JP2003053371A - 曝気撹拌装置 - Google Patents

曝気撹拌装置

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JP2003053371A
JP2003053371A JP2001248973A JP2001248973A JP2003053371A JP 2003053371 A JP2003053371 A JP 2003053371A JP 2001248973 A JP2001248973 A JP 2001248973A JP 2001248973 A JP2001248973 A JP 2001248973A JP 2003053371 A JP2003053371 A JP 2003053371A
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air
draft tube
stirring
aeration
tube
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Masaaki Ichinose
正秋 一瀬
Yoshio Kawakubo
義男 河窪
Kosuke Nakada
康介 中田
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Ataka Construction and Engineering Co Ltd
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  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】既存の空気供給手段を最大限に利用し、かつド
ラフトチューブ式機械曝気撹拌装置の特徴を生かした装
置を提供する。 【解決手段】曝気撹拌装置は、処理槽1 内に垂直に配置
されたドラフトチューブ2 と、ドラフトチューブ内に位
置し、かつモーター3 により駆動軸4 を介して回転され
る撹拌手段5 とを具備する。撹拌手段5 は、その撹拌羽
根6 の回転によりドラフトチューブ内に下降流を発生さ
せて同チューブ下端からその外部を経て上端へ液を循環
させる。撹拌手段の撹拌羽根の上流側に散気手段として
散気板7 が設けられている。散気手段と撹拌羽根の間に
気泡ガイドが設けられていることが好ましい。散気手段
は、好ましくは１００μｍ以下の微細気泡を発生させる
散気板または散気管である。このような散気手段として
アタカ工業社製の「ディスクディフューザー」が好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排水を活性汚泥処
理等の生物学的処理方法で浄化処理する水処理装置にお
ける活性汚泥への酸素供給および混合用の曝気撹拌装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から排水の活性汚泥処理ではドラフ
トチューブ式下降流型曝気撹拌装置が用いられている。
この装置は、ドラフトチューブ内に設けられた撹拌羽根
の回転により下降流を生じさせ、この流体により、羽根
下流側に設置された空気供給手段から供給される空気を
細断する。細断された空気は、微細な気泡となってチュ
ーブ内を下方に流れる。この過程において微細な空気は
液中に溶け込み、微生物に必要な溶存酸素を供給する。
【０００３】このように、この撹拌羽根の回転によっ
て、処理槽内液の活性汚泥の沈降を防止するための撹拌
と、活性汚泥へ供給される空気の細断が行われ、一方、
空気供給はブロワ等により行われる。こうして撹拌・細
断と空気供給を別々の手段で行うことにより、例えばＤ
Ｏ（Dissolved Oxygen：溶存酸素濃度）の制御等をラフ
に行う場合には管理がし易いといった特徴がある。さら
に個別に運転を調整することにより、それぞれが有する
最適な効率点での運転が可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドラフ
トチューブ式下降流型曝気撹拌方式では、上述のよう
に、処理槽内液の活性汚泥の沈降を防止するための撹拌
と、活性汚泥へ供給される空気の細断を、撹拌羽根の回
