JP2904009B2

JP2904009B2 - 水処理方法及び水処理装置

Info

Publication number: JP2904009B2
Application number: JP12507494A
Authority: JP
Inventors: 征英井浦; 茂塚本; ▲実▼ 上和田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-06-07
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 1999-06-14
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JPH07328635A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、捨て水をすることなし
に水を電気分解して殺菌水や酸性イオン水、アルカリイ
オン水等の処理液を得る水処理方法及び水処理装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近自分の健康を見直そうという動きが
顕著である。例えば健康雑誌等も数多く発行されてお
り、それぞれが健康増進あるいは体調維持のためのさま
ざまな方法や取り組みを次々と報告している。こうした
雑誌や口伝え等が契機となって、ちょっとしたブームが
起こることも珍しくない。これらは一時的なブームで終
わってしまうこともあるが、しっかりした根拠によって
裏打ちのあるものはじっくり国民に受け入れられていく
ことも多い。このようなものの一つにアルカリイオン水
がある。アルカリイオン水を飲料水に用いるのが健康に
よいといわれて久しいが、この間に家庭内でアルカリイ
オン水を常時提供するものとしてアルカリイオン整水器
が開発され、人気を博すに至っている。これは水を電気
分解によって処理し、電解槽に設けた陰極、陽極の２つ
の電極のうち、陰極周りで発生するアルカリイオン水を
飲料用に供するものである。しかもアルカリイオン水の
ほか同時に陽極で発生する酸性イオン水は火傷等の殺菌
に役立つし、現代病であるアトピー等の殺菌水として用
いることができるものである。このようにアルカリイオ
ン整水器は家庭内の簡便な水処理装置として多用されて
いる。

【０００３】そこで従来の水処理装置の一例としてアル
カリイオン整水器について説明する。他の水処理装置も
電気分解を必要とするものでありアルカリイオン整水器
と基本的な相違はない。図８は従来のアルカリイオン整
水器の概略構造図である。４１はこのアルカリイオン整
水器、４２ａ、４２ｂは電極、４３は隔膜、４４は入り
口弁である。また４５は連通弁、４６は排水弁、４７は
電解槽、４８は陽極室、４９は陰極室、５０は吐出口で
ある。水道水等の原水は入り口弁４４を通って電解槽４
７に導かれる。そしてここで電解室である陽極室４８と
陰極室４９に分流され、陰極室４９で生成された処理液
は吐出口からアルカリイオン水として吐出される。また
陽極室４８で生成された処理液は、酸性イオン水となっ
て排水弁４６から排出される。電極４２ａ、４２ｂはチ
タンの板に白金をメッキしたものである。隔膜４３はア
ルカリイオン水と酸性イオン水とを分離するためのもの
であって、せっかく生成された２つの処理液同志が混じ
りあって混合、中和してしまわないようになっている。
連通弁４５は電気分解を停止したときに電解槽４７内の
残り水を排出するためのもので、このとき入り口弁４４
と排水弁４６とは閉じられて電解槽４７内部に存在する
残り水を排出させることができるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの従来技術に
おいては、入り口弁４４を介して導入された原水は、あ
る比率、通常は概ね半々程度の比率で陰極室４９と陽極
室４８に分流され、この両電極間に直流電源が印加され
ることによって吐出口５０と排水弁４６よりアルカリイ
オン水と酸性イオン水として排出されるが、アルカリイ
オン整水器使用者の目的が飲料水としてのアルカリイオ
ン水を使用することであれば、同時に生成される酸性イ
オン水は殺菌や皮膚を整える作用をもち有用な物質であ
るにもかかわらず、捨て水としてただ単に捨てられてい
た。もちろんこれを溜めておいて使用すればよいとも考
えられるが、次の理由からこれは難しい。すなわち酸性
イオン水の殺菌力の主成分である次亜塩素酸は、溜水と
なっている間に他の物質と反応して結合塩素となるか、
２４時間程度経過すると解離して塩素イオンとなってし
まうのである。この結合塩素や塩素イオンには殺菌力が
ないので、溜水をして酸性イオン水を利用するのは事実
上難しいのである。このようにアルカリイオン水を利用
するときには同時に発生する酸性イオン水を捨て水とせ
ざるをえないという問題があった。これは電力をかけて
せっかく生成した酸性イオン水をそのまま捨てるもので
省エネルギーの観点からも問題の多いものであった。こ
うした事情は酸性イオン水を利用するときも同様で、従
来は有益なアルカリイオン水を捨て水にするという無駄
の多いことをしていたのである。

【０００５】従来例においてもし捨て水をしないように
排水弁４６を閉じると、容器が密閉系となって電極表面
から発生するＯ₂ガスやＨ₂ガス等が電極表面に付着する
といういわゆる分極現象が生じて、電気分解がそこで停
止した。当然ながら所望の処理液を連続的に得ることは
できないものであった。

【０００６】そこで本発明は、これら従来の問題点を解
決するためのものであって、捨て水をせずに処理液を得
ることができ、電力を無駄に消費することなく、分極現
象が生じることのない水処理方法及び水処理装置を提供
することを目的とする。

【０００７】また本発明は、捨て水をすることなく殺菌
水を得ることができる殺菌洗浄装置、同様捨て水をする
ことなくアルカリイオン性水を得るアルカリイオン整水
器を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の水処理方法は、
少なくとも１枚以上の隔膜を１対の電極の間に並設して
槽内を複数の室に区画し、１対の電極のうち第１の電極
を収容した第１の室に原水の供給を行いながら槽内の原
水を電気分解し、第１の室からのみ処理液を吐出させ、
第２の電極を収容した第２の室からはガスを排出させる
ことを特徴とする。

