JP2022038889A - Activated sludge treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、活性汚泥処理装置に関する。 The present invention relates to an activated sludge treatment apparatus.
排水及び/又は汚水等の被処理水を処理する方法の一つとして、活性汚泥処理が知られている。活性汚泥処理では、まず、酸素濃度が高い環境で活発に活動する好気性微生物を含む活性汚泥を被処理水に加える。そして、活性汚泥が加えられた被処理水に空気を加えて被処理水中の酸素濃度を好気性微生物の活動に適した高い酸素濃度にする。これにより、活性汚泥に含まれた好気性微生物を活発に活動させて被処理水を処理することが可能になる。 Activated sludge treatment is known as one of the methods for treating wastewater and / or treated water such as sewage. In the activated sludge treatment, first, activated sludge containing aerobic microorganisms that are actively active in an environment with a high oxygen concentration is added to the water to be treated. Then, air is added to the water to be treated to which activated sludge has been added to make the oxygen concentration in the water to be treated a high oxygen concentration suitable for the activity of aerobic microorganisms. This makes it possible to actively activate the aerobic microorganisms contained in the activated sludge to treat the water to be treated.
被処理水に加えられた空気の一部は、被処理水に溶解するものの、残りは、未溶存空気として残る。空気の密度は、被処理水の密度に比べてはるかに小さいため、未溶存空気は、重力方向からみて上方に向けて流れる。すなわち、加えられた気体のうち被処理水に溶存されない未溶存気体が被処理水中を上昇する気体流れが生じる。また、この気体流れに伴って被処理水が流れる液体流れが生じる。活性汚泥処理では、被処理水に空気を送り込むブロワ等が電力等のエネルギーを消費するところ、これらの流れを用いて発電する等してこれらの流れからエネルギーを取り出して利用すれば、活性汚泥処理のエネルギー効率を改善でき得る。 A part of the air added to the water to be treated dissolves in the water to be treated, but the rest remains as undissolved air. Since the density of air is much smaller than the density of water to be treated, undissolved air flows upward when viewed from the direction of gravity. That is, a gas flow is generated in which the undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated among the added gases rises in the water to be treated. In addition, a liquid flow in which the water to be treated flows is generated along with this gas flow. In activated sludge treatment, a blower or the like that sends air to the water to be treated consumes energy such as electric power, but if energy is extracted from these flows and used by generating electricity using these flows, activated sludge treatment is performed. Energy efficiency can be improved.
例えば、排水等の被処理水に活性汚泥及び空気を加えて処理する処理槽において、仕切り壁を用いて処理槽を2つの水路を設け、水路の一方のみに空気を加えることで被処理水に旋回水流を生じさせ、この旋回水流によって水車を回転させ、この水車の回転を利用して発電するシステムが提案されている(特許文献1)。 For example, in a treatment tank that treats water to be treated such as wastewater by adding active sludge and air, the treatment tank is provided with two water channels using a partition wall, and air is added to only one of the water channels to make the water to be treated. A system has been proposed in which a swirling water flow is generated, a water wheel is rotated by the swirling water flow, and power is generated by utilizing the rotation of the water wheel (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載のシステムでは、未溶存空気が上昇する空気流れを利用せず、加えられた空気によって生じる旋回水流を利用して水車を回転させるにとどまる。そのため、未溶存気体が上昇する気体流れのエネルギーの大部分を水車の回転に用いることができず、発電効率に改善の余地がある。 However, the system described in Patent Document 1 does not utilize the air flow in which the undissolved air rises, but merely rotates the turbine by utilizing the swirling water flow generated by the added air. Therefore, most of the energy of the gas flow in which the undissolved gas rises cannot be used for the rotation of the turbine, and there is room for improvement in power generation efficiency.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被処理水に溶存されない未溶存気体の気体流れが持つエネルギーの利用効率を改善する活性汚泥処理装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an activated sludge treatment apparatus for improving the energy utilization efficiency of a gas flow of an undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated. Is.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、被処理水に溶存されない未溶存気体を集気可能な集気部と、この未溶存気体の気体流れ等から得られる運動エネルギーを回転エネルギーに変換可能なエネルギー変換部とを設けることによって、上記の課題を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。具体的に、本発明は以下のものを提供する。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have conducted an air collecting portion capable of collecting undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated, and kinetic energy obtained from the gas flow of the undissolved gas. It has been found that the above-mentioned problems can be achieved by providing an energy conversion unit capable of converting the gas into rotational energy, and the present invention has been completed. Specifically, the present invention provides the following.
第1の特徴に係る発明は、活性汚泥を用いて被処理水を処理可能な処理槽と、酸素を含む気体を前記処理槽の内部に供給可能な供給部と、前記供給された前記気体のうち、前記被処理水に溶存されない未溶存気体を集気可能な集気部と、前記未溶存気体に伴う流体流れから得られる運動エネルギーを回転エネルギーに変換可能なエネルギー変換部と、前記回転エネルギーを電気エネルギーに変換可能な発電部と、を備える、活性汚泥処理装置を提供する。 The invention according to the first feature is a treatment tank capable of treating water to be treated using active sludge, a supply unit capable of supplying a gas containing oxygen to the inside of the treatment tank, and the supplied gas. Among them, an air collecting unit capable of collecting undissolved gas not dissolved in the water to be treated, an energy conversion unit capable of converting kinetic energy obtained from a fluid flow accompanying the undissolved gas into rotational energy, and the rotational energy. Provided is an active sludge treatment apparatus comprising a power generation unit capable of converting the gas into electric energy.
第1の特徴に係る発明によれば、供給部から供給された酸素を含む気体が被処理水に供給され、被処理水に含まれる酸素濃度を、活性汚泥に含まれる好気性微生物の活動に適した酸素濃度にする。これにより、好気性微生物が活動し、被処理水を効率よく処理できる。また、被処理水に溶存されない未溶存気体による気体流れに伴う流体流れのうち、気体流れに伴って生じる液体流れによって、被処理水と活性汚泥とが撹拌されて混ざり合い、活性汚泥に含まれる好気性微生物が被処理水の全体を処理できる。さらに、液体流れは、被処理水の表面に波を作り、この波が崩れるときに大気中の酸素が被処理水中に取り込まれる。したがって、被処理水中の酸素濃度は、活性汚泥に含まれる好気性微生物の活動により一層適した酸素濃度となる。 According to the invention according to the first feature, the oxygen-containing gas supplied from the supply unit is supplied to the water to be treated, and the oxygen concentration contained in the water to be treated is used for the activity of aerobic microorganisms contained in the activated sludge. Set to a suitable oxygen concentration. As a result, aerobic microorganisms are active and the water to be treated can be treated efficiently. In addition, among the fluid flows associated with the gas flow due to the undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated, the liquid flow generated by the gas flow agitates and mixes the water to be treated and the activated sludge, and is contained in the activated sludge. Aerobic microorganisms can treat the entire treated water. Further, the liquid flow creates a wave on the surface of the water to be treated, and when this wave breaks, oxygen in the atmosphere is taken into the water to be treated. Therefore, the oxygen concentration in the water to be treated becomes a more suitable oxygen concentration due to the activity of aerobic microorganisms contained in the activated sludge.
