水的电解消毒方法以及电解消毒装置.pdf

实施发明的最佳方案

以下，根据附图说明本发明的实施方案之一。

图1表示本发明的电解消毒装置的大致整体结构。该电解消毒装
置由生成银离子的第1电解装置1和生成作为次氯酸盐一例的次氯酸
钠的第2电解装置2组成，通过连通管10将两者以串联方式连接，安
装在第1电解装置1入口端的流入管11和安装在第2电解装置2上的
流出管21，分别连接在没有图示出的游泳池等的给排水管路上。然后，
将用次氯酸钠等消毒、含有电解质成分的盐的上述给排水管路内的水
通入第1、第2电解装置1、2中进行电解，生成银离子和次氯酸钠，
并溶解于水中，这种水能够对游泳池等内的作为消毒对象的水进行消
毒。另外，上述第1及第2电解装置1、2用导线30与控制箱3连接，
利用安装在控制箱3上的控制器对上述各电解装置1、2内的各电极进
行通电控制。再者，上述第1、第2电解装置1、2可以设在水流方向
前后的任何位置。

上述第1及第2电解装置1、2，由于两者几乎是相同的结构，因
此，用同一附图来说明。在两种装置1、2内部配置电极的材质不同，
第2电解装置2内，由于电解时生成次氯酸钠的同时，产生氢气，因
此，仅在安装有用于排放氢气的气体排出管22这一点上与第1电解装
置1不相同。两装置1、2如图2所示，长边两端用盖体41、42密封
的箱体4内部，在水流方向的前端安装整流器5，在其后面设电极组
合体6。各盖体41、42的一端与流入管11或连通管10相连，另外一
端与连通管10或流出管21相连。

图3示出用于该两装置1、2的电极组合体6的一例，在图的实施
方案中相对的2块电极61、62为1组，为了保证4组的各电极之间几
乎相同的间隔，将电极长边的两端采用间隔保持部件7、7来固定。另
外，在各电极61、62的长边的端部上下设有接头60，并与从上述控
制箱3引出的导线30相连接。此时，设在第1电解装置1内的2块1
组的电极61、62使用银或银和铜的合金等，这些材料组成的电极浸入
到用次氯酸钠等消毒、含有电解质成分的盐的水中，各电极通电进行
电解，生成银离子或铜离子。例如，银材料和银铜合金材料、或银铜
合金材料彼此作为两极(对极)，一边位相反转一边进行直流电解时，
生成银离子和铜离子，以银材料彼此作为两极进行直流电解时，只生
成银离子。另一方面，设在第2电解装置2内的2块1组的电极61、
62使用钛材和钛材的单或双面形成铂层的材料等，将它们作为两极，
一边位相反转一边进行直流电解，生成次氯酸钠。

上述各电极组合体6采用偶数个电极即2块1组的电极是重要的，
当采用奇数个电极时，一边进行位相反转一边直流电解，反转时各个
电极不能流入同量的电流，几乎不能发生电解。例如，总共使用7个
电极，其中的4个和另外3个分别被交替施加正电荷和负电荷进行电
解的场合，当位相反转时电流量极低，造成无法电解。

图4的实施方案中，该第1、第2电解装置1、2所用的各电极组
合体6，在宽度方向中央用隔板63隔开的状态下在与电极的长度方向
垂直的宽度方向上并列配置，为了使各电极组合体6的各电极61、61
几乎保持相同的间隔，将长边两端用间隔保持部件7、7固定。然后，
将这样保持的各电极组合体6配置在一个箱体4内，这样，消毒电解
装置的整体小型化、可安装在游泳池或船舶的饮用水贮槽等内。

图5示出控制该电极组合体6的通电的控制方块图，安装在控制
箱3内的控制器31的输出端与电源装置32相接，电源装置32与安装
在控制器31内的时间继电器等控制的位相反转器33相接，这个位相
反转器33的输出端分别连接安装在第1电解装置1上的电极组合体6
的各电极61、62和安装在第2电解装置2上的电极组合体6的各电极
61、62。另外，控制器31的输入端连接能够检测作为消毒对象的水是
否有必要消毒的检测器34。该检测器34能够检测次氯酸钠或银离子
以及铜离子在水中的溶存情况，例如，使用pH计或电导率仪等。

