JPH09220572A - 水処理方法及びその方法を用いた水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 捨て水をせずに衛生上安全性に優れた浄水等
を得ることができ、省エネルギーで、分極現象が生じる
ことのない水処理装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の水処理装置は、原水を電気分解
処理して処理水を得る水処理装置であって、電解槽１
と、電解槽１を処理水電解室４ａと電解質溶液電解室４
ｂとに隔離する隔膜３と、処理水電解室４ａ及び電解質
溶液電解室４ｂに各々配設された処理水側電極２ａ及び
電解質溶液側電極２ｂと、電解質溶液槽１０と、電解質
溶液電解室４ｂと電解質溶液槽１０との間で電解質溶液
１１を循環させる循環系８ａ，１３，１４と、電解質溶
液槽１０若しくは循環系８ａ，１３，１４に電解質溶液
電解室４ｂで発生した電気分解ガスを外気へ放出するガ
ス放出部１２と、を有する構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、捨て水することな
しに水を電気分解して殺菌水やアルカリイオン水酸性イ
オン水等の処理水を得ることができる水処理方法及びそ
の方法を用いた水処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、密閉式の電解槽に水道水を供給
し、電解槽内の陽極及び陰極間に直流電圧を印加して水
道水を電気分解し、陽極側に集まる陰イオンを多く含ん
だ医療用水や化粧水として好適な酸性水と、陰極側に集
まる陽イオンを多く含んだ健康や体調維持に好適なアル
カリ水とを連続して得ることのできる水処理方法や水処
理装置が種々提案されている。

【０００３】以下に従来の水処理装置及びその処理方法
について説明する。図６は従来の水処理装置の１つであ
るアルカリイオン水整水器の基本構造を示す模式図であ
る。５０は電解槽、５１ａ，５１ｂは電解槽５０に対向
して配設された電極、５２は電解槽５０に配設された一
対の電極５１ａ，５１ｂを備えた第１の電解室５３ａと
第２の電解室５３ｂを仕切る隔膜、５４ａ，５４ｂは第
１，第２の電解室５３ａ，５３ｂの下部に連通され給水
管５５から給水される給水口、５５ａは給水管５５の給
水弁、５６ａは第１の電解室５３ａの下流側に形成され
た処理水を処理水管５６ａ′に吐出する吐出口、５６ｂ
は第２の電解室５３ｂの下流側に形成された捨て水を排
水管５６ｂ′で排水する排水口、５７は各電極５１ａ，
５１ｂに直流電流を印加する直流電源部、５８は電気分
解の効率をあげるために電解質溶液５９を貯蔵する電解
質溶液槽、６０は電解質溶液槽５９の電解質溶液を電解
質溶液供給管６１を通して所定量で給水管５５に供給す
る電解質溶液供給ポンプである。

【０００４】以上のように構成されたアルカリイオン水
整水器について、以下その水処理方法について説明す
る。

【０００５】水道水である現水は給水弁５５ａから給水
管５５を通して電解槽５０の相対する２つの電極５１
ａ，５１ｂを隔膜５２で仕切られた２つの第１，第２の
電解室５３ａ，５３ｂに供給され、直流電源部５７によ
り電気分解された処理水が１つは陽極水として処理水管
５６ａ′より吐出されて健康飲料等として使用され、陰
極水は捨て水として排水管５６ｂ′より排水される。ま
た電気分解を容易にするために電解質溶液槽５８に入っ
た電解質溶液５９が電解質溶液供給ポンプ６０を介して
原水に供給される。尚、酸性水整水器は電極の極性を変
えることにより同様の方法で酸性水を製水している。

【０００６】図７は従来例の水処理装置の一つである浄
水器の基本構造を示す模式図である。

【０００７】７０は浄水器、７１は浄水槽、７２は浄水
槽７１の下部に配設された粒状の活性炭７２′を収容す
る活性炭槽、７３は活性炭槽７２の活性炭７２ａの流動
を抑制し溢流を防止する隔壁、７４は隔壁７３の中央部
に形成された処理水の流出口、７５は流出口７４に所定
高さ設けて形成された網状の活性炭溢流防止蓋、７６は
活性炭処理水槽、７７は活性炭処理水槽７６と浄水槽７
８を隔絶する浄水隔壁、７９は浄水隔壁７７に上部を保
持された中空糸膜で形成され浄水槽７８に開口する円筒
状の濾過部、８０は浄水槽７８に連通された浄水吐出
管、８１は水道管（図示せず）に接続された給水管、８
２は給水管８１に配設された給水弁である。

