水处理装置及水处理方法
阅读：109发布：2022-07-03
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1.一种水处理装置，在处理槽的内部具备多个放电处理单元，所述放电处理单元具有接地电极、和与所述接地电极对置的放电电极，在所述接地电极与所述放电电极之间形成放电，通过所述放电生成臭氧，并且使被处理水与所述放电接触，由此对所述被处理水进行处理，其中，所述水处理装置具备：
储水部，其在所述处理槽的内部储存由所述多个放电处理单元中的1个放电处理单元所处理的所述被处理水；和
臭氧供给部，其将所述处理槽内的所述臭氧供给到储存于所述储水部的所述被处理水，
所述被处理水作为连续的流动通过所述多个放电处理单元。
2.根据权利要求1所述的水处理装置，其中，
所述多个放电处理单元的每一个使过氧化氢溶解于所述被处理水。
3.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其中，
在所述处理槽的内部具备多个臭氧溶解单元，该臭氧溶解单元包括所述储水部和所述臭氧供给部。
4.根据权利要求3所述的水处理装置，其中，
所述臭氧溶解单元在所述处理槽的内部设于所述被处理水的流动的最上游侧。
5.根据权利要求3所述的水处理装置，其中，
使1个放电处理单元和1个臭氧溶解单元形成为一对一体化的处理单元，在所述处理槽的内部配置多级所述处理单元。
6.根据权利要求3所述的水处理装置，其中，
在1张平板电极上形成有所述多个放电处理单元的每一个与所述臭氧溶解单元的每一个被交替配置的构成。
7.根据权利要求3所述的水处理装置，其中，
所述臭氧溶解单元的至少1个具有紫外线灯，该紫外线灯对储存于所述储水部的所述被处理水照射紫外线。
8.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其中，
所述接地电极为相对于水平面倾斜地配置的平板电极，所述被处理水沿着所述平板电极的上表面流动，
所述放电电极隔着流过所述平板电极的所述被处理水所形成的水膜、和形成于所述水膜的上方的气体层，与所述平板电极对置配置，
所述多个放电处理单元的每一个通过对所述平板电极与所述放电电极之间施加电压而形成所述放电。
9.根据权利要求8所述的水处理装置，其中，
所述多个放电处理单元的每一个具有第2平板电极，该第2平板电极将所述放电电极夹在中间地与所述平板电极对置配置，隔着空隙地设于所述放电电极的上方。
10.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其中，
所述多个放电处理单元在相互纵向排列的方向配置。
11.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其中，
所述储水部是箱型的储水器，所述被处理水储存于所述储水器，所述箱型的储水器由底板、和以包围所述底板的方式配置的侧壁构成。
12.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其中，
所述臭氧供给部由气体循环装置、循环配管以及气体扩散部件构成，
所述气体扩散部件配置成与储存于所述储水部的所述被处理水接触，
所述循环配管以使由所述气体循环装置从所述处理槽吸气而得到的气体从所述气体扩散部件排出的方式连接，使从所述气体扩散部件排出的所述气体喷出到所述储水部的所述被处理水中。
13.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其中，
所述储水部是以使所述被处理水沿着上表面流下的方式相对于水平面倾斜地配置的倾斜板，
所述臭氧供给部由设于所述倾斜板的上表面的突起构成，
所述突起对在所述倾斜板流下的所述被处理水的流动进行搅拌。
14.一种水处理方法，在水处理装置中被执行，该水处理装置在处理槽的内部具备多个放电处理单元，所述放电处理单元具有接地电极、和与所述接地电极对置的放电电极，在所述接地电极与所述放电电极之间形成放电，通过所述放电生成臭氧，并且使被处理水与所述放电接触，由此对所述被处理水进行处理，其中，
所述水处理方法具有：
在所述处理槽的内部将由所述多个放电处理单元中的1个放电处理单元所处理的所述被处理水储存于储水部的步骤；和
将所述处理槽内的所述臭氧供给到储存于所述储水部的所述被处理水的步骤，所述被处理水作为连续的流动通过所述多个放电处理单元，由此对所述被处理水进行处理。
15.根据权利要求14所述的水处理方法，其中，还具有：
经由水质计取得所述被处理水的水质数据的步骤；和
进行控制以使得根据取得的所述水质数据对从共同电源供给的电力个别地进行调整、利用期望的放电电力来形成放电的步骤。
水处理装置及水处理方法
技术领域
背景技术
[0002] 此前，在给排水的处理中，臭氧或者氯气被广泛使用。但是，例如有时在工业废水等中包含不被臭氧或者氯分解的难分解性物质。特别是二 英类及二 烷等的去除成为大的课题。
[0003] 在一部分中，如下方法被实用化：通过将臭氧(O3)与过氧化氢(H2O2)或者紫外线组合，在被处理水中产生活性比臭氧或者氯高的羟基自由基(OH自由基)，进行难分解性物质的去除。但是，装置成本及运转成本非常高，不太普及。
[0004] 因此，提案有使通过放电产生的OH自由基等与被处理水直接作用，由此高效率地去除难分解性物质的方法。具体而言，进行如下处理。
[0005] ·从交替连接设置有多个台阶部和与台阶部相连的平板部的阶梯状的流路的上段部的水供给配管向阶梯状的流路供给包含杂菌的被处理水。
[0006] ·然后，对膜状地流过阶梯状的流路的被处理水照射由等离子体产生装置所产生的等离子体，对被处理水中的水分子进行解离，生成O自由基及OH自由基，将被处理水中的杂菌杀灭。
[0008] 另外，还提案有如下的水处理装置：以倾斜的状态配置上下对置的一对电极板，使被处理水在下部电极上流下，在电极间形成阻挡放电，由此对被处理水进行处理。根据该水处理装置，能够利用简单的结构来效率良好地处理被处理水(例如，参照专利文献2)。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1：日本特开2012－96141号公报
[0012] 专利文献2：日本专利第4635204号公报
发明内容
[0013] 发明要解决的课题
[0014] 但是，在上述的现有技术存在如下课题。
[0015] 就专利文献1中所示的以往的水处理装置而言，使由等离子体生成的O自由基以及OH自由基直接作用，由此能够对被处理水进行处理。但是，无法控制由O自由基以及OH自由基生成的臭氧及过氧化氢溶入到被处理水中的量。因此，存在无法有效地活用由臭氧以及过氧化氢所引起的水中反应中的被处理水的处理、无法进行有效的水处理的课题。
[0016] 另一方面，就专利文献2中所示的以往的水处理装置而言，由放电产生的臭氧、OH自由基与被处理水的表面接触，一部分溶解而成为溶存臭氧、溶存过氧化氢，通过在水中的反应，水处理得以进行。但是，该专利文献2的水处理装置无法独立地决定臭氧的溶解量和过氧化氢的溶解量。因此，存在不仅无法有效地使用水中反应，而且还无法在被处理水的水质变化时进行与其相匹配的最佳的工作(動作)的课题。
[0017] 本发明是为了解决如上所述的课题而完成的，其目的在于得到如下水处理装置及水处理方法：能够高效且高速地进行难分解性物质的分解或者高浓度的有机污染的去除，且能够进行与被处理水的水质相应的处理。
[0018] 用于解决课题的手段
[0019] 本发明涉及的水处理装置在处理槽的内部具备多个放电处理单元，放电处理单元具有接地电极、和与接地电极对置的放电电极，在接地电极与放电电极之间形成放电，通过放电来生成臭氧，并且使被处理水与放电接触，由此对被处理水进行处理，其中，所述水处理装置具备：储水部，其在处理槽的内部储存由多个放电处理单元中的1个放电处理单元所处理了的被处理水；以及臭氧供给部，其将处理槽内的臭氧供给到储存于储水部的被处理水，被处理水作为连续的流动(流れ)通过多个放电处理单元。
