(57)【要約】【課題】被処理水を適切に処理しながら当該被処理水の処理に使用されるエネルギー量を低減すること。【解決手段】水処理装置であって、被処理水が流れる流路（３０）と、流路（３０）内に気体を供給するための供給管（４２）と、気体に放電反応を生じさせる放電手段（５０）と、被処理水の流量を検知する主センサ（８２）と、主センサ（８２）の検出値に応じて供給管（４２）を流れる気体の流量を調整する制御部（８０）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】
被処理水が流れる流路と、
前記流路内に気体を供給するための供給管と、
前記気体に放電反応を生じさせる放電手段と、
前記被処理水の流量を検知する主センサと、
前記主センサの検出値に応じて前記供給管を流れる前記気体の流量を調整する制御部と、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、
前記気体の流量を検知する副センサをさらに備え、
前記放電手段は、一対の電極と、前記一対の電極にパルス電圧を印加するパルス電源とを有し、
前記制御部は、前記副センサの検出値に応じて前記パルス電源のパルス周波数を調整する水処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の水処理装置において、
前記制御部は、前記副センサの検出値に応じて前記気体の放電により生じるプラズマガスのプラズマ密度が予め設定された一定範囲内に収まるように前記パルス電源のパルス周波数を調整する水処理装置。
【請求項４】
被処理水が流れる流路と、
前記流路内に気体を供給するための供給管と、
前記気体に放電反応を生じさせる放電手段と、
前記被処理水の流量を検知する主センサと、
制御部と、を備え、
前記放電手段は、一対の電極と、前記一対の電極にパルス電圧を印加するパルス電源とを有し、
前記制御部は、前記主センサの検出値に応じて前記パルス電源のパルス周波数を調整する水処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の水処理装置において、
前記制御部は、前記主センサの検出値に応じて前記気体の放電により生じるプラズマガスのプラズマ密度が予め設定された一定範囲内に収まるように前記パルス電源のパルス周波数を調整する水処理装置。
【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、船舶に積載されるバラスト水中の微生物や細菌等を死滅させるまたは除去する処理を行うバラスト水処理システムが知られている。このようなバラスト水処理システムとしては、バラスト水を貯留するバラストタンクと、バラストタンクに接続された配管と、配管内を流れるバラスト水を処理する水処理装置とを備えるものが知られている。また、バラスト水に関しては所定の管理基準が定められているため、その管理基準を満たすように水処理装置でバラスト水を処理することが必要となる。
【０００３】
しかし、配管を通じてバラストタンクへ送り込まれるバラスト水（海水）の流量が増え過ぎると、水処理装置においてバラスト水の処理が適切に行われず、未処理のバラスト水、つまり、前記管理基準を満たさないバラスト水がバラストタンクに貯留される事態が生じ得る。
【０００４】
このような事態を未然に防ぐことが下記特許文献１に開示されている。具体的には、特許文献１に記載されたバラスト水処理システムは、バラスト水を貯留するバラストタンクと、バラストタンクに接続された配管と、この配管内を流れるバラスト水を処理するバラスト水処理装置と、配管に設けられた流量調整バルブと、流量調整バルブを通過したバラスト水の流量を測定する流量計と、流量調整バルブの開度を制御する制御器と、を備えており、制御器は、バラスト水処理装置に供給されるバラスト水の流量（流量計の測定値）が当該バラスト水処理装置の処理能力を超えないように流量調整バルブの開度を調整している。このように、バラスト水処理装置の処理能力を超えないように流量調整バルブの開度が調整されることにより、バラストタンクへは、バラスト水処理装置で適切に処理されたバラスト水、すなわち、前記管理基準を満たすバラスト水が送り込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２４４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のバラスト水処理システムでは、バラスト水処理装置の処理能力を超えないように当該バラスト水処理装置に供給されるバラスト水の流量が調整されている。換言すれば、バラスト水処理装置は、常にその処理能力を最大限に発揮した状態で駆動されている。そのため、例えばバラスト水処理装置に供給されるバラスト水の流量が減少したときであっても、当該バラスト水処理装置はその処理能力が最大限に発揮された駆動状態に維持される。よって、バラスト水処理装置の消費エネルギーが大きくなってしまう。
【０００７】
特許文献１に記載された水処理システムをバラスト水以外の被処理水（各種工場や事業所での排水や上下水の処理場の水等）の処理のために用いる場合にも、上記と同様のことがいえる。
【０００８】
本発明の目的は、水処理装置の消費エネルギーを抑えつつ被処理水を適切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、被処理水が流れる流路と、前記流路内に気体を供給するための供給管と、前記気体に放電反応を生じさせる放電手段と、前記被処理水の流量を検知する主センサと、前記主センサの検出値に応じて前記供給管を流れる前記気体の流量を調整する制御部と、を備える水処理装置を提供する。
【００１０】
本発明では、気体の放電により生じたプラズマガスが被処理水中に供給されたときにヒドロキシラジカル（・ＯＨ）が主に生成され、そのヒドロキシラジカル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、例えば、被処理水の流量が低下した場合（主センサの検出値が減少した場合）、制御部は供給管を流れる気体の流量を小さくする。よって、水処理装置の消費エネルギーが低減される。したがって、プラズマガスによる被処理水の適切な処理と、その処理に使用されるエネルギー量の低減との双方が達成される。
【００１１】
この場合において、前記気体の流量を検知する副センサをさらに備え、前記放電手段は、一対の電極と、前記一対の電極にパルス電圧を印加するパルス電源とを有し、前記制御部は、前記副センサの検出値に応じて前記パルス電源のパルス周波数を調整することが好ましい。
【００１２】
この態様では、例えば、気体の流量が低下した場合（副センサの検出値が減少した場合）、制御部はパルス電源のパルス周波数を低下させる。よって、気体の放電に必要なエネルギーが低減される。したがって、被処理水の処理に使用されるエネルギー量の一層の低減が可能となる。
【００１３】
さらにこの場合において、前記制御部は、前記副センサの検出値に応じて前記気体の放電により生じるプラズマガスのプラズマ密度が予め設定された一定範囲内に収まるように前記パルス電源のパルス周波数を調整することが好ましい。
【００１４】
