CN108975446B - 液体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体处理装置，具备：处理槽，通过使导入的液体回旋而产生回旋流，从而在液体的回旋流的回旋中心附近产生气相；第1电极，至少一部分配置在处理槽内而与处理槽内的液体接触；第2电极，配置为与处理槽内的液体接触；和电源，在第1电极与第2电极之间施加电压，使气相中产生等离子体。

Description

液体处理装置

技术领域

本公开涉及以电化学方式处理液体的液体处理装置，涉及能够通过供给该处理液从而用被除菌后的水来培育植物的装置。

背景技术

在图15中示出以往的液体处理装置的例子。已知如下的液体处理装置，即，在液体803(例如水)中配置第1电极801以及第2电极802，从脉冲电源804向第1电极801与第2电极802之间施加高电压脉冲而使液体803气化，产生等离子体805，对液体803进行等离子体处理，从而例如以羟基自由基(OH自由基)或者过氧化氢等具有氧化能力的成分来杀菌。尤其是，已知OH自由基具有高的氧化能力，视作在这些成分中例如对于菌而具有高的杀菌作用。此外，已知由于在液体803中产生等离子体805，因此等离子体805被液体803覆盖，易于产生来自液体的成分。例如，已知由于在水中产生等离子体805，因此易于生成OH自由基或者过氧化氢。

然而，在上述以往的液体处理装置的情况下，不仅为使液体803气化而需要高的施加电压，还存在等离子体805的产生效率低、对液体803杀菌需要长时间的问题。

因此，为了在降低施加电压的同时提高等离子体的产生效率，已知使得从外部导入的气体介于两电极间的液体处理装置(参照日本专利第4041224号公报)。在日本专利第4041224号公报所记载的液体处理装置(图16)中，在使气体904(例如氧)与被处理液903一起介于阳极电极901和阴极电极902之间的基础上，向阳极电极901和阴极电极902之间施加脉冲电压。由于脉冲电压的施加，在气体904内产生等离子体，对液体803进行等离子体处理来杀菌。根据日本专利第4041224号公报所记载的液体处理装置，与不使气体介于其间的情况相比，能够降低施加电压，并且能够效率良好地产生等离子体从而进行被处理液903的杀菌。

如果将由这种液体处理装置处理过的处理液供给至有植物栽培用的培养液的槽等，则可考虑能够用被除菌后的水培育植物的装置。

发明内容

本公开的一个形态涉及的液体处理装置具备：处理槽，通过使从导入部导入的液体绕着中心轴回旋而产生回旋流，从而在所述液体的所述回旋流的回旋中心附近产生气相，并且具有排出部，该排出部使从所述导入部导入的所述液体在该排出部与所述导入部之间回旋而产生所述回旋流之后作为处理液排出；第1电极，至少一部分配置在所述处理槽内而与所述处理槽内的所述液体接触；第2电极，配置为与所述处理槽内的所述液体接触；电源，在所述第1电极与所述第2电极之间施加电压，使所述气相中产生等离子体，从而对所述液体进行杀菌后作为所述处理液，并且在所述处理液中生成改性成分；微泡沫产生部，具备具有比所述处理槽的所述排出部的开口大的纵剖面面积的微泡沫产生室，通过从所述处理槽的所述排出部排出所述处理液而在所述微泡沫产生室内生成微泡沫或者纳米泡沫，并使所生成的所述微泡沫或者纳米泡沫在所述处理液中扩散；被处理槽，对植物栽培用的培养液进行保持，用从所述微泡沫产生部供给的所述处理液对所述培养液进行杀菌，并且将杀菌后的被处理水至少作为所述液体的一部分朝向所述处理槽排出；和液体供给部，在所述处理槽与所述被处理槽之间，能够经由所述微泡沫产生部使从所述处理槽的所述导入部向所述处理槽内导入的所述液体循环，其中，使通过所述液体而在所述导入部与所述排出部之间形成的所述回旋流的所述气相产生所述等离子体，从而对所述液体进行杀菌，并且生成所述改性成分，生成的改性成分溶解于所述处理液并在所述处理液中分散，将所述处理液经由所述微泡沫产生部导入至所述被处理槽对所述培养液进行杀菌之后排出的所述被处理水，至少作为所述液体的一部分由所述液体供给部导入至所述处理槽。

根据本公开的前述形态涉及的液体处理装置，能够对在回旋流中使液体气化而生成的气相施加脉冲电压来产生等离子体从而对液体进行杀菌，并且能够生成包含具有杀菌作用的改性成分的处理液。由于无需通过电压施加而使液体气化，因此能够以少的电力来效率良好地产生等离子体，能够效率良好且迅速地进行液体以及被处理水的杀菌从而能够缩短处理时间，杀菌能力得以提高。此外，由于不从外部导入空气地进行液体以及被处理水的杀菌处理，因此放电稳定，并且能够抑制作为有害物质的亚硝酸的生成。

