JP3235141B2 - Wastewater treatment equipment - Google Patents

Wastewater treatment equipment

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JP3235141B2
JP3235141B2 JP30574691A JP30574691A JP3235141B2 JP 3235141 B2 JP3235141 B2 JP 3235141B2 JP 30574691 A JP30574691 A JP 30574691A JP 30574691 A JP30574691 A JP 30574691A JP 3235141 B2 JP3235141 B2 JP 3235141B2
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    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、生活排水及び産業排水
の排水処理装置に関し、特に排水に微細な酸化ガス、メ
タンガス等の気泡を供給し得るエアレータを備えた排水
処理装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wastewater treatment apparatus for domestic wastewater and industrial wastewater, and more particularly to a wastewater treatment apparatus provided with an aerator capable of supplying fine bubbles such as oxidizing gas and methane gas to wastewater.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
排水処理装置におけるエアレーションには、曝気槽内に
設置された管状や板状のエアレータ細孔から空気を排水
中に加圧して噴き出すことによって気泡を細分化する方
式と回転羽根や気泡噴流などによりせん断力が形成され
た排水流内に空気を入れてそれを細分化する方式の二法
が存在する。
2. Description of the Related Art
The aeration in the wastewater treatment equipment is based on a method in which air is broken down by pressurizing and ejecting air into the wastewater from the tubular or plate-like aerator holes installed in the aeration tank, and shearing is performed by rotating blades or bubble jets. There are two methods of introducing air into a forced drainage stream and subdividing it.

【0003】前者の方式には、「散気管式」、「散
気板式」、「散気筒式」などと呼ばれるものがあり、
たとえば、管壁に穿設された細孔、ゴム状の円板に
切設されたスリット状の細孔、多孔質セラミックス製
の筒状体の細孔から加圧空気を排水中へ噴出させること
によって気泡の細分化が試みられたものであり、排水中
への酸素溶解量はそれらの細孔で調節された微細気泡の
供給量に依存するとされている。また後者の方式には、
「回転羽根式」、「ジェット式」、「単管曝気
式」などと呼ばれるものがあり、例えば、回転する羽
根に空気塊を衝突させることによって気泡の細分化を図
る、水中内に気液二相噴流を発生させ、気泡と水の連
行過程で気泡の細分化を図る、突起体に空気および水
の二相流を衝突させることによって気泡の細分化を図る
などの方式があり、その排水中への酸素溶解量は、回転
羽根の回転数、気泡噴流の速度、突起体への二相流の衝
突速度に依存するとされている。そして、これらの機能
を有するエアレータによるエアレーションでは、基本的
には空気の送給量やそれぞれのエアレータの設置個数等
によって必要な調節が行われている。
[0003] In the former system, there are so-called "diffusing tube type", "diffusing plate type", "diffusing cylinder type", and the like.
For example, pressurized air is blown out into drainage from pores formed in a pipe wall, slit-shaped pores cut in a rubber disk, or pores of a porous ceramic tubular body. Has been attempted, and it is said that the amount of dissolved oxygen in the wastewater depends on the supply amount of fine bubbles controlled by those pores. In the latter method,
There are so-called “rotating blade type”, “jet type”, “single tube aeration type” and the like.For example, air bubbles are made to collide with rotating blades to break up bubbles. There are methods such as generating a phase jet and dividing bubbles in the entrainment process of bubbles and water, and dividing bubbles by colliding a two-phase flow of air and water with a projection. It is said that the amount of dissolved oxygen in the gas depends on the rotation speed of the rotating blades, the speed of the bubble jet, and the collision speed of the two-phase flow with the projection. In aeration using an aerator having these functions, basically, necessary adjustments are made according to the amount of air supplied and the number of aerators installed.

【0004】しかし、省エネルギー型の高度排水処理を
目的とする高性能排水処理装置の開発のためには、特に
微細な酸化ガス気泡を多量に発生させ、さらにはその気
泡の発生量を制御する必要がある。
However, in order to develop an energy-saving high-performance wastewater treatment apparatus for the purpose of advanced wastewater treatment, it is necessary to generate a large amount of particularly fine oxidizing gas bubbles and to control the amount of such bubbles. There is.

【0005】ところが、上記の方式のエアレーション
は、そのほとんどが噴き出しによる散気方式か回転羽根
や突起体とのせん断によって気泡を発生させる方式であ
るために、下記のさまざまな欠点があった。たとえば、
散気管、散気板、散気筒からの噴き出し方式では、そこ
にいかに微細な細孔を設けても、気泡が細孔から噴出す
る際の気泡の表面張力によって、結果的に数mm程度の
径を有する大きな気泡が発生してしまい、それよりも小
さな気泡を発生させることが不可能であるという欠点を
有していた。またこのような散気方式の欠点として、そ
の長時間運転に伴って発生する目づまり問題と動力費の
増大の問題が存在した。一方、回転羽根方式では、キャ
ビテーションを発生させるのに高速の回転数が要求さ
れ、その動力費の問題やキャビテーション発生に伴って
急激に進行する羽根の腐食や振動問題が存在した。また
ジェット式では、微細気泡の径やその発生量において、
従来のエアレータよりも大きく優れた点は認められな
い。さらに、突起体に気液二相流を衝突させる方式で
は、微細気泡の発生が少ないという問題もあった。
[0005] However, the aeration of the above-described method is mostly a diffuser method by jetting or a method of generating bubbles by shearing with a rotating blade or a projection, and thus has the following various disadvantages. For example,
In the method of blowing from the diffuser tube, diffuser plate, and diffuser cylinder, no matter how fine pores are provided, due to the surface tension of the bubbles when the bubbles are blown out of the pores, the diameter is about several mm. However, there is a disadvantage that it is impossible to generate bubbles having smaller diameters and smaller bubbles. Further, as a drawback of such an air diffusion method, there is a problem of clogging and a problem of an increase in power cost caused by the long-time operation. On the other hand, in the rotating blade system, a high rotation speed is required to generate cavitation, and there are problems of power cost and corrosion and vibration problems of the blade which rapidly progress with the occurrence of cavitation. In the jet method, the diameter of fine bubbles and the amount of
No significant advantage over conventional aerators is observed. Further, in the method in which the gas-liquid two-phase flow collides with the projection, there is a problem that generation of fine bubbles is small.

