JP4164863B2 - 気液混合処理装置 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は気液混合処理装置に関し、特には、排水処理、製造機器等に適用可能な気液混合処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、被処理液に気体を混入させてその被処理液を処理する気液混合処理装置が知られている。この種の気液混合処理装置の例としては、例えば特開2002−1386号公報に記載されたものがある。特開2002−1386号公報に記載された気液混合処理装置では、まず被処理液の循環路の吐出端に液−気エゼクタを設けて気体を吸引し、次いで、液−気エゼクタに直結された液−液エゼクタに対し、液−気エゼクタで生成された気液混相流を送り込んでいる。これにより、被処理液に気体を混入させ、その被処理液を処理している。
【0003】
従来においては、被処理液と気体とを混合してその被処理液を処理する場合、所定の条件に合わせた反応を行わせるために、通常、被処理液の供給量と気体の供給量とが予め設定されていた。しかしながら、被処理液の供給量及び気体の供給量を調整することはできても、被処理液から気泡となって抜けていく気体の排出速度は、被処理液及び気体の状態に応じて変化しやすいために、把握するのが困難であった。詳細には、被処理液の発泡性が低くなるほど気体の排出速度は速くなり、温度が高くなるほど気体の排出速度は速くなる。気体の排出速度が速くなるほど被処理液中に存在する気体の減少速度が速くなり、気体の排出速度が遅くなるほど被処理液中に存在する気体の減少速度が遅くなるため、気体の排出速度を把握するのが困難だった従来においては、被処理液中に存在する気体の量を把握するのが困難であり、被処理液中に存在する気体の量を目標値に制御するのが困難であった。つまり、従来においては、被処理液の気/液比を把握するのが困難であり、被処理液の気/液比を目標値に制御するのが困難であった。
【0004】
上述した特開2002−1386号公報に記載された気液混合処理装置には、被処理液を処理するための反応槽と、その反応槽内の被処理液を吸引して再び反応槽内に戻すための循環ポンプとが設けられている。ところが、特開2002−1386号公報に記載された気液混合処理装置には、循環ポンプが被処理液中の気泡を吸引してしまうのを回避する手段が設けられていない。そのため、特開2002−1386号公報に記載された気液混合処理装置では、循環ポンプによって吸引される被処理液の気/液比が高い場合に循環ポンプが被処理液中の気泡を吸引してしまうおそれがあった。
【0005】
また、特開2002−1379号公報には、活性汚泥混合液の嫌気槽内に嫌気性雰囲気を形成する必要性が開示されている。しかしながら、特開2002−1379号公報に記載された気液混合処理装置では、活性汚泥混合液の嫌気槽内に嫌気性雰囲気を形成するために活性汚泥混合液に対して酸素を積極的に供給しないようにされているものの、特開2002−1379号公報に記載された気液混合処理装置には、嫌気槽内の活性汚泥混合液の気/液比が比較的低い目標値に制御されているか否かを把握する手段が設けられていない。そのため、特開2002−1379号公報に記載された気液混合処理装置では、嫌気槽内の活性汚泥混合液の気/液比が目標値まで下げられず、嫌気槽内に十分な嫌気性雰囲気が形成されていないおそれがあった。
【0006】
また、特開2000−18205号公報には、被処理液が発泡性の場合には被処理液から発生した比較的高粘度の泡が原因で被処理液が溢れ出るおそれがあるために泡の発生を抑制する必要がある点が開示されている。しかしながら、特開2000−18205号公報に記載された気液混合処理装置では、被処理液が溢れ出るのを回避するために消泡剤が添加されているものの、特開2000−18205号公報に記載された気液混合処理装置には、発泡性の被処理液の気/液比を把握する手段が設けられていない。そのため、特開2000−18205号公報に記載された気液混合処理装置では、比較的高価な消泡剤を必要以上に添加してしまうおそれがあった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記問題点に鑑み、本発明は被処理液の気/液比を正確に把握して制御することができる気液混合処理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】
請求項1に記載の発明によれば、活性汚泥の存在下に被処理液を曝気処理する気液混合処理装置において、
フロートを被処理液中に配置し、
