水处理装置、水处理系统、水处理装置的组装方法及水处理方法与流程

本发明涉及使用双电层电容器技术对被处理水进行淡化的水处理装置、水处理系统、水处理装置的组装方法及水处理方法。

背景技术：

以往，已知有为了利用库仑力将离子从海水、污水等被处理水中去除而使用双电层电容器技术的电容去离子技术(capacitivedeionization：cdi)。例如，有如下的平板形状的透液型双电层电容器(例如参照专利文献1)：所述透液型双电层电容器隔着隔离板地配置有活性炭层片，所述隔离板由电绝缘性多孔质透液性片构成，所述活性炭层片以高比表面积活性炭为主要材料。并且，在该活性炭层的外侧配置有集电极，在该集电极的外侧配置有压板。

另外，有如下的透液型双电层电容器(例如参照专利文献2)：所述透液型双电层电容器具有由电绝缘性片构成的隔离板、由活性炭层片构成的电极、以及能够与该电极紧密接触的由电的良导体构成的集电极，将按集电极、电极、隔离板、电极的顺序层叠而成的结构设为一组。并且，将该组排列配置多个，最后配置集电极。而且，将层叠压力设为0.2kg/cm²g以上，在各片的相同位置设置有贯通孔，利用该贯通孔形成内部流路。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3302443号

专利文献2：日本专利第4286931号

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在以往使用双电层电容器技术的电容去离子装置中，对粒状或纤维状的活性炭添加粘结剂等添加剂而将其成形为片状，将成形的片状的活性炭层片作为电极使用。这样的活性炭层片存在如下课题：由于添加剂，活性炭的细孔堵塞，对淡化有效的细孔减少，间隙变少而使导入被处理水时的压力损失变大，不能得到所期望的淡化性能。另一方面，在考虑到压力损失而避免添加剂的使用的情况下，构成电极的粒状或纤维状的活性炭彼此的接触面积减少，电阻增大，存在不能得到所期望的淡化性能这样的课题。

本发明是为了解决上述那样的课题而做出的，其目的在于得到一种能够抑制被处理水的淡化处理时的压力损失并最大限度地有效利用导电性材料的细孔的水处理装置、水处理系统、水处理装置的组装方法及水处理方法。

用于解决课题的手段

本发明的水处理装置对被处理水进行淡化处理，其中，所述水处理装置具有：按压构件；处理容器，所述处理容器收容被处理水；第一电极及第二电极，所述第一电极及第二电极收容于处理容器；隔离板，所述隔离板配置在第一电极与第二电极之间；以及一对集电体，所述一对集电体收容于处理容器，并对第一电极及第二电极施加电力，按压构件在处理容器内按压第一电极及第二电极。

发明效果

本发明的水处理装置的电极仅利用导电性材料形成。由此，能够防止由添加剂等导致的导电性材料的细孔的堵塞，能够抑制被处理水的淡化处理时的压力损失，并最大限度地利用导电性材料的细孔。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的水处理装置的立体图。

图2是本发明的实施方式1的水处理装置的分解图。

图3是本发明的实施方式1的水处理装置的俯视图。

图4是沿着图3的iv-iv线的水处理装置的剖视图。

图5是沿着图3的v-v线的水处理装置的剖视图。

图6是本发明的实施方式1的水处理装置的第一变形例的分解图。

图7是本发明的实施方式1的水处理装置的第二变形例的分解图。

图8是本发明的实施方式1的水处理装置的第三变形例的分解图。

图9是本发明的实施方式2的水处理装置的分解图。

图10是本发明的实施方式2的水处理装置的第一变形例的分解图。

图11是本发明的实施方式2的水处理装置的第二变形例的分解图。

图12是本发明的实施方式2的水处理装置的第三变形例的分解图。

图13是示出本发明的实施方式3的水处理装置的立体图。

图14是示出使用本发明的水处理装置的水处理系统的图。

图15是示出水处理系统的第一变形例的图。

图16是示出水处理系统的第二变形例的图。

图17是示出水处理系统的第三变形例的图。

图18是示出本发明的水处理装置的淡化效果的图。

图19是示出本发明的水处理装置的比较例的淡化效果的图。

图20是示出本发明的实施方式4的水处理装置的立体图。

图21是沿着图20的xxi-xxi线的水处理装置的剖视图。

图22是沿着图20的xxii-xxii线的水处理装置的剖视图。

图23是本发明的实施方式4的水处理装置的分解图。

图24是示出本发明的实施方式4的水处理装置的变形例的图。

图25是示出本发明的实施方式5的水处理装置的立体图。

具体实施方式

以下，使用附图，说明本发明的水处理装置及水处理方法的优选的实施方式。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1的水处理装置1的立体图，图2是水处理装置1的组装图。另外，图3是实施方式1的水处理装置1的俯视图。图4是沿着图3的iv-iv线的水处理装置的剖视图，图5是沿着图3的v-v线的水处理装置的剖视图。