接着，就上述构成的电解消毒装置的作用进行说明。首先，该检
测器34测量次氯酸钠或银离子及铜离子在水中的溶存情况，这些溶存
量在一定范围以下，有必要对作为消毒对象的水进行消毒时，根据控
制器31的输出，从电源装置32，经过位相反转器33，通电给安装在
第1、第2电解装置1、2内的电极组合体6的各电极61、62。

通电时，该位相反转器33通过位相反转给各电极61、62交替施
加正、负电荷，使第1电解装置1内的电极处生成银离子和铜离子、
或者银离子，并溶存于水中。另外，第2电解装置2内的电极处生成
次氯酸钠，并溶存于水中。然后，利用溶存有次氯酸钠和银离子或铜
离子的水对作为消毒对象的水进行消毒。

该次氯酸钠在作为消毒对象的水中的溶存量最好为0.01～
0.04ppm，特别是在0.015～0.03ppm左右。另外，银离子在作为消毒
对象的水中的溶存量最好为0.03～0.08ppm，铜离子的溶存量最好为
0.1～0.5ppm。特别是银离子在0.04～0.06ppm，铜离子在0.2～0.4ppm
更好，大致在这个范围的浓度，能够迅速发挥强力杀菌和消毒作用，
确实、安全地阻止微生物或藻类的繁殖，而且对感染性细菌，也能发
挥优良的抑制增殖的效果。

针对只有次氯酸钠NaClO的消毒效果和溶解有次氯酸钠NaClO与
银离子Ag⁺的消毒效果进行的对比实验结果，说明如下。

实验1

氯浓度不同(0.1、0.15、0.2、0.35、0.5ppm)的作为消毒对象
的水中，配制只添加NaClO(0.02ppm)的溶液试样和溶解有NaClO和
Ag⁺(0.06ppm)的溶液试样，将这些溶液试样与80000个/ml的大肠杆菌
接触1分钟后，检查残存的大肠杆菌。结果如表1所示。

从表1可知，溶解有NaClO和Ag⁺的溶液试样与单独添加NaClO的
溶液试样相比，极大地发挥了强力杀菌效果，减小氯浓度即降低NaClO
的使用量，能够杀死大肠杆菌。也就是说，只用NaClO，氯浓度为约
0.1～0.2ppm时，残存10000个大肠杆菌，与此相对应，溶解有NaClO
和Ag⁺的溶液，在0.1ppm左右的氯浓度下，可以将大肠杆菌的残存数
降低到600个左右，绝大部分的大肠杆菌被杀死。

实验2

一定氯浓度(0.05ppm)的作为消毒对象的水中，配制只添加
NaClO(0.02ppm)的溶液试样和溶解有该NaClO和Ag⁺(0.06ppm)的溶液
试样，这些溶液试样与80000个/ml的大肠杆菌接触不同的时间(5、
15、35、60、85、120秒)后，检查残存的大肠杆菌。其结果如表2
所示。

从表2可知，溶解有NaClO和Ag⁺的溶液试样，与只添加NaClO的
溶液试样相比，能够迅速地发挥强力杀菌效果，在短时间内杀死大肠
杆菌。即，在只用NaClO时，接触时间为85秒时仍残存大肠杆菌，而
溶有NaClO和Ag⁺的溶液在15秒左右，大肠杆菌几乎都被杀死。

以上的实施方案是以次氯酸钠作为次氯酸盐的一例进行了说明，
另外，也可以使用其他次氯酸盐例如次氯酸钙等。还有，在消毒预先
没有溶解次氯酸盐的水时，在该水中添加次氯酸盐，再将水通入第1、
第2电解装置1、2中。

正如上述，本发明可以用溶解有次氯酸盐和银离子、或者次氯酸
盐和银离子及铜离子的水，能够确实、安全、短时间内对游泳池、食
品加工过程的原料洗净水、机器或容器等的除菌洗净水、船舶的饮用
水等进行消毒，而不会带来以前遇到的那些问题。

表1

表2