JPH1043765A - 被処理水の電解処理用電解槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の炭素電極を使用する電解滅菌では、炭
素電極の陽分極する部分のみが微生物滅菌に有効であ
り、他の部分は微生物滅菌ができないだけでなく微生物
の繁殖による前記炭素電極の目詰まりや得られる被処理
水中への微生物の混入を招いている。本発明は炭素電極
全体で微生物滅菌ができ、該炭素電極の目詰まりのない
被処理水の電解処理用電解槽を提供する。 【構成】 電解槽本体に収容された炭素電極15の陽分極
しない部分、つまり該炭素電極の中央部と給電用陽極13
に向かう部分に、銀、白金及びアルミナ等の微生物滅菌
能を有する触媒物質を担持する。これにより本来は微生
物滅菌能を有しない炭素電極の部分に滅菌能を付与でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微生物を含有する各種
被処理水の該微生物に起因する各種性能劣化を抑制する
ための被処理水の電解処理用電解槽に関し、より詳細に
は比較的大容量の被処理水例えば写真処理液、各種工場
の純水、超純水あるいはプール水、製紙洗浄水、熱交換
器冷却水、飲料水（上水道水）、カップ式自動販売機用
貯水、養魚用水、薬剤希釈水、浴場水及びガス洗浄塔用
循環水等の微生物を含有しあるいは微生物発生の可能性
のある各種被処理水、中でも特に水質改良及び保持が要
求される飲料水を電解処理するための炭素電極を使用す
る電解槽に関し、特に該炭素電極の分極能の限界に起因
して炭素電極の目詰まりや微生物の滅菌が不十分になる
ことを防止するための電解槽に関する。

【０００２】

【従来技術】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又は純水が使用されてい
る。これらの水溶液等は溶質が適度な養分を提供し、あ
る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、又製品に悪影響を与えた
り、処理装置内に浮遊したり蓄積して処理装置の機能を
損なうことが多い。通常の水道水中の微生物数は残留塩
素を滅菌剤として残すことで30個／ミリリットル以下に
されているが、この水道水を例えば熱交換器用冷却水と
して使用すると前記微生物が飛躍的に繁殖して配管の腐
食や悪臭が発生する。これらの現象を防止するために従
来は防黴剤や沈澱抑制剤等の各種薬剤を被処理水中に投
入したり各種フィルタを配管途中に設置したりしている
が、前記薬剤投入は前述の通り薬剤の残留による被処理
水への悪影響や薬剤使用のコスト面での問題点が指摘さ
れている。更に添加薬剤に対する抗菌が暫くすると発生
し、次の薬剤を検討したり必要量以上に多量の薬剤を供
給する等の必要が生ずるという問題点を抱えている。
又、フィルター操作で生菌を濾過分離することは原理的
に不可能であり、永続する菌除去はできない。

【０００３】前述の各被処理水のうち、特に飲料水は人
間の健康に直結するもので、それに含有される細菌の滅
菌や黴の繁殖の防止つまり微生物の死滅除去は不可欠で
あり、該滅菌や防黴の方法としては塩素による方法が主
流である。しかし都市部の水道滅菌はその原水となる河
川水、湖水等が各種有機物等で汚染され微生物の死滅に
必要な量以上の塩素を添加するため、有機ハロゲン化物
等を生起したり、カルキ臭を発生する等の弊害を生じて
いる。該塩素法による前記欠点を解消するために、塩素
法以外の滅菌方法が提案されている。本出願人は飲料水
を含む前記各被処理水における前述の欠点を解消するた
めに、複数の炭素質三次元固定床型電極が収容された電
解槽に前記被処理水を供給し電解処理することにより該
被処理水中の微生物を滅菌する水処理装置及び方法を提
案した。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】このいわゆる電解滅
菌法は、前記炭素電極に通電することにより該電極を分
極させ主としてプラスに分極（陽分極）した電極部分に
接触した微生物を滅菌するものであり、通電が継続され
ている限り微生物の滅菌が継続され、塩素やオゾン等の
薬剤を使用しないため処理が長期間に亘っても微少量の
電気代が必要なだけで経済的な運転が可能になるという
長所がある。しかしながら、前記炭素電極のうち微生物
滅菌能があるのは陽分極した部分のみであり、陰分極又
は分極していない電極部分は微生物滅菌能を有しない。
本出願人はこの欠点を解消するために交流電源を使用し
て前記炭素電極の両端部を定期的に陽分極及び陰分極さ
せながら微生物滅菌を行なう方法及び電解槽を提案し
た。この方法では前記炭素電極の両端部が定期的に陽分
極するため、微生物がほぼ完全に死滅して微生物の繁殖
による被処理水中への微生物の混入や繁殖した微生物に
よる炭素電極の目詰まりを防止できる。しかし常に交流
電源を使用できるとは限らず、この場合には陽分極しな
い部分での微生物繁殖が問題になり、又交流電源を使用
できても、炭素電極の両端以外の部分つまり中央には陽
分極（及び陰分極）しない部分が存在し、この部分では
微生物の繁殖が生じやすい。

