JP2001058179A - 水処理法及び水処理装置 - Google Patents
水処理法及び水処理装置Info
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- JP2001058179A JP2001058179A JP11236867A JP23686799A JP2001058179A JP 2001058179 A JP2001058179 A JP 2001058179A JP 11236867 A JP11236867 A JP 11236867A JP 23686799 A JP23686799 A JP 23686799A JP 2001058179 A JP2001058179 A JP 2001058179A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 滞留状態にある被処理水に対しても広範囲に
且つより効率的に高電圧パルスを作用せしめ、安定して
高レベルの浄化・改質効果を得ることのできる水処理法
と装置を提供すること。 【解決手段】 処理槽内に設けられた一対の電極間に電
圧を印加して被処理水の改質を行なう水処理方法であっ
て、上記電極間に、被処理水が絶縁破壊を起こす電圧値
以上で且つ電圧値が急峻に立ち上がる高電圧パルスを印
加し、平面的な放電を生じさせる。
且つより効率的に高電圧パルスを作用せしめ、安定して
高レベルの浄化・改質効果を得ることのできる水処理法
と装置を提供すること。 【解決手段】 処理槽内に設けられた一対の電極間に電
圧を印加して被処理水の改質を行なう水処理方法であっ
て、上記電極間に、被処理水が絶縁破壊を起こす電圧値
以上で且つ電圧値が急峻に立ち上がる高電圧パルスを印
加し、平面的な放電を生じさせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば有機物含有
水などを被処理対象水として、高電圧の印加により改質
するための水処理法と装置に関し、より詳細には、下
水、屎尿、食品工場等から排出される産業廃水、あるい
は産業廃棄物の埋め立て地などからの浸出水など、更に
はこれらの２次処理水の浄化処理、特に難生物分解性の
有機物を含む被処理水の清浄化処理に有効に活用するこ
とのできる水処理法と装置に関するものである。
水などを被処理対象水として、高電圧の印加により改質
するための水処理法と装置に関し、より詳細には、下
水、屎尿、食品工場等から排出される産業廃水、あるい
は産業廃棄物の埋め立て地などからの浸出水など、更に
はこれらの２次処理水の浄化処理、特に難生物分解性の
有機物を含む被処理水の清浄化処理に有効に活用するこ
とのできる水処理法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】下水や産業排水等に対しては、環境汚染
防止の観点からかなり高度の浄化処理が行われている。
しかし近年、水道水源の微量汚染物質による汚染が指摘
されており、窒素や燐などの除去を目的とした従来の浄
化処理に加えて、脱臭、脱色、殺菌、微量汚染物質の除
去等についても積極的かつより高度な浄化処理が進めら
れている。また廃棄物埋立地などの浸出水からダイオキ
シン類あるいは環境ホルモン等に代表される内分泌撹乱
物質が検出されるに及び、これらの高度除去も大きな社
会的要望となっている。
防止の観点からかなり高度の浄化処理が行われている。
しかし近年、水道水源の微量汚染物質による汚染が指摘
されており、窒素や燐などの除去を目的とした従来の浄
化処理に加えて、脱臭、脱色、殺菌、微量汚染物質の除
去等についても積極的かつより高度な浄化処理が進めら
れている。また廃棄物埋立地などの浸出水からダイオキ
シン類あるいは環境ホルモン等に代表される内分泌撹乱
物質が検出されるに及び、これらの高度除去も大きな社
会的要望となっている。
【０００３】この様な状況の下で、微量汚染物質等の除
去や再利用水の安全性を高めるための処理法として、活
性炭処理法、オゾン処理法、膜分離処理法、電気化学的
処理法などを主体として更なる改良研究が進められてい
る。
去や再利用水の安全性を高めるための処理法として、活
性炭処理法、オゾン処理法、膜分離処理法、電気化学的
処理法などを主体として更なる改良研究が進められてい
る。
【０００４】これらの中でも電気化学的水処理法は、汚
染物質に対する分解率が高く、かつ脱臭、脱色、殺菌作
用に優れるばかりでなく、二次的廃棄物も生じない等の
利点を有しているところから、最近特に注目されてい
る。該電気化学的水処理法とは、被処理水に通電してプ
ラズマを発生させ、該プラズマの発生に伴って生じる衝
撃波、紫外線、ラジカル、更には急激な電界の変化によ
って、被処理水中の汚染物質を分解することができ、ま
た微生物の細胞膜等を破壊して殺菌するという効果も有
しており、極めて有効な浄化殺菌処理法として注目され
ている。
