水处理装置以及水处理方法与流程

本发明涉及使用由放电产生的臭氧以及自由基等来处理被处理水的水处理装置以及水处理方法。

背景技术：

在工业废水等中，有时包含无法通过既有的臭氧处理去除的难分解性物质。特别是，二恶英类以及二恶烷等的去除成为大的课题。在某些方面中，实际应用了以下方法：通过将臭氧(o3)与过氧化氢(h2o2)或者紫外线组合而在被处理水中产生活性比臭氧高的羟自由基(oh自由基)来去除难分解性物质。

然而，实际情况是装置成本以及运转成本非常高，不怎么普及。因此，提出了通过使由放电产生的oh自由基等与被处理水直接作用来高效地去除难分解性物质的方法。

具体来说，这样的以往的水处理装置构成为具备：分层结构的处理单元，分别具有能够将处理对象水蓄积于内部的反应容器和产生用于对处理对象水进行放电自由基处理的放电的针状的电极；以及对电极施加高电压的电源单元。根据这样的自由基处理系统，能够利用自由基来提高溶解在水中的难分解性物质的分解效率(例如，参照专利文献1)。

另外，还提出了以下的水处理装置：以倾斜的状态配置上下对置的一对电极板，使被处理水往下流到下部电极上，在电极之间形成阻挡放电，从而处理被处理水。根据该水处理装置，能够通过简单的结构高效地处理被处理水(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2007－307486号公报

专利文献2：日本专利第4635204号公报

技术实现要素：

然而，在上述现有技术中，存在如下课题。在专利文献1所示的以往的水处理装置中，放电被限于形成在针状的电极与被处理水的水面之间的狭窄区域。因此，无法高效地生成臭氧。即，虽然能够利用oh自由基等进行被处理水的直接处理，但无法高效地进行基于由放电生成的臭氧溶解到被处理水中而发生的水中反应的被处理水的处理。其结果，存在水处理的速度慢这样的问题。

另外，在专利文献2所示的以往的水处理装置中，在使被处理水流过的同时，在上下对置的一对电极处形成阻挡放电。因此，无法在宽的区域形成放电，无法大量生成对于有机物的分解有效的臭氧等氧化性物质。其结果，在想要高速地进行水处理的情况下，需要增大反应容器并装配大量电极，导致装置的大型化以及装置成本的增大。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于得到一种能够通过较小型的装置高速且高效地进行难分解性物质的分解或者高浓度的有机污渍的去除的水处理装置以及水处理方法。

本发明涉及一种水处理装置，具备：多个接地电极，在处理槽的内部在上下方向上排列配置；以及多个放电电极，设置于空隙处，该空隙形成于各个在上下方向上连续的2个接地电极的上侧接地电极的下表面与下侧接地电极的上表面之间，多个接地电极配置成在上下方向上连续的2个接地电极的上表面相对于水平面交替地向反方向倾斜，多个放电电极分别被施加电压从而在上侧接地电极的下表面与放电电极之间的气体中形成第1放电，在下侧接地电极的上表面与放电电极之间的气体中形成第2放电，使从处理槽的上部供给的被处理水从最上部的接地电极至最下部的接地电极沿着各自的上表面连续地往下流，从而处理被处理水。

另外，本发明涉及一种应用于水处理装置的水处理方法，该水处理装置具备：多个接地电极，在处理槽的内部在上下方向上排列配置；以及多个放电电极，设置于空隙处，该空隙形成于各个在上下方向上连续的2个接地电极的上侧接地电极的下表面与下侧接地电极的上表面之间，多个接地电极配置成在上下方向上连续的2个接地电极的上表面相对于水平面交替地向反方向倾斜，其中，该水处理方法具有：通过将电压分别施加到多个放电电极而在上侧接地电极的下表面与放电电极之间的气体中形成第1放电的工序；通过将电压分别施加到多个放电电极而在下侧接地电极的上表面与放电电极之间的气体中形成第2放电的工序；以及使从处理槽的上部供给的被处理水从最上部的接地电极至最下部的接地电极沿着各自的上表面连续地往下流，并且使被处理水通过形成有第1放电以及第2放电的空隙，从而处理被处理水的工序。

在本发明的水处理装置以及水处理方法中，使被处理水在处理槽的内部的在上下方向上排列配置的多个接地电极的上表面连续地往下流，并且在放电电极与上侧接地电极的下表面之间以及放电电极与下侧接地电极的上表面之间分别形成放电。因此，能够在处理槽内的宽的区域中形成放电，大量生成臭氧等氧化性物质，所以能够得到能够通过较小型的处理槽高速且高效地进行难分解性物质的分解或者高浓度的有机污渍的去除的水处理装置以及水处理方法。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的水处理装置的剖视图。

图2是示出本发明的实施方式1的图1中的邻接的2个接地电极及其周围的放大图。

图3是本发明的实施方式1的水处理装置的剖视图。

图4是本发明的实施方式2的水处理装置的剖视图。

图5是本发明的实施方式3的水处理装置的剖视图。

图6是本发明的实施方式3的图5所示的接地支架的放大剖视图。

图7是示出本发明的实施方式3的水处理装置的组装方法的剖视图。

图8是本发明的实施方式4的水处理装置的剖视图。

图9是本发明的实施方式4的图8所示的第1种接地支架的放大剖视图。

图10是本发明的实施方式4的图8所示的第2种接地支架的放大剖视图。

图11是本发明的实施方式5的水处理装置的剖视图。

图12是本发明的实施方式6的水处理装置的剖视图。

图13是示出本发明的实施方式6的图12所示的邻接的2个接地电极及其周围的放大图。

图14是本发明的实施方式7的水处理装置的剖视图。

图15是本发明的实施方式8的水处理装置的剖视图。

图16是本发明的实施方式9的水处理装置的剖视图。

具体实施方式

以下，使用附图来说明本发明的水处理装置以及水处理方法的优选实施方式。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1的水处理装置的剖视图。另外，图2是示出本发明的实施方式1的图1中的邻接的2个接地电极2a、2b及其周围的放大图。以下，使用图1和图2来详细说明本实施方式1中的水处理装置。

