JP2001029989A - 反応装置、およびその撹拌方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱窒反応等の還元作用を抑制することなく、
液を撹拌することができ、しかも撹拌における消費エネ
ルギー効率のよい反応装置、およびその撹拌方法を提供
することを目的とするものである。 【解決手段】 反応槽１ａ内に分離部２が設けられ、分
離部２の上部２ｂが密封し得る構造であり、下部に開口
部２ａが形成され、分離部２内の空気等の気体の放出に
よって、反応槽１ａ内の被処理液を分離部２内へ引き込
み、かつ分離部２内に気体を導入することによって、分
離部２内の被処理液を反応槽１ａ内へ送り出し、この操
作を交互に行って、分離部２内の気液界面レベルを上下
させて、反応槽１ａ内の液を撹拌する反応装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反応装置、および
その撹拌方法に関し、特に廃水処理装置の反応タンクや
反応槽、その撹拌方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、反応タンクや反応槽で
は、撹拌が反応操作の基本要素であり、槽内に短絡流や
死水域が発生しないように十分に液を撹拌する必要があ
る。以下、従来の撹拌方法について、図１２を参照して
説明する。図１２（ａ）は、反応タンク２０の上部より
撹拌羽（プロペラ）が固定された棒を差し込み、撹拌機
２１を回転させて撹拌させる方法、図１２（ｂ）は、反
応槽２２内に水中ミキサ２３を水中に埋設するか、水中
に循環ポンプを設置して撹拌させる方法などが一般に用
いられている。

【０００３】また、水処理における撹拌方法では、図１
２（ｃ）に示したように、反応装置２２に散気装置２４
を設け、散気装置２４から反応装置２２内に空気を吹き
込むことによって、被処理水を撹拌する方法が一般に用
いられてきた。この撹拌方法では、吹き込み空気の酸素
が水中に溶解して、脱窒反応が阻害されるために、酸素
の溶解量を極力抑えるべく、粗大気泡を発生させる方法
が開発されている。

【０００４】一方、汚水処理では、汚水中の有機物（活
性汚泥）の処理において、ニトロソモナスやニトロバク
ター等の硝化細菌（以下、硝化菌と称する）によってア
ンモニアを硝酸や亜硝酸に変えた後、脱窒菌によって、
さらに窒素ガスに変える生物学的脱窒法によって処理が
行われている。すなわち、脱窒菌の作用によって、ＮＯ
₃ −ＮまたはＮＯ₂ −Ｎ（以下、これらをＮＯ_X −Ｎと
記す）を窒素ガスに還元して、汚水中の有機物を分解し
て除去するものであり、この脱窒反応では、溶液中に酸
素が多量に存在する場合、還元作用に大きな妨げとな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、反応タンクや反
応槽では、処理原価を可能な限り、安価なものとするた
めに、反応を行う際の撹拌を、少ない消費エネルギーで
効率良く撹拌して反応させることが重要であり、殊に下
水や廃水処理では、処理原価を安価とすることが重要な
技術課題である。

【０００６】しかしながら、図１２（ａ）に示した撹拌
羽を備える撹拌機２１や図１２（ｂ）の水中ミキサ２３
または循環ポンプ等によって、撹拌する方法では、エネ
ルギー消費が大きいという問題があった。また、水中ミ
キサ２３を反応タンクに投入する方式では、保守点検の
ために一年に一度程度、反応槽２２から水中ミキサ２３
を引き上げてオイル交換等の保守点検を行う必要があ
り、維持管理に多大な労力を要するという問題があっ
た。

【０００７】一方、図１２（ｃ）は、散気装置２４によ
って、粗大気泡を反応槽２２に発生させて、撹拌させる
撹拌方法である。この方法では、仮に粗大気泡を発生さ
せて撹拌したとしても、酸素の溶解は避けられない。そ
の結果、脱窒反応が阻害されるという欠点があった。さ
らに、空気吹き込みのためのエネルギーは、機械的撹拌
による諸方式よりは、小さいものの、まだ大きなエネル
ギーを消費するという問題点があった。この方式は、酸
素の溶解量を極力抑えるように、粗大空気を発生させる
方式であるが、この方式による散気装置による嫌気タン
クの旋回流撹拌装置が開発されている。

【０００８】さらに、上述の何れの方法においても底部
への反応物質や反応生成物、触媒、微生物等の沈積は、
避けられず、沈積した物質が腐敗するという問題が発生
する欠点がある。この沈積を防ぐためには、上述の何れ
の方法においても撹拌強度を上げる必要があるが、それ
は消費エネルギーの更なる増大を招くものであり、ま
た、粗大気泡を発生させる方式では、酸素溶解量も増大
し、脱窒反応の場合には反応が阻害されるという欠点が
あった。

【０００９】本発明は、上記課題を鑑みなされたもので
あり、脱窒反応等の還元作用を抑制することなく、液を
撹拌することができ、しかも撹拌における消費エネルギ
ー効率のよい反応装置、およびその撹拌方法を提供する
ことを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成したものであり、請求項１の発明は、反応槽内に、上
部を密封し得る構造とし、下部に開口部を形成した分離
部が設けられ、該反応槽内に被処理液を所定レベルまで
投入して、気体供給手段によって、該分離部内に空気等
の気体を導入して、該分離部内の該被処理液との気液界
面を降下させ、その後、気体引抜手段によって、前記分
離部内の気体を引き抜いて、該分離部内の気液界面を上
昇させ、該気液界面の降下と上昇とを繰り返し行って、
前記反応槽内の被処理液を撹拌することを特徴とする反
応装置の撹拌方法である。

【００１１】また、請求項２の発明は、反応槽内に、上
部を密封し得る構造とし、下部に開口部を形成した分離
部が設けられ、該反応槽内に被処理液を所定レベルまで
投入して、気体引抜手段によって、該分離部内から空気
等の気体を排出して、該分離部内の該気体と該被処理液
との気液界面を上昇させ、その後、気体供給手段によっ
て、該分離部内に気体を導入して、該分離部内の気液界
面を降下させ、該気液界面の上昇と降下とを繰り返し行
って、前記反応槽内の被処理液を撹拌することを特徴と
する反応装置の撹拌方法である。先ず、これら請求項
１，２の発明において、気体供給手段は、送風機やコン
プレッサ等によって空気を送り込むことにより達成され
る。気体引抜手段は、分離部内の密閉状態を単に弁の開
放による手段を含むものであり、送風機、コンプレッサ
や真空ポンプによって、分離部内の空気を強制的に引き
抜くようにしてもよいことは明らかである。

