JP2980039B2 - エアーリフト用揚液管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば浄化槽に用
いられ、汚泥沈澱層あるいは接触曝気槽の下部に沈澱し
た汚水（液体）を上方に揚送するエアーリフト用揚液管
あるいは汚泥沈澱槽の水面に浮遊するスカムをスカムス
キーマーで吸引して揚送するエアーリフト用揚液管に関
する。尚、前記エアーリフト用揚液管により上方に揚送
された汚水（液体）は、汚水移送管に受渡されて、例え
ば嫌気ろ床槽に返送され再度浄化されるのである。

【０００２】

【従来の技術】上記エアーリフト用揚液管は図１２にも
示すように、液体を上方に揚送するための揚液管３０
と、この揚液管３０の中の液体を上方に揚送するため
に、該揚液管３０内に空気を供給するための空気供給用
案内管３１とから構成され、空気供給用案内管の下端部
先端を揚液管３０の下部に連結するようにしてある。
尚、前記空気供給用案内管３１への空気の供給は、図示
していないブロア等により供給されることになる。

【０００３】上記エアーリフト用揚液管では、空気供給
用案内管３１が揚液管３０に対して、比較的小口径で、
且つ、揚液管３０から突出しているため、以下に記載す
るような問題点がある。 （１）汚泥沈澱槽と接触曝気槽に共通する問題点とし
て、 ・運搬時に嵩張り、機械的衝撃により破損の恐れがあ
る。 ・取り付け、施工時の機械的衝撃により破損の恐れがあ
る。 ・運転中に、振動により破損する恐れがある。 （２）汚泥沈澱槽に使用する場合の問題点として、 ・空気供給用案内管３１が汚泥沈降の邪魔になり、場合
により汚泥がその上に堆積したり、汚泥中の繊維状物が
引っ掛かったりする。 （３）接触曝気槽に使用する場合の問題点として、 ・接触充填材の充填有効容積を減少させる可能性があ
る。 ・運転時に汚水の循環抵抗になり、循環効率が低下す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が前述の状況に
鑑み、解決しようとするところは、前記の既存技術の諸
問題を経済的負担を増加させることなしに解決したエア
ーリフト用揚液管を提供する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題解決
のために、下方から空気を供給して管内の液体を上方に
揚送するためのエアーリフト用揚液管であって、前記管
内を複数の部屋に仕切るために鉛直方向に延びる仕切板
を該管内に設け、前記複数の部屋のうちの少なくとも１
つの部屋を揚送用空気を供給するための空気部屋に構成
するとともに、この空気部屋が空気を供給するための液
面上方の空気供給部と連通し、前記空気部屋に供給され
た空気を他の部屋に供給して該供給された部屋内の液体
を上方に揚送するための空気供給口を設けて、エアーリ
フト用揚液管を構成した。本発明のエアーリフト用揚液
管は、外観上、一体構造であり、その結果として以下の
利点を有することは明らかである。 （１）取り扱い、施工が容易であり、取り付け強度も強
く出来、運転中の衝撃、振動による破損の機会が少なく
なる。 （２）従来のような空気供給用案内管３１の突出がない
ために、特に汚泥沈澱槽において、汚泥の沈降を邪魔す
ることなく、また、汚泥中の繊維状物の巻き付きも起こ
り難い。 （３）配設空間が少ないために、特に接触曝気槽におい
て接触充填材の充填有効容積を減少させずに済む。

【０００６】

【０００７】

【発明の実施の形態】図１に、本発明のエアーリフト用
揚液管１が配設された浄化槽が示されている。この浄化
槽は、図に示すように汚水の流入方向上手側から嫌気ろ
床槽第１室２、嫌気ろ床槽第２室３、接触曝気槽４、消
毒槽５、この消毒槽５の下方に位置する沈澱槽６等から
構成されている。この浄化槽は、図に示すものに限定さ
れるものではなく、しかも本発明は、浄化槽に適応する
ことができる他、液体を揚送するものであれば、どのよ
うなものにも広く適応することができる。図に示す７〜
１０は、マンホールであり、このマンホール７〜１０を
開けて各種作業や点検等を行うことになる。又、図に示
す１１は、微生物の活性化を図るためにエアーを供給す
るための散気管であり、１２は、逆洗管であり、前記散
気管１１を閉じた状態にするとともに、この逆洗管１２
からエアーを吹き出して接触曝気槽４内の接触充填材表
面の微生物膜を剥離させるためのものである。前記散気
管１１、逆洗管１２、エアーリフト用揚液管１への空気
の供給は、単一のブロアからそれぞれのエア案内管中に
設けられた開閉バルブを介して行われることになるが、
それら管１１、１２、１にそれぞれ空気を供給する専用
のブロアを設けて実施してもよい。