【0006】以上のような欠点や問題点を有した従来の
排水処理装置におけるエアレータにおいては、微細気泡
の生成量が少ないため気泡の排水中での滞留時間が短く
なり、排水中への酸素溶解量の増大が期待できなかっ
た。さらには、微細気泡の径と発生量を容易に制御する
ことができないことから、排水の浄化処理が効率的に実
施できない問題があった。
[0006] In the aerator of the conventional wastewater treatment apparatus having the above-mentioned drawbacks and problems, the amount of fine bubbles generated is small, so that the residence time of the bubbles in the wastewater is shortened, and oxygen dissolution in the wastewater is reduced. No increase in volume could be expected. Furthermore, since the diameter and the generation amount of the fine bubbles cannot be easily controlled, there is a problem that the purification treatment of the wastewater cannot be efficiently performed.

【0007】すなわち、上述したようなエアレータの場
合、次のような問題を有する。 .気泡の径が1mm以下で数10μm程度までの微細
気泡を大量にしかも均一に発生させることができず、気
液更新の飛躍的促進が達成できない。 .上記の気泡の径、分布、発生量を必要に応じて機
械的に容易に制御することができない。 .撹拌装置なしでは、排水処理装置内に必要な循環流
の形成や撹拌作用をもたらすことができない。 .回転羽根や突起などがあるために圧力損失を減少さ
せることができない。 .回転羽根や突起に気液二相流が衝突することによっ
て、微生物や活性汚泥を破壊してしまい、汚水浄化に必
要な生物環境の形成・維持に支障を来す恐れがある。 .連続散気によって目づまりが発生し、散気効率が低
下することによって、圧力損失が増大する。このため長
期連続運転や運転経費の大幅な節減ができない。 .エアレータとコンプレッサーを含む装置形状が大き
く、設置上の制約が存在し、小型化が図れない。 .気泡の径、分布、発生量の制御によって、曝気槽内
での撹拌やCOD成分の酸化処理や好気性微生物の増殖
の最適制御を行うことが困難である。
That is, the above-described aerator has the following problems. . A large amount of fine bubbles having a diameter of 1 mm or less and up to about several tens of micrometers cannot be generated uniformly, and dramatic promotion of gas-liquid renewal cannot be achieved. . The diameter, distribution, and generation amount of the bubbles cannot be easily mechanically controlled as necessary. . Without the stirrer, it is not possible to form the necessary circulating flow in the wastewater treatment apparatus and to provide the stirring action. . Pressure loss cannot be reduced due to the presence of rotating blades and projections. . When the gas-liquid two-phase flow collides with the rotating blades and projections, microorganisms and activated sludge are destroyed, which may hinder formation and maintenance of a biological environment required for sewage purification. . The continuous air diffusion causes clogging, and the air diffusion efficiency is reduced, thereby increasing the pressure loss. For this reason, long-term continuous operation and significant reduction in operating costs cannot be achieved. . The size of the device including the aerator and the compressor is large, and there are restrictions on the installation, and miniaturization cannot be achieved. . By controlling the diameter, distribution, and generation amount of bubbles, it is difficult to perform stirring in the aeration tank, oxidize COD components, and optimally control the growth of aerobic microorganisms.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは上
記従来技術の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結
果、排水に微細な気泡を容易に供給できる省エネ型のエ
アレータを備えた排水処理装置を開発した。 すなわち
本発明は下記のとおりの排水処理装置である。第1の発
明は、多孔質の流動排水移送管を大気内に露出して、か
つ水頭差を設けて配置してなる吸込式エアレータを備え
たことを特徴とする排水処理装置であり、第2の発明
は、気体供給管の中側に多孔質の流動排水移送管を水頭
差を設けて配設してなる吸込式エアレータを備えたこと
を特徴とする排水処理装置であり、第3の発明は、水頭
差を設けて配置してなる流動排水移送管の中側に多孔質
の気体供給管を配設してなる吸込式エアレータを備えた
ことを特徴とする排水処理装置である。第4の発明は、
多孔質管の連通孔が不規則連通孔であることを特徴とす
る第1ないし3の発明のいずれかに記載の排水処理装置
であり、第5の発明は、多孔質の流動排水移送管又は/
及び多孔質の気体供給管が、多孔質セラミック管である
ことを特徴とする第1ないし4の発明のいずれかに記載
の排水処理装置である。
The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems of the prior art, and as a result, provided an energy-saving aerator capable of easily supplying fine bubbles to drainage. Developed wastewater treatment equipment. That is, the present invention is a wastewater treatment device as described below. A first invention is a porous flow drainage transfer pipe exposed in the atmosphere, or
One hydrocephalus difference is provided a waste water treatment apparatus characterized by comprising a suction type aerator formed by arranging the second invention, hydrocephalus porous flow drainage transfer tube of the middle side of the gas supply tube
A waste water treatment apparatus characterized by comprising a suction type aerator made by disposing provided the difference to a third aspect of the present invention, hydrocephalus
A waste water treatment apparatus characterized by comprising a suction type aerator which the middle side of the fluidized effluent transfer pipe formed by arranged with a difference formed by disposing a porous gas supply pipe. The fourth invention is
The wastewater treatment device according to any one of the first to third inventions, wherein the communication hole of the porous pipe is an irregular communication hole, and the fifth invention is directed to a porous flowing drainage transfer pipe or /
The wastewater treatment apparatus according to any one of the first to fourth inventions, wherein the porous gas supply pipe is a porous ceramic pipe.

