CN108367951B - 水处理装置和水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水处理装置，具有：具有使被处理水(6)流通的平面状的流水部(7a)的接地电极(7)；多个线状的高压电极(11)，以在与流水部(7a)平行且与被处理水的流通方向交叉的方向延伸的方式设置在从接地电极(7)的流水部(7a)离开的位置；以及送风装置(14)，在放电产生时相对于放电区域形成与高压电极(11)的延伸方向交叉且与放电的伸长方向交叉的气流(A)。根据这样的构成，即使水滴附着于高压电极(11)，也能在由送风装置(14)形成的气流(A)的风压的作用下吹飞水滴来抑制火花放电，所以，能沿着高压电极(11)稳定地形成均匀的放电，能大面积与被处理水(6)接触，所以，能够高速且高效地进行被处理水(6)中的有机物的除去。

Description

水处理装置和水处理方法

技术领域

本发明涉及采用由放电产生的臭氧、自由基等来处理被处理水的水处理装置和水处理方法。

背景技术

作为以往的水处理装置，已知臭氧处理装置，但在工业排水等中含有由现有的臭氧处理装置无法除去的难分解性物质。尤其是，二恶英类和二恶烷等的除去成为大的课题。对于这样的课题，通过组合臭氧(O₃)和过氧化氢(H₂O₂)或紫外线而在被处理水中产生活性比臭氧高的羟基(OH)来进行难分解性物质的除去的方法正被部分实用化。但是，该方法的装置成本和运行成本非常高而不那么普及却是实情。

另外，作为其它方法，提出了使放电所产生的羟基等直接作用于被处理水来除去难分解性物质的方法。例如，在专利文献1中，在具有多个中空圆筒型的放电电极的水处理系统中，使气体在放电电极的中空部流动，将含有在喷出气体的附近进行放电而得到的自由基的气体向被处理水喷出，从而对溶解于水中的难分解性有机物质等进行分解处理。另外，在专利文献2所提出的净化装置中，在处理空间内，彼此隔开空间地配置正电极和负电极，在被处理物与任一个电极接触了的状态下进行放电，从而净化被处理物。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2005-296909号公报

专利文献2:日本特开2001-70946号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1那样构成的水处理装置中，变尖的中空圆筒结构的电极的前端朝向被处理水，在电极的前端附近形成放电，所以，存在放电与被处理水的接触被局限于与电极的前端相对应的窄区域从而水处理速度低的课题。

另外，在专利文献2那样构成的净化装置中，板状的电极在箱体的内部与被处理物接触，在该板状的电极与和该板状电极隔开空间地配置的多个线状电极之间形成放电，但在被处理物为水的情况下，有时由于水导入时的溅起、在箱体内部的结露而使得水滴附着于线状电极。在水滴附着于线状电极的情况下，线状电极与板状电极的间隔局部地变窄，从而在该部分易于产生火花放电。由于该火花放电所带来的局部加热和放电不均匀化，存在水处理性能下降进而引起线状电极的破损的课题。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种水处理装置和水处理方法，能够通过抑制火花放电的产生来实现高效的水处理并抑制电极的破损，而且能够高速且高效地进行被处理水中的有机物的除去。

用于解决课题的手段

本发明的水处理装置具有：具有使被处理水流通的平面状的流水部的接地电极；多根高压电极，以在与流水部平行且与被处理水的流通方向交叉的方向延伸的方式被设置在从接地电极的流水部离开的位置；壳体，该壳体具有气体供给口和被处理水的供给口及排出口，并收容接地电极和高压电极，气体供给口供给由接地电极与高压电极之间的放电而生成自由基的气体；以及在壳体的内部引起气流的送风机构；送风机构相对于从高压电极到流水部上的被处理水的水面为止的放电区域而形成如下的气流，该气流与高压电极的延伸方向交叉、且与从高压电极向流水部上的被处理水的水面而形成的放电的伸长方向交叉。

另外，本发明的水处理方法，向收容着接地电极和高压电极的壳体的内部供给被处理水和由放电而生成自由基的气体，在接地电极与高压电极之间产生放电，并利用由放电而生成的自由基来分解除去被处理水中的有机物，该水处理方法包括如下步骤：使被处理水在接地电极的平面状的流水部流通；对多根高压电极施加电压而在其与接地电极之间产生放电，多根高压电极以在与流水部平行且与被处理水的流通方向交叉的方向延伸的方式被设置在从接地电极的流水部离开的位置；相对于从高压电极到流水部上的被处理水的水面为止的放电区域而形成如下的气流，该气流与高压电极的延伸方向交叉、且与从高压电极向流水部上的被处理水的水面而形成的放电的伸长方向交叉。

发明效果

根据本发明的水处理装置，由于具有送风机构，该送风机构在放电的产生时产生如下气流，该气流与高压电极的延伸方向交叉、且与从高压电极向流水部上的被处理水的水面而形成的放电的伸长方向交叉，所以，即使在水滴附着于高压电极的情况下，也能在由送风机构形成的气流的风压的作用下吹飞水滴来抑制火花放电。由此，沿着高压电极形成均匀的放电，放电与被处理水大面积接触，所以，能够高速且高效地进行被处理水中的有机物的除去并能够抑制高压电极的破损。

另外，根据本发明的水处理方法，由于在放电的产生时形成如下气流，该气流与高压电极的延伸方向交叉、且与从高压电极向流水部上的被处理水的水面而形成的放电的伸长方向交叉，所以，即使在水滴附着于高压电极的情况下，也能在由送风机构形成的气流的风压的作用下吹飞水滴来抑制火花放电。由此，沿着高压电极形成均匀的放电，放电与被处理水大面积接触，所以，能够高速且高效地进行被处理水中的有机物的除去并能够抑制高压电极的破损。

本发明的上述以外的目的、特征、观点和效果将从参照附图的以下的本发明的详细说明而变得更加显而易见。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的水处理装置的要部构成的立体图。

图2是说明本发明的实施方式1的水处理装置中的放电方式的图。

图3是表示本发明的实施方式1的水处理装置的变型例的剖视图。

图4是表示本发明的实施方式2的水处理装置的要部构成的剖视图。

图5是表示本发明的实施方式3的水处理装置的要部构成的剖视图。

图6是表示本发明的实施方式4的水处理装置的要部构成的剖视图。

图7是表示本发明的实施方式5的水处理装置的要部构成的剖视图。

图8是表示本发明的实施方式6的水处理装置的要部构成的剖视图。

图9是表示本发明的实施方式7的水处理装置的要部构成的剖视图。

图10是表示本发明的实施方式8的水处理装置的要部构成的剖视图。

图11是表示本发明的实施方式9的水处理装置的要部构成的剖视图。

图12是表示本发明的实施方式9的水处理装置中采用了温度计的送风量的控制顺序的图。

图13是表示本发明的实施方式9的水处理装置中采用了温度湿度计的送风量的控制顺序的图。

图14是表示本发明的实施方式9的水处理装置中采用了电特性测量机构的送风量的控制顺序的图。

图15是表示本发明的实施方式9的水处理装置中采用了电特性测量机构的送风量的控制顺序的图。

图16是表示本发明的实施方式9的水处理装置中采用了光度计的送风量的控制顺序的图。

具体实施方式

实施方式1.

