JP2013123664A - Aerator and water treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、曝気装置に関し、具体的には例えば、曝気槽内の液体を飛散し液面へ落下させることにより気泡を生じさせ該気泡を液体中にて循環させる曝気装置に関する。また、該曝気装置を備えた水処理装置に関する。 The present invention relates to an aeration apparatus, and specifically relates to, for example, an aeration apparatus that scatters liquid in an aeration tank and drops the liquid onto a liquid surface to generate bubbles and circulate the bubbles in the liquid. Moreover, it is related with the water treatment apparatus provided with this aeration apparatus.
従来、上記のごとき曝気装置としては、様々なものが知られており、例えば、中空円錐状に形成され頂点が上側となるように配され、頂点から下方に延びる回転軸を中心に回転する回転部材を備えたものが知られている（特許文献１）。
該回転部材には、円錐側面の一部を上下方向に沿って帯状に切り取った切り欠き（スリット）が周方向に沿って複数形成されている。また、該回転部材は、円錐側面から外側且つ回転方向へ延びた外側翼部と、側面から内側且つ回転逆方向へ延びた内側翼部とをそれぞれスリット数と同数備え、外側翼部及び内側翼部が、円錐側面における切り欠きの長手方向に沿った両端縁からそれぞれ延びるように構成されている。
Conventionally, various types of aeration devices such as those described above are known. For example, rotation is performed around a rotation axis that is formed in a hollow conical shape and is arranged so that the apex is on the upper side and extends downward from the apex. The thing provided with the member is known (patent document 1).
A plurality of notches (slits) are formed in the rotating member along the circumferential direction by cutting a part of the conical side surface in a strip shape along the vertical direction. The rotating member includes an outer wing portion extending from the conical side surface and extending in the rotation direction, and an inner wing portion extending from the side surface and extending in the opposite direction of rotation to the number of slits. The portion is configured to extend from both end edges along the longitudinal direction of the notch on the conical side surface.
この種の曝気装置は、液体に一部が浸かるように配された上記回転部材を回転させて、液体を回転部材の外方側へ飛散させ、液滴となって飛散した液体が液面に落下した衝撃により、液体中に気泡が生じるように構成されている。 This type of aeration apparatus rotates the rotating member arranged so that a part of the liquid is immersed in the liquid, so that the liquid is scattered to the outside of the rotating member, and the liquid scattered as droplets is applied to the liquid surface. It is configured such that bubbles are generated in the liquid due to the dropped impact.
また、この種の曝気装置は、筒状に形成され筒軸方向が上下方向となるように配され、且つ内側空間が回転部材の下方側に位置するように配されるドラフトチューブをさらに備えている。この種の曝気装置は、使用時において、上述のごとく回転部材によって液体を飛散させ、チューブの外側まで飛散させた液体が落下する衝撃により、液体中に気泡を生じさせることができる。しかも、チューブの内側空間が回転部材の下方に配されるため、回転部材の外方側へ液体が飛散された分、チューブの内側を液体が上方へ移動する。そして、液体がチューブの内側を上方へ移動した分、チューブの下方においてチューブの外方側から内方側へと液体が流れ込む。そして、チューブの内側へ液体が流れ込むことに伴って、チューブの外側にて液体が下方へ移動し、液面付近において気泡を含んだ液体もチューブの外側を下方へ移動し得る。
従って、この種の曝気装置によれば、液体がドラフトチューブの内側にて上方へ、また、外側にて下方へ移動することから、曝気装置内にて液体の一部が循環できる。
In addition, this type of aeration apparatus further includes a draft tube that is formed in a cylindrical shape, is arranged so that the cylinder axis direction is the vertical direction, and is arranged so that the inner space is located below the rotating member. Yes. When this type of aeration apparatus is used, the liquid is scattered by the rotating member as described above, and bubbles can be generated in the liquid by the impact of dropping the liquid scattered to the outside of the tube. Moreover, since the inner space of the tube is disposed below the rotating member, the liquid moves upward on the inner side of the tube as much as the liquid is scattered outward of the rotating member. Then, as the liquid moves upward inside the tube, the liquid flows from the outer side of the tube to the inner side under the tube. As the liquid flows into the tube, the liquid moves downward on the outside of the tube, and the liquid containing bubbles near the liquid surface can also move downward on the outside of the tube.
Therefore, according to this type of aeration apparatus, the liquid moves upward inside the draft tube and downwards outside, so that a part of the liquid can circulate in the aeration apparatus.
しかしながら、特許文献１に記載のごとく、単に回転部材とドラフトチューブを備えただけの曝気装置は、気泡を含んだ液体を必ずしも十分に循環させることができないという問題を有している。 However, as described in Patent Document 1, an aeration apparatus that simply includes a rotating member and a draft tube has a problem that liquid containing bubbles cannot always be circulated sufficiently.
本発明は、上記の問題点等に鑑み、曝気槽内の液体循環性能に優れた曝気装置を提供することを課題とする。また、曝気する液体の循環性能に優れた水処理装置を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the aeration apparatus excellent in the liquid circulation performance in an aeration tank in view of said problem. It is another object of the present invention to provide a water treatment device that excels in circulating performance of aerated liquid.
上記課題を解決すべく、本発明に係る曝気装置は、曝気槽内の液体を飛散し液面に落下させることにより気泡を生じさせ該気泡を液体中にて循環させる曝気装置であって、
曝気槽内で使用する状態では、曝気槽内の液体に少なくとも一部が浸かるように配され水平方向に回転する回転部と、筒状に形成され筒軸方向が上下方向となるように且つ内側空間が前記回転部の下方に位置するように配されるドラフトチューブとを備え、
前記回転部は、回転によって前記液体を前記ドラフトチューブの径方向の外側へ飛散させる羽根部材を有し、前記ドラフトチューブは、下端が前記曝気槽の底面から０．２〜１．５ｍ離間して配されるように構成されており、且つ、下方部にて下方ほど径が大きくなる逆テーパー状に形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the aeration apparatus according to the present invention is an aeration apparatus that circulates the bubbles in the liquid by generating bubbles by scattering the liquid in the aeration tank and dropping it on the liquid surface.
