(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽と、
前記電解槽内において互いに対向するように配置された第１電極板及び第２電極板と、
前記第１電極板と前記第２電極板との間に配置された複数の球状の電極塊と、
複数の電極塊の下方に配置された回転翼と、
前記回転翼を回転させるモータと、
前記回転翼の中央に固定された棒とを備え、
前記第１電極板、前記第２電極板及び前記電極塊は、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金によって形成され、
前記複数の電極塊のそれぞれは、前記第１電極板、前記第２電極板及び他の電極塊のうち少なくとも１つと接するように配置され、
前記第１電極板と前記第２電極板とは複数の前記電極塊によって電気的に接続され、
前記回転翼を前記棒を中心に回転させることにより、前記電極塊が前記第１電極板、前記第２電極板及び他の電極塊の少なくとも１つと擦れ合うことを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
電解槽と、
前記電解槽内において互いに対向するように配置された第１電極板及び第２電極板と、
前記第１電極板と前記第２電極板との間に配置された複数の球状の電極塊と、
複数の電極塊の下方に配置された回転翼と、
前記回転翼を回転させるモータと、
前記回転翼の中央に固定された棒とを備え、
前記第１電極板、前記第２電極板及び前記電極塊は、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金によって形成され、
前記第１電極板が正極であり、
前記第２電極板が負極であり、
前記第２電極板と前記複数の電極塊の前記第２電極板に最も近い電極塊との間に絶縁部材が配置され、
前記複数の電極塊のそれぞれが、前記第１電極板及び他の前記電極塊の少なくとも１つに接しており、
前記第１電極板と複数の前記電極塊が電気的に接続され、
前記回転翼を前記棒を中心に回転させることにより、前記電極塊が前記第１電極板及び他の電極塊の少なくとも１つと擦れ合うことを特徴とする水処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水処理装置で処理された水が冷却される冷却塔であり、
前記冷却塔内に前記水処理装置が配置されていることを特徴とする冷却塔。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の水処理装置を備えたことを特徴とするクーリングタワーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業排水、生活排水等を処理する水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビル空調や地域冷暖房設備等の熱交換器では、高温の熱媒体を冷却する冷却水に生活排水、工業排水等が用いられている。しかし、生活排水、工業排水等にはＣａ,Ｍｇ等のスケールが含まれている。スケールは配管に付着し、配管を腐食したり閉塞したりする。
【０００３】
そこで、生活排水、工業排水等を電気分解し、スケールを除去する方法が知られている（特許文献１参照）。特許文献１では、電極からアルミニウムイオンを水中に溶出させている。アルミニウムイオンは水中のスケールと凝集し、凝集物（フロック）が生成される。凝集物を浮上又は沈降させ、除去することにより、水中のスケールを除去している。
【０００４】
電極面積が大きくなるにつれて水中に溶出するアルミニウムイオンが多くなるため、スケールの除去量が多くなる。しかし、電極を大きくすると装置が大型化する。そこで、特許文献１では所定の大きさの電極板を複数枚並べることにより、電極の総面積を大きくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−９４７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電極に電流を流すと、正極に水中の水酸化物イオン（ＯＨ-）が引きつけられる。ＯＨ-のＯが正極の金属イオン（アルミニウムイオン）と反応すると酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）が生成し、正極にＡｌ2Ｏ3の絶縁膜が形成される。正極に絶縁膜が形成されると、正極からアルミニウムイオンが水中に殆ど溶出されなくなる。また、水中に流れる電気量が少なくなる。その結果、スケールを殆ど除去できなくなる。そこで正極表面を頻繁に清掃して、絶縁膜を除去している。
【０００７】
