(57)【要約】【課題】スケール付着防止機能と水素ガスの希釈機能とを兼ね備え、且つ装置の小型化を可能とした水処理方法及び該装置を提供する。【解決手段】原水２０が流入するとともに電解により発生した水素ガスを排気する循環タンク１０と、該循環タンクから循環ポンプ１１を介して供給された原水を塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽１３と、該電解槽から排出した処理水の少なくとも一部を前記循環タンクに循環させる循環ライン２３と、を備えるとともに、前記電解槽１３の上流側若しくは該電解槽１３内に、槽内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段（コンプレッサ１２）を備えた構成とする。【選択図】図１
2008200636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽内に導入した処理対象水を塩化物イオン存在下にて電解処理し、強酸化物質である次亜塩素酸を含む次亜塩素酸含有水を生成する水処理方法において、
前記電解槽前段若しくは該電解槽内にて、前記電解槽内における流速が確保され且つ電解により発生する水素ガスが希釈される量の空気を前記処理対象水中に供給するようにしたことを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
前記空気が、圧縮空気若しくはマイクロバブルであることを特徴とする請求項１記載の水処理方法。
【請求項３】
前記電解槽にて電解処理した後の処理水の少なくとも一部を、槽内若しくは槽外の循環ラインを介して循環させるようにしたことを特徴とする請求項１若しくは２記載の水処理方法。
【請求項４】
前記電解槽内にエアリフトポンプ装置を設け、処理水を槽内にて循環させるようにしたことを特徴とする請求項１若しくは２記載の水処理方法。
【請求項５】
処理対象水が流入するとともに電解により発生した水素ガスを排気する循環タンクと、該循環タンクから循環ポンプを介して供給された処理対象水を塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽と、該電解槽から排出した処理水の少なくとも一部を前記循環タンクに循環させる循環ラインと、を備えた水処理装置において、
前記電解槽の上流側若しくは該電解槽内の処理対象水中に、前記電解槽内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を備えたことを特徴とする水処理装置。
【請求項６】
処理対象水が供給され塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽と、該電解槽から排出された処理水を貯留するとともに、電解により発生した水素ガスを排気する処理水タンクと、を備えた水処理装置において、
前記電解槽上流側若しくは該電解槽内の処理対象水中に、前記電解槽内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を備えたことを特徴とする水処理装置。
【請求項７】
処理対象水が供給され塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽を備えた水処理装置において、
前記電解槽は、槽本体と、該槽本体内を電解域と循環域とに仕切る仕切り板と、を備え、前記電解域には少なくとも一対以上の電極板を有する電極部が配置され、該電解域の下方に、前記槽本体内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を設け、前記電解域と前記循環域の間を処理対象水が循環するようにしたことを特徴とする水処理装置。
【請求項８】
処理対象水が供給され塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽を備えた水処理装置において、
前記電解槽は、槽本体と、該槽本体内を電解域と循環域とに仕切る仕切り板と、を備え、前記電解域には少なくとも一対以上の電極板を有する電極部が配置され、前記循環域にはエアリフトポンプ装置が配置され、該エアリフトポンプ装置に、前記槽本体内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を設け、前記電解域と前記循環域の間を処理対象水が循環するようにしたことを特徴とする水処理装置。
