(57)【要約】【課題】イオン性物質の除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定的にして、工業的規模での液体の精製に優位性を発揮する液体のイオン性物質除去方法と液体処理装置を提供する。【解決手段】本発明による液体のイオン性物質除去方法と液体処理装置１は、多孔質電気絶縁材３を挟持して互いに対峙する一対の通液性活性炭電極２、２と通液性活性炭電極間に適宜に印加する直流電源４及びイオン性物質の溶解された液体を一対の通液性活性炭電極に対して垂直方向に流通させる案内部材５、５から構成されており、イオン性物質の溶解された液体を一対の通液性活性炭電極に対して垂直方向に流通させている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の通液性活性炭電極を互いに対峙させて配置すると共に該通液性活性炭電極間に直流電圧を印加し、該一対の通液性活性炭電極に対してイオン性物質の溶解された液体を垂直方向に流通させて成る液体のイオン性物質除去方法。
【請求項２】
表面積の異なる一対の通液性活性炭電極を互いに対峙させて配置し、表面積の小さい通液性活性炭電極側に陰極電圧を印加すると共に表面積の大きい通液性活性炭電極側に陽極電圧を印加して、該一対の透通性活性炭電極に対して固形シリカの溶解された液体を垂直方向に流通させて成る液体のイオン性物質除去方法。
【請求項３】
通液性活性炭電極間に印加する直流電圧が、印加する極性を所定の時間間隔で逆転させることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体のイオン性物質除去方法。
【請求項４】
通液性活性炭電極が、所定の時間間隔で互いに短絡されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体のイオン性物質除去方法。
【請求項５】
請求項１、３又は４のいずれかに記載の液体のイオン性物質除去方法に用いる液体処理装置であって、多孔質電気絶縁材を挟持して互いに対峙する一対の通液性活性炭電極、該通液性活性炭電極間に適宜に印加する直流電源及びイオン性物質の溶解された液体を該一対の通液性活性炭電極に対して垂直方向に流通させる案内部材から構成される液体処理装置。
【請求項６】
請求項２乃至４のいずれかに記載の液体のイオン性物質除去方法に用いる液体処理装置であって、多孔質電気絶縁材を挟持し互いに対峙する表面積の異なる一対の通液性活性炭電極、表面積の小さい通液性活性炭電極側に陰極電圧を印加すると共に表面積の大きい通液性活性炭電極側に陽極電圧を印加する直流電源及び固形シリカの溶解された液体を該一対の透通性活性炭電極に対して垂直方向に流通させる案内部材から構成される液体処理装置。
【請求項７】
通液性活性炭電極と直流電源との間に電源切換スイッチを配置することを特徴とする請求項５又は６に記載の液体処理装置。
【請求項８】
通液性活性炭電極間に短絡スイッチを配置することを特徴とする請求項５又は６に記載の液体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体のイオン性物質除去方法と液体処理装置に関し、特に液体中に溶解されているイオン性物質の除去率が高くかつ安定的に除去することで工業的規模での実施が可能な液体のイオン性物質除去方法と液体処理装置に関する
【０００２】
【従来の技術】
本発明が対象にしている液体からのイオン性物質除去は、従来からのイオン交換装置、純水装置、排水処理装置、逆浸透膜の前処理装置及び洗浄水の再利用システム等に適用されてきたものであって、従来からの方法は、活性炭層を用いて成る平板形状の通液型電気二重層コンデンサを用いて、静電気を利用しながらイオン性物質を含む液体から、このイオン性物質を除去するものであり、例えば、米国特許第５１９２４３２号明細書にも記載されている。
【０００３】
米国特許第５１９２４３２号明細書に示すものは、液体の精製を目的とする定電荷クロマトグラフ用カラムに用いる通液型コンデンサであって、塩化ナトリウム等のイオン性物質を含む水の精製に用いるために、第１の導電性支持層と第１の高表面積導電性層及び第１の非導電性多孔質のスペーサ層、そして、第２の導電性支持層と第２の高表面積導電性層及び第２の非導電性多孔質のスペーサ層等を含む複数の隣接層群をスパイラル状に巻回した通液型コンデンサが示されている。
【０００４】
