CN111867988A - 水处理装置及水处理方法 - Google Patents
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Abstract
水处理装置(100)在相互平行且铅直地配置的至少2张平板状的接地电极(17)之间具备具有与各个接地电极(17)相对的2个端面(18a)的板状的高压电极(18)。通过用多个支承体(19)来支承板状的高压电极(18)，高压电极(18)的上下方向和水平方向的挠曲受到抑制，能够均一地保持高压电极(18)的端面(18a)与接地电极(17)的距离、即放电间隙长度。由此，能够在高压电极(18)与接地电极(17)之间维持均一的放电，可实现高效率的水处理。
Description
技术领域
本申请涉及使用由放电而产生的臭氧及自由基等来对被处理水进行处理的水处理装置及水处理方法。
背景技术
在工业废水等中，有时含有用现有的臭氧处理装置未被分解的难分解性物质，特别是二噁英类及二噁烷等的除去成为大课题。因此，提出有如下方法：通过放电来产生活性比臭氧高的羟基自由基(以下记为OH自由基)，使其作用于被处理水，由此将难分解性物质除去。
例如，在专利文献1中，公开有如下的水处理装置：在铅直地设置的2张板状的接地电极之间，配置多个在水平方向上保持的线状的高压电极，在两者之间施加电压而形成短脉冲放电。在该现有的例子中，线状的高压电极的两端部经由绝缘构件而连接至处理槽，将被处理水从处理槽的上部以喷淋状供给。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2014/188078A1
发明内容
发明要解决的课题
就专利文献1中公开的线状的高压电极而言，在向处理槽的设置时，容易发生上下方向及水平方向的挠曲，难以均一地保持与接地电极的距离、即放电间隙长度。为了抑制高压电极的挠曲，需要对两端部施加拉伸应力而保持，但由于过剩的拉伸应力导致线的断裂，因此需要注意。另外，就线状的高压电极而言，也由于与长期工作相伴的保持部的松弛或线材料的拉伸等而发生挠曲，存在着放电间隙长度的不均一化增大的问题。如果放电不均一化，则放电与被处理水的接触面积减少，水处理效率降低。
进而，就线状的高压电极而言，由于与长期工作相伴的材料的劣化或局部的强放电的发生，容易断裂。断裂的线从连接部位垂下，与处理槽或接地电极接触或接近，因此引起短路及放电的局域化。因此，在线断裂的情况下，需要使装置停止来修复电极，存在着装置工作效率降低的问题。
就本申请而言，鉴于上述问题，目的在于得到抑制高压电极的挠曲及断裂以及放电的局域化、水处理效率及工作效率高的水处理装置。另外，目的在于得到可抑制高压电极的挠曲及断裂以及放电的局域化的水处理方法。
用于解决课题的手段
本申请中公开的水处理装置具备：在处理槽的内部相对配置的至少两个接地电极、在接地电极之间配置的板状的高压电极、支承高压电极的支承体、和至少在接地电极之间撒布被处理水的洒水部，就高压电极而言，具有与各个接地电极相对的2个端面，且各个端面与相对的接地电极的距离相互相等地设置，在接地电极与高压电极的端面之间发生放电以形成放电区域、使被处理水通过放电区域。
本申请中公开的水处理方法包含下述步骤：在相互平行且铅直地配置的至少2张平板状的接地电极之间，配置具有与各个接地电极相对的2个端面的板状的高压电极，以使得各个端面与相对的接地电极的距离相互相等；对高压电极施加电压而在接地电极与高压电极的端面之间产生放电、形成放电区域；在接地电极之间撒布被处理水而通过放电区域、使被处理水与放电接触，由此进行处理。
发明的效果
根据本申请中所公开的水处理装置，由于具备板状的高压电极，因此高压电极的挠曲及断裂以及放电的局域化受到抑制，能够在高压电极的端面与接地电极之间维持均一的放电，可实现高效率的水处理。另外，由于减少高压电极的修复的频率，因此工作效率提高。
根据本申请中所公开的水处理方法，通过使用板状的高压电极，高压电极的挠曲及断裂以及放电的局域化受到抑制，能够在高压电极的端面与接地电极之间维持均一的放电，可实现高效率的水处理。
就本申请的上述以外的目的、特征、观点和效果而言，根据参照附图的以下的详细的说明，将变得更为清楚。
附图说明
图1为表示根据实施方式1的水处理装置的整体构成的概略图。
图2为表示根据实施方式1的水处理装置的电极部的立体图。
图3为表示根据实施方式1的水处理装置的电极部的侧面图。
图4为表示根据实施方式1的水处理装置的电极部的俯视图。
图5为表示根据实施方式1和比较例的水处理装置的电极部的图。
图6为表示根据实施方式1和比较例的水处理装置的电极部的图。
图7为表示根据实施方式2的水处理装置的高压电极的立体图。
图8为表示根据实施方式2的水处理装置的电极部的俯视图。
图9为表示根据实施方式2的水处理装置的电极部的侧面图。
图10为说明根据实施方式2的水处理装置中的电场缓和构件的效果的图。
图11为表示根据实施方式3的水处理装置的处理槽的构成的概略图。
图12为表示根据实施方式4的水处理装置的整体构成的概略图。
图13为表示根据实施方式5的水处理装置的整体构成的概略图。
图14为表示根据实施方式6的水处理装置的整体构成的概略图。
具体实施方式
实施方式1.
