(57)【要約】      （修正有）【課題】物品類の洗浄に使用したアルカリ性電解水を、再利用可能な状態にする再利用方法と、再利用を可能にするシステムを提供する。【解決手段】一定した洗浄力を維持しつつ、洗浄水としてのアルカリ性電解水を有効に再利用できるようにするために、洗浄に用いた使用済みアルカリ性電解水を膜処理装置３０に導入することによって、加工油等を濾過膜によって除去した後に、再び電解槽１０に導入して電気分解を行うことにより、再生して再利用に供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種物品類等の洗浄に使用した使用済みアルカリ性電解水から、加工油等の油分を除去して濾過した後、この使用済みアルカリ性電解水を電解槽に導入して再び電気分解を行うことにより、使用済みアルカリ性電解水を再度洗浄水として利用可能にすることを特徴とするアルカリ性電解水の再利用方法。
【請求項２】
加工油等の油分を除去して濾過した使用済みアルカリ性電解水と原水とを混合槽内で混合し、この混合水を上記電解槽に導入して再び電気分解することにより、使用済みアルカリ性電解水を再度洗浄水として利用可能にすることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ性電解水の再利用方法。
【請求項３】
各種物品類の洗浄に使用した使用済みアルカリ性電解水を、再度洗浄に利用可能にするアルカリ性電解水の再利用システムであって、
電解槽で生成されたアルカリ性電解水を用いて、各種物品類に付着している加工油等の油分を含む汚れ物質を洗浄して除去する洗浄手段と、
洗浄によって除去された汚れ物質を含んだ使用済みアルカリ性電解水から、上記の汚れ物質を濾過膜を用いて分離除去する膜処理手段と、
上記汚れ物質が除去された使用済みアルカリ性電解水を、前記電解槽に再度送り込んで電解処理を行う再電解処理手段、とから構成したことを特徴とするアルカリ性電解水の再利用システム。
【請求項４】
原水を前記電解槽に導入する給水経路の途中に、前記膜処理手段を経て送られて来る使用済みアルカリ性電解水と上記の原水とを混合して被電解水と成し、且つ、この被電解水を上記電解槽に送り込んで電解を繰り返すことができる混合槽が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のアルカリ性電解水の再利用システム。
【請求項５】
前記膜処理手段で用いる濾過膜の孔径が、加工油等の油分は捕集して分離除去するが、電解質は透過させることができる０．００５〜０．０１μｍに構成されていることを特徴とする請求項３に記載のアルカリ性電解水の再利用システム。
【請求項６】
前記膜処理手段が、限外濾過膜を使用したクロスフロー方式で行うように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のアルカリ性電解水の再利用システム。
【請求項７】
前記電解槽に供給される前記被電解水の電気伝導度を測定する電気伝導度測定手段と、測定された電気伝導度に応じて、原水の前記混合槽への供給量、若しくは、電解質の供給量を加減制御することができる制御手段が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載のアルカリ性電解水の再利用システム。
【請求項８】
前記電気伝導度の測定手段として、電解電圧と電解電流を測定して、これ等の測定値から電気伝導度を換算する測定手段が用いられていることを特徴とする請求項７に記載のアルカリ性電解水の再利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水生成装置を用いて生成されたアルカリ性電解水の再利用方法とそのシステムに関するものであって、具体的には、物品類の洗浄に使用したアルカリ性電解水を、再利用可能な状態にする再利用方法と、再利用を可能にするシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、油分が混入した洗浄水は、これを河川に廃棄する場合には、油分を分離処理してから廃棄するか、分離処理装置がない場合は、産業廃棄物として産廃業者に処理を依頼していたため、処理コストが掛かっていた。