附图说明

图1是表示本公开的实施方式1涉及的液体处理装置的液体处理部的结构的侧面剖视图。

图2是装置主体的侧面剖视图。

图3是从图2的3-3线处的剖面观察得到的图。

图4是表示在处理槽的内部产生了回旋流且未施加电压的状态的侧面剖视图。

图5是从图4的5-5线处的剖面观察得到的图。

图6A是表示在处理槽的内部产生了回旋流且施加了电压的状态的侧面剖视图。

图6B是在图6A的气相中产生了等离子体的状态的部分放大图。

图6C是由液体处理装置的微泡沫产生部生成了微泡沫等的状态的侧面剖视图。

图6D是表示液体处理装置的整体结构的说明图。

图6E是表示本公开的实施方式2涉及的液体处理装置的整体结构的说明图。

图6F是表示本公开的实施方式3涉及的液体处理装置的整体结构的说明图。

图6G是表示本公开的实施方式4涉及的液体处理装置的整体结构的说明图。

图7是表示装置主体的变形例的侧面剖视图。

图8是表示装置主体的变形例的侧面剖视图。

图9A是表示装置主体的变形例的侧面剖视图。

图9B是表示与图9A不同的装置主体的变形例的侧面剖视图。

图10是表示装置主体的变形例的侧面剖视图。

图11是表示装置主体的变形例的侧面剖视图。

图12是表示装置主体的变形例的侧面剖视图。

图13是表示装置主体的变形例的侧面剖视图。

图14A是表示装置主体的变形例的侧面剖视图。

图14B是在装置主体的变形例中于微泡沫产生部的一部分配置了铜材的侧面剖视图。

图15是以往的液体处理装置的概略结构图。

图16是具备气体导入装置的以往的液体处理装置的概略结构图。

具体实施方式

在说明实施方式之前，先简单地说明以往中的问题点。

在前述以往的液体处理装置中，存在等离子体的产生效率低、液体的处理耗费长时间、净化能力换言之杀菌能力弱、并且由于空气导入而放电不稳定的课题。

本公开鉴于这样的问题点，其目的在于，提供一种能够效率良好地产生等离子体来迅速地对液体进行杀菌，从而能够缩短液体的处理时间、杀菌能力得以提高、并且因无需空气导入而放电稳定的液体处理装置。

[实施方式1]

以下，参照附图来详细说明本公开的实施方式涉及的具有液体处理部100的液体处理装置101。在图中，对于相同或者相应的部分赋予相同的符号，不重复其说明。另外，为了易于理解说明，在以下参照的附图中，结构简化或者示意化示出，或者一部分的构成构件被省略。此外，各图中示出的构成构件间的尺寸比比一定表示实际的尺寸比。

[整体结构]

液体处理装置101至少具备具有微泡沫产生部90的液体处理部100、和对植物栽培用的培养液42进行保持的被处理槽41(参照图6D)。液体处理部100作为进行杀菌处理并且生成在被处理槽41内的杀菌处理中使用的处理液L2的装置发挥功能。

首先，对实施方式1涉及的液体处理装置101的液体处理部100的整体结构进行说明。图1是表示本公开的实施方式1涉及的液体处理部100的结构的侧面剖视图。在以下的图中，箭头F表示液体处理部100的前方向，箭头B表示后方向。箭头U表示上方向，箭头D表示下方向。箭头R表示从后方向观察时的右方向，箭头L表示从后方向观察时的左方向。

液体处理部100通过在液体中放电，由此来对液体进行杀菌，并且生成改性成分，使所生成的改性成分在液体中分散来生成处理液。在本实施方式1中，说明作为液体的例子而进行从后述的被处理槽41排出的被处理水L1的杀菌处理，并且在被处理槽41内的杀菌处理中使用，因此使被处理水L1改性并生成作为改性成分而包含OH自由基或者过氧化氢等改性成分的处理液L2的情况。在此，被处理水L1是指包括在后述的被处理槽41中保持的培养液42被处理液L2杀菌并从被处理槽41分别排出的液体、培养液42、处理液L2等的液体，该液体通过循环用配管81以及配管51由液体供给部50导入至处理槽12。

液体处理部100至少具备处理槽12、第1电极30、第2电极31和电源60。更具体而言，液体处理部100具备装置主体10、液体供给部50、微泡沫产生部90以及电源60。装置主体10具备处理槽12、导入部15、排出部17、第1电极30以及第2电极31。

处理槽12是使导入至内部的被处理水L1通过等离子体来进行杀菌并且生成改性成分从而生成处理液L2的部分。处理槽12的材质可以是绝缘体，也可以是导体。在导体的情况下，需要使绝缘体介于处理槽12与第1电极30之间以及处理槽12与第2电极31之间。在所述改性成分排出至微泡沫产生部90时，改性成分分散在被处理水L1中，生成处理液L2。

处理槽12具有正面剖面形状为圆形的圆柱状的处理室。导入部15配置在处理槽12的一端，从与处理槽12的中心轴X1正交的圆形的剖面形状的切线方向将被处理水L1导入至处理槽12。导入部15经由配管51而与液体供给部50连通。排出部17配置在处理槽12的另一端，将导入至处理槽12的被处理水L1和处理槽12所生成的改性成分从处理槽12向微泡沫产生部90排出。在本实施方式1中，排出部17与微泡沫产生部90的处理液供给口91连接。

第1电极30配置在处理槽12的一端的内部。第1电极30从处理槽12的一端的内壁的中央向处理槽12内沿着长边方向突出配置。

第2电极31配置在处理槽12的另一端的壁的外侧，配置在排出部17的近旁。

第1电极30连接电源60，第2电极31被接地。由电源60向第1电极30以及第2电极31施加高电压的脉冲电压。第1电极30的材质作为一例而使用了钨。

液体供给部50作为一例，是向处理槽12内供给被处理水L1的泵。液体供给部50与配管51连接。配管51的一端与配置在处理槽12的一端的内壁近旁的作为内侧开口的导入部15连接，配管51的另一端与未图示的液体供给源(例如水箱80)或者被处理槽41连接，从而连接为能够使得包含微泡沫产生部90的处理液L2的来自被处理槽41的被处理水L1在处理槽12与被处理槽41之间经由微泡沫产生部90来循环。

