專利名稱：含氯離子的流水的電解裝置及電解方法
專利說(shuō)明含氯離子的流水的電解裝置及電解方法 本發(fā)明涉及自來(lái)水、工業(yè)用水、井水等含微量氯離子的流水的電解裝置及電解方法。在公共的凈水處理場(chǎng)，將有殺菌力的次氯酸鈉添加到來(lái)自水源的未經(jīng)處理的水(原水)中，將原水進(jìn)行殺菌。由于次氯酸鈉不穩(wěn)定，因此當(dāng)自來(lái)水輸送到家庭和辦公樓時(shí)，自來(lái)水中的次氯酸鈉大部分已經(jīng)被分解成氯離子。所以供給家庭和辦公樓等的自來(lái)水的殺菌力是弱的。這種殺菌力弱的自來(lái)水不能用于家庭和辦公樓內(nèi)廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、衛(wèi)生間等的殺菌。
在自動(dòng)售貨機(jī)中將原料與水混合，自動(dòng)制作清涼飲料水等而出售時(shí)，采用的是將貯存到機(jī)內(nèi)貯水槽中的自來(lái)水，用產(chǎn)生氯氣的電極將該貯存水進(jìn)行電解，使之產(chǎn)生氯氣、生成有殺菌力的次氯酸，從而對(duì)上述貯存水進(jìn)行殺菌的衛(wèi)生保持系統(tǒng)(SANYO TECHNICAL REVIEWVOL.21.No.1 FEB.1989)。
在特開(kāi)平4-330986號(hào)中公開(kāi)了將食鹽水供給有陽(yáng)極和陰極的電解槽中，在兩個(gè)電極上外加直流電壓制造具有殺菌力的含游離氯的水，將含有該游離氯的水混合到自來(lái)水中的殺菌方法。
上述衛(wèi)生保持系統(tǒng)是對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)貯存水進(jìn)行殺菌的系統(tǒng)。從而，不能把上述衛(wèi)生保持系統(tǒng)直接用于家庭和辦公樓內(nèi)廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、衛(wèi)生間等的殺菌。
在特開(kāi)平4-330986號(hào)公開(kāi)的殺菌方法中，需要食鹽水的準(zhǔn)備、將食鹽水供給食鹽水容器以及對(duì)食鹽水容器進(jìn)行維修、保養(yǎng)等，因此，在上述殺菌方法中，為了實(shí)施該殺菌方法，需要裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)和維修等，這是很費(fèi)事的。如果有一種裝置，可以不通過(guò)添加食鹽水等而直接將自來(lái)水、工業(yè)用水、井水等含微量氯離子水的流水直接電解使之產(chǎn)生次氯酸的話，就能夠容易的將家庭和辦公樓內(nèi)廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、大(小)便器等進(jìn)行殺菌而且裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)和維修并不費(fèi)事。
因此，本發(fā)明的目的在于提供對(duì)自來(lái)水、工業(yè)用水、井水等含微量氯離子水的流動(dòng)水能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地進(jìn)行電解的電解裝置和電解方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解的裝置，其特征在于，該裝置備有由至少一對(duì)電極、電極間形成的通路以及連接通路的液體流入口和液體流出口組成的電解槽和在電極間外加電壓的電源裝置。
本發(fā)明通過(guò)利用備有由至少一對(duì)電極、電極間形成的通路和連接通路的液體流入口和液體流出口組成的電解槽和在電極間外加電壓的電源裝置的電解裝置，對(duì)自來(lái)水、工業(yè)用水、井水等含微量氯離子的流水進(jìn)行電解，生成有強(qiáng)殺菌力的溶液，可容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭和辦公樓內(nèi)廚房的排水口、菜板等的廚房用品、浴室、便器等的殺菌，而且裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)和維修并不費(fèi)事。
自來(lái)水、工業(yè)用水、井水等含有微量的氯離子。例如自來(lái)水中含有3～40mg/1的氯離子。如果將自來(lái)水、工業(yè)用水、井水等其中含有微量氯離子的流水進(jìn)行電解、在陽(yáng)極就會(huì)產(chǎn)生氯氣、通過(guò)將該氯氣溶解在流水中就可生成次氯酸、次氯酸離子等的游離氯。含有游離氯的流水具有殺菌力。
如圖23所示，含游離氯約1mg/1以上濃度的流水，對(duì)廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、便器等可具有足夠的殺菌、防污染能力。圖23中的數(shù)據(jù)，是在含有規(guī)定濃度的游離氯的水溶液中，放入2×106CFU大腸菌(Escherichir coli W3110株)，經(jīng)20秒鐘之后，放入硫代硫酸鈉除去游離氯，通過(guò)測(cè)定菌的殘存數(shù)而得到的。從圖23可以看到，隨著水溶液中游離氯濃度的提高、大腸菌數(shù)減少，在1mg/1以上的游離氯濃度下，大腸菌約全部被殺滅。
在使用本發(fā)明的電解裝置時(shí)，通過(guò)提高氯氣在陽(yáng)極的生成效率或是提高所產(chǎn)生的氯氣在流水中的溶解度，可以生成濃度大于1mg/l的含游離氯的流水。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述一對(duì)電極之間的距離超過(guò)0.2mm。
通過(guò)使1對(duì)電極間的距離超過(guò)0.2mm，提高氯發(fā)生效率(在電極間流過(guò)的電量中用以產(chǎn)生游離氯所消耗的有效電量所占的比例)，增大發(fā)生游離氯濃度(氯氣溶解在流水中生成的游離氯濃度)，可形成有足夠殺菌力的流水。如果一對(duì)電極之間的距離超過(guò)0.4mm，則發(fā)生游離氯濃度可維持穩(wěn)定而且濃度更大。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述電極中至少陽(yáng)極是用于產(chǎn)生氯氣的電極(氯發(fā)生用電極)。
在陽(yáng)極雖然生成氯氣和氧氣，但是通過(guò)將電極中至少是陽(yáng)極制成氯發(fā)生用電極，可以達(dá)到提高氯發(fā)生效率、增大發(fā)生游離氯濃度，生成有足夠殺菌力的流水。通過(guò)提高氯發(fā)生效率，可使電極小型化進(jìn)而使電解槽小型化。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述電極都是氯發(fā)生用電極。
通過(guò)轉(zhuǎn)換電極的極性，可防止流水中含有的鈣離子和鎂離子與碳酸根離子反應(yīng)而在電極上形成水垢，于是可防止氯發(fā)生效率下降的情況發(fā)生。通過(guò)將電極全部作成氯發(fā)生用電極，利用電極的極性轉(zhuǎn)換，可使氯發(fā)生效率不變，長(zhǎng)期維持高的氯發(fā)生效率和高的發(fā)生游離氯濃度，因而能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成有足夠殺菌力的流水。由于氯發(fā)生效率的提高，使得電極進(jìn)而電解槽的小型化成為可能。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述氯發(fā)生用電極由發(fā)生氯的催化劑的實(shí)體材料構(gòu)成。
由于氯發(fā)生用電極是由發(fā)生氯的催化劑的實(shí)體材料構(gòu)成，因此提高了氯發(fā)生效率，增大了發(fā)生游離氯濃度，可生成有足夠殺菌力的流水。由于氯發(fā)生效率的提高，電極進(jìn)而電解槽的小型化也成為可能。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述氯發(fā)生用電極是用導(dǎo)電性的發(fā)生氯的催化劑層將導(dǎo)電性材料板的表面被覆而構(gòu)成的。被覆可以是被覆導(dǎo)電性材料板的全部或是一部分。
通過(guò)用導(dǎo)電性的發(fā)生氯的催化劑層被覆導(dǎo)電性材料板的表面而構(gòu)成氯發(fā)生用電極，提高了氯發(fā)生效率，增大了發(fā)生游離氯濃度，可生成有足夠殺菌力的流水。由于提高了氯發(fā)生效率，電極進(jìn)而電解槽的小型化也成為可能。通過(guò)使用比發(fā)生氯的催化劑更為廉價(jià)的材料作為導(dǎo)電性材料能夠降低電解裝置的制造成本。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述發(fā)生氯的催化劑至少含有銥。
發(fā)生氯的催化劑由于至少含有銥，提高了氯發(fā)生效率、增大了發(fā)生游離氯濃度、可生成有足夠殺菌力的流水。由于提高了氯發(fā)生效率，電極進(jìn)而電解槽的小型化也成為可能。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述發(fā)生氯的催化劑，至少含有鉑和銥。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述發(fā)生氯的催化劑含有鉑和銥，相對(duì)于鉑的含量與銥的含量之和，鉑的比例用摩爾比表示為70％以上。
由于發(fā)生氯的催化劑至少含有鉑和銥，外加電壓時(shí)引起的氧化銥等發(fā)生氯的催化劑的脫落，由于鉑的混入而被抑制、高的氯發(fā)生效率、高的發(fā)生游離氯濃度能夠長(zhǎng)期地被維持、有足夠殺菌力的流水能長(zhǎng)期穩(wěn)定地被生成。尤其是相對(duì)于鉑的含量與銥的含量之和，鉑的比例如在70％以上(以摩爾比表示)，最好是在80％以上時(shí)，則電極的壽命可顯著地提高。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述發(fā)生氯的催化劑含有鉑、銥和鉭，相對(duì)于鉑、銥和鉭的重量之和，鉭的比例為30重量％以下。