しかるに、本例の通液型コンデンサは、隣接層群をスパイラル状に巻回した構造を有するために通液時に偏流が生じ易くなっており、イオン性物質の除去率が安定しないで平均値が相当に低くなるという問題点を包含している。
【０００５】
従って、イオン性物質を含む液体の精製にこの通液型コンデンサを適用した場合には、精製操作中にイオン性物質の除去率が変動して安定しない上に、その除去率も平均的にはかなり低くなることから、この通液型コンデンサを工業的規模で液体の精製に用いることは困難であった。
【０００６】
又、上記の問題点を解決するために開発されたとする特開平６−３２５９８３号公報に記載の例では、図１０に示すように電気絶縁性多孔質通液性シートから成るセパレータ２１を挟んで、高比表面積活性炭を主材とする活性炭層２２、２２を配置し、その活性炭層２２、２２の外側に集電極２３、２３を配置しており、その集電極２３、２３の外側には、さらに押え板２４、２４を配置した構成を有する平板形状の通液型電気二重層コンデンサ２０が示されている。
【０００７】
しかしながら、本例では、通液型電気二重層コンデンサの液体の流れ方向が、図示のように電極の面に平行であることから、イオン性物質の除去率を低下させている。
【０００８】
即ち、本例においては、図１１の原理図に示すように、陰極の上流にあるＣｌ−は、陽極（＋）に吸引されるために下流に流れながら陽極へ向かって右側に移動しなければならず、同様に、陽極の上流にあるＮａ＋は、陰極（−）に吸引されるために下流へ流れながら陰極へ向かって左側に移動しなければならない。
【０００９】
このために、液体が活性炭層（２２）、（２２）を並行に通過する所定の時間内に、Ｎａ＋、Ｃｌ−が陰極（−）、陽極（＋）の各電極に吸引されながらの移動を終了していなければ、各イオンは、電極に吸着されることなく流出してしまうことになり、その結果としてイオンの除去性能は低下することになる。
【００１０】
以上のように、従来の通液型電気二重層コンデンサは、いずれの場合も液体の流れ方向を電極の面に対して平行にしていることから、イオン性物質を含む液体の精製においてその除去率が不安定で平均的に低下しており、工業的規模で液体の精製に用いることは困難であるという致命的な問題点を包含していることから早急な解決が嘱望されていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の現状に鑑みて問題点の解決のために提案するものであり、イオン性物質の溶解された液体を互いに対峙させて配置する一対の通液性活性炭電極に対して垂直方向に流通させることで、イオン性物質の除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定的にして、工業的規模での液体の精製に優位性を発揮する液体のイオン性物質除去方法と液体処理装置を提供している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である液体のイオン性物質除去方法は、一対の通液性活性炭電極を互いに対峙させて配置すると共に通液性活性炭電極間に直流電圧を印加し、一対の通液性活性炭電極に対してイオン性物質の溶解された液体を垂直方向に流通させており、イオン性物質の除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定的にしている。
【００１３】
請求項２に記載の発明である液体のイオン性物質除去方法は、表面積の異なる一対の通液性活性炭電極を互いに対峙させて配置し、表面積の小さい通液性活性炭電極側に陰極電圧を印加すると共に表面積の大きい通液性活性炭電極側に陽極電圧を印加して、一対の透通性活性炭電極に対して固形シリカの溶解された液体を垂直方向に流通させており、固形シリカの除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定的にしている。
【００１４】
請求項３に記載の発明である液体のイオン性物質除去方法は、請求項１又は２に記載の液体のイオン性物質除去方法において、通液性活性炭電極間に印加する直流電圧を印加する極性が所定の時間間隔で逆転されることを特徴としており、上記機能に加えて、各通液性活性炭電極に電気的に吸着されているイオン性物質を反発させることによって離脱させてイオン性物質の除去率を回復させている。
【００１５】
請求項４に記載の発明である液体のイオン性物質除去方法は、請求項１又は２に記載の液体のイオン性物質除去方法において、通液性活性炭電極を所定の時間間隔で互いに短絡することを特徴としており、上記機能に加えて、各通液性活性炭電極に電気的に吸着されているイオン性物質を無電荷化によって離脱させてイオン性物質の除去率を回復させている。
