JPS5952525A - 気体注入用反応器 - Google Patents

気体注入用反応器

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JPS5952525A
JPS5952525A JP58103505A JP10350583A JPS5952525A JP S5952525 A JPS5952525 A JP S5952525A JP 58103505 A JP58103505 A JP 58103505A JP 10350583 A JP10350583 A JP 10350583A JP S5952525 A JPS5952525 A JP S5952525A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、容積及び表面積の大きい反応器中に含まれる
液体の内部に、比較的低圧下の気体流体を導入及び分散
(配分)させるための装置に係る。更に特定するならば
、本発明は、処理すべき液体を充填された入れ庭付反応
器内に気体を注入するためのシステムに係り、該液体は
、粒状物質からなる固定層または懸濁層を含み得る。
例えば気体−液体一固体のような異なる相間で混合また
は接触を行うための技術分野に於いては、特に水面のレ
ベルで多くの困難が生じ、殊に液体または液体一固体混
合物の内部に数個の異なる作用ゾーンを形成しようとす
る場合、多くの困難が伴うことが知られている。
例えば、流体を同一方向に循環させ、粒状物質を含む表
面積の大きいフィルタ内に空気を注入する水処理の場合
、周知の三方法を用いることにより前記現象が制御され
る。即ち一方の方法は「空気クッション」によるもので
あり、この場合、空気と水とをフィルタの入れ底(また
は支持体)と本底(radler、または土台。
base)との間に侵入せしめた後、一定径のオリフィ
スを有する一連のストレーナを介して、濾過材をチャー
ジしている被処理水中に該空気と水とを送入するもので
あり、他方の方法は「空気ラケット」を用いるものであ
り、この方法では、空気は、本底の表面に配置された枝
管内を、各枝管上にストレーナに垂直に備えられた一定
径のオリフィスまで導かれ、該定径オリフィスから排出
され、濾過材中を通過する以前薯と洗浄水と共にストレ
ーナ中に侵入する。
しかし乍ら、それ自体も濾過材中を通過する液体に対し
て向流状態で、粒状物質中の全表面にわたって均一に空
気を導入しなければならない場合、問題が生じる。例え
ば生物学的濾過の場合には、水の汚染物質酸化用空気は
、粒状濾過材料からなる水中固定層の中間レベルで上昇
方向に送入されなければなら□ないが、そのような場合
には更に、流動層または非流動層内に具なる作用ゾーン
を維持しなければならないので、問題は特に深刻である
(例えば仏画特許第76.21246号及び78.30
282 号参照のこと)。
実際に、空気注入を可能にするためには、空気の圧力は
空気注入点にチャージしている水力ラムの圧力より大で
なければならず、濾過される水の速度に関連する反対(
下降)方向の力が気泡下に生じる浮力より小でない限り
、空気は液体内で気泡として上昇し得ず、他方、この力
はフィルタの目詰まりに伴って増加し、空気の浸透はむ
しろ「空気束」として増加し、これは濾過または洗浄効
率を著しく損失せしめる。
空気は、フィルタの入れ底の上方に配置された有効管を
介してざ入され得、咳入れ底は、空気−水混合物と共に
堆積された(目詰まり)物質を洗浄するためのストレー
ナを支持し、従って空気は生物学的フィルタの下半部ま
たは作用ゾーン内に注入される。肢管を従来のフィルタ
装置の上に配置することにより、反応器またはフィルタ
の大部分が肢管によって占有され、設置及び保守に係る
追加費用が生じる。
同時に単純化とチャージ(charge )損失の最小
化とを目的として、本願出願人は特にス、トレーナの技
術に関して、例えば自由容欧の濾過用または洗浄用空気
−水の導入とは別の内部空気注入を行う「二重型」スト
レーナを作成することにより、または、濾過表面1♂当
たりのストレーナの個数もしくは空気注入用通路の直径
及び長さを変更することにより、該技術を改良すべく研
究と実験を重ねた。結果は予想に反し、特に、チャージ
の損失の変化が気体の注入量の二乗に比例するという結
