(57)【要約】【課題】シリカ等の無機物や微生物が炭素繊維等の電極に吸着して、その除去能力が低下することが抑制された微生物除去装置を提供する【解決手段】本形態の微生物除去装置１０Ａは、微生物を吸着して除去する除去部１１と、前記除去部１１に供給されるカチオン界面活性剤が貯留される再生剤槽１３（再生剤供給手段）と、除去部１１に内蔵された各電極に電流を供給する電源１２（電力供給手段）とを備える。再生剤により、除去部１１に内蔵された炭素繊維１８を洗浄することにより、炭素繊維１８の表面に付着した微生物等が剥離され、その集菌能力を再生させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水中に含まれる微生物を吸着させる第１電極を具備する微生物除去装置に於いて、
前記第１電極の表面がカチオン界面活性剤により被覆されることを特徴とする微生物除去装置。
【請求項２】
前記第１電極の近傍に配置された第２電極と、
前記第１電極に正電位を印可し、前記第２電極に負電位を印可する電力供給手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の微生物除去装置。
【請求項３】
前記第１電極にカチオン界面活性剤を供給する供給手段を具備することを特徴とする請求項１記載の微生物除去装置。
【請求項４】
前記第１電極は、炭素繊維を含むことを特徴とする請求項１記載の微生物除去装置。
【請求項５】
被処理水中に含まれる微生物を吸着させる第１電極と、
前記第１電極の近傍に配置された第２電極と、
通常運転時に於いて、前記第１電極に正電位を印可し、前記第２電極に負電位を印可する電力供給手段と、
前記第１電極に再生剤を供給する再生剤供給手段とを具備することを特徴とする微生物除去装置。
【請求項６】
前記第１電極および前記第２電極を通過する電流の電流値を監視する電流監視手段を具備し、
前記電流値が所定の値未満であることを示す前記電流監視手段の出力に基づいて、前記再生剤供給手段は、前記第１電極に前記再生剤を供給することを特徴とする請求項５記載の微生物除去装置。
【請求項７】
前記被処理水を循環させて前記微生物を前記第１電極に接触させる第１循環手段と、
前記再生剤を循環させて前記第１電極に接触させる第２循環手段とを具備し、
前記電流値が所定の値未満であることを示す前記監視手段の出力に基づいて、前記第１循環手段は停止し、前記第２循環手段が稼働することを特徴とする請求項６記載の微生物除去装置。
【請求項８】
前記被処理水を循環させて前記微生物を前記第１電極に接触させる第１循環手段と、
前記再生剤を循環させて前記第１電極に接触させる第２循環手段と、
前記第１循環手段が稼働した時間を監視する時間監視手段とを具備し、
前記第１循環手段が所定の時間以上稼働したことを示す前記時間監視手段の出力に基づいて、前記第１循環手段は停止し、前記第２循環手段が稼働することを特徴とする請求項５記載の微生物除去装置。
【請求項９】
前記電力供給手段は、前記再生剤供給手段により前記再生剤が供給されているときは、前記第１電極に負電位を印可し、前記第２電極に正電位を印加することを特徴とする請求項５記載の微生物除去装置。
【請求項１０】
前記被処理水を循環させて前記微生物を前記第１電極に接触させる第１循環手段と、
前記第１電極および前記第２電極から成る複数の電極対を具備し、
前記被処理水が循環される経路に複数の前記電極対が並列に設けられ、
前記再生剤供給手段により、何れかの前記電極対に前記再生剤が供給されているときは、他の前記電極対には前記第１循環手段により前記被処理水が供給されることを特徴とする請求項５記載の微生物除去装置。
【請求項１１】
前記第１電極は、炭素繊維を含むことを特徴とする請求項５記載の微生物除去装置。
【請求項１２】
前記再生剤は、カチオン界面活性剤、次亜塩素酸水、オゾン水、両面活性剤、酵素のいずれかを含むことを特徴とする請求項５記載の微生物除去装置。
【請求項１３】
前記再生剤は、カチオン界面活性剤であり、
前記第１電極にリンス水を供給するリンス水供給手段を具備し、
前記再生剤供給手段により前記カチオン界面活性剤を前記第１電極に供給するときは、前記電力供給手段は、前記第１電極に負電位を印可し、前記第２電極に正電位を印可し、前記カチオン界面活性剤は前記第１電極の表面に吸着され、
前記リンス水供給手段が前記第１電極に前記リンス水を供給しているときは、前記電力供給手段は、前記第１電極に正電位を印可し、前記第２電極に負電位を供給することを特徴とする請求項５記載の微生物除去装置。
【請求項１４】
