JPH0686981A - 微生物を含む被処理水の電解処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微生物を含有する被処理水を電気化学的に処
理する従来の方法では前記微生物の滅菌だけでなく、前
記被処理水に含まれることのある有効塩素成分も分解す
る。法令の規定によると飲料水は一定値以上の有効塩素
成分を含有しなければならない。本発明方法は所定値以
上有効塩素成分を含み微生物をほぼ完全に滅菌した被処
理水を提供することを目的とする。 【構成】 微生物及び有効塩素成分を含む被処理水を固
定床型三次元電極10と接触させて微生物と有効塩素成分
を殆ど含まない被処理水を生成し、次いで該被処理水を
平板型電極13、14に接触させて前記有効塩素成分の分解
により生成した塩素イオンから再度有効塩素成分を生成
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微生物と有効塩素成分
を含有する各種被処理水特に飲料水における該微生物に
起因する各種性能劣化を抑制するために前記被処理水を
電解処理するための方法に関し、より詳細には飲料水等
の前記被処理水を電解処理し該飲料水等の被処理水中の
微生物及び有効塩素成分のうち飲料水中に残存すること
が義務付けられている有効塩素成分のみを含む清澄な飲
料水等を提供するための方法に関する。

【０００２】

【従来技術】飲料水は、貯水池等の水源に貯水された水
を浄水場で濾過し殺菌剤にて滅菌処理した後、各家庭や
飲食店等に上水道を通して供給される。飲料水の前記滅
菌は塩素ガスによる処理が一般的であるが、該塩素処理
によると飲料水の滅菌は比較的良好に行われる反面、残
留塩素の影響により処理された飲料水に異物質が混和し
たような違和感が生じて天然の水の有するまろやかさが
損なわれるという欠点が生じたり、トリハロメタンに代
表される有機系塩素化合物を生じ人体の健康上好ましく
ないという報告もされている。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大部分又は全部を死滅させること
が不可欠であり、該滅菌等の方法としては前述の塩素に
よる方法が主流であるが、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。

【０００３】例えば前記飲料水をオゾン添加処理しある
いは活性炭吸着処理して改質する方法が提案されている
が、処理すべき飲料水が例えば浄水場の水である場合に
は処理量が莫大であるため経済的に成り立たない等の欠
点がある。又浄水場で処理しても末端の蛇口に至るまで
に再度微生物が繁殖するという問題がある。しかし都市
部の水道水滅菌では、その原水となる河川水や湖水等が
各種有機物等で汚染されているため、微生物の滅菌に必
要な量以上の塩素を添加することになり、前記したよう
な有機ハロゲン化物等を生成させるという弊害が生じて
いる。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。そして飲料水のな
かには、カップ式自動販売機の貯水等、貯水タンク等に
一時的に貯留され、必要に応じて給水が行われるものが
ある。この種の飲料水は貯留タンク内に数日間貯留され
ることがあり、この間に菌類が繁殖し飲用として供され
る際には飲料水として不適当になっていることがある。
しかしこれらの貯水では前記菌類の繁殖に対する適正な
対策も施されず、人体の健康上好ましくない清涼飲料水
等が販売されあるいは提供されることもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】前述した通り、水道
水等の飲料水やカップ式自動販売機における貯水には微
生物が含有されることがあり、本出願人は三次元電極を
使用する電解処理により前記飲料水等の滅菌処理を行う
方法を提案した。この方法によると飲料水中の微生物が
ほぼ100 ％の効率で滅菌され、かつ飲料水中に含まれる
ことの多い有効塩素成分も塩素イオンに変換して該飲料
水中のいわゆるカルキ臭も除去できるため非常に優れた
飲料水等の処理方法である。しかし法令によると飲料水
特に水道水には0.1 ｐｐｍ以上の有効塩素成分が含有さ
れることが義務付けられている。前記電解により飲料水
等を処理すると微生物がほぼ完全に滅菌されしかも有効
塩素成分もほぼ完全に除去されるため、法令に合致した
飲料水を提供することができないという問題点がある。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、前述の従来技術の欠点を解消
し、微生物の滅菌をほぼ完全に行いかつ所定値以上の有
効塩素成分を含有する飲料水等を生成することのできる
被処理水の電解処理方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】本発明は、微生物及び
有効塩素成分を含む被処理水を固定床型三次元電極と接
触させて電解処理し前記微生物の滅菌処理を行った後
に、該被処理水を平板型電極と接触させて処理すること
を特徴とする微生物を含む被処理水の電解処理方法であ
る。