【０００９】また本発明の水処理装置は、１対の電極の
間に並設され槽内を複数の室に区画する少なくとも１枚
以上の隔膜と、１対の電極に印加する直流電源を備え、
１対の電極のうち第１の電極を収容した第１の室に給水
管を接続して原水を供給するとともに槽内の原水を電気
分解し、第１の室に吐出管を接続して第１の室のみから
処理液を吐出させ、１対の電極のうち他方の電極を収容
した第２の室にはガス透過部を設けたことを特徴とす
る。

【００１０】このガス透過部はガス透過膜であるのが望
ましい。隔膜は２枚以上並設されており、第１の室と第
２の室のほかに１つ以上の中間室が形成されているのが
適当である。

【００１１】また１対の電極に印加する電源の極性を切
り換える極性切り換え手段を設けるのが好ましい。

【００１２】第２の室または中間室内に難溶性塩を収容
するのが好ましい。また本発明の殺菌洗浄装置は、１対
の電極の間に並設され槽内を２つ以上の室に区画する１
枚以上の隔膜と、１対の電極に印加する直流電源を備
え、１対の電極のうち陽極を収容した第１の室に給水管
を接続してハロゲンイオン水を供給しハロゲンイオン水
を電気分解するとともに、第１の室に吐出管を接続して
第１の室のみから陽極で発生した次亜ハロゲン酸と次亜
ハロゲン酸イオンを含んだ処理水を吐出させ、１対の電
極のうち陰極を収容した第２の室にはガス透過部を設け
たことを特徴とする。

【００１３】本発明の殺菌洗浄装置は、浴槽から浴槽水
を導く第１の浴槽水循環経路に給水管を接続し、処理水
を再び浴槽に戻す第２の浴槽水循環経路に吐出管を接続
するのが適当である。

【００１４】そして本発明のアルカリイオン整水器は、
１対の電極のうち陰極を収容した第１の室に給水管を接
続して原水を供給し原水を電気分解するとともに、第１
の室に吐出管を接続して第１の室のみから陰極で発生し
たアルカリイオン水を吐出させ、１対の電極のうち陽極
を収容した第２の室にはガス透過部を設けたことを特徴
とする。

【００１５】浄水器と給水管を接続し浄水を第１の室に
供給するのが適当である。

【００１６】

【作用】本発明の水処理方法は、電気分解して第１の室
からのみ処理液を吐出させるとともに、第２の室からガ
スを排出させるから、必要な処理液のみが得られて捨て
水が生じることはないし、第２の室の電極が分極現象を
起こすこともない。

【００１７】本発明の水処理装置は、第１の室のみから
処理液を吐出させ第２の室にガス透過部を設けているか
ら、分極現象を簡単な構成で抑えて捨て水なしに水処理
することができる。

【００１８】ガス透過部がガス透過膜であるから、非常
に簡単な構成で発生ガスを処理できる。

【００１９】隔膜が２枚以上並設され中間室が形成され
ているから、長期間にわたって安定した水質の処理液を
供給することができる。

【００２０】電源の極性を切り換える極性切り換え手段
を設けているから、アルカリイオン水と酸性イオン水を
必要に応じて適宜選択し供給することができる。

【００２１】第２の室または中間室内に難溶性塩を収容
しているので、微量に溶け出したイオンのため電気分解
の効率を高めることができ、ミネラル水造水機能をもた
せることができる。

【００２２】また本発明の殺菌洗浄装置は、第１の室に
給水管を接続してハロゲンイオン水を供給して電気分解
するとともに、第１の室のみから次亜ハロゲン酸と次亜
ハロゲン酸イオンを含んだ処理水を吐出させ、第２の室
にはガス透過部を設けたから、捨て水することなく次亜
ハロゲン酸と次亜ハロゲン酸イオンを含んだ殺菌力の強
い処理液を供給できる。

【００２３】浴槽から浴槽水を導き、殺菌力の強い処理
水で処理して再び浴槽に戻すから、衛生的でぬめり等の
ない浴槽システムにすることができる。

【００２４】さらに本発明のアルカリイオン整水器は、
第１の室に原水を供給する給水管を接続しているから、
捨て水なくアルカリイオン水を提供することができる。

【００２５】浄水器を接続しているから、浄化したアル
カリイオン水を捨て水なく提供できる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の水処理方法及び水処理装置の
一実施例について図面を参照しながら説明する。図１は
本発明の一実施例における水処理装置である殺菌洗浄装
置の全体構成図である。図２は本発明の一実施例におけ
る水処理装置である殺菌洗浄装置の詳細構造図である。
殺菌洗浄装置は最近社会問題化している病院等での院内
感染を防止するための手洗い消毒器等の殺菌装置であ
る。もちろんこの用途に限られたものでなく、殺菌洗浄
するものであればどのような用途であってもかまわな
い。１は殺菌洗浄装置を示している。水道水等の原水が
原水バルブ１０より原水タンク９に導かれる。また濃厚
食塩水を食塩水タンク８に用意しておき、バルブ８ａよ
り原水タンク９に導いて原水と混合する。電気分解の効
率を高めるためのものである。この濃厚食塩水は濃厚な
塩化カリウムや濃厚塩化カルシウムの水溶液でもよい。
このほか塩素以外のフッ素や臭素等のハロゲンの塩であ
ってもよく、例えば濃厚な弗化ナトリウムや臭化ナトリ
ウムの水溶液を混合することもできる。混合後の原水は
ポンプ６でバルブ４及び５ａを介して殺菌洗浄装置１に
導入される。なお原水として水道水には次亜塩素酸イオ
ンが含まれているから、場合によっては食塩水タンク８
は省略することもできる。殺菌洗浄装置１内で電気分解
されて処理液がポンプ７によってバルブ１０ａから吐出
される。