电源60在第1电极30与第2电极31之间施加高电压的脉冲电压。电源60能够交替地施加正的脉冲电压和负的脉冲电压，即，能够施加所谓的双极性脉冲电压。

微泡沫产生部90是在微泡沫产生室90f内对从液体处理部100排出的改性成分进行剪切，生成内含改性成分的微泡沫或者纳米泡沫，并使之在水中扩散的槽。具体而言，微泡沫产生部90在内部具有剖面面积比处理槽12的排出部17的开口剖面面积大的微泡沫产生室90f，在微泡沫产生部90对从排出部17向微泡沫产生部90内排出的改性成分进行剪切，在微泡沫产生部90内生成内含改性成分的微泡沫、或者、微泡沫以及纳米泡沫，并使之在水中扩散。由此，微泡沫产生部90作为微泡沫生成槽发挥功能。作为微泡沫产生部90，至少确保处理槽12的排出部17的开口的内径尺寸的加倍以上的内径或者一边，从而能够在微泡沫产生部90可靠地生成能可靠地进行杀菌的处理液L2。

如图6D所示，微泡沫产生部90具有：例如配置在处理槽侧的侧壁的中央并与处理槽12的排出部17连接的处理液供给口91、与处理槽侧相反的一侧的侧壁的和处理液供给口91同样配置在中央的处理液排出口90b。作为微泡沫产生室90f，至少具有比处理槽12的排出部17的开口大的纵剖面面积。在此，纵剖面面积是指与中心轴X1(例如参照图2)垂直的剖面。进而，优选的是，作为微泡沫产生室90f，使得比处理槽12的处理室的纵剖面面积小，从而能够从微泡沫产生部90向被处理槽41快速地供给处理液L2。另外，在图1～图6C等中，为了易于理解，相对于处理槽12夸大图示了微泡沫产生部90的大小，但实际的大小比率在图6D～图6F中是准确的，在其他图中夸大图示了微泡沫产生部90的大小。

在这种微泡沫产生部90中，使处理槽12中的气相G产生等离子体P，从而对被处理水L1进行杀菌，并且生成改性成分。所生成的改性成分溶解于液体而在液体中分散来生成处理液L2，生成的处理液L2从处理槽12的排出部17经由微泡沫产生部90的处理液供给口91而向微泡沫产生部90内排出之后，从微泡沫产生部90的处理液排出口90b排出。

在图6D中，配管51与被处理槽41连结，从而构成了循环用配管81的一部分。构成为被处理槽41的被处理水L1经由循环用配管81以及液体供给部50而从导入部15向处理槽12内供给，从处理槽12的排出部17排出处理液L2，被排出的处理液L2从处理液供给口91导入至微泡沫产生部90，进而，处理液L2从微泡沫产生部90的处理液排出口90b排出，供给至被处理槽41，进而，从被处理槽41排出，经由液体供给部50而导入至处理槽12，从而液体在处理槽12、微泡沫产生部90和被处理槽41之间循环。

被处理槽41保持用于栽培植物的培养液42，从微泡沫产生部90供给处理液L2，从而能够对培养液42进行杀菌。

[装置主体]

接下来，详细说明装置主体10。图2是装置主体10的侧面剖视图。

处理槽12具有第1内壁21、第2内壁22以及第3内壁23。第1内壁21是筒状的壁部。第2内壁22设置在第1内壁21的图2的左端部。第3内壁23设置在第1内壁21的图2的右端部。第2内壁22以及第3内壁23在侧视观察时为大致圆形。通过第1内壁21、第2内壁22以及第3内壁23，在处理槽12的内部构成了大致圆柱状的容纳空间83。将第1内壁21的中心轴、即构成在处理槽12的内部的大致圆柱状的容纳空间83的假想的中心轴设为中心轴X1。

在第2内壁22，向容纳空间83内突出的圆筒状的电极支承筒24设置在中央。电极支承筒24为筒状，向右方延伸。电极支承筒24配置为其中心轴与中心轴X1一致。在电极支承筒24的内侧，经由绝缘体53来支承第1电极30。第1电极30为棒状，绝缘体53配置在第1电极30的周围。第1电极30配置为长边方向的轴与中心轴X1一致。构成为第1电极30的右端部301的内侧端面、绝缘体53的内侧端面和电极支承筒24的内侧端面241配置在大致相同的面内。

导入部15贯通装置主体10，一方的开口端151形成在第1内壁21。导入部15在侧视观察时，配置在与第2内壁22相邻的位置。此外，图3是从图2的3-3线处的剖面观察得到的图。导入部15配置在第1内壁21的壁面。

排出部17贯通第3内壁23的中央部。排出部17形成为其中心轴与中心轴X1一致。

第2电极31是板状的金属构件，在中央部形成有开口部311。开口部311为圆形，形成为其中心轴与中心轴X1一致。

[动作]

接下来，对液体处理部100的动作进行说明。以下，为了便于说明，将在处理槽12的内部产生气相的状态(图4以及图5)和对所产生的气相G施加脉冲电压而产生等离子体P的状态(图6A以及图6B)分为不同的图来进行说明。图4是表示在处理槽12的内部产生了回旋流F1且未施加脉冲电压的状态的侧面剖视图。