發(fā)生氯的催化劑由于含有鉑、銥、鉭，與含有鉑和銥的情況相比，一方面提高了在初期的氯發(fā)生效率，另一方面促進(jìn)了發(fā)生氯的催化劑的脫落。由于相對(duì)于鉑、銥和鉭的重量之和鉭的比例在30重量％以下，發(fā)生氯氣的催化劑的脫落可被抑制，可長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成有足夠殺菌力的流水。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述發(fā)生氯的催化劑層的厚度為0.1μm以上。
由于發(fā)生氯的催化劑層厚度在0.1μm以上、最好是在0.2μm以上，發(fā)生氯的催化劑量就足夠了，這時(shí)發(fā)生游離氯濃度為1mg/1以上的流水可被生成。發(fā)生游離氯濃度為1mg/1以上的流水對(duì)廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、便器等的殺菌、防污染具有足夠的殺菌能力。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述發(fā)生氯的催化劑層的厚度是0.5μm以上。
通過(guò)將發(fā)生氯的催化劑層厚度制成0.5μm以上，可抑制非導(dǎo)體層的形成。如果由于發(fā)生氯氣的催化劑脫落，發(fā)生氯氣的催化劑層變薄，則到達(dá)導(dǎo)電性材料板與發(fā)生氯的催化劑層的界面的水量將增加，導(dǎo)電性材料板的表面被氧化。結(jié)果，在導(dǎo)電性材料板與發(fā)生氯的催化劑層之間非導(dǎo)體層被形成。因此，通過(guò)將發(fā)生氯的催化劑層加厚，因發(fā)生氯的催化劑脫落而引起的導(dǎo)電性材料板與發(fā)生氯的催化劑層之間非導(dǎo)體層的形成被抑制。結(jié)果，對(duì)于廚房的排水口、菜板等的廚房用品、浴室、便器等的殺菌、防污染具有足夠殺菌能力的流水可長(zhǎng)期持續(xù)地被生成。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述導(dǎo)電性材料是抗氧化能力大的材料。
通過(guò)選用抗氧化能力大的材料作為導(dǎo)電性材料，在導(dǎo)電性材料板與發(fā)生氯的催化劑層之間的非導(dǎo)體層的形成可被抑制。結(jié)果，具有足夠殺菌能力的流水可長(zhǎng)期持續(xù)地被生成。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述導(dǎo)電性材料是鈦。
通過(guò)采用抗氧化能力大的鈦?zhàn)鳛閷?dǎo)電性材料，在導(dǎo)電性材料板與發(fā)生氯的催化劑層之間的非導(dǎo)體層的形成可被抑制。結(jié)果，具有足夠殺菌能力的流水，可長(zhǎng)期持續(xù)地生成。鈦具有分量輕而且機(jī)械強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，在上述一對(duì)電極之間的一部分中設(shè)置(定位)隔片。
通過(guò)在一對(duì)電極間的一部分中設(shè)置隔片，一對(duì)電極間的距離可以保持一定。結(jié)果使電極上的電壓分布均勻，發(fā)生氯的催化劑的不均勻脫落和水垢的不均勻附著受到抑制，具有足夠殺菌能力的流水可長(zhǎng)期持續(xù)地生成。而且，維持電極間的適當(dāng)距離可以防止氯發(fā)生效率的下降。還可防止由于電極間的短路而引起電解裝置發(fā)生故障。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述隔片被插入一對(duì)電極之間。
通過(guò)將隔片插入一對(duì)電極之間，能夠方便地完成隔片和電極的組裝。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述隔片從一對(duì)電極的外側(cè)嵌入該對(duì)電極側(cè)端部間的間隙中。
通過(guò)將隔片從一對(duì)電極的外側(cè)嵌入該對(duì)電極側(cè)端部間的間隙中，能方便地組裝成電極間距離微小的電解槽。而且，電極間通路內(nèi)的隔片體積減小，可抑制由隔片引起的水流紊亂和渦流的產(chǎn)生，可抑制水流中沉淀的形成。結(jié)果可防止因沉淀所需電力的供給、防止在該沉淀內(nèi)水中含有的鈣離子和鎂離子與碳酸根離子反應(yīng)而在電極上形成水垢情況的發(fā)生，從而使得有足夠殺菌能力的流水可長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述隔片，至少是表面，由表面能小的材料形成。
通過(guò)將隔片，至少是表面，用表面能小的材料形成，可防止因水垢在隔板上附著而使通路變窄的情況發(fā)生。由此，可防止下述情況的發(fā)生即可防止在局部形成流速低的區(qū)域、防止在該區(qū)域需要供給更多量的電力、防止在該區(qū)域內(nèi)的水中含有的鈣離子和鎂離子與碳酸報(bào)離子等反應(yīng)而在電極上形成水垢的情況發(fā)生。從而有足夠殺菌能力的流水可長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成。
水的表面能是70erg/cm2、聚四氟乙烯的表面能是30erg/cm2。由于兩者的表面能之差，在聚四氟乙烯表面上水垢難以附著。從而，與水的表面能之差在40erg/cm2以上的材料可有效地防止水垢的附著。
作為表面能小于30erg/cm2的材料的例子，可舉出如下聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、三氟乙烯、三氟氯乙烯、四氟硅烷、硅氧烷氟化物等。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，沿上述電解槽的液體流入口排列液體的流入方向、在電極間形成通路的延續(xù)方向和從液體流出口出來(lái)的液體流出方向。
通過(guò)沿電解槽的液體流入口排列液體的流入方向，在電極間形成通路的延續(xù)方向和從液體流出口出來(lái)的液體流出方向，可抑制流水中渦流的發(fā)生并抑制流水中沉淀的形成。由此可以防止沉淀部分所需的多量電力的供應(yīng)，防止在該沉淀內(nèi)的水中含有的鈣離子和鎂離子與碳酸根離子等反應(yīng)在電極上形成水垢的情況發(fā)生。從而有足夠殺菌力的流水能長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成。進(jìn)而，由于在通路上流動(dòng)的流水一直流向排列在該通路上的液體流出口，因而在電極上生成的氫氣、氧氣的氣泡容易從電極表面上解吸?？煞乐挂驓馀轀舳鸬穆劝l(fā)生效率的下降。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，將上述電解槽在電極間形成通路的液體流入口一側(cè)的端部設(shè)置在比液體流出口一側(cè)端部的更下方。
通過(guò)將電極間形成通路的液體流入口一側(cè)的端部設(shè)置在比液體流出口一側(cè)的端部的更下方，可使在電極生成的氫氣、氧氣氣泡、因浮力和水流的作用，從電極間的通路迅速被排出。由此可防止由氣泡滯留而引起的氯發(fā)生效率的下降。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述電解槽電極在接近于電極間形成通路的液體流入口側(cè)的端部部分和在接近于在電極間形成通路的液體流出口側(cè)的端部部分，用絕緣材料被覆。
通過(guò)將電極在接近于電極間形成通路的液體流入口側(cè)的端部部分和在接近于電極間形成通路的液體流出口側(cè)的端部部分用絕緣材料被覆，可防止在電極間形成的通路的液體流入口側(cè)的端部以及液體流出口側(cè)的端部的電流集中。因而可防止在電極間形成通路的液體流入口側(cè)的端部和液體流出口側(cè)的端部，在流水中包含的鈣離子和鎂離子與碳酸根離子等反應(yīng)，在電極上形成水垢的情況發(fā)生。結(jié)果具有足夠殺菌力的流水能長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，在上述電解槽的電極間形成通路的液體流出口側(cè)的端部的橫截面積是液體流入口側(cè)的端部的橫截面積的1.01倍以上。
通過(guò)將在電極間形成通路的液體流出口側(cè)的端部的橫截面積做成液體流入口側(cè)的端的橫截面積的1.01倍以上，可防止伴隨著由于在電極上氫氣、氧氣氣泡發(fā)生而造成的流水體積增加而引起的流水的流速下降的情況發(fā)生。因而可防止對(duì)流速降低了的流水供應(yīng)多量的電力、防止流水中含有的鈣離子和鎂離子與碳酸根離子等反應(yīng)在電極上形成水垢的情況發(fā)生。所以有足夠殺菌力的流水可長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述電源裝置是可以進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換的直流電源裝置。
通過(guò)將電源裝置制作成可進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換的直流電源裝置，使抑制水垢向電極的附著成為可能。因此，具有足夠殺菌力的流水可長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述電解槽是無(wú)隔膜型的電解槽。
通過(guò)將電解槽作成無(wú)隔膜型的電解槽，電極間距離變窄，能夠降低電解電壓而且能簡(jiǎn)化電解槽的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明提供對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解的方法，其特征在于在上述一種含氯離子的流水的電解裝置的電極間，以小于1100A/m2的電流密度流過(guò)直流電流。