しかし、電極板は複数枚あるため、絶縁膜の除去に時間と労力がかかる。また、清掃する度に電気分解を中断する必要があるため、電解効率が悪い。さらに、電極は消耗品であるため頻繁に交換する必要があるが、電極枚数が多いとコストが高くなる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、コストを抑えつつ、効率良く多くのスケール成分を除去することができる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の水処理装置は、電解槽と、前記電解槽内において互いに対向するように配置された第１電極板及び第２電極板と、前記第１電極板と前記第２電極板との間に配置された複数の球状の電極塊と、複数の電極塊の下方に配置された回転翼と、前記回転翼を回転させるモータと、前記回転翼の中央に固定された棒とを備え、前記第１電極板、前記第２電極板及び前記電極塊は、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金によって形成され、前記複数の電極塊のそれぞれは、前記第１電極板、前記第２電極板及び他の電極塊のうち少なくとも１つと接するように配置され、前記第１電極板と前記第２電極板とは複数の前記電極塊によって電気的に接続され、前記回転翼を前記棒を中心に回転させることにより、前記電極塊が前記第１電極板、前記第２電極板及び他の電極塊の少なくとも１つと擦れ合う。
【００１０】
上記構成では、回転翼を回転させることにより、各電極塊が回転や移動して隣接する第１電極板、第２電極板及び他の電極塊と擦れ合う。これにより、正極となった第１電極板の表面又は第２電極板の表面と電極塊の表面に形成された絶縁膜が除去されるため、電極の清掃を低減できる。また、従来は清掃時に電解を中断していたが、清掃を低減することにより電解を殆ど中断しなくてよい。したがって、電解を長期間継続できるため、効率が良い。さらに、複数の電極塊によって電極の総面積を大きくすることができるため、電極板数を増加することなく多くのスケールを除去できる。したがって低コストで多くのスケール成分を除去できる。
【００１１】
また、代替的には、本発明の水処理装置は、電解槽と、前記電解槽内において互いに対向するように配置された第１電極板及び第２電極板と、前記第１電極板と前記第２電極板との間に配置された複数の球状の電極塊と、複数の電極塊の下方に配置された回転翼と、前記回転翼を回転させるモータと、前記回転翼の中央に固定された棒とを備え、前記第１電極板、前記第２電極板及び前記電極塊は、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金によって形成され、前記第１電極板が正極であり、前記第２電極板が負極であり、前記第２電極板と前記複数の電極塊の前記第２電極板に最も近い電極塊との間に絶縁部材が配置され、前記複数の電極塊のそれぞれが、前記第１電極板及び他の前記電極塊の少なくとも１つに接しており、前記第１電極板と複数の前記電極塊が電気的に接続され、前記回転翼を前記棒を中心に回転させることにより、前記電極塊が前記第１電極板及び他の電極塊の少なくとも１つと擦れ合う。
【００１２】
上記構成では、第２電極板と複数の電極塊との間に絶縁板を配置すると、第１電極板と複数の電極塊が一つの大きな電極（正極）となる。第１電極板と複数の電極塊にはＡｌ2Ｏ3の絶縁膜が形成されるが、回転翼を回転させることにより、各電極塊が回転や移動して隣接する第１電極板及び他の電極塊と擦れ合う。これにより、第１電極板の表面、及び電極塊の表面に形成された絶縁膜が除去されるため、電極の清掃回数を低減できる。また、従来は清掃時に電解を中断していたが、清掃を低減することにより電解を殆ど中断しなくてよい。したがって、電解を長期間継続できるため、効率が良い。さらに、複数の電極塊によって電極の総表面積を大きくすることができるため、電極板数を増加することなく多くのスケールを除去できる。したがって低コストで多くのスケール成分を除去できる。
また、一定電圧で第１電極板及び第２電極板に電流を流すと、電流値が水質（スケール量）によって変化する。したがって電力の増加を抑えつつスケールを確実に除去できる。
【００１３】
また、球状の電極塊は回転しやすく、第１電極板、第２電極板及び他の電極塊と接触しやすい。このため電極表面の絶縁膜が除去されやすい。よって電極表面の清掃をより低減できる。
【００１４】
本発明の冷却塔は、上述した水処理装置で処理された水が冷却される冷却塔（クーリングタワー）であり、前記冷却塔内に前記水処理装置が配置されていることが好ましい。冷却塔内のスペースに水処理装置を配置することにより、冷却塔外部のスペースを有効に利用できる。
【００１５】