【００２７】図２を参照して殺菌洗浄装置１とその水処
理方法について詳細な説明をする。殺菌洗浄装置１はこ
の実施例の場合箱形形状の槽となっている。ただ形状は
これに限られるものではない。殺菌洗浄装置１の槽は隔
膜１７、１９によって、また電極１２ａ、１２ｂによっ
ていくつかの空間に仕切られている。すなわち殺菌洗浄
装置１の槽には原水が収容されるが、この槽内に１対の
電極１２ａ、１２ｂを差し込んで原水を電気分解できる
ようにするとともにこれによって槽内を仕切っている。
次にこの電極１２ａ、１２ｂの間に隔膜１７、１９を２
枚並設して槽内は３つの室に区画されている。電極１２
ａ、１２ｂのうち第１の電極１２ａを収容した室が、上
述した第１の室に対応するものであり、第２の電極１２
ｂを収容した室が上述の第２の室に対応するものであ
る。この実施例では上述の通り電極１２ａを差し込むこ
とによって第１の室がいわば２分されているし、電極１
２ｂを差し込むことで第２の室がいわば２分されてい
る。電極１２ａと隔膜１７で仕切られた空間が電解室１
４であり、電極１２ｂと隔膜１９で仕切られた空間が電
解室１６である。隔膜１７と隔膜１９で仕切られた空間
が中間室１５である。電極１２ａ、１２ｂはチタンの板
に白金をメッキした電極板である。１１ａ、１１ｂ、１
１ｃ、１１ｄは仕切壁であって、２つの電解室１４、１
６と中間室１５のほか残りの２つの空間を加えた上記の
５つの空間を仕切るために、電極１２ａ、１２ｂ、及び
隔膜１７、１９からそのまま延長して設けられている。
隔膜１７、１９は多孔質の塩化ポリエチレン等製の膜を
基体としてポリエステル等の不織布を組み込んだもの
で、流体抵抗は大きいが水とガスとイオンを通過させる
ことのできるものである。多孔質のほか、繊維集合体あ
るいはネットといった構造でもよい。また仕切壁１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは水とガスとイオンを通過
させることのない材質、例えばＡＢＳ樹脂で構成されて
いる。これは２つの電解室１４、１６と中間室１５の内
部に収容されている水が混じりあわないようにするため
のものである。電極板１２ａ、１２ｂは電気分解をする
ため直流電源に接続されている。この直流電源であると
いうのは継続的に直流電圧を印加できればよく、これは
交流電源を整流したものや、極性さえ変えなければ変動
を伴うようなものであってもよい。要するにこれによっ
て電気分解できればよい。そしてこの仕切壁１１ａ、１
１ｂ、１１ｃ、１１ｄの存在する槽の上部位置で後述す
る液面の制御を行えば、電極１２ａ、１２ｂの全表面を
電気分解に使用することができるから、電気分解の効率
を向上させることができる。ところでこの電解室１４、
１６と中間室１５の上部には、ガス透過部であるガス透
過膜１３ａ、１３ｃと１３ｂがそれぞれ設けられてい
る。これは電気分解の際に発生するＯ₂、Ｈ₂ガス及びＣ
ｌ₂ガス等のハロゲンガス等をここを透過させ、外部に
排出できるようにするものである。ガス透過膜１３ａ、
１３ｂ、１３ｃはポリテトラフロロエチレン等の材料で
繊維集合体、多孔質あるいはネット状の膜にしたもので
ある。これによって電解室１６内で発生したガスの排出
が行えるとともに水は通さないので、水漏れの心配はな
い。また本実施例においてはガス透過部としてガス透過
膜１３ａ、１３ｂ、１３ｃを用いているが、例えばガス
を検知したりガス圧に応答したりして開閉させられる放
気弁のような機構をガス透過部として使用するのでもか
まわない。電解室１４、１６、中間室１５にガス透過部
を設けているから、給水管と吐出管を接続して原水の供
給と処理液の取り出しを行わない非通水側の電解室１６
を完全な開放系とすることができる。通水側の電解室１
４ではガスはこのほか吐出口１８を経て外部へ排出され
る。ガスが溜まることがないから電極１２ｂに分極現象
が生じないし、それ故殺菌洗浄装置１の処理液の量を増
すことができる。１８は吐出管に設けた吐出口であり、
電解室１４の上側面に突出して設けられている。原水は
給水管に設けられたバルブ４を通って殺菌洗浄装置１の
底部から電解室１４に導入されるとともに、バルブ５ａ
を通って電解室１６と中間室１５にも導入される。この
ときバルブ５ｂは閉止されている。電解室１４と電解室
１６には上部に液面検出器２、３が設けられている。液
面検出器２は、吐出口１８から処理液が吐出されて液面
が低下したらこれを検出し、図示しないコントローラが
バルブ４の開度を上げるように制御する。処理液が使わ
れることなく水位が変わらなければ液面が上限位置にあ
ることを液面検出器２が検出してコントローラがバルブ
５ａを閉じるように制御する。これに対して液面検出器
３は電解室１６を原水で満たすためだけに制御する。す
なわち液面検出器３の検知によって液面が所望の位置に
きたときコントローラはバルブ５ａを閉じ、水位が低く
なればバルブ５ａを開けるものである。既に述べたとお
りこうした液面制御を仕切壁１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、
１１ｄの位置で行えば、電極１２ａ、１２ｂの全表面が
原水と接触でき、電極１２ａ、１２ｂの全表面を電気分
解に使用することができる。これによって電気分解の効
率を向上させることができる。５ｂは例えば電気分解後
に適宜中間室１５、電解室１６内から残存液を排出する
ことができるバルブである。なおバルブ５ｂは、原水導
入時の制御等で水位変動が生じて水位がオーバーシュー
ト等したりした場合に、その逃げのために用いることが
できる。捨て水しないというのはこのような場合は含ま
ず、実質的に判断されるものである。

