JP2015223528A - Liquid treatment device and liquid treatment method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid treatment device which can improve the ability to decompose organic material in liquid.SOLUTION: A liquid treatment device 100 has a first tank 111 which contains treatment liquid, a cooling device 130 that cools the treatment liquid, and a plasma generating device 120 that forms air bubbles in the treatment liquid cooled by the cooling device 130 and generates plasma in the air bubbles to generate active species in the treatment liquid.

Description

本願は、液体中にプラズマを生成することにより液体を処理する液体処理装置および液体処理方法に関する。   The present application relates to a liquid processing apparatus and a liquid processing method for processing a liquid by generating plasma in the liquid.

従来の高電圧パルス放電を用いた液体処理装置としては、例えば、特許文献１に開示された殺菌装置が知られている。図１２には、その殺菌装置の構成を示す。   As a conventional liquid processing apparatus using high voltage pulse discharge, for example, a sterilization apparatus disclosed in Patent Document 1 is known. FIG. 12 shows the configuration of the sterilizer.

殺菌装置１は、円柱状の高電圧電極２と板状の接地電極３とを対とする放電電極６で構成されている。高電圧電極２は、先端部２ａの端面を除いて絶縁体４により被覆され、高電圧電極部５を形成している。また、高電圧電極２の先端部２ａと接地電極３とは、所定の電極間隔を設けて、処理槽７内で被処理水８に浸漬された状態で対向して配置されている。高電圧電極２と接地電極３とは、高電圧パルスを発生する電源９に接続されている。２〜５０ｋＶ／ｃｍ、１００Ｈｚ〜２０ｋＨｚの負極性の高電圧パルスを両方の電極聞に印加することにより放電を行う。そのエネルギーによる水の蒸発、および衝撃波に伴う気化により、水蒸気からなる気泡１０、および気泡１０による噴流１１が発生する。また、高電圧電極２付近で生成されるプラズマによりＯＨ、Ｈ、Ｏ、Ｏ₂ ^-、Ｏ^-、およびＨ₂Ｏ₂のような活性種を発生させて、微生物および細菌を死滅させる。 The sterilizer 1 includes a discharge electrode 6 having a pair of a cylindrical high voltage electrode 2 and a plate-like ground electrode 3. The high voltage electrode 2 is covered with an insulator 4 except for the end face of the tip portion 2 a to form a high voltage electrode portion 5. Moreover, the front-end | tip part 2a of the high voltage electrode 2 and the ground electrode 3 are arrange | positioned facing each other in the state immersed in the to-be-processed water 8 in the processing tank 7, providing the predetermined electrode space | interval. The high voltage electrode 2 and the ground electrode 3 are connected to a power source 9 that generates a high voltage pulse. Discharging is performed by applying a negative high voltage pulse of 2 to 50 kV / cm and 100 Hz to 20 kHz to both electrodes. Due to the evaporation of water due to the energy and vaporization accompanying the shock wave, bubbles 10 made of water vapor and a jet 11 caused by the bubbles 10 are generated. In addition, active species such as OH, H, O, O ₂ ⁻ , O ⁻ , and H ₂ O ₂ are generated by plasma generated in the vicinity of the high voltage electrode 2 to kill microorganisms and bacteria.

特許文献２は、処理液中の活性種を消失させないために、その温度を１０℃以下の低温に保持することを開示している。   Patent Document 2 discloses that the temperature is kept at a low temperature of 10 ° C. or lower in order not to lose the active species in the treatment liquid.

特開２００９−２５５０２７号公報JP 2009-255027 A 国際公開第２０１３／１６１３２７号International Publication No. 2013/161327

上述した従来の技術では、液体中の有機物質（化学物質）の分解能力を向上させることが求められていた。   In the conventional technique described above, it has been required to improve the decomposition ability of organic substances (chemical substances) in a liquid.

本願の、限定的ではない例示的なある実施の形態は、液体中の有機物質の分解能力を向上させることができる液体処理装置および液体処理方法を提供する。   One non-limiting exemplary embodiment of the present application provides a liquid processing apparatus and a liquid processing method capable of improving the ability to decompose organic substances in a liquid.

上記課題を解決するために、本開示の一態様は、処理液を冷却する冷却装置と、前記冷却装置によって冷却された前記処理液中に気泡を形成し、前記気泡内にプラズマを生成することによって、前記処理液中に活性種を発生させるように構成されたプラズマ発生装置とを備える液体処理装置を含む。   In order to solve the above-described problem, according to one embodiment of the present disclosure, a cooling device that cools a processing liquid, and bubbles are formed in the processing liquid cooled by the cooling device, and plasma is generated in the bubbles. And a plasma processing apparatus configured to generate active species in the processing liquid.

本開示の他の一態様は、被処理液を加熱する加熱装置と、前記加熱装置によって加熱された前記被処理液中に気泡を形成し、前記気泡内にプラズマを生成することによって、前記被処理液に活性種を発生させるように構成されたプラズマ発生装置と、を備える液体処理装置を含む。   In another embodiment of the present disclosure, a heating apparatus that heats a liquid to be processed, and bubbles are formed in the liquid to be processed heated by the heating apparatus, and plasma is generated in the bubbles to thereby generate the plasma. And a plasma processing apparatus configured to generate active species in the processing liquid.

上述の一般的かつ特定の態様は、方法を用いて実現され得る。   The general and specific aspects described above can be implemented using a method.

本開示の一態様によれば、液体中の有機物質の分解能力を向上させることができる。   According to one embodiment of the present disclosure, the ability to decompose organic substances in a liquid can be improved.

例示的な実施の形態１による液体処理装置１００の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a liquid processing apparatus 100 according to an exemplary embodiment 1. FIG. 例示的な実施の形態１による電極構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating an electrode configuration according to an exemplary embodiment 1. FIG. 処理水の生成方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the production | generation method of a treated water. 活性種を含有した処理水を用いて被処理水に作用させる方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the method of making it act on to-be-processed water using the treated water containing an active species. インディゴカーミン分解量の温度依存性を示したグラフである。It is the graph which showed the temperature dependence of the indigo carmine decomposition amount. 例示的な実施の形態１の変形例による液体処理装置１００の全体構成図である。FIG. 6 is an overall configuration diagram of a liquid processing apparatus 100 according to a modification of exemplary Embodiment 1. 活性種を生成すると同時に被処理水に作用させる処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process made to act on to-be-processed water simultaneously with producing | generating an active species. 作用時におけるインディゴカーミン分解量の温度依存性を示したグラフである。It is the graph which showed the temperature dependence of the indigo carmine decomposition amount at the time of an effect | action. 例示的な実施の形態２による液体処理装置１００の全体構成図である。FIG. 3 is an overall configuration diagram of a liquid processing apparatus 100 according to an exemplary embodiment 2. 例示的な実施の形態２による電極構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electrode structure by example Embodiment 2. FIG. 例示的な実施の形態２の変形例による液体処理装置１００の全体構成図である。FIG. 10 is an overall configuration diagram of a liquid processing apparatus 100 according to a modification of exemplary embodiment 2. 従来の液体処理装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the conventional liquid processing apparatus.

本開示の一態様である液体処理装置は、処理液を冷却する冷却装置と、前記冷却装置によって冷却された前記処理液中に気泡を形成し、前記気泡内にプラズマを生成することによって、前記処理液中に活性種を発生させるように構成されたプラズマ発生装置とを備える。   A liquid processing apparatus according to an aspect of the present disclosure includes a cooling device that cools a processing liquid, and bubbles are formed in the processing liquid cooled by the cooling apparatus, and plasma is generated in the bubbles, thereby generating the plasma. A plasma generator configured to generate active species in the treatment liquid.

ある態様において、前記冷却装置は、前記処理液を２０℃以下に冷却してもよい。   In one embodiment, the cooling device may cool the treatment liquid to 20 ° C. or lower.

ある態様において、前記冷却装置は、前記処理液を１０℃を超え２０℃以下に冷却してもよい。   In a certain aspect, the said cooling device may cool the said process liquid to 20 degreeC or more exceeding 10 degreeC.

ある態様において、前記処理液を入れる第１の槽と、配管を介して前記第１の槽に接続されている第２の槽であって、処理対象物を含む被処理液を注入する注入口を有する第２の槽と、前記第２の槽内の液体を加熱する加熱装置とをさらに備え、前記加熱装置が前記第２の槽内の液体を加熱しながら、前記第２の槽において前記処理液は前記被処理液に接触されてもよい。   A certain aspect WHEREIN: It is the 1st tank which puts the said process liquid, and the 2nd tank connected to the said 1st tank via piping, Comprising: The inlet which injects the to-be-processed liquid containing a process target object And a heating device that heats the liquid in the second tank, while the heating device heats the liquid in the second tank, The treatment liquid may be in contact with the liquid to be treated.

ある態様において、前記加熱装置は、前記処理液を３０℃以上５０℃以下に加熱してもよい。   In a certain aspect, the said heating apparatus may heat the said process liquid to 30 to 50 degreeC.

ある態様において、前記プラズマ発生装置は、少なくとも一部が前記処理液内に配置される第１および第２の金属電極と、前記第１の金属電極を空間を介して囲むように設けられ、開口部を有する絶縁体と、前記第１および第２の金属電極の間に電圧を印加する電源とを備え、前記電源によって前記第１の金属電極と前記第２の金属電極との間に電圧を印加して、前記空間内の液体を気化して気体を発生させ、前記気体が前記開口部から前記処理液中に放出されるときに放電することにより、プラズマを発生させてもよい。   In one embodiment, the plasma generator is provided so as to surround at least a part of the first and second metal electrodes disposed in the processing liquid, and the first metal electrode through a space, and has an opening. And an electric power source that applies a voltage between the first and second metal electrodes, and the voltage is applied between the first metal electrode and the second metal electrode by the power source. The plasma may be generated by applying and generating a gas by evaporating the liquid in the space and discharging the gas when the gas is released into the treatment liquid from the opening.

ある態様において、前記プラズマ発生装置は、少なくとも一部が前記処理液内に配置される第１および第２の金属電極と、前記第１の金属電極を空間を介して囲むように設けられ、開口部を有する絶縁体と、前記空間に気体を供給することによって、前記開口部から前記処理液内に気泡を発生させる気体供給装置と、前記第１および第２の金属電極の間に電圧を印加する電源とを有していてもよい。   In one embodiment, the plasma generator is provided so as to surround at least a part of the first and second metal electrodes disposed in the processing liquid, and the first metal electrode through a space, and has an opening. A voltage is applied between the first and second metal electrodes and an insulator having a portion, a gas supply device for generating bubbles in the processing liquid from the opening by supplying gas to the space And a power source to be used.

本開示の他の一態様である液体処理装置は、被処理液を加熱する加熱装置と、前記加熱装置によって加熱された前記被処理液中に気泡を形成し、前記気泡内にプラズマを生成することによって、前記被処理液に活性種を発生させるように構成されたプラズマ発生装置とを備える。   A liquid processing apparatus according to another aspect of the present disclosure includes a heating apparatus that heats a liquid to be processed, and bubbles are formed in the liquid to be processed heated by the heating apparatus, and plasma is generated in the bubbles. And a plasma generator configured to generate active species in the liquid to be processed.