如图1及图2所示，水处理装置1具有对被处理水进行处理的处理容器10和盖20。在处理容器10与盖20之间配置有衬垫40。盖20利用四根螺钉100紧固于处理容器10。处理容器10具有导入被处理水的流入口70和将被处理水排出的流出口80。

在处理容器10中隔着隔离板60地配置有一对集电体50a、50b。另外，在集电体50a与隔离板60之间配置有第一电极30，在集电体50b与隔离板60之间配置有第二电极31。

如图3及图4所示，在盖20形成有插入一对集电体50a及50b的上端侧的一对集电体用槽20c、20c、和插入隔离板60的上端侧的隔离板用槽20d。一对集电体50a及50b利用集电体用槽20c、20c定位，隔离板60利用隔离板用槽20d定位。

为了防止第一电极30与第二电极31间的短路，作为处理容器10及盖20的材质，使用具有绝缘性的树脂材料或进行了电绝缘涂覆的金属。

第一电极30及第二电极31分别经由集电体50a及50b施加电力，并吸附被处理水中的离子。在此，作为构成第一电极30及第二电极31的导电性材料，为了增大作为电容器的容量，例如使用具有导电性且比表面积大的活性炭、多孔碳、多孔质导电珠、多孔质金属等。这些导电性材料的形状有粉状、粒状、纤维状等。在粉状和粒状的情况下，其外径为100nm～10mm，在纤维状的情况下，其粗细为1～50μm。

另外，也可以使用用这些导电性材料形成的布、过滤器等。

可以将各集电体50a、50b与隔离板60的间隔设为构成第一电极30及第二电极31的导电性材料的直径的1～100倍，优选的是，设为5～20倍。在比导电性材料的直径的1倍小的情况下，无法在各集电体50a及50b与隔离板60之间配置电极。另外，在比导电性材料的直径的100倍大的情况下，由导电性材料构成的电极的厚度变厚。这样一来，电极的电阻变大，淡化性能降低。

集电体50a及50b分别对第一电极30及第二电极31施加电力，并且在放电时收集电力。作为构成集电体50a及50b的材料，例如使用石墨片、柔性石墨(grafoil)、导电性橡胶或由这些材料夹持或包覆的金属片及金属板。像这样，集电体50a及50b由具有导电性和柔性的材料形成。

隔离板60防止第一电极30与第二电极31间的短路。作为构成隔离板60的材料，例如使用滤纸、多孔膜、无纺布、发泡剂等虽然使液体透过但不使导电性材料通过的具有电绝缘性的材料。

处理容器10的流入口70将被处理水导入到处理容器10内。流入口70配置在处理容器10的侧面，以便能够将被处理水直接导入第一电极30及第二电极31或第一电极30与第二电极31及隔离板60。

处理容器10的流出口80将被处理水排出到处理容器10的外部。流出口80配置在处理容器10的侧面，以便能够将被处理水从第一电极30及第二电极31或第一电极30与第二电极31及隔离板60直接排出。

为了防止第一电极30与第二电极31间的短路，流入口70及流出口80例如由丙烯酸树脂等具有绝缘性的树脂材料、或涂覆有氟的不锈钢等进行了电绝缘涂覆的金属形成。

另外，在流入口70与处理容器10之间及流出口80与处理容器10之间安装有流出防止构件110，以不使构成第一电极30及第二电极31的导电性材料从处理容器10流出。流出防止构件110由具有绝缘性的树脂网或进行了绝缘涂覆的金属网等形成。

此外，在实施方式1中，将流入口70配置在处理容器10的下部，将流出口80配置在处理容器10上部，但流入口70及流出口80的配置并不限定于此。例如，流入口70与流出口80的位置既可以为处理容器10的侧面的中央附近，也可以配置在盖20上。

如图1、2及图4、5所示，在盖20形成有按压第一电极30及第二电极31的按压部20b。按压部20b朝向处理容器10的内部形成为突出凸形形状。在一对集电体50a及50b分别形成有端子150a及150b，在盖20形成有使端子150a及150b露出到外部的一对贯通孔20a、20a。通过对上述端子150a及150b施加电力，从而对第一电极30及第二电极31施加电力。

