(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を水滴化手段によって水滴化して、放電場を形成した処理室内に供給して水滴中の処理対象物質を分解処理する水処理装置であって、
前記処理室に酸素を２５〜９０容量％含み、残部が窒素である混合気体を充満させる混合気体供給手段を備えていることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
混合気体が酸素を４５〜９０容量％含み、残部が窒素である請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
被処理水を水滴化する前工程で被処理水中に酸化剤を供給する手段を備えている請求項１または請求項２に記載の水処理装置。
【請求項４】
酸化剤が、酸素、オゾン、過酸化水素から選ばれた少なくとも１種である請求項３に記載の水処理装置。
【請求項５】
放電場を通過した水滴を受けて貯める貯槽と、この貯槽に貯まった水を再び水滴化手段に送る循環経路を備えるとともに、前記貯槽中に酸化剤を供給する請求項１〜請求項４のいずれかに記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上水、下水、排水等に含有される有機物、無機物、微生物を放電により発生するラジカル、オゾン等の活性種により分解処理する水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上水、下水、産業排水、プールなどの分野で、水中の有機物の酸化分解、殺菌、脱臭等の処理のためにオゾンが用いられている（特許文献１参照）。
しかしながら、オゾンは酸化力が弱く、親水化、低分子化はできても無機化することはできない。また、ダイオキシン等の難分解性有機物は分解できない。
【０００３】
そこで、処理能力を向上させるために、放電によりオゾンを発生させるとともに、オゾンより酸化力が強いOHラジカルやOラジカル等を発生させ、このオゾン及びラジカルを含む放電空間に被処理水を曝すことによって、オゾンだけでなく、ラジカルによっても酸化処理するようにした水処理装置が提案されている（特許文献２参照）。
しかし、ラジカルは寿命が短く、消滅しやすく、そのため効率が悪く、上記のような先に提案された水処理装置ではラジカルによる酸化作用を十分に発揮させることができない。
そこで、本発明の発明者は、接地電極である円筒電極の中心軸に沿って電圧印加電極である線状電極を設け、線状電極に高電圧を印加して両電極間で放電を生じさせるとともに、この放電場に被処理水を水滴状にして供給し、放電場内で生じるラジカルやオゾン等の活性種によって被処理水中の処理対象物質を分解処理するようにした水処理装置を先に提案している（特許文献３参照）。
すなわち、この水処理装置は、放電によってラジカルやオゾンをつぎつぎに発生させるとともに、被処理水を水滴化して、このラジカルやオゾンとの接触表面積を上げることによって処理効率を良くしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２６７０９６号公報
【特許文献２】特開２０００−２７９９７７号公報
【特許文献３】特開２００９−２４１０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記先に提案された水処理装置の場合、従来の方法に比べれば処理効率がよかったが、実用化するにあたってはさらに処理効率をよくすることが求められている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて、放電によって発生するラジカル等の活性種を被処理水に効率よく作用させて、処理速度を向上させることができる水処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の水処理装置（以下、「請求項１の水処理装置」と記す）は、被処理水を水滴化手段によって水滴化して、放電場を形成した処理室内に供給して水滴中の処理対象物質を分解処理する水処理装置であって、前記処理室に酸素を２５〜９０容量％含み、残部が窒素である混合気体を充満させる混合気体供給手段を備えていることを特徴としている。
請求項１の水処理装置において、混合気体の酸素濃度は、２５〜９０容量％（より好ましくは４０〜９０容量％）に限定されるが、その理由は、２５容量％未満では、酸素濃度が薄く、ＯＨラジカルやＯラジカルの発生量が不足し、分解効率が悪くなり、９０容量％を超えると分解効率は高いが、放電状態が安定しないためである。