前記リンス水は、水道水、オゾン水または次亜塩素酸添加水であることを特徴とする請求項１３記載の微生物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川水や飲料用水などの被処理水から微生物を除去する微生物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
貯水槽などに貯留された水道水などの飲料用水（被処理水）に含まれる細菌やカビ、原虫などの微生物を除去する場合において、従来ではフィルタが用いられていた。これら微生物を収集可能な多孔質のフィルタ材を流水路中に配設し、このフィルタ材に微生物を固着させることによって、浄化する方法がとられていた（特許文献１を参照）。
【０００３】
また、被処理水からウイルスや生物学的に活性な蛋白質を除去する方法にもフィルタが用いられていた（特許文献２を参照）。
【０００４】
しかしながら、フィルタを用いる処理方法は、フィルタ材の孔寸法が被処理水から除去しようとする捕集対象物の粒子寸法より小さいことが必要である。よって、フィルタを用いる方法は一般的に低い流速および急速に詰まる傾向を示す。
【０００５】
更に、被処理水には、細菌、酵母、カビ、原生動物、原虫、ウイルスなどの微小生物が含有されているが、その大きさは非常に幅広い。例えば、ウイルスは直径０．０１μｍ〜０．３μｍであるのに対し、クリプトスポリジウムなど原虫は数μｍ〜数十μｍである。そのため、被処理水からすべての微生物を除去するには非常に細かい孔寸法のものを用いなければならず、早期に目詰まりが起こる。
【０００６】
上記問題を解決するために、炭素繊維を含む電極を用いた水処理方法が開発されている（特許文献３を参照）。この方法では、被処理水が通過する流路中に、炭素繊維を浸漬し、この炭素繊維に正電位を印可して、流体中に含まれる微生物等を炭素繊維に吸着させて、且つ、除去している。更に、電極に加印する電位を変化させたり、電極に交流電流を印可したりすることで、炭素電極に捕獲された微生物を死滅させている。
【特許文献１】特開２０００−４２３０７号公報
【特許文献２】特開平１０−２８５８１号公報
【特許文献３】特開２００２−３０７０６４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、上述した炭素繊維を用いた微生物の除去方法では、炭素繊維が微生物を吸着する能力が、稼働時間の経過と共に低下してしまう問題があった。具体的には、炭素繊維による微生物の除去を長時間行うと、炭素繊維の表面には、微生物と共に、シリカ等の被処理水中に含まれる無機物が吸着されてしまう。このように、シリカ等の無機物が炭素繊維の表面に吸着されると、炭素繊維が微生物を吸着する能力が低下し、被処理水の除菌が充分の行われない問題が発生する。また、この問題を回避するために手法は、上記特許文献では提案されていなかった。
【０００８】
本発明は、上記した問題を鑑みて成されたものである。本発明の主な目的は、微生物やシリカ等の無機物が炭素繊維等の電極に吸着して、その除去能力が低下することが抑制された微生物除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、被処理水中に含まれる微生物を吸着させる第１電極を具備する微生物除去装置に於いて、前記第１電極の表面がカチオン界面活性剤により被覆されることを特徴とする。
【００１０】
更に本発明の微生物除去装置では、前記第１電極の近傍に配置された第２電極と、前記第１電極に正電位を印可し、前記第２電極に負電位を印可する電力供給手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
更に本発明の微生物除去装置では、前記第１電極にカチオン界面活性剤を供給する供給手段を具備することを特徴とする。
【００１２】
更に本発明の微生物除去装置では、前記第１電極は、炭素繊維を含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の微生物除去装置は、被処理水中に含まれる微生物を吸着させる第１電極と、前記第１電極の近傍に配置された第２電極と、通常運転時に於いて、前記第１電極に正電位を印可し、前記第２電極に負電位を印可する電力供給手段と、前記第１電極に再生剤を供給する再生剤供給手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
更に本発明の微生物除去装置では、前記第１電極および前記第２電極を通過する電流の電流値を監視する電流監視手段を具備し、前記電流値が所定の値未満であることを示す前記電流監視手段の出力に基づいて、前記再生剤供給手段は、前記第１電極に前記再生剤を供給することを特徴とする。
