JPH08299959A

JPH08299959A - 電解生成水の製造方法および製造装置

Info

Publication number: JPH08299959A
Application number: JP10757995A
Authority: JP
Inventors: Reika Satsurai; 玲香薩来
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 1995-05-01
Filing date: 1995-05-01
Publication date: 1996-11-19
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: JP3647505B2

Abstract

(57)【要約】【目的】希薄食塩水の電解中に硬質成分に起因するスケ
ールの発生を阻止して、処理槽および電極の汚染を防止
する。【構成】アノード室およびカソノード室を有する処理槽
にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およ
びカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造にお
いて、希薄食塩水または同食塩水を調製するための原水
を陽イオン交換膜と陰イオン交換膜にて区画された隔室
にて電気透析処理して原水中の硬質成分を除去し、同硬
質成分に起因するスケールの発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、希薄食塩水を電解して
電解生成水を製造するための製造方法および製造装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】希薄食塩水を電解して電解生成水を製造
する手段としては、特公平４−４２０７７号公報に示さ
れているように、アノード室およびカソード室を有する
処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成
水およびカソード室側生成水を生成する製造方法、およ
び製造装置が知られている。アノード室側生成水は殺菌
作用を有する酸性水であって殺菌処理水等として利用さ
れ、またカソード室側生成水はアルカリ水であって鮮
魚、生鮮野菜等の鮮度を維持するための処理水等として
利用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の電
解生成水の製造においては、被電解水である希薄食塩水
中に混在しているカルシウム、マグネシウム、珪酸物等
の無機物（硬質成分）が電解中に各電解室内にスケール
として析出して各電極や各電解室の壁部に付着し、電解
効率を著しく低下させるとともに、電解室内を汚染す
る。これらの硬質成分は、希薄食塩水の原料である食塩
として低純度の食塩を使用した場合の食塩中に存在し、
また食塩を溶解する水として一般の水道水等非処理水中
に存在するため、電解中のスケールの発生に対処する一
手段として、希薄食塩水中の硬質成分、または同食塩水
を調製するために使用される原水の硬質成分を、陽イオ
ン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を用いて除去する手
段が考えられる。かかる除去手段は硬質成分を除去する
手段としては有効ではあるが、イオン交換樹脂を使用し
た場合にはかならず再生処理を行わなければならず、再
生処理が面倒である。

【０００４】また、他の手段としては、希薄食塩水また
は同食塩水を調製するための原水を一旦アルカリ性に変
換して硬質成分を水酸化物として沈澱して除去する手段
が考えられる。しかしながら、かかる除去手段を採用す
る場合には、水酸化物を沈澱除去された処理水を中和し
て中性に戻す必要があり、中和処理が面倒である。

【０００５】従って、本発明の目的は、これらの両手段
を採用することなく、希薄食塩水中の硬質成分、または
同食塩水を調製するための原水の硬質成分を除去して、
電解時における各電解室での硬質成分に起因するスケー
ルの発生を防止することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は電解生成水の製
造方法、およびその製造装置に関するもので、当該製造
方法は、アノード室およびカソード室を有する処理槽に
て希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水および
カソード室側生成水を生成する電解生成水の製造方法に
おいて、下記の構成要件を備えていることを特徴とする
ものである。

【０００７】すなわち、本発明の第１の製造方法は、上
記した製造方法において、前記希薄食塩水を調製するた
めの原水を陽イオン交換膜と陰イオン交換膜にて区画さ
れた隔室にて電気透析処理して、前記原水中の硬質成分
を除去することを特徴とするものである。また、本発明
の第２の製造方法は上記した製造方法において、前記希
薄食塩水を電解処理に先立って陽イオン交換膜と陰イオ
ン交換膜にて区画された隔室にて電気透析処理して、前
記希薄食塩水中の硬質成分を除去することを特徴とする
ものである。

【０００８】また、本発明に係る電解生成水の製造装置
は、アノード室およびカソノード室を有する処理槽にて
希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカ
ソード室側生成水を生成する形式の電解生成水の製造装
置であって、下記に示す構成要件を備えていることを特
徴とするものである。

【０００９】すなわち、本発明の第１の製造装置は上記
した形式の製造装置であって、第１の陽イオン交換膜に
より区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１
の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置され
たカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交
換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第１
の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と第２の陽イオン交
換膜とにより区画形成された第２の隔室、前記第２の陽
イオン交換膜と前記第１の陰イオン交換膜とにより区画
形成された第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード
室およびカソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続す
る塩水供給管路と、前記各隔室を水の供給源に接続する
水供給管路と、前記第２の隔室を前記希薄食塩水の調製
源に接続する流出管路を備えていることを特徴とするも
のである。

