JP2007296470A - 水中曝気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曝気能力の向上を図ることが可能な水中曝気装置を提供すること。
【解決手段】水中曝気装置１０は、ケーシング１２と、インペラ１８と、給気管１４と、複数のガイドカバー２２を備える。ケーシング１２は、被処理水の流入口２４が上側に形成され、被処理水の流出口２６が下側に複数形成されると共に、被処理水の流路が内部に形成されている。インペラ１８は、ケーシング１２内に回転可能に設けられ、回転により被処理水を流入口２４から流出口２６へと送液する。給気管１４は、流路内の被処理水に対して空気を供給する。ガイドカバー２２は、各流出口２６に対応する位置にそれぞれ設けられており、流出口２６から吐出される被処理水及び気泡の流出方向に沿って延在する。各ガイドカバー２２は、流出口２６から吐出された被処理水及び気泡を浮上阻止しながらこれらの流出方向に案内する。
【選択図】図２

Description

本発明は、水中曝気装置に関する。

水中曝気装置は、例えば好気性微生物による生物反応槽等の水処理槽内に用いられる。この水中曝気装置は、水処理槽内における被処理水（窒素やリンを含む有機性排水）を撹拌すると共に被処理水に対して空気を送り込むことで、被処理水に酸素を溶解させて被処理水の浄化を行う。

このような水中曝気装置としては、従来から、被処理水の流入口が上側に形成され、被処理水の流出口が下側に複数形成されると共に、被処理水の流路が内部に形成されたケーシングと、ケーシング内に回転可能に設けられ、被処理水を流入口から各流出口へと送液するインペラと、インペラを回転駆動させる駆動手段と、流路内の被処理水に対して空気等の酸素含有気体を供給する供給手段とを備える水中曝気装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。これらの水中曝気装置は、被処理水がケーシング上部の流入口からケーシング下部の各流出口へと流れる下向流式となっており、下吐出し型と呼ばれている。
特開２００４−２７５９１０号公報 実開平４−９１７９８号公報

特許文献１及び２に記載されたような従来の下向流式の水中曝気装置では、被処理水の浄化の効率を向上させようとして被処理水への空気供給量を増加させていくと、供給手段から供給される空気によってケーシングの流路内に発生する気泡の量が多くなっていく。このように気泡量が多くなると、気泡同士が結合して気泡径が大きくなり、気泡に働く浮力が増大する。このような気泡の浮力の増大に伴い、流出口から吐出された気泡が徐々に流出口に近い位置で浮上するようになり、特に被処理水への空気供給量が所定量以上となると、流出口から吐出された気泡が流出口の上方に位置している流入口から再びケーシングの流路内に流入してしまう現象が生じる。

気泡が流入口から流路内に流入すると、流入した気泡の体積の分だけ流路内の被処理水の水量が減少する。そのため、流出口から吐出される被処理水の水量も減少して、流出口から離れた位置に気泡を吐出し難くなり、流出口から吐出される気泡が更に流出口に近い位置で浮上することとなる。こうして、気泡の流路内への流入量が更に増加し、インペラが空転するようになって被処理水の撹拌が行われなくなる。従って、供給手段から供給される空気によってケーシングの流路内に発生する気泡がそのままケーシング内を上昇して流入口から吐出され、水処理槽の流入口の略鉛直上方における水表面が大きく吹き上がるフラッディング現象が生じる。その結果、従来の下向流式の水中曝気装置では、曝気能力が著しく低下する問題があった。

特許文献２に記載された水中曝気装置では、このような曝気能力の低下を防止するために、死水域をなくすための滞留防止ガイドを隣り合う流出口の間に形成された分離帯から外側に向けて設けている。しかしながら、このようにしても気泡同士が結合して気泡に働く浮力が大きくなった場合には気泡が流出口に近い位置で浮上するので、その気泡が流入口から流路内に流入することが避けられなかった。

本発明は、曝気能力の向上を図ることが可能な水中曝気装置を提供することを目的とする。

本発明に係る水中曝気装置は、被処理水の流入口が上側に形成され、被処理水の流出口が下側に形成されると共に、被処理水の流路が内部に形成されたケーシングと、ケーシング内に回転可能に設けられ、回転により被処理水を流入口から流出口へと送液するインペラと、流路内の被処理水に対して酸素含有気体を供給する供給手段と、ケーシングの流出口に対応する位置に設けられており、流出口から吐出される被処理水及び酸素含有気体の流出方向に沿って延在するガイド手段とを備え、ガイド手段は、流出口から吐出された被処理水及び酸素含有気体を浮上阻止しながら流出方向に案内することを特徴とする。