【請求項９】
前記空気供給手段は、圧縮空気若しくはマイクロバブルを供給する手段であることを特徴とする請求項５乃至８の何れかに記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理対象水を電解処理する水処理方法及び装置に関し、特に、電極へのスケール成分の付着防止を可能とした効率的な水処理方法及び該装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水処理技術の一つとして、電解処理は様々な分野で幅広く用いられている。電解処理では、処理対象水を塩化物イオン存在下にて電気分解することにより次亜塩素酸を生成し、該次亜塩素酸塩により被酸化物含有水に含まれる被酸化物を酸化分解する。
特許文献１（特開２００４−２０２４８４号公報）には、有機性廃棄物をメタン発酵し後、消化汚泥を固液分離した分離液を電解処理することにより次亜塩素酸系の強酸化物質を生成し、該強酸化物質の酸化作用により分離液中に含有される窒素分を酸化分解する構成が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２（特開平１０−８５７５０号公報）には、有機物を含む海水を電解処理して次亜塩素酸を発生させる構成が開示されている。
このように電解処理は、有機性廃水処理における脱窒素処理、或いは脱リン処理、脱臭処理、或いは消毒・殺菌・漂白処理、或いは海水の電解処理などに幅広く用いられる。適用される処理対象水としても、下水、し尿等の有機性廃水全般、上水、中水、海水など多肢に亘っており、電解処理は水処理において重要な処理方法となっている。
【０００４】
電解処理の装置構成としては、例えば特許文献３（特開２００５−２７９４１７号公報）に記載されるように、原料水を金属電極により電解して殺菌能力を有した活性種を生成する電解チャンバーを有し、該電解チャンバーを被処理水チャンバーに浸漬させた構成などがある。
また、電解処理装置には、処理対象水を循環させながら電解処理する循環型と、循環させずにワンスルー処理するワンスルー型とがある。
【０００５】
循環型の電解処理装置を図８に示す。この装置は、処理対象水である原水を循環タンク７０に貯留し、循環ポンプ７１により適宜電解槽７２に供給する。電解槽７２には、少なくとも一対の電極が浸漬配置され、該電極に直流電源装置７３から電解用電流を供給することにより次亜塩素酸系物質（以下、次亜塩素酸と称す）を生成する。電解処理後の処理水は、循環タンク７０に循環されるようになっている。この際に、原水の電気分解により発生した水素ガスがタンク上部に溜まるため、ファン７４にてこの水素ガスを爆発限界以下まで希釈して系外へ排出する。
次いで、ワンスルー型の電解処理装置を図９に示す。この装置は、原水をポンプにより電解槽７５に直接供給し、該電解槽７５にて電解用電流の供給により次亜塩素酸を生成する。次亜塩素酸を含む処理水は、処理水タンク７７に貯留され、ここでファン７４により水素ガスが希釈されて排出されるとともに、処理水も適宜排出される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２０２４８４号公報
【特許文献２】特開平１０−８５７５０号公報
【特許文献３】特開２００５−２７９４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような電解処理装置では、処理対象水中にスケール成分が含まれる場合、電解処理に伴いこのスケールが電極に付着し、電解効率が低下してしまうという問題があった。そこで、従来は定期的に洗浄処理を行い電極に付着したスケールを除去したり、処理対象水を循環させて電極表面上の流速を確保するなどのスケール防止の構成を備えていた。また、電解処理装置は、電解により発生する水素ガスを希釈するためのファン等の装置を備えていた。
電解処理装置は、他の水処理装置に比べて小型であることがメリットであるのに対し、上記したように、スケール防止用の装置構成や水素ガス希釈用の装置構成を備えることにより装置の大型化が避けられず、より一層小型化が可能な装置構成が求められていた。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、スケール付着防止機能と水素ガスの希釈機能とを兼ね備え、且つ装置の小型化を可能とした水処理方法及び該装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、電解槽内に導入した処理対象水を塩化物イオン存在下にて電解処理し、強酸化物質である次亜塩素酸を含む次亜塩素酸含有水を生成する水処理方法において、