【００２８】本実施例では殺菌洗浄装置１を２つの隔膜
１７、１９によって３つの室に区画し、これを１対の電
極１２ａ、１２ｂによっていわばさらに仕切っている
が、これは１つの隔膜で２つの室に区画するものであっ
てもかまわない。この場合中間室１５が形成されない。
また逆に３つ以上の隔膜によって４つ以上の室に区画す
ることもできる。この場合中間室１５の数が増加するこ
とになる。これらの効果については後述する。また隔膜
で区画された外側の２つの室を電極１２ａ、１２ｂによ
って完全に仕切らないで小さめの電極を単に差し込むだ
けでもよいし、電極１２ａ、１２ｂが電極板でなく、棒
状の電極であっても、多くの孔を形成した電極板であっ
てもよい。このとき電極１２ａ、１２ｂを収容した外側
の２つの室が第１の室、第２の室に対応し、これが本実
施例の電解室１４、１６に対応するものである。

【００２９】ところで電気分解を行うために電極１２ａ
と電極１２ｂには直流電源が印加される。本実施例は殺
菌消毒を行う殺菌洗浄装置１であるから、処理液として
酸性イオン水を取り出すため電極１２ａが陽極、電極１
２ｂが陰極となるように接続されている。電気分解は電
極１２ａ、１２ｂの表面での酸化、還元反応であって、
陽極では酸化反応がすすみ、陰極では還元反応がすす
む。陽極での反応は（化１）の通りである。

【００３０】

【化１】

【００３１】（化１）は電子を放出する反応であり、こ
の放出された電子は原水中の塩素イオンＣｌ^ーと反応し
て次の（化２）の通り次亜塩素酸イオンＣｌＯ^ーを生成
する。この実施例の場合には塩素イオンＣｌ^ーである
が、フッ素イオンＦ^ーや臭素イオンＢｒ^ー等のハロゲンイ
オンでもまったく同様であって、同じく次亜ハロゲン酸
イオンが生成される。以下この実施例としては塩素イオ
ンＣｌ^ーの説明をするが、ハロゲンイオン一般でも同様
でその一般の詳細な説明は省略する。

【００３２】

【化２】

【００３３】ところで水の化学式はＨ₂Ｏであるが、次
の（化３）の通り電離している。

【００３４】

【化３】

【００３５】（化３）に従って電離している水酸イオン
ＯＨ^ーは、（化１）に示す通り陽極で酸素ガスを生成す
ると同時に電子を放出して消費される。これにともなっ
て水素イオンＨ⁺濃度は高まっていき、処理液のｐＨは
酸性を示すことになる。

【００３６】しかも陽極の周りでは（化２）に従って次
亜塩素酸イオンＣｌＯ^ーが生成されるし、さらにはこの
次亜塩素酸イオンＣｌＯ^ーが次の（化４）に示す通り水
素イオンＨ⁺と結合することによって次亜塩素酸も生成
する。これは塩素以外のハロゲンでも同様で陽極の周り
では次亜ハロゲン酸が生成される。

【００３７】

【化４】

【００３８】このようにして陽極で生成された次亜塩素
酸イオンＣｌＯ^ーと次亜塩素酸ＨＣｌＯは、いずれも酸
化力が強く、非常に殺菌力の強い物質である。ただ２つ
の物質のうちでは次亜塩素酸ＨＣｌＯの方が相対的にで
はあるが次亜塩素酸イオンＣｌＯ^ーよりは酸化力、殺菌
力が高く、できるなら次亜塩素酸ＨＣｌＯが多く生成さ
れるようにするのが望ましい。この他の次亜ハロゲン酸
イオンと次亜ハロゲン酸についても同様である。すなわ
ち次亜ハロゲン酸イオンと次亜ハロゲン酸はともに酸化
力、殺菌力が強い物質であって、このような殺菌力の強
い物質が陽極において生成され、酸性の処理液が吐出口
１８より取り出されることになる。

【００３９】ところで陰極での反応は（化５）で示すと
おり還元反応であり、水素ガスＨ₂を発生させる。

【００４０】

【化５】

【００４１】また陽極ではｐＨが３．５付近になると、
ＨＣｌＯが分解して塩素ガスＣｌ₂が発生したり、（化
６）で示すように直接塩素イオンＣｌ^ーが酸化されて塩
素ガスＣｌ₂を発生したりする。一般にはハロゲンガス
が発生することになる。

