(57)【要約】【課題】実質的に無菌状態で塩素成分を実質的に含有しない略中性の水、換言すれば、飲用水、調理用水、人体の洗浄用水、入浴用水等に好適に使用し得る汎用性の高い水を生成する。【解決手段】水を被処理水とする水の処理方法であり、第１の処理方法は、水を被処理水とする水の処理方法であり、前記被処理水を有隔膜電解槽の陽極側電解室にて電解して酸性の電解生成水とし、生成された同電解生成水が含有する酸性域にて揮発性の成分を除去処理し、当該成分を除去処理された電解生成水を有隔膜電解槽の陰極側電解室にて電解して略中性の電解生成水とする【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を被処理水とする水の処理方法であり、前記被処理水を有隔膜電解槽の陽極側電解室にて電解して酸性の電解生成水とし、生成された同電解生成水が含有する酸性域にて揮発性の成分を除去処理し、当該成分を除去処理された電解生成水を有隔膜電解槽の陰極側電解室にて電解して略中性の電解生成水とすることを特徴とする水の処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の水の処理方法において、前記除去処理として脱気処理を採用することを特徴とする水の処理方法。
【請求項３】
水を被処理水とする水の処理方法であり、前記被処理水を有隔膜電解槽の陰極側電解室にて電解してアルカリ性の電解生成水とし、生成された同電解生成水が含有するアルカリ性域にて揮発性の成分を除去処理し、当該成分を除去処理された電解生成水を有隔膜電解槽の陽極側電解室にて電解して略中性の電解生成水とすることを特徴とする水の処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載の水の処理方法において、前記除去処理として脱気処理を採用することを特徴とする水の処理方法。
【請求項５】
水を被処理水とする水の処理装置であり、有隔膜電解槽と、酸性域にて揮発性の成分を除去処理する除去処理装置と、前記有隔膜電解槽の陽極側電解室に被処理水を供給する第１の供給管路と、前記有隔膜電解槽の陽極側電解室と前記除去処理装置に接続されて前記陽極側電解室にて生成された酸性の電解生成水を前記除去処理装置に供給する第２の供給管路と、前記除去処理装置と前記有隔膜電解槽の陰極側電解室に接続されて前記除去処理装置にて成分を除去された電解生成水を前記陰極側電解室に供給する第３の供給管路と、前記陰極側電解室に接続されて同陰極側電解室にて生成された略中性の電解生成水を流出させる流出管路を備えていることを特徴とする水の処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の水の処理装置において、前記除去処理装置として脱気装置を採用することを特徴とする水の処理装置。
【請求項７】
水を被処理水とする水の処理装置であり、有隔膜電解槽と、アルカリ性域にて揮発性の成分を除去処理する除去処理装置と、前記有隔膜電解槽の陰極側電解室に被処理水を供給する第１の供給管路と、前記有隔膜電解槽の陰極側電解室と前記除去処理装置に接続されて前記陰極側電解室にて生成されたアルカリ性の電解生成水を前記除去処理装置に供給する第２の供給管路と、前記除去処理装置と前記有隔膜電解槽の陽極側電解室に接続されて前記除去処理装置にて成分を除去された電解生成水を前記陽極側電解室に供給する第３の供給管路と、前記陽極側電解室に接続されて同陽極側電解室にて生成された略中性の電解生成水を流出させる流出管路を備えていることを特徴とする水の処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の水の処理装置において、前記除去処理装置として脱気装置を採用することを特徴とする水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を被処理水とする水の処理方法、および、その処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲用水、調理用水、人体の洗浄用水、入浴用水等、人体内に取り込んだり、人体に直接接触する使用態様の水は、人体に悪影響を及ぼすことがないように、また、人に不快感を与えないように処理しておく必要がある。これらの水の代表的な例には、一般の水道水がある。
