(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのフィルタ要素であり細長い中空の半透性部材であるフィルタ要素と、少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのカソードとを備え、
少なくとも１つのアノード及び少なくとも１つのカソードは、液体が前記少なくとも１つのアノード及び前記少なくとも１つのカソードを通過できるように半透性であり、前記アノード及び前記カソードが前記フィルタ要素に対して半径方向に且つ同心に配置されており、前記フィルタ要素が、前記少なくとも１つのアノード及び前記少なくとも１つのカソードから分離されており、前記少なくとも１つのアノード及び前記少なくとも１つのカソードの内側、又は、前記少なくとも１つのアノード及び前記少なくとも１つのカソードの外側、のいずれかに位置し、
隣合う複数のアノード及び複数のカソードが、前記カソードと前記アノードとの間で電解領域を定めるよう交互になっている、処理装置。
【請求項２】
細長い中空の前記半透性部材から半径方向に内向き又は外向きに見たときのアノード及びカソードの並び方が、
（ｉ）カソード、アノード、
（ｉｉ）アノード、カソード、
（ｉｉｉ）アノード、カソード、アノード、
（ｉｖ）カソード、アノード、カソード、
（ｖ）アノード、カソード、アノード、カソード、
（ｖｉ）カソード、アノード、カソード、アノード、
（ｖｉｉ）カソード、アノード、カソード、アノード、カソード、又は
（ｖｉｉｉ）アノード、カソード、アノード、カソード、アノード
から選択される、請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記フィルタ要素が、
該フィルタ要素の壁を通って流れる水から特定のサイズを上回る汚染物を除去するように構成された水フィルタ要素、又は
該フィルタ要素の壁を通って流れる海水から特定のサイズを上回る汚染物を除去するように構成された海水フィルタ要素
である、請求項１又は２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記アノード及び／又は前記カソードが、隣合うアノード又はカソードの実質的に全外周の周囲で延びている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項５】
前記アノード及び／又は前記カソードが、円周方向に、電気的絶縁スペーサによって離散的セクションに分割され、
隣合うアノード及びカソードが、隣合う電気的絶縁スペーサの間にて延びている、請求項１又は２に記載の処理装置。
【請求項６】
前記電気的絶縁スペーサが、当該処理装置を２以上の離散的な半径方向流路に分割するように設けられている、請求項５に記載の処理装置。
【請求項７】
前記フィルタ要素の一端又は両端は開放されており、使用中、該一端又は両端を通して液体が流れることができるようになっている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項８】
液体が、前記フィルタ要素の一端又は両端を通って当該処理装置に流入し、前記フィルタ要素の壁を通って半径方向外方に流れるようになっている、請求項５に記載の処理装置。
【請求項９】
液体が、前記フィルタ要素の壁を通って半径方向内方に当該処理装置に流入し、前記フィルタ要素の長軸に沿って当該処理装置から流出するようになっている、請求項７に記載の処理装置。
【請求項１０】
少なくとも１つのアノード及びカソードが細長く、各々が、前記フィルタ要素の周囲に円周方向且つ半径方向に配置されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１１】
少なくとも１つのアノード及びカソードが細長く、各々が、前記フィルタ要素の内部に円周方向且つ半径方向に配置されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１２】
隣合うアノードとカソードとの間の分離が０．１ｍｍと２０ｍｍとの間である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１３】
少なくとも１つのアノード及び隣合うカソードが、使用中に前記アノードと前記隣合うカソードとの間に電位差及び電流を発生させるように配置された電源によって活性化される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１４】
電極対又は電極群を定める隣合うアノード及びカソードの対を備え、
前記電極対又は電極群は、独立して選択的に電気的に活性化され得る、請求項１３に記載の処理装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの前記アノード及び少なくとも１つの前記カソードへの電源の極性を反転させて、それぞれのアノードとカソードとの間に反対の電位差及び電流を生じさせることができる、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１６】
少なくとも１つの前記アノードが、導電性基材及び外側被覆で形成されている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項１７】
前記アノードは、白金、金、銀又は混合金属酸化物溶液から選択される貴金属で被覆された基材で形成された寸法安定性アノードである、請求項１３に記載の処理装置。
【請求項１８】
前記アノードは、ホウ素ドープ・ダイアモンドで被覆された基材から形成されたホウ素ドープ・ダイアモンド・アノードである、請求項１３に記載の処理装置。
【請求項１９】
少なくとも１つの前記カソードが、導電性基材及び随意に外側被覆で形成されている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項２０】
１つの電極対又は電極群のためのアノード基材及び／又はカソード基材及び／又は被覆材料は、別の電極対又は電極群のアノード基材及び／又はカソード基材及び／又は被覆材料と同じであるか又は異なるものである、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項２１】
当該処理装置は、
少なくとも１つの前記アノード及び少なくとも１つの前記カソードの電気的活性化を制御するように構成された制御器と、
当該処理装置内を通って流れる液体の性質を計測するように構成された少なくとも１つの検出器と、
を備え、
前記制御器は、前記検出器から受け取る信号に応答して、アノード及びカソードを別々に制御するように構成されている、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項２２】
前記検出器は、前記液体の導電率を検出するように構成されている、請求項２１に記載の処理装置。
【請求項２３】
前記検出器は、フッ素、ヒドロキシルフリーラジカル、酸素の諸形態、オゾン、過酸化水素、次亜塩素酸塩、塩素及び全残留酸化剤を含む水中又は液体中の酸化剤から選択される化学物質の残留濃度を検出するように構成される、請求項２１又は２２に記載の処理装置。
【請求項２４】
複数のフィルタ要素、及びそれに関連付けられる複数のカソード及びアノード対を備える、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項２５】
単一のフィルタ要素並びに関連付けられたアノード及びカソードを備え、入口及び出口を有する筐体をさらに備え、前記筐体は、液体を、前記入口から、前記フィルタ要素を通し、前記アノード及び前記カソードを通って又はその近くを通って、前記出口に連通させるようになっている、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項２６】
複数の細長い中空部材並びに関連付けられたアノード及びカソードを備え、入口及び出口を有する筐体をさらに備え、前記筐体は、液体を、前記入口から、半透性の前記複数の細長い中空部材を通って、前記アノード及び前記カソードを通って又はその近くを通って、前記出口に連通させるようになっている、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項２７】
前記電気的絶縁スペーサの円周寸法は、前記離散的な半径方向流路内の液体速度及び／又は乱流を増大／減少させるように手動で又は自動的に増大／減少させることができる、請求項５又は６に記載の処理装置。
【請求項２８】
液体を請求項１〜２７のいずれか一項に記載の処理装置に通すことによって、液体を処理する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に有機又は非有機汚染物などの望ましくない有機体で汚染された又は汚された液体の処理のためのプロセスに関する。本発明は特に、海水、汚染水又は汚水の処理に関するが、それに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
種々様々な望ましくない有機体、有機及び非有機化合物が、海水を含む天然水、工業用水及び市水の中に見いだされる。これらの汚染物のうちのあるものは、生分解に対するその耐性及び／若しくは毒性効果ゆえに重大な問題を引き起し、又は、さらなるプロセスに使用されたとき又は新たな環境に放出されると、望ましくない影響を引き起す場合がある。従って、次の段階に進む前にこれら汚染物質を除去又は中和することが望ましく、多くの場合、法律で義務付けられている。
【０００３】
現在、これらの汚染水を処理して汚染物の除去又は中和をもたらすために、数多くの１次プロセス、２次プロセス及びさらに３次プロセスが使用されている。それらは、数例を挙げると、沈降、濾過、並びに塩素、オゾン、紫外線殺菌による処理などの、物理的及び化学的プロセスを含む。
【０００４】
しかし、これらの機械的及び化学的プロセスの適用には課題がないわけではない。例えば、濾過単独での高度に処理するには、高い圧力損失、従って高いエネルギー損失を要する。処理薬剤の非効率的な混合、注入及び適用は、処理剤の過量投入をもたらし、それは運転経費を上乗せし、副産物の廃棄に関するさらなる問題を引き起しかねない。電気化学プロセスは、用いられる場合、一般に非効率的であり、かさがあり、資本経費が高く、大量のエネルギーを消費する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、現在利用可能な解決策に対する代替の解決策を提供し、具体的には、多くの技術的利点を有する改良された処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様は、添付の特許請求の範囲で述べている。
