JPH11300358A - 水処理方法及びその装置 - Google Patents
水処理方法及びその装置Info
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Abstract
スケールが吸着し難く長時間に亘って安定した処理が可
能な水処理方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 処理対象の水中に一対の印加電極と、当
該印加電極に近接せしめた接地電極を配置して、一対の
印加電極に交流を印加することにより水の酸化還元電位
を下げてする水処理方法において、上記交流周波数を制
御する信号発生器を内蔵しその信号に対応して発振周波
数を制御し、周波数変化中において急激な上昇又は下降
に変化する部分を作成することで電極へのスケール付着
を防止する。
Description
て湖沼、河川、或は工場内の工業廃水や加工用水、或は
飲料水等の大量の水に電気エネルギーを与えて処理する
方法及びその装置に関する。
は、本願発明者自身による特許第2623204号公報
や特開平7−31981号公報に開示されたものが知ら
れている。かかる従来方法及び装置は、いずれも処理対
象の水中に配置した一対の印加電極に高周波の交流電圧
を交互に印加することにより水の酸化還元電位を下げる
ことによって水を汚染している有機物、無機物の凝集沈
澱乃至は浮揚等を促進して水の改質処理をなすものであ
る。
従来の水処理方法、装置にあっては、長時間使用を続け
るうちに印加電極、接地電極にスケールが吸着して電極
電流値が低下し、処理効率が低下する場合があり、長時
間に亘る安定した水処理に解決すべき課題を有してい
た。
水中に一対の印加電極と、当該印加電極に近接せしめた
接地電極を配置し、印加電極として電解性の高い金属か
らなる電極を用い、一対の印加電極に交流を印加するこ
とにより水の酸化還元電位を下げる水処理方法におい
て、上記交流周波数を制御する信号発生器を内蔵しその
信号に対応して発振周波数を制御し、周波数変化中にお
いて急激な上昇又は下降に変化する部分を作成すること
によって解決される。
であっても印加電極へのスケールの付着はほとんどな
く、従って長時間に亘って安定した水処理が可能であ
る。また、一対の接地電極を設け、当該一対の電極の一
方をグランドせしめ、他方をプラス側に接続するととも
に、これらを低周期で交互に接地せしめて、他方の電極
がオフ時にはプラス電位になるようにすれば、接地電極
の表面への付着物も生じにくくなり、より安定した水処
理ができる。
は、接地電極と一対の印加電極と、直流電源と、当該直
流電源に可変抵抗を介してそれぞれ接続された第1、第
2の交流スイッチと、これらの交流スイッチに抵抗を介
して接続されたフリップフロップ回路からなる交流切換
指令回路と、該交流切換指令回路に接続された交流発振
器と、この交流発振器に接続された制御回路とを備え、
該制御回路は変動信号発生器を内蔵し、変動信号発生器
からの出力制御信号を交流発振器に与えて発振周波数を
制御して変化させるとともに、該交流切換指令回路が交
流発振器からの切換指令を第1、第2交流スイッチに与
え、これら第1、第2の交流スイッチがオン、オフされ
て交流を形成して、上記一対の印加電極間に交流電圧を
印加することにより水の酸化還元電位を下げるようにし
た水処理装置を用いることができる。
を実施するには、処理対象の湖沼、河川、工業廃水や、
加工用水、飲料水等の水中に一対の印加電極を配置して
同印加電極に交流電圧を印加すればよく、これによって
短時間で対象水の酸化還元電位が下がり、水中の有機物
は分解されてほとんどガス化し、一部は凝集沈澱して浄
水され乃至は溶存酸素量が増える等の改質がされるが、
処理が長時間に亘っても印加電極にはほとんどスケール
が付着せず処理能力が低下しない。
鉛、酸化リチウム、マグネシウム合金、銅、鉄、ステン
レス等の電解性の高い金属、または、チタン、白金等の
安定した金属を用いることができる。
出力は、変動信号発生器からの出力制御信号が制御回路
から交流発振器に与えられて発振周波数が制御されて変
化させられるとともに、交流切換指令回路が交流発振器
からの切換指令を第1、第2交流スイッチに与え、これ
ら第1、第2の交流スイッチがオン、オフされて交流が
形成されるとともに変化する周波数の中に急激な下降か
ら急激な上昇へ転ずる部分が作成され、一対の印加電極
間にかかる交流電圧が印加されることにより、水の酸化
還元電位が下げられ、以て、水中の浮遊物、熔解物が分
解ガス化、乃至は凝集沈澱等して改質処理されるのみな
らず、処理が長時間に亘っても印加電極にはほとんどス
ケールが付着せず処理能力が低下しない。
の装置に係る実施例について添付図面を参照しつつさら
に詳細に説明することとする。第1図は、本発明の水処
理方法に使用される水処理装置の回路図であり、水中に
配置される接地電極1と、当該接地電極近くに配置した
一対の印加電極2A、2Bを有する。接地電極1の材料
としてはステンレスを用い、印加電極2A、2Bとして
は溶解性の高い亜鉛、マグネシウム合金が用いられてい