前記電解槽前段若しくは該電解槽内にて、前記電解槽内における流速が確保され且つ電解により発生する水素ガスが希釈される量の空気を前記処理対象水中に供給するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、電解処理する処理対象水中に空気を供給することにより、水流によるスケール付着防止効果に加え、空気を吹き込むことにより電極表面での流速の増大と、より一層の乱流化により洗浄効果を向上させることが可能である。また、吹き込んだ空気は、従来電解処理により発生する水素ガスを爆発限界以下まで希釈するために別途設けていた希釈空気として利用可能である。従って、従来はスケール付着防止用の装置と、水素ガス希釈用装置とを別個に設けていたが、これらを一体化又は小型化することができ、装置全体の小型化が可能である。
さらに、次亜塩素酸により副次的に生成する有機塩素化合物に対しても、循環液中に気泡を混合することで、液相から気相に移動させることができ、処理水を無害化することが可能である。
【００１０】
また、前記空気が、圧縮空気若しくはマイクロバブルであることが好ましい。
本発明では、圧縮空気は水流の発生を促進し、またマイクロバブルは水中で微細気泡が放散するため均等に電極表面を気泡が通過することとなり、何れの電極表面においても流速を増大させることができ、スケール付着防止効果を高めることが可能となる。
【００１１】
さらに、前記電解槽にて電解処理した後の処理水の少なくとも一部を、槽内若しくは槽外の循環ラインを介して循環させるようにしたことを特徴とする。
このように、処理水（処理対象水を含む）を循環させることにより、次亜塩素酸の生成濃度を制御し易くなるとともに、循環流により流速が増大し、スケール付着防止に効果的である。
さらにまた、前記電解槽内にエアリフトポンプ装置を設け、処理水を槽内にて循環させるようにしたことを特徴とする。
このように、エアリフトポンプ装置を設けることにより、電極表面の流速を増大させることができ、スケール付着防止効果を高めることに加え、循環のための動力と水素ガス希釈のための空気供給の動力が一体化でき、動力の低減を図ることができる。
【００１２】
また、処理対象水が流入するとともに電解により発生した水素ガスを排気する循環タンクと、該循環タンクから循環ポンプを介して供給された処理対象水を塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽と、該電解槽から排出した処理水の少なくとも一部を前記循環タンクに循環させる循環ラインと、を備えた水処理装置において、
前記電解槽の上流側若しくは該電解槽内の処理対象水中に、前記電解槽内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、処理対象水が供給され塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽と、該電解槽から排出された処理水を貯留するとともに、電解により発生した水素ガスを排気する処理水タンクと、を備えた水処理装置において、
前記電解槽上流側若しくは該電解槽内の処理対象水中に、前記電解槽内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
さらに、処理対象水が供給され塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽を備えた水処理装置において、
前記電解槽は、槽本体と、該槽本体内を電解域と循環域とに仕切る仕切り板と、を備え、前記電解域には少なくとも一対以上の電極板を有する電極部が配置され、該電解域の下方に、前記槽本体内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を設け、前記電解域と前記循環域の間を処理対象水が循環するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、処理対象水が供給され塩化物イオン存在下にて電解処理する電解槽を備えた水処理装置において、
