(57)【要約】      （修正有）【課題】生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置及び方法の提供。【解決手段】下廃水危害性物質の低減装置は、酸化槽からの下廃水が処理される主分解部を備え、主分解部は分解槽２と主電子発生装置２１ａ、主電子発生装置２１ａから電子を移動させる主電子注入ライン２２ａ、分解槽２内の電子に電場を印加し、活性化させる波動発生装置２４、分解槽２内壁と主電子注入ライン２２ａに隔設された複数のプレート２６〜３０を備える装置。また、下廃水危害性物質の低減方法は、プラズマにより電子とラジカルを含む活性種を生成するステップ、活性種を分解槽２に注入するステップ、活性種に電場を印加して波動化させるステップ、活性種を分解槽２で起爆させるステップ、活性種と下廃水を酸化槽に排出するステップを含み、酸化槽への排出は、分解槽２内に隔設されたプレートに沿って行う方法。【選択図】図３
2018034141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置であって、
下廃水を主分解部に供給する酸化槽と、
前記酸化槽から供給される下廃水が処理される主分解部と、
を備え、
前記主分解部は、
分解槽と、
前記分解槽の外部に配備されて電子を発生させる主電子発生装置と、
前記主電子発生装置から前記分解槽の内部に前記電子を移動させる主電子注入ラインと、
前記分解槽内に配備され、前記主電子発生装置から発生した電子に電場を印加して前記電子を活性化させる波動発生装置と、
分解槽の内壁及び前記主電子注入ラインに隔設された複数枚のプレートと、
を備えることを特徴とする生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置。
【請求項２】
前記酸化槽から前記主分解部に下廃水を供給する前に１次的に前記下廃水を分解する副分解部をさらに備え、
前記副分解部は、
前記酸化槽から前記主分解部に下廃水を供給する下廃水供給ラインと、
前記酸化槽の外部に配備されて電子及びラジカルを発生させる副電子発生装置と、
前記副電子発生装置から前記下廃水供給ラインに前記電子及びラジカルを供給する副電子注入ラインと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置。
【請求項３】
前記副分解部は、前記下廃水供給ラインの内壁に配備された複数の突出部をさらに備え、
前記突出部は、前記下廃水供給ラインの内壁に設けられて下廃水の移動速度を下げて前記下廃水供給ラインに下廃水が留まる時間を増やして分解効率を向上させることを特徴とする請求項２に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置。
【請求項４】
前記分解槽の下面に設けられる活性電子起爆装置をさらに備え、
前記副電子発生装置及び／又は前記主電子発生装置から発生された活性化済み電子及びラジカルが前記活性電子起爆装置によって起爆されて前記分解槽の内部にある下廃水が分解されることを特徴とする請求項２に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置。
【請求項５】
前記主電子発生装置から発生された活性化済み電子及びラジカルが前記分解槽の下面から斜めに前記隔設された複数枚のプレートを通りながら前記波動発生装置によって活性化され、前記下廃水が分解されて前記酸化槽に排出されることを特徴とする請求項１に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置。
【請求項６】
生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、
下廃水分解槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む活性種を生成するステップと、
前記活性種を前記分解槽に注入するステップと、
注入された前記活性種に電場を印加して前記活性種を波動化させるステップと、
波動化された前記活性種を前記分解槽の下部から起爆させるステップと、
前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップと、
を含み、
前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップは、
前記分解槽内に斜めに隔設されたプレートに沿って行われることを特徴とする生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項７】
前記活性種のプラズマは、パルスグロー放電方式によって形成されることを特徴とする請求項６に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項８】
前記活性種は、空気中の中性ガスとの非弾性衝突反応によって生成されたラジカルを含むことを特徴とする請求項６に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項９】
生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、
酸化槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第１の活性種を生成するステップと、
前記第１の活性種を下廃水注入ラインに沿って下廃水分解槽に移動する下廃水に供給するステップと、
前記分解槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第２の活性種を生成するステップと、
前記第２の活性種を前記分解槽に注入するステップと、
注入された前記第１及び第２の活性種に電場を印加して前記第１及び第２の活性種を波動化させるステップと、
波動化された前記活性種を前記分解槽の下部から起爆させるステップと、
前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップと、
を含むことを特徴とする生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項１０】
