JP7414333B2 - Air diffuser and water treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は、水処理装置に用いられる散気装置、および散気装置を用いた水処理装置に関する。 The present invention relates to an aeration device used in a water treatment device, and a water treatment device using the aeration device.
汚水処理施設などの水処理装置に設けられる散気装置は、例えば液体中に微細な気泡を混合させるための装置である。このような散気装置に関する技術の一例として、下記特許文献1に記載の技術がある。この特許文献1には、垂直に配置された筒状の通路管内に静止型混合器を内設し、その下方の空間部内に気相ラインを介して気体噴出口を配置する構成が記載されている。これにより、気体噴出口から噴出した気体の浮力により発生するエアリフト効果により、液体が通路管の下端側の液体導入部から空間部内に導入されて静止型混合器内を通流し、液体と気体とが十分に気液接触して曝気、放散および化学反応が進行するとしている。また、静止型混合器としては、多数の孔が穿孔された複数枚の羽根体を、通路管に右捻りまたは左捻りの螺旋状に内設させた構成のものが記載されている。これにより、気体と液体とが螺旋状の羽根体を通流する間に分割、合流、反転並びに剪断応力作用を連続的に繰り返しながら、両者は気液接触されて、液中に排出されるとしている。
BACKGROUND ART An air diffuser installed in a water treatment device such as a sewage treatment facility is a device for mixing fine air bubbles into a liquid, for example. As an example of a technology related to such an air diffuser, there is a technology described in
以上のような散気装置によって製造された微細気泡を含有する液体(以下、微細気泡含有液体という)は、有機物の分解や殺菌処理などに効果を発揮することから、浄化等の様々な水処理において利用されている。このため、さらに水処理効率の高い散気装置が求められている。 The liquid containing microbubbles (hereinafter referred to as microbubble-containing liquid) produced by the above-mentioned air diffuser is effective in decomposing organic matter and sterilizing, so it can be used in various water treatments such as purification. It is used in For this reason, there is a need for an aeration device with even higher water treatment efficiency.
そこで本発明は、水処理効率の向上を図ることが可能な散気装置、およびこの散気装置を用いた水処理装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an aeration device capable of improving water treatment efficiency, and a water treatment device using this aeration device.
このような目的を達成するための本発明は、管状体と、それぞれが複数の穿孔を有する複数の羽根体によって構成され、中央に流路を保持した状態で前記複数の羽根体を同一の巻き方向の螺旋状に配置した撹拌部材と、前記管状体に内設され、前記管状体内の流体を磁化処理する磁化部材とを備えた散気装置である。 To achieve such an object, the present invention is composed of a tubular body and a plurality of blade bodies each having a plurality of perforations, and the plurality of blade bodies are wound in the same manner while maintaining a flow path in the center. The present invention is an air diffuser including a stirring member arranged spirally in the direction, and a magnetizing member installed inside the tubular body to magnetize the fluid inside the tubular body.
本発明によれば、水処理効率の向上を図ることが可能な散気装置、およびこの散気装置を用いた水処理装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an aeration device that can improve water treatment efficiency, and a water treatment device using this aeration device.
以下、本発明を適用した散気装置、および水処理装置の各実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明の一部は省略する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, each embodiment of the air diffuser and water treatment apparatus to which this invention is applied is described based on drawings. In addition, in each embodiment described below, the same components are given the same reference numerals, and some overlapping explanations will be omitted.
≪第1実施形態≫
-散気装置-
図1は、第1実施形態に係る散気装置1の斜視図である。図2は、第1実施形態に係る散気装置1の全体構成を示す図である。これらの図に示す散気装置1は、貯液槽の底部に設置して使用され、貯留槽内に貯留された液体[L]に気体[G]を分散させるためのものである。このような散気装置1は、気体供給管10、気体供給管10内に設けられた撹拌部材20(図2参照)、気体供給管10に連通する流路管30、および流路管30内に設けられた磁化部材40(図2参照)を備えている。これらは、次のように構成されたものである。≪First embodiment≫
-Air diffuser-
FIG. 1 is a perspective view of an
<気体供給管10>
気体供給管10は、管状体であって、圧縮した気体[G]を噴出する噴射ノズルとして構成されたものである。この気体供給管10は、一方の開口を気体供給源200に接続される気体導入口10aとし、他方の開口を以降に説明する流路管30内に気体を噴出する気体噴出口10bとしている。<
The
このような気体供給管10は、流路管30の内径よりも小さい外径を有する。また気体供給管10は、例えば4枚の板状の支持体11により、流路管30に対して4方向から支持され、流路管30に対して中心軸を略同軸にして保持されていることとする。これらの支持体11は、流路管30内への液体[L]の流入を妨げることなく、流路管30の軸方向に対して平行に配置されていることとする。
Such a
図3は、第1実施形態に係る散気装置の要部側面図であり、気体供給管10の側面図である。この図に示すように、気体供給管10における気体導入口10a側の外周壁は、気体供給源200からの供給ラインをネジ接続するためのネジ構造を有する。なお、気体供給管10と気体供給源200との接続はネジ接続に限定されず、フランジ接続でもよい。
FIG. 3 is a side view of essential parts of the air diffuser according to the first embodiment, and is a side view of the
<撹拌部材20>
撹拌部材20は、気体供給管10の内部に配置された部材であって、気体供給源200から気体供給管10内に導入された圧縮した気体[G]を、微細に分散化して流路管30(図1および図2参照)内に噴出させるための部材である。またこの攪拌部材20は、気体供給量に応じてキャビテーション効果を発生する機能を有する。<Stirring
The stirring
図4は、各実施形態の散気装置に設けられる撹拌部材20の断面斜視図であり、撹拌部材20が配置された位置においての気体供給管10の軸方向に沿った中央縦断面斜視図である。また図5は、各実施形態の散気装置に設けられる撹拌部材20を説明する平面図であり、気体供給管10を気体噴出口10b側から見た図である。これらの図4、図5、および先に説明した図3に示すように、撹拌部材20は、気体供給管10内に複数の羽根体21を内設した構成である。各羽根体21は、複数の穿孔21aを有する扇型の多孔板として形成されている。
FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of the stirring
このような各羽根体21は、例えば気体供給管10の内壁に対して螺旋状に固定され、一例として気体供給管10の内壁から気体供給管10の内部に突出させた構成であることとする。図3~図5で図示した例においては、6枚の扇型の羽根体21が、気体供給管10の壁部に対して同一の巻き方向の螺旋状に配置された構成を示している。螺旋状の巻きの方向は、気体供給管10における気体導入口10a側が、図3に示したようなネジ構造である場合、ネジ構造と逆方向であることが好ましく、図示した例においては90°右捻りの場合を示している。これにより、気体供給管10と気体供給源200とのネジ接続が緩むことを防止できる。
