JP3354888B2 - Gas dissolution equipment - Google Patents
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- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、排水処理における
曝気施設や、河川・湖沼における水中の溶存酸素不足を
補うために用いられる、空気などの気体を水などの液体
に溶解する気体溶解装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas dissolving apparatus for dissolving a gas such as air into a liquid such as water, which is used for aeration facilities in wastewater treatment and for supplementing a lack of dissolved oxygen in water in rivers and lakes. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】排水処理施設や汚れた河川・湖沼等にお
いて、水中の溶存酸素不足を補うために、散気管、散気
板による曝気、全面曝気、表面曝気、深層曝気、酸素曝
気、循環曝気などを行い、微生物の活動を維持し汚水を
処理する様々な方法が採用され知られている。これらの
方法には、それぞれ特有な効率的利用範囲があるが、排
水のＢＯＤ成分、ＮＨ3 などの被酸化物の酸化に消費さ
れる曝気動力は極めて多大なものであり、排水処理に消
費されるエネルギーの大部分を占め、省エネルギーの観
点からこのエネルギーを節減することが排水処理の一大
目標となっており、曝気処理を有効に行うための種々の
提案がなされている。2. Description of the Related Art In a wastewater treatment facility, dirty rivers, lakes and marshes, etc., in order to compensate for a shortage of dissolved oxygen in water, aeration with a diffuser tube, a diffuser plate, full aeration, surface aeration, deep aeration, oxygen aeration, circulation aeration. Various methods for maintaining the activity of microorganisms and treating wastewater have been adopted and known. Although each of these methods has its own specific range of efficient use, the aeration power consumed in oxidizing the BOD components of the wastewater and the oxides such as NH 3 is extremely large, and is consumed in the wastewater treatment. It is a major goal of wastewater treatment to reduce the energy from the viewpoint of energy saving, and various proposals for effectively performing aeration treatment have been made.
【０００３】従来、その一つとして曝気法で多用されて
いる散気管による曝気では、気泡は圧入空気の吐出圧、
散気管の目開き、液の粘度などによって、被曝気液の混
合攪拌の程度、気泡の大きさが決定される。気泡を微細
化するためには散気管の目を細かくすればよいが、これ
によって散気管が閉塞しやすくなり、また散気管の通気
抵抗も増加するのでブロワーの消費動力も増加し省エネ
ルギーとはなっていない。Conventionally, in aeration using a diffuser, which is often used in the aeration method, air bubbles are generated by the discharge pressure of pressurized air,
The degree of mixing and stirring of the liquid to be exposed and the size of the bubbles are determined by the aperture of the air diffuser, the viscosity of the liquid, and the like. In order to make air bubbles finer, it is only necessary to make the eyes of the air diffuser fine.However, this makes it easier to close the air diffuser, and also increases the ventilation resistance of the air diffuser, so that the power consumption of the blower increases and energy is saved. Not.
【０００４】また、この他にも曝気の方法として、バッ
キレーターを用いる方法、エジェクターを用いる方法や
散水法などがあるが、いずれも気泡の溶解効率が低く、
曝気する際に微生物の塊であるフロックを壊してしまう
という問題点が指摘されている。Other methods of aeration include a method using a buckerator, a method using an ejector, and a water spraying method.
It has been pointed out that flocculation, which is a mass of microorganisms, is destroyed during aeration.
【０００５】一方、気泡を効率的に微細化するために、
特開昭６０−６８０３７号公報には水中への空気の溶解
量が空気に加える圧力に依存することを利用して、加圧
した空気を加圧タンク内に供給して水と混合し、それを
大気中へ減圧吐出させることにより、水中に溶解してい
た空気を現出させ、微小気泡の分散した空気溶解水を得
るものが開示されている。On the other hand, in order to efficiently reduce the size of bubbles,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-68037 discloses that the pressurized air is supplied into a pressurized tank and mixed with water by utilizing the fact that the amount of air dissolved in water depends on the pressure applied to air. Is disclosed in which air dissolved in water is caused to appear by discharging air into the atmosphere under reduced pressure to obtain air-dissolved water in which microbubbles are dispersed.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、この方法に
よれば、空気と水を混合するタンクは加圧に耐える構造
とする必要があるため、装置が大がかりなものとなり、
装置のコストも高くなる。また、加圧した空気を得るた
めにはコンプレッサなどの圧縮機を用いる必要があり、
この圧縮機を運転するための動力も相当に大きなものと
なる。However, according to this method, since the tank for mixing air and water needs to have a structure that can withstand pressurization, the apparatus becomes large-scale.
The cost of the device is also high. Also, in order to obtain pressurized air, it is necessary to use a compressor such as a compressor,
The power for operating this compressor is also considerably large.
【０００７】また、空気を加圧してタンク内に吐出する
と、圧力を加えない状態で吐出するよりも時間当たりの
吐出量が減少してしまい、圧力を加えない状態と同じ吐
出量を得るためには、モーター出力またはポンプ出力を
上げる必要がある。すなわち、吐出空気の圧力を上げる
ためには、空気を加圧するエネルギーに加えてさらに必
要なエネルギーが増加し、無駄が多くなってしまう。Further, when air is pressurized and discharged into the tank, the discharge amount per time is reduced as compared with the case where the air is discharged without applying pressure. Need to increase the motor output or pump output. That is, in order to increase the pressure of the discharge air, the required energy is further increased in addition to the energy for pressurizing the air, and waste is increased.
