水処理用電極と水処理装置
【課題】被処理水に対する高い殺菌性能を維持し、かつ既存の水処理装置４に対しても簡単に取り付けることができる水処理用電極５を提供する。
【解決手段】
塩化物イオンを含む被処理水中に浸漬する電気分解用の第１の電極部４１、４２、４３と、第１の電極部４１、４２、４３と非導通状態で被処理水中に浸漬し、第１の電極部４１、４２、４３の周囲を取り囲む第２の電極部４４とを有し、少なくとも第１の電極部４１、４２、４３への通電により被処理水を電気分解する水処理装置４における第３の電極部５として被処理水中に浸漬して用いられる水処理用電極５であって、基材に導電性ダイヤモンドを成膜するダイヤモンド成膜電極５１と、ダイヤモンド成膜電極５１と電気的に導通する導通部５２と、を有し、導通部５２を第１の電極部４１、４２、４３から給電される給電部とすることを特徴とする水処理用電極５。
【解決手段】
塩化物イオンを含む被処理水中に浸漬する電気分解用の第１の電極部４１、４２、４３と、第１の電極部４１、４２、４３と非導通状態で被処理水中に浸漬し、第１の電極部４１、４２、４３の周囲を取り囲む第２の電極部４４とを有し、少なくとも第１の電極部４１、４２、４３への通電により被処理水を電気分解する水処理装置４における第３の電極部５として被処理水中に浸漬して用いられる水処理用電極５であって、基材に導電性ダイヤモンドを成膜するダイヤモンド成膜電極５１と、ダイヤモンド成膜電極５１と電気的に導通する導通部５２と、を有し、導通部５２を第１の電極部４１、４２、４３から給電される給電部とすることを特徴とする水処理用電極５。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水に対して高い殺菌性能を維持し、かつ既存の水処理装置に対して簡単に取り付けることができる水処理用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場用設備等を冷却するための冷却水循環系を循環する被処理水を改質するために、電極に電流を通電して被処理水を電気分解処理する水処理装置がある。この水処理装置の電極は、酸化還元電位を低下させる金属からなるため、被処理水の電気分解時において被処理水中に溶解して、被処理水中の酸化還元電位を下げる。また、被処理水に対して電気分解処理を行うことで、活性酸素を発生させて、溶存酸素量を増やし、化学的酸素要求量（以下、ＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand）という）を低減させる。
【０００３】
特許文献１および２には、酸化還元電位およびＣＯＤを効率的に下げるために、冷却水循環系における被処理水が貯水される貯水槽内に、リチウム、亜鉛、マグネシウム等から成るＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極を有する水処理装置を位置させ、被処理水に対して電気分解処理を行うことが開示されている。この水処理装置では、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極の極性を順次切換えながら電気分解処理を行い、プラス電極の消耗を減らす。
【０００４】
また、特許文献３には、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極により電気分解処理を行う水処理装置において、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極の側面を覆いかつこれらの電極と絶縁された電極カバーを有するものが開示されている。この水処理装置は、電極カバーを陰極とすることで、被処理水中に溶解するカルシウムイオンやマグネシウムイオン等のスケールとなる要因を捕集し、冷却水循環系の配管等においてスケールが析出することを防ぐ。
【０００５】
さらに、特許文献４には、水処理装置の電極にダイヤモンド電極を用い、この電極に対して電流を通電して、被処理水中にオゾンや過酸化水素などを発生させて貯水槽内の被処理水を殺菌する水処理装置も開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特許第２６１５３０８号公報
【特許文献２】特許第２６２３２０４号公報
【特許文献３】特許４４３８５７０号公報
【特許文献４】特開２０００−２５４６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１乃至３のような水処理装置では、単に貯水槽内における被処理水のＣＯＤを低減することやスケールが水処理装置内で析出することを防ぐだけであり、貯水槽内の被処理水を殺菌することができなかった。また、特許文献４のような水処理装置では、単に被処理水に対して殺菌するだけであり、水処理装置内においてスケールが析出していた。さらに、特許文献４に開示された殺菌方法を特許文献１乃至３のような水処理装置に適用する場合、電極をダイヤモンド電極に交換する必要があるため、設置時における工事費用が嵩んでいた。
【０００８】
そこで、本発明は、被処理水に対する高い殺菌性能を維持し、かつ既存の水処理装置に対しても簡単に取り付けることができる水処理用電極を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の水処理用電極は、塩化物イオンを含む被処理水中に浸漬する電気分解用の第１の電極部と、前記第１の電極部と非導通状態で被処理水中に浸漬し、前記第１の電極部の周囲を取り囲む第２の電極部とを有し、少なくとも前記第１の電極部と前記第２の電極部への通電により被処理水を電気分解する水処理装置における第３の電極部として被処理水中に浸漬して用いられる水処理用電極であって、基材に導電性ダイヤモンドを成膜するダイヤモンド成膜電極と、前記ダイヤモンド成膜電極と電気的に導通する導通部と、を有し、前記導通部を前記第１の電極部から給電される給電部とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被処理水に対して高い殺菌性能を維持し、かつ既存の水処理装置に対しても簡単に取り付けられるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】水処理装置を含む冷却水循環系の概略図である。
【図２】水処理装置の概略図である。
【図３】本実施形態の水処理用電極をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極に取付けた状態における上部概略図である。
【図４Ａ】図３のA-A断面における水処理用電極の概略図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＢ方向における水処理用電極の概略図である。
【図５】水処理装置の制御フローチャートである。
【図６】水処理装置をクーリングタワーに適用した場合の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は水処理装置４を含む冷却水循環系１の概略図である。
【００１３】
図１に示すように、冷却水循環系１は、工場用設備等の冷却対象設備７を冷却する被処理水を貯水槽２内に貯水し、貯水槽２内に位置する水処理装置４により後述の電気分解処理を行う。この電気分解処理がなされた被処理水は、循環ポンプ３によって送水管２１を介して冷却対象設備７へ冷却水として送水される。送水された被処理水は冷却対象設備７を循環した後、取水管２２から再び貯水槽２内に貯水される。
【００１４】
図１および２に示すように、水処理装置４は、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極（第１の電極部）、４１、４２、４３、これらの電極の側面を覆う電極カバー４４（第２の電極部）、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の上端および電極カバー４４の上端を固定する蓋本体部４５、電極カバー４４の下端を固定する底板部４６、およびＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の少なくともいずれか１つに固定された水処理用電極５（第３の電極部）からなる。
【００１５】
