JPH0889969A

JPH0889969A - 用水の浄化方法及び浄化装置

Info

Publication number: JPH0889969A
Application number: JP23373994A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nakamura; 信一中村
Original assignee: T R P KK
Current assignee: T R P KK
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1994-09-28
Publication date: 1996-04-09
Anticipated expiration: 2022-05-23
Also published as: JP3918133B2

Abstract

(57)【要約】【目的】従来よりも簡易に用水を浄化できる方法及び
装置を提供しようとするもの。【構成】この発明の浄化装置は、用水の系から取り出
した一部の用水中に活性酸素を生成せしめるように電気
分解する電気分解装置２を具備し、この電気分解装置２
により生成せしめられた活性酸素の酸化分解作用が及ぼ
された用水を、再び元の系に戻すようにしたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷却塔、魚介類の養
殖や貯蔵用の水槽、飲食店などにおける魚介類の展示用
の水槽や生簀、水族館などの鑑賞用の水槽などの用水を
浄化する方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷房設備の冷却用の用水の系
は、経時的にスケールが蓄積されたり微生物が繁殖した
りしている。スケールの蓄積や微生物による粘質物質
（スライム）、汚濁物質（スラッジ）の堆積は設備の早
期劣化や効率の低下につながると共に、微生物の繁殖は
室内環境に悪影響を及ぼす場合もある。

【０００３】しかし、設備の系を構成する配管などの更
新やスケール・スラッジ等の除去・清掃には大きなコス
トを必要とし、そう頻繁に行うことはできない。また、
塩素系の薬剤を注入することにより、微生物や藻類の繁
殖を抑制することも一般に行われているが、管理とコス
トの面から難点がある。

【０００４】また、例えば魚介類の水槽などの用水に溶
解している汚れの除去は、用水をポンプで循環し、濾過
装置などで汚れを除去していた。さらに、この用水の系
を浄化する際には、水槽を空にして内部を洗浄すると共
に薬剤などで消毒殺菌していた。大型水槽の場合、アク
アラングを付けて作業員が入り系内のガラス面を定期的
にクリーニングしていた。

【０００５】しかし、濾過装置は目詰まりをするため濾
材や吸着剤の交換が多かった。また、用水の系の浄化は
非常に手間がかかると共に、魚介類からの***物、飼料
の食べかす等に由来するタンパク質、その分解生成物
（尿素、尿酸、特にアンモニアなど）の浄化が困難であ
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
従来よりも簡易に用水を浄化できる方法及び装置を提供
しようとするものである。また、この発明は、従来より
も簡易に用水の系を浄化できる方法を提供しようとする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明では次のような技術的手段を講じている。

【０００８】この発明の用水の浄化方法は、用水の系か
ら取り出した用水の一部に、活性酸素の酸化分解作用を
及ぼして、再び元の系に戻すようにしたことを特徴とす
るものである。

【０００９】また、用水の系から取り出した一部の用水
中に活性酸素を生成せしめるように電気分解し、活性酸
素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻す
ようにしたこととして実施することもできる。

【００１０】また、用水の系から取り出した一部の用水
に、電気分解により活性酸素を生成せしめた水を混合
し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元
の系に戻すようにしたこととして実施することもでき
る。

【００１１】また、塩化ナトリウムの共存下で電気分解
することにより、次亜塩素酸と活性酸素とを生成せしめ
るようにしたこととして実施することもできる。

【００１２】また、臭化ナトリウムの共存下で電気分解
することにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめ
るようにしたこととして実施することもできる。

【００１３】また、電気分解で生成した次亜塩素酸又は
次亜臭素酸を触媒によって分解することにより、次亜塩
素酸又は次亜臭素酸を所定の濃度以下に低減させる一
方、活性酸素を生成せしめるようにしたこととして実施
することもできる。

【００１４】この発明の浄化装置は、用水の系から取り
出した一部の用水中に活性酸素を生成せしめるように電
気分解する電気分解装置を具備し、この電気分解装置に
より生成せしめられた活性酸素の酸化分解作用が及ぼさ
れた用水を、再び元の系に戻すようにしたことを特徴と
する。

【００１５】また、この発明の浄化装置は、電気分解に
より活性酸素を生成せしめた水を供給する電気分解装置
を具備し、この電気分解装置によって供給される活性酸
素を含有する水を、用水の系から取り出した一部の用水
中に混合し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水
を再び元の系に戻すようにしたことを特徴とする。

【００１６】

【作用】この発明は、以下のような作用を有する。

【００１７】用水の系から取り出した用水の一部に、活
性酸素の酸化分解作用を及ぼして用水を浄化し、浄化し
た用水を再び元の系に戻すようにすることにより、用水
の系の用水を徐々に浄化していくことができる。

【００１８】なお、用水の系から取り出した一部の用水
中に活性酸素を生成せしめるように電気分解し、活性酸
素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻す
ようにしてもよく、また、用水の系から取り出した一部
の用水に、電気分解により活性酸素を生成せしめた水を
混合し、活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再
び元の系に戻すようにしてもよい。