【０００５】この電解処理操作を微生物滅菌の面から見
ると、微生物の滅菌が生ずる陽分極部では死滅した微生
物の死骸が蓄積し、微生物の滅菌効果が弱い陰分極部や
実質的な分極が生じていない中央部では微生物が繁殖す
ることがあり、微生物が繁殖するとその数が飛躍的に増
加するため、前記炭素電極の前記陰分極部及び中央部で
該電極の開孔を閉塞して目詰まりが生じ、被処理水の流
通を阻害するという欠点がある。前記電解処理操作では
前記陽極ターミナル及び陰極ターミナルを定期的に反転
させて分極の正負を反転させることがある。この場合に
は前記炭素電極の両端面における微生物の繁殖は防止で
きるが、依然として前記炭素電極の中央部での微生物の
繁殖に起因する開孔の目詰まりを防止できない。

【０００６】

【発明の目的】従って本発明は、前述の従来技術の欠点
を解消し、炭素電極を使用する被処理水の電解処理用電
解槽における炭素電極の分極特性に基づく微生物滅菌能
の低下や目詰まりを最小限に抑制できる被処理水の電解
処理用電解槽を提供することを目的とする。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】本発明は、１又は２以
上の多孔質ブロック状又はスポンジ状の三次元固定床型
炭素電極を、給電用陽極ターミナル及び給電用陰極ター
ミナル間に設置し、微生物を含有する被処理水を、前記
炭素電極に供給し電解処理する電解槽において、少なく
とも前記炭素電極の陽分極しない部分に微生物滅菌能を
有する触媒物質を担持したことを特徴とする被処理水の
電解処理用電解槽である。なお本発明に係わる電解槽で
は電極表面上で実質的な酸化還元反応のような電気化学
反応を生起していないことがあるので本発明に係わる電
解槽は電気化学的処理槽というべきであるが、一般呼称
に従って電解槽と称する。なお本発明の微生物には、細
菌（バクテリア）、菌、糸状菌（黴）、大腸菌、酵母、
変形菌、単細胞の藻類、原生動物、ウイルス等が含まれ
る。

【０００８】以下本発明を詳細に説明する。本発明に係
わる電解槽は、飲料水、カップ式自動販売機用貯水、写
真処理液、各種工場の純水、超純水あるいはプール水、
製紙洗浄水、熱交換器冷却水、養魚用水、薬剤希釈水、
浴場水及びガス洗浄塔用循環水等の微生物を含有しある
いは微生物発生の可能性のある各種被処理水、特に微生
物の混入を十分に抑制しなければならない飲料水を処理
対象とし、該被処理水を本発明に係わる被処理水の電解
処理用電解槽に供給し該電解槽に直流又は交流電圧を印
加し前記被処理水中の微生物の制菌、殺菌あるいは滅菌
を行なう。この際に前述の従来の炭素電極の欠点に起因
する微生物滅菌能の低下や炭素電極の目詰まりは処理効
率の低下を招き、交換によるコストや時間のロスを生じ
させる。