図２および３に示すように、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３は、互いの電極が干渉しないように蓋本体部４５のｘ−ｙ平面視における中心から見て周方向に１２０°間隔で、くの字状に湾曲した網目状のプレートを３箇所設けている。このＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３は、例えば、亜鉛、マグネシウム合金、銅、鉄、ステンレス、チタン、アルミニウム合金、白金、セラミックスのいずれかを選択して形成する。特に酸化還元電位を低下させる観点からチタンに白金鍍金を施すと良い。このＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３のそれぞれの位置を所定の距離で固定するために、離間固定部材４７によりＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３を固定させる。
【００１６】
電極カバー４４は、水を内部に通すために複数の矩形または円形の貫通孔が設けられた略円筒状または角筒状であり、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３とは非導通である。この構成により、電極カバー４４を陰極とし、スケールとなる陽イオンの無機系物質であるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等（以下、スケールという）を回収する。この電極カバー４４の材質としては、金属を用いることが好ましく、より好適には、ステンレス鋼（SUS）、チタン、白金メッキチタン等が用いられる。また、電極カバー４４の長手方向の長さは、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の長手方向の長さよりも長く形成する。この電極カバー４４を蓋本体部４５と底板部４６との間に挟んで固定することで、蓋本体部４５に固定したＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３が底板部４６または貯水槽２に接触することを防ぐことができる。すなわち、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３を貯水槽２に固定する際に、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３が貯水槽２または底板部４６に接触して、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３が破損することを防ぐことができる。
【００１７】
蓋本体部４５は、中央を凸にした板状をしており、底面にＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３、および電極カバー４４が固定されている。制御盤４８から電力をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して給電する。この給電は、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３のいずれか2本をプラス電極とし、残りの１本をマイナス電極として9〜34kHｚの周波数で切替りながら電気分解処理を行う。このように、3本の電極で構成された電極の極性を順次切替えることにより、電極の消耗を減らすとともに電極へスケールが付着することを防止することができる。また、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３により被処理水に対して電気分解処理を行うことで、被処理水中に酸素を発生させて、ＣＯＤを低減させることもできる。
【００１８】
底板部４６は、板状をしており、蓋本体部４５の底面積以上の面積を有し、電極カバー４４の下端を固定する。また、蓋本体部４５および底板部４６の底面積における各縦と横の長さは、電極カバー４４の長手方向と直交する断面における各縦と横の長さよりも長く形成する。これにより、貯水槽２の底面に設置した水処理装置４が横転した際においても、蓋本体部４５と底板部４６の側面のみが貯水槽２に接触するだけであり、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３および電極カバー４４が貯水槽２と接触して破損することを防止することができる。このように、水処理装置４を横転させても、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３および電極カバー４４が貯水槽２と接触しないため、水処理装置４を貯水槽２の底面に対して、底板部４６の底面以外を向けて設置、例えば水処理装置４を横倒した状態等での設置をすることもできる。
【００１９】
本実施形態の水処理用電極５は、図２および４に示すように、基材に導電性ダイヤモンドを成膜するダイヤモンド成膜電極５１と、ダイヤモンド成膜電極５１と電気的に導通する導通部５２と、を有し、導通部５２をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３から給電される給電部とするものである。この構成により、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に通電された電流をダイヤモンド成膜電極５１へと通電して、貯水槽２内の被処理水を電気分解する。
【００２０】
水処理用電極５の基材としては、電極に用いられる公知の材料であれば良く、例えばニオブ、モリブデンなどを用いることができる。
【００２１】
ここで、本実施形態が適用する冷却対象設備７を循環する冷却水循環系１では、被処理水中に塩化物イオンが含まれており、電気分解処理を行うと、次の化学反応式で表されるような化学反応を生じさせ、殺菌作用のある次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を被処理水中に発生させる。
２Ｃｌ＝Ｃｌ２+２ｅ
Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ＝ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ
特に冷却水循環系１では、多量の塩化物イオンが含まれているため、次亜塩素酸が多量に発生する。この次亜塩素酸は、高い殺菌作用を有するため、被処理水中に含まれる細菌類を死滅させる。
【００２２】
このように塩化物イオンが含まれる被処理水に対して、ダイヤモンド成膜電極５１による電気分解処理で、次亜塩素酸を発生させて、貯水槽２内に貯水した被処理水を殺菌することができる。これにより、貯水槽２内の細菌類を死滅させるために添加する塩酸や硫酸などの薬剤を用いなくても被処理水中の細菌類を死滅させることができる。
【００２３】
導通部５２は、ダイヤモンド成膜電極５１をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して導電性を有する固定部材により固定する。この導通部５２は、例えば、チタンや白金（金属基材にメッキしたものでも良い）などの導電性部材を用い、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に通電された電流の一部をダイヤモンド成膜電極５１に供給する。この構成により、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に電流を供給する機構とは別にダイヤモンド成膜電極５１に電流を供給させる機構を設ける必要がない。
【００２４】
また、導通部５２は、図４Ａのように板状をしており、長手方向の一端にダイヤモンド成膜電極５１をテープ状の固定材５３により固定する構成としても良い。テープ状の固定材５３によりダイヤモンド成膜電極５１と導通部５２とを当接させた状態でこれらの外周に巻き付けることで、ダイヤモンド成膜電極５１に孔などを形成せずに導通部５２とダイヤモンド成膜電極５１とを固定することができる。これにより、例えば、脆性材料を電極の基材とした場合においても、電極を破損させずにダイヤモンド成膜電極５１をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して強固に固定することができる。また、テープ状の固定材５３としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの絶縁性があり、かつ耐久性を有するものであれば良い。固定材５３を絶縁性の部材とすることで、固定材５３が巻かれたダイヤモンド成膜電極５１および導通部５２においてスケールが付着することを防ぐことができる。
【００２５】