【００１６】
請求項５に記載の発明である液体処理装置は、請求項１、３又は４のいずれかに記載の液体のイオン性物質除去方法に用いており、多孔質電気絶縁材を挟持して互いに対峙する一対の通液性活性炭電極と通液性活性炭電極間に適宜に印加する直流電源及びイオン性物質の溶解された液体を一対の通液性活性炭電極に対して垂直方向に流通させる案内部材から構成されており、イオン性物質の溶解された液体を一対の通液性活性炭電極に対して垂直方向に流通させることでイオン性物質の除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定した状態で稼動させている。
【００１７】
請求項６に記載の発明である液体処理装置は、請求項２乃至４のいずれかに記載の液体のイオン性物質除去方法に用いており、多孔質電気絶縁材を挟持し互いに対峙する表面積の異なる一対の通液性活性炭電極と表面積の小さい通液性活性炭電極側に陰極電圧を印加すると共に表面積の大きい通液性活性炭電極側に陽極電圧を印加する直流電源及び固形シリカの溶解された液体を一対の透通性活性炭電極に対して垂直方向に流通させる案内部材から構成されており、固形シリカの溶解された液体を一対の通液性活性炭電極に対して垂直方向に流通させることで一対の透通性活性炭電極に対して固形シリカの溶解された液体を垂直方向に流通させており、固形シリカの除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定した状態で稼動させている。
【００１８】
請求項７に記載の発明である液体処理装置は、請求項５又は６に記載の液体処理装置において、通液性活性炭電極と直流電源との間に電源切換スイッチを配置することを特徴としており、上記機能に加えて、通液性活性炭電極間に印加する直流電圧の極性を所定の時間間隔で逆転させて各通液性活性炭電極に電気的に吸着されているイオン性物質を反発させながら離脱させることで機能を回復させている。
【００１９】
請求項８に記載の発明である液体処理装置は、請求項５又は６に記載の液体処理装置において、通液性活性炭電極間に短絡スイッチを配置することを特徴としており、上記機能に加えて、通液性活性炭電極を所定の時間間隔で互いに短絡させて各通液性活性炭電極に電気的に吸着されているイオン性物質を無電荷化によって離脱させることで機能を回復させている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明による液体のイオン性物質除去方法と液体処理装置は、多孔質電気絶縁材を挟持させながら一対の通液性活性炭電極を互いに対峙させて配置すると共に、通液性活性炭電極間に直流電圧を印加し、イオン性物質の溶解された液体を一対の通液性活性炭電極に対して垂直方向に流通させており、通液性活性炭電極に補足されるイオン性物質の除去率を大幅に向上させながら平均値を安定的にしている。
【００２１】
以下に、本発明による液体のイオン性物質除去方法と液体処理装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明による液体処理装置の実施の形態を示す側面図であり、基本的な構成を表現している。
【００２３】
本実施の形態における液体処理装置１は、平板状態に構成されているものであって、平板状に形成された一対の通液性活性炭電極２、２が同じく平板状の多孔質電気絶縁材３をその中央部に挟持しており、対峙する一対の通液性活性炭電極２、２間には直流電源４が接続されることで通液性活性炭電極２、２に適宜の電圧を印加している。
【００２４】
一対の通液性活性炭電極２、２の外側には、案内部材５、５が配置されており、一方側の案内部材５には供給口６が装備されると共に他方側の案内部材５には排出口７が装備されており、通液性活性炭電極２、多孔質電気絶縁材３及び案内部材５の細部については後述するが、液体処理装置１は、案内部材５、５の間を通しボルト８とナット９との螺合によって一体に合体されている。
【００２５】
イオン性物質の溶解された液体は、以上の構成によって、一方側の案内部材５の供給口６から液体処理装置１に供給されており、同液体は、多孔質電気絶縁材３が通液可能であることから、通液性活性炭電極２、２を垂直方向に通ることが可能になることで、イオン性物質は通液性活性炭電極２、２の全通液面において移動すること無く効率的に除去されることになる。
【００２６】
