JP2011121900A - Treatment apparatus for harmful substance-containing liquid - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a treatment apparatus for a harmful substance-containing liquid that removes harmful substances in a liquid. <P>SOLUTION: The treatment apparatus 1 for a harmful substance-containing liquid includes a reservoir tank 2 for a liquid to be treated, a first treatment part 3, a second treatment part 4 and a treated liquid recovery tank 5. The reservoir tank 2 for a liquid to be treated reserves a liquid to be treated that contains a harmful substance. In the first treatment part 3, a predetermined gas is supplied under pressure to a liquid fed from the reservoir tank 2 for a liquid to be treated to cause the liquid to contain fine bubbles having a diameter of 50 μm or less. In the second treatment part 4, a non-equilibrium plasma is generated by discharge, and the liquid containing fine bubbles fed from the first treatment part 3 is treated with the plasma. In the treated liquid recovery tank 5, a liquid treated in the second treatment part 4 is recovered. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、有害物質を含有する液体を処理するための処理装置に関する。   The present invention relates to a processing apparatus for processing a liquid containing harmful substances.

従来、有害物質を含有する液体を処理するための処理装置が知られている。水に不溶な有害物質を含有する液体として、ポリ塩化ビフェニル(略称PCB)を含有する絶縁油が挙げられる。ポリ塩化ビフェニルは、毒性が強くかつ安定で分解されにくい化合物であるために、廃棄物として処理が困難であるとともに、環境汚染物質の一つとして、生産及び使用が禁止されている。   Conventionally, processing apparatuses for processing liquids containing harmful substances are known. As a liquid containing a harmful substance insoluble in water, an insulating oil containing polychlorinated biphenyl (abbreviated as PCB) can be given. Polychlorinated biphenyls are highly toxic, stable and difficult to decompose, so that they are difficult to treat as waste and are prohibited from being produced and used as one of the environmental pollutants.

従来のポリ塩化ビフェニル処理技術として代表的な方法に、金属ナトリウムやアルカリを用いた脱塩素による化学処理技術や光分解技術が挙げられ、実処理や様々なレベルの実試験データが公表されてきている。また、吸着浄化を基本概念とするポリ塩化ビフェニル処理技術もある(例えば、特許文献1参照)。   Typical methods for conventional polychlorinated biphenyl treatment include chemical treatment and photolysis technology by dechlorination using metallic sodium and alkali, and actual treatment and various levels of actual test data have been published. Yes. There is also a polychlorinated biphenyl treatment technology based on adsorption purification (see, for example, Patent Document 1).

また、医療機関などにおいて、人工透析、手術または検査などで発生する、し尿、体液、血液などの液状感染性廃棄物は、水溶性の有害物質を含有する液体であり、滅菌・殺菌処理、化学処理等を施して安全に廃棄されることが求められる(たとえば、特許文献2参照)。   In addition, liquid infectious wastes such as human waste, body fluids, blood, etc., which are generated in medical institutions by artificial dialysis, surgery or inspection, are liquids containing water-soluble harmful substances. It must be disposed of safely after being treated (see, for example, Patent Document 2).

特開平11−319403号公報JP 11-319403 A 特開2001−000982号公報JP 2001-000982 A

これらの有害物質を含有する液体を処理するためには、有害物質の周囲環境への影響に配慮した大規模の処理設備が必要とされる。特にPCB含有廃棄物は、保管事業者の責任において処理されなければならず、保管事業者自身、または専門の処理事業者に委託して処理されなければならない。またPCB含有廃棄物の保管および処理のための費用も莫大なものになっており、保管事業者にとって大きな負担となっている。   In order to process liquids containing these harmful substances, a large-scale treatment facility that takes into account the effects of harmful substances on the surrounding environment is required. In particular, PCB-containing waste must be processed at the responsibility of the storage company, and must be handled by the storage company itself or a specialized processing company. In addition, the cost for storage and processing of PCB-containing waste is enormous, which is a heavy burden on storage companies.

本発明の目的は、液体中の有害物質を除去することができる有害物質含有液体処理装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a hazardous substance-containing liquid processing apparatus capable of removing harmful substances in a liquid.

本発明は、有害物質を含有する処理すべき液体を貯留する液体貯留部と、
前記液体貯留部から供給された液体に、加圧下で所定の気体を供給して、微細気泡を含有させる第1処理部と、
放電によって非平衡プラズマを発生させて、前記第1処理部から供給された微細気泡を含有した液体を処理する第2処理部と、
前記第2処理部で処理された液体を回収する液体回収部とを含むことを特徴とする有害物質含有液体処理装置である。
The present invention includes a liquid storage section for storing a liquid to be processed containing a harmful substance,
A first processing unit for supplying a predetermined gas under pressure to the liquid supplied from the liquid storage unit and containing fine bubbles;
A second processing unit that generates non-equilibrium plasma by discharge and processes a liquid containing fine bubbles supplied from the first processing unit;
A toxic substance-containing liquid processing apparatus comprising: a liquid recovery unit that recovers the liquid processed by the second processing unit.

本発明において、前記第2処理部は、
上下に延びる線状の放電電極と、
該放電電極に対向して上下に延びるアース電極と、
該放電電極に、非平衡プラズマを発生させるための電力を供給する電源装置と、
該アース電極の上部に設けられ、前記第1処理部から供給された液体を該アース電極の該放電電極に臨む面に供給する第1液体供給部と、
該アース電極の下方に設けられ、該アース電極の該放電電極に臨む面上を流下して非平衡プラズマによって処理された液体を受容し、前記液体回収部に該処理された液体を供給する第2液体供給部と、
を含むことを特徴とする。
In the present invention, the second processing unit includes:
Linear discharge electrodes extending vertically;
A ground electrode extending vertically opposite the discharge electrode;
A power supply device for supplying power for generating non-equilibrium plasma to the discharge electrode;
A first liquid supply unit provided on the ground electrode and configured to supply the liquid supplied from the first processing unit to a surface of the ground electrode facing the discharge electrode;
A first liquid is provided below the ground electrode, flows down on the surface of the ground electrode facing the discharge electrode, receives liquid processed by non-equilibrium plasma, and supplies the processed liquid to the liquid recovery section. Two liquid supply units;
It is characterized by including.

本発明において、前記アース電極の前記放電電極に臨む面に対して、粗面化処理が施されることを特徴とする。   In the present invention, the surface of the ground electrode facing the discharge electrode is subjected to a roughening treatment.

本発明において、前記所定の気体は不活性ガスであり、前記処理すべき液体はポリ塩化ビフェニルを含有する絶縁油であることを特徴とする。   In the present invention, the predetermined gas is an inert gas, and the liquid to be treated is an insulating oil containing polychlorinated biphenyl.

本発明において、前記所定の気体は純酸素であり、前記処理すべき液体はポリ塩化ビフェニルを含有する絶縁油であることを特徴とする。   In the present invention, the predetermined gas is pure oxygen, and the liquid to be treated is an insulating oil containing polychlorinated biphenyl.

本発明において、前記所定の気体はオゾンであり、前記処理すべき液体は水溶性有害物質を含有する液状感染性廃棄物であることを特徴とする。   In the present invention, the predetermined gas is ozone, and the liquid to be treated is a liquid infectious waste containing a water-soluble harmful substance.

本発明によれば、液体貯留部に貯留された有害物質を含有する処理すべき液体は、第1処理部に供給される。第1処理部では、液体貯留部から供給された液体に、加圧下で所定の気体を供給して、微細気泡、たとえば直径50μm以下のマイクロバブルが含有される。これによって、微細気泡を含有した液体の導電性が、処理前と比べて向上する。   According to the present invention, the liquid to be processed containing the harmful substance stored in the liquid storage unit is supplied to the first processing unit. In the first processing unit, a predetermined gas is supplied under pressure to the liquid supplied from the liquid storage unit to contain fine bubbles, for example, microbubbles having a diameter of 50 μm or less. Thereby, the conductivity of the liquid containing fine bubbles is improved as compared with that before the treatment.

第1処理部で微細気泡を含有した液体は、第2処理部に供給される。第2処理部では、内部の空気を放電によって電子とイオンとに電離させ、電子の電子温度がイオンのイオン温度に比べて高い状態で、電子温度とイオン温度とが熱力学的に平衡していない状態のプラズマである非平衡プラズマを発生させる。この第2処理部では、非平衡プラズマの温度が常温に保たれた状態で、高速の電子を得ることができる。この高速の電子は空気中の各種分子に衝突し、ラジカル、励起分子およびイオンなどの反応性に富む化学的活性種を生成する。液体に含有される有害成分は、その大部分が高速の電子の衝突とともに、化学的活性種による化学反応によって分解除去される。また液体に含有される微細気泡は負の電荷を帯びているとともに、微細気泡が消滅する際に、泡内部の温度が高温となり高圧となる。微細気泡が負の電荷を帯びていることによって、有害成分を引き寄せ、微細気泡が消滅する際に生じる高温高圧状態によって、泡を形成する所定の気体が分解され、強力なラジカルを発生し、このラジカルによって有害成分が除去される。このようにして、第1処理部から供給された微細気泡を含有した液体が処理される。
第2処理部で有害物質が分解除去された液体は、液体回収部に回収される。
The liquid containing fine bubbles in the first processing unit is supplied to the second processing unit. In the second processing unit, the internal air is ionized into electrons and ions by discharge, and the electron temperature and the ion temperature are thermodynamically balanced while the electron temperature of the electrons is higher than the ion temperature of the ions. A non-equilibrium plasma is generated which is a plasma in a non-state. In the second processing unit, high-speed electrons can be obtained in a state where the temperature of the non-equilibrium plasma is kept at room temperature. This high-speed electron collides with various molecules in the air, and generates chemically active species rich in reactivity, such as radicals, excited molecules, and ions. Most of the harmful components contained in the liquid are decomposed and removed by a chemical reaction by chemically active species together with high-speed electron collision. The fine bubbles contained in the liquid are negatively charged, and when the fine bubbles disappear, the temperature inside the bubbles becomes high and the pressure becomes high. When the microbubbles are negatively charged, harmful components are attracted, and the high-temperature and high-pressure conditions that occur when the microbubbles are extinguished breaks down the gas that forms the bubbles, generating powerful radicals. Harmful components are removed by radicals. In this way, the liquid containing fine bubbles supplied from the first processing unit is processed.
The liquid from which harmful substances have been decomposed and removed by the second processing unit is recovered by the liquid recovery unit.

