JP6977532B2 - 混合装置 - Google Patents
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Description
従来、例えば、汚水処理において、活性汚泥による生物処理を行う場合には、有機物を分解する活性汚泥(微生物)に酸素を供給するために、曝気槽で被処理水(汚水)に酸素を混合している。
注入路から貯留室内に被処理水および気体を注入すると、キャビテーション効果により、気体が微細気泡化する。このように、被処理水中の気体を微細気泡化することで、被処理水から大気中に気散する気体の量を少なくすることができる。
しかしながら、従来の混合装置のように、注入路および排出路が貯留室内の対峙する二面に開口している場合には、液体および流体が渦流に巻き込まれることなく、排出路から排出され易いという問題がある。また、従来の混合装置では、注入用および排出用の配管が装置の両側に突出するため、設置スペースが大きくなるという問題もある。
この構成では、注入口から貯留室内に注入された液体および流体は、上側の渦流と下側の渦流とを形成することになる。このとき、流体の浮力により、上側の渦流の勢いが強くなるため、液体と流体とを良く混ぜることができる。
この構成では、液体および流体が貯留室内で大きく渦流するとともに、流体の浮力により、渦流の勢いが強くなるため、液体と流体とを良く混ぜることができる。
この構成では、液体および流体が貯留室内で大きく渦流するため、液体と流体とを良く混ぜることができる。
また、前記第一内面と前記第二内面との間の距離は、前記第三内面と前記第四内面との間の距離の2倍から4倍の間であることが好ましく、2.5倍から3.5倍の間であることがさらに好ましい。
なお、調整板を貯留室の内面に重ねることで、貯留室の扁平の度合いを調整することもできる。
代表的な本実施形態では、生活排水などの被処理水(汚水)を浄化する汚水処理に用いられる混合装置について説明する。
本実施形態の混合装置は、活性汚泥による生物処理において、有機物を分解する活性汚泥(微生物)に酸素を供給するために、被処理水(特許請求の範囲における「液体」)に酸素(特許請求の範囲における「流体」)を混合するものである。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
第一実施形態の混合装置1Aは、図1に示すように、貯留室10を有する処理槽2Aと、処理槽2Aに設けられた注入路15および排出路16と、を備えている。
混合装置1Aでは、注入路15から貯留室10に被処理水および酸素を注入し、貯留室10内で被処理水に酸素を混合した後に、被処理水および酸素を混合した処理水(特許請求の範囲における「混合体」)を貯留室10内から排出路16を通じて曝気槽や調整槽(排水槽)などの外槽(図示せず)に排出する。
頂板20は、貯留室10の頂部を構成するものであり、底板30は、貯留室10の底部を構成するものである。つまり、頂板20の内面21は、貯留室10の頂部の内面であり、底板30の内面31は、貯留室10の底部の内面である。頂板20の内面21と底板30の内面31とは、上下方向に対峙している。
貯留室10の内面には、上下一対の内面21,31と、左右一対の内面41,51と、前後一対の内面61,71とが形成されている。
前壁60の内面61(特許請求の範囲における「第三内面」)と、後壁70の内面71(特許請求の範囲における「第四内面」)は、貯留室10の側部の内面であり、底板30の内面31に対して立ち上げられている。前壁60の内面61と、後壁70の内面71とは、前後方向に対峙している。
第一実施形態の混合装置1Aでは、左側壁40の内面41と右側壁50の内面51との間の距離は、前壁60の内面61と後壁70の内面71との間の距離よりも長く形成されている。
このように、第一実施形態の貯留室10では、左右方向の幅が前後方向の幅(奥行き)よりも大きく形成されている。これにより、貯留室10内の空間は、左右方向に幅広で前後方向に狭い扁平な直方体に形成されている。
注入穴15bは、注入口15aに連通する円形の穴であり、左側壁40を左右方向に貫通している。
排出穴16bは、排出口16aに連通する円形の穴であり、左側壁40を左右方向に貫通している。
まず、図2に示すように、供給装置(図示せず)から注入管15cに被処理水および高濃度の酸素を供給し、その被処理水および酸素を注入口15aから貯留室10内に注入する。
そして、貯留室10内の被処理水および酸素は、上側の渦流S1から下側の渦流S2に流れて、処理水が排出口16aから排出穴16bに排出される。そして、処理水は、排出管16cを通じて、次の工程に送られる。
また、貯留室10が扁平な空間であるため、渦流の方向ベクトルが二次元的になる。これにより、貯留室10内に形成された渦流を安定させることができる。
したがって、第一実施形態の混合装置1Aでは、処理水の酸素濃度が高くなるため、活性汚泥による有機物の分解能力を高めることができる。