【００１２】これらの発明によれば、分離部の開口部が
反応槽の底部方向に開口しており、分離部の開口部から
反応槽内に流出する被処理水によって、反応槽内の底部
に液流を発生させて、反応槽内の被処理水が分離部へ引
き込まれことによって、反応槽の底部の被処理液が停滞
することなく撹拌されるので、以下に説明するように、
消費エネルギーを抑制することができる。例えば、水中
撹拌方式等の機械撹拌方式と比較した場合、死水域や短
絡流が発生しやすいことから、撹拌力を強めねばならな
いが、本発明では、死水域や短絡流が発生し難いことか
ら、消費エネルギーを抑制することができる効果を有す
る。また、粗大気泡発生方式と比較した場合、粗大気泡
発生する散気装置を反応槽の底部に設ける必要があり、
水深が最も深い部分に設定され、空気等の気体を水深に
対応した空気圧で供給しなければならない。それに対し
て、本発明では、分離部内の気液境界レベルが、最も高
いレベルを水深０ｍとし、最も低いレベルを開口部近傍
とすれば、水深０ｍから分離部の開口部近傍の水深とな
る。従って、気体押し込み圧力は、気液境界レベルの平
均に対応するので、ほぼ水深の２分の１弱となり、反応
槽の底部に散気装置を設けた粗大気泡発生方式と比較し
て、消費エネルギーが抑制される。また、散気装置によ
って、反応槽に粗大気泡を送り込む場合は、反応槽内の
液に酸素が溶解して、脱窒反応には好ましくないが、分
離部内に空気を送り込む方式では、気液接触部が分離部
内であり、粗大気泡を送り込む場合では、気泡が上昇す
る際に気泡と周囲の溶液との相対運動によって、気泡と
溶液相内の物質移動（酸素溶解）が促進されるのに対し
て、本発明では、気液界面の乱れは少なく、気相側から
液層側への物質移動（酸素溶解）が抑制され、例えば、
活性汚泥水の処理において、活性汚泥水中の酸素溶存量
を高めることなく、汚水中の有機物の脱窒作用が効果的
に促進される。

【００１３】また、機械式撹拌方式および粗大気泡発生
方式による撹拌方式では、反応槽内に定常状態に近い流
れが生じるので、死水域や短絡流が生じやすく、死水域
や短絡流が生じないように、反応槽に対応して、撹拌力
の強度を高める必要があるが、本発明では、分離部と反
応槽での流れは、所定のタイミングで反転させ、かつ水
流の大きさも変化するために、時間的、空間的に液の流
れに乱れが生じて、死水域や短絡流が発生し難いことか
ら、効率よく撹拌され、少ないエネルギー消費で十分撹
拌することが可能である。

【００１４】また、請求項３の発明は、前記気体引抜手
段によって、該分離部内の気体を引き抜いて、前記反応
槽内の被処理液を前記分離部内に引き込んで、さらに該
分離部上部の液滞留部まで引き込んだ後、前記気体供給
手段によって、前記液滞留部内と前記分離部内に気体を
導入して、前記液滞留部と前記分離部内の被処理液を前
記反応槽内に送り出して、該反応槽内の被処理液を撹拌
することを特徴とする請求項１または２に記載の反応装
置の撹拌方法である。この発明によれば、分離部の上部
に設けられた液滞留部に被処理液を引き上げて、分離部
を通して引き上げられる液量を増大させて、反応槽の被
処理液を撹拌するようにしたものであり、反応槽の底部
の底部流速を大として、底部の撹拌力の強度を増大させ
て、底部への反応物質や触媒、微生物等の沈積と、それ
らの堆積物によって生じる死水域や短絡流の発生を防止
することができるので、反応の効率化がはかられる。

【００１５】また、請求項４の発明は、前記気体引抜手
段と前記気体供給手段とによる前記分離部内への気体の
導入と放出とによって、前記分離部内の被処理液の送り
出しと前記分離部内への液の引き込みとを交互に行っ
て、前記反応槽内の被処理液を撹拌する際に、前記分離
部内の気液界面レベルを計測し、前記分離部内の気液界
面レベルに応じて前記気体引抜手段と前記気体供給手段
とを制御して、前記反応槽内の被処理液を撹拌すること
を特徴とする請求項１，２または３に記載の反応装置の
撹拌方法である。この発明によれば、分離部内の気液界
面レベルをモニタリングして、気体引抜手段と前記気体
供給手段とを操作して、分離部内の気液界面を上下させ
て、最適なタイミングで液を撹拌させることができる。
また、反応槽内の被処理液への酸素の溶解量を抑制しつ
つ液を撹拌させることにより、有機物の脱窒反応を促進
させることができる。

【００１６】また、請求項５の発明は、前記気体引抜手
段が気体搬送手段による気体の引き込みによりなされ、
前記気体供給手段が該気体搬送手段による気体の送り出
しによりなされ、前記気体搬送手段による気体の引き込
みと、送り出しによって、前記分離部内の気液界面の上
昇と降下とを繰り返し行うようにし、前記反応槽内の被
処理液を撹拌することを特徴とする請求項１，２，３ま
たは４に記載の反応装置の撹拌方法である。この発明に
よれば、一台の送風機（ブロワ）やコンプレッサ等の気
体搬送手段による気体の引き込みと送り出しと、さらに
はバルブの切り替えによって、分離部内の気体の送り込
みと引き抜きを行うようにし、一つの気体搬送手段で前
記気体引抜手段と気体搬送手段とを兼ねるようにしたも
のであり、エネルギー消費を抑制することができる。

【００１７】また、請求項６の発明は、反応槽と前記反
応槽内の液を撹拌する撹拌装置とからなり、前記撹拌装
置が、上部が密封し得る構造であり、かつ下部に形成し
た開口部が前記反応槽の底部側となるように、前記反応
槽内に配置された分離部と、前記分離部内に気体を送り
込むための気体供給手段と、前記分離部内の気体を引き
抜くための気体引抜手段と、前記分離部内の気液界面レ
ベルを計測する計測手段と、前記計測手段による前記気
液界面レベルの計測値に基づいて、前記気体供給手段と
前記気体引抜手段とを操作して、前記反応槽内の液を撹
拌するように制御する制御手段とからなることを特徴と
する反応装置である。この発明によれば、制御手段によ
って、最適なタイミングで自動的に気体供給手段と気体
引抜手段とを制御することにより、分離部の開口部から
被処理液を槽内底部に流出させ、かつ分離部内に槽内底
部から被処理液を流入させて、反応槽内の被処理液を死
水域や短絡流を発生させることなく、被処理液を撹拌す
ることができる。なお、上記気体引抜手段は、分離部内
に気体を引き抜く操作がポンプ等の気体搬送手段を用い
た場合と、単に密閉状態の分離部内を開放させることに
よって、上昇させる手段を含むものである。さらに、気
体引抜手段と気体供給手段とは、ポンプ等の気体搬送手
段を用いて、気体（空気）の引き込みと吐き出しとを利
用したものを含むものである。

【００１８】また、請求項７の発明は、前記分離部の上
部に液滞溜部を設けたことを特徴する請求項６に記載の
反応装置である。この発明によれば、分離部上部に液滞
溜部が設けられ、この液滞溜部に被処理液を引き上げる
ことによって、撹拌に関与する液量を増大させて、反応
槽内の被処理液を撹拌されることができ、反応槽の底部
に被処理水の速い流を発生させることができる。