In a state where it is used in the aeration tank, it is arranged so that at least a part is immersed in the liquid in the aeration tank and rotates in the horizontal direction, and is formed in a cylindrical shape so that the cylinder axis direction is the vertical direction and inside A draft tube arranged so that the space is positioned below the rotating part,
The rotating part has a blade member that disperses the liquid to the outside in the radial direction of the draft tube by rotation, and the lower end of the draft tube is 0.2 to 1.5 m away from the bottom surface of the aeration tank. It is comprised so that it may be distribute | arranged, and it is formed in the reverse taper shape from which a diameter becomes large in the downward part downward.
上記構成からなる曝気装置においては、前記回転部の回転により、前記羽根部材が液体を飛散することができるため、飛散した液体が液面に落ちる衝撃によって、液体中に気泡を生じさせることができる。しかも、ドラフトチューブ（以下、単にチューブともいう）の径方向の外側へ液体を飛散させるため、上面視にてチューブの外側にて液体中に気泡が生じる。
また、前記回転部から液体が飛散すると、飛散された液体を補うように、回転部の下方に配された前記ドラフトチューブの内側から回転部へ向けて液体が移動する。従って、前記ドラフトチューブの内側を液体が上昇する。
しかも、前記ドラフトチューブの下端が前記曝気槽の底面から０．２〜１．５ｍ離間して配されるため、前記ドラフトチューブの内側の液体が上記のごとく回転部へ向けて移動した分、チューブの下方側にある液体が、チューブの外側から内側へ比較的容易に流れ込むことができる。
また、前記ドラフトチューブが、下方部にて下方ほど径が大きくなる逆テーパー状に形成されているため、底部流速を上げることが出来ることから、チューブの下方側において液体がチューブの外側から内側に比較的容易に流れ込むことができる。
従って、前記曝気装置によれば、ドラフトチューブの下方側において外側から内側に流れ込んだ液体が、チューブの内側を上昇して回転部に達し、回転部によって液体がドラフトチューブの径方向の外側へ飛散し、該飛散により気泡を含んだ液体が、前記ドラフトチューブの外側を下方へ移動し、そして、チューブの下方側において内側に流れ込むという、液体の循環を起こすことができる。
In the aeration apparatus having the above-described configuration, the blade member can scatter liquid by the rotation of the rotating unit. Therefore, bubbles can be generated in the liquid by the impact of the scattered liquid falling on the liquid surface. . Moreover, since the liquid is scattered to the outside in the radial direction of the draft tube (hereinafter also simply referred to as a tube), bubbles are generated in the liquid outside the tube as viewed from above.
Further, when the liquid splashes from the rotating part, the liquid moves from the inside of the draft tube arranged below the rotating part toward the rotating part so as to compensate for the scattered liquid. Accordingly, the liquid rises inside the draft tube.
In addition, since the lower end of the draft tube is arranged 0.2 to 1.5 m away from the bottom surface of the aeration tank, the liquid inside the draft tube moves toward the rotating portion as described above, and the tube The liquid on the lower side of the tube can flow relatively easily from the outside to the inside of the tube.
In addition, since the draft tube is formed in a reverse taper shape having a diameter that increases in the lower part at the lower part, the bottom flow rate can be increased, so that the liquid flows from the outer side to the inner side on the lower side of the tube. It can flow in relatively easily.
Therefore, according to the aeration apparatus, the liquid that has flowed in from the outside to the inside on the lower side of the draft tube rises up to the inside of the tube and reaches the rotating portion, and the rotating portion scatters the liquid to the outside in the radial direction of the draft tube. Then, the liquid containing bubbles due to the scattering moves downward on the outside of the draft tube, and then flows into the inside on the lower side of the tube.
本発明の曝気装置においては、前記ドラフトチューブは、上端が前記液体の液面より上側に配されるように構成されていることが好ましい。前記ドラフトチューブの上端が前記液体の液面より上側に配されていることにより、曝気槽内において液体がより確実に循環し得るという利点がある。
また、本発明の曝気装置は、前記羽根部材の一部が曝気槽内の液体に浸かるように構成されていることが好ましい。斯かる構成により、比較的小さい動力でも効率よく前記回転部を回転させることができ、しかも、回転によって液体が空気とともに撹乱されながら外方側へ飛散されるため、液体をより確実に微細な液滴へと変化させて空中へ飛散させることができるという利点がある。また、前記液体をより確実にドラフトチューブの径方向の外側へ飛散させることができるという利点がある。
In the aeration apparatus of the present invention, it is preferable that the draft tube is configured such that the upper end is arranged above the liquid level of the liquid. Since the upper end of the draft tube is arranged above the liquid level of the liquid, there is an advantage that the liquid can circulate more reliably in the aeration tank.
Moreover, it is preferable that the aeration apparatus of the present invention is configured such that a part of the blade member is immersed in the liquid in the aeration tank. With such a configuration, the rotating unit can be efficiently rotated even with relatively small power, and the liquid is scattered with the air while being disturbed together with the air by the rotation. There is an advantage that it can be changed into droplets and scattered into the air. Further, there is an advantage that the liquid can be more reliably scattered to the outside in the radial direction of the draft tube.