在盖20与处理容器10之间配置有由弹性构件形成的衬垫40。从形成于盖20的四个贯通孔插入四根螺钉100，随着向处理容器10的螺纹孔拧紧，处理容器10内的第一电极30及第二电极31被盖20的按压部20b按压。盖20的按压部20b形成为如下大小：在将螺钉100最终拧紧的情况下，第一电极30及第二电极31成为预定的按压状态。

像这样，水处理装置1在处理容器10的盖20处具有按压部20b，所述按压部20b使第一电极30及第二电极31成为预定的按压状态。利用该盖20的按压部20b，能够在处理容器10内对被处理水进行处理的期间，维持对第一电极30及第二电极31的按压状态。

在此，对第一电极30及第二电极31的按压状态是通过压缩率p来规定的，在将在处理容器10上安装盖20之前的第一电极30及第二电极31的容积设为a、将在处理容器10上安装盖20并将螺钉100拧入后的第一电极30及第二电极31的容积设为b时，所述压缩率p由b/a定义。

在处理容器10透明的情况下，通过实际地测定第一电极30及第二电极31的尺寸，从而算出按压前后的第一电极30及第二电极31的压缩率p。在处理容器10不透明的情况下，根据将盖20载置在第一电极30及第二电极31上的状态和拧紧螺钉100后的盖20的位置之差，算出按压前后的第一电极30及第二电极31的压缩率p。

将压缩率p规定在0.5～0.99，优选的是，规定在0.7～0.95的范围。在比0.99大的情况下，由于构成第一电极30及第二电极31的导电性材料彼此的接触面积降低，电阻增大，所以并不优选。在比0.5小的情况下，由于导电性材料被粉碎而与被处理水一起从处理容器10流出，所以并不优选。

另外，第一电极30及第二电极31的按压状态也可以利用相邻的集电体50a及50b间的电阻或被处理水通水时的压力损失的值进行规定。而且，也可以利用上述电阻及压力损失双方的值进行规定。

在利用电阻的值进行规定的情况下，设为0.01～100ω，优选的是，设为0.05～50ω的范围。由于隔离板60和构成第一电极30及第二电极31的导电性材料具有电阻，所以无法设为比0.01ω小。另一方面，在比100ω大的情况下，由于淡化性能变差，所以并不优选。

在利用压力损失进行规定的情况下，设为0.001～1000kpa/m，优选的是，设为0.05～500kpa/m的范围。由于构成第一电极30及第二电极31的导电性材料具有通水阻力，所以无法使压力损失比0.001kpa/m小。另一方面，在比1000kpa/m大的情况下，由于与向水处理装置的注水有关的消耗能量变大，所以并不优选。

像这样，根据实施方式1的水处理装置1，在处理容器10中隔着隔离板60地配置有集电体50a及50b。而且，在集电体50a与隔离板60之间配置有第一电极30，在集电体50b与隔离板60之间配置有第二电极31。并且，利用形成于处理容器10的盖20的按压部20b来按压第一电极30及第二电极31，并维持按压状态。

由此，能够仅利用导电性材料形成第一电极30及第二电极31。并且，由于不使用粘结剂等添加剂，所以能够防止导电性材料的细孔、间隙的堵塞，能够使压力损失减小。

另外，通过维持对第一电极30及第二电极31的按压状态，从而将构成第一电极30及第二电极31的导电性材料的间隙细化。这样一来，流入到间隙中的被处理水的水流被细化，被处理水内的离子与导电性材料的距离变短。由此，可以促进离子向第一电极30及第二电极31的吸附，淡化性能提高。

另外，由于将第一电极30及第二电极31的间隙细化，所以流入到处理容器10的被处理水的水流的厚度在第一电极30及第二电极31的内部被均匀化，淡化性能提高。而且，由于将第一电极30及第二电极31维持在按压状态，所以能够降低第一电极30及第二电极31的电阻。因此，能够使施加的电力遍及第一电极30及第二电极31的整体，能够没有浪费地有效利用构成第一电极30及第二电极31的导电性材料的细孔。

另外，根据实施方式1的水处理装置1，将被处理水的流入口70及流出口80配置成使被处理水直接流入到隔离板60和第一电极30及第二电极31。由此，能够使被处理水遍及隔离板60和第一电极30及第二电极31的整体。

此外，在实施方式1中，将按压部20b形成于盖20，但并不限定于此。例如，也可以将盖20和按压部20b设为不同的构件。在该情况下，利用螺钉100仅将按压部20b拧紧，盖20利用其他固定构件固定于处理容器10即可。另外，在实施方式1中，将隔离板用槽20d及一对集电体用槽20c形成于盖20，但并不限定于此。例如，既可以将隔离板用槽20d及一对集电体用槽20c形成在处理容器10内，也可以将其形成在盖20和处理容器10双方。