在以下，对于根据本申请的实施方式1的水处理装置及水处理方法，基于附图进行说明。图1为表示根据实施方式1的水处理装置的整体构成的概略图，图2、图3及图4分别为表示根据实施方式1的水处理装置的电极部的立体图、侧面图及俯视图。予以说明，各图中，对于相同、相当部分标注相同附图标记。根据本实施方式1的水处理装置100具备：贮存处理前水W1的处理前水贮存槽1、对被处理水W2进行处理的处理槽2、及贮存处理后水W3的处理后水贮存槽3。
在以下的说明中，所谓处理前水W1，是输送至处理槽2之前的水，例如为成为处理对象的工业废水等。所谓被处理水W2，是在处理槽2内存在的水，所谓处理后水W3，是通过处理槽2后的水。
水处理装置100具备给水泵4及给水配管5作为将在处理前水贮存槽1中贮存的处理前水W1向处理槽2配送的处理前水配送手段。将给水配管5的一端连接至处理前水贮存槽1的底部附近，将给水配管5的另一端连接至在处理槽2的内部的上方所配置的洒水部即洒水管6。洒水管6在筒状配管的侧面形成有多个细孔，至少在接地电极17之间撒布液滴状的被处理水W2。
另外，水处理装置100具备排水泵7及排水配管8作为从处理槽2的底部的贮存部2a将被处理水W2排出的排出手段。排水配管8的一端与处理槽2的贮存部2a连接，排水配管8的另一端与处理后水贮存槽3连接。
另外，水处理装置100具备用于使处理槽2的内部为高氧浓度气氛的气体供给手段。具体地，在处理槽2的上部，具备气体供给口9及气体排出口10，在气体供给口9，连接有气体供给源11。向处理槽2的内部所供给的气体并不限定于氧气，只要包含氧气即可。例如能够使用空气、或者对于氧以任意的比例混合有氮或稀有气体的气体。特别地，通过使用氩、氖等稀有气体，即使在比较低的电压下也可稳定地形成放电。另外，在使用空气的情况下，能够大幅地削减气体成本。
将脉冲电源12的高电压输出端子经由绝缘构件13而连接至高压框14。将脉冲电源12的地面侧端子与处理槽2均电气地接地。在处理槽2的内部，将高压框14和接地框15分别水平地配置。高压框14经由绝缘保持体16连接至接地框15，接地框15连接至处理槽2。
就在处理槽2的内部所配置的电极部而言，如图2及图3中所示，具有：相互平行且铅直地配置的3张平板状的接地电极17、和在接地电极17之间配置的2组的高压电极单元20。将接地电极17连接至接地框15，将高压电极单元20连接至高压框14。将3张接地电极17等间隔地配置，在相对配置的2张接地电极17的中间位置，分别配置有高压电极单元20。
高压电极单元20由板状的高压电极18和支承高压电极18的支承体19构成。在本实施方式1中，具有作为长方形的平板的6张高压电极18和在铅直方向上立起的3个支承体19。在铅直方向上相互设置规定的间隔而配置的6张高压电极18被3个支承体19一体地支承。在图2中所示的例子中，支承体19为棱柱状，在高压电极18的纵向方向上设置间隔地被配置，将各个高压电极18水平地支承。
另外，如图4中所示，将6张高压电极18在铅直方向上层叠配置，因此从上方看时看起来重叠。就高压电极18而言，具有与各个接地电极17相对的2个端面18a，且设为使得各个端面18a与相对的接地电极17的距离相互相等。即，高压电极18的端面18a与相对的接地电极17的平面部17a平行，接地电极17与高压电极18的距离S1、S2、S3、S4(总称为距离S)相等。
进而，就构成高压电极单元20的高压电极18和支承体19而言，配置于从上方看时将2张接地电极17作为2边的矩形的内部(图4中用A表示的区域)。即，就高压电极18的纵向方向的尺寸、在本实施方式1中端面18a的长度而言，比接地电极17的水平方向的尺寸小。另外，高压电极18的端面18a与接地电极17的距离S比支承体19与接地电极17的距离L短。
就水处理装置100而言，在接地电极17与高压电极18的端面18a之间产生放电D，形成放电区域21。就被处理水W2而言，通过放电区域21而被处理。在本实施方式1中，洒水管6设在处理槽2的内部的上方，向下方撒布被处理水W2，因此被处理水W2在放电区域21落下。
