JPH0494787A - 電解による次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法 - Google Patents

電解による次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法

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JPH0494787A
JPH0494787A JP2213278A JP21327890A JPH0494787A JP H0494787 A JPH0494787 A JP H0494787A JP 2213278 A JP2213278 A JP 2213278A JP 21327890 A JP21327890 A JP 21327890A JP H0494787 A JPH0494787 A JP H0494787A
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は電解による次亜塩素酸含有殺菌水の新規な製造
方法に関し、詳細には電解槽の陽極室側の水に次亜塩素
酸ナトリウムなとの次亜塩素酸塩を添加し、陰極室側の
水に塩酸等の酸類を添加して電解を行う次亜塩素酸含有
殺菌水の製造方法に関する。
〔発明の背景技術〕
次亜塩素酸水溶液はp H8以」二では次亜塩素酸イオ
ン(C+O−)となり、殺菌力が次亜塩素酸(1−IC
IO)の場合に比較して著しく減少する。
しかしp H3〜7の範囲てはHCI Oの形て保たれ
、殺菌力が飛躍的に増大することが知られており(第6
図参照)、従って、p H3〜7の次亜塩素酸水は残留
塩素濃度が30〜60ppm程度の低濃度でもI) H
3の残留塩素濃度200ppm程度の殺菌水と同等の殺
菌効果が得られる。そこでこの種の殺菌水を得る方法と
して、塩化力トリウム水溶液を電解し、陽極室側にp 
H3〜7の次亜塩素酸水を得ることが試みられている。
しかし、この方法は電解槽の陰極室と陽極室の両方に食
塩水を導入して電解するもので、陽極室にすトリウムイ
オンNa”が遊離しているため塩素イオンCI−の一部
分が」−記遊離す1−リウムイオンNa”の強い影響で
、次亜塩素酸(HCIO)生成反応の効率が悪い。従っ
て、純度のよい殺菌水が得られないという問題があると
ともに、塩素イオンCI−の次亜塩素酸HCI Oへの
生成反応が不確実なため次亜塩素酸水の濃度は測定器で
実測してみないとわからない。ところでこの測定器は高
価なため、これを各殺菌水生成装置に取付けるとなると
装置全体のコストは著しく高いものになる。
そこで、本発明者らはこの問題を解決するために電解槽
の陽極室側の水に次亜塩素酸ナトリウムを添加して陽極
室の電解水のp l−1が3〜7好ましくは5〜6.5
になるように電解することにより添加薬液の殺菌有効成
分か効率良く利用され、且つ、原水に対する薬液添加用
から残留塩素濃度の最低保証値を簡単に割り出すことが
できる次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法を見い出し、平
成2年3J170に平成2年特許願第55528号とし
て特許出願をした。
〔発明が解決しようとする課題〕
上を乙特許出願の方法は低濃度で高い殺菌力をもつ殺菌
水が効率良く得られ、しかも、NaCl0の添加111
から次亜塩素酸水の残留塩素濃度の所望最低保証値を計
算によって知ることができるという種々の優れた作用、
効果を提供するものであるが、陽極側電解水のp +(
を3〜7に下げるのに比較的高い電解電圧か必要であり
、また、この方法は陰極側電解生成水をドレンへ排水す
るため使用原水に対する歩留まりが劣るという問題があ
った。
従って、本発明の第1の]二1的は、次亜塩素酸すトリ
ウムなどの次亜塩素酸塩を使用する−に記殺菌水製造方
法の利点を、より少ない電力消費で享受することのでき
