(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を含有する被処理水を、炭素質三次元固定床型電極が設置された電解槽に供給し、該電極に通電することにより分極させ、該分極した電極に前記微生物を接触させることにより前記微生物の滅菌を行なう被処理水の電解処理方法において、前記電解槽への被処理水非供給時の前記電極への通電量を被処理水供給時と比較して同電圧あるいは小さくすることを特徴とする方法。
【請求項２】
被処理水非供給時に前記電極への通電を間欠的に停止するようにした請求項１に記載の方法。
【請求項３】
通電方向を間欠通電毎に反転するようにした請求項２に記載の方法。
【請求項４】
被処理水非供給時の印加電圧を被処理水供給時の印加電圧より低くした請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、微生物を含有する各種被処理水の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、より詳細には写真処理液、各種工場の純水、超純水あるいはプール水、製紙洗浄水、熱交換器冷却水、飲料水、カップ式自動販売機用貯水、養魚用水、薬剤希釈水、浴場水及びガス洗浄塔用循環水等の微生物を含有しあるいは微生物発生の可能性のある各種被処理水を複極型固定床式電解槽を使用して電解処理することにより前記各被処理水中の微生物の制菌、殺菌や滅菌を経済的及び効果的に行うための方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から各種用途に多種類の水溶液や他の物質を溶解していない単独の水（純水）が使用されている。これらの水溶液等は溶質が適度な養分を提供し、あるいは該水溶液の液温が繁殖に好ましい比較的高温度であると、細菌等の微生物が繁殖して該微生物は前記水溶液等の性能劣化を起こしたり、又製品に悪影響を与えたり、処理装置内に浮遊したり蓄積して処理装置の機能を損なうことが多い。通常の水道水中の微生物数は残留塩素を殺菌剤として残すことで20個／ミリリットル以下としているが、この水道水を例えば熱交換器用冷却水として使用すると前記微生物が飛躍的に繁殖して配管の腐食や悪臭の発生が生ずる。
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。又フィルター操作で生菌を濾過分離することは原理的に不可能であり、永続する菌除去はできない。
【０００３】
前述の各被処理水のうち、特に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死滅除去は不可欠であり、該滅菌や防黴の方法としては塩素による方法が主流である。しかし都市部の水道滅菌はその原水となる河川水、湖水等が各種有機物等で汚染され微生物の死滅に必要な量以上の塩素を添加するため、有機ハロゲン化物等を生起したり、カルキ臭を発生する等の弊害を生じている。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。
本出願人は飲料水を含む前記各被処理水における前述の欠点を解消するために、複数の炭素質三次元固定床型電極（以下炭素質電極ともいう）が収容された電解槽に前記被処理水を供給し電解処理することにより該被処理水中の微生物を滅菌する水処理装置及び方法を提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】
このいわゆる電解滅菌法は、前記炭素質電極に通電することにより該電極を分極させ主としてプラスに分極した電極部分に接触した微生物を滅菌するものであり、通電が継続されている限り微生物の滅菌が継続され、塩素やオゾン等の薬剤を使用しないため処理が長期間に亘っても微少量の電気代が増加するのみで経済的な運転が可能になるという長所がある。
しかしながら長期運転になると電気代も無視できずかつ通電時間に比例して前記炭素質電極の消耗も生じる。前記各被処理水の殆どは24時間継続して使用されるわけではなく必要に応じて電解槽に通電して被処理水の電解処理を行ない処理済の被処理水を得て各種用途に使用し、処理済水が不要の場合には電解槽への通電を停止して電気量の節約を図っている。
これにより必要最小限の電気量で所望の処理済水が得られるが、通電停止時には前記炭素質電極が分極していないため微生物が前記炭素質電極上で繁殖し、運転再開時に通電を開始しても通電停止時に繁殖した微生物を十分に滅菌できず、微生物が残存した処理済水しか得られなくなるという欠点がある。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、前述の従来技術の欠点を解消し、最小必要電力量で通電停止による微生物繁殖を実質的に防止し、常に微生物を殆ど含まない清澄な処理済水を即時供給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、微生物を含有する被処理水を、炭素質三次元固定床型電極が設置された電解槽に供給し、該電極に通電することにより分極させ、該分極した電極に前記微生物を接触させることにより前記微生物の滅菌を行なう被処理水の電解処理方法において、前記電解槽への被処理水非供給時の前記電極への通電量を被処理水供給時と比較して小さくすることを特徴とする方法である。なお本発明方法による水処理では電極表面上で実質的な酸化還元反応のような電気化学反応を生起していないことがあるので本発明方法による水処理及び本発明方法中の電解槽はそれそれ電気化学的処理及び電気化学的処理槽というべきであるが、一般呼称に従ってそれそれ電解処理及び電解槽と称する。