以下，基于附图，对本发明的实施方式1的水处理装置进行说明。图1是示意性地表示本实施方式1的水处理装置的要部构成的立体图，在图1中，为了透视表示处理槽1的内部，为了方便而透明图示处理槽1。另外，图2是示意性地说明本实施方式1的水处理装置中的放电方式的图，表示图1所示的X-Z面中的剖面。另外，图3是示意性地表示本实施方式1的水处理装置的变型例的剖视图。需要说明的是，在各图中，对具有相同或相当的功能的要素赋予相同符号。

另外，在各图中，W所示的箭头和与之相同的箭头表示被处理水6(和处理后的水)的流动，G所示的箭头表示从气体供给口2向处理槽1内供给的氧气，G'所示的箭头表示从处理槽1内通过气体排出口3排出的排出气体。另外，A所示的白箭头和与之相同的粗白箭头表示处理槽1内的气流，尤其是表示由送风装置14等送风机构有意形成的气流(以下，将此记为气流A)。

如图1所示，在形成为箱状的壳体即处理槽1的上表面，配备着气体供给口2和气体排出口3。另外，在处理槽1的上表面配备着用于导入被处理水6的水供给口4，在处理槽1的底面设有将处理后的水向处理槽1的外部排出的水排出口5。

接地电极7具有流水部7a，该流水部7a形成为平面状以使得被处理水6以制作水膜10的方式平静地流过其表面。流水部7a由于支架9而以相对于水平面向接地电极7的进深方向(图1的Y方向)变低的方式倾斜，且被固定于处理槽1内并使接地电极7的宽度方向(图1的X方向)成为水平。在接地电极7的宽度方向的缘部，分别设有限制被处理水6从流水部7a的两侧漏出的侧壁8a、8b。

需要说明的是，处理槽1在水供给口4和水排出口5具有例如水封结构以防止气体与外部之间自由流通。另外，具有飞散防止结构以防止在使被处理水6从水供给口4流下到接地电极7的流水部7a上时水飞散。这些结构均可以从公知技术进行适当选择，所以省略图示。

多个(在图1中为各4个)第一绝缘保持体12和第二绝缘保持体13均以在Y方向隔开预定的间隔且从侧壁8a、8b向Z方向的上方伸长的方式，设置于侧壁8a、8b。在第一绝缘保持体12的前端部与第二绝缘保持体13的前端部之间吊挂着线状的高压电极11。

多根(在图1中为4根)高压电极11均以在与流水部7a平行且与被处理水6的流通方向交叉的方向即接地电极7的宽度方向延伸的方式，设在从接地电极7的流水部7a向Z方向的上方离开的位置。另外，多个高压电极11分别隔着预定的间隔而相互平行地设置。需要说明的是，在以下的说明中，将与接地电极7的宽度方向相同的方向(在图1中为X方向)称为高压电极11的延伸方向。另外，多个高压电极11分别相对于脉冲电源(省略图示)的输出并联电连接，接地电极7电接地。

在处理槽1内的水排出口5侧(在图1中为右侧)的端部附近，配备着作为送风机构的送风装置14。在送风装置14中，多个(在图1中为3个)送风风扇15在X方向并列设置。另外，在图1中，水供给口4设置于处理槽1的与接地电极7的左侧端部相向的上表面，水排出口5设置于处理槽1的与接地电极7的右侧端部相向的底面。

作为从气体供给口2供给的气体种类，采用能在接地电极7与高压电极11之间产生的放电的作用下生成臭氧(O₃)、过氧化氢(H₂O₂)和活性比臭氧高的羟基(OH)中的至少一者的氧气(O₂)。但是，向处理槽1的内部供给的气体种类不限于氧气，只要是包含氧的气体即可。例如，能够使氮或稀有气体与氧以任意的比例混合。尤其是，通过采用稀有气体，即使在较低的电压下，也能够稳定地形成放电，而在采用了空气的情况下，能够大幅地削减气体成本。

需要说明的是，在本实施方式1中，对放电形成采用脉冲电源的情况进行说明，但只要能够稳定地形成放电，则不必限于脉冲电源，例如也可以是交流电源或直流电源。另外，从脉冲电源输出的电压的极性、电压峰值、重复频率、脉冲宽度等能够根据电极结构和气体种类等各条件来适当地决定。一般来说，希望电压峰值在1kV至50kV的范围。这是因为：在电压峰值不足1kV的情况下，无法形成稳定的放电，并且，在超过50kV的情况下，由于电源的大型化和电绝缘的困难化而会带来成本的显著增加。

而且，优选脉冲电源的重复频率为10pps(pulse-per-second，秒脉冲)以上、100kpps以下。这是因为：在重复频率不足10pps的情况下，为了投入足够的放电电力而需要非常高的电压，在比100kpps大的情况下，水处理的效率会下降。另外，也可以根据被处理水6的流量和处理对象物质的水质的任一方或双方来调整电压、脉冲宽度、脉冲重复频率。

另外，接地电极7和高压电极11优选采用不锈钢或钛等耐腐蚀性优良的金属材料。但是，也能够采用除此以外的导电性材料。而且，也可以用玻璃或陶瓷等电介体覆盖接地电极7或高压电极11的表面。另外，作为放电电极的高压电极11不必是线状，也可以采用例如棒、螺丝(日文：ネジ)、箔等。

另外，线状的高压电极11的设置数量能够根据被处理水6的水质或处理流量、装置的尺寸等来适当地增减。而且，高压电极11与接地电极7之间的距离能够任意地决定。但是，高压电极11相对于接地电极7的高度优选为1mm以上、50mm以下。在高压电极11相对于接地电极7的高度不足1mm的情况下，难以规定准确的高度，在大于50mm的情况下，为了形成放电而需要非常高的电压。

而且，优选处理槽1内的气体的压力设在大气压或其附近以易于进行被处理水6的供给和排水。但是，根据必要，也可以设为正压或负压。在处理槽1内为正压的情况下，能抑制来自外部的空气的混入，从而易于管理处理槽1内的环境。另外，在处理槽1内为负压的情况下，以较低的电压形成放电18，从而可实现电源的小型化和简化。而且，压力越低则放电18越容易扩展，所以，放电18和被处理水6在大区域接触，从而会提高水处理的速度。

接下来，采用图1，对本实施方式1的水处理装置的水处理方法进行说明。氧气从气体供给源(省略图示)通过气体供给口2而向处理槽1内供给。另外，处理槽1内的气体以与被供给的氧气相同的流量从气体排出口3排气。由此，在经过一定时间后，处理槽1内形成高氧浓度的环境。

被处理水6从水供给口4向处理槽1内供给，在接地电极7的左侧端部附近落下。然后，被处理水6一边在接地电极7的流水部7a上形成水膜10一边沿着流水部7a的倾斜在侧壁8a、8b之间流通。此时，水膜10的膜厚被调节成被处理水6不与高压电极11接触。也就是说，接地电极7和高压电极11隔着水膜10和气体层相向，该气体层成为放电区域。

被处理水6从接地电极7的右侧端部向下方落下，通过水排出口5向处理槽1的外部排出。在被处理水6在处理槽1中流通的过程中，被处理水6的一部分作为水蒸气而蒸发，所以，处理槽1的内部形成包括水蒸气的高氧浓度的环境。此时，驱动脉冲电源而对高压电极11施加脉冲状的高电压，从而从高压电极11向流水部7a上的水膜10产生放电18。

而且，使送风装置14工作来驱动3个送风风扇15。送风风扇15使处理槽1内的气体运动从而引起图1中朝向左方向的气流A。气流A一边在高压电极11的延伸方向的整个区域与高压电极11接触，一边沿着流水部7a在与被处理水6的流通方向相反的方向流过放电区域。也就是说，气流A的风向是与放电18发展的方向(Z方向)和高压电极11的延伸方向(X方向)双方交叉的方向。

这样，在放电18的产生时由送风装置14形成气流A，从而能够抑制水滴附着于高压电极11的问题，另外，即使在水滴附着于高压电极11的情况下，也能够由气流A的风压吹飞水滴来抑制火花放电。由此，沿着高压电极11形成均匀的放电18，放电18与被处理水6大面积接触来分解除去被处理水6中的有机物。

需要说明的是，气流A的风速能够根据水处理的条件来适当地决定。为了由风压吹飞附着于高压电极11的水滴，希望将风速设为几米每秒至几十米每秒。另外，送风装置14的送风量无需为恒定，可以根据处理条件、被处理水6的组成、或者水滴相对于高压电极11的附着状况等而变化。对此，将在后述的实施方式9中进行详细地说明。

接下来，对本实施方式1的水处理方法的水处理的原理进行说明。通过使被处理水6在接地电极7的流水部7a流通时与放电18接触，来分解被处理水6中的含有难分解性物质的有机物。需要说明的是，在此，以有机物的分解为例进行说明，但放电所产生的臭氧、羟基对除菌、脱色和除臭也有效这一点是公知的事实。

通过放电18，处理槽1内的氧分子(O₂)、水分子(H₂O)与高能的电子相碰，产生式(1)、式(2)的离解反应。需要说明的是，在以下的式子中，e是电子，O是氧原子，H是氢原子，OH是羟基。

[化学式1]

e+O₂→2O (1)

[化学式2]

e+H₂O→H+OH (2)

式(1)所产生的氧原子大多通过下面的式(3)的反应而成为臭氧。需要说明的是，在式(3)中，M是反应的第三体，表示气体中的所有分子、原子。另外，式(2)所产生的羟基的一部分通过下面的式(4)的反应而成为过氧化氢。

[化学式3]

