JPH09271779A - 炭素質固定床型三次元電極電解槽及び水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭素質固定床型三次元電極電解槽を用いる被
処理水中の微生物を電気化学的に処理する方法におい
て、異物による目詰まりの少ない、或いは容易に改善さ
せることが可能な電解槽及び処理方法及び、処理水中の
泡（空気）による処理効率の低下が少ない電解槽の提
供。 【解決手段】 微生物を含む被処理水を炭素質固定床型
三次元電極を通過させて、電気化学的に処理する炭素質
固定床型三次元電極電解槽において、該電解槽が横に倒
して設置されていることを特徴としている。即ち、炭素
電極面に対し垂直な線と、地面と平行な線のなす角度が
−４５〜＋４５゜の傾きを持っている電解槽である。
又、別の態様では電解槽が超音波洗浄槽内に設置された
電解槽である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被処理水例えば微生
物を含有する被処理水や金属イオン含有水溶液を電気化
学的に処理するため、或いは水溶液中の金属イオンを回
収するための炭素質固定床型三次元電極電解槽及び該電
解槽を用いる水処理方法に関し、より詳細にはその内部
に複数個の炭素質固定床型三次元電極を収容した筒状体
からなる炭素質固定床型三次元電極電解槽及び該電解槽
を用いる水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から各種用途に多種類の水溶液や他
の物質を溶解していない単独の水が使用されている。こ
れらの水溶液等は溶質が適度な養分を提供し、或いは該
水溶液の液温が繁殖に好ましい比較的高温度であると、
細菌等の微生物が繁殖して該微生物は前記水溶液等の性
能劣化を起こしたり処理装置内に浮遊したり蓄積するこ
とが多い。

【０００３】例えば写真感光材料は画像露光の後、ペー
パー感光材料処理の場合は、発色現像、漂白定着、水洗
及び／又は安定化の処理工程を経て処理され次いで乾燥
される。そしてこのような写真処理工程においては、発
色現像液、漂白液、漂白定着液、定着液、安定液、水洗
水等の各種写真処理液が使用されているが、前記感光材
料はゼラチン質を含有し微生物繁殖に適した環境を提供
するため、前記写真処理液中に混入した微生物が繁殖し
て感光材料処理の効率を低下させるとともに得られるプ
リントに色むらが生じたり黴発生等により画像が汚染す
るという欠点が生じている。この微生物繁殖による写真
処理液の劣化の抑制は、従来から防黴剤の投入等により
前記微生物を殺菌して性能を賦活する方法が主流である
が、この方法では添加する防黴剤が多量に必要となり、
かつ該防黴剤が写真処理液や前記感光材料中に残留し易
くなり、感光材料に悪影響を及ぼすことがある。又前記
防黴剤の多くは人体に対して無害とは言い難く、種々の
法規制の下に管理された状態でなければその使用が困難
である。又このように選択した防黴剤も暫くするとその
防黴剤に対する耐性菌が発生することがあり、再度この
耐性菌に対して防黴剤を選択するという問題が生ずる。

【０００４】更に夏季のスポーツとして最も一般的な水
泳の人気は衰えることなく、幅広い年齢層の人々に親し
まれており、水泳を楽しむために都市部ではプールが多
く利用されている。

【０００５】このプールに使用される水には人体に有害
な細菌類等の微生物が数多く生息し、該プール水は利用
者の眼や傷などに直接接触して疾患を生じさせることが
あるため、プール水には次亜塩素酸ソーダ等の薬剤を投
入して消毒を行って疾患の発生を防止している。しかし
ながら前記薬剤として殺菌効果の強い次亜塩素酸や液体
塩素等の塩素系試薬が使用され、該塩素系試薬はそれ自
体或いは分解物が刺激性を有し、該試薬により殺菌等の
効果が生じても、該試薬による眼の痛みや皮膚のかぶれ
等の副作用が発生し、特に抵抗力の弱い幼児の場合は大
きな問題となっている。又塩素系試薬は分解するため永
続使用することが出来ず毎日のようにプール水に添加を
続ける必要があり、かつプールに使用されるプール水の
量は莫大なものであるため、使用する薬剤のコストも大
きな負担となっている。

【０００６】また近年の情報化社会の進展により各種紙
類特に高質紙の需要が増大している。この紙類は製紙用
パルプから各種工程を経て製造されるが、この工程中に
製紙前のパルプを洗浄して不要な成分を洗い流す工程が
ある。該パルプは適度な温度に維持されかつ適度な養分
を含むため、黴や細菌等の微生物が繁殖し易くこの黴や
細菌が多量に最終製品中に残存すると、紙類の褪色等の
性能の劣化が生ずる。従ってこの洗浄工程で使用される
莫大な量の洗浄水中には、防黴剤や殺菌剤が含有され最
終製品の性能劣化を極力防止するようにしている。しか
しこの方法では、防黴剤や殺菌剤のコストが高くなるだ
けでなく前記防黴剤や殺菌剤が製品中に残存して黴や細
菌類に起因する性能劣化とは別の性能劣化を来すことが
あるという問題点がある。

