JP4057453B2 - 曝気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曝気装置に関し、特に、単位容量あたりの投入動力を小さくしても、汚水処理槽底部に大きな流速を発生させ、槽内全体の攪拌・曝気を、均一に、かつ効率的に行うことができるようにした曝気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水中に空気を供給する好気運転と、水中に空気を供給しない嫌気運転とを、交互に切り替えて汚水処理を行う場合、汚水処理槽の水面付近に曝気装置を設置して、好気運転時には、電動機により回転駆動される回転軸を上昇させて、一方向に回転させることにより、汚水を吸い上げ、噴水のように汚水を周囲に飛散させて汚水の落下により水中に空気を送り込んでエアレーション（曝気）を行い、一方、嫌気運転時には、回転軸を降下させて、逆方向に回転させることにより、汚水中に水流を発生させて攪拌を行うようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の曝気装置においては、好気運転時、電動機により回転駆動される攪拌羽根にて汚水を吸い上げ、噴水のように汚水を周囲に飛散させるようしているため、矩形形状をした汚水処理槽においては、投入動力が大きい割りに、コーナー部において流速が遅くなり、汚水の好気処理を効率的に行えないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の曝気装置の有する問題点に鑑み、例えば、深槽においても、汚水処理槽の底部において、槽内に汚水がよどむことないように大きな流速を発生させ、槽内全体の攪拌・曝気を均一化して効率的に曝気処理を行うことができるようにした曝気装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の曝気装置は、攪拌羽根を取り付け、電動機にて回転するようにした回転軸の周囲を囲むように筒体を配設し、攪拌羽根を回転させて槽底部の汚水を吸い上げ、水面から散水させることにより槽内で上下対流をつくり、汚水の飛散による空気との接触と、汚水の落下とにより水中へ空気を送り込み、エアレーションを行うようにした曝気装置において、攪拌羽根の回転により周囲に汚水を飛散させるように攪拌羽根の上方位置に配設した上部固定板を、飛散水の着水点を結んだ平面形状が矩形形状となるようにし、かつその飛散距離が長くなる部分を、汚水処理槽の平面角部を対角に結ぶ線に対し、攪拌羽根の回転方向と反対方向で、その角度を５乃至４０度の範囲となるように形成したことを特徴とする。
【０００６】
この曝気装置は、攪拌羽根の回転により周囲に汚水を飛散させるようにした上部固定板を、攪拌羽根上部に配設し、飛散水の着水点を結んだ平面形状が矩形形状となるよう、かつその飛散距離の長くなる部分を、汚水処理槽の平面角部を対角に結ぶ線に対し、所定角度をなすように形成しているから、矩形形状に飛散した汚水により表面から底部へ向かう流量分布がコーナー付近の小さな面積部分に偏り、コーナー部分の下降流速が増して流速が確保され、そのため底部流速も増して汚水処理槽の周囲から中央に向かう底部中央旋回流が発生し、槽内におけるよどみが防げ、均一な攪拌が行える。
【０００７】
特に、上部固定板による飛散水の飛散距離の長くなる部分を、汚水処理槽の平面角部を対角に結ぶ線に対し、攪拌羽根の回転方向と反対方向の角度となるようにし、その角度を５乃至４０度の範囲で設定することにより、上部固定板の配設角度を変えるか、又は異なる形状の上部固定板に交換することで、矩形形状をした汚水処理槽の大きさ、形状に応じた適正な散水形状を簡単に確保でき、効率的な散水による曝気が行える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の曝気装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図３に、本発明の曝気装置の１実施例を示す。
ところで、この曝気装置Ｂが設置される汚水処理槽Ａは、特に限定されるものではないが、汚水処理を行うために汎用されている矩形形状をした所要容量を有するもので、図示の実施例では、矩形の短辺と長辺の比を、１：１．４としたが、１：２以上とすることも、あるいは正方形とすることも可能である。この矩形形状の汚水処理槽Ａの中央部には、曝気装置Ｂが設置される。
曝気装置Ｂは、特に限定されるものではないが、汚水処理槽Ａに架台８等を介して固定して設置するか、フロート（図示省略）にて浮遊状態に支持するようにし、これにより、汚水処理槽Ａ全体の汚水の曝気・攪拌を均一に行えるようにする。
【００１０】
