(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード室およびカソード室を有する処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造方法において、前記希薄食塩水を調製するための原水として、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜にて区画された隔室にて電気透析処理して硬質成分を除去処理された処理水、または、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜にて区画された隔室にて電気透析処理して濃縮された硬質成分を除去処理された処理水を採用することを特徴とする電解生成水の製造方法。
【請求項２】
アノード室およびカソード室を有する処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造方法において、前記希薄食塩水を電解処理に先立って、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜にて区画された隔室にて電気透析処理して硬質成分を除去処理し、または、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜にて区画された隔室にて電気透析処理して濃縮された硬質成分を除去処理することを特徴とする電解生成水の製造方法。
【請求項３】
アノード室およびカソード室を有する処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第２の隔室、前記第２の陽イオン交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記各隔室を水の供給源に接続する水供給管路と、前記第２の隔室を前記希薄食塩水の調製源に接続する流出管路を備えていることを特徴とする電解生成水の製造装置。
【請求項４】
アノード室およびカソード室を有する処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第１の陰イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第２の隔室、これら両隔室間に配設されたイオン交換膜により区画形成された１または複数の第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記各隔室に水を供給する水供給管路と、これら隔室の１隔室を前記希薄食塩水の調製源に接続する流出管路を備えていることを特徴とする電解生成水の製造装置。
【請求項５】
アノード室およびカソード室を有する処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記第１，第２の隔室を水の供給源に接続する水供給管路と、前記第１の隔室を前記第３の隔室に接続する接続管路と、同第３の隔室を前記希薄食塩水の調製源に供給する流出管路を備えていることを特徴とする電解生成水の製造装置。
【請求項６】
アノード室およびカソード室を有する処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記各隔室を水の供給源に接続する水供給管路と、前記第２の隔室を硬質成分の除去装置に接続する流出管路と、前記除去装置にて硬質成分を除去処理された処理水を前記希薄食塩水の調製源に供給する流出管路を備えていることを特徴とする電解生成水の製造装置。
【請求項７】
アノード室およびカソード室を有する処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を備えた処理槽と、前記第１，第３の隔室を希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記第２の隔室を水供給源に接続する水供給管路と、前記第２の隔室内で処理された処理水を前記アノード室およびカソード室に供給する流出管路を備え、前記第２の隔室を形成する前記第２の陽イオン交換膜としてナトリウムイオンを選択的に透過する透過膜が採用され、かつ、前記第２の隔室を形成する前記第２の陰イオン交換膜として塩素イオンを選択的に透過する透過膜が採用されていることを特徴とする電解生成水の製造装置。
【請求項８】