【００１５】
更に本発明の微生物除去装置では、前記被処理水を循環させて前記微生物を前記第１電極に接触させる第１循環手段と、前記再生剤を循環させて前記第１電極に接触させる第２循環手段とを具備し、前記電流値が所定の値未満であることを示す前記監視手段の出力に基づいて、前記第１循環手段は停止し、前記第２循環手段が稼働することを特徴とする。
【００１６】
更に本発明の微生物除去装置では、前記被処理水を循環させて前記微生物を前記第１電極に接触させる第１循環手段と、前記再生剤を循環させて前記第１電極に接触させる第２循環手段と、前記第１循環手段が稼働した時間を監視する時間監視手段とを具備し、前記第１循環手段が所定の時間以上稼働したことを示す前記時間監視手段の出力に基づいて、前記第１循環手段は停止し、前記第２循環手段が稼働することを特徴とする。
【００１７】
更に本発明の微生物除去装置では、前記電力供給手段は、前記再生剤供給手段により前記再生剤が供給されているときは、前記第１電極に負電位を印可し、前記第２電極に正電位を印加することを特徴とする。
【００１８】
更に本発明の微生物除去装置では、前記被処理水を循環させて前記微生物を前記第１電極に接触させる第１循環手段と、前記第１電極および前記第２電極から成る複数の電極対を具備し、前記被処理水が循環される経路に複数の前記電極対が並列に設けられ、前記再生剤供給手段により、何れかの前記電極対に前記再生剤が供給されているときは、他の前記電極対には前記第１循環手段により前記被処理水が供給されることを特徴とする。
【００１９】
更に本発明の微生物除去装置では、前記第１電極は、炭素繊維を含むことを特徴とする。
【００２０】
更に本発明の微生物除去装置では、前記再生剤は、カチオン界面活性剤、次亜塩素酸水、オゾン水、両面活性剤、酵素のいずれかを含むことを特徴とする。これらは、いずれも殺菌作用を持つ。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の微生物除去装置に依れば、微生物を吸着するために用いられる第１電極の表面を、カチオン界面活性剤（逆性石鹸）により被覆したので、第１電極の表面がプラスのチャージとなる。従って、外部から第１電極に正電位を印加せずとも、マイナスにチャージしている微生物を、第１電極により吸着することができる。更に、第１電極の表面がカチオン界面活性剤によりコーティングされているので、第１電極の表面に微生物や無機物が付着した場合でも、この微生物等を容易に第１電極の表面から剥離することができる。
【００２２】
更に、本発明の微生物除去装置では、微生物を吸着する第１電極にカチオン界面活性剤等を供給する再生剤供給手段を設けた。従って、シリカ等の無機物や微生物が第１電極の表面に付着しても、再生剤供給手段の作用により、第１電極の表面に付着した微生物等は、殺菌されて除去されるので、第１電極の機能を再生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜第１の実施の形態＞
本発明の形態は、被処理水に含まれる微生物等を除去するための技術に関する。本形態に於いて、被処理水とは、例えば、河川水、地下水、湖沼水、飲食用水、浴槽水、プールの水、水耕栽培、養殖場、熱交換器冷却水、温泉などの微生物を含有し、または微生物発生の可能性のある水である。特に温泉水は、アルカリ性である場合が多く、この場合に於いては塩素による消毒の効果が小さくなるので、本形態の微生物除去装置１０Ａを用いると有意義である。また、除去される微生物としては、原生動物、細菌、カビ、酵母、原虫、ウイルス、大腸菌、芽胞、黄色ブドウ球菌、レジオネラ、生物学的に活性な蛋白質を含む。
【００２４】
本形態では、被処理水から微生物を除去するために、炭素繊維を含む電極を用いている。更に、本形態では、炭素繊維の表面をプラスにチャージさせるために、また、炭素繊維の表面に付着した微生物や無機物を除去するための再生剤として、カチオン界面活性剤（逆性石鹸）を用いている。この再生剤としては、カチオン界面活性剤以外の物質を用いることもできる。
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の最良の形態を説明する。図１（Ａ）は微生物を除去する除去部１１を示す図であり、図１（Ｂ）は本形態の微生物除去装置１０Ａの概略的な構成を示す図である。
【００２６】