对于具备如上述所构成的电极部的水处理装置100的特征，列举出比较例来进行说明。图5(a)为表示根据本实施方式1的水处理装置的电极部的俯视图，图5(b)为表示根据比较例的水处理装置的电极部的俯视图。予以说明，图5(a)中所示的根据本实施方式1的高压电极单元20具有圆柱状的支承体19。
如图5(a)中所示，就水处理装置100的高压电极单元20而言，高压电极18的纵向方向的尺寸、即端面18a的长度比接地电极17的平面部17a的水平方向的尺寸小，因此在与接地电极17的端部17b相对的位置不存在高压电极18。由此，与在接地电极17的端部17b的电场集中相伴的放电的局域化受到抑制，在高压电极18的端面18a与接地电极17之间形成均一的放电。
与此相对，就图5(b)中所示的根据比较例的高压电极单元30而言，由支承体29支承高压电极28的两端部，高压电极28的纵向方向的尺寸比接地电极17的水平方向的尺寸大。因此，在与接地电极17的端部17b相对的位置，存在高压电极28。由此，随着在接地电极17的端部17b的电场集中，产生局部的强放电LD，不形成均一的放电。
另外，图6(a)为表示根据本实施方式1的水处理装置的电极部的侧面图，图6(b)为表示根据比较例的水处理装置的电极部的侧面图。如图6(a)中所示，在水处理装置100中，高压电极18的端面18a与接地电极17的距离比支承体19与接地电极17的距离短。因此，即使在支承体19存在被处理水W2附着的附着水22的情况下，在高压电极18的端面18a与接地电极17之间也形成正常的放电D。
另一方面，如图6(b)中所示的根据比较例的水处理装置的高压电极单元40，在高压电极38的端面38a与接地电极17的距离和支承体39与接地电极17的距离大致相同的情况下，如果在支承体39存在附着水22，则在附着水22与接地电极17之间电场成为最高，形成局部的强放电LD。
予以说明，在接地电极和高压电极由被处理水W2润湿的状态下，对于放电间隙长度的不整齐的容限(尤度)降低。即，与气相放电的情况相比，变得容易发生放电间隙长度的不整齐引起的放电的局域化。根据本实施方式1的水处理装置100为与比较例相比可抑制放电的局域化的电极部构成，在接地电极17和高压电极18由被处理水W2润湿的状况下，也能够在电极间形成均一的放电。
其次，对于使用水处理装置100的水处理方法的步骤，使用图1来进行说明。作为准备步骤，在处理槽2的内部，准备用于形成放电区域21的电极部。就电极部而言，在相互平行且铅直地配置的3张平板状的接地电极17之间，配置具有与各个接地电极17相对的2个端面18a的板状的高压电极18，以使得与各个端面18a与相对接地电极17的距离相互相等。
首先，从气体供给口9供给氧气，使处理槽2的内部为高氧浓度气氛。予以说明，将处理槽2内的气体从气体排出口10排出。接着，使脉冲电源12工作，对高压框14及高压电极单元20施加脉冲状的高电压，在接地电极17与高压电极18的端面18a之间产生放电D，形成放电区域21。
其次，通过给水泵4将贮存于处理前水贮存槽1中的处理前水W1汲上来，经由给水配管5配送至处理槽2，作为被处理水W2从洒水管6撒布。大量的被处理水W2在放电区域21以喷淋状落下，一部分附着于接地电极17而以水膜状落下。就通过放电区域21的被处理水W2而言，通过与放电D进行接触而被处理，将被处理水W2中的有机化合物氧化分解。就贮存于处理槽2的底部的贮存部2a的被处理水W2而言，通过排水泵7而被配送至处理后水贮存槽3，作为处理后水W3被贮存。
对在水处理装置100的处理槽2中将被处理水W2中的有机化合物氧化分解的原理进行说明。予以说明，在此以有机化合物的分解为例进行说明，但众所周知的是，通过放电所生成的臭氧和OH自由基对于除菌、脱色和除臭是有效的。通过放电，处理槽2内的氧分子(O2)和水分子(H2O)与高能量的电子碰撞，发生以下的式(1)及式(2)的解离反应。应予说明，式(1)及式(2)中，e为电子，O为原子状氧，H为原子状氢，OH为OH自由基。
e+O2→2O (1)
e+H2O→H+OH (2)