另外，在实施方式1中，使集电体50a及50b的端子150a及150b从形成于盖20的贯通孔20a、20a突出，但并不限定于此。例如，也可以如图6所示的第一变形例的水处理装置2那样，在处理容器11的侧面形成贯通孔11a、11a，并使集电体51a及51b的端子151a及151b从贯通孔11a、11a突出。此外，在该情况下，对贯通孔11a、11a实施未图示的流出防止处理，以不使被处理水从端子151a及151b与贯通孔11a、11a的间隙流出。

而且，在实施方式1的水处理装置1中，在处理容器10配置有一对集电体50a、50b，但并不限定于此。例如，也可以如图7所示的第二变形例的水处理装置3那样，构成为将集电体52a及52b交替地各配置两个，在其之间将隔离板60和第一电极30及第二电极31各配置三个。在该情况下，流入口70及流出口80也各配置有三个。由此，能够提升被处理水的处理能力。此外，集电体52a及52b的数量并不限定于各两个，也可以为三个以上。

另外，也可以如图8所示的第三变形例的水处理装置4那样，排列配置多个第一变形例的水处理装置2。在该情况下，如图8所示，可以将集电体53a及53b的端子153a及153b形成在从中央偏移的位置，并将集电体53a的端子153a和集电体50b的端子153b配置成交错地从处理容器13的贯通孔13a突出。由此，能够防止将未图示的电源的正极侧和负极侧误连接到端子153a和端子153b上。

而且，在实施方式1中，利用形成于盖20的按压部20b来按压第一电极30及第二电极31，但并不限定于此。例如，也可以如图8所示的水处理装置4那样，将压力机200安装于盖23，并将按压部23b配置于压力机200。然后，可以利用未图示的控制装置来控制压力机200的按压部23b，对第一电极30及第二电极31进行按压。

作为压力机200，可以使用液压压力机、机械压力机、伺服压力机等。通过使用压力机200，从而在解除了由压力机200产生的对第一电极30及第二电极31的按压的情况下，能够在第一电极30及第二电极31的上部与按压部23b之间形成空间。由此，不用将盖23拆下，就能够从流入口70进行注水，能够一边将第一电极30及第二电极31展开一边进行清洗。由此，能够均匀地对第一电极30及第二电极31进行清洗。

接着，使用图2及图4，说明实施方式1的水处理装置1的组装方法。

首先，在图2所示的水处理装置1的处理容器10，以使隔离板60位于中央且彼此成为预定的间隔的方式配置隔离板60和集电体50a及50b。接着，在集电体50a与隔离板60之间配置第一电极30，在集电体50b与隔离板60之间配置第二电极31。此外，配置第一电极30和第二电极31的顺序是任意的。

接着，将衬垫40配置于处理容器10，并使盖20将其覆盖。此时，使形成于盖20的按压部20b载置在第一电极30及第二电极31上。另外，如图4所示，在形成于盖20的隔离板用槽20d中插入隔离板60的上端侧。然后，在形成于盖20的一对集电体用槽20c、20c中分别插入集电体50a及50b。而且，在形成于盖20的一对贯通孔20a、20a中插入集电体50a及50b的端子150a及150b，使端子150a及150b从盖20突出。此外，对一对贯通孔20a、20a实施未图示的流出防止处理，以不使被处理水从端子150a及150b与贯通孔20a、20a的间隙流出。

接着，将螺钉100安装于盖20的螺纹孔，并拧紧螺钉100，直到集电体50a与集电体50b间的压缩率成为预定的值。通过以上过程，完成水处理装置1的组装。

此外，代替利用压缩率来规定螺钉100的拧紧，也可以将螺钉100拧紧，直到集电体50a与集电体50b间的电阻成为预定的值。另外，代替水处理装置1的组装方法中的利用压缩率来规定螺钉100的拧紧，也可以将螺钉100拧紧，直到流入口70前与流出口80后的压力差成为预定的值。

实施方式2.