前記第１及び／又は第２の活性種のプラズマは、パルスグロー放電方式によって形成されることを特徴とする請求項９に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項１１】
前記第１及び／又は第２の活性種は、空気中の中性ガスとの非弾性衝突反応によって生成されたラジカルを含むことを特徴とする請求項９に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項１２】
前記波動化させるステップは、前記分解槽内において行われることを特徴とする請求項９に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項１３】
前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップは、
前記分解槽内に斜めに隔設されたプレートに沿って行われることを特徴とする請求項９に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置及び方法に係り、さらに詳しくは、下廃水の処理効率を高めて溶存酸素の豊富な健康な水を提供することのできる生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在用いられている消毒方法の一つである塩素消毒方法の場合、消毒副産物であるＴＨＭ（トリハロメタン）の危害性、水生植物への影響などの問題が見つかったため消毒施設の運転が中断される傾向にある。実際に、塩素消毒処理の施された下水は、水生植物に対して急性又は慢性の毒性を示し、且つ、魚の種類や数を減らすことが実験などから明らかになった。韓国では、塩素消毒方法を除く消毒方法の場合、設置面積及び運用技術の蓄積不足などが問題として取り上げられており、これは、消毒方法の選定し難さにつながるという問題がある。
【０００３】
近年、実際に紫外線消毒装置が開発されて適用されている。塩素消毒を行う場合には危害を与える可能性があるということが問題点として指摘されていることに伴い、先進国では、閉鎖性水域や水生生物など環境生態系の保護が至急望まれる地域から塩素消毒方法から紫外線（ＵＶ）消毒方法に次々と取って代わる傾向にあるが、紫外線消毒方法の場合にはメンテナンスコストが高いという欠点がある。加えて、上述した紫外線消毒方法は、ＤＮＡに対する光酸化効果を用いて微生物を不活性化させるものであり、光を受けると、光の再増殖効果によって損傷された微生物のＤＮＡが修復され且つ活性化されるため、この紫外線消毒方法の利用を避ける傾向にある。損傷されたＤＮＡは、蛍光又は太陽光によって修復される。
【０００４】
また、最近には、紫外線消毒方法に加えて、水処理分野にオゾンを適用するケースが次第に増えつつあるが、オゾンの場合、有機物又は微生物を死滅させる上で有効であるが、初期投資費用及び維持費用が高いという欠点がある。
【０００５】
この理由から、毒性を含む化学物質を用いることなく、環境にやさしく危害性汚染物質を含む下水を処理することのできる技術の開発が至急望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、毒性を含む化学物質を用いることなく、環境にやさしく生態毒性を除去することのできる生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために案出された本発明に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置であって、下廃水を主分解部に供給する酸化槽と、前記酸化槽から供給される下廃水が処理される主分解部と、を備え、前記主分解部は、分解槽と、前記分解槽の外部に配備されて電子を発生させる主電子発生装置と、前記主電子発生装置から前記分解槽の内部に前記電子を移動させる主電子注入ラインと、前記分解槽内に配備され、前記主電子発生装置から発生した電子に電場を印加して前記電子を活性化させる波動発生装置と、分解槽の内壁及び前記主電子注入ラインに隔設された複数枚のプレートと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置は、前記酸化槽から前記主分解部に下廃水を供給する前に１次的に前記下廃水を分解する副分解部をさらに備え、前記副分解部は、前記酸化槽から前記主分解部に下廃水を供給する下廃水供給ラインと、前記酸化槽の外部に配備されて電子及びラジカルを発生させる副電子発生装置と、前記副電子発生装置から前記下廃水供給ラインに前記電子及びラジカルを供給する副電子注入ラインと、を備えることが好ましい。
【０００９】
前記副分解部は、前記下廃水供給ラインの内壁に配備された複数の突出部をさらに備え、前記突出部は、前記下廃水供給ラインの内壁に設けられて下廃水の移動速度を下げて前記下廃水供給ラインに下廃水が留まる時間を増やして分解効率を向上させることが好ましい。
【００１０】
前記生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置は、前記分解槽の下面に設けられる活性電子起爆装置をさらに備え、前記副及び／又は主電子発生装置から発生された活性化済み電子及びラジカルが前記活性電子起爆装置によって起爆されて前記分解槽の内部にある下廃水が分解されることが好ましい。
【００１１】
前記主電子発生装置から発生された活性化済み電子及びラジカルが前記分解槽の下面から前記斜めに隔設された複数枚のプレートを通りながら前記波動発生装置によって活性化され、前記下廃水が分解されて前記酸化槽に排出されることが好ましい。
【００１２】
また、上述した目的を達成するために案出された本発明に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、下廃水分解槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む活性種を生成するステップと、前記活性種を前記分解槽に注入するステップと、前記注入された活性種に電場を印加して前記活性種を波動化させるステップと、前記波動化された活性種を前記分解槽の下部から起爆させるステップと、前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップと、を含み、前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップは、前記分解槽内に斜めに隔設されたプレートに沿って行われることを特徴とする。