【００１９】また、塩化ナトリウムの共存下で電気分解
することにより、次亜塩素酸と活性酸素とを生成せしめ
るようにする場合、陽極電極において次の反応が起こ
る。

【００２０】２Ｃｌ^-→Ｃｌ₂＋２ｅ^- … Ｃｌ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ … ＨＣｌＯ→ＨＣｌ＋（Ｏ） … （Ｏ）は活性酸素である。、で生じたＨＣｌは、陰
極電極で生じたＮａＯＨで中和されてＮａＣｌに戻る。

【００２１】また、臭化ナトリウムの共存下で電気分解
することにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめ
るようにする場合には、次のような反応となる。

【００２２】２Ｂｒ^-→Ｂｒ₂＋２ｅ^- … Ｂｒ₂＋Ｈ₂Ｏ→ＨＢｒＯ＋ＨＢｒ … ＨＢｒＯ→ＨＢｒ＋（Ｏ） … 次亜塩素酸、次亜臭素酸は経時的に分解して活性酸素を
生成するので、用水の系に次亜塩素酸、次亜臭素酸を含
む用水が戻った際に、次亜塩素酸、次亜臭素酸が分解し
て生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水
の系を形成する設備・装置をも従来よりも簡易に浄化す
ることができる。

【００２３】なお、ｐＨが高くなると、次亜塩素酸、次
亜臭素酸は、次のように、ＣｌＯ^-、ＢｒＯ^-に変化す
る。

【００２４】ＨＣｌＯ⇔Ｈ⁺＋ＣｌＯ^- ＨＢｒＯ⇔Ｈ⁺＋ＢｒＯ^- ＣｌＯ^-、ＢｒＯ^-に変化すると、次亜塩素酸、次亜臭
素酸の状態に比べて酸化力が数十分の一に低減してしま
う。そこで、次亜塩素酸は、塩酸などの酸の存在下でｐ
Ｈが約７以下の弱酸性領域に調整して用いることが好ま
しく、次亜臭素酸はｐＨが約６から約８．５以下のほぼ
中性領域に調整して用いることが好ましい。したがっ
て、用水の系に金属が使用されていて、錆の問題などが
ある用途に対して適用する場合には臭化ナトリウムが適
している。

【００２５】さらに、電気分解で生成した次亜塩素酸又
は次亜臭素酸を触媒によって分解することにより、次亜
塩素酸又は次亜臭素酸を所定の濃度以下に低減させる一
方、活性酸素を生成せしめるようにすると、次亜塩素酸
又は次亜臭素酸の分解により生成せしめた活性酸素によ
って用水をより一層浄化することができると共に、残留
塩素濃度を低下せしめることができる。

【００２６】したがって、特に、魚介類などの生物がい
る用水の系に対してこの発明を適用する場合には、残留
塩素濃度を所定の濃度以下に低下させることによって、
生物への悪影響を極力低減することができる。

【００２７】さらに、電気分解によって次亜塩素酸又は
次亜臭素酸と活性酸素を高濃度に生成させると、用水中
に存する微生物類などを高濃度の活性酸素などの作用で
好適に殺菌・浄化することができると共に、触媒によっ
て残留塩素濃度を低減させて活性酸素を生成せしめるこ
とにより、系内の生物への悪影響を極力低減せしめるこ
とができるという利点を並立させることができる。

【００２８】

【実施例】以下、この発明の構成を実施例として示した
図面を参照して説明する。（実施例１）図１及び図２に示すように、この実施例で
は、水産魚介類を養殖・飼育する水槽１の用水の浄化を
行っている。水槽中では、水産魚介類の***物や餌料、
食べかすなどが腐敗してアンモニア性窒素、亜硝酸窒素
などが生ずるが、これに活性酸素の酸化分解作用を及ぼ
して浄化する。浄化は、水槽中に魚介類を入れずに行っ
た。

【００２９】水槽１からその用水の一部をポンプＰで取
り出して、電気分解装置２で活性酸素の酸化分解作用を
及ぼして用水を浄化し、触媒槽３を経由させて再び元の
水槽１に戻すようにしている。これにより、水槽中の用
水を徐々に浄化していくようにしている。なお、この実
施例では、用水の系から取り出した一部の用水中に活性
酸素を生成せしめるように電気分解し、活性酸素の酸化
分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにし
ているが、用水の系から取り出した一部の用水に、電気
分解により活性酸素を生成せしめた水を混合し、活性酸
素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻す
ようにしてもよい。。

【００３０】図２に示すように、電気分解装置２は、電
解通路４とこの電解通路４に電流を供給するための公知
の整流器（図示せず）とを具備せしめている。電解通路
４は、陽極電極板５の両側に陰極電極板６を配設してこ
れら相互の間に形成されており、このような電解通路４
を連設（図示せず）している。陽極電極板５と陰極電極
板６との間の間隔は好適には約１〜１０ｍｍ程度の範囲
内で設定可能であるが、この実施例では４ｍｍに設定し
ており、連設した電解通路４の全長は５００ｍｍに設定
している。両電極の間には短絡防止のためにパッキン７
を介装しており、このパッキン７は外組み部分を残して
内部をくり抜いた枠形状としている。くり抜いた内部の
部分が電解通路４を形成する。両陰極電極板６の外側に
は、パッキン８及び塩化ビニール板９を介してステンレ
ス板10を外装している。

