JPS61204085A - 銅イオン溶出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は水中に混在する大腸菌等の細菌類を初め、水カ
ビ等の菌類、微生物類、バクテリア類、或いは藍藻や緑
藻等藻類の殺菌や殺藻をなし、その繁殖を防除するため
の銅イオン溶出装置に係り、更に詳しくはこれら細菌類
、菌類、微生物類、バクテリア類或いは藻類等が混在す
る未処理水を銅イオ／溶出器内忙通水せしめながら、該
未処理水中に所要割合の銅イオンを定量的に溶出混入せ
しめ、以って瞬時に而も簡便且能率的に殺菌、殺藻をな
し、その繁殖防除を図ることの可能な銅イオン溶出装置
に関する。

（ロ）　従来技術 水の使用途は飲料水を初め食品加工用や。

各種工業用、淡水魚類の養殖用、水耕栽培や花丹や跣菜
等の散布用或いは洗浄用、更にはプールや防火用水等極
めて広範囲に亘るが。

一部の使用途を除き一般に使用に際しての水質基準が定
められている。

反面これら水の取水源は、主として表流水（河川水）の
他に伏流水若しくは井戸水に依存するものでありて、該
取水原水中には原始的に極めて多量の有機、無機混濁物
を初め細菌類、菌類、微生物類、バクテリア類或いは藻
類が混在している。従って取水原水は使用に際し当然に
所要の水質基準に見合う浄水処理が施されるが、この浄
水処理は取水原水中に混在する有機、無機混濁物等を予
め沈澱分離させたり、或いは浄水処理量の調整等を図る
うえから、一旦貯水池若しくは貯水槽等に貯水し而して
更に微細な混濁物等を出来る限り除去するために、凝集
沈澱や砂濾過等の浄化工程を施し、一旦細菌類特には大
腸菌群の殺菌のだめの塩素系化学薬品による殺菌工程を
施すものである。

他方水はまた。一旦生活系或いは産業系（工業系）の諸
用途に使用された後の廃水に際しても、生活系廃水にお
いては廃水に係る構造基準により、また産業系（工業系
）廃水においても水質汚濁防止法等に基づき廃水基準が
定められており、使用後の水はこれら廃水基準に見合っ
た廃水処理が施されて廃水されるもので、この廃水処理
は、廃水中に混濁する比較的大型の固形状物を予めスク
リーンで除去したり破砕したりした後、活性汚泥法や生
物膜法等で生物化学処理を加え而して凝集沈澱や砂濾過
等の浄化工程を施し、且細菌類特には大腸菌群殺菌のた
めに塩素系化学薬品による殺菌工程を施すものである。

従って水中に多量に混在する各種混在物質の内、比較的
形状の大きな有機、無機混濁物等はかかる浄化工程で容
易に除去しえ、また細菌類や微生物類も塩素系化学薬品
により容易に殺菌。

殺滅され、従って現状の殺菌工程で十分滅失除去できう
るものである。

然るに、水カビ等の菌類やバクテリア類。

とりわけ藍藻、緑藻或いは珪藻等の藻類は。

塩素系化学薬品に対し著るしく高い抵抗力を保持するも
のであり、且極めて微細なものであるから返金浄水処理
が施された水でも９例えば開放系の受水槽或いは貯水槽
等が介在された工場機械装置の冷却水や、ビル等の冷暖
房用水の如き循環水として使用される場合には、特に春
期から秋期に亘って水温の上昇とともに日光照射量の増
大とが相俟って、水中に生存混在せる藻類が著るしく繁
殖し、これが循環水路内の随所に付着蓄積するとともに
該付着蓄積部分が他の菌類やバクテリア類等の恰好の増
植場所となって益々蓄積肥大してスライム化し、これが
循環水路を閉塞させたり機械装置の冷却効果を阻害した
抄するため頻繁に循環水路内や機械装置の清掃を強いら
れる所以である。そして循環水等えの使用は返金殺菌処
理がなされた水でも、水中に酸化され易い物質が混在し
ていたり或いは日光照射を受けたりすると塩素の殺菌性
が急速に滅失されるため、短時の内に再び細菌類や微生
物類の繁殖や増殖もなされる危険が生ずる。