【０００８】そこで、本発明において解決すべき課題
は、比較的簡単な構造で省エネルギータイプであって、
液体に様々な大きさの気泡を溶解させることが可能であ
り、また気体を飽和状態まで溶解させることが可能な気
体溶解装置を提供することにある。Therefore, the problem to be solved in the present invention is an energy-saving type having a relatively simple structure,
An object of the present invention is to provide a gas dissolving device that can dissolve bubbles of various sizes in a liquid and dissolve a gas to a saturated state.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の気体溶
解装置は、攪拌羽根を備えた回転軸を内部に軸支し液体
吐出口を備えたタンクと、同タンク内へ液体を吸い上げ
るポンプと、同ポンプにより吸い上げる液体に気体を混
入する気体吸入口と、同ポンプにより吸い上げた液体を
前記攪拌羽根に吹き付けるノズルとを備えたものであ
る。本発明の気体溶解装置でいう気体とは、空気、酸
素、二酸化炭素、窒素など溶解させる液体に溶解可能な
すべてのものを含む。That is, a gas dissolving apparatus according to the present invention comprises: a tank having a liquid discharge port which rotatably supports a rotary shaft having stirring blades therein; a pump for sucking liquid into the tank; The apparatus includes a gas inlet for mixing gas into a liquid sucked up by the pump, and a nozzle for blowing the liquid sucked up by the pump to the stirring blade. The gas referred to in the gas dissolving apparatus of the present invention includes everything that can be dissolved in a liquid to be dissolved, such as air, oxygen, carbon dioxide, and nitrogen.
【００１０】これによって、気体吸入口から気体を混合
して気泡を含む液体とし、この液体をノズルから攪拌羽
根に吹き付けることにより攪拌羽根を回転させ、この攪
拌羽根の回転によって、ノズルから攪拌羽根に吹き付け
られた液体に含まれる気泡を剪断して微細化する。また
は、ノズルからの液体が液面に叩きつけられることによ
って乱流が起こり、この乱流の作用でタンク内の液体に
混合された気泡を微細化することができるようになる。
また、タンク内は加圧されていないため、液体に叩きつ
けられた気体は液体中に溶け込み、飽和状態まで溶解さ
せることができる。[0010] Thus, the gas is mixed from the gas suction port into a liquid containing air bubbles, and this liquid is sprayed from the nozzle onto the stirring blade to rotate the stirring blade, and the rotation of the stirring blade causes the nozzle to rotate from the nozzle to the stirring blade. The bubbles contained in the sprayed liquid are sheared to be fine. Alternatively, a turbulent flow occurs when the liquid from the nozzle is hit against the liquid surface, and the effect of the turbulent flow can make air bubbles mixed with the liquid in the tank fine.
Further, since the inside of the tank is not pressurized, the gas struck by the liquid dissolves in the liquid and can be dissolved to a saturated state.
【００１１】ここで、ポンプにより吸い上げる液体に気
体を混入する気体吸入口は、ノズルへ液体を供給する配
管の途中にオリフィスやノズルなどの絞り機構とこの絞
り機構に気体を供給するバイパス配管とを設け、ポンプ
によって吸い上げる配管内の液体を絞ることによって負
圧とし、バイパス配管内の気体を混入するものなどが用
いられる。この液体に混入する気体としては、汚水浄化
装置用として用いる気体溶解装置の場合、酸素を含んだ
空気がもっとも一般的であるが、浄化能力を上げるため
には、高濃度の酸素が望ましい。Here, the gas suction port for mixing gas into the liquid sucked up by the pump is provided with a throttle mechanism such as an orifice and a nozzle and a bypass pipe for supplying gas to the throttle mechanism in the middle of the pipe for supplying the liquid to the nozzle. A negative pressure is created by squeezing the liquid in a pipe sucked up by a pump to mix the gas in a bypass pipe. As a gas mixed into the liquid, air containing oxygen is the most common in the case of a gas dissolving device used for a sewage purification device, but high concentration oxygen is desirable in order to increase the purification capability.
【００１２】攪拌羽根に液体を吹き付けるノズルは、攪
拌羽根の上方から下向きに設置し、液体を攪拌羽根に吹
き付けることによって攪拌羽根を回転させる。このノズ
ルは、鉛直方向から５〜１０°傾斜させて設置しておけ
ば、攪拌羽根がより回転しやすくなり、かつ、液体が液
面に叩きつけられたときに、乱流が起こりやすくなる。
また、タンクの上部に別のノズルを攪拌羽根の上方から
下向きに設置し、回転する攪拌羽根に液体を吹き付け
て、この液体に含まれる気泡を攪拌羽根の回転によって
剪断し、微細化することもできる。A nozzle for spraying a liquid to the stirring blade is installed downward from above the stirring blade, and the liquid is sprayed on the stirring blade to rotate the stirring blade. If this nozzle is installed at an angle of 5 to 10 degrees from the vertical direction, the stirring blades are more likely to rotate, and turbulence tends to occur when the liquid is hit against the liquid surface.
