JP2018143943A - 水処理装置および水の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】持続性の高い水処理装置および水の処理方法を提供する。【解決手段】容器１５と、容器内に設けられ、電圧の印加により被処理水を処理して処理水を生成可能な電極３１、３２と、電極を囲むように配置されたろ過膜４１，４２と、容器に設けられ、処理水を容器から取出し可能な取出口６３と、を備え、取出口から取出される処理水に、上記電極付近の、上記処理水に難溶の生成物が拡散するのを抑制する、水処理装置１０が提供される。ろ過膜４１，４２によって形成された電極を収容する領域２１に設けられ、難溶の生成物を排出可能な排出口７１、７２をさらに備えてもよい。さらに水の処理方法を開示する。【選択図】図１

Description

本発明は、電気分解による水処理技術に関し、特に、電気分解による水処理装置およびその方法に関する。

水や溶液に溶解している各種イオンを電気分解（電解）の物理化学的変化によって除去あるいは回収することが行われている。水道局や病院では、電気分解等によりオゾンを発生させてオゾン水を生成し、水中の微生物をオゾン水を使用して不活性化する技術が使用されている。また、井戸水中のフッ素やカルシウムを電気分解によって除去して飲料水とする技術がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−１６８５２９

しかしながら、特許文献１の処理装置では、電気分解された陽極水および陰極水の全体を下流でフィルタろ過処理を行う構成となっており、電気分解により反応して生じた炭酸カルシウムやフッ化マグネシウム等の粒子によってフィルタが目詰まりし易くなる。その粒子が細かくなる程、フィルタの孔径も小さくしなければならないので、目詰まりがさらに生じ易くなる。さらに、吸引あるいは加圧を伴うフィルタによるろ過では、この現象が深刻になり、ろ過処理の持続性が短いという問題やろ過処理を続行できなくなるという問題がある。

本発明の目的は、上記問題に鑑みてなされたもので、持続性の高い水処理装置および水の処理方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、容器と、上記容器内に設けられ、電圧の印加により被処理水を処理して処理水を生成可能な電極と、上記電極を囲むように配置されたろ過膜と、上記容器に設けられ、上記処理水を上記容器から取出し可能な取出口と、を備え、上記取出口から取出される処理水に、上記電極付近の、上記処理水に難溶の生成物が拡散するのを抑制する、水処理装置が提供される。

上記態様によれば、電極を囲むように配置されたろ過膜によって電極付近の、処理水に難溶の生成物が、取出される処理水に拡散するのを抑制するので、取出された処理水をろ過するためのフィルタが設けられた場合、その目詰まりを低減し、水処理の持続性を確保することができる。

上記態様において、上記ろ過膜によって形成された上記電極を収容する領域に設けられ、上記難溶の生成物を排出可能な排出口をさらに備えてもよい。これにより、この領域の難溶の生成物を低減して、取出される処理水に拡散するのをさらに抑制できる。

本発明の他の態様によれば、水の処理方法であって、被処理水を容器に供給するステップと、上記容器内のろ過膜に囲まれた電極に電圧を印加して上記被処理水を処理して処理水を生成するステップと、上記処理水を取出すステップと、を含み、上記ろ過膜は、上記取出される処理水に、上記電極付近で生じた、処理水に難溶の生成物が拡散するのを抑制する、上記処理方法が提供される。

上記他の態様によれば、電極がろ過膜に囲まれているので、陽極付近で生成された水に難溶の生成物が、取出される処理水に拡散するのを抑制するので、取出された処理水をろ過するためのフィルタが設けられた場合、その目詰まりを低減し、水処理の持続性を確保することができる。

上記他の態様において、上記電極付近の上記処理水に難溶の生成物を排出するステップをさらに含んでもよい。これにより、難溶の生成物を低減して、取出される処理水に拡散するのをさらに抑制できる。

本出願の明細書、特許請求の範囲、要約、および図面において、「非溶解あるいは難溶」を、表現を単純化するために、単に「難溶」と表現することもある。「難溶」は「非溶解」を含むと理解されたい。

本発明の第１の実施形態に係る水処理装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る水処理装置の制御部の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る水処理方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る水処理装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る水処理装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る水処理装置の構成を示し、図５の容器のＡＡ矢視図を含む図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る水処理装置の構成を示す図である。

図１を参照するに、本発明の一実施形態に係る水処理装置１０は、容器１５と、容器１５内の第１室２１に設けられた電極（陽極）３１と、第２室２２に設けられた電極（陰極）３２と、陽極３１および陰極３２に接続され電圧を印加可能な電源部３０と、容器１５内に容器内面１５ａとともに第１室２１を形成するろ過膜４１と、容器１５内に容器内面１５ａともに第２室２２を形成するろ過膜４２とが設けられている。第３室２３は、ろ過膜４１および４２と、容器内面１５ａとに囲まれており、容器１５内の第１室２１および第２室２２以外の領域である。