【０００３】
一般の水道水は、特に飲用水や調理用水等、人体内に取り込んで使用するための適した水とするために、十分に殺菌処理されているとともに、使用の直前にある水道管の末端である蛇口部位でも無菌または無菌に近い状態に維持されている。浄水場での水道水の調製では、典型的には、原水を殺菌処理において、一般細菌が１００個／ｍＬ以下でかつ大腸菌数が陰性となるように、強アルカリ性の次亜塩素酸ソーダ（ＮａＯＣｌ）で処理され、かつ、中和剤である塩酸を使用してｐＨを５．８〜８．６の範囲で任意の値に調製される。
【０００４】
また、当該原水の殺菌処理では、水道水のこのような無菌に近い状態を使用直前まで維持すべく、殺菌成分である塩素成分を１ｍｇ／Ｌ程度残留させている。このため、水道水は、癌の発生要因、アトピー性皮膚炎の発生要因、臭気の発生要因となる塩素成分をわずかではあるが含有している。このような水は、塩素成分に過敏な体質の人にとっては、飲用水、調理用水、人体の洗浄用水、入浴用水等としては、必ずしも最適な水ということはできない。水道水や井戸水等には、塩素の他にも、発癌性物質であるトリハロメタンや臭気の原因となるトリメチルアミン等が微量ではあるが含まれている場合がある。
【０００５】
近年、一般家庭では、各種の水処理装置を使用して、水道水中の残留塩素成分を除去する試みがなされている。例えば、アルカリイオン水製造装置を使用して残留塩素成分を含有しない飲用に適したアルカリイオン水を生成する方法や、活性炭を使用して水道水を濾過処理して残留塩素成分を含有しない水を生成する方法や、限外濾過膜等特殊な濾過材を使用して水道水を精密濾過して残留塩素成分を含有しない水を生成する方法等を挙げることができる。
【０００６】
これらの方法のうち、アルカリイオン水を生成する方法では、アルカリイオン水という特殊な飲用水を生成するものであって、一般用の水としての汎用性に欠き、また、濾過処理に付す方法では、使用する濾過材（活性炭や限外濾過膜等）の交換や再生が不可避である等の問題がある。また、これらの方法を実施する処理装置は小型であって、家庭で飲用水、調理用水、人体の洗浄用水、入浴用水等に使用する全ての水を賄うことはできないという問題がある。
【０００７】
これらの問題に着目して、水道水を被電解水とする有隔膜電解にて、水道水中の塩素成分を除去する手段が、「水処理方法および水処理装置」の名称で特許出願されている（特許文献１を参照）。
【０００８】
当該水処理方法は、水道水を被電解水とする有隔膜電解にて生成された酸性の電解生成水を脱気処理に付して脱塩素し、脱塩素された電解生成水と、上記した有隔膜電解にて生成されたアルカリ性の電解生成水とを合体させるものである。合体して調製された処理水は、脱気処理された酸性の電解生成水の陰イオン当量が減少していることからアルカリ性を呈することになって、所謂、アルカリイオン水となる。換言すれば、当該水処理方法では、健康への寄与が期待されるアルカリイオン水の生成を意図しているものである。
