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JP4596937B2 - Water purification method using sodium hypochlorite - Google Patents
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  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

本発明は、例えば、海水、河川水、井戸水または水道水等の水中に含まれる雑菌を次亜塩素酸ナトリウム塩により殺菌した後、該殺菌した水を還元することにより水を浄化し、魚介類の養殖等に用いる水として利用できる次亜塩素酸ナトリウム塩を用いた水の浄化方法に関するものである。   The present invention, for example, sterilizes miscellaneous bacteria contained in water such as seawater, river water, well water or tap water with sodium hypochlorite, and then purifies the water by reducing the sterilized water, The present invention relates to a method for purifying water using sodium hypochlorite that can be used as water used for aquaculture.

従来、交流を用いて水を電気分解する方法としては、例えば、液体中に酸化還元電位を低下させる金属からなる一対の電極と、少なくとも1つの第1の接地する電極とを配設し、前記一対の電極間には交流を印加し、該交流の周波数を制御し、且つ前記第1の接地する電極を周期的に接地の電位からプラスの電位に制御して液体の酸化還元電位を下げ、前記一対の電極と第1の接地する電極との周囲に略箱形状を呈する網目状の第2の接地する電極を配設した液体の交流電気分解方法がある(特許文献1参照)。   Conventionally, as a method of electrolyzing water using alternating current, for example, a pair of electrodes made of a metal that lowers the oxidation-reduction potential in a liquid and at least one first grounding electrode are disposed, An alternating current is applied between the pair of electrodes, the frequency of the alternating current is controlled, and the first grounding electrode is periodically controlled from the ground potential to a positive potential to lower the redox potential of the liquid, There is a liquid AC electrolysis method in which a mesh-like second grounding electrode having a substantially box shape is disposed around the pair of electrodes and the first grounding electrode (see Patent Document 1).

また、交流を用いて水を電気分解すると共に、次亜塩素酸ナトリウムを用いて水を浄化する方法としては、例えば、海水で魚介類を養殖する養殖水槽を準備する工程と;養殖槽のインレットラインおよびアウトレットラインに、電解室と、電解室に配置された交流電極と、交流電極間に充填された微小分割電極体ならびに微小絶縁体との混合物とからなる交流電解処理装置を接続する工程と;混合物の隙間内で水酸化ナトリウムと塩素とを発生させることにより次亜塩素酸ナトリウムを生成する工程と;混合物の隙間内で次亜塩素酸ナトリウムと病原性ウイルスを接触させながら殺菌する工程と;混合物の隙間内で海水中の次亜塩素酸ナトリウムとアンモニウムとを攪拌反応させることにより、塩化ナトリウム、水および窒素とに変換してアンモニアを無害化する工程と;無害化した海水を養殖水槽に循環させる工程と;からなる、魚介類の養殖方法がある(特許文献2参照)。   Further, as a method of electrolyzing water using alternating current and purifying water using sodium hypochlorite, for example, a step of preparing a culture tank for culturing seafood in seawater; Connecting an AC electrolytic treatment apparatus comprising an electrolytic chamber, an AC electrode disposed in the electrolytic chamber, and a mixture of a minute divided electrode body and a minute insulator filled between the AC electrodes to the line and the outlet line; Generating sodium hypochlorite by generating sodium hydroxide and chlorine in the gap of the mixture; sterilizing while contacting the sodium hypochlorite and the pathogenic virus in the gap of the mixture; In a gap between the mixture, the sodium hypochlorite and ammonium in the seawater are stirred and reacted to convert to sodium chloride, water and nitrogen. Pneumoniae comprising the steps of detoxifying; a step of circulating the detoxified seawater farming aquariums; consisting, there is a method of cultivating shellfish (see Patent Document 2).

特開2003−236543号公報JP 2003-236543 A 特開2003−52275号公報JP 2003-52275 A

しかしながら、前記特許文献2の公知技術においては、交流電解による処理によって水酸化ナトリウムと塩素とを発生させて次亜塩素酸ナトリウムを生成するという電気化学的処理を行っているが、該次亜塩素酸ナトリウムを還元する工程において、該次亜塩素酸ナトリウムとアンモニウムとを攪拌反応させることにより、塩化ナトリウム、水および窒素とに変換させるという化学的処理のみを行うものであるため、反応に長時間を要するという問題点を有している。   However, in the known technique of Patent Document 2, an electrochemical treatment is performed in which sodium hydroxide and chlorine are generated by treatment by alternating current electrolysis to produce sodium hypochlorite. In the step of reducing sodium oxide, the chemical reaction of converting sodium hypochlorite and ammonium into sodium chloride, water, and nitrogen by stirring reaction is performed, and thus the reaction takes a long time. It has the problem that it requires.

従って、電気化学的処理により次亜塩素酸ナトリウムを還元させるということに解決しなければならない課題を有している。   Therefore, there is a problem to be solved by reducing sodium hypochlorite by electrochemical treatment.