【００１０】また、本発明の第２の製造装置は上記した
形式の製造装置において、第１の陽イオン交換膜により
区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰
イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカ
ソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜
と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第１の隔
室、前記第１の陰イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜
により区画形成された第２の隔室、これら両隔室間に配
設されたイオン交換膜により区画形成された１または複
数の第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード室およ
びカソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水
供給管路と、前記各隔室に水を供給する水供給管路と、
これら隔室の１隔室を前記希薄食塩水の調製源に接続す
る流出管路を備えていることを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の第３の製造装置は上記した
形式の製造装置において、第１の陽イオン交換膜により
区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰
イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカ
ソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜
と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔
室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜
により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン
交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成され
た第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード室および
カソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供
給管路と、前記第１，第２の隔室を水の供給源に接続す
る水供給管路と、前記第１の隔室を前記第３の隔室に接
続する接続管路と、同第３の隔室を前記希薄食塩水の調
製源に供給する流出管路を備えていることを特徴とする
ものである。

【００１２】また、本発明の第４の製造装置は上記した
形式の製造装置において、第１の陽イオン交換膜により
区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰
イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカ
ソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜
と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔
室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜
により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン
交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成され
た第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード室および
カソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供
給管路と、前記各隔室を水の供給源に接続する水供給管
路と、前記第２の隔室を硬質成分の除去装置に接続する
流出管路と、前記除去装置内の除去処理水を前記希薄食
塩水の調製源に供給する流出管路を備えていることを特
徴とするものである。

【００１３】また、本発明の第５の製造装置は上記した
形式の製造装置において、第１の陽イオン交換膜により
区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰
イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカ
ソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜
と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔
室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜
により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン
交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成され
た第３の隔室を備えた処理槽と、前記第１，第３の隔室
を希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記
第２の隔室を水供給源に接続する水供給管路と、前記第
２の隔室内の処理水を前記アノード室およびカソード室
に供給する流出管路を備えていることを特徴とするもの
である。

【００１４】また、本発明の第６の製造装置は上記した
形式の製造装置において、第１の陽イオン交換膜により
区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰
イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカ
ソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜
と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔
室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜
により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン
交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成され
た第３の隔室を備えた処理槽と、前記第１，第２の隔室
を希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記
第３の隔室を水供給源に接続する水供給管路と、前記第
２の隔室を硬質成分の除去装置に接続する流出管路と、
前記除去装置内の除去処理水を前記アノード室およびカ
ソード室に供給する流出管路を備えていることを特徴と
するものである。

【００１５】

【発明の作用・効果】本発明の第１の製造方法によれ
ば、希薄食塩水を調製するための原水は電気透析処理に
より塩類等電解質溶質成分を除去されるため、このよう
な原水と高純度の食塩とにより調整された希薄食塩水中
には硬質成分は存在しない。また、本発明の第２の製造
方法によれば、希薄食塩水は電解に先だって電気透析処
理により硬質成分をほとんど除去されていて、希薄食塩
水中の硬質成分の存在量はわずかである。このため、当
該希薄食塩水を電解しても、硬質成分が各電解室中で析
出して各電解室、各電極にスケールとして付着するよう
なことはない。しかして、これらの製造方法において
は、硬質成分の除去手段として両イオン交換膜のイオン
選択的透過性を利用しているため、イオン交換樹脂方式
の軟水器等を使用した場合のごときイオン交換樹脂の再
生工程が不要である。

【００１６】また、本発明の第１〜第４の製造装置を採
用すれば、本発明の第１の製造方法を好適に実施するこ
とができ、かつ本発明の第５，第６の製造装置を採用す
れば、本発明の第２の製造方法を好適に実施することが
できる。しかして、本発明の第１〜第４の製造装置によ
れば、同一の処理槽で水の電気透析による精製と希薄食
塩水の電解とを行うことができ、また本発明の第５，第
６の製造装置によれば、同一の処理槽で希薄食塩水の電
気透析による精製と同希薄食塩水の電解とを行うことが
できるという大きな利点があり、これにより製造装置を
小型化することができるとともに、製造装置を廉価に提
供することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の第１の製造装置の概略的な構成を
示すもので、当該製造装置１０は処理槽１１、希薄食塩
水の調製槽１２、高純度で高濃度の食塩水を貯溜する供
給タンク１３、電解生成水の収容タンク１４ａ，１４ｂ
を備えているとともに、水供給管路１５ａ、塩水供給管
路１５ｂ、および各流出管路１６ａ〜１６ｅを備えてい
る。