請求項１の水処理装置において、混合気体を供給する方法としては、特に限定されないが、例えば、酸素ボンベ及び窒素ボンベからポンプを用いて酸素ガス及び窒素ガスを配管でそれぞれ処理室に送り、処理室内で混合する方法、酸素ガスの配管と窒素ガスの配管を途中で合流させて混合したのち、処理室内に送る方法などが挙げられる。また、ＰＳＡ(Pressure Swing Adsorption)酸素濃縮装置及びブロワを用いて高濃度の酸素ガス及び空気を途中で合流させたのち、所定の濃度として処理室内に送る方法などが挙げられる。
【０００８】
また、本発明の水処理装置は、被処理水を水滴化する前工程で被処理水中に酸化剤を供給する手段を備えている構成もある。
酸化剤としては、特に限定されないが、例えば、酸素、オゾン、過酸化水素が挙げられる。
【０００９】
酸化剤を供給する方法としては、特に限定されないが、例えば、液状の酸化剤の場合、液状酸化剤をタンクからポンプを用いて、被処理水を水滴化手段に送る配管中に供給する方法、液状の酸化剤をタンクからポンプを用いて、被処理水が貯められた前処理槽に供給する方法が挙げられ、ガス状の酸化剤の場合、ボンベから被処理水が貯められた前処理槽に供給してバブリングする方法などが挙げられる。また、オゾン発生装置により発生させたオゾンを被処理水が貯められた前処理槽に供給してバブリングする方法などが挙げられる。
【００１０】
本発明において、処理対象物質としては、特に限定されないが、各種有機物、細菌や臭気成分が挙げられる。
本発明において、水滴化手段としては、特に限定されず、例えば、噴霧ノズルやシャワーノズルが挙げられる。
なお、上記水滴は、特に限定されないが、放電場内で発生するラジカル及びオゾンとの接触を高めるために、出来るだけ細かい水滴とすることが好ましい。                  
【００１１】
本発明において、放電方式は、高エネルギーの電子や紫外線が発生する放電が発生すれば、特に限定されないが、一方の電極を電圧印加電極とし、他方の電極を接地電極と、電圧印加電極に高圧パルス電圧を印加する方式が挙げられる。
上記電圧印加電極及び接地電極の材質は、特に限定されないが、耐食性を考慮するとチタンやステンレス鋼が好ましい。
【００１２】
電極の形状は、特に限定されないが、接地電極の場合、特に限定されないが、円筒電極、円筒メッシュ電極などの円筒状電極、平板電極などが挙げられる。
一方、電圧印加電極の場合、例えば、接地電極が円筒状電極の場合、円筒状電極の中心軸に沿って設けられるワイヤー電極、ネジ状電極、剣山状電極、ワイヤーブラシ状電極などが挙げられ、接地電極が平板電極の場合、この平板電極に平行に設けられる平板電極が挙げられる。
【００１３】
また、電圧印加電極及び接地電極は、処理室内に1対だけでなく複数対設けるようにしても構わない。
【００１４】
電圧印加電極と接地電極との間に印加される放電電圧は、放電が起きる電圧であれば特に限定されない。
【００１５】
さらに、本発明の水処理装置においては、被処理水を受けて貯める貯水槽と、この貯水槽に貯められた水を被処理水として供給手段に送るポンプとからなる被処理水循環構造を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように、請求項１の水処理装置は、処理室に、酸素を２５〜９０容量％含む酸素と他のガスとの混合気体を充満させる混合気体供給手段を備えているので、放電によって発生する高エネルギーの電子、紫外線が処理室内の高濃度な酸素分子に効率よく反応し、ラジカルを含む活性種が多量に発生し、この発生したラジカル等の活性種が水滴状の被処理水に確実に接触し、被処理水中の有機物に効率よく作用する。
したがって、被処理水中の有機物が、素早く、かつ、効率よく分解される。
【００１７】
また、被処理水を水滴化する前工程で被処理水中に酸化剤を供給する手段を備えていると、放電によって発生する高エネルギーの電子、紫外線が被処理水中に供給された、酸化剤としての酸素分子、オゾン分子あるいは過酸化水素分子に効率よく反応し、ＯＨラジカルやＯラジカル等の活性種を効率よく生成することができる。しかも、これらの生成した活性種は被処理水中で生成しているため、被処理水中に存在する処理対象物質に対して効率よく作用させることができる。したがって、被処理水中の有機物が、素早く、かつ、効率よく分解される。
【００１８】
