(57)【要約】【課題】含有する臭素酸を規制値以下に少なくできる食塩の電解方式を用い、それでいて食塩濃度を低くできる、次亜塩素酸を含む低食塩電解水の製造方法とその製造装置を提供する。【解決手段】塩化ナトリウム水溶液を電解し、生成した電解水を酸性にすべく電解水のｐＨを調整し、ｐＨを調整した電解水を電気透析して電解水中のナトリウムイオンと塩化物イオンとを分離・除去する低食塩電解水の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩化ナトリウム水溶液を電解し、生成した電解水を酸性にすべく電解水のｐＨを調整し、ｐＨを調整した電解水を電気透析して電解水中のナトリウムイオンと塩化物イオンとを分離・除去する低食塩電解水の製造方法。
【請求項２】
前記電解水に酸を注入することにより、前記電解水のｐＨを４．０〜５．６に調整する請求項１記載の低食塩電解水の製造方法。
【請求項３】
陽イオン交換樹脂を用いて、前記電解水中のナトリウムイオンを水素イオンに交換することにより、前記電解水のｐＨを４．０〜５．６に調整する請求項１の低食塩電解水の製造装置。
【請求項４】
塩化ナトリウム水溶液を電解する電解装置と、生成された電解水のｐＨを調整するｐＨ調整手段と、ｐＨ調整された電解水を電気透析する電気透析装置とを有する低食塩電解水の製造装置。
【請求項５】
前記ｐＨ調整手段が電解水に酸を注入する装置、または前記電解水を陽イオン交換樹脂により、電解水中のナトリウムイオンを水素イオンに交換する装置である請求項４の低食塩電解水の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は低食塩電解水の製造方法とその製造装置に関し、詳しくは、次亜塩素酸を含む低食塩電解水の製造方法とその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料用として浄水場、井戸水などを浄化する場合、他の薬剤よりも安価で、効果的な殺菌力を有する次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）や次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）（以下、次亜塩素酸ナトリウム等ということがある）が、殺菌剤、酸化剤として大量に使用されている。しかし、従来から販売されている次亜塩素酸ナトリウム等には、少なくない臭素酸が含まれているところ、最近、水質基準の改訂により、飲料水中の臭素酸の含有量が規制されるようになり、次亜塩素酸ナトリウム等の中から臭素酸を除去することが求められるようになった。
【０００３】
しかし、従来の生産設備を改善し、次亜塩素酸ナトリウム等から臭素酸を除去して、規制値以下に低減することは、多大な設備改善を必要とし、製造コストの上昇は避けられず、到底実用的とはいえるものではない。
【０００４】
そこで、多大な費用をかけて既存の設備改善を行うことなく、次亜塩素酸ナトリウム等中の臭素を規制値以下にできる方法として、臭素酸の少ない食塩を原料とし、これを電気分解することにより次亜塩素酸ナトリウム等を製造する方法の採用が考えられる。この方法で製造された次亜塩素酸ナトリウム等中の臭素酸は、極めて少ない。
【０００５】
しかしながら、この方法により製造された次亜塩素酸ナトリウム等は食塩濃度が高くなり、浄水場、井戸水などの浄化のために大量に使用すれば、ナトリウムイオン、塩化物イオンの水質基準である２００ｐｐｍを越える。
【０００６】
一方、低食塩の次亜塩素酸ナトリウムを製造する方法としては、例えば、高濃度の水酸化ナトリウムと高濃度の塩素とを反応させ（下記式）、有効塩素濃度４０％以上の次亜塩素酸ナトリウムを生成することにより、食塩を析出させ分離する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００７】
２ＮａＯＨ＋Ｃｌ2 →ＮａＣｌＯ＋ＮａＣｌ＋Ｈ2 Ｏ
【特許文献１】特開平１１−２１１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、食塩を電気分解して臭素酸の極めて少ない次亜塩素酸ナトリウム等を製造する場合、有効塩素濃度は１％程度なので、上記従来技術を用いて食塩を析出させ除去することはできない。
