J. Inst. Electrostat. Jpn.

静電気学会誌，36, 1 (2012) 43-49

水中気泡内放電による有機染料の脱色におけるパルス幅の影響についての検討
*,1

**

***

川野 修太 ，高橋 克幸 ，高木 浩一*，颯田 尚哉（2011 年 9 月 12 日受付；2011 年 12 月 28 日受理）

Influence of Pulse Width on Decolorization Efficiency of Organic Dye
by Discharge inside Bubble in Water
Shuta KAWANO,*,1 Katsuyuki TAKAHASHI,** Koichi TAKAKI* and Naoya SATTA***(Received September 12, 2011; Accepted December 28, 2011)

Water purification by discharge inside bubble in water containing organic dye has been investigated. The
discharge reactor consists of a glass tube and a tungsten wire inserted into the glass tube, which isimmersed in the water. Room air is injected into the glass tube to generate bubbles in the water. The highvoltage pulses are generated by a magnetic pulse compression circuit and a pulsed power generator withinductive-energy storage using semiconductor opening switch. The pulse width is adjusted in the range
from 61 to 570 ns. The high voltage is applied to the tungsten wire to generate streamer discharges, which
propagate into the bubble from the tip of wire. Indigo carmine is employed as a specimen to evaluate
decolorization efficiency. Potassium nitrate is used to adjust the solution conductivity. Decolorization rateincreases with increasing conductivity of the solution and the applied voltage. The solution of 1,830
S/cm in conductivity is successfully decolorized. Energy efficiency for decolorization increases withdecreasing ohmic loss by decreasing the applied voltage and the pulse width.

1.

はじめに

られている．パルスパワーを用いて水中でプラズマを作

水質汚濁は，人の健康だけではなく，生態系全てにおいり，そこで生成される様々な活性種を利用した処理法 4,5)て悪影響をもたらす深刻な問題である．水質汚染を引き起は，比較的短い処理時間で，選択性がなく汚染物質の分解

こす主な原因は，産業廃水，生活排水，投棄廃棄物である．

除去が可能であることから，実用化が強く望まれている6)．

これらによる水質汚染は，近年の法規制や水処理技術によ水中プラズマによる汚染物質の分解除去の要因としてり，改善されてきている1)．その一方で，一部の地域では，は，放電により生成される様々な活性種，衝撃波，紫外線

水質基準を満たしていない過去の排水による底質汚染や，などがあげられる．特に，水中放電にて生成される酸素ラ

産業廃棄物の不法投棄などによる，地下水への汚染物質のジカル，ヒドロキシラジカル，オゾンなどの化学的活性種

染みだしが問題になっている

1,2)．汚染物質の処理方法に
3)

は，酸化剤を用いる薬品処理や，生物的処理などがある ．
しかし，環境への配慮やコスト面から，新しい技術が求めは，強い酸化力を持ち，選択性がなく，難分解性の物質の分解除去を可能にする 5-8)．
水中プラズマは，水中に設置した電極間に急峻で高い電圧パルスを印加することにより生成できるが，水の絶縁破キーワード：汚水浄化，気泡内放電，オゾン，パルス幅* 岩手大学工学部（020-8551 盛岡市上田 4-3-5）
Faculty of Engineering, Iwate University, 4-3-5, Ueda,
Morioka 020-8551, Japan** シシド静電気株式会社研究開発センター（224-0033 神
奈川県横浜市都筑区茅ヶ崎東 4-7-21）
ResearchandDevelopment
Center,
SHISHIDOELECTROSTATIC LTD., 4-7-21 Chigasaki-higashi,
Tauzuki-ku, Yokohama 224-0033, Japan*** 岩手大学農学部（020-8550 盛岡市上田 3 丁目 18-8）
Faculty of Agriculture, Iwate University, 18-8, Ueda 3 chome,
Morioka 020-8550, Japan1
t2311015@iwate-u.ac.jp

