(57)【要約】【課題】反応特性の大なる酸素活性種を生成する電解部と放電部とを被処理水中に配設させることで、汚染物質の分解および微生物の殺菌、死滅を可能とした水処理方法および水処理装置を実現する。【解決手段】被処理水が流通する処理槽１１と、処理槽１１に配設され、導電性金属からなる一対の電極１４ａ、１４ｂに電圧を印加して電気分解をする電解部１４と、電解部１４の下流側に配設され、一対の電極１５ａ、１５ｂ間に高電圧パルスを印加する放電部１５とを備え、電解部１４は、被処理水を電気分解することにより酸素および活性酸素種を生成させて放電部１５に供給した後に、電解部１４および放電部１５によってより多くの酸素活性種を生成させて被処理水に含まれる汚染物質の分解および微生物の殺菌を行なうように構成した。これにより、汚染物質の分解、微生物の殺菌、死滅を可能とした。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水が流通する処理槽（１１）と、
前記処理槽（１１）に配設され、導電性金属からなる一対の電極（１４ａ、１４ｂ）に電圧を印加して電気分解をする電解部（１４）と、
前記電解部（１４）の下流に配設され、一対の電極（１５ａ、１５ｂ）間に高電圧パルスを印加する放電部（１５）とを備えて前記被処理水を電気化学的に処理する水処理方法であって、
前記電解部（１４）によって前記被処理水から酸素および活性酸素種を生成させて前記放電部（１５）に供給した後に、前記放電部（１５）によってより多くの酸素活性種を生成させて前記被処理水に含まれる汚染物質の分解および微生物の殺菌を行なうことを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
前記被処理水が旋回手段（１３）により下方から上方に向けて旋回されていることを特徴とする請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
前記被処理水中には、前記電解部（１４）および前記放電部（１５）により酸素活性種のうち、おもにヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が生成されていることを特徴とする請求項１に記載の水処理方法。
【請求項４】
被処理水を電気化学的に処理する水処理装置において、
前記被処理水が流通する処理槽（１１）と、
前記処理槽（１１）に配設され、導電性金属からなる一対の電極（１４ａ、１４ｂ）に電圧を印加して電気分解をする電解部（１４）と、
前記電解部（１４）の下流側に配設され、一対の電極（１５ａ、１５ｂ）間に高電圧パルスを印加する放電部（１５）とを備え、
前記電解部（１４）は、前記被処理水を電気分解することにより酸素および活性酸素種を生成させて前記放電部（１５）に供給した後に、前記電解部（１４）および前記放電部（１５）によってより多くの酸素活性種を生成させて前記被処理水に含まれる汚染物質の分解および微生物の殺菌を行なうように構成したことを特徴とする水処理装置。
【請求項５】
前記処理槽（１１）には、前記被処理水が下方から上方に向けて旋回するように前記電解部（１４）の上流端に旋回手段（１３）が設けられるとともに、前記電解部（１４）の上方に前記放電部（１５）が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記電解部（１４）および前記放電部（１５）は、前記被処理水から酸素活性種のうち、おもにヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が生成されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記電解部（１４）を構成する前記電極（１４ａ、１４ｂ）は、好ましくはイリジウム、白金、酸化チタン、酸化スズ、酸化ルテニウム、酸化鉛のどれか１種の導電性金属で形成され、より好ましくはフェライトの導電性金属で形成されたことを特徴とする請求項４または請求項６に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理水を電気化学的に処理する水処理方法および水処理装置に関するものであり、特に、被処理水から酸素活性種であるヒドロキシラジカルの生成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の水処理方法および水処理装置として、例えば、特開平１０−９９８６３号公報に開示されている。この公報では、殺菌処理すべき被処理水が溜められた処理槽と、その少なくとも一部が被処理水中に浸かるように配置された陽極と、表面にポリアニリン膜が付着し、このポリアニリン膜が被処理水中に浸かるように配置された陰極と、陽極および陰極に電流を与える電流源とを備えたものである。
【０００３】
