JP4017339B2 - 水中曝気装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は曝気槽の処理液中に液没させて使用する水中曝気装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
曝気槽内で、好気性微生物による汚水等を処理する際に、曝気槽内に空気等を混入させるための一方法として、軸流羽根車を装備した水中曝気装置が採用されている。図5は、この種の水中曝気装置の構成例を示す図である。図5において、1は下方に吸込口1aを有する吸込みケーシングであり、該吸込みケーシング1の上に水平より斜め下向きに吐出口2aが開口する吐出しケーシング2が配置されている。この吸込みケーシング1と吐出しケーシング2とで吸込口及び吐出口を有する水中曝気装置のケーシングを構成している。
【0003】
吸込みケーシング1内には羽根車3が回転自在に配置され、該羽根車3の回転軸4は垂直上方に延び、モータMの回転軸5に連結(直接又は減速機構等を介して間接的に連結)されている。吐出しケーシング2には、その周方向に所定の間隔で吐出口2aが複数個設置されている。また、吐出しケーシング2の内部には空気室6を形成するための空気室ケーシング7が設けられ、該空気室6に通常空気導入管(図示せず)から空気が導入されるようになっている。なお、8は水中曝気装置を吊り下げる吊り下げ具である。
【0004】
上記構成の水中曝気装置を曝気槽(図示せず)内の処理液中に液没させて設置し、モータMを起動すると、該モータMの回転軸5に直接又は減速機構等を介して間接的に連結されている回転軸4を介して、羽根車3を回転する。これにより、吸込みケーシング1の吸込口1aから処理液Wが吸込まれ吐出しケーシング2の吐出口2aへ向かって流れる。
【0005】
一方、空気導入管を通って空気室6に導入された空気は、羽根車3の下流側で該羽根車3の外周近傍に設けられた空気噴出口9から吐出しケーシング2内に気体Aとして吐出される。これにより、気体Aが混入した処理液Wは吐出口2aから処理液W1として吐出される。
【0006】
曝気層内の処理液中の好気性微生物は処理液中から分離した空気により活性化する。従って、上記構成の水中曝気装置としては、酸素又はオゾンの含有量が多い気体(空気との混合)を処理液に混入させたものほど好気性微生物を効率的に活性化できることになる。しかしながら、酸素又はオゾンを曝気する場合は、通常の空気曝気と比較して1/10程度の給気量となる。従って、通常の空気による給気に比べて、空気噴出口の径を1/10程度にする必要がある。
【0007】
また、給気される気泡を小さくすると、同じ給気量でも気泡の表面積が増大するため、処理液中への気体の溶解速度が増し曝気効率が高くなる。しかし、空気噴出口の径が6mm程度以下になると、処理液が下水の場合は、水中曝気装置停止時にゴミ等が空気噴出口に堆積(付着)し、空気噴出口が詰まることがあり、直径が小さい空気噴出口を設けることができないという問題がある。
【0008】
また、図6に示すように、上方に吸込口1aを有する吸込みケーシング1を上部に配置し、該吸込ケーシング1の下部に吐出口2aを有する吐出しケーシング2を配置し、吐出しケーシング2内部に逆漏斗(円錐筒状)の空気室ケーシング10を設けて、吐出しケーシング2内に空気室11を形成し、空気噴出口12を吐出口2a近傍に設け、該空気室11の空気を該吐出口2aに向けて吐出すように構成した上吸込・下吐出型の水中曝気装置においても、図1に示す下吸込・上吐出型の水中曝気装置と同様な問題があった。
【0009】
なお、図6に示す水中曝気装置において、空気導入管13を通って空気室11内に導入された空気は、空気噴出口12から噴出され、吐出しケーシング2内に気体Aとして吐出される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、給気される気体の気泡を微細化するため噴出口の径を小さくしても、ゴミ等が堆積(付着)し、噴出口を詰まらせることがなく、特に酸素又はオゾンの含有量が多い気体(空気との混合)の曝気に好適な水中曝気装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため請求項1に記載の発明は、下方に吸込口を有し上方に周方向に所定の間隔で且つ水平より斜め下向きに開口する複数の吐出口を有するケーシングと、該ケーシング内に回転自在に配置した羽根車と、気体を処理液中に散気する散気手段を具備し、羽根車を回転することにより、吸込口より吸い込まれた処理液が散気手段で散気した気体と混合され、吐出口から吐き