(57)【要約】【課題】ヒドロキシラジカルにより被処理水を効率的に処理すること。【解決手段】被処理水を処理する水処理装置であって、被処理水が流れる流路（３０）と、流路（３０）に導入される気体に放電反応を生じさせる放電手段（５０）と、前記気体が流路（３０）に導入されることにより形成される気泡（Ｂ）を微細化する微細化手段（６０）と、微細化手段（６０）によって微細化された微小気泡（ｂ）を撹拌する撹拌手段（７０）と、を備えること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を処理する水処理装置であって、
被処理水が流れる流路と、
前記流路に導入される気体に放電反応を生じさせる放電手段と、
前記気体が前記流路に導入されることにより形成される気泡を微細化する微細化手段と、
前記微細化手段によって微細化された微小気泡を撹拌する撹拌手段と、を備える水処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水処理装置において、
前記微細化手段は、前記気泡を分断するカッター部を有する分断器を含む、水処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の水処理装置において、
前記微細化手段は、前記気泡を含む前記被処理水を加圧した後に減圧する加圧減圧器を含む、水処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の水処理装置において、
前記流路は、前記微細化手段が設けられる筒状の上流部と、前記撹拌手段が設けられる筒状の処理槽を含む下流部とを有し、
前記処理槽における当該処理槽の軸方向と直交する面の断面積は前記上流部のそれよりも大きい、水処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の水処理装置において、
前記放電手段は、一対の電極と、前記一対の電極間に電圧を印加する電源とを有し、
前記一対の電極の間の間隙を含み、前記流路へ前記気体を導入する通路と、前記通路に配置され、前記流路から前記放電手段へ向かう前記被処理水の流入を阻止する弁と、
をさらに備える水処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の水処理装置において、
前記流路の少なくとも内表面が前記放電反応により前記気泡に生じるヒドロキシラジカルの酸化エネルギーよりも大きな結合解離エネルギーを有する物質にて形成される、水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種水を処理するための水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、オゾンによってバラスト水等の被処理水を処理する水処理装置が知られている。このような水処理装置では、被処理水の処理効率を向上ないし安定化させるために様々な開発が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、配水管と、配水管に流入した被処理水に旋回流を形成するスクリュープロペラと、被処理水中にオゾンを注入するためのオゾン注入管と、配水管の内面に装着された乱流発生手段とを備える水処理装置が開示されている。スクリュープロペラにより形成された旋回流中にオゾン注入管からオゾンが注入される。乱流発生手段は、オゾン注入管の先端よりも下流側に設けられている。このため、オゾン注入管から被処理水中に供給されたオゾンの気泡は、まず旋回流によって撹拌され、その後、乱流発生手段に衝突することによって微細化される。この微細化された気泡が被処理水中に溶解することによって被処理水の処理（被処理水の殺菌や微生物の殺滅等）が効率よく行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３９６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の水処理装置では、微細化されたオゾンの気泡によって被処理水が効果的に処理されている。
【０００６】
