JPH09299955A

JPH09299955A - 電解槽及びそれを用いた水の処理方法

Info

Publication number: JPH09299955A
Application number: JP11794296A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sekiguchi; 和夫関口; Takayuki Ichiyanagi; 貴之一柳
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1996-05-13
Filing date: 1996-05-13
Publication date: 1997-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】水処理用電解槽及びそれを用いた水処理方
法。【解決手段】多数の開口を有する平板状の金属電極か
らなる１組の給電用末端電極と、多数の開口を有する平
板状の金属電極からなる０あるいは１以上の中間電極と
を、電気絶縁性スペーサを介して固定し、スペーサを介
して隣り合う該金属電極が単一の、または、複数の電解
セルを形成するようにした電解槽であって、当該電解槽
に被処理水を供給し、被処理水を該金属電極の開口部を
流通させるようにし、被処理水の流通方向に並行な電流
方向となるように、該金属電極に一定時間毎に正負の極
性が反転するような所定の直流電圧を印加するように
し、被処理水中の塩素イオンから次亜塩素酸などの活性
塩素を電気化学的に発生させることができる電解槽及び
これを用いた水処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却塔冷却水、噴
水、プール水、風呂水、温泉、養魚場用水等の貯留部を
有する被処理水を長期間繰り返し電解処理しても、電極
の詰りによる弊害がなく、頻繁なメンテナンスを必要と
せず、実用性が高い電解槽及びそれを用いた水の処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】微生物を含んだ水の殺菌にはオゾン法、
紫外線照射法などが用いられている。オゾン法は、排気
や残留オゾンの分解などの安全対策上の設備が必要であ
り、経済的でないという問題点がある。紫外線照射法
は、殺菌効果が水質の影響を受け易く、実用上は用途が
限定されるという問題がある。近年、多孔質（炭素電
極）を設置した三次元電解槽を用いた水の殺菌方法が提
案されている（特開平４−１８９８０）。

【０００３】この方法は、大型の設備を必要とせず、低
電圧、低電流の条件で効率的に殺菌ができ、頻繁なメン
テナンスの必要がない、経済的な方法である。さらに、
薬剤添加の必要がなく、ｐＨ等の水質を変えることもな
く、環境に対する悪影響が少ない方法であり、今後各種
の水の殺菌への適用が期待されている。近年、冷水塔の
冷却水、噴水、プール水、循環浴槽水、温泉、加湿器、
消防貯水、病院や大ビルの給水、給湯用水等の一定量の
貯留部がある水のレジオネラ菌を初めとする細菌汚染の
問題が注目されており、このような水の殺菌に有効な手
段として前記三次元電解槽による殺菌方法の適用が期待
されている。貯留部のある水の殺菌処理においては、通
電した該電解槽に被処理水を循環的に供給し、繰り返し
処理する方法が行われる。

