JP3784303B2 - Air diffuser - Google Patents
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- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は散気装置に関し、反応槽内に気体を平均して散気する技術に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、下水処理、上水処理等において反応槽内に空気等の気体を散気する散気装置は、一般的に槽内に浸漬する散気管に複数の散気孔を軸心方向に沿って適当間隔で設けており、散気管は先端を構造的に閉塞するか、バルブで閉栓しており、基端側にブロワを接続している。
【0003】
散気装置はブロワから供給する空気を散気管の各散気孔から槽内液中に噴出させて槽内液の曝気や攪拌、酸素供給等を行うが、散気による槽内液の攪拌や酸素供給等の効果の有効性を高めるためには、散気管の各散気孔から噴出する空気量が均一であることが望ましい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、散気管が長尺である場合には、散気管の各散気孔から噴出する空気量は均一でなく、散気管は空気が流入する基端に近い程に散気孔から噴出する空気量が少なく、先端に近い程に散気孔から噴出する空気量が多くなる。
【0005】
このため、基端に近い程に散気孔の口径を大きくしてその圧力損失を小さくし、先端に近い程に散気孔の口径を小さくしてその圧力損失を大きくすることで、各散気孔から噴出する空気量を平均化することが可能である。また、散気管に形成する散気孔の配置ピッチを基端に近い程に小さくしてその分布密度を高め、散気孔の配置ピッチを先端に近い程に大きくしてその分布密度を低めることで、噴出する空気量を散気管全体として平均化することが可能である。
【0006】
しかし、散気孔の口径や配置ピッチを計算によって予め求めることは困難であり、散気孔の口径や配置ピッチが異なる多数の散気管を用意し、経験則として散気孔の口径や配置ピッチの最適条件を決定することは困難であり、現実的な方途ではない。
【0007】
本発明は上記した課題を解決するものであり、散気管の各散気孔から噴出する空気量を平均化して散気による作用効果を高めることができる散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】
上記課題を解決するために、本発明の散気装置は、槽内に浸漬する散気管に複数の散気孔を設け、散気管の基端に空気供給源を接続し、散気管を基端から先端に向けて下り勾配で傾斜配置して散気管の先端と基端との間に所定水深差を生じさせることで、散気管の各散気孔に作用する背圧を先端に近い程に漸次に高く設定したものである。
【0009】
上記した構成において、各散気孔から噴出する空気量は散気管内の圧力と各散気孔に背圧として作用する水圧との差圧によって決まり、散気管内の圧力分布の傾向は基端側から先端側へ漸次に高くなり、この圧力分布は散気管の姿勢に影響されずほぼ一定である。このため、先端に近い程に各散気孔に作用する背圧を高くすることで、散気管内の圧力と各散気孔の背圧との差圧を一定となし、噴出する空気量を平均化する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1〜図3において、曝気槽1に浸漬した散気装置2は散気ケース3の内部に散気管4を配置しており、散気管4の基端に接続した空気供給管5にブロワ6を設け、散気管4の先端に接続した洗浄用管7に洗浄用バルブ8を設けている。
【0011】
散気管4は所定口径の大径管からなる幹管9と、幹管9の下方に配置した所定口径の小径管からなる複数の枝管10とからなる。枝管10は逆T字形をなし、上部の一端で幹管9に連通するとともに、両端が幹管9の下方位置で開口しており、枝管10の上部位に複数の散気孔11を設けている。
【0012】
散気管4は幹管9の基端から先端に向けて下り勾配で傾斜して配置しており、散気管4の幹管9の先端と基端との間に5〜20mmの所定水深差Lを生じさせている。この傾斜は散気管4と散気ケース3のフレームとの間にスペーサ等を介装することで与える。この結果、曝気槽1の槽内液の水圧によって散気管4の各散気孔11に作用する背圧は幹管9の先端に近い程に漸次に高くなる。
【0013】
散気管4の両端の水深差の適値は散気管4の勾配を変化させて経験的に求め、後述するように、散気管4の内部圧力と各散気孔11の背圧との差圧が一定となり、各散気孔11から噴出する空気量が均一となる水深差とする。
【0014】
以下、上記した構成における作用を説明する。散気運転時には洗浄用バルブ8を閉栓した状態で、ブロア6から所定圧力の空気を散気管4へ供給する。この空気は幹管9を通して各枝管10に流れ、枝管10の両端の開口に達する前に各散気孔11から曝気槽1の槽内液中に噴出する。
【0015】
各散気孔11から噴出する空気量は散気管4の内部圧力と各散気孔11に背圧として作用する水圧との差圧によって決まる。散気管4の内部の圧力分布の傾向は基端側から先端側へ漸次に高くなり、この圧力分布は散気管4の姿勢に影響されずほぼ一定である。
【0016】
図6は散気管4の内部の圧力分布を測定した結果を示すものであり、散気管4を水平に配置した状態で散気管に供給する空気量を変化させた場合と、本実施の形態のように散気管4を傾斜配置した状態で散気管4に供給する空気量を変化させた場合とについて開示しており、測定位置を示す符号は幹管9の基端側から先端側へ順次に大きくなる。
【0017】