In addition, another nozzle may be installed in the upper part of the tank downward from above the stirring blade, and a liquid may be sprayed on the rotating stirring blade, and bubbles contained in this liquid may be sheared by the rotation of the stirring blade to be refined. it can.
【００１３】攪拌羽根は、ノズルから吹き付ける液体に
よって回転でき、液体に含まれる気泡を微細化する剪断
作用が起こりやすいように突起や凹凸をもつ断面形状と
すればよい。例えば、コウモリ傘の骨のように、複数の
棒状部材を回転軸を中心として放射状に形成するのがよ
い。また、この攪拌羽根を同軸に複数形成すれば、回転
する攪拌羽根による剪断作用がよりいっそう強くなり、
液体に混合された気泡がさらに微細化されるようにな
る。The stirring blade can be rotated by the liquid sprayed from the nozzle, and may have a cross-sectional shape having protrusions and irregularities so that a shearing action for miniaturizing bubbles contained in the liquid is likely to occur. For example, like a bat umbrella bone, a plurality of rod-shaped members may be formed radially about the rotation axis. Also, if a plurality of the stirring blades are formed coaxially, the shearing action of the rotating stirring blades is further increased,
Bubbles mixed with the liquid are further miniaturized.
【００１４】また、攪拌羽根は、水平方向から５〜１０
°下向きに傾斜して放射させたほうがよい。これによ
り、液体中に含まれるゴミなどが付着せずにタンク下方
へ落ちやすくなり、攪拌羽根のメンテナンス作業が省力
化される。この傾斜角は、５°未満とすればゴミが落ち
にくくなって攪拌羽根に固着することもあり、１０°超
とすれば回転時に攪拌羽根に加わる力が大きくなりすぎ
てしまい、攪拌羽根に無理が生じてくる。Further, the stirring blade is 5 to 10 from the horizontal direction.
° It is better to radiate downward. This makes it easier for dust and the like contained in the liquid to drop below the tank without adhering, thereby reducing the maintenance work of the stirring blade. If the angle of inclination is less than 5 °, dust hardly falls off and may adhere to the stirring blade. If the angle of inclination is more than 10 °, the force applied to the stirring blade during rotation becomes too large, and the stirring blade cannot be rotated. Will occur.
【００１５】ところで、ポンプとノズルの間に、ノズル
からの液体の吐出量を調整するためのバルブを設けてお
けば、このバルブの絞り開度を調整することによってノ
ズルからの液体の吐出量と共に攪拌羽根の回転速度を調
整することが可能となり、攪拌羽根による気泡の微細化
の度合いを調整して様々な大きさの気泡を得ることがで
きるようになる。このとき、圧力が加わるのはポンプと
ノズルの間までの配管だけであるから、耐圧構造とする
のはこの配管だけでよく、鉄管などを用いればよい。If a valve is provided between the pump and the nozzle to adjust the amount of liquid discharged from the nozzle, the amount of liquid discharged from the nozzle can be adjusted by adjusting the degree of opening of the valve. The rotation speed of the stirring blade can be adjusted, and bubbles of various sizes can be obtained by adjusting the degree of fineness of bubbles by the stirring blade. At this time, pressure is applied only to the pipe between the pump and the nozzle, so that only the pipe is required to have a pressure resistant structure, and an iron pipe or the like may be used.
【００１６】このようにして得られた様々な大きさの気
泡を例えば水中に吐出すれば、この気泡は水中を上昇す
るにしたがって水圧が低くなるため膨張して、気泡内部
の圧力が空気中に溶存している酸素よりも低くなる。そ
のため、水中に溶存している酸素はこの気泡中に取り込
まれずに、水中に溶存している気泡内部よりも圧力の高
いガスだけが気泡中に取り込まれ、この取り込んだガス
を大気中に放出して脱ガス作用を向上させることができ
る。When the bubbles of various sizes obtained in this way are discharged into, for example, water, the bubbles expand as the water pressure decreases as they rise in the water, and the pressure inside the bubbles increases into the air. It is lower than dissolved oxygen. Therefore, the oxygen dissolved in the water is not taken into the bubbles, only the gas higher in pressure than the inside of the bubbles dissolved in the water is taken into the bubbles, and the taken gas is released to the atmosphere. Degassing action can be improved.
【００１７】一方、タンクに、タンク内の液面を検知す
る液面検知手段を備えることにより、この液面検知手段
が液面の上限を検知したときには気体吸入口から吸入す
る気体の量を増やして液面を下げ、液面の下限を検知し
たときには気体吸入口から吸入する気体の量を減らして
液面を上げることができるようになる。すなわち、タン
ク内の液面を設定範囲内に維持することができるように
なる。On the other hand, the tank is provided with a liquid level detecting means for detecting the liquid level in the tank, so that when the liquid level detecting means detects the upper limit of the liquid level, the amount of gas sucked from the gas inlet is increased. When the lower limit of the liquid level is detected, the amount of gas sucked from the gas inlet can be reduced to raise the liquid level. That is, the liquid level in the tank can be maintained within the set range.