壊電界が高いことから大容量化が困難である．また，対象となる水が高導電性を有する場合，化学的活性種の生成に寄与しない水に流れる導電電流が増加することによって，エネルギー損失が増加する9)．そのため，様々なリアクタ構造が検討されており10)，気泡を電極付近で生成し水中プ
ラズマの生成を助長する方式11)や，電極を気中に設置し気相放電を気泡内に進展させ，溶液の処理を行う気相放電水
中進展型リアクタなどが提案されている12)．また，気相放電によるオゾンガスの生成において，印加電圧の短パルス化により，放電の熱損失が抑制され，高いエネルギー効率が得られることが報告されている13)．このことから，水中

44

静電気学会誌 第 36 巻 第 1 号 (2012)

気泡内放電においても短パルス化により高いエネルギー
効率で，オゾンなどの化学的活性種の生成が期待できる．
本研究では，水中気泡内放電方式による汚水浄化の高効率化を目的とし，オゾンが効果的な汚染物質に対する特性として，有機染料の脱色における印加電圧のパルス幅および，溶液の導電率によるエネルギー効率への影響を調べ

図 1 磁気パルス圧縮型パルスパワー電源回路図

た．パルス発生装置には，磁気パルス圧縮(MPC: Magnetic

Fig. 1 Schematic diagram of the magnetic pulse compression

pulse compression)型パルスパワー電源(MPC 型電源)と半導

circuit.

体開放スイッチ(SOS: Semiconductor opening switch)を用いた誘導性エネルギー蓄積(IES: Inductive energy storage)型パルスパワー電源(SOS-IES 型電源)を使用し，リアクタへの印加電圧のパルス幅を変化させた．リアクタは構造の簡易化および小型化を目的とし，気体を注入したガラス管内に，タングステン線を挿入したものを溶液中に設置することによって構成した11)．有機染料には，オゾンによる分解

図 2 半導体開放スイッチを用いた誘導性エネルギー蓄積が可能，測定および評価が容易，そして検討例が多く比較

型パルスパワー電源回路図が可能であることからインジゴカルミンを使用した．

Fig. 2 Schematic diagram of the pulsed power generator with
IES using SOS.

2.

実験方法

図 1 に，MPC 型電源(末松電子製作所，MPC3000S-SP)の回路図を示す．コンデンサ C0 が，直流電圧 VS より充電された後，サイリスタが ON になると，過飽和トランス PT
を介して，C1 にエネルギーが転送される．C1 に充電されたエネルギーが，SI1，C2，SI2，C3，SI4 による共振にて圧縮され，高電圧の出力電圧 vO となり，負荷へと出力される．また，可飽和インダクタ SI3 は，パルス幅をより圧縮するために設けており，接続の有無によりパルス幅を調整した．パルス幅は半値幅とし，リアクタを接続しないとき，
SI3 を接続および未接続とした場合で，それぞれ 130，570 ns

図 3 リアクタ概略図: (a)正面図, (b)上面図となる．また，出力端にダイオードを接続することによっ

Fig. 3 Schematic diagram of the reactor: (a) side view, (b) topて，共振による負電圧の発生を抑制した．

view

図 2 に，SOS-IES 電源の回路図を示す．開放スイッチには，SOS ダイオード(Voltage Multipliers Inc.，K100UF)を 4

図 3 に，リアクタの概略図を示す．容器には 100 mL の直列 4 並列に接続し使用している．1 次側のキャパシタ C1

メジューム瓶を使用した．蓋に，内径 0.8 mm のガラス管が直流電圧 VS より充電され，ギャップスイッチが導通すを 5 本，図 3(b)のように設置した．中央以外の 4 本のガラ

ると，C1 によりパルスが生成される．過飽和トランス PT

ス管には，直径 0.2 mm のタングステン線を，先端がガラを介して，2 次側に電圧が誘起され，SOS ダイオードに順

ス管先端から 20 mm 内部に配置されるように挿入し，高方向電流が流れる．その後，2 次側のキャパシタ C2 および圧電極として用いた．これらのガラス管には，室内空気をインダクタ L による LC 振動によって，電流の方向が反転