a折線は散気管4が水平で0.625m3/minの空気量の場合を示し、b折線は散気管4が水平で0.75m3/minの空気量の場合を示し、c折線は散気管4が水平で0.9m3/minの空気量の場合を示し、d折線は散気管4が入口側(基端側)で10mm高くなるように傾斜して0.625m3/minの空気量の場合を示し、e折線は散気管4が入口側(基端側)で10mm高くなるように傾斜して0.75m3/minの空気量の場合を示し、f折線は散気管4が入口側(基端側)で10mm高くなるように傾斜して0.9m3/minの空気量の場合を示している。a〜cを求めた水位とe〜fを求めた水位とは多少異なっており、そのために水圧に差異が見られる。
【0018】
しかし、散気管4が水平であるか傾斜しているかに拘わらず、空気量の多寡に拘わらず、圧力分布の傾向はほぼ一定であり、幹管9の先端に近い程に圧力が高くなる傾向がある。
【0019】
一方、散気管4の各散気孔11に作用する背圧は、散気管4を先端に向けて下り勾配に傾斜して配置し、散気管4の先端と基端との間に所定水深差を生じさせることで、先端に近い程に各散気孔11に作用する背圧が高くなる。このため、散気管4の内部圧力と各散気孔11の背圧との差圧が一定となり、各散気孔11から噴出する空気量が平均化される。
【0020】
図4は散気管4を水平に配置した状態で各枝管10の散気孔11における空気量を測定した結果を示すものであり、a折線は供給空気量が0.625m3/minの場合を示し、b折線は供給空気量が0.75m3/minの場合を示し、c折線は供給空気量が0.9m3/minの場合を示している。
【0021】
このように、散気管4を水平に配置した場合には幹管9の先端に近い程に散気孔11から噴出する空気量が多くなる。
図5は散気管4を入口側(基端側)で10mm高くなるように傾斜して配置した状態で各枝管10の散気孔11における空気量を測定した結果を示すものであり、a折線は供給空気量が0.625m3/minの場合を示し、b折線は供給空気量が0.75m3/minの場合を示し、c折線は供給空気量が0.9m3/minの場合を示している。
【0022】
このように、散気管4を先端と基端との間に所定水深差が生じるように傾斜配置した場合には、各散気孔11から噴出する空気量が平均化される。
洗浄時には、洗浄用バルブ8を開栓し、ブロア6から散気管4の幹管9に供給する空気を洗浄用管7を通して大気圧下に排気する。
【0023】
このとき、散気管4の幹管9の内部を流れる空気が枝管10の散気孔11に比べて背圧および抵抗の小さい洗浄用管7の排気口(大気圧下)へ向って流れることで、槽内液が散気孔11を通して枝管10および幹管9の内部に流入する。槽内液は枝管10および幹管9の内部の付着物を洗い流し、幹管9を流れる空気とともに洗浄用管7へ流入し、エアリフト作用によって排気口から排出される。
【0024】
圧力の低下した散気管4へ槽内液が急激に流入するとその抵抗によって内部の圧力が高まって槽内液の流入が停止し、洗浄用管7でのエアリフト作用によって散気管4の内部の槽内液を排出して散気管4の内部の圧力が低下すると槽内液が再び散気管4へ流入し、散気管4および洗浄用管7において脈動が発生する。
【0025】
このように脈動が発生して散気管4の内部の圧力が急激な増減を繰り返して変化し、散気管4の内部に急速な槽内液の流れが反復的に生じることで散気管4の内部の付着物を洗浄する効果が高まる。
【0026】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、散気管を空気供給源に接続する基端から先端に向けて下り勾配で傾斜配置して散気管の先端と基端との間に所定水深差を生じさせ、散気管の各散気孔に作用する背圧を先端に近い程に漸次に高く設定することで、散気管内の圧力と各散気孔の背圧との差圧を一定となし、噴出する空気量を平均化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における散気装置を示す正面図である。
【図2】同散気装置の散気管を示す横断面図である。
【図3】同散気装置の散気管を示す要部拡大図である。
【図4】散気管を水平とする状態での各散気孔における空気量を示すグラフ図である。
【図5】散気管を傾斜配置する状態での各散気孔における空気量を示すグラフ図である。
【図6】散気管の内部圧力分布を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1 曝気槽
2 散気装置
3 散気ケース
4 散気管
5 空気供給管
6 ブロワ
7 洗浄用管
8 洗浄用バルブ
9 幹管
10 枝管
11 散気孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aeration apparatus, and relates to a technique for diffusing an average gas in a reaction tank.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a sewage treatment, water treatment, etc., a diffuser for diffusing a gas such as air in a reaction tank is generally suitable for a plurality of air diffusion holes along an axial direction in a diffusion pipe immersed in the tank. The air diffuser is structurally closed at the tip or closed with a valve, and a blower is connected to the base end side.