出される水中曝気装置において、散気手段は、酸素、又はオゾン、又は酸素と空気の混合気体、又はオゾンと空気の混合気体又は酸素とオゾンと空気の混合気体からなる気体を散気する散気手段であり、一方側が閉塞し他方側が開口した散気部の開口部に可撓性材からなる板材に多数の気体噴出口を形成した散気板を設け、該散気部に気体導入管により圧力を有する前記気体を導入することにより散気板は外側に膨らみ、径が大きくなった多数の気体噴出口から気体を噴出し、散気部に気体の導入を停止することにより気体噴出口の径が小さくなる構成であり、散気手段を散気板が下向きになるようにケーシングの吸込口の下方に配置固定し、気体導入管により散気部に気体を導入することにより、該気体を吸込口に吸い込まれる処理液の液流の上流側に向けて吐き出すことを特徴とする。
【0012】
上記のように散気手段は、一方側が閉塞し他方側が開口した散気部の開口部に可撓性材からなる板材に多数の気体噴出口を形成した散気板を設け、該散気部に気体導入管により圧力を有する前記気体を導入することにより散気板は外側に膨らみ、径が大きくなった多数の気体噴出口から気体を噴出し、散気部に気体の導入を停止することにより気体噴出口の径が小さくなる構成であり、散気手段を散気板が下向きになるようにケーシングの吸込口の下方に配置固定し、気体導入管により散気部に気体を導入することにより、該気体を吸込口に吸い込まれる処理液の液流の上流側に向けて吐き出すので、気体の導入停止時には、散気板が縮み噴出口の径が小さくなる。従って、例えば、噴出口の口径を気体の噴出時に通常空気の散気する噴出口の口径より小さく(1/10以下)し、酸素やオゾンの給気に適する小さい口径としても、気体の導入停止時には径がさらに小さくなるため、ゴミ等が堆積(付着)しにくくなる。また、口径が小さい状態でゴミ等が堆積しても気体噴出時には口径が大きくなるため、堆積したゴミ等は容易に除去される。さらに口径を小さくすることにより、噴出される気泡が微細になり、気体の水中への溶存効率を向上させることができる。また、散気手段を散気板が下向きになるようにケーシングの吸込口の上流側に配置固定しているので、散気板にゴミ等が付着しにくい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。図1は本発明に係る水中曝気装置の構成例を示す図である。本曝気装置の基本的構成は、図5に示す水中曝気装置と同一であるのでその説明は省略する。図示するように、吸込みケーシング1の吸込口1aの下部、即ち羽根車の上流側に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は2つ以上を混合してなる気体を水中に散気する散気部14−1を設けた。
【0018】
散気部14−1は、図2の(a)に示すように、薄型で一方側が閉塞し他方側が開口した円筒体からなり、開口部に樹脂材等の可撓性部材からなる板体に多数の噴出口15aを形成した散気板15が設けられ、閉塞部には散気部14−1の内部に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は2つ以上を混合してなる気体が流入する気体流入口16aが設けられている。該散気部14−1を吸込みケーシング1の下方に設けられた気体導入管16の該吸込ケーシング1の下部中央部に位置する部分に散気板15が下方になるように気体流入口16aが気体導入管16内に連通するように取り付けてられている。これにより、気体導入管16内に導入された上記気体は散気板15の噴出口15aから下方、即ち吸込みケーシング1内に吸込まれる水流の上流側に向って噴出される。
【0019】
水中曝気装置運転時には、気体導入管16から酸素、オゾン及び空気のいずれか又は2つ以上を混合してなる気体が散気部14−1に導入される。該散気部14−1内は該気体の流入により圧力が上昇し、それに伴い散気板15が散気部14−1の外側方向に膨らみ、該散気板15に設けられた多数の噴出口15aの径が大きくなる。該噴出口15aから散気された気体は、気体Aとして吐出され、該気体Aは微細な気泡となり処理液W中に混入する。モータMの起動により、回転軸5及び回転軸4を介して羽根車3が回転し、これにより気体Aが混入した処理液W1は、吸込みケーシング1の吸込口1aから吸込まれ、吐出しケーシング2の吐出口2aから吐出される。
【0020】
水中曝気装置停止時には、気体導入管16から散気部14−1への気体の流入がなくなるため、散気部14−1内の圧力は低下し、運転時に外側方向に膨らんでいた散気板15は元の大きさに縮み、噴出口15aの径も元の大きさに戻る。
【0021】