る殺菌水製造方法を提供することにある。
本発明の第2の目的は従来ドレンへ捨てていた陰極室側
の電解水も上記殺菌水として利用できるようにし、これ
により歩留まりのよい殺菌水製造方法を提供することに
ある。
ところで、このように陰極室側の電解水も−に記性質の
殺菌水として利用しようとすると、一般には流路の合流
が不可欠になる。しかしながら、水の回路に合流部を形
成する場合は合流装置や流量比調整が必要になり、設備
、運転メンテナンスが複雑になる。そこで、本発明の第
3の目的は流体合流部及び合流ステップを用いずに陰極
室の電解水を陽極室の殺菌水に統合して供給水の全部を
前記殺菌水として生成する方法を提供することにある。
〔課題を解決するだめの手段〕
本発明の1−記第1の目的は、陽電極と陰電極間に電解
隔膜を配した電解槽に原水を導入し、陽極室の水に次亜
塩素酸塩を添加するとともに、陰極室の水に塩酸等の酸
類を添加して、陽極室に生成される次亜塩素酸水溶液の
p +(かほぼ3〜7になるように電解槽の水を電気分
解することによって達成される。
本発明の前記第2の1」的は、陽電極と陰電極間に電解
隔膜を配した電解槽に原水を導入し、陽極室の水に次亜
塩素酸塩を添加し、陰極室の水に塩酸等の酸類を添加し
て、陽極室に生成される次in層塩素酸水溶液の水のp
 Hがほぼ3〜7になるように電解するとともに、電解
槽の陰極室から排出される電解水を電解槽にフィードバ
ックさせることによって達成される。この場合、陰極室
側の電解排水は給水管を解して電解槽にフィードバック
させてもよく、また、陽極室の給水側へ合流させてもよ
い。
また、本発明の前記第2の目的は、陽電極と陰電極間に
電解隔膜を配した電解槽に原水を導入し、陽極室の水に
次亜塩素酸塩を添加するとともに、陰極室の水に塩酸等
の酸類を添加し、陽極室に生成される電解次亜塩素酸水
溶液のp +−1がほぼ3〜7に、また、陰極室に生成
される電解水のp I(かほぼ4〜12の値になるよう
に電解槽の水を電気分解した後、陽極室と陰極室の電解
生成水を混合することによっても達成される。
さらに、本発明の前記第3の目的は、陽電極と陰電極間
を電解隔膜で仕切ってなる電解槽の陰極室に原水を導入
し、陰極室を通した水が陽極室を通して取出されるよう
に水を合流部のない一連の流路で流通させるとともに、
前記電解槽の陰極室側の水に←塩廚酸←←サウ咄などの
酸類を添加し、また、陽極室側の水に次亜塩素酸ナトリ
ウムなどの次亜塩素酸塩を添加して、陽極室に生成され
る次亜塩素酸水溶液のp Hがほぼ3〜7になるように
電解槽の水を電解することによって達成される。
〔発明の作用〕
本発明では陽極室に投入した次亜塩素酸す1−リウム(
NaCIO)はナトリウムイオンNa”と次亜塩素酸イ
オンCl0−に電気分解され、ナトリウムイオンNa”
は陰極室に移動し、陽極室側には水中の次亜塩素酸イオ
ンCl0−と水素イオンH”が結合した次亜塩素酸(H
CIO)が水溶液として生成される。
一般に、市販されている次亜塩素酸ナトリウム水溶液は
T)Hが12程度の強アルカリを示し、殺菌水として使
用するのに必要な残留塩素濃度(100〜200ppm
)に薄めてもせいぜいpH8程度までしか下がらない。
この範囲のT) H値の下では次亜塩素酸ナトリウム(
NaCIO)は水中でナトリウムイオンNa”と次亜塩
素酸イオンC10−に解離して、九゛9 、■−■Cl
0(次亜塩素酸)の形になりにくい。このため殺菌力は
I(CI Oの形に保たれている場合に比較して8分の
1以下に減少してしまうといわれている。これに対し、
本発明では、電解によって陽極室側が酸性になることを
利用して次亜塩素酸ナトリウムを電解槽の陽極室側の水
に添加して電解するので、次亜塩素酸水溶液のpH値を
3〜7程度に下げることができる。すなわち、p H値
がこの範囲に保たれれば次亜塩素酸は水溶液中にHCI
 Oの形で維持され、高い殺菌力の水が得られるととも