本発明に係る水処理装置は、液体を貯留する曝気槽と、該曝気槽内の液体を飛散し液面に落下させることにより気泡を生じさせ該気泡を液体中にて循環させて液体を曝気する曝気装置とを備えた水処理装置であって、
前記曝気装置は、曝気槽内の液体に少なくとも一部が浸かるように配され水平方向に回転する回転部と、筒状に形成され筒軸方向が上下方向となるように且つ内側空間が前記回転部の下方に位置するように配されるドラフトチューブとを備え、
前記回転部は、回転によって前記液体を前記ドラフトチューブの径方向の外側へ飛散させる羽根部材を有し、前記ドラフトチューブは、下端が前記曝気槽の底面から０．２〜１．５ｍ離間して配されており、且つ、下方部にて下方ほど径が大きくなる逆テーパー状に形成されていることを特徴とする。
The water treatment apparatus according to the present invention includes an aeration tank for storing liquid, and bubbles are generated by scattering the liquid in the aeration tank and dropping it on the liquid surface, and circulating the bubbles in the liquid to aerate the liquid. A water treatment device equipped with an aeration device
The aeration apparatus has a rotating portion that is arranged so that at least a part is immersed in the liquid in the aeration tank and rotates in the horizontal direction, and is formed in a cylindrical shape so that the cylinder axis direction is the vertical direction and the inner space is rotated. A draft tube arranged to be located below the part,
The rotating part has a blade member that disperses the liquid to the outside in the radial direction of the draft tube by rotation, and the lower end of the draft tube is 0.2 to 1.5 m away from the bottom surface of the aeration tank. Further, it is characterized in that it is formed in a reverse taper shape having a diameter that increases in the lower part at the lower part.
上述の通り、本発明の曝気装置は、曝気槽内の液体循環性能に優れているという効果を奏する。また、本発明の水処理装置は、曝気する液体の循環性能に優れているという効果を奏する。 As described above, the aeration apparatus of the present invention has an effect that the liquid circulation performance in the aeration tank is excellent. In addition, the water treatment apparatus of the present invention has an effect of being excellent in the circulation performance of the aerated liquid.
以下、本発明に係る水処理装置及び曝気装置の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の水処理装置を斜め上方から見た様子を表した図であり、図２は、本実施形態の曝気装置の概略図である。
Hereinafter, embodiments of a water treatment apparatus and an aeration apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which the water treatment apparatus according to the present embodiment is viewed obliquely from above, and FIG. 2 is a schematic diagram of the aeration apparatus according to the present embodiment.
本実施形態の水処理装置１０は、液体を貯留する曝気槽５と、該曝気槽５内の液体を飛散し液面に落下させることにより気泡を生じさせ該気泡を液体中にて循環させて液体を曝気する曝気装置１とを備えた水処理装置１０であって、
前記曝気装置１は、曝気槽５内の液体に少なくとも一部が浸かるように配され水平方向に回転する回転部２と、筒状に形成され筒軸方向が上下方向となるように且つ内側空間が前記回転部の下方に位置するように配されるドラフトチューブ３とを備え、
前記回転部２は、回転によって前記液体を前記ドラフトチューブ３の径方向の外側へ飛散させる羽根部材２ｂを有し、前記ドラフトチューブ３は、下端が前記曝気槽５の底面から０．２〜１．５ｍ離間して配されており、且つ、下方部にて下方ほど径が大きくなる逆テーパー状に形成されているものである。
The water treatment apparatus 10 of the present embodiment generates a bubble by circulating the liquid in the aeration tank 5 that stores the liquid and dropping the liquid in the aeration tank 5 to the liquid surface, and circulates the bubbles in the liquid. A water treatment device 10 comprising an aeration device 1 for aerating liquid,
The aeration apparatus 1 includes a rotating portion 2 that is arranged so that at least a part is immersed in the liquid in the aeration tank 5 and rotates in the horizontal direction, and is formed in a cylindrical shape so that the cylinder axis direction is the vertical direction, and the inner space. And a draft tube 3 arranged so as to be positioned below the rotating part,
The rotating unit 2 has a blade member 2b that disperses the liquid to the outside in the radial direction of the draft tube 3 by rotation, and the lower end of the draft tube 3 is 0.2 to 1 from the bottom surface of the aeration tank 5. It is spaced apart by 5 m and is formed in a reverse taper shape with a diameter increasing toward the lower part in the lower part.
前記曝気槽５は、図１に示すように、通常、上方が開口された中空の直方体形状を有している。前記曝気槽５の大きさは、特に限定されるものではないが、水平方向の縦及び横の長さがそれぞれ７ｍ〜４０ｍ、７ｍ〜４０ｍである。また、面積あたりの処理可能水量がより十分なものになるという点で、好ましくは深さが３ｍ以上であり、前記前記曝気装置１によって効率的な気泡の循環が行えるという点で、好ましくは深さが５ｍ以下である。
前記曝気槽５は、液体の循環がより優れたものになるという点で、底面が平面状に形成されていることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the aeration tank 5 usually has a hollow rectangular parallelepiped shape with an upper opening. The size of the aeration tank 5 is not particularly limited, but the vertical and horizontal lengths in the horizontal direction are 7 m to 40 m and 7 m to 40 m, respectively. In addition, the depth is preferably 3 m or more in that the amount of water that can be treated per area is more sufficient, and the depth is preferably in that the aeration apparatus 1 can efficiently circulate bubbles. Is 5 m or less.
The aeration tank 5 is preferably formed to have a flat bottom surface in that the liquid circulation is more excellent.
前記液体は、前記曝気槽５に貯留されて曝気される。前記液体は、通常、曝気により酸素の供給を必要とするものであり、該液体としては、具体的には例えば、好気処理される汚水などの有機系排水等が挙げられる。 The liquid is stored in the aeration tank 5 and aerated. The liquid usually requires supply of oxygen by aeration, and specific examples of the liquid include organic wastewater such as sewage to be aerobically treated.
前記液体は、通常、前記曝気槽５の底面から３〜５ｍ高さになるように曝気槽５内に貯留される。 The liquid is usually stored in the aeration tank 5 so as to be 3 to 5 m high from the bottom surface of the aeration tank 5.
前記曝気装置１は、前記曝気槽５内の液体を飛散し液面に落下させることにより気泡を生じさせ該気泡を液体中にて循環させるべく、前記回転部２と、前記ドラフトチューブ３とを備えている。 The aeration apparatus 1 scatters the liquid in the aeration tank 5 and drops it onto the liquid surface, thereby generating bubbles and circulating the bubbles in the liquid. I have.