図１（Ａ）を参照して、先ず、本形態の主要な構成要素である除去部１１の構成を説明する。除去部１１は、第１電極１６と第２電極１７とから成る電極対を有する。第１電極１６、第２電極１７はケース２０の内壁と隙間なく設置されている。そして、第１電極１６は正に、第２電極１７は負に帯電するように電源１２（図１（Ｂ）参照）に接続されている。
【００２７】
炭素繊維１８は第１電極１６と第２電極１７に挟まれるように設置されており、第１電極１６と接触して且つ電気的に接続されている。即ち、炭素繊維１８は、第１電極１６の一部分を形成している。また、短絡の防止と電気エネルギー損失を考慮し、炭素繊維１８は第２電極１７と電気的に接触しない程度に近接している。具体的には、両者の距離は５ｍｍ程度が好ましい。この距離ならば、短絡の防止と省電力を両立させることができる。また、炭素繊維１８と第２電極１７との間に、プラスチック等から成る絶縁体を介在させても良い。このようにすることで、炭素繊維１８と第２電極１７とがショートしてしまうことが防止される。
【００２８】
炭素繊維１８は焼成温度８００℃から２５００℃、好ましくは２５００℃のもので、被処理水１５が透過可能な織布状、フェルト状などである。本形態では、正に帯電した炭素繊維１８の表面に微生物を吸着させている。従って、炭素繊維１８を構成する繊維同士の間隔は、吸着対象物である微生物よりも大きくても良い。このことから、濾過紙を用いた手法と比較すると、炭素繊維１８を用いた本形態は、目詰まりし難い、時間が掛からないという利点を有する。
【００２９】
更に、炭素繊維１８は、装置全体から取り出し可能な状態で設置されている。従って、炭素繊維１８の劣化等が生じた際は、炭素繊維１８のみを交換することも可能である。
【００３０】
第１電極１６および第２電極１７は、鉄、ステンレス、銅、チタンなどの導電性のある材料であり、ルテニウム、ロジウム、パラジューム、銀、タンタル、オスミウム、イリジウム、白金、または、金などの貴金属で被覆されており、不溶性電極として用いられる。また、これらの電極は、炭素繊維１８と第２電極１７との間に一様な電界が生じ、かつ通水性が確保されるよう、メッシュ状やパンチングプレート状などの多孔質板体からなる。一例として、チタンから成る基材の表面に貴金属膜が形成されたものを上記電極の材料として用いることができる。基材として比較的安価なチタンを用いることで、コスト性に優れた構成を得ることが出来る。
【００３１】
ケース２０は、長期間の使用、再度の利用にも耐え、温度や紫外線による変形、変質が少なく、電気絶縁材料であることが望ましい。ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等が好ましい。本形態では、第１電極１６、第２電極１７、炭素繊維１８がケース２０に収納されている。ここでは、ケース２０は円筒状の形状であるが、他の形状のケース２０を採用することも可能である。
【００３２】
本形態では、炭素繊維１８（第１電極）の表面が、カチオン界面活性剤により被覆されている。炭素繊維１８およびカチオン界面活性剤は疎水性物質を含むため、両者は互いに集まる性質を有している。このことにより、炭素繊維１８の表面が、カチオン界面活性剤によりコーティングされ、プラスのチャージとなる。この事項は、ゼータ電位を測定することにより確認されている。従って、外部に設けた電池等により電圧を印可せずとも、一般的にマイナスにチャージしている微生物を、炭素繊維１８にて吸着することが可能となる。
【００３３】
更にまた、炭素繊維１８の表面をカチオン界面活性剤により被覆することで、炭素繊維１８の表面に付着した微生物等を容易に除去することができる。具体的には、本形態では、カチオン界面活性剤から成る膜の表面に、被処理水に含まれる微生物や無機物が付着するので、微生物等が直に炭素繊維１８の表面に付着しない。従って、炭素繊維１８の表面に多量の微生物等が堆積しても、この微生物等を容易に炭素繊維１８から分離させ、炭素繊維１８の機能を再生することができる。炭素繊維１８の機能の再生に関しては後述する。
【００３４】
本形態にて用いるカチオン界面活性剤とは、水に溶けたときに、疎水基の付いている部分が陽イオンに電離する界面活性剤である。また、カチオン界面活性剤は、石鹸と逆のイオンになっているので、逆性石鹸とも呼ばれている。具体的には、カチオン界面活性剤としては、安価な塩化ベンザルコニウム等が採用可能である。本形態では、塩化ベンザルコニウムを５００ＰＰＭの割合で含む水溶液を用いている。
【００３５】
図１（Ｂ）を参照して、上記した除去部１１が含まれる微生物除去装置１０Ａの構成を説明する。本形態の微生物除去装置１０Ａは、微生物を吸着して除去する除去部１１と、除去部１１に供給される再生剤が貯留される再生剤槽１３（再生剤供給手段）と、除去部１１に内蔵された各電極に電流を供給する電源１２（電力供給手段）とを備える。更に、除去部１１により微生物が除去される被処理水１５は、被処理水槽１４に貯留されている。
