(57)【要約】【課題】低コストで且つメンテナンス性に優れた、水耕栽培システムの廃液浄化装置を提供する。【解決手段】廃液浄化装置は、水耕栽培システム（10）は、植物を植え付ける栽培床（101）と、栽培床（101）に養液を導入するための導入管（52）と、養液を該システム（10）外に廃液として排出するための排出管（53）と、廃液を浄化する廃液浄化ユニット（60）とを備えている。廃液浄化ユニット（60）は、廃液中で放電を行う放電部（62）と、廃液に超音波を照射する超音波発生部（94）とを有している。放電部（62）は、廃液中で水酸ラジカルを経て過酸化水素生成する放電を生起する電極対（64,65、464,465、564,565、664,665）と、電源部（70）とを有し、超音波発生部（94）は、廃液中の過酸化水素を水酸ラジカルに変換するように構成されている。【選択図】図２
2013138647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水耕栽培システム（10）の廃液浄化装置であって、
前記水耕栽培システム（10）は、
植物を植え付ける栽培床（101）と、
前記栽培床（101）に養液を導入するための導入管（52）と、
前記養液を該システム（10）外に廃液として排出するための排出管（53）と、
前記廃液を浄化する廃液浄化ユニット（60）とを備え、
前記廃液浄化ユニット（60）は、前記廃液中で放電を行う放電部（62）と、前記廃液に超音波を照射する超音波発生部（94）とを有し、
前記放電部（62）は、前記廃液中で前記放電を生起する電極対（64,65、464,465、564,565、664,665）と、前記電極対（64,65、464,465、564,565、664,665）に電圧を印加する電源部（70）とを有し、前記放電によって前記廃液中に水酸ラジカルを生成するように構成されており、
前記超音波発生部（94）は、生成した水酸ラジカルが変化して生成する前記廃液中の過酸化水素を水酸ラジカルに変換するように構成されていることを特徴とする廃液浄化装置。
【請求項２】
前記放電部（62）及び超音波発生部（94）の運転及び停止を制御する制御部（103）をさらに備え、
前記制御部（103）は、前記廃液浄化タンク（61）内の前記廃液に含まれる過酸化水素の濃度が所定の範囲内となるように、前記放電部（62）及び超音波発生部（94）の運転及び停止を制御することを特徴とする請求項１に記載の廃液浄化装置。
【請求項３】
前記制御部（103）は、前記廃液浄化タンク（61）内の前記廃液に含まれる過酸化水素の濃度が、
予め設定した下限値に達するまでは、前記放電部（62）を運転状態とし、前記超音波発生部（94）を停止状態とし、
前記下限値に達した後、予め設定した上限値に達するまでは、前記放電部（62）及び前記超音波発生部（94）を運転状態とし、
前記上限値に達した後、前記下限値に達するまでは、前記放電部（62）を停止状態とし、前記超音波発生部（94）を運転状態とすることを特徴とする請求項２に記載の廃液浄化装置。
【請求項４】
前記廃液浄化タンク（61）内の前記廃液に含まれる過酸化水素の濃度を測定するセンサをさらに備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の廃液浄化装置。
【請求項５】
前記電極対（564,565）は、互いに対向するよう配置された板状の電極により構成され、
前記電源部（70）は、前記電極対（564,565）にパルス電圧を印加するパルス電源であり、
前記放電部（62）は、前記電極対（564,565）の間において前記廃液中に気泡を発生させる気泡発生部（520）を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の廃液浄化装置。
【請求項６】
前記排出管（53）には、該排出管（53）内の廃液中に銅イオン又は鉄イオンを供給するイオン供給部（53,69）が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の廃液浄化装置。
【請求項７】
前記廃液浄化ユニットは、
前記排出管（53）と接続され、内部に廃液が貯留されると共に前記放電部（62）が収容される貯水部（61）と、
前記貯水部（61）の下流側に配設される開閉弁（63）と、
前記貯水部（61）内に廃液を貯留して放電を所定時間実行した後に、貯留した廃液を貯水部（61）外に排出する処理を繰り返し実行するバッチ処理手段（61,63,103）とを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の廃液浄化装置。
【請求項８】
前記廃液浄化ユニットは、前記放電部（62）の上流側近傍又は下流側近傍に設けられ、廃液中の化学物質を吸着する吸着部（80）を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の廃液浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水耕栽培システムの廃液浄化装置に関する技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、植物の水耕栽培に使用される養液の処理装置として、粒状活性炭を使用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、栽培中の植物から分泌されるフェノール系物質や有機酸物質といった生育阻害物質を粒状活性炭により吸着除去するようにしている。粒状活性炭を使用した場合には、粒状活性炭が養液中に洩れるのを防止するためには濾過フィルタが使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２６６１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、水耕栽培で使用される養液は、定期的に交換する必要があるが、その際、養液を一般河川等にそのまま排出してしまうと、養液に含まれる成長促進物質や，上述した生育阻害物質（化学物質）等が河川等に流出して植物の生態系に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００５】