【０００９】
そこで、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、本発明の目的は、含有する臭素酸を規制値以下に少なくできる食塩の電解方式を用い、それでいて食塩濃度を低くできる、次亜塩素酸を含む低食塩電解水の製造方法とその製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る低食塩電解水の製造方法の特徴構成は、塩化ナトリウム水溶液を電解し、生成した電解水を酸性にすべく電解水のｐＨを調整し、ｐＨを調整した電解水を電気透析して電解水中のナトリウムイオンと塩化物イオンとを分離・除去することにある。
【００１１】
この構成によれば、臭素の極めて少ない塩水を原料として用いるので、得られる次亜塩素酸にはほとんど臭素酸が含まれていないだけでなく、原料コストが安価であり、しかも、電解水を酸性に調整することにより、電解水中の主成分に次亜塩素酸を有効成分として含ませることができ、更に電解水中のナトリウムイオンと塩化物イオンとを電気透析法により確実に除去するので、電解水中の食塩濃度を容易に低くできる。
【００１２】
その結果、含有する臭素酸を規制値以下に少なくできる食塩の電解方式を用い、それでいて食塩濃度を低くできる、次亜塩素酸を含む低食塩電解水の製造方法を提供することができた。
【００１３】
前記電解水に酸を注入することにより、前記電解水のｐＨを４．０〜５．６に調整することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、生成された電解水中に含まれる塩素分を次亜塩素酸に確実かつ効果的に変換することができ、次亜塩素酸を電解水の主成分とすることができる。
【００１５】
陽イオン交換樹脂を用いて、前記電解水中のナトリウムイオンを水素イオンに交換することにより、前記電解水のｐＨを４．０〜５．６に調整してもよい。
【００１６】
この構成によっても、次亜塩素酸を電解水の主成分とすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る低食塩電解水の製造装置の特徴構成は、塩化ナトリウム水溶液を電解する電解装置と、生成された電解水のｐＨを調整するｐＨ調整手段と、ｐＨ調整された電解水を電気透析する電気透析装置とを有することにある。
【００１８】
この構成によれば、含有する臭素酸を規制値以下に少なくできる食塩の電解方式を用い、それでいて食塩濃度を低くできる、次亜塩素酸を含む低食塩電解水の製造装置を提供することができる。しかも、製造装置として、殊更、大規模で高価な装置を用いる必要がなく、製造設備コストの高騰を避けることができる。
【００１９】
前記ｐＨ調整手段が電解水に酸を注入する装置、または前記電解水を陽イオン交換樹脂により、電解水中のナトリウムイオンを水素イオンに交換する装置であることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、生成された電解水中に含まれる塩素分を次亜塩素酸に確実かつ効果的に変換することができ、次亜塩素酸を電解水の主成分とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る低食塩電解水の製造装置およびこの装置を用いた製造方法の概略フローを示す。
【００２２】
まず、塩化ナトリウムを含む水（以下、塩水ということがある）１を、イオン交換膜により隔てられた２室に、それぞれ電極が配置された電解装置である電解槽２にて、電気分解する。電気分解の装置については、通常の装置を使用でき、特に限定されるものではない。
【００２３】
電気分解すると、それぞれ下記（１），（２）の反応が進行する。
（１）２ＮａＣｌ＋２Ｈ2 Ｏ  →  ２ＮａＯＨ＋Ｃｌ2
（陽極）    ２Ｃｌ−  →  Ｃｌ2  ＋2ｅ−
（陰極）２Ｈ2 Ｏ＋2ｅ−→Ｈ2 +２ＯＨ−
（２）２ＮａＯＨ＋Ｃｌ2  →  ＮａＯＣｌ＋ＮａＣｌ＋Ｈ2 Ｏ
このように、電解水中には、ＮａＯＣｌ、ＮａＣｌが存在しており、これらは、液中でＮａ+ ，Ｃｌ−，ＯＣｌ−にイオン化している。
【００２４】
