JP2014108377A

JP2014108377A - 水処理装置

Info

Publication number: JP2014108377A
Application number: JP2012263318A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Tanaka; 喜典田中; Hiroshi Yamamoto; 泰士山本; Ryoko Kanenaga; 亮子金永
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2014-06-12
Also published as: WO2014083755A1

Abstract

【課題】溶解物質の濃度を所望の値となるようにコントロールすることのできる水処理装置を得る。
【解決手段】水処理装置１は、セパレータ２７によって離間配置された一対の陽極２６および陰極２５を少なくとも含む複数の電極を有する電解槽２を備え、電極２５，２６間に電位を印加することで電解槽２内に通水される水を改質するようにしている。また、水処理装置１は、電極間に印加する印加電位値を制御する制御部６を備えており、当該制御部６は、印加電位値をコントロールすることで電流値を制御しており、予め所定の電圧を印加した場合の電流値を計測することで、所望の改質を行うために印加する電位もしくは電流を予測するようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、水処理装置に関する。

従来、水処理装置として、電気二重層を形成できる電極を有する電解槽に被処理水を流入させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、電気二重層を形成できる電極に電圧を印加することで、被処理水と電極界面において水中のイオンなどの溶解成分を整列、付着させて、被処理水中の溶解成分を減少させるようにしている。

特開２０００−０９１１６９号公報

しかしながら、上記特許文献１では、被処理水中の溶解成分の除去については記載されているが、所望の溶解量を達成させるためのコントロール技術等については、何ら規定されていない。

そこで、本発明は、溶解物質の濃度を所望の値となるようにコントロールすることのできる水処理装置を得ることを目的とする。

本発明の第１の特徴は、セパレータによって離間配置された一対の陽極および陰極を少なくとも含む複数の電極を有する電解槽を備え、前記電極間に電位を印加することで電解槽内に通水される水を改質する水処理装置であって、前記電極間に印加する印加電位値を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記印加電位値をコントロールすることで電流値を制御しており、予め所定の電圧を印加した場合の電流値を計測することで、所望の改質を行うために印加する電位もしくは電流を予測することを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、前記制御部は、改質の前後のうち少なくとも改質後の水質を測定することで、印加する電位もしくは電流を制御することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、前記制御部は、複数の前記電極を用いて各電極に印加する電位を制御することで、電極表面に付着する付着物の付着量を変化させることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、前記制御部は、前記電極への付着物の付着量を減少させることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、前記制御部は、前記電極への付着物の付着量を増加させることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、前記制御部は、予め所望の成分が溶解した水を前記電解部に通水し、複数の前記電極を用いて各電極に印加する電位を制御することで、電極表面に付着する付着物の付着量を増加させることを要旨とする。

本発明によれば、溶解物質の濃度を所望の値となるようにコントロールすることのできる水処理装置を得ることができる。

本発明の第１実施形態にかかる水処理装置を模式的に示す図である。本発明の第１実施形態にかかる電極を模式的に示す斜視図である。印加電位および除去率の経時変化を模式的に示すグラフであって、（ａ）は、印加電位と時間との関係を示すグラフ、（ｂ）は、除去率と時間との関係を示すグラフである。本発明の第２実施形態にかかる水処理装置を模式的に示す図である。本発明の第３実施形態にかかる水処理装置を模式的に示す図である。本発明の第４実施形態にかかる水処理装置を模式的に示す図である。本発明の第５実施形態にかかる水処理装置を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態およびその変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
本実施形態にかかる水処理装置１は、電解槽２と浄化部３と貯水タンク８および各種配管をケース１ａ内に収納することで構成されている。

そして、電解槽２には、原水導入管（原水供給経路）１１を介して水道水や井戸水などの飲用に適した原水が導入される。

この原水導入管１１は、原水供給部としての蛇口４に取り付けられた水切替器５に接続されている。そして、本実施形態では、水切替器５のレバー５ａを操作することにより、蛇口４から流出する原水としての水道水を水処理装置１内に取り込み、原水を処理するようになっている。なお、水処理装置１が処理する原水は、水道水に限られるものではなく、例えば井戸水や溜め水などであってもよい。

