JP2015514568A - 排水処理タンク内に流れを生成する装置及び方法 - Google Patents

排水処理タンク内に流れを生成する装置及び方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、実質的に水平の底面（Ｂ）と、排水処理タンク内（１）内に設けられ、プロペラシャフト（３）によって駆動されるプロペラ（４）を有する水平ミキサ（２，３，４）とを備える排水処理タンク（１）内に流れを生成する装置に関する。本発明により、流れを生成するためのエネルギーを節減するため、前記プロペラシャフト（３）の軸（Ａ）が、排水（Ｗ）の表面（Ｏ）に向かう流れを水平ミキサによって生成することができるように、前記底面（Ｂ）に対して１?〜１０?の角度αだけ傾斜される。

Description

本発明は、請求項１及び６のプリアンブルに記載の排水処理タンク内に流れを生成する装置及び方法に関する。
このような装置及びこのような方法は、フランス特許第１ ４９４ ９８３号明細書、ドイツ特許公開第１ ９３２ ６４０号明細書、又はドイツ特許公開第２ １４７ ０８０号明細書から公知である。循環流を生成するための水平ミキサがリング形の排水処理タンク内に設けられる。水平ミキサは、プロペラシャフトを介して駆動されるプロペラを備える。プロペラシャフトの軸は、排水処理タンクの水平な底面に平行に延在する。プロペラシャフトは通常、電動モータによって駆動される。循環流を生成し、保持するには電気エネルギーが必要である。
米国特許第２００８／００５３８９８Ａ１号明細書は、排水処理方法を開示している。それによれば、流れを生成するために撹拌機が設けられ、その場合、プロペラシャフトの軸は排水処理タンクの底面に対して傾斜している。軸の傾斜方向は、撹拌機によって生成される流れの方向に対応する。この場合、プロペラシャフトの軸は底面に対して約４５°の角度で傾斜している。プロペラはこれも底面に対して約４５°の角度で傾斜する流れ方向を有する流れを生成する。公知の撹拌機は浮遊装置に固定されている。上記撹拌機は排水表面の近傍に位置し、排水に酸素を導入するために使用されている。
本発明の目的は、先行技術の欠点をなくすることである。具体的には、本発明の目的は、低減したエネルギー消費で排水処理タンク内に流れを生成できる装置及び方法を提供することである。
上記目的は、請求項１及び６の特徴によって達成される。本発明の有利な実施形態は、請求項２〜５、及び請求項７〜１０の特徴から明らかになる。
本発明によれば、プロペラシャフトの軸は、排水表面に向かう流れが水平ミキサによって生成されるように、底面に対して１°〜１０°の角度で傾斜される。
先行技術とは対照的に、本発明によれば、水平ミキサは、底面に向かう流れ方向ではなく、１°〜１０°の平坦な角度で排水の表面に向かう流れ方向を有する流れを生成する。特に簡単でコスト効率のよいこの手段によって、排水処理タンク内に流れを生成し、保持するのに必要なエネルギーの１０％まで節減することが可能になる。
有利な実施形態によれば、角度は２°〜８°、好ましくは３°〜５°である。特に３°〜５°の角度を用いることで、特に大量のエネルギーの節減が可能になる。
有利には、排水処理タンクは、水平ミキサが循環流を生成する循環槽である。循環槽は周囲流路を備える。水平ミキサを排水処理タンクの底面に支持することができる。しかしながら、排水処理タンク又は流路の上に延在するブリッジなどから懸架されるように上記水平ミキサを取り付けることもできる。
本発明のさらに有利な実施形態によれば、排水を曝気するための曝気装置が底面に設けられる。これには、従来のプレート状曝気装置、多孔ホースなどを含めることができる。曝気装置は、有利には水平ミキサの下流に設けられる。これによって、排水と、曝気装置によって導入される空気とを特に強力に混合することが可能になる。
本発明の方法に関する態様によれば、排水の表面へと向けられる流れが水平ミキサによって生成されるように、水平ミキサはプロペラシャフトの軸が底面に対して、１°〜１０°の角度で傾斜されるように配置される。
この方法によって得られる利点に関して、また、有利な実施形態に関して上記装置の実施形態を記載する。この方法で同じ利点が得られる。上記装置に関して記載する有利な実施形態も同様に上記方法の有利な実施形態を形成する。
本発明の方法に関する態様によれば、排水処理タンク内に流れを生成するためのエネルギーを節減できるように従来の水平ミキサを特に容易に後付けすることもできる。例えば、プロペラシャフトの軸が底面に対して１°〜１０°の角度で傾斜するように水平ミキサの下にくさび又はその他の適切な支持手段を配置することによって排水処理タンクの底面に支持される水平ミキサを傾斜させることができ、これによって排水の表面方向に向かう流れを生成することが可能になる。また、本発明により底面から排水の表面に向かう流れを生成するために、懸架式水平ミキサのプロペラシャフトの軸を傾斜させることもできる。
上記方法の他の有利な実施形態によれば、本発明により配置される水平ミキサは、速度が０．２５〜０．４０ｍ／ｓ、好ましくは０．２７〜０．３７ｍ／ｓの循環流を生成する。
以下に図面を参照して本発明の例示的実施形態をより詳細に記載する。
排水処理タンクの上面図である。 第１の装置の概略側面図である。 第２の装置の概略図である。 従来の装置と本発明による装置の流速と対比した電力密度のグラフである。
図１は、全体として参照番号１が付された排水処理タンクの上面図を示す。これは、周囲流路によって形成された循環槽である。モータ２を有する水平ミキサが排水処理タンク１内に設けられ、プロペラ４を取り付けたプロペラシャフト３が上記水平ミキサから延在している。曝気装置５は、水平ミキサの下流に設けられる。
図２は、排水処理タンク１内に流れを生成するために第１の装置の概略側面図を示す。排水処理タンク１は実質的に水平の底面Ｂを有する。プロペラシャフト３の軸は、参照符号Ａで示されている。点線Ｌは、底面Ｂに平行に延在する線である。線Ｌは軸Ａに対して例えば４°の角度αをなす。矢印Ｐは、水平ミキサによって生成される流れの方向を示す。
図２から明らかであるように、流れ方向Ｐは排水処理タンク１内に収容される排水Ｗの表面Ｏを向いている。軸Ａは、流れ方向Ｐとは逆向きに底面Ｂの方向に角度αだけ傾斜している。
図３に示す別の装置では、モータ２がプロペラ４の下流に配置されている。すなわち、この場合、プロペラ４は、プロペラ４がモータ２の方向の流れ方向Ｐを有する流れを生成するように構成され、動作される。この場合も、プロペラシャフト３の軸Ａは、底面Ｂに対して角度αだけ傾斜している。軸Ａの傾斜は、流れ方向Ｐとは逆向きに底面Ｂの方向に延在している。
図４では、従来の水平ミキサの電力密度（丸い測定ポイント）と、本発明による水平ミキサの電力密度（三角の測定ポイント）とが、いずれの場合も水平ミキサによって生成される流速と対比してグラフで示されている。有利には、排水処理タンク、特に循環槽内に０．３０〜０．３５ｍ／ｓの流速が生成される。
図４から明らかであるように、軸Ａを約４°の角度αだけ傾斜させることによって、０．３０〜０．３５ｍ／ｓの流速を生成するために電力密度を約１０％低減することが可能になる。その結果、本発明による装置、及び本発明による方法で従来の装置又は方法と比較して１０％のエネルギー節減を達成できる。
１ 排水処理タンク
２ モータ
３ プロペラシャフト
４ プロペラ
５ 曝気装置
Ａ 軸
Ｂ 底面
Ｌ 線
Ｏ 表面
Ｐ 流れ方向
Ｗ 排水
α 角度