式(1)中产生的原子状氧的许多通过式(3)的反应而成为臭氧(O3)。应予说明，式(3)中，M为反应的第三体，表示空气中的所有的分子及原子。
O+O2+M→O3 (3)
另外，就式(2)中所产生的OH自由基的一部分而言，通过式(4)的反应，成为过氧化氢(H2O2)。
OH+OH→H2O2 (4)
就在这些式(1)至式(4)的反应中所生成的氧化性粒子(O、OH、O3、H2O2)而言，通过式(5)，将在处理槽2内落下的被处理水W2中的有机化合物氧化分解为二氧化碳(CO2)和水。应予说明，式(5)中，R为成为分解对象的有机化合物。
R+(O、OH、O3、H2O2)→CO2+H2O (5)
另外，就式(5)中未与有机化合物反应的原子状氧与OH自由基而言，通过式(3)及式(4)，成为较长寿命的臭氧和过氧化氢，其一部分通过式(6)及式(7)而溶解于被处理水W2。应予说明，式(6)及式(7)中，(液)意指液相。
O3→O3(液) (6)
H2O2→H2O2(液) (7)
进而，就O3(液)与H2O2(液)而言，通过在水中的反应，如式(8)，生成OH自由基。
O3(液)+H2O2(液)→OH(液) (8)
就以上的式(6)至式(8)中生成的O3(液)、H2O2(液)、OH(液)而言，通过以下的式(9)，由水中反应而将被处理水W2中的有机化合物分解。
R+(O3(液)、H2O2(液)、OH(液))→CO2+H2O (9)
如上，就水处理装置100的处理槽2中的被处理水W2中的有机化合物的分解而言，通过利用式(5)的在空气中存在的氧化性粒子引起的有机化合物的分解、和利用式(9)的在水中存在的氧化性粒子引起的有机化合物的分解这两者来进行。
对于构成水处理装置100的电极部的接地电极17、高压电极18及支承体19，优选不锈钢或钛等耐腐蚀性优异的金属材料。但是，电极材料可以是上述以外的金属材料或导电性的碳材料。通过使支承体19为导电性材料，对高压电极单元20的一个部位给电，由此对高压电极单元20整体施加电压。
另外，对于高压框14和接地框15，都优选不锈钢或钛等导电性材料。由此，通过对高压框14的一个部位给电，对全部的高压电极单元20施加电压。另外，通过将接地框15的一个部位接地，从使全部的接地电极17接地。
另外，就电极部而言，只要具有至少2张平板状的接地电极17和1组的高压电极单元20即可，就接地电极17的数及间隔、高压电极单元20中所含的高压电极18的数及间隔而言，可根据被处理水W2的流量、被处理水W2中所含的成分或浓度等来适当地改变。另外，就支承体19的数和间隔等而言，可根据高压电极18的长度、形状和刚性等来适当地改变。例如，在高压电极18难以挠曲的情况下，可由支承体19来只将纵向方向的两端部支承。
予以说明，本实施方式1中，就表示为水平或铅直的部分而言，未必需要是完全的水平和铅直，在不损害本申请的效果的范围内，可相对于水平或铅直具有少许的角度。例如，支承体19可未必铅直地竖立。另外，板状的高压电极18可未必水平地被支承，可在纵向方向或宽度方向上倾斜。另外，在本实施方式1中，将接地电极17和高压电极单元20以分别从高压框14和接地框15向上立起的方式配置，也可成为如下构成：将高压框14和接地框15中的至少一者配置在接地电极17或高压电极单元20的上方，将接地电极17或高压电极单元20的至少一者悬挂。这种情况下，也与本实施方式1同样地，通过支承体19来支承高压电极18。
另外，在本实施方式1中，作为洒水部，使用洒水管6，但洒水部只要是能够将被处理水W2以液滴状向处理槽2的内部撒布的机构即可，可以是喷嘴或喷淋板。另外，电源并不限定于脉冲电源12，只要能够稳定地形成放电，可以是交流电源或直流电源。
另外，就从脉冲电源12所输出的电压的极性、电压波高值、重复频率、脉冲幅度等而言，能够根据电极构造和气体种类等各条件来适当地确定。一般地，电压波高值优选1kV～50kV。这是由于：如果不到1kV，则不形成稳定的放电，另外，在超过50kV的情况下，由于电源的大型化及电绝缘的困难化，成本显著地增加。