次いで、液体処理装置１は、浄化された液体を他方側の案内部材５に装備した排出口７から外部に送出するものであり、イオン性物質の溶解された液体は、高い除去率で浄化された後に不純物の無い清純液として次工程に向かって供給している。
【００２７】
本実施の形態における通液性活性炭電極２は、導電性を発揮する高比表面積の活性炭繊維で構成しているが、通液性活性炭電極２は、多孔質電気絶縁材３と案内部材５によって押さえられることで強固に保持されているものであるから、１）活性炭であること、２）高比表面積を有すること、３）通液性があること、４）導電性があること等の条件を満たすものであれば、これに限定されるものでなく、粉末活性炭を袋等に詰めたり単独に固めた板状体或いはフェノール、レーヨン、ポリアクリルニトリル等の活性炭繊維から構成される織布もしくは不織布であっても採用可能である。．
又、多孔質電気絶縁材３は、両通液性活性炭電極２、２の間に在って両極を電気的に絶縁すると同時に、通液性活性炭電極２に対しては、イオン性物質の溶解された液体を通液性活性炭電極２の垂直方向に通液する機能を発揮させている。
【００２８】
しかして、案内部材５、５は、両通液性活性炭電極２、２の外側に在って液体処理装置１に供給されるイオン性物質の溶解された液体を液体処理装置１の内部に密封しており、供給されるイオン性物質の溶解された液体が、一方側の供給口６から両通液性活性炭電極２、２と多孔質電気絶縁材３を垂直方向に通液して他方側の排出口７から外部に送出できるように、案内部材５、５の内面を刳り抜いて液体処理装置１の内部に適宜の空隙を形成している。
【００２９】
図２、３は、本発明による液体のイオン性物質除去方法とこれを具現化する液体処理装置の原理を説明するための概要図である。
【００３０】
図２は、一対の通液性活性炭電極とその中央部に挟持される多孔質電気絶縁材から成る単位機構を複数に亘って配列した際の分解状態を示しており、図３は、イオン性物質を液体から除去させるための作動原理（ａ）と、除去されて通液性活性炭電極に吸着したたイオン性物質を通液性活性炭電極２、２から離脱させるための作動原理（ｂ）とを示している。
【００３１】
図２に示されている単位機構の一対の通液性活性炭電極とその中央部に挟持される多孔質電気絶縁材とは、一対の通液性活性炭電極２、２が、互いにその反対側に陽極（＋）、陰極（−）の端子１０を要して、図示していない直流電源に接続すると共に、両通液性活性炭電極２、２の間は、多孔質電気絶縁材３によって電気的に分離されている。
【００３２】
通液性活性炭電極２、２に対する電源４の接続位置を陽極と陰極とで向きを反対にするために構成している端子１０の配置は、電圧降下を等しくしているもので、導電率の低い、低コストの通液性活性炭電極の使用を可能にしている。
【００３３】
又、通液性活性炭電極２、２に対する供給液の垂直流は、イオン性物質の移動を必要としないので、電極間に電流を流す必要を無くして通液性活性炭電極２、２の表面に電気二重層を形成させるだけの電圧で充分なように構成することを可能にしており、端子１０の配置で電圧降下を同一にすることと相俟って、従来装置が包含していた電流密度の変化、イオン除去率の低下、水素ガスの発生、イオン吸着容量の低下等の問題発生を回避している。
【００３４】
液体処理装置１の両側には、案内部材５、５が配置されており、一方側の供給口６から液体処理装置１に供給されるイオン性物質の溶解された液体を、両通液性活性炭電極２、２と多孔質電気絶縁材３とに垂直方向に通液して、他方側の排出口７から外部に送出している。
【００３５】
以上のように、本発明によるイオン性物質の除去は、両通液性活性炭電極２、２の垂直方向にイオン性物質の溶解された液体を通液して、両通液性活性炭電極に対するイオン性物質の吸着をイオンの移動が殆ど必要ないように構成することで、次の効能を発揮している。
【００３６】
▲１▼　時間単位の処理流量は、両通液性活性炭電極の面積を増減させることで対処できる。
▲２▼　イオン性物質の処理容量は、一対の通液性活性炭電極と多孔質電気絶縁材から成る単位機構の個数を増減させることで対処できる。
▲３▼　供給する液体の平均通水速度を増速できるので、液体処理装置の大きさを１／４程度に減縮できる。
【００３７】
さらに、以上の構成によって、液体Ｈ２Ｏ中に溶解されたイオン性物質Ｎａ＋、Ｃｌ−は、図３（ａ）に示されるように反対極性の電圧（＋）、（−）が端子に印加された通液性活性炭電極２、２に吸引され、殆どの移動距離を無くして近接している通液性活性炭電極２、２に直ちに吸着されるので、イオン性物質の除去率を大幅に向上させている。