首先，如图4所示，由泵吸入被处理槽41的被处理水L1，从导入部15向处理槽12以给定的压力导入被处理水L1。于是，被处理水L1边沿着第1内壁21产生回旋流F1边从导入部15朝向图4的右方移动。边回旋边向图4的右方移动的回旋流F1朝着排出部17移动。

由于回旋流F1，中心轴X1附近的压力下降至饱和水蒸气压力以下，产生被处理水L1的一部分气化得到的水蒸气，从而在中心轴X1附近生成气相G。气相G产生在回旋中心附近，具体而言，在从第1电极30的右端部301沿着中心轴X1至第2电极31的开口部311的附近产生。此外，气相G由于所接触的回旋流F1而在与回旋流F1相同的方向上回旋。回旋的气相G在排出部17的近旁受到微泡沫产生部90内的水的阻力，从而剪切为微泡沫或者纳米泡沫，从排出部17经由与排出部17连接的微泡沫产生部90的处理液供给口91而扩散至微泡沫产生部90。

图5是从图4的5-5线处的剖面观察得到的图。如在图4中说明过的那样，若被处理水L1以给定的压力从导入部15导入至处理槽12，则被处理水L1产生沿着第1内壁21的图5的右旋的回旋流F1。被处理水L1在处理槽12的内部回旋，从而回旋流F1的中心附近、即中心轴X1附近的压力下降至饱和水蒸气压力以下，在中心轴X1附近产生被处理水L1的一部分气化得到的水蒸气，从而生成气相G。

图6A以及图6B是表示在处理槽12的内部产生了回旋流F1且施加了脉冲电压的状态的侧面剖视图。如图6A所示，在从第1电极30的近旁至第2电极31的附近产生了由被处理水L1气化得到的气相G的状态下，由电源60在第1电极30与第2电极31之间施加高电压的脉冲电压。图6B是表示在气相G中产生了等离子体P的状态的放大图。若在第1电极30与第2电极31之间施加了高电压的脉冲电压，则在气相G内产生等离子体P，被处理水L1被杀菌，并且作为改性成分而生成来自水的自由基(OH自由基等)或者化合物(过氧化氢等)或者离子。包含所述改性成分的气相G由于处于周边的回旋流F1而在与回旋流F1相同的方向上回旋。包含所述改性成分的气相G回旋，由此所述改性成分的一部分向回旋流F1侧溶解，从而改性成分分散在被处理水L1中。除此之外，排出部17附近的包含所述改性成分的气相G受到微泡沫产生部90内的处理液L2的阻力而被剪切，产生含有改性成分的气泡BA。此外，在微泡沫产生部90内供给处理液，从而防止了在处于负压的气相G中混入空气。如此，在由于等离子体P而生成的改性成分为气泡状态或为溶入处理液L2中的状态下，处理液L2供给至微泡沫产生部90。

供给至微泡沫产生部90的处理液L2向被处理槽41供给。

若处理液L2接触被处理槽41内的培养液42，则由处理液L2中的OH自由基或者过氧化氢来对培养液42进行杀菌。被杀菌后的培养液42以及处理液L2等的一部分从被处理槽41排出，作为被处理水L1经由液体供给部50导入至处理槽12，作为处理液从处理槽12经由微泡沫产生部90以及被处理槽41再次循环至处理槽12。

另外，在图6D的液体处理装置101中，还具备液体检测传感器49和处理液控制部48。

液体检测传感器49配置在被处理槽41与处理槽12之间，详细而言配置在被处理槽41与液体供给部50之间，是对从被处理槽41向处理槽12导入的被处理水L1的液量或液压进行检测的传感器。

处理液控制部48基于液体检测传感器49中的检测结果而分别独立地驱动控制电源60以及液体供给部50，从而控制为能够实现先前的动作。通过该处理液控制部48能够控制为，在处理槽12整体成为用液体注满的状态之后进行放电，在处理槽12整体未被液体注满的状态下不进行放电。由此，能够更可靠地实现放电的稳定化。

根据以上说明过的本实施方式1，对在回旋流F1中使被处理水L1气化而生成的气相G施加脉冲电压来产生等离子体P，从而对作为液体的被处理水L1进行杀菌，并且从液体生成包含改性成分的处理液L2。因而，气相G与由通过焦耳热而气化得到的气体或从外部导入的气体而形成的气相相比，成为负压，能够以小的电压(即，少的电力)来产生等离子体P，因此能够效率良好地实现处理槽内的液体的杀菌处理。进而，因为不通过焦耳热使水气化，所以投入的能量变小。此外，因为不从外部导入气体，所以变得不需要气体供给装置，易于实现液体处理装置101的小型化。

此外，由通过焦耳热而气化得到的气体或从外部导入的气体而形成的气相G因为浮力难以保持为一定的形状或者一定的位置。但是，本实施方式1的气相G由于周围的回旋流F1而向集中于中心轴X1的方向施加力，所以能够在第1电极30的右端部301的近旁生成一定的气相G。因而，在第1电极30与第2电极31之间生成的气体的量的时间变化少，等离子体P所需的电力不易变化，因此能够稳定地产生等离子体P，能够效率良好且迅速地实现包含被处理水L1的处理槽内的液体的杀菌处理，从而能够缩短液体的处理时间，杀菌能力得以提高。

