JP2017018902A - 分散装置及びこれを具備する上向流式反応装置とその運転方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明によれば、分散ノズルと分散体によって分散装置が構成されるので、分散装置(さらにはこの分散装置を設置する上向流式反応装置等の各種機器)の構造の簡素化、小型化を図ることができる。
また分散ノズルから下向きに噴出した被処理水を分散体の窪みによって上向きに転換するが、被処理水の流れ方向の転換は一度だけであって複雑な流れにはならない。このため、被処理水のスムーズで均一な流れを得ることができる。また上述のように、被処理水の流れはスムーズで乱れが生じ難く、且つ分散ノズルの噴出口は下向きに開口しているので、この分散装置の下流側(上側)に充填した充填材の分散装置側(一次側、即ち分散ノズル内)への逆流を効果的に防止することができる。さらに、分散ノズルが接続される母管(本管)を上向流式反応装置の外側で、槽内に充填される充填材の運転停止時の積層高さよりも高い位置まで立ち上げておけば(例えば図1参照)、仮に分散ノズル内に充填材が逆流しても、逆流は立ち上がり配管内までとなり、前段の処理工程まで逆流することは無い。立ち上がり配管内まで逆流した充填材は運転開始とともに、再度下流(反応器等)に戻ることができる。さらに上述のように、分散ノズルから噴出した被処理水は、分散体の窪みに向けて噴射されるので、この窪み内にその下流側の充填材が入り込んでも再び下流側に押し流されて、分散体の窪みでの充填材の滞留を抑制することができる。
分散ノズルの噴出口と分散体の窪みを何れも拡開させたので、分散ノズルから噴出した被処理水はスムーズに分散体内に均一に拡散し、さらに分散体で上向き流れとなった被処理水はその開口からスムーズに下流側に均一に拡散していく。これによって、分散ノズルの噴出口や分散体の窪みを拡開させない場合に比べ、分散装置からその下流側に流出させた被処理水に、より効果的に偏流を生じさせなくでき、より均一な流れとすることができる。ここで拡開とは、開口の内部から先端に向かって開口の内径を広くしていく構成をいうものとする。
ここで絞り部は、オリフィスで構成しても良いし、細い配管で構成しても良い。
絞り部を設けたので、各分散ノズルから噴出する被処理水の流量を容易に均一にすることができる。また絞り部は枝管に設置するので、その設置や取り替え作業を容易に行うことができる。
これによって、分散ノズルの噴出口と分散体の底部間の距離を短くできるので、分散ノズルから噴出した流体が確実に分散体底部に到達することが可能となり、その後、分散体の側面に沿った流れを構成することを可能としている。また、拡開形状の分散ノズルによって、分散体の開口の中央部分を塞ぐことでその周囲のリング状の隙間の開口面積を小さく、噴出できる場所を狭めているので、整流効果をより生じさせることができる。これによって、被処理水を、より均一にスムーズに充填材に供給することができる。
分散ノズルの先端を、確実に分散体の窪み内に挿入させるには、前記分散ノズルの先端の長辺の長さを、前記分散体の窪み上面の開口の短辺の長さよりも短くすることが好ましい。
これによって、上記各効果を発揮する分散装置を有する上向流式反応装置を構成することができる。
これによって、例え運転停止時に分散ノズル内に充填材が侵入したとしても、侵入した充填材が本管の立ち上げ部分よりも上流側に逆流することを防止することができる。
定期的に高速運転を行うことで、流動しにくい一部の充填材(特に分散体の窪みの周囲の充填材)を流動させることが可能となり、特定の充填材のみが流動せずに固着することを防止することができる。
図1は本発明の一実施形態にかかる分散装置50を用いて構成された上向流式反応装置1の一例を示す要部概略側断面図、図2は図1のA−A断面矢視図(但し、充填材20とグリッド100の記載を省略)、図3は図1のB−B断面矢視図(但し、充填材20の記載を省略)である。これらの図に示す上向流式反応装置1は、マンガン含有水の処理に用いる装置であり、触媒接触塔(反応器)10内の下部に、原水(被処理水)を分散供給する分散装置50を設置し、この分散装置50が埋没するようにその上部に充填材20を充填して構成されている。この上向流式反応装置1は、浄水場などに設置される。この上向流式反応装置1は、充填材20と分散装置50の間に、充填材20を支持する砂利等の充填材支持層を保有しない構造である。
〔分散ノズル51下端の開口直径L1〕:〔分散ブロック81上端の開口直径L2〕
=1:1.4〜3.3
とすればよい。
10 触媒接触塔(反応器)
11 排水路
20 充填材
50,50−2 分散装置
51,51−2,51−3 分散ノズル
53,53−2,53−3 噴出口
55,55−2,55−3 オリフィス(絞り部)
59,59−2,59−3 枝管
61,61−2,61−3 第1の本管(本管)
63 開閉バルブ
65 第2の本管(本管)
81,81−2,81−3 分散ブロック(分散体)
83,83−2,83−3 窪み
85,85−2,85−3 底部
87,87−2,87−3 側壁部
89 面
91 分散凸部
100A,100B,100C 分散板(整流板)
101A,101B,101C 穴
Claims (7)
- 噴出口先端が下向きに開口し、その開口から被処理水を下向きに噴出させる分散ノズルと、
前記分散ノズルから噴出された被処理水の流れを上向きに転換させる窪みを有する分散体と、
を備えることを特徴とする分散装置。 - 前記噴出口は下向きに拡開しており、
一方前記分散体の窪みは上向きに拡開していることを特徴とする請求項1に記載の分散装置。 - 前記分散ノズルと分散体とを複数組設置し、
前記各分散ノズルはそれぞれ枝管の先端に取り付けられており、
各枝管には、前記複数の分散ノズルから噴出する被処理水の噴出量が均等となるように調整する絞り部を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の分散装置。 - 前記分散ノズルの先端が、前記分散体の窪みの上面よりも下方に位置することを特徴とする請求項1乃至3の内の何れかに記載の分散装置。
- 充填材と、
前記充填材を充填する反応器と、
前記反応器内の前記充填材の下方に設置される請求項1乃至4の内の何れかに記載の分散装置と、
を備えることを特徴とする上向流式反応装置。 - 前記分散ノズルを先端に取り付けた枝管は、本管に集合され、この本管は運転停止時の前記充填材層の表面より上方に立ち上がっていることを特徴とする請求項5に記載の上向流式反応装置。
- 請求項5又は6に記載の上向流式反応装置の運転方法であって、
前記分散ノズルから噴出する被処理水は、一定の線速度での常用運転を行うと共に、
前記常用運転の途中に、一定間隔毎に、前記常用運転時の線速度よりも早い線速度での高速運転を行うことを特徴とする上向流式反応装置の運転方法。
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