そして、被処理水に溶存されない未溶存気体が集気部によって集気されて未溶存気体の気体流れに伴う流体流れとなり、この流体流れから得られる運動エネルギーがエネルギー変換部によって回転エネルギーに変換される。流体流れの一部である液体流れから得られる運動エネルギーだけでなく、未溶存気体の気体流れから得られる運動エネルギーをも回転エネルギーに変換するため、加えられた空気によって生じる旋回水流を利用して水車を回転させる方法では利用されない未溶存気体の気体流れから得られる運動エネルギーをも利用できる。すなわち、第1の特徴に係る発明によれば、未溶存気体の気体流れが持つエネルギーの利用効率を改善できる。 Then, the undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated is collected by the air collecting unit to become a fluid flow accompanying the gas flow of the undissolved gas, and the kinetic energy obtained from this fluid flow is converted into rotational energy by the energy conversion unit. To. In order to convert not only the kinetic energy obtained from the liquid flow that is a part of the fluid flow but also the kinetic energy obtained from the gas flow of the undissolved gas into rotational energy, the swirling water flow generated by the added air is used. The kinetic energy obtained from the gas flow of undissolved gas, which is not used in the method of rotating the water wheel, can also be used. That is, according to the invention according to the first feature, it is possible to improve the energy utilization efficiency of the gas flow of the undissolved gas.
第1の特徴に係る発明によれば、集気部によって未溶存気体が集気されるため、流体流れの一定時間あたりの流量が増加する。これにより、流体流れの運動エネルギーが増加する。したがって、エネルギー変換部によって回転エネルギーに変換される運動エネルギーが増え、発電部は、より多くの回転エネルギーを電気エネルギーに変換できる。すなわち、未溶存気体の流体流れが持つエネルギーの利用効率をより一層改善できる。 According to the invention according to the first feature, since the undissolved gas is collected by the air collecting portion, the flow rate of the fluid flow per fixed time increases. This increases the kinetic energy of the fluid flow. Therefore, the kinetic energy converted into rotational energy by the energy conversion unit increases, and the power generation unit can convert more rotational energy into electrical energy. That is, the energy utilization efficiency of the fluid flow of the undissolved gas can be further improved.
したがって、第1の特徴に係る発明によれば、被処理水に溶存されない未溶存気体に伴う流体流れが持つエネルギーの利用効率を改善する活性汚泥処理装置を提供できる。 Therefore, according to the invention according to the first feature, it is possible to provide an activated sludge treatment apparatus that improves the energy utilization efficiency of the fluid flow associated with the undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated.
第2の特徴に係る発明は、第1の特徴に係る発明であって、前記供給部は、重力方向の下方から上方に向けて前記気体を供給可能であり、前記集気部は、前記供給部の略真上に位置し、前記下方から前記未溶存気体を取り込む第1開口と、前記第1開口の前記上方に位置し、前記第1開口から取り込まれた前記未溶存気体を前記上方に送り出す第2開口とを有し、前記第2開口は、前記第1開口よりも小さく、前記エネルギー変換部は、前記第2開口の前記上方の位置であって、前記第2開口から送り出された前記流体流れから得られる前記運動エネルギーを利用可能な位置に配置される、装置を提供する。 The invention according to the second feature is the invention according to the first feature, wherein the supply section can supply the gas from the lower side to the upper side in the direction of gravity, and the air collecting part is the supply part. The first opening, which is located substantially directly above the portion and takes in the undissolved gas from below, and the undissolved gas, which is located above the first opening and is taken in from the first opening, are above the first opening. It has a second opening to be delivered, the second opening is smaller than the first opening, and the energy conversion unit is located above the second opening and is delivered from the second opening. Provided is an apparatus in which the kinetic energy obtained from the fluid flow is arranged in an available position.
第2の特徴に係る発明によれば、集気部は、供給部から上方に向けて供給される気体のうち被処理水に溶存しない未溶存気体を供給部の略真上に位置する第1開口によって取りこぼすことなく取り込み、第1開口より小さい第2開口から送り出せる。第2開口は第1開口より小さいため、第1開口によって取り込まれた未溶存気体が集められ、流体流れから得られる運動エネルギーが増加する。これにより、第2開口から送り出された気体流れ等の運動エネルギーを利用可能な位置に配置されたエネルギー変換部は、より大きな運動エネルギーを回転エネルギーに変換できる。したがって、発電部は、より多くの電気エネルギーを生成できる。 According to the invention according to the second feature, the air collecting unit is located substantially directly above the supply unit the undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated among the gases supplied upward from the supply unit. It can be taken in without being missed by the opening and sent out from the second opening smaller than the first opening. Since the second opening is smaller than the first opening, the undissolved gas taken in by the first opening is collected and the kinetic energy obtained from the fluid flow increases. As a result, the energy conversion unit arranged at a position where the kinetic energy such as the gas flow sent from the second opening can be used can convert a larger kinetic energy into rotational energy. Therefore, the power generation unit can generate more electric energy.
したがって、第2の特徴に係る発明によれば、未溶存気体に伴う流体流れが持つエネルギーの利用効率をよりいっそう改善できる。 Therefore, according to the invention according to the second feature, the energy utilization efficiency of the fluid flow associated with the undissolved gas can be further improved.
第3の特徴に係る発明は、第2の特徴に係る発明であって、前記集気部を前記上方から見た場合に、前記第2開口の中心位置は、前記第1開口の中心位置に対して前記処理槽外周に近い方向に偏心した位置である、装置を提供する。
The invention according to the third feature is the invention according to the second feature, and when the air collecting portion is viewed from above, the center position of the second opening is the center position of the first opening. On the other hand, the present invention provides an apparatus having an eccentric position in a direction close to the outer periphery of the processing tank.
活性汚泥を用いた被処理水の処理では、好気性微生物が付着した処理槽外周に接する被処理水中の酸素濃度を高く保つことにより、被処理水の処理効率を改善できる。第3の特徴に係る発明によれば、第1開口の中心位置に対して処理槽外周に近い方向に偏心した位置に第2開口から送り出される未溶存気体に伴う流体流れがあるため、処理槽外周に接する被処理水に含まれる酸素濃度をより高く保つことができ、被処理水の処理効率をよりいっそう改善できる。 In the treatment of the water to be treated using activated sludge, the treatment efficiency of the water to be treated can be improved by keeping the oxygen concentration in the water to be treated in contact with the outer periphery of the treatment tank to which aerobic microorganisms are attached high. According to the invention according to the third feature, since there is a fluid flow accompanying the undissolved gas sent out from the second opening at a position eccentric toward the outer periphery of the treatment tank with respect to the center position of the first opening, the treatment tank. The oxygen concentration contained in the water to be treated in contact with the outer periphery can be kept higher, and the treatment efficiency of the water to be treated can be further improved.
