(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用水の系から取り出した一部の用水中に活性酸素を生成せしめるように電気分解し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにし、臭化ナトリウムの共存下でｐＨが約６から約８．５以下のほぼ中性領域に調整して電気分解することにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめるようにすると共に、用水の系に次亜臭素酸を含む用水が戻った際に、次亜臭素酸が分解して生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水の系を形成する設備・装置をも浄化するようにしたことを特徴とする用水の浄化方法。
【請求項２】
用水の系から取り出した一部の用水に、電気分解により活性酸素を生成せしめた水を混合し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにし、臭化ナトリウムの共存下でｐＨが約６から約８．５以下のほぼ中性領域に調整して電気分解することにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめるようにすると共に、用水の系に次亜臭素酸を含む用水が戻った際に、次亜臭素酸が分解して生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水の系を形成する設備・装置をも浄化するようにしたことを特徴とする用水の浄化方法。
【請求項３】
電気分解で生成した次亜臭素酸を触媒によって分解することにより、次亜臭素酸を所定の濃度以下に低減させる一方、活性酸素を生成せしめるようにした請求項１又は２記載の用水の浄化方法。
【請求項４】
用水の系から取り出した一部の用水中に活性酸素を生成せしめるように電気分解する電気分解装置を具備し、この電気分解装置により生成せしめられた活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を、再び元の系に戻すようにし、臭化ナトリウムの共存下でｐＨが約６から約８．５以下のほぼ中性領域に調整して電気分解することにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめるようにすると共に、用水の系に次亜臭素酸を含む用水が戻った際に、次亜臭素酸が分解して生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水の系を形成する設備・装置をも浄化するようにしたことを特徴とする用水の浄化装置。
【請求項５】
電気分解により活性酸素を生成せしめた水を供給する電気分解装置を具備し、この電気分解装置によって供給される活性酸素を含有する水を、用水の系から取り出した一部の用水中に混合し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにし、臭化ナトリウムの共存下でｐＨが約６から約８．５以下のほぼ中性領域に調整して電気分解することにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめるようにすると共に、用水の系に次亜臭素酸を含む用水が戻った際に、次亜臭素酸が分解して生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水の系を形成する設備・装置をも浄化するようにしたことを特徴とする用水の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、冷却塔、魚介類の養殖や貯蔵用の水槽、飲食店などにおける魚介類の展示用の水槽や生簀、水族館などの鑑賞用の水槽などの用水を浄化する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷房設備の冷却用の用水の系は、経時的にスケールが蓄積されたり微生物が繁殖したりしている。スケールの蓄積や微生物による粘質物質（スライム）、汚濁物質（スラッジ）の堆積は設備の早期劣化や効率の低下につながると共に、微生物の繁殖は室内環境に悪影響を及ぼす場合もある。
【０００３】
しかし、設備の系を構成する配管などの更新やスケール・スラッジ等の除去・清掃には大きなコストを必要とし、そう頻繁に行うことはできない。また、塩素系の薬剤を注入することにより、微生物や藻類の繁殖を抑制することも一般に行われているが、管理とコストの面から難点がある。
【０００４】
また、例えば魚介類の水槽などの用水に溶解している汚れの除去は、用水をポンプで循環し、濾過装置などで汚れを除去していた。さらに、この用水の系を浄化する際には、水槽を空にして内部を洗浄すると共に薬剤などで消毒殺菌していた。大型水槽の場合、アクアラングを付けて作業員が入り系内のガラス面を定期的にクリーニングしていた。
【０００５】
