９が設置され、該蓋体２６下面と前記陰
極２３上面間にはＯリング３０が配設されている。

このような構成から成る電解槽本体２１にその被処理水
供給口２９から、飲料水を供給すると、該飲料水は前記
多孔質陰極２３の周囲から該陰極２３を透過して有効塩
素成分の分解又は還元が行われた後、該ドーナツ状陰極
２３の内部に達し、該空間を上昇して前記被処理水取出
口２８から槽外に取り出される。

第６図は、本発明方法の電解槽として使用可能な単極型
固定床式電解槽の第６の例を示す概略縦断面図である。

上面が開口する円筒箱型の電解槽本体３１の内部中央に
は円柱状の多孔質陰極３２が設置され該陰極３２にはそ
の上面中央から切込み３３が切設され該切込み３３は該
陰極３２の下面中央のやや上方に達している。該陰極３
２の周囲には若干の間隙を介してドーナツ状でメッシュ
を有する陽極３４が同心状に設置され、該陽極３４の下
面はＯリング３５を介して前記本体３１の内下面に接触
している。該陽極３４の周囲にはドーナツ状の多孔質陰
極３６が同心状に設置され、該陰極３６の下面はＯリン
グ３７を介して前記本体３１の内下面に接触している。

両多孔質陰極３２、３６は電気的に接続されて同一電位
に維持されている。前記本体３１の側面上外端部には、
周縁部が下向きに折曲された円板状蓋体３８の前記折曲
部が係合しかつ前記本体３１の側面上部及び蓋体３８内
面間に配設されたＯリング３９により密封状態を形成し
ている。前記蓋体３８の上面中央には被処理水供給口４
０が又該蓋体３８の該供給口４０のやや円周側には被処
理水取出口４１が設置され、該蓋体３８下面と前記陰極
３６上面間及び該蓋体３８下面と前記陽極３４上面間に
はそれぞれ１対のＯリング４２、４３が配設されている
。

このような構成から成る電解槽本体３１にその被処理水
供給口４０から、飲料水を供給すると、該飲料水は中央
の前記多孔質陰極３２の切込み３３から下降しながら該
陰極３２を透過してその周囲に達し、更に外側の陰極３
６で同様に処理されて該陰極３６の外側の空間を上昇し
て前記被処理水取出口４１から槽外に取り出される。

第７図は、本発明方法の電解槽として使用可能な単極型
固定床式電解槽の第７の例を示す縦断面図である。

有底円筒形の電解槽本体５１の底板５２中央に穿設され
た通孔５３を通して給電用ボルト５４が螺合され、該給
電用ボルト５４には前記底板５２上の絶縁体５５を介し
て陽極基部５６が螺合され、更に該陽極基部５６の上周
縁部には、メッシュ状円筒形の陽極５７が溶接等により
固定されている。前記底板５２には、前記通孔５３の他
に２個の通孔５８が前記通孔５３から等間隔で穿設され
、該通孔５８にはそれぞれ給電用長寸ボルト５９が螺合
されている。前記底板５２上には、前記通孔５３を中心
としかつ前記両通孔５８を通るように短寸ドーナツ状の
絶縁体６０が配置され、該絶縁体６０上には平面形状が
該絶縁体６０と同一である炭素系材料から成る長寸ドー
ナツ状の陰極６１が設置され、該陰極６１は前記絶縁体
６０とともに前記給電用長寸ボルト５９により前記底板
５２に締着されている。なお６２は電解槽本体５１の側
面下部に横向きに形成された被処理水取出口である。

前記装置本体５１の上周縁部には内向き膨出部６３が形
成され該膨出部６３の上面にはパッキング６４が配置さ
れ、かつ中央上面に被処理水供給口６５が上向きに形成
された円板状の蓋体６６の周縁部と前記膨出部６３とが
ねじ６７により締着されている。前記蓋体６６下面及び
陰極６１上面の対向箇所にはそれぞれ平面視円周形のＶ
字溝６８が刻設され、両Ｖ字溝６８間にはＯリング６９
が配設されている。