そして、陽極と陰極間を間歇的にまたは連続的に通電しながらポリアニリンが被処理水中の溶存酸素を還元することにより生成するスーパーオキサイド（Ｏ・２−）により被処理水中に含まれる微生物を殺菌するようにしている。つまり、ポリアニリンを被処理水に接触させると、これが被処理水中の溶存酸素（Ｏ２）を還元して優れた殺菌作用を示すスーパーオキシド（Ｏ・２−）を生成させ、しかも、酸素を還元することによって一旦酸化されたポリアニリンが被処理水中の電極に流される還元電流によって電気化学的に還元されて再び被処理水中の酸素を還元しうるポリアニリンに再生させるものである。従って、ポリアニリンによるスーパーオキシド（Ｏ・２−）の生成が途絶えることなく行われることとなり、多量の被処理水であっても被処理水中の微生物を確実に殺菌することができるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報によれば、被処理水中の溶存酸素（Ｏ２）が効率的にポリアニリンに接触させるために被処理水を攪拌させるように構成させているが、処理槽内に貯められた被処理水中の溶存酸素（Ｏ２）が消耗してくると上述のスーパーオキシド（Ｏ・２−）の生成およびポリアニリンの還元が連続的に行なわれなくなる問題がある。また、このスーパーオキシド（Ｏ・２−）は、酸素活性種のうちの一種であって、概して、他の酸素活性種（例えば、ヒドロキシラジカル、過酸化水素）に比べて殺菌作用の反応特性が低いため、細菌に対しては有効的であるが、大型のプランクトンなどに対しては充分な効果が発揮できない問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、反応特性の大なる酸素活性種を生成する電解部と放電部とを被処理水中に配設させることで、汚染物質の分解および微生物の殺菌、死滅を可能とした水処理方法および水処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項７に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、被処理水が流通する処理槽（１１）と、この処理槽（１１）に配設され、導電性金属からなる一対の電極（１４ａ、１４ｂ）に電圧を印加して電気分解をする電解部（１４）と、この電解部（１４）の下流に配設され、一対の電極（１５ａ、１５ｂ）間に高電圧パルスを印加する放電部（１５）とを備えて被処理水を電気化学的に処理する水処理方法であって、
電解部（１４）によって被処理水から酸素および活性酸素種を生成させて下流の放電部（１５）に供給した後に、放電部（１５）によってより多くの酸素活性種を生成させて被処理水に含まれる汚染物質の分解および微生物の殺菌を行なうことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、電極（１５ａ、１５ｂ）間に被処理水を流通させて電極（１５ａ、１５ｂ）間で放電させることにより、電気化学的に浄化処理が可能であることは知られている。そこで、本発明では、放電部（１５）の上流に電気分解をする電解部（１４）を備え、この電気分解によって被処理水から酸素および活性酸素種を生成させて下流の放電部（１５）に供給した後に、放電部（１５）によってより多くの酸素活性種を生成させて被処理水に含まれる汚染物質の分解および微生物の殺菌を行なうことにより、まず、電解部（１４）にて、酸素活性種であるヒドロシキラジカル（ＯＨ・）および過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）や溶存酸素（Ｏ２）が生成される。
【０００８】
さらに、放電部（１５）においても、放電によって、より多くの酸素活性種（ＯＨ・、Ｈ２Ｏ２）と溶存酸素（Ｏ２）が生成されるとともに、その反応過程での紫外線照射、衝撃波および電界強度により生成された酸素活性種が有機物と化学反応を起こし被処理水中の有機物に反応して酸化、分解され、かつプラズマチャネル内部で生成された過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が反応し、さらにヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が生成される。
【０００９】
