(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023135201
(43)【公開日】2023-09-28
(54)【発明の名称】水処理装置および水処理方法
(51)【国際特許分類】
C02F 1/48 20230101AFI20230921BHJP
【ＦＩ】
C02F1/48 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022040290
(22)【出願日】2022-03-15
(71)【出願人】
【識別番号】596136316
【氏名又は名称】三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100152146
【弁理士】
【氏名又は名称】伏見 俊介
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】小寺 博也
(72)【発明者】
【氏名】山東 丈夫
(72)【発明者】
【氏名】蛯名 教介
【テーマコード（参考）】
4D061
【Ｆターム（参考）】
4D061DA02
4D061DA08
4D061DB05
4D061EB01
4D061EB04
4D061EB28
4D061ED20
4D061GC20
(57)【要約】
【課題】鉄イオンを含有する原水処理において、水酸化鉄の付着によるポンプや送水管の閉塞を簡便な方法で確実に防止できる水処理装置および水処理方法の提供。
【解決手段】鉄イオンを含有する原水を採水するポンプ２と、ポンプに２より採水される原水が流れる送水管３と、ポンプ２および送水管３に通電可能に接続される直流電源４と、ポンプ２および送水管３とは反対側の電位で直流電源４と通電可能に接続される導電性部材５と、を有する水処理装置１Ａ；ポンプ２および送水管３と、原水に浸漬された導電性部材５との間に直流電流を流すことを特徴とする、水処理方法。
【選択図】図１
【解決手段】鉄イオンを含有する原水を採水するポンプ２と、ポンプに２より採水される原水が流れる送水管３と、ポンプ２および送水管３に通電可能に接続される直流電源４と、ポンプ２および送水管３とは反対側の電位で直流電源４と通電可能に接続される導電性部材５と、を有する水処理装置１Ａ；ポンプ２および送水管３と、原水に浸漬された導電性部材５との間に直流電流を流すことを特徴とする、水処理方法。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄イオンを含有する原水を採水するポンプと、
前記ポンプにより採水される原水が流れる送水管と、
前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方に通電可能に接続される直流電源と、
前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方とは反対側の電位で前記直流電源と通電可能に接続される導電性部材と、
を有する、水処理装置。
前記ポンプにより採水される原水が流れる送水管と、
前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方に通電可能に接続される直流電源と、
前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方とは反対側の電位で前記直流電源と通電可能に接続される導電性部材と、
を有する、水処理装置。
【請求項2】
前記導電性部材の少なくとも一部が、前記原水と接触する、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項3】
前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方に流れる電流値を、下記（１）または（２）に制御する制御装置をさらに有する、請求項１または２に記載の水処理装置。
（１）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が負電位である場合は、－０．５５ｍＡ以上－０．０７ｍＡ以下。
（２）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が正電位である場合は、０．６０ｍＡ以上１．００ｍＡ未満。
（１）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が負電位である場合は、－０．５５ｍＡ以上－０．０７ｍＡ以下。
（２）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が正電位である場合は、０．６０ｍＡ以上１．００ｍＡ未満。
【請求項4】
前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方の少なくとも一部の材質の抵抗率が、１００００Ω・ｍ以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項5】
前記導電性部材の少なくとも一部の材質の抵抗率が、１００００Ω・ｍ以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項6】
前記原水が地下水である、請求項１～５のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項7】
ポンプによって採水した原水が流れる送水管から供給される処理対象水を処理する水処理方法であって、
前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方と、前記原水と少なくとも一部が接触した導電性部材との間に直流電流を流すことを特徴とする、水処理方法。
前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方と、前記原水と少なくとも一部が接触した導電性部材との間に直流電流を流すことを特徴とする、水処理方法。
【請求項8】
前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方流れる電流値を、下記（１）または（２）に制御する、請求項７に記載の水処理方法。
（１）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が負電位である場合は、－０．５５ｍＡ以上－０．０７ｍＡ以下。
（２）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が正電位である場合は、０．６０ｍＡ以上１．００ｍＡ未満。
（１）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が負電位である場合は、－０．５５ｍＡ以上－０．０７ｍＡ以下。