アノード室およびカソード室を有する処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造装置であり、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を備えた処理槽と、前記第１，第２の隔室を希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記第３の隔室を水供給源に接続する水供給管路と、前記第２の隔室を硬質成分の除去装置に接続する流出管路と、前記除去装置にて硬質成分を除去処理された処理水を前記アノード室およびカソード室に供給する流出管路を備え、前記第２の隔室を形成する前記第２の陽イオン交換膜として陽イオン系硬質成分を選択的に透過する透過膜が採用され、かつ、前記第２の隔室を形成する前記第２の陰イオン交換膜として陰イオン系硬質成分を選択的に透過する透過膜が採用されていることを特徴とする電解生成水の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、希薄食塩水を電解して電解生成水を製造するための製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
希薄食塩水を電解して電解生成水を製造する手段としては、特公平４−４２０７７号公報に示されているように、アノード室およびカソード室を有する処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカソード室側生成水を生成する製造方法、および製造装置が知られている。アノード室側生成水は殺菌作用を有する酸性水であって殺菌処理水等として利用され、またカソード室側生成水はアルカリ水であって鮮魚、生鮮野菜等の鮮度を維持するための処理水等として利用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の電解生成水の製造においては、被電解水である希薄食塩水中に混在しているカルシウム、マグネシウム、珪酸物等の無機物（硬質成分）が電解中に各電解室内にスケールとして析出して各電極や各電解室の壁部に付着し、電解効率を著しく低下させるとともに、電解室内を汚染する。これらの硬質成分は、希薄食塩水の原料である食塩として低純度の食塩を使用した場合の食塩中に存在し、また食塩を溶解する水として一般の水道水等非処理水中に存在するため、電解中のスケールの発生に対処する一手段として、希薄食塩水中の硬質成分、または同食塩水を調製するために使用される原水の硬質成分を、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を用いて除去する手段が考えられる。かかる除去手段は硬質成分を除去する手段としては有効ではあるが、イオン交換樹脂を使用した場合にはかならず再生処理を行わなければならず、再生処理が面倒である。
【０００４】
また、他の手段としては、希薄食塩水または同食塩水を調製するための原水を一旦アルカリ性に変換して硬質成分を水酸化物として沈澱して除去する手段が考えられる。しかしながら、かかる除去手段を採用する場合には、水酸化物を沈澱除去された処理水を中和して中性に戻す必要があり、中和処理が面倒である。
【０００５】
従って、本発明の目的は、これらの両手段を採用することなく、希薄食塩水中の硬質成分、または同食塩水を調製するための原水の硬質成分を除去して、電解時における各電解室での硬質成分に起因するスケールの発生を防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は電解生成水の製造方法、およびその製造装置に関するもので、当該製造方法は、アノード室およびカソード室を有する処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカソード室側生成水を生成する電解生成水の製造方法において、下記の構成要件を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
すなわち、本発明の第１の製造方法は、上記した製造方法において、前記希薄食塩水を調製するための原水として、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜にて区画された隔室にて電気透析処理して硬質成分を除去処理された処理水、または、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜にて区画された隔室にて電気透析処理して濃縮された硬質成分を除去処理された処理水を採用することを特徴とするものである。また、本発明の第２の製造方法は上記した製造方法において、前記希薄食塩水を電解処理に先立って、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜にて区画された隔室にて電気透析処理して硬質成分を除去処理し、または、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜にて区画された隔室にて電気透析処理して濃縮された硬質成分を除去処理することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明に係る電解生成水の製造装置は、アノード室およびカソノード室を有する処理槽にて希薄食塩水を電解処理してアノード室側生成水およびカソード室側生成水を生成する形式の電解生成水の製造装置であって、下記に示す構成要件を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