すなわち、酸化剤として酸素を用いた場合、放電によって発生する高エネルギーの電子は、被処理水中に供給した酸素分子と反応し、Ｏラジカルを生成し、処理対象物質を効率よく分解することができる。
【００１９】
また、酸化剤としてオゾンや過酸化水素を用いた場合、放電によって発生する紫外線が、被処理水中に供給したオゾン分子や過酸化水素分子に作用し、ＯＨラジカルを生成し、処理対象物質を効率よく分解することができる。
【００２０】
さらに、放電によって発生するオゾン分子は、被処理水中に供給した過酸化水素分子と反応し、ＯＨラジカルを生成し、処理対象物質を効率よく分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかる水処理装置の第１の実施の形態を説明する模式図である。
【図２】図１の水処理装置の高電圧パルス発生装置の回路図である。
【図３】他の水処理装置を説明する模式図である。
【図４】実施例及び比較例で用いた水処理装置の容器本体部分の水平断面図である。
【図５】実施例４、比較例３、４で調べた処理時間の経過に伴う被処理水のインディゴカルミン濃度変化を対比してあらわすグラフである。
【図６】実施例１〜８及び比較例１〜４の水処理条件で調べた処理時間の経過に伴う被処理水のインディゴカルミン濃度変化の結果から求めたインディゴカルミンの分解速度および分解効率を比較してあらわすグラフである。
【図７】実施例１、実施例９〜１３で調べた混合気体の供給量の変化の結果から分解速度および分解効率を求め、対比させてあらわすグラフである。
【図８】参考例１の水処理条件で処理したときの、処理時間の経過に伴う被処理水のインディゴカルミン濃度変化をあらわすグラフである。
【図９】参考例２の水処理条件で処理したときの、処理時間の経過に伴う被処理水のインディゴカルミン濃度変化をあらわすグラフである。
【図１０】参考例３の水処理条件で処理したときの、処理時間の経過に伴う被処理水のインディゴカルミン濃度変化をあらわすグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる水処理装置（請求項１の水処理装置）の第１の実施の形態をあらわしている。
【００２３】
図１に示すように、この水処理装置１ａは、容器２と、円筒状電極３と、線状電極４と、貯槽としての被処理水タンク５と、ポンプ６と、水滴化手段としてのシャワーノズル７と、循環路となる被処理水供給ホース７１と、混合気体供給手段８ａと、被処理水タンク収容ボックス９と、高圧電源である高電圧パルス発生装置１０と、を備えている。
容器２は、例えば、アクリル樹脂等の絶縁材料で形成され、円筒状をした処理室としての容器本体２１と、容器本体２１の下端を、通水孔２２ａ部分を除いて閉鎖するように設けられた下部蓋部２２と、容器本体２１の上端を、シャワーノズル設置孔２３ａ部分を除いて閉鎖するように設けられた上部蓋部２３とを備え、下部蓋部２２が被処理水タンク収容ボックス９の開口部９１を塞いだ状態で被処理水タンク収容ボックス９の開口部９１周縁に受けられている。
容器本体２１の下端には、排気管２５が設けられている。排気管２５の途中または出口にはオゾン除去フィルター等のオゾン除去装置を設けることが好ましい。
【００２４】
円筒状電極３は、例えば、ステンレス鋼製の２．５メッシュ、線径１．１ｍｍの金網を円筒状に加工することによって得られ、外径が容器本体２１の内径より少し小さくなっている。
線状電極４は、例えば、直径１ｍｍのチタン鋼線で形成され、円筒状電極３の中心軸に沿うように設けられている。
【００２５】
被処理水タンク５は、下部蓋部２２の通水孔２２ａを下方から臨むように被処理水タンク収容ボックス９内に収容されている。
ポンプ６は、被処理水タンク収容ボックス９内で被処理水タンク５に隣接して設けられ、被処理水タンク５内の被処理水Ｗを、被処理水供給ホース７１を介してシャワーノズル７に送るようになっている。
【００２６】
シャワーノズル７は、被処理水供給ホース７１を介して送られてきた被処理水を粒径が１５００μｍ以下の水滴からなるミスト状態にして円筒状電極３の上部開口に向かって噴射するようになっている。
また、シャワーノズル７の噴角は、噴射される被処理水ミストＭの最大広がり部で放電空間の最外縁である円筒状電極３の内壁面に沿うような角度に調整されている。
【００２７】
混合気体供給手段８ａは、酸素ボンベ８１と、酸素供給管８２と、窒素ボンベ８３と、窒素供給管８４と、ガスミキサー（例えば、マツモト機械社製、GM-A２）８５と、混合気体供給管８６とを備えている。