O+O₂+M→O₃+M (3)

[化学式4]

OH+OH→H₂O₂ (4)

上述式(1)至式(4)的反应所生成的氧化性粒子(O、OH、O₃、H₂O₂)通过下面的式(5)而将在接地电极7的流水部7a上流通的被处理水6的水面附近的有机物氧化分解成二氧化碳(CO₂)和水。需要说明的是，在式(5)中，R是作为处理对象的有机物。

[化学式5]

R+(O、OH、O₃、H₂O₂)→CO₂+H₂O (5)

式(5)中未与有机物反应的氧原子和羟基通过式(3)和式(4)而成为较长寿命的臭氧和过氧化氢，其一部分通过下面的式(6)和式(7)而溶解于被处理水6。需要说明的是，在各式中，(liq.)是指液相。

[化学式6]

O₃→O₃(liq.) (6)

[化学式7]

H₂O₂→H₂O₂(liq.) (7)

式(6)和式(7)所得到的液相的臭氧和过氧化氢通过下面的式(8)的水中反应而生成羟基。而且，式(6)至式(8)所生成的液相的臭氧、过氧化氢和羟基通过下面的式(9)所示的水中反应来分解有机物。

[化学式8]

O₃(liq.)+H₂O₂(liq.)→(中间生成物)→OH(liq.) (8)

[化学式9]

R+(O₃(liq.).H₂O₂(liq.).OH(liq.))→CO₂+H₂O (9)

在本实施方式1中，在被处理水6与放电18直接接触的区域，通过式(5)和式(9)双方的反应来分解被处理水6中的有机物。另一方面，在不与放电18直接接触的区域，通过式(9)的反应来分解被处理水6中的有机物。

在本实施方式1的水处理装置中，采用图2，对能进行高速且高效的水处理的理由进行说明。图2(a)表示在高压电极未附着水滴的情况，图2(b)表示在高压电极附着了水滴的情况。一般来说，在使放电直接接触被处理水的水处理装置中，由于被处理水的溅起、结露，有时水滴会附着于电极。在本实施方式1的水处理装置中，被处理水6作为水膜10而存在于接地电极7的上表面，高压电极11隔着作为放电区域的气体层而设置于水膜10的上方。

如图2(a)所示，在高压电极11未附着水滴的情况下，高压电极11与水膜10之间的距离在高压电极11的延伸方向上是大致均匀的，从而在高压电极11与水膜10之间形成均匀的电场。由此，在高压电极11与水膜10之间，在高压电极11的延伸方向整个区域均匀的放电18按各高压电极11的每一个形成所谓的片状。此时的放电18一般来说是飘带状(日文：ストリーマ状)的放电，电子温度达到几万度(℃)，但中性气体粒子的温度却限于室温程度。

另一方面，如图2(b)所示，在高压电极11附着了水滴40的情况下，水滴40在重力的作用下向水膜10的方向垂下，从而水滴40的前端部与接地电极7的距离变短。若在该状态下对高压电极11施加电压的话，水滴40的前端部的电场强度局部变高，在水滴40的前端产生局部的强放电、即火花放电41。火花放电41使得中性气体粒子的温度达到1千度以上。若一度产生火花放电41的话，其附近的气体温度会上升，所以，更容易产生强放电，从而持续产生火花放电41。结果，在水滴40的前端部以外的区域不再放电、或产生放电不均匀化，所以，放电会局部存在化。

在水处理中，优选图2(a)的飘带状的放电18，图2(b)的火花放电41是不优选的放电方式。如前述那样，水处理按照式(5)和式(9)来进行。为了高效地产生式(5)，增加放电与被处理水6的接触面积很重要。飘带状的放电18在整个高压电极11均匀地形成，所以，以大面积与水膜10接触，而火花放电41由于局部存在化，所以，与水膜10的接触面积变小。

另外，为了产生式(9)，需要通过式(6)和式(7)而使臭氧和过氧化氢溶解于被处理水6。但是，在产生火花放电41时，气体的温度上升到1千度以上，气相的臭氧和过氧化氢会热分解。因此，溶解于被处理水6的臭氧和过氧化氢减小，从而难以产生式(9)的反应。由于这两个理由即，放电与被处理水的接触面积减小以及臭氧和过氧化氢热分解，在进行水处理时火花放电41不优选，均匀地形成飘带状的放电18很重要。

接下来，对水处理中的气流的效果进行说明。由送风装置14引起的气流A，除了除去附着于高压电极11的水滴40以外还具有提高水处理的速度和效率的效果。一般来说，为了进行高速的水处理而需要向放电投入高电力，由第一次的脉冲放电而形成的臭氧、过氧化氢的一部会因接下来产生的脉冲放电的电子碰撞、加热而分解，从而臭氧、过氧化氢的一部分消失而变得无效。也就是说，在为了提高水处理速度而增加放电电力时，氧化性粒子的无效消失会增大，从而会产生水处理的效率下降的矛盾。

而与之相对地，送风装置14形成与放电18发展的方向和高压电极11的延伸方向分别交叉的气流A，所以，由第一次的脉冲放电而生成的臭氧、过氧化氢在产生下一次的脉冲放电之前就会由气流A输送到放电区域之外，从而能够抑制臭氧、过氧化氢的无效消失。其结果是，与没有气流A的情况相比，会提高水处理的速度和效率。

另外，一般来说，通过前述的式(6)和式(7)的反应而溶解于被处理水6的臭氧和过氧化氢大多在水中的扩散慢，所以，存在滞留于水膜10的表面附近而不能推进水膜10的深部处的水处理的课题。而与之相对地，在本实施方式1中，气流A沿着水膜10的上表面向与被处理水6的流通方向相反的方向流动，所以，在风压的作用下，水膜10的表面会起伏。由此，流水部7a上的被处理水6被搅拌，偏向表层附近而存在的溶解臭氧和过氧化氢向水膜10的深部扩散，所以，与不采用送风装置14的情况相比，会提高水处理的速度和效率。

接下来，对本实施方式1的水处理装置中高压电极11的破损被抑制的理由进行说明。在以水滴40为起点而一度形成火花放电41时，由于其附近的加热、电子密度的增加而更容易产生火花放电41。在火花放电41持续且有大电流流过高压电极11时，有时高压电极11会因热而熔融、从而被破坏。而与之相对地，根据本实施方式1的水处理装置，由送风装置14引起气流A来抑制水滴40的产生，所以，能够抑制火花放电41，也能够抑制高压电极11的破损。

接下来，采用图3，对本实施方式1的水处理装置的变型例进行说明。在该变型例中，在上下方向层叠多个(在图3中为4个)处理槽1A、1B、1C、1D(总称记作处理槽1)，被处理水6在多个处理槽1并列地流下。在各处理槽1的上游侧设有水供给口4。在各水供给口4连接着供给被处理水6的供水配管50A、50B、50C、50D(总称记作供水配管50)，在各供水配管50设有可调整被处理水6的流量的阀51A、51B、51C、51D(总称记作阀51)。

另外，在各处理槽1内设有送风装置14A、14B、14C、14D(总称记作送风装置14)，这些送风装置14引起气流A，该气流A一边在高压电极11A、11B、11C、11D(总称记作高压电极11)的延伸方向整个区域与高压电极11接触，一边沿着接地电极7A、7B、7C、7D(总称记作接地电极7)的上表面在与被处理水6的流通方向相反的方向流动。

在该变型例中，将在各处理槽1中每单位时间能够处理的被处理水6的流量设为Q。首先，在供给4Q流量的被处理水6的情况下，将各阀51全开而使被处理水6在各处理槽1流通。而且，使脉冲电源动作而对高压电极11施加脉冲电压。由此，从高压电极11向接地电极7的上表面的被处理水6分别形成放电，被处理水6与放电接触来分解除去含有难分解性物质的有机物，以4Q的流量来进行水处理。

另外，在供给2Q流量的被处理水6的情况下，并且将阀51A、51B全开而使被处理水6在处理槽1A、1B流通，将阀51C、51D全闭而使被处理水6不在处理槽1C、1D流通。或者，在被处理水6高浓度地含有难分解性物质的情况下，也可以将所有的阀51半开而使被处理水6以0.5Q的流量在各处理槽1流通。