すなわち、本発明の第１の製造装置は上記した形式の製造装置であって、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜とにより区画形成された第２の隔室、前記第２の陽イオン交換膜と前記第１の陰イオン交換膜とにより区画形成された第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記各隔室を水の供給源に接続する水供給管路と、前記第２の隔室を前記希薄食塩水の調製源に接続する流出管路を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の第２の製造装置は上記した形式の製造装置において、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第１の陰イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第２の隔室、これら両隔室間に配設されたイオン交換膜により区画形成された１または複数の第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記各隔室に水を供給する水供給管路と、これら隔室の１隔室を前記希薄食塩水の調製源に接続する流出管路を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の第３の製造装置は上記した形式の製造装置において、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記第１，第２の隔室を水の供給源に接続する水供給管路と、前記第１の隔室を前記第３の隔室に接続する接続管路と、同第３の隔室を前記希薄食塩水の調製源に供給する流出管路を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の第４の製造装置は上記した形式の製造装置において、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を備えた処理槽と、前記アノード室およびカソード室を前記希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記各隔室を水の供給源に接続する水供給管路と、前記第２の隔室を硬質成分の除去装置に接続する流出管路と、前記除去装置にて硬質成分を除去処理された処理水を前記希薄食塩水の調製源に供給する流出管路を備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の第５の製造装置は上記した形式の製造装置において、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を備えた処理槽と、前記第１，第３の隔室を希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記第２の隔室を水供給源に接続する水供給管路と、前記第２の隔室内で処理された処理水を前記アノード室およびカソード室に供給する流出管路を備え、前記第２の隔室を形成する前記第２の陽イオン交換膜としてナトリウムイオンを選択的に透過する透過膜が採用され、かつ、前記第２の隔室を形成する前記第２の陰イオン交換膜として塩素イオンを選択的に透過する透過膜が採用されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の第６の製造装置は上記した形式の製造装置において、第１の陽イオン交換膜により区画形成されて陽極が配置されたアノード室、第１の陰イオン交換膜により区画形成されて陰極が配置されたカソード室、これら両室間にて前記第１の陽イオン交換膜と第２の陽イオン交換膜により区画形成された第１の隔室、前記第２の陽イオン交換膜と第２の陰イオン交換膜により区画形成された第２の隔室、前記第２の陰イオン交換膜と前記第１の陰イオン交換膜により区画形成された第３の隔室を備えた処理槽と、前記第１，第２の隔室を希薄食塩水の供給源に接続する塩水供給管路と、前記第３の隔室を水供給源に接続する水供給管路と、前記第２の隔室を硬質成分の除去装置に接続する流出管路と、前記除去装置にて硬質成分を除去処理された処理水を前記除去装置を前記アノード室およびカソード室に供給する流出管路を備え、前記第２の隔室を形成する前記第２の陽イオン交換膜として陽イオン系硬質成分を選択的に透過する透過膜が採用され、かつ、前記第２の隔室を形成する前記第２の陰イオン交換膜として陰イオン系硬質成分を選択的に透過する透過膜が採用されていることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の作用・効果】