【００１８】処理槽１１は槽本体１１ａ内に、第１陽イ
オン交換膜１１ｂ、第２陽イオン交換膜１１ｃ、第１陰
イオン交換膜１１ｄ、第２陰イオン交換膜１１ｅの４枚
のイオン交換膜が配設されており、槽本体１１ａ内に第
１陽イオン交換膜１１ｂにて区画形成されたアノード室
Ｒa、第１陰イオン交換膜１１ｄにて区画形成されたカ
ソード室Ｒc、第１陽イオン交換膜１１ｂと第２陰イオ
ン交換膜１１ｅとにより区画形成された第１隔室Ｒ1、
第２陰イオン交換膜１１ｅと第２陽イオン交換膜１１ｃ
とにより区画形成された第２隔室Ｒ2と、第２陽イオン
交換膜１１ｃと第１陰イオン交換膜１１ｄとにより区画
形成された第３隔室Ｒ3とを備えている。アノード室Ｒa
には陽極１１ｆが配置されているとともに、カーソード
室Ｒcには陰極１１ｇが配置されている。

【００１９】処理槽１１においては、第１，第２，第３
隔室Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3には水供給管路１５ａが接続されて
いて、供給ポンプ１７ａ、流量制御バルブ１８ａを介し
て水道水が供給されるようになっている。また、アノー
ド室Ｒaおよびカソード室Ｒcには塩水供給管路１５ｂが
接続されていて、供給ポンプ１７ｂ、流量制御バルブ１
８ｂを介して希薄食塩水が供給されるように構成されて
いる。また、処理槽１１においては、アノード室Ｒa、
カソード室Ｒc、第１隔室Ｒ1、第２隔室Ｒ2、第３隔室
Ｒ3にそれぞれ流出管路が接続されている。アノード室
側生成水は第１流出管路１６ａを介して第１収容タンク
１４ａに流出され、カソード室側生成水は第５流出管路
１６ｅを介して第２収容タンク１４ｂに流出され、第
１，第３隔室Ｒ1，Ｒ3内の処理水は第２，第４流出管路
１６ｂ，１６ｄを介して外部に排出され、かつ第２隔室
Ｒ2内の処理水は第３流出管路１６ｃを介して塩水調製
槽１２に流出される。

【００２０】塩水調製槽１２は食塩供給タンク１３とと
もに希薄食塩水の調製源を構成するもので、塩水調製槽
１２では食塩供給タンク１３からの濃食塩水と第２隔室
Ｒ2からの処理水を受けて所定濃度の希薄食塩水、すな
わち０．１〜０．２重量％の範囲内の所定濃度の希薄食
塩水が調製される。なお、第１，第５流出管路１６ａ，
１６ｅの途中にはｐＨセンサー１８ｃが介装されてい
て、各収容タンク１４ａ，１４ｂ内に流入する各生成水
のｐＨを測定している。また、各収容タンク１４ａ，１
４ｂ内の生成水は一定のｐＨに調製すべく各流量制御バ
ルブ１８ｂを介してアノード室Ｒa，カソード室Ｒcに還
流されるようになっている。

【００２１】このように構成した製造装置１０において
は、処理槽１１の第１，第２，第３隔室Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3
には水供給管路１５ａを通して水道水が供給されるとと
もに、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcには塩水調整
槽１２から希薄食塩水が供給される。この状態におい
て、第２隔室Ｒ2内に供給された水道水は第３流出管路
１６ｃを通して塩水調整槽１２に流出するが、第２隔室
Ｒ2内では水中に溶存するマグネシウム、カルシウム等
の硬質成分である陽イオンが第２陽イオン交換膜１１ｃ
を透過して第３隔室Ｒ3内に移行するとともに、珪酸物
質等の硬質成分である陰イオンが第２陰イオン交換膜１
１ｅを透過して第１隔室Ｒ1内に移行する。一方、第１
隔室Ｒ1内では水中の陽イオンおよび陰イオンは第１陽
イオン交換膜１１ｂと第２陰イオン交換膜１１ｅにより
閉じ込められてアノード室Ｒa，第２隔室Ｒ2への移行を
阻止され、また第３隔室Ｒ3内では水中の陽イオンおよ
び陰イオンは第２陽イオン交換膜１１ｃと第１陰イオン
交換膜１１ｄにより閉じ込められてカソード室Ｒc，第
２隔室Ｒ2への移行を阻止される。