进而，重复频率优选设为10pps(pulse-per-second)以上且100kpps以下。这是由于：如果不到10pps，则为了投入充分的放电电力，就需要非常高的电压，相反，如果使其比100kpps大，则水处理的效率降低。另外，可根据被处理水W2的成分、浓度或流量等条件来调整电压、脉冲幅度、脉冲重复频率。
根据本实施方式1中的水处理装置100，由于高压电极18为板状，因此与以往的线状的高压电极相比不易断裂。另外，由于高压电极18被多个支承体19支承，因此在高压电极18断裂的情况下，从连接部下垂而与处理槽2或接地电极17接触或接近也受到抑制，难以发生短路及放电的局域化。由此，减少电极部的修复的频率，得到高的装置工作效率。
另外，将与线状的高压电极相比具有刚性的板状的高压电极18通过多个支承体19来支承，因此难以发生上下方向及水平方向的挠曲。因此，容易在纵向方向上均一地形成高压电极18的端面18a与接地电极17的距离、即放电间隙长度。进而，在处理槽2大型化的情况下，通过增加支承体19的数，也可抑制高压电极18的挠曲。
另外，由于高压电极18的纵向方向的尺寸比接地电极17的水平方向的尺寸小，在与接地电极17的端部17b相对的位置不存在高压电极18，因此与在接地电极17的端部17b的电场集中相伴的放电的局域化受到抑制。进而，高压电极18的端面18a与接地电极17的距离S比支承体19与接地电极17的距离L短，因此在将接地电极17和高压电极18用被处理水W2润湿的状况下，也在电极间形成均一的放电，进行有效率的水处理。由于这些，根据本实施方式1，得到水处理效率及工作效率高的水处理装置100。
实施方式2.
在上述实施方式1中，示出具备高压电极单元20的电极部，所述高压电极单元20包含多个长方形的高压电极18。在本实施方式2中，对于水处理装置的电极部的各种变形例，使用图7至图10来进行说明。予以说明，就根据本实施方式2的水处理装置的整体构成而言，由于与上述实施方式1相同，因此挪用图1，省略各部的说明。
就高压电极18而言，通过将板厚形成得薄，电场容易集中于端部，能够用较低的施加电压来形成放电。由此，脉冲电源12的简化及低价格化成为可能。另一方面，如果高压电极18的板厚薄，则变得容易发生折弯。高压电极18的板厚能够根据放电间隙长度或脉冲电源12的特征来适当地确定，一般优选设为0.02mm且2.0mm之间。如果比0.02mm薄，则不能确保充分的强度，如果比2.0mm厚，则得不到充分的电场集中，放电的形成需要高电压。
如图7中所示，通过使用具有沿着纵向方向的弯曲部23的高压电极18A，与平板状的高压电极18相比，弯曲强度提高，折弯受到抑制。因此，与长方形的高压电极18相比，能够使板厚变薄。予以说明，就图7中所示的高压电极18A而言，在宽度方向的中心附近形成有在纵向方向上伸长的凸部，但弯曲部的配置及形状等并不限定于此。例如，可折弯成曲柄型，得到同样的效果。另外，对弯曲部23的形成方法并无特别限定，能够通过压制加工来价格便宜地大量生产。
另外，将电极部的另一变形例示于图8。高压电极18B具有将2个端面18a连接的2个纵向方向端面18b，纵向方向端面18b为圆弧状。在图8中所示的例子中，高压电极18B的两端部被圆柱状的支承体19支承，高压电极18B的纵向方向端面18b以沿着支承体19的方式成为圆弧状。
在长方形的高压电极18的情况下，电场容易集中于角落，放电有可能局域化。另外，在支承体19为棱柱状的情况下，电场也集中于角落，特别是被水润湿时在支承体19与接地电极17之间有时局部地形成强放电。通过使支承体19为圆柱状、且使高压电极18B的纵向方向端面18b成为圆弧状，在支承体19及高压电极18B的两端部不产生电场集中，在端面18a与接地电极17之间形成均一的放电。
另外，通过用金属构件来形成支承体19，支承体19与高压电极18B成为同电位。就高压电极18B的纵向方向的两端部而言，通过以将上下进行夹持的方式而存在的支承体19来将电场缓和。由此，在高压电极18B的纵向方向的两端部的局部的放电形成进一步受到抑制。另外，高压电极18、18A、18B可以是具有贯通孔(未图示)的构成。由此，在高压电极18、18A的上部贮存的水的量减少，减轻对高压电极18、18A的加重，抑制铅直方向的挠曲。
