JPS62213897A - ダム貯水池等の曝気方法及びその装置 - Google Patents

ダム貯水池等の曝気方法及びその装置

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JPS62213897A
JPS62213897A JP61054354A JP5435486A JPS62213897A JP S62213897 A JPS62213897 A JP S62213897A JP 61054354 A JP61054354 A JP 61054354A JP 5435486 A JP5435486 A JP 5435486A JP S62213897 A JPS62213897 A JP S62213897A
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Ichiro Minoshima
蓑島 一郎
Hisashi Wakamatsu
久 若松
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JIYABARA KK
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  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はダム貯水池や湖沼等の水質保全対策として用
いられる曝気方法及びその装置に関するものである。
周知のごとくダム貯水池等は、気温が上昇する春期から
夏期にかけては、自然に対流循環を起す秋期ないし冬期
とは異なり、第1図に示すごとく水域が表水層E、変水
層M、深水層Hと成層固定され、水域全体に渡る自然の
対流循環が生起しない。従ってこの時期における深水層
ト1の水は、表水層Eの水と混合しなくなる等の理由か
ら、溶存酸素(Do>11度は著しく低下し、場合によ
ってはゼロ状態にまで進行し、水底から栄養塩の流出や
有害物の溶出が惹起するきわめて好ましからざる事態に
至る。
〔従来の技術〕
そこで従来からこの種の水質保全対策の−として全層曝
気装置が提供されてきた。例えば水底域に気泡発生装置
を設け、陸上のコンプレッサーから供給される空気を直
接噴出させて深水層の水のDO1度を増大させようとす
るものである。この装置では通常は、水に対し、できる
限り空気の溶解をし易くするために、水との接触面積を
大きくするべく可及的に小径の気泡を発生させるように
している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら一方で、気泡はある一定の大きさ以下の小
径の気泡では、その上昇速度が遅いためダム貯水池管の
大容量の水域全体を強制的に対流するまでには至らず、
局部的な酸素供給に止まり、本質的な水質改善を図るも
のではなく、著しく問題の有するところであった。
この点で特公昭42−25987M公報所載の発明に係
る曝気装置は、管内に空気だめを設けて、ある一定量以
上の空気がたまると、その空気塊が一気に管内を上昇す
ることによってサイホン作用を起し、これにより水底の
水塊を管内に吸い込ませるとともに、一方で吹き上げ、
水面にまで揚水して当該水面上で水平方向に拡散させ、
もって対流系を形成するというもので、いわば間欠式曝
気装置とした点において前記装置の欠点を解消したもの
といえる。
しかしながらこの装置は、どちらかといえば水に対して
直接、酸素を溶解させて供給する働きにおいてはきわめ
て乏しく、むしろ強制的な対流循環のみを生起させて、
水域の混合を起し、もって成層を破壊して酸素を供給す
る方法を採るため、貯水池等の水域全体のDO濃度を高
めるには著しく時間を要するという難点があった。しか
もこの装置では、深水層の水を強制的に表水層等に混合
させることから、一旦成層が固定され、深水−のDOI
度が低くもしくはゼロ状態となった後においては、表水
層の水質障害を確実に招来することになってすこぶる好
ましくなかった。
そこでこの発明の目的とするところは、上述の問題点を
悉く解決しようとしたもので、DOI度が低くもしくは
ゼロ状態にある深水層の水に対して、ダイレクトに酸素
を供給して即時的もしくは局部的に0Ofa度を高める
ことができ、しかも、所定の水域全体を均一混合し得る
に足る強制的な対流循環をも同時に生起させ、水域全体
において飛躍的な001度の向上を図ることができる曝
気方法及びその装置を提供しようとするところにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的達成のためこの発明は、所定の水域内において
、垂直方向に比較的長く、かつ限られた−電空間を有す
る揚水流路を構成し、この揚水流路に、下方域から、流
路全体に可及的に分散充満し得る比較的直径の小さい圧
縮空気の気泡を送り込み、この揚水流路において、酸素
を可及的に溶解混合させるとともに、上昇する気泡の浮
揚力と、水塊の軽比重化に伴う浮力とにより、流路上方