【００２２】従って、当該製造装置１０においては、第
２隔室Ｒ2から流出する処理水は硬質成分を除去された
状態で塩水調整槽１２に流入して希薄食塩水の原水とし
て使用され、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcへ供給
される希薄食塩水には硬質成分が溶存していない。この
ため、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcでの希薄食塩
水の電解時に硬質成分に起因するスケールの発生がな
く、スケールの発生によるアノード室Ｒaおよびカソー
ド室Ｒc、各電極１１ｆ，１１ｇが汚染されることがな
い。なお、第１，第３隔室Ｒ1，Ｒ3に移行した硬質成分
は第２，第４流出管路１６ｂ，１６ｄから排出される。

【００２３】このように、当該製造装置１０を使用して
電解生成水を製造する場合には、希薄食塩水を調製する
ための原水は電気透析処理によりマグネシウム、カルシ
ウム、珪酸物質等の硬質成分を除去されるため、希薄食
塩水中には硬質成分は存在しない。このため、当該希薄
食塩水を電解しても、硬質成分が処理槽１１内に析出し
てアノード室Ｒaおよびカソード室Ｒc、各電極１１ｆ，
１１ｇを汚染することがないが、硬質成分の除去手段と
して各イオン交換膜１１ｂ〜１１ｅのイオン選択的透過
性を利用しているため、イオン交換樹脂を使用する場合
のごとき再生工程が不要である。また、当該製造装置１
０においては、同一の処理槽１１で水の電気透析による
精製と希薄食塩水の電解とを行うことができるため、電
解生成水の製造装置を小型化することができるととも
に、製造装置を廉価に提供することができるという大き
な利点を有する。

【００２４】図２は本発明の第２の製造装置の概略的な
構成を示すもので、当該製造装置１０ａは第１の製造装
置１０を基本構成としている。当該製造装置１０ａにお
いては、処理槽１１の槽本体１１ａ内に６枚のイオン交
換膜が配置されていて、第１陽イオン交換膜１１ｂによ
り区画形成されたアノード室Ｒa、第１陰イオン交換膜
１１ｄにて区画形成されカソード室Ｒc、第１陽イオン
交換膜１１ｂと第２陰イオン交換膜１１ｅとにより区画
形成された第１隔室Ｒ1、第１陰イオン交換膜１１ｄと
第２陽イオン交換膜１１ｃにより区画形成された第２隔
室Ｒ2、第２陰イオン交換膜１１ｅと第３陽イオン交換
膜１１ｈとにより区画形成された第３隔室Ｒ3、第２陽
イオン交換膜１１ｃと第３陰イオン交換膜１１ｉとによ
り区画形成された第４隔室Ｒ4、第３陽イオン交換膜１
１ｈと第３陰イオン交換膜１１ｉとにより区画形成され
た第５隔室Ｒ5を備えている。

【００２５】当該製造装置１０ａにおいては、水供給管
路１５ａが第２，第３隔室Ｒ2，Ｒ3に接続されていると
ともに、第４隔室Ｒ4が塩水調製槽１２に接続されてい
る。また、第３隔室Ｒ3は第４隔室Ｒ4に、第２隔室Ｒ2
は第５隔室Ｒ5に、第５隔室Ｒ5は第１隔室Ｒ1にそれぞ
れ接続されており、塩水調製槽１２に供給される処理水
が同一雰囲気の隔室を２度流動して、２度電気透析処理
されるように構成されている。

【００２６】なお、当該製造装置１０ａのその他の構成
は製造装置１０と同様であり、硬質成分の除去の程度が
高い点を除き製造装置１０と同様の作用効果を奏するも
のである。また、当該製造装置１０ａにおいては、原水
の水質の程度により隔室を適宜の数に設定することがで
きる。

【００２７】図３は本発明の第３の製造装置の概略的な
構成を示すもので、当該製造装置２０は処理槽２１、希
薄食塩水の調製槽２２、高純度で高濃度の食塩水の供給
タンク２３、電解生成水の収容タンク２４ａ，２４ｂを
備えているとともに、水供給管路２５ａ、塩水供給管路
２５ｂ、各流出管路２６ａ〜２６ｅ、各供給ポンプ２７
ａ，２７ｂ、各流量制御バルブ２８ａ，２８ｂ、ｐＨセ
ンサー２８ｃを備えている。