（２）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が正電位である場合は、０．６０ｍＡ以上１．００ｍＡ未満。
【請求項9】
前記原水が地下水である、請求項７または８に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水処理装置および水処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
地下水、井戸水等の種々の原水の水処理が行われている。地下水等には土壌由来の鉄等の金属がイオンの状態で存在している。鉄イオンを含む地下水が大気と接触すると、大気中の酸素が地下水等に溶け込み、鉄イオンが酸化される。このため、原水を汲み上げるポンプや原水が流れる送水管の内部に水酸化鉄が付着し、揚水量が低下することがある。この場合、ポンプや送水管を交換のために引き上げる必要があるため、工事費用の発生、装置の運転停止といった問題が発生する。
【0003】
水酸化鉄の付着には、土壌中に存在する好気性の鉄酸化細菌も関与している。鉄酸化細菌は２価の鉄イオンを３価の鉄イオンに酸化することで代謝エネルギーを獲得し、増殖する。
特に、酸素、硝酸態窒素といった電子受容体となる物質が地下水等に存在する場合、水中の酸化還元電位が高くなり、鉄酸化細菌にとって鉄イオンを酸化して代謝するのに適した水環境が提供される。鉄酸化細菌の代謝によって生成した３価の鉄イオンは、粘性のある水酸化鉄となる。このため、鉄酸化細菌の作用によってポンプや送水管の内部に水酸化鉄が付着しやすい。
特に、酸素、硝酸態窒素といった電子受容体となる物質が地下水等に存在する場合、水中の酸化還元電位が高くなり、鉄酸化細菌にとって鉄イオンを酸化して代謝するのに適した水環境が提供される。鉄酸化細菌の代謝によって生成した３価の鉄イオンは、粘性のある水酸化鉄となる。このため、鉄酸化細菌の作用によってポンプや送水管の内部に水酸化鉄が付着しやすい。
【0004】
水酸化鉄の付着を抑制する手法は、いくつか提案されている。例えば、特許文献１～３、非特許文献１では、鉄酸化細菌の増殖を抑制するために、アルミニウム、マグネシウム、銅、銀等の殺菌性のある素材や薬品を用いることが提案されている。
他にも、特許文献４では地下水と空気との接触を妨げる接触防止剤を供給することで、鉄酸化細菌の増殖を抑制することが提案されている。特許文献５では培養液中の酸化還元電位を制御し、硫酸還元細菌を選択的かつ優先的に増殖させる手法が提案されている。
他にも、特許文献４では地下水と空気との接触を妨げる接触防止剤を供給することで、鉄酸化細菌の増殖を抑制することが提案されている。特許文献５では培養液中の酸化還元電位を制御し、硫酸還元細菌を選択的かつ優先的に増殖させる手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１１－２４５４５７号公報
【特許文献2】特開２０１６－１８０２７４号公報
【特許文献3】特開平１１－２４６３０９号公報
【特許文献4】特開２０１６－１０２３３６号公報
【特許文献5】特開２００９－１７８１４５号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｉｒｏｎ ｂａｃｔｅｒｉａ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｗｅｌｌｓ ｂｙ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｓｉｌｖｅｒ ｃｏａｔｉｎｇ；Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ， Ｖｏｌ． ２０， Ｎｏ．４， ｐ．１１９５－１２０６（２０２０）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、殺菌性の化合物は原水を処理した後に得られる処理水の水質に影響を与える。このため、処理水を例えば飲用水として利用できないことがある。この一例のように、特許文献１～３、非特許文献１の手法では、処理水の用途が制限される。また、殺菌性の薬品や化合物を除去するための複雑な処理設備の設置、制御が必要となる。
また、特許文献４、５のいずれの手法をもってしても、原水中の鉄酸化細菌の増殖を充分に抑制できない。特許文献４の手法では原水がすでに酸素や硝酸態窒素を含む場合、鉄酸化細菌の増殖制御は困難である。特許文献５に関しては、原水には水源の地質および水質等の様々な要因が存在するため、酸化還元電位の制御で原水中の微生物増殖を制御することは困難である。大量に採水される原水全体の酸化還元電位の制御はさらに困難である。
以上の通り従来の手法では、原水と触れるポンプや送水管における水酸化鉄による閉塞を防止することは困難である。また、原水中の溶存酸素量が極めて少ない場合でも、ポンプや送水管の内部に水酸化鉄が付着し、閉塞することがある。
また、特許文献４、５のいずれの手法をもってしても、原水中の鉄酸化細菌の増殖を充分に抑制できない。特許文献４の手法では原水がすでに酸素や硝酸態窒素を含む場合、鉄酸化細菌の増殖制御は困難である。特許文献５に関しては、原水には水源の地質および水質等の様々な要因が存在するため、酸化還元電位の制御で原水中の微生物増殖を制御することは困難である。大量に採水される原水全体の酸化還元電位の制御はさらに困難である。
以上の通り従来の手法では、原水と触れるポンプや送水管における水酸化鉄による閉塞を防止することは困難である。また、原水中の溶存酸素量が極めて少ない場合でも、ポンプや送水管の内部に水酸化鉄が付着し、閉塞することがある。
【0008】
本発明は、鉄イオンを含有する原水の処理において、水酸化鉄の付着によるポンプや送水管の閉塞を簡便な方法で確実に防止できる水処理装置および水処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、下記の態様を有する。
［１］鉄イオンを含有する原水を採水するポンプと；前記ポンプにより採水される原水が流れる送水管と；前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方に通電可能に接続される直流電源と；前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方とは反対側の電位で前記直流電源と通電可能に接続される導電性部材と；を有する、水処理装置。
［２］前記導電性部材の少なくとも一部が、前記原水と接触する、［１］の水処理装置。
［３］前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方に流れる電流値を、下記（１）または（２）に制御する制御装置をさらに有する、［１］または［２］の水処理装置。
（１）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が負電位である場合は、－０．５５ｍＡ以上－０．０７ｍＡ以下。