【００４２】

【化６】

【００４３】本実施例においてはこれらの発生ガスは、
多孔質のポリテトラクロロエチレン製のガス透過膜１３
ａ、１３ｂ、１３ｃを介して外部に放出される。しかし
図８でも分かる通り従来の水処理装置においては、この
ようなガス透過膜１３ａ、１３ｂ、１３ｃを備えていな
いので、連通弁４５、排出弁４６を閉め切った場合には
槽内は密閉された空間となり、発生ガスは電極４２ａ、
４２ｂの表面に付着して電流の流れを妨げ、電気分解は
やがて停止する。これは電気分解の分極現象としてよく
知られているところである。これに対し本実施例におい
ては、ガス透過部としてのガス透過膜１３ａ、１３ｂ、
１３ｃを備えているから、分極現象を回避でき連続運転
が可能になる。また本実施例においてはバルブ５ｂを閉
じて水処理を行うので、従来の水処理装置のように電気
分解の際使用しない処理液を大量の捨て水をすることは
ない。バルブ５ｂは、電解室１６内の残存液を電気分解
終了後に適宜排出したり、水位変動の逃げ等のため利用
されるものである。

【００４４】図５は本発明の一実施例における水処理装
置である殺菌洗浄装置の処理液のｐＨ及び残留塩素と使
用時間の関係を示す実験成績図である。使用時間という
のは電気分解を続けて処理液を吐出する時間のことであ
る。残留塩素濃度は次亜塩素酸ＨＣｌＯと次亜塩素酸イ
オンＣｌＯ^ーの総和の濃度を計測している。図５には処
理液のｐＨのほかに原水のｐＨも表示されている。電気
分解の条件は電圧３０Ｖ、電流５．０Ａ、流量０．５リッ
トル／分、原水の塩素イオンＣｌ^ー濃度５００ｐｐｍ、電
極間距離２０ｍｍである。隔膜は多孔質の塩化ポリエス
テル製の膜を基体としてポリエステル不織布を組み込ん
だもの、ガス透過膜は多孔質のポリテトラフロロエチレ
ン製の膜を使用した。このとき原水のｐＨは７．０近傍
であるが処理液のｐＨは約３．６でほぼ一定している。
また残留塩素濃度は大体１０．２ｐｐｍを維持して安定
したｐＨとなっている。このように本実施例においては
捨て水をすることなく安定したｐＨの殺菌水を供給する
ことができるものである。

【００４５】ところで本実施例の殺菌洗浄装置１は、安
定したｐＨの殺菌水を供給することができると同時に、
印加電圧もしくは電流を増減することによりｐＨの制御
ができる。例えば殺菌水を強酸としｐＨを下げるために
は、電圧を上げていけばｐＨが下がっていくし、電流を
増加させても同様にｐＨが下がる。またバルブ４を加減
して流量を絞れば、同じ電気分解の条件ではｐＨを下げ
ることができる。これに対し操作をこれと逆にするとｐ
Ｈを上げることができる。このように電圧、電流、流量
を制御することで所望のｐＨの処理液を得ることができ
る。ｐＨセンサを設けて制御することでより安定したｐ
Ｈの処理液を得ることができるものである。

【００４６】本実施例の殺菌洗浄装置は一般の殺菌装置
としての用途のほか、図４において説明する浴槽水殺菌
装置３１や、プールの殺菌装置、寝たきり老人の床ずれ
防止用酸性風呂、ＣＯＤ濃度の高い排水処理装置といっ
たさまざまの用途が考えられる。これらはｐＨ５〜６程
度にｐＨ制御して使用するのが適当である。

【００４７】ところで本実施例においては隔膜１７、１
９を用いて３つの室に区画しているが、既述の如くこれ
を１つの隔膜で２つの室に区画したものとすることもで
きる。ただこの場合には長時間運転をすると処理液のｐ
Ｈが若干ではあるが変動するおそれがある。しかし短時
間の運転であればこれに支障が生じることはまずない
し、必要に応じてｐＨセンサ等を設けてｐＨ制御すれば
事実上問題は解消される。逆に２つ以上の隔膜によって
３つ以上の室に区画した場合には、きわめて安定したｐ
Ｈの処理液を得ることができる。これは隔膜の数が増え
る毎に隔膜を通しての流体抵抗が増し、電気分解した処
理液が混じり合う可能性がさらに少なくなるから等と考
えられる。隔膜の種類や厚さ、殺菌洗浄装置の用途、コ
ストを考えて隔膜の数が選択される。ｐＨの安定がそれ
ほど必要でない場合にまで隔膜の数を増す必要はない。