このような構成から成る電解槽本体５１の両極５７、６
１間に通電しながら被処理水供給口６５から飲料水等の
被処理水を供給すると、該被処理水は中央の前記メッシ
ュ状陽極５７を通過した後、炭素系多孔質材料から成る
陰極６１の内周面に達し、該陰極６１内を透過する際に
十分に改質処理が行われて該陰極６１の外周面に達し、
前記被処理水取出口６２から槽外に取り出される。

第８図は、本発明方法の電解槽として使用可能な単極型
固定床式電解槽の第８の例を示す横断面図、第９図は、
第８図のＩＸ−ＩＸ線縦断面図である。

底板７１のやや円周寄りの箇所に被処理水供給口７２が
下向きに形成された有底円筒形の電解槽本体７３内の下
側部には３個の断面視Ｌ字状の絶縁体７４がほぼ等間隔
をなすように設置されている。この３個の絶縁体７４上
には無孔の円板状邪魔板７５が載置され、該邪魔板７５
上には円周方向から中心に向かって順に、メッシュ状陽
極７６、絶縁用スペーサ７７、多孔質炭素系材料から成
る長寸ドーナツ陰極７８、メッシュ状給電材料７９が互
いに接触状態で設置されている。

前記陽極７６には、電解槽本体７３の底板７１を貫通し
て外部電源に達する陽極給電体８０が接続され、かつ前
記陰極７８には、前記メッシュ状給電材料７９を介して
、電解槽本体７３の底板７１を貫通して外部電源に達す
る陰極給電体８１が接続されて両極間に通電されるよう
になっている。

前記電解槽本体７３の上面開口部には、中央上面に被処
理水取出口８２が形成された蓋体８３が係合され、前記
本体７３の側壁上縁部と前記蓋体８３の下面に形成され
た取付溝８４間には、Ｏリング３５が配設されている。

８６は前記陰極７８上面と蓋体８３下面間に設置された
ドーナツ状スペーサである。

このような構成から成る電解槽本体７３の両極７６、７
８間に両給電体８０、８１により通電しながら被処理水
供給口７２から飲料水等の被処理水を供給すると、該被
処理水は邪魔板７５に接触して本体７３内の周縁方向に
移動し、更にメッシュ状陽極７６、スペーサ７７を順に
通過して前記多孔質陰極７３内を透過する際に十分に電
解処理が行われて該陰極７８の内周面に達して上昇し、
前記被処理水取出口８２から槽外に取り出される。

第１０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９１を有する円筒形の電解槽本体９２の
内部上端近傍及び下端近傍にはそれぞれメッシュ状の給
電用陽極ターミナル９３と給電用陰極ターミナル９４が
設けられている。該両電極ターミナル９３、９４間には
複数個の図示の例では３個のスポンジ状の固定床９５が
積層され、かつ該固定床９５間及び該固定床９５と前記
両電極ターミナル９３、９４間に４枚のメッシュ状隔膜
又はスペーサー９６が挟持されている。各固定床９５は
電解槽本体９２の内壁に密着し固定床９５の内部を通過
せず、固定床９５と電解槽本体９２の側壁との間を流れ
る被処理水の漏洩流がなるべく少なくなるように配置さ
れている。

このような構成から成る電解槽に下方から矢印で示すよ
うに被処理水を供給しながら通電を行うと、前記各固定
床９５が図示の如く下面が正に上面が負に分極して各固
定床９５の上面に多孔質陰極が形成され、前記被処理水
はこの多孔質陰極に接触して次亜塩素酸イオンや塩素ガ
ス等の有効塩素成分が分解又は還元されて除去されその
後前記電解槽の上方に取り出され、飲料水等として所定
の用途に使用される。

第１１図は、本発明方法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１０図の電解
槽の固定床９５の給電用陰極９４に向かう側つまり陽分
極する側にメッシュ状の不溶性金属材料９７を密着状態
で設置したものであり、他の部材は第１０図と同一であ
るので同一符号を付して説明を省略する。

