JP4709608B2 - Radical treatment equipment - Google Patents

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Description

本発明は、浄水処理，産業廃水処理，医療排水等の水処理に適用するラジカル処理装置に関する。   The present invention relates to a radical treatment apparatus applied to water treatment such as water purification treatment, industrial wastewater treatment, and medical wastewater.

近年、塩素を利用した水処理方法以外に、オゾンの酸化反応を利用した水処理技術が注目されている。両方法とも、化学的に強い酸化力を利用して水中に溶存する有機物質を分解することができる。   In recent years, water treatment technology using an oxidation reaction of ozone has attracted attention in addition to a water treatment method using chlorine. In both methods, organic substances dissolved in water can be decomposed using a chemically strong oxidizing power.

一般的に、それらの酸化力は、塩素が１．４電子ボルトであるのに対し、オゾンは２．０７電子ボルトと高い。また、塩素は高分子で形成される有機物と反応するとクロロフェノール類やトリハロメタン、ハロ酢酸、ハロケトン、ハロアセトニトリルなど消毒副生成物が生成される。これらの一部は、発がん性物である可能性が示唆されており、それ自身も人体に有害物質である。   Generally, their oxidizing power is as high as 2.07 electron volts for ozone, while chlorine is 1.4 electron volts. Further, when chlorine reacts with organic substances formed from polymers, disinfection by-products such as chlorophenols, trihalomethanes, haloacetic acids, haloketones, and haloacetonitriles are generated. Some of these have been suggested to be carcinogenic and are themselves harmful to the human body.

これに対して、オゾンは酸素原子のみで構成されており、環境への影響が少ないため、近年ではオゾンによる水処理法が普及してきている。しかし一方で、オゾンはダイオキシンや農薬、環境ホルモンなどの難分解性有機物質との反応速度が遅く、これらを分解処理することは困難である。   On the other hand, since ozone is composed only of oxygen atoms and has little influence on the environment, in recent years, a water treatment method using ozone has become widespread. However, on the other hand, ozone has a slow reaction rate with persistent organic substances such as dioxins, agricultural chemicals, and environmental hormones, and it is difficult to decompose them.

そこで、化学反応を利用して難分解性有機物を分解処理するために、オゾンよりも酸化力の高い化学物質を使用する方法がある。酸化力は高いほどよく、具体的にはヒドロキシルラジカル（ＯＨラジカル）や、酸素原子ラジカル（Ｏラジカル）は、酸化力がそれぞれ２．８５電子ボルト、２．４２電子ボルトであり、オゾンより高い。さらに、有機物質に対する反応速度定数も、オゾンより高い。このため、ダイオキシンなどの難分解性物質をすばやく分解することが可能である。ここで、ＯＨラジカルやＯラジカルなどを総称して、以下単にラジカルと表記する。   Therefore, there is a method of using a chemical substance having a higher oxidizing power than ozone in order to decompose a hardly decomposable organic substance using a chemical reaction. The higher the oxidizing power, the better. Specifically, the hydroxyl radical (OH radical) and the oxygen atom radical (O radical) have an oxidizing power of 2.85 electron volts and 2.42 electron volts, respectively, which are higher than ozone. Furthermore, the reaction rate constant for organic substances is higher than ozone. For this reason, it is possible to quickly decompose a hardly decomposable substance such as dioxin. Here, OH radicals, O radicals, and the like are collectively referred to as radicals hereinafter.

このラジカルは、水分の多いガス中で放電を発生させることにより得られる。先行技術としては、例えばコロナ放電を利用した有害物質を浄化する浄化方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００１−７０９４６号公報 This radical is obtained by generating a discharge in a gas with a high moisture content. As a prior art, for example, a purification method that purifies harmful substances using corona discharge has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-70946 A

前述したように、ＯＨラジカルは、水分の多いガス中で発生させることにより得られるが、反応性が非常に高く、発生した後すぐに消滅する。従って、ＯＨラジカルが水中に溶存する難分解性物質を分解するには、発生後、すぐに水中へ溶け込む必要がある。一方で、水中に溶解したＯＨラジカルは、さらに消滅確率が高くなる。このため、一般的に、放電による水処理は効率が低く、システムの安定した運転が困難であるいう問題点があった。   As described above, OH radicals are obtained by being generated in a gas with a lot of moisture, but have very high reactivity and disappear immediately after they are generated. Therefore, in order to decompose a hardly decomposable substance in which OH radicals are dissolved in water, it is necessary to dissolve in water immediately after generation. On the other hand, the OH radical dissolved in water has a higher extinction probability. For this reason, in general, there is a problem that water treatment by discharge is low in efficiency and it is difficult to stably operate the system.

そこで、本発明の目的は、処理水槽内で放電により発生するラジカルによる水処理効率を向上し、安定した運転が可能なラジカル処理装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a radical treatment apparatus capable of improving the water treatment efficiency by radicals generated by discharge in the treated water tank and capable of stable operation.

本発明の観点に従ったラジカル処理装置は、処理水を収容するための処理水槽と、放電用高電圧電源から供給される高電圧により、前記処理水の水面上で放電する放電用電極と、前記放電との反応によりラジカルを発生するためのガスを前記処理水槽内に供給するガス供給手段と、前記処理水槽の内部に残留するガスを外部に排出するための排気口を有し、前記処理水槽の内部のガス圧力を調整するための排気調整手段とを備えた構成である。   A radical treatment apparatus according to an aspect of the present invention includes a treated water tank for containing treated water, a discharge electrode for discharging on the surface of the treated water by a high voltage supplied from a high voltage power supply for discharge, A gas supply means for supplying a gas for generating radicals by reaction with the discharge into the treated water tank; and an exhaust port for discharging the gas remaining in the treated water tank to the outside. It is the structure provided with the exhaust_gas | exhaustion adjustment means for adjusting the gas pressure inside a water tank.

