JPH05228468A

JPH05228468A - 再生手段付き浄水器

Info

Publication number: JPH05228468A
Application number: JP952292A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Karizume; 慶文狩集; Yasuhiro Saihara; 康弘才原; Teruyuki Omochi; 輝行尾持; Atsuko Kishimoto; 篤子岸本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 1993-09-07

Abstract

(57)【要約】【目的】適切かつ十分な活性炭の再生が簡単に行える
浄水器を提供する。【構成】水の入口４と出口５を備えるとともに内部で
陽極１１が設けられた陽極室７と陰極１２が設けられた
陰極室８とが電解隔膜９を間にして隣接しており、前記
陽極室には活性炭が充填されていて、前記入口を通って
前記陽極室に導入された水が前記活性炭の充填部１５を
通る間に浄化されて前記出口より出るようになっている
とともに、前記陽極と陰極間の通電に伴う電解作用によ
り前記活性炭の再生が行えるようになっている再生手段
付き浄水器１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、活性炭の浄化機能を
利用して水の浄化を行うとともに活性炭の再生する手段
を備えた再生手段付きの浄水器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、湖沼、貯水池などの富栄養化、汚
濁など水質環境の悪化が問題となっており、これを原水
とする上水道も悪化している。例えば、植物プランクト
ンにより生成されるカビ臭物質（ジオスミン、２−メチ
ルイソボルネオール）、発癌物質であるトリハロメタン
等が有害有機物質として非常に問題視されている。

【０００３】このような有害有機物質を取り除き、おい
しい水を得るため、従来より活性炭を使用した浄水器が
用いられている。浄水器は蛇口に取り付け通水するだけ
で簡単に有害有機物質を除去することができる。しかし
ながら、従来の浄水器は寿命が短く、１〜２ケ月で交換
しなければならないので不便である。

【０００４】一方、吸着能の落ちた活性炭を再生し、活
性炭を有効利用する技術が知られており、これを適用す
ることが考えられる。最もよく行われているのが加熱再
生法である。８００〜１０００℃の温度で再生を行うの
が良いのであるが、コスト面や活性炭の消耗を伴うこと
から、低温熱処理法が提案されている（特開昭63-31514
6 号公報) 。しかしながら、浄水器の場合、低温熱処理
であっても加熱のための炉が必要であり、一々、浄水器
から活性炭を取り出し炉に入れて再生しなければなら
ず、手間がかかり過ぎて実用性は低い。

【０００５】活性炭中に一対の電極を挿入して通電に伴
う電解作用で活性炭を再生する方法も提案されている
（特開昭58-159888 号公報、特開昭55-34110号公報、特
開昭56-124488 号公報）。しかしながら、これらの方法
も、過酸化水素を添加したり、食塩などの電解質を添加
したり、適切な再生効果が期待し難かったりなどのため
浄水器に適した方法ではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記事情
に鑑み、適切かつ十分な活性炭の再生が簡単に行える浄
水器を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明の浄水器では、水の入口と出口を備えると
ともに内部で陽極が設けられた陽極室と陰極が設けられ
た陰極室とが電解隔膜を間にして隣接しており、前記陽
極室には活性炭が充填されていて、前記入口を通って前
記陽極室に導入された水が前記活性炭の充填部を通る間
に浄化されて前記出口より出るようになっているととも
に、前記陽極と陰極間の通電に伴う電解作用により前記
活性炭の再生が行えるように構成されている。

【０００８】この発明の浄水器で使われる活性炭は従来
の浄水器で使用されているものと同じものが使える。陽
極や陰極の材料としては、特定の材料に限定されない
が、水を電解して水素ガスや酸素ガスを発生し難く、電
解によって水へ溶出しない組み合わせが好ましい。例え
ば、陽極としては、酸素過電圧が大きいものがよく、Ｐ
ｔ、炭素、ガラス状カーボン、陰極としてはガラス状カ
ーボン、ステンレス鋼、ニッケル鋼が用いられる。

【０００９】また、電解隔膜の素材としては、特定の素
材に限定されないが、電気化学抵抗が小さく、かつ電解
生成物が対極へ拡散、対流しないような適当な有孔度を
持つものが選ばれる。素焼きで作られた磁製隔膜、グラ
スフィルター、イオン交換樹脂膜などが挙げられる。ま
た、活性炭の充填部を挟むようにして陽極が直に接触す
るようにして設けられている場合は、再生効果がより高
く好ましい。

【００１０】そして、陽極と陰極間の通電のための電源
手段を備えている。例えば、定電流電源を備えている。
陽極と陰極間の通電条件は、特に限定されないが、１０
０Ｖ以下の電圧、１０^-4〜１０³Ａ／ｍ²の範囲の電流
密度で行うことが好ましい。そして、浄水器、特に飲料
水の浄化に使われる場合、衛生的であることも肝要であ
る。浄水器の活性炭に雑菌が付着すると衛生面で好まし
くないのであるが、この発明の浄水器の場合、非通水状
態での陽極・陰極間の通電により活性炭に付着した雑菌
を簡単に殺し（殺菌し）て常に好ましい衛生状態に保っ
ておくことができる。通電条件は再生の場合と同様でよ
く、特に限定されない。