直流電圧が印加された固定床９５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
部においてガス発生が生じ易い、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９５の
給電用陰極９４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９７を設置して
おくと、該不溶性金属材料９７の過電圧が固定床９５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９７から発生し固定床９５は殆
ど酸素ガスと接触しなくなるため、前記固定床９５の溶
解は効果的に抑制される。又該電解槽９２に供給された
被処理水は第１０図の場合と同様に処理され有効塩素成
分の除去が行われる。

第１２図は、本発明方法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１０１を有する円筒形の電解槽本体１０
２の内部上端近傍及び下端近傍にはそれぞれメッシュ状
の給電用陽極１０３と給電用陰極１０４が設けられてい
る。電解槽本体１０２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特に合成樹脂で形成すること
が好ましい。

前記両給電用電極１０３、１０４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多孔質
粒子１０５と該固定床形成用粒子１０５より少数の例え
ば合成樹脂製の絶縁粒子１０８とがほぼ均一に混在して
いる。該絶縁粒子１０８は、前記給電用陽極１０３及び
給電用陰極１０４が完全に短絡することを防止する機能
を有している。

このような構成から成る電解槽に下方から矢印で示すよ
うに被処理水を供給しながら通電を行うと、前記各固定
床形成用多孔質粒子１０５が給電用陽極１０３側が負に
又給電用陰極１０４側が正に分極して表面積が莫大な多
孔質電極として機能し、第１０図及び第１１図の電解槽
と同様にして前被処理水中の有効塩素成分の分解又は還
元等の改質処理が行われて該電解槽の上方から取り出さ
れる。

第１３図は、本発明方法に使用できる他の単極型固定床
式電解槽を例示するものである。

上下にフランジ１１１を有する円筒形の電解槽本体１１
２の内部上端近傍及び下端近傍にはそれぞれメッシュ状
の給電用陽極１１３と給電用陰極１１４が設けられてい
る。電解槽本体１１２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特に合成樹脂で形成すること
が好ましい。

前記両給電用電極１１３、１１４間には、隔膜１１６を
挟んで導電性材料例えば炭素繊維をフェルト状に成形し
た１対の固定床１１５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１１３と給電用陰極１１４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。

この電解槽に下方から矢印で示すように被処理水を供給
しながら通電を行うと、前述の電解槽の場合と同様に固
定床１１５が表面積が莫大な三次元電極として機能して
被処理水中の有効塩素成分の分解又は還元等の改質処理
が行われて該電解槽の上方から取り出される。

第１４図は、本発明方法に使用できる複極式電解槽の他
の例をフィルタ本体とともに示す斜視図、第１５図は、
第１４図の電解槽要部の縦断面図、第１５図は、第１４
図及び第１５図の電解槽で使用できる可撓性シートで一
体化された複数の固定床及びスペーサを収容したカート
リッジ電極の斜視図である。

箱型の電解槽本体１２１内には、固定床型複極式電解槽
１２２とフィルタ本体１２３が収容されている。

該本体１２１の内壁１２４の下部には、前記電解槽１２
２を設置するための底板１２５が溶接等により固定され
、該底板１２５には円孔１２６が穿設されている。該円
孔１２６には前記フィルタ本体１２３により濾過された
被処理水が被処理水供給管１２７を通して供給され、該
被処理水供給管１２７は前記底板１２５のやや下方で二
分されている。該分断部に形成された１対のフランジ１
２８間にはメッシュ状で被処理水より導電性の高い部材
で形成されたアース電極１２９が挟持され、該アース電
極１２９の他端は接地されている。

前記底板１２５上には、前記円孔１２６を中心とする円
筒形の好ましくは透明な硬質合成樹脂から成る筒状体１
３０がその底面のフランジ部１３１をボルト１３２締着
することにより固定されている。該筒状体１３０の内下
縁の段部１３３にはＯリング１３４を介して給電用陰極
ターミナル１３５が配設されている。