このように、第1処理部で有害物質を含有する液体に微細気泡が含有されるので、液体の導電性が向上し、この微細気泡を含有した液体を第2処理部に供給しても、第2処理部において安定して放電を行うことができ、非平衡プラズマを安定して発生させることができる。非平衡プラズマによる有害物質の分解除去と微細気泡の消滅に際して生じる有害物質の分解除去との相乗効果によって、少なくとも第1処理部と第2処理部とを有する設備で、液体中の有害物質を効率よく除去することができる。   Thus, since the fine bubbles are contained in the liquid containing the harmful substance in the first processing unit, the conductivity of the liquid is improved, and even if the liquid containing the fine bubbles is supplied to the second processing unit, Discharge can be stably performed in the second processing unit, and non-equilibrium plasma can be stably generated. Due to the synergistic effect of decomposing and removing harmful substances by non-equilibrium plasma and decomposing and removing detrimental substances generated when microbubbles disappear, efficient use of harmful substances in the liquid is possible with equipment that has at least a first processing section and a second processing section. Can be removed well.

また本発明によれば、第2処理部は、上下に延びる線状の放電電極と、アース電極と、電源装置と、第1液体供給部と、第2液体供給部とを含む。アース電極は、放電電極に対向して上下に延びている。電源装置は、放電電極に、非平衡プラズマを発生させるための電力を供給する。第1液体供給部は、アース電極の上部に設けられ、第1処理部から供給された液体をアース電極の放電電極に臨む面に供給する。第2液体供給部は、アース電極の下方に設けられ、アース電極の放電電極に臨む面上を流下して非平衡プラズマ雰囲気中で処理された液体を受容し、液体回収部に該処理された液体を供給する。   According to the invention, the second processing section includes a linear discharge electrode extending vertically, a ground electrode, a power supply device, a first liquid supply section, and a second liquid supply section. The ground electrode extends vertically to face the discharge electrode. The power supply device supplies power for generating non-equilibrium plasma to the discharge electrode. The first liquid supply unit is provided above the ground electrode, and supplies the liquid supplied from the first processing unit to a surface of the ground electrode facing the discharge electrode. The second liquid supply unit is provided below the ground electrode, flows down on the surface of the ground electrode facing the discharge electrode, receives the liquid processed in the non-equilibrium plasma atmosphere, and is processed by the liquid recovery unit. Supply liquid.

微細気泡を含有した液体は、第1液体供給部によって、アース電極の放電電極に臨む面上に供給され、アース電極の放電電極に臨む面上を流下し、第2液体供給部に受容される。アース電極の放電電極に臨む面は微細気泡を含有した液体で濡れている。液体中に微細気泡が含有されているので、液体の導電性が向上しており、アース電極の放電電極に臨む面上に液体が存在していても、安定して放電を行うことができる。したがって、微細気泡を含有した有害物質を含有する液体が放電電極およびアース電極間に形成される非平衡プラズマ雰囲気中を通過することで、液体中の有害物質を除去することができる。   The liquid containing fine bubbles is supplied by the first liquid supply unit onto the surface of the ground electrode that faces the discharge electrode, flows down on the surface of the ground electrode that faces the discharge electrode, and is received by the second liquid supply unit. . The surface of the earth electrode facing the discharge electrode is wet with a liquid containing fine bubbles. Since the fine bubbles are contained in the liquid, the conductivity of the liquid is improved, and even if the liquid exists on the surface of the ground electrode facing the discharge electrode, the discharge can be performed stably. Therefore, the harmful substance in the liquid can be removed by passing the liquid containing the harmful substance containing fine bubbles through the non-equilibrium plasma atmosphere formed between the discharge electrode and the ground electrode.

さらに本発明によれば、アース電極の放電電極に臨む面に対して、粗面化処理が施される。これによって、処理すべき液体をアース電極の放電電極に臨む面全面にわたって一様に流下させることができ、液体中の有害物質を効率よく除去することができる。   Furthermore, according to the present invention, the surface of the ground electrode facing the discharge electrode is subjected to a roughening treatment. As a result, the liquid to be treated can be made to flow uniformly over the entire surface of the ground electrode facing the discharge electrode, and harmful substances in the liquid can be efficiently removed.

さらに本発明によれば、所定の気体は不活性ガスであり、処理すべき液体はポリ塩化ビフェニルを含有する絶縁油である。所定の気体は不活性ガスであるので、絶縁油の性状に悪影響を与えない。また絶縁油中に不活性ガスによって形成された微細気泡が含有されるので、絶縁油の電気絶縁性能が低下し、すなわち導電性が向上し、非平衡プラズマによるポリ塩化ビフェニルの分解除去を行うことができる。   Further according to the invention, the predetermined gas is an inert gas and the liquid to be treated is an insulating oil containing polychlorinated biphenyl. Since the predetermined gas is an inert gas, the properties of the insulating oil are not adversely affected. Also, since the insulating oil contains fine bubbles formed by inert gas, the electrical insulation performance of the insulating oil is reduced, that is, the conductivity is improved, and polychlorinated biphenyl is decomposed and removed by non-equilibrium plasma. Can do.

さらに本発明によれば、所定の気体は純酸素であり、処理すべき液体はポリ塩化ビフェニルを含有する絶縁油である。酸素によって形成された微細気泡は、消滅する際にラジカル(Oラジカルなど)を発生させ、これによって絶縁油中に含有されるポリ塩化ビフェニルを分解除去することができる。   Further according to the invention, the predetermined gas is pure oxygen and the liquid to be treated is an insulating oil containing polychlorinated biphenyl. The fine bubbles formed by oxygen generate radicals (O radicals and the like) when they disappear, and thereby polychlorinated biphenyl contained in the insulating oil can be decomposed and removed.

さらに本発明によれば、所定の気体はオゾンであり、処理すべき液体は水溶性有害物質を含有する液状感染性廃棄物である。これによって、オゾンによって液状感染性廃棄物を殺菌することができるとともに、微細気泡が消滅する際にオゾンを分解してラジカルを発生させて、このラジカルによって水溶性有害物質を分解除去することができる。   Furthermore, according to the present invention, the predetermined gas is ozone, and the liquid to be treated is a liquid infectious waste containing a water-soluble harmful substance. As a result, liquid infectious waste can be sterilized by ozone, and when fine bubbles disappear, ozone is decomposed to generate radicals, which can decompose and remove water-soluble harmful substances. .

本発明の第1の実施形態の有害物質含有液体処理装置を概略的に示す全体図である。1 is an overall view schematically showing a hazardous substance-containing liquid processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 気泡発生装置をその軸線に垂直な仮想平面で切断した断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section which cut | disconnected the bubble generator by the virtual plane perpendicular | vertical to the axis line. 図2の切断線A−Aで気泡発生装置を切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the bubble generation apparatus by the cutting line AA of FIG. 第2処理部の一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of 2nd process part. 本発明の第2の実施形態の有害物質含有液体処理装置を概略的に示す全体図である。It is a general view which shows schematically the hazardous substance containing liquid processing apparatus of the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明に係る技術を具体化するために例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明に係る技術内容は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are illustrated for embodying the technology according to the present invention, and do not limit the technical scope of the present invention. The technical contents according to the present invention can be variously modified within the technical scope described in the claims.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の有害物質含有液体処理装置1を概略的に示す全体図である。有害物質含有液体処理装置1(以下、単に「処理装置1」と称する場合がある)は、液体貯留部である処理液貯留タンク2と、第1処理部3と、第2処理部4と、液体回収部である処理済液回収タンク5とを含む。なおこのような処理装置1は、有害物質を含有する処理すべき液体が外部環境に悪影響を及ぼさない状態で使用される。
(First embodiment)
FIG. 1 is an overall view schematically showing a hazardous substance-containing liquid processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The toxic substance-containing liquid processing apparatus 1 (hereinafter sometimes simply referred to as “processing apparatus 1”) includes a processing liquid storage tank 2, which is a liquid storage section, a first processing section 3, a second processing section 4, And a treated liquid collection tank 5 which is a liquid collection unit. In addition, such a processing apparatus 1 is used in a state where a liquid to be processed containing a harmful substance does not adversely affect the external environment.

処理液貯留タンク2は、ステンレス鋼から成り、有害物質を含有する処理すべき液体(以下、単に「処理液」と称する場合がある)を貯留する。本実施形態において、有害物質を含有する処理すべき液体は、ポリ塩化ビフェニル(略称PCB)を含有する絶縁油である。   The processing liquid storage tank 2 is made of stainless steel and stores a liquid to be processed (hereinafter, simply referred to as “processing liquid”) containing a toxic substance. In this embodiment, the liquid to be treated containing a harmful substance is an insulating oil containing polychlorinated biphenyl (abbreviated as PCB).

第1処理部3は、処理液貯留タンク2から供給された液体に、加圧下で所定の気体を供給して、直径50μm以下の微細気泡を含有させる。本実施形態において、所定の気体はアルゴンである。第2処理部4は、放電によって非平衡プラズマを発生させて、第1処理部3から供給された微細気泡を含有した液体を処理する。処理済液回収タンク5は、第2処理部4で処理された液体を回収する。処理液貯留タンク2と、第1処理部3と、第2処理部4と、処理済液回収タンク5とは、流路6,7,8,9,10を介して接続される。   The first processing unit 3 supplies a predetermined gas to the liquid supplied from the processing liquid storage tank 2 under pressure to contain fine bubbles having a diameter of 50 μm or less. In the present embodiment, the predetermined gas is argon. The second processing unit 4 generates non-equilibrium plasma by discharge and processes the liquid containing fine bubbles supplied from the first processing unit 3. The processed liquid recovery tank 5 recovers the liquid processed by the second processing unit 4. The processing liquid storage tank 2, the first processing unit 3, the second processing unit 4, and the processed liquid recovery tank 5 are connected through flow paths 6, 7, 8, 9, and 10.

第1処理部3は、気泡発生装置22と、圧力反応器23と、ポンプ装置24と、気体供給装置25とを含んで構成される。   The first processing unit 3 includes a bubble generation device 22, a pressure reactor 23, a pump device 24, and a gas supply device 25.

図2は、気泡発生装置22をその軸線L2に垂直な仮想平面で切断した断面を示す断面図である。図3は、図2の切断線A−Aで気泡発生装置22を切断した断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of the bubble generating device 22 cut along a virtual plane perpendicular to the axis L2. 3 is a cross-sectional view of the bubble generating device 22 taken along the cutting line AA of FIG.

気泡発生装置22は、大略的に円筒状に形成され、耐腐食性の優れた材料、たとえばステンレス、チタンまたはカーボナイトおよびABSなどの合成樹脂から成る。以下では、気泡発生装置22の軸線L2に平行な方向を軸線方向と称する。気泡発生装置22は、筐体26を含んで構成され、筐体26には、第1筐体27と、第2筐体28と、第1蓋体29と、第2蓋体30とが含まれる。   The bubble generating device 22 is generally formed in a cylindrical shape, and is made of a material having excellent corrosion resistance, such as stainless steel, titanium or carbonite, and a synthetic resin such as ABS. Hereinafter, a direction parallel to the axis L2 of the bubble generating device 22 is referred to as an axial direction. The bubble generating device 22 includes a housing 26, and the housing 26 includes a first housing 27, a second housing 28, a first lid 29, and a second lid 30. It is.