Each of these
複数の扇型の羽根体21を設けた気体供給管10の中央には、気体供給管10を軸方向から見た場合の中央部に、羽根体21が配置されない流路22(図4および図5参照)が形成されることとする。なお、気体供給管10の中央部に羽根体21が配置されない流路22が形成されていれば、羽根体21は、気体供給管10の内壁から気体供給管10の内部に突出させた構成であることに限定されることはない。ここでの図示は省略するが、撹拌部材20は、例えば気体供給管10に内筒を設けて二重管とし、内筒に対して羽根体21を保持させた構成としてもよい。さらに内筒の内部に流路22が確保されれば、内筒の内部にも羽根体21が内設されていてもよい。
In the center of the
このような撹拌部材20の形成方法が限定されることはないが、撹拌部材20による気体[G]の微細化による分散効率の向上を目的とした場合、羽根体21の充填密度が高い形成方法であることが好ましい。例えば撹拌部材20は、例えばレーザー加工機を用いて切断された扇状の羽根体21を製作し、金型を利用して扇状に切断された羽根体21を螺旋状に成型し、気体供給管10にレーザー加工機で形成した穿孔部に螺旋状の羽根体21を配置し、気体供給管10の壁部と羽根体21の端縁部とをレーザー加工機で接合することによって得られる。この状態において、各羽根体21の扇型の外周縁21b(図3および図4参照)は、気体供給管10の外周壁に露出していてよい。また撹拌部材20は、例えば3Dプリンターなどを用いて気体供給管10と一体に形成されたものであってもよい。
Although the method for forming the stirring
以上の撹拌部材20は、気体供給管10の気体導入口10a側から導入された気体[G]を、羽根体21の螺旋に沿って流れる螺旋流と、流路22を直進する直進流と、羽根体21に形成された各穿孔21aを介して流れる分割流とに分離し、合流させる。撹拌部材20を通過する気体[G]は、分離と合流とを繰り返すことにより、分割、回転、せん断作用を連続的に受け、乱流を発生して分散化し、気体供給管10の気体噴出口10bから、流路管30内に噴出される。なお、気体供給管10から噴出される気体[G]の噴射速度は5~500m/secの範囲が好ましい。
The above-described stirring
<流路管30>
図1および図2に戻り、流路管30は、管状体であって、気体供給管10の気体噴出口10b側に配置され、気体供給管10の気体噴出口10bから噴出された気体[G]と、この散気装置1が配置される貯留槽内の液体[L]とを通過させる流路となる。この流路管30は、一方の開口を液体[L]および気体[G]の流入口30aとし、他方の開口を液体[L]および気体[G]の排出口30bとしている。<Flow
Returning to FIGS. 1 and 2, the
また流路管30は、気体供給管10の外径よりも大きな内径であって、液体の処理能力に応じた内径を有する円筒管であってよい。このような流路管30は、気体供給管10に対して中心軸を略同軸にして保持されていることとする。
Further, the
また、この流路管30は、流入口30a側の側壁に複数の側壁開口30cを有する。これらの側壁開口30cは、液体[L]の取り込み口となる。一方、流路管30は、排出口30b側の内径が広く形成され、内径が広く形成された流体の排出口30b側が、磁化部材40の設置部として構成されている(図2参照)。
Further, the
このような流路管30は、気体供給管10からの圧縮された気体[G]の噴出流によるエアリフト効果により、流入口30aから排出口30bに高速で向かう液体[L]の流れを形成する。また流路管30の内部においては、高速で流れる液体[L]に対して微細に分散化した気体[G]が乱流として高速で供給されるため、液体[L]に対して微細な気泡(マイクロバブル)を分散させた気液混相流[Lg]が形成される。
Such a
<磁化部材40>
磁化部材40は、流路管30内に磁場を形成するためのものであり、流路管30内を流れる流体の流れに対して、垂直方向および放射状に磁力線を照射するための部材である。このような磁化部材40は、流路管30内の排出口30b側に設置され、撹拌部材20との間に空間部31を介して配置されている。<
The
図6は、第1実施形態に係る散気装置に設けられた磁化部材40の平面図であって、流路管30の排出口30bの方向(図2参照)から磁化部材40を見た図である。図2および図6に示すように、磁化部材40は、流路管30の軸方向zに対して垂直な方向に延設された複数の磁性体41を有する。複数(ここでは2つ)の磁性体41は、平行に配置された平板状のものであり、流路管30の軸方向zに対して平板面が平行に配置され、対向する磁性体41間にスペーサー42を挟持した構成となっている。これにより、流路管30内における気液混相流[Lg]の流れに対して、垂直方向および放射状に磁力線が照射され、気液混相流[Lg]が磁化処理される構成となっている。磁性体41とスペーサー42とは、例えば磁性体41とスペーサー42とを貫通する長ネジ43とナット44とで固定され、対向する2枚の磁性体41間が所定ピッチに保たれている。
FIG. 6 is a plan view of the
このような磁性体41を構成する磁性材料は、ネオジム、ジスプロシウム、サマリウム、インジウム、マンガン、クロム、鉄、銅、コバルト、ニッケル、ボロン、フェライトのうちの少なくとも1種を含む複合物質で構成されていることとする。磁性材料は、これらに限定されることなく、磁場を形成する材料であればよい。
The magnetic material constituting the
なお、散気装置1を構成する磁化部材40以外の構成要素は、塩化ビニル、ポリプロピレン等のプラスティック、および鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属のうちから適宜に選択された材料を用いて構成すことができる。
Note that the constituent elements of the
-散気方法-
次に、図1~図6を用いて説明した散気装置1の動作を、散気方法として説明する。このような散気装置1は、ここでの図示を省略した貯留槽内の液体[L]中に沈下させた状態で使用され、流路管30内には貯留槽内の液体[L]が充填される。この状態において、気体供給源200から気体供給管10に圧縮された気体[G]を導入する。そして、気体供給源200から導入された気体[G]を、気体供給管10内に配置された撹拌部材20によって微細に分散化し、微細に分散化した気体[G]を流路管30内に高速で噴射する。- Diffusion method -
Next, the operation of the
これにより、気体供給管10から噴射された気体[G]のエアリフト効果によって、流路管30内に、気体供給管10側から排出口30b側への液体[L]の循環経路を形成する。また、これと共に、流路管30の空間部31において、流路管30内に流れ込んだ液体[L]に対して、撹拌部材20によって微細に分散化した気体[G]を高速で乱流として供給して、液体[L]に対して微細な気泡(マイクロバブル)を分散させた気液混相流[Lg]を形成する。
Thereby, due to the air lift effect of the gas [G] injected from the
次に、流路管30の排出口30b側に設けた磁化部材40によって、気液混相流[Lg]の流れに対して垂直方向および放射状に磁力線を照射して磁化処理し、磁化処理された気液混相流[Lg]を処理済液[La]として排出口30bから放出する。
Next, the magnetizing
-第1実施形態の効果-
以上説明した第1実施形態の散気装置1および散気方法は、比表面積の大きなマイクロバブルを含有する気液混相流[Lg]を磁化処理する構成であるため、気液混相流[Lg]に対して磁力線の照射効率が高い磁化処理を実施することができる。これにより、液体[L]が水であれば、磁化処理によって水分子間の水素結合を効果的に分断し、プラズマ現象によってより多くのフリーラジカル(OH-)を生成して活性化することが可能となる。この結果、細菌や微生物の活動を抑制する処理効果の高い処理済液[La]を、微細気泡含有液体として得ることが可能となる。-Effects of the first embodiment-
The
また上述したように、流路管30内においては、高速で流れる液体[L]に対して微細に分散化した気体[G]が乱流として高速で供給することで気液混相流[Lg]を形成する。このため、気液混相流[Lg]およびこれを磁化処理して得られた処理済液[La]には、キャビテーション効果によって発生させた超音波による殺菌作用や水処理効果も期待できる。さらに、気液接触作用により、液体[L]中に含有されているガス状の物質を気体[G]中に放散させて液体[L]中から除去することも可能である。
Further, as described above, in the
≪第2実施形態≫
-散気装置-
図7は、第2実施形態に係る散気装置2の全体構成を示す図である。この図に示す散気装置2は、比較的大きめの貯液槽の底部に設置され、貯留槽内に貯留された液体[L]に気体[G]を分散させて処理するためのものである。≪Second embodiment≫
-Air diffuser-
FIG. 7 is a diagram showing the overall configuration of an
この図に示す散気装置2が、第1実施形態の散気装置1と異なるところは、流路管30よりもさらに径が大きい大径流路管60を追加で設け、この大径流路管60内に混合部材70として機能する撹拌部材を追加で配置したところにある。また磁化部材40’は、流路管30内には配置せず、大径流路管60内に設けたところにある。他の構成は、第1実施形態の散気装置1と同様であるため、第1実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
The difference between the