染物質に対する分解率が高く、かつ脱臭、脱色、殺菌作
用に優れるばかりでなく、二次的廃棄物も生じない等の
利点を有しているところから、最近特に注目されてい
る。該電気化学的水処理法とは、被処理水に通電してプ
ラズマを発生させ、該プラズマの発生に伴って生じる衝
撃波、紫外線、ラジカル、更には急激な電界の変化によ
って、被処理水中の汚染物質を分解することができ、ま
た微生物の細胞膜等を破壊して殺菌するという効果も有
しており、極めて有効な浄化殺菌処理法として注目され
ている。
【０００５】上記電気化学的水処理法とは、例えば米国
特許第５４６４５１３号に記載されている如く、有機物
含有水に高電圧パルスを印加して放電を行ない、該水中
に含まれる有機物を分解して改質する方法であり、この
方法では、上記高電圧パルスの印加に伴う放電によって
発生する紫外線や機械的な衝撃波により被処理水中の有
機物を破壊し、更にはバクテリアなどの微生物の細胞膜
を破壊して直接的に殺菌を行うことができる。しかも、
上記放電によって被処理水中に生じる励起されたラジカ
ル（ＯＨ-，Ｏ+など）やオゾンの如き高酸化性物質は、
バクテリアやウイルス等に作用して２次的な被処理水の
殺菌浄化にも有効に作用する。
特許第５４６４５１３号に記載されている如く、有機物
含有水に高電圧パルスを印加して放電を行ない、該水中
に含まれる有機物を分解して改質する方法であり、この
方法では、上記高電圧パルスの印加に伴う放電によって
発生する紫外線や機械的な衝撃波により被処理水中の有
機物を破壊し、更にはバクテリアなどの微生物の細胞膜
を破壊して直接的に殺菌を行うことができる。しかも、
上記放電によって被処理水中に生じる励起されたラジカ
ル（ＯＨ-，Ｏ+など）やオゾンの如き高酸化性物質は、
バクテリアやウイルス等に作用して２次的な被処理水の
殺菌浄化にも有効に作用する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気化学的水処
理法では、通常、電極として一対の平行平板型のものが
使用されており、また印加する電圧の波形としては、い
わゆる高電圧パルス状のものが採用されている。ところ
が該高電圧パルスは、必ずしも理想的な矩形波とはいえ
ない。
理法では、通常、電極として一対の平行平板型のものが
使用されており、また印加する電圧の波形としては、い
わゆる高電圧パルス状のものが採用されている。ところ
が該高電圧パルスは、必ずしも理想的な矩形波とはいえ
ない。
【０００７】すなわち印加する電圧のパルス波形は、そ
の電圧制御手段を構成する回路素子等の仕様によって自
ずと決定されるものであるが、従来はある程度の立ち上
がり時間を保ち、いわゆるパルス状の高電圧を電極に供
給するだけで相応する放電現象の発現とそれに伴う被処
理水の改質効果が得られるものと考えられており、その
パルス波形、特にパルス電圧の立ち上がり時間について
厳密な制御は行なわれていない。
の電圧制御手段を構成する回路素子等の仕様によって自
ずと決定されるものであるが、従来はある程度の立ち上
がり時間を保ち、いわゆるパルス状の高電圧を電極に供
給するだけで相応する放電現象の発現とそれに伴う被処
理水の改質効果が得られるものと考えられており、その
パルス波形、特にパルス電圧の立ち上がり時間について
厳密な制御は行なわれていない。
【０００８】ところが、電極間への高電圧パルスの印加
によって生じるプラズマは、電極上の不特定な位置に発
生するためプラズマ発生部位が特定されず、しかも、浄
化作用要因である上記プラズマや紫外線の寿命が非常に
短く且つ局所的であるため、期待されるほどの浄化効果
が得られていない。
によって生じるプラズマは、電極上の不特定な位置に発
生するためプラズマ発生部位が特定されず、しかも、浄
化作用要因である上記プラズマや紫外線の寿命が非常に
短く且つ局所的であるため、期待されるほどの浄化効果
が得られていない。
【０００９】また、従来技術として取りあげた前記米国
特許第５４６４５１３号には、電極として、尖状のもの
と平板状あるいは湾曲板状のものを組合せたものが実施
例として記載されており、この様な形状の電極間ではプ
ラズマが効率的に発生する。しかし、直接的なプラズマ
発生によって被処理水を効率的に改質しようとする場合
は、プラズマが生成する電極間に被処理水を通過させる
ことが必要となる。
特許第５４６４５１３号には、電極として、尖状のもの
と平板状あるいは湾曲板状のものを組合せたものが実施
例として記載されており、この様な形状の電極間ではプ
ラズマが効率的に発生する。しかし、直接的なプラズマ
発生によって被処理水を効率的に改質しようとする場合
は、プラズマが生成する電極間に被処理水を通過させる
ことが必要となる。
【００１０】即ち上記米国特許に記載された様な電気化
学的的処理法では、被処理水を電極間のそれもプラズマ
生成の顕著な部位に集中して通過させることを前提とし
て始めて効率的な改質が実現できるのであり、逆の観点