（２）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が正電位である場合は、０．６０ｍＡ以上１．００ｍＡ未満。
［４］前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方の少なくとも一部の材質の抵抗率が、１００００Ω・ｍ以下である、［１］～［３］のいずれかの水処理装置。
［５］前記導電性部材の少なくとも一部の材質の抵抗率が、１００００Ω・ｍ以下である、［１］～［４］のいずれかの水処理装置。
［６］前記原水が地下水である、［１］～［５］のいずれかの水処理装置。
［７］ポンプによって採水した原水が流れる送水管から供給される処理対象水を処理する水処理方法であって；前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方と、前記原水と少なくとも一部が接触した導電性部材との間に直流電流を流すことを特徴とする、水処理方法。
［８］前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方流れる電流値を、下記（１）または（２）に制御する、［７］の水処理方法。
（１）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が負電位である場合は、－０．５５ｍＡ以上－０．０７ｍＡ以下。
（２）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が正電位である場合は、０．６０ｍＡ以上１．００ｍＡ未満。
［９］前記原水が地下水である、［７］または［８］の水処理方法。
［１］鉄イオンを含有する原水を採水するポンプと；前記ポンプにより採水される原水が流れる送水管と；前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方に通電可能に接続される直流電源と；前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方とは反対側の電位で前記直流電源と通電可能に接続される導電性部材と；を有する、水処理装置。
［２］前記導電性部材の少なくとも一部が、前記原水と接触する、［１］の水処理装置。
［３］前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方に流れる電流値を、下記（１）または（２）に制御する制御装置をさらに有する、［１］または［２］の水処理装置。
（１）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が負電位である場合は、－０．５５ｍＡ以上－０．０７ｍＡ以下。
（２）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が正電位である場合は、０．６０ｍＡ以上１．００ｍＡ未満。
［４］前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方の少なくとも一部の材質の抵抗率が、１００００Ω・ｍ以下である、［１］～［３］のいずれかの水処理装置。
［５］前記導電性部材の少なくとも一部の材質の抵抗率が、１００００Ω・ｍ以下である、［１］～［４］のいずれかの水処理装置。
［６］前記原水が地下水である、［１］～［５］のいずれかの水処理装置。
［７］ポンプによって採水した原水が流れる送水管から供給される処理対象水を処理する水処理方法であって；前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方と、前記原水と少なくとも一部が接触した導電性部材との間に直流電流を流すことを特徴とする、水処理方法。
［８］前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方流れる電流値を、下記（１）または（２）に制御する、［７］の水処理方法。
（１）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が負電位である場合は、－０．５５ｍＡ以上－０．０７ｍＡ以下。
（２）前記ポンプおよび前記送水管のいずれか一方または両方が正電位である場合は、０．６０ｍＡ以上１．００ｍＡ未満。
［９］前記原水が地下水である、［７］または［８］の水処理方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、鉄イオンを含有する原水処理において、水酸化鉄の付着によるポンプや送水管の閉塞を簡便な方法で確実に防止できる水処理装置および水処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】水処理装置の特徴部分の一例を示す概略構成図である。
【図3】水処理装置の特徴部分の他の一例を示す概略構成図である。
【図4】実験例で使用した装置を示す概略構成図である。
【図5】実験例の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本明細書における以下の用語の意味は以下の通りである。
「硝酸態窒素」とは、水中において硝酸イオンの形態で存在する窒素を意味する。
数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
「硝酸態窒素」とは、水中において硝酸イオンの形態で存在する窒素を意味する。
数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含むことを意味する。
【0013】
＜原水＞
一実施形態において、原水は二価の鉄イオンを含むものであれば特に限定されない。例えば、地下水、井戸水、湖沼水、河川水、工業排水、下水、排水等が挙げられる。ただし、原水はこれらの例示に限定されない。
原水中の二価の鉄イオンの含有量は、特に限定されない。例えば、０．１ｍｇＦｅ／Ｌ以上であると、水酸化鉄の付着が起きやすい水環境でポンプや送水管の閉塞を確実に防止することの技術的意義が大きくなる。鉄イオンの含有量の上限値は特に限定されないが、処理の簡便性の観点から、１００ｍｇＦｅ／Ｌ以下が好ましく、５０ｍｇＦｅ／Ｌ以下がより好ましい。鉄イオンの含有量が前記上限値を超える場合は、適宜、硝酸態窒素を減少させる前処理を実施すればよい。
鉄イオンの含有量は、吸光光度計（ＤＲ－２０１０ ＨＡＣＨ社）を用いてＦｅｒｒｏＶｅｒ法により波長５２０ｎｍの条件下で測定できる。
一実施形態において、原水は二価の鉄イオンを含むものであれば特に限定されない。例えば、地下水、井戸水、湖沼水、河川水、工業排水、下水、排水等が挙げられる。ただし、原水はこれらの例示に限定されない。