【０００３】
そこで、アルカリ性電解水を洗浄液として使用する場合に、油分が付着した部品類を洗浄し、その後、洗浄を済ませた使用済みアルカリ性電解水を回収して、洗浄液浄化手段としてのフイルタ部材で濾過することで、アルカリ性電解水を循環使用するように構成した部品洗浄装置が開発され、これが先行技術として特許文献１に公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０１２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の部品洗浄装置は、上述した如く洗浄液として使用するアルカリ性電解水を、洗浄後に回収してフイルタ部材で濾過することで再利用するため、油分の洗浄に使用したアルカリ性電解水は使用する度に次第に劣化し、洗浄力が衰えて、そのまま油分濾過による循環利用を繰り返すと、気づかないうちに洗浄不良が発生してしまう問題があった。
【０００６】
また、上記洗浄力の衰えを回避するためには、アルカリ性電解水を頻繁に入れ替える必要があって、ランニングコストが増加する問題もあった。
【０００７】
従って本発明の技術的課題は、一定した洗浄力を維持しつつ、洗浄水としてのアルカリ性電解水を有効に再利用することを可能にしたアルカリ性電解水の再利用方法とそのシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）  上記の技術的課題を解決するために、本発明の請求項１に係るアルカリ性電解水の再利用方法は、各種物品類等の洗浄に使用した使用済みアルカリ性電解水から、加工油等の油分を除去して濾過した後、この使用済みアルカリ性電解水を電解槽に導入して再び電気分解を行うことにより、使用済みアルカリ性電解水を再度洗浄水として利用可能にすることを特徴としている。
【０００９】
（２）  また、本発明の請求項２に係るアルカリ性電解水の再利用方法は、加工油等の油分を除去して濾過した使用済みアルカリ性電解水と原水とを混合槽内で混合し、この混合水を上記電解槽に導入して再び電気分解することにより、使用済みアルカリ性電解水を再度洗浄水として利用可能にすることを特徴としている。
【００１０】
（３）  また、本発明の請求項３に係るアルカリ性電解水の再利用システムは、各種物品類の洗浄に使用した使用済みアルカリ性電解水を、再度洗浄に利用可能にするアルカリ性電解水の再利用システムであって、電解槽で生成されたアルカリ性電解水を用いて、各種物品類に付着している加工油等の油分を含む汚れ物質を洗浄して除去する洗浄手段と、洗浄によって除去された汚れ物質を含んだ使用済みアルカリ性電解水から、上記の汚れ物質を濾過膜を用いて分離除去する膜処理手段と、上記汚れ物質が除去された使用済みアルカリ性電解水を、前記電解槽に再度送り込んで電解処理を行う再電解処理手段、とから構成したことを特徴としている。
【００１１】
（４）  また、本発明の請求項４に係るアルカリ性電解水の再利用システムは、原水を前記電解槽に導入する給水経路の途中に、前記膜処理手段を経て送られて来る使用済みアルカリ性電解水と上記の原水とを混合して被電解水と成し、且つ、この被電解水を上記電解槽に送り込んで電解を繰り返すことができる混合槽が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
（５）  また、本発明の請求項５に係るアルカリ性電解水の再利用システムは、前記膜処理手段で用いる濾過膜の孔径が、加工油等の油分は捕集して分離除去するが、電解質は透過させることができる０．００５〜０．０１μｍに構成されていることを特徴としている。
【００１３】
（６）  また、本発明の請求項６に係るアルカリ性電解水の再利用システムは、前記膜処理手段が、限外濾過膜を使用したクロスフロー方式で行うように構成されていることを特徴としている。
【００１４】