陽極３１および陰極３２（電極）は、その材料が導電性を有していれば特に限定されず、公知の材料を使用可能であり、例えば、ステンレス、白金、チタン、炭素を用いることができる。電源部３０により、陽極３１に正電圧、陰極３２に負電圧を印加することにより、被処理水を電気分解し、被処理水に含まれる様々な不純物を処理可能である。このように電圧を印加すると、下記の式の反応が陽極付近で起こる場合がある。
３Ｈ₂Ｏ→６Ｈ⁺＋６ｅ^-＋Ｏ₃
この反応によりオゾンが発生し、被処理水に溶解してオゾン水が生成される。

被処理水には、多くの微生物（ウイルス、細菌、原虫）や化学成分（農薬、有機化学物質、金属およびその化合物）が含まれる可能性があり、オゾン水により酸化、分解、殺菌、等が行われる。本願の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書では、被処理水の電気分解によって発生した電解水、および／またはオゾンあるいはオゾン水の作用により被処理水が処理された水を、処理水と称する。

陽極３１の表面およびその付近はオゾン濃度が高いため、被処理水中の金属イオン等が酸化され非溶解の物質が生成される。例えば、以下の反応式により二酸化マンガンＭｎＯ₂の粒子（粒径１０ｎｍ〜１μｍ）が発生する。
Ｍｎ²⁺＋Ｏ₃＋Ｈ₂Ｏ→ＭｎＯ₂＋Ｏ₂＋２Ｈ⁺
また、微生物や有機物は酸化され、微生物の死骸や炭酸ガスに変化する。

陰極３２の表面およびその付近では、被処理水の金属イオン（カルシムイオン、マグネシムイオン、鉄イオン）が水に非溶解あるいは難溶の生成物、例えば、炭酸カルシウムが析出する。

ろ過膜４１、４２は、例えば、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜から選択され、被処理水中のイオン、オゾン水等を透過する一方、一定の大きさの粒子（微粒子）、一定の分子量の有機物、コロイド粒子等の透過を抑制する。

ろ過膜４１、４２は、第１室２１および第２室２２が、第３室２３と比較して、それぞれの容積を小さくなるように設けることが好ましい。これにより、陽極３１および陰極３２の付近で発生した、水に非溶解あるいは難溶の生成物をより狭い領域に滞留させることで、回収および／または廃棄を容易化することが可能である。それと共に、第３室２３の容積を確保することで、処理水の体積を増やすことが可能である。

なお、被処理水の水質によっては、陽極３１および陰極３２の付近で発生する生成物の量（体積あるいは重量）が異なる場合があり、除去を必要としない程度の場合は、その電極のためのろ過膜を省略可能である。例えば、陰極３２の付近で発生する生成物の量（体積あるいは重量）が十分少ない場合はろ過膜４２を省略してもよい。同様に、陽極３１の付近で発生する生成物の量（体積あるいは重量）が十分少ない場合はろ過膜４１を省略してもよい。

ろ過膜４１、４２は０．００５μｍ〜１０μｍから選択された孔径を有することが好ましい。ろ過膜４１、４２により、陽極３１および陰極３２付近で発生した、水に非溶解の生成物をそれぞれ第１室２１および第２室２２内に滞留させ、第３室２３への移動を抑制できる。

ろ過膜４１、４２は、耐久性の観点からオゾン耐性に優れていることが好ましい。上述したように、陽極３１の表面およびその付近では、オゾンが発生するためオゾン濃度が増加するため、ろ過膜４１は特にオゾン耐性が優れていることが好ましい。

容器１５は、被処理水の特性および電気分解によって発生する物質に耐性のある材料であれば特に制限はなく、プラスチック、金属、ガラス等から適宜選択される。また、容器１５の容量は、処理水の、例えば１回の使用量に応じて適宜選択されるが、例えば、１００ｍＬ〜１０Ｌであることが好ましい。

容器１５には、給水口５１〜５３が設けられており、容器１５内に被処理水が供給される。給水口５１は第１室２１に設けられ、被処理水が給水口５１を介して供給される。給水口５２は第２室２２に設けられ、被処理水が給水口５２を介して供給される。給水口５３は、第３室２３に設けられ、被処理水が給水口５３を介して供給される。なお、給水口５１〜５３のいずれかを省略してもよい。給水口５１、５２を設けない場合は、給水口５３から被処理水を供給し、ろ過膜４１、４２を介して、それぞれ第１室２１、第２室２２に被処理水を供給でき、ろ過膜４１、４２の電極側の表面４１ａ、４２ａのファウリング（あるいは、目詰まり）を除去可能である。