[0003]
The air diffuser blows air supplied from the blower through the air diffuser holes of the air diffuser into the liquid in the tank to aerate and agitate the liquid in the tank, supply oxygen, etc. In order to increase the effectiveness of the supply effect, it is desirable that the amount of air ejected from each air diffuser of the air diffuser is uniform.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the diffuser tube is long, the amount of air ejected from each diffuser hole of the diffuser tube is not uniform, and the amount of air ejected from the diffuser hole becomes closer to the proximal end where the air flows into the diffuser tube. The amount of air ejected from the air diffuser increases as the distance from the tip decreases.
[0005]
For this reason, by increasing the diameter of the diffuser hole as it is closer to the base end and reducing its pressure loss, and reducing the diameter of the diffuser hole as it is closer to the distal end and increasing its pressure loss, It is possible to average the amount of air ejected. In addition, by reducing the arrangement pitch of the diffuser holes formed in the diffuser tube as it is closer to the proximal end and increasing its distribution density, increasing the arrangement pitch of the diffuser holes closer to the tip and lowering its distribution density, It is possible to average the amount of air ejected over the entire diffuser.
[0006]
However, it is difficult to determine the aperture and arrangement pitch of the diffuser holes in advance by calculation. Prepare a number of diffuser tubes with different aperture diameters and arrangement pitches, and as a rule of thumb, the optimum conditions for the aperture and arrangement pitch of the diffuser holes It is difficult to determine and is not a realistic way.
[0007]
The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide an air diffusing device that can average the amount of air ejected from each air diffusing hole of the air diffusing pipe and enhance the effect of the air diffusing.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the air diffuser of the present invention is provided with a plurality of air diffuser holes in the air diffuser pipe immersed in the tank, an air supply source is connected to the proximal end of the air diffuser pipe, and the air diffuser pipe from the proximal end. The back pressure acting on each air diffuser in the air diffuser gradually increases toward the tip by creating a predetermined water depth difference between the tip and the base end of the air diffuser by inclining the tip toward the tip. Highly set.
[0009]
In the configuration described above, the amount of air ejected from each air diffuser is determined by the differential pressure between the pressure in the air diffuser and the water pressure acting as a back pressure on each air diffuser, and the tendency of the pressure distribution in the air diffuser from the base end side. The pressure gradually increases toward the tip, and this pressure distribution is almost constant without being influenced by the attitude of the diffuser. For this reason, by increasing the back pressure acting on each air diffuser closer to the tip, the differential pressure between the pressure in the air diffuser and the back pressure of each air diffuser is made constant, and the amount of air blown out is averaged. To do.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3, an
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
The appropriate value of the water depth difference between both ends of the
[0014]
Hereinafter, the operation of the above-described configuration will be described. During the aeration operation, air of a predetermined pressure is supplied from the
[0015]
The amount of air ejected from each
[0016]
FIG. 6 shows the result of measuring the pressure distribution inside the
[0017]
The a-fold line shows the case where the
[0018]
However, regardless of whether the
[0019]
On the other hand, the back pressure acting on each
[0020]
FIG. 4 shows the result of measuring the amount of air in the
[0021]
Thus, when the
FIG. 5 shows the result of measuring the amount of air in the
[0022]
In this way, when the
At the time of cleaning, the cleaning
[0023]
At this time, the air flowing inside the
[0024]
When the liquid in the tank suddenly flows into the
[0025]
In this way, pulsation is generated and the pressure inside the diffusing
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the diffuser pipe is inclined at a downward gradient from the proximal end to the distal end connected to the air supply source, and a predetermined water depth difference is generated between the distal end and the proximal end of the diffuser pipe. By setting the back pressure acting on each air diffuser of the air diffuser gradually higher as it approaches the tip, the differential pressure between the pressure in the air diffuser and the back pressure of each air diffuser is made constant, and the air is ejected. The amount of air can be averaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an air diffuser according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an air diffuser of the air diffuser.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part showing an air diffuser of the air diffuser.
FIG. 4 is a graph showing the amount of air in each air diffuser when the air diffuser is horizontal.
FIG. 5 is a graph showing the amount of air in each air diffuser in a state where the air diffuser is inclined.
FIG. 6 is a graph showing the internal pressure distribution of the air diffuser.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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