【００３８】
しかして、液体Ｈ２Ｏ中に溶解されたイオン性物質Ｎａ＋、Ｃｌ−が、連続的に通液性活性炭電極２、２に吸着されて行くと、通液性活性炭電極２、２は、飽和状態を発生することになって、液体Ｈ２Ｏは中に溶解されたイオン性物質Ｎａ＋、Ｃｌ−は、除去できなくなる。
【００３９】
図３（ｂ）は、この際の逆洗方法を説明しており、陽極（＋）と陰極（−）に電荷されている通液性活性炭電極２、２を直流電源４の電源スイッチ１１を切り換えることによって互いに短絡させて、両通液性活性炭電極２、２の電荷を放電させている。
【００４０】
これによって、両通液性活性炭電極２、２に吸着されていたイオン性物質Ｎａ＋、Ｃｌ−は、その吸着力を失って図示のように両通液性活性炭電極２、２から離脱して、供給されてくる液体Ｈ２Ｏと共に流出することになり、結果的に通液性活性炭電極２、２の飽和状態を修復している。
【００４１】
次ぎに、各種のイオン性物質を溶解した水道水について、その除去状態を確認することによって上記の原理を検証する。
【００４２】
図４に示す表は、浄化対象の市水に各イオンが溶解している濃度（ｍｇ／Ｌ）と当量（ｍｑｅ／Ｌ）が、本発明によって達成された浄化された後の状態値とイオン除去率を示しており、図５のグラフは、各イオンのイオン移動度とイオン除去率との関連状態を示す棒グラフである。
【００４３】
即ち、イオンの移動速度が異なる場合には、移動速度の速いものほど通液性活性炭電極の表面へ先に移動するものであることから、本来ならばそのイオン除去率においても大きな差を示すのが常とうの形態である。
【００４４】
しかるに、本発明による場合には、図４、５において明らかなように、例えばＳＯ４２−とＨＣＯ３−とのイオン移動速度比が３．５倍であるにもかかわらず、その除去率は表示のように１．１倍になり、同様にＣａ２＋とＮａ＋とのイオン移動速度比が２．３倍であるのに対しても、その除去率は１．１倍であることを示している。
【００４５】
このことは、本発明によるイオン性物質の除去が、イオン移動速度の差が影響を与える間もなく通液性活性炭電極に対して直ちに吸着することで達成されていることを検証するものであり、８８％以上のイオン除去率は、通液性活性炭電極に対する垂直流の効能として達成された結果である．
尚、表中のＳｉＯ２における除去率は、１０％の数値を提示して殆ど除去されていないことを明らかにしている。この点に関しては後述するが、ＳｉＯ２の除去率は、他のイオン性物質の除去率と全く異なる傾向を示している。
【００４６】
図６は、同じく市水の処理結果を示すものであり、処理後の電気伝導度（μＳ）、酸化還元電位（ＯＲＰ）（ｍＶ）及び印加直流電圧（Ｖ）の変化状況を明らかにしている。
【００４７】
電気伝導度（μＳ）は、イオン性物質の溶解状況を示すものであり、酸化還元電位（ＯＲＰ）（ｍＶ）は、溶存酸素の無い還元水の発生状況を知る尺度になり、印加直流電圧（Ｖ）は、酸化還元電位（ｍＶ）を所定値に確保するための電圧であるが、図示のように本実施の形態では、印加直流電圧をゼロにして逆洗をしている場合を除いて、直流電圧を印加している間のイオン性物質が完全に除去されていることを検証可能にしている。
【００４８】
又、印加直流電圧を２．０〜３．５Ｖに維持するように制御している場合には、酸化還元電位が２４０ｍＶ以下に押さえられることを明らかにして溶存酸素の無い還元水の発生を示唆しており、還元水の必要な確保を容易にしている。
【００４９】
さらに、図７は、図６の場合と同様に市水の処理結果を示すものであるが、酸化還元水の発生に注目した形態で表現している。
【００５０】
図７では、、処理後の電気伝導度（μＳ）、酸化還元電位（ＯＲＰ）（ｍＶ）及び印加直流電圧（Ｖ）の変化状況に加えて、還元水の発生を示すｐＨの酸性化を表示している。
【００５１】
本実施例では、通液性活性炭電極に対する印加電圧を３．５Ｖ以上に維持するように制御することで、通液はｐＨ６．５以下の酸性度を強めると共に、酸化還元電位（ＯＲＰ）を２００ｍＶ以下に抑えられている。
【００５２】
本実施例のように、液体処理装置に市水を通水して処理水を得る場合、通液性活性炭電極に対する印加電圧を酸化還元電位が２４０ｍＶ以下になるように制御すると、処理水は、上記のように溶存酸素の無い還元水になる。
【００５３】
還元水を含んだ処理水は、関連する逆浸透膜の原水として使用することで、膜面に付着する微生物の発生を抑制できるものであり、逆浸透膜が透過水の減少を来たすバイオファウリング現象を阻止できるものである。
【００５４】