本発明によれば、処理水槽内のガス圧力を調整することで放電用電極からの放電の安定化を図ることにより、放電により発生するラジカルによる水処理効率を向上し、安定した運転が可能なラジカル処理装置を提供することができる。   According to the present invention, by stabilizing the discharge from the discharge electrode by adjusting the gas pressure in the treated water tank, the water treatment efficiency by radicals generated by the discharge is improved, and stable operation is possible. A radical treatment apparatus can be provided.

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に関するラジカル処理装置の構成を示す図である。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a radical processing apparatus according to the first embodiment.

ラジカル処理装置は、処理水槽１及び放電用電極を有する。処理水槽１は、処理対象水２を貯水する一種のタンクである。処理水槽１に導入される処理水２は、例えば、難分解性有機物や廃棄物、最終処分場の浸出水、ダイオキシン類、工場の排水、家庭排水等を含有した排水としている。なお、通常では、処理水槽１内では、処理対象水２は攪拌されている。   The radical treatment apparatus has a treated water tank 1 and a discharge electrode. The treated water tank 1 is a kind of tank that stores the treated water 2. The treated water 2 introduced into the treated water tank 1 is, for example, wastewater containing persistent organic matter and waste, leachate from the final disposal site, dioxins, factory wastewater, domestic wastewater, and the like. Normally, the treatment target water 2 is agitated in the treated water tank 1.

処理水槽１の内部には、放電用電極が配置されている。放電用電極は、処理対象水２の水面２０上に配置されて、中空円筒構造で先端部が放電部４０である複数の高電圧電極（ピン電極）４を有する。放電部４０は、処理対象水２の水面２０に対向している。また、放電用電極は、処理対象水２の水中に配置された接地電極３を有する。   Discharge electrodes are arranged inside the treatment water tank 1. The discharge electrode is disposed on the water surface 20 of the water 2 to be treated, and has a plurality of high-voltage electrodes (pin electrodes) 4 having a hollow cylindrical structure and a distal end portion being a discharge portion 40. The discharge part 40 faces the water surface 20 of the water 2 to be treated. Further, the discharge electrode has a ground electrode 3 disposed in the water to be treated 2.

放電用電極は、高電圧電極４と接地電極３との間に、電源５から高電圧が印加されることにより、高電圧電極４の放電部４０から例えばコロナ放電を発生する。また、放電用電極は、例えばステンレス材質からなる処理水槽１とは絶縁部６を介して取り付けられている。ここで、電源５は、例えば高電圧パルスを発生するパルス電源でもよい。   The discharge electrode generates, for example, corona discharge from the discharge portion 40 of the high voltage electrode 4 when a high voltage is applied from the power source 5 between the high voltage electrode 4 and the ground electrode 3. Further, the discharge electrode is attached to the treated water tank 1 made of, for example, a stainless material via an insulating portion 6. Here, the power supply 5 may be, for example, a pulse power supply that generates a high voltage pulse.

処理水槽１の上部には、酸素を含むガス、例えば水分を含む空気であるラジカル処理用ガス（以下単にガスと表記する）７０を流入するためのガス流入管７が設けられている。なお、ガス７０は、水分を含まない空気でも良いが、水分を含む方がラジカル処理の効率上の観点から望ましい。   In the upper part of the treatment water tank 1, a gas inflow pipe 7 is provided for introducing a gas containing oxygen, for example, a radical treatment gas (hereinafter simply referred to as gas) 70 which is air containing moisture. The gas 70 may be air that does not contain moisture, but it is desirable that the gas 70 contains moisture from the viewpoint of the efficiency of radical treatment.

さらに、処理水槽１には、水槽１の内部のガス圧を一定に調整するための排気調整機構８が配置されている。排気調整機構８は、相対的に処理水槽１の上部で、放電を発生する放電部４０及び処理水２の水面２０から離れた位置に配置された排気口からなる。排気口は、ガス流入管７の口径より大きく、バルブ８Ａによりガス排出量を調整できるように構成されている。また、排気口は、放電部４０の接地側に配置されている。   Further, the treatment water tank 1 is provided with an exhaust adjustment mechanism 8 for adjusting the gas pressure inside the water tank 1 to be constant. The exhaust adjustment mechanism 8 includes a discharge unit 40 that generates a discharge and an exhaust port disposed at a position away from the water surface 20 of the treated water 2 at a relatively upper portion of the treated water tank 1. The exhaust port is larger than the diameter of the gas inflow pipe 7, and is configured such that the gas discharge amount can be adjusted by the valve 8A. In addition, the exhaust port is disposed on the ground side of the discharge unit 40.

以下、本実施形態のラジカル処理に関する作用効果を説明する。   Hereinafter, the effect regarding the radical process of this embodiment is demonstrated.

まず、ガス流入管７から水分を含む空気等のガス７０を、処理水槽１の内部に流入させる。ガス７０は、処理水槽１の内部圧力に応じて、高電圧電極４の中空部を通じて放電部４０から、処理対象水２の水面２０上に吹き付けられる。   First, a gas 70 such as air containing moisture is caused to flow into the treated water tank 1 from the gas inflow pipe 7. The gas 70 is sprayed from the discharge part 40 onto the water surface 20 of the treatment target water 2 through the hollow part of the high voltage electrode 4 according to the internal pressure of the treatment water tank 1.

一方、電源５から高電圧電極４と接地電極３との間に高電圧が印加されると、高電圧電極４の先端部にある放電部４０では、コロナ放電などの放電が発生する。この放電とガス７０との反応により、ＯＨラジカル（以下単にラジカルと表記する場合がある）が発生し、処理対象水２に溶け込む。以下、このようなラジカル処理について、詳細に説明する。   On the other hand, when a high voltage is applied between the high voltage electrode 4 and the ground electrode 3 from the power supply 5, a discharge such as corona discharge occurs in the discharge part 40 at the tip of the high voltage electrode 4. By the reaction between this discharge and the gas 70, OH radicals (hereinafter sometimes simply referred to as radicals) are generated and dissolved in the water 2 to be treated. Hereinafter, such radical treatment will be described in detail.