本発明に係る水中曝気装置では、ガイド手段が被処理水及び酸素含有気体の浮上を阻止しながらその流出方向に案内する。そのため、被処理水への酸素含有気体の供給量が増加しても流出口から吐出された気泡が流出口に近い位置で浮上することがなくなり、気泡が流入口から再びケーシングの流路内に流入することが抑制される。その結果、フラッディング現象の発生を抑制しつつ曝気量を増加させることができるようになるため、曝気能力の向上を図ることが可能となる。

また、ガイド手段は、天板と、該天板から下方に突出する一対の対向する側板とにより構成され、天板及び一対の側板により画成される領域が被処理水及び酸素含有気体の流出流路とされることが好ましい。このようにすると、流出口から吐出された被処理水及び酸素含有気体の流出流路が天板及び側板によって画成される。そのため、被処理水及び気泡がこの流出流路に沿って流れることとなるので、気泡をガイド手段に沿って確実に案内することができる。

また、天板の流出流路を構成する下面には、流出方向に沿って延在する突条が形成されていることが好ましい。このようにすると、突条によって気泡が剪断され、十分に微細な気泡とすることができるので、気泡を水処理槽内に十分行き渡らせることが可能となる。

また、ケーシングの下側には流出口が複数形成され、各流出口に対応する位置にガイド手段がそれぞれ設けられていることが好ましい。

また、各ガイド手段の天板を兼ねる板状部材を備え、板状部材の下面に前記一対の側板が各々設けられ、板状部材における隣り合うガイド手段の間の各部分には、一又は二以上の開口がそれぞれ形成されていることが好ましい。このようにすると、流出口から吐出される被処理水及び酸素含有気体の流れによって発生する水処理槽内の循環流の上昇流が板状部材の開口を通って水処理槽内を循環するようになるので、水処理槽内における被処理水を十分に撹拌することができる。

また、各ガイド手段のうちの隣り合うガイド手段の間は、一又は二以上の開口が形成された連結板によってそれぞれ連結されていることが好ましい。このようにしても、流出口から吐出される被処理水及び酸素含有気体の流れによって発生する水処理槽内の循環流の上昇流が連結板の開口を通って水処理槽内を循環するようになるので、水処理槽内における被処理水を十分に撹拌することができる。

また、各ガイド手段は、ケーシングに対して上下方向に回動可能に設けられており、各ガイド手段のケーシングに対する取り付け角度を調整可能な角度調整手段を備えることが好ましい。このようにすると、ケーシングに対するガイド手段の取り付け角度を角度調整手段によって所望の角度とすることができる。

また、ケーシングは、上部ケーシングと下部ケーシングとに分離可能とされ、上部ケーシング、インペラ及びインペラを回転駆動させる駆動手段を含む本体上部と、下部ケーシング、供給手段及び各ガイド手段を含む本体下部とが着脱可能とされていることが好ましい。このようにすると、例えば駆動手段のメンテナンス時などに本体上部のみを水処理槽内から引き上げればよいので、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

本発明によれば、曝気能力の向上を図ることが可能な水中曝気装置を提供することができる。

本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１〜図６を参照して、本実施形態に係る水中曝気装置１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る水中曝気装置を示す斜視図、図２は、本実施形態に係る水中曝気装置の一部破断側面図、図３は、本実施形態に係る水中曝気装置を示す上面図、図４は、本実施形態に係る水中曝気装置のケーシングの一部を拡大して示す縦断面図、図５は、本実施形態に係る水中曝気装置のガイドカバーを示す縦断面図、図６は、本実施形態に係る水中曝気装置の本体上部が給気管の第１給気部によって案内される様子を示す図である。

水中曝気装置１０は、水深が例えば６ｍ程度の水処理槽の底壁に設置され、水処理槽内の被処理水（窒素やリンを含む有機性排水）を曝気することで被処理水の浄化を行うものである。そのために水中曝気装置１０は、ケーシング１２、給気管１４、水中モータ１６、インペラ１８、コーン２０及び複数のガイドカバー２２を備えている。