【0009】第6の発明は、多孔質の流動排水移送管又
は/及び多孔質の気体供給管が多孔質金属管であること
を特徴とする第1ないし4の発明のいずれかに記載の排
水処理装置であり、第7の発明は、多孔質の流動排水移
送管又は/及び多孔質の気体供給管の連通孔の孔径が5
00μm以下であることを特徴とする第1ないし6の発
明のいずれかに記載の排水処理装置であり、
A sixth aspect of the present invention is the drainage system according to any one of the first to fourth aspects, wherein the porous flowing drainage transfer pipe and / or the porous gas supply pipe is a porous metal pipe. A seventh aspect of the present invention is the treatment apparatus, wherein the communicating hole of the porous flowing drainage transfer pipe and / or the porous gas supply pipe has a diameter of 5 mm.
The wastewater treatment device according to any one of the first to sixth inventions, wherein the wastewater treatment device is not more than 00 μm,

【0010】第8の発明は、多孔質の流動排水供給管に
管体状又は筐体状の気体供給室を周設してなることを特
徴とする第2、又は4ないしの発明のいずれかに記載
する排水処理装置である。
[0010] An eighth invention is any of the second, or 4 to 7 of the invention is characterized by being circumferentially flow drainage supply pipe to the pipe-shaped or box-shaped gas supply chamber of the porous A wastewater treatment device described in

【0011】以上の発明においては、第1に、セラミッ
クスをはじめとする不規則多孔質管を用いる外気の供給
では、水頭差を利用した吸込方式の方が噴き出し方式よ
りもかなり小さい圧力損失となる。これは管の外周壁面
の表面積は、管厚の存在により、内周壁面の表面積より
も常に大であることに起因するものであり、したがっ
て、多孔質管を用いる本発明の水頭差を利用した吸込方
式によれば、排水の中への気泡発生効率が飛躍的に向上
することとなる。この場合、その多孔質管の管壁厚さが
一定の場合、管の内径が小さいほど気体の吸込効率が良
好となる。第2に、従来の噴出し方式ではセラミックス
製等の不規則多孔質管の細孔の径をμm程度に小さくし
てもそこから発生する気泡の径は平均的に数mmほどあ
ったが、本発明に係る吸込式のエアレータによれば発生
する気泡の平均径を数100μmないし数10μmに微
細化することができる。よって、排水と酸化ガス気泡と
の接触面積を従来方式の10〜100倍程度に高めるこ
とができ、さらに気泡の滞留時間を10〜100倍に増
長することができる結果、溶解酸素量を飛躍的に増量す
ることができる。
In the above invention, firstly, in the supply of outside air using an irregular porous tube such as ceramics, the suction system utilizing the head difference causes a considerably smaller pressure loss than the jet system. . This is due to the fact that the surface area of the outer peripheral wall surface of the pipe is always larger than the surface area of the inner peripheral wall surface due to the presence of the pipe thickness. Therefore, the head difference of the present invention using a porous pipe was utilized. According to the suction method, the efficiency of generating bubbles in the wastewater is greatly improved. In this case, when the tube wall thickness of the porous tube is constant, the smaller the inner diameter of the tube, the better the gas suction efficiency. Secondly, in the conventional ejection method, even if the diameter of the pores of the irregular porous tube made of ceramics or the like is reduced to about μm, the diameter of bubbles generated therefrom is on average about several mm. According to the suction type aerator according to the present invention, the average diameter of generated bubbles can be reduced to several hundreds μm to several tens μm. Therefore, the contact area between the wastewater and the oxidizing gas bubbles can be increased to about 10 to 100 times that of the conventional method, and the residence time of the bubbles can be increased to 10 to 100 times. Can be increased.

