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JPH0568975A - 電解式浄水器 - Google Patents

電解式浄水器

Info

Publication number
JPH0568975A
JPH0568975A JP3265491A JP26549191A JPH0568975A JP H0568975 A JPH0568975 A JP H0568975A JP 3265491 A JP3265491 A JP 3265491A JP 26549191 A JP26549191 A JP 26549191A JP H0568975 A JPH0568975 A JP H0568975A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
ion
exchange resin
chamber
electrolytic cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3265491A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Ikebe
勉 池辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eagle Industry Co Ltd
Original Assignee
Eagle Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eagle Industry Co Ltd filed Critical Eagle Industry Co Ltd
Priority to JP3265491A priority Critical patent/JPH0568975A/ja
Publication of JPH0568975A publication Critical patent/JPH0568975A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/4618Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 pH変化に対して緩衝作用を有する水中の緩
衝物イオンをイオン交換樹脂により除去して電解効率を
向上させ、かつイオン交換樹脂の効力を容易に再生でき
るようにする。 【構成】 電解槽10への入水路20A,20Bに設け
たイオン交換樹脂30,40と、出水路70,80に設
けた貯留槽71,81と、貯留槽71,81内のイオン
水Wa,Wbを電解槽10を経由してイオン交換樹脂3
0,40へ還流させるイオン水還流手段90,100を
含み、イオン交換によって水中の緩衝性イオンを除去し
た水を電気分解し、効力の低下したイオン交換樹脂3
0,40を、イオン水Wa,Wbを還流させることによ
って再生可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、健康用、医療用として
有用な酸性イオン水及びアルカリイオン水を得る電解式
浄水器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、水を電気分解することによっ
てそのpHを変化させ、すなわち陽極側で水を酸化して
酸性イオン水を生成し、陰極側で水を還元してアルカリ
イオン水を生成する電解式浄水器が周知である。しかし
ながら、たとえば酸性イオン水を得る場合、電気分解し
ようとする水に炭酸イオンや炭酸水素イオンが存在して
いると、従来の電解式浄水器では電解効率が低下する問
題がある。
【0003】すなわち、炭酸 H2CO3は、水溶液中では未
電離の分子と解離によって生じたイオンが次の解離(電
離)平衡状態にある。 H2CO3 ⇔ 2H++ CO3 2- ・・・・ また、このときの平衡定数(電離定数)Kは、 K=[H+]2[CO3 2-]/[H2CO3] ・・・ である。
【0004】この溶液に、完全に解離する炭酸水素ナト
リウムを添加すると、炭酸水素ナトリウムNaHCO3は、 NaHCO3→ Na++H++ CO3 2- ・・・ のように解離するので、CO3 2- イオンの濃度[CO3 2-] が
上昇し、上記式の平衡が左辺に傾いてH2CO3 の濃度[H
2CO3] も上昇し、平衡定数Kは一定値となって解離が抑
制される。このため[H2CO3] は初期の炭酸濃度C1 と等
しく、[CO3 2-] は添加した炭酸水素ナトリウムNaHCO3
濃度C2 と等しくなることから、水素イオン濃度[H+]2
は、 [H+]2 =K・C1 /C2 ・・・・ となる。すなわち、水溶液中に共通イオン(上記の場合
は CO3 2-)が存在している場合には、水素イオンH+の濃
度は、初期に解離平衡状態にあった塩と添加した塩の濃
度の比となる。そしてこのような水溶液に少量の酸(水
素イオンH+)を添加しても、このH+イオンは水溶液中に
大量に存在する CO3 2-と化合するので水溶液のpHは変
わらない。また、アルカリ(水酸化物イオンOH- )を添