[0020] 另外，本发明涉及的水处理方法在水处理装置中被执行，所述水处理装置在处理槽的内部具备多个放电处理单元，放电处理单元具有接地电极、和与接地电极对置的放电电极，在接地电极与放电电极之间形成放电，通过放电来生成臭氧，并且使被处理水与放电接触，由此对被处理水进行处理，其中，所述水处理方法具有：在处理槽的内部将由多个放电处理单元中的1个放电处理单元所处理的被处理水储存于储水部的步骤；和将处理槽内的臭氧供给到储存于储水部的被处理水的步骤，被处理水作为连续的流动通过多个放电处理单元，由此对被处理水进行处理。
[0021] 发明效果
[0022] 就本发明的水处理装置及水处理方法而言，在处理槽的内部具备多个放电处理单元，放电处理单元具有接地电极、和与接地电极对置的放电电极，在接地电极与放电电极之间形成放电，通过放电来生成臭氧，并且使被处理水与放电接触，由此对被处理水进行处理。而且，具备：储水部，其在处理槽的内部储存由多个放电处理单元中的1个放电处理单元实施了处理的被处理水；和臭氧供给部，其将处理槽内的臭氧供给到储水部的被处理水，被处理水作为连续的流动通过多个放电处理单元。其结果，能够得到能够高效且高速地进行难分解性物质的分解或者高浓度的有机污染的去除且能够进行与被处理水的水质相应的处理的水处理装置及水处理方法。附图说明
[0023] 图1是本发明的实施方式1的水处理装置的剖视图。
[0024] 图2是示出本发明的实施方式1中的、被处理水的溶存过氧化氢浓度及溶存臭氧浓度和放电电力的关系的图。
[0025] 图3是示出本发明的实施方式1的处理槽内的被处理水的溶存臭氧浓度、溶存过氧化氢浓度、有机物浓度各自的时间变化的图。
[0026] 图4是本发明的实施方式2的水处理装置的剖视图。
[0027] 图5是本发明的实施方式3的水处理装置的剖视图。
[0028] 图6是本发明的实施方式4的水处理装置的剖视图。
[0029] 图7是本发明的实施方式5的水处理装置的剖视图。
[0030] 图8是本发明的实施方式6的水处理装置的剖视图。
[0031] 图9是本发明的实施方式7的水处理装置的剖视图。
[0032] 图10是本发明的实施方式7的水处理装置的系统图。
[0033] 图11是本发明的实施方式8的水处理装置的剖视图。
[0034] 图12是本发明的实施方式9的水处理装置的剖视图。
[0035] 图13是本发明的实施方式10的水处理装置的剖视图。
[0036] 图14是本发明的实施方式11的水处理装置的剖视图。
[0037] 图15是本发明的实施方式12的水处理装置的剖视图。
[0038] 图16是本发明的实施方式13的水处理装置的剖视图。
具体实施方式
[0039] 以下，使用附图详细地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。
[0040] 实施方式1.
[0041] 图1是本发明的实施方式1的水处理装置的剖视图。在图1中，在密闭构造的金属制的处理槽1的上部设有供水口1a及气体排出口1b。在处理槽1的下部设有排水口1c。
[0042] 另一方面，在处理槽1的侧面设有气体供给口1d。而且，在处理槽1的内部具备3个放电处理单元30a、30b、30c和2个储水部(储水器)32a、32b。
[0043] 3个放电处理单元30a、30b、30c全部为同样的结构，分别具有作为接地电极的平板电极2、和作为放电电极的多个(在图1中5根)线电极6a、6b、6c、6d、6e。平板电极2相对于水平面倾斜地配置于处理槽1的内部。即，平板电极2的上游侧端部(图1的左端部)比下游侧端部(图1的右端部)高。
[0044] 上游侧端部与处理槽1的左壁面连接地被保持，下游侧端部不与处理槽1的壁面连接地被保持。在平板电极2的上方，相对于平板电极2隔着规定的间隔地形成有线电极6a、6b、6c、6d、6e。线电极6a、6b、6c、6d、6e在图1的左右的方向上相互隔开间隔地配置。
[0045] 另外，线电极6a、6b、6c、6d、6e相对于平板电极2的上表面按照等间隔配置。进而，线电极6a、6b、6c、6d、6e在平板电极2的宽度方向(图1纸面的进深方向)上平行且水平地展开。线电极6a、6b、6c、6d、6e与平板电极2分别形成一对电极。
[0047] 即，储水部32a、32b形成有箱型的储水器，该箱型的储水器由处理槽1的壁面、底板18以及侧壁19包围。
[0048] 放电处理单元30a、30b、30c和储水部32a、32b在处理槽1的铅锤方向上相互交替地且在左右相互不同的方向上形成。即，在处理槽1的最上部具备放电处理单元30a，放电处理单元30a的平板电极2连接于处理槽1的左壁面。在放电处理单元30a的下方具备储水部32a，储水部32a的底板18连接于处理槽1的右壁面。以下，同样地按照放电处理单元30b、储水部32b、放电处理单元30c的顺序具备。
[0049] 在处理槽1的侧面的最上部附近形成有循环气体吸气口14，循环气体配管15连接于循环气体吸气口14。在循环气体配管15具备与气体循环装置相当的循环泵16，与气体流量调节器相当的逆变器33连接于循环泵16。
[0050] 循环气体配管15经由循环泵16在循环气体吸气口14的相反侧分岔，形成有循环气体配管15a和15b。循环气体配管15a与储水部32a内所具备的气体扩散板(散気板)(气体扩散部件)17a连接，循环气体配管15b与储水部32b内所具备的气体扩散板17b连接。循环气体配管15、循环泵16及气体扩散板17a、17b构成臭氧供给部。另外，由储水部32a、32b和臭氧供给部形成有臭氧溶解单元31a、31b。
[0051] 在处理槽1的右侧面具备电流导入端子12a、12b、12c。在放电处理单元30a中，线电极6a、6b、6c、6d、6e相互由布线8a连接，布线8a经过电流导入端子12a而通到处理槽1的外部。
[0052] 同样地，放电处理单元30b的与线电极6a、6b、6c、6d、6e连接的布线8b经过电流导入端子12b而通到处理槽1的外部，放电处理单元30c的与线电极6a、6b、6c、6d、6e连接的布线8c经过电流导入端子12c而通到处理槽1的外部。此处，布线8a、8b、8c和处理槽1被电流导入端子12a、12b、12c电绝缘。
[0053] 在处理槽1的外部，布线8a、8b、8c相互连接，形成1根布线8。处理槽1的外部所具备的脉冲电源7的高压侧的输出连接于布线8。另一方面，脉冲电源7的接地侧的输出与处理槽1连接，进行电接地。
[0054] 另外，放电处理单元30a、30b、30c各自的平板电极2都由金属构成，与处理槽1的侧面连接。因此，平板电极2为接地电位。
[0055] 通过这样的结构，放电处理单元30a、30b、30c各自的线电极6a、6b、6c、6d、6e对于脉冲电源7并联地电连接。
[0057] 充有氧气的气体供给源9经由流量调节器10连接于气体供给口1d。
[0058] 接着，说明本实施方式1中的水处理装置的工作。
[0059] 氧气在从气体供给源9由流量调节器10调节为预先设定的流量之后，从气体供给口1d供给到处理槽1内。另一方面，以与供给氧气流量相同的流量将处理槽1内的气体从气体排出口1b排气。由此，在经过规定时间之后，从处理槽1内排出空气，在处理槽1内形成高氧浓度的气氛。
[0060] 从供水口1a供给到处理槽1内的被处理水4形成水膜3而在放电处理单元30a的平板电极2上流下，从最下游部(图1的右侧端部)落下。从放电处理单元30a落下的被处理水4被储水部32a捕捉。当储水部32a内的被处理水4的水位变得比侧壁19高时，被处理水4从储水部32a溢出而落下。
[0061] 以下，同样地，被处理水4按照放电处理单元30b、储水部32b、放电处理单元30c的顺序通过，最终向处理槽1的底部落下，作为处理后水13从排水口1c排出。此时，被处理水4的一部分作为水蒸气挥发，因此在处理槽1的内部形成包含水蒸气的高氧浓度的气氛。此处，在水膜3与线电极6a、6b、6c、6d、6e之间形成有作为气体层的空隙5。即，水膜3的厚度被调节成在线电极6a、6b、6c、6d、6e与水膜3的水面之间形成空隙5。水膜的厚度根据被供给的被处理水4的流量、或者平板电极2相对于水平面的倾斜角度、或者平板电极2的表面粗糙度被调整。