（７）  また、本発明の請求項７に係るアルカリ性電解水の再利用システムは、前記電解槽に供給される前記被電解水の電気伝導度を測定する電気伝導度測定手段と、測定された電気伝導度に応じて、原水の前記混合槽への供給量、若しくは、電解質の供給量を加減制御することができる制御手段が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
（８）  更に、本発明の請求項８に係るアルカリ性電解水の再利用システムは、前記電気伝導度の測定手段として、電解電圧と電解電流を測定して、これ等の測定値から電気伝導度を換算する測定手段が用いられていることを特徴としている。
【００１６】
上記（１）、（２）、（３）、（４）で述べた請求項１，２，３，４に係る各手段によれば、アルカリ性電解水を用いて各種物品類を洗浄することによって、各種物品類に付着している加工油等を脱脂洗浄することができる。また、洗浄に用いた使用済みアルカリ性電解水は、混入している加工油等の油分が除去されて濾過された後、この使用済みアルカリ性電解水、或いは、このアルカリ性電解水に原水を混合した被電解水が再び電解槽に導入されて電気分解を比較的短時間で行うため、ランニングコストを増加させることなく、また、アルカリ性電解水の洗浄力を劣化させることもなく、一定の洗浄力を維持しながらアルカリ性電解水を繰り返し洗浄に利用することを可能にする。
【００１７】
上記（５）で述べた請求項５に係る手段によれば、濾過膜の孔径が電解質は透過させるが、加工油等の油分は捕集する０．００５〜０．０１μｍの膜処理手段（膜処理装置）を用いることにより、使用済みアルカリ性電解水から加工油等の油分が分離除去されるため、使用済みアルカリ性電解水の再利用が可能になる。
【００１８】
上記（６）で述べた請求項６に係る手段によれば、油の粒子は極めて小さいので、濾過するには限外濾過膜を使用したクロスフロー方式を用いて有効的に行う。また、クロスフロー方式は濾過膜の孔部を油分が塞いでしまうことが少ないため、長時間に亘ってアルカリ性電解水を繰り返し循環させて、油分を十分に濾過すると共に、アルカリ性電解水の廃水量を少なくすることが可能となる。
【００１９】
上記（７）で述べた請求項７に係る手段によれば、好適なｐＨのアルカリ性電解水を生成するために、電気伝導度を測定して、原水と電解質の供給量を制御する。電気伝導度は電解質の混入量によって決まるため、混合槽から電解槽に供給される供給水（被電解水）の電気伝導度を測定し、測定結果によって原水若しくは電解質を混合槽に供給すれば、回収したアルカリ性電解水の電解質含有量が不確定であっても、電気伝導度を測定して調整するため、適正なｐＨの電解水を生成して、常に好適な洗浄用のアルカリ性電解水を得ることができる。
【００２０】
上記（８）で述べた請求項８に係る手段によれば、電気伝導度と電解電圧及び電解電流には一定の相関関係があり、これ等の相関関係を制御部内のメモリーに記憶しておけば、電圧と電流を測定することによって電気伝導値を換算することができる。従って、高価な電気伝導計を用いなくても、電気伝導度を計測することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上述べた次第で、本発明に係るアルカリ性電解水の再利用方法とそのシステムによれば、加工油等を除去した使用済みアルカリ性電解水をそのまま廃棄することなく、再び電気分解を行うことによって再度加工油等の脱脂洗浄に利用できるため、アルカリ性電解水を用いた洗浄コストを大幅に軽減できると共に、油分が混入したアルカリ性電解水の廃棄処理コストも軽減化できるといった、経済的に優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るアルカリ性電解水の再利用システムの全体を説明した構成図。
【図２】濾過膜の孔径とノルマルヘキサン抽出物値と炭酸カリウムの濃度の関係を示したグラフ。
【図３】アルカリ性電解水のｐＨと電気伝導度の関係を示したグラフ。
【図４】クロスフロー方式の構成を説明した説明図。
【図５】本発明の電気的構成を説明したブロック図。