上記した従来例の課題を解決する具体的手段として本発明に係る次亜塩素酸ナトリウム塩を用いた水の浄化方法は、塩化ナトリウムを含む水中に一対の交流電極と、該交流電極より小面積乃至同面積の第一の接地電極と、前記一対の交流電極の合計面積より大面積且つ接地状態と非接地状態とを切り換えることができる第二の接地電極とを配設し、該第二の接地電極を非接地状態にすると共に、前記一対の交流電極間に交流を印加し電気分解することにより次亜塩素酸ナトリウム塩を発生させて前記水を殺菌した後、前記第二の接地電極を接地状態に切り換える共に、前記一対の交流電極間に交流を印加し電気分解することにより前記次亜塩素酸ナトリウム塩を塩化ナトリウムに還元して前記水を浄化することを最も主要な特徴とする。   The water purification method using sodium hypochlorite according to the present invention as a specific means for solving the problems of the conventional example described above includes a pair of alternating current electrodes in water containing sodium chloride, and a smaller area than the alternating current electrodes. A first ground electrode having the same area and a second ground electrode having a larger area than the total area of the pair of AC electrodes and capable of switching between a ground state and a non-ground state. The ground electrode is brought into an ungrounded state, and an alternating current is applied between the pair of alternating current electrodes and electrolyzed to generate sodium hypochlorite salt to sterilize the water. The most important feature is that the sodium hypochlorite salt is reduced to sodium chloride to purify the water by applying an alternating current between the pair of alternating current electrodes and performing electrolysis while switching to the grounded state.

この発明において、前記一対の交流電極は、チタン、白金または白金をメッキしたチタンからなる溶解性のない安定した金属を用いて形成し、前記第一の接地電極と第二の接地電極とは、マグネシウム、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、真鍮、ステンレスからなる溶解性の高い金属を用いて形成したこと;前記第二の接地電極は、筒状または網目の筒状に形成し、一対の交流電極と第一の接地電極との周囲を覆うように配設したこと;前記水に含まれる塩化ナトリウムは、略0.01%以上の濃度であること;を付加的な要件として含むものである。   In the present invention, the pair of AC electrodes is formed using titanium, platinum, or a stable metal having no solubility made of platinum plated with platinum, and the first ground electrode and the second ground electrode are: Formed using a highly soluble metal made of magnesium, aluminum, iron, copper, zinc, brass, and stainless steel; the second ground electrode is formed in a cylindrical shape or a meshed cylindrical shape, and a pair of AC electrodes The sodium chloride contained in the water has a concentration of about 0.01% or more as an additional requirement.

本発明に係る次亜塩素酸ナトリウム塩を用いた水の浄化方法は、塩化ナトリウムを含む水中に一対の交流電極と、該交流電極より小面積乃至同面積の第一の接地電極と、前記一対の交流電極の合計面積より大面積且つ接地状態と非接地状態とを切り換えることができる第二の接地電極とを配設し、該第二の接地電極を非接地状態にすると共に、前記一対の交流電極間に交流を印加し電気分解することにより次亜塩素酸ナトリウム塩を発生させて前記水を殺菌した後、前記第二の接地電極を接地状態に切り換える共に、前記一対の交流電極間に交流を印加し電気分解することにより前記次亜塩素酸ナトリウム塩を塩化ナトリウムに還元して前記水を浄化しているため、次亜塩素酸ナトリウムを還元させる工程においても電気化学的処理をすることができ、単純に化学的に反応させるよりもよりスムーズに次亜塩素酸ナトリウムを還元させることができるという優れた効果を奏する。   The method for purifying water using sodium hypochlorite according to the present invention includes a pair of alternating current electrodes in water containing sodium chloride, a first ground electrode having a smaller area to the same area than the alternating current electrodes, and the pair A second ground electrode having a larger area than the total area of the AC electrodes and capable of switching between a grounded state and a non-grounded state, placing the second grounded electrode in a non-grounded state, and After alternating current is applied between the AC electrodes and electrolyzed to generate sodium hypochlorite to sterilize the water, the second ground electrode is switched to the ground state, and between the pair of AC electrodes. Since the water is purified by reducing the sodium hypochlorite salt to sodium chloride by applying alternating current and electrolysis, electrochemical treatment is also performed in the step of reducing sodium hypochlorite. It can be simply an excellent effect that sodium hypochlorite more smoothly than to chemically react can be reduced.

次に、本発明を具体的な実施の形態に基づいて詳しく説明する。
本発明の実施の形態に係る次亜塩素酸ナトリウム塩を用いた水の浄化方法を図1及び図2を用いて説明する。尚、本発明に係る次亜塩素酸ナトリウム塩を用いた水の浄化方法は、同一出願人による特開2003−236543号と特開2004−263272号とに記載された発明を基本の発明としたものであるが、本発明においては、次亜塩素酸ナトリウム塩を発生させて水を殺菌すると共に、該次亜塩素酸ナトリウム塩を電気化学的に還元させて水を浄化させるものである。
Next, the present invention will be described in detail based on specific embodiments.
A water purification method using sodium hypochlorite according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The water purification method using sodium hypochlorite according to the present invention is based on the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-236543 and 2004-263272 by the same applicant. However, in the present invention, sodium hypochlorite salt is generated to sterilize water, and the sodium hypochlorite salt is electrochemically reduced to purify water.