【０００７】更に近年におけるマンション等の集合住宅
或いは多数の企業が集合して形成されるビル等の建築物
の増加に伴い、該建築物等に設置される各種冷暖房設備
の設置台数も飛躍的に増加している。このような多数の
冷暖房設備が設置されているマンションやビル等では、
通常該冷暖房設備の冷却水の熱交換器用設備例えばクー
リングタワーがその屋上に設置されている。この熱交換
器設備の冷却水も長期間使用を継続すると黴や細菌類等
の微生物が繁殖し前記熱交換器の熱交換面に析出して熱
交換性能を悪化させたり、微生物が塊状に発生して配管
等を閉塞することもある。又多量に発生する微生物の廃
棄物により配管や機器に腐食等の重大な問題を引き起こ
すことがある。

【０００８】更に近年の家庭用浴槽の普及や温泉ブーム
から浴場水の使用量が増大しているが、該浴場水は４０
℃前後の微生物が最も繁殖し易い液温を有するため、入
浴に使用せずに単に放置しておくだけでも微生物が急速
に繁殖して汚染され、使用を継続出来なくなり、入浴を
繰り返すと人体の垢等が浮遊してこの傾向はより顕著に
なる。繁殖した微生物は微小であるため濾過操作では除
去しにくく、特に銭湯などではその使用量が膨大である
ため、汚染された浴場水の再生を簡単な処理操作で行う
ことが出来れば大幅なコストダウンが可能になる。

【０００９】更に各種魚類資源として海や川に繁殖して
いる天然の魚類の他に最近では養殖場における養殖魚類
が注目され、養殖魚が市場に数多く供給されている。養
殖場におけるこれら魚類の飼育の際には、養魚用水中に
含まれる細菌や黴等の微生物が魚類を汚染し、或いは魚
類に付着してその商品価値を低下させる等の悪影響を抑
制するために殺菌剤や防黴剤等の全部又は大部分の微生
物を死滅させるための各種薬剤が前記養魚用水へ多量に
添加され、更に前記薬剤による魚類の損傷を最小限に抑
えるためにビタミン剤等の多量の栄養剤が魚類に投与さ
れ、その上に餌が与えられる。従って養殖場等で飼育さ
れる魚類は餌の量に比較して人工的に投与される各種薬
剤、ビタミン剤の添加が多く、防黴剤や殺菌剤が魚類の
体内に蓄積して人体に有害な各種薬剤で汚染された魚類
が市場に供給されることになる。

【００１０】更に飲料水は、貯水池等の水源に貯水され
た水を浄水場で消毒処理した後、各家庭や飲料店等に上
水道を通して供給される。飲料水の前記消毒は塩素によ
る処理が一般的であるが、該塩素処理によると飲料水の
消毒は比較的良好に行われる反面、カルキ臭のために天
然の水の有するまろやかさが損なわれるという欠点が生
ずる。

【００１１】以上のような欠点のない、水処理法とし
て、例えば、特開平３−２２４６８６号、同４−２７４
８８号等に開示されている、電気化学的に処理する方法
がある。この方法によると、特殊な薬品等を使わず、大
量の水を効率よく処理することができる。しかし、これ
らの方法において、電解槽と電極を固定する部分のガス
ケットに水漏れを起こし、しばしば、炭素質固定床型三
次元電極の崩壊によって発生するカーボンの微粉による
電解槽の目詰まりによる流量低下を起こすことがあり、
その改良が望まれている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は炭素質固定床
型三次元電極電解槽を用いる被処理水中の微生物を電気
化学的に処理する方法において、主に炭素質固定床型三
次元電極の崩壊によって発生するカーボンの微粉による
電解槽の目詰まりによる流量低下を防止或いは改善する
ことが可能な電解槽及びその改善方法を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記構成により達成された。

【００１４】（１） 被処理水を炭素質固定床型三次元
電極を通過させて、電気化学的に処理する炭素質固定床
型三次元電極電解槽において、該電解槽内の複数の炭素
質固定床型三次元電極板に垂直な線と地面と水平な線と
のなす角度が−４５°〜＋４５゜となるように設置され
ていることを特徴とする炭素質固定床型三次元電極電解
槽。