被処理液の気/液比が目標気/液比よりも高くなった時に沈むように比重が設定されたフロートの挙動に基づいて被処理液の気/液比を制御することを特徴とする気液混合処理装置が提供される。
【0009】
請求項2に記載の発明によれば、フロートが沈む時に被処理液の気/液比を減少させることを特徴とする請求項1に記載の気液混合処理装置が提供される。
【0010】
請求項3に記載の発明によれば、被処理液供給量調整手段を具備し、気体が混入せしめられる被処理液の供給量を調整することにより気体が混入せしめられた被処理液の気/液比を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の気液混合処理装置が提供される。
【0011】
請求項4に記載の発明によれば、気体供給量調整手段を具備し、被処理液に混入せしめられる気体の供給量を調整することにより気体が混入せしめられた被処理液の気/液比を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の気液混合処理装置が提供される。
【0012】
請求項5に記載の発明によれば、被処理液攪拌手段を具備し、被処理液を攪拌する強度を調整することにより被処理液の気/液比を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の気液混合処理装置が提供される。
【0013】
請求項6に記載の発明によれば、被処理液温度調整手段を具備し、被処理液の温度を調整することにより被処理液の気/液比を制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の気液混合処理装置が提供される。
【0014】
請求項7に記載の発明によれば、比重が異なる複数のフロートを具備し、被処理液の気/液比を制御するのに適したフロートを前記複数のフロートのうちから選択することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の気液混合処理装置が提供される。
【0015】
請求項8に記載の発明によれば、フロートの挙動に基づいて発泡性の液体の気/液比を制御することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の気液混合処理装置が提供される。
【0016】
請求項9に記載の発明によれば、フロートの挙動に基づいて気/液比が制御される発泡性の液体に対して消泡剤を添加することを特徴とする請求項8に記載の気液混合処理装置が提供される。
【0017】
請求項10に記載の発明によれば、曝気を行う好気槽と、曝気を行わない嫌気槽とを具備し、
嫌気槽内に配置されたフロートの挙動に基づいて嫌気槽内の活性汚泥混合液の気/液比を制御することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の気液混合処理装置が提供される。
【0018】
請求項11に記載の発明によれば、被処理液を処理するための反応槽と、前記反応槽内の被処理液を吸引して再び前記反応槽内に戻すための循環ポンプとを具備し、前記循環ポンプによって吸引される被処理液中にフロートを配置し、前記循環ポンプによって吸引される被処理液の気/液比をフロートの挙動に基づいて制御することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の気液混合処理装置が提供される。
【0020】
請求項1〜11に記載の気液混合処理装置では、気体が混入せしめられた被処理液中にフロートが配置され、フロートの挙動に基づいて被処理液の気/液比が制御される。詳細には、被処理液の気/液比が目標値よりも高くなった時に沈むように比重が設定されたフロートが被処理液中に配置され、フロートが沈む時に被処理液の気/液比が減少せしめられる。そのため、被処理液の気/液比を正確に把握して制御することができる。例えば、被処理液の気/液比が高くなりすぎてしまうのを回避することができる。
【0021】
好ましくは、気体が混入せしめられる被処理液の供給量を調整することにより気体が混入せしめられた被処理液の気/液比が制御される。例えば、気体が混入せしめられた後の被処理液の気/液比を減少させるために、気体が混入せしめられる前の被処理液の供給量が増加せしめられる。
【0022】
また、好ましくは、被処理液に混入せしめられる気体の供給量を調整することにより気体が混入せしめられた被処理液の気/液比が制御される。例えば、気体が混入せしめられた後の被処理液の気/液比を減少させるために、被処理液に混入せしめられる気体の供給量が減少せしめられる。