一般的に、放電が酸素（Ｏ原子）を含有する雰囲気中で発生した場合、放電内では電子ｅと気体分子との衝突により、基底状態の酸素原子Ｏ（３Ｐ）や励起状態のＯ原子Ｏ（１Ｄ）が発生する。即ち、下記のような化学式（１）が成立する。   In general, when the discharge occurs in an atmosphere containing oxygen (O atoms), the ground state oxygen atom O (3P) or the excited state O atom O due to collision of electrons e with gas molecules in the discharge. (1D) occurs. That is, the following chemical formula (1) is established.

ｅ＋Ｏ２→Ｏ（１Ｄ）＋Ｏ（３Ｐ）…（１）
このＯ（１Ｄ）が水分子と反応すると、下記の化学式（２）に示すように、ヒドロキシラジカル（ＯＨラジカル）が発生する。 e + O 2 → O (1D) + O (3P) (1)
When this O (1D) reacts with water molecules, a hydroxy radical (OH radical) is generated as shown in the following chemical formula (2).

Ｏ（１Ｄ）＋Ｈ２Ｏ→２ＯＨ…（２）
また、Ｏ（３Ｐ）原子からは、Ｏ２分子と中性分子Ｍとの３体衝突により、下記の化学式（３）に示すように、オゾンＯ３が発生する。 O (1D) + H 2 O → 2OH (2)
Further, from O (3P) atoms, ozone O 3 is generated as shown in the following chemical formula (3) by the three-body collision between the O 2 molecule and the neutral molecule M.

Ｏ（３Ｐ）＋Ｏ２＋Ｍ→Ｏ３＋Ｍ…（３）
さらに、水分子に直接電子衝突することによっても、下記の化学式（４）に示すように、Ｈ原子およびＯＨラジカルが発生する。 O (3P) + O 2 + M → O 3 + M (3)
Furthermore, also by direct electron collision with water molecules, H atoms and OH radicals are generated as shown in the following chemical formula (4).

ｅ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ＋ＯＨ…（４）
ＯＨラジカルからは、下記の化学式（５）に示すように、過酸化水素Ｈ２Ｏ２も発生する。 e + H 2 O → H + OH (4)
Hydrogen peroxide H 2 O 2 is also generated from the OH radical as shown in the following chemical formula (5).

ＯＨ＋ＯＨ→Ｈ２Ｏ２…（５）
このようにして生成されたＯ原子、ＯＨラジカル、オゾンおよび過酸化水素が、熱運動、拡散、ガス流により処理水２中へ溶け込むことによって、ラジカル処理がなされることになる。 OH + OH → H 2 O 2 (5)
The O atom, OH radical, ozone and hydrogen peroxide generated in this way are dissolved in the treated water 2 by thermal motion, diffusion, and gas flow, whereby radical treatment is performed.

ここで、直接処理では、放電から発生したＯＨラジカルが処理水２中へと溶解し、直ぐに難分解性有機物と反応し、下記の化学式（６）に示すように、水Ｈ２Ｏと二酸化炭素ＣＯ２と過酸化水素に分解する。 Here, in the direct treatment, the OH radicals generated from the discharge are dissolved in the treated water 2 and immediately react with the hardly decomposable organic substance, and as shown in the following chemical formula (6), water H 2 O and carbon dioxide Decomposes into CO 2 and hydrogen peroxide.

ＯＨ＋Ｒ→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ２…（６）
これに対して、間接処理では、放電から発生したオゾンと過酸化水素との反応により、ＯＨラジカルが発生し、難分解性有機物を分解する。 OH + R → H 2 O + CO 2 + H 2 O 2 (6)
On the other hand, in the indirect treatment, OH radicals are generated by the reaction between ozone and hydrogen peroxide generated from the discharge, and the hardly decomposable organic substances are decomposed.

過酸化水素は水中に溶解すると、下記の化学式（７）に示すように、解離してＨＯ２ −と水素イオンＨ＋を形成する。 When hydrogen peroxide dissolves in water, it dissociates to form HO 2 − and hydrogen ions H + as shown in the following chemical formula (7).

Ｈ２Ｏ２⇔ＨＯ２ −＋Ｈ＋…（７）
発生したＨＯ２ −はＯ３と反応し、下記の化学式（８）に示すように、Ｏ３ −とＨＯ２ラジカルを形成する。 H 2 O 2 ⇔HO 2 − + H + (7)
Generated HO 2 - reacts with O 3, as shown in the following chemical formula (8), O 3 - forming the HO 2 radical.

ＨＯ２ −＋Ｏ３→Ｏ３ −＋ＨＯ２…（８）
発生したＨＯ２は解離し、下記の化学式（９）に示すように、Ｏ２ −とＨ＋を形成する。 HO 2 − + O 3 → O 3 − + HO 2 (8)
The generated HO 2 is dissociated to form O 2 − and H + as shown in the following chemical formula (9).

ＨＯ２⇔Ｏ２ −＋Ｈ＋…（９）
発生したＯ２ −はオゾンと反応し、下記の化学式（１０）に示すように、Ｏ３ −を形成する。 HO 2 ⇔O 2 − + H + (9)
The generated O 2 − reacts with ozone to form O 3 − as shown in the following chemical formula (10).