そこで、養液をシステム外に排出するための排出管に、特許文献１に示す処理装置を設けることで、養液を河川等に排出される前に浄化処理することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、この場合、フィルタを頻繁に交換する必要があるため、フィルタ交換のための手間とコストとが増加するという問題がある。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低コストで且つメンテナンス性に優れた、水耕栽培システムの廃液浄化装置を提供しようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る廃液浄化装置の第１の態様は、水耕栽培システム（10）の廃液浄化装置を対象とし、水耕栽培システム（10）は、植物を植え付ける栽培床（101）と、栽培床（101）に養液を導入するための導入管（52）と、養液を該システム（10）外に廃液として排出するための排出管（53）と、廃液を浄化する廃液浄化ユニット（60）とを備え、廃液浄化ユニット（60）は、廃液中で放電を行う放電部（62）と、廃液に超音波を照射する超音波発生部（94）とを有し、放電部（62）は、廃液中で放電を生起する電極対（64,65、464,465、564,565、664,665）と、電極対（64,65、464,465、564,565、664,665）に電圧を印加する電源部（70）とを有し、放電によって廃液中に水酸ラジカルを生成するように構成されており、超音波発生部（94）は、生成した水酸ラジカルが変化して生成する廃液中の過酸化水素を水酸ラジカルに変換するように構成されている。
【０００９】
第２の態様として、放電部（62）及び超音波発生部（94）の運転及び停止を制御する制御部（103）をさらに備え、制御部（103）は、廃液浄化タンク（61）内の廃液に含まれる過酸化水素の濃度が所定の範囲内となるように、放電部（62）及び超音波発生部（94）の運転及び停止を制御してもよい。
【００１０】
この場合において、制御部（103）は、廃液浄化タンク（61）内の廃液に含まれる過酸化水素の濃度が、予め設定した下限値に達するまでは、放電部（62）を運転状態とし、超音波発生部（94）を停止状態とし、下限値に達した後、予め設定した上限値に達するまでは、放電部（62）及び超音波発生部（94）を運転状態とし、上限値に達した後、下限値に達するまでは、放電部（62）を停止状態とし、超音波発生部（94）を運転状態とすることが好ましい。
【００１１】
この場合において、廃液浄化タンク（61）内の廃液に含まれる過酸化水素の濃度を測定するセンサをさらに備えていることが好ましい。
【００１２】
第３の態様として、電極対（564,565）は、互いに対向するよう配置された板状の電極により構成され、電源部（70）は、電極対（564,565）にパルス電圧を印加するパルス電源であり、放電部（62）は、電極対（564,565）の間において廃液中に気泡を発生させる気泡発生部（520）を有していてもよい。
【００１３】
第４の態様として、排出管（53）には、該排出管（53）内の廃液中に銅イオン又は鉄イオンを供給するイオン供給部（53,69）が設けられていてもよい。
【００１４】
第５の態様として、廃液浄化ユニットは、排出管（53）と接続され、内部に廃液が貯留されると共に放電部（62）が収容される貯水部（61）と、貯水部（61）の下流側に配設される開閉弁（63）と、貯水部（61）内に廃液を貯留して放電を所定時間実行した後に、貯留した廃液を貯水部（61）外に排出する処理を繰り返し実行するバッチ処理手段（61,63,103）とを備えていてもよい。
【００１５】
第６の態様として、廃液浄化ユニットは、放電部（62）の上流側近傍又は下流側近傍に設けられ、廃液中の化学物質を吸着する吸着部（80）を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る廃液浄化装置によれば、低コストで且つメンテナンス性に優れた、水耕栽培システムの廃液浄化装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態１に係る廃液浄化ユニットを備えた水耕栽培システムの構成を示す図である。
【図２】実施形態１に係る廃液浄化ユニットの全体構成図であり、廃液浄化動作を開始する前の状態を示すものである。
【図３】実施形態１に係る絶縁ケーシングの斜視図である。
【図４】超音波発生部の変形例を示す図である。
【図５】超音波発生部の変形例を示す図である。
【図６】実施形態１に係る廃液浄化ユニットの放電部の構成図であり、廃液浄化動作中に気泡が安定した状態を示すものである。
【図７】廃液浄化ユニットにおける処理の基本サイクルを示す図である。
【図８】廃液浄化ユニットの駆動の一例を示すタイミングチャートである。
【図９】廃液浄化ユニットの駆動の一例を示すタイミングチャートである。
【図１０】廃液浄化ユニットの制御部の一例を示すブロック図である。
【図１１】放電部の第１変形例を示す図である。
【図１２】放電部の第１変形例における絶縁ケーシングの斜視図である。
【図１３】放電部の第２変形例を示す図であり、廃液浄化動作を開始する前の状態を示すものである。
【図１４】放電部の第２変形例を示す図であり、廃液浄化動作中に気泡が安定した状態を示すものである。
【図１５】放電部の第３変形例の絶縁ケーシングの蓋部の平面図である。
【図１６】廃液浄化タンクの変形例を示す図である。
【図１７】実施形態２に係る廃液浄化ユニットを示す図である。
【図１８】実施形態３に係る廃液浄化ユニットを示す図である。
【図１９】実施形態４に係る廃液浄化ユニットを示す図である。
【図２０】水耕栽培システムの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００１９】
（実施形態１）
〈全体構成〉
図１は、本発明の実施形態に係る水耕栽培システム（１０）の構成を示す図である。この水耕栽培システム（１０）は、いわゆる施設園芸（例えばビニールハウス）や、閉鎖環境で人工光を用いて植物を栽培する植物工場等で使用される。図１に示すように、水耕栽培システム（１０）は、栽培床（１０１）、配管（５１，５２，５３）、ポンプ（１０２）、廃液浄化ユニット（６０）、及び制御部（１０３）を備えている。
【００２０】
この水耕栽培システム（１０）は、養液を栽培床（１０１）に供給する栽培運転モードと、養液を水耕栽培システム（１０）外に排出する廃液処理モードとを備えている。作業者は、不図示の入力装置から希望する運転モードを設定可能になっている。
【００２１】
栽培床（１０１）及びポンプ（１０２）は、配管（５１，５２）で互いに接続されており、栽培運転モードでは、植物の栽培に必要な養分を含んだ養液が循環する（図１の実線参照）。配管（５１）の途中には、排出管（５３）が接続されており、廃液処理モードでは、使用済みの養液（以下、廃液という）が排出管（５３）を通って水耕栽培システム（１０）外へと排出される。排出管（５３）と配管（５１）との接続部には、栽培運転モードと廃液処理モードとで養液の流路を切り換えるための電気駆動式の三方弁（５４）が設けられている。排出管（５３）には、廃液を殺菌・浄化するための廃液浄化ユニット（６０）が設けられている。廃液浄化ユニット（６０）及び三方弁（５４）は、制御部（１０３）によって制御される。
【００２２】
栽培床（１０１）は、養液を、所定の量だけ溜めるようになっている。栽培床（１０１）には、植物（２００）が植え付けられる。植え付けられた植物（２００）は、栽培床（１０１）に溜められた養液を吸収し、吸収した養液中の養分を利用する。この栽培床（１０１）には養液が流入する流入孔と、養液が流出する流出孔が設けられ、流出孔には配管（５１）、流入孔には配管（５２）がそれぞれ接続されている。
【００２３】