ケーシング１２は、上部及び下部がそれぞれ上方、下方にフレア状に広がる略円筒体となっている。ケーシング１２の上端部には、上方に向かって開口された流入口２４が形成されている。ケーシング１２の下端部には、側方に向かって開口された流出口２６が所定の間隔をあけて複数（本実施形態では６つ）形成されている。ケーシング１２の内部には、流入口２４と各流出口２６とを連結する被処理水の流路が形成されている。流入口２４から流入した被処理水は、流路内において被処理水に対して供給された空気（当該空気は気泡となる。詳しくは後述する）と共に、流出口２６から流出する。また、ケーシング１２の底部には開口２８が形成されている。

ケーシング１２は、上部ケーシング３０と下部ケーシング３２とに分離可能とされている。上部ケーシング３０の下端側における外周面及び下部ケーシング３２の上端側における外周面には、図４に示されるように、それぞれ環状の鍔部材３０ａ，３２ａが一体的に形成されている。この鍔部材３０ａを含む上部ケーシング３０の下端部分及び鍔部材３２ａを含む下部ケーシング３２の上端部分は、互いに嵌合するテーパ形状となっている。そのため、上部ケーシング３０を下部ケーシング３２に嵌め込む際に、上部ケーシング３０が容易に位置決めされると共に、上部ケーシング３０のずれが防止されるようになっている。また、上部ケーシング３０の外周面には、先端部分が略Ｕ字形状となっている一対のガイド板３４が設けられている。

給気管１４は、水上からの空気を流路内の被処理水に対して供給するためのものである。この給気管１４は、ケーシング１２の両側に配置された上下方向に伸びる一対の第１給気部１４ａと、第１給気部１４ａの下端部に接続されて上記開口２８に向かう第２給気部１４ｂと、第２給気部１４ｂとケーシング１２の底部の開口２８とを接続する第３給気部１４ｃとで構成されている。各第１給気部１４ａは、各ガイド板３４の先端部分（略Ｕ字形状部分）とそれぞれ係合している。

水中モータ１６は、ケーシング１２の中心軸と同軸に配置されると共に下方に伸びる出力軸３６を有しており、この出力軸３６を介してインペラ１８及びコーン２０を回転駆動する。水中モータ１６は、複数の支持板３８を介して上部ケーシング３０の上端に固定されている。

インペラ１８は、水中モータ１６の出力軸３６に固定された円筒状の基体４０のその外周面に複数枚の羽根４２が取り付けられて構成され、上部ケーシング３０内に配設されている。そのため、インペラ１８は、水中モータ１６によって回転駆動され、被処理水を流入口２４から各流出口２６へと送液する。すなわち、本実施形態に係る水中曝気装置１０は、下向流式の下吐き出し型水中曝気装置となっている。

コーン２０は、上端から下端に向かって拡径する略漏斗状となっている。このコーン２０は、その上端部が基体４０の下端部と接続されており、インペラ１８の回転に伴って回転する。コーン２０は、ケーシング１２の底部に形成された開口２８を覆うように配置されている。そのため、コーン２０とケーシング１２の底壁とで囲まれた空間は、給気管１４からの空気が導入される空気室となっている。コーン２０とケーシング１２（下部ケーシング３２）の底部との間には、空気噴出間隙４４が形成されている。空気室の空気は、空気噴出間隙４４から被処理水の流路に噴出され、微細な気泡となる。

各ガイドカバー２２は、各流出口２６に対応する位置にそれぞれ設けられている。各ガイドカバー２２は、各流出口２６から吐出される被処理水及び気泡（空気）の流出方向に沿って延在しており、本実施形態においてケーシング１２の中心軸から外方に向かって放射状に伸びている（図１及び図３参照）。

各ガイドカバー２２は、図６に示されるように、天板４６と、天板４６から下方に突出する一対の対向する側板４８とにより構成されている。天板４６と各側板４８によって画成される領域は、被処理水及び気泡の流出流路Ｃとされている。天板４６は流出口２６の上縁に接続されており、各側板４８は流出口２６の各側縁にそれぞれ接続されている。そのため、各ガイドカバー２２は、各流出口２６から吐出された被処理水及び気泡の浮上を天板４６によって阻止し、被処理水及び気泡を流出方向に案内する。なお、各ガイドカバー２２の長さが長い方が被処理水及び気泡を流入口２４からより離れた位置まで案内できるので、水中曝気装置１０が設置される水処理槽の大きさに応じて各ガイドカバー２２の長さをできる限り長くすると好ましい。