【０００８】以上のように構成された浄水器について、
以下その水処理方法について説明する。

【０００９】給水弁８２より水道水が浄水器７０の活性
炭槽７２に供給され、まず最初に活性炭槽７２の粒状活
性炭７２ａにより水道水のカルキや重金属、有機物等の
不純物が吸着除去される。吸着除去された水は濾過部７
９の中室糸膜により微細なゴミ等が濾過され、浄水とし
て浄水吐出管８０より吐出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の水処理装置や水処理方法では、アルカリイオン水整水
器等は処理された水の半分、すなわち浄水と同量の水は
捨て水となるため省エネルギーの観点より問題があり、
更に渇水期には水の無駄となり節水上問題があった。ま
た、浄水器は、原水中の雑菌は活性炭槽の中の活性炭の
細孔中に吸着されるが、原水中のカルキが活性炭の触媒
作用で分解され、殺菌作用のない塩素イオンに分解され
るので、活性炭が有機物を吸着し雑菌の栄養源となるた
め増殖しやすい環境となり、この増殖した細菌が濾過部
の中空糸膜の表面に付着して増殖し、それが浄水中に流
れ出し衛生上安全性に欠けるという問題点を有してい
た。また、中空糸膜の濾過部は浄水器を長期間使用する
に従って水道水の微細なゴミのみならず細菌の増殖によ
るコロニーにより目詰まりを起こし易く流量が低下して
くるので、その保守管理に多大の労力を要すという問題
点を有していた。

【００１１】本発明はこれら従来の問題点を解決するも
ので、捨て水をせずにかつ省エネルギーで衛生上安全性
に優れた水処理方法及びこの方法を用いた捨て水をせず
に浄水や酸性水等を得ることができ、電力を無駄に消費
することなく、また、分極現象が生じることのない連続
運転性に優れた浄水器、アルカリイオン整水器、酸性水
整水器や風呂水の浄化・殺菌のための電解、浄化殺菌循
環する温浴浴槽水処理装置として好適な水処理装置を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の水処理方法は、原水を電気分解して処理水を
得る水処理方法であって、原水を処理水電解室で電気分
解する際に、電解質を含有した電解質溶液を電解質溶液
槽と電解質溶液電解室との間を循環系で循環させながら
電解質溶液電解室で電気分解する構成を有し、更に、前
記電解質溶液電解室で電気分解を行う際に発生する電気
分解ガスを前記電解溶液槽又は前記循環系で電解質溶液
を循環させながら放出させる構成を有している。この構
成により従来、処理水と同量の水を捨てていたのを捨て
水することなく処理水を極めて効率よく整水することが
できる。また、電解質溶液を循環させながら常時電気分
解ガスを放出するので分極現象が生じるのを極力抑え連
続運転を可能にすることができるという作用を有する。

【００１３】また、本発明の水処理装置は、原水を電気
分解処理して処理水を得る水処理装置であって、電解槽
と、前記電解槽を処理水電解室と電解質溶液電解室とに
隔離する隔膜と、前記処理水電解室及び前記電解質溶液
電解室に各々配設された処理水側電極及び電解質溶液側
電極と、電解質溶液槽と、前記電解質溶液電解室と前記
電解質溶液槽との間で電解質溶液を循環させる循環系
と、を有する構成を有し、更に、前記電解質溶液槽若し
くは前記循環系に前記電解質溶液電解室で発生した電気
分解ガスを外気へ放出するガス放出部を備えている構成
を有している。

【００１４】この構成により、捨て水をすることなしに
飲料水や温浴浴槽水を殺菌・浄化することができるとい
う作用を有する。また、初流出分から殺菌浄化された浄
化水を供給できるという作用を有する。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の水処理
方法は、原水を電気分解して処理水を得る水処理方法で
あって、原水を処理水電解室で電気分解する際に、電解
質を含有した電解質溶液を電解質溶液槽と電解質溶液電
解室との間を循環系で循環させながら電解質溶液電解室
で電気分解する構成を有している。この構成により、捨
て水することなく処理水を極めて効率よく製水すること
ができる。

【００１６】本発明の請求項２に記載の水処理方法は、
請求項１において、電解質溶液電解室で電気分解を行う
際に発生する電気分解ガスを電気分解溶液槽又は循環系
で電解質溶液を循環させながら放出させる構成を有して
いる。この構成により、電解質溶液を循環させながら常
時電気分解ガスを放出するので分極現象が生じるのを極
力抑えることができるという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項３に記載の水処理方法は、
原水を電気分解して処理水を得る水処理方法が酸性水整
水器又はアルカリイオン水整水器若しくは飲料水や循環
温浴浴槽水を製水する浄水器の水処理方法である構成を
有している。この構成により、捨て水をすることなく、
初流出分から酸性度を極めて高くすることができるとと
もに、又、電解質濃度や電流／電圧を変えることにより
無菌で適度のアルカリ度に調整できるという作用を有す
る。

【００１８】本発明の請求項４に記載の水処理装置は、
原水を電気分解処理して処理水を得る水処理装置であっ
て、電解質溶液電解室と、電解質溶液槽と、電解質溶液
電解室と電解質溶液槽との間で電解質溶液を循環させる
ポンプや配管を備えた循環系と、を有する構成を有して
いる。この構成により、捨て水をすることなしに飲料水
や温浴浴槽水を浄化することができるという作用を有す
る。また、初流分から殺菌浄化された浄化水晒を供給で
きるという作用を有する。

【００１９】本発明の請求項５に記載の水処理装置は、
原水を電気分解処理して処理水を得る水処理装置であっ
て、電解槽と、電解槽を処理側電解室と電解質溶液電解
室とに隔離する隔膜と、処理水電解室及び電解質溶液電
解室に各々配設された処理水側電極及び電解質溶液側電
極と、電解質溶液槽と、電解質溶液電解室と電解質溶液
槽との間で電解質溶液を循環させる循環系と、を有する
構成を有している。この構成により、捨て水をすること
なしに飲料水や温浴浴槽水を浄化することができるとい
う作用を有する。また、初流分から殺菌浄化された浄化
水を供給できるという作用を有する。