【００１９】また、請求項８の発明は、前記分離部の下
端部と前記反応槽の底部との隙間が１ｃｍから１．２ｍ
の範囲であることを特徴とする請求項６または７に記載
の反応装置である。この発明によれば、反応槽の底部と
分離部の下端部との隙間の寸法は、分離部の底部の開口
の面積と分離部の開口部から押し出される被処理液の圧
力との関係によって設定されるが、分離部の開口部から
送り出される被処理液が反応槽の底部の被処理液を流動
させるのに十分な流れを発生させて、反応槽の底部の被
処理液が流動して撹拌し得るように分離部が配置されて
いる。最も隙間を狭いものとしたとしても、１ｃｍより
狭いものとすると、分離部の下端部と反応槽の底部とに
よる摩擦が大きくなり、好ましくない。なお、分離部の
下端部に穴が開口してている場合はその限りではない。
また、最大の隙間は、１．２ｍとする。１．２ｍ以上の
隙間が設けられると、気体供給手段による加圧された気
体を供給したとしても加圧エネルギーが増大して、反応
槽底部に被処理液の流れを発生させるのが困難となる。

【００２０】また、請求項９の発明は、前記分離部が前
記反応槽に複数配置されていることを特徴とする請求項
６，７または８に記載の反応装置である。この発明によ
れば、反応槽が横長の場合であったとしても、複数の分
離部を形成することによって、死水域や短絡流を発生さ
せることがないし、また、隣接する前記分離部の開口部
から液の流出と流入とを交互に行わせることによって、
隣接する分離部間の反応槽底部の被処理液の流れる方向
が切り替わり、反応槽内の被処理液を効率よく撹拌する
ことができる。

【００２１】また、請求項１０の発明は、前記分離部内
に、圧力または気液界面レベルと、溶存酸素濃度または
酸化還元電位とを計測するセンサを設けたことを特徴と
する請求項６，７，８または９に記載の反応装置であ
る。この発明によれば、分離部内に送り込まれる気体の
圧力、分離部内の水位または気液界面レベル、反応槽内
の液の溶存酸素濃度や液の酸化還元電位を計測して、気
体の圧力、分離部内の水位を計測して、気体供給手段と
気体引抜手段とを制御手段で制御して、効率よく撹拌を
行うことができるとともに、溶存酸素濃度、酸化還元電
位を計測することによって、反応槽内の被処理液の還元
作用の進行状況を監視することができる。反応槽内の液
の還元作用の進行状況は、溶存酸素濃度の低下、酸化還
元電位によって、脱窒反応の進行状況を把握しながら効
率的に反応を監視して、汚水等の処理が可能である。こ
のように反応槽内の液の溶存酸素濃度、酸化還元電位を
計測することで、反応状況が把握し得るので、反応処理
速度の向上、反応槽の小型化が可能であるとともに、省
エネルギー化が図られる。

【００２２】また、請求項１１の発明は、前記分離部の
底部の少なくとも一部に楕円状孔または切欠状孔が設け
られるか、または前記分離部の底部に分散板を設けたこ
とを特徴とする請求項６，７，８，９または１０に記載
の反応装置である。この発明によれば、分離部の底部に
切欠状開口部を設けることによって、分離部の開口部か
ら流れる被処理液の流速を高めることが可能であり、か
つ分散板によって、開口部から流れ出た被処理液を分散
させて、可逆的な流れを反応槽の広い範囲に発生させる
ことができる。

【００２３】また、請求項１２の発明は、前記反応槽の
底部に傾斜面による凹部を形成し、前記撹拌装置の分離
部を前記凹部に対応して配置したことを特徴とする請求
項５，６，７，８，９，１０または１１に記載の反応装
置である。この発明によれば、反応槽の底部に設けられ
た凹部に沈降物質を集めて、分離部から流出させ、かつ
分離部に流入させて、沈降物質を反応槽全体に分散させ
るようにして撹拌させることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る反応装置、お
よびその撹拌方法の実施の形態について、図面を参照し
て説明する。なお、本発明の反応装置は、反応槽または
反応タンク内の被処理液を撹拌して反応を促進させる際
に、撹拌によって被処理液に酸素が溶解するのを抑制し
つつ、脱窒反応を促進させる撹拌装置を備えた反応装
置、およびその撹拌方法に関するものであり、以下の説
明では、反応槽と反応タンクとを総称して、反応槽と称
することにする。

【００２５】（実施形態１）図１（ａ），（ｂ）は、本
発明の反応装置の一実施形態を示す概略図である。同図
において、反応槽１ａ内には、円筒管または四角柱形状
の管による分離部２が設けられ、上端部２ｂは密封構造
であり、分離部２の下端は開口部２ａが形成されてい
る。上端部２ｂには、分離部２内の気体を引き抜くため
の配管３と、分離部２内に気体を送り込むための配管６
とが接続されている。配管３に弁４、配管６に弁７がそ
れぞれ設けられている。これらの弁４，７は、電気信号
によって開閉する制御弁（電磁弁，電動弁）が好まし
い。配管６の端部には、送風機、コンプレッサ等の気体
搬送装置５が設けられている。活性汚泥水等の被処理液
は、配管１ｂを介して反応槽１ａ内に投入され、処理さ
れた液は、配管１ｃから排出される。配管１ｃの接続位
置は、底面に限定されることなく、反応槽１ａの中間部
であってもよいし、一般的には、上部からオーバーフロ
ーさせて排出している。分離部２内の気体は、弁４を開
くことによって、被処理液の水圧によって排出される。
一方、図１（ｂ）の反応装置の実施形態では、弁４，７
として制御弁が用いられ、弁４，７は、制御装置９によ
って開閉制御されている。なお、分離部２は、図示され
ていないが、反応槽１ａの側壁を利用して隔壁によって
区画した構造体であってもよい。また、分離部２の断面
形状は、上記のように円や四角形に限定することなく、
楕円形または三角形や五角形以上の多角形であってもよ
い。

【００２６】次に、図１（ａ）を参照して、本発明の反
応装置の撹拌方法について説明する。先ず、活性汚泥水
等の被処理液が配管１ｂを通して反応槽１ａに投入され
て、所定の水位まで供給される。弁４が開いている場
合、分離部２内に被処理液が流入して、反応槽１ａの液
面と同じ液面に達する。また、弁４が閉じている場合、
反応槽１ａの液の水圧によって、液が開口部２ａより多
少分離部２内に入り込んだ状態となる。例えば、弁４を
開いて、反応槽１ａに被処理液を所定レベルまで投入す
る。その後、弁４を閉じて弁７を開き、気体搬送装置５
を作動させる。気体搬送装置５から配管６を通して分離
部２内に気体が徐々に供給される。分離部２内に気体が
導入されて、気体と被処理水との気液界面が降下して、
分離部２内の液が開口部２ａから反応槽１ａの底部方向
に流出し、反応槽１ａの底部を通過して流れ出る。そし
て、分離部２内の気液界面が所定のレベルまで下がった
時点で弁４を開として、分離部２内部に導入した気体を
配管３を通して外部に放出する。この時、反応槽１ａ内
の被処理液は、その底部を通過して分離部２内に流入す
る。分離部２内に流入した被処理液の気液界面が所定の
レベルに達した後、弁４を閉じ、再び弁７を開き、気体
搬送装置５を駆動させて、気体を分離部２内に導入して
気液界面を降下させて分離部２内の液を反応槽１ａ内に
送り出す。このように分離部２内への気体導入と分離部
２内の気体排出とを繰り返して行うことによって、反応
槽１ａ内の被処理液は撹拌される。しかも、空気等の気
体を用いた場合であっても被処理液と空気との接触が分
離部２内のみであるので、被処理液中の溶解する酸素量
を抑制することができる。なお、この撹拌操作は、装置
の形状や要求される撹拌条件等によって、連続的に実施
したり、または間欠的に実施される。