に立って考えると、滞留状態にある被処理水等に対して
は満足のいく改質効果を得ることはできない。
学的的処理法では、被処理水を電極間のそれもプラズマ
生成の顕著な部位に集中して通過させることを前提とし
て始めて効率的な改質が実現できるのであり、逆の観点
に立って考えると、滞留状態にある被処理水等に対して
は満足のいく改質効果を得ることはできない。
【００１１】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、その目的は、滞留状態にある被処理水
に対しても広範囲に且つより効率的に高電圧パルスを作
用せしめ、安定して高レベルの浄化・改質効果を得るこ
とのできる水処理法と装置を提供することにある。
たものであって、その目的は、滞留状態にある被処理水
に対しても広範囲に且つより効率的に高電圧パルスを作
用せしめ、安定して高レベルの浄化・改質効果を得るこ
とのできる水処理法と装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る水処理法及び装置は、電極間に印
加する高電圧パルスの電圧値を、被処理水が絶縁破壊を
起こす電圧値以上に設定すると共に所定時間内で急峻に
立ち上がるものとし、あるいは更に、適正な電極構造を
採用すれば、後で詳述する如く平面的な放電（以下、面
放電ということがある）が形成されて水処理効果が飛躍
的に高まるという、本発明者らによって始めて確認され
た知見に基づいてなされたものである。
のできた本発明に係る水処理法及び装置は、電極間に印
加する高電圧パルスの電圧値を、被処理水が絶縁破壊を
起こす電圧値以上に設定すると共に所定時間内で急峻に
立ち上がるものとし、あるいは更に、適正な電極構造を
採用すれば、後で詳述する如く平面的な放電（以下、面
放電ということがある）が形成されて水処理効果が飛躍
的に高まるという、本発明者らによって始めて確認され
た知見に基づいてなされたものである。
【００１３】即ち本発明の水処理方法では、前記課題を
解決するための手段として、処理槽内に設けられた一対
の電極間に電圧を印加して被処理水の改質を行なう際
に、上記電極間に、被処理水が絶縁破壊を起こす電圧値
以上で且つ電圧値が急峻に立ち上がる高電圧パルスを印
加し、平面的な放電を生じさせるところに要旨を有して
いる。
解決するための手段として、処理槽内に設けられた一対
の電極間に電圧を印加して被処理水の改質を行なう際
に、上記電極間に、被処理水が絶縁破壊を起こす電圧値
以上で且つ電圧値が急峻に立ち上がる高電圧パルスを印
加し、平面的な放電を生じさせるところに要旨を有して
いる。
【００１４】また本発明に係る水処理装置は、被処理水
を電気化学的に処理する水処理装置であって、被処理水
が装入される処理槽と、該処理槽内に配置される一対の
電極と、該一対の電極間に、被処理水が絶縁破壊を起こ
す電圧値以上で且つ電圧値が急峻に立ち上がる高電圧パ
ルスを印加する電圧供給手段を有し、上記処理槽内の被
処理水中で電極間に平面的な放電を生じさせるものであ
るところに要旨を有している。
を電気化学的に処理する水処理装置であって、被処理水
が装入される処理槽と、該処理槽内に配置される一対の
電極と、該一対の電極間に、被処理水が絶縁破壊を起こ
す電圧値以上で且つ電圧値が急峻に立ち上がる高電圧パ
ルスを印加する電圧供給手段を有し、上記処理槽内の被
処理水中で電極間に平面的な放電を生じさせるものであ
るところに要旨を有している。
【００１５】これら本発明を実施するに当たっては、電
極間に印加される前記高電圧パルスの電圧値は１ｋＶ程
度以上とし、且つ最高電圧値までの立ち上がりを７００
ナノ秒以下とすることにより、平面的な放電をより確実
に生じさせることができ、また高電圧パルスが印加され
る電極としては、一方が棒電極、他方が平板状または湾
曲状を有する板状電極もしくは線状電極の対であるか、
双方ともに平板条の電極の対であるものが好ましく使用
される。
極間に印加される前記高電圧パルスの電圧値は１ｋＶ程
度以上とし、且つ最高電圧値までの立ち上がりを７００
ナノ秒以下とすることにより、平面的な放電をより確実
に生じさせることができ、また高電圧パルスが印加され
る電極としては、一方が棒電極、他方が平板状または湾
曲状を有する板状電極もしくは線状電極の対であるか、
双方ともに平板条の電極の対であるものが好ましく使用
される。
【００１６】
【発明の実施の形態および実施例】以下、実施例を示す
図面を参照しつつ本発明の構成と作用効果をより具体的
に説明していくが、本発明はもとより図示例に限定され
るものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適
当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは
いずれも本発明の技術的範囲に包含される。
図面を参照しつつ本発明の構成と作用効果をより具体的