該給電用陰極ターミナル１３５上には、複数個の、図示
の例では９個の固定床１３６が積層され、かつ該固定床
１３６間、及び最下位の固定床１３６と前記給電用陰極
ターミナル１３５、及び最上位の固定床１３６と後述す
る給電用陽極ターミナル間には１０枚のドーナツ状のス
ペーサ１３７が挟持されている。各固定床１３６は前記
電解槽１２２の内壁に僅かの間隙をもって近接し該固定
床１３６の内部を通過せず、固定床１３６と電解槽１２
２の側壁との間を流れる被処理水の漏洩流がなるべく少
なくなるように配置されている。このように積層された
複数の固定床１３６及びスペーサ１３７は、帯状の薄厚
で透明な合成樹脂シート１３８を前記積層体に巻き付け
て上下両端を該積層体の内方に向けて折り曲げることに
より一体化され、前記シート１３８の上縁部には２個の
取出用耳片１３９（第１６図）が添着されている。

前記筒状体１３０の上内端で前記シート１３８の折曲部
の基端上にはＯリング１３９を介して、前記給電用陰極
ターミナル１３５に対向して正の電流を流す給電用陽極
ターミナル１４０が配設されている。

該給電用陽極ターミナル１４０の側方の前記内壁１２４
には上面視Ｌ字状の連結片１４１（７）基端部が固設さ
れ、該連結片１４１の他端部の下部には回動軸１４２が
配設されている。この回動軸１４２には下向きコ字状の
蓋体１４３の基端部が軸支され、第２図に２点鎖線で示
すように前記回動軸１４２を中心に回転できるようにな
っている。該蓋体１４３の前記回動軸１４２と相対する
部分には係合凹部１４４が形成され、該係合凹部１４４
は前記電解槽１２４の底板１２５の右方上面にその下端
が固定されかつ垂直に延びる支持板１４５の上端やや下
方に外向きに装着された係合片１４６に係合することに
より前記蓋体１４３及び前記筒状体１３０を所定位置に
固定している。

前記蓋体１４３のほぼ中央には円孔１４７が穿設され、
該円孔１４７には前記固定床１３６により改質処理され
あるいは銀回収が行われた被処理水を電解槽１２２外に
排出するための被処理水取出管１４８の基端部が嵌合さ
れ、該被処理水取出管１４８は前記蓋体１４３のやや上
方で二分されている。該分断部に形成された１対のフラ
ンジ１４９間にはメッシュ状で被処理水より導電性の高
い部材で形成されたアース電極１５０が挟持され、該ア
ース電極１５０の他端は接地されている。

１５１は、逆Ｌ字状の固定片３２により電解槽本体１２
２の内壁に固定されかつ内部に濾過体を充填した、前記
電解槽１２２に供給する前の被処理水を濾過して不純物
を除去するための筒状のフィルタであり、該フィルタ１
５１には電解槽本体１２１の壁面に設置された導入管１
５３を通してバルブ１５４を開閉することにより電解槽
本体１２１外から被処理水が供給される。又前記電解槽
１２２の被処理水取出管１４８から排出される被処理水
は同様に該被処理水取出管１４８に設置されたバルブ１
５５を開閉することにより電解槽本体１２１外に取り出
される。

本電解槽の複数の固定床を一体化するためには、第１６
図に示したシートによる手段の他に、例えば第１７図に
示すように下端内縁部に鍔体（図示せず）を連設しかつ
上縁外側に外向きフランジ１５６を連設した円筒体１５
７内に前記固定床１３６及び必要に応して前記スペーサ
１３７を積層し該円筒体１５７を前記電解槽１２２内に
収容する手段があり、この場合は前記フランジ３６を前
記電解槽の蓋体と筒状体間に挟持できる構造としておく
と、該円筒体１５７を極めて安定な状態で前記電解槽１
２２内に収容しかつ容易に電解槽から取り出すことがで
きる。