また、ダイヤモンド成膜電極５１を固定した導通部５２の一端とは異なる他端において、締結部材５４を用いて、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に締結する構成としても良い。この構成により、水処理用電極５をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して簡単に固定することができる。このように導通部５２の一端に締結部材５４を締結するだけでＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して締結できるため、既存の水処理装置４に対して、簡単に水処理用電極５を取り付けることができる。すなわち、既存の水処理装置４が酸素の発生を行いかつ被処理水中のスケールを回収するだけのものであっても、後から本実施形態の水処理用電極５を取り付けることで、殺菌効果を水処理装置４に持たせることができる。
【００２６】
また、締結部材５４としては、例えば、ボルトとナットやリベットなどを用いることができる。ボルトとナットを用いる場合は、単にボルトを導通部５２およびＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に挿通して、挿通した先端部をナットで締結するだけで済むため、簡単かつ安価に締結することができる。
【００２７】
また、ダイヤモンド成膜電極５１は、導通部５２の電極側５２aに固定され、締結部材５４によりＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に締結される端部においては、ダイヤモンド成膜電極５１の厚さよりも厚いスペーサ部材５５を介して導通部５２とＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３とを締結する構成としても良い。この構成により、ダイヤモンド成膜電極５１をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して取り付ける際において、ダイヤモンド成膜電極５１がＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に当接して破損することを防ぐことができる。また、ダイヤモンド成膜電極５１をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に近接して締結できるため、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３間で通電された電流を輻射的にダイヤモンド成膜電極５１に通電する。これにより、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に通電された電流をダイヤモンド成膜電極５１に直接通電し、かつＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３間を流れる電流についても輻射的にダイヤモンド成膜電極５１に通電することができる。このような構成により、ダイヤモンド成膜電極５１による被処理水に対する電気分解処理を促進させて、効率的に次亜塩素酸を被処理水中に発生させる。
【００２８】
また、図３に示すように、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の対向する面のそれぞれ一カ所に水処理用電極５を取り付けても良い。このように各対向する面内に一カ所ずつ水処理用電極５を取り付けることで、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の間で流れる電流が水処理用電極５に妨害され、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３による電気分解処理の妨げとなることを防止することができる。
【００２９】
また、水処理用電極５は、ダイヤモンド成膜電極５１及び導電部５２を保持する絶縁性を有する電極保護カバー５６を有する構成としても良い。具体的には、図４Ａに示すように、ダイヤモンド成膜電極５１および導通部５２の外周を覆うように位置し、締結部材５４によりＡ電極４１に対して固定する絶縁性の電極保護カバー５６を有する構成とする。この構成により、ダイヤモンド成膜電極５１が貯水槽２内に流入する被処理水の勢いに押されて、Ａ電極４１に接触して、ダイヤモンド成膜電極５１が破損することを防ぐことができる。電極保護カバー５６を絶縁性の素材で形成しているため、水処理用電極５で発生する電流により電極保護カバー５６が帯電し、電極保護カバー５６自体にスケールが付着することを防ぐことができる。また、電極保護カバー５６は、ダイヤモンド成膜電極５１のＡ電極４１に対する取り付け時、水処理装置４の点検清掃における作業時、および水処理装置４を移送する時などにおいて、ダイヤモンド成膜電極５１に接触して、偶発的な衝撃がダイヤモンド成膜電極５１に加わって破損することを防ぐことができる。
【００３０】
さらに、電極保護カバー５６は、図４Ｂに示すように、ダイヤモンド成膜電極５１を取り付けたＡ電極４１とＡ電極４１を取り付けた面と対向する面においてダイヤモンド成膜電極５１が電極保護カバー５６から露出するように切欠き部５６aを設ける構成としても良い。このようにＡ電極４１の取り付けた面と対向する面に切欠き部５６aを設けて、ダイヤモンド成膜電極５１を露出させることで、ダイヤモンド成膜電極５１から放電した電流が、電極保護カバー５６に妨げられることなく、第３の電極４３へ通電することができる。すなわち、ダイヤモンド成膜電極５１から第３の電極４３へと円滑に通電することにより、電気分解処理をより効率的に行うことができる。さらに、殺菌作用のある次亜塩素酸を発生させるダイヤモンド成膜電極５１の一部が電極保護カバー５６から露出されているため、ダイヤモンド成膜電極５１で発生した次亜塩素酸に関しても効率良く電極保護カバー５６から排出させることができる。
【００３１】
なお、上記構成の電極保護カバー５６を、Ａ電極、Ｂ電極の電極４２、４３のそれぞれに対して固定されるダイヤモンド成膜電極５１と導通部５２とを覆う構成としても良い。
【００３２】
次に、本実施形態の水処理用電極５を適用した水処理装置４における被処理水の電気分解処理方法について図５を用いて説明する。初期状態は、所定量の被処理水が貯水槽２内に貯水されている状態とする（ＳＴＥＰ１）。
【００３３】
まず、貯水槽２内に所定量貯水された被処理水に対して、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３および電極カバー４４による電気分解処理を行う（ＳＴＥＰ２）。この電気分解処理によりＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３から酸素を含む微細な気泡を発生させる。この気泡の発生によりＣＯＤを低減させるとともに、この気泡が貯水槽２の内壁に付着している赤錆やスケール等に衝突して、付着物を剥離させる（エロージョン的効果）。また、この電気分解処理を行うＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３とは非導通の電極カバー４４は、陰極の役割をなし、スケールを外周面に付着させて、被処理水中に溶け込むカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の酸化物の含有濃度を低下させる（ＳＴＥＰ３Ａ）。
【００３４】
さらに、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３への通電と同時に、これらの電極に取り付けられた水処理用電極５に対しても通電を行う。Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に通電された電流は、締結部材５４、導通部５２を介してダイヤモンド成膜電極５１へも直接通電される。これと同時に、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３間を流れる電流についても輻射的にダイヤモンド成膜電極５１に通電させる（ＳＴＥＰ３Ｂ）。このように直接かつ輻射的にダイヤモンド成膜電極５１に電流を通電することで、次亜塩素酸を被処理水中に発生させる。この発生した次亜塩素酸によって貯水槽２内に貯水された被処理水に対して殺菌を行う。そして、この次亜塩素酸を含む被処理水は、循環ポンプ３によって送水管２１を通り冷却対象設備７へ送水される（ＳＴＥＰ４）。送水された被処理水は、冷却対象設備７を循環した後、再び取水管２２から貯水槽２へと流入し、所定量の被処理水を貯水槽２内へと貯水する（ＳＴＥＰ５）。そして、貯水槽２内に新たに貯水された被処理水に対して、上記電気分解処理を行う（ＳＴＥＰ６）。