【００１３】
さらに、上述した目的を達成するために案出された本発明に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、酸化槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第１の活性種を生成するステップと、前記第１の活性種を下廃水注入ラインに沿って下廃水分解槽に移動する下廃水に供給するステップと、前記分解槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第２の活性種を生成するステップと、前記第２の活性種を前記分解槽に注入するステップと、前記注入された第１及び第２の活性種に電場を印加して前記第１及び第２の活性種を波動化させるステップと、前記波動化された活性種を前記分解槽の下部から起爆させるステップと、前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１４】
前記活性種のプラズマは、パルスグロー放電方式によって形成され、空気中の中性ガスとの非弾性衝突反応によって生成されたラジカルを含むことが好ましい。
【００１５】
前記波動化させるステップは、前記分解槽内において行われることが好ましい。
【００１６】
前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップは、前記分解槽内に斜めに隔設されたプレートに沿って行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置及び方法は、毒性を含む化学物質を用いることなく、環境にやさしいＯＨラジカルを用いて下廃水の汚染物質を除去することができ、分解槽の内部に隔設された複数枚のプレートを用いて下廃水の処理効率を高めることができるので、溶存酸素の豊富な健康な水を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る主分解部の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態に係る突出部を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る波動発生装置の構造を示すものである。
【図６】本発明の一実施形態に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法を示す工程手順図である。
【図７】本発明の別の実施形態に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法を示す工程手順図である。
【図８】本発明に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減原理を示すものである。
【図９】本発明に係る酸化工程を用いた汚染物質の処理過程を示すものである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置のＥ．ｃｏｌｉ殺菌力の評価結果を示すものである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置のＳ．ａｕｒｅｕｓ殺菌力の評価結果を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置及び方法に関するものである。
【００２０】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態について詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具現化可能であり、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。図中、同じ符号は同じ構成要素を示す。
【００２１】
各図面の構成要素に参照符号を付するに当たって、同じ構成要素に対しては、たとえ異なる図面の上に表示されているとしても、できる限り同じ符号を付しているのに留意すべきである。なお、本発明を説明するに当たって、関連する公知の構成又は機能についての具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にする虞があると認められる場合にはその詳細な説明を省略する。
【００２２】
また、本発明の構成要素について説明するに当たって、第１の、第２の、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を用いることができる。これらの用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、これらの用語によって当該構成要素の本質や順番又は順序などが限定されることはない。
【００２３】
本発明は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置に関するものであって、下廃水が処理される主分解部２ａを備え、前記主分解部２ａは、分解槽２、前記分解槽２の外部に配備されて電子を発生させる主電子発生装置２１、前記主電子発生装置２１から前記分解槽２の内部に前記電子を移動させる主電子注入ライン２２、前記分解槽２内に配備され、前記主電子発生装置２１から発生した電子に電場を印加して前記電子を活性化させる波動発生装置２４、２５及び分解槽の内壁及び前記主電子注入ライン２２ａに隔設された複数枚のプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１を備えることを特徴とする生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置を提供する。
【００２４】
前記下廃水危害性物質の低減装置には、前記下廃水が前記主分解部２ａの前端に設けられる酸化槽１から供給されるようになっている。