【００２８】処理槽２１は槽本体２１ａ内に、第１陽イ
オン交換膜２１ｂ、第２陽イオン交換膜２１ｃ、第１陰
イオン交換膜２１ｄ、第２陰イオン交換膜２１ｅの４枚
のイオン交換膜が配設されており、槽本体２１ａ内に第
１陽イオン交換膜２１ｂにて区画形成されたアノード室
Ｒa、第１陰イオン交換膜２１ｄにて区画形成されたカ
ソード室Ｒc、第１陽イオン交換膜２１ｂと第２陽イオ
ン交換膜２１ｃとにより区画形成された第１隔室Ｒ1、
第２陽イオン交換膜２１ｃと第２陰イオン交換膜２１ｅ
とにより区画形成された第２隔室Ｒ2と、第２陰イオン
交換膜２１ｅと第１陰イオン交換膜２１ｄとにより区画
形成された第３隔室Ｒ3とを備えている。アノード室Ｒa
には陽極２１ｆが配置されているとともに、カソード室
Ｒcには陰極２１ｇが配置されている。

【００２９】処理槽２１においては、第１，第２隔室Ｒ
1，Ｒ2には水供給管路２５ａが接続されていて、供給ポ
ンプ２７ａ、流量制御バルブ２８ａを介して水道水が供
給されるようになっている。また、アノード室Ｒaおよ
びカソード室Ｒcには塩水供給管路２５ｂが接続されて
いて、供給ポンプ２７ｂ、流量制御バルブ２８ｂを介し
て希薄食塩水が供給されるように構成されている。ま
た、処理槽２１においては、アノード室Ｒa、カソード
室Ｒc、第１隔室Ｒ1、第２隔室Ｒ2、第３隔室Ｒ3にそれ
ぞれ流出管路が接続されている。アノード室側生成水は
第１流出管路２６ａを介して第１収容タンク２４ａに流
出され、カソード室側生成水は第５流出管路２６ｅを介
して第２収容タンク２４ｂに流出され、第２隔室Ｒ2内
の処理水は第３流出管路２６ｃを介して外部に排出さ
れ、かつ第１隔室Ｒ1内の処理水は第２流出管路２６ｂ
を介して第３隔室Ｒ3内に流入されるとともに、第３隔
室Ｒ3内の処理水は第４流出管路２６ｄを介して塩水調
製槽２２に流出されるように構成されている。

【００３０】このように構成した製造装置２０において
は、処理槽２１の第１，第２隔室Ｒ1，Ｒ2には水供給管
路２５ａを通して水道水が供給されるとともに、アノー
ド室Ｒaおよびカソード室Ｒcには塩水調整槽２２から希
薄食塩水が供給される。この状態において、第２隔室Ｒ
2内に供給された水道水は第３流出管路２６ｃを通して
外部へ流出するが、第２隔室Ｒ2内には第１隔室Ｒ1から
陽イオンの硬質成分が第２陽イオン交換膜２１ｃを透過
して侵入し、また第３隔室Ｒ3から陰イオンの硬質成分
が第２陰イオン透過膜２１ｅを透過して侵入して、硬質
成分が濃縮される。このため、硬質成分は第２隔室Ｒ2
から処理水ととともに外部へ流出する。従って、第３隔
室Ｒ3から塩水調製槽２２に供給される処理水中には硬
質成分は溶存せず、塩水調製槽２２で調製された希薄食
塩水にも硬質成分は溶存しない。このため、かかる希薄
食塩水の電解では硬質成分に起因するスケールの発生は
なく、処理槽２１がスケールにより汚染されることはな
い。

【００３１】図４は本発明の第４の製造装置の概略的な
構成を示すもので、当該製造装置２０ａは図３に示す第
３の製造装置２０を基本構成としている。従って、当該
製造装置２０ａにおいて製造装置２０と同一の構成部材
には同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、必要
により説明するにとどめる。

【００３２】当該製造装置２０ａにおいて、処理槽２１
の第１，第２，第３隔室Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3には水供給管路
２５ａが接続されていて、供給ポンプ２７ａ、流量制御
バルブ２８ａを介して水道水が供給されるようになって
いる。また、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcには塩
水供給管路２５ｂが接続されていて、供給ポンプ２７
ｂ、流量制御バルブ２８ｂを介して希薄食塩水が供給さ
れるように構成されている。また、処理槽２１において
は、アノード室Ｒa、カソード室Ｒc、第１隔室Ｒ1、第
２隔室Ｒ2、第３隔室Ｒ3にそれぞれ流出管路が接続され
ている。アノード室側生成水は第１流出管路２６ａを介
して第１収容タンク２４ａに流出され、カソード室側生
成水は第５流出管路２６ｅを介して第２収容タンク１４
ｂに流出され、第１，第３隔室Ｒ1，Ｒ3内の処理水は第
２，第４流出管路２６ｂ，２６ｄを介して外部に排出さ
れ、かつ第２隔室Ｒ2内の処理水は第３流出管路２６ｃ
を介して沈澱槽２９に流出されるように構成されてい
る。