【０００７】以下本発明を詳細に説明する。本発明によ
る固定床型三次元電極を使用する電解処理では水道水等
の被処理水中の微生物が滅菌されて殆ど微生物を含まな
い被処理水を提供することができるが、それと同時に該
被処理水中の有効塩素成分も塩素イオン等の殺菌力を有
しない物質に変換される。該被処理水中には微生物が含
有されないため、有効塩素成分が存在しなくとも問題は
ないが、法令上の規定から飲料水は一定値以上の有効塩
素成分を含有することを義務付けられている。従って事
実上問題のない飲料水等であっても一般社会ではそのま
ま飲用に供することはできない。本発明ではこの問題点
を解決するために一旦微生物及び有効塩素成分を含有す
る飲料水等の被処理水を固定床型三次元電極で処理して
微生物及び有効塩素成分を含有しない被処理水とした
後、該被処理水を平板型電極と接触させて残存する塩素
イオンを規定値以上の有効塩素成分に変換して法令に合
致した飲料水等として提供しようとするものである。

【０００８】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、有効塩素成
分には次亜塩素酸イオン、塩素ガス等が含まれる。又本
発明の被処理水は人体に摂取される飲料水、食品処理水
及び給水器の貯水等を対象とし、飲料水は上水道を流れ
て家庭や飲食店等等の水道の蛇口から注出される水道水
等を含み、食品処理水としては生鮮食品の洗浄水や豆腐
等の含水食品に含有される水等が含まれ、給水器の水に
はカップ式自動販売機の貯水や銀行のロビー、プラット
ホーム、列車及び船舶内等に設置された足踏み式給水器
の貯水等が含まれる。本発明では被処理水中の微生物及
び有効塩素成分をまず固定床型三次元電極と接触させ次
いで平板型電極に接触させることが必要である。該固定
床型三次元電極及び平板型電極は同一の電解槽に収容さ
れていても別個の電解槽に設置されていてもよいが、前
者の場合には両電極を適宜の絶縁部材で隔離して電気的
な短絡が生じないようにすることが必要である。

【０００９】前記被処理水を固定床型三次元電極と接触
させると、該被処理水中の微生物は液流動によって前記
固定床型三次元電極つまり後述する誘電体や固定床形成
用粒子等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還元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。該微生物の滅菌と同時に該三次元電解
槽の陰極面上では前記被処理水中の有効塩素成分の塩素
イオンへの変換が行われる。被処理水中の有効塩素成分
の主成分である次亜塩素酸イオンは次の式（1)に従って
塩素イオンと水とに変換される。 ＣｌＯ^- ＋ ２Ｈ⁺ ＋ ２ｅ^- → Ｃｌ^- ＋ Ｈ₂ Ｏ （1)