次に、本発明によって固形シリカを除去する場合について説明する。
上記図４に示した表中のＳｉＯ２は、除去率１０％で殆ど除去されていないことを明らかにされていたが、本発明では一対の通液性活性炭電極の表面積を異ならしめることで、この問題を解決している。
【００５５】
固形シリカを除去するための本発明による液体のイオン性物質除去方法と液体処理装置は、表面積の異なる一対の通液性活性炭電極を互いに対峙させて配置し、表面積の小さい通液性活性炭電極側に陰極電圧を印加すると共に表面積の大きい通液性活性炭電極側に陽極電圧を印加して、一対の透通性活性炭電極に対して固形シリカの溶解された液体を垂直方向に流通させており、固形シリカの除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定的にしている。
【００５６】
図８、９は、本発明による固形シリカの除去方法とこれを具現化する液体処理装置の原理を説明するための概要図である。
【００５７】
本発明の実施の形態では、互いに対峙する一対の通液性活性炭電極２、２’は、相互の表面積比を変えることでイオン性物質の漏れる量を制御するものであり、表面積が１００％である陽極（＋）の通液性活性炭電極２に対して、表面積１２分を減少させた陰極（−）の通液性活性炭電極２’　を構成することで、固形シリカ（ＳｉＯ２）を以下の分子結合によってイオン化させて陽極（＋）の通液性活性炭電極２に吸着出来るように形成している。
【００５８】
ＳｉＯ２（コロイド）　　→　ＨＳｉＯ３−　（イオン）
この際の吸着率は、ｐＨの値によって異なるものであり、ｐＨ７では０％であってもｐＨ９では１５％、ｐＨ１１になると９０％の高吸着率にすることができるものであり、図７のように通液性活性炭電極２に対する印加電圧を制御することで、適宜に調整できるものである。
【００５９】
尚、この際の逆洗方法は、図９（ｂ）に示すように上記図３（ｂ）の場合と同様であり、陽極（＋）と陰極（−）に荷電されている通液性活性炭電極２、２’を直流電源４の電源スイッチ１１を切り換えによって互いに短絡させ、両通液性活性炭電極２、２の電荷を放電させることで達成している。
【００６０】
以上のように、本発明による液体のイオン性物質除去方法と液体処理装置は、基本的に、一対の通液性活性炭電極を互いに対峙させて配置すると共に通液性活性炭電極間に直流電圧を印加し、一対の通液性活性炭電極に対してイオン性物質の溶解された液体を垂直方向に流通させているので、イオン性物質の除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定的にできる機能を発揮している。
【００６１】
以上、本発明による液体のイオン性物質除去方法と液体処理装置を、上記実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明は、これらの実施の形態に何ら限定されるものでなく、液体処理装置、通液性活性炭電極、印加する直流電圧及び案内部材等の具体的な構造や材質に関して、発明の主旨を逸脱しない範囲において各種の変更が可能であることは当然のことである。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１に記載の液体のイオン性物質除去方法は、一対の通液性活性炭電極を互いに対峙させて配置すると共に通液性活性炭電極間に直流電圧を印加し、一対の通液性活性炭電極に対してイオン性物質の溶解された液体を垂直方向に流通させているので、イオン性物質の除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定的にできる効果を奏している。
【００６３】
請求項２に記載の液体のイオン性物質除去方法は、表面積の異なる一対の通液性活性炭電極を互いに対峙させて配置し、表面積の小さい通液性活性炭電極側に陰極電圧を印加すると共に表面積の大きい通液性活性炭電極側に陽極電圧を印加して、一対の透通性活性炭電極に対して固形シリカの溶解された液体を垂直方向に流通させているので、シリカの除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定的にできる効果を奏している。
【００６４】
請求項３に記載の液体のイオン性物質除去方法は、請求項１又は２に記載の液体のイオン性物質除去方法において、通液性活性炭電極間に印加する直流電圧を印加する極性が所定の時間間隔で逆転されることを特徴としているので、上記効果に加えて、各通液性活性炭電極に電気的に吸着されているイオン性物質を反発させることによって離脱させてイオン性物質の除去率を回復できる効果を奏している。