【００３３】沈澱槽２９は流量調整バルブ２８ｂを介し
て塩水調製槽２２に接続されていて、沈澱槽２９では第
２隔室Ｒ2から流出する処理水中の水不溶化成分が沈澱
される。沈澱後の処理水は流量制御バルブ２８ｂを通し
て塩水調製槽２２に供給される。なお、沈澱槽２９には
ポリ燐酸カリウム等の水溶性のポリ燐酸塩が添加され
て、不溶化成分の沈澱を助勢させるようになっている。

【００３４】このように構成した製造装置２０ａにおい
ては、処理槽２１の第１，第２，第３隔室Ｒ1，Ｒ2，Ｒ
3には水供給管路２５ａを通して水道水が供給されると
ともに、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcには塩水調
整槽２２から希薄食塩水が供給される。この状態におい
て、第２隔室Ｒ2内に供給された水道水は第３流出管路
２６ｃを通して沈澱槽２９に流出するが、第２隔室Ｒ2
内には第１隔室Ｒ1から陽イオンの硬質成分が第２陽イ
オン交換膜２１ｃを透過して侵入し、また第３隔室Ｒ3
から陰イオンの硬質成分が第２陰イオン透過膜２１ｅを
透過して侵入して、硬質成分が濃縮される。このため、
硬質成分は第２隔室Ｒ2から処理水ととともに流出して
沈澱槽２９に流入し、その一部が硅酸カルシウム等の不
溶性塩を形成するとともに、残存するアルカリ性硬質成
分が沈澱槽２９に添加されている水溶性ポリ燐酸塩と反
応し燐酸カルシウム等の不溶性塩を形成して沈澱する。

【００３５】従って、沈澱槽２９から塩水調製槽２２に
供給される処理水中には硬質成分は溶存せず、塩水調製
槽２２で調製された希薄食塩水にも硬質成分は溶存しな
い。このため、かかる希薄食塩水の電解では硬質成分に
起因するスケールの発生はなく、処理槽２１がスケール
により汚染されることはない。

【００３６】なお、第１隔室Ｒ1を流出する処理水には
陽イオン系の硬質成分がほとんど溶存しないととも、ナ
トリウムイオンが多く溶存し、一方第３隔室Ｒ3を流出
する処理水には陰イオン系の硬質成分がほとんど溶存し
ないとともに塩素イオンが多く溶存するため、これら両
イオンを有効に活用するために、塩水調製槽２２に供給
するように構成することもできる。

【００３７】図５は本発明の第５の製造装置の概略的な
構成を示すもので、当該製造装置３０は処理槽３１、希
薄食塩水の調製槽３２、高濃度の食塩水の供給タンク３
３、電解生成水の収容タンク３４ａ，３４ｂを備えてい
るとともに、水供給管路３５ａ、塩水供給管路３５ｂ、
各流出管路３６ａ〜３６ｅ、各供給ポンプ３７ａ，３７
ｂ、各流量制御バルブ３８ａ，３８ｂ、ｐＨセンサー３
８ｃおよび貯溜槽３９を備えている。当該製造装置３０
においては、希薄食塩水を電解に先だって電気透析処理
する点、および高濃度食塩水として硬質成分を多く含む
低純度の食塩を使用して調製している点で、第１〜第４
の製造装置１０，１０ａ，２０，２０ａとは相違する。

【００３８】しかして、当該製造装置３０においては、
第２陽イオン交換膜３１ｃとしてナトリウムイオン選択
透過膜が採用され、また第２陰イオン交換膜３１ｅとし
て塩素イオン選択透過膜が採用されていて、第２隔室Ｒ
2は水供給管路３５ａに接続されているとともに、第１
隔室Ｒ1および第３隔室Ｒ3が塩水供給管路３５ｂに接続
されていて、第２隔室Ｒ2は第３流出管路３６ｃを介し
て貯溜槽３９に接続されている。また、貯溜槽３９は塩
水供給管路３５ｃを介してアノード室Ｒaおよびカソー
ド室Ｒcに接続されている。従って、予め調製された希
薄食塩水は調製槽３２から第１隔室Ｒ1および第３隔室
Ｒ3に流入後電気透析され、その主成分であるナトリウ
ムイオンおよび塩素イオンが第２隔室Ｒ2へ侵入して高
純度の食塩水となって、同隔室Ｒ2から貯溜槽３９へ流
出する。従って、貯溜槽３９からアノード室Ｒaおよび
カソード室Ｒcに供給される希薄食塩水中には硬質成分
は溶存せず、かかる希薄食塩水の電解では硬質成分に起
因するスケールの発生はなく、処理槽３１がスケールに
より汚染されることはない。なお、第１隔室Ｒ1からは
陽イオン系の硬質成分を多く含む処理水が排出され、ま
た第３隔室Ｒ3からは陰イオン系の硬質成分を多く含む
処理水が排出される。