【００２０】本発明の請求項６に記載の水処理装置は、
請求項４又は５において、電解質溶液槽若しくは循環系
に電解質溶液電解室で発生した電気分解ガスを外気へ放
出するガス放出部を備えている構成を有している。この
構成により、電解質溶液電解室での分極現象の発生を防
止できるという作用を有する。

【００２１】本発明の請求項７に記載の水処理装置は、
請求項４乃至６の内いずれか１において、原水を電気分
解処理して処理水を得る水処理装置が、酸性水整水器又
はアルカリイオン水整水器である構成を有している。こ
の構成により、捨て水をすることなく、初流出分から酸
性度を極めて高くすることができるとともに、又、電解
質濃度や電流／電圧を変えることにより無菌で適度のア
ルカリ度に調整できるという作用を有する。

【００２２】本発明の請求項８に記載の水処理装置は、
請求項６又は７において、処理水電解室の下流側に配設
された濾過部と、濾過部に配設された排水管と、を備え
ている構成を有している。この構成により、濾過部での
細菌の発生を防止できるという作用を有する。

【００２３】本発明の請求項９に記載の水処理装置は、
請求項６において、ガス放出部がガス透過膜で形成され
ている構成を有している。この構成により、電解質溶液
槽に空中の浮遊細菌が落下するのを防止しながら電気分
解ガスを随時放出できるという作用を有する。

【００２４】本発明の請求項１０に記載の水処理装置
は、請求項４乃至９の内いずれか１において、電解質溶
液槽の電解質がＦ^-，Ｃｌ^-，Ｂｒ^-，Ｉ^-のいずれか１の
陰イオンを含有している構成を有している。この構成に
より、強力な酸性度を有し殺菌作用の強い酸性水を容易
に製水できるという作用を有する。

【００２５】本発明の請求項１１に記載の水処理装置
は、請求項４乃至６又は８乃至１０において、原水を電
気分解処理して処理水を得る水処理装置が浄水器である
構成を有している。この構成により、初流分より無菌で
かつアルカリイオンや酸性イオンの調整された飲料水や
温浴浴槽水を捨て水をすることなく得ることができると
いう作用を有する。

【００２６】本発明の請求項１２に記載の水処理装置
は、請求項４乃至６又は８乃至１０において、原水を電
気分解処理して処理水を得る水処理装置が温浴浴槽水処
理装置であって、処理水電解室に浴槽水を供給する浴槽
水供給部と、処理水電解室の吐出側に浄化された浴槽水
を温浴浴槽に返流する浴槽水返流流部と、を備えている
構成を有している。この構成により、殺菌と浄化を行い
ながら中性の温浴浴槽水を得ることができるという作用
を有する。

【００２７】本発明の請求項１３に記載の水処理装置
は、請求項５乃至１２の内いずれか１において、前記処
理水側電極と前記電解質溶液側電極の極性を切り替える
極性切り替え部を有している構成を有している。この構
成により、酸性イオン水やアルカリイオン水を適宜得る
ことができるという作用を有する。

【００２８】以下、本発明の水処理方法及び水処理装置
の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

【００２９】（実施の形態１）図１は本発明の一実施の
形態である水処理装置の１つである酸性水整水器の基本
構成模式図である。Ａは手洗の消毒等医療用や化粧をす
る際の化粧水等の製水に利用される酸性水整水器、１は
電解槽、２ａは処理水を電気分解する処理水側電極，２
ｂは電解質を含有した電解質溶液を電気分解する電解質
溶液側電極，処理水側電極２ａを電解質溶液側電極２ｂ
は対となって電解槽１に対向して配設されている。３は
電解槽１に配設された処理側電極２ａ，電解質溶液側電
極２ｂを各々備えた２つの電解室に仕切る隔膜、４ａは
原水を酸性やアルカリ性に処理する処理水電解室、４ｂ
は電解質溶液を循環しながら電解する電解質溶液電解
室、５ａは処理水電解室４ａに水道管６から給水弁６′
を経て原水である水道水を供給する給水口、５ｂは電解
質溶液電解室４ｂに電解室溶液を循環供給する電解質溶
液供給口、７は処理水側電解室４ａで処理された処理水
を吐出管７ａを通して吐出する吐出口、８は電解質溶液
電解室４ｂの電解質溶液を循環電解質溶液吐出管８ａを
通して循環させる循環電解質溶液吐出口、９は処理水側
電極２ａ、電解質溶液側電極２ｂに直流電流を供給する
直流電源部、１０は電解質溶液１１を貯蔵するととも
に、水の電気分解時に発生する電気分解ガスを電解質溶
液１１から分離するカートリッジタイプの電解質溶液
槽、１２は電解質溶液槽１０で分離されたガスを排出す
るガス透過膜やガス排気弁等で形成されたガス放出部で
ある。ガス放出部１２は循環電解質溶液吐出管８ａにト
ラップとして形成してもよい。１３は電解質溶液１１を
電解質溶液槽１０と電解質溶液電解室４ｂとを循環させ
る循環ポンプ、１４は循環ポンプ１３からの電解質溶液
１１を電解質溶液電解室４ｂに供給する循環電解質溶供
給管である。