第3の特徴に係る発明によれば、処理槽外周に近い方向に第2開口の中心位置があっても、第1開口の中心位置が第2開口の中心位置から処理槽外周から遠い方向に偏心した位置にあるため、第1開口は、処理槽外周と干渉しない。これにより、第2開口に対して第1開口を大きくできる。したがって、第2開口より大きな第1開口を有する集気部によって未溶存気体が集められ、第2開口の大きさが第1開口の大きさと略同じ場合に比べて流体流れの運動エネルギーが増加する。そして、エネルギー変換部によって回転エネルギーに変換される運動エネルギーが増え、発電部は、より多くの電気エネルギーを生成できる。したがって、第3の特徴に係る発明によれば、未溶存気体の気体流れが持つエネルギーの利用効率を改善することと、被処理水の処理効率を改善することとを同時に達成できる。 According to the invention according to the third feature, even if the center position of the second opening is located near the outer periphery of the processing tank, the center position of the first opening is in the direction far from the outer periphery of the processing tank from the center position of the second opening. Due to the eccentric position, the first opening does not interfere with the outer circumference of the processing tank. As a result, the first opening can be made larger than the second opening. Therefore, the undissolved gas is collected by the air collecting portion having the first opening larger than the second opening, and the kinetic energy of the fluid flow increases as compared with the case where the size of the second opening is substantially the same as the size of the first opening. .. Then, the kinetic energy converted into the rotational energy by the energy conversion unit increases, and the power generation unit can generate more electric energy. Therefore, according to the invention according to the third feature, it is possible to simultaneously achieve the improvement of the energy utilization efficiency of the gas flow of the undissolved gas and the improvement of the treatment efficiency of the water to be treated.
第4の特徴に係る発明は、第1から第3のいずれかの特徴に係る発明であって、前記エネルギー変換部は、前記流体流れを受けることが可能な受け部を有し、前記受け部は、回転可能であり、回転方向に対して凸状である、装置を提供する。 The invention according to the fourth feature is the invention according to any one of the first to third features, wherein the energy conversion unit has a receiving part capable of receiving the fluid flow, and the receiving part has a receiving part. Provides a device that is rotatable and convex with respect to the direction of rotation.
第4の特徴に係る発明によれば、受け部の回転方向に対する形状が被処理水と受け部との摩擦抵抗が小さい凸状であるため、受け部が回転方向に回転するときに生じる摩擦抵抗によるエネルギー損失を軽減できる。また、回転方向に対して凸状である受け部は、回転方向の反対側、すなわち、未溶存気体に伴う流体流れを受ける側が凹状となり、当該流体流れを逃すことなく受けられる。これにより、エネルギー変換部は、受け部によって逃すことなく受けられた未溶存気体に伴う流体流れから得られる運動エネルギーを回転エネルギーに変換できる。したがって、第4の特徴に係る発明によれば、被処理水に溶存されない未溶存気体に伴う流体流れが持つエネルギーの利用効率をよりいっそう改善可能な活性汚泥処理装置を提供できる。 According to the invention according to the fourth feature, since the shape of the receiving portion with respect to the rotation direction is a convex shape in which the frictional resistance between the water to be treated and the receiving portion is small, the frictional resistance generated when the receiving portion rotates in the rotational direction. Energy loss due to can be reduced. Further, the receiving portion that is convex with respect to the rotation direction has a concave shape on the opposite side of the rotation direction, that is, the side that receives the fluid flow accompanying the undissolved gas, and can receive the fluid flow without missing it. As a result, the energy conversion unit can convert the kinetic energy obtained from the fluid flow accompanying the undissolved gas received by the receiving unit into rotational energy. Therefore, according to the invention according to the fourth feature, it is possible to provide an activated sludge treatment apparatus capable of further improving the energy utilization efficiency of the fluid flow associated with the undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated.
第5の特徴に係る発明は、第4の特徴に係る発明であって、前記受け部の回転軸は、略水平であり、前記受け部は、前記回転方向が前記下方から前記上方になる位置で前記流体流れを受け止め可能に構成される、装置を提供する。 The invention according to the fifth feature is the invention according to the fourth feature, in which the rotation axis of the receiving portion is substantially horizontal, and the receiving portion is located at a position where the rotation direction is from the lower side to the upper side. Provided is an apparatus configured to be capable of receiving the fluid flow.
第5の特徴に係る発明によれば、回転方向が下方から上方になる位置で、受け部が流体流れを受け止めるため、受け部により受け止められた未溶存気体は、下方に対して凹状の受け部の中に一時的に蓄えられる。凹状の受け部の中に蓄えられた未溶存気体の密度が被処理水の密度に比べて著しく小さいため、蓄えられた未溶存気体は、下方から上方に、すなわち、受け部の回転方向に浮力を生じさせる。したがって、エネルギー変換部は、未溶存気体の流体流れから得られる運動エネルギーだけでなく、凹状の受け部の中に蓄えられた未溶存気体の浮力をも回転エネルギーに変換できる。したがって、被処理水に溶存されない未溶存気体の気体流れが持つエネルギーの利用効率をよりいっそう改善可能な活性汚泥処理装置を提供できる。 According to the invention according to the fifth feature, since the receiving portion receives the fluid flow at the position where the rotation direction is from the lower side to the upper side, the undissolved gas received by the receiving portion has a concave receiving portion with respect to the lower side. It is temporarily stored in. Since the density of the undissolved gas stored in the concave receiving portion is significantly smaller than the density of the water to be treated, the stored undissolved gas has buoyancy from the bottom to the top, that is, in the rotation direction of the receiving portion. Causes. Therefore, the energy conversion unit can convert not only the kinetic energy obtained from the fluid flow of the undissolved gas but also the buoyancy of the undissolved gas stored in the concave receiving portion into rotational energy. Therefore, it is possible to provide an activated sludge treatment apparatus capable of further improving the energy utilization efficiency of the gas flow of the undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated.
第6の特徴に係る発明は、第4又は第5の特徴に係る発明であって、前記受け部の上端は、前記処理槽における前記被処理水の定水位より低い、装置を提供する。 The invention according to the sixth feature is the invention according to the fourth or fifth feature, and provides an apparatus in which the upper end of the receiving portion is lower than the constant water level of the water to be treated in the treatment tank.
受け部が外気と被処理水との境界面で回転する場合、受け部が境界面に波を作ることによってエネルギーを失う造波抵抗が生じ、回転エネルギーの一部が失われる。第6の特徴に係る発明によれば、処理槽において被処理水が定水位まで満たされている場合、受け部の上端を含む受け部全体が被処理水の中にあるため、受け部が外気と被処理水との境界面で回転することがない。したがって、エネルギー変換部は、造波抵抗によって回転エネルギーを失うことなく、未溶存気体に伴う流体流れから得られる運動エネルギーを効率よく回転エネルギーに変換できる。したがって、被処理水に溶存されない未溶存気体に伴う流体流れが持つエネルギーの利用効率をよりいっそう改善可能な活性汚泥処理装置を提供できる。 When the receiving portion rotates at the boundary surface between the outside air and the water to be treated, wave-making resistance that loses energy occurs due to the receiving portion forming a wave at the boundary surface, and a part of the rotational energy is lost. According to the invention according to the sixth feature, when the water to be treated is filled to a constant water level in the treatment tank, the entire receiving portion including the upper end of the receiving portion is in the water to be treated, so that the receiving portion is outside air. Does not rotate at the interface between the water to be treated and the water to be treated. Therefore, the energy conversion unit can efficiently convert the kinetic energy obtained from the fluid flow accompanying the undissolved gas into the rotational energy without losing the rotational energy due to the wave-forming resistance. Therefore, it is possible to provide an activated sludge treatment apparatus capable of further improving the energy utilization efficiency of the fluid flow associated with the undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated.