【００１０】又水道水には前述の微生物や有効塩素成分
以外にカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の微量
のイオンや溶解物がその周囲に水和水を有するクラスタ
ーとして存在しこの水和水は飲料水等のまろやかさを失
わせる一因となっている。本発明方法により前記飲料水
等を電解処理すると、微生物の滅菌や有効塩素成分の分
解の他に、電位勾配に従って該飲料水中のイオンが液中
で高速で泳動あるいは移動をし前記クラスターは移動で
きずに巨大クラスターが破壊されて、あるいは前述の通
り水和水を有するイオンが陰極側に接触し破壊され前記
水和水の数が大きく減少し飲料水等の改質効果も同時に
生ずる。更に前記カルシウムイオンやマグネシウムイオ
ンも飲料水の味を悪くする一因となっているが、該飲料
水に本発明の電解処理を行うとこれらのイオンがその水
酸化物等として陰極側に析出し飲料水から除去されるた
め更に飲料水の味が向上する。本発明方法における微生
物の滅菌及び有効塩素成分の分解等に使用する電極は固
定床型三次元電極であり、該電極は莫大な表面積を有す
るため電極表面と被処理水との接触面積を増大させるこ
とができ、これにより装置サイズを小さくし、かつ電解
処理の効率を上げることができる点で有利である。前記
固定床型三次元電極は複極型として電解槽内に組み込ん
で複極型電解槽を構成しても単一電極として組み込んで
単極式電解槽を構成してもよい。

【００１１】本発明方法における固定床型三次元電極を
電解槽に組み込む場合、該電解槽は一般に分極現象を生
じ電極として機能する該三次元電極の他に給電用電極を
含み、該三次元電極は前述の使用する電解槽に応じた形
状を有し、固定床型複極式電解槽を使用する場合には、
前記被処理水が透過可能な多孔質材料、例えば粒状、球
状、フェルト状、織布状、多孔質ブロック状等の形状を
有する活性炭、グラファイト、炭素繊維等の炭素系材料
から、あるいは同形状を有するニッケル、銅、ステンレ
ス、鉄、チタン等の金属材料、更にそれら金属材料に貴
金属のコーティングを施した材料から形成された複数個
の好ましくは粒状、球状、繊維状、フェルト状、織布
状、多孔質ブロック状、多孔板状、スポンジ状の誘電体
を直流電場内に置き、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給電用電極間に直流電圧あるいは10
Hz以下の交流電圧を印加して前記誘電体を分極させ該誘
電体の一端及び他端にそれぞれ陽極及び陰極を形成させ
て成る三次元電極を収容した固定床型複極式電解槽とす
ることが可能であり、この他に単独で陽極としてあるい
は陰極として機能する三次元材料を交互に短絡しないよ
うに設置しかつ電気的に接続して固定床型複極式電解槽
とすることができる。

【００１２】前記誘電体として活性炭、グラファイト、
炭素繊維等の炭素系材料を使用しかつ陽極から酸素ガス
を発生させながら被処理水を処理する場合には、前記誘
電体が酸素ガスにより酸化され炭酸ガスとして溶解すま
ことがある。これを防止するためには前記誘電体の陽分
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金属材料を接触状態で設置
し、酸素発生が主として該金属材料上で生ずるようにす
ればよい。前記誘電体（三次元電極）として炭素系材料
（炭素質三次元電極）を使用する場合には、その平均開
孔径を25〜125 μｍとすることが望ましい。炭素質三次
元電極を電解槽に収容して被処理水を処理する際には、
炭素質三次元電極の性質により被処理水の流通の容易性
あるいは電解電圧等に影響が生ずる。該炭素質三次元電
極の開孔径も比較的強い影響を有し、該炭素質三次元電
極の開孔径が大きいと該電極に被処理水が接触すること
なく電解槽を通過しやすくなるため電流効率が低下す
る。逆に開孔径が小さすぎると被処理水が前記炭素質三
次元電極内を流通することができずに電解電圧の上昇や
電解槽内での液流の圧力損失を招いてしまう。