原水中の二価の鉄イオンの含有量は、特に限定されない。例えば、０．１ｍｇＦｅ／Ｌ以上であると、水酸化鉄の付着が起きやすい水環境でポンプや送水管の閉塞を確実に防止することの技術的意義が大きくなる。鉄イオンの含有量の上限値は特に限定されないが、処理の簡便性の観点から、１００ｍｇＦｅ／Ｌ以下が好ましく、５０ｍｇＦｅ／Ｌ以下がより好ましい。鉄イオンの含有量が前記上限値を超える場合は、適宜、硝酸態窒素を減少させる前処理を実施すればよい。
鉄イオンの含有量は、吸光光度計（ＤＲ－２０１０ ＨＡＣＨ社）を用いてＦｅｒｒｏＶｅｒ法により波長５２０ｎｍの条件下で測定できる。
【0014】
原水は、二価の鉄イオン以外の種々の成分をさらに含み得る。原水中の成分は採水地によって異なるため、特に限定されない。例えば、硝酸態窒素の含有量が０．１ｍｇＮ／Ｌ以上であると、二価の鉄イオンが酸化しやすい。このため、水酸化鉄の付着が起きやすい水環境でポンプや送水管の閉塞を確実に防止することの技術的意義が大きくなる。硝酸態窒素の含有量の上限値は特に限定されないが、処理の簡便性の観点から、１００ｍｇＮ／Ｌ以下が好ましく、５０ｍｇＮ／Ｌ以下がより好ましい。硝酸態窒素の含有量が前記上限値を超える場合は、適宜、硝酸態窒素を減少させる前処理を実施すればよい。
硝酸態窒素の含有量は、例えば、吸光光度計（ＨＡＣＨ社）を用いてカドミウム還元法により波長５００ｎｍの条件下で測定できる。
硝酸態窒素の含有量は、例えば、吸光光度計（ＨＡＣＨ社）を用いてカドミウム還元法により波長５００ｎｍの条件下で測定できる。
【0015】
本発明者の検討によれば、原水中の溶存酸素量（ＤＯ）が極めて少ない場合、すなわち、例えば溶存酸素量が０．２ｍｇ／Ｌ以下の低酸素状態であっても、揚水や送水工程において大気中の酸素が水中に溶け込むため、また、硝酸態窒素の影響のため、水酸化鉄の付着によるポンプや送水管の閉塞が起きることがある。本発明によれば、溶存酸素量が０．２ｍｇ／Ｌ以下の低酸素状態であることの理由から鉄酸化細菌による影響を想定しにくい原水であっても、水酸化鉄の付着によるポンプや送水管の閉塞を効果的に抑制できる。
溶存酸素量は、例えば、隔膜電極式ＤＯ濃度計（ＤＫＫ社）を用いて測定できる。
溶存酸素量は、例えば、隔膜電極式ＤＯ濃度計（ＤＫＫ社）を用いて測定できる。
【0016】
＜水処理装置＞
図１は、一実施形態に係る水処理装置１Ａの特徴部分の一例を示す概略構成図である。
水処理装置１Ａは、鉄イオンを含有する原水（井戸水）を採水するポンプ２と；ポンプ２により採水される原水が流れる送水管３と；ポンプ２および送水管３の両方に通電可能に接続される直流電源４と；ポンプ２および送水管３の両方とは反対側の電位で直流電源４と通電可能に接続される導電性部材５と；を有することを特徴とする。水処理装置１Ａは、直流電源４の正電位側が接地点Ｇと接続されている。
図１は、一実施形態に係る水処理装置１Ａの特徴部分の一例を示す概略構成図である。
水処理装置１Ａは、鉄イオンを含有する原水（井戸水）を採水するポンプ２と；ポンプ２により採水される原水が流れる送水管３と；ポンプ２および送水管３の両方に通電可能に接続される直流電源４と；ポンプ２および送水管３の両方とは反対側の電位で直流電源４と通電可能に接続される導電性部材５と；を有することを特徴とする。水処理装置１Ａは、直流電源４の正電位側が接地点Ｇと接続されている。
【0017】
水処理装置１Ａにおいては、ポンプ２および送水管３が直流電源４の正電位に通電可能に接続される。また、導電性部材５が直流電源４の負電位に通電可能に接続される。よって、直流電源４によって電位差を付与すると、原水中で導電性部材５が犠牲電極として機能する。結果、水中では電子（ｅ－）がポンプ２および送水管３から導電性部材５に向かって流れる。また、ポンプ２および送水管３はＣａｔｈｏｄｅとなる。導電性部材５はＡｎｏｄｅとなる。
【0018】
すると、図２のＣａｔｈｏｄｅの表面に示すように、原水中に電子（ｅ－）が供給されるため、鉄酸化細菌による２価の鉄イオンから３価の鉄イオンへの酸化反応が阻害される。加えて、直流電源４によって電位差を付与すると、ポンプ２および送水管３では鉄酸化細菌による３価の鉄イオンから２価の鉄イオンへの還元反応も促進される。このため、水酸化鉄発生の原因となる３価の鉄イオン濃度を原水中の全体にわたって減少させることができる。
【0019】
したがって、水処理装置１Ａによれば、ポンプ２や送水管３の内部に水酸化鉄が付着することを抑制でき、閉塞を効果的に防止できる。水処理装置１Ａによれば、殺菌性の薬品や素材を使用する必要がなく、殺菌性の薬品や化合物を除去するための処理設備を設置する必要がない。このように、水酸化鉄の付着によるポンプや送水管の閉塞の問題を簡便な手法で解決できる。また、処理した原水を飲料水や生活用水等とした場合、処理水の安全性も確保できる。
【0020】
水処理装置１Ａにおいては、ポンプ２および送水管３の両方が負電位であり、かつ導電性部材５が正電位である。ただし、一実施形態に係る水処理装置において、ポンプ２および送水管３は負電位に限定されず、また、導電性部材５は正電位に限定されない。
例えば、図３に示すように、水処理装置１Ｂにおいては、ポンプ２および送水管３の両方が正電位であり、かつ導電性部材５が負電位である。水処理装置１Ｂによっても、直流電源４によって電位差を付与することで、ポンプ２や送水管３の内部に水酸化鉄が付着することを抑制でき、閉塞を効果的に防止できる。この効果が水処理装置１Ｂにおいても得られる理由は必ずしも明確ではない。直流電源４による電圧印加によって、原水中の鉄酸化細菌の増殖が抑制され、結果として水酸化鉄が付着しにくくなることが推測される。
例えば、図３に示すように、水処理装置１Ｂにおいては、ポンプ２および送水管３の両方が正電位であり、かつ導電性部材５が負電位である。水処理装置１Ｂによっても、直流電源４によって電位差を付与することで、ポンプ２や送水管３の内部に水酸化鉄が付着することを抑制でき、閉塞を効果的に防止できる。この効果が水処理装置１Ｂにおいても得られる理由は必ずしも明確ではない。直流電源４による電圧印加によって、原水中の鉄酸化細菌の増殖が抑制され、結果として水酸化鉄が付着しにくくなることが推測される。
【0021】
ポンプ２は、鉄イオンを含有する原水を採水し、送水管３に送ることができるものであれば特に限定されない。ポンプ２は市販品を用いてもよい。市販品のポンプ２として、例えば、渦巻ポンプ、多段渦巻ポンプ、タービンポンプ、ピストンポンプが挙げられる。ただし、ポンプ２はこれらの例示に何ら限定されない。
【0022】
送水管３は、ポンプ２により採水される原水が流れるものであれば特に限定されない。送水管３は市販品を用いてもよい。市販品の送水管３として、例えば、亜鉛めっき鋼管、炭素鋼鋼管、フランジ付き鋼管が挙げられる。ただし、送水管３はこれらの例示に何ら限定されない。
【0023】
直流電源４は特に限定されない。例えば、交流から直流へ変換する装置（コンバーター等）、乾電池、蓄電池等が挙げられる。ただし、直流電源４はこれらの例示に何ら限定されない。