【０００８】前記エアーリフト用揚液管１は、汚泥沈澱
槽では２様に用いられる。即ち汚泥引き抜き用エアー
リフトポンプとして、汚泥沈澱槽底部に沈澱した汚泥を
揚液して汚泥貯留槽、つまり嫌気ろ床槽第１室２へと送
液する役割（図１参照）と、汚泥沈澱槽表面の浮遊物
をスカムスキーマー２７によって吸引して揚送する役割
とを演じる。の場合は、一般に中型以上の浄化槽の汚
泥沈澱槽で汚泥引き抜き用エアーリフトポンプと共に用
いられる場合が殆どであり、その構造を図９に示すよう
に、エアーリフト用揚液管１の下端に、上端が漏斗形状
のフローティング式のスカムスキマー２７を１本の接続
パイプ２８及び２個のジョイントパイプ２９，２９を介
して連結して、汚泥槽の上面側の塵や汚泥等を吸い込む
ように構成してある。

【０００９】前記エアーリフト用揚液管１は図１に示す
ように、前記接触曝気槽４と接触充填材（図示せず）と
の隙間に垂直方向から挿入して配設してある。このエア
ーリフト用揚液管１により上方に移送された汚水は、該
エアーリフト用揚液管１の上端に連結された汚泥移送管
１５を介して前記嫌気ろ床槽第１室２に戻され、再度処
理されるようになっている。

【００１０】本発明のエアーリフト用揚液管１は、例え
ば図２及び図３（ａ）に示すように、鉛直方向に延びる
仕切板１６により２つの部屋１７，１８に仕切られてい
る。前記２つの部屋１７，１８のうちの一方の部屋１８
を揚送用空気を供給するための空気部屋に構成するとと
もに、この空気部屋１８に供給された空気を他方の部屋
１７に供給して該部屋１７内の液体を上方に揚送するた
めの１個または複数個の空気供給口１９を前記仕切板１
６に形成している。従って、空気供給装置の一例である
ブロア（図示せず）から供給される空気を空気部屋１８
に供給すると、その空気Ａが空気供給口１９を介して他
方の部屋１７に供給され、それと混合した部屋１７の中
の汚水が、空気流の上昇に押し上げられる形で上昇し、
汚泥移送管１５に移送されるのである。前記エアーリフ
ト用揚液管１を例えば熱可塑性合成樹脂で構成すること
によって、仕切板１６と該エアーリフト用揚液管１とを
一体形成することが可能になり、このように一体形成す
れば、製造面及び製造管理面において有利にすることが
できる。前記仕切板１６とエアーリフト用揚液管１とを
別々に形成し、それら２つを一体化させることも勿論可
能であるし、その方法を採用してもよい。前記エアーリ
フト用揚液管１を熱可塑性合成樹脂の成型方法によって
製造する他、異型押出成型方法によって、仕切板付き管
を連続押出しして製造するほうが好ましい。本発明で使
用される合成樹脂としては、塩化ビニル、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン等の汎用樹脂が好ましいが、これらに
限定されるものではない。図に示すＡは、汚水を揚送す
るためにエアーリフト用揚液管１に供給された空気を示
している。

【００１１】前記空気供給口１９を仕切板１６に形成す
る方法としては、エアーリフト用揚液管１の外壁に孔を
開け、この孔を通して仕切板１６に空気供給口１９を開
けるようにしてもよい。この場合、図３（ｂ）にも示す
ように、エアーリフト用揚液管１の外壁に開けた孔をカ
バー２０により閉塞する必要がある。また、汎用の継手
を使用して空気供給口１９を形成してもよい。図２に示
す２４，２５は、前記空気部屋１８の上下端部の開口を
閉塞するためのキャップであるが、下端部のキャップ２
５は無くてもよい。又、図２に示す２６は、前記空気部
屋１８内に空気を供給するブロアに接続された空気移送
管（図示せず）の端部を接続するための空気供給部２６
Ａを備えた継手である。前記空気供給部２６Ａが、液面
３３よりも上方にあり、この空気供給部２６Ａに前記空
気部屋１８が連通している。