図1に、水槽1の塩化ナトリウムを含む水中(例えば、海水)に一対の交流電極2a、2bと、第一の接地電極3と、第二の接地電極4とを配設し、交流電気分解を行うことができる回路図の一例を示してある。なお、前記塩化ナトリウムを含む水としては、略0.01%以上の濃度であることが好ましく、この水中に塩化ナトリウムが含まれていない場合には、略0.01%以上の濃度になるように塩化ナトリウム(塩)を水中に添加すれば良く、また、図1の回路図は一例であって、水を交流電気分解できる回路であれば、例えば、同一出願人による特開2004−344746号の図4に図示された回路等いずれの回路を用いても良い。   In FIG. 1, a pair of AC electrodes 2a and 2b, a first ground electrode 3 and a second ground electrode 4 are disposed in water (for example, seawater) containing sodium chloride in an aquarium 1, and AC electrolysis is performed. An example of a circuit diagram that can perform the above is shown. The water containing sodium chloride preferably has a concentration of about 0.01% or more. When sodium chloride is not contained in the water, the concentration is about 0.01% or more. Sodium chloride (salt) may be added to the water, and the circuit diagram of FIG. 1 is an example. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-344746 by the same applicant may be used as long as it is a circuit capable of AC electrolysis of water. Any circuit such as the circuit shown in FIG. 4 may be used.

前記一対の交流電極2a、2bとしては、例えば、チタン、白金または白金をメッキしたチタン等の溶解性のない安定した金属を用いて形成することが好ましく、また、第一の接地電極3及び第二の接地電極4としては、例えば、マグネシウム、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、真鍮、ステンレス等の溶解性の高い金属を用いて形成することが好ましい。   The pair of AC electrodes 2a and 2b is preferably formed using, for example, a stable metal having no solubility such as titanium, platinum, or titanium plated with platinum. The second ground electrode 4 is preferably formed using a highly soluble metal such as magnesium, aluminum, iron, copper, zinc, brass, and stainless steel.

前記第一の接地電極3は、前記交流電極2a、2bのそれぞれよりも小面積乃至同面積、即ち式1のような面積(表面面積)を有する電極を用いるものであり、また、前記第二の接地電極4は、前記一対の交流電極2a、2bの合計面積より大面積、即ち式2のような面積を有する電極(表面面積)を用いるものであり、更に、この第二の接地電極4は、筒状または網目の筒状に形成し、図2に示したように、前記一対の交流電極2a、2bと第一の接地電極3との周囲を覆うように配設することが好ましいものである。
(式1)
交流電極2aの面積 = 交流電極2bの面積 ≧ 第一の接地電極3の面積
(式2)
一対の交流電極2a、2bの合計面積 < 第二の接地電極4の面積
The first ground electrode 3 uses an electrode having a smaller area or the same area than each of the AC electrodes 2a and 2b, that is, an area (surface area) represented by Formula 1, and the second ground electrode 3 The ground electrode 4 uses an electrode (surface area) having an area larger than the total area of the pair of AC electrodes 2a and 2b, that is, an area represented by Formula 2, and further, the second ground electrode 4 Is preferably formed in a cylindrical shape or a mesh-like cylindrical shape, and is disposed so as to cover the periphery of the pair of AC electrodes 2a, 2b and the first ground electrode 3 as shown in FIG. It is.
(Formula 1)
Area of AC electrode 2a = area of AC electrode 2b ≧ area of first ground electrode 3 (Formula 2)
Total area of a pair of AC electrodes 2a, 2b <area of second ground electrode 4

前記第一の接地電極3と第二の接地電極4との面積を前記式1及び式2のような面積にする理由としては、これら第一の接地電極3と第二の接地電極4との面積により、次亜塩素酸ナトリウム塩が発生または次亜塩素酸ナトリウム塩が還元されるからであるが、該次亜塩素酸ナトリウム塩が還元される反応について、詳しいメカニズムは解明していないが、これら第一の接地電極3と第二の接地電極4から発生した原子状の水素(活性水素)が次亜塩素酸ナトリウム塩の酸素と反応するために次亜塩素酸ナトリウム塩が還元されるようになるため、その際、前記第一の接地電極3と第二の接地電極4との面積を広くすることによって前記原子状の水素(活性水素)が増加するためであると推察される。   The reason why the areas of the first ground electrode 3 and the second ground electrode 4 are as shown in the formulas 1 and 2 is that the first ground electrode 3 and the second ground electrode 4 This is because, depending on the area, sodium hypochlorite is generated or sodium hypochlorite is reduced, but the detailed mechanism of the reaction of sodium hypochlorite reduction is not elucidated. Since atomic hydrogen (active hydrogen) generated from the first ground electrode 3 and the second ground electrode 4 reacts with oxygen of sodium hypochlorite, sodium hypochlorite is reduced. Therefore, at that time, it is assumed that the atomic hydrogen (active hydrogen) is increased by widening the areas of the first ground electrode 3 and the second ground electrode 4.