廃液浄化ユニット（６０）は、水中（具体的には養液）での放電によって水中に水酸ラジカルを経て過酸化水素を生成し、生成した過酸化水素を超音波により水酸ラジカルに変換することにより養液の浄化を行う。養液の浄化とは、溶液中の雑菌の殺菌、溶液中に存在する汚れの発生原因となる有機物の分解等を含む概念である。廃液浄化ユニット（６０）の構成は後に詳述する。廃液浄化ユニット（６０）には養液が流入する流入孔と、養液が流出する流出孔が設けられ、流入孔が排出管（５３）の上流側排出部（５３ａ）に接続されている。また、廃液浄化ユニット（６０）の流出孔には、排出管（５３）の下流側排出部（５３ｂ）が接続されており、該下流側排出部（５３ｂ）は、水耕栽培システム（１０）外の一般河川まで延びている。
【００２４】
ポンプ（１０２）は、養液を循環させるためのポンプである。このポンプ（１０２）の吸入孔は、栽培床（１０１）の流出孔と配管（５１）で接続され、吐出孔は、栽培床（１０１）の流入孔と配管（５２）で接続されている。このポンプ（１０２）の運転状態は、制御部（１０３）により制御する。本実施形態では、配管（５１，５２）は樹脂の配管であり、排出管（５３）はイオン供給部として機能する銅配管である。排出管（５３）は、廃液を一時的に貯留するための貯水部（後述する廃液浄化タンク（６１）で構成される）と、貯水部よりも上流側の上流側排出部（５３ａ）及び下流側の下流側排出部（５３ｂ）とで構成されている。
【００２５】
制御部（１０３）は、ポンプ（１０２）、廃液浄化ユニット（６０）、及び三方弁（５４）に所定の制御信号（ＳＩＧ）を出力し、ポンプ（１０２）の運転状態（オンオフ）の制御と、廃液浄化ユニット（６０）の運転状態（放電部及び超音波発生部のオンオフ）の制御と、三方弁（５４）の開閉とを行う。
【００２６】
＜廃液浄化ユニット（６０）の構成＞
図２は、廃液浄化ユニット（６０）の構成例を示す図である。廃液浄化ユニット（６０）は、水中での放電によって水中に水酸ラジカルを経て過酸化水素を生成し、生成した過酸化水素を超音波により水酸ラジカルに変換する。生成された過酸化水素及び水酸ラジカルにより、使用済みの養液（以下、廃液という）の浄化を行う。本実施形態の廃液浄化ユニット（６０）は、廃液浄化タンク（６１）と放電部（６２）と超音波発生部（９４）と電気駆動式の開閉弁（６３）とイオン供給部である銅板（６９）とを有している。
【００２７】
廃液浄化タンク（６１）は、上述の如く排出管（５３）の上流側排出部（５３ａ）と下流側排出部（５３ｂ）とが接続されている。
【００２８】
開閉弁（６３）は、排出管（５３）における廃液浄化タンク（６１）の下流側近傍に配設されている。なお、放電部（６２）及び開閉弁（６３）は、制御部（１０３）によって制御される。
【００２９】
放電部（６２）は、第１電極（６４）及び第２電極（６５）とからなる電極対（６４，６５）と、この電極対（６４，６５）に電圧を印加する電源部（７０）と、第１電極（６４）を内部に収容する絶縁ケーシング（７１）とを備えている。
【００３０】
電極対（６４，６５）は、水中で放電を生起するためのものである。第１電極（６４）は、絶縁ケーシング（７１）の内部に配置されている。第１電極（６４）は、上下に扁平な板状に形成されている。第１電極（６４）は、電源部（７０）の正極側に接続されている。第１電極（６４）は、例えばステンレス、銅等の導電性の金属材料で構成されている。
【００３１】
第２電極（６５）は、絶縁ケーシング（７１）の外部に配置されている。第２電極（６５）は、第１電極（６４）の上方に設けられている。第２電極（６５）は、上下に扁平な板状であって、且つ上下に複数の貫通孔（６６）を有するメッシュ形状ないしパンチングメタル形状に構成されている。第２電極（６５）は、第１電極（６４）と略平行に配設されている。第２電極（６５）は、電源部（７０）の負極側に接続されている。第２電極（６５）は、例えばステンレス、真鍮等の導電性の金属材料で構成されている。
【００３２】
電源部（７０）は、電極対（６４，６５）に所定の電圧を印加する。電源部（７０）は、電極対（６４，６５）に対して瞬時的に高電圧を繰り返し印加するようなパルス電源であってもよいが、電極対（６４，６５）に対して常に数キロボルトの電圧を印加する直流電源でかまわない。直流電源の場合には電源部（７０）のうち、第２電極（６５）が接続される負極側を、アースと接続すればよい。また、電源部（７０）には、電極対（６４，６５）の放電電力を一定に制御する定電力制御部が設けられている（図示省略）。なお、電源部（７０）を電極対（６４，６５）に対して瞬時的に高電圧を繰り返し印加するようなパルス電源としてもよい。電源部（７０）が直流電源である場合には、電源部（７０）がパルス電源である場合と比べて放電発生時の音を小さくすることができる。
【００３３】
絶縁ケーシング（７１）は、廃液浄化タンク（６１）の底部に設置されている。絶縁ケーシング（７１）は、例えばセラミックス等の絶縁材料で構成されている。絶縁ケーシング（７１）は、一面（上面）が開放された容器状のケース本体（７２）と、該ケース本体（７２）の上方の開放部を閉塞する板状の蓋部（７３）とを有している。
【００３４】
ケース本体（７２）は、角型筒状の側壁部（７２ａ）と、該側壁部（７２ａ）の底面を閉塞する底部（７２ｂ）とを有している。第１電極（６４）は、底部（７２ｂ）の上側に敷設されている。絶縁ケーシング（７１）では、蓋部（７３）と底部（７２ｂ）との間の上下方向の距離が、第１電極（６４）の厚さよりも長くなっている。つまり、第１電極（６４）と蓋部（７３）との間には、所定の間隔が確保されている。これにより、絶縁ケーシング（７１）の内部では、第１電極（６４）とケース本体（７２）と蓋部（７３）との間に空間（Ｓ）が形成される。  
【００３５】
図２及び図３に示すように、絶縁ケーシング（７１）の蓋部（７３）には、該蓋部（７３）を厚さ方向に貫通する１つの開口（７４）が形成されている。この開口（７４）により、第１電極（６４）と第２電極（６５）との間の電界の形成が許容されている。蓋部（７３）の開口（７４）の内径は、０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。以上のような開口（７４）は、電極対（６４，６５）の間の電流経路の電流密度を上昇させる電流密度集中部を構成する。
【００３６】
以上のように、絶縁ケーシング（７１）は、電極対（６４，６５）のうちの一方の電極（第１電極（６４））のみを内部に収容し、且つ電流密度集中部としての開口（７４）を有する絶縁部材を構成している。
【００３７】
加えて、絶縁ケーシング（７１）の開口（７４）内では、電流経路の電流密度が上昇することで、水がジュール熱によって気化して気泡（Ｂ）（図６参照）が形成される。つまり、絶縁ケーシング（７１）の開口（７４）は、該開口（７４）に気相部としての気泡（Ｂ）を形成する気相形成部として機能する。
【００３８】
超音波発生部（９４）は、板状の圧電セラミックス板（９５）と、圧電セラミックス板（９５）を挟むように設けられた一対の金属板（９６ａ，９６ｂ）とにより構成されている。超音波発生部（９４）を封入するケース（９７）は密閉され、廃液浄化タンク（６１）の底部に配置されている。