【００１８】また、このようにタンク内の液面を設定範
囲内に維持し、タンク内の液面よりも上の空間に酸素を
充満させることによって、攪拌羽根によって微細化させ
た気泡の表面より酸素が気泡内に取り込みやすくなり、
気泡への酸素の溶解効率を向上させることができる。Further, by maintaining the liquid level in the tank within the set range and filling the space above the liquid level in the tank with oxygen as described above, the surface of the air bubbles made fine by the stirring blades is reduced. Oxygen is easily taken into the bubbles,
The efficiency of dissolving oxygen in bubbles can be improved.
【００１９】タンク内の水を外部に放出する液体吐出口
としては、タンクに接続されたパイプやホースなどの配
管と、配管の途中に設けられた開閉バルブと、配管の先
端に設けられたノズルとによって構成することができ
る。ノズルは公知のものを使用することができ、配管か
ら直接汚染水域に放流するようにすることもできる。ま
たは、ノズルの先にエジェクターポンプ等を設けること
により、水圧の高い深層へ放流することができるように
なる。The liquid discharge port for discharging the water in the tank to the outside includes pipes such as pipes and hoses connected to the tank, an open / close valve provided in the middle of the pipe, and a nozzle provided at the tip of the pipe. And can be configured by: As the nozzle, a known nozzle can be used, and the nozzle can be directly discharged into the contaminated water area. Alternatively, by providing an ejector pump or the like at the tip of the nozzle, it is possible to discharge water to a deep layer with high water pressure.
【００２０】本発明の装置は、特に急速濾過装置や活性
炭濾過装置の前処理装置として使用することで、ＢＯＤ
除去、窒素成分の除去を効率よく行うことが可能とな
る。すなわち、本装置内でＤＯ改善された処理水を急速
濾過装置や活性炭濾過装置へ流入させることで、濾過砂
層や活性炭内層に好気性生物層を形成させることができ
る。この生物層には好気性及び通性嫌気性脱窒菌などを
多量に含んでいることから、濾過砂と活性炭濾過を通過
する間にＢＯＤ除去、窒化成分の硝化及び脱窒を効率良
く進行させることができる。The apparatus of the present invention can be used especially as a pretreatment apparatus for a rapid filtration apparatus or an activated carbon filtration apparatus to achieve a BOD
Removal and removal of nitrogen components can be performed efficiently. That is, by flowing the treated water, which has been DO-improved in the present apparatus, into a rapid filtration device or an activated carbon filtration device, an aerobic biological layer can be formed in the filter sand layer or the activated carbon inner layer. Since this biological layer contains a large amount of aerobic and facultative anaerobic denitrifying bacteria, it is necessary to efficiently remove BOD, nitrate and denitrify nitride components while passing through filter sand and activated carbon filtration. Can be.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態におけ
る気体溶解装置を示す概略図、図２は攪拌羽根の拡大
図、図３は攪拌羽根の積層状態を示す図である。FIG. 1 is a schematic view showing a gas dissolving apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a stirring blade, and FIG. 3 is a view showing a stacked state of the stirring blade.
【００２２】図において、液体を貯留するタンク１は、
その内部に攪拌羽根２を備えた回転軸３をベアリング４
によって回転自在に垂直に軸支している。このタンク１
は、酸素などの気体を溶解した液体を貯留するととも
に、攪拌羽根２によって内部の液体を攪拌し、気体を溶
解させるものである。材質としては、鉄やステンレス鋼
を用いることができるが、タンク内の圧力は、タンク内
に貯留する液体の自重による圧力以上にはならないた
め、特に圧力に耐える構造とする必要はなく、プラスチ
ックスなどを用いることもできる。In the figure, a tank 1 for storing a liquid is:
A rotating shaft 3 having a stirring blade 2 therein is mounted on a bearing 4.
The shaft is supported vertically so as to be freely rotatable. This tank 1
Is to store a liquid in which a gas such as oxygen is dissolved, and to stir the liquid inside by the stirring blade 2 to dissolve the gas. As the material, iron or stainless steel can be used, but since the pressure in the tank does not exceed the pressure due to the weight of the liquid stored in the tank, it is not necessary to have a structure capable of withstanding the pressure. Etc. can also be used.
【００２３】回転軸３を同軸として積層した３つの攪拌
羽根２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ、複数の棒状部材を回
転軸３を中心として放射状に形成したものであり、本実
施形態においては、金属性の角棒を２０本使用してい
る。また、これらの攪拌羽根２ａ，２ｂ，２ｃは、水平
方向（垂直に軸支した回転軸３に直角方向）からの角度
θを１０°として下向きに傾斜して放射させており、液
体に含まれるゴミなどが付着しにくくしている。これら
の攪拌羽根２ａ，２ｂ，２ｃは、図３の矢印で示す攪拌
羽根回転方向に回転するときに、攪拌羽根２ａ、攪拌羽
根２ｂ、攪拌羽根２ｃの順序で後述する攪拌羽根回転用
ノズル７ｂからの液体が吹き付けられるようにオフセッ
トさせて積層している。Each of the three stirring blades 2a, 2b, and 2c laminated with the rotation shaft 3 coaxial is formed by forming a plurality of rod-shaped members radially around the rotation shaft 3, and in the present embodiment, a metallic material is used. 20 square bars are used. Further, these stirring blades 2a, 2b, 2c emit downwardly inclined radiation at an angle θ of 10 ° from a horizontal direction (a direction perpendicular to the rotating shaft 3 vertically supported) and are included in the liquid. It makes it difficult for trash etc. to adhere. When the stirring blades 2a, 2b, and 2c rotate in the rotation direction of the stirring blades indicated by arrows in FIG. 3, the stirring blades 2a, 2b, and 2c are sequentially transmitted from a stirring blade rotation nozzle 7b described later in this order. Are offset so that the liquid is sprayed.