転により生じる水流に依存している。このように異なる
二つの役割を一つの手段に依存するため、より精密さを
要求されるＤＯ制御等については、ＤＯ制御性がやや困
難となり、また、空気の細断に大きな動力を要する等の
欠点があった。
【０００５】また、ドラフトチューブ式機械曝気撹拌装
置では、上述のように、撹拌・細断と空気供給を個別に
最大効率点で運転することにより、両者が必要とする動
力を効率的に低減できる特徴があった。特に少ない空気
供給でも、すなわちブロワ等の動力が少なくても、撹拌
・細断能力が高いため、活性汚泥に必要な酸素を供給す
ることが可能であった。
【０００６】ところが、近年、施設の更新時に、空気供
給手段であるブロワ等は既存のままで、酸素供給手段の
みの更新を検討する例が増えている。
【０００７】ドラフトチューブ式機械曝気撹拌装置の最
大の特徴は、この撹拌・細断と空気供給手段を効率的に
個別に運転することにより、トータル動力コストを下げ
る点にある。本装置ではもともと空気供給手段に要する
動力は小さく、撹拌・細断に要する動力が相対的に高
い。このため、空気供給手段のみ既設ブロワ等を利用す
るといった、予め固定された動力条件下では、トータル
動力コストの低減化が図れない。
【０００８】本発明は、以上の実状に鑑み、既存の空気
供給手段を最大限に利用し、かつドラフトチューブ式機
械曝気撹拌装置の特徴を生かした装置を提供することを
課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべく工夫されたもので、処理槽内に垂直に配置され
たドラフトチューブと、ドラフトチューブ内に位置し、
かつモーターにより駆動軸を介して回転される撹拌手段
とを具備し、撹拌手段は、その撹拌羽根の回転によりド
ラフトチューブ内に下降流を発生させて同チューブ下端
からその外部を経て上端へ液を循環させる撹拌装置にお
いて、撹拌手段の撹拌羽根の上流側に散気手段が設けら
れていることを特徴とする曝気撹拌装置である。
【００１０】本発明による曝気撹拌装置において、散気
手段と撹拌羽根の間に気泡ガイドが設けられていること
が好ましい。
【００１１】散気手段は、好ましくは１００μｍ以下の
微細気泡を発生させる散気板または散気管である。この
ような散気手段としてアタカ工業社製の「ディスクディ
フューザー」が好適に使用できる。
【００１２】散気手段は、例えば、ドラフトチューブ内
の撹拌羽根の上流側にて同チューブ内面に沿って配され
たドーナツ状の散気板または散気管、ドラフトチューブ
内の撹拌羽根の上流側にて同チューブ外部に同心状に配
されたドーナツ状の散気板または散気管、または、ドラ
フトチューブの外側に放射状に配された多数の散気管ま
たは散気板である。
【００１３】散気板または散気管のレベルは、処理液面
から下方０．３〜３ｍであることが好ましい。
【００１４】
【作用】ドラフトチューブ式機械曝気撹拌装置の最大の
特徴は、撹拌手段が、その撹拌羽根の回転により処理槽
表面の流体を効率的にドラフトチューブ内に導き、ドラ
フトチューブ内に下降流を発生させて同チューブ下端か
らその外部を経て上端へ液を循環させるところにある。
この流体の持つ力を利用して、処理槽表面近傍で発生し
滞留している微細気泡含有流体をドラフトチューブ内に
導き、微細気泡の処理槽内滞留時間を長くすることによ
り、液中への酸素溶解を促進させる。
【００１５】そこで、本発明ではドラフトチューブ内の
撹拌手段の撹拌羽根の上流側に散気手段を設け、これを
介して既存ブロワ等を利用して液中に空気を供給する。
通常、既設ブロワは散気水深を４〜５メールとして設計
されるものが多く、相応の吐出力を有している。処理槽
表面近傍で曝気する場合には、この吐出力を利用して、
例えば高い曝気圧力を必要とする散気板を利用して、超
微細気泡を得ることができる。
【００１６】この微細気泡が、ドラフトチューブ内撹拌
羽根により、ドラフトチューブ内下部方向へ導かれ、酸
素の溶解が行われる。
【００１７】従来は、撹拌羽根には、撹拌と空気細断の
両機能が要求されたが、本発明では微細気泡を散気手段
にて供給するため、空気細断の必要がない。これにより
撹拌・細断に要する動力の低減化が可能となるととも
に、撹拌と細断＋散気によるＤＯ制御が可能で、より精