【０００７】
第１の態様の観点から、少なくとも１つの細長い中空の半透性部材、少なくとも１つのアノード及び少なくとも１つのカソードを備え、アノード及びカソードが半透性部材に対して半径方向に且つ同心に配置される、処理装置が提供される。
【０００８】
従って、本発明によれば、少なくとも１つのアノード及びカソード対又は群が中空の半透性部材の周りに位置する、従来と異なる配置が提供される。そのような中空の半透性部材は、中を通って流れる液体からデブリを分離するための通常のフィルタとして有利に機能することができる。同心に且つ半径方向に配置されたアノード及びカソードは、半透性部材に直接隣接する水又は液体に対して電気分解を行う手段を提供する。
【０００９】
そのような配置は、通常の濾過と、統合されたコンパクトな電気分解機能とを組み込んだ、コンパクトな処理装置配置を有利に提供することができる。
【００１０】
実際には、隣合うアノード及びカソードは、カソードとアノードとの間で交互になっており、それらの間に１つ又は複数の電解領域を定める。
【００１１】
アノード及びカソードの並び方は具体的な用途に従って選択することができ、例えば水又は液体の流れの所望の容量に基づいて決定することができる。さらに、水又は液体の予想される組成によって、アノード及びカソードの構成を決定することができる。有利には、細長い中空の半透性部材の半径方向に内向き又は外向きに見たときのアノード／カソードの配置又は並び方は、
（ｉ）カソード、アノード
（ｉｉ）アノード、カソード
（ｉｉｉ）アノード、カソード、アノード
（ｉｖ）カソード、アノード、カソード
（ｖ）アノード、カソード、アノード、カソード
（ｖｉ）カソード、アノード、カソード、アノード
（ｖｉｉ）カソード、アノード、カソード、アノード、カソード、又は
（ｖｉｉｉ）アノード、カソード、アノード、カソード、アノード
から選択することができる。
【００１２】
付加的に、又は代替的に、中空の半透性部材自体をカソード又はアノードとして形成することができる。これは、アノード／カソードの１つにフィルタ機能を統合することによって装置をさらに小さくすることを有利に可能にする。代替的に、別の観点から、このことは、所与の外径又は細長い長さなどの寸法の装置の処理容量を高めることができる。処理装置の多くの用途は、小さい体積又はサイズの機器による恩恵を実質上享受し得る。
【００１３】
例えば、中空の半透性部材を中空且つ半透性のカソードとすることができ、アノードをそれに対して半径方向に且つ同心に配置することができる。さらにカソードをアノードに対して半径方向に且つ同心に配置して、アノード／カソード対又は群を定めることができる。
【００１４】
代替的な配置において、中空の半透性部材を中空且つ半透性のアノードとすることができ、カソードをそれに対して半径方向に且つ同心に配置することができる。
【００１５】
電解領域を最大化するために、アノード及び又はカソードは、有利には、隣合うアノード又はカソードの実質的に全外周の周囲に延長することができる。
【００１６】
構造的強度を、例えば装置を離散的な部分に分割することによって提供することができる。例えば、アノード／カソードを、円周方向に、電気的絶縁スペーサによって離散的セクション（区分）に分割することができる。このとき、隣合うアノード及びカソードは、隣合う電気的絶縁スペーサの間に湾曲部分又は平担部分として延びることができる。要するに、アノード及びカソードの群を定めることができる。例えば、２以上の電気的絶縁スペーサを設けて、装置を２以上の離散的な半径方向流路に分割することができる。
【００１７】
水又は液体を装置内に導入する方法は、具体的な用途に応じて選択することができる。例えば、細長い半透性部材の一端又は両端を開放し、使用中はそこを通して水又は液体が流れることができるように配置することができる。従って、１つの配置において、水又は液体を中空部材の両端から導入することができる。これにより、導入することができる水又は液体の量を増やし、及び／又は、２つ異なる、ことによると独立した水又は液体の供給源が独立に又は同時に装置内に導入されることが可能になる。
【００１８】
代替的に、半透性部材は、止まり穴の形態にすることができ、それにより部材内に導入された水又は液体を半径方向外方に向けることができる。
【００１９】
代替的な構成において、装置は、適切な筐体と入口及び出口ポートとにより、液体が細長い半透性部材の壁を通って半径方向内方に装置内に流入し、細長い半透性部材の長軸に沿って装置から流出するように構成することができる。要するに、流れが反転される。
【００２０】
アノード及びカソードは、細長い中空の半透性部材の周囲に、即ち部材の外側に、円周方向且つ半径方向に配置することができる。代替的に、且つ随意に上述の反転流との組合せで、アノード及び／又はカソードを、細長い中空の半透性部材の内部に円周方向且つ半径方向に配置することができる。これは非常にコンパクトな装置を構築することを可能にする。
【００２１】
アノード及びカソードは、電気分解が行われる水又は液体の流れに関して、多数の構成で形成することができる。例えば、アノード／カソードは、水又は液体が都合良くそこを通過できるようにする一方でアノード及びカソードの接触面積を最適化することができるように、メッシュ又はガーゼの形態とすることができる。
【００２２】
有利には、アノードとカソードは、所与の用途に対して電気分解を最適化するように選択された距離で離間されるべきである。この特定の装置において、例えば水中での電気分解のためには、隣合うアノードとカソードとの分離は０．１ｍｍと１０ｍｍとの間とすることができることが確立されている。
【００２３】
アノード及びカソードは、適切な電気制御器によって制御され、電気分解を起こすように通電されることができるようになっていることが有利である。従って、少なくとも１つのアノード及び隣合うカソードは、使用中にアノードと隣合うカソードとの間に電位差及び電流を発生させるように配置された電源によって活性化することができる。
【００２４】
制御器は、対又は群で配置することができるアノード及び又はカソード、又は代替的に装置の周囲及び／又は装置に沿った領域を独立して制御することを可能にするように構成することができる。従って、隣合うアノード及びカソードの対又は群は電極対又は電極群を定めることができ、電極対又は電極群は、独立して選択的に電気的に活性化されることができる。これは、有利には、水又は液体の含有物／汚染のような指標に応答する高度に制御可能な装置を提供する。これは、処理装置の効率的な動作もまた促進する。
【００２５】
制御器はさらに、１以上のアノード及び／又はカソードの電源の極性を反転させて、それぞれのアノードとカソードとの間に反対の電位差及び電流を生じさせることを可能にするように構成することができる。これは、後述の極性反転によってアノード及びカソードを「洗浄する」ことを可能にする。
【００２６】
アノード及びカソードは、処理装置の用途に応じて適合された様々な材料から形成することができる。有利には、アノードは、例えば、導電性基材及び外側被覆で形成することができる。特に、アノードは、例えば、白金、金、銀、又は、前述の金属及び他の金属、例えば、イリジウム、パラジウム、オスミウム、ルテニウム、白金、ロジウム又はタンタルなどを含んだ貴金属の混合金属酸化物溶液から選択された貴金属で被覆された基材で形成された寸法安定性アノード（ＤＳＡ）とすることができる。代替的に、アノードは、ホウ素ドープ・ダイアモンドで被覆された基材から形成されたホウ素ドープ・ダイアモンド・アノード（ＢＤＤ）とすることができる。
【００２７】
さらに、カソードは、導電性基材及び随意に外側被覆で形成することができる。
【００２８】
１つの電極対又は電極群のアノード基材及び／又はカソードの基材及び／又は被覆材料は、別の電極対又は電極群のアノード基材及び／又はカソードの基材及び／又は被覆材料と同じであっても異なっていてもよい。これが多用途の処理装置を提供する。
【００２９】
制御器は、アノード及びカソードを制御するのに単独で又は組合せで用いることができる多数の入力を受けるように有利に構成される。入力は、装置内に配置された、又は代替的若しくは付加的に装置に入る若しくは装置から出る水若しくは液体の上流若しくは下流の流路内に配置された、適切な検出器由来のものとすることができる。これは、例えば装置内の電気分解を連続的に監視及び制御して所望の出力特性を達成する、制御ループを提供する。
【００３０】
カソード及びアノードは、これらの検出された入力に応じて独立して同時に制御されることができる。例えば、処理装置は、上述のように、異なる化学反応を達成するように異なる電解特性を有するアノード及びカソードの異なる対又は群を含むことができる。そのとき制御器は、装置を通って流れる水又は液体に関して決定を行って、所定の所望の出力に従ってアノード／カソードを制御することができる。同様に、所望の出力からの何らかの逸脱を有利に検出し、それに従ってアノード／カソードを制御することにより、制御器によって是正措置を取ることができる。
【００３１】
検出器は、多くの性質を検出するように構成することができる。有利には、水用途において検出器は水の導電率を検出するように構成することができ、そのとき制御システムは、上記のように必要なときに異なる電極対又は電極群の間で切替えるように自動的に作動することができる。あるいは代替的に又は付加的に、検出器は、任意の残留化学物質濃度又は他の変数を処理装置の前又は後で検出するように構成することができ、局所的な汚染水又は汚染液体の状態に応じて印加電圧及び電流に対する調節を自動的に行うことができる。残留化学物質濃度は、処理対象の水又は液体及びその含有物に依存し、フッ素、ヒドロキシルフリーラジカル、酸素の諸形態、オゾン、過酸化水素、次亜塩素酸塩、塩素及び全残留酸化剤などのような未使用酸化剤の濃度とすることができる。
【００３２】
処理装置自体に単一の細長い半透性部材を設けて、高度にコンパクトな処理装置を提供するようにすることができる。代替的に、複数の細長い中空の半透性部材とそれに関連付けられる複数のカソード及びアノード対又は群とを設けて、装置の容量を増やすことができる。これらは共通の入口及び出口を有する１つのコンパクトなユニット内に配置することができ、又は単一ユニットの電池のように別々に配置することができ、複数の細長い中空の半透性部材は、水又は液体が直列に又は並列に若しくは再循環されることを可能にするように配置することができる。