需要说明的是，在该变型例中，层叠多个处理槽1而构成，但也能够在一个处理槽1的内部设置接地电极7A、7B、7C、7D和高压电极11A、11B、11C、11D、送风装置14A、14B、14C、14D。也就是说，也可以沿竖直方向在1个处理槽1中收容多个包括接地电极7和高压电极11的单元，并设置与各单元相对应的送风机构。在此情况下，在处理槽1设置与各单元相对应的至少多个水供给口4。

如上所述，根据本实施方式1的水处理装置，具有在处理槽1的内部引起气流的送风装置14，从而形成气流A，该气流A一边在高压电极11的延伸方向的整个区域与高压电极11接触，一边沿着接地电极7的流水部7a在与被处理水6的流通方向相反的方向流动，所以，能够抑制水滴40附着于高压电极11的问题，即使在水滴40附着于高压电极11的情况下，也能够由气流A的风压吹飞水滴40，从而能够抑制火花放电41。由此，在高压电极11的延伸方向的整个区域，均匀的飘带状的放电18稳定地持续，可使放电18接触被处理水6的大面积，能够进行高速的水处理。

另外，通过抑制火花放电41，气相的臭氧和过氧化氢的热分解反应被抑制，所以，能进行高速且高效的水处理并抑制高压电极11的破损。而且，通过使被处理水6的流通方向与气流A的方向为相反方向，能促进从包括放电18所生成的臭氧、过氧化氢的气相向液相的物质输送，从而实现高速且高效的水处理。

另外，通过使接地电极7的流水部7a倾斜，与在相同的处理槽1内不使接地电极7倾斜的情况相比，能够增大被处理水6与放电18的接触面积，从而会提高水处理的速度和效率。另外，将送风风扇15设置于处理槽1内并使处理槽1内的气体运动而形成气流A，所以，无需配备用于在处理槽1的外部形成风路的配管类，从而是简单的结构。

而且，根据本实施方式1的变型例，能够根据被处理水6的水质或流量来切换要动作的处理槽1，所以，不管被处理水6的水质和流量如何都能以最佳的投入电力来进行水处理。另外，通过沿竖直方向层叠多个处理槽1，能够不增大处理槽1的设置面积地增加可处理的被处理水6的流量。

实施方式2.

图4是示意性地表示本发明的实施方式2的水处理装置的要部构成的剖视图。本实施方式2的水处理装置在金属制的处理槽1的内部沿着竖直方向以预定的间隔收容着多个(在图4中为4个)单元20A、20B、20C、20D(总称记作单元20)。

各单元20由接地电极和高压电极构成。最上层的单元20A具有金属制的平板状的接地电极7A和线状的多个(在图4中为5根)高压电极11A。接地电极7A的流水部7a形成为平面状以使得被处理水6以制作水膜10的方式流动，流水部7a被设置成水平。高压电极11A隔着绝缘材料(省略图示)而被支撑于接地电极7A和处理槽1。高压电极11A与脉冲电源相连，处理槽1电接地。

多个高压电极11A均以在与流水部7a平行且与被处理水6的流通方向交叉的方向延伸的方式，设在从接地电极7的流水部7a离开的位置。另外，多个高压电极11A分别隔着预定的间隔而相互平行地设置。其它单元20B、20C、20D的构成与单元20A相同，所以，省略说明。需要说明的是，单元20的数量和各单元20的高压电极11的数量等能够根据处理槽1的尺寸或所需的水处理能力等来适当地设定。

处理槽1在其上表面设有水供给口4，并在侧面的最下部设有水排出口5。另外，在处理槽1的侧面上部设有气体供给口2。各单元20被配置成，配置于上层侧的单元20中的被处理水6的流通方向与和该单元20相邻的下层侧的单元20中的被处理水6的流通方向为相反方向。也就是说，在上下方向相邻的单元20的被处理水6的流通方向是相反方向。

如图4所示，单元20A和单元20C各自的接地电极7A、7C的左侧端部被固定于处理槽1的左侧面，而接地电极7A、7C的右侧端部从处理槽1的右侧面离开预定尺寸。通过了接地电极7A、7C的流水部7a的被处理水6从接地电极7A、7C与右侧面离开的部分流下，处理槽1内部的气体也在该部分流通。

另一方面，单元20B和单元20D各自的接地电极7B、7D的右侧端部被固定于处理槽1的右侧面，而接地电极7B、7D的左侧端部从处理槽1的左侧面离开预定尺寸。通过了接地电极7B、7D的流水部7a的被处理水6从接地电极7B、7D与左侧面离开的部分流下，处理槽1内部的气体也在该部分流通。由此，从水供给口4供给的被处理水6如图4所示沿着各单元20的接地电极7A、7B、7C、7D(总称记作接地电极7)各自的流水部7a呈交错状(日文：ジグザグ状)地流下。

另外，如图4所示，与各单元20相对应地设置着作为送风机构的螺旋桨单元21A、21B、21C、21D(总称记作螺旋桨单元21)。各螺旋桨单元21具有贯通处理槽1地设置的轴承21b、经由轴承21b而配备于处理槽1的外部的电机21a、以及由电机21a而旋转的翼片21c。翼片21c在处理槽1的离开接地电极7的那侧的侧面配置于与高压电极11的竖直方向上的设置位置大致相同的高度。

各螺旋桨单元21朝向相向的高压电极11被安装成引起与被处理水6的流通方向相反的方向的气流A。另外，各螺旋桨单元21具有多个翼片21c以在各高压电极11A、11B、11C、11D(总称记作高压电极11)的延伸方向的整个区域作用着气流A。其它构成与上述实施方式1相同。

对本实施方式2的水处理装置的动作进行说明。氧气以预定的流量从气体供给源通过气体供给口2向处理槽1内供给。需要说明的是，在本实施方式2中，处理槽1不具有气体排出口，所以，处理槽1内的气体以与被供给的氧气的流量同等的流量，与被处理水6一起从水排出口5排出。由此，处理槽1内的空气被逐渐向外排出，在经过预定时间后，处理槽1内形成高氧浓度的环境。

从水供给口4向处理槽1内供给的被处理水6形成水膜10地流过接地电极7A的流水部7a，然后从接地电极7A的右侧端部落下到接地电极7B的上表面。以下同样地，被处理水6按照接地电极7B、接地电极7C、接地电极7D的顺序而流过各自的流水部7a，最终落下到处理槽1的底部而从水排出口5排出。在该过程中，被处理水6的一部分作为水蒸气而蒸发，所以，处理槽1的内部形成含有水蒸气的高氧浓度的环境。另外，调节水膜10的厚度，以在高压电极11与水膜10之间形成气体层。水膜10的厚度由被供给的被处理水6的流量或接地电极7的上表面的表面粗糙度来调整。

接下来，使螺旋桨单元21动作而在处理槽1内引起气流A。各螺旋桨单元21使处理槽1内的气体运动，从而形成气流A，该气流A是与高压电极11的延伸方向和放电发展的方向双方交叉、且与被处理水6的流通方向相反的方向的气流。而且，使脉冲电源动作而对各高压电极11施加脉冲电压。由此，在各单元20中，从高压电极11向流水部7a上的被处理水6形成放电，被处理水6在流水部7a流通的过程中与放电接触来分解除去含有难分解性物质的有机物。需要说明的是，水处理的原理与前述的实施方式1相同。

根据本实施方式2，通过使作为送风机构的螺旋桨单元21动作而引起与高压电极11的延伸方向和放电发展的方向双方交叉的气流A，所以，能得到与上述实施方式1相同的效果。另外，在竖直方向具有4个具有接地电极7和高压电极11的单元20，并在各单元20的接地电极7与高压电极11之间分别形成放电，所以，即使是比上述实施方式1更小的设置面积，也能够比实施方式1进一步增加放电与被处理水6接触的接触面积，所以，能够进行高速且高效的水处理。

实施方式3.