【００１５】（２） 微生物を含む被処理水を炭素質固
定床型三次元電極を通過させて、電気化学的に処理する
炭素質固定床型三次元電極電解槽において、該電解槽が
超音波洗浄槽内に設置されていることを特徴とする炭素
質固定床型三次元電極電解槽。

【００１６】（３） 前記炭素質固定床型三次元電極電
解槽が超音波洗浄装置内に設置されていることを特徴と
する前記１記載の炭素質固定床型三次元電極電解槽。

【００１７】（４） 被処理水を前記２又は３記載の炭
素質固定床型三次元電極電解槽に供給し前記被処理水を
電気化学的に処理する被処理水の処理方法において、間
欠的に超音波洗浄を実施することを特徴とする水処理方
法。

【００１８】（５） 被処理水を前記１又は２記載の炭
素質固定床型三次元電極電解槽に供給し前記被処理水を
電気化学的に処理する被処理水の処理方法において、間
欠的に水流を逆転させることを特徴とする水処理方法。

【００１９】以下本発明を詳細に説明する。

【００２０】本発明は、複数個の炭素質固定床を収容す
る筒状体を斜めないし横に倒して設置した炭素質固定床
型複極式電解槽である。この電解槽に用いられている炭
素質固定床は、炭素質からなる多孔性の電極材である
が、物理的或いは電気化学的作用によってカーボンの微
粉末が生じる。これが電解槽内で発生すると後段の電極
板を閉塞させてしまい、流量を低下させてしまうという
問題があった。従来の縦に設置した電解槽では、これら
のカーボンの微粉末が後段に詰まってしまい、逆側から
の加圧通水による洗浄を行っても、再度通水すると後段
に目詰まりしてしまうという問題があった。これに対
し、本発明の電解槽は複数個の炭素質固定床を収容する
筒状体を斜めないし横に倒して設置することによって、
逆側からの通水洗浄時に出てきたカーボンの微粉末が電
解槽の下部に沈降するため、電極面全体が閉塞すること
なくこれによって通水量が確保されることが判明した。
更に本発明の電解槽は処理水中に含まれている空気が電
極内に入ると完全に空気が抜けるまでは、その部分は被
処理水と電極の接触が妨害されることになるが、本発明
の構成にすることによって、電解処理の効率低下が起こ
りにくくなった。即ち、例えば図１に示すように、複数
個の炭素質固定床を収容する筒状体を斜めないし横に倒
して設置することにより、被処理水中の空気を、エア抜
き栓６から放出することができる。

【００２１】又、本発明の別の態様では、電解槽を超音
波洗浄装置の水槽内に設置した。電解槽を超音波洗浄す
ることによって目詰まりが解消され、同じ水圧で通水し
た場合に通水量が増加することが判明した。特に、逆側
からの通水洗浄する際に超音波洗浄するとその効果は著
しいことが確認された。更に、前述の筒状体を斜めない
し横に倒して設置した炭素質固定床型複極式電解槽と組
み合わせることによって、目詰まりした電解槽の改善が
著しいことが確認された。

【００２２】本発明に係わる該炭素質固定床型複極式電
解槽は被処理水の改質処理や水溶液中の銀イオンなどの
金属イオン回収等に使用することができる。

【００２３】写真処理液、飲料水、プール水、熱交換器
用冷却水、浴場水及び養魚用水等の被処理水を本発明に
係わる電解槽で処理することにより被処理水殺菌等の改
質が行われ、又被処理水が低濃度銀イオン含有溶液であ
る該溶液から銀イオンが金属銀として回収される。

【００２４】本発明の電解槽により、被処理水中、細菌
（バクテリア）、糸状菌、酵母、変形菌、単細胞の藻
類、原生動物、ウィルス等の微生物の殺菌が行われその
水質が改善される理由は必ずしも明確ではないが、次の
ように推測することができる。

【００２５】前記被処理水のうち写真処理液は適度の塩
類、ゼラチン等の栄養源を有しかつ適度な温度に維持さ
れるので、前記写真処理液中で黴や細菌等が繁殖し易
く、又製紙洗浄水も同様に適度の養分と適度の温度を有
して微生物の繁殖に最適な環境となっている。更に家庭
用浴槽や銭湯で使用される浴場水は最も微生物の繁殖に
適した３５〜４５℃の温度に維持されるため僅少量の微
生物が短時間で莫大な数に繁殖する。即ち、これらの被
処理水は、微生物を含む雰囲気に接触して微生物が該被
処理水内に取り込まれ繁殖して、前述した通りの不都合
が生ずることになる。