る。但し、処理目的によっては、印加電極2A、2Bと
して溶解性のない安定したチタン、白金等を用いてもよ
い。
には可変抵抗4を介して、該直流電源からの直流電流を
高周波の交流に変換して印加電極2A、2Bに与える第
1、第2の高周波スイッチ5A、5Bが接続されてい
る。これら第1、第2の高周波スイッチ5A、5Bは、
トランジスタ6A、7Aと、6B、7Bとでそれぞれ構
成されている。印加電極2A、2B間は、コンデンサ8
を介して接続されている。上記直流電源には処理水の用
途に応じて10〜50Vの範囲で選択調整しつつ用いる
ことができる。
は、抵抗9A、9Bをそれぞれ介して当該スイッチに高
周波の切換指令を与えるフリップフロップ回路よりなる
高周波切換指令回路10が接続され、この高周波切換指
令回路10には制御信号に応動して発振周波数が変化す
る電圧制御発振器(VCO)からなる高周波発振回路1
1が接続されている。この高周波発振回路11にはラン
ダム電圧発生器を内蔵した制御回路12が接続されてい
る。
回路であって、電圧制御発振器(VCO)に与えられる
制御信号の電圧値によってその発振周波数が制御され
る。この時の周波数の変動幅は、例えば、中心周波数
(約30KHz)の上下に約3〜5KHz 程度のものであ
る。
振周波数を制御するための制御電圧を供給するものであ
る。この制御回路12はランダム信号発生器を内蔵して
いて、それが発生するランダム信号に応じて電圧値の変
化する制御信号を出力する。図中のシフトレジスタSF
R13は16ステージ構成のものであり、その蓄積情報
は端子Q0〜Q15より並列に読取ることができるように
構成されている。このシフトレジスタSFRのシフト動
作はシフトレジスタSFRの端子CKにパルス発生器
(PG)14より供給されるシフトパルスによって制御
される。また、フリップフロップ15はパルス発生器1
4のパルスにより反転動作を行ない、反転する毎に図2
の"I"部分の急激な周波数変動を行なっている。
が同一であれば"1"、相違すれば"0"の信号を出力する。
所謂排他的論理和動作を行なうゲートであり、一致検出
回路として作用する。このゲートGTの入力端子の一方
には前記シフトレジスタSFRの偶数ステージ、例え
ば、第6ステージの端子Q6より出力される信号が、ま
た、他方には奇数ステージ、例えば、第9ステージの端
子Q9より出力される信号が夫々入力される。このゲー
トGTによる一致検出の結果はシフトレジスタSFRの
端子Dより最下位の第0ステージへ入力される。この情
報を逐次上位へシフトしてゆくことによってシフトレジ
スタSFR内に乱数情報が蓄えられる。
乱数情報は適当に選択された約半数のステージから抵抗
器rによって取り出される。本実施例に於ては、第1、
第3、第8、第10、第12〜15の各ステージから信
号を取り出している。抵抗器rはこれら各ステージの端
子Q1、Q3、Q8、Q10、Q12〜Q15を共通の接続点A
に接続している。この接続点Aは発振回路11を構成す
る電圧制御発振器(VCO)に接続されている。また一
方、電圧制御発振器(VCO)はパルス発生器14に接
続されたフリップフロップ回路15にも接続されてい
る。
数情報のパターンが変化すると、高レベルと低レベルと
に接続される抵抗器rの合成値が夫々変化するため、接
続点Aの電圧がこれに応じて変動してランダム信号が作
成される。この動作はCPUにより再現できる。
波数とする連続パルスを送出するパルス発生器であつ
て、電圧制御発振器(VCO)に入力される信号の電圧
値に従ってパルス繰返し周期が変化するように構成され
ている。この周波数の変動範囲は中心周波数の上下に夫
々数ヘルツ程度のものとなっている。このパルス発生器
14の端子には、前記接続点Aの電圧が抵抗器r2を介
して与えられる。従って、このパルス発生器14はシフ
トレジスタSFRによるランダム信号に応じてそのパル
ス繰返し周期が変動することになる。シフトレジスタS
FRはこのパルス発生器14の出力をシフトパルスとし
て用いている。従って、電圧制御発振器(VCO)に出
力される制御信号はその電圧値、変動周期共に全くラン
ダムに変化することになるとともに、フリップフロップ
回路15により、図2に示す急変化I部分を作りだして
いる。
御信号をシフトレジスタSFRの約半数のステージに蓄
積された乱数情報のパターンを利用して作成しており、
その採用ステージにも偏りがあり、さらに前述のように
シフトレジスタSFRの入力情報として、偶数、奇数の
各々から1ステージずつ選ばれた情報の一致検出結果を
用いているため、電圧値が急上昇して急降下するような
極めて変動の激しい部分が頻繁に現われ、また、短期間
で同一の変化パターンを繰返すようなことはない。
電源3のスイッチがオンされると、該制御回路12が上
述のように動作してランダム信号に対応した制御信号が
高周波発振回路11に送出され、発振周波数が制御され
てランダムに変化する。そして高周波発振器から高周波
切換指令回路10にランダムに変化する高周波信号が与
えられる。高周波切換指令回路10にランダムな高周波