[0062] 此处，使脉冲电源7工作，对线电极6a、6b、6c、6d、6e施加脉冲电压，由此从线电极6a、6b、6c、6d、6e向平板电极2的方向形成放电11a、11b、11c、11d、11e。被处理水4在流过平板电极2上的过程中，按照放电11a、11b、11c、11d、11e依次接触，由此进行难分解性物质的去除等的水处理。另外，通过放电11a、11b、11c、11d、11e来生成臭氧，处理槽1内为充满臭氧的状态。
[0063] 此处，进而，使循环泵16工作，从循环气体吸气口14对处理槽1内的气体进行吸气，供给到储水部32a、32b内的气体扩散板17a、17b。由此，在储水部32a、32b的被处理水4中循环气体作为气泡21上升，此时，由放电11a、11b、11c、11d、11e产生的臭氧溶解于被处理水4，进行水处理。
[0064] 接着，说明由本实施方式1中所示的水处理装置进行被处理水4的处理的原理。予以说明，此处以有机物的分解为例进行说明，但由放电产生的O3、OH自由基对除菌、脱色、脱臭也是有效的，这是公知的事实。
[0065] 对线电极6a、6b、6c、6d、6e施加脉冲电压，由此形成放电11a、11b、11c、11d、11e。此时，处理槽1内的氧分子(O2)、水分子(H2O)与高能量的电子碰撞，产生下式(1)、(2)的解离反应。此处，e为电子，O为原子状氧，H为原子状氢，OH为OH自由基。
[0066] e+O2→2O (1)
[0067] e+H2O→H+OH (2)
[0068] 由上式(1)产生的原子状氧的许多通过下式(3)的反应形成臭氧(O3)。此处，M为反应的第三体(第三体)，表示空气中的所有的分子、原子。
[0069] O+O2+M→O3 (3)
[0070] 另外，由上式(2)产生的OH自由基的一部分通过下式(4)的反应而形成过氧化氢(H2O2)。
[0071] OH+OH→H2O2 (4)
[0072] 由上式(1)～(4)的反应生成的氧化性粒子(O、OH、O3、H2O2)通过下式(5)与流过放电处理单元30a、30b、30c的平板电极2的被处理水4的水面附近的有机物反应，氧化分解为二氧化碳(CO2)和水。此处，R为作为处理对象的有机物。
[0073] R+(O、OH、O3、H2O2)→CO2+H2O (5)
[0074] 予以说明，在上式(5)中未与有机物反应的O和OH通过上式(3)、(4)而形成寿命比较长的O3和H2O2，其一部分通过下式(6)、(7)溶解于被处理水4。此处，(l)意味着液相。
[0075] O3→O3(l) (6)
[0076] H2O2→H2O2(l) (7)
[0077] O3(l)和H2O2(l)通过在水中的反应，如下式(8)那样生成OH自由基。
[0078] O3(l)+H2O2(l)→OH(l) (8)
[0079] 由上式(6)～(8)生成的O3(l)、H2O2(l)、OH(l)通过下式(9)而利用水中反应来分解有机物。
[0080] R+(O3(l)，H2O2(l)，OH(l))
[0081] →CO2+H2O (9)
[0082] 在本实施方式1中，在被处理水4与放电11a、11b、11c、11d、11e相接的区域，通过上式(5)的反应、和上式(9)的反应这两者来分解被处理水4中的有机物，另外，在不与放电相接的区域，通过上式(9)的反应来分解被处理水4中的有机物。
[0083] 进而，在本实施方式1中，通过使循环泵16工作，将处理槽1内的气体供给到气体扩散板17a、17b，由此处理槽1内的臭氧溶解于储水部32a、32b的被处理水4。
[0084] 由此，被处理水4的有机物被臭氧分解。进而，溶解于被处理水4的H2O2(l)和O3(l)通过上式(8)的反应而产生OH(l)，分解被处理水4中的难分解性物质。
[0085] 接着，对于通过本实施方式1能够高效率且高速地进行难分解性物质的分解或者高浓度的有机污染的去除的理由进行说明。
[0086] 如前所述，在本实施方式1中，通过利用上式(5)的被处理水4的表层的有机物的分解、和利用上式(9)的被处理水4的水中的有机物的分解这两者，水处理得以进行。上式(5)的反应为仅在被处理水4的表层产生的反应，所以在整体的水处理效果中，上式(9)的反应更重要。
[0087] 此处，图2是示出本发明的实施方式1中的、被处理水4的H2O2(l)浓度及O3(l)浓度与放电电力的关系的图。由于H2O2对于水的溶解度高，因此当使放电11a、11b、11c、11d、11e的电力增加而由上式(2)、(4)生成的H2O2的量增加时，上式(7)得以进行，H2O2(l)浓度增高。因此，如图2所示，溶存过氧化氢的浓度与放电电力大致成比例地增加。
[0088] 另一方面，就溶存臭氧浓度而言，如图2所示，示出当超过一定值时即使使放电电力增加溶存臭氧浓度也不增加而饱和的趋势。以下，说明其理由。
[0089] 臭氧在空气中浓度C(O3g)与饱和溶解浓度C*(O3l)之间，下式(10)的亨利法则成立。
[0090] C*(O3l)＝m×C(O3g) (10)
[0091] 此处，浓度的单位都为mg/l。上式(10)中的m为分配系数，依赖于温度、pH，但大致取0.3左右的值。另外，臭氧溶于水的速度(溶解速度)v(O3)由下式(11)提供。
[0092] v(O3)＝kLa×(C*(O3l)－C(O3l)) (11)
[0093] 此处，kLa为臭氧的总物质移动系数(包括物質移動係数)，为依赖于水处理装置的体系的固有的值，C(O3l)为溶存臭氧浓度。由上式(11)，饱和溶存浓度C*(O3l)与溶存浓度C(O3l)之差越大，则臭氧的溶解速度越高。因此，当臭氧的溶解进展、溶存浓度接近饱和溶存浓度时，溶解速度下降，溶存臭氧浓度逐渐逼近一定值。这是溶存臭氧浓度饱和的理由。
[0094] 此处，由上式(1)生成的原子状氧(O)和由上式(2)生成的OH自由基(OH)的粒子寿命都为1毫秒以下这样短。因此，就生成的原子状氧(O)及OH自由基(OH)而言，因为在气体中以短时间消失，因此在离开放电11a、11b、11c、11d、11e的区域几乎不存在。
[0095] 另一方面，O3的气体中的粒子寿命为几分钟以上这样长，另外，对于水的溶解度低。因此，O3的一部分通过上式(6)而溶解于被处理水4，剩余的存在于处理槽1的气体中。
[0096] 结果，处理槽1的离开放电11a、11b、11c、11d、11e的区域的气体中所存在的氧化性粒子几乎只成为臭氧。因此，当通过循环泵16对处理槽1内的气体进行吸气而供给到被处理水4时，被处理水4与O3的接触增加，基于上式(6)的臭氧的溶解得到促进。
[0097] 图3是示出本发明的实施方式1的处理槽1内的被处理水4的溶存臭氧浓度(O3(l))、溶存过氧化氢浓度(H2O2(l))、有机物浓度各自的时间变化的图。图3(a)对应于不具有臭氧溶解单元31a、31b的情况，图3(b)对应于具有臭氧溶解单元31a、31b的情况。
[0098] 另外，在图3中，放电1、放电2、放电3相当于被处理水4分别通过图1的放电单元30a、30b、30c的阶段，臭氧溶解1及臭氧溶解2分别相当于通过图1的臭氧溶解单元31a、臭氧溶解单元31b的阶段。
[0099] 在图3(a)中，溶存臭氧浓度通过放电1达到饱和，以后不变化。另一方面，就溶存过氧化氢浓度而言，和与放电的接触时间成比例地增加，在遍及处理时间整体单调地增加。就有机物浓度的减少速度而言，在放电1的情况下伴随着溶存过氧化氢浓度的增加而增加，但在放电3的情况下，相反由于溶存过氧化氢的过度的积蓄而下降。
[0100] 也就是说，在放电1的情况下，H2O2(l)相对于O3(l)而不足，在OH(l)的生成中，H2O2(l)被速度制约。另一方面，在放电3的情况下，H2O2(l)处于过剩的状态，由于H2O2(l)的自由基清除剂作用，生成的OH(l)被无效消耗的比例增加，无法有效地进行包含难分解性物质的有机物的分解。
[0101] 相对于此，在具有臭氧溶解单元31a、31b的图3(b)的情况下，放电1中的工作与图3(a)相同。另外，在臭氧溶解1中，虽然不发生过氧化氢的溶解，但由循环气体供给处理槽1的臭氧，由此发生臭氧的溶解。