【００３９】
金属板（９６ａ，９６ｂ）には、増幅器（３０９）によって増幅された超音波波形発生部（３０８）の出力信号（交流電圧）が供給される。これにより、超音波発生部（９４）は任意の周波数の超音波を廃液浄化タンク（６１）内の養液に照射できる。但し、過酸化水素を分解して水酸ラジカルを効率良く発生させるためには、超音波の周波数が、１００ｋＨｚ以上程度であれることが好ましい。
【００４０】
なお、超音波発生部（９４）は、廃液浄化タンク（６１）内の液体に超音波を照射できる範囲で任意の位置に設置されていてよい。例えば、図４に示すように、超音波発生部（９４）は廃液浄化タンク（６１）の底部外側に設置されていてもよい。超音波発生部（９４）が廃液浄化タンク（６１）の底部外側に設置されている場合、超音波は廃液浄化タンク（６１）の壁面を介して養液に伝達される。
【００４１】
また、超音波発生部（９４）は、図５に示すように、金属ケース（９７ａ）の上部と金属板（９６）とで板状の圧電セラミックス板（９５）を挟み、両者の間に交流電圧を供給する構成であってもよい。
【００４２】
なお、養液の循環を連続的に行っている場合には、放電部（６２）を運転しても、廃液浄化タンク（６１）内の過酸化水素濃度が、放電部（６２）よりも流入側では高くならない可能性がある。このため、超音波発生部（９４）は、放電部（６２）よりも流出側に設ける方が好ましい。しかし、ポンプ（１０２）の停止時に廃液浄化タンク（６１）内の養液の殺菌を行うような場合には、超音波発生部（９４）が放電部（６２）よりも流入側に設けられていても問題ない。
【００４３】
＜水耕栽培システム（１０）の動作＞
水耕栽培システム（１０）は、栽培運転モードでは、制御部（１０３）によって、ポンプ（１０２）を作動させるとともに三方弁（５４）を制御することで、養液を図１の実線で示す経路で循環させる。これにより、養液が栽培床（１０１）に供給される。栽培床（１０１）では、それぞれの植物（２００）が必要量の養液を吸収する。植物（２００）に吸収されなかった養液は、栽培床（１０１）から配管（５１）を通って流出する。流出した養液は、不足した成分や水が補われ、ポンプ（１０２）を通過後に再び栽培床（１０１）に流入する。養液の成分調整や量の調整を行う装置は、図１では図示を省略してある。なお、養液の循環は、常に連続的に行ってもよいし、適当な時間間隔をあけて行うようにしてもよい。
【００４４】
＜廃液浄化ユニットの動作＞
水耕栽培システム（１０）は、廃液処理モードでは、制御部（１０３）によって、ポンプ（１０２）の作動を停止するとともに三方弁（５４）を制御することで、養液を図１の二点鎖線で示す経路で流通させる。これにより、廃液が、廃液浄化ユニット（６０）へと導かれて殺菌・浄化される。
【００４５】
本実施形態では、廃液は廃液浄化ユニット（６０）にてバッチ式に処理される。すなわち、制御部（１０３）は、廃液の殺菌・浄化処理に際して、先ず、開閉弁（６３）を閉じて排出管（５３）内における廃液の流れを堰き止める。制御部（１０３）は、開閉弁（６３）を閉じてから第１設定時間Ｔ１が経過した後に、廃液の殺菌・浄化処理を所定時間実行して、該所定時間経過後に開閉弁（６３）を開く。制御部（１０３）は、開閉弁（６３）を開いてから第２設定時間Ｔ２が経過したときに開閉弁を再び閉じる。制御部（１０３）は、この一連の処理を繰り返し実行する。すなわち、制御部（１０３）は、廃液を廃液浄化タンク（６１）に貯めては殺菌・浄化する処理を繰り返し実行する。ここで、第１設定時間Ｔ１は、例えば、廃液浄化タンク（６１）内が空の状態から廃液で満タンになるまでの時間とすることができる。また、第２設定時間Ｔ２は、例えば、廃液浄化タンク（６１）内の満タンの廃液が開閉弁（６３）からタンク外に全て排出されるまでの時間と同じか又はそれよりもやや短い時間とすることができる。
【００４６】
廃液浄化ユニット（６０）における殺菌・浄化処理の開始時には、図２に示すように、絶縁ケーシング（７１）の内の空間（Ｓ）が浸水した状態となっている。電源部（７０）から電極対（６４，６５）に所定の電圧（例えば１ｋＶ）が印加されると、電極対（６４，６５）の間に電界が形成される。この際、第１電極（６４）の周囲は、絶縁ケーシング（７１）で覆われている。このため、電極対（６４，６５）の間での漏れ電流が抑制されとともに、開口（７４）内の電流経路の電流密度が上昇した状態となる。
【００４７】
開口（７４）内の電流密度が上昇すると、開口（７４）内のジュール熱が大きくなる。その結果、絶縁ケーシング（７１）では、開口（７４）の近傍において、水（廃液）の気化が促進されて気泡（Ｂ）が形成される。この気泡（Ｂ）は、図６に示すように、開口（７４）のほぼ全域を覆う状態となり、第２電極（６５）に導通する負極側の水と、正極側の第１電極（６４）との間に気泡（Ｂ）が介在する。したがって、この状態では、気泡（Ｂ）が、第１電極（６４）と第２電極（６５）との間での水を介した導電を阻止する抵抗として機能する。これにより、第１電極（６４）と第２電極（６５）との間の漏れ電流が抑制され、電極対（６４，６５）間では、所望とする電位差が保たれることになる。すると、気泡（Ｂ）内では、絶縁破壊に伴い放電が発生する。
【００４８】
以上のようにして、気泡（Ｂ）で放電が行われると、廃液浄化タンク（６１）内の水中では、水酸ラジカルが発生する。発生した水酸ラジカルは急速に反応して過酸化水素となる。このため、廃液浄化タンク（６１）内の過酸化水素濃度が次第に上昇する。過酸化水素濃度が十分に上昇した後、養液に超音波を照射すると、養液中の過酸化水素が分解され再び水酸ラジカルが発生する。超音波照射により発生した水酸ラジカルは再び結合して過酸化水素に戻る。このため、図７に示すように過酸化水素から水酸ラジカルへの変換と、水酸ラジカルから過酸化水素への変換とが循環して生じる。但し、殺菌等の養液の浄化に使われた水酸ラジカルは水に変化するので、放電を停止して超音波照射のみを行った場合には、過酸化水素の濃度は徐々に低下する。
【００４９】
過酸化水素により養液を十分に浄化しようとすると、養液中の過酸化水素の濃度を高くしなければならない。過酸化水素は、低濃度では比較的安全であるが濃度が高くなると植物に悪影響をおよぼすおそれがある。一方、水酸ラジカルは、過酸化水素と比べてはるかに高い浄化能力を有している。従って、低い濃度においても養液を十分に浄化することができる。しかし、水酸ラジカルは不安定であり直ぐに反応して過酸化水素となってしまう。このため、水酸ラジカルにより養液の浄化を行うためには、水酸ラジカルを連続的に発生させなければならない。
【００５０】
放電の場合、水が分解されて水酸ラジカルが発生するため、連続的に運転を行うと養液中の過酸化水素濃度がどんどん上昇してしまう。一方、超音波照射の場合には、過酸化水素から水酸ラジカルへの変換は生じるが、水の分解は生じない。このため、水酸ラジカルの生成を連続的に行っても、過酸化水素の濃度が上昇することはない。従って、放電により過酸化水素を発生させ、超音波により水酸ラジカルを発生させることにより、放電のみを用いて浄化を行う場合よりもはるかに効率良く浄化を行うことができる。また、過酸化水素の濃度を低く抑えることができるので、より安全な浄化装置を実現することができる。