また、本発明のクーリングタワーシステムは上述した水処理装置を備えている。水処理装置で効率良く多くのスケール成分を除去できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、電極塊が第１電極板や第２電極板と擦れ合い、他の電極塊とも擦れ合うことにより、正極となった第１電極板の表面又は第２電極板の表面と電極塊の表面に形成された絶縁膜を除去できる。これにより電極表面の清掃を低減できるため、電気分解を継続して行える。また、電極塊によって電極の総面積を増加させることができるため、電極板数を増加させることなく低コストで多くのスケールを除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るクーリングタワーシステムの全体構成を示す模式図である。
【図２】（ａ）水処理装置の内部を正面から視た図であり、（ｂ）は水処理装置の内部を上方から視た図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は電気を流したときの電解槽内の模式図であり、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）と反対方向に電流を流したときの電解槽内の模式図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２実施形態に係る電解槽内の模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る水処理装置の内部構成を示す図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るクーリングタワーシステムの全体構成を示す模式図である。
【図７】図６の冷却塔の内部構成を示す斜視図である。
【図８】図６の冷却塔内の一部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図１〜４を参照しつつ説明する。
【００１９】
〔第１実施形態〕
クーリングタワーシステム１００は、図１に示すように、ビル空調や地域冷暖房設備等に設けられた熱交換器１と、熱交換器１で使用した水を冷却する冷却塔（クーリングタワー）２と、冷却塔２に水を補給する分離槽３及び水処理装置４とを備えている。
【００２０】
熱交換器１と冷却塔２は、第１配管５及び第２配管６によって接続されている。冷却塔２は、第３配管７によって分離槽３と接続されている。
【００２１】
熱交換器１では、冷却塔２から送られた冷却水と、冷却水より高温の熱冷媒とが熱交換する。熱交換後、温度が上昇した水は、第１配管５を通過して冷却塔２に送られ冷却される。冷却された水は第２配管６を通って再び熱交換器１に送られる。このように水は、熱交換器１→第１配管５→冷却塔２→第２配管６→熱交換器１→第１配管５→・・・と循環している。
【００２２】
冷却塔２では、第１配管５から送られた冷却水が上方から散水される。散水された冷却水は、大半が冷却塔２の底部に貯まるが、一部は吸気口２ａ,２ｂ・・・から吸い込まれた大気によって温められ、蒸発する。このときに生じた潜熱（気化熱）により残りの冷却水（散水された冷却水や底部に貯まった冷却水）が冷却される。冷却塔２内の水の一部は、第４配管８を通って水処理装置４に送られる。
【００２３】
また、冷却塔２には、蒸発及び飛散した冷却水量に相当する水が、分離槽３から第３配管７を介して補給される。補給された水は、冷却塔２の底部に貯まる。
【００２４】
分離槽３は、第５配管９によって水処理装置４と接続されている。水処理装置４は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、筐体４１と、筐体４１に収納された電解槽４２、モータ４３及び反応槽４４とを有している。電解槽４２と反応槽４４は仕切り板４５によって仕切られている。仕切り板４５の上方には開口４５ａが形成されている。開口４５ａによって電解槽４２と反応槽４４は連通している。電解槽４２の底部には、図１に示す第４配管８が接続されている。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、電解槽４２には、水平方向に互いに対向するよう第１電極板５１及び第２電極板５２が配置されている。第１電極板５１と第２電極板５２は、床板５３の上に配置されている。床板５３には複数の貫通孔５３ａが形成されている。第１電極板５１と第２電極板５２の間には、床板５３の上方に、回転翼５４と、回転翼５４の上方に複数の球状の球電極（電極塊）５５とが配置されている。
【００２６】
第１電極板５１及び第２電極板５２は、図示しない電源に接続されている。電解電圧は、例えば１２Ｖ以上６０Ｖ以下である。
【００２７】
第１電極板５１、第２電極板５２及び球電極５５は、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金によって形成されている。第１電極板５１、第２電極板５２及び球電極５５には、防錆の点からマグネシウムが含有されていることが好ましい。球電極５５には、例えばＳＵＳを用いることができる。
【００２８】