<大径流路管60>
大径流路管60は、管状体であって、流路管30の排出口30b側に配置され、流路管30から放出された気液混相流[Lg]と、この散気装置2が配置された貯留槽内の液体[L]とを通過させる流路となる。このような大径流路管60は、一方の開口を流入口60aとし、他方の開口を排出口60bとしている。<Large
The large-
また大径流路管60は、流路管30の外径よりも大きな内径であって、液体の処理能力に応じた内径を有する円筒管であってよい。このような大径流路管60は、例えば4枚の板状の支持体61により、流路管30を4方向から支持し、流路管30および気体供給管10に対して中心軸が略同軸に保持されていることとする。これらの支持体61は、大径流路管60内への液体[L]の流入を妨げることなく、大径流路管60の軸方向に対して平行に配置されていることとする。
Further, the large
<混合部材70>
混合部材70は、大径流路管60の内部に配置された撹拌部材であって、撹拌部材を異なる流体を混合するための部材として用いたものである。この混合部材70は、流路管30から放出された気液混相流[Lg]と、大径流路管60の流入口60aから取り込まれた液体[L]を、微細に分散化して混合するための部材である。このような混合部材70は、例えば第1実施形態において図4および図5を用いて説明した撹拌部材20と同様の羽根体21を用いたものであれば、何れの構成のものであっても用いることができる。<Mixing
The mixing
すなわち混合部材70は、図4および図5を参照すると、大径流路管60の内部に複数の羽根体71を突出させた構成であり、各羽根体71は、複数の穿孔71aを有する扇型の多孔板から形成されている。これらの各羽根体71は、大径流路管60の壁部に対して螺旋状に固定されてり、複数の羽根体71を設けた大径流路管60の中央には、大径流路管60を軸方向から見た場合の中央部に、羽根体71が配置されない流路72(図5参照)が形成されることとする。
That is, referring to FIGS. 4 and 5, the mixing
図7に戻り、このような混合部材70は、大径流路管60の軸方向の中央部に配置され、流路管30の排出口30bとの間に空間部62を保ち、また次に説明する磁化部材40’との間に空間部63を保って配置されることとする。ただし、混合部材70を構成する羽根体71の螺旋の巻きの方向は、撹拌部材20を構成する羽根体21の螺旋の巻きの方向と逆であることが好ましい。
Returning to FIG. 7, such a mixing
また、大径流路管60内には、空間部を介して複数の混合部材70を直列に配置してもよい。この場合、各混合部材70を構成する羽根体71の螺旋の巻きの方向は、互い違いに逆方向とすることが好ましい。
Further, a plurality of mixing
以上の混合部材70は、流路管30から導入された気液混相流[Lg]と、大径流路管60の流入口60aから導入された液体[L]とを、羽根体71の螺旋に沿って流れる螺旋流と、流路72を直進する直進流と、羽根体71に形成された各穿孔71aを介して流れる分割流とに分離し、合流させる。混合部材70を通過する気液混相流[Lg]と、大径流路管60の流入口60aから導入された液体[L]とは、このように分離と合流とを繰り返すことによって、分割、回転、せん断作用を連続的に受けて混合される。これにより、気液混相流[Lg]内の微細な気泡(マイクロバブル)をさらに細分化させて分散させたスーパーマイクロバブルを含有する気液混相流[Lg’]が形成され、大径流路管60の空間部63に噴出される。
The above-described
<磁化部材40’>
磁化部材40’は、大径流路管60内に、N極とS極の異なる永久磁石を交互に配置して磁場を形成するためのものであり、大径流路管60内を流れる流体の流れに対して、垂直方向および放射状に磁力線を照射するための部材である。このような磁化部材40’は、大径流路管60内の排出口60b側に設置され、混合部材70との間に空間部63を介して配置されている。<Magnetized member 40'>
The magnetizing member 40' is for forming a magnetic field by alternately arranging permanent magnets with different north and south poles in the large
図8は、第2実施形態に係る散気装置に設けられた磁化部材40’の平面図であって、大径流路管60の軸方向zから磁化部材40’を見た図である。図7および図8に示すように、磁化部材40’は、大径流路管60の軸方向と平行に配置した板状の磁性体41を対向させて配列し、対向する磁性体41間にスペーサー42を挟持した構成となっている。これにより、大径流路管60内において、対向して配置された磁性体41間を流れる気液混相流[Lg’]の流れに対して垂直方向および放射状に磁力線が照射され、気液混相流[Lg’]が磁化処理される構成となっている。磁性体41とスペーサー42とは、例えば磁性体41とスペーサー42とを貫通する長ネジ43とナット44とで固定され、これにより対向する複数枚の磁性体41間が所定ピッチ[P]に保たれている。
FIG. 8 is a plan view of the magnetized member 40' provided in the air diffuser according to the second embodiment, and is a view of the magnetized member 40' viewed from the axial direction z of the large-
図示した例においては、4~5枚(図面上では4枚)の磁性体41を固定した構造体40aを、5層に積み重ねた(図7参照)磁化部材40’を示している。なお、磁性体41は、第1実施形態で説明した材質のものが用いられる。
In the illustrated example, a magnetized member 40' is shown in which a
-散気方法-
次に、図7および図8、さらには図4および図5を用いて説明した散気装置2の動作を、散気方法として説明する。このような散気装置2は、ここでの図示を省略した貯留槽内に沈下させた状態で使用され、流路管30および大径流路管60内には貯留槽内の液体[L]が充填される。この状態において、気体供給源200から気体供給管10に圧縮された気体[G]を導入する。これにより、第1実施形態で説明したように、液体[L]に対して微細な気泡(マイクロバブル)を分散させた気液混相流[Lg]を形成する。- Diffusion method -
Next, the operation of the
次に、形成された気液混相流[Lg]を大径流路管60内に噴出し、気液混相流[Lg]の噴出によるエアリフト効果によって大径流路管60内に排出口60b側に向かう液体[L]の循環経路を形成する。そして、気液混相流[Lg]と大径流路管60内に取り込まれた液体[L]とを、混合部材70において混合し、気液混相流[Lg]内の微細な気泡(マイクロバブル)をさらに分散化し、スーパーマイクロバブルを含有する気液混相流[Lg’]を形成する。
Next, the formed gas-liquid multiphase flow [Lg] is ejected into the large-diameter
次に、大径流路管60の排出口60b側に設けた磁化部材40’によって、スーパーマイクロバブルを含有する気液混相流[Lg’]に対して垂直方向および放射状に磁力線を照射して磁化処理し、磁化処理された気液混相流[Lg’]を処理済液[La’]として大径流路管60の排出口60bから放出する。
Next, the magnetizing member 40' provided on the
-第2実施形態の効果-
以上説明した第2実施形態によれば、第1実施形態の気泡(マイクロバブル)をさらに細分化させて分散させたスーパーマイクロバブルを含有する気液混相流[Lg’]を磁化処理する構成である。このため、第1実施形態と比較して、さらに多くのフリーラジカル(OH-)を生成することが可能となる。しかも、スーパーマイクロバブルは、それ自体がフリーラジカル(OH-)を生成する機能を有する。したがって、第1実施形態よりも、さらに細菌や微生物の活動を抑制する処理効果の高い処理済液[La’]を、微細気泡含有液体として得ることが可能であり、かつさらに高いガス状物質の除去効果を得ることが可能である。-Effects of the second embodiment-
According to the second embodiment described above, the gas-liquid multiphase flow [Lg'] containing super microbubbles obtained by further dividing and dispersing the bubbles (microbubbles) of the first embodiment is configured to magnetize. be. Therefore, it is possible to generate more free radicals (OH − ) than in the first embodiment. Furthermore, super microbubbles themselves have the ability to generate free radicals (OH − ). Therefore, compared to the first embodiment, it is possible to obtain a treated liquid [La'] that has a higher treatment effect of suppressing the activities of bacteria and microorganisms as a liquid containing microbubbles, and also has an even higher concentration of gaseous substances. It is possible to obtain a removal effect.
