JP2009247927A - Aeration agitator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下水あるいは汚水を処理する廃水処理施設において、流入した汚水と微生物を主体とする活性汚泥を曝気・攪拌する曝気攪拌機に関するものである。 The present invention relates to an aeration stirrer for aeration and agitation of sewage and activated sludge mainly composed of microorganisms in a wastewater treatment facility for treating sewage or sewage.
下水処理場などの廃水処理施設では、流入した下水あるいは汚水を処理するに際し、当該汚水あるいは下水と微生物を主体とする活性汚泥を水槽において混合・攪拌し、さらに当該水槽に空気を供給、すなわち曝気することによって、活性汚泥微生物が空気中の酸素を利用し、下水あるいは汚水中の汚濁物を分解している。 In a wastewater treatment facility such as a sewage treatment plant, when treating sewage or sewage that has flowed in, the sewage or activated sludge mainly composed of sewage and microorganisms is mixed and stirred in a water tank, and air is supplied to the water tank, that is, aeration. By doing so, activated sludge microorganisms use oxygen in the air to decompose sewage or pollutants in the sewage.
近年においては、水槽底部付近に散気装置に設置し、外部に設けた送風機から該散気装置に圧縮空気を導入することにより、水槽内に空気を供給する曝気方法が多く見られる。
この方法では、散気装置から放出される空気を1ミリメートル以下の微細な気泡にすることにより気泡の表面積を大きくし、もって液相への酸素移動効率を高めている。
In recent years, there are many aeration methods in which air is supplied into the water tank by installing it in the air diffuser near the bottom of the water tank and introducing compressed air into the air diffuser from a blower provided outside.
In this method, the air discharged from the air diffuser is made into fine bubbles of 1 millimeter or less, thereby increasing the surface area of the bubbles, thereby improving the efficiency of oxygen transfer to the liquid phase.
しかしながら、この散気装置では、圧縮空気を水槽底部付近に導入するために大容量の送風機が必要となり、その運転に多大な動力が必要となっている。
また、水槽内での汚水の処理を良好に行うためには、散気装置から放出される空気を水槽全体に行き渡らせる、すなわち水槽内を適切に混合・攪拌する必要があるが、散気装置による曝気方法では、補助的に攪拌装置を設けたり、導入する圧縮空気の量を増やすなど、さらに多大な動力が必要となるなどの問題がある。
However, in this air diffuser, a large-capacity blower is required to introduce compressed air to the vicinity of the bottom of the water tank, and a large amount of power is required for its operation.
In addition, in order to treat sewage well in the water tank, it is necessary to distribute the air released from the air diffuser throughout the water tank, that is, to properly mix and agitate the water tank. However, there is a problem that a large amount of power is required, such as providing an auxiliary stirring device or increasing the amount of compressed air to be introduced.
本発明では、上記従来の曝気・攪拌方法が有する問題点に鑑み、少ない動力でもって、効率的な曝気と攪拌をすることができる曝気攪拌機を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an aeration stirrer that can efficiently perform aeration and agitation with a small amount of power in view of the problems of the conventional aeration and agitation methods.
上記目的を達成するため、本発明の曝気攪拌機は、回転する中空軸を介して空気中から水中に曝気するようにした曝気攪拌機であって、軸方向に離間した2枚の円板からなり、外周部に複数の開口部を有する散気体を中空軸の先端に同軸に配設するとともに、該散気体の内部と中空軸とを連通し、該散気体の下部に、先端に下向き流を発生させる下部インペラを備えた攪拌軸を同軸に配設し、かつ該攪拌軸と散気体の周囲にドラフトチューブを配設したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the aeration stirrer of the present invention is an aeration stirrer that is configured to aerate from the air into the water through a rotating hollow shaft, and is composed of two discs separated in the axial direction, A diffused gas having a plurality of openings on the outer periphery is arranged coaxially at the tip of the hollow shaft, and the inside of the diffused gas communicates with the hollow shaft to generate a downward flow at the tip of the diffused gas. A stirring shaft provided with a lower impeller is disposed coaxially, and a draft tube is disposed around the stirring shaft and the diffused gas.
この場合において、ドラフトチューブと略同径の整流板を、ドラフトチューブの上方に設けることができる。 In this case, a current plate having the same diameter as that of the draft tube can be provided above the draft tube.
また、上向き流を発生させる上部インペラを散気体の上方で中空軸に配設するとともに、ドラフトチューブを該上部インペラの周囲まで延設し、該ドラフトチューブの散気体の周囲に開口部を設けることができる。 Also, an upper impeller that generates an upward flow is disposed on the hollow shaft above the diffused gas, and a draft tube is extended to the periphery of the upper impeller, and an opening is provided around the diffused gas of the draft tube. Can do.