【００３１】水槽中の用水はポンプＰにより一方のステ
ンレス板10の下方に貫通する孔Ｈから流入させ、塩化ビ
ニール板９、陰極電極板６のそれぞれを貫通する孔Ｈを
通り、陽極電極板５と接触し、陰極電極板６と陽極電極
板５との間の電解通路４（パッキン７の内部の部分）を
通り、陽極電極板５の上方を貫通する孔Ｈを通り、陽極
電極板５の逆面に至る。この逆面側の陰極電極板６と陽
極電極板５との間の電解通路４（パッキン７の内部の部
分）を通り、前記と同様に陰極電極板６、塩化ビニール
板９、ステンレス板10のそれぞれの下方を貫通する孔
（図示せず）を通り流出する。なお、以下の実施例にお
いても同様の構造の電気分解装置２を用いている。

【００３２】電気分解の際に生成する次亜塩素酸は経時
的に分解して活性酸素を生成するので、用水の系に次亜
塩素酸を含む用水が戻った際に、次亜塩素酸が分解して
生成した活性酸素により、用水自体のみならず、用水の
系を形成する設備・装置をも従来よりも簡易に浄化する
ことができる。

【００３３】なお、電解通路４を画定する陽極電極板５
と陰極電極板６との電極極性は公知の電気的方法で可変
とし、一定時間毎（約１０分間隔に設定した）に転換し
た。こうすることにより電解通路４の流水中にある荷電
物質が、対応する反対荷電電極に析出成長することを防
止し、活性酸素の生成の低下を防止し、継続的に一定の
浄化力を有する用水を供給することができる。また、両
電極板の極性を固定とした場合は陽極側に選定した電極
板ばかりが溶滅していく片減り現象が生じるが、電極極
性を可変としたことにより交互に陽極となった側が溶滅
していく。したがって両電極の経時的な消耗の割合いを
ほぼ均等にすることができる。

【００３４】電気分解装置２を通した後の用水は、過酸
化ニッケルの触媒槽３を経由させて元の水槽１に戻すよ
うにした。電気分解装置２を通した後の用水中には電気
分解装置２で生成した次亜塩素酸及び次亜塩素酸ナトリ
ウムが含有されており、魚介類への悪影響を避けるた
め、元の水槽１に戻す前にその残留塩素濃度を低減する
ことが好ましいからである。

【００３５】用水は、過酸化ニッケル触媒に接触させる
ことにより、用水中の次亜塩素酸等を分解して塩化ナト
リウムとするようにしている。過酸化ニッケル触媒とし
て例えば三二酸化ニッケル水和物（Ｎｉ₂Ｏ₃．Ｈ
₂Ｏ）単独又はこれを四三酸化ニッケル水和物（Ｎｉ₃
Ｏ₄．Ｈ₂Ｏ）及び／又は二酸化ニッケル水和物（Ｎｉ
Ｏ ₂．Ｈ₂Ｏ）の混合物を有効成分とするものを使用で
きる。触媒として、活性炭繊維に過酸化ニッケル・パウ
ダーを混合して円筒型に成型したものを用いた。

【００３６】上記構成により、水槽中の用水の浄化を行
った。なお、この実施例では浄化効果をより明確に把握
すべく、浄化すべき用水の試料として、人の尿を１０倍
に水で希釈し３日間放置したもの３，０００ｃｃを用い
た。浄化前の試料のアンモニア性窒素の濃度は９８０ｐ
ｐｍ、ＣＯＤは２５０ｐｐｍ、ｐＨは８．４であった。
また、浄化の開始当初に試料に２５％の食塩水を１０ｃ
ｃ加えた。循環させる用水の流量は１０リットル／分と
し、電気分解装置２に於ける電気分解の条件は定電流１
０Ａｍｐ、３Ｖとした。

【００３７】一定時間の経過時（浄化開始前、２０分
後、４０分後、１時間後、２時間後、３時間後）の水槽
１の用水の電気伝導度（×１，０００μｓ／ｃｍ）、水
素イオン濃度（ｐＨ）、アンモニア性窒素の濃度（ｐｐ
ｍ）、亜硝酸性窒素の濃度（ｐｐｍ）、ＣＯＤ値、触媒
処理前の残留塩素濃度（ｐｐｍ）、触媒処理後の残留塩
素濃度（ｐｐｍ）の各測定結果を、表１に示す。

【００３８】養殖用の水槽１の用水は、実際にはここま
で汚濁することはないが、この実施例の試料のように極
めて汚濁したものでも十分に浄化することができた。特
に、アンモニア性窒素、亜硝酸窒素などの濃度の低減効
果が大きい。アンモニア性窒素、亜硝酸窒素は魚介類に
対しては有害で有毒であり、同時に水中に藻類、真菌
類、細菌類の繁殖を促進し、用水の循環経路のスライム
発生の原因となる。