【００５１】
水酸ラジカルは反応性が高いため、栽培床（１０１）において栽培している植物（２００）に水酸ラジカルが直接接すると、植物（２００）に悪影響が生じるおそれがある。しかし、水酸ラジカルの寿命は非常に短いため、廃液浄化タンク（６１）外においては水酸ラジカルはほとんど存在しない。一方、低濃度の過酸化水素は、植物（２００）にほとんど影響を与えない。このため、廃液浄化ユニット（６０）を栽培床（１０１）から独立させることにより、栽培床（１０１）において栽培する植物（２００）が水酸ラジカルの影響を受けることがなくなるという利点が得られる。
【００５２】
廃液中の過酸化水素は、放電に伴う熱によって廃液浄化タンク（６１）内を対流する。これにより、水中での活性種や過酸化水素の拡散が促される。また、気泡（Ｂ）で放電が行われると、この放電に伴ってこの気泡（Ｂ）でイオン風を生成し易くなる。よって、廃液浄化タンク（６１）内では、このイオン風を利用して、活性種や過酸化水素の拡散効果を更に向上できる。
【００５３】
そして、放電によって生成した過酸化水素は、廃液中の雑菌を除菌する作用がある。そのため、廃液浄化タンク（６１）内の廃液を殺菌・浄化することができる。なお、過酸化水素は、一般的には、植物には安全である。
【００５４】
また、銅製の排出管（５３）及び廃液浄化タンク（６１）内の銅板（６９）からは、銅イオンが廃液中に溶出する。過酸化水素と銅イオンの存在下では、フェントン反応により、銅イオンが触媒的に作用して水酸ラジカルの生成がさらに促進される。これにより、水酸ラジカルによる廃液の浄化効率が向上する。加えて、銅イオンは菌の繁殖を抑制する効果があるため、水中での殺菌作用も高くなる。
【００５５】
なお、廃液浄化ユニット（６０）による殺菌及び汚れ分解は、常時行ってもよいが、適当な時間間隔をあけて行うようにしてもよい。廃液浄化ユニット（６０）の運転の開始や休止の制御は制御部（１０３）で行えばよい。
【００５６】
放電部（６２）と超音波発生部（９４）とを常に動作状態としてもかまわないが、養液中の過酸化水素濃度が低い場合には、超音波を照射しても十分な水酸ラジカルの発生が望めない。また、放電部（６２）を動作させ続けると養液中の過酸化水素濃度が高くなりすぎるおそれもある。このため、図８に示すような運転を行うことが好ましい。まず、放電部（６２）のみを運転して、廃液浄化タンク（６１）内の過酸化水素を上昇させた後、超音波発生部（９４）の運転を開始し水酸ラジカルの生成を開始する。その後、廃液浄化タンク（６１）内の過酸化水素濃度が十分に上昇した時点で放電部（６２）の運転を休止し、超音波発生部（９４）のみを運転する。廃液浄化タンク（６１）内の過酸化水素の濃度が低下した時点で、再び放電部（６２）の運転を開始し、廃液浄化タンク（６１）内の過酸化水素濃度を上昇させる。
【００５７】
以上のような、制御は予め設定したタイミングに基づいて行ってもよいが、廃液浄化タンク（６１）内の過酸化水素濃度の測定値に基づいて図９に示すような制御を行ってもよい。この場合には、図１０に示すように過酸化水素濃度を測定するセンサ（３０７）を廃液浄化タンク（６１）内に設け、センサ出力に基づいて、制御部（１０３）により、放電部（６２）及び超音波発生部（９４）を制御すればよい。制御部（１０３）は、中央演算装置（ＣＰＵ）を備えた演算回路等とすればよい。また、ポンプ（１０２）についても制御する構成を示したが、ポンプ（１０２）の制御と、放電部（６２）及び超音波発生部（９４）の制御は独立して行う構成としてもよい。
【００５８】
なお、放電部（６２）の運転中に超音波発生部（９４）の運転を開始する例を示したが、放電部（６２）の運転を休止してから超音波発生部（９４）の運転を開始してもよい。また、放電部（６２）の再運転する場合に、超音波発生部（９４）を休止した状態としてもよい。
【００５９】
＜本実施形態における効果＞
以上のように、本実施形態によれば、廃液浄化ユニット（６０）において発生した水酸ラジカルや過酸化水素によって廃液中の汚れの原因物質の分解及び殺菌等の浄化ができるので、廃液を一般河川に流出する前に殺菌・浄化することができる。したがって、廃液による環境汚染を確実に防止することが可能となる。また、フィルタ等を使用しないため、メンテナンス面及びコスト面において有利である。
【００６０】
また、本実施形態では、廃液浄化ユニット（６０）にて廃液をバッチ式に処理するようにしているので、排出管（５３）内を連続的に流れる廃液を処理する場合に比べて廃液の殺菌・浄化効果を高めることができる。
【００６１】
図２では廃液浄化タンク（６１）内に、廃液浄化タンク（６１）内を上流側と下流側とに仕切る銅板（６９）（イオン供給部）を設けたている。銅板（６９）には、比較的大きめの貫通孔（６９ａ）が複数形成されている。したがって、銅板（６９）によって排出管（５３）内の廃液の流通が妨げられることもない。銅板（６９）及び銅製の排出管（５３）から廃液中に銅イオンが供給されるので、フェントン反応により、銅イオン（又は鉄イオン）が触媒的に作用して水酸ラジカルの生成がさらに促進される。これにより、水酸ラジカルによる水の浄化効率がさらに向上する。加えて、銅イオンは菌の繁殖を抑制する効果があるため、水中での殺菌作用も高くなる。但し、イオン供給部は設けなくてもよい。
【００６２】
《放電部の変形例１》
実施形態１では、絶縁ケーシング（７１）の蓋部（７３）に１つの開口（７４）が形成されている。しかしながら、例えば図１１及び図１２に示すように、絶縁ケーシング（７１）の蓋部（７３）に複数の開口（７４）を形成してもよい。この変形例では、絶縁ケーシング（７１）の蓋部（７３）が、略正方形板状に形成され、この蓋部（７３）に複数の開口（７４）が等間隔を置きながら碁盤目状に配列されている。一方、第１電極（６４）及び第２電極（６５）は、全ての開口（７４）に跨るような正方形板状に形成されている。
【００６３】
この変形例においても、各開口（７４）が、電流密度集中部、及び気相形成部として機能する。これにより、電源部（７０）から電極対（６４，６５）に電圧が印加されると、各開口（７４）の電流密度が上昇し、各開口（７４）で気泡（Ｂ）が形成される。その結果、各気泡（Ｂ）でそれぞれ放電が生起され、水酸ラジカル等の活性種や、過酸化水素が生成される。
【００６４】
《放電部の変形例２》
放電部（６２）は以下のような構成としてもよい。図１３に示すように、変形例２の放電部（６２）は、廃液浄化タンク（６１）の外側から内部に向かって挿入されて固定される、いわゆるフランジユニット式に構成されている。また、実施形態２の放電部（６２）は、第１電極（６４）と第２電極（６５）と絶縁ケーシング（７１）とが一体的に組立てられている。
【００６５】
変形例２の絶縁ケーシング（７１）は、大略の外形が円筒状に形成されている。絶縁ケーシング（７１）は、ケース本体（７２）と蓋部（７３）とを有している。
