JP2003039075A

JP2003039075A - 液体処理装置

Info

Publication number: JP2003039075A
Application number: JP2001230518A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Adachi; 成人足立; Junji Haga; 潤二芳賀; Masahiko Miura; 雅彦三浦
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】電極間にパルス状の電力を供給して電極間内
に存在する液体を改質するに際し、長期間にわたって操
業を続けても、電極による被処理液の圧損や、ゴミの付
着が無く、安定した放電を供給することができる液体処
理装置を提供する。【解決手段】管路内に被処理液を連続または断続的に
供給し、該管路の内周面と同心状に配置されたリング状
または筒状電極と、該管路の軸心に沿って配置された直
線状電極との間に放電状態を形成して管路内の被処理液
を改質する液体処理装置において、前記リング状または
筒状電極を、電極内面を残して該管路壁に埋設するよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、（1）下水処理場
や屎尿処理場における下水処理過程、或は食品工場や化
学工場の排水処理過程等から排出される有機性廃液の生
物学的な好気性処理または嫌気性処理、（2）前記各工
場の廃液（ただし有機性以外をも含む）、清浄な純水を
製造する過程における被処理水、上下水道水、食品、飲
料水等の滅菌・殺菌処理、脱色処理、脱臭処理、或は
（3）前記の各種液体の滅菌・殺菌処理、脱色処理、脱
臭処理の際やゴミ焼却炉の浸出水の浸出の際等に現出さ
れるダイオキシン、環境ホルモン、PCB等の難分解性物
質の分解処理等に適用される液体の処理装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】上記（1）〜（3）に示した各種用途にお
いて、水の再利用や微量汚染物質の除去等の方法として
は、従来から活性炭処理、オゾン処理、膜処理等による
各種方法が知られており、実用化が進められている。し
かしながら、活性炭処理では、有機系汚濁物質の吸着除
去は可能であるが、殺菌効果がなく、また活性炭を頻繁
に交換する必要がある。また、オゾン処理では、脱色、
脱臭、殺菌効果の面で優れてはいるが、オゾンの残留に
よる二次処理の問題がある。更に、膜処理では、汚染物
質等の除去という観点からは水処理には優れているもの
の維持管理が煩雑でコストも高く、しかも廃棄物が発生
するという問題がある。

【０００３】本発明者らは前記の様な水処理技術の改良
についてかねてより研究を進めており、その一環として
特開平11−253999号のような技術を提案している。この
技術は、例えば液体中に含有される有害な細菌類を死滅
させて該液体を清浄化する方法として、或は液体中に含
有される細菌やその死骸等からなる汚損成分を減容化す
る為にその汚損成分を好気的微生物が生化学的に処理し
やすい状態に改質する方法として、前記液体に高電圧パ
ルス放電処理および／または電界パルス印加を行って液
体を処理するものである。

【０００４】また、本発明者らは上記方法を有効に実施
する為の改質槽についても開発しており、その技術的意
義が認められたので先に出願している（特願2000-18649
3号）。この装置を図面を用いて説明する。

【０００５】図1は、上記改質槽における電極の配置状
態および放電状態の一例を示す概略説明図であり、図中
22は改質槽、25は棒状電極、26はリング状電極、27は高
電圧パルス電源、23は被処理液、24は放電を夫々示す。
尚、図1に示した構成では、棒状電極25とリング状電極2
6を同心上に配置することによって、改質槽22内の被処
理液23に対して立体的に放電できる様にしたものであ
る。

【０００６】前記の様な構成において、棒状電極25とリ
ング状電極26の間に急峻な立ち上がりのパルス電圧を高
電圧パルス電源27から印加すると、棒状電極25の先端部
からリング状電極26に向けて全方向的な放電が発生する
ので、面状の放電24が形成される。この面状放電24は線
状放電に比べて被処理液23に対して広範囲に放電24を作
用させることができる。この放電を利用する水処理にお
いては、アーク放電に推移する前のストリーマ放電とア
ーク放電の両方の放電によって処理されるのが一般的で
ある。

【０００７】この様な装置の開発によって、液体を効果
的に改質することができたのであるが、改善すべき若干
の問題が新たに生じたのである。即ち、図1に示す様に
リング状電極26を改質槽22の内部に配置した状態で液体
処理を続けると、電極による被処理液の圧損が生じた
り、被処理液23中に混在する髪の毛などのゴミがリング
状電極26に絡みついてしまうこと可能性がある。その結
果、放電状態が不安定となって、被処理液の改質効率が
低下するという事態が生じる懸念があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電極
間にパルス状の電力を供給して電極間内に存在する液体
を改質するに際し、長期間にわたって操業を続けても、
電極が存在することによって生じる被処理液の圧力損失
（圧損）や、ゴミの付着が無く、安定した放電を供給す
ることができる液体処理装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すること
のできた本発明の液体処理装置とは、管路内に被処理液
を連続または断続的に供給し、該管路の内周面と同心状
に配置されたリング状または筒状電極と、該管路の軸心
に沿って配置された直線状電極との間に放電状態を形成
して管路内の被処理液を改質する液体処理装置におい
て、前記リング状または筒状電極を、電極内面を残して
該管路壁に埋設する点に要旨を有する。