Ｏ２ −＋Ｏ３→Ｏ３ −＋Ｏ２…（１０）
Ｏ３ −はＨ＋と反応し、下記の化学式（１１）に示すように、ＨＯ３を形成する。 O 2 − + O 3 → O 3 − + O 2 (10)
O 3 − reacts with H + to form HO 3 as shown in chemical formula (11) below.

Ｏ３ −＋Ｈ＋→ＨＯ３…（１１）
ＨＯ３は解離し、下記の化学式（１２）に示すように、ＯＨラジカルを形成する。 O 3 − + H + → HO 3 (11)
HO 3 dissociates and forms OH radicals as shown in chemical formula (12) below.

ＨＯ３→ＯＨ＋Ｏ２…（１２）
以上のように本実施形態のラジカル処理装置では、直接処理および間接処理の２段階方式によるラジカル処理で、処理水２の分解処理が行われる。 HO 3 → OH + O 2 (12)
As described above, in the radical treatment apparatus of the present embodiment, the treatment water 2 is decomposed by radical treatment by a two-stage method of direct treatment and indirect treatment.

ここで、ラジカル処理装置は、ラジカル処理中に、ガス流入管７からガス７０を処理水槽１の内部に連続的に流入させるが、処理水槽１の内部圧力を一定に保持するために、排気調整機構８の排気口から内部ガスを外部に排出して内部圧力を調整する。排気口からは、ガス流入管７から供給されたガス７０の一部以外に、主としてラジカル処理後に残存するガスが排出される。   Here, the radical treatment apparatus continuously flows the gas 70 from the gas inflow pipe 7 into the treated water tank 1 during the radical treatment. However, in order to keep the internal pressure of the treated water tank 1 constant, the exhaust gas adjustment is performed. The internal gas is discharged from the exhaust port of the mechanism 8 to adjust the internal pressure. In addition to a part of the gas 70 supplied from the gas inflow pipe 7, the gas remaining after the radical treatment is mainly discharged from the exhaust port.

即ち、ガス流入管７から供給されたガス７０の大部分は、処理水槽１の内部圧力に応じて、放電部４０及び処理水２の水面２０上に吹き付けられている。従って、処理水２の水面２０上では、放電部４０からの放電とガス７０との反応によりラジカルが発生し、処理水２の中に溶け込む。   That is, most of the gas 70 supplied from the gas inflow pipe 7 is sprayed onto the discharge surface 40 and the water surface 20 of the treated water 2 according to the internal pressure of the treated water tank 1. Therefore, on the water surface 20 of the treated water 2, radicals are generated by the reaction between the discharge from the discharge unit 40 and the gas 70 and dissolve into the treated water 2.

ここで、排気調整機構８の排気口から、処理水槽１の内部に残留するガスを排出して、処理水槽１の内部圧力が一定に維持されるように調整を行なう。放電部４０は、前述したように、電源５から高電圧が印加されて放電を発生する。この放電に要する電圧は、図６に示すように、放電部４０の近傍のガス圧力に依存する関係を有する。即ち、ガス圧力が高過ぎると、同一電圧では放電が発生し難い状態となる。従って、ガス圧力が極端に低いほぼ真空状態を除いて、ガス圧力が相対的に低いほうが、同一電圧では放電が発生しやすくなる。   Here, the gas remaining in the treated water tank 1 is discharged from the exhaust port of the exhaust adjustment mechanism 8 so that the internal pressure of the treated water tank 1 is maintained constant. As described above, the discharge unit 40 generates a discharge when a high voltage is applied from the power source 5. The voltage required for this discharge has a relationship depending on the gas pressure in the vicinity of the discharge part 40 as shown in FIG. That is, when the gas pressure is too high, it becomes difficult to generate discharge at the same voltage. Accordingly, discharge is more likely to occur at the same voltage when the gas pressure is relatively low, except in a vacuum state where the gas pressure is extremely low.

従って、排気調整機構８により放電部４０の近傍のガス圧力を調整することで、放電部４０は相対的に低い電圧で放電を発生し、十分に供給されるガス７０との反応により高い効率でのラジカル処理雅可能となる。また、図６に示すような特性に基づいて、内部ガスの調整により、放電部４０に印加する電圧を安定化できるため、結果として装置の安定した運転を実現することができる。   Therefore, by adjusting the gas pressure in the vicinity of the discharge unit 40 by the exhaust adjustment mechanism 8, the discharge unit 40 generates a discharge at a relatively low voltage and is highly efficient due to the reaction with the sufficiently supplied gas 70. The radical treatment of YA is possible. Moreover, since the voltage applied to the discharge part 40 can be stabilized by adjusting the internal gas based on the characteristics as shown in FIG. 6, stable operation of the apparatus can be realized as a result.

［第２の実施形態］
図２は、第２の実施形態に関するラジカル処理装置の構成を示す図である。 [Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a radical processing apparatus according to the second embodiment.

本実施形態では、排気調整機構８は、排気口８０，８２及びダクト８１から構成されている。内部ガスの導入口である排気口８０は、図２に示すように、高電圧電極４の近傍に配置されている。また、処理水槽１の外部に配置された排気口８２は、バルブ８２Ａにより外部に排出する排気量が調整されるように構成されている。   In this embodiment, the exhaust adjustment mechanism 8 includes exhaust ports 80 and 82 and a duct 81. As shown in FIG. 2, the exhaust port 80, which is an internal gas introduction port, is disposed in the vicinity of the high voltage electrode 4. Further, the exhaust port 82 disposed outside the treated water tank 1 is configured such that the exhaust amount discharged to the outside is adjusted by the valve 82A.