【００２５】
また、本発明は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置であって、既存の処理場の前端又は後端に設けられる酸化槽１、前記酸化槽１から供給された下廃水が処理される主分解部２ａ、前記主分解部２ａに下廃水を供給する前に１次的に前記下廃水を分解する副分解部２ｂを備え、前記副分解部２ｂは、前記酸化槽１から前記主分解部２ａに下廃水を供給する下廃水供給ライン１１、前記酸化槽１の外部に配備されて電子及びラジカルを発生させる副電子発生装置２１ｂ及び前記副電子発生装置２１ｂから前記下廃水供給ライン１１に前記電子及びラジカルを供給する副電子注入ライン２２ｂを備えることを特徴とする生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置を提供する。
【００２６】
前記副分解部２ｂは、前記下廃水供給ラインの内壁に配備された複数の突出部３３、３４をさらに備え、前記突出部３３、３４は、前記下廃水供給ライン１１の内壁に設けられて下廃水の移動速度を下げて前記下廃水供給ライン１１に下廃水が留まる時間を増やすようになっている。
【００２７】
前記主分解部２ａは、分解槽２、前記分解槽２の外部に配備されて電子を発生させる主電子発生装置２１ａ、前記主電子発生装置２１ａから前記分解槽２の内部に前記電子を移動させる主電子注入ライン２２ａ及び前記分解槽２内に配備され、前記主電子発生装置２１ａから発生された電子及びラジカルに電場を印加して活性化させる波動発生装置２４、２５を備え、前記分解槽２の内壁及び前記主電子注入ライン２１ａに隔設された複数枚のプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１をさらに備えていてもよい。
【００２８】
前記下廃水危害性物質の低減装置は、前記分解槽２の下面に設けられる活性電子起爆装置２３をさらに備えていてもよく、前記主及び／又は電子発生装置２１ａ及び／又は２１ｂから発生された活性化済み電子及びラジカルが前記活性電子起爆装置２３によって起爆されて前記分解槽２の内部にある下廃水が分解される。
【００２９】
前記下廃水危害性物質の低減装置は、前記主及び／又は電子発生装置２１ａ及び／又は２１ｂから発生された活性化済み電子及びラジカルが前記分解槽２の下面から前記斜めに隔設された複数枚のプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１を通りながら前記波動発生装置２４、２５によって活性化され、前記下廃水が分解されて前記酸化槽１に排出されるようになっている。
【００３０】
図１には、本発明の一実施形態に係る下廃水危害性物質の低減装置の構造が示されている。図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る下廃水危害性物質の低減装置は、既存の処理場の前端又は後端に設けられて好気性微生物によって溶存性有機物を除去し、且つ、一部のアンモニア窒素を酸化させる酸化槽１、酸化槽１から供給される下廃水が処理される主分解部２ａ、前記酸化槽１内の下廃水を前記主分解部２に供給する下廃水供給ライン１１及び前記主分解部２ａにおいて分解された下廃水を前記酸化槽１に排出する分解済み下廃水及び活性電子排出ライン３２を備える。
【００３１】
図２には、本発明の別の実施形態に係る下廃水危害性物質の低減装置の構造が示されている。図２を参照すると、本発明の別の実施形態に係る下廃水危害性物質の低減装置は、既存の処理場の前端又は後端に設けられて好気性微生物によって溶存性有機物を除去し、且つ、一部のアンモニア窒素を酸化させる酸化槽１、酸化槽１から供給される下廃水が処理される主分解部２ａ、前記主分解部２ａに下廃水を供給する前に１次的に前記下廃水を分解する副分解部２ｂを備え、前記副分解部２ｂは、前記酸化槽１から前記主分解部２ａに下廃水を供給する下廃水供給ライン１１、前記酸化槽外部に配備されて電子及びラジカルを発生させる副電子発生装置２１ｂ及び前記副電子発生装置２１ｂから前記下廃水供給ライン１１に前記電子及びラジカルを供給する副電子注入ライン２２ｂを備えるようになっている。
【００３２】
図３には、図１及び図２に示す主分解部２ａの一実施形態が示されている。図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る主分解部（図１及び図２における２ａ）は、下廃水供給ライン（図１及び図２における１１）を介して酸化槽（図１及び図２における１）から供給された下廃水が貯留される分解槽２、前記分解槽２の外部に配設されて電子を発生させる主電子発生装置２１ａ、分解槽２内において上下方向に沿って延びて前記主電子発生装置２１ａから発生した電子及びラジカルを前記分解槽２内に注入する主電子注入ライン２２ａ、前記主電子注入ライン２２ａの下端に連結され、前記分解槽２の底面に隣設されて活性化された分解槽２内から電子を排出する活性電子起爆装置２３、前記分解槽２の内部に配設されて主電子注入ライン２２ａに沿って移動する電子及びラジカルと分解槽２内の電子及びラジカルに電場を印加して電子を活性化させる波動発生装置２４、２５、前記分解槽２の内壁及び前記主電子注入ライン２２ａの外壁に斜めに隔設された複数枚のプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１を備える。前記分解槽２において分解された下廃水及び活性電子は、分解済み下廃水及び活性電子排出ライン３２を介して酸化槽（図１及び図２における１）に排出される。
【００３３】
前記複数枚のプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１は、分解槽２の内部の側壁から内側に延びて形成される複数枚の第１のプレート２６、２８、２９、３１と、分解槽２内において主電子注入ライン２２ａから外側に延びて形成される複数枚の第２のプレート２７、３０と、を備える。第２のプレート２７、３０を間に挟んで２枚の第１のプレート２６、２８、２９、３１が上下に離れて一部が重なり合うように形成され、上下に配設される２枚の第１のプレート２６、２８、２９、３１は、先端に進むにつれて間隔が狭くなるように傾く。第２のプレート２７、３０は、略水平に延びる。分解槽２内において下廃水と活性化済み電子及びラジカルが前記複数枚のプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１の間を千鳥状に通るため、前記下廃水が活性化された電子及びラジカルによって分解される時間が延び、その結果、下廃水の危害性物質の処理効率がさらに上がる。