本実施形態では、蛇口４から原水導入管１１に取り込まれた原水は、まずは浄化部３に流入するようにしている。

浄化部３は、前段（上流側）に活性炭収納部３ａを配置し、後段（下流側）に中空糸膜収納部３ｂを配置した浄水カートリッジが用いられている。そして、活性炭収納部３ａでは原水中に含まれる残留塩素やトリハロメタンなどを除去する処理が行われ、中空糸膜収納部３ｂでは活性炭収納部３ａで捕捉しきれない微細な固形不純物の除去や、活性炭収納部３ａから漏出した活性炭粒子を除去する処理が行われる。

そして、浄化部３を通過して濾過された水は、中空糸膜収納部３ｂの下流側に接続された第１の配水管１２に流出し、第１の配水管１２の下流側に接続された電解槽２に導入される。

電解槽２は、ハウジング２ａを備えており、当該ハウジング２ａ内には、セパレータとなる隔膜２７と、隔膜２７を挟んで対向配置される少なくとも一対の陽極板（陽極：電極）２５および陰極板（陰極：電極）２６とで形成された電解部２ｂが収容されている。本実施形態では、電解部２ｂは、図２に示すように、板状のセパレータ２７の一方の面側（図２の左側）に板状の陽極板２５を設け、セパレータ２７の他方の面側（図２の右側）に板状の陰極板２６を設けることで、略板状に形成されている。なお、図１では、便宜上ハウジング２ａと電解部２ｂとの間に隙間が形成されたものを示しているが、実際には、隙間は設けられておらず、吸入口２０に導入された水は、電解部２ｂを通過した後に吐出口２１から流出するようになっている。後述する図４〜図７も同様である。

本実施形態では、陽極板２５および陰極板２６として活性炭電極を用いており、隔膜２７としてポリエステル製でクロスメッシュ状に形成された薄膜を用いている。そして、電解部２ｂは全体として、高さ１４ｃｍ、幅１０ｃｍ、厚さ０．１ｍｍの薄板状に形成されている。なお、電解部２ｂの上記サイズや形状は一例に過ぎず、他のサイズや形状とすることも可能である。また、図１では、１つの隔膜２７と一対の陽極板２５および陰極板２６のみを図示しているが、隔膜２７を複数設け、陽極板２５、隔膜２７、陰極板２６、隔膜２７、陽極板２５・・・となるように配置してもよい。

そして、電解槽２の吸入口２０に導入された水は、陽極板２５と陰極板２６との間に形成された流路を通過して吐出口２１から流出するようになっている。このとき、陽極板２５および陰極板２６には電気コード３０、３１が接続されており、この電気コード３０、３１は制御部６に電気的に接続されている。また、この制御部６には図示せぬ電源供給部から電気が供給されるようになっている。そして、制御部６から陽極板２５に正電位が印加され、陰極板２６に負電位が印加されることで、水（被処理水）と電極界面において水中のイオンなどの溶解成分を整列、付着させる。これにより、電解槽２に導入された水に含まれる溶解成分が両電極板２５、２６の電極界面に付着して除去される。すなわち、本実施形態では、陽極板２５と陰極板２６との間（電極間）に電位を印加することで電解部２ｂ内に通水される水を改質するようにしている。

なお、陽極板２５側に付着する溶解成分としては、例えば、塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオンのようなアニオン成分、親水基としてカルボン酸、スルホン酸構造を持つアニオン系の界面活性剤などがある。また、陰極板２６側に付着する溶解成分としては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、金属イオンなどのカチオン成分、親水基としてアミン塩と第４級アンモニウム塩構造を持つアニオン系の界面活性剤などがある。

このように、電気分解によって溶解成分が除去された水（改質された水）は、電解槽２の吐出口２１から第２の配水管１３に流出し、三方弁７、第３の配水管１４を通過して貯水タンク８に貯留されるようになっている。