【００４８】次に本発明の別の実施例であるアルカリイ
オン整水器について説明する。図３は本発明の別の実施
例における水処理装置であるアルカリイオン整水器の詳
細構造図である。２１はアルカリイオン整水器である。
２４は水道水等を導入する給水管に設けられた原水バル
ブであり、電解室２９ａを通水されている間に電気分解
され、吐出管の吐出口３０より処理液であるアルカリイ
オン水が吐出される。バルブ２５は中間室２９ｂと電解
室２９ｃを原水で満たすためのもので、電解室２９ｃ内
に設けられた液面検出器３０ａにより内部の水位状態を
検知して制御される。すなわち中間室２９ｂ及び電解室
２９ａが満水になればバルブ２５を閉鎖し、水位が低下
したらバルブ２５を開放する。このときバルブ２６は閉
鎖されたままである。電解室２９ａと電解室２９ｃには
電極板２２ａ、２２ｂが設けられている。直流電源が電
極板２２ａ、２２ｂに印加される。電極板２２ａを陽極
に、電極板２２ｂを陰極になるように印加されている。
２３ａ、２３ｂは電解室２９ａ、２９ｃと中間室２９ｂ
仕切る隔膜である。隔膜は１枚以上何枚でもよい。２７
は電気分解時に電極板２２ａから発生するＯ₂ガスやＣ
ｌ₂ガス等のハロゲンガスを隔膜２３ａ、２３ｂととも
に透過させるためのガス透過膜である。ガス透過部とし
て他の手段が採用されてもよい。電解室２９ａには吐出
口３０が上部に取り付けられているため、発生したＨ₂
ガスはこの吐出口３０から排出される。従って電解室２
９ａにはガス透過膜は設けられていない。もちろんガス
透過膜を設けてもよいのは当然である。隔膜２３ａ、２
３ｂ、ガス透過膜２７の材質は殺菌洗浄装置の実施例の
場合と同様である。２８は電気分解の効率を高めるため
の難溶性の塩であり、微量に溶け出したイオンが電気分
解を促進させる。難溶性の塩は本実施例では電解室２９
ｃに収容されているが、中間室２９ｂに収容してもよ
い。この難溶性の塩は例えばグリセロリン酸カルシウム
等である。このグリセロリン酸カルシウムは処理液中の
カルシウムイオンを増加させる。これはアルカリイオン
水にミネラル分を添加することになり、アルカリイオン
水にミネラル水としての性格を与えるものである。すな
わち難溶性の塩を収容することはアルカリイオン整水器
にミネラル水造水器としての機能をもたせることにな
る。バルブ２６は電気分解終了後に電解室２９ｃに溜ま
った極液と、中間室２９ｂ内の液を排出するためのもの
である。図３には記載されていないが原水は活性炭や中
空糸膜等を内蔵した浄水器を通した後で給水管を介して
アルカリイオン整水器２１に導くのが適当である。そし
てアルカリイオン整水器２１と接続されるこの浄水器は
一体化されるのが望ましい。このとき原水バルブ２４と
バルブ２５には浄水器で浄化された浄水が供給されるこ
とになる。浄水器を通すことによってアルカリイオン整
水器から吐出される処理液は飲料水として好ましいもの
になる。

【００４９】この実施例の場合、給水管から原水バルブ
２４とバルブ２５を介してアルカリイオン整水器２１の
電解室２９ａ、２９ｃと中間室２９ｂに導入された原水
または浄水（浄水器を経由した場合）は、電気分解され
て（化５）に示すとおり電解室２９ａ内にＨ₂ガスを発
生させる。すなわち（化３）に従って電離している水素
イオンＨ⁺は、（化５）に示す通り陰極で電子を取り込
んでガス化し消費されるから、水素イオンＨ⁺濃度は徐
々に低下していき処理液のｐＨは上がってアルカリ性を
示すことになる。このアルカリ性となった処理液を吐出
口３０から吐出することにより、飲料水等用のアルカリ
イオン水として利用することができる。

【００５０】また本実施例においてはアルカリイオン水
を常時吐出するアルカリイオン整水器２１を説明した
が、平素はアルカリイオン水を利用しているが時には酸
性イオン水が必要になるような利用の仕方もある。この
ために１対の電極２２ａ、２２ｂに印加する直流電源の
極性を切り換える極性切り換え手段を、電極２２ａ、２
２ｂと直流電源の間に設けるのが望ましい。極性切り換
え手段は手動操作の切り換えスイッチや、トグルスイッ
チとリレー等で構成すればよく、接続状態を逆にできる
ものならどのような回路であってもかまわない。

【００５１】図６は本発明の別の実施例における水処理
装置であるアルカリイオン整水器の処理液のｐＨと使用
時間の関係を示す実験成績図である。この場合も使用時
間は電気分解をして処理液を吐出した時間を指す。図６
には処理液のｐＨの他に原水のｐＨも測定して記載して
ある。電気分解の条件は、電圧３０Ｖ、電流０．４Ａ、
流量０．５リットル／分、原水の塩素イオンＣｌ^ー濃度２０
ｐｐｍ、電極間距離１０ｍｍである。隔膜、ガス透過膜
の材質は図５の場合と同様である。原水のｐＨは１０時
間の間ほぼ７．０であるが、処理液のｐＨは安定して１
０．０である。アルカリイオン整水器として非常に安定
したｐＨのアルカリイオン水を供給することができる。
従来技術であればアルカリイオン水の他に発生する酸性
イオン水を捨て水として排出しなければならなかった
が、本実施例においては捨て水も生じない。すなわち省
エネルギーにも貢献するものである。電圧、電流、流量
を制御することでｐＨの制御も自在に行うこともでき
る。