ある態様において、前記プラズマ発生装置は、前記被処理液内に少なくとも一部が配置される第１および第２の金属電極と、前記第１の金属電極を空間を介して囲むように設けられ、開口部を有する絶縁体と、前記第１および第２の金属電極の間に電圧を印加する電源とを備え、前記電源によって前記第１の金属電極と前記第２の金属電極との間に電圧を印加して、前記空間内の液体を気化して気体を発生させ、前記気体が前記開口部から前記処理液中に放出されるときに放電することにより、プラズマを発生させてもよい。   In one embodiment, the plasma generator is provided so as to surround the first metal electrode with a first and second metal electrodes at least partially disposed in the liquid to be processed, with the space interposed therebetween, An insulator having an opening; and a power source that applies a voltage between the first and second metal electrodes, and the voltage between the first metal electrode and the second metal electrode by the power source. Is applied to vaporize the liquid in the space to generate a gas, and the gas may be discharged when the gas is discharged into the processing liquid from the opening.

ある態様において、前記プラズマ発生装置は、前記被処理液内に少なくとも一部が配置される第１および第２の金属電極と、前記第１の金属電極を空間を介して囲むように設けられ、開口部を有する絶縁体と、前記空間に気体を供給することによって、前記開口部から気泡を前記被処理液中に気泡を発生させる気体供給装置と、前記第１および第２の金属電極の間に電圧を印加する電源とを有していてもよい。   In one embodiment, the plasma generator is provided so as to surround the first metal electrode with a first and second metal electrodes at least partially disposed in the liquid to be processed, with the space interposed therebetween, Between the first and second metal electrodes, an insulator having an opening, a gas supply device for generating bubbles in the liquid to be processed from the openings by supplying gas to the space, and And a power source for applying a voltage to the power source.

ある態様において、前記加熱装置は、前記処理液を３０℃以上５０℃以下に加熱してもよい。   In a certain aspect, the said heating apparatus may heat the said process liquid to 30 to 50 degreeC.

本開示の他の一態様である液体処理方法によれば、処理液を冷却し、冷却された前記処理液中に気泡を形成し、前記気泡内にプラズマを生成することによって、前記処理液中に活性種を発生させる。   According to the liquid processing method according to another aspect of the present disclosure, the processing liquid is cooled, bubbles are formed in the cooled processing liquid, and plasma is generated in the bubbles, whereby the processing liquid To generate active species.

ある態様において、前記処理液は２０℃以下に冷却されてもよい。   In one embodiment, the treatment liquid may be cooled to 20 ° C. or lower.

ある態様において、前記処理液は１０℃を超え２０℃以下に冷却されてもよい。   In one embodiment, the treatment liquid may be cooled to more than 10 ° C and not more than 20 ° C.

ある態様において、前記活性種を含んだ前記処理液を加熱しながら、処理対象物を含んだ被処理液に接触させてもよい。   In a certain aspect, you may make it contact the to-be-processed liquid containing the process target object, heating the said process liquid containing the said active species.

ある態様において、前記処理液は３０℃以上５０℃以下に加熱されてもよい。   In one embodiment, the treatment liquid may be heated to 30 ° C. or higher and 50 ° C. or lower.

本開示の他の一態様である液体処理方法によれば、被処理液を加熱し、加熱された前記被処理液中に気泡を形成し、前記気泡内にプラズマを生成することによって、前記被処理液中に活性種を発生させる。   According to the liquid processing method according to another aspect of the present disclosure, the liquid to be processed is heated, bubbles are formed in the heated liquid to be processed, and plasma is generated in the bubbles, thereby Active species are generated in the processing solution.

ある態様において、前記被処理液は３０℃以上５０℃以下に加熱されてもよい。   In one embodiment, the liquid to be treated may be heated to 30 ° C. or higher and 50 ° C. or lower.

本開示の一態様による液体処理装置は、処理液を冷却する冷却装置と、冷却装置によって冷却された処理液中に気泡を形成し、気泡内にプラズマを生成することによって、処理液中に活性種を発生させるように構成されたプラズマ発生装置とを備えている。これによれば、液体中の有機物質の分解能力を向上させることができる。その結果、処理時間が短縮される。   A liquid processing apparatus according to an aspect of the present disclosure is active in a processing liquid by forming a bubble in the processing liquid cooled by the cooling apparatus and the processing liquid cooled by the cooling apparatus, and generating plasma in the bubbles. And a plasma generator configured to generate seeds. According to this, the decomposition capability of the organic substance in the liquid can be improved. As a result, the processing time is shortened.

以下、図面を参照しながら、本開示のより具体的な実施の形態を説明する。以下の説明において、同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付している。また、重複する説明は省略する。なお、本開示の実施形態による液体処理装置および液体処理方法は、以下で例示するものに限られない。   Hereinafter, more specific embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are assigned to the same or similar components. In addition, overlapping explanation is omitted. Note that the liquid processing apparatus and the liquid processing method according to the embodiment of the present disclosure are not limited to those exemplified below.

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態による液体処理装置１００の全体構成図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a liquid processing apparatus 100 according to the present embodiment.

液体処理装置が処理する対象は、処理対象物を含んだ液体（有害物質を含んだ液体）である。以下では、処理対象物を含んだ液体を「被処理液」と称する。これに対して、「被処理液」に作用する液体を「処理液」と称する。   An object to be processed by the liquid processing apparatus is a liquid containing a processing object (a liquid containing a harmful substance). Hereinafter, the liquid containing the processing object is referred to as “processing liquid”. On the other hand, the liquid that acts on the “liquid to be processed” is referred to as “processing liquid”.

本実施の形態では、有害物質を含んだ水を例に「被処理液」を説明し、それを「被処理水」と称する。また、水道水を例に「処理液」を説明し、それを「処理水」と称する。例えば、蒸留水を「処理液」として利用できる。   In the present embodiment, a “liquid to be treated” will be described using water containing harmful substances as an example, and this will be referred to as “water to be treated”. Further, “treatment liquid” will be described by taking tap water as an example, and it will be referred to as “treatment water”. For example, distilled water can be used as the “treatment liquid”.

液体処理装置１００は、プラズマ発生装置１２０と、第１の槽１１１と、第２の槽１０９と、冷却装置１３０と、加熱装置１３１とを備える。   The liquid processing apparatus 100 includes a plasma generator 120, a first tank 111, a second tank 109, a cooling device 130, and a heating device 131.

プラズマ発生装置１２０は、冷却装置１３０によって冷却された処理液中に気泡を形成し、気泡内にプラズマを生成することによって、処理液中に活性種を発生させるように構成されている。具体的には、プラズマ発生装置１２０は、第１の金属電極１０４ａと、第２の金属電極１０２と、絶縁体１０３と、開口部１２５と、気体供給装置１０５と、電源１０１とを含む。   The plasma generator 120 is configured to generate active species in the processing liquid by forming bubbles in the processing liquid cooled by the cooling device 130 and generating plasma in the bubbles. Specifically, the plasma generator 120 includes a first metal electrode 104a, a second metal electrode 102, an insulator 103, an opening 125, a gas supply device 105, and a power source 101.

第１の金属電極１０４ａおよび第２の金属電極１０２の少なくとも一部は、それぞれ処理水を入れる第１の槽１１１内に配置される。絶縁体１０３は、それ自体と第１の金属電極１０４ａの外周との間に空間１２４ａを形成する。開口部１２５は、絶縁体１０３に設けられており、処理水中に気泡１０６を発生させる。   At least a part of the first metal electrode 104a and the second metal electrode 102 is disposed in a first tank 111 into which treated water is placed. The insulator 103 forms a space 124a between itself and the outer periphery of the first metal electrode 104a. The opening 125 is provided in the insulator 103 and generates bubbles 106 in the treated water.

気体供給装置１０５は、気泡１０６を発生させるために必要な気体１１４を空間１２４ａに供給する。電源１０１は、第１の金属電極１０４ａと第２の金属電極１０２との間に電圧を印加する。第２の槽１０９は、被処理水１１０を注入する注入口１２１を有している。冷却装置１３０は、第１の槽１１１内の液体を冷却する。加熱装置１３１は、第２の槽１０９内の液体を加熱する。   The gas supply device 105 supplies the gas 114 necessary for generating the bubbles 106 to the space 124a. The power supply 101 applies a voltage between the first metal electrode 104 a and the second metal electrode 102. The second tank 109 has an inlet 121 for injecting water to be treated 110. The cooling device 130 cools the liquid in the first tank 111. The heating device 131 heats the liquid in the second tank 109.

第２の槽１０９は、循環ポンプ（不図示）および配管１１３を介して第１の槽１１１と接続されている。配管１１３を介して第２の槽１０９内の処理水を第１の槽１１１に移動させることができる。第２の槽１０９内の処理液は、第１の槽１１１において、注入口１２１から注入された被処理水１１０と接触（混合）する。   The second tank 109 is connected to the first tank 111 via a circulation pump (not shown) and a pipe 113. The treated water in the second tank 109 can be moved to the first tank 111 through the pipe 113. The treatment liquid in the second tank 109 is contacted (mixed) with the water to be treated 110 injected from the injection port 121 in the first tank 111.

第１の槽１１１の１つの壁には、その壁を貫通する第２の金属電極１０２および第１の金属電極１０４ａが配置されている。それぞれの電極の一端側は、第１の槽１１１内に位置している。第１の金属電極１０４ａは、例えば円柱状の形状を有している。他端側は、保持ブロック１１２で保持され、気体供給装置１０５と接続される。   On one wall of the first tank 111, the second metal electrode 102 and the first metal electrode 104a penetrating the wall are arranged. One end side of each electrode is located in the first tank 111. The first metal electrode 104a has, for example, a cylindrical shape. The other end is held by the holding block 112 and connected to the gas supply device 105.

気体供給装置１０５は、例えば、第１の金属電極１０４ａの他端に設けられた貫通孔１２３ａ（図２）を介して、第１の金属電極１０４ａと絶縁体１０３との間で形成される空間１２４ａに気体１１４を供給する。第２の金属電極１０２は、例えば円柱状を有している。一端側が第１の槽１１１内の処理水に接触するように配置されている。   The gas supply device 105 is, for example, a space formed between the first metal electrode 104a and the insulator 103 through a through hole 123a (FIG. 2) provided at the other end of the first metal electrode 104a. Gas 114 is supplied to 124a. The second metal electrode 102 has, for example, a cylindrical shape. One end side is disposed so as to contact the treated water in the first tank 111.

［電極構成］
図２は、本実施の形態による電極構成を示す断面図である。 [Electrode configuration]
FIG. 2 is a sectional view showing an electrode configuration according to the present embodiment.