に説明していくが、本発明はもとより図示例に限定され
るものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適
当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは
いずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００１７】図１は本発明に係る水処理装置の一例を示
すもので、処理装置本体を構成する処理槽１は電気絶縁
材で構成されており、該処理槽１には、平板状のプラス
電極２と、平板状のマイナス電極３が設けられている。
そして、該プラス電極２には高電圧電源４が接続され、
他方のマイナス電極３はアース部に接続されている。
すもので、処理装置本体を構成する処理槽１は電気絶縁
材で構成されており、該処理槽１には、平板状のプラス
電極２と、平板状のマイナス電極３が設けられている。
そして、該プラス電極２には高電圧電源４が接続され、
他方のマイナス電極３はアース部に接続されている。
【００１８】そして詳細は後述するが、上記高電圧電源
４によって所定の電圧値以上で且つ所定時間内で急峻に
立ち上がる高電圧パルスが上記電極２，３間に印加され
る様になっている。
４によって所定の電圧値以上で且つ所定時間内で急峻に
立ち上がる高電圧パルスが上記電極２，３間に印加され
る様になっている。
【００１９】処理槽１の構成素材は、絶縁性材料である
限り特に制限されないが、通常はアクリル樹脂の如き絶
縁性合成樹脂で構成される。その形状も、矩形状、円筒
状など任意の形状のものが使用されるが、図示例では円
筒形のものを示している。また電極２，３は、例えばス
テンレス鋼の如き導電性材料で構成し、その形状も特に
制限されないが、図示例では円弧状の平板を使用してい
る。
限り特に制限されないが、通常はアクリル樹脂の如き絶
縁性合成樹脂で構成される。その形状も、矩形状、円筒
状など任意の形状のものが使用されるが、図示例では円
筒形のものを示している。また電極２，３は、例えばス
テンレス鋼の如き導電性材料で構成し、その形状も特に
制限されないが、図示例では円弧状の平板を使用してい
る。
【００２０】そして、貯留槽５内の被処理水Ａが、ポン
プＰ1により被処理水導入路Ｌ1を経て導入口６から処理
槽１内へ導入される。そして、該処理槽１内で所定の浄
化処理を受けた被処理水Ａは抜出し口７から抜き出さ
れ、上記ポンプＰ2が設けられた排出路Ｌ2を経て、貯留
槽５に返送される。
プＰ1により被処理水導入路Ｌ1を経て導入口６から処理
槽１内へ導入される。そして、該処理槽１内で所定の浄
化処理を受けた被処理水Ａは抜出し口７から抜き出さ
れ、上記ポンプＰ2が設けられた排出路Ｌ2を経て、貯留
槽５に返送される。
【００２１】このとき処理槽１内では、電極２，３間
に、上記した如く高電圧電源４からパルス状の高電圧が
印加され、電極２，３間にプラズマを発生させることに
よって、処理槽１内の被処理水の改質が行われる。
に、上記した如く高電圧電源４からパルス状の高電圧が
印加され、電極２，３間にプラズマを発生させることに
よって、処理槽１内の被処理水の改質が行われる。
【００２２】図２は、本発明で電極２に印加される電圧
の時間的変化を示したグラフであり、縦軸Ｖは電極２の
電極３に対する電位差(ｋＶ)を示しており、横軸tは時
間(ナノ秒：ｎｓｅｃ)を示し、図中ＶＬは、被処理水が
絶縁破壊を生じる下限の電圧を示している。
の時間的変化を示したグラフであり、縦軸Ｖは電極２の
電極３に対する電位差(ｋＶ)を示しており、横軸tは時
間(ナノ秒：ｎｓｅｃ)を示し、図中ＶＬは、被処理水が
絶縁破壊を生じる下限の電圧を示している。
【００２３】高電圧電源４から数十ナノ秒という非常に
急峻な立上がりで電圧を印加すると(図２に示すｔ1〜
t2)、電極２に急速に電荷が送られ、電極２に均一に電
荷が分布する。そして該印加電圧がＶＬ以上に達する
と、被処理水が絶縁破壊を引き起こし、電極２，３間に
放電が起こる。このとき電極２には上記の様に均一に電
荷が分布しているから、対向する電極３に対して一様に
放電が起こり平面状の放電（面放電）を生じる。この放
電は、図２におけるt3のときに起こり、t2〜t3間は十分
に高い電圧が印加されてから被処理水が絶縁破壊を起こ
すまでのタイムラグである。
急峻な立上がりで電圧を印加すると(図２に示すｔ1〜
t2)、電極２に急速に電荷が送られ、電極２に均一に電
荷が分布する。そして該印加電圧がＶＬ以上に達する
と、被処理水が絶縁破壊を引き起こし、電極２，３間に
放電が起こる。このとき電極２には上記の様に均一に電
荷が分布しているから、対向する電極３に対して一様に
放電が起こり平面状の放電（面放電）を生じる。この放
電は、図２におけるt3のときに起こり、t2〜t3間は十分
に高い電圧が印加されてから被処理水が絶縁破壊を起こ
すまでのタイムラグである。