第1筐体27は、大略的に円筒状に形成される部材である。第1筐体27の軸線は、気泡発生装置22の軸線L2に一致している。第1筐体27の内周面部31は、部分的にテーパ状に形成されている。具体的には、第1筐体27の内周面部31は、その一端部である第1蓋体装着部31aおよび他端部である処理液導入部31bが、軸線L2まわりにそれぞれ形成され、軸線L2に垂直な仮想平面で切断してみた断面、すなわち軸直角断面が同径の円形状にそれぞれ形成されている。   The first housing 27 is a member that is generally formed in a cylindrical shape. The axis of the first housing 27 coincides with the axis L2 of the bubble generating device 22. The inner peripheral surface portion 31 of the first housing 27 is partially tapered. Specifically, the inner peripheral surface portion 31 of the first housing 27 includes a first lid mounting portion 31a that is one end portion thereof and a treatment liquid introduction portion 31b that is the other end portion around the axis L2, respectively. Cross sections obtained by cutting along a virtual plane perpendicular to the axis L2, that is, cross sections perpendicular to the axis, are formed into circular shapes having the same diameter.

第1蓋体装着部31aは、処理液導入部31bより大径に形成されている。内周面部31の中間部である旋回部31cは、軸線L2まわりに形成され、その軸線方向一端が第1蓋体装着部31aに、軸線方向他端が処理液導入部31bに連なっている。旋回部31cは、軸直角断面が円形状に形成され、軸線方向一端から他端に向かうにつれて先細りになるテーパ状に形成されている。本実施形態では、旋回部31cは、軸線方向一端から他端に向かうにつれて半径方向内方に向かって直線的に傾斜している。ただし、直線的に傾斜することに限定されず、軸線方向一端から他端に向かうにつれて半径方向内方に向かって湾曲していてもよい。   The first lid mounting portion 31a is formed with a larger diameter than the processing liquid introduction portion 31b. The turning portion 31c, which is an intermediate portion of the inner peripheral surface portion 31, is formed around the axis L2, and one end in the axial direction is connected to the first lid mounting portion 31a, and the other end in the axial direction is connected to the processing liquid introduction portion 31b. The turning portion 31c has a circular cross section perpendicular to the axis, and is formed in a tapered shape that tapers from one end to the other in the axial direction. In the present embodiment, the turning portion 31c is linearly inclined inward in the radial direction from one end in the axial direction toward the other end. However, it is not limited to being inclined linearly, and may be curved inward in the radial direction from one end in the axial direction toward the other end.

第1筐体27は、外周面部32がその軸線方向一端部から他端部に向かって段階的に小さくなっている。第1筐体27の最も大径に形成されている部分を大径部33と称し、最も小径に形成される部分を小径部34と称し、大径部33より小径であって、小径部34より大径に形成される部分を中径部35と称する。第1筐体27では、軸線方向一端部から他端部に向かって、大径部33、中径部35、小径部34の順で形成されている。本実施形態では、大径部33の内周面部31が第1蓋体装着部31aおよび旋回部31cに相当し、中径部35および小径部34の内周面部が処理液導入部31bに相当する。   As for the 1st housing | casing 27, the outer peripheral surface part 32 becomes small in steps toward the other end part from the axial direction one end part. The portion of the first housing 27 that is formed to have the largest diameter is referred to as a large diameter portion 33, and the portion that is formed to have the smallest diameter is referred to as a small diameter portion 34, which is smaller in diameter than the large diameter portion 33 and has a small diameter portion 34. The portion formed with a larger diameter is referred to as a medium diameter portion 35. In the first housing 27, a large diameter portion 33, a medium diameter portion 35, and a small diameter portion 34 are formed in this order from one axial end portion to the other end portion. In the present embodiment, the inner peripheral surface portion 31 of the large diameter portion 33 corresponds to the first lid mounting portion 31a and the turning portion 31c, and the inner peripheral surface portions of the medium diameter portion 35 and the small diameter portion 34 correspond to the processing liquid introduction portion 31b. To do.

第2筐体28には、循環路形成部36と処理液供給管路部37とが含まれる。図2および図3を参照しつつ説明する。循環路形成部36は、その軸線が軸線L2に一致する円筒状に形成され、その外径が第1筐体27の大径部33の外径と一致している。循環路形成部36の内周部は、軸直角断面で第1筐体27の中径部35の外形と同径の円形状に形成され、第1筐体27の中径部35が嵌り込むように形成されている。循環路形成部36は、軸線方向一端部に中径部35が嵌まり込んだ状態で、第1筐体27の小径部34との間に循環流路38を形成する。   The second housing 28 includes a circulation path forming part 36 and a processing liquid supply pipe part 37. This will be described with reference to FIGS. The circulation path forming portion 36 is formed in a cylindrical shape whose axis coincides with the axis L 2, and the outer diameter thereof coincides with the outer diameter of the large diameter portion 33 of the first housing 27. The inner peripheral portion of the circulation path forming portion 36 is formed in a circular shape having the same diameter as the outer diameter of the medium diameter portion 35 of the first housing 27 in a cross section perpendicular to the axis, and the medium diameter portion 35 of the first housing 27 is fitted therein. It is formed as follows. The circulation path forming part 36 forms a circulation flow path 38 between the small diameter part 34 of the first housing 27 in a state in which the medium diameter part 35 is fitted at one end in the axial direction.

処理液供給管路部37は、円筒状に形成され、その軸線L3が軸線L2に垂直な仮想平面上に含まれるように循環路形成部36の外周部に配設されている。図2では、説明の便宜上、処理液供給管路部37を循環路形成部36に対して、周方向にずらしている。処理液供給管路部37は、具体的には、その内径をrとし、循環路形成部36の内径をRとした場合、軸線L3を含み軸線L2に平行な仮想一平面と、軸線L2を中心とする半径R−rの仮想平面P1の該仮想一平面との交線における接平面とのなす角が角度αになるように循環路形成部36の外周部に配設されている。本実施形態では、角度αは、0度である。ただしαは0度に限定されず、0≦α<90の範囲内であればよい。第2筐体28には、処理液供給管路部37の軸線L3に沿って形成され、循環路形成部36の内方に開口する処理液供給流路部39が形成されている。   The processing liquid supply pipe section 37 is formed in a cylindrical shape, and is disposed on the outer peripheral portion of the circulation path forming section 36 so that the axis L3 is included on a virtual plane perpendicular to the axis L2. In FIG. 2, for convenience of explanation, the processing liquid supply pipe part 37 is shifted in the circumferential direction with respect to the circulation path forming part 36. Specifically, when the inner diameter of the processing liquid supply pipe section 37 is r and the inner diameter of the circulation path forming section 36 is R, a virtual one plane including the axis L3 and parallel to the axis L2 and the axis L2 It is arranged on the outer periphery of the circulation path forming portion 36 so that the angle formed by the tangential plane at the intersection line of the virtual plane P1 having the center radius Rr with the virtual plane is an angle α. In the present embodiment, the angle α is 0 degree. However, α is not limited to 0 degree, and may be within a range of 0 ≦ α <90. The second casing 28 is formed with a processing liquid supply flow path portion 39 that is formed along the axis L3 of the processing liquid supply pipe section 37 and opens inward of the circulation path forming section 36.

第1蓋体29は、大略的に円筒状に形成され、その軸線が軸線L2に一致している。第1蓋体29は、軸線L2に沿って延びる円筒状部40と、円筒状部40の軸線方向一端部に連なる円錐状部40aとを含む。円筒状部40は、その内部空間がガス溜まり47として機能する。円錐状部40aは、円筒状部40の軸線方向一端部から第2筺体28側に突出し、軸線L2上に頂点を有する。さらに円錐状部40aには、その軸線L2に沿って延び、円錐状部40aの軸線方向両端部で開口する気体供給流路部41が形成されている。気体供給流路部41の円筒状部40側の開口には、第1筐体27内に供給された処理液が気体供給流路部41を通ってガス溜まり47に流入するのを防ぐ逆止弁48が設けられる。   The first lid 29 is generally formed in a cylindrical shape, and its axis coincides with the axis L2. The first lid 29 includes a cylindrical portion 40 that extends along the axis L <b> 2 and a conical portion 40 a that is continuous with one end of the cylindrical portion 40 in the axial direction. The cylindrical portion 40 functions as a gas reservoir 47 in its internal space. The conical portion 40a protrudes from the one end portion in the axial direction of the cylindrical portion 40 toward the second housing 28 and has a vertex on the axis L2. Further, the conical portion 40a is formed with a gas supply passage portion 41 that extends along the axis L2 and opens at both ends in the axial direction of the conical portion 40a. A check that prevents the processing liquid supplied into the first housing 27 from flowing into the gas reservoir 47 through the gas supply channel 41 is provided at the opening of the gas supply channel 41 on the cylindrical portion 40 side. A valve 48 is provided.

第2蓋体30は、大略的に円盤状に形成され、その軸線が軸線L2に一致している。第2蓋体30は、軸線L2に沿って、その軸線方向一端部および他端部で開口する排出流路部42が形成される。排出流路部42は、第2蓋体30の軸線方向一端部で開口し、軸線方向他端部に向かうにつれて先細りになるテーパ状の第1流路部分42aと、第2蓋体30の軸線方向他端部で開口し、軸線一端部に向かうにつれて先細りになるテーパ状の第2流路部分42bとを含む。第1および第2流路部分42a,42bは、互いに連なり、連なる部分が排出流路部42の最狭部分となり、この部分をスロート部42cと称する。   The second lid 30 is generally formed in a disc shape, and its axis coincides with the axis L2. The second lid 30 is formed with a discharge flow path portion 42 that opens at one end and the other end in the axial direction along the axis L2. The discharge channel portion 42 opens at one end portion in the axial direction of the second lid body 30, and tapers the first channel portion 42 a that tapers toward the other end portion in the axial direction, and the axis line of the second lid body 30. And a tapered second flow path portion 42b that opens at the other end in the direction and tapers toward the one end of the axis. The first and second flow path portions 42a and 42b are connected to each other, and the connected portion is the narrowest portion of the discharge flow path portion 42, and this portion is referred to as a throat portion 42c.

第1筐体27の中径部35は、第2筐体28の軸線方向一端部と大径部33とでシールを達成した状態で、第2筐体28の内周部に嵌まり込んでいる。第1蓋体29の円錐状部40aは、その外周部が大径部33の内周部に当接して嵌まり込むように形成されている。第1蓋体29は、その円筒状部40を第1筐体27の軸線方向一端部、すなわち大径部33の軸線方向一端部に当接させてシールを達成した状態で、円錐状部40aが第1蓋体装着部31aに嵌まり込んでいる。さらに第2蓋体30は、その外周部が第2筐体28の内周部に当接して嵌まり込むように形成されている。   The middle diameter portion 35 of the first housing 27 is fitted into the inner peripheral portion of the second housing 28 in a state where sealing is achieved by the one end portion in the axial direction of the second housing 28 and the large diameter portion 33. Yes. The conical portion 40 a of the first lid body 29 is formed so that its outer peripheral portion comes into contact with and fits into the inner peripheral portion of the large-diameter portion 33. The first lid body 29 has its cylindrical portion 40 brought into contact with one end portion in the axial direction of the first casing 27, that is, one end portion in the axial direction of the large diameter portion 33 to achieve sealing, and the conical portion 40a. Is fitted into the first lid mounting portion 31a. Further, the second lid 30 is formed so that the outer peripheral portion thereof is in contact with and fitted into the inner peripheral portion of the second housing 28.

