(57)【要約】【課題】 放電エネルギーに対する分解効率がよいパルスパワー発生装置を採用することにより、エネルギー効率を改善した水処理装置を提供する。【解決手段】  直流電源81とパルストランス82が介在する一次側回路および二次側回路とで構成されたパルスパワー発生装置により、電極間にパルス状の高電圧を印加して放電空間を形成し、この放電空間内に被処理水を水滴化させて供給し被処理水を酸化処理する。パルスパワー発生装置の一次側回路は、コンデンサ83と、トリガ発振器86と、スイッチ84と、インダクター85とから構成される。パルスパワー発生装置の二次側回路は、コンデンサ87と、インダクター88と、半導体開放スイッチ89とから構成される。【選択図】    図７
2013237009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源とパルストランスが介在する一次側回路および二次側回路とで構成されたパルスパワー発生装置により、電極間にパルス状の高電圧を印加して放電空間を形成し、この放電空間内に被処理水を水滴化させて供給し被処理水を酸化処理する水処理装置であって、
前記一次側回路は、前記直流電源からの電流により充電される一次側コンデンサと、パルスを生成しかつパルスの繰り返し数を調整可能なトリガ発振器と、スイッチと、一次側インダクターとを備えており、
前記二次側回路は、二次側コンデンサと、二次側インダクターと、順方向時にキャリアを蓄積し、蓄積されたキャリア分のみを逆方向電流として流した後、電流を遮断する半導体開放スイッチとを備えていることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記半導体開放スイッチとして、ｐ＋−ｐ−ｎ−ｎ＋の内部構造を有する複数の半導体ダイオードが積層されたものが使用されていることを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記直流電源は、電圧を調節可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
電極として、円筒状電極及び線状電極が複数対設けられるとともに、噴射ノズルの噴射軸方向と、各円筒状電極の中心軸とが平行になされており、噴射ノズルの噴射軸から遠い位置に配置された円筒状電極の噴射ノズル側端面が噴射軸に近い位置に配置された円筒状電極の噴射ノズル側端面に比べ、噴射ノズルから遠い位置に設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上水、下水、排水等に含有される有機物や微生物を、放電により発生するラジカル、オゾン等の活性種を利用して分解処理する水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、上水、下水、産業排水、プールなどの分野で、水中の有機物の酸化分解、殺菌、脱臭等の処理のためにオゾンが用いられてきた。しかしオゾンは酸化力が弱く、親水化、低分子化はできても無機化することはできない。また、ダイオキシン等の難分解性有機物は分解できない。
【０００３】
そこで、処理能力を向上させるために、放電によりオゾンを発生させるとともに、オゾンより酸化力が強いＯＨラジカルやＯラジカル等を発生させ、このオゾンおよびラジカルを含む放電空間に被処理水を曝すことによって、オゾンだけでなく、ラジカルによっても酸化処理を行うようにした水処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上述した水処理装置においては、パルスパワー発生装置を用いて、プラズマ放電の一種であるストリーマ放電を発生させている。具体的には、コンデンサに蓄えられた電荷を瞬間的に放電させることによってパルス状の高電圧（以降、これを「高電圧パルス」という）を発生させ、この高電圧パルスを所定の間隔を隔てて配置された電極間に印加することにより、ストリーマ放電を発生させている。