【００２７】一方、図１（ｂ）の反応装置の撹拌操作
は、弁４，７の開閉制御を制御装置９によって実施され
ている。なお、制御装置９は、中央処理装置（ＣＰＵ）
を使用してもよいし、単に、弁４，７を動作させるタイ
ミングを設定するタイミング設定手段を備えた制御装置
であってもよい。制御装置９では、分離部２内に送り込
まれる気体の量によって、弁４，７の切り替え操作を自
動的に行ってもよいし、また、以下に説明するように、
分離部２内に液面計を設置して、気液界面のレベルを計
測して、弁４，７の開閉制御のタイミングを設定しても
よい。なお、気液界面のレベルは、最低レベルを分離部
２の高さの５〜１０％とし、最高レベルを分離部２の高
さの８０〜９５％に設定を制御する。また、本実施形態
では、分離部２内の容積から気体の導入量から気液界面
のレベルを推定している。

【００２８】なお、図１の実施形態では、気体搬送装置
５から分離部２内に空気を押し込んで気液界面レベルを
降下させて、その後、弁４を開き、気液界面レベルを上
昇させて、反応槽１ａ内の被処理液を撹拌している。し
かし、この撹拌操作とは、逆に、気体搬送装置５から分
離部２内の空気を引き抜いて、分離部２内の気液界面レ
ベルを上昇させ、分離部２内の被処理液を一気に降下さ
せることで、反応槽１ａ内の被処理液を撹拌ができるこ
とは明らかである。その場合、分離部２上部が反応槽１
ａの液面より、突出させるように分離部２を設置するよ
うにし、分離部２上部に引き上げられた被処理液に十分
な落差を与えるようにして、分離部２内の気液界面レベ
ルが反応槽１ａの液面より降下するようにし、反応槽１
ａ内の被処理液を撹拌する方法である。

【００２９】この撹拌操作について説明すると、先ず、
被処理液を弁４を開放して反応槽１ａ内に投入すると、
分離部２内の気液界面は、反応槽１ａの液面と等しくな
る。弁４を閉じ、弁７を開いて分離部２内の空気を気体
搬送装置５で引き抜く、分離部２内の気液界面は上昇す
る。その後、弁４を開くと、気液界面レベルは、一気に
降下する。気液界面レベルは、引き上げられた気液界面
レベルに応じて、反応槽１ａの液面より降下する。気液
界面レベルは多少振動して安定する。そのときの分離部
２内の気液界面レベルは、反応槽１ａの液面と等しくな
る。再び、弁４を閉じ、弁７を開いて分離部２内の空気
を気体搬送装置５で引き抜く。このような操作を行うこ
とによって、反応槽１ａ内の被処理液を撹拌する。この
ように気体搬送装置５は、気体供給手段と気体引込手段
として機能させることができる。このことは、以下の実
施形態においても同様である。

【００３０】（実施形態２）図２，図３は、本発明の反
応装置の他の実施形態を示す概略図である。図２の実施
形態は、図１（ｂ）の構成との相違が分離部２内に液面
計測器８が設けられていることである。図２では、分離
部２内の気液界面のレベルを液面計測器８で計測して制
御装置９に入力され、気液界面のレベルを判定し、制御
装置９からの制御信号に基づいて、弁４，７を開閉制御
して反応槽内の被処理液を撹拌する方式である。上記実
施形態のように、気液界面のレベルに対応して、弁４，
７の開閉制御がなされており、図３の実施形態とともに
説明する。なお、液面計測器８としては、例えばフロー
ト式レベルセンサ等の水位計が用いられている。

【００３１】一方、図３の実施形態では、図２の実施形
態にさらに被処理液を反応槽１ａに送り込むための配管
１ｂに弁１０が設けられ、処理液を送出する配管１ｃに
弁１１が設けられている。先ず、弁１０と弁４とを開い
て、配管１ｂを通して被処理液を反応槽１ａに供給す
る。被処理液は、所定の液面まで供給され、分離部２内
の気液界面も同じレベルとなる。続いて、制御装置９か
らの制御信号に基づいて、弁４を閉じて弁７を開き、気
体搬送装置５を駆動させる。空気等の気体は、配管６を
通して分離部２内に徐々に供給される。気体が分離部２
内に供給されると、分離部２内の被処理液は、開口部２
ａから反応槽１ａの底部を通過して反応槽１ａ内に流出
する。そして、分離部２内の気液界面レベルを液面計測
器８で計測して、制御装置９で、分離部２内の気液界面
レベルを判定して、分離部２内での気液界面が所定のレ
ベルまで降下したことを検出した場合、弁７を閉じて弁
４を開とする。分離部２内部の加圧された気体は、被処
理液の水圧等によって、配管３を通して外部に一気に放
出される。この時、反応槽１ａ内の液はその底部を通過
して、分離部２内に流入する。分離部２内の気液界面レ
ベルは、上昇する。この操作を繰り返して行うことによ
り、反応槽１ａ内の被処理液を撹拌して反応を促進させ
る。その後、反応が終了した際に、弁１１を開いて、処
理水の全てまたは何割かを配管１ｃを通して排出する。
そして、弁１１を閉じ、弁１０を開いて被処理水を反応
槽１ａに供給して、再び弁４，７の操作を繰り返して行
って反応槽１ａ内の被処理液を撹拌する。

【００３２】（実施形態３）図４（ａ）〜（ｃ）は、本
発明の反応装置の他の実施形態を示す図である。同図
（ａ）に示した反応装置は、その概略図であり、図４
（ｂ），（ｃ）は、反応装置の上面図である。同図
（ａ）は、反応槽１ａの側壁を利用して隔壁で囲んで分
離部２を形成したものである。図４（ｂ）は、反応槽１
ａの四角に分離部２が形成された実施形態であり、図４
（ｃ）は、反応槽１ａが横長であり、反応槽１ａの四角
と長手方向の側壁とに分離部２がそれぞれ形成されてい
る。図４（ｂ）の場合、対角線上の分離部２に気体の導
入を行い、他の対角線上の分離部２内の気体の排出を行
う。この気体導入と排出操作を交互に行うことによっ
て、反応槽１ａ内に死水域や短絡流を発生することな
く、反応槽１ａ内の液を撹拌することができる。これら
の操作は、制御装置９からの制御信号によって実施する
ことができる。なお、図４（ｃ）の反応装置において
も、制御装置９からの制御信号によって、死水域や短絡
流を発生することなく、反応槽１ａ内の液を撹拌するこ
とができる。