【００１２】本発明のエアーリフト用揚液管１の断面の
形状を、図４に示す四角形や三角形等の多角形に形成し
たり、図５の楕円形、又は卵形に形成してもよく、エア
ーリフト用揚液管１の外形の形状はどのようなものでも
よい。また、エアーリフト用揚液管１に２つの部屋１
７，１８を形成したが、図６に示すように、三叉状に形
成された仕切板１６により３つの部屋２１，２２，２３
を形成してもよいし、４つ以上の部屋を形成して実施し
てもよい。図６では、１つの部屋２３を空気部屋に構成
し、この部屋２３に供給された空気を空気供給口１９，
１９をそれぞれ介して他の２つの部屋２１，２２へ供給
し、該部屋２１，２２内の液（汚水）を上昇させるよう
にしたが、仕切られた部屋のうちの空気部屋に構成する
個数と液（汚水）を上昇させるための部屋の個数とは、
これに限定されるものではなく、自由に変更可能であ
る。図４〜図６に示す２０は、前記説明した開口部閉塞
用のカバーである。

【００１３】前記空気部屋１８を、図７に示すように、
それの内径が下方側ほど小さくなるように構成して、供
給される空気の圧力を高めることによって、小さな容量
のブロアでも部屋１７の中の液（汚泥）を確実に上昇さ
せることができるようにしたり、又、空気供給口１９付
近に付着堆積する汚泥を吹き飛ばすことができるように
してもよい。また、前記供給される空気の圧力を更に高
める場合には、図８に示すように、空気供給口１９をそ
れの口径が部屋１７側ほど小さくなるように口窄まり形
状にしてもよい。

【００１４】図１１は、従来のエアーリフト用揚液管
（図１０（ａ））及び、本発明の２種類のエアーリフト
用揚液管（図１０（ｂ））を用いて、横軸に送気量（単
位リットル／分）を取り、縦軸にそれに対する揚液量
（単位リットル／分）を測定した結果をグラフにしたも
のである。使用した揚液管の使用を比較すると以下の通
りである。 従来型 図１０(a) ：内径５０ｍｍ 断面積Ｓ₁ ＝２５² ×３．１４＝１９６２．５ｍｍ² 図１１のＸの線 本発明(1) 図１０(b) ：内径５０ｍｍ 断面積Ｓ₂ ＝２５² ×３．１４−Ｓ₄ （空気を供給す るための空気部屋１８の断面積）＝１２５６ｍｍ² 図１１のＹの線 本発明(2) 図１０(b) ：内径５０ｍｍ 断面積Ｓ₃ ＝２５² ×３．１４−Ｓ₅ （空気を供給す るための空気部屋１８の断面積）＝７０６．５ｍｍ² 尚、空気部屋１８の断面積を本発明(1) のものよりも 大きくしたもの。 図１１のＺの線 単位時間当たりの送気量は、従来型のエアーリフト用揚
液管に対するものをＱ ₁ とし、本発明の(1) と(2) の２
例のものをそれぞれＱ_2,Ｑ₃ とする時、それぞれが等し
い（Ｑ₁ ＝Ｑ₂ ＝Ｑ₃ ）ものとし、エアーリフト用揚液
管を上昇する空気速度をＵ_1,Ｕ_2,Ｕ₃ とすると、Ｕ₁ ＝
Ｑ₁ ／Ｓ₁ ，Ｕ₂ ＝Ｑ₂ ／Ｓ₂ ，Ｕ₃ ＝Ｑ₃ ／Ｓ₃ であ
り、前述のようにＳ₁ ＞Ｓ₂ ＞Ｓ₃ であるから、Ｕ₁ ＝
Ｕ₂ ＝Ｕ₃ の関係になる。このことから、単位時間当た
りの揚液量Ｖ_1,Ｖ_2,Ｖ₃ はそれぞれＵ_1,Ｕ_2,Ｕ₃ に依存
する関数であるから、Ｖ₁ ＜Ｖ₂ ＜Ｖ₃であると考えら
れる。つまり、単位時間当たりの送気量が等しければ、
従来型のエアーリフト用揚液管に比べて、本発明のエア
ーリフト用揚液管の方が設置スペースを小さくすること
が出来ながらも、単位時間当たりの揚液量が多くなるこ
とが分かる。逆に、同じ単位時間当たりの揚液量を得る
ためには、本発明の方が単位時間当たりの送気量が少な
くて済み、省エネルギー化にとって有利である。このこ
とは、図１１を見れば明らかである。例えば、送気量が
１８リットル／分の時の揚液量が、従来型のエアーリフ
ト用揚液管（Ｘ線）では１７．４リットル／分、本発明
(1) （Ｙ線）のものでは２０．８リットル／分、本発明
(2) （Ｚ線）のものでは２３．６リットル／分となり、
また、揚液量を２０リットル／分得る時に必要な送気量
は、従来型のエアーリフト用揚液管（Ｘ線）では、１
８．４リットル／分必要であり、本発明(1) （Ｙ線）の
ものでは１７．４リットル／分、本発明(2) （Ｚ線）の
ものでは１６．２リットル／分となり、本発明のエアー
リフト用揚液管の有利性が明らかである。