しかし、濾過装置は目詰まりをするため濾材や吸着剤の交換が多かった。また、用水の系の浄化は非常に手間がかかると共に、魚介類からの排泄物、飼料の食べかす等に由来するタンパク質、その分解生成物（尿素、尿酸、特にアンモニアなど）の浄化が困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、従来よりも簡易に用水を浄化できる方法及び装置を提供しようとするものである。また、この発明は、従来よりも簡易に用水の系を浄化できる方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
【０００８】
この発明の用水の浄化方法は、用水の系から取り出した一部の用水中に活性酸素を生成せしめるように電気分解し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにし、臭化ナトリウムの共存下でｐＨが約６から約８．５以下のほぼ中性領域に調整して電気分解することにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめるようにすると共に、用水の系に次亜臭素酸を含む用水が戻った際に、次亜臭素酸が分解して生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水の系を形成する設備・装置をも浄化するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明の用水の浄化方法は、用水の系から取り出した一部の用水に、電気分解により活性酸素を生成せしめた水を混合し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにし、臭化ナトリウムの共存下でｐＨが約６から約８．５以下のほぼ中性領域に調整して電気分解することにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめるようにすると共に、用水の系に次亜臭素酸を含む用水が戻った際に、次亜臭素酸が分解して生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水の系を形成する設備・装置をも浄化するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また、電気分解で生成した次亜塩素酸又は次亜臭素酸を触媒によって分解することにより、次亜塩素酸又は次亜臭素酸を所定の濃度以下に低減させる一方、活性酸素を生成せしめるようにしたこととして実施することもできる。
【００１４】
この発明の用水の浄化装置は、用水の系から取り出した一部の用水中に活性酸素を生成せしめるように電気分解する電気分解装置を具備し、この電気分解装置により生成せしめられた活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を、再び元の系に戻すようにし、臭化ナトリウムの共存下でｐＨが約６から約８．５以下のほぼ中性領域に調整して電気分解することにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめるようにすると共に、用水の系に次亜臭素酸を含む用水が戻った際に、次亜臭素酸が分解して生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水の系を形成する設備・装置をも浄化するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、この発明の用水の浄化装置は、電気分解により活性酸素を生成せしめた水を供給する電気分解装置を具備し、この電気分解装置によって供給される活性酸素を含有する水を、用水の系から取り出した一部の用水中に混合し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにし、臭化ナトリウムの共存下でｐＨが約６から約８．５以下のほぼ中性領域に調整して電気分解することにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめるようにすると共に、用水の系に次亜臭素酸を含む用水が戻った際に、次亜臭素酸が分解して生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水の系を形成する設備・装置をも浄化するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
【作用】
この発明は、以下のような作用を有する。
【００１７】
用水の系から取り出した用水の一部に、活性酸素の酸化分解作用を及ぼして用水を浄化し、浄化した用水を再び元の系に戻すようにすることにより、用水の系の用水を徐々に浄化していくことができる。
【００１８】
なお、用水の系から取り出した一部の用水中に活性酸素を生成せしめるように電気分解し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにしてもよく、また、用水の系から取り出した一部の用水に、電気分解により活性酸素を生成せしめた水を混合し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにしてもよい。