【００１３】所望の開孔径を有する炭素質三次元電極は
次のように製造することができる。例えば炭素系粒子を
焼結して三次元電極を形成する場合には使用する炭素系
粒子の粒径を調節することにより、調製される三次元電
極の開孔径を調節して任意の開孔径を有する三次元電極
とすることができ、焼結温度は1000〜4000℃、好ましく
は約3800℃とする。又フェルト状の炭素質三次元電極と
する場合には、成形時の圧力と使用する炭素繊維の径を
調節することで任意の平均開孔径を有する三次元電極と
することができる。これらの場合の炭素系粒子と開孔径
の関係、及び成形圧力と開孔径の関係は経験的に得るこ
とができる。又他のタイプの固定床型複極式電解槽とし
て、例えば円筒状の電解槽本体内に給電用陽極及び陰極
を設置し、該給電用両極間に、三次元電極として機能す
る多数の導電性固定床形成用粒子と該固定床形成用粒子
より少数の電気絶縁性の合成樹脂等から成る絶縁粒子と
をほぼ均一に混在させた電解槽がある。該電解槽では両
給電用電極間に通電して電位を印加すると、固定床形成
用粒子が前記誘電体と同様に分極しその一端が正に又他
端が負に帯電して各固定床形成用粒子に電位が生じ、各
粒子に被処理水中の微生物を滅菌する機能が付与され
る。なお前記絶縁粒子は、前記両給電用電極が導電性の
前記固定床形成用粒子により電気的に接続されて短絡す
ることを防止する機能を有する。

【００１４】又単極式固定床型電解槽を使用する場合に
は、前記した誘電体又は単独で陽極としてあるいは陰極
として機能する三次元材料各１個を隔膜を介してあるい
は介さずに電解槽内に設置し、あるいは複数の誘電体又
は前記三次元材料を同一の電解電位の状態で単一の電解
槽内に設置するようにする。いずれの形態の電極を使用
する場合でも、処理すべき被処理水が流れる電解槽内に
液が電極や誘電体や微粒子に接触せずに流通できる空隙
があると被処理水の処理効率が低下するため、電極等は
電解槽内の被処理水の流れが電極に接触せずにショート
パスしないように配置することが望ましい。

【００１５】前記電解槽内を隔膜で区画して陽極室と陰
極室を形成しても、隔膜を使用せずにそのまま通電を行
うこともできるが、隔膜を使用せずかつ電極の極間距離
あるいは誘電体と電極、又は誘電体相互の間隔を狭くす
る場合には短絡防止のため電気絶縁性のスペーサとして
例えば有機高分子材料で作製した網状スペーサ等を両極
間あるいは前記誘電体間等に挿入することができる。又
隔膜を使用する場合には流通する被処理水の移動を妨害
しないように多孔質例えばその開口率が10％以上95％以
下好ましくは20％以上80％以下のものを使用することが
望ましく、該隔膜は少なくとも前記被処理水が透過でき
る程度の孔径の微細孔を有していなければならない。こ
のような固定床型三次元電極と接触して電解処理され微
生物の滅菌と有効塩素成分の分解が行われた被処理水
を、次いで平板型電極と接触させて前記有効塩素成分の
分解により生じた塩素イオンから次亜塩素酸イオンや塩
素ガス等の有効塩素成分を再度生成させる。該平板型電
極の材質は従来使用されたものをそのまま使用すればよ
く、例えば陽極としては板状の白金族酸化物被覆チタン
材（寸法安定性電極）やニッケル材を、陰極としては板
状のステンレス材や炭素材等を使用することができる。

【００１６】この平板型電極は前述の通り前記固定床型
三次元電極と同一の電解槽内に設置しても別個の電解槽
内に設置してもよい。水道水や地下水等の電気伝導度は
500μＳ／ｃｍ前後でありこの程度の被処理水を使用
し、前記両電極を同一電解槽内に設置する場合には両電
極間が短絡して漏洩電流が流れることがある。従ってこ
の場合には該漏洩電流の発生を防止するための手段を講
じることが望ましく、例えば被処理水の流通が妨げるこ
とがない程度の開口好ましくは30％以下の開口率を有す
る絶縁材で両電極を隔離して短絡を防止する。前記平板
型電極は表面積が小さく通常その電流密度は前記固定床
型三次元電極の電流密度より大きい1.0 Ａ／ｄｍ² 以上
となり、この電流密度ではその陽極において式（1)の逆
反応が生じて次亜塩素酸イオン等の有効塩素成分が再度
生成する。この際前記電流密度の範囲内で流す電流を制
御することにより生成する有効塩素成分の濃度を適切に
設定し法令値等に応じた最適濃度の被処理水を提供する
ことができる。