に、この場合のHCl0はNaC1○のナトリウムイオ
ンNa”が陰極室側に移動した結果として得られる分子
であるから、殺菌水としてのHCIO濃度は原水量に対
する次亜塩素酸ナトリウム(NaCIO)の添加Bqか
ら計算によって容易に求められる。
ところで、陽極室のみに次亜塩素酸ナトリウムを添加し
た水をp Hが3〜7好ましくは5〜6゜5になるよう
に電解するには通常、非常に高い電解電圧が必要である
が、本発明では同時に陰極室に塩酸HCI等の酸類を添
加して電解するので陰極室の塩酸が隔膜を通して陽極室
へ移動し、これにより陽極室のp Hが下がる。従って
、陽極室の水はより小さい電流、すなわち低い電圧でI
) Hを3〜7を達成できる。この場合、pH値が7よ
り大きいとCIOが増加して殺菌効果が低下し、他方、
p I−1値か3より小さいとI(CI Oの存在か不
安定となるが、本発明では」二足のようにT) 83〜
7の範囲にあるので水中の残留塩素はその80%以」−
がICl0の形で存在し、殺菌効果が高いものとなる。
また、本発明ては陰極室に塩酸等の酸類を添加して電解
するので陰極室に生成される電解水は中和作用てp l
−Iがほぼ4〜12に調整される。従って、これを電解
槽の水にフィードバックまたは合流させても電解の作用
効果には支障がなく、またこれを陽極室から得られるほ
ぼT) 83〜7の次亜塩素酸殺菌水に合流しても全体
のp I−1はあまり変らず、殺菌力にはほとんと影響
がないばかりか、合流に際し、塩素ガスの発生する危険
はない。
さらに、原水を電解槽の陰極室に導入し、陰極室を通し
た水を陽極室に通して取り出すようにして[)?f記の
薬液添加及び電解を行う場合は水の合流部がなくなるの
で合流に必要な装置及び流量比調節が不要となる。
尚、いずれの場合も、本発明の殺菌水は−1−記薬液添
加した水溶液の全量が電解作用をうけた水であるので、
単に薬液混合て得た水にくらべ水分子のクラスターが小
さくなり、浸透作用が高い。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の前記第1の目的を達成するための方法
を説明する概略図であり、電解槽1は陰電極2と陽電極
3を対向配設し、画電極2.3間を電解用隔膜4によっ
て陰極室2′と陽極室3′に仕切ってなり、給水管5か
ら導入した水道水などの原水を電解し、両型極室に生成
された電解水を一対の排出管路6,7から別々に排水す
るようになっている。
しかして、本発明は図のように、電解槽1の陽極室3′
の水に好ましくは次亜塩素酸ナトリウムNaCl0など
の次亜塩素酸塩を添加するとともに、陰極室2′の水に
好ましくは塩酸HCIなどの酸を添加し、1つ、陽極室
3′の電解生成水のp I−1がほぼ3〜7好ましくは
5〜6.5になるように電解槽の水を電気分解するもの
である。
このため、次亜塩素酸ナトリウム溶液タンク8と陽極室
3′間にバイブ8aが配管され、ポンプ8b、定量バル
ブ8cを介して陽極室3′にNaCl0溶液が注入され
るようになっているとともに、同様に、塩酸タンク9と
陰極室2′間にもバイブ9aが配管され、ポンプ9b、
定量バルブ9Cを介して陰極室2′にHCIが注入され
るようになっている。
第1図のように電解槽1は連続的に水を給排水しながら
電解を行う通水式電解槽でもまた、バッチ式電解槽でも
よいが、図のように連続通水式の電解槽を用いる場合は
給水路5に定流量バルブ10を設けるとともに、陰極室
と陽極室の流量比を予め設定しておき、陽極室に導入さ
れる単位時間当りの原水量がわかるようにしておく。ま
た、望ましくは、殺菌水利用側の排出管路7にp H測
定器11を設ける。
次亜塩素酸ナトリウム(NaCIO)は例えば市販の1
2%溶液を使用し、これを電解槽の陽極室3′に添加し
、陽極室3′の水に一定の割合で混合されるように定流
量バルブ8cを介して投入される。
このように、陽極室3′の水にNaCl0を、また陰極