【００６６】
変形例２のケース本体（７２）は、ガラス質又は樹脂製の絶縁材料で構成されている。ケース本体（７２）は、円筒状の基部（７６）と、該基部（７６）から廃液浄化タンク（６１）側に向かって突出する筒状壁部（７７）と、該筒状壁部（７７）の外縁部から更に廃液浄化タンク（６１）側に向かって突出する環状凸部（７８）とを有している。基部（７６）の軸心部には、円柱状の挿入口（７６ａ）が軸方向に延びて貫通形成されている。筒状壁部（７７）の内側には、挿入口（７６ａ）と同軸となり、且つ挿入口（７６ａ）よりも大径となる円柱状の空間（Ｓ）が形成されている。
【００６７】
実施形態２の蓋部（７３）は、略円板状に形成されて環状凸部（７８）の内側に嵌合している。蓋部（７３）は、セラミックス材料で構成されている。蓋部（７３）の軸心には、実施形態１と同様、蓋部（７３）を上下に貫通する円形状の１つの開口（７４）が形成されている。
【００６８】
第１電極（６４）は、軸直角断面が円形状となる縦長の棒状の電極で構成されている。第１電極（６４）は、基部（７６）の挿入口（７６ａ）に嵌合している。これにより、第１電極（６４）は、絶縁ケーシング（７１）の内部に収容されている。実施形態２では、第１電極（６４）のうち廃液浄化タンク（６１）とは反対側の端部が、廃液浄化タンク（６１）の外部に露出される状態となる。このため、廃液浄化タンク（６１）の外部に配置される電源部（７０）と、第１電極（６４）とを電気配線によって容易に接続することができる。
【００６９】
第１電極（６４）のうち廃液浄化タンク（６１）側の端部（６４ａ）は、絶縁ケーシング（７１）の内部の空間（Ｓ）に臨んでいる。なお、図１３に示す例では、第１電極（６４）の端部（６４ａ）が、挿入口（７６ａ）の開口面よりも上側（廃液浄化タンク（６１）側）に突出しているが、この端部（６４ａ）の先端面を挿入口（７６ａ）の開口面と略面一としてもよいし、端部（６４ａ）を挿入口（７６ａ）の開口面よりも下側に陥没させてもよい。また、第１電極（６４）は、実施形態１と同様、開口（７４）を有する蓋部（７３）との間に所定の間隔が確保されている。
【００７０】
第２電極（６５）は、円筒状の電極本体（６５ａ）と、該電極本体（６５ａ）から径方向外方へ突出する鍔部（６５ｂ）とを有している。電極本体（６５ａ）は、絶縁ケーシング（７１）のケース本体（７２）に外嵌している。鍔部（６５ｂ）は、廃液浄化タンク（６１）の壁部に固定されて放電部（６２）を保持する固定部を構成している。放電部（６２）が廃液浄化タンク（６１）に固定された状態では、第２電極（６５）の電極本体（６５ａ）の一部が浸水された状態となる。
【００７１】
第２電極（６５）は、電極本体（６５ａ）よりも小径の内側筒部（６５ｃ）と、該内側筒部（６５ｃ）と電極本体（６５ａ）との間に亘って形成される連接部（６５ｄ）とを有している。内側筒部（６５ｃ）及び連接部（６５ｄ）は、廃液浄化タンク（６１）内の水中に浸漬している。内側筒部（６５ｃ）は、その内部に円柱空間（６７）を形成している。内側筒部（６５ｃ）の軸方向の一端は、蓋部（７３）と当接して該蓋部（７３）を保持する保持部を構成している。内側筒部（６５ｃ）の軸方向の他端側には、円柱空間（６７）を覆うようにメッシュ状の漏電防止材（６８）が設けられている。この漏電防止材（６８）は、第２電極（６５）と接触することで、実質的にアースされている。これにより、漏電防止材（６８）は、廃液浄化タンク（６１）の内部の空間（水中）のうち、円柱空間（６７）の内側から外側への漏電を防止している。
【００７２】
第２電極（６５）は、電極本体（６５ａ）の一部が廃液浄化タンク（６１）の外部に露出される状態となる。このため、電源部（７０）と第２電極（６５）とを電気配線によって容易に接続することができる。
【００７３】
＜放電部運転動作＞
変形例２においても、放電部（６２）が運転されることにより過酸化水素が生成される。
【００７４】
放電部（６２）の運転開始時には、図１３に示すように、絶縁ケーシング（７１）の内の空間（Ｓ）が浸水した状態となっている。電源部（７０）から電極対（６４，６５）に所定の電圧（例えば１ｋＶ）が印加されると、開口（７４）の内部の電流密度が上昇してく。
【００７５】
図１３に示す状態から、電極対（６４，６５）へ更に電圧が継続して印加されると、開口（７４）内の水が気化されて気泡（Ｂ）が形成される（図１４を参照）。この状態では、気泡（Ｂ）が開口（７４）のほぼ全域を覆う状態となり、円柱空間（６７）内の負極側の水と、第１電極（６４）との間に気泡（Ｂ）による抵抗が付与される。これにより、第１電極（６４）と第２電極（６５）との間の電位差が保たれ、気泡（Ｂ）で放電が発生する。その結果、水中では、水酸ラジカルを経て過酸化水素が生成される。
【００７６】
《放電部の変形例３》
円板状の蓋部（７３）の軸心に１つの開口（７４）を形成しているが、この蓋部（７３）に複数の開口（７４）を形成してもよい。図１５に示す例では、蓋部（７３）の軸心を中心とする仮想ピッチ円上に、５つの開口（７４）が等間隔置きに配列されている。このように蓋部（７３）に複数の開口（７４）を形成することで、各開口（７４）の近傍でそれぞれ放電を生起させることができる。
【００７７】
なお、実施形態１及び各変形例の電源部（７０）には、放電の放電電力を一定に制御する定電力制御部を用いている。しかし、定電力制御部に代えて、放電時の放電電流を一定に制御する定電流制御部を設けることもできる。この定電流制御を行うと、洗浄水の導電率によらず放電が安定するため、スパークの発生も未然に回避できる。
【００７８】
また、実施形態１及び各変形例において、電源部（７０）が直流電源の場合には正極に第１電極（６４）を接続し、電源部（７０）の負極に第２電極（６５）を接続すればよい。しかし、電源部（７０）の負極に第１電極（６４）を接続し、電源部（７０）の正極に第２電極（６５）を接続して、電極対（６４，６５）の間で、いわゆるマイナス放電を行うようにしてもよい。なお、電源部（７０）は交流電源又はパルス電源等であってもよい。
【００７９】
《廃液浄化タンクの変形例》
廃液浄化タンクに、図１６に示すように、廃液中の化学物質を吸着するための吸着フィルタ（８０）を設けてもよい。吸着フィルタ（８０）は、放電部（６２）の下流側近傍に配設されている。なお、吸着フィルタ（８０）は、放電部（６２）の上流側近傍に配設してもよい。
【００８０】
＜廃液浄化ユニットの運転動作＞
本実施形態では、廃液を廃液浄化ユニット（６０）にてバッチ式に処理するのではなく連続的に処理する。すなわち、廃液は、排出管（５３）内を、上流側排出部（５３ａ）、廃液浄化タンク（６１）、及び下流側排出部（５３ｂ）の順で連続的に流れる。そして、廃液が廃液浄化タンク（６１）内の吸着フィルタ（８０）を通過する際に、廃液中の化学物質が吸着フィルタ（８０）により吸着される。吸着フィルタ（８０）の上流側近傍には、放電部（６２）が配設されているため、放電により生じる活性種を、吸着フィルタ（８０）に吸着された化学物質と反応させることができる。また、吸着フィルタ（８０）が放電部（６２）と至近距離に配置されるので、寿命の短い様々なラジカル類も利用することができる。したがって、廃液をバッチ処理することなく、廃液中の化学物質を確実に分解除去することができる。化学物質を吸着するフィルタは、活性種によって常に吸着機能が再生されるので交換する必要がない．よって、開閉弁（６３）を廃止して低コスト化を図ることができるとともに、廃液の殺菌・浄化に要する時間を短縮することができる。但し、開閉弁を設けてもかまわない。