在图1中，在密闭构造的金属制的处理槽1的上部设置有供水口1a以及气体排出口1b。另一方面，在处理槽1的最下部的侧面设置有排水口1c。另外，在处理槽1的侧面设置有气体供给口1d。

在处理槽1的内部，在铅垂方向(上下方向)上排列配置有4个金属制的接地电极2a、2b、2c、2d。即，在最上方装配接地电极2a，在其下方装配接地电极2b，在其下方装配接地电极2c，在最下方装配接地电极2d。4个接地电极2a、2b、2c、2d全部是相同类型，形成为等腰三角柱形。即，4个接地电极2a、2b、2c、2d分别具有图1所示的等腰三角形在纸面的深度方向上伸长而得到的形状。

接地电极2a、2b、2c、2d的等腰三角形的2条相等的边(斜边)相互相对于水平面对称地配置。即，2条斜边相对于水平面向相互相反方向倾斜。

等腰三角形的另1条边(底边)朝铅垂方向，与处理槽1的一个侧壁连接。等腰三角形的顶角(2条斜边的交点)与处理槽1的另一个侧壁空出间隙而被保持。连续的2个接地电极在上下空出规定间隔，相对于铅垂面左右对称地配置。

即，如图2所示，接地电极2a的底边与处理槽1的左侧壁16a连接，接地电极2b的底边与处理槽1的右侧壁16b连接。以下，同样地，接地电极2c的底边与处理槽1的左侧壁16a连接，接地电极2d的底边与处理槽1的右侧壁16b连接。

由此，在接地电极2a与2b之间形成有均匀高度的空隙5a，在接地电极2b与2c之间形成有均匀高度的空隙5b，并且，在接地电极2c与2d之间形成有均匀高度的空隙5c。由此，如图1所示，构成为从供水口1a供给的被处理水4沿着接地电极2a、2b、2c、2d各自的上表面锯齿状地往下流。

在接地电极2a、2b、2c、2d各自的上方，隔着下方空隙19a、19b、19c、19d形成有放电电极18a、18b、18c、18d。另外，在接地电极2a、2b、2c的下表面与放电电极18b、18c、18d之间分别形成有上方空隙20a、20b、20c。并且，下方空隙19a、19b、19c、19d以及上方空隙20a、20b、20c分别形成为均匀的高度。

即，放电电极18a、18b、18c、18d均不与接地电极2a、2b、2c、2d相接地保持于气体中。另外，由上方空隙20a与下方空隙19b形成空隙5a，由上方空隙20b与下方空隙19c形成空隙5b，由上方空隙20c与下方空隙19d形成空隙5c。

接下来，根据图2，以放电电极18b为例说明放电电极18a、18b、18c、18d的具体结构。在图2中，放电电极18b包括多根(在图2中5根)导线电极6a、6b、6c、6d、6e。导线电极6a、6b、6c、6d、6e在图2的左右方向上相互空出间隔地配置。另外，导线电极6a、6b、6c、6d、6e与接地电极2a、2b的宽度方向(图2纸面的深度方向)平行并且水平地伸展。

另外，导线电极6a、6b、6c、6d、6e全部与布线8b连接。电流导入端子14b装配于处理槽1的右侧壁16b，布线8b经由电流导入端子14b贯通右侧壁16b。在这里，布线8b与处理槽1通过电流导入端子14b而电绝缘。

与放电电极18b同样地，图1的放电电极18a、18c、18d也分别包括导线电极6a、6b、6c、6d、6e，与布线8a、8c、8d连接，经由电流导入端子14a、14c、14d而通到处理槽1的外部。

装配在处理槽1的外部的脉冲电源7的高电压侧的输出与布线8连接。另一方面，脉冲电源7的接地侧的输出与处理槽1连接，并且电接地。

接地电极2a、2b、2c、2d与处理槽1电连接，都是接地电位。布线8与汇流条15连接，汇流条15连接有布线8a、8b、8c、8d。由此，相对于脉冲电源7，放电电极18a、18b、18c、18d并联电连接。

气体供给口1d经由流量调节器10与充满氧气的气体供给源9连接。

接下来，说明本实施方式1中的水处理装置的动作。氧气从气体供给源9由流量调节器10调节成规定流量之后，从气体供给口1d供给到处理槽1内。

另一方面，从气体排出口1b以与供给氧气流量相同的流量排出处理槽1内的气体。由此，在经过规定时间后，从处理槽1内排出空气，在处理槽1内形成高氧浓度的气氛。

从供水口1a供给到处理槽1内的被处理水4在接地电极2a的上表面形成水膜3而往下流，从最下游部(图1的右侧端部)落下到接地电极2b的上表面。以下同样地，被处理水4按接地电极2b、接地电极2c、接地电极2d的顺序在各自的上表面往下流，最终落下到处理槽1的底部，作为处理后水13从排水口1c排出。此时，被处理水4的一部分作为水蒸气挥发，所以处理槽1的内部形成包括水蒸气的高氧浓度的气氛。

在这里，水膜3与放电电极18a、18b、18c、18d不接触。即，调节水膜3的厚度，以使得在放电电极18a、18b、18c、18d与水膜3之间形成气体层。根据所共用的被处理水4的流量、或者接地电极2a、2b、2c、2d的上表面相对于水平面的倾斜角度、或者接地电极2a、2b、2c、2d的上表面的表面粗糙度来调整水膜的厚度。

接下来，通过使脉冲电源7进行动作，将脉冲电压施加到放电电极18a、18b、18c、18d。其结果，如图2所示，从各放电电极18a、18b、18c、18d的导线电极6a、6b、6c、6d、6e向接地电极2a、2b、2c、2d的上表面形成作为第二放电的下侧放电12a、12b、12c、12d、12e。

