JP3647394B2

JP3647394B2 - リプレース対応型散気装置

Info

Publication number: JP3647394B2
Application number: JP2001183512A
Authority: JP
Inventors: 極松原; 優治川瀬
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2021-06-18
Also published as: JP2003001290A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
下水処理を中心とした有機性排水処理システムに使用するエアレーションタンク中に設置するリプレース対応型散気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エアレーションタンク中に設置される散気装置の改修においては、改修前に使用していた散気板と同種の新品の散気板に交換する対応が一般的であった。一方、全く異種の散気装置に変更する場合には、散気装置を構成する散気板、散気板ホルダーをはじめ、配管類のヘッダー管、ときにはライザー管まで交換していたことから、改修費用が嵩むばかりではなく、廃棄物量が増加して環境負荷を増加させることとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、下水の負荷量の増大に対応し、あるいは下水処理法を担体法に切り替える場合における酸素量を増大させる要求に容易かつ低コストに対処するため、既設の散気装置の散気板ホルダーを利用しながら、散気板自体を磁器製散気板から異種材の散気板へ簡単な部品構成を用いて変更したリプレース対応型散気装置を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、既設の磁器製散気板を撤去した散気板ホルダーを利用して、多孔体板部材からなる新たな散気板を取り付けたリプレース対応型散気装置であって、前記散気板ホルダーの既設のボルト孔を利用して新たな散気板を取り付けたことを特徴とする本発明のリプレース対応型散気装置によって、解決することができる。
【０００５】
本発明は、既設の散気板ホルダーを利用するに当たり、該散気板ホルダーの既設のオリフィス孔をそのまま利用する、または孔径を調整して利用する形態に、また前記多孔体の材質が、高分子シート、ろ布、金属発泡体のいずれかである形態、または新しい散気板が、多孔体板部材の外周端全周の表面部分に沿って剛性材料からなる押さえ枠板を接着、溶着または溶接したものである形態、または前記押さえ枠板の材質が、鋼鈑、ステンレス板、ＦＲＰまたはポリアセタールなどのエンジニアリングプラスチックスであり、かつ、その厚さが３〜１０mmである形態の前記したリプレース対応型散気装置として具体化できる。
【０００６】
さらに、本発明は、以下の形態に好ましく具体化される。
第１は、既設の散気板ホルダーのボルト孔の位置に重ね合わせて枠状パッキンを配置し、その上に、多孔体板部材、押さえ枠板の順に重ねるとともに、取付ボルトを前記枠状パッキン、多孔体板部材、押さえ枠板の全体と前記ボルト孔に貫通させ、多孔体板部材からなる新たな散気板を既設の散気板ホルダーに取り付け、固定した形態の前記リプレース対応型散気装置である。
【０００７】
第２は、既設の散気板ホルダーのボルト孔の内側に枠状パッキンを配置し、その上に、多孔体板部材、前記ボルト孔と枠状パッキンをカバーする取付金具兼押さえ枠板の順に重ねるとともに、取付ボルトを前記取付金具兼押さえ枠板と前記ボルト孔に貫通させ、前記多孔体板部材を押し圧して散気板ホルダーに取り付け、固定した形態の前記リプレース対応型散気装置である。
【０００８】