≪第3実施形態≫
-散気装置-
図9は、第3実施形態に係る散気装置3の全体構成を示す図である。第3実施形態は第2実施形態の変形例である。この図に示す第3実施形態の散気装置3が、第2実施形態の散気装置2と異なるところは、流路管30を設けず、気体供給管10を、直接、大径流路管60で支持しているところにある。また、気体供給管10内に撹拌部材20を設けていないところにある。≪Third embodiment≫
-Air diffuser-
FIG. 9 is a diagram showing the overall configuration of an
すなわち第3実施形態の散気装置3は、気体供給管10、大径流路管60、および大径流路管60内に設けられた撹拌部材としての混合部材70、および磁化部材40’を備えている。これらの部材は、第1実施形態および第2実施形態で説明した各部材と同様の構成のものである。ただし、大径流路管60は、例えば4枚の板状の支持体61’により、気体供給管10を4方向から支持し、気体供給管10に対して中心軸が略同軸に保持されていることとする。
That is, the
-第3実施形態の効果-
このような構成の散気装置3であっても、気体[G]と液体[L]とを混合部材70によって混合することで形成した気液混相流[Lg]を磁化処理する構成であるため、細菌や微生物の活動を抑制する処理効果の高い処理済液[La]を、微細気泡含有液体として得ることが可能となる。さらに、気液接触作用により、液体[L]中に含有されているガス状物質を気体[G]中に放散させて液体[L]中から除去することも可能である。-Effects of the third embodiment-
Even in the
≪第4実施形態≫
―水処理装置-
図10は、第4実施形態に係る水処理装置4の全体構成を示す図である。この図に示す水処理装置4は、先に説明した第1実施形態~第3実施形態に係る散気装置1~3のうちの少なくとも何れか1つを用いた構成のものである。以下においては、一例として第1実施形態の散気装置1を用いた構成として説明を行う。≪Fourth embodiment≫
-Water treatment equipment-
FIG. 10 is a diagram showing the overall configuration of a
この水処理装置4は、液体[L]の貯留槽400と散気装置1とを備えた曝気処理槽である。
This
このうち貯留槽400は、この水処理装置4によって処理する液体[L]を貯留するためのものである。この貯留槽400には、原水供給ライン401から、処理前の液体[L]が供給される。またこの貯留槽400には、処理後の処理済液[La]を排出する排出ライン402が設けられている。排出ライン402は、貯留槽400における喫水線を含む位置に接続され、喫水線付近から処理済液[La]を排出する。
Among these, the
散気装置1は、貯留槽400の底部に配置され、貯留槽400に貯留された液体[L]中に沈下させた状態で使用される。散気装置1は、気体供給管10を下方とし、流路管30を上方とし、これらの軸方向を略垂直にして貯留槽400の底部に配置される。これにより、図2を参照すると、散気装置1は、磁化部材40が撹拌部材20よりも上方に配置されるように貯留槽400の底部に配置される。またこのように配置された散気装置1は、気体供給管10に気体供給源200が接続される構成となっている。なお、図中においては散気装置1を1つのみ示したが、複数の散気装置1を液体[L]中に沈下させて用いてもよく、第1実施形態~第3実施形態に係る散気装置1~3を組み合わせて用いてもよい。この場合、複数の散気装置は、例えば気体供給源200に並列に接続させればよい。
The
-第4実施形態の効果-
このような構成の水処理装置4(図10)によれば、散気装置1の気体供給管10に、気体供給源200から圧縮した気体[G]を供給することにより、貯留槽400に貯留された液体[L]を散気装置1に取り込んで曝気処理することができる。したがって、貯留槽400から取り込んだ液体[L]を、細菌や微生物の活動を抑制する処理効果の高い処理済液[La]として再び貯留槽400内に戻して循環させ、貯留槽400内の液体[L]を、効率良く殺菌処理することが可能になる。また、貯留槽400内の液体[L]に微粒子が分散している場合であれば、液体[L]内の微粒子をマイクロバブルとともに液面に浮上させ排出ライン402から処理済液[La]とともに排出することができる。これにより、貯留槽400内の液体[L]から微粒子を除去することも可能である。また、液体[L]中に含有されているガス状物質を気体[G]中に放散させて液体[L]中から除去することも可能である。-Effects of the fourth embodiment-
According to the water treatment device 4 (FIG. 10) having such a configuration, by supplying compressed gas [G] from the
なお、水処理装置4は、このような構成に限定されることはなく、磁化部材40が撹拌部材20よりも下方に配置されるように、貯留槽400の底部に散気装置1を立設されてもよい。このようにした場合であれば、貯留槽400内の液体[L]中に沈降したゴミや繊維などの固形物の、散気装置1内での引っ掛かりや滞留を防止できる効果を得られる。
Note that the
≪第5実施形態≫
-散気装置-
図11は、第5実施形態に係る散気装置5の全体構成を示す図である。また図12は、第5実施形態に係る散気装置5の断面斜視図である。これらの図に示す散気装置5は、貯液槽の底部に設置して使用され、貯留槽内に貯留された液体[L]に気体[G]を分散させて処理するためのものである。このような散気装置5は、気体供給管80、気体供給管80内に設けられた撹拌部材20、気体供給管80に連通する流路管90、流路管90内に設けられた混合部材70および磁化部材40”を備えている。撹拌部材20は第1実施形態のものと同様のものであり、混合部材70は第2実施形態のものと同様のものであるため、以下においては撹拌部材20および混合部材70以外の構成要素を、順に説明する。≪Fifth embodiment≫
-Air diffuser-
FIG. 11 is a diagram showing the overall configuration of an
<気体供給管80>
気体供給管80は、管状体であって、圧縮した気体[G]を噴出する噴射ノズルとして構成されたものであり、主配管81、分岐管82、および噴出管83を備える。<
The
[主配管81]
主配管81は、以降に説明する流路管90内に挿入され、流路管90と略同軸上に保持される。この主配管81は、流路管90から突出させた一方の開口を、気体供給源200に接続される気体導入口80aとしている。気体導入口80aは、気体供給源200からの供給ラインをフランジ接続するためのフランジ構造を有する。また主配管81の他方の開口は、複数の分岐管82に分岐させた構成となっている。[Main piping 81]
The main pipe 81 is inserted into a
[分岐管82]
分岐管82は、主配管81の他方の開口を複数に分岐させたもので、例えば主配管81に対して垂直をなす4方向に4本の分岐管82が設けられていることとする。各分岐管82は、主配管81からの分岐部から以降に説明する流路管90の内壁にまで達しており、流路管90の内壁または内壁に近接する位置において閉塞していることとする。[Branch pipe 82]
The
[噴出管83]
噴出管83は、各分岐管82の周壁において各分岐管82に接続されたもので、主配管81の気体導入口80a側に向かって主配管81に対して略平行に配置されている。この噴出管83は、分岐管82から延設された先端部の開口を、以降に説明する流路管90内に気体を噴出する気体噴出口80bとしている。つまりこの気体供給管80は、複数の(ここでは4つの)気体噴出口80bを備えたものとなっている。[Ejection pipe 83]
The
そして、このような各噴出管83の内部に、撹拌部材20が収容されている。撹拌部材20は、第1実施形態で説明したものと同様のものであり、気体供給源200から気体供給管80内に導入された圧縮した気体[G]を、微細に分散化して流路管90内に噴出させるための部材である。
The stirring
<流路管90>
流路管90は、管状体であって、気体供給管80の気体噴出口80b側を収容するように設けられ、気体供給管80の気体噴出口80bから噴出された気体[G]と、この散気装置5が配置された貯留槽内の液体[L]とを通過させる流路となる部材である。このような流路管90は、気体供給管80の気体噴出口80b側の開口を液体[L]の流入口90aとし、他方の開口を液体[L]および気体[G]の排出口90bとしている。<Flow
The
また流路管90は、気体供給管80の外径よりも大きな内径であって、液体の処理能力に応じた内径を有する円筒管であってよい。このような流路管90は、気体供給管80の主配管81に対して中心軸を略同軸にして保持されていることとする。流路管90内の管径方向には、気体供給管80の分岐管82が4方向に敷設されるが、分岐管82同士の隙間において流路管90が開通した状態となっており、流路管90は流入口90aと排出口90bとの2方向に開放された構成となっている。
Further, the
また、この流路管90は、流入口90a側の側壁に複数の側壁開口90cを有する。これらの側壁開口90cは、液体[L]の取り込み口となる。
Further, this
そして、このような流路管90の内部において、気体供給管80の気体噴出口80bに対向する位置に、撹拌部材としての混合部材70が収容されている。混合部材70は、第2実施形態で説明したものと同様のものであり、気体供給管80から供給された気体[G]と、流路管90内の液体[L]とを、微細に分散化して混合するための部材である。この混合部材70は、流路管90を軸方向から見た場合の中央部に、羽根体71が配置されない流路72(図5参照)が形成され、この流路72に上述した気体供給管80の主配管81が敷設された状態となっている。
A mixing
<磁化部材40” >