【００１９】
また、塩化ナトリウムの共存下で電気分解することにより、次亜塩素酸と活性酸素とを生成せしめるようにする場合、陽極電極において次の反応が起こる。
【００２０】
0003918133.tif 000002
（Ｏ）は活性酸素である。▲２▼、▲３▼で生じたＨＣｌは、陰極電極で生じたＮａＯＨで中和されてＮａＣｌに戻る。
【００２１】
また、臭化ナトリウムの共存下で電気分解することにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめるようにする場合には、次のような反応となる。
【００２２】
0003918133.tif 000003
次亜塩素酸、次亜臭素酸は経時的に分解して活性酸素を生成するので、用水の系に次亜塩素酸、次亜臭素酸を含む用水が戻った際に、次亜塩素酸、次亜臭素酸が分解して生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水の系を形成する設備・装置をも従来よりも簡易に浄化することができる。
【００２３】
なお、ｐＨが高くなると、次亜塩素酸、次亜臭素酸は、次のように、ＣｌＯ- 、ＢｒＯ- に変化する。
【００２４】
ＨＣｌＯ⇔Ｈ+ ＋ＣｌＯ- 
ＨＢｒＯ⇔Ｈ+ ＋ＢｒＯ- 
ＣｌＯ- 、ＢｒＯ- に変化すると、次亜塩素酸、次亜臭素酸の状態に比べて酸化力が数十分の一に低減してしまう。そこで、次亜塩素酸は、塩酸などの酸の存在下でｐＨが約７以下の弱酸性領域に調整して用いることが好ましく、次亜臭素酸はｐＨが約６から約８．５以下のほぼ中性領域に調整して用いることが好ましい。したがって、用水の系に金属が使用されていて、錆の問題などがある用途に対して適用する場合には臭化ナトリウムが適している。
【００２５】
さらに、電気分解で生成した次亜塩素酸又は次亜臭素酸を触媒によって分解することにより、次亜塩素酸又は次亜臭素酸を所定の濃度以下に低減させる一方、活性酸素を生成せしめるようにすると、次亜塩素酸又は次亜臭素酸の分解により生成せしめた活性酸素によって用水をより一層浄化することができると共に、残留塩素濃度を低下せしめることができる。
【００２６】
したがって、特に、魚介類などの生物がいる用水の系に対してこの発明を適用する場合には、残留塩素濃度を所定の濃度以下に低下させることによって、生物への悪影響を極力低減することができる。
【００２７】
さらに、電気分解によって次亜塩素酸又は次亜臭素酸と活性酸素を高濃度に生成させると、用水中に存する微生物類などを高濃度の活性酸素などの作用で好適に殺菌・浄化することができると共に、触媒によって残留塩素濃度を低減させて活性酸素を生成せしめることにより、系内の生物への悪影響を極力低減せしめることができるという利点を並立させることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、この発明の構成を実施例として示した図面を参照して説明する。
（実施例１）
図１及び図２に示すように、この実施例では、水産魚介類を養殖・飼育する水槽１の用水の浄化を行っている。水槽中では、水産魚介類の排泄物や餌料、食べかすなどが腐敗してアンモニア性窒素、亜硝酸窒素などが生ずるが、これに活性酸素の酸化分解作用を及ぼして浄化する。浄化は、水槽中に魚介類を入れずに行った。
【００２９】
水槽１からその用水の一部をポンプＰで取り出して、電気分解装置２で活性酸素の酸化分解作用を及ぼして用水を浄化し、触媒槽３を経由させて再び元の水槽１に戻すようにしている。これにより、水槽中の用水を徐々に浄化していくようにしている。なお、この実施例では、用水の系から取り出した一部の用水中に活性酸素を生成せしめるように電気分解し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにしているが、用水の系から取り出した一部の用水に、電気分解により活性酸素を生成せしめた水を混合し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにしてもよい。。
【００３０】
図２に示すように、電気分解装置２は、電解通路４とこの電解通路４に電流を供給するための公知の整流器（図示せず）とを具備せしめている。電解通路４は、陽極電極板５の両側に陰極電極板６を配設してこれら相互の間に形成されており、このような電解通路４を連設（図示せず）している。陽極電極板５と陰極電極板６との間の間隔は好適には約１〜１０ｍｍ程度の範囲内で設定可能であるが、この実施例では４ｍｍに設定しており、連設した電解通路４の全長は５００ｍｍに設定している。両電極の間には短絡防止のためにパッキン７を介装しており、このパッキン７は外組み部分を残して内部をくり抜いた枠形状としている。くり抜いた内部の部分が電解通路４を形成する。両陰極電極板６の外側には、パッキン８及び塩化ビニール板９を介してステンレス板10を外装している。
【００３１】