【０００９】本発明は、前述した炭素電極固有の欠点
を、炭素電極の要所に微生物滅菌能を有する触媒物質を
担持させることにより解消しようとするものである。つ
まり本発明では、少なくとも電解処理操作中に陽分極し
ない炭素電極の部分に微生物滅菌能を有する触媒物質を
担持させる。従って対象とする炭素電極を交流電源で使
用する場合には陽分極する両端部以外のつまり少なくと
もその中央部に前記触媒物質を担持し、直流電源を使用
する場合には陽分極する給電用陰極方向に向かう部分以
外のつまり少なくともその中央部と給電用陽極方向に向
かう部分に前記触媒物質を担持するようにする。この微
生物滅菌能を有する触媒としては、銀、アルミナ、ある
いは白金等の白金族金属がある。その担持量は前記炭素
電極の多孔度や被処理水中に含有される微生物数にも依
存するが、一般に滅菌能の高い銀や白金では10〜5000mg
/kg-炭素とし、滅菌能が比較的低いアルミナでは100 〜
10000mg/kg- 炭素とする。

【００１０】これらの物質の担持は常法に従えば良く、
例えば白金の担持は塩化白金酸等の白金化合物の水溶液
を前記炭素電極に塗布し又は含浸させた後、高温で熱分
解して白金単体を炭素電極表面に担持する。又アルミナ
の場合にはその懸濁液を前記炭素電極に塗布し溶媒を除
去することによりアルミナを担持できる。この触媒担持
に加えて更に効率的に被処理水の電解処理を行なうため
に、特に陽分極しない炭素電極の部分での微生物の繁殖
をより以上に抑制しかつ炭素電極の目詰まりを抑えるた
めに、その部分に前記した触媒を担持するとともに該部
分の開孔径又は開孔率を、微生物が繁殖する可能性の殆
どない部分より大きくすることができる。具体的には前
記炭素電極のうち陽分極しない部分つまり陰分極する部
分と分極しない部分との開孔径又は開孔率を、陽分極す
る部分の開孔径又は開孔率より大きくする。このように
構成すると、微生物の滅菌を生じさせる陽分極する部分
の開孔径又は開孔率を比較的小さく維持して被処理水と
炭素電極内部の細孔の壁面が十分に接触して被処理水中
の微生物の死滅効果を十分に維持するとともに、微生物
が十分死滅せずその繁殖が生じ易い、従って被処理水と
炭素電極との十分な接触を必要としない陰分極部又は非
分極部の開孔径又は開孔率を比較的大きく維持して仮に
該部分で微生物が繁殖しても被処理水が流通する炭素電
極の開孔を閉塞しないようにすることができる。

【００１１】本発明の固定床型三次元電極電解槽におけ
る電極は、分極現象を生じる前述した炭素電極と給電用
電極ターミナルを含み、該炭素電極は使用する電解槽に
応じた形状を有し多孔質ブロック状又はスポンジ状とし
て構成され、前述した通り前記被処理水が透過可能な炭
素質材料、例えば活性炭、グラファイト、炭素繊維等の
炭素系材料から形成される。このような構成から成る１
又は２以上の前記炭素電極の両端に設置した平板状又は
エキスパンドメッシュ状やパーフォレーティッドプレー
ト状等の多孔板体から成る１対の給電用陽極ターミナル
及び給電用陰極ターミナル間に直流電圧を印加して前記
炭素電極を分極させその一端及び他端にそれぞれ陽分極
部及び陰分極部を形成する。又必要に応じて前記給電用
陽極ターミナルと給電用陰極ターミナルの極性を定期的
に変換してあるいは10Hz以下の交流電圧を印加すること
により陽分極部及び陰分極部が一定時間ごとに生ずるよ
うにしても良い。