【００１１】この発明の浄水器の浄化対象となる水とし
ては、上水道水の他、井戸水なども挙げられる。

【００１２】

【作用】この発明の浄水器は、通常の浄化運転において
は、入口から陽極室に導入された水が活性炭の充填部を
通る間に浄化されて出口より出てゆくだけである。陽極
と陰極間の通電は停止しておく。この発明の浄水器は、
活性炭の再生運転においては、陽極室および陰極室内に
は水が導入されており、陽極と陰極間の通電が実行され
る。通電に伴い陽極と陰極では下記の反応による酸素と
水素が発生する。

【００１３】陽極反応２Ｈ₂Ｏ→４Ｈ⁺＋Ｏ₂＋４ｅ陰極反応４Ｈ⁺＋４ｅ→２Ｈ₂ しかし、電極表面では、上記反応以外に多くの素反応が
起こっており、色々な活性化学種が生成される。具体的
には、例えば、陽極表面ではＨ⁺、Ｏ₂、Ｏ₃、Ｈ₂Ｏ
₂、ＯＨラジカルなどが発生し、陰極表面ではＯＨ^-、
Ｈ₂、ＨＯ₂ ^-などが発生し、スーパーオキシドアニオ
ンが両極で発生する。これらの活性化学種は有害有機物
質に対する酸化分解能力が高い。そして、この発明の浄
水器では陽極と陰極は電解隔膜で隔てられて分離されて
おり、発生した化学活性種が消滅し難くなっている。

【００１４】このように多量に発生する消滅し難い活性
化学種により活性炭に吸着された有害有機物は迅速に酸
化分解され活性炭再生が速やかに進行する。食塩等の化
学物質の添加を必要とせず、通電だけで速やかに活性炭
を十分に再生させられるのである。陽極が活性炭素に接
触している場合は、活性炭表面でも電解作用が起こり活
性化学種が発生していて、活性炭に吸着した有害有機物
質と接触し易く、再生がより速やかに進行するようにな
るため好ましい。

【００１５】活性炭に付着した雑菌を殺し殺菌する場合
も、陽極・陰極間の通電によるのであるが、殺菌用の通
電の場合は非通水状態で行うことができる。非通水状態
での通電は普通は活性炭の過熱を招く心配があるが、こ
の発明の浄水器の場合、通電は電解隔膜を介してなされ
る構成であるため、通電で活性炭が過熱状態となる心配
が全くない。非通水時、殺菌のための通電を常時あるい
は適当な時間間隔で行うようにしても何ら問題ないので
ある。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この発
明は下記の実施例に限らないことは言うまでもない。 −実施例− 図１は実施例の再生手段付き浄水器の内部構成をあらわ
し、図２は、この浄水器の全体構成をあらわす。

【００１７】浄水器１は、再生運転時には電解槽となる
円筒状の容器（容量３００ｃｃ）２を備えている。この
容器２は水の入口４と出口５が設けられているととも
に、内部では円筒状の陽極室７と円筒状の陰極室８が素
焼き製の円筒状電解隔膜（直径３ｃｍ、厚み３ｍｍ）９
を間にして隣接している。つまり、容器２は陽極室７の
外側に陰極室８を嵌め込んだ２重筒状構成なのである。

【００１８】陽極室７には陽極１１，１１が、陰極室８
には陰極１２がそれぞれ設けられている。陽極１１と陰
極１２には通電のための定電流電源２０が接続されてい
る。陽極室７と陰極室８は完全に分離されていて電解隔
膜９を通してのみ電流が流れるようになっている。水の
入口４と出口５は陽極室７に通じている。一方、陰極室
８には別に水の入口２１と出口２２が設けられていて、
水が導入できる。

【００１９】陽極室７は、浄化運転時の水の通路になっ
ており、活性炭充填部１５が設けられている（充填量３
０ｇ）。二つの陽極１１、１１は水の入口４側と出口５
側に分かれて設置されており、その間に活性炭充填部１
５が陽極１１と直に接触した状態で配置されている。し
たがって、水は陽極１１、１１を通過して流れることに
なる。そのため、陽極１１が通水可能なように多孔性と
なっている。

【００２０】この実施例の場合、陽極１１はガラス質カ
ーボンの発泡体（網目状のガラス質炭素）で出来てい
る。このガラス質カーボンの発泡体は空隙率が９７％、
表面積が５００ｍ²／ｇのものであり、陽極１１ひとつ
当たり１．８ｇ、計３．６ｇの量が使われている。さら
に、陽極１１に集電体１７が接触しているが、水は集電
体１７も通過して流れるため、集電体１７には通水可能
なように網状の白金体を使っている。