また加工食品等えの使用に際しては、菌類やバクテリア
類或いは藻類の繁殖、増殖が進行して所謂ニゴリが発生
し、製品の変色や変質の原因ともなり、更に織物の製織
助剤に使用した場合には、製織後の織物製品に度々カビ
の発生が招来される危険もあり、更には淡水魚類の養殖
池では特に春期から秋期に亘って度々藻類が異常繁殖し
、これとともに菌類や病菌類も異常に増殖して稚魚の罹
病による生育不良や大量斃死も招来されている。

また浄水処理前の貯水池や貯水槽内の取水原水でも、毎
年春期より秋期に亘って度々藻類の異常繁殖が発生し、
該藻類の繁殖が浄水処理機器の目詰り原因や浄水能力を
低下させる原因となったり、更には塩素系化学薬品の殺
菌性を著るしく阻害したりする原因ともなっている。

かかる藻類の殺藻対策としては、古くから銅イオンが優
れた殺藻性を保持することが解明されているものの、現
在まで銅イオンを安価且有効に発生させる方法が開発さ
れず、従って現状では藻類の繁殖を見計いながら硫酸鋼
（Ｃｕ５ｏ＊・５）ｈｏ）を殺藻に足ると考えられる概
略量を以って散布しているが、硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５
）ｈｏ）は結晶状物であるうえ、特に水温により、或い
はＰＨや硬度等でその溶解性が著るしく変動するため、
適切な投原銅イオン量を把握することが難かしく而も仮
台散布しても散布水域のみの溶解しかなされず、水中全
体に亘って分散されにくく十分な投原も期待できない状
況にある。

ｅ）発明が解決しようとする問題点 上述の如く成金浄水処理された水中にも。

菌類やバクテリア類或いは藻類は多量に生存混在してお
り、その使用途によりてはこれらが急速に繁殖或いは増
殖するため、その都度硫酸鋼（ＣｕＳｏｓ・５．）ｈ　
ｏ　）を用いて投原を図らねばならず、また開放系での
使用や或いは循環水の如く長時間に亘って使用する場合
では。

塩素殺菌性が短時に喪失されるため新たに殺菌工程を介
在させる必要も生じ、且現状の殺菌は塩素系化学薬品を
用いるため、その残留塩素が有機物等と結合してトリハ
ロメタンやトリクロロエタン等極めて発ガン危険の高い
物質を生成すること等から、近年その使用の自粛化や見
直しが強く叫ばれつつあり、而も該塩素系化学薬品は光
、熱、湿気等に極めて不安定で且独特の臭気を発するこ
と等から保管や取扱作業性も極めて悪い。そして更には
廃水処理における殺菌には、専ら安価一旦簡便な固形状
塩素系化学薬品を廃水中に浸漬し。