【００３３】（実施形態４）図５は、本発明の反応装置
の他の実施形態を示す図である。同図において、横長の
反応槽１ａに複数の分離部２₁ 〜２₄ がほぼ等間隔で配
置されている。分離部２₁ 〜２₄ には、分離部２₁ 〜２
₄ 内の気体を排出するための配管３₁ 〜３₄がそれぞれ
設けられ、配管３₁ 〜３₄ には、弁４₁ 〜４₄ がそれぞ
れ設けられている。また、気体を供給するための配管６
₁ 〜６₄ が設けられ、これらの配管には、弁７₁ 〜７₄
が設けられている。配管６₁ 〜６₄ は、弁７₀ が設けら
れた共通配管に接続されて、気体搬送装置５に接続され
ている。この実施形態では、弁４₁ 〜４₄ 、弁７₀ と弁
７₁ 〜７₄ が制御装置９によって制御されている。例え
ば、分離部２₁ 〜２₄ の気液界面を順番に上下させて、
反応槽１ａ内の液を撹拌している。無論、この反応装置
の撹拌方法は、制御装置９による制御プログラムに基づ
いて、種々の方法で実施することが可能である。さら
に、気体搬送装置５によって、分離部２₁ 〜２₄ 内の気
体を順番に引き抜いて、分離部２₁ 〜２₄ 内の気体を引
き抜いて、気液界面レベルを上昇させた後、分離部２₁
〜２₄ 内の気液界面レベルを順番に一気に降下させて、
反応槽１ａ内の被処理液を撹拌してもよい。

【００３４】（実施形態５）図６は、本発明の反応装置
の他の実施形態を示す概略図である。同図において、反
応槽１ａは、その底面が水平ではなく、ほぼ中央に最も
低い底部１ｄが形成され、その周囲を斜面１ｅとしたも
のであり、分離部２は、その開口部２ａが底部１ｄに対
面するように設置されている。反応物質や触媒、微生物
等の沈殿物は、斜面１ｅを下ってこの低い底部１ｄに沈
殿したとしても、被処理液の分離部２の開口部２ａから
反応槽１ａ内への流出と、反応槽１ａ内から分離部２内
への流入とを交互に行わせることによって、沈殿物が底
部１ｄに堆積することなく、反応槽１ａ内の液を効率よ
く撹拌することができる。なお、気体搬送装置５は、分
離部２内への気体の送り込み、または、分離部２内への
気体の強制的な排出によって、反応槽１ａ内の被処理液
が効果的に撹拌される。

【００３５】（実施形態６）図７，図８は、本発明の反
応装置の他の実施形態を示す概略図である。図７（ａ）
は、その概略図、図７（ｂ）は、図７（ａ）の分離部の
上面図である。同図において、反応槽１ａのほぼ中央に
分離部２が設けられ、分離部２の下部の開口部２ａに
は、図７（ｂ）に示されているように、分散板２ｃが放
射状に設けられている。他の構成は、図２の実施形態と
同様であるので、その説明は省略する。この反応装置で
は、分離部２内に流入する被処理液が、分散板２ｃによ
って規制されて、分離部２の底部周縁から分散板２ｃの
先端部までの広い範囲から流入する。また、分離部２か
ら流出する被処理液も、同様に、分散板２ｃによって規
制されて、反応槽１ａ内に分散して流出する。開口部２
ａの周縁のみだけでなく、撹拌が広範囲に渡って撹拌が
行われる。この実施形態によれば、反応槽１ａ内の液の
撹拌が効率よく、実施し得る。

【００３６】一方、図８の反応装置の実施形態では、反
応槽１ａの底部に、孔２ｄが多数設けられた分散板２ｃ
が設けられ、分離部２の開口部２ａは、分散板２ｃに接
続されて開口している。他の構成は、図２の実施形態と
同様である。この実施形態では、反応槽１ａの底部の広
い領域で、液の流入、流出が発生するように、孔２ｄが
多数設けられた分散板２ｃが設けられており、分離部２
内への気体の供給と排出によって、この分散板２ｃの孔
２ｄを介して被処理液の流入、流出がなされ、反応槽１
ａ内の被処理液を効率よく、撹拌することができる。

【００３７】（実施形態７）図９は、本発明に係る反応
装置の他の実施形態を示す概略図である。図９の実施形
態は、撹拌に関与する液量を増大させための反応装置で
ある。同図において、分離部２の上部には、分離部２と
連通した液滞留部２ｆが形成されている。液滞留部２ｆ
の上部には配管が接続され、その配管から分岐した一方
の配管３に弁４が設けられ、分岐した他方の配管６に弁
７が設けられている。配管６の端端には、気体搬送装置
５が設けられている。分離部２内には、液面計測器８が
設けられている。なお、この実施形態では、液滞留部２
ｆに接続された配管を分岐して、配管３，６を形成して
いるが、上記実施形態においても適用することができ
る。また、上記実施形態において、分離部２上部に液滞
留部２ｆを形成することも同様に可能である。

【００３８】本実施形態では、分離部２と液滞留部２ｆ
内に設けられた液面計測器８による気液界面レベルの測
定がなされて、制御装置９に入力されている。制御装置
９では、液面計測器８による気液界面レベルの測定値に
基づいて、気液界面の上位レベルと下位レベルとを判定
し、制御装置９からの制御信号に基づいて、弁４，７を
開閉制御し、反応槽１ａ内の被処理液を撹拌するように
なされている。この気体搬送装置５は、分離部２と液滞
留部２ｆ内の空気を引き抜くように操作して、反応槽１
ａ内の被処理液を液滞留部２ｆまで引き上げて、液滞留
部２ｆ内の被処理液を一気に反応槽１ａ内に落とすよう
にして、反応槽１ａ内の被処理液を撹拌するものであ
る。

【００３９】続いて、この反応装置の撹拌操作について
説明する。先ず、反応槽１ａ内に被処理液が所定の液面
まで投入される。弁４が開かれている場合には、分離部
２内の気液界面レベルは、反応槽１ａの気液界面レベル
と同じとなる。弁４を閉じ、弁７を開き、気体搬送装置
５を駆動させて、分離部２内の空気を引き抜いて、分離
部２内の気液界面レベルを分離部２の上部の液滞留部２
ｆまで上昇させる。液面計測器８は、気液界面レベルを
計測しているので、その計測値を制御装置９に入力し
て、気液界面レベルを判定している。制御装置９によっ
て、気液界面レベルの上限まで達したと判定した場合、
弁７を閉じ、弁４を開いて、液滞留部２ｆ内の被処理液
を一気に降下させる。液滞留部２ｆ内の被処理液が降下
させた後、再び弁４を閉じ、弁７を開いて、気体搬送装
置５を駆動させて、気液界面レベルを液滞留部２ｆまで
上昇させる。その後、弁４を開いて、分離部２と液滞留
部２ｆの被処理液を反応槽１ａ内に戻す。この操作を繰
り返し行うことによって、反応槽１ａ内の被処理液が撹
拌される。