磁化部材40”は、流路管90内に磁場を形成するためのものであり、流路管90内を流れる流体の流れに対して、垂直方向および放射状に磁力線を照射するための部材である。このような磁化部材40”は、流路管90内の排出口90b側において、気体供給管80の主配管81を囲み、混合部材70との間に空間部92を介して配置されている。<
The magnetizing member 40'' is for forming a magnetic field within the
この磁化部材40”は、流路管90の軸方向と平行に配置した板状の磁性体41を対向させて配列し、対向する磁性体41間にスペーサーを挟持した構成となっている。これにより、混合部材70によって形成されたスーパーマイクロバブルを含有する気液混相流[Lg’]の流れに対して、2枚の磁性体41によって垂直方向および放射状に磁力線が照射され、気液混相流[Lg’]が磁化処理される構成となっている。
This magnetized member 40'' has a structure in which plate-shaped
-散気方法-
次に、図11、図12を用いて説明した散気装置5の動作を、散気方法として説明する。このような散気装置5は、ここでの図示を省略した貯留槽内の液体[L]中に沈下させた状態で使用され、貯留槽内の液体[L]は流路管90内に充填される。この状態において、気体供給源200から気体供給管80に圧縮された気体[G]を導入する。そして、気体供給源200から導入された気体[G]を、気体供給管80の噴出管83内に配置された撹拌部材20によって微細に分散化し、微細に分散化した気体[G]を流路管90内に高速で噴射する。- Diffusion method -
Next, the operation of the
これにより、気体供給管80から噴射された気体[G]のエアリフト効果によって、流路管90内に、流入口90aから排出口90b側への液体[L]の循環経路を形成する。また、これと共に、流路管90の空間部91において、流路管90内に流れ込んだ液体[L]に対して、撹拌部材20によって微細に分散化した気体[G]を高速で乱流として供給し、液体[L]に対して微細な気泡(マイクロバブル)を分散させた気液混相流[Lg]を形成する。
Thereby, due to the air lift effect of the gas [G] injected from the
形成された気液混相流[Lg]を混合部材70においてさらに混合し、気液混相流[Lg]内の微細な気泡(マイクロバブル)をさらに分散化し、スーパーマイクロバブルを含有する気液混相流[Lg’]を形成する。
The formed gas-liquid multiphase flow [Lg] is further mixed in the mixing
次に、流路管90の排出口90b側に設けた磁化部材40”によって、気液混相流[Lg’]に対して垂直方向および放射状に磁力線を照射して磁化処理し、磁化処理された気液混相流[Lg’]を処理済液[La’]として流路管90の排出口90bから放出する。
Next, the magnetizing member 40'' provided on the
-第5実施形態の効果-
以上説明した第5実施形態によれば、気泡(マイクロバブル)をさらに細分化させて分散させたスーパーマイクロバブルを含有する気液混相流[Lg’]を磁化処理する構成である。このため、第1実施形態と比較して、多くのフリーラジカル(OH-)を生成することが可能となる。しかも、スーパーマイクロバブルは、それ自体がフリーラジカル(OH-)を生成する機能を有する。したがって、第1実施形態よりも、さらに細菌や微生物の活動を抑制する処理効果の高い処理済液[La’]を、微細気泡含有液体として得ることが可能となる。-Effects of the fifth embodiment-
According to the fifth embodiment described above, the gas-liquid multiphase flow [Lg'] containing super microbubbles obtained by further dividing and dispersing air bubbles (microbubbles) is magnetized. Therefore, it is possible to generate more free radicals (OH − ) than in the first embodiment. Furthermore, super microbubbles themselves have the ability to generate free radicals (OH − ). Therefore, it is possible to obtain a treated liquid [La'] that is more effective in suppressing the activities of bacteria and microorganisms than in the first embodiment, as a liquid containing microbubbles.
≪第6実施形態≫
―水処理装置-
図13は、第6実施形態に係る水処理装置6の全体構成を示す図である。この図に示す水処理装置6は、先に説明した第5実施形態に係る散気装置5を用いた構成のものであり、他の構成は第4実施形態に係る水処理装置と同様であるため、第4実施形態の水処理装置との重複する説明は省略する。≪Sixth embodiment≫
-Water treatment equipment-
FIG. 13 is a diagram showing the overall configuration of a
すなわち水処理装置6は、液体[L]の貯留槽400と散気装置5とを備えた曝気処理槽である。散気装置5は、貯留槽400の底部に配置され、貯留槽400に貯留された液体[L]中に沈下させた状態で使用される。散気装置5は、気体供給管80の気体導入口80aを上方とし、流路管90の流入口90aを下方とし、これらの軸方向を略垂直にして貯留槽400の底部に配置される。これにより、図11,図12を参照すると、散気装置5は、撹拌部材としての混合部材70よりも上方に磁化部材40”が配置されるように貯留槽400の底部に配置される。またこのように配置された散気装置5は、気体供給管80に気体供給源200が接続される構成となっている。なお、図中においては散気装置5を1つのみ示したが、複数の散気装置5を液体[L]中に沈下させて用いてもよく、第1実施形態~第3実施形態に係る散気装置1~3と組み合わせて用いてもよい。この場合、複数の散気装置は、例えば気体供給源200に並列に接続させればよい。
That is, the
-第6実施形態の効果-
このような構成の水処理装置6によれば、散気装置5の気体供給管80に、気体供給源200から圧縮した気体[G]を供給することにより、貯留槽400に貯留された液体[L]を散気装置5に取り込んで曝気処理することができる。したがって、貯留槽400から取り込んだ液体[L]を、細菌や微生物の活動を抑制する効果の高い気液混相流[Lg’]として再び貯留槽400内に戻して循環させ、貯留槽400内の液体[L]を、効率良く殺菌処理することが可能になる。また、貯留槽400内の液体[L]に微粒子が分散している場合であれば、液体[L]内の微粒子をマイクロバブルとともに液面に浮上させ排出ライン402から処理済液[La’]とともに排出することができる。これにより、貯留槽400内の液体[L]から微粒子を除去することも可能である。また、液体[L]中に含有されているガス状物質を気体[G]中に放散させて液体[L]中から除去することも可能である。-Effects of the sixth embodiment-
According to the
以上説明した第1~第6実施形態の散気装置1~3,5および水処理装置4,6は、生物処理方式の好気性分解における活性汚泥(浮遊生物)方式や生物膜方式による排水処理装置として利用できる。処理する排水としては、畜産排水処理、産業排水、工業排水、生活排水、さらには下水道の終末排水が例示される。また、各実施形態の散気装置1~3,5は、排水処理装置としての利用に限定されることはなく、水産業における養殖池の水質改善装置、湖沼の水質浄化装置、ビルビット等の水質保全装置、およびバラスト水処理装置として利用できる。また、各実施形態の散気装置1~3,5および水処理装置4,6は、建築設備として用いることができる。
The
≪第7実施形態≫
―水処理装置-
図14は、第7実施形態に係る水処理装置7の全体構成を示す図である。この図に示す水処理装置7は、先に説明した第1~第3実施形態に係る散気装置1~3、または第5実施形態に係る散気装置5のうちの少なくとも何れか1つを用いた構成のものであって、例えば放射性物質を含有する汚染水の処理に用いられる。以下においては、一例として第1実施形態の散気装置1を用いた構成として説明を行う。≪Seventh embodiment≫
-Water treatment equipment-
FIG. 14 is a diagram showing the overall configuration of a
この水処理装置7は、複数の放散塔700と散気装置1とを備えた多塔式の汚染水処理装置であって、各放散塔700内のそれぞれに散気装置1が収容されている。ここでは3つの放散塔700を用いた構成を説明するが、放散塔700は1つ、または2つ、さらに4つ以上であってもよい。
This
各放散塔700は、円筒形の上下の開口を閉塞した縦型容器であって、下部は液体[L]が貯留される貯留槽として用いられる。散気装置1は、各放散塔700の底部に配置され、放散塔700に貯留された液体[L]中に沈下させた状態で使用される。液体[L]中における散気装置1の配置状態は、先の第4実施形態(図10)と同様であり、放散塔700の下部は、液体[L]中に散気装置1を配置した曝気処理槽として機能する。
Each stripping tower 700 is a vertical container with closed upper and lower openings in a cylindrical shape, and the lower part is used as a storage tank in which liquid [L] is stored. The