なお、排気機構以外の構成は、前述の図１に示す第１の実施形態と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。   The configuration other than the exhaust mechanism is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

排気調整機構８は、前述のように、高電圧電極４からの放電とガス流入管７からのガス７０との反応によるラジカル処理後に、処理水槽１内に残存するガスを排気口８０，ダクト８１、排気口８２を通じて外部に排出する。   As described above, the exhaust adjustment mechanism 8 removes the gas remaining in the treated water tank 1 after the radical treatment by the reaction between the discharge from the high voltage electrode 4 and the gas 70 from the gas inflow pipe 7, and the exhaust port 80 and the duct 81. Then, it is discharged to the outside through the exhaust port 82.

このような構成であれば、排気調整機構８により放電部４０の近傍のガス圧力を調整することで、放電部４０は、相対的に低い電圧で放電を発生し、十分に供給されるガス７０との反応により高い効率でのラジカル処理が可能となる。この場合、特に放電部４０の近傍では、放電により残留ガスの温度が高くなるため、残留ガスは排気口８０及びダクト８１内を上昇しやすい状態となる。このため、排気調整機構８により残留ガスの排気を効率的に行なうことが可能となる。また、図６に示すような特性に基づいて、内部ガスの調整により、放電部４０に印加する電圧を安定化できるため、結果として装置の安定した運転を実現することができる。   With such a configuration, by adjusting the gas pressure in the vicinity of the discharge unit 40 by the exhaust adjustment mechanism 8, the discharge unit 40 generates a discharge at a relatively low voltage and sufficiently supplies the gas 70. The radical treatment with high efficiency becomes possible by the reaction. In this case, particularly in the vicinity of the discharge part 40, the temperature of the residual gas increases due to the discharge, so that the residual gas tends to rise in the exhaust port 80 and the duct 81. For this reason, the exhaust gas adjusting mechanism 8 can efficiently exhaust the residual gas. Moreover, since the voltage applied to the discharge part 40 can be stabilized by adjusting the internal gas based on the characteristics as shown in FIG. 6, stable operation of the apparatus can be realized as a result.

［第３の実施形態］
図３は、第３の実施形態に関するラジカル処理装置の構成を示す図である。 [Third Embodiment]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a radical processing apparatus according to the third embodiment.

本実施形態では、排気調整機構８は、排気口８０，ダクト８１及びポンプ９から構成されている。ポンプ９は、コントローラ３００により制御される。ポンプ９は、例えばステンレス材質のような耐腐食性の材質から構成されている。   In the present embodiment, the exhaust adjustment mechanism 8 includes an exhaust port 80, a duct 81, and a pump 9. The pump 9 is controlled by the controller 300. The pump 9 is made of a corrosion-resistant material such as stainless steel.

コントローラ３００は、処理水槽１内に設けられた圧力センサ３１０から出力される検出信号を入力して、処理水槽１内の内部圧力を監視している。また、コントローラ３００は、ガス発生器７００の出力側に設けられたガス圧力計７１０及びガス流量計７２０からの各検出信号を入力して、ガス発生器７００からガス流入管７を通じて供給されるガス７０の圧力及び流量を監視している。   The controller 300 inputs the detection signal output from the pressure sensor 310 provided in the treated water tank 1 and monitors the internal pressure in the treated water tank 1. In addition, the controller 300 inputs each detection signal from the gas pressure gauge 710 and the gas flow meter 720 provided on the output side of the gas generator 700 and supplies the gas supplied from the gas generator 700 through the gas inflow pipe 7. 70 pressures and flow rates are monitored.

なお、これらの以外の構成は、前述の図１に示す第１の実施形態と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。   Since the configuration other than these is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.

本実施形態の排気調整機構８は、図３に示すように、内部ガスの導入口である排気口８０が高電圧電極４の近傍に配置されている。排気調整機構８は、前述のように、高電圧電極４からの放電とガス流入管７からのガス７０との反応によるラジカル処理後に、処理水槽１内に残存するガスを排気口８０及びダクト８１を通じて外部に排出する。   In the exhaust adjustment mechanism 8 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, an exhaust port 80 that is an inlet for internal gas is disposed in the vicinity of the high voltage electrode 4. As described above, the exhaust adjustment mechanism 8 removes the gas remaining in the treated water tank 1 after the radical treatment by the reaction between the discharge from the high voltage electrode 4 and the gas 70 from the gas inflow pipe 7, and the exhaust port 80 and the duct 81. Through the outside.

ここで、本実施形態では、コントローラ３００は、圧力センサ３１０からの検出信号により、処理水槽１内の内部圧力を監視している。コントローラ３００は、処理水槽１内の内部圧力が所定の基準値を超えて高くなると、ポンプ９を制御して処理水槽１内に残存するガスを排気口８０及びダクト８１を通じて外部に排出させるように制御する。これにより、コントローラ３００は、処理水槽1内の圧力を一定に維持することができる。また、コントローラ３００は、排気調整機構８のポンプ９を制御することにより、処理水槽1内の圧力を大気圧以下にすることもできる。   Here, in this embodiment, the controller 300 monitors the internal pressure in the treated water tank 1 based on a detection signal from the pressure sensor 310. When the internal pressure in the treated water tank 1 becomes higher than a predetermined reference value, the controller 300 controls the pump 9 to discharge the gas remaining in the treated water tank 1 to the outside through the exhaust port 80 and the duct 81. Control. Thereby, the controller 300 can maintain the pressure in the treated water tank 1 constant. In addition, the controller 300 can control the pump 9 of the exhaust adjustment mechanism 8 to reduce the pressure in the treated water tank 1 to atmospheric pressure or less.

以上の構成により、処理水槽１内の内部圧力を調整できることにより、放電部４０は、相対的に低い電圧で放電を発生し、十分に供給されるガス７０との反応で高い効率のラジカル処理を行なうことができる。また、図６に示すような特性に基づいて、内部ガスの調整により、放電部４０に印加する電圧を安定化できるため、結果として装置の安定した運転を実現することができる。   With the above configuration, the internal pressure in the treated water tank 1 can be adjusted, so that the discharge unit 40 generates a discharge at a relatively low voltage and performs a highly efficient radical treatment by a reaction with the gas 70 sufficiently supplied. Can be done. Moreover, since the voltage applied to the discharge part 40 can be stabilized by adjusting the internal gas based on the characteristics as shown in FIG. 6, stable operation of the apparatus can be realized as a result.