第2蓋体30は、第2筐体28の軸線方向他端部に、シールを達成した状態で嵌まり込み、その軸線方向一端部が第1筐体27の軸線方向他端部、すなわち小径部34が当接している。このように構成することによって、気泡発生装置22の内方に、第1筐体27、第1蓋体29および第2蓋体30とによって囲まれる旋回空間43が形成される。また小径部34と中径部35と循環路形成部36と第2蓋体30とによって、円環状の循環流路38を形成する循環流路部44が形成される。この循環流路38は、処理液を循環可能に形成されている。   The second lid 30 is fitted to the other axial end of the second casing 28 in a state where a seal is achieved, and one axial end thereof is the other axial end of the first casing 27, that is, a small diameter. The part 34 is in contact. With this configuration, a swirl space 43 surrounded by the first casing 27, the first lid 29, and the second lid 30 is formed inside the bubble generating device 22. The small-diameter portion 34, the medium-diameter portion 35, the circulation path forming portion 36, and the second lid body 30 form a circulation channel portion 44 that forms an annular circulation channel 38. The circulation channel 38 is formed so that the processing liquid can be circulated.

第1筐体27の小径部34には、循環流路38と旋回空間43とを連通し、循環流路38を循環する処理液を旋回空間43に導入する複数の処理液導入流路部45が形成されている。導入流路部である各処理液導入流路部45は、第1筐体27の軸線方向他端部に形成され、旋回空間に開口する開口部46が互いに周方向に等間隔に形成されている。処理液導入流路部45は、単数形成されても、複数形成されてもよい。本実施形態では、小径部34に3つの処理液導入流路部45が形成され、互いに処理液導入部31bの周方向に60度づつあけて形成されている。   The small-diameter portion 34 of the first housing 27 communicates with the circulation flow path 38 and the swirl space 43, and a plurality of treatment liquid introduction flow path portions 45 that introduce the treatment liquid circulating through the circulation flow path 38 into the swirl space 43. Is formed. Each processing liquid introduction flow path portion 45 that is an introduction flow path portion is formed at the other end in the axial direction of the first housing 27, and openings 46 that open to the swirl space are formed at equal intervals in the circumferential direction. Yes. A single treatment liquid introduction channel 45 may be formed, or a plurality of treatment liquid introduction channels 45 may be formed. In the present embodiment, three treatment liquid introduction flow path portions 45 are formed in the small diameter portion 34, and are formed 60 degrees apart from each other in the circumferential direction of the treatment liquid introduction portion 31b.

処理液導入流路部45は、循環流路38を循環する処理液を、処理液導入部31bに沿って旋回空間43に導入可能に形成される。具体的には、各処理液導入流路部45は、その下流側の壁面45aが、軸直角断面上で、処理液導入部31bからその接線に平行な方向に延び、その上流側の壁面45bが前記下流側の壁面45aに平行に形成されている。   The processing liquid introduction flow path section 45 is formed so that the processing liquid circulating in the circulation flow path 38 can be introduced into the swirl space 43 along the processing liquid introduction section 31b. Specifically, each processing liquid introduction channel section 45 has a downstream wall surface 45a extending in a direction parallel to the tangent line from the processing liquid introduction section 31b on the cross section perpendicular to the axis, and an upstream wall surface 45b. Is formed in parallel to the downstream wall 45a.

また各処理液導入流路部45は、軸線方向一方に開口し、その底部45cが処理液供給流路部39より軸線方向一方側に形成されている。軸線方向一方とは、第1筐体27の軸線方向一端部から他端部に向かう方向である。処理液供給流路部39の開口部46は、互いに周方向に隣り合う2つの処理液導入流路部45の間の壁面に対向するように配設され、処理液供給流路部39から供給された処理液が処理液導入流路部45に直接導入されることを防止している。ただし処理液導入流路部45を前記開口部46に臨むように構成してもよい。   Further, each processing liquid introduction flow path portion 45 is opened in one axial direction, and its bottom portion 45 c is formed on one axial direction side from the processing liquid supply flow path portion 39. One axial direction is a direction from one end of the first housing 27 in the axial direction toward the other end. The opening 46 of the processing liquid supply flow path section 39 is disposed so as to face the wall surface between two processing liquid introduction flow path sections 45 adjacent to each other in the circumferential direction, and is supplied from the processing liquid supply flow path section 39. Thus, the treated liquid is prevented from being directly introduced into the treated liquid introduction flow path section 45. However, the processing liquid introduction channel 45 may be configured to face the opening 46.

図1を参照して、ポンプ装置24は、吸入ポートから処理液を吸入可能に構成され、排出ポートから処理液を排出可能に構成される。ポンプ装置24の吸入ポートは、処理液貯留タンク2に接続され、ポンプ装置24の排出ポートは、処理液供給管50によって処理液供給流路部39に接続され、吸入ポートから吸入された処理液を処理液供給流路部39に圧送可能に構成されている。ポンプ装置24には、たとえば大東工業製ギヤポンプHSR−8−60型が用いられる。ポンプ装置24から気泡発生装置22に印加される圧力は、たとえば5〜6kg/cm(490〜588kPa)である。 With reference to FIG. 1, the pump device 24 is configured to be able to suck the processing liquid from the suction port and configured to be able to discharge the processing liquid from the discharge port. The suction port of the pump device 24 is connected to the processing liquid storage tank 2, and the discharge port of the pump device 24 is connected to the processing liquid supply flow path portion 39 by the processing liquid supply pipe 50, and the processing liquid sucked from the suction port Is configured to be pressure-feedable to the processing liquid supply flow path portion 39. As the pump device 24, for example, a gear pump HSR-8-60 type manufactured by Daito Kogyo is used. The pressure applied to the bubble generator 22 from the pump device 24 is, for example, 5 to 6 kg / cm 2 (490 to 588 kPa).

処理液供給管50には開閉弁49が介在し、前記処理液供給管50の管路の開閉を可能に構成されている。   An opening / closing valve 49 is interposed in the processing liquid supply pipe 50 so that the pipe line of the processing liquid supply pipe 50 can be opened and closed.

気体供給装置25は、不活性ガス(本実施形態ではアルゴン)が加圧状態で封入されたガスボンベ25aと気体供給管55とを含んで構成される。ガスボンベ25aのガス噴出口には、気体供給管55の一端部が接続される。気体供給管55の他端部は、第1蓋体29の円筒状部40の軸線方向他端部に接続される。このように、ガスボンベ25aは、気体供給管55、ガス溜まり47および逆止弁48を介して気体供給流路部41に接続され、ガスボンベ25a内の気体(アルゴン)を気体供給流路部41に圧送可能に構成されている。   The gas supply device 25 includes a gas cylinder 25a in which an inert gas (argon in the present embodiment) is sealed in a pressurized state, and a gas supply pipe 55. One end of a gas supply pipe 55 is connected to the gas outlet of the gas cylinder 25a. The other end of the gas supply pipe 55 is connected to the other end in the axial direction of the cylindrical portion 40 of the first lid 29. As described above, the gas cylinder 25a is connected to the gas supply channel 41 via the gas supply pipe 55, the gas reservoir 47, and the check valve 48, and the gas (argon) in the gas cylinder 25a is connected to the gas supply channel 41. It is configured to be pumpable.

このように構成される第1処理部3は、気泡発生装置22が圧力反応器23に設けられている。圧力反応器23は、いわゆるオートクレーブであり、処理液を封入して大気圧より高い圧力に保持可能な反応室56を有する。前記圧力は、たとえば2〜4kg/cm(196〜392kPa)である。気泡発生装置22は、反応室56に設けられている。 As for the 1st process part 3 comprised in this way, the bubble generator 22 is provided in the pressure reactor 23. FIG. The pressure reactor 23 is a so-called autoclave, and has a reaction chamber 56 that can be filled with a processing liquid and can be maintained at a pressure higher than atmospheric pressure. The pressure is, for example, 2 to 4 kg / cm 2 (196 to 392 kPa). The bubble generator 22 is provided in the reaction chamber 56.

このような構成により、各処理液導入流路部45から導入された処理液は、処理液導入部31bに沿って、旋回空間43を軸線L2まわりに旋回し、第1筐体27の軸線方向他端部に向かう外側旋回流が発生する。この外側旋回流は、旋回部31cで、この旋回部31cに沿って旋回しつつ半径方向外方に拡がり、第1筐体27の軸線方向一端部に達する。第1筐体27の軸線方向一端部に達する外側旋回流は、軸線方向一方に向かう内側旋回流に転じる。   With such a configuration, the processing liquid introduced from each processing liquid introduction flow path section 45 swirls around the turning space 43 around the axis L2 along the processing liquid introduction section 31b, and the axial direction of the first casing 27 An outer swirling flow toward the other end is generated. The outer swirling flow is swung along the swirling portion 31 c and spreads outward in the radial direction at the swirling portion 31 c, and reaches one end in the axial direction of the first housing 27. The outer swirl flow that reaches one end in the axial direction of the first housing 27 turns into an inner swirl flow that goes in one axial direction.

内側旋回流は、軸線L2まわりに旋回し、第1筐体27の軸線方向他端部から第1蓋体29の円錐状部40aに沿ってその頂点に向かい、その後外側旋回流の半径方向内方を排出流路部42に向かう。内側旋回流の中心の圧力が気体供給管55内の圧力より低下する。このときガスボンベ25aの開閉弁が開放されると、気体供給流路部41から気体、本実施形態ではアルゴンが吸引される。この吸引された気体は、内側旋回流の中心で、軸線L2まわりに旋回し、気体供給流路部41から排出流路部42に向かう気体旋回流を発生させる。このように気体と処理液との気液二相流を発生させることができる。   The inner swirl flow swirls around the axis L2, and from the other end in the axial direction of the first housing 27 toward the apex along the conical portion 40a of the first lid 29, and then in the radial direction of the outer swirl flow The direction is directed to the discharge channel portion 42. The pressure at the center of the inner swirling flow is lower than the pressure in the gas supply pipe 55. At this time, when the on-off valve of the gas cylinder 25a is opened, gas, argon in this embodiment, is sucked from the gas supply flow path portion 41. The sucked gas swirls around the axis L <b> 2 at the center of the inner swirling flow, and generates a swirling gas flow from the gas supply channel 41 to the discharge channel 42. In this way, a gas-liquid two-phase flow between the gas and the processing liquid can be generated.