【００３４】
図４は、本発明の別の実施形態に係る副分解部２ｂが示されている。前記図４を参照すると、前記副分解部２ｂは、前記副電子発生装置２１ｂ、前記副電子注入ライン２２ｂ、前記下廃水供給ライン１１及び突出部３３、３４を備える。前記副電子発生装置２１ｂから発生した電子及びラジカルが前記副電子注入ライン２２ｂを介して下廃水供給ライン１１に注入される。前記下廃水供給ライン１１の内壁に半円状に複数の突出部３３、３４が配備され、前記突出部３３、３４によって酸化槽（図２における１）から主分解部（図２における２ａ）に供給される下廃水の移動速度を下げて前記電子とラジカル及び下廃水が前記下廃水供給ライン１１に留まる時間を増やして前記下廃水の分解効率を上げる。
【００３５】
波動発生装置２４、２５は、分解槽２の内部の壁面に隣設される。波動発生装置２４、２５はいずれも同じ構成を有するため、図５を参照して一つの波動発生装置２４についてのみ説明する。図５を参照すると、波動発生装置２４は、多数枚の金属板が積層されて形成される胴体部１０１と、胴体部１０１を取り囲むコイル部１０４と、を備える。胴体部１０１は、略「Ｅ」字状を呈し、前記分解槽２の内壁に接する基部１０２と、基部１０２から側面の外側に突出され、互いに離れている３つの突出羽根部１０３と、を備える。コイル部１０４は、３つの突出羽根部１０３のそれぞれを取り囲む銅線によって形成され、外部から防水被覆を施した電線を介して電流が提供される。これによって、コイル部１０４に電流を印加すると電場が発生して、前記主電子注入ライン２２ａ又はプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１の間を通る電子及びラジカルが活性化される。
【００３６】
また、本発明は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、前記下廃水分解槽２の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む活性種を生成するステップと、前記活性種を前記分解槽に注入するステップと、前記注入された活性種に電場を印加して前記活性種を波動化させるステップと、前記波動化された活性種を前記分解槽２の下部から起爆させるステップ及び前記活性種及び下廃水を酸化槽１に排出するステップを含むことを特徴とする下廃水の処理方法を提供する（図６)。
【００３７】
前記活性種のプラズマは、パルスグロー放電方式によって形成され、空気中の中性ガスとの非弾性衝突反応によって生成されたラジカルを含む。
【００３８】
前記波動化させるステップは、前記分解槽２内において行われ、前記起爆ステップの直前に前記活性種に電場を印加して波動を用いて活性化させてエネルギーを増幅させて前記活性種が危害性物質と反応して下廃水を処理する。
【００３９】
前記活性種及び下廃水を酸化槽１に排出するステップにおいては、前記分解槽２内に斜めに隔設されたプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１に沿って前記活性種及び下廃水が千鳥状に移動されて前記活性種及び下廃水が分解槽内に留まる時間が延びる。
【００４０】
また、本発明は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、酸化槽１の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第１の活性種を生成するステップと、前記第１の活性種を下廃水注入ライン１１に沿って下廃水分解槽２に移動する下廃水に供給するステップと、前記分解槽２の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第２の活性種を生成するステップと、前記第２の活性種を前記分解槽２に注入するステップと、前記注入された第１及び第２の活性種に電場を印加して前記第１及び第２の活性種を波動化させるステップと、前記波動化された活性種を前記分解槽２の下部から起爆させるステップ及び前記活性種及び下廃水を酸化槽１に排出するステップを含むことを特徴とする下廃水の処理方法を提供する（図７）。
【００４１】
前記第１の活性種を生成して下廃水注入ライン１１に沿って下廃水分解槽２に移動する下廃水に供給するステップによって、前記下廃水が前記主分解部２ａに供給される前に１次的に分解されるので、前記下廃水の分解効率が上がる。
【００４２】
前記第１及び第２の活性種のプラズマは、パルスグロー放電方式によって形成され、空気中の中性ガスとの非弾性衝突反応によって生成されたラジカルを含む。
【００４３】
前記波動化させるステップは、前記分解槽２内において行われる。
【００４４】
前記第１及び第２の活性種及び下廃水を酸化槽１に排出するステップにおいては、前記分解槽２内に斜めに隔設されたプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１に沿って前記活性種及び下廃水が千鳥状に移動されて前記活性種及び下廃水が分解槽２内に留まる時間を増やす。
【００４５】
図８は、本発明に係る下廃水の処理原理を示すものであり、下廃水の外部でプラズマによって電子及びラジカルを含む活性種を生成し、前記活性種を下廃水内に注入した後に電磁気波動を用いて活性化させ、前記活性化された活性種を起爆して下廃水中の有機物及び危害性物質を酸化させて下廃水を処理する。
【００４６】
図９は、本発明に係る酸化工程を用いた有機物及び危害性物質の処理過程を示すものであり、空気中の水分子の極性結合によるイオンクラスターを生成して各種の有害物質を前記イオンクラスターが囲繞し、化学反応によってＯＨ（水酸化基）ラジカルを生成して、前記ラジカルが前記有害物質と反応して有害物質を除去する。