【００６５】
請求項４に記載の液体のイオン性物質除去方法は、請求項１又は２に記載の液体のイオン性物質除去方法において、通液性活性炭電極を所定の時間間隔で互いに短絡することを特徴としているので、上記効果に加えて、各通液性活性炭電極に電気的に吸着されているイオン性物質を無電荷化によって離脱させてイオン性物質の除去率を回復できる効果を奏している。
【００６６】
請求項５に記載の液体処理装置は、請求項１、３又は４のいずれかに記載の液体のイオン性物質除去方法に用いており、多孔質電気絶縁材を挟持して互いに対峙する一対の通液性活性炭電極と通液性活性炭電極間に適宜に印加する直流電源及びイオン性物質の溶解された液体を一対の通液性活性炭電極に対して垂直方向に流通させる案内部材から構成されているので、イオン性物質の溶解された液体を一対の通液性活性炭電極に対して垂直方向に流通させることでイオン性物質の除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定した状態で稼動できる効果を奏している。
【００６７】
請求項６に記載の液体処理装置は、請求項２乃至４のいずれかに記載の液体のイオン性物質除去方法に用いており、多孔質電気絶縁材を挟持し互いに対峙する表面積の異なる一対の通液性活性炭電極と表面積の小さい通液性活性炭電極側に陰極電圧を印加すると共に表面積の大きい通液性活性炭電極側に陽極電圧を印加する直流電源及び固形シリカの溶解された液体を一対の透通性活性炭電極に対して垂直方向に流通させる案内部材から構成されているので、固形シリカの溶解された液体を一対の通液性活性炭電極に対して垂直方向に流通させることで、シリカの除去率を通液性活性炭電極のみによって大幅に向上させながら平均値を安定した状態で稼動できる効果を奏している。
【００６８】
請求項７に記載の液体処理装置は、請求項５又は６に記載の液体処理装置において、通液性活性炭電極と直流電源との間に電源切換スイッチを配置することを特徴としているので、上記効果に加えて、通液性活性炭電極間に印加する直流電圧の極性を所定の時間間隔で逆転させて各通液性活性炭電極に電気的に吸着されているイオン性物質を反発させながら離脱させることで機能を回復できる効果を奏している。
【００６９】
請求項８に記載の液体処理装置は、請求項５又は６に記載の液体処理装置において、通液性活性炭電極間に短絡スイッチを配置することを特徴としているので、上記効果に加えて、通液性活性炭電極を所定の時間間隔で互いに短絡させて各通液性活性炭電極に電気的に吸着されているイオン性物質を無電荷化によって離脱させることで機能を回復できる効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【　図１】本発明による液体処理装置の実施の形態を示す側面図
【　図２】本発明における液体のイオン性物質除去を示す分解図
【　図３】本発明における液体のイオン性物質除去の原理を示す概要図
【　図４】本発明における液体のイオン性物質の除去率図
【　図５】本発明における液体のイオン性物質のイオン移動速度と除去率の相関図
【　図６】本発明による液体のイオン性物質除去を適用した市水の処理結果図
【　図７】本発明による液体のイオン性物質除去を適用した市水の処理結果図
【　図８】本発明による液体の固形シリカの除去を示す分解図
【　図９】本発明による液体の固形シリカの除去原理を示す概要図
【　図１０】従来のイオン性物質除去処理装置を示す側面図
【　図１１】従来のイオン性物質除去の原理を示す概要図
【符号の説明】
１　液体処理装置、　２、２’　通液性活性炭電極、
３　多孔質電気絶縁材、　４　直流電源、　５　案内部材、　６　供給口、
７　排出口、　８　通しボルト、　９　ナット、　１０　端子、
１１　電源スイッチ、　１２　表面積、
２０　通液型電気二重層コンデンサ、　２１　セパレータ、
２２　活性炭層、　２３　集電極、　２４　押さえ板、
【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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【図１０】
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【図１１】
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