第１の金属電極１０４ａは、その一端側に第１の槽１１１内に配置される金属電極部１２１ａを有する。第１の金属電極１０４ａは、他端側に保持ブロック１１２に接続固定すると共に電源１０１と接続する金属ネジ部１２２ａを有する。また、金属電極部１２１ａとの間に空間１２４ａを形成するように絶縁体１０３が設けられている。絶縁体１０３には処理水中に気泡１０６を発生させる開口部１２５が設けられている。さらに、金属ネジ部１２２ａには、外周にネジ部１２６、内部に貫通孔１２３ａが設けられている。   The 1st metal electrode 104a has the metal electrode part 121a arrange | positioned in the 1st tank 111 in the one end side. The first metal electrode 104 a has a metal screw portion 122 a that is connected and fixed to the holding block 112 and connected to the power source 101 on the other end side. An insulator 103 is provided so as to form a space 124a between the metal electrode portion 121a. The insulator 103 is provided with an opening 125 for generating bubbles 106 in the treated water. Further, the metal screw portion 122a is provided with a screw portion 126 on the outer periphery and a through hole 123a on the inside.

第１の金属電極１０４ａにおいて、金属電極部１２１ａと金属ネジ部１２２ａとは、異なるサイズで、異なる材料の金属電極から形成されていてもよい。本実施の形態においては、一例として、金属電極部１２１ａは直径０．９５ｍｍであり、その材料にはタングステンを用いている。また、金属ネジ部１２２ａは直径３ｍｍであり、その材料には鉄を用いている。金属電極部１２１ａの直径は、プラズマが発生する直径であればよく、直径２ｍｍ以下にしてもよい。また、金属電極部１２１ａの材料は、タングステンに限られない。その材料として、他の耐プラズマ性の金属材料を用いてもよい。また、耐久性は悪化するが、銅、アルミニウム、鉄およびそれらの合金を用いてもよい。さらに、金属電極部１２１ａの表面の一部に、導電性物質を添加することによって１〜３０Ωｃｍの電気抵抗率を有する酸化イットリウムの溶射を行ってもよい。この酸化イットリウムの溶射により、電極寿命が長くなるという効果が得られる。   In the first metal electrode 104a, the metal electrode portion 121a and the metal screw portion 122a may be formed of metal electrodes of different sizes and different materials. In the present embodiment, as an example, the metal electrode portion 121a has a diameter of 0.95 mm, and its material is tungsten. The metal screw portion 122a has a diameter of 3 mm, and iron is used as the material thereof. The diameter of the metal electrode portion 121a may be a diameter that generates plasma, and may be 2 mm or less. The material of the metal electrode part 121a is not limited to tungsten. As the material, other plasma-resistant metal materials may be used. Moreover, although durability deteriorates, you may use copper, aluminum, iron, and those alloys. Furthermore, thermal spraying of yttrium oxide having an electrical resistivity of 1 to 30 Ωcm may be performed by adding a conductive substance to a part of the surface of the metal electrode portion 121a. This thermal spraying of yttrium oxide has the effect of extending the electrode life.

一方、金属ネジ部１２２ａの直径は３ｍｍに限られるものではなく、その寸法は金属電極部１２１ａの直径よりも大きければよい。金属ネジ部１２２ａの材料は、加工のし易い金属材料であり、例えば、一般的なネジに用いられている材料である、銅、亜鉛、アルミニウム、錫および真鍮などであってもよい。第１の金属電極１０４ａは、例えば、金属電極部１２１ａを金属ネジ部１２２ａに圧入することによって一体化させて形成することができる。このように、金属電極部１２１ａの部分にプラズマ耐性の高い金属材料を用い、金属ネジ部１２２ａに加工し易い金属材料を用いることにより、プラズマ耐性を有しながら製造コストの低い、特性を安定化した金属電極を実現できる。   On the other hand, the diameter of the metal screw part 122a is not limited to 3 mm, and the dimension may be larger than the diameter of the metal electrode part 121a. The material of the metal screw portion 122a is a metal material that is easy to process, and may be, for example, copper, zinc, aluminum, tin, and brass, which are materials used for general screws. For example, the first metal electrode 104a can be integrally formed by press-fitting the metal electrode portion 121a into the metal screw portion 122a. In this way, by using a metal material having high plasma resistance for the metal electrode portion 121a and using a metal material that is easy to process for the metal screw portion 122a, the characteristics are low and the manufacturing cost is low while stabilizing the characteristics. A metal electrode can be realized.

金属ネジ部１２２ａには、気体供給装置１０５に通じる貫通孔１２３ａを設けることができる。貫通孔１２３ａは空間１２４ａと繋がっており、気体供給装置１０５からの気体１１４が貫通孔１２３ａを介して空間１２４ａに供給される。そして、この貫通孔１２３ａから供給された気体１１４によって、金属電極部１２１ａが覆われる。貫通孔１２３ａが１個の場合、図２に示すように金属電極部１２１ａの重力方向に向かって下側から気体１１４が供給されるように金属ネジ部１２２ａに貫通孔１２３ａを設けてもよい。金属電極部１２１ａが気体１１４で覆われ易くなるからである。さらに、貫通孔１２３ａの数を２個以上とすれば、貫通孔１２３ａでの圧損を抑制するのに有益である。貫通孔１２３ａの直径は、例えば０．３ｍｍである。   The metal screw part 122 a can be provided with a through hole 123 a that communicates with the gas supply device 105. The through hole 123a is connected to the space 124a, and the gas 114 from the gas supply device 105 is supplied to the space 124a through the through hole 123a. And the metal electrode part 121a is covered with the gas 114 supplied from this through-hole 123a. When the number of the through holes 123a is one, as shown in FIG. 2, the through holes 123a may be provided in the metal screw portion 122a so that the gas 114 is supplied from below toward the gravitational direction of the metal electrode portion 121a. This is because the metal electrode portion 121a is easily covered with the gas 114. Furthermore, if the number of through holes 123a is two or more, it is beneficial to suppress pressure loss in the through holes 123a. The diameter of the through hole 123a is, for example, 0.3 mm.

金属ネジ部１２２ａの外周には、ネジ部１２６が設けられていてもよい。例えば、金属ネジ部１２２ａの外周のネジ部１２６が雄ネジであってもよい。その場合、保持ブロック１１２に雌ネジのネジ部１２７を設けることで、ネジ部１２６、１２７を螺合して第１の金属電極１０４ａを保持ブロック１１２に固定することができる。また、金属ネジ部１２２ａを回転させることで、絶縁体１０３に設けられた開口部１２５に対する金属電極部１２１ａの端面の位置を正確に調整することができる。さらに、電源１０１との接続および固定もネジ部１２６で螺合して固定できる。これにより、接触抵抗の安定化をもたらし、特性を安定化させることができる。また、気体供給装置１０５との接続も確実にできる。このような工夫は実用化するにあたって防水対策や安全対策上、非常に有益である。   A screw portion 126 may be provided on the outer periphery of the metal screw portion 122a. For example, the screw portion 126 on the outer periphery of the metal screw portion 122a may be a male screw. In that case, by providing the holding block 112 with the screw portion 127 of the female screw, the screw portions 126 and 127 can be screwed together to fix the first metal electrode 104 a to the holding block 112. In addition, by rotating the metal screw portion 122a, the position of the end surface of the metal electrode portion 121a with respect to the opening portion 125 provided in the insulator 103 can be accurately adjusted. Further, connection and fixing with the power source 101 can be fixed by screwing with the screw portion 126. Thereby, the contact resistance can be stabilized and the characteristics can be stabilized. Further, the connection with the gas supply device 105 can be ensured. Such a device is very useful in terms of waterproofing and safety measures when put to practical use.

金属電極部１２１ａの周囲には、例えば内径１ｍｍの絶縁体１０３が配置されている。金属電極部１２１ａと絶縁体１０３との間には空間１２４ａが形成されている。空間１２４ａには、気体供給装置１０５から気体１１４が供給され、この気体１１４によって金属電極部１２１ａが覆われる。したがって、金属電極部１２１ａの外周は、電極の金属が露出しているにもかかわらず、処理水に直接接触していない。さらに、絶縁体１０３には開口部１２５が設けられている。開口部１２５は、第１の槽１１１内部と空間とを連通する。開口部１２５は、第１の槽内１１１の処理水中に気泡１０６を発生させるときに、気泡１０６の大きさを決定する機能を有する。なお、本実施の形態では、絶縁体１０３にアルミナセラミックを用いたが、マグネシア、石英または酸化イットリウムを用いてもよい。   For example, an insulator 103 having an inner diameter of 1 mm is disposed around the metal electrode portion 121a. A space 124 a is formed between the metal electrode part 121 a and the insulator 103. A gas 114 is supplied from the gas supply device 105 to the space 124 a, and the metal electrode 121 a is covered with the gas 114. Therefore, the outer periphery of the metal electrode portion 121a is not in direct contact with the treated water even though the metal of the electrode is exposed. Further, the insulator 103 is provided with an opening 125. The opening 125 communicates the inside of the first tank 111 and the space. The opening 125 has a function of determining the size of the bubble 106 when the bubble 106 is generated in the treated water in the first tank 111. Note that although alumina ceramic is used for the insulator 103 in this embodiment mode, magnesia, quartz, or yttrium oxide may be used.

絶縁体１０３の開口部１２５は、図２に示すように、絶縁体１０３の端面に設けられているが、絶縁体１０３の側面に設けてもよい。また、開口部１２５は絶縁体１０３に複数設けてもよい。開口部１２５の直径は、例えば、１ｍｍである。   As shown in FIG. 2, the opening 125 of the insulator 103 is provided on the end surface of the insulator 103, but may be provided on a side surface of the insulator 103. A plurality of openings 125 may be provided in the insulator 103. The diameter of the opening 125 is, for example, 1 mm.

第２の金属電極１０２の材料には、特に制限はない。導電性の金属材料を広く用いることができる。例えば、銅、アルミニウムおよび鉄などを用いることができる。   There is no particular limitation on the material of the second metal electrode 102. A conductive metal material can be widely used. For example, copper, aluminum and iron can be used.

気体供給装置１０５としては、例えば、ポンプなどを用いることができる。供給する気体１１４には、例えば、空気、Ｈｅ、Ａｒ、またはＯ₂などが用いられる。 For example, a pump or the like can be used as the gas supply device 105. For example, air, He, Ar, or O ₂ is used as the gas 114 to be supplied.

電源１０１は、第１の金属電極１０４ａと第２の金属電極１０２との間でパルス電圧または交流電圧を印加する。   The power source 101 applies a pulse voltage or an alternating voltage between the first metal electrode 104 a and the second metal electrode 102.

冷却装置１３０および加熱装置１３１には、普及品を広く用いることができる。   Widespread products can be widely used for the cooling device 130 and the heating device 131.

第２の槽１０９として、例えば、水浄化装置、空調機、加湿器、洗濯機、電気剃刀洗浄器、または食器洗浄器などを適用できる。その際には、各電気機器に加熱装置１３１を設けておけばよい。なお、第２の槽１０９は、感電を防止するために接地されていてもよい。   As the second tank 109, for example, a water purification device, an air conditioner, a humidifier, a washing machine, an electric razor washer, or a dish washer can be applied. In that case, a heating device 131 may be provided in each electric device. Note that the second tank 109 may be grounded to prevent electric shock.