【００１５】

【発明の効果】請求項１では、外観上一本の管内を複数
の部屋に仕切り、その仕切られた部屋の１個または複数
個を揚送用の空気を供給する空気部屋に、他を液体が上
昇するための揚液用に利用する構造にしたエアーリフト
用揚液管を提供した。従来構造のエアーリフト用揚液管
と比べてのメリットは次の諸点にある。 運搬時の嵩張り、機械的衝撃による破損の恐れが少な
い。 取り付け、施工が容易であり、また、取り付け、施工
時の機械的衝撃による破損が少ない。 接触充填材の充填有効容積を減少させることがない。 空気供給用案内管がないから、運転中に汚泥沈降の妨
げになったり、汚泥がその上に堆積することもない。 運転中に振動による破損の恐れがない。 運転中に汚水（液体）の循環抵抗になることが少な
い。その他のメリットとして、 単位時間当たりの送気量が等しい場合には、単位時間
当たりの揚液量が多くなる。 同等の単位時間当たりの揚液量を得るための単位時間
当たりの送気量を小さくすることができる。 ，とも省エネルギー化が可能である。

【００１６】請求項２によれば、管と仕切板とを合成樹
脂にて一体形成することによって、管と仕切板とを別々
に構成し、それら両者を連結するものに比べて製造面及
び製造管理面において有利にすることができる。特に、
合成樹脂として汎用熱可塑性樹脂を用いて異型押出成形
方法で成形することによって、仕切板付き管を連続押出
成形することができるので、簡単に安価に仕切板付き管
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】浄化槽の縦断側面図

【図２】エアーリフト用揚液管の縦断側面図

【図３】（ａ）はエアーリフト用揚液管の要部の横断平
面図、（ｂ）はエアーリフト用揚液管の要部のカバー取
付部を示す正面図

【図４】エアーリフト用揚液管の別の形態を示す横断平
面図

【図５】エアーリフト用揚液管の別の形態を示す横断平
面図

【図６】エアーリフト用揚液管の別の形態を示す横断平
面図

【図７】エアーリフト用揚液管の別の形態を示す縦断側
面図

【図８】エアーリフト用揚液管の空気供給口の別の形態
を示す縦断側面図

【図９】エアーリフト用揚液管にスカムスキマーを取り
付けた状態を示す側面図

【図１０】（ａ）は従来のエアーリフト用揚液管を示す
斜視図、（ｂ）は本発明のエアーリフト用揚液管を示す
斜視図

【図１１】送気量と揚水量との関係を示すグラフ

【図１２】エアーリフト用揚液管の従来例を示す側面図

【符号の説明】

１ エアーリフト用揚液管 ２ 嫌気ろ床槽第１室 ３ 嫌気ろ床槽第２室 ４ 接触ばっ気槽 ５ 消毒槽 ６ 沈澱槽 7,8,9,10 マンホール 11 散気管 12 逆洗管 15 汚泥移送管 16 仕切板 17 部屋 18 部屋（空気部屋） 19 空気供給口 20 カバー 21,22,23 部屋 24,25 キャップ 26 継手 26A 空気供給部 27 スカムスキマー 28 接続パイプ 29 ジョイントパイプ 30 揚送管 31 空気供給用案内管 31A 横管部 32 ブラケット Ａ 空気

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下方から空気を供給して管内の液体を上
   方に揚送するためのエアーリフト用揚液管であって、前
   記管内を複数の部屋に仕切るために鉛直方向に延びる仕
   切板を該管内に設け、前記複数の部屋のうちの少なくと
   も１つの部屋を揚送用空気を供給するための空気部屋に
   構成するとともに、この空気部屋が空気を供給するため
   の液面上方の空気供給部と連通し、前記空気部屋に供給
   された空気を他の部屋に供給して該供給された部屋内の
   液体を上方に揚送するための空気供給口を設けてあるエ
   アーリフト用揚液管。