【００３３】
本発明の態様は、上述の処理装置を使用する方法及び操作する方法にわたり、これは、水又は液体を本明細書で説明する装置に通すことによって水又は液体を処理する方法を含むがそれに限定されないことを認識されたい。
【００３４】
次に、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を例示のみを目的として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１ａ】開示される種々の構成で電極対又は電極群を中空の半透性部材に対して新規な非自明の方式でどのように位置合わせするかを示す。
【図１ｂ】開示される種々の構成で電極対又は電極群を中空の半透性部材に対して新規な非自明の方式でどのように位置合わせするかを示す。
【図１ｃ】開示される種々の構成で電極対又は電極群を中空の半透性部材に対して新規な非自明の方式でどのように位置合わせするかを示す。
【図１ｄ】開示される種々の構成で電極対又は電極群を中空の半透性部材に対して新規な非自明の方式でどのように位置合わせするかを示す。
【図１ｅ】開示される種々の構成で電極対又は電極群を中空の半透性部材に対して新規な非自明の方式でどのように位置合わせするかを示す。
【図１ｆ】開示される種々の構成で電極対又は電極群を中空の半透性部材に対して新規な非自明の方式でどのように位置合わせするかを示す。
【図１ｇ】開示される種々の構成で電極対又は電極群を中空の半透性部材に対して新規な非自明の方式でどのように位置合わせするかを示す。
【図２ａ】中空の半透性部材に対して新規な非自明の方式で位置合わせされた電極対を、自動逆洗機構を含めて、共通の筐体内にどのように設置できるかを示す。
【図２ｂ】中空の半透性部材に対して新規な非自明の方式で位置合わせされた電極対を、自動逆洗機構を含めて、共通の筐体内にどのように設置できるかを示す。
【図２ｃ】中空の半透性部材に対して新規な非自明の方式で位置合わせされた電極対を、自動逆洗機構を含めて、共通の筐体内にどのように設置できるかを示す。
【図２ｄ】中空の半透性部材に対して新規な非自明の方式で位置合わせされた電極対を、自動逆洗機構を含めて、共通の筐体内にどのように設置できるかを示す。
【図２ｅ】自動逆洗機構を含まない、処理装置の断面、及び水又は液体の流路を示す。
【図２ｆ】自動逆洗機構を含まない、処理装置の断面、及び水又は液体の流路を示す。
【図３】処理装置を汚染水又は汚染液体の処理のための処理プロセス内にどのように配置することができるかの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明には様々な修正及び代替形態の余地があるが、特定の実施形態を例として図面に示し、本明細書で詳細に説明する。しかし、添付の図面及び詳細な説明は、本発明を開示された特定の形態に限定することを意図したものではなく、本発明は、特許請求された発明の思想及び範囲内に入る全ての修正、均等物及び代替を含むものである。
【００３７】
本明細書で論じるように、本発明は、所要電力の削減及び大量の汚染水又は汚染液体のより経済的な処理をもたらす、より効率的でコンパクトな手法を提供する。具体的には、被処理水又は被処理液体中の汚染物の除去又は中和である。
【００３８】
本発明において、第１の統合サブシステムは、汚染水又は汚染液体から所定の濾過サイズ規格を上回る比較的大きい有機体、有機及び非有機汚染物を除去する物理的固体−液体分離ステップを含む。物理的固体−液体分離ステップは、汚染水又は汚染液体が出入りする共通の主入口／出口を有する共通の筐体内に配置された濾過要素として機能する、少なくとも１つの、しかし有利には幾つかの中空の半透性部材を含む。
【００３９】
濾過要素は、平担なものとすることができるが、空間及び表面積の見地での利点を生かしてよりコンパクトな設計を促進するために、中空になるように配置することが有利である。中空の濾過要素は、汚染水又は汚染液体を受け入れる濾過要素の入口を形成するように、一端が開放され他端が閉鎖されたものとすることもでき又は両端が開放されたものとすることもできる。この場合、汚染水又は汚染液体の流れの方向は、中空の濾過要素の内側から外側へ向かう。又は代替的に、汚染水又は汚染液体は、中空の濾過要素の外側から内側へ向かう方向に流れることができ、中空の濾過要素の端部は、濾過要素の出口を形成することができる。
【００４０】
有利には、中空の濾過要素の配置は、汚染水又は汚染液体の流れを、各濾過要素の濾過要素表面に対して及びそれを通して概ね垂直に又は半径方向に逸らすように作用する。濾過要素表面の面積は、好ましくは中空の濾過要素の濾過要素入口又は出口の全断面積よりも面積が大きいので、水又は液体の速度は、濾過要素表面の近傍で著しく低下する。
【００４１】
中空の濾過要素は、それに限定されないが、複数の金属スクリーン層を支持構造体と共に焼結して、その自重を支えることができる強い濾過要素を作製する、金網焼結スクリーン法によって構築することができる。あるいは、中空の濾過要素は、それに限定されないが、複数の金属スクリーン層を一緒に緊密に製織して、付加的な焼結又は支持体を必要とすることなく互いに支え合うようにする、先進的な３Ｄ製織技術で構築することができる。
【００４２】
代替的に、他のタイプの濾過要素設計を組み込むことができる。そのような濾過要素は、天然又は加工繊維、人工有機又は合成材料、鉄又は非鉄金属、ガラス、活性炭又は天然炭、セラミックス、紙及びプラスチック、シート又は製織材料、不織材料、プリーツ形の溶融紡糸材料、無機接合多孔質媒体、鉱物ウール、ガラス繊維、炭素繊維、金網及びスクリーン、焼結ワイヤメッシュ、多孔板、ウェッジワイヤ及び膜タイプの設計、又はこれらの任意の組合せから構築することができるがそれらに限定されない。
【００４３】
濾過要素に関して、濾過サイズ規格は、濾過されることが要求される有機体、有機又は非有機物の性質に従って決定される。従って、濾過サイズ（これは濾過要素の濾過要素表面を貫通する孔又は流路のサイズである）は、所望の濾過レベルに応じた任意の適切なサイズにすることができる。例えば、濾過要素の濾過サイズは、＜１、１、１０、２０、３０、４０、５０、７５、１００、２５０、５００ミクロンとなるように選択することができるがそれらに限定されず、又は、選択された用途に応じて、より大きくする、例えば、１ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ若しくはそれ以上にすることができる。
【００４４】
汚染水又は汚染液体の流れが、濾過要素の濾過要素表面に対して概ね垂直方向に通過するにつれて、濾過サイズ規格よりサイズが大きい有機体、有機又は非有機汚染物はいずれも、濾過要素表面を通り抜けることができずに濾過要素の濾過表面上に捕捉され、濾別物質の「ケーク」として知られるものを形成し始める。濾別物質ケークが蓄積され始めると、濾過要素を横切る圧力損失が増大するので、濾過効率を維持すべき場合には、物質ケークを頻繁に洗浄して濾過要素の濾過要素表面から除去することが必要になる。
【００４５】
濾別物質ケークは、逆フラッシングすることにより、又は新規処理装置を分解して濾過要素を手動で又は機械によって洗浄することによって除去することができる。代替的に、この洗浄プロセスは、装置に組み込まれて統合された自動逆洗機構を用いることによって有利に達成することができる。それゆえ、連続洗浄のために構成することができる自動逆洗濾過プロセスを実現することができる。代替的に、これを圧力差又は圧力損失がある一定の監視レベルに達したときにのみ作動させることができ、又は現在の間隔で若しくは手動で作動させることもできる。
【００４６】
濾過要素表面を通る逆高速水流で濾過要素を洗浄することができるさまざまな自動逆洗機構及びプロセスを、本明細書で説明する装置に組み込むことができる。この逆高速水流は、濾過要素の濾過表面から物質ケークを剥がし、これを安全に廃棄するように運び去る。しかし、逆洗流が残留化学物質を含む場合には、逆洗流を廃棄の前に適宜中和することができる。この自動逆洗プロセスは、濾過要素を使用しながら行うことができ、従って濾過要素を洗浄しながら水を連続的に濾過することを可能にする。そのような自動逆洗プロセス及び機構の開示は、国際公開第２００６／００８７２９号及び国際公開第２０１１／０５８５５６号を引用することにより本明細書に組み入れられる。
【００４７】
開示される発明において、濾過要素は平担なものとすることができ、又は、楕円形、正方形、三角形、星形又は他の形状といった任意の断面形状若しくは輪郭を有することができるが、好ましい自動逆洗機構及び第２の統合サブシステムの設計を最適化及び単純化するために、濾過要素は円形断面で設けることが好ましい。
【００４８】
本発明において、第２の統合サブシステムは、化学的殺菌ステップを含み、ここで水又は液体、並びに残留有機体及び有機及び非有機汚染物質は、促進酸化法（ＡＯＰ）の高反応性生成物、例えば、それらに限定されないがヒドロキシルフリーラジカル（ＯＨ・）、オゾン（Ｏ３）及び過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などに曝露される。
【００４９】
有機体、並びに有機及び非有機汚染物質をＡＯＰの高反応性生成物に曝露することにより、汚染物は酸化によって効果的且つ効率的に中和される。さらに、より持続性はあるがそれほど反応性ではない塩素又は全残留酸化剤（ＴＲＯ）などの酸化種もまた生成され、これを汚染水又は汚染液体を処理するために使用することができる。
【００５０】
この意味での酸化は、電子供与体（還元剤）から、電子に対するより高い親和性を有する電子受容体（酸化剤）への１つ以上の電子の移動として定義される。この電子移動は、酸化剤及び還元剤両方の化学変化をもたらし、ある場合には奇数の価電子を有する化学種を生成する。これらの化学種は、ラジカルとして知られ、それらの電子のうちの１つが不対であるので、非常に不安定であり、従って高反応性となる傾向がある。ラジカルを生成する酸化反応には、ラジカル酸化剤と他の反応物との間のさらなる酸化反応が、熱力学的に安定な酸化生成物が形成されるまで続く傾向がある。
【００５１】