一対の交流電極2a、2bと直流電源5との間には可変抵抗6を介して、直流電源5からの直流電流を高周波の交流に変換して一対の交流電極2a、2bに印加する高周波スイッチ7a、7bが接続されている。これら高周波スイッチ7a、7bは、トランジスタ8a、9aと、8b、9bとでそれぞれ構成されている。一対の交流電極2a、2bには、コンデンサ10を介して接続されており、一対の一対の交流電極2a、2bの電極間に交流を印加する。直流電源5は処理水の用途に応じて10〜50Vの範囲で選択調整しつつ用いることができる。   A high frequency switch for converting a direct current from the direct current power source 5 into a high frequency alternating current and applying it to the pair of alternating current electrodes 2a and 2b via a variable resistor 6 between the pair of alternating current electrodes 2a and 2b and the direct current power source 5. 7a and 7b are connected. These high-frequency switches 7a and 7b are composed of transistors 8a and 9a and 8b and 9b, respectively. The pair of alternating current electrodes 2a and 2b are connected via a capacitor 10, and an alternating current is applied between the pair of alternating current electrodes 2a and 2b. The DC power source 5 can be used while being selectively adjusted in the range of 10 to 50 V depending on the use of the treated water.

高周波スイッチ7a、7bには、抵抗11a、11bをそれぞれ介して高周波スイッチ7a、7bに高周波の切換指令を与えるフリップフロップ回路よりなる高周波切換指令回路12が接続され、この高周波切換指令回路12には制御信号に応動して発振周波数が変化する電圧制御発振器(VCO)からなる高周波発振回路13が接続されている。この高周波発振回路13にはランダム電圧発生器を内蔵した制御回路14が接続されている。   The high frequency switch 7a, 7b is connected to a high frequency switching command circuit 12 comprising a flip-flop circuit for giving a high frequency switching command to the high frequency switches 7a, 7b via resistors 11a, 11b, respectively. A high frequency oscillation circuit 13 composed of a voltage controlled oscillator (VCO) whose oscillation frequency changes in response to a control signal is connected. A control circuit 14 incorporating a random voltage generator is connected to the high-frequency oscillation circuit 13.

高周波発振回路13は可変周波数形の発振回路であって、電圧制御発振器(VCO)に与えられる制御信号の電圧値によってその発振周波数を制御できる。この時の周波数の変動幅は、例えば、中心周波数(略30KHz)の上下に略3〜5KHz程度である。   The high frequency oscillation circuit 13 is a variable frequency type oscillation circuit, and the oscillation frequency can be controlled by a voltage value of a control signal supplied to a voltage controlled oscillator (VCO). The frequency fluctuation range at this time is, for example, about 3 to 5 KHz above and below the center frequency (about 30 KHz).

制御回路14は高周波発振回路13にその発振周波数を制御するための制御電圧を供給するものである。この制御回路14はランダム信号発生器を内蔵していて、それが発生するランダム信号に応じて電圧値の変化する制御信号を出力する。シフトレジスタ15(SFR)は16ステージ構成のものであり、その蓄積情報は端子Q0〜Q15より並列に読み取ることができるように構成されている。このシフトレジスタ15(SFR)のシフト動作はシフトレジスタ15(SFR)の端子CKにパルス発生器16(PG)より供給されるシフトパルスによって制御される。また、フリップフロップ17はパルス発生器16のパルスにより反転動作を行ない、反転する毎に急激な周波数変動を行なっている。   The control circuit 14 supplies a control voltage for controlling the oscillation frequency to the high-frequency oscillation circuit 13. The control circuit 14 includes a random signal generator, and outputs a control signal whose voltage value changes in accordance with the random signal generated by the random signal generator. The shift register 15 (SFR) has a 16-stage configuration, and the stored information can be read in parallel from the terminals Q0 to Q15. The shift operation of the shift register 15 (SFR) is controlled by a shift pulse supplied from the pulse generator 16 (PG) to the terminal CK of the shift register 15 (SFR). Further, the flip-flop 17 performs an inversion operation by the pulse of the pulse generator 16, and abrupt frequency fluctuation is performed each time the inversion is performed.

ゲート(GT)は両入力端子に入力される信号が同一であれば「1」、相違すれば「0」の信号を出力する。所謂排他的論理和の動作を行なうゲートであり、一致検出回路として作用する。このゲート(GT)の入力端子の一方にはシフトレジスタ15(SFR)の偶数ステージ、例えば、第6ステージの端子Q6より出力される信号が、また、他方には奇数ステージ、例えば、第9ステージの端子Q9より出力される信号が夫々入力される。このゲート(GT)による一致検出の結果はシフトレジスタ15(SFR)の端子Dより最下位の第0ステージへ入力される。この情報を逐次上位へシフトしてゆくことによってシフトレジスタ15(SFR)内に乱数情報が蓄えられる。   The gate (GT) outputs a signal “1” if the signals input to both input terminals are the same, and outputs a signal “0” if they are different. This is a gate that performs a so-called exclusive OR operation, and acts as a coincidence detection circuit. One of the input terminals of the gate (GT) has a signal output from the even stage of the shift register 15 (SFR), for example, the terminal Q6 of the sixth stage, and the other has an odd stage, for example, the ninth stage. The signals output from the terminal Q9 are respectively input. The result of coincidence detection by the gate (GT) is input to the lowest 0th stage from the terminal D of the shift register 15 (SFR). By sequentially shifting this information upward, random number information is stored in the shift register 15 (SFR).