上記のように、水中曝気装置の運転時に散気板15の噴出口15aの径が大きくなり、停止時には元の大きさに戻るので、停止時の噴出口15aの径が小さくなる。したがって、下水処理水槽内に設置した場合等にゴミ等が噴出口15aに堆積しにくく、噴出口15aにゴミ等が詰まることはない。また、停止時において、噴出口15aの径が小さい状態でゴミ等が堆積しても、運転時には気体が流入し径が大きくなるため、堆積したゴミ等は容易に除去され、適切な散気を行なうことができる。
【0022】
また、散気部14−1の散気板15から気体を羽根車3によって吸込まれる水流の上流側に向けて吐出させるため、微細化された気体の処理液中への溶存効率を向上させることができる。
【0023】
なお、散気部の構成は上記実施形態例に示すものに限られず、例えば図2の(a)〜(c)に示すように構成してもよい。図2(b)の散気部14−2は、一方側が閉塞し他方側が開口した円筒体からなり、開口部に樹脂材等の可撓性材からなる板材に多数の噴出口15aを形成した散気板15が設けられている。また、円筒体の側面に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は2つ以上を混合してなる気体が流入する気体流入口16aが設けられている。該散気部14−2を吸込みケーシング1の下部中央に位置する部分に、気体導入管16と気体流入口16aが連通し、かつ、散気板が下方になるように取り付ける。このように構成しても図2(a)の散気部14−1を取り付けた場合と同様な効果が得られる。
【0024】
また、図2の(c)の散気部14−3は、一方側が閉塞し他方側が散気部14−3の外周に沿ってリング状に開口した薄型の円筒体からなり、該開口部に可撓性材からなるリング状の板材に多数の噴出孔15aを形成した散気板15が設けられている。また、閉塞部には散気部14−3の内部に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は2つ以上を混合してなる気体が流入する気体流入口16aが設けられている。該散気部14−3を吸込みケーシング1の下部中央に位置する部分に、気体導入管16と気体流入口16aが連通し、かつ、散気板15が下方になるように取り付ける。このように構成しても図2(a)の散気部14−1を取り付けた場合と同様な効果が得られる。つまり、気体を可撓性材からなる板材に多数の噴出口を形成する散気手段により、散気する構成であれば、いずれの構成であってもよい。
【0025】
図3は本発明に係る水中曝気装置の構成例を示す図である。本水中曝気装置はその基本構成は図5に示す水中曝気装置と同一である。羽根車3の下流側で該羽根車3の外周近傍に可撓性材からなる板材に多数の噴出口を形成する散気板17を設けている。なお、吐出しケーシング2の内部に気体室19を形成するために気体室ケーシング20を設ける点は図5に示す水中曝気装置を同一である。
【0026】
本曝気装置の運転時は、モータMの起動により、回転軸5及び回転軸4を介して羽根車3が回転し、処理液Wが吸込みケーシング1の吸込口1aから吸込まれる。気体導入管(図示せず)から気体室ケーシング20の気体室19に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は2つ以上を混合してなる気体が導入される。気体室ケーシング20内に設けられた散気板17は、気体室19内の圧力の上昇により、外側方向(吐出しケーシング2の方向)に膨らみ、散気板17に設けられた多数の噴出口17aの径が大きくなる。径が大きくなった噴出口17aから気体Aが微細な気泡となり散気され、羽根車3によって流入した処理液W中に混入し、吐出しケーシング2の吐出口2aから処理液W1として吐出される。
【0027】
上記のように、羽根車3の下流側に散気板17を設けることにより、羽根車3の上流側に散気板を設ける場合に比較し、実験結果から曝気効率が向上する事が確認された。
【0028】
図4は本発明に係る水中曝気装置の構成例を示す図である。本水中曝気装置はその基本構成は図6に示す水中曝気装置と同一である。羽根車3の下流側で該羽根車3の外周近傍に可撓性材からなる板材に多数の噴出口を形成する散気板18を設けている。
【0029】
本曝気装置の運転時は、モータMの起動により、回転軸5及び回転軸4を介して羽根車3が回転し、処理液Wが吸込みケーシング1の吸込口1aから吸込まれる。気体導入管23から逆漏斗(円錐筒状)の気体室ケーシング21の気体室22に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は2つ以上を混合してなる気体が導入される。気体室ケーシング21の外周に設けられた散気板18は、気体室22内の圧力の上昇により、外側方向(吐出しケーシング2の方向)に膨らみ、散気板18に設けられた多数の噴出口18aの径が大きくなる。径が大きくなった噴出口18aから気体Aが微細な気泡となり散気され、羽根車3によって流入した処理液W中に混入し、吐出しケーシング2の吐出口2aから処理液W1として吐出される。