ＡＯＰによって生成される最も強力な酸化剤の１つは、ＯＨ・ラジカルである。ＯＨ・ラジカルは非常に反応性が高く、殺菌剤として周知である。ＯＨ・ラジカルは、自然界に見いだされる単一の最も重要な酸化種であり、莫大な数の化学物質を中和することができ、有機体、細菌及びウイルスの多孔細胞壁を攻撃して、さらにそれらを破壊することができる。しかし、ＯＨ・ラジカルは、そのように高反応性であるので、それが生成された場所から非常に短い距離内でのみ有効であると言われている。一般に、ＡＯＰの有効性は、大量のＯＨ・ラジカルを生成するその能力に比例し、利用可能なＯＨ・ラジカルを生成する幾つかの方法が従来技術において存在するが、開示される発明において、好ましい方法は電気分解法の使用によるものである。
【００５２】
電気分解法は、電解質（処理される水又は液体）、電極の材料、及び電極に印加される過電圧又は標準電位に応じて、様々な酸化剤を生成する。例えば、水中に食塩（ＮａＣｌ）が存在するときには以下の反応が起こり得る。
【表１】
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【００５３】
特に効果的な電気分解法において、装置は、電解セルが少なくとも１つの別個の電極対を使用するように構成することができ、この電極対はカソード及びアノードを含む。アノード及びカソードを１つだけ使用する場合、電極対を、本発明により、被処理水が初めにアノードに遭遇し、次にカソードに遭遇するように配置することができる。従来技術は、このことがアノードで生成された反応生成物間のさらなる反応を促進及び強化し、それらがカソードで生成される反応生成物とさらに反応することを可能にすることを見いだした。
【００５４】
毒性生成物を非毒性生成物に変えると共に水を微生物に関してさらに殺菌するのに役立つさらなる副反応を促進することによって、海水のような塩素含有水中のトリハロメタン（ＴＨＭ）及び他の毒性塩素化生成物の形成を減らすこことを助長することもまた確立されている。
【００５５】
本発明の一実施形態によれば、電極対の定義を拡張して、１つのアノード毎に２つのカソードを含めて電極群を形成することができ、このときアノードは２つのカソード間に配置されることが好ましい。この場合、水は初めにカソードに遭遇し、次にアノードに遭遇し、次にカソードに遭遇する。この配置の利点は、第１のカソードで生成した反応生成物が、水流の方向に面するアノード表面で生成した反応生成物と直ちに混合し、他方、水流の方向に面しないアノード表面で生成した反応生成物は第２のカソードで生成した反応生成物と直ちに混合することである。このようにして、アノードの前面及び背面の両方を最も経済的な方式で利用することができる。
【００５６】
カソードとアノードとの間の間隙が電解領域を形成することになる。電極対又は電極群のアノードとカソードとの間の距離は、好ましくは短くされ、１０分の１ミリメートルから数ミリメートルまでの間とされる。この主な理由は、ＡＯＰの高反応性生成物が互いに近接することを保証するためである。さらなる理由は、電圧及び電流のレベルを最小化し、従ってＡＯＰに必要な電力を最小化するためである。
【００５７】
上記の配置は、電極対の単一層に限定されず、さらに拡張して、汚染水が直列の複数の電極対又は電極群に出合うように効果的に配置された電極対又は電極群の複数の層を含むようにすることができる。１つより多くの電極対又は電極群が直列に使用される場合、各電極対又は電極群が独立に機能することを保証するために、各々の後続の電極対又は電極群との間の最小距離は、その前の電極対又は電極群のアノードとカソードとの間の距離より大きくされることが好ましい。この間隔は、電極を支えて互いに対して正しい位置を維持する適切な組立て又は取付けによって達成することができる。アノードとカソードとの間の非導電性スペーサを利用して、電解領域の正しい寸法を維持することができる。
【００５８】
電解セルはさらに、アノードとカソードとの間に電圧を印加するための手段、及び、電極対又は電極群に直流電流（ＤＣ）を供給するための手段を含む。電圧及び電流を印加する手段は、従来の整流器又は他の何らかの方法によって設けることができる。汚染水流の導電率に応じて、供給される電圧及び直流電流のパラメータを整流器により操作して最適の条件を得ることができる。電極と電圧及び電流の供給源との間の電気的接続は、各電極対の電流負荷及びセル電圧を個々に調節することができる単極型（並列に接続される）とすることもでき、又は電流効率と電圧効率との間の好ましいトレードオフに応じて双極型（直列に接続される）とすることもできる。
【００５９】
電解セルは、電極を洗浄するための付加的な機構を有利に組み込むことができる。具体的には、カソードを洗浄して、この種の電解セル内で典型的に遭遇する望ましくないカソード析出物を除去するためである。これは、極性反転（ＰＲ）により又は定置洗浄（ＣＩＰ）によって達成できることが確立されている。極性反転の場合、同じ材料がアノード及びカソードの両方に使用され、カソード析出物が電解セルの効率に影響を及ぼし始めたときに電流の極性が反転される。電流の極性が反転されると、カソードがアノードになり、清浄なアノードがカソードになり、従って各電極は二重の機能を有する。ＰＲに伴う短所は、アノード及びカソードの両方が適切な保護表面被覆を必要とするので電解セルの費用が増大することである。ＣＩＰ法の場合、単一の機能のみを有する別々のアノード及びカソードが利用され、カソード析出物は、例えば、酸を導入し、これを電極と接触させて一定時間にわたってそのままにすることによって除去される。ひとたびカソード析出物が酸で溶かされると、電解セルが空にされ、通常の電気分解が再開される。ＣＩＰ法の場合は、典型的には高価な適切な表面被覆を必要とするのはアノードのみなので、費用が削減される。
【００６０】
さらに、カソードとそれに続くアノードとそれに続くカソードからなる前述の電極群が利用される場合、カソード表面積は増大し、カソード電流密度（アンペア毎ｍ２として表すことができる）は減少する。カソード析出物に関して、成長速度対電流密度は既知の定まった関係を有するので、これにより、カソード析出物の成長及び洗浄の必要性が小さくなる。
【００６１】
それらに限定されないが、例えば、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン又はニオブ、イリジウム、ルテニウム、パラジウム、ステンレス鋼、ニッケル、シリコン、ガラス状炭素、グラファイト、ポリマー、カーバイド、導電性セラミックス、及びＥｂｏｎｅｘのような複合物といった材料が、使用される幾つかの共通電極材料である。アノードに関しては、寸法安定性アノード（ＤＳＡ）は、上記の材料の１つを基材として使用し、白金、金、銀などの貴金属、又は、前述の金属及びイリジウム、パラジウム、オスミウム、ルテニウム、白金、ロジウム又はタンタルなどの他の金属を含む貴金属の混合金属酸化物溶液で基材材料を表面被覆することによって作成することができる。しかし、電極材料及び電極構造の最新の発展により、ＡＯＰによって、遥かに効率的にＯＨ・ラジカルを生成することが可能になった。具体的には、ホウ素ドープ・ダイアモンド（ＢＤＤ）アノードが顕著な利点をもたらし、ここでは上記の材料の１つを基材として使用することができ、ホウ素ドープ・ダイアモンド膜で表面被覆される。カソードに関しては、アノードと同様の被覆を用いることができ、又は、カソードは、前述の洗浄法に応じて被覆されなくてもよい。
【００６２】
ＢＤＤ電極は非常に安定であり、優れた腐食特性を有し、他の電極より遥かに大きい電気化学電位窓を可能にする独特の電気化学的性質を有する。白金被覆と比較すると、電気化学窓はほぼ２倍になる。この独特の性質により、他の化学物質をなんら添加することなく、又は高電流効率で調整することなく、ＯＨ・ラジカルを直接水中で生成することができ、必要な電力を調節することによって簡単にプロセスの規模を拡大縮小することができる。
【００６３】
本発明において、電極用基材の幾何学的構造は、一部開放された表面領域を有する透過性にすることができ、これは汚染水が電極対又は電極群を通って流れることを可能にし、それによりＯＨ・ラジカルの生成のための最大表面積接触が可能になる。電極の構造は、拡張メッシュ電極、編組み又は製織メッシュ電極、焼結又は発泡メッシュ電極、結び（ｋｎｏｔｔｅｄ）電極、分散電極及び網状電極の型式とすることができる。
【００６４】
電極の材料及び幾何学的構造を注意深く選択することで、電解プロセスの効率が高まり、特定の反応及び望ましくない副生成物の発生を減少／増大させ、例えば、水素の生成が減少する。あるいは、これにより特定の反応の発生を増大させることができ、例えば、好ましい最終結果に応じて、塩素又は全残留酸化剤（Ｔｏｔａｌ  Ｒｅｓｉｄｕａｌ  Ｏｘｉｄａｎｔｓ）の生成を増やすことができる。このような３Ｄメッシュ、特に比較的小さい開口部を有する編組み又は製織メッシュ電極などを使用すると、汚染物がアノードにおける反応が速い生成物、即ちＯＨ・ラジカルのごく近くに押しやられるので、電解プロセスの効率、従ってＡＯＰの効率を大幅に高めることができる。
【００６５】
上述の２つのサブシステムは、当然、分離した個々の処理部として直列に配置することができるが、本発明者は、個々のサブシステムを非自明な方式で統合すると、新規処理装置の全ての高度に有利な利益がもたらされることを見いだした。具体的には、処理プロセスの効率を高めることができ、被処理水の立方メートル当りの電力所要量の削減が可能になる。これにより必要とされる電力がより少なくなるため付随するＣＯ２発生もまた減少するので、より環境に優しい処理プロセスが有利に提供される。
【００６６】
これらの利点を達成するために、アノード及びカソードは非自明な方式で位置合わせされる。第２の統合サブシステムの電極対又は電極群のアノード及びカソードは、長手方向に且つ同心に位置合わせされて同心の電解槽領域を形成し、それらはさらに、第１の統合サブシステムの中空の濾過要素の濾過表面に対して長手方向に且つ同心に位置合わせされる。平担な濾過表面の場合には、平担な電極対又は電極群が平担な濾過表面に対して位置合わせされる。
【００６７】
水が濾過要素の外側から内側に流れる場合、電極対又は電極群は濾過要素の内側に配置することができ、又は、好ましくは、水が濾過要素の内側から外側に流れる場合、電極対又は電極群は濾過要素の外側に配置することができる。この流れ方向は、自動逆洗機構が使用される場合にその構築の容易さ及びコンパクト性を可能にする。電極対又は電極群と濾過要素の表面との間の距離は、理想的には処理装置の設置面積を最適化するように小さくされ、典型的には前述のカソードとアノードとの間の距離と同程度にされる。
【００６８】