[0102] 也就是说，在臭氧溶解1中，就H2O2(l)而言，通过放电1而积蓄的量被消耗，由此浓度下降，O3(l)的消耗量被补充，因此维持稳定浓度。因此，在臭氧溶解1中，由于上式(9)的水中反应，尽管未与放电11a、11b、11c、11d、11e相接，但被处理水4中的有机物的分解得以进行。
[0103] 在放电2下，过氧化氢再次溶解，H2O2(l)浓度增加。以下，同样地，臭氧溶解2、放电3进展，由此被处理水4的处理得以进行。另外，根据图3(a)与图3(b)的比较，处理槽1内的被处理水4的停留时间不同。在图3(b)的情况下，产生在储水部32a、32b保持水的时间，因此被处理水4会在处理槽1停留更长的时间。
[0104] 如以上说明那样，在本实施方式1中，具备臭氧溶解单元31a、31b。通过具备这样的结构，处理槽1内的被处理水4的停留时间增加，在未与放电相接的区域也通过水中反应来分解被处理水4的有机物。因此，即使是与不具有臭氧溶解单元的情况相同的放电能量，也能够降低排水口1c的地点处的有机物浓度。即，水处理的速度和效率提高。
[0105] 进而，由于交替通过放电单元和臭氧溶解单元，反复进行H2O2(l)的溶解和消耗。因此，能够抑制H2O2(l)过剩地积蓄于被处理水4、生成的OH(l)由于自由基清除剂作用而被无效消耗的现象。
[0106] 接着，对于通过本实施方式可进行与被处理水的水质相应的处理的理由进行说明。
[0107] 二 英类及二 烷等的难分解性物质几乎不被臭氧分解，但被OH自由基分解。即，为了去除难分解性物质，需要使OH(l)有效地生成。此处，在通过上式(8)生成OH(l)时，在O3(l)和H2O2(l)存在最佳的浓度平衡。
[0108] 例如，当O3(l)过剩地存在而H2O2(l)不足时，上式(8)的反应不充分地发生，O3(l)积蓄于被处理水4。相反，在H2O2(l)过剩地存在而O3(l)不足的情况下，上式(8)的反应生也不充分地发生，H2O2(l)被积蓄。
[0109] 进而，当O3(l)、H2O2(l)积蓄于被处理水4时，将OH(l)作为自由基清除剂来无效地消耗。因此，为了对难分解性物质有效地进行分解处理，适当地调节O3(l)和H2O2(l)这两者的浓度变重要。
[0110] 如图2中所示，伴随着放电电力的增加，H2O2(l)浓度增加，但O3(l)饱和。换言之，当控制图1的电力调节器34来使放电11a、11b、11c、11d、11e的电力增加时，H2O2(l)的生成量相对地增加。另外，当通过图1的逆变器33来使循环泵16的流量增加时，溶解于被处理水4的臭氧量增加。
[0111] 通过以上的工作，在本实施方式1中，能够独立地调节H2O2和O3向被处理水4的溶解量。换言之，电力调节器34作为过氧化氢溶解量调节器发挥功能，逆变器33作为臭氧溶解量调节器发挥功能。由此，能够进行与被处理水4的水质相应的最佳工作，能够进行包含难分解性物质的被处理水4的有效的处理。
[0112] 予以说明，在本实施方式1中，在放电形成中使用脉冲电源7，但应用于本发明的电源只要能够稳定地形成放电，则未必需要为脉冲电源。例如，还能够将交流电源或者直流电源用作放电形成用的电源。
[0113] 另外，从脉冲电源7输出的电压的极性、电压波高值、重复频率、脉冲宽度等能够根据电极构造及气体种类等的各条件适当地决定。一般而言电压波高值最好为1kV～50kV。这是因为在小于1kV的情况下不形成稳定的放电，另外，如果使得超过50kV，则由于电源的大型化及电绝缘的困难化，成本显著地增加。
[0114] 进而，重复频率最好设为10pps(pulse－per－second，脉冲每秒)以上且100kpps以下。这是因为在小于10pps的情况下，为了投入足够的放电电力，需要非常高的电压，相反，当比100kpps大时，水处理的效果饱和，电力效率下降。另外，也可以根据被处理水4的流量或者处理对象物质的水质中的至少任意一者来调整电压、脉冲宽度、脉冲重复频率。
[0115] 另外，平板电极2最好使用不锈钢或者钛等、耐腐食性优异的金属材料。进而，对线电极6a、6b、6c、6d、6e也最好使用不锈钢或者钛等、耐腐食性优异的金属材料，但也可使用除此以外的导电性材料。
[0117] 进而，另外，在本实施方式1中，作为放电电极使用线电极6a、6b、6c、6d、6e，但放电电极未必需要为线状。作为放电电极，例如，还能够使用杆状、针状、网格、螺旋状、带状或者金属冲压构件等。但是，为了以比较低的电压形成稳定的放电，就放电电极而言，与板状相比，最好形成为产生电场集中的线状、针状、网格、螺旋状、带状。
[0118] 另外，在本实施方式1中，通过从气体供给源9供给氧气，使处理槽1的内部为高氧浓度气氛，但气体种类并非限定于氧。只要是包含氧的气体中，就发生上式(1)～(9)的反应，因此能够进行水处理。
[0119] 例如，能够使用使氮气或者稀有气体相对于氧气以任意的比例混合而得到的气体。特别是，如果使用稀有气体，则即使在比较低的电压下，也能够稳定地形成放电，如果使用空气，则能够大幅地削减气体成本。
[0120] 进而，供给的气体的流量无需为恒定，能够根据被处理水4的水质或者放电条件等来适当地调节。例如，在被处理水4中的有机物浓度高的情况下，在氧化分解过程中消耗许多氧气，所以优选增多供给气体流量。另一方面，在被处理水4中的有机物浓度低的情况下，通过减少供给气体流量，气体中的臭氧浓度增高，能够使反应高速化。
[0121] 进而，另外，还能够在装置启动时增多气体流量，在短时间置换内部的空气，之后，将气体流量降低至水处理所需的足够的量。由此，能够抑制气体的使用量，且进行高速的水处理。
[0122] 进而，在本实施方式1中，在放电处理单元30a、30b、30c中使用5根线电极6a、6b、6c、6d、6e。但是，放电电极的数量不限定于5根，能够根据平板电极2的尺寸、及被处理水4的水质或者处理流量等来适当地变更。
[0123] 进而，另外，线电极6a、6b、6c、6d、6e与平板电极2之间的距离(电极间距离)优选设为1mm以上且50mm以下。这是因为当电极间距离小于1mm时，在使被处理水4流过时，线电极6a、6b、6c、6d、6e没于水中的可能性增加，当使电极间距离比50mm大时，在放电形成中需要非常高的电压。
[0124] 进而，处理槽1内的压力最好设为大气压或者其附近的值以使得被处理水4的供给以及排水变容易。但是，处理槽1内的压力也可根据需要而设为正压或者负压。在使处理槽1内为正压的情况下，来自外部的空气的混入被抑制，容易管理处理槽1内的气氛。
[0125] 另外，在使处理槽1内为负压的情况下，放电11a、11b、11c、11d、11e以比较低的电压形成，能够实现电源的小型化及简化。进而，压力越低，则放电11a、11b、11c、11d、11e越易于扩展。因此，被处理水4在宽的区域与放电11a、11b、11c、11d、11e相接，水处理的效率及速度提高。
[0126] 予以说明，在本实施方式1中，使用了三台放电处理单元30a、30b、30c和两台臭氧溶解单元31a、31b。但是，放电处理单元和臭氧溶解单元的台数不限定于这样的实施方式1的结构，能够根据处理槽1的尺寸或者所需的水处理能力等来适当地设定。
[0127] 另外，也可以增加臭氧溶解单元31c作为放电处理单元30c的下段，使被处理水4在处理槽1中最后通过臭氧溶解单元31c。在该情况下，能够得到使处理后水13中的溶存过氧化氢浓度降低的效果。
[0128] 即，就溶存过氧化氢而言，由于残留性高，因此有时为了从处理后水13中去除而需要另外进行药剂添加、活性炭处理等。另一方面，就溶存臭氧而言，由于在水中自分解几分钟至几十分钟而消灭，因此无需另外进行去除处理。通过设置臭氧溶解单元31c作为最下段，能够得到使处理后水13中的溶存过氧化氢浓度降低、不需要另外的过氧化氢去除处理的效果。
[0129] 另外，能够由施加了网格、切缝加工的板材来构成侧壁19。由此，防止在使水处理停止时被处理水4残留于储水部32a、32b，并且由于作为防止被处理水4的流动的挡板的效果，能够将被处理水4储存于储水部32a、32b。
[0130] 实施方式2.