图9表示电极部的又一变形例。就图9中所示的高压电极单元20而言，在最上部的高压电极18的上方和最下部的高压电极18的下方，分别设有通过导电性材料所形成的电场缓和构件24。电场缓和构件24在纵向方向上具有与高压电极18同等的长度。
对于水处理装置中的电场缓和构件的效果，使用图10来进行说明。图10中，纵轴表示高压电极的铅直方向的位置，横轴表示高压电极端部的电解强度。另外，图中，三角表示没有设置电场缓和构件的情况，圆表示设有电场缓和构件的情况。在没有设置电场缓和构件24的情况下，在铅直方向上所层叠的多个高压电极18中，就位于最上部和最下部的高压电极18而言，与其他高压电极18相比，电场强度升高。该差异由于接近的电极产生的电场缓和效果而产生。
在没有设置电场缓和构件24的情况下，最上部的高压电极18只通过从上起的第2号的高压电极18来将电场缓和，最下部的高压电极18只通过从下起的第2号的高压电极18来将电场缓和。相对于此，就最上部和最下部以外的高压电极18而言，通过上下相邻的高压电极18来将电场缓和，因此电场缓和效果大。因此，在没有设置电场缓和构件24的情况下，最上部和最下部的高压电极18的电场相对地升高，放电容易集中。
另一方面，如图9中所示，通过在最上部的高压电极18的上方和最下部的高压电极18的下方设置电场缓和构件24，最上部和最下部的高压电极18分别通过电场缓和构件24来将电场缓和，由于成为与其他的高压电极18相同程度的电场，因此在全部的高压电极18中能够形成均一的放电。
予以说明，电场缓和构件24优选由板厚比高压电极18厚的导电性材料来形成。由此，电场缓和构件24与高压电极18为同电位，但端部的电场强度成为比高压电极18低的状态。因此，在电场缓和构件24的端面与接地电极17之间不产生放电，能够只产生对于邻接的高压电极18的电场缓和效果。
另外，就电场缓和构件24的铅直方向的位置及宽度尺寸等而言，能够适当设计。一般地，就电场缓和构件24与邻接的高压电极18的距离而言，优选的是：与高压电极18相互间的距离同等，电场缓和构件24的宽度尺寸与高压电极18的宽度尺寸同等。根据本实施方式2，可形成更为均一的放电，水处理效率提高。
实施方式3.
图11表示根据实施方式3的水处理装置的处理槽。就根据本实施方式3的水处理装置而言，在处理槽2的内部具备作为送风手段的送风机25。予以说明，就根据本实施方式3的水处理装置的整体构成而言，由于与上述实施方式1同样，因此挪用图1，省略各部的说明。
就根据本实施方式3的水处理装置而言，在处理槽2的内部的上方，具备作为洒水部的多个(图11中为3个)喷嘴26。另外，在喷嘴26的上方设有送风机25，诱发与放电D的伸长方向交叉的气流(图11中用箭头B表示)。作为送风机25，使用可在处理槽2的内部形成气流的螺旋桨风扇、西洛克风扇或错流风扇等。在图11中所示的例子中，气流在放电区域21下降后，在放电区域21的外侧上升。
在水处理装置中，被处理水W2附着于高压电极18及接地电极17，有时放电变得不稳定。在本实施方式3中，通过送风机25在处理槽2内形成气流、将附着于高压电极18及接地电极17的被处理水W2吹散，由此抑制放电的不稳定化。另外，由于产生气流所引起的冷却效果，因此高压电极18及接地电极17的过度的加热受到抑制，进行稳定的水处理。
予以说明，就通过送风机25所诱发的气流的方向而言，并不限定于图11中所示的方向，可使得送风机25的旋转方向反转而使放电区域21上升。这种情况下，落下的被处理水W2与气流成为相反方向，得到空气中的臭氧等氧化性粒子在被处理水W2中的溶解得到促进的效果。
另外，就处理槽2的内部中的送风机25的位置而言，为了防止被处理水W2产生的润湿，优选为喷嘴26的上方，但并不限定于此。也可在处理槽2的侧壁附近配置送风机25、形成同样的气流。另外，送风机25并不限定于螺旋桨风扇等，可为如下构成：在处理槽2的外部具备鼓风机、通过管道与处理槽2连接。根据本实施方式3，除了与上述实施方式1同样的效果以外，还可进行更稳定的水处理。
实施方式4.