さらに、コントローラ３００は、ガス発生器７００からのガス７０の圧力の監視結果に基づいて、処理水槽1内に供給するガス供給側の圧力が低下した場合に、ポンプ９を制御することにより、処理水槽1内の圧力を大気圧以下にする。これにより、相対的にガス供給側の圧力を高くして、十分なガス７０を放電部４０及び処理水２の水面２０上に供給することができる。   Furthermore, the controller 300 controls the pump 9 when the pressure on the gas supply side to be supplied into the treatment water tank 1 is reduced based on the monitoring result of the pressure of the gas 70 from the gas generator 700, thereby The pressure in the water tank 1 is reduced to atmospheric pressure or lower. Thereby, the pressure on the gas supply side can be relatively increased and sufficient gas 70 can be supplied onto the discharge surface 40 and the water surface 20 of the treated water 2.

［第４の実施形態］
図４は、第４の実施形態に関するラジカル処理装置の構成を示す図である。 [Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a radical processing apparatus according to the fourth embodiment.

本実施形態では、排気調整機構８は、排気口８０，ダクト８１及びガス処理部１０から構成されている。排気口８０には、外部に排出する排気量を調整するためのバルブ８２Ａが設けられている。   In the present embodiment, the exhaust adjustment mechanism 8 includes an exhaust port 80, a duct 81, and a gas processing unit 10. The exhaust port 80 is provided with a valve 82A for adjusting the amount of exhaust discharged to the outside.

ガス処理部１０は、処理水槽１内から排気口８０及びダクト８１を通じて排出される残留ガスを処理するための触媒、活性炭、あるいはヒータ（加熱器）のいずれか、あるいはそれらの組み合わせを有する。具体的には、触媒は、例えば残留ガスに含まれるオゾンを除去するためのマンガン系触媒である。また、活性炭も、例えばオゾン分解に有効な材質の活性炭である。ガス処理部１０は、ヒータのみでもよく、このヒータによる加熱で残留ガスに含まれるオゾンを分解する。   The gas processing unit 10 includes a catalyst, activated carbon, a heater (heater), or a combination thereof for processing residual gas discharged from the treated water tank 1 through the exhaust port 80 and the duct 81. Specifically, the catalyst is, for example, a manganese-based catalyst for removing ozone contained in the residual gas. Activated carbon is also activated carbon made of a material effective for ozonolysis, for example. The gas processing unit 10 may be a heater alone, and decomposes ozone contained in the residual gas by heating with the heater.

なお、これら以外の構成は、前述の図１に示す第１の実施形態と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。   Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1 described above, and thus the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

本実施形態の構成であれば、排気調整機構８により処理水槽１内の内部圧力を一定に維持できるため、放電部４０は、相対的に低い電圧で放電を発生し、十分に供給されるガス７０との反応により高い効率でのラジカル処理が可能となる。また、図６に示すような特性に基づいて、内部ガスの調整により、放電部４０に印加する電圧を安定化できるため、結果として装置の安定した運転を実現することができる。   With the configuration of the present embodiment, the internal pressure in the treated water tank 1 can be maintained constant by the exhaust adjustment mechanism 8, so that the discharge unit 40 generates a discharge at a relatively low voltage and is sufficiently supplied. The reaction with 70 enables radical treatment with high efficiency. Moreover, since the voltage applied to the discharge part 40 can be stabilized by adjusting the internal gas based on the characteristics as shown in FIG. 6, stable operation of the apparatus can be realized as a result.

さらに、本実施形態の排気調整機構８は、ガス処理部１０により、処理水槽１内の残留ガスに含まれるオゾンを除去又は分解して、無害なガスに処理した後に、処理水槽１の外部に排気することができる。   Further, the exhaust adjustment mechanism 8 of the present embodiment removes or decomposes ozone contained in the residual gas in the treated water tank 1 by the gas treatment unit 10 and treats it to a harmless gas, and then removes the ozone from the treated water tank 1. Can be exhausted.

［第５の実施形態］
図５は、第５の実施形態に関するラジカル処理装置の構成を示す図である。 [Fifth Embodiment]
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a radical processing apparatus according to the fifth embodiment.

本実施形態では、排気調整機構８は、排気口８０，ダクト８１及びガス循環機構から構成されている。   In this embodiment, the exhaust adjustment mechanism 8 includes an exhaust port 80, a duct 81, and a gas circulation mechanism.

本実施形態の排気調整機構８は、図５に示すように、内部ガスの導入口である排気口８０が高電圧電極４の近傍に配置されている。排気調整機構８は、前述のように、高電圧電極４からの放電とガス流入管７からのガス７０との反応によるラジカル処理後に、処理水槽１内に残存するガスを排気口８０及びダクト８１を通じて外部に排出する。   In the exhaust adjustment mechanism 8 of the present embodiment, as shown in FIG. 5, an exhaust port 80 that is an inlet for internal gas is disposed in the vicinity of the high voltage electrode 4. As described above, the exhaust adjustment mechanism 8 removes the gas remaining in the treated water tank 1 after the radical treatment by the reaction between the discharge from the high voltage electrode 4 and the gas 70 from the gas inflow pipe 7, and the exhaust port 80 and the duct 81. Through the outside.