通過(guò)在含氯離子的流水的電解裝置中的電極間，以小于1100A/m2的電流密度流過(guò)直流電流，將含氯離子的流水進(jìn)行電解，可抑制發(fā)生氯的催化劑從電極脫落，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成具有足夠殺菌力的流水。
本發(fā)明提供了對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解的方法，其特征是在一種含氯離子的流水的電解裝置的電極間，以大于300A/m2的電流密度流過(guò)直流電流。
通過(guò)在含氯離子的流水的電解裝置中的電極間，以大于300A/m2的電流密度流過(guò)直流電流，對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解，能夠生成游離氯濃度大于1mg/l的，對(duì)廚房的排水口、菜板等廚房用品、浴室、便器等的殺菌，防污染具有足夠殺菌力的流水。
本發(fā)明提供對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解的方法，其特征是在一種含氯離子的流水的電解裝置的電極間，以400A/m2至600A/m2的電流密度流過(guò)直流電流。
通過(guò)在含氯離子的流水的電解裝置中的電極間，以400A/m2至600A/m2的電流密度流過(guò)直流電流，對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解，可提高氯發(fā)生效率。
本發(fā)明提供對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解的方法，其特征是使用一種含氯離子的流水的電解裝置，在停止電解之后，繼續(xù)維持流水直至經(jīng)過(guò)所規(guī)定的時(shí)間。
使用含氯離子的流水的電解裝置，在停止電解后，繼續(xù)維持流水直至經(jīng)過(guò)所規(guī)定的時(shí)間，可回避由于電解含氯離子的流水而電解電解槽內(nèi)的滯留水的情況發(fā)生。其結(jié)果可防止水垢向陰極的附著，可長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成有足夠殺菌力的流水。
本發(fā)明提供用于含氯離子流水的電解方法，其特征是使用一種含氯離子的流水的電解裝置，在進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換的同時(shí)進(jìn)行電解。
通過(guò)使用含氯離子流水的電解裝置，一邊進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換，一邊對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解，由此可以抑制水垢向陰極的附著。由此，可長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成有足夠殺菌力的流水。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，上述電極的極性轉(zhuǎn)換次數(shù)為每進(jìn)行一小時(shí)電解，電極極性轉(zhuǎn)換12次以下。
通過(guò)將電極極性的轉(zhuǎn)換次數(shù)控制為每進(jìn)行一小時(shí)電解、電極極性轉(zhuǎn)換12次以下，可抑制發(fā)生氯的催化劑從電極上脫落，由此可長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成有足夠殺菌力的流水。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，電解次數(shù)每達(dá)10次以上，進(jìn)行上述電極的極性轉(zhuǎn)換。
通過(guò)電解次數(shù)每達(dá)10次以上，進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換，可抑制發(fā)生氯的催化劑從電極脫落。由此，可長(zhǎng)期穩(wěn)定地生成有足夠殺菌力的流水。
本發(fā)明提供對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解的方法，其特征是使用一種合氯離子的流水的電解裝置，把從液體流入口流入電解槽的流水加熱到高于室溫、低于50℃的溫度之后進(jìn)行電解。
通過(guò)使用對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解的裝置，把從液體流入口流入電解槽的含氯離子的流水加熱到高于室溫，低于50℃的溫度之后進(jìn)行電解，可以提高氯氣在流水中的溶解度，進(jìn)而可提高游離氯的發(fā)生效率。由此，可生成有足夠殺菌力的流水。還有，在室溫至50℃以下的溫度范圍，氯氣在陽(yáng)極的生成效率沒(méi)有變化。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，對(duì)自來(lái)水進(jìn)行電解。
通過(guò)使用對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解的裝置，將自來(lái)水的流水進(jìn)行電解，由于自來(lái)水中吸附氯離子或是與氯離子反應(yīng)的有機(jī)成分少，因此，可以將在自來(lái)水的流水中含有的氯離子高效率地轉(zhuǎn)變成氯氣。結(jié)果可生成有足夠殺菌力的流水。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，對(duì)工業(yè)用水進(jìn)行電解。
在本發(fā)明的理想狀態(tài)中，對(duì)井水進(jìn)行電解。
通過(guò)使用對(duì)含氯離子的流水進(jìn)行電解的裝置，將工業(yè)用水和井水的流水進(jìn)行電解，可生成有足夠殺菌力的含有游離氯和氯化胺的流水。

圖1是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例電解裝置的圖解構(gòu)成圖。
圖2是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例電解裝置所配備的氯發(fā)生電極的斷面圖。
圖3是說(shuō)明氯發(fā)生電極劣化機(jī)制的氯發(fā)生用電極的斷面圖。
圖4是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例電解裝置所配備的電解槽的斷面圖。
圖5是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例電解裝置所配備的電解槽的斷面圖。
圖6(a)是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例電解裝置所配備的電解槽的平面圖，圖6(b)是圖6(a)的b-b向視圖。
圖7(a)是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例電解裝置所配備的電解槽的平面圖，圖7(b)是圖7(a)的b-b向視圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例有關(guān)的，為了實(shí)施自來(lái)水的流水的電解所需的實(shí)驗(yàn)裝置的器具構(gòu)成圖。
圖9是圖8的電解裝置的分解斜視圖。
圖10是表示氯發(fā)生效率與電流密度的關(guān)系圖。
圖11是表示發(fā)生游離氯濃度、氯發(fā)生效率與電極板間距離的關(guān)系圖。
圖12是表示發(fā)生游離氯濃度與電流密度的關(guān)系圖。
圖13是表示原則上不進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換的情況下發(fā)生游離氯濃度隨時(shí)間的變化圖。
圖14是表示原則上不進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換的情況下氯發(fā)生效率隨時(shí)間的變化圖。
圖15是表示進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換情況下，發(fā)生游離氯濃度隨時(shí)間的變化圖。
圖16是表示進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換情況下，氯發(fā)生效率隨時(shí)間的變化圖。
圖17是表示電極中的發(fā)生氯的催化劑組成不同的情況下發(fā)生游離氯濃度隨時(shí)間的變化圖。
圖18是表示發(fā)生氯的催化劑的層厚度與發(fā)生游離氯濃度的關(guān)系圖。
圖19是表示電流密度不同的情況下，發(fā)生氯的催化劑層厚度的減少值隨時(shí)間的變化圖。
圖20是表示電極極性的轉(zhuǎn)換頻度不同的情況下，發(fā)生氯的催化劑層厚度的減少值隨時(shí)間的變化圖。
圖21是表示發(fā)生氯的催化劑組成不同的情況下，電極間電壓隨時(shí)間的變化圖。
圖22是表示發(fā)生氯的催化劑組成不同的情況下，發(fā)生氯的催化劑層厚度隨時(shí)間的變化圖。
圖23是表示次氯酸濃度與殺菌力的關(guān)系圖。以下用實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。
圖1是有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例電解裝置的圖解構(gòu)成圖。有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例的電解裝置100，裝配帶有液體流入口1和液體流出口2的無(wú)隔膜型的電解槽3，在電解槽3內(nèi)互相隔開(kāi)一定間隔在中間形成通路5的電極板4.4和為在電極板4.4之間外加直流電壓的直流電源裝置6。