果、空気流量の増加時にフィルタ(または反応器)の入
れ底の下側の空気クッションの高さは極めて大となり、
一定の割合に維持することが不可能であった。
このような無益な試みに続いて、気体注入が行われる入
れ底の下側の気体クッションの高さが、所与の目詰まり
状態の気体流量の変化以外には依存しないように、反応
器の入れ底の上方ゾーン内で液体を流動させながら、該
液体の内部に有効な気泡拡散を起こすことを目的として
、更に研究が行われた。
ここに至って、以下に述べる本発明の構成を使用するこ
とにより、上記の目的は達成され得ることがわかった。
即ち、本発明の構成に従えば、反応器の入れ底は全表面
に於いて一連のノズルを有し、該ノズルは非常に小径の
オリフィスを有すると共にそれぞれ管と一体化されてお
はスリットを備える。
実際に、反応器中に気体流体を導入する機能を有する各
ノズルは、該反応器の入れ底(または底部)とほぼすれ
すれに開口し、該ノズルの直径は非常に小であり、流量
の関数として計算され、好ましくは0.2〜4間の範囲
であり得る。
ノズルから伸延する管は、入れ底の上方に一定の高さ、
一般には約10〜501Mの範囲で伸びており、その上
端は反応器の作用ゾーン内に開。
口する。
管の底部及び周囲に、例えば直径1〜5朋好ましくは2
〜3+a+の孔部を設けることにより、各管−ノズルア
センブリまたは1ノズル@置(busette)″は水
力学的調整機能を果たす。
即ち、反応器の入れ底内の主要導水管路から出てノズル
のオリフィスに導入される気体は、各管内で循環中の気
体相の均一性を恒常的に撹乱するに十分な流体循環を惹
起せしめ、肢管に於いて液体は底部の孔部から侵入し、
非連続的かつ非均−な気体相は、管の上端まで案内され
、気泡は管のスリットを介して所望の作用ゾーンに対応
する液体レベルに放出される。従って、本発明に従うシ
ステムは、圧力レベルの点からみると反応器の入れ底の
レベルで直接気体の拡散が行われるかのように動作する
のであるが、空気クッションの高さが著しく減少すると
いう利点を伴い、従って反応器の全高をやや減少させる
ことができ、従って製造費を低下させることができる。
変形具体例に従うならば、上記ノズル装置はベンチュリ
管槻の形態を有し、従って、管の底部に於いて収斂−発
散形二重円錐形を有し、該円錐のくびれ部には反応器の
液体の循環用孔部が形成される。
本発明の一実施態様は、浸漬粒状物質層を備える液体部
分の一定のレベルに空気または酸素はり を送入し、生物学的方法を用いて水浄化を行う場合に特
に有益であるが、この実施聾様に従うならば、一連の上
記ノズル装置は既存のストレーナと交互に配置され得、
該ストレーナは、処理後の液体の排出及び空気と洗浄水
との通過を確保し、生物層及び/又は濾過層の再生を断
続的に確保するために、反応器の入れ底上に配置される
本発明は、上述の水の生物学的浄化(精!!りの場合に
適用される非限定的な具体例に関する以下の詳細な説明
により、更によく理解されよう。なお添付図面はこれら
の具体例を示すものである。
添付図面中に示した実験例は、反応器またはフィルタ1
中で水の生物学的精製を行った場合であり、該反応器ま
たはフィルタ1は処理すべき水3と粒状物質の浸漬固定
層4との混合物を入れ底2の上方に含み、入れ底または
底板(plancher ) 2の下に配置された通路
5を通った空気または酸素を下から上に向かって注入す
る時、水は下降方向に流れ、この場合解決すべき特に顕
著な技術上の問題は、層の底部に於いてではなく、特別
な作用ゾーンに対応する一定のレベルHに於いて均一な
空気(または酸素)の拡散を得るということである。
本発明に従うなら、この問題に対する解決は、入れ底2
の全表面上に一定の間隔を設けて複数組のノズル装置6
を配設することから成り、該ノズル装置は円筒形部材7
によって構成され、該円筒形部材は底部に孔部8を有す
ると共に上部にスリット9を有し、更に該部材は入れ底
2内に挿入されるマイクロ管10を延設し、咳マイクロ
管の非常に小径のオリフィスは実質的に入れ底とすれす
れに開口している(第1図左側A部分参照)。実際に、
オリフィスは一般に0.2〜4寵の範囲であり得、好ま
しくは0.8〜1.5藺のオーダであり得る。他方、シ
リンダ7の内径は高さによって異なるが、20〜30鰭
のオーダであり得、高さは例えば本適用例の場合10〜