ここでは、散気装置1が収容された3つの放散塔700を、第1の放散塔700a、第2の放散塔700b、第3の放散塔700cと称する。これらの放散塔700は、以下に説明するように、直列に接続された液体[L]の流路およびガス[G]の流路を構成している。
Here, the three diffusion towers 700 housing the
先ず、液体[L]の流路を説明する。第1の放散塔700aの底部付近には、原水供給ライン701aが接続され、処理前の液体[L]が原水として供給される。この場合、原水は、例えば放射性物質を含有する汚染水である。第1の放散塔700aに貯留された液体[L]の喫水線を含む位置と、第2の放散塔700bの底部付近とは、液体流路管701bによって連通され、液体流路管701bを介して第1の放散塔700aから第2の放散塔700bに液体[L]が供給される。
First, the flow path of the liquid [L] will be explained. A raw
第2の放散塔700bにおける液体[L]の喫水線を含む位置と、第3の放散塔700cの底部付近とは、別の液体流路管701bによって接続され、液体流路管701bを介して第2の放散塔700bから第3の放散塔700cに液体[L]が供給される。第2の放散塔700bにおける液体[L]の喫水線を含む位置は、第1の放散塔700aにおける同位置よりも低いこととする。
The position including the waterline of the liquid [L] in the second stripping tower 700b and the vicinity of the bottom of the third stripping tower 700c are connected by another liquid
さらに第3の放散塔700cにおける液体[L]の喫水線を含む位置には、液体排出ライン701cが接続されている。液体排出ライン701cは、例えば外部の貯留槽に接続され、処理済液[La]を外部の貯留槽に排出する。第3の放散塔700cにおける液体[L]の喫水線を含む位置は、第2の放散塔700bにおける同位置よりも低いこととする。
Furthermore, a
次にガス[G]の流路を説明する。第3の放散塔700cは、底部付近においてガス供給ライン702aが挿入される。ガス供給ライン702aは、第3の放散塔700cに収容された散気装置1の気体供給管10(図1および図2参照)と、気体供給源200とに接続されている。気体供給源200から供給されるガス[G]は、例えば300mmAq~1000mmAq、3kPaG~10kPaG程度に加圧された圧縮空気であるが、他の気体であってもよい。また、気体供給源200から供給されるガス[G]は、0.1MPaG~1MPaG程度に圧縮された気体でもよい。これにより、第3の放散塔700cに収容された散気装置1に対して気体供給源200からガス[G]が供給される。第3の放散塔700c内の散気装置1は、第3の放散塔700c内に貯留された液体[L]に対して、気体供給源200からガス[G]を微細な気泡(マイクロバブル)として分散させ、曝気、放散および化学反応を進行させる。
Next, the flow path of gas [G] will be explained. A
第3の放散塔700cの頂部と、第2の放散塔700b内に収容された散気装置1の気体供給管10(図1および図2参照)とは、ガス流路管702bによって接続されている。これにより、第3の放散塔700c内で上昇したガス[G]が、第2の放散塔700bに収容された散気装置1に対して供給される。第2の放散塔700b内の散気装置1は、第2の放散塔700b内に貯留された液体[L]に対して、第3の放散塔700cから供給されたガス[G]を微細な気泡(マイクロバブル)として分散させ、曝気、放散および化学反応を進行させる。
The top of the third stripping tower 700c and the gas supply pipe 10 (see FIGS. 1 and 2) of the
第2の放散塔700bの頂部と、第1の放散塔700a内に収容された散気装置1の気体供給管10(図1および図2参照)とは、ガス流路管702bによって接続されている。これにより、第2の放散塔700b内で上昇したガス[G]が、第1の放散塔700aに収容された散気装置1に対して供給される。第1の放散塔700a内の散気装置1は、第1の放散塔700a内に貯留された液体[L]に対して、第2の放散塔700bから供給されたガス[G]を微細な気泡(マイクロバブル)に分散させ、曝気、放散および化学反応を進行させる。
The top of the second stripping tower 700b and the gas supply pipe 10 (see FIGS. 1 and 2) of the
さらに、第1の放散塔700aの頂部には、ガス排出ライン702cが接続されている。ガス排出ライン702cは、例えば外部のガス処理設備に接続されている。ガス処理設備は、例えばラドン、クリプトン、およびトリチウムなどのガス状の放射性物質の処理設備である。
Furthermore, a
-第7実施形態の効果-
このような構成の水処理装置7(図14)によれば、散気装置1に圧縮した気体[G]を供給することにより、放散塔700に貯留された液体[L]を散気装置1に取り込んで曝気処理することができる。したがって、他の実施形態の水処理装置と同様に、各放散塔700内の液体[L]を、効率良く曝気処理することが可能であるとともに、放散塔700内の液体[L]から微粒子を除去することが可能である。そして、原水供給ライン701aから供給される液体[L]が、放射性物質を含有する汚染水である場合、ウランおよびプルトニウムなどの核分裂性物質や、ストロンチウムおよびセシウムなどの、汚染水中に浮遊している超微粒子状の放射性物質をマイクロバブルと共に液面に浮上させることができる。これにより、これらの放射性物質が濃縮された処理済液[La]を、液体排出ライン701cから排出して回収することができる。-Effects of the seventh embodiment-
According to the water treatment device 7 (FIG. 14) having such a configuration, by supplying the compressed gas [G] to the
またさらに、放散塔700内において曝気処理された液体[L]からは、ガス状の放射性物質が放散され、ガス排出ライン702cからガス状の放射性物質を含む濃縮されたガスを回収することができる。
Furthermore, gaseous radioactive substances are diffused from the aerated liquid [L] in the stripping tower 700, and concentrated gas containing gaseous radioactive substances can be recovered from the
そして特に、この水処理装置7は、液体流路管701bによって、複数の放散塔700を直列に接続した液体[L]の流路を構成している。また水処理装置7は、ガス流路管702bによって、複数の放散塔700を直列に接続したガス[G]の流路を構成している。これにより、液体[L]は、第1の放散塔700a、第2の放散塔700b、第3の放散塔700cの順に連続的に曝気処理される。したがって、曝気処理によって液体[L]の表面に浮上した超微粒子状の放射性物質は、第1の放散塔700a、第2の放散塔700b、第3の放散塔700cの順に、喫水線から次の放散700に送り込まれて低濃度から高濃度に高濃縮化される。この結果、超微粒子状の放射性物質を高濃縮化した処理済液[La]を、第3の放散塔700cから系外に放出し、分離貯蔵することが可能となる。
In particular, this
またガス[G]は、第3の放散塔700c、第2の放散塔700b、第1の放散塔700aの順に連続的に液体[L]を曝気処理する。したがって、曝気処理によって液体[L]か曝気放散されたガス状の放射性物質は、第3の放散塔700c、第2の放散塔700b、第1の放散塔700aの順に、各放散塔700の頂部から次の放散塔700に送り込まれて低濃度から高濃度に高濃縮化される。この結果、ガス状の放射性物質を高濃度に含有するガス[G]を系外に放出し、外部のガス処理設備に回収して処理することが可能となる。 Further, the gas [G] aerates the liquid [L] continuously in the order of the third stripping tower 700c, the second stripping tower 700b, and the first stripping tower 700a. Therefore, the liquid [L] or the gaseous radioactive substance that has been aerated and diffused by the aeration process is transferred to the top of each stripping tower 700 in the order of the third stripping tower 700c, the second stripping tower 700b, and the first stripping tower 700a. From there, it is sent to the next stripping tower 700 where it is highly concentrated from low concentration to high concentration. As a result, the gas [G] containing a high concentration of gaseous radioactive substances can be released from the system, and can be recovered and processed in an external gas processing facility.