このヒドロシキラジカル（ＯＨ・）は、酸素活性種のうちで、特に殺菌作用の反応特性や酸化力が優れているため、有機物などの化学物質の分解や細菌、植物性プランクトンなど微生物の殺菌、死滅を行なうことができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、被処理水が旋回手段（１３）により下方から上方に向けて旋回されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、旋回手段（１３）により被処理水の流通を下方から上方に向けて旋回させることにより、電解部（１４）において、電気分解によって電極表面に発生する気泡の除去を促進させるとともに、この気泡（溶存酸素Ｏ２や活性酸素種）が放電部（１５）を偏流なきように万遍なく流通させて、気泡の表面で放電が起きることで、更なる活性酸素種であるヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が生成できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、被処理水中には、電解部（１４）および放電部（１５）により酸素活性種のうち、おもにヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が生成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、電解部（１４）および放電部（１５）を直列に配設させることにより、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の生成が活発となって被処理水の浄化能力を高めることができるため大型のプランクトンなど微生物の殺菌能力を必要とするタンカーや貨物船に積載されるバラスト水の浄化には好適である。また、ヒドロシキラジカル（ＯＨ・）は、酸素活性種のうちで、殺菌作用の反応特性や酸化力が優れているために化学物質の分解や細菌、植物プランクトンなど微生物の殺菌、死滅を行なうことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、被処理水を電気化学的に処理する水処理装置において、被処理水が流通する処理槽（１１）と、この処理槽（１１）に配設され、導電性金属からなる一対の電極（１４ａ、１４ｂ）に電圧を印加して電気分解をする電解部（１４）と、この電解部（１４）の下流側に配設され、一対の電極（１５ａ、１５ｂ）間に高電圧パルスを印加する放電部（１５）とを備え、
電解部（１４）は、被処理水を電気分解することにより酸素および活性酸素種を生成させて放電部（１５）に供給した後に、電解部（１４）および放電部（１５）によってより多くの酸素活性種を生成させて被処理水に含まれる汚染物質の分解および微生物の殺菌を行なうように構成したことを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、具体的には、電気分解をする電解部（１４）と、この電解部（１４）の下流に高電圧パルスを印加する放電部（１５）とを配置させることにより、請求項１と同様な効果を奏する。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、処理槽（１１）には、被処理水が下方から上方に向けて旋回するように電解部（１４）の上流端に旋回手段（１３）が設けられるとともに、電解部（１４）の上方に放電部（１５）が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、旋回手段（１３）により被処理水の流通を下方から上方に向けて旋回させることにより、電解部（１４）において、電気分解によって電極表面に発生する気泡の除去を促進させるとともに、この気泡（溶存酸素Ｏ２や活性酸素種）が放電部（１５）を偏流なきように万遍なく流通させて、気泡の表面で放電が起きることで、更なる活性酸素種であるヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が生成できる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、電解部（１４）および放電部（１５）は、被処理水から酸素活性種のうち、おもにヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が生成されることを特徴としている。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、上述した請求項３と同様の効果を奏する。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、電解部（１４）を構成する電極（１４ａ、１４ｂ）は、好ましくはイリジウム、白金、酸化チタン、酸化スズ、酸化ルテニウム、酸化鉛のどれか１種の導電性金属で形成され、より好ましくはフェライトの導電性金属で形成されたことを特徴としている。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、フェライトやイリジウム、白金、酸化チタン、酸化スズ、酸化ルチニウム、酸化鉛、フェライトからなる電極（１４ａ、１４ｂ）は、電気分解により被処理水からヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の生成に優れる。また、フェライトにおいては、遊離塩素濃度が低くても細菌を死滅させるための殺菌力が優れている。従って、より好ましくはフェライト材で形成すると良い。