水槽中の用水はポンプＰにより一方のステンレス板10の下方に貫通する孔Ｈから流入させ、塩化ビニール板９、陰極電極板６のそれぞれを貫通する孔Ｈを通り、陽極電極板５と接触し、陰極電極板６と陽極電極板５との間の電解通路４（パッキン７の内部の部分）を通り、陽極電極板５の上方を貫通する孔Ｈを通り、陽極電極板５の逆面に至る。この逆面側の陰極電極板６と陽極電極板５との間の電解通路４（パッキン７の内部の部分）を通り、前記と同様に陰極電極板６、塩化ビニール板９、ステンレス板10のそれぞれの下方を貫通する孔（図示せず）を通り流出する。なお、以下の実施例においても同様の構造の電気分解装置２を用いている。
【００３２】
電気分解の際に生成する次亜塩素酸は経時的に分解して活性酸素を生成するので、用水の系に次亜塩素酸を含む用水が戻った際に、次亜塩素酸が分解して生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水の系を形成する設備・装置をも従来よりも簡易に浄化することができる。
【００３３】
なお、電解通路４を画定する陽極電極板５と陰極電極板６との電極極性は公知の電気的方法で可変とし、一定時間毎（約１０分間隔に設定した）に転換した。こうすることにより電解通路４の流水中にある荷電物質が、対応する反対荷電電極に析出成長することを防止し、活性酸素の生成の低下を防止し、継続的に一定の浄化力を有する用水を供給することができる。また、両電極板の極性を固定とした場合は陽極側に選定した電極板ばかりが溶滅していく片減り現象が生じるが、電極極性を可変としたことにより交互に陽極となった側が溶滅していく。したがって両電極の経時的な消耗の割合いをほぼ均等にすることができる。
【００３４】
電気分解装置２を通した後の用水は、過酸化ニッケルの触媒槽３を経由させて元の水槽１に戻すようにした。電気分解装置２を通した後の用水中には電気分解装置２で生成した次亜塩素酸及び次亜塩素酸ナトリウムが含有されており、魚介類への悪影響を避けるため、元の水槽１に戻す前にその残留塩素濃度を低減することが好ましいからである。
【００３５】
用水は、過酸化ニッケル触媒に接触させることにより、用水中の次亜塩素酸等を分解して塩化ナトリウムとするようにしている。過酸化ニッケル触媒として例えば三二酸化ニッケル水和物（Ｎｉ2 Ｏ3 ．Ｈ2 Ｏ）単独又はこれを四三酸化ニッケル水和物（Ｎｉ3 Ｏ4 ．Ｈ2 Ｏ）及び／又は二酸化ニッケル水和物（ＮｉＯ2 ．Ｈ2 Ｏ）の混合物を有効成分とするものを使用できる。触媒として、活性炭繊維に過酸化ニッケル・パウダーを混合して円筒型に成型したものを用いた。
【００３６】
上記構成により、水槽中の用水の浄化を行った。
なお、この実施例では浄化効果をより明確に把握すべく、浄化すべき用水の試料として、人の尿を１０倍に水で希釈し３日間放置したもの３，０００ｃｃを用いた。浄化前の試料のアンモニア性窒素の濃度は９８０ｐｐｍ、ＣＯＤは２５０ｐｐｍ、ｐＨは８．４であった。また、浄化の開始当初に試料に２５％の食塩水を１０ｃｃ加えた。循環させる用水の流量は１０リットル／分とし、電気分解装置２に於ける電気分解の条件は定電流１０Ａｍｐ、３Ｖとした。
【００３７】
一定時間の経過時（浄化開始前、２０分後、４０分後、１時間後、２時間後、３時間後）の水槽１の用水の電気伝導度（×１，０００μｓ／ｃｍ）、水素イオン濃度（ｐＨ）、アンモニア性窒素の濃度（ｐｐｍ）、亜硝酸性窒素の濃度（ｐｐｍ）、ＣＯＤ値、触媒処理前の残留塩素濃度（ｐｐｍ）、触媒処理後の残留塩素濃度（ｐｐｍ）の各測定結果を、表１に示す。
【００３８】
養殖用の水槽１の用水は、実際にはここまで汚濁することはないが、この実施例の試料のように極めて汚濁したものでも十分に浄化することができた。特に、アンモニア性窒素、亜硝酸窒素などの濃度の低減効果が大きい。アンモニア性窒素、亜硝酸窒素は魚介類に対しては有害で有毒であり、同時に水中に藻類、真菌類、細菌類の繁殖を促進し、用水の循環経路のスライム発生の原因となる。
【００３９】
また、電気分解によって生じ、用水の浄化に利用された余剰の次亜塩素酸は金属を腐食させたり、飼育すべき魚介類に有害であるので、循環経路に既述の触媒槽３を設置することにより、残留遊離塩素を低減することができた。
（実施例２）
図２及び図３に示すように、この実施例は、魚介類の水槽１を浄化するようにした。水槽中の用水の一部をポンプＰで取り出し、電解質水溶液タンクから電解質水溶液11を添加し、電気分解装置２に於いて用水に対して活性酸素の強い酸化分解作用を及ぼすことにより、殺藻、殺菌浄化を行ない、フィルターＦを経由させて再び元の水槽１に戻すようにしている。この実施例では、水槽中に魚介類を入れずに浄化を行った。
【００４０】
水槽１として、角形（６３０×８５×４０（Ｈ）ｍｍ）の容量２００リットルの塩化ビニール製のものを用いた。
【００４１】