≪第8実施形態≫
-散気装置-
図15は、第8実施形態に係る散気装置8の全体構成を示す図である。この図に示す散気装置8は、多塔式または単一塔式の放散塔の内部に設置され、放散塔内に供給された液体[L]に気体[G]を分散させて処理するためのものである。≪Eighth embodiment≫
-Air diffuser-
FIG. 15 is a diagram showing the overall configuration of a
この図に示す散気装置8は、流路管800内に、混合部材70(以下、図4および図5参照)と、磁化部材40’(以下、図8参照)とを順に内設した構成のものである。混合部材70と磁化部材40’とは、空間部801を介して、流路管800の軸方向zに沿って順に配置されている。
The
流路管800は、気体供給管を兼ねた管状体であって例えば流路管800の内壁から流路管800の内部に、混合部材70を構成する複数の羽根体21を配置させた構成である。混合部材70の羽根体21の螺旋状の巻き方向は、左右の何れの方向であってもよい。
The
この散気装置8は、流路管800の両側の開口のうち、混合部材70側の開口800aが、ガス[G]の流入口であって、液体[L]の排出口となる。また、磁化部材40’側の開口800bが、ガス[G]の排出口であって、液体[L]の流入口となる。
In this
このような散気装置8は、混合部材70側を下方、磁化部材40’側を上方に向けて配置される。そして、流路管800において、下方に位置する混合部材70側の開口800aからガス[G]が供給され、下方に位置する磁化部材40’側の開口800bから散布によって液体[L]が供給される。
Such a
なお、流路管800の内部には、空間部を介して複数の混合部材70を直列に配置してもよい。さらに、流路管800の内部には、複数の混合部材70と磁化部材40’とを交互に配置してもよい。これらの場合、各混合部材70を構成する羽根体21の螺旋の巻きの方向は、互い違いに逆方向とすることが好ましい。
Note that a plurality of mixing
-第8実施形態の効果-
このような構成の散気装置8(図15)によれば、磁化部材40’によって磁化処理された液体[L]に、混合部材70によって微細に分散化された気泡を含むガス[G]が供給される。これにより、磁化処理によって水分子間の水素結合を効果的に分断された液滴状の液体[L]が、混合部材70によって微細に分散化されたガス[G]と混合され、液体[L]中から、効果的にガス状の物質(例えば放射性物質)を曝気放散させることができる。-Effects of the eighth embodiment-
According to the air diffuser 8 (FIG. 15) having such a configuration, gas [G] containing air bubbles finely dispersed by the mixing
≪第9実施形態≫
―水処理装置-
図16は、第9実施形態に係る水処理装置9の全体構成を示す図である。この図に示す水処理装置9は、先に説明した第8実施形態に係る散気装置8と、先に説明した第1~第3、または第5実施形態に係る散気装置1~3、5のうちの少なくとも何れか1つを用いた構成のものである。この水処理装置9は、例えば放射性物質を含有する汚染水の処理に用いられる。以下においては、第8実施形態に係る散気装置8と共に、一例として第1実施形態の散気装置1を用いた構成として水処理装置9の説明を行う。≪Ninth embodiment≫
-Water treatment equipment-
FIG. 16 is a diagram showing the overall configuration of a
この水処理装置9は、放散塔900と、散気装置1(以下第1の散気装置1と称する)と、散気装置8(以下、第2の散気装置8と称する)とを備えた単一塔式の汚染水処理装置であって、放散塔900内に第1の散気装置1および第2の散気装置8が収容されている。
This
放散塔900は、管状体であって、その上下の開口を閉塞した縦型容器であり、下部は液体[L]が貯留される貯留槽として用いられる。第1の散気装置1は、放散塔900の底部に配置され、放散塔900に貯留された液体[L]中に沈下させた状態で使用される。液体[L]中における第1の散気装置1の配置状態は、先の第4実施形態(図10)と同様であり、放散塔900の下部は、液体[L]中に第1の散気装置1を配置した曝気処理槽として機能する。なお、図中においては散気装置1を1つのみ示したが、複数の散気装置1を液体[L]中に沈下させて用いてもよく、上述した各実施形態に係る散気装置を組み合わせて用いてもよい。この場合、複数の散気装置は、例えば気体供給源200に並列に接続させればよい。
The stripping
また第2の散気装置8は、放散塔900の中央の筒状部を流路管800とし、放散塔900の底部に貯留された液体[L]の上部に設置されている。第2の散気装置8は、混合部材70側を下方、磁化部材40’側を上方に向けて放散塔900に内設される。
Further, the
また放散塔900において、第2の散気装置8よりも上部には、原水供給ライン901が接続される。原水供給ライン901の先端には、散水部材902が接続されている。散水部材902は、シャワーヘッド状のものであって、原水供給ライン901から供給された液体[L]を、放散塔900の内径にわたって液滴状にして散布する。散水部材902から散布された液滴状の液体[L]は、第2の散気装置8に供給され、第2の散気装置8を通過することで、混合および磁化処理されるとともに、さらに微細な粒子に分割された状態で気液接触し、放散塔900の底部に貯留される。
Further, in the
また放散塔900の底部には、液体排出ライン903が接続されており、放散塔900内に貯留された液体[L]を処理済液[La]として排出する。液体排出ライン903は、例えば外部の貯留槽に接続されている。
Further, a
さらに、放散塔900の底部付近には、ガス供給ライン904が挿入される。ガス供給ライン904は、放散塔900に収容された散気装置1の気体供給管10(図1および図2参照)と、気体供給源200とに接続されている。これにより、放散塔900には、底部に配置した第1の散気装置1から高圧のガス(例えば空気)が供給される構成となっている。
Furthermore, a
また放散塔900の頂部には、ガス排出ライン905が接続されている。これにより、気体供給源200から第1の散気装置1を介して放散塔900に供給された高圧のガス(例えば空気)は、ガス排出ライン905から外部に排出される構成となっている。このガス排出ライン905は、例えば外部のガス処理設備に接続されている。ガス処理設備は、例えばラドン、クリプトン、およびトリチウムなどのガス状の放射性物質を高濃度化および固定化する処理設備である。
Further, a
-第9実施形態の効果-
このような構成の水処理装置9(図16)によれば、散水部材902から液滴状態で散布された液体[L]の原水が、第2の散気装置8を通過することで混合および磁化処理された微細な粒子に分割されることで気液接触する。これにより、液体[L]からガス状の物質が曝気され、また浄化処理された状態となる。またこのように曝気処理され、放散塔900内の底部に貯留された液体[L]は、液体[L]に浸漬された第1の散気装置1により曝気処理することができる。したがって、2段階の処理によって、効率良くかつ効果的に液体[L]の曝気処理、および液体[L]からのガス状の放射性物質の曝気放散を行うことができる。そして、ガス排出ライン905から、ガス状の濃縮された放射性物質を含むガス[G]を分離して回収することができる。-Effects of the ninth embodiment-
According to the water treatment device 9 (FIG. 16) having such a configuration, the raw water of the liquid [L] sprayed in the form of droplets from the
≪第10実施形態≫
―水処理装置-
図17は、第10実施形態に係る水処理装置100の全体構成を示す図である。この図に示す水処理装置100は、先に説明した第9実施形態に係る水処理装置9の変形例である。この図に示す水処理装置100と、先に説明した第9実施形態に係る水処理装置9とが異なるところは、第2の散気装置8を多段(図面においては一例として3段)に設けて多段塔式とし、それぞれの間にチムニートレイ1001と接続ライン1002を設けたところにある。他の構成は第9実施形態に係る水処理装置9と同様である。なお、放散塔900の底部には、第1の散気装置1を複数配置した状態を示しているが、第9実施形態と同様に散気装置1は1つであってもよく、上述した各実施形態に係る散気装置を組み合わせて用いてもよい。以下、チムニートレイ1001と接続ライン1002の構成を説明する。≪Tenth embodiment≫
-Water treatment equipment-
FIG. 17 is a diagram showing the overall configuration of a
チムニートレイ1001は、上方から供給される液体[L]を貯留するトレイ1001aと、ガス[G]を上下方向に通過させる貫通部1001bと、貫通部1001bを追うキャップ1001cとを備える。
The
接続ライン1002は、上部に配置されたチムニートレイ1001におけるトレイ1001aの喫水線付近から放散塔900の外部に引き出され、下部に配置された第2の散気装置8の上部において放散塔900に接続される。接続ライン1002の先端には、散水部材902が接続されている。散水部材902は、シャワーヘッド状のものであって、接続ライン1002から供給された液体[L]を、放散塔900の内径にわたって液滴状にして供給する。
The
これにより、上部のチムニートレイ1001のトレイ1001aに貯留された液体[L]は、接続ライン1002を介して下部に供給され、散水部材902によって下部に配置された第2の散気装置8に供給される構成となっている。
Thereby, the liquid [L] stored in the
-第10実施形態の効果-
このような構成の水処理装置100(図17)によれば、チムニートレイ1001を介して第2の散気装置8を多段に配置したことで、液体[L]の原水を、多段階で連続的に磁化処理および混合処理するとともに微細な粒子に分割して気液接触させることができる。これにより、第9実施形態と比較して、液体[L]中におけるガス状の放射性物質を、低濃度から高濃度に高濃縮化する効果が高い。また、液体[L]中におけるガス状の放射性物質を段階的に低濃度化して浄化する効果が高い。-Effects of the 10th embodiment-
According to the water treatment device 100 (FIG. 17) having such a configuration, the
以上説明した第7~第10実施形態の散気装置8および水処理装置7,9,10は、放射性物質を含有する汚染水の処理に用いられることに限定されず、他の水処理施設への適用も可能である。また、第7~第10実施例において使用されるガス[G]は、通常は圧縮空気が使用されるが、特に、超微粒子状のウラニウム、プルトニウム、ストロンチウム、セシウム、およびガス状のラドン、クリプトン、トリチウムなどの放射性物質を含む液体の処理に本願の水処理装置を利用する場合は、窒素、ヘリウム、アルゴン等の単一種又は複合種から成る不活性ガスを利用することで、放散、曝気、分離、回収、濃縮効率のさらなる向上を図ることができる。
The
1,2,3,5,8…散気装置
4,6,7,9,100…水処理装置(曝気処理槽)
10,80…気体供給管(管状体)
10a,80a…気体導入口
10b,80b…気体噴出口
20…撹拌部材
21…羽根体
21a…穿孔
22…流路
30,90…流路管(管状体)
30a,90a…流入口
30b,90b…排出口
31,91,92…空間部
40,40’,40”…磁化部材
41…磁性体
60…大径流路管
60a…流入口
60b…排出口
70…混合部材(撹拌部材)
71…羽根体
71a…穿孔
72…流路
80…気体供給管
200…気体供給源
400…貯留槽
700a…第1の放散塔
700b…第2の放散塔
700c…第3の放散塔
701a,901…原水供給ライン
701b…液体流路管
701c,903…液体排出ライン
702a…ガス供給ライン
702c,905…ガス排出ライン
702b…ガス流路管
900…放散塔
1001…チムニートレイ
1002…接続ライン
[L]…液体
[G]…ガス1, 2, 3, 5, 8...