このような構成から成る電解槽及びフィルタを含む電解
槽本体を使用して被処理水の処理を行う際には、前記バ
ルブ１５４、１５５を開いて導入管１５３から被処理水
を導入しながら前記電解槽１２２に両給電用電極ターミ
ナル１３５、１４０から通電すると、被処理水は前記フ
ィルタ１２３で不純物を濾過により除去された後、被処
理水供給管１２７を通して前記筒状体１３０に下方から
供給される。通電により前記各固定床１３６は下面が正
に上面が負に分極して固定床１３６内及び固定床１３６
間に電位が生じ、前記筒状体１４０内を流通する被処理
水はこの電位により正又は負に分極された固定床１３６
に接触して該被処理水中の有効塩素成分の分解又は還元
が行われる。

有効塩素成分の分解又は還元等が行われた被処理水は前
記被処理水取出口１４８から前記バルブ１５５を通って
電解槽本体１２１外に取り出され、必要に応じて更に前
記導入管１５３から再度前記フィルタ１２３に供給され
て処理が継続される。

この電気化学的処理の継続につれて特に酸素ガスの発生
を伴うことがあり前記固定床が炭素質材料で形成されて
いると、固定床が消耗してその交換が必要になる。この
場合には、第１５図に示すように前記蓋体１４３を前記
回動軸１４２を中心に上向きに２点鎖線で示す位置まで
回転させて上方の開口部を開放し前記筒状体１３０内に
収容されたシート１３８を前記耳片１３９を把持して上
方へ引き上げると、該シート１３８とともに前記固定床
１３６及びスペーサ１３７を電解槽１２２から取り出す
ことができる。そして新しい固定床１３６及びスペーサ
１３７を再度前記シート１３８と同様のシートを使用し
て積層状態で一体化し、該積層体を前記筒状体１３０内
の所定の位置に設置し、かつ前記蓋体１４３を逆方向に
回転させて該蓋体１４３の係合凹部１４４を前記支持板
１４５の係合片１４６に係合することにより前記固定床
１３６とスペーサ１３７から成る積層体を前記筒状体１
３０内に設置して電解槽１２２の再組み立てを行う。

この筒状体１３５の電解槽１２２からの取り出し及び再
設置、つまり電解槽の分解及び組み立て操作において、
積層された固定床１３６がシート１３８により一体化さ
れて個々の固定床の離脱が抑制されているため、単独の
固定床の離脱に注意を払うことなく電解槽の分解及び組
み立て操作を行うことが可能になり、作業能率の大幅な
向上が達成される。

なお本電解槽では、被処理水供給管を電解槽底板に被処
理水取出管を電解槽蓋体に設置したが、両管は電解槽底
板又は電解槽蓋体のいずれか一方に設置するようにして
もよい。

（実施例） 次に本発明方法による飲料水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。

実施例 透明な硬質ポリ塩化ビニル樹脂製の高さ６０ｍｍ、内径
４０ｍｍの第１図に示した電解槽を使用して試験用被処
理水の処理を行った。該電解槽内には、炭素繊維から成
る開口率８０％で直径３９ｍｍ、厚さ１０ｍｍの陰極１
個（見掛け表面積０．１２ｄｍ２）と、直径３９ｍｍ、
厚さ１ｍｍで開口率３８％の白金を被覆したメッシュ状
チタン材を図示のように設置した。前記試験用被処理水
は水道水に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を添加して有効
塩素成分濃度が１〜２０ｐｐｍとなるように調製した。

被処理水供給量を２．５ｌ／分に、印加電圧値を３．５
Ｖに、電流値を６０ｍＡ（見掛け陰極電流密度０．５０
Ａ／ｄｍ２）にそれぞれ固定し、該電解条件下で被処理
水中の次亜塩素酸イオン濃度を第１表に示すように変化
させて該被処理水の処理を行い、電解槽通過後の次亜塩
素酸イオン濃度をオルソトルイジンに依る比色分析を使
用して測定したところ、第１表に示す結果が得られた。