【００２８】
ガスミキサー８５は、酸素ボンベ８１から酸素供給管８２を介して送られてきた酸素と、窒素ボンベ８３から窒素供給管８４を介して送られてきた窒素とを、酸素が２５〜９０容量％、窒素が残部となる所定の混合比率に混合するようになっている。
混合気体供給管８６は、ミキサー８５で混合されて得られた混合気体を容器本体２１の上端部から容器本体２１内に供給するようになっている。
【００２９】
高電圧パルス発生装置１０は、図２に示すように、高圧直流電源１０１、コンデンサ１０２、抵抗１０３、トリガトロンギャップスイッチ１０４、パルストランス１０５およびトリガ回路１０６を備えている。
【００３０】
そして、高電圧パルス発生装置１０は、以下のように動作する。
すなわち、高圧直流電源１０１からの電流が抵抗１０３を介してコンデンサ１０２に供給され、コンデンサ１０２が充電される。目標電圧までコンデンサ１０２が充電された後、トリガ回路１０６からの高電圧のトリガパルスによりトリガトロンギャップスイッチ１０４がオン状態になる。このとき、コンデンサ１０２に充電された電荷がパルストランス１０５の１次側に流れ込み、相互インダクタンスにより２次側にパルス状の誘起電圧が発生する。
【００３１】
このようにしてパルストランス１０５の２次側に生じた高電圧パルスは、線状電極４と円筒状電極３との間に印加される。
すなわち、端子１０７が、線状電極４に導通状態にされ、端子１０８が円筒状電極３と導通状態にされる。
【００３２】
端子１０７、１０８間に出力されるパルスの繰り返し数は、トリガ回路１０６におけるトリガパルスの出力頻度を変えることによって制御される。また出力パルスの電圧は、高圧直流電源１０１の出力電圧を切り替えることによって制御される。
【００３３】
この水処理装置１ａは、上記のようになっており、被処理水タンク５に有機物等を含む被処理水Ｗを仕込むとともに、高電圧パルス発生装置１０によって、円筒状電極３と線状電極４との間に、高電圧をパルス状に印加し、円筒状電極３内に上下方向に円柱状となった放電空間を形成する。
そして、ポンプ６を駆動させて、被処理水タンク５内の被処理水Ｗを、ホース７１を介してシャワーノズル７に送り、円筒状電極３の上方から円筒状電極３の中心軸方向に向かって噴射することによって被処理水Ｗを循環しながら処理するようになっている。
また、容器本体２１内には、混合気体供給手段８ａによって、酸素が２５〜９０容量％、窒素が残部である混合気体が充満するように供給される。
【００３４】
すなわち、この水処理装置１ａは、放電によって、オゾン、ＯＨラジカル、Ｏラジカル等の活性種が放電空間内に発生し、シャワーノズル７から噴射された被処理水ミストＭ中の水滴が円筒状をした放電空間内を落下していく間にこれら活性種に接触し、各水滴中の有機物が効率よく酸化分解処理されるのであるが、上記のように、容器本体２１内には、混合気体供給手段８ａによって、酸素が２５〜９０容量％、窒素が残部である混合気体が充満するように供給されるので、ＯＨラジカル、Ｏラジカルが多量に効率よく発生し、従来に比べ処理を速く行うことができる。
【００３５】
図３は、他の水処理装置をあらわしている。
図３に示すように、この水処理装置１ｂは、混合気体供給手段８ａに代えて、酸素供給手段８ｂを備えているとともに、タンク５が以下のような構成となっている以外は、その他の構成が上記第１の実施の形態の水処理装置１ａと同様になっている。
すなわち、酸素供給手段８ｂは、酸素ボンベ８７と、酸素供給管８８とを備えている。
【００３６】
被処理水タンク５は、酸化剤供給部５５と、容器本体２１を通って落ちてきた被処理水Ｗを受ける受槽部５４とを備えている。酸化剤供給部５５と、受槽部５４とは、下端に処理水の連通孔５３が設けられた仕切り５１によって仕切られている。
酸化剤供給部５５は、上部が閉じられていて、酸素供給手段８ｂの酸素供給管８８から、内部の被処理水Ｗに酸素がバブリングされて、被処理水Ｗ中の溶存酸素量を増加させるようになっているとともに、上部に設けられた排気管５２によって酸化剤供給部５５内部の余剰酸素（酸化剤としてオゾンを用いた場合は余剰オゾン）を含むガスを被処理水タンク収容ボックス９外に排気できるようになっている。
【００３７】
そして、酸化剤供給部５５は、上記のようにして溶存酸素量が増加した被処理水Ｗをポンプ６によって被処理水供給ホース７１を介してシャワーノズル７に送るようになっている。なお、排気管５２には、酸化剤としてオゾンを用いた場合は、その途中または出口にオゾン除去フィルター等のオゾン除去装置を設けることが好ましい。