ここで、被処理水の処理効率をさらに向上させるべく、オゾンに替えて、オゾンの酸化エネルギーよりも大きな酸化エネルギーを有するヒドロキシラジカルを用いて被処理水を処理することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、ヒドロキシラジカルの反応速度はオゾンのそれに比べて非常に速いため、上記特許文献１の装置において、被処理水中にヒドロキシラジカルを含んだ気泡が注入された場合、当該気泡が旋回流によって撹拌されている途中ないし乱流発生手段によって微細化される前にヒドロキシラジカルの大半が消滅することが想定される。
【０００８】
本発明の目的は、ヒドロキシラジカルにより被処理水を効率的に処理することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、被処理水を処理する水処理装置であって、被処理水が流れる流路と、前記流路に導入される気体に放電反応を生じさせる放電手段と、前記気体が前記流路に導入されることにより形成される気泡を微細化する微細化手段と、前記微細化手段によって微細化された微小気泡を撹拌する撹拌手段と、を備える水処理装置を提供する。
【００１０】
本発明では、被処理水中に導入される気体に放電反応が生じることによって生成されるヒドロキシラジカル（・ＯＨ）のうち前記気泡の表面に存在するものが被処理水と接触することによって当該被処理水が処理される。そして、本発明では、気泡がまず微細化手段によって微細化され、その後、撹拌手段によって撹拌される。つまり、反応速度の速いヒドロキシラジカルが消滅する前に当該ヒドロキシラジカルを含む気泡が複数の微小気泡となってその総表面積を大幅に増大させ、その複数の微小気泡が撹拌される。よって、ヒドロキシラジカルに接触する被処理水の量が飛躍的に増えるので、ヒドロキシラジカルによる効果的な被処理水の処理が可能となる。
【００１１】
具体的に、前記微細化手段は、前記気泡を分断するカッター部を有する分断器を含んでもよい。
【００１２】
この態様では、簡単な構成で微小気泡が得られる。
【００１３】
あるいは、前記微細化手段は、前記気泡を含む前記被処理水を加圧した後に減圧する加圧減圧器を含んでもよい。
【００１４】
この態様でも、簡単な構成で微小気泡が得られる。
【００１５】
また、本発明において、前記流路は、前記微細化手段が設けられる筒状の上流部と、前記撹拌手段が設けられる筒状の処理槽を含む下流部とを有し、前記処理槽における当該処理槽の軸方向と直交する面の断面積は前記上流部のそれよりも大きいことが好ましい。
【００１６】
このようにすれば、微細化手段が設けられている上流部から撹拌手段が設けられている下流部の処理槽に被処理水が至ったときに当該被処理水の流速が低下する。そして、その流速の低下した処理槽において複数の微小気泡が撹拌されるので、当該微小気泡の処理槽での滞在時間が長くなる。処理槽においてヒドロキシラジカルに接触する被処理水の量がさらに増え、処理槽を通過する被処理水が一層効率よく処理される。
【００１７】
また、本発明において、前記放電手段は、一対の電極と、前記一対の電極間に電圧を印加する電源とを有し、前記一対の電極の間の間隙を含み、前記流路へ前記気体を導入する通路と、前記通路に配置され、前記流路から前記放電手段へ向かう前記被処理水の流入を阻止する弁と、をさらに備えることが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、放電効率の低下が防止される。
【００１９】
また、本発明において、前記流路の少なくとも内表面が前記放電反応により前記気泡に生じるヒドロキシラジカルの酸化エネルギーよりも大きな結合解離エネルギーを有する物質にて形成されることが好ましい。
【００２０】
このようにすれば、ヒドロキシラジカルが流路の内面と反応しないので、換言すれば、ヒドロキシラジカルの酸化エネルギーが流路の内面の酸化に利用されることなく被処理水の処理に利用されるので、流路の内面の腐食ないし劣化の抑制と被処理水の処理効率の向上との双方が達成される。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、ヒドロキシラジカルにより被処理水を効率的に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一実施形態の水処理装置の構成の概略を示す図である。