【０００７】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明方法は、写真処理液、各種工場の純水、超純水あるいはプール水、製紙洗浄水、熱交換器冷却水、飲料水、カップ式自動販売機用貯水、養魚用水、薬剤希釈水、浴場水及びガス洗浄塔用循環水等の微生物を含有しあるいは微生物発生の可能性のある各種被処理水を対象とし、該被処理水を複極型固定床式電解槽に供給し該電解槽に直流又は交流電圧を印加し前記被処理水中の微生物の制菌、殺菌あるいは滅菌を行う際の通電方法に関するものである。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る。
【０００８】
前記被処理水を、通電された炭素質電極が設置された電解槽に供給すると、該被処理水中の微生物は液流動によって分極した前記電極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。
このような被処理水の電解処理によると、前述した通り効果的に滅菌が行なわれるが、例えば被処理水が大量処理の必要があるプール水や半導体工場の洗浄純水では、本発明方法による滅菌処理に必要な電力量は処理コストの大部分を占めることが多い。電力量は、〔電力〕＝〔電圧〕×〔電流〕で表され、処理すべき水量が莫大であるため消費電力量も莫大になる。
【０００９】
一方飲料水などは電力量はさほど大きくならないが、電解槽を継続的に運転する場合の電力量は、〔電力〕＝〔電圧〕×〔電流〕×〔時間〕で表され、単位時間当たりの通電量は小さくても通電を継続すると電力量は増大してしまう。従って処理済の被処理水が必要な場合にのみ電解槽に通電し不要な場合には通電を停止することにより電力量の節約が達成できる。特に家庭の水道の蛇口は80〜90％の時間閉じられており、顕著な電力量節減が可能である。
しかしながらこの方法では通電停止時に前記電極に未接触の微生物が繁殖し、該微生物は通電開始時に電極に接触しても該電極が十分な分極を達成するまでに比較的長い時間を要し、通電開始と同時に電解槽から取り出される処理済の被処理水中にはかなりの数の微生物が存在する。この欠点を解消するためには、通電開始後の一定時間電解槽から取り出される被処理水を廃棄しあるいは前記電解槽に循環して、定常状態に達した後に電解槽から取り出される処理済被処理水のみを必要な用途に使用すれば良い。しかしこの方法では処理済の被処理水が無駄になるだけでなく、電解槽の内壁等に付着している微生物が通電開始後、どの程度の時間で電解槽から取り出されるか不確定であるため、完全な解決法とは言い難い。
【００１０】
電解槽への通電停止時つまり被処理水の供給量が零である場合（被処理水非供給時）には、電解槽外から微生物が供給されないため、微生物を滅菌する必要はなく、微生物の繁殖を防止できれば十分である。
前述の通り電極に通電することにより電極が分極しかつ酸素ガス及び水素ガス発生を伴いながら電解反応が進行し微生物の滅菌が行なわれるが、微生物の繁殖防止のためには通常運転時の微生物滅菌ほどの電位は必要としない。微生物滅菌のためにはガス発生は必須ではなく逆に発生ガスが電極表面上を覆ってしまい微生物が電極表面と接触し滅菌される効率を悪くするが、実際には僅かな発生ガスが生じかつそのガスが水溶液中で溶解する程度の電位を印加しながら被処理水の処理を行なうことが望ましい。
一方前述の微生物繁殖防止のためには、実質的な電解反応が生じない低い電位を電極表面に印加する程度で十分であるが、ガス発生を伴っても良い。
【００１１】
電力を節約しながらこの微生物繁殖防止を達成するために、本発明では被処理水供給時の平均通電量より被処理水非供給時の平均通電量を小さくする。この平均通電量を小さくするためには、例えば被処理水非供給時の前記炭素質電極への印加電圧を被処理水供給時の印加電圧より小さい一定電圧とする手段がある。この被処理水非供給時の印加電圧を実質的なガス発生がないような最大値に設定すると、通電量が零に近い状態で前記電極の分極が生じて微生物の繁殖防止を達成でき、最小の電力消費で目的を達成できる。
前記微生物繁殖防止の他の手段として、被処理水非供給時にも被処理水供給時と同一電圧を印加しかつ間欠的に印加電圧を零にすることにより、換言すると被処理水非供給時には基本的に電圧印加を停止しかつ間欠的に被処理水供給時と同一電圧を前記炭素質電極に印加する手段がある。この手段によると電圧印加の停止時間に相当する電力量が節約できる。なおこの手段においても印加電圧は被処理水供給時と同一の電圧とする必要はなく、やや低い電圧として更に電力量の節約を達成できる。