【００４０】なお、上記実施形態２〜６の場合であって
も、気体搬送装置５を分離部２内から気体を引く抜く気
体引抜手段として、反応槽１ａ内の被処理液を撹拌する
ことも可能である。すなわち、気体搬送装置５によっ
て、分離部２内から空気を引き抜くようにし、分離部２
内の気液界面を反応槽１ａの液面より上方に引き上げ
て、分離部２の密封状態を一気に開放することにより、
分離部２内の気液界面を上下させて、反応槽１ａ内の被
処理液を撹拌させるように制御することができる。

【００４１】（実施形態８）図１０は、本発明に係る反
応装置の他の実施形態を示す概略図である。同図におい
て、反応槽１ａ内に分離部２が設けられ、この分離部２
の上部に配管が接続されて分岐されて配管３，６が接続
され、配管３には、弁Ｂが設けられて、気体搬送装置５
に接続されている。さらに、配管３から分岐した配管３
ａには、弁４が設けられ、配管３ａの他端は開放されて
いる。配管６には、弁７が設けられて、気体搬送装置５
に接続されている。弁７と気体搬送装置５との配管６に
は、分岐した配管６ａが接続され、他端は開放されてい
る。そして、弁４，７，Ａ，Ｂは、制御装置９によっ
て、開閉制御され、液面計測器８の出力は、制御装置９
に入力されて、分離部２内の気液界面レベルの上限，下
限を判定している。気体搬送装置５は、制御装置９によ
り制御されている。

【００４２】本実施形態の反応装置では、先ず、弁４，
７を閉じて、弁Ａ，Ｂを開とし、気体搬送装置５を働か
せることによって、空気が弁Ａを経て気体搬送装置５か
ら弁Ｂを通して、分離部２内に空気が押し込まれる。分
離部２内の気液界面レベルは降下する。気液界面レベル
は、液面計測器８で計測し、気液界面レベルが下限レベ
ルであることを制御装置９で判定する。気液界面レベル
が下限レベルである制御装置９からの制御信号に基づい
て、気体搬送装置５が動作した状態で、弁７および／ま
たは４を開として、分離部２内の空気を外部に放出させ
る。分離部２内の気液界面レベルは上昇する。または、
弁Ａ，Ｂを閉じた状態で弁４および弁７を開として、気
体搬送装置５が動作させると、分離部２内の空気は気体
搬送装置５を経て弁４から外部に放出され、分離部２内
の気液界面レベルは上昇し、反応槽１ａの液面より高い
レベルにすることができる。同様の操作を繰り返して、
分離部２内の気液界面レベルを上下させて、反応槽１ａ
内の被処理液を撹拌することができる。なお、分離部２
内の気液界面を降下させる場合、弁４，Ｂを開放して、
分離部２内の被処理液を自由落下させて、気液界面レベ
ルが急速に安定した後に、気体搬送装置５によって、気
体を供給して、気液界面レベルを降下させるように制御
してもよい。

【００４３】さらに、実施形態１〜８において、図１１
（ａ），（ｂ）を適用することによって、撹拌が効率よ
く実施することができる。図１１（ａ）では、分離部２
の下端の開口部２ａの近傍に楕円状孔２ｄが設けられ、
図１１（ｂ）では、分離部２の下端部に切欠状孔２ｅを
設けられている。分離部２の下端部を、このような形状
とすることによって、被処理液が反応槽１ａの底面に向
かって流れ出るのみならず、楕円状孔２ｄや切欠状孔２
ｅから横方向に流れ出ることにより、死水域や短絡流を
発生させないようにすることができる。反応槽１ａの形
状によっては、図１１（ａ），（ｂ）を適用して、反応
槽１ａ内の液を、一層効率よく撹拌させることができ
る。

【００４４】さらに、図示されていないが、分離部の下
端部を横方向に向けるようにしてもよい。また、分離部
の下端部に、被処理液の流出入口を種々の方向に多数設
けて、反応槽１ａの底面方向に流れを発生させるととも
に、横方向に分岐させて配管を設けて、これらの配管か
ら被処理液の流れを発生させることによって、反応槽１
ａ内の液を効率よく撹拌してもよい。これらの配管に開
閉手段を設けて、開閉手段を制御して、交互に流出入方
向を切り替えて撹拌するようにしてもよい。殊に、死水
域が発生しやすい部分に被処理水の流れが発生するよう
にすると効果的である。

【００４５】また、実施形態１〜８では、分離部内の気
液界面レベルの計測が、液面計測器８で行っている。し
かし、分離部内上部に設けられた圧力センサによって、
分離部内の気圧を計測して制御してもよい。すなわち、
弁を開いて、分離部内の気体を排出すると、分離部内の
気圧は低下し、分離部内に気体を供給すると気圧が上昇
する。この気圧の変化を圧力センサで検出して、分離部
内の気圧の変化によって、弁の開閉制御することによ
り、分離部内の気液界面レベルを上下させて、反応槽内
の被処理液を撹拌してもよい。

【００４６】さらに、本実施形態では、分離部内に、圧
力または水位を計測して制御するようにしてもよいし、
被処理液中の溶存酸素濃度または酸化還元電位を計測す
るセンサを設けてもよい、溶存酸素濃度または酸化還元
電位を計測するセンサを設けると、脱窒反応の促進状況
を把握することができる。溶存酸素濃度または酸化還元
電位を計測するセンサによって、反応槽内の被処理液の
反応が完了していることを検出することができる。反応
が完了を検出した場合には、撹拌を停止して、反応槽内
の液を排出するように制御することができる。例えば、
図３の実施形態に、溶存酸素濃度または酸化還元電位を
計測するセンサを備えることにより、制御装置９によっ
て反応条件を監視して、反応を必要以上に継続させるこ
となく、新たな被処理液を投入することにより、被処理
液の処理量を増大させることができる。なお、上記実施
形態１〜８において、気体を排出する配管の出口に、サ
イレンサを設置して、気体が排出される際に発生する騒
音を防止するようにしてもよいことは明らかである。

【００４７】

【実施例】以下、本発明の反応装置の実施例について、
従来例と比較して説明する。なお、表１〜４は、本発明
の実施例と従来例との撹拌方法による消費エネルギーの
比較と酸素溶解量の指標となる脱窒反応の結果につい
て、示したものである。本発明の反応装置は、上記実施
形態で説明したように、２種のタイプがあり、すなわ
ち、分離部下部まで空気を押し込み、一気に被処理液
を分離部内に引き上げて、反応槽内の被処理液を撹拌す
るタイプと、分離部上部空間（液滞留部）まで真空ポ
ンプ等によって、被処理液を引き上げた後、一気に開放
して反応槽内の被処理液を撹拌するタイプとである。

