JP2003236582A - 曝気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的な曝気機を用いることなく、簡単な配
管だけで、汚水の循環経路を切り替えて、水中に空気を
供給する好気運転と、水中に空気を供給しない嫌気運転
とを簡易に選択して効率的に行うことができるようにし
た曝気装置を提供すること。 【解決手段】 ポンプ３を配設した汚水循環配管２にて
循環させて汚水処理槽１内の汚水を攪拌するように構成
し、かつ汚水循環配管２の一部を分岐し、該分岐管６に
曝気するための散水ノズル８を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、曝気装置に関し、
特に、水中に空気（酸素）を供給する好気運転（曝気運
転）と、水中に空気（酸素）を供給しない嫌気運転（攪
拌運転）とを、汚水処理槽内の汚水の循環経路を切り替
えることにより行うようにした曝気装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、水中に空気を供給する好気運転
と、水中に空気を供給しない嫌気運転とを、交互に切り
替えて汚水処理を行う場合、汚水処理槽の水面付近に曝
気機を設置して、好気運転時には、電動機により回転駆
動される回転軸を上昇させて、一方向に回転させること
により、汚水を吸い上げ、噴水のように汚水を周囲に飛
散させて汚水の落下により水中に空気を送り込んでエア
レーション（曝気）を行い、一方、嫌気運転時には、回
転軸を降下させて、逆方向に回転させることにより、汚
水中に水流を発生させて攪拌を行うようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
曝気装置においては、好気運転と嫌気運転とを切り替え
る場合、電動機により回転駆動される回転軸の回転方向
を切り替えることに加えて、好気運転時には、汚水を吸
い上げ、噴水のように汚水を周囲に飛散させ、一方、嫌
気運転時には、汚水中に水流を発生させるため、攪拌羽
根を取り付けた回転軸を昇降させるための機械的な昇降
機構を配設しているので、曝気機の構造が複雑になると
ともに装置が大型化し、さらには機械的部分が汚水中に
配設されるため、故障率が高く、メンテナンスに手数を
要するという問題があった。

【０００４】本発明は、上記従来の曝気装置の有する問
題点に鑑み、機械的な曝気機を用いることなく、簡単な
配管だけで、汚水の循環経路を切り替えて、水中に空気
を供給する好気運転と、水中に空気を供給しない嫌気運
転とを簡易に選択して効率的に行うことができるように
した曝気装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第１発明の曝気装置は、ポンプを配設した汚水循
環配管にて循環させて汚水処理槽内の汚水を攪拌するよ
うに構成し、かつ汚水循環配管の一部を分岐し、該分岐
管に曝気するための散水ノズルを配設したことを特徴と
する。

【０００６】この曝気装置は、ポンプを配設した汚水循
環配管にて循環させて汚水処理槽内の汚水を攪拌するよ
うに構成し、汚水循環配管の一部に接続した分岐管に曝
気用の散水ノズルを配設しているから、好気運転と嫌気
運転との切り替えは、この汚水の循環経路を切り替える
だけで、汚水中に機械的部分をなくし、簡単な機構で、
水中に空気を供給する好気運転と、水中に空気を供給し
ない嫌気運転とを簡易に選択して効率的に行うことがで
き、故障がなく安定した汚水の曝気又は攪拌を行うこと
ができる。

【０００７】この場合において、汚水循環配管に、好気
運転時と嫌気運転時との汚水の循環経路を切り替えるた
めの電動弁を配設することができる。なお、「電動弁」
には、電磁弁を含むものである。

【０００８】これにより、電動弁を切り替えるだけで好
気運転と嫌気運転とを確実に切り替えることができるの
で、自動運転が容易に行える。

【０００９】また、汚水循環配管に、流量計及び該流量
計により制御される流量制御弁を配設することができ
る。

【００１０】これにより、汚水循環配管に、流量計及び
該流量計により制御される流量制御弁を配設しているか
ら、散水ノズルの散水強度及び散水量を自動的に調整す
るができ、これにより汚水処理槽内の溶存酸素量を確保
し、曝気を効率的に行うことができるとともに、嫌気運
転時には吐出量及び吐出流速を調整することにより、槽
内の流速を一定値以上として槽底への汚泥分の沈降を防
止して効果的に攪拌することができる。なお、散水ノズ
ルの散水強度及び散水量の調整は、ポンプの回転数制御
によっても実施することができる。

