(57)【要約】【課題】水処理装置において、必要以上に被処理水の電解処理を行なうことなく、電解槽の後段に設けられたフィルタへの物質の付着を回避する。【解決手段】貯水槽３０内の被処理水は、制御盤１に電源が投入されると、ポンプ１１がＯＮされるにより常時配管１６等を含む循環経路内を循環されている。なお、電解槽２０において被処理水の電解が行なわれている場合には、被処理水の循環経路は配管１６、配管１７、配管１８、および、配管１５とされ、電解槽２０において被処理水の電解が行なわれていない場合には、被処理水の循環経路は配管１６、配管６０、および、配管１５とされる。ただし、フィルタ５１を介さずに循環される状態が所定時間継続した場合には、電解槽２０において被処理水の電解が行なわれなくとも、被処理水は一定時間だけフィルタ５１を介すように循環される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽に貯留される被処理水を電解処理するための電極対と、前記電極対へ電力を供給する電力供給手段とを含む水処理装置であって、
フィルタと、
前記貯水槽内の被処理水を循環させるための循環経路であって、前記フィルタを介する第１の循環経路および前記フィルタを介さない第２の循環経路と、
前記貯水槽内の被処理水の循環経路を、前記第１の循環経路または前記第２の循環経路のいずれかに設定する循環経路設定手段と、
前記循環経路設定手段によって設定された循環経路で、前記貯水槽内の被処理水を循環させる循環手段とを含み、
前記電極対は、前記第１の循環経路上に設置され、
前記フィルタは、前記第１の循環経路上の前記電極対よりも後段に設けられ、
前記循環経路設定手段は、
前記電力供給手段が前記電極対に電力を供給しない状態となった場合に、前記貯水槽内の被処理水の循環経路を前記第２の循環経路に設定し、
前記電力供給手段が前記電極対に電力を供給しない状態が所定時間継続した場合には、前記貯水槽内の被処理水の循環経路を前記第１の循環経路に設定した後で再度前記第２の循環経路に設定する、水処理装置。
【請求項２】
前記第１の循環経路と前記第２の循環経路は接続されており、
前記第１の循環経路と前記第２の循環経路の接続部分に設けられた三方弁をさらに含み、
前記循環経路設定手段は、前記三方弁を、前記貯水槽と前記第１の循環経路を接続させる状態または前記貯水槽と前記第２の循環経路に接続させる状態のいずれかに設定することにより、前記貯水槽内の被処理水の循環経路を設定する、請求項１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、水処理装置に関し、特に、被処理水中に浸された電極対を用いた電解反応により被処理水を所望の成分を含む電解水へと変換させる水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、オフィスビルやマンションなどのビルにおいて、各階に設けられた複数の給水口（給水栓や給湯器への給水部など）に給水するための給水設備として、一般的に、水道管から取り込んだ水をビルの屋上などに設けた給水タンクに一旦貯留した後、この給水タンクから各給水口に給水する装置が利用されている。
【０００３】
このような給水設備に対し、特許文献１等において、その水質を維持するために、貯留された水を、電解槽を含む循環経路で循環させて電解処理を施す水処理装置が開示されている。このような水処理装置では、電解処理において、水道水などの塩素を含む水（あるいは必要に応じて食塩等を加えられた水）に対して直流電流を通電することにより、下記の電気化学反応が生じるものと考えられている。なお、式（１）〜式（３）は、アノード側の反応を示し、式（４）はカソード側の反応を示している。
【０００４】
４Ｈ２Ｏ−４ｅ−→４Ｈ＋＋Ｏ２↑＋２Ｈ２Ｏ  （１）
２Ｃｌ−→Ｃｌ２＋２ｅ−  （２）
Ｈ２Ｏ＋Ｃｌ２⇔ＨＣｌＯ＋Ｈ＋＋Ｃｌ−  （３）
４Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→２Ｈ２↑＋４ＯＨ−  （４）
上記反応の過程で生成する次亜塩素酸またはそのイオン（ＨＣｌＯ，ＣｌＯ−）や塩素（Ｃｌ２）あるいは反応中ごく短時間のみ存在する活性酸素などの化合物の滅菌作用によって、水を滅菌処理することができる。
【特許文献１】特開２００４−１４８２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したような従来の水処理装置では、残留塩素濃度を測定する等によって、滅菌作用を有する化合物の濃度が管理されていた。そして、当該濃度が所定の濃度に到達すると、電極対への電力の供給が停止され、これにより、循環される水（被処理水）に対する電解が停止されていた。被処理水の循環は、循環経路内の残留塩素濃度を一定にするため、および／または、循環経路内で菌等が発生しないようにするために、電解が停止されても継続されていた。
【０００６】