電極対又は電極群を濾過要素の濾過表面に対して長手方向に且つ同心に位置合わせすることにより、本発明は、前述の水の速度の低減、従って濾過要素の近傍での汚染水の滞留時間の増大という利点を生かすことが可能になる。所与の流量に関して、汚染水は、濾過要素の一端又は両端で一定の速度で進入し、次いで広がり、減速し、各濾過要素の濾過表面に対して及びそれを通して主として垂直方向に逸らされる。濾過要素の濾過表面の面積は濾過入口（又は、汚染水の流れが反転される場合には濾過出口）の面積より好ましくは大きいので、水の速度は著しく低減する。このことにより、カソード及びアノードにて生成された反応生成物が、電解領域から外へ輸送される前に、生成された場所の近傍で反応する時間をより長くすることが可能になる。これが反応生成物の処理効率を高める。
【００６９】
前述のように、上記の配置は単層の電極対又は電極群に限定されず、有利には、効果的に直列に配置された複数層の電極対又は電極群を含むようにさらに拡張することができ、単一の新規処理装置内で化学殺菌ステップの繰返し適用が効果的に行われる。開示される発明に対して利用可能なさらなる重要な強化は、２以上の異なる電極対又は電極群を直列で別々に又は一部重複して組み込むことができることである。このことの利点は、いずれかの電極対又は電極群に通電しその他には通電しないことができること、又は、電極対又は電極群の全て又は幾つかに同時に通電することができることである。電極の材料及び幾何学的構造並びに印加電圧及び電流に応じて、様々なレベルの反応生成物を生成することができ、その量は当該用途に適合される。
【００７０】
例えば、電極対又は電極群の組合せは、カソード、ＢＤＤアノード、カソード、ＤＳＡアノード、及び最後にカソードで構成することができる。この一部重複構成において、中央のカソードはその両側のアノードのために働く。ＢＤＤアノードは、低導電率の水の中で特に良好に機能し、他方、ＤＳＡは０．２％塩化ナトリウムより高い導電率を有する水の中で特に良好に機能する。これにより、例えば、非常に導電率が低い水をＢＤＤ電極によって生成されるＯＨ・ラジカルで処理すること、又は、より導電率が高い水の中での、安価なＤＳＡ電極による塩素又は全残留酸化剤（ＴＲＯ）などの反応生成物の生成による処理が可能になる。あるいは、両方のタイプの反応生成物を同時に生成することができる。本明細書を書いている時点で、本発明者は、単一ユニット内に２以上の異なるタイプの電極を有する電解セルを知らないので、これはそれ自体で新規発明であると信じる。
【００７１】
本発明に対するより有利な拡張は、濾過要素がカソードと同じ材料で構築される場合に達成され、なぜならそのことにより濾過要素自体が単一のカソード−アノード対又は２カソード−１アノード電極群におけるカソードとして機能することを可能にすることができるからである。これは、所望であれば汚染物がカソードで生成される反応生成物のごく近くにある（従って該反応生成物と遥かに反応し易くなる）ことを保証するという利益をもたらすが、しかし、濾過要素が比較的小さい濾過サイズを有する場合には、カソード成長（ｃａｔｈｏｄｉｃ  ｇｒｏｗｔｈ）が濾過要素を事実上塞ぐように作用し得るので、洗浄間隔をより頻繁にすることが必要になることがある。これは、実際には、自動逆洗プロセスが適用される場合には自動逆洗プロセスが連続的に機能して濾過要素を洗浄するので低減することができる。この緊密に統合された構成では、濾過要素が電解ユニットの一部になり、電解ユニットが濾過要素の一部になるので、統合サブシステム同士が動作に関して互いに完全に依存し合うようになる。従って、新規処理装置の設置面積が小さくなる。
【００７２】
本発明に対するさらになお有利な拡張は、小さい濾過サイズに対して適切な表面被覆法が利用可能であるという条件で濾過要素がアノードとして機能することができる場合に達成される。これは、汚染物質がアノードにおける高反応性の反応生成物、即ち、ＯＨ・ラジカルのごく近くに効果的に押しやられる（従って該反応生成物と遥かに反応し易くなる）ので、極めて有利な効果を与える。この場合、濾過要素はアノードとして作用するのでカソード成長は問題ではない。同様に、この緊密に統合された構成では、濾過要素が電解ユニットの一部になり、電解ユニットが濾過要素の一部になるので、統合サブシステム同士が動作に関して互いに完全に依存し合うようになる。これもまた新規処理装置の設置面積を小さくすることを可能にする。
【００７３】
この構成において、アノードが汚染物で目詰まりしないように注意を払う必要があり、従って、自動逆洗プロセスは、用いられる場合には、濾過要素の濾過表面を清浄に保つために遥かに頻繁に行われることを要し得る。さらに、より効率的なＡＯＰが適用される場合、反応生成物の適用は高度にターゲットを絞って焦点を合わせたものになるのでより大量の残留反応生成物が残ることになるため、濾過サイズ規格を大きくすることができる。残りの残留反応生成物は、次に、より大きい汚染物質を殺菌又は中和するように作用することができる。この結果、圧力損失の減少及び汚染水又は汚染液体系のポンプ輸送におけるエネルギーの節約がもたらされる。あるいは、より効率的なＡＯＰシステムは、印加電圧又は電流を低減することを可能にし、その結果、電力使用が削減される。
【００７４】
本発明に対する有益な修正は、電極対又は電極群の単層若しくは複数層又は濾過要素自体さえも、非導電性絶縁スペーサを間に入れてサブ区画に分割することができ、それにより並列に配置された多数のサブ電極対若しくは電極群又はサブフィルタ要素を効果的に設けることができることである。このとき非導電性絶縁スペーサの寸法を手動で又は自動的に調節して、活性領域、及び電極対又は電極群及びフィルタ要素の近傍での水又は液体の速度を用途に応じて微調整することができる。このことの付加的な利益は、電極全体にわたってより均等に電流を分配するために複数の電流分配器（又は電気母線）を電極対又は電極群の全長に沿って含めることができることであり、それにより電極内のホットスポット（電気抵抗の局所的な差に起因する）が回避され、反応生成物のより一様な生成が助長される。
【００７５】
従って、本発明において、水又は液体の速度の低減と高反応性反応生成物の滞留時間の増大との組合せの結果として高度に有利な効果が得られ、それに加えて、本発明の特定の緊密に統合された構成は、反応生成物が生成される場所のごく近傍に汚染物質が存在することを保証する。この特徴は、高反応性ＯＨ・ラジカルの寿命が非常に短いので非常に有益であり、従って反応生成物の処理効率が高まるので、それに見合うエネルギー消費の削減を達成することができる。
【００７６】
本発明はまた、有機体並びに有機及び非有機汚染物質で汚染された水又は液体を処理するためのプロセスであって、処理が行われる処理装置を通る非常に高い体積流量から非常に低い体積流量までの広範囲の流量をカバーし、この水又は液体もまた、ほぼ非導電性から高導電性までの広範囲の非常に高い導電率特性又は非常に低い導電率特性を有する、プロセスに関する。
【００７７】
前述のように、処理装置は、統合された物理的固体−液体分離ステップ及びＡＯＰによる化学的殺菌ステップの使用による、汚染水又は汚染液体の処理を提供する。固体−液体分離ステップは、ある特定の濾過サイズを上回る大きい汚染物質の大部分を物理的に除去し、他方、ＡＯＰはＯＨ・ラジカル及び他の反応性酸化種を生成して、汚染水を化学的殺菌ステップで処理する。有機体並びに有機及び非有機汚染物質をＡＯＰの高反応性生成物に曝露することで、汚染物が酸化によって効果的且つ効率的に中和される。さらに、より持続性はあるがそれほど反応性ではない塩素又は全残留酸化剤などの酸化種を生成することもできる。
【００７８】
濾過要素の濾過表面１平方メートル当りの汚染水又は汚染液体の流量の流量範囲は大きく、選択された濾過サイズ及びシステムの許容圧力損失に依存する。
【００７９】
用途に応じて、電極の近傍で乱流を増大させることが有益な場合があり、それは乱流が混合を増大させて物質移動が促進され改善されるためである。
【００８０】
本明細書で説明するように、電極対又は電極群の単層若しくは複数層又は濾過要素自体を、非導電性絶縁スペーサを間に入れてサブ区画に分割することができ、次いで非導電性絶縁スペーサの寸法を手動で又は自動的に調節して、電極対又は電極群又は濾過要素の活性領域を用途に応じて微調整する（通常の流路の一部を遮断することにより）ことができる。活性電極領域の調節により、水又は液体の速度の調節、従って所与の流量に対する乱流の増大又は減少の調節が可能になる。さらに、電極の表面に刻みを入れ、突起を設け、エンボス加工し、又はパターン形成して粗面化し、電極近くの局所的乱流を増大させることができるが、速度及び乱流のレベルは、望ましくない圧力損失又は処理装置内のキャビテーションを引き起すほどに高くしてはならない。
【００８１】
処理装置は、ＰＬＣのような制御システムに結合することができ、ＰＣによってローカルに管理することができ、又は、好ましくは例えば中央制御室において遠隔管理することができる。これにより、動作順序、状態メッセージ及び警報を制御し、監視し、記録することが可能になる。化学計測機器、例えば塩素又はＴＲＯ計測機器を組み込んで、処理装置の後の任意の残留化学物質濃度又は他の変数を連続的に監視して、局所的な汚染水又は汚染液体の状態に応じて印加電圧及び電流の調節を自動的に行うことができる。
【００８２】
様々な位置での汚染水又は汚染液体の圧力、流量、温度、ｐＨ及び導電率並びに他の変数を計測することもでき、次いで制御システムは、上記のように必要なときにＤＳＡアノード又はＢＤＤアノードの間を切替えるように、又は必要に応じて電圧及び電流を調節するように自動的に動作することができる。あるいは、場合によっては、汚染水又は汚染液体の導電率又はｐＨ又はその他の性質を、処理装置に入る前に又は処理された水若しくは液体が装置を出るときに添加剤又は中和剤で調節することが望ましいことがある。自動逆洗機構が組み込まれている場合、比較的少量の残留化学物質が自動逆洗機構からの逆洗流と共に環境に放出されることがあり、この場合、逆洗流の種々の性質を監視することができ、さらに、廃棄される水又は液体をオンデマンドで中和し又は調整して廃棄しても安全であることを保証するために中和又は調整ユニットを含めることができる。
【００８３】
付加的な構成要素を処理プロセスに追加して、処理プロセスを調整し、除去し又は強化することができ、例えば、水素除去システム（又は他の物質の除去）の追加、又は、自動逆洗プロセスで利用される圧力差を、従ってその洗浄能力を効果的に増大させる逆洗濾過プロセス用の真空ポンプの追加などである。前述のように、逆洗流が望ましくない残留化学物質を含む場合、廃棄前に逆洗流を中和するように適切な中和構成要素を含めることができる。
【００８４】