【0012】第に、多孔質管の流動排水移送管に送り
込む気体の圧力を制御することによって、排水の流量を
変化させない状態で、その気泡吸込量を調整させること
ができる。この気泡発生量を制御することによって、排
水処理の高効率化が達成できる。第に、多孔質管から
の気体の吸込に必要な圧力エネルギーは、多孔質管の圧
力損失水頭を上回ればよく、きわめて小さい圧力エネル
ギーで足りる。通常、増水頭差で50cm程度で足り
る。第に、高速回転羽根や突起体への衝突によってエ
アレーションを行う従来の方式では、微生物や活性汚泥
などが破壊される問題があるけれども、本発明によれば
そうした問題は全く発生しない。第に、多孔質管の内
壁近くには外部気体が均一に吸込まれることに伴い、そ
の壁に垂直に管の中央に向かおうとする流れが形成され
る。この流れは、内壁に付着しようとする物質を剥がす
方向に作用することから、結果的に本多孔質管の目づま
りの形成を起こりにくくする。また、たとえ目づまりが
発生しても、その回復には多孔質管内外の圧力差を逆転
させる方式を加えることによって、いわゆる「逆洗」が
可能となる。
Third , by controlling the pressure of the gas sent to the flowing drainage transfer pipe of the porous pipe, the amount of air bubbles sucked can be adjusted without changing the flow rate of the drainage. By controlling the amount of generated bubbles, high efficiency of wastewater treatment can be achieved. Fourth , the pressure energy required for gas suction from the porous tube only needs to exceed the pressure loss head of the porous tube, and a very small pressure energy is sufficient. Usually, a head difference of about 50 cm is sufficient. Fifth , in the conventional method in which aeration is performed by colliding with high-speed rotating blades or projections, there is a problem that microorganisms and activated sludge are destroyed, but according to the present invention, such a problem does not occur at all. Sixth , as the external gas is uniformly sucked near the inner wall of the porous tube, a flow is formed perpendicular to the wall toward the center of the tube. This flow acts in the direction in which the substance to be attached to the inner wall is peeled off, and as a result, the formation of clogging of the porous tube is less likely to occur. Even if clogging occurs, so-called "backwashing" can be performed by adding a method of reversing the pressure difference between the inside and outside of the porous tube for recovery.

【0013】第に、従来コンプレッサーやブロアー等
の圧縮空気供給装置を必要としたが、本発明によれば
頭差を利用した吸込式であるため、そうした装置を不要
とすることができる。また、多孔質の流動排水供給管部
はユニット化が容易であり、例えば.移送管の両端部
にジョイントを取り付けることによって、あるいは.
透明プラスチック製の気体供給用筐体に多孔質の流動排
水供給管を貫通して取り付け、かつ筐体の貫通孔部と移
送管との接触部を接着・封止することによって、ユニッ
ト体を製作することができる。そして前記.のユニッ
ト体においては、内部の多孔質管が特にセラミック製で
ある場合には、外部の筐体をプラスチック、金属等の機
械的強度の高い材料で構成すれば補強部材としても機能
させ得るため、多孔質セラミック管の破損を阻止するこ
とができる。多孔質管の素材としては、多孔質セラミッ
クのほか、多孔質金属、多孔質プラスチック等適宜多孔
質材料を用いることができるが、いずれにしても多孔質
部の細孔は、連通孔となっていることが必要である。
[0013] Seventh, but requires a compressed air supply device, such as a conventional compressor or blower, water according to the present invention
Since it is a suction type using a head difference , such a device can be unnecessary. Further, the porous fluid drainage pipe section can be easily unitized. By attaching joints to both ends of the transfer tube, or.
A unit body is manufactured by penetrating and attaching a porous flowing drainage supply pipe to a transparent plastic gas supply casing, and bonding and sealing the contact between the through-hole part of the casing and the transfer pipe. can do. And the above. In the unit body, if the inner porous tube is made of ceramic in particular, if the outer housing is made of a material with high mechanical strength such as plastic or metal, it also functions as a reinforcing member.
Since capable of, it is possible to prevent the breakage of the porous ceramic tube. As the material of the porous tube, in addition to porous ceramic, a porous material such as a porous metal and a porous plastic can be used as appropriate, but in any case, the pores of the porous portion become communication holes. It is necessary to be.

【0014】[0014]

【実施例】以下に、本発明の実施例のいくつかを図面に
基づいて説明する。図1は、本発明に係る水頭差を利用
した吸込式エアレータを備えた排水処理装置の全体構成
説明図を示すが、まず処理すべき排水はスクリーン5
0、沈砂槽51を経て最初沈殿槽52に入り、次いで、
曝気槽53に導入される。曝気槽53においては、ポン
プP2により槽内水が吸い上げられ、一時補助槽54に
蓄えられ、次いで落下されて再び曝気槽53に戻される
という循環経路を形成するが、その落下途中に本発明に
係るエアレータ30が装着される。曝気槽53の上端部
からは、曝気処理された水の一部が導出されて最終沈殿
槽55に導入され、次いで上澄み水が塩素滅菌槽57に
導入され、そこから浄化水が取り出される。なお、最終
沈殿槽55の底部からは、若干量の返送汚泥56が取り
出されて、曝気槽53に供給される。P1〜P3はポン
プである。上記排水処理装置においては、エアレータと
して多孔質管からなる吸込式エアレータを使用している
ため、まず、散気管を用いる従来法のような多大な圧力
損失エネルギーを要しなく、そして、多孔質管を通して
気体を水中へ吸込む方式のために、散気管の場合のよう
な大直径の気泡が生じるのではなく、極めて微小直径の
気泡が発生する。したがって、気泡と排水との接触表面
積が増大し、気体の水中への溶解効率が非常に向上し、
その結果、高効率で排水のCODやBODを低減処理す
ることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Fig. 1 utilizes the head difference according to the present invention
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a wastewater treatment apparatus provided with a suction type aerator.
0, first enter the sedimentation tank 52 via the sedimentation tank 51, then
It is introduced into the aeration tank 53. In the aeration tank 53, the water in the tank is sucked up by the pump P2, temporarily stored in the auxiliary tank 54, then formed into a circulation path in which the water is dropped and returned again to the aeration tank 53. The aerator 30 is mounted. From the upper end of the aeration tank 53, a part of the aerated water is led out and introduced into the final sedimentation tank 55, and then the supernatant water is introduced into the chlorine sterilization tank 57, from which purified water is taken out. A small amount of returned sludge 56 is taken out from the bottom of the final settling tank 55 and supplied to the aeration tank 53. P1 to P3 are pumps. In the above wastewater treatment apparatus, since a suction type aerator made of a porous tube is used as an aerator, first, a large amount of pressure loss energy is not required as in the conventional method using a diffuser tube, and a porous tube is used. Due to the method of sucking gas into water through the gas, bubbles of very small diameter are generated instead of bubbles of large diameter as in the case of a diffuser. Therefore, the contact surface area between the air bubbles and the drainage water increases, and the efficiency of dissolving the gas in water is greatly improved.
As a result, COD and BOD of wastewater can be reduced with high efficiency.