【００３５】
このように、被処理水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの溶存濃度を低減させて、貯水槽２、送水管２１および取水管２２においてスケールが析出することを防ぎ、被処理水中に含まれる細菌類を死滅させる。
【００３６】
上記電気分解処理方法において、貯水槽２内における被処理水に関して水処理用電極５による電気分解処理を行う工程までとして説明したが、特にこれに限定されることはなく、電極カバー４４にスケールが所定量付着した後に、電極カバー４４に付着したスケールを除去するために、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３と電極カバー４４における極性を反転させる処理を追加しても良い。すなわち、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３を陽極とし、電極カバー４４を陰極としていたものを、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３を陰極とし、電極カバー４４を陽極に切り換えて、電極カバー４４に付着したスケールを落とす処理を追加しても良い。また、このスケールを除去する処理は所定時間経過したか否かにより実行する処理としても良い。さらには、電極カバー４４に付着したスケールを除去するために、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３および電極カバー４４に対して通電する電流を反転させるのではなく、人の手により付着したスケールを除去するようにしても良い。この構成により、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３および電極カバー４４に通電させる電流を反転させる構成を特に設ける必要がなくなり、設備費用を安価にすることができる。
【００３７】
上記実施形態において、導通部５２と電極保護カバー５６とを別々の構成として説明したが、導通部５２と電極保護カバー５６を樹脂などの素材により一体的に成形しても良い。具体的には、図４Ａ、Ｂに示すように上端および下端を開口し、ダイヤモンド成膜電極５１を取り付けた電極と対向する面に切欠き部５６aを設け、その内側の側面に溝部（不図示）を形成した導通部５２とする。この溝部にダイヤモンド成膜電極５１を固定することで、固定材５３やスペーサ部材５５などを設けなくても、ダイヤモンド成膜電極５１を導通部５２に固定することができる。このように、極めて簡単な構成により、ダイヤモンド成膜電極５１を導通部５２に対して固定することができるため、水処理用電極５を製造するための費用を安くすることができる。
【００３８】
また、上記実施形態において、本実施形態の水処理用電極５をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３のそれぞれに対して固定する構成としたが、特にこれに限られるものではなく、これらの電極の少なくともいずれか１つに水処理用電極５が固定されていれば良い。
【００３９】
また、上記実施形態において、本実施形態の水処理用電極５は、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に通電された電流を直接供給または輻射的に供給して通電する構成として説明したが、特にこれに限られることはなく、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に電流を供給する機構とは別に水処理用電極５に供給するための機構により、水処理用電極５に電流を供給しても良い。さらに、水処理用電極５は、電流が直接供給される必要はなく、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の間で流れる電流を輻射的にのみ通電して、電気分解処理を行う構成としても良い。すなわち、水処理用電極５は、必ずしもＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に固定する必要はなく、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の間に配置されていれば良い。
【００４０】
また、上記実施形態において、冷却水循環系１における貯水槽２内に水処理装置４を配置する構成として説明したが、特にこれに限られることはなく、クーリングタワー６に水処理装置４を配置した構成としても良い。この場合は、冷却水（被処理水）を貯水する冷却塔下部水槽６１において、水処理装置４を設置して、冷却塔下部水槽６１内に貯水された被処理水に対して電気分解処理を行い、被処理水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去するとともに、殺菌処理を行うようにする。このように被処理水中のスケールとなる要因（カルシウムイオンやマグネシウムイオン）を除去することで、冷却対象設備７における配管、この冷却対象設備７を冷却するための冷却水循環系６２における配管、冷却水循環系６２に被処理水を循環させる冷却水循環ポンプ６３、クーリングタワー６内において被処理水を散布する冷却塔散水部６４等において、スケールが付着することを防ぐことができる。また、クーリングタワー６が大気開放型であっても、冷却塔散水部６４から散布された被処理水は水処理装置４により殺菌処理が行われているため、例え、被処理水がクーリングタワー６の周囲に拡散したとしても、被処理水の拡散に伴って細菌類が拡散することなどもなくすことができる。
【００４１】
また、上記実施形態において、電気分解処理を行う電極をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の電極として説明したが、電気分解処理を行うために少なくとも２つ以上の電極を備えていれば良い。
【００４２】
本実施形態における一実施形態について説明したが、本実施形態の精神および範囲を逸脱しないかぎり、様々な変更および改質がなされ得ることは、当業者には自明であろう。
【符号の説明】
【００４３】
１ 冷却水循環系
２ 貯水槽 ２１ 送水管 ２２ 取水管
３ 循環ポンプ
４ 水処理装置 ４１ Ａ電極（第１の電極部） ４２ Ｂ電極（第１の電極部）
４３ Ｃ電極（第１の電極部） ４４ 電極カバー（第２の電極部）
４５ 蓋本体部 ４６ 底板部 ４７離間固定部材 ４８ 制御盤
５ 水処理用電極（第３の電極部） ５１ダイヤモンド成膜電極 ５２ 導通部
５２a 導通部の電極側 ５３ 固定材 ５４ 締結部材 ５５ スペーサ部材
５６ 電極保護カバー ５６a 切欠き部
６ クーリングタワー ６１ 冷却塔下部水槽 ６２ 冷却水循環系
６３ 冷却水循環ポンプ ６４ 冷却塔散水部 ６５ 給水系
７ 冷却対象設備
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水に対して高い殺菌性能を維持し、かつ既存の水処理装置に対して簡単に取り付けることができる水処理用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場用設備等を冷却するための冷却水循環系を循環する被処理水を改質するために、電極に電流を通電して被処理水を電気分解処理する水処理装置がある。この水処理装置の電極は、酸化還元電位を低下させる金属からなるため、被処理水の電気分解時において被処理水中に溶解して、被処理水中の酸化還元電位を下げる。また、被処理水に対して電気分解処理を行うことで、活性酸素を発生させて、溶存酸素量を増やし、化学的酸素要求量（以下、ＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand）という）を低減させる。
【０００３】
特許文献１および２には、酸化還元電位およびＣＯＤを効率的に下げるために、冷却水循環系における被処理水が貯水される貯水槽内に、リチウム、亜鉛、マグネシウム等から成るＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極を有する水処理装置を位置させ、被処理水に対して電気分解処理を行うことが開示されている。この水処理装置では、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極の極性を順次切換えながら電気分解処理を行い、プラス電極の消耗を減らす。