2 L/min の流量(FG)でリアクタ内に注入し，ガラス管先端にする．SOS ダイオードは，順方向時に蓄積されたキャリア

気泡を生成した．中央のガラス管には，直径 0.2 mm の分のみ逆方向電流が流れ，その後，急激な電流遮断が生じ

SUS316 線をガラス管先端から 15 mm 突出するように挿入る．この電流遮断により，誘導起電力が生じ，出力電圧 vO

し，接地電極として用いた．また，最大印加電圧は 18 もが出力される．また，C2 への電荷残留を抑制するために，

しくは 30 kV となるように調整し，放電繰り返し周波数は出力端に 20 kの抵抗 RC を接続した．パルス幅は半値幅と80 pps とした．また，注入された気体は，リアクタ上部にし，リアクタを接続しない場合において 56 ns となる．

設置されたウレタンチューブを通し排出した．このとき，

30
20
10
0

図 4

vOmax = 30 kV
tt = 20 s

Decolorization rate DR [%]Decolorization rate DR [%]水中気泡内放電による有機染料の脱色におけるパルス幅の影響についての検討（川野修太ら）

PulserSOS-IES
MPC with SI3
MPC without SI 3

101

102
103
Conductivity  [S/cm]

各電源を使用した場合の導電率による脱色率の変化

60

45vOmax = 18 kV

40
20

tt [s]
40
60
60

0PulserSOS-IES
MPC with SI3
MPC without SI3

101
102
103
Conductivity  [S/cm]

図 6 各電源を使用した場合の導電率による脱色率の変化

Fig. 4 Decolorization rate as a function of conductivity for various

Fig. 6 Decolorization rate as a function of conductivity for various

pulsed generators at vOmax of 30 kV.

pulsed generators at vOmax of 18 kV.
Energy efficiency fordecolorization ED [mg/Wh](最大出力電圧: 18 kV)

Energy efficiency fordecolorization ED [mg/Wh](最大出力電圧: 30 kV)

vOmax = 30 kV
tt = 20 s

40
30
20
10
0

PulserSOS-IES
MPC with SI3
MPC without SI 3

200

vOmax = 18 kV

150

tt [s] Pulser
40 SOS-IES
60 MPC with SI3
60 MPC without SI3

100
50
0

101

102
103
Conductivity  [S/cm]

101
102
103
Conductivity  [S/cm]

図 5 各電源を使用した場合の脱色におけるエネルギー効率

図 7 各電源を使用した場合の脱色におけるエネルギー効率の変化 (最大出力電圧: 30 kV)の変化 (最大出力電圧: 18 kV)

Fig. 5 Energy efficiency as a function of conductivity for various

Fig. 7 Energy efficiency as a function of conductivity for various

pulsed generators at vOmax of 30 kV.

pulsed generators at vOmax of 18 kV.

排出された気体のオゾン濃度をオゾン計(荏原実業株式会

3.