【００２４】タンク１内への液体の供給は、外部の液体
中に挿入された逆止弁１３付きストレーナ５を通して、
ポンプ６により液体を吸い上げ、吐出ノズル７ａ及び攪
拌羽根回転用ノズル７ｂより吐出することにより行われ
る。このストレーナ５から吐出ノズル７ａ及び攪拌羽根
回転用ノズル７ｂへ液体を供給する配管８の途中には、
ポンプ６により吸い上げる液体に気体を混入する気体吸
入口９ａが備えられており、ポンプ６によって液体を吸
い込むときの負圧によって酸素などの気体を吸い込み、
液体中に気泡として混入する。なお、本実施形態におい
てはポンプ６を気体吸入口９ａとタンク１の間に設けて
いるが、このポンプ６は水中ポンプなどを用いてストレ
ーナ５の位置に設けても良い。The supply of the liquid into the tank 1 is performed through a strainer 5 with a check valve 13 inserted into the external liquid.
This is performed by sucking up the liquid by the pump 6 and discharging the liquid from the discharge nozzle 7a and the stirring blade rotating nozzle 7b. In the middle of a pipe 8 for supplying the liquid from the strainer 5 to the discharge nozzle 7a and the stirring blade rotating nozzle 7b,
A gas suction port 9a for mixing gas into the liquid sucked by the pump 6 is provided, and a gas such as oxygen is sucked by a negative pressure when the liquid is sucked by the pump 6,
Mixes as bubbles in the liquid. In the present embodiment, the pump 6 is provided between the gas inlet 9a and the tank 1, but the pump 6 may be provided at the position of the strainer 5 using a submersible pump or the like.
【００２５】タンク１の周壁に攪拌羽根２ａの上方から
下向きとして設置した攪拌羽根回転用ノズル７ｂは、攪
拌羽根２にポンプにより吸い上げた液体を吹き付け、そ
の後、液面に叩きつけて乱流を起こすためのものであ
る。また、タンク１の上部に下向きとして設置した吐出
ノズル７ａは、回転する攪拌羽根２に液体を吹き付ける
ためのものである。A stirring blade rotating nozzle 7b installed on the peripheral wall of the tank 1 from above the stirring blade 2a to blow down the liquid sucked up by the pump onto the stirring blade 2 and then strikes the liquid surface to cause turbulence. belongs to. The discharge nozzle 7a installed downward on the upper part of the tank 1 is for spraying liquid to the rotating stirring blade 2.
【００２６】このように、攪拌羽根回転用ノズル７ｂか
らの液体の吹き付けによって攪拌羽根２を回転させ、吐
出ノズル７ａからの液体に含まれる気泡をこの攪拌羽根
２によって剪断し、微細化する。そして、この微細化さ
れた気泡を含む液体は液面へ落ち、微細化された気泡は
攪拌羽根回転用ノズル７ｂによって起こされた乱流によ
って、タンク１の底の方へと押し下げられる。あるい
は、回転軸３の液体中に当たる部分にプロペラやスクリ
ューなどを設けておき、乱流を起こすようにすることも
できる。As described above, the stirring blade 2 is rotated by spraying the liquid from the stirring blade rotating nozzle 7b, and the bubbles contained in the liquid from the discharge nozzle 7a are sheared by the stirring blade 2 to be miniaturized. Then, the liquid containing the micronized bubbles drops to the liquid surface, and the micronized bubbles are pushed down toward the bottom of the tank 1 by the turbulence generated by the stirring blade rotating nozzle 7b. Alternatively, a turbulent flow may be generated by providing a propeller, a screw, or the like in a portion of the rotating shaft 3 that comes into contact with the liquid.
【００２７】なお、ポンプ６と吐出ノズル７ａ及び攪拌
羽根回転用ノズル７ｂとの間に、ノズルからの液体の吐
出量を調整するためのバルブ１０ａ，１０ｂをそれぞれ
設けている。バルブ１０ｂの絞り開度を調整して攪拌羽
根２の回転速度を調整して剪断作用の大小を調整し、バ
ルブ１０ａの絞り開度を調整して攪拌羽根２によって剪
断される気泡を含む液体量を調整する。すなわち、バル
ブ１０ａ，１０ｂの絞り開度を調整することによって吐
出ノズル７ａ及び攪拌羽根回転用ノズル７ｂからの液体
の吐出量と共に攪拌羽根２の回転速度を調整することが
可能となり、攪拌羽根２による気泡の微細化の度合いを
調整して様々な大きさの気泡を得ることができるように
なる。It should be noted that valves 10a and 10b for adjusting the amount of liquid discharged from the nozzles are provided between the pump 6, the discharge nozzle 7a and the stirring blade rotating nozzle 7b, respectively. The amount of liquid containing bubbles that is sheared by the stirring blade 2 by adjusting the opening of the valve 10b to adjust the rotation speed of the stirring blade 2 to adjust the magnitude of the shearing action, and adjusting the opening of the valve 10a to adjust the opening of the valve 10b. To adjust. That is, by adjusting the apertures of the valves 10a and 10b, it is possible to adjust the rotation speed of the stirring blade 2 together with the amount of liquid discharged from the discharge nozzle 7a and the stirring blade rotating nozzle 7b. By adjusting the degree of fineness of the bubbles, bubbles of various sizes can be obtained.