受槽部５４は、上部が開口していて、容器本体２１内を通過した被処理水Ｗを受けるようになっている。
【００３８】
この水処理装置１ｂは、上記のようになっており、被処理水タンク５に有機物等を含む被処理水Ｗを仕込むとともに、酸素供給手段８ｂによって酸化剤供給部５５の被処理水Ｗに酸素をバブリングする。また、高電圧パルス発生装置１０によって、円筒状電極３と線状電極４との間に、高電圧をパルス状に印加し、円筒状電極３内に上下方向に円柱状となった放電空間を形成するとともに、ポンプ６を駆動させて、酸化剤供給部５５内の溶存酸素量が増加した被処理水Ｗを、ホース７１を介してシャワーノズル７に送り、円筒状電極３の上方から円筒状電極３の中心軸方向に向かって噴射することによって被処理水Ｗを循環しながら処理するようになっている。
【００３９】
すなわち、この水処理装置１ｂは、放電によって、オゾン、ＯＨラジカル、Ｏラジカル等の活性種が放電空間内に発生し、シャワーノズル７から噴射された被処理水ミストＭ中の水滴が円筒状をした放電空間内を落下していく間にこれら活性種に接触し、各水滴中の有機物が効率よく酸化分解処理されるのであるが、被処理水が水滴化される前に、被処理水中に、酸素が供給されて溶存酸素量が増加しているので、容器本体２１内で放電によって発生する高エネルギーの電子は、被処理水中に供給した酸素分子と反応し、Ｏラジカルを生成し、処理対象物質を効率よく分解することができる。
【００４０】
また、この水処理装置１ｂは、被処理水タンク５が、仕切り５１によって、酸素が供給される酸化剤供給部５５と、容器本体２１の下方で処理された水を受ける受槽部５４とに仕切られ、仕切り５１の下端に設けられた連通孔５３のみを介して酸化剤供給部５５と受槽部５４とが連通しているだけであるので、酸化剤供給部５５に供給された酸素（酸化剤としてオゾンを用いる場合は、オゾン）が受槽部５４に入り込むことがない。すなわち、
被処理水タンク５内に供給された酸素が通水孔２１ａから容器本体２１内に入り込むのを防止でき、溶存酸素のみの効果を把握することができる。しかし、溶存酸素のみの効果を把握する必要がない実際に水処理を行う上においては上記仕切り５１を無くし、被処理水タンク５内に供給された酸素が通水孔２１ａから容器本体２１内に入り込むようにしても構わない。
【００４１】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、高電圧パルス発生装置を備えていたが、高電圧パルス発生装置は市販のものを別途容易するようにしても構わない。
また、上記の実施の形態では、水処理装置が、混合気体供給手段を備えていたが、混合気体供給手段及び酸化剤供給手段の両方を備えていても構わない。
【００４２】
上記の実施の形態では、被処理水が循環するようになっていたが、循環させなくても構わない。
上記の実施の形態では、被処理水を上方から水滴化して噴射するようにしていたが、円筒状電極がメッシュとなっている場合は、円筒状電極の側面方向から網目を介して円筒状電極内に水滴化された被処理水を供給するようにしても構わない。
【００４３】
以下に、本発明の具体的な実施例を比較例と対比させて説明する。
【００４４】
（実施例１）
図４に示すように、容器本体２１内に円筒状電極３と線状電極４とを平行に６対備え  た以外は、図１に示す水処理装置１ａと同様の構成を備えた水処理装置を用い、以下の  実験条件で被処理水としてインディゴカルミンの分解処理を行い、紫外可視分光光度計  （島津製作所社製商品名ＵＶｍｉｎｉ−１２４０）を用いて６１０ｎｍでの吸光度によ  って、被処理水Ｗの処理時間の経過に伴うインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
〔実験条件〕
被処理水Ｗ中のインディゴカルミン初期濃度：約２０ｐｐｍ
被処理水Ｗ量：７リットル
被処理水Ｗの噴射速度（循環速度）：１４Ｌ/分
充電電圧：２０ｋV
放電回数：１００回/秒
円筒状電極３の性状：２．５メッシュ、線径１．１ｍｍ、開孔率79.5％、溶接金網
円筒状電極３の外径：３９．５ｍｍ
円筒状電極３の長さ（中心軸方向の長さ）：２００ｍｍ×６本
被処理水ミストの粒径：７５０〜９７０μm
シャワーノズル７の噴角：３０°
シャワーノズル７から円筒状電極までの距離：被処理水ミストＭの最外縁が最外部に位置する円筒状電極外縁の上端になるように調整した。
混合気体の酸素窒素比：  酸素：窒素＝25：75