社，PG-320L)を用いて測定した．

3.1

実験結果
脱色率とエネルギー効率

有機染料として，青色を示すインジゴカルミン(CAS

図 4 に，各電源を使用した場合の，導電率による脱色率のNo.860-22-0)を 100 mL の精製水に溶解し，濃度を 10 mg/L

変化を示す．このとき，リアクタへの最大印加電圧(vOmax)をに調整した．また，硝酸カリウムを溶液に 0-1.6 g/L とな

30 kV とし，放電処理時間(tt)を 20 秒とした．図より，SOS-IES

るように溶解させ，導電率()を 4-1,830 S/cm に調整した．

型電源，SI3 接続時の MPC 型電源の場合，導電率の増加に伴

溶液の処理前の pH は 5.5 であり，
水温を 25 °C に調整した．

い DR が増加し，SOS-IES 型電源，SI3 接続時の MPC 型電源，

脱色率(DR)および，脱色におけるエネルギー効率(ED)SI3 未接続時の MPC 型電源を用いた場合それぞれ，947，287，

は，吸光計(Milton Roy Ltd.，Spectronic 301)によって溶液の47 S/cm のときに最大となることがわかる．DR の増加は，

吸光スペクトルを測定し，610 nm の吸光波長について，そ投与エネルギーの増加とともに，脱色に寄与する化学的活性

れぞれ式(1)および式(2)より求めた．

種の濃度が増加したことが要因として考えられる14)．また，

DR 
ED 

初期吸光度  処理後吸光度  100 [%]初期吸光度

DR  36[ m g / Wh ]
JT

(1)
(2)

いずれの電源方式の場合においても，1,830 S/cm の高導電性の溶液の脱色が進展しており，脱色が可能であることがわかる．図 5 に，このときの脱色におけるエネルギー効率の変化を示す．図より，いずれの電源を用いた場合においても，導ここで，JT はリアクタへの総投与エネルギーであり，印加電率の増加に伴い ED が減少していることがわかる．また，電圧(vO)とリアクタに流れる電流(iO)の積を時間積分して

SOS-IES 型電源を用いたとき，導電率を 1,800 S/cm とした

求めた．

場合の ED が，導電率を 4 S/cm とした場合と比較して 79.7%

30

MPC without SI 3

20

Output current io [A] Output voltage vO [kV]

静電気学会誌 第 36 巻 第 1 号 (2012) [S/cm]

 [S/cm]

40 MPC with SI 3
30
20
10
0
-10
30

4
279
940
1800

10
0
40
30
20
10

4
947

287
1830

20
10
0

-10

0

-20

Input energy JT [mJ]

Input energy JT [mJ] Output current iO [A] Output voltage vO [kV]

46

300

100

200
100
0

0

1000
Time [ns]

2000

50
0

0

100

200
Time [ns]

300

400

図 8 SI3 未接続時の MPC 型電源を用いた場合の出力電圧，

図 9 SI3 接続時の MPC 型電源を用いた場合の出力電圧，出出力電流，投与エネルギーの波形

力電流，投与エネルギーの波形

Fig. 8 Waveforms of output voltage, output current and input

Fig. 9 Waveforms of output voltage, output current and input

energy for various solution conductivity using MPC circuit

energy for various solution conductivity using MPC circuit withwithout SI3.

SI3.

減少している．MPC 型電源の場合は，SI3 接続時および未接

3.2

続時のとき，ED がそれぞれ 82.9，95.9%減少している．この

図 8 に，SI3 未接続時の MPC 型電源を用い，導電率()ことから，パルス幅が大きいほうが，溶液の導電率による EDを変化した場合の出力電圧(vO)，出力電流(iO)およびリアクへの影響が大きいことがわかる．

タへの投与エネルギー(JT)の波形の変化を示す．ここで，放電電圧電流波形

図 6 に，各電源を使用した場合の，導電率による脱色率の最大出力電圧は 30 kV としている．図より，導電率の増加変化を示す．このとき，リアクタへの最大印加電圧を 18 kVとともに，電圧のパルス幅が減少し，出力電流とリアクタとした．また，脱色率によって，脱色のエネルギー効率が変への投与エネルギーが増加していることがわかる．また，化する．そこで，4 S/cm 時の脱色率を前述した結果(図 4)と導電率の増加とともに電流のパルス幅が増加し，放電がよ

おおよそ等しくするために，放電処理時間(tt)を，SOS-IES 型

り長く持続されている．

電源を用いた場合は 40 秒，MPC 型電源の場合は 60 秒とし

図 9 に，SI3 接続時の MPC 型電源を用い，導電率を変化た．図より，いずれの電源方式においても，導電率の増加にした場合の vO，iO および JT の波形の変化を示す．図より，伴い，DR が増加していることがわかる．また，SI3 未接続時

