[发明专利]液体处理装置

说明书

本发明提供一种能够高效地产生等离子体来对液体进行处理，同时能够通过有效利用芬顿反应来提高处理能力，并且能长时间稳定地产生等离子体的液体处理装置。具备：形状为棒状的第一电极(30)；形状为板状且由含有铜或铁的金属构成的第二电极；通过使被导入的液体(L1)回旋，从而在液体(L1)的回旋流中产生气相(G)的处理槽(12)，通过对所产生的气相(G)施加脉冲电压，从而产生等离子体，并且对作为阴极起作用的第一电极(30)和作为阳极起作用的第二电极(31)施加负的直流电压。通过施加负的电压，从而从形状为板状的第二电极产生铜离子或铁离子，通过与由等离子体生成的过氧化氢引起芬顿反应，从而有效地对液体进行处理。

技术领域

本发明涉及对液体进行电化学处理的液体处理装置。更详细来说，本发明涉及在液体中产生等离子体并同时引起以下两个分解以及杀菌作用来对液体进行处理的液体处理装置，该两个分解以及杀菌作用是：通过液体中包含的污浊物质或者细菌与等离子体直接接触而产生的分解以及杀菌作用、和由通过等离子体放电而产生的紫外线以及自由基等带来的分解以及杀菌作用。

背景技术

图10中示出以往的液体处理装置的例子。在液体803(例如，水)之中配置第一电极801以及第二电极802，从脉冲电源804在两电极801、802间施加高电压脉冲而使液体803气化，产生等离子体805。此时，通过等离子体与液体803直接接触，从而液体803中包含的污浊物质等被进行分解处理。同时，生成例如羟基自由基(OH自由基)以及过氧化氢等具有氧化能力的成分，通过这些成分与液体803中包含的污浊物质等发生反应，分解处理也得以进展。已知通过在液体803中产生等离子体而生成的自由基之中，特别是OH自由基具有高的氧化能力，能对液体803中溶解的难分解性有机化合物进行分解处理。

然而，在上述以往的液体处理装置的情况下，存在以下问题，即，不仅为了使液体气化而需要高的施加电压，而且等离子体的产生效率低，为了对液体进行处理而需要很长时间。

因此，已知有为了降低施加电压并提高等离子体的产生效率而使从外部导入的气体介于两电极间那样的液体处理装置(参照专利文献1)。在专利文献1记载的液体处理装置(参照图11)中，使气体904(例如，氧)同被处理液903一起介于阳极电极901与棒状的阴极电极902之间，在此基础上，在两电极901、902间施加脉冲电压。通过脉冲电压的施加，在气体904内产生等离子体，从而分解处理在与被处理液903接触的接触面得以进展。根据专利文献1记载的液体处理，与不使气体介于其间的情况相比，能够降低施加电压，并且，能够高效地产生等离子体来进行液体的处理。

然而，由这些液体处理装置产生的OH自由基由于反应性非常高因而寿命较短，在比较稳定的过氧化氢中会立刻变质。在此，已知过氧化氢会通过与铜或者铁等金属发生反应而生成OH自由基，将该反应称作芬顿反应。式(1)为表示基于铜离子的芬顿反应的式子，在1价的铜离子与过氧化氢发生反应而变化为2价的铜离子的反应过程中，生成OH自由基。同时，已知会引起如式(2)所示那样的反应，即，2价的铜离子与过氧化氢发生反应而生成1价的铜离子。式(3)以及式(4)分别为表示基于铁离子的芬顿反应的式子，从2价的铁离子生成OH自由基，从3价的铁离子生成2价的铁离子，这样的反应电同时发生。这样，已知在芬顿反应中，金属离子会发生催化剂式的反应。

Cu⁺+H₂O₂→Cu²⁺+·OH+OH^- (1)

Cu²⁺+H₂O₂→C_u⁺+HO₂·+H⁺ (2)

Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+·OH+OH^- (3)