【００２６】前記被処理水を炭素質固定床型三次元電極
電解槽に供給すると、該被処理水中の微生物は液流動に
よって前記電解槽の炭素質固定床や給電用電極ターミナ
ル等に接触或いは吸着し、それらの表面で強力な酸化還
元反応を受けたり高電位の電極に接触し、その活動が弱
まったり自身が死滅して殺菌が行われると考えられる。

【００２７】従って本発明の電解槽では、被処理水中の
微生物が電圧が印加された炭素質固定床に接触又は吸着
すれば充分であり、両極間に電流を流して水素及び酸素
等のガス発生を伴う実質的な電解反応を生起させること
は必須ではなく、むしろ実質的な電解反応が生じない低
い電位を電極表面に印加することが好ましい。これは激
しい電解反応が生じた場合に被処理水成分にガス発生に
起因する化学的変化を与えてしまい、これにより複雑な
作用が被処理水に起こることがあり、一定の処理性能を
常に維持することが難しくなるからであり、更に微生物
を殺菌する以外のガス発生反応に無駄な電力を使うこと
になり不経済でもある。特に多量の酸素ガスや水素ガス
の発生が生ずる電位では、これらガス発生に伴う酸化還
元反応が例えば写真処理液との間で生じ、該写真処理液
の写真処理性能に著しい変化を与えてしまうことが多
く、又写真処理液に限らず、それら発生ガスが電極表面
上を覆ってしまい微生物が電極表面と接触又は吸着する
効率も低下させ殺菌効率を悪くする。

【００２８】従って本電解槽を被処理水の改質処理に使
用する場合には、印加電位を陽極電位が実質的な酸素発
生を伴わない＋０．２〜＋１．２Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）、
陰極電位が実質的に水素発生を伴わない０〜−１．０Ｖ
（ｖｓ．ＳＣＥ）となるようにすることが望ましいが、
液中物質が酸化還元反応を受けず液性の変化が生じない
場合や又その反応量がさほど問題にならない場合には陽
極電位を＋２．０Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）より卑な電位と
し、陰極電位が−２．０Ｖ（ｖｓ．ＳＨＥ）より貴な電
位とすることも出来る。又本電解槽を銀などの金属回収
用として使用する場合には陽極上で金属イオンの還元が
生ずるに十分な陽極電位を印加すればよい。

【００２９】被処理水の改質の場合、特にプール水や製
紙洗浄水のような大量処理の場合にガス発生が伴うと、
発生するガスつまり酸素ガスと水素ガスは通常爆発限界
内の混合比で発生し、爆発の危険を回避するために空気
等の不活性ガスで希釈することが望ましく、例えば電解
槽出口に発生する電解ガスの分離手段と分離後の該電解
ガスを空気で希釈して電解ガス濃度が４容量％以下にな
るよう希釈する手段を設置することができる。

【００３０】プール水等の被処理水の場合、処理すべき
水量は莫大で例えば１時間当たり数トンとなるため、処
理能力の大きい本発明の炭素質固定床型複極式電解槽の
使用が望ましく、該電解槽の使用により処理すべき被処
理水との接触面積を増大させることができ、これにより
装置サイズを小さくし、かつ電気化学的処理の効率を上
げることができる点で有利である。

【００３１】本発明の炭素質固定床型三次元電極電解槽
における電極は一般に炭素質固定床型三次元電極と給電
用電極を含み、該炭素質固定床型三次元電極は前述の使
用する電解槽に応じた形状を有し、前記被処理水が透過
可能な多孔質材料、例えば粒状、球状、フェルト状、織
布状、多孔質ブロック状等の形状を有する活性炭、グラ
ファイト、炭素繊維等の炭素系材料から、或いは同形状
を有するニッケル、銅、ステンレス、鉄、チタン等の金
属材料、更にそれらの金属材料に貴金属のコーティング
を施した材料から形成された複数個の好ましくは粒状、
球状、繊維状、フェルト状、織布状、多孔質ブロック
状、スポンジ状の誘電体と組み合わせて炭素質固定床と
することができる。

【００３２】これら複数の積層された炭素質固定床は両
端が開口する筒状体に収容する。該筒状体は、長期間の
使用又は再度の使用にも耐え得る電気絶縁材料で形成す
ることが好ましく、特に合成樹脂であるポリエピクロル
ヒドリン、ポリビニルメタクリレート、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化エチレン、
ポリカーボネート、フェノール−ホルムアルデヒド樹
脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂等が使用できる。更に透
明又は半透明な材料で成形すると、前記炭素質固定床の
消耗状態を視認できるためより好都合である。

【００３３】この筒状体に収容された前記複数の炭素質
固定床はその直径が前記筒状体の内径も同等かやや小径
であるため、該筒状体のみを把持して前記炭素質固定床
の交換等の操作を行うと該炭素質固定床が一方の開口部
から離脱して所定数の炭素質固定床を筒状体内に収容で
きなくなる。