【００１７】次に添付図面に基づいて本発明に使用でき
る電解槽の好ましい例を説明するが、本発明に使用でき
る電解槽は、この電解槽に限定されるものではない。図
１は、本発明方法の電解槽として使用可能な複極式固定
床型電極と平板型電極を収容した単一電解槽の例を示す
概略縦断面図である。底板中央に被処理水供給口１を、
又天板中央に被処理水取出口２をそれぞれ有する円筒状
の電解槽本体３は、中央に被処理水流通用の通孔４が形
成された絶縁材料から成る隔離板５により下部の三次元
電極室６と上部の平板型電極室７とに区画されている。
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。三次元電極室６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８と給電用陰極９
が設けられている。該両給電用電極８、９間には複数個
の図示の例では３個のスポンジ状の固定床型三次元電極
10が積層され、かつ該三次元電極10間及び該三次元電極
10と前記両給電用電極８、９間に４枚のメッシュ状隔膜
又はスペーサー11が挟持されている。各三次元電極10は
電解槽本体３の内壁に密着し三次元電極10の内部を通過
せず、三次元電極10と電解槽本体３の側壁との間を流れ
る被処理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。なお12は前記三次元電極10の陽分極する側に
密着状態で設置された不溶性電極等の多孔質金属材料で
ある。

【００１８】前記平板型電極室７内には垂直方向に位置
する平板型陽極13と平板型陰極14が設置され、通電時に
はその実効電流密度が前記固定床型電極10の実効電流密
度より大きくなるようにする。なお前記固定床型三次元
電極10及び平板型電極13、14は別個の電源によりそれぞ
れ通電しても、単一の電源を共通配線により使用して両
電極に通電するようにしてもよい。このような構成から
成る電解槽の三次元電極室６に下方から矢印で示すよう
に被処理水を供給しながら通電を行うと、前記各固定床
型三次元電極10が図示の如く下面が正に上面が負に分極
して各三次元電極10の下面に多孔質陽極が形成され、前
記被処理水はこの多孔質陽極に接触して微生物の滅菌が
行われる。更に該被処理水は上面の多孔質陰極に接触し
てカルシウム、マグネシウム及び鉄イオン等がそれらの
水酸化物等として析出して除去されかつ次亜塩素酸イオ
ンや塩素ガス等の有効塩素成分が上記式（1)に従って塩
素イオンに変換されて微生物及び有効塩素成分が殆ど含
まれない状態で通孔４を通して平板型電極室７に供給さ
れる。この平板型電極室７では、前記固定床型三次元電
極室６で生成した塩素イオンが酸化又は還元されて次亜
塩素酸イオンや塩素ガスに変換され、法令の規定に合致
した有効塩素成分を有する飲料水等として被処理水取出
口２から取り出され、所定用途に使用される。

【００１９】図２は、図１の電解槽の改良に係わるもの
で図１と同一部材には同一符号を付して説明を省略す
る。三次元電極室６と平板型電極室７とは中央に図１の
通孔４より径の大きい被処理水流通用の通孔４′が形成
された絶縁材料から成る隔離板５′により区画され、前
記通孔４′には円柱状の接続ロッド15が挿入されてい
る。該接続ロッド15の下端は三次元電極室内６内の給電
用陽極８に接続し、かつ該ロッド16の上端は平板型電極
室７内に平行に離間して設置されたメッシュ状あるいは
板状の陽極13′及び陰極14′のうち、下方に位置する陰
極14′に接続されている。この電解槽を使用する場合も
図１の場合と同様に、被処理水が三次元電極10の多孔質
陽極に接触して微生物の滅菌が行われる。更に該被処理
水は上面の多孔質陰極に接触してカルシウム等がそれら
の水酸化物等として析出して除去されかつ次亜塩素酸イ
オン等の有効塩素成分を殆ど含まれない状態で通孔４′
を通して平板型電極室７に供給される。 この平板型電
極室７でも同様にして被処理水の電解が行われ、法令の
規定に合致した有効塩素成分を有する飲料水等として被
処理水取出口２から取り出され、所定用途に使用され
る。