此外，虽然等离子体P的体积成为处于阴极电极的近旁的气相的体积以下，但是由通过焦耳热而气化得到的气体或从外部导入的气体而形成的气相G的形状因为是泡沫形状，所以在体积成为一定以上时分裂，因此难以产生一定的体积以上的等离子体P。但是，本实施方式1的气相G只要能确保回旋流F1的回旋速度，就容易在中心轴X1的方向上增大体积，因此易于增大等离子体P的体积。因而，易于增加液体的杀菌处理量以及改性成分的生成量，能够迅速地对液体进行杀菌。

此外，在液体气化时体积膨胀，因此产生冲击波，已知对周边的物体进行破坏的气蚀。在本实施方式1中，气蚀所引起的破坏最强的是处理槽12的内径最小、回旋流F1的回旋速度最快的排出部17。因而，在气相G中，第1电极30的右端部301远离气蚀的破坏最强的地方，因此气蚀对第1电极30的影响变小，能够稳定地产生等离子体P。

此外，由于不从外部导入空气地进行被处理水L1的处理，因此放电稳定，并且能够抑制在有效利用导入了空气等包含氮成分的气体的气相的等离子体中产生的有害的亚硝酸的生成。进而，能够生成内含OH自由基或者过氧化氢等的包含气泡BA的处理液L2。

[实施方式2]

如图6E所示，作为实施方式2的液体处理装置102，相对于实施方式1的液体处理装置101进一步具备追肥装置45。

追肥装置45配置在微泡沫产生部90与被处理槽41之间，对于供给至被处理槽41的处理液L2赋予钾等追肥成分。

如此，若在处理槽12以及微泡沫产生部90的下游侧配置追肥装置45，则能够使得施加于处理液L2的追肥成分或者多个追肥成分的平衡不会被处理槽12内的放电破坏。即，由于在追肥装置45的上游侧进行放电，因此能够抑制放电对肥料成分的影响。

[实施方式3]

如图6F所示，作为实施方式3的液体处理装置103，相对于实施方式2的液体处理装置102进一步具备电气特性测定装置46和追肥控制部47。

电气特性测定装置46配置在微泡沫产生部90与追肥装置45之间，对从微泡沫产生部90供给的处理液L2的pH或电导率进行测定。由电气特性测定装置46对处理液L2的pH或电导率进行测定的理由在于，通过放电而成分变化，因此在追肥装置45的前面紧挨地进行测定，基于测定结果而通过追肥控制部47来决定由追肥装置45追加的肥料成分进行追肥。

追肥控制部47基于电气特性测定装置46的测定结果来控制追肥装置45的追肥动作。

根据这种结构，由电气特性测定装置46测定处理液L2的pH或电导率来监控肥料成分，通过进行追肥装置45的控制，从而能够实现肥料成分的进一步稳定化。

[实施方式4]

如图6G所示，作为实施方式4的液体处理装置104，相对于实施方式3的液体处理装置103进一步具备过氧化氢除去装置55、过氧化氢除去控制装置56、过氧化氢浓度测定装置57、氧供给部70和氧气用配管82。作为一例，在从追肥装置45至被处理槽41之间的循环用配管81，串联地配置有过氧化氢浓度测定装置57、过氧化氢除去装置55和氧供给部70。过氧化氢除去控制装置56与过氧化氢除去装置55连接。在过氧化氢除去装置55与氧供给部70之间，相对于循环用配管81并联地配置有氧气用配管82。

已知过氧化氢由于氧化能力而能够杀菌，但在处理液L2中以高浓度含有过氧化氢的情况下，因氧化能力而对于植物的根也会带来不良影响从而抑制了植物的生长，因此通过过氧化氢除去装置55来除去处理液L2的过氧化氢。进而，将对除去后的过氧化氢进行分解而产生的氧气，经由氧气用配管82以及氧供给部70供给至循环用配管81内。其结果，通过将氧气导入至处理液L2，从而处理液L2的溶解氧得以提升，能够促进植物的生长。

作为基于过氧化氢除去装置55的过氧化氢除去方法，可以作为催化剂而使用二氧化锰或者活性碳来与过氧化氢反应，从而除去过氧化氢。虽然也能够使用亚硫酸钠等还原剂来对过氧化氢进行分解，但由于因施加还原剂而处理液L2的组成会改变，因此希望利用催化剂。过氧化氢除去装置55配置在处理槽12与被处理槽41之间。

过氧化氢浓度测定装置57配置在过氧化氢除去装置55与处理槽12之间。过氧化氢浓度测定装置57对从微泡沫产生部90经由循环用配管81供给的处理液L2的过氧化氢浓度进行测定。在通过过氧化氢除去控制装置56判定为由过氧化氢浓度测定装置57测定出的测定值比预先设定的过氧化氢浓度的值要浓的情况下，过氧化氢除去控制装置56对过氧化氢除去装置55进行动作控制，从处理液L2之中除去过氧化氢。通过如此构成，从而能够调节流经循环用配管81的处理液L2的过氧化氢浓度。作为一例，希望在通过过氧化氢除去控制装置56判定为处理液L2的过氧化氢浓度即由过氧化氢浓度测定装置57测定出的测定值比1.0ppm要浓的情况下，过氧化氢除去控制装置56控制过氧化氢除去装置55来进行过氧化氢的除去动作。

