JP4762084B2

JP4762084B2 - 放電型水浄化処理装置

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Publication number: JP4762084B2
Application number: JP2006232452A
Authority: JP
Inventors: 崇文飯島; 隆昭村田; 竜太郎牧瀬; 裕二沖田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2026-08-29
Also published as: JP2008055262A

Description

本発明は、本発明は難分解性で有害な有機物を含有する水の浄化に係り、多湿化酸素含有ガス放電内で発生するオゾン、ヒドロキシルラジカル等の活性種を処理水中に溶解させることで難分解性有害有機物を反応分解させて処理する放電型水浄化処理装置に関する。

従来の水の浄化処理方法は塩素処理やオゾン処理が主流である。特にオゾン（Ｏ_３）による処理は残留塩素フリーであり環境負荷の少ないクリーンな処理方法として、上下水処理だけでなくパルプ漂白や半導体洗浄、ゴミ浸出水処理など様々な方面に利用されている。

塩素処理、オゾン処理の両処理方法ともに化学的に高い酸化ポテンシャルを利用して水中に溶存する有機物質を分解して処理を行う。酸化ポテンシャルは塩素が１．４電子ボルトであるのに対しオゾンは２．０７電子ボルトと高い。

しかし、近年、人工由来の難分解性有機物でオゾンでは分解できないダイオキシンや農薬、環境ホルモンといった難分解で有害な有機物処理のニーズが大きい。

ダイオキシンや農薬、環境ホルモンの処理を行うためには、これらの有機物を完全に分解する必要がある。これは、有機物の分子結合で炭素原子同士の結合Ｃ−Ｃの結合エネルギーを上回る酸化ポテンシャルを持つ酸化剤を適用する必要がある。これが可能な酸化剤の一つに活性種であるヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）がある。ヒドロキシルラジカルの酸化ポテンシャルは２．８１ｅＶと塩素やオゾンよりもはるかに高い。すなわち、水処理にヒドロキシルラジカルを適用することでこれまで以上に広い物質に適用できるようになる。

近年、ヒドロキシルラジカルによる処理方法は盛んに研究されており、オゾン／過酸化水素法（特許文献１）やオゾン／紫外線法が主に行われている。前者は放電により生成されるオゾンと市販の過酸化水素を処理水中で反応させ、オゾンが分解されるときにヒドロキシルラジカルが生成されるもので、従来のオゾン発生器をそのまま利用できるという利点があるが、毒劇物である過酸化水素の運搬・貯蔵が問題となっている。また後者のオゾン／紫外線法は処理水中での紫外線透過率が低いことと、紫外線ランプ自身の効率が低いことから、処理効率が上がらないという問題がある。また、オゾン／過酸化水素／紫外線ランプ法も検討されているが、上記のような問題がある（特許文献２）。また、放電によりオゾンと過酸化水素を別々に発生させるという方法があるが、それぞれの放電発生電極と電源を設ける必要があり、初期コストの高騰ならびに装置の大型化という問題がある（特許文献３）。
特開２００１−３１４８８１号公報特開２００１−１７０６７２号公報特開平７−３３４０９号公報

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、装置がシンプルで初期コストが安く、処理効率の高い放電型水浄化処理装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る放電型水浄化処理装置は、処理水が貯水される反応槽と、前記反応槽の下部に設けられ、多孔質または少なくとも１つの開口部を有する誘電体部材を有し、少なくとも一方が前記誘電体部材に接する接地電極および高電圧電極を有する放電部と、前記高電圧電極と前記接地電極にそれぞれ接続される高電圧電源と、前記放電部に近接して設置されるガスバッファ部と、前記ガスバッファ部に接続される多湿化酸素含有ガス製造部と、前記多湿化酸素含有ガス製造部に接続される酸素含有ガス供給部と、前記酸素含有ガス供給部から前記多湿化酸素含有ガス製造部までの間において分岐し、分岐した一方側が前記多湿化酸素含有ガス製造部に接続され、分岐した他方側が前記ガスバッファ部に直接接続される第１の分岐配管と、前記第１の分岐配管の分岐部に設けられ、前記酸素含有ガス供給部からの乾燥酸素含有ガスの供給を前記多湿化酸素含有ガス製造部と前記ガスバッファ部とに分岐させる分岐弁と、前記多湿化酸素含有ガス製造部から前記ガスバッファ部までの間において分岐し、分岐した一方側が前記多湿化酸素含有ガス製造部に接続され、分岐した他方側が前記酸素含有ガス供給部に直接接続される第２の分岐配管と、前記第２の分岐配管の分岐部に設けられ、前記多湿化酸素含有ガス製造部からの多湿化酸素含有ガスと前記酸素ガス供給部からの乾燥酸素含有ガスとを合流させて前記ガスバッファ部に向かわせる合流弁と、を具備することを特徴とする。

上記（１）の発明によれば、反応槽の下部に設けられる、多孔質または少なくとも１つの開口部を有する誘電体部材を、処理水側に少なくとも一つ以上の開口部を持つもしくはメッシュ状の導電性金属である接地電極と少なくとも一つ以上のワイヤもしくはブレード型電極である高電圧電極で挟み、高電圧電極と接地電極間に高電圧を印加することにより、放電が発生する。この放電部には多湿化酸素含有ガス製造部から供給される多湿化酸素含有ガスが流れるため、放電内では活性種であるオゾン、ヒドロキシルラジカル、酸素原子が生成される。本発明では放電部を処理水下部に設けることにより、短寿命であるヒドロキシルラジカルやその他の活性種を寿命内に処理水中に溶解させることで高効率に難分解性有害有機物を処理することができる。とくに、分岐弁と合流弁の開閉をそれぞれ制御することにより、処理水の水質に応じて、オゾン処理とヒドロキシルラジカル処理を切り替えることができる。これにより効率よく難分解性有害有機物含有水の処理ができるようになる。