前記回転部２は、前記曝気槽５内で使用する状態では、図２に示すように、円板状に形成され水平方向に回転する回転用本体２ａと、該回転用本体２ａの周方向に沿って取り付けられ回転によって前記液体を外方側へ飛散させる羽根部材２ｂと、前記回転用本体２ａの上側面の円中心から上側へ延びる棒状の回転棒２ｃとを有している。 In the state used in the aeration tank 5, the rotating unit 2 is formed in a disc shape and rotates in a horizontal direction, as shown in FIG. 2, and in the circumferential direction of the rotating body 2a. A blade member 2b that is attached along the surface and scatters the liquid outward by rotation, and a rod-like rotating rod 2c that extends upward from the center of the circle on the upper side surface of the main body 2a for rotation.
前記回転用本体２ａは、それぞれの面が上方及び下方を向くように配されており、円板形状の円中心に位置する上下軸を中心に水平方向に回転するように構成されている。 The main body 2a for rotation is arranged so that the respective surfaces face upward and downward, and is configured to rotate in the horizontal direction around the vertical axis located at the center of the disk-shaped circle.
前記羽根部材２ｂは、前記回転部２の回転により前記液体を外方側へ飛散させるように構成されている。詳しくは、回転により前記ドラフトチューブ３の径方向の外側へ前記液体を飛散させるように構成されている。 The blade member 2b is configured to scatter the liquid outward by the rotation of the rotating unit 2. Specifically, the liquid is scattered to the outside in the radial direction of the draft tube 3 by rotation.
前記羽根部材２ｂは、曝気槽５内の液体に全部が浸かるように配されてもよいが、一部が浸かるように配されることが好ましい。前記羽根部材２ｂの一部が液体に浸かるように配されることにより、比較的小さい動力でも効率よく前記回転部２を回転させることができ、しかも、回転によって液体が空気とともに撹乱されながら外方側へ飛散されるため、液体をより確実に微細な液滴へと変化させて空中へ飛散させることができるという利点がある。また、前記液体をより確実にドラフトチューブ３の径方向の外側へ飛散させることができるという利点がある。 The blade member 2b may be disposed so as to be completely immersed in the liquid in the aeration tank 5, but is preferably disposed so as to be partially immersed. By disposing the blade member 2b so that a part of the blade member 2b is immersed in the liquid, the rotating part 2 can be efficiently rotated even with relatively small power, and the liquid is disturbed together with the air by the rotation. Since the liquid is scattered to the side, there is an advantage that the liquid can be more surely changed into fine droplets and scattered into the air. Further, there is an advantage that the liquid can be more reliably scattered to the outside in the radial direction of the draft tube 3.
前記羽根部材２ｂは、より多くの液体を飛散させることができるという点で、図２に示すように、複数（例えば１２〜３２枚）が前記回転用本体２ａに取り付けられていることが好ましい。 As shown in FIG. 2, it is preferable that a plurality (for example, 12 to 32) of the blade members 2b are attached to the rotating main body 2a in that a larger amount of liquid can be scattered.
前記羽根部材２ｂは、通常、板状に形成されている。前記羽根部材２ｂとしては、具体的には例えば、平板状に形成されたもの、湾曲した板状に形成されたものなどが挙げられる。
また、前記羽根部材２ｂは、円形、楕円形、多角形等の形状に形成され得る。
The blade member 2b is usually formed in a plate shape. Specific examples of the blade member 2b include those formed in a flat plate shape and those formed in a curved plate shape.
The blade member 2b may be formed in a shape such as a circle, an ellipse, or a polygon.
前記羽根部材２ｂは、より確実に液体を外方側へ飛散させることができるという点で、回転方向側の面が斜め上方を向くように、前記回転用本体２ａに取り付けられていることが好ましい。 The blade member 2b is preferably attached to the rotation main body 2a so that the surface on the rotation direction side faces obliquely upward in that the liquid can be more reliably scattered outward. .
前記羽根部材２ｂは、具体的には、例えば図２に示すように、中空球体が８等分割された湾曲板状に形成されていることが好ましい。即ち、３頂点を備えた正三角形状の板材が一方側へ湾曲し、一方側の面が凸状となり他方側の面が凹状となるように形成されていることが好ましい。斯かる羽根部材２ｂは、凹状面が回転方向を向き凹状面の中心部分が斜め上方を向くように、且つ１頂点が下向きとなるように回転用本体２ａに取り付けられている。斯かる形状の羽根部材２ｂが上記のごとく回転用本体２ａに取り付けられていることにより、より確実に液体を飛散させることができるという利点がある。 Specifically, for example, as shown in FIG. 2, the blade member 2b is preferably formed in a curved plate shape in which a hollow sphere is divided into eight equal parts. That is, it is preferable that the equilateral triangular plate material having three vertices be curved to one side so that the surface on one side is convex and the surface on the other side is concave. The blade member 2b is attached to the main body 2a for rotation so that the concave surface faces the rotation direction and the central portion of the concave surface faces obliquely upward, and one vertex faces downward. Since the blade member 2b having such a shape is attached to the rotating main body 2a as described above, there is an advantage that the liquid can be more reliably scattered.
前記回転棒２ｃは、図２に示すように、円板形状の前記回転用本体２ａの中心部に下端部が取り付けられている。該回転棒２ｃが周方向に回転することにより、前記回転用本体２ａが回転すると同時に、該回転用本体２ａの外周に沿って取り付けられた前記羽根部材２ｂが回転用本体２ａの周方向に沿って回転する。 As shown in FIG. 2, the rotating rod 2c has a lower end attached to a central portion of the disk-shaped rotating main body 2a. As the rotating rod 2c rotates in the circumferential direction, the rotating main body 2a rotates, and at the same time, the blade member 2b attached along the outer periphery of the rotating main body 2a extends along the circumferential direction of the rotating main body 2a. Rotate.
前記回転部２においては、上述したように、羽根部材２ｂの形状、回転用本体２ａに取り付けた羽根部材２ｂの向きなどを適宜調整することにより、液体の飛散距離を調節することができる。また、例えば、回転部２の回転数を大きくすること、液体に浸かった羽根部材２ｂの下端から液面までの距離を短くすることなどによって、液体をより遠くへ飛散させることができる。従って、前記回転部２は、羽根部材２ｂによって前記液体を前記ドラフトチューブ３の径方向の外側まで飛散させることができる。 In the rotating unit 2, as described above, the scattering distance of the liquid can be adjusted by appropriately adjusting the shape of the blade member 2b, the direction of the blade member 2b attached to the main body 2a for rotation, and the like. Further, for example, by increasing the number of rotations of the rotating unit 2 and shortening the distance from the lower end of the blade member 2b immersed in the liquid to the liquid surface, the liquid can be scattered further. Therefore, the rotating part 2 can scatter the liquid to the outside in the radial direction of the draft tube 3 by the blade member 2b.