【００３６】
そして、上記した各部位は、例えばパイプやホース等から成る経路Ｒ１〜Ｒ９により相互に接続されている。更に、各経路の接合点にはバルブＶ１〜Ｖ４が設けられ、このバルブにより被処理水１５や再生剤の導入先が決定されている。更に、経路の所定の箇所には、被処理水１５や活性剤を循環させる不図示のポンプが介装されている。
【００３７】
例えば、経路Ｒ４の途中にポンプを介装して、バルブＶ４およびＶ２を調整することにより、被処理水１５を、Ｒ４、Ｖ４、Ｒ６、除去部１１、Ｒ５、Ｖ２およびＲ３の順番で循環させる経路が形成される（第１循環手段）。また、経路Ｒ２にポンプを介装し、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４を調節することにより、再生剤を再生剤槽１３、Ｒ１、Ｖ１、Ｒ２、Ｖ２、Ｒ５、除去部１１、Ｒ６、Ｖ４、Ｒ７、Ｖ３、Ｒ８の順番で循環させることができる（第２循環手段）。
【００３８】
なお、経路Ｒ１およびＲ９は、再生剤を用いて炭素繊維１８を再生処理した後に、炭素繊維１８等に付着した再生剤を取り除くためのリンス水が通過する経路である（リンス水供給手段）。
【００３９】
再生剤槽１３には、除去部１１に内蔵される炭素繊維１８の再生を行うための再生剤が貯留される。この再生剤は、炭素繊維１８の表面に付着した微生物等を除去して、炭素繊維１８の集菌機能を再生させ、更に、微生物を殺菌する役割を有する。この再生剤としては、カチオン界面活性剤、次亜塩素酸水、オゾン水、両面活性剤（例えばニッサンアノン）、酵素、リゾチーム等を用いることができる。特に、カチオン界面活性剤を再生剤として用いると、炭素繊維１８の表面に付着した微生物等を除去すると共に、更に、除去された微生物を殺菌することもできる。
【００４０】
また、再生剤槽１３にカチオン界面活性剤を導入して、上記した第２循環手段を用いることにより、炭素繊維１８の表面をカチオン界面活性剤により被覆することができる。この場合は、上記した第２循環手段は、第１電極である炭素繊維１８にカチオン界面活性剤を供給する供給手段として機能する。
【００４１】
電源１２は、除去部１１の第１電極１６および第２電極１７と配線を介して電気的に接続され、これらの電極に電力を供給する機能を有する。具体的には、通常運転時に於いて、電源１２は、第１電極１６（炭素繊維１８）に対してプラスの電位（正電位）を印加し、第２電極１７にマイナスの電位（負電位）を印加する。電源１２が供給する電圧値は、例えば２０Ｖ〜５０Ｖ程度の直流電流である。また、第１電極１６と第２電極１７との間には、例えば３００ｍＡ程度の電流が流れる。
【００４２】
また、微生物除去装置１０Ａを構成する各部位は、図示せぬコントローラにより制御されている。
【００４３】
図２を参照して、次に、上述した微生物除去装置１０Ａの動作を説明する。図２（Ａ）は電極の再生処理を含む微生物除去装置１０Ａの動作を示すフローチャートであり、図２（Ｂ）は微生物除去装置１０Ａの構成を示す図である。
【００４４】
図２（Ａ）を参照して、微生物除去装置１０Ａを用いた微生物の除去方法は、被処理水に含まれる微生物を除去するステップＳ１０と、電極の洗浄を行うか否かを判断するステップＳ１１と、再生剤による電極の洗浄を行うステップＳ１２と、リンス水による電極の洗浄を行うステップＳ１３とを具備する。
【００４５】
ステップＳ１０では、通常運転を行うことにより、被処理水槽１４に貯留された被処理水１５に含まれる微生物を除去する。具体的には、不図示のポンプを稼働させることにより、被処理水１５を循環させることで、被処理水１５に含まれる微生物を除去する。被処理水１５の具体的な経路は、被処理水槽１４、経路Ｒ４、バルブＶ４、経路Ｒ６、除去部１１、経路Ｒ５、バルブＶ２、経路Ｒ３、被処理水槽１４である。この逆でもよい。
【００４６】
上述したように、除去部１１に内蔵される炭素繊維１８の表面は、カチオン界面活性剤により被覆されているので、プラスにチャージされている。このことから、被処理水１５に含まれ、マイナスにチャージしている微生物は、炭素繊維１８の表面に吸着される。従って、除去部１１を通過して被処理水槽１４に戻される被処理水１５には、微生物が殆ど含まれない。また、除去部１１を通過する被処理水１５に微生物が含まれたとしても、その数は、除去部１１Ａを通過する前と比較すると大きく減少している。この通常処理は、断続的に行ってもよいし、連続して行ってもよい。
【００４７】