被処理水は、その供給源から配管を介してバルブ９１〜９３の開動作により容器内に給水する。バルブ９１〜９３は、制御部３５と信号通信可能に接続されており、制御部３５からの制御信号によりバルブ９１〜９３の開閉動作がそれぞれ独立に行われる。

被処理水は、バルブ９３を開き、バルブ９１、９２を閉じたままで給水することが好ましい。被処理水がろ過膜４１、４２を第３室２３側から第１室２１および第２室２２に透過するので、ろ過膜の電極側の表面４１ａ、４２ａのファウリング（あるいは、目詰まり）を第１室２１および第２室２２の被処理水に分散させて、ろ過膜４１、４２を洗浄可能である。

容器１５には、取出口６１〜６３が設けられており、処理水が容器内から取り出される。取出口６１は第１室２１に設けられ、第１室２１内の処理水が取り出される。取出口６２は第２室２２に設けられ、第２室２２内の処理水が取り出される。取出口６３は第３室２３に設けられ、第３室２３内の処理水が取り出される。なお、取出口６１〜６３のいずれかを省略してもよい。例えば、第１室２１の容積を第２室２２あるいは第３室２３よりも小さくした場合は、取出口６１を省略してもよい。第１室内の処理水を利用しなくても十分な量の処理水を確保できる。同様の理由により、第２室２２の容積を第１室２１あるいは第３室２３よりも小さくした場合は、取出口６２を省略してもよい。

処理水は、バルブ９４〜９６の開動作により容器内から取り出され配管を介して下流に供給される。バルブ９４〜９６は、制御部３５と信号通信可能に接続されており、制御部３５からの制御信号によりバルブ９４〜９６の開閉動作がそれぞれ独立に行うことができる。

なお、処理水の取出しは第３室２３のみから行うことが好ましい。陽極３１および陰極３２で生じた析出物がろ過膜４１、４２により第３室２３に移動が抑制されているので、水に非溶解あるいは難溶の生成物の少ない（あるいは含まれていない）処理水を下流に供給可能である。

また、第３室２３から処理水を取り出す際には、その前に、第１室２１および第２室２２からバルブ９７、９８を開いて処理水および生成物を排出口７１、７２から回収／廃棄することが好ましい。それにより、処理水が第１室２１および第２室２２側から第３室２３にろ過膜４１、４２を透過することを回避でき、生成物によるろ過膜４１、４２の目詰まりを回避できる。

取出口６１〜６３の下流に、ろ過器６５が設けられてもよい。ろ過器６５は、フィルタを用いてもよい。フィルタは、ろ過膜４１、４２と同様の材料を用いてもよい。ろ過器６５は、粉末あるいは粒状の活性炭を用いてもよい。活性炭により、処理水中に残存するオゾンを除去可能である。これにより、処理水を供給する配管、蛇口、ノズル（いずれも不図示）等の酸化を抑制する。また、配管、蛇口、ノズルがオゾン水に触れると表面が活性化し、処理水中に残留している微粒子が吸着し易くなり、汚れとして視認される可能性がある。ろ過器６５によりオゾンを除去することで、配管、蛇口、ノズル等の汚れを抑制できる。また、ろ過器６５により処理水中に残留している微粒子も除去可能になるので、いっそう汚れを抑制できる。なお、ろ過器６５は、上記のフィルタと活性炭とを組み合わせてもよい。

容器１５には、排出口７１〜７３が設けられており、陽極３１および陰極３２で電気分解により生成された、水に非溶解あるいは難溶の生成物を回収／廃棄できる。排出口７１〜７３は、それぞれ第１室２１、第２室２２、第３室２３の底部に設けられることが好ましく、バルブ９７〜９９の開閉動作により、沈殿した生成物を回収／廃棄できる。バルブ９７〜９９は、制御部３５と信号通信可能に接続されており、制御部３５からの制御信号によりバルブ９７〜９９の開閉動作が制御される。