前記回転部２は、例えば、曝気槽５の上側に配されたモータに前記回転棒２ｃの上部が取り付けられることにより、水平方向に回転可能でありながら、曝気槽５内において所定位置に設置されている。モータは、例えば曝気槽５の上側に配された通路用スラブに固定される。
なお、前記回転部２は、通常、水平方向の径長さが１．４〜２．７ｍとなるように形成されている。
斯かる大きさの回転部２を回転させることにより、上方側から見た曝気槽５の面積に対する回転部の面積の割合が比較的大きいものとなり、比較的少ない回転力（動力）によって液滴を回転部２から十分に飛散させることができることから、エネルギー効率がより良好になり得るという利点がある。
The rotating unit 2 is installed at a predetermined position in the aeration tank 5 while being rotatable in the horizontal direction by attaching the upper part of the rotating rod 2c to a motor disposed on the upper side of the aeration tank 5, for example. ing. The motor is fixed to a passage slab disposed on the upper side of the aeration tank 5, for example.
In addition, the said rotation part 2 is normally formed so that the diameter length of a horizontal direction may be 1.4-2.7m.
By rotating the rotator 2 having such a size, the ratio of the area of the rotator to the area of the aeration tank 5 viewed from the upper side becomes relatively large, and droplets are generated by a relatively small rotational force (power). Since it can be sufficiently scattered from the rotating part 2, there is an advantage that energy efficiency can be improved.
前記ドラフトチューブ３は、図２に示すように、例えば円筒状に形成されている。また、前記曝気槽５内で使用する状態では、筒軸方向が上下方向となるように配され、内側空間が前記回転部２の下方に位置するように配されている。 As shown in FIG. 2, the draft tube 3 is formed in a cylindrical shape, for example. Further, in the state of use in the aeration tank 5, the cylinder axis direction is arranged in the vertical direction, and the inner space is arranged below the rotating unit 2.
また、前記ドラフトチューブ３は、下端が前記曝気槽５の底面から０．２〜１．５ｍ離間して配されている。
前記ドラフトチューブ３の下端と前記曝気槽５の底面との離間距離が０．２ｍ未満になるか、又は、１．５ｍを超えると、曝気槽５内における液体の循環が不十分なものになるおそれがある。
前記ドラフトチューブ３は、曝気槽５内における液体の循環がより良好なものになるという点で、下端が前記曝気槽５の底面から１．２ｍ以下離間して配されていることが好ましく、１．０ｍ以下離間して配されていることがより好ましい。
The draft tube 3 is arranged such that the lower end is 0.2 to 1.5 m away from the bottom surface of the aeration tank 5.
If the distance between the lower end of the draft tube 3 and the bottom surface of the aeration tank 5 is less than 0.2 m or exceeds 1.5 m, the circulation of the liquid in the aeration tank 5 becomes insufficient. There is a fear.
The draft tube 3 is preferably disposed with a lower end spaced 1.2 m or less from the bottom surface of the aeration tank 5 in that the circulation of the liquid in the aeration tank 5 becomes better. More preferably, they are spaced apart by 0.0 m or less.
前記ドラフトチューブ３の内側空間が前記回転部２の下方に位置するように配されているため、前記曝気槽５内にて使用する際、前記回転部２から液体が飛散すると、飛散した液体を補うように、チューブ３の内側の液体が回転部２へ向けて上向きに移動する。上述したように液面が、通常、前記曝気槽５の底面から３〜５ｍ高さであり、しかもチューブ３の下端と前記曝気槽５の底面との離間距離が０．２ｍ以上であることから、チューブ３の内側を液体が上向きに移動した分、チューブ３の下方側において液体がチューブ３の外側から内側に比較的容易に流れ込むことができる。
従って、曝気槽５内において、ドラフトチューブ３の下方側にて外側から内側に液体が流れ込み、チューブ３の内側を上昇した液体が、回転部２の回転によってチューブ３の径方向の外側へ飛散され、飛散されて落下し気泡を含んだ液体がチューブ３の外側を下方へ移動するという液体の循環が良好なものとなる。
また、チューブ３の下端と前記曝気槽５の底面との離間距離が１．５ｍ以下であるため、液体が曝気槽内においてチューブ３の外側を下方へ移動しやすくなり、液体の循環が優れたものになる。
Since the inner space of the draft tube 3 is arranged so as to be located below the rotating unit 2, when the liquid is scattered from the rotating unit 2 when used in the aeration tank 5, the scattered liquid is The liquid inside the tube 3 moves upward toward the rotating unit 2 so as to compensate. As described above, the liquid level is usually 3 to 5 m high from the bottom surface of the aeration tank 5 and the distance between the lower end of the tube 3 and the bottom surface of the aeration tank 5 is 0.2 m or more. As the liquid moves upward inside the tube 3, the liquid can flow relatively easily from the outside to the inside of the tube 3 on the lower side of the tube 3.
Accordingly, in the aeration tank 5, the liquid flows from the outside to the inside on the lower side of the draft tube 3, and the liquid rising inside the tube 3 is scattered to the outside in the radial direction of the tube 3 by the rotation of the rotating unit 2. The circulation of the liquid is good in that the liquid that is scattered and falls and contains bubbles moves down the outside of the tube 3.
Moreover, since the separation distance between the lower end of the tube 3 and the bottom surface of the aeration tank 5 is 1.5 m or less, the liquid can easily move down the outside of the tube 3 in the aeration tank, and the liquid circulation is excellent. Become a thing.
