JP2003320388A - メンブレン散気装置 - Google Patents
メンブレン散気装置Info
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Abstract
ンブレン散気装置を提供する。 【解決手段】圧縮空気が供給されるホルダー1に多数の
小孔を備えたメンブレン5を装着したメンブレン散気装
置の改良に関するもので、メンブレン5よりもやや上方
位置に、2〜25個の開口を持つ仕切り枠7を取り付
け、圧縮空気によるメンブレン5の過度の膨張を抑制す
る。メンブレン5は仕切り枠7の開口内でほぼ均等に膨
張し、微細な気泡を表面全体から均一に発泡させること
ができる。これにより、空気吹込量を高めても酸素移動
効率を高いレベルに維持することが可能となる。
Description
槽の底部等に設置されて水中に酸素を供給するメンブレ
ン散気装置に関するものである。
は合成ゴム膜に多数の小孔を設けた散気膜(メンブレン
という)を中空のホルダーに装着したものである。メン
ブレンは水圧を受けるためその小孔は常時は閉じている
が、ホルダーの内部に圧縮空気を供給するとメンブレン
が膨らんで小孔が開口し、圧縮空気を微細な気泡として
水中に供給することができる。
おいては、水中への酸素供給量を増加させようとして空
気吹込量を増加させると、図7に示すようにメンブレン
の膨らみが大きくなって小孔の開口径も大きくなる。そ
のため気泡の径も大きくなってしまい、気泡と水との接
触面積が相対的に減少し、供給酸素量に対する水中への
酸素溶け込み量として定義される酸素移動効率が低下し
てしまう。従って、空気吹込量を増加させると酸素移動
効率が低下するという傾向があった。
固定されているので、圧縮空気を供給すると当然に中央
部分が大きく膨らみ、中央部分の小孔の開口径が特に大
きくなる。そのため周縁部分に比較して中央部分の通気
抵抗が小さくなり、圧縮空気は中央部分から集中的に気
泡となって流出し、膜面全体を均一発泡させることが難
しいという問題もあった。
の問題点を解決し、高い酸素移動効率で膜面全体を均一
発泡させることができるメンブレン散気装置を提供する
ためになされたものである。
めになされた本発明のメンブレン散気装置は、圧縮空気
が供給されるホルダーに多数の小孔を備えたメンブレン
を装着するとともに、このメンブレンよりもやや上方位
置に、圧縮空気によるメンブレンの膨張を抑制する仕切
り枠を取り付けたことを特徴とするものである。なお、
仕切り枠の開口数を2〜100、好ましくは2〜25と
する。また、ホルダーが散気板固定用の既設のホルダー
であり、メンブレンが散気板の代わりにホルダーに装着
されたものとすれば、既設の散気板をメンブレン散気装
置に容易に変換することができる。
の上部に圧縮空気によるメンブレンの膨張を抑制する仕
切り枠を取り付けたものであるから、膨張したメンブレ
ンはこの仕切り枠と接触すると仕切り枠により周囲を固
定され、あたかも小区画毎に分割されたメンブレンであ
るかのように均等に膨張させることができる。その結
果、膜面全体を均一発泡させることができ、また気泡径
を小さく維持することができるので高い酸素移動効率を
達成することができる。
を示す。図1〜図3は本発明の第1の実施形態を示す図
であり、図1は断面図、図2は平面図、図3は散気状態
の断面図である。これらの図中、1は内部に空気室2を
備えた箱状のホルダーであり、空気供給管3を通じて圧
縮空気が供給できるようになっている。ホルダー1の天
面には形成された空気孔4が形成されている。
着されている。メンブレン5は合成樹脂膜または合成ゴ
ム膜に多数の小孔を設けたものであり、その周囲を額縁
状の枠6によってホルダー1の上面に固定されている。
メンブレン5の小孔は図1に示す運転停止状態では水圧
によって閉じているが、空気室2に圧縮空気が供給され
ると図3のようにメンブレン5が膨らみ、小孔が開いて
水中への散気が行なわれるようになっている。
置には仕切り枠7が設けられている。この仕切り枠7は
圧縮空気によりメンブレン5が過度に膨張することを抑
制するためのもので、運転停止状態におけるメンブレン
5よりも2〜10mm程度離れた上方位置に設置されて
いる。この距離はメンブレン5の大きさ(発泡面積)に
よって変わるものであって、小型のメンブレン5では低
く、大型のメンブレン5では高くする。
うに仕切り枠7はメンブレン5の上面を16等分する桝
目状に形成されている。仕切り枠の開口数は2〜10