【００２２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を閉鎖性水域（例えば、湖沼、内湾）で汚染された被処理水を浄化する水処理装置に適用した一実施形態を図１ないし図６に基づいて説明する。因みに、閉鎖性水域での被処理水には、細菌（バクテリア）、菌、糸状菌（微）、大腸菌、酵母、変形菌、単細胞の藻類、原生動物、ウィルス、植物性プランクトンなどの微生物が含まれており、本実施形態の水処理装置は、被処理水に含まれる汚染物質（有機物など）の分解およびこれらの微生物を殺菌、死滅させる水処理装置である。
【００２４】
本実施形態の水処理装置１０は、図１に示すように、被処理水が下方から上方に向けて流通される処理槽１１と、この処理槽１１内に配置され、被処理水を電気分解する電解部１４と、被処理水に高電圧パルスを印加して放電する放電部１５と、被処理水を処理槽１１に圧送する送水ポンプ１６と、および電解部１４に低電圧を通電するとともに、放電部１５に高電圧を通電させる電源供給手段１７などから構成されている。
【００２５】
処理槽１１は、電気絶縁材からなる筒状に形成された管路であって、下方に電解部１４とその上方に放電部１５とが直列に配設されるとともに、処理槽１１の上流端には、処理槽１１内に流通する被処理水の流れを旋回させるための旋回手段１３が設けられている。これは、電解部１４および放電部１５を流通する被処理水が偏流なきように万遍なく管路を流れるようにしたもので、特に、詳細は後述するが電解部１４において、電気分解によって電極１４ａ、１４ｂ表面に発生する気泡の除去を促進させるとともに、この気泡（溶存酸素Ｏ２や酸素活性種）が放電部１５を万遍なく流通させて、気泡の表面で放電を起こさせるようにしたものである。
【００２６】
電解部１４は、フェライト材などの導電性金属からなり、平板状に形成された一対の電極１４ａ、１４ｂが対向して配設され、その電極１４ａ、１４ｂ間に直流電圧を印加させて、電極１４ａ、１４ｂ間に流通する被処理水を電気分解するものである。これは、詳しくは後述するが、フェライト材からなる電極１４ａ、１４ｂの電気分解によって被処理水から酸素および酸素活性種が生成されるものである。なお、電極１４ａ、１４ｂは電源供給手段１７に電気的に接続されて、電源供給手段１７により印加電圧として、例えば、ＤＣ２Ｖ〜ＤＣ３５Ｖ程度の低電圧が印加される。
【００２７】
また、この電極１４ａ、１４ｂには、電源供給手段１７から印加される直流電源の極性が交互に切り換えられるように図示しない制御装置により制御されている。因みに、一方の電極１４ａに高電位電圧（例えば、ＤＣ２４Ｖ）を印加するとともに、他方の電極１４ｂに低電位電圧（例えば、ＤＣ０Ｖ）を印加する。そして、所定時間（例えば、５分）経過後に、一方の電極１４ａに低電位電圧（例えば、ＤＣ０Ｖ）を印加するとともに、他方の電極１４ｂに高電位電圧（例えば、ＤＣ２４Ｖ）を印加する。このように所定時間毎に極性を交互に切り換えるように制御されている。
【００２８】
次に、放電部１５は、ステンレス材などの導電性金属からなり、複数の鋭角状の針先を有する陽極電極１５ａと、ステンレス材などの導電性金属からなり、平板状に形成された陰極電極１５ｂとが対向して配設されるとともに、一方の陽極電極１５ａは、電源供給手段１７に電気的に接続され、他方の陰極電極１５ｂは、アース部１２に接続されている。
【００２９】
そして、電源供給手段１７により、例えば、印加電圧、１０〜２０００ＫＨ２０Ｖ〜１５ＫＶ／ｃｍ、周波数が１０〜２０００ＫＨＺ、矩形波の高圧パルス電圧が印加されるように構成されている。これは、詳しくは後述するが、電解部１４で電解された被処理水を流通させて、電極１５ａ、１５ｂ間の放電によって被処理水の電気化学的に浄化処理を行なうものである。
【００３０】
１９は、処理槽１１を流通させた被処理水に含まれる気泡を除去するための気液分離タンクであって、この部位にて被処理水中の気泡が除去されて流出口１９ａから浄化された液体の被処理水が流出される。
【００３１】
また、送水ポンプ１６の上流側は、閉鎖性水域などから回収した汚染物質の含まれる被処理水を貯える貯水タンク２０に接続されて、送水ポンプ１６を作動させることで、水処理装置１０内に浄化対象となる被処理水が送水されるように構成されている。なお、２１は、貯水タンク２０内の貯えられた被処理水のドレン管である。
【００３２】
また、電源供給手段１７および送水ポンプ１６は、図示しない制御装置に接続されて、その制御装置により制御されるようになっている。因みに、本実施形態では、図示しない操作スイッチを操作することで、図示しない制御装置により電源供給手段１７および送水ポンプ１６を制御して、貯水タンク２０に貯えられた被処理水を処理槽１１に流通させることで、電解部１４において電気分解が行なわれ、放電部１５において放電によって浄化分解するものである。