（２）上記（１）の放電部は、少なくとも１つの開口部を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属である接地電極と、前記接地電極から一定の距離をおいて配置されるワイヤ状またはブレード状の高電圧電極と、を具備し、前記接地電極および前記高電圧電極のうちの少なくとも一方が前記誘電体部材で覆われていることが好ましい。このようにすると、処理水の近傍で放電を発生させることが可能となる。このことにより短寿命の活性種を寿命内に処理水中に溶解させることができるため、高効率に難分解性有害有機物の処理ができるようになる。

（３）上記（１）の放電部は、前記誘電体部材に接し、前記誘電体部材の処理水と反対側に少なくとも一方が前記誘電体部材に覆われる少なくとも一対の高電圧電極と接地電極を具備することが好ましい。このような高電圧電極と接地電極との間に高電圧を印加すると、印加した電圧に依存することなく常に一定の放電長を得ることができるようになる。このことにより活性種の発生量制御がしやすくなり、高効率処理が可能となる。

（４）上記（１）の接地電極は、前記誘電体部材に接し、前記誘電体部材の処理水側に設けられ、少なくとも１つの開口部を有する導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなり、前記高電圧電極は、前記誘電体部材に対して接地電極と反対側に前記誘電体部材から一定距離を置いて配置される少なくとも１つの開口部を有するか又は導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなることが好ましい。このような高電圧電極と接地電極との間に高電圧を印加すると、高電圧電極と誘電体部材の間の全域に放電を発生させることが可能となる。場合によっては、高電圧電極を誘電体部材に接して配置し、誘電体部材から一定の距離を開けて接地電極を配置しても良い。これにより、より広い面積での放電の発生が可能となることから、高効率処理が可能となる。

（５）上記（１）の誘電体部材は、球状または粒子状の誘電体材料を有し、少なくとも１つの開口部を有し、前記接地電極は、前記誘電体部材に接し、前記誘電体部材の処理水側に設けられ、少なくとも１つの開口部を有する導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなり、前記高電圧電極は、前記誘電体部材に接し、接地電極と反対側に設けられる少なくとも１つの開口部を有する導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなることが好ましい。このようにすると、処理水の直近で放電を発生させることができるようになる。これにより、短寿命である活性種を寿命内に処理水中に溶解させることができるようになる。このことから、高効率処理が可能となる。

（６）上記（１）〜（５）のいずれかにおいて、酸素含有ガス供給部からの乾燥酸素含有ガスの供給量と前記多湿化酸素含有ガス製造部からの多湿酸素含有ガスの供給量とをそれぞれ制御する制御手段をさらに有することが好ましい。放電部に乾燥酸素含有ガスと多湿酸素含有ガスを任意に切り替えることにより、処理水中の有機物がオゾンで処理できる一般有機物とオゾンでは処理できない難分解性有害有機物が混在する場合、先に、乾燥酸素含有ガスにより放電部でオゾンを生成して一般有機物を処理し、その後多湿酸素含有ガスにより放電部でヒドロキシルラジカルを生成して難分解性有害有機物を処理できるようになる。これにより、効率よく難分解性有害有機物含有水の処理ができるようになる。

（７）上記（１）〜（５）のいずれかにおいて、多湿化酸素含有ガス製造部は、前記酸素ガス供給部からの乾燥酸素含有ガスを水中に曝気させることにより多湿化させることが好ましい。多湿化酸素含有ガス製造部において、乾燥酸素含有ガスを一旦、水に通すことにより簡単に多湿化酸素含有ガスを得ることができる。これにより簡単な装置構成で多湿化酸素含有ガスの製造が可能となる。

（８）上記（７）において、前記多湿化酸素含有ガス製造部の周囲または内部に設けられた加熱機構さらにを有することが好ましい。このようにすると、常温の飽和水蒸気量以上の高湿度酸素含有ガスを製造できるようになる。これによりヒドロキシルラジカルの生成量が増加するので、迅速に処理水を処理できるようになる。

（９）上記（１）〜（５）のいずれかにおいて、前記多湿化酸素含有ガス製造部と前記ガスバッファ部との間に設けられた断熱機構または加熱機構をさらに有することが好ましい。このようにすると、多湿化酸素含有ガス製造部で製造された多湿化酸素含有ガスを結露させることなく放電部に送気させることが可能となる。これにより、高効率にヒドロキシルラジカルを生成できるようになるので、高効率処理が可能となる。

（１０）上記（１）〜（５）のいずれかにおいて、ガスバッファ部は断熱機構をさらに有することが好ましい。このようにすると、多湿化酸素含有ガス製造部で製造された多湿化酸素含有ガスをガスバッファ内で結露させることなく放電部に送気させることが可能となる。これにより、高効率にヒドロキシルラジカルを生成できるようになるので、高効率処理が可能となる。

（１１）上記（１）〜（５）のいずれかにおいて、前記反応槽、前記接地電極、前記高電圧電極および前記ガスバッファ部は、耐腐食性金属からなることが好ましい。このようにすると、常に多湿条件化にさらされている前記金属性物質の耐久時間を長くすることができる。これにより装置のメンテナンスコストを低下させることが可能となるので、安価で信頼性の高い装置の提供が可能となる。

本発明によれば、酸化ポテンシャルが高い活性種で特にヒドロキシルラジカルを放電により直接発生させ、瞬時に処理水中に溶解させ、処理水中に溶解する難分解性有害有機物を反応処理することができ、処理効率を高めることができる。これにより、装置がシンプルで初期コストが安く、処理効率の高い放電型水浄化処理装置が提供される。