容器１５には、排出口７１、７２から非溶解あるいは難溶の生成物を回収／除去するとともに処理水（あるいは被処理水）を供給口５６、５７から容器１５に還流させる経路を有する循環機構を設けてもよい。この経路には、ろ過器８１、８２、バルブ８６、８７およびポンプ（不図示）が設けられ、バルブ８６、８７およびポンプは、制御部３５と信号通信可能に接続されており、制御部３５からの制御信号によりバルブ８６、８７の開閉動作およびポンプの動作がそれぞれ独立に制御される。ろ過器８１、８２は、ろ過膜４１、４２と同様の材料を用いてもよく、ろ過器６５と同様の材料を用いてもよい。ろ過器８１、８２により、それぞれ生成物を回収することで、ろ過器８１、８２のフィルタの目詰まりを抑制することができる。さらに、生成物を回収／除去した後の処理水は、取出口６１、６２から取出して処理水として下流に供給可能である。

容器１５には、第３室２３内に撹拌部８５を設けてもよい。撹拌部８５により被処理水あるいは処理水を撹拌することで、陽極３１付近で発生したオゾン水を容器１５内全体への拡散を促進して、オゾン水による処理効果を高めることができる。

電源部３０は、直流電圧が印加可能であり、電気分解に必要な電流を供給可能な電源であれば特に限定されない。

制御部（ＣＬ）３５は、バルブ８６、８７、９１〜９９、ポンプ（不図示）に信号通信可能なように接続されている。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る水処理装置の制御部の構成を示す図である。

図２を参照するに、制御部（ＣＬ）３５は、マイクロプロセッサ３６、水処理装置１０の制御プログラムを格納するとともにワーク用メモリエリア等を有するメモリ３７、制御信号を送信する通信インターフェイス３８、およびこれらを接続するバス３９を有する。制御部（ＣＬ）３５は、例えば、パーソナルコンピュータと通信インターフェイスモジュールにより構成可能である。制御部（ＣＬ）３５はバルブ８６、８７、９１〜９９の開閉動作やポンプの運転動作の制御を行い、被処理水の供給、処理水の取出のタイミングを制御可能である。

上述したように、第１の実施形態に係る水処理装置１０によれば、陽極３１および陰極３２をそれぞれ収容する第１室２１および第２室２２がろ過膜４１、４２と容器内面１５ａに囲まれており、ろ過膜４１、４２がそれぞれ陽極３１および陰極３２で電気分解により生じた水に非溶解あるいは難溶の生成物が第３室２３に透過することを抑制する。これにより、第３室２３内の処理水にその生成物がほとんど含まれていないので、第３室２３から取出した処理水による、下流のろ過器６５の目詰まりを低減し、水処理の持続性を確保することができる。さらに、第１室２１および第２室２２のそれぞれの容積が第３室２３の容積よりも小さく設定してもよく、これにより陽極３１および陰極３２で電気分解により生じた水に非溶解あるいは難溶の生成物の廃棄／回収が容易になる。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る水処理方法を示すフローチャートである。以下、図３および先に説明した図１を参照しつつ本発明の一実施形態に係る水処理方法を説明する。

最初に、Ｓ１１０では、容器１５に被処理水を供給する。この際、バルブ９３を開き、バルブ９１、９２は閉じた状態で給水口５３から被処理水を供給することが好ましい。被処理水を第３室２３に供給し、ろ過膜４１、４２を透過して第１室２１および第２室２２に供給するので、ろ過膜４１、４２の陽極および陰極側の表面４１ａ、４２ａに付着した生成物を洗い流して、第１室２１および第２室２２の被処理水に拡散することができる。なお、被処理水の水質が悪く、非溶解の物質をもともと含む場合は、バルブ９１〜９３を開いて、給水口５１〜５３からほぼ同時に被処理水を容器に供給してもよい。

次いで、Ｓ１２０では、電源部３０から陽極３１および陰極３２に電圧を印加し電流を供給する。これにより、被処理水が電気分解され処理水が生成される。陽極３１では、例えば、被処理水中の塩素イオンをガス化できる。一方、陰極３２付近では、被処理水の金属イオン（カルシムイオン、マグネシムイオン、鉄イオン）が水に非溶解あるいは難溶の化合物、例えば、炭酸カルシウムとして析出する。これらの生成物は、ろ過膜４１、４２により第３室２３への透過・拡散が抑制される。

また、Ｓ１２０では、陽極３１付近ではオゾンが発生しオゾン水が生成される場合がある。オゾン水を容器１５内の被処理水に拡散させるために、撹拌部８５により被処理水の撹拌を行ってもよい。撹拌によって、オゾン水が第１室２１だけでなく、第２室２２および第３室２３に拡散することで、被処理水の微生物が死滅（不活性化）することができる。この撹拌は、Ｓ１２０の電圧の印加中に行ってもよく、Ｓ１２０の電圧の印加終了後に行ってもよく、その両方で行ってもよい。また、被処理水にマンガンイオンが含まれる場合、オゾン水により水に不溶解あるいは難溶の二酸化マンガンの粒子が生成する。