本発明の第１の製造方法によれば、希薄食塩水を調製するための原水は電気透析処理により塩類等電解質溶質成分を除去されるため、このような原水と高純度の食塩とにより調整された希薄食塩水中には硬質成分は存在しない。また、本発明の第２の製造方法によれば、希薄食塩水は電解に先だって電気透析処理により硬質成分をほとんど除去されていて、希薄食塩水中の硬質成分の存在量はわずかである。このため、当該希薄食塩水を電解しても、硬質成分が各電解室中で析出して各電解室、各電極にスケールとして付着するようなことはない。しかして、これらの製造方法においては、硬質成分の除去手段として両イオン交換膜のイオン選択的透過性を利用しているため、イオン交換樹脂方式の軟水器等を使用した場合のごときイオン交換樹脂の再生工程が不要である。
【００１６】
また、本発明の第１〜第４の製造装置を採用すれば、本発明の第１の製造方法を好適に実施することができ、かつ本発明の第５，第６の製造装置を採用すれば、本発明の第２の製造方法を好適に実施することができる。しかして、本発明の第１〜第４の製造装置によれば、同一の処理槽で水の電気透析による精製と希薄食塩水の電解とを行うことができ、また本発明の第５，第６の製造装置によれば、同一の処理槽で希薄食塩水の電気透析による精製と同希薄食塩水の電解とを行うことができるという大きな利点があり、これにより製造装置を小型化することができるとともに、製造装置を廉価に提供することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の製造装置の概略的な構成を示すもので、当該製造装置１０は処理槽１１、希薄食塩水の調製槽１２、高純度で高濃度の食塩水を貯溜する供給タンク１３、電解生成水の収容タンク１４ａ，１４ｂを備えているとともに、水供給管路１５ａ、塩水供給管路１５ｂ、および各流出管路１６ａ〜１６ｅを備えている。
【００１８】
処理槽１１は槽本体１１ａ内に、第１陽イオン交換膜１１ｂ、第２陽イオン交換膜１１ｃ、第１陰イオン交換膜１１ｄ、第２陰イオン交換膜１１ｅの４枚のイオン交換膜が配設されており、槽本体１１ａ内に第１陽イオン交換膜１１ｂにて区画形成されたアノード室Ｒa、第１陰イオン交換膜１１ｄにて区画形成されたカソード室Ｒc、第１陽イオン交換膜１１ｂと第２陰イオン交換膜１１ｅとにより区画形成された第１隔室Ｒ1、第２陰イオン交換膜１１ｅと第２陽イオン交換膜１１ｃとにより区画形成された第２隔室Ｒ2と、第２陽イオン交換膜１１ｃと第１陰イオン交換膜１１ｄとにより区画形成された第３隔室Ｒ3とを備えている。アノード室Ｒaには陽極１１ｆが配置されているとともに、カーソード室Ｒcには陰極１１ｇが配置されている。
【００１９】
処理槽１１においては、第１，第２，第３隔室Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3には水供給管路１５ａが接続されていて、供給ポンプ１７ａ、流量制御バルブ１８ａを介して水道水が供給されるようになっている。また、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcには塩水供給管路１５ｂが接続されていて、供給ポンプ１７ｂ、流量制御バルブ１８ｂを介して希薄食塩水が供給されるように構成されている。また、処理槽１１においては、アノード室Ｒa、カソード室Ｒc、第１隔室Ｒ1、第２隔室Ｒ2、第３隔室Ｒ3にそれぞれ流出管路が接続されている。アノード室側生成水は第１流出管路１６ａを介して第１収容タンク１４ａに流出され、カソード室側生成水は第５流出管路１６ｅを介して第２収容タンク１４ｂに流出され、第１，第３隔室Ｒ1，Ｒ3内の処理水は第２，第４流出管路１６ｂ，１６ｄを介して外部に排出され、かつ第２隔室Ｒ2内の処理水は第３流出管路１６ｃを介して塩水調製槽１２に流出される。
【００２０】
塩水調製槽１２は食塩供給タンク１３とともに希薄食塩水の調製源を構成するもので、塩水調製槽１２では食塩供給タンク１３からの濃食塩水と第２隔室Ｒ2からの処理水を受けて所定濃度の希薄食塩水、すなわち０．１〜０．２重量％の範囲内の所定濃度の希薄食塩水が調製される。なお、第１，第５流出管路１６ａ，１６ｅの途中にはｐＨセンサー１８ｃが介装されていて、各収容タンク１４ａ，１４ｂ内に流入する各生成水のｐＨを測定している。また、各収容タンク１４ａ，１４ｂ内の生成水は一定のｐＨに調製すべく各流量制御バルブ１８ｂを介してアノード室Ｒa，カソード室Ｒcに還流されるようになっている。