本実施形態は、排気調整機構８に接続されたガス循環機構を有する。ガス循環機構は、ガス送出部１１、及びガス流入管７に接続して排気ガスを戻すための循環用ダクト１２を有する。ガス送出部１１は、前述のガス処理部１０及びファン１１０を有する。   The present embodiment has a gas circulation mechanism connected to the exhaust adjustment mechanism 8. The gas circulation mechanism includes a circulation duct 12 that is connected to the gas delivery unit 11 and the gas inflow pipe 7 to return the exhaust gas. The gas delivery unit 11 includes the gas processing unit 10 and the fan 110 described above.

なお、本実施形態では、排気調整機構８以外に、処理水槽１の上部には、排気調整用のバルブ５１０を含む排気口５００が設けられている。   In the present embodiment, in addition to the exhaust adjustment mechanism 8, an exhaust port 500 including an exhaust adjustment valve 510 is provided in the upper part of the treated water tank 1.

なお、これら以外の構成は、前述の図１に示す第１の実施形態と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。   Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1 described above, and thus the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

本実施形態の構成であれば、前述のように、排気調整機構８または排気口５００により放電部４０の近傍のガス圧力を調整することで、放電部４０は相対的に低い電圧で放電を発生し、十分に供給されるガス７０との反応により高い効率でのラジカル処理雅可能となる。また、図６に示すような特性に基づいて、内部ガスの調整により、放電部４０に印加する電圧を安定化できるため、結果として装置の安定した運転を実現することができる。   In the configuration of the present embodiment, as described above, the discharge unit 40 generates a discharge at a relatively low voltage by adjusting the gas pressure in the vicinity of the discharge unit 40 by the exhaust adjustment mechanism 8 or the exhaust port 500. In addition, the radical treatment can be performed with high efficiency by the reaction with the sufficiently supplied gas 70. Moreover, since the voltage applied to the discharge part 40 can be stabilized by adjusting the internal gas based on the characteristics as shown in FIG. 6, stable operation of the apparatus can be realized as a result.

さらに、本実施形態では、排気調整機構８により排出されるガスは、ガス送出部１１に送られて、ガス処理部１０により特にオゾンが除去又は分解された後に、ファン１１０により循環用ダクト１２に送られる。この循環用ダクト１２はガス流入管７に接続されているため、処理槽１内部の残留ガスの一部又は全部が、供給用ガス７０として戻される。このようなガス循環処理により、排気されるガスの一部又は全部を供給用ガスとして戻すことが可能となるため、ガス７０の使用効率を向上することができる。従って、ガス７０の使用コストを低減化できることで、ラジカル処理装置の運転コストを低減できる。   Further, in the present embodiment, the gas discharged by the exhaust adjustment mechanism 8 is sent to the gas delivery unit 11, and in particular, after ozone is removed or decomposed by the gas processing unit 10, the fan 110 supplies the circulation duct 12. Sent. Since the circulation duct 12 is connected to the gas inflow pipe 7, part or all of the residual gas inside the processing tank 1 is returned as the supply gas 70. By such a gas circulation process, part or all of the exhausted gas can be returned as the supply gas, so that the usage efficiency of the gas 70 can be improved. Therefore, the operating cost of the radical processing apparatus can be reduced by reducing the usage cost of the gas 70.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の第１の実施形態に関するラジカル処理装置の構成を説明するための図。The figure for demonstrating the structure of the radical processing apparatus regarding the 1st Embodiment of this invention. 第２の実施形態に関するラジカル処理装置の構成を説明するための図。The figure for demonstrating the structure of the radical processing apparatus regarding 2nd Embodiment. 第３の実施形態に関するラジカル処理装置の構成を説明するための図。The figure for demonstrating the structure of the radical processing apparatus regarding 3rd Embodiment. 第４の実施形態に関するラジカル処理装置の構成を説明するための図。The figure for demonstrating the structure of the radical processing apparatus regarding 4th Embodiment. 第５の実施形態に関するラジカル処理装置の構成を説明するための図。The figure for demonstrating the structure of the radical processing apparatus regarding 5th Embodiment. 第１の実施形態に関する内部ガス圧力と放電電圧との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the internal gas pressure regarding 1st Embodiment, and discharge voltage.

符号の説明Explanation of symbols

１…処理水槽、２…処理対象水、３…接地電極、４…高電圧電極、５…電源、
６…絶縁部材、７…ガス流入管、８…排気調整機構、９…ポンプ、１０…ガス処理部、
１１…ガス送出部、１２…循環用ダクト、４０…放電部、７０…ガス、
８０，８２，５００…排気口、８１…ダクト、８２Ａ，５１０…バルブ、
１１０…ファン、３００…コントローラ、３１０…圧力センサ、７００…ガス発生器、
７１０…ガス圧力計、７２０…ガス流量計。 1 ... treated water tank, 2 ... treated water, 3 ... ground electrode, 4 ... high voltage electrode, 5 ... power supply,
6 ... Insulating member, 7 ... Gas inflow pipe, 8 ... Exhaust adjustment mechanism, 9 ... Pump, 10 ... Gas treatment part,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Gas delivery part, 12 ... Duct for circulation, 40 ... Discharge part, 70 ... Gas,
80, 82, 500 ... exhaust port, 81 ... duct, 82A, 510 ... valve,
110 ... fan, 300 ... controller, 310 ... pressure sensor, 700 ... gas generator,
710: Gas pressure gauge, 720: Gas flow meter.