第１の槽１１１は、被処理水１１０の殺菌および有害物質の分解に用いる処理水を保持している。処理水を被処理水１１０と混合させることにより、被処理水１１０が殺菌される。   The first tank 111 holds treated water used for sterilization of the treated water 110 and decomposition of harmful substances. The treated water 110 is sterilized by mixing the treated water with the treated water 110.

第１の槽１１１と第２の槽１０９の容積は、例えば、合算で約６００ミリリットル（約６００ｃｍ³）であるが、これに限定されない処理水は、循環ポンプ（不図示）によって配管１１３を介しては第１の槽１１１から第２の槽１０９に移動する。 The volume of the first tank 111 and the second tank 109 is, for example, about 600 milliliters (about 600 cm ³ ) in total. The first tank 111 moves to the second tank 109.

上述した構成によれば、第１の金属電極１０４ａの貫通孔１２３ａから、絶縁体１０３と第１の金属電極１０４ａの金属電極部１２１ａとにより形成される空間１２４ａに、気体１１４を供給し続けることができる。その場合、処理水中に気泡１０６が形成される。気泡１０６は、その中の気体が絶縁体１０３の開口部１２５を覆う寸法の柱状の気泡となる。よって、開口部１２５は、処理水中に気泡１０６を発生させる機能を有する。また、気体供給装置１０５を用いて気体１１４の供給量を適切に設定することにより、金属電極部１２１ａを気体１１４で覆うことができる。   According to the above-described configuration, the gas 114 is continuously supplied from the through hole 123a of the first metal electrode 104a to the space 124a formed by the insulator 103 and the metal electrode part 121a of the first metal electrode 104a. Can do. In that case, bubbles 106 are formed in the treated water. The bubble 106 is a columnar bubble having a dimension in which the gas therein covers the opening 125 of the insulator 103. Therefore, the opening 125 has a function of generating the bubbles 106 in the treated water. Moreover, the metal electrode part 121 a can be covered with the gas 114 by appropriately setting the supply amount of the gas 114 using the gas supply device 105.

なお、本願明細書において、「金属電極部（または金属電極部の表面）が液体（処理水）に直接接触しない」とは、金属電極部の表面が、第１の槽内の大きな塊としての液体と接触しないことをいう。したがって、例えば、金属電極部の表面が液体で濡らされている状態で、気泡を発生させたときには、金属電極部の表面が液体に濡れたまま（即ち、厳密には金属電極部の表面が液体と接触した状態で）、その表面を気泡内の気体が覆う状態が生じることがある。その状態も「金属電極部が液体に直接接触しない」状態に含まれるものとする。   In the present specification, “the metal electrode part (or the surface of the metal electrode part) does not directly contact the liquid (treated water)” means that the surface of the metal electrode part is a large lump in the first tank. It means no contact with liquid. Therefore, for example, when bubbles are generated in a state where the surface of the metal electrode portion is wet with a liquid, the surface of the metal electrode portion remains wet with the liquid (that is, strictly speaking, the surface of the metal electrode portion is liquid). A state in which the gas in the bubble covers the surface. This state is also included in the state that “the metal electrode portion does not directly contact the liquid”.

〔動作〕
次に、図３および４を参照しながら、本実施の形態による液体処理装置１００の動作を説明する。この動作に従って、液体処理装置１００に用いられる液体処理方法を説明できる。その液体処理方法は、本実施の形態による液体処理装置１００への利用に限られない。例えば、後述する実施の形態２による液体処理装置１００にも利用できる。 [Operation]
Next, the operation of the liquid processing apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. According to this operation, the liquid processing method used in the liquid processing apparatus 100 can be described. The liquid processing method is not limited to use in the liquid processing apparatus 100 according to the present embodiment. For example, the present invention can also be used for a liquid processing apparatus 100 according to a second embodiment described later.

第１の槽１１１内の処理水に活性種を発生させて、その後に処理水を用いて被処理水１１０を処理する液体処理方法を以下に示す。活性種は、電子、イオンおよびラジカルを含んでいる。   A liquid processing method for generating active species in the treated water in the first tank 111 and then treating the treated water 110 using the treated water will be described below. Active species include electrons, ions and radicals.

図３は、処理水を生成するフローの一例を示す。   FIG. 3 shows an example of a flow for generating treated water.

処理水を生成するために、例えば水道水を第１の槽１１１に入れる。なお、上述したとおり、例えば蒸留水を入れても構わない。   In order to generate treated water, for example, tap water is placed in the first tank 111. As described above, for example, distilled water may be added.

冷却装置１３０を用いて第１の槽１１１内の水道水を冷却する。例えば、２０℃以下になるように水道水を冷却する。１０℃を越えて２０℃以下になるように水道水を冷却することが好ましい。処理水の生成時の温度を低温にすることにより、高い分解能力を有した処理水を生成できるからである。   The tap water in the first tank 111 is cooled using the cooling device 130. For example, the tap water is cooled to 20 ° C. or lower. It is preferable to cool the tap water so that it exceeds 10 ° C. and is 20 ° C. or less. This is because the treated water having high decomposition ability can be produced by lowering the temperature at the time of producing the treated water.

冷却された処理水中に気泡を形成し、気泡内にプラズマを生成することによって、処理水中に活性種を発生させる。以下、具体例を説明する。   By forming bubbles in the cooled treated water and generating plasma in the bubbles, active species are generated in the treated water. Specific examples will be described below.

気体供給装置１０５を用いて、第１の金属電極１０４ａの貫通孔１２３ａを介して、絶縁体１０３と金属電極部１２１ａとの間に形成される空間１２４ａに、気体１１４を供給する。気体１１４の流量は、例えば、０．５リットル／ｍｉｎ〜２．０リットル／ｍｉｎである。処理水中には、金属電極部１２１ａを覆う柱状の気泡１０６が形成される。気泡１０６は、絶縁体１０３の開口部１２５から一定距離（図示した形態では１０ｍｍ以上）にわたって途切れることのない、単一の大きな気泡となる。すなわち、気体１１４の供給により金属電極部１２１ａと絶縁体１０３との間の空間１２４ａに気体１１４が流れ、金属電極部１２１ａは、気体１１４で覆われる。   Using the gas supply device 105, the gas 114 is supplied to the space 124a formed between the insulator 103 and the metal electrode portion 121a through the through hole 123a of the first metal electrode 104a. The flow rate of the gas 114 is, for example, 0.5 liter / min to 2.0 liter / min. In the treated water, columnar bubbles 106 covering the metal electrode part 121a are formed. The bubble 106 is a single large bubble that is not interrupted over a certain distance (10 mm or more in the illustrated form) from the opening 125 of the insulator 103. That is, by supplying the gas 114, the gas 114 flows into the space 124a between the metal electrode part 121a and the insulator 103, and the metal electrode part 121a is covered with the gas 114.

電源１０１により、第１の金属電極１０４ａと第２の金属電極１０２との間に電圧を印加する。第１の金属電極１０４ａに、例えば、ピーク電圧が４ｋＶ、パルス幅が１μｓ、周波数が３０ｋＨｚであるパルス電圧を印加する。第１の金属電極１０４ａと第２の金属電極１０２との間に電圧を印加することにより、第１の金属電極１０４ａの金属電極部１２１ａ近傍から気泡１０６内にプラズマを発生させる。プラズマは、第１の金属電極１０４ａの先端部分の気泡１０６のみならず内部の空間にわたって広く生成される。これは、絶縁体１０３を介して処理水が対向電極として働いた結果である。この効果もあって多量のイオンが発生し、処理水にラジカルが多量に生成される。このように、処理水に活性種を発生させることができる。   A voltage is applied between the first metal electrode 104 a and the second metal electrode 102 by the power source 101. For example, a pulse voltage having a peak voltage of 4 kV, a pulse width of 1 μs, and a frequency of 30 kHz is applied to the first metal electrode 104a. By applying a voltage between the first metal electrode 104a and the second metal electrode 102, plasma is generated in the bubble 106 from the vicinity of the metal electrode portion 121a of the first metal electrode 104a. The plasma is generated not only over the bubble 106 at the tip of the first metal electrode 104a but also over the internal space. This is a result of the treated water acting as a counter electrode through the insulator 103. With this effect, a large amount of ions are generated, and a large amount of radicals are generated in the treated water. Thus, active species can be generated in the treated water.

なお、第１の金属電極１０４ａと第２の金属電極１０２との間の距離は任意でよい。例えば、その距離は５０ｍｍである。   Note that the distance between the first metal electrode 104a and the second metal electrode 102 may be arbitrary. For example, the distance is 50 mm.

パルス電圧の周波数には特に制約はない。例えば１Ｈｚ〜１００ｋＨｚのパルス電圧の印加により、プラズマを十分に生成できる。周波数が大きいほどプラズマを生成している累積時間が長くなり、プラズマによって生成される電子、イオンおよびラジカルの生成量が増える。つまり、これらの活性種を含む処理水ではその処理能力が向上することを意味している。一方、電圧については電源の能力だけで決まらず、負荷のインピーダンスとの兼ね合いによって決まることは言うまでもない。また、パルス電圧を印加する際に正のパルス電圧と負のパルス電圧とを交互に、いわゆるバイポーラーパルス電圧を印加すれば電極の寿命が長くなるという利点もある。本実施の形態では、例えば負荷のない状態で１０ｋＶの電圧を出力できる能力のある電源を用い、前述したように電極を含めた負荷を接続した状態において、実際に４ｋＶの電圧を印加することができる。   There is no particular limitation on the frequency of the pulse voltage. For example, plasma can be sufficiently generated by applying a pulse voltage of 1 Hz to 100 kHz. As the frequency increases, the accumulated time during which plasma is generated becomes longer, and the amount of electrons, ions, and radicals generated by the plasma increases. In other words, it means that the treatment capacity including these active species is improved. On the other hand, it is needless to say that the voltage is determined not only by the power supply capability but also by the balance with the impedance of the load. In addition, when applying a pulse voltage, applying a so-called bipolar pulse voltage alternately with a positive pulse voltage and a negative pulse voltage has an advantage that the life of the electrode is prolonged. In this embodiment, for example, a power supply capable of outputting a voltage of 10 kV without a load is used, and a voltage of 4 kV is actually applied in a state where a load including an electrode is connected as described above. it can.

以上の工程により、活性種を含有した処理水を生成することができる。なお、消費電力の観点から、処理水を生成した後は、電源を切っておくことが好ましい。   Through the above steps, treated water containing active species can be generated. In addition, from the viewpoint of power consumption, it is preferable to turn off the power after generating the treated water.

次に、第２の槽１０９内の活性種を含有した処理水を被処理水に接触させる。   Next, the treated water containing the active species in the second tank 109 is brought into contact with the treated water.