氧气用配管82配置在过氧化氢除去装置55与氧供给部70之间。将由过氧化氢除去装置55对过氧化氢进行分解除去而产生的氧，通过氧气用配管82导入至氧供给部70。

在氧供给部70中，在处理液L2中溶解氧气，来提升处理液L2的溶解氧浓度。氧供给部70例如能够在处理液L2中引起回旋流，针对由过氧化氢除去装置55对过氧化氢进行分解除去而产生的氧，以由于回旋流而产生的负压将氧气导入至处理液L2。如此一来，能够在不重新设置氧气投入用的泵的情况下提升处理液L2的溶解氧浓度。

氧供给部70例如可以使用微纳米泡沫产生装置或者气泡石，作为微细泡沫来供给氧。尤其是，在泡沫直径为1μm以下的微细泡沫时，已知历经几个月而存在于液体中，历经长期能够提升栽培期间中的处理液L2的溶解氧浓度，能够促进植物的生长。

根据这种结构，能够监控处理液L2的过氧化氢浓度，相对于液体处理装置103而提升处理液L2的溶解氧浓度，能够促进植物的生长。

[变形例]

在本实施方式1～4中说明过的液体处理部100的结构为一例，能够进行各种变更。例如，关于处理槽12的内部构造或者第1电极30或者第2电极31的位置等，并不限定于本实施方式1～4的构造。

在本实施方式1～4中，虽然处理槽12为单纯的圆筒形状，但可以是剖面形状为圆形的筒状的处理槽，只要在处理槽的单方的端部具有在处理槽的中心轴上或中心轴的近旁缩窄的孔形状的排出部，则能够选取各种形状。例如，如图7所示，即便是将半径不同的圆筒组合之后的处理槽121，也可获得同样的效果。在图7中，构成为导入部侧的半径比排出部侧的半径大。或者，即便是图8所示的圆锥形状的处理槽122，也可获得同样的效果。优选的是，为了防止回旋流F1向前方向F滑动，如图8所示，优选剖面的内径连续变小的圆锥形状。

此外，在本实施方式1～4中，虽然第1电极30的形状为棒电极，但只要是使电解集中于第1电极30的右端部301的形状，则没有限定。例如，如图9A所示，可以是带有朝向排出部侧尖锐的圆锥形状的板形状的第1电极32。此外，如图9B所示，取代圆锥形状，也可以是在中央部具有突出为朝向排出部侧弯曲的山形状的凸部32B的、板形状的第1电极32A。在第1电极32A中，由于最接近所产生的等离子体P的中央部易于磨损，因此与简单的平板的电极相比，使该中央部具有向处理槽12内突出的山形状的凸部32B的电极的寿命更长，故优选。进而，优选的是，取代板形状的第1电极32，也可以是在电极发生了磨损时容易向处理槽12内送出电极的棒电极。

此外，如图10所示，即便设为不利用第1电极30的电极支承筒24而在第2内壁22安装第1电极30和绝缘体53的构造，也可获得同样的效果。优选的是，为了抑制水的电解或者焦耳热的产生，除了等离子体产生所需的第1电极30的右端部301和电源60的连接部以外，被绝缘体覆盖为宜。

此外，在本实施方式1～4中，虽然第1电极30的材质作为一例而为钨，但尤其是具有导电性的材料即可，没有限定。优选的是，优选在水中与过氧化氢接触时能够引起芬顿反应从而表现高的杀菌效果的金属材料。例如，优选SUS(不锈钢)或者铜或者铜钨。

在本实施方式1～4中，虽然第2电极31配置在排出部17，但只要在处理槽12内配置被接地的第2电极的至少一部分，则并不限定于此。例如，关于配置场所，如图11所示，即便作为棒状的第2电极33而配置在第1内壁21的中心轴X1的侧方，也可获得同样的效果。此外，如图12所示，也可以在处理槽12外的微泡沫产生部90内且微泡沫产生部90的处理液供给口91近旁作为棒状的第2电极33来配置。此外，如图13所示，也可以作为筒状的第2电极34而配置在第1内壁21的内侧。此外，开口部311虽然设为圆形，但可以是多边形，进而，第2电极可以将被分割的多个金属构件组合起来构成。优选的是，为了不打乱回旋流F1，优选具有圆孔的板状或圆筒形状。此外，气相G与第2电极之间短时，水的阻力变小，能够抑制焦耳热，因此最好在气相G与第2电极之间变短的排出部17或排出部17近旁配置第2电极。

导入至处理槽12的被处理水L1的流量根据处理槽12的形状等而设定为在回旋流F1中产生气相G的流量。此外，关于对第1电极30和第2电极31施加的脉冲电压，在不是以双极性而是以单极性施加的情况下，或者关于电压、脉冲宽度或者频率等，能够适当设定为能够在回旋流F1中产生的气相G产生等离子体P的值。

进而，只要可获得本公开的效果，则电源60也可以是脉冲电源以外的高频电源等。优选的是，由于水的电解而电极间的pH发生偏倚，因此能够交替地更换阴极和阳极的双极性施加为宜。

虽然微泡沫产生部90设为槽，但为了剪切回旋流F1，只要是能够在微泡沫产生部90内保持水的形状即可，并不限定于此。例如，也可以设为输送处理液的配管。优选的是，为了防止排出部17用被处理水L1注满而向处理槽12混入空气，最好如图14A所示那样装置主体10将处理液朝上排出，微泡沫产生部90处于装置主体10的上侧。