同时，从放电电极18b、18c、18d的导线电极6a、6b、6c、6d、6e对接地电极2a、2b、2c的下表面形成作为第一放电的上侧放电11a、11b、11c、11d、11e。

在被处理水4流过接地电极2a、2b、2c、2d的上表面的过程中，依次与各个下侧放电12a、12b、12c、12d、12e接触，从而进行难分解性物质的去除等水处理。

进一步地，由各个上侧放电11a、11b、11c、11d、11e所生成的臭氧与过氧化氢溶解于被处理水4，从而利用水中反应进行难分解性物质的去除等水处理。

接下来，说明利用本实施方式1所示的水处理装置进行被处理水4的处理的原理。此外，在这里，以有机物的分解为例来进行说明，但由放电产生的o3和oh自由基对除菌、漂白和除臭也有效，这是公知的事实。

通过将脉冲电压施加到放电电极18a、18b、18c、18d，形成上侧放电11a、11b、11c、11d、11e和下侧放电12a、12b、12c、12d、12e。此时，处理槽1内的氧分子(o2)、水分子(h2o)与高能量的电子碰撞，发生下式(1)、(2)的离解反应。此外，在下式(1)、(2)中，e是电子，o是原子状氧，h是原子状氢，oh是oh自由基。

e+o2→2o(1)

e+h2o→h+oh(2)

通过上式(1)产生的原子状氧的大多数由于下式(3)的反应而变成臭氧(o3)。此外，在下式(3)中，m是反应的第三体，表示气体中的所有分子或原子。

o+o2+m→o3(3)

另外，通过上式(2)产生的oh自由基的一部分由于下式(4)的反应变成过氧化氢(h2o2)。

oh+oh→h2o2(4)

通过上式(1)～(4)的反应所生成的氧化性粒子(o、oh、o3、h2o2)通过下式(5)与流过接地电极2a、2b、2c、2d的上表面的被处理水4的水面附近的有机物发生反应，氧化分解成二氧化碳(co2)与水。此外，在下式(5)中，r是作为处理对象的有机物。

r+(o、oh、o3、h2o2)→co2+h2o(5)

在这里，在上式(5)中与有机物未反应的o和oh通过上式(3)、(4)变成较长寿命的o3和h2o2，其一部分通过下式(6)、(7)溶解于被处理水4。此外，在下式(6)、(7)中，(l)表示液相。

o3→o3(l)(6)

h2o2→h2o2(l)(7)

o3(l)与h2o2(l)通过在水中的反应，如下式(8)所示，生成oh自由基。

o3(l)+h2o2(l)→oh(l)(8)

通过上式(6)～(8)所生成的o3(l)、h2o2(l)、oh(l)利用下式(9)，通过水中反应分解有机物。

r+(o3(l)、h2o2(l)、oh(l))→co2+h2o(9)

在本实施方式1中，被处理水4在与下侧放电12a、12b、12c、12d、12e相接的区域中，通过上式(5)的反应和上式(9)的反应这两者，分解被处理水4中的有机物。另一方面，在与放电不相接的区域中，通过上式(9)的反应，分解被处理水4中的有机物。

进一步地，还利用上侧放电11a、11b、11c、11d、11e，通过上式(1)～(4)的反应来生成臭氧与过氧化氢。由此，上式(6)～(9)的反应频繁发生，促进通过水中反应分解有机物。

如以上说明的那样，在本实施方式1中，对导线电极6a、6b、6c、6d、6e形成下侧放电12a、12b、12c、12d、12e和上侧放电11a、11b、11c、11d、11e这两者。

因此，与仅形成作为向水膜3放电的下侧放电12a、12b、12c、12d、12e的情况相比，处理槽1内的放电区域变宽，生成更多的臭氧与过氧化氢。其结果，迅速地补偿伴随着有机物的分解而消耗的臭氧与过氧化氢，所以在小型的处理槽1中能够进行高速的水处理。

另外，下侧放电12a、12b、12c、12d、12e是向水膜3放电。因此，是包含较高浓度的水分子的气体中或者气体与水膜3的界面处的放电。因此，频繁发生上式(2)、(4)式的反应，过氧化氢的生成增加。

另一方面，上侧放电11a、11b、11c、11d、11e是远离水膜3的位置处的放电。因此，是包括较低浓度的水分子的气体中的放电。因此，频繁发生上式(1)、(3)的反应，臭氧的生成增加。

在这里，为了利用上式(8)高效地产生oh(l)，需要o3(l)与h2o2(l)的浓度比是适当的。然而，在仅形成下侧放电12a、12b、12c、12d、12e的情况下，有时h2o2(l)过剩，o3(l)不足。

另一方面，根据本实施方式1，利用上侧放电11a、11b、11c、11d、11e生成大量的臭氧。因此，能够解决o3(l)的不足，进行难分解性物质的高效的处理。

此外，说明了在图1中使用等腰三角柱形的接地电极2a、2b、2c、2d的情况，但接地电极的形状不限定于此。图3是本发明的实施方式1的水处理装置的剖视图，接地电极的形状与先前的图1不同。

例如，如该图3所示，能够将接地电极的形状设为2条斜边的长度不同的三角柱形。在图3中，接地电极2a与2c的上表面的倾斜与下表面的倾斜相比平缓，相反地，接地电极2b与2d的上表面的倾斜与下表面的倾斜相比陡峭。

另外，接地电极2a的下表面与接地电极2b的上表面的倾斜角度相同，以下同样地，接地电极2b的下表面与接地电极2c的上表面、接地电极2c的下表面与接地电极2d的上表面的倾斜角度相同。由此，空隙5a、5b、5c的高度在面内都是均匀的。其他结构与先前的图1相同。通过图3所示的构造，也能够得到与具有图1的构造的情况相同的效果。