【００５２】次に本発明の他の実施例として浴槽水を殺
菌するため取り付ける浴槽水殺菌装置について説明す
る。図４は本発明の他の実施例における水処理装置であ
る浴槽水殺菌装置の全体概略図である。３１は浴槽水殺
菌装置、３４はお湯を供給するバルブ、３５は水道水を
供給するバルブである。３６は浴槽を示し、３３は浴槽
３６から浴槽水を吸引し浴槽水殺菌処理装置３７に送り
込む循環ポンプである。浴槽水殺菌処理装置３７から吐
出された浴槽水は再び浴槽３６に戻される。すなわち浴
槽３６から浴槽水を導く循環ポンプ３３を含んだ第１の
浴槽水循環経路に浴槽水殺菌処理装置３７の給水管を接
続し、浴槽水殺菌処理装置３７で処理された処理水を再
び浴槽３６に戻す第２の浴槽水循環経路に浴槽水殺菌処
理装置３７の吐出管を接続している。浴槽水殺菌処理装
置３７の詳細な構造は図２に記載した構造と基本的に同
一であるからここでは詳細な説明は省略する。浴槽３６
から取り込まれた浴槽水は浴槽水殺菌処理装置３７の陽
極側の電解室に入り、電気分解によってｐＨを下げると
ともに水道水中の塩素イオンＣｌ^ーから次亜塩素酸イオ
ンと次亜塩素酸を発生させられて浴槽３６に戻される。
この次亜塩素酸イオンと次亜塩素酸を含んだ酸性イオン
水は殺菌作用が強く、これによって浴槽水は消毒殺菌さ
れる。ここでは記載していないが、水道水中の塩素イオ
ンＣｌ^ーでは塩素イオンＣｌ^ーを十分確保できないときに
は、図１の記載と同様の食塩水タンク８を設ければよ
い。そしてこの濃厚食塩水は塩化ナトリウムのほか人体
に影響のない塩化カリウムや塩化カルシウムの濃厚な水
溶液でもよい。

【００５３】図７は本発明の他の実施例における水処理
装置である浴槽水殺菌装置の処理液中の細菌数と使用時
間の関係を示す実験成績図である。比較のため本実施例
の浴槽水殺菌処理装置３７の代わりにオゾナイザーを設
けて殺菌した場合の従来例の細菌数と使用時間の実験成
績があわせて記載されている。実験条件は浴槽を毎日５
人が２回使用するということでデータをとっている。浴
槽水が減少するとバルブ３４、３５からお湯と水を補充
した。本実施例の残留塩素濃度（次亜塩素酸イオンＣｌ
Ｏ^ーと次亜塩素酸の総和濃度）は０．５ｐｐｍである。
従来例のオゾン濃度は水質基準によれば５０ｐｐｂ以下
でなければならないので５０ｐｐｂで実験している。細
菌数の測定は寒天培地として標準寒天培地を使用した。
培養温度は４８時間３７℃に保持した。図７によれば本
実施例の場合、細菌数はほぼ２５コロニー／ｍｌ付近で１０
日間変わることがなく、細菌数に関しての水質基準１０
０コロニー／ｍｌを十分満足している。しかし従来例のオゾ
ン殺菌の場合、実験開始当初から５００コロニー／ｍｌと水
質基準をはるかに越えているし、日数が経つにつれ徐々
に細菌数が増加していき最終的には８００コロニー／ｍｌに
まで達した。また浴槽水を使用していったとき従来例で
はぬめり感がでてきたが、本実施例の場合においてはぬ
めり感が生じるようなことはなかった。

【００５４】このように本実施例の浴槽水殺菌装置は殺
菌力が優れており、連続運転しても細菌数は増加しない
から２４時間バスシステムの浴槽水殺菌装置として最適
の殺菌装置を提供することができる。また電気分解の際
同時にできるアルカリイオン水を従来の水処理装置のよ
うに捨て水として排出することもないから、２４時間バ
スシステムとしても環境を損なうこともなく、省エネル
ギーの浴槽水殺菌装置を提供することができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明の水処理方法は、電気分解して第
１の室からのみ処理液を吐出させ、第２の室からはガス
を排出させるから、必要なだけの処理液を捨て水するこ
となく供給することができる。それ故省エネルギーとな
り、しかも電極が分極現象を起こすことがなく連続運転
することが可能になる。

【００５６】本発明の水処理装置は、分極現象を簡単な
構成で抑えて捨て水なしに水処理することができる。

【００５７】ガス透過膜という簡単な構成で発生ガスを
効果的に排出でき、分極現象を起こすことが確実に防げ
る。

【００５８】隔膜が２枚以上設けられ中間室が形成され
ているから、長期間にわたって安定した水質の処理液を
供給することができる。

【００５９】極性切り換え手段を設けているから、アル
カリイオン水と酸性イオン水を必要に応じて適宜選択し
供給することができる。

【００６０】難溶性塩を収容しているので、微量に溶け
出したイオンのため電気分解の効率を高めることがで
き、ミネラル水造水器の機能をもたせることができる。

【００６１】また本発明の殺菌洗浄装置は、捨て水する
ことなく次亜ハロゲン酸と次亜ハロゲン酸イオンを含ん
だ殺菌力の強い処理液を供給できる。

【００６２】浴槽から浴槽水を導き、殺菌力の強い処理
水で処理して再び浴槽に戻すから、衛生的でぬめり等の
ない浴槽システムにすることができる。

【００６３】さらに本発明のアルカリイオン整水器は、
捨て水なくアルカリイオン水を提供することができる
し、浄水器を接続しているから浄化したアルカリイオン
水を捨て水なく提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における水処理装置である殺
菌洗浄装置の全体構成図