【０００４】この場合、被処理水中のＭｇイオン、Ｃａ
イオンが陰極上に析出し、多孔質の電極を閉塞する問題
を回避するために電源の極性を反転させることが好まし
く行われる。しかし、このような実用水に対して該三次
元電解槽で長期間、繰り返し処理していると、被処理水
中の不溶性固形分によるプレフィルターの詰まり、プレ
フィルターを通過した微細な固形分による多孔質電極の
詰まり、電解にともなって発生したガスが多孔質電極の
表面に付着したり、多孔質電極の細孔部を閉塞する等の
多孔質電極の使用に伴う問題があった。その結果、頻繁
なフィルター交換のためにノーメンテナンス運転が阻害
され、被処理水や電流が流れにくくなるため電流効率や
殺菌効果が低下するだけでなく、最終的に運転停止に至
ることになり、実用上の大きな障害になっていた。この
ような問題に対する解決策として多孔質電極に穴を開け
たり、フィルターの孔径を小さくするなどの対策が提案
されたが、効果は十分ではなかった。また、多孔質炭素
電極を温度の高い水、例えば温泉や浴場水等、の殺菌に
使用すると、炭素電極が崩落し、水が黒く濁ってしまう
という問題があり、温度の高い水の殺菌には使えなかっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、多孔質（炭
素）電極を設置した三次元電解槽の前記欠点を解消し、
簡便な構造で、長期間被処理水を循環処理した場合でも
被処理水中の不溶性固形分による電極の詰まりや発生し
たガスによる閉塞がなく、殺菌に直接寄与する次亜塩素
酸などの活性塩素が有効に利用できる、改良された三次
元電解殺菌装置、及び、その電解殺菌装置を用いた水の
殺菌方法を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、われわれは、多孔質（炭素）電極を用いた三次元電
解殺菌装置による殺菌の機構及び多孔質（炭素）電極の
役割について鋭意検討した。該電解装置は塩素イオンを
含んだ被処理水を電気分解して次亜塩素酸のような遊離
塩素を効率良く発生させることができ、その発生した遊
離塩素によって殺菌が行われることが判った。遊離塩素
の発生については、陽極になる金属電極の寄与が大き
く、多孔質（炭素）電極は寄与がほとんどないことが判
った。さらに、多孔質（炭素）電極が活性炭繊維の如く
に活性点を有する場合には、発生した遊離塩素を吸着、
分解し、遊離塩素の濃度を低下させるので、発生した遊
離塩素が有効に殺菌に使われないという不都合が生じる
ことも判った。多孔質（炭素）電極の役割は、電流や水
流の均一な流れを形成したり、適当な撹拌状態により発
生したばかりの活性の高い遊離塩素と微生物の接触を促
し、殺菌の効率を高めるようにする補助的なものと推測
されるに至った。従って、該電解装置を殺菌を目的に使
用する場合には、多孔質（炭素）電極の存在は必要不可
欠ではなく、これを除くことで、殺菌効果を低下させな
い、むしろ、発生した遊離塩素が吸着分解されることな
く、殺菌に利用できる利点が生まれることが判った。

【０００７】本発明は、多数の開口を有する平板状の金
属電極からなる１組の給電用末端電極と、多数の開口を
有する平板状の金属電極からなる０あるいは１以上の中
間電極とを、電気絶縁性スペーサを介して固定し、スペ
ーサを介して隣り合う該金属電極が単一の、または、複
数の電解セルを形成するようにした電解槽であって、当
該電解槽に被処理水を供給し、被処理水を該金属電極の
開口部を流通させるようにし、被処理水の流通方向に並
行な電流方向となるように、該金属電極に一定時間毎に
正負の極性が反転するような所定の直流電圧あるいは交
流電圧を印加するようにし、被処理水中の塩素イオンか
ら次亜塩素酸などの活性塩素を電気化学的に発生させ、
被処理水中の微生物の殺菌を行わせることができる電解
槽を提供する。

【０００８】また、本発明は、多数の開口を有する平板
状の金属電極からなる１組の給電用末端電極と、多数の
開口を有する平板状の金属電極からなる０あるいは１以
上の中間電極とを、電気絶縁性スペーサを介して固定
し、スペーサを介して隣り合う該金属電極が、１あるい
は複数の電解セルを形成するようにした電解槽に、被処
理水を供給し、被処理水を該金属電極の開口部を流通さ
せるようにし、被処理水の流通方向に並行な電流方向と
なるように、また、所定の電流密度となるように、該給
電用末端電極に一定時間毎に正負の極性が反転するよう
な所定の直流電圧あるいは交流電圧を印加するように
し、被処理水中の塩素イオンから次亜塩素酸などの活性
塩素を電気化学的に発生させ、被処理水中の微生物の殺
菌を行う処理を繰り返し行う、被処理水の殺菌方法をも
提供する。