室2′の水にMCIを添加して電解槽1の電極2,3に
直流高電圧を印加し、陽極室3′の電解水がp H3〜
7好ましくは5〜6.5になるように電解する。
−」−記電解において、陽極室3′ではNaCl0−1
−1−(、O→N a ”−)I−I CI Oにより
NaCl0からナトリウムイオンNa”が解離し、電解
隔膜4を通して陰極室に移動し、陽極室3′には次亜塩
素酸(HCIO)が水溶液として残る。すなわち、陽極
室3′の電解生成水はpHが3〜7の次亜塩素酸水とな
り殺菌効果の高い水になる。
他方、陰極室2′の水に添加されたHCIは電解により
水素イオンH”と塩素イオンCI−に解離され、C1−
は電解隔膜4を通して陽極室3′に移動し陽極室3′の
電解水中における次亜塩素酸ICl0の生成に供される
ほか、陽極室の水をpH3〜7に下げる働きをする。従
って、陽極室の電解水のp Hを3〜7に下げるための
電解電圧はその分たけ低くてすむ。
しかして、」二足電解において、陽極室3′の電解水の
p H調整は陰極室2′へのI(CIの添加量と電解電
圧の調整によってなされる。
尚、実用的には、生成される殺菌水のp H測定値に基
づいて陽極室の電解水のp Hか3〜7に調整されるよ
うに塩酸供給量を自動制御するのが望ましい。
すてに述へたように、本発明では水溶液のHC10は電
解によりN a CI O−1−)−T 、O−>N 
a+−t−HCl0によって生成されるのでI−I C
I Oの生成に無駄がなく、また水中のHCI Oの量
はNaCl0の投入量によって決まることになる。従っ
て、陽極室に生成される次亜塩素酸水溶液(殺菌水)の
I CI O濃度は原水供給量に対するNaCl0の投
入量から計算によって容易に割り出すことができる。
この次亜塩素酸水はp I−1か3〜7に調整されてい
るので殺菌性がきわめて高く、このため残留塩素濃度が
30〜60ppm程度の低濃度でも充分に殺菌効果のあ
る殺菌水として供l、得る。
第2図、第3図及び第4図は本発明の前記第2の目的を
達成するための方法を説明するものである。
すなわち、本発明はすてに述べたように、陰極室2′の
水に塩酸HCIを添加するものであり、このHCIは電
解により水素イオンH”と塩素イオンC1−に解離する
。そしてCI−は陽極室3′に移動して陽極室の水を次
亜塩素酸HCI Oの生成に供されるとともに陽極室3
′の水のp)(値を下げるのに寄与するものであるが、
同時に陰極室2′の水は−に記の電解作用により中和さ
れるので、これを電解槽にフィードバックしても前記所
望の電解水を得るのに支障はなく、さらには陰極室2′
の電解生成水のp Hが4〜12程度に調整されるよう
に電解した場合はこれを陽極室3′のT) H3〜7の
電解水に合流しても合流後の水はp I−13〜7、好
ましくは5〜6.5に保たれ、本発明の所期の目的は達
成され、しかも、供給原水は無駄なく殺菌水の生成に利
用される。また、排水がないため、排水配管などの設備
が一切不要となり、設置工事が簡便になる。
第2図、第3図、第4図の実施例はこの点に着目してな
されたもので、第2図実施例では陰極室2′の電解生成
水を給水管5に環流させて原水とともに電解槽1に導入
して電解するものである。
また、第3図の実施例は陰極室2′の電解水を陽極室3
′に合流させて電解を行うものである。
いずれの場合も陰極室2′の電解はpHが4〜12の値
程度に中和されているのでこれを電解槽にフィードバッ
クしても陽極室3′の電解水をpH3〜7に調整するの
は可能である。この場合、陰極室を通った水はその全量
が陽極室へ流出するので陰極室の水がいつまでも循環す
ることはなくなる。
さらに、第4図の実施例は陽極室3′の水のpllかほ
ぼ3〜7、好ましくは5〜6.5に、また、陰極室2′
の水のp I(がほぼ4〜12の値になるように薬液及
び電解電圧を調整して電解するとともに、得られた陰極
室2′の電解生成水を流11t Jt制御か可能なバル
