JPH0538880Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本考案は、気体を液体中に噴射して、この気体
を液体に溶解させると共に液体を移送することが
できる気体の溶解及び液体の移送装置に関する。 〔従来の技術〕 このような気体の溶解装置には、例えば微生物
を利用した活性汚泥法によりBOD処理する汚水
処理施設に使用されているものがある。この汚水
処理施設は、曝気することにより汚水を好気的条
件に保ち、これにより、微生物が汚水中の有機汚
濁物質を栄養源として代謝し増殖し、結果とし
て、汚水を浄化させるものである。 従来のこの曝気装置は、多数の小孔が穿設され
ている散気管を汚水処理槽内の底部あたりに配置
して、この散気管にコンプレツサ又はブロワによ
つて圧縮空気を送りこみ、多数の小孔から空気を
散気させることにより、空気中の酸素を汚水中に
溶解させるものである。 〔考案が解決しようとする課題〕 例えば汚水処理施設において、汚水処理能力を
高めるためには汚水中にできるだけ多くの酸素を
溶解させる必要があり、その酸素溶解能力及び酸
素溶解効率を高めるために、散気管の数を増設し
たり、散気管への単位時間当りの空気供給量を増
加する方法がある。しかし、前者の場合、散気管
の数がある一定の数を越えると散気管の小孔から
吹き出された空気が互いに干渉し合つて空気と汚
水との接触効率が低下するので、単位時間当りの
酸素溶解量において一定の限界が存在し、従つ
て、この限界値によつて微生物の生息数が制限さ
れるという問題がある。また、後者の場合も空気
の吹き出し量がある一定の量を越えると空気と汚
水との接触効率が低下して、前者と同様に単位時
間当りの酸素の溶解量をある一定値以上にするこ
とができない。よつて、微生物の生息数が制限さ
れるという問題がある。従つて、このような散気
管を使用することにより汚水処理槽内の汚水の酸
素溶解量を上げるには、一定の限界がある。そこ
で、処理槽内に循環ポンプを設置して汚水を強制
的に循環させて、汚水と空気との接触効率を高め
ることにより汚水中の酸素溶解効率を高める方法
があるが、循環ポンプを使用するために設備が大
規模となることと、循環ポンプの運動エネルギ費
及び保守管理費が嵩むという問題がある。 本考案の目的とするところは、液体に気体を効
率良く溶解させることができると共に気体を使用
して液体を移送することができ、しかも構造が簡
単で安価な装置を提供することを目的とする。従
つて、この装置を汚水処理施設に適用すれば、汚
水槽内の汚水に溶解させる単位時間当りの酸素量
を増加することができる。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本考案の気体の溶
解及び液体の移送装置は、出口から気体を吐出す
る気体供給機と、該気体供給機の上記出口と連通
し、液体中に浸漬され上記気体供給機から供給さ
れる気体を液体中に噴射することにより気体を液
体中に溶解させると共に液体を移送する吐出器
と、を有する気体の溶解及び液体の移送装置にお
いて、上記吐出器が、短筒状であり一方の端部に
開口する吸込口とこの吸込口と連通し他方の端部
に開口する吐出口とを有する導管と、上記気体供
給機の出口と連通し上記導管の内周壁に沿つて環
状に開口するノズルと、該ノズルの設置位置より
も上記吸込口側の上記導管の内周壁に、上記ノズ
ルに沿つて突設され上記ノズルから噴射される気
体の噴射流と接触し該噴射流を上記導管内の吐出
口側に案内する環状の凸部と、を具備する構成と
したことを特徴とするものである。 〔作用〕 吐出器を液体に浸漬した状態で、導管の内周壁
に沿つて円環状に開口するノズルから気体供給機
により供給される気体を噴射すると、このノズル
から噴射された気体の噴射流が、このノズルに沿
つて設けた環状の凸部と接触して導管内の吐出口
側に向かう。そして、この吐出口側に向かう気体
の噴射流は、導管内の吐出口側の液体と混合し、
これにより気体が液体に溶解する。この時、噴射
された気体は導管内の吐出口側の液体を巻き込み
ながら吐出口の外側に押出すと共に導管内の吸込
口側の液体を吐出口側に導き、この吐出口側に導
かれた液体に引き続き気体を噴射して溶解させる
ことができる。従つて、導管の一方の端部に開口
する吸込口から液体を連続して吸込み、この液体
にノズルから噴射する気体を連続して溶解させな