次いで、Ｓ１３０では、処理水を容器から取出す。具体的には第３室２３のバルブ９６を開いて処理水を取り出す。この際、第１室２１および第２室２２の底部に設けられた排出口７１、７２から並行して第１室２１および第２室２２の生成物を含む処理水を取出してもよい。これにより、第１室２１および第２室２２から第３室２３にろ過膜４１、４２を透過する処理水を低減し、生成物がろ過膜の電極側の表面４１ａ、４２ａに付着することを抑制する。第３室２３から取り出された処理水はこのまま下流に供給してもよい。

必要に応じて、第３室２３から取り出された処理水をさらにろ過するステップを追加してもよい（Ｓ１４０）。粉末あるいは粒状の活性炭を用いたろ過器６５により、オゾンが処理水に残留している場合除去可能である。これにより、下流の処理水を供給する配管、蛇口、ノズル（いずれも不図示）等の残留オゾンによる酸化を抑制する。また、配管、蛇口、ノズルがオゾン水に触れると表面が活性化し、処理水中に残留している微粒子が吸着し易くなり、汚れとして視認される可能性がある。ろ過器６５によりオゾンを除去することで、配管、蛇口、ノズル等の汚れを抑制できる。また、生成物が残留している場合も、ろ過器６５により除去可能である。

また、必要に応じて、あるいは適時、Ｓ１２０とＳ１３０との間に、第１室２１および／または第２室２２内の処理水を、それぞれ排出口７１、７２から排出するステップ（Ｓ１５０）を追加してもよい。これにより、第１室２１および／または第２室２２内の生成物を排出でき、Ｓ１３０の処理水の取出の際に、取出される処理水にその生成物が拡散することをいっそう抑制できる。さらに、ろ過膜４１、４２の表面４１ａ、４２ａに生成物が付着する量を低減でき、目詰まりを回避でき、持続性を確保できる。さらに、ろ過器８１、８２を通して、生成物をろ過して回収／除去した処理水を供給口５６、５７から容器１５に還流させてもよい。これにより、生成物を回収／除去後の処理水を利用することが可能である。

また、Ｓ１３０の後に、第１室２１および第２室２２内を洗浄するステップ（Ｓ１６０）を追加してもよい。Ｓ１３０で処理水を取出した後に、被処理水をＳ１１０と同様に供給して、第１室２１および第２室２２の底部の排出口７１、７２から第１室２１および第２室内２２の被処理水を排出しながら、第１室２１および第２室２２に供給口５１、５２から被処理水を供給する。被処理水の代わりに洗浄を促進する溶液を適宜使用してもよい。

第１の実施形態の水の処理方法によれば、陽極３１および陰極３２（電極）がろ過膜４１、４２に囲まれているので、処理水を取出すステップ（Ｓ１３０）において、陽極３１および陰極３２（電極）付近で生成された水に非溶解あるいは難溶の生成物が取出される処理水に拡散するのを抑制して、下流の配管等の汚染を低減することができる。また、陽極３１および陰極３２に電圧を印加し被処理水を処理するステップ（Ｓ１２０）と処理水を取り出すステップ（Ｓ１３０）との間に、第１室２１および／または第２室２２内の処理水を排出するステップ（Ｓ１５０）を追加した場合は、第１室２１および／または第２室２２内の水に非溶解あるいは難溶の生成物を排出して、Ｓ１３０において取出される処理水にその生成物が拡散することをいっそう抑制でき、さらに、ろ過膜４１、４２の表面４１ａ、４２ａに生成物が付着する量を低減でき、目詰まりを回避でき、持続性を確保できる。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施形態に係る水処理装置の構成を示す図である。第２の実施の形態において、第１の実施形態と同様の構成要素には同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４を参照するに、第２の実施形態に係る水処理装置１００は、容器１１５と、容器１１５内の第１室１２１に設けられた電極（陽極）３１と、第２室１２２に設けられた電極（陰極）３２と、陽極３１および陰極３２に接続され電圧を印加可能な電源部３０と、容器内面１５ａの上面とともに第１室１２１を形成するろ過膜１４１と、容器内面１１５ａの上面とともに第２室１２２を形成するろ過膜１４２とが設けられている。第２の実施形態の水処理装置１００は、ろ過膜１４１、１４２がそれぞれ陽極３１、陰極３２を囲むように設けられている。第３室１２３は、ろ過膜１４１、１４２の外面と容器内面１５ａとに囲まれており、容器１１５内の第１室１２１および第２室１２２以外の領域である。