【００２１】
このように構成した製造装置１０においては、処理槽１１の第１，第２，第３隔室Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3には水供給管路１５ａを通して水道水が供給されるとともに、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcには塩水調整槽１２から希薄食塩水が供給される。この状態において、第２隔室Ｒ2内に供給された水道水は第３流出管路１６ｃを通して塩水調整槽１２に流出するが、第２隔室Ｒ2内では水中に溶存するマグネシウム、カルシウム等の硬質成分である陽イオンが第２陽イオン交換膜１１ｃを透過して第３隔室Ｒ3内に移行するとともに、珪酸物質等の硬質成分である陰イオンが第２陰イオン交換膜１１ｅを透過して第１隔室Ｒ1内に移行する。一方、第１隔室Ｒ1内では水中の陽イオンおよび陰イオンは第１陽イオン交換膜１１ｂと第２陰イオン交換膜１１ｅにより閉じ込められてアノード室Ｒa，第２隔室Ｒ2への移行を阻止され、また第３隔室Ｒ3内では水中の陽イオンおよび陰イオンは第２陽イオン交換膜１１ｃと第１陰イオン交換膜１１ｄにより閉じ込められてカソード室Ｒc，第２隔室Ｒ2への移行を阻止される。
【００２２】
従って、当該製造装置１０においては、第２隔室Ｒ2から流出する処理水は硬質成分を除去された状態で塩水調整槽１２に流入して希薄食塩水の原水として使用され、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcへ供給される希薄食塩水には硬質成分が溶存していない。このため、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcでの希薄食塩水の電解時に硬質成分に起因するスケールの発生がなく、スケールの発生によるアノード室Ｒaおよびカソード室Ｒc、各電極１１ｆ，１１ｇが汚染されることがない。なお、第１，第３隔室Ｒ1，Ｒ3に移行した硬質成分は第２，第４流出管路１６ｂ，１６ｄから排出される。
【００２３】
このように、当該製造装置１０を使用して電解生成水を製造する場合には、希薄食塩水を調製するための原水は電気透析処理によりマグネシウム、カルシウム、珪酸物質等の硬質成分を除去されるため、希薄食塩水中には硬質成分は存在しない。このため、当該希薄食塩水を電解しても、硬質成分が処理槽１１内に析出してアノード室Ｒaおよびカソード室Ｒc、各電極１１ｆ，１１ｇを汚染することがないが、硬質成分の除去手段として各イオン交換膜１１ｂ〜１１ｅのイオン選択的透過性を利用しているため、イオン交換樹脂を使用する場合のごとき再生工程が不要である。また、当該製造装置１０においては、同一の処理槽１１で水の電気透析による精製と希薄食塩水の電解とを行うことができるため、電解生成水の製造装置を小型化することができるとともに、製造装置を廉価に提供することができるという大きな利点を有する。
【００２４】
図２は本発明の第２の製造装置の概略的な構成を示すもので、当該製造装置１０ａは第１の製造装置１０を基本構成としている。当該製造装置１０ａにおいては、処理槽１１の槽本体１１ａ内に６枚のイオン交換膜が配置されていて、第１陽イオン交換膜１１ｂにより区画形成されたアノード室Ｒa、第１陰イオン交換膜１１ｄにて区画形成されカソード室Ｒc、第１陽イオン交換膜１１ｂと第２陰イオン交換膜１１ｅとにより区画形成された第１隔室Ｒ1、第１陰イオン交換膜１１ｄと第２陽イオン交換膜１１ｃにより区画形成された第２隔室Ｒ2、第２陰イオン交換膜１１ｅと第３陽イオン交換膜１１ｈとにより区画形成された第３隔室Ｒ3、第２陽イオン交換膜１１ｃと第３陰イオン交換膜１１ｉとにより区画形成された第４隔室Ｒ4、第３陽イオン交換膜１１ｈと第３陰イオン交換膜１１ｉとにより区画形成された第５隔室Ｒ5を備えている。
【００２５】
当該製造装置１０ａにおいては、水供給管路１５ａが第２，第３隔室Ｒ2，Ｒ3に接続されているとともに、第４隔室Ｒ4が塩水調製槽１２に接続されている。また、第３隔室Ｒ3は第４隔室Ｒ4に、第２隔室Ｒ2は第５隔室Ｒ5に、第５隔室Ｒ5は第１隔室Ｒ1にそれぞれ接続されており、塩水調製槽１２に供給される処理水が同一雰囲気の隔室を２度流動して、２度電気透析処理されるように構成されている。
【００２６】
なお、当該製造装置１０ａのその他の構成は製造装置１０と同様であり、硬質成分の除去の程度が高い点を除き製造装置１０と同様の作用効果を奏するものである。また、当該製造装置１０ａにおいては、原水の水質の程度により隔室を適宜の数に設定することができる。
【００２７】