【００２８】ここで、例えば、液体が水であって気体が
酸素の場合、このようにして得られた様々な大きさの気
泡を河川・湖沼などの水中に吐出すれば、この気泡は水
中を上昇するにしたがって水圧が低くなるため膨張し
て、気泡内部の圧力が空気中に溶存している酸素よりも
低くなる。そのため、水中に溶存している酸素はこの気
泡中に取り込まれずに、水中に溶存している気泡内部よ
りも圧力の高いガスだけが気泡中に取り込まれ、この取
り込んだガスを大気中に放出して脱ガス作用を向上させ
ることができる。Here, for example, in the case where the liquid is water and the gas is oxygen, if bubbles of various sizes obtained in this way are discharged into water such as rivers and lakes, these bubbles will pass through the water. As the water pressure rises, the water pressure decreases and expands, so that the pressure inside the bubble becomes lower than the oxygen dissolved in the air. Therefore, the oxygen dissolved in the water is not taken into the bubbles, only the gas higher in pressure than the inside of the bubbles dissolved in the water is taken into the bubbles, and the taken gas is released to the atmosphere. Degassing action can be improved.
【００２９】また、バルブ１０ｂの絞り開度を小さくす
れば、攪拌羽根２の回転速度は遅くなり、本装置によっ
て得られる気泡の径は大きくなる。こうして得られた直
径０．０５〜０．５ｍｍの比較的大きな気泡は、液体中
に溶存しているアンモニアなどのガスをこの気泡に閉じ
込めて排出する脱臭、脱気などの用途に用いられる。一
方、バルブ１０ｂの絞り開度を大きくすれば、攪拌羽根
２の回転速度は速くなり、本装置によって得られる気泡
の径は小さくなる。こうして得られた直径０．０１〜
０．０５ｍｍの比較的小さな気泡は、液体中に溶存する
ようになる。例えば、液体が水であって気体が酸素であ
れば、ＤＯ改善された水が得られることになる。また、
タンク１内は加圧されていないため、液体に叩きつけら
れた気体は液体中に溶け込むため、気泡の状態でなくて
も飽和状態まで溶解させることもできる。If the opening degree of the throttle of the valve 10b is reduced, the rotation speed of the stirring blade 2 is reduced, and the diameter of the bubble obtained by the present apparatus is increased. The relatively large bubbles having a diameter of 0.05 to 0.5 mm thus obtained are used for applications such as deodorization and degassing in which a gas such as ammonia dissolved in a liquid is trapped in the bubbles and discharged. On the other hand, if the opening degree of the throttle of the valve 10b is increased, the rotation speed of the stirring blade 2 is increased, and the diameter of the bubble obtained by the present apparatus is reduced. The thus obtained diameter of 0.01 to
Relatively small bubbles of 0.05 mm become dissolved in the liquid. For example, if the liquid is water and the gas is oxygen, DO-improved water will be obtained. Also,
Since the inside of the tank 1 is not pressurized, the gas struck by the liquid dissolves in the liquid, so that the gas can be dissolved to a saturated state even if it is not in a bubble state.
【００３０】液面ゲージ１１はタンク１内の液面を検知
する液面検知手段であり、液面の上限を検知する上限セ
ンサ１１ａと下限を検知する下限センサ１１ｂとによっ
て構成されている。上限センサ１１ａは液面が最下段の
攪拌羽根２ｃよりも下方に保たれるように設定してお
り、最下段の攪拌羽根２ｃが液体に浸かることがないよ
うに液面を制御する。下限センサ１１ｂはタンク内に貯
留しておくべき液体量に合わせて設定する。開閉弁付き
気体吸入口９ｂはこの液面ゲージ１１の検知結果に基づ
いて開閉弁付き気体吸入口９ｂからの気体の吸入量を制
御する。これは、攪拌羽根２が液体中に浸かってしまう
と、攪拌羽根２に液体の抵抗が加わって、攪拌羽根２が
回転しにくくなるのを防止するためと、液面よりも上の
空間を確保して酸素を充満させ、攪拌羽根２によって微
細化させた気泡の表面より酸素が気泡内に取り込みやす
くなり、気泡への酸素の溶解効率を向上させるためであ
る。The liquid level gauge 11 is a liquid level detecting means for detecting the liquid level in the tank 1, and is composed of an upper limit sensor 11a for detecting the upper limit of the liquid level and a lower limit sensor 11b for detecting the lower limit. The upper limit sensor 11a is set so that the liquid level is maintained below the lowermost stirring blade 2c, and controls the liquid level so that the lowermost stirring blade 2c is not immersed in the liquid. The lower limit sensor 11b is set according to the amount of liquid to be stored in the tank. The gas inlet 9b with the on-off valve controls the amount of gas suctioned from the gas inlet 9b with the on-off valve based on the detection result of the liquid level gauge 11. This is because if the stirring blade 2 is immersed in the liquid, the resistance of the liquid is applied to the stirring blade 2 to prevent the rotation of the stirring blade 2 from becoming difficult, and a space above the liquid surface is secured. This is because oxygen is easily filled into the air bubbles, and oxygen is easily taken into the air bubbles from the surfaces of the air bubbles made finer by the stirring blade 2, thereby improving the efficiency of dissolving the oxygen in the air bubbles.