由水源供給的含氯離子的流水，通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥7，從液體流入口1進(jìn)入電解槽3，通過(guò)在電極板4.4間形成的通路5。含氯離子的流水，通過(guò)通路5時(shí)被電解形成含游離氯等殺菌力強(qiáng)的液體。含氯離子的流水被電解生成的有強(qiáng)殺菌力的液體，從液體流出口2向電解槽3外流出，供給殺菌對(duì)象用于對(duì)該對(duì)象殺菌。
以下說(shuō)明含有氯離子的流水的電解反應(yīng)。
含氯離子的流水在通過(guò)電極板4.4之間的通路5時(shí)，在陰極發(fā)生由化學(xué)式①所示的生成氫的反應(yīng)，在陽(yáng)極發(fā)生由化學(xué)式②所示的生成氯的反應(yīng)，以及由化學(xué)式③所示的氧氣生成反應(yīng)。由生成氯的反應(yīng)而生成的氯氣(Cl2)溶于水生成次氯酸(HClO)、次氯酸離子(ClO-)等殺菌力強(qiáng)的游離氯等。
……………①……………………②……………③當(dāng)上述電解裝置長(zhǎng)期使用時(shí)，阻礙次氯酸，次氯酸離子生成的主要因素，可舉出的有電極中促進(jìn)氯生成反應(yīng)的成分向流水中的脫落，由于電極的氧化而非導(dǎo)體化，由于絕緣性水垢在電極表面的附著而引起電極的非導(dǎo)體化。由絕緣性水垢在電極表面的附著而導(dǎo)致電極的非導(dǎo)體化，是由于起初在電極表面的局部有水垢附著，在該局部周邊電流增大，又因電流增大而使水垢成長(zhǎng)，逐漸地將非導(dǎo)體部分?jǐn)U展到電極全部而引起。由上述主要因素，阻礙了氯氣的生成進(jìn)而阻礙次氯酸、次氯酸離子的生成。
在用上述電解裝置對(duì)流水進(jìn)行電解的過(guò)程中，氯生成反應(yīng)較氧生成反應(yīng)越占優(yōu)勢(shì)，游離氯的生成效率越高。
為了使氯生成反應(yīng)比氧生成反應(yīng)更占優(yōu)勢(shì)，希望在陽(yáng)極使用氯發(fā)生用電極。所謂氯發(fā)生用電極是能夠引起氯生成反應(yīng)的電極。作為氯發(fā)生用電極的例子可舉出如下鐵素體等鐵系電極、鈀系電極、釕系電極、銥系電極、鉑系電極、釕-錫系電極、鈀-鉑系電極、銥-鉑系電極、釕-鉑系電極、銥-鉑-鉭系電極。
氯發(fā)生用電極的構(gòu)成，可以是產(chǎn)生氯的催化劑(能夠引起氯生成的催化劑)的純實(shí)體材料，或者如圖2所示，也可以是在導(dǎo)電性材料的板10的表面上被覆發(fā)生氯的催化劑層11。
作為發(fā)生氯的催化劑實(shí)例可列舉如下含有銥、鉑、鈀、釕、銠、鋨、鐵、鈷、鎳等元素的金屬，氧化物等化合物。
發(fā)生氯的催化劑，希望其難以向流水中脫落，發(fā)生氯的催化劑如果向流水中脫落，則會(huì)阻礙由氯發(fā)生用電極引起的氯生成反應(yīng)。
導(dǎo)電性材料，只要是良導(dǎo)體就可以。作為導(dǎo)電性材料的實(shí)例可列舉如下鈦、鐵素體、銀、鉑、金、銅。
導(dǎo)電性材料，希望其具有強(qiáng)的抗氧化能力。所謂抗氧化能力，意味著難以被流水中含有的氧化作用成分氧化的性質(zhì)，或是即使被氧化也難以形成絕緣體層的性質(zhì)。如果導(dǎo)電性材料的抗氧化能力小，則如圖3所示，在導(dǎo)電性材料板10與發(fā)生氯的催化劑層11之間，將形成由導(dǎo)電性材料的氧化物構(gòu)成的絕緣體層12。如果絕緣體層12超過(guò)一定的厚度，則氯發(fā)生用電極被非導(dǎo)體化，妨礙電極板間的電導(dǎo)通，氯發(fā)生用電極生成氯的作用受到阻礙。鈦是抗氧化能力大的導(dǎo)電性材料。鈦在高溫高壓水中，直到400℃也不被氧化。
流水的電解，希望是在絕緣性水垢在電極表面上難以附著的狀態(tài)下進(jìn)行。如果絕緣性水垢附著在電極表面上，則電極被非導(dǎo)體化，電極板間電的導(dǎo)通被妨礙，氯發(fā)生用電極生成氯的作用受到阻礙。
水垢在電極上的附著，被認(rèn)為是由于在流水中含有的鈣離子、鎂離子等陽(yáng)離子被拉向陰極，與流水中含有的碳酸根離子反應(yīng)生成碳酸鈣、碳酸鎂等，這些生成物附著在電極表面上而引起的。本發(fā)明的發(fā)明人，通過(guò)用X射線衍射法分析，從水垢附著的電極上檢出了結(jié)晶性碳酸鈣。
在圖1的電解槽3中，電極板4.4隔開(kāi)一定的間隔設(shè)置。為了將電極板4.4隔開(kāi)一定的間隔設(shè)置，希望在電極板4.4之間設(shè)置(定位)隔片。如圖4所示，在平行于電極板4.4之間的通路5的延續(xù)方向設(shè)置一對(duì)隔片9，該一對(duì)隔片9可以插入到電極板4.4之間，或是如圖5所示，也可以將在平行于電極板4.4之間的通路5的連續(xù)方向設(shè)置的一對(duì)隔片9，從電極板4.4的外側(cè)嵌入到電極板4.4的測(cè)端部間的間隙中。在電極板4.4的面積大的情況下，為了在電極板4.4之間維持一定的間隔，希望在電極板4.4之間設(shè)置3個(gè)以上的隔片9。
為了防止電極間的短路，隔片9由絕緣性材料形成。另外，為了防止水垢的附著，希望隔片9，至少是其表面用表面能小的材料形成。所謂表面能小的材料，意味著表面能小于30erg/cm2的材料。作為表面能小的材料的實(shí)例，例如含四氟(化)基的樹(shù)脂、聚四氟乙烯是特別適宜的材料。
電解槽3的結(jié)構(gòu)只要具有圖1所示的基本構(gòu)成即可。無(wú)隔膜型的電解槽3是所希望的。電解槽3是無(wú)隔膜型時(shí)，可使電極間距離變窄，電解電壓降低，而且可使電解槽3的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易化。
電解槽3結(jié)構(gòu)的具體例子在圖6、圖7中示出。
在圖6的例子中，流向液體流入口1的液體流入方向和液體流出口2的液體流出方向與在電極板4.4間形成的通路的延續(xù)方向垂直。電極板4.4連接在可進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換的直流電源裝置6上。
在圖7的例子中，流向液體流入口1的液體流入方向和由液體流出口2的液體流出方向排列在電極板4.4間形成的通路5的延續(xù)方向上。電極板4.4與可進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換的直流電源的裝置6連接。
在圖1的電解裝置100中，供給的含氯離子的流水是自來(lái)水的情況，通過(guò)電解自來(lái)水生成的氯氣大致全部溶于自來(lái)水中，形成次氯酸、次氯酸離子等游離氯。結(jié)果，從電解裝置100流出含游離氯的殺菌力強(qiáng)的溶液。
在圖1的電解裝置100中，供給的含氯離子的流水是工業(yè)用水或井水的情況，通過(guò)電解工業(yè)用水或井水生成的氯氣中的一部分往往與工業(yè)用水或井水中存在的胺系化合物反應(yīng)，生成氯胺、二氯胺、三氯胺等氯化胺。這些氯化胺也具有殺菌力。結(jié)果，從電解裝置100中，流出含有游離氯和氯化胺的強(qiáng)殺菌力的溶液。
從電解裝置100流出的有強(qiáng)殺菌力的溶液，供給與水接觸的器具等殺菌對(duì)象，對(duì)殺菌對(duì)象殺菌。作為水接觸的器具的例子舉出如下水槽、炊具系統(tǒng)、水槽和炊具系統(tǒng)的組成部件污水槽、擋渣板、廚桌、菜板、食器等廚房用品，洗面臺(tái)、洗面器、洗面臺(tái)和洗面器的組成部件，洗滌盆、擋渣板、閥栓金屬零件等，牙刷盒、小物品放置架等盥洗間用品、大便器、便座、局部洗凈器、便蓋、小便器等衛(wèi)生間用品、浴室、單元池、蒸氣浴、浴室內(nèi)外配置的浴槽、清洗場(chǎng)、熱水供應(yīng)器、閥栓器具、淋浴器、肥皂放置處、澡盆蓋、鏡等浴室用品、洗衣機(jī)、洗衣機(jī)板面、洗衣池等洗滌用品。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究電解裝置100各部件的適宜值和電解裝置100的適宜運(yùn)轉(zhuǎn)條件。
(實(shí)驗(yàn)1)研究電極板間距離和電流密度對(duì)發(fā)生游離氯濃度和氯發(fā)生效率的影響。
<1>實(shí)驗(yàn)條件將電極板間距離和電流密度作種種改變，進(jìn)行自來(lái)水的電解實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)生游離氯濃度和氯發(fā)生效率。
如圖8所示，通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥21和流量計(jì)22將自來(lái)水引入電解裝置100。用流量調(diào)節(jié)閥21調(diào)節(jié)流量，用流量計(jì)22測(cè)定流量。在電解裝置100的電解槽3內(nèi)，按規(guī)定的間隔設(shè)置多個(gè)電極板4，將流過(guò)電極板4中通路的自來(lái)水，從電解槽3排出貯存在燒杯23中，將電解裝置100帶有整流電路的直流電源裝置6連接在AC100伏的家庭用電源上，將電解槽3內(nèi)設(shè)置的電極板4連接在直流電源裝置6上。用電壓計(jì)24測(cè)量外加在電極板4之間的電壓，用電流計(jì)25測(cè)量在電極板4之間流動(dòng)的電流。
如圖9所示，電解槽3由一端封閉的長(zhǎng)方形斷面的筒狀構(gòu)件3a和簡(jiǎn)狀體3a敞開(kāi)端液體密封的封閉蓋構(gòu)件3b構(gòu)成。向設(shè)置在電解槽3下部的液體流入口1的液體流入方向和從設(shè)置在電解槽3上部的液體流出口2的液體的流出方向與在電極板4之間形成的通路5的延續(xù)方向垂直。
電極板4是長(zhǎng)×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長(zhǎng)方形板。
電極板間的距離為0.19mm、0.43mm和0.86mm三種。