【００３３】
次に、以上の構成による水処理装置１０の作動を図２および図３に基づいて説明する。まず、図２に示すように、処理槽１１上流の電解部１４においては、電極１４ａ、１４ｂ間に電圧を印加させて被処理水を電気分解すると、ＯＨ−イオンが電子と反応して、酸素（Ｏ２）および酸素活性種からなる気泡が電極１４ａ、１４ｂの表面近傍に生成される。
【００３４】
ここで、フェライト材からなる電極１４ａ、１４ｂを用いることで、詳しくは後述するが、このときに生成される酸性活性種として、おもに、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）とが生成される。そして、電解部１４において生成されたこれらの気泡（Ｏ２、ＯＨ・、Ｈ２Ｏ２）は、旋回手段１３によって電極１４ａ、１４ｂ表面から脱離して上方の放電部１５に流通される。放電部１５においては、陽極電極１５ａと陰極電極１５ｂとの間に高電圧パルスが印加されることにより、陽極電極１５ａと陰極電極１５ｂとの間の被処理水中で放電する。
【００３５】
この放電により、強力な衝撃波、高い電界強度、酸素活性種の生成、強力な紫外線照射、およびオゾンの生成が被処理水に同時に発生することで、被処理水中の有機物の酸化、分解が行なわれることにより被処理水の電気化学的に浄化処理ができると云われている（例えば、Ｓｕｎら、２０００の文献による）。
【００３６】
ここで、上記放電による浄化処理のメカニズムについて説明する。図３は、放電部１５によって発生するプラズマチャネル内部とプラズマチャネル外部とにおいて、被処理水中の有機物の酸化メカニズムを示した説明図である。図３に示すように、プラズマチャネル内部では、被処理水から酸素活性種として、例えば、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）および過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）と、酸素（Ｏ２）が電解部１４と同じように生成される。
【００３７】
さらに、プラズマチャネル外部では、紫外線照射、衝撃波および電界強度により生成された酸素活性種および電解部１４から流通された溶存酸素と酸素活性種とが有機物と化学反応を起こし被処理水中の有機物に反応して酸化、分解されるとともに、プラズマチャネル内部で生成された過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が反応して上記ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が生成される。
【００３８】
また、本実施形態では、処理槽１１が垂直方向に配設され、かつ下方から上方に向けて被処理水を流通されているため、電解部１４によって発生した気泡が放電部１５に送り込まれ、放電部１５においても、この気泡の表面に放電が起こることで、更なるヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が生成される。このように、電解部１４と放電部１５との少なくとも二箇所で被処理水を電解、放電させることにより、酸素活性種のうち、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）をより多く生成させることができる。
【００３９】
ところで、電解および放電によって生成される上記酸素活性種は、酸化還元電位が次亜塩素酸よりも同等もしくは強いため殺菌作用を有している。特に、この中でヒドロキシラジカル（ＯＨ・）は、一般的に殺菌作用の反応特性が高いとともに、酸化力も強いため被処理水中の有機物に反応して酸化、分解することで汚染物質の分解と微生物の殺菌、死滅させることで浄化ができるものである。
【００４０】
因みに、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の酸化力について説明すると、このヒドロキシラジカル（ＯＨ・）は、約１２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ相当のエネルギ−を保有している。これに対し、有機物を構成する分子中の水素−炭素結合では、約９９ｋｃａｌ／ｍｏｌ相当のエネルギ−を有し、酸素−水素結合では、約１１１ｋｃａｌ／ｍｏｌ相当のエネルギ−を有し、炭素−炭素結合では、約８３ｋｃａｌ／ｍｏｌ相当のエネルギ−を有しているが、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）のエネルギ−は、これらより大きいために分子間の結合を容易に分断してしまう。従って、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）によって、炭素はＣＯ２に、水素はＨ２Ｏに酸化分解される。これにより、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の酸化力が強いと言える所以である。