導電率を 947 S/cm 以上としたとき，導電率の増加とともの MPC 型電源の場合，導電率が 576 S/cm のときに DR が最に，出力電流の値とパルス幅が増加していることがわか大値となり，その後減少傾向にある．また，SOS-IES 型電源，

る．また，投与エネルギーは，導電率が 947 S/cm 以上のSI3 接続時の MPC 型電源の場合には，急激な減少は見られな

場合，電圧の立ち上がり後であっても，なだらかに増加しかった．図 7 に，このときの脱色におけるエネルギー効率のていることがわかる．

変化を示す．図より，いずれ電源方式においても，導電率の図 10 に，SOS-IES 型電源を用い，導電率を変化した場

増加とともに，ED が減少していることがわかる．SI3 未接続

合の vO，iO および JT の波形の変化を示す．図より，複数時の MPC 型電源の場合，導電率が 963 S/cm 以上のときに，回のパルスが連続的に発生している．これは回路中の L，

ED が急激に減少している．また，いずれの導電率において

C2，RC による共振によるものである．いずれの導電率におも，30 kV とした場合(図 5)と比較し，ED が高いことがわかいても，電圧のパルス幅は 61 ns である．また，電流が負る．

の値となる期間において，リアクタへの投与エネルギーが

47

Input energy JT [mJ] Output current iO [A] Output voltage vO [kV]

水中気泡内放電による有機染料の脱色におけるパルス幅の影響についての検討（川野修太ら）

947，1,830 S/cm のとき，それぞれの RL の値はおおよそ
SOS-IES30

 [S/cm]
4
287
947
1830

20
10

20，15，12，2.8，1.8，1.0，0.5 k程度になる．これらは，電極を溶液と接触させ，SI3 接続時の MPC 型電源を用いて，放電させないように最大出力電圧を 500 V としリアクタに印加したときの電圧電流波形より算出した．CB，CG，CL

0

は，それぞれガラス管，気相中の高圧電極と気泡の気液界
40面間，液相中の気泡の気液界面と接地電極間の静電容量を20示し，それぞれの値は 360，16，12 pF 程度になる．

0

リアクタへ電圧が印加されると SG がオンになり，気泡-20

内にストリーマ放電が進展していく．ストリーマ放電が気泡内の液面に到達すると，放電チャネルが熱化し，ZG(t)が急激に低下する15)．また，溶液の導電率が高く，RL が小さ

60

い場合，リアクタ内に大電流が流れ，プラズマが加熱され40る．このとき，リアクタに投与されたエネルギーのほとん
200どが，導電電流として放電路および溶液の加熱により消費
0400Time [ns]800

されると考えられる．また，図 10 より，SOS-IES 型電源を用い，パルス幅を短くした場合，いずれの導電率におい

図 10 SOS-IES 型電源を用いた場合の出力電圧，出力電流，ても，電圧の立ち下がり時に，電流が負の値となっている

投与エネルギーの波形ことがわかる．これは，水の誘電率が高いため，気泡表面

Fig. 10 Waveforms of output voltage, output current and inputに電荷が蓄積される．ここで，電圧のパルス幅が水の緩和

energy for various solution conductivity using the pulsed power

時間より短くなることにより，溶液の容量成分による影響

generator with IES using SOS.

が大きくなる．そのため，溶液表面に蓄積された電荷が電圧の立ち下がりとともに，電源側に戻ったことが要因として考えられる16)．
4.2

実験結果の考察

インジゴカルミンは，オゾンに対して非常に反応性が高
いことがよく知られている17)．そのため，室内空気を注入した場合，脱色に寄与する化学的活性種は，主に式(3)および式(4)の反応により，気泡内放電において生成されるオゾンとなる 11,14,18)．
O2 + e → O + O + e(3)

O + O2 + M → O3 + M(4)

図 11 リアクタの等価回路

ここで M は三体衝突の第三体を表しており，反応はしな

Fig. 11 Equivalent circuit of the reactor.