【００２０】図３は、図１の電解槽をカップ式自動販売
機の貯水の改質処理に使用した状態を示す概略図であ
る。カップ式自動販売機の希釈水となる水道水等は予め
濾過器16により固形不純物が除去された後、箱状のカッ
プ式自動販売機用貯留タンク17に供給される。該タンク
17内の貯水18は電解槽３が接続された循環ライン19を循
環し該電解槽３の三次元電極室６で微生物の滅菌及び有
効塩素成分の除去が行われかつ平板型電極室７で所定量
の有効塩素成分が再度生成した後、前記貯留タンク17に
戻るようにしてある。従って該タンク17内の貯水18は常
に微生物が存在せずしかも所定量の有効塩素成分が含有
される飲料水として法令に適合した水となっている。該
貯留タンク17内の貯水18はコック20を開くことにより紙
コップ21に給水され、別に供給される濃厚原液と混合さ
れて清涼飲料水等として販売される。

【００２１】図４は、本発明方法の電解槽として使用可
能な電解槽の他の例を示す概略縦断面図である。底板中
央に被処理水供給口31を、又天板中央に被処理水取出口
32をそれぞれ有する短寸円筒状の三次元電極式電解槽33
内には、図１の固定床型三次元電極と同一の固定床型三
次元陽極34及び平板型陰極35が設置されて単極型電解槽
を構成している。該三次元電極式電解槽33の被処理水取
出口32には、平板型電極式電解槽36の被処理水供給口37
が連結され、該平板型電極式電解槽36内には垂直方向に
位置する平板型陽極38と平板型陰極39が設置され、該平
板型電極式電解槽36で処理された被処理水は被処理水取
出口40から取り出される。図示の例においても図１の場
合と同様に所定濃度の有効塩素成分を含む微生物を含ま
ない飲料水等を生成することができ、しかも固定床型電
極34と平板型電極38、39が別個の電解槽内に設置されて
いるため短絡が生ずることはない。

【００２２】

【実施例】次に本発明方法による被処理水処理の実施例
を記載するが、本実施例は本発明を限定するものではな
い。

【実施例１】透明な硬質ポリ塩化ビニル樹脂製の高さ80
ｍｍ、内径40ｍｍのフランジ付円筒形である図１に示し
た電解槽を使用して被処理水の電解処理を行った。電解
槽の固定床型電極室には、炭素繊維から成りかつ酸化イ
リジウム被覆チタン材から成る多孔質金属材料を密着さ
せた直径38ｍｍ、厚さ10ｍｍの固定床型三次元電極３個
を、開口率80％で直径38ｍｍ及び厚さ1.2 ｍｍのポリエ
チレン樹脂製隔膜４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 1.0ｍｍ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た。

【００２３】又電解槽の平板型電極室にはの縦30ｍｍ、
横30ｍｍ及び厚さ1.0 ｍｍの寸法安定性電極から成る陽
極、及びチタン製の縦30ｍｍ、横30ｍｍ及び厚さ1.0 ｍ
ｍの陰極を互いに5.0 ｍｍ離間させて設置した。両電極
室は、塩化ビニル樹脂製の直径40ｍｍで中央に直径10ｍ
ｍの通孔が形成された隔離板で区画した。前記両電極は
別個の電源により通電し、固定床型電極室に電圧16Ｖが
印加され、その実効電流密度が0.15Ａ／ｄｍ² となるよ
うにし、又平板型電極室に電圧2.5 Ｖが印加され、その
実効電流密度が3.5 Ａ／ｄｍ² となるようにした。水道
水に微生物を添加して微生物数が3400個／ミリリットル
とした試験水3.0リットルを被処理水として前記電解槽
内を固定床型電極室、平板型電極室の順に1.2 リットル
／分の流速で通過させ電解処理を行った。電解槽から取
り出された被処理水を貯留タンク内に導いた後、再度電
解槽に供給して複数回電解槽を通過させ所定時間経過後
の貯留タンク内の微生物数及び有効塩素成分を測定した
ところ表１の通りであった。