曝気装置Ｂには、水面上に配置された回転方向を切り替えることができる電動機１の駆動軸の下端に、水中の所定深度に達する長さを有する回転軸２を鉛直に接続するようにする。
そして、この回転軸２及び攪拌羽根の周囲を、所定の間隔をあけて覆う円筒形状の筒体５を、水面下から水面上方にかけて配設するようにする。
この円筒形状の筒体５の上端は、汚水を周囲に飛散させることができるように、曝気装置Ｂの水上部と所定の間隔をあけて配設するとともに、筒体５の下端部は、ストレート又は図示するように漏斗状にやや拡開するように形成するようにする。
【００１１】
また、回転軸２には、１種類又は２種類の攪拌羽根３，４を取り付ける。この攪拌羽根は、好気運転時においては筒体５内に送り込まれた汚水を吸い上げるための、少なくともその大部分が筒体５内の水面上に位置する（その全部を筒体５内の水面上に位置するように配設することもできる。）上部攪拌羽根３と、好気運転時、汚水を筒体５内に送り込むとともに、嫌気運転時、汚水中に水流を発生させて攪拌を行うための、筒体５の下端より下方の水中に位置する下部攪拌羽根４とに、分断して配設する。
そして、汚水を周囲に飛散させることができるように、筒体５の上方で、上部攪拌羽根３の上方位置になるようにして回転軸２に、逆円錐形をした円錐形ガイド７を固着して形成する。これにより、円錐形ガイド７は回転軸２と共に回転するようにしている。
この場合、攪拌羽根３，４は、水流を発生することができるものであれば、同じ構造としても、あるいは異なる構造としてもよく、その構造は図示のものに限定されない。
これにより、汚水の攪拌を行うと同時に、上部の汚水を吸い上げ、周囲に飛散させて大気中に噴水するようにする。
【００１２】
また、上部攪拌羽根３の上部位置には、上部攪拌羽根３の回転により汚水を周囲に飛散させるよう導くための上部固定板６を、円錐形ガイド７と上下に対向して近接し、かつ電動機等の固定側に取り付ける。この場合、上部固定板６と筒体５の上端との間には、上部攪拌羽根３の回転により汚水が周囲に飛散されるように所要の隙間Ｃをあけるように形成する。
【００１３】
この上部固定板６は、図３に示すように、その外周縁部を、所定間隔毎に切り欠くようにする。
この切り込み６ａは、飛散水の着水形状を汚水処理槽Ａの形状に合わせた矩形にするため、その外形状を円板の外周囲、４箇所に、特に限定されることはないが、例えば、ほぼ９０度毎になるよう、三角形状の切り込み６ａを外周縁側から入れて、外形状が変形したクロス形になるよう形成する。
これにより、切り込み６ａのある箇所は小径部となり、この切り込み６ａを経る飛散水は、上部固定板６による上向きの水流の抑制が少なくなってその飛散距離が長くなり、また、切り込み６ａにより形成される４つの突出片６ｂは、大径部となり、この突出片６ｂを経る飛散水は、上部固定板６との接触抵抗が切り込み６ａのある部分よりも増して上向きの水流が抑制されその飛散距離が短くなり、飛散水の着水形状が矩形形状となる。
なお、上部固定板６の径は、切り込み６ａのある位置では円錐形ガイド７の径とほぼ同径又は少し大きな径とし、突出片６ｂの位置では円錐形ガイド７の径よりも大径とし、これにより円錐形ガイド７の外周面に沿って上昇してきた汚水を、この上方位置で近接した上部固定板６の下面へとスムースに導き、さらに、円錐形ガイド７上端より上部固定板６を経て外方へと導いて、矩形形状に飛散させるようにする。
【００１４】
また、上部固定板６の取付方向は、図２（Ａ）に示すように、飛散水の飛散距離の長くなる切り込み６ａのある部分を、汚水処理槽Ａの平面角部を対角に結ぶ線に対し、所定角度、例えば、その角度を５乃至４０度の範囲で設定し、かつ攪拌羽根の回転方向と反対方向となるように配設する。
これにより、上部固定板６を経て外周方へ飛散する汚水は、槽中央部から遠くなるコーナー部への飛散距離を長くすることができ、また槽中心部から近い方の２面の壁への飛散距離を短くすることにより、壁面へ直接噴流が衝突するようになって、矩形の飛散形状とすることができる。
【００１５】
次に、この曝気装置Ｂの動作について説明する。
まず、好気運転の起動時には、図１に示すように、電動機１により回転駆動される回転軸２を一方向に回転することにより、筒体５の下端より下方の水中に位置する下部攪拌羽根４によって、汚水を筒体５内に送り込み、さらに、少なくともその大部分が筒体５内の水面上に位置する上部攪拌羽根３によって、筒体５内に送り込まれた汚水をさらに吸い上げ、上部固定板６と筒体５の上端との隙間Ｃから汚水を周囲に噴水のように飛散させる。