【特許文献１】特開２００１−２１９１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、当該水処理方法が意図しているアルカリイオン水の生成とは異なり、有隔膜電解槽を構成する陽極側電解室での電解と、有隔膜電解槽の陰極側電解室での電解と、悪影響を及ぼす成分を除去する除去処理とを併せて利用することにより、実質的に無菌状態で悪影響を及ぼす成分を実質的に含有しない略中性の水、換言すれば、飲用水、調理用水、人体の洗浄用水、入浴用水等に好適に使用し得る汎用性の高い水を生成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る水の処置方法は、水を被処理水とする水の処理方法であり、本発明に係る第１の処理方法は、前記被処理水を有隔膜電解槽の陽極側電解室にて電解して酸性の電解生成水とし、生成された同電解生成水が含有する酸性域にて揮発性の成分を除去処理し、当該成分を除去処理された電解生成水を有隔膜電解槽の陰極側電解室にて電解して略中性の電解生成水とすることを特徴とするものである。当該処理方法においては、前記除去処理として脱気処理を採用することができる。
【００１１】
また、本発明に係り第２の処理方法は、前記被処理水を有隔膜電解槽の陰極側電解室にて電解してアルカリ性の電解生成水とし、生成された同電解生成水が含有するアルカリ性域にて揮発性の成分を除去処理し、当該成分を除去処理された電解生成水を有隔膜電解槽の陽極側電解室にて電解して略中性の電解生成水とすることを特徴とするものである。当該処理方法においては、前記除去処理として脱気処理を採用することができる。
【００１２】
本発明に係る水の処置装置は、水を被処理水とする水の処理装置である。本発明に係る第１の処理装置は、本発明に係る第１の処理方法を実施する処理装置であって、有隔膜電解槽と、酸性域にて揮発性の成分を除去処理する除去処理装置と、前記有隔膜電解槽の陽極側電解室に被処理水を供給する第１の供給管路と、前記有隔膜電解槽の陽極側電解室と前記除去処理装置に接続されて前記陽極側電解室にて生成された酸性の電解生成水を前記除去処理装置に供給する第２の供給管路と、前記除去処理装置と前記有隔膜電解槽の陰極側電解室に接続されて前記除去処理装置にて成分を除去された電解生成水を前記陰極側電解室に供給する第３の供給管路と、前記陰極側電解室に接続されて同陰極側電解室にて生成された略中性の電解生成水を流出させる流出管路を備えていることを特徴とするものである。当該処理装置においては、前記除去処理装置として脱気装置を採用することができる。
【００１３】
また、本発明に係る第２の処理装置は、有隔膜電解槽と、アルカリ性域にて揮発性の成分を除去処理する除去処理装置と、前記有隔膜電解槽の陰極側電解室に被処理水を供給する第１の供給管路と、前記有隔膜電解槽の陰極側電解室と前記除去処理装置に接続されて前記陰極側電解室にて生成されたアルカリ性の電解生成水を前記除去処理装置に供給する第２の供給管路と、前記除去処理装置と前記有隔膜電解槽の陽極側電解室に接続されて前記除去処理装置にて成分を除去された電解生成水を前記陽極側電解室に供給する第３の供給管路と、前記陽極側電解室に接続されて同陽極側電解室にて生成された略中性の電解生成水を流出させる流出管路を備えていることを特徴とするものである。当該処理装置においては、前記除去処理装置として脱気装置を採用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る第１の処理方法においては、水を被電解水とする有隔膜電解では、有隔膜電解槽の陽極側電解室にて酸性の電解生成水が生成される。当該電解生成水が含有する酸性域にて揮発性の成分である塩素成分やトリハロメタン等は、当該電解生成水の除去処理によって、容易に除去処理される。これらの成分を除去処理された電解生成水は、有隔膜電解槽の陰極側電解室での電解にて、微弱酸性〜微アルカリ性の電解生成水に生成される。
【００１５】
当該電解生成水は、実質的に無菌状態で塩素成分を実質的に含有しない略中性の水、すなわち、飲用水、調理用水、人体の洗浄用水、入浴用水等、人体内に取り込んだり、人体に直接接触する使用態様に好適な汎用性の高い水であり、塩素臭もない。
【００１６】
