JPH0686983A - 水溶液中微生物の電解殺菌方法 - Google Patents

水溶液中微生物の電解殺菌方法

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JPH0686983A
JPH0686983A JP4237306A JP23730692A JPH0686983A JP H0686983 A JPH0686983 A JP H0686983A JP 4237306 A JP4237306 A JP 4237306A JP 23730692 A JP23730692 A JP 23730692A JP H0686983 A JPH0686983 A JP H0686983A
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JP
Japan
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liquid
treated
aqueous solution
electrodes
microorganisms
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Application number
JP4237306A
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English (en)
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Hiroyuki Hashimoto
浩幸 橋本
Takeshi Takahashi
剛 高橋
Mina Satou
美奈 佐藤
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2001/46152Electrodes characterised by the shape or form
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    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/04Disinfection

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  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワンパス殺菌率の高い水溶液中微生物の電解
殺菌方法を提供する。 【構成】 (1)平板電極を対向させた隙間を、電極面
に平行方向に処理液を通して、陽極電位0.5〜1.2Volt v
s SHEの直流電圧又は10Hz以下の交流電圧を印加して、
処理する。 (2)該陽極が連続気泡を有し、その空間率が20%以上
である。 (3)電極と壁との隙間g<電極板間隙間h≦0.5×陽
極厚さ (4)電極板間隙間は0.1mm以上10mm以下 (5)被処理液のRe数は50以上20,000以下 (6)被処理液が、処理槽内に滞留する時間は5秒以上
100秒以下。 (7)直流使用の場合は定期的に極性変換する。 (8)被処理液を処理槽に圧送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、処理槽内の被処理水
を、電極に触れさせて殺菌する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】被処理水を殺菌できる技術として、電解
殺菌の方式が紹介され、予想されるメリットが大きいた
め、実用化が期待されている。この方式の殺菌のメカニ
ズムは、微生物の生細胞が電極(陽極)に接触すると、
細胞と電極間で電子移動反応が生じ、細胞内補酵素の酸
化還元反応が起こり、当該細胞の活性が低下するという
事で知られている。しかし単に陽極に微生物の細胞を接
触させると言っても、被処理水の中に散在する微生物の
すべてを陽極に接触させることは困難で、利用すべき技
術が見当たらない状況にあったから、実用化が遅れてい
る。
【0003】一方、従来の殺菌方法は、被処理水を沸騰
させる方法や、塩素を注入する方法など、被処理水の全
体に作用して確実に殺菌するものであったから、上記電
解殺菌の如く被処理水のうち、殺菌作用を受けない部分
が存在するものは実用化路線から外されて来た。
【0004】上記従来の殺菌方法のうち、被処理水を沸
騰させる方法においては、沸騰させるために消費エネル