なお、水処理装置では、電解槽の後段に電解によって発生した気体（気泡）を被処理水から除去するために、フィルタが設けられる。そして、上記のように電解が停止された状態で被処理水が循環されることによって、従来の水処理装置では、電解槽の後段に設けられたフィルタに有機物等の物質が付着するという問題があった。
【０００７】
ただし、このような問題を回避するために、単に連続的に電解が行なわれれば、被処理水中の残留塩素濃度が必要以上に上昇してしまうという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、水処理装置において、必要以上に被処理水の電解処理を行なうことなく、電解槽の後段に設けられたフィルタへの物質の付着を回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に従った水処理装置は、貯水槽に貯留される被処理水を電解処理するための電極対と、前記電極対へ電力を供給する電力供給手段とを含む水処理装置であって、フィルタと、前記貯水槽内の被処理水を循環させるための循環経路であって、前記フィルタを介する第１の循環経路および前記フィルタを介さない第２の循環経路と、前記貯水槽内の被処理水の循環経路を、前記第１の循環経路または前記第２の循環経路のいずれかに設定する循環経路設定手段と、前記循環経路設定手段によって設定された循環経路で、前記貯水槽内の被処理水を循環させる循環手段とを含み、前記電極対は、前記第１の循環経路上に設置され、前記フィルタは、前記第１の循環経路上の前記電極対よりも後段に設けられ、前記循環経路設定手段は、前記電力供給手段が前記電極対に電力を供給しない状態となった場合に、前記貯水槽内の被処理水の循環経路を前記第２の循環経路に設定し、前記電力供給手段が前記電極対に電力を供給しない状態が所定時間継続した場合には、前記貯水槽内の被処理水の循環経路を前記第１の循環経路に設定した後で再度前記第２の循環経路に設定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に従った水処理装置では、前記第１の循環経路と前記第２の循環経路は接続されており、前記第１の循環経路と前記第２の循環経路の接続部分に設けられた三方弁をさらに含み、前記循環経路設定手段は、前記三方弁を、前記貯水槽と前記第１の循環経路を接続させる状態または前記貯水槽と前記第２の循環経路に接続させる状態のいずれかに設定することにより、前記貯水槽内の被処理水の循環経路を設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、電解が停止されてから所定時間が経過するまでは、被処理水は、フィルタを含まない経路で循環される。
【００１２】
これにより、水処理装置において、必要以上に被処理水の電解処理を行なうことなく、電解槽の後段に設けられたフィルタへの物質の付着を回避することである。
【００１３】
なお、電解が停止されてから所定時間が経過すると、被処理水はフィルタを含む経路で循環される。
【００１４】
これにより、フィルタにおいて被処理水が滞留することにより雑菌等が繁殖することを回避できる。
【００１５】
また、本発明によると、三方弁の状態を切り替えることによって、循環経路の設定を変更できる。
【００１６】
これにより、被処理水の循環経路を変更するために必要とされる装置の構成を容易なもの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】
図１に、本発明の一実施の形態である水処理装置の構成を模式的に示す。
水処理装置は、貯水槽３０に導入された水道水（以下、被処理水とも言う）を処理するための装置であり、主に、貯水槽３０に導入された被処理水に対して電解処理を施す電解槽２０と制御盤１を含む。制御盤１は、水処理装置における各構成要素の制御およびデータの計算を実行する中央処理部７、当該中央処理部７の実行する処理のプログラム等を記憶する主記憶部８、および、各種データを記憶するメモリ９を含む。なお、制御盤１は、外部の電源１００から電力の供給を受けている。
【００１８】
水処理装置では、貯水槽３０と電解槽２０の間に、被処理水を循環するための水路が設置されている。具体的には、水処理装置には、貯水槽３０から電解槽２０へ送られる被処理水の水路である配管１６，１７と、電解槽２０から貯水槽３０へ送られる被処理水の水路である配管１８，１５とが備えられている。
【００１９】
配管１６と配管１７の接続部分には、自動三方弁５２が設置されている。なお、自動三方弁５２には、配管１６，１７に加えて、配管１５に接続される配管６０が接続されている。自動三方弁５２は、制御盤１によって状態を制御される。これにより、自動三方弁５２は、配管１６と配管１７を接続する状態（以下、「全体循環状態」とする）または配管１６と配管６０を接続する状態（以下、「部分循環状態」とする）となる。
【００２０】
配管１６によって構成される水路上には、バルブ３９、電磁弁１３、および、ポンプ１１が設置されている。また、配管１６と配管１５は、配管６１によって接続されている。配管６１上には、被処理水の遊離残留塩素濃度を検出する残留塩素濃度センサ４０および残留塩素濃度センサ４０に流入する被処理水の流量を調整する定流量弁４１が設置されている。