このシフトレジスタ15(SFR)内に蓄えられた乱数情報は適当に選択された約半数のステージから抵抗器rによって取り出される。本実施例においては、第1、第3、第8、第10、第12〜15の各ステージから信号を取り出している。抵抗器rはこれら各ステージの端子Q1、Q3、Q8、Q10、Q12〜Q15を共通の接続点Aに接続している。この接続点Aは高周波発振回路13を構成する電圧制御発振器(VCO)に接続されている。また一方、電圧制御発振器(VCO)はパルス発生器16に接続されたフリップフロップ回路17にも接続されている。   The random number information stored in the shift register 15 (SFR) is taken out by a resistor r from about half of the appropriately selected stages. In this embodiment, signals are extracted from the first, third, eighth, tenth, and twelfth to fifteenth stages. The resistor r connects the terminals Q1, Q3, Q8, Q10, and Q12 to Q15 of these stages to a common connection point A. This connection point A is connected to a voltage controlled oscillator (VCO) constituting the high frequency oscillation circuit 13. On the other hand, the voltage controlled oscillator (VCO) is also connected to a flip-flop circuit 17 connected to the pulse generator 16.

従って、これら各ステージに蓄積された乱数情報のパターンが変化すると、高レベルと低レベルとに接続される抵抗器rの合成値が夫々変化するため、接続点Aの電圧がこれに応じて変動してランダム信号が作成される。この動作はコンピュータ等を用いて再現しても良い。   Therefore, when the pattern of the random number information stored in each of these stages changes, the combined value of the resistor r connected to the high level and the low level changes, so that the voltage at the connection point A fluctuates accordingly. Thus, a random signal is created. This operation may be reproduced using a computer or the like.

パルス発生器16は、例えば5Hzを中心周波数とする連続パルスを送出し、電圧制御発振器(VCO)に入力される信号の電圧値に従ってパルスの繰返し周期が変化するように構成されている。この周波数の変動範囲は中心周波数の上下に夫々数ヘルツ程度のものとなっている。このパルス発生器16の端子には、接続点Aの電圧が抵抗器r2を介して与えられる。従って、このパルス発生器16は、シフトレジスタ15(SFR)によるランダム信号に応じてそのパルスの繰返し周期が変動することになる。シフトレジスタ15(SFR)はこのパルス発生器16の出力をシフトパルスとして用いている。従って、電圧制御発振器(VCO)に出力される制御信号はその電圧値、変動周期共に全くランダムに変化することになるとともに、フリップフロップ回路17により急変化部分を作りだしている。   The pulse generator 16 is configured to send a continuous pulse having a center frequency of 5 Hz, for example, and to change the pulse repetition period according to the voltage value of the signal input to the voltage controlled oscillator (VCO). This frequency fluctuation range is about several hertz above and below the center frequency. The voltage at the connection point A is applied to the terminal of the pulse generator 16 via the resistor r2. Therefore, in the pulse generator 16, the repetition period of the pulse varies according to the random signal from the shift register 15 (SFR). The shift register 15 (SFR) uses the output of the pulse generator 16 as a shift pulse. Therefore, the control signal output to the voltage controlled oscillator (VCO) changes its voltage value and fluctuation period at random, and the flip-flop circuit 17 creates a sudden change portion.

ここで、この制御回路14においては、制御信号をシフトレジスタ15(SFR)の約半数のステージに蓄積された乱数情報のパターンを利用して作成しており、その採用ステージにも偏りがあり、さらに前述のようにシフトレジスタ15(SFR)の入力情報として、偶数、奇数の各々から1ステージずつ選ばれた情報の一致検出結果を用いているため、電圧値が急上昇して急降下するような極めて変動の激しい部分が頻繁に現われ、また、短期間で同一の変化パターンを繰返すようなことはない。   Here, in this control circuit 14, the control signal is created using a pattern of random number information accumulated in about half of the stages of the shift register 15 (SFR), and the adopted stage is also biased, Further, as described above, as the input information of the shift register 15 (SFR), the coincidence detection result of information selected one by one from each of even and odd numbers is used. Frequently changing parts appear frequently, and the same change pattern is not repeated in a short period of time.

