JP2501238Y2 - 曝気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、水流を発生させるイン
ペラと、空気供給手段とを組み合わせた汚水の浄化に用
いられる曝気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インペラと空気供給手段とを組み
合わせた曝気装置としては、例えば特公平２−３２９５
７号公報および特公平２−３９９５９号公報に記載され
ているように、排水管の上端開口部に臨ませた軸流ポン
プのインペラの下方に水平環状に散気管を設けた構造、
または、実公昭５６−４３４３７号公報に記載されてい
るように、インペラの下方の排水管の内壁より突出した
中空の旋回阻止用突起に散気孔が開口された構造が知ら
れている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところで、曝気槽に流
入する汚水は、あらかじめ除砂、除塵、挟雑物除去等が
行われているが、それでも、ある程度の糸状のごみ等が
除去されないで曝気工程に流入する。従って、上記特公
平２−３２９５７号公報および特公平２−３９９５９号
公報に記載の曝気装置のように、インペラの下方の水平
環状の散気管上には、除去しきれないごみが付着した
り、絡まったりするおそれがある。このごみの量は、運
転の経過とともに増加し、排水管の水路を狭め、水流の
通過断面積を減少させるおそれがある。そして、インペ
ラによって生じた水流が抵抗の増加によって流速を減少
し、設定した空気量を下向流として排水管の下方へ押し
流すための流速の確保が困難になる。その結果、所定の
空気量より以下でしか運転ができなくなるという問題が
ある。

【０００４】また、規定の空気量を供給しようとして空
気量を増加すると、気泡の上昇力が水流で下向きに押し
流す力に勝ってしまって気泡は下向き流とならず、排水
管の上方から吹き抜けてしまって無駄になり、良好な運
転ができなくなる。

【０００５】さらに、散気管へのごみの絡みや付着等に
よる散気管の散気孔を閉塞しやすく、特に嫌気／好気の
ような間欠運転を行ったときにこの閉塞が顕著に生じる
問題がある。

【０００６】また、実公昭５６−４３４３７号公報に記
載の曝気装置は、排水管の内壁付近に散気孔が位置する
ため、水流による気泡の剪断、微細化が不充分となり、
効率の良い気泡の溶解ができにくく、さらに、空気供給
の散気孔と軸流用のガイド翼とが離れた位置にあるた
め、乱流と軸流とが別々に生じ、散気位置での乱流域で
軸流エネルギーの減失が生じ、さらに空気の溶解効率が
低下するという問題がある。

【０００７】本考案は、上述のような問題点に鑑みなさ
れたもので、散気管へのごみの絡みや付着による散気管
の閉塞や軸流水流の減少を防ぐとともに、空気の剪断、
微細化を充分に行わせて規定空気量を安定して継続的に
供給できる曝気装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の曝気装置
は、インペラを下部に設けた軸流ポンプと、この軸流ポ
ンプの前記インペラの下方に上端開口部を臨ませて配設
した排水管と、この排水管の内側中心部に配設された円
筒形環境枠と、前記排水管の内周と前記円筒形環境枠と
の間に軸方向と平行でかつ放射方向に設けられた複数の
軸流用のガイド翼と、このガイド翼に設けられこのガイ
ド翼の側面に開口する多数の散気孔を有し空気供給源に
連通される複数の中空状空気導入部と、これら中空状空
気導入部を別個に切替可能に接続する空気供給源とを具
備したものである。

【０００９】請求項２記載の曝気装置は、インペラを下
部に設けた軸流ポンプと、この軸流ポンプの前記インペ
ラの下方に上端開口部を臨ませて配設した排水管と、こ
の排水管の内側中心部に配設された円筒形環境枠と、前
記排水管の内周と前記円筒形環境枠との間に軸方向と平
行でかつ放射方向に設けられた複数の軸流用のガイド翼
と、このガイド翼に設けられこのガイド翼の側面に開口
する多数の散気孔を有し空気供給源に連通され末端部が
前記円筒形環境枠内に開口する中空状空気導入部と、こ
の中空状空気導入部の末端部に下方に向けて設けられ前
記散気孔から空気を吹き出す時の圧力損失が所定値を越
えたときの圧力上昇により下部から空気を吹き出すドレ
ーン管とを具備したものである。

【００１０】請求項３記載の曝気装置は、請求項１記載
の曝気装置において、中空状空気導入部は末端部が円筒
形環境枠内に開口し、この末端部に散気孔から空気を吹
き出す時の圧力損失が所定値を越えたときの圧力上昇に
より下部から空気を吹き出すドレーン管を下方に向けて
それぞれ設けたものである。