【００１１】また、同じ目的を達成するため、本第２発
明の曝気装置は、汚水処理槽内に、汚水の循環攪拌用配
管と、散水ノズルを備えた循環曝気用配管とを配設し、
かつポンプにより循環する汚水を、循環攪拌用配管と循
環曝気用配管とに切り替えて循環させるように電動弁を
配設して構成したことを特徴とする。

【００１２】この曝気装置は、汚水の循環攪拌用配管
と、散水ノズルを備えた循環曝気用配管とを汚水処理槽
内に配設し、ポンプにより循環する汚水を、電動弁にて
循環経路を切り替えて循環させるようにしているから、
汚水の循環経路を簡易に切り替えられるので、簡単な機
構で槽内の汚水を全体的に循環しつつ、曝気と攪拌とを
選択的に、かつ均一に行うことができる。

【００１３】この場合において、循環攪拌用配管及び循
環曝気用配管を、それぞれその両端部が、汚水処理槽内
隅角部対角線位置に沿って槽底方向に配設することがで
きる。

【００１４】これにより、循環攪拌用配管及び循環曝気
用配管の両端部が、汚水処理槽内隅角部対角線位置に、
槽底に向かうように配設しているから、矩形形状の汚水
処理槽においても、その隅々まで確実に循環することが
でき、槽底隅角部にて汚泥の沈殿を防止し、均一な攪拌
嫌気、曝気処理を行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の曝気装置の実施の
形態を図面に基づいて説明する。

【００１６】図１〜図２に、本発明の曝気装置の第１実
施例を示す。図１は、本発明の曝気装置の基本的な構成
を示し、図２は、自動的に、かつより効率的に汚水を処
理するようにした変形実施例の構成を示す。

【００１７】ところで、この曝気装置は、汚水処理槽
１、これは特に限定されるものではないが、汚水処理を
行うために汎用されている矩形形状をした所要容量を有
するもので、この汚水処理槽１内に流入する汚水を、汚
水循環配管２及びポンプ３にて循環させて攪拌又は曝気
を行うように構成する。

【００１８】この汚水循環配管２は、図１（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、汚水処理槽１の下部側面から槽底
部の汚水を吸引するよう吸引口２１を槽底部近傍の槽壁
側面の位置に配置し、吐出口２２をこの吸引口２１と異
なる位置、特に限定されるものではないが、吸引口２１
と対角線上の上部槽壁側面の位置に配置し、これにより
循環する汚水が槽内全体において均一に循環するように
する。また、この汚水循環配管２には、循環用のポンプ
３を配設するが、このポンプ３の配設位置は、特に限定
されるものではないが、メンテナンス等を考慮して、吸
引口近傍に配設するのが好ましく、また該ポンプ３の吸
口の近傍に弁４を接続し、該弁４を汚水の循環時と循環
停止時とにより開閉操作を行うようにする。この場合、
該弁４の開閉を自動的に行うため、電動弁又は電磁弁と
することができる。

【００１９】また、汚水循環配管２には、図１に示すよ
うに、その途中を分岐管６にて分岐し、該分岐管６の先
端に散水ノズル８を取り付けるとともに、この分岐管６
と、分岐した後流側位置の汚水循環配管２にそれぞれ電
動弁７，５を接続する。この電動弁５，７は、それぞれ
一方が開口されれば他方は閉止されるよう、逆方向に開
閉操作が行われるようにする。なお、この電動弁５，７
は、電磁弁とすることもできる。

【００２０】散水ノズル８は、汚水を水面上方から散水
し、空気中の酸素を汚水に溶解できるようにしたもので
あれば、特に限定されるものではなく、例えば図示の実
施例のように円盤形とすることも、さらにはパイプの下
面側に多数のノズル孔を穿設し、これを水平に配設した
パイプ状散水ノズル、さらには該パイプ状散水ノズルを
旋回式としたもの等が採用することができる。