本発明によれば、被処理水に溶存されない未溶存気体に伴う流体流れが持つエネルギーの利用効率を改善可能な活性汚泥処理装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an activated sludge treatment apparatus capable of improving the energy utilization efficiency of the fluid flow associated with the undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated.
以下、本発明を実施するための好適な形態の一例について図1を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。 Hereinafter, an example of a suitable embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to FIG. It should be noted that this is only an example, and the technical scope of the present invention is not limited to this.
<活性汚泥処理装置1>
活性汚泥処理装置1は、被処理水を貯留可能な処理槽2と、処理槽2の外部にある気体を処理槽2の底部に送る送気部3と、送気部3から送られた気体を処理槽2の内部に供給可能な供給部4と、供給部4によって供給された気体のうち、被処理水に溶存されない未溶存気体Gを集気可能な集気部5と、未溶存気体Gに伴う流体流れから得られる運動エネルギーを回転エネルギーに変換可能なエネルギー変換部6と、回転エネルギーを電気エネルギーに変換可能な発電部7と、を含んで構成される。
<Activated sludge treatment device 1>
The active sludge treatment device 1 includes a
〔処理槽2〕
処理槽2は、外部から供給される排水、汚水等の被処理水を、活性汚泥を用いて被処理水を処理可能に構成される。処理槽2として、水面の上方が密閉された態様と、水面の上方が開放された態様とが知られている。
[Treatment tank 2]
The
図1では、水面の上方に設けられた開口部に蓋をした処理槽2を例示しているが、これに限られるものでない。処理槽2は、水面の上方に開口部を有する槽又は容器であれば、特に限定されない。開口部を有することにより、開口部を介して処理槽2の外部へ未溶存気体Gを逃がすことができる。したがって、未溶存気体Gが処理槽2内部に充満することを防げる。処理槽2は、水面の上方に蓋又は構造物がない槽又は容器でもよく、水面の上方に蓋をした槽又は容器でもよく、水面の上方に梁又は床等の構造物を有する槽又は容器でもよい。水面の上方に蓋又は構造物がない槽又は容器であることにより、処理槽2の外部へ未溶存気体Gをより効率よく逃がせる。処理槽2が水面の上方に蓋をした槽又は容器であることにより、被処理水及び/又は活性汚泥が悪臭を放つものであっても、外部への悪臭の漏出が軽減される。また、処理槽2が水面の上方に蓋をした槽又は容器であることにより、寒冷地での被処理水の温度低下を軽減し得る。蓋は、処理槽2に蓋をした場合に未溶存気体Gを外部へ逃がすことが可能であるよう構成されていれば特に限定されないが、容易に開放可能な構造を有する蓋であることが好ましい。容易に開放可能な構造を有する蓋であることにより、処理槽2のメンテナンスが容易になる。水面の上方に梁を有することにより、処理槽2の構造上の強度が増す。水面の上方に床を有することにより、床の上の空間を各種の用途に利用できる。
FIG. 1 illustrates a
活性汚泥は、酸素濃度が高い環境で活発に活動する好気性微生物群を含有する。該好気性微生物群は、酸素濃度が高い環境で活発に活動し、被処理水中の有機物等の汚濁物質を分解し、繁殖及び増殖する。したがって、処理槽2に被処理水と活性汚泥とを含む液体を貯留し、酸素濃度が高い環境にすることにより、被処理水中の有機物等の汚濁物質を分解する処理を行える。好気性微生物群によって汚濁物質を分解された被処理水は、処理槽2の外部に送出される。
Activated sludge contains a group of aerobic microorganisms that are active in an environment with high oxygen concentration. The aerobic microorganism group actively acts in an environment with a high oxygen concentration, decomposes pollutants such as organic substances in the water to be treated, and propagates and proliferates. Therefore, by storing the liquid containing the water to be treated and the activated sludge in the
処理槽2における被処理水の水位が図1に示す処理槽2の定水位W未満となった場合に外部から被処理水が供給されるよう処理槽2を構成することが好ましい。また、処理槽2における被処理水の水位が処理槽2の定水位Wを越えた場合に被処理水が処理槽2の外部へ送出されるよう処理槽2を構成することが好ましい。処理槽2をこれらのように構成することにより、被処理水の水位が定水位Wから離れても、水位が定水位Wに近づくように被処理水が供給及び/又は送出され得る。
It is preferable to configure the
〔送気部3〕
送気部3は、処理槽2の外部にある気体を処理槽2の底部に送る機能を有する。
[Air supply unit 3]
The air supply unit 3 has a function of sending the gas outside the
図1に示す例では、送気部3は、気体に圧力を与えて送り出すブロワ31と、ブロワ31から送り出された気体を処理槽2の底部に移送する送気管32とを含んで構成されている。処理槽2の底部に移送された気体は、後述する供給部4に供給される。
In the example shown in FIG. 1, the air supply unit 3 includes a
[ブロワ31]
ブロワ31は、気体に圧力を与えて送気管32に向けて送り出す。ブロワ31の種類は、特に限定されず、エアーブロワ、空気ポンプ等の従来技術の各種の気体送出手段を利用できる。また、気体は、酸素を含有していれば、特に限定されず、例えば、空気等が挙げられる。
[Blower 31]
The
[送気管32]
送気管32は、ブロワ31から送出された酸素を含有する気体を処理槽2の底部に移送する。送気管32の種類は、特に限定されず、従来技術の各種の気体を移送可能な管を利用できる。
[Air supply tube 32]
The
〔供給部4〕
供給部4は、送気部3から送出された酸素を含有する気体を処理槽2に貯留された被処理水中に供給する機能を有する。図1に示す例では、処理槽2の内部に配置された供給部4が送気部3から送出された酸素を含有する気体を処理槽2に貯留された被処理水中に供給している。供給部4は、該気体を被処理水中に供給可能であれば、特に限定されず、従来技術の気体を液体中に供給する手段を利用できる。供給部4は、例えば、気体を送出する孔、隙間等の開口部から気体を送出する散気装置(ディフューザーとも称される。)を含む。
[Supply unit 4]
The
該気体を被処理水中に供給する供給部4を有することにより、供給部4から供給された酸素を含む気体が被処理水に供給され、被処理水に含まれる酸素濃度を、活性汚泥に含まれる好気性微生物の活動に適した酸素濃度にできる。これにより、好気性微生物が活動し、被処理水を効率よく処理できる。
By having the