前記電解槽は、槽本体と、該槽本体内を電解域と循環域とに仕切る仕切り板と、を備え、前記電解域には少なくとも一対以上の電極板を有する電極部が配置され、前記循環域にはエアリフトポンプ装置が配置され、該エアリフトポンプ装置に、前記槽本体内における流速が確保され且つ前記水素ガスが希釈される量の空気を供給する空気供給手段を設け、前記電解域と前記循環域の間を処理対象水が循環するようにしたことを特徴とする。
また、これらの発明において、前記空気供給手段は、圧縮空気若しくはマイクロバブルを供給する手段であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上記載のごとく本発明によれば、電極へのスケール成分付着防止を可能とするとともに、発生した水素ガスの希釈効果を備えることができ、装置の小型化及び動力低減が可能となる。
即ち、スケール付着防止を目的とした電極表面の流速確保（せん断流確保）のために、電解槽内若しくは該電解槽に流入する処理対象水に空気を吹き込むことで、陽極側でのスケール付着防止効果の向上、循環動力の低減を図るとともに、電解処理に伴い陰極側で発生する水素ガスを爆発限界以下にまで希釈する希釈空気として利用することができ、装置全体として動力がほぼ同等若しくは低減を図りつつ、スケール付着防止効果の向上を図ることができる。
さらに、陰極側で水素を発生しない水処理方法もしくは水処理装置であっても、本発明によれば、電極へのスケール成分付着防止を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の実施例１に係る水処理装置の概略を示す構成図、図２は本発明の実施例２に係る水処理装置の概略を示す構成図、図３乃至図５乃は本発明の実施例３に係る水処理装置の概略を示す構成図、図６は本発明の実施例４に係る水処理装置の概略を示す構成図、図７は、本実施例が適用される電極配置の一例を示す側断面図である。
【００１８】
本実施例の処理対象水としては、し尿や下水等の廃水、被酸化性物質を含有する水、上水、中水、或いは海水等の塩分含有水などが挙げられる。
し尿や下水等の廃水は、電解処理を施すことにより主に脱窒素処理、脱リン処理、脱臭処理、消毒・殺菌・漂白処理など行うことを目的とする。被酸化性物質を含有する水は、電解処理を施すことにより水中の被酸化性物質の酸化分解を行うことを目的とする。上水、中水は、電解処理を施すことにより、主に電解にて発生させた次亜塩素酸により消毒・殺菌などを行うことを目的とする。海水等の塩分含有水は、電解処理を施すことにより、主に次亜塩素酸含有水を生成し、これを消毒、殺菌、漂白、脱臭等に用いる他、海水の取水口に注入して海洋生物の付着防止に用いられる。
【００１９】
本実施例における電解処理の基本構成は、処理対象水を塩化物イオン存在下にて電気分解することにより次亜塩素酸を生成し、該次亜塩素酸塩により被酸化物含有水に含まれる被酸化物を酸化分解するものであり、さらに、スケールの付着を防止でき、且つ電解により発生する水素ガスを希釈することが可能な構成を有する。
即ち、スケール付着防止を目的とした電極表面の流速確保のために、電解槽に流入する処理対象水に空気を吹き込むことで、スケール付着防止効果の向上、循環動力の低減を図るとともに、電解処理に伴い発生する水素ガスを爆発限界以下にまで希釈する希釈空気として利用することにより、装置全体として動力がほぼ同等若しくは低減を図りつつ、スケール付着防止効果の向上を図ることができる。
以下の実施例１乃至実施例４に、具体的な水処理方法と装置を示す。
【実施例１】
【００２０】
図１に示すように、本実施例１は循環型の装置であり、原水２０が流入する循環タンク１０と、該循環タンク１０とライン２１により接続された電解槽１３と、該ライン２１上に配置された循環ポンプ１１と、電解槽１３内に浸漬配置された電極板に電解用電流を供給する直流電源装置１４とを備えるとともに、該電解槽１３から排出される処理水２５を循環タンク１０に返送する循環ライン２３と、該処理水を系外へ排出する排出ライン２４と、処理水の循環ラインを切り替える三方バルブ１５と、を備える。また、必要に応じて、循環タンク１０の気相に対して空気を供給するファン１６を備える。
循環タンク１０は、一又は複数設けられる。該循環タンク１０は、原則として原水又は処理水を一時的に貯留する機能を有するが、必要に応じて塩化物イオン添加手段、ｐＨ調整手段等を備えていてもよい。尚、これらの塩化物イオン添加手段、ｐＨ調整手段等は電解槽１３側に設けてもよい。