第一実施形態の混合装置1Aでは、貯留室10の左右方向の長さが95mmであり、貯留室10の前後方向の長さが28mmである。また、貯留室10の上下方向の長さが140mmである。
つまり、第一実施形態の貯留室10では、左側壁40の内面41と右側壁50の内面51との間の距離(左右方向の長さ)が、前壁60の内面61と後壁70の内面71との間の距離(前後方向の長さ)の3.4倍に形成されている。
従来の混合装置では、第一実施形態の混合装置1Aと同じ流量および酸素供給率で貯留室内に被処理水および酸素を注入する。
このように、第一実施形態の混合装置1Aでは、従来の混合装置に比べて、被処理水と酸素とが良く混ざることが分かった。
そして、第一実施形態の混合装置1Aでは、被処理水と酸素とを良く混ぜることができるとともに、設置スペースを小さくすることができるため、被処理水と酸素とを省スペースで効率良く混ぜることができる。
第一実施形態では、図1に示すように、汚水処理に用いた混合装置1Aについて説明したが、本発明の混合装置を用いて混合可能な液体および流体の種類は限定されるものではない。例えば、液体に他の液体を混合してもよい。
次に、第一参考例の混合装置1Bについて説明する。
第一参考例の混合装置1Bは、図3に示すように、注入口15aおよび排出口16aの位置が第一実施形態の混合装置1A(図2参照)と異なっている。
貯留室10において注入口15aよりも右方の空間は、注入口15aよりも左方の空間よりも左右方向に大きいため、右側の渦流S4は左側の渦流S3よりも大きくなる。
第一参考例の混合装置1Bでは、注入口15aと排出口16aとが対峙した二面に形成されていないため、被処理水および酸素が渦流に巻き込まれることなく、排出口16aから排出され易いという問題を減少させることができる。これにより、被処理水および酸素は、貯留室10内で渦流に巻き込まれながら長い経路を流れることになり、貯留室10内の被処理水および酸素の挙動が大きく乱れることで、被処理水と酸素とが十分に接触するため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。
第一参考例の混合装置1Bでは、注入口15aおよび排出口16aを頂板20の内面21の右側の領域に配置しているが、注入口15aおよび排出口16aを頂板20の内面21の左側の領域に配置してもよい。
次に、第二参考例の混合装置1Cについて説明する。
第二参考例の混合装置1Cは、図4に示すように、注入口15aおよび排出口16aの位置が第一実施形態の混合装置1A(図2参照)と異なっている。
第二参考例の左側壁40および右側壁50は、上下方向よりも前後方向に長く形成されている。
貯留室10において注入口15aよりも後方の空間は、注入口15aよりも前方の空間よりも左右方向に大きいため、後側の渦流は前側の渦流よりも大きくなる。
第二参考例の混合装置1Cでは、注入口15aと排出口16aとが対峙した二面に形成されていないため、被処理水および酸素が渦流に巻き込まれることなく、排出口16aから排出され易いという問題を減少させることができる。これにより、被処理水および酸素は、貯留室10内で渦流に巻き込まれながら長い経路を流れることになり、貯留室10内の被処理水および酸素の挙動が大きく乱れることで、被処理水と酸素とが十分に接触するため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。
第二参考例の混合装置1Cでは、注入口15aおよび排出口16aを左側壁40の内面41の前部に配置しているが、注入口15aおよび排出口16aを左側壁40の内面41の後部に配置してもよい。
第二参考例の混合装置1Cでは、左側壁40の内面41に注入口15aおよび排出口16aを開口しているが、右側壁50の内面51、前壁60の内面61または後壁70の内面71に注入口15aおよび排出口16aを開口してもよい。
次に、第三参考例の混合装置1Dについて説明する。
第三参考例の混合装置1Dは、図5に示すように、注入口15aおよび排出口16aの位置が第一実施形態の混合装置1A(図2参照)と異なっている。
第三参考例の混合装置1Dでは、注入口15aと排出口16aとが対峙した内面に形成されていないため、被処理水および酸素が渦流に巻き込まれることなく、排出口16aから排出され易いという問題を減少させることができる。これにより、被処理水および酸素は、貯留室10内で渦流に巻き込まれながら長い経路を流れることになり、貯留室10内の被処理水および酸素の挙動が大きく乱れることで、被処理水と酸素とが十分に接触するため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。
第三参考例の混合装置1Dでは、注入口15aを左側壁40の内面41の下部に配置しているが、注入口15aを左側壁40の内面41の上部に配置してもよい。