【００１１】請求項４記載の曝気装置は、請求項１ない
し３いずれか記載の曝気装置において、中空状空気導入
部は、多孔質材料にて形成した散気管であるものであ
る。

【００１２】

【作用】請求項１記載の曝気装置は、インペラの回転に
より発生した軸方向の水流によって、排水管内に軸方向
と平行でかつ放射方向に設けられた軸流用のガイド翼に
設けた中空状空気導入部のガイド翼の側面に開口した散
気孔から噴出する気泡が、ガイド翼の側面に沿って流れ
る水流によって剪断され微細化されて水流中に分散さ
れ、酸素が充分に溶解され、複数の中空状空気導入部と
空気供給源との接続をそれぞれ別個に連通および遮断す
ることにより、ＢＯＤ負荷に応じた空気供給量の制御が
可能となる。また、散気孔は水流方向と略平行のガイド
翼の側面に開口されているため、水中のごみ等が付着し
たり侵入し難い。

【００１３】請求項２記載の曝気装置は、インペラの回
転により発生した軸方向の水流によって、排水管内に軸
方向と平行でかつ放射方向に設けられた軸流用のガイド
翼に設けた中空状空気導入部のガイド翼の側面に開口し
た散気孔から噴出する気泡が、ガイド翼の側面に沿って
流れる水流によって剪断され微細化されて水流中に分散
され、酸素が充分に溶解される一方、空気の供給を停止
した場合、散気孔から空気導入部に汚水が侵入して、散
気孔や空気導入部に詰まるごみを、散気孔から空気を吹
き出す時の圧力損失が目詰まりによる所定値を越えたと
きの圧力上昇により、散気孔より水圧の高い下方に位置
するドレーン管の下部より、空気とともに溜ったごみが
吹き出されて排除される。また、散気孔は水流方向と略
平行のガイド翼の側面に開口されているため、水中のご
み等が付着したり侵入し難い。

【００１４】請求項３記載の曝気装置は、請求項１記載
の曝気装置において、複数の中空状空気導入部と空気供
給源との接続をそれぞれ別個に遮断して空気の供給が停
止された場合、散気孔から空気導入部に汚水が侵入し
て、散気孔や空気導入部に詰まるごみを、散気孔から空
気を吹き出す時の圧力損失が目詰まりによる所定値を越
えたときの圧力上昇により、散気孔より水圧の高い下方
に位置するドレーン管の下部より、空気とともに溜った
ごみが吹き出されて排除される。

【００１５】請求項４記載の曝気装置は、請求項１ない
し３いずれか記載の曝気装置において、中空状空気導入
部を多孔質材料にて形成した散気管としたため、散気孔
を形成する必要がない。

【００１６】

【実施例】以下、本考案の一実施例の構成を図面を参照
して説明する。

【００１７】図１ないし図３において、１は曝気槽で、
この曝気槽１は、上部に支持された支持台２に軸流ポン
プ３が支持されている。この軸流ポンプ３は、支持台２
に支持されたモータ４と、このモータ４に減速機５を介
して接続され下方に垂直に突出した駆動軸６と、この駆
動軸６に軸架したインペラ７とにより構成されている。

【００１８】また、支持台２には駆動軸６の周囲に位置
して支持台２より下方に整流板20を備えた複数の支持柱
８が突設され、これら支持柱８には漏斗状の流入コーン
９が支持されている。なお、この流入コーン９の下端
は、インペラ７のやや上方に位置している。さらに、こ
の流入コーン９の下端開口部にはインぺラ７と同軸で内
径がインペラ７と略等しい排水管10の上端が連結され、
この排水管10の下端は曝気槽１の途中で開口している。
そして、この排水管10のインペラ７を囲む位置には外方
に環状に膨出したノッチ11が形成され、駆動軸６の振れ
によるインペラ７と排水管10の内壁との接触を防止して
いる。

【００１９】さらに、排水管10の外周には、ノッチ11の
下方に位置して数段の環状の空気室12が形成され、この
空気室12にそれぞれ開口した空気導入口13に空気供給源
としてのコンプレッサ14からの空気管15が途中にそれぞ
れ電動切替弁21を介して連通されている。この各電動切
替弁21の制御装置22は、曝気槽１の液中に浸漬した溶存
酸素濃度検出器23に接続され、液中の溶存酸素濃度に応
じて各電動切替弁21を自動的に切替えるようになってい
る。