【００３４】従って本発明に係わる電解槽では、前記筒
状体の一方の開口部の一部を閉塞するように支持体を設
置して前記炭素質固定床の離脱つまり筒状体からの落下
等を防止することが好ましい。該支持体の形状は前記複
数の炭素質固定床の移動を抑制するだけの強度を有すれ
ば特に限定されず、前記筒状体の下端部にドーナツ状体
を該ドーナツ状体が開口部の一部を塞ぐように溶接や接
着等により固定したり、或いはこれと同一形状の部材を
一体成型したり、十字型の部材を筒状体の下端の円周部
分に跨がるよう接着等により固定したり、或いは網状体
を同様に前記閉口部内に設置したりできる。又前記ドナ
ーツ状体及び筒状体にネジを刻設して両部材をネジ止め
して相互に固定することもできる。又開口部のもう一方
も同様にネジ止めにより支持体を設置することができ、
これらより前記炭素質固定床をより安定な状態で前記筒
状体内に収容することができる。

【００３５】なお該支持体の被処理水の流れ方向に垂直
方向の断面積は、開口部の開口面積の３〜５０％とする
ことが望ましく、３％未満であると強度不足による該支
持体の筒状体からの離脱が生じ易くなり、又５０％を越
えると被処理水の流通を阻害するとともに電解電圧の上
昇を招き易くなる。

【００３６】該炭素質固定床を直流又は交流電場内に置
き、両端に設置した平版状又はエキスパンドメッシュ状
やパーフェレーティッドプレート状等の多孔板体から成
る給電用電極ターミナル間に直流電圧或いは交流電圧を
印加して前記炭素質固定床を分極させ該炭素質固定床の
一端及び他端にそれぞれ陽極及び陰極を分極により形成
させて成る三次元電極を収容した炭素質固定床型複極式
電解槽とすることが可能であり、この他に単独で陽極と
して或いは陰極として機能する三次元材料を交互に短縮
しないように設置しかつ電気的に接続して炭素質固定床
型複極式電解槽とすることができる。

【００３７】前記給電用陽極ターミナルの材質として
は、例えばカーボングラファイト材（炭素繊維、カーボ
ンクロス、グラファイト等）、炭素複合材（炭素に金属
を粉状で混ぜ焼結したもの等）、活性炭素繊維不織布
（例えばＫＥ−１０００フェルト、東洋紡株式会社）又
はこれに白金、パラジウムやニッケル等を担持させた材
料、更に寸法安定性電極（白金族酸化物被覆チタン
材）、白金被覆チタン材、ニッケル材、ステンレス材、
鉄材等から形成される材質がある。又該給電用陽極ター
ミナルに対向し負の直流電圧を与える給電用陰極ターミ
ナルは、例えば白金、ステンレス、チタン、ニッケル、
銅、ハステロイ、グラファイト、炭素材、軟銅或いは白
金族金属を被覆した金属材料等から形成されることがで
きる。

【００３８】前記炭素質固定床として活性炭、グラファ
イト、炭素繊維等の炭素系材料を使用しかつ陽極から酸
素ガスを発生させながら被処理水を処理する場合には、
前記炭素質固定床が酸素ガスにより酸化され炭酸ガスと
して溶解し易くなる。これを防止するためには前記炭素
質固定床の陽分極する側にチタン等の基材上に酸化イリ
ジウム、酸化ルテニウム等の白金族金属酸化物を被覆し
通常不溶性金属電極として使用される多孔質材料又は網
状材料を接触状態で設置し、酸素発生が主として該材料
上で生ずるようにすればよい。

【００３９】処理すべき被処理水が流れる電解槽内に液
が炭素質固定床に接触せずに流通できる空隙があると被
処理水の処理効率が低下するため、炭素質固定床等は電
解槽内の被処理水の流れがショートパスしないように配
置することが望ましい。

【００４０】又前記電解槽に供給される被処理水の流量
は、該被処理水が効率的に電極等の表面と接触できるよ
うに規定すればよく、完全な層流であると横方向の移動
が少なく炭素質固定床表面との接触が少なくなるため、
乱流状態を形成するようにすることが好ましく、５００
以上のレイノルズ数を有する乱流とすることが特に好ま
しい。