【０００９】本発明の電解槽及び殺菌方法は、ブロック
状、スポンジ状の多孔質（炭素）電極を使用しない。従
って、冷水塔の冷却水、噴水、プール水、循環浴槽水、
温泉、加湿器、消防貯水、病院や大ビルの給水、給湯用
水等のごとく、貯留部を有して不溶性固形分、汚れ成分
の存在が不可避である実用水を殺菌する目的のために、
長期間該被処理水を繰り返し電解殺菌処理した場合で
も、プレフィルターを通過した微細な不溶性固形分が多
孔質電極の細孔部に詰まることがない。また、電解にと
もなって発生したガスが多孔質電極の細孔部を閉塞して
電流が流れにくくなったり、電流効率が低下するといっ
た問題が回避できる。さらに、殺菌に寄与する次亜塩素
酸などの活性塩素が多孔質（炭素）電極に吸着・分解さ
れることがないので、発生した遊離塩素が有効に殺菌に
利用できる。本発明の電解槽は、ブロック状、スポンジ
状の多孔質電極がなくなるので、電解槽が安価に製造で
きるとともに、さらに構造が簡素化され、コンパクトな
ものにできる。本発明の電解槽は、ブロック状、スポン
ジ状の多孔質電極を使用する三次元固定床電解槽では必
須であったプレフィルターが実質的に必要でなくなり、
装置全体が簡略化される。

【００１０】また、多孔質炭素電極を設置した電解槽で
は、炭素電極の崩落のために温度３５℃以上の水、例え
ば温泉、浴槽水等、を電解殺菌することが出来ないが、
本発明の電解槽ならば、電極の崩落もなく、電解殺菌す
ることが出来る。さらに、ブロック状、スポンジ状の多
孔質三次元電極を設置した電解槽では、ガスによる閉塞
を避けてガス抜けを良くするために被処理水の流通方向
が垂直になるように電解槽を設置し、下方から上方に向
かって被処理水を流す必要があった。本発明の電解槽
は、ガスの滞留やガスによる閉塞がないため、被処理水
の流通方向を限定する必要がなく、水の流通方向が水平
方向になるように設置することも可能である。従って、
電解槽の設置位置に関する制約がなくなり、既存の配管
設備に合わせて電解槽を自由な位置に設置することが可
能になる。以下本発明を詳細に説明する。

【００１１】

【発明の実施の形態】第１図は、本発明に使用可能な電
解槽の１例を示す概略縦断面図である。電解槽本体１の
下部及び上部に被処理水の供給口６、排出口７を有し、
電解槽内部には、給電用リブ２が接続された給電用末端
電極３及び中間電極４が絶縁スペーサ５を介して積層さ
れ、スペーサを介して隣り合う金属電極間に電解セルを
形成する。被処理水は、供給口６より、電解槽に入り、
電解槽に固定された金属電極の開口部８を通して電解槽
内部を流通し、排出口７より排出される。給電用末端電
極３には、所定の電圧の正負が反転する直流電圧が印加
され、各電解セルの陽極を形成する金属電極上で、被処
理水中の塩素イオンから次亜塩素酸等の活性塩素を発生
する電気化学的反応が起こる。この電気化学的に生成さ
れた遊離塩素が被処理水中の微生物を殺菌する。本発明
の電解槽においては、金属電極は、陽極及び陰極のいず
れの極にもなるが、遊離塩素を発生する電気化学的反応
は、金属電極の陽極を形成する部分でのみ起こる。本例
では３電解セルの構造であるが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

【００１２】本発明で使用される電解槽は、例えば、フ
ランジを有する円筒形又は角柱形等の形状で、内部に１
個乃至複数個の金属電極を設置することが出来、被処理
水を短絡流を生じることなく該金属電極の開口部を通過
させることができる構造のものであればよく、特に限定
されるものではない。材質は、長時間の使用にも耐えう
る電気絶縁材料で形成されることが好ましく、特にポリ
ビニールメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニール、ポリカーボネート、ポリスルホ
ン、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂が好ましく使用できる。