此外，作为构成微泡沫产生部90的材料的材质，不透过水即可。此外，例如，如图14B所示，将含有能够与作为改性成分之一的过氧化氢水引起芬顿反应从而表现高的杀菌效果的铜或铁的板构件92，使用为微泡沫产生部90的一部分或全部。此外，可以将板构件92作为与微泡沫产生部90不同的构件而配置在微泡沫产生部90内。总而言之，若板构件92与微泡沫产生部90内的处理液接触，则能够与作为改性成分之一的过氧化氢水引起芬顿反应而表现高的杀菌效果。

以上，对本公开的实施方式1～4进行了说明，但上述的实施方式1～4只不过是用于实施本公开的例示。由此，本公开并不限定于上述的实施方式1～4，能够在不脱离其主旨的范围内对上述的实施方式1～4适当变形并加以实施。

即，通过将前述实施方式或者前述各种变形例之中的任意的实施方式或者变形例适当组合，由此能够发挥各自具有的效果。此外，能够实现实施方式彼此的组合或者实施例彼此的组合或者实施方式与实施例的组合，并且也能够实现不同的实施方式或者实施例中的特征彼此的组合。

(总结)

本公开的一实施方式涉及的液体处理装置具备处理槽12、第1电极30、第2电极31、电源60、微泡沫产生部90、被处理槽41和液体供给部50。处理槽12通过使从导入部15导入的液体绕着中心轴X1回旋而产生回旋流，从而在液体的回旋流的回旋中心附近产生气相，并且具有排出部17，排出部17使从导入部15导入的液体在排出部17与导入部15之间回旋而产生回旋流之后作为处理液排出。第1电极30的至少一部分配置在处理槽12内而与处理槽12内的液体接触。第2电极31配置为与处理槽12内的液体接触。电源60在第1电极30与第2电极31之间施加电压，使气相中产生等离子体，从而对液体进行杀菌并作为处理液，并且在处理液中生成改性成分。微泡沫产生部90具备具有比处理槽12的排出部17的开口大的纵剖面面积的微泡沫产生室90f，在微泡沫产生室90f内从处理槽12的排出部17排出处理液从而生成微泡沫或者纳米泡沫，并使所生成的微泡沫或者纳米泡沫在处理液中扩散。被处理槽41对植物栽培用的培养液进行保持，用从微泡沫产生部90供给的处理液对培养液进行杀菌，并且将杀菌后的被处理水至少作为液体的一部分朝向处理槽12排出。液体供给部50在处理槽12与被处理槽41之间，能够经由微泡沫产生部90使从处理槽12的导入部15向处理槽12内导入的液体循环。而且，液体处理装置使由于液体而在导入部15与排出部17之间形成的回旋流的气相产生等离子体，从而对液体进行杀菌，并且生成改性成分，将所生成的改性成分溶解于处理液并在处理液中分散，将处理液经由微泡沫产生部90导入至被处理槽41对培养液进行杀菌之后排出的被处理水，至少作为液体的一部分由液体供给部50导入至处理槽12。

液体处理装置可以还具备：追肥装置45，配置在微泡沫产生部90与被处理槽41之间，对供给至被处理槽41的处理液进行追肥。

液体处理装置可以还具备：电气特性测定装置46，配置在微泡沫产生部90与追肥装置45之间，对从微泡沫产生部90供给的处理液的pH或电导率进行测定；和追肥控制部47，基于电气特性测定装置46的测定结果来控制追肥装置45的追肥动作。

液体处理装置可以还具备：过氧化氢浓度测定装置57，配置在处理槽12与被处理槽41之间，对从微泡沫产生部90供给的处理液的过氧化氢浓度进行测定；过氧化氢除去装置55，配置在比过氧化氢浓度测定装置57更靠处理液的流路的下游侧，从处理液之中除去过氧化氢；过氧化氢除去控制装置56，与过氧化氢除去装置55连接，基于由过氧化氢浓度测定装置57测定出的过氧化氢浓度的测定结果来控制过氧化氢除去动作；和氧供给部70，将从由过氧化氢除去装置55除去的过氧化氢产生的氧导入至处理液。

液体处理装置可以还具备：液体检测传感器49，配置在被处理槽41与处理槽12之间，对导入至处理槽12的液体的液量或液压进行检测；和处理液控制部48，基于液体检测传感器49中的检测结果来控制电源60。

第1电极30可以配置为与在液体的回旋流的回旋中心附近产生的气相接触、或位于气相的近旁。

从处理槽12的导入部15导入的液体可以包括从被处理槽41排出的被处理水。

也可处理槽12具有使从导入部15供给的液体回旋而产生回旋流的圆筒状或圆锥台形状的第1内壁21，第1电极30配置在第1内壁21的中心轴X1上或中心轴X1近旁。

也可第1电极30配置在中心轴X1或中心轴X1近旁的一个端部侧，第2电极31配置在中心轴X1或中心轴X1近旁的另一个端部侧，导入部15配置在中心轴X1的一个端部侧，排出部17配置在中心轴X1的另一个端部侧。

第2电极31可以是板状的电极，配置为包围第1内壁21的另一个端部侧的第1内壁21的中心轴X1的周围的至少一部分。

第2电极31可以配置在第1内壁21的另一个端部侧的第1内壁21的中心轴X1的侧方。

第2电极31可以是筒状的电极，配置为包围第1内壁21的另一个端部侧的第1内壁21的中心轴X1的至少一部分。

本公开的前述形态涉及的液体处理装置在液体中产生等离子体，从而对液体进行杀菌，并且从液体生成包含改性成分(来自液体的自由基或者化合物等)的处理液，生成的处理液的改性成分也能够对培养液进行杀菌。因而，本公开的前述形态涉及的液体处理装置能够利用于水耕栽培中的植物培育装置等。