【００４１】
次に、発明者の研究によれば、上記ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の生成量が電解部１４に設けられた電極１４ａ、１４ｂの材料や電解部１４と放電部１５とを組み合わせることによって異なることをＣ．Ｃｏｍｎｉｎｅｌｌｉｓにて記載されているＮＮジメチル−Ｐ−ニトロソアニリン（ＲＮＯ）の最大吸収波長である４４０ｎｍの吸光度変化より求めることを見出したので図４および図５に基づいて説明する。
【００４２】
すなわち、図４は電解部１４の電極材料によってヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の生成量が異なることを示した特性図であり、電解部１４の電極材料を▲１▼に示すイリジウム、▲２▼に示すチタン白金、▲３▼に示すフェライト、および▲４▼に示す酸化チタンを用いたときの脱色率と処理時間との関係を示す特性図である。この脱色率は、ＮＮジメチル−Ｐ−ニトロソアニリン（ＲＮＯ）の最大吸収波長である４４０ｎｍの吸光度変化を示すときの脱色率の特性であって、この脱色率が高いほどヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の生成量が多い。
【００４３】
従って、図４によれば、▲３▼に示すフェライト材で電極１４ａ、１４ｂを形成させればヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の生成量が多く。これに続いて、▲２▼に示すチタン白金、▲４▼に示す酸化チタン、▲１▼に示すイリジウムの順にヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の生成量が順次低下しているが、電解部１４の電極材料として、フェライト材がより好ましく、チタン白金、酸化チタン、イリジウムが好ましいことが分かった。
【００４４】
一方、図５は、本実施形態のように処理槽１１に電解部１４と放電部１５とを配設したとき（▲１▼に示す）、電解部１４のみを処理槽１１に配設したとき（▲２▼に示す）、放電部１５のみを処理槽１１に配設したとき（▲３▼に示す）における脱色率と処理時間との関係を示す特性図である。従って、図５によれば、▲１▼に示す被処理水を電解した後に放電させる組み合わせにすることで、▲２▼に示す電解部１４のみと▲３▼に示す放電部１５のみとを単純に加算するよりもヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の生成量がより多く生成されることが分かった。
【００４５】
ところで、本実施形態のように電解部１４に設けられるフェライト材からなる電極１４ａ、１４ｂを用いて電気分解することにより、酸素活性種として過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）を生成させることで、次亜塩素酸の濃度を高めなくても酸素活性種の抗菌作用により細菌の増殖を抑制することができる。
【００４６】
因みに、このフェライト材を用いる効果を発明者は、実験によって検証したので図６に基づいて説明する。図６は、電極１４ａ、１４ｂに不溶性金属であるチタン白金（例えば、Ｔｉ材にＰｔメッキもしくはＰｔを焼成）で形成したものと、本実施形態のフェライト材を用いたものとで、対数細菌数（ｃｆｕ／ｍｌ）および次亜塩素酸濃度（ｐｐｍ）を比較した特性図である。図中実線で示したものがチタン白金電極であり、図中破線で示したものがフェライト電極である。
【００４７】
これによれば、フェライト材の電極は遊離塩素濃度である次亜塩素酸濃度（ｐｐｍ）を高めることなく、チタン白金電極と同等の対数細菌数（ｃｆｕ／ｍｌ）の抑制ができる。
【００４８】
以上の一実施形態による水処理装置１０によれば、放電部１５の上流に電気分解をする電解部１４を備え、この電気分解によって被処理水から酸素および活性酸素種を生成させて下流の放電部１５に供給した後に、放電部１５によってより多くの酸素活性種を生成させて被処理水に含まれる汚染物質の分解および微生物の殺菌を行なうことにより、まず、電解部１４にて、酸素活性種であるヒドロシキラジカル（ＯＨ・）および過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）や溶存酸素（Ｏ２）が生成される。
【００４９】