図３は本発明の第３の製造装置の概略的な構成を示すもので、当該製造装置２０は処理槽２１、希薄食塩水の調製槽２２、高純度で高濃度の食塩水の供給タンク２３、電解生成水の収容タンク２４ａ，２４ｂを備えているとともに、水供給管路２５ａ、塩水供給管路２５ｂ、各流出管路２６ａ〜２６ｅ、各供給ポンプ２７ａ，２７ｂ、各流量制御バルブ２８ａ，２８ｂ、ｐＨセンサー２８ｃを備えている。
【００２８】
処理槽２１は槽本体２１ａ内に、第１陽イオン交換膜２１ｂ、第２陽イオン交換膜２１ｃ、第１陰イオン交換膜２１ｄ、第２陰イオン交換膜２１ｅの４枚のイオン交換膜が配設されており、槽本体２１ａ内に第１陽イオン交換膜２１ｂにて区画形成されたアノード室Ｒa、第１陰イオン交換膜２１ｄにて区画形成されたカソード室Ｒc、第１陽イオン交換膜２１ｂと第２陽イオン交換膜２１ｃとにより区画形成された第１隔室Ｒ1、第２陽イオン交換膜２１ｃと第２陰イオン交換膜２１ｅとにより区画形成された第２隔室Ｒ2と、第２陰イオン交換膜２１ｅと第１陰イオン交換膜２１ｄとにより区画形成された第３隔室Ｒ3とを備えている。アノード室Ｒaには陽極２１ｆが配置されているとともに、カソード室Ｒcには陰極２１ｇが配置されている。
【００２９】
処理槽２１においては、第１，第２隔室Ｒ1，Ｒ2には水供給管路２５ａが接続されていて、供給ポンプ２７ａ、流量制御バルブ２８ａを介して水道水が供給されるようになっている。また、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcには塩水供給管路２５ｂが接続されていて、供給ポンプ２７ｂ、流量制御バルブ２８ｂを介して希薄食塩水が供給されるように構成されている。また、処理槽２１においては、アノード室Ｒa、カソード室Ｒc、第１隔室Ｒ1、第２隔室Ｒ2、第３隔室Ｒ3にそれぞれ流出管路が接続されている。アノード室側生成水は第１流出管路２６ａを介して第１収容タンク２４ａに流出され、カソード室側生成水は第５流出管路２６ｅを介して第２収容タンク２４ｂに流出され、第２隔室Ｒ2内の処理水は第３流出管路２６ｃを介して外部に排出され、かつ第１隔室Ｒ1内の処理水は第２流出管路２６ｂを介して第３隔室Ｒ3内に流入されるとともに、第３隔室Ｒ3内の処理水は第４流出管路２６ｄを介して塩水調製槽２２に流出されるように構成されている。
【００３０】
このように構成した製造装置２０においては、処理槽２１の第１，第２隔室Ｒ1，Ｒ2には水供給管路２５ａを通して水道水が供給されるとともに、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcには塩水調整槽２２から希薄食塩水が供給される。この状態において、第２隔室Ｒ2内に供給された水道水は第３流出管路２６ｃを通して外部へ流出するが、第２隔室Ｒ2内には第１隔室Ｒ1から陽イオンの硬質成分が第２陽イオン交換膜２１ｃを透過して侵入し、また第３隔室Ｒ3から陰イオンの硬質成分が第２陰イオン透過膜２１ｅを透過して侵入して、硬質成分が濃縮される。このため、硬質成分は第２隔室Ｒ2から処理水ととともに外部へ流出する。従って、第３隔室Ｒ3から塩水調製槽２２に供給される処理水中には硬質成分は溶存せず、塩水調製槽２２で調製された希薄食塩水にも硬質成分は溶存しない。このため、かかる希薄食塩水の電解では硬質成分に起因するスケールの発生はなく、処理槽２１がスケールにより汚染されることはない。
【００３１】
図４は本発明の第４の製造装置の概略的な構成を示すもので、当該製造装置２０ａは図３に示す第３の製造装置２０を基本構成としている。従って、当該製造装置２０ａにおいて製造装置２０と同一の構成部材には同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、必要により説明するにとどめる。
【００３２】
当該製造装置２０ａにおいて、処理槽２１の第１，第２，第３隔室Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3には水供給管路２５ａが接続されていて、供給ポンプ２７ａ、流量制御バルブ２８ａを介して水道水が供給されるようになっている。また、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcには塩水供給管路２５ｂが接続されていて、供給ポンプ２７ｂ、流量制御バルブ２８ｂを介して希薄食塩水が供給されるように構成されている。また、処理槽２１においては、アノード室Ｒa、カソード室Ｒc、第１隔室Ｒ1、第２隔室Ｒ2、第３隔室Ｒ3にそれぞれ流出管路が接続されている。アノード室側生成水は第１流出管路２６ａを介して第１収容タンク２４ａに流出され、カソード室側生成水は第５流出管路２６ｅを介して第２収容タンク１４ｂに流出され、第１，第３隔室Ｒ1，Ｒ3内の処理水は第２，第４流出管路２６ｂ，２６ｄを介して外部に排出され、かつ第２隔室Ｒ2内の処理水は第３流出管路２６ｃを介して沈澱槽２９に流出されるように構成されている。