图9是本发明的实施方式2的水处理装置5的分解图。实施方式2的水处理装置5与实施方式1的水处理装置1的不同在于集电体54a及54b的端子154a及154b的形状。而且，在实施方式2的水处理装置5中，与实施方式1的不同点在于：既不使端子154a及154b从盖24突出，也不使其从处理容器14突出，而是经由端子杆120a及120b与端子154a及154b通电。其他结构与实施方式1相同。

如图9所示，实施方式2的水处理装置5在盖24形成有隔离板用槽24d和一对集电体用槽24c、24c。而且，在盖24形成有一对端子杆插入孔24e、24e。集电体54a及54b形成为将长方形的四个角部中的一个呈矩形形状地切除而得到的形状。并且，在与切除的角部相邻的角部，形成有连接端子杆120a、120b的端子口254a、254b。

在实施方式2的水处理装置5中，首先，在处理容器14配置隔离板60和集电体54a及54b。然后，在隔离板60与集电体54a之间配置第一电极30，在隔离板60与集电体54b之间配置第二电极31。将衬垫40安装于处理容器14，并使盖24将其覆盖。此时，在形成于盖24的隔离板用槽24d中插入隔离板60的上端侧。另外，在形成于盖24的一对集电体用槽24c、24c中分别插入集电体54a及54b的端子154a及154b。将四根螺钉100插入到盖24的螺纹孔中并拧紧，利用盖24的按压部24b对第一电极30及第二电极31进行按压。然后，在形成于盖24的一对端子杆插入孔24e、24e中插入端子杆120a及端子杆120b。

实施方式2的水处理装置5通过将电源的正极侧连接到端子杆120a的端子220a，将电源的负极侧连接到端子杆120b的端子220b，从而对集电体54a施加正电，对集电体54b施加负电。由此，能够分别对相邻的集电体54a和54b施加正电和负电，能够对第一电极30和第二电极31施加正电和负电。此外，对集电体54a和54b中的哪一方施加正电、对哪一方施加负电是任意的。

另外，根据实施方式2的水处理装置5，由于既不使集电体54a及54b的端子154a及154b从盖24向外部突出，也不使其从处理容器14向外部突出，因此，能够防止由与水处理装置1的周围物体的碰撞引起的端子154a及154b的损伤。另外，能够防止周围的导电构件与端子154a及154b接触而使端子154a与154b短路。

此外，在实施方式2中，将端子杆120a及120b插入到形成于盖24的端子杆插入孔24e、24e并使之与集电体54a及54b的端子154a及154b连接，但并不限定于此。例如，也可以如图10所示的第一变形例的水处理装置6那样，在处理容器15形成一对端子杆插入孔15a、15a和一对集电体用槽15b、15b。在该情况下，集电体55a及55b将端子155a及155b插入到处理容器15的底面侧。

而且，在实施方式2的水处理装置5中，在处理容器14配置有一对集电体54a、54b，但并不限定于此。例如，也可以如图11所示的第二变形例的水处理装置7那样，构成为将集电体56a及56b交替地各配置两个，在其之间将隔离板60和第一电极30及第二电极31各配置三个。在该情况下，流入口70及流出口80也各配置有三个。由此，能够提升被处理水的处理能力。此外，集电体56a及56b的数量并不限定于各两个，也可以为三个以上。

另外，也可以如图12所示的第三变形例的水处理装置8那样，排列配置多个第一变形例的水处理装置6。在该情况下，如图12所示，将集电体57a的端子157a和集电体57b的端子157b配置成交错地排列。由此，能够利用一个端子杆121a，对两个集电体57a的端子157a施加正电，能够利用一个端子杆121b，对两个集电体57b的端子157b施加负电。此外，将电源的正极侧和负极侧中的哪一方施加于集电体57a和集电体57b中的哪一方是任意的。

实施方式3.

图13是示出本发明的实施方式3的水处理装置9的图。如图13所示，水处理装置9具有对被处理水进行处理的处理容器18和盖28。在处理容器18与盖28之间配置有衬垫41。利用四根螺钉100将盖28紧固于处理容器18。在处理容器18配置有被处理水的流入口70，在盖28配置有被处理水的流出口80。

在处理容器18中隔着隔离板61地配置有一对集电体58a、58b。另外，在集电体58a与隔离板61之间配置有第一电极32，在集电体58b与隔离板61之间配置有第二电极33。在盖28形成有与集电体58a抵接的按压部28b。通过利用四根螺钉100将盖28拧紧到处理容器18，从而使按压部28b经由集电体58a按压第一电极32及第二电极33。

如图13所示，在集电体58a形成有端子159a，在集电体58b形成有端子158b。集电体58a的端子159a连接有贯通盖28地配置的端子杆122a，集电体58b的端子158b连接有贯通处理容器18地配置的端子杆122b。水处理装置9通过将未图示的电源的正极侧连接到配置于盖28的端子杆122a的端子222a，将负极侧连接到配置于处理容器18的端子杆122b的端子222b，从而分别对第一电极32和第二电极33施加正电和负电。