加すると、このOH- イオンはH+イオンと化合するが、 H
2CO3が解離してH+を放出するため、結局pHは変わらな
い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の定
電流法もしくは定電圧法による電解式浄水器では、水中
に炭酸イオンや炭酸水素イオンが存在すると、上記のよ
うな緩衝作用によって陽極電解反応によるpHの変化が
抑制され、水中のFe3+、Al3+あるいは有機酸等の陽イオ
ンの存在も同様に、陰極電解反応によるpH変化に対す
る緩衝作用を有するため、電解効率が低いものであっ
た。しかも水中の炭酸イオンや炭酸水素イオン等の濃度
は取水場所(地域)によって異なるため、同一電流値で
同一pHの電解水を得ることが困難であった。また、こ
のような緩衝性イオンはイオン交換樹脂を用いて除去す
ることができるが、イオン交換樹脂はその効力が経時的
に衰えるという問題があった。
【0006】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、pH変化に対し
て緩衝作用を有する水中の緩衝物イオンをイオン交換樹
脂により除去して電解効率を向上させ、かつイオン交換
樹脂の効力を容易に再生できるようになすことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第一請求項に係る電解式浄水器は、水を電
気分解して陽極側の酸性イオン水及び陰極側のアルカリ
イオン水を生成する電解槽と、電解槽の陽極室への入水
路に設けた陽イオン交換樹脂と、前記陽極室から延びる
出水路に設けた貯留槽と、この貯留槽内の酸性イオン水
を陽極室を経由して前記陽イオン交換樹脂へ還流させる
酸性イオン水還流手段を含む構成としたものである。ま
た、本発明の第二請求項に係る電解式浄水器は、上記第
一請求項と同様の原理を陰極側に適用したもので、すな
わち、電解槽の陰極室への入水路に設けた陰イオン交換
樹脂と、前記陰極室から延びる出水路に設けた貯留槽
と、この貯留槽内のアルカリイオン水を陰極室を経由し
て前記陰イオン交換樹脂へ還流させるアルカリイオン水
還流手段を含む構成としたものである。
【0008】
【作用】本発明の構成によると、入水路から電解槽の陽
極室へ供給される水は、その陽イオン分が陽イオン交換
樹脂のH+イオンと交換される。このH+イオンは、水中の
炭酸水素イオン等、pH変化に緩衝作用を有する陰イオ
ンと化合し、これを中和してpH変化に対する緩衝作用
のない塩を生成する。同様に、入水路から電解槽の陰極
室へ供給される水は、その陰イオン分が陰イオン交換樹
脂のOH- イオンと交換される。この OH-イオンは、水中
のFe3+イオン等、pH変化に緩衝作用を有する陽イオン
と化合し、これを中和してpH変化に対する緩衝作用の
ない塩を生成する。このためpH変化の阻害となるイオ
ン物質の濃度を低下させることができる。電解槽で生成
された酸性イオン水及びアルカリイオン水は、陽極室側
及び陰極室側のそれぞれの出水路に設けた貯留槽に一旦
貯えられ、これらの貯留槽から選択的に取水される。
【0009】陽イオン交換樹脂は上記のH+イオン交換反
応を続けることによって、また陰イオン交換樹脂は、上
記のOH- イオン交換反応を続けることによって、それぞ
れイオン交換の効力が経時的に低下する。しかし本発明
の構成によると、たとえば取水が終了した時などに酸性
イオン水還流手段あるいはアルカリイオン水還流手段を
駆動させることによって、陽極室側の貯留槽に貯えられ
た酸性イオン水を陽極室を経由してさらに陽極電解しつ
つ陽イオン交換樹脂に還流させ、あるいは陰極室側の貯
留槽に貯えられたアルカリイオン水を陰極室を経由して
さらに陰極電解しつつ陰イオン交換樹脂に還流させれ
ば、それぞれ上記イオン交換の逆反応がなされるので、
陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂の効力を容易に
再生することができる。
【0010】
【実施例】次に、本発明の電解式浄水器を、図1に示す
一実施例を参照しながら説明すると、10は内部を隔膜
11によって陽極室10Aと陰極室10Bに分割された
電解槽である。陽極室10A内には陽極板12が設けら
れ、陰極室10B内には陰極板13が設けられ、この陽
極板12と陰極板13は整流器(直流電源)14を介し
て接続されている。隔膜11には、 0.1〜0.5 μm程度
の無数の微細孔を有する多孔質の膜が用いられ、また、
陽極板12及び陰極板13は、ステンレス鋼、チタン、
白金、フェライト、カーボン等が用いられる。
【0011】20は電解槽10への入水路で、バルブ2
1を有し、陽極室10Aに接続される陽極室側入水路2
0Aと陰極室10Bに接続される陰極室側入水路20B
に分岐している。陽極室側入水路20AにはH+型の陽イ
オン交換樹脂30が設けられ、陰極室側入水路20Bに
は OH-型の陰イオン交換樹脂40の充填部が設けられて
いる。さらに、陽極室側入水路20A及び陰極室側入水
路20Bからは、それぞれ陽イオン交換樹脂30の充填
部及び陰イオン交換樹脂40の充填部の手前で排水路5