【００１０】また、前記リング状または筒状電極を、該
リング状または筒状電極の軸方向から見た平面部が管路
内壁より内部へ実質的に露出しない様に構成することも
好ましい。

【００１１】さらに、本発明の液体処理装置において
は、前記管路と、該管路に接続されている被処理液導入
配管及び／又は被処理液導出配管との接続部に段差が存
在しない様に構成することによって、一層の効果を奏す
ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態および実施例】本発明者らは、上記
課題を解決する為に様々な角度から検討した。その結
果、特にリング状または筒状電極の配置状態を変更する
と、上記問題が見事に解決できることを見出し、本発明
を完成させた。以下、本発明の構成及び作用効果につい
て図面を用いて更に詳しく説明するが、下記に示す構成
は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣
旨に基づいて設計変更することはいずれも本発明の技術
的範囲に含まれるものである。

【００１３】図2は、本発明に係る装置の一構成例を模
式的に示した概略説明図であり、前記図1におけるリン
グ状電極26の配置を変更したものであるが、前記図1と
対応する部分には同一の符号を付してある。尚、図2に
示す管路30は、図1に示す改質槽22に相当する。

【００１４】図2（a）に示した装置では、リング状電極
26aが該電極内面26bを残して管路30の壁面に埋設される
様に構成するものである。この様に構成すれば、リング
状電極26aの電極面で、被処理液23の流れ方向と垂直と
なる様な電極面は、管路30の内壁に存在するので、リン
グ状電極26aによって生じる被処理液23の圧損を低減す
ることができ、被処理液が管路内をスムーズに流れる。
また、管路30の内部にリング状電極26aがほとんど存在
しないので、該電極にゴミなども付着しない。従って、
リング状電極26aに付着したゴミを除去するという手間
を省くことができる。ここで、「埋設」とは、リング状
電極26aの電極内面26bが被処理液23と接する様に管路内
壁に設けられた状態を意味しており、図2（b）に示す様
に、リング状電極26aが管路30に若干めりこんでいる構
成でも良い。但し、管路30の壁面に生じる凹凸が大きけ
れば、この凹凸部にゴミが堆積したり、圧損を生じるの
で、注意が必要である。

【００１５】図3は、本発明に係る装置の他の構成例を
示す概略説明図であり、図2のリング状電極26aを、リン
グ状電極26aの軸方向から見た平面部26cが管路30の内壁
より内部へ実質的に露出しない様に構成したものであ
る。つまり、図3（a）の様にリング状電極26aが管路30
の内部に実質的に露出しない様に埋設したり、図3（b）
の様に肉薄のリング状電極26aを管路30の内壁面に密着
するように配設し、管路30の内部には実質的に露出しな
いように構成するものである。ここで、「実質的に」と
は、管路30から突出したリング状電極26aの一部にゴミ
が付着したり、この突出した部分によって被処理液23に
圧損を与えない程度であれば、多少の突出は許容できる
という意味である。具体的には、リング状電極26aの内
面26bと管路30の内壁との差が10mm程度以下であれば良
い。

【００１６】図4は、本発明に係る他の構成例を模式的
に示した概略説明図であり、棒状電極の代わりに線状電
極28を用いた点と、管路30と該管路30に接続されている
被処理液導入配管31との接続部に段差が存在しない様に
構成した点以外は、図2と同じである。このように、管
路30の内径と等しい被処理液導入配管31を接続すること
によって、接合部に生じる段差をなくすことができるの
で、該段差部分に堆積するゴミの量を低減することがで
きると共に、該段差による被処理液23の圧損を低減する
ことができる。例えば、図4を見て分かるように、管路3
0の内径と被処理液導出配管32との内径が異なると、こ
の接合部に段差が生じるので、該段差部分にゴミが堆積
すると共に、被処理液23の圧損が生じる。

【００１７】尚、図4では、管路30と被処理液導入配管3
1との接合部に生じる段差をなくすように構成したけれ
ども、管路30と被処理液導出配管32との接合部に生じる
段差をなくす様に構成してもよい（図示せず）。最も好
ましい構成は、管路30と被処理液導入配管31および被処
理液導出配管32の両方の配管との接合部に生じる段差を
無くす様に構成するものである。

【００１８】また、図4では、線状電極28を用いること
によって、被処理液の改質効率を向上させることができ
る。すなわち、線状電極は電界強度を高める上で有効で
あり、従来よりも低い電源電圧で、ストリーマを伸ばす
ことが可能になり、且つ広域的にも伸び易くなる。その
結果、電源からの供給電圧を、従来より低い電圧に抑え
ることができ、或は電源電圧を従来と同じとすると、ス
トリーマ放電が広域的に広がることで、放電処理領域が
広がり、単位エネルギー当たりの処理量が増え、エネル
ギー的にも浪費が抑えられることになる。これらの観点
から、線状電極28の太さは1mmφ以下であることが推奨
される。