【図２】気泡の分割数と当該気泡の表面積との関係を示すグラフである。
【図３】図１の水処理装置の駆動動作を示すフローチャートである。
【図４】図１の水処理装置の変形例を示す図である。
【図５】本発明の第二実施形態の水処理装置の構成の概略を示す図である。
【図６】図５の水処理装置の駆動動作の一部を示すフローチャートである。
【図７】図５の水処理装置の変形例を示す図である。
【図８】流路を上方から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態の水処理装置２０について、図１を参照しながら説明する。この水処理装置２０は、船舶のバラスト水、各種工場や事業所での排水、上下水の処理場の水、飲料水等の被処理水の殺菌や、被処理水中の微生物等の殺滅などを行うために用いられる装置である。
【００２４】
図１に示されるように、水処理装置２０は、被処理水が流れる流路３０と、気泡を流路３０内に供給する気泡供給手段４０と、放電手段５０と、気泡Ｂを微細化する微細化手段６０と、微細化手段６０により微細化された微小気泡ｂを撹拌する撹拌手段７０とを備えている。なお、図１の右側が流路３０の上流側であり、図１の左側が流路３０の下流側である。
【００２５】
流路３０は、上流部３２と、上流部３２よりも下流側に位置する下流部３４とを有している。
【００２６】
上流部３２は、円筒状の配管である。上流部３２は、その軸が水平となる姿勢で配置されている。ただし、上流部３２の姿勢はこれに限られない。
【００２７】
下流部３４は、円筒状の処理槽３４ａを含んでいる。ただし、処理槽３４ａは、筒状であれば円筒状に限られない。処理槽３４ａは、その軸が上流部３２の軸と直交する姿勢（鉛直方向と平行となる姿勢）で配置されている。処理槽３４ａの下部に上流部３２が接続されている。このため、上流部３２から処理槽３４ａに流入した被処理水は当該処理槽３４ａ内を下方から上方へ向かって流れる。処理槽３４ａにおける当該処理槽３４ａの軸方向と直交する面の断面積（本実施形態では処理槽３４ａの内径でもよい）は、上流部３２のそれよりも大きくなるように設定されている。このため、処理槽３４ａ内の被処理水の流速は、上流部３２内のそれよりも小さくなる。
【００２８】
流路３０のうちの上流部３２にはポンプ３８が設けられる。ポンプ３８は、被処理水を上流部３２から下流部３４へ送出する。
【００２９】
気泡供給手段４０は、流路３０に気泡を供給するため供給管４２と、供給管４２に設けられたポンプ４４と、供給管４２に設けられた開閉弁４６とを有している。
【００３０】
供給管４２は、絶縁材料からなる。供給管４２は、複数（図１では２つ）の筒部４２ａと、各筒部４２ａ内の空間を合流させる合流部４２ｂとを有している。合流部４２ｂは、その一端が各筒部４２ａの下流側（図１の下側）の端部に接続されており、その他端が上流部３２に接続されている。つまり、各筒部４２ａ内及び合流部４２ｂ内に形成された通路を通って上流部３２内の被処理水中に気泡Ｂが供給される。
【００３１】
ポンプ４４は、酸素を含有する気体（例えば空気）を通路を通じて上流部３２内に送り込む。本実施形態では、ポンプ４４は、各筒部４２ａに設けられている。
【００３２】
開閉弁４６は、供給管４２の合流部４２ｂに設けられている。開閉弁４６は、開弁時に気体の通過を許容する一方で閉弁時に被処理水の通過を阻止する。
【００３３】
なお、供給管４２は合流部４２ｂを有しているので、筒部４２ａの数にかかわらず合流部４２ｂに単一の開閉弁４６が設けられる。
【００３４】
放電手段５０は、一対の電極５２と、電源５４とを有する。
【００３５】
一対の電極５２は、互いに離間した状態で対向する棒状ないし板状の対向電極からなる。一対の電極５２は、各筒部４２ａの内周面、すなわち、前記通路を挟む位置に固定されている。つまり、ポンプ４４から一対の電極５２間を通って上流部３２内に気泡Ｂが供給される。本実施形態では、一対の電極５２は、各筒部４２ａの下流側（図１の下側）の端部に設けられている。なお、一対の電極５２は、一方が円筒状の電極であり、他方が筒状の電極内に当該筒状の電極から離間する状態で配置された棒状の電極であってもよい。この場合、筒状の電極が筒部４２ａの内周面に固定される。
