JP2005262090A

JP2005262090A - 曝気槽

Info

Publication number: JP2005262090A
Application number: JP2004078557A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Terajima; 光春寺嶋
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】槽底部での汚泥の堆積が防止されると共に、高い酸素溶解効率を得ることのできる曝気槽を提供する。
【解決手段】槽１の縦断面において一半側に散気部材２，３又は４が設置されている。槽１は、平面視形状が長方形である。この縦断面は槽１の短手幅方向の縦断面であり、この短手幅方向の縦断面における槽１の幅がｗである。槽１の該幅方向の一端から各散気部材２，３，４の該幅方向の中心までの距離がａであり、散気部材２，３，４の配置範囲がｂである。ａ／ｗ比を０．２２〜０．３２好ましくは０．２４〜０．３とし、ｂ／ｗ比を０．１〜０．４好ましくは０．２〜０．３とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、廃水の生物処理を行うための曝気槽に関するものであり、特に曝気により上下方向の循環流を形成するようにした曝気槽に関する。

廃水を活性汚泥処理する場合に用いられる曝気槽においては、槽内の下部に散気管などの散気部材が設置されており、この散気部材から空気が水中に吹き込まれる。この空気は気泡となって水中を上昇する。

第２図は、この散気部材の位置と、そのときに槽内に生じる上昇流等との関係を示す模式的な縦断面図である。

第２図（Ａ）のように、散気部材１１を槽１０内の一半側に配置して曝気した場合、槽内の該一半側において上昇流が生じ、他半側において下降流が生じ、これにより槽内には上下方向の循環流Ｒが形成される。なお、この循環流が形成されることにより、槽１０の底面に沿う流速が大きくなり、槽底面への汚泥堆積が防止される。

第２図（Ｂ）のように、散気部材１２を槽１０の幅方向の中央に配置した場合、槽１０の幅方向の中央付近に上昇流が生じると共に両サイドに沿って下降流が生じ、これにより、一半側及び他半側の双方において循環流Ｒが形成される。この場合も、槽底面への汚泥堆積が防止される。

第２図（Ｃ）のように、散気部材１３を槽１０の広い範囲に設置し、全面曝気に近い方式とした場合には、液の循環流は小さいものとなる。

なお、曝気槽における散気部材の位置に関しては、下水道協会誌１４１６０ｐ２２−ｐ３０、下水道協会誌１７１９７ｐ３１−ｐ４０に記載がある。
下水道協会誌１４１６０ｐ２２−ｐ３０下水道協会誌１７１９７ｐ３１−ｐ４０

第２図（Ａ）の如く、一方の槽壁近くに散気部材１１を設置した場合には、該一方の壁近くに気泡が押し付けられ、狭い範囲を気泡が上昇するために、ガス上昇速度が大きく、ガスホールドアップが小さく、酸素の溶解効率が悪い。

第２図（Ｂ）のように、槽の幅方向中央に散気部材１２を設置した場合には、図示の通り、両側に循環流ができ、両側の循環流に押されて気泡部が狭くなる。この範囲を気泡が上昇するために、ガス上昇速度が大きく、ガスホールドアップが小さく、溶解効率が悪い。

全面曝気槽や、第２図（Ｃ）のように散気部材１３を広い範囲に設置した全面曝気式に近い曝気槽では、液の循環が小さいために、ガス上昇速度が小さく、ガスホールドアップが大きくなる。この槽では、酸素の溶解効率は良いが、槽底面に沿う流速が小さく、散気部材の下側や横に汚泥が堆積して、水処理に悪影響を及ぼす。

このように、酸素溶解効率を上げるために広い領域に散気装置を設置した全面曝気に近い曝気槽は溶解効率は高いが、槽底部に汚泥が沈積してしまう欠点がある。一方、散気装置を槽の端に設置し、汚泥の沈積を防ぐ構造とした曝気槽は酸素溶解効率が低い。