電気分解装置２の電解通路４に於ける陽極電極板５と陰極電極板６との間の間隔は４ｍｍに設定し、電気分解の条件は定電流３Ａｍｐで１５Ｖとした。水槽１の用水のポンプによる流量は７リットル／分とした。電解質水溶液11は、１５分毎に５分間の間だけ１０ｃｃ／分の流量で供給し、この間、電気分解装置２が作動して電気分解が行われる。そして、水槽１の用水の電気伝導度が一定値に達した時点で、電解質水溶液11を供給するポンプＰを停止する。電解質水溶液11を供給するポンプＰの停止時の電気伝導度は８００μＳ／ｃｍとしたが、用途や水質に応じて３００μＳ／ｃｍから５，０００μＳ／ｃｍの間で好適に設定できる。電気分解装置２は、電解質水溶液11の供給ポンプＰが停止した後も１０分停止、５分運転を繰り返すようにした。なお、この停止・運転の間隔は用途、水質に対応して任意に設定できる。また、電解質水溶液は、実施例１の如く用水量に対応する一定量を最初に予め全量加えておいてもよい。
【００４２】
電解質水溶液タンクは、循環する用水に電解質水溶液11を供給するために配設しており、食塩２．５％水溶液を貯留している。
【００４３】
この実施例では浄化効果をより明確に把握すべく、藻類の繁殖を実際より以上に促進させるために次のものを混合したものを用いた。水道水１５０リットルと、ため池用水２５リットル（藻類が十分に繁殖し、深い黄緑色で水面には緑藻類のかたまりが浮かんでいた。透視度（白円板）は１２〜１３ｃｍ）と、人の尿１リットル（アンモニアを始めとする養殖魚の排泄物に相当する水面汚染の状況を作り出し、藻類の繁殖を促すために混合）とである。
【００４４】
このうち１２０リットルを実施例の水槽１に貯留（水深２３０ｍｍ）し、残りの５６リットルを比較のための水槽に貯留した。
【００４５】
そして、その翌日の浄化には、次のものを混合したものを用いた。前日の比較のための水槽１水５６リットル（真夏の真昼の直射日光を受け、藻類が非常に繁殖していた）と、水道水１１９リットルと、人の尿１リットルとである。
【００４６】
この中から、浄化のための水槽１に１２０リットル、比較のための水槽に５６リットルを貯留した。比較のための水槽の用水は、更に次日の浄化に用いた。
【００４７】
実施例及び比較のための水槽１は、８月の直射日光のよく当たる場所に設置し、１日に１回づつ７日間にわたって計７回、午前８時から午後５時の日中の間に浄化を行った。水槽１の水温は約２７〜３５℃であった。
【００４８】
それぞれ１日の浄化を終了した後、次の各項目について測定を行った。なお、食塩２．５％水溶液は４日目までに合計４．５リットル供給した。
【００４９】
電気伝導度（μｓ／ｃｍ）を、オルガノ社製のＣｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  Ｍｅｔｅｒ  ＡＢ−６を用いて測定した。透視度（ｃｍ）を、白色円板の黒十字を判別できる水深を読み取ることにより測定した。化学的酸素要求量ＣＯＤ  Ｍｎ（ｍｇ／リットル）を、１００℃における酸性過マンガン酸カリによる酸素消費量により測定した。アンモニア性窒素濃度（ｍｇ／リットル）を、ネスラー法（吸光光度法）により測定した。波長４２５ｎｍ。ＨＡＣＨ社製水質分析計  ＤＲ／２０００型を使用した。各測定結果を、表２に示す。
【００５０】
表２によると、水槽１内の用水の水質が日を追って改善されてきていることが分かる。
（実施例３）
実施例２と同様にして、電解質水溶液11として臭化ナトリウム２．５％水溶液を用いて浄化を行った。臭化ナトリウム水溶液は、１８分毎に２分間の間だけ１０ｃｃ／分の流量で供給し、１日目に合計２．８リットル供給した。なお、この実施例でも、水槽中に魚介類を入れずに浄化を行った。各種測定結果を、表３に示す。
【００５１】
表３によると、水槽１内の用水の水質が日を追って改善されてきていることが分かる。
（実施例４）
図２及び図４に示すように、この実施例では、用水の系として鯉を飼育している水槽１を浄化するようにした。
【００５２】
鯉の飼育水槽１は幅１，０００ｍｍ、奥行き６５０ｍｍ、高さ４８０ｍｍ、水深３１０ｍｍのアクリル製のものを用い、用水の水量は２００リットルとした。鯉は、約９０〜１００ｇのものを１６尾飼育した。水槽中の用水の水温は約２４〜２６℃であった。
【００５３】
鯉の飼育水槽１から取り出した用水の一部は、先ずフィルターＦで残餌などの粗いゴミを除去し、ポンプＰにより５リットル／分の用水を電気分解装置２（両電極間の間隔は４ｍｍに設定）、触媒槽３、チラー12、フローメーター13を経由させて、散水管14（用水の曝気により溶存酸素を補給）から水槽１に戻すようにしている。前記触媒として、活性炭繊維に過酸化ニッケルを練り込んで成型したものを用いた。取り出した水槽１の用水には電気分解装置２に至る途中で、電解質水溶液11（２．５％食塩水）を定量ポンプＰにより５ｃｃ／分の流量で供給するようにしている。
【００５４】
水槽１の用水の電気伝導度が５００μｓ／ｃｍ以上に達すれば電解質水溶液11を供給しなくても電気分解反応が行われるので、供給を停止するようにした。電気分解反応は、連続的に行ってもタイマーにより断続的に行ってもよい。この実施例では、５分間電気分解を行って１５分間休止する２０分サイクルとした。つまり、電気分解は１時間のうち５分間×３回の計１５分間とした。飼育する魚やエビなどの種類や水槽１の汚れ具合に応じ、電解質水溶液11の供給を停止する際の電気伝導度は５００〜３，０００μｓ／ｃｍの間で好適に選択できるが、この実施例では８００〜１，２００μｓ／ｃｍとした。