【００４８】先ず、表１，２を参照して、本実施例にお
けるタイプの反応装置について説明する。本実施例の
反応装置は、図１に示したものであり、この反応槽は、
一般的な下水処理に用いられる反応槽であり、水深が５
ｍ、幅が６ｍ、長さが７ｍのものである。この反応槽内
に設けられる分離部は、内径が７０ｃｍの円筒管であ
り、分離部底部と反応槽底部との隙間が５０ｃｍとし
た。

【００４９】この反応槽内に活性汚泥混合液を投入し
て、トレーサー物質として、塩化リチュウムを用い、活
性汚泥混合液にリチュウム濃度が１０ｍｇ／Ｌとなるよ
うに、それぞれの方法で撹拌して塩化リチュウムを溶解
した。それぞれの撹拌装置を備えた反応槽に、活性汚泥
混合液を反応槽上流側から２１０ｍ³ ／時の速度で投入
して、反応槽の下流側出口（幅方向の中央）から流出水
をサンプリングし、リチュウムの濃度を測定して、活性
汚泥混合液の撹拌によって、ほぼ完全な混合が行われた
場合のトレーサの応答特性が得られる条件を見出して、
その際の消費エネルギーを比較した。この応答特性が得
られる条件とは、短絡流および死水域とも１％未満とな
る条件である。

【００５０】表１は、各消費エナルギーを示したもので
あり、ほぼ完全な混合が行われる場合のトレーサの応答
特性を得るための消費エネルギーを示しており、図１２
（ｂ）に示した水中撹拌機による撹拌方式（従来例１）
の場合を１００とすると、図１２（ｃ）に示した粗大気
泡発生方式（従来例２）では、８０であった。それに対
して、本発明では、その割合が６０となった。この結果
から明らかなように、本発明が最も小さい投入エネルギ
ー量で、同等の撹拌効果が得られたことを示した。ま
た、それぞれの撹拌方法による酸素溶解量について、表
２を参照して説明する。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】表２は、酸素溶解量の指標となる脱窒反応
の結果の比較を示しており、表１と同様の反応槽に活性
汚泥混合液を投入して、反応槽の上流側より硝酸性窒素
濃度が４０ｍｇ／Ｌの活性汚泥混合液を２１０ｍ³ ／時
の速度で投入し、反応槽下流側出口から流出水をサンプ
リングして、硝酸性窒素濃度の値を計測した。流出水中
の硝酸性窒素濃度は、従来例１の水中ポンプ方式および
本発明の方式では、５．０ｍｇ／Ｌであったのに対し
て、従来例２の粗大気泡発生方式では、１２．２ｍｇ／
Ｌであり、本発明と従来例１が、脱窒反応促進の面で有
利であることを示し、すなわち、本発明の撹拌方法は、
酸素溶解量が小さいことを示した。

【００５４】次に、タイプの反応装置の場合の試験結
果について、表３，４を参照して説明する。本発明の反
応装置は、図１に示したものであり、反応槽の寸法は、
上記と同じ寸法のものが用いられた。分離部の内径は、
７０ｃｍであり、分離部の上部が反応槽の液面より、１
ｍ程突き出すように設置された。分離部内の気体を引き
抜くための気体搬送装置５として、０．３〜２ＫＷの真
空ポンプを用いた。気体搬送装置５によって、分離部内
の空気を引き抜いた後、急速に落下するように操作し
て、分離部内の気液界面が反応槽の液面より、降下する
ようにして、反応槽内の活性汚泥混合液を撹拌するよう
にした。

【００５５】一方、従来例１は、図１２（ｂ）に示した
水中撹拌機による撹拌方法として、直径が４０ｃｍのプ
ロペラを備え、回転数がインバータ制御で制御可能なも
のであり、０．５〜３．０ＫＷの範囲で制御が可能であ
る。また、従来例２は、図１２（ｃ）に示した粗大気泡
発生による撹拌する反応槽であって、反応槽の下部の片
側に直径７ｍｍの穴を１０個所の空けた配管を散気装置
とし、回転数をインバータ制御で可能な送風機で散気装
置に空気を吹き込んで撹拌を行った。

【００５６】活性汚泥混合液は、反応槽の上流側からそ
の幅方向の中央で、水面より３ｃｍ上より、２１０ｍ³
／時で投入された。反応槽の下流側出口（幅方向中央）
から流出水をサンプリングし、活性汚泥混合液に混入す
るリチュウム濃度を測定した。各方式による撹拌におけ
る消費エネルギー効率は、上記と同様にトレーサー物質
とし、塩化リチュウムが用いられ、反応槽の完全な混合
状態の検出は、上記と同様な条件で行った。すなわち、
各方式の撹拌によって、ほぼ完全な混合が行われた場合
のトレーサの応答特性が得られる条件を見出し、その際
の消費エネルギーを求めて、それぞれの消費エネルギー
の割合を比較した。この応答特性が得られる条件は、上
記と同様であって、反応槽内の短絡流および死水域とも
１％未満となる条件である。

【００５７】

【表３】

【００５８】

【表４】

【００５９】表３は、消費エネルギーの比較を示したも
のであり、水中撹拌機による従来例１を１００とした場
合、粗大気泡発生方式である従来例２は、８０であっ
た。それに対して、本発明では、６２であった。この結
果から明らかなように、本発明が最も小さい投入エネル
ギー量で同等の撹拌効果が得られたことを示している。

【００６０】表４に示した各撹拌方式による酸素溶解量
の指標となる脱窒反応の結果の比較について説明する。
反応槽に活性汚泥混合液を投入して、反応槽上流側（反
応槽の幅の中央で、水面より３ｃｍ上）より硝酸性窒素
濃度が４０ｍｇ／Ｌの活性汚泥濃度を２１０ｍ³ ／時の
速度で投入し、反応槽下流側出口（幅方向の中央）から
流出水をサンプリングして、その硝酸性窒素濃度の値を
計測した。従来例１では、５．０ｍｇ／Ｌ、従来例２で
は、１２．２ｍｇ／Ｌであった。それに対して、本発明
は、４．８ｍｇ／Ｌであった。このことは、本発明の撹
拌方法では、粗大気泡発生法による従来例２より、酸素
の溶解量が小さいことを示しており、本発明の反応装置
（タイプ）が、脱窒反応促進の面で有利であることを
示している。

【００６１】

【発明の効果】上記記載のように、本発明によれば、反
応槽に分離部または分離部と液滞留部を備え、この分離
部内に気体を投入して、気液界面を降下させ、さらに分
離部内の気体を放出して気液界面を上昇させる操作を繰
り返して行うことによって、反応槽内の被処理液中への
酸素の溶解量を抑制しつつ、反応槽内に水流を生じさせ
て、この可逆的な水流によって、反応槽内の被処理液を
効率よく、撹拌する装置であり、反応槽内に死水域や短
絡流を発生させることなく、被処理液を撹拌することが
できる利点がある。