【００２１】
配管１７と配管１８の接続部分には、電解槽２０が設置されている。また、配管１８には、エア抜き弁５３およびフィルタ５１が設置されている。フィルタ５１は、電解槽２０で電解処理を施された被処理水からガスや有機物を除去するために設置されており、たとえば１００μｍ程度の厚さを有するポリプロピレン製のフィルタによって構成される。
【００２２】
電解槽２０は、少なくとも１対の電極対からなる電極対２１を収容している。制御盤１は、電極対２１に対する電力の供給態様を制御する。電極対２１に電力が供給されることによって、電解槽２０内の被処理水に電解処理が施される。電解処理が施されることにより、塩素イオンを含む被処理水は、式（１）〜式（４）に示したように遊離残留塩素を含む電解水へと変換される。
【００２３】
電極対２１のアノード側の電極としては、たとえば式（１）〜式（４）に示したような電気化学反応によって次亜塩素酸などを生成させる機能を有する電極（ＤＳＡ電極）が挙げられる。このようなＤＳＡ電極としては、例えば金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金−パラジウム（Ｐｔ−Ｐｄ）、白金−イリジウム（Ｐｔ−Ｉｒ）などの、電気化学反応時に触媒として機能する貴金属の薄膜を、チタニウム（Ｔｉ）などからなる基板の表面全面に、めっきや焼成処理などによってコーティングしたものを挙げることができる。電極対２１のカソード側の電極としては、上記チタニウム製の基板などをそのまま用いることができる。なお、特にアノード側の電極の急速な劣化や、カソード側の電極へのスケールの付着などを抑制して両電極を長寿命化するため、両電極の極性を定期的に逆転させて電解処理することも考えられる。このような場合のために、カソードおよびアノードの両側の電極をＤＳＡ電極とすることもできる。
【００２４】
配管１５上には、バルブ５、フロースイッチ４、逆止弁３、バルブ３８が設置されている。
【００２５】
貯水槽３０は、外部から導入される被処理水を受け入れる流入口３３、オーバーフロー管に接続されるオーバーフロー口３４、外部に給水する被処理水を流出させるための開口である流出口３５、電解槽２０へ被処理水を送り出すための流出口３７、電解槽２０から送られてきた被処理水を導入するための流入口３６、および、内圧を調整するための通気管３２を備えている。
【００２６】
水処理装置では、制御盤１によって電磁弁１３が開状態とされかつポンプ１１が駆動するように制御されると、貯水槽３０内の被処理水は、流出口３７から配管１６に送られる。自動三方弁５２が上記した全体循環状態とされると、貯水槽３０内の被処理水は、配管１６、配管１７、配管１８、配管１５を順に通過して、貯水槽３０に戻される。この場合、被処理水は、電解槽２０およびフィルタ５１を通過することになる。一方、自動三方弁５２が上記した部分循環状態とされると、貯水槽３０内の被処理水は、配管１６、配管６０、配管１５を順に通過して、貯水槽３０に戻される。この場合、被処理水は、電解槽２０およびフィルタ５１を通過しないことになる。
【００２７】
なお、配管１６には、被処理水をドレンへと送るための配管１９が接続され、当該配管には、バルブ１４が取り付けられている。バルブ１４は、常時閉じられている。そして、メンテナンス等の際には、必要に応じてバルブ１４が開けられる。これにより、配管１６中および電解槽２０内の被処理水は、ドレンへと排出される。
【００２８】
制御盤１は、電極対２１への電力の供給態様を、残留塩素濃度センサ４０の検出出力に基づいて制御している。具体的には、水処理装置では、被処理水の残留塩素濃度がある濃度（電解開始濃度）を下回った場合に電極対２１への電力の供給が開始され、また、被処理水の残留塩素濃度がある濃度（電解停止濃度）に達した場合に電極対２１への電力の供給が停止される。なお、電解開始濃度と電解停止濃度の値はメモリ９に記憶されており、中央処理部７は、残留塩素濃度センサ４０が検出する残留塩素濃度の値とメモリ９に記憶された値とを比較することによって、上記したように電極対２１への電力の供給を制御する。電解開始濃度と電解停止濃度の値は同じでも良いし、異なっていても良い。
【００２９】
ここで、中央処理部７が水処理装置の動作を制御するために実行する処理を、当該処理のフローチャートである図２を参照して説明する。
【００３０】
中央処理部７は、電源を投入されると、まずステップＳ１０で電磁弁１３を開状態とし、ステップＳ２０で自動三方弁５２を部分循環状態とし、そして、ステップＳ３０でポンプ１１をＯＮする。
【００３１】
次に、中央処理部７は、ステップＳ４０で、残留塩素濃度センサ４０の検出出力をチェックし、被処理水の残留塩素濃度が電解開始濃度を下回っているか否かを判断する。そして、下回っていると判断するとステップＳ５０へ、電解開始濃度以上であると判断するとステップＳ９０へ、それぞれ処理を進める。
【００３２】
ステップＳ５０では、中央処理部７は、自動三方弁５２を全体循環状態とし、ステップＳ６０に処理を進める。
【００３３】