密な制御が可能となる。
【００１８】なお、実公昭５７−３１９４６号公報で
は、散気板を用いずに、ドラフトチューブ上部の液面か
ら渦流により大気を巻き込む方式が採られている。この
方式はエジェクタ方式の一つであるが、ドラフトチュー
ブ内部に巻き込まれる空気は、渦状となり、細断されに
くく、従って酸素溶解能が低下する。特公昭５５−２９
７５６号公報記載の装置は、上述した従来技術とほぼ同
じものであり、精密なＤＯ制御や、既設ブロワの使用を
前提とするような条件では、効率的でない。さらに特開
平５−１７７１９３号公報の装置は、撹拌羽根の上流に
スクリュウ旋回によるエジェクタを用いた自吸式酸素溶
解装置を設けたものである。エジェクタ方式により酸素
溶解効率は、通常、他の散気板方式に比べ劣る。これを
補いかつ槽内循環をするためドラフトチューブ内に別の
撹拌羽根を設けているが、結果的に効率の悪い装置とな
っている。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明を実施例に基づいて具体的
に説明する。
【００２０】実施例１ 図１において、曝気撹拌装置は、処理槽(1) 内に垂直に
配置されたドラフトチューブ(2) と、ドラフトチューブ
(2) 内に位置し、かつモーター(3) により駆動軸(4) を
介して回転される撹拌手段(5) とを具備してなる。撹拌
手段(5) は、その撹拌羽根(6) の回転によりドラフトチ
ューブ(2) 内に下降流を発生させて同チューブ(2) 下端
からその外部を経て上端へ液を循環させる。撹拌手段の
撹拌羽根(6) の上流側に、散気手段がドラフトチューブ
(2) 外部に同心状に配されている。散気手段は、平均空
孔径８０〜１００μｍを有する多孔板状ドーナツ状の散
気板(7) である。散気管(7) のレベルは、処理液面から
下方０．６ｍである。なお撹拌羽根(6) と水面との距離
は１．４ｍである。散気管(7) にはブロワ(8) から給気
管(9) を介して空気が供給され、散気管(7) は気泡径１
００μｍ以下の微細気泡を発生させる。
【００２１】実施例２ 図２において、ドラフトチューブ(2) の上端はラッパ状
に拡大し、散気手段としてドーナツ状の散気板(7) がド
ラフトチューブ(2) 外部に同心状に配されている。散気
管(7) のレベルは、処理液面から下方１．５ｍである。
ドラフトチューブ(2) のラッパ状拡大部(2a)の上にはコ
ーン状の気泡ガイド(10)が配されている。
【００２２】その他の構成は、図１に示す実施例１のも
のと同じである。
【００２３】実施例３ 図３において、ドラフトチューブ(2) の上端に設けられ
たラッパ状拡大部(2a)の内面に沿って、散気手段として
ドーナツ状の散気板(7) が配されている。散気管(7) の
レベルは、処理液面から下方０．５ｍである。
【００２４】その他の構成は、図１に示す実施例１のも
のと同じである。
【００２５】実施例４ 図４において、ドラフトチューブ(2) 外側に、散気手段
として多数の散気管(11)が放射状に配されている。
【００２６】その他の構成は、図１に示す実施例１のも
のと同じである。
【００２７】比較例１ 図５において、ドラフトチューブ(2) 内部において、散
気板(7) は撹拌手段の撹拌羽根(6) の下流に配されてい
る。
【００２８】その他の構成は、図１に示す実施例１のも
のと同じである。
【００２９】評価試験 実施例１の曝気撹拌装置と比較例１の曝気撹拌装置にお
いて、同一条件で、槽底部流速が０．１ｍ／ｓとなるよ
うに撹拌羽根(6) の回転数を調整し、撹拌動力、ブロワ
動力および酸素溶解効率を測定した。この測定結果を表
１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】表１より明らかなように、酸素溶解効率は
ほぼ同程度であるのに対して、ブロワ動力は実施例１の
方が幾分高い。これは、散気水深は浅いが、散気板の必
要圧力が高いため、結果として動力が上がったものと思
われる。一方、撹拌動力は明らかに実施例１の方が小さ
い。これは、実施例１では予め微細化された気泡をドラ
フトチューブ内部に循環させる動力のみが必要であるの
に対し、比較例１では、撹拌羽根下部へ供給された空気