供給部4が配置される位置は、図1に示すように、被処理水が処理槽2の定水位Wまで満たされているときに被処理水の内部となる処理槽2の下方であることが好ましい。供給部4によって供給される酸素を含有する気体の密度が被処理水の密度に比べて著しく小さいため、該気体は、下方から上方に向かう。供給部4が配置される位置が被処理水の内部となる処理槽2の下方であることにより、供給部4によって供給される酸素を含有する気体は、処理槽2の下方から上方に向けて流れる。これにより、処理槽2の下方にある被処理水のみならず上方にある被処理水をも含めた被処理水全体に含まれる酸素濃度を高め得る。
As shown in FIG. 1, the position where the
供給部4の数は、特に限定されないが、複数の供給部4を備えることがより好ましい。複数の供給部4を備えることにより、供給部4に近い被処理水に含まれる酸素濃度が高くなり、供給部4から遠い被処理水に含まれる酸素濃度が低くなることを軽減できる。これにより、より多くの被処理水について、被処理水に含まれる酸素濃度を活性汚泥に含まれる好気性微生物の活動に適した酸素濃度にし得る。
The number of
[未溶存気体G]
供給部4から供給された酸素を含有する気体のうち被処理水に溶存されない未溶存気体Gは、図1に示すように、気泡となって上昇する。供給部4により被処理水中に供給された酸素を含有する気体は、その一部が被処理水に溶存され、残りが被処理水に溶存されない未溶存気体Gとなる。未溶存気体Gの密度が被処理水の密度に比べて著しく小さいため、未溶存気体Gは、下方から上方に向かう気体流れを生じる。また、被処理水に溶存されない未溶存気体Gによる気体流れに伴う流体流れのうち、気体流れに伴って生じる液体流れによって、被処理水と活性汚泥とが撹拌されて混ざり合い、活性汚泥に含まれる好気性微生物が被処理水の全体を処理できる。
[Undissolved gas G]
Of the oxygen-containing gas supplied from the
処理槽2が水面の上方に開口部を有する槽又は容器であるため、液体流れは、被処理水の表面に波を作り、この波が崩れるときに大気中の酸素が被処理水中に取り込まれ得る。したがって、被処理水に含まれる酸素濃度は、活性汚泥に含まれる好気性微生物の活動により一層適した酸素濃度となり得る。
Since the
〔集気部5〕
集気部5は、供給部4の略上方に配置され、供給部4によって供給された気体のうち、被処理水に溶存されない未溶存気体Gを集気可能に構成される。集気部5は、供給部4の略真上に位置し、下方から未溶存気体Gを取り込み可能な第1開口5Aと、第1開口5Aの上方に位置し、第1開口5Aから取り込まれた未溶存気体Gを上方に送り出す第2開口5Bとを有する。
[Air collecting part 5]
The air collecting unit 5 is arranged substantially above the
集気部5を備えることにより、集気部5によって未溶存気体Gが集気されるため、流体流れの一定時間あたりの流量が増加する。これにより、流体流れの運動エネルギーが増加する。したがって、後述するエネルギー変換部6によって回転エネルギーに変換される流体流れの運動エネルギーが増え、発電部7は、より多くの回転エネルギーを電気エネルギーに変換できる。すなわち、未溶存気体Gの流体流れが持つエネルギーの利用効率をより一層改善できる。
By providing the air collecting unit 5, the undissolved gas G is collected by the air collecting unit 5, so that the flow rate of the fluid flow per fixed time increases. This increases the kinetic energy of the fluid flow. Therefore, the kinetic energy of the fluid flow converted into rotational energy by the
集気部5の数は、特に限定されないが、複数の集気部5を備えることがより好ましい。複数の集気部5を備えることにより、複数ある集気部5の間に空間を設けられる。流体流れは、設けられた空間を通行できる。したがって、集気部5が下方から上方に流れる流体流れを止めることがなくなり、集気部5の上方においても被処理水と活性汚泥とが撹拌されて混ざり合い得る。したがって、活性汚泥に含まれる好気性微生物が集気部5の上方にある被処理水をも処理し得る。 The number of air collecting portions 5 is not particularly limited, but it is more preferable to include a plurality of air collecting portions 5. By providing the plurality of air collecting portions 5, a space is provided between the plurality of air collecting portions 5. The fluid flow can pass through the provided space. Therefore, the air collecting portion 5 does not stop the fluid flow flowing from the lower side to the upper side, and the water to be treated and the activated sludge can be agitated and mixed even above the air collecting portion 5. Therefore, the aerobic microorganisms contained in the activated sludge can also treat the water to be treated above the air collecting portion 5.
集気部5の形状は、第1開口5Aから取り込まれた未溶存気体Gを集気可能であれば、特に限定されないが、重力方向に対して略上方から略下方に向けて広がる略錐台状であることが好ましい。これにより、下方から上方に向かう未溶存気体Gの気体流れを開放された底面(第1開口5A)によって取り込み、第1開口5Aの略上方に位置し、大きさが第1開口5Aよりも小さい第2開口5Bから送出できる。なお、錐台とは、錐体から、頂点を共有し相似に縮小した錐体を取り除いた立体図形をいう。
The shape of the air collecting portion 5 is not particularly limited as long as the undissolved gas G taken in from the
集気部5が略錐台状であるときの形状は、略円錐台状でもよく、略四角錐台状等の略角錐台状でもよいが、略四角錐台状等の略角錐台状であることがより好ましい。略四角錐台状等の略角錐台状であることにより、曲げ加工等によって曲面を形成する手順よりも容易な、平板状の材料を組み合わせる手順を用いて集気部5を構成できる。 When the air collecting portion 5 has a substantially frustum shape, the shape may be a substantially frustum shape, a substantially frustum shape such as a substantially frustum shape, or a substantially frustum shape such as a substantially frustum shape. It is more preferable to have. Since it has a substantially quadrangular pyramid shape such as a substantially quadrangular frustum shape, the air collecting portion 5 can be configured by using a procedure for combining flat plate-shaped materials, which is easier than a procedure for forming a curved surface by bending or the like.