そして、貯水タンク８に貯留された水は、第４の配水管１６、吐水ポンプ９、第５の配水管１７を通過し、ケース１ａの外部に引き出された吐水管１０の吐出口１０ａから取り出される。

また、貯水タンク８の上流側に配置された三方弁７には、第２の配水管１３と第３の配水管１４とに加えて排水管１５が接続されている。

排水管１５は、電解槽２のメンテナンス時に使用されるものである。電解槽２の陽極板２５および陰極板２６は、溶解成分が付着し続けると次第に飽和状態に達し、溶解成分が除去されなくなる。このような場合、例えば陽極板２５と陰極板２６とに印加されていた電位を切断し、その切断した状態で電解槽２内に通水させる。これにより、通水された水が陽極板２５と陰極板２６とに付着した溶解成分を取り込んで第２の配水管１３に流出し、三方弁７を切り替えることで排水管１５を通過させて排水口１８から水処理装置１の系外に排出させることができる。

ここで、本実施形態では、制御部６によって、溶解物質の濃度を所望の値となるようにコントロールできるようにした。

具体的には、制御部６によって陽極板２５と陰極板２６との間（電極間）に印加する印加電位値を制御するようにした。

ところで、陽極板２５および陰極板２６に印加される電位は、通常では、図３（ａ）の電位−時間プロット（ａ）で表されるように、電位がほぼ一定となるように印加される。この場合、印加初期においては、電極表面が清浄であるためイオンなどの溶解物質が十分に吸着され、図３（ｂ）の除去率−時間プロット（ａ）で表されるように除去率が高くなっている。しかしながら、経時後には、電極表面が吸着物質で覆われるため、除去率は徐々に低下してしまう。

そこで、本実施形態では、印加する電圧を一定にするのではなく、図３（ａ）の電位−時間プロット（ｂ）で表されるように、初期に低電位とし、経時によって電位を上昇させるようにした。こうすれば、図３（ｂ）の除去率−時間プロット（ｂ）で表されるように、印加初期の除去率はさほど高くはないが、経時後には、印加初期よりも高電位となるように電位を上昇させているため、除去率が下がってしまうのが抑制される。そのため、図３（ｂ）の除去率−時間プロット（ｂ）で表されるように、所定の経過時間までは、除去率をほぼ一定となるようにすることができる。ただし、図３（ｂ）の除去率−時間プロット（ｂ）で表されるように、所定時間以上経過した場合には、溶解物質を除去することがほとんどできなくなるため、除去率は下がってくる。

このように、制御部６によって陽極板２５と陰極板２６との間（電極間）に印加する印加電位値を制御することで、所望の濃度の水質となるように印加する電位値を制御することができるようになる。その結果、溶解成分の量と種類を自由にコントロールすることが可能となり、使用期間を通して一定の水質を得ることが可能となる。

さらに、本実施形態では、制御部６は、印加電位値をコントロールすることで電流値を制御するようにしている。すなわち、電位を印加してコントロールする際に、流れる電流値に基づいて印加する電位をコントロールするようにしている。

ところで、印加する電位をコントロールする際には、処理される水の水質の違いが大きく影響する。そして、上述したように、使用時間を経るにしたがい印加電位を上昇させるようにすることで、溶解成分が電極に付着して除去率が下がってしまう事を補う制御だけでは、処理される水の水質の違いに対応し難いものである。

すなわち、イオンなどの溶解物質の濃度が高い場合には、予測された使用時間よりも早い段階で電極表面が吸着された物質であふれてしまう場合があり、このような場合には、予め定められた時間の経過後に電位を上昇させるというコントロールスキームはあまり役に立たない。

一方、イオンなどの溶解物質の濃度が低い場合には、予測された使用時間を過ぎても電極表面に吸着する余裕があるが、かかる場合であっても、予め定められた時間の経過後には、印加電位が上昇してしまい、除去率が上昇し水質が変化してしまう。