域に向う上昇流を発生せしめ、水を揚水流路を通して下
方域から上方域へ連続的に送給するとともに、上方域に
おいて強制的に水平方向に拡散させ、所定の水域内金体
を強制循環対流させて、水域全体の溶存酸素濃度を高め
るようにしたことを特徴とするダム貯水池等の曝気方法
を採用した。またざらにこの発明は当該方法発明を実施
するにあたって、下方部に、深水層に開口する水の導入
口を有し、上方部に導出口を有する比較的管長の長い筒
状気泡塔と、この筒状気泡塔の下方部内側もしくはその
近傍位置に配設され、塔内存在の水に対して比較的直径
の小さい気泡を発生・供給する圧縮気体の気泡発生装置
とを有し、筒状気泡塔内部において、分散状態で上昇す
るこの気泡により、当該水に酸素を可及的に溶解混合さ
せるとともに同時に気泡塔上方部に向う上昇水流を生起
させ、気泡塔上方部には、この上昇流で前記導出口より
流出する溶存酸素濃度の高い水を、円周方向に水平に強
制拡散させるインペラーを設けたことを特徴とするダム
貯水池等の曝気装置を採用した。
〔作用〕
この発明は上述の様な構成を採用したことにより、深水
層の水は、比較的小径の気泡たる圧縮気体の溶解によっ
て局部的、即時的にDo濃度を向上させると同時に、揚
水流路たる気泡塔内において気泡の上昇に伴って当該水
塊は拡散状態で上昇し、この上昇流で揚水流路から外部
に流出し、ざらにインペラー等の強制拡散手段によって
円周方向に水平に拡散される。これによりDo濃度の乏
しいもしくはゼロ状態の深水層の水に対し直接水質改善
を図ると同時に、所定の水域全体の強制的な対流循環に
よってDO濃度の改善が図られる。
なお特に所定水域を仝層水域とした場合は、D。
濃度の高い表水層の水塊をも深水層にまで送り込むこと
になり、相乗的にDo濃度は高められる。
また所定水域を深水層にのみ限れば、変水層を全く破壊
せずして適切な曝気を行うことができる。
〔実施例〕
第1図はこの発明に係る方法を実施する際に用いる曝気
装置の一実施例を示1概略図であり、仝層曝気に適用し
た場合の使用状態を示している。
すなわち、1は下端部に、深水層Hに開口する水塊の導
入口1aを有し、上端部に水塊の導出口1bを有する比
較的管長の長い筒状気泡塔であり、この筒状気泡塔1の
下部内側に圧縮気体の気泡発生装置2が配設されている
。この気泡発生装置2は、塔内存在の水塊に対し比較的
直径の小さな気泡を発生・供給するもので、その圧縮気
体は地上に設置されたコンプレッサーCから移送ホース
Tを介して送給されている。一方、3はこの筒状気泡塔
の上部に設けられたフロートであり、筒状気泡塔下方部
に取り付けられたアンカー4との浮力バランスによって
水域内において垂直状態に固定されている。また5は気
泡塔上方部に設けられたインペラーであり、気泡塔内部
を拡散状態で上昇する水塊の上昇流によって自然に回動
するようになっている。なお6はインペラー5の回転軸
の軸受である。
またこの実施例では、筒状気泡塔2が上下方向に伸縮可
能な伸縮管として構成されており、伸縮手段としてはジ
ャバラ構造体7を気泡塔中間部に配設している。
従ってこの曝気装置を全層曝気に使用するにあたっては
、まず水深に応じて管長を調節し、水域容量に応じて空
気量及び気泡上昇速度を調節して、次にコンプレッサー
Cを稼動させれば、圧縮気体たる圧縮空気が気泡発生装
置2内に送り込まれ、最適条件の気泡を発生させること
になる。この気泡は上昇速度が早く、かつ比較的直径の
小さい気泡であるため、塔内存在の水塊に充分酸素を溶
解混合供゛給してDo濃度が高められるとともに、上昇
する気泡の浮揚力により塔内占有の空気量の体積相当分
上昇しかつまた比重が塔外水塊に比して軽くなるために
、飛躍的な上昇流に発達する。この上昇流により、再び
導入口1aより新たなり。
濃度の乏しい深水層ト1の水が導入される一方で、導出
口1bよりDo濃度の高い水が塔外に放出される。放出
された当該水は、回動するインペラー5によって円周方
向に水平に著しく強制拡散される。従ってこれらの水の
流れによって深水層ト1から表水層Eに至る水域全体に
対流系が生じ、水の循環が行われるものとなる。
ところでこの実施例では、水深に応じて、さらには後述
する深水層曝気式との兼用タイプとするために、管長を
調節するべく筒状気泡塔を伸縮管で構成しているが、も
ち論これに限定されるものではない。その貯水池等の水
深等に応じて管長を一定にしても差し支えない。またこ
の実施例ではインペラー5の回転力は塔内を上昇する水
流によって与えられており、いわば自然回動のみによっ
て拡散作用を発揮させているが、もち論モーター駆動等
の強制駆動手段によって回動させてもよいのはもち論で
ある。水域の大きさ等に応じて適宜採用すればよい。ま
た、装置全体の固定手段もフロート式を採用したこの実
施例に限られるものでは熱論なく、従来より採用されて
きた各種の手段を適宜採用すれば差し支えない。
ところでこの実施例に係る曝気装置は仝層曝気のみなら
ず、深水層曝気に対しても適用することができる。すな
わち第2図に示すごとく、深水層Hの層厚に応じて管長