回転翼５４の中央には、上方向に延在した棒６０が固定されている。モータ４３を駆動すると、回転翼５４が棒６０を中心に回転する。撹拌速度は、例えば０．５ＲＰＭ以上１０ＲＰＭ以下である。
【００２９】
各球電極５５は、第１電極板５１、第２電極板５２又は他の球電極５５の少なくとも１つに接するように配置されている。球電極５５の大きさ及び数は特に限定されないが、例えば４６Ｌの電解槽に直径４０ｍｍ〜６０ｍｍの球電極を１００個〜３００個配置するとよい。
【００３０】
第４配管８から、図１に示す冷却塔２内の水の一部が電解槽４２に底部から供給される。水は床板５３の貫通孔５３ａを通過して上方に流れる。水面が仕切り板４５の上方にある開口４５ａにまで達すると、電解槽４２内の水はオーバーフローし、開口４５ａから反応槽４４へ流れる。
【００３１】
ここで、第１電極板５１及び第２電極板５２に電気を流し、回転翼５４を回転させると、以下の反応が起こる。
【００３２】
第１電極板５１、第２電極板５２及び球電極５５からアルミニウムイオン（Ａｌ３+）が水中に溶出する。Ａｌ３+は水の水酸化物イオン（ＯＨ−）と反応し、Ａｌ（ＯＨ）3が生成される。Ａｌ（ＯＨ）3を含む水は開口４５ａからオーバーフローし、反応槽４４に流れる。反応槽４４ではＡｌ（ＯＨ）3と水中のスケール成分（Ｃａ２+,Ｍｇ２+等）が凝集し、凝集物（フロック）が生成される。凝集物を含む水は第５配管９を通って分離槽３に送られ（図１参照）、分離槽３で凝集物と水に分離される。凝集物は、分離槽３内で浮上又は沈殿させることによって回収される。水は、第３配管７を通過して冷却塔２に補給される。水にはスケールが殆ど含まれない。
【００３３】
ここで、電解槽４２内の状態を図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）を参照しつつ説明する。図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）では、球電極５５を模式的に示しており、以下では最下段の球電極５５（５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃ）について説明する。球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃは第１電極板５１から第２電極板５２に向かって順に並んでいる。
【００３４】
第１電極板５１及び第２電極板５２に電流を流すと、図３（ａ）に示すように、第１電極板５１が正極、第２電極板５２が負極となる。最下段の球電極５５Ａは第１電極板５１と球電極５５Ｂに接触し、球電極５５Ｂは球電極５５Ａと球電極５５Ｃに接触し、球電極５５Ｃは球電極５５Ｂと第２電極板５２に接触している。これにより第１電極板５１と第２電極板５２が３つの球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃによって電気的に接続されている（図３(ａ)の点線矢印参照）。
【００３５】
球電極５５Ａは、第１電極板５１と接した部分が正極、球電極５５Ｂに接触した部分が負極となる。球電極５５Ｂは、球電極５５Ａと接した部分が正極、球電極５５Ｃに接触した部分が負極となる。球電極５５Ｃは、球電極５５Ｂと接した部分が正極、第２電極板５２に接触した部分が負極となる。
【００３６】
なお、回転翼５４が棒６０を中心に回転することにより、球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃは回転したり移動したりして、第１電極板５１、第２電極板５２、他の球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃと接触箇所を変えて擦れ合う。これにより球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃの正負の位置は、常に変化している。
【００３７】
第１電極板５１（正極）及び球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃの正極となった部分には、水の水酸化物イオン（ＯＨ-）が引き付けられる。ＯＨ- が第１電極板５１のＡｌと反応することにより、水酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）が生成する（図３(ｂ)参照）。通常は、図３（ｂ）に示すように、第１電極板５１（正極）及び球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃの正極となった部分にＡｌ2Ｏ3の絶縁膜が形成されるが、本実施形態では球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃが第１電極板５１、第２電極板５２及び他の球電極に擦れ合うことで、第１電極板５１（正極）及び球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃに形成されたＡｌ2Ｏ3の絶縁膜が剥がれる。