【００３９】このように、当該製造装置３０を使用して
電解生成水を製造する場合においては、希薄食塩水は電
解に先だって電気透析処理により硬質成分を除去されて
いて、希薄食塩水中には硬質成分は存在しないため、当
該希薄食塩水を電解しても、硬質成分が処理槽３１中で
析出してアノード室Ｒa、カソード室Ｒc、各電極３１
ｆ，３１ｇにスケールとして付着することはないが、硬
質成分の除去手段として各イオン交換膜３１ｂ〜３１ｅ
のイオン選択的透過性を利用しているため、イオン交換
樹脂によって構成された軟水化装置のごとき再生工程は
不要である。また、当該製造装置３０においては、同一
の処理槽３１で希薄食塩水の電気透析による精製と同食
塩水の電解とを行うことができるため、電解生成水の製
造装置を小型化することができるとともに、製造装置を
廉価に提供することができるという大きな利点を有す
る。

【００４０】特に、当該製造装置３０においては、第２
陽イオン交換膜３１ｃとしてナトリウムイオン選択透過
膜を採用し、かつ第２陰イオン交換膜として塩素イオン
選択透過膜３１ｅを採用して食塩水を高純度化している
ため、食塩水の調製には低純度の食塩を採用できるとい
う大きな利点を有する。

【００４１】図６は本発明の第６の製造装置の概略的な
構成を示すもので、当該製造装置３０ａは第５の製造装
置３０を基本構成としている。従って、当該製造装置３
０ａにおいて製造装置３０と同一の構成部材には同一の
符号を付してその詳細な説明を省略し、必要により説明
するにとどめる。

【００４２】当該製造装置３０ａにおいては、第２陽イ
オン交換膜３１ｃとして陽イオン系の硬質成分を選択透
過させる交換膜が、第２陰イオン交換膜３１ｅとして陰
イオン系の硬質成分を選択透過させる交換膜が採用され
ており、また貯溜槽３９に換えて沈澱槽３９ａが採用さ
れている。しかして、当該製造装置３０ａにおいては、
第３隔室Ｒ3が水供給管路３５ａに接続されているとと
もに、第１隔室Ｒ1および第２隔室Ｒ2が塩水供給管路３
５ｂに接続されていて、第２隔室Ｒ2は第３流出管路３
６ｃを介して沈澱槽３９ａに接続されている。なお、沈
澱槽３９ａには、ポリ燐酸カリウム等の水溶性のポリ燐
酸塩が添加されていて、不溶化成分の沈澱が助勢される
ようになっている。

【００４３】また、沈澱槽３９ａは塩水供給管路３５ｃ
を介してアノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcに接続され
ている。従って、予め調製された希薄食塩水は調製槽３
２から第２隔室Ｒ2で電気透析処理されて沈澱槽３９に
流入するが、第２隔室Ｒ2内には第１隔室Ｒ1から陽イオ
ンの硬質成分が第２陽イオン交換膜３１ｃを透過して侵
入し、また第３隔室Ｒ3から陰イオンの硬質成分が第２
陰イオン透過膜３１ｅを透過して侵入して、硬質成分が
濃縮される。このため、硬質成分は硅酸カルシウム等の
不溶性塩となって第２隔室Ｒ2から処理水ととともに流
出して、沈澱槽３９ａに流入して沈澱する。さらに、残
存する陽イオン系の硬質成分は沈澱槽３９ａに添加され
ている水溶性のポリ燐酸塩と反応し、燐酸カルシウム塩
等の不溶性塩を形成して沈澱する。

【００４４】従って、沈澱槽３９ａからアノード室Ｒa
およびカソード室Ｒcに供給される希薄食塩水中には硬
質成分は溶存せず、かかる希薄食塩水の電解では硬質成
分に起因するスケールの発生はなく、処理槽３１がスケ
ールにより汚染されることはない。なお、第１隔室Ｒ1
を流出する処理水には陽イオン系の硬質成分がほとんど
溶存しないととも、ナトリウムイオンが多く溶存するた
め、このイオンを有効に活用するために上記処理水を塩
水調製槽３２に供給するように構成することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の製造装置を示す概略的構成図で
ある。