その自然溶出量を以って殺菌塩素量の目安としており、
廃水中には一段と著るしく多量な残留塩素が放出されて
いる等極めて危険な実情下にある。

発明者等はかかる現状の問題を解決するために鋭意研究
の結果、金、銀、銅等の貴金属類がその微量金属イオン
によシ優れた殺菌性。

投原性を保持すること、所謂オリゴディナミー作用を保
持することに着目した。即ち、既に銀若しくは銅で形成
された板材や極細線による織物材を用い、これに水を接
触させ或いは通水せしめて該金属素材のオリゴディナミ
ー作用を以って、水中に混在せる細菌類を殺菌し若しく
はその繁殖の防止を図る先願として、特開昭４８−１０
０９５９号公報や特開昭５０−１３８６４１号公報が開
示されている。しかしながら水中には多量の溶存酸素（
０）を初め、水酸化物イオン（ＯＨ）、塩化物イオン（
Ｃ４）、硝酸イオン（Ｎｏｖ）　＋硫酸イオン（Ｓｏ；
　　）等が存在してお、す１例えば銅素材（Ｃｕ）を用
いた場合にも水との接触面には短時に、酸化第二銅（Ｃ
ｕｂ）、水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）、　’）　、塩化
銅（Ｃｕ、ｃ　Ａｘ　）　＋硝酸鋼（Ｃｕ（Ｎｏ＝　ｈ
）或いは硫酸銅（ＣｕＳｏａ）等の酸化物や化合物が生
成されて不動態化し、オリゴディナミー作用即ち銅イオ
ンの溶出が阻害されてしまう。かかる事実は発明者等の
先願に係る特願昭５９−２５４６３１号明細書において
より明確に開示されている。従って水と接触させ若しく
は水を通水させ、水中の細菌類を殺菌し或いはその繁殖
を防止するには。

常に水中に所要濃度の轡イオンが定量的に溶出されねば
なしえず、かかる点において先願は重大な問題を抱えて
いる。そこで発明者等は銅のオリゴデイナミー効果即ち
銅イオン濃度と、水中に混在する細菌類、菌類、微生物
類。

バクテリア類及び藻類との殺菌効果、投薬効果につき数
多の実験を重ねて検証した結果。

藍藻類、珪藻類、緑藻類等藻類では銅イオン濃度が０．
０２〜０．２″’？／１以上で、バクテリア類では鋼イ
オン濃度が０．１〜０．４Ｗ／を以上で、ｔた細菌類、
菌類及び微生物類では銅イオン濃度が０．３〜０．４　
Ｐ／を以上で瞬時に且完全に殺菌、投原しえることを把
握し念。

従ってかかる銅イオン濃度が常に維持しえるよう、銅イ
オンを定量的に溶出せしむれば連続的に水中に混作せる
細菌類、菌類、微生物類、バクテリア類或いは藻類の殺
菌、投原がなしえ且その繁殖の防御も可能となることに
想到した。他方銅イオンの定量的な溶出に関しては電解
質溶液中に金属素材よりなる陽極。

陰極を配し、これに直流電流を通電せしむると、陽極を
形成する金属素材がその通過電気量に対応して電気化学
反応を起し、金属イオンとして溶出されること所謂ファ
ラデーの法則が成立することが知られている。そこで発
明者等は細菌類、菌類、微生物類、バクテリア類或いは
藻類が混在された未処理水を電解質溶液とみなし、該未
処理水を銅素材よりなり相互に絶縁され且所定の間隔を
以って銅イオン溶出標体が配された通水路内に通水させ
所要の直流電流を通電せしめ以って未処理水中に定量的
に銅イオンを溶出せしめることに想到し９本発明に至り
だものである。

に）問題を解決するための手段 即ち本発明の技術的手段は、未処理水を供給する給水ボ
／プと連接して給水量を調整するための流量計が設けら
れ、この流量計に連接して銅素材よりなり、相互に絶縁
され且所定の間隔を以って通水路が形成されるよう銅イ
オン溶出標体が配され、この互に隣接する銅イオン溶出
標体の極性が交互に陽極及び陰極となるよう導電線が配
線された銅イオン溶出器が設けられており、且該導電線
には銅イオン溶出に係る通電量判読のための直流電流計
と、銅イオン溶出標体の極性を自在に変換できるような
極性変換スイッチが配されてなるものである。

（ホ）　　作　　用 本発明は上述の如き技術構成よりなるもので給水ポンプ
と連接して流量計が設けてなるため９通水路内を未処理
水（電解質溶液）が満水状に且一定の通過速度で通水さ
れるため通過電流量の決定次第で定量的な銅イオン量が
溶出でき、また通水路に形成される銅イオン溶出極体相
互の全体に接触しながら通水されるため鋼イオン溶出標
体全体から効率良く溶出がなしえる。そして通水路を囲
んで銅素材よりなる鋼イオン溶出標体が相互に配されて
なるため、いづれの銅イオン溶出標体でも陽極若しくは
陰極として使用でき、特に長期間の使用に際し陽極側え
のスケールの生成による銅イオン溶出の低下や、或いは
陰極側に析出された銅も極性変換スイッチによる極性変
換で、生成スケールの剥離除去と析出鋼の再利用化が図
れる。そして本発明構成では通過電気量の設定如何で極
めて高濃度の銅イオンも、ｔた低濃度の銅イオンも自在
に溶出が可能となる。