【００３６】
電源５４は、一対の電極５２間に供給される気体にプラズマ放電反応を生じさせる直流電圧を、配線を介して当該一対の電極５２に印加する。なお、一対の電極５２に印加される電圧は、パルス電圧であってもよい。
【００３７】
微細化手段６０は、上流部３２内に設けられる。より具体的には、微細化手段６０は、上流部３２のうち合流部４２ｂが接続されている部位よりも下流側に設けられる。本実施形態の微細化手段６０は、駆動軸６２と、駆動軸６２に固定されたカッター部６４と、を有する分断器である。
【００３８】
駆動軸６２は、上流部３２を貫通する第一軸部６２ａと、図示しないギアを介して第一軸部６２ａに接続された第二軸部６２ｂとを有している。第一軸部６２ａは、流路３０外に設けられた電動機６５に接続され、これによって回転駆動される。第一軸部６２ａの駆動力は、ギアを介して第二軸部６２ｂに伝達される。第二軸部６２ｂは、上流部３２の軸方向（被処理水の流れ方向）と平行な水平方向に延びる姿勢で配置されている。
【００３９】
カッター部６４は、第二軸部６２ｂに固定されている。カッター部６４は、第二軸部６２ｂと直交する方向に長く、かつ、その先端に向かうにしたがって次第に厚さが小さくなる形状を有する。カッター部６４は、駆動軸６２の回転に伴って気泡Ｂを分断する。これにより、気泡Ｂは、当該気泡Ｂの径よりも小さな径を有する複数の微小気泡ｂとなる。この結果、気泡の合計表面積が増大する。
【００４０】
ここで、図２を参照しながら、気泡の分割数とその合計表面積との関係について説明する。図２に示されるように、気泡の分割数が増えるにしたがって気泡の合計表面積が増大する。ただし、気泡の合計体積は一定である。例えば、気泡の径が１０分の１となるように当該気泡を１０００分割すると、気泡の合計表面積はその分割前の１０倍となる。
【００４１】
図１に示されるように、撹拌手段７０は、流路３０のうちの処理槽３４ａ内に設けられる。撹拌手段７０は、駆動軸７２と、駆動軸７２に固定された撹拌翼７４とを有する。
【００４２】
駆動軸７２は、下流部３４を貫通している。駆動軸７２は、流路３０外に設けられた電動機７５に接続され、これによって回転駆動される。駆動軸７２は、処理槽３４ａの軸方向と平行な鉛直方向に延びる姿勢で配置されている。
【００４３】
撹拌翼７４は、駆動軸７２の下端部から上端部近傍に至る範囲に設けられている。撹拌翼７４は、駆動軸７２の回転に伴って処理槽３４ａ内に下方から上方に向かう旋回流が形成されるように被処理水を撹拌する。これにより、複数の微小気泡ｂは、処理槽３４ａ内を周方向に旋回しながら徐々に浮上する。この結果、複数の微小気泡ｂは、処理槽３４ａ内に拡散する。
【００４４】
図１に示されるように、本実施形態の水処理装置２０は、第一センサ８２と、第二センサ８４と、制御部８６とをさらに備えている。
【００４５】
第一センサ８２は、供給管４２のうちの開閉弁４６が設けられた部位よりも上流側（一対の電極５２が設けられている側）の管内の圧力、すなわち、気体の圧力を検知するセンサである。
【００４６】
第二センサ８４は、流路３０内の圧力、すなわち、被処理水の圧力を検知するセンサである。
【００４７】
制御部８６は、各センサ８２，８４の検出値に応じて開閉弁４６の開閉を制御する。具体的に、図３を参照しながら、制御部８６の制御内容を含めた本水処理装置２０の駆動動作を被処理水を処理するメカニズムと合わせて説明する。
【００４８】
まず、開閉弁４６を閉じた状態とする（ステップＳＴ１０）。
【００４９】
そして、ポンプ４４によって一対の電極５２間に酸素を含有する気体を供給する（ステップＳＴ１１）。この状態で一対の電極５２間に電圧を印加する（ステップＳＴ１２）。そうすると、一対の電極５２間の気体にプラズマ放電反応が生じる。具体的には、気体に含まれる酸素が電子（ｅ）の供給を受け、以下の反応式（１）のように反応して酸素ラジカル（・Ｏ）が生成される。
【００５０】
Ｏ２＋２ｅ→２・Ｏ＋２ｅ・・・（１）
なお、ステップＳＴ１１及びステップＳＴ１２は、上記と逆の順で実行されても、あるいは、同時に実行されてもよい。
【００５１】
その後、ポンプ３８を駆動し（ステップＳＴ１３）、流路３０内に被処理水を送り込む。続いて、微細化手段６０及び撹拌手段７０を駆動する（ステップＳＴ１４）。なお、ステップＳＴ１３及びステップＳＴ１４は、上記と逆の順で実行されても、あるいは、同時に実行されてもよい。