がら液体と気体の混合液を導管の他方の端部に開
口する吐出口から連続して吐出することができ
る。 そして、液体に溶解させる気体の単位時間当た
りの量を増加させるために、ノズルから噴出させ
る気体の流量を増加させた場合、ノズルから噴出
する気体の流量に応じた流量の液体を導管内に通
過させることができるし、しかもノズルから噴出
させる気体の流量を増加させた場合であつても、
ノズルから噴出する全ての気体を、導管内を通過
する液体に噴射することができる。これにより、
液体に溶解させる気体の単位時間当たりの量を増
加させることができる。 〔実施例〕 本考案を汚水処理施設に適用したときの一実施
例を第１図及び第２図を参照して説明する。第１
図に示すように、汚水処理槽３の汚水４中に吐出
器２が浸漬されており、この吐出器２は空気供給
管５、レギユレータ６を介してコンプレツサ１の
圧縮空気出口に接続されている。第２図は、吐出
器２の拡大断面を示す図である。 吐出器２は、第２図に示すように図の左側から
汚水４を吸込む吸込口７と、この吸込口７と連通
し、汚水４と空気の混合水を図の右側に吐出する
吐出口８とを有する導管９を備えている。この導
管９は、吸込口７を形成する第１の筒状体１０
と、吐出口８を形成する第２の筒状体１１とを備
えている。第１の筒状体１０の内壁は、内径が第
２の筒状体１１側に近づくに従つて小さくなるす
り鉢状に形成されている。第２の筒状体１１の内
壁は、左端部から吐出口８側に少し寄つた位置に
第１の筒状体１０の右端部の内径よりも少し小さ
い内径の喉部１２が形成されており、この喉部１
２から左側に寄るに従つて内径は徐々に大きくな
り、左端部の内径が第１の筒状体１０の右端部の
内径よりも少し大きく形成されている。そして、
喉部１２よりも右側に寄るに従つて内径は徐々に
大きくなつて形成されている。更に、第２の筒状
体１１の周壁の内部に環状の空気室１３が設けら
れており、この空気室１３は第１の筒状体１０と
第２の筒状体１１の接続部の導管９の内周壁に沿
つて環状に開口するノズル１４と、コンプレツサ
１の圧縮空気出口に接続する圧縮空気取入れ口１
５とを備えている。なお、ノズル１４の開口部の
筒方向の隙間ｈは、70〜100μmとするのが良い。
そして、第１の筒状体１０の右端面の内周縁に沿
つて環状の凸部１６が設けられており、この環状
の凸部１６はノズル１４から導管９内に噴射され
る圧縮空気の流れ方向を吐出口８側に変更するこ
とができるものである。 この装置を用いて汚水処理槽３の汚水４を曝気
するときは、コンプレツサ１から吐出される圧縮
空気をレギユレータ６によつて例えば0.5Kg／cm²
に減圧し、空気供給管５を介して吐出器２に供給
する。この圧縮空気は、吐出器２の圧縮空気取入
れ口１５及び空気室１３を通つて環状に開口する
ノズル１４から導管９内の汚水４に噴射され、空
気中の酸素の一部が汚水４に溶解する。この時、
噴射された圧縮空気は第１の筒状体１０の内側に
設けられている環状の凸部１６に当接して流れ方
向が喉部１２に沿う方向に変更され、導管９内の
吐出口８側の汚水４を巻き込みながら吐出口８の
外側に押出す。そして、汚水４を吐出すると共に
導管９内の吸込口７側の汚水４を吐出口８側に導
き、この吐出口８側に導かれた汚水４に引き続き
圧縮空気を噴射して酸素を溶解させることができ
る。従つて、吸込口７から汚水槽３内の汚水４を
連続して吸込み、この汚水４にノズル１４から噴
射する圧縮空気を溶解させながら汚水４と空気の
混合水を吐出口８から連続して吐出することがで
きる。 なお、この実施例は圧縮空気の圧力を約0.5
Kg／cm²としたので、吐出器２が吸込口７から汚水
４を吸込み、その吸込んだ汚水４を吐出口８から
吐出する単位時間当りの吐出量は少ないが、供給
する空気圧を高めて空気供給量を増加することに
よつて汚水４の吐出量（移送量）を増加させるこ
とができる。 つまり、汚水４に溶解させる酸素の単位時間当
たりの量を増加させるために、ノズル１４から噴
出させる空気の流量を増加させた場合、ノズル１
４から噴出する空気の流量に応じた流量の汚水４
を導管９内に通過させることができるし、しかも
ノズル１４から噴出させる空気の流量を増加させ
た場合であつても、ノズル１４から噴出する全て
の空気を、導管９内を通過する汚水４に導管９内
で噴射することができる。これにより、汚水４に
溶解させる酸素の単位時間当たりの量を効率よく