[第1開口5A]
集気部5は、図1に示すように、未溶存気体Gを取り込む第1開口5Aを有する。第1開口5Aを有することにより、集気部5は、未溶存気体Gを取り込める。
[
As shown in FIG. 1, the air collecting unit 5 has a
第1開口5Aの位置は、特に限定されないが、供給部4の略真上であり、下方から未溶存気体Gを取り込み可能な位置であることが好ましい。これにより、集気部5は、供給部4から上方に向けて供給される気体のうち被処理水に溶存しない未溶存気体Gを供給部4の略真上に位置する第1開口5Aによって取りこぼすことなく取り込める。
The position of the
[第2開口5B]
図1に示すように、集気部5は、第1開口5Aから取り込まれた未溶存気体Gを上方に送り出す第2開口5Bを有する。第2開口5Bを有することにより、第1開口5Aによって取り込まれた未溶存気体Gを、第2開口5Bから上方に送り出せる。
[
As shown in FIG. 1, the air collecting unit 5 has a
第2開口5Bの大きさは、特に限定されないが、図1に示すように、第1開口5Aよりも小さいことが好ましい。第2開口5Bの面積の上限は、第1開口5Aの面積に対して1/4以下であることが好ましく、1/9以下であることがさらに好ましく、1/16以下であることが最も好ましい。第2開口5Bの面積が第1開口5Aの面積に対して所定の割合以下であることにより、集気部5は、第1開口5Aによって取り込まれた未溶存気体Gを集気し、流体流れから得られる運動エネルギーを増加させることができる。
The size of the
第2開口5Bの面積の下限は、第1開口5Aの面積に対して1/400以上であることが好ましく、1/100以上であることがさらに好ましく、1/25以上であることが最も好ましい。第2開口5Bの面積が第1開口5Aの面積に対して所定の割合以上であることにより、未溶存気体Gの流体流れが第2開口5Bを通過するときに未溶存気体Gの流体流れが未溶存気体Gと集気部5との摩擦抵抗によって失う運動エネルギーを軽減できる。
The lower limit of the area of the
第2開口5Bの中心位置は、図1に示すように、第1開口5Aの中心位置に対して処理槽2外周に近い方向に偏心した位置であることが好ましい。活性汚泥を用いた被処理水の処理では、好気性微生物が付着した処理槽2の外周に接する被処理水中の酸素濃度を高く保つことにより、被処理水の処理効率を改善できる。第2開口5Bの中心位置を偏心した位置にすることで、第1開口5Aの中心位置に対して処理槽2外周に近い位置に、未溶存気体Gに伴う流体流れを配することができるため、処理槽2の外周付近の被処理水に含まれる酸素濃度を、処理槽2の中心付近にある被処理水に含まれる酸素濃度に比べて高く保つことができ、被処理水の処理効率をよりいっそう改善できる。
As shown in FIG. 1, the center position of the
第1開口5Aの中心位置に対する第2開口5Bの中心位置の偏心率の下限は、50%以上であることが好ましく、66%以上であることがさらに好ましく、75%以上であることが最も好ましい。第1開口5Aの中心位置に対する第2開口5Bの中心位置の偏心率が所定の割合以上であることにより、第2開口5Bより大きな第1開口5Aを有する集気部5によって未溶存気体Gが集められ、第2開口5Bの大きさが第1開口5Aの大きさと略同じ場合に比べて流体流れの運動エネルギーが増加する。これにより、後述するエネルギー変換部6によって回転エネルギーに変換される運動エネルギーが増え、発電部7は、より多くの電気エネルギーを生成できる。したがって、未溶存気体Gの気体流れが持つエネルギーの利用効率を改善することと、被処理水の処理効率を改善することとを両立できる。
The lower limit of the eccentricity of the center position of the
また、第2開口5Bの中心位置の第1開口5Aに対する偏心率の上限は、95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることが最も好ましい。偏心率が高い場合には、第2開口5Bと処理槽2外周とが干渉し得る。第1開口5Aの中心位置に対する第2開口5Bの中心位置の偏心率が所定の割合以下であることにより、第2開口5Bと処理槽2外周との干渉を防ぎ得る。これにより、第2開口5Bに対して第1開口5Aを大きくできる。
Further, the upper limit of the eccentricity of the central position of the
なお、本実施形態において、第1開口5Aの中心位置に対する第2開口5Bの中心位置の偏心率は、第1開口5Aの中心位置を通る鉛直軸と第2開口5Bの中心位置を通る鉛直軸との距離をXとし、第1開口5Aの中心位置と処理槽2外周のうち第1開口5Aの中心位置からみて最も近い位置の方向にある第1開口5Aの外周との距離をYとしたときの、(X/Y)を百分率で表した値をいうものとする。
In the present embodiment, the eccentricity of the center position of the
〔エネルギー変換部6〕
エネルギー変換部6は、未溶存気体Gに伴う流体流れから得られる運動エネルギーを回転エネルギーに変換する機能を有する。
[Energy conversion unit 6]
The
エネルギー変換部6は、未溶存気体Gに伴う流体流れから得られる運動エネルギーを回転エネルギーに変換可能であれば、特に限定されないが、図1に示すように、第2開口5Bの略上方に設けられ、流体流れを受けることが可能な受け部61と、受け部61を回転可能に支持する回転軸62と、受け部61の回転に伴って回転し、未溶存気体Gに伴う流体流れの運動エネルギーから変換された回転エネルギーを後述する発電部7に伝達可能な第1伝達部63とを有することが好ましい。
The
未溶存気体Gに伴う流体流れから得られる運動エネルギーを回転エネルギーに変換可能なエネルギー変換部6が設けられていることにより、集気部5から出る未溶存気体Gの気体流れ及び気体流れに伴って生じる液体流れを含む流体流れから得られる運動エネルギーがエネルギー変換部6によって回転エネルギーに変換される。エネルギー変換部6は、流体流れの一部である液体流れから得られる運動エネルギーだけでなく、未溶存気体Gの気体流れから得られる運動エネルギーをも回転エネルギーに変換するため、エネルギー変換部6は、加えられた空気によって生じる旋回水流を利用して水車を回転させる方法では利用されない未溶存気体Gの気体流れから得られる運動エネルギーをも利用できる。
By providing the
エネルギー変換部6が配置される位置は、特に限定されないが、第2開口5Bの上方の位置であり、第2開口5Bから送り出された流体流れから得られる運動エネルギーを利用可能な位置に配置されることが好ましい。第2開口5Bの上方の位置であることにより、下方から上方に向かう未溶存気体Gの気体流れ及び気体流れに伴って生じる液体流れは、エネルギー変換部6に向かう。そして、第2開口5Bから送り出された流体流れから得られる運動エネルギーを利用可能な位置に配置されることにより、エネルギー変換部6は、集気部5によって集気される前の流体流れの運動エネルギーより大きな運動エネルギーを回転エネルギーに変換できる。したがって、発電部7は、より多くの電気エネルギーを生成できる。
The position where the
エネルギー変換部6の数は、特に限定されないが、第2開口5Bの数と同数のエネルギー変換部6を備えることがより好ましい。第2開口5Bの数と同数のエネルギー変換部6を備えることにより、第2開口5Bから送り出される流体流れを利用可能な位置にエネルギー変換部6を過不足なく配置できる。したがって、流体流れの運動エネルギーを効率よく回転エネルギーに変換できる。
The number of
[受け部61]
図1に示すように、エネルギー変換部6は、流体流れを受けることが可能であり、回転軸62に対して回転可能であり、回転方向に対して凸状である受け部61を有することが好ましい。
[Receiver 61]
As shown in FIG. 1, the
受け部61の回転方向に対する形状が被処理水と受け部61との摩擦抵抗が小さい凸状であるため、受け部61が回転方向に回転するときに生じる摩擦抵抗によるエネルギー損失を軽減できる。また、回転方向に対して凸状である受け部61は、回転方向の反対側、すなわち、未溶存気体Gに伴う流体流れを受ける側が凹状となり、当該流体流れを逃すことなく受けられる。これにより、エネルギー変換部6は、受け部61によって逃すことなく受けられた未溶存気体Gに伴う流体流れから得られる運動エネルギーを回転エネルギーに変換できる。したがって、被処理水に溶存されない未溶存気体Gに伴う流体流れが持つエネルギーの利用効率をよりいっそう改善可能な活性汚泥処理装置1を提供できる。
Since the shape of the receiving portion 61 with respect to the rotation direction is a convex shape in which the frictional resistance between the water to be treated and the receiving portion 61 is small, the energy loss due to the frictional resistance generated when the receiving portion 61 rotates in the rotational direction can be reduced. Further, the receiving portion 61 which is convex with respect to the rotation direction has a concave shape on the opposite side of the rotation direction, that is, the side which receives the fluid flow accompanying the undissolved gas G, and can receive the fluid flow without missing it. As a result, the
エネルギー変換部6は、連動して回転する3以上の受け部61を含むことが好ましい。エネルギー変換部6が連動して回転する3以上の受け部61を含むことにより、ある受け部61が回転して流体流れを受けることが可能な位置から移動した場合でも、連動して回転する他の受け部61のいずれかが流体流れを受けることが可能な位置に移動できる。
The
図1に示すように、受け部61は、略水平な回転軸62を有し、回転方向が下方から上方になる位置で未溶存気体Gの気体流れ及び気体流れに伴って生じる液体流れを含む流体流れを受け止め可能に構成されることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the receiving portion 61 has a substantially
回転方向が下方から上方になる位置で、受け部61が流体流れを受け止めるため、受け部61により受け止められた未溶存気体Gは、下方に対して凹状の受け部61の中に一時的に蓄えられる。凹状の受け部61の中に蓄えられた未溶存気体Gの密度が被処理水の密度に比べて著しく小さいため、蓄えられた未溶存気体Gは、下方から上方に、すなわち、受け部61の回転方向に浮力を生じさせる。したがって、エネルギー変換部6は、未溶存気体Gの流体流れから得られる運動エネルギーだけでなく、凹状の受け部61の中に蓄えられた未溶存気体Gの浮力をも回転エネルギーに変換できる。したがって、被処理水に溶存されない未溶存気体Gの気体流れが持つエネルギーの利用効率をよりいっそう改善可能な活性汚泥処理装置1を提供できる。