【０００５】
発明者らは、上述したパルスパワー発生装置として、トリガトロンギャップスイッチとパルストランスを組み合わせた装置を用い、コンデンサに充電された電荷をトリガトロンギャップスイッチによって放電させ、出力された高電圧パルスを更にパルストランスにより昇圧させていた（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２７９９７７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】２００８年静電気学会講演論文集１８３ページ「気中パルス放電水処理法における水滴化と水滴位置の効果」著者：小林勤他
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した従来のパルスパワー発生装置は、水処理装置のエネルギー効率が低い、すなわち、電極の放電電力に対し被処理水中の有機物等を分解できる割合が低いため、エネルギー効率の改善が要望されていた。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みて成されたもので、放電エネルギーに対する分解効率がよいパルスパワー発生装置を採用することにより、エネルギー効率を改善した水処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明にかかる水処理装置は、直流電源とパルストランスが介在する一次側回路および二次側回路とで構成されたパルスパワー発生装置により、電極間にパルス状の高電圧を印加して放電空間を形成し、この放電空間内に被処理水を水滴化させて供給し被処理水を酸化処理する水処理装置であって、前記一次側回路は、前記直流電源からの電流により充電される一次側コンデンサと、パルスを生成しかつパルスの繰り返し数を調整可能なトリガ発振器と、スイッチと、一次側インダクターとを備えており、前記二次側回路は、二次側コンデンサと、二次側インダクターと、順方向時にキャリアを蓄積し、蓄積されたキャリア分のみを逆方向電流として流した後、電流を遮断する半導体開放スイッチとを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、前記半導体開放スイッチ（ＳＯＳ：Semiconductor Opening Switch）として、ｐ＋−ｐ−ｎ−ｎ＋の内部構造を有する複数の半導体ダイオードが積層されたものが使用されていることが好ましい。また前記直流電源は電圧を調節可能であることが好ましい。
【００１２】
電極は、例えば、円筒状電極およびこの円筒状電極の円筒の中心軸に沿って配置された線状電極を少なくとも１対備えているものとされるが、これに限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、直流電源から供給され、パルストランスが介在する一次側回路および二次側回路で構成され、一次側は、前記直流電源からの電流により充電されるコンデンサと、パルスを生成し、かつパルスの繰り返し数を調整可能なトリガ発振器と、スイッチと、インダクターとを備え、二次側は、コンデンサと、インダクターと、半導体開放スイッチとを備え、半導体開放スイッチを用いることにより、二次側インダクターに蓄積した誘導性エネルギーが高電圧パルスとして、電極間に印加されることにより、放電エネルギーに対する分解効率が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる水処理装置の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の水滴化手段がシャワーノズルの場合の水処理装置の噴射部の平面図である。
【図３】図３は、本発明にかかる水処理装置の第２の実施の形態を模式的にあらわした図である。