ギーが大きいことと、熱源の管理上問題があること、及
び被処理水が沸騰により特性が変化してしまうなどの欠
点があって、用途によっては適用出来ないことから、他
の殺菌方法が求められてきた。
【0005】また、塩素を注入する方法は、広く水道水
の殺菌に適用されてきているが、多量の塩素を投入しな
ければならないことと、塩素臭が残るなどの欠点がある
ため、塩素臭のないうまい水を求める声がある。これら
従来実施されてきた技術を超して、電解殺菌の方式が実
用化され、そのメリットを発揮するには、色々な実用上
の問題を解消しなければならない。
【0006】発明者は一つの方法として、複極型三次元
固定床電解槽を使用した透過型の電解殺菌システムを既
に提案し、実用化を急いでいるが用途によっては、ワン
パス殺菌率の向上や、構造のシンプル化、コスト低減、
コンパクト化、メンテナンス性などの諸点で充分ではな
く、改善が求められている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
欠点に鑑み、ワンパス殺菌率が高く、構造がシンプル
で、低コストでコンパクトでメンテナンス性が優れた電
解殺菌方法を提供することを課題目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するこの
発明の水溶液中微生物の電解殺菌方法は、平板電極を対
向させて設けた処理槽に、被処理液を該平板電極面に平
行方向に流動させ、該平板電極に周波数10Hz以下の交流
電圧又は直流電圧を印加して、陽極電位が0.5〜1.2Volt
vs SHEで該被処理液を電気化学処理することを特徴と
するものである。
【0009】また、本発明の水溶液中微生物の電解殺菌
方法は、平板電極を対向させて設けた処理槽に被処理液
を該平板電極面に平行方向に流動させ、該平板電極に、
陽極電位0.5〜1.2Volt vs SHEの直流電圧を印加して該
被処理液を電気化学処理し、定期的に極性変換を行なう
ことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】この発明において、処理槽とは平板電極の陽極
と該陽極に対向した陰極とを内蔵する容器体であって、
該陽極を着脱可能に設けると共に、該陽極の対向する1
対の端部にそれぞれに面して開口部を有し、その一方か
ら被処理液を流入させ、該平板電極による電解処理を所
定時間施してのち、他方の開口部より排出する如く構成
したものであり、形状と部位は特定しないが、上記平板
電極の着脱を可能とする蓋部を有するか又は、解体可能
の構造とし、電解処理時には液密状態とすることが可能
のものである。
【0011】平板電極の陽極を、空間率が20%以上の連
続気泡を有する構成としたのは、上記処理槽内で、該平
板電極間を被処理液を流動させるときに、電極間距離h
と、被処理液のRe数と該被処理液が通過する方向に関す
る該電極の長さLと、該被処理液を圧送する圧力とによ
り決まる液圧により、該圧送された被処理液が該陽極の
連続気泡を通過してのち排出されることにより、該被処
理液中に分散している微生物が0.5〜1.2Volt vs SHEの
電流負荷した陽極に触れる機会を増大して、殺菌率を飛
躍的に向上するための構成である。連続気泡は必ずしも
泡でなく、微細な隙間又は孔の連続でもよい。
【0012】この発明において、平板電極の陽極の厚さ
Tと、電極間隙間hと、平板電極と処理槽壁面との隙間
gとの間に、 g<h≦0.5T の関係を満たすことを条件としたのは、該電極間隙間に
順次押込んだ被処理液の全てが、該陽極の気泡に収納さ
れることが可能とするためであり、この構成により該電
極間隙間に押し込まれた被処理液は、単に該電極間を通
過するのではなくて、次々に該陽極の連続気泡に入り、
該陽極内を通って排出口に至り排出される。即ち陽極の
空間率が20%以上であるから最低でも、その体積は、平
板の片面面積をSとするとき、0.2TSであり、電極間隙
間の体積はhSであるから、電極間隙間に押し込んだ全液
を陽極の連続気泡に吸収するためにはhS≦0.2TSが好
ましい。従ってh≦0.2Tであるが、被処理液が突然処
理槽に満たされるのではないことを考慮して、h≦0.5
Tを実用範囲とした。また、平板電極と処理槽壁面との
隙間gよりも、電極間隙間hを通る被処理液の量を多く
するためg<hとした。
【0013】この発明において、電極間隙間hを0.1mm
以上10mm以下とし、かつ電極間を流動させる被処理液の
Re数を50以上20000以下としたのは、該陽極の連続気泡
が、被処理液に効果的に作用するための条件であって、