このようにすれば、気体の流量に対するプラズマガスの生成量が一定範囲内に収まる。よって、被処理水が安定的に処理される。
【００１５】
また、本発明は、被処理水が流れる流路と、前記流路内に気体を供給するための供給管と、前記気体に放電反応を生じさせる放電手段と、前記被処理水の流量を検知する主センサと、制御部と、を備え、前記放電手段は、一対の電極と、前記一対の電極にパルス電圧を印加するパルス電源とを有し、前記制御部は、前記主センサの検出値に応じて前記パルス電源のパルス周波数を調整する水処理装置を提供する。
【００１６】
本発明では、気体の放電により生じたプラズマガスが被処理水中に供給されたときにヒドロキシラジカル（・ＯＨ）が主として生成され、そのヒドロキシラジカル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、例えば、被処理水の流量が低下した場合（主センサの検出値が減少した場合）、制御部はパルス電源のパルス周波数を小さくする。よって、水処理装置の消費エネルギーが低減される。したがって、プラズマガスによる被処理水の適切な処理と、その処理に使用されるエネルギー量の低減との双方が達成される。
【００１７】
この場合において、前記制御部は、前記主センサの検出値に応じて前記気体の放電により生じるプラズマガスのプラズマ密度が予め設定された一定範囲内に収まるように前記パルス電源のパルス周波数を調整することが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、プラズマ密度が一定範囲内に収まる。よって、被処理水が安定的に処理される。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、水処理装置の消費エネルギーを抑えつつ被処理水を適切に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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】
【００２１】
（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。
【００２２】
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Ｂ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、制御部８０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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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方向の断面積（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。
【００２６】
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。
【００２７】
気泡供給手段４０は、流路３０に気体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。
【００２８】
供給管４２は、絶縁材料からなる。供給管４２の一端は、上流部３２に接続されている。つまり、供給管４２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。
【００２９】
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。
【００３０】
開閉弁４６は、供給管４２のうちポンプ４４が設けられた部位よりも下流側の部位に設けられている。開閉弁４６は、その開度が調整可能となっている。
【００３１】
放電手段５０は、一対の電極５２と、パルス電源５４とを有する。
【００３２】
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、供給管４２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、供給管４２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、筒状の電極が供給管４２の内周面に固定される。
【００３３】
パルス電源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パルス電圧を、配線を介して当該一対の電極５２に印加する。パルス電源５４のパルス周波数は調整可能となっている。
【００３４】
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のうち供給管４２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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
図１に示されるように、本実施形態の水処理装置２０は、主センサ８２と、副センサ８４と、をさらに備えている。
【００４２】
主センサ８２は、流路３０の上流部３２に設けられており、当該上流部３２内を流れる被処理水の流量を検知するセンサである。
【００４３】
副センサ８４は、供給管４２のうち開閉弁４６が設けられた部位よりも下流側の部位に設けられており、当該部位内を流れる気体の流量を検知するセンサである。
【００４４】
制御部８０は、主センサ８２の検出値に応じて開閉弁４６の開度を調整するとともに、副センサ８４の検出値に応じてパルス電源５４のパルス周波数を調整する。具体的に、図３を参照しながら、制御部８０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。
【００４５】
まず、開閉弁４６を開いた状態とする（ステップＳＴ１０）。
【００４６】
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間にパルス電圧を印加する（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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
・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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。なお、このことは、以下の実施形態についても同様である。
【００５４】
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。
【００５５】
この状態において、制御部８０は、主センサ８２の検出値を取得し（ステップＳＴ１５）、この検出値に応じて開閉弁４６の開度を調整するとともに（ステップＳＴ１６）、副センサ８４の検出値を取得し（ステップＳＴ１７）、この検出値に応じてパルス電源５４のパルス周波数を調整する（ステップＳＴ１８）。なお、ステップＳＴ１５及びステップＳＴ１６と、ステップＳＴ１７及びステップＳＴ１８とは、同時に行われてもよく、あるいは、いずれか一方が他方に先行して行われてもよい。