【００５５】
取り出された水槽１の用水は、電気分解装置２（定電流３Ａｍｐ、４Ｖで電気分解）で生成した活性酸素の酸化分解作用を及ぼされ、用水中の汚物、アンモニア、亜硝酸イオンなどが酸化分解され浄化される。また、用水中に存在する病原微生物も、活性酸素や次亜塩素酸により殺菌、消毒される。残った次亜塩素酸は触媒により分解されて活性酸素を放出し、この活性酸素が更に酸化分解、殺菌を行う。
【００５６】
一方、比較実験として、電気分解装置２の作動を停止した状態で水槽１の用水の一部を取り出し同様の経路を循環させた。実施例と比較実験とは並行して行ない、それぞれ１６尾の鯉の飼育を８月中の３０日間行った。
【００５７】
表４に実施例及び比較実験での鯉の増重量等の測定結果を、表５にｐＨ、ＣＯＤ（ｍｇ／リットル）、ＮＨ4 −Ｎの濃度（ｍｇ／リットル）、（ＮＯ2 −Ｎ）の濃度（ｍｇ／リットル）、（ＮＯ3 −Ｎ）の濃度（ｍｇ／リットル）などの水質の測定結果を示す。
【００５８】
実施例に於いて、電気分解装置２を経た後の用水の遊離残留塩素濃度を測定すると０．５〜０．８ｍｇ／リットルであり、触媒で次亜塩素酸を分解した後にフローメーター13の下のコックを開けて採取した用水の遊離残留塩素濃度は０．０５〜０．１０ｍｇ／リットルであった。更に、散水管14で曝気した後の用水の遊離残留塩素濃度は、０〜０．０２ｍｇ／リットルであった。
【００５９】
実施例の水槽１の用水は、３０日間の実験を終了するまで透明できれいであった。また、アクリルの水槽１の内面に藻が付着することもなく、鯉は元気であった。フィルターＦの詰まりも発生せず、循環させる水槽１の用水の水量の低下は生じなかった。
【００６０】
一方、比較実験では、水槽１の用水は日をおう毎に目に見えて汚濁していき、透明なアクリルの水槽１の内面に所々、黄緑色の藻類が付着するようになった。また、循環する用水の水量が徐々に低下してきたので、実験の途中にフィルターＦと触媒槽３とを２回洗浄した。水槽１の底に落ちた残餌は、出来るだけ除去するようにした。鯉は、日数が経ち水質がだんだん悪くなると餌の取り方が悪くなり、水槽１の底にじっとして居るようになった。そして、弱った３尾の鯉が、何らかの病気により死んだ。
【００６１】
表４に示すように、実施例のものは比較実験のものと比べて増重量、飼料効率共に良かった。なお、比較実験の飼料効率は、死亡した３尾の鯉の体重を加えて計算した。
【００６２】
表５に示すように、実施例の水槽１の用水は比較実験のものと比べてＣＯＤ値が低く維持されていた。排泄物、残餌などの酸化分解が十分に行われていることが分かる。また、魚に対して毒性の強いアンモニア（ＮＨ4 −Ｎ）、亜硝酸イオン（ＮＯ2 −Ｎ）は、実施例ではいずれも０．６ｍｇ／リットル以下に止まっていた。養魚場の用水中のＮＯ3 の許容量は２５〜３５ｍｇ／リットルまでが一般に望ましいとされているが、実施例の（ＮＯ3 −Ｎ）は７．１ｍｇ／リットルであり十分に満足できる範囲と言える。一方、比較実験では（ＮＨ4 −Ｎ）、（ＮＯ2 −Ｎ）の濃度が非常に高くなったが、これが３尾の鯉が死亡し全体的な成長が悪い原因と考えられる。
【００６３】
また、電気分解で生成した次亜塩素酸を触媒によって分解することにより、次亜塩素酸を所定の濃度以下に低減させる一方、活性酸素を生成せしめるようにしているので、次亜塩素酸の分解により生成せしめた活性酸素によって用水をより一層浄化することができると共に、残留塩素濃度を低下せしめることができる。したがって、魚介類などの生物がいる用水の系に対しては、残留塩素濃度を所定の濃度以下に低下させることによって、生物への悪影響を極力低減することができる。
【００６４】
さらに、電気分解によって次亜塩素酸と活性酸素を高濃度に生成させて、用水中に存する微生物類などを高濃度の活性酸素などの作用で好適に殺菌・浄化すると共に、触媒によって残留塩素濃度を低減させて活性酸素を生成せしめることにより、系内の生物への悪影響を極力低減せしめることができるという利点を並立させることができる。
【００６５】
この実施例のものによると、次のような利点がある。
１．溶存酸素が増え且つアンモニア性窒素や亜硝酸性窒素が低減して用水の水質が良くなるので、魚、貝、エビ、カニなどの魚介類の成長が著しく速くなる。
２．魚介類の水槽１単位当たりの飼育密度を、通常の２〜３倍に上げる高密度養殖を行うことができる。
３．病原菌のバクテリア、ウィルス、水カビ等を殺菌することにより、魚介類の病気の予防ができ弊死率を低減できる。
４．給餌した飼料の変質・腐敗を抑制できるので、餌の喰いが良くなり飼料効率が向上する。
５．余分な藻類の繁殖が抑制されると共に用水中の汚濁物質が浄化され、スライム発生を抑制できる。
６．水槽１の用水を循環させて浄化するので、活性酸素などの濃度を或る程度低濃度としても十分に効果がある。
７．養殖用水槽１の用水の浄化殺菌では残留塩素濃度が高いと魚介類に悪い影響があるが、触媒を用いて残存する次亜塩素酸等を分解して無害なＮａＣｌと発生期の酸素とすることにより残留塩素濃度を低濃度として浄化できると共に、分解により生成した活性酸素をも有効に利用することができる。