また、ドラフトチューブを散気体の上下で該散気体より細径に設けるとともに、散気体付近で該散気体より大径に設けることができる。 Further, the draft tube can be provided with a diameter smaller than that of the diffused gas above and below the diffused gas, and can be provided with a diameter larger than that of the diffused gas in the vicinity of the diffused gas.
また、円板の外周側が近接するように、散気体に上下で勾配を付すことができる。 In addition, the diffused gas can be graded up and down so that the outer peripheral sides of the disks are close to each other.
本発明の曝気攪拌機によれば、回転する中空軸を介して空気中から水中に曝気するようにした曝気攪拌機であって、軸方向に離間した2枚の円板からなり、外周部に複数の開口部を有する散気体を中空軸の先端に同軸に配設するとともに、該散気体の内部と中空軸とを連通し、該散気体の下部に、先端に下向き流を発生させる下部インペラを備えた攪拌軸を同軸に配設し、かつ該攪拌軸と散気体の周囲にドラフトチューブを配設することから、中空軸と連通する散気体を回転させることにより、その外周部の開口部から圧縮空気を略水平方向に放出することができ、これにより、大容量の動力を要する送風機ではなく、電動機を用いることで水中に空気を導入することができ、省動力により曝気ができるとともに、水槽内を攪拌することができる。
また、水中に導入された圧縮空気が下部インペラによって剪断されることにより、気泡径が小さくなり、気泡全体の表面積が増加することで水中への酸素の溶解効率を高めることができる。
さらに、下部インペラとドラフトチューブの作用により、水中に導入された空気は一旦水槽の底部にまで到達することから、単に導入した場合と比べて空気の水中での滞留時間が長くなり、水中への酸素の溶解効率が高まる。
According to the aeration stirrer of the present invention, the aeration stirrer is configured to aerate from the air to the water through a rotating hollow shaft, and is composed of two discs spaced apart in the axial direction. A diffused gas having an opening is arranged coaxially at the tip of the hollow shaft, and the lower impeller that communicates the inside of the diffused gas with the hollow shaft and generates a downward flow at the tip of the diffused gas is provided. Since the stirring shaft is arranged coaxially and a draft tube is arranged around the stirring shaft and the diffused gas, it is compressed from the opening at the outer peripheral portion by rotating the diffused gas communicating with the hollow shaft. Air can be discharged in a substantially horizontal direction, so that air can be introduced into the water by using an electric motor instead of a blower that requires a large amount of power, and aeration can be achieved by power saving. Can be stirred That.
Further, since the compressed air introduced into the water is sheared by the lower impeller, the bubble diameter is reduced, and the surface area of the entire bubble is increased, so that the efficiency of dissolving oxygen in water can be increased.
Furthermore, due to the action of the lower impeller and the draft tube, the air introduced into the water once reaches the bottom of the aquarium, so the residence time of the air in the water is longer than when it is simply introduced, Increases oxygen dissolution efficiency.
この場合、ドラフトチューブと略同径の整流板を、ドラフトチューブの上方に設けることにより、水面に移動しようとする圧縮空気の一部を整流板によって抑制し、下部インペラとドラフトチューブによって生ずる水流にしたがって下向きに導入することができ、これにより、水中に導入された圧縮空気の水中での滞留時間を長くし、空気内の酸素が水中に溶解する割合を増加させることができる。 In this case, a rectifying plate having the same diameter as that of the draft tube is provided above the draft tube, so that a part of the compressed air to be moved to the water surface is suppressed by the rectifying plate, and the water flow generated by the lower impeller and the draft tube is reduced. Therefore, it can introduce | transduce downward, Thereby, the residence time in the water of the compressed air introduced in water can be lengthened, and the ratio in which the oxygen in air melt | dissolves in water can be increased.
また、上向き流を発生させる上部インペラを散気体の上方で中空軸に配設するとともに、ドラフトチューブを該上部インペラの周囲まで延設し、該ドラフトチューブの散気体の周囲に開口部を設けることにより、上下のインペラでドラフトチューブの開口部から水を吸い込んで散気体からの圧縮空気と混合し、ドラフトチューブの上部と下部から吐出することができる。 Also, an upper impeller that generates an upward flow is disposed on the hollow shaft above the diffused gas, and a draft tube is extended to the periphery of the upper impeller, and an opening is provided around the diffused gas of the draft tube. Thus, water can be sucked from the opening of the draft tube with the upper and lower impellers, mixed with the compressed air from the diffused gas, and discharged from the upper and lower parts of the draft tube.