【図６】ＣＰＵにより実現される再電解洗浄システムの構成を説明したブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係るアルカリ性電解水の再利用方法とそのシステムの実施の形態を図面と共に説明すると、図１は本発明に係るシステム全体の構成を説明した構成図であって、図中１は混合槽であって、この混合槽１には給水パイプＨ１を通して水道水である原水が給水され、更にこの混合槽１には洗浄後の油分を除去した使用済みアルカリ性電解水と、電解槽１０の陽極室１０Ａで生成された陽極水としての酸性電解水が、夫々循環パイプＨ５と送水パイプＨ２を通して給水されて混合される仕組みに成っている。
【００２４】
電解槽１０は、例えば特開２００２−３６１２５３号公報等で公知の生成法を用いて、洗浄用のアルカリ性電解水と酸性電解水を生成できるものであって、電解槽１０の内部は隔膜１０Ｔによって陽極１０Ｃを備えた陽極室１０Ａと、陰極１０Ｄを備えた陰極室１０Ｂに仕切られていて、電気分解によって、陽極室１０Ａ内で陽極電解水が生成され、陰極室１０Ｂ内では、洗浄効果のあるアルカリ性電解水（陰極電解水）が生成される仕組みに成っている。
【００２５】
洗浄水であるアルカリ性電解水を生成するには、先ずポンプＰ１の作動によって、混合槽１から導入パイプＨ３を通して原水と使用済みアルカリ性電解水、及び、必要に応じて陽極電解水（酸性電解水）の混合液が電解槽１０に導入され、且つ、導入パイプＨ３に設けた流量検知センサＳが入水を検知すると、電解槽１０内の各電極１０Ｃ，１０Ｄに通電されて電解が開始される。
【００２６】
電解時の電気伝導度は、電解電圧と電流の測定、即ち、図１の二点鎖線で囲んだ電解水生成装置ＸＺの内部のＡＶ計１１Ｘ（Ａは電流計、Ｖが電圧計）の測定によって捉える。電気伝導度は電解質の濃度に比例し、電気伝導度が増加すると電解電流が増えて生成される電解水の性状が変化する。電解電圧と電流はその装置に応じて、電気伝導度に関連性があるので事前に測定したこれらの相関関係をデータとして制御装置のメモリーに記憶しておく。電解水の生成時には、電解電圧と電流を測定し、その結果に基づいて電気伝導度を捉え、被電解水の電気伝導度が適正値になる様に、ポンプＰ２で電解質である炭酸カリウムの溶液を電解質槽２から導入パイプＨ４及びＨ３を通して電解槽１０に供給する。電気伝導度が適正値より高い場合はポンプＰ２による電解質の供給を停止する。
【００２７】
実施例で電解質として炭酸カリウムを使用した理由は、金属類を洗浄する場合に錆が発生しない様にするためであり、プラスチックの様に腐食しないものは、電解質として食塩を使用しても良い。また、炭酸カリウムはアルカリ性なので電解によって陰極水のｐＨが容易に高くなるため、油分の除去を目的とした洗浄時の電解質として有効である。
【００２８】
また、電解質である炭酸カリウムは、電解質槽１２の底部に微細な粒状で堆積しているので、レベルセンサＦＬ１の低の検出によって、給水パイプＨ１の分岐パイプＨ６の途中に設けた水路開閉弁Ｖ1を自動的に開放して、原水を電解質槽１２へ送水して溶解させることにより、常時飽和状態の溶液として送水できるようにして、制御ユニット５０の指令によってポンプＰ２で送水する。そして、レベルセンサＦＬ１の高の検出で水路開閉弁Ｖ1 は閉じられて、分岐パイプＨ６からの送水が停止される。
【００２９】
以上の様にして生成されたアルカリ性電解水は、供給パイプ２１で洗浄装置の洗浄槽２０に送られる。洗浄装置には、付着した加工油等を除去するための物品を入れる籠、シャワー、アルカリ性電解水の加温装置等が設置されているが図では省略した。加工油等の除去手段には、浸漬法や洗浄槽２０の上部に吊るしてシャワーを行なう方法がある。ＦＬ４は洗浄槽２０内のアルカリ性電解水の水量を検知するセンサであり、また、洗浄槽２０には濾過及び回収用の排水パイプ２２が取り付けられている。
【００３０】