（へ）実施例 以下に本発明実施例を図に基づき詳細に説明すれば、第
一図は本発明鋼イオン溶出装置の一部切欠見取図、第二
図乃至第五図は銅イオン溶出器の態様図であって、給水
ポンプ（１）は所要量の未処理水を給水するに足る容量
のものであれば、特別な制限はない。そしてこの給水ポ
ンプ（１）と連接して流量計（２）が設けられている。

この流量計（２）は、給水ポンプ（１）から給水される
未処理水の流量を調整し、銅イオン溶出器（３）の通水
路（３Ｃ）内に常に一定量を且好ましくは定水圧を以っ
て送水で、きるものであれば、いかなる形状の物でも使
用できる。

そして該流量計（２）に連接して設けられる銅イオン溶
出器（８）は、好ましくは縦型に所謂第一図に示すよう
に下方に給水口（３Ａ）を位置させて流量計（２）と連
結され、排水口（３Ｂ）が上方に位置するよう連接設置
されることが給水量の変動に際しても未処理水が常に相
互の銅イオン溶出標体（３Ｄ）、（３Ｄ’）と接触する
うえから望まれる。

この銅イオン溶出器（３）には、銅素材よりなり相互に
絶縁され且所定の間隔を以つて通水路（３Ｃ）が形成さ
れるよう鋼イオン溶出標体（３Ｄ）、（３Ｄ’）が配置
されてなるもので、この銅イオン溶出標体の形状や配置
には種々なるものが採用でき１例えば第二図に示す如く
鋼管材を用いて外管（３０Ｄ）及び内管（３０Ｄ’　）
を銅イオン溶出標体となしこの外管（３０Ｄ）と内管（
３０Ｄ’）との間に通水路（３０Ｃ）を形成させたもの
や。

第三図の如く銅板材を用いて銅イオン溶出標体（３１Ｄ
）と銅イオン溶出標体（３ｔ　Ｄ　’）を交互に配し、
それぞれの間に通水路（３１Ｃ）を形成したもの、また
第四図に示す如く、所要の径及び長さの鋼管又は銅棒を
それぞれ所定間隔を以って絶縁配列しその隣接する鋼管
又は銅棒を交互に銅イオン溶出接体（３２Ｄ）及び銅イ
オン溶出接体（３２Ｄ’）とし、それぞれの間隙を通水
路（３２Ｃ）とするもの更には第五図の如く相互に絶縁
されたブロック内に、適宜形状の銅素材塊状物（３３Ｅ
）を充填し交互に銅イオン溶出接体（３３Ｄ）及び銅イ
オン溶出接体（３３Ｄ’）となし。

それぞれの銅素材塊状物（３３Ｆ）相互の間隙を通水路
（３３Ｃ）として形成されたもの等が列挙される。

そしてかかる如く配置された銅イオン溶出接体の互に隣
接する極性が、第六図に示すように交互に陽極（３４Ｄ
）、（３４Ｄ’）。

（３４Ｄ“）及び陰極（３４Ｋ）、（３４に’）。

（３４Ｋ“）となるよう導電線（４）が配線されている
。

そ（−て該導電線（４）には、銅イオン溶出暇を決定す
る通過電気量を判読判断するための直流電流ｉｔ　（５
）と、銅イオン溶出標体（３１））、　（：ＩＤ　’）
の極性を自在に変換しえるよう極性変換スイッチ（６）
が介在されている。