信号が与えられると、当該高周波切換指令回路から高周
波の切換指令が出され、第1、第2高周波スイッチ5
A、5Bに交互に与えられ、これら第1、第2の高周波
スイッチが高周期でオン、オフされてランダムに変化す
る高周波交流が形成され、水中に配置された1対の印加
電極2A、2Bに交互に印加される。
る発振周波数は、その電圧値及びその電圧値の持続時間
が全くランダムに変化するとともに、電圧値が急上昇し
てから急降下する極めて激しく変動する部分を頻繁に含
んでいる(図2参照)。
周波数がランダムに変動する本発明方法と変動しない従
来方法を電源電圧40V下で水道水に適用して比較して
みたところ、本発明方法における電極表面への白い付着
物は従来方法におけるよりも顕著に少ないことが肉眼で
確認された。また、電極電流の変化の比較試験をしたと
ころ、下記表1の結果が得られた。
は時間の経過と共に電極電流値が徐々に小さくなり、1
00時間後には半分になっているが、本発明方法におい
ては、100時間後でも約7%弱の減少しかみられず、
長期に安定した水処理ができることが確認された。これ
は肉眼でみることができる電極への付着状況と一致す
る。かかる現象が起こる理由は特定はできないが印加電
極に交互に印加される高周波交流電圧が急激な上下動部
分を含むランダムなものであることに起因する電界干渉
によるものと思われる。
の回路図を示すように、一対のステンレス製又はチタン
製の接地電極1A、1Bを設けるとともに、これら接地
電極を交互に低周期で接地するためのトランジスタより
なる低周波スイッチ16A、16Bがそれぞれ接続され
たものとしてもよい。これら低周波スイッチ16A、1
6Bは、それぞれ抵抗17A、17Bを介して低周波切
換指令回路18に接続されている。この低周波切換指令
回路18は、高周波発振器11に接続され、当該高周波
発振器11の60KHzの高周波信号を、例えば1/2
14に分周して低周波切換指令を低周波スイッチ16A、
16Bに与える。
抗19Aはグランドしているが、他方のスイッチ16B
に接続された抵抗19Bは、当該低周波スイッチのコレ
クタを直流電源のプラス側に接続してスイッチオフ時に
接地電極1Bを正電位に保持させる。低周波スイッチ1
6A、16Bは交互にオンとされ、これにより電極1
A、1Bを交互に接地する。オフとなったときの電極1
Bは抵抗17Bを介してプラス電位に保持される。かか
る構成とすることで、より確実に接地電極の表面への付
着物が生じ難くなり、処理効率が低下することなく、長
時間に亘って安定した水処理ができる。
電極への付着物が生じ難く、従って長時間に亘って安定
した水処理が可能となった。また、本発明装置によれ
ば、上記方法の実施を可能とするコンパクトで効率的、
かつ安価な装置な提供できることとなった。
施例における回路図である。
動を示すグラフである。
施例における回路図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 処理対象の水中に一対の印加電極と、当
該印加電極に近接せしめた接地電極を配置し、印加電極
として電解性の高い金属からなる電極を用い、一対の印
加電極に交流を印加することにより水の酸化還元電位を
下げる水処理方法において、上記交流周波数を制御する
信号発生器を内蔵しその信号に対応して発振周波数を制
御し、緩やかな周波数変動中において急激な上昇又は下
降に変化する部分を作成することを特徴とする水処理方
法。 - 【請求項2】 処理対象の水中に一対の印加電極と、当
該印加電極に近接せしめた接地電極を配置し、印加電極
として電解性のない安定した金属からなる電極を用い、
一対の印加電極に交流を印加することにより水の酸化還
元電位を下げる水処理方法において、上記交流周波数を
制御する信号発生器を内蔵しその信号に対応して発振周
波数を制御し、緩やかな周波数変動中において急激な上
昇又は下降に変化する部分を作成することを特徴とする
水処理方法。 - 【請求項3】 一対の接地電極を設け、当該一対の電極
の一方をグランドせしめ、他方をプラス側に接続すると
ともに、これらを低周期で交互に接地せしめることを特
徴とする請求項1に記載の水処理方法。 - 【請求項4】 接地電極と一対の印加電極と、直流電源
と、当該直流電源に可変抵抗を介してそれぞれ接続され
た第1、第2の交流スイッチと、これらの子流スイッチ
に抵抗を介して接続されたフリップフロップ回路からな
る交流切換指令回路と、該交流切換指令回路に接続され
た交流発振器と、この交流発振器に接続された制御回路
とを備え、該制御回路は変動信号発生器を内蔵し、変動
信号発生器からの出力制御信号を交流発振器に与えて発
振周波数を制御して変化させるとともに、該交流切換指
令回路が交流発振器からの切換指令を第1、第2交流ス
イッチに与え、これら第1、第2の交流スイッチがオ
ン、オフされて交流を形成して、上記一対の印加電極間
に交流電圧を印加することにより水の酸化還元電位を下
げることを特徴とする水処理装置。
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