排出流路部42に達した内側旋回流および気体旋回流は、排出流路部42を介して、反応室56内に排出される。このとき各処理液導入流路部45から導入される処理液の流量および速度が、所定の流量および速度に達していると、気体旋回流の速度は、排出流路部42の第1流路部分42aにおいて、亜音速に達する。内側および気体旋回流が排出流路部42に向かっているので、排出流路部42を通過する気体の圧力は、気泡発生装置22の外方、つまり反応室56より高くなる。これによって排出流路部42のスロート部42cにおける気体旋回流の速度が音速になり、第2流路部分42bで音速を超える。   The inner swirling flow and the gas swirling flow that have reached the discharge flow path portion 42 are discharged into the reaction chamber 56 via the discharge flow path portion 42. At this time, when the flow rate and speed of the processing liquid introduced from each processing liquid introduction flow path section 45 reach a predetermined flow volume and speed, the speed of the gas swirl flow is changed to the first flow path of the discharge flow path section 42. In part 42a, subsonic speed is reached. Since the inside and the gas swirl flow are directed toward the discharge flow path portion 42, the pressure of the gas passing through the discharge flow path portion 42 is higher outside the bubble generating device 22, that is, the reaction chamber 56. As a result, the speed of the gas swirling flow in the throat portion 42c of the discharge flow path portion 42 becomes the speed of sound, and exceeds the speed of sound in the second flow path portion 42b.

気体旋回流がスロート部42cで音速を超える際、気体旋回流が障壁にぶつかり分散される、つまり気体が排出流路部42を気体とともに流れる処理液中に分散される。この分散によって、気体が直径50μm以下のマイクロバブルなどの微細気泡となり、処理液とともに排出流路部42から排出され、反応室56内に微細気泡を放出する。なお、排出流路部42の近傍に超音波発生器が設けられてもよい。排出流路部42から放出される微細気泡に超音波発生器からの超音波を当てることによって、微細気泡をたとえばナノオーダーの直径を有する微細気泡とすることができる。   When the gas swirl flow exceeds the speed of sound at the throat portion 42c, the gas swirl flow collides with the barrier and is dispersed, that is, the gas is dispersed in the treatment liquid flowing along with the gas through the discharge flow path portion 42. By this dispersion, the gas becomes fine bubbles such as microbubbles having a diameter of 50 μm or less, is discharged from the discharge flow path portion 42 together with the processing liquid, and discharges the fine bubbles into the reaction chamber 56. An ultrasonic generator may be provided in the vicinity of the discharge channel portion 42. By applying ultrasonic waves from the ultrasonic generator to the fine bubbles released from the discharge flow path portion 42, the fine bubbles can be made into fine bubbles having a nano-order diameter, for example.

気体供給装置25から供給された気体は、第1蓋体29内のガス溜まり47に供給された後、逆止弁48を介して気体供給流路部41に供給される。したがって、気体供給装置25からの気体の供給量が変動しても、ガス溜まり47がバッファとして機能し、気体を気体供給流路部41に安定して供給することができる。また、第1蓋体29には逆止弁48が設けられるので、気体供給装置25から気体が供給されていない状態であっても、旋回空間43内の処理液の気体供給装置25側への逆流を防ぐことができる。   The gas supplied from the gas supply device 25 is supplied to the gas reservoir 47 in the first lid 29, and then supplied to the gas supply channel portion 41 via the check valve 48. Therefore, even if the gas supply amount from the gas supply device 25 fluctuates, the gas reservoir 47 functions as a buffer, and the gas can be stably supplied to the gas supply flow path portion 41. In addition, since the first lid 29 is provided with the check valve 48, the processing liquid in the swirling space 43 is supplied to the gas supply device 25 side even when no gas is supplied from the gas supply device 25. Backflow can be prevented.

このようにして反応室56内で微細気泡を発生させることができる。また反応室56内に放出される処理液は、ポンプによって圧送されるので、反応室56内の圧力を高くすることができる。また微細気泡を発生させることによっても、反応室56内の圧力を高めることができる。また反応室56内で微細気泡は、キャビテーション現象によって、処理液に溶存する。溶存した微細気泡は、反応室56から放出されると、再度処理液中に現れ、処理液中の異物を浮上分離させる。なお、本実施形態において、絶縁油に含有された微細気泡は、大気圧下において10分程度で消滅する。   In this way, fine bubbles can be generated in the reaction chamber 56. Moreover, since the processing liquid discharged into the reaction chamber 56 is pumped by a pump, the pressure in the reaction chamber 56 can be increased. Also, the pressure in the reaction chamber 56 can be increased by generating fine bubbles. In the reaction chamber 56, the fine bubbles are dissolved in the processing liquid by a cavitation phenomenon. When the dissolved fine bubbles are discharged from the reaction chamber 56, they appear again in the processing liquid, and the foreign substances in the processing liquid are floated and separated. In the present embodiment, the fine bubbles contained in the insulating oil disappear in about 10 minutes under atmospheric pressure.

図1を参照して、第2処理部4は、第1処理部3の処理液の流下方向下流側に設けられる。第2処理部4は、放電によって非平衡プラズマを発生させて、第1処理部3から供給された微細気泡を含有する液体を処理する。第2処理部4は、非平衡プラズマを発生させる非平衡プラズマ発生部60と、第1液体供給部61と、第2液体供給部62とを含んで構成される。   Referring to FIG. 1, the second processing unit 4 is provided on the downstream side in the flow direction of the processing liquid of the first processing unit 3. The second processing unit 4 generates non-equilibrium plasma by discharge to process the liquid containing fine bubbles supplied from the first processing unit 3. The second processing unit 4 includes a non-equilibrium plasma generating unit 60 that generates non-equilibrium plasma, a first liquid supply unit 61, and a second liquid supply unit 62.

ここで非平衡プラズマとは、電離した電子の電子温度が電離したイオンのイオン温度に比べて高い状態で、電子温度とイオン温度とが熱力学的に平衡していない状態のプラズマである。このような非平衡プラズマにおいては、非平衡プラズマの温度が常温に保たれた状態で、高速の電子を得ることができる。このようにして得られた高速の電子をガス中の分子に衝突させて、ラジカル、励起分子、イオンあるいはオゾンなどの反応性に富む化学的活性種を生成する。   Here, non-equilibrium plasma is plasma in which the electron temperature of ionized electrons is higher than the ion temperature of ionized ions, and the electron temperature and ion temperature are not thermodynamically balanced. In such a non-equilibrium plasma, high-speed electrons can be obtained with the temperature of the non-equilibrium plasma maintained at room temperature. The high-speed electrons obtained in this way collide with molecules in the gas to generate chemically active species rich in reactivity such as radicals, excited molecules, ions or ozone.

非平衡プラズマ発生部60は、線状の放電電極63と、円筒状のアース電極64と、電源装置であるパルス電源装置65と、ハウジング66とを含む。放電電極63およびアース電極64は、ハウジング66内に収容される。放電電極63は、上下に延び、導電性を有する材料、たとえば鋼製の線状体から成り、その両端が碍子67a,67bを介してハウジング66に接続される。アース電極64は、円筒状に形成され、導電性を有する材料、たとえばステンレス鋼から成り、放電電極63と同軸に設けられ、放電電極63を外囲して上下に延びる。すなわち、アース電極64は、放電電極63に対向して上下に延びている。またアース電極64の放電電極63に臨む面、すなわちアース電極64の内周面には、粗面化処理が施される。粗面化処理としては、たとえば、紙やすりなどの研磨布紙による処理またはサンドブラスト処理が挙げられる。パルス電源装置65は、その正極が放電電極63の上端部に接続される。   The non-equilibrium plasma generation unit 60 includes a linear discharge electrode 63, a cylindrical ground electrode 64, a pulse power supply device 65 that is a power supply device, and a housing 66. The discharge electrode 63 and the ground electrode 64 are accommodated in the housing 66. Discharge electrode 63 extends vertically and is made of a conductive material, for example, a steel linear body, and both ends thereof are connected to housing 66 via insulators 67a and 67b. The ground electrode 64 is formed in a cylindrical shape, is made of a conductive material, such as stainless steel, is provided coaxially with the discharge electrode 63, and surrounds the discharge electrode 63 and extends vertically. That is, the ground electrode 64 extends vertically so as to face the discharge electrode 63. Further, the surface of the ground electrode 64 facing the discharge electrode 63, that is, the inner peripheral surface of the ground electrode 64 is subjected to a roughening process. Examples of the roughening treatment include treatment with abrasive cloth such as sandpaper or sandblasting. The positive electrode of the pulse power supply device 65 is connected to the upper end of the discharge electrode 63.

ハウジング66の上部には、碍子67aに臨んで空気取入口68が設けられ、ハウジング66の下部には空気排出口69が設けられる。空気排出口69は、気体排出路70を介して排気ファン71に接続される。排気ファン71が動作すると、空気取入口68から空気が取り込まれ、取り込まれた空気は、アース電極64によって取り囲まれる空間、空気排出口69、気体排出路70および排気ファン71を介して外部に排気される。これによって、排気ファン71が動作している間、碍子67aには新鮮な空気がもたらされ、碍子67aの汚損が防がれ、碍子67aの電気絶縁性能の低下を防ぐことができる。なお、気体排出路70には、二酸化マンガンなどの触媒を充填した触媒装置、活性炭吸着装置または非平衡プラズマ発生装置などの後処理装置が設けられてもよい。   An air intake 68 is provided at the upper portion of the housing 66 so as to face the insulator 67 a, and an air discharge port 69 is provided at the lower portion of the housing 66. The air discharge port 69 is connected to the exhaust fan 71 via the gas discharge path 70. When the exhaust fan 71 operates, the air is taken in from the air intake 68, and the taken-in air is exhausted to the outside through the space surrounded by the ground electrode 64, the air exhaust port 69, the gas exhaust path 70, and the exhaust fan 71. Is done. As a result, while the exhaust fan 71 is operating, fresh air is brought into the insulator 67a, so that the insulator 67a is prevented from being soiled and the electrical insulation performance of the insulator 67a can be prevented from being lowered. Note that the gas exhaust path 70 may be provided with a post-treatment device such as a catalyst device filled with a catalyst such as manganese dioxide, an activated carbon adsorption device, or a non-equilibrium plasma generator.