【００３３】
沈澱槽２９は流量調整バルブ２８ｂを介して塩水調製槽２２に接続されていて、沈澱槽２９では第２隔室Ｒ2から流出する処理水中の水不溶化成分が沈澱される。沈澱後の処理水は流量制御バルブ２８ｂを通して塩水調製槽２２に供給される。なお、沈澱槽２９にはポリ燐酸カリウム等の水溶性のポリ燐酸塩が添加されて、不溶化成分の沈澱を助勢させるようになっている。
【００３４】
このように構成した製造装置２０ａにおいては、処理槽２１の第１，第２，第３隔室Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3には水供給管路２５ａを通して水道水が供給されるとともに、アノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcには塩水調整槽２２から希薄食塩水が供給される。この状態において、第２隔室Ｒ2内に供給された水道水は第３流出管路２６ｃを通して沈澱槽２９に流出するが、第２隔室Ｒ2内には第１隔室Ｒ1から陽イオンの硬質成分が第２陽イオン交換膜２１ｃを透過して侵入し、また第３隔室Ｒ3から陰イオンの硬質成分が第２陰イオン透過膜２１ｅを透過して侵入して、硬質成分が濃縮される。このため、硬質成分は第２隔室Ｒ2から処理水ととともに流出して沈澱槽２９に流入し、その一部が硅酸カルシウム等の不溶性塩を形成するとともに、残存するアルカリ性硬質成分が沈澱槽２９に添加されている水溶性ポリ燐酸塩と反応し燐酸カルシウム等の不溶性塩を形成して沈澱する。
【００３５】
従って、沈澱槽２９から塩水調製槽２２に供給される処理水中には硬質成分は溶存せず、塩水調製槽２２で調製された希薄食塩水にも硬質成分は溶存しない。このため、かかる希薄食塩水の電解では硬質成分に起因するスケールの発生はなく、処理槽２１がスケールにより汚染されることはない。
【００３６】
なお、第１隔室Ｒ1を流出する処理水には陽イオン系の硬質成分がほとんど溶存しないととも、ナトリウムイオンが多く溶存し、一方第３隔室Ｒ3を流出する処理水には陰イオン系の硬質成分がほとんど溶存しないとともに塩素イオンが多く溶存するため、これら両イオンを有効に活用するために、塩水調製槽２２に供給するように構成することもできる。
【００３７】
図５は本発明の第５の製造装置の概略的な構成を示すもので、当該製造装置３０は処理槽３１、希薄食塩水の調製槽３２、高濃度の食塩水の供給タンク３３、電解生成水の収容タンク３４ａ，３４ｂを備えているとともに、水供給管路３５ａ、塩水供給管路３５ｂ、各流出管路３６ａ〜３６ｅ、各供給ポンプ３７ａ，３７ｂ、各流量制御バルブ３８ａ，３８ｂ、ｐＨセンサー３８ｃおよび貯溜槽３９を備えている。当該製造装置３０においては、希薄食塩水を電解に先だって電気透析処理する点、および高濃度食塩水として硬質成分を多く含む低純度の食塩を使用して調製している点で、第１〜第４の製造装置１０，１０ａ，２０，２０ａとは相違する。
【００３８】
しかして、当該製造装置３０においては、第２陽イオン交換膜３１ｃとしてナトリウムイオン選択透過膜が採用され、また第２陰イオン交換膜３１ｅとして塩素イオン選択透過膜が採用されていて、第２隔室Ｒ2は水供給管路３５ａに接続されているとともに、第１隔室Ｒ1および第３隔室Ｒ3が塩水供給管路３５ｂに接続されていて、第２隔室Ｒ2は第３流出管路３６ｃを介して貯溜槽３９に接続されている。また、貯溜槽３９は塩水供給管路３５ｃを介してアノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcに接続されている。従って、予め調製された希薄食塩水は調製槽３２から第１隔室Ｒ1および第３隔室Ｒ3に流入後電気透析され、その主成分であるナトリウムイオンおよび塩素イオンが第２隔室Ｒ2へ侵入して高純度の食塩水となって、同隔室Ｒ2から貯溜槽３９へ流出する。従って、貯溜槽３９からアノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcに供給される希薄食塩水中には硬質成分は溶存せず、かかる希薄食塩水の電解では硬質成分に起因するスケールの発生はなく、処理槽３１がスケールにより汚染されることはない。なお、第１隔室Ｒ1からは陽イオン系の硬質成分を多く含む処理水が排出され、また第３隔室Ｒ3からは陰イオン系の硬質成分を多く含む処理水が排出される。
【００３９】