【0015】図2は、本発明の排水処理装置の縦置き型
エアレータの1実施例の概略断面図である。図2におい
て、1はセラミックス製の多孔質管、2はアクリル樹脂
製の気体供給管、2’はフランジ、3は気体導入口、4
は流動排水移送管、4’は微細気泡混入流動排水移送
管、4”はフランジ、5は締着具(ボルト、ナット)、
6はパッキンである。同図において、排水が流動排水移
送管4内を矢印方向から流れてくると、多孔質管1部に
おいて、気体導入口からの気体が多孔質管壁を通過して
内部の流動排水(排水)に微細気泡となって供給され
る。すなわち、多孔質管内壁部は、流動排水の落差によ
り負圧となっており、気体導入口からの気体が多孔質
壁を介して流動排水内に微細気泡として吸引されるので
ある。
FIG. 2 is a schematic sectional view of one embodiment of the vertical aerator of the wastewater treatment apparatus according to the present invention. In FIG. 2, 1 is a ceramic porous tube, 2 is an acrylic resin gas supply tube, 2 'is a flange, 3 is a gas inlet, 4
Is a fluid drainage transfer pipe, 4 'is a fluid drainage containing fine bubbles
Pipe, 4 " for flange, 5 for fasteners (bolts, nuts),
6 is a packing. In the figure, when the drainage flows in the flowing drainage transfer pipe 4 from the direction of the arrow, the gas from the gas inlet passes through the porous pipe wall and flows through the inside of the porous drainage pipe 1 (drainage). And supplied as fine bubbles. That is, the inner wall portion of the porous pipe has a negative pressure due to the head of the flowing wastewater, and the gas from the gas inlet 3 is sucked as fine bubbles into the flowing wastewater through the porous wall.

【0016】多孔質管の細孔の孔径と発生微細気泡の径
との関連性は、実験の結果、図7に示すとおりであり、
すなわち発生微細気泡の直径の分布は、多孔質管の細孔
孔径の分布の約3倍となっている。ただし、図7の測定
条件は、多孔質管の外径が13.5mm、内径が7m
m、長さが120mm、平均細孔径が22μmであり、
流動排水移送管内の流水量は1.10 l/sec.で
ある。なお、他の測定実験の結果、発生微細気泡径は多
孔質管平均細孔径の約2〜4倍であることが解った。
The relationship between the pore diameter of the pores of the porous tube and the diameter of the generated fine bubbles is as shown in FIG. 7 as a result of the experiment.
That is, the distribution of the diameter of the generated microbubbles is about three times the distribution of the pore diameter of the porous tube. However, the measurement conditions in FIG. 7 are that the outer diameter of the porous tube is 13.5 mm and the inner diameter is 7 m.
m, the length is 120 mm, the average pore diameter is 22 μm,
The amount of flowing water in the flowing drainage transfer pipe is 1.10 l / sec. It is. As a result of another measurement experiment, it was found that the diameter of the generated fine bubbles was about 2 to 4 times the average pore diameter of the porous tube.

【0017】該縦置き型エアレータは、各部材が分解容
易でしたがってその組み立ても容易であり、セラミック
ス製の多孔質管1の外径はアクリル樹脂製の気体供給管
2の最狭部内径とほぼ同一としておくことにより、両者
は滑動、挿入自在となり、組み立て、分解が容易とな
る。なお、本構成では気体供給管2は多孔質管1を挟持
するごとく支持しており、セラミック製のごとき脆弱な
多孔質管を補強する補強部材としての作用も奏するので
有利である。該構成の縦置き型エアレータは、これを横
に倒して横置き型となしてもよいが、その場合は、上下
流の圧力差によって形成される動水勾配線が下流のエア
レータが低い状態となすべきである。
In the vertical type aerator, each member is easy to disassemble and therefore easy to assemble. The outer diameter of the porous tube 1 made of ceramics is almost equal to the inner diameter of the narrowest portion of the gas supply tube 2 made of acrylic resin. By making them the same, both can be slid and inserted freely, which facilitates assembly and disassembly. In this configuration, the gas supply pipe 2 supports the porous pipe 1 so as to sandwich the porous pipe 1 and advantageously acts as a reinforcing member for reinforcing a fragile porous pipe such as a ceramic pipe. The vertical type aerator of this configuration may be turned horizontally to form a horizontal type, but in this case, the hydrodynamic gradient line formed by the pressure difference between the upstream and downstream may cause the downstream aerator to be in a low state. Should do it.