非平衡プラズマを発生させるには、放電電極63およびアース電極64間にコロナ放電を発生させ、放電電極63およびアース電極64間のガスを電離させる。ここで、放電電極63およびアース電極64の寸法の一例を示すと、放電電極63の太さは2〜6mm程度、好ましくは4mm程度に選ばれる。アース電極64の内径は、50〜1000mm程度、好ましくは180mm程度に選ばれる。このとき放電電極63およびアース電極64間には、直流電圧30k〜200kV、好ましくは100k〜200kV、周波数100〜2000Hz、すなわち周期T=500μs〜10ms、好ましくは周波数1000Hz、すなわち周期T=1msのパルス電圧が印加される。また電圧の立上り時間τは、たとえば20〜300ns、好ましくは100nsであり、この極端に短い立上り時間τの間に質量の小さい電子だけが加速されて高速の電子が得られる。またパルス電圧の周期は立上り時間τに比べて充分に長いので、この期間中に冷却が行われて次のパルス電圧印加時には再び初期状態に復帰し、ガスの温度上昇が抑制され、ガスの温度は常温に保たれる。   In order to generate non-equilibrium plasma, corona discharge is generated between the discharge electrode 63 and the ground electrode 64, and the gas between the discharge electrode 63 and the ground electrode 64 is ionized. Here, as an example of the dimensions of the discharge electrode 63 and the ground electrode 64, the thickness of the discharge electrode 63 is selected to be about 2 to 6 mm, preferably about 4 mm. The inner diameter of the ground electrode 64 is selected to be about 50 to 1000 mm, preferably about 180 mm. At this time, a pulse having a DC voltage of 30 k to 200 kV, preferably 100 k to 200 kV, a frequency of 100 to 2000 Hz, that is, a period T = 500 μs to 10 ms, preferably a frequency of 1000 Hz, that is, a period T = 1 ms, is provided between the discharge electrode 63 and the ground electrode 64. A voltage is applied. The voltage rise time τ is, for example, 20 to 300 ns, preferably 100 ns, and only electrons with a small mass are accelerated during this extremely short rise time τ to obtain high-speed electrons. In addition, since the cycle of the pulse voltage is sufficiently longer than the rise time τ, cooling is performed during this period, and when the next pulse voltage is applied, the initial state is restored again, and the temperature rise of the gas is suppressed. Is kept at room temperature.

ここでパルス電圧の極性は、放電電極63を正極とし、アース電極64を負極とする。これは正のストリーマコロナが強い進展傾向を有し、放電電極63およびアース電極64間の空間を橋絡し、全空間にわたって非平衡プラズマを発生させて単位容積あたりの反応効果が大幅に向上するためである。印加される電圧は、放電電極63およびアース電極64間の放電距離に対して決定される。すなわち前記放電距離が大きいときには高い電圧が印加され、前記放電距離が小さいときには低い電圧が印加される。   Here, the polarity of the pulse voltage is such that the discharge electrode 63 is a positive electrode and the ground electrode 64 is a negative electrode. This is because the positive streamer corona has a strong tendency to progress, bridges the space between the discharge electrode 63 and the ground electrode 64, generates non-equilibrium plasma over the entire space, and the reaction effect per unit volume is greatly improved. Because. The applied voltage is determined with respect to the discharge distance between the discharge electrode 63 and the ground electrode 64. That is, a high voltage is applied when the discharge distance is large, and a low voltage is applied when the discharge distance is small.

図4は、第2処理部4の一部を拡大して示す断面図である。第1液体供給部61は、アース電極64の上部に設けられ、第1処理部3から流路8を介して供給された液体をアース電極64の内周面に供給する。第1液体供給部61は、環状の底壁部72と、底壁部72の外縁に立設される円筒状の側壁部73とを有する。底壁部72は、アース電極64の上端64aから所定の距離だけ下方の位置に設けられる。底壁部72の内径はアース電極64の外径にほぼ一致する。底壁部72の外径は、ハウジング66の内周面に到達するような大きさである。側壁部73は、その外周面がハウジング66の内周面に接するように設けられる。側壁部73の上端73aは、アース電極64の上端64aよりも上方に配置される。第1液体供給部61には、流路8の先端8aがハウジング66および側壁部73を貫通して設けられる。底壁部72とアース電極64とは水密に設けられ、流路8の先端8aとハウジング66および側壁部73とは水密に設けられる。   FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the second processing unit 4. The first liquid supply unit 61 is provided above the ground electrode 64 and supplies the liquid supplied from the first processing unit 3 via the flow path 8 to the inner peripheral surface of the ground electrode 64. The first liquid supply part 61 includes an annular bottom wall part 72 and a cylindrical side wall part 73 erected on the outer edge of the bottom wall part 72. The bottom wall portion 72 is provided at a position below the upper end 64a of the ground electrode 64 by a predetermined distance. The inner diameter of the bottom wall portion 72 substantially matches the outer diameter of the ground electrode 64. The outer diameter of the bottom wall portion 72 is sized so as to reach the inner peripheral surface of the housing 66. The side wall 73 is provided such that its outer peripheral surface is in contact with the inner peripheral surface of the housing 66. The upper end 73 a of the side wall portion 73 is disposed above the upper end 64 a of the ground electrode 64. In the first liquid supply part 61, the tip 8 a of the flow path 8 is provided through the housing 66 and the side wall part 73. The bottom wall portion 72 and the ground electrode 64 are provided in a watertight manner, and the tip 8a of the flow path 8, the housing 66, and the side wall portion 73 are provided in a watertight manner.

第1処理部3から流路8を介して第1液体供給部61に供給される微細気泡を含有する液体は、底壁部72とアース電極64と側壁部73とによって形成される空間内に貯留される。貯留された液体の液面がアース電極64の上端64aまで上昇し、さらに第1処理部3から該液体が供給されると、液体はアース電極64の上端64aを越えて、アース電極64の内周面に沿って下方に流下する。アース電極64の内周面は粗面化処理が施されているので、処理すべき液体をアース電極64の内周面全面にわたって一様に流下させることができる。なお、第1液体供給部61に供給される液体の供給量は、流路8に設けられる各種開閉弁の開閉を調整して調節される。調整によって第1処理部3から第1液体供給部61に供給されない余剰の液体は、流路8から分岐した流路9を介して処理液貯留タンク2に戻されてもよい。   The liquid containing fine bubbles supplied from the first processing unit 3 to the first liquid supply unit 61 through the flow path 8 is in a space formed by the bottom wall 72, the ground electrode 64, and the side wall 73. Stored. When the liquid level of the stored liquid rises to the upper end 64a of the ground electrode 64 and the liquid is further supplied from the first processing unit 3, the liquid passes over the upper end 64a of the ground electrode 64 and enters the inside of the ground electrode 64. It flows down along the circumference. Since the inner peripheral surface of the ground electrode 64 is roughened, the liquid to be processed can flow uniformly over the entire inner peripheral surface of the ground electrode 64. The supply amount of the liquid supplied to the first liquid supply unit 61 is adjusted by adjusting the opening / closing of various opening / closing valves provided in the flow path 8. Excess liquid that is not supplied from the first processing unit 3 to the first liquid supply unit 61 by the adjustment may be returned to the processing liquid storage tank 2 via the flow path 9 branched from the flow path 8.

図1を参照して、第2液体供給部62は、アース電極64の下方に設けられ、アース電極64の内周面上を流下して非平衡プラズマによって処理された液体を受容し、処理済液回収タンク5に処理された液体を供給する。第2液体供給部62は、処理された液体を受容する液体受容部74と、液体受容部74に受容された液体を処理済液回収タンク5に供給する液体供給管75とを有する。   Referring to FIG. 1, the second liquid supply unit 62 is provided below the ground electrode 64 and flows down on the inner peripheral surface of the ground electrode 64 to receive the liquid processed by the non-equilibrium plasma. The treated liquid is supplied to the liquid recovery tank 5. The second liquid supply unit 62 includes a liquid receiving unit 74 that receives the processed liquid, and a liquid supply pipe 75 that supplies the liquid received by the liquid receiving unit 74 to the processed liquid recovery tank 5.

アース電極64の内周面上を流下して非平衡プラズマによって処理された液体は、液体受容部74に受容される。液体受容部74に受容された処理済の液体は、液体供給管75を通って処理済液回収タンク5に供給されて、回収される。処理済液回収タンク5に貯留された液体は、流路10を介して流路7に供給して、処理装置1内を循環させてもよい。   The liquid that has flowed down on the inner peripheral surface of the ground electrode 64 and has been treated by the non-equilibrium plasma is received by the liquid receiving portion 74. The processed liquid received by the liquid receiving unit 74 is supplied to the processed liquid recovery tank 5 through the liquid supply pipe 75 and recovered. The liquid stored in the treated liquid recovery tank 5 may be supplied to the flow path 7 via the flow path 10 and circulated in the processing apparatus 1.

本発明によれば、処理液貯留タンク2に貯留された有害物質を含有する処理すべき液体は、第1処理部3に供給される。第1処理部3では、処理液貯留タンク2から供給された液体に、加圧下で所定のガスを供給して、微細気泡が含有される。これによって、微細気泡を含有した液体の導電性が、処理前と比べて向上する。   According to the present invention, the liquid to be processed containing the harmful substance stored in the processing liquid storage tank 2 is supplied to the first processing unit 3. In the 1st process part 3, the predetermined gas is supplied to the liquid supplied from the process liquid storage tank 2 under pressure, and a fine bubble is contained. Thereby, the conductivity of the liquid containing fine bubbles is improved as compared with that before the treatment.

第1処理部3で微細気泡を含有した液体は、第2処理部4に供給される。第2処理部4では、内部の空気を放電によって電子とイオンとに電離させ、電子の電子温度がイオンのイオン温度に比べて高い状態で、電子温度とイオン温度とが熱力学的に平衡していない状態のプラズマである非平衡プラズマを発生させる。この第2処理部4では、非平衡プラズマの温度が常温に保たれた状態で、高速の電子を得ることができる。この高速の電子は空気中の各種分子に衝突し、ラジカル、励起分子およびイオンなどの反応性に富む化学的活性種を生成する。液体に含有される有害成分は、高速の電子の衝突とともに、化学的活性種による化学反応によって分解除去される。また液体に含有される微細気泡は負の電荷を帯びているとともに、微細気泡が消滅する際に、泡内部の温度が高温となり高圧となる。微細気泡が負の電荷を帯びていることによって、有害成分を引き寄せ、微細気泡が消滅する際に生じる高温高圧状態によって、泡を形成する所定の気体が分解され、強力なラジカルを発生し、このラジカルによって有害成分が除去される。たとえ、液体中の有害物質が第2処理部4の非平衡プラズマ発生部60において液体から放出されることがあったとしても、有害物質は非平衡プラズマ雰囲気に曝露されるので、有害物質は非平衡プラズマによって分解除去され、安全に処理することができる。このようにして、第1処理部3から供給された微細気泡を含有した液体が処理される。   The liquid containing fine bubbles in the first processing unit 3 is supplied to the second processing unit 4. In the second processing unit 4, the internal air is ionized into electrons and ions by discharge, and the electron temperature and the ion temperature are thermodynamically balanced while the electron temperature of the electrons is higher than the ion temperature of the ions. A non-equilibrium plasma that is not in a state is generated. In the second processing unit 4, high-speed electrons can be obtained in a state where the temperature of the non-equilibrium plasma is kept at room temperature. This high-speed electron collides with various molecules in the air, and generates chemically active species rich in reactivity, such as radicals, excited molecules, and ions. The harmful components contained in the liquid are decomposed and removed by a chemical reaction by chemically active species together with high-speed electron collision. The fine bubbles contained in the liquid are negatively charged, and when the fine bubbles disappear, the temperature inside the bubbles becomes high and the pressure becomes high. When the microbubbles are negatively charged, harmful components are attracted, and the high-temperature and high-pressure conditions that occur when the microbubbles are extinguished breaks down the gas that forms the bubbles, generating powerful radicals. Harmful components are removed by radicals. Even if the harmful substance in the liquid is released from the liquid in the non-equilibrium plasma generation unit 60 of the second processing unit 4, the harmful substance is exposed to the non-equilibrium plasma atmosphere. It is decomposed and removed by the equilibrium plasma and can be processed safely. In this way, the liquid containing fine bubbles supplied from the first processing unit 3 is processed.