更に、電源１２を用いて、除去部１１に内蔵された第１電極１６および第２電極１７に電圧を印加すると、第１電極１６に微生物が吸着される効果を向上させることができる。具体的には、電源１２により、第１電極１６（炭素繊維１８）にはプラスの電位が印加され、第２電極１７にはマイナスの電位が印加される。電源１２から供給される電力の電圧は、例えば、２０Ｖ〜５０Ｖ程度である。また、第１電極１６と第２電極１７との間には、例えば３００ｍＡ程度の電流が流れる。
【００４８】
ステップＳ１１では、電流監視手段１９により第１電極１６および第２電極１７を通過する電流値を監視し、第１電極１６を洗浄するか否かの判断を行う。第１電極１６を通過する電流の電流値が一定以上である場合は（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ１０に戻り、通常運転を続行する。一方、第１電極１６を通過する電流の電流値が一定未満である場合は（ステップＳ１１のＮＯ）、ステップＳ１２に移行し、再生剤による炭素繊維１８の洗浄を行う。
【００４９】
具体的には、ステップＳ１０の通常処理を続行すると、時間の経過と共に、炭素繊維１８の表面に微生物が多数堆積する。更に、被処理水１５に含有されるシリカ等の無機物も、炭素繊維１８の表面に堆積する。これらの物質が炭素繊維１８の表面に多数付着することにより、炭素繊維１８を通過する電流が少なくなり、その集菌能力が低下してしまう。
【００５０】
そこで本形態では、炭素繊維１８である第１電極１６を通過する電流値を監視する電流監視手段１９を設け、電流値が一定未満であるときに、第１電極１６を洗浄している。例えば、第１電極１６に微生物等が付着していないときに、第１電極１６に流れる電流の電流値が３００ｍＡ程度である場合は、この電流値が１００ｍＡ未満になると、ステップＳ１２に移行するようにしたら良い。
【００５１】
本形態では、電流値を監視してステップ１２への移行を行っているが、電圧値を監視することによりステップＳ１２への移行を行っても良い。この場合は、電圧値が一定以上と成ったときに、ステップＳ１２の再生処理を行えばよい。
【００５２】
ステップＳ１２では、再生剤による炭素繊維１８の洗浄を行い、炭素繊維１８の表面に付着した微生物等を除去して、その集菌機能を再生させる。
【００５３】
具体的には、先ず、バルブＶ２、Ｖ４を切り替え、被処理水１５の除去部１１への流入を停止する。次に、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ３を所定の経路に切り替えて、不図示のポンプを可動させることにより、除去部１１を含む経路に再生剤を循環させて、除去部１１に内蔵された第１電極１６（炭素繊維１８）を洗浄する。本ステップに於いて、再生剤が循環する経路は、再生剤槽１３、Ｒ１、Ｖ１、Ｒ２、Ｖ２、Ｒ５、除去部１１、Ｒ６、Ｖ４、Ｒ７、Ｖ３、Ｒ８である。再生剤が循環される経路はこの逆でも良い。このように再生剤を循環させることにより、除去部１１に内蔵された炭素繊維１８の表面に付着した微生物や無機物が、炭素繊維１８から剥離して除去され、更に微生物は殺菌される。
【００５４】
本ステップでも、カチオン界面活性剤等の多数の薬品を再生剤として採用可能である。これらの中でも、特にカチオン界面活性剤を再生剤として用いると、第１電極１６の表面をプラスにチャージしているカチオン界面活性剤により被覆することができる。更に、カチオン界面活性剤により、第１電極１６の表面に付着した微生物を殺菌することができる。ここで、カチオン界面活性剤では、芽胞は殺菌できない。従って、カチオン界面活性剤を再生剤として用いる際は、本ステップの再生処理を行う前に、次亜塩素酸を１００ＰＰＭ程度含む水溶液にて、炭素繊維１８を２時間程度殺菌して、芽胞を殺菌する。このようにすることで、炭素繊維１８の表面に付着した微生物の殆どを殺菌することができる。また、カチオン界面活性剤を再生剤として用いると、微生物の除去と同時に、炭素繊維１８の表面に付着したシリカやカルシウム等の無機物が除去される。
【００５５】
更に、本形態は、炭素繊維１８の表面は、予めカチオン界面活性剤によりコーティングされている。従って、微生物等は、炭素繊維１８の表面に形成されたカチオン界面活性剤から成る薄膜の表面に付着している。このことから、炭素繊維１８の表面に堆積した微生物や無機物は、本ステップの再生処理により容易に剥離させることができる。
【００５６】