【０００４】
また、特許文献３には、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極により電気分解処理を行う水処理装置において、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極の側面を覆いかつこれらの電極と絶縁された電極カバーを有するものが開示されている。この水処理装置は、電極カバーを陰極とすることで、被処理水中に溶解するカルシウムイオンやマグネシウムイオン等のスケールとなる要因を捕集し、冷却水循環系の配管等においてスケールが析出することを防ぐ。
【０００５】
さらに、特許文献４には、水処理装置の電極にダイヤモンド電極を用い、この電極に対して電流を通電して、被処理水中にオゾンや過酸化水素などを発生させて貯水槽内の被処理水を殺菌する水処理装置も開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特許第２６１５３０８号公報
【特許文献２】特許第２６２３２０４号公報
【特許文献３】特許４４３８５７０号公報
【特許文献４】特開２０００−２５４６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１乃至３のような水処理装置では、単に貯水槽内における被処理水のＣＯＤを低減することやスケールが水処理装置内で析出することを防ぐだけであり、貯水槽内の被処理水を殺菌することができなかった。また、特許文献４のような水処理装置では、単に被処理水に対して殺菌するだけであり、水処理装置内においてスケールが析出していた。さらに、特許文献４に開示された殺菌方法を特許文献１乃至３のような水処理装置に適用する場合、電極をダイヤモンド電極に交換する必要があるため、設置時における工事費用が嵩んでいた。
【０００８】
そこで、本発明は、被処理水に対する高い殺菌性能を維持し、かつ既存の水処理装置に対しても簡単に取り付けることができる水処理用電極を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の水処理用電極は、塩化物イオンを含む被処理水中に浸漬する電気分解用の第１の電極部と、前記第１の電極部と非導通状態で被処理水中に浸漬し、前記第１の電極部の周囲を取り囲む第２の電極部とを有し、少なくとも前記第１の電極部と前記第２の電極部への通電により被処理水を電気分解する水処理装置における第３の電極部として被処理水中に浸漬して用いられる水処理用電極であって、基材に導電性ダイヤモンドを成膜するダイヤモンド成膜電極と、前記ダイヤモンド成膜電極と電気的に導通する導通部と、を有し、前記導通部を前記第１の電極部から給電される給電部とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被処理水に対して高い殺菌性能を維持し、かつ既存の水処理装置に対しても簡単に取り付けられるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】水処理装置を含む冷却水循環系の概略図である。
【図２】水処理装置の概略図である。
【図３】本実施形態の水処理用電極をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極に取付けた状態における上部概略図である。
【図４Ａ】図３のA-A断面における水処理用電極の概略図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＢ方向における水処理用電極の概略図である。
【図５】水処理装置の制御フローチャートである。
【図６】水処理装置をクーリングタワーに適用した場合の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は水処理装置４を含む冷却水循環系１の概略図である。
【００１３】
図１に示すように、冷却水循環系１は、工場用設備等の冷却対象設備７を冷却する被処理水を貯水槽２内に貯水し、貯水槽２内に位置する水処理装置４により後述の電気分解処理を行う。この電気分解処理がなされた被処理水は、循環ポンプ３によって送水管２１を介して冷却対象設備７へ冷却水として送水される。送水された被処理水は冷却対象設備７を循環した後、取水管２２から再び貯水槽２内に貯水される。
【００１４】
図１および２に示すように、水処理装置４は、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極（第１の電極部）、４１、４２、４３、これらの電極の側面を覆う電極カバー４４（第２の電極部）、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の上端および電極カバー４４の上端を固定する蓋本体部４５、電極カバー４４の下端を固定する底板部４６、およびＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の少なくともいずれか１つに固定された水処理用電極５（第３の電極部）からなる。
【００１５】
図２および３に示すように、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３は、互いの電極が干渉しないように蓋本体部４５のｘ−ｙ平面視における中心から見て周方向に１２０°間隔で、くの字状に湾曲した網目状のプレートを３箇所設けている。このＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３は、例えば、亜鉛、マグネシウム合金、銅、鉄、ステンレス、チタン、アルミニウム合金、白金、セラミックスのいずれかを選択して形成する。特に酸化還元電位を低下させる観点からチタンに白金鍍金を施すと良い。このＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３のそれぞれの位置を所定の距離で固定するために、離間固定部材４７によりＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３を固定させる。
【００１６】
電極カバー４４は、水を内部に通すために複数の矩形または円形の貫通孔が設けられた略円筒状または角筒状であり、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３とは非導通である。この構成により、電極カバー４４を陰極とし、スケールとなる陽イオンの無機系物質であるカルシウムイオンやマグネシウムイオン等（以下、スケールという）を回収する。この電極カバー４４の材質としては、金属を用いることが好ましく、より好適には、ステンレス鋼（SUS）、チタン、白金メッキチタン等が用いられる。また、電極カバー４４の長手方向の長さは、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の長手方向の長さよりも長く形成する。この電極カバー４４を蓋本体部４５と底板部４６との間に挟んで固定することで、蓋本体部４５に固定したＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３が底板部４６または貯水槽２に接触することを防ぐことができる。すなわち、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３を貯水槽２に固定する際に、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３が貯水槽２または底板部４６に接触して、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３が破損することを防ぐことができる。
【００１７】
蓋本体部４５は、中央を凸にした板状をしており、底面にＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３、および電極カバー４４が固定されている。制御盤４８から電力をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して給電する。この給電は、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３のいずれか2本をプラス電極とし、残りの１本をマイナス電極として9〜34kHｚの周波数で切替りながら電気分解処理を行う。このように、3本の電極で構成された電極の極性を順次切替えることにより、電極の消耗を減らすとともに電極へスケールが付着することを防止することができる。また、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３により被処理水に対して電気分解処理を行うことで、被処理水中に酸素を発生させて、ＣＯＤを低減させることもできる。