【００１３】本発明に使用される開口した平板状の金属
電極は、次亜塩素酸等の活性塩素の発生能が高くなけれ
ばならない。さらに、正負の極性が反転するような直流
電圧あるいは交流電圧を印加するために、同一の電極が
陽極、陰極のいずれの極にもなるので、長期に使用する
場合の電気化学的腐食に対する耐久性が大きな問題にな
る。これを達成するためには、金属電極の材質及び電解
条件が限定される。本発明の金属電極に使用できる材質
は、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウムなどのい
わゆるバルブ金属及びその合金からなる基材に、白金、
パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムなどの
白金族金属、その合金及びその酸化物またはそれらの混
合物からなる被覆を有する材料からなる。これらの被覆
は、電気的触媒作用を有し、電気化学的腐食作用に対し
ては耐久性を有する。これらの材質の金属電極を、後述
するように適切な電解条件で使用すれば、６ケ月以上の
耐久性が得られる。本発明において、給電用末端電極と
中間電極は、前記材質に適合するものであれば、同じ材
質でも、異なる材質でもいずれでも良いが、同じ材質を
使う方が経済的である。給電用末端電極は、例えば、チ
タンからなる給電用リブを、中間電極としても使用可能
な開口した平板状金属電極に溶接またはビス付けするこ
とで得られる。

【００１４】本発明で使用される金属電極は、使用する
電解槽に応じた外形状を有し、被処理水が内部を通過可
能な多数の開口部を有する平板状のもの、例えば、エキ
スパンドメッシュ状、金属線を編成したメッシュ状、パ
ーフォレイテッドプレート状等の金属メッシュが使用で
きるが、薄い絶縁スペーサを介して隣り合う電極間で電
解セルを形成させるため、表面の凹凸があると電流の不
均一な分布を生じるので、表面ができるだけ平坦なもの
が好ましい。圧延したエキスパンドメッシュ状金属電極
が入手が容易で、経済的であり、好ましく用いられる。
開口の形状は、円、菱型、長方形など、形状に制限はな
いが、開口部の短径は０．１５ｍｍ以上である。これ以
下では、被処理水中の不溶性固形分の詰まり、ガスによ
る開口部の閉塞等の問題を完全に解消することができな
い。開口率は、２５％以上７５％以下である。開口率が
２５％未満では、被処理水中の不溶性固形分の詰まり、
発生したガスによる開口部の閉塞、被処理水の流通抵抗
の増加などの問題を生じる。７５％を越えると、電流の
不均一な分布による電流効率が低下し、経済的でない。
金属電極の厚さは、電解槽に設置したときに撓みや歪み
を生じない十分な強度を保つことができる厚さであれば
特に限定はないが、１ｍｍから５ｍｍの厚さのものが好
ましく用いられる。

【００１５】本発明の電解槽においては、電気絶縁性の
スペーサを介して電解セルを形成する金属電極は、基本
的に１枚の電極でよい。ただし、２枚以上の金属電極を
密着して１の電極としても良い。このようにすると、次
亜塩素酸等の活性塩素の発生における電流効率が向上す
る場合がある。電流の不均一な分布がなくなるためと考
えられる。特に、金属電極の開口率が大きく、電流の不
均一な分布が生じやすいときには有効である。従って、
２以上の金属電極を密着させて１の電極となす構造も本
発明の中に包含されるものとする。

【００１６】本発明の電解槽においては、電気絶縁性の
スペーサを介して、開口した平板状の金属電極を積層す
ることで、電解セルを増加できる。電解セルを増加する
ことで、単位時間あたりの次亜塩素酸等の活性塩素濃度
を高めることができるので、被処理水の水質や殺菌レベ
ルに応じて適宜セル数を選択することができる。本発明
では、給電用末端電極のみで単一の電解セルを形成し
た、いわゆる単極式電解槽でも、１組の給電用末端電極
と１以上の中間電極で複数のセルを形成した、いわゆる
複極式電解槽のいずれもであっても良い。