[0131] 图4是本发明的实施方式2的水处理装置的剖视图。本实施方式2的储水部32a、32b的结构与先前的实施方式1不同，并且未具有在先前的实施方式1中具备的逆变器33。其它结构与先前的实施方式1相同。
[0132] 在图4中，2个储水部32a、32b相互为同样的结构，分别具备底板18和侧壁19。就底板18而言，图4中的右侧端部连接于处理槽1的右壁面，在左侧端部，在铅锤方向上安装平板状的侧壁19。
[0133] 即，储水部32a、32b构成由处理槽1的壁面、底板18以及侧壁19包围的箱型的形状。此处，侧壁19相对于底板18在上下方向上可动，决定相对于底板18的连接位置，形成由螺栓
35紧固的结构。
35紧固的结构。
[0134] 由此，在图4的结构中，能够任意地变更从底板18至侧壁19的最上部的高度。其它结构与先前的实施方式1相同。
[0135] 在本实施方式2中，由于能够任意地变更从底板18至侧壁19的最上部的高度，所以能够改变储水部32a、32b的容积。即，底板18、侧壁19和螺栓35是储水部32a、32b的容积调节机构。由此，能够在储水部32a、32b中任意地决定被处理水4存在的平均时间(停留时间)。
[0136] 在先前的实施方式1中，通过逆变器33来调节循环泵16的流量，由此调节臭氧向被处理水4的溶解量。另一方面，在本实施方式2中，通过改变储水部32a、32b的容积，能够调节臭氧溶解单元31a、31b中的臭氧的溶解量。
[0137] 也就是说，在储水部32a、32b的容积大的情况下，被处理水4的停留时间变长，与循环气体中的臭氧接触的量变多，臭氧的溶解量增加。相反，在储水部32a、32b的容积小的情况下，被处理水4的停留时间变短，与循环气体中的臭氧接触的量变少，臭氧的溶解量减少。即，在本实施方式2中，容积调节机构是臭氧的溶解量调节器。
[0138] 通过以上的工作，在本实施方式2的水处理装置中，能够调节臭氧溶解单元31a、31b中的臭氧的溶解量。由此，在本实施方式2中，也能够独立地调节O3(l)浓度和H2O2(l)浓度，能够进行与被处理水4的水质相应的最佳的水处理。
[0139] 予以说明，在本实施方式2中，决定侧壁19相对于底板18的连接位置，由螺栓35来进行紧固，由此改变储水部32a、32b的容积，但容积调节机构并非限定于此。例如，也可以使侧壁19为电动而能够从处理槽1的外部变更上下方向的位置。在该情况下，能够不放开处理槽1而改变储水部32a、32b的容积，所以作业性、装置的运转率提高。另外，作为容积调节机构，也可以改变底板18的尺寸。
[0140] 实施方式3.
[0141] 图5是本发明的实施方式3的水处理装置的剖视图。本实施方式3的放电处理单元30a、30b、30c和臭氧溶解单元31a、31b的结构与先前的实施方式1不同。
[0142] 在本实施方式3的图5中所示的结构中，放电处理单元30a、30b、30c中的线电极的数量分别不同。在位于上部的放电处理单元30a具备5根线电极6a、6b、6c、6d、6e，在位于中部的放电处理单元30b具备4根线电极6a、6b、6c、6d，在位于下部的放电处理单元30c具备3根线电极6a、6b、6c。其它结构全部与先前的实施方式1的结构相同。
[0143] 另外，在本实施方式3的图5中所示的结构中，臭氧溶解单元31a和31b的储水部32a和32b的容积不同。臭氧溶解单元31a的侧壁19a的高度比较低，因此储水部的容积比较小，臭氧溶解单元31b的侧壁19b的高度比较高，因此储水部32b的容积比较大。其它结构全部与先前的实施方式1的结构相同。
[0144] 在本实施方式3中，在被处理水4经过放电处理单元30a、30b、30c时，由于线电极的数量分别不同，因此过氧化氢的溶解量按照放电处理单元30a、30b、30c的顺序，越靠上游越多。
[0145] 另外，在被处理水4经过上方的臭氧溶解单元31a时，储水部32a的容积比较小，与臭氧的接触时间变短。因此，臭氧溶解量比臭氧溶解单元31b通过时变少。相反，在被处理水4经过下方的臭氧溶解单元31b时，储水部32b的容积比较大，与臭氧的接触时间变长。因此，臭氧溶解量比臭氧溶解单元31a通过时变多。
[0146] 在先前的实施方式1中，各放电处理单元30a、30b、30c与各臭氧溶解单元31a、31b的结构全部相同。因此，被处理水4从上游向下游流过时的、臭氧和过氧化氢的溶解量在各阶段相同。
[0147] 另一方面，在本实施方式3中，臭氧的溶解量越靠上游越小，过氧化氢的溶解量越靠上游越高。因此，本实施方式3的结构与先前的实施方式1相比能够进行更有效的水处理。以下，说明其理由。
[0148] 在被处理水4的难分解性物质的分解中，上式(9)中的OH(l)的反应是重要的，在OH(l)的生成中，在上式(8)中需要适当地调节O3(l)和H2O2(l)这两者的浓度。
[0149] 一般而言，通过放电生成的过氧化氢的生成速度比臭氧的生成速度低。因此，在处理槽1的上游，被处理水4的溶存臭氧浓度急速地增加，但溶存过氧化氢浓度平缓地增加。因此，在处理槽1的上游，上式(8)的H2O2(l)浓度被速度制约。
[0150] 另一方面，溶存臭氧浓度在短时间达至饱和，但溶存过氧化氢浓度随着放电电力的增加而增加。因此，在处理槽1的下游，H2O2(l)高，O3(l)不足。
[0151] 另外，有时由于被处理水4的有机物的分解而形成过氧化氢作为副生成物，有时H2O2(l)进一步变高。因此，在处理槽1的下游，就上式(8)而言，O3(l)浓度被速度制约。这样，在处理槽1的上游侧和下游侧，上式(8)的速度制约条件变化，OH(l)的生成受到限制。
[0152] 此处，在本实施方式3中，越靠位于上游侧的放电处理单元，过氧化氢的溶解量越多。另外，越靠位于下游侧的臭氧溶解单元，臭氧的溶解量越多。因此，能够在遍及处理槽1的整体有效地产生上式(8)的反应，结果，有效地发生上式(9)的包含难分解性物质的有机物的分解。
[0153] 予以说明，在本实施方式3中，放电处理单元30a、30b、30c的线电极的数量分别为5、4、3根，关于臭氧溶解单元31a、31b，使储水部32b的容积比储水部32a的容积大。但是，线电极的根数、储水器的容积并非限定于此，可根据被处理水4的水质、处理水量适当地设定。
[0154] 实施方式4.