【００１８】
底板部４６は、板状をしており、蓋本体部４５の底面積以上の面積を有し、電極カバー４４の下端を固定する。また、蓋本体部４５および底板部４６の底面積における各縦と横の長さは、電極カバー４４の長手方向と直交する断面における各縦と横の長さよりも長く形成する。これにより、貯水槽２の底面に設置した水処理装置４が横転した際においても、蓋本体部４５と底板部４６の側面のみが貯水槽２に接触するだけであり、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３および電極カバー４４が貯水槽２と接触して破損することを防止することができる。このように、水処理装置４を横転させても、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３および電極カバー４４が貯水槽２と接触しないため、水処理装置４を貯水槽２の底面に対して、底板部４６の底面以外を向けて設置、例えば水処理装置４を横倒した状態等での設置をすることもできる。
【００１９】
本実施形態の水処理用電極５は、図２および４に示すように、基材に導電性ダイヤモンドを成膜するダイヤモンド成膜電極５１と、ダイヤモンド成膜電極５１と電気的に導通する導通部５２と、を有し、導通部５２をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３から給電される給電部とするものである。この構成により、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に通電された電流をダイヤモンド成膜電極５１へと通電して、貯水槽２内の被処理水を電気分解する。
【００２０】
水処理用電極５の基材としては、電極に用いられる公知の材料であれば良く、例えばニオブ、モリブデンなどを用いることができる。
【００２１】
ここで、本実施形態が適用する冷却対象設備７を循環する冷却水循環系１では、被処理水中に塩化物イオンが含まれており、電気分解処理を行うと、次の化学反応式で表されるような化学反応を生じさせ、殺菌作用のある次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を被処理水中に発生させる。
２Ｃｌ＝Ｃｌ２+２ｅ
Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ＝ＨＣｌ＋ＨＣｌＯ
特に冷却水循環系１では、多量の塩化物イオンが含まれているため、次亜塩素酸が多量に発生する。この次亜塩素酸は、高い殺菌作用を有するため、被処理水中に含まれる細菌類を死滅させる。
【００２２】
このように塩化物イオンが含まれる被処理水に対して、ダイヤモンド成膜電極５１による電気分解処理で、次亜塩素酸を発生させて、貯水槽２内に貯水した被処理水を殺菌することができる。これにより、貯水槽２内の細菌類を死滅させるために添加する塩酸や硫酸などの薬剤を用いなくても被処理水中の細菌類を死滅させることができる。
【００２３】
導通部５２は、ダイヤモンド成膜電極５１をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して導電性を有する固定部材により固定する。この導通部５２は、例えば、チタンや白金（金属基材にメッキしたものでも良い）などの導電性部材を用い、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に通電された電流の一部をダイヤモンド成膜電極５１に供給する。この構成により、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に電流を供給する機構とは別にダイヤモンド成膜電極５１に電流を供給させる機構を設ける必要がない。
【００２４】
また、導通部５２は、図４Ａのように板状をしており、長手方向の一端にダイヤモンド成膜電極５１をテープ状の固定材５３により固定する構成としても良い。テープ状の固定材５３によりダイヤモンド成膜電極５１と導通部５２とを当接させた状態でこれらの外周に巻き付けることで、ダイヤモンド成膜電極５１に孔などを形成せずに導通部５２とダイヤモンド成膜電極５１とを固定することができる。これにより、例えば、脆性材料を電極の基材とした場合においても、電極を破損させずにダイヤモンド成膜電極５１をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して強固に固定することができる。また、テープ状の固定材５３としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの絶縁性があり、かつ耐久性を有するものであれば良い。固定材５３を絶縁性の部材とすることで、固定材５３が巻かれたダイヤモンド成膜電極５１および導通部５２においてスケールが付着することを防ぐことができる。
【００２５】
また、ダイヤモンド成膜電極５１を固定した導通部５２の一端とは異なる他端において、締結部材５４を用いて、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に締結する構成としても良い。この構成により、水処理用電極５をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して簡単に固定することができる。このように導通部５２の一端に締結部材５４を締結するだけでＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して締結できるため、既存の水処理装置４に対して、簡単に水処理用電極５を取り付けることができる。すなわち、既存の水処理装置４が酸素の発生を行いかつ被処理水中のスケールを回収するだけのものであっても、後から本実施形態の水処理用電極５を取り付けることで、殺菌効果を水処理装置４に持たせることができる。
【００２６】
また、締結部材５４としては、例えば、ボルトとナットやリベットなどを用いることができる。ボルトとナットを用いる場合は、単にボルトを導通部５２およびＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に挿通して、挿通した先端部をナットで締結するだけで済むため、簡単かつ安価に締結することができる。
【００２７】
また、ダイヤモンド成膜電極５１は、導通部５２の電極側５２aに固定され、締結部材５４によりＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に締結される端部においては、ダイヤモンド成膜電極５１の厚さよりも厚いスペーサ部材５５を介して導通部５２とＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３とを締結する構成としても良い。この構成により、ダイヤモンド成膜電極５１をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に対して取り付ける際において、ダイヤモンド成膜電極５１がＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に当接して破損することを防ぐことができる。また、ダイヤモンド成膜電極５１をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に近接して締結できるため、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３間で通電された電流を輻射的にダイヤモンド成膜電極５１に通電する。これにより、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に通電された電流をダイヤモンド成膜電極５１に直接通電し、かつＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３間を流れる電流についても輻射的にダイヤモンド成膜電極５１に通電することができる。このような構成により、ダイヤモンド成膜電極５１による被処理水に対する電気分解処理を促進させて、効率的に次亜塩素酸を被処理水中に発生させる。
【００２８】