を調節すれば適用し1qるものである。特に深水層曝気
の場合、全層曝気への適用に比して管長は短くなること
からその短かさに応じて塔内に生じる上昇流は減少する
ことになるほか、インペラー5によっても水平方向に拡
散された気泡は分散するため、表水層Eはもち論、変水
層Mをも破壊せずして深水層のみを対客としてダイ゛レ
クトに酸素供給することができると同時に、適度な対流
循環を起し、きわめて迅速に深水層曝気を行い得る。な
おこの種の曝気の場合においても、管長のほか管径や、
気泡発生装置から発生する気泡径ないし空気伍あるいは
気泡上昇速度を適宜調節することにより最適条件下で深
層曝気がなされるものである。
従って既述した曝気メカニズムを採用すれば、深水層の
みを対象とする曝気装置の採用も充分可能である。
〔発明の効果〕
以上のごとくこの発明は、DO濃度が少なくもしくはゼ
ロ状態にある深水層の水塊に対してダイレクトに圧縮気
体を供給溶解させて即時的もしくは局部的にDO濃度を
高める機能と、所定の水域全体を均一混合し得るに足る
強制的な対流循環をも生起させる機能とを同時に並備す
るために、水域全体において相乗的にしかもきわめて短
期間でDO濃度が高められる効果を発揮し得るに至った
従って従来から全層曝気タイプにおいて固有の問題であ
った深水層の水塊に対する処理時間と処理量は同時に良
好に満足することとなり、従来のごとくDOm度の低い
もしくはゼロ状態の深水層を表水層に揚水して表水層の
水質悪化を招来することは全くなく、しかも底面での栄
養塩の蓄積を抑制等することができ、きわめて効果的な
曝気を行い1qるものである。また一方、深水層曝気と
じても応用できるものであり、当該技術分野に資すると
ころきわめて大ぎな曝気方法及びその装置を提供し得た
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る曝気装置の一実施例において、
仝層曝気に適用した場合の使用状態を示す概略図、 第2図は同実施例において、深層曝気に適用した場合の
使用状態を示す概略図である。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の水域内において、垂直方向に比較的長く、
    かつ限られた一定空間を有する揚水流路を構成し、この
    揚水流路に、下方域から、流路全体に可及的に分散充満
    し得る比較的直径の小さい圧縮空気の気泡を送り込み、
    この揚水流路において、酸素を可及的に溶解混合させる
    とともに、上昇する気泡の浮揚力と、水塊の軽比重化に
    伴う浮力とにより、流路上方域に向う上昇流を発生せし
    め、水を揚水流路を通して下方域から上方域へ連続的に
    送給するとともに、上方域において強制的に水平方向に
    拡散させ、所定の水域内全体を強制循環対流させて、水
    域全体の溶存酸素濃度を高めるようにしたことを特徴と
    するダム貯水池等の曝気方法。
  2. (2)揚水流路が変水層を越えて比較的長く、かつ限ら
    れた一定空間を有する特許請求の範囲第1項記載のダム
    貯水池等の曝気方法。
  3. (3)湯水流路が変水層を越えない範囲において比較的
    長く、かつ限られた一定空間を有する特許請求の範囲第
    1項記載の曝気方法。
  4. (4)下方部に、深水層に開口する水の導入口を有し、
    上方部に導出口を有する比較的管長の長い筒状気泡塔と
    、この筒状気泡塔の下方部内側もしくはその近傍位置に
    配設され、塔内存在の水に対して比較的直径の小さい気
    泡を発生・供給する圧縮気体の気泡発生装置とを有し、
    筒状気泡塔内部において、分散状態で上昇するこの気泡
    により、当該水に酸素を可及的に溶解混合させるととも
    に同時に気泡塔上方部に向う上昇水流を生起させ、気泡
    塔上方部には、この上昇流で前記導出口より流出する溶
    存酸素濃度の高い水を、円周方向に水平に強制拡散させ
    るインペラーを設けたことを特徴とするダム貯水池等の
    曝気装置。
  5. (5)筒状気泡塔が、変水層を越える比較的長い管長を
    有する特許請求の範囲第4項記載のダム貯水池等の曝気
    装置。
  6. (6)筒状気泡塔が、変水層を越えない程度の比較的長
    い管長を有する特許請求の範囲第4項記載のダム貯水池
    等の曝気装置。
  7. (7)筒状気泡塔が、上下方向に伸縮可能な伸縮管であ
    る特許請求の範囲第4項記載のダム貯水池等の曝気装置
  8. (8)インペラーを上昇水流で回動する特許請求の範囲
    第4項、第5項、第6項または第7項記載のダム貯水池
    等の曝気装置。
  9. (9)インペラーをモーター駆動により強制回動する特
    許請求の範囲第4項、第5項、第6項または第7項記載
    のダム貯水池等の曝気装置。
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