Since the receiving portion 61 receives the fluid flow at the position where the rotation direction is from the lower side to the upper side, the undissolved gas G received by the receiving portion 61 is temporarily stored in the receiving portion 61 which is concave with respect to the lower side. Be done. Since the density of the undissolved gas G stored in the concave receiving portion 61 is significantly smaller than the density of the water to be treated, the stored undissolved gas G is from the bottom to the top, that is, in the receiving portion 61. Creates buoyancy in the direction of rotation. Therefore, the
受け部61の上端は、図1に示すように、処理槽2における被処理水の定水位Wより低いことが好ましい。
As shown in FIG. 1, the upper end of the receiving portion 61 is preferably lower than the constant water level W of the water to be treated in the
受け部61が外気と被処理水との境界面で回転する場合、受け部61が境界面に波を作ることによってエネルギーを失う造波抵抗が生じ、回転エネルギーの一部が失われる。受け部61の上端が処理槽2における被処理水の定水位Wより低いことにより、処理槽2において被処理水が定水位Wまで満たされている場合、受け部61の上端を含む受け部61全体が被処理水の中にあるため、受け部61が外気と被処理水との境界面で回転することがない。したがって、エネルギー変換部6は、造波抵抗によって回転エネルギーを失うことなく、未溶存気体Gに伴う流体流れから得られる運動エネルギーを効率よく回転エネルギーに変換できる。したがって、被処理水に溶存されない未溶存気体Gに伴う流体流れが持つエネルギーの利用効率をよりいっそう改善可能な活性汚泥処理装置1を提供できる。
When the receiving portion 61 rotates at the boundary surface between the outside air and the water to be treated, wave-making resistance that loses energy occurs due to the receiving portion 61 forming a wave at the boundary surface, and a part of the rotational energy is lost. When the upper end of the receiving portion 61 is lower than the constant water level W of the water to be treated in the
受け部61の形状は、回転方向に対して凸状であれば特に限定されず、椀状、湾曲板状等の回転方向に対して凸状である各種の形状でよい。回転方向が下方から上方になる位置で未溶存気体Gの気体流れ及び気体流れに伴って生じる液体流れを含む流体流れを受け止め可能に構成される場合、受け部61の形状は、回転方向に対して凸状である椀状であることが好ましい。椀状であることにより、湾曲板状等の形状を有する受け部61よりも多くの未溶存気体Gを下方に対して凹状の受け部61の中に一時的に蓄えられる。したがって、より多くの浮力を回転エネルギーに変換できる。 The shape of the receiving portion 61 is not particularly limited as long as it is convex with respect to the rotation direction, and may be various shapes such as a bowl shape and a curved plate shape that are convex with respect to the rotation direction. When the receiving portion 61 is configured to be able to receive the gas flow of the undissolved gas G and the fluid flow including the liquid flow generated by the gas flow at a position where the rotation direction is from the lower side to the upper side, the shape of the receiving portion 61 is relative to the rotation direction. It is preferably bowl-shaped, which is convex. Due to the bowl shape, more undissolved gas G than the receiving portion 61 having a shape such as a curved plate shape is temporarily stored in the receiving portion 61 having a concave shape downward. Therefore, more buoyancy can be converted into rotational energy.
[回転軸62]
エネルギー変換部6が受け部61を有する場合、エネルギー変換部6は、図1に示すように、受け部61を回転可能に支持する回転軸62を有することが好ましい。受け部61を回転可能に支持する回転軸62を有することにより、受け部61は、流体流れから得られる運動エネルギーを、回転軸62を回転させる回転エネルギーに変換できる。
[Rotating shaft 62]
When the
エネルギー変換部6が連動して回転する3以上の受け部61を含み、回転方向が下方から上方になる位置で未溶存気体Gの気体流れ及び気体流れに伴って生じる液体流れを含む流体流れを受け止め可能に受け部61が構成されている場合、回転軸62は、略水平に構成されていることが好ましい。回転軸62が略水平に構成されていることにより、連動して回転する受け部61のいずれかについて回転方向が下方から上方になるよう受け部61を構成できる。したがって、受け部61のいずれかは、回転方向が下方から上方になる位置で未溶存気体Gの気体流れ及び気体流れに伴って生じる液体流れを含む流体流れを受け止められる。
A fluid flow including a gas flow of undissolved gas G and a liquid flow generated by the gas flow at a position where the
[伝達部63]
エネルギー変換部6が回転軸62を有する場合、エネルギー変換部6は、図1に示すように、受け部61の回転に伴って回転し、後述する伝達部材71に回転エネルギーを伝達可能な伝達部63を有することが好ましい。受け部61の回転に伴って回転し、後述する伝達部材71に回転エネルギーを伝達可能な伝達部63を有することにより、後に詳しく説明する発電部7が有する伝達部材71を介して発電機72に回転エネルギーを伝達できる。伝達部63の構成は、特に限定されず、プーリー、歯車等の伝達部材71に回転エネルギーを伝達可能な各種の構成でよい。
[Transmission unit 63]
When the
〔発電部7〕
発電部7は、エネルギー変換部6によって変換された回転エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を有する。図1に示す例では、発電部7は、伝達部63から回転エネルギーを伝達される伝達部材71と、伝達部材71に伝達された回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機72とを有する。
[Power generation unit 7]
The
発電部7の数は、特に限定されないが、エネルギー変換部6の数と同数であることが好ましい。発電部7の数がエネルギー変換部6の数と同数であることにより、発電部7とエネルギー変換部6とを1対1に対応させることができるため、エネルギー変換部6それぞれの回転エネルギーに関する回転数の違い等を考慮することなく、回転エネルギーを電気エネルギーに変換できる。また、設備の設置費用を抑えることができる。
The number of
発電部7は、図1に示す例のように、エネルギー変換部6と別体に構成されていてもよく、エネルギー変換部6の回転軸62に発電機72を接続する等してエネルギー変換部6と一体に構成されていてもよい。発電部7をエネルギー変換部6と別体に構成し、被処理水から離れた位置に設置することにより、発電部7が被処理水によって濡れることを軽減できる。発電部7をエネルギー変換部6と一体に構成することにより、エネルギー変換部6から発電部7へ回転エネルギーを伝達するときに生じる回転エネルギーの伝達ロスを軽減できる。
As shown in the example shown in FIG. 1, the
[伝達部材71]
エネルギー変換部6が伝達部63を有する場合、発電部7は、図1に示すように、伝達部63から回転エネルギーを伝達され、伝達された回転エネルギーを後述する発電機72に伝達する伝達部材71を有することが好ましい。これにより、伝達部63及び伝達部材71を介して、エネルギー変換部6から発電機72へ回転エネルギーを伝達できる。
[Transmission member 71]
When the
伝達部材71の構成は、特に限定されない。伝達部63がプーリーである場合、伝達部材71は、伝達部63との摩擦によって伝達部63から回転エネルギーを伝達されることが可能なベルトであることが好ましい。伝達部63が歯車である場合、伝達部材71は、歯型を噛み合わせることで伝達部63から回転エネルギーを伝達されることが可能な歯付きベルト、又は、歯型を噛み合わせることで伝達部63から回転エネルギーを伝達される歯車と回転エネルギーを伝達する軸と歯型を噛み合わせることで発電機72に回転エネルギーを伝達する歯車とを組み合わせた伝達部材のいずれかであることが好ましい。
The configuration of the
[発電機72]
発電部7は、回転エネルギーを電気エネルギーに変換可能な発電機72を有する。回転エネルギーを電気エネルギーに変換可能な発電機72を有することにより、回転エネルギーを電気エネルギーに変換できる。そして、活性汚泥処理装置1が行う活性汚泥処理に関するエネルギー効率が改善される。発電機72の構成は、特に限定されず、従来技術の回転エネルギーを電気エネルギーに変換可能な各種の発電機を用いて構成できる。
[Generator 72]
The
<活性汚泥処理装置1の使用方法>
以下、活性汚泥処理装置1の使用方法の一例について説明する。
<How to use the activated sludge treatment device 1>
Hereinafter, an example of how to use the activated sludge treatment apparatus 1 will be described.