在实施方式3的水处理装置9中，由于未规定第一电极32及第二电极33的厚度，所以通过改变导电性材料的量，从而能够改变第一电极32及第二电极33的厚度。由此，能够调整淡化性能。

另外，在实施方式3的水处理装置9中，利用盖28的按压部28b，沿由集电体58a及58b夹持的方向对第一电极32及第二电极33进行按压。由此，能够使集电体58a及58b和第一电极32及第二电极33紧贴，能够降低淡化处理时的电阻。

接着，使用实施方式1的水处理装置1，对使用本发明的水处理装置的系统结构进行说明。此外，使用本发明的其他水处理装置2～9的情况也同样如此。

图14是示出使用本发明的水处理装置1的水处理系统300的图。水处理系统300具有水处理装置1、电源部320、被处理水槽310、泵330、控制部350、以及检测部340a及340b。

水处理系统300将利用泵330从被处理水槽310抽起的被处理水导入到水处理装置1中。在泵330与水处理装置1之间的流路配置有检测部340a，在水处理装置1的排出侧的流路配置有检测部340b。检测部340a及340b测定被处理水的导电率、压力损失、硬度或目标去除离子浓度等。另外，在利用水处理装置1对被处理水进行淡化处理的情况下，检测部340b能够测定进行淡化处理后的处理水的导电率、压力损失、硬度或目标去除离子浓度等。此外，在未利用水处理装置1实施淡化处理的情况下，在检测部340b中测定被处理水的导电率、压力损失、硬度、目标去除离子浓度等。在水处理装置1连接有电源部320，电源部320、泵330、检测部340a及340b由控制部35进行控制。

此外，在水处理系统300中，构成为使用一个水处理装置1，但并不限定于此。例如，也可以如图15所示的第一变形例的水处理系统301那样，将两个水处理装置1a及1b串联连接。由此，能够将被处理水处理至低导电率。此外，也可以将三个以上的水处理装置1串联连接。

另外，也可以如图16所示的第二变形例的水处理系统302那样，将两个水处理装置1a及1b并联连接。由此，能够将被处理水处理至低导电率。由此，能够增加每单位时间的淡化处理水量。此外，也可以将三个以上的水处理装置1并联连接。

而且，也可以如图17所示的第三变形例的水处理系统303那样，将串联配置两个水处理装置1a及1b而成的结构和串联配置两个水处理装置1c及1d而成的结构并联连接。由此，能够将被处理水处理至低导电率。由此，能够增加每单位时间的淡化处理水量。此外，也可以将三个以上的水处理装置1并联连接。由此，能够增加每单位时间的淡化处理水量，并且能够将被处理水处理至低导电率。

上述水处理系统300～303能够应用于净水、污水、排水、淡水化等的水处理。另外，也可以应用于对空调机的喷洒用水(sprinklingwater)、冷却水、生产用水、清洗用水的制造等。而且，既可以与热水器、洗碗机、洗衣机、冷热水系统、电热水器、加湿器组合，也可以作为净水器使用。另外，除了这些装置以外，还可以与需要淡化后的水的设备组合或搭载于该设备。

实施方式4.

图20是示出本发明的实施方式4的水处理装置500的立体图。图21是沿着图20的xxi-xxi线的水处理装置的剖视图。图22是沿着图20的xxii-xxii线的水处理装置的剖视图。另外，图23是本发明的实施方式4的水处理装置500的分解图。

如图20～图23所示，水处理装置500具有对被处理水进行处理的处理容器501和盖502。在处理容器501与盖502之间配置有衬垫510。利用四根螺钉509将盖502紧固于处理容器501。在处理容器501分别配置有五个被处理水的流入口506及流出口507。此外，只要在不配置衬垫510地利用螺钉509将处理容器501和盖502紧固之后注入被处理水等液体而没有漏水，则也可以不配置衬垫510。另外，只要在利用螺钉509将处理容器501和盖502紧固之后能够防止注入被处理水等液体时的漏水，则也可以使用衬垫510以外的构件。

在处理容器501中隔着隔离板505地配置有一对集电体504a、504b。另外，在集电体504a与隔离板505之间配置有第一电极503a，在集电体504b与隔离板505之间配置有第二电极503b。在第一电极503a及第二电极503b中分别配置有四块分隔板513。

作为构成分隔板513的材料，例如可以列举石墨片、柔性石墨、导电性橡胶、金属板、树脂板、树脂片、木材等。只要能够将第一电极503a及第二电极503b中的每一个分隔，则可以为任何材料。分隔板513也可以具有透水性。另外，分隔板513也可以具有导电性。