50mである。孔部8の直径は、一般に約2〜30のオ
ーダである。従って本発明に従うなら、反応器の入れ底
12当たり40〜120個のノズル装置が配設され得る
wC1図右側部分の)に示された変形例に従うなら、ノ
ズル装置はベンチュリ管6′の形態を有し、この場合孔
部8′は2個の□収斂−発散′形円錐(コーン)の共通
部分内に形成される。
同様に本発明の範囲内にある第2図の具体例では、反応
器の入れ底2内に6の型(または6′の型)のノズル装
置とストレーナ11とが交互□に配置され、該ストレー
ナはそれ自体公知の型であり、該ストレーナは特に、反
応器底部で処理された液体(この場合精製水)を12に
よって排出し、更に、入れ底の上方の粒状層の再生が問
題となる場合、底部から空気と洗浄水とが送入される。
ストレーナが存在しない場合(第1図)、処理後の液体
の排出は液体の底部、入れ底の真ぐ上で行われること応
濱確認されよう。
入れ底2内へノズル装置6(または6′)及び場合によ
ってはストレーナ11を挿入する作業は、入れ底がコン
クリート製またはアスベストセメント製の場合ジヨイン
ト13を介して行われ得る。゛しかし乍ら、ノズル装置
及びストレーナの下方管をジヨイントを用いずに直接圧
着できるように、鋳造可flH1(例えばポリ塩化ビニ
ル等)製の入れ底を使用することが好ましい。
動作中、やや圧縮された気体(例えば空気)はノズル装
置の小径オリフィス14内tこ侵入し、案内管γ内の該
気体の速度により、水3を孔部8から吸入せしめる詐該
水は注入気体と混合することにより気体流の均一性を攪
乱し、該気体流は管7内、特に肢管の出口であるスリッ
ト9に於いて気泡群に変態し、該気泡群は反応器のゾー
ンHの活性化に作用する。
各種の試験から明らかになったのは、本発明に従うシス
テムを使用することによりチャージの損失が著しく減少
しその結果、入れ底2の下側の有効な空気クッション1
5は常に小であるという点であった。下記の条件の場合
、即ち空気取入用オリフィス14の直径: LX am
 :管7の内径=20朋; 孔部8の直径:2.5閉; 入れ底の上方の管の長さ:0.25z+z:入れ底の上
方の水チャージ:2−45m5の時、ノズル装置1佃当
たりの空気流量220リットル/時(140ぢ、空気流
t20rrr/+I/時で入れ底1ピ当たりノズル佛@
90個に対応)とすると、この有効クッションは約29
zであった。
第3図のグラフは、空気流@I)(時間及びノズル装置
1佃当たりのリットル数として横軸に示した)に対する
空気クッションの高さの変化(入れ底のレベルを示す点
線りを基準にして縦軸Mにセンナメートルで示した)を
示す、曲線a、b及びCはそれぞれオリフィス14の直
径が1.1.2及び1.3藺の場合に対応し、当然のこ
とながら該曲線は例示として示されている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従う気体流体注入装置の2個の具体例
(A及びB)を示す説明図、第2図は該装置の他の変形
具体例を示す説明図、及び第3図は、ノズル装置内に注
入される気体流量の関数として注入ノズル下方の気体ク
ッションの高さの変化を実施例に基づいて示したグラフ
である。 1・・・反応器、2・・・入れ底、4・・・粒状物質、
6・・・ノズル装置、7・・・管、8・・・孔部、9・
・・スリット、10・・・ノズル、11・・・ストレー
ナ、14・・・オリフィス。 41入りI遜士今  村    ル 手続補正書く方式) 昭和58年↓Q月Z1 特許庁長官 若杉 和犬 殿 1、事件の表示   昭和58年特許願第103505
号2、発明の名称   気体注入用反応器3、補正をJ
る者 事件との関係  特許出願人 名 称    A−・テ・ヴ工(AムニAン・ドウ・ヒ
レ1〜マン・工・ドウ・ヴアロリザシAン)4、代 理
 人   東京都新宿区新宿1丁目1番14′号 山田
ピル(郵便番号160)電話(03)  354−86
2.38、補正の内容   適正な図面を別紙の通り補
充する。 (内容に変更なし)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  粒状物質層を収容し得、処理すべき液体中に
    気体流体を注入及び分散させるために使用される容積ま
    たは表面積の大きい反応器であり、該反応器は底部から