以下、添付の図面を参照して本発明の種々の実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る放電型水浄化処理装置１は、反応槽１１、放電部１２、高電圧電源１３、ガスバッファ部１４、多湿化酸素含有ガス製造部１５、酸素含有ガス供給部１６および制御部４０を備えている。反応槽１１内には所定量の処理水１７が収容されている。処理水１７は図示しない供給配管を通って反応槽１１の上部から供給されるようになっている。

放電部１２は反応槽１１の下部に設けられ、処理水１７のなかに浸漬されている。さらに放電部１２の処理水１７と反対側にガスバッファ部１４が設置される。なお、場合によっては、放電部１２およびガスバッファ部１４を反応槽１１の側面に取り付けてもよいし、あるいはこれらを反応槽１１内の一部として取り付けてもよい。放電部１２の数は１つのみに限られず、処理水１７の水量に応じて反応槽１１内に複数個を設けてもよい。例えば、反応槽１１が直方体の容器である場合は、その下部の四隅のそれぞれに放電部を設置することが望ましい。このようにすると処理効率が大幅に向上する。

放電部１２は、誘電体部材１８、接地電極１９および高電圧電極２０を備えている。誘電体部材１８は、通気性をもつ多孔質板を用いるか、または少なくとも１つの開口部２４を有する有孔板を用いる。

接地電極１９は、誘電体部材１８の上面に接し、誘電体部材１８の処理水１７に近い側に取り付けられている。接地電極１９は、導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなり、１つ又は複数の開口部２４を有する。

高電圧電極２０は、誘電体部材１８の下面に接し、接地電極１９と反対側に取り付けられている。高電圧電極２０は、少なくとも１本のワイヤまたはブレードからなる。ブレード状の高電圧電極２０は、ほぼ一定長の横幅と縦幅を有し、幅狭の横幅が誘電体部材１８の下面に当接し、かつ幅広の縦幅が電極の高さとなるように誘電体部材１８に取り付けられている。誘電体部材１８、接地電極１９、高電圧電極２０は、本実施の形態に限られることなく、それぞれ他の形態とすることができる。ここで、反応槽１１の内壁、接地電極１９、高電圧電極２０およびガスバッファ部１４の内壁は、それぞれ耐腐食性金属、特にステンレス鋼でつくられることが好ましい。

酸素含有ガス供給部１６から供給される乾燥酸素含有ガス２２は、多湿化酸素含有ガス製造部１５内の散気部２９を通して多湿用水２８に曝気される。曝気されたガスは多湿化酸素含有ガス２３となり、ガスバッファ部１４に一旦滞留した後に、高電圧電極２０の近傍を通過し、誘電体部材１８を通過し、さらに接地電極１９の開口部２４を通過した後に、処理水中に曝気される。高電圧電極２０と接地電極１９との間に高電圧電源１３から高電圧（例えば５〜２０ｋＶ）が印加されると、高電圧電極２０の近傍では放電が発生する。この放電領域を多湿化酸素ガス２３が通過する時、下式（１）〜（４）の反応により、オゾン、ヒドロキシルラジカル（・OH）および酸素原子が生成される。

・オゾン（O₃）の生成反応
e + O₂ → O(¹D) + O(³P) + e …（１）
O(³P) + O₂ + M → O₃ + M …（２）
・ヒドロキシルラジカル（・OH）の生成反応
e + H₂O → ・OH + ・H + e …（３）
O(¹D) + H₂O → ・OH + ・OH …（４）
上式（１）〜（４）において、オゾン、酸素原子で励起状態のO(¹D)、基底状態のO(³P)、ヒドロキシルラジカルは、それぞれ活性種であり、有機物との反応速度が速い。特に、ヒドロキシルラジカルは上記の活性種の中でも最も反応性に富み、有機物を二酸化炭素にまで反応させることができる。しかし、ヒドロキシルラジカルは反応性が高いがゆえに寿命も短く、一般的に大気圧では数１００マイクロ秒程度と言われている。これらを処理水１７中に溶解させることにより、処理水１７中の難分解性有害有機物を処理する。本構成では処理水の近くで放電を発生させることから短寿命のヒドロキシルラジカルを瞬時に処理水中に溶解させることができ、高効率処理が可能となる。

本実施の形態によれば、処理水中又はその近傍で放電を発生させることにより、酸化ポテンシャルが高い活性種を直接生成する。活性種は他の物質との反応性に富むため短寿命であるが、反応槽内に放電部を設けることで短寿命な活性種を寿命内に処理水中に溶解させることができる。これにより高効率処理が可能となる。

（第２の実施の形態）
次に、図２を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ａは、円筒状の放電部１２Ａを備えている。円筒状の放電部１２Ａの内部にはガスバッファ部１４Ａが形成されている。放電部１２Ａは、多孔質もしくは少なくとも１つ以上の開口部２４を有する誘電体部材１８Ａと、誘電体部材１８Ａに接し、誘電体部材の処理水側に設けられる少なくとも一つ以上の開口部２４を持つ導電性金属もしくはメッシュ状の導電性金属からなる接地電極１９Ａと、誘電体部材１８Ａに接し、接地電極１９Ａと反対側に設けられるワイヤまたはブレードからなる高電圧電極２０Ａとを備えている。

これらの誘電体部材１８Ａ、接地電極１９Ａ、高電圧電極２０Ａは、それぞれどの形態をとってもよい。また、用途に応じて高電圧電極２０Ａは誘電体により覆われていてもよい。また、高電圧電極２０Ａの電極部の内部に圧損を得るための圧損機構を設けてもよい。ここで、反応槽１１と接地電極１９Ａと、高電圧電極２０Ａは耐腐食性金属で特にステンレス製であることが好ましい。本実施形態の装置１Ａでは高電圧電源１３からの高電圧用配線は一つの高電圧電極２０Ａのみの接続を示しているが、実際には全ての高電圧電極２０Ａに接続されている。なお、多湿化酸素含有ガス２３は円筒状の放電部１２Ａの端部または一部から導入される。このような構成とすることにより、高電圧電極２０Ａと誘電体部材１８Ａとの間に発生する放電内で生成される活性種は処理水１７のなかへ瞬時に溶解することができ、高効率処理が可能となる。