【００１７】本発明の電解槽においては、隣り合う１組
の金属電極間に電気絶縁性のスペーサを設置し、該電極
間に電解セルを形成する。スペーサは使用する電解槽の
内部形状に応じた外形状を有し、例えば、円柱状の電解
槽の内径に合致した外径を有するリング状、同じ外形状
の多数の穴が開いたシート状、あるいは同じ外形状の網
状のもの等が使用できる。面積の大きな電極に対してリ
ング状のスペーサを使用する場合、必要に応じてさらに
帯状の支持帯をつけても良い。スペーサは、被処理水の
流通を妨害しないように、前記金属電極の開口率以上の
開口率であることが望ましい。スペーサ厚みは、電解セ
ルの極間距離を決定する。従って、電流の短絡が生じな
い厚さであれば、できるだけ厚さは小さい方が極間電位
を低くできるので好ましい。スペーサの厚さは、電流被
処理水の電導度によっても変える必要があるので、一概
にはきめられないが、通常０．５ｍｍから５ｍｍの範囲
から選ばれる。スペーサの材質は、電気絶縁性の材料で
あれば特に限定されないが、電気絶縁性の有機高分子材
料が好ましく使用される。

【００１８】本発明の被処理水の殺菌方法においては、
被処理水を所定の電圧を印加した本発明の電解槽に繰り
返し流通させる処理を行う。１パスで殺菌させることは
可能であるが、被処理水中の低濃度の塩素イオンから高
濃度の次亜塩素酸等の活性塩素を発生させねばならず、
高い電流密度を必要とする。そのため、低電流、低電圧
で効率良く殺菌ができるという本電解装置の特徴を失
い、金属電極の耐久性が著しく損なわれるので、得策で
はない。繰り返し処理において、高濃度の次亜塩素酸等
の活性塩素は必要でなく、０．２ｐｐｍ以上、さらに好
ましくは０．４ｐｐｍ以上の濃度（残留塩素濃度での測
定）であれば、実用上十分な殺菌効果があり、数日から
１週間で菌は検出されなくなる。次亜塩素酸等の活性塩
素濃度は高いほど殺菌効果は高いが、２ｐｐｍ以上の高
濃度は、高い電流値を必要とし、経済的でなく、腐食が
問題になる。

【００１９】また、繰り返し処理において殺菌速度を支
配するのは、全液量に対する循環流量の比であり、１時
間に０．５回以上６０回以下の繰り返し処理が望まし
い。この範囲未満では、菌の減少が極めて遅くなる。こ
の範囲以上では、殺菌速度は大きいが、経済的でない。
さらに、被処理水を電解槽に供給する速度は、電解槽で
の線速度で０．０５ｃｍ／ｓｅｃ以上、３ｃｍ／ｓｅｃ
以下である。この下限以下でも、この下限以上でも電流
効率が低下し、殺菌効果が十分でない。

【００２０】本発明の被処理水の殺菌方法においては、
被処理水を所定の電圧を印加した本発明の電解槽に繰り
返し流通させる場合に、被処理水中のＭｇイオン、Ｃａ
イオンが析出し、電極の開口部を閉塞したり、電流が流
れなくなるのを防止するために、印加する直流電圧の正
負の極性を反転させる必要がある。反転する時間間隔
は、被処理水のＭｇイオン、Ｃａイオン濃度により変わ
るので、一概には決められないが、通常５分以上１時間
以下の範囲で設定される。当然、Ｍｇイオン、Ｃａイオ
ンの濃度が高いときには短く、低いときには長くする。

【００２１】本発明の殺菌方法においては、給電用末端
電極に印加される直流電圧は、電解槽の流路断面積当た
りの電流密度で０．１Ａ／ｄｍ² 以上、１．０Ａ／ｄｍ
² 以下、好ましくは０．２Ａ／ｄｍ² 以上、０．５Ａ／
ｄｍ² 以下となるように直流電圧を印加する。この上限
値を越えると、金属電極の耐久性が著しく低下し、電極
の耐食性被覆の脱落や電極本体の破壊が起こる。この下
限値未満では、次亜塩素酸等の活性塩素の発生が不十分
で、十分な殺菌効果が得られない。

【００２２】第２図は、本発明に使用可能な被処理水の
殺菌方法の１例を示す概念図である。被処理水の貯留槽
１０から被処理水９をポンプ１１で電解殺菌槽１２に供
給する。直流電源１４からは、一定の時間間隔で正負の
極性が反転する直流電圧が、電解槽の給電用末端電極１
３に印加される。電解槽で電気化学的に発生した次亜塩
素酸等の活性塩素で殺菌された被処理水は貯留槽１０に
戻される。