前述のように構成された交流電気分解装置の直流電源5のスイッチがオンされると、制御回路14が前述のように動作してランダム信号に対応した制御信号が高周波発振回路13に送出され、発振周波数が制御されてランダムに変化する。そして高周波発振回路13から高周波切換指令回路12にランダムに変化する高周波信号が与えられる。高周波切換指令回路12にランダムな高周波信号が与えられると、高周波切換指令回路12から高周波の切換指令が出され、高周波スイッチ7a、7bに交互に与えられ、これら高周波スイッチ7a、7bが高周期でオン、オフされてランダムに変化する高周波交流が形成され、水槽1の液体中に配置された一対の交流電極2a、2bに交互に印加される。   When the switch of the DC power supply 5 of the AC electrolysis apparatus configured as described above is turned on, the control circuit 14 operates as described above, and a control signal corresponding to the random signal is sent to the high-frequency oscillation circuit 13, The oscillation frequency is controlled and changes randomly. A high-frequency signal that randomly changes is supplied from the high-frequency oscillation circuit 13 to the high-frequency switching command circuit 12. When a random high-frequency signal is given to the high-frequency switching command circuit 12, a high-frequency switching command is issued from the high-frequency switching command circuit 12, and is given alternately to the high-frequency switches 7a and 7b, and these high-frequency switches 7a and 7b have a high cycle. A high-frequency alternating current that is randomly turned on and off is formed and applied alternately to the pair of alternating current electrodes 2 a and 2 b disposed in the liquid in the water tank 1.

ここで、高周波発振回路13から送出される発振周波数は、その電圧値及びその電圧値の持続時間が全くランダムに変化するとともに、電圧値が急上昇してから急降下する極めて激しく変動する部分を頻繁に含んでいる。   Here, the oscillation frequency sent from the high-frequency oscillation circuit 13 changes its voltage value and the duration of the voltage value completely at random, and frequently has a very fluctuating portion where the voltage value rapidly rises and then drops rapidly. Contains.

特開平11−300358号公報に記載されているように、このように発信周波数を変化させた場合には、電極表面への白い付着物が発信周波数を変化させない場合よりも顕著に少ないことが肉眼で確認された。   As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-300358, when the transmission frequency is changed in this manner, white deposits on the electrode surface are significantly less than when the transmission frequency is not changed. It was confirmed by.

要するに、電極表面への白い付着物が少ないために、長時間の使用に際しても水の酸化還元電位を低下させる効果が低くなることを防止できる。従って、特開平11−300358号公報と同様にして、発信周波数を変化させる方が良い。   In short, since there are few white deposits on the electrode surface, it is possible to prevent the effect of lowering the redox potential of water from being lowered even when used for a long time. Therefore, it is better to change the transmission frequency in the same manner as in JP-A-11-300388.

第一の接地電極3は、接地された状態であれば良いが、例えば、図1に示したようにパルス信号によるタイマー回路18に接続させても良い。該タイマー回路18は直流電源5の接地されている電極と、一対の交流電極2a、2bのいずれか一方の電極とに接続されており、タイマー回路18のパルス信号によって接地されている電極と交流電極とを切り換え、第一の接地電極3の電位は周期的に接地の電位から交流が印加されるようになる。このように第一の接地電極3の電位を一時的に交流を印加することによって、第一の接地電極3に吸着したスケール等を除去してクリーニングできるのである。   The first ground electrode 3 may be in a grounded state, but may be connected to the timer circuit 18 using a pulse signal as shown in FIG. 1, for example. The timer circuit 18 is connected to the grounded electrode of the DC power supply 5 and one of the pair of AC electrodes 2a and 2b, and is connected to the grounded electrode by the pulse signal of the timer circuit 18 and AC. The electrode is switched, and the first ground electrode 3 is periodically applied with an alternating current from the ground potential. Thus, by temporarily applying an alternating current to the potential of the first ground electrode 3, the scale adsorbed on the first ground electrode 3 can be removed and cleaned.

このように第一の接地電極3に交流を印加する時間は、接地されている時間と比べて短くて良く、交流を印加する時間は接地の状態である時間に対して、略1/10〜1/1000程度の時間、例えば、接地の状態が略20分程度である場合にプラスの電位にする時間が略10秒程度であれば十分である。このように第一の接地電極3をクリーニングすることによって、スケール等の付着をより防ぐことができると共に、交流電気分解の効率をより高く持続できるのである。   Thus, the time for applying alternating current to the first ground electrode 3 may be shorter than the time for grounding, and the time for applying alternating current is about 1/10 to the time for grounding. For example, when the grounding state is about 20 minutes, it takes about 10 seconds to make the potential positive when the grounding state is about 20 minutes. By cleaning the first ground electrode 3 in this way, adhesion of scales and the like can be further prevented, and the efficiency of AC electrolysis can be maintained higher.

第二の接地電極4は切換手段19の一端に接続されており、該切換手段19の他端は接地されている。そのため、切換手段19の状態を切り換えることによって、第二の接地電極4を接地状態と非接地状態とのいずれかに選択的に切り換えることができるようになっている。   The second ground electrode 4 is connected to one end of the switching means 19, and the other end of the switching means 19 is grounded. Therefore, by switching the state of the switching means 19, the second ground electrode 4 can be selectively switched between the ground state and the non-ground state.