（第３の実施の形態）
次に、図３を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｂでは、放電部１２Ｂとガスバッファ部１４Ｂの構成を変えている。放電部１２Ｂは、処理水１７の下部に少なくとも一つ以上の開口部２４を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる接地電極１９Ｂと、この接地電極１９Ｂから一定の距離をおいて配置される少なくとも１本のワイヤまたはブレード状の高電圧電極２０Ｂとを備えている。接地電極１９Ｂおよび高電圧電極２０Ｂの両方、または接地電極１９Ｂおよび高電圧電極２０Ｂのいずれか一方は、誘電体部材１８Ｂで覆われている。

なお、放電部１２Ｂおよびガスバッファ部１４Ｂは、反応槽１１の側面や反応槽１１内の一部に設けてもよい。また、放電部１２Ｂは、処理水１７の量に応じて反応槽１１内に複数個設けてもよい。例えば反応槽１１が直方体である場合は、４つの放電部１２Ｂを反応槽１１の各隅角部から中央部までの対角線のほぼ中間位置にそれぞれ配置することができる。ここで、反応槽１１、接地電極１９Ｂおよび高電圧電極２０Ｂは、耐腐食性金属からなることが好ましく、特にステンレス鋼からなることが好ましい。

本実施形態の装置１Ｂの放電部１２Ｂにおいて、放電は高電圧電極２０Ｂと接地電極１９Ｂとの間に発生する。すなわち、処理水１７の近傍において放電が発生することから、放電内で生成される活性種を寿命内に処理水１７中に溶解させることができる。これにより高効率処理が可能になる。

（第４の実施の形態）
次に、図４を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｃでは、放電部１２Ｃとガスバッファ部１４Ｃの構成を変えている。放電部１２Ｃは、処理水１７の下部に少なくとも一つの開口部２４を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる円筒状の接地電極１９Ｃと、この接地電極１９Ｃから一定の距離をおいて配置される少なくとも１本のワイヤまたはブレード状の高電圧電極２０Ｃと、を備えている。接地電極１９Ｃおよび高電圧電極２０Ｃの両方、または接地電極１９Ｃおよび高電圧電極２０Ｃのいずれか一方は誘電体部材１８Ｃで覆われている。

なお、高電圧電極２０Ｃの電極部の内部に圧損を得るための圧損機構を設けるようにしてもよい。反応槽１１、接地電極１９Ｃおよび高電圧電極２０Ｃは、耐腐食性金属からなることが好ましく、特にステンレス鋼からなることが好ましい。

また、多湿化酸素含有ガス２３は円筒状の放電部の端部または一部から供給される。また、誘電体部材１８Ｃが接地電極１９Ｃの側に付く場合には、誘電体部材１８Ｃは多孔質または少なくとも１つの開口部を持つ構造とする。

本実施形態の装置１Ｃの放電部１２Ｃにおいて、放電は高電圧電極２０Ｃと接地電極１９Ｃとの間に発生する。すなわち、処理水１７の近傍において放電が発生することから、放電内で生成される活性種を寿命内に処理水１７中に溶解させることができる。これにより高効率処理が可能になる。

（第５の実施の形態）
次に、図５を参照して本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｄでは、放電部１２Ｄの構成を変えている。放電部１２Ｄは、処理水１７の下部に設けられる多孔質または少なくとも１つの開口部を持つ誘電体部材１８Ｄと、誘電体部材１８Ｄに接し、誘電体部材１８Ｄの処理水１７と反対側に設けられ、少なくとも一方が誘電体部材１８ｄにより覆われる少なくとも一対以上の高電圧電極２０Ｄおよび接地電極１９Ｄと、を備えている。高電圧電極２０Ｄと接地電極１９Ｄとは１つおきに互い違いに配置されている。この互い違いの配置において、両端に配置される電極は接地電極１９Ｄであることが好ましい。

なお、放電部１２Ｄおよびガスバッファ部１４Ｄは反応槽１１の側面に配置するようにしてもよい。また、処理水１７の量に応じて複数個の放電部１２Ｄを反応槽１１内に設置するようにしてもよい。ここで、反応槽１１、接地電極１９Ｄ、高電圧電極２０Ｄおよびガスバッファ部１４Ｄは、耐腐食性金属からなることが好ましく、特にステンレス鋼からなることが好ましい。

本実施形態の装置１Ｄの放電部１２Ｄにおいて、高電圧電極２０Ｄと接地電極１９Ｄとの間に発生する放電の放電長は、印加電圧に依存することなく常に一定となる。これにより活性種の発生量制御がよりしやすくなることから高効率処理が可能となる。

（第６の実施の形態）
次に、図６を参照して本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｅでは、放電部１２Ｅとガスバッファ部１４Ｅの構成を変えている。処理水１７の下部に少なくとも１つの円筒状の放電部１２Ｅが設置される。本実施形態の装置１Ｅでは、ガスバッファ部１４Ｅは円筒状の放電部１２Ｅの内部に設けられる。放電部１２Ｅは、多孔質または少なくとも１つの開口部２４を持つ誘電体部材１８Ｅと、誘電体部材１８Ｅに接し、誘電体部材１８Ｅの処理水１７と反対側に設けられ、少なくとも一方が誘電体部材１８ｅにより覆われる少なくとも一対以上の高電圧電極２０Ｅおよび接地電極１９Ｅと、を備えている。