图5是示意性地表示本发明的实施方式3的水处理装置的要部构成的剖视图。在本实施方式3的水处理装置中，各单元20的接地电极7的流水部7a以相对于水平面向被处理水6的流通方向的下游侧变低的方式倾斜。另外，在上下方向相邻的接地电极7向彼此相反的方向倾斜，被处理水的流通方向是相反方向。需要说明的是，各接地电极7沿宽度方向被设置成水平。被处理水6沿着倾斜的各接地电极7的流水部7a依次交错状地作为连续流动而流下。

接地电极7A的左侧端部被固定于处理槽1的左侧面，右侧端部从处理槽1的右侧面离开预定尺寸，左侧端部被保持在比右侧端部高的位置。另外，接地电极7B的右侧端部被固定于处理槽1的右侧面，左侧端部从处理槽1的左侧面离开，右侧端部被保持在比左侧端部高的位置。以下同样地，接地电极7C、接地电极7D交替设置。本实施方式3的水处理装置的其它构成、动作、以及水处理的原理与上述实施方式1和实施方式2相同，所以，省略说明。

需要说明的是，本实施方式3的水处理装置的接地电极7的倾斜角度能够适当地决定。一般来说，若增大倾斜角度，则水膜10的厚度变薄，另一方面，被处理水6的流下速度增加，处理槽1内的被处理水6的滞留时间变短。因此，希望考虑处理槽1的大小、被处理水6的水质、以及被处理水6的流量等来适当地决定倾斜的角度。

根据本实施方式3，除了与上述实施方式2相同的效果之外，由于各单元20的接地电极7倾斜，所以，与接地电极7配置成水平的情况相比，水膜10的厚度变薄。由此，被处理水6的表面积相对于体积的比例增加，前述的式(5)、式(6)和式(7)的反应更多地发生，所以，能够进行高速且高效的水处理。

实施方式4.

图6是示意性地表示本发明的实施方式4的水处理装置的要部构成的剖视图。在本实施方式4的水处理装置中，作为送风机构，具有作为气体的循环路径的循环配管25和鼓风机(日文：ブロワ)26，在各单元20的高压电极11的上部设有作为引导气流的导风部件的引导件22A、22B、22C、22D(总称记作引导件22)。需要说明的是，本实施方式4的水处理装置的其它构成和动作、水处理的原理等与上述实施方式1或实施方式3相同，所以，省略说明。

如图6所示，处理槽1在其上表面设置着循环气体出口23，在右侧面的底部附近设置着循环气体的排放口24。在处理槽1的外部设有循环配管25以连接循环气体出口23和排放口24，并在循环配管25的中途设有鼓风机26。在本实施方式4中，排放口24设置于处理槽1的与最下层的单元20D中的被处理水6的下游侧端部相向的侧面，循环气体出口23设置于处理槽1的与最上层的单元20A中的被处理水6的上游侧端部相向的上表面。另外，气体供给口2设置于处理槽1的左侧面的底部附近。

在相对于单元20A的高压电极11A而与接地电极7A相反的一侧，连接处理槽1的右侧面和处理槽1的上表面的平板状的引导件22A与接地电极7A平行地设置。同样地，在单元20B设有连接处理槽1的左侧面和接地电极7A的下表面的引导件22B，在单元20C设有连接处理槽1的右侧面和接地电极7B的下表面的引导件22C，在单元20D设有连接处理槽1的左侧面和接地电极7C的下表面的引导件22D。

在本实施方式4中，通过使鼓风机26动作，从循环气体出口23被吸入的处理槽1内的气体通过循环配管25并从排放口24向处理槽1的下部空间排放。由此，在处理槽1内形成气流A。气流A在由接地电极7D、引导件22D和处理槽1这3个侧面(图6的左侧面和未图示的前后方向的侧面)所包围的区域，沿着接地电极7D的上表面向与被处理水6的流通方向相反的方向流动。

然后，气流A依次通过由接地电极7C、引导件22C和处理槽1的侧面所包围的区域、由接地电极7B、引导件22B和处理槽1的侧面所包围的区域，最终通过由接地电极7A、引导件22A和处理槽1的侧面所包围的区域，然后从循环气体出口23被吸入。这样，在本实施方式4中，由鼓风机26而使处理槽1内的气体循环，在处理槽1内作为连续流动而引起气流A。

需要说明的是，引导件22的材质没有特别限定，但在使用例如不锈钢等金属材料的情况下，优选使引导件22与高压电极11的距离比接地电极7与高压电极11的距离大。由此，能够抑制不优选部位处的放电。另外，在引导件22采用陶瓷或玻璃等绝缘体的情况下，引导件22能够与高压电极11接近地配置。因此，能够减小气流A通过的区域，从而能够得到以少送风量来抑制火花放电的效果。

另外，送风机构不必非得是鼓风机26，也能够采用泵、风扇等。但是，从相对于处理槽1内的含有臭氧的高湿度气体来使用的角度来看，优选采用耐腐蚀性优良的设备。优选采用例如涂敷了聚四氟乙烯(PTFE)的泵、鼓风机等。

根据本实施方式4，除了与上述实施方式1和实施方式3相同的效果之外，由于使由1台鼓风机26引起的气流A连续通过4个单元20并使气流A作用于包括各高压电极11的放电区域的整个区域，所以，无需像上述实施方式3那样具有与各单元20的高压电极11分别相对应的螺旋桨单元21，能够使装置构成简化。另外，通过设置引导件22，能够抑制乱流，从而气流A不逸失地循环，所以，能够得到整体上以少送风量来抑制火花放电的效果。

实施方式5.

图7是示意性地表示本发明的实施方式5的水处理装置的要部构成的剖视图。本实施方式5的水处理装置未设置上述实施方式4的水处理装置的引导件22而是在处理槽1的与各单元20中的被处理水6的下游侧端部相向的侧面设置循环气体的排放口24A、24B、24C、24D(总称记作排放口24)。需要说明的是，本实施方式5的水处理装置的其它构成和动作、水处理的原理等与上述实施方式1或上述实施方式4相同，所以，省略说明。

如图7所示，循环配管25的一方端部与设置于处理槽1的上表面的循环气体出口23相连，并与鼓风机26的吸入部相连通。在处理槽1的右侧面，在单元20A的右侧端部的与高压电极11A相对应的位置设有贯通处理槽1的排放口24A，并且，在单元20C的右侧端部的与高压电极11C相对应的位置设有排放口24C。

另外，在处理槽1的左侧面，在单元20B的左侧端部的与高压电极11B相对应的位置设有排放口24B，并且，在单元20D的左侧端部的与高压电极11D相对应的位置设有排放口24D。循环配管25的另一方端部被分支成多个，分别与排放口24A、24B、24C、24D相连。需要说明的是，各排放口24形成为细长狭缝状，以使得气流A均匀地碰到高压电极11的延伸方向整个区域。

在本实施方式5的水处理装置中，若使鼓风机26动作，则从循环气体出口23被吸入的处理槽1内的气体通过与多个(在图7中为4个)单元20相对应地分支的循环配管25，并从各排放口24排放。由此，形成气流A，该气流A一边在高压电极11的延伸方向的整个区域与高压电极11接触，一边沿着接地电极7的流水部在与被处理水6的流通方向相反的方向流动。

根据本实施方式5，除了与上述实施方式1相同的效果之外，由于将循环配管25分支成单元20的数量，并使气流A从在处理槽1的与各单元20的高压电极11相对应的侧面形成的排放口24排放来抑制火花放电，所以，能够省略上述实施方式4的引导件22(参照图6)，从而与上述实施方式4相比能够使处理槽1的内部构成简化。

实施方式6.

图8是示意性地表示本发明的实施方式6的水处理装置的要部构成的剖视图。本实施方式6的水处理装置是局部改变上述实施方式5的水处理装置的排放口24的位置而将排放口24A、24C和反向排放口27B、27D都设置在处理槽1的右侧面而成的装置。循环配管25被分支成4个系统，分别与排放口24A、24C和反向排放口27B、27D相连。需要说明的是，本实施方式6的水处理装置的其它构成和动作、水处理的原理等与上述实施方式1或实施方式5相同，所以，省略说明。

本实施方式6的水处理装置如图8所示，与单元20A的高压电极11A相对应的排放口24A和与单元20C的高压电极11C相对应的排放口24C被设置于处理槽1的与单元20A、20C中的被处理水6的下游侧端部相向的侧面，形成与被处理水的流通方向相反的方向的气流A。

另外，与单元20B的高压电极11B相对应的反向排放口27B和与单元20D的高压电极11D相对应的反向排放口27D被设置于处理槽1的与单元20B、20D中的被处理水6的上游侧端部相向的侧面，形成与被处理水6的流通方向相同的方向的气流A'。

需要说明的是，在本实施方式6中，排放口24和反向排放口27分别各设置2个，但排放口24和反向排放口27的设置数量或其设置比率能够考虑装置构成的简单性和水处理的效率等来适当地改变。在使处理槽1内的气相臭氧和过氧化氢溶解于被处理水6的效果中，希望是作为逆流的气流A，但由风压吹飞附着于高压电极11的水滴的效果对于气流A和气流A'来说是没有差别的。

根据本实施方式6，除了与上述实施方式1和实施方式5相同的效果之外，由于设有用于形成与被处理水6的流通方向相同的方向的气流A'的反向排放口27B、27D，所以，能够在水处理的效率方面得到一定的效果并能够使装置构成简化，与上述实施方式5相比，能够缩短循环配管25的长度。

实施方式7.