【００３１】なお、気体吸入口９ａ及び開閉弁付き気体
吸入口９ｂへの気体の供給は、供給する気体が酸素の場
合、図１に示すように、純酸素発生装置１４と、この純
酸素発生装置１４によって生成した酸素を貯留しておく
リザーバタンク１５を介して行われる。液体が水の場
合、このように溶解させる気体を純酸素とすることによ
って、水中に多くの酸素が溶解するようになる。酸素で
なく他の気体を溶解させる場合は、純酸素発生装置１４
に代えて、溶解させる気体を生成する装置を設けておけ
ばよい。When the gas to be supplied to the gas inlet 9a and the gas inlet 9b with the on-off valve is oxygen, as shown in FIG. The operation is performed through a reservoir tank 15 that stores oxygen generated by the device 14. When the liquid is water, a large amount of oxygen is dissolved in water by making the gas to be dissolved pure oxygen. When dissolving other gas instead of oxygen, the pure oxygen generator 14
Instead, a device for generating a gas to be dissolved may be provided.
【００３２】このように本実施形態の液体溶解装置にお
いては、ポンプ６による吸い込みによって液体に気体を
混合し、攪拌羽根回転用ノズル７ｂから攪拌羽根２に吹
き付けることで攪拌羽根２を回転させ、この攪拌羽根２
の回転による剪断作用によって液体中に含まれる気泡を
微細化することが可能となる。また、攪拌羽根回転用ノ
ズル７ｂからの液体が液面に叩きつけられることによっ
て起こる乱流作用によって、この微細化された気泡はタ
ンク１の底の方へ押し下げられ、液体の圧力によってこ
の気泡はさらに微細化し、酸素溶解効率が良くなる。す
なわち、ポンプ６の動力のみによって微細化した気泡を
含む液体を得ることができる。As described above, in the liquid dissolving apparatus according to the present embodiment, the gas is mixed with the liquid by suction by the pump 6, and is blown from the nozzle 7b for rotating the stirring blade to the stirring blade 2, thereby rotating the stirring blade 2. Stirring blade 2
It is possible to make air bubbles contained in the liquid finer by the shearing action of the rotation of. Further, due to the turbulent action caused by the liquid from the stirring blade rotating nozzle 7b being hit against the liquid surface, the fine bubbles are pushed down toward the bottom of the tank 1, and the bubbles are further reduced by the pressure of the liquid. It becomes finer and the oxygen dissolving efficiency is improved. That is, it is possible to obtain a liquid containing fine bubbles by only the power of the pump 6.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。According to the present invention, the following effects can be obtained.
【００３４】（１）攪拌羽根を備えた回転軸を内部に軸
支し液体吐出口を備えたタンクと、同タンク内へ液体を
吸い上げるポンプと、同ポンプにより吸い上げる液体に
気体を混入する気体吸入口と、同ポンプにより吸い上げ
た液体を前記攪拌羽根に吹き付けるノズルとを備えるこ
とによって、気体を加圧することなく液体に効率よく溶
解させることが可能となり、これによって、比較的簡単
な構造で大小様々な大きさの気泡を溶解させることがで
きる気体溶解装置を得ることができる。また、タンク内
は加圧しないため、気泡の状態でなくとも気体を液体中
に飽和状態まで溶解させることができる気体溶解装置で
もある。例えば、この気体溶解装置によって得られた気
泡を河川・湖沼などの水中に吐出すれば、水中の溶存酸
素量を増加させることができ、同時に脱ガスも行われ
る。(1) A tank provided with a liquid discharge port which internally supports a rotary shaft having stirring blades therein, a pump for sucking liquid into the tank, and a gas suction for mixing gas into the liquid sucked by the pump. By providing a mouth and a nozzle for spraying the liquid sucked up by the pump onto the stirring blade, it is possible to efficiently dissolve the gas into the liquid without pressurizing it. A gas dissolving device capable of dissolving bubbles of various sizes can be obtained. Further, since the inside of the tank is not pressurized, it is also a gas dissolving device that can dissolve a gas in a liquid to a saturated state without being in a bubble state. For example, by discharging bubbles obtained by this gas dissolving device into water such as rivers and lakes, the amount of dissolved oxygen in the water can be increased, and degassing is performed at the same time.
【００３５】（２）攪拌羽根は、複数の棒状部材を回転
軸を中心として放射状に形成したものとすることによっ
て、液体に混合された気泡をさらに微細化することが可
能となる。したがって、このさらに微細化させた気泡を
用いれば、無駄なエネルギー消費をすることなく曝気を
効率的に行うことができる。(2) By forming the plurality of rod-shaped members radially about the rotation axis, the stirring blade can further reduce bubbles mixed with the liquid. Therefore, by using the finer bubbles, aeration can be performed efficiently without wasteful energy consumption.