なお、高電圧電極２０Ｅの電極部の内部に圧損を得るための圧損機構を設けるようにしてもよい。反応槽１１、接地電極１９Ｅおよび高電圧電極２０Ｅは、耐腐食性金属からなることが好ましく、特にステンレス鋼からなることが好ましい。なお、図示では高電圧電源１３からの高電圧用配線は、一つの高電圧電極２０Ｅのみに接続されているが、実際には全ての高電圧電極２０Ｅに接続される。接地電極１９Ｅについても同様である。なお、多湿化酸素含有ガス２３は円筒状の放電部１２Ｅの端部または一部から導入される。

本実施形態の装置１Ｅによれば、高電圧電極２０Ｅと接地電極１９Ｅとの間で発生する放電の放電長は、印加電圧に依存することなく常に一定となる。これにより活性種の発生量制御がよりしやすくなることから高効率処理が可能となる。

（第７の実施の形態）
次に、図７を参照して本発明の第７の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｆでは、放電部１２Ｆの構成を変えている。放電部１２Ｆは、処理水１７の下部に設けられる多孔質または少なくとも一つの開口部を持つ誘電体部材１８Ｆと、この誘電体部材１８Ｆに接し、誘電体部材１８Ｆの処理水１７側に設けられ、少なくとも一つの開口部を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる接地電極１９Ｆと、誘電体部材１８Ｆに対向するように接地電極１９Ｆと反対側に誘電体部材１８Ｆからスペーサ２６により一定距離を置いて配置される少なくとも一つの開口部を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる高電圧電極２０Ｆと、を備えている。なお、放電部１２Ｆおよびガスバッファ部１４Ｆは、反応槽１１の側面や反応槽１１内の一部に設けてもよい。また、処理水１７の量に応じて複数個の放電部１２Ｆを反応槽１１内に設けてもよい。

本実施形態の放電部１２Ｆにおいて、高電圧電極２０Ｆと誘電体部材１８Ｆとの間の全域に放電を発生させることが可能となることから、効率よく活性種を生成させることが可能となる。このことから、高効率処理を実現できる。

（第８の実施の形態）
次に、図８を参照して本発明の第８の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｇでは、放電部１２Ｇの構成を変えている。放電部１２Ｇは、処理水１７下部に設けられ、多孔質または少なくとも一つの開口部を持つ誘電体部材１８Ｇと、誘電体部材１８Ｇに接し、誘電体部材１８Ｇの処理水１７と反対側に設けられ、少なくとも一つの開口部を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる高電圧電極２０Ｇと、誘電体部材１８Ｇに対抗するように高電圧電極２０Ｇと反対側に誘電体部材１８Ｇからスペーサ２６により一定距離を置いて配置される少なくとも一つの開口部を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる接地電極１９Ｇと、を備えている。処理水１７の量に応じて複数個の放電部１２Ｇを反応槽１１内に設けてもよい。

本実施形態の装置１Ｇでは、放電部１２Ｇにおいて接地電極１９Ｇと誘電体部材１８Ｇとの間の全域にわたって放電を発生させることができ、効率よく活性種を生成させることが可能になる。このことから高効率処理を実現できる。

（第９の実施の形態）
次に、図９を参照して本発明の第９の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｈでは、放電部１２Ｈおよびガスバッファ部１４Ｈの構成を変えている。すなわち、処理水１７の下部に少なくとも１つの円筒状の放電部１２Ｈが設けられ、この円筒状放電部１２Ｈの内部にガスバッファ部１４Ｈが配置される。放電部１２Ｈは、多孔質または少なくとも１つの開口部を持つ誘電体部材１８Ｈと、誘電体部材１８Ｈに接し、誘電体部材１８Ｈの処理水１７側に設けられ、少なくとも１つの開口部２４を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる接地電極１９Ｈと、接地電極１９Ｈとは反対側において誘電体部材１８Ｈに対向するように誘電体部材１８Ｈからスペーサ２６により一定距離を置いて配置される少なくとも１つの開口部を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる高電圧電極２０Ｈと、を備えている。処理水１７の量に応じて複数個の放電部１２Ｈを反応槽１１内に設けてもよい。

本実施形態の装置１Ｈにおいても、接地電極１９Ｈと誘電体部材１８Ｈとの間の全域にわたって放電を発生させることができ、効率よく活性種を生成させることが可能になり、高効率処理を実現できる。

（第１０の実施の形態）
次に、図１０を参照して本発明の第１０の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｍでは、放電部１２Ｍおよびガスバッファ部１４Ｍの構成を変えている。本実施形態においても処理水１７の下部に少なくとも１つの円筒状の放電部１２Ｍが配置され、ガスバッファ部１４Ｍは円筒状放電部１２Ｍの内部に設けられる。放電部１２Ｍは、多孔質または少なくとも１つの開口部２４を持つ誘電体部材１８Ｍと、誘電体部材１８Ｍに接し、誘電体部材１８Ｍの処理水１７と反対側に設けられ、少なくとも１つの開口部２４を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる高電圧電極２０Ｍと、高電圧電極２０Ｍとは反対側において誘電体部材１８Ｍに対向するようにスペーサ２６により誘電体部材１８Ｍから一定距離を置いて配置される少なくとも１つの開口部２４を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる接地電極１９Ｍと、を備えている。処理水１７の量に応じて複数個の放電部１２Ｍを反応槽１１内に設けてもよい。なお、多湿化酸素含有ガス２３は円筒状の放電部１２Ｍの端部または一部から導入される。

本実施形態の装置１Ｍにおいても、接地電極１９Ｍと誘電体部材１８Ｍとの間の全域にわたって放電を発生させることができ、効率よく活性種を生成させることが可能になり、高効率処理を実現できる。