第３は、既設の散気板ホルダーのボルト孔の内側に枠状パッキンを配置し、その上に、多孔体板部材、押さえ枠板の順に重ねるとともに、取付ボルトを逆Ｌ字状取付金具と前記ボルト孔に貫通させ、前記押さえ枠板を押し圧して散気板ホルダーに取り付け、固定した形態の前記リプレース対応型散気装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のリプレース対応型散気装置に係る実施形態について、図１〜１３を参照しながら説明する。
【００１０】
ここで、図１〜４に本発明が適用され得る従来の磁器製散気板を散気板ホルダーに設置した事例を示す。図１は、共通する散気板取付構造の要部断面拡大図、図２は、散気板の間隔を設け全面曝気用散気装置の平面図。図３は、３００□散気板単列配置の散気装置の平面図（Ａ）、側面図（Ｂ）。図４は、３００□散気板複列配置の散気装置の平面である。
【００１１】
図１〜３に示すように、磁器製散気板４の散気板ホルダー１への取りつけは、オリフィス孔１１を囲うように散気板ホルダー１の上に枠状パッキン３を乗せ、その上の磁器製散気板４を配置して、その四隅近辺を取付金具２で取り付け。固定していた。この取付金具２は、脚部２２と上部水平部２２からなる逆Ｌ字状金属板片で、上部水平部２２に貫通配置した取付ボルト２３を締め付けることにより、その脚部２２が支点となって上部水平部２２の先端が下側の磁器性散気版４を押し圧するよう作用するものである。
【００１２】
〔実施形態１〕（図５、６、７参照）
本発明のリプレース対応型散気装置は、散気板の取付機構の相違によって、以下に詳述するような実施形態１、２、３がある。
図５は、本発明の実施形態１のおける散気板取付構造（内部取付のケース）の部分的拡大断面を示す。図６は、その組立て展開斜視図である。
この実施形態では、例えば図１の既設の散気装置から磁器製散気板４を取り除いた、散気板ホルダー１に新散気板である多孔体板部材６を取り付けようとするものであり、散気板ホルダー１のボルト孔１２ａに一致して重ね合わせる位置に枠状パッキン３、多孔体板部材６および押さえ枠板５のそれぞれを重ね合わせて配置し、かつボルト孔１２ａに合わせてボルト孔５ａ、６ａ、３ａを設け、押さえ枠板５表面から取付ボルト１２を差込み、散気板ホルダー１裏面から締め付け、枠状パッキン３、多孔体板部材６および押さえ枠板５を一体に固定した構造からなる。
【００１３】
この場合には、押さえ枠板５と枠状パッキン３の枠部幅は、ボルト孔が開けられるだけに十分な幅寸法に設定しておく必要がある。なお、取付ボルト１２が直接に押さえ枠板５に取り付けられているので、締め付け力が均一に伝達されて多孔体板部材６と枠状パッキン３が密着するため、確実に空気漏れを防止できる。また、この構造によれば、図３、４のように散気板を単列または複列に設置する場合のいずれにも対応できる。
【００１４】
この実施形態１は、図６に例示の散気板単独設置の他、図７に示すような、散気板を単列状態で連続して配置する事例にも適用できる。
なお、この多孔体板部材等の配置に際して、取り除いた磁器製散気板と新たに設置する多孔体板部材の乾式通気量が異なる場合には、予め、空気を多孔体板部材６に供給するためのオリフィス孔１１の孔径を削り取りまたは肉盛りにより調整するのがよい。また、空気発泡時の発泡ムラがある場合にも、その防止のためにオリフィス孔１１の孔径の調製を個々に行う。なお、肉盛りは、溶接によってもよいが、強力な接着剤によるのが簡便で、後の変更にも対応しやすい。
【００１５】
本発明において使用される各部材について説明する。
先ず。本発明における枠状パッキン３は、ゴム材等のような伸縮性のある材料で、硬度は密着する多孔体板部材６の材質により選択され、多孔体板部材６が高分子材料のときは６０度程度、ろ布および金属材料のときには、３５〜４０度が目安になる。
枠状パッキン３の形状は、表面、裏面とも平滑な板から口字状空間を切り出すか、図７にような連続配置の場合は、口字状空間を連続的に並列するよう一体成形してもよい。枠状パッキン３の厚みは、締め付け代を考慮して５mm以上にすることが望ましい。