【0024】
導電性部材５は、原水中で犠牲電極として機能し得るものであれば特に限定されない。導電性部材５は市販品を用いてもよい。市販品の導電性部材５として、例えば、ＳＵＳ、銅合金、炭素鋼、亜鉛が挙げられる。ただし、導電性部材５はこれらの例示に何ら限定されない。
【0025】
ポンプ２、送水管３および導電性部材５の各素材は、導電性を示すものであれば特に限定されない。例えば、ＳＵＳ、亜鉛、炭素鋼、銅合金が挙げられる。ただし、ポンプ２、送水管３および導電性部材５の各素材はこれらの例示に限定されず、種々の導電性の素材が使用され得る。
ポンプ２、送水管３および導電性部材５の各素材は１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ポンプ２、送水管３および導電性部材５の各素材は１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【0026】
ポンプ２、送水管３および導電性部材５の少なくとも一部の材質の抵抗率は、それぞれ、１００００Ω・ｍ以下であればよく、１．６４×１０－５Ω・ｍ以下であることが好ましく、１．０９×１０－６Ω・ｍ以下であることがより好ましい。
入手容易性を考慮すると、７．４７×１０－７Ω・ｍ以下であることがさらに好ましい。抵抗率が前記上限値以下であると、直流電源４によって電位差を付与したときに、電流が流れやすく、また、電流値を制御しやすい。抵抗率の下限値は特に限定されない。
本発明における抵抗率は、２５℃の条件下で、テスターによって測定される値である。
入手容易性を考慮すると、７．４７×１０－７Ω・ｍ以下であることがさらに好ましい。抵抗率が前記上限値以下であると、直流電源４によって電位差を付与したときに、電流が流れやすく、また、電流値を制御しやすい。抵抗率の下限値は特に限定されない。
本発明における抵抗率は、２５℃の条件下で、テスターによって測定される値である。
【0027】
水処理装置１Ａ、水処理装置１Ｂは、ポンプ２および送水管３と、導電性部材５との間に流れる電流値Ｃを制御する制御装置（図示略）をさらに有してもよい。制御装置は特に限定されず、例えば、インターフェイス部（図示略）、記憶部（図示略）、処理部（図示略）、制御部（図示略）等を備えてもよい。また、事前に電圧値や電流値を設定して、抵抗値や電圧値が変化しないことを確認済みであれば、制御装置はなくてもよい。
【0028】
インターフェイス部は、電流値Ｃを測定可能な電流計（図示略）、直流電源４、原水の水温計（図示略）等の水処理装置１Ａの種々の構成部品と制御部との間を電気的に接続するものである。
記憶部は、電流値Ｃ、直流電源４の電圧、ポンプ２、送水管３および導電性部材５の抵抗値、原水の温度、ポンプの稼働状況等を記憶するものである。
処理部は、ポンプ２、送水管３および導電性部材５の抵抗値と、実測値の電流値Ｃとから直流電源４で付与すべき電圧を算出するための演算を行うものである。
制御部は、ポンプ２、送水管３および導電性部材５の抵抗値と、処理部の算出結果等に基づいて、直流電源４で実際に付与する電圧の制御を行うものである。例えば、実測値の電流値Ｃが所望の電流値より低いとき、直流電源４で実際に付与する電圧を制御部４の指示によって高くする。また、実測値の電流値Ｃが所望の電流値より高いとき、直流電源４で実際に付与する電圧を制御部４の指示によって低くする。
記憶部は、電流値Ｃ、直流電源４の電圧、ポンプ２、送水管３および導電性部材５の抵抗値、原水の温度、ポンプの稼働状況等を記憶するものである。
処理部は、ポンプ２、送水管３および導電性部材５の抵抗値と、実測値の電流値Ｃとから直流電源４で付与すべき電圧を算出するための演算を行うものである。
制御部は、ポンプ２、送水管３および導電性部材５の抵抗値と、処理部の算出結果等に基づいて、直流電源４で実際に付与する電圧の制御を行うものである。例えば、実測値の電流値Ｃが所望の電流値より低いとき、直流電源４で実際に付与する電圧を制御部４の指示によって高くする。また、実測値の電流値Ｃが所望の電流値より高いとき、直流電源４で実際に付与する電圧を制御部４の指示によって低くする。
【0029】
処理部、制御部は、専用のハードウエアによって実現されるものであってもよく、メモリおよび中央演算装置（ＣＰＵ）を備えるものであってもよい。処理部、制御部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによってその機能を実現させるものであってもよい。
制御装置には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されていてもよい。入力装置としては、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力デバイスが挙げられ、表示装置としては、液晶表示装置、ＣＲＴ等が挙げられる。
制御装置には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されていてもよい。入力装置としては、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力デバイスが挙げられ、表示装置としては、液晶表示装置、ＣＲＴ等が挙げられる。
【0030】
以上説明した水処理装置１Ａ、水処理装置１Ｂにおいては、送水管３の二次側の処理設備の図示を省略している。送水管３の二次側の処理設備は、原水の水質や水処理後の処理水に求められる水質に応じて適宜選択し、決定すればよい。
水処理装置１Ａ、水処理装置１Ｂは、任意の処理設備をさらに備えることができる。処理設備としては、例えば、膜ろ過処理装置、送水ポンプ、塩素添加設備、凝集設備、イオン交換装置、散気装置、砂ろ過設備、活性炭塔、生物処理設備が挙げられる。
水処理装置１Ａ、水処理装置１Ｂは、任意の処理設備をさらに備えることができる。処理設備としては、例えば、膜ろ過処理装置、送水ポンプ、塩素添加設備、凝集設備、イオン交換装置、散気装置、砂ろ過設備、活性炭塔、生物処理設備が挙げられる。
【0031】
＜水処理方法＞
以下、水処理方法の一例について図１を参照しながら説明する。
以下、水処理方法の一例について図１を参照しながら説明する。
【0032】
水処理装置１Ａの水処理運転の前に、図１に示すように、送水管３と接続されたポンプ２を井戸水（原水）に浸漬する。ポンプ２および送水管３は直流電源４の負電位とあらかじめ接続しておく。また、直流電源４の正電位と接続した導電性部材５を井戸水に浸漬する。
【0033】
水処理装置１Ａを用いた水処置方法は、ポンプ２および送水管３の両方と、導電性部材５との間に直流電流を流すことを特徴とする。直流電源４によって電位差を付与することで、ポンプ２および送水管３の両方と、導電性部材５との間に電流が流れる。このとき、井戸水中では電子（ｅ－）がポンプ２および送水管３から導電性部材５に向かって流れる。また、ポンプ２および送水管３がＣａｔｈｏｄｅとなる。導電性部材５がＡｎｏｄｅとなる。