图9是示意性地表示本发明的实施方式7的水处理装置的要部构成的剖视图。在上述实施方式2至实施方式6中，构成各单元20的接地电极7是平板状的，但在本实施方式7中，构成各单元20的接地电极29A、29B、29C、29D(总称记作接地电极29)是剖面形状为大致直角三角形的中空的三棱柱形。

采用图9，对接地电极29的形状和配置进行详细地说明。接地电极29从图9的纸面的正面侧观察，剖面形成为大致直角三角形，并设置成斜面为上侧而水平的底面为下侧，垂直面位于处理槽1的侧面。需要说明的是，在垂直面设有上喷气体供送口28A、28B、28C、28D(总称记作上喷气体供送口28)。

关于接地电极29A、29C，在图9中位于左侧的垂直面被固定于处理槽1的左侧面，位于右侧的顶角端部从处理槽1的右侧面离开。同样地，接地电极29B、29D的位于右侧的垂直面被固定于处理槽1的右侧面，位于左侧的顶角端部从处理槽1的左侧面离开。由此，被处理水6沿着由接地电极29A、29B、29C、29D各自的斜面构成的流水部，作为连续流动而流下。

另外，接地电极29的流水部具有带通气性的很多微细孔30，被鼓风机26施加了作用的气流通过各上喷气体供送口28而从流水部的背面侧被供送，从而被处理水6作为雾状或接近雾状的微细水滴31而向上方溅起，在流水部的上方形成被处理水6的微细水滴31的层。需要说明的是，希望微细孔30的尺寸为直径0.1mm以上、1mm以下。在直径不足0.1mm的情况下，微细孔30容易堵塞，在超过1mm的情况下，在微细孔30的剖面会产生气流的分布，从而难以均匀地形成微细水滴31。

另外，一般来说，希望微细水滴31的水滴直径为1μm以上、1mm以下。在水滴直径不足1μm的情况下，微细水滴31的体积小，式(6)、式(7)的反应很快饱和，所以，反应的效率易于下降；在水滴直径超过1mm的情况下，在微细水滴31附着于高压电极11时，产生火花放电的可能性变高。

在形成于处理槽1的上表面的循环气体出口23，安装着与鼓风机26的吸入部相连通的循环配管25。与鼓风机26的排放侧相连的循环配管25朝向下游侧向左右分支。向处理槽1的左侧分支的循环配管25进一步被分支成4个系统，分别与气体供送口28A、28C和排放口24B、24D相连。另外，向处理槽1的右侧分支的循环配管25进一步被分支成4个系统，分别与连通的上喷气体供送口28B、28D和排放口24A、24C相连。

在本实施方式7的水处理装置中，若使鼓风机26动作，则从处理槽1内经由循环气体出口23而被吸入循环配管25的气体的一部分通过各上喷气体供送口28而向接地电极29的中空内部供送，从形成于各斜面的微细孔30向上方排放。此时，在接地电极29的斜面流下的水膜10的一部分作为微细水滴31而向上方喷出。同时，从处理槽1内被吸入循环配管25的气体的一部从各排放口24排放，相对于各高压电极11形成与被处理水6的流通方向相反的方向的气流A。

在本实施方式7中，在接地电极29的斜面流下的被处理水6所形成的水膜10的一部分作为微细水滴31而向上方溅起，从而在高压电极11与接地电极29之间形成的放电和被处理水6的接触面积增加。其结果是，频频产生前述式(5)的反应。另外，在气体从微细孔30排放时水膜10被搅拌，所以，溶解于被处理水6中的臭氧、过氧化氢或有机物等的浓度均匀化，从而频频产生前述式(9)的反应。

而且，从微细孔30喷出的气体是从处理槽1内吸入的气体，所以，含有放电所产生的臭氧和过氧化氢。含有臭氧和过氧化氢的气体与水膜10接触，从而频频产生前述的式(6)、式(7)的反应。由此可知，通过形成微细水滴31，与未形成微细水滴31的情况相比，会提高水处理的速度和效率。

需要说明的是，通过形成微细水滴31，附着于高压电极11的水滴变多，但从处理槽1内被吸入的气体的一部分通过排放口24而被吹到高压电极11上，所以，附着于高压电极11的水滴由于风压而被吹飞。也就是说，即使随着微细水滴31的形成而在高压电极11上附着水滴，该水滴也能够被迅速地除去，所以，能够抑制火花放电。需要说明的是，在本实施方式7中，向上喷气体供送口28供送的气体被鼓风机26施加作用，但也可以另外准备用于形成微细水滴31的送风机构。

根据本实施方式7，除了与上述实施方式1和实施方式5相同的效果之外，通过在接地电极29的流水部设置微细孔30，从水膜10的一部分形成微细水滴31，可进行更高效且高速的水处理。

实施方式8.

图10是示意性地表示本发明的实施方式8的水处理装置的要部构成的剖视图。本实施方式8的水处理装置具有：使在单元20流下的被处理水6在处理槽1内循环的水循环配管60；以及使被处理水6微细水滴化并向由送风机构(在图10中为鼓风机26)形成的气流A供给的微细水滴供给机构61。

本实施方式8的水处理装置具有一个由平板状的接地电极7和多个高压电极11构成的单元。在处理槽1的左侧面设有循环气体出口23，并在处理槽1的右侧面的高压电极11与接地电极7之间的高度设有引起气流A的排放口24。在处理槽1的外部设有连接循环气体出口23和排放口24的循环配管25，在循环配管25的中途配置着鼓风机26。

另外，在处理槽1的外部设有暂时存储从水排出口5排出的处理后的被处理水6的储水槽62。储水槽62在底部具有水排出口63，在上部具有水循环口64。在连接该水循环口64和排放口24的水循环配管60上配置着水循环泵65、以及配置于比水循环泵65更靠排放口24侧的微细水滴供给机构61。

在本实施方式8的水处理装置中，若使水循环泵65动作，则从水循环口64被吸入的储水槽62内的被处理水6通过水循环配管60而向微细水滴供给机构61供给。向微细水滴供给机构61供给的被处理水6作为微细水滴66而向排放口24供给，与要从排放口24排放的气体一起被向高压电极11与接地电极7之间供给。

这样，将被处理水6的一部分作为微细水滴66而向高压电极11附近供给，从而在高压电极11与接地电极7之间形成的放电和被处理水6的接触面积增加。其结果是，产生前述的式(5)的反应，微量残留于处理后的被处理水6的有机物被进一步分解除去。另外，微细水滴66与含有臭氧和过氧化氢的气体接触，从而频频产生前述的式(6)、式(7)的反应。由此可知，通过供给微细水滴66，与未供给微细水滴66的情况相比，会提高水处理的速度和效率。

需要说明的是，通过供给微细水滴66，附着于高压电极11的水滴变多，但从处理槽1内被吸入的气体通过排放口24而被吹到高压电极11上，所以，附着于高压电极11的水滴由风压而被吹飞。也就是说，即使随着微细水滴66的形成而在高压电极11附着水滴，该水滴也能够被迅速地除去，所以，能够抑制火花放电。

微细水滴供给机构61只要是能够使被处理水6微细水滴化的机构即可，没有特别限定，能够适用各种手法。例如，能够适用喷淋喷嘴、单流体喷嘴、双流体喷嘴、超声波振动器、超声波均化器、或者机械性地使被处理水6溅起而水滴化的溅起机构、或者使被处理水6落下或与壁面碰撞而水滴化的反跳机构等。微细水滴66的水滴直径若为100μm以下，则能够与气体一起在处理槽1的大范围扩散，所以是优选的。

另外，在本实施方式8中，微细水滴供给机构61设置于处理槽1的外部，但也能够设置于处理槽1的内部。在此情况下，在处理槽1的内部，向送风装置14(参照图1)所产生的气流A供给微细水滴66。在处理槽1的内部设置了微细水滴供给机构61的情况下，能够抑制因与排放口24的内壁的碰撞所产生的微细水滴66的损失。另外，在本实施方式8中，在单元流下的被处理水6作为微细水滴66而供给，但即使供给处理前的被处理水6，也能够得到相同的效果。另外，即使在供给被处理水6以外的水的情况下，也频频产生前述的式(6)、式(7)的反应，从而能够得到提高水处理效率和水处理速度的效果。

根据本实施方式8，除了与上述实施方式1相同的效果之外，由微细水滴供给机构61将被处理水6的一部分作为微细水滴66而向高压电极11附近供给，所以，可进行更高速且高效的水处理。

实施方式9.