図４は、活性種を含有した処理水を用いて被処理水１１０に作用させるフローの一例を示す。   FIG. 4 shows an example of a flow that acts on the water to be treated 110 using treated water containing active species.

循環ポンプ１０８を用いて、活性種を含有した処理水を第１の槽１１１から第２の槽１０９に配管を介して移動させる。   Using the circulation pump 108, the treated water containing the active species is moved from the first tank 111 to the second tank 109 via a pipe.

加熱装置１３１を用いて第２の槽１０９内の処理水を加熱しながら、注入口１２１から被処理水１１０を第２の槽１０９内に注入して、処理水を被処理水１１０に接触させる。処理水の温度が、例えば、３０℃以上５０℃以下になるように加熱温度を調整する。処理水の作用温度を高温にすることにより、処理水の分解能力を向上させることができるからである。加熱温度は、分解能力を向上させることができる温度であればよい。なお、作用中この温度範囲が維持されているのであれば、必ずしも加熱し続けなくてもよい。   While heating the treated water in the second tank 109 using the heating device 131, the treated water 110 is poured into the second tank 109 from the inlet 121, and the treated water is brought into contact with the treated water 110. . The heating temperature is adjusted so that the temperature of the treated water is, for example, 30 ° C. or more and 50 ° C. or less. This is because the ability to decompose treated water can be improved by increasing the working temperature of treated water. The heating temperature may be any temperature that can improve the decomposition ability. In addition, as long as this temperature range is maintained during operation, it is not always necessary to continue heating.

〔効果〕
処理水の生成時の温度を低温にすることおよび処理水の作用温度を高温にすることにより得られる効果をそれぞれ説明する。 〔effect〕
The effects obtained by lowering the temperature when the treated water is generated and increasing the working temperature of the treated water will be described.

その効果を計るために、液体処理装置１００において上述した液体処理方法を用いて、処理水の分解能力を測定した。この測定には、被処理水のモデルとして、インディゴカーミン（メチレンブルー）水溶液を用いた。インディゴカーミンは、水溶性の有機物であり、汚濁水処理のモデルとして、広く用いられている。濃度が約１０００ｍｇ／リットル（Ｌ）であるインディゴカーミン水溶液を１０ｍＬ準備した。また、処理水として、９０ｍＬの水道水を準備した。   In order to measure the effect, the decomposition ability of the treated water was measured using the liquid treatment method described above in the liquid treatment apparatus 100. In this measurement, an indigo carmine (methylene blue) aqueous solution was used as a model of water to be treated. Indigo carmine is a water-soluble organic substance and is widely used as a model for treating polluted water. 10 mL of an indigo carmine aqueous solution having a concentration of about 1000 mg / liter (L) was prepared. Moreover, 90 mL of tap water was prepared as treated water.

上述したとおり、第１の槽１１１内で処理水中にＯＨラジカル（活性種）が生成される。ＯＨラジカルは、インディゴカーミンに作用し、分子内の結合を切る。これにより、インディゴカーミン分子が分解される。ＯＨラジカルの酸化ポテンシャルは、一般的に知られているように、２．８１ｅＶである。これは、オゾン、過酸化水素および塩素の酸化ポテンシャルよりも大きい。よって、ＯＨラジカルは、インディゴカーミンに限らず多くの有機物を分解することができる。   As described above, OH radicals (active species) are generated in the treated water in the first tank 111. OH radicals act on indigo carmine and break intramolecular bonds. Thereby, the indigo carmine molecule is decomposed. The oxidation potential of the OH radical is 2.81 eV as is generally known. This is greater than the oxidation potential of ozone, hydrogen peroxide and chlorine. Therefore, OH radicals can decompose not only indigo carmine but also many organic substances.

インディゴカーミン分子の分解程度は、水溶液の吸光度により評価できる。インディゴカーミン分子が分解すると、インディゴカーミン水溶液の青色が消色し、完全に分解すると（黄みがかった）透明になることが一般的に知られている。これは、インディゴカーミン分子中に存在する炭素の二重結合（Ｃ＝Ｃ）による吸収波長が６０８．２ｎｍであるからである。また、インディゴカーミン分子が分解することによってＣ＝Ｃの結合が開裂し、６０８．２ｎｍの光の吸収がなくなるためである。よって、インディゴカーミン分子の分解の程度は、紫外可視光分光光度計を用いて６０８．２ｎｍの波長の光の吸光度を測定することにより評価される。ＯＨラジカルの寿命が短いことが、ＯＨラジカルを効果的に活用できなかった大きな理由である。   The degree of decomposition of indigo carmine molecules can be evaluated by the absorbance of the aqueous solution. It is generally known that when the indigo carmine molecule is decomposed, the blue color of the indigo carmine aqueous solution disappears, and when it completely decomposes (yellowish), it becomes transparent. This is because the absorption wavelength due to the carbon double bond (C═C) present in the indigo carmine molecule is 608.2 nm. Moreover, it is because the bond of C = C is cleaved by the decomposition of the indigo carmine molecule and absorption of light at 608.2 nm is lost. Therefore, the degree of decomposition of the indigo carmine molecule is evaluated by measuring the absorbance of light having a wavelength of 608.2 nm using an ultraviolet-visible light spectrophotometer. The short lifetime of OH radicals is a major reason why OH radicals cannot be effectively used.

図５は、インディゴカーミン分解量の温度依存性を示したグラフである。縦軸は、インディゴカーミン分解量（ｍｇ／Ｌ）を表している。グラフの左側から、（１）生成温度２８℃、作用温度２２℃、（２）生成温度２８℃、作用温度３７℃、（３）生成温度１５℃、作用温度２２℃、および（４）生成温度１５℃、作用温度３７℃のそれぞれの温度条件で分解量を測定した結果を示している。ここで、生成温度とは、第１の槽１１１内の処理水の冷却温度であり、作用温度とは、第２の槽１０９内での処理水（混合した液体）の加熱温度である。   FIG. 5 is a graph showing the temperature dependence of the amount of indigo carmine decomposition. The vertical axis represents the indigo carmine degradation amount (mg / L). From the left side of the graph, (1) generation temperature 28 ° C., action temperature 22 ° C., (2) generation temperature 28 ° C., action temperature 37 ° C., (3) generation temperature 15 ° C., action temperature 22 ° C., and (4) generation temperature. The result of measuring the amount of decomposition under each temperature condition of 15 ° C. and working temperature of 37 ° C. is shown. Here, the generation temperature is the cooling temperature of the treated water in the first tank 111, and the action temperature is the heating temperature of the treated water (mixed liquid) in the second tank 109.

インディゴカーミン分解量は、インディゴカーミンの量と吸光度との関係を測定して求めた。第２の槽１０９において、活性種を含有した処理水をインディゴカーミン水溶性に約６０分間作用させた。図５から分かるように、温度条件（１）および（２）を比較すると、生成温度が同じ場合には、作用温度が高いほど、インディゴカーミン分解量は大きくなることが分かった。温度条件（３）および（４）を比較しても、同様な結果が得られた。また、温度条件（１）および（３）を比較すると、作用温度が同じ場合には、生成温度が低いほど、インディゴカーミン分解量は大きくなることが分かった。温度条件（２）および（４）を比較しても、同様な結果が得られた。   The amount of indigo carmine degradation was determined by measuring the relationship between the amount of indigo carmine and the absorbance. In the second tank 109, the treated water containing the active species was allowed to act on indigo carmine water solubility for about 60 minutes. As can be seen from FIG. 5, when the temperature conditions (1) and (2) were compared, it was found that when the production temperature was the same, the higher the action temperature, the greater the amount of indigo carmine decomposition. Similar results were obtained when temperature conditions (3) and (4) were compared. Moreover, when the temperature conditions (1) and (3) were compared, it was found that when the working temperature was the same, the indigo carmine decomposition amount increased as the production temperature decreased. Similar results were obtained when temperature conditions (2) and (4) were compared.

これらの結果から、本願発明者は以下の知見を得た。   From these results, the present inventors have obtained the following knowledge.

生成温度が低く、かつ作用温度が高いほど、インディゴカーミン分解量は大きくなる。具体的には、温度条件（１）と（４）とを比較すると、温度条件（４）での処理水は、約５．６倍の分解能力を有している。生成温度は２０℃以下であることが好ましく、１０℃を越えて２０℃以下であることがさらに好ましい。また、作用温度は、３０℃以上５０℃以下であることが好ましい。   The lower the production temperature and the higher the action temperature, the greater the amount of indigo carmine decomposition. Specifically, when the temperature conditions (1) and (4) are compared, the treated water under the temperature condition (4) has about 5.6 times the decomposition capacity. The production temperature is preferably 20 ° C. or less, more preferably more than 10 ° C. and 20 ° C. or less. Moreover, it is preferable that working temperature is 30 degreeC or more and 50 degrees C or less.

本実施の形態による液体処理装置１００は、冷却装置１３０を有する第１の槽１１１と、加熱装置１３１を有する第２の槽１０９とを備えている。処理水の生成時には冷却装置１３０により処理水を冷却できる。また、作用時には加熱装置１３１により処理水を加熱できる。その結果、生成温度を低く、かつ作用温度を高くすることができ、被処理水１１０中の有機物質の分解能力を向上させることができる。   The liquid processing apparatus 100 according to the present embodiment includes a first tank 111 having a cooling device 130 and a second tank 109 having a heating device 131. The treated water can be cooled by the cooling device 130 when the treated water is generated. In addition, the treated water can be heated by the heating device 131 during operation. As a result, the generation temperature can be lowered and the working temperature can be increased, and the ability of decomposing organic substances in the water to be treated 110 can be improved.

次に、図６を参照しながら、本実施の形態の変形例を説明する。   Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG.

上述した実施の形態では、処理水内に活性種を生成した後で、活性種を含む処理水を被処理水に作用させた。したがって、この変形例は、被処理水内に活性種を直接生成して被処理水内の処理対象物に作用させる点で、本実施の形態とは異なる。   In the embodiment described above, after generating active species in the treated water, the treated water containing the active species is allowed to act on the water to be treated. Therefore, this modification is different from the present embodiment in that active species are directly generated in the water to be treated and act on the object to be treated in the water to be treated.

〔構成〕
図６は、本実施の形態の変形例による液体処理装置１００の全体構成図である。この変形例による液体処理装置１００は、プラズマ発生装置１２０と、第１の槽１１１と、加熱装置１３１とを備える。第１の槽１１１は被処理水１１０を注入する注入口１２１を有している。 〔Constitution〕
FIG. 6 is an overall configuration diagram of a liquid processing apparatus 100 according to a modification of the present embodiment. The liquid processing apparatus 100 according to this modification includes a plasma generation device 120, a first tank 111, and a heating device 131. The first tank 111 has an inlet 121 for injecting water to be treated 110.

加熱装置１３１は、第１の槽１１１内の液体を加熱する。   The heating device 131 heats the liquid in the first tank 111.