前記ドラフトチューブ３の大きさは、特に限定されるものではないが、通常、上端の内径が１．５ｍ〜３．１ｍであり、筒軸方向の長さが１．６〜４．６ｍである。また、前記ドラフトチューブ３は、水平方向の縦及び横の長さがそれぞれ７〜４０ｍ、７〜４０ｍであり深さが３〜５ｍである曝気槽５内に配置することが好ましい。上記の大きさのドラフトチューブ３を上記の大きさの曝気槽５に配置することにより、液滴を曝気槽５の端まで到達させることができ、曝気槽５内の液体を効率的に循環させることができるという利点がある。 Although the magnitude | size of the said draft tube 3 is not specifically limited, Usually, the internal diameter of an upper end is 1.5m-3.1m, and the length of a cylinder axis direction is 1.6-4.6m. . Moreover, it is preferable that the said draft tube 3 is arrange | positioned in the aeration tank 5 whose horizontal and vertical length is 7-40 m and 7-40 m, respectively, and whose depth is 3-5 m. By arranging the draft tube 3 of the above size in the aeration tank 5 of the above size, the liquid droplets can reach the end of the aeration tank 5 and the liquid in the aeration tank 5 is circulated efficiently. There is an advantage that you can.
前記ドラフトチューブ３の形状は、筒状であれば特に限定されない。該形状としては、例えば、円筒状、多角筒状などが挙げられる。
前記ドラフトチューブ３は、図２に示すように、下方部において下方ほど径が大きくなる逆テーパー状に形成されている。ドラフトチューブ３が斯かる形状に形成されているため、底部流速を上げることが出来るので、チューブ３の下方側において液体がチューブ３の外側から内側に比較的容易に流れ込むことができることから、曝気槽５内において液体を確実に循環させることができる。
The shape of the draft tube 3 is not particularly limited as long as it is cylindrical. Examples of the shape include a cylindrical shape and a polygonal cylindrical shape.
As shown in FIG. 2, the draft tube 3 is formed in a reverse taper shape having a diameter that increases toward the bottom in the lower part. Since the draft tube 3 is formed in such a shape, the bottom part flow velocity can be increased, so that the liquid can flow relatively easily from the outside to the inside of the tube 3 on the lower side of the tube 3. The liquid can be reliably circulated within 5.
前記回転部２の水平方向における径方向の長さは、前記ドラフトチューブ３の内径より短いことが好ましい。即ち、前記回転部２は、上方側から見てドラフトチューブ３の内側空間内に配されるように構成されていることが好ましい。斯かる構成により、回転部２の径方向の長さがチューブ３の内径より長い場合と比較して、液面付近において、ドラフトチューブ３の外側から液体が回転部２に吸い込まれることが抑制され、ドラフトチューブ３の内側の液体をより確実に回転部２によって飛散させることができ、液体をより確実に循環させることができるという利点がある。 It is preferable that the radial length of the rotating unit 2 in the horizontal direction is shorter than the inner diameter of the draft tube 3. That is, it is preferable that the rotating part 2 is configured to be disposed in the inner space of the draft tube 3 when viewed from above. With such a configuration, compared to the case where the length of the rotating part 2 in the radial direction is longer than the inner diameter of the tube 3, the liquid is suppressed from being sucked into the rotating part 2 from the outside of the draft tube 3 near the liquid surface. There is an advantage that the liquid inside the draft tube 3 can be more reliably scattered by the rotating portion 2 and the liquid can be circulated more reliably.
前記ドラフトチューブ３は、上端が液面より上側に配されるように構成されていることが好ましい。斯かる構成により、曝気槽５内において液体がより確実に循環するという利点がある。
即ち、上述のごとく、回転部２の回転により液体が飛散されると、飛散された液体を補うように、ドラフトチューブ３の内側にある液体が上昇して回転部２へ供給される。前記ドラフトチューブ３の上端が液面より上側に配されていることにより、液面付近においてチューブ３の外側にある液体が回転部２へ向けて移動すること、即ち、液面付近においてチューブ３の外側から内側へ液体が流れ込むことが抑制され、より確実にチューブ３の内側にある液体が下方側から上方側へ回転部２に供給される。従って、チューブ３の内側を上昇した液体が、チューブ３の外側へ飛散され、チューブ３の外側を下降し、再びチューブの内側に入り込むという液体の循環がより確実に起こる。
The draft tube 3 is preferably configured such that the upper end is arranged above the liquid level. With such a configuration, there is an advantage that the liquid circulates more reliably in the aeration tank 5.
That is, as described above, when the liquid is scattered by the rotation of the rotating unit 2, the liquid inside the draft tube 3 rises and is supplied to the rotating unit 2 so as to supplement the scattered liquid. Since the upper end of the draft tube 3 is arranged above the liquid level, the liquid outside the tube 3 moves toward the rotating unit 2 in the vicinity of the liquid level, that is, the tube 3 near the liquid level. The liquid is suppressed from flowing from the outside to the inside, and the liquid inside the tube 3 is more reliably supplied to the rotating unit 2 from the lower side to the upper side. Therefore, the liquid that has risen inside the tube 3 is scattered to the outside of the tube 3, descends outside the tube 3, and enters the inside of the tube again.
前記ドラフトチューブ３は、適宜適当な手段によって曝気槽５内において所定位置に設置される。例えば、上下方向に延在する棒状の支持部材（図示せず）の下端を曝気槽５の底面に取り付け、該支持部材（例えば、コンクリート製の支柱）の上端部をドラフトチューブ３と接合することにより、ドラフトチューブ３を曝気槽５内の所定位置に設置することができる。 The draft tube 3 is installed at a predetermined position in the aeration tank 5 by appropriate means. For example, the lower end of a bar-like support member (not shown) extending in the vertical direction is attached to the bottom surface of the aeration tank 5, and the upper end portion of the support member (for example, a concrete column) is joined to the draft tube 3. Thus, the draft tube 3 can be installed at a predetermined position in the aeration tank 5.