【００４７】
前記ＯＨラジカルの元の名称は「ヒドロキシルラジカル」であり、前記ＯＨラジカルは、化学成分ではなく、天然物質を用いて汚染物質を殺菌、除去する人体に無害な物質であって、殺菌、消毒、脱臭、分解能に優れており、空気及び水の汚染物質に直接的に関与して全ての汚染物質を除去した後に溶存酸素の豊富な健康な水を提供する。
【００４８】
また、前記ＯＨラジカルは、強力な酸化力を有する物質である。一般に、酸化とは、ある物質が酸素や水素と反応して電子を失うことをいい、電子を得た側に還元される。すなわち、酸化及び還元は同時に発生する。前記ＯＨラジカルとは、水素（Ｈ＋）及び酸素（Ｏ−）の不安定イオンのことをいうが、これらの電子は各種の汚染物質と反応して酸化させ、前記汚染物質を再び安全な水及び空気に還元させる殺菌脱臭作用をする。
【００４９】
また、細菌に対する酸化作用は、細菌の細胞膜又は細胞壁の構成物質とＯＨラジカルが反応して細胞膜の脂質を過酸化させる。前記過酸化された細胞膜は流動性に劣り、前記細胞膜内外の物質の輸送が妨げられるため、前記細胞膜が正常に機能できなくなって細菌を殺す虞がある。
【００５０】
（実験例）殺菌力の評価実験
図１及び図３は、本発明の一実施形態に係る装置の構造を示す断面図である。主電子発生装置２１ａにおいてパルスグロー放電方式を用いてプラズマを発生させて電子を生成し、空気中の中性ガスとの非弾性衝突反応を用いてラジカルを生成し、前記電子及びラジカルを下廃水内に注入して波動発生装置２４、２５を用いて活性化させた後、前記活性化済み電子及びラジカルを活性電子起爆装置２３を用いて起爆させて複数枚の隔設されたプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１の間に前記活性化済み電子とラジカル及び下廃水が移動するようにして下廃水を処理した後、処理された下廃水の殺菌能を評価した。
【００５１】
下記表１と、図１０及び図１１は、本発明の一実施形態に係る下廃水危害性物質の低減装置の殺菌能の評価結果を示すものである。
【表１】
2018034141.tif 000003
【００５２】
前記結果から明らかなように、Ｅ．ｃｏｌｉは、１分後には１７．２％、１０分後には９９.９％、そして６０分後には９９．９％以上の殺菌力を示す。Ｓ．ａｕｒｅｕｓは、１分間は殺菌力がないが、１０分後には９９．９％、６０分後には９９．９％以上の殺菌力を示す。また、Ｓ．ｆｌｅｘｎｅｒｉは、１分後には２９．６％、１０分後には３４．１％、そして６０分後には９９．９％以上の殺菌力を示すことから、本発明に係る下廃水危害性物質の低減装置が汚染物質に対する殺菌力及び消毒力に優れていることが分かる。
【符号の説明】
【００５３】
１：酸化槽
２ａ：主分解部
２ｂ：副分解部
２：分解槽
１１：下廃水供給ライン
２１ａ：主電子発生装置
２１ｂ：副電子発生装置
２２ａ：主電子注入ライン
２２ｂ：副電子注入ライン
２３：活性電子起爆装置
２４、２５：波動発生装置
２６、２７、２８、２９、３０、３１：プレート
３２：分解済み下廃水及び活性電子排出ライン
３３、３４：突出部
１０１：胴体部
１０２：基部
１０３：羽根部
１０４：コイル部
【図１】
2018034141.tif 000004
【図２】
2018034141.tif 000005
【図３】
2018034141.tif 000006
【図４】
2018034141.tif 000007
【図５】
2018034141.tif 000008
【図６】
2018034141.tif 000009
【図７】
2018034141.tif 000010
【図８】
2018034141.tif 000011
【図９】
2018034141.tif 000012
【図１０】
2018034141.tif 000013
【図１１】
2018034141.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月21日(2017.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置であって、
下廃水を主分解部に供給する好気的微生物により溶存有機物の除去およびアンモニアの酸化を行う酸化槽と、
前記酸化槽から供給される下廃水が処理される主分解部と、
を備え、
前記主分解部は、
ＯＨラジカルによって細菌の分解を行う分解槽と、
前記分解槽の外部に配備されて電子を発生させる主電子発生装置と、
前記主電子発生装置から前記分解槽の内部に前記電子を移動させる主電子注入ラインと、
前記分解槽内に配備され、電場を印加する装置と、
分解槽の内壁及び前記主電子注入ラインに隔設された複数枚のプレートと、
を備えることを特徴とする生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置。
【請求項２】
前記酸化槽から前記主分解部に下廃水を供給する前に１次的に前記下廃水を分解する副分解部をさらに備え、
前記副分解部は、
前記酸化槽から前記主分解部に下廃水を供給する下廃水供給ラインと、
前記酸化槽の外部に配備されて電子及びラジカルを発生させる副電子発生装置と、
前記副電子発生装置から前記下廃水供給ラインに前記電子及びラジカルを供給する副電子注入ラインと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置。
【請求項３】
前記副分解部は、前記下廃水供給ラインの内壁に配備された複数の突出部をさらに備え、
前記突出部は、前記下廃水供給ラインの内壁に設けられて下廃水の移動速度を下げて前記下廃水供給ラインに下廃水が留まる時間を増やして分解効率を向上させることを特徴とする請求項２に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置。
【請求項４】
前記分解槽の下面に設けられる活性種を注入する装置をさらに備え、
前記副及び／又は主電子発生装置から発生された活性化済み電子及びラジカルが前記活性種を注入する装置によって注入されて前記分解槽の内部にある下廃水が分解されることを特徴とする請求項１に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置。