本発明は、このような問題点を解消し、槽底部での汚泥の堆積が防止されると共に、高い酸素溶解効率を得ることができる曝気槽を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）の曝気槽は、縦断面の一半側の下部に散気部材が設置され、該散気部材からの散気により該一半側において上昇流が生じ他半側において下降流が生じる曝気槽において、該縦断面における該曝気槽の幅をｗとし、曝気槽の該幅方向の一端側から散気部材の中心位置までの距離をａとし、散気部材の該幅方向の存在範囲長さをｂとした場合に、ａ／ｗが０．２２〜０．３２であり、ｂ／ｗが０．１〜０．４であることを特徴とするものである。

本発明（請求項２）の曝気槽は、請求項１において、該曝気槽の該幅ｗが４ｍ以上であり、槽高さＨとｗの比Ｈ／ｗが０．８〜１．２であることを特徴とするものである。

本発明の曝気槽では、上記の通りａ／ｗ比を０．２２〜０．３２とし、ｂ／ｗ比を０．１〜０．４とし、散気部材を槽の縦断面において一半側の特定範囲に配置している。

かかる本発明の曝気槽では、槽の他半側には十分に大きな循環流形成用領域が存在する。これにより、槽底部に沿っても十分に水が流れ、汚泥の堆積が防止ないし抑制（以下、防止と略）される。

また、槽の一半側においては、散気部材の上方において気泡流が膨らみながら上昇すると共に、該一半側の循環流は存在しないか、又は極く小さなものとなる。これにより、平均的なガスホールドアップが上昇し、酸素溶解効率が向上する。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る曝気槽の平面図、同（Ｄ）は同（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う縦断面図である。

（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）図の実施の形態では、槽１の縦断面において一半側に散気部材２，３又は４が設置されている。槽１は、平面視形状が長方形である。この縦断面は槽１の短手幅方向の縦断面であり、この短手幅方向の縦断面における槽１の幅がｗである。槽１の該幅方向の一端から各散気部材２，３，４の該幅方向の中心までの距離がａであり、散気部材２，３，４の存在範囲長さがｂである。

なお、第１図（Ａ）の散気部材２は管状である。この管状散気部材２は、同軸状に複数本（図では２本）連なって該幅方向に延設されている。寸法ｂは、この２本の散気部材の最も離隔した両端同士の距離である。槽１の長手幅方向の略全域にわたって、多数の散気部材２が所定間隔をおいて平行に配列されている。散気部材２同士のこの長手幅方向の間隔はｂの１〜１００％程度が好適である。

第１図（Ｂ）の散気部材３は平板状散気部材であり、平面視形状が略正方形である。

複数の散気部材３が、槽１の長手幅方向に所定間隔をおいて複数個配置されている。この場合、散気部材３の該槽１の短手幅方向の長さが寸法ｂである。

第１図（Ｃ）の散気部材４は点状のものであり、槽１の長手幅方向及び短手幅方向の双方にわたって所定間隔をおいて複数個配設されている。第１図（Ｃ）では、槽１の短手幅方向に２個の散気部材４が配設されている。この散気部材４，４の最も離隔した側面同士の距離が寸法ｂである。

本発明では、ａ／ｗ比を０．２２〜０．３２好ましくは０．２４〜０．３とし、ｂ／ｗ比を０．１〜０．４好ましくは０．２〜０．３とする。

この実施の形態では、いずれの散気部材２〜４も、槽１の該一半側（図の左側）の槽壁からは所定距離離隔している。この離隔距離は、槽幅ｗの２〜２７％程度が好適である。

また、各散気部材２〜４は、槽１の底面から所定高さ上方に配置されている。この所定高さは、槽１の高さ（槽底面から水面位までの距離）Ｈの５〜２０％程度が好適である。

このように構成された曝気槽においては、いずれも、散気部材２〜４の上方領域において気泡流が膨らみながら上昇する。なお、一半側の槽壁とこの上昇気泡流との間の間隔は極く狭く、この領域には循環流は全く又は殆ど生じない。いずれの槽１においても、平均的なガスホールドアップが上昇し、酸素溶解効率が高いものとなる。

また、いずれの槽１においても、槽１の他半側において十分に大きい循環流Ｒが形成されるので、槽１の底面に沿って所要流速以上（例えば０．１ｍ／ｓｅｃ以上）の水流が生じるようになり、汚泥の堆積が防止される。