【００３０】酸性水整水器Ａは殺菌消毒等を行う医療用
化粧用の酸性水整水器なので酸性イオン水を取り出すた
めに処理水側電極２ａが陽極、電解質溶液側電極２ｂが
陰極となるように接続されている。

【００３１】電解質溶液１１は電解質溶液電解室４ｂか
ら循環電解質溶液吐出管８ａ、電解質溶液槽１０、循環
ポンプ１３、電解質溶液供給管１４からなる循環系で循
環される。電解質溶液１１は電気分解の効率を高めるた
めのものなので、濃厚食塩水や濃厚塩化カリウム等のハ
ロゲン化化合物の溶液が好適に用いられる。

【００３２】電解槽１を仕切っている隔膜３は電流の媒
体であるイオンは通すが水とかガスはほとんど通過させ
ることのできないものであり、かつ処理原水を循環させ
ている電解質溶液と混合させない材質のものが用いられ
る。具体的には多孔質の塩化ポリエチレン等の膜を基体
としてポリエステル等の不織布を組み込んだものや、塩
素化ポリエチレン，親水性ポリテトラフロロエチレン等
が用いられる。

【００３３】電解質溶液１１を収納してある電解質溶液
槽１０に設置してあるガス放出部１２は電気分解の際に
発生する酸素や水素ガス及び塩素等のハロゲンガス等を
透過させ外気に放出するものであり、ポリテトラフロロ
エチレン，塩素化ポリエチレンの材料で繊維集合体、多
孔質あるいはネット状の織布、不織布、フィルムが使用
される。またガス放出部１２として、例えばガス検知し
たりガス圧に応答したりして開閉させられる放気弁のよ
うな機構をガス放出部１２として使用してもよい。電解
質溶液１１の循環量は電気分解時に発生する酸素や水素
ガス、塩素ガス等のハロゲンガスが、電極表面に付着し
電気分解を停止させないためのものであり循環流量とし
てはＱ＝０．５ｌ／ｍｉｎ以上で循環させるのが好まし
い。

【００３４】また、電解質溶液槽１０の材質としては、
耐アルカリ、耐酸性のものであればよく、ポリプロピレ
ン，ポリエチレン等の合成樹脂製のものが軽量であり好
適に用いられる。尚、電解質溶液は所定時間経過後は酢
酸等で中和し排水されるとともに新規の電解質溶液と交
換される。電解質溶液槽１０そのものを新規のものと交
換してもよい。

【００３５】以上のように構成された酸性水整水器につ
いて、以下その水処理方法について説明する。給水弁
６′を介して水道管６から原水が給水され出すと同時に
直流電源部９と循環ポンプ１３が作動し電解質溶液１１
が循環系を循環し始める。電解槽１の原水の給水口５ａ
から導入された原水は処理水電解室４ａを通過する過程
で陽極である処理水側電極２ａにより電気分解され、酸
性水として吐出口７より吐出管７ａを通して吐出され
る。

【００３６】一方、電解質溶液側電極２ｂが配設された
電解質溶液電解室４ｂでは電解質溶液１１が電解質溶液
槽１０より循環ポンプ１３を介して電解質溶液供給管１
４を経て電解質溶液供給口５ｂより供給される。電解質
溶液電解室４ｂに供給された電解質溶液１１は陰極であ
る電解質溶液側電極２ｂにより電気分解され水素ガスを
発生し電解質溶液に混入される。水素ガスを混入した電
解質溶液１１は循環電解質溶液吐出口８より循環電解質
溶液吐出管８ａを経て電解質溶液槽１０に返流された電
解質溶液１０は混入した水素ガスを分離し、分離された
水素ガスはガス放出部１２を経て外気に放出される。

【００３７】次に本実施の形態における水処理方法の原
理について説明する。電気分解処理水側は電極２ａ，電
解質溶液側電極２ｂの表面における酸化，還元反応であ
って、陽極では酸化反応がすすみ、陰極では還元反応が
すすむ。陽極での参加反応は（化１）で表される。

【００３８】

【化１】

【００３９】（化１）は電子を放出する反応であり、こ
の放出された電子は原水中の塩素イオン及び隔膜３を通
過して来たハロゲンイオンたとえば塩素イオンと反応し
て（化２）に示すように次亜塩素酸イオンを生成する。
この実施の形態の場合、塩素イオンＣｌ^-であるがフッ
素イオンＦ^-臭素イオンＢｒ^-等のハロゲンイオンでも全
く同様である。

【００４０】

【化２】

【００４１】また、水は（化３）のように電離してい
る。

【００４２】

【化３】

【００４３】（化３）に従って電離している水素イオン
ＯＨ^-は（化１）に示すとおり陽極で酸素ガスを生成す
ると同時に電子を放出して消費される。これに伴って水
素イオン濃度は高まっていき処理水のｐＨは酸性を示す
ことになる。