【００３９】また、電気分解によって生じ、用水の浄化
に利用された余剰の次亜塩素酸は金属を腐食させたり、
飼育すべき魚介類に有害であるので、循環経路に既述の
触媒槽３を設置することにより、残留遊離塩素を低減す
ることができた。（実施例２）図２及び図３に示すように、この実施例
は、魚介類の水槽１を浄化するようにした。水槽中の用
水の一部をポンプＰで取り出し、電解質水溶液タンクか
ら電解質水溶液11を添加し、電気分解装置２に於いて用
水に対して活性酸素の強い酸化分解作用を及ぼすことに
より、殺藻、殺菌浄化を行ない、フィルターＦを経由さ
せて再び元の水槽１に戻すようにしている。この実施例
では、水槽中に魚介類を入れずに浄化を行った。

【００４０】水槽１として、角形（６３０×８５×４０
（Ｈ）ｍｍ）の容量２００リットルの塩化ビニール製の
ものを用いた。

【００４１】電気分解装置２の電解通路４に於ける陽極
電極板５と陰極電極板６との間の間隔は４ｍｍに設定
し、電気分解の条件は定電流３Ａｍｐで１５Ｖとした。
水槽１の用水のポンプによる流量は７リットル／分とし
た。電解質水溶液11は、１５分毎に５分間の間だけ１０
ｃｃ／分の流量で供給し、この間、電気分解装置２が作
動して電気分解が行われる。そして、水槽１の用水の電
気伝導度が一定値に達した時点で、電解質水溶液11を供
給するポンプＰを停止する。電解質水溶液11を供給する
ポンプＰの停止時の電気伝導度は８００μＳ／ｃｍとし
たが、用途や水質に応じて３００μＳ／ｃｍから５，０
００μＳ／ｃｍの間で好適に設定できる。電気分解装置
２は、電解質水溶液11の供給ポンプＰが停止した後も１
０分停止、５分運転を繰り返すようにした。なお、この
停止・運転の間隔は用途、水質に対応して任意に設定で
きる。また、電解質水溶液は、実施例１の如く用水量に
対応する一定量を最初に予め全量加えておいてもよい。

【００４２】電解質水溶液タンクは、循環する用水に電
解質水溶液11を供給するために配設しており、食塩２．
５％水溶液を貯留している。

【００４３】この実施例では浄化効果をより明確に把握
すべく、藻類の繁殖を実際より以上に促進させるために
次のものを混合したものを用いた。水道水１５０リット
ルと、ため池用水２５リットル（藻類が十分に繁殖し、
深い黄緑色で水面には緑藻類のかたまりが浮かんでい
た。透視度（白円板）は１２〜１３ｃｍ）と、人の尿１
リットル（アンモニアを始めとする養殖魚の***物に相
当する水面汚染の状況を作り出し、藻類の繁殖を促すた
めに混合）とである。

【００４４】このうち１２０リットルを実施例の水槽１
に貯留（水深２３０ｍｍ）し、残りの５６リットルを比
較のための水槽に貯留した。

【００４５】そして、その翌日の浄化には、次のものを
混合したものを用いた。前日の比較のための水槽１水５
６リットル（真夏の真昼の直射日光を受け、藻類が非常
に繁殖していた）と、水道水１１９リットルと、人の尿
１リットルとである。

【００４６】この中から、浄化のための水槽１に１２０
リットル、比較のための水槽に５６リットルを貯留し
た。比較のための水槽の用水は、更に次日の浄化に用い
た。

【００４７】実施例及び比較のための水槽１は、８月の
直射日光のよく当たる場所に設置し、１日に１回づつ７
日間にわたって計７回、午前８時から午後５時の日中の
間に浄化を行った。水槽１の水温は約２７〜３５℃であ
った。

【００４８】それぞれ１日の浄化を終了した後、次の各
項目について測定を行った。なお、食塩２．５％水溶液
は４日目までに合計４．５リットル供給した。

【００４９】電気伝導度（μｓ／ｃｍ）を、オルガノ社
製のＣｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙＭｅｔｅｒＡＢ−６を
用いて測定した。透視度（ｃｍ）を、白色円板の黒十字
を判別できる水深を読み取ることにより測定した。化学
的酸素要求量ＣＯＤＭｎ（ｍｇ／リットル）を、１０
０℃における酸性過マンガン酸カリによる酸素消費量に
より測定した。アンモニア性窒素濃度（ｍｇ／リット
ル）を、ネスラー法（吸光光度法）により測定した。波
長４２５ｎｍ。ＨＡＣＨ社製水質分析計ＤＲ／２００
０型を使用した。各測定結果を、表２に示す。

【００５０】表２によると、水槽１内の用水の水質が日
を追って改善されてきていることが分かる。（実施例３）実施例２と同様にして、電解質水溶液11と
して臭化ナトリウム２．５％水溶液を用いて浄化を行っ
た。臭化ナトリウム水溶液は、１８分毎に２分間の間だ
け１０ｃｃ／分の流量で供給し、１日目に合計２．８リ
ットル供給した。なお、この実施例でも、水槽中に魚介
類を入れずに浄化を行った。各種測定結果を、表３に示
す。