比較例１ 粒径２〜５ｍｍの活性炭４０ｇを直径４０ｃｍのガラス
製カラムに充填した。なおこの活性炭は既に有効塩素２
ｐｐｍの水を１５００ｌ通過させたものを使用した。こ
のカラムに第１表に示した濃度の次亜塩素酸ナトリウム
を有する実施例１と同一の試験用被処理水を２．５ｌ／
分の速度で供給し、該カラムから流出する該被処理水中
の次亜塩素酸イオン濃度を実施例１と同一の方法で測定
した。その結果を第１表に纏めた。

実施例２ 陰極として直径３９ｍｍ、厚さ１ｍｍであるニッケル金
属製のメッシュ状陰極を使用したこと以外は実施例１と
同様にして実施例１の試験被処理水の処理を行い、実施
例１と同一の方法で処理後の被処理水中の次亜塩素酸イ
オン濃度を測定した。その結果を第１表に纏めた。

第１表から多孔質陰極を使用することにより、メッシュ
状陰極あるいは活性炭処理の場合より次亜塩素酸イオン
濃度が大きく減少することが判る。

実施例３ 被処理水の有効塩素成分濃度を１０ｐｐｍに固定し、第
２表に示すように電流値を１０〜２００ｍＡ（見掛け陰
極電流密度を０．０８〜１．６７Ａ／ｄｍ２）まで変化
させたこと以外は実施例１と同様にして前記被処理水の
処理を行い、更に実施例１と同様にして電解槽通過後の
次亜塩素酸イオン濃度を測定し、第２表に示す結果が得
られた。

実施例４ 固定床を形成する電極物質を代えたこと以外は実施例１
と同一の電解槽を使用して被処理水の処理処理を行った
。

試験用被処理水としては次亜塩素酸ナトリウムを添加し
て２ｐｐｍとした水道水を使用し、該試験用被処理水を
２．５ｌ／分の流速で第３表に示した物質を使用して構
成した電解槽に供給して前記被処理水の改質処理を行い
、その被処理水取出口における次亜塩素酸ナトリウムイ
オン濃度を実施例１と同一の方法で測定した。その結果
を第３表に纏めた。

第３表から電極構成物質が炭素系材料であると次亜塩素
酸イオンがほぼ１００％に近い値で分解するのに対し、
他の金属材料では分解効率が減少することが判る。

実施例５ 多孔質陰極をグラファイトとした実施例１の電解槽を使
用し、グラファイトの開口率を変化させた場合の被処理
水取出口における次亜塩素酸イオン濃度（初期濃度２ｐ
ｐｍ）及び電解槽の被処理水供給口と被処理水取出口の
圧力差つまり圧力損失を測定した。その結果を第４表に
纏めた。

第４表から１０〜９５％の開口率の範囲で満足できる次
亜塩素酸イオンの分解を達成ができたことが判る。

（発明の効果） 本発明方法は、有効塩素成分を含有する飲料水等の被処
理水を多孔質の固定床型陰極が設置された単極式電解槽
を使用して処理し、前記有効塩素成分を分解又は還元し
て前記被処理水の改質処理を行う際に、陰極電流密度を
０．５Ａ／ｄｍ２未満にして前記被処理水の処理を行う
方法である（請求項１）。

飲料水等の被処理水を本発明方法により処理すると、該
被処理水中に含有される次亜塩素酸イオンや残留塩素ガ
ス等が多孔質陰極表面に十分接触して分解又は還元され
て有効塩素成分がほぼ完全に除去されて有効塩素成分を
殆ど含まない飲料水等を得ることができる。

活性炭処理を主とする従来の飲料水等の処理と異なり、
本発明では電気化学の法則を利用しているため、確実に
次亜塩素酸イオン等の有効塩素成分を分解あるいは還元
して無味無臭の塩素イオンに変換することができ、しか
も電解槽内の部材の消耗が殆ど無く、長期間に亘って被
処理水の処理を継続することができる。