被処理液のRe数(レイノルズ数)が小さく、従って粘性
が低い程、電極板間を素通りし易いので、電極間隙間h
を小さく設定することにより殺菌率を高くすることが出
来る。
【0014】一方、被処理液のRe数(レイノルズ数)が
大きく、粘性が高い程、電極間を通過するための抵抗が
増し、作業効率が低下するから、殺菌率を考慮しながら
電極間隙間hを大きく設定する。
【0015】この発明において、被処理液が該処理槽内
に滞留する時間を5秒以上100秒未満としたのは、微生
物の生細胞が陽極に接触して、細胞と電極間で電子移動
反応が生じ、細胞内補酵素の酸化還元反応で当該細胞の
活性が低下し殺菌が行なわれる最低時間を確保する条件
を開示するものであり、作業効率を無視するならば、更
に長時間であってよい。
【0016】この発明において、陽極電位0.5〜1.2Volt
vs SHEの直流電圧、又は周波数10Hz以下の交流電圧を
印加して、処理する理由は、これにより高い電位では、
その他の電解反応が急増して好ましくないことと、殺菌
効率も向上しないからである。この発明における被処理
液の電気伝導度を0.01μs/cm以上10ms/cm以下としたの
は、0.01μs/cm以下では電解電圧が極端に増加し、10ms
/cm以上では電解処理槽内の漏洩電流が増大し、殺菌効
率が低下する欠点があるからである。
【0017】次に、この発明において、被処理液を圧送
するとしたのは、上記の如く電極間隙間hと被処理液の
Re数と、陽極の空間率との関係によって処理槽の電極板
間に処理液を押し込み、該陽極の連続気泡を通すには、
押し込みの為の圧力が必要であって、圧送することにし
た。手段としてはポンプを使用する方法がある。
【0018】この発明において、平板電極に、陽極電位
0.5〜1.2Volt vs SHEの直流電圧を印加して被処理液の
電気化学処理をし、定期的に極性変換を行なうのは、一
方向の電解作用により、該電極周辺に蓄積される物質を
除去するためであり、予め陰極を連続気泡を有しない構
成とした場合に、上記極性変換により、該陰極を陽極と
して使用する期間においては、殺菌効率が極度に低下す
るので、ごく短時間とするのが好ましい。同様に周波数
10Hz以下の交流を使用する場合に於いても殺菌効率の低
下があって、総合的に殺菌率の低下となるから、この場
合は、陽極も陰極も連続気泡を有する材料で構成して殺
菌率の向上をしてもよい。
【0019】電極材料は、陽極については空間率20%以
上とした炭素系材料が好ましく、前記の如く連続気泡、
又は連続する隙間を構造間に有して、被処理液が侵入及
び通過可能の構造とする。従って積層する網状の組成
や、織布又は不織布状に形成した構造及び多数の突起を
表面に形成した板状体も包含する。陰極材料は、金属材
料又は炭素材料であればよい。
【0020】
【実施例】以下、添付図面を用いて実施例の説明をす
る。
【0021】図1は実施例の処理槽の蓋を開けた状態の
斜視図、図2は同じ実施例の処理槽の外観図である。
【0022】処理槽1は液密に密閉可能の容器であり、
入口5の蓋2を開けた状態で、電極板の陽極3と陰極4
とが適宜隙間をおいて挿入してあり、該隙間はスペーサ
ー9で決められ、変動しないようにしてある。各電極板
端部には、図3に示す通電端子8が接触し、電源7に通
じているが、図2に示す蓋2に取り付けられた通電端子
8は、蓋2を開けたときに該電極板との連結が外れるの
で、開蓋後電極板を取り出すのに便利である。
【0023】入口5から圧送した被処理液は処理槽1内
の陽極3と陰極4との間に優先的に入り、排出口6へと
向かうが、該被処理液は電極板間をフリーパスしない
で、陽極の連続気泡に入り、陽極内を逐次通っては、排
出口6へと向う。図3は図2におけるB矢視断面図であ
り、被処理液の移動と、電極板への通電構造の実施例を
示す。
【0024】図4は図1におけるA矢視断面図であり、
陽極3と陰極4とスペーサー9と、処理槽1の壁との関
係位置を示す。
【0025】図5は、本発明の他の実施例を示す処理槽
1の内壁に陰極4を固定的に設け、陽極3を挿脱可能に
設けたものである。いずれも電極間隙間hは、g<h≦
0.5Tの範囲で設定した。
【0026】被処理液を処理槽1内に押し込むための圧
送手段は図2における入口5により左方に設ける。
【0027】実施例の構成により被処理水のワンパス殺
菌率は99%以上であった。通電方法は複極式でも単極式
でもよい。次に実施モデルのデータを示す。
【0028】ワンパス試験;図6(A),(B)に示す