【００２１】また、図２には、図１に示す本発明、曝気
装置の基本構成に、流量計１０及び流量制御弁９を配設
し、曝気を自動的に、かつより効果的に行うようにした
実施例の変形を示す。この変形の実施例においては、汚
水循環配管２に接続する流量計１０及び流量制御弁９の
接続位置を、ポンプ３と分岐管６との間に設定すること
ができ、特に限定されるものではないが、図示のよう
に、ポンプ３の後流側近傍に接続する。

【００２２】次に、第１実施例及びその変形実施例の曝
気装置の動作について説明する。まず、曝気（好気）運
転を行う場合は、図１（Ａ）に示すように、弁４と電動
弁７とを開放し、電動弁５を閉じてポンプ３を駆動す
る。これにより汚水処理槽内の汚水は吸引口２１より吸
引され、弁４、ポンプ３、汚水循環配管２を経て分岐管
６に達し、その全量が分岐管先端の散水ノズル８から汚
水水面上方に散水され、この散水時の空気との接触、及
び汚水水面上に落下する際の衝撃等により、空気中の酸
素が溶解し、曝気が行われる。

【００２３】この場合、図２に示すように、汚水循環配
管２に流量計１０及び流量制御弁９が接続されている
と、ポンプ３より汚水循環配管２内に吐出される汚水の
流量が流量計１０にて検出される。この検出値により流
量制御弁９を制御して散水ノズル８へ供給する汚水の流
量（散水量）及び／又は散水強度を調整し、このように
汚水の水量制御により、汚水処理槽内の溶存酸素量（Ｄ
Ｏ値）を、ＤＯ計（図示省略）にて検出し一定値になる
よう調整し、より効率的な曝気を行うことができる。な
お、この流量計１０による検出値により、ポンプ３の回
転数を制御して汚水の水量制御を行うこともできる。

【００２４】また、嫌気運転を行う場合は、図１（Ｂ）
に示すように、弁４と電動弁５とを開放し、電動弁７を
閉じてポンプ３を駆動する。これにより汚水処理槽内の
汚水は吸引口２１より吸引され、弁４、ポンプ３、汚水
循環配管２を経て吐出口２２より、その全量が汚水処理
槽内へ吐出され、特に吸引口と吐出口とが対角線上に配
置されているので、攪拌が効果的に行われ、これを繰り
返すことにより、槽内全体の汚水が循環して攪拌される
ものである。このとき、電動弁６は閉じられているた
め、分岐管６及び散水ノズル８への給水は行われない。

【００２５】また、この循環による汚水の攪拌時におい
ても、汚水循環配管２に流量計１０及び流量制御弁９が
接続されていると、ポンプ３より汚水循環配管２内に吐
出される汚水の流量が流量計１０にて検出され、吐出口
２２から噴射される噴流水の強度及び／又は噴流水量を
検知することができる。これにより、汚水処理槽内を攪
拌される汚水の流速を全域において、設定流速を得るよ
うに設定することができる。特に、槽底部の流速を、１
０ｃｍ／ｓｅｃ以上となるように、底部流速計（図示省
略）にて計測して調整することにより、槽底部に滞留し
やすい汚泥分の沈殿を防ぎ、効果的に汚水の攪拌を行う
ことができる。

【００２６】次に、図３〜図４に、本発明の曝気装置の
第２実施例を示す。この実施例は、汚水循環配管を汚水
処理槽の外部にて引き回すのではなく、ユニット化して
汚水処理槽内に配管するようにし、現場での施工を簡易
に行えるようにしたものである。

【００２７】この曝気装置は、矩形形状の汚水処理槽１
内に、槽内隅角部において槽底に向かうよう槽内壁に沿
って汚水曝気用配管１１と汚水攪拌用配管１２とを配設
し、この両配管１１，１２間を導水管１３，導出管１
４，連結管１８を介して互いに連結するとともに、この
連結管１８を分岐して曝気管１５を接続し、該曝気管の
先端に散水ノズル８を取り付け、さらに曝気管１５と導
出管１４には電動弁１７，１６を接続し、導水管１３と
連結管１８との連結部にポンプ３を配設して構成する。