８．従来は、養殖生物に影響を与えず、消毒、殺菌する薬剤の選択が困難且つ高価であり、その使用方法が難しかった。また、水槽１、付帯する循環水路、特に観察用又は鑑賞用硝子窓に青ミドロ等の藻類の付着繁殖による汚れの除去が困難であった。さらに、従来は飼育密度の高い水槽１での溶存酸素の十分な維持が困難であり、溶存酸素を増やすためにブロワー、コンプレッサー等で空気を吹き込むか、水車を回して曝気していた。しかし、この実施例のものによると、溶存酸素に富む用水を循環・供給することができる。
【００６６】
したがって、魚介類を生きたままで輸送し、貯蔵し、営業用に展示する輸送用水槽１、営業用の水槽１、水族館、鑑賞用等の水槽１、水産養殖水槽１、生簀などの用水の浄化・消毒殺菌に誠に好適である。
（実施例５）
図２、図５及び図６に示すように、この実施例では、冷却設備の冷却用の用水の系を浄化するようにしている。
【００６７】
冷却塔15（三菱社製、商品名ヒシクーリングタワーＨＴ１０ＳＱ６）からプラスチック・スクリーン16、８０リットルの水槽１を経由して送られてきた用水の全量１２０リットル／分に対し、ポンプＰによって９割が第１及び第２チラー12（三菱社製、商品名パッケージ・エアコンＰＷ−５ＰＢ１）に送られ、一部（１割の１２リットル／分）の用水が取り出されて電解質水溶液11が混合され、電気分解装置２（両電極間の間隔は２ｍｍに設定、定電流３Ａｍｐ、４〜５Ｖ）へと送られる構成としている。
【００６８】
電気分解装置２で、水中の細菌類や藻類に対し酸化分解作用を及ぼして殺菌すると共に塩を分解させる。次いで、活性炭繊維フィルターの形態とした触媒槽３に送り、次亜塩素酸を分解させて残留塩素濃度を低減させる。そして、元の用水の系の配管に戻す。
【００６９】
この実施例では浄化効果をより明確に把握すべく、藻類の繁殖を実際より以上に促進させるため、冷却用の用水の総量２５０リットルを次のように構成した。池の水（藻類を多く含んでおり、透視度１２ｃｍ）２４リットル、人の尿１リットル、残りは水道水を加えて総量２５０リットルとした。人の尿は、用水のアンモニア、ＣＯＤを調整（表６に示す）して藻類の繁殖を促進するための栄養として添加している。
【００７０】
先ず比較実験として、電気分解装置２を作動させることなしに、冷却塔15、第１及び第２チラー12を８月中の７日間運転した。午後３時に測定した水温（℃）、電気伝導度（μｓ／ｃｍ）、透視度（ｃｍ）、ＣＯＤ（ｍｇ／リットル）、アンモニア性窒素濃度（ｍｇ／リットル）の各種データを、表７に示す。
【００７１】
冷却塔15は夏の日が丸１日当たる２階のベランダに設置されており、藻類の繁殖も速く、７日目にはかなり黄緑色が濃くなり、藻類のスライム状のかたまりがプラスチック・スクリーン16に付着するようになった。水槽１の底部にも黄緑色の藻類が付着するようになった。用水は混濁し、その透明度も１８ｃｍから１６ｃｍに低下し始めた。徐々に藻類が繁殖していき、７日目には冷却塔15の水槽１のプラスチック・スクリーン16に、緑色の藻類がかたまりとなって付着し始めた。
【００７２】
ここで比較実験を終了し、電気分解装置２による殺藻・浄化を、７日目の汚染された状態から開始した。パイパスを開いて電気分解装置２を作動させ、循環させる冷却用の用水の総量１２０リットル／分の１割の１２リットル／分を浄化し、再び元の用水の系に戻すようにした。午後３時に測定した水温（℃）、電気伝導度（μｓ／ｃｍ）、透視度（ｃｍ）、ＣＯＤ（ｍｇ／リットル）、アンモニア性窒素濃度（ｍｇ／リットル）、残留塩素濃度（ｍｇ／リットル）の各種データを、表８に示す。
【００７３】
電解質水溶液11として、臭化ナトリウム２５％水溶液を１０ｃｃ／分で供給した。表８に示すように、３日目に電気伝導度が１，２００μＳ／ｃｍ（防食剤を使用する場合に於ける冷却塔15の冷却用の用水の管理基準の８００〜２，０００μＳ／ｃｍの範囲内）になった所で、２．５％臭化ナトリウム水溶液の添加を終了した。
【００７４】
この実施例では２．５％臭化ナトリウム水溶液を用いたが、２．５％塩化ナトリウム水溶液を用いても同様な効果を得ることができる。次亜塩素酸の酸化力・殺菌力が効果的に働くのは、中性領域よりもｐＨ４〜７の酸性側である。一方、次亜臭素酸はｐＨ４〜８．５の広い範囲で効果がある。両者共に殺菌力はｐＨ５前後が最適であり、これを１００％とするとｐＨ８ではＨＣｌＯは３０％に低減してしまうが、ＨＢｒＯは９０％の殺菌力を維持し十分に効果がある。また、冷却用の用水のｐＨは、７．０〜８．０が好ましいとされている。したがって、用水の系に金属が使用されていて、錆の問題などがある用途に対して適用する場合には臭化ナトリウムが適している。
【００７５】
冷却塔15は大型ファンで空気を吸引し冷却用水をシャワーするので、冷却用の用水に大気中の塵芥、埃、昆虫などが混入して汚染される。混入した有機物は腐敗してＣＯＤ成分、更にアンモニア等になり、藻類、バクテリアなどが繁殖する。これらは配管経路、チラー12、熱交換器に付着して障害を生ずる。