【００４４】しかも処理水側電極２ａの周りでは（化
２）に従って次亜塩素酸イオンが生成され、さらにこの
次亜塩素酸イオンＣｌＯ^-が（化４）に示す水素イオン
Ｈ⁺と結合することによって次亜塩素酸も生成する。こ
れは塩素以外のハロゲンでも同様で処理水側電極２ａの
周りでは次亜ハロゲン酸が生成される。

【００４５】

【化４】

【００４６】このようにして生成された次亜塩素酸イオ
ンＣｌＯ^-と次亜塩素酸ＨＣｌＯはいずれも酸化力が非
常に強く、殺菌が強い物質である。ただ２つの物質のう
ちでは次亜塩素酸ＨＣｌＯの方が相対的ではある。次亜
塩素イオンＣｌＯ^-よりは酸化力殺菌力が高くできるな
ら次亜塩素酸ＨＣｌＯが多く生成されるようにするのが
望ましい。この他の次亜塩素酸と次亜ハロゲン酸につい
ては同様である。

【００４７】また電解質溶液側電極２ｂでは（化５）で
示すように水素ガスＨ₂を発生させる。

【００４８】

【化５】

【００４９】更に、処理水側電極２ａではｐＨが３．５
付近になると、ＨＣｌＯが分解して塩素ガスＣｌ₂が発
生するとともにしたり（化６）で示すように直接塩素イ
オンＣｌ^-が酸化されて塩素ガスＣｌ₂を発生したりす
る。

【００５０】

【化６】

【００５１】本実施の形態においては、これらの発生ガ
スは多孔質のポリテトラクロロエチレン製のガス透過膜
よりなるガス放出部１２より外部に放出される。

【００５２】電解質溶液槽１０の濃厚食塩水は（化７）
に示すように電気分解中は生成するＣｌ^-イオンは隔膜
３を通して処理水電解室４ａに輸送されるが、Ｎａ⁺イ
オンはそのまま電解質溶液側電極２ｂを有する循環電解
室４ｂ及び電解質溶液槽１０に濃縮されることになる
が、電解質溶液側電極２ｂでは水酸イオン〔ＯＨ〕^-が
通電された電気量に応じて生成されることになるので、
（化８）に示すようにＮａＯＨ溶液の形で存在する。

【００５３】

【化７】

【００５４】

【化８】

【００５５】（実験例１）本実施の形態の酸性水整水器
を用いて、使用時間に対する処理水のｐＨ，残留塩素濃
度の依存性を確認した。

【００５６】電気分解の条件電圧は９Ｖ、電流は２Ａ、
原水の流量は、１リットル／分、電極間距離１０ｍｍ、
電解質溶液は塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）とし１モル／
リットル濃度のものを用い、原水はｐＨ≒７．０の水道
水とした。

【００５７】隔膜は多孔質の親水性のポリテトラクロロ
エチレン製の膜をガス透過膜は多孔質のポリテトラクロ
ロエチレン製の膜を使用して行った。

【００５８】この結果を図５に示した。図５は使用時間
に対するｐＨ及び残留塩素濃度の依存性を示す図であ
る。ここで使用時間というのは電気分解を続けて処理液
を吐出する時間である。残留塩素濃度というのは、次亜
鉛素酸ＨＣｌＯと地亜鉛素酸イオンＣｌＯ^-の総和の濃
度である使用時間というのは電気分解を続けて処理液を
吐出する時間である。

【００５９】この図５から明らかなように、原水のｐＨ
は７．０近傍であるが、処理液のｐＨは３．０でほぼ一
定し、また、残留塩素濃度は大体９．８ｐｐｍでほぼ一
定していることがわかった。

【００６０】一方、従来の水処理装置においては、ガス
放出部を備えていないので、陰極の排水口を閉じると陰
極の表面に発生した水素ガスで陰極表面がおおわれるた
め電流の流れを妨げ、電気分解はやがて停止する。これ
は電気分解の分極現象としてよく知られるところであ
る。そこで、分極現象の発生を防止するため陰極側は捨
て水として排水をしなければならなかった。これに対し
本実施の形態においてはガス放出部としてガス透過膜を
備え常時電気分解ガスを放出するので、分極現象を回避
でき連続運転が可能となる。また本実施の形態において
は、捨て水をする必要もない。

【００６１】電解質としてハロゲン化合物を用いたの
で、電解効率を高め、ハロゲンイオンが処理水側電極２
ａに輸送され高い残留塩素濃度を安定して供給、生成す
ることができ高い殺菌性を有する酸性水を得ることがで
きる。