構成に関し、 陽 極:ポーラスグラファイト(東海カーボン社製、
平均開孔率100μm) 陰 極:SUS 316(陽、陰極逆転無し) 陽極面積:2.5dm2×2 陰極面積:2.5dm2×2 極間距離:1mm 処理水 :井水(有効塩素無し)に活性汚泥菌を添加し
たもの(約280μs/cm) 試験方法:電解槽入口、出口の処理水をサンプリング
し、標準寒天培地にて培養し、発生したコロニー数をカ
ウントした。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明は、このように構成したものであ
るから、ワンパス殺菌率が高く、構造がシンプルで、低
コストで、コンパクトで、メンテナンス性に優れた電解
殺菌を容易に実施することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る処理槽の蓋を開いた状態の斜視
図。
【図2】上記処理槽の外観斜視図。
【図3】上記処理槽のB矢視断面図。
【図4】上記処理槽のA矢視断面図。
【図5】本発明の他の実施例を示す処理槽のA矢視断面
図。
【図6】実施モデルのデータに対応する説明図。
【符号の説明】
1 処理槽 2 蓋 3 陽極 4 陰極 5 入口 6 排出口 7 電源 8 端子 9 スペーサー

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板電極を対向させて設けた処理槽に、
    被処理液を該平板電極面に平行方向に流動させ、該平板
    電極に周波数10Hz以下の交流電圧又は直流電圧を印加し
    て、陽極電位が0.5〜1.2Volt vs SHEで該被処理液を電
    気化学処理することを特徴とする水溶液中微生物の電解
    殺菌方法。
  2. 【請求項2】 前記平板電極の陽極が連続気泡を有し、
    空間率が20%以上であることを特徴とする請求項1記載
    の水溶液中微生物の電解殺菌方法。
  3. 【請求項3】 前記平板電極の陽極の厚さTは、電極間
    隙間hと、平板電極と、処理槽壁面との隙間gとに関
    し、 g<h≦0.5T の関係を満たすことを特徴とする請求項1または2に記
    載の水溶液中微生物の電解殺菌方法。
  4. 【請求項4】 前記電極間隙間hが0.1mm以上10mm以下
    でかつ、電極間を流動させる被処理液のレイノルズ数が
    50以上20000以下であることを特徴とする請求項3に記
    載の水溶液中微生物の電解殺菌方法。
  5. 【請求項5】 前記被処理液が該処理槽内に滞留する時
    間を、5秒以上100秒未満とする請求項4記載の水溶液
    中微生物の電解殺菌方法。
  6. 【請求項6】 平板電極を対向させて設けた処理槽に被
    処理液を該平板電極面に平行方向に流動させ、該平板電
    極に、陽極電位0.5〜1.2Volt vs SHEの直流電圧を印加
    して該被処理液を電気化学処理し、定期的に極性変換を
    行なうことを特徴とする水溶液中微生物の電解殺菌方
    法。
  7. 【請求項7】 前記被処理液の電気伝導度が0.01μs/cm
    以上10ms/cm以下であることを特徴とする請求項1ない
    し6の何れか1項に記載の水溶液中微生物の電解殺菌方
    法。
  8. 【請求項8】 前記被処理液を前記処理槽内で前記平板
    電極面に平行方向に流動させるために、該被処理液を圧
    送することを特徴とする請求項1ないし7の何れか1項
    に記載の水溶液中微生物の電解殺菌方法。
JP4237306A 1992-09-04 1992-09-04 水溶液中微生物の電解殺菌方法 Pending JPH0686983A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4761686B2 (ja) * 2000-01-24 2011-08-31 アールイーヴィ22・アー・ゲー 水処理装置
JP2020513205A (ja) * 2017-02-23 2020-05-07 ゲオデジック イノヴェーションズ エスエル 電気穿孔法を使用する水殺菌用システム
JP2022536221A (ja) * 2018-10-22 2022-08-15 ゲオデシック イノベーションズ,エス.エル. 貯水機能を有する循環路内の水に対し、電気穿孔および酸化作用を組み合わせて消毒及び保全を行うためのシステムおよび方法

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