0,60が分岐して延びており、これら排水路50,6
0にはそれぞれバルブ51,61が設けられている。
【0012】70は陽極室10Aから延びる酸性イオン
水の出水路、80は陰極室10Bから延びるアルカリイ
オン水の出水路である。酸性イオン水の出水路70には
貯留槽71と取水口側のバルブ72が設けられており、
同様に、アルカリイオン水の出水路80には貯留槽81
と取水口側のバルブ82が設けられている。また、酸性
イオン水の貯留槽71と陽極室10Aの間には、出水路
70とは別の還流水路91があり、この還流水路91に
は、バルブ92と、貯留槽71から陽極室10Aへ送水
するポンプ93が設けられ、これらが酸性イオン水還流
手段90を構成している。同様に、アルカリイオン水の
貯留槽81と陰極室10Bの間には、出水路80とは別
の還流水路101があり、この還流水路101には、バ
ルブ102と、貯留槽81から陰極室10Bへ送水する
ポンプ103が設けられ、これらがアルカリイオン水還
流手段100を構成している。
【0013】以上の構成において、図示しない給水源か
らの未処理水Wは、入水路20のバルブ21を開弁し、
排水路50,60のバルブ51,61を閉弁することに
よって、入水路20から20A,20Bに分流して電解
槽10の陽極室10A及び陰極室10Bにそれぞれ供給
される。このとき、直流電源である整流器14をONす
ると、陽極室10Aでは陽極板12によって水が酸化さ
れ、すなわち+電解によって、次の反応が起こる。 H2O →2H++2e-+1/2O2・・・・・・・・・・・・・・・・・・ また、陰極室10Bでは陰極板13によって水が還元さ
れ、すなわち−電解によって、次の反応が起こる。 H2O +e-→OH- +1/2H2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
【0014】この反応によって陽極室10A内に生成さ
れた水素イオンH+及び陰極室10B内に生成された水酸
化物イオンOH- は、極性の強い水分子と会合するので、
隔膜11を通過しにくい大きさとなってそれぞれ陽極室
10A及び陰極室10Bに留められ、水分子がこの隔膜
11を自由に通過することによって、継続的に電気分解
を可能にしている。このため、陽極室10A内では水素
イオンH+の濃度が高くなり、pHが低下し、酸性イオン
水Waが生成される一方、陰極室10B内では水酸化物
イオンOH- の濃度が高くなり、pHが上昇し、アリカリ
イオン水Wbが生成される。
【0015】陽極室10Aで生成された酸性イオン水W
aは、貯留槽71に一旦ストックされ、また陰極室10
Bで生成されたアルカリイオン水Wbは、貯留槽81に
一旦ストックされ、バルブ72,82の開閉操作によっ
て出水路70または80から選択的に取水される。
【0016】ここで、陽極室側入水路20Aを経由する
未処理水Wは、陽極室10Aに流入する前に陽イオン交
換樹脂30を通過することによって、次のようなイオン
交換がなされる。 RH++M+ →RM+ +H+ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (RM+ はH+型イオン交換樹脂、M+ は水中の陽イオ
ン) このため、水W中に含まれる炭酸水素イオンは、上記
によるH+イオンとの次の反応によって中和される。 H++HCO3 - →H2CO3 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ したがって、陽極室10Aで生成されたH+イオンと化合
してpH低下の阻害となる炭酸水素イオンが除去される
ので、上記の陽極電解反応を促進させることができ
る。
【0017】また、陰極室側入水路20Bを経由する未
処理水Wは、陰極室10Bに流入する前に陰イオン交換
樹脂40を通過することによって、次のようなイオン交
換がなされる。 ROH- +A- →RA- +OH- ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ (ROH- は OH-型イオン交換樹脂、A-は水中の陰イオ
ン) このため、水W中に含まれるたとえばFe3+イオンは、上
記による OH-イオンとの次の反応によって中和され
る。 3OH- +Fe3+→Fe(OH-)3・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ したがって、陰極室10Bで生成された OH-イオンと化
合してpH上昇の阻害となるこのようなFe3+,Al3+,有
機酸等の陽イオン分が除去されるので、上記の陰極電
解反応を促進させることができる。
【0018】陽イオン交換樹脂30及び陰イオン交換樹
脂40は、上記あるいはの処理を続けることによっ
て、イオン交換の効力が経時的に低下するので、その効
力を再生させる必要がある。そこで、たとえば取水が終
了した時点で、入水路20のバルブ21と出水路70,
80のバルブ72,82を閉弁し、排水路50,60の
バルブ51,61と酸性イオン水還流手段90及びアル
カリイオン水還流手段100のバルブ92,102を開