洗浄槽２０からの排水パイプ２２は、逆止弁２３を介してポンプＰ３で濾過装置である膜処理装置３０に接続されている。加工油等の混入した使用済みアルカリ性電解水は、膜処理装置３０によってクロスフロー方式で図４に示した油分ＯＬが除去された後、環元パイプＨ５を通して前述した混合槽１に回収される。また、アルカリ性電解水中の油分ＯＬは一度では除去しきれないので、回収率を９０％と設定し、図１の第１流量調節弁３２と第２流量調節弁３３の開度を１：９に調整しておき、未濾過水を排水パイプ３０Ｔの通過後に９０％を第２流量調節弁３３を通過させ、循環パイプ３０Ｂを通して再びポンプＰ３によって膜処理装置に戻して濾過する。１０％の未濾過水は、廃水パイプ３０Ａを通り廃水する。未濾過水の１０％を廃水する理由は、アルカリ性電解水が急激に濃縮され、膜が閉塞する危険性が高いので、一定量を常に廃水しなければならないからである。
【００３１】
図１では、連続式の濾過方式を説明したが、この他にもバッチ式があり、バッチ式は洗浄槽２０からの加工油等の混入したアルカリ性電解水を一時貯水槽（図示省略）に貯えて循環方式で濾過を行なう方法であり、この場合は濾過後の濃縮液が一時貯水槽に溜まり、まとめてドレン廃水槽４０に送水することになる。又、バッチ式の場合には一定時間毎に繰り返して濾過作業を行う必要がある。
【００３２】
連続式の濾過方式の場合は、通常、洗浄作業中に連続で濾過作業を行うが、洗浄量が少ない場合には洗浄後に行なっても良い。また、バッチ式の場合には濾過を行なう時間と次の濾過までのインターバルを事前に設定しておき自動的に繰り返して行なうことが出来る。更に、ドレン廃水槽４０のレベルセンサＦＬ５は、槽４０内の廃水が満杯になったら検知し、その結果として警報を発して報知するものである。
【００３３】
図２は、実験に基づいて作成した油分ＯＬの除去可能な濾過膜（フィルター）の孔径と、ノルマルヘキサン抽出物値（ｎ-Hex 濃度）と、炭酸カリウム濃度の関係を示したグラフである。ノルマルヘキサン抽出物値とは、水中の「油分等」を表わす指標として用いられ、例えば水質汚濁防止法では河川に廃棄できる限度が５ｍｇ/ｌ以下であることが定められている。点線で示した折れ線は、アルカリ性電解水に加工油を添加し、ノルマルヘキサン抽出物値を４１２ｍｇ/ｌとして、各種の口径の濾過膜で油分の濾過の実験をしたグラフであり、孔径が０．０１μｍ以下の細かい目になると油分を通さないことが分かった。
【００３４】
また、実線で示した折れ線は、アルカリ性電解水に炭酸カリウムを０．３０％溶解した場合の濾過膜の孔径と、濾過膜通過後の炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）の透過濃度の関係を示したグラフである。孔径が０．００５μｍまでは炭酸カリウムが透過することが分かり、孔径が０．００５μｍを下回ると透過しにくくなり、０．０００５μｍではほとんど透過しないことが分かる。
【００３５】
従って、油分ＯＬを除去でき、炭酸カリウムが透過可能なろ過膜の孔径は、０．００５〜０．０１μｍであることが分かる。ちなみに電解質として食塩を使用した場合も、透過の具合は同様であった。
【００３６】
図３は、実施例の実験装置によるアルカリ性電解水のｐＨ と、電気伝導度の関係を示したものであって、このグラフによると、電気伝導度が１５０ｍS/ ｍの場合にｐＨが最大で１１．５ である。従って、原水の供給又は、電解質の注入で電気伝導度をこの値に制御すれば良いことを示すものである。ｐＨ の許容値はｐＨ１１．０ 以上の範囲とすると電気伝導度では３０〜４００ｍＳ/ｍに相当する。
【００３７】
電気伝導度は、電解電圧と電解電流を測定することにより、これらの双方の数値によってその時の電気伝導度を捉える事が出来るものである。電気伝導度は電解水生成装置ＸＺに用いる電源回路１１Ｙ（図１参照）の容量や、電解槽１０の構造によって決まる固有の値ではあるが、傾向はすべての装置で同様であり、実験によって求められた電圧と電流から制御ユニット５０内のメモリー５２（図５参照）に格納して電気伝導度を換算して使用している。
【００３８】