これらの回路は、図2に示した回路収納部20に収納させ、一対の交流電極2a、2bと、第一の接地電極3と、第二の接地電極4とを前記回路収納部20の外部に設けた装置としても良い。   These circuits are housed in the circuit housing portion 20 shown in FIG. 2, and the pair of AC electrodes 2 a and 2 b, the first ground electrode 3, and the second ground electrode 4 are connected to the outside of the circuit housing portion 20. It is good also as an apparatus provided in.

このように接続された回路において、本発明に係る次亜塩素酸ナトリウム塩を用いた水の浄化方法の動作を説明する。水槽1の塩化ナトリウムを含む水中に一対の交流電極2a、2bと、第一の接地電極3と、第二の接地電極4とを配設した状態で、切換手段19を切り換えて第二の接地電極4を非接地状態にすると共に、前記一対の交流電極2a、2b間に交流を印加し電気分解を行う。   The operation of the water purification method using sodium hypochlorite according to the present invention in the circuit thus connected will be described. With the pair of AC electrodes 2a and 2b, the first ground electrode 3 and the second ground electrode 4 disposed in the water containing sodium chloride in the water tank 1, the switching means 19 is switched to switch to the second ground. The electrode 4 is not grounded, and electrolysis is performed by applying an alternating current between the pair of alternating current electrodes 2a and 2b.

このように第二の接地電極4が非接地状態であるときに交流で電気分解を行うと、交流の瞬間的な陽極側では、
(式3)
2NaCl → Cl + 2Na + 2e
(式4)
Cl + HO + 2Na → NaClO + NaCl + 2H
(式5)
2HO → O + 4H + 4e
(式6)
NaCl + HO → NaClO + 2H + 2e
の反応が生じ、一方、交流の瞬間的な陰極側では、
(式7)
2H + 2e → H
(式8)
Cl + 2Na + 2e → 2NaCl
(式9)
NaClO + 2H + 2e → NaCl + H
の反応が生じる。
When electrolysis is performed with alternating current when the second ground electrode 4 is in a non-grounded state in this way, on the instantaneous anode side of alternating current,
(Formula 3)
2NaCl → Cl 2 + 2Na + + 2e
(Formula 4)
Cl 2 + H 2 O + 2Na + → NaClO + NaCl + 2H +
(Formula 5)
2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e
(Formula 6)
NaCl + H 2 O → NaClO + 2H + + 2e
On the other hand, on the cathode side where the alternating current is instantaneous,
(Formula 7)
2H + + 2e → H 2
(Formula 8)
Cl 2 + 2Na + + 2e → 2NaCl
(Formula 9)
NaClO + 2H + + 2e → NaCl + H 2 O
Reaction occurs.

この式4で発生したNaClO(次亜塩素酸ナトリウム塩)により、前記水槽1中の水を殺菌することができるようになる。この次亜塩素酸ナトリウム塩による殺菌は、数分程度の僅かな時間で良い。   The water in the water tank 1 can be sterilized by NaClO (sodium hypochlorite) generated in the formula 4. The sterilization with sodium hypochlorite sodium salt may be as little as a few minutes.

次に、切換手段19を切り換えて第二の接地電極4を接地状態にすると共に、前記一対の交流電極2a、2b間に交流を印加し電気分解を行う。   Next, the switching means 19 is switched to place the second ground electrode 4 in a grounded state, and an alternating current is applied between the pair of AC electrodes 2a and 2b to perform electrolysis.

このように第二の接地電極4が接地状態であるときに交流で電気分解を行うと、交流の瞬間的な陰極側では、
(式10)
NaClO + 2H + 2e → NaCl + H
(式11)
2HO + e → H + 2OH
が生じるが、前記第二の接地電極4の外側において
(式12)
2NaCl → Cl + 2Na + 2e
(式13)
Cl + HO + 2Na → NaClO + NaCl + 2H
(式14)
2HO → O + 4H + 4e
(式15)
NaCl + HO → NaClO + 2H + 2e
の反応が生じないため、効率よく次亜塩素酸ナトリウム塩が塩化ナトリウムに還元に還元され、前記水が浄化されるようになる。
When electrolysis is performed with alternating current when the second ground electrode 4 is in the ground state in this way, on the instantaneous cathode side of alternating current,
(Formula 10)
NaClO + 2H + + 2e → NaCl + H 2 O
(Formula 11)
2H 2 O + 2 e → H 2 + 2OH
Is generated outside the second ground electrode 4 (Equation 12).
2NaCl → Cl 2 + 2Na + + 2e
(Formula 13)
Cl 2 + H 2 O + 2Na + → NaClO + NaCl + 2H +
(Formula 14)
2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e
(Formula 15)
NaCl + H 2 O → NaClO + 2H + + 2e
Therefore, sodium hypochlorite is efficiently reduced to sodium chloride and the water is purified.