天板４６は、円板状の板状部材５０に開口５２，５４が開口されることで形成されている。具体的には、板状部材５０における隣り合うガイドカバー２２の間の各部分には、本実施形態において２つの開口５２，５４がそれぞれ形成されている。そして、開口５２，５４を開口することで形成される円弧状の連結部５２ａ，５４ａにより、各ガイドカバー２２同士が連結されている。このように、開口５２，５４が形成された板状部材５０の下面に一対の側板４８を各々設けて各ガイドカバー２２とすると、各ガイドカバー２２をそれぞれ別々に構成する場合と比べて容易に構成することができるため好ましい。

そして、上部ケーシング３０、水中モータ１６、インペラ１８及びコーン２０によって水中曝気装置１０の本体上部１０Ａが構成されており、下部ケーシング３２、給気管１４、ガイドカバー２２によって水中曝気装置１０の本体下部１０Ｂが構成されている。この、本体上部１０Ａは、図５に示されるように、各ガイド板３４が各第１給気部１４ａに沿って摺動することで上下方向に移動可能となっている。そのため、各第１給気部１４ａは、本体上部１０Ａを上下方向に案内するガイドレールとして機能する。

続いて、図７を参照して、水中曝気装置１０の動作について説明する。図７は、本実施形態に係る水中曝気装置が設置された水処理槽内の被処理水の循環の様子を示す図である。

まず、図５に示されるように、水中曝気装置１０の本体下部１０Ｂを水処理槽の底壁に設置して、水中曝気装置１０の本体上部１０Ａを第１給気部１４ａをガイドにしながら下降させ、水処理槽本体下部１０Ｂに載置しセットした状態で、水中曝気装置１０の運転を開始する。水中曝気装置１０の運転が開始すると、水中モータ１４が駆動してインペラ１８及びコーン２０が回転し、被処理水が流入口２４から各流出口２６へと下向きに送液される（図７の矢印ａ参照）。また、給気管１４を通ってコーン２０の下部に形成されている空気室に空気が導入され、空気噴出間隙４４から噴出された空気が流路内の被処理水に供給される（図７の矢印ｂ参照）。このとき、供給された空気に含まれる酸素が被処理水に溶存するため、各流出口２６から吐出される被処理水においては酸素がほぼ飽和した状態となっている。

こうして各流出口２６から吐出された被処理水及び気泡は、各ガイドカバー２２によって案内され、流入口２４から離れた位置において水処理槽内を上昇していく（図７の矢印ｃ，ｄ参照）。そして、水処理槽の水面まで上昇した被処理水は、再び水処理槽内を下降していく（図７の矢印ｅ参照）。水処理槽の底部まで下降した被処理水は、板状部材５０に形成された開口５２，５４を通って上昇し（図７の矢印ｆ参照）、再び流入口２４から吸引される（図７の矢印ａ参照）。このように被処理水が水処理槽内を循環する過程で、被処理水に溶存された酸素によって窒素やリンが分解され、被処理水が浄化されることとなる。そのため、このように水処理槽内を循環した被処理水に溶存している酸素量は、各流出口２６から吐出された被処理水に溶存している酸素量よりも低いものとなっている。従って、流入口２４からは、酸素が飽和した状態の被処理水でなく溶存酸素量の低い被処理水が吸引される。

ところで、図８に示されるようなガイドカバー２２を有しない従来の水中曝気装置１００では、被処理水の浄化の効率を向上させようとして被処理水への空気供給量を増加させていくと、ケーシング１２の流路内に発生する気泡の量が多くなっていく。そうすると、気泡同士の結合による気泡径の増大に伴い気泡の浮力が増大して、流出口２６から吐出された気泡が流出口２６に近い位置で浮上するようになる（図８の矢印ｇ、ｈ参照）。そして、被処理水への空気供給量が所定量以上となると、流出口２６から吐出された気泡が流出口２６の上方に位置する流入口２４から再びケーシング１２の流路内に流入してしまう現象が生じる（図８の矢印ｉ参照）。