[0155] 图6是本发明的实施方式4的水处理装置的剖视图。就本实施方式4而言，在循环气体配管15a、15b分别具备作为气体流量控制器的循环气体流量调节器36a、36b。另外，在布线8a、8b、8c分别具备作为放电电力控制器的匹配单元37a、37b、37c。其它结构与先前的实施方式1相同。
[0156] 在图6中，就通过循环泵16从循环气体吸气口14吸气而得到的气体而言，通过循环气体流量调节器36a、36b分别独立地进行流量调节，供给到臭氧溶解单元31a、31b的气体扩散板17a、17b。
[0157] 从脉冲电源7输出的高压脉冲电压，通过匹配单元37a、37b、37c分别独立地进行阻抗调节，被施加于放电处理单元30a、30b、30c的对线电极6a、6b、6c、6d、6e。由此，在各放电处理单元30a、30b、30c，由独立地调节后的电力形成放电。本实施方式4的水处理装置的其它工作与先前的实施方式1相同。
[0158] 根据本实施方式4，能够对供给到臭氧溶解单元31a、31b的循环气体的流量分别独立地进行调节。因此，溶解的臭氧的量也能够独立地调节。另外，由放电处理单元30a、30b、30c产生的放电的电力也能够独立地调节。因此，溶解的过氧化氢的量也能够独立地调节。
[0159] 通过具备这样的结构，例如与先前的实施方式1、2所示的水处理装置不同，能够从上游向下游使臭氧与过氧化氢的溶解量不同。因此，能够在遍及处理槽1的整体有效地发生上式(8)的反应，结果，有效地发生上式(9)的包含难分解性物质的有机物的分解。
[0160] 另外，本实施方式4涉及的水处理装置与先前的实施方式3中所示的水处理装置不同，在各放电处理单元30a、30b、30c和臭氧溶解单元31a、31b中，能够简易地改变臭氧和过氧化氢的溶解量。因此，即使在被处理水4的水质、处理水量等变化的情况下，也无需进行装置的改造，能够在最佳的条件下进行水处理。
[0161] 此外，就匹配单元37a、37b、37c而言，通过使从脉冲电源7所看到的放电处理单元30a、30b、30c的阻抗变化，调节各自的放电电力。而且，就这样的匹配单元37a、37b、37c而言，能够将线圈、电容器、电阻等电气元件适当地进行组合而使用。
[0163] 实施方式5.
[0164] 图7是本发明的实施方式5的水处理装置的剖视图。就本实施方式5而言，放电处理部40与臭氧溶解部41连接，形成有成为一体的处理单元38a、38b、38c、38d，在处理槽1的内部具备多个(在图7中4个)处理单元。
[0165] 在图7中，放电处理部40具备与接地电极相当的平板电极2、和与放电电极相当的多个(在图7中4个)的线电极6a、6b、6c、6d。平板电极2相对于水平面倾斜地配置于处理槽1的内部。即，平板电极2的上游侧端部(图7的左端部)比下游侧端部(图7的右端部)高。
[0166] 线电极6a、6b、6c、6d通过布线8a与脉冲电源7连接。臭氧溶解部41具备作为储水部的储水罐39、和与设置于储水罐39的内部的气体扩散部件相当的气体扩散板17。气体扩散板17通过循环气体配管15a与循环泵16连接。即，通过气体扩散板17、循环气体配管15a以及循环泵16工序，构成臭氧供给部。
[0167] 平板电极2的下游侧端部与储水罐39的最上部连接。而且，放电处理部40与臭氧溶解部41成为一体，形成有处理单元38a。
[0168] 在处理槽1的内部，在铅锤方向上，在左右相互不同的方向形成有4个处理单元38a、38b、38c、38d。由此，从最上部供给的被处理水4按照处理单元38a、38b、38c、38d的顺序连续地流下。
[0169] 接着，对于本实施方式5涉及的水处理装置的工作进行说明。从供水口1a供给到处理槽1内的被处理水4在处理单元38a的平板电极2之上流下。进而，通过平板电极2的下游侧端部的被处理水4流落到储水罐39。
[0170] 当经过一定时间时，储水罐39的水位上升，被处理水4沿着储水罐39的侧壁(图7的右侧侧面)流落，在处理单元38b的平板电极2之上落下。以下，同样地，按照处理单元38b、38c、38d的顺序流过的被处理水4储存于处理槽1的底部，从排水口1c排水。
[0171] 此处，使脉冲电源7工作，在线电极6a、6b、6c、6d与平板电极2之间形成放电。进而，使循环泵16工作，对处理槽1内的气体进行吸气，使得从气体扩散板17排出。由此，在放电处理部40中，通过上式(5)、(9)的反应对被处理水4进行处理，在臭氧溶解部41，通过上式(9)的反应对被处理水4进行处理。
[0172] 在本实施方式5中，具备放电处理部40与臭氧溶解部41成为一体的处理单元38a、38b、38c、38d。因此，无需如先前的实施方式1那样分别具备放电处理单元30a、30b、30c和臭氧溶解单元31a、31b。因此，装置结构被简化，减少构件件数，因此能够抑制装置成本。
[0173] 予以说明，在本实施方式5中，平板电极2的下游侧端部与储水罐39的最上部连接，放电处理部40与臭氧溶解部41成为一体而形成有处理单元38a。但是，被一体化的处理单元38a的结构并非限定于这样的结构。例如，也可以设成：平板电极2具有凹陷，将该凹陷用作储水器，进而具备气体扩散板17。
[0174] 实施方式6.