【００４１】前記電解槽内を隔膜で区画して陽極室と陰
極室を形成しても、隔膜を使用せずにそのまま通電を行
うこともできるが、隔膜を使用せず炭素質固定床（炭素
質固定床電極）の極間距離或いは該炭素質固定床と前記
給電用電極ターミナルとの間隔を狭くする場合には短絡
防止のため電気絶縁性の例えばドーナツ状で被処理水の
流通を妨げない例えば有機高分子材料で作製した網状ス
ペーサを炭素質固定床間及び該炭素質固定床と給電用電
極ターミナル間等に挿入することができる。又隔膜を使
用する場合には流通する被処理水の移動を妨害しないよ
うに多孔質例えばその開口率が１０％以上９５％以下好
ましくは２０％以上８０％以下のものを使用することが
望ましく、該隔膜は少なくとも前記被処理水が透過でき
る程度の孔径の微細孔を有していなければならない。

【００４２】このような構成から成る電解槽は、例えば
写真処理液中の微生物の殺菌用として使用する場合に
は、発色現像槽、漂白槽、漂白定着槽、水洗工程槽や安
定化工程槽等の写真処理工程の一部又は全部の槽に接続
して、前記各処理槽中の写真処理液を前記電解槽に供給
し循環して処理を行う。又写真処理液からの銀回収用と
して使用する場合も同様に写真処理槽に近接させて設置
し、銀イオンを含む定着液等を前記電解槽に供給しなが
ら退電して銀を回収することができる。

【００４３】更に本発明の電解槽は、ビルやマンション
の屋上等に設置された熱交換器、或いはプール、或いは
製紙工程、更に養殖場や釣堀等、浄水場の貯留ライン或
いは家庭や飲食店の水道の蛇口、又は銭湯や温泉等の営
業用浴場や家庭用の浴槽に設置して、それぞれの被処理
水を前記電解槽に導入し電気化学的に処理することによ
り、前記被処理水の殺菌等の改質処理を行うことができ
る。

【００４４】なお、本発明の電解槽では該電解槽に漏洩
電流が生じ該漏洩電流が電解槽から写真処理液等の被処
理水を通して他の部材例えば写真処理槽に流れ込み、該
写真処理槽中で好ましくない電気化学反応を誘起した
り、写真処理槽の壁面を電気化学的に腐食させ壁面構成
材料を溶出させることがあるため、電解槽内の陽陰極が
相対しない電極背面部及び／又は前記電解槽の出入口配
管内に、前記被処理液より導電性の高い部材をその一端
を接地可能なように設置して前記漏洩電流を遮断するこ
とができる。これは、他の被処理水に対しても有効であ
る。

【００４５】又電解槽を一回通過させるだけでは十分に
細菌類が除去されない場合や十分に銀イオンが回収され
ない場合等は処理済の被処理水を再度電解槽を通すよう
にしてもよい。

【００４６】次に添付図面に基づいて本発明に係わる炭
素質固定床型三次元電極電解槽の好ましい例を説明する
が、本発明の電解槽は、この電解槽に限定されるもので
はない。

【００４７】図１（ａ）は、本発明に係わる炭素質固定
床型三次元電極電解槽の縦断面図を示し、図１（ｂ）
は、炭素質固定床部分の拡大図を示す。矢印に従い導入
される被処理水は、エア抜き栓６で、混入している空気
が放出され、積層されている、炭素質固定床１と金属補
助電極２、２′の間の電気分解反応により被処理水中の
微生物が殺菌され、銀等の貴金属は炭素質固定床又は金
属補助電極２に析出する。この際に、１枚の炭素質固定
床と２枚の金属補助電極で１組のセルを形成し、隣のセ
ルに漏水しないように、ガスケット３が設置され、入り
口部と出口部はスペーサー７を設置して、予備室を設け
る。電圧は、電極ターミナル４、４′から印加される。
水処理が進行し、炭素固定床部分の１部が剥落した場
合、図１（ｂ）に示すように、被処理水の流れと逆にし
て逆流洗浄時の水の流れのようにすることにより、剥落
炭素微粉末はＡ部に沈降するので、電極面全体が閉塞す
ることなく、十分な流量が確保される。

【００４８】一方図２（ａ）は、従来の炭素質固定床型
三次元電極電解槽の縦断面図を示すが、縦型であるた
め、洗浄時図２（ｂ）に示すように、被処理水の流れと
逆にして、剥落炭素微粉末を取り除こうとしても、Ａ部
に発生する剥落炭素微粉末は、隣の炭素質固定床の所又
はガスケットで仕切られた空間部に落ちるので、再運転
して被処理水を流し始めると、再度電極面が閉塞し、十
分な流量の確保が困難になる。

【００４９】図３は、本発明に係わる構成の炭素質固定
床型三次元電極電解槽を含む装置の斜視図を示す。入り
口バルブ１６と出口バルブ１７を開き被処理水が導入さ
れる。被処理水はフィルター１０で大きなゴミなどが除
かれ、水平に置かれた電解槽９に被処理水導入管１３を
通り導入される。電解槽９は底板１１により支えられ、
電極４、４′から電圧が印加され被処理水の殺菌が行わ
れてから、被処理水排出管１５に排出する。電解槽は本
体８のなかに、設置される。