图11是示意性地表示本发明的实施方式9的水处理装置的要部构成的剖视图。本实施方式9的水处理装置，作为处理槽1的内部环境测量机构而具有测量处理槽1内的被处理水6的温度的温度计70、测量处理槽1内的温度湿度的温度湿度计71、测量高压电极11的电特性的电特性测量机构72、以及测量处理槽1的内部的放电18所带来的发光强度的光度计73，并且，具有送风量控制单元74，该送风量控制单元74基于内部环境测量机构的测量结果来调整送风机构(在图11中为螺旋桨单元21)的送风量。

需要说明的是，在图11所示的例子中，作为内部环境测量机构，具有温度计70、温度湿度计71、电特性测量机构72和光度计73，但也可以具有这些的至少一个。另外，温度湿度计71也可以测量处理槽1内的温度和湿度(露点)的任一方。

如图11所示，温度计70设置于接地电极7，温度湿度计71和光度计73设置于处理槽1的内部上方。另外，电特性测量机构72在处理槽1的外部，设置于连接高压电极11和脉冲电源75的电配线76上。从温度计70、温度湿度计71、电特性测量机构72和光度计73输出的信号分别被输入送风量控制单元74。送风量控制单元74基于接收到的各信号来控制由螺旋桨单元21形成的气流A的送风量。需要说明的是，本实施方式9的水处理装置的其它构成和动作、水处理的原理等与上述实施方式1相同，所以，省略说明。

采用图12的流程图，对本实施方式9的水处理装置中采用了温度计的送风量的控制顺序进行说明。首先，在步骤S1中，相对于在水处理时假定的各种被处理水6的温度而预先测量并求出所需的送风量，并将相对于被处理水6的温度所需的送风量的数据保存到送风量控制单元74。形成于高压电极11的水滴根据气流A中的水分量而改变其形成频率和尺寸，所以，形成于高压电极11的水滴的形成频率和尺寸依赖于被处理水6的蒸气压即温度。

在被处理水6的温度变高时，水滴的形成频率增加且尺寸变大，所以，为了由风压吹飞水滴而需要增加送风量。另一方面，在被处理水6的温度变低时，水滴的形成频率下降且尺寸缩小，所以，少送风量即可。这样，依赖于被处理水6的温度来决定所需的送风量，所以，预先进行实验并保存数据。

接下来，在步骤S2中，从水供给口4供给被处理水6，开始水处理。接着，在步骤S3中，在供给了被处理水6的情况下(“是”)，前进到步骤S4，由温度计70来测量被处理水6的温度。接着，在步骤S5中，送风量控制单元74取得被预先保存的、当前的被处理水6的温度所需的送风量的数据，在步骤S6中，比较当前的送风量和在步骤S5中取得的所需的送风量。

在步骤S6中，在当前的送风量比所需的送风量少的情况下(“是”)，前进到步骤S7，增加送风量。另一方面，在步骤S6中，在当前的送风量比所需的送风量大的情况下(“否”)，前进到步骤S8，减少送风量。连续或离散地反复进行以上的处理，直到在步骤S3中结束被处理水6的供给。

接下来，采用图13的流程图，对采用了温度湿度计71的送风量的控制顺序进行说明。首先，在步骤S11中，相对于在水处理时假定的气流A的各种温度湿度而预先测量并求出所需的送风量，并将相对于气流A的温度湿度所需的送风量的数据保存到送风量控制单元74。形成于高压电极11的水滴根据气流A中的水分量而改变其形成频率和尺寸，所以，形成于高压电极11的水滴的形成频率和尺寸依赖于气流A的水分量即气流A的温度湿度。

在气流A的水分量变多时，水滴的形成频率增加且尺寸变大，所以，为了由风压吹飞水滴而需要增加送风量。另一方面，在气流A的水分量变少时，水滴的形成频率下降且尺寸缩小，所以，少送风量即可。这样，依赖于气流A的温度湿度来决定所需的送风量，所以，预先进行实验并保存数据。

接着，在步骤S12中，从水供给口4供给被处理水6，开始水处理。接着，在步骤S13中，在供给了被处理水6的情况下(“是”)，前进到步骤S14，由温度湿度计71来测量气流A的温度湿度。接着，在步骤S15中，送风量控制单元74取得被预先保存的当前的气流A的温度湿度所需的送风量的数据，在步骤S16中，比较当前的送风量和在步骤S15中取得的所需的送风量。

在步骤S16中，在当前的送风量比所需的送风量少的情况下(“是”)，前进到步骤S17，增加送风量。另一方面，在步骤S16中，在当前的送风量比所需的送风量大的情况下(“否”)，前进到步骤S18，减少送风量。连续或离散地反复进行以上的处理，直到在步骤S13中结束被处理水6的供给。需要说明的是，在图13的流程图中，示出了采用气流A的温度湿度数据来控制送风量的例子，但也可以采用温度和湿度的任一方来控制送风量。

接下来，采用图14的流程图，对采用了电特性测量机构72的送风量的控制顺序进行说明。在步骤S21中，相对于被输入到高压电极11的电特性而预先测量并求出在该电特性中所需的送风量，并将相对于电特性所需的送风量的数据保存到送风量控制单元74。高压电极11与接地电极7之间的电场分布如在上述实施方式1中说明的那样，依赖于高压电极11处的水滴形成状态而变化。也就是说，从脉冲电源75向高压电极11输入了电压时的电特性(电压、电流和电力)依赖于高压电极11处的水滴形成状态而变化，所以，由电特性来决定所需的送风量。

接下来，在步骤S22中，从水供给口4供给被处理水6，开始水处理。接着，在步骤S23中，在供给了被处理水6的情况下(“是”)，前进到步骤S24，由电特性测量机构72来测量高压电极11的电特性。接着，在步骤S25中，送风量控制单元74取得被预先保存的当前的高压电极11的电特性所需的送风量的数据，在步骤S26中，比较当前的送风量和在步骤S25中取得的所需的送风量。

在步骤S26中，在当前的送风量比所需的送风量少的情况下(“是”)，前进到步骤S27，增加送风量。另一方面，在步骤S26中，在当前的送风量比所需的送风量大的情况下(“否”)，前进到步骤S28，减少送风量。连续或离散地反复进行以上的处理，直到在步骤S23中结束被处理水6的供给。

另外，作为采用了电特性测量机构72的其它控制方法，也可以按照图15的流程图所示的顺序来控制送风量。在步骤S31中，预先测量并求出高压电极11的火花放电产生时的电特性，并将其阈值数据保存到送风量控制单元74。在高压电极11形成水滴并产生了火花放电的情况下，流过高压电极11的电流和电力瞬间增加。因此，通过测量电特性的瞬间增加，能够检测出火花放电的产生。

接下来，在步骤S32中，从水供给口4供给被处理水6，开始水处理。接着，在步骤S33中，在供给了被处理水6的情况下(“是”)，前进到步骤S34，由电特性测量机构72来测量高压电极11的电特性。而且，在步骤S35中，比较测量出的电特性和在步骤S31中保存的火花放电产生时的电特性的阈值数据。

在步骤S35中，在测量出的电特性比火花放电产生时的电特性的阈值数据大的情况下(“是”)，产生了火花放电，所以，前进到步骤S36，增加送风量。另一方面，在步骤S35中，在测量出的电特性比阈值数据小的情况下(“否”)，前进到步骤S37，减少送风量。连续或离散地反复进行以上的处理，直到在步骤S33中结束被处理水6的供给。

接下来，采用图16的流程图，对采用了光度计73的送风量的控制顺序进行说明。在步骤S41中，预先测量并求出火花放电产生时的发光强度，并将其阈值数据保存到送风量控制单元74。在高压电极11形成水滴并产生了火花放电的情况下，来自放电的发光强度瞬间增加。因此，通过测量来自放电的发光强度的变化，能够检测出火花放电的产生。