プラズマ発生装置１２０は、加熱装置１３１によって加熱された被処理水１１０中に気泡を形成し、気泡内にプラズマを生成することによって、被処理水１１０中に活性種を発生させるように構成されている。プラズマ発生装置１２０の具体的な構成は、上述したとおりである。   The plasma generator 120 is configured to generate active species in the water to be treated 110 by forming bubbles in the water to be treated 110 heated by the heating device 131 and generating plasma in the bubbles. Yes. The specific configuration of the plasma generator 120 is as described above.

〔動作〕
図７を参照して、この変形例による液体処理装置１００の動作を説明する。この動作に従って、その液体処理装置１００に用いられる液体処理方法を説明できる。その液体処理方法は、この変形例による液体処理装置１００への利用に限られない。例えば、後述する実施の形態２の変形例による液体処理装置１００にも利用できる。 [Operation]
With reference to FIG. 7, the operation of the liquid processing apparatus 100 according to this modification will be described. According to this operation, the liquid processing method used in the liquid processing apparatus 100 can be described. The liquid processing method is not limited to use in the liquid processing apparatus 100 according to this modification. For example, the present invention can also be used for the liquid processing apparatus 100 according to a modification of the second embodiment described later.

図７は、活性種を生成すると同時に被処理水に作用させる処理フローの一例を示す。   FIG. 7 shows an example of a treatment flow in which active species are generated and simultaneously acted on the water to be treated.

被処理水１１０を第１の槽１１１に入れる。   The treated water 110 is put into the first tank 111.

加熱装置１３１により被処理水１１０を加熱する。例えば、３０℃以上５０℃以下になるように被処理水１１０を加熱する。   The treated water 110 is heated by the heating device 131. For example, the to-be-processed water 110 is heated so that it may become 30 to 50 degreeC.

加熱された被処理水１１０に気泡を形成し、気泡内にプラズマを生成して、被処理水１１０中に活性種を発生させる。つまり、本変形例においては、プラズマを生成する空間（または活性種を発生させる空間）と、処理対象物を含む被処理水１１０とが直接接触する。このとき、液体の温度（作用温度）が３０℃以上５０℃以下になるように温度調整を行う。作用中この温度範囲を維持するために、加熱装置１３１によって被処理水１１０を適宜加熱しながらプラズマを生成してもよい。   Bubbles are formed in the heated water to be treated 110, plasma is generated in the bubbles, and active species are generated in the water to be treated 110. That is, in this modification, the space for generating plasma (or the space for generating active species) and the water to be treated 110 including the object to be treated are in direct contact. At this time, temperature adjustment is performed so that the temperature of the liquid (working temperature) is 30 ° C. or more and 50 ° C. or less. In order to maintain this temperature range during operation, plasma may be generated while the water to be treated 110 is appropriately heated by the heating device 131.

〔効果〕
高温下で処理水を生成しながら被処理水１１０に作用させることにより得られる効果を説明する。上述した測定方法を用いて、処理水の分解能力を測定した。濃度が約８００ｍｇ／リットル（Ｌ）であるインディゴカーミン水溶液を２００ｍＬ準備した。このインディゴカーミン水溶液を１０℃の下で処理した結果と、５０℃の下で処理した結果とを比較した。いずれにおいても処理時間は３０分であった。 〔effect〕
The effect obtained by making it act on the to-be-processed water 110, producing | generating treated water under high temperature is demonstrated. Using the measurement method described above, the ability to decompose treated water was measured. 200 mL of an indigo carmine aqueous solution having a concentration of about 800 mg / liter (L) was prepared. The result of treating this indigo carmine aqueous solution at 10 ° C. and the result of treating at 50 ° C. were compared. In any case, the treatment time was 30 minutes.

図８は、インディゴカーミン分解量の温度依存性を示したグラフである。縦軸は、インディゴカーミン分解量（ｍｇ／Ｌ）を表し、横軸は作用温度を表している。作用温度５０℃での分解量は、作用温度１０℃での分解量よりも大きく、両者には処理能力の差が４倍ほどあることが分かった。作用温度が高いほど、インディゴカーミン分解量は大きくなった。これは、加熱したことにより分解処理速度が大きくなったことに起因していると考えられる。作用温度は、３０℃以上５０℃以下であることが好ましい。   FIG. 8 is a graph showing the temperature dependence of the amount of indigo carmine decomposition. The vertical axis represents the indigo carmine degradation amount (mg / L), and the horizontal axis represents the working temperature. The amount of decomposition at an operating temperature of 50 ° C. was larger than the amount of decomposition at an operating temperature of 10 ° C., and it was found that there was a difference in processing capacity between them of about 4 times. The higher the working temperature, the greater the indigo carmine degradation amount. This is considered to be due to the fact that the decomposition processing speed is increased by heating. The working temperature is preferably 30 ° C. or higher and 50 ° C. or lower.

（実施の形態２）
本実施の形態による液体処理装置１００は、プラズマ発生装置１２０の構成において、実施の形態１による液体処理装置１００とは異なる。具体的には、プラズマ発生装置１２０の電極構成が異なる。その他の構成は、同一であり、それらの説明は省略する。以下、プラズマ発生装置１２０の電極構成を中心に説明する。 (Embodiment 2)
The liquid processing apparatus 100 according to the present embodiment is different from the liquid processing apparatus 100 according to the first embodiment in the configuration of the plasma generator 120. Specifically, the electrode configuration of the plasma generator 120 is different. Other configurations are the same, and a description thereof will be omitted. Hereinafter, the electrode configuration of the plasma generator 120 will be mainly described.

図９は、本実施の形態による液体処理装置１００の全体構成図である。図１０は、第１の金属電極１０４ａの周辺の電極構成を示す模式的な断面図である。   FIG. 9 is an overall configuration diagram of the liquid processing apparatus 100 according to the present embodiment. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an electrode configuration around the first metal electrode 104a.

実施の形態１では、絶縁体１０３の開口部１２５の直径は１ｍｍであった。この直径を小さくすると電界強度が直径の２乗に反比例して強くなる。電界強度の点では直径を小さくするほうが好ましい。しかし、実施の形態１では第１の金属電極１０４ａの直径も同時に小さくする必要があり、いくつかの問題が生じ得る。その問題の１つは、製作が困難になることである。小さい直径を有する金属の先端部で放電が強くなり、電極の磨耗が大きくなってしまう。   In the first embodiment, the diameter of the opening 125 of the insulator 103 is 1 mm. When this diameter is reduced, the electric field strength increases in inverse proportion to the square of the diameter. In terms of electric field strength, it is preferable to reduce the diameter. However, in the first embodiment, it is necessary to reduce the diameter of the first metal electrode 104a at the same time, which may cause several problems. One of the problems is that it is difficult to manufacture. The discharge is strong at the tip of the metal having a small diameter, and the wear of the electrode is increased.

以下、この問題を回避するために第１の金属電極１０４ａの直径を小さくせずに電界強度を大きくできる電極構造の一例を説明する。   Hereinafter, in order to avoid this problem, an example of an electrode structure capable of increasing the electric field strength without reducing the diameter of the first metal electrode 104a will be described.

図９に示すように、液体処理装置１００は、プラズマ発生装置１２０と、第１の槽１１１と、第２の槽１０９と、冷却装置１３０と、加熱装置１３１とを備えている。   As shown in FIG. 9, the liquid processing apparatus 100 includes a plasma generator 120, a first tank 111, a second tank 109, a cooling device 130, and a heating device 131.

〔電極構成〕
プラズマ発生装置１２０の電極は、第１の金属電極１０４ａ、絶縁体１０３、第２の金属電極１０２、保持ブロック１３２を含んでいる。 (Electrode configuration)
The electrode of the plasma generator 120 includes a first metal electrode 104a, an insulator 103, a second metal electrode 102, and a holding block 132.

第１の金属電極１０４ａの周囲に空間１３４を形成するように絶縁体１０３が配置されている。絶縁体１０３は、第１の槽１１１内部と空間１３４とを連通する少なくとも１つの開口部１２５を有している。この開口部１２５から第１の槽１１１内の処理水が浸入し、空間１３４は処理水で満たされる。第１の金属電極１０４ａおよび絶縁体１０３のそれぞれの一方の端部は、保持ブロック１３２に固定されている。第２の金属電極１０２は、第１の槽１１１のいずれかの位置に配置すればよく、配置する位置に制限はない。   The insulator 103 is disposed so as to form a space 134 around the first metal electrode 104a. The insulator 103 has at least one opening 125 that communicates the inside of the first tank 111 and the space 134. The treated water in the first tank 111 enters from the opening 125, and the space 134 is filled with the treated water. One end of each of the first metal electrode 104 a and the insulator 103 is fixed to the holding block 132. The second metal electrode 102 may be disposed at any position in the first tank 111, and the position at which the second metal electrode 102 is disposed is not limited.

第１の金属電極１０４ａは、処理水で満たされた第１の槽１１１内に少なくとも一部が配置されている。また、第１の金属電極１０４ａの一端は、保持ブロック１３２に固定されている。第１の金属電極１０４ａは、直径２ｍｍの円柱形状を有している。これは第１の金属電極１０４ａの一例としての直径および形状である。第１の金属電極１０４ａの直径は、２ｍｍよりも大きくてもよい。また、第１の金属電極１０４ａの形状は、円柱形状に限定されず、例えば、直方体または面状の形状などの任意の形状としてもよい。第１の金属電極１０４ａは、例えば、鉄、タングステン、銅、アルミニウム、白金、またはそれらの金属から選ばれる１または複数の金属を含む合金などの材料から形成されていてもよい。   The first metal electrode 104a is at least partially disposed in the first tank 111 filled with treated water. One end of the first metal electrode 104 a is fixed to the holding block 132. The first metal electrode 104a has a cylindrical shape with a diameter of 2 mm. This is a diameter and shape as an example of the first metal electrode 104a. The diameter of the first metal electrode 104a may be larger than 2 mm. The shape of the first metal electrode 104a is not limited to a cylindrical shape, and may be any shape such as a rectangular parallelepiped or a planar shape. The first metal electrode 104a may be formed of, for example, a material such as iron, tungsten, copper, aluminum, platinum, or an alloy containing one or more metals selected from those metals.

第２の金属電極１０２もまた、処理水で満たされた第１の槽１１１内に少なくとも一部が配置されている。第２の金属電極１０２は、上述したように、第１の槽１１１のいずれかの位置に配置されていればよい。第２の金属電極１０２は、導電性の金属材料から形成されていればよい。例えば、第１の金属電極１０４ａと同様に、鉄、タングステン、銅、アルミニウム、白金、またはそれらの金属から選ばれる１または複数の金属を含む合金などの材料から形成されてもいてもよい。   The second metal electrode 102 is also at least partially disposed in the first tank 111 filled with treated water. As described above, the second metal electrode 102 only needs to be disposed at any position in the first tank 111. The second metal electrode 102 only needs to be formed of a conductive metal material. For example, similarly to the first metal electrode 104a, it may be formed of a material such as iron, tungsten, copper, aluminum, platinum, or an alloy containing one or more metals selected from these metals.