【0030】
上記のように羽根車3の下流側に散気板18を設け、気体導入管23から導入された気体を散気板18の噴出口18aから気体Aとして散気することにより、図3に示す水中曝気装置と同様に羽根車3の上流側に散気板を設ける場合に比較し、実験結果から曝気効率が向上することが確認された。
【0031】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【0032】
請求項1に記載の発明によれば、一方側が閉塞し他方側が開口した散気部の開口部に可撓性材からなる板材に多数の気体噴出口を形成した散気板を設け、該散気部に気体導入管により圧力を有する前記気体を導入することにより散気板は外側に膨らみ、径が大きくなった多数の気体噴出口から気体を噴出し、散気部に気体の導入を停止することにより気体噴出口の径が小さくなる構成であり、散気手段を散気板が下向きになるようにケーシングの吸込口の下方に配置固定し、気体導入管により散気部に気体を導入することにより、該気体を吸込口に吸い込まれる処理液の液流の上流側に向けて吐き出すので、気体の導入停止時には、散気板が縮み噴出口の径が小さくなる。従って、噴出口の口径を気体の噴出時に通常空気の散気する噴出口の口径より小さくし、酸素やオゾンの給気に適する小さい口径としても、気体の導入停止時には径がさらに小さくなるため、ゴミ等が堆積(付着)しにくくなる。また、口径が小さい状態でゴミ等が堆積しても気体噴出時には口径が大きくなるため、堆積したゴミ等は容易に除去される。さらに口径を小さくすることにより、噴出される気泡が微細になり、気体の水中への溶存効率を向上させることができる。また、散気手段を散気板が下向きになるようにケーシングの吸込口の上流側に配置固定しているので、散気板にゴミ等が付着しにくい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る水中場気装置の構成例を示す図である。
【図2】本発明に係る水中場気装置の散気部の構成例を示す図である。
【図3】本発明に係る水中場気装置の構成例を示す図である。
【図4】本発明に係る水中場気装置の構成例を示す図である。
【図5】従来の水中曝気装置の構成例を示す図である。
【図6】従来の水中曝気装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1 吸込みケーシング
2 吐出しケーシング
3 羽根車
4 回転軸
5 回転軸
6 空気室
7 空気室ケーシング
8 吊り下げ具
9 空気噴出口
10 空気室ケーシング
11 空気室
12 空気噴出口
13 空気導入管
14−1〜3 散気部
15 散気板
16 気体導入管
17 散気板
18 散気板
19 気体室
20 気体室ケーシング
21 気体室ケーシング
22 気体室
23 気体導入管
Claims (1)
- 下方に吸込口を有し上方に周方向に所定の間隔で且つ水平より斜め下向きに開口する複数の吐出口を有するケーシングと、該ケーシング内に回転自在に配置した羽根車と、気体を処理液中に散気する散気手段を具備し、前記羽根車を回転することにより、前記吸込口より吸い込まれた処理液が前記散気手段で散気した気体と混合され、前記吐出口から吐き出される水中曝気装置において、
前記散気手段は、酸素、又はオゾン、又は酸素と空気の混合気体、又はオゾンと空気の混合気体又は酸素とオゾンと空気の混合気体からなる気体を散気する散気手段であり、一方側が閉塞し他方側が開口した散気部の開口部に可撓性材からなる板材に多数の気体噴出口を形成した散気板を設け、該散気部に気体導入管により圧力を有する前記気体を導入することにより前記散気板は外側に膨らみ、径が大きくなった前記多数の気体噴出口から前記気体を噴出し、前記散気部に前記気体の導入を停止することにより前記気体噴出口の径が小さくなる構成であり、
前記散気手段を前記散気板が下向きになるように前記ケーシングの吸込口の下方に配置固定し、前記気体導入管により前記散気部に前記気体を導入することにより、該気体を前記吸込口に吸い込まれる処理液の液流の上流側に向けて吐き出すことを特徴とする水中曝気装置。
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