更にまた、本ステップに於いては、第１電極１６（炭素繊維１８）に負電位を加印し、第２電極１７に正電位を印加しつつ、再生剤による処理を行うと、第１電極１６から微生物等を剥離させる効果を更に向上させることができる。具体的には、炭素繊維１８の表面に付着している微生物は、一般的にマイナスにチャージしている。従って、第１電極１６に負電位を加印すると、陰極である炭素繊維１８と、マイナスにチャージしている微生物とが互いに反発しあい、微生物の剥離が容易になる。
【００５７】
また、上述のように、電位を印可しつつ、第１電極１６にカチオン界面活性剤を供給することにより、プラスにチャージしているカチオン界面活性剤を、より積極的に第１電極１７の表面に吸着させることができる。
【００５８】
上記した洗浄処理は、予め決められた時間連続して行っても良いし、電流監視手段１９を用いて第１電極１６を通過する電流値を監視しつつ行っても良い。電流監視手段１９を用いて、洗浄処理を行う場合は、第１電極１６（炭素繊維１８）を通過する電流の電流値が一定未満（例えば２００ｍＡ）の場合は、洗浄処理を続行する。そして、第１電極を通過する電流の電流値が一定以上となったときに、洗浄処理を終了する。
【００５９】
ステップＳ１３では、炭素繊維１８等をリンス水により洗浄し、除去部１１に残留した再生剤を洗い流す。このステップでは、各バルブを調整して、Ｒ１から導入されたリンス水は、Ｒ２、Ｖ２、Ｒ５、除去部１１、Ｒ６、Ｖ４、Ｒ７、Ｖ３、Ｒ９の経路で外部に放出される（リンス水供給手段）。リンス水としては、微生物により汚染されていない水が採用可能であり、例えば、水道水、オゾン水、次亜塩素酸添加水が採用できる。
【００６０】
また、本ステップに於いて、第１電極１６（炭素繊維１８）に正電位を印可し、第２電極１７に負電位を印加しつつ、リンス水による洗浄を行うと、プラスに帯電しているカチオン界面活性剤が直ちに除去され、本工程の洗浄の効果が大きくなる。即ち、炭素繊維１８に滞留しているカチオン界面活性剤（再生剤）を、除去することができる。
【００６１】
上記したステップＳ１３が終了した後は、ステップＳ１０に戻り、被処理水１５から微生物を除去する通常運転が行われる。
【００６２】
上述の説明では、第１電極１６を通過する電流値に基づいて、炭素繊維１８の再生処理を行ったが、通常処理を行った時間を基に、再生処理を行うことも可能である。この場合は、被処理水１５を循環させるポンプ等が稼働する時間が不図示のタイマ（時間監視手段）により計測され、稼働した時間が一定以上となったら、ステップＳ１２の再生処理を行うようにする。即ち、被処理水１５を循環させるポンプ等（第１循環手段）を停止させ、再生剤を循環させるポンプ等（第２循環手段）を稼働させる。例えば、数時間毎、数日毎、数週間毎に、ステップＳ１２の再生処理を行うようにすることができる。このように一定時間毎に炭素繊維１８の再生処理を行うことで、炭素繊維１８に微生物等が付着して集菌作用が低下する前に、その再生処理を行うことができる。
【００６３】
＜第２の実施の形態＞
本形態では、上記した微生物除去装置１０Ａを用いた実験結果を説明する。図３は、この実験結果を示すグラフであり、縦軸は１ｍｌ中に含有される微生物の数を示し、横軸は被処理水から微生物を除去する処理を行った回数を示す。また、グラフ中に於いて、菱形の点が記された線は、炭素繊維１８による除去を行う前の被処理水に含まれる菌数を示す。更に、矩形の点が記された線は、炭素繊維１８による除去を行った後の被処理水に含まれる菌数を示す。
【００６４】
処理回数が６回程度までは、炭素繊維１８を通過した被処理水に含まれる菌数はゼロである。このことから、処理回数が６回までは、炭素繊維１８の表面には、それほど微生物や無機物は付着しないので、炭素繊維１８は充分な除菌作用を有することが判る。即ち、炭素繊維１８によりほぼ完全な除菌が行われている。
【００６５】
処理回数が７回を超えると、炭素繊維１８を通過した被処理水に含まれる菌数が、多くなる。例えば、処理回数が１０回の時に於いては、炭素繊維１８を通過した処理水１ｍｌに含まれる菌数は、６００個程度である。この数値は、炭素繊維１８を通過する前の値とそれほど変わらない。即ち、処理回数が１０回程度となると、炭素繊維１８による除菌の効果が殆ど無くなることを意味している。この原因は、被処理水１５に含まれる微生物や無機物が炭素繊維１８の表面に吸着し、その集菌能力が低下するからである。
【００６６】
本実験では、処理回数が１１回を超えた時点で、上記した再生処理を行った。即ち、カチオン界面活性剤を用いて、炭素繊維１８を洗浄し、炭素繊維１８の表面に付着した微生物および無機物を除去した。再生処理の詳細は上述した第１の実施の形態と同様である。
【００６７】