ろ過膜１４１、１４２は、容器内面１５ａの上面に固定された半袋状であり、陽極３１および陰極３２をそれぞれ包込むように設けられ、容器内面１１５ａの上面とともに、それぞれ第１室１２１および第２室１２２を形成するように構成されている。このように、ろ過膜１４１、１４２で陽極３１および陰極３２をほぼ包込むことで、第１の実施形態で述べた効果に加え、第１室１２１および第２室１２２の容積をより低減して、より狭い領域に水に非溶解あるいは難溶の生成物を閉じ込めることが可能になり、第３室１２３の容積を増大でき、１回の処理で供給できる処理水の体積を増大できる。

ろ過膜１４１、１４２には、その底部に、それぞれ排出口１７１、１７２が設けられており、第１室１２１および第２室１２２内の水に非溶解あるいは難溶の生成物を排出可能である。さらに、排出口１７１、１７２にろ過器を介して容器１５１に環流する経路を設けてよく、その経路に連通する容器１５１への供給口１５６、１５７はろ過膜１４１、１４２に設けてもよい。

第２の実施形態に係る水処理装置１００によれば、第１の実施形態に係る水処理装置１０の効果に加え、陽極３１および陰極３２で生成された水に非溶解あるいは難溶の生成物をより狭い領域に閉じ込めて、処理水への拡散をより抑制するとともに除去し易くなる。

第２の実施形態に係る水の処理方法は、上述した第１の実施形態の水の処理方法と同様であるので説明を省略するが、水処理装置１００がろ過膜１４１、１４２により陽極３１および陰極３２をほぼ包込むことで、選択的に行われる図３に示すＳ１５０において、第１室１２１および／または第２室１２２内の水に非溶解あるいは難溶の生成物の排出がより容易になり、また、選択的に行われる図３のＳ１６０において、第１室１２１および／または第２室１２２内の水に非溶解あるいは難溶の生成物の洗浄がより容易になる。

［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施形態に係る水処理装置の構成を示す図であり、図６は、本発明の第３の実施形態に係る水処理装置の構成を示し、図５の容器のＡＡ矢視図を含む図である。第３の実施の形態において、第１の実施形態と同様の構成要素には同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図５および図６を参照するに、第３の実施形態に係る水処理装置２００は、容器２１５と、容器２１５内の第１室２２１に設けられた電極（陽極）２３１と、第２室２２２に設けられた電極（陰極）２３２と、陽極２３１および陰極２３２に接続され電圧を印加可能な電源部３０と、容器内面２１５ａとともに第１室２２１を形成するろ過膜２４１と、容器内面２１５ａとともに第２室２２２を形成するろ過膜２４２とが設けられている。第３の実施形態の水処理装置２００は、陽極２３１および陰極２３２が容器２１５内の底部付近に、その底面に平行に設けられ、ろ過膜２４１、２４２がそれぞれ陽極２３１、陰極２３２を囲むように設けられている。第３室２２３は、ろ過膜２４１、２４２と容器内面２１５ａとに囲まれており、容器２１５内の第１室２２１および第２室２２２以外の領域である。

陽極２３１および陰極２３２は、容器２１５の底面に平行に配置され、その一端が電源部３０と接続されている。陽極２３１および陰極２３２は、容器２１５の底面に平行な仮想平面上の一方向に延伸して配置され互いに対向するように設けられることが好ましい。陽極２３１および陰極２３２は、第１の実施形態の陽極３１および陰極３２と同様の材料で構成される。

ろ過膜２４１、２４２は、一面が容器の底面に平行に、他の一面が容器の側面に平行に設けられ、陽極２３１および陰極２３２とそれぞれ同じ方向に延伸して配置され、それぞれ第１室２２１および第２室２２２を形成するように設けられる。このように、ろ過膜２４１、２４２と容器内面２１５ａの底面および側面とで陽極２３１および陰極２３２をそれぞれほぼ包込むことで、第１の実施形態で述べた効果に加え、第１室２２１および第２室２２２の容積をより低減して、より狭い領域に水に非溶解あるいは難溶の生成物を閉じ込めることが可能になり、第３室２２３の容積を増大でき、１回の処理で供給できる処理水の体積を増大できる。さらに、その生成物が底面に沈殿し、第３室２２３の処理水に拡散し難くなる。なお、ろ過膜２４１、２４２は図５に示す断面形状のみではなく、容器２１５の側面あるいは底面に固定した半袋状でもよく、図４に示すような一端を側面に固定した半袋状でもよい。

第３の実施形態に係る水処理装置２００によれば、第１の実施形態に係る水処理装置１０の効果に加え、陽極２３１および陰極２３２で生成された水に非溶解あるいは難溶の生成物をより狭い領域に閉じ込めて、処理水への拡散をより抑制するとともに除去し易くなる。