特定の場合には、ＡＯＰをパルス電流で動作させて、汚染水又は汚染液体の処理をさらに改善することが望ましいことがある。パルス負荷は、不連続、三角形、正弦曲線又は階段状にすることができ、時間とともに変化するものとすることも変化しないものとすることもできる。
【００８５】
従って、大量及び少量の水又は液体の両方を効果的且つ効率的に処理することができる。本発明による新規処理装置は、有利には、並列に配置された濾過要素の個数並びに共通の入口／出口を有する同じ共通の筐体内の濾過要素の直径及び／又は長さを単純に調節することにより、非常に低流量から非常に高流量まで規模の拡大縮小が可能である。同時に、電極対又は電極群の個数及び寸法もまた、適合するように調節される。しかし、特定の場合には、新規処理装置の設置面積を小さくするために、一度処理された汚染水又は汚染液体を循環させて新規処理装置を多数回通すようにするか、又は、完全に別々の処理装置ユニットを電池のように直列又は並列に設置することが望ましいことがある。
【００８６】
本明細書で開示する発明はまた、限定ではないが特に、天然、家庭及び工業プロセス由来の水の処理を含む携帯用の水生成に用いられる水、石油／ガス探査の上流側で使用される水及びそこから生成される水、宇宙船で運ばれ若しくは使用される水又は商用、公共及び私的輸送によって運ばれ又は使用される水、又は沖合施設内で運ばれるか又は使用される水の処理のための新規処理装置の使用に関するものであり、本発明は、海水用途、排水用途、及び水産養殖用途に適用されるときに特に有用であり、これら全ては、陸上、輸送機関上、又は、浮き水産養殖施設（養魚場）若しくは石油掘削施設などの浮きユニット若しくは恒久ユニット上で見いだすことができ、石油及びガスの産出に関連する他の施設に適用することができる。
【００８７】
新規処理装置はまた、食品及び飲料処理、鉱物及びスラリ処理、製薬処理、化学品処理加工及び発電用途、例えば、発電所の冷却水、又はエンジン用の冷却水、又は暖房／空調用の冷却水、又は冷凍若しくは熱交換用の冷却水などの処理に効果的に適用することができ、水ベースの液体のみに限定されず、酸及びアルカリを、必要な場合には異なる化学的殺菌ステップ並びに異なる電極材料及び構成によって処理するために使用することもできる。
【００８８】
付加的な応用範囲は、幾つかの例を挙げれば、農薬の処理、界面活性剤の除去（例えば、石油流出）、着色の調節、製薬の前処理（例えば、クリーンルーム内での最終使用のため）、及び、内分泌撹乱物質、毒性有機化合物の除去、生水殺菌、膜洗浄シーケンス、消火用水、海水箱及び熱交換器のための取水ケーソン内での増殖阻止のための水の処理を挙げることができる。本発明はまた、放射能で汚染された廃水又は海水の処理、例えば放射性元素及び粒子の不活化又は中和などのために用いることができる。
【００８９】
追加量の化学物質、添加剤又は気体を、電極の前に又は近傍に、例えば多孔性電極を通して又は非導電性絶縁スペーサを介して導入することができる。追加量の化学物質、添加剤又は気体は、優先的な化学反応を引き起すように、又は有用な副生成物を生成するように選択することができる。例えば、このようにして導入された過剰の酸素ガスはカソードで生成される水素と反応して遊離水素ガスを最小限にすることができ、又は、炭素及び他の化学物質を導入することができ、これはカソードで生成される水素と反応して、燃料としての使用に有用な炭化水素又はその誘導体を生成する。同様に、追加の化学物質又は添加剤又は気体を電極の近傍に導入して、同様に生成される他の化学物質と反応させることができる。
【００９０】
次に、添付の図面を参照しながら実施形態をより詳細に説明する。
【００９１】
図面を参照すると、図１ａは、電極対を濾過要素に対して新規な非自明の方式でどのように位置合わせすることができるかを示す。
【００９２】
本明細書では、濾過要素は中空の半透性部材と互換的なものとして説明される。
【００９３】
この図において、濾過要素１は、汚染水又は汚染液体の流れが濾過要素の内側から濾過要素の外側へとなるように配置されている。しかし、本明細書で説明するように逆の配置もまた成り立ち得る。この場合における電極対は、ひとたび濾過要素１を通過した汚染水又は汚染液体の流れが、初めに正極アノード２に遭遇し、次いで負極カソード３に遭遇するように配置される。正極アノード２と負極カソード３との間の電解領域４が強調されている。電気的接続は図示されておらず、描画寸法は、明瞭にするために誇張されている。
【００９４】
図１ｂは、電極群を濾過要素に対して、新規な非自明の方式で、散開した統合様式（ｌｏｏｓｅｌｙ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｆａｓｈｉｏｎ）でどのように位置合わせすることができるかを示す。この図において、濾過要素１は、汚染水又は汚染液体の流れが濾過要素の内側から濾過要素の外側へとなるように配置されている。しかし、逆の配置もまた成り立ち得る。この場合における電極群は、ひとたび濾過要素１を通過した汚染水又は汚染液体の流れが、初めに負極カソード３に、次いで正極アノード２に、次いで負極カソード３に遭遇するように配置される。正極アノード２と負極カソード３との間の複数の電解領域４が強調されている。電気的接続は図示されておらず、描画寸法は、明瞭にするために誇張されている。
【００９５】
図１ｃは、複数の電極対（又は電極群）を濾過要素に対して、新規な非自明の方法で、どのように直列に位置合わせすることができるかを示す。この図において、濾過要素１は、汚染水又は汚染液体の流れが濾過要素の内側から濾過要素の外側へとなるように配置されている。しかし、逆の配置もまた成り立ち得る。この場合における複数の電極対（又は電極群）は、ひとたび濾過要素１を通過した汚染水又は汚染液体の流れが、初めに第１の電極対の正極アノード２に、次いで負極カソード３に遭遇するように、分離して配置される。さらなる処理が次に第２の電極対（又は電極群）によって適用され、このとき水又は液体は、第２の電極対の正極アノード２に遭遇し、次いで第２の電極対（電極群）の負極カソード３に遭遇する。同様の様式で、複数の電極対（又は電極群）を配置することができる。電極対（又は電極群）の間の複数の電解領域４が強調されている。電気的接続は図示されておらず、描画寸法は、明瞭にするために誇張されている。
【００９６】
図１ｄは、複数の電極群（又は電極対）を濾過要素に対して、新規な非自明の方法で、散開した統合様式でどのように直列に位置合わせすることができるかを示す。この図において、濾過要素１は、汚染水又は汚染液体の流れが濾過要素の内側から濾過要素の外側へとなるように配置されている。しかし、逆の配置もまた成り立ち得る。この場合における複数の電極群（又は電極対）は、一部重複するように配置され、正極アノードは２以上の異なる材料から作られており、例えばＢＤＤアノード２ａ及びＤＳＡアノード２ｂである。負極カソード３は共通の材料から作られており、中央の負極カソードを共有する。複数の電極群（又は電極対）は、ひとたび濾過要素１を通過した汚染水又は汚染液体の流れが、初めに負極カソード３に、次いで正極アノード２ａに、次いで共有負極カソードの負極カソード３に遭遇するように配置される。さらなる処理が次に汚染水又は汚染液体が第２の電極セットの正極アノード２ｂに、次いで第２の電極セットの負極カソード３に遭遇するときに適用される。同様の様式で、複数の電極群（又は電極対）を配置することができる。電極群（又は電極対）の間の複数の電解領域４ａ及び４ｂが強調されている。電気的接続は図示されておらず、描画寸法は、明瞭にするために誇張されている。
【００９７】
上述のように、図１ｄ（又は１ｃ）の配置の利点は、いずれかの電極群（又は電極対）に通電しその他には通電しないことができること、又は、電極群（又は電極対）の両方に同時に通電することができることである。電極の材料及び幾何学的構造、並びに印加電圧及び電流に応じて、様々なレベルの反応生成物を生成することができ、その量は当該用途に適合される。これにより、例えば、非常に導電率が低い水又は液体をＢＤＤ電極によって生成されるＯＨ・ラジカルで処理すること、又は、より導電率が高い水又は液体の中での、安価なＤＳＡ電極による塩素又は全残留酸化剤（ＴＲＯ）のような反応生成物の生成による処理が可能になる。あるいは、両方のタイプの反応生成物を同時に生成することができる。
【００９８】
図１ｅは、電極群を濾過要素に対して、新規な非自明の方法で、緊密な統合様式でどのように配列することができるかを示す。この図において、濾過要素１は、汚染水又は汚染液体の流れが濾過要素の内側から濾過要素の外側へとなるように配置されている。しかし、逆の配置もまた成り立ち得る。この場合における電極群は、濾過要素自体が負極カソードとして機能し、ひとたび負極濾過要素カソード１を通過した汚染水又は汚染液体の流れが、次に正極アノード２に、次いで負極カソード３に遭遇するように配置される。負極濾過要素カソード１と正極アノード２と負極カソード３との間の複数の電解領域４が強調されている。電気的接続は図示されておらず、描画寸法は、明瞭にするために誇張されている。
【００９９】
図１ｆは、電極対を濾過要素に対して、新規な非自明の方法で、緊密な統合様式でどのように配列することができるかを示す。この図において、濾過要素１は、汚染水又は汚染液体の流れが濾過要素の内側から濾過要素の外側へとなるように配置されている。しかし、逆の配置もまた成り立ち得る。この場合における電極対は、濾過要素自体が正極アノードとして機能し、ひとたび正極濾過要素アノード１を通過した汚染水又は汚染液体の流れが、次に負極カソード３に遭遇するように配置される。正極濾過要素アノード１と負極カソード３との間の電解領域４が強調されている。電気的接続は図示されておらず、描画寸法は、明瞭にするために誇張されている。
【０１００】
上述のように、図１ｅに示す配置は、汚染物質が、所望であればカソードで生成される反応生成物のごく近くにある（従って該反応生成物と遥かに反応し易い）ことを保証するという利益をもたらす。あるいは、図１ｆに示す配置は、汚染物質がアノードにおける高反応性の反応生成物、即ち、ＯＨ・ラジカルのごく近くに押しやられる（従って該反応生成物と遥かに反応し易くなる）ので、極めて有利な効果を与える。
【０１０１】
この緊密に統合された構成では、濾過要素が電解ユニットの一部になり、電解ユニットが濾過要素の一部になるので、統合サブシステム同士が動作に関して互いに完全に依存し合うようになる。従って、新規処理装置の設置面積が削減される。さらに、より効率的なＡＯＰが適用される場合、反応生成物の適用は高度にターゲットを絞って焦点を合わせたものになるのでより大量の残留反応生成物が残ることになるため、濾過サイズ規格を大きくすることができる。残りの残留反応生成物は、次に、より大きい汚染物質を殺菌又は中和するように作用することができる。これにより、圧力損失の減少及び汚染水又は汚染液体系のポンプ輸送におけるエネルギーの節約がもたらされる。あるいは、より効率的なＡＯＰシステムは、印加電圧又は電流を低減することを可能にし、その結果、電力使用が削減される。