【図４】図４は、本発明にかかる水処理装置の第３の実施の形態を模式的にあらわした図である。
【図５】図５は、本発明にかかる水処理装置の第４の実施の形態を模式的にあらわした図である。
【図６】図６は、本発明にかかる水処理装置の第５の実施の形態を模式的にあらわした図である。
【図７】図７は、図１の水処理装置のパルスパワー発生装置の構成を示す回路図である。
【図８】図８は、従来の水処理装置で用いられるパルスパワー発生装置の構成を示す回路図である。
【図９】図９は、パルスパワー発生装置の電圧波形および電流波形を示す図である。
【図１０】図１０は、処理時間に対するインジゴカルミン濃度の変化を示す図である。
【図１１】図１１は、処理時間に対する酢酸イオン濃度の変化を示す図である。
【図１２】図１２は、半導体開放スイッチの動作を説明する図で、（ａ）は、順方向電流が流れている状態、（ｂ）は、逆方向電流が流れている状態、（ｃ）は、逆方向電流が遮断された状態をそれぞれ示している。
【図１３】図１３は、使用可能な電極の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態にかかる水処理装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
＜水処理装置の構成と動作＞
図１は、本発明の実施の形態にかかる水処理装置の構成を示す断面図である。本実施の形態にかかる水処理装置１は、容器２、円筒状電極３、線状電極４、被処理水タンク５、ポンプ６、シャワーノズル７、パルスパワー発生装置８および被処理水タンク収容ボックス９を含む。
【００１７】
容器２は、円筒状をした容器本体２１と、容器本体２１の下端に配設された下部蓋部２２と、容器本体２１の上端に配設された上部蓋部２３とを備え、それぞれアクリル樹脂等の絶縁材料で形成されている。
【００１８】
下部蓋部２２は、被処理水タンク収容ボックス９の開口部９１の周縁に、開口部９１を塞ぐように取り付けられている。下部蓋部２２の中心部には通水孔２２ａが設けられている。一方、上部蓋部２３は、容器本体２１の上端を、シャワーノズル設置孔２３ａ部分を除いて閉鎖するように配設されている。
【００１９】
円筒状電極３は、容器本体２１の内周側に配設され、円筒状電極３は、例えば、ステンレス鋼製の網を円筒状に加工することによって得られる。
【００２０】
線状電極４は、例えばステンレス鋼線で形成され、円筒状電極３の円筒の中心軸に沿うように配設されている。線状電極４の上端部および下端部は、図示しない絶縁性の取付具を介して容器本体２１に固定されている。
【００２１】
円筒状電極及び線状電極は、処理効率を考えると２対以上備えていることが好ましい。また、円筒状電極及び線状電極を複数設けた場合、噴射ノズルの噴射軸方向と、各円筒状電極の中心軸とが平行になっていて、噴射ノズルの噴射軸から遠い位置に配置された円筒状電極の噴射ノズル側端面が噴射軸に近い位置に配置された円筒状電極の噴射ノズル側端面に比べ、噴射ノズルから遠い位置に設けられている構成とすることが好ましい。
【００２２】
本発明において、水滴化手段としては、特に限定されず、例えば、噴霧ノズルやシャワーノズルが挙げられる。なお、上記水滴は、特に限定されないが、放電空間内で発生するラジカル及びオゾンとの接触を高めるために、出来るだけ細かい水滴とすることが好ましい。  
被処理水タンク５は、下部蓋部２２の通水孔２２ａを下方から臨むような状態で、被処理水タンク収容ボックス９内に収容されている。
【００２３】
ポンプ６は、被処理水タンク収容ボックス９内に配設され、被処理水タンク５内の被処理水Ｗを、被処理水供給ホース７１を通して噴射ノズルまたはシャワーノズル７に送出する。
【００２４】