さらに、放電部１５においても、放電によって、より多くの酸素活性種（ＯＨ・、Ｈ２Ｏ２）と溶存酸素（Ｏ２）が生成されるとともに、その反応過程での紫外線照射、衝撃波および電界強度により生成された酸素活性種が有機物と化学反応を起こし被処理水中の有機物に反応して酸化、分解され、かつプラズマチャネル内部で生成された過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）が反応し、さらにヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が生成される。
【００５０】
このヒドロシキラジカル（ＯＨ・）は、酸素活性種のうちで、特に殺菌作用の反応特性や酸化力が優れているため、有機物などの化学物質の分解や細菌、植物性プランクトンなど微生物の殺菌、死滅を行なうことができる。
【００５１】
また、電解部１４および放電部１５を直列に配設させることにより、ヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の生成が活発となって被処理水の浄化能力を高めることができるため大型のプランクトンなど微生物の殺菌能力を必要とするタンカーや貨物船に積載されるバラスト水の浄化には好適である。また、ヒドロシキラジカル（ＯＨ・）は、酸素活性種のうちで、殺菌作用の反応特性や酸化力が優れているために化学物質の分解や細菌、植物プランクトンなど微生物の殺菌、死滅を行なうことができる。
【００５２】
また、旋回手段１３により被処理水の流通を下方から上方に向けて旋回させることにより、電解部１４において、電気分解によって電極表面に発生する気泡の除去を促進させるとともに、この気泡（溶存酸素Ｏ２や活性酸素種）が放電部１５を偏流なきように万遍なく流通させて、気泡の表面で放電が起きることで、更なる活性酸素種であるヒドロキシラジカル（ＯＨ・）が生成できる。
【００５３】
また、フェライトやイリジウム、白金、酸化チタン、酸化スズ、酸化ルテニウム、酸化鉛からなる電極１４ａ、１４ｂは、電気分解により被処理水からヒドロキシラジカル（ＯＨ・）の生成に優れる。また、フェライト材においては、遊離塩素濃度が低くても細菌を死滅させるための殺菌力が優れている。従って、より好ましくはフェライト材で形成すると良い。
【００５４】
（他の実施形態）
以上の一実施形態では、送水ポンプ１６と気液分離タンク１９との間に処理槽１１を配設しその処理槽１１に電解部１４および放電部１５を直列に配設させたが、この処理槽１１、電解部１４および放電部１５を並列に複数個設けても良い。これにより、被処理水の浄化能力を高めることができるため大型のプランクトンなど微生物の殺菌能力を必要とするタンカーや貨物船に積載されるバラスト水の浄化には好適である。
【００５５】
また、以上の実施形態では、水処理装置１０と被処理水を貯えるための貯水タンク２０とを組み合わせる説明をしたが、これに限らず、貯水タンク２０を設けなくても水処理装置１０側に被処理水を供給するようにしても良い。
【００５６】
また、以上の実施形態では、閉鎖性水域（例えば、湖沼、内湾）で汚染された被処理水を浄化する水処理装置１０に適用させて説明したが、これらの用途に限らず、近年問題となっているタンカーや貨物船の安定を保つためのバラスト水の浄化に適用しても良い。このときには海水中に含まれる貝毒プランクトンなどの微生物の殺菌、死滅が可能である。
【００５７】
また、閉鎖性水域、バラスト水の他にも塩素消毒を実施している合併浄化槽の排水や生活排水などの浄化にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における水処理装置１０の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態における処理槽１１の内部構成を示す構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における放電部１５による有機物の酸化メカニズムを示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態における電解部１４に用いられる電極材料の脱色率と処理時間との関係を示す特性図である。
【図５】電解部１４と放電部１５との組み合わせと、電解部１４のみと、放電部１５のみとにおける脱色率と処理時間との関係を示す特性図である。
【図６】チタン白金電極とフェライト電極とにおける次亜塩素酸濃度、対数細菌数の特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１１…処理槽
１３…旋回手段
１４…電解部
１４ａ、１４ｂ…電極
１５…放電部（放電部）
１５ａ…陽極電極（電極）
１５ｂ…陰極電極（電極）
ＯＨ・…ヒドロキシラジカル
【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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