ブ混合器14を介して陽極室3′′の電解生成水に合流
して全体としてI) Hがほぼ3〜7、好ましくは5〜
65の次亜塩素酸含有殺菌水を生成するものである。
陰極室2′の電解水のp H値を/1〜12に特定する
理由は、陰極室の水のp H値が4よりも小さいと混合
時に塩素ガスが発生する危険があり、他方、p T−1
] 2よりも大きいとアルカリによる腐蝕等の弊害が生
ずるからである。
尚、第4図実施例では陰極室2′の生成水と陽極室3′
の生成水を各々の排出管路6.7を介して合流させるの
で第3図のようなフィールドバックのためのポンプが不
要になる。
かくして、第2図乃至第4図の実施例では、供給原水は
捨てられる部分がなく、すべて殺菌水の生成に供される
ことになる。
尚、必要により、陰極室2′の排出管路6にもp H測
定器13を設け、この測定値をHCI添加を制御するた
めのデータに組入れてもよい。
第5図の実施例は本発明の前記第3の目的を達成するた
めのもので、この実施例では給水管5から供給される原
水を電解槽1の陰極室2′を通った水が陽極室3′に通
水されるようにして供給原水の全量か、給水管5−〉陰
極室2′ 〉陰極室排出管路6−〉陽極室3′ 1陽極
室排水管路7、を通って、合流部のない一連の流路て流
れるようにし、しかる後に、陽極室3′の水にNaCl
Oを、また、陰極室2′の水にHCIを添加して陽極室
3′の電解水のp t+がほぼ3〜7、好ましくは5〜
65になるように電解するものである。このために原水
給水管5を陰極室2′のみに連通させるとともに、陰極
室2′の排出管路6を陽極室3′の給水部に連通させで
ある。
この実施例では第2図〜第4図の実施例と同様に供給原
水の全11が;欠亜塩素酸殺菌水として生成され、しか
も、工程において水を分流、合流させずに]二足殺菌水
が生成される。従って、分流部分、分流混合器等が不要
となり、簡素化される。
尚、本発明方法を実施するための電解槽は特に限定され
ないが、筒状の外側電極の内部に内側電極を配設し、両
電極間を筒状電解隔膜によって(I切った構造の電解槽
を使用する場合は、外側に陽極室を、内側に陰極室を設
iF(するのが望ましい。
この理由はそのように構成することにより、陽極室の電
極表面積が相対的に大きくなり、N a CO水溶液の
電解効率がより良くなるからである1、〔発明の効果〕 本発明の方法は添加した次亜塩素酸塩中のC10−か水
中のエビと結合してII CI Oの形で水溶液中に残
存するので無駄がなく、殺菌水の生産効率が良い。加え
て、この次亜塩素酸水溶液はp H3〜7の範囲にあり
、残留塩素が最も殺菌力の強い1−I CI Oの状態
で存在するので30〜60ppm程度の低濃度でも殺菌
水として充分に使用できる。
この場合、また、NaCl0等の添加量によってHCI
 Oの量が決まるので、原水の供給量とこれに対するN
aCl0の添加量から次亜塩素酸水の残留塩素濃度の所
望最低保証値を計算によって簡単に知ることができ、且
つ電解電流の変化でp H値の警報信号をひろえるので
p H値の状況を常に把握することかでき、管理がし易
い。
特に、本発明では陰極室に塩酸等を添加して電解するの
で陽極室のp Hが下がり、より低い電解電圧で陽極室
のpHを3〜7に保持できる。従って、消費電力を節約
できる。
また、陰極室への塩酸等の添加により陰極室の電解水か
中和されるので、これを電解槽にフィードバックし、あ
るいは陽極室の電解水に合流させて供給原水の全量を次
亜塩素酸殺菌水として利用できる。従って、原水の無駄
がなく、殺菌水生成の歩留まりが著しく向」二するほか
、殺菌水生成の過程で塩素ガスか発生しないので安全で
ある。しかも、排水設備が不要となり簡素になる。
さらに、水含流部のない−・連の流路に通水しながら−
1−記の共成添加及び電解を行う場合は、合流弁等の装
置が不要になるので生成設備が簡素化され、工程管理が