噴射ノズルまたはシャワーノズル７は、被処理水供給ホース７１を通して送られてきた被処理水Ｗを、円筒状電極３の上部開口に向かって噴射する。水滴化手段がシャワーノズル７の場合、その下部には、図２に示すような、多数の噴射孔が開けられた円板状の噴射部７２が配設されている。噴射部７２には、円筒状電極３の内径より少し小径の円上に等ピッチで、多数の噴射孔７２ａが開けられており、噴射孔７２ａから下方に向かって被処理水Ｗを噴霧することができる。
【００２５】
図３は、本発明にかかる水処理装置の第２の実施の形態をあらわしている。図３に示すように、この水処理装置１ｂは、同じサイズの円筒状電極３及び線状電極４が４対容器２内で水平方向に並ぶように配置されている以外は、上記水処理装置１ａと同様になっている。
【００２６】
図４は、本発明にかかる水処理装置の第３の実施の形態をあらわしている。図４に示すように、この水処理装置１ｃは、シャワーノズル７が円筒状電極３の下方に設けられ、被処理水ミストを垂直上向き噴射するようにした以外は、上記水処理装置１ｂと同様になっている。
【００２７】
この水処理装置１ｃによれば、被処理水ミストＭが、放電空間の下側から放電空間に向かって噴射されるので、被処理水ミストＭ中の各水滴が一旦上昇した後、その重力により下降することにより、放電空間での滞留時間が増加し、より効率的に処理することができる。
【００２８】
図５は、本発明にかかる水処理装置の第４の実施の形態をあらわしている。図５に示すように、この水処理装置１ｄは、シャワーノズル７を円筒状電極の側方に設け、被処理水ミストを円筒状電極３の側面から水平方向に噴射するようにした以外は、上記水処理装置１ａと同様になっている。
【００２９】
図６は、本発明にかかる水処理装置の第５の実施の形態をあらわしている。図６に示すように、この水処理装置１ｅは、シャワーノズル７の噴射軸７１に近い側の２本の円筒状電極３ａより、遠い側の２本の円筒状電極３ｂの中心軸方向の長さが短くなっているとともに、短い円筒状電極３ｂの上端面を長い円筒状電極３ａの上端面よりシャワーノズル７から離れた位置、すなわち、下方に位置するように配置し、シャワーノズル７から噴射された被処理水ミストＭの最外縁が短い円筒状電極３ｂ内に確実に納まるように調整した以外は、上記水処理装置１ｂと同様になっている。
【００３０】
パルスパワー発生装置８の一対の出力端子は、陰極が円筒状電極３と、また陽極が線状電極４と接続され、円筒状電極３と線状電極４との間に高電圧パルスを印加して、ストリーマ放電を発生させる。なおパルスパワー発生装置８の構成については、後に図７を参照して詳述する。
【００３１】
上述した水処理装置１の動作を説明する。被処理水タンク５には、あらかじめ有機物等を含む被処理水Ｗが注入されている。またパルスパワー発生装置８によって、円筒状電極３と線状電極４との間に高電圧パルスが印加され、円筒状電極３の円筒内に円柱状のストリーマ放電空間が形成されている。
【００３２】
ポンプ６を駆動させ、被処理水タンク５内の被処理水Ｗを、ホース７１を介してシャワーノズル７に送り、噴射部７２の噴射孔７２ａから円筒状電極３の円筒内に噴射する。被処理水Ｗは噴射孔７２ａを通過することによって水滴Ｄとなり、ストリーマ放電空間内を落下する。
【００３３】
放電によって、ストリーマ放電空間内に、オゾン、ＯＨラジカル、Ｏラジカル等の活性種が発生し、シャワーノズル７から噴射された被処理水Ｗの水滴Ｄが放電空間を落下していく間にこれらの活性種に接触し、各水滴中の有機物が効率よく酸化され、分解処理される。下部蓋部２２まで落下し、通水孔２２ａを通って被処理水タンク５に集められた被処理水Ｗをポンプ６で循環させることにより、ストリーマ放電空間での酸化、分解処理が繰り返される。
【００３４】
＜パルスパワー発生装置の構成と動作＞
次に、本実施の形態の水処理装置１で用いたパルスパワー発生装置（以降、「本実施の形態のパルスパワー発生装置」と略す）の回路図を図７に示す。
【００３５】