【００１２】前記電極が炭素質であるため、電解反応生
成物である酸素ガスにより酸化され炭酸ガスとして電極
崩壊することがある。これを防止するためには前記電極
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やチタン等の基
材上に白金族金属をメッキ等で被覆した電極材料を接触
状態で設置し、酸素発生が主として該多孔質材料上で生
ずるようにすればよい。前記被処理水を、本発明に係わ
る炭素電極を設置した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陽分極した前記電極に接触
しそれらの表面で高電位のエネルギー供給を受け強力な
酸化反応が微生物細胞内で生じ、その活動が弱まったり
微生物自身が死滅して滅菌が行われると考えられる。こ
の際に本発明では前記炭素電極の少なくとも陽分極しな
い部分に微生物滅菌能を有する触媒物質を担持している
ため、陽分極している部分だけでなく、炭素電極全体で
微生物の滅菌が行なわれ、炭素電極の一部で微生物が繁
殖することがない。つまり従来の電解滅菌のように確実
に陽分極した部分に被処理水が接触しない限り微生物滅
菌が行なわれないということがなくなり、炭素電極の少
なくとも一部に被処理水中の微生物が接触すれば滅菌が
進行し、従来より確実に微生物が殆ど含まない被処理水
を提供できることになる。

【００１３】このような電解処理により被処理水の微生
物の滅菌がほぼ完全に行なわれるが、前記電解処理され
た被処理水は直ちに飲用あるいは他の用途に供されると
は限らず、電解処理を行なう箇所と使用する箇所が離
れ、比較的長時間経過した後に各種用途に供されること
が多い。上述の本発明に係わる被処理水の電解処理用電
解槽を使用する電解処理では、前記炭素電極が適正に分
極しかつ供給される被処理水が確実に該炭素電極に接触
する限り微生物の滅菌が行なわれるが、この条件のいず
れかが欠落すると電解槽から取り出される被処理水中の
微生物殺菌効率が高くならない。電解時に測定可能なデ
ータとして、被処理水の温度、液量及び電気伝導度、及
び電解槽の電圧及び電流などがあるが、これらのデータ
を単独又は組み合わせてもそれのみで運転が正常に行な
われているか異常であるかは決定できない。仮に処理済
の被処理水中の微生物濃度が許容限度以上になっている
場合には、微生物濃度の変動との比較検討により初めて
異常運転の原因を明確にしたり、あるいは電解槽の運転
は正常であり、被処理水中の微生物濃度の増加は他の原
因に帰されるべきであるとの結論を導いたりすることが
できる。

【００１４】そのためには電解槽運転時の全時間に亘る
データが記録されていることが望ましく、該データと後
ほど得られる微生物濃度のデータとの対比による電解槽
の運転状況の把握が可能になる。従って本発明の電解槽
を使用する被処理水の電解処理では、該電解処理と同時
に、被処理水の温度、液量及び電気伝導度、及び電解槽
の電圧及び電流から選択されるデータの少なくとも１種
類、望ましくはこれらの全てのデータを電解槽の運転と
ともに連続的に記録し例えばコンピューターに記憶させ
ることができる。一般に電解処理に適した上記各条件の
範囲は、被処理水温度５〜60℃、電解槽内通過の線速は
５〜100 mm／秒、被処理水電気伝導度は０〜10000 μｓ
／cm、電解電圧は1.5 〜10.0Ｖ／電解槽、電流密度は０
〜5.0 Ａ／dm² であり、電解槽内に収容された炭素電極
の高さと前記線速の関係が〔電解槽高さ（mm）〕／〔線
速値（mm／秒）〕≧0.5 （秒）を満足すると効率良く被
処理水の処理ができる。これらの値は相互に関連しなが
ら変動するため、いずれかの値がこの範囲内にあっても
微生物濃度が満足できる低レベルにあるとは限らず、逆
にいずれかの値がこの範囲外にあっても微生物濃度が満
足できる低レベルとなることもあり、単にこれらの値の
測定のみでは運転が正常に行なわれているかを確認でき
ない。

【００１５】このデータの記録とともに、処理済の被処
理水のサンプリングを行ない該サンプル中の微生物濃度
の測定を平行して行ない、微生物濃度に関するデータが
得られる２〜３日後に、微生物濃度の異常が検出された
場合には、各データの経時変化と対比することにより電
解条件のどの項目が微生物濃度の異常に結びつくのかを
特定できる。又微生物濃度が満足できる低レベルに維持
されている場合には、各データの対応する経時変化に応
じた正常な運転が行なわれていることが把握できる。更
に微生物濃度が異常であるにもかかわらず各データに異
常が見られない場合には、電解槽の運転条件以外の要因
で微生物濃度の異常が起きていることが推測され、その
場合には前記他の要因の検討を行なうことができる。