【００５０】図４は、従来の構成の炭素質固定床型三次
元電極電解槽斜視図を示す。電解槽が縦に設置されてい
る以外は、図３と同様である。

【００５１】各図において、例えばカーボングラファイ
ト電極の炭素質固定床１が積層され、その炭素質固定床
は、金属電極（例えば白金メッキされたチタンメッシ
ュ）２及び２′でサンドウィッチされる。炭素質固定床
と金属電極は弾性のあるガスケット（例えばゴム製）３
により保持され、電解槽の内面に密着する。電解槽のＩ
Ｎ側から被処理水が０．５〜５ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で
送水され、電極４及び４′に外部より電圧をかけること
により、被処理水は、殺菌され、ＯＵＴ側から取り出
す。

【００５２】本発明の電解槽は従来の電解槽を横に倒し
て設置されていることを特徴としている。横に倒す程度
は図５に示したごとく、炭素質固定床の電極面に対し、
垂直な線と地面とのなす角度が−４５〜＋４５゜程度の
傾きを持っている。好ましくは−１０〜＋１０゜程度の
傾きであることが望ましい。

【００５３】この電解槽に使用されている炭素質固定床
からは、運転中の物理的・電気化学的作用によって炭素
の微粉末が生じることが明らかとなった。従来の電解槽
では後段の炭素質固定床にこの炭素の微粉末がつまり、
閉塞の原因となっていた。そのため流水方向を逆にし
て、詰まった炭素の微粉末などの異物を取り除く逆流洗
浄を実施していた。しかしながら、逆流洗浄で一旦でて
きた炭素の微粉末は電解槽を分解洗浄しないかぎり各々
の電極板にかこまれた空間に残るため、再度閉塞させる
という問題があった。これに対し、本発明の電解槽では
逆流洗浄によって一旦でてきた炭素の微粉末は、重力に
よって下方に沈降する。そのため、再度被処理水を流し
た場合、主に後段の下部にたまり、電極板全体を閉塞さ
せないことが判明した。そのため、目詰まりが解消され
面倒な分解洗浄の頻度が著しく減らすことが可能となっ
た。又、電解槽に用いられている炭素質電極板内に空気
が入ると完全に出るまでに時間を要し、その間、被処理
水と電極との接触が妨害されることになり、処理効率を
低下させていた。本発明の電解槽は被処理水中に含まれ
ている泡（空気）が電極板内に入りにくいという効果が
あり、処理効率の低下が防止された。

【００５４】又、本発明の別の態様では、電解槽を超音
波洗浄装置内に設置し、断続的に超音波洗浄することに
よって、炭素の微粒子などによる目詰まりを解消できる
ことが確認された。特に逆流洗浄時に使用すると効果が
大きい。更に前述の横に倒して設置されている電解槽と
組み合わせることによって著しい効果があることが確認
された。

【００５５】図６及び図７に超音波発生装置１２を設置
した炭素質固定床型三次元電極電解槽の斜視図を示す。
この場合電解槽９は、水槽１８の中に設置され、超音波
洗浄が有効に行えるようになっている。

【００５６】

【実施例】次に本発明を実施例に基づき説明するが、本
発明の実施態様はこれに限定されない。

【００５７】実施例１ 図１に示した本発明の電解槽及び図２に示した比較の電
解槽を作成し、これを図３及び図４に示したように設置
し、本発明の電解槽を有する処理装置及び比較の電解槽
を有する処理装置を作成した。固定床はポーラスカーボ
ングラファイト（平均気孔径５０μｍ）、厚み９ｍｍ、
直径７６ｍｍである。固定床は８段とし、各金属補助電
極の間隔は１ｍｍとした。

【００５８】制菌性能試験はイオン交換水から普通寒天
培地（栄研化学製）にて分離された一般細菌を液体培地
（普通ブイヨン培地、栄研化学製）を用いて３日間培養
し、菌体を５０００ｒｐｍにて遠心分離した後、純水で
洗浄し、再度遠心分離した。これをあらかじめためてお
いた水道水（残留塩素濃度が０．０２ｐｐｍ以下）に添
加し被処理水とした。これを本発明の電解槽及び比較の
電解槽に３．５ｋｇ／ｃｍ²の圧力で送水し、電極４及
び４′に直流３４Ｖを印加し、電解槽通過前後の被処理
水を採水し、これに含まれる生菌数を普通寒天培地（栄
研化学製）を用いた寒天平板法にて測定し、結果を表１
に示す。被処理水は、生菌数の異なる２種類、１及び２
を用いた。