容易になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明するための概略図、第2図
から第4図は本発明の他の実施例を説明するための概略
図、 第5図は本発明のさらに他の実施例を説明するた
めの概略図、 第6図は次亜塩素酸水溶液のp Hと残
留遊離塩素存在比の関係を示すグラフであり、1986
年6月IO「1技報堂出版(株)発行[−浄水の技術1
より引用したものである。 1・・電解槽、 2′・・・陰極室、 3′・・・陽極
室、4・・・電解隔膜、 5・・・給水管、 6,7・
・排出管路、 8−NaCl0タンク、 9−1−I 
CIタンク、 3c、9c・・・定量バルブ、  10
・・・原水定流量バルブ、  II、+3・・pI−T
測定器。 特許出願人  株式会社オムコ 外1名代理人    
弁刺゛佐 藤 直 義 (2I) 嘲

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)陽電極と陰電極間に電解隔膜を配した電解槽に原
    水を導入し、陽極室の水に次亜塩素酸塩を添加するとと
    もに、陰極室の水に塩酸等の酸類を添加して、陽極室に
    生成される次亜塩素酸水溶液のpHがほぼ3〜7になる
    ように電解槽の水を電気分解することを特徴とする次亜
    塩素酸含有殺菌水の製造方法。
  2. (2)陽電極と陰電極間に電解隔膜を配した電解槽に原
    水を導入し、陽極室の水に次亜塩素酸塩を添加し、陰極
    室の水に塩酸等の酸類を添加して、陽極室に生成される
    次亜塩素酸水溶液の水のpHがほぼ3〜7になるように
    電解するとともに、電解槽の陰極室から排出される電解
    水を電解槽にフィードバックさせることを特徴とする次
    亜塩素酸含有殺菌水の製造方法。
  3. (3)陰極室から排出される電解水を電解槽の給水管を
    介して電解槽内にフィードバックさせることを特徴とす
    る請求項(2)記載の次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法
  4. (4)陰極室から排出される電解水を電解槽の陽極室の
    給水部にフィードバックさせることを特徴とする請求項
    (2)記載の次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法。
  5. (5)陽電極と陰電極間に電解隔膜を配した電解槽に原
    水を導入し、陽極室の水に次亜塩素酸塩を添加するとと
    もに、陰極室の水に塩酸等の酸類を添加し、陽極室に生
    成される電解次亜塩素酸水溶液のpHがほぼ3〜7に、
    また、陰極室に生成される電解水のpHがほぼ4〜12
    の値になるように電解槽の水を電気分解した後、陽極室
    と陰極室の電解生成水を混合し、pHがほぼ3〜7の電
    解次亜塩素酸水溶液を得ることを特徴とする次亜塩素酸
    含有殺菌水の製造方法。
  6. (6)陽電極と陰電極間を電解隔膜で仕切ってなる電解
    槽の陰極室に原水を導入し、陰極室を通した水が陽極室
    を通して取出されるように水を合流部のない一連の流路
    で流通させるとともに、前記電解槽の陽極室側の水に次
    亜塩素酸ナトリウムなどの次亜塩素酸塩を添加し、また
    、陰極室側の水に塩酸などの酸類を添加して、陽極室に
    生成される次亜塩素酸水溶液のpHがほぼ3〜7になる
    ように電解槽の水を電解することを特徴とする次亜塩素
    酸含有殺菌水の製造方法。
JP2213278A 1990-08-10 1990-08-10 電解による次亜塩素酸含有殺菌水の製造方法 Expired - Lifetime JP2892120B2 (ja)

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