パルスパワー発生装置８は、高圧直流電源８１とパルストランス（ＰＴ）８２が介在する一次側回路および二次側回路とで構成されている。一次側回路は、コンデンサ８３、スイッチ８４、インダクター８５およびトリガ発振器８６で構成されている。二次側回路は、コンデンサ８７、インダクター８８および半導体開放スイッチ８９で構成されている。また、出力端子９０は円筒状電極３に接続され、出力端子９１は同じく線状電極４に接続されている。
【００３６】
トリガ発振器８６は、５Ｖのトリガパルス（方形波）をスイッチに供給するものであり、スイッチ８４にトリガパルスが入力されると、約２００ｎＳのパルス幅の高電圧パルスが出力される。スイッチ８４は、少なくともコンデンサ８３からコンデンサ８７へのエネルギー移行完了までＯＮにする必要があり、トリガパルスのパルス幅は、２００ｎｓ以上であることが好ましい。
【００３７】
半導体開放スイッチを構成している半導体ダイオードは、逆電圧に対応する応答特性が通常のダイオードと異なっており、図１２（ａ）に示すように、順方向に電流を流した後、図１２（ｂ）に示すように、逆方向電流を流した場合に、図１２（ｃ）に示すように、逆方向電流が遮断される。（ｂ）の導通状態から（ｃ）の遮断状態までの時間は極めて短く（数ナノ秒から数十ナノ秒）、したがって、このような半導体ダイオードは、急速な遮断を行う開放スイッチの機能を有している。上記半導体開放スイッチ８９は、ｐ＋−ｐ−ｎ−ｎ＋の内部構造を有する複数の半導体ダイオードが積層されたものとされている。
【００３８】
本実施の形態のパルスパワー発生装置８の動作を説明する。
【００３９】
高圧直流電源８１からの電流がコンデンサ８３に供給され、コンデンサ８３が充電される。トリガ発振器８６から供給されるトリガパルスによってスイッチ８４がスイッチングすると、コンデンサ８３の放電電流は、昇圧を行うパルストランス８２を経て二次側コンデンサを充電すると同時に半導体開放スイッチ８９に順方向電流を流す。このエネルギー移行がほぼ完了した時点でパルストランス８２の磁性体が飽和し、コンデンサ８７の二次側回路における放電が開始する。すなわちパルストランスＰＴ８２の飽和によってエネルギーは一次側に戻らない。一方、コンデンサ８７の放電は半導体開放スイッチ８９に逆方向電流を流しこれが短時間に流れた後、半導体開放スイッチ８９によって急速に遮断される。その結果、二次側回路インダクター８８及びパルストランスＰＴ８２に蓄積した誘導性エネルギーが高電圧パルスとして、線状電極４と円筒状電極３との間に印加される。電圧の大きさＶは、二次側回路インダクター８８の容量をＬ、順方向電流の大きさをＩとして、Ｖ＝Ｌ（ｄＩ／ｄｔ）となる。
【００４０】
端子９０および９１の間に出力される高電圧パルスの頻度（以降、「繰り返し数」という）は、トリガ発振器８６におけるトリガパルスの出力頻度を変えることによって制御される。また高電圧パルスの電圧は、高圧直流電源８１の出力電圧を切り替えることによって制御される。
【００４１】
比較のため、従来の水処理装置で用いたパルスパワー発生装置（以降、「従来のパルスパワー発生装置」と略す）の構成と動作を説明する。図８に、従来のパルスパワー発生装置１０の回路図を示す。従来のパルスパワー発生装置１０は、高圧直流電源１０１、コンデンサ１０２、抵抗１０３、トリガトロンギャップスイッチ１０４、パルストランス１０５およびトリガ回路１０６を含む。
【００４２】
高圧直流電源１０１からの電流が抵抗１０３を介してコンデンサ１０２に供給され、コンデンサ１０２が充電される。目標電圧までコンデンサ１０２が充電された後、トリガ回路１０６からの高電圧のトリガパルスによりトリガトロンギャップスイッチ１０４がオン状態になる。このとき、コンデンサ１０２に充電された電荷がパルストランス１０５の１次側に流れ込み、相互インダクタンスにより２次側にパルス状の誘起電圧が発生する。
【００４３】
このようにしてパルストランス１０５の２次側に生じた高電圧パルスは、端子１０７および１０８を介して線状電極４と円筒状電極３との間に印加される。
【００４４】