第３の実施形態に係る水の処理方法は、上述した第１の実施形態の水の処理方法と同様であるので説明を省略するが、水処理装置２００がろ過膜２４１、２４２と容器内面２１５ａの底面および側面とで陽極２３１および陰極２３２をほぼ包込むことで、選択的に行われる図３のＳ１５０において、第１室２２１および／または第２室２２２内の水に非溶解あるいは難溶の生成物の排出がより容易になり、ろ過膜２４１、２４２の陽極および陰極側の表面に付着するその生成物を低減できる。また、選択的に行われる図３のＳ１６０において、第１室２２１および／または第２室２２２内の水に非溶解あるいは難溶の生成物の洗浄がより容易になる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、被処理水が飲料水に利用されるような河川から取水した水や井戸水を想定して、その水を被処理水と想定して説明したが、有用な金属イオンを含む水や、放射性物質を含むような水を処理する場合にも適用できることはいうまでもない。

なお、以上の説明に関してさらに以下の付記を開示す
（付記１） 容器と、
前記容器内に設けられ、電圧の印加により被処理水を処理して処理水を生成可能な電極と、
前記電極を囲むように配置されたろ過膜と、
前記容器に設けられ、前記処理水を前記容器から取出し可能な取出口と、
を備え、
前記取出口から取出される処理水に、前記電極付近の、前記処理水に難溶の生成物が拡散するのを抑制する、水処理装置。
（付記２） 前記ろ過膜によって形成された前記電極を収容する領域に設けられ、前記難溶の生成物を排出可能な排出口をさらに備える、付記１記載の水処理装置。
（付記３） 前記電極は陽極であり、
前記容器内に設けられ、前記電圧の印加により前記陽極付近に生じたオゾン水を拡散する撹拌部をさらに備え、
前記オゾン水によって生成された前記陽極付近の前記難溶の生成物を前記排出口から排出する、付記２記載の水処理装置。
（付記４） 前記取出口に連通して設けられ、前記処理水中のオゾンを除去可能なろ過器をさらに備える、付記３記載の水処理装置。
（付記５） 前記難溶の生成物が二酸化マンガンである、付記３または４記載の水処理装置。
（付記６） 前記電極は陰極であり、
前記容器内に設けられ、前記電圧の印加により前記陰極付近の前記難溶の生成物を前記排出口から排出する、付記２記載の水処理装置。
（付記７） 前記排出口から排出される前記難溶の生成物を除去する他のろ過器と、
前記難溶の生成物が除去された処理水を前記他のろ過器から前記容器に供給する循環機構と、
をさらに備える、付記２〜６のいずれか一項記載の水処理装置。
（付記８） 前記ろ過膜は、半袋状であり、前記容器内面とともに前記電極を囲んで設けられ、
前記排出口が前記ろ過膜に設けられてなる、付記２〜７のいずれか一項記載の水処理装置。
（付記９） 前記電極は、前記容器の底部付近に底面と平行に設けられ、
前記ろ過膜は、前記容器内面とともに前記電極を囲んでなり、
前記排出口が前記容器の底部に設けられてなる、付記２〜８のいずれか一項記載の水処理装置。
（付記１０） 前記ろ過膜によって形成された前記電極を収容する領域以外の前記容器内に設けられ、前記容器に被処理水を供給可能な供給口をさらに備える、付記２〜９のうち
（付記１１） 前記ろ過膜によって形成された前記電極を収容する領域が前記容器内のそれ以外の領域よりも狭く設けられてなる、付記１〜１０のいずれか一項記載の水処理装置。
（付記１２） 前記ろ過膜は、０．００５μｍ〜１０μｍの範囲から選択された孔径を有する、付記１〜１１のうちいずれか一項記載の水処理装置。
（付記１３） 水の処理方法であって、
被処理水を容器に供給するステップ（Ｓ１１０）と、
前記容器内のろ過膜に囲まれた電極に電圧を印加して前記被処理水を処理して処理水を生成するステップ（Ｓ１２０）と、
前記処理水を取出すステップ（Ｓ１３０）と、
を含み、
前記ろ過膜は、前記取出される処理水に、前記電極付近で生じた、処理水に難溶の生成物が拡散するのを抑制する、前記処理方法。
（付記１４） 前記電極付近の前記処理水に難溶の生成物を排出するステップ（Ｓ１５０）をさらに含む、付記１３記載の処理方法。
（付記１５） 前記排出するステップ（Ｓ１５０）において、前記難溶の生成物をろ過により除去し、ろ過された処理水を前記容器に供給する、付記１３記載の処理方法。
（付記１６） 前記取出された処理水をろ過するステップ（Ｓ１４０）をさらに含む、付記１３〜１５のいずれか一項記載の処理方法。
（付記１７） 前記電極は陽極であり、
前記被処理水を処理するステップ（Ｓ１２０）は、前記陽極付近で生じたオゾン水を拡散するために処理水を撹拌するステップをさらに含む、付記１３〜１６のいずいれか一項記載の処理方法。
（付記１８） 前記取出された処理水をろ過するステップ（Ｓ１４０）は、前記処理水に含まれるオゾンを除去する、付記１７記載の処理方法。
（付記１９） 前記難溶の生成物が二酸化マンガンである、付記１７または１８記載の処理方法。
（付記２０） 前記被処理水を処理するステップ（Ｓ１２０）と前記処理水を取出すステップ（Ｓ１３０）との間に、前記ろ過膜によって形成された前記電極を収容する領域内を洗浄するステップをさらに含む、付記１３〜１９のうちいずれか一項記載の処理方法。