【００２４】

【実施例２】実施例１の電解槽の隔離板を除いたこと以
外は同様にして被処理水の処理を行った。その結果を表
２に示した。表２から電解槽通過後の微生物数が若干上
昇しているがこれは固定床型電極及び平板型電極間に被
処理水を介して電解電流の短絡が生じているためと推測
される。

【００２５】

【比較例１】平板型電極に通電しなかったこと以外は実
施例１と同様の条件で被処理水の処理を行い、電解槽通
過前後の微生物数及び有効塩素成分を測定したところ表
３の通りであった。表３から平板型電極を使用しないと
電解槽から取り出される被処理水中に殆ど有効塩素成分
が含有されないことが判る。

【００２６】

【００２７】

【実施例３】図３に示した電解槽を使用して被処理水の
電解処理を行った。内径40ｍｍ、高さ30ｍｍの円筒形の
透明な塩化ビニル樹脂製の固定床型電極式電解槽内に
は、炭素繊維から成る直径38ｍｍ、厚さ20ｍｍの固定床
型三次元陽極１個と、チタン製の直径38ｍｍ及び厚さ1.
0 ｍｍの板状陰極を設置した。又縦20ｍｍ、横40ｍｍ及
び高さ40ｍｍの箱型の平板型電極式電解槽内には縦15ｍ
ｍ、横35ｍｍ及び厚さ1.0 ｍｍの寸法安定性電極から成
る陽極、及びチタン製の縦15ｍｍ、横35ｍｍ及び厚さ1.
0 ｍｍの陰極を互いに十分離間させて設置した。前記両
電解槽に別個の電源により通電し、固定床型三次元電極
式電解槽に電圧5.5 Ｖが印加され、その実効電流密度が
0.25Ａ／ｄｍ² となるようにし、又平板型電極式電解槽
に電圧2.5 Ｖが印加され、その実効電流密度が1.5 Ａ／
ｄｍ² となるようにした。実施例１と同じ被処理水を両
電解槽を通過させて実施例１と同様にして電解処理を行
った。電解槽から取り出された被処理水を再度該電解槽
に供給して複数回電解槽を通過させ所定時間経過後の貯
留タンク内の微生物数及び有効塩素成分を測定したとこ
ろ表４の通りであった。

【００２８】

【表４】

【００２９】

【発明の効果】本発明方法は、微生物及び有効塩素成分
を含む被処理水を固定床型三次元電極と接触させて電解
処理し前記微生物の滅菌処理を行った後に、該被処理水
を平板型電極と接触させて処理することを特徴とする微
生物を含む被処理水の電解処理方法である（請求項
１）。微生物を含有する被処理水を電気化学的に処理す
る従来の方法では前記微生物の滅菌だけでなく、前記被
処理水に含まれることのある有効塩素成分も分解してし
まう。このようにして得られる被処理水中には殆ど微生
物が含まれないため有効塩素成分が含有されていなくて
も実質的な弊害は生じないが、処理済の被処理水を飲料
水として使用する場合には法令の規定により一定値以上
の有効塩素成分を含有しなければならない。

【００３０】従って微生物と有効塩素成分を被処理水と
して使用して改質処理を行い飲料水を生成する場合には
微生物を完全に滅菌し有効塩素成分を部分的に分解して
若干量の有効塩素成分を残存させることが理想である。
しかし実際には所望量の有効塩素成分を残存させること
は不可能に近い。本発明は、微生物と有効塩素成分を含
む被処理水を固定床型三次元電極を使用して電解的に処
理して微生物の滅菌と有効塩素成分の分解をほぼ完全に
行った後、有効塩素成分の分解物である塩素イオン等を
含む該被処理水を平板型電極で電解することにより再度
所定量の有効塩素成分を該被処理水中に生成させ、法令
の規定に適合した飲料水等を得ることを可能にしたもの
である。