気泡群をドラフトチューブ内下部に流下させる動力と、
さらに該空気気泡群を細断する動力とが必要であるから
である。
【００３２】なお、比較例１の散気板(7) は気泡径０．
５〜１ｍｍの気泡を形成するのに対して、実施例１の散
気板(7) は気泡径８０〜１００μｍの気泡を形成するこ
とによる効果も大きい。
【００３３】
【発明の効果】酸素溶解には、曝気圧力の高い散気板を
利用して、超微細気泡を得ることが重要である。本発明
による曝気撹拌装置では、撹拌手段の撹拌羽根の上流側
に散気手段が設けられているので、散気水深を浅くする
ことができ、これにより既存のブロワを使用できる。こ
の微細気泡が、ドラフトチューブ内撹拌羽根により、ド
ラフトチューブ内を下部方向へ導かれ酸素溶解が行われ
る。
【００３４】従来は、この撹拌羽根には、撹拌と供給さ
れた空気の細断の機能が要求されたが、本発明では予め
微細気泡を散気手段にて供給するため、空気細断の必要
がなくなる。これにより撹拌・細断に要する動力の低減
化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の曝気撹拌装置の概略を示す垂直断面
図である。
【図２】実施例の曝気撹拌装置の概略を示す垂直断面図
である。
【図３】実施例３の曝気撹拌装置の概略を示す垂直断面
図である。
【図４】実施例４の曝気撹拌装置の概略を示す垂直断面
図である。
【図５】比較例１の曝気撹拌装置の概略を示す垂直断面
図である。
【符号の説明】
(1) ：処理槽 (2) ：ドラフトチューブ (5) ：撹拌手段 (6) ：撹拌羽根 (7) ：散気板 (8) ：ブロワ (10)：気泡ガイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 康介 大阪市西区立売堀２丁目１番９号 アタカ 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D028 BC24 BC26 BD06 BD10 4D029 AA09 AB06 4G035 AB25 4G078 AA13 AB20 BA05 CA06 DA19

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 処理槽内に垂直に配置されたドラフトチ
    ューブと、ドラフトチューブ内に位置し、かつモーター
    により駆動軸を介して回転される撹拌手段とを具備し、
    撹拌手段が、その撹拌羽根の回転によりドラフトチュー
    ブ内に下降流を発生させて同チューブ下端からその外部
    を経て上端へ液を循環させる撹拌装置において、撹拌手
    段の撹拌羽根の上流側に散気手段が設けられていること
    を特徴とする曝気撹拌装置。
  2. 【請求項２】 散気手段と撹拌羽根の間に気泡ガイドが
    設けられていることを特徴とする請求項１記載の曝気撹
    拌装置。
  3. 【請求項３】 散気手段が、１００μｍ以下の微細気泡
    を発生させる散気板または散気管であることを特徴とす
    る請求項１または２記載の曝気撹拌装置。
  4. 【請求項４】 散気手段が、ドラフトチューブ内の撹拌
    羽根の上流側にて同チューブ内面に沿って配されたドー
    ナツ状の散気板または散気管であることを特徴とする請
    求項１〜３のいずれかに記載の曝気撹拌装置。
  5. 【請求項５】 散気手段が、ドラフトチューブ内の撹拌
    羽根の上流側にて同チューブ外部に同心状に配されたド
    ーナツ状の散気板または散気管であることを特徴とする
    請求項１〜３のいずれかに記載の曝気撹拌装置。
  6. 【請求項６】 散気手段が、ドラフトチューブの外側に
    放射状に配された多数の散気管または散気板であること
    を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の曝気撹拌
    装置。
  7. 【請求項７】 散気板または散気管のレベルが、処理液
    面から下方０．３〜３ｍであることを特徴とする請求項
    ３〜６のいずれかに記載の曝気撹拌装置。
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