【請求項５】
前記主電子発生装置から発生された活性化済み電子及びラジカルが前記分解槽の下面から斜めに隔設された前記複数枚のプレートを通りながら前記電場を印加する装置によって活性化され、前記下廃水が分解されて前記酸化槽に排出されることを特徴とする請求項１に記載の生態毒性の除去のための生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置。
【請求項６】
生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、
ＯＨラジカルによって下廃水の細菌の分解を行う分解槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む活性種を生成するステップと、
前記活性種を前記分解槽に注入するステップと、
前記注入された活性種に電場を印加するステップと、
前記電場が印加された活性種を前記分解槽の下部から注入させるステップと、
前記活性種及び下廃水を好気的微生物により溶存有機物の除去およびアンモニアの酸化を行う酸化槽に排出するステップと、
を含み、
前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップは、
前記分解槽内に斜めに隔設されたプレートに沿って行われることを特徴とする生態毒性の除去のための生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項７】
前記活性種のプラズマは、パルスグロー放電方式によって形成されることを特徴とする請求項６に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項８】
前記活性種は、空気中の中性ガスとの非弾性衝突反応によって生成されたラジカルを含むことを特徴とする請求項６に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項９】
生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、
好気的微生物により溶存有機物の除去およびアンモニアの酸化を行う酸化槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第１の活性種を生成するステップと、
前記第１の活性種を下廃水注入ラインに沿ってＯＨラジカルによって下廃水の細菌の分解を行う分解槽に移動する下廃水に供給するステップと、
前記分解槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第２の活性種を生成するステップと、
前記第２の活性種を前記分解槽に注入するステップと、
注入された前記第１及び第２の活性種に電場を印加するステップと、
前記電場が印加された前記活性種を前記分解槽の下部から注入させるステップと、
前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップと、
を含むことを特徴とする生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項１０】
前記第１及び／又は第２の活性種のプラズマは、パルスグロー放電方式によって形成されることを特徴とする請求項９に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項１１】
前記第１及び／又は第２の活性種は、空気中の中性ガスとの非弾性衝突反応によって生成されたラジカルを含むことを特徴とする請求項９に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項１２】
前記電場を印加するステップは、前記分解槽内において行われることを特徴とする請求項９に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【請求項１３】
前記活性種及び下廃水を前記酸化槽に排出するステップは、
前記分解槽内に斜めに隔設されたプレートに沿って行われることを特徴とする請求項９に記載の生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減装置は、前記分解槽の下面に設けられる活性種を注入する装置をさらに備え、前記副及び／又は主電子発生装置から発生された活性化済み電子及びラジカルが前記活性種を注入する装置によって注入されて前記分解槽の内部にある下廃水が分解されることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、上述した目的を達成するために案出された本発明に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、下廃水分解槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む活性種を生成するステップと、前記活性種を前記分解槽に注入するステップと、前記注入された活性種に電場を印加して前記活性種を波動化させるステップと、前記波動化された活性種を前記分解槽の下部から注入させるステップと、前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップと、を含み、前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップは、前記分解槽内に斜めに隔設されたプレートに沿って行われることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
さらに、上述した目的を達成するために案出された本発明に係る生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、酸化槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第１の活性種を生成するステップと、前記第１の活性種を下廃水注入ラインに沿って下廃水分解槽に移動する下廃水に供給するステップと、前記分解槽の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第２の活性種を生成するステップと、前記第２の活性種を前記分解槽に注入するステップと、前記注入された第１及び第２の活性種に電場を印加して前記第１及び第２の活性種を波動化させるステップと、前記波動化された活性種を前記分解槽の下部から注入させるステップと、前記活性種及び下廃水を酸化槽に排出するステップと、を含むことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