【００２３】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、該実施例は本発明を限定するものではない。なお、
菌数の測定は、サンプル液を１００倍系列希釈し、原
液、１０倍希釈液、１０⁴ 倍希釈液、１０⁶ 倍希釈液を
作成し、各０．１ｍｌをニュートリエントブロス平板培
地各２枚に塗抹し、３７℃で１８時間培養し、生菌数を
測定する方法によった。また、残留塩素濃度は、ポケッ
ト残留塩素計（セントラル科学製）で測定した。

【００２４】（実施例１）酸化イリジウム、白金で被覆
したチタンからなるエキスパンドメッシュ金属電極（直
径１９５ｍｍ×厚さ１．５ｍｍ，開口率６０％）１０枚
を、リング状のテフロン製スペーサ（厚さ１．０ｍｍ，
幅５ｍｍ）ではさみ込むようにして、ＡＢＳ樹脂製の円
筒（内径２００ｍｍ×高さ１３８ｍｍ）に設置し、上下
両端のスペーサに前記のエキスパンドメッシュ電極にチ
タン製給電リブを取り付けた給電用末端電極を接触さ
せ、開口した平板状金属電極の中間電極１０個を含んで
なる電解槽とした。貯留水量１．４Ｔの屋外設置した冷
水塔の冷却水を、ポンプにて流量１．０Ｔ／ｈｒでプレ
フィルターなしで前記電解槽に供給した。電解槽の給電
用末端電極に直流電源から電流値１．５Ａ（電流密度
０．５Ａ／ｄｍ² ）となるように１５分毎に正負の極性
が反転する直流電圧を印加して電解殺菌処理を行った。
電解処理後の被処理水は、冷水塔にもどして循環処理を
行った。冷水塔冷却水中の生菌数の測定では、電解殺菌
前７．２×１０⁴ 個／ｍｌであったが、電解処理２日後
には１０個／ｍｌ以下となり、以後生菌数の増加はなか
った。７日後の被処理水中の残留塩素濃度は、０．４ｐ
ｐｍであった。６ケ月の連続循環処理でも、電流値の低
下や電解槽入口の水圧の上昇もなかった。残留塩素濃度
は、０．４ｐｐｍを維持しており、生菌数は１０個／ｍ
ｌ以下であった。本発明の電解槽を使用した電解殺菌方
法は、詰まりの問題がなく、金属電極の電気的腐食もな
く６ケ月の連続殺菌処理が可能であった。

【００２５】（比較例１）多孔質炭素電極（直径１９５
ｍｍ×高さ９ｍｍ、平均細孔径６０ミクロン）の両面
に、各１枚の酸化イリジウム、白金で被覆したチタンか
らなるエキスパンドメッシュ金属電極（直径１９５ｍｍ
×厚さ１．５ｍｍ，開口率６０％）を密着した電極対合
計１０組を、リング状のテフロン製スペーサ（厚さ１．
０ｍｍ，幅５ｍｍ）ではさみ込むようにして、ＡＢＳ樹
脂製の円筒（内径２００ｍｍ×高さ１３８ｍｍ）に設置
し、上下両端のスペーサに前記のエキスパンドメッシュ
電極にチタン製給電リブを取り付けた給電用末端電極を
接触させ、多孔質炭素電極１０個を含んでなる電解槽と
した。貯留水量１．４Ｔの屋外設置した冷水塔の冷却水
を、ポンプにて流量１．０Ｔ／ｈｒでプレフィルター
（ポリプロピレン製カートリッジフィルター、孔径７５
ミクロン）を経由して前記電解槽に供給した。電解槽の
給電用末端電極に直流電源から電流値１．５Ａ（電流密
度０．５Ａ／ｄｍ²）となるように設定した一定の直流
電圧を印加して電解殺菌処理を行った。直流電圧は、１
５分毎に正負の極性が反転するようにした。電解処理後
の被処理水は、冷水塔にもどして循環処理を行った。冷
却水の生菌数は、電解殺菌前５．２×１０⁴ 個／ｍｌで
あったものが、開始２日後に１．３×１０個／ｍｌに減
少し、４日後以降には１０個／ｍｌ以下であった。循環
殺菌試験６５日後、プレフィルターに付着した汚れが目
立ちようになり、電解開始時０．１ｋｇ／ｃｍ² であっ
た電解槽の被処理水供給口の水圧が次第に上昇し０．５
ｋｇ／ｃｍ² になった。この時点で電流値が０．２Ａに
低下していた。電解槽への給電を停止し、被処理水の循
環ポンプを止めた。電解槽から取り出した多孔質炭素電
極は、Ｃａ，Ｍｇの付着や崩落は見られなかったが、表
面に微細な汚れが付着しており、大部分の細孔の開口部
を覆っていた。プレフィルターを通過した微細な不溶性
固形分による細孔部の閉塞とガスの滞留により、被処理
水の流通が悪くなり、電流が流れにくくなったものと考
えられた。