【００１６】
また、枠状パッキン３の上に散気板としての多孔体板部材６を置き、その上から押さえ枠板５で固定するが、多孔体板部材６と押さえ枠板５は、予め、接着，溶着または溶接をして一体化しておけば組立て工数が少なく済むので好ましい。このように予め一体化することによって、多孔体板部材６と押さえ枠板５の間からの空気漏れを防止することができるが、枠状パッキン３とのなじみがよい高分子材料の多孔体板部材の場合には必ずしも必要でない。
【００１７】
次に、本発明における散気板としての多孔体板部材６について説明する。
本発明では、既設の散気装置の磁器製散気板４を取り除いた後の散気板ホルダー１に、磁器製散気板４の厚さ（３０ｍｍｔ）より極端に薄い、厚さ０．５〜２．０ｍｍｔの多孔体板部材６を新しい散気板として設置するものである。
この多孔体板部材は、表裏に連通する通気孔を有する部材であり、ポリウレタン、天然ゴム、ＥＰＤＭなどの高分子材料からなるシートに多数の通気孔を穿孔したもの、合成樹脂繊維を綾織り、平織りなどで織った織物のからなるろ布（濾過用布）、あるいはステンレスなど金属の発泡体からなる平板などが適宜選択して使用可能である。
【００１８】
従来の磁器製散気板４との形状面の顕著な相違は、その厚さであって、磁器製では３０ｍｍが標準であったが、本発明の多孔体板部材６では、その材質により変化するものの、０．５〜２．０ｍｍの範囲から選択される。外形形状は、枠状パッキン３の外形に合わせた外形寸法の板材、シートとするが、図７のように、散気板を複数個、連続設置の場合は、複数の散気空間をまとめて１枚のシートでカバーするよう、連続した長方形シートまたは板材を利用するのが、製作費用も安価となり、また図３、４のような既設設備に対応できて好ましい。
【００１９】
次に、押さえ枠板５について説明する。この押さえ枠板５は、多孔体板部材６を押さえ込む力が接触面全体に均一にかかる材質の剛性材料から選択する。具体的には、鋼鈑，ステンレス板，ＦＲＰまたはポリアセタールなどのエンジニアリングプラスチックスであり、これらはいずれも剛性の高い材料である。押さえ枠板５の厚みは基本的には材料の剛性により決定されるが、ステンレス板の場合、３mm以上の厚みがあれば空気漏れを完全に防止できる。
【００２０】
図８は、単独設置（図６）の場合に、取付ボルトで締め付けトルク４０Ｋｇｆ・ｍで固定したとき、ステンレス製押さえ枠板の厚みと通気量８００リットル／ｍｉｎ・ｍ²の場合の空気の漏れ率の関係を示したものである。押さえ枠板５の厚みが３ｍｍ以上あれば空気漏れは確実に防止することができることが判る。また、ある程度の空気漏れが許容される場合には２．５ｍｍ程度の厚みでもよい。空気漏れの観点からは押さえ枠板の厚みの上限はないが、重量，経済性の観点から１０ｍｍ程度までが望ましい。
【００２１】
また、表１は、実施形態１における多孔体板部材の取り付けにおいて、締め付けトルクを４０Ｋｇｆ・ｍで固定し、８００リットル／ｍｉｎ・ｍ²で通気したときに空気の漏れを完全に防止できる各材料の最小の厚みを示したものである。前記したように、多少の空気漏れが許容される場合は表１の値より２０％程度薄くてもよく、ステンレス板では２〜２．５mmの厚みでも実用上は差し支えない。
【００２２】
【表１】

【００２３】
〔実施形態２〕
次に、図９、１０を参照して実施形態２について説明する。
この実施形態では、実施形態１のように多孔体板部材６、枠状パッキン３にボルト穴をあけることなく、多孔体板部材６等を外部から締め付けができるようにした構造である。すなわち、既設の散気板ホルダー１のボルト孔１２ａの内側に枠状パッキン３を配置し、その上に、多孔体板部材６、前記ボルト孔１２ａと枠状パッキン３をカバーする取付金具兼押さえ枠板５１の順に重ねるとともに、取付ボルト１２を前記取付金具兼押さえ枠板５１と前記ボルト孔１２ａに貫通させ、前記多孔体板部材６を押し圧して散気板ホルダー１に取り付け、固定した取付構造をなしている。