端子１０７、１０８間に出力されるパルスの繰り返し数は、トリガ回路１０６におけるトリガパルスの出力頻度を変えることによって制御される。また出力パルスの電圧は、高圧直流電源１０１の出力電圧を切り替えることによって制御される。
【００４５】
図９（ａ）に、本実施の形態のパルスパワー発生装置８の電圧波形および電流波形の一例を示す。パルスパワー発生装置８のコンデンサ８２への充電電圧は約２ｋＶである。放電の繰り返し数は４００ｐｐｓである。また図９（ｂ）に、従来のパルスパワー発生装置１０の電圧波形および電流波形の一例を示す。パルスパワー発生装置１０のコンデンサ１０２への充電電圧は２７ｋＶ、放電の繰り返し数は１００ｐｐｓである。図中、横軸はトリガパルスが供給されてからの経過時間を示し、縦軸は電圧値および電流値を示す。
【００４６】
図９（ａ）（ｂ）に破線で示すように、従来のパルスパワー発生装置１０の電圧波形は、最初立ち上がってから、徐々に減衰している波形になっているのに対し、本実施の形態のパルスパワー発生装置８の電流波形は、最初立ち上がって急速に減衰している。
【００４７】
＜インジゴカルミン水溶液の分解速度および分解効率＞
《実施例１》
次に、本実施の形態のパルスパワー発生装置８を用いた水処理装置にてインジゴカルミン２０ｐｐｍ水溶液の処理を行い、インジゴカルミンの分解速度およびそのときの放電電力を算出した。
【００４８】
＜インジゴカルミン分解速度の算出＞
分解速度は処理された試料水の処理時間ごとの波長６１０ｎｍの吸光度を測定し、被処理水Ｗの処理時間の経過に伴うインディゴカルミンの濃度変化を求め、処理時間に対するインジゴカルミン濃度変化の直線部分の傾きを最小二乗法により求め、分解速度を求めた。インジゴカルミン濃度の経時変化を図１０に示す。
【００４９】
＜インジゴカルミン分解効率の算出＞
分解効率は上述の分解速度を放電電力で除して求めた。
【００５０】
＜放電電力の算出＞
放電電力の算出方法について説明する。放電電力は単位時間当たりの放電エネルギー（単位：Ｗ＝Ｊ／ｓ）であるため、放電エネルギーを求めた後、その値から放電電力を算出する。放電エネルギーは、端子８７および８８間の電圧波形および電流波形の積を積分し、それから変位電流による見かけのエネルギーを引くことによって算出する。具体的には、以下の各ステップにより１パルス分の放電エネルギーが求まる。
【００５１】
（１）、高電圧プローブおよびロゴスキーコイルを用いて端子８７、８８間の１パルス分の電圧波形および電流波形を測定する。
【００５２】
（２）、（１）で得られた電圧波形と電流波形を掛けて電力を示す波形を得る。
【００５３】
（３）、（２）で得られた電力波形を積分することで、１パルス分のエネルギーを算出する。
【００５４】
（４）、（３）で得られたエネルギーから変位電流成分のエネルギーを引くと、放電エネルギーが得られる。
【００５５】
ここで、変位電流成分のエネルギーを引く理由を説明する。端子８７、８８間で測定した電流波形は、放電による電流と放電電極のコンデンサ成分による変位電流が合わさった波形となっている。変位電流成分のエネルギーとは、そのコンデンサ成分の電流による見かけのエネルギーのことである。上述のステップ（３）で算出したエネルギーから変位電流成分のエネルギーを引くことにより、端子８７、８８間で放電された１パルス分のエネルギーが得られる。次に上記の１パルス分のエネルギーに繰り返し数を乗じて放電電力を求めた。
【００５６】
＜酢酸ナトリウム水溶液の分解＞
《実施例２》
次に、本実施の形態のパルスパワー発生装置８を用いた水処理装置にて酢酸ナトリウム１００ｍｇ／Ｌ水溶液の処理を行い、酢酸イオン濃度から酢酸イオン残存量を求め、分解速度およびそのときの放電電力を算出した。
【００５７】
＜酢酸イオン分解速度の算出＞
分解速度は処理された試料水の処理時間ごとにサンプリングしイオンクロマトグラフ（DIONEX社製 ICS−1500）にて酢酸イオン濃度を測定し、各処理時間での酢酸イオン残存量を求め、処理時間に対する酢酸イオン残存量変化の直線の傾きを最小二乗法により求め、傾きの絶対値を分解速度とした。酢酸イオン残存量の経時変化を図１１に示す。