【００２４】この様に面放電を発生させた場合は、従来
の線状放電の場合とは異なり、被処理水に対して広域的
に放電を起こさせることができるから、被処理水は効率
的に高電圧パルス放電処理を受けることになる。
の線状放電の場合とは異なり、被処理水に対して広域的
に放電を起こさせることができるから、被処理水は効率
的に高電圧パルス放電処理を受けることになる。
【００２５】上記面放電の状態は少なくとも数マイクロ
秒間保持され、その後放電はある部位に集束する様に線
状の放電形態となる。そして線状の放電になると、被処
理水に対する改質効果は従来の線状放電レベルまで急激
に低下してくるが、このときに電極２，３への電圧の印
加を止め(電極への電荷搬送を停止:図２に示すt4)、所
定時間経過してから再び上記と同様に急峻な立ち上げで
電極２，３に高電圧が印加されると、再び面放電が起こ
る。従って高電圧パルスにより急峻な電圧の印加と停止
を操り返すと、断続的ではあるが極めて短い周期で面放
電を連続的に起こさせることができ、被処理水の改質効
率は著しく高められる。
秒間保持され、その後放電はある部位に集束する様に線
状の放電形態となる。そして線状の放電になると、被処
理水に対する改質効果は従来の線状放電レベルまで急激
に低下してくるが、このときに電極２，３への電圧の印
加を止め(電極への電荷搬送を停止:図２に示すt4)、所
定時間経過してから再び上記と同様に急峻な立ち上げで
電極２，３に高電圧が印加されると、再び面放電が起こ
る。従って高電圧パルスにより急峻な電圧の印加と停止
を操り返すと、断続的ではあるが極めて短い周期で面放
電を連続的に起こさせることができ、被処理水の改質効
率は著しく高められる。
【００２６】こうした高電圧パルスによる面放電を実現
するには、該電圧パルスの電圧値を、被処理水が絶縁破
壊を起こす電圧値以上に高めると共に、該高電圧値まで
急峻に立ち上がるパルス波形に制御することが必須とな
る。該電圧値や急峻な立ち上がりの程度は、被処理水の
水質、例えば被処理水中に含まれる有機物などの汚染物
質や金属イオンなどの種類や量、更には電極の表面積や
電極間隔などによっても変わってくるので一律に決める
ことは適当でないが、標準的な値として示すならば、電
圧値は１ｋＶ以上で、最高電圧値までの立ち上がりが７
００ナノ秒以下である。従って電圧制御手段には、こう
した電圧と急峻な立ち上がりを確保できると共に、被処
理水の水質などに応じて最適な電圧値と立ち上がりにコ
ントロールできる様な制御機構を内蔵させておくことが
望ましい。
するには、該電圧パルスの電圧値を、被処理水が絶縁破
壊を起こす電圧値以上に高めると共に、該高電圧値まで
急峻に立ち上がるパルス波形に制御することが必須とな
る。該電圧値や急峻な立ち上がりの程度は、被処理水の
水質、例えば被処理水中に含まれる有機物などの汚染物
質や金属イオンなどの種類や量、更には電極の表面積や
電極間隔などによっても変わってくるので一律に決める
ことは適当でないが、標準的な値として示すならば、電
圧値は１ｋＶ以上で、最高電圧値までの立ち上がりが７
００ナノ秒以下である。従って電圧制御手段には、こう
した電圧と急峻な立ち上がりを確保できると共に、被処
理水の水質などに応じて最適な電圧値と立ち上がりにコ
ントロールできる様な制御機構を内蔵させておくことが
望ましい。
【００２７】上記電極２，３の素材は、前述の如く導電
性素材であれば特に種類は問われないが、好ましい例と
しては、プラス極としてはタングステン・トリウム合金
などが、またマイナス極としてはステンレス鋼などが推
奨され、また両電極に銅・タングステン合金を使用する
ことも有効である。
性素材であれば特に種類は問われないが、好ましい例と
しては、プラス極としてはタングステン・トリウム合金
などが、またマイナス極としてはステンレス鋼などが推
奨され、また両電極に銅・タングステン合金を使用する
ことも有効である。
【００２８】また、上記面放電の形成度合い、ひいては
放電処理による被処理水の改質効果は、電極２，３の形
状にも大きく依存する。そして本発明者らが確認したと
ころでは、これらの電極を双方ともに平板状の電極の対
とするか、あるいは一方が棒電極、他方が平板状もしく
は湾曲状の板状電極または線状電極の対とすることによ
り、上記の様な面放電の形成度合いをより効果的に高め
得ることが確認された。
放電処理による被処理水の改質効果は、電極２，３の形
状にも大きく依存する。そして本発明者らが確認したと
ころでは、これらの電極を双方ともに平板状の電極の対
とするか、あるいは一方が棒電極、他方が平板状もしく
は湾曲状の板状電極または線状電極の対とすることによ
り、上記の様な面放電の形成度合いをより効果的に高め
得ることが確認された。
【００２９】ちなみに図３は、電極の形状に依存する被
処理水の放電処理効果を例示するもので、図３（ａ）
は、上記図１と同様に電極２，３を共に平板状のものと