此外，在上述实施方式1中，将脉冲电源7用于放电形成。然而，应用于本发明的电源只要能够稳定地形成放电，则不一定需要是脉冲电源，例如，也可以是交流电源或者直流电源。

另外，从脉冲电源7输出的电压的极性、电压峰值、重复频率、脉冲宽度等能够根据电极构造以及气体种类等诸多条件来适当确定。一般来说，电压峰值最好是1kv～50kv。这是由于，在低于1kv的情况下，不能形成稳定的放电，另外，在设为超过50kv的情况下，由于电源的大型化以及电绝缘的困难化，成本显著增加。

进一步地，重复频率最好设为10pps(pulse-per-second，每秒脉冲数)以上且100kpps以下。这是由于，在低于10pps的情况下，为了接入足够的放电电力，需要非常高的电压，相反地，如果大于100kpps，则水处理的效果饱和，电力效率降低。

另外，也可以根据被处理水4的流量或者处理对象物质的水质中的至少某一方来调整电压、脉冲宽度、脉冲重复频率。

另外，最好将不锈钢或者钛等耐腐蚀性优良的金属材料用于接地电极2a、2b、2c、2d与导线电极6a、6b、6c、6d、6e。但是，也能够使用这以外的导电性材料。另外，也可以用玻璃或者陶瓷等电介质来包覆接地电极2a、2b、2c、2d或者导线电极6a、6b、6c、6d、6e的表面。

进一步地，在上述实施方式1中，将导线电极6a、6b、6c、6d、6e用作放电电极18a、18b、18c、18d。然而，放电电极不一定需要是导线状。作为放电电极，例如也能够使用棒、针、网状物、螺纹件、带或者冲孔金属等。但是，为了以较低的电压形成稳定的放电，与板状相比，最好设为产生电场集中的导线、针、网状物、螺纹件、带状。

另外，在上述实施方式1中，通过从气体供给源9供给氧气，将处理槽1的内部设为高氧浓度气氛。然而，气体种类不限定于氧。只要处于包括氧的气体中，由于发生上式(1)～(9)式的反应，故就能够进行水处理。

例如，能够对氧按任意比例混合氮或者稀有气体。特别是，如果使用稀有气体，则即使在较低的电压下也能够稳定地形成放电，如果使用空气，则能够大幅削减气体成本。

进一步地，所供给的气体的流量不需要是恒定的，能够根据被处理水4的水质或者放电条件等适当调节。例如，在被处理水4中的有机物浓度高的情况下，在氧化分解过程中消耗大量的氧。因此，使供给气体流量增多是优选的。另一方面，在被处理水4中的有机物浓度低情况下，通过使供给气体流量减少，气体中的臭氧浓度提高，能够使反应高速化。

进一步地，还能够在装置启动时，使气体流量增多，在短时间内置换内部的空气，其后使气体流量下降至水处理所需的足够的量。由此，能够抑制气体的使用量，并且进行高速的水处理。

进一步地，在上述实施方式1中，将5根导线电极6a、6b、6c、6d、6e用于放电电极18a、18b、18c、18d。然而，导线电极的数量能够根据接地电极2a、2b、2c、2d的尺寸以及被处理水4的水质或者处理流量等来适当变更。

进一步地，能够任意地决定下方空隙19a、19b、19c、19d与上方空隙20a、20b、20c的高度。但是，它们的高度设为1mm以上且50mm以下是优选的。这是由于，如果低于1mm，则难以规定准确的高度，相反地如果大于50mm，则放电形成需要非常高的电压。

另外，下方空隙19a、19b、19c、19d与上方空隙20a、20b、20c的高度无需相同。即，放电电极18a、18b、18c、18d的位置不一定需要处于空隙5a、5b、5c的中心。例如，考虑水膜3的厚度，也可以将放电电极18a、18b、18c、18d配置于比空隙5a、5b、5c的中心更靠上方。

由此，能够将从放电电极18a、18b、18c、18d至接地电极2a、2b、2c的下表面的距离以及至水膜3的水面的距离设为相等，能够均匀形成下侧放电12a、12b、12c、12d、12e与上侧放电11a、11b、11c、11d、11e。相反地，通过将放电电极18a、18b、18c、18d配置于比空隙5a、5b、5c的中心更靠下方，能够使对被处理水4的水面的放电、即下侧放电12a、12b、12c、12d、12e较强，使气相中的放电、即上侧放电11a、11b、11c、11d、11e较弱。由此，能够改变供给到被处理水4的臭氧与过氧化氢之比，相对大量地供给过氧化氢。

进一步地，为了易于被处理水4的供给以及排水，处理槽1内的压力最好设为大气压或者其附近。但是根据需要，也能够设为正压或者负压。在将处理槽1内设为正压的情况下，抑制空气从外部混入，容易管理处理槽1内的气氛。

另外，在将处理槽1内设为负压的情况下，能够利用较低的电压形成下侧放电12a、12b、12c、12d、12e与上侧放电11a、11b、11c、11d、11e，实现电源的小型化以及简化。进一步地，由于压力越低放电越容易扩展，所以被处理水4在宽的区域中与下侧放电12a、12b、12c、12d、12e相接，水处理的效率以及速度提高。

此外，在上述实施方式1中，使用4个接地电极2a、2b、2c、2d。然而，接地电极的数量能够根据处理槽1的尺寸或者所需的水处理能力等来适当设定。

实施方式2.