絶縁体１０３は、第１の金属電極１０４ａの周囲に空間１３４を形成するように配置されている。また、絶縁体１０３には、第１の槽１１１内部と空間１３４とを連通する開口部１２５が設けられている。絶縁体１０３は、内径が３ｍｍであり、外径が５ｍｍである円筒形状を有し、直径０．７ｍｍの開口部１２５が１つ設けられている。絶縁体１０３は、上述した大きさまたは形状に限定されず、第１の金属電極１０４ａの周囲に空間１３４を形成できるのであれば、任意の大きさまたは形状にしてもよい。例えば、開口部１２５の直径は、０．７ｍｍであるが、これに限定されず、２ｍｍ以下で任意の大きさにしてもよい。また、開口部１２５は、複数あってもよい。開口部１２５の位置には、特に制限はない。例えば、絶縁体１０３の側面に垂直上方向（図示上側）に開口部１２５を設けることができる。このように、開口部１２５の開口方向を上向きにすることによって、開口部１２５において気泡１０６の泡詰まりを防止することができる。絶縁体１０３は、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、絶縁性のプラスチック、ガラス、および石英などの材料から形成されていてもよい。   The insulator 103 is disposed so as to form a space 134 around the first metal electrode 104a. In addition, the insulator 103 is provided with an opening 125 that communicates the inside of the first tank 111 and the space 134. The insulator 103 has a cylindrical shape with an inner diameter of 3 mm and an outer diameter of 5 mm, and is provided with one opening 125 having a diameter of 0.7 mm. The insulator 103 is not limited to the size or shape described above, and may have any size or shape as long as the space 134 can be formed around the first metal electrode 104a. For example, the diameter of the opening 125 is 0.7 mm. However, the diameter is not limited to this, and the opening 125 may have an arbitrary size of 2 mm or less. Moreover, there may be a plurality of openings 125. The position of the opening 125 is not particularly limited. For example, the opening 125 can be provided on the side surface of the insulator 103 in the vertically upward direction (the upper side in the drawing). Thus, by making the opening direction of the opening 125 upward, clogging of the bubbles 106 in the opening 125 can be prevented. The insulator 103 may be formed of a material such as aluminum oxide, magnesium oxide, yttrium oxide, insulating plastic, glass, and quartz, for example.

保持ブロック１３２は、第１の金属電極１０４ａと絶縁体１０３のそれぞれの一方の端部と接続されている。保持ブロック１３２は、第１の金属電極１０４ａおよび絶縁体１０３との接続部分において、処理水が漏れないようにシールする構造を有していてもよい。例えば、その構造は、第１の金属電極１０４ａと絶縁体１０３とを保持ブロック１３２にネジ止めする構造であってもよい。シール構造は、これに限定されるものではなく、任意の構造であってよい。   The holding block 132 is connected to one end of each of the first metal electrode 104 a and the insulator 103. The holding block 132 may have a structure that seals the treated water so that it does not leak at the connection portion between the first metal electrode 104 a and the insulator 103. For example, the structure may be a structure in which the first metal electrode 104a and the insulator 103 are screwed to the holding block 132. The seal structure is not limited to this, and may be an arbitrary structure.

プラズマ発生装置１２０の電源１０１は、第１の金属電極１０４ａと第２の金属電極１０２との間に配置される。電源１０１は、第１の金属電極１０４ａと第２の金属電極１０２との間に周波数１〜１００ｋＨｚの４ｋＶ〜１０ｋＶの高電圧を印加する。電源１０１は、パルス電圧または交流電圧を印加でき、例えば、電圧波形は、パルス状、正弦半波形、または正弦波状のいずれであってもよい。電流値は、大きいほどよい。ただし、あまり大きくしすぎると、空間１３４内の処理水のみならず、第１の槽１１１内全体の処理水を加熱するように電力が使用され、かえってプラズマ生成の効率が低下する。その理由から、本実施の形態では、電流値を３Ａ以下としている。また、電流値が１ｍＡより小さいと、空間１３４内の処理水を気化するのに時間を必要とする。そのため、電流値の範囲は、１ｍＡ〜３Ａであることが好ましい。   The power source 101 of the plasma generator 120 is disposed between the first metal electrode 104 a and the second metal electrode 102. The power supply 101 applies a high voltage of 4 kV to 10 kV having a frequency of 1 to 100 kHz between the first metal electrode 104 a and the second metal electrode 102. The power supply 101 can apply a pulse voltage or an alternating voltage. For example, the voltage waveform may be a pulse shape, a sine half waveform, or a sine wave shape. The larger the current value, the better. However, if it is too large, electric power is used to heat not only the treated water in the space 134 but also the treated water in the entire first tank 111, and the efficiency of plasma generation is reduced. For this reason, the current value is set to 3 A or less in the present embodiment. Further, when the current value is smaller than 1 mA, it takes time to vaporize the treated water in the space 134. Therefore, the current value range is preferably 1 mA to 3 A.

〔液体処理方法〕
液体処理装置１００に用いられる液体処理方法は、原則、実施の形態１において説明したとおりである。ただし、冷却された処理水中に気泡を形成し、気泡内にプラズマを生成して、処理水中に活性種を発生させる方法が異なるので、この点を中心に液体処理方法を説明する。 [Liquid treatment method]
In principle, the liquid processing method used in the liquid processing apparatus 100 is as described in the first embodiment. However, since the method of forming bubbles in the cooled treated water, generating plasma in the bubbles, and generating active species in the treated water is different, the liquid treatment method will be described mainly with this point.

液体処理を開始する前では、第１の金属電極１０４ａと絶縁体１０３との間に形成された空間１３４は、処理水で満たされている。この状態から、電源１０１によって第１の金属電極１０４ａと第２の金属電極１０２との間に電圧を印加して、空間１３４内の処理水を加熱する。   Before the liquid treatment is started, the space 134 formed between the first metal electrode 104a and the insulator 103 is filled with treated water. From this state, the power supply 101 applies a voltage between the first metal electrode 104a and the second metal electrode 102 to heat the treated water in the space 134.

第１の金属電極１０４ａから投入された電力により、空間１３４内の処理水の温度が上昇する。この温度上昇により、空間１３４内の処理水が気化し、気体が発生する。この気体は、空間１３４内で集合しながら塊となる。そして、この気体の塊は、空間１３４内部の圧力と第１の槽１１１の圧力との圧力差によって絶縁体１０３に設けられた開口部１２５から第１の槽１１１内の処理水中に放出される。   The temperature of the treated water in the space 134 rises due to the electric power input from the first metal electrode 104a. Due to this temperature rise, the treated water in the space 134 is vaporized and gas is generated. This gas becomes a lump while gathering in the space 134. The gas lump is discharged into the treated water in the first tank 111 from the opening 125 provided in the insulator 103 due to the pressure difference between the pressure in the space 134 and the pressure in the first tank 111. .

この気体の塊が開口部１２５を通るとき、気体の塊によって開口部分の処理水が気体に置き換わる。処理水によって導通していた第１の金属電極１０４ａと第２の金属電極１０２とが絶縁される。このとき、開口部１２５に存在する気体の塊に電源１０１から高電圧が印加されて、電界集中により放電が生じる。その結果、気体の塊内でプラズマが発生する。一度プラズマが発生すると、継続的かつ連続的にプラズマが生成される。プラズマを内包した気体の塊が絶縁体１０３の開口部１２５から第１の槽１１１内の処理水に向かって放出される。このプラズマは、開口部１２５から第１の槽１１１の処理水中に張り出した状態となる。   When this gas lump passes through the opening 125, the treated water in the opening is replaced with gas by the gas lump. The first metal electrode 104a and the second metal electrode 102 that have been conducted by the treated water are insulated. At this time, a high voltage is applied from the power source 101 to the gas lump existing in the opening 125, and discharge occurs due to electric field concentration. As a result, plasma is generated within the gas mass. Once the plasma is generated, it is generated continuously and continuously. A lump of gas containing plasma is discharged from the opening 125 of the insulator 103 toward the treated water in the first tank 111. This plasma is in a state of projecting from the opening 125 into the treated water of the first tank 111.

さらに、張り出したプラズマを内包する気体の塊から一部が分離し、複数の気泡１０６が形成される。この気泡１０６が第１の槽１１１内の処理水中に拡散される。複数の気泡１０６は、マイクロメーター以下の直径のものを含んでいる。   Furthermore, a part is separated from the gas lump containing the overhanging plasma, and a plurality of bubbles 106 are formed. The bubbles 106 are diffused into the treated water in the first tank 111. The plurality of bubbles 106 include those having a diameter of a micrometer or less.

液体処理装置１００は、マイクロバブルを発生させる機能を有している。この気泡１０６は、通常のマイクロバブルとは異なる。気泡１０６は、その内部にプラズマで生成した電子、イオン、またはラジカルを含んでいる。液体処理装置１００では、これらの気泡１０６によって、被処理水が殺菌されおよび／または被処理水中に含まれる化学物質が分解される。   The liquid processing apparatus 100 has a function of generating microbubbles. The bubbles 106 are different from normal microbubbles. The bubble 106 contains electrons, ions, or radicals generated by plasma inside. In the liquid treatment apparatus 100, the water to be treated is sterilized and / or chemical substances contained in the water to be treated are decomposed by the bubbles 106.

〔効果〕
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、生成温度を低く、かつ作用温度を高くすることができ、被処理水中の有機物質の分解能力を向上させることができる。 〔effect〕
According to the present embodiment, as in the first embodiment, the generation temperature can be lowered and the working temperature can be increased, and the ability to decompose organic substances in the water to be treated can be improved.

次に、図１１を参照しながら、本実施の形態の変形例を説明する。   Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG.

上述した実施の形態では、処理水内に活性種を生成した後で、活性種を含む処理水を被処理水に作用させた。この変形例は、被処理水内に活性種を直接生成して被処理水内の処理対象物に作用させる点で、本実施の形態とは異なる。そのような点において、この変形例は、実施の形態１の変形例に対応していると言える。   In the embodiment described above, after generating active species in the treated water, the treated water containing the active species is allowed to act on the water to be treated. This modification is different from the present embodiment in that active species are directly generated in the water to be treated and act on the object to be treated in the water to be treated. In such a point, it can be said that this modification corresponds to the modification of the first embodiment.

〔構成〕
図１１は、本実施の形態の変形例による液体処理装置１００の全体構成図である。この変形例による液体処理装置１００は、プラズマ発生装置１２０と、第１の槽１１１と、加熱装置１３１とを備える。第１の槽１１１は被処理液を注入する注入口１２１を有している。加熱装置１３１は、第１の槽１１１内の被処理水１１０を加熱する。 〔Constitution〕
FIG. 11 is an overall configuration diagram of a liquid processing apparatus 100 according to a modification of the present embodiment. The liquid processing apparatus 100 according to this modification includes a plasma generation device 120, a first tank 111, and a heating device 131. The first tank 111 has an inlet 121 for injecting a liquid to be processed. The heating device 131 heats the water to be treated 110 in the first tank 111.