【００６２】以上のように本実施例においては捨て水を
することなく安定した低いｐＨの酸性水を得ることがで
きることがわかる。

【００６３】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２における水処理装置の１つである浄水器の内部要部
構成を示す模式図である。Ｂは飲料水や２４時間入浴可
能な浴槽用に好適な浄水器、２１は電解槽、２２ａは処
理水を電気分解する処理水側電極、２２ｂは電解質溶液
を電気分解する電解質溶液側電極、処理水側電極２２ａ
と電解質溶液側電極２２ｂは対となって電解槽２１に対
向して配設されている。２３は電解槽２１に配設された
処理水側電極２２ａ、電解質溶液側電極２２ｂを各々備
えた２つの電解室に仕切る隔膜、２４ａは原水を酸性や
アルカリ性に処理する処理水電解室、２４ｂは電解質溶
液を循環しながら電解する電解質溶液電解室、２５ａは
処理水電解室２４ａに水道管２６から給水弁２６を経て
原水を供給する給水口、２５ｂは電解質溶液電解室２４
ｂに電解質溶液を循環供給する電解質溶液供給管，２６
は原水供給弁２６′を介して給水口２５ａに水道水や温
浴浴槽水等の原水を供給する原水供給管、２７は処理水
電解室２４ａで処理された処理水の流出管、２８は粒状
の活性炭２９が収容されたカートリッジ状の濾過部であ
る。濾過部２８は従来の中空糸膜で形成してもよいし、
更に活性炭と中空糸膜を組合わせたものでもよい。３０
は給水が終了したときに濾過部２８の水を排出する排水
管３１に配設された排水弁、３２は無菌化された浄水の
吐出管、３３は電解質溶液電解室２４ｂの電解室溶液を
循環させる循環電解質溶液吐出管、３４は処理水側電極
２２ａ、電解質溶液側電極２２ｂに直流電流を供給する
直流電源部である。尚、該電極の極性切替部を直流電源
部に併設してもよい。３５は電解質溶液３６を貯蔵する
とともに原水の電気分解時に発生するガスを分離するカ
ートリッジタイプの電解質溶液槽、３７は電解質溶液槽
３５で分離されたガスを排出するガス透過膜やガス排気
弁等で形成されたガス放出部、３８は電解質溶液３６を
循環系を構成する電解質溶液電解室２４ｂと電解質溶液
槽３５との間を循環電解質２４ｂとを循環させる循環ポ
ンプ、３９は直流電源部３４に電流／電圧を供給する外
部電源である。

【００６４】以上のように構成された本実施の形態の浄
水器について、以下にその水処理方法について説明す
る。原水供給管２６より導水された水導水等の原水は電
解槽２１の処理水電解室２４ａに導かれる。処理水電解
室２４ａに導入された原水は電気分解された後、濾過部
２８中の活性炭２９により有機物，重金属，微細なゴミ
等々に吸着され浄化された浄水は吐出管３２より吐出さ
れる。

【００６５】また電解質溶液電解室２４ｂと循環系で連
結された電解質溶液槽３５は循環ポンプ３８により、循
環水路を形成し、電解質溶液３６が循環され、電解質溶
液電解室２４ｂで電気分解されたときに発生する水素ガ
スを同伴しガス放出部３７でガスを放出する。

【００６６】本実施の形態の場合、処理水側電極２ａに
は陽極に、電解質溶液側電極２ｂには陰極に直流電源が
印加されており、導入された水道水等の原水は処理水側
電極２２ａ上で前記（化１）に従い電気分解され酸素ガ
スを発生するとともに、原水中及び対極流中に電離して
いるハロゲンイオンが前記（化２）〜（化４）に従い酸
化反応し、次亜ハロゲン酸及び次亜ハロゲン酸イオンと
なり原水中の細菌を死滅させる。また次亜ハロゲン酸及
び次亜ハロゲン酸イオンを含む電気分解された処理水は
濾過部２８に導入され、濾過部２８の活性炭２９により
有機物や重金属は吸着されるとともに前記次亜ハロゲン
酸及び次亜ハロゲンイオンは活性炭槽の細菌を殺菌する
と同時にそれ自体は活性炭により殺菌がない塩素イオン
Ｃｌ^-に分解され、浄水の吐出管３２より浄水された水
として吐出される。従って濾過部２８に細菌のコロニー
が発生するのを防止することができる。

【００６７】通水を終了した後に濾過部２８の下流の排
水弁３０が開き濾過部２８の滞留水を排水管３１を通じ
て排出することにより、不使用期間中での濾過部２８で
細菌の増殖を防ぐことができる。

【００６８】（実験例）次に本実施の形態の浄水器につ
いて、浄水の細菌数及び浄水の水質変化について確認し
た。実験条件は塞天培地として標準塞天地や、培養温度
３７°−４８Ｈｒ、電圧９Ｖ、電流０．２Ａ、電極間距
離１０ｍｍ、対極循環電解質溶液濃度０．１モル、流量
２リットル／分である。隔膜、ガス透過膜の材質は実施
の形態１の場合と同様で、隔膜が親水性多孔質ポリテト
ラクロロエチレン，ガス透過膜が多孔質ポリテトラクロ
ロエチレンを使用して行った。その結果を図４及び５に
示した。

【００６９】図４は本発明の実施の形態２における水処
理装置である浄水器における通水時間と細菌数との関係
を示す図である。

【００７０】通水時間とは水道水が活性炭で浄化されて
吐出口から出てくるときの経過時間である。また細菌数
とは１ｍｌ中の細菌数を表している。

【００７１】一般的に通水をはじめてから１〜２０秒の
間に活性炭カートリッジ中で増殖した細菌は流出してし
まい、初流分に問題があることから通水時間を０〜９０
秒を限定して細菌コロニー数を確認した。