【0018】また、漸縮管を用いればそのまま横置き型
となして使用することができる。図3は、横置き型エア
レータの1実施例の概略断面図である。図において、1
はセラミックス製の多孔質管、2はアクリル樹脂製の気
体供給管、2’はフランジ、3は気体導入口、4は下流
の流動排水移送管、4’は微細気泡混入流動排水移送
管、4”はフランジ、5は締着具(ボルト、ナット)、
6はパッキン、7は上流の流動排水移送管でもある漸縮
管である。同図において、排水が上流の漸縮管7内を矢
印方向から流れてくると、漸縮管7の後部内壁面におい
て負圧が最大となり多孔質管1部において、気体導入口
からの気体が多孔質管壁を通過して内部の流動排水(排
水)に微細気泡となって供給される。漸縮管7の絞り角
度は、通常10〜30度程度が好ましい。
If a reducing tube is used, it can be used as it is as a horizontal type. FIG. 3 is a schematic sectional view of one embodiment of the horizontal aerator. In the figure, 1
Is a porous tube made of ceramics, 2 is a gas supply tube made of acrylic resin, 2 'is a flange, 3 is a gas inlet, 4 is a downstream flowing drainage transfer tube, and 4' is a fine bubble-containing flowing drainage transfer.
Pipe, 4 " for flange, 5 for fasteners (bolts, nuts),
Reference numeral 6 denotes a packing, and reference numeral 7 denotes a reducing pipe which is also an upstream flowing drainage transfer pipe. In this figure, when the drainage flows in the direction of the arrow in the upstream contraction pipe 7, the negative pressure becomes maximum at the rear inner wall surface of the contraction pipe 7, and the gas from the gas introduction port is formed in the porous pipe 1. After passing through the porous tube wall, it is supplied as fine bubbles to the internal flowing drainage (drainage). The aperture angle of the retraction tube 7 is usually preferably about 10 to 30 degrees.

【0019】図4は、本エアレータを横置きしてサイフ
ォン配置し、多孔質管から気体を流動排水内に微細気泡
として吸引する概念図を示している。図中、30は本発
明に係るエアレータ、4は流動排水移送管、11は排水
貯留槽、12はエアレーション処理排水貯槽、HLは動
水勾配線、Hは水頭差である。同図において、排水が排
水貯留槽11から流動排水移送管4を経て、エアレータ
30に導入されると、水頭差H、動水勾配線HLにより
外気が微細気泡となって排水中に吸引、供給され、流動
排水移送管4を通って下方位置に配置されているエアレ
ーション処理排水貯槽12へ送給される。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a horizontal arrangement of the aerator and a siphon arrangement in which gas is sucked as fine bubbles into the flowing waste water from the porous tube. In the figure, 30 is an aerator according to the present invention, 4 is a flowing drainage transfer pipe, 11 is a drainage storage tank, 12 is an aeration-treated drainage storage tank, HL is a hydrodynamic gradient line, and H is a head difference. In the figure, when waste water is introduced from the waste water storage tank 11 through the flowing waste water transfer pipe 4 into the aerator 30, the outside air is sucked and supplied into the waste water as fine bubbles due to the head difference H and the hydraulic gradient line HL. Then, the water is supplied to the aeration-treated wastewater storage tank 12 disposed at a lower position through the flowing wastewater transfer pipe 4.

【0020】図5は、縦置き型エアレータの他の実施例
の概略断面図である。該図においては、多孔質管1は漸
拡管となっており、その拡張部に多孔質管1が取着され
ている。本例方式によれば、流動排水移送管の下方部直
径が上方部のそれよりも大となっているため、多孔質管
の拡張部における吸引力はより増強されたものとなる。
同図において、排水が上方の排水貯留槽11から落下し
て漸拡管8内に入って来ると、漸拡管8の多孔質管1内
壁面において負圧が大となり、気体導入口からの気体が
多孔質管1壁を通過して内部の流動排水(排水)に微細
気泡となって供給される。
FIG. 5 is a schematic sectional view of another embodiment of the vertical aerator. In the figure, the porous tube 1 is a gradually expanding tube, and the porous tube 1 is attached to the expanded portion. According to the method of the present example, since the diameter of the lower part of the fluidized drainage transfer pipe is larger than that of the upper part, the suction force at the expanded part of the porous pipe is further enhanced.
In the figure, when the drainage falls from the upper drainage storage tank 11 and enters the gradually expanding pipe 8, the negative pressure becomes large on the inner wall surface of the porous pipe 1 of the gradually expanding pipe 8, and the gas from the gas inlet is discharged. After passing through the wall of the porous tube 1, it is supplied as fine bubbles to the internal flowing drainage (drainage).

【0021】図6は、縦置き型エアレータの他の実施例
の概略断面図である。該図においては、流動排水供給管
4の内側に、多孔質管1を備えた筒状の気体供給器9を
内設してなるものである。本例方式によれば、外気が、
流動排水移送管4を貫通して気体供給器9内に連結され
た導気管10を経て、多孔質管1の管壁外面から微細気
泡となって排水中に吸引、供給される。
FIG. 6 is a schematic sectional view of another embodiment of the vertical type aerator. In this figure, a cylindrical gas supply device 9 having a porous tube 1 is provided inside a flowing drainage supply tube 4. According to this example system, the outside air is
Through an air guide pipe 10 connected to the gas supply 9 through the fluid drainage transfer pipe 4, fine bubbles are sucked and supplied into the drainage as fine bubbles from the outer wall surface of the porous pipe 1.