【００３８】
回転翼５４を回転させている間は、常に球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃが回転したり移動したりするため、第１電極板５１及び球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃに絶縁膜が形成されてもすぐに剥がれる。
【００３９】
なお、負極の第２電極板５２には水中のスケール成分（Ｃａ2+,Ｍｇ2+等）が析出するが、電流を反対方向に流すと、第２電極板５２が正極となり、第１電極板５１が負極となることにより（図３(ｃ)参照）、第２電極板５２に析出したスケールが水中に溶出し、第１電極板５１（負極）に析出する。
【００４０】
第２電極板５２（正極）には、上述した第１電極板５１と同じ現象が起こることにより、Ａｌ2Ｏ3の絶縁膜が形成されるが、球電極５５Ｃが第２電極板５２に擦れることにより、第２電極板５２に形成された絶縁膜が剥がれる。
【００４１】
また、球電極５５の正極となった部分にもＡｌ2Ｏ3の絶縁膜が形成されるが、球電極５５は第１電極板５１、第２電極板５２及び他の球電極５５の少なくとも１つと擦れ合うことで、絶縁膜が剥がれる。
【００４２】
したがって、回転翼５４を回転させている間は第１電極板５１及び球電極５５に殆ど絶縁膜が残らない。
【００４３】
なお、第１電極板５１（負極）に析出したスケール成分（Ｃａ2+,Ｍｇ2+）は、電流の向きを変えることにより、水中に溶出し、第２電極板５２（正極）に析出する（図３(ａ)）。
【００４４】
以上のように本実施形態によると以下の効果を奏する。
第１電極板５１及び第２電極板５２に電流を流すと、正極となった電極にＡｌ2Ｏ3の絶縁膜が形成されるが、電解槽４２内で回転翼５４を回転することにより、各球電極５５が回転や移動して隣接する第１電極板５１、第２電極板５２及び他の球電極５５と擦れ合う。これにより絶縁膜が剥がされるため、電極表面に絶縁膜が殆ど残らない。従来は電極から絶縁膜を取り除くため、電気分解を中断して電極表面を清掃していたが、本実施形態では電極表面を殆ど清掃しなくてよいため、電気分解を長期間継続して行える。したがって効率が良い。また、電解槽４２に２枚の第１電極板５１及び第２電極板５２しか配置していないが、複数の球電極５５によって電極の総面積が大きくなる。これにより低コストで多くのスケールを除去できる。
【００４５】
また、球電極５５が球状であるため、回転しやすく、第１電極板５１、第２電極板５２及び他の球電極５５と接触しやすい。したがって、第１電極板５１、第２電極板５２及び球電極５５の表面の絶縁膜が除去されやすい。よって、電極表面の清掃をより低減できる。
【００４６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図４を参照しつつ説明する。第２実施形態において第１実施形態と異なる点は、第２電極板５２の隣に絶縁板（絶縁部材）１５２が配置されている点である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
【００４７】
絶縁板１５２は、第２電極板５２と、第２電極板５２に最も近い球電極５５Ｃとの間に配置されている。絶縁板１５２には、塩化ビニル等の絶縁体を用いることができる。
【００４８】
最下段の球電極５５Ａは第１電極板５１と球電極５５Ｂに接触し、球電極５５Ｂは球電極５５Ａと球電極５５Ｂに接触し、球電極５５Ｃは球電極５５Ｂと絶縁板１５２に接触している。これにより第１電極板５１（正極）と３つの球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃが電気的に接続され、１つ大きな正極が形成される（図３(ａ)の太線矢印参照）。なお、球電極５５Ｃは絶縁板１５２と常に接触していなくてもよい。
【００４９】
これにより、通常は、第１電極板５１及び全ての球電極５５にはＡｌ2Ｏ3の絶縁膜が形成されるが（図４(ｂ)参照）、回転翼５４が棒６０を中心に回転している間は、球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃが移動したり、回転したりすることで、球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃは第１電極板５１及び他の球電極５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃに擦れ合い、絶縁膜が剥がれる。
【００５０】