このように、イオンなどの溶解物質の濃度が高い場合であっても、低い場合であっても、使用時間を経るにしたがい印加電位を上昇させるようにするだけでは、使用期間を通して一定の水質をより確実に得ることができない。

そこで、本実施形態では、電位を印加した場合に流れる電流が所定の値となるように印加電位を制御部６によってコントロールできるようにした。なお、除去される溶解物質の量は電極に流れる電流に比例するため、電極に流れる電流値がほぼ一定となるように印加電位を制御するようにすれば、電解部２ｂによる被処理水の改質度合いを所望の値とすることができる。このように、電極に流れる電流値がほぼ一定となるように印加電位を制御することで、被処理水の水質差によらず、電解部２ｂによる被処理水の改質度合いを所望の値とすることが可能となる。その結果、吐水される水質をより安定させることができるようになる。

さらに、本実施形態では、制御部６は、予め所定の電圧を印加した場合の電流値を計測することで、所望の改質を行うために印加する電位もしくは電流を予測するようにしている。

すなわち、予め所定の電圧を印加した場合の電流値を計測することにより、除去または濃縮する量、溶解成分の種類をコントロールするための電流または電位を予測するようにしている。なお、電流または電位を予測するとは、予め検量線を作成しておき、当該検量線との対比から電流または電位を予測することを意味するものである。

具体的には、予め１種類以上の電位を印加し、その時に流れる電流を計測し、この時の除去量を単位除去率、電流値を単位電流値とする。そして、使用者が単位除去率より増大した除去率での水処理を求める場合や単位除去率より減少した除去率での水処理を求める場合に、所望の除去率と単位除去率との比を元にコントロールする電流値と単位電流値の比が一定になるように電位をコントロールする。

そして、水処理装置１の使用時に、所望の除去率を選択した場合には、単位除去率として記憶されている除去率（予め印加した電位での電流値における除去率）から、選択された所望の除去率となるように電流と電位を計算する。そして、計算された電流や電位となるように印加する電位を制御することで、使用者が所望する除去率を達成できるようにしている。

例えば、除去率が単位除去率の半分となるようにするためには、流れる電流が単位電流値の半分となるように電位をコントロールするようにすればよい。

以上説明したように、本実施形態では、水処理装置１は、陽極板２５と陰極板２６との間（電極間）に印加する印加電位値を制御する制御部６を備えている。そして、制御部６は、印加電位値をコントロールすることで電流値を制御しており、予め所定の電圧を印加した場合の電流値を計測することで、所望の改質を行うために印加する電位もしくは電流を予測するようにしている。

このように、陽極板２５および陰極板２６（電極）に印加する電位をコントロールすることで、電解槽２内の電極間を流れる間に電極界面に誘引されるイオンなどの溶解物質の量を制御することができる。すなわち、電解槽２内で流水中から除去される溶解物質の量を制御することが可能となり、電解槽２から吐水される水に含まれる溶解物質の量をコントロールできるようになる。

したがって、本実施形態によれば、溶解物質の濃度を所望の値となるようにコントロールすることのできる水処理装置１を得ることができる。

なお、上記実施形態では、電極間に電位を印加することで電極間、及び電極またはセパレータの表面及び内部を通水する水に含まれる溶解成分を水中から電極表面まで誘引させ、荷電した電極表面または近辺に配位または付着させることで、水に含まれる溶解成分を除去（水を改質）するようにしたものを例示している。しかしながら、水に含まれる溶解成分を配位または付着させたのちに被処理水を通水させ、電位を短絡、または切断、あるいは逆の電位を印加することによって被処理水中に放出して濃縮（水を改質）させるようにすることも可能である。

なお、経時によって電位を上昇させる制御、電位を印加した場合に流れる電流が所定の値となるように印加電位を印加する制御、および、予め所定の電圧を印加した場合の電流値を計測することで、所望の改質を行うために印加する電位もしくは電流を予測する制御は、それぞれ別個独立して行うことができる構成としてもよい。