當(dāng)電極板間距離為0.19mm和0.43mm時(shí)，如圖9所示，在電解槽3內(nèi)配置了三個(gè)電極板4。將各電極板4的接線柱4 a向電解槽3的外部引出，將兩端的電極板4作為陽(yáng)極，使用銥被覆鈦電極，中間的電極板4作為陰極，使用鉑電極。在電極板4之間插入與電極板間距離相等厚度的隔片9確保所要求的電極板之間的距離。除去與隔片9相接部分的面積，實(shí)際上的電極面積為0.60dm2/極。
在電極板間距離為0.86mm的情況下，在電解槽3內(nèi)設(shè)置2個(gè)電極板4。一方的電極板4作陽(yáng)極，使用銥被覆鈦電極，另一方的電極板4作陰極，使用鉑電極。在電極板4之間插入與電極板間距離相等厚度的隔片9，確保所要求的電極板之間的距離。除去與隔片9相接部分的面積，實(shí)際上的電極面積為0.60dm2/極。
將自來(lái)水從液體流入口1引入電解槽3內(nèi)，在電極板間距離為0.19mm和0.43mm的情況，由三個(gè)電極板4形成的二個(gè)電極板間通路5，以0.24dm3/分的流量通過(guò)每對(duì)電極板間的通路，在電極板間距離為0.86mm的情況，由二個(gè)電極板4形成的一個(gè)電極板間通路5，以0.26dm3/分的流量通過(guò)電極板間的通路，然后從液體流出口2向電解槽3外排出。
改變電極板間的外加電壓，使電極板間的電流密度在167A/m2～1333A/m2的范圍分?jǐn)?shù)個(gè)階段連續(xù)變化，對(duì)每個(gè)電極板間距離和電流密度的組合，在流水狀態(tài)進(jìn)行2分鐘電解，在流水停止?fàn)顟B(tài)停止電解1分鐘，這樣重復(fù)10次操作，每次在電解開(kāi)始1分鐘后向電解槽3外部排放自來(lái)水，取樣0.01dm3，用DPD法測(cè)定排出水中的游離氯濃度，求出10次的平均值。用DPD法測(cè)定電解前的自來(lái)水中的游離氯濃度，從經(jīng)過(guò)電解實(shí)驗(yàn)得到的排出水中的游離氯濃度扣除電解前的自來(lái)水中的游離氯濃度，得出通過(guò)電解產(chǎn)生的游離氯濃度，即求出了發(fā)生游離氯濃度。
實(shí)驗(yàn)條件在表1中給出。
<2>實(shí)驗(yàn)結(jié)果表1中給出了對(duì)應(yīng)每種電極板間距離和電流密度的組合，得到的排出水中的游離氯濃度的平均值和發(fā)生游離氯濃度。
根據(jù)數(shù)式①求出了氯發(fā)生效率(電流效率)η。氯發(fā)生效率η在表1中給出
η＝(Cfcl×Q×96500)/(35.5×I×103×60)(％)……①式中Cfcl發(fā)生游離氯濃度(1mg/l)Q流量 (1/min)I電流 (A)圖10中給出了氯發(fā)生效率η與電流密度和電極板間距離的關(guān)系。
從圖10可知，電極板間距離為0.43mm時(shí)的氯發(fā)生效率和電極板間距離為0.86mm時(shí)的氯發(fā)生效率，在電流密度在400～600A/m2范圍時(shí)可達(dá)到最大。
圖11中給出了在電流密度是500A/m2時(shí)，發(fā)生游離氯濃度與電極板間距離的關(guān)系，以及氯發(fā)生效率與電極板間距離的關(guān)系。
從圖11可知，如果電極板間距離超過(guò)0.2mm則發(fā)生游離氯濃度可達(dá)到約1mg/l以上。約1mg/l以上的發(fā)生游離氯濃度，對(duì)廚房的排水口、菜板、便器、浴槽等的殺菌，防污染是足夠了。
從圖11可知，當(dāng)電極板間距離為0.4mm以上時(shí)，發(fā)生游離氯濃度和氯發(fā)生效率都達(dá)到了一定的高度值。
圖12中給出了，當(dāng)電極板間距離為0.43mm、0.86mm時(shí)，發(fā)生游離氯濃度和電流密度的關(guān)系。
從圖12可知，如電流密度達(dá)到300A/m2以上，則發(fā)生游離氯濃度可達(dá)到約1mg/l以上。如前所述，約1mg/l以上的發(fā)生游離氯濃度，對(duì)廚房的排水口、菜板、便器、浴槽等殺菌，防污是足夠了。
(實(shí)驗(yàn)2)研究電極極性轉(zhuǎn)換和停止電解的時(shí)限給予發(fā)生游離氯濃度及氯發(fā)生效率隨時(shí)間變化的影響。
<1>實(shí)驗(yàn)條件對(duì)于原則上不進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換和進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換的情況，進(jìn)行自來(lái)水的流水的電解實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)生的游離氯濃度和氯發(fā)生效率隨時(shí)間的變化。
使用與實(shí)驗(yàn)1同樣的如圖8、圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置。但是，直流電源裝置6為12V的轉(zhuǎn)換電源裝置。
電極板4是長(zhǎng)×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長(zhǎng)方形板。
將三個(gè)電極板4配置在電解槽3內(nèi)。電極板間距離為0.43mm，把與電極板間距離相同厚度的隔片9插入到電極板4之間，以確保所要求的電極板間距離?？鄢c隔片g連接部分的面積實(shí)際上的電極面積為0.60dm2/極。
在原則上不進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換的情況，兩端的電極板4使用銥被覆鈦電極，中間的電極板4使用鉑電極。在進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換的情況，三個(gè)電極板4都使用銥被覆鈦電極。
將自來(lái)水從液體流入口1引入電解槽3中，由三個(gè)電極板4形成的二個(gè)電極板間的通路5，以0.25dm3/分的流量通過(guò)每個(gè)電極間的通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
將在流水狀態(tài)進(jìn)行2分鐘電解，在流水停止?fàn)顟B(tài)停止一分鐘電解的操作重復(fù)進(jìn)行。
在原則上不進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換的情況，兩端的電極板4作陽(yáng)極、中間的電極板4作陰極。在電解時(shí)間進(jìn)行到25.3小時(shí)的時(shí)候進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換即將兩端的電極板4作為陰極，中間的電極板4作為陽(yáng)極，在電解時(shí)間進(jìn)行到37.3小時(shí)的時(shí)候再次進(jìn)行將兩端的電極板4作陽(yáng)極，中間的電極板4作陰極的電極極性轉(zhuǎn)換。與流水開(kāi)始的同時(shí)將直流電源裝置6置于ON(即接通的位置)在電極板4之間外加12V的電壓，與流水停止的同時(shí)將直流電源裝置6置于OFF(斷開(kāi))解除在電極板4之間的外加電壓。
在進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換的情況，在兩端的電極板4作陽(yáng)極中間電極板4作陰極的極性組合與兩端的電極板4作陰極中間的電極板4作陽(yáng)極的極性組合之間進(jìn)行各自每次的電解極性轉(zhuǎn)換。與流水開(kāi)始的同時(shí)將直流電源裝置6置于ON，在電極板4之間外加12V的電壓，在電解時(shí)間達(dá)到4個(gè)小時(shí)時(shí)，與流水停止的同時(shí)將直流電源裝置6置于OFF，解除在電極板4之間的外加電壓，在進(jìn)行電解的時(shí)間達(dá)到4個(gè)小時(shí)之后，在流水停止10秒前將直流電源裝置6置于OFF，解除電極板4之間的外加電壓。
在電解開(kāi)始1分鐘后，向電解槽3外部排放，用適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔對(duì)排出的自來(lái)水取樣0.01dm3，用DPD法測(cè)定排出水中的游離氯濃度。用DPD法測(cè)定電解前的自來(lái)水中的游離氯濃度，從經(jīng)過(guò)電解實(shí)驗(yàn)得到的排出水中的游離氯濃度扣除電解前自來(lái)水中的游離氯濃度，求出發(fā)生游離氯濃度。用數(shù)式①求出氯發(fā)生效率η。
<2>實(shí)驗(yàn)結(jié)果原則上不進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換情況的發(fā)生游離氯濃度隨時(shí)間的變化在圖13中示出，氯發(fā)生效率隨時(shí)間的變化在圖14中示出。
從圖13、圖14可知①發(fā)生游離氯濃度和氯發(fā)生效率在電解進(jìn)行時(shí)間超過(guò)約7小時(shí)時(shí)都急驟地下降，在電解進(jìn)行到約21個(gè)小時(shí)的時(shí)間點(diǎn)時(shí)，下降到約為電解開(kāi)始之后時(shí)值的1/5。
②通過(guò)在電解時(shí)間為25.3小時(shí)的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換和電解進(jìn)行到37.3小時(shí)的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換，雖然發(fā)生游離氯濃度分別增加約20％，但是維持換后的電極極性繼續(xù)進(jìn)行電解，發(fā)生游離氯濃度與極性轉(zhuǎn)換前以同樣的斜度隨著時(shí)間而下降。
通過(guò)電極的極性轉(zhuǎn)換發(fā)生游離氯濃度增大可認(rèn)為是由于在陰極上附著的水垢，通過(guò)電極極性轉(zhuǎn)換而被剝離的結(jié)果。因此，可以認(rèn)為電極的極性轉(zhuǎn)換對(duì)于發(fā)生游離氯濃度隨電解時(shí)間而下降進(jìn)而氯發(fā)生效率隨時(shí)間的下降的抑制作用是有效的。