いがエネルギー吸収に寄与する．式(3)の反応は，投与エネ
ルギーの増加に伴い増加する14)．式(4)の反応速度を式(5)減少していることがわかる．

に示す．

これらの結果より，いずれの電源においても，導電率のk4 = 2.5×1035exp(970/T )(5)増加に伴い，電流のパルス幅が増加し，リアクタへの投与

ここで，T は気体の温度を表している．そのため，気泡内

エネルギーが増加していることがわかる．

の気体および放電の温度が増加するとともに，オゾンの生成反応速度が減少する．図 4，6 より，DR が最大値となる

4.
4.1まで，導電率の増加とともに，DR が増加していることが検討わかる．これは，リアクタへの投与エネルギーが増加する

リアクタの等価回路12)

図 11 に，リアクタの等価回路 を示す．ここで，ZG(t)とともに，式(3)の反応が増加したため，オゾン濃度が増加

は，気泡内放電のインピーダンスを示し，RL は，溶液の抵したことが要因として考えられる．そして，DR は最大値

抗成分であり，導電率に依存する．4，47，93，287，530，となったあと減少傾向にある．これは，放電及び気体温度48

静電気学会誌 第 36 巻 第 1 号 (2012)

反応が促進されたことが要因として考えられる．式(6)，(7)，(8)に，オゾンの分解反応を示す．ここで，式(8)は水含有時の放電により生成されたヒドロキシラジカルによる反応である．また，式(7)，(8)の反応速度を式(9)，(10)に示す

14,19)．式(7)，(8)が特に，温度に依存している．

1

O3 + O( D) → O2 + O2

(6)

O3 + O → O2 + O2

Ozone concentration [ppm]の増加により，式(4)の反応が減少し，また，オゾンの分解(7)-

O3 + ･OH → HO2 + O2

60
50
40
30 Gas : Air

tt = 20 s
vOmax = 30 kV
PulserSOS-IES10
MPC with SI 3
MPC without SI 3

20

0

101

102

Conductivity  [S/cm]

(8)

103

k7 = 8.0×1012 exp(2060/T )(9)

図 12 排出されるガスのオゾン濃度の導電率による変化

10

(10)

Fig.12 Ozone concentration of exhaust gas as a function of(T/298)exp(9718/T )

図 8，9，10 に示す電圧電流波形より，放電のインピーダ

conductivity for various pulsed generators at vOmax of 30 kV.

13)

路破壊が生じ，気体温度が増加した と考えられる．このとき，気体温度は 450 から 1,550 K 程度 13,20)に増加する．
そのため，ガス温度の増加とともに式(7)，(8)の反応が促進され，オゾンの生成量が減少することが考えられる．
図 12 に，リアクタより排出されるガスのオゾン濃度の導電率による変化を示す．このとき，リアクタへの最大印

Decolorization rate DR [%]ンスが 14 kから 70 程度に減少している．これより，全40

DR
Ozone concentration of inject gas

100

30
20

50

10

Gas flow : 2 L/min
tt = 20 s
Conductivity  : 4 S/cm

Ozone concentrationof inject gas [ppm]k8 = 3.76×10

1.98

加電圧(vOmax)を 30 kV とし，放電処理時間(tt)を 20 秒とし

00

た．図より，SOS-IES 型電源，SI3 接続時の MPC 型電源，

Ozone concentration of exhaust gas [ppm]SI3 未接続時の MPC 型電源を用いた場合，それぞれ導電率

図 13 排出されるガスのオゾン濃度による脱色率および流が 1,765，534，94 S/cm のときに急激に減少していること

入するガスのオゾン濃度の変化がわかる．図 4 と比較し，DR の減少する導電率と一致しFig.13 Decolorization rate and ozone concentration of inject gasている．

as a function of ozone concentration of exhaust gas.