混合気体供給条件：混合気体を容器本体２１内に１０Ｌ/分（常温・常圧）で供給した。
【００４５】
（実施例２）
混合気体の酸素窒素比を、酸素：窒素＝30：70とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００４６】
（実施例３）
混合気体の酸素窒素比を、酸素：窒素＝40：60とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００４７】
（実施例４）
混合気体の酸素窒素比を、酸素：窒素＝50：50とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００４８】
（実施例５）
混合気体の酸素窒素比を、酸素：窒素＝60：40とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００４９】
（実施例６）
混合気体の酸素窒素比を、酸素：窒素＝70：30とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００５０】
（実施例７）
混合気体の酸素窒素比を、酸素：窒素＝80：20とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００５１】
（実施例８）
混合気体の酸素窒素比を、酸素：窒素＝90：10とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００５２】
（比較例１）
混合気体の酸素窒素比を、酸素：窒素＝20：80とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００５３】
（比較例２）
混合気体の酸素窒素比を、酸素：窒素＝10：90とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００５４】
（比較例３）
混合気体に代えて、酸素のみを容器本体２１に供給した以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００５５】
（比較例４）
混合気体に代えて、窒素のみを容器本体２１に供給した以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００５６】
（実施例９）
混合気体の容器本体２１への供給量を４Ｌ/分とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００５７】
（実施例１０）
混合気体の容器本体２１への供給量を20Ｌ/分とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００５８】
（実施例１１）
混合気体の容器本体２１への供給量を30Ｌ/分とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００５９】
（実施例１２）
混合気体の容器本体への供給量を40Ｌ/分とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００６０】
（実施例１３）
混合気体の容器本体２１への供給量を50Ｌ/分とした以外は、実施例１と同様にしてインディゴカルミンの濃度変化を調べた。
【００６１】
上記実施例４、比較例３及び比較例４における処理時間の経過に伴う被処理水Ｗのインディゴカルミン濃度変化を対比して図５に示した。
また、上記実施例１〜８及び比較例１〜４で調べた濃度変化の結果から分解速度、分解効率を求め、対比させて図６に示した。
【００６２】
さらに、上記実施例１、実施例９〜１３で調べた混合気体の供給量変化の結果から分解速度、分解効率を求め、対比させて図７に示した。
なお、分解効率(ｐｐｍ/分/W)は、分解速度（ｐｐｍ/分）を放電で消費された電力（Ｗ）で除した値とした。
【００６３】
図５から、比較例４のように、窒素のみを供給し、容器本体２１をほぼ酸素がない状態にすると、インディゴカルミンの分解速度が僅かしか進まず、酸素のみを供給し、容器本体２１内をほぼ酸素１００容量％にしても、酸素５０容量％の混合気体を容器本体２１内に充満させた場合に比べ分解処理速度が遅くなることがよくわかる。
また、酸素１００容量％の場合には、放電が安定せずスパーク放電が認められたことから安全性の面からも問題がある。
【００６４】