【００５９】

【表１】

【００６０】表１から、本発明の電解槽の方が明らかに
制菌効率に優れ、安定していることが判明した。

【００６１】実施例２ 実施例１で作成した被処理水５０リットルを５０リット
ルタンクに準備し、実施例１で使用した本発明の電解槽
を含む処理装置及び比較の電解槽を含む処理装置を用い
て各々１ヶ月間循環させて連続的に処理した。その間１
週間ごとに運転を停止し、ＯＵＴ側からＩＮ側に向けて
水を流し、逆流洗浄を行って炭素質電極板内に閉塞して
いた炭素質の微粒子などの異物を追い出した。逆流洗浄
後、１０分程度放置した後再び運転を開始した。期間中
の処理水の流量をモニターした。その結果を下記表２に
示す。

【００６２】

【表２】

【００６３】本発明の電解槽によって、目詰まりしにく
い電解槽が得られた。

【００６４】実施例３ 実施例２における、図１に示す本発明の電解槽を含む処
理装置にかえて、図７に示す本発明の電解槽を含む処理
装置を使用した以外は同様にして、測定を行った。固定
床のポーラスカーボングラファイト９ｍｍ×φ７６ｍ
ｍ、８段平均気孔径５０μｍ、１週間ごとに実施した逆
流洗浄の際に超音波洗浄装置（ＢＲＡＮＳＯＮＩＣ ３
２１型）を使用した。その結果を表３に示す。

【００６５】

【表３】

【００６６】表３から、本発明の電解槽の方が明らかに
目詰まりが解消されて、流量が改善されていることがわ
かる。

【００６７】

【発明の効果】本発明により、炭素質固定床型三次元電
極電解槽を用いる被処理水中の微生物等を電気化学的に
処理する方法において、炭素質微粒子などの異物による
目詰まりを解消し、著しく流量を改善することができる
電解槽及び処理方法を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる炭素質固定床型三次元電極電解
槽の縦断面図である。

【図２】従来の炭素質固定床型三次元電極電解槽の縦断
面図である。

【図３】本発明に係わる炭素質固定床型三次元電極電解
槽を含む処理装置の斜視図である。

【図４】従来の炭素質固定床型三次元電極電解槽を含む
処理装置の斜視図である。

【図５】本発明に係わる炭素質固定床型三次元電極電解
槽の設置状況を示した縦断面図である。

【図６】本発明に係わる炭素質固定床型三次元電極電解
槽を含む処理装置の斜視図である。

【図７】本発明に係わる炭素質固定床型三次元電極電解
槽を含む処理装置の斜視図である。

【符号の説明】

１ 炭素質固定床 ２、２′ 電極 ３ ガスケット ４、４′ 電極ターミナル（外部より電力供給用） ５ 電解槽容器 ６ エア抜き栓 ７ スペーサー ８ 電解槽本体 ９ 電解槽 １０ フィルター １１ 底板 １２ 超音波発生器 １３ 被処理水導入管 １４ 蓋 １５ 被処理水排出管 １６、１７ バルブ １８ 水槽 Ａ 剥落した炭素粒子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理水を炭素質固定床型三次元電極を
   通過させて、電気化学的に処理する炭素質固定床型三次
   元電極電解槽において、該電解槽内の複数の炭素質固定
   床型三次元電極板に垂直な線と地面と水平な線とのなす
   角度が−４５°〜＋４５゜となるように設置されている
   ことを特徴とする炭素質固定床型三次元電極電解槽。
2. 【請求項２】 微生物を含む被処理水を炭素質固定床型
   三次元電極を通過させて、電気化学的に処理する炭素質
   固定床型三次元電極電解槽において、該電解槽が超音波
   洗浄槽内に設置されていることを特徴とする炭素質固定
   床型三次元電極電解槽。
3. 【請求項３】 前記炭素質固定床型三次元電極電解槽が
   超音波洗浄装置内に設置されていることを特徴とする請
   求項１記載の炭素質固定床型三次元電極電解槽。
4. 【請求項４】 被処理水を請求項２又は３記載の炭素質
   固定床型三次元電極電解槽に供給し前記被処理水を電気
   化学的に処理する被処理水の処理方法において、間欠的
   に超音波洗浄を実施することを特徴とする水処理方法。
5. 【請求項５】 被処理水を請求項１又は２記載の炭素質
   固定床型三次元電極電解槽に供給し前記被処理水を電気
   化学的に処理する被処理水の処理方法において、間欠的
   に水流を逆転させることを特徴とする水処理方法。