Claims (12)

1.一种液体处理装置，具备：

处理槽，通过使从导入部导入的液体绕着中心轴回旋而产生回旋流，从而在所述液体的所述回旋流的回旋中心附近产生气相，并且具有排出部，该排出部使从所述导入部导入的所述液体在该排出部与所述导入部之间回旋而产生所述回旋流之后作为处理液排出，该处理槽不具有气体导入口；

第1电极，至少一部分配置在所述处理槽内而与所述处理槽内的所述液体接触；

第2电极，配置为与所述处理槽内的所述液体接触；

电源，在所述第1电极与所述第2电极之间施加电压，使所述气相中产生等离子体，从而对所述液体进行杀菌后作为所述处理液，并且在所述处理液中生成改性成分；

微泡沫产生部，具备具有比所述处理槽的所述排出部的开口大的纵剖面面积的微泡沫产生室，通过从所述处理槽的所述排出部排出所述处理液而在所述微泡沫产生室内生成微泡沫或者纳米泡沫，并使所生成的所述微泡沫或者纳米泡沫在所述处理液中扩散；

被处理槽，对植物栽培用的培养液进行保持，用从所述微泡沫产生部供给的所述处理液对所述培养液进行杀菌，并且将杀菌后的被处理水至少作为所述液体的一部分朝向所述处理槽排出；和

液体供给部，在所述处理槽与所述被处理槽之间，能够经由所述微泡沫产生部使从所述处理槽的所述导入部向所述处理槽内导入的所述液体循环，

使通过所述液体而在所述导入部与所述排出部之间形成的所述回旋流的所述气相产生所述等离子体，从而对所述液体进行杀菌，并且生成所述改性成分，生成的改性成分溶解于所述处理液并在所述处理液中分散，将所述处理液经由所述微泡沫产生部导入至所述被处理槽对所述培养液进行杀菌之后排出的所述被处理水，至少作为所述液体的一部分由所述液体供给部导入至所述处理槽。

2.根据权利要求1所述的液体处理装置，其中，

所述液体处理装置还具备：追肥装置，配置在所述微泡沫产生部与所述被处理槽之间，对供给至所述被处理槽的所述处理液进行追肥。

3.根据权利要求2所述的液体处理装置，其中，

所述液体处理装置还具备：

电气特性测定装置，配置在所述微泡沫产生部与所述追肥装置之间，对从所述微泡沫产生部供给的所述处理液的pH或电导率进行测定；和

追肥控制部，基于所述电气特性测定装置的测定结果来控制所述追肥装置的追肥动作。

4.根据权利要求3所述的液体处理装置，其中，

所述液体处理装置还具备：

过氧化氢浓度测定装置，配置在所述处理槽与所述被处理槽之间，对从所述微泡沫产生部供给的所述处理液的过氧化氢浓度进行测定；

过氧化氢除去装置，配置在比所述过氧化氢浓度测定装置更靠所述处理液的流路的下游侧，从所述处理液之中除去过氧化氢；

过氧化氢除去控制装置，与所述过氧化氢除去装置连接，基于由所述过氧化氢浓度测定装置测定出的所述过氧化氢浓度的测定结果来控制过氧化氢除去动作；和

氧供给部，将从由所述过氧化氢除去装置除去的过氧化氢产生的氧导入至所述处理液。

5.根据权利要求1所述的液体处理装置，其中，

所述液体处理装置还具备：

液体检测传感器，配置在所述被处理槽与所述处理槽之间，对导入至所述处理槽的所述液体的液量或液压进行检测；和

处理液控制部，基于所述液体检测传感器中的检测结果来控制所述电源。

6.根据权利要求1所述的液体处理装置，其中，

所述第1电极配置为与在所述液体的所述回旋流的所述回旋中心附近产生的所述气相接触、或位于所述气相的近旁。

7.根据权利要求1所述的液体处理装置，其中，

从所述处理槽的所述导入部导入的所述液体包括从所述被处理槽排出的所述被处理水。

8.根据权利要求7所述的液体处理装置，其中，

所述处理槽具有使从所述导入部供给的所述液体回旋而产生所述回旋流的圆筒状或圆锥台形状的第1内壁，

所述第1电极配置在所述第1内壁的中心轴上或中心轴近旁。

9.根据权利要求8所述的液体处理装置，其中，

所述第1电极配置在所述中心轴或所述中心轴近旁的一个端部侧，

所述第2电极配置在所述中心轴或所述中心轴近旁的另一个端部侧，

所述导入部配置在所述中心轴的所述一个端部侧，

所述排出部配置在所述中心轴的所述另一个端部侧。

10.根据权利要求9所述的液体处理装置，其中，

所述第2电极是板状的电极，配置为包围所述第1内壁的所述另一个端部侧的所述第1内壁的所述中心轴的周围的至少一部分。

11.根据权利要求9所述的液体处理装置，其中，

所述第2电极配置在所述第1内壁的所述另一个端部侧的所述第1内壁的所述中心轴的侧方。

12.根据权利要求9所述的液体处理装置，其中，

所述第2电极是筒状的电极，配置为包围所述第1内壁的所述另一个端部侧的所述第1内壁的所述中心轴的至少一部分。

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