【００５１】表３によると、水槽１内の用水の水質が日
を追って改善されてきていることが分かる。（実施例４）図２及び図４に示すように、この実施例で
は、用水の系として鯉を飼育している水槽１を浄化する
ようにした。

【００５２】鯉の飼育水槽１は幅１，０００ｍｍ、奥行
き６５０ｍｍ、高さ４８０ｍｍ、水深３１０ｍｍのアク
リル製のものを用い、用水の水量は２００リットルとし
た。鯉は、約９０〜１００ｇのものを１６尾飼育した。
水槽中の用水の水温は約２４〜２６℃であった。

【００５３】鯉の飼育水槽１から取り出した用水の一部
は、先ずフィルターＦで残餌などの粗いゴミを除去し、
ポンプＰにより５リットル／分の用水を電気分解装置２
（両電極間の間隔は４ｍｍに設定）、触媒槽３、チラー
12、フローメーター13を経由させて、散水管14（用水の
曝気により溶存酸素を補給）から水槽１に戻すようにし
ている。前記触媒として、活性炭繊維に過酸化ニッケル
を練り込んで成型したものを用いた。取り出した水槽１
の用水には電気分解装置２に至る途中で、電解質水溶液
11（２．５％食塩水）を定量ポンプＰにより５ｃｃ／分
の流量で供給するようにしている。

【００５４】水槽１の用水の電気伝導度が５００μｓ／
ｃｍ以上に達すれば電解質水溶液11を供給しなくても電
気分解反応が行われるので、供給を停止するようにし
た。電気分解反応は、連続的に行ってもタイマーにより
断続的に行ってもよい。この実施例では、５分間電気分
解を行って１５分間休止する２０分サイクルとした。つ
まり、電気分解は１時間のうち５分間×３回の計１５分
間とした。飼育する魚やエビなどの種類や水槽１の汚れ
具合に応じ、電解質水溶液11の供給を停止する際の電気
伝導度は５００〜３，０００μｓ／ｃｍの間で好適に選
択できるが、この実施例では８００〜１，２００μｓ／
ｃｍとした。

【００５５】取り出された水槽１の用水は、電気分解装
置２（定電流３Ａｍｐ、４Ｖで電気分解）で生成した活
性酸素の酸化分解作用を及ぼされ、用水中の汚物、アン
モニア、亜硝酸イオンなどが酸化分解され浄化される。
また、用水中に存在する病原微生物も、活性酸素や次亜
塩素酸により殺菌、消毒される。残った次亜塩素酸は触
媒により分解されて活性酸素を放出し、この活性酸素が
更に酸化分解、殺菌を行う。

【００５６】一方、比較実験として、電気分解装置２の
作動を停止した状態で水槽１の用水の一部を取り出し同
様の経路を循環させた。実施例と比較実験とは並行して
行ない、それぞれ１６尾の鯉の飼育を８月中の３０日間
行った。

【００５７】表４に実施例及び比較実験での鯉の増重量
等の測定結果を、表５にｐＨ、ＣＯＤ（ｍｇ／リット
ル）、ＮＨ₄−Ｎの濃度（ｍｇ／リットル）、（ＮＯ₂
−Ｎ）の濃度（ｍｇ／リットル）、（ＮＯ₃−Ｎ）の濃
度（ｍｇ／リットル）などの水質の測定結果を示す。

【００５８】実施例に於いて、電気分解装置２を経た後
の用水の遊離残留塩素濃度を測定すると０．５〜０．８
ｍｇ／リットルであり、触媒で次亜塩素酸を分解した後
にフローメーター13の下のコックを開けて採取した用水
の遊離残留塩素濃度は０．０５〜０．１０ｍｇ／リット
ルであった。更に、散水管14で曝気した後の用水の遊離
残留塩素濃度は、０〜０．０２ｍｇ／リットルであっ
た。

【００５９】実施例の水槽１の用水は、３０日間の実験
を終了するまで透明できれいであった。また、アクリル
の水槽１の内面に藻が付着することもなく、鯉は元気で
あった。フィルターＦの詰まりも発生せず、循環させる
水槽１の用水の水量の低下は生じなかった。

【００６０】一方、比較実験では、水槽１の用水は日を
おう毎に目に見えて汚濁していき、透明なアクリルの水
槽１の内面に所々、黄緑色の藻類が付着するようになっ
た。また、循環する用水の水量が徐々に低下してきたの
で、実験の途中にフィルターＦと触媒槽３とを２回洗浄
した。水槽１の底に落ちた残餌は、出来るだけ除去する
ようにした。鯉は、日数が経ち水質がだんだん悪くなる
と餌の取り方が悪くなり、水槽１の底にじっとして居る
ようになった。そして、弱った３尾の鯉が、何らかの病
気により死んだ。

【００６１】表４に示すように、実施例のものは比較実
験のものと比べて増重量、飼料効率共に良かった。な
お、比較実験の飼料効率は、死亡した３尾の鯉の体重を
加えて計算した。