[0175] 图8是本发明的实施方式6的水处理装置的剖视图。在图8中，在密闭构造的金属制的处理槽1的上部设有供水口1a及气体排出口1b。在处理槽1的下部设有排水口1c。在处理槽1的侧面设有气体供给口1d。
[0176] 在处理槽1内收容有与接地电极相当的平板电极2。平板电极2由立于处理槽1的底面的架台A42以及架台B43支承，相对于水平面倾斜地配置。即，平板电极2的上游侧端部(图8的右端部)比下游侧端部(图8的左端部)高。
[0177] 平板电极2的上游侧端部配置于供水口1a的正下方。被处理水4从供水口1a供给到处理槽1内，沿着平板电极2的上表面向斜下方流动，从排水口1c向处理槽1的外部排出。
[0178] 充有氧气的气体供给源9经由流量调节器10连接于气体供给口1d。在平板电极2，相对于被处理水4的流动方向交替形成有多个(在该例中3处的)放电处理部49a、49b、49c、和多个(在该例中2处的)臭氧溶解部50a、50b。
[0179] 即，在最上游侧，按照放电处理部49a、接着臭氧溶解部50a、进而放电处理部49b、进而臭氧溶解部50b、进而放电处理部49c的顺序形成。
[0180] 放电处理部49a、49b、49c都为相同的结构，在平板电极2的上方分别具备与放电电极相当的线电极6a、6b、6c。线电极6a、6b、6c在被处理水4的流下方向上相互隔开间隔地配置。另外，线电极6a、6b、6c相对于平板电极2的上表面按照等间隔配置。进而，线电极6a、6b、6c在平板电极2的宽度方向平行且水平地展开。
[0181] 臭氧溶解部50a、50b都为相同的结构，在平板电极2形成有多个细孔47a、47b。在平板电极2的下表面经由缓冲器46气密连接背板45。另外，在背板45具备连接口44，循环气体配管15连接于连接口44。
[0182] 在处理槽1的外部设置有脉冲电源7。线电极6a、6b、6c相对于脉冲电源7经由布线8并联地连接。脉冲电源7相对于处理槽1被绝缘体48电绝缘。平板电极2被电接地。
[0183] 在处理槽1的侧面具备循环气体吸气口14，循环气体吸气口14与连接口44由循环气体配管15连接。另外，在循环气体配管15具备循环泵16。由循环泵16、循环气体配管15以及细孔47a、47b形成有臭氧供给部。
[0184] 接着，对于本实施方式6中的水处理装置的工作进行说明。从供水口1a供给到处理槽1内的被处理水4在平板电极2上形成水膜3而流下，从排水口1c排出。此处，在水膜3与线电极6a、6b、6c之间，形成有作为气体层的空隙51。即，水膜3的厚度被调节成在线电极6a、6b、6c与水膜3的水面之间形成空隙51。
[0185] 此处，使脉冲电源7工作，对线电极6a、6b、6c施加脉冲电压，由此从线电极6a、6b、6c向平板电极2的方向形成放电11a、11b、11c。进而，使循环泵16工作、从循环气体吸气口14对处理槽1内的气体进行吸气，从连接口44排出。
[0186] 就流过平板电极2上的被处理水4而言，首先在放电处理部49a中与放电11a相接，由此通过上式(5)、(9)的反应而得到处理。接着，在臭氧溶解部50a中，从处理槽1吸气而得到的循环气体成为气泡21，在被处理水4中上升。即，平板电极2自身发挥储水部的功能。
[0187] 由此，循环气体中的臭氧溶解于被处理水4，进行上式(9)的处理。以后，被处理水4经过放电处理部49b、臭氧溶解部50b、放电处理部49c而成为处理后水13，从排水口1c排出。水处理的详细的原理与先前的实施方式1相同。
[0188] 根据本实施方式6，能够使用1张平板电极2来交替形成多个放电处理部和多个臭氧溶解部。因此，与先前的实施方式1相比，能够以少的结构构件构成水处理装置，能够得到同样的效果。
[0189] 予以说明，也可以将本实施方式6中所示的平板电极2、线电极6a、6b、6c以及背板45作为1个卡盘，构成为在处理槽1的内部具备多个卡盘。此时，使被处理水4连续地流过各卡盘。由此，与仅具备1个卡盘的情况相比，能够得到高的水处理性能。
[0190] 另外，在本实施方式6中，具备3处的放电处理部49a、49b、49c、和2处的臭氧溶解部50a、50b。但是，各自的数量并非限定于此，能够根据被处理水4的水质、处理水量适当地设定。
[0191] 另外，还能够使平板电极2的具有细孔47a、47b的区域的上表面比其它区域凹。由此，能够增大储水部的容积，能够增加臭氧溶解部50a、50b中的臭氧的溶解量。
[0192] 实施方式7.
[0193] 图9是本发明的实施方式7的水处理装置的剖视图。在图9中，在臭氧溶解单元31a的储水部32a的处理槽1侧的侧壁设有采样端口56a。而且，采样配管57a连接于采样端口56a。
[0194] 同样地，在臭氧溶解单元31b的储水部32b的处理槽1侧的侧壁设有采样端口56b。而且，采样配管57b连接于采样端口56b。
[0195] 采样配管57a、57b分别连接于水质计53。另外，在处理槽1的外部具备作为集中控制器的控制单元54。其它结构与先前的实施方式4相同。
[0196] 图10是本发明的实施方式7的水处理装置的系统图。在图10中，控制单元54与水质计53由信号线连接。另外，控制单元54与循环气体流量调节器36a、36b也由信号线连接。进而，控制单元54与匹配单元37a、37b、37c也由信号线连接。
[0197] 接着，对于本实施方式7涉及的水处理装置的工作进行说明。通过水质计53对储存于储水部32a、32b的被处理水4的水质进行分析。由水质计53分析的水质数据例如为溶存臭氧浓度、溶存过氧化氢浓度、有机物浓度。
[0198] 将通过水质计53得到的水质数据送到控制单元54。控制单元54根据从水质计53接收到的水质数据，对循环气体流量调节器36a、36b和匹配单元37a、37b、37c进行控制。
[0199] 由此，将供给到臭氧溶解单元31a、31b的循环气体的流量、以及供给到放电处理单元30a、30b、30c的放电电力进行调解。即，通过具备图10的结构，控制单元54能够使臭氧溶解单元31a、31b和放电处理单元30a、30b、30c在与被处理水4的水质相应的最佳化条件下工作。
[0200] 例如，有时在分解被处理水4的有机物的过程中，过氧化氢作为副生成物形成。在该情况下，H2O2(l)浓度变得过剩，成为自由基清除剂，无效地消耗OH(l)。相对于此，本实施方式7中的控制单元54，根据由水质计53得到的水质数据，得知储水部32a的H2O2(l)浓度过剩。
[0201] 因此，控制单元54调节匹配单元37b和37c，降低放电处理单元30b、30c的放电电力，抑制过氧化氢的溶解量。进而，控制单元54调节循环气体流量调节器36b，使供给到臭氧溶解单元31b的循环气体流量增加，使臭氧的溶解量增加。由此，H2O2(l)与O3(l)的浓度平衡变恰当，能够进行有效的水处理。
[0202] 另外，作为其它控制例，在被处理水4的有机物浓度低的情况、包含许多容易分解的物质的情况下，控制单元54根据由水质计53得到的水质数据得知储水部32b的有机物浓度充分地低。在该情况下下，控制单元54对匹配单元37c进行控制，使放电处理单元30c的放电停止。由此，没有有机物分解后的不需要的放电，水处理的能量效率提高。
[0203] 实施方式8.
[0204] 图11是本发明的实施方式8的水处理装置的剖视图。在图11中，采样配管57a连接于臭氧溶解单元31a的储水部32a，采样配管57b连接于臭氧溶解单元31b的储水部32b。
[0205] 采样配管57a、57b分别连接于pH计58。另外，对储水部32a、32b分别连接pH调节器59a、59b。其它结构与先前的实施方式1相同。
[0206] 在实施方式8中，通过pH计58测定储水部32a、32b的被处理水4的pH。pH调节器59a、59b根据由pH计58测定出的pH值，将储水部32a、32b的被处理水4的pH调节为适于水处理的值。其它工作与先前的实施方式1相同。
[0207] 利用H2O2(l)和O3(l)的OH(l)的生成反应(即，上式(8)的反应)的发生频度依赖于pH，一般而言，优选中性附近(pH＝7左右)。另一方面，根据被处理水4的水质，有时pH随着水处理的进行而变化。
[0208] 例如，存在随着被处理水4中的有机物的分解，蚁酸、醋酸等的有机酸作为副生成物生成，pH下降的情况。或者，存在在被处理水4中例如包含磺酸、氨基酸等的情况、在分解过程中形成硫酸离子、硝酸离子，pH下降的情况。
[0209] 在这样的情况下，pH调节器59a、59b对储水部32a和32b例如供给氢氧化钠等的碱性物质，或者添加磷酸盐等的缓冲剂，将被处理水4的pH调整为中性附近。由此，本实施方式8涉及的水处理装置使上式(8)的反应有效地发生，能够有效地进行水处理。
[0210] 实施方式9.
[0211] 图12是本发明的实施方式9的水处理装置的剖视图。在图12中，在臭氧溶解单元31a、31b各自的储水部32a、32b，紫外线灯60a、60b以浸渍于被处理水4的方式具备。其它结构与先前的实施方式1相同。
[0212] 当对O3(l)、或者H2O2(l)、或者包含这两者的水照射紫外线时，通过下式(12)、(13)的反应生成OH(l)。
[0213] O3(l)+hν→OH(l) (12)
[0214] H2O2(l)+hν→OH(l) (13)
[0215] 因此，如图12，在储水部32a、32b具备紫外线灯60a、60b，对储水部32a、32b的被处理水4照射紫外线，由此上式(9)的水处理得到促进。进而，由于循环气体而臭氧持续地溶解，因此持续地发生上式(12)的反应，实现高速且高效的水处理。
[0216] 予以说明，紫外线灯不被特别限定，能够使用低压水银灯、准分子灯、LED等。另外，也可以根据被处理水4的水质、处理水量来调节紫外线的光强度。另外，紫外线未必始终需要点亮，也可以间歇性地点亮。
[0217] 实施方式10.