【0023】
また、好ましくは、被処理液を攪拌する強度を調整することにより被処理液の気/液比が制御される。例えば、被処理液の気/液比を減少させるために、被処理液を攪拌する強度が減少せしめられ、被処理液中への気体の溶解速度が低下せしめられる。
【0024】
また、好ましくは、被処理液の温度を調整することにより被処理液の気/液比が制御される。例えば、被処理液の気/液比を減少させるために、被処理液の温度が上昇せしめられ、被処理液中の気体が除去される。
【0025】
また、好ましくは、比重が異なる複数のフロートが備えられ、被処理液の気/液比を制御するのに適したフロートが複数のフロートのうちから選択される。例えば、被処理液の気/液比を比較的高い目標値に制御する時には比重が比較的低いフロートが選択され、被処理液の気/液比を比較的低い目標値に制御する時には比重が比較的高いフロートが選択される。
【0026】
発泡性の液体を処理する時には、被処理液から発生した比較的高粘度の泡が原因で被処理液が溢れ出るおそれがあるため、泡の発生を抑制する必要がある点に鑑み、好ましくは、フロートの挙動に基づいて発泡性の液体の気/液比が制御される。詳細には、発泡性の液体の気/液比が比較的低い目標値に制御される。そのため、発泡性の液体の気/液比が高くなりすぎるのに伴って泡が発生し、被処理液が溢れ出てしまうのを抑制することができる。
【0027】
また、好ましくは、フロートの挙動に基づいて気/液比が制御される発泡性の液体に対して消泡剤が添加される。そのため、発泡性の液体から泡が発生して被処理液が溢れ出てしまうのを確実に阻止することができる。例えば、フロートの挙動に基づいて消泡剤の添加量を決定することにより、比較的高価な消泡剤を必要以上に添加してしまうのを回避することができる。
【0028】
また、好ましくは、フロートの挙動に基づいて嫌気槽内の活性汚泥混合液の気/液比が制御される。詳細には、嫌気槽内の活性汚泥混合液の気/液比が比較的低い目標値に制御される。そのため、嫌気槽内に嫌気性雰囲気を確実に形成し、脱窒を確実に行うことができる。
【0029】
循環ポンプが気泡を吸引してしまうのを回避する必要がある点に鑑み、循環ポンプによって吸引される被処理液の気/液比がフロートの挙動に基づいて制御される。詳細には、循環ポンプによって吸引される被処理液の気/液比が比較的低い目標値に制御される。そのため、循環ポンプが気泡を吸引してしまうのを確実に回避することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【0031】
図1は本発明の気液混合処理装置の第一の実施形態の概略構成図である。図1において、1は反応槽、2は反応槽1内に収容された被処理液である。3は被処理液を反応槽2に供給するための被処理液供給通路、4は反応槽1に供給される被処理液の供給量を調整するために被処理液供給通路3上に配置された被処理液供給量調整バルブである。5は反応槽1において処理された処理液を排出するための処理液排出通路である。6は反応槽1内の被処理液2に気体を混入させるための気体供給通路、7は気体供給量を調整するために気体供給通路6上に配置された気体供給量調整バルブである。8は被処理液2内に気体を吐出するための吐出口である。9は反応槽1内の被処理液2の気/液比を把握するために被処理液2中に配置されたフロート、10はフロート9の挙動を観察するためのフロート観察装置である。11は反応槽1内の被処理液2の温度を調整するための被処理液温度調整装置、12は反応槽1内の被処理液2を攪拌するための被処理液攪拌装置、13は被処理液攪拌装置12を駆動するための駆動装置、14は制御装置である。
【0032】
図1に示すように、第一の実施形態では、反応槽1内の被処理液2の気/液比が目標気/液比よりも高くなった時に沈むように比重が設定されたフロート9が被処理液2中に配置されている。具体的には、例えば、被処理液2に対して気体が過剰に混入せしめられた時や、被処理液が発泡性の液体の場合には被処理液2からの発泡が激しくなって被処理液2の比重が低下した時に沈むようにフロート9の比重が設定されている。
【0033】
また、反応槽1内の被処理液2の気/液比が目標気/液比よりも高くなってフロート9が沈む時には、被処理液2の気/液比を減少させるべく、気体供給量調整バルブ7の開度が減少せしめられ、被処理液2に対する気体の供給量が減少せしめられる。
【0034】