【００３６】（３）攪拌羽根は、水平方向から５〜１０
°下向きに傾斜して放射させることによって、液体中に
含まれるゴミなどが付着せずにタンク下方へ落ちやすく
なり、攪拌羽根のメンテナンス作業が省力化される。(3) The stirring blade is 5 to 10 from the horizontal direction.
° By radiating the light obliquely downward, dust and the like contained in the liquid can easily fall to the lower part of the tank without adhering, and the maintenance work of the stirring blade can be saved.
【００３７】（４）ポンプとノズルの間に、ノズルから
の液体の吐出量を調整するためのバルブを設けることに
よって、攪拌羽根の回転速度を調整することが可能とな
り、攪拌羽根による気泡の微細化の度合いを調整するこ
とができるようになる。(4) By providing a valve between the pump and the nozzle for adjusting the discharge amount of the liquid from the nozzle, it is possible to adjust the rotation speed of the stirring blade, and the fine bubbles generated by the stirring blade can be adjusted. The degree of conversion can be adjusted.
【００３８】（５）タンクに、タンク内の液位を検知す
る液位検知手段を備えることによって、タンク内の液面
を設定範囲内に維持することが可能となる。また、タン
ク内の液面よりも上の空間を確保して酸素を充満させ、
攪拌羽根によって微細化させた気泡の表面より酸素が気
泡内に取り込みやすくなり、気泡への溶解効率をさらに
向上させることができる。(5) By providing the tank with a liquid level detecting means for detecting the liquid level in the tank, the liquid level in the tank can be maintained within a set range. Also, secure the space above the liquid level in the tank and fill it with oxygen,
Oxygen is more easily taken into the bubble than the surface of the bubble made fine by the stirring blade, and the efficiency of dissolution into the bubble can be further improved.
【図１】 本発明の実施の形態における気体溶解装置を
示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a gas dissolving device according to an embodiment of the present invention.
【図２】 攪拌羽根の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a stirring blade.
【図３】 攪拌羽根の断面形状を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional shape of a stirring blade.
１ タンク ２，２ａ，２ｂ，２ｃ 攪拌羽根 ３ 回転軸 ４ ベアリング ５ ストレーナ ６ ポンプ ７ａ 吐出ノズル ７ｂ 攪拌羽根回転用ノズル ８ 配管 ９ａ 気体吸入口 ９ｂ 開閉弁付き気体吸入口 １０ａ，１０ｂ バルブ １１ 液面ゲージ １１ａ 上限センサ １１ｂ 下限センサ １２ 液体吐出口 １３ 逆止弁 １４ 純酸素発生装置 １５ リザーバタンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tank 2, 2a, 2b, 2c Stirring blade 3 Rotary shaft 4 Bearing 5 Strainer 6 Pump 7a Discharge nozzle 7b Stirring blade rotation nozzle 8 Pipe 9a Gas inlet 9b Gas inlet with on-off valve 10a, 10b Valve 11 Liquid level gauge 11a Upper limit sensor 11b Lower limit sensor 12 Liquid discharge port 13 Check valve 14 Pure oxygen generator 15 Reservoir tank
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 7/00 Ｃ０２Ｆ 7/00 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01F 3/00 - 3/22 B01F 5/00 - 5/26 B01F 7/00 - 7/32 B01F 15/00 - 15/06 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification symbol FI C02F 7/00 C02F 7/00 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B01F 3/00-3/22 B01F 5/00-5/26 B01F 7/00-7/32 B01F 15/00-15/06
Claims (4)
液体吐出口を備えたタンクと、同タンク内へ液体を吸い
上げるポンプと、同ポンプにより吸い上げる液体に気体
を混入する気体吸入口と、同ポンプにより吸い上げた液
体を前記攪拌羽根に吹き付けるノズルとを備え、前記攪
拌羽根は、前記タンク内の液面より上で回転し、その回
転によって前記ノズルから吹き付けられた液体を剪断す
るものである気体溶解装置。1. A tank provided with a liquid discharge port which internally supports a rotary shaft having stirring blades therein, a pump for drawing liquid into the tank, and a gas suction port for mixing gas into the liquid drawn by the pump. When, and a nozzle for spraying the liquid sucked up by the pump to the stirring blade, the攪
The stirring blade rotates above the liquid level in the tank, and
Shears the liquid sprayed from the nozzle by rolling
Gas dissolution apparatus is shall.
軸を中心として放射状に形成したものである請求項１記
載の気体溶解装置。2. The gas dissolving apparatus according to claim 1, wherein the stirring blade is formed by forming a plurality of rod-shaped members radially around a rotation axis.
°下向きに傾斜して放射させた請求項２記載の気体溶解
装置。3. The stirring blade is 5 to 10 from the horizontal direction.
3. The gas dissolving apparatus according to claim 2, wherein the gas is emitted downwardly inclined.
からの液体の吐出量を調整するためのバルブを設けた請
求項１から３のいずれかに記載の気体溶解装置。4. A between the pump and the nozzle, the gas dissolution apparatus according to any of claims 1-3 provided with a valve for adjusting the discharge amount of liquid from the nozzle.
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