本実施形態の曝気装置及び水処理装置は、上記例示の通りであるが、本発明は、上記例示の曝気装置及び水処理装置に限定されるものではない。
また、一般の曝気装置及び水処理装置において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。
The aeration apparatus and the water treatment apparatus of the present embodiment are as illustrated above, but the present invention is not limited to the aeration apparatus and the water treatment apparatus as illustrated above.
Moreover, the various aspects used in a general aeration apparatus and a water treatment apparatus can be employ | adopted in the range which does not impair the effect of this invention.
シミュレーションソフトフェア（製品名「ＦＬＵＥＮＴ」ＡＮＳＹＳ社製）を用いて、曝気槽の底面からドラフトチューブの下端までの距離を変えた様々な条件において、曝気槽内における液体の流速をシミュレーションし、算出した。シミュレーションにおける基本的な条件を下記に示す。なお、シミュレーションにおいては、気液二相流モデルのＶＯＦモデルを使用し、定常計算を行った。
ソフトフェアの解析条件：
曝気槽の大きさ−上端が１９．２ｍ×１９．２ｍ四方、深さが４．３ｍであり、
底面が１８．２ｍ×１８．２ｍ四方の大きさであり、
上端から３．８ｍ下まで上記四方が一定の大きさであり、
それより下側が小さくなっている形状）
液面の高さ−曝気槽底面から ４．３ｍ高さ
液体の種類−水（粘度：１ｃＰ）
回転部の水平方向の直径− φ２．６５ｍ
回転部の液面からの距離−
上端：液面の上８０ｍｍ、下端：液面の下２５０ｍｍ
回転部の回転数−４０ｒｐｍ
羽根部材の形状：中空球体を８等分割した湾曲正三角形状（１頂点が下向き）
羽根部材の枚数：２４枚
羽根部材の下端から液面までの距離：２５０ｍｍ（羽根部材の一部が液体に浸漬）
羽根部材の上端から液面までの距離：８０ｍｍ（羽根部材の一部が液面上に配置）
Using simulation software (product name “FLUENT” manufactured by ANSYS), the flow rate of liquid in the aeration tank was simulated and calculated under various conditions where the distance from the bottom of the aeration tank to the lower end of the draft tube was changed. . The basic conditions in the simulation are shown below. In the simulation, steady calculation was performed using a VOF model of a gas-liquid two-phase flow model.
Software fair analysis conditions:
The size of the aeration tank—the upper end is 19.2 m × 19.2 m square, the depth is 4.3 m,
The bottom is 18.2m x 18.2m square,
The above four sides are a certain size from the top to 3.8m below,
The shape that the lower side is smaller than that)
Liquid height-4.3m height from the bottom of the aeration tank Liquid type-Water (viscosity: 1cP)
Horizontal diameter of rotating part-φ2.65m
Distance from the surface of the rotating part-
Upper end: 80 mm above the liquid level, Lower end: 250 mm below the liquid level
Rotation speed of rotating part -40rpm
Shape of blade member: Curved equilateral triangular shape obtained by dividing a hollow sphere into eight equal parts (one vertex points downward)
Number of blade members: 24 Distance from the lower end of the blade member to the liquid surface: 250 mm (part of the blade member is immersed in the liquid)
Distance from the upper end of the blade member to the liquid level: 80 mm (a part of the blade member is placed on the liquid surface)
シミュレーションにおける回転部及びドラフトチューブの配置を模式的に表した模式図を図３に示す。 FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing the arrangement of the rotating part and the draft tube in the simulation.
（実施例１）
下記の条件においてシミュレーションし、曝気槽内における液体の流速を算出した。
円筒状ドラフトチューブの形状：
下端の内径が４．０５ｍであり、下端から０．５ｍ上側の内径及び上端の
内径が３．０５ｍであり、下方部において下方ほど大きな径になっている
逆テーパー形状とした（以下、Ｐ形状ともいう）。
円筒状ドラフトチューブの内径：３．０５ｍ
円筒状ドラフトチューブの下端と曝気槽底面との間の距離（Ｘ）：０．２ｍ
円筒状ドラフトチューブの上端と液面との間の距離（Ｙ）：
＋１００ｍｍ（＋は、上端が液面の上側にあることを意味する）
円筒状ドラフトチューブの筒軸方向長さ（Ｚ）：４．２ｍ
Example 1
Simulation was performed under the following conditions, and the flow rate of the liquid in the aeration tank was calculated.
Cylindrical draft tube shape:
The inner diameter of the lower end is 4.05 m, the inner diameter is 0.5 m above the lower end, the inner diameter of the upper end is 3.05 m, and the lower portion has a larger diameter in the lower part. Also called).
Inner diameter of cylindrical draft tube: 3.05m
Distance (X) between the lower end of the cylindrical draft tube and the bottom of the aeration tank: 0.2 m
Distance (Y) between the upper end of the cylindrical draft tube and the liquid level:
+100 mm (+ means the upper end is above the liquid level)
Length of cylindrical draft tube in the axial direction (Z): 4.2 m
（実施例２〜８）
ドラフトチューブの下端と曝気槽底面との間の距離（Ｘ）をそれぞれ０．４ｍ、０．６ｍ、０．８ｍ、１．０ｍ、１．２ｍ、１．４ｍ、１．５ｍとした点以外は、実施例１と同様にして曝気槽内における液体の流速を算出した。
なお、各実施例におけるドラフトチューブの軸方向長さは、表１に示す通りである。
(Examples 2 to 8)
Except that the distance (X) between the lower end of the draft tube and the bottom of the aeration tank was 0.4 m, 0.6 m, 0.8 m, 1.0 m, 1.2 m, 1.4 m, and 1.5 m, respectively. In the same manner as in Example 1, the flow rate of the liquid in the aeration tank was calculated.
In addition, the axial length of the draft tube in each example is as shown in Table 1.
（比較例１）
ドラフトチューブの下端と曝気槽底面との間の距離（Ｘ）を２．０ｍとした点以外は、実施例１と同様にして曝気槽内における液体の流速を算出した。
(Comparative Example 1)
The flow rate of the liquid in the aeration tank was calculated in the same manner as in Example 1 except that the distance (X) between the lower end of the draft tube and the bottom of the aeration tank was 2.0 m.