【００２１】
電解槽１３は、一又は複数設けられる。該電解槽１３は、槽本体と、該槽本体内の原水中に浸漬された少なくとも一対の電極板とを備え、この電極板に接続された直流電源装置１４にて電極板に電解用電流を供給することにより処理対象水の電解反応を行う。
電極板は複数配置されていてもよく、この場合、例えば図７に示される装置構成を用いることができる。同図に示されるように、槽本体６５の原水入口側に設置された陰極通電棒６２と、出口側に設置された陽極通電棒６３とを有し、これらの通電棒６２、６３の間に複数の電極板６１が配置される。該電極板６１は、槽本体６５内での原水の流れに平行に且つ千鳥状に多段配置されている。各電極板の黒ぬり部が陽極になる。そして、槽本体６５内を原水が流れるとともに、陽極通電棒６３から陰極通電棒６２に電流が流されることにより、各段の電極板６１で順次原水が電気分解される。
【００２２】
さらに本実施例の特徴的な構成として、スケール成分の付着防止及び水素ガス希釈を目的として、電解槽１３若しくは該電解槽１３の前段にて空気を原水中に吹き込む空気供給手段を備えている。図１では、循環タンク１０から電解槽１３への原水ライン２１上に、圧縮空気を供給するコンプレッサ１２を備えている。このコンプレッサ１２により、電解槽１３に流入する原水中に空気を送り込み、該電解槽１３にて気泡を含有した原水を電気分解するようにしている。コンプレッサ１２は、循環タンク１０と電解槽１３の間であれば、何れに設置してもよいが、循環ポンプ１１の下流側で且つ電解槽１３の上流側に設けることが好ましい。これは、循環ポンプ１１内に多量の気泡が入り込んで不具合が発生することを防止するためである。
【００２３】
原水中に空気を吹き込むことにより、電解槽１３にて電極表面の流速が増加し、電極表面でのより一層の乱流化が発生し、電極にスケールが付着しにくくし、且つ付着したスケールの洗浄効果を有する。
さらに、処理水中に気泡が存在することにより、循環ポンプ１１における循環動力の低減を図ることが可能となる。
さらにまた、電解処理により電解槽１３内で発生した水素ガスが循環タンク１０の気相に溜まることとなるが、この水素ガスとともに、コンプレッサ１２により吹き込んだ空気が気相に溜まるため、水素ガスが希釈される。従って、ファン１６を設置しない構成としたり、或いはファン１６の小型化或いは動力低減することが可能となる。
【００２４】
空気供給手段として、本実施例では圧縮空気を供給するコンプレッサを例示したが、これに限定されるものではなく、ブロワ等の通常空気を供給する手段、或いはマイクロバブルを供給する手段等であってもよい。尚、マイクロバブルとは、直径１０〜５００μｍ等の微細気泡である。マイクロバブルを用いる利点としては、水中で微細気泡が放散するため、電極を複数設けていても略均等に電極表面を通過することとなり、何れの電極表面においても流速を増大させることができ、スケール付着防止に効果的である。
【００２５】
図１に示す装置における作用を説明すると、まず循環タンク１０に貯留された原水は、循環ポンプ１１によりライン２１を介して適宜電解槽１３に送給される。このとき、コンプレッサ１２によりライン２１の原水中に圧縮空気を吹き込む。気泡を含有した原水は電解槽１３に流入し、該電解槽１３内にて電解処理される。
【００２６】
一例として、電解処理における反応を、原水種類とその処理内容とともに以下に示す。
海水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成する場合、電気分解により以下の反応が得られる。
２Ｃｌ−            →  Ｃｌ２＋２ｅ
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ      →  ２ＯＨ−＋Ｈ２
２Ｎａ＋＋２ＯＨ−  →  ２ＮａＯＨ
陽極で発生した塩素（Ｃｌ２）は、陰極で発生した水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）と反応し、以下の反応により次亜塩素酸ソーダ（ＮａＣｌＯ）を生成する。
Ｃｌ２＋２ＮａＯＨ  →  ＮａＣｌＯ＋ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ
このようにして生成した次亜塩素酸ソーダ含有水は、海水の取水口や配管、復水器、各種冷却器等の海水と接触する部分に供給することで、藻や貝類などの海洋生物の付着を防止することが可能である。