プラズマ発生装置１２０は、加熱装置１３１によって加熱された被処理水１１０中に気泡を形成し、気泡内にプラズマを生成することによって、被処理水中１１０に活性種を発生させるように構成されている。プラズマ発生装置１２０の具体的な構成は、上述したとおりである。   The plasma generator 120 is configured to generate active species in the water to be treated 110 by forming bubbles in the water to be treated 110 heated by the heating device 131 and generating plasma in the bubbles. . The specific configuration of the plasma generator 120 is as described above.

〔動作〕
この変形例による液体処理方法は、実施の形態１の変形例において説明した方法と同じであるので、その説明は省略する。 [Operation]
Since the liquid processing method according to this modification is the same as the method described in the modification of the first embodiment, the description thereof is omitted.

〔効果〕
この変形例によれば、実施の形態１の変形例と同様に、分解処理速度を大きくすることができ、その結果、被処理水中の有機物質の分解能力を向上させることができる。 〔effect〕
According to this modification, as in the modification of the first embodiment, the decomposition treatment speed can be increased, and as a result, the ability to decompose organic substances in the water to be treated can be improved.

本開示による液体処理装置は、汚水処理などの水浄化装置などとして有用である。   The liquid treatment apparatus according to the present disclosure is useful as a water purification apparatus such as sewage treatment.

１００ 液体処理装置
１０１ 電源
１０２ 第２の金属電極
１０３ 絶縁体
１０４ａ 第１の金属電極
１０５ 気体供給装置
１０６ 気泡
１０８ 循環ポンプ
１０９ 第２の槽
１１０ 被処理水
１１１ 第１の槽
１１２ 保持ブロック
１１３ 配管
１１４ 気体
１２０ プラズマ発生装置
１２１ 注入口
１２１ａ 金属電極部
１２２ａ 金属ネジ部
１２３ａ 貫通孔
１２４ａ 空間
１２５ 開口部
１２６、１２７ ネジ部
１３０ 冷却装置
１３１ 加熱装置
１３２ 保持ブロック
１３４ 空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Liquid processing apparatus 101 Power supply 102 2nd metal electrode 103 Insulator 104a 1st metal electrode 105 Gas supply apparatus 106 Air bubble 108 Circulation pump 109 2nd tank 110 To-be-processed water 111 1st tank 112 Holding block 113 Piping 114 Gas 120 Plasma generator 121 Inlet 121a Metal electrode part 122a Metal screw part 123a Through hole 124a Space 125 Opening 126, 127 Screw part 130 Cooling device 131 Heating device 132 Holding block 134 Space

Claims (18)

処理液を冷却する冷却装置と、
前記冷却装置によって冷却された前記処理液中に気泡を形成し、前記気泡内にプラズマを生成することによって、前記処理液中に活性種を発生させるように構成されたプラズマ発生装置と、
を備える、液体処理装置。 A cooling device for cooling the treatment liquid;
A plasma generator configured to generate active species in the treatment liquid by forming bubbles in the treatment liquid cooled by the cooling device and generating plasma in the bubbles;
A liquid processing apparatus comprising: 前記冷却装置は、前記処理液を２０℃以下に冷却する、請求項１に記載の液体処理装置。   The liquid processing apparatus according to claim 1, wherein the cooling apparatus cools the processing liquid to 20 ° C. or lower. 前記冷却装置は、前記処理液を１０℃を超え２０℃以下に冷却する、請求項２に記載の液体処理装置。   The liquid processing apparatus according to claim 2, wherein the cooling device cools the processing liquid to over 10 ° C. and 20 ° C. or less. 前記処理液を入れる第１の槽と、
配管を介して前記第１の槽に接続されている第２の槽であって、処理対象物を含む被処理液を注入する注入口を有する第２の槽と、
前記第２の槽内の液体を加熱する加熱装置と
をさらに備え、
前記加熱装置が前記第２の槽内の液体を加熱しながら、前記第２の槽において前記処理液は前記被処理液に接触される、請求項１から３のいずれかに記載の液体処理装置。 A first tank containing the treatment liquid;
A second tank connected to the first tank via a pipe, the second tank having an inlet for injecting a liquid to be processed containing a processing object;
A heating device for heating the liquid in the second tank,
4. The liquid processing apparatus according to claim 1, wherein the processing liquid is brought into contact with the liquid to be processed in the second tank while the heating apparatus heats the liquid in the second tank. 5. . 前記加熱装置は、前記処理液を３０℃以上５０℃以下に加熱する、請求項４に記載の液体処理装置。   The liquid processing apparatus according to claim 4, wherein the heating apparatus heats the processing liquid to 30 ° C. or more and 50 ° C. or less. 前記プラズマ発生装置は、
少なくとも一部が前記処理液内に配置される第１および第２の金属電極と、
前記第１の金属電極を空間を介して囲むように設けられ、開口部を有する絶縁体と、
前記第１および第２の金属電極の間に電圧を印加する電源と
を備え、
前記電源によって前記第１の金属電極と前記第２の金属電極との間に電圧を印加して、前記空間内の液体を気化して気体を発生させ、前記気体が前記開口部から前記処理液中に放出されるときに放電することにより、プラズマを発生させる、請求項１から５のいずれかに記載の液体処理装置。 The plasma generator comprises:
First and second metal electrodes at least partially disposed in the treatment liquid;
An insulator provided to surround the first metal electrode through a space and having an opening;
A power source for applying a voltage between the first and second metal electrodes,
A voltage is applied between the first metal electrode and the second metal electrode by the power source to vaporize a liquid in the space to generate a gas, and the gas is generated from the opening through the processing liquid. The liquid processing apparatus according to claim 1, wherein plasma is generated by discharging when discharged into the apparatus. 前記プラズマ発生装置は、
少なくとも一部が前記処理液内に配置される第１および第２の金属電極と、
前記第１の金属電極を空間を介して囲むように設けられ、開口部を有する絶縁体と、
前記空間に気体を供給することによって、前記開口部から前記処理液内に気泡を発生させる気体供給装置と、
前記第１および第２の金属電極の間に電圧を印加する電源と
を有する、請求項１から５のいずれかに記載の液体処理装置。 The plasma generator comprises:
First and second metal electrodes at least partially disposed in the treatment liquid;
An insulator provided to surround the first metal electrode through a space and having an opening;
A gas supply device for generating bubbles in the processing liquid from the opening by supplying a gas to the space;
The liquid processing apparatus according to claim 1, further comprising: a power source that applies a voltage between the first and second metal electrodes. 被処理液を加熱する加熱装置と、
前記加熱装置によって加熱された前記被処理液中に気泡を形成し、前記気泡内にプラズマを生成することによって、前記被処理液に活性種を発生させるように構成されたプラズマ発生装置と、
を備える、液体処理装置。 A heating device for heating the liquid to be treated;
A plasma generator configured to generate active species in the liquid to be processed by forming bubbles in the liquid to be processed heated by the heating device and generating plasma in the bubbles;
A liquid processing apparatus comprising: 前記プラズマ発生装置は、
前記被処理液内に少なくとも一部が配置される第１および第２の金属電極と、
前記第１の金属電極を空間を介して囲むように設けられ、開口部を有する絶縁体と、
前記第１および第２の金属電極の間に電圧を印加する電源と
を備え、
前記電源によって前記第１の金属電極と前記第２の金属電極との間に電圧を印加して、前記空間内の液体を気化して気体を発生させ、前記気体が前記開口部から前記処理液中に放出されるときに放電することにより、プラズマを発生させる、請求項８に記載の液体処理装置。 The plasma generator comprises:
First and second metal electrodes at least partially disposed in the liquid to be treated;
An insulator provided to surround the first metal electrode through a space and having an opening;
A power source for applying a voltage between the first and second metal electrodes,
A voltage is applied between the first metal electrode and the second metal electrode by the power source to vaporize a liquid in the space to generate a gas, and the gas is generated from the opening through the processing liquid. The liquid processing apparatus according to claim 8, wherein plasma is generated by discharging when released into the apparatus. 前記プラズマ発生装置は、
前記被処理液内に少なくとも一部が配置される第１および第２の金属電極と、
前記第１の金属電極を空間を介して囲むように設けられ、開口部を有する絶縁体と、
前記空間に気体を供給することによって、前記開口部から気泡を前記被処理液中に気泡を発生させる気体供給装置と、
前記第１および第２の金属電極の間に電圧を印加する電源と
を有する、請求項８に記載の液体処理装置。 The plasma generator comprises:
First and second metal electrodes at least partially disposed in the liquid to be treated;
An insulator provided to surround the first metal electrode through a space and having an opening;
A gas supply device for generating bubbles in the liquid to be treated from the openings by supplying gas to the space;
The liquid processing apparatus according to claim 8, further comprising: a power source that applies a voltage between the first and second metal electrodes. 前記加熱装置は、前記処理液を３０℃以上５０℃以下に加熱する、請求項８から１０のいずれかに記載の液体処理装置。   The liquid processing apparatus according to claim 8, wherein the heating apparatus heats the processing liquid to 30 ° C. or more and 50 ° C. or less. 処理液を冷却し、
冷却された前記処理液中に気泡を形成し、前記気泡内にプラズマを生成することによって、前記処理液中に活性種を発生させる、液体処理方法。 Cool the treatment liquid,
A liquid processing method of generating active species in the processing liquid by forming bubbles in the cooled processing liquid and generating plasma in the bubbles. 前記処理液は２０℃以下に冷却される、請求項１２に記載の液体処理方法。   The liquid processing method according to claim 12, wherein the processing liquid is cooled to 20 ° C. or lower. 前記処理液は１０℃を超え２０℃以下に冷却される、請求項１３に記載の液体処理方法。   The liquid processing method according to claim 13, wherein the processing liquid is cooled to a temperature exceeding 10 ° C. and not exceeding 20 ° C. 前記活性種を含んだ前記処理液を加熱しながら、処理対象物を含んだ被処理液に接触させる、請求項１２から１４のいずれかに記載の液体処理方法。   The liquid processing method according to claim 12, wherein the processing liquid containing the active species is brought into contact with a processing target liquid containing a processing target while heating. 前記処理液は３０℃以上５０℃以下に加熱される、請求項１５に記載の液体処理方法。   The liquid processing method according to claim 15, wherein the processing liquid is heated to 30 ° C. or higher and 50 ° C. or lower. 被処理液を加熱し、
加熱された前記被処理液中に気泡を形成し、前記気泡内にプラズマを生成することによって、前記被処理液中に活性種を発生させる、液体処理方法。 Heating the liquid to be treated,
A liquid processing method for generating active species in the liquid to be processed by forming bubbles in the heated liquid to be processed and generating plasma in the bubbles. 前記被処理液は３０℃以上５０℃以下に加熱される、請求項１７に記載の液体処理方法。   The liquid processing method according to claim 17, wherein the liquid to be processed is heated to 30 ° C. or higher and 50 ° C. or lower.

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