第一の実施形態では、被処理液2の気/液比を減少させるために、被処理液供給量調整バルブ4の開度を増加させ、反応槽1への被処理液の供給量を増加させることも可能である。また、被処理液2の気/液比を減少させるために、被処理液攪拌装置12によって反応槽1内の被処理液2を攪拌する攪拌強度を増加させ、それにより、被処理液2中の気体を除去することも可能である。あるいは、被処理液2の気/液比を減少させるために、被処理液温度調整装置11によって反応槽1内の被処理液2の温度を上昇させ、それにより、被処理液2中の気体を除去することも可能である。
【0035】
また、第一の実施形態では、比重が異なる複数のフロートが備えられており、反応槽1内の被処理液2の気/液比を制御するのに適したフロート9が複数のフロートのうちから選択されるようになっている。例えば、被処理液の気/液比を比較的高い目標値に制御する時には比重が比較的低いフロートが選択され、被処理液の気/液比を比較的低い目標値に制御する時には比重が比較的高いフロートが選択される。
【0036】
発泡性の被処理液を処理する時には、被処理液から発生する比較的高粘度の泡が原因で被処理液が反応槽から溢れ出るおそれがあるため、泡の発生を抑制する必要がある。この点を考慮して、第一の実施形態では、発泡性の被処理液を処理する時に、比重が比較的低いフロートが選択される。つまり、反応槽1内の被処理液2の目標気/液比が比較的低い値に設定され、反応槽1内の被処理液2の気/液比が目標気/液比を超えないように気体供給量等が制御される。それにより、発泡性の被処理液の気/液比が高くなりすぎるのに伴って発泡が激しくなり、被処理液が溢れ出てしまうのを抑制することができる。
【0037】
第一の実施形態では、消泡剤添加装置(図示せず)により、発泡性の被処理液に対して消泡剤を添加することも可能である。具体的には、フロート9の挙動に基づき、発泡性の被処理液2に対して消泡剤が添加される。詳細には、フロート9が沈む時に被処理液2に対して消泡剤が添加される。それにより、発泡が激しくなって反応槽1から被処理液2が溢れ出てしまうのを確実に阻止することができる。一方、フロート9が完全に浮いている時には、被処理液2に対して消泡剤が必要以上に添加されない。それにより、比較的高価な消泡剤を必要以上に添加してしまうのを回避することができる。
【0038】
以下、本発明の気液混合処理装置の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、被処理液が活性汚泥と汚水との混合液により構成されている。好気槽においては、被処理液に対して気体が混入せしめられて好気性処理が行われる。一方、嫌気槽においては、図1に示したフロートと同様のフロートが被処理液中に配置され、フロートの挙動に基づいて被処理液の気/液比が制御される。具体的には、嫌気槽内の被処理液の気/液比が目標気/液比よりも高くなった時に沈むように比重が設定されたフロートが被処理液中に配置され、フロートが沈む時には被処理液の気/液比が減少せしめられる。
【0039】
第二の実施形態では、嫌気槽における被処理液の気/液比を減少させるために、好気槽において被処理液に対する気体の供給量を減少させることが可能である。また、嫌気槽における被処理液の気/液比を減少させるために、嫌気槽における被処理液の供給量を増加させることも可能である。あるいは、嫌気槽における被処理液の気/液比を減少させるために、嫌気槽内の被処理液を攪拌する攪拌強度を増加させ、それにより、被処理液中の気体を除去することも可能である。また、嫌気槽における被処理液の気/液比を減少させるために、嫌気槽内の被処理液の温度を上昇させ、それにより、被処理液中の気体を除去することも可能である。
【0040】
また、第二の実施形態では、比重が異なる複数のフロートが備えられており、嫌気槽内の被処理液の気/液比を制御するのに適したフロートが複数のフロートのうちから選択されるようになっている。例えば、被処理液の気/液比を比較的高い目標値に制御する時には比重が比較的低いフロートが選択され、被処理液の気/液比を比較的低い目標値に制御する時には比重が比較的高いフロートが選択される。
【0041】
発泡性の被処理液を処理する時には、被処理液から発生する比較的高粘度の泡が原因で被処理液が嫌気槽から溢れ出るおそれがあるため、泡の発生を抑制する必要がある。この点を考慮して、第二の実施形態では、発泡性の被処理液を処理する時に、比重が比較的低いフロートが選択される。つまり、嫌気槽内の被処理液の目標気/液比が比較的低い値に設定され、嫌気槽内の被処理液の気/液比が目標気/液比を超えないように被処理液供給量等が制御される。それにより、発泡性の被処理液の気/液比が高くなりすぎるのに伴って発泡が激しくなり、被処理液が嫌気槽から溢れ出てしまうのを抑制することができる。