このとき、上部固定板６がその外周部に複数の切り込み６ａを入れて突出片６ｂを形成し、汚水処理槽Ａの平面角部を対角に結ぶ線に対し、所定角度、例えば、その角度を５乃至４０度の範囲で設定するようにして配設し、かつ攪拌羽根の回転方向と反対方向の角度となるようにしているから、飛散水の着水形状が矩形形状となり、矩形形状の汚水処理槽のコーナー部まで汚水を飛散させることができる。
【００１６】
このとき、汚水の飛散により汚水が水滴となって空気と接触し、また水滴の落下による水中への空気の送り込みとによりエアレーションが行われる。
また、これと併せて、筒体５の下端より下方の水中に位置する下部攪拌羽根４によって、汚水処理槽Ａの中心部では、上向きの水流が発生し、槽内側面に沿っては下向きの水流が発生し、これにより、矩形形状の汚水処理槽の底部中央部の流速を上昇させ、底部の平均流速をも上昇させて、汚水処理槽Ａ全体に循環水流を発生させるとともに、さらに中央に向かう比較的速い流れが向き合う中央底部で中心からずれて対向するため、旋回流が発生し、汚水処理槽Ａ全体の攪拌を行うことができる。
【００１７】
なお、図示省略したが、嫌気運転時には、、電動機１により回転駆動される回転軸２を逆方向に回転することにより、筒体５の下端より下方の水中に位置する下部攪拌羽根４によって、汚水処理槽Ａの中心部では、下向きの水流が発生し、これが、汚水処理槽Ａに循環水流を発生させて汚水処理槽Ａ全体の攪拌を行うことができる。
なお、この嫌気運転時には、少なくともその大部分が筒体５内の水面上に位置する上部攪拌羽根３は、筒体５内で空転し、嫌気運転に悪影響を及ぼさない。
【００１８】
汚水処理槽Ａの中心に設置された曝気装置Ｂから近い方の２面の汚水処理槽Ａの壁面への飛散距離が小さく、遠い方の２面の汚水処理槽Ａの壁面への飛散距離が大きくなるような汚水の着水形状を矩形にすることもでき、飛散水が汚水処理槽Ａの壁面へ衝突することなく、すべての壁面近傍に均等に着水させ、この着水圧により壁面近傍にて汚水の押し下げが行われるので、これにより、矩形形状の汚水処理槽Ａの槽底部を含むコーナー部における汚水の流速を高めることができる。
【００１９】
以上、本発明の曝気装置について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の曝気装置によれば、攪拌羽根の回転により周囲に汚水を飛散させるようにした上部固定板を、攪拌羽根上部に配設し、飛散水の着水点を結んだ平面形状が矩形形状となるよう、かつその飛散距離の長くなる部分を、汚水処理槽の平面角部を対角に結ぶ線に対し、所定角度をなすように形成しているから、矩形形状に飛散した汚水により表面から底部へ向かう流量分布がコーナー付近の小さな面積部分に偏り、コーナー部分の下降流速が増して流速が確保され、そのため底部流速も増して底部中央旋回流が発生し、槽内における汚水のよどみが防げ、均一な攪拌が行える。
【００２１】
特に、上部固定板による飛散水の飛散距離が長くなる部分を、汚水処理槽の平面角部を対角に結ぶ線に対し、攪拌羽根の回転方向と反対方向となるようにし、その角度を５乃至４０度の範囲で設定するようにしているから、上部固定板の配設方向の角度を変えるか、又は異なる形状の上部固定板に交換することで、矩形形状をした汚水処理槽の大きさ、形状に応じた適正な散水形状を簡単に確保でき、効率的な散水による曝気が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の曝気装置の１実施例を示す断面図である。
【図２】 本発明の曝気装置の作動状態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面縦断面図である。
【図３】 上部固定板を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ 汚水処理槽
Ｂ 曝気装置
１ 電動機
２ 回転軸
３ 上部攪拌羽根
４ 下部攪拌羽根
５ 筒体
６ 上部固定板
７ 円錐形ガイド
８ 架台

Claims (1)

1. 攪拌羽根を取り付け、電動機にて回転するようにした回転軸の周囲を囲むように筒体を配設し、攪拌羽根を回転させて槽底部の汚水を吸い上げ、水面から散水させることにより槽内で上下対流をつくり、汚水の飛散による空気との接触と、汚水の落下とにより水中へ空気を送り込み、エアレーションを行うようにした曝気装置において、攪拌羽根の回転により周囲に汚水を飛散させるように攪拌羽根の上方位置に配設した上部固定板を、飛散水の着水点を結んだ平面形状が矩形形状となるようにし、かつその飛散距離が長くなる部分を、汚水処理槽の平面角部を対角に結ぶ線に対し、攪拌羽根の回転方向と反対方向で、その角度を５乃至４０度の範囲となるように形成したことを特徴とする曝気装置。

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