【００７２】図５は本発明の実施の形態２における水処
理装置である。浄水器における通水時間と浄水のｐＨの
関係を示す図である。尚、浄水のｐＨ変化は原水として
水道水を用いて、その異同を確認した。

【００７３】（比較例）比較例として循環系を省き、捨
て水型の従来例と同様のタイプに作り直した他は実験例
と同様にして、浄水の細菌数について確認した。その結
果を図４に示した。

【００７４】この図４から明らかなように従来例では細
菌数は１０3コ以上のものが初流分に存在していたが、
本実施の形態２においては初流分より細菌が略０である
ことを示していた。

【００７５】また、図５から明らかなように、原水のｐ
Ｈは略７．１であったが、処理水はｐＨ＝６．８となっ
ていた。水道水質基準では標準がｐＨ＝５．８〜８．２
のｐＨとなっているので、本実施の形態の処理水は飲料
水として十分規準に適合しており飲料水として十分利用
できることがわかった。

【００７６】以上のように本実施の形態によれば初流部
分よりほとんど無菌に近い水を供給することができる。
また飲料水としても十分に利用することができる浄水を
捨て水することなく供給でき著しく節水効率を高めると
ともに、省エネルギー特性に優れた浄水器を提供できる
ことがわかった。

【００７７】

【発明の効果】以上のように本発明の水処理方法は、原
水を電気分解して処理水を得る水処理方法であって、原
水を処理水電解室で電気分解する際に、電解質を含有し
た電解質溶液を電解質溶液槽と電解質溶液電解室との間
を循環系で循環させながら電解質溶液電解室で電気分解
する構成を有し、更に、前記電解質溶液電解室で電気分
解を行う際に発生する電気分解ガスを前記電解溶液槽又
は前記循環系で電解質溶液を循環させながら放出させる
構成を有しているので、従来、処理水と同量の水を捨て
ていたのを捨て水することなく処理水を極めて効率よく
整水することができ、節水効率を著しく向上させること
ができる。また、電解質溶液を循環させながら常時電気
分解ガスを放出するので分極現象が生じるのを極力抑え
連続運転を可能にすることができるという極めて有用性
の高い水処理方法を実現できるものである。

【００７８】また、本発明の水処理装置は、原水を電気
分解処理して処理水を得る水処理装置であって、電解槽
と、前記電解槽を処理水電解室と電解質溶液電解室とに
隔離する隔膜と、前記処理水電解室及び前記電解質溶液
電解室に各々配設された処理水側電極及び電解質溶液側
電極と、電解質溶液槽と、前記電解質溶液電解室と前記
電解質溶液槽との間で電解質溶液を循環させる循環系
と、を有する構成を有し、更に、前記電解質溶液槽若し
くは前記循環系に前記電解質溶液電解室で発生した電気
分解ガスを外気へ放出するガス放出部を備えている構成
を有している。

【００７９】この構成により、捨て水をすることなしに
飲料水や温浴浴槽水を殺菌・浄化することができる。ま
た、初流出分から殺菌浄化された浄化水を供給できる。

【００８０】循環系で電気分解の際に発生したガスを効
果的に排出でき、分極現象を確実に防止でき連続運転を
可能とし維持管理作業の作業性に極めて優れている。

【００８１】極性切り換え手段を設けているので、アル
カリイオン水を酸性イオン水を必要に応じて適宜選択
し、供給するとができる。

【００８２】ハロゲン元素を含む電解質溶液を用いるた
め、電解効率がよくまた処理水電解室で生成される次亜
ハロゲン酸及び次亜ハロゲンイオンの濃度をいとも簡単
に生成することができ殺菌効率が極めて大きい洗浄水を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施の形態１における水処理装置である
酸性水整水器の基本構成模式図