弁し、ポンプ93,103を駆動させ、かつ整流器14
をONにする。これによって、貯留槽71に貯えられた
酸性イオン水Waが陽極室10Aでさらに陽極電解さ
れ、十分に酸性となって陽イオン交換樹脂30に還流
し、また、貯留槽81に貯えられたアルカリイオン水W
bが陰極室10Bでさらに陰極電解され、十分にアルカ
リ性となって陰イオン交換樹脂40に還流するので、そ
れぞれ上記及びの逆反応が起こり、これによっ
てイオン交換樹脂30,40が再生される。
【0019】図2は上記電解式浄水器を用いてイオン交
換した水を電解した場合と、従来の電解式浄水器を用い
てイオン交換しない水を電気分解した場合の陽極室内の
pHの変化を示す実験値である。この結果、イオン交換
後の水を電気分解する本発明の浄水器の方が、各電流値
においてpHの低下が顕著であり、酸性イオン水として
の有効性が高まることが確認された。
【0020】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものではない。たとえば、給水源からの水W中の炭酸イ
オンや炭酸水素イオンの濃度を低下させるには、水中へ
の酸の投入、たとえば乳酸等の添加も有効であり、曝気
による方法も有効であるため、入水路20に酸の添加装
置や曝気装置を設けても良い。また、上記実施例による
と、貯留槽71,81から還流させてイオン交換樹脂3
0,40の再生に使用された水は排水路50,60から
排出されるが、この水は図示しない貯留手段で一時スト
ックし、入水路20からの未処理水Wとともに電解槽1
0へ供給して再使用するようにしても良い。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電解式浄水器によると、イオン交換によって水中の緩
衝物イオンを中和させた水を電気分解する構成としたた
め、電解によるpHの変化を顕著にして電解効率を向上
させることができる。また、上記緩衝物イオンの濃度を
一定値まで低下させることができるので、水質の異なる
条件でも、同一電流値で同一pHのイオン水を得ること
ができる。また、効力の衰えたイオン交換樹脂は、貯留
槽にストックしたイオン水を還流してさらに電気分解
し、このイオン水でイオン交換逆反応させることによっ
て、容易に再生することができるといった優れた効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概略構成を示す説明図であ
る。
【図2】脱炭酸処理水と脱炭酸処理しない水を電解した
場合の陽極室内のpHの変化を示すグラフである。
【符号の説明】
10 電解槽 10A 陽極室 10B 陰極室 20,20A,20B 入水路 30 陽イオン交換樹脂 40 陰イオン交換樹脂 50,60 排水路 70,80 出水路 71,81 貯留槽 90 酸性イオン水還流手段 100 アルカリイオン水還流手段 W 未処理水 Wa 酸性イオン水 Wb アルカリイオン水

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水を電気分解して陽極側の酸性イオン水
    及び陰極側のアルカリイオン水を生成する電解槽と、電
    解槽の陽極室への入水路に設けた陽イオン交換樹脂と、
    前記陽極室から延びる出水路に設けた貯留槽と、この貯
    留槽内の酸性イオン水を陽極室を経由して前記陽イオン
    交換樹脂へ還流させる酸性イオン水還流手段を含むこと
    を特徴とする電解式浄水器。
  2. 【請求項2】 水を電気分解して陽極側の酸性イオン水
    及び陰極側のアルカリイオン水を生成する電解槽と、電
    解槽の陰極室への入水路に設けた陰イオン交換樹脂と、
    前記陰極室から延びる出水路に設けた貯留槽と、この貯
    留槽内のアルカリイオン水を陰極室を経由して前記陰イ
    オン交換樹脂へ還流させるアルカリイオン水還流手段を
    含むことを特徴とする電解式浄水器。
JP3265491A 1991-09-18 1991-09-18 電解式浄水器 Withdrawn JPH0568975A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0910769A (ja) * 1995-06-27 1997-01-14 Tookemi:Kk 電解イオン水の製造方法
JP5061266B1 (ja) * 2012-06-26 2012-10-31 日科ミクロン株式会社 オゾン水生成装置
CN111630003A (zh) * 2018-11-27 2020-09-04 韩商爱乐卡美迪有限公司 包括堆叠的电解器和流动切换装置并且入口与出口分开的水离子发生器

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CN111630003B (zh) * 2018-11-27 2022-04-05 韩商爱乐卡美迪有限公司 包括堆叠的电解器和流动切换装置并且入口与出口分开的水离子发生器

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19981203