（第２実施形態）
本実施形態にかかる水処理装置１Ａは、基本的に上記第１実施形態と同様の構成をしている。

すなわち、本実施形態にあっても、水処理装置１Ａは、電解槽２と浄化部３と貯水タンク８および各種配管をケース１ａ内に収納することで構成されている。

そして、制御部６によって、溶解物質の濃度を所望の値となるようにコントロールできるようにしている。

ここで、本実施形態にかかる水処理装置１Ａが、上記第１実施形態の水処理装置１と主に異なっている点は、処理前後（電解槽２にて改質される前後）の水質を測定することで、印加する電位もしくは電流を制御する点にある。

具体的には、図４に示すように、電解槽２の吸入口２０の前段（上流側）および吐出口２１の後段（下流側）にそれぞれ導電率計４０、４１を設けている。そして、電解槽２に流入する水は導電率計４０にてその水質が測定される。そして、このときに測定された水質を電解処理前の水質特性とする。また、電解槽２の吐出口２１の後段（下流側）の導電率計４１によって電解処理後の水質を測定するようにしている。そして、このときに測定された水質を電解処理後の水質特性とする。

そして、電解処理前と電解処理後の水質特性を比較し、例えば、導電率の低下分を被処理水の導電率の百分率で表現した値を除去率とし、除去率が使用者の所望する値となるように、すなわち、処理後の水の導電率が一定となるように、印加する電位の値をコントロールする。

例えば、使用時に所望する除去率を選択した場合には、まず、電解処理前の導電率と所望除去率で演算を行い、適切な導電率を導き出し、処理後である電解槽２から流出された後の導電率が選択した値となるように電流と電位を制御する。その後、電解処理前と電解処理後の水質特性を比較し、除去率が使用者の所望する値となるように、すなわち、処理後の水の導電率が一定となるように、印加する電位の値をコントロールする。

このように、処理前後の水質を測定して比較することにより、水処理効率を常時モニタリングすることができるようになる。そして、電圧、電流をフィードバック制御することにより、改質する度合い（除去または濃縮する量や、溶解成分の量と種類）をコントロールできるようになる。

なお、本実施形態では、電解槽２の吸入口２０の前と吐出口２１の後に設ける水質測定器として導電率計を例示した。しかしながら、導電率計に限らず、ＴＤＳ計、ｐＨ計のような電流・電位測定機器、また、導電性電極を用いたアルカリイオン水、酸性水、水素水、オゾン水生成装置など機能水生成用電解槽を活用した水質測定機器などを用いることも可能である。

また、本実施形態では、吸入口２０より上流側の水質と吐出口２１より下流側の水質を測定するようにしたものを例示している。しかしながら、例えば、被処理水の水質が一定である場合等には、吐出口２１より下流側のみに水質測定器を設けるようにしてもよい。この場合、電解処理しない場合の水質を吐出口２１よりも下流側で測定することで、電解処理前の水質測定値の代替値とし、実際に電解処理を行う際には、電解処理後の水質測定値のみを印加電位によりコントロールする。こうすることでも、溶解成分の除去率がほぼ一定となるようにコントロールすることができる。

以上の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、処理前後の水質を測定して比較することにより、水処理効率を常時モニタリングすることができるようにしている。そのため、電圧、電流をフィードバック制御することができるようになり、改質する度合い（除去または濃縮する量や、溶解成分の量と種類）をより確実にコントロールできるようになる。

（第３実施形態）
本実施形態にかかる水処理装置１Ｂは、基本的に上記第１実施形態と同様の構成をしている。

すなわち、本実施形態にあっても、水処理装置１Ｂは、電解槽２と浄化部３と貯水タンク８および各種配管をケース１ａ内に収納することで構成されている。

ここで、本実施形態にかかる水処理装置１Ｂが、上記第１実施形態の水処理装置１と主に異なっている点は、複数の電極を用いて、水処理前に予め電極に印加する電位を制御し、電極表面の付着量を減少させる（変化させる）ようにした点にある。