【００５８】
＜酢酸イオン分解効率の算出＞
分解効率は上述の分解速度を放電電力で除して求めた。
【００５９】
＜放電電力の算出＞
放電電力は実施例１のときと同様の方法で求めた。
【００６０】
次に、測定に用いたパルスパワー発生装置８の仕様を説明する。パルストランス（ＰＴ）８０はドーナツ型のFINEMETを用い、１次側と２次側の巻数比が２対１４のものを使用した。一次側回路のコンデンサ８２の容量は１１０ｎＦ、インダクター８３の容量は３μＨのものを使用した。スイッチ８９はＳＩサイリスタで、新電元工業株式会社製で、パルス耐電圧：3200V、パルス耐電流：80A、動作温度：-40~125℃のものを使用した。トリガ発振器８６はゲートにＯＦＦ時はマイナス、ＯＮ時はプラスの信号を入れているものを使用した。二次側回路のコンデンサ９０の容量は２．６ｎＦ、インダクター９１の容量は３μＨのものを使用した。半導体開放スイッチ８５としてロシアInstitute of Electrophysics 製（ＳＯＳ-６０−４型ダイオードアセンブリー）を用いた。このような仕様のパルスパワー発生装置８を用い、充電電圧を２ｋＶ、また放電繰り返し数を４００ｐｐｓで行った。なお、ｐｐｓは１秒間当りのパルス数を示す単位である。
【００６１】
《比較例１》
実施例１のパルスパワー発生装置８を従来のパルスパワー発生装置１０を用いた以外は同様にして行った。
【００６２】
インジゴカルミン分解速度、分解効率の算出方法も実施例１と同様にして行った。インジゴカルミン濃度の経時変化を図１０に示す。
【００６３】
《比較例２》
実施例２のパルスパワー発生装置８を従来のパルスパワー発生装置１０を用いた以外は同様にして行った。
【００６４】
酢酸イオン分解速度、分解効率の算出方法も実施例２と同様にして行った。酢酸イオン濃度の経時変化を図１１に示す。
【００６５】
比較例１に用いたパルスパワー発生装置１０の仕様を説明する。パルストランス１０５として、１次側と２次側の巻数比が１対６のＴＤＫ製のパルストランス（ＰＣ４０Ｔ）を用いた。コンデンサ１０２の容量は９４０ｐＦ、抵抗１０３の抵抗値は３ＭΩである。このような仕様のパルスパワー発生装置１０を用い、充電電圧を２７ｋＶとし、また放電繰り返し数を１００ｐｐｓで行った。
【００６６】
また、水処理装置１として、ステンレスメッシュを内径５０ｍｍ、長さ５００ｍｍの円筒状にした円筒状電極３と、直径１．０ｍｍのステンレス線で形成された線状電極４を配設したものを４本並列に接続し、内径２２０ｍｍのアクリル製の容器本体２１内に設置した。
【００６７】
上述した水処理装置１のシャワーノズル７から１４Ｌ/minの水滴を噴霧しながら、処理された試料水の処理時間ごとの吸光度を測定し、分解速度、分解効率を求めた。
【００６８】
図１０は実施例１と比較例１のインジゴカルミン濃度の経時変化を示したものである。
【００６９】
表１は実施例１と比較例１のインジゴカルミン分解速度、放電電力および分解効率を示したものである。
【表１】
2013237009.tif 000003
【００７０】
表１から分かるように、本実施の形態のパルスパワー発生装置８を用いた水処理装置の分解効率（実施例１）は、従来のパルスパワー発生装置１０を用いた水処理装置の分解効率（比較例１）に対し約２．８倍の効率を示しており、より効率が良いことが分かる。
【００７１】
図１１は実施例２と比較例２の酢酸イオン濃度の経時変化を示したものである。
【００７２】
表２は実施例２と比較例２の酢酸イオン分解速度、放電電力および分解効率を示したものである。
【表２】
2013237009.tif 000004
【００７３】
表２から分かるように、本実施の形態のパルスパワー発生装置８を用いた水処理装置の分解効率（実施例２）は、従来のパルスパワー発生装置１０を用いた水処理装置の分解効率（比較例２）に対し約２．３倍の効率を示しており、より効率が良いことが分かる。