图12表示根据实施方式4的水处理装置的整体构成。根据本实施方式4的水处理装置100A具备：从处理槽2的底部的贮存部2a将被处理水W2抽出而向洒水管6配送的作为循环手段的水循环泵31及水循环配管32。另外，就作为处理前水配送手段的给水泵4及给水配管5而言，将在处理前水贮存槽1中所贮存的处理前水W1向处理槽2的贮存部2a配送。予以说明，其以外的构成由于与上述实施方式1同样，因此省略说明。
上述实施方式1中，就贮存于处理前水贮存槽1中的处理前水W1而言，通过给水泵4及给水配管5而配送至处理槽2的洒水管6(参照图1)。相对于此，在本实施方式4中，就处理前水W1而言，通过给水泵4及给水配管5而向处理槽2的贮存部2a配送，作为被处理水W2贮存于贮存部2a。就贮存于贮存部2a的被处理水W2而言，通过水循环泵31及水循环配管32而向洒水管6配送，从洒水管6来进行撒布。通过放电区域21的被处理水W2贮存于贮存部2a。
在被处理水W2中的有机物浓度高的情况下，或者在难分解性物质含量多的情况下，仅凭如上述实施方式1在处理槽2内的放电区域21中通过一次，不发生充分的氧化分解，有可能水处理没有完成。这样的情况下，通过根据本实施方式4的水处理装置100A，能够使被处理水W2在处理槽2内循环多次，因此得到充分的水处理效果。
予以说明，就给水泵4产生的给水流量和水循环泵31产生的水循环流量而言，能够根据被处理水W2的特征来适当地确定。例如，对处理前水W1的有机物浓度及难分解性物质含量分别设置基准值，在处理前水W1中的有机物浓度及难分解性物质含量中的任一者超过基准值的情况下，可减小给水流量、且增大水循环流量。由此，就被处理水W2而言，放电区域21中通过且与放电接触多次，直至从处理槽2被排出，因此有机化合物或难分解性物质的氧化分解进行。
另一方面，在处理前水W1中的有机物浓度和难分解性物质含量低于基准值的情况下，可增大给水泵4产生的给水流量、增加被处理水W2的处理量。进而，可根据被处理水W2的特征的变动来使给水流量和水循环流量变化。另外，通过使给水泵4产生的给水流量的时间平均与排水泵7产生的排水流量的时间平均同等，连续的水处理成为可能。根据本实施方式4，除了与上述实施方式1同样的效果以外，对于有机物浓度及难分解性物质含量高的被处理水W2，可进行更稳定的水处理。
实施方式5.
图13表示根据实施方式5的水处理装置的整体构成。就根据本实施方式5的水处理装置100B而言，作为洒水部，具备多个(图13中为3个)喷射喷嘴33。喷射喷嘴33设于处理槽2的内部的下方，向上方撒布被处理水W2。予以说明，其以外的构成与上述实施方式1和实施方式4同样，因此省略说明。
喷射喷嘴33设于接地电极17及高压电极18的下方、且在处理槽2的贮存部2a贮存的被处理水W2的水面的上方。通过水循环配管32将贮存部2a与喷射喷嘴33连接，在水循环配管32中具备水循环泵31。就从喷射喷嘴33喷射的被处理水W2而言，向上通过放电区域21后，通过重力在放电区域21下降，落下至贮存部2a。即，就被处理水W2而言，在一次的循环中两次通过放电区域21、与放电D接触。根据本实施方式5，除了与上述实施方式4同样的效果以外，还进一步实现水处理效率的提高。
实施方式6.
图14表示根据实施方式6的水处理装置的整体构成。根据本实施方式6的水处理装置100C具备：在处理槽2的贮存部2a设置的作为散气构件的散气管34、和抽吸处理槽2的内部的气体而向散气管34供给的作为气体循环手段的气体循环泵36及气体循环配管37。应予说明，其以外的构成与上述实施方式1相同，因此省略说明。
对于水处理装置100C中的气体循环手段的动作进行说明。气体循环泵36从设于处理槽2的上部的气体吸气口35抽吸处理槽2内的气体，从散气管34使其喷出。由此，在处理槽2内存在的臭氧与被处理水W2接触、促进臭氧的溶解，因此与不进行气体循环的情况相比，促进有机化合物的分解。
予以说明，气体吸气口35未必需要设置在处理槽2的上部，但为了避免被处理水W2向气体循环泵36的混入，优选配置在洒水管6的上方。另外，也可代替气体循环泵36而通过鼓风机等送风手段来使处理槽2内的气体循环。
另外，也将根据本实施方式6的气体循环手段应用于根据上述实施方式5的水处理装置100B、在处理槽2内分别使气体和被处理水W2循环。根据本实施方式6，除了与上述实施方式1同样的效果以外，还进一步实现水处理效率的提高。
本申请记载了各种例示的实施方式，1个或多个实施方式中记载的各个特征、方式和功能并不限于特定的实施方式的应用，可单独地或以各种组合应用于实施方式。因此，可在本申请中所公开的技术的范围内设想没有例示的无数的变形例。例如，包含将至少一个构成要素变形的情况、追加的情况或省略的情况，进而包含将至少一个构成要素抽出来与其他实施方式的构成要素组合的情况。
附图标记的说明
1 处理前水贮存槽、2 处理槽、2a 贮存部、3 处理后水贮存槽、4 给水泵、5 给水配管、6 洒水管、7 排水泵、8 排水配管、9 气体供给口、10 气体排出口、11 气体供给源、12脉冲电源、13 绝缘构件、14 高压框、15 接地框、16 绝缘保持体、17 接地电极、17a 平面部、17b 端部、18、18A、18B、28、38 高压电极、18a、38a 端面、18b 纵向方向端面、19、29、39支承体、20、30、40 高压电极单元、21 放电区域、22 附着水、23 弯曲部、24 电场缓和构件、25 送风机、26 喷嘴、31 水循环泵、32 水循环配管、33 喷射喷嘴、34 散气管、35 气体吸气口、36 气体循环泵、37 气体循环配管、100、100A、100B、100C 水处理装置