【０１０２】
図１ｇは、本発明に対する有益な修正を提供するために、電極対又は電極群を濾過要素に対して、新規な非自明の方法で、どのように位置合わせすることができるかを示す。この図において、濾過要素１は、汚染水又は汚染液体の流れが濾過要素の内側から濾過要素の外側へとなるように配置されている。しかし、逆の配置もまた成り立ち得る。この場合における電極群は、ひとたび濾過要素１を通過した汚染水又は汚染液体が、初めに負極カソード３に、次に正極アノード２に、次いで負極カソード３に遭遇するように配置される。正極アノード２と負極カソード３との間の複数の電解領域４が強調されている。電気的接続は図示されておらず、描画寸法は、明瞭にするために誇張されている。
【０１０３】
しかしながら、図１ｇにおいて、電極対又は電極群の単層又は複数層は、非導電性絶縁スペーサ５を間にいれてサブセクションに分割され、それにより並列に配置された多数のサブ電極対又は電極群が効果的に設けられる。濾過要素自体１を同様にサブ区画に分割することも可能であるが、これは図示されていない。非導電性絶縁スペーサ５の寸法を手動で又は自動的に調節して、活性電極（及び濾過）領域、及び電極対又は電極群の近傍での水又は液体の速度を用途に応じて微調整することができる。このことの付加的な利益は、電極の全長にわたってより均等に電流を分配するために複数の電流分配器（又は電気母線）６を電極対又は電極群の全長に沿って含めることができることであり、それにより電極内のホットスポット（電気抵抗の局所的な差による）が回避され、反応生成物のより一様な形成が助長される。
【０１０４】
図１ｇでは、個々の電極が湾曲しているように示されているが、電極（及び濾過要素がサブセクションに分割される場合には濾過要素自体も）は、製造を容易にするため及び電極の費用を削減するために平担な部品として製造することができる。同じ見地から、電極（及び濾過要素自体も）は、多数の不連続な平担な辺を有する多角形タイプの形状（又は円を近似）で形成されると考えられることになる。
【０１０５】
用途に応じて、電極の近傍で乱流を増大させることが有益な場合があり、それは乱流が混合を増大させて物質移動が促進され改善されるためである。非導電性絶縁スペーサ５の寸法の手動又は自動調節により、活性電極領域（及び濾過要素がサブセクションに分割される場合には濾過要素自体も）が調節され、水又は液体の速度の調節、従って所与の流量に対する乱流の増大又は減少の調節が可能になる。さらに、電極の表面に刻みを入れ、又はエンボス加工し、又はパターン形成して粗面化し、電極対又は電極群の近くの局所的乱流を増大させることができる。
【０１０６】
図２ａから図２ｄは、図１ｇに示した典型的な配置をより詳細に示す。この場合、図１ｇの機構は、汚染水又は汚染液体が出入りする主入口８及び主出口９を有する筐体７の中に設置される。濾過要素１は、汚染水又は汚染液体の流れが濾過要素の内側から濾過要素の外側へとなるように配置されている。しかし、逆の配置もまた成り立ち得る。この場合における電極群は、ひとたび濾過要素１を通過した汚染水又は汚染液体が、初めに負極カソード３に、次に正極アノード２に、次いで負極カソード３に遭遇するように配置される。正極アノード２と負極カソード３との間の複数の電解領域４が強調されている。電気的接続は図示されておらず、描画寸法は、明瞭にするために誇張されている。
【０１０７】
図２ｂ及び図２ｄは、理解を助けるために、汚染水又は汚染液体の流れの方向を塗りつぶされていない矢印で示す。図２ｄは、図２ｂの主出口９を通る断面図である。特定の用途には必須ではないが、図２ａから図２ｄは、ある種の電気、空気圧又は油圧モータ１２によって駆動される自動逆洗機構１１を利用する。逆洗流量の方向は、図２ｂ、２ｄにおいて塗りつぶされた矢印で示される。図示するように、逆洗流は、逆洗出口１０を通して安全に排出される。
【０１０８】
中空の濾過要素１の配置は、汚染水又は汚染液体の流れを、各濾過要素の濾過要素表面に対して及びそれを通して概ね垂直な又は半径方向に逸らすように作用する。濾過要素表面の面積は、好ましくは中空の濾過要素への濾過要素入口又は出口の全断面積よりも面積が大きいので、水又は液体の速度は、濾過要素表面の近傍で著しく低下する。このことは上述の利益を含む多くの利益をもたらす。
【０１０９】
図２ａから図２ｄは、単一の濾過要素を有する新規の処理装置として設置された本発明を示すことを認識されたい。複数の濾過要素を、共通の主入口及び主出口を有する共通の筐体内に容易に設置することができる。図２ａから図２ｄはまた、自動逆洗機構の設計を最適化し単純化するために円形断面を有する濾過要素を示すが、他の濾過断面を使用することができ、平担にすることさえできることが、本発明の教示から認識されるであろう。
【０１１０】
図２ｅは、図１ｇに示す特定の配置をより詳細に示す。この場合、図１ｇの機構は、汚染水又は汚染液体が出入りする２つの主入口８及び主出口９を有する筐体７の中に設置される。濾過要素１は、汚染水の流れが濾過要素の内側から濾過要素の外側へとなるように配置される。しかし、逆の配置もまた成り立ち得る。この場合における電極群は、ひとたび濾過要素１を通過した汚染水又は汚染液体が、初めに負極カソード３に、次に正極アノード２に、次いで負極カソード３に遭遇するように配置される。正極アノード２と負極カソード３との間の複数の電解領域４が強調されている。電気的接続は図示されず、描画寸法は、明瞭にするために誇張されている。
【０１１１】
図２ｆは、理解を助けるために、汚染水又は汚染液体の流れの方向を塗りつぶされていない矢印で示す。この特定の例では自動逆洗機構は使用されず、濾過要素を洗浄するために分解及び手動洗浄又は逆流フラッシングのいずれかを用いることができる。
【０１１２】
この濾過要素１の配置は、汚染水又は汚染液体の流れを、濾過要素の濾過要素表面に対して及びそれを通して概ね垂直な又は半径方向に逸らすように作用する。濾過要素表面の面積は、好ましくは中空の濾過要素の濾過要素入口又は出口の全断面積よりも面積が大きいので、水又は液体の速度は、濾過要素表面の近傍で著しく低下する。このことは上記の利益をもたらす。
【０１１３】
図２ｅから図２ｆは、単一の濾過要素を有する新規処理装置として設置された本発明を示すことを認識されたい。複数の濾過要素を、共通の主入口及び主出口を有する共通の筐体内に容易に設置することができる。図２ｅから図２ｆはまた、新規処理装置の設計を最適化及び単純化するために円形断面を有する濾過要素を示す。他の濾過断面を使用することもでき、さらには平担にすることもできる。
【０１１４】
図３は、新規処理装置１３を、非常に高流量又は非常に低流量の汚染水又は汚染液体の処理のための処理プロセス内にどのように構成することができるかを示す。
【０１１５】
この例において、新規処理装置１３は、ＰＬＣ又はＰＣ１５のような制御システムに連結される。これにより、動作順序、状態メッセージ及び警報を制御することが可能になる。処理プロセスは、正電極アノードと負電極カソードとの間に電圧を印加するための手段１４と、電極対又は電極群に直流電流（ＤＣ）を供給するための手段とを含む。電圧及び電流を印加する手段は、従来の整流器又は他の何らかの方法によって設けることができる。
【０１１６】
処理プロセスには、好ましくは新規処理装置の電極を洗浄するための機構を組み込むことができる。具体的には、カソードを洗浄して、この種の電解セル内で典型的に遭遇する望ましくないカソード析出物を除去するためである。これは、図３における二重の＋ｖｅ及び−ｖｅ接続で示される極性反転（ＰＲ）により、又は専用ＣＩＰユニット１６によって達成することができる。
【０１１７】
化学計測機器、例えば塩素又はＴＲＯ計測機器２１を組み込んで、新規処理装置の後の任意の残留化学物質濃度又は他の変数を連続的に監視して、局所的な汚染水又は汚染液体の状態に応じて印加電圧及び電流の調節を自動的に行うことができる。
【０１１８】
様々な位置２０での汚染水又は汚染液体の圧力、流量、温度、ｐＨ及び導電率並びに他の変数もまた計測することができ、次いで制御システムは、上記のように必要なときに異なる電極対又はセット、例えばＤＳＡ又はＢＤＤアノードの間を切替えるように、又は必要に応じて電圧及び電流を調節するように、自動的に動作することができる。あるいは、場合によっては、汚染水又は汚染液体の導電率又はｐＨ又はその他の性質を、新規処理装置に入る前に添加剤又は中和剤ユニット１９で調節することが望ましいことがある。
【０１１９】
追加の構成要素２２を処理プロセスに追加して、処理プロセスを調整し、除去し又は強化することができ、例えば、水素除去システム（又は他の物質の除去）の追加、又は、自動逆洗プロセスで利用される圧力差を、従ってその洗浄能力を効果的に増大させる逆洗濾過プロセス用の真空ポンプ１７の追加などである。前述のように、逆洗流が望ましくない残留化学物質を含む場合、廃棄前にオンデマンドで逆洗流を中和するように適切な中和構成要素１８を含めることができる。
【０１２０】
本出願の教示の利益を伴い、本明細書で説明されるいずれの態様の特徴も、任意の適切な組合せで好都合に使用することができることを認識されたい。従って、添付の特許請求の範囲の組合せは限定的なものではない。
【０１２１】
さらに、本装置は、上述の電気的絶縁スペーサの円周寸法を手動で又は自動的に均一にも不均一にも調節できるように構成することができる。それぞれの電気的絶縁スペーサの寸法を大きく／小さくすることにより、離散的な半径方向流路内の水又は液体の速度を、従って乱流を増大／減少させることが可能になる。乱流は、物質移動及び化学反応を高めることによって本装置の電解領域内の性能を驚くほど改善する。
【０１２２】
本発明をその例示的な実施形態に関して説明したが、本発明はその例示的な実施形態又は構造に限定されるものでないことを理解されたい。それとは反対に、本発明は種々の修正及び均等な構成を含むことが意図されている。さらに、例示的な実施形態の種々の要素を種々の組合せ及び構成で示しているが、これらは例示的なものであり、より多くの要素、より少ない要素、又は単一の要素のみを含む他の組合せ又は構成もまた、本発明の思想及び範囲内に入る。
［発明の項目］
［項目１］