また、電圧が一定になるように電流を流すと、電流値が水質によって変化する。例えば、水質が悪い場合、水中にスケール成分（Ｃａ2+,Ｍｇ2+）が多いため、水中の電気抵抗値が小さくなり、電気伝導度が高くなる。この場合、大きな電流が流れるため、Ａｌ3+の溶出量が多くなり、Ａｌ2Ｏ3が多く生成されることにより、スケール成分との凝集物が多く生成する。このためスケールを多く除去できる。一方、水質がそれほど悪くない場合、水中にスケール成分（Ｃａ2+,Ｍｇ2+）が少ないため、水中の電気抵抗値が大きくなり、電気伝導度が小さくなる。この場合、電流値が小さくなることにより、Ａｌ3+の溶出量が少なく、Ａｌ2Ｏ3があまり生成されないが、水中にはスケール成分が少ないため、この量でもスケールを十分に除去できる。
【００５１】
上記構成から、第２実施形態によっても第１実施形態と同様に、電気分解を長時間継続して行える。また、低コストで多くのスケールを除去できる。さらに第２電極板５２と球電極５５の間に絶縁板１５２を配置することにより、電流値が水質に応じて変化するため、電力の増加を抑えつつスケールを確実に除去できる。これにより電気量が不必要に多くなることを抑止できる。
【００５２】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図５を参照しつつ説明する。第３実施形態において第１実施形態と異なる点は、筐体内の構成である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
【００５３】
水処理装置２０４は、図５に示すように、筐体２４１と、筐体２４１に収納された水槽２４０及び反応槽２４４とを有している。水槽２４０と反応槽２４４は隣接し、仕切板２４５によって仕切られている。水槽２４０内には、タンク２５０と、タンク２５０の上に電解槽２４２とが配置されている。電解槽２４２の上方には、回転翼５４を回転させるモータ２４３が配置されている。
【００５４】
電解槽２４２の上端部には、側部に開口２４２ａ,２４２ｂが形成されている。開口２４２ａ,２４２ｂによって、水槽２４０と電解槽２４２は連通している。電解槽２４２の下端部には、第７配管２６１,２６２が接続されている。第７配管２６１,２６２は、図１に示す分離槽３に接続されている。
【００５５】
水槽２４０の上端部には、配管２７０の供給口が配置されている。配管２７０から水槽２４０へ水が供給される。
【００５６】
仕切板２４５には、開口２４５ａが形成されている。開口２４５ａにより、水槽２４０とタンク２５０が連通している。
【００５７】
電解槽２４２には、底部から第７配管２６１,２６２を通過した水が供給される。この水は、図１に示す分離槽３から供給された水であり、スケールが殆ど除去されている。電解槽２４２内で第１電極板５１及び第２電極板５２に電気を流すと、正極となった第１電極板５１又は第２電極板５２と球電極５５からアルミニウムイオン（Ａｌ３+）が水に溶出する。Ａｌ３+は水の水酸化物イオン（ＯＨ−）と反応し、Ａｌ（ＯＨ）3が生成される。Ａｌ（ＯＨ）3を含む水は、電解槽２４２の開口２４２ａ,２４２ｂから水槽２４０へ流れ、水槽２４０内の水と混ざる。これらの水は、水槽２４０の開口２４０ａからオーバーフローし、タンク２５０に流れる。タンク２５０ではＡｌ（ＯＨ）3と水中のスケール成分（Ｃａ２+,Ｍｇ２+等）が凝集する。
【００５８】
上記構成から、第３実施形態によっても第１実施形態と同様に、電気分解を長時間継続して行える。また、低コストで多くのスケールを除去できる。さらに、電解槽２４２より大きい水槽２４０で水を処理できるため、第１実施形態の水処理装置４より大量の水を処理できる。
【００５９】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について、図６〜８を参照しつつ説明する。第４実施形態において第１実施形態と異なる点は、冷却塔３０２内に、水処理装置３０４、反応槽３４４及び分離槽３が配置されている点である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
【００６０】
クーリングタワーシステム３００は、図６に示すように、熱交換器１と、冷却塔（クーリングタワー）３０２とを備えている。
【００６１】
図７に示すように、冷却塔３０２内には、水処理装置３０４、反応槽３４４及び分離槽３が並んで配置されている。水処理装置３０４と反応槽３４４は、図８に示すように第６配管３４６によって接続されている。また、反応槽３４４と分離槽３は第５配管３０９によって接続されている。
【００６２】
水処理装置３０４には、電解槽４２と、モータ３４３とが配置されている。モータ３４３によって回転翼５４が回転する。電解槽４２の底部は、第４配管８によって外部と接続されている。
【００６３】