具体的には、図５に示すように、電解槽２内に陽・陰極板２５，２６以外に第三の電極４２を設けている。

そして、水処理を行う前や水処理した後、または、水処理の途中において、第三の電極４２と陽極板２５、または第三の電極４２と陰極板２６、または第三の電極４２と陽・陰極板２５，２６の双方に電位を印加することができるようにしている。

このとき印加する電位は、陽極板２５がゼロ電位または陰電位となるようにし、陰極板２６がゼロ電位または陽電位となるようにする。すなわち、水処理時に印加される電位とは異なり、それぞれ、ゼロまたは反対の電位となるように電位を印加する。

このように、電位を印加することで、例えば、ゼロ電位が印加された場合には、水と電極表面の電位差がなくなってイオンなどの溶解物質が電極表面に引き付けられないため電極に付着している物質が電極表面から外れやすくなる。また、各々反対の電位を印加した場合には、水と電極表面の電位差が水処理時の電位と反対になり、既に電極表面に付着しているイオンが電極の電位と反発を起こすため、より剥がれやすくなる。

このように、各電極に印加する電位を適宜制御することで、電極表面に付着している付着物質の付着量を減少させることができる。

なお、水処理を行う前や水処理した後、または水処理の途中において、電極に水処理時の電位とは異なる電位、すなわち、ゼロまたは反対の電位を印加するようにした場合、三方弁７を切り替えることで排水管１５を通過させて排水口１８から水処理装置１の系外に排出させるようにするのが好ましい。

また、本実施形態によれば、複数の電極２５，２６，４２を用いて、水処理前に予め電極に印加する電位を制御し、電極表面の付着量を減少させるようにしている。すなわち、電極表面の付着物を除去することができるようにしている。このように、電極表面の付着物を除去することで、通常の水処理時に、電極表面でイオンなどの溶解物質をより効率的に吸着させて除去することが可能となる。

なお、本実施形態では、第三の電極４２を設けたものを例示したが、第三の電極４２を設けず、陽陰極板２５，２６を活用して各々に反対側の電位を印加させるようにすることで、電極表面の付着量を減少させるようにしてもよい。

（第４実施形態）
本実施形態にかかる水処理装置１Ｃは、基本的に上記第１実施形態と同様の構成をしている。

すなわち、本実施形態にあっても、水処理装置１Ｃは、電解槽２と浄化部３と貯水タンク８および各種配管をケース１ａ内に収納することで構成されている。

ここで、本実施形態にかかる水処理装置１Ｃが、上記第１実施形態の水処理装置１と主に異なっている点は、複数の電極を用いて、水処理前に予め電極に印加する電位を制御し、電極表面の付着量を増加させる（変化させる）ようにした点にある。

具体的には、図６に示すように、電解槽２内に陽・陰極板２５，２６以外に第三の電極４２を設けている。

そして、水処理した後や水処理と水処理の間において、第三の電極４２と陽極板２５、または第三の電極４２と陰極板２６、または第三の電極４２と陽・陰極板２５，２６の双方に電位を印加することができるようにしている。

このとき、陽極板２５が陽電位、陰極板２６が陰電位となるように電位を印加すると、例えば、陽電位が印加された陽極板２５には、陰イオンなどの溶解物質が陽極板２５表面に引き付けられて付着する。また、陰電位が印加された陰極板２６には陽イオンなどの溶解物質が陰極板２６表面に引き付けられて付着する。このように、陽極板２５が陽電位、陰極板２６が陰電位となるように電位を印加することで、水処理前に電極表面にイオンなどの溶解物質を付着させることができるようになる。

ここで、本実施形態にかかる水処理装置１Ｃの作用を説明する。

まず、水処理の後、または水処理と水処理の間に、蛇口４に取り付けられた水切替器５のレバー５ａを操作することで、蛇口４から流出する原水としての水道水を水処理装置１内に取り込む。このとき、水道水は原水導入管１１を通って水処理装置１Ｃ内に導入される。そして、水処理装置１Ｃ内に導入された原水が浄化部３に流入する。そして、活性炭収納部３ａで原水中に含まれる残留塩素やトリハロメタンなどを除去する処理が行われ、中空糸膜収納部３ｂで活性炭収納部３ａで捕捉しきれない微細な固形不純物の除去や、活性炭収納部３ａから漏出した活性炭粒子を除去する処理が行われる。