少なくとも１つの細長い中空の半透性部材と、少なくとも１つのアノードと、少なくとも１つのカソードとを備え、
前記アノード及び前記カソードが前記半透性部材に対して半径方向に且つ同心に配置されている、処理装置。
［項目２］
隣合う複数のアノード及び複数のカソードが、前記カソードと前記アノードとの間で電解領域を定めるよう交互になっている、項目１に記載の処理装置。
［項目３］
細長い中空の前記半透性部材から半径方向に内向き又は外向きに見たときのアノード及びカソードの並び方が、
（ｉ）カソード、アノード、
（ｉｉ）アノード、カソード、
（ｉｉｉ）アノード、カソード、アノード、
（ｉｖ）カソード、アノード、カソード、
（ｖ）アノード、カソード、アノード、カソード、
（ｖｉ）カソード、アノード、カソード、アノード、
（ｖｉｉ）カソード、アノード、カソード、アノード、カソード、又は
（ｖｉｉｉ）アノード、カソード、アノード、カソード、アノード
から選択される、項目１又は２に記載の処理装置。
［項目４］
中空の前記半透性部材が、カソード又はアノードとして形成されている、項目１〜３のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目５］
中空の前記半透性部材が、中空且つ半透性のカソードであり、アノードが前記カソードに対して半径方向に且つ同心に配置されている、項目４に記載の処理装置。
［項目６］
カソードが前記アノードに対して半径方向に且つ同心に配置されている、項目５に記載の処理装置。
［項目７］
中空の前記半透性部材が、中空且つ半透性のアノードであり、カソードが前記アノードに対して半径方向に且つ同心に配置されている、項目４に記載の処理装置。
［項目８］
中空の前記半透性部材がフィルタ要素である、項目１〜７のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目９］
前記フィルタ要素が、水フィルタ要素又は海水フィルタ要素である、項目８に記載の処理装置。
［項目１０］
前記アノード及び／又は前記カソードが、隣合うアノード又はカソードの実質的に全外周の周囲で延びている、項目１〜９のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目１１］
前記アノード及び／又は前記カソードが、円周方向に、電気的絶縁スペーサによって離散的セクションに分割され、
隣合うアノード及びカソードが、隣合う電気的絶縁スペーサの間にて延びている、項目１〜９のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目１２］
前記電気的絶縁スペーサが、当該処理装置を２以上の離散的な半径方向流路に分割するように設けられている、項目１１に記載の処理装置。
［項目１３］
細長い前記半透性部材の一端又は両端は開放されており、使用中、該一端又は両端を通して液体が流れることができるようになっている、項目１〜１２のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目１４］
液体が、細長い前記半透性部材の一端又は両端を通って当該処理装置に流入し、前記半透性部材の壁を通って半径方向外方に流れるようになっている、項目１３に記載の処理装置。
［項目１５］
液体が、細長い前記半透性部材の壁を通って半径方向内方に当該処理装置に流入し、前記半透性部材の長軸に沿って当該処理装置から流出するようになっている、項目１３に記載の処理装置。
［項目１６］
少なくとも１つのアノード及びカソードが細長く、各々が、細長い中空の前記半透性部材の周囲に円周方向且つ半径方向に配置されている、項目１〜１５のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目１７］
少なくとも１つのアノード及びカソードが細長く、各々が、細長い中空の前記半透性部材の内部に円周方向且つ半径方向に配置されている、項目１〜１５のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目１８］
少なくとも１つのアノード及びカソードは、液体が前記少なくとも１つのアノード及びカソードを通過できるように半透性である、項目１〜１７のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目１９］
隣合うアノードとカソードとの間の分離が０．１ｍｍと２０ｍｍとの間である、項目１〜１８のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目２０］
少なくとも１つのアノード及び隣合うカソードが、使用中に前記アノードと前記隣合うカソードとの間に電位差及び電流を発生させるように配置された電源によって活性化される、項目１〜１９のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目２１］
電極対又は電極群を定める隣合うアノード及びカソードの対を備え、
前記電極対又は電極群は、独立して選択的に電気的に活性化され得る、項目２０に記載の処理装置。
［項目２２］
少なくとも１つの前記アノード及び少なくとも１つの前記カソードへの電源の極性を反転させて、それぞれのアノードとカソードとの間に反対の電位差及び電流を生じさせることができる、項目１〜２１のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目２３］
少なくとも１つの前記アノードが、導電性基材及び外側被覆で形成されている、項目１〜２２のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目２４］
前記アノードは、白金、金、銀又は混合金属酸化物溶液から選択される貴金属で被覆された基材で形成された寸法安定性アノードである、項目２３に記載の処理装置。
［項目２５］
前記アノードは、ホウ素ドープ・ダイアモンドで被覆された基材から形成されたホウ素ドープ・ダイアモンド・アノードである、項目２３に記載の処理装置。
［項目２６］
少なくとも１つの前記カソードが、導電性基材及び随意に外側被覆で形成されている、項目１〜２５のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目２７］
１つの電極対又は電極群のためのアノード基材及び／又はカソード基材及び／又は被覆材料は、別の電極対又は電極群のアノード基材及び／又はカソード基材及び／又は被覆材料と同じであるか又は異なるものである、項目２１〜２６のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目２８］
当該処理装置は、
少なくとも１つの前記アノード及び少なくとも１つの前記カソードの電気的活性化を制御するように構成された制御器と、
当該処理装置内を通って流れる液体の性質を計測するように構成された少なくとも１つの検出器と、
を備え、
前記制御器は、前記検出器から受け取る信号に応答して、アノード及びカソードを別々に制御するように構成されている、項目１〜２７のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目２９］
前記検出器は、前記液体の導電率を検出するように構成されている、項目２８に記載の処理装置。
［項目３０］
前記検出器は、フッ素、ヒドロキシルフリーラジカル、酸素の諸形態、オゾン、過酸化水素、次亜塩素酸塩、塩素及び全残留酸化剤を含む水中又は液体中の酸化剤から選択される化学物質の残留濃度を検出するように構成される、項目２８又は２９に記載の処理装置。
［項目３１］
複数の細長い中空の前記半透性部材、及びそれに関連付けられる複数のカソード及びアノード対を備える、項目１〜３０のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目３２］
アノードと、前記アノードに対して半径方向に且つ同心に配置されたカソードとを備え、前記アノードは半透壁を備えた細長い中空部材の形態である、処理装置。
［項目３３］
前記アノードの第１の端部は開放され、使用中に液体を受け入れ／排出するように配置され、前記アノードの第２の端部は開放又は閉鎖され、前記アノードに入る液体が前記半透壁及び前記カソードを通って半径方向に流れるように液体を妨げ／受け入れ／排出するようになっている、項目３２に記載の処理装置。
［項目３４］
単一の細長い中空部材並びに関連付けられたアノード及びカソードを備え、入口及び出口を有する筐体をさらに備え、前記筐体は、液体を、前記入口から、細長い前記中空部材を通し、前記アノード及び前記カソードを通って又はその近くを通って、前記出口に連通させるようになっている、項目１〜３３のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目３５］
複数の細長い中空部材並びに関連付けられたアノード及びカソードを備え、入口及び出口を有する筐体をさらに備え、前記筐体は、液体を、前記入口から、半透性の前記複数の細長い中空部材を通って、前記アノード及び前記カソードを通って又はその近くを通って、前記出口に連通させるようになっている、項目１〜３３のいずれか一項に記載の処理装置。
［項目３６］
前記電気的絶縁スペーサの円周寸法は、前記離散的な半径方向流路内の液体速度及び／又は乱流を増大／減少させるように手動で又は自動的に増大／減少させることができる、項目１１又は１２に記載の処理装置。
［項目３７］
液体を項目１〜３６のいずれか一項に記載の処理装置に通すことによって、液体を処理する方法。
［項目３８］
本明細書において添付の図面を参照して実質的に説明される処理装置。
［項目３９］
本明細書において実質的に説明される、液体を処理する方法。
【図１ａ】
0006541233.tif 000003
【図１ｂ】
0006541233.tif 000004
【図１ｃ】
0006541233.tif 000005
【図１ｄ】
0006541233.tif 000006
【図１ｅ】
0006541233.tif 000007
【図１ｆ】
0006541233.tif 000008
【図１ｇ】
0006541233.tif 000009
【図２ａ】
0006541233.tif 000010
【図２ｂ】
0006541233.tif 000011
【図２ｃ】
0006541233.tif 000012
【図２ｄ】
0006541233.tif 000013
【図２ｅ】
0006541233.tif 000014
【図２ｆ】
0006541233.tif 000015
【図３】
0006541233.tif 000016