このように、次亜塩素酸ナトリウムの発生させる工程ばかりでなく、次亜塩素酸ナトリウムを還元させる工程においても電気化学的な処理をすることができるようになるため、単純に化学的に反応させるよりもよりスムーズに次亜塩素酸ナトリウムを還元させることができ、水を容易且つ迅速に殺菌・浄化処理することができる。   In this way, not only the process of generating sodium hypochlorite but also the process of reducing sodium hypochlorite can be electrochemically treated, so that it is simply chemically reacted. Therefore, sodium hypochlorite can be reduced more smoothly than before, and water can be easily and quickly sterilized and purified.

本発明の実施の形態に係る次亜塩素酸ナトリウム塩を用いた水の浄化方法を動作させる際に用いる回路図の一例である。It is an example of the circuit diagram used when operating the purification | cleaning method of the water using the sodium hypochlorite which concerns on embodiment of this invention. 同回路に用いる一対の交流電極、第一の接地電極及び第二の接地電極4等を備えた装置を拡大して略示的に示した斜視図である。It is the perspective view which expanded and showed schematically the apparatus provided with a pair of alternating current electrode used for the circuit, the 1st ground electrode, the 2nd ground electrode 4, etc. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 水槽
2a、2b 一対の交流電極
3 第一の接地電極
4 第二の接地電極
5 直流電源
6 可変抵抗
7a、7b 高周波スイッチ
8a、8b、9a、9b トランジスタ
10 コンデンサ
11a、11b 抵抗
12 高周波切換指令回路
13 高周波発振回路
14 制御回路
15 シフトレジスタ
16 パルス発生器
17 フリップフロップ
18 タイマー回路
19 切換手段
20 回路収納部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water tank 2a, 2b A pair of alternating current electrode 3 1st ground electrode 4 2nd ground electrode 5 DC power supply 6 Variable resistance 7a, 7b High frequency switch 8a, 8b, 9a, 9b Transistor 10 Capacitor 11a, 11b Resistance 12 High frequency switching command Circuit 13 High-frequency oscillation circuit 14 Control circuit 15 Shift register 16 Pulse generator 17 Flip-flop 18 Timer circuit 19 Switching means 20 Circuit housing part

Claims (4)

塩化ナトリウムを含む水中に一対の交流電極と、該交流電極より小面積乃至同面積の第一の接地電極と、前記一対の交流電極の合計面積より大面積且つ接地状態と非接地状態とを切り換えることができる第二の接地電極とを配設し、
該第二の接地電極を非接地状態にすると共に、前記一対の交流電極間に交流を印加し電気分解することにより次亜塩素酸ナトリウム塩を発生させて前記水を殺菌した後、
前記第二の接地電極を接地状態に切り換える共に、前記一対の交流電極間に交流を印加し電気分解することにより前記次亜塩素酸ナトリウム塩を塩化ナトリウムに還元して前記水を浄化すること
を特徴とする次亜塩素酸ナトリウム塩を用いた水の浄化方法。
Switching between a pair of AC electrodes in water containing sodium chloride, a first ground electrode having a smaller area or the same area than the AC electrode, and a larger area than the total area of the pair of AC electrodes and a ground state and a non-ground state A second ground electrode capable of being disposed;
The second ground electrode is brought into a non-ground state, and an alternating current is applied between the pair of alternating current electrodes and electrolyzed to generate sodium hypochlorite and sterilize the water,
The second ground electrode is switched to a ground state, and the water is purified by reducing the sodium hypochlorite salt to sodium chloride by applying an alternating current between the pair of alternating current electrodes and performing electrolysis. A water purification method using sodium hypochlorite as a feature.
前記一対の交流電極は、チタン、白金または白金をメッキしたチタンからなる溶解性のない安定した金属を用いて形成し、
前記第一の接地電極と第二の接地電極とは、マグネシウム、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、真鍮、ステンレスからなる溶解性の高い金属を用いて形成したこと
を特徴とする請求項1に記載の次亜塩素酸ナトリウム塩を用いた水の浄化方法。
The pair of alternating current electrodes are formed using a stable non-soluble metal made of titanium, platinum, or titanium plated with platinum,
The first ground electrode and the second ground electrode are formed using a highly soluble metal made of magnesium, aluminum, iron, copper, zinc, brass, and stainless steel. Water purification method using sodium hypochlorite sodium salt.
前記第二の接地電極は、
筒状または網目の筒状に形成し、
一対の交流電極と第一の接地電極との周囲を覆うように配設したこと
を特徴とする請求項1または2に記載の次亜塩素酸ナトリウム塩を用いた水の浄化方法。
The second ground electrode is
Formed into a cylindrical shape or a cylindrical shape of mesh,
The water purification method using sodium hypochlorite according to claim 1 or 2, wherein the water is disposed so as to cover the periphery of the pair of AC electrodes and the first ground electrode.
前記水に含まれる塩化ナトリウムは、
略0.01%以上の濃度であること
を特徴とする請求項1に記載の次亜塩素酸ナトリウム塩を用いた水の浄化方法。
Sodium chloride contained in the water is
The method for purifying water using sodium hypochlorite according to claim 1, wherein the concentration is about 0.01% or more.
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