電解槽４２ではＡｌ（ＯＨ）3が生成され、Ａｌ（ＯＨ）3を含む水が第６配管３４６を通って反応槽３４４に供給される。反応槽３４４ではＡｌ（ＯＨ）3と水中のスケール成分（Ｃａ２+,Ｍｇ２+等）が凝集する。反応槽３４４の水は第５配管３０９を通って分離槽３に送られ、水と凝集物に分離される。分離された水にはスケールが殆ど含まれていない。この水は、図７に示す冷却塔３０２内に配置された冷却装置（図示せず）に送られる。
【００６４】
上記構成から、第４実施形態によっても第１実施形態と同様に、電気分解を長時間継続して行える。また、低コストで多くのスケールを除去できる。さらに、冷却塔３０２内のスペースに水処理装置３０４と反応槽３４４と分離槽３を配置することにより、冷却塔３０２外部のスペースを有効に利用できる。
【実施例】
【００６５】
次に、本発明の実施例を説明する。
【００６６】
（実施例１）
図５に示す電解層を備えた水処理装置を６０日間連続運転した。実験条件を下記に示す。
・排水処理流量：３ｔｏｎ／時
・電解槽      ：容量４６Ｌ
撹拌速度１ＲＰＭ
・球電極      ：サイズφ６０ｍｍ
数量１５０個
・電解電圧    ：３６Ｖ〜６０Ｖ
【００６７】
実施例１では、４つの電解槽（第１電解槽、第２電解槽、第３電解槽、第４電解槽）を用いた。２つの電解槽（第１電解槽、第２電解槽）へそれぞれ排水を１．５ｔｏｎ／時で供給し、電気分解した。その後、第１電解槽及び第２電解槽で処理した水をそれぞれ第３電解槽及び第４電解槽へ供給し、電気分解した後、反応槽へ送った。
【００６８】
分離槽を通過した水では、４つの電解槽に供給される前の排水より全硬度が２８％低減し、イオン状シリカが１７％低減していた。また、水処理装置を６０日間連続運転しても、電極板及び球電極の表面に劣化等の汚れが発生しなかった。
【００６９】
（実施例２）
図８に示す水処理装置を４５日間連続運転した。実験条件を下記に示す。
・排水処理流量：１５０ｌ／時
・電解槽      ：容量４６Ｌ
撹拌速度１ＲＰＭ
・球電極      ：サイズφ４０ｍｍ
数量２００個
・電解電圧    ：１２Ｖ〜３６Ｖ
実施例２では、冷却塔内の水の一部を電解槽へ供給した。
【００７０】
処理後の水では、処理前の水より全硬度が３０％低減し、イオン状シリカが２２％低減していた。また、水処理装置を４５日間連続運転しても、電極板及び球電極の表面に劣化等の汚れが発生しなかった。
【００７１】
従来の水処理装置では電解槽内に多数の電極板を並べていたが、１〜２週間装置を運転すると電極板の表面が劣化した。一方、本実施例１,２では４５日以上連続運転しても、電極板及び球電極の表面に劣化等の汚れが発生しなかったため、本発明では電極の清掃回数を大幅に低減できることがわかった。また、電気分解を中断することなく４５日以上連続運転が可能であるため、水を高効率で処理できる。特に実施例１では、スケール成分が非常に多い排水を処理したが、スケール成分を多量に除去でき、水質が非常に良くなった。
【００７２】
以上、本発明の実施形態及び実施例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及び実施例に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７３】
上述の実施形態では、球状の球電極を用いたが、球状に限られず、円柱状、多面体等の様々な形状の電極塊を用いることができる。
【００７４】
また、上述の実施形態では回転翼５４の上方に複数の球電極５５を配置したが、回転翼を回転することにより球電極が回転する構成であれば、回転翼の上方以外にも球電極を配置してもよい。
【００７５】
さらに、上述の第１実施形態では水処理装置４が反応槽４４を有し、水処理装置４の筐体４１内に反応槽４４が配置されているが、水処理装置が反応槽を有さない構成でもよい。例えば第４実施形態のように、水処理装置３０４が反応槽３４４を有さない構成でもよい。
【００７６】
また、上述の実施形態では水処理装置をクーリングタワーシステムに用いたが、本発明の水処理装置を他のシステムや装置に用いてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１                    熱交換器
２,３０２             冷却塔
３                    分離槽
４,２０４,３０４      水処理装置
４２,２４２           電解槽
４３,２４３           モータ
５１                  第１電極板
５２                  第２電極板
５４                  回転翼
５５,５５Ａ,５５Ｂ,５５Ｃ        球電極（電極塊）
１５２                絶縁板（絶縁部材）
【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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