また、図６から、分解速度は、酸素の混合比率が５０容量％になるまではほぼ直線的によくなり、５０容量％〜１００容量％未満ではほぼ横ばい状態になり、１００容量％にすると却って酸素５０〜９０容量％の混合気体を容器本体２１内に充満させた場合に比べ減少することがわかる。分解効率は、酸素の混合比率が４０容量％になるまではほぼ直線的によくなり、４０容量％〜１００容量％未満ではほぼ横ばい状態になり、１００容量％にすると却って分解効率が酸素４０〜９０容量％の混合気体を容器本体２１内に充満させた場合に比べ減少することがわかる。
すなわち、酸素濃度が空気以上の濃度の２５％以上にすることで分解速度および分解効率はほぼ直線的に上昇する。また、分解速度は、酸素：窒素=５０：５０〜９０：１０、分解効率は、酸素：窒素=４０：６０〜９０：１０の混合気体を用いれば、最も高いことがわかる。よって、空気に相当する酸素の混合比率２１容量％と比較すると、それ以上にすれば分解速度、分解効率とも高くなることがわかる。
【００６５】
さらに、図７から、混合気体の混合比が一定であれば混合気体の供給量が、分解効率にあまり影響しないことがわかる。
【００６６】
（参考例１）
図４に示すように、容器本体２１内に円筒状電極３と線状電極４とを平行に６対備えた以外は、図３に示す水処理装置１ｂと同様の構成を備えた水処理装置を用い、以下の実験条件で被処理水としてインディゴカルミンの処理を行い、処理時間の経過に伴う被処理水のインディゴカルミン濃度変化を調べ、その結果を図８に示した。
〔実験条件〕
被処理水Ｗ中のインディゴカルミン初期濃度：約２０ｐｐｍ
被処理水Ｗ量：７リットル
被処理水Ｗの噴射速度（循環速度）：１４Ｌ/分
充電電圧：２０ｋV
放電回数：１００回/秒
円筒状電極３の性状：２．５メッシュ、線径１．１ｍｍ、開孔率７９．５％、溶接金網
円筒状電極３の外径：３９．５ｍｍ
円筒状電極３の長さ（中心軸方向の長さ）：２００ｍｍ×６本
被処理水ミストの粒径：７５０〜９７０μｍ
シャワーノズル７の噴角：３０°
シャワーノズル７から円筒状電極までの距離：被処理水ミストＭの最外縁が最外部に位置する円筒状電極外縁の上端になるように調整した。
酸化剤供給条件：酸素供給手段８ｂを用いて酸素を１Ｌ/分で供給した。
容器本体２１内に窒素を４L/分で供給した。
【００６７】
（参考例２）
酸化剤供給条件として、オゾン発生装置（野村電子工業社製N１５）を用いて酸化剤としてのオゾンを発生させ、このオゾンが５０ｐｐｍ含まれた空気を１L/分で被処理水タンクにバブリングした以外は実施例１と同様にしてインディゴカルミンの処理を行い、処理時間の経過に伴う被処理水のインディゴカルミン濃度変化を調べ、その結果を図９に示した。
【００６８】
（参考例３）
酸化剤供給条件として、酸化剤としての過酸化水素水を被処理水中に過酸化水素濃度が１００ｐｐｍとなるように溶解した以外は実施例１と同様にしてインディゴカルミンの処理を行い、処理時間の経過に伴う被処理水のインディゴカルミン濃度変化を調べ、その結果を図１０に示した。
【００６９】
上記比較例４のように酸化剤を加えず、容器本体２１内が窒素で置換されている場合は、インディゴカルミンの分解速度が僅かである（図５及び図６参照）が、図８〜図１０に示すように、被処理水を水滴化して容器本体２１内に供給する前に被処理水に予め酸化剤を供給しておくようにすると、インディゴカルミンの分解速度が飛躍的に速くなることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の水処理装置は、特に限定されないが、例えば、有機物を含む排水の浄化、汚染水の殺菌などに用いることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１ａ，１ｂ  水処理装置
２  容器
２１  容器本体（処理室）
３  円筒状電極
４  線状電極
５  被処理水タンク（貯槽）
６  ポンプ
７  シャワーノズル（水滴化手段）
７１  被処理水供給ホース（循環路）
８ａ  混合気体供給手段
８１  酸素ボンベ
８２  酸素供給配管
８３  窒素ボンベ
８４  窒素供給配管
８５  ミキサー
８６  混合気体供給配管
８ｂ  酸素供給手段（酸化剤供給手段）
８７  酸素ボンベ
８８  酸素供給配管
１０  高電圧パルス発生装置（高圧電源）
Ｗ  被処理水
Ｍ  被処理水ミスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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