接下来，在步骤S42中，从水供给口4供给被处理水6，开始水处理。接着，在步骤S43中，在供给了被处理水6的情况下(“是”)，前进到步骤S44，由光度计73来测量放电的发光强度。而且，在步骤S45中，比较测量出的发光强度和在步骤S41中保存的火花放电产生时的发光强度的阈值数据。

在步骤S45中，在测量出的发光强度比火花放电产生时的发光强度的阈值数据大的情况下(“是”)，产生了火花放电，所以，前进到步骤S46，增加送风量。另一方面，在步骤S45中，在测量出的发光强度比阈值数据小的情况下(“否”)，前进到步骤S47，减少送风量。连续或离散地反复进行以上的处理，直到在步骤S43中结束被处理水6的供给。

这样，本实施方式9的水处理装置，基于作为处理槽1的内部环境测量机构的温度计70、温度湿度计71、电特性测量机构72、光度计73的测量结果来控制送风量，所以，能够根据处理槽1内的状态而总是吹送用于吹飞附着于高压电极11的水滴所需的最小的送风量的气流A，能够抑制螺旋桨单元21的消耗电力。

而且，通过将送风量抑制为最小，能够增加投入到每单位体积的气流A的电力，并且，能够抑制气流内的自由基碰撞处理槽1的内壁而分解的频率，所以，每单位体积的气流内的自由基量增加，能够使前述的式(6)和式(7)的反应频频产生，从而可进行高速的水处理。

需要说明的是，无需具有温度计70、温度湿度计71、电特性测量机构72和光度计73的全部而只要采用任一个来控制送风量即可。但是，组合上述多个装置可高精度地控制送风量，从而能够切实地抑制火花放电。

作为在本实施方式9中采用的温度计70，能够采用热电偶、电阻温度计、非接触温度计、液柱温度计、双金属式温度计等一般的温度测量机构。另外，作为温度湿度计71，能够采用热电偶、电阻温度计、非接触温度计、液柱温度计、双金属式等一般的温度测量机构，伸缩式、双金属式、电气式等一般的湿度测量机构。

另外，作为电特性测量机构72，能够采用电阻分压式、变压式等的高电压探针，感应式、分流式的电流探针，电光学、磁光学效应的手法等、一般的电特性测量机构。作为光度计73，能够采用利用了光电效应的机构、利用了半导体受光元件的机构等一般的光测量机构。

根据本实施方式9，除了与上述实施方式1相同的效果之外，使气流A的送风量最佳化，从而能高效地抑制火花放电，能够抑制螺旋桨单元21的消耗电力，并且，增加每单位体积的气流内的自由基量，可进行高速的水处理。需要说明的是，本发明在本发明的范围内中可自由组合各实施方式、或对各实施方式进行适当地变型、省略。

Claims (16)

1.一种水处理装置，其特征在于，具有：

具有使被处理水流通的平面状的流水部的接地电极；

多根高压电极，以在与所述流水部平行且与被处理水的流通方向交叉的方向延伸的方式被设置在从所述接地电极的所述流水部离开的位置；

壳体，该壳体具有气体供给口和被处理水的供给口及排出口，并收容所述接地电极和所述高压电极，所述气体供给口供给由所述接地电极与所述高压电极之间的放电而生成自由基的气体；以及

在所述壳体的内部引起气流的送风机构；

所述送风机构设置为相对于从所述高压电极到所述流水部上的被处理水的水面为止的放电区域而形成如下的气流，该气流与所述高压电极的延伸方向交叉且与从所述高压电极向所述流水部上的被处理水的水面而形成的放电的伸长方向交叉且方向与被处理水的流通方向相反。

2.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，

所述接地电极的所述流水部以相对于水平面朝向被处理水的流通方向的下游侧变低的方式倾斜。

3.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，

多个所述壳体在竖直方向层叠，在各所述壳体的内部收容着包括所述接地电极和所述高压电极的单元，在上下方向相邻的所述单元的被处理水的流通方向是相同的方向。

4.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，

在所述壳体的内部在竖直方向收容着多个包括所述接地电极和所述高压电极的单元，在上下方向相邻的所述单元的被处理水的流通方向是相同的方向。

5.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，

在所述壳体的内部在竖直方向收容着多个包括所述接地电极和所述高压电极的单元，在上下方向相邻的所述单元的被处理水的流通方向是相反的方向。

6.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，

所述送风机构是具有送风风扇的送风装置或具有因电机而旋转的翼片的螺旋桨单元。

7.根据权利要求6所述的水处理装置，其特征在于，

包括所述接地电极和所述高压电极的多个单元在竖直方向层叠，在每一个所述单元设置有所述送风机构。

8.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，

所述送风机构具有循环路径和配置于所述循环路径的中途的鼓风机，所述循环路径在所述壳体的外部连接设置于所述壳体的循环气体出口和循环气体排放口。

9.根据权利要求8所述的水处理装置，其特征在于，

在所述壳体的内部在竖直方向收容着多个包括所述接地电极和所述高压电极的单元，在上下方向相邻的所述单元的被处理水的流通方向是相反的方向；所述循环气体出口设置于所述壳体的与最上层的所述单元中的被处理水的上游侧端部相向的上表面；所述循环气体排放口设置于所述壳体的与最下层的所述单元中的被处理水的下游侧端部相向的侧面；各所述单元在相对于所述高压电极而与所述接地电极相反的那侧，具有与所述接地电极平行地设置的导风部件。

10.根据权利要求8所述的水处理装置，其特征在于，

在所述壳体的内部在竖直方向收容着多个包括所述接地电极和所述高压电极的单元，在上下方向相邻的所述单元的被处理水的流通方向是相反的方向；所述循环气体出口设置于所述壳体的与最上层的所述单元中的被处理水的上游侧端部相向的上表面；所述循环气体排放口设置于所述壳体的与各所述单元中的被处理水的下游侧端部相向的侧面。

11.根据权利要求8所述的水处理装置，其特征在于，

在所述壳体的内部在竖直方向收容着多个包括所述接地电极和所述高压电极的单元，在上下方向相邻的所述单元的被处理水的流通方向是相反的方向；所述循环气体出口设置于所述壳体的与最上层的所述单元中的被处理水的上游侧端部相向的上表面；多个所述循环气体排放口的一部分设置于所述壳体的与一部分所述单元中的被处理水的下游侧端部相向的侧面，形成与被处理水的流通方向相反的方向的气流；多个所述循环气体排放口的另一部分设置于所述壳体的与另一部分所述单元中的被处理水的上游侧端部相向的侧面，形成与被处理水的流通方向相同的方向的气流。

12.根据权利要求8所述的水处理装置，其特征在于，

所述接地电极在所述流水部具有多个微细孔，由所述鼓风机或其它送风机构施加了作用的气流从所述接地电极的背面侧被供送，从而在所述流水部的上方形成被处理水的微细水滴的层。

13.根据权利要求8所述的水处理装置，其特征在于，

在所述循环路径中具有微细水滴供给机构，该微细水滴供给机构向由所述鼓风机形成的气流供给将被处理水微细化而得到的水滴。

14.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，

在所述壳体的内部具有微细水滴供给机构，该微细水滴供给机构向由所述送风机构形成的气流供给将被处理水微细化而得到的水滴。

15.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，

具有内部环境测量机构和送风量控制单元，所述内部环境测量机构包括测量所述壳体的内部的被处理水的温度的温度计、测量所述壳体的内部的温度湿度的温度湿度计、测量所述高压电极的电特性的电特性测量机构、以及测量所述壳体的内部的放电所带来的发光强度的光度计中的至少一者，所述送风量控制单元基于由所述内部环境测量机构得到的测量结果来调整所述送风机构的送风量。

16.一种水处理方法，其特征在于，向收容着接地电极和高压电极的壳体的内部供给被处理水和因放电而生成自由基的气体，在所述接地电极与所述高压电极之间产生放电，并利用因放电而生成的自由基来分解除去被处理水中的有机物，所述水处理方法包括如下步骤：

使被处理水在所述接地电极的平面状的流水部流通；

对多根所述高压电极施加电压而在其与所述接地电极之间产生放电，所述多根高压电极离开所述接地电极的所述流水部，以在与所述流水部平行且与被处理水的流通方向交叉的方向延伸的方式被设置；

相对于从所述高压电极到所述流水部上的被处理水的水面为止的放电区域而形成如下的气流，该气流与所述高压电极的延伸方向交叉且与从所述高压电极向所述流水部上的被处理水的水面而形成的放电的伸长方向交叉且方向与所述被处理水的所述流通方向相反。

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