また、ドラフトチューブを散気体の上下で該散気体より細径に設けるとともに、散気体付近で該散気体より大径に設けることにより、上下のインペラの吸い込み作用と吐出作用、圧縮空気との混合作用を強めることができる。 In addition, by providing a draft tube with a diameter smaller than that of the diffused gas above and below the diffused gas and larger than the diffused gas in the vicinity of the diffused gas, the upper and lower impellers can be sucked and discharged, and mixed with compressed air. The action can be strengthened.
また、円板の外周側が近接するように、散気体に上下で勾配を付すことにより、上下のインペラの吸い込みによりドラフトチューブの開口部から流入した水の流れを整えることができる。 In addition, the flow of water flowing in from the opening of the draft tube by suction of the upper and lower impellers can be adjusted by providing a gradient to the diffused gas so that the outer peripheral sides of the disks are close to each other.
以下、本発明の曝気攪拌機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the aeration stirrer of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本発明の曝気攪拌機の第1実施例を示す。
この曝気攪拌機は、回転する中空軸2を介して空気中から水中に曝気するものであり、軸方向に離間した2枚の円板8、9からなり、外周部に複数の開口部31を有する散気体3を中空軸2の先端に同軸に配設するとともに、該散気体3の内部と中空軸2とを連通させている。
そして、該散気体3の下部に、先端に鉛直下向き流を発生させる下部インペラ5を備えた攪拌軸4を同軸に配設し、該攪拌軸4と散気体3の周囲にドラフトチューブ6を配設している。
FIG. 1 shows a first embodiment of the aeration stirrer of the present invention.
This aeration stirrer is for aeration from the air into the water through a rotating
A
中空軸2は鉛直方向に設置されており、電動機1によって回転するように、空気中から水槽12の水中に配設されている。
中空軸2の先端には散気体3が、散気体3の下部には下部インペラ5を備えた攪拌軸4が、それぞれ一体に回転するように設けられている。
The
A diffused
散気体3は、図4に示すように、その外周部で上下の円板8、9の間に複数のブレード10を放射状に取り付けることにより、複数の細かい開口部31を周設している。
なお、ブレードの設置間隔は、数ミリメートルから十数ミリメートルであり、これにより開口部31を細孔として形成している。
また、ブレードを取り付ける代わりに、スリットや格子孔あるいは丸穴等の開口を設けた大径の短円筒を、上下の円板8、9の間に挟むように取り付けることもできる。
As shown in FIG. 4, the diffused
Note that the installation interval of the blades is several millimeters to several tens of millimeters, thereby forming the openings 31 as pores.
Further, instead of attaching the blade, it is also possible to attach a large-diameter short cylinder provided with openings such as slits, lattice holes or round holes so as to be sandwiched between the upper and
電動機1が回転することにより、中空軸2の上部から外部空気Aが吸引され、散気体3の開口部31から圧縮空気Bとして水平方向に放出される。
水面下に設けたドラフトチューブ6内には、下部インペラ5によって鉛直下降流が生じており、これにより圧縮空気Bの一部が鉛直下向きに持ち込まれる。圧縮空気Bは、さらに下部インペラ5によって剪断され、さらに気泡径が小さくなる。
When the
In the
なお、ドラフトチューブ6は、電動機1側に設置するようにしてもよいし、あるいは水槽側に設置するようにしてもよいが、散気体3及び下部インペラ5はドラフトチューブ6内に配設する必要がある。
The
図2に、本発明の曝気攪拌機の第2実施例を示す。
この曝気攪拌機は、第1実施例と同様の構成に加え、ドラフトチューブ6と略同径の円形の整流板7を、ドラフトチューブ6の上方に設けている。
なお、第1実施例と同一部材は、同一符号を記すことによりその説明を省略する。
FIG. 2 shows a second embodiment of the aeration stirrer of the present invention.
This aeration stirrer is provided with a circular rectifying
Note that the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
圧縮空気Bの一部は浮力によって鉛直上向き、すなわち水面に移動しようとするが、散気体3の上部に設けた整流板7によって阻害され、かつ下部インペラ5によって生ずる水流にしたがって、鉛直下向きに導入される。
これにより、水中に導入された圧縮空気Bの水中での滞留時間が増加し、もって、空気内の酸素が水中に溶解する割合が増加する。
A part of the compressed air B is vertically upward due to buoyancy, that is, tries to move to the water surface, but is blocked by the rectifying
Thereby, the residence time in the water of the compressed air B introduced into the water increases, and thus the rate at which oxygen in the air dissolves in the water increases.