10,80...Gas supply pipe (tubular body)
10a, 80a...
30a, 90a...
71...
Claims (15)
それぞれが複数の穿孔を有する複数の羽根体によって構成され、中央に流路を保持した状態で前記複数の羽根体を同一の巻き方向の螺旋状に配置した撹拌部材と、
前記管状体に内設され、前記管状体内の流体を磁化処理する磁化部材とを備え、
前記管状体の内部には、前記管状体の延設方向に沿って前記撹拌部材と前記磁化部材とが空間部を介して配置され
前記管状体は、前記撹拌部材側の開口から気体が供給され、前記磁化部材側の開口から液体が供給される
散気装置。 a tubular body;
a stirring member that is configured by a plurality of blade bodies each having a plurality of perforations, and in which the plurality of blade bodies are arranged in a spiral shape in the same winding direction while maintaining a flow path in the center;
a magnetizing member installed inside the tubular body and magnetizing the fluid in the tubular body ,
Inside the tubular body, the stirring member and the magnetization member are arranged with a space therebetween along the extending direction of the tubular body.
Gas is supplied to the tubular body from an opening on the stirring member side, and liquid is supplied from an opening on the magnetizing member side.
Air diffuser.
請求項1に記載の散気装置。 The air diffuser according to claim 1, wherein each of the vanes is provided so as to protrude from an inner wall of the tubular body into the interior of the tubular body.
請求項1または2に記載の散気装置。 The air diffuser according to claim 1 or 2 , wherein the stirring member is provided as a mixing member for mixing different fluids.
請求項1~3のうちの何れか1項に記載の散気装置。 The air diffuser according to any one of claims 1 to 3 , wherein inside the tubular body, a plurality of the stirring members are arranged with spaces interposed therebetween along the extending direction of the tubular body. .
請求項4に記載の散気装置。 The air diffuser according to claim 4 , wherein the plurality of stirring members arranged adjacently through the space have the winding directions of the blade bodies opposite to each other.
請求項1~5のうちの何れか1項に記載の散気装置。 According to any one of claims 1 to 5 , the magnetization member has a configuration in which a plurality of plate-shaped magnetic bodies arranged parallel to the extending direction of the tubular body are held in parallel at intervals. Air diffuser as described.
前記散気装置に供給する液体を貯留する貯留槽とを備えた
水処理装置。 The air diffuser according to any one of claims 1 to 6,
A water treatment device, comprising: a storage tank that stores liquid to be supplied to the aeration device.
前記散気装置は、
管状体と、
それぞれが複数の穿孔を有する複数の羽根体によって構成され、中央に流路を保持した状態で前記複数の羽根体を同一の巻き方向の螺旋状に配置した撹拌部材と、
前記管状体に内設され、前記管状体内の流体を磁化処理する磁化部材とを備え、
前記貯留槽は、筒型容器の両側の開口を閉塞した放散塔の下部によって構成され、
前記放散塔の頂部には、ガスの排出ラインが設けられ、
前記放散塔における前記液体の喫水線よりも上部に、前記放散塔の延設方向に沿って前記撹拌部材と前記磁化部材とを空間部を介して配置した別の散気装置が設けられ、
前記放散塔における前記別の散気装置の上部に、前記液体の原水を供給する原水供給ラインが設けられた
水処理装置。 A water treatment device comprising a storage tank for storing liquid and an aeration device disposed at the bottom of the storage tank,
The air diffuser is
a tubular body;
a stirring member that is configured by a plurality of blade bodies each having a plurality of perforations, and in which the plurality of blade bodies are arranged in a spiral shape in the same winding direction while maintaining a flow path in the center;
a magnetizing member installed inside the tubular body and magnetizing the fluid in the tubular body,
The storage tank is constituted by a lower part of a diffusion tower with openings on both sides of a cylindrical container closed,
A gas discharge line is provided at the top of the stripping tower,
Another air diffuser is provided above the water line of the liquid in the stripping tower, in which the stirring member and the magnetizing member are arranged with a space therebetween along the extending direction of the stripping tower,
A water treatment device , wherein a raw water supply line for supplying the liquid raw water is provided above the another aeration device in the diffusion tower .
請求項8に記載の水処理装置。 The water treatment device according to claim 8 , wherein the aeration device is arranged at the bottom of the storage tank so that the magnetization member is arranged above the stirring member.
請求項8に記載の水処理装置。 The water treatment device according to claim 8 , wherein the aeration device is arranged at the bottom of the storage tank so that the magnetization member is arranged below the stirring member.
請求項8~10のうちの何れか1項に記載の水処理装置。 The water treatment device according to any one of claims 8 to 10 , wherein a gas supply source that supplies compressed gas is connected to the tubular body of the air diffuser disposed at the bottom of the storage tank.
請求項8~11のうちの何れか1項に記載の水処理装置。 The water treatment device according to any one of claims 8 to 11, wherein a discharge line for the liquid is provided at a position in the storage tank that includes the water line of the liquid.
前記複数の放散塔のうちの1つに、前記液体の排出ラインが設けられると共に、内部に収容された散気装置に前記気体供給源が接続され、
前記複数の放散塔のうちの別の1つに、前記液体の供給ラインと、前記ガスの排出ラインとが設けられ、
前記複数の放散塔は、1つの放散塔の頂部から別の放散塔の内部に配置された散気装置の管状体に延設されたガス流路管によって直列に接続され、かつ前記別の放散塔の喫水線を含む位置から前記1つの放散塔に延設された液体流路管によって直列に接続されている
請求項11に記載の水処理装置。 comprising a plurality of said diffusion towers that housed said air diffusers;
One of the plurality of stripping towers is provided with a discharge line for the liquid, and the gas supply source is connected to a diffuser housed therein,
Another one of the plurality of stripping towers is provided with the liquid supply line and the gas discharge line,
The plurality of diffusion towers are connected in series by a gas flow pipe extending from the top of one diffusion tower to a tubular body of a diffuser disposed inside another diffusion tower, and The water treatment device according to claim 11 , wherein the water treatment device is connected in series by a liquid flow pipe extending from a position including the water line of the tower to the one stripping tower.
請求項8~13のうちの何れか1項に記載の水処理装置。 The water treatment device according to any one of claims 8 to 13, wherein a discharge line for the liquid is provided at the bottom of the storage tank.
前記複数の別の散気装置の間に、チムニートレイと、前記チムニートレイに貯留された前記液体を前記チムニートレイの下部に配置された前記別の散気装置に供給するための接続ラインが設けられた
請求項8~14のうちの何れか1項に記載の水処理装置。 A plurality of the different air diffusers are arranged inside the diffusion tower along the extension direction of the diffusion tower,
A chimney tray and a connection line for supplying the liquid stored in the chimney tray to the another air diffuser disposed below the chimney tray are provided between the plurality of other air diffusers. The water treatment device according to any one of claims 8 to 14 .
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