JPH10174974A - 水浄化処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水中に生息する細菌等の微生物を電気化学的処
理により死滅させて水浄化を図る場合の浄化効率を高め
る。 【解決手段】水処理槽１に直流電圧或いは低周波数の交
流電圧が印加される電極６，７及び誘電体８を配置し、
こられの電極による電気化学的処理により水処理槽内に
導入された被処理水を浄化する。水処理槽１内に磁性粒
９或いは磁石粒が被処理水中に混じるように入れてあ
る。電磁石１０ａ，１０ｂを交互に通電させて、磁性粒
９（或いは磁石粒）が電極面に沿って移動或いは電極面
に衝突する動作を生じさせて、電極面８に付着したガス
（気泡）を取り除く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理槽に被処理
水を導入し電気化学的な処理により被処理水中の細菌，
かび，藻類等の微生物を死滅させて水質改善を図る水浄
化処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の水浄化処理装置は、特開平６−
８６９８３号公報，特開平６−８６９８０号公報等に開
示されており、細菌等の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、細胞の活性が低下
するという原理を利用したものである。

【０００３】例えば、特開平６−８６９８３号公報に
は、水処理槽（電解槽と称することもある）内に配置さ
れた平板電極に印加される電圧の最適例として、直流電
圧か周波数が１０Ｈｚ以下の低周波数交流電圧であるこ
と、及び陽極電位は０．５〜１．２Volt vs SHEである
ことが好ましいと記載されている。

【０００４】その理由としては、電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、むしろ上記電気化学的処
理により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と述べられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したような電気化
学的処理により水浄化を図る技術では、細菌等の微生物
を電極に接触させる機会を増やすことが浄化効率を向上
させる上で重要である。

【０００６】したがって、水の電気分解により発生した
ガス（気泡）が電極に付着することは、細菌等の微生物
に対する電極接触面積を減らすことになり、浄化効率が
低下する原因となり、また電極自体も消耗する。

【０００７】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、電気化学的処理により水浄化を図る装置の浄化効
率を向上させることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、水処理槽に直流電圧或いは低周波数の交流電圧が
印加される電極を配置し、この電極による電気化学的処
理により水処理槽内に導入された被処理水を浄化する水
浄化処理装置において、前記水処理槽内に磁性粒或いは
磁石粒が被処理水中に混じるように入れてあり、且つ前
記磁性粒或いは磁石粒が前記電極面に沿って移動或いは
電極面に衝突する動作を生じさせる磁場を与える電磁機
構を備えて成る。

【０００９】ここで、本発明の磁性粒等の動作に先立
ち、細菌などの微生物を電気化学的処理により死滅させ
る原理について図５〜図７により説明する。

【００１０】図５に示すように大腸菌の細胞は遺伝子Ｄ
ＮＡ１６とエネルギー源をになうメンソーム１７とたん
ぱく質を生成するリボソーム１８からなり、これらが細
胞膜１９で覆われていることが知られている。

【００１１】これらの大半が水分質からなり、ＤＮＡか
らの各機能への指令は図６に代表されるように電子伝達
系システムでなされている。また、図７のように細胞膜
は脂質二重層２０とタンパク質２１からなっている。脂
質二重層２０は疎水性部分２２を内側に、親水性部分２
３を外側にした構造になっている。こうした微生物の生
態活力を阻止する手段として、電子伝達系や水分質細胞
を電極接触（特に陽極）により適度な電圧印加を行うこ
とで破壊することができる。

【００１２】本発明では、上記のような水浄化処理にお
いて、処理槽内にて被処理水中に混じる（好ましくは水
中に分散する）磁性粒（磁石粒でもよい）に磁場を与え
ると、磁性粒が電極面に沿って移動或いは電極面に衝突
するので、この磁性粒の挙動により電極面に付着したガ
ス（気泡）が払拭され或いは叩き出されることで除去さ
れ、細菌等の微生物が電極に接触する面積を増やす。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１〜図４に
より説明する。

【００１４】図１は第１例の水浄化処理装置であり、そ
の本体は、絶縁物で構成される筒形の水処理槽１とその
両端に配置された側壁２，３より成り、側壁２に被処理
水の流入口４が、側壁３に流出口５が配設してある。

【００１５】水処理槽１には、被処理水の通過方向に対
して垂直に通水性を有する電極（陽極６，陰極７）が配
置される。電極６，７としては、代表的なものにカーボ
ン電極があり、気孔の大きさは数１０μｍ程度である。
流入口４側に陰極７、流出口５側に陽極６を設置する。
この電極６，７に直流電圧（もしくは１０Ｈｚ以下の低
周波交流電圧）を印加する。電源１３は数Ｖ程度の電圧
を印加するため乾電池を用いることができる。

【００１６】陰極７と陽極６間には分極可能な誘電体８
を設置しておく。この誘電体８は１個でもよいし、複数
個設置してもよい。誘電体として用いる材料としては、
通水性を与えるためにグラファイト，炭素繊維等の炭素
系材料を使用することが望ましく、開孔率はなるべく高
いものを用いる。

【００１７】電極６，７及び誘電体８は、間隔をあけて
配置され、また、これらの電極・誘電体間の被処理水通
過スペースに磁性粒９が被処理水中に分散するように多
数入れてある。磁性粒９は、電極６，７及び誘電体８の
孔より大きくしておき、電極，誘電体の孔を通らないよ
うにしておく。換言すれば磁性粒９は、水処理槽１内の
電極・誘電体間に封入される。