上述した再生処理を行ったので、炭素繊維１８の除菌作用が再生され、処理回数１２回目以降では、炭素繊維１８を通過した被処理水に含まれる微生物の数はゼロとなった。このことは、本形態の再生処理により、炭素繊維１８の除菌作用がほぼ完全に再生することを意味している。
【００６８】
＜第３の実施の形態＞
本形態では、図４を参照して、他の形態の微生物除去装置１０Ｂの構成を説明する。微生物除去装置１０Ｂの基本的な構成は、上述した微生物除去装置１０Ａと同様であり、相違点は複数の除去部１１Ａ、１１Ｂが設けられている点にある。このように、複数の除去部１１Ａ、１１Ｂを設けることにより、除去部１１Ａ、１１Ｂに含まれる第１電極の再生を行いつつ、被処理水１５に含まれる微生物を除去することができる。ここでは、２つの除去部が設けられているが、３つ以上の除去部が設けられても良い。
【００６９】
除去部１１Ａ、１１Ｂは同様の構成を有する。即ち、除去部１１Ａには、第１電極１６Ａ、第２電極１７Ａおよび炭素繊維１８Ａが内蔵され、除去部１１Ｂには、第１電極１６Ｂ、第２電極１７Ｂおよび炭素繊維１８Ｂが内蔵される。そして、除去部１１Ａ、および１１Ｂは、被処理水１５および再生剤が循環される経路に対して、並列に配置されている。換言すると、第１電極および第２電極から成る複数の電極対が、被処理水１５および再生剤が循環される経路に対して、並列に配置されている。
【００７０】
このような構成の微生物除去装置１０Ｂの動作を以下に説明する。
【００７１】
被処理水１５に含まれる微生物を除去する通常運転時に於いては、除去部１１Ａ、１１Ｂの両方に被処理水１５が供給される。即ち、経路Ｒ４を通過した被処理水１５は、バルブＶ５を経由して、経路Ｒ６、Ｒ１１を通過して、除去部１１Ａ、１１Ｂに導入される。更に、除去部１１Ａ、１１Ｂにより微生物が除去された被処理水１５は、経路Ｒ１２、Ｒ１０を通過して、バルブＶ７にて合流し、経路Ｒ３を通過して被処理水槽１４に至る。
【００７２】
除去部１１Ａ、１１Ｂの集菌作用が低下した場合は、再生剤を用いた再生処理を行う。ここでは、除去部１１Ａ、１１Ｂのいずれか一方の通常運転を行いながら、他方の再生処理を行う。ここでは、除去部１１Ａの通常運転を行いながら、除去部１１Ｂの再生処理を行う場合を例に説明する。
【００７３】
先ず、経路Ｒ４から供給される被処理水１５は、バルブＶ５を経由して経路Ｒ６に供給され、経路Ｒ１１には供給されない。そして、除去部１１Ａにより微生物が除去された被処理水１５は、経路Ｒ１２、バルブＶ７および経路Ｒ３を経由して、被処理水槽１４に導入される。
【００７４】
一方、再生剤槽１３から供給される再生剤は、経路Ｒ１、バルブＶ１、経路Ｒ２、バルブＶ２を経由して、経路Ｒ１０に導入され、経路Ｒ５には再生剤は供給されない。そして、除去部１１Ｂを通過することにより、除去部１１Ｂに内蔵される炭素繊維１８Ｂの再生処理は行われる。また、再生処理が終了した再生剤は、経路Ｒ１４、バルブＶ４、経路Ｒ７、バルブＶ３、経路Ｒ８を通過して、再生剤槽１３に戻る。
【００７５】
以上のように、複数の除去部を設けることにより、被処理水１５から微生物を除去する通常運転を行いながら、炭素繊維の再生処理を行うことができる。従って、実質的に微生物除去装置１０Ｂの処理を止めることなく、炭素繊維の再生処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の微生物除去装置を示す図であり、（Ａ）は微生物除去装置に設けられる除去部１１を示す図であり、（Ｂ）は微生物除去装置１０Ａ全体を示す図である。
【図２】本発明の微生物除去装置を用いた除去方法を示す図であり、（Ａ）は処理方法を示すフローチャートであり、（Ｂ）は微生物除去装置１０Ａの構成を示す図である。
【図３】本発明の微生物除去装置を用いた実験結果を示すグラフである。
【図４】本発明の微生物除去装置の他の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０Ａ、１０Ｂ    微生物除去装置
１１              除去部
１２              電源
１３              再生剤槽
１４              被処理水槽
１５              被処理水
１６              第１電極
１７              第２電極
１８              炭素繊維
１９              電流監視手段
２０              ケース
【図１】
2007117910.tif 000003
【図２】
2007117910.tif 000004
【図３】
2007117910.tif 000005
【図４】
2007117910.tif 000006