图4是本发明的实施方式2的水处理装置的剖视图。本实施方式2的放电电极即导线电极21a、21b、21c、21d的配置与先前的实施方式1不同。

在图4中，导线电极21a在接地电极2a的上方具有与接地电极2a的上表面的倾斜度相同的倾斜地装配在纸面的左右的方向上。另外，通过装配于作为处理槽1的外周壁的左侧壁16a的绝缘部件即绝缘子22a以及装配于作为处理槽1的外周壁的右侧壁16b的电流导入端子14a来保持导线电极21a。进一步地，在图4的纸面的深度方向上，具备多根导线电极21a以覆盖接地电极2a的上表面。

同样地，在接地电极2b的上方，利用绝缘子22b与电流导入端子14b装配导线电极21b。同样地，在接地电极2c的上方，利用绝缘子22c与电流导入端子14c装配导线电极21c。同样地，在接地电极2d的上方，利用绝缘子22d与电流导入端子14d装配导线电极21d。

导线电极21a、21b、21c、21d分别与布线8a、8b、8c、8d相连接。然后，布线8a、8b、8c、8d在处理槽1的外部与汇流条15连接。

汇流条15通过布线8而与脉冲电源7的高电压输出侧连接。另一方面，脉冲电源7的接地侧与处理槽1连接，并且电接地。其他结构与先前的实施方式1相同。

接下来，说明本实施方式2中的水处理装置的动作。被处理水4从处理槽1的最上部，在接地电极2a、2b、2c、2d各自的上表面以水膜3状地往下流，从处理槽1的最低部排出。此时，调节水膜3的膜厚，以避免淹没导线电极21a、21b、21c、21d。

使脉冲电源7进行动作，将脉冲电压施加到导线电极21a、21b、21c、21d。由此，在导线电极21a与接地电极2a的上表面之间形成下侧放电24a。另外，在导线电极21b与接地电极2a的下表面之间形成上侧放电23a，在导线电极21b与接地电极2b的上表面之间形成下侧放电24b。

以下，同样地，在导线电极21c的上下形成上侧放电23b与下侧放电24c，在导线电极21d的上下形成上侧放电23c与下侧放电24d。其他动作与先前的实施方式1相同。

在先前的实施方式1中，导线电极6a、6b、6c、6d、6e在图2的纸面的深度方向上伸长地装配。即，导线电极6a、6b、6c、6d、6e无倾斜地形成于水平面上。

然而，有时在被处理水4落下时形成的水滴和由处理槽1内的水蒸气形成的水滴附着于导线电极。当这样水滴附着于导线电极时，在该部分处，到接地电极2a、2b、2c、2d的距离变近。结果，仅在水滴附着部分形成强的放电，有时由于局部的温度上升等水处理的效率降低。

另一方面，根据本实施方式2，导线电极21a、21b、21c、21d倾斜地装配，附着于导线电极的水滴沿着倾斜而流下。因此，得到不会形成局部强的放电而形成在整体上均匀的放电的效果，能够进行高效的水处理。

实施方式3.

图5是本发明的实施方式3的水处理装置的剖视图。另外，图6是本发明的实施方式3的图5所示的接地支架25的放大剖视图。另外，图7是示出本发明的实施方式3的水处理装置的组装方法的剖视图。以下，使用图5～图7来说明本实施方式3中的水处理装置。

在本实施方式3的水处理装置中，在密闭构造的金属制的处理槽1的内部，在铅垂方向(上下方向)上排列配置有4个接地支架25a、25b、25c、25d。即，在最上方装配接地支架25a，在其下方装配接地支架25b，在其下方装配接地支架25c，在最下方装配接地支架25d。

4个接地支架25a、25b、25c、25d全部是相同的形状。因此，使用图6来说明接地支架25的详细结构。在图6中，接地支架25包括金属制的接地电极28以及与接地电极28连接的金属制的法兰29。

接地电极28是中空的等腰三角柱形，形成为图6所示的等腰三角形在纸面的深度方向上伸长而得到的形状。接地电极28的等腰三角形的2条相等的边(斜边)相互相对于水平面对称地配置。即，2条斜边相对于水平面向相互相反方向地倾斜。

法兰29与等腰三角形的另1条边(底边)连接，法兰29朝铅垂方向。以贯通法兰29与接地电极28的底边的方式，装配电流导入端子30。

另外，装配有从接地电极28的上表面贯通到中空部34的绝缘部件即上游绝缘体26a以及安装于接地电极28的上表面的绝缘部件即下游绝缘体26b。导线电极27通过上游绝缘体26a与下游绝缘体26b，与接地电极28的上表面平行地安装在接地电极28的上方。

此外，导线电极27在图6的纸面的深度方向上装配有多个，配置成覆盖接地电极28的上表面。另外，导线电极27通过上游绝缘体26a与下游绝缘体26b，与接地电极28电绝缘地被保持。

电线31从接地支架25的外部穿过电流导入端子30，通到中空部34，进一步地穿过上游绝缘体26a而与导线电极27连接。另外，电线31通过电流导入端子30与上游绝缘体26a，与接地支架25电绝缘。

在图7中，在作为处理槽1的外周壁的左侧壁16a具有在上下方向上排列的多个(在图7中为2个)开口部32a、32c。另一方面，在作为处理槽1的外周壁的右侧壁16b具有在上下方向上排列的2个开口部32b、32d。

在这里，开口部32b与开口部32d分别形成于从开口部32a与32c起下降开口部32a与32c的间隔的一半高度的位置处。另外，开口部32a、32b、32c、32d为与法兰29的尺寸对应的开口面积。

将接地支架25a插入到开口部32a，利用螺栓33连结法兰29与左侧壁16a。同样地，将接地支架25b插入到开口部32b，将接地支架25c插入到开口部32c，将接地支架25d插入到开口部32d，用螺栓33连结各自的法兰29。由此，组成图5所示的水处理装置。

在图5中，接地支架25a与25b之间、25b与25c之间、25c与25d之间的空隙的高度分别是均匀的。另外，在图5中，导线电极27配置于由接地支架25a、25b、25c、25d所形成的各个空隙的大致中心高度。

另外，接地支架25a、25b、25c、25d各自的电线31与脉冲电源(未图示)连接，处理槽1电接地。另外，接地支架25a、25b、25c、25d的各法兰29与处理槽1电导通而连接。

接下来，说明本实施方式3中的水处理装置的动作。被处理水4从处理槽1的最上部，在接地支架25a、25b、25c、25d各自的接地电极的上表面水膜状地往下流，从处理槽1的最低部排出。

在这里，在被处理水4往下流时，使脉冲电源进行动作，在接地支架25a的导线电极27与接地电极28的上表面之间形成放电。另外，在接地支架25b的导线电极27与接地支架25a的接地电极28的下表面之间以及导线电极27与接地支架25b的接地电极28的上表面之间形成放电。以下相同。其他动作与先前的实施方式1相同。