【００８１】
（実施形態２）
図１７は、実施形態２に係る廃液浄化ユニット（６０Ｂ）を示す構成図である。図１７では、実施形態１の廃液浄化ユニット（６０）と同様の構成については図２と同じ符号を付している。また、図１７では、制御部（１０３）及び開閉弁（６３）等の記載は省略している。以下においては、主に実施形態１に係る廃液浄化ユニット（６０）と異なる点について説明する。
【００８２】
本実施形態の廃液浄化ユニット（６０Ｂ）は、廃液浄化タンク（６１）と、廃液浄化タンク（６１）内に配置された放電部と、超音波発生部（９４）とを備えている。放電部は、電極対（４６４，４６５）と、電極対（４６４，４６５）に接続された電源部（７０）とを有している。超音波発生部（９４）は、廃液浄化タンク（６１）の底部に設置されている。
【００８３】
電極（４６４）は絶縁ケーシング（４７１ａ）の内部に収納され、電極（４６５）は絶縁ケーシング（４７１ｂ）の内部に収納されている。電極（４６４）及び電極（４６５）は、それぞれ扁平な板状に形成されている。また、電極（４６４）及び電極（４６５）はステンレス、銅等の導電性の金属材料で構成されている。電源部（７０）は、数キロボルト程度の交流電圧を電極対（４６４，４６５）に供給する。
【００８４】
絶縁ケーシング（４７１ａ，４７１ｂ）は、例えばセラミックス等の絶縁材料で構成されており、図２に示す絶縁ケーシング（７１）と同様の構成を有している。
【００８５】
すなわち、絶縁ケーシング（４７１ａ）は、一面（図１７では右側の面）が開放された容器状のケース本体（４８０ａ）と、該ケース本体（４８０ａ）の開放部を閉塞する板状の蓋部（４７３ａ）とを有している。また、絶縁ケーシング（４７１ｂ）は、一面（図１７では左側の面）が開放された容器状のケース本体（４８０ｂ）と、該ケース本体（４８０ｂ）の開放部を閉塞する板状の蓋部（４７３ｂ）とを有している。
【００８６】
絶縁ケーシング（４７１ａ）の蓋部（４７３ａ）には、該蓋部（４７３ａ）を厚さ方向に貫通する１つの開口（４７４ａ）が形成されている。絶縁ケーシング（４７１ｂ）の蓋部（４７３ｂ）にも、該蓋部（４７３ｂ）を厚さ方向に貫通する１つの開口（４７４ｂ）が形成されている。これらの開口（４７４ａ，４７４ｂ）により、電極（４６４）と電極（４６５）との間の電界の形成が許容されている。開口（４７４ａ，４７４ｂ）の内径は、０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。以上のような開口（４７４ａ，４７４ｂ）は、電極対（４６４，４６５）の間の電流経路の電流密度を上昇させる電流密度集中部を構成する。
【００８７】
絶縁ケーシング（４７１ａ，４７１ｂ）は、廃液浄化タンク（６１）内の互いに対向する側面に、蓋部（４７３ａ，４７３ｂ）同士が対向するように設置されている。言い換えれば、電極（４６４）と電極（４６５）とは互いに対向するよう配置されている。
【００８８】
絶縁ケーシング（４７１ａ，４７１ｂ）の開口（４７４ａ，４７４ｂ）内では、電流経路の電流密度が上昇することで、液体がジュール熱によって気化して気泡が形成される。つまり、絶縁ケーシング（４７１ａ，４７１ｂ）の開口（４７４ａ，４７４ｂ）は、該開口（４７４ａ，４７４ｂ）に気相部としての気泡を形成する気相形成部として機能する。この構成により、交流電圧が電極対（４６４，４６５）に供給された場合に電極対（４６４，４６５）間の気泡内に放電を生起させることができる。
【００８９】
なお、超音波発生部（９４）の具体的な構成は実施形態１と同様にすればよく、廃液浄化タンク（６１）の底部に設置されていることが好ましいが、廃液浄化タンク（６１）内の液体に超音波を照射できる限りにおいて任意の位置に設置可能である。
【００９０】
以上の構成をとることにより、交流電圧を電極対（４６４，４６５）に供給する場合でも、電極対（４６４，４６５）間に放電を生起させることができ、過酸化水素の濃度を抑えながら高い浄化能力を発揮させることができる。
【００９１】
なお、電源部（７０）から電極対（４６４，４６５）へは交流電圧を印加してもよいが、矩形波を印加しても電極対（４６４，４６５）間に放電を生起することができる。
【００９２】
本実施形態の廃液浄化ユニット（６０Ｂ）においても、図８又は図９に示すような制御を行うことが好ましい。
【００９３】
（実施形態３）
図１８は、本発明の実施形態３に係る廃液浄化ユニット（６０Ｃ）を示す構成図である。図１８では、実施形態１の廃液浄化ユニット（６０）と同様の構成については図２と同じ符号を付している。また、図１８では、制御部（１０３）及び開閉弁（６３）等の図示は省略している。以下においては、主に実施形態１に係る廃液浄化ユニットと異なる点について説明する。
【００９４】
本実施形態の廃液浄化ユニット（６０Ｃ）は、廃液浄化タンク（６１）と、廃液浄化タンク（６１）内に配置された放電部と、超音波発生部（９４）とを備えている。放電部は、廃液浄化タンク（６１）内に設けられた電極対（５６４，５６５）と、電極対（５６４，５６５）に接続された電源部（７０）と、気泡発生部（５２０）とを有している。超音波発生部（９４）は、廃液浄化タンク（６１）の底部に設置されている。
【００９５】
本実施形態の廃液浄化ユニット（６０Ｃ）においては、電源部（７０）は、第１電極（６４）及び第２電極（５６５）に高電圧のパルス電圧が供給される。
【００９６】
また、第１電極（５６４）を囲む絶縁ケーシングは設けなくてよい。第１電極（５６４）及び第２電極（５６５）は共に板状であり、廃液浄化タンク（６１）内の側面に、互いに対向するように設置される。
【００９７】
気泡発生部５２０は、例えば廃液浄化タンク（６１）の底部など、少なくとも電極対（５６４，５６５）の間であって、電極対（５６４，５６５）よりも低い位置に設けられたノズル（吐出手段）（５１９）と、ノズル（５１９）に空気等の気体を送るエアポンプ（送出手段）（５１８）とを有している。エアポンプ（５１８）によって送出された気体は、ノズル（５１９）を介して廃液浄化タンク（６１）内に送り込まれ廃液浄化タンク（６１）内に気泡を発生させる。なお、廃液浄化タンク（６１）内の気体を循環させる構成としても、外部から気体を取り入れる構成としてもよい。
【００９８】
超音波発生部（９４）の構成は実施形態１と同様にすればよく、廃液浄化タンク（６１）の底部に設置されていることが好ましいが、廃液浄化タンク（６１）内の液体に超音波を照射できる限りにおいて任意の位置に設置可能である。
【００９９】
少なくとも放電処理を行う期間中、ノズル（５１９）から養液中へ気体が送り込まれ、気泡が発生する。養液中に気泡が存在する状態で電極対（５６４，５６５）にパルス電圧を供給すると、気泡の内部において放電が生起され、水酸ラジカルが生成し、水酸ラジカルから過酸化水素が生成する。