【００１６】このように、電解条件に関する各種データ
を記録し後日に残すことにより、後に得られる微生物濃
度に関するデータと組み合わせることにより、製品の欠
陥原因を確実に特定することが可能になる。又微生物濃
度に異常がない場合にも電解処理が正常に行なわれてい
たことの補助データとして使用できる。

【００１７】次に添付図面に基づいて本発明に係わる被
処理水特に上水道水等の飲用水の電解処理用電解槽の好
ましい例を説明するが、該電解槽はこれらに限定される
ものではない。図１は、本発明の電解槽として使用可能
な単極式固定床型電解槽の例を示す概略縦断面図であ
る。底板中央に上水道水供給口１を、又天板中央に上水
道水取出口２をそれぞれ有する円筒状の電解槽本体３内
の下部には、銀、白金又はアルミナ等の微生物滅菌能を
有する触媒物質を担持した炭素質材料から形成される短
寸円柱形の多孔質固定床型陽極４が前記本体３の内壁と
実質的に液流動の生じないような僅かな間隙しか形成し
ないように収容され、該陽極４上には若干の間隙を介し
て例えばメッシュ状の白金族金属酸化物被覆チタン材あ
るいはメッシュ状の白金族金属をメッキ等の手段で被覆
したチタン材から成る陰極５が収容されている。前記電
解槽本体３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、フェノール−ホルムアルデヒド
樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂等が好ましく使用でき
る。

【００１８】このような構成から成る電解槽本体３は例
えば水道配管の途中や水道の蛇口に設置され、該本体３
にその上水道水供給口１から、微生物、有効塩素成分、
カルキ臭、カルシウムイオン、マグネシウムイオン及び
鉄イオン等を含有する被処理水例えば上水道水を供給す
ると、該上水道水は前記陽極４で微生物滅菌され、更に
前記銀等の触媒物質が微生物滅菌を行ない、該上水道水
は前記陰極５の下面に接触し該陰極５面で前記有効塩素
成分やカルキ臭の除去、及び金属イオン成分等の還元に
よる対応する水酸化物又は酸化物との析出による除去等
が起こり、清浄化された上水道水が前記上水道水取出口
２から槽外へ取り出される。

【００１９】図２は、本発明の電解槽として使用可能な
複極式固定床型電解槽の一例を示す概略縦断面図であ
る。上下にフランジ11を有する円筒形の電解槽本体12の
内部上端近傍及び下端近傍にはそれぞれメッシュ状の給
電用陽極ターミナル13と給電用陰極ターミナル14が設け
られている。該両電極ターミナル13、14間には複数個の
図示の例では３個のスポンジ状で銀等の微生物滅菌能を
有する触媒物質が中央部及び陰分極する前記給電用陽極
ターミナルに向かう部分に担持された固定床型炭素電極
15が積層され、かつ該炭素電極15間及び該炭素電極15と
前記両電極ターミナル13、14間に４枚のメッシュ状隔膜
又はスペーサー16が挟持されている。各炭素電極15は電
解槽本体12の内壁に密着し炭素電極15の内部を通過せ
ず、炭素電極15と電解槽本体12の側壁との間を流れる上
水道水の漏洩流がなるべく少なくなるように配置されて
いる。

【００２０】このような構成から成る電解槽に下方から
矢印で示すように上水道水を供給しながら通電を行う
と、前記各固定床15が図示の如く下面が正に上面が負に
分極して各固定床15の下面に多孔質陽極が形成され、前
記上水道水はこの多孔質陽極に接触して滅菌が行われ、
更に中央部及び陰分極する部分でも前記触媒物質により
滅菌が行なわれる。従って、前記炭素電極15の陽分極す
る部分は勿論他の部分でも微生物滅菌が行なわれて、該
炭素電極15で微生物が繁殖することが殆どなくなく該炭
素電極の目詰まりがなくなり、かつ得られる処理済の上
水道水に微生物が残存することが殆どない。該上水道水
はその後前記電解槽の上方に取り出され、蛇口等に導か
れる。