在盖502形成有与集电体504a抵接的按压部502a。通过利用四根螺钉509将盖502拧紧到处理容器501，从而使按压部502a经由集电体504a对第一电极503a及第二电极503b进行按压。此外，处理容器501、盖502、按压部502a、第一电极503a、第二电极503b、集电体504a、504b、隔离板505、流入口506及流出口507的材料为与实施方式1相同的材料。

如图21所示，在集电体504a和集电体504b分别连接有端子508a和端子508b。通过在端子508a与端子508b之间施加电力，从而在集电体504a与集电体504b之间、即在第一电极503a与第二电极503b之间施加电力。

与实施方式3的水处理装置9同样地，实施方式4的水处理装置500的第一电极503a及第二电极503b的厚度并不由集电体504a、集电体504b及隔离板505规定。因此，通过改变导电性材料的量，从而能够变更第一电极503a及第二电极503b的厚度。由此，能够进行淡化性能的变更及调整。

另外，在实施方式4的水处理装置500中，利用盖502的按压部502a，沿由集电体504a及504b夹持的方向对第一电极503a及第二电极503b进行按压。由此，能够使集电体504a及504b与第一电极503a及第二电极503b紧贴，能够降低淡化处理时的电阻。

并且，在实施方式4的水处理装置500中，与实施方式1同样地，仅利用导电性材料形成第一电极503a及第二电极503b，未使用使构成材料彼此粘结的粘结剂等添加剂。因此，可以在相邻的第一电极503a之间及相邻的第二电极503b之间确保间隙。由此，能够将被处理水直接注入到第一电极503a及第二电极503b。另外，能够将处理水从第一电极503a及第二电极503b直接排出。因此，能够降低水处理装置500的压力损失。

而且，实施方式4的水处理装置500在第一电极503a和第二电极503b中配置有多个分隔板513。并且，利用多个分隔板513，使被处理水均等地遍及第一电极503a及第二电极503b。由此，能够抑制在处理容器501内产生的作为使淡化性能降低的主要原因之一的处理水的短路(shortpath)。因此，即使在增大了第一电极503a及第二电极503b的面积的情况下，也能够得到稳定的淡化性能。

此外，在实施方式4的水处理装置500中，将流入口506和流出口507配置在处理容器501的相对的侧面，但流入口506和流出口507的配置并不限定于此。对于流入口506和流出口507的配置而言，只要位于隔着第一电极503a和第二电极503b相向的位置即可，可以为任何位置。例如，也可以在处理容器501的底部配置流入口506，在盖502配置流出口507。

在该情况下，为了能够将液体从流入口506注入到第二电极503b，并使液体从第一电极503a通过流出口507而流出，可以在集电体504a及504b上设置孔，或使集电体504a及504b使用具有透水性的材料。而且，也可以将流入口506配置在处理容器501的侧面，将流出口507配置于盖502。

在实施方式4中，为了将被处理水直接注入到第一电极503a，在利用四个分隔板513划分为五个的第一电极503a中的每一个都配置有流入口506。并且，为了将被处理水从第二电极503b直接排出，在利用四个分隔板513划分为五个的第二电极503b中的每一个都配置有流出口507，但流入口506及流出口507的数量并不限定于此。为了使被处理水长时间地停留在第一电极503a及第二电极503b中，优选的是，使流入口506与流出口507之间的距离较远。因此，流入口506及流出口507的数量也可以各为一个。在该情况下，也是将流入口506及流出口507配置在能够相对于第一电极503a和第二电极503b中的一方或双方将被处理水直接导入或排出的位置。此外，在将被处理水直接导入到第一电极503a和第二电极503b双方的情况下，也可以在与隔离板505相向的位置配置流入口506及流出口507。

而且，在实施方式4中，分别将第一电极503a、第二电极503b、集电体504a及504b各配置有一个，但第一电极503a、第二电极503b、集电体504a及504b的数量并不限定于此。例如，如图24所示的变形例那样，也可以将第一电极503a、第二电极503b、集电体504a及504b配置多个。

如图24所示的变形例那样，在将第一电极503a、第二电极503b、集电体504a及504b配置多个的情况下，在集电体504a及504b上设置通过口或利用具有透水性的材料形成集电体504a及504b，以便使液体能够透过。

在图24所示的变形例的情况下，也可以分别对被配置成与盖502相接的集电体504b及被配置成与处理容器501的底部相接的集电体504b施加电力。由此，图24所示的变形例成为仅对层叠的第一电极503a、第二电极503b、集电体504a及集电体504b的层叠端施加电力的双极型叠层。

另外，也可以将端子等设置于各集电体504a及集电体504b并使之与电源连接，且分别对全部的集电体504a与集电体504b之间施加电力。在该情况下，成为分别对各集电体504a与504b之间施加电力的单极型叠层。

而且，在实施方式4的水处理装置500中，利用四根螺钉509将盖502紧固于处理容器501，但螺钉509的根数既可以比五根多，也可以为三根以下。

实施方式5.