本発明による銅イオン溶出量は、未処理水の水１０に対
し投原の場合で０．０２〜０．２’ｆ／ｌ　、細菌類の
殺菌でも僅か０．３〜０．４１１９７　ｌでなしえるも
のであるから１例えば銅板拐を用いて＋＋３２０儂長さ
４０ｃｍの銅イオン溶出標体を極間隔Ｚ１６ｃｍに対向
配置した容積１７３４ｃ＋＋１の通水路内に２０８１７
時の未処理水を通水せしめ、実質的に通水せる未処理水
の銅イオン濃度を０．ｌダ／ｊに維持させる場合の通電
電流量は１７６ｆｆｌＡ／ｆｆｌで、電流密度は０．２
２ｒｒｌＡｚ−でらり、また未処理水の銅イオン濃度を
０．３Ｍ９／ｌに維持する場合の通電電　。

流量は５２８ｆｆｌＡ、電流密度で０．６６ｍＡ／ｃｄ
と極めて僅かな通電電気量であるから直流電流計（５）
や極廿変換スイッチ（６）に特別な゛配慮は全く不用で
ある。

（ト）　　発明の効果 本発明は上述の如き技術的手段を有するものであって、
細菌類、菌類、微生物類、バクテリア類或いは藻類が混
在された未処理水を給水ポンプと流量計を以って一定量
で且水圧も比較的整えられて銅イオン溶出器内に給水さ
れ、僅かな直流電流の通電により所要の銅イオン量が定
量的に溶出され且分散混入されるため、極めて簡便且能
率的に細菌類を初め菌類、微生物類、バクテリア類、或
いは藻類を瞬時に殺菌、投原しえ、而も銅イオンの緩効
持続効果とが相俟ってその繁殖は完全に防除される。更
に銅イオンは、塩素系化学薬品に比べて発ガン物質の生
成もなく、寧ろ生物の必須元素でもあり且その取扱いや
保管は全く安全なものである。そして本発明では、極め
て僅かな通電電気量で殺菌、投原に足る銅イオンが溶出
できるため、未処理水自体を全く変性させることがなく
、従って爆鳴気の発生危険もなく、更には電力費が極め
て安価なうえ装置自体も簡易で、安価に提供できる。

また本発明では極性変換が自在になしえるため、銅イオ
ン溶出接体の陽極側の一方的消耗が解消されるばかりか
、該極性変換により・一般的に陽極面に生成するスケー
ルの自然剥脱がなしえ・交互に極性を変換させることで
極めて長期間の連続運転がなしえる等多くの特徴を具備
した銅イオン溶出装置といえる。

【図面の簡単な説明】

第一図は本発明の一部切欠見取図、第二図乃至第五図は
銅イオン溶出器の態様図、第六図は導電線の配線説明図
である。 符号の説明 （１）・・・・・・給水ボ／グ　　　　　（３ｃ）　　
・・・・・・通水路（２）・・・・・・流量計　　　　
　　（３ＤＸ３Ｄ’）・・・・・銅イオン溶出接体（３
）・・・・・・銅イオン溶出器　　　　（４）　　　・
・・・・・導電線（３Ａ）・・・・・給水口　　　　　
　　　（５）　　　・・・・・・直流電流計（３Ｂ〉・
・・・・排水口　　　　　　　　（６）　　　・・・・
・・極性変換スイッチ特　　許　　出　　願　　人 株式会社　日本水処理技研 第−図 第　　四　　図 第　　六　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 未処理水を供給する給水ポンプに連接して、給水量を調
   整するための流量計が設けられ、この流量計に連接して
   、銅素材よりなり相互に絶縁され且所定の間隔を以って
   通水路が形成されるよう銅イオン溶出極体が配置され、
   而も互に隣接する銅イオン溶出極体の極性が交互に陽極
   及び陰極となるよう導電線が配線されてなる銅イオン溶
   出器が設けられており、且該導電線には銅イオン溶出に
   係る通電量判読のための直流電流計及び、銅イオン溶出
   極体の極性を自在に変換しうる極性変換スイッチが配さ
   れてなることを特徴とする、銅イオン溶出装置。