【００２１】図３は、本発明に使用できる複極式固定床
型電解槽の他の例を示すもので、該電解槽は図２の電解
槽の炭素電極15の給電用陰極14に向かう側つまり陽分極
する側にメッシュ状の不溶性金属電極17を密着状態で設
置したものであり、他の部材は図２と同一であるので同
一符号を付して説明を省略する。直流電圧が印加された
炭素電極15はその両端部において最も大きく分極が生
じ、ガス発生が伴う場合には該両端部においてガス発生
が生じ易い。従って最も強く陽分極するつまり最も激し
く酸素ガスが発生する炭素電極15の給電用陰極14に向か
う端部には最も速くかつ激しく酸化反応や電極基材の溶
解反応が生じる。図示の通りこの部分に不溶性金属電極
17を設置しておくと、該不溶性金属電極17の酸素発生過
電圧が炭素電極15を形成する炭素系材料の前記過電圧よ
り低いため殆どの酸素ガスが前記不溶性金属電極17から
発生し炭素電極15は殆ど酸素ガスを発生しなくなるた
め、前記炭素電極15の崩壊は効果的に抑制される。更に
図２の電解槽と同様に担持された触媒物質により炭素電
極の目詰まりが抑制され、かつ十分に清澄化された上水
道水が取り出される。

【００２２】図４は、本発明に使用できる複極式固定床
型電解槽の更に他の例を示す縦断面図である。中空円筒
形の電解槽本体21の下部には中央に上水道水供給口22を
有する碗状の底板23がクランブ24により接続され、かつ
前記電解槽本体21の上部には中央に上水道水取出口25を
有する碗状の天板26がクランブ27により接続されてい
る。前記上水道水供給口22の上方の電解槽本体21内には
円板状の給電用陽極ターミナル28が、又上水道水取出口
25の下方の電解槽本体21内には円板状の給電用陰極ター
ミナル29がそれぞれ設置されている。

【００２３】両ターミナル28、29間には図示の例では計
10個の炭素電極30が、２枚の図３と同様の不溶性金属電
極31とその間に位置するスペーサ32を介して積層されて
いる。各炭素電極30の分極しない部分及び陰分極する部
分には銀等の触媒物質が担持され、かつ該炭素電極30は
電解槽本体21の内壁に密着し炭素電極30の内部を通過せ
ず、炭素電極30と電解槽本体21の側壁との間を流れる上
水道水の漏洩流がなるべく少なくなるように配置されて
いる。このような構成から成る電解槽に上水道供給口22
に上水道水を供給しながら通電を行うと、前記各炭素電
極30の下面がマイナスに上面がプラスに分極して各炭素
電極30の上面に多孔質陽極が形成され、前記上水道水は
この多孔質陽極に接触してかつ前記触媒物質により滅菌
が行なわれ、その後前記電解槽の上方に取り出され、蛇
口等に導かれる。

【００２４】図５は、本発明に使用できる複極式固定床
型電解槽の更に他の例を示す分解斜視図である。中空円
筒形のケーシング41の内下部にはフィルター42と活性炭
43が収容されたカートリッジ44が設置され、該カートリ
ッジ44の上には、円筒形の保持部材45内に収容された電
解槽本体46が設置されている。該電解槽本体46は下から
順に給電用陽極ターミナル47、計10個の銀等の触媒物質
が分極しない部分及び陰分極する部分に担持された炭素
電極と前記金属製保護電極がセットされた固定床電極ユ
ニット48、給電用陰極ターミナル49の順に構成されてい
る。電解槽本体46の天板50には計３個の通孔51が穿設さ
れ、被処理水供給管、被処理水取出管及び排水時の通気
孔が設置されている。この電解槽本体46は、その頭部に
データ記録用回路52とデータ表示板53を有する側面視
「コ」字状の取付台54に固定され、家庭やビル内の蛇口
に近接して設置し、特に上水道水つまり飲料水の電解処
理に利用される。