また、図３に示すように、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の対向する面のそれぞれ一カ所に水処理用電極５を取り付けても良い。このように各対向する面内に一カ所ずつ水処理用電極５を取り付けることで、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の間で流れる電流が水処理用電極５に妨害され、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３による電気分解処理の妨げとなることを防止することができる。
【００２９】
また、水処理用電極５は、ダイヤモンド成膜電極５１及び導電部５２を保持する絶縁性を有する電極保護カバー５６を有する構成としても良い。具体的には、図４Ａに示すように、ダイヤモンド成膜電極５１および導通部５２の外周を覆うように位置し、締結部材５４によりＡ電極４１に対して固定する絶縁性の電極保護カバー５６を有する構成とする。この構成により、ダイヤモンド成膜電極５１が貯水槽２内に流入する被処理水の勢いに押されて、Ａ電極４１に接触して、ダイヤモンド成膜電極５１が破損することを防ぐことができる。電極保護カバー５６を絶縁性の素材で形成しているため、水処理用電極５で発生する電流により電極保護カバー５６が帯電し、電極保護カバー５６自体にスケールが付着することを防ぐことができる。また、電極保護カバー５６は、ダイヤモンド成膜電極５１のＡ電極４１に対する取り付け時、水処理装置４の点検清掃における作業時、および水処理装置４を移送する時などにおいて、ダイヤモンド成膜電極５１に接触して、偶発的な衝撃がダイヤモンド成膜電極５１に加わって破損することを防ぐことができる。
【００３０】
さらに、電極保護カバー５６は、図４Ｂに示すように、ダイヤモンド成膜電極５１を取り付けたＡ電極４１とＡ電極４１を取り付けた面と対向する面においてダイヤモンド成膜電極５１が電極保護カバー５６から露出するように切欠き部５６aを設ける構成としても良い。このようにＡ電極４１の取り付けた面と対向する面に切欠き部５６aを設けて、ダイヤモンド成膜電極５１を露出させることで、ダイヤモンド成膜電極５１から放電した電流が、電極保護カバー５６に妨げられることなく、第３の電極４３へ通電することができる。すなわち、ダイヤモンド成膜電極５１から第３の電極４３へと円滑に通電することにより、電気分解処理をより効率的に行うことができる。さらに、殺菌作用のある次亜塩素酸を発生させるダイヤモンド成膜電極５１の一部が電極保護カバー５６から露出されているため、ダイヤモンド成膜電極５１で発生した次亜塩素酸に関しても効率良く電極保護カバー５６から排出させることができる。
【００３１】
なお、上記構成の電極保護カバー５６を、Ａ電極、Ｂ電極の電極４２、４３のそれぞれに対して固定されるダイヤモンド成膜電極５１と導通部５２とを覆う構成としても良い。
【００３２】
次に、本実施形態の水処理用電極５を適用した水処理装置４における被処理水の電気分解処理方法について図５を用いて説明する。初期状態は、所定量の被処理水が貯水槽２内に貯水されている状態とする（ＳＴＥＰ１）。
【００３３】
まず、貯水槽２内に所定量貯水された被処理水に対して、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３および電極カバー４４による電気分解処理を行う（ＳＴＥＰ２）。この電気分解処理によりＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３から酸素を含む微細な気泡を発生させる。この気泡の発生によりＣＯＤを低減させるとともに、この気泡が貯水槽２の内壁に付着している赤錆やスケール等に衝突して、付着物を剥離させる（エロージョン的効果）。また、この電気分解処理を行うＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３とは非導通の電極カバー４４は、陰極の役割をなし、スケールを外周面に付着させて、被処理水中に溶け込むカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の酸化物の含有濃度を低下させる（ＳＴＥＰ３Ａ）。
【００３４】
さらに、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３への通電と同時に、これらの電極に取り付けられた水処理用電極５に対しても通電を行う。Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に通電された電流は、締結部材５４、導通部５２を介してダイヤモンド成膜電極５１へも直接通電される。これと同時に、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３間を流れる電流についても輻射的にダイヤモンド成膜電極５１に通電させる（ＳＴＥＰ３Ｂ）。このように直接かつ輻射的にダイヤモンド成膜電極５１に電流を通電することで、次亜塩素酸を被処理水中に発生させる。この発生した次亜塩素酸によって貯水槽２内に貯水された被処理水に対して殺菌を行う。そして、この次亜塩素酸を含む被処理水は、循環ポンプ３によって送水管２１を通り冷却対象設備７へ送水される（ＳＴＥＰ４）。送水された被処理水は、冷却対象設備７を循環した後、再び取水管２２から貯水槽２へと流入し、所定量の被処理水を貯水槽２内へと貯水する（ＳＴＥＰ５）。そして、貯水槽２内に新たに貯水された被処理水に対して、上記電気分解処理を行う（ＳＴＥＰ６）。
【００３５】
このように、被処理水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの溶存濃度を低減させて、貯水槽２、送水管２１および取水管２２においてスケールが析出することを防ぎ、被処理水中に含まれる細菌類を死滅させる。
【００３６】
上記電気分解処理方法において、貯水槽２内における被処理水に関して水処理用電極５による電気分解処理を行う工程までとして説明したが、特にこれに限定されることはなく、電極カバー４４にスケールが所定量付着した後に、電極カバー４４に付着したスケールを除去するために、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３と電極カバー４４における極性を反転させる処理を追加しても良い。すなわち、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３を陽極とし、電極カバー４４を陰極としていたものを、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３を陰極とし、電極カバー４４を陽極に切り換えて、電極カバー４４に付着したスケールを落とす処理を追加しても良い。また、このスケールを除去する処理は所定時間経過したか否かにより実行する処理としても良い。さらには、電極カバー４４に付着したスケールを除去するために、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３および電極カバー４４に対して通電する電流を反転させるのではなく、人の手により付着したスケールを除去するようにしても良い。この構成により、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３および電極カバー４４に通電させる電流を反転させる構成を特に設ける必要がなくなり、設備費用を安価にすることができる。
【００３７】
上記実施形態において、導通部５２と電極保護カバー５６とを別々の構成として説明したが、導通部５２と電極保護カバー５６を樹脂などの素材により一体的に成形しても良い。具体的には、図４Ａ、Ｂに示すように上端および下端を開口し、ダイヤモンド成膜電極５１を取り付けた電極と対向する面に切欠き部５６aを設け、その内側の側面に溝部（不図示）を形成した導通部５２とする。この溝部にダイヤモンド成膜電極５１を固定することで、固定材５３やスペーサ部材５５などを設けなくても、ダイヤモンド成膜電極５１を導通部５２に固定することができる。このように、極めて簡単な構成により、ダイヤモンド成膜電極５１を導通部５２に対して固定することができるため、水処理用電極５を製造するための費用を安くすることができる。
【００３８】
また、上記実施形態において、本実施形態の水処理用電極５をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３のそれぞれに対して固定する構成としたが、特にこれに限られるものではなく、これらの電極の少なくともいずれか１つに水処理用電極５が固定されていれば良い。
【００３９】