図４は、濾過膜３１として限外濾過膜を使用したクロスフロー方式に構成された膜処理手段としての膜処理装置３０の概略説明図であり、濾過膜３１内に油分ＯＬが混入したアルカリ性電解水をポンプＰ３で加圧して注入すると、アルカリ性電解水の一部が濾過膜３１を透過して透過水となるため、これを混合槽１に回収して再利用するものである。除去された油分ＯＬは残りのアルカリ性電解水に取り込まれ、濾過膜３１の孔部を塞いで堆積することなく残水として排出される。本発明ではこの残水を何回も循環させて透過水を得ることができる。また、循環濾過により濃縮された残水は、最終的に濃縮水として廃水処理される。尚、濾過膜３１の形式には、中空糸型、スパイラル型、または、チューブラー型が存在するが、実施に際してはこれ等の中から必要なものを選択して使用する。
【００３９】
図５は、本発明の電気的構成を説明したブロック図であって、符号５０で全体的に示した制御ユニットは、ＣＰＵ５１とメモリー５２とを備え、これ等ＣＰＵ５１とメモリー５２の間にバス５３を介して接続したインターフェイス５４には、表示部５５と入力部５６と時計回路５７と警報部５８に加えて、前述した電流計及び電圧計から成るＡＶ計１１Ｘと、各種の水路開閉弁Ｖ１〜Ｖ２と、各種のポンプＰ１〜Ｐ３と、各種のレベルセンサＦＬ１〜ＦＬ５が接続されていて、夫々がメモリー５２に格納されたプログラムに従って、ＣＰＵ５１によって制御作動されるように構成されている。
【００４０】
更に具体的には、上述した表示部５５は各レベルセンサの検知の状況、電気伝導度、ｐＨ、タイマー等を表示し、入力部５６は濾過時間等を入力するものである。また、メモリー５２にはアルカリ性電解水のｐＨ と電気伝導度の関係や、電解電圧/電流と電気伝導度の関係が記憶されると共に、これらを制御するプログラムが格納されている。時計回路５７は濾過時間や電解時間を計時するものであり、警報部５８は各種の動作が異常な場合に作業者に知らせるものである。
【００４１】
図６は、前記制御ユニット５０のＣＰＵ５１により実現される再利用システムの構成を示すブロック図であり、設定読込部５１Ａは濾過時間等の設定値や最適な電気伝導度を入力するものである。また、原水供給量調整部５１Ｂは、水路開閉弁Ｖ２を開閉し、混合槽１内に水量が少なくなった場合や、電気伝導度が設定値より高い場合に、原水を供給すると共に、混合槽１が満杯や電気伝導度が設定値より低くなった場合には停止するものである。
【００４２】
更に、電解質供給量調整部５１Ｃは、前述の様に電解質を飽和状態に保ち、ポンプＰ２で電気伝導度が適正値より低い場合に電解水生成装置ＸＺに送出するように構成されている。電気伝導度判定部５１Ｄは、生成電解時の電圧/電流値から電気伝導度を捉え、適正値か否かを判定して原水の供給、若しくは、電解質供給を指示するものである。また、洗浄槽水位判定部５１Ｅは、電解槽１０内の水位を判定して満杯を検知したら、電解水生成装置ＸＺの生成を停止させ、満杯の検知をしなくなったら生成の再開をするために水位を判定するものである。
【００４３】
更に、混合槽水位判定部５１Ｆは、電解槽１０内の水位の上限を判定したら、前述の水路開閉弁Ｖ２の閉動作により原水の供給を止め、水位の下限の判定によって原水の供給を指示するものである。電解水生成指令部５１Ｇは、流量検知センサＳの検知に基づき電解水生成装置ＸＺに生成と終了、及び、洗浄槽水位判定部５１Ｅによって洗浄槽２０の水位が上限に達したら、終了の指令を発するものである。
【符号の説明】
【００４４】
１            混合槽
ＸＺ          電解水生成装置
１０          電解槽
１２          電解質槽
２０          洗浄槽
３０          膜処理装置
３１          濾過膜
４０          ドレン廃水槽
５０          制御ユニット
【図１】
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【図２】
2011062576.tif 000004
【図３】
2011062576.tif 000005
【図４】
2011062576.tif 000006
【図５】
2011062576.tif 000007
【図６】
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