【００２７】
また、別の例として、有機性廃水を電気分解して脱窒素を行う場合、電気分解により以下の反応が得られる。
Ｈ２Ｏ          →１／２Ｏ２+２Ｈ＋＋２ｅ−
２Ｃｌ−        →Ｃｌ２＋２ｅ−
Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ  →ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ
Ｈ２Ｏ＋ｅ−    →１／２Ｈ２＋ＯＨ−
これにより、酸化力が非常に強い次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が発生する。この次亜塩素酸と、廃水中のアンモニアが反応し、以下の反応により無害な窒素ガスに転化する。
２ＮＨ３＋３ＨＣｌＯ→Ｎ２＋３ＨＣｌ＋３Ｈ２Ｏ
他にも、本構成の電解処理により、脱リン処理、消毒・殺菌・漂白処理、その他電解処理が可能である。
【００２８】
電解処理後の処理水は、ライン２２を介して電解槽１３より排出され、循環ライン２３を介して循環タンク１０に返送される。循環タンク１０には、電解反応により発生した水素ガスが気相側に溜まり、必要に応じてファン１６により空気を供給して爆発限界以下まで希釈した後排ガス２６として排出する。このとき、コンプレッサ１２により予め空気を供給しているため、水素ガスが十分に希釈されていれば希釈用空気を供給する必要はない。
循環タンク１０に返送された処理水は、電解槽１３に供給され、電解処理が繰り返し行われる。このとき、電解槽１３の運転時間を測定し、該運転時間に基づいて三方バルブ１５を操作し、所定時間循環させた後、循環ラインを切り替えて処理水を排出させてもよい。また、電解槽１３からの処理水の一部を引抜き循環させ、他の処理水は排出し、循環させた処理水に原水２０を加えて電解処理するようにしてもよい。
【００２９】
本実施例によれば、電解処理する処理対象水中に空気を供給することにより乱流が発生し、この水流によるスケール付着防止効果に加え、空気を吹き込むことにより、電極表面での洗浄効果を向上させることが可能である。また、吹き込んだ空気は、従来電解処理により発生する水素ガスを爆発限界以下まで希釈するために別途設けていた希釈空気として利用可能である。従って、従来はスケール付着防止用の装置と、水素ガス希釈用装置とを別個に設けていたが、これらを一体化又は小型化することができ、装置全体の小型化が可能である。
さらに、次亜塩素酸により副次的に生成する有機塩素化合物に対しても、循環液中に気泡を混合することで、液相から気相に移動させることができ、気液分離を促進させ処理水を無害化することが可能である。
【実施例２】
【００３０】
図２に、本実施例２に係る水処理装置を示す。尚、以下の実施例２乃至４において、上記した実施例１と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
この装置は、ワンスルー型の装置であり、原水２０を送給するライン２７上に設けたポンプ２６と、原水２０を電解処理する電解槽１７と、該電解槽１７の電極に電解用電流を供給する直流電源装置１８と、電解槽１７からの処理水がライン２８を介して供給される処理水タンク１９と、該処理水タンク１９に貯留された処理水２５を排出するポンプ２９と、を備える。また、必要に応じて、処理水タンク１９に水素ガス希釈用の空気を供給するファン１６を備える。
さらに本実施例の特徴的な構成として、電解槽１６若しくはその前段に、処理対象水中に空気を吹き込む空気供給手段を備える。本実施例では、電解槽１７の前段に圧縮空気を供給するコンプレッサ１２を設けている。
【００３１】
本装置における作用を説明すると、原水２０をポンプ２６により電解槽１７に供給するとともに、コンプレッサ１２により原水２０に空気を吹き込む。気泡を含有した原水２０は、電解槽１７により電解処理される。ここで電解はワンスルー処理により行われ、電解槽１７にて所定時間電解処理するか、若しくは、処理水中のｐＨ又はＯＲＰ等の指標に基づいて電解終了時期を判断するようにしてもよい。
電解処理後に排出された処理水は、処理水タンク１９に貯留される。処理水タンク１９にて気相側に溜まった水素ガスは、コンプレッサ１２にて供給した空気により希釈されており、必要に応じてファン１６にて希釈用空気を供給した後排ガス２６として排出される。また、処理水２５はポンプ２９により適宜排出される。