[0218] 图13是本发明的实施方式10的水处理装置的剖视图。本实施方式10的放电处理单元30a、30b、30c的结构与先前的实施方式1不同。在图13中，放电处理单元30a、30b、30c相互为同样的结构，具备：平板电极2，其相对于水平面倾斜地配置；作为放电电极的网格电极61，其在平板电极2的上方隔着下部空隙65与平板电极2水平地配置；以及平板状的第二平板电极62，其在网格电极61的上方隔着上部空隙66与网格电极61水平地配置。
[0219] 网格电极61与脉冲电源7连接，平板电极2与第二平板电极62都电接地。其它结构与先前的实施方式1相同。
[0220] 在图13中，使脉冲电源7工作，对网格电极61施加高压的脉冲电压。由此，形成由对于流过平板电极2的被处理水4所形成的水膜3的水面的放电、即下部放电63。同时，在网格电极61与第二平板电极62之间形成气相放电、即上部放电64。其它工作与先前的实施方式1相同。
[0221] 在先前的实施方式1中，仅在线电极6a、6b、6c、6d、6e与平板电极2之间形成有放电11a、11b、11c、11d、11e。在该情况下，成为向水膜3的放电，因此生成许多过氧化氢。另一方面，在本实施方式10中，除了网格电极61与平板电极2之间的下部放电63之外，还在网格电极61与第二平板电极62之间形成上部放电64。
[0222] 在作为对于水面的放电的下部放电63，生成许多过氧化氢，在作为气相放电的上部放电64，生成许多臭氧。结果，与先前的实施方式1相比，臭氧的生成量增加。
[0223] 例如，在对包含许多即使是臭氧也容易分解的物质的被处理水4进行处理的情况下，在上式(9)的反应中，消耗许多臭氧。在该情况下，在先前的实施方式1中，增多循环泵16的流量、使臭氧相对于被处理水4的溶解量增加。但是，处理槽1内的臭氧量受通过放电11a、11b、11c、11d、11e所生成的速度限制，因此有时臭氧不足。
[0224] 另一方面，在本实施方式10中，除了向水面的下部放电63之外，还形成气相中的上部放电64，因此生成更多臭氧。由此，臭氧不会不足，实现高速且高效的水处理。
[0225] 予以说明，在本实施方式10中，作为放电电极使用网格电极61，但并非限定于网格形状。例如，能够将线状、杆状、针状、螺旋状、带状、或者金属冲压构件等用作放电电极。
[0226] 实施方式11.
[0227] 图14是本发明的实施方式11的水处理装置的剖视图。在本实施方式11中，放电处理单元、臭氧溶解单元的数量以及排列与先前的实施方式1不同。在图14中，在处理槽1的内部具备3个放电处理单元30a、30b、30c、和4个臭氧溶解单元31a、31b、31c、31d。
[0228] 在处理槽1之中，在最上部具备放电处理单元31a，在其下具备臭氧溶解单元31a，在其下具备臭氧溶解单元31b，在其下具备放电处理单元30b。以下，同样地，按照臭氧溶解单元31c、臭氧溶解单元31d、而且最下部为放电处理单元30c的顺序具备。
[0229] 被处理水4从位于最上部的放电处理单元30a至位于最下部的放电处理单元30c连续地流下。予以说明，放电处理单元30a、30b、30c和臭氧溶解单元31a、31b、31c、31d的结构都与先前的实施方式1相同。
[0230] 在先前的实施方式1中，放电处理单元与臭氧溶解单元在上下方向上交替排列。相对于此，在本实施方式11中，在1个放电处理单元之下排列有2个臭氧溶解单元。其它结构与先前的实施方式1相同。
[0231] 根据本实施方式11，与先前的实施方式1相比，能够使更多臭氧溶解于被处理水4。因此，即使在由被处理水4的组成消耗许多臭氧的情况、或者如作为副生成物生成许多过氧化氢那样的条件下，也不使臭氧缺乏，达到有效且高速的水处理。
[0232] 予以说明，在本实施方式11中，形成为在1个放电处理单元之下排列2个臭氧溶解单元的排列，但排列不限定于此，能够任意地决定。例如，还能够与本实施方式11相反地，在2个放电处理单元之下排列1个臭氧溶解单元。排列可根据被处理水4的水质适当地决定。
[0233] 另外，放电处理单元未必需要处于最上游，即使在最上游配置臭氧溶解单元、在其下游配置放电处理单元，也能够得到同样的效果。
[0234] 实施方式12.
[0235] 图15是本发明的实施方式12的水处理装置的剖视图。在本实施方式12中，臭氧溶解单元的结构与先前的实施方式1不同。在图15中，臭氧溶解单元31a、31b分别由储水部32a、32b和臭氧供给部形成。
[0236] 储水部32a、32b相互为同样的结构，分别具备底板18和侧壁19。就储水部32a的底板18而言，图15中的右侧端部连接于处理槽1的右壁面，在左侧端部，在铅锤方向上安装有平板状的侧壁19。即，储水部32a、32b由处理槽1的壁面、底板18以及侧壁19来构成箱型的形状。
[0237] 在比储水部32a、32b各自的侧壁19的最上部高的位置，具备与气体扩散部件相当的喷嘴67a、67b。而且，喷嘴67a、67b分别与循环气体配管15a、15b连接，在循环气体配管15具备循环泵16。
[0238] 即，在本实施方式12中，循环泵16、循环气体配管15、15a、15b以及喷嘴67a、67b构成臭氧供给部。另外，安装喷嘴67a、67b以使得气体喷出方向在图15中朝下。
[0239] 包含由循环泵16吸气而得到的臭氧的处理槽1内的气体，经过循环配管15、15a、15b和喷嘴67a、67b而被喷吹到储存于储水部32a、32b的被处理水4的水面。由此，臭氧溶解于被处理水4。
[0240] 其它的工作与先前的实施方式1相同。在先前的实施方式1中，由储水部32a、32b内的气体扩散板17a、17b对被处理水4供给臭氧。但是，根据被处理水4的水质，有时由于长时间的工作，气体扩散板17a、17b发生堵塞。另一方面，在本实施方式12中，喷嘴67a、67b未与被处理水4相接。因此，不发生堵塞，能够长期间工作。
[0241] 实施方式13.
[0242] 图16是本发明的实施方式13的水处理装置的剖视图。在本实施方式13中，臭氧溶解单元的构成与先前的实施方式1不同。在图16中，臭氧溶解单元31a、31b分别由倾斜板68a、68b和突起69a、69b结构。
[0243] 相对于水平面倾斜地具备倾斜板68a，形成与位于正上方的放电处理单元30a的平板电极2相反的方向的倾斜。另外，倾斜板68a处于处理槽1之中，固定于位于正上方的放电处理单元30a的与平板电极2相反一侧的侧面。倾斜板68b也形成同样的结构。
[0244] 由此，从处理槽1的最上部供给的被处理水4按照放电处理单元30a、倾斜板68a、放电处理单元30b、倾斜板68b、放电处理单元30c的顺序，作为连续的流动而流下。
[0245] 在倾斜板68a、68b的上表面分别具备多个(在图16中5个)突起69a、69b。在本实施方式13中，例如，与不具备倾斜板68a、68b的情况相比，被处理水4在处理槽1的内部停留更长时间。即，倾斜板68a、68b作为储水部发挥作用。
[0246] 另外，在被处理水4在倾斜板68a、68b上流下时，由突起69a、69b搅拌。由此，处理槽1内的与臭氧的接触频度增加，许多臭氧溶解于被处理水4。即，突起69a、69b作为臭氧供给部发挥作用。
[0247] 本实施方式13与先前的实施方式1不同，未具备循环气体吸气口14、循环气体配管15、15a、15b、循环泵16、气体扩散板17a、17b。但是，就本实施方式13而言，通过倾斜板68a、
68b(储水部)和突起69a、69b(臭氧供给部)可得到与先前的实施方式1同样的效果。因此，通过更简单且少的结构构件可进行高速且高效的水处理。
68b(储水部)和突起69a、69b(臭氧供给部)可得到与先前的实施方式1同样的效果。因此，通过更简单且少的结构构件可进行高速且高效的水处理。
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