【００７４】
以上のことから、分解速度が等しくても、放電電力（放電エネルギー）に対する分解効率は本実施の形態のパルスパワー発生装置８の方が高く、本実施の形態のパルスパワー発生装置８の方が従来のパルスパワー発生装置１０よりも優れており、より少ない放電エネルギーで分解することが出来る。従って、高電圧パルスの発生源として本実施の形態にかかるパルスパワー発生装置８を採用することにより、エネルギー効率に優れた水処理装置を実現できる。
【００７５】
なお、上記において、電極は、円筒状電極３およびこの円筒状電極の円筒の中心軸に沿って配置された線状電極４を少なくとも１対備えているものとされているが、これに限定されるものではない。
【００７６】
図１３に、使用可能な電極の例（図示は１対だけ）をいくつか示す。図１３（ａ）の電極は、上記各実施形態で使用されているもので、円筒状電極（陰極）３およびこの円筒状電極３の円筒の中心軸に沿って配置された線状電極（陽極）４からなる。図１３（ｂ）の電極は、図１３（ａ）の線状電極４を円筒状電極４１に置き換えたもので、大径の円筒状電極（陰極）３１およびこの大径の円筒状電極３１と同心に配置された小径の円筒状電極（陽極）４１からなる。図１３（ｃ）の電極は、図１３（ａ）の円筒状電極３を線状電極３２に置き換えたもので、互いに平行な１対の線状電極（陰極および陽極）３２，４２からなる。図１３（ｄ）の電極は、図１３（ｃ）の一方の線状電極３２を平板状電極３３に置き換えたもので、互いに平行な平板状電極（陰極）３３および線状電極（陽極）４３からなる。図１３（ｅ）の電極は、図１３（ｃ）の一方の線状電極４２を他方の線状電極３２に直交する針状電極４４に置き換えたもので、線状電極（陰極）３４および針状電極（陽極）４４からなる。図１３（ｆ）の電極は、図１３（ｅ）の線状電極３４を平板状電極３５に置き換えたもので、平板状電極（陰極）３５および針状電極（陽極）４５からなる。図１３（ｇ）の電極は、図１３（ｆ）の平板状電極に代えて水面自体を一方の電極（陰極）として使用するもので、水面３６および針状電極（陽極）４６からなる。図１３（ｈ）の電極は、図１３（ｄ）の平板状電極３３に代えて水面自体を一方の電極（陰極）として使用するもので、水面３７および線状電極（陽極）４７からなる。
【００７７】
図１３に示した電極は、水処理装置が設置される部分の大きさや形状に応じて適宜選択可能であり、その場合、１種類の電極を使用してもよく、複数種類の電極を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明にかかる水処理装置は、有機物や微生物を含む排水の浄化、汚染水の殺菌などに広く利用できるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ  水処理装置
２  容器
３  円筒状電極
４  線状電極
５  被処理水タンク
６  ポンプ
７  噴射ノズルまたはシャワーノズル
８  パワーパルス発生装置
９  被処理水タンク収容ボックス
１０  従来のパルスパワー発生装置
７２  噴射部
８１  高圧直流電源
８２  パルストランス
８３  １次側コンデンサ
８４  スイッチ
８５  １次側インダクター
８６  トリガ発振器
８７  二次側コンデンサ
８８  二次側インダクター
８９  半導体開放スイッチ
９０、９１  出力端子
１０１  高圧直流電源
１０２  コンデンサ
１０３  抵抗
１０４  トリガトロンギャップスイッチ
１０５  パルストランス
１０６  トリガ回路
１０７、１０８  出力端子
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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