増加させることができる。 以上のように、この実施例では、吐出器２を使
用することにより汚水４に酸素を効率良く溶解さ
せることができる。これを証明するため、吐出器
２を用いた場合と、これに代えて散気管を用いた
場合の空気供給経過時間（分）毎の空気供給量、
酸素溶解度及び酸素溶解効率の変化の比較実験の
結果を第３図乃至第５図に示す。ただし、この散
気管、散気管への空気供給量及び空気吐出圧は、
この実験に使用する汚水処理槽３中の汚水４の酸
素溶解度を最も速く飽和溶解酸素量に近づけるこ
とができるとされている条件のものである。そし
て、吐出器２、吐出器２への空気供給量及び空気
吐出圧は、この吐出器２を用いた装置により曝気
した場合の汚水中の酸素溶解度曲線が散気管によ
り曝気した場合の酸素溶解度曲線に略一致する条
件のものである。この比較に用いた吐出器２並び
に散気管の諸元は表１に示す通りである。そし
て、コンプレツサ１の空気圧及び空気供給量等の
実験条件及び酸素溶解効率の計算に使用する数値
を表２に示す。

【表】

〔考案の効果〕

本考案は、吐出器のノズルから気体を噴射する
ことにより、この気体に導管内の液体を巻き込ま
せながら吐出口から押出すと共に吸込口から吸込
んだ液体に気体を噴射して溶解させるものであ
る。これにより、導管内を連続して通過する液体
にノズルから噴出する気体を連続して噴射するこ
とができ、その結果、気体を液体に効率良く溶解
させることができるという効果がある。これによ
つて液体中の気体溶解度を散気管を使用するより
も向上させることができるという効果がある。そ
して、吐出器に気体を供給するだけで、液体を移
送することができるという効果がある。 従つて、本考案の装置を従来例で説明した汚水
処理施設に適用した場合、従来の散気管よりも汚
水中に溶解させることができる単位時間当りの酸
素量を増加させることができるという効果があ
る。 そして、或る一定の酸素量を汚水に溶解させる
ために供給する空気量は、本考案の装置によれ
ば、従来の散気管を使用する場合の約16.2％の空
気供給量で済む。よつて、この場合ではコンプレ
ツサが従来よりも小型で済み、ランニングコスト
も少なくて済むという効果がある。 また、吐出器への供給空気圧を高くして、供給
空気量を増加させるだけで、吐出器が移送する汚
水の単位時間当たりの流量をその増加分に応じて
増加させることができ、この流量の増加した汚水
をノズルの空気の噴出部に順次供給することがで
きる。これにより、吐出器は、ノズルの噴出部に
新たな汚水を循環させる循環ポンプの役目を果た
すことができ、よつて循環ポンプの設備費、エネ
ルギ費及び保守管理費がかからないという効果が
ある。以上のような効果を有することから、本考
案の装置は、特に小型で簡便な汚水処理施設に有
利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を汚水処理施設に適用した一実
施例を示す図、第２図は同実施例の吐出器の拡大
縦断面図、第３図乃至第５図は同実施例の吐出器
を用いた場合とこれに代えて散気管を用いた場合
の空気供給経過時間毎の空気供給量、酸素溶解度
及び酸素溶解効率の比較実験結果を示す図であ
る。 １……コンプレツサ（空気供給機）、２……吐
出機、７……吸込口、８……吐出口、９……導
管、１４……ノズル。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 出口から気体を吐出する気体供給機と、該気体
   供給機の上記出口と連通し、液体中に浸漬され上
   記気体供給機から供給される気体を液体中に噴射
   することにより気体を液体中に溶解させると共に
   液体を移送する吐出器と、を有する気体の溶解及
   び液体の移送装置において、 上記吐出器が、短筒状であり一方の端部に開口
   する吸込口とこの吸込口と連通し他方の端部に開
   口する吐出口とを有する導管と、上記気体供給機
   の出口と連通し上記導管の内周壁に沿つて環状に
   開口するノズルと、該ノズルの設置位置よりも上
   記吸込口側の上記導管の内周壁に、上記ノズルに
   沿つて突設され上記ノズルから噴射される気体の
   噴射流と接触し該噴射流を上記導管内の吐出口側
   に案内する環状の凸部と、を具備する構成とした
   ことを特徴とする気体の溶解及び液体の移送装
   置。