した場合、図３（ｂ）は電極２を尖状、電極３を平板状
のものとした場合を示す部分説明図である。
処理水の放電処理効果を例示するもので、図３（ａ）
は、上記図１と同様に電極２，３を共に平板状のものと
した場合、図３（ｂ）は電極２を尖状、電極３を平板状
のものとした場合を示す部分説明図である。
【００３０】そして表１および図４は、上記図３
（ａ），（ｂ）に示した電極２，３の対を夫々採用し、
電極形状以外は同じ条件で且つ本発明で規定する好まし
い高電圧パルスの印加条件で高電圧パルスを印加したと
き、被処理水の改質効果にどの様な相違が現われるかを
調べた結果を示したものである。但し、被処理水として
は５０ｐｐｍのクロロベンゼンを含む水を使用し、印加
する高電圧パルスは電圧値を３０ｋＶｐ−ｐ、周波数を
２０Ｈｚ、パルス電圧の立ち上がり時間(即ち、ｔ2−ｔ
1)を４０ナノ秒とした。
（ａ），（ｂ）に示した電極２，３の対を夫々採用し、
電極形状以外は同じ条件で且つ本発明で規定する好まし
い高電圧パルスの印加条件で高電圧パルスを印加したと
き、被処理水の改質効果にどの様な相違が現われるかを
調べた結果を示したものである。但し、被処理水として
は５０ｐｐｍのクロロベンゼンを含む水を使用し、印加
する高電圧パルスは電圧値を３０ｋＶｐ−ｐ、周波数を
２０Ｈｚ、パルス電圧の立ち上がり時間(即ち、ｔ2−ｔ
1)を４０ナノ秒とした。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１および図４からも明らかな様に、被処
理水中のクロロベンゼンの分解（除去）度合いは投入エ
ネルギー（ジュール／ｍｌ）が極端に高位あるいは逆に
低位にある場合、それほど大きな相違は見られないが、
それ以外の中間領域では、図３（ａ）に示した様な平面
状電極を利用した方が、図３（ｂ）に示した様な尖状−
板状電極を組み合わせたものよりも高い除去率が得られ
ることが確認された。
理水中のクロロベンゼンの分解（除去）度合いは投入エ
ネルギー（ジュール／ｍｌ）が極端に高位あるいは逆に
低位にある場合、それほど大きな相違は見られないが、
それ以外の中間領域では、図３（ａ）に示した様な平面
状電極を利用した方が、図３（ｂ）に示した様な尖状−
板状電極を組み合わせたものよりも高い除去率が得られ
ることが確認された。
【００３３】また図５は、プラス極として尖状電極、マ
イナス極として円筒状電極を使用し、従来の高電圧パル
ス放電（電圧：３０ｋＶ、立ち上がり：１μｓｅｃ）を
行なった場合と、本発明の要件を満たす高電圧パルス放
電（電圧：３５ｋＶ、立ち上がり：４０ｎｓｅｃ）を行
なった場合について、実際の放電状態を示した図であ
り、図５(Ａ)は従来のパルス放電状態、図５（Ｂ）は本
発明のパルス放電状態を示している。
イナス極として円筒状電極を使用し、従来の高電圧パル
ス放電（電圧：３０ｋＶ、立ち上がり：１μｓｅｃ）を
行なった場合と、本発明の要件を満たす高電圧パルス放
電（電圧：３５ｋＶ、立ち上がり：４０ｎｓｅｃ）を行
なった場合について、実際の放電状態を示した図であ
り、図５(Ａ)は従来のパルス放電状態、図５（Ｂ）は本
発明のパルス放電状態を示している。
【００３４】なお図６は、前記図５の放電状態をトレー
スして示したもので、図６(Ａ)は図５(Ａ)に、また図６
(Ｂ)は図５(Ｂ)に該当しており、各放電とプラス極１
０、マイナス極１１との相対的な位置関係を明確化して
いる。
スして示したもので、図６(Ａ)は図５(Ａ)に、また図６
(Ｂ)は図５(Ｂ)に該当しており、各放電とプラス極１
０、マイナス極１１との相対的な位置関係を明確化して
いる。
【００３５】これらの図を比較すれば明らかである様
に、従来の放電では円筒状電極に対してその一部に直線
状の放電しか起こらず、該放電位置にしかプラズマを発
生させることができない。これに対し本発明の高電圧パ
ルス放電を採用すると、棒状のプラス電極から円筒状の
マイナス電極に向けて９０°以上の広がりを持った面放
電が起こり、該放電によって生じる面状のプラズマによ
って被処理水を広域的に効率よく浄化処理できることが
分かる。
に、従来の放電では円筒状電極に対してその一部に直線
状の放電しか起こらず、該放電位置にしかプラズマを発
生させることができない。これに対し本発明の高電圧パ
ルス放電を採用すると、棒状のプラス電極から円筒状の
マイナス電極に向けて９０°以上の広がりを持った面放
電が起こり、該放電によって生じる面状のプラズマによ
って被処理水を広域的に効率よく浄化処理できることが
分かる。
【００３６】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、電
圧値と急峻な立ち上がり波形の高電圧パルスを印加して
面放電を生じさせることによって、被処理水に対して広
域的にプラズマを作用させることができ、滞留状態の被
処理水に対しても極めて効率のよい処理効果を与えるこ
とができる。そして、該面放電によって生じる広域的な