【0034】
すると、図２のＣａｔｈｏｄｅの表面に示すように、原水中に電子（ｅ－）が供給されるため、鉄酸化細菌による２価の鉄イオンから３価の鉄イオンへの酸化反応が阻害される。加えて、直流電源４によって電位差を付与すると、ポンプ２および送水管３では鉄酸化細菌による３価の鉄イオンから２価の鉄イオンへの還元反応も促進される。このため、水酸化鉄発生の原因となる３価の鉄イオン濃度を原水中の全体にわたって減少させることができる。
【0035】
したがって、水処理装置１Ａを用いた水処置方法によれば、ポンプ２や送水管３の内部に水酸化鉄が付着することを抑制でき、閉塞を効果的に防止できる。加えて、殺菌性の薬品や素材を使用する必要がなく、殺菌性の薬品や化合物を除去するための処理設備を設置する必要がない。このように、水酸化鉄の付着によるポンプや送水管の閉塞の問題を簡便な手法で解決できる。また、処理した原水を飲料水や生活用水等とした場合、処理水の安全性も確保できる。
【0036】
次に、水処理方法の他の一例について図３を参照しながら説明する。
水処理装置１Ｂの水処理運転の前に、図３に示すように、送水管３と接続されたポンプ２を井戸水（原水）に浸漬する。ポンプ２および送水管３は直流電源４の正電位とあらかじめ接続しておく。また、直流電源４の負電位と接続した導電性部材５を井戸水に浸漬する。
水処理装置１Ｂの水処理運転の前に、図３に示すように、送水管３と接続されたポンプ２を井戸水（原水）に浸漬する。ポンプ２および送水管３は直流電源４の正電位とあらかじめ接続しておく。また、直流電源４の負電位と接続した導電性部材５を井戸水に浸漬する。
【0037】
水処理装置１Ｂを用いた水処置方法は、ポンプ２および送水管３の両方と、導電性部材５との間に直流電流を流すことを特徴とする。直流電源４によって電位差を付与することで、ポンプ２および送水管３の両方と、導電性部材５との間に電流が流れる。このとき、電流は正電位のポンプ２および送水管３から負電位の導電性部材５に向かって流れる。
【0038】
水処理装置１Ｂを用いた水処置方法によっても、ポンプ２や送水管３の内部に水酸化鉄が付着することを抑制でき、閉塞を効果的に防止できる。この効果が得られる理由は必ずしも明確ではない。直流電源４による電圧印加によって、井戸水中の鉄酸化細菌の増殖が抑制され、結果として水酸化鉄が付着しにくくなることが推測される。
【0039】
一実施形態において、ポンプ２および送水管３と、導電性部材５との間に流れる電流値Ｃを所定の範囲内に制御することが好ましい。ただし、地下水における鉄イオン、硝酸態窒素濃度が一定の場合、電流値を事前に設定すれば、安定的な水処理が可能である。この場合、電流値を制御する必要はなく、電流値の制御を省略できる。
電流値Ｃは、直流電源４によって付与する電位差によって制御できる。また、電流値Ｃは、実施例に記載の方法によって測定できる。
電流値Ｃは、直流電源４によって付与する電位差によって制御できる。また、電流値Ｃは、実施例に記載の方法によって測定できる。
【0040】
図１に示す水処理装置１Ａの場合、図示略の制御装置によって電流値Ｃを－０．５５ｍＡ以上－０．０７ｍＡ以下に制御することが好ましく、－０．５０ｍＡ以上－０．１０ｍＡ以下に制御することがより好ましく、－０．３２ｍＡ以上－０．１２ｍＡ以下に制御することがさらに好ましい。
水処理装置１Ａを用いた水処置に際し、電流値Ｃが前記数値範囲の－０．０７ｍＡ以下であると、ポンプ２、送水管３の内部への水酸化鉄の付着を抑制しやすい。電流値Ｃが前記数値範囲の－０．５５ｍＡ以上であると、ポンプ２、送水管３、導電性部材５の電気化学的反応による腐食を抑制しやすい。また、水素ガスの発生や消費電力を抑制できる。
水処理装置１Ａを用いた水処置に際し、電流値Ｃが前記数値範囲の－０．０７ｍＡ以下であると、ポンプ２、送水管３の内部への水酸化鉄の付着を抑制しやすい。電流値Ｃが前記数値範囲の－０．５５ｍＡ以上であると、ポンプ２、送水管３、導電性部材５の電気化学的反応による腐食を抑制しやすい。また、水素ガスの発生や消費電力を抑制できる。
【0041】
図２に示す水処理装置１Ｂの場合、図示略の制御装置によって電流値Ｃを０．６０ｍＡ以上１．００ｍＡ未満に制御することが好ましく、０．６１ｍＡ以上０．７５ｍＡ以下に制御することがより好ましく、０．６２ｍＡ以上０．７５ｍＡ以下に制御することがさらに好ましい。
水処理装置１Ｂを用いた水処置に際し、電流値Ｃが前記数値範囲の０．６０ｍＡ以上であると、ポンプ２、送水管３の内部への水酸化鉄の付着を抑制しやすい。電流値Ｃが前記数値範囲の１．００ｍＡ未満であると、ポンプ２、送水管３、導電性部材５の電気化学的反応による腐食を抑制しやすい。また、酸素ガスの発生や消費電力を抑制できる。
水処理装置１Ｂを用いた水処置に際し、電流値Ｃが前記数値範囲の０．６０ｍＡ以上であると、ポンプ２、送水管３の内部への水酸化鉄の付着を抑制しやすい。電流値Ｃが前記数値範囲の１．００ｍＡ未満であると、ポンプ２、送水管３、導電性部材５の電気化学的反応による腐食を抑制しやすい。また、酸素ガスの発生や消費電力を抑制できる。
【0042】
水処理装置１Ａ、水処理装置１Ｂのそれぞれにおける電流値Ｃを比較すると、水処理装置１Ａの方が電流値の絶対値の値が小さい。よって、電気化学的反応によるガスの発生や腐食を抑制し、消費電力を少なくする観点から、水処理装置１Ａを用いる方が好ましい。
一実施形態においては、導電性部材を正電位に接続し、かつ、ポンプおよび送水管のいずれか一方または両方を負電位に接続することが好ましい。
一実施形態においては、導電性部材を正電位に接続し、かつ、ポンプおよび送水管のいずれか一方または両方を負電位に接続することが好ましい。
【0043】
一実施形態において、交流電圧をコンバータで１２V等の直流電圧に変換して使用してもよい。昇圧装置を用いずに交流電圧２００V電源から得られる理論上の直流電圧は２８２Vである。昇圧装置があれば理論的にはいくらでも電圧を上げられるがエネルギーロスが大きくなる。０.０７ｍA以上を流すことができる抵抗値は２８２V÷０．００００７A＝４．０３×１０６Ωとなる。また、直流電圧１２Vの場合に、０.０７ｍA以上を流すことができる抵抗値は１．７１×１０５Ωである。
そこで、ポンプ２および送水管３と、導電性部材５との間の抵抗値Ｒは４．０５×１０６Ω以下が好ましく、３．００×１０６Ω以下がより好ましく、２．００×１０５Ω以下がさらに好ましい。抵抗値Ｒが前記上限値以下であると、直流電源４によって電位差を付与したときに、電流が流れやすく、また、電流値を制御しやすい。
そこで、ポンプ２および送水管３と、導電性部材５との間の抵抗値Ｒは４．０５×１０６Ω以下が好ましく、３．００×１０６Ω以下がより好ましく、２．００×１０５Ω以下がさらに好ましい。抵抗値Ｒが前記上限値以下であると、直流電源４によって電位差を付与したときに、電流が流れやすく、また、電流値を制御しやすい。