第2処理部4で有害物質が分解除去された液体は、処理済液回収タンク5に回収される。   The liquid from which harmful substances have been decomposed and removed by the second processing unit 4 is collected in the treated liquid collection tank 5.

このように、第1処理部3で有害物質を含有する液体に微細気泡が含有されるので、液体の導電性が向上し、この微細気泡を含有した液体を第2処理部4に供給しても、第2処理部4において安定して放電を行うことができ、非平衡プラズマを安定して発生させることができる。非平衡プラズマによる有害物質の分解除去と微細気泡の消滅に際して生じる有害物質の分解除去との相乗効果によって、少なくとも第1処理部3と第2処理部4とを有する設備で、液体中の有害物質を効率よく除去することができる。   As described above, since the fine bubbles are contained in the liquid containing the harmful substance in the first processing unit 3, the conductivity of the liquid is improved, and the liquid containing the fine bubbles is supplied to the second processing unit 4. However, the second processing unit 4 can stably discharge, and can generate non-equilibrium plasma stably. Due to the synergistic effect of the decomposition and removal of harmful substances by non-equilibrium plasma and the decomposition and removal of harmful substances caused by the disappearance of fine bubbles, the harmful substances in the liquid in the equipment having at least the first processing unit 3 and the second processing unit 4 Can be efficiently removed.

また本発明によれば、第2処理部4は、上下に延びる線状の放電電極63と、アース電極64と、パルス電源装置65と、第1液体供給部61と、第2液体供給部62とを含む。アース電極64は、放電電極63に対向して上下に延びている。パルス電源装置65は、放電電極63に、非平衡プラズマを発生させるための電力を供給する。第1液体供給部61は、アース電極64の上部に設けられ、第1処理部3から供給された液体をアース電極64の放電電極63に臨む面に供給する。第2液体供給部62は、アース電極64の下方に設けられ、アース電極64の放電電極63に臨む面上を流下して非平衡プラズマ雰囲気中で処理された液体を受容し、処理済液回収タンク5に該処理された液体を供給する。   According to the invention, the second processing unit 4 includes the linear discharge electrode 63 extending vertically, the ground electrode 64, the pulse power supply device 65, the first liquid supply unit 61, and the second liquid supply unit 62. Including. The ground electrode 64 extends vertically to face the discharge electrode 63. The pulse power supply device 65 supplies power for generating non-equilibrium plasma to the discharge electrode 63. The first liquid supply unit 61 is provided above the ground electrode 64 and supplies the liquid supplied from the first processing unit 3 to the surface of the ground electrode 64 facing the discharge electrode 63. The second liquid supply unit 62 is provided below the ground electrode 64, flows down on the surface of the ground electrode 64 facing the discharge electrode 63, receives the liquid treated in the non-equilibrium plasma atmosphere, and collects the treated liquid. The treated liquid is supplied to the tank 5.

微細気泡を含有した液体は、第1液体供給部61によって、アース電極64の放電電極63に臨む面上に供給され、アース電極64の放電電極63に臨む面上を流下し、第2液体供給部62に受容される。アース電極64の放電電極63に臨む面は微細気泡を含有した液体で濡れている。液体中に微細気泡が含有されているので、液体の導電性が向上しており、アース電極64の放電電極63に臨む面上に液体が存在していても、安定して放電を行うことができる。したがって、微細気泡を含有した有害物質を含有する液体は、放電電極63およびアース電極64間に形成される非平衡プラズマ雰囲気中を通過し、液体中の有害物質を除去することができる。   The liquid containing fine bubbles is supplied by the first liquid supply unit 61 onto the surface of the ground electrode 64 that faces the discharge electrode 63, and flows down on the surface of the ground electrode 64 that faces the discharge electrode 63, thereby supplying the second liquid. It is received by the part 62. The surface of the ground electrode 64 facing the discharge electrode 63 is wet with a liquid containing fine bubbles. Since fine bubbles are contained in the liquid, the conductivity of the liquid is improved, and even when the liquid exists on the surface of the ground electrode 64 facing the discharge electrode 63, the discharge can be performed stably. it can. Therefore, the liquid containing the harmful substance containing fine bubbles can pass through the non-equilibrium plasma atmosphere formed between the discharge electrode 63 and the earth electrode 64, and the harmful substance in the liquid can be removed.

さらに本発明によれば、アース電極64の放電電極63に臨む面に対して、粗面化処理が施される。これによって、処理すべき液体をアース電極64の放電電極63に臨む面全面にわたって一様に流下させることができ、液体中の有害物質を効率よく除去することができる。   Furthermore, according to the present invention, the surface of the ground electrode 64 facing the discharge electrode 63 is subjected to a roughening process. As a result, the liquid to be treated can be made to flow uniformly over the entire surface of the ground electrode 64 facing the discharge electrode 63, and harmful substances in the liquid can be efficiently removed.

さらに本発明によれば、所定の気体は不活性ガスであり、処理すべき液体はポリ塩化ビフェニルを含有する絶縁油である。所定の気体は不活性ガスであるので、絶縁油の性状に悪影響を与えない。また絶縁油中に不活性ガスによって形成された微細気泡が含有されるので、絶縁油の電気絶縁性能が低下し、すなわち導電性が向上し、非平衡プラズマによるポリ塩化ビフェニルの分解除去を行うことができる。   Further according to the invention, the predetermined gas is an inert gas and the liquid to be treated is an insulating oil containing polychlorinated biphenyl. Since the predetermined gas is an inert gas, the properties of the insulating oil are not adversely affected. Also, since the insulating oil contains fine bubbles formed by inert gas, the electrical insulation performance of the insulating oil is reduced, that is, the conductivity is improved, and polychlorinated biphenyl is decomposed and removed by non-equilibrium plasma. Can do.

本実施形態において、不活性ガスがアルゴンである場合を述べたが、これに限定されず、ヘリウムまたはネオンなどの他の不活性ガスであってもよい。   In the present embodiment, the case where the inert gas is argon has been described. However, the present invention is not limited to this, and other inert gas such as helium or neon may be used.

本実施形態において、所定の気体は不活性ガスである場合を述べたが、これに限定されず、活性ガス、たとえば純酸素であってもよい。酸素によって形成された微細気泡は、消滅する際にラジカル(Oラジカルなど)を発生させ、これによって絶縁油中に含有されるポリ塩化ビフェニルを分解除去することができる。またこれに代えて、所定の気体は二酸化炭素であってもよい。二酸化炭素を微細気泡の形成に用いることによって、ラジカルが発生しやすい。   In the present embodiment, the case where the predetermined gas is an inert gas has been described. However, the present invention is not limited to this, and an active gas such as pure oxygen may be used. The fine bubbles formed by oxygen generate radicals (O radicals and the like) when they disappear, and thereby polychlorinated biphenyl contained in the insulating oil can be decomposed and removed. Alternatively, the predetermined gas may be carbon dioxide. By using carbon dioxide for forming fine bubbles, radicals are easily generated.

(第2の実施形態)
図5は、本発明の第2の実施形態の有害物質含有液体処理装置1Aを概略的に示す全体図である。本実施形態において、上述の実施形態の構成に対応する部分には同一の参照符を付し、その説明を省略する場合がある。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is an overall view schematically showing a hazardous substance-containing liquid processing apparatus 1A according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, portions corresponding to the configuration of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.

有害物質含有液体処理装置1A(以下、単に「処理装置1A」と称する場合がある)は、上述の実施形態の処理装置1の構成と類似し、注目すべきは第1処理部3Aの構成が処理装置1の第1処理部3と異なり、有害物質を含有する処理すべき液体が異なる点である。処理装置1Aは、液体貯留部である処理液貯留タンク2と、第1処理部3Aと、第2処理部4と、液体回収部である処理済液回収タンク5とを含む。本実施形態において、処理液貯留タンク2に貯留される、有害物質を含有する処理すべき液体は、人工透析、手術または検査などで発生する、し尿、体液、血液などの水溶性有害物質を含有する液状感染性廃棄物である。   The toxic substance-containing liquid processing apparatus 1A (hereinafter sometimes simply referred to as “processing apparatus 1A”) is similar to the configuration of the processing apparatus 1 of the above-described embodiment, and it should be noted that the configuration of the first processing unit 3A is notable. Unlike the 1st process part 3 of the processing apparatus 1, the liquid which should contain the hazardous | toxic substance differs. The processing apparatus 1A includes a processing liquid storage tank 2 that is a liquid storage unit, a first processing unit 3A, a second processing unit 4, and a processed liquid recovery tank 5 that is a liquid recovery unit. In the present embodiment, the liquid to be treated that contains harmful substances stored in the treatment liquid storage tank 2 contains water-soluble harmful substances such as human waste, body fluids, and blood that are generated by artificial dialysis, surgery, or examination. Liquid infectious waste.

第1処理部3Aは、処理液貯留タンク2から供給された液体に、加圧下で所定の気体を供給して、直径50μm以下の微細気泡を含有させる。本実施形態において、所定の気体はオゾンである。第2処理部4は、放電によって非平衡プラズマを発生させて、第1処理部3Aから供給された微細気泡を含有した液体を処理する。処理液貯留タンク2と、第1処理部3Aと、第2処理部4と、処理済液回収タンク5とは、流路6,7,8,9,10を介して接続される。   The first processing unit 3A supplies a predetermined gas to the liquid supplied from the processing liquid storage tank 2 under pressure to contain fine bubbles having a diameter of 50 μm or less. In the present embodiment, the predetermined gas is ozone. The second processing unit 4 generates non-equilibrium plasma by discharge and processes the liquid containing fine bubbles supplied from the first processing unit 3A. The processing liquid storage tank 2, the first processing unit 3 </ b> A, the second processing unit 4, and the processed liquid recovery tank 5 are connected via flow paths 6, 7, 8, 9, and 10.