【００２６】

【発明の効果】本発明の電解槽及び殺菌方法は、ブロッ
ク状、スポンジ状の多孔質（炭素）電極を使用しない。
従って、冷水塔の冷却水、噴水、プール水、循環浴槽
水、温泉、加湿器、消防貯水、病院や大ビルの給水、給
湯用水等のごとき、不溶性固形分、汚れ成分の存在が不
可避である実用水の殺菌のために、長期間該被処理水を
繰り返し電解殺菌処理した場合でも、プレフィルターを
通過した微細な不溶性固形分が多孔質電極の細孔部に詰
まることがない。また、電解にともなって発生したガス
が多孔質電極の細孔部を閉塞して電流が流れにくくなっ
たり、電流効率が低下するといった問題が回避できる。
さらに、殺菌に寄与する次亜塩素酸などの活性塩素が多
孔質（炭素）電極に吸着・分解されることがないので、
発生した遊離塩素が有効に殺菌に利用できる。本発明の
電解槽は、ブロック状、スポンジ状の多孔質電極がなく
なるので、電解槽が安価に製造できるとともに、さらに
構造が簡素化され、コンパクトなものにできる。本発明
の電解槽は、ブロック状、スポンジ状の多孔質電極を使
用する三次元固定床電解槽では必須であったプレフィル
ターが実質的に必要でなくなり、装置全体が簡略化され
る。また、多孔質炭素電極を設置した電解槽では、炭素
電極の崩落のために温度３５℃以上の水、例えば温泉、
浴槽水等、を電解殺菌することが出来ないが、本発明の
電解槽ならば、電極の崩落もなく、電解殺菌することが
出来る。さらに、ブロック状、スポンジ状の多孔質三次
元電極を設置した電解槽では、ガスによる閉塞を避けて
ガス抜けを良くするために被処理水の流通方向が垂直に
なるように電解槽を設置し、下方から上方に向かって被
処理水を流す必要があった。本発明の電解槽は、ガスの
滞留やガスによる閉塞がないため、被処理水の流通方向
を限定する必要がなく、水の流通方向が水平方向になる
ように設置することも可能である。従って、電解槽の設
置位置に関する制約がなくなり、既存の配管設備に合わ
せて電解槽を自由な位置に設置することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解槽の一例を示す縦断面図である。