【００２５】

【実施例】以下に本発明に係わる電解槽を使用する被処
理水の電解処理の実施例を記載するが、該実施例は本発
明方法を限定するものではない。

【００２６】

【実施例１】まず次のようにして本実施例の電解槽を構
成した。炭素繊維から成る直径39.5ｍｍ、厚さ10ｍｍの
固定床（多孔質グラファイト、東海カーボン株式会社製
Ｇ−100 Ｓ）５個を、硝酸銀水溶液（20ｇ／リットル）
に60分間浸漬した後、取り出して800 ℃で60分間焼成し
た。硝酸銀水溶液中の銀の減少量から算出した銀担持量
は1700mg/kg-炭素であった。この固定床炭素電極５個
を、透明な硬質ポリ塩化ビニル樹脂製の高さ75ｍｍ、内
径40ｍｍのフランジ付円筒形である図２に示した電解槽
内に、開口率80％で直径40ｍｍ及び厚さ１ｍｍのポリエ
チレン樹脂製隔膜６枚で挟み込み、上下両端の隔膜にそ
れぞれ白金をその表面にメッキしたチタン製である直径
38ｍｍ厚さ１ｍｍのメッシュ状給電用陽極及び給電用陰
極を接触させて設置し、本実施例の電解槽を構成した。
又上水道水に微生物を650 個／ミリリットル添加して試
験用被処理水を調製した。

【００２７】前記電解槽の下部からこの試験用被処理水
を1.5 リットル／分の割合で供給し、直流電源により見
掛け電流密度0.2 Ａ／ｄｍ² 、電解電圧が4.3 〜8.8 Ｖ
（平均電解電圧5.8 Ｖ）となるように調節して前記試験
用被処理水の電解処理を行なった。この条件で電解槽の
運転を15日継続し、開始直後の運転条件が安定した際に
電解槽から取り出した被処理水中の微生物数と、15日後
の被処理水中の微生物数を測定したところ、それぞれ０
個／ミリリットル及び０個／ミリリットルであり、殆ど
変化がなかった。電解槽への通電を停止した後、該電解
槽を分解して、前記５個の炭素電極のうちの１個を取り
出し、陽分極部分、中央部及び陰分極部分のそれぞれの
残存微生物数を測定したところ、それぞれ３〜７個/kg-
炭素、10〜20個/kg-炭素及び10〜20個/kg-炭素であっ
た。

【００２８】

【比較例１】電解前に炭素電極を硝酸銀水溶液に浸漬し
なかったこと以外は実施例１と同様に電解槽を作製しか
つ試験用被処理水の電解処理を行なった。開始直後の運
転条件が安定した際に電解槽から取り出された被処理水
中の微生物数及び15日後の被処理水中の微生物数は、そ
れぞれ約15個／ミリリットル及び約10個／ミリリットル
であった。電解槽への通電を停止した後、該電解槽を分
解して、前記５個の炭素電極のうちの１個を取り出し、
陽分極部分、中央部及び陰分極部分のそれぞれの残存微
生物数を測定したところ、それぞれ３〜７個/kg-炭素、
80〜120 個/kg-炭素及び50〜70個/kg-炭素であり、中央
部及び陰分極部分での微生物の繁殖が観察された。

【００２９】

【実施例２】炭素繊維から成る直径39.5ｍｍ、厚さ４ｍ
ｍの固定床（多孔質グラファイト、東海カーボン株式会
社製Ｇ−100 Ｓ）５個を、塩化白金酸水溶液（１ｇ／リ
ットル）に60分間浸漬した後、取り出して800 ℃で60分
間焼成した。塩化白金酸水溶液中の白金の減少量から算
出した白金担持量は35mg/kg-炭素であった。この固定床
炭素電極５個の各々の両面に、炭素繊維から成る直径3
9.5ｍｍ、厚さ３ｍｍの固定床（多孔質グラファイト、
東海カーボン株式会社製Ｇ−100 Ｓ）を接着して、中央
部にのみ白金が担持された直径39.5ｍｍ、厚さ10ｍｍの
固定床炭素電極を作製した。この計５個の炭素電極を、
実施例１と同様にして電解槽内に組み込み、本実施例の
電解槽を構成した。