本発明に係る第２の処理方法においては、水を被電解水とする有隔膜電解では、有隔膜電解槽の陰極側電解室にてアルカリ性の電解生成水が生成される。当該電解生成水が含有するアルカリ性域にて揮発性の成分であるトリメチルアミン等は、当該電解生成水の除去処理によって、容易に除去処理される。この成分を除去処理された電解生成水は、有隔膜電解槽の陽極側電解室での電解にて、微弱酸性〜微アルカリ性の電解生成水に生成され、かつ、当該電解では塩素成分は中和される等して皆無またはこれに近い状態となる。
【００１７】
当該電解生成水は、実質的に無菌状態で塩素成分を実質的に含有しない略中性の水、すなわち、飲用水、調理用水、人体の洗浄用水、入浴用水等、人体内に取り込んだり、人体に直接接触する使用態様に好適な汎用性の高い水であり、トリメチルアミン臭がなく、かつ、塩素臭もほとんどない。
【００１８】
本発明に係る第１の処理装置によれは、本発明に係る第１の処理方法を容易に実施することができる。また、本発明に係る第２の処理装置によれは、本発明に係る第２の処理方法を容易に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、水を被処理水とする水の処理方法、および、水の処理装置に関する。本発明に係る水の処理方法では、実質的に無菌状態で、塩素成分等酸性域で揮発性の成分またはトリメチルアミン等アルカリ性域で揮発性の成分を実質的に含有しない略中性の水、すなわち、飲用水、調理用水、人体の洗浄用水、入浴用水等、人体内に取り込んだり、人体に直接接触して使用するのに好適な水で、塩素臭やトリメチルアミンの悪臭の無い、汎用性の高い水を提供することを意図している。
【００２０】
水道水のごとく塩素成分を含有する水では、残留する塩素成分は、水のｐＨを変更させると、図１のグラフに示すように、種々の形態の塩素成分として存在する。残留する塩素成分は、水が強酸性の領域ではＣｌ２の形態およびＨＯＣｌの形態で存在し、弱酸性〜弱アルカリ性の領域では主としてＨＯＣｌの形態で存在し、強アルカリ性の領域ではＯＣｌ−の形態で存在する。本発明に係る水の処理方法および処理装置は、図１のグラフに示す、水に残留する塩素成分の形態中の揮発し易くて容易に除去し得る形態に着目して、本発明の目的である、飲用水、調理用水、人体の洗浄用水、入浴用水等に好適に使用できる汎用性の高い水を提供するものである。
【００２１】
本発明に係る第１の処理方法は、水を被処理水とする処理方法であって、前記被処理水を有隔膜電解槽の陽極側電解室にて電解して酸性の電解生成水とし、生成された同電解生成水が含有する酸性域にて揮発性の成分を除去処理し、当該成分を除去処理された電解生成水を有隔膜電解槽の陰極側電解室にて電解して略中性の電解生成水とすることにある。当該処理方法は、図２に示す水の処理装置にて実施することができる。
【００２２】
図２に示す水処理装置は、本発明の第１の処理装置の実施形態であって、基本的には、有隔膜電解槽１０と、脱塩素を主目的とする脱気装置２０とによって構成されている。有隔膜電解槽１０は、槽本体１１内をイオン透過性の隔膜１２にて区画されていて、各区画室にはそれぞれ電極１３ａ，１３ｂが配設されて、電解室Ｒ1，Ｒ2に形成されている。当該有隔膜電解槽１０においては、電解室Ｒ1が陽極側電解室に形成され、電解室Ｒ2が陰極側電解室に形成されている。
【００２３】
当該有隔膜電解槽１０においては、陽極側電解室Ｒ1には第１供給管路１４が接続され、陽極側電解室Ｒ1と脱気装置２０とには第２供給管路１５が接続され、脱気装置２０と有隔膜電解槽１０の陰極側電解室Ｒ2とには第３供給管路１６が接続され、かつ、陰極側電解室１３ｂには流出管路１７が接続されている。第１供給管路１４は、被処理水である水例えば水道水を、有隔膜電解槽１０の陽極側電解室Ｒ1に供給すべく機能し、第２供管路１５は陽極側電解室Ｒ1にて生成された電解生成水を脱気装置２０に供給すべく機能する。また、第３供給管路１６は、脱気装置２０にて脱塩素処理された電解生成水を有隔膜電解槽１０の陰極側電解室Ｒ2に供給すべく機能し、流出管路１７は陰極側電解室Ｒ2にて生成された電解生成水を流出すべく機能する。脱気装置２０としては、図３に示す吸引式脱塩素装置２０Ａ、または、図４に示すバブリング式脱塩素装置２０Ｂが適宜採用される。