電解が進行すると、順次、電解水貯槽５に電解水を移す。ここで、電解水中のＮａ+ ，Ｃｌ−を除去して、低塩化ナトリウムを達成するため、電解水のｐＨを下げる。これは、以下に説明するように、ｐＨを下げると、電解水中のＯＣｌ−は、ＨＯＣｌあるいはＣｌ2  にすることができ、後工程の陰イオン交換膜により、Ｎａ+ ，Ｃｌ−を分離・除去し易くなるからである。
【００２５】
すなわち、上記電解水に含まれる塩素分は、ｐＨによりＯＣｌ−、ＨＯＣｌ、Ｃｌ2  に変化することに注目した。具体的には、ｐＨが９．５以上では、電解水中にはＯＣｌ- が主成分であり、ｐＨが５．６以下ではＨＯＣｌが主成分となり、ｐＨが４．０以下ではＣｌ2  が主成分となる。従って、ｐＨを４．０〜５．６に調整することが好ましい。
【００２６】
そのため、電解水貯槽５中に適当な酸、例えばＨＣｌを、ポンプ３により徐々に注入させる。電解水中のｐＨは、電解水中に挿入したｐＨ計４を用いてモニターリングし、注入量をコントロールする。このコントロールは、ｐＨ計４での測定結果に応じてＨＣｌ注入量を自動的に調節するようにして行うことができるが、手動で行ってもよい。
【００２７】
塩水１を電気分解した場合、電解水のｐＨは、通常、９．０以上あり、塩化物イオンはＯＣｌ−のままであるため、イオン交換膜を通してＯＣｌ−とＣｌ−とを効果的に分離することはできないが、上記したように、電解水のｐＨをコントロールして、電解水に含まれる塩素分をＨＯＣｌあるいはＣｌ2  にする。
【００２８】
なお、電解水中のｐＨを所定範囲に下げる方法として、電解水にＨＣｌを加える方法の他、次のようにしてもよい。すなわち、陽イオン交換樹脂を使用して、電解水中のナトリウムイオンを水素イオンに交換することにより、ｐＨを下げてもよい。つまり、陽イオン交換樹脂を充填した陽イオン交換樹脂塔に上記電解水を注入することにより、電解水中のＮａＯＣｌ（又はＮａＣｌＯ）をＨＯＣｌ（又はＨＣｌＯ）に変換する。ここに、陽イオン交換樹脂を用いる装置および、上記したように、ＨＣｌをポンプ３により注入させる装置は、ｐＨ調整手段に相当する。
【００２９】
その後、この電解水（Ｎａ+ ，ＨＯＣｌ，Ｃｌ2 ，Ｃｌ−が含まれている）を電気透析装置６に送給して電気透析を行い、ナトリウムイオンと塩化物イオンとを除去する。すなわち、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜とを交互に配設した、通常の通電気透析装置を用いて、直流電位を負荷することにより電気透析を行う。
【００３０】
その結果、Ｎａ+ ，Ｃｌ−を排水中に取り出して、電解水から分離・除去することにより、低食塩にできると共に、この電解水には主成分として次亜塩素酸が含まれる。もとより、この電解水中には、臭素酸はほとんど含まれていない。
【００３１】
このようにして生成された電解水は、例えば、浄水場などで使用しようと思えば、被処理水である原水７をポンプ８などによりろ過槽９に送給する途中過程に投入することよって、効果的な殺菌ができることになる。
【００３２】
特に、井戸水には、アンモニア、鉄、マンガン等の成分が多く含まれていることがあるが、このような場合でも、次亜塩素酸の酸化剤としての機能によって、分解あるいは析出・沈殿させることができるので、後工程により容易に除去することができる。これら成分を除去した後は、更に次亜塩素酸を投入して飲料用に利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、浄水場、井戸水などで利用できる他、各種食品工業、化学工業、医療分野など広い範囲にわたり利用することができる。
【００３４】
〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態において、塩水としては食塩水の他、海水などであってもよく、要は、臭素がほとんど含まれていなければよい。
（２）上記実施形態において、電解水のｐＨを調整する酸として、塩酸を投入した例を示したが、これに限定されるものではなく、クエン酸、乳酸などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る低食塩電解水の製造装置およびこの装置を用いた製造方法を示す概略フロー図
【符号の説明】
【００３６】
２        電解装置
６        電気透析装置
【図１】
2007007502.tif 000003