紫外線放射や衝撃波による有機物の破壊や殺菌作用、更
には外面放電によって生じる励起ラジカルやオゾンの酸
化作用、バクテリアや微小有機物の細胞膜破壊作用など
を著しく高めることができ、極めて高レベルの処理効果
を得ることができる。
圧値と急峻な立ち上がり波形の高電圧パルスを印加して
面放電を生じさせることによって、被処理水に対して広
域的にプラズマを作用させることができ、滞留状態の被
処理水に対しても極めて効率のよい処理効果を与えるこ
とができる。そして、該面放電によって生じる広域的な
紫外線放射や衝撃波による有機物の破壊や殺菌作用、更
には外面放電によって生じる励起ラジカルやオゾンの酸
化作用、バクテリアや微小有機物の細胞膜破壊作用など
を著しく高めることができ、極めて高レベルの処理効果
を得ることができる。
【図１】本発明の方法及び装置の一実施例を示す概略説
明図である。
明図である。
【図２】本発明で採用される高電圧パルスの波形を例示
する説明図である。
する説明図である。
【図３】対電極として板状電極を組合わせ、あるいは板
状電極と棒状電極の組合わたときに生じる面放電の発生
状況を例示する説明図である。
状電極と棒状電極の組合わたときに生じる面放電の発生
状況を例示する説明図である。
【図４】対電極として板状電極の組合わせ、あるいは板
状電極と棒状電極の組合わせを採用したときの被処理水
に対する処理効果（処理水中に含有させたクロロベンゼ
ンの除去率を示すグラフである。
状電極と棒状電極の組合わせを採用したときの被処理水
に対する処理効果（処理水中に含有させたクロロベンゼ
ンの除去率を示すグラフである。
【図５】従来のパルス電圧を印加したときに生じる放電
状態と、本発明の高電圧パルスを印加したときに生じる
面放電の状態を対比して示す図である。
状態と、本発明の高電圧パルスを印加したときに生じる
面放電の状態を対比して示す図である。
【図６】前記図５の放電状態をトレースして示した図で
ある。
ある。
１ 処理槽 ２ プラス電極 ３ マイナス電極 ４ 高電圧パルス電源 ５ 貯溜槽 Ａ 被処理水 Ｐ1，Ｐ2 ポンプ
フロントページの続き (72)発明者 足立 成人 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 芳賀 潤二 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 井上 憲一 神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会 社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 4D061 DA02 DA08 DB01 EA15 EB02 EB07 EB14 EB19 EB28 EB31 EB33 EB40
Claims (5)
- 【請求項１】 処理槽内に設けられた一対の電極間に電
圧を印加して被処理水の改質を行なう水処理方法であっ
て、上記電極間に、被処理水が絶縁破壊を起こす電圧値
以上で且つ電圧値が急峻に立ち上がる高電圧パルスを印
加し、平面的な放電を生じさせることを特徴とする水処
理法。 - 【請求項２】 電極間に印加される高電圧パルスの電圧
値を１ｋＶ以上とし、且つ最高電圧値までの立ち上がり
を７００ナノ秒以下とする請求項１に記載の水処理法。 - 【請求項３】 被処理水を電気化学的に処理する水処理
装置であって、被処理水が装入される処理槽と、該処理
槽内に配置される一対の電極と、該一対の電極間に、被
処理水が絶縁破壊を起こす電圧値以上で且つ電圧値が急
峻に立ち上がる高電圧パルスを印加する電圧供給手段を
有し、上記処理槽内の被処理水中で電極間に平面的な放
電を生じさせるものであることを特徴とする水処理装
置。 - 【請求項４】 電極間に印加される高電圧パルスの電圧
値が１ｋＶ以上であり、且つ最高電圧値までの立ち上が
りが７００ナノ秒以下である請求項３に記載の水処理装
置。 - 【請求項５】 上記一対の電極は、一方が棒電極で、他
方が平板状または湾曲形状の板状電極もしくは線状電極
の対であるか、双方共に平板状の電極の対である請求項
３または４に記載の水処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11236867A JP2001058179A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 水処理法及び水処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11236867A JP2001058179A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 水処理法及び水処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001058179A