【００６２】表５に示すように、実施例の水槽１の用水
は比較実験のものと比べてＣＯＤ値が低く維持されてい
た。***物、残餌などの酸化分解が十分に行われている
ことが分かる。また、魚に対して毒性の強いアンモニア
（ＮＨ₄−Ｎ）、亜硝酸イオン（ＮＯ₂−Ｎ）は、実施
例ではいずれも０．６ｍｇ／リットル以下に止まってい
た。養魚場の用水中のＮＯ₃の許容量は２５〜３５ｍｇ
／リットルまでが一般に望ましいとされているが、実施
例の（ＮＯ₃−Ｎ）は７．１ｍｇ／リットルであり十分
に満足できる範囲と言える。一方、比較実験では（ＮＨ
₄−Ｎ）、（ＮＯ₂−Ｎ）の濃度が非常に高くなった
が、これが３尾の鯉が死亡し全体的な成長が悪い原因と
考えられる。

【００６３】また、電気分解で生成した次亜塩素酸を触
媒によって分解することにより、次亜塩素酸を所定の濃
度以下に低減させる一方、活性酸素を生成せしめるよう
にしているので、次亜塩素酸の分解により生成せしめた
活性酸素によって用水をより一層浄化することができる
と共に、残留塩素濃度を低下せしめることができる。し
たがって、魚介類などの生物がいる用水の系に対して
は、残留塩素濃度を所定の濃度以下に低下させることに
よって、生物への悪影響を極力低減することができる。

【００６４】さらに、電気分解によって次亜塩素酸と活
性酸素を高濃度に生成させて、用水中に存する微生物類
などを高濃度の活性酸素などの作用で好適に殺菌・浄化
すると共に、触媒によって残留塩素濃度を低減させて活
性酸素を生成せしめることにより、系内の生物への悪影
響を極力低減せしめることができるという利点を並立さ
せることができる。

【００６５】この実施例のものによると、次のような利
点がある。１．溶存酸素が増え且つアンモニア性窒素や亜硝酸性窒
素が低減して用水の水質が良くなるので、魚、貝、エ
ビ、カニなどの魚介類の成長が著しく速くなる。２．魚介類の水槽１単位当たりの飼育密度を、通常の２
〜３倍に上げる高密度養殖を行うことができる。３．病原菌のバクテリア、ウィルス、水カビ等を殺菌す
ることにより、魚介類の病気の予防ができ弊死率を低減
できる。４．給餌した飼料の変質・腐敗を抑制できるので、餌の
喰いが良くなり飼料効率が向上する。５．余分な藻類の繁殖が抑制されると共に用水中の汚濁
物質が浄化され、スライム発生を抑制できる。６．水槽１の用水を循環させて浄化するので、活性酸素
などの濃度を或る程度低濃度としても十分に効果があ
る。７．養殖用水槽１の用水の浄化殺菌では残留塩素濃度が
高いと魚介類に悪い影響があるが、触媒を用いて残存す
る次亜塩素酸等を分解して無害なＮａＣｌと発生期の酸
素とすることにより残留塩素濃度を低濃度として浄化で
きると共に、分解により生成した活性酸素をも有効に利
用することができる。８．従来は、養殖生物に影響を与えず、消毒、殺菌する
薬剤の選択が困難且つ高価であり、その使用方法が難し
かった。また、水槽１、付帯する循環水路、特に観察用
又は鑑賞用硝子窓に青ミドロ等の藻類の付着繁殖による
汚れの除去が困難であった。さらに、従来は飼育密度の
高い水槽１での溶存酸素の十分な維持が困難であり、溶
存酸素を増やすためにブロワー、コンプレッサー等で空
気を吹き込むか、水車を回して曝気していた。しかし、
この実施例のものによると、溶存酸素に富む用水を循環
・供給することができる。

【００６６】したがって、魚介類を生きたままで輸送
し、貯蔵し、営業用に展示する輸送用水槽１、営業用の
水槽１、水族館、鑑賞用等の水槽１、水産養殖水槽１、
生簀などの用水の浄化・消毒殺菌に誠に好適である。（実施例５）図２、図５及び図６に示すように、この実
施例では、冷却設備の冷却用の用水の系を浄化するよう
にしている。

【００６７】冷却塔15（三菱社製、商品名ヒシクーリン
グタワーＨＴ１０ＳＱ６）からプラスチック・スクリー
ン16、８０リットルの水槽１を経由して送られてきた用
水の全量１２０リットル／分に対し、ポンプＰによって
９割が第１及び第２チラー12（三菱社製、商品名パッケ
ージ・エアコンＰＷ−５ＰＢ１）に送られ、一部（１割
の１２リットル／分）の用水が取り出されて電解質水溶
液11が混合され、電気分解装置２（両電極間の間隔は２
ｍｍに設定、定電流３Ａｍｐ、４〜５Ｖ）へと送られる
構成としている。