【００７６】
電気分解装置２による浄化の開始後、１日目に藻類が繁殖して淡緑色であった冷却用の用水は、２日目には殆ど無色、３日目には無色透明となり、５日目以後完全に無色透明となり、スクリーン16に付着していた藻類を主体とする緑色のスライムのかたまりも完全に消失した。
【００７７】
従来は、冷却塔の冷却用の用水のレジオネラ属菌の殺菌には塩素系の薬剤が用いられ、その殺菌効果を維持するためには残留塩素濃度が２〜５ｍｇ／リットル必要である一方、冷却用の用水が循環する系には鉄、銅などの金属が用いられており、その腐食防止のために防食剤を併用する必要があった。しかし、この実施例のものによると、残留塩素濃度が低濃度であるので防食剤を併用する必要がないという利点がある。
【００７８】
なお、塩素系薬剤を殺藻剤として投入する場合には金属の腐食の防止のため、一般に遊離残留塩素濃度は１ｐｐｍ以下に管理しなければならないとされているが、表８に示すように、実施例のものによるとこの基準以下の濃度で十分に殺藻効果があることが分かる。
【００７９】
また、冷却塔の用水の系には、経時的にスケールが蓄積されたり微生物が繁殖したりしており、スケールの蓄積や微生物による粘質物質（スライム）、汚濁物質（スラッジ）の堆積は、冷却能力の低下、設備の早期劣化につながると共に、微生物の繁殖は室内環境に悪影響を及ぼす場合もあったが、この実施例のものによると、用水中の不純物を分解し、菌類を殺菌することができると共に、スケールが配管内に詰まることを防止することができるという利点がある。
【００８０】
さらに、従来のように薬液を注入することにより微生物の繁殖を抑制する場合には、絶えずブロー・ダウンを行って新しい水（かなりの水量が必要となる）を加え、用水の汚れの進行と薬液等の濃縮とを抑えなけばならなかったが、この実施例のものによると、用水に一定の電気伝導度を維持せしめれば殺菌・浄化が行われるので、殆どブロー・ダウンをする必要がないという利点がある。従って、新しい水の補給も非常に少なくて済むのである。
【００８１】
【表１】
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【００８２】
【表２】
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【００８３】
【表３】
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【００８４】
【表４】
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【００８５】
【表５】
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【００８６】
【表６】
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【００８７】
【表７】
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【００８８】
【表８】
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【００８９】
この発明の用水の浄化方法及び浄化装置は、次のようなものにも好適に適用することができる。
１．公園、遊園地、緑地、催事場、ショッピング・センター、地下商店街、公共・商業地域などの装飾用噴水や循環式水路などの用水の浄化。
２．スポーツ施設や浴場で循環使用される浴槽の温用水に、空気を吹き込むための循環式濁流浴の用水の浄化。
３．病院、紡績や織物工場、美術館、百貨店などの野菜売り場等の乾燥を嫌う雰囲気を加湿するための加湿器（パン型加湿器、通風蒸発式加湿など）のタンク内の用水の浄化。この用水は、濃縮されて汚くなり易く、微生物や病原菌が増殖し易いのである。
【００９０】
【発明の効果】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
【００９１】
元の系に戻した用水が含有する活性酸素の酸化分解作用によって用水自体及び用水の系を好適に浄化することができるので、従来よりも簡易に用水や用水の系を浄化できる方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１での水槽の浄化を説明するためのシステム・フロー図。
【図２】図１の電気分解装置を説明するための概略斜視図。
【図３】この発明の実施例２、３での水槽の浄化を説明するためのシステム・フロー図。
【図４】この発明の実施例４での鯉の飼育水槽の浄化を説明するためのシステム・フロー図。
【図５】この発明の実施例５での冷却用の用水の浄化を説明するためのシステム・フロー図。
【図６】図５のシステム・フロー図を更に詳しく説明する図。
【符号の説明】
２  電気分解装置
【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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