根据本实施方式3，能够仅通过对处理槽1插入接地支架25a、25b、25c、25d并用螺栓33进行连结来能够形成水处理装置。因此，能够得到容易组装的效果。

另外，接地支架25a、25b、25c、25d均是相同类型。因此，通过量产接地支架，能够容易地制成大型的水处理装置或多个水处理装置。进一步地，即使在发生故障的情况下，也由于仅通过更换相应部位的接地支架就能够修理，所以，使得维护性提高，装置运转率提高。

此外，在本实施方式3中，说明了将4处的开口部32a、32b、32c、32d设置于处理槽1、并且安装有4个接地支架25a、25b、25c、25d的情况。然而，开口部与接地支架的数量不限定于此。例如，能够将处理槽1形成得高，形成多于4个的贯通孔，安装所需数量的接地支架，在剩余的开口部处盖上盖子。

由此，能够根据被处理水4的水质形成必要充分的放电，其结果，水处理的能量效率提高。进一步地，不需要与被处理水4的水质相匹配地单独设计水处理装置，能够抑制设计费用。

实施方式4.

图8是本发明的实施方式4的水处理装置的剖视图。另外，图9是本发明的实施方式4的图8所示的第1种接地支架35的放大剖视图。另外，图10是本发明的实施方式4的图8所示的第2种接地支架36的放大剖视图。

本实施方式4具备结构不同的2种接地支架35与36这一点上与先前的实施方式3不同。以下，使用图8～图10来说明本实施方式4中的水处理装置。

在本实施方式4中，代替先前的实施方式3中的图5所示的接地支架25a与25c，分别安装有接地支架35a与35b。同样地，代替图5所示的接地支架25b与25d，分别安装有接地支架36a与36b。

在图9中，接地支架35具备贯通接地电极28的下表面而到达中空部34的绝缘部件即上游绝缘体38a以及装配于接地电极28的下表面的绝缘部件即下游绝缘体38b。

导线电极37通过上游绝缘体38a与下游绝缘体38b，与接地电极28的下表面平行地安装在接地电极28的下方。此外，导线电极37在图9的纸面的深度方向上装配有多个，配置成覆盖接地电极28的下表面。

电线31从接地支架35的外部穿过电流导入端子30，通到中空部34，穿过上游绝缘体26a而与导线电极27连接，并且，穿过上游绝缘体38a而与导线电极37连接。

另外，导线电极37通过上游绝缘体38a与下游绝缘体38b，与接地电极28电绝缘地被保持。另外，电线31通过电流导入端子30、上游绝缘体26a与上游绝缘体38a，与接地支架35电绝缘。其他结构与先前的实施方式3相同。

在图10中，接地支架36仅包括接地电极28与法兰29。即，与接地支架35相比，接地支架36不具备上游绝缘体26a、下游绝缘体26b、导线电极27、电流导入端子30、电线31、导线电极37、上游绝缘体38a、下游绝缘体38b。

在图8中，在处理槽1的左侧壁16a安装有在上下方向上排列的2个接地支架35a、35b。另一方面，在处理槽1的右侧壁16b安装有在上下方向上排列的2个接地支架36a、36b。

在这里，接地支架36a配置于接地支架35a与35b的中间，接地支架35b配置于接地支架36a与36b的中间。即，在处理槽1的内部，从上向下地按接地支架35a、接地支架36a、接地支架35b、接地支架36b的顺序左右交错地安装。

另外，在图8中，导线电极37配置于由接地支架35a、36a、35b、36b形成的各个空隙的大致中心高度。另外，接地支架35a、35b各自的电线31与脉冲电源(未图示)连接，处理槽1电接地。另外，接地支架35a、35b、接地支架36a、36b的各法兰29与处理槽1电导通而连接。

接下来，说明本实施方式4中的水处理装置的动作。被处理水4从处理槽1的最上部，在接地支架35a、接地支架36a、接地支架35b、接地支架36b各自的接地电极28的上表面水膜状地往下流，从处理槽1的最低部排出。

在这里，在被处理水4往下流时，使脉冲电源进行动作，在接地支架35a的导线电极27与接地电极28的上表面之间形成放电。另外，在接地支架35a的导线电极37与接地支架35a的接地电极28的下表面之间、以及接地支架35a的导线电极37与接地支架36a的接地电极28的上表面之间形成放电。以下相同。其他动作与先前的实施方式3相同。

根据本实施方式4，通过对接地支架35a与35b各自的电线31进行供电，能够与先前的实施方式3同样地形成放电。因此，与先前的实施方式3相比，能够简化并缩短用于供电的电线。

由此，能够简化装置结构。进一步地，能够减轻电线对脉冲电源7(未图示)的负荷。由此，与先前的实施方式3的水处理装置相比，利用本实施方式4的水处理装置能够使用小型且廉价的电源。

实施方式5.

图11是本发明的实施方式5的水处理装置的剖视图。在图11中，接地电极44a、44b、44c、44d均是相同形状，是中空构造。另外，各接地电极44a、44b、44c、44d的底边与处理槽1的侧壁连接，形成有从处理槽1的侧壁连接到各接地电极44a、44b、44c、44d的底边的贯通孔即连接口43a、43b、43c、43d。另外，在各接地电极44a、44b、44c、44d的上表面形成有作为贯通孔的多个细孔46。

在处理槽1的上部具备吸气口41，循环配管42与吸气口41连接。对循环配管42装配有循环泵40，循环配管42在循环泵40的下游侧(吸气口41的相反侧)分支，形成循环配管42a、42b、42c、42d。

进一步地，循环配管42a、42b、42c、42d分别与连接口43a、43b、43c、43d连接。其他结构与先前的实施方式2相同。

接下来，说明本实施方式5中的水处理装置的动作。被处理水4从处理槽1的最上部供给，在接地电极44a、44b、44c、44d各自的上表面水膜3状地往下流，从处理槽1的最下部排出。在这里，在本实施方式5中，使循环泵40进行动作，从吸气口41吸出处理槽1内的气体，供给到连接口43a、43b、43c、43d。