【００１９】上記実施例では、リング状電極と対をなす
電極として、棒状電極26や線状電極28を示したけれど
も、この対となる電極は形状が直線状の直線状電極であ
れば特に限定されない。よって、その断面は円形や三角
形、四角形、多角形であるものが例示される。また、直
線状電極は、中空であってもよいし、中実であってもよ
いが、耐久性の観点から中実の電極を採用することが好
ましい。

【００２０】また、上記図2〜4ではリング状電極を用い
て説明したけれども、図5に示す様にリング状電極の代
わりに筒状電極29を用いることも好ましい。筒状電極29
を採用すると、放電面がさらに拡大するので、被処理液
の改質効率を向上させることができる。

【００２１】本発明では、被処理液を流す方法は特に限
定されず、連続的に流しても良いし、断続的に流しても
良い。また、被処理液を流す方向は、リング状または筒
状電極の半径方向と略垂直となれば特に限定されない。
例えば、図6は本発明の他の構成例を示す概略説明図で
あり、線状電極28と筒状電極29を備えた配管30を水平面
に対して斜度を有するように構成すると共に、被処理液
23を下方から上方へ流している。このように、被処理液
23を下方から流すことによって、被処理液23の水位を制
御することが容易となり、線状電極28と筒状電極29との
間で気中放電が生じる可能性を低減できる。

【００２２】また、本発明で用いる管路の断面形状は特
に限定されないが、円形であるものが推奨される。例え
ば、図7（a-1）［従来例］と（a-2）［本発明例］を見
て分かるように、断面形状が四角形の管路30a場合は、
リング状または筒状電極34を、前記リング状または筒状
電極34の軸方向から見た平面部が管路内壁より内部にで
きるだけ露出しない様に構成したとしても、断面形状が
四角形の管路30aとの間に形状差があるので、リング状
または筒状電極34が管路30aの内部に露出する部分が多
くなる。つまり、本発明の効果を十分には得ることがで
きない。

【００２３】一方、図7（b-1）と（b-2）に示す様に、
断面形状が円形の管路30bを用いると、リング状または
筒状電極34の断面形状も円形であるので、従来例［図7
（b-1）］の様に管路30bの内部にリング状または筒状電
極34を配置するよりも、本発明例［図7（b-2）］の様に
リング状または筒状電極34を配置することによって、リ
ング状または筒状電極34は管路30bの内部に実質的に露
出しない。従って、リング状または筒状電極34が原因で
生じる被処理液の圧損を低減し、且つ該電極に付着する
ゴミの量を低減することができるのである。

【００２４】本発明では、電極の材料は特に限定される
ものではなく、ＦｅやＣｕの様なものが使用できるが、
電極の消耗という観点から融点が比較的高いＳＵＳやＷ
を用いることが好ましい。

【００２５】

【発明の効果】上記構成を採用すると、電極間にパルス
状の電力を供給して電極間内に存在する液体を改質する
に際し、長期間にわたって操業を続けても被処理液の圧
損やゴミの付着が無く、安定した放電を供給することが
できる液体処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の改質槽内における電極の配置状態およ
び放電状態の一例を示す概略説明図である。

【図２】本発明の一例を示した概略説明図である。

【図３】本発明の他の構成例を示した概略説明図であ
る。

【図４】本発明の他の構成例を示した概略説明図であ
る。

【図５】本発明の他の構成例を示した概略説明図であ
る。

【図６】本発明の他の構成例を示した概略説明図であ
る。

【図７】管路の断面形状とリング状または筒状電極と
の配置を説明する平面図である。

【符号の説明】

22 改質槽 23 被処理液 24 放電 25 棒状電極 26，26a リング状電極 26b リング状電極の内面 26c リング状電極の平面部 27 高電圧パルス電源 28 線状電極 29 筒状電極 30 管路 30a 断面形状が四角形の管路 30b 断面形状が円形の管路 31 被処理液導入配管 32 被処理液導出配管 33 直線状電極 34 リング状または筒状電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三浦雅彦神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内Ｆターム(参考） 4D061 DA03 DA08 DB01 DB19 DC03 DC04 DC09 EA15 EB01 EB14 EB17 EB19 EB31 EB34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管路内に被処理液を連続または断続的に
供給し、該管路の内周面と同心状に配置されたリング状
または筒状電極と、該管路の軸心に沿って配置された直
線状電極との間に放電状態を形成して管路内の被処理液
を改質する液体処理装置において、前記リング状または筒状電極を、電極内面を残して該管
路壁に埋設したものであることを特徴とする液体処理装
置。
【請求項２】前記リング状または筒状電極を、該リン
グ状または筒状電極の軸方向から見た平面部が管路内壁
より内部へ実質的に露出しない様に構成したものである
請求項１に記載の液体処理装置。
【請求項３】前記管路と、該管路に接続されている被
処理液導入配管及び／又は被処理液導出配管との接続部
に段差が存在しない請求項１または２に記載の液体処理
装置。