Claims (12)

処理水を収容するための処理水槽と、
放電用高電圧電源から供給される高電圧により、前記処理水の水面上で放電する放電用電極と、
前記放電との反応によりラジカルを発生するためのガスを前記処理水槽内に供給するガス供給手段と、
前記処理水槽の内部に残留するガスを外部に排出するための排気口を有し、前記処理水槽の内部のガス圧力を調整するための排気調整手段と
を具備したことを特徴とするラジカル処理装置。 A treated water tank for containing treated water;
A discharge electrode that discharges on the surface of the treated water by a high voltage supplied from a high-voltage power supply for discharge;
Gas supply means for supplying a gas for generating radicals by reaction with the discharge into the treated water tank;
A radical processing apparatus having an exhaust port for discharging gas remaining inside the treated water tank to the outside, and an exhaust adjusting means for adjusting a gas pressure inside the treated water tank . 前記排気調整手段は、
前記ガス供給手段に含まれるガス供給用導入口の口径より相対的に大きい口径の前記排気口を有し、
前記排気口からのガス排出量を調整するための調整手段を有することを特徴とする請求項１に記載のラジカル処理装置。 The exhaust adjustment means includes
The exhaust port having a relatively larger diameter than the diameter of the gas supply inlet included in the gas supply means;
The radical processing apparatus according to claim 1, further comprising an adjusting unit configured to adjust a gas discharge amount from the exhaust port. 前記排気調整手段は、
前記排気口が前記放電用電極及び前記処理水の水面から離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のラジカル処理装置。 The exhaust adjustment means includes
3. The radical processing apparatus according to claim 1, wherein the exhaust port is disposed at a position away from the discharge electrode and the surface of the treated water. 4. 前記排気調整手段は、
前記排気口が放電用電極の近傍に配置されて、前記排気口からダクトを介して前記処理水槽の外部に前記ガスを排出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のラジカル処理装置。 The exhaust adjustment means includes
The said exhaust port is arrange | positioned in the vicinity of the electrode for discharge, and it is comprised so that the said gas may be discharged | emitted from the said exhaust port to the exterior of the said treated water tank through a duct. Radical treatment equipment. 前記排気調整手段は、
排気用ポンプ手段を有し、当該排気用ポンプにより前記排気口から取り入れた前記ガスを、前記処理水槽の外部に排出するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のラジカル処理装置。 The exhaust adjustment means includes
5. The apparatus according to claim 1, further comprising exhaust pump means, wherein the gas taken in from the exhaust port by the exhaust pump is discharged to the outside of the treated water tank. The radical processing apparatus of any one of Claims. 前記排気用ポンプ手段は、耐腐食性材質からなるポンプを有することを特徴とする請求項５に記載のラジカル処理装置。   6. The radical processing apparatus according to claim 5, wherein the exhaust pump means includes a pump made of a corrosion-resistant material. 前記排気調整手段は、
前記排気口から取り入れた前記残留ガスを前記処理水槽の外部に排出するための排気用ポンプと、
前記処理水槽の内部圧力を検出するためのセンサ手段と、
前記センサ手段により検出された前記内部圧力に基づいて、前記排気用ポンプを制御して、前記処理水槽内のガス圧力を調整するための制御手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載のラジカル処理装置。 The exhaust adjustment means includes
An exhaust pump for discharging the residual gas taken from the exhaust port to the outside of the treated water tank;
Sensor means for detecting the internal pressure of the treated water tank;
The control means for controlling the exhaust pump based on the internal pressure detected by the sensor means to adjust the gas pressure in the treated water tank. Radical processing equipment. 前記ガス供給手段から前記処理水槽に供給されるガス圧力を監視するガス供給側センサ手段を有し、
前記制御手段は、
前記ガス供給側センサ手段により検出されたガス圧力に基づいて、前記排気用ポンプを制御して、前記処理水槽内のガス圧力を低下させるように調整し、相対的に前記ガス供給手段からのガス圧力を高くするように制御することを特徴とする請求項１に記載のラジカル処理装置。 Gas supply side sensor means for monitoring the gas pressure supplied to the treated water tank from the gas supply means,
The control means includes
Based on the gas pressure detected by the gas supply side sensor means, the exhaust pump is controlled so as to reduce the gas pressure in the treated water tank, and the gas from the gas supply means is relatively adjusted. The radical processing apparatus according to claim 1, wherein the pressure is controlled to increase. 前記排気調整手段は、
前記排気口から排気されるガスから不要な成分を除去又は分解処理するための触媒、活性炭、あるいは加熱手段のいずれか又はそれらの組み合わせを有するガス処理部を含むことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のラジカル処理装置。 The exhaust adjustment means includes
2. A gas processing unit comprising a catalyst for removing or decomposing unnecessary components from the gas exhausted from the exhaust port, activated carbon, or heating means, or a combination thereof. The radical processing apparatus of any one of Claims 8. 前記ガス処理部は、
前記排気口から排気されるガスからオゾンを除去又は分解処理するための触媒、活性炭、あるいは加熱手段のいずれか又はそれらの組み合わせを有する構成であることを特徴とする請求項９に記載のラジカル処理装置。 The gas processing unit
The radical treatment according to claim 9, wherein the radical treatment is any one of a catalyst for removing or decomposing ozone from a gas exhausted from the exhaust port, activated carbon, a heating means, or a combination thereof. apparatus. 前記排気調整手段により前記処理水槽の外部に排出されたガスを、前記処理水槽の内部に戻すガス循環手段を更に有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のラジカル処理装置。   10. The apparatus according to claim 1, further comprising a gas circulation unit that returns the gas discharged to the outside of the treated water tank by the exhaust adjustment unit to the inside of the treated water tank. 11. Radical treatment equipment. 前記ガス循環手段は、
前記排気口から排気されるガスから不要な成分を除去又は分解処理するためのガス処理部と、
前記ガス処理部により処理されたガスを、前記ガス供給手段に含まれて、前記処理水槽にガスを導入するための導入部まで戻すための循環機構と
を有することを特徴とする請求項１１に記載のラジカル処理装置。 The gas circulation means includes
A gas processing unit for removing or decomposing unnecessary components from the gas exhausted from the exhaust port;
12. A circulation mechanism for returning the gas processed by the gas processing unit to the introduction unit for introducing gas into the treated water tank, which is included in the gas supply means. The radical processing apparatus as described.
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