【００２４】
ここで、取付金具兼押さえ枠板５１は、単なる枠板ではなく、その側部形状は、図９に示すように、脚部５１ａと上部水平枠部５１ｂからなる逆Ｌ字状金属板で、上部水平枠部５１ｂに貫通配置した取付ボルト１２を締め付けることにより、その脚部５１ａが支点となって上部水平枠部５１ｂの先端が下側の多孔体板部材６を押し圧するようにした枠部材である。この構造では、部材の製作が煩雑になるものの、実施形態１と比べて施工が単純となる。
【００２５】
図１０は、散気板面を複数個連続して配置した場合の組立て展開斜視図であり、先の図９の場合と同様な取り付け構成となる。なお、この場合も押さえ枠板の剛性が問題となるが、押さえ込みが効果的であり、押さえ枠板５１の厚みはステンレス板で２mm程度まで薄くしても許容できる。また、この実施形態では、押さえ枠板５１裏面から散気板ホルダー１表面までの寸法をｔ１、枠状パッキンと多孔体板部材の合計厚みをｔ２とすると、ｔ１＜ｔ２の条件を満たすように設定することが重要である。
【００２６】
図１１は、前記ｔ１、ｔ２の寸法の差（Δｔ）を変えて、空気漏れの状態を確認したものであるが、ｔ２に対するｔ１の差が−０．５〜−１．５mmの範囲で空気漏れが防止できることが判る。これは、両者の寸法の差が少ないと発泡体と枠状パッキンが完全に密着されず、また、両者の差が多すぎると押さえ枠板が撓んで密着しない部分ができるからである。この実施形態は、図２のような散気面を個別に配置する場合に利用できるほか、図３のように散気面を複数、連続的に設置する場合にも用いられる。
【００２７】
〔実施形態３〕
次に、本発明の実施形態３について図１２、１３を用いて説明する。
この場合は、多孔体板部材６、枠状パッキン３にボルト穴をあけることなく、外部から締め付ける構造で、この点は、実施形態２に類似するが、この実施形態３では、押さえ枠板５と取付金具２を独立させた点にある。すなわち、既設の散気板ホルダー１のボルト孔１２ａの内側に枠状パッキン３を配置し、その上に、多孔体板部材６、押さえ枠板５の順に重ねるとともに、取付ボルト１２を逆Ｌ字状取付金具２と前記ボルト孔１２ａに貫通させ、前記押さえ枠板５を押し圧して多孔体板部材６を散気板ホルダー１に取り付け、固定した構造である。この場合、実施形態１と同様に、枠状パッキン３、多孔体板部材６、押さえ枠板５は、その外周形状は同一なものに揃えているが、それら３部材には、直接ボルト孔が開けられることはない。
【００２８】
この実施形態３であれば、既設の取付金具自体を本発明の取付金具２として利用できることから、改修にあたっての廃棄物量が削減できる利点がある。この場合、ｔ１＜ｔ２の条件を満たすことが必須となるが、この条件を満足しつつ、既設の取付金具を本発明の利用するには枠状パッキン３の厚みでｔ２を調整することが望ましい。従って、先の実施形態１、２では、枠状パッキンの厚みは５ｍｍ程度でもよかったが、この実施形態３では２０〜２５mm程度の厚みが必要になる。また、この場合も押さえ枠板の厚みは２ｍｍ程度まで許容できる。この形態も図２のような単独設置に利用できるほか、図３のような複数個を連続的に設置するときにも用いられる。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明のリプレース対応型散気装置として、３０００ｍ³／日の下水を処理しているエアレーションタンクの改修の際、本発明実施形態１を適用した場合の性能の向上結果の１例を以下の表２に示す。
この表２の結果によれば、改修前の散気板から、より径の小さい気泡を発生するポリウレタン穿孔多孔体に交換したことにより酸素移動効率が５０％以上も向上したことから、下水処理量も５０％近く増加させることができることがわかる。
【００３０】
【表２】

【００３１】
【発明の効果】