【図２】本発明の殺菌処理方法の一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１電解槽本体２給電用リブ３給電用末端電極４中間電極５電気絶縁性スペーサ６被処理水の供給口７被処理水の排出口８金属電極の開口部９被処理水１０被処理水の貯留槽１１ポンプ１２電解槽１３給電用末端電極１４直流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｈ５６０５６０Ｆ 1/76 1/76 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の開口を有する平板状の金属電極か
らなる１組の給電用末端電極と、多数の開口を有する平
板状の金属電極からなる０あるいは１以上の中間電極と
を、電気絶縁性スペーサを介して固定し、スペーサを介
して隣り合う該金属電極が単一の、または、複数の電解
セルを形成するようにした電解槽であって、当該電解槽
に被処理水を供給し、被処理水を該金属電極の開口部を
流通させるようにし、被処理水の流通方向に並行な電流
方向となるように、該金属電極に一定時間毎に正負の極
性が反転するような所定の直流電圧を印加するように
し、被処理水中の塩素イオンから次亜塩素酸などの活性
塩素を電気化学的に発生させることができる電解槽。
【請求項２】多数の開口を有する平板状の金属電極
が、流路断面積に対して開口率２５％以上、７５％以下
で開口部を有することを特徴とする第１項に記載された
電解槽。
【請求項３】多数の開口を有する平板状の金属電極
が、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウムなどのい
わゆるバルブ金属及びその合金からなる基材に、白金、
パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムなどの
白金族金属、その合金及びその酸化物またはそれらの混
合物からなる被覆を有する材料からなることを特徴とす
る第１項又は第２項に記載された電解槽。
【請求項４】多数の開口を有する平板状の金属電極か
らなる１組の給電用末端電極と、多数の開口を有する平
板状の金属電極からなる０あるいは１以上の中間電極と
を、電気絶縁性スペーサを介して固定し、スペーサを介
して隣り合う該金属電極が、単一のあるいは複数の電解
セルを形成するようにした電解槽に、被処理水を供給
し、被処理水を該金属電極の開口部を流通させるように
し、被処理水の流通方向に並行な電流方向となるよう
に、また、所定の電流密度となるように、該給電用末端
電極に一定時間毎に正負の極性が反転するような所定の
直流電圧を印加するようにし、被処理水中の塩素イオン
から次亜塩素酸などの活性塩素を電気化学的に発生させ
ることを繰り返し行う、次亜塩素酸等の活性塩素を発生
させる処理方法。
【請求項５】被処理水の次亜塩素酸等の活性塩素濃度
が０．２ｐｐｍ以上、２ｐｐｍ以下であることを特徴と
する第４項に記載された処理方法。
【請求項６】多数の開口を有する平板状の金属電極か
らなる１組の給電用末端電極と、多数の開口を有する平
板状の金属電極からなる０あるいは１以上の中間電極と
を、電気絶縁性スペーサを介して固定し、スペーサを介
して隣り合う該金属電極が、単一のあるいは複数の電解
セルを形成するようにした電解槽に、被処理水を供給
し、被処理水を該金属電極の開口部を流通させるように
し、被処理水の流通方向に並行な電流方向となるよう
に、また、所定の電流密度となるように、該給電用末端
電極に一定時間毎に正負の極性が反転するような所定の
直流電圧を印加するようにし、被処理水中の塩素イオン
から次亜塩素酸などの活性塩素を電気化学的に発生させ
る処理を繰り返し行うことを特徴とする被処理水の殺菌
方法。
【請求項７】被処理水の次亜塩素酸等の活性塩素濃度
が０．２ｐｐｍ以上、２ｐｐｍ以下であることを特徴と
する第６項に記載された被処理水の殺菌方法。
【請求項８】多数の開口を有する平板状の金属電極に
流路断面積当たりの電流密度で０．１Ａ／ｄｍ² 以上、
１Ａ／ｄｍ² 以下になるように直流電圧を印加すること
を特徴とする第６項、又は第７項に記載された被処理水
の殺菌方法。
【請求項９】電解槽における線速度が０．０５ｃｍ／
ｓｅｃ以上、３ｃｍ／ｓｅｃ以下となるように被処理水
を供給し、被処理水の全量に対して０．５回／時間以上
の流量で被処理水を繰り返し電解槽に供給することを特
徴とする第６項から第８項までのいずれかに記載された
被処理水の殺菌方法。
【請求項１０】被処理水が貯留部を有する水であるこ
とを特徴とする第６項から第９項までのいずれかに記載
された被処理水の殺菌方法。
【請求項１１】被処理水が温度３５℃以上の水である
ことを特徴とする第６項から第９項のいずれかに記載さ
れた被処理水の殺菌方法。