（第１１の実施の形態）
次に、図１１を参照して本発明の第１１の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｎでは、放電部１２Ｎの構成を変えている。放電部１２Ｎは、処理水１７の下部に設けられ、球状または粒子状の誘電体材料が充填された少なくとも１つの誘電体部材１８Ｎと、誘電体部材１８Ｎに接し、誘電体部材１８Ｎの処理水１７側に設けられ、少なくとも１つの開口部を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる接地電極１９Ｎと、接地電極１９Ｎと反対側において誘電体部材１８Ｎに接する少なくとも１つの開口部を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる高電圧電極２０Ｎと、を備えている。本実施形態の誘電体部材１８Ｎは、球状または粒子状の多数の誘電体材料がケース内に詰め込まれるか、あるいは球状または粒子状の多数の誘電体材料がバラバラにならないように一体成型された所謂パックド・ベッド（packed bed）である。球状または粒子状の誘電体材料には例えばチタン酸バリウムのような高誘電材料を用いることができる。

本実施形態の装置１Ｎによれば、放電は、高電圧電極２０Ｎからパックド・ベッドの誘電体部材１８Ｎの表面に沿って進展し、接地電極１９Ｎへ延びる。これにより処理水１７の直近で放電を発生させることができ、活性種をさらに効率よく処理水１７中に溶解させることが可能になる。

（第１２の実施の形態）
次に、図１２を参照して本発明の第１２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｐでは、放電部１２Ｐの構成を変えている。放電部１２Ｐは、処理水１７の下部に設けられ、球状または粒子状の誘電体材料が充填された少なくとも１つの円筒状の誘電体部材１８Ｐと、誘電体部材１８Ｐに接し、誘電体部材１８Ｐの処理水１７側に設けられ、少なくとも１つの開口部を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる接地電極１９Ｐと、接地電極１９Ｐと反対側において誘電体部材１８Ｐに接する少なくとも１つの開口部を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなる高電圧電極２０Ｐと、を備えている。本実施形態の誘電体部材１８Ｐは、球状または粒子状の多数の誘電体材料がケース内に詰め込まれるか、あるいは球状または粒子状の多数の誘電体材料がバラバラにならないように一体成型された所謂パックド・ベッド（packed bed）である。なお、多湿化酸素含有ガス２３は円筒状の放電部１２Ｐの端部または一部から導入される。

本実施形態の装置１Ｐによれば、放電は、高電圧電極２０Ｐからパックド・ベッドの誘電体部材１８Ｐの表面を伝わって発生することから、処理水１７の近くに放電を発生させることができ、短寿命の活性種を瞬時に処理水１７中に溶解させることが可能になる。

（第１３の実施の形態）
次に、図１３を参照して本発明の第１３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｑは、ガス流の進行方向で、ガスバッファ部１４以降の下流側の構成は図１から図１２までに示した装置１〜１Ｐのいずれかと同じである。装置１Ｑでは、酸素含有ガス供給部１６は、ラインＬ３，Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ５により多湿化酸素含有ガス製造部１５およびガスバッファ部１４のそれぞれに接続される。すなわち、酸素含有ガス供給部１６は、ラインＬ３，Ｌ３１を介して多湿化酸素含有ガス製造部１５に接続されるとともに、ラインＬ３，Ｌ３２，Ｌ５を介してガスバッファ部１４に直接接続されている。

酸素含有ガス供給部１６からの供給ラインＬ３は、２つのラインＬ３１とＬ３２とに分岐している。この分岐部分に分岐弁２７ａが取り付けられている。また、多湿化酸素含有ガス製造部１５からの供給ラインＬ４は、ガスバッファ部１４へ向かうラインＬ３２〜Ｌ５に合流している。この合流部分に合流弁２７ｂが取り付けられている。これらの分岐弁２７ａおよび合流弁２７ｂは、制御部４０Ｑによって弁の開度がそれぞれ調整されるようになっている。なお、分岐弁２７ａと合流弁２７ｂは任意の要素であり、省略してもよい。ラインＬ３，Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ５の配管と弁２７ａ，２７ｂは耐腐食性金属からなることが好ましく、特にステンレス鋼からなることが好ましい。

酸素含有ガス供給部１６からの乾燥酸素含有ガスは、分岐弁２７ａにて分岐され、一方側はラインＬ３１を通って多湿化酸素含有ガス製造部１５に入って多湿化され、他方側はラインＬ３１〜Ｌ５を通ってガスバッファ部１４へ直接送られる。

一方、多湿化酸素含有ガス製造部１５で生成された多湿化酸素含有ガス２３は、合流弁２７ｂにおいてラインＬ３２からの乾燥酸素含有ガスと合流して混合され、ラインＬ５を通ってガスバッファ部１４へ送られる。

本実施形態の装置１Ｑによれば、乾燥酸素含有ガス２２と多湿化酸素含有ガス２３とを任意に切り替えて放電部１２Ｑに供給することができる。これにより、処理水１７の水質でオゾン処理が可能な有機物のみもしくはオゾンで処理できる有機物とヒドロキシルラジカルでなければ処理できない難分解性有害有機物が混入している処理水の場合、乾燥酸素含有ガス２２を放電に通過させ、オゾンを発生させることで最初にオゾンで処理した後、多湿化酸素含有ガス２３によりヒドロキシルラジカルを発生させて処理することが可能となる。場合によっては、分岐弁１７ａと合流弁１７ｂの開度をそれぞれ調整し、酸素含有ガス２２と多湿化酸素含有ガス２３の混合比を調整して活性種の生成量を制御するようにしてもよい。こうすることにより、処理水１７を効率よく処理できるようになり、高効率処理が可能となる。