また、上記実施形態において、本実施形態の水処理用電極５は、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に通電された電流を直接供給または輻射的に供給して通電する構成として説明したが、特にこれに限られることはなく、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に電流を供給する機構とは別に水処理用電極５に供給するための機構により、水処理用電極５に電流を供給しても良い。さらに、水処理用電極５は、電流が直接供給される必要はなく、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の間で流れる電流を輻射的にのみ通電して、電気分解処理を行う構成としても良い。すなわち、水処理用電極５は、必ずしもＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３に固定する必要はなく、Ａ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の間に配置されていれば良い。
【００４０】
また、上記実施形態において、冷却水循環系１における貯水槽２内に水処理装置４を配置する構成として説明したが、特にこれに限られることはなく、クーリングタワー６に水処理装置４を配置した構成としても良い。この場合は、冷却水（被処理水）を貯水する冷却塔下部水槽６１において、水処理装置４を設置して、冷却塔下部水槽６１内に貯水された被処理水に対して電気分解処理を行い、被処理水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去するとともに、殺菌処理を行うようにする。このように被処理水中のスケールとなる要因（カルシウムイオンやマグネシウムイオン）を除去することで、冷却対象設備７における配管、この冷却対象設備７を冷却するための冷却水循環系６２における配管、冷却水循環系６２に被処理水を循環させる冷却水循環ポンプ６３、クーリングタワー６内において被処理水を散布する冷却塔散水部６４等において、スケールが付着することを防ぐことができる。また、クーリングタワー６が大気開放型であっても、冷却塔散水部６４から散布された被処理水は水処理装置４により殺菌処理が行われているため、例え、被処理水がクーリングタワー６の周囲に拡散したとしても、被処理水の拡散に伴って細菌類が拡散することなどもなくすことができる。
【００４１】
また、上記実施形態において、電気分解処理を行う電極をＡ電極、Ｂ電極、Ｃ電極、４１、４２、４３の電極として説明したが、電気分解処理を行うために少なくとも２つ以上の電極を備えていれば良い。
【００４２】
本実施形態における一実施形態について説明したが、本実施形態の精神および範囲を逸脱しないかぎり、様々な変更および改質がなされ得ることは、当業者には自明であろう。
【符号の説明】
【００４３】
１ 冷却水循環系
２ 貯水槽 ２１ 送水管 ２２ 取水管
３ 循環ポンプ
４ 水処理装置 ４１ Ａ電極（第１の電極部） ４２ Ｂ電極（第１の電極部）
４３ Ｃ電極（第１の電極部） ４４ 電極カバー（第２の電極部）
４５ 蓋本体部 ４６ 底板部 ４７離間固定部材 ４８ 制御盤
５ 水処理用電極（第３の電極部） ５１ダイヤモンド成膜電極 ５２ 導通部
５２a 導通部の電極側 ５３ 固定材 ５４ 締結部材 ５５ スペーサ部材
５６ 電極保護カバー ５６a 切欠き部
６ クーリングタワー ６１ 冷却塔下部水槽 ６２ 冷却水循環系
６３ 冷却水循環ポンプ ６４ 冷却塔散水部 ６５ 給水系
７ 冷却対象設備
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩化物イオンを含む被処理水中に浸漬する電気分解用の第１の電極部と、前記第１の電極部と非導通状態で被処理水中に浸漬し、前記第１の電極部の周囲を取り囲む第２の電極部とを有し、少なくとも前記第１の電極部への通電により被処理水を電気分解する水処理装置における第３の電極部として被処理水中に浸漬して用いられる水処理用電極であって、
基材に導電性ダイヤモンドを成膜するダイヤモンド成膜電極と、前記ダイヤモンド成膜電極と電気的に導通する導通部と、を有し、前記導通部を前記第１の電極部から給電される給電部とすることを特徴とする水処理用電極。
【請求項２】
塩化物イオンを含む被処理水中に浸漬する電気分解用の第１の電極部と、前記第１の電極部と非導通状態で被処理水中に浸漬し、前記第１の電極部の周囲を取り囲む第２の電極部とを有し、少なくとも前記第１の電極部への通電により被処理水を電気分解する水処理装置における第３の電極部として被処理水中に浸漬して用いられる水処理用電極であって、
基材に導電性ダイヤモンドを成膜するダイヤモンド成膜電極と、前記ダイヤモンド成膜電極と電気的に導通する導通部と、前記ダイヤモンド成膜電極及び前記導電部を保持する絶縁性を有する保持部材とを有し、前記導通部を前記第１の電極部から給電される給電部とすることを特徴とする水処理用電極。
【請求項３】
前記導通部は、前記第１の電極部に対して導電性を有する固定部材により固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の水処理用電極。
【請求項４】
塩化物イオンを含む被処理水中に浸漬する電気分解用の第１の電極部と、前記第１の電極部と非導通状態で被処理水中に浸漬し、前記第１の電極部の周囲を取り囲む第２の電極部と、前記第１の電極部または第２の電極部のいずれかから給電される第３の電極部とを有し、少なくとも前記第１の電極部への通電により被処理水を電気分解する水処理装置であって、
前記第３の電極部を請求項１から３のいずれかに記載の水処理用電極も用いたことを特徴とする水処理装置。
【請求項１】
塩化物イオンを含む被処理水中に浸漬する電気分解用の第１の電極部と、前記第１の電極部と非導通状態で被処理水中に浸漬し、前記第１の電極部の周囲を取り囲む第２の電極部とを有し、少なくとも前記第１の電極部への通電により被処理水を電気分解する水処理装置における第３の電極部として被処理水中に浸漬して用いられる水処理用電極であって、
基材に導電性ダイヤモンドを成膜するダイヤモンド成膜電極と、前記ダイヤモンド成膜電極と電気的に導通する導通部と、を有し、前記導通部を前記第１の電極部から給電される給電部とすることを特徴とする水処理用電極。
【請求項２】
塩化物イオンを含む被処理水中に浸漬する電気分解用の第１の電極部と、前記第１の電極部と非導通状態で被処理水中に浸漬し、前記第１の電極部の周囲を取り囲む第２の電極部とを有し、少なくとも前記第１の電極部への通電により被処理水を電気分解する水処理装置における第３の電極部として被処理水中に浸漬して用いられる水処理用電極であって、
基材に導電性ダイヤモンドを成膜するダイヤモンド成膜電極と、前記ダイヤモンド成膜電極と電気的に導通する導通部と、前記ダイヤモンド成膜電極及び前記導電部を保持する絶縁性を有する保持部材とを有し、前記導通部を前記第１の電極部から給電される給電部とすることを特徴とする水処理用電極。
【請求項３】
前記導通部は、前記第１の電極部に対して導電性を有する固定部材により固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の水処理用電極。
【請求項４】
塩化物イオンを含む被処理水中に浸漬する電気分解用の第１の電極部と、前記第１の電極部と非導通状態で被処理水中に浸漬し、前記第１の電極部の周囲を取り囲む第２の電極部と、前記第１の電極部または第２の電極部のいずれかから給電される第３の電極部とを有し、少なくとも前記第１の電極部への通電により被処理水を電気分解する水処理装置であって、
前記第３の電極部を請求項１から３のいずれかに記載の水処理用電極も用いたことを特徴とする水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−８６０３１（Ｐ２０１３−８６０３１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９２６８（Ｐ２０１１−２２９２６８）
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（５９８１３８０２８）株式会社レイケン (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【出願人】（５９８１３８０２８）株式会社レイケン (5)
【Ｆターム（参考）】
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