true JP2001058179A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=17006982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11236867A Pending JP2001058179A (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 水処理法及び水処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001058179A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005021869A (ja) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Nippon Resource Kk | 水中プラズマによる水処理方法及びその水処理装置 |
| JP2007196121A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Univ Nagoya | 水処理方法および水処理装置 |
| JP2008505664A (ja) * | 2004-05-07 | 2008-02-28 | ユニバーシティ オブ ウォータールー | 電界流体処理チェンバー |
| WO2009033436A1 (en) * | 2007-09-12 | 2009-03-19 | Institute Of Plasma Physics As Cr, V.V.I. | Apparatus for decontamination and disinfection of aqueous solutions |
| JP2009255027A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 殺菌方法並びに殺菌装置とその装置を用いた空調機、手乾燥機及び加湿器 |
| JP2010054164A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | 空気調和装置およびこの空気調和装置の運転方法 |
| JP2010058036A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Mitsubishi Electric Corp | 水の殺菌装置、その水の殺菌装置を用いた空調機、手乾燥機、加湿器 |
| JP2010179206A (ja) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | 浄化装置 |
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| CN102211797A (zh) * | 2010-04-01 | 2011-10-12 | 上海晶园环保科技有限公司 | 高压脉冲放电等离子体水处理装置及其高频高压电源 |
| DE202010012478U1 (de) | 2010-09-10 | 2011-12-12 | Süd-Chemie AG | Vorrichtung zur elektrokinetischen Desintegration der Zellbestandteile wässriger Suspensionen ohne verfahrensbedingte Vorzerkleinerung |
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| US20150251935A1 (en) * | 2012-09-28 | 2015-09-10 | Daikin Industries, Ltd. | Water treatment device |
| CN110217853A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-10 | 中持水务股份有限公司 | 一种用于筛分污水中浮着物的净化装置 |
| CN110330169A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-10-15 | 光大环保技术研究院（南京）有限公司 | 一种协同处理污水的方法 |
| JP2020081993A (ja) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | ダイキン工業株式会社 | 水処理装置 |
-
1999
- 1999-08-24 JP JP11236867A patent/JP2001058179A/ja active Pending
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