图25是示出本发明的实施方式5的水处理装置600的立体图。水处理装置600是实施方式1的变形例之一。

水处理装置600具有交替地配置的两个集电体604a和一个集电体604b。在各集电体604a与集电体604b之间分别配置有隔离板605和由该隔离板605分离的第一电极603a及第二电极603b。

由隔离板605分离的第一电极603a及第二电极603b还被与隔离板605正交的三块分隔板611分割为四个。此外，分隔板611只要不与隔离板605、集电体604a及集电体604b平行即可，也可以不与隔离板605、集电体604a及集电体604b正交。另外，实施方式5的水处理装置600的端子608a及端子608b仅形成于与处理容器601相接的集电体604a。

像这样，实施方式5的水处理装置600利用多个分隔板611对第一电极603a及第二电极603b进行分割。由此，在实施方式5的水处理装置600中，即使在增大了第一电极603a及第二电极603b的面积的情况下，也能够使被处理水均等地遍及第一电极603a及第二电极603b。

由此，实施方式5的水处理装置600能够抑制在处理容器601内产生的作为使淡化性能降低的主要原因之一的处理水的短路(shortpath)。因此，即使在增大了第一电极603a及第二电极603b的面积的情况下，也能够得到稳定的淡化性能。

而且，在实施方式5的水处理装置600中，通过在第一电极603a及第二电极603b中配置多个分隔板611，从而在利用按压部602a按压第一电极603a及第二电极603b时，能够在各电极内均等地进行按压。

接着，使用图18及图19，说明使用本发明的水处理装置的淡化效果的确认结果。此外，在确认中，使用实施方式1的水处理装置1。

作为第一电极30及第二电极31的导电性材料，使用粒状活性炭，作为集电体50a及50b，使用石墨片。另外，将集电体50a及50b与隔离板60的间隔设为5mm。作为被处理水，使用将导电率为2ms/cm的城市污水过滤后的水。将处理期间的流速设为0.1m/min。

作为按压第一电极30及第二电极31并实施淡化处理后的结果，从水处理装置1流出的被处理水的导电率d与经过时间t的关系如图18所示。此外，在图18中，纵轴为导电率d(ms/cm)，横轴为经过时间t(min)。由图18可知，从淡化处理开始起的数分钟内，导电率d从2ms/cm减少到1ms/cm。另外，集电体50a与集电体50b之间的电阻为0.8ω。

作为比较例，图19示出不按压第一电极30及第二电极31地实施淡化处理后的结果。此外，在图19中，纵轴为导电率d(ms/cm)，横轴为经过时间t(min)。由图19可知，从淡化处理开始起的20分钟左右，导电率d从2ms/cm减少到1.5ms/cm。另外，集电体50a与集电体50b之间的电阻为3.6ω。

由以上内容可以确认：在按压了第一电极30及第二电极31的情况下，淡化性能大幅地提高。另外，可以确认：在按压了第一电极30及第二电极31的情况下，集电体50a与50b之间的电阻大幅地减少。由此，可以确认实施方式1的水处理装置1的淡化效果。

附图标记说明

1～9、1a～1d、500、600水处理装置、10～18、501、601处理容器、11a、13a贯通孔、15a、17e、24e、26e端子杆插入孔、15b、20c、24c集电体用槽、20～28、502、602盖、20a、22a贯通孔、20b～28b、502a、602a按压部(按压构件)、20d、24d隔离板用槽、30、32、503a、603a第一电极、31、33、503b、603b第二电极、40、510衬垫、50a～58a、50b～58b、504a、504b、604a、604b集电体、60、61、505、605隔离板、70、506、606流入口、80、507流出口、100、509、609螺钉、110流出防止构件、120a～122a、120b～122b端子杆、150a～158a、150b～158b、220a～222a、220b～222b、508a、508b、608a、608b端子、200压力机、254a～257a、254b～257b端子口、300～303水处理系统、310被处理水槽、320、320a～320d电源部、330、330a、330b泵、340a～340f检测部、350控制部、400水处理单元、505、605隔离板、513、611分隔板。