この分解又は還元反応は、被処理水中の有効塩素成分の
陰極面への拡散移動が律速となる反応であり、陰極面上
で水素ガスが多量に発生すると陰極の周囲に水素ガスの
バリアが生じて前記有効塩素成分の陰極への接近を阻害
する。しかし本発明方法では、陰極電流密度を０．５Ａ
／ｄｍ２未満という低い値に維持しているため、前記有
効塩素成分の陰極面への接近を阻害するほどの水素ガス
が発生することがないと推測され、これにより有効塩素
成分が十分に陰極に接触して被処理水中の該成分をほぼ
完全に分解又は還元処理して、カルキ臭のない飲料水等
を提供することができる。

陽極は本発明による被処理水処理には直接関係せず陽極
電流密度は特に限定されないが、前記陰極電流密度より
大きくすることが望ましい（請求項２）。

飲料水中にはカルキ臭が残存していることが多いが、被
処理水が水道水等の飲料水であると（請求項３）、該飲
料水中を本発明方法で処理することによりこのカルキ臭
を除去してまろやかな味の飲料水を提供することができ
る。

本発明方法における反応は陰極上で電子の授受が起こる
電解反応であるが、飲料水等の被処理水に含有される有
効塩素成分は通常数ｐｐｍのオーダーであり、実質的に
陰極上でガス発生を伴う電解反応を生じさせることなく
被処理水の処理を行うことができる。ガス発生が生じる
と被処理水の組成変化等の不都合が生ずることがあり、
陰極電位は実質的なガス発生が生じない−０．１〜−１
．０Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）とすることが望ましい（請求項
４）。

又この電位範囲では消費される電気量が零に等しいため
、電力コストを大きく節減することができる。

操作効率の面から、電解槽で処理した被処理水を再度該
電解槽に循環させないいわゆる一過性処理（ワンパス処
理）を行うことが望ましく（請求項５）、この一過性処
理を可能にするためには後述する多孔質陰極の設置法や
開口率を調整して被処理水の電解槽内の滞留時間を長く
したり電解槽内で乱流状態を形成するようにする。

本発明方法に使用する電解槽の陰極は多孔質三次元電極
とすることが望ましく（請求項６）、該三次元陰極は表
面積が莫大であるため、被処理水が十分に前記陰極に接
触して有効塩素成分をほぼ完全に分解又は還元して除去
することができる。

又該陰極は炭素質材料で構成すると（請求項７）、該炭
素質材料から成る陰極は、前述の通り表面積が莫大であ
り有効塩素成分が接触する機会が非常に大きくなるだけ
でなく、導体抵抗が小さく過電圧が大きいという要件を
満足するため、被処理水の陰極内部への浸透を促進し多
孔質陰極の全面で被処理水の処理を行うことを可能にす
るため他の材料と比較して処理効率が大幅に向上する。

更に該炭素系材料は毒性が全くなくかつイオンやその水
酸化物を形成しないため飲料水等の体内に摂取される被
処理水の処理用として好ましい。又炭素系材料は安価で
あり、他の金属材料極と異なり電解を停止しても腐食が
生しないため、経済的にも操作性の面からも有利である
。

又多孔質陰極の開口率は１０％以上９５％以下であるこ
とが好ましく（請求項８）、この範囲において満足でき
る有効塩素成分の分解又は還元効果を達成することがで
きる。

更に本発明に使用できる電解槽では該電解槽に漏洩電流
が生じ該漏洩電流が他の金属製部材例えば水道配管に流
れ込み、該部材に溶出等の電気化学的な腐食を生じさせ
ることがある。これを防止するためには両電極が相対し
ない適切な箇所に、被処理水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（請求項９）前記漏
洩電流を地面に放散させることができる。

又電解槽内を流れる被処理水が層流であると該被処理水
が多孔質陰極と十分に接触することなく電解槽を通り抜
けてしまうことがあるため、前記被処理水はレイノルズ
数が５００以上の乱流として（請求項１０）前記被処理
水が横方向にも移動して十分に前記陰極と接触するよう
にするが好ましい。