【００２８】また、汚水曝気用配管１１は、図３に示す
ように、矩形形状の汚水処理槽１の対角線になる槽内隅
角部にほぼ槽底に達するようその両端部分を配設してコ
字形、或いは角Ｕ字形に形成し、端部の開口部は、槽底
及び内壁面に沿ってほぼ水平になるよう屈曲形成し、吸
水口１１ａ，１１ａが互いに反対方向に向かうように
し、これにより槽底部全体に旋回流を発生するようにし
て吸水を行えるようにする。

【００２９】また、汚水攪拌用配管１２も同様にして、
矩形形状の汚水処理槽１の対角線になる槽内隅角部にほ
ぼ槽底に達するようその両端部分を配設してコ字形、或
いは角Ｕ字形に形成し、端部の開口部は、槽底及び内壁
面に沿ってほぼ水平になるよう屈曲形成し、吐出口１２
ａ，１２ａが互いに反対方向に向かうようにする。な
お、この汚水攪拌用配管１２と汚水曝気用配管１１は、
図３（Ａ）に示すように、Ｘ字形に配管される。また、
第１実施例の変形例のように、連結管１８に流量計１０
及び流量制御弁９を接続し、循環水量を調整するように
することもできる。

【００３０】次に、第２実施例の曝気装置の動作につい
て説明する。曝気（好気）運転を行う場合は、図３に示
すように、電動弁１７を開放し、電動弁１６を閉じてポ
ンプ３を駆動する。これにより、汚水処理槽内の汚水は
吸引口１１ａ，１１ａより吸引し、汚水曝気用配管１１
内にて合流し、該汚水曝気用配管１１よりこれに接続さ
れた導水管１３を経て、ポンプ３に達し、さらに連結管
１８，曝気管１５を経て散水ノズル８に達し、この散水
ノズル８から汚水水面上に散水される。このとき、電動
弁１６は閉じられているので、ポンプ３の駆動にて吸引
口１１ａ，１１ａから吸引される汚水は、汚水嫌気用配
管側に流出することなく、その全量が散水ノズル８から
散水される。この散水時の空気との接触、及び汚水水面
上に落下する際の衝撃等により、空気中の酸素が溶解
し、曝気が行われる。また、汚水曝気用配管１１の両端
の吸引口１１ａ，１１ａは、互いに反対方向に向かうよ
うに配設しているので、槽底部の汚水が均一に吸引され
るものとなる。

【００３１】また、嫌気運転を行う場合は、図４に示す
ように、電動弁１６を開放し、電動弁１７を閉じてポン
プ３を駆動する。これにより、汚水処理槽内の汚水は吸
引口１１ａ，１１ａより吸引し、汚水曝気用配管１１内
にて合流し、ポンプ３，連結管１８，導出管１４を経て
汚水攪拌用配管１２の先端の吐出口１２ａ，１２ａより
槽底部に吐出される。このとき電動弁１７は閉じられて
いるので、循環する汚水の全量が吐出口１２ａ，１２ａ
より槽底部に吐出されるものである。このように汚水を
継続的に循環することにより、槽内全体の汚水は攪拌さ
れつつ循環され、嫌気運転が行われるものである。この
場合、互いに対角線上に吸引口１１ａ，１１ａと吐出口
１２ａ，１２ａとを配設しているため、槽底部には乱流
が発生し、汚水は底部に滞留することなく循環するよう
になる。

【００３２】以上、本発明の曝気装置について、複数の
実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記
載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱
しない範囲において適宜その構成を変更することができ
るものである。

【００３３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ポンプを
配設した汚水循環配管にて循環させて汚水処理槽内の汚
水を攪拌するように構成し、汚水循環配管の一部に接続
した分岐管に曝気用の散水ノズルを配設しているから、
好気運転と嫌気運転との切り替えは、この汚水の循環経
路を切り替えるだけで、汚水中に機械的部分がなく、簡
単な機構で、水中に空気を供給する好気運転と、水中に
空気を供給しない嫌気運転とを簡易に選択して効率的に
行うことができ、故障がなく安定した汚水の曝気又は攪
拌を行うことができる。

【００３４】請求項２記載の発明によれば、汚水循環配
管に、汚水の循環経路を切り替えるための電動弁を配設
しているから、この電動弁を切り替えるだけで好気運転
と嫌気運転とを確実に切り替えることができるので、自
動運転が簡易に行える。