気泡が流入口２６から流路内に流入すると、流入した気泡の体積の分だけ流路内の被処理水の水量が減少する。そのため、流出口２６から離れた位置に気泡を吐出し難くなり、気泡の流路内への流入量が更に増加し、インペラ１８が空転するようになって被処理水の撹拌が行われなくなる。従って、給気管１４から供給される空気がそのままケーシング１２内を上昇して流入口２４から吐出され、水処理槽の流入口２４の略鉛直上方における水表面が大きく吹き上がるフラッディング現象が生じる。その結果、従来の下向流式の水中曝気装置１００では、曝気能力が著しく低下する問題があった。

しかしながら、本実施形態においては、各ガイドカバー２２が、各流出口２６に対応する位置にそれぞれ設けられており、被処理水及び空気の浮上を阻止しながらその流出方向に案内している。そのため、被処理水への空気供給量が増加しても流出口２６から吐出された気泡が流出口２６に近い位置で浮上することがなくなり、気泡が流入口２４から再びケーシングの流路内に流入することが抑制される。その結果、フラッディング現象の発生を抑制しつつ曝気量を増加させることができるようになるため、曝気能力の向上を図ることが可能となる。

また、本実施形態においては、各ガイドカバー２２が天板４６とこの天板４６から下方に突出する一対の対向する側板４８とによって構成され、天板４６及び一対の側板４８により画成される領域が被処理水及び気泡の流出流路Ｃとなっている。そのため、被処理水及び気泡がこの流出流路Ｃに沿って流れることとなるので、気泡をガイドカバー２２に沿って確実に案内することができる。

また、本実施形態においては、板状部材５０が各ガイドカバー２２の天板４６を兼ねており、板状部材５０における隣り合うガイドカバー２２の間の各部分に２つの開口５２，５４がそれぞれ形成されている。そのため、溶存酸素量の低い被処理水が、これらの開口５２，５４を通って上昇し、再び流入口２４から吸引されるようになる。従って、水処理槽内における被処理水を十分に撹拌することができると共に、曝気量の低下を抑制することができる。

また、本実施形態においては、ケーシング１２が上部ケーシング３０と下部ケーシング３２とに分離可能とされ、本体上部１０Ａと本体下部１０Ｂとが着脱可能とされている。そのため、例えば水中モータ１４のメンテナンス時などに本体上部１０Ａのみを水処理槽内から引き上げればよいので、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では板状部材５０における隣り合うガイドカバー２２の間の各部分に２つの開口５２，５４がそれぞれ形成されたものとなっていたが、図１０に示される水中曝気装置１０１のように、板状部材５０における隣り合うガイドカバー２２の間の各部分に１つの開口５６がそれぞれ形成されたものであってもよい。そして、開口５６を開口することで形成される円弧状の連結部５６ａにより、各ガイドカバー２２同士が連結されている。また、図１１に示される水中曝気装置１０２のように、板状部材５０における隣り合うガイドカバー２２の間の各部分に板状部材５０の厚み方向に貫通する複数の貫通孔５８がそれぞれ形成されたものであってもよい。

また、図１２に示される水中曝気装置１０３のように、各ガイドカバー２２を構成する天板４６を兼ねる板状部材５０を備えず、各ガイドカバー２２が天板４６と一対の側板４８とによってそれぞれ別々に構成されたものであってもよい。また、図１３に示される水中曝気装置１０４のように、各ガイドカバー２２が天板４６と一対の側板４８とによってそれぞれ別々に構成され、天板４６が扇形状となっており、各側板４８が天板４６の各側縁に沿うようにそれぞれ配設されていてもよい。さらに、これらのように各ガイドカバー２２が天板４６と一対の側板４８とによってそれぞれ別々に構成されている場合には、各ガイドカバー２２のうちの隣り合うガイドカバー２２の間を一又は二以上の開口が形成された連結板によってそれぞれ連結してもよい。

また、図１２及び図１３に示されるように各ガイドカバー２２が天板４６と一対の側板４８とによってそれぞれ別々に構成されている場合には、各ガイドカバー２２のケーシング１２に対する取り付け角度を調整可能な角度調整手段を備えるものであってもよい。具体的には、角度調整手段は、図１４に示されるように、各ガイドカバー２２の天板４６の先端部分とワイヤ６０の一端とがそれぞれ接続され、各ワイヤ６０の他端がリング６２を介して吊りワイヤ６４と接続された構成とされている。各ガイドカバー２２は、例えばヒンジ等を介してケーシング１２に取り付けられ、あるいは柔軟性を有する弾性体によって構成されることで、ケーシング１２に対して上下方向に回動可能に設けられている。そのため、ワイヤ６４を上下方向に引き上げ又は引き下ろすのに伴って各ガイドカバー２２も上下動するようになるので、各ガイドカバー２２のケーシング１２に対する取り付け角度の調整が可能となる。また、ワイヤ６４を上方向に引き上げ続けることで各ガイドカバー２２をケーシング１２に向けて折り畳むことができ、各ガイドカバー２２が折り畳まれた状態でさらにワイヤを上方向に引き上げ続けることで水中曝気装置１０を水処理槽から引き上げることができる。