ステップＳ６０では、中央処理部７は、電極対２１への電力の供給を開始する。これにより、被処理水の電解が開始される。また、中央処理部７は、ステップＳ７０で残留塩素濃度センサの検出出力をチェックし、被処理水の残留塩素濃度が電解停止濃度に達するまで電極対２１への電力の供給を継続する。そして、被処理水の残留塩素濃度が電解停止濃度に達したと判断すると、ステップＳ８０で電極対２１への電力の供給を停止する。これにより、被処理水の電解が停止される。
【００３４】
一方、ステップＳ９０では、中央処理部７は、自動三方弁５２がステップＳ２０で部分循環状態とされた状態が所定時間（たとえば２時間）継続しているか否かを判断し、そして、そうであると判断するとステップＳ１００へ処理を戻し、そうではない（所定時間継続していない）と判断するとステップＳ４０に処理を戻す。
【００３５】
ステップＳ１００では、中央処理部７は、自動三方弁５２を全体循環状態とする。そして、中央処理部７は、ステップＳ１１０で、自動三方弁５２を全体循環状態としてから一定時間（たとえば５分間）が経過するまで待機し、そして、一定時間が経過したと判断するとステップＳ２０に処理を戻す。
【００３６】
以上説明した本実施の形態では、貯水槽３０内の被処理水は、制御盤１に電源が投入されると、ポンプ１１がＯＮされることにより常時配管１６等を含む循環経路内を循環されている。
【００３７】
なお、電解槽２０において被処理水の電解が行なわれている場合には、被処理水の循環経路は配管１６、配管１７、配管１８、および、配管１５とされる。
【００３８】
また、電解槽２０において被処理水の電解が行なわれていない場合には、被処理水の循環経路は配管１６、配管６０、および、配管１５とされる。これにより、被処理水は、フィルタ５１を介さずに循環される。
【００３９】
ただし、フィルタ５１を介さずに循環される状態が所定時間継続した場合には、電解槽２０において被処理水の電解が行なわれなくとも、被処理水は一定時間だけフィルタ５１を介すように循環される。これにより、フィルタ５１近傍に滞留した被処理水が入れ替えられることになる。このことから、フィルタ５１近傍に滞留した被処理水において残留塩素濃度が低下してフィルタ５１にバイオフィルムが形成するような事態を、回避することができる。なお、上記した「所定時間」および「一定時間」は、水処理装置の設置される状況等に応じて、適宜設定される。また、「所定時間」は、「一定時間」よりも長いものとされる。
【００４０】
以上説明した本実施の形態では、水を循環させるポンプ１１およびその動作を制御する制御盤１によって、被処理水を循環させる循環手段が構成されている。
【００４１】
また、以上説明した本実施の形態では、配管１６、配管１７、配管１８、および、配管１５によって、貯水槽内の被処理水のフィルタを介する循環経路である第１の循環経路が構成され、そして、配管１６、配管６０、および、配管１５によって、貯水槽内の被処理水のフィルタを介さない循環経路である第２の循環経路が構成される。
【００４２】
なお、本実施の形態では、第１の循環経路と第２の循環経路は一部（配管１６および配管１５）を共有しており、水処理装置がよりコンパクトに構成されているが、必ずしもこれらの循環経路は一部を共有する必要はない。また。第２の循環経路は、電解槽（電極対）を介さないように構成されているが、必ずしも第２の循環経路は電解槽（電極対）を介さないように構成されなくてもよい。
【００４３】
また、以上説明した本実施の形態では、被処理水の循環経路を変更する自動三方弁５２および当該自動三方弁５２の動作を制御する制御盤１により、貯水槽内の被処理水の循環経路を、上記の第１の循環経路または第２の循環経路のいずれかに設定する循環経路設定手段が構成されている。
【００４４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでは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て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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施の形態である水処理装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の中央処理部が水処理装置の動作を制御するために実行する処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１  制御盤、５，１４，３８，３９  バルブ、７  中央処理部、８  主記憶部、９  メモリ、１１  ポンプ、１３  電磁弁、１５〜１９，６０，６１  配管、２０  電解槽、２１  電極対、３０  貯水槽、３３，３６  流入口、３５，３７  流出口、４０  残留塩素濃度センサ、４１  定流量弁、５１  フィルタ、５２  自動三方弁、１００  電源。
【図１】
2007152150.tif 000003
【図２】
2007152150.tif 000004