【００３２】
本実施例によれば、電解をワンスルー処理としているため、従来の装置では水流が確保されずにスケールが付着しやすかったが、本構成のごとく処理対象水中に空気を吹き込むことによってスケール付着防止或いは電極表面での洗浄効果を向上させることが可能となる。
さらに、実施例１と同様に、吹き込んだ空気が水素ガスを希釈する効果も備えるため、希釈用ファンを設ける必要がない、或いはファンの小型化が可能となり、装置全体の小型化が達成できる。さらに、次亜塩素酸により副次的に生成する有機塩素化合物に対しても、循環液中に気泡を混合することで、液相から気相に移動させることができ、気液分離を促進させることが可能である。
【実施例３】
【００３３】
図３乃至図５に本実施例３に係る水処理装置を示す。実施例３は、循環型で且つ装置一体型の構成となっている。
まず図３を参照して、この装置３０Ａは、槽本体３１と、該槽本体３１の側面下方に設けた原水入口３１ａと、該原水入口３１ａとは対向する側の側面下方に設けた処理水出口３１ｂと、該原水入口３１ａと処理水出口３１ｂとを分断するごとく槽本体３１を仕切る仕切り板３２と、該仕切り板３２により原水入口３１ａ側に形成された電解域３４と、処理水出口３１ｂ側に形成された循環域３５とを備える。
【００３４】
前記仕切り板３２は、その上部と下部が開放されており、電解域３４と循環域３５は上部と下部にて連通している。
前記電解域３４には、電極板が配置された電極部３６が配設されている。該電極部３６には、一対又は複数の電極板が配置され、該電極板は直流電源装置（図示略）に接続されている。
【００３５】
さらに本実施例の特徴的な構成として、電解域３４の下方から空気を吹き込む空気供給手段を備えている。本実施例では、圧縮空気を供給するコンプレッサ４５を備え、該コンプレッサ４５により圧縮空気４２を、空気吹き込み口３３から供給する構成としている。尚、この空気供給手段は、実施例１と同様に他の構成も採用できる。
【００３６】
本装置における作用を説明すると、原水入口３１ａより槽本体３１内に供給された原水４０は、コンプレッサ４５から供給される圧縮空気により形成された上昇流に従って電解域３４を通流し、電極部３６にて電解処理される。電解により発生した水素ガスは、コンプレッサ４５から供給された空気とともに槽本体３１上部の気相側に移動し、必要に応じて吹き込まれた空気４８によりさらに希釈され、排ガス４７として排出される。
一方、電解処理後の処理水は、仕切り板３２上部をオーバーフローして循環域３５に流入する。該循環域３５では、下降流が形成され、処理水は仕切り板３２下部より電解域３４に循環する。このように、本装置では図中矢印で示した循環流が形成される。
電解処理が終了したら、処理水出口３１ｂより処理水４１を排出するようになっている。
【００３７】
本実施例では、実施例１に記載したように空気を供給することによる効果に加えて、一つの槽本体内にて循環流を形成し、一体型の装置構成としたため、より一層の装置の小型化が可能で、また循環ポンプ等の循環用装置を設ける必要がなくなる。この装置は、電解処理する処理対象水の量が少ない場合に好適に適用できる。
【００３８】
さらに、図４に図３を応用した装置を示す。本実施例の装置３０Ｂでは、図３に示した装置構成に加えて、エアリフトポンプ装置３７を備えた構成となっている。
このエアリフトポンプ装置３７は、前記循環域３５に垂直方向に延設したエアリフト管３５と、該エアリフト管３５の底部から空気４３を供給する手段と、電解域３４の上部からエアリフト管３５下部に処理水を導く循環ライン３９と、から構成される。
また、原水入口３１ａは循環域３５の上部に設けられ、処理水出口は該循環域３５の下部に設けられている。さらに、図３と同様に、電解域３４の下部から空気を供給するコンプレッサ４５を備える。
【００３９】
本実施例において、エアリフト管３８内には、空気４３の供給により上昇流が形成され、該エアリフト管３８の周囲には下降流が形成されている。この下降流は、仕切り板３２の下部の連通部から電解域３４に向かい、該電解部３４には上昇流が形成される。さらに電解部３４の電極部３６にて電解処理された処理水は、循環ライン３９を介してエアリフト管３８の下部に供給される。
このように、エアリフトポンプ装置３７を具備することにより、循環流の流速が増大し、さらにコンプレッサ４５による空気吹き込みによる流速増大と相まってスケール付着防止効果が向上することとなる。