活性汚泥処理装置1の利用者は、ブロワ31のスイッチを入れる等してブロワ31を動作させる。ブロワ31が酸素を含有する気体を送出し、送出された気体は、送気管32を介して処理槽2の底部に設けられた供給部4へ移送される。供給部4に移送された気体は、供給部4から処理槽2に貯留された被処理水中へ供給され、一部が被処理水中に溶存し、溶存されない未溶存気体Gは、被処理水中を下方から上方へ流れる気体流れとなる。
The user of the activated sludge treatment device 1 operates the
この未溶存気体Gの気体流れは、被処理水の液体流れを伴う流体流れとなって、供給部4の略上方に設置された集気部5へ向かう。未溶存気体Gは、第1開口5Aによって集気部5に取り込まれ、集気されて、第2開口5Bからエネルギー変換部6へ送り出される。エネルギー変換部6は、未溶存気体Gの流体流れから得られる運動エネルギーを回転エネルギーに変換する。
The gas flow of the undissolved gas G becomes a fluid flow accompanied by a liquid flow of the water to be treated, and goes to the air collecting unit 5 installed substantially above the
この回転エネルギーは、発電部7によって、電気エネルギーに変換される。したがって、被処理水に溶存されない未溶存気体Gの気体流れが持つエネルギーの利用効率を改善する活性汚泥処理装置1を提供できる。
This rotational energy is converted into electrical energy by the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限るものではない。また、上述の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したものに過ぎず、本発明による効果は、上述の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Further, the effects described in the above-described embodiment are merely a list of the most preferable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are not limited to those described in the above-mentioned embodiments. do not have.
また、上述の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 Further, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations.
1 活性汚泥処理装置
2 処理槽
3 送気部
31 ブロワ
32 送気管
4 供給部
5 集気部
5A 第1開口
5B 第2開口
6 エネルギー変換部
61 受け部
62 回転軸
63 伝達部
7 発電部
71 伝達部材
72 発電機
G 未溶存気体
W 定水位
1 Activated
Claims (6)
酸素を含む気体を前記処理槽の内部に供給可能な供給部と、
前記供給された前記気体のうち、前記被処理水に溶存されない未溶存気体を集気可能な集気部と、
前記未溶存気体に伴う流体流れから得られる運動エネルギーを回転エネルギーに変換可能なエネルギー変換部と、
前記回転エネルギーを電気エネルギーに変換可能な発電部と、
を備える、活性汚泥処理装置。 A treatment tank that can treat water to be treated using activated sludge,
A supply unit capable of supplying a gas containing oxygen to the inside of the treatment tank,
Of the supplied gas, an air collecting unit capable of collecting undissolved gas that is not dissolved in the water to be treated, and an air collecting unit.
An energy conversion unit capable of converting kinetic energy obtained from the fluid flow associated with the undissolved gas into rotational energy,
A power generation unit that can convert the rotational energy into electrical energy,
An activated sludge treatment device.
前記集気部は、
前記供給部の略真上に位置し、前記下方から前記未溶存気体を取り込む第1開口と、
前記第1開口の前記上方に位置し、前記第1開口から取り込まれた前記未溶存気体を前記上方に送り出す第2開口とを有し、
前記第2開口は、前記第1開口よりも小さく、
前記エネルギー変換部は、前記第2開口の前記上方の位置であって、前記第2開口から送り出された前記流体流れから得られる前記運動エネルギーを利用可能な位置に配置される、請求項1に記載の装置。 The supply unit can supply the gas from the lower side to the upper side in the direction of gravity.
The air collecting part is
A first opening located substantially above the supply section and taking in the undissolved gas from below.
It is located above the first opening and has a second opening that sends the undissolved gas taken in from the first opening upward.
The second opening is smaller than the first opening,
According to claim 1, the energy conversion unit is arranged at a position above the second opening and at a position where the kinetic energy obtained from the fluid flow sent from the second opening can be used. The device described.
前記受け部は、回転可能であり、回転方向に対して凸状である、請求項1から3のいずれか1項に記載の装置。 The energy conversion unit has a receiving unit capable of receiving the fluid flow.
The device according to any one of claims 1 to 3, wherein the receiving portion is rotatable and convex with respect to the rotation direction.
前記受け部は、前記回転方向が前記下方から前記上方になる位置で前記流体流れを受けることが可能に構成される、請求項4に記載の装置。 The axis of rotation of the receiving portion is substantially horizontal.
The device according to claim 4, wherein the receiving portion is configured to be capable of receiving the fluid flow at a position where the rotation direction is from the lower side to the upper side.
The device according to claim 4 or 5, wherein the upper end of the receiving portion is lower than the constant water level of the water to be treated in the treatment tank.
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JPS5392062A (en) * | 1977-01-21 | 1978-08-12 | Atsumi Kataharada | Power generator apparatus by using buoyancy |
JP2005299427A (en) * | 2004-04-07 | 2005-10-27 | Sumiju Kankyo Engineering Kk | Power generation system |
KR20200056790A (en) * | 2018-11-15 | 2020-05-25 | 서울특별시 | Power generation and heating system used in sewage treatment plant |
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