前記下廃水危害性物質の低減装置は、前記分解槽２の下面に設けられる活性種を注入する装置２３をさらに備えていてもよく、前記主及び／又は電子発生装置２１ａ及び／又は２１ｂから発生された活性化済み電子及びラジカルが前記活性種を注入する装置２３によって注入されて前記分解槽２の内部にある下廃水が分解される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図３には、図１及び図２に示す主分解部２ａの一実施形態が示されている。図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る主分解部（図１及び図２における２ａ）は、下廃水供給ライン（図１及び図２における１１）を介して酸化槽（図１及び図２における１）から供給された下廃水が貯留される分解槽２、前記分解槽２の外部に配設されて電子を発生させる主電子発生装置２１ａ、分解槽２内において上下方向に沿って延びて前記主電子発生装置２１ａから発生した電子及びラジカルを前記分解槽２内に注入する主電子注入ライン２２ａ、前記主電子注入ライン２２ａの下端に連結され、前記分解槽２の底面に隣設されて活性化された分解槽２内から電子を排出する活性種を注入する装置２３、前記分解槽２の内部に配設されて主電子注入ライン２２ａに沿って移動する電子及びラジカルと分解槽２内の電子及びラジカルに電場を印加して電子を活性化させる波動発生装置２４、２５、前記分解槽２の内壁及び前記主電子注入ライン２２ａの外壁に斜めに隔設された複数枚のプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１を備える。前記分解槽２において分解された下廃水及び活性電子は、分解済み下廃水及び活性電子排出ライン３２を介して酸化槽（図１及び図２における１）に排出される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
また、本発明は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、前記下廃水分解槽２の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む活性種を生成するステップと、前記活性種を前記分解槽に注入するステップと、前記注入された活性種に電場を印加して前記活性種を波動化させるステップと、前記波動化された活性種を前記分解槽２の下部から注入させるステップ及び前記活性種及び下廃水を酸化槽１に排出するステップを含むことを特徴とする下廃水の処理方法を提供する（図６)。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
前記波動化させるステップは、前記分解槽２内において行われ、前記注入ステップの直前に前記活性種に電場を印加して波動を用いて活性化させてエネルギーを増幅させて前記活性種が危害性物質と反応して下廃水を処理する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、本発明は、生態毒性の除去のための下廃水危害性物質の低減方法であって、酸化槽１の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第１の活性種を生成するステップと、前記第１の活性種を下廃水注入ライン１１に沿って下廃水分解槽２に移動する下廃水に供給するステップと、前記分解槽２の外部でプラズマを発生させて電子及びラジカルを含む第２の活性種を生成するステップと、前記第２の活性種を前記分解槽２に注入するステップと、前記注入された第１及び第２の活性種に電場を印加して前記第１及び第２の活性種を波動化させるステップと、前記波動化された活性種を前記分解槽２の下部から注入させるステップ及び前記活性種及び下廃水を酸化槽１に排出するステップを含むことを特徴とする下廃水の処理方法を提供する（図７）。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
図８は、本発明に係る下廃水の処理原理を示すものであり、下廃水の外部でプラズマによって電子及びラジカルを含む活性種を生成し、前記活性種を下廃水内に注入した後に電磁気波動を用いて活性化させ、前記活性化された活性種を注入して下廃水中の有機物及び危害性物質を酸化させて下廃水を処理する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
（実験例）殺菌力の評価実験
図１及び図３は、本発明の一実施形態に係る装置の構造を示す断面図である。主電子発生装置２１ａにおいてパルスグロー放電方式を用いてプラズマを発生させて電子を生成し、空気中の中性ガスとの非弾性衝突反応を用いてラジカルを生成し、前記電子及びラジカルを下廃水内に注入して波動発生装置２４、２５を用いて活性化させた後、前記活性化済み電子及びラジカルを活性種を注入する装置２３を用いて注入させて複数枚の隔設されたプレート２６、２７、２８、２９、３０、３１の間に前記活性化済み電子とラジカル及び下廃水が移動するようにして下廃水を処理した後、処理された下廃水の殺菌能を評価した。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
１：酸化槽
２ａ：主分解部
２ｂ：副分解部
２：分解槽
１１：下廃水供給ライン
２１ａ：主電子発生装置
２１ｂ：副電子発生装置
２２ａ：主電子注入ライン
２２ｂ：副電子注入ライン
２３：活性種を注入する装置
２４、２５：波動発生装置
２６、２７、２８、２９、３０、３１：プレート
３２：分解済み下廃水及び活性電子排出ライン
３３、３４：突出部
１０１：胴体部
１０２：基部
１０３：羽根部
１０４：コイル部