【0022】以上のように本発明においては多孔質管に
よる吸込方式を採用したので、セラミックス等多孔質管
より外部気体を吸込むことにより、流動排水移送管内に
数100μmから数10μmの径を有する微細な気泡を
生成させ得るとともに、その気泡量を制御することが可
能となる。生成気泡の調整において、気泡量を増大する
には、流動排水移送管内の負圧力を増大することによ
り、又は気体供給管内の気圧を高めることによって行う
ことができ、また気泡直径を微小化するには、多孔質管
の連通孔の孔径を縮小することにより実施できる。
As described above, in the present invention, a suction method using a porous tube is employed, so that external gas is sucked from a porous tube such as ceramics, so that a fine water having a diameter of several hundred μm to several tens μm can be introduced into the fluidized drainage transfer tube. And the amount of the bubbles can be controlled. In adjusting the generated bubbles, the amount of bubbles can be increased by increasing the negative pressure in the fluidized drainage transfer pipe or by increasing the air pressure in the gas supply pipe. Can be performed by reducing the diameter of the communication hole of the porous tube.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上実施例等で詳述したように、本発明
によれば下記のごとき優れた多くの作用効果が発揮され
る。 (1).本発明に係るエアレータによれば、従来の噴き
出し方式のエアレータよりもかなり小さい圧力損失とな
り、流動排水の中への気泡発生効率が飛躍的に向上す
る。 (2).従来の噴出し方式ではセラミックス製等の不規
則多孔質管の細孔の径をμm程度に小さくしてもそこか
ら発生する気泡の径は平均的に数mmほどあったが、本
発明に係る吸込式のエアレータによれば発生する気泡の
平均径を数100μmから数10μmに微細化すること
ができる。よって、排水と酸化ガス等の気泡との接触面
積を極端に増大することができ、かつ気泡の排水中にお
ける滞留時間を著しく増長することがてき、その結果排
水中への溶解酸素量を飛躍的に増量することができる。 ().多孔質管の流動排水移送管に送り込む気体の圧
力を制御することによって、排水の流量を変化させない
状態で、その気泡吸込量を調整させることができ、この
気泡発生量を制御することによって、排水処理の高効率
化が達成できる。
As has been described in detail in the embodiments and the like, according to the present invention, many excellent functions and effects as described below are exhibited. (1). According to the aerator according to the present invention, the pressure loss becomes considerably smaller than that of the conventional jet type aerator, and the efficiency of generating bubbles in the flowing wastewater is greatly improved. (2). In the conventional ejection method, even if the diameter of the pores of an irregular porous tube made of ceramics or the like is reduced to about μm, the diameter of bubbles generated therefrom is about several mm on average. According to the suction type aerator, the average diameter of the generated bubbles can be reduced from several hundred μm to several tens μm. Therefore, the contact area between the waste water and the bubbles such as the oxidizing gas can be extremely increased, and the residence time of the bubbles in the waste water can be significantly increased. As a result, the amount of dissolved oxygen in the waste water can be dramatically increased. Can be increased. ( 3 ). By controlling the pressure of the gas sent to the flowing drainage transfer pipe of the porous pipe, the amount of air bubbles sucked can be adjusted without changing the flow rate of the drainage water. Higher processing efficiency can be achieved.

【0024】().多孔質管からの気体の吸込に必要
な圧力エネルギーは、多孔質管の圧力損失水頭を上回れ
ばよく、きわめて小さい圧力エネルギーで足り、省エネ
ルギー運転が可能となる。 ().多孔質管の内壁近くには外部気体が均一に吸込
まれることに伴い、その壁に垂直に管の中央に向かおう
とする気液の流れが形成され、この流れが多孔質管内壁
に付着しようとする汚染物質等を剥がす方向に作用す
る。その結果、多孔質管の目づまりが起こりにくくな
る。 ().従来方式のごときコンプレッサーやブロアー等
の圧縮空気供給装置を必要としなく、単に水頭差のみを
確保すればよい。 ().多孔質の流動排水供給管部はユニット化が容易
であり、例えば透明プラスチック製の気体供給用筐体に
多孔質の流動排水供給管を貫通して取り付け、かつ筐体
の貫通孔部と移送管との接触部を接着・封止することに
よって、ユニット体を製作することができる。そして、
内部の多孔質管が特にセラミック製である場合には、外
部の筐体をプラスチック、金属等の機械的強度の高い材
料で構成すれば補強部材としても機能させることができ
るため、多孔質セラミック管の破損を阻止することがで
きる。
( 4 ). The pressure energy required for sucking the gas from the porous tube only needs to be higher than the pressure loss head of the porous tube, and extremely small pressure energy is sufficient, and energy saving operation is possible. ( 5 ). As the external gas is uniformly sucked near the inner wall of the porous tube, a gas-liquid flow is formed perpendicular to the wall toward the center of the tube, and this flow adheres to the inner wall of the porous tube. It acts in the direction in which contaminants and the like to be removed are peeled off. As a result, clogging of the porous tube is less likely to occur. ( 6 ). A compressed air supply device such as a compressor or a blower as in the conventional system is not required, and only the difference in water head may be secured. ( 7 ). The porous fluidized drainage supply pipe is easy to be unitized. For example, the porous fluidized drainage supply pipe is attached to a transparent plastic gas supply casing by penetrating the porous fluidized drainage supply pipe, and the casing has a through hole and a transfer pipe. A unit body can be manufactured by bonding and sealing a contact portion with the unit. And
When the inner porous tube is made of ceramics in particular, if the outer casing is made of a material having high mechanical strength such as plastic or metal, the outer case can function as a reinforcing member. Can be prevented from being damaged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る水頭差を利用した吸込式エアレー
タを備えた排水処理装置の全体構成説明図。
FIG. 1 is an explanatory view of the entire configuration of a wastewater treatment apparatus provided with a suction type aerator using a head difference according to the present invention.