【００２４】
図３に示す吸引式脱塩素装置２０Ａは、タンク本体２１、タンク本体２１内に蛇管状に配設されている導入管路２２、ガス排出管路２３，および、ガス排出管路２３の途中に介装されている真空ポンプ２４にて構成されている。導入管路２２は、気体が透過可能な多孔質の管部材からなるもので、その上流側端部には第２供給管路１５が接続され、かつ、その下流側端部には第３供給管路１６が接続されている。
【００２５】
当該吸引式脱塩素装置２０Ａにおいては、真空ポンプ２４を駆動させることによりタンク本体２１内が高度の負圧状態となり、導入管路２２に供給されている電解生成水中の揮発成分（塩素成分）は導入管路２２の管壁を透過し、ガス排出管路２３を通って大気に放出される。
【００２６】
図４に示すバブリング式脱塩素装置２０Ｂは、タンク本体２５、空気を吹き込むバブリング管路２６、タンク本体２５内のガスを排出するガス排出管路２７にて構成されている。バブリング管路２６は、Ｌ字状に屈曲する管本体２６ａと、管本体２６ａの先端から直線状に延びるバブリング管部２６ｂからなるもので、バブリング管部２６ｂには多数の噴出孔２６ｃが穿設されている。バブリング管部２６ｂは、タンク本体１５内の底部にて所定長さ延びている。また、バブリング管路２６の管本体２６ａにはエアポンプ２６ｄが介装されている。当該バブリング式脱塩素装置２０Ｂにおいては、第２供給管路１５および第３供給管路１６がタンク本体２５内の底部に臨んでいる。第３供給管路１６の途中には、供給ポンプ２８が介装されている。
【００２７】
バブリング式脱塩素装置２０Ｂにおいては、第２供給管路１５を通して電解生成水がタンク本体２５内に供給され、タンク本体２５内に滞留する電解生成水は、供給ポンプ２８の駆動により流出されて、有隔膜電解槽１０の陰極側電解室Ｒ2に供給される。また、エアポンプ２６ｄの駆動によりバブリング管路２６内に供給された空気は、バブリング管部２６ｂの多数の噴出孔２６ｃを通して、タンク本体２５内に滞留している電解生成水内に噴出される。噴出した空気は多数の泡となって電解生成水の全体と接触して、電解生成水中に含有する塩素成分を伴ってタンク本体２５内の上方空間部に滞留し、ガス排出管路２７を通して大気に放出される。
【００２８】
当該処理装置においては、水処理運転では、被処理水である水例えば道水は、被電解水として、第１供給管路１４を通して有隔膜電解生成槽１０の陽極側電解室Ｒ1に供給される。陽極側電解室Ｒ1に供給された水道水は、陽極側電解室Ｒ1にて電解され、酸性の電解生成水となって脱塩素装置２０内に供給される。当該電解生成水は、有効塩素成分の機能によって無菌または無菌に近い状態、実質的には無菌状態にあるとともに、ｐＨが３．０〜５．０程度の酸性状態にある。このため、当該電解生成水中に残存する有効塩素成分（残留塩素成分）は、図１のグラフに示す酸性領域にあって、塩素成分は揮発し易いＣｌ２の形態およびＨＯＣｌの形態にある。
【００２９】
脱塩素装置２０が図３に示す吸引式脱塩素装置２０Ａである場合には、当該電解生成水は、第２供給管路１５からタンク本体２１内に配設されている導入管路２２に導入され、導入管路２２を通り、第３供給管路１６を経て、有隔膜電解槽１０の陰極側電解室Ｒ2に供給される。この間、脱塩素装置２０Ａでは、真空ポンプ２４の駆動によって、タンク本体２１内が高度の負圧状態となり、導入管路２２を流動している当該電解生成水中の塩素成分をガス状態で吸引し、ガス排出管路２３を通して外部へ排出する。
【００３０】
脱塩素処理された電解生成水は、被電解水として、第３供給管路１６を経て、有隔膜電解槽１０の陰極側電解室Ｒ2に供給される。当該電解生成水は、陰極側電解室Ｒ2での電解によって、ｐＨが６〜８程度の範囲の微酸性〜微アルカリ性で略中性の電解生成水となり、流出管路１７を経て、所定場所に流出される。流出される電解生成水は、本発明が意図している実質的の無菌で塩素成分を含有しない略中性の水である。当該水は、飲用水、調理用水、人体の洗浄用水、入浴用水等として好適に使用し得る汎用性の高い水である。