第三参考例の混合装置1Dでは、排出口16aを頂板20の内面21の右側の領域に配置しているが、注入口15aを頂板20の内面21の左側の領域に配置してもよい。
第三参考例の混合装置1Dでは、左側壁40の内面41に注入口15aが開口しているが、右側壁50の内面51、前壁の内面または後壁の内面に注入口15aを開口してもよい。
次に、第四参考例の混合装置1Eについて説明する。
第四参考例の混合装置1Eは、図6に示すように、注入口15aおよび排出口16aの位置が第三参考例の混合装置1D(図5参照)と逆に配置されている。
第四参考例の混合装置1Eでは、注入口15aと排出口16aとが対峙した内面に形成されていないため、被処理水および酸素が渦流に巻き込まれることなく、排出口16aから排出され易いという問題を減少させることができる。これにより、被処理水および酸素は、貯留室10内で渦流に巻き込まれながら長い経路を流れることになり、貯留室10内の被処理水および酸素の挙動が大きく乱れることで、被処理水と酸素とが十分に接触するため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。
第四参考例の混合装置1Eでは、注入口15aを頂板20の内面21の右側の領域に配置しているが、注入口15aを頂板20の内面21の左側の領域に配置してもよい。
第四参考例の混合装置1Eでは、排出口16aを左側壁40の内面41の下部に配置しているが、排出口16aを左側壁40の内面41の上部に配置してもよい。
第四参考例の混合装置1Eでは、左側壁40の内面41に排出口16aが開口しているが、右側壁50の内面51、前壁の内面または後壁の内面に排出口16aを開口してもよい。
次に、第二実施形態の混合装置1Fについて説明する。
第二実施形態の混合装置1Fは、図7に示すように、貯留室10内に調整板90を配置している点で、第一実施形態の混合装置1A(図2参照)と異なっている。
なお、貯留室10の左右方向の長さが前後方向の長さの2倍から4倍の間である場合には、貯留室10内に形成された渦流が安定し易くなる。さらに、貯留室10の左右方向の長さが前後方向の長さの2.5倍から3.5倍の間である場合には、貯留室10内に形成された渦流をより安定させることができるため、被処理水と酸素とを良く混ぜることができる。
第二実施形態の混合装置1Fでは、前壁60の内面61および後壁70の内面71に調整板90を重ねているが、頂板20、底板30、左側壁40および右側壁50の内面に調整板90を重ねてもよい。また、貯留室10内に挿入される調整板90の枚数は限定されるものではなく、一枚の調整板90や三枚以上の調整板90を貯留室10内に挿入してもよい。
1B 混合装置(第一参考例)
1C 混合装置(第二参考例)
1D 混合装置(第三参考例)
1E 混合装置(第四参考例)
1F 混合装置(第二実施形態)
2A 処理槽(第一実施形態)
2B 処理槽(第一参考例)
2C 処理槽(第二参考例)
2D 処理槽(第三参考例)
2E 処理槽(第四参考例)
10 貯留室
15 注入路
15a 注入口
15b 注入穴
15c 注入管
16 排出路
16a 排出口
16b 排出穴
16c 排出管
20 頂板
21 頂板の内面
30 底板
31 底板の内面
40 左側壁
41 左側壁の内面
50 右側壁
51 右側壁の内面
60 前壁
61 前壁の内面
70 後壁
71 後壁の内面
80 胴部
90 調整板
Claims (3)
- 液体に流体を混合するための混合装置であって、
前記液体および前記流体の混合体が貯留される直方体の空間である貯留室を有する処理槽を備え、
前記貯留室の内面には、
前記液体および前記流体を前記貯留室内に注入するための注入路の注入口が開口するとともに、
前記混合体を前記貯留室内から排出するための排出路の排出口が開口し、
前記注入口は、前記排出口よりも上方に配置され、
前記注入口および前記排出口は、前記貯留室の側部の第一内面の下半分の領域に配置されており、
前記貯留室内の上部まで前記混合体を貯留させた状態で、前記注入口から前記液体および前記流体を前記貯留室内に注入するとともに、前記排出口から前記混合体を排出することで、前記貯留室内の前記混合体に上下二つの渦流を生じさせることを特徴とする混合装置。 - 請求項1に記載の混合装置であって、
前記貯留室の内面には、前後に対峙する前記第一内面および第二内面と、左右に対峙する第三内面および第四内面と、が角筒状に配置されており、
前記第一内面と前記第二内面との間の距離が、前記第三内面と前記第四内面との間の距離よりも長いことを特徴とする混合装置。 - 請求項2に記載の混合装置であって、
前記第一内面と前記第二内面との間の距離は、前記第三内面と前記第四内面との間の距離の2倍から4倍の間であることを特徴とする混合装置。
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