図3に、本発明の曝気攪拌機の第3実施例を示す。
この曝気攪拌機は、第1実施例と同様の構成に加え、上向き流を発生させる上部インペラを散気体3の上方で中空軸2に配設するとともに、ドラフトチューブ6を該上部インペラの周囲まで延設し、該ドラフトチューブ6の散気体3の周囲に開口部61を周設している。
そして、ドラフトチューブ6を散気体3の上下で該散気体3より細径に設けるとともに、散気体付近で該散気体3より大径に設けている。
なお、第1実施例と同一部材は、同一符号を記すことによりその説明を省略する。
FIG. 3 shows a third embodiment of the aeration stirrer of the present invention.
In this aeration stirrer, in addition to the same configuration as in the first embodiment, an upper impeller that generates an upward flow is disposed on the
The
Note that the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
上部インペラ11は、下部インペラ5とは水流発生方向が異なっており、鉛直上向きに水流を発生させることができる。
なお、上部インペラ11及び下部インペラ5のサイズ等を変化させることにより、上下水流の流量を変化させることができるが、下部インペラ5の能力を上部インペラ11の能力より大きくすることにより、水中に導入された圧縮空気Bを鉛直下向きに多く送り込むのが望ましい。
The upper impeller 11 is different from the
The flow rate of the vertical water flow can be changed by changing the sizes of the upper impeller 11 and the
また、散気体3は、円板8、9の外周側が近接するように上下で勾配が付されているが、これにより中空軸2を通じて吸引された空気が半径外方向に排出される際に圧力がかかり、より圧縮空気が放出されやすくなる。
また、散気体3が鉛直方向上下に勾配を持つことにより、上下のインペラの吸い込みによりドラフトチューブ6の開口部61から流入した水の流れを整えることができる。
In addition, the diffused
Further, since the diffused
図5に、第3実施例の曝気攪拌機の作用を示す。
上部インペラ11及び下部インペラ5によって発生する水流は、水槽12内において上部及び下部にそれぞれ循環流を発生させる。
それとともに、散気体3から放出される圧縮空気Bを巻き込み、気泡を含有する上噴出し流C及び下噴出し流Dが生じる。
FIG. 5 shows the operation of the aeration stirrer of the third embodiment.
The water flow generated by the upper impeller 11 and the
At the same time, the compressed air B released from the diffused
上噴出し流Cに含まれる酸素は、一部は水中に溶解するが、水面に早く達するためにその溶解効率は低い。
これに対し、下噴出し流Dは、水槽底部にまで達し、水槽底部を水平方向に移動したのち、水槽壁面を鉛直上向きに流れ、一部は再び曝気攪拌機に吸い込まれ、水槽12内を循環する。
下噴出し流Dに含まれる空気は、一部はその浮力によって水面へと移動して大気開放されるが、特に、下部インペラ5によって微細なサイズにまで剪断された気泡は、その浮力が小さいために水流にしたがって水槽12内に長い時間滞留することができ、もって水中への酸素の移動効率が高くなる。
Part of the oxygen contained in the upper jet stream C dissolves in water, but its dissolution efficiency is low because it reaches the water surface quickly.
On the other hand, the lower jet flow D reaches the bottom of the water tank, moves in the horizontal direction of the water tank, then flows vertically upward on the wall surface of the water tank, and a part is sucked into the aeration stirrer again and circulates in the water tank 12. To do.
Part of the air contained in the lower jet stream D moves to the surface of the water by its buoyancy and is released into the atmosphere, but in particular, the bubbles sheared to a fine size by the
以上、本発明の曝気攪拌機について、そ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。 As mentioned above, although the aeration stirrer of this invention was demonstrated based on the Example, this invention is not limited to the structure described in the said Example, The structure is changed suitably in the range which does not deviate from the meaning. be able to.
本発明の曝気攪拌機は、少ない動力でもって、効率的な曝気と攪拌をすることができるという特性を有していることから、省動力化を図るようにした曝気攪拌機として広く好適に用いることができる。 Since the aeration stirrer of the present invention has a characteristic that it can efficiently aerate and stir with less power, it can be used widely and suitably as an aeration stirrer designed to save power. it can.
1 電動機
2 中空軸
3 散気体
31 開口部
4 攪拌軸
5 下部インペラ
6 ドラフトチューブ
61 開口部
7 整流板
8 上の円板
9 下の円板
10 ブレード
11 上部インペラ
12 水槽
A 外部空気
B 圧縮空気
C 上噴出し流
D 下噴出し流
DESCRIPTION OF
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