【００３０】10分間ごとに通電方向を逆転させたこと以
外は実施例１と同一条件で被処理水の処理を行なった。
開始直後の運転条件が安定した際に電解槽から取り出さ
れた被処理水中の微生物数及び15日後の被処理水中の微
生物数は、それぞれ０個／ミリリットル及び０個／ミリ
リットルであった。電解槽への通電を停止した後、該電
解槽を分解して、前記５個の炭素電極のうちの１個を取
り出し、両側の分極部分及び中央部のそれぞれの残存微
生物数を測定したところ、それぞれ、０〜５個/kg-炭素
及び10〜20個/kg-炭素であった。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、１又は２以上の多孔質ブロッ
ク状又はスポンジ状の三次元固定床型炭素電極を、給電
用陽極ターミナル及び給電用陰極ターミナル間に設置
し、微生物を含有する被処理水を、前記炭素電極に供給
し電解処理する電解槽において、少なくとも前記炭素電
極の陽分極しない部分に微生物滅菌能を有する触媒物質
を担持したことを特徴とする被処理水の電解処理用電解
槽（請求項１）である。上水道水等の被処理水を従来の
固定床型三次元電極式電解槽に供給すると、該被処理水
中の微生物は電位を与えられた炭素電極に接触しそれら
の表面で高電位の電流に接触し強力な酸化反応を受けた
り、その活動が弱まったり自身が死滅して滅菌が行われ
る。

【００３２】しかしこの従来の電解滅菌法では、前記炭
素電極の陽分極する部分のみが微生物滅菌に有効利用さ
れ、残りの部分は滅菌機能を有し得なかった。従って電
極全体を有効に利用し得ないだけでなく、陽分極しない
部分で微生物が繁殖して電極が目詰まりしたり、得られ
る処理済の被処理水に微生物が混入したりするという問
題点が生じている。本発明は前述の通り炭素電極のうち
少なくともこのような微生物繁殖の可能性のある陽分極
しない部分に微生物滅菌能を有する触媒物質を担持して
いるため、炭素電極全体を微生物滅菌に有効利用でき、
更に電極の目詰まりがなく、得られる被処理水が更に清
澄になり、かつ電解操作が安定する。前記微生物滅菌能
を有する触媒物質としては銀、白金及びアルミナ（請求
項２）等を使用することができ、その担持量は滅菌能の
高い銀や白金では10〜5000mg/kg-炭素とし、滅菌能が比
較的低いアルミナでは100 〜10000mg/kg- 炭素とするこ
とが望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解槽として使用可能な単極式固定床
型電解槽の第１の例を示す概略縦断面図。

【図２】本発明の電解槽として使用可能な複極式固定床
型電解槽の一例を示す概略縦断面図。

【図３】本発明に使用できる複極式固定床型電解槽の他
の例を示す概略縦断面図。

【図４】本発明に使用できる複極式固定床型電解槽の更
に他の例を示す縦断面図。

【図５】本発明に使用できる複極式固定床型電解槽の更
に他の例を示す分解斜視図。

【符号の説明】

１・・・上水道水供給口 ２・・・上水道水取出口 ３
・・・電解槽本体 ４・・・固定床型陰極 ５・・・陽
極 12・・・電解槽本体 13・・・陽極ターミナル 14
・・・給電用陰極ターミナル 15・・・炭素電極 21・
・・電解槽本体 22・・・上水道水供給口 25・・・上水道水取出口 28
・・・給電用陽極ターミナル 29・・・給電用陰極ター
ミナル 30・・・炭素電極 46・・・電解槽本体 47・
・・給電用陽極ターミナル 48・・・炭素電極 49・・
・給電用陰極ターミナル 52・・・データ記録用回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １又は２以上の多孔質ブロック状又はス
   ポンジ状の三次元固定床型炭素電極を、給電用陽極ター
   ミナル及び給電用陰極ターミナル間に設置し、微生物を
   含有する被処理水を、前記炭素電極に供給し電解処理す
   る電解槽において、少なくとも前記炭素電極の陽分極し
   ない部分に微生物滅菌能を有する触媒物質を担持したこ
   とを特徴とする被処理水の電解処理用電解槽。
2. 【請求項２】 担持触媒物質が、銀、白金及びアルミナ
   から選択される請求項１に記載の被処理水の電解処理用
   電解槽。