（比較例２〜８）
ドラフトチューブの下端と曝気槽底面との間の距離（Ｘ）をそれぞれ０．２ｍ、０．４ｍ、０．５ｍ、１．０ｍ、１．５ｍ、２．０ｍ、３．１７５ｍとした点、ドラフトチューブの形状を上端から下端まで同一径の形状（以下、Ｑ形状ともいう）に変更した点以外は、実施例１と同様にして曝気槽内における液体の流速を算出した。
なお、各比較例におけるドラフトチューブの軸方向長さは、表１に示す通りである。
(Comparative Examples 2 to 8)
The points where the distance (X) between the lower end of the draft tube and the bottom of the aeration tank was 0.2 m, 0.4 m, 0.5 m, 1.0 m, 1.5 m, 2.0 m, and 3.175 m, respectively The flow rate of the liquid in the aeration tank was calculated in the same manner as in Example 1 except that the shape of the tube was changed to a shape having the same diameter from the upper end to the lower end (hereinafter also referred to as Q shape).
In addition, the axial direction length of the draft tube in each comparative example is as shown in Table 1.
各実施例及び各比較例における条件を一覧表にしたものを表１に示す。 Table 1 shows a list of conditions in each example and each comparative example.
実施例５の結果を図示したものを図４に示す。また、比較例８の結果を図示したものを図５に示す。
図４及び図５は、曝気槽における流速の違いを表す図であり、（ａ）は、曝気槽を側面側から見た図であり、（ｂ）は、曝気槽を上側から見た図である。また、色が黒から白へ近づくほど、流速が大きくなることを意味する。
The result of Example 5 is shown in FIG. Moreover, what illustrated the result of the comparative example 8 is shown in FIG.
4 and 5 are diagrams showing the difference in flow velocity in the aeration tank, (a) is a view of the aeration tank as viewed from the side, and (b) is a view of the aeration tank as viewed from the upper side. is there. Also, the closer the color is from black to white, the greater the flow velocity.
また、ドラフトチューブ下端と曝気槽底面との距離Ｘ［ｍ］を横軸にとり、曝気槽の底部流速が１０ｃｍ／ｓ未満である部分の面積の比率［％］（分母は曝気槽底部の総面積）を縦軸にとったグラフに、各実施例及び比較例の結果をプロットしたものを図６に示す。なお、曝気槽の底部流速は、底部から１０ｃｍ上におけるものである。 The horizontal axis is the distance X [m] between the lower end of the draft tube and the bottom of the aeration tank, and the ratio [%] of the area where the bottom flow velocity of the aeration tank is less than 10 cm / s (the denominator is the total area of the bottom of the aeration tank ) Is plotted on the vertical axis, and the results of each Example and Comparative Example are plotted in FIG. The bottom part flow velocity of the aeration tank is 10 cm above the bottom part.
１：曝気装置
２：回転部、 ２ａ：回転用本体、 ２ｂ：羽根部材
３：ドラフトチューブ
５：曝気槽
１０：水処理装置
1: Aeration device 2: Rotating unit, 2a: Main body for rotation, 2b: Blade member 3: Draft tube 5: Aeration tank 10: Water treatment device
Claims (4)
曝気槽内で使用する状態では、曝気槽内の液体に少なくとも一部が浸かるように配され水平方向に回転する回転部と、筒状に形成され筒軸方向が上下方向となるように且つ内側空間が前記回転部の下方に位置するように配されるドラフトチューブとを備え、
前記回転部は、回転によって前記液体を前記ドラフトチューブの径方向の外側へ飛散させる羽根部材を有し、前記ドラフトチューブは、下端が前記曝気槽の底面から０．２〜１．５ｍ離間して配されるように構成されており、且つ、下方部にて下方ほど径が大きくなる逆テーパー状に形成されていることを特徴とする曝気装置。 An aeration apparatus for generating air bubbles by circulating the liquid in the aeration tank and dropping it on the liquid surface, and circulating the air bubbles in the liquid,
In a state where it is used in the aeration tank, it is arranged so that at least a part is immersed in the liquid in the aeration tank and rotates in the horizontal direction, and is formed in a cylindrical shape so that the cylinder axis direction is the vertical direction and inside A draft tube arranged so that the space is positioned below the rotating part,
The rotating part has a blade member that disperses the liquid to the outside in the radial direction of the draft tube by rotation, and the lower end of the draft tube is 0.2 to 1.5 m away from the bottom surface of the aeration tank. It is comprised so that it may be distribute | arranged, and it is formed in the reverse taper shape from which a diameter becomes large in the lower part below, The aeration apparatus characterized by the above-mentioned.
前記曝気装置は、曝気槽内の液体に少なくとも一部が浸かるように配され水平方向に回転する回転部と、筒状に形成され筒軸方向が上下方向となるように且つ内側空間が前記回転部の下方に位置するように配されるドラフトチューブとを備え、
前記回転部は、回転によって前記液体を前記ドラフトチューブの径方向の外側へ飛散させる羽根部材を有し、前記ドラフトチューブは、下端が前記曝気槽の底面から０．２〜１．５ｍ離間して配されており、且つ、下方部にて下方ほど径が大きくなる逆テーパー状に形成されていることを特徴とする水処理装置。 Water treatment provided with an aeration tank for storing liquid, and an aeration device for generating bubbles by scattering the liquid in the aeration tank and dropping it on the liquid surface, and circulating the bubbles in the liquid to aerate the liquid A device,
The aeration apparatus has a rotating portion that is arranged so that at least a part is immersed in the liquid in the aeration tank and rotates in the horizontal direction, and is formed in a cylindrical shape so that the cylinder axis direction is the vertical direction and the inner space is rotated. A draft tube arranged to be located below the part,
The rotating part has a blade member that disperses the liquid to the outside in the radial direction of the draft tube by rotation, and the lower end of the draft tube is 0.2 to 1.5 m away from the bottom surface of the aeration tank. The water treatment apparatus is characterized in that the water treatment apparatus is arranged and is formed in a reverse taper shape having a diameter that increases toward the bottom in the lower part.
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