【００６８】電気分解装置２で、水中の細菌類や藻類に
対し酸化分解作用を及ぼして殺菌すると共に塩を分解さ
せる。次いで、活性炭繊維フィルターの形態とした触媒
槽３に送り、次亜塩素酸を分解させて残留塩素濃度を低
減させる。そして、元の用水の系の配管に戻す。

【００６９】この実施例では浄化効果をより明確に把握
すべく、藻類の繁殖を実際より以上に促進させるため、
冷却用の用水の総量２５０リットルを次のように構成し
た。池の水（藻類を多く含んでおり、透視度１２ｃｍ）
２４リットル、人の尿１リットル、残りは水道水を加え
て総量２５０リットルとした。人の尿は、用水のアンモ
ニア、ＣＯＤを調整（表６に示す）して藻類の繁殖を促
進するための栄養として添加している。

【００７０】先ず比較実験として、電気分解装置２を作
動させることなしに、冷却塔15、第１及び第２チラー12
を８月中の７日間運転した。午後３時に測定した水温
（℃）、電気伝導度（μｓ／ｃｍ）、透視度（ｃｍ）、
ＣＯＤ（ｍｇ／リットル）、アンモニア性窒素濃度（ｍ
ｇ／リットル）の各種データを、表７に示す。

【００７１】冷却塔15は夏の日が丸１日当たる２階のベ
ランダに設置されており、藻類の繁殖も速く、７日目に
はかなり黄緑色が濃くなり、藻類のスライム状のかたま
りがプラスチック・スクリーン16に付着するようになっ
た。水槽１の底部にも黄緑色の藻類が付着するようにな
った。用水は混濁し、その透明度も１８ｃｍから１６ｃ
ｍに低下し始めた。徐々に藻類が繁殖していき、７日目
には冷却塔15の水槽１のプラスチック・スクリーン16
に、緑色の藻類がかたまりとなって付着し始めた。

【００７２】ここで比較実験を終了し、電気分解装置２
による殺藻・浄化を、７日目の汚染された状態から開始
した。パイパスを開いて電気分解装置２を作動させ、循
環させる冷却用の用水の総量１２０リットル／分の１割
の１２リットル／分を浄化し、再び元の用水の系に戻す
ようにした。午後３時に測定した水温（℃）、電気伝導
度（μｓ／ｃｍ）、透視度（ｃｍ）、ＣＯＤ（ｍｇ／リ
ットル）、アンモニア性窒素濃度（ｍｇ／リットル）、
残留塩素濃度（ｍｇ／リットル）の各種データを、表８
に示す。

【００７３】電解質水溶液11として、臭化ナトリウム２
５％水溶液を１０ｃｃ／分で供給した。表８に示すよう
に、３日目に電気伝導度が１，２００μＳ／ｃｍ（防食
剤を使用する場合に於ける冷却塔15の冷却用の用水の管
理基準の８００〜２，０００μＳ／ｃｍの範囲内）にな
った所で、２．５％臭化ナトリウム水溶液の添加を終了
した。

【００７４】この実施例では２．５％臭化ナトリウム水
溶液を用いたが、２．５％塩化ナトリウム水溶液を用い
ても同様な効果を得ることができる。次亜塩素酸の酸化
力・殺菌力が効果的に働くのは、中性領域よりもｐＨ４
〜７の酸性側である。一方、次亜臭素酸はｐＨ４〜８．
５の広い範囲で効果がある。両者共に殺菌力はｐＨ５前
後が最適であり、これを１００％とするとｐＨ８ではＨ
ＣｌＯは３０％に低減してしまうが、ＨＢｒＯは９０％
の殺菌力を維持し十分に効果がある。また、冷却用の用
水のｐＨは、７．０〜８．０が好ましいとされている。
したがって、用水の系に金属が使用されていて、錆の問
題などがある用途に対して適用する場合には臭化ナトリ
ウムが適している。

【００７５】冷却塔15は大型ファンで空気を吸引し冷却
用水をシャワーするので、冷却用の用水に大気中の塵
芥、埃、昆虫などが混入して汚染される。混入した有機
物は腐敗してＣＯＤ成分、更にアンモニア等になり、藻
類、バクテリアなどが繁殖する。これらは配管経路、チ
ラー12、熱交換器に付着して障害を生ずる。

【００７６】電気分解装置２による浄化の開始後、１日
目に藻類が繁殖して淡緑色であった冷却用の用水は、２
日目には殆ど無色、３日目には無色透明となり、５日目
以後完全に無色透明となり、スクリーン16に付着してい
た藻類を主体とする緑色のスライムのかたまりも完全に
消失した。

【００７７】従来は、冷却塔の冷却用の用水のレジオネ
ラ属菌の殺菌には塩素系の薬剤が用いられ、その殺菌効
果を維持するためには残留塩素濃度が２〜５ｍｇ／リッ
トル必要である一方、冷却用の用水が循環する系には
鉄、銅などの金属が用いられており、その腐食防止のた
めに防食剤を併用する必要があった。しかし、この実施
例のものによると、残留塩素濃度が低濃度であるので防
食剤を併用する必要がないという利点がある。