【００５２】
この状態において、制御部８６は、第一センサ８２の値が第二センサ８４の値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳＴ１５）。その結果、第一センサ８２の値が第二センサ８４の値よりも大きければ、開閉弁４６を開く（ステップＳＴ１６）。
【００５３】
そうすると、酸素ラジカルを含んだ気泡Ｂが上流部３２内に供給される。このとき、酸素ラジカルは、以下の反応式（２）に示すように、被処理水の水分（Ｈ２Ｏ）と反応してヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を発生させる。
【００５４】
・Ｏ＋Ｈ２Ｏ→２・ＯＨ・・・（２）
上記反応式（２）の反応により生成されたヒドロキシラジカルは、活性酸素と呼ばれる分子種のうちで最も反応性が高く、最も強い酸化力を有しているため、殺菌及び微生物等の殺滅に非常に高い効力を発揮する。このヒドロキシラジカルは、気泡Ｂの表面にも存在する。つまり、気泡Ｂの表面に存在するヒドロキシラジカルが被処理水と接触することにより、当該被処理水が処理される。
【００５５】
この気泡Ｂは、上流部３２内に設けられた分断器のカッター部６４で分断されることにより複数の微小気泡ｂとなる。その後、処理槽３４ａの下部に至った複数の微小気泡ｂは、撹拌手段７０によって処理槽３４ａ内に形成される旋回流中に拡散されながら処理槽３４ａ内を徐々に浮上する。よって、処理槽３４ａ内を流れる被処理水は複数の微小気泡ｂと接触するので、各微小気泡ｂの表面に存在するヒドロキシラジカルによって効果的に処理される。
【００５６】
その後、第一センサ８２の値が第二センサ８４の値よりも小さくなれば、制御部８６は開閉弁４６を閉じる（ステップＳＴ１７）。このようにすれば、被処理水が流路３０から供給管４２内へ流入して一対の電極５２間へ至ることが防止される。よって、放電手段５０への不具合の発生が防止される。具体的には、一対の電極５２間に被処理水が流入することによって一対の電極５２間のインピーダンスが高くなり、当該一対の電極５２間を通過する気体にプラズマ放電反応が生じにくくなることや、一対の電極５２が被処理水（バラスト水等）に浸ることによって当該一対の電極５２が腐食すること等が防止される。
【００５７】
なお、上記反応式（１）の放電反応時には、紫外線も発生する。また、反応式（１）で示される反応時に生成された酸素ラジカルが周囲の酸素と反応することによってオゾン（Ｏ３）が生成される。さらに、例えば、酸素ラジカルと水とが反応することによって過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が生成されることもある。これらはいずれも、殺菌効果及び微生物等の殺滅効果を有する。よって、被処理水は、ヒドロキシラジカルに加え、紫外線、オゾン及び過酸化水素によっても処理される。
【００５８】
ここで、図４に示されるように、流路３０の少なくとも内表面３０ａは、気泡Ｂ及び微小気泡ｂの表面に存在するヒドロキシラジカルの酸化エネルギー（１２０．６ｋｃａｌ／ｍｏｌ）よりも大きな結合解離エネルギーを有する物質にて形成されることが好ましい。このような物質としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）や酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が挙げられる。酸化チタンの結合解離エネルギーは１４５ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、酸化ケイ素のそれは１５０ｋｃａｌ／ｍｏｌである。なお、流路３０自体を上記物質で構成してもよいし、流路３０の内周面に上記物質からなる被覆層を設け、この被覆層が内表面３０ａを構成するようにしてもよい。
【００５９】
このようにすれば、ヒドロキシラジカルが流路３０の内面を構成する物質と反応しない。換言すれば、ヒドロキシラジカルの酸化エネルギーが流路３０の内面を構成する物質の酸化に利用されることなく被処理水の処理に利用される。このため、流路３０の内面の腐食ないし劣化の抑制と被処理水の処理効率の向上との双方が達成される。