【００１２】
前記炭素質電極への通電は、該電極の両端側に位置する１対の給電用電極により行なわれるが、両給電用電極の極性を変えないと前記炭素質電極は常に同一の分極特性を有し、つまりプラスの給電用電極側に近い炭素質電極の部分がマイナスに又マイナスの給電用電極側に近い炭素質電極の部分がプラスに分極する。一般に微生物の滅菌は炭素質電極のプラスに分極した部分で行なわれ、マイナス側では殆ど滅菌は起こらない。
前記した被処理水非供給時の電位印加の際の給電用電極の極性を同一に維持しておくと前記炭素質電極のプラス分極側のみで微生物の滅菌あるいは繁殖防止が生じ、マイナス分極側では微生物の繁殖を抑制できなくなる可能性がある。
又、炭素電極の消耗も陽極サイドのみにて主に生じるので、一面のみが一方的に損傷する。
【００１３】
従って前述の間欠的な電圧印加を給電用電極の極性を反転させながら行なうとつまりある電圧印加では一方の給電用電極をプラスとして他の給電用電極をマイナスとして行ない、次の電圧印加は前記一方の給電用電極をマイナスとし前記他の給電用電極をプラスとして行なうことにより分極する炭素質電極の両面に正負の分極がほぼ等しく現れるようにすることにより前記炭素質電極の殆ど全ての部分での微生物繁殖を効果的に抑制できる。
前述の被処理水非供給時に間欠的に行なわれる電圧印加時間と電圧非印加時間との割合や被処理水供給時の印加電圧より小さい一定電圧の値は、効果的な微生物繁殖防止が達成できる範囲で適宜決定できるが、電力量節減の目的から（電圧印加時間）≦（電圧非印加時間）とすることが望ましい。
【００１４】
本発明方法に使用する電解槽は、固定床型三次元電極電解槽つまり固定床型単極式電解槽及び固定床式複極式電解槽であり、これらの電解槽では該電解槽の三次元電極が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。
本発明の固定床型三次元電極電解槽における電極は一般に分極現象を生じる炭素質電極と給電用電極を含み、該炭素質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炭素質材料、例えばフェルト状、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形成され、該炭素質電極の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10Hz以下の交流電圧を印加して前記電極を分極させその一端及び他端にそれぞれ陽極及び陰極を形成させ得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炭素質三次元材料を交互に短絡しないように電極間距離を離す手段を用いて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。
【００１５】
前記電極が炭素質であるため、酸素ガスにより酸化され炭酸ガスとして溶解することがある。これを防止するためには前記電極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たり、チタン等の基材上に白金等の白金族金属を被覆した通常不溶性金属電極と称される金属電極を使用する多孔質材料を接触状態で設置し、酸素発生が主として該多孔質金属電極材料上で生ずるようにすればよい。
前記炭素質電極の平均開孔径は25〜125 μｍとすることが望ましい。該炭素質電極を電解槽に収容して被処理水例えば飲料水を処理する際には、炭素質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。該炭素質電極の開孔径も比較的強い影響を有し、該炭素質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微生物の滅菌効率が低下する。逆に開孔径が小さすぎると被処理水が前記炭素質電極内を流通することが困難となり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。
【００１６】
本発明者の検討によると、炭素質三次元電極の開孔径が25μｍ未満であると電解電圧の顕著な上昇が生じ、又125 μｍを越えると電流効率（滅菌効率）の顕著な減少を招き、いずれも満足すべき効果（滅菌効率）を達成することができない。従って本発明方法における電解槽で炭素質電極を使用する場合にはその平均開孔径を前述の通り25〜125 μｍとすることが望ましい。そして該炭素質電極の空間率〔（電極の空隙容積）÷（電極の全体積）×100 （％）〕は20〜80％、好ましくは30〜60％である。