Claims (20)
1.一种水处理装置，其特征在于，具备：在处理槽的内部相对配置的至少两个接地电极、在所述接地电极之间配置的板状的高压电极、支承所述高压电极的支承体、和至少在所述接地电极之间撒布被处理水的洒水部，
就所述高压电极而言，具有与各个所述接地电极相对的2个端面，且各个所述端面与相对的所述接地电极的距离相互相等地设置，
在所述接地电极与所述高压电极的所述端面之间发生放电而形成放电区域，使被处理水通过所述放电区域。
2.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述接地电极为平板状，相互平行且铅直地配置。
3.根据权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，所述高压电极被多个所述支承体水平地支承。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的水处理装置，其特征在于，将多个所述高压电极在铅直方向上相互设置间隔而配置，被所述支承体一体地支承。
5.根据权利要求4所述的水处理装置，其特征在于，在最上部的所述高压电极的上方和最下部的所述高压电极的下方，分别设有由导电性材料所形成的电场缓和构件。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的水处理装置，其特征在于，所述支承体为棱柱状或圆柱状，铅直地配置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的水处理装置，其特征在于，所述支承体至少支承所述高压电极的纵向方向的两端部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的水处理装置，其特征在于，所述高压电极的纵向方向的尺寸比所述接地电极的水平方向的尺寸小。
9.根据权利要求8所述的水处理装置，其特征在于，就所述高压电极及所述支承体而言，配置于在从上方看时以所述2个接地电极为2边的矩形的内部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的水处理装置，其特征在于，所述高压电极的所述端面与所述接地电极的距离比所述支承体与所述接地电极的距离短。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的水处理装置，其特征在于，所述高压电极为长方形的平板。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的水处理装置，其特征在于，所述高压电极具有沿着纵向方向而形成的弯曲部。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的水处理装置，其特征在于，所述高压电极具有将所述2个端面连接的2个纵向方向端面，所述纵向方向端面为圆弧状。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的水处理装置，其特征在于，所述洒水部设在所述处理槽的内部的上方，向下方撒布被处理水。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的水处理装置，其特征在于，所述洒水部设在所述处理槽的内部的下方，向上方撒布被处理水。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的水处理装置，其特征在于，在所述处理槽的内部具备送风手段，所述送风手段诱发与放电的伸长方向交叉的气流。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的水处理装置，其特征在于，具备：将贮存于处理前水贮存槽的处理前水向所述洒水部配送的处理前水配送手段、和从所述处理槽的底部的贮存部将被处理水排出的排出手段。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的水处理装置，其特征在于，具备：将贮存于处理前水贮存槽的处理前水向所述处理槽配送的处理前水配送手段、从所述处理槽的底部的贮存部将被处理水抽出以向所述洒水部配送的循环手段、和从所述贮存部将被处理水排出的排出手段。
19.根据权利要求17或18所述的水处理装置，其特征在于，具备：设置在所述处理槽的所述贮存部的散气构件、和抽吸所述处理槽的内部的气体而向所述散气构件供给的气体循环手段。
20.一种水处理方法，其特征在于，包含下述步骤：
在相互平行且铅直地配置的至少2张平板状的接地电极之间，配置具有与各个所述接地电极相对的2个端面的板状的高压电极，以使得各个所述端面与相对的所述接地电极的距离相互相等；
对所述高压电极施加电压以在所述接地电极与所述高压电极的所述端面之间产生放电，形成放电区域；和
在所述接地电极之间撒布被处理水而通过所述放电区域，使被处理水与放电接触，由此进行处理。
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