【００３５】請求項３記載の発明によれば、汚水循環配
管に、流量計及び該流量計により制御される流量制御弁
を配設しているから、散水ノズルの散水強度及び散水量
を自動的に調整するができ、これにより汚水処理槽内の
溶存酸素量を確保し、曝気を効率的に行うことができる
とともに、嫌気運転時には吐出量及び吐出流速を調整す
ることにより、槽内の流速を一定値以上として槽底への
汚泥分の沈降を防止して効果的に攪拌することができ
る。

【００３６】請求項４記載の発明によれば、汚水の循環
攪拌用配管と、散水ノズルを備えた循環曝気用配管とを
汚水処理槽内に配設し、ポンプにより循環する汚水を、
電動弁にて切り替えて循環させるようにしているから、
汚水の循環経路を簡易に切り替えられるので、簡単な機
構で槽内の汚水を全体的に循環しつつ、曝気と攪拌とを
選択的に、かつ均一に行うことができる。

【００３７】請求項５記載の発明によれば、循環攪拌用
配管及び循環曝気用配管の両端部が、汚水処理槽内隅角
部対角線位置に、槽底に向かうように配設しているか
ら、矩形形状の汚水処理槽においても、その隅々まで確
実に循環することができ、槽底隅角部にて汚泥の沈殿を
防止し、均一な攪拌嫌気、曝気処理を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の曝気装置を示し、（Ａ）
は好気運転を行っている状態を示す断面図、（Ｂ）は嫌
気運転を行っている状態を示す断面図、（Ｃ）は汚水処
理槽の平面図である。

【図２】第１実施例の曝気装置の変形例を示し、（Ａ）
は好気運転を行っている状態を示す断面図、（Ｂ）は嫌
気運転を行っている状態を示す断面図、（Ｃ）は汚水処
理槽の平面図である。

【図３】本発明の第２実施例の曝気装置で、好気運転を
行っている状態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面
図、（Ｃ）は側面図である。

【図４】第２実施例の曝気装置で、嫌気運転を行ってい
る状態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、
（Ｃ）は側面図である。

【符号の説明】

１ 汚水処理槽 ２ 汚水循環配管 ２１ 吸引口 ２２ 吐出口 ３ ポンプ ４ 弁 ５，７ 電動弁 ６ 分岐管 ８ 散水ノズル ９ 流量制御弁 １０ 流量計 １１ 汚水曝気用配管 １１ａ 吸引口 １２ 汚水攪拌用配管 １２ａ 吐出口 １３ 導水管 １４ 導出管 １５ 曝気管 １６，１７ 電動弁 １８ 連結管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣瀬 圭介 兵庫県尼崎市下坂部３丁目４番１号 日立 機電工業株式会社内 (72)発明者 嶋田 栄二 兵庫県尼崎市下坂部３丁目４番１号 日立 機電工業株式会社内 (72)発明者 飯沼 肇 兵庫県尼崎市下坂部３丁目４番１号 日立 機電工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D029 AA03 AA11 AB01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプを配設した汚水循環配管にて循環
   させて汚水処理槽内の汚水を攪拌するように構成し、か
   つ汚水循環配管の一部を分岐し、該分岐管に曝気するた
   めの散水ノズルを配設したことを特徴とする曝気装置。
2. 【請求項２】 汚水循環配管に、好気運転時と嫌気運転
   時とにより汚水の循環経路を切り替えるための電動弁を
   配設したことを特徴とする請求項１記載の曝気装置。
3. 【請求項３】 汚水循環配管に、流量計及び該流量計に
   より制御される流量制御弁を配設したことを特徴とする
   請求項１又は２記載の曝気装置。
4. 【請求項４】 汚水処理槽内に、汚水の循環攪拌用配管
   と、散水ノズルを備えた循環曝気用配管とを配設し、か
   つポンプにより循環する汚水を、循環攪拌用配管と循環
   曝気用配管とに切り替えて循環させるように電動弁を配
   設して構成したことを特徴とする曝気装置。
5. 【請求項５】 循環攪拌用配管及び循環曝気用配管を、
   それぞれその両端部が、汚水処理槽内隅角部対角線位置
   に沿って槽底方向に配設したことを特徴とする請求項４
   記載の曝気装置。