また、図１５（ａ），（ｂ）に示されるように、天板４６の流出流路Ｃを構成する下面に被処理水及び気泡の流出方向に沿って延在し、縦断面形状が略矩形状あるいは略三角形状の突条６６が形成されたガイドカバー１２２，１２３としてもよい。このようにすると、突条６６によって気泡が剪断され、十分に微細な気泡とすることができるので、気泡を水処理槽内に十分行き渡らせることが可能となる。

また、上記実施形態では上部ケーシング３０の下端部分及び下部ケーシング３２の上端部分が互いに嵌合するテーパ形状となっていたが、図１６に示されるように、下部ケーシング３２の鍔部材３２ａに突設されたガイドピン３２ｂに上部ケーシング３０の鍔部材３０ａに形成された貫通孔３０ｂを嵌合させることで、上部ケーシング３０の位置決めを行うと共に、上部ケーシング３０のずれを防止するようにしてもよい。

また、上記実施形態では給気管１４からケーシング１２の流路内に空気を導入したが、空気の他に酸素を含有するその他の気体を用いてもよい。

また、上記実施形態ではガイドカバー２２が天板４６と一対の側板４８とにより構成されていたが、側板４８がなくてもよい。

また、上記実施形態ではケーシング１２の下端部に複数の流出口２６が形成され、各流出口２６に対応する位置にガイドカバー２２がそれぞれ設けられていたが、少なくとも１つの流出口２６にガイドカバー２２を設けるものであってもよい。また、流出口２６が１つだけであってもよい。

ここで、本実施形態に係る水中曝気装置１０において曝気能力が向上することを確認するための実験を行った。実験としては、ガイドカバー２２を備える本実施形態の水中曝気装置１０と、ガイドカバー２２のない従来の水中曝気装置１００とをそれぞれ水処理槽内に設置して、給気量と酸素移動動力効率との関係をそれぞれ測定した。このとき、水中曝気装置１０，１００が設置される水処理槽は、幅が１０ｍ、奥行きが１０ｍ、深さが５ｍであった。また、水中曝気装置１０，１００の出力は、共に３．７ｋＷであった。さらに、水中曝気装置１０における各ガイドカバー２２の長さをそれぞれ１ｍとした。なお、給気量［Ｓｍ^３／ｍｉｎ］は、標準状態（２０℃、１０１．３ｋＰａ）におけるケーシング１２の流路内への空気の供給量を表わしており、酸素移動動力効率［ｋｇＯ_２／ｋＷｈ］は、水中曝気装置１０，１００の単位仕事量当たりに被処理水中に溶解する酸素の質量を表わしている。

実験の結果を図９に示す。図９において、実線Ｌ１が本実施形態の水中曝気装置１０の測定結果となっており、破線Ｌ２が従来の水中曝気装置１００（ガイドカバー２２を備えないもの）の測定結果となっている。

図９に示されるように、従来の水中曝気装置１００では、給気量を２Ｓｍ^３／ｍｉｎから４Ｓｍ^３／ｍｉｎへと増加させるのに伴い酸素移動動力効率が増加していき、給気量が４Ｓｍ^３／ｍｉｎのときに酸素移動動力効率が１．８ｋｇＯ_２／ｋＷｈと最も良好な値を示し、給気量を４Ｓｍ^３／ｍｉｎから６．５Ｓｍ^３／ｍｉｎへと更に増加させるのに伴い酸素移動動力効率が低下していった。これは、給気量が４Ｓｍ^３／ｍｉｎより大きくなったときにフラッディング現象が発生したためである。一方、本実施形態の水中曝気装置１０では、給気量を４Ｓｍ^３／ｍｉｎから９．５Ｓｍ^３／ｍｉｎへと増加させるのに伴い酸素移動動力効率が増加していき、給気量が９，５Ｓｍ^３／ｍｉｎのときに酸素移動動力効率が２．０５ｋｇＯ_２／ｋＷｈとなった。そして、このように給気量を増加させた際に、フラッディング現象が発生することはなかった。その結果、本実施形態の水中曝気装置１０では、フラッディング現象の発生を抑制しつつ従来の水中曝気装置１００よりも曝気量を増加させることができ、曝気能力が向上することが確認された。