所望の開孔径を有する炭素質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炭素質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、調製される炭素質電極の開孔径を調節して任意の開孔径を有する炭素質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、別の製法としては所定の開孔径を有するセルロースペーパーを積層し同様な焼結温度にてグラファイト化する。
【００１７】
又単極式固定床型電解槽を使用する場合には、三次元材料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。
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％以下の隔膜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。
【００１８】
このような構成から成る電解槽の運転条件は、被処理水中の微生物の滅菌効率が最大になるように設定することが望ましい。
電解槽で水の電解処理を行う場合にはワンパス処理と循環処理があり、循環処理の方が滅菌効率は上昇するが例えば飲料水の電解処理では循環処理を行うことは困難であり、通常ワンパス処理となる。ワンパス処理では電解条件のうちの特に被処理水の空間速度(liquid hourly space velocity)をなるべく小さくして被処理水の電解槽内の滞留時間を長くすることが望ましい。
又その被処理水供給時の電極電位は前述の通り陽極電位を＋1.2 Ｖ(vs.SHE)より卑で＋0.2 Ｖ(vs.SHE)より貴である値とすることが望ましい。この電位範囲では両極における通常の電解反応により生ずる酸素ガス及び水素ガスの発生が僅かに生ずるか殆ど認められず、前記微生物の滅菌に寄与することのない発生ガスに配慮することなく、又電解電力を被処理水滅菌以外の無駄でかつ滅菌処理を阻害する電解ガス発生に使用することなく、前記被処理水の滅菌処理を行うことができる。
【００１９】
このような構成から成る電解槽を使用して前述の通り被処理水の処理を行なうと、被処理水中の微生物が滅菌されて微生物量がほぼ零に等しくなった処理済水が得られる。しかし現在の測定技術では、前記処理済水中の微生物数の測定は該処理済水中の微生物を培養した後でなければ特定できず通常２〜３日を要する。従って仮に電解槽運転に支障が生じても微生物数測定のみでは２〜３日後でなければ電解槽の異常が発見できない。そして３日後に異常が発見できても微生物数のデータだけでは異常の原因を特定できない。
又例えば飲料水では微生物数の増加は商品の欠陥例えば下痢などの原因に直結する。その際に前記電解槽運転データを確保しておくと電解槽が正常運転していたか否かを確認でき、データから電解槽が正常運転していたことが確認できれば、電解槽以外の他の原因により微生物の混入や繁殖があったことを立証できる。
【００２０】
従って本発明方法では、電解槽の運転と平行して、被処理水の温度、処理水量、電気伝導度及び電解槽の電圧値や電流値を継続して測定し、これらのデータをコンピューター等に記憶させておくことが望ましい。該データは好ましくは３日間以上少なくとも24時間分連続して記憶させ、微生物数のデータに異常が出た際に直ちにその原因を追求できるようにしておくことが更に望ましい。
【００２１】
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、前記電解槽はこれら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単極式固定床型電解槽の例を示す概略縦断面図である。
底板中央に上水道水供給口１を、又天板中央に上水道水取出口２をそれぞれ有する円筒状の電解槽本体３内の下部には、炭素質材料から形成される短寸円柱形の多孔質固定床型陰極４が前記本体３の内壁と実質的に液流動の生じないような僅かな間隙しか形成しないように収容され、該陰極４上には若干の間隙を介して例えばメッシュ状の白金族金属酸化物被覆チタン材あるいはメッシュ状の白金族金属をメッキしたチタン材から成る陽極５が収容されている。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。
【００２２】
このような構成から成る電解槽本体３は例えば水道配管の途中や水道の蛇口に設置され、該本体３にその上水道水供給口１から、微生物、有効塩素成分、カルキ臭、カルシウムイオン、マグネシウムイオン及び鉄イオン等を含有する上水道水を供給すると、該上水道水は多孔質陰極４の下面に接触し該陰極４面で前記有効塩素成分やカルキ臭の除去、及び金属イオン成分等の還元による対応する水酸化物又は酸化物との析出による除去等が起こり、前記陽極５面で前記微生物の滅菌が起こり、清浄化された上水道水が前記上水道水取出口２から槽外へ取り出される。なお本電解槽では液流が上向きであるため、電解反応によって微量発生する水素ガスや酸素ガスが容易に液流とともに電解槽外へ排出される。
この電解槽に上水道水の供給と連動して通電を行なうメカニズムを装着して上水道水の非供給時に、基本的には通電を停止し間欠的に上水道水供給時と等しいか低い値の電圧を印加することにより電力節減を達成するとともに当該電解槽内での微生物の繁殖を抑制できる。