第1処理部3Aは、気泡発生装置22と、圧力反応器23と、ポンプ装置24Aと、気体供給装置25Aとを含んで構成される。ポンプ装置24Aは、吸入ポートから処理液を吸入可能に構成され、排出ポートから処理液を排出可能に構成される。ポンプ装置24Aの吸入ポートは、処理液貯留タンク2に接続され、ポンプ装置24Aの排出ポートは、処理液供給管50によって処理液供給流路部39に接続され、吸入ポートから吸入された処理液を処理液供給流路部39に圧送可能に構成されている。ポンプ装置24Aには、たとえばEBARA製バレルドモータポンプMMLF/AAVF型が用いられる。ポンプ装置24Aから気泡発生装置22に印加される圧力は、たとえば5〜6kg/cm(490〜588kPa)である。 The first processing unit 3A includes a bubble generation device 22, a pressure reactor 23, a pump device 24A, and a gas supply device 25A. The pump device 24A is configured to be able to suck the processing liquid from the suction port and configured to be able to discharge the processing liquid from the discharge port. The suction port of the pump device 24A is connected to the processing liquid storage tank 2, and the discharge port of the pump device 24A is connected to the processing liquid supply flow path portion 39 by the processing liquid supply pipe 50, and the processing liquid sucked from the suction port. Is configured to be pressure-feedable to the processing liquid supply flow path portion 39. For example, an EBARA barreled motor pump MMLF / AAVF type is used for the pump device 24A. The pressure applied to the bubble generating device 22 from the pump device 24A is, for example, 5 to 6 kg / cm 2 (490 to 588 kPa).

気体供給装置25Aは、コンプレッサ51と、酸素濃縮器52と、オゾン発生器53と、チラー54と、気体供給管55とを含んで構成される。コンプレッサ51は、吸入ポートから気体(空気)を吸入可能に構成され、排出ポートから圧縮された気体を排出可能に構成される。   The gas supply device 25 </ b> A includes a compressor 51, an oxygen concentrator 52, an ozone generator 53, a chiller 54, and a gas supply pipe 55. The compressor 51 is configured to be able to suck gas (air) from the suction port and configured to be able to discharge compressed gas from the discharge port.

コンプレッサ51は、その排出ポートが酸素濃縮器52の導入ポートに接続される。酸素濃縮器52は、コンプレッサ51から供給された圧縮空気の酸素濃度を90%以上に濃縮する。酸素濃縮器52は、その排出ポートがオゾン発生器53の導入ポートに接続される。オゾン発生器53は、沿面放電方式で酸素濃縮器52によって酸素が濃縮された空気からオゾンを発生させる。チラー54は、オゾン発生器53のオゾン放電部を冷却する。オゾン発生器53の排出ポートには、気体供給管55が接続される。このように、コンプレッサ51は、酸素濃縮器52、オゾン発生器53および気体供給管55を介して気体供給流路部41に接続され、吸入ポートから吸入した気体を気体供給流路部41に圧送可能に構成されている。   The discharge port of the compressor 51 is connected to the introduction port of the oxygen concentrator 52. The oxygen concentrator 52 concentrates the oxygen concentration of the compressed air supplied from the compressor 51 to 90% or more. The oxygen concentrator 52 has an exhaust port connected to the introduction port of the ozone generator 53. The ozone generator 53 generates ozone from the air in which oxygen is concentrated by the oxygen concentrator 52 by a creeping discharge method. The chiller 54 cools the ozone discharge part of the ozone generator 53. A gas supply pipe 55 is connected to the discharge port of the ozone generator 53. As described above, the compressor 51 is connected to the gas supply channel 41 via the oxygen concentrator 52, the ozone generator 53, and the gas supply pipe 55, and pumps the gas sucked from the suction port to the gas supply channel 41. It is configured to be possible.

このように構成することによって、第1処理部3Aにおいて、オゾンで形成された微細気泡を含有する処理すべき液体を生成することができる。   By comprising in this way, in the 1st process part 3A, the liquid which should be processed containing the micro bubble formed with ozone can be produced | generated.

生成された微細気泡を含有する処理すべき液体は、上述の実施形態の処理装置1と同様に、第1処理部3Aから流路8を介して第2処理部4に供給され、非平衡プラズマによる処理がなされた後、処理済液回収タンク5に回収される。   The liquid to be processed containing the generated fine bubbles is supplied from the first processing unit 3A to the second processing unit 4 through the flow path 8 in the same manner as the processing apparatus 1 of the above-described embodiment, and the non-equilibrium plasma is supplied. After the process is performed, the liquid is recovered in the processed liquid recovery tank 5.

本発明によれば、所定の気体はオゾンであり、処理すべき液体は水溶性有害物質を含有する液状感染性廃棄物である。これによって、オゾンによって液状感染性廃棄物を殺菌することができるとともに、微細気泡が消滅する際にオゾンを分解してラジカルを発生させて、このラジカルによって水溶性有害物質を分解除去することができる。   According to the invention, the predetermined gas is ozone and the liquid to be treated is a liquid infectious waste containing water-soluble harmful substances. As a result, liquid infectious waste can be sterilized by ozone, and when fine bubbles disappear, ozone is decomposed to generate radicals, which can decompose and remove water-soluble harmful substances. .

さらに、処理すべき液体には、第1処理部3Aによって直径50μm以下の微細気泡が含有されるので、液体の導電性が向上し、この微細気泡を含有した液体を第2処理部4に供給しても、第2処理部4において安定して放電を行うことができ、非平衡プラズマを安定して発生させることができる。非平衡プラズマによる有害物質の分解除去と微細気泡の消滅に際して生じる有害物質の分解除去との相乗効果によって、少なくとも第1処理部3Aと第2処理部4とを有する設備で、液体中の有害物質を効率よく除去することができる。   Further, since the liquid to be processed contains fine bubbles having a diameter of 50 μm or less by the first processing unit 3A, the conductivity of the liquid is improved, and the liquid containing the fine bubbles is supplied to the second processing unit 4. Even in this case, it is possible to stably discharge in the second processing unit 4 and to stably generate non-equilibrium plasma. Due to the synergistic effect of the decomposition and removal of harmful substances by non-equilibrium plasma and the decomposition and removal of harmful substances generated when the fine bubbles disappear, at least in the equipment having the first processing section 3A and the second processing section 4, harmful substances in the liquid Can be efficiently removed.

上述の実施形態において、アース電極64は円筒状の電極であるが、これに限定されず、平板状または波板状など、他の形状を有する電極であってもよい。   In the above-described embodiment, the ground electrode 64 is a cylindrical electrode, but is not limited thereto, and may be an electrode having another shape such as a flat plate shape or a corrugated plate shape.

また本発明の第2の実施形態において、気泡発生装置22には気体供給装置25Aで生成されたオゾンが供給されているが、これに限定されず、気泡発生装置22には空気などの他の気体が供給されてもよい。   In the second embodiment of the present invention, the bubble generating device 22 is supplied with ozone generated by the gas supply device 25A. However, the present invention is not limited to this. Gas may be supplied.

1,1A 有害物質含有液体処理装置
2 処理液貯留タンク
3,3A 第1処理部
4 第2処理部
5 処理済液回収タンク
22 気泡発生装置
23 圧力反応器
24,24A ポンプ装置
25,25A 気体供給装置
60 非平衡プラズマ発生部
61 第1液体供給部
62 第2液体供給部
63 放電電極
64 アース電極
65 パルス電源装置
66 ハウジング
67a,67b 碍子
68 空気取込口
69 空気排出口
70 気体排出路
71 排気ファン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A Toxic substance containing liquid processing apparatus 2 Processing liquid storage tank 3,3A 1st processing part 4 2nd processing part 5 Processed liquid collection | recovery tank 22 Bubble generator 23 Pressure reactor 24, 24A Pump apparatus 25, 25A Gas supply Device 60 Non-equilibrium plasma generation unit 61 First liquid supply unit 62 Second liquid supply unit 63 Discharge electrode 64 Ground electrode 65 Pulse power supply device 66 Housing 67a, 67b Insulator 68 Air intake port 69 Air exhaust port 70 Gas exhaust channel 71 Exhaust gas fan

Claims (6)

有害物質を含有する処理すべき液体を貯留する液体貯留部と、
前記液体貯留部から供給された液体に、加圧下で所定の気体を供給して、微細気泡を含有させる第1処理部と、
放電によって非平衡プラズマを発生させて、前記第1処理部から供給された微細気泡を含有した液体を処理する第2処理部と、
前記第2処理部で処理された液体を回収する液体回収部とを含むことを特徴とする有害物質含有液体処理装置。
A liquid reservoir for storing a liquid to be treated containing harmful substances;
A first processing unit for supplying a predetermined gas under pressure to the liquid supplied from the liquid storage unit and containing fine bubbles;
A second processing unit that generates non-equilibrium plasma by discharge and processes a liquid containing fine bubbles supplied from the first processing unit;
A toxic substance-containing liquid processing apparatus, comprising: a liquid recovery unit that recovers the liquid processed by the second processing unit.
前記第2処理部は、
上下に延びる線状の放電電極と、
該放電電極に対向して上下に延びるアース電極と、
該放電電極に、非平衡プラズマを発生させるための電力を供給する電源装置と、
該アース電極の上部に設けられ、前記第1処理部から供給された液体を該アース電極の該放電電極に臨む面に供給する第1液体供給部と、
該アース電極の下方に設けられ、該アース電極の該放電電極に臨む面上を流下して非平衡プラズマによって処理された液体を受容し、前記液体回収部に該処理された液体を供給する第2液体供給部と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の有害物質含有液体処理装置。
The second processing unit includes:
Linear discharge electrodes extending vertically;
A ground electrode extending vertically opposite the discharge electrode;
A power supply device for supplying power for generating non-equilibrium plasma to the discharge electrode;
A first liquid supply unit provided on the ground electrode and configured to supply the liquid supplied from the first processing unit to a surface of the ground electrode facing the discharge electrode;
A first liquid is provided below the ground electrode, flows down on the surface of the ground electrode facing the discharge electrode, receives liquid processed by non-equilibrium plasma, and supplies the processed liquid to the liquid recovery section. Two liquid supply units;
The toxic substance-containing liquid processing apparatus according to claim 1, comprising:
前記アース電極の前記放電電極に臨む面に対して、粗面化処理が施されることを特徴とする請求項1または2記載の有害物質含有液体処理装置。   The hazardous substance-containing liquid processing apparatus according to claim 1, wherein a surface roughening treatment is performed on a surface of the ground electrode facing the discharge electrode. 前記所定の気体は不活性ガスであり、前記処理すべき液体はポリ塩化ビフェニルを含有する絶縁油であることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の有害物質含有液体処理装置。   4. The hazardous substance-containing material according to claim 1, wherein the predetermined gas is an inert gas, and the liquid to be treated is an insulating oil containing polychlorinated biphenyl. Liquid processing equipment. 前記所定の気体は純酸素であり、前記処理すべき液体はポリ塩化ビフェニルを含有する絶縁油であることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の有害物質含有液体処理装置。   The hazardous substance-containing liquid according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined gas is pure oxygen, and the liquid to be treated is an insulating oil containing polychlorinated biphenyl. Processing equipment. 前記所定の気体はオゾンであり、前記処理すべき液体は水溶性有害物質を含有する液状感染性廃棄物であることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の有害物質含有液体処理装置。   The harmful gas according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined gas is ozone, and the liquid to be treated is a liquid infectious waste containing a water-soluble harmful substance. Substance-containing liquid processing equipment.
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