【００６０】
なお、合流部４２ｂのうち開閉弁４６が設けられた部位よりも下流側の部位の内表面（被処理水が接触する面）も、上記物質で形成されることが好ましい。このことは、以下の実施形態についても同様である。
【００６１】
以上に説明したように、本実施形態の水処理装置２０によれば、被処理水中に供給された気泡の表面に存在するヒドロキシラジカル（・ＯＨ）が被処理水と接触することによって当該被処理水が処理される。そして、本水処理装置２０では、気泡Ｂがまず微細化手段６０によって微細化され、その後、撹拌手段７０によって撹拌される。つまり、反応速度の速いヒドロキシラジカルが消滅する前に当該ヒドロキシラジカルを含む気泡Ｂが複数の微小気泡ｂとなってその総表面積を大幅に増大させ、その複数の微小気泡ｂが撹拌される。よって、ヒドロキシラジカルに接触する被処理水の量が飛躍的に増えるので、ヒドロキシラジカルによる効果的な被処理水の処理が可能となる。
【００６２】
また、本実施形態の微細化手段６０は、気泡Ｂを分断するカッター部６４を有する分断器であるので、簡単に気泡Ｂを複数の微小気泡ｂとすることができる。さらに、カッター部６４は、その先端に向かうにしたがって次第に厚さが小さくなる形状を有するので、回転時に被処理水から受ける抵抗が低減される。よって、駆動軸６２の駆動エネルギーが低減される。
【００６３】
また、本実施形態では、上流部３２の内径よりも処理槽３４ａの内径の方が大きいので、上流部３２から処理槽３４ａに被処理水が至ったときに当該被処理水の流速が低下する。そして、その流速の低下した処理槽３４ａにおいて複数の微小気泡ｂが撹拌されるので、当該微小気泡ｂの処理槽３４ａでの滞在時間が長くなる。処理槽３４ａにおいてヒドロキシラジカルに接触する被処理水の量がさらに増え、処理槽３４ａを通過する被処理水が一層効率よく処理される。
【００６４】
なお、本実施形態では、供給管４２が二本の筒部４２ａを有する例が示されているが、供給管４２は、単一の筒部４２ａを有していてもよいし、三本以上の筒部４２ａを有していてもよい。ポンプ４４及び放電手段５０の数は、筒部４２ａの本数に応じた数とされる。
【００６５】
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態について、図５を参照しながら説明する。なお、この第二実施形態では、第一実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第一実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。
【００６６】
本実施形態の微細化手段６０は、上流部３２において被処理水を加圧した後に減圧する加圧減圧器である。加圧減圧器は、回転軸６６ａ回りに回転駆動される本体６６と、本体６６の外周に設けられた複数の羽根６８と、加圧された被処理水を減圧する減圧部６９とを有する。
【００６７】
本体６６は、その回転軸６６ａが被処理水の流れる方向と直交する方向となる姿勢で配置されている。
【００６８】
上流部３２は、本体６６及び複数の羽根６８を収容する収容部３２ａと、収容部３２ａに被処理水を導入する導入部３２ｂと、収容部３２ａと処理槽３４ａとを連結する連結部３２ｃとを有する。
【００６９】
収容部３２ａは、本体６６及び複数の羽根６８の外径よりも一回り大きな内径を有している。収容部３２ａの回転軸６６ａと直交する方向の断面は、円形となっている。
【００７０】
導入部３２ｂは、収容部３２ａの上部と接続されている。この導入部３２ｂに合流部４２ｂが接続されている。
【００７１】
連結部３２ｃは、筒状であり、収容部３２ａの上部のうち導入部３２ｂと収容部３２ａとの接続部よりも下流側の部位と処理槽３４ａの下部とを連結する形状を有している。収容部３２ａ内で加圧された被処理水は、収容部３２ａと連結部３２ｃとの境界近傍ないし連結部３２ｃで減圧される。つまり、本実施形態では、上流部３２の収容部３２ａと連結部３２ｃとの境界近傍ないし連結部３２ｃが加圧減圧器６０の減圧部６９を構成している。導入部３２ｂから収容部３２ａに導入された気泡Ｂは、減圧部６９で微細化されることにより複数の微小気泡ｂとなって処理槽３４ａへ導入される。連結部３２ｃにおける当該連結部３２ｃの軸方向と直交する面の断面積は、処理槽３４ａのそれよりも小さくなるように設定されている。このため、処理槽３４ａ内の被処理水の流速は、上流部３２内のそれよりも小さくなる。