Claims (10)

  1. 実質的に水平の底面（Ｂ）と、排水処理タンク内（１）内に設けられ、プロペラシャフト（３）によって駆動されるプロペラ（４）を有する水平ミキサ（２，３，４）とを備える前記排水処理タンク（１）内に流れを生成する装置であって、
    排水（Ｗ）の表面（Ｏ）に向かう流れを前記水平ミキサ（２，３，４）によって生成することができるように、前記プロペラシャフト（３）の軸（Ａ）が前記底面（Ｂ）に対して１°〜１０°の角度αだけ傾斜されることを特徴とする装置。
  2. 前記角度αが、２°〜８°、好ましくは３°〜５°である、請求項１に記載の装置。
  3. 前記排水処理タンク（１）が循環槽であり、循環流が前記水平ミキサ（２，３，４）によって生成される、請求項１又は２のいずれか１項に記載の装置。
  4. 前記排水（Ｗ）を曝気するための曝気装置（５）が前記底面（Ｂ）上に設けられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
  5. 前記曝気装置（５）が、前記水平ミキサ（２，３，４）の下流に設けられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
  6. 実質的に水平の底面（Ｂ）と、排水処理タンク内（１）内に設けられ、プロペラシャフト（３）によって駆動されるプロペラ（４）を有する水平ミキサ（２，３，４）とを備える前記排水処理タンク（１）内に流れを生成する方法であって、
    排水（Ｗ）の表面（Ｏ）に向かう流れを前記水平ミキサ（２，３，４）によって生成されるように、前記プロペラシャフト（３）の軸（Ａ）が前記底面（Ｂ）に対して１°〜１０°の角度αだけ傾斜されることを特徴とする方法。
  7. 前記角度αが、２°〜８°、好ましくは３°〜５°である、請求項６に記載の方法。
  8. 前記排水処理タンク（１）が循環槽であり、循環流が前記水平ミキサ（２，３，４）によって生成される、請求項６又は７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 速度が０．２５〜０．４０ｍ／ｓ、好ましくは０．２７〜０．３７ｍ／ｓの循環流が生成される、請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記排水（Ｗ）が、前記底面（Ｂ）上に設けられた曝気装置（５）によって曝気される、請求項６〜９のいずれか１項に記載の方法。
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