【0044】
抵抗値Ｒの測定方法は、次の通りである。すなわち、ポンプ２および送水管３の両方と同素材の電極Ａと、導電性部材５と同素材の電極Ｂを用意し、電極Ａおよび電極Ｂの大きさを１０ｍｍ×１００ｍｍとし、かつ、電極Ａおよび電極Ｂを原水（井戸水）に１０ｍｍ間隔で平行、かつ、同じ高さに浸漬した状態でテスターによって抵抗値Ｒを測定する。
【0045】
水処理方法では、ポンプ２によって採水した井戸水が流れる送水管３から供給される処理対象水を処理し、処理水を得る。処理水を得るに際しては、送水管３の二次側の処理設備によって、処理対象水を処理する。
送水管３の二次側の処理は、原水の水質や水処理後の処理水に求められる水質に応じて適宜選択し、決定すればよい。例えば、膜ろ過処理、塩素添加、凝集、イオン交換処理、砂ろ過設備、活性炭塔、生物処理設備のような種々の水処理手法を適用できる。処理対象水の処理は、これら例示に何ら限定されない。
送水管３の二次側の処理は、原水の水質や水処理後の処理水に求められる水質に応じて適宜選択し、決定すればよい。例えば、膜ろ過処理、塩素添加、凝集、イオン交換処理、砂ろ過設備、活性炭塔、生物処理設備のような種々の水処理手法を適用できる。処理対象水の処理は、これら例示に何ら限定されない。
【0046】
＜他の実施形態例＞
以上一実施形態例を示して一実施形態について説明したが、本発明は本明細書に開示の実施形態例に限定されず、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施できる。本明細書に開示の実施形態は、その他の様々な形態で実施可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更が可能である。
以上一実施形態例を示して一実施形態について説明したが、本発明は本明細書に開示の実施形態例に限定されず、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施できる。本明細書に開示の実施形態は、その他の様々な形態で実施可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更が可能である。
【0047】
例えば、水処理装置１Ａ、水処理装置１Ｂにおいては、ポンプ２および送水管３の両方が同じ電位に接続されている。すなわち、水処理装置１Ａにおいては、ポンプ２および送水管３の両方が負電位に接続され、水処理装置１Ｂにおいては、ポンプ２および送水管３の両方が正電位に接続されている。ただし、他の一例においては、ポンプおよび送水管の両方が同じ電位に接続されている必要はない。ポンプおよび送水管の一方が正電位または負電位に接続されていればよい。
【0048】
他にも、水処理装置１Ａ、水処理装置１Ｂにおいては、導電性部材５が井戸水の原水に浸漬されている。ただし、他の一例において導電性部材は原水に浸漬されている必要はない。導電性部材の少なくとも一部が、原水と接触していればよい。
【0049】
＜処理水の用途＞
本発明の一実施形態において得られる処理水の用途は特に限定されない。例えば、工業用水、飲用水が挙げられる。水処理装置１Ａ等によれば、殺菌性の薬品や素材を使用する必要がなく、殺菌性の薬品や化合物を除去するための処理設備を設置する必要がない。よって処理水は、水質の安全性に優れ、飲用水として好適に利用できる。
本発明の一実施形態において得られる処理水の用途は特に限定されない。例えば、工業用水、飲用水が挙げられる。水処理装置１Ａ等によれば、殺菌性の薬品や素材を使用する必要がなく、殺菌性の薬品や化合物を除去するための処理設備を設置する必要がない。よって処理水は、水質の安全性に優れ、飲用水として好適に利用できる。
【実施例0050】
以下、実験例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載に限定されない。
【0051】
＜原水＞
原水として地下水を用いた。この地下水は、二価の鉄イオンを２．５ｍｇＦｅ／Ｌ含有し、溶存酸素量（ＤＯ）は０ｍｇ／Ｌであり、硝酸態窒素は２．５ｍｇＮＯ３ －Ｎ／Ｌであった。地下水の鉄濃度は、吸光光度計（ＤＲ－２０１０ ＨＡＣＨ社）を用いてＦｅｒｒｏＶｅｒ法により波長５１０ｎｍの条件下で測定した。硝酸態窒素濃度は、吸光光度計（ＨＡＣＨ社）を用いてカドミウム還元法により波長５００ｎｍの条件下で測定した。ＤＯ濃度は、隔膜電極式ＤＯ濃度計（ＤＫＫ社）を用いて測定した。
原水として地下水を用いた。この地下水は、二価の鉄イオンを２．５ｍｇＦｅ／Ｌ含有し、溶存酸素量（ＤＯ）は０ｍｇ／Ｌであり、硝酸態窒素は２．５ｍｇＮＯ３ －Ｎ／Ｌであった。地下水の鉄濃度は、吸光光度計（ＤＲ－２０１０ ＨＡＣＨ社）を用いてＦｅｒｒｏＶｅｒ法により波長５１０ｎｍの条件下で測定した。硝酸態窒素濃度は、吸光光度計（ＨＡＣＨ社）を用いてカドミウム還元法により波長５００ｎｍの条件下で測定した。ＤＯ濃度は、隔膜電極式ＤＯ濃度計（ＤＫＫ社）を用いて測定した。
【0052】
＜実験例１＞
図４に示す装置を組み立てた。すなわち、地下水が連続的に通水されている水槽１０に、ポンプ、送水管、導電性部材と同じ素材の一対のＳＵＳ電極１１，１２（ＳＵＳ３０４）を浸漬した。直流電源１３の正電位に一方のＳＵＳ電極１１を接続し、負電位に他方のＳＵＳ電極１２を接続した。水槽１０は直径φ２０ｍｍ、高さ１２０ｍｍ、容積５０ｍｌの容器である。また、各ＳＵＳ電極の大きさは１０ｍｍ×１００ｍｍであり、厚さは０．３ｍｍである。
負電位に接続したＳＵＳ電極をポンプまたは送水管の表面として見立て、正電位に接続したＳＵＳ電極を導電性部材として見立てて犠牲電極とした。
地下水を容器の下方から上向きに１００ｍｌ／ｍｉｎで連続的に供給した。各ＳＵＳ電極に接続した直流電源によって２枚の電極に電圧を印加し、電流値Ｃが－０．７５ｍＡとなるように通電した状態で１週間にわたって地下水を通水した。１週間通水した後の電極における鉄の付着量を測定した。
図４に示す装置を組み立てた。すなわち、地下水が連続的に通水されている水槽１０に、ポンプ、送水管、導電性部材と同じ素材の一対のＳＵＳ電極１１，１２（ＳＵＳ３０４）を浸漬した。直流電源１３の正電位に一方のＳＵＳ電極１１を接続し、負電位に他方のＳＵＳ電極１２を接続した。水槽１０は直径φ２０ｍｍ、高さ１２０ｍｍ、容積５０ｍｌの容器である。また、各ＳＵＳ電極の大きさは１０ｍｍ×１００ｍｍであり、厚さは０．３ｍｍである。
負電位に接続したＳＵＳ電極をポンプまたは送水管の表面として見立て、正電位に接続したＳＵＳ電極を導電性部材として見立てて犠牲電極とした。
地下水を容器の下方から上向きに１００ｍｌ／ｍｉｎで連続的に供給した。各ＳＵＳ電極に接続した直流電源によって２枚の電極に電圧を印加し、電流値Ｃが－０．７５ｍＡとなるように通電した状態で１週間にわたって地下水を通水した。１週間通水した後の電極における鉄の付着量を測定した。
【0053】