供给到连接口43a、43b、43c、43d的循环气体穿过接地电极44a、44b、44c、44d各自的细孔46，吐出到处理槽1内。由此，在接地电极44a、44b、44c、44d的上表面流过的被处理水4的水膜3的一部分成为水滴45，向上方喷起。其他动作与先前的实施方式2相同。

根据本实施方式5，由循环泵40吸出处理槽1内的气体，并从形成于接地电极44a、44b、44c、44d的细孔46吐出，从而能够将水膜3的一部分喷起成水滴45。因此，促进被处理水4与放电以及由放电生成的臭氧和oh自由基等氧化性粒子的接触。

其结果，与先前的实施方式2相比，实现更加高效且高速的水处理。另外，在循环气体中包含的臭氧和过氧化氢在从细孔46吐出时，溶解于水膜3。由此，与先前的实施方式2相比，促进水中的有机物分解反应，进行高速且高效的水处理。

实施方式6.

图12是本发明的实施方式6的水处理装置的剖视图。另外，图13是示出本发明的实施方式6的图12所示的邻接的2个接地电极2a、2b及其周围的放大图。在本实施方式6中，接地电极2a、2b、2c、2d和放电电极47a、47b、47c的形状与先前的实施方式1不同。因此，使用图12与图13，以它们的差异点为中心在以下进行说明。

在图12中，接地电极2a、2b、2c、2d在处理槽1的内部上下地排列配置。接地电极2a、2b、2c、2d全部是相同形状的平板型，相对于水平面倾斜地配置。上下连续的2个接地电极上下空出规定间隔，相对于铅垂面左右对称地配置。

即，图12的接地电极2a的左侧端部与处理槽1的左侧壁16a连接，右侧端部保持得比左侧端部低。另外，接地电极2b的右侧端部与处理槽1的右侧壁16b连接，左侧端部保持得比右侧端部低。以下，接地电极2c、2d也一样。

由此，在接地电极2a与2b之间形成空隙50a，在接地电极2b与2c之间形成空隙50b，在接地电极2c与2d之间形成有空隙50c。从供水口1a供给的被处理水4沿着接地电极2a、2b、2c、2d各自的上表面锯齿状地往下流。

在空隙50a、50b、50c处分别装配有放电电极47a、47b、47c。因此，关于放电电极47a、47b、47c的具体结构，根据图13，以放电电极47a为例进行说明。在图13中，配置于空隙50a的放电电极47a包括与布线8a连接的5个带(ribbon)形状的电极(以下称为带电极)51a、51b、51c、51d、51e。

带电极51a、51b、51c、51d、51e的长边面从右起按51a、51b、51c、51d、51e的顺序垂直地配置。另外，带电极51a在上下方向上最短，按51b、51c、51d、51e的顺序变长。

在带电极51a、51b、51c、51d、51e的上端与接地电极2a的下表面之间，形成有大致均匀的高度的上方空隙48a。另外，在带电极51a、51b、51c、51d、51e的下端与接地电极2b的上表面之间，形成有大致均匀的高度的下方空隙49a。另外，上方空隙48a与下方空隙49a为大致相同的高度。

对图12中的其他放电电极47b、47c，也同样地形成有上方空隙48b、48c与下方空隙49b、49c。其他结构与先前的实施方式1相同。

接下来，说明本实施方式6中的水处理装置的动作。被处理水4从处理槽1的最上部供给，在接地电极2a、2b、2c、2d各自的上表面水膜3状地往下流，从处理槽1的最下部排出。

在这里，在被处理水4往下流时，使脉冲电源(未图示)进行动作，将脉冲电压施加到放电电极47a、47b、47c，从而在上方空隙48a处形成上侧放电52a、52b、52c、52d、52e。另外，在下方空隙49a处形成下侧放电53a、53b、53c、53d、53e。其他动作与先前的实施方式1相同。

在先前的实施方式1中，在上下排列的接地电极2a、2b、2c、2d之间形成均匀的高度的空隙5a、5b、5c，从而，使用同一形状的导线电极6a、6b、6c、6d、6e来形成上侧放电与下侧放电。

另一方面，在本实施方式6中，空隙50a、50b、50c的高度向在接地电极2b、2c、2d上流过的被处理水4的流动方向而扩大，另一方面，使带电极51a、51b、51c、51d、51e的尺寸不同，从而，形成大致均匀的高度的上方空隙48a与下方空隙49a。然后，在这样形成的上方空隙48a处形成上侧放电，在下方空隙49a处形成下侧放电。

在本实施方式6中，能够将接地电极2a、2b、2c、2d设为板形状，与先前的实施方式1～5相比，能够削减与接地电极相关的材料使用费，使装置轻质化。

实施方式7.

图14是本发明的实施方式7的水处理装置的剖视图。本实施方式7除接地电极44a、44b、44c、44d的结构不同这一点之外，与实施方式5相同。

在本实施方式7中，在接地电极44a、44b、44c、44d各自的上表面形成有作为贯通孔的多个上侧细孔54，在接地电极44a、44b、44c各自的下表面形成有作为贯通孔的多个下侧细孔55。其他结构与先前的实施方式5相同。

利用循环泵40从处理槽1的上部的吸气口41吸出的处理槽1内的气体穿过循环配管42a、42b、42c、42d供给到接地电极44a、44b、44c、44d的内部，从上侧细孔54与下侧细孔55吐出。由此，在接地电极44a、44b、44c、44d的上表面流过的被处理水4的水膜3的一部分变成水滴45，向上方喷起。

进一步地，包括臭氧和过氧化氢的处理槽1内的气体从下侧细孔55吹到水滴45以及水膜3的水面。其他动作与先前的实施方式5相同。

根据本实施方式7，利用循环泵40吸出处理槽1内的气体，并从形成于接地电极44a、44b、44c的下表面的下侧细孔55吐出，从而包括臭氧和过氧化氢的处理槽1内的气体吹到水滴45以及水膜3的水面。

由此，促进从气相向液相的物质输送，促进上式(6)、(7)的反应。其结果，能够更高效地使用处理槽内的臭氧和过氧化氢，与先前的实施方式5相比，促进水中的有机物分解反应，进行高速且高效的水处理。

此外，被处理水在接地电极44a、44b、44c、44d的上表面流过，所以在上侧细孔54与下侧细孔55具有相同的细孔直径的情况下，与上侧细孔54相比，气体更容易穿过下侧细孔55。因此，通过使上侧细孔54的细孔直径比下侧细孔55的细孔直径大，能够从上侧细孔54与下侧细孔55这两者喷出气体，进行更高效的水处理。

实施方式8.