【００２０】そして、インペラ７の下方の排水管10の内
壁から軸心に向かって複数の軸流用のガイド翼16が軸方
向と平行にかつ放射状に突設され、このガイド翼16の内
端に、駆動軸６の下端振れ止め用の円筒形環境枠17がイ
ンペラ７と同軸に支持されている。

【００２１】また、ガイド翼16には、その肉厚内に排水
管10の半径方向に上中下段の複数の中空状空気導入部と
しての散気管18が形成され、それぞれの散気管18にはガ
イド翼16の側面である片面または両面に開口した多数の
散気孔19が形成されている。そして、それぞれの上中下
段の散気管18の外端は、それぞれ外周に位置する上中下
段の空気室12に連通している。さらに、散気管18の内端
すなわち末端は円筒形環境枠17内に開口し、この開口部
よりそれぞれドレーン管24が導出され、このドレーン管
24は、下端が散気管18の散気孔19より下方に向けて垂下
されている。

【００２２】そして、散気管18は、例えば、口径は21mm
以上のパイプ状で、散気孔19の口径は５mm〜７mm、散気
孔19のピッチは、散気管18の長さ方向の中央部に集中さ
せる構造、中央部を密にしてその他の部分を疎にする構
造、全体に均等に配置する構造など適宜に散気孔19を形
成することができる。また、散気孔19は散気管18の下面
側に開口しガイド翼16の側面との角度は５度〜45度で、
実施例では図４に示すように、15度になっている。さら
に、散気管18の散気孔19の位置は、インペラ７で発生し
た軸流の速度分布が大きい位置、例えば、図５に示すよ
うに、インペラ７の直径をＤとすると中心部の0.7 Ｄの
両端位置を中心にして選択的に配置することにより、流
速の大きい位置に散気孔19を集中させ、水流による剪断
力を有効に作用させることができる。

【００２３】次に、上記実施例の作用を説明する。

【００２４】モータ４を駆動してインペラ７を回転させ
るとともに、コンプレッサ14を駆動して、空気を各空気
室12に送り、散気管18の散気孔19より空気を吐出する
と、流入コーン９の上部から流入した汚水混合液の水流
はインペラ７の回転により軸流方向に流下し、このとき
ガイド翼16の面に沿って流下する水流によって吐出され
た気泡が剪断され微細化されて、空気中の酸素が水中に
充分に溶解する。微細化された気泡は排水管10内に分散
されつつ曝気槽１の底面近くまで圧送されて広い範囲に
拡散した後上昇流となるので、水中の滞留時間が長く酸
素の溶解が一層良くなる。

【００２５】また、曝気槽１内の溶存酸素濃度は溶存酸
素濃度検出器23で検出され、この検出信号が制御装置22
を介して電動切替弁21を自動制御するため、複数段の空
気室12にそれぞれ別個に開口した空気導入口13のうちい
ずれかの空気の導入切替弁21で遮断することにより空気
室12と導通した散気管18の内のいずれかの段の散気管18
への空気の供給が停止され、空気の供給量が溶存酸素濃
度に応じて自動制御される。

【００２６】そして、例えば間欠運転の場合、空気の供
給を停止すると、散気孔19から散気管18に汚水が侵入
し、ごみが散気孔19や散気管18に詰まることがある。こ
のようなとき、空気の供給を再開すると、散気孔19の目
詰まりによる圧力損失が、例えば、50mmaq〜200 mmaqを
越えたときは、ドレーン管24は下端が散気管18の散気孔
19より水圧の高い下方に位置して設けられているため、
散気孔19や散気管18に溜まったごみがドレーン管24から
空気とももに吹き出されて排除され、目詰まりが解消さ
れる。

【００２７】なお、散気管18の材質として多孔質合成樹
脂や多孔質セラミックのような多孔質材料を用いること
により散気孔19を不要にすることもできる。

【００２８】

【考案の効果】請求項１記載の曝気装置によれば、排水
管に軸方向と平行に挿入された軸流用のガイド翼の側面
から噴出された気泡がガイド翼の側面に沿って流れる水
流によって剪断され微細化されるため、酸素の溶解度を
高くでき、複数の中空状空気導入部への空気の導入をそ
れぞれ別個に切替可能であるため、予め設定した溶存酸
素濃度によって別個に切替制御でき、ＢＯＤ負荷に応じ
て必要空気供給量を増減でるとともに、散気孔は軸方向
と平行でかつ放射方向のガイド翼の側面に開口している
ため、ごみ等が付着して閉塞するおそれがなく設定空気
量の低下を防止でき、運転エネルギーの増大もない。