【図２】本発明の一実施例における水処理装置である殺
菌洗浄装置の詳細構造図

【図３】本発明の別の実施例における水処理装置である
アルカリイオン整水器の詳細構造図

【図４】本発明の他の実施例における水処理装置である
浴槽水殺菌装置の全体概略図

【図５】本発明の一実施例における水処理装置である殺
菌洗浄装置の処理液のｐＨ及び残留塩素と使用時間の関
係を示す実験成績図

【図６】本発明の別の実施例における水処理装置である
アルカリイオン整水器の処理液のｐＨと使用時間の関係
を示す実験成績図

【図７】本発明の他の実施例における水処理装置である
浴槽水殺菌装置の処理液中の細菌数と使用時間の関係を
示す実験成績図

【図８】従来のアルカリイオン整水器の概略構造図

【符号の説明】

１殺菌洗浄装置２、３、３０ａ液面検出器４、５ａ，５ｂ、８ａ、１０ａ、２５、２６、３４、３
５バルブ６、７ポンプ８食塩水タンク９原水タンク１０、２４原水バルブ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｃ仕切壁１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ、４２ａ、４２ｂ電
極１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、２７ガス透過膜１４、１６、２９ａ、２９ｃ電解室１５、２９ｂ中間室１８、３０、５０吐出口２１アルカリイオン整水器１７、１９、２３ａ、２３ｂ、４３隔膜２８難溶性塩３１浴槽水殺菌装置３３循環ポンプ３６浴槽３７浴槽水殺菌処理装置４８陽極室４９陰極室

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 1/50 ５２０Ｃ０２Ｆ 1/50 ５２０Ｌ５３１５３１Ｐ５４０５４０Ｂ５５０５５０Ｄ５６０５６０Ｅ５６０Ｆ 1/66 ５１０ 1/66 ５１０Ｃ５１０Ｇ５２２５２２Ａ５３０５３０Ｌ５３０Ｐ５４０５４０Ｄ５４０Ｅ 1/68 ５１０ 1/68 ５１０Ｂ５２０５２０Ｄ５２０Ｇ５３０５３０Ｂ５４０５４０Ｄ５４０Ｅ (56)参考文献特開昭62−102889（ＪＰ，Ａ) 実開昭50−50844（ＪＰ，Ｕ) 実開昭51−143742（ＪＰ，Ｕ) 特公昭29−3962（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C02F 1/46 - 1/48 C02F 1/50 C02F 1/66 - 1/68 B01D 19/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原水を収容する槽内に１対の電極を設け、
少なくとも１枚以上の隔膜を前記１対の電極の間に並設
して前記槽内を複数の室に区画し、前記１対の電極のう
ち第１の電極を収容した第１の室に原水の供給を行いな
がら前記槽内の原水を電気分解し、前記第１の室からの
み処理液を吐出させ、第２の電極を収容した第２の室か
らはガスを排出させることを特徴とする水処理方法。
【請求項２】原水を収容する槽と、前記槽内に設けられ
た１対の電極と、前記１対の電極の間に並設され前記槽
内を複数の室に区画する少なくとも１枚以上の隔膜と、
前記１対の電極に印加する直流電源を備え、前記１対の
電極のうち第１の電極を収容した第１の室に給水管を接
続して原水を供給するとともに前記槽内の原水を電気分
解し、前記第１の室に吐出管を接続して前記第１の室の
みから処理液を吐出させ、前記１対の電極のうち他方の
電極を収容した第２の室にはガス透過部を設けたことを
特徴とする水処理装置。
【請求項３】前記ガス透過部がガス透過膜であることを
特徴とする請求項２記載の水処理装置。
【請求項４】前記隔膜が２枚以上並設され、前記第１の
室と前記第２の室のほかに１つ以上の中間室が形成され
ていることを特徴とする請求項２または３記載の水処理
装置。
【請求項５】前記１対の電極に印加する電源の極性を切
り換える極性切り換え手段を設けたことを特徴とする請
求項２〜４のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項６】前記第２の室または前記中間室内に難溶性
塩を収容したことを特徴とする請求項２〜５のいずれか
に記載の水処理装置。
【請求項７】槽内に設けられた１対の電極と、前記１対
の電極の間に並設され前記槽内を２つ以上の室に区画す
る１枚以上の隔膜と、前記１対の電極に印加する直流電
源を備え、前記１対の電極のうち陽極を収容した第１の
室に給水管を接続してハロゲンイオン水を供給しハロゲ
ンイオン水を電気分解するとともに、前記第１の室に吐
出管を接続して前記第１の室のみから陽極で発生した次
亜ハロゲン酸と次亜ハロゲン酸イオンを含んだ処理水を
吐出させ、前記１対の電極のうち陰極を収容した第２の
室にはガス透過部を設けたことを特徴とする殺菌洗浄装
置。
【請求項８】浴槽から浴槽水を導く第１の浴槽水循環経
路に前記給水管を接続し、前記処理水を再び前記浴槽に
戻す第２の浴槽水循環経路に前記吐出管を接続すること
を特徴とする請求項７に記載された殺菌洗浄装置。
【請求項９】槽内に設けられた１対の電極と、前記１対
の電極の間に並設され前記槽内を２つ以上の室に区画す
る１枚以上の隔膜と、前記１対の電極に印加する直流電
源を備え、前記１対の電極のうち陰極を収容した第１の
室に給水管を接続して原水を供給し原水を電気分解する
とともに、前記第１の室に吐出管を接続して前記第１の
室のみから陰極で発生したアルカリイオン水を吐出さ
せ、前記１対の電極のうち陽極を収容した第２の室には
ガス透過部を設けたことを特徴とするアルカリイオン整
水器。
【請求項１０】浄水器に前記給水管を接続し、浄水を前
記第１の室に供給することを特徴とする請求項９記載の
アルカリイオン整水器。