【０１００】
本実施形態の廃液浄化ユニット（６０Ｂ）においても、図８又は図９に示すような制御を行うことが好ましい。
【０１０１】
以上の構成及び方法によれば、電極対（５６４，５６５）間にパルス放電を発生させる場合でも、超音波照射と組み合わせることで、過酸化水素の濃度を抑えながら高い浄化能力を発揮させることができる。
【０１０２】
（発明の実施形態４）
図１９は、本発明の実施形態４に係る廃液浄化ユニット（６０Ｄ）を示す構成図である。図１９では、実施形態１の廃液浄化ユニット（６０）と同様の構成については図２と同じ符号を付している。また、図１９では、制御部（１０３）及び開閉弁（６３）等の記載は省略している。以下においては、主に実施形態１に係る廃液浄化ユニット（６０）と異なる点について説明する。
【０１０３】
本実施形態の廃液浄化ユニット（６０Ｄ）は、廃液浄化タンク（６１）と、廃液浄化タンク（６１）内に配置された放電部と、超音波発生部（９４）とを備えている。放電部は、電極対（６６４，６６５）と、電極対（６６４，６６５）に接続された電源部（７０）とを有している。超音波発生部（９４）は、廃液浄化タンク（６１）の底部に設置されている。電源部（７０）は、例えば交流電源で構成されているが、直流電源で構成されていてもよいし、矩形波やパルス電圧を供給する電源で構成されていてもよい。
【０１０４】
電極（６６４）と電極（６６５）とは、それぞれ廃液浄化タンク（６１）内の側面に、互いに対向するように設置されている。
【０１０５】
電極（６６４）は、少なくとも１つの導電部（６５４）と、導電部（６５４）を囲む絶縁部（６５５）とを有している。電極（６６５）は、少なくとも１つの導電部（６５６）と、導電部（６５６）を囲む絶縁部（６５７）とを有している。
【０１０６】
以上のように、電極（６６４）における導電部（６５４）の露出面、及び電極（６６５）における導電部（６５６）の露出面の面積は小さいので、電圧を電極対（６６４，６６５）に供給した場合には導電部（６５４，６５６）の表面で電流密度の集中部が形成される。そのため、導電部（６５４，６５６）の表面では液体がジュール熱によって気化して気泡が形成される。この泡によって導電部（６５４，６５６）の露出面が覆われた状態で電源部（７０）からの電圧供給を継続することにより、気泡の内部で放電が生起される。
【０１０７】
なお、超音波発生部（９４）の具体的な構成は実施形態１と同様にすればよく、廃液浄化タンク（６１）の底部に設置されていることが好ましいが、廃液浄化タンク（６１）内の液体に超音波を照射できる限りにおいて任意の位置に設置可能である。
【０１０８】
以上の構成によっても、電極対（６６４，６６５）間での放電と、超音波照射とを組み合わせることにより、過酸化水素濃度を抑えながら高い浄化能力を発揮させることができる。
【０１０９】
本実施形態の廃液浄化ユニット（６０Ｄ）においても、図８又は図９に示すような制御を行うことが好ましい。
【０１１０】
なお、実施形態２〜４の構成においても、廃液浄化タンク（６１）内にイオン供給部である銅板（６９）を設けたり、吸着フィルタ（８０）を設けたりしてもかまわない。
【０１１１】
《水耕栽培システムの変形例》
各実施形態では、水耕栽培システム（１０）は、栽培運転モードにおいて養液を循環させるようにしているが、これに限ったものではなく、例えば、図２０に示すように、栽培床（１０１）を通過した養液を再利用せずにそのまま排出管（５３）に流入させるようにしてもよい。
【０１１２】
＜イオン供給部の構成＞
各実施形態では、排出管（５３）を銅配管とすることで、排出管（５３）を銅イオンのイオン供給部とする例を示した。しかし、イオン供給部は、例えば鉄イオンを生成する鉄製の配管を用いることもできる。同様に、廃液浄化タンク（６１）内の銅板（６９）に代えて鉄板を使用することもできる。鉄イオンも銅イオンと同様、過酸化水素の存在下でフェントン反応を促進させるため、水酸ラジカルの生成量を増大できる。但し、イオン供給部は設けなくてもよい。
【０１１３】
なお、廃液浄化ユニット（６０）を設ける位置は例示である。各実施形態では、廃液浄化ユニット（６０）を排出管（５３）の途中に設けるようにしているが、例えば、排出管（５３）の上流側端部や下流側端部に設けるようにしてもよい。すなわち、廃液浄化ユニット（６０）は、排出管（５３）上にあればどこに設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、水耕栽培システムの廃液浄化装置に有用であり、特に、廃液を一般河川等に排出するための排出管を備えた廃液浄化装置に有用である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０      水耕栽培システム
５１      配管
５２      配管
５３      排出管
５３ａ    上流側排出部
５３ｂ    下流側排出部
５４      三方弁
６０      廃液浄化ユニット
６０Ｂ    廃液浄化ユニット
６０Ｃ    廃液浄化ユニット
６０Ｄ    廃液浄化ユニット
６１      廃液浄化タンク
６２      放電部
６３      開閉弁
６４      第１電極
６４ａ    端部
６５      第２電極
６５ａ    電極本体
６５ｂ    鍔部
６５ｃ    内側筒部
６５ｄ    連接部
６６      貫通孔
６７      円柱空間
６８      漏電防止材
６９      銅板
６９ａ    貫通孔
７０      電源部
７１      絶縁ケーシング
７２      ケース本体
７２ａ    側壁部
７２ｂ    底部
７３      蓋部
７４      開口
７６      基部
７６ａ    挿入口
７７      筒状壁部
７８      環状凸部
８０      吸着フィルタ
９４      超音波発生部
９５      圧電セラミックス板
９６      金属板
９７      ケース
９７ａ    金属ケース
１０１    栽培床
１０２    ポンプ
１０３    制御部
２００    植物
３０７    センサ
３０８    超音波波形発生部
３０９    増幅器
４６４    電極
４６５    電極
４７１ａ  絶縁ケーシング
４７１ｂ  絶縁ケーシング
４７３ａ  蓋部
４７３ｂ  蓋部
４７４ａ  開口
４７４ｂ  開口
４８０ａ  ケース本体
４８０ｂ  ケース本体
５１８    エアポンプ
５１９    ノズル
５２０    気泡発生部
５６４    第１電極
５６５    第２電極
６５４    導電部
６５５    絶縁部
６５６    導電部
６５７    絶縁部
６６４    電極
６６５    電極
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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