特に本発明を限定するものではないが、ｗは４ｍ以上例えば４〜５０ｍであり、槽高さＨとｗとの比（縦横比）Ｈ／ｗは０．８〜１．２である場合に本発明構造とすることにより、上記作用効果がより顕著となる。

上記の管状散気部材２としては、多孔質合成樹脂又はセラミックよりなる散気筒や、多孔管、多数のスリットが設けられたフレキシブルチューブなどを用いることができる。

平板状散気部材３としては、多孔質の合成樹脂又はセラミックの散気板やフレキシブル散気板を用いることができる。

点状散気部材４としても、市販の各種のもの等を用いることができる。

以下、実施例及び比較例について説明する。

［実施例１］
第１図（Ａ），（Ｄ）に示す構造の曝気槽において、各種寸法を次の通りとした。
ｗ＝５ｍ
Ｈ＝４．５ｍ（Ｈ／ｗ＝０．９）
ｈ＝３．９ｍ
ａ＝１．３ｍ（ａ／ｗ＝０．２６）
ｂ＝１．４ｍ（ｂ／ｗ＝０．２８）
なお、ｈは散気部材２の設置水深であり、（Ｈ−ｈ）／Ｈは２２％である。

散気部材としては、多数のスリットを設けたフレキシブルチューブを用い、空気供給量は１．１ｍ^３／ｍ^３・Ｈｒとした。槽内の液はＭＬＳＳ１０５０ｍｇ／Ｌの下水とした。

この槽を曝気運転し、酸素の溶解効率と、槽底部の水の流れ状況について次の(i)，(ii)の通り測定した。
(i) 酸素溶解の効率を示す指標としては、曝気槽排ガス濃度及び槽内の溶存酸素濃度を測定することにより、総括物質移動容量係数（ＫＬａ）を求めた。
(ii) 底部の水の流れ状況としては、底部の流速が０．１ｍ／ｓｅｃ以下になると汚泥の沈積の可能性があることから、底から１０ｃｍの線上の等間隔１９箇所の流速測定値のうち速度が０．１ｍ／ｓｅｃ以下の領域の割合を底部低速度域率として求め、これを指標とした。これは底部の汚泥沈積の程度を示す指標である。

結果を表１に示す。

［比較例１，２，３］
寸法ａ，ｂを表１の通りとした他は実施例１と同様にして運転及び計測を行った。結果を表１に示す。

表１の通り、比較例１は最もＫＬａが高いが、底部低速度域が大きく実用に適さない。比較例２も底部低速度域が大きく実用に適さない。比較例３は底部低速度域はなくなっているが、ＫＬａが低い。これに対し、実施例１では、底部低速度域が無いままで、ＫＬａが高くなっており、曝気槽として優れていることが認められる。

なお、実施例１においてａを種々変えてａ／ｗを変化させたときのＫＬａの測定を行った。その結果を図３に示す。

図３より、ａ／ｗが０．２２〜０．３２であると酸素溶解特性に優れるようになることが認められる。

（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の実施の形態に係る曝気槽の平面図、同（Ｄ）は同（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う縦断面図である。従来例の説明図（縦断面）である。ａ／ｗと酸素溶解特性との関係図である。

符号の説明

１，１０槽
２，３，４，１１，１２，１３散気部材

Claims

縦断面の一半側の下部に散気部材が設置され、該散気部材からの散気により該一半側において上昇流が生じ他半側において下降流が生じる曝気槽において、
該縦断面における該曝気槽の幅をｗとし、
曝気槽の該幅方向の一端側から散気部材の中心位置までの距離をａとし、
散気部材の該幅方向の存在範囲長さをｂとした場合に、
ａ／ｗが０．２２〜０．３２であり、
ｂ／ｗが０．１〜０．４である
ことを特徴とする曝気槽。
請求項１において、該曝気槽の該幅ｗが４ｍ以上であり、
槽高さＨとｗの比Ｈ／ｗが０．８〜１．２であることを特徴とする曝気槽。