１０、１００、２００ 水処理装置
１５、１１５、２１５ 容器
２１、１２１、２２１ 第１室
２２、１２２、２２２ 第２室
２３、１２３、２２３ 第３室
３０ 電源部
３１、２３１ 陽極（電極）
３２、２３２ 陰極（電極）
３５ 制御部
４１、４２、１４１、１４２、２４１、２４２ ろ過膜
５１、５２、５３、５６、５７、１５６、１５７ 供給口
６１、６２、６３、１６１、１６２ 取出口
６５、８１、８２ ろ過器
７１、７２、７３、１７１、１７２ 排出口
８５ 撹拌部
８６、８７、９１〜９９ バルブ

Claims (12)

1. 容器と、
   前記容器内に設けられ、電圧の印加により被処理水を処理して処理水を生成可能な電極と、
   前記電極を囲むように配置されたろ過膜と、
   前記容器に設けられ、前記処理水を前記容器から取出し可能な取出口と、
   を備え、
   前記取出口から取出される処理水に、前記電極付近の、前記処理水に難溶の生成物が拡散するのを抑制する、水処理装置。
2. 前記ろ過膜によって形成された前記電極を収容する領域に設けられ、前記難溶の生成物を排出可能な排出口をさらに備える、請求項１記載の水処理装置。
3. 前記電極は陽極であり、
   前記容器内に設けられ、前記電圧の印加により前記陽極付近に生じたオゾン水を拡散する撹拌部をさらに備え、
   前記オゾン水によって生成された前記陽極付近の前記難溶の生成物を前記排出口から排出する、請求項２記載の水処理装置。
4. 前記取出口に連通して設けられ、前記処理水中のオゾンを除去可能なろ過器をさらに備える、請求項３記載の水処理装置。
5. 前記ろ過膜は、半袋状であり、前記容器内面とともに前記電極を囲んで設けられ、
   前記排出口が前記ろ過膜に設けられてなる、請求項２〜４のいずれか一項記載の水処理装置。
6. 前記電極は、前記容器の底部付近に底面と平行に設けられ、
   前記ろ過膜は、前記容器内面とともに前記電極を囲んでなり、
   前記排出口が前記容器の底部に設けられてなる、請求項２〜５のいずれか一項記載の水処理装置。
7. 前記ろ過膜は、０．００５μｍ〜１０μｍの範囲から選択された孔径を有する、請求項１〜６のうちいずれか一項記載の水処理装置。
8. 水の処理方法であって、
   被処理水を容器に供給するステップと、
   前記容器内のろ過膜に囲まれた電極に電圧を印加して前記被処理水を処理して処理水を生成するステップと、
   前記処理水を取出すステップと、
   を含み、
   前記ろ過膜は、前記取出される処理水に、前記電極付近で生じた、処理水に難溶の生成物が拡散するのを抑制する、前記処理方法。
9. 前記電極付近の前記処理水に難溶の生成物を排出するステップ（Ｓ１５０）をさらに含む、請求項８記載の処理方法。
10. 前記電極は陽極であり、
    前記被処理水を処理するステップは、前記陽極付近で生じたオゾン水を拡散するために処理水を撹拌するステップをさらに含む、請求項８または９記載の処理方法。
11. 前記取出された処理水をろ過するステップは、前記処理水に含まれるオゾンを除去する、請求項１０記載の処理方法。
12. 前記被処理水を処理するステップと前記処理水を取出すステップとの間に、前記ろ過膜によって形成された前記電極を収容する領域内を洗浄するステップをさらに含む、請求項８〜１１のうちいずれか一項記載の処理方法。

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