10

20

30

40

50

0
60

オゾン濃度と脱色率との関係を調べるため，同軸円筒型
オゾン発生器21)を用い，オゾンガスを発生し，リアクタへれる．これより，図 4 の DR の減少はオゾンの生成量の減注入することによって脱色を試みた．オゾン発生器の電源少が要因として考えられる．また，流入するガスと排出さには SI3 接続時の MPC 型電源を使用し，放電繰り返し周波れるガスのオゾン濃度を比較すると，38-50%程度のオゾ

数は 40 pps とした．また，出力電圧を 10-12 kV で変化さンが溶液に溶け込み，脱色に寄与していると考えられる．

せている．原料ガスは室内空気とし，オゾン濃度を 0-52

水中気泡内放電方式において，生成されたオゾンの 50％

ppm となるように調整した．リアクタへの気体流量は 2が溶解しているとした場合のオゾン生成効率の最大値は，L/min とした．処理前の溶液の導電率は 4 S/cm に調整し，

SOS-IES 型電源，SI3 接続時の MPC 型電源，SI3 未接続時

pH は 5.5 であり，水温は 25 °C に調整した．また，処理時の MPC 型電源のとき，それぞれ 37，50，25 g/kWh である．

間は 20 秒とした．図 13 に，脱色率および流入するガスのバリア放電方式を用いた場合，空気原料での最大値は 80

オゾン濃度の排出されるガスのオゾン濃度による変化を

g/kWh であることから，水中気泡内放電方式のオゾン生成示す．図より，オゾン濃度の増加とともに，脱色率が増加

効率は低いことがわかる．また，脱色におけるエネルギー

しているが，溶解されずに排出されるオゾン量が増加して効率はオゾン発生器を用いた場合，76-285 mg/Wh となり，いることから脱色おけるエネルギー効率が低下している

水中気泡内放電方式の方が低い．しかし，水中気泡内放電

ことがわかる．これは，水中気泡内放電方式においても同方式では，オゾンのみではなくヒドロキシラジカルなどの様の傾向が得られている．また，排出ガスのオゾン濃度が化学的活性種を生成することが可能であることから，リア

低濃度の場合，水中気泡内放電の脱色率の方が高くなってクタの最適化が必要である．

いる．これは，水中気泡内放電方式の場合，放電により生導電率がある閾値よりも高い場合では，全路破壊による成されるヒドロキシラジカルなどの化学的活性種や過酸

気体温度の増加によりオゾンの生成量が減少し，DR およ

化水素により脱色が促進されたことが要因として考えらび ED が減少したと考えられる．また，導電電流による放水中気泡内放電による有機染料の脱色におけるパルス幅の影響についての検討（川野修太ら）
電の加熱に消費されるエネルギーは，導電率および印加電圧のパルス幅の増加に伴い増加する．さらに，同じ導電率において，印加電圧が増加するとともに，ストリーマ放電の進展速度が増加し 14,22)，加熱に消費されるエネルギーが増加する．そのため，印加電圧を低くし，パルス幅を短くすることによって加熱によるオゾンの分解を抑制でき，脱色におけるエネルギー効率が向上したと考えられる．
5.

まとめ

気泡内で発生した放電を用いた場合の，リアクタへの印
加電圧のパルス幅および，溶液の導電率による，有機染料の脱色におけるエネルギー効率への影響について検討した．また，リアクタの等価回路を，電源の出力電圧電流波形より求めることにより，放電時のエネルギー損失について検討した．その結果，印加電圧を低くし，パルス幅を短くすることによって，脱色におけるエネルギー効率が向上
されることがわかった．

本論文の脱色率の測定および，電源の製作おいて，大変なご協力をいただきました，岩手大学の小出章二先生，東京大学の八木一平様に感謝申し上げます．また，有益なご助言をいただきました，岩手大学工学部の藤原民也先生，
向川政治先生，高橋和貴先生，志田寛様に感謝いたします．
なお，本研究は科学研究費補助金(課題番号:20380130)の助成を受けていることを付記する．

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