次に、図１４のタイミングチャートを参照して第１３の実施形態の装置１Ｑを用いて処理水１７を浄化処理する場合を説明する。

水浄化処理装置１Ｑの各所に設けられたセンサ（図示せず）から各種の検出信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が入力されると、制御部４０Ｑは時間ｔ１のタイミングに弁２７ａ，２７ｂのラインＬ３２側の流路を開け、酸素含有ガス供給部１６からガスバッファ部１４へ乾燥酸素含有ガス２２を流量Ｖ１で供給を開始させる。このときのガス流量Ｖ１は一定とする。時間ｔ２のタイミングで弁２７ａ，２７ｂを閉じ、ガスバッファ部１４への乾燥酸素含有ガス２２の供給を停止する。なお、ガス供給時間ｔ１〜ｔ２は、処理水量、水中の有機物濃度、放電電力、ガス流量などに応じて適宜に設定される。

次いで、制御部４０Ｑは、時間ｔ３のタイミングに分岐弁２７ａのラインＬ３１側の流路を開けるとともに、合流弁２７ｂのラインＬ４側の流路を開け、酸素含有ガス供給部１６から多湿化酸素含有ガス製造部１５へ乾燥酸素含有ガス２２を流量Ｖ２で供給を開始し、散気部２９のガスバブリングにより多湿化酸素含有ガス２３を生成する。このときのガス流量Ｖ２は一定とする。生成された多湿化酸素含有ガス２３は、多湿化酸素含有ガス製造部１５からラインＬ４、分岐弁２７ｂ、ラインＬ５を通って処理槽１１のガスバッファ部１４へ供給される。時間ｔ４のタイミングで弁２７ａ，２７ｂを閉じ、ガスバッファ部１４への多湿化酸素含有ガス２３の供給を停止する。なお、ガス供給時間ｔ３〜ｔ４及びインターバル時間ｔ２〜ｔ３は、処理水量、水中の有機物濃度、放電電力、ガス流量などに応じて適宜に設定される。また、ガス流量Ｖ１，Ｖ２は、処理槽１１内の水量に応じて適宜調整される。

次に、図１５のタイミングチャートを参照して上記と異なる方法で処理水１７を浄化処理する場合を説明する。

水浄化処理装置１Ｑの各所に設けられたセンサ（図示せず）から各種の信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が入力されると、制御部４０Ｑは時間ｔ１のタイミングに弁２７ａ，２７ｂの流路を開け、酸素含有ガス供給部１６からガスバッファ部１４へ乾燥酸素含有ガス２２を一定の流量Ｖ１で供給させるとともに、酸素含有ガス供給部１６から多湿化酸素含有ガス製造部１５へ乾燥酸素含有ガス２２の流量を徐々に増加させながら供給させる。

時間ｔ２のタイミングから弁２７ａの開度を徐々に小さくし、ガスバッファ部１４への乾燥酸素含有ガス２２の供給量を漸減させる。また、時間ｔ３のタイミングから弁２７ａの開度を徐々に大きくするか、および／または酸素含有ガス供給部１６からの流量を増大させることにより、乾燥酸素含有ガス２２を一定の流量Ｖ２で多湿化酸素含有ガス製造部１５へ供給する。時間ｔ４のタイミングで弁２７ａ，２７ｂを閉じ、ガスバッファ部１４への乾燥酸素含有ガス２２および多湿化酸素含有ガス２３の供給をともに停止する。なお、一定ガス量供給時間ｔ１〜ｔ２、漸減ガス量供給時間ｔ２〜ｔ４、漸増ガス量供給時間ｔ１〜ｔ３、一定ガス量供給時間ｔ３〜ｔ４、は、処理水量、水中の有機物濃度、放電電力、ガス流量などに応じてそれぞれ適宜に設定される。

（第１４の実施の形態）
次に、図１６を参照して本発明の第１４の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｒでは、多湿化酸素含有ガス製造部１５の構成を変えている。すなわち、多湿化酸素含有ガス製造部１５の外周にコイル状の加熱機構３０が巻きつけられ、加熱機構３０によって外側から多湿化酸素含有ガス製造部１５内の多湿化酸素含有ガスが加熱されるようになっている。なお、加熱機構３０は多湿化酸素含有ガス製造部１５の内部に設置してもよい。

本実施形態の装置１Ｒの多湿化酸素含有ガス製造部１５によれば、常温での飽和水蒸気量以上の水分量を有する多湿化酸素含有ガス２３を生成できるようになる。これによりヒドロキシルラジカルの生成量を増加させることができるようになり、高速かつ高効率の処理が可能になる。

（第１５の実施の形態）
次に、図１７を参照して本発明の第１５の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｓでは、多湿化酸素含有ガス供給部１５からガスバッファ部１４までの間のラインＬ２を断熱機構３１により覆っている。断熱機構３１で被覆されたラインＬ２に加えて上述の加熱機構３０をさらに設けることもできる。

本実施形態の装置１Ｓによれば、多湿化酸素含有ガス製造部１５で製造された多湿化酸素含有ガス２３を結露させることなく放電部１２に送ることが可能になる。これにより、高効率にヒドロキシルラジカルを生成できるようになり、高効率処理が可能になる。

（第１６の実施の形態）
次に、図１８を参照して本発明の第１６の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態が上記の実施の形態と重複する部分の説明は省略する。

本実施形態の装置１Ｔでは、ラインＬ２の断熱機構３１の他にさらにガスバッファ部１４の周囲に断熱機構４１を設けている。断熱機構３１，４１により、多湿化酸素含有ガス２３を結露させることなく放電部１２に送気させることができる。