【００１８】図３に磁性粒９の断面形状を示す。磁性粒
９の形状は電極表面を転がりやすいように球状にしてお
く。この磁性粒が水中で錆びないように防食コーティン
グ１５をしておく。防食コーティング１４はなるべく薄
くしておく。コーティング１５を含め磁性粒９の大きさ
は直径が数ｍｍ（１〜５ｍｍ）程度である。

【００１９】水処理槽１の外側に上下一対の電磁コイル
（電磁石）１０ａ，１０ｂが配置される。この電磁コイ
ル１０ａ，１０ｂは、電極６，７や誘電体８の電極面の
水平線上の位置で前記電極６，７及び誘電体８を介在さ
せた状態で対向配置される。

【００２０】この電磁コイル１０ａ，１０ｂと、これら
の電磁コイルに対して交互に通電，遮断をくり返す電磁
コイル切換回路（電磁コイル切換回路は配線１１，切換
スイッチ１２，直流電源１４より成る）とで電磁機構が
構成され、前記磁性粒９に交互に切り換わる磁気吸引力
が加えられる。

【００２１】次に本例の動作について説明する。

【００２２】電極６，７を直流電圧１３で印加すること
により、誘電体８は図２に示すように、＋，−に分極
し、被処理水がこの誘電体８及び電極（陽極）６の中を
通過するときに、水中の細菌等の微生物が既述したよう
にこれらの電極板に接触して電気化学的処理により死滅
する。

【００２３】ところで、水に電圧をかけると１Ｖ程度以
上で電気分解が起こり、電極表面には生成ガス（気泡）
が付着する。電極表面に気泡が付着すると、細菌等の微
生物が電極に接触する機会が減る。また、気泡により電
極自体が消耗してしまう。

【００２４】本例では、上記の問題を解消するために、
水処理槽１内の水中に分散させておいた磁性粒９に電磁
コイル１０ａ，１０ｂにより交互に磁場をかけることに
より、磁性粒９を電極６，７及び誘電体８の電極面に沿
って振動（往復移動）させる。このようにすれば、磁性
粒９により電極面に付着した気泡が払拭される。

【００２５】切換スイッチ１２は適切な周波数で自動的
に切り換え制御され、電磁コイル１０ａ，１０ｂを常に
片側だけを電磁石にする。

【００２６】本実施例によれば、電極表面の気泡を取り
除くことで、効率のよい電気化学的処理による水浄化処
理を図ることができる。この装置を用いれば水中の細菌
だけでなく、ウイルス，かび，藻類等も滅することがで
きる。

【００２７】図４に本実施形態の第２例を示し、図１と
同一符号は同一或いは共通する要素を示す。

【００２８】第２例において、第１例と大きく異なる点
は、その磁場のかける方向にある。

【００２９】すなわち、本例においては、電磁コイル１
０ａ，１０ｂは、電極６，７及び誘電体８の電極面の垂
直線上の位置で前記電極６，７，誘電体８を介在させた
状態で対向配置される。

【００３０】電磁コイル１０ａ，１０ｂに対してスイッ
チ１２の切り換えにより交互に通電，遮断をくり返すこ
とで、磁性粒９が電極面の垂直方向に往復動作（振動）
して電極面に衝突動作が生じるような磁場が与えられ
る。

【００３１】本例によれば、磁性粒９が電極面に衝突す
ることで、電極６，７や誘電体８に付着した電気分解生
成ガス（気泡）が剥離するように叩き出され、電極表面
の気泡を取り除くことができ、第１例と同様の効果を奏
する。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、水中に生
息する細菌等の微生物を電気化学的処理により死滅させ
て水浄化を図る場合、被処理水中の細菌等の微生物を電
極面積に接触させる機会を増やすことができ、水浄化処
理効率を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る水浄化処理装置の構成
図。

【図２】上記実施形態に用いる誘電体が分極した状態を
示す説明図。

【図３】上記実施形態に用いる磁性粒の断面図。

【図４】本発明の他の実施形態を示す構成図。

【図５】大腸菌の生態組織を示した図。

【図６】細胞内のエネルギー伝達機構図。

【図７】細胞膜の構造を示した図。

【符号の説明】

１…水処理槽、４…流入口、５…流出口、６，７…電極
（陽極，陰極）、８…誘電体、９…磁性粒、１０ａ，１
０ｂ…電磁コイル、１２…切換スイッチ（電磁コイル切
換回路）、１３…直流電源。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水処理槽に直流電圧或いは低周波数の交
   流電圧が印加される電極を配置し、この電極による電気
   化学的処理により水処理槽内に導入された被処理水を浄
   化する水浄化処理装置において、 前記水処理槽内に磁性粒或いは磁石粒が被処理水中に混
   じるように入れてあり、且つ前記磁性粒或いは磁石粒が
   前記電極面に沿って移動或いは電極面に衝突する動作を
   生じさせる磁場を与える電磁機構を備えて成ることを特
   徴とする水浄化処理装置。
2. 【請求項２】 前記水処理槽内には、被処理水に対して
   通水性を有する陽極，陰極の電極が配置され、前記電磁
   機構は、前記電極面の水平線上或いは前記電極面の垂直
   線上の位置で前記電極を介在させた状態で対向配置され
   る一対の電磁コイルと、この対の要素となる電磁コイル
   に対して交互に通電，遮断をくり返す電磁コイル切換回
   路を有して成る請求項１記載の水浄化処理装置。
3. 【請求項３】 前記磁性粒或いは磁石粒は球形で表面に
   防食コーティングが施されている請求項１又は請求項２
   記載の水浄化処理装置。