【００２１】一方、陰極１２はステンレス板が用いられ
ており、電解隔膜９に密着するようにして配置されてい
る。浄化運転時は、水は、入口４−集電体１７−陽極１
１−活性炭充填部１５−陽極１１−集電体１７−出口５
という経路で流れ、活性炭充填部１５を通る間に浄化さ
れ、出口５から出てゆく。勿論、浄化運転時は、陽極１
１と陰極１２間の通電は停止している。

【００２２】再生運転時は、水の入口４、２１から陽極
室７および陰極室８に注水し、定電流電源２０により陽
極１１と陰極１２間を通電するだけである。実施例の場
合、２０Ｖ、１００ｍＡ、２時間の通電で活性炭の再生
がなされた。活性炭に吸着した有害有機物質は陽極室７
内の活性化学種で酸化分解され出口５より排出されてし
まうのである。

【００２３】つづいて、上記実施例の浄水器における非
通水状態での殺菌運転の説明を行う。殺菌運転に先立っ
て、雑菌を２００個／ミリリットル含む水を１０分間流
し、活性炭に雑菌を付着させた。そして、下記の如く、
非通水状態での通電による殺菌運転を条件を変えて行
い、その殺菌効果を調べた。

【００２４】殺菌運転：通電条件は、１００Ｖ，７０
ｍＡで通電時間を３０分とした。通電後、無菌水（蒸留
水を１２０℃，２０分間オートクレーブしたもの）を流
し、１０ミリリットルをサンプリングした。サンプリン
グは無菌水通水直後と、１分後、２分後に行った。そし
て、サンプリングした水から１００マイクロリットルを
取り、これを一般生菌用標準培地（日水製薬社製）に塗
沫し、３７℃で４８時間培地し、菌数を測定した。測定
結果は、以下の通りであった。

【００２５】通水直後：３０個／ミリリットル１分後：２０個／ミリリットル２分後：未検出（Ｎ．Ｄ）殺菌運転：通電時間を６０分とした他は、運転と同
様に行った。測定結果は、以下の通りであった。

【００２６】通水直後：未検出（Ｎ．Ｄ）１分後：未検出（Ｎ．Ｄ）２分後：未検出（Ｎ．Ｄ）殺菌運転：通電条件を、１２Ｖ，１０ｍＡで通電時間
６０分にした他は、運転と同様に行った。測定結果
は、以下の通りであった。

【００２７】通水直後：４０個／ミリリットル１分後：未検出（Ｎ．Ｄ）２分後：未検出（Ｎ．Ｄ）殺菌運転：通電時間を１２０分とした他は、運転と
同様に行った。測定結果は、以下の通りであった。

【００２８】通水直後：未検出（Ｎ．Ｄ）１分後：未検出（Ｎ．Ｄ）２分後：未検出（Ｎ．Ｄ）なお、雑菌付着処理後、３０分間放置してから、殺菌運
転せずに、上と同様に、サンプリングおよび菌数の測定
を行ったところ、測定結果は以下のとおりであった。

【００２９】通水直後：１９０個／ミリリットル１分後：１８０個／ミリリットル２分後：１８０個／ミリリットル上の測定結果から、この発明の浄水器では、通電による
殺菌運転で活性炭に付着した雑菌を十分に殺せることが
よく分かる。

【００３０】

【発明の効果】この発明の浄水器は、食塩等の化学物質
の添加をせずとも、陽極と陰極間の通電のみで活性炭に
吸着された有害有機物を迅速に酸化分解させて活性炭を
迅速かつ十分に再生させられ、しかも、活性炭の取り出
し操作は不要であるため、適切かつ十分な活性炭再生が
簡単に行え、さらに、陽極と陰極間の電解隔膜の存在は
活性炭の過熱を伴うことなく非通水状態での殺菌通電を
可能とするため衛生的でもあり、非常に実用性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の再生手段付き浄水器の内部構成をあら
わす説明図である。

【図２】実施例の再生手段付き浄水器の全体構成をあら
わす説明図である。

【符号の説明】

１浄水器４水の入口５水の出口７陽極室８陰極室９電解隔膜１１陽極１２陰極１５活性炭充填部２０定電流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岸本篤子大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水の入口と出口を備えるとともに内部で
陽極が設けられた陽極室と陰極が設けられた陰極室とが
電解隔膜を間にして隣接しており、前記陽極室には活性
炭が充填されていて、前記入口を通って前記陽極室に導
入された水が前記活性炭の充填部を通る間に浄化されて
前記出口より出るようになっているとともに、前記陽極
と陰極間の通電に伴う電解作用により前記活性炭の再生
が行えるようになっている再生手段付き浄水器。
【請求項２】活性炭の充填部を挟むようにして陽極が
設けられている請求項１記載の再生手段付き浄水器。