    一定間隔陥れて配置された入れ底を含む型であり、咳入
    れ底は気体流体導入用及び処理済液体排出用の開口部及
    び/又はストレーナを有し、該反応器に於いて、入れ底
    はその全表面に一連のノズルを有し、該ノズルは非常に
    直径の小さいオリフィスを有し、該ノズルはそれぞれ液
    体中に浸漬された管と一体的に形成され、該管の有孔底
    部は入れ底に対置し、該管の閉止上端部はスリットを有
    し、液体ゾーンσつの処理用気泡は該スリットから洩出
    1外ることを特徴とする反応器。
  2. (2)  反応器中に気体流体を導入する各ノズルは、
    入れ底または底板とほぼずれすれに開口し、更に該ノズ
    ルは、内径0.2〜4mmのオリフィスを有することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の反応器。
  3. (3)入れ底の上側の管の高さは10〜50crnの範
    囲であり、該管に形成される孔部の直径は1〜B+a+
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
    2項に記載の反応器。
  4. (4)管は円筒形でなく、収斂−発散円錐形を有するベ
    ンチュリ管型の形態を有し、この時孔部は該円錐間のく
    びれ部に配置されることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の反応器。
  5. (5)反応器の入れ底のレベルに、一連の管−ノズルア
    センブリまたはノズル装置と、特に処理済液体の排出用
    の既知の型の一連のストレーナとが交互に配置されるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項のいず
    れかに記載の反応器。
  6. (6)特許請求の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記
    載の反応器を水の生物学的浄化に適用する使用法であり
    、該浄化は、粒状物質の浸漬固定層内で該層の作用ゾー
    ン0のレベルで、導水通路から出た空気または酸素を送
    入することによって行われ、浄化後の水は反応器の入れ
    底の下方に排出されることを特徴とする該反応器の使用
JP58103505A 1982-06-14 1983-06-09 気体注入用反応器 Granted JPS5952525A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8210290 1982-06-14
FR8210290A FR2528324A1 (fr) 1982-06-14 1982-06-14 Reacteur pour l'injection de gaz dans un liquide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5952525A true JPS5952525A (ja) 1984-03-27
JPH046416B2 JPH046416B2 (ja) 1992-02-05

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ID=9274950

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58103505A Granted JPS5952525A (ja) 1982-06-14 1983-06-09 気体注入用反応器

Country Status (8)

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US (1) US4504388A (ja)
JP (1) JPS5952525A (ja)
AU (1) AU1565083A (ja)
DE (1) DE3321436A1 (ja)
ES (1) ES523012A0 (ja)
FR (1) FR2528324A1 (ja)
IT (1) IT1163503B (ja)
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