【図２】本発明の実施の形態１の酸性水整水器における
使用時間に対するｐＨ及び残留塩素濃度の依存性を示す
図

【図３】本発明の実施の形態２における水処理装置の１
つである浄水器の内部要部構成を示す模式図

【図４】本発明の実施の形態２における水処理装置であ
る浄水器における通水時間と細菌数との関係を示す図

【図５】本発明の実施の形態２の浄水器における通水時
間とｐＨの関係を示す図

【図６】従来例の水処理装置の１つであるアルカリイオ
ン水整水器の基本構造を示す模式図

【図７】従来例の水処理装置の１つである浄水器の基本
構造を示す模式図

【符号の説明】

１ 電解槽 ２ａ 処理水側電極 ２ｂ 電解質溶液側電極 ３ 隔膜 ４ａ 処理水電解室 ４ｂ 電解質溶液電解室 ５ａ 給水口 ５ｂ 電解質溶液供給口 ６ 水道管 ６′ 給水弁 ７ 吐出口 ７ａ 吐出管 ８ 循環電解質溶液吐出口 ８ａ 循環電解質溶液吐出管 ９ 直流電源部 １０ 電解質溶液槽 １１ 電解質溶液 １２ ガス放出部 １３ 循環ポンプ １４ 電解質溶液供給管 １５，５７ 浄水器 ２１ 電解層 ２２ａ 処理水側電極 ２２ｂ 電解質溶液側電極 ２３ 隔膜 ２４ａ 処理水電解室 ２４ｂ 電解質溶液電解室 ２５ａ 給水口 ２５ｂ 電解質溶液供給管 ２６ 原水供給管 ２６ａ 原水給水弁 ２７ 流出管 ２８ 濾過部 ２９ 活性炭 ３０ 排水弁 ３１ 排水管 ３２ 吐出管 ３３ 循環電解質溶液吐出管 ３４ 直流電源部 ３５ 電解質溶液槽 ３６ 電解質溶液 ３７ ガス放出部 ３８ 循環ポンプ ３９ 外部電源 ４０ 排水弁 ５０ 電解槽 ５１ａ，５１ｂ 電極 ５２ 隔膜 ５３ａ，５３ｂ 第１，第２の電解室 ５４ａ，５４ｂ 給水口 ５５ 給水管 ５５ａ 給水弁 ５６ａ 吐出口 ５６ａ′処理水管 ５６ｂ 排水口 ５６ｂ′排水管 ５７ 直流電源部 ５８ 電解質溶液槽 ５９ 電解質溶液 ６０ 電解質溶液供給ポンプ ６０ 中空糸膜 ７０ 浄水器 ７１ 浄水槽 ７２ 活性炭槽 ７２ａ 活性炭 ７３ 隔壁 ７４ 流出口 ７５ 活性炭溢慌防止蓋 ７６ 活性炭処理水槽 ７７ 浄水隔壁 ７８ 浄水槽 ７９ 濾過部 ８０ 浄水吐出管 ８１ 給水管 ８２ 給水弁

フロントページの続き (72)発明者 松田 利彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原水を電気分解して処理水を得る水処理方
   法であって、原水を処理水電解室で電気分解する際に、
   電解質を含有した電解質溶液を電解質溶液槽と電解質溶
   液電解室との間を循環系で循環させながら電解質溶液電
   解室で電気分解することを特徴とする水処理方法。
2. 【請求項２】前記電解質溶液電解室で電気分解を行う際
   に発生する電気分解ガスを前記電気分解溶液槽又は前記
   循環系で電解質溶液を循環させながら放出させることを
   特徴とする請求項１に記載の水処理方法。
3. 【請求項３】前記原水を電気分解して処理水を得る水処
   理方法が酸性水整水器又はアルカリイオン水整水器若し
   くは飲料水や循環温浴浴槽水を製水する浄水器の水処理
   方法であることを特徴とする水処理方法。
4. 【請求項４】原水を電気分解処理して処理水を得る水処
   理装置であって、電解質溶液電解室と、電解質溶液槽
   と、前記電解質溶液電解室と前記電解質溶液槽との間で
   電解質溶液を循環させるポンプや配管を備えた循環系
   と、を有する水処理装置。
5. 【請求項５】原水を電気分解処理して処理水を得る水処
   理装置であって、電解槽と、前記電解槽を処理水電解室
   と電解質溶液電解室とに隔離する隔膜と、前記処理水電
   解室及び前記電解質溶液電解室に各々配設された処理水
   側電極及び電解質溶液側電極と、電解質溶液槽と、前記
   電解質溶液電解室と前記電解質溶液槽との間で電解質溶
   液を循環させる循環系と、を有することを特徴とする水
   処理装置。
6. 【請求項６】前記電解質溶液槽若しくは前記循環系に前
   記電解質溶液電解室で発生した電気分解ガスを外気へ放
   出するガス放出部を備えていることを特徴とする請求項
   ４又は５に記載の水処理装置。
7. 【請求項７】前記原水を電気分解処理して処理水を得る
   水処理装置が、酸性水整水器又はアルカリイオン水整水
   器であることを特徴とする請求項４乃至６の内いずれか
   １に記載の水処理装置。
8. 【請求項８】前記処理水電解室の下流側に配設された濾
   過部と、前記濾過部に配設された排水管と、を備えてい
   ることを特徴とする請求項６又は７に記載の水処理装
   置。
9. 【請求項９】前記ガス放出部がガス透過膜で形成されて
   いることを特徴とする請求項６に記載の水処理装置。
10. 【請求項１０】前記電解質溶液槽の電解質がＦ^-，Ｃ
    ｌ^-，Ｂｒ^-，Ｉ^-のいずれか１の陰イオンを含有してい
    ることを特徴とする請求項４乃至９の内いずれか１に記
    載の水処理装置。
11. 【請求項１１】前記原水を電気分解処理して処理水を得
    る水処理装置が浄水器であることを特徴とする請求項４
    乃至６又は８乃至１０に記載の水処理装置。
12. 【請求項１２】前記原水を電気分解処理して処理水を得
    る水処理装置が温浴浴槽水処理装置であって、前記処理
    水電解室に浴槽水を供給する浴槽水供給部と、前記処理
    水電解室の吐出側に浄化された浴槽水を温浴浴槽に返流
    する浴槽水返流流部と、を備えていることを特徴とする
    請求項４乃至６又は８乃至１０に記載の水処理装置。
13. 【請求項１３】前記処理水側電極と前記電解質溶液側電
    極の極性を切り替える極性切り替え部を有していること
    を特徴とする請求項５乃至１２の内いずれか１に記載の
    水処理装置。