【００３１】
一方、脱塩素装置２０が図４に示すバブリング式脱塩素装置２０Ｂである場合には、有隔膜電解槽１０の陽極側電解室Ｒ1に生成された酸性の電解生成水は、第２供給管路１５からタンク本体２５内に導入され、タンク本体２５内に一旦滞留した後、供給ポンプ２８の駆動により、第３供給管路１６を経て、有隔膜電解槽１０の陰極側電解室Ｒ2に供給される。この間、脱塩素装置２０Ｂでは、エアポンプ２６ｄの駆動によって、バブリング管路２６の噴出孔２６ｃからタンク本体２５内の電解生成水中に空気を無数の気泡として噴出させる。無数の気泡は、当該電解生成水中の塩素成分に接触し、これを伴っててタンク本体２５の上方空間部にガス状態で滞留する。滞留した空気および塩素ガスはガス排出管路２７を通して外部へ排出する。
【００３２】
なお、図２に示す第１の処理装置は、酸性域にて揮発性の成分を除去することを主目的とする処置装置であるが、当該処理装置において、有隔膜電解槽１０における陽極側電解室Ｒ1を陰極側電解室に、かつ、陰極側電解室Ｒ2を陽極側電解室に変更することによって、本発明の第２の処理装置に変更することができる。当該第２の処理装置によれば、本発明の第２の処理方法、すなわち、被処理水である水を有隔膜電解槽の陰極側電解室にて電解してアルカリ性の電解生成水とし、生成された同電解生成水が含有するアルカリ性域にて揮発性の成分を除去処理し、当該成分を除去処理された電解生成水を有隔膜電解槽の陽極側電解室にて電解して略中性の電解生成水とする処理方法を好適に実施することができる。
【実施例】
【００３３】
本実施例では、ｐＨ６．９で電気伝導度（ＥＣ）が２００μＳ／ｃｍと３００μＳ／ｃｍの２種類の被処理水を純水と食塩で調製し、これらの被処理水（ＥＣ２００，ＥＣ３００）を図２に示す第１の処理装置を使用して、電解電圧を変更した処理実験を行った。但し、処理実験では、脱気装置２０を作動させた状態と、作動させない状態とした。各実験で生成された処理済み水の残留塩素濃度の関係を図５のグラフに示す。各実験で得られた処理済み水は、ｐＨが６〜８の範囲にある略中性の電解生成水であって、酸性の電解生成水を脱塩素処理に付したもの（脱有ＥＣ２００，脱有ＥＣ３００）では、残留塩素濃度が零の状態となる。これに対して、酸性の電解生成水を脱塩素処理に付さないもの（脱無ＥＣ２００，脱無ＥＣ３００）では、残留塩素濃度が高く、電解電圧が高いほど残留塩素濃度が高いことが確認される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】水中に溶存する塩素成分のｐＨの変化により採り得る形態の関係を示すグラフである。
【図２】本発明に係る水処理装置の一実施形態を示す模式図である。
【図３】同水処理装置で採用する脱塩素装置の一実施形態を示す模式図である。
【図４】同水処理装置で採用する脱塩素装置の他の一実施形態を示す模式図である。
【図５】同水処理装置を使用して処理した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１０…有隔膜電解槽、１１…槽本体、１２…隔膜、１３ａ…陽極側電解室、１３ｂ…陰極側電解室、１４…第１供給管路、１５…第２供給管路、１６…第３供給管路、１７…流出管路、２０…脱気装置、２０Ａ…吸引式脱塩素装置、２１…タンク本体、２２…導入管路、２３…ガス排出管路、２４…真空ポンプ、２０Ｂ…バブリング脱塩素装置、２５…タンク本体、２６…バブリング管路、２６ａ…管本体、２６ｂ…バブリング管部、２６ｃ…噴出孔、２６ｄ…エアポンプ、２７…ガス排出管路、２８…供給ポンプ。
【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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