【００３１】特にカップ式自動販売機あるいはロビーや
プラットホーム、及び列車内や船舶内の給水器の水は貯
留タンクに貯留され随時給水されるため長期間タンク内
に貯留されることが多く微生物の繁殖が生じ易く、かつ
前述の通り規定量以上の有効塩素成分を含有することが
義務付けられている。本発明を該カップ式自動販売機の
貯水やロビーやプラットホームの給水器の貯水に適用す
ると（請求項２）、繁殖した微生物の滅菌と有効塩素成
分の生成を同時に行うことができ法令に適合した清澄な
水を原料にした清涼飲料水等を提供することができる。
前記固定床型三次元電極と平板型電極は、同一電解槽内
に設置しても別個の電解槽内に設置してもよいが設置面
積の減少のために同一電解槽内に設置することが好まし
い（請求項３）。しかし同一電解槽内に両電極を設置す
る場合には両電極が短絡しないような手段を講ずること
が望ましく、例えば被処理水の流通を阻害しない程度の
通孔を有する絶縁性の隔離板で両電極を収容した電極室
を区画する。

【００３２】又有効塩素成分の分解と該分解物からの有
効塩素成分の生成は同時に起こる可能性もあり、本発明
では固定床型三次元電極室で有効塩素成分の分解を、又
平板型電極室で有効塩素成分の生成を生じさせることが
必要である。該両反応は電極の電流密度による影響が大
きく、低電流密度では有効塩素成分の分解が、高電流密
度では有効塩素成分のが生じ易い。一般に固定床型三次
元電極は高表面積を有し平板型電極は低表面積である。
従って通常の固定床型三次元電極及び平板型電極をその
まま使用すると固定床型三次元電極の電流密度が低く有
効塩素成分の分解が生じ、平板型電極の電流密度が高く
有効塩素成分の生成が生じて（請求項４）、所望の有効
塩素成分濃度を有し微生物を殆ど含有しない飲料水等を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の電解槽として使用可能な複極式固
定床型電極と平板型電極を収容した単一電解槽の例を示
す概略縦断面図。

【図２】図１の電解槽の改良に係わる電解槽を示す概略
縦断面図。

【図３】図１の電解槽をカップ式自動販売機の貯水の改
質処理に使用した状態を示す概略図

【図４】本発明方法の電解槽として使用可能な電解槽の
他の例を示す概略縦断面図。

【符号の説明】

３・・・電解槽本体 ４・・・通孔 ５・・・隔離板
６・・・三次元電極室 ７・・・平板型電極室 ８・・・給電用陽極 ９・・・
給電用陰極室 10・・・固定床型電極 13・・・平板型
陽極 14・・・平板型陰極 17・・・貯留タンク 18・
・・貯水 21・・・紙コップ 33・・・三次元電極式電
解槽 34・・・三次元電極 36・・・平板型電極式電解
槽 38・・・平板型陽極 39・・・平板型陰極

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微生物及び有効塩素成分を含む被処理水
   を固定床型三次元電極と接触させて電解処理し前記微生
   物の滅菌処理を行った後に、該被処理水を平板型電極と
   接触させて処理することを特徴とする微生物を含む被処
   理水の電解処理方法。
2. 【請求項２】 被処理水がカップ式自動販売機の貯水及
   び／又は給水器の貯水である請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 固定床型三次元電極と平板型電極が単一
   電解槽内に設置されている請求項１又は２に記載の方
   法。
4. 【請求項４】 固定床型三次元電極の実効電流密度を平
   板型電極の実効電流密度より小さくなるようにした請求
   項１から３までのいずれかに記載の方法。