在進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換情況的發(fā)生游離氯濃度隨時(shí)間的變化在圖15中示出，氯發(fā)生效率隨時(shí)間的變化在圖16中示出。
從圖15、圖16中可得知①發(fā)生游離氯濃度和氯發(fā)生效率在電解時(shí)間進(jìn)行達(dá)到4小時(shí)都急速地下降。
盡管進(jìn)行了電極極性的轉(zhuǎn)換，但是發(fā)生游離氯濃度、氯發(fā)生效率仍均隨著時(shí)間急速下降的事實(shí)被認(rèn)為是由于通過(guò)與流水停止的同時(shí)將直流電源裝置6置于OFF，由于直流電源裝置6本身備有的電容器的放電，流水停止后仍有滯留水的電解進(jìn)行，導(dǎo)致在陰極上附著了水垢而造成的。
②電解進(jìn)行到4小時(shí)之后，直到電解時(shí)間達(dá)205小時(shí)，發(fā)生游離氯濃度、氯發(fā)生效率都與電解開(kāi)始之后的值維持有大致相同程度。
降低了的發(fā)生游離氯濃度和氯發(fā)生效率，恢復(fù)到與電解開(kāi)始之后的值有大致相同程度的值，其后又繼續(xù)維持恢復(fù)值，這被認(rèn)為是由于通過(guò)在流水停止10秒前將直流電源裝置6置于OFF，滯留水被電解的情況被回避，進(jìn)而阻止水垢的附著，通過(guò)電極的極性轉(zhuǎn)換，可剝離在陰極上附著的水垢所導(dǎo)致的。
電解自來(lái)水的流水使之生成游離氯，含有游離氯的自來(lái)水流到廚房，對(duì)廚房的排水口、菜板等進(jìn)行消毒，消毒系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件按每12小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2分鐘，如果系統(tǒng)的耐用年數(shù)為10年則總共運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間約為240小時(shí)。從圖15、圖16可知，每次電解通過(guò)電極極性轉(zhuǎn)換而且在電解停止后停止流水，上述系統(tǒng)的耐久性對(duì)于實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)足夠了。
(實(shí)驗(yàn)3)研究有關(guān)發(fā)生氯用的催化劑的組成對(duì)于發(fā)生氯用的電極壽命的影響。
<1>實(shí)驗(yàn)條件在鈦基體表面形成含鉑和銥不含鉭的厚度約1μm的發(fā)生氯的催化劑層的電極A和在鈦基體表面上形成含鉑、銥、鉭(重量比為13∶55∶32)的厚度約1μm的發(fā)生氯的催化劑層的電極B，使用上述電極A和電極B進(jìn)行自來(lái)水流水的電解實(shí)驗(yàn)，用來(lái)研究發(fā)生氯的催化劑組成對(duì)電極壽命的影響。
使用與實(shí)驗(yàn)1同樣的，如圖8和圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置，但直流電源裝置6為12V的轉(zhuǎn)換電源裝置。
電極板4是長(zhǎng)×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長(zhǎng)方形板。
將三個(gè)電極板4配置在電解槽3內(nèi)。電極板間距離0.43mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，用來(lái)確保所要求的電極板間距離?？鄢c隔片9連接部分的面積，實(shí)際上的電極面積為0.60dm2/極。三個(gè)電極板4全部為電極A或電極B。
將自來(lái)水從液體流入口1引入電解槽3中，用三個(gè)電極板4形成的二個(gè)電極板間通路5、以0.25dm3/分的流量流過(guò)每個(gè)電極板間的通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
使用的電流密度為500A/m2。
在流水狀態(tài)進(jìn)行5分鐘電解，在流水停止?fàn)顟B(tài)停止1分鐘電解，將這種操作重復(fù)10次，每次電解停止都進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換。每次電解時(shí)都在電解開(kāi)始1分鐘后從電解槽3排出的自來(lái)水中取樣0.01dm3，用DPD法測(cè)定排出水中的游離氯濃度，求出10次的平均值，用DPD法測(cè)定電解前的自來(lái)水中的游離氯濃度，從經(jīng)過(guò)電解實(shí)驗(yàn)得到的排出水中的游離氯濃度中扣除電解前自來(lái)水中的游離氯濃度，求出發(fā)生游離氯濃度。
<2>實(shí)驗(yàn)結(jié)果在圖17中給出了發(fā)生游離氯濃度隨時(shí)間的變化。
從圖17可得知在使用電極B時(shí)，雖然在初期得到了高的發(fā)生游離氯濃度，但是在電解時(shí)間進(jìn)行到72小時(shí)之前，發(fā)生游離氯濃度急速的下降了；在使用電極A時(shí)，初期的發(fā)生游離氯濃度與使用電極B時(shí)相比雖然是低的，但是持續(xù)電解時(shí)直到1000小時(shí)發(fā)生游離氯濃度也沒(méi)有降低。因此，發(fā)生氯的催化劑為含有鉑和銥而不含鉭時(shí)，足夠長(zhǎng)的電極壽命被得到了，對(duì)于發(fā)生氯的催化劑為含有鉑、銥和鉭的情況，相對(duì)于鉑、銥和鉭的重量之和，鉭的比例在30重量％以下是所希望的。
(實(shí)驗(yàn)4)有關(guān)發(fā)生氯的催化劑的層厚度對(duì)于發(fā)生游離氯濃度影響的研究。
<1>實(shí)驗(yàn)條件使用在鈦基體表面上形成的含有鉑和銥不含鉭的發(fā)生氯的催化劑層制作的電極，將發(fā)生氯的催化劑層厚度作種種改變，進(jìn)行自來(lái)水流水的電解實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)生氯的催化劑層厚度對(duì)發(fā)生氯的催化劑的影響。
使用與實(shí)驗(yàn)1同樣的，如圖8、圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置。但是直流電源裝置6是使用12V的轉(zhuǎn)換電源裝置。
電極板4是長(zhǎng)×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長(zhǎng)方形板。
在電解槽3中配置了三個(gè)電極板4。電極板間距離為0.43mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，以確保所要求的電極板間距離?？鄢c隔片9連接部分的面積，實(shí)際的電極面積是0.60dm2/極。三個(gè)電極板4全部使用氯發(fā)生用電極。
將自來(lái)水從液體流入口1引入電解槽3中，由三個(gè)電極板4形成二個(gè)電極板間通路5、按0.25dm3/分的流量流經(jīng)每個(gè)電極板間的通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
電流密度為500A/m2。
在流水狀態(tài)進(jìn)行5分鐘電解，在流水停止?fàn)顟B(tài)停止1分鐘電解，反復(fù)這種操作10次，在每次電解停止時(shí)都轉(zhuǎn)換電極的極性。每次電解在電解開(kāi)始1分鐘后從電解槽3排出的自來(lái)水中取樣0.01dm3，用DPD法測(cè)定排出水中的游離氯濃度，求出10次的平均值，用DPD法測(cè)定電解前的自來(lái)水中的游離氯濃度，從經(jīng)過(guò)電解實(shí)驗(yàn)得到的排出水中的游離氯濃度扣除電解前自來(lái)水中的游離氯濃度，求出發(fā)生游離氯濃度。
<2>實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖18中給出了發(fā)生游離氯濃度與發(fā)生氯的催化劑層厚度之間的關(guān)系。
從圖18可知如果發(fā)生氯的催化劑層厚度達(dá)到0.1μm，則發(fā)生游離氯可達(dá)約1mg/l，如果發(fā)生氯的催化劑層厚度為0.2μm以上，則發(fā)生游離氯濃度可穩(wěn)定在1mg/l以上。如前所述，約1mg/l以上的發(fā)生游離氯濃度，對(duì)廚房的排水口、菜板、便器、浴槽等的殺菌、防污已完全可滿足要求了。
(實(shí)驗(yàn)5)有關(guān)電流密度對(duì)電極壽命的影響的研究。
<1>實(shí)驗(yàn)條件使用由在鈦基體表面上含鉑和銥不含鉭所形成的約1μm厚的發(fā)生氯的催化劑層制成的電極，進(jìn)行自來(lái)水流水的電解實(shí)驗(yàn)，研究電流密度對(duì)電極壽命的影響。
使用與實(shí)驗(yàn)1同樣的，如圖8、圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置。但是，直流電源裝置6為12V的轉(zhuǎn)換電源裝置。
電極板4是長(zhǎng)×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長(zhǎng)方形板。
在電解槽3中裝配三個(gè)電極板4。電極板間距離為0.43mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，以確保所要求的電極板間距離?？鄢c隔片9連接部分的面積，實(shí)際的電極面積為0.60dm2/極。三個(gè)電極板4全部使用氯發(fā)生用電極。
將自來(lái)水從液體流入口1引入電解槽3，由三個(gè)電極板4形成二個(gè)電極板間通路5、用0.25dm3/分的流量流經(jīng)每個(gè)電極板間的通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
電流密度為550A/m2、1100A/m2二種。