本発明のリプレース対応型散気装置は、以上説明したように構成されているので、既設の改修により発生する廃棄物を最小限度に押さえることができ、処分費の削減とともに環境負荷の低減が可能になる。また、既設の散気板より高性能の散気板に簡単に変更できることにより、処理量の増加あるいは高度処理をエアレーションタンク内で行うことができるから、散気装置の設備更新に伴い機能向上も容易になるという優れた効果がある。
【００３２】
さらに本発明は、下水の負荷量の増大対応、あるいは下水処理法を担体法に切り替える場合の酸素要求量増大に速やかに対処できるなどの有用な効果も得られる。よって本発明は従来の問題を解決したリプレース対応型散気装置はとして、実用的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の磁器製散気板の取付構造の要部拡大断面図。
【図２】従来のＳＵＳ製全面曝気用散気装置の平面図。
【図３】従来の単列散気装置を示す平面図Ａと側面図Ｂ。
【図４】従来の複列散気装置を示す平面図。
【図５】本発明の実施形態１の散気板取付構造の要部拡大断面図。
【図６】実施形態１の１態様を示す組立て斜視図。
【図７】実施形態１の他の態様を示す組立て斜視図。
【図８】実施形態１における空気漏れ率を示すグラフ。
【図９】本発明の実施形態２の散気板取付構造の要部拡大断面図。
【図１０】実施形態２の１態様を示す組立て斜視図。
【図１１】実施形態２における空気漏れ率を示すグラフ。
【図１２】本発明の実施形態３の散気板取付構造の要部拡大断面図。
【図１３】実施形態３の１態様を示す組立て斜視図。
【符号の説明】
１散気板ホルダー、１１オリフィス孔、１２取付ボルト、１２ａボルト孔、３枠状パッキン、３ａボルト孔、４磁器製散気板、５押さえ枠板、５ａボルト孔、６多孔体板部材、６ａボルト孔。

Claims

既設の磁器製散気板を撤去した散気板ホルダーを利用して、多孔体板部材からなる新たな散気板を取り付けたリプレース対応型散気装置であって、前記散気板ホルダーの既設のボルト孔を利用して新たな散気板を取り付けたことを特徴とするリプレース対応型散気装置。
既設の散気板ホルダーを利用するに当たり、該散気板ホルダーの既設のオリフィス孔をそのまま利用する、または孔径を調整して利用する請求項１記載のリプレース対応型散気装置。
前記多孔体の材質が、高分子シート、ろ布、金属発泡体のいずれかである請求項１または２に記載のリプレース対応型散気装置。
新しい散気板が、多孔体板部材の外周端全周の表面部分に沿って剛性材料からなる押さえ枠板を接着、溶着または溶接したものである請求項１または２または３に記載のリプレース対応型散気装置。
前記押さえ枠板の材質が、鋼鈑、ステンレス板、ＦＲＰまたはポリアセタールなどのエンジニアリングプラスチックスであり、かつ、その厚さが３〜１０mmである請求項１〜４のいずれかに記載のリプレース対応型散気装置。
既設の散気板ホルダーのボルト孔の位置に重ね合わせて枠状パッキンを配置し、その上に、多孔体板部材、押さえ枠板の順に重ねるとともに、取付ボルトを前記枠状パッキン、多孔体板部材、押さえ枠板の全体と前記ボルト孔に貫通させ、多孔体板部材からなる新たな散気板を既設の散気板ホルダーに取り付け、固定した請求項１〜５のいずれかに記載のリプレース対応型散気装置。
既設の散気板ホルダーのボルト孔の内側に枠状パッキンを配置し、その上に、多孔体板部材、前記ボルト孔と枠状パッキンをカバーする取付金具兼押さえ枠板の順に重ねるとともに、取付ボルトを前記取付金具兼押さえ枠板と前記ボルト孔に貫通させ、前記多孔体板部材を押し圧して散気板ホルダーに取り付け、固定した請求項１〜５のいずれかに記載のリプレース対応型散気装置。
既設の散気板ホルダーのボルト孔の内側に枠状パッキンを配置し、その上に、多孔体板部材、押さえ枠板の順に重ねるとともに、取付ボルトを逆Ｌ字状取付金具と前記ボルト孔に貫通させ、前記押さえ枠板を押し圧して散気板ホルダーに取り付け、固定した請求項１〜５のいずれかに記載のリプレース対応型散気装置。