又本発明方法による被処理水処理では陰極電流濃度が高
すぎると不要な副反応が生ずる恐れがあるため、該陰極
電流濃度は０．１Ａ／ｌ未満の範囲内とすることが望ま
しい（請求項１１）。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、第６図及び
第７図は、それぞれ本発明方法に使用できる単極式電解
槽の第１から第７までの例を示す縦断面図、第８図は同
じく第８の例を示す横断平面図、第９図は第８図のＩＸ
−ＩＸ線縦断面図、第１０図、第１１図及び第１２図は
、それぞれ本発明方法に使用できる複極式電解槽の第１
から第３までの例を示す縦断面図、第１３図は、本発明
に使用できる単極式電解槽の他の例を示す縦断面図、第
１４図は、本発明方法に使用できる複極式電解槽の他の
例をフィルタ本体とともに示す斜視図、第１５図は、第
１４図の電解槽要部の縦断面図、第１５図及び第１６図
は、それぞれ第１４図及び第１５図で使用できるカート
リッジ電極の斜視図である。 １…被処理水供給口　２…被処理水取出口３、３′、３
″…電解槽本体 ４…多孔質陰極　５…陽極 １１…被処理水供給口　１２…被処理水取出口１３…電
解槽本体　１５…多孔質陰極 ２１…電解槽本体　２２…陽極 ２３…多孔質陰極　２８…被処理水取出口２９…被処理
水供給口　３１…電解槽本体３２、３６…多孔質陰極　
３４…陽極 ４０…被処理水供給口　４１…被処理水取出口５１…電
解槽本体　５７…陽極 ６１…陰極　６２…被処理水取出口 ６５、７２…被処理水供給口　７３…電解槽本体７６…
陽極　７８…陰極 ８２…被処理水取出口　９２…電解槽本体９５…固定床
　９７…不溶性金属材料 １０２・電解槽本体　１０５…固定床形成粒子１０８…
絶縁粒子　１１２…電解槽本体１１５…固定床　１２１
…電解槽本体 １２２…電解槽　１２３…フィルタ本体１２７…被処理
水供給管　１３６…固定床１４８…被処理水取出管

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有効塩素成分を含有する被処理水を、固定
   床型陰極が設置された電解槽に供給し、該陰極で前記有
   効塩素成分を分解又は還元して前記被処理水の改質を行
   う被処理水の処理方法において、陰極電流密度を０．５
   Ａ／ｄｍ２未満とすることを特徴とする被処理水の処理
   方法。
2. 【請求項２】陰極電流密度の値が陽極電流密度の値未満
   である請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】被処理水が飲料水である請求項１又は２に
   記載の方法。
4. 【請求項４】陰極電位が−０．１￣−１．０Ｖ（ｖｓ．
   ＳＨＥ）である請求項１から３までのいずれかに記載の
   方法。
5. 【請求項５】被処理水を電解槽に供給して一過性処理を
   行う請求項１から４までのいずれかに記載の方法。
6. 【請求項６】その内部を被処理水が流通可能な多孔質三
   次元電極材料を陰極として使用する請求項１から５まで
   のいずれかに記載の方法。
7. 【請求項７】多孔質材料が炭素質材料である請求項６に
   記載の方法。
8. 【請求項８】陰極を構成する多孔質材料の開口率が１０
   ％以上９５％以下である請求項６又は７に記載の方法。
9. 【請求項９】その電極が相対しない該電極背面及び／又
   はその出入口配管内に、被処理水より導電性の高い部材
   をその一端を接地可能に設置した電解槽を使用して被処
   理水の処理を行う請求項１から８までのいずれかに記載
   の方法。
10. 【請求項１０】電解槽内を流れる被処理水のレイノルズ
    数が５００以上である請求項１から９までのいずれかに
    記載の方法。
11. 【請求項１１】陰極電流濃度が０．１Ａ／ｌ未満である
    請求項１から１０までのいずれかに記載の方法。