在流水狀態(tài)電解5分鐘，在流水停止?fàn)顟B(tài)停止電解1分鐘，反復(fù)進(jìn)行這樣操作，每次電解都轉(zhuǎn)換電極的極性。用適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔測(cè)定氯發(fā)生用電極的厚度。
<2>實(shí)驗(yàn)結(jié)果在圖19中給出了發(fā)生氯的催化劑層厚度的減少值隨時(shí)間的變化。
從圖19可知在電流密度為1100A/m2時(shí)，進(jìn)行電解時(shí)間達(dá)到1000小時(shí)，發(fā)生氯的催化劑厚度的減少值為1μm，相對(duì)于該值，在電流密度為550A/m2時(shí)，即使電解時(shí)間進(jìn)行達(dá)到1600小時(shí)，發(fā)生氯的催化劑層厚度的減少值也只是0.9μm以下。該結(jié)果表明如果電流密度在1100A/m2以下則可得到足夠長(zhǎng)的電極壽命。
(實(shí)驗(yàn)6)關(guān)于電極極性的轉(zhuǎn)換頻度對(duì)于電極壽命影響的研究。
<1>實(shí)驗(yàn)條件使用由在鈦基體表面上含鉑和銥不含鉭所形成的約1μm厚的發(fā)生氯的催化劑層制成的電極，進(jìn)行自來(lái)水流水的電解實(shí)驗(yàn)，研究電極的極性轉(zhuǎn)換頻度對(duì)電極壽命的影響。
使用與實(shí)驗(yàn)1同樣的，如圖8、圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置。但是，直流電源裝置6為12V的轉(zhuǎn)換電源裝置。
電極板4是長(zhǎng)×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長(zhǎng)方形板。
在電解槽3中裝配三個(gè)電極板4。電極板間距離為0.43mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，以確保所要求電極板間距離?？鄢c隔片9連接部分的面積，實(shí)際的電極面積為0.60dm2/極。三個(gè)電極板4全部使用氯發(fā)生用電極。
將自來(lái)水從液體流入口1引入電解槽3，由三個(gè)電極板4形成二個(gè)電極板間通路5、用0.25dm3/分的流量流經(jīng)每個(gè)電極板間的通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
在流水狀態(tài)電解5分鐘，在流水停止?fàn)顟B(tài)停止電解1分鐘，反復(fù)進(jìn)行這樣的操作，電極的極性轉(zhuǎn)換頻度分為每電解1次轉(zhuǎn)換和每電解10次轉(zhuǎn)換二種，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔測(cè)定氯發(fā)生用電極的厚度。
<2>實(shí)驗(yàn)結(jié)果在圖20中給出了發(fā)生氯的催化劑層厚度的減少值隨時(shí)間的變化。
從圖20可知每電解10次進(jìn)行1次電極極性轉(zhuǎn)換的情況下氯發(fā)生用電極厚度的減少值小。
因?yàn)橐淮蔚碾娊鈺r(shí)間是5分鐘，所以如果每電解一次就進(jìn)行電極極性轉(zhuǎn)換，則電解每進(jìn)行1小時(shí)需進(jìn)行12次電極的極性轉(zhuǎn)換。因此，可認(rèn)為如果考慮電極的壽命，則電極的極性轉(zhuǎn)換頻度至少應(yīng)是每電解1小時(shí)少于12次。
(實(shí)驗(yàn)7)關(guān)于電解槽3的構(gòu)造對(duì)發(fā)生游離氯濃度和氯發(fā)生效率影響的研究。
<1>實(shí)驗(yàn)條件用圖6所示的裝配有沿液體流入口1的液體流入方向和液體從流出口2的流出方向與電極板4.4間形成通路5的延續(xù)方向相互垂直的電解槽的電解裝置A，和圖7所示的，裝配有沿液體流入口1的液體流入方向，和液體從流出口2流出方向排列在電極4.4間形成通路5的連續(xù)方向上的電解槽的電解裝置B，進(jìn)行自來(lái)水流水的電解實(shí)驗(yàn)，研究電解槽3的構(gòu)造對(duì)發(fā)生游離氯濃度和氯發(fā)生效率的影響。
電解裝置A使用與實(shí)驗(yàn)1同樣的，圖8、圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置。但是直流電源裝置6是12伏的轉(zhuǎn)換電源裝置。
電解裝置B使用與實(shí)驗(yàn)1相同的、圖8、圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置。但是，將電解槽3的液體流入口1和液體流出口2設(shè)置在如圖9用點(diǎn)劃線所示的電解槽3的高度方向的中間部分上。而且直流電源裝置6為12伏的轉(zhuǎn)換電源裝置。
電極板4是長(zhǎng)×寬×板厚為70mm×50mm×0.5mm的長(zhǎng)方形板。
在電解槽3中設(shè)置二個(gè)電極板4。電極板間距離為0.43mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，以確保所要求的電極板間距離。扣除與隔片9連接部分的面積，實(shí)際的電極面積為0.60dm2/極。二個(gè)電極板4使用氯發(fā)生用電極。
將自來(lái)水從液體流入口1引入電解槽3中，由二個(gè)電極板4形成二個(gè)電極板間通路5、用0.25dm3/分的流量流經(jīng)每個(gè)電極板間通路，從液體流出口2排出電解槽3。
電流密度為500A/m2。
在流水狀態(tài)電解5分鐘，在流水停止?fàn)顟B(tài)停止電解1分鐘，這一操作重復(fù)10次，每次停止電解，都進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換。在每次電解中電解開(kāi)始1分鐘后從電解槽3排出的自來(lái)水取樣0.01dm3，用DPD法測(cè)定排出水中的游離氯濃度，求出10次的平均值。用DPD法測(cè)定電解前的自來(lái)水中的游離氯濃度，從通過(guò)電解實(shí)驗(yàn)得到的排出水中的游離氯濃度扣除電解前自來(lái)水中的游離氯濃度，求出發(fā)生游離氯濃度，氯發(fā)生效率η由式①求出。
<2>實(shí)驗(yàn)結(jié)果表2給出了發(fā)生游離氯濃度與電解槽3構(gòu)造的關(guān)系，氯發(fā)生效率與電解槽3構(gòu)造的關(guān)系。
從表2可知使用具有圖7所示電解槽的電解裝置B進(jìn)行電解，得到的發(fā)生游離氯濃度和氯發(fā)生效率的值都是高的。
(實(shí)驗(yàn)8)研究發(fā)生氯的催化劑組成對(duì)氯發(fā)生用電極的壽命的影響。
<1>實(shí)驗(yàn)條件用在鈦基體表面上形成含鉑和銥(摩爾比為70∶30)的約1μm厚的發(fā)生氯的催化劑層的電極C，和在鈦基體表面上形成含鉑和銥(摩爾比為80∶20)的約1μm厚的發(fā)生氯的催化劑層的電極D，進(jìn)行自來(lái)水流水的電解實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)生氯的催化劑的組成對(duì)電極壽命的影響。
使用與實(shí)驗(yàn)1相同，圖8、圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置。但是，直流電源裝置6是12伏的轉(zhuǎn)換電源裝置。
電極板4是長(zhǎng)×寬×板厚為40mm×40mm×0.5mm的長(zhǎng)方形板。
在電解槽3中設(shè)置二個(gè)電極板4。電極板間距離為0.5mm，在電極板4之間插入厚度等于電極板間距離的隔片9，以確保所要求的電極板間距離?？鄢c隔片9連接部分的面積，實(shí)際的電極面積為0.14dm2/極。二個(gè)電極板4使用氯發(fā)生用電極。
將自來(lái)水從液體流入口1引入電解槽3中，由二個(gè)電極板4形成二個(gè)電極板間通路5、以0.5dm3/分的流量流經(jīng)每個(gè)電極板間通路，然后從液體流出口2排出電解槽3。
電流密度為550A/m2。
在流水狀態(tài)電解5分鐘，在流水停止?fàn)顟B(tài)停止電解1分鐘，重復(fù)該操作10次，每次電解時(shí)轉(zhuǎn)換電極的極性。
通過(guò)研究電極間電壓隨時(shí)間的變化可測(cè)知電極的壽命。考慮到流入電解槽的自來(lái)水的電導(dǎo)率有某種程度的變動(dòng)，將用電壓計(jì)測(cè)定的電極間的電壓值校正為自來(lái)水的電導(dǎo)率ρ為ρ＝150μs/cm情況的值，求出該校正后的電極間電壓隨時(shí)間的變化。
電極如果開(kāi)始非導(dǎo)體化，電極間電壓就會(huì)急速地上升。因此，通過(guò)研究直到電極間電壓開(kāi)始急速上升時(shí)的已經(jīng)進(jìn)行電解的總時(shí)間，可測(cè)知電極的壽命。
<2>實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖21中給出了電極間電壓隨時(shí)間的變化。
從圖21可知，在使用電極C的情況，進(jìn)行電解的時(shí)間達(dá)到約1000小時(shí)的時(shí)候，電極間電壓開(kāi)始急速上升，在使用電極D的情況，進(jìn)行電解的時(shí)間達(dá)到約1400小時(shí)的時(shí)候，電極間電壓開(kāi)始急速上升。該結(jié)果表明，含鉑和銥的發(fā)生氯的催化劑電極的壽命是足夠長(zhǎng)的?？烧J(rèn)為由于鉑的混入，可抑制在電極間外加電壓時(shí)引起的氧化銥等發(fā)生氯的催化劑的脫落。而且由該結(jié)果可知，在發(fā)生氯的催化劑中相對(duì)于鉑的含量和銥的含量之和，鉑的比例，用摩爾比表示為70％以上，最好為80％以上時(shí)，可得到足夠長(zhǎng)的電極壽命。圖22給出了發(fā)生氯的催化測(cè)層厚度隨時(shí)間的變化。
由圖22，鉑的比例增加則電極的壽命延長(zhǎng)的理由，可舉出以下兩點(diǎn)①如果鉑的比例增加則電極非導(dǎo)體化的發(fā)生氯的催化劑層厚度變薄。