その後、浄化部３を通過して濾過された水は、中空糸膜収納部３ｂの下流側に接続された第１の配水管１２に流出し、第１の配水管１２の下流側に接続された電解槽２に導入される。

このとき、第三の電極４２と陽極板２５、または第三の電極４２と陰極板２６、または第三の電極４２と陽・陰極板２５，２６の双方に電位を印加する。具体的には、陽極板２５が陽電位に、陰極板２６が陰電位となるように電位を印加する。

ここで、陽極板２５が陽電位、陰極板２６が陰電位となるように電位を印加すると、陽電位が印加された陽極板２５には、陰イオンなどの溶解物質が陽極板２５表面に引き付けられて付着する。また、陰電位が印加された陰極板２６には陽イオンなどの溶解物質が陰極板２６表面に引き付けられて付着する。

そして、電解槽２の吐出口２１から吐出された水は、第２の配水管１３に流出し、三方弁７により切り替えられて、排水管１５を通過させて排水口１８から水処理装置１の系外に排出される（図６の実線矢印参照）。

一方、通常の水処理時には、第三の電極４２と陽極板２５、または第三の電極４２と陰極板２５、または陽・陰極板２５，２６の双方に電位を印加する。具体的には、陽極板２５がゼロ電位または陰電位となるようにし、陰極板２６がゼロ電位または陽電位となるように電位を印加する。このように、電位を印加することで、例えば、ゼロ電位が印加された場合には、水と電極表面の電位差がなくなってイオンなどの溶解物質が電極表面に引き付けられないため電極に付着している物質が電極表面から外れやすくなる。また、各々反対の電位を印加した場合には、水と電極表面の電位差が水処理時の電位と反対になり、既に電極表面に付着しているイオンが電極の電位と反発を起こすため、より剥がれやすくなる。

こうして、被処理水中に、電極表面に付着させたイオンなどの溶解物質が放出されることとなり、被処理水中のイオンなどの溶解物質の濃度が濃縮される。

そして、電解槽２の吐出口２１から吐出された被処理水（濃縮水）は、第２の配水管１３に流出し、三方弁７、第３の配水管１４を通過して貯水タンク８に貯留される（図６の波線矢印参照）。

こうして、被処理水中のイオンなどの溶解物質の濃度を濃縮することが可能となる。

なお、本実施形態では、本実施形態では、第三の電極４２を設けたものを例示したが、第三の電極４２を設けず、陽陰極板２５，２６を活用して各々の対極として用いることによって、電極表面にイオンなどの溶解物質を付着させるようにしてもよい。また、第三の電極４２を用い、陰極板２６のみ、または陽極板２５のみから付着物質を放出させることで、陰・陽イオンのうちいずれか一方のイオンの濃度を増大させるようにすることも可能である。

また、本実施形態によれば、複数の電極２５，２６，４２を用いて、水処理前に予め電極に印加する電位を制御し、電極表面の付着量を増加させるようにしている。すなわち、電極表面に付着物を付着させることができるようにしている。このように、電極表面に付着物を付着させることで、通常の水処理時に、イオンなどの溶解物質をより効率的に放出させて濃縮することが可能となる。

（第５実施形態）
本実施形態にかかる水処理装置１Ｄは、基本的に上記第４実施形態と同様の構成をしている。

すなわち、本実施形態にあっても、水処理装置１Ｄは、電解槽２と浄化部３と貯水タンク８および各種配管をケース１ａ内に収納することで構成されている。

また、電解槽２内に陽・陰極板２５，２６以外に第三の電極４２を設けている。そして、複数の電極２５，２６，４２を用いて、水処理前に予め電極に印加する電位を制御し、電極表面の付着量を増加させるようにしている。