【００２３】
図２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解槽の一例を示す概略縦断面図である。
上下にフランジ11を有する円筒形の電解槽本体12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ターミナル13と給電用陰極ターミナル14が設けられている。該両電極ターミナル13、14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15が積層され、かつ該固定床15間及び該固定床15と前記両電極ターミナル13、14間に４枚のメッシュ状隔膜又はスペーサー16が挟持されている。各固定床15は電解槽本体12の内壁に密着し固定床15の内部を通過せず、固定床15と電解槽本体12の側壁との間を流れる上水道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。
【００２４】
このような構成から成る電解槽に下方から矢印で示すように上水道水を供給しながら通電を行うと、前記各固定床15が図示の如く下面が正に上面が負に分極して各固定床15の下面に多孔質陽極が形成され、前記上水道水はこの多孔質陽極に接触して滅菌が行われ、その後前記電解槽の上方に取り出され、蛇口に導かれる。この電解槽にも図１の電解槽と同様の上水道非供給時の電圧印加手段を装着できる。
【００２５】
図３は、本発明方法に使用できる複極式固定床型電解槽の他の例を示すもので、該電解槽は図２の電解槽の固定床15の給電用陰極14に向かう側つまり陽分極する側にメッシュ状の不溶性金属電極17を密着状態で設置したものであり、他の部材は図２と同一であるので同一符号を付して説明を省略する。
直流電圧が印加された固定床15はその両端部において最も大きく分極が生じ、ガス発生が伴う場合には該両端部においてガス発生が生じ易い。従って最も強く陽分極するつまり最も激しく酸素ガスが発生する固定床15の給電用陰極14に向かう端部には最も速くかつ激しく酸化反応や電極基材の溶解反応が生じる。図示の通りこの部分に不溶性金属電極17を設置しておくと、該不溶性金属電極17の酸素発生過電圧が固定床15を形成する炭素系材料の前記過電圧より低いためと固定床陰極に対し前記不溶性金属電極が距離的に近いので殆どの酸素ガスが前記不溶性金属電極17から発生し固定床15は殆ど酸素ガスと接触しなくなるため、前記固定床15の溶解は効果的に抑制される。又該電解槽12に供給された上水道水は図２の場合と同様に処理され上水道水中の微生物の滅菌等が行われる。この電解槽にも図１及び２の電解槽と同様の上水道非供給時の電圧印加手段を装着できる。
【００２６】
【実施例】
以下に本発明方法による飲料水等の被処理水処理の実施例を記載するが、該実施例は本発明方法を限定するものではない。
まず次のようにして本実施例の電解槽を構成した。
透明な硬質ポリ塩化ビニル樹脂製の高さ75ｍｍ、内径40ｍｍのフランジ付円筒形である図２に示した電解槽内に、炭素繊維から成る直径39.5ｍｍ、厚さ10ｍｍの固定床（多孔質グラファイト、東海カーボン株式会社製Ｇ−100 Ｓ）５個を、開口率80％で直径40ｍｍ及び厚さ１ｍｍのポリエチレン樹脂製隔膜６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１ｍｍ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、本実施例の電解槽を構成した。
又上水道水に微生物を943 個／ミリリットル添加して試験用被処理水を調製した。
前記電解槽の下部からこの試験用被処理水を1.5 リットル／分の割合で供給し、直流電源により見掛け電流密度及び電解電圧が下記の比較例及び実施例に示す値となるように調節して前記試験用被処理水の電解処理を行なった。
【００２７】
【比較例１】
試験用被処理水の供給量を1.5 リットル／分に維持し、見掛け電流密度が0.2 Ａ／ｄｍ2 、電解電圧が4.3 〜8.8 Ｖ（平均電解電圧5.8 Ｖ）となるように調節し、電解槽から取り出される処理済の被処理水を経時的にサンプリングし、それぞれのサンプルを３日間培養した後、微生物数をカウントし、図４のグラフに示す運転時間と微生物数との関係が得られた。24日間の運転に要した電力量はＤＣ0.084 Ｗｈであった。
【００２８】
【比較例２】
比較例１と同じ電解槽を使用し、被処理水の供給を10分行ない、次いで供給停止を50分行ない、このサイクルを繰り返し、供給時には比較例１と同じ電解条件で通電し、供給停止時には通電を停止した。電解槽から取り出される処理済の被処理水を経時的にサンプリングし、それぞれのサンプルを３日間培養した後、微生物数をカウントし、図５のグラフに示す運転時間と微生物数との関係が得られた。24時間の運転に要した電力量はＤＣ0.015 Ｗｈであった。
【００２９】
【実施例１】