【００６２】また、本発明によれば、分離部上部に液滞
留部を設けることによって、気体引抜手段によって、分
離部と液滞留部内の空気を引き抜くようにして、大量の
被処理液を、反応槽の液面以上に引き上げて、その被処
理液を一気に降下させることによって、大きな力で被処
理液を撹拌することが利点がある。

【００６３】しかも、本発明によれば、従来の水中撹拌
方式等の機械撹拌方式と比較した場合、消費エネルギー
を抑制し得るし、粗大気泡発生方式の撹拌方式と比較し
た場合、消費エネルギーを抑制し得るとともに、酸素溶
解量の低減し得るという利点があり、汚泥活性液等の脱
窒反応による処理に極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態を示す
概略図である。

【図２】本発明の他の実施形態を示す概略図である。

【図３】本発明の他の実施形態を示す概略図である。

【図４】（ａ）は、本発明の他の実施形態を示す概略
図、（ｂ），（ｃ）は、反応槽の上面図である。

【図５】本発明の他の実施形態を示す概略図である。

【図６】本発明の他の実施形態を示す概略図である。

【図７】（ａ）は、本発明の他の実施形態を示す概略
図、（ｂ）は、分離部の上面図である。

【図８】本発明の他の実施形態を示す概略図である。

【図９】本発明の他の実施形態を示す概略図である。

【図１０】本発明の他の実施形態を示す概略図である。

【図１１】（ａ），（ｂ）は、本発明の他の実施形態を
説明するための斜視図である。

【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、従来例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 反応装置 １ａ 反応槽 １ｂ 流入配管 １ｃ 流出配管 ２ 分離部 ２ａ 開口部 ２ｂ 上部 ２ｃ 分散板 ２ｄ 楕円状孔 ２ｅ 切欠状孔 ２ｆ 液滞留部 ３，６，３ａ，６ａ 配管 ４，７，１０，１１，Ａ，Ｂ 弁 ５ 気体搬送装置 ８ 液面計測器 ９ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 純 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 馬場 圭 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 宇田川 悟 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 武智 辰夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4D040 AA31 AA52 AA61

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応槽内に、上部を密封し得る構造と
   し、下部に開口部を形成した分離部が設けられ、該反応
   槽内に被処理液を所定レベルまで投入して、気体供給手
   段によって、該分離部内に空気等の気体を導入して、該
   分離部内の該被処理液との気液界面を降下させ、その
   後、気体引抜手段によって、前記分離部内の気体を引き
   抜いて、該分離部内の気液界面を上昇させ、該気液界面
   の降下と上昇とを繰り返し行って、前記反応槽内の被処
   理液を撹拌することを特徴とする反応装置の撹拌方法。
2. 【請求項２】 反応槽内に、上部を密封し得る構造と
   し、下部に開口部を形成した分離部が設けられ、該反応
   槽内に被処理液を所定レベルまで投入して、気体引抜手
   段によって、該分離部内から空気等の気体を排出して、
   該分離部内の該気体と該被処理液との気液界面を上昇さ
   せ、その後、気体供給手段によって、該分離部内に気体
   を導入して、該分離部内の気液界面を降下させ、該気液
   界面の上昇と降下とを繰り返し行って、前記反応槽内の
   被処理液を撹拌することを特徴とする反応装置の撹拌方
   法。
3. 【請求項３】 前記気体引抜手段によって、該分離部内
   の気体を引き抜いて、前記反応槽内の被処理液を前記分
   離部内に引き込んで、さらに該分離部上部の液滞留部ま
   で引き込んだ後、前記気体供給手段によって、前記液滞
   留部内と前記分離部内に気体を導入して、前記液滞留部
   と前記分離部内の被処理液を前記反応槽内に送り出し
   て、該反応槽内の被処理液を撹拌することを特徴とする
   請求項１または２に記載の反応装置の撹拌方法。
4. 【請求項４】 前記気体引抜手段と前記気体供給手段と
   による前記分離部内への気体の導入と放出とによって、
   前記分離部内の被処理液の送り出しと前記分離部内への
   液の引き込みとを交互に行って、前記反応槽内の被処理
   液を撹拌する際に、前記分離部内の気液界面レベルを計
   測し、前記分離部内の気液界面レベルに応じて前記気体
   引抜手段と前記気体供給手段とを制御して、前記反応槽
   内の被処理液を撹拌することを特徴とする請求項１，２
   または３に記載の反応装置の撹拌方法。
5. 【請求項５】 前記気体引抜手段が気体搬送手段による
   気体の引き込みによりなされ、前記気体供給手段が該気
   体搬送手段による気体の送り出しによりなされ、前記気
   体搬送手段による気体の引き込みと、送り出しによっ
   て、前記分離部内の気液界面の上昇と降下とを繰り返し
   行うようにし、前記反応槽内の被処理液を撹拌すること
   を特徴とする請求項１，２，３または４に記載の反応装
   置の撹拌方法。
6. 【請求項６】 反応槽と前記反応槽内の液を撹拌する撹
   拌装置とからなり、 前記撹拌装置が、上部が密封し得る構造であり、かつ下
   部に形成した開口部が前記反応槽の底部側となるよう
   に、前記反応槽内に配置された分離部と、 前記分離部内に気体を送り込むための気体供給手段と、 前記分離部内の気体を引き抜くための気体引抜手段と、 前記分離部内の気液界面レベルを計測する計測手段と、 前記計測手段による前記気液界面レベルの計測値に基づ
   いて、前記気体供給手段と前記気体引抜手段とを操作し
   て、前記反応槽内の液を撹拌するように制御する制御手
   段とからなることを特徴とする反応装置。
7. 【請求項７】 前記分離部の上部に液滞溜部を設けたこ
   とを特徴する請求項６に記載の反応装置。
8. 【請求項８】 前記分離部の下端部と前記反応槽の底部
   との隙間が１ｃｍから１．２ｍの範囲であることを特徴
   とする請求項６または７に記載の反応装置。
9. 【請求項９】 前記分離部が前記反応槽に複数配置され
   ていることを特徴とする請求項６，７または８に記載の
   反応装置。
10. 【請求項１０】 前記分離部内に、圧力または気液界面
    レベルと、溶存酸素濃度または酸化還元電位とを計測す
    るセンサを設けたことを特徴とする請求項６，７，８ま
    たは９に記載の反応装置。
11. 【請求項１１】 前記分離部の底部の少なくとも一部に
    楕円状孔または切欠状孔が設けられるか、または前記分
    離部の底部に分散板を設けたことを特徴とする請求項
    ６，７，８，９または１０に記載の反応装置。
12. 【請求項１２】 前記反応槽の底部に傾斜面による凹部
    を形成し、前記撹拌装置の分離部を前記凹部に対応して
    配置したことを特徴とする請求項５，６，７，８，９，
    １０または１１に記載の反応装置。