從圖22可知，鉑的比例(用摩爾比表示)是70％的電極C，在電極間電壓開(kāi)始急速上升的電解時(shí)間為1000小時(shí)的時(shí)候，發(fā)生氯的催化劑層厚度是0.4μm；鉑的比例(用摩爾比表示)是80％的電極D，在電極間電壓開(kāi)始急速上升的電解時(shí)間是1400小時(shí)的時(shí)候，發(fā)生氯的催化劑層厚度是0.2μm以下。
②發(fā)生氯的催化劑層厚度在一定程度的減少之后，鉑的比例大的催化劑層，引起發(fā)生氯的催化劑層脫落更為困難。
從圖22可知，對(duì)于鉑的比例(用摩爾比表示)為70％的電極C，發(fā)生氯的催化劑層厚度的減少速度大致是一定的，而鉑的比例(用摩爾比表示)為80％的電極D，在發(fā)生氯的催化劑層厚度減少到約0.3μm之后，發(fā)生氯的催化劑層厚度減的速度降低了。應(yīng)用本發(fā)明有關(guān)含氯離子的流水的電解裝置和電解方法，可容易的對(duì)家庭和辦公樓內(nèi)的廚房排水口、菜板等廚房用品、浴室、便器等進(jìn)行殺菌而且裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)和維修保養(yǎng)也很簡(jiǎn)易。
表1
<p>表權(quán)利要求
1.含氯離子流水的電解裝置，其特征在于該裝置設(shè)有含至少一對(duì)電極、電極間形成的通路、連通通路的液體流入口和液體流出口的電解槽和對(duì)電極間外加電壓的電源裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的含氯離子流水的電解裝置，其特征是其中一對(duì)電極間的距離大于0.2mm。
3.按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述電極中至少陽(yáng)極是氯發(fā)生用電極。
4.按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述電極全部是氯發(fā)生用電極。
5.按照權(quán)利要求3或4中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述氯發(fā)生用電極由發(fā)生氯的催化劑的實(shí)體材料構(gòu)成。
6.按照權(quán)利要求3或4中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述氯發(fā)生用電極是通過(guò)用導(dǎo)電性的發(fā)生氯的催化劑層被覆導(dǎo)電性材料板表面形成的。
7.按照權(quán)利要求5或6中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述發(fā)生氯的催化劑至少含有銥。
8.按照權(quán)利要求5或6中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述發(fā)生氯的催化劑至少含有鉑和銥。
9.按照權(quán)利要求5或6中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述發(fā)生氯的催化劑含有鉑和銥，相對(duì)于鉑含量和銥含量之和，鉑的比率以摩爾比表示為70％以上。
10.按照權(quán)利要求5或6中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述發(fā)生氯的催化劑，含有鉑、銥和鉭，相對(duì)于鉑、銥和鉭的重量之和，鉭的比率為30重量％以下。
11.按照權(quán)利要求6至10中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是上述發(fā)生氯的催化劑層厚度為0.1μm以上。
12.按照權(quán)利要求6至10中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述發(fā)生氯的催化劑層厚度為0.5μm以上。
13.按照權(quán)利要求6至12中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述導(dǎo)電性材料是抗氧化能力大的材料。
14.按照權(quán)利要求13中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述導(dǎo)電性材料為鈦。
15.按照權(quán)利要求1至14中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，在上述一對(duì)電極間的一部分中設(shè)置有隔片(Spacer)。
16.按照權(quán)利要求15中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述隔片被插入在一對(duì)電極之間。
17.按照權(quán)利要求15中記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述隔片從一對(duì)電極的外側(cè)，嵌入到該對(duì)電極側(cè)端部間的間隙中。
18.按照權(quán)利要求15至17中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述隔片至少表面是用表面能小的材料形成的。
19.按照權(quán)利要求1至18中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，沿上述電解槽的液體流入口的液體流入方向、電極間形成的通路的延續(xù)方向、從液體流出口出來(lái)的液體流出方向直線排列。
20.按照權(quán)利要求1到19中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述電解槽電極間形成的通路的液體流入口側(cè)的端部設(shè)置在比液體流出口側(cè)的端部的更下方。
21.按照權(quán)利要求1至20中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述電解槽電極在接近于電極間形成的通路的液體流入口側(cè)的端部部分和在接近于在電極間形成的通路的液體流出口側(cè)的端部部分用絕緣材料被覆。
22.按照權(quán)利要求1至21中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述電解槽電極間形成的通路的液體流出口側(cè)的端部的橫截面積是液體流入口側(cè)的端部的橫截面積的1.01倍以上。
23.按照權(quán)利要求1至22中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述電源裝置為可進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換的直流電源裝置。
24.按照權(quán)利要求1至23中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，其特征是，上述電解槽是無(wú)隔膜型的電解槽。
25.含氯離子的流水的電解方法，其特征是，在權(quán)利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置的電極間以低于1100A/m2的電流密度流過(guò)直流電流。
26.含氯離子的流水的電解方法，其特征是，在權(quán)利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置的電極間以300A/m2以上的電流密度流過(guò)直流電流。
27.含氯離子的流水的電解方法，其特征是，在權(quán)利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置的電極間以400A/m2～600A/m2的電流密度流過(guò)直流電流。
28.含氯離子的流水的電解方法，其特征是，使用權(quán)利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，在電解停止后，維持流水直至規(guī)定的時(shí)間。
29.含氯離子的流水的電解方法，其特征是，使用權(quán)利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，一邊進(jìn)行電極的極性轉(zhuǎn)換，一邊電解。
30.按照權(quán)利要求29記載的含氯離子流水的電解方法，其特征是電解時(shí)間每進(jìn)行1小時(shí)，上述電極的極性轉(zhuǎn)換次數(shù)少于12次。
31.按照權(quán)利要求29記載的含氯離子流水的電解方法，其特征是，上述電極的極性轉(zhuǎn)換，為每電解10次以上，進(jìn)行1次電極極性轉(zhuǎn)換。
32.含氯離子流水的電解方法，其特征是，使用權(quán)利要求1至24中之一記載的含氯離子流水的電解裝置，將從液體流入口流入電解槽的流水加熱到高到室溫但低于50℃的溫度之后進(jìn)行電解。
33.按照權(quán)利要求25至32中之一記載的含氯離子流水的電解方法，其特征是電解自來(lái)水。
34.按照權(quán)利要求25至32中之一記載的含氯離子流水的電解方法，其特征是電解工業(yè)用水。
35.按照權(quán)利要求25至32中之一記載的含氯離子流水的電解方法，其特征是電解井水。
全文摘要
一種用于含氯離子流水的電解裝置，該裝置包括電解槽和在電極間外加電壓的電源裝置；其中的電解槽中有至少一對(duì)電極、在電極間形成的通路、連通通路的液體流入口和液體流出口。
文檔編號(hào)C02F1/461GK1128980SQ95190499
公開(kāi)日1996年8月14日 申請(qǐng)日期1995年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月31日
發(fā)明者兼國(guó)伸彥, 莊野信浩, 清原正勝, 田端研二, 河野秀平, 早川信 申請(qǐng)人:東陶機(jī)器株式會(huì)社