【００７２】
次に、図６を参照しながら、本実施形態の水処理装置２０の駆動動作を説明する。図６では、第一実施形態と異なる部分のみが表示されている。
【００７３】
ステップＳＴ１０〜ステップＳＴ１２については、第一実施形態と同様である。
【００７４】
本実施形態では、ステップＳＴ１２の後、微細化手段６０及び撹拌手段７０を駆動する（ステップＳＴ１４）。本実施形態の微細化手段６０は収容部３２ａ内の被処理水を連結部３２ｃを介して処理槽３４ａへ送るポンプとしての機能をも有しているため、当該微細化手段６０が駆動されると被処理水が導入部３２ｂから収容部３２ａへ流れる。よって、上流部３２に設けられるポンプ３８は省略されている。このため、ステップＳＴ１３も省略されている。
【００７５】
微細化手段６０の本体６６が駆動されて被処理水が流れると、当該被処理水は収容部３２ａに導入された直後から加圧され始め、その後、減圧部６９である収容部３２ａと連結部３２ｃとの境界近傍ないし連結部３２ｃで減圧される。このとき、収容部３２ａに供給された気泡Ｂが複数の微小気泡ｂとなる。その後、各微小気泡ｂは、処理槽３４ａの下部に導入される。
【００７６】
以上のように、本実施形態の水処理装置２０においても、気泡Ｂがまず微細化手段６０によって微細化され、その後、撹拌手段７０によって撹拌される。よって、ヒドロキシラジカルに接触する被処理水の量が飛躍的に増えるので、ヒドロキシラジカルによる効果的な被処理水の処理が可能となる。
【００７７】
また、本実施形態では、気泡Ｂを加圧した後に減圧するという簡単な構成で気泡Ｂを複数の微小気泡ｂとすることができる。
【００７８】
また、本実施形態では、図７に示されるように、合流部４２ｂは、気泡Ｂを直接収容部３２ａに供給する形状であってもよい。このようにすれば、被処理水中に気泡Ｂが供給されてから当該気泡Ｂが微小気泡ｂとなるまでの時間が短縮される。よって、気泡Ｂが複数の微小気泡ｂとなる前におけるヒドロキシラジカルの消滅が抑制されるので、被処理水の処理効率が向上する。
【００７９】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８０】
例えば、上記各実施形態では、図８の流路３０の平面図に示されるように、上流部３２の内側面の一部が処理槽３４ａの内周面に滑らかに接続されてもよい。これにより、上流部３２内の被処理水が撹拌翼７４により形成される旋回流に沿うように処理槽３４ａへと流入する。このようにすれば、処理槽３４ａ内により強い旋回流が形成される。なお、図８では、微細化手段６０及び撹拌手段７０の図示は省略されている。
【００８１】
また、上記各実施形態では、処理槽３４ａの軸が鉛直方向に延びる例が示されたが、処理槽３４ａは、その軸が水平となる姿勢で配置されてもよい。
【００８２】
また、開閉弁４６は、一対の電極５２間を通過した気体の流路３０への通過を許容するとともに流路３０から一対の電極５２間への被処理水の流入を阻止する逆止弁であってもよい。この場合、各センサ８２，８４及び制御部８６は省略される。また、開閉弁４６の省略も可能である。
【符号の説明】
【００８３】
２０    水処理装置
３０    流路
３０ａ  内表面
３２    上流部
３４    下流部
３４ａ  処理槽
４０    気泡供給手段
４２    供給管
４４    ポンプ
４６    開閉弁
５０    放電手段
５２    一対の電極
５４    電源
６０    微細化手段
６２    駆動軸
６４    カッター部
６６    本体
６８    羽根
７０    撹拌手段
７２    駆動軸
７４    撹拌翼
８２    第一センサ
８４    第二センサ
８６    制御部
Ｂ      気泡
ｂ      微小気泡
【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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