【００５６】
ここで、制御部８０の制御動作について詳細に説明する。本実施形態では、制御部８０は、主記憶部８０ａと、副記憶部８０ｂとを有している。主記憶部８０ａには、被処理水の流量（主センサ８２の検出値）と供給される気体の最適な流量との関係が予め記憶されている。副記憶部８０ｂには、プラズマ密度を予め設定された一定範囲内に維持するため、気体の流量（副センサ８４の検出値）と、その流量に対して必要なプラズマガスを発生させるためのパルス周波数との関係が予め記憶されている。
【００５７】
水処理装置２０の駆動時には、主センサ８２の検出値が減少した場合、すなわち、被処理水の流量が低下した場合、制御部８０は、主記憶部８０ａに記憶された情報に基づいてその被処理水の流量に対応する気体の流量となるまで開閉弁４６の開度を小さくするとともに、副記憶部８０ｂに記憶された情報に基づき、プラズマ密度が一定範囲内となるようにパルス電源５４のパルス周波数を小さくする。これにより、被処理水の量が低下した際における水処理装置２０によるプラズマガスの過剰供給が防止される。
【００５８】
また、主センサ８２の検出値が上昇した場合、すなわち、被処理水の流量が増加した場合、制御部８０は、その被処理水の流量に対応する気体の流量となるまで開閉弁４６の開度を大きくするとともに、プラズマ密度が一定範囲内となるようにパルス周波数を大きくする。これにより、被処理水の量が増大しても処理効率が低下してしまうことが防止される。
【００５９】
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、被処理水の流量に応じて気泡供給手段４０から供給される気体の流量を制御することから、水処理装置の消費エネルギーを抑えつつ被処理水を適切に処理することができる。
【００６０】
さらに、気体の流量の変動に対してプラズマ密度が一定範囲内となるようにパルス電源５４のパルス周波数を調整するので、より消費エネルギーを抑えることができる。
【００６１】
次に、水処理装置２０の他の例について説明する。水処理装置２０では、気体の流量を一定としつつパルス周波数のみが調整されてもよい。この場合、制御部２０には、プラズマ密度を一定範囲内に維持するため、被処理水の流量（主センサ８２の検出値）と、その流量に対して必要なプラズマガスを発生させるためのパルス周波数との関係を記憶する記憶部が設けられる。
【００６２】
水処理装置の駆動時には、開閉弁４６が開かれ、ポンプ４４によって電極５２間に気体が供給されると、電極５２間にパルス電圧が印加される。気体が供給される間、制御部８０は主センサ８２の検出値を繰り返し取得する。
【００６３】
主センサ８２の検出値が減少した場合、プラズマ密度が一定範囲内となるように制御部８０はパルス電源５４のパルス周波数を小さくする。また、主センサ８２の検出値が増大した場合、プラズマ密度が一定範囲内となるように制御部８０はパルス周波数を大きくする。水処理装置では、制御部８０がパルス周波数を調整することにより、水処理装置２０の消費エネルギーを抑えつつ被処理水を適切に処理することができる。
【００６４】
（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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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に供給管４２が接続されている。
【００７０】
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方向の断面積は、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。
【００７１】
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。
【００７２】
ステップＳＴ１０〜ステップＳＴ１２、および、ステップＳＴ１５〜ステップＳＴ１８については、第一実施形態と同様である。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
本実施形態においても、第一実施形態と同様に、主センサ８２の検出値が減少した場合、すなわち、被処理水の流量が低下した場合、その流量の被処理水の処理に足りる量のプラズマガスが生成される程度の気体の流量となるように、制御部８０は開閉弁４６の開度を小さくする。よって、水処理装置の消費エネルギーを抑えつつ被処理水を適切に処理することができる。
【００７６】
第二実施形態に係る水処理装置では、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。
【００７７】
水処理装置では、図７の変形例に示すように、供給管４２の下部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。
【００７８】
第二実施形態においても、第一実施形態と同様に気体の流量を一定としつつパルス周波数のみが調整されてもよい。
【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、上記実施形態では、制御部８０は被処理水の流量に応じて、気体の流量のみを調整してもよい。この場合であっても、気体を流路３０に供給するために必要なエネルギーを抑えつつ、被処理水を適切に処理することができる。制御部８０は、主センサ８２の検出値を予め設定された主基準値と比較することにより開閉弁４６の開度を調整してもよい。パルス周波数の制御においても同様である。上記実施形態では、主センサ８２の検出値に応じてポンプ４４の回転数を調整することにより、被処理水中に供給される気体の流量が調整されてもよい。
【００８１】
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の長手方向が処理槽３４ａの接線方向に一致するように上流部３２が処理槽３４ａに接続されてもよい。これにより、上流部３２から処理槽３４ａに流入する被処理水に旋回流が生じ、処理槽３４ａ内にてプラズマガスがより攪拌される。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。
【００８２】
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。
【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    パルス電源
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
８０    制御部
８２    主センサ
８４    副センサ
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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