【図2】排水処理装置の縦置き型エアレータの1実施例
の概略断面図。
FIG. 2 is a schematic sectional view of one embodiment of a vertical aerator of the wastewater treatment device.

【図3】横置き型エアレータの1実施例の概略断面図。FIG. 3 is a schematic sectional view of one embodiment of a horizontal aerator.

【図4】エアレータを横置きしてサイフォン配置し、多
孔質管から気体を流動排水内に微細気泡として吸引する
概念図。
FIG. 4 is a conceptual diagram in which an aerator is placed laterally and arranged in a siphon, and gas is sucked as fine bubbles from a porous tube into flowing wastewater.

【図5】縦置き型エアレータの他の実施例の概略断面
図。
FIG. 5 is a schematic sectional view of another embodiment of the vertical aerator.

【図6】縦置き型エアレータの他の実施例の概略断面
図。
FIG. 6 is a schematic sectional view of another embodiment of the vertical aerator.

【図7】多孔質管の細孔の孔径と発生微細気泡の径との
関連性を示すグラフ図。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the pore diameter of the pores of the porous tube and the diameter of the generated fine bubbles.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:セラミックス製の多孔質管、2:アクリル樹脂製の
気体供給管、2’:フランジ、3:気体導入口、4:流
動排水移送管、4’:微細気泡混入流動排水移送管、
4”:フランジ、5:締着具(ボルト、ナット)、6:
パッキン,7:漸縮管、8:漸拡管 9:筒状の気体供給器、10:導気管、11:排水貯留
槽、12:エアレーション処理排水貯槽、30:エアレ
ータ、50:スクリーン、51:沈砂槽 52:最初沈殿槽、53:曝気槽、54:一時補助槽 55:最終沈殿槽、56:返送汚泥、57:塩素滅菌槽 P1〜P3:ポンプ HL:動水勾配線、H:水頭差
1: Porous pipe made of ceramics, 2: Gas supply pipe made of acrylic resin, 2 ': Flange, 3: Gas inlet, 4: Fluid drainage transfer pipe, 4': Fine bubble mixed fluid drainage transfer pipe,
4 " : Flange, 5: Fastener (bolt, nut), 6:
Packing, 7: Reducing pipe, 8: Reproducing pipe 9: Cylindrical gas supply, 10: Air guide pipe, 11: Drainage storage tank, 12: Aeration treated drainage storage tank, 30: Aerator, 50: Screen, 51: Sedimentation sand Tank 52: First settling tank, 53: Aeration tank, 54: Temporary auxiliary tank 55: Final settling tank, 56: Returned sludge, 57: Chlorine sterilization tank P1 to P3: Pump HL: Hydraulic gradient line, H: Head difference

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/00 - 3/34 C02F 7/00 B01F 1/00 - 5/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C02F 3/00-3/34 C02F 7/00 B01F 1/00-5/26

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多孔質の流動排水移送管を大気内に露出
して、かつ水頭差を設けて配置してなる吸込式エアレー
タを備えたことを特徴とする排水処理装置。
1. A wastewater treatment apparatus comprising a suction type aerator in which a porous flowing drainage transfer pipe is exposed to the atmosphere and provided with a head difference .
【請求項2】 気体供給管の中側に多孔質の流動排水移
送管を水頭差を設けて配設してなる吸込式エアレータを
備えたことを特徴とする排水処理装置。
2. A wastewater treatment apparatus comprising a suction type aerator in which a porous flowing drainage transfer pipe is provided with a head difference provided inside a gas supply pipe.
【請求項3】水頭差を設けて配置してなる流動排水移送
管の中側に多孔質の気体供給管を配設してなる吸込式エ
アレータを備えたことを特徴とする排水処理装置。
3. A wastewater treatment apparatus comprising a suction type aerator provided with a porous gas supply pipe inside a fluidized drainage transfer pipe provided with a head difference .
【請求項4】 多孔質管の細孔が不規則連通孔であるこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載
の排水処理装置。
4. A waste water treatment apparatus of claims 1, wherein the pores of the porous tube is irregular passage according to any one of the three.
【請求項5】 多孔質の流動排水移送管又は/及び多孔
質の気体供給管が、多孔質セラミック管であることを特
徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の排水
処理装置。
5. A porous gas supply pipe of the fluidized effluent transfer pipe and / or porous is, waste water treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a porous ceramic tube .
【請求項6】 多孔質の流動排水移送管又は/及び多孔
質の気体供給管が多孔質金属管であることを特徴とする
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の排水処理装
置。
6. The wastewater treatment device according to to the porous flow drainage transfer tube or / and the porous gas supply tubes of claims 1 characterized in that it is a porous metal tube any one of four.
【請求項7】 多孔質の流動排水移送管又は/及び多孔
質の気体供給管の連通孔の孔径が500μm以下である
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記
載の排水処理装置。
7. A waste water according to any one of claims 1, wherein the pore diameter of the porous flow drainage transfer tube or / and the porous passage of the gas supply pipe is 500μm or less 6 Processing equipment.
【請求項8】 多孔質の流動排水供給管に管体状又は筐
体状の気体供給室を周設してなることを特徴とする請求
項2、又は4ないしのいずれか1項に記載の排水処理
装置。
8. Claim 2, or 4 to 7 any one of to, characterized in that the porous flow drainage supply pipe to the pipe-shaped or box-shaped gas supply chamber formed by circumferentially Wastewater treatment equipment.
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