ここで、本実施形態にかかる水処理装置１Ｄが、上記第４実施形態の水処理装置１Ｃと主に異なっている点は、電解槽２に予め所望する溶解成分を溶解させた水を通水し、電極表面の付着量を増加させるようにした点にある。

具体的には、図７に示すように、電解槽２内に陽・陰極板２５，２６以外に第三の電極４２を設けている。さらに、ケース１ａ内には、濃縮液タンク５０が収容されており、この濃縮液タンク５０内には濃縮液５１が貯留されている。そして、濃縮液タンク５０には、濃縮水供給管路５３の一端が接続されており、濃縮水供給管路５３の他端は、電解槽２の導入口５４に接続されている。また、濃縮水供給管路５３の途中にはポンプ５２が設けられている。

ここで、本実施形態にかかる水処理装置１Ｄの作用を説明する。

まず、水処理の後、または水処理と水処理の間に、ポンプ５２を駆動することで、濃縮液タンク５０内の濃縮液５１が濃縮水供給管路５３を通って電解槽２の導入口５４から電解槽２内に導入される。

そして、電解槽２の吐出口２１から吐出された濃縮液５１は、第２の配水管１３に流出し、三方弁７により切り替えられて、排水管１５を通過させて排水口１８から水処理装置１の系外に排出される（図７の実線矢印参照）。

そして、電解槽２の吐出口２１から吐出された被処理水は、第２の配水管１３に流出し、三方弁７、第３の配水管１４を通過して貯水タンク８に貯留される（図７の波線矢印参照）。

こうして、被処理水中のイオンなどの所望の溶解物質の濃度を濃縮することが可能となる。

なお、本実施形態では、第三の電極４２を設けたものを例示したが、第三の電極４２を設けず、陽陰極板２５，２６を活用して各々の対極として用いることによって、電極表面にイオンなどの溶解物質を付着させるようにしてもよい。また、第三の電極４２を用い、陰極板２６のみ、または陽極板２５のみから付着物質を放出させることで、陰・陽イオンのうちいずれか一方のイオンの濃度を増大させるようにすることも可能である。

以上の本実施形態によっても、上記第４実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、本実施形態によれば、予め所望する溶解成分を溶解させた濃縮液５１を通水することで、当該濃縮液５１からイオンなどの溶解成分を電極に吸着させている。そして、電極に吸着させた所望の溶解成分を被処理水中に放出させるようにしている。そのため、被処理水に含まれないイオンの濃度を増大させることも可能となる。また、濃縮液５１からイオンのみ抽出して被処理水に加えることも可能となるため、不要な水分を加えることなくより効率的にイオン濃度を増大させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、電解槽や浄化部、その他細部のスペック（形状、大きさ、レイアウト等）も適宜に変更可能である。

１水処理装置
２電解槽
６制御部
２５陽極板（陽極）
２６陰極板（陰極）
２７隔膜（セパレータ）

Claims

セパレータによって離間配置された一対の陽極および陰極を少なくとも含む複数の電極を有する電解槽を備え、前記電極間に電位を印加することで電解槽内に通水される水を改質する水処理装置であって、
前記電極間に印加する印加電位値を制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記印加電位値をコントロールすることで電流値を制御しており、
予め所定の電圧を印加した場合の電流値を計測することで、所望の改質を行うために印加する電位もしくは電流を予測することを特徴とする水処理装置。
前記制御部は、改質の前後のうち少なくとも改質後の水質を測定することで、印加する電位もしくは電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
前記制御部は、複数の前記電極を用いて各電極に印加する電位を制御することで、電極表面に付着する付着物の付着量を変化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水処理装置。
前記制御部は、前記電極への付着物の付着量を減少させることを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
前記制御部は、前記電極への付着物の付着量を増加させることを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
前記制御部は、予め所望の成分が溶解した水を前記電解部に通水し、複数の前記電極を用いて各電極に印加する電位を制御することで、電極表面に付着する付着物の付着量を増加させることを特徴とする請求項５に記載の水処理装置。