0、好ましくは2〜25とする。後記する実施例に示す
ように、開口数を増加させるほど散気装置の酸素移動効
率は向上するが、25を超えると仕切り枠7により閉鎖
される面積が拡大し、実質的な散気面積が次第に減少す
るので、25までとすることが好ましい。
は、図3に示した運転状態では、圧縮空気圧により膨張
したメンブレン5が仕切り枠7の下面に接触し、メンブ
レン5は仕切り枠7の個々の開口部内で膨張することと
なる。このためメンブレン5の全体がほぼ均等に膨張す
ることとなり、メンブレン5の小孔が過度に開口するこ
ともないので、微細な気泡をメンブレン5の全体から散
気することができる。
あって、既設の散気板固定用のホルダー10を利用した
例を示している。メンブレン11は周囲を四角枠12に
固定されたカートリッジ状としてホルダー10内に設置
されている。枠12の下面には、パッキン13が一体に
設けられている。14はメンブレン11の上方に設置さ
れた仕切り枠であり、その周囲を散気板固定用の既存の
金具15を利用してボルト16により固定する。これに
よりパッキン13がホルダー10の底面に密着する。ホ
ルダー10の底部には空気孔17が形成されており、メ
ンブレン11の下面に圧縮空気を供給することができ
る。
ンブレン散気装置も、メンブレン11の過度の膨張が上
方に設置された仕切り枠14によって規制されるので、
第1の実施形態と同様に全面から微細な気泡を均一に発
泡させることができる。しかもこの第2の実施形態で
は、既設の散気板固定用のホルダー10及び金具15を
利用してメンブレン11と仕切り枠14とを簡便に固定
できる利点があり、既設の散気板散気装置を本発明のメ
ンブレン散気装置に用意に置きかえることが可能であ
る。
の実施形態の構造を有する300×300mmのサイズ
のメンブレン散気装置を用い、仕切り枠の開口数を変え
たときの酸素移動効率の変化を測定した。その結果は図
5に示すとおりであり、酸素移動効率は開口数を増やす
ほど向上した。しかし仕切り枠の開口数を増加させると
次第にメンブレン表面が仕切り枠によって覆われること
となるため、有効散気面積が減少する。このため25以
上に分割しても水中への酸素移動量自体は却って減少す
ることとなり好ましくない。
の関係を示した。このグラフには、分割数が25、1
6、9と無分割の4種類が示されている。空気吹込量を
10L/分としたときの酸素移動効率は、無分割のもの
では15%であるが、25分割とすると19%にまで増
加する。また分割数が何れのものも空気吹込量の増加に
連れて酸素移動効率は低下するが、分割数の多いものは
常に無分割のものよりも高い酸素移動効率を示してい
る。例えば空気吹込量を100L/分まで増加させる
と、無分割のものでは酸素移動効率は11%付近まで低
下するが、25分割したものではなお13%に近い高い
レベルを維持している。
レン散気装置は、メンブレンよりもやや上方位置に、圧
縮空気によるメンブレンの膨張を抑制する仕切り枠を取
り付けたものであるから、膨張したメンブレンを仕切り
枠と接触させることにより、均等に膨張させることがで
きる。その結果、膜面全体を均一発泡させることがで
き、また気泡径を小さく維持することができるので高い
酸素移動効率を達成することができる利点がある。
である。
である。
である。
率との関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
孔、5 メンブレン、6 枠、7 仕切り枠、10 既
設の散気板固定用のホルダー、11 メンブレン、12
四角枠、13 パッキン、14 仕切り枠、15 金
具、16 ボルト、17 空気孔
Claims (4)
- 【請求項1】 圧縮空気が供給されるホルダーに多数の
小孔を備えたメンブレンを装着するとともに、このメン
ブレンよりもやや上方位置に、圧縮空気によるメンブレ
ンの膨張を抑制する仕切り枠を取り付けたことを特徴と
するメンブレン散気装置。 - 【請求項2】 仕切り枠の開口数を2〜100とした請
求項1記載のメンブレン散気装置。 - 【請求項3】 仕切り枠の開口数を2〜25とした請求
項1記載のメンブレン散気装置。 - 【請求項4】 ホルダーが散気板固定用の既設のホルダ
ーであり、メンブレンが散気板の代わりにホルダーに装
着されたものである請求項1〜3の何れか記載のメンブ
レン散気装置。
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