本実施形態に係る水中曝気装置を示す斜視図である。 本実施形態に係る水中曝気装置の一部破断側面図である。 本実施形態に係る水中曝気装置を示す上面図である。 本実施形態に係る水中曝気装置のケーシングの一部を拡大して示す縦断面図である。 本実施形態に係る水中曝気装置のガイドカバーを示す縦断面図である。 本実施形態に係る水中曝気装置の本体上部が給気管の第１給気部によって案内される様子を示す図である。 本実施形態に係る水中曝気装置が設置された水処理槽内の被処理水の循環の様子を示す図である。 従来の水中曝気装置が設置された水処理槽内の被処理水の循環の様子を示す図である。 給気量と酸素移動動力効率との関係を示す線図である。 他の水中曝気装置を示す上面図である。 さらに他の水中曝気装置を示す上面図である。 さらに他の水中曝気装置を示す上面図である。 さらに他の水中曝気装置を示す上面図である。 さらに他の水中曝気装置を示す斜視図である。 さらに他の水中曝気装置のガイドカバーを示す縦断面図である。 さらに他の水中曝気装置のケーシングの一部を拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

１０，１０１，１０２，１０３，１０４…水中曝気装置、１０Ａ…本体上部、１０Ｂ…本体下部、１２…ケーシング、１４…給気管、１６…水中モータ、１８…インペラ、２２，１２２，１２３…ガイドカバー、２４…流入口、２６…流出口、３０…上部ケーシング、３２…下部ケーシング、４６…天板、４８…側板、５０…板状部材、６０…ワイヤ、６４…吊りワイヤ、６６…突条、Ｃ…流出流路。

Claims (8)

1. 被処理水の流入口が上側に形成され、被処理水の流出口が下側に形成されると共に、被処理水の流路が内部に形成されたケーシングと、
   前記ケーシング内に回転可能に設けられ、回転により被処理水を前記流入口から前記流出口へと送液するインペラと、
   前記流路内の被処理水に対して酸素含有気体を供給する供給手段と、
   前記ケーシングの前記流出口に対応する位置に設けられており、前記流出口から吐出される被処理水及び酸素含有気体の流出方向に沿って延在するガイド手段とを備え、
   前記ガイド手段は、前記流出口から吐出された被処理水及び酸素含有気体を浮上阻止しながら前記流出方向に案内することを特徴とする水中曝気装置。
2. 前記ガイド手段は、天板と、該天板から下方に突出する一対の対向する側板とにより構成され、
   前記天板及び前記一対の側板により画成される領域が被処理水及び酸素含有気体の流出流路とされることを特徴とする請求項１に記載された水中曝気装置。
3. 前記天板の前記流出流路を構成する下面には、前記流出方向に沿って延在する突条が形成されていることを特徴とする請求項２に記載された水中曝気装置。
4. 前記ケーシングの下側には前記流出口が複数形成され、
   前記各流出口に対応する位置に前記ガイド手段がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載された水中曝気装置。
5. 前記各ガイド手段の天板を兼ねる板状部材を備え、
   前記板状部材の下面に前記一対の側板が各々設けられ、
   前記板状部材における隣り合う前記ガイド手段の間の各部分には、一又は二以上の開口がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項４に記載された水中曝気装置。
6. 前記各ガイド手段のうちの隣り合うガイド手段の間は、一又は二以上の開口が形成された連結板によってそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項４に記載された水中曝気装置。
7. 前記ガイド手段は、前記ケーシングに対して上下方向に回動可能に設けられており、
   前記ガイド手段の前記ケーシングに対する取り付け角度を調整可能な角度調整手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載された水中曝気装置。
8. 前記ケーシングは、上部ケーシングと下部ケーシングとに分離可能とされ、
   前記上部ケーシング、前記インペラ及び前記インペラを回転駆動させる駆動手段を含む本体上部と、前記下部ケーシング、前記供給手段及び前記ガイド手段を含む本体下部とが着脱可能とされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載された水中曝気装置。

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