【００７８】なお、塩素系薬剤を殺藻剤として投入する
場合には金属の腐食の防止のため、一般に遊離残留塩素
濃度は１ｐｐｍ以下に管理しなければならないとされて
いるが、表８に示すように、実施例のものによるとこの
基準以下の濃度で十分に殺藻効果があることが分かる。

【００７９】また、冷却塔の用水の系には、経時的にス
ケールが蓄積されたり微生物が繁殖したりしており、ス
ケールの蓄積や微生物による粘質物質（スライム）、汚
濁物質（スラッジ）の堆積は、冷却能力の低下、設備の
早期劣化につながると共に、微生物の繁殖は室内環境に
悪影響を及ぼす場合もあったが、この実施例のものによ
ると、用水中の不純物を分解し、菌類を殺菌することが
できると共に、スケールが配管内に詰まることを防止す
ることができるという利点がある。

【００８０】さらに、従来のように薬液を注入すること
により微生物の繁殖を抑制する場合には、絶えずブロー
・ダウンを行って新しい水（かなりの水量が必要とな
る）を加え、用水の汚れの進行と薬液等の濃縮とを抑え
なけばならなかったが、この実施例のものによると、用
水に一定の電気伝導度を維持せしめれば殺菌・浄化が行
われるので、殆どブロー・ダウンをする必要がないとい
う利点がある。従って、新しい水の補給も非常に少なく
て済むのである。

【００８１】

【表１】

【００８２】

【表２】

【００８３】

【表３】

【００８４】

【表４】

【００８５】

【表５】

【００８６】

【表６】

【００８７】

【表７】

【００８８】

【表８】

【００８９】この発明の用水の浄化方法及び浄化装置
は、次のようなものにも好適に適用することができる。１．公園、遊園地、緑地、催事場、ショッピング・セン
ター、地下商店街、公共・商業地域などの装飾用噴水や
循環式水路などの用水の浄化。２．スポーツ施設や浴場で循環使用される浴槽の温用水
に、空気を吹き込むための循環式濁流浴の用水の浄化。３．病院、紡績や織物工場、美術館、百貨店などの野菜
売り場等の乾燥を嫌う雰囲気を加湿するための加湿器
（パン型加湿器、通風蒸発式加湿など）のタンク内の用
水の浄化。この用水は、濃縮されて汚くなり易く、微生
物や病原菌が増殖し易いのである。

【００９０】

【発明の効果】この発明は上述のような構成であり、次
の効果を有する。

【００９１】元の系に戻した用水が含有する活性酸素の
酸化分解作用によって用水自体及び用水の系を好適に浄
化することができるので、従来よりも簡易に用水や用水
の系を浄化できる方法及び装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１での水槽の浄化を説明する
ためのシステム・フロー図。

【図２】図１の電気分解装置を説明するための概略斜視
図。

【図３】この発明の実施例２、３での水槽の浄化を説明
するためのシステム・フロー図。

【図４】この発明の実施例４での鯉の飼育水槽の浄化を
説明するためのシステム・フロー図。

【図５】この発明の実施例５での冷却用の用水の浄化を
説明するためのシステム・フロー図。

【図６】図５のシステム・フロー図を更に詳しく説明す
る図。

【符号の説明】

２電気分解装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】用水の系から取り出した用水の一部に、
活性酸素の酸化分解作用を及ぼして、再び元の系に戻す
ようにしたことを特徴とする用水の浄化方法。
【請求項２】用水の系から取り出した一部の用水中に
活性酸素を生成せしめるように電気分解し、活性酸素の
酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すよう
にした請求項１記載の用水の浄化方法。
【請求項３】用水の系から取り出した一部の用水に、
電気分解により活性酸素を生成せしめた水を混合し、活
性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に
戻すようにした請求項１記載の用水の浄化方法。
【請求項４】塩化ナトリウムの共存下で電気分解する
ことにより、次亜塩素酸と活性酸素とを生成せしめるよ
うにした請求項２又は３記載の用水の浄化方法。
【請求項５】臭化ナトリウムの共存下で電気分解する
ことにより、次亜臭素酸と活性酸素とを生成せしめるよ
うにした請求項２又は３記載の用水の浄化方法。
【請求項６】電気分解で生成した次亜塩素酸又は次亜
臭素酸を触媒によって分解することにより、次亜塩素酸
又は次亜臭素酸を所定の濃度以下に低減させる一方、活
性酸素を生成せしめるようにした請求項４又は５記載の
用水の浄化方法。
【請求項７】用水の系から取り出した一部の用水中に
活性酸素を生成せしめるように電気分解する電気分解装
置を具備し、この電気分解装置により生成せしめられた
活性酸素の酸化分解作用が及ぼされた用水を、再び元の
系に戻すようにしたことを特徴とする用水の浄化装置。
【請求項８】電気分解により活性酸素を生成せしめた
水を供給する電気分解装置を具備し、この電気分解装置
によって供給される活性酸素を含有する水を、用水の系
から取り出した一部の用水中に混合し、活性酸素の酸化
分解作用が及ぼされた用水を再び元の系に戻すようにし
たことを具備することを特徴とする用水の浄化装置。