图15是本发明的实施方式8的水处理装置的剖视图。在本实施方式8中，在接地电极2a、2b、2c、2d各自的下表面形成下侧水膜56，并且在接地电极2a、2b、2c、2d各自的下表面装配有突起58a、58b、58c、58d，在这一点上与先前的实施方式1不同。

在图15中，接地电极2a、2b、2c、2d各自的下表面是亲水性的。另外，在接地电极2a、2b、2c、2d各自的下表面的底边附近，装配有突起58a、58b、58c、58d。其他结构与先前的实施方式1相同。

供给到处理槽1的被处理水4沿着等腰三角柱的接地电极2a的上表面形成水膜3而往下流。在接地电极2a的顶角57处，被处理水4的一部分向接地电极2b落下，被处理水4的其余部分以由于表面张力而贴合于接地电极2a的下表面的形式，一边形成下侧水膜56一边往下流。

下侧水膜56由于突起58a而从接地电极2a的下表面分离并落下。以下，同样地，在接地电极2b、2c、2d处，也以贴合于各自的下表面的形式，被处理水4的一部分形成下侧水膜56而往下流。其他动作与先前的实施方式1相同。

根据本实施方式8，在接地电极2a、2b、2c、2d各自的下表面形成下侧水膜56，下侧水膜56的水面与上侧放电11(未图示)接触。因此，与被处理水4在接地电极2a、2b、2c、2d的上表面仅形成水膜3而往下流的先前的实施方式1相比，与放电接触的被处理水4的面积增加。

因此，在本实施方式8中，与先前的实施方式1相比，更多地发生上式(5)、(6)、(7)的反应，水处理的速度与效率提高。另外，在以相同容积的处理槽1进行比较的情况下，与先前的实施方式1相比，被处理水4与放电接触的面积增加。其结果，能够使水处理量增加。

此外，接地电极2a、2b、2c、2d各自的下表面由亲水性材料形成、或者用亲水性材料涂覆、或者实施亲水化处理，从而能够设为亲水性。

特别是，在本申请发明的结构中，对接地电极2a、2b、2c的下表面形成放电，所以通过由放电生成的臭氧等的作用，在经过规定时间后，使接地电极2a、2b、2c的下表面亲水化。由此，实现本实施方式8的结构以及动作。

另外，突起58a、58b、58c、58d不是必需的。在不装配有突起58a、58b、58c、58d的情况下，作为下侧水膜56而流过的被处理水4在处理槽的左侧壁16a与右侧壁16c流下。

实施方式9.

图16是本发明的实施方式9的水处理装置的剖视图。本实施方式9与先前的实施方式6相比，放电电极的结构不同。在图16中，接地电极2a、2b、2c、2d在处理槽1的内部上下排列配置。接地电极2a、2b、2c、2d是平板型，相对于水平面倾斜地配置。

上下连续的2个接地电极上下空出规定间隔而相对于铅垂面左右对称地配置。即，图16的接地电极2a的左侧端部与处理槽1的左侧壁16a连接，右侧端部保持得比左侧端部低。

另外，接地电极2b的右侧端部与处理槽1的右侧壁16b连接，左侧端部保持得比右侧端部低。以下，接地电极2c、2d也一样。

由此，在接地电极2a与2b之间形成空隙50a，在接地电极2b与2c之间形成空隙50b，在接地电极2c与2d之间形成有空隙50c。从供水口1a供给的被处理水4沿着接地电极2a、2b、2c、2d各自的上表面锯齿状地往下流。

在空隙50a处装配有上方放电电极59a和下方放电电极60a。上方放电电极59a包括多根(在图16中为5根)导线电极，在图16的纸面的深度方向上伸长地配置。另外，5根上方放电电极59a隔着上方空隙48a，与接地电极2a的下表面保持相同的距离而配置。

下方放电电极60a包括多根(在图16中为5根)导线电极，在图16的纸面的深度方向上伸长地配置。另外，5根下方放电电极60a隔着下方空隙49a，分别与接地电极2b的上表面保持相同的距离而配置。

以下，同样地，在接地电极2b与2c之间的空隙50b处装配有上方放电电极59b与下方放电电极60b，在接地电极2c与2d之间的空隙50c处装配有上方放电电极59c与下方放电电极60c。

上方放电电极59a与下方放电电极60a都与布线8a连接，同样地，上方放电电极59b与下方放电电极60b与布线8b连接，上方放电电极59c与下方放电电极60c与布线8c连接。其他结构与先前的实施方式6相同。

使脉冲电源(未图示)进行动作，将电压施加到上方放电电极59a、59b、59c与下方放电电极60a、60b、60c，从而分别在上方空隙48a、48b、48c与下方空隙49a、49b、49c形成上方放电61与下方放电62。其他动作与先前的实施方式6相同。

在本实施方式9中，能够分别独立地确定上方放电电极59a、59b、59c与下方放电电极60a、60b、60c的位置。因此，形成空隙和放电区域时的自由度提高。

此外，所谓本说明书所记载的水处理速度被规定为每单位时间在被处理水4中的有机物的分解量。另外，所谓本说明书所记载的水处理效率被规定为每单位投入能量在被处理水4中的有机物的分解量。