このように、当該製造装置３０を使用して電解生成水を製造する場合においては、希薄食塩水は電解に先だって電気透析処理により硬質成分を除去されていて、希薄食塩水中には硬質成分は存在しないため、当該希薄食塩水を電解しても、硬質成分が処理槽３１中で析出してアノード室Ｒa、カソード室Ｒc、各電極３１ｆ，３１ｇにスケールとして付着することはないが、硬質成分の除去手段として各イオン交換膜３１ｂ〜３１ｅのイオン選択的透過性を利用しているため、イオン交換樹脂によって構成された軟水化装置のごとき再生工程は不要である。また、当該製造装置３０においては、同一の処理槽３１で希薄食塩水の電気透析による精製と同食塩水の電解とを行うことができるため、電解生成水の製造装置を小型化することができるとともに、製造装置を廉価に提供することができるという大きな利点を有する。
【００４０】
特に、当該製造装置３０においては、第２陽イオン交換膜３１ｃとしてナトリウムイオン選択透過膜を採用し、かつ第２陰イオン交換膜として塩素イオン選択透過膜３１ｅを採用して食塩水を高純度化しているため、食塩水の調製には低純度の食塩を採用できるという大きな利点を有する。
【００４１】
図６は本発明の第６の製造装置の概略的な構成を示すもので、当該製造装置３０ａは第５の製造装置３０を基本構成としている。従って、当該製造装置３０ａにおいて製造装置３０と同一の構成部材には同一の符号を付してその詳細な説明を省略し、必要により説明するにとどめる。
【００４２】
当該製造装置３０ａにおいては、第２陽イオン交換膜３１ｃとして陽イオン系の硬質成分を選択透過させる交換膜が、第２陰イオン交換膜３１ｅとして陰イオン系の硬質成分を選択透過させる交換膜が採用されており、また貯溜槽３９に換えて沈澱槽３９ａが採用されている。しかして、当該製造装置３０ａにおいては、第３隔室Ｒ3が水供給管路３５ａに接続されているとともに、第１隔室Ｒ1および第２隔室Ｒ2が塩水供給管路３５ｂに接続されていて、第２隔室Ｒ2は第３流出管路３６ｃを介して沈澱槽３９ａに接続されている。なお、沈澱槽３９ａには、ポリ燐酸カリウム等の水溶性のポリ燐酸塩が添加されていて、不溶化成分の沈澱が助勢されるようになっている。
【００４３】
また、沈澱槽３９ａは塩水供給管路３５ｃを介してアノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcに接続されている。従って、予め調製された希薄食塩水は調製槽３２から第２隔室Ｒ2で電気透析処理されて沈澱槽３９に流入するが、第２隔室Ｒ2内には第１隔室Ｒ1から陽イオンの硬質成分が第２陽イオン交換膜３１ｃを透過して侵入し、また第３隔室Ｒ3から陰イオンの硬質成分が第２陰イオン透過膜３１ｅを透過して侵入して、硬質成分が濃縮される。このため、硬質成分は硅酸カルシウム等の不溶性塩となって第２隔室Ｒ2から処理水ととともに流出して、沈澱槽３９ａに流入して沈澱する。さらに、残存する陽イオン系の硬質成分は沈澱槽３９ａに添加されている水溶性のポリ燐酸塩と反応し、燐酸カルシウム塩等の不溶性塩を形成して沈澱する。
【００４４】
従って、沈澱槽３９ａからアノード室Ｒaおよびカソード室Ｒcに供給される希薄食塩水中には硬質成分は溶存せず、かかる希薄食塩水の電解では硬質成分に起因するスケールの発生はなく、処理槽３１がスケールにより汚染されることはない。なお、第１隔室Ｒ1を流出する処理水には陽イオン系の硬質成分がほとんど溶存しないととも、ナトリウムイオンが多く溶存するため、このイオンを有効に活用するために上記処理水を塩水調製槽３２に供給するように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の製造装置を示す概略的構成図である。
【図２】本発明の第２の製造装置を示す概略的構成図である。
【図３】本発明の第３の製造装置を示す概略的構成図である。
【図４】本発明の第４の製造装置を示す概略的構成図である。
【図５】本発明の第５の製造装置を示す概略的構成図である。
【図６】本発明の第６の製造装置を示す概略的構成図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，２０，２０ａ，３０，３０ａ…製造装置、１１，２１，３１…処理槽、１１ｂ，１１ｃ，１１ｈ，２１ｂ，２１ｃ，３１ｂ，３１ｃ…陽イオン交換膜、１１ｄ，１１ｅ，１１ｉ，２１ｄ，２１ｅ，３１ｄ，３１ｅ…陰イオン交換膜、１２，２２，３２…塩水調製槽、１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ，３４ａ，３４ｂ…収容タンク、１５ａ，２５ａ，３５ａ…水供給管路、１５ｂ，２５ｂ，３５ｂ，３５ｃ…塩水供給管路、１６ａ〜１６ｅ，２６ａ〜２６ｅ，３６ａ〜３６ｅ…流出管路、２９，３９ａ…沈澱槽、３９…貯溜槽。
【図１】
0003647505.tif 000002
【図２】
0003647505.tif 000003
【図３】
0003647505.tif 000004
【図４】
0003647505.tif 000005
【図５】
0003647505.tif 000006
【図６】
0003647505.tif 000007