【００２９】請求項２記載の曝気装置によれば、排水管
に軸方向と平行に挿入された軸流用のガイド翼の側面か
ら噴出された気泡がガイド翼の側面に沿って流れる水流
によって剪断され微細化されるため、酸素の溶解度を高
くできるとともに、散気孔は軸方向と平行でかつ放射方
向のガイド翼の側面に開口しているため、ごみ等が付着
して閉塞するおそれがなく設定空気量の低下を防止で
き、運転エネルギーの増大もない一方、空気導入部の末
端部にドレーン管を垂下したため、空気導入部に侵入し
て詰まるごみを、散気孔から空気を吹き出す時の圧力損
失が目詰まりによる所定値を越えたときの圧力上昇によ
り、散気孔より水圧の高い下方に位置するドレーン管の
下部より、空気とともに吹き出して排除できる。

【００３０】請求項３記載の曝気装置によれば、請求項
１記載の曝気装置に加え、各空気導入部の末端部にドレ
ーン管を垂下したため、それぞれ別個に中空状空気導入
部と空気供給源との接続を連通および遮断の際に空気導
入部に侵入して詰まるごみを、散気孔から空気を吹き出
す時の圧力損失が目詰まりによる所定値を越えたときの
圧力上昇により、散気孔より水圧の高い下方に位置する
ドレーン管の下部より、空気とともに吹き出して排除で
きる。

【００３１】請求項４記載の曝気装置によれば、請求項
１ないし３いずれか記載の曝気装置に加え、中空状空気
導入部を多孔質材料にて形成したため、中空状空気導入
部に散気孔などの加工が不要となり、安価に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す曝気装置の縦断正面図
である。

【図２】同上ガイド翼の正面図である。

【図３】同上ガイド翼の平面図である。

【図４】同上ガイド翼の縦断側面図である。

【図５】同上作用説明図である。

【符号の説明】

３ 軸流ポンプ ７ インペラ 10 排水管 14 空気供給源としてのコンプレッサ 16 ガイド翼 17 円筒形環境枠 18 中空状空気導入部としての散気管 19 散気孔24 ドレーン管

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 インペラを下部に設けた軸流ポンプと、 この軸流ポンプの前記インペラの下方に上端開口部を臨
   ませて配設した排水管と、 この排水管の内側中心部に配設された円筒形環境枠と、 前記排水管の内周と前記円筒形環境枠との間に軸方向と
   平行でかつ放射方向に設けられた複数の軸流用のガイド
   翼と、 このガイド翼に設けられこのガイド翼の側面に開口する
   多数の散気孔を有し空気供給源に連通される複数の中空
   状空気導入部と、 これら中空状空気導入部を別個に切替可能に接続する空
   気供給源と を具備したことを特徴とする曝気装置。
2. 【請求項２】 インペラを下部に設けた軸流ポンプと、 この軸流ポンプの前記インペラの下方に上端開口部を臨
   ませて配設した排水管と、 この排水管の内側中心部に配設された円筒形環境枠と、 前記排水管の内周と前記円筒形環境枠との間に軸方向と
   平行でかつ放射方向に設けられた複数の軸流用のガイド
   翼と、 このガイド翼に設けられこのガイド翼の側面に開口する
   多数の散気孔を有し空気供給源に連通され末端部が前記
   円筒形環境枠内に開口する中空状空気導入部と、 この中空状空気導入部の末端部に下方に向けて設けられ
   前記散気孔から空気を吹き出す時の圧力損失が所定値を
   越えたときの圧力上昇により下部から空気を吹き出すド
   レーン管と を具備し たことを特徴とする曝気装置。
3. 【請求項３】 中空状空気導入部は末端部が円筒形環境
   枠内に開口し、この末端部に散気孔から空気を吹き出す
   時の圧力損失が所定値を越えたときの圧力上昇により下
   部から空気を吹き出すドレーン管を下方に向けてそれぞ
   れ設けたことを特徴とする請求項１記載の曝気装置。
4. 【請求項４】 中空状空気導入部は、多孔質材料にて形
   成した散気管であることを特徴とする請求項１ないし３
   いずれか記載の曝気装置。