【図２】本発明の第２の製造装置を示す概略的構成図で
ある。

【図３】本発明の第３の製造装置を示す概略的構成図で
ある。

【図４】本発明の第４の製造装置を示す概略的構成図で
ある。

【図５】本発明の第５の製造装置を示す概略的構成図で
ある。

【図６】本発明の第６の製造装置を示す概略的構成図で
ある。

【符号の説明】

１０，１０ａ，２０，２０ａ，３０，３０ａ…製造装
置、１１，２１，３１…処理槽、１１ｂ，１１ｃ，１１
ｈ，２１ｂ，２１ｃ，３１ｂ，３１ｃ…陽イオン交換
膜、１１ｄ，１１ｅ，１１ｉ，２１ｄ，２１ｅ，３１
ｄ，３１ｅ…陰イオン交換膜、１２，２２，３２…塩水
調製槽、１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ，３４ａ，３
４ｂ…収容タンク、１５ａ，２５ａ，３５ａ…水供給管
路、１５ｂ，２５ｂ，３５ｂ，３５ｃ…塩水供給管路、
１６ａ〜１６ｅ，２６ａ〜２６ｅ，３６ａ〜３６ｅ…流
出管路、２９，３９ａ…沈澱槽、３９…貯溜槽。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アノード室およびカソード室を有する処理
槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水お
よびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造方
法において、前記希薄食塩水を調製するための原水を陽
イオン交換膜と陰イオン交換膜にて区画された隔室にて
電気透析処理して、前記原水中の硬質成分を除去するこ
とを特徴とする電解生成水の製造方法。
【請求項２】アノード室およびカソード室を有する処理
槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水お
よびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造方
法において、前記希薄食塩水を電解処理に先立って陽イ
オン交換膜と陰イオン交換膜にて区画された隔室にて電
気透析処理して、前記希薄食塩水中の硬質成分を除去す
ることを特徴とする電解生成水の製造方法。
【請求項３】アノード室およびカソード室を有する処理
槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水お
よびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装
置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて
陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜に
より区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これ
ら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陰イオ
ン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の
陰イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成
された第２の隔室、前記第２の陽イオン交換膜と前記第
１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を
備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を前
記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記
各隔室を水の供給源に接続する水供給管路と、前記第２
の隔室を前記希薄食塩水の調製源に接続する流出管路を
備えていることを特徴とする電解生成水の製造装置。
【請求項４】アノード室およびカソード室を有する処理
槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水お
よびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装
置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて
陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜に
より区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これ
ら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陰イオ
ン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第１の
陰イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成
された第２の隔室、これら両隔室間に配設されたイオン
交換膜により区画形成された１または複数の第３の隔室
を備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を
前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前
記各隔室に水を供給する水供給管路と、これら隔室の１
隔室を前記希薄食塩水の調製源に接続する流出管路を備
えていることを特徴とする電解生成水の製造装置。
【請求項５】アノード室およびカソード室を有する処理
槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水お
よびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装
置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて
陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜に
より区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これ
ら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオ
ン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の
陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成
された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第
１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を
備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を前
記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記
第１，第２の隔室を水の供給源に接続する水供給管路
と、前記第１の隔室を前記第３の隔室に接続する接続管
路と、同第３の隔室を前記希薄食塩水の調製源に供給す
る流出管路を備えていることを特徴とする電解生成水の
製造装置。
【請求項６】アノード室およびカソード室を有する処理
槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水お
よびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装
置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて
陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜に
より区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これ
ら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオ
ン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の
陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成
された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第
１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を
備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を前
記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記
各隔室を水の供給源に接続する水供給管路と、前記第２
の隔室を硬質成分の除去装置に接続する流出管路と、前
記除去装置内の除去処理水を前記希薄食塩水の調製源に
供給する流出管路を備えていることを特徴とする電解生
成水の製造装置。
【請求項７】アノード室およびカソード室を有する処理
槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水お
よびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装
置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて
陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜に
より区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これ
ら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオ
ン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の
陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成
された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第
１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を
備えた処理槽と、前記第１，第３の隔室を希薄食塩水の
供給源に接続する塩水供給管路と、前記第２の隔室を水
供給源に接続する水供給管路と、前記第２の隔室内の処
理水を前記アノード室およびカソード室に供給する流出
管路を備えていることを特徴とする電解生成水の製造装
置。
【請求項８】アノード室およびカソード室を有する処理
槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水お
よびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装
置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて
陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜に
より区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これ
ら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオ
ン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の
陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成
された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第
１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を
備えた処理槽と、前記第１，第２の隔室を希薄食塩水の
供給源に接続する塩水供給管路と、前記第３の隔室を水
供給源に接続する水供給管路と、前記第２の隔室を硬質
成分の除去装置に接続する流出管路と、前記除去装置内
の除去処理水を前記アノード室およびカソード室に供給
する流出管路を備えていることを特徴とする電解生成水
の製造装置。