本実施形態の装置１Ｔによれば、高効率にヒドロキシルラジカルを生成できるようになり、高効率処理が可能になる。

以上、種々の実施の形態を挙げて説明したが、本発明は上記各実施の形態のみに限定されるものではなく、種々変形および組み合わせることが可能である。

本発明は、難分解性で有害な有機物を含有する水を浄化するための放電型水浄化処理装置に利用することができる。このような放電型水浄化処理装置は、多湿化酸素含有ガス放電内で発生するオゾン、ヒドロキシルラジカル等の活性種を処理水中に溶解させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る放電型水浄化処理装置を示す概略ブロック断面図。第２の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第３の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第４の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第５の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第６の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第７の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第８の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第９の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第１０の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第１１の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第１２の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第１３の実施の形態の放電型水浄化処理装置の全体を示す概略ブロック断面図。ガス供給動作を示すタイミングチャート。他のガス供給動作を示すタイミングチャート。第１４の実施の形態の放電型水浄化処理装置の要部を示す概略ブロック断面図。第１５の実施の形態の放電型水浄化処理装置の全体を示す概略ブロック断面図。第１６の実施の形態の放電型水浄化処理装置の全体を示す概略ブロック断面図。

符号の説明

１，１Ａ〜１Ｈ，１Ｍ，１Ｎ，１Ｐ，１Ｑ，１Ｒ，１Ｓ，１Ｔ…放電型水浄化処理装置、
１１…反応槽、１１ａ…上部、１１ｂ…下部、
１２，１２Ａ〜１２Ｈ，１２Ｍ，１２Ｐ…放電部、
１３…高電圧電源、１４…ガスバッファ部、
１５…多湿化酸素含有ガス製造部、
１６…酸素含有ガス供給部、１７…処理水、
１８…誘電体部材部材、１９…接地電極、２０…高電圧電極、
２２…酸素含有ガス、２３…多湿化酸素含有ガス、
２４…開口部、２５…誘電体部材、２６…スペーサ、
２７ａ…分岐弁、２７ｂ…合流弁、
２８…多湿用水、２９…散気部、
３０…加熱機構、３１…断熱機構、
４０，４０Ｑ，４０Ｓ，４０Ｔ…制御部、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…ライン。

Claims

処理水が貯水される反応槽と、
前記反応槽の下部に設けられ、多孔質または少なくとも１つの開口部を有する誘電体部材を有し、少なくとも一方が前記誘電体部材に接する接地電極および高電圧電極を有する放電部と、
前記高電圧電極と前記接地電極にそれぞれ接続される高電圧電源と、
前記放電部に近接して設置されるガスバッファ部と、
前記ガスバッファ部に接続される多湿化酸素含有ガス製造部と、
前記多湿化酸素含有ガス製造部に接続される酸素含有ガス供給部と、
前記酸素含有ガス供給部から前記多湿化酸素含有ガス製造部までの間において分岐し、分岐した一方側が前記多湿化酸素含有ガス製造部に接続され、分岐した他方側が前記ガスバッファ部に直接接続される第１の分岐配管と、
前記第１の分岐配管の分岐部に設けられ、前記酸素含有ガス供給部からの乾燥酸素含有ガスの供給を前記多湿化酸素含有ガス製造部と前記ガスバッファ部とに分岐させる分岐弁と、
前記多湿化酸素含有ガス製造部から前記ガスバッファ部までの間において分岐し、分岐した一方側が前記多湿化酸素含有ガス製造部に接続され、分岐した他方側が前記酸素含有ガス供給部に直接接続される第２の分岐配管と、
前記第２の分岐配管の分岐部に設けられ、前記多湿化酸素含有ガス製造部からの多湿化酸素含有ガスと前記酸素ガス供給部からの乾燥酸素含有ガスとを合流させて前記ガスバッファ部に向かわせる合流弁と、
を具備する放電型水浄化処理装置。
前記放電部は、少なくとも１つの開口部を持つ導電性金属またはメッシュ状の導電性金属である接地電極と、前記接地電極から一定の距離をおいて配置されるワイヤ状またはブレード状の高電圧電極と、を具備し、
前記接地電極および前記高電圧電極のうちの少なくとも一方が前記誘電体部材で覆われていることを特徴とする請求項１記載の装置。
前記放電部は、前記誘電体部材に接し、前記誘電体部材の処理水と反対側に少なくとも一方が前記誘電体部材に覆われる少なくとも一対の高電圧電極と接地電極を具備することを特徴とする請求項１記載の装置。
前記接地電極は、前記誘電体部材に接し、前記誘電体部材の処理水側に設けられ、少なくとも１つの開口部を有する導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなり、
前記高電圧電極は、前記誘電体部材に対して接地電極と反対側に前記誘電体部材から一定距離を置いて配置される少なくとも１つの開口部を有するか又は導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなることを特徴とする請求項１記載の装置。
前記誘電体部材は、球状または粒子状の誘電体材料を有し、少なくとも１つの開口部を有し、
前記接地電極は、前記誘電体部材に接し、前記誘電体部材の処理水側に設けられ、少なくとも１つの開口部を有する導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなり、
前記高電圧電極は、前記誘電体部材に接し、接地電極と反対側に設けられる少なくとも１つの開口部を有する導電性金属またはメッシュ状の導電性金属からなることを特徴とする請求項１記載の装置。
前記酸素含有ガス供給部からの乾燥酸素含有ガスの供給量と前記多湿化酸素含有ガス製造部からの多湿酸素含有ガスの供給量とをそれぞれ制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の装置。
前記多湿化酸素含有ガス製造部は、前記酸素ガス供給部からの乾燥酸素含有ガスを水中に曝気させることにより多湿化させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の装置。
前記多湿化酸素含有ガス製造部の周囲または内部に設けられた加熱機構をさらに有することを特徴とする請求項７記載の装置。
前記多湿化酸素含有ガス製造部と前記ガスバッファ部との間に設けられた断熱機構または加熱機構をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の装置。
前記ガスバッファ部は断熱機構をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の装置。
前記反応槽、前記接地電極、前記高電圧電極および前記ガスバッファ部は、耐腐食性金属からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の装置。