【００４０】
さらにまた、図５に図３を応用した別の装置を示す。本実施例の装置３０Ｃは、図４に示した装置構成において、コンプレッサ４５を設置しない構成としている。このように、コンプレッサ４５を設置しない場合でも、エアリフトポンプ装置３７による循環流の形成、空気４３の吹き込みにより、スケール付着防止及び水素ガス希釈が同時に達成し得るものである。本実施例によれば、コンプレッサを設置しない構成としたため、動力低減及び装置の簡素化、小型化が可能である。
【実施例４】
【００４１】
図６に、本実施例４に係る水処理装置を示す。実施例４は、循環型で且つ装置一体型の構成となっている。
この装置５０は、槽本体５１と、該槽本体５１の側部に設けられた原水入口３１ａと、該原水入口３１ａを有し、仕切り板５５により形成された電解域５７と、該電解域５７内で原水入口３１ａから離間した位置に横置き配置された電極部５２と、該原水入口３１ａと電極部５２との間に配置されたエアリフトポンプ装置５３と、前記電極部５２を通過した処理水がオーバーフローにより流入し、槽本体５１の側部及び底部を通って前記エアリフトポンプ装置の下部に供給される循環ライン５６と、該循環ライン５６の下流側に設けられた処理水出口３１ｂと、から構成される。
【００４２】
エアリフトポンプ装置５３のエアリフト管５４は、下方が循環ライン５６に連通し、上方は開放されて、処理水がエアリフト管５４の上部開口より電極部５２手前に流入するようになっている。原水４０又はエアリフト管５４から流入した処理水は、図中矢印方向に電極部５２を通過し、ここで電解処理された後、仕切り板５５をオーバーフローして循環ライン５６に流入し、該循環ライン５６を図中矢印方向に移動してエアリフト管５４下部に導入されるようになっている。エアリフト管５４には、空気４３が供給され、上記した循環流を形成している。
本装置では、原水４０が供給された後、所定時間循環させ電解処理した後、処理水４１として排出してもよいし、原水４０を原水入口３１ａより所定量ずつ供給しながら電解処理し、適宜処理水出口３１ｂより所定量ずつ抜き出して循環運転してもよい。
【００４３】
本実施例によれば、実施例１に記載したように空気を供給することによる効果に加えて、一つの槽本体内にて循環流を形成し、一体型の装置構成としたため、より一層の小型化が可能で、また循環ポンプ等の循環用装置を設ける必要がなくなる。この装置は、処理量が少ない場合に好適に適用できる。さらに本実施例では、実施例３とは異なり循環ライン５６を槽本体５１内に組み込んだ構成となっているため、装置構成を簡素化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１に係る水処理装置の概略を示す構成図である。
【図２】本発明の実施例２に係る水処理装置の概略を示す構成図である。
【図３】本発明の実施例３に係る水処理装置の概略を示す構成図である。
【図４】図３を応用させた水処理装置の概略を示す構成図である。
【図５】図３を応用させた他の水処理装置の概略を示す構成図である。
【図６】本発明の実施例４に係る水処理装置の概略を示す構成図である。
【図７】本実施例が適用される電極配置の一例を示す側断面図である。
【図８】従来における水処理装置の構成図である。
【図９】図８とは別の従来における水処理装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０              循環タンク
１１              循環ポンプ
１２              コンプレッサ
１３、１７        電解槽
１４、１８        直流電源装置
１９              処理水タンク
２３、３９、５６  循環ライン
３１、５１        槽本体
３２、５５        仕切り板
３４              電解域
３５              循環域
３６、５２        電極部
３７、５３        エアリフトポンプ装置
３８、５４        エアリフト管
【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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【図９】
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