＜実験例２～７＞
電流値Ｃを以下の通り変更した以外は、実験例１と同条件下で１週間にわたって地下水を通水した。１週間通水した後の各例の電極における鉄の付着量を測定した。
各例の電流値Ｃは以下の通りとした。
実験例２の電流値Ｃ：－０．６３ｍＡ。
実験例３の電流値Ｃ：－０．５０ｍＡ。
実験例４の電流値Ｃ：－０．３８ｍＡ。
実験例５の電流値Ｃ：－０．２３ｍＡ。
実験例６の電流値Ｃ：－０．１３ｍＡ。
電流値Ｃを以下の通り変更した以外は、実験例１と同条件下で１週間にわたって地下水を通水した。１週間通水した後の各例の電極における鉄の付着量を測定した。
各例の電流値Ｃは以下の通りとした。
実験例２の電流値Ｃ：－０．６３ｍＡ。
実験例３の電流値Ｃ：－０．５０ｍＡ。
実験例４の電流値Ｃ：－０．３８ｍＡ。
実験例５の電流値Ｃ：－０．２３ｍＡ。
実験例６の電流値Ｃ：－０．１３ｍＡ。
【0054】
＜実験例７＞
実験例７では電圧を印加しなかった以外は、実験例１と同条件下で１週間にわたって地下水を通水した。１週間通水した後の電極における鉄の付着量を測定した。
実験例７では電圧を印加しなかった以外は、実験例１と同条件下で１週間にわたって地下水を通水した。１週間通水した後の電極における鉄の付着量を測定した。
【0055】
＜実験例８～１３＞
正電位に接続したＳＵＳ電極をポンプまたは送水管の表面として見立て、負電位に接続したＳＵＳ電極を導電性部材として見立てて犠牲電極とした以外は、実験例１と同条件下で１週間にわたって地下水を通水した。１週間通水した後の各例の電極における鉄の付着量を測定した。
各例の電流値Ｃは以下の通りとした。
実験例８の電流値Ｃ：０．１３ｍＡ。
実験例９の電流値Ｃ：０．２５ｍＡ。
実験例１０の電流値Ｃ：０．３８ｍＡ。
実験例１１の電流値Ｃ：０．５０ｍＡ。
実験例１２の電流値Ｃ：０．６３ｍＡ。
実験例１３の電流値Ｃ：０．７５ｍＡ。
正電位に接続したＳＵＳ電極をポンプまたは送水管の表面として見立て、負電位に接続したＳＵＳ電極を導電性部材として見立てて犠牲電極とした以外は、実験例１と同条件下で１週間にわたって地下水を通水した。１週間通水した後の各例の電極における鉄の付着量を測定した。
各例の電流値Ｃは以下の通りとした。
実験例８の電流値Ｃ：０．１３ｍＡ。
実験例９の電流値Ｃ：０．２５ｍＡ。
実験例１０の電流値Ｃ：０．３８ｍＡ。
実験例１１の電流値Ｃ：０．５０ｍＡ。
実験例１２の電流値Ｃ：０．６３ｍＡ。
実験例１３の電流値Ｃ：０．７５ｍＡ。
【0056】
＜測定方法＞
各例の測定方法は以下の通りである。
各例の測定方法は以下の通りである。
【0057】
（電流値Ｃ）
電流値Ｃは、以下の式によって求めた。
電流値Ｃ＝直流電源の電圧Ｖ／（ＳＵＳ電極間の抵抗値Ｒ）
電極として、大きさ１０ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの一対のＳＵＳ電極を用いた。一対のＳＵＳ電極を、該ＳＵＳ電極同士を約１０ｍｍ離間させ、略平行かつ略同じ高さ（図４と同様）に地下水に浸漬した状態で、ＳＵＳ電極間の抵抗値Ｒをテスターによって測定した。
電流値Ｃは、以下の式によって求めた。
電流値Ｃ＝直流電源の電圧Ｖ／（ＳＵＳ電極間の抵抗値Ｒ）
電極として、大きさ１０ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの一対のＳＵＳ電極を用いた。一対のＳＵＳ電極を、該ＳＵＳ電極同士を約１０ｍｍ離間させ、略平行かつ略同じ高さ（図４と同様）に地下水に浸漬した状態で、ＳＵＳ電極間の抵抗値Ｒをテスターによって測定した。
【0058】
（電極における鉄の付着量）
１週間通水した後の各例の一対のＳＵＳ電極のうち、ポンプまたは送水管と見立てた方のＳＵＳ電極を一枚、２５℃の１０％クエン酸水溶液１００ｍｌに浸漬した。２４時間浸漬することで、表面の付着物をクエン酸水溶液に溶解した。その後のクエン酸水溶液に含まれる鉄濃度を測定した。鉄濃度は吸光光度計（ＤＲ－２０１０ ＨＡＣＨ社）を用いてＦｅｒｒｏＶｅｒ法により波長５１０ｎｍの条件で測定した。
得られた鉄濃度に基づいて、電極の表面積（２０ｃｍ２）で除した値を鉄の付着量として算出した。
１週間通水した後の各例の一対のＳＵＳ電極のうち、ポンプまたは送水管と見立てた方のＳＵＳ電極を一枚、２５℃の１０％クエン酸水溶液１００ｍｌに浸漬した。２４時間浸漬することで、表面の付着物をクエン酸水溶液に溶解した。その後のクエン酸水溶液に含まれる鉄濃度を測定した。鉄濃度は吸光光度計（ＤＲ－２０１０ ＨＡＣＨ社）を用いてＦｅｒｒｏＶｅｒ法により波長５１０ｎｍの条件で測定した。
得られた鉄濃度に基づいて、電極の表面積（２０ｃｍ２）で除した値を鉄の付着量として算出した。
【0059】
図５は各例の電極における鉄の付着量をプロットして示す。
実験例１～６では、負電位に接続したＳＵＳ電極をポンプまたは送水管の表面として見立て、正電位に接続したＳＵＳ電極を導電性部材として見立てて犠牲電極とした。２対のＳＵＳ電極間に流れる電流値が－０．５５ｍＡから－０．０７ｍＡにおいて実験例７と比較して電極における鉄の付着量が明らかに低下した。電子を連続的に供給することで還元性の環境が提供された結果、鉄酸化細菌の増殖を抑制できたと考えられる。
実験例８～１３では、正電位に接続したＳＵＳ電極をポンプまたは送水管の表面として見立て、負電位に接続したＳＵＳ電極を導電性部材として見立てて犠牲電極とした。２対のＳＵＳ電極間に流れる電流値が０．６０ｍＡから１．００ｍＡ未満において、実験例７と比較して電極における鉄の付着量が明らかに低下した。メカニズムは明確でないが、高い電流値を供給したことにより鉄酸化細菌に何らかの増殖阻害反応が起こったと推測される。
実験例１～６では、負電位に接続したＳＵＳ電極をポンプまたは送水管の表面として見立て、正電位に接続したＳＵＳ電極を導電性部材として見立てて犠牲電極とした。２対のＳＵＳ電極間に流れる電流値が－０．５５ｍＡから－０．０７ｍＡにおいて実験例７と比較して電極における鉄の付着量が明らかに低下した。電子を連続的に供給することで還元性の環境が提供された結果、鉄酸化細菌の増殖を抑制できたと考えられる。
実験例８～１３では、正電位に接続したＳＵＳ電極をポンプまたは送水管の表面として見立て、負電位に接続したＳＵＳ電極を導電性部材として見立てて犠牲電極とした。２対のＳＵＳ電極間に流れる電流値が０．６０ｍＡから１．００ｍＡ未満において、実験例７と比較して電極における鉄の付着量が明らかに低下した。メカニズムは明確でないが、高い電流値を供給したことにより鉄酸化細菌に何らかの増殖阻害反応が起こったと推測される。
【符号の説明】
【0060】
１ 水処理装置（１Ａ，１Ｂ）
２ ポンプ
３ 送水管
４ 直流電源
５ 導電性部材
Ｇ 接地点
２ ポンプ
３ 送水管
４ 直流電源
５ 導電性部材
Ｇ 接地点
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】