比較例２と同じ電解槽及び被処理水の供給及び停止のサイクルで被処理水の処理を行なった。被処理水の供給停止時には、10分間印加電圧（電解電圧）を零にし１分間印加電圧を4.3 〜8.6 Ｖ／電解槽にする電圧の間欠的印加サイクルを繰り返した。
電解槽から取り出される処理済被処理水中の微生物数を比較例の場合と同様にカウントし、図６のグラフに示す運転時間と微生物数との関係が得られた。24時間の運転に要した電力量はＤＣ0.022 Ｗｈであった。
【００３０】
【実施例２】
実施例１における被処理水の供給停止時の印加電圧の間欠的な印加毎に陽陰極を反転させたこと以外は実施例１と同一の電解条件で被処理水の電解処理を行ない、かつ微生物数をカウントして図７に示す運転時間と微生物数との関係が得られた。24時間の運転に要した電力量は実施例１と同じであった。
【００３１】
【実施例３】
実施例２における被処理水供給停止時の印加電圧を被処理水供給時の印加電圧より低い3.4 〜6.5 Ｖ／電解槽に維持したこと以外は実施例２と同じ電解条件で被処理水の電解処理を行ないかつ微生物数をカウントして図８に示す運転時間と微生物数との関係が得られた。24時間の運転に要した電力量は0.019 Ｗｈであった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明方法は、微生物を含有する被処理水を、炭素質三次元固定床型電極が設置された電解槽に供給し、該電極に通電することにより分極させ、該分極した電極に前記微生物を接触させることにより前記微生物の滅菌を行なう被処理水の電解処理方法において、前記電解槽への被処理水供給量が零の際に前記電極への通電量を被処理水供給時と比較して小さくすることを特徴とする方法（請求項１）である。
上水道水等の被処理水を本発明の固定床型三次元電極式電解槽に供給すると、該被処理水中の微生物は電位を与えられた炭素質電極に接触しそれらの表面で強力な酸化還元反応を受けたり高電位の電流に接触し、その活動が弱まったり自身が死滅して滅菌が行われる。
【００３３】
しかし本発明方法で使用する電解槽には常に被処理水が供給される訳ではなく被処理水が供給されず従って電力節減のため通電も停止している時間がかなり多い。この通電停止初期には未だ滅菌されていない微生物が存在し、該微生物は再度被処理水が供給され通電が再開されるまでの通電停止時に繁殖して十分に滅菌されないまま電解槽外に取り出されてしまう。
しかし前記本発明方法によると、被処理水供給停止時にも被処理水供給時より小量ではあるが、通電を行なって微生物の滅菌ほどの効果は得られないにしても該微生物の繁殖を抑制するようにしている。これにより従来の通電停止による微生物の繁殖という問題点を解決しかつ電力節減という所定の目的も満足できるレベルで達成される。
【００３４】
被処理水非供給時の通電量を小さくする具体的方法としては、被処理水供給時と同じ電位を間欠的に印加する方法（請求項２及び３）や、印加電圧を被処理水供給時の印加電圧より低くする方法（請求項４）がある。
前者の方法では間欠的な電圧印加の電圧印加停止時の電力分が節減され、間欠的な電圧印加で微生物の繁殖は抑制される。特に印加電圧の間欠印加毎に電圧の印加方向を反転させると（請求項３）、前記炭素質電極の分極方向が逆になりプラスに分極された部分で起こる滅菌あるいは繁殖抑制を前記炭素質電極の両面で起こすことができ、微生物繁殖の抑制をより効果的に行なうことができる。
後者の方法では、低くした電圧分の電力量が節減され、特に実質的な電流が流れない程度の電圧印加でも微生物の繁殖抑制には十分であり、電力節減の面からはこの方法を採用すると最大の効果が得られる。
【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単極式固定床型電解槽の第１の例を示す概略縦断面図。
【図２】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解槽の一例を示す概略縦断面図。
【図３】本発明方法に使用できる複極式固定床型電解槽の他の例を示す概略縦断面図。
【図４】比較例１における運転時間と微生物数との関係を示すグラフ。
【図５】比較例２における運転時間と微生物数との関係を示すグラフ。
【図６】実施例１における運転時間と微生物数との関係を示すグラフ。
【図７】実施例２における運転時間と微生物数との関係を示すグラフ。
【図８】実施例３における運転時間と微生物数との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１・・・上水道水供給口  ２・・・上水道水取出口  ３・・・電解槽本体  ４・・・固定床型陰極  ５・・・陽極  12・・・電解槽本体  13・・・陽極ターミナル  14・・・給電用陰極ターミナル  15・・・固定床
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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