【0042】
第二の実施形態では、発泡性の被処理液に対して消泡剤を添加することも可能である。具体的には、フロートの挙動に基づき、発泡性の被処理液に対して消泡剤が添加される。詳細には、フロートが沈む時に被処理液に対して消泡剤が添加される。それにより、発泡が激しくなって嫌気槽から被処理液が溢れ出てしまうのを確実に阻止することができる。一方、フロートが完全に浮いている時には、被処理液に対して消泡剤が必要以上に添加されない。それにより、比較的高価な消泡剤を必要以上に添加してしまうのを回避することができる。
【0043】
以下、本発明の気液混合処理装置の第三の実施形態について説明する。図2は本発明の気液混合処理装置装置の第三の実施形態の概略構成図である。図2において、101は反応槽、102は曝気部、103は液取出し部、104は曝気部102と液取出し部103とを隔てる隔壁である。105は液取出し部103から排出された液を曝気部102に戻すための循環通路、Pは循環通路105を介して液を液取出し部103から曝気部102に戻すためのポンプである。106は液−気エゼクタ、107は液−液エゼクタ、108は液−液エゼクタ107に連結された下向き管である。111はスロート、112はノズル、113は吸入室、114は吸入口、115は気体供給通路、V1は気体供給量を調整するために気体供給通路115上に配置された気体供給量調整バルブである。116はスロート、121は被処理液供給通路、V2は反応槽101に供給される被処理液の供給量を調整するために被処理液供給通路121上に配置された被処理液供給量調整バルブである。124は反応槽101を覆う蓋、150は反応槽101内の被処理液の気/液比を把握するために被処理液中に配置されたフロート、151はフロート150の挙動を観察するためのフロート観察装置、152は制御装置である。
【0044】
液−気エゼクタ106によって被処理液中に混入せしめられた気泡をポンプPが吸引してしまうのを回避する必要があるため、第三の実施形態では、図3に示すように、ポンプPによって吸引される被処理液中にフロート150が配置され、ポンプPによって吸引される被処理液の気/液比がフロート150の挙動に基づいて制御される。詳細には、ポンプPによって吸引される被処理液の目標気/液比が比較的低い値に設定され、ポンプPによって吸引される被処理液の気/液比が目標気/液比よりも高くなった時に沈むようにフロート150の比重が設定されている。
【0045】
また、ポンプPによって吸引される被処理液の気/液比が目標気/液比よりも高くなってフロート150が沈む時には、ポンプPによって吸引される被処理液の気/液比を減少させるべく、気体供給量調整バルブV1の開度が減少せしめられ、被処理液に対する気体の供給量が減少せしめられる。
【0046】
第三の実施形態では、ポンプPによって吸引される被処理液の気/液比を減少させるために、被処理液供給量調整バルブV2の開度を増加させ、反応槽101への被処理液の供給量を増加させることも可能である。また、ポンプPによって吸引される被処理液の気/液比を減少させるために、被処理液温度調整装置(図示せず)によって被処理液の温度を上昇させ、それにより、ポンプPによって吸引される被処理液中の気体を除去することも可能である。
【0047】
また、第三の実施形態では、比重が異なる複数のフロートが備えられており、ポンプPによって吸引される被処理液の気/液比を制御するのに適したフロート150が複数のフロートのうちから選択されるようになっている。例えば、ポンプPによって吸引される被処理液の気/液比を比較的高い目標値に制御する時には比重が比較的低いフロートが選択され、ポンプPによって吸引される被処理液の気/液比を比較的低い目標値に制御する時には比重が比較的高いフロートが選択される。
【0048】
発泡性の被処理液を処理する時には、ポンプPによって吸引される被処理液からの発泡を抑制する必要がある。この点を考慮して、第三の実施形態では、発泡性の被処理液を処理する時に、比重が比較的低いフロートが選択される。つまり、被処理液の目標気/液比が比較的低い値に設定され、被処理液の気/液比が目標気/液比を超えないように気体供給量等が制御される。
【0049】
第三の実施形態では、消泡剤添加装置(図示せず)により、発泡性の被処理液に対して消泡剤を添加することも可能である。具体的には、フロート150の挙動に基づき、発泡性の被処理液に対して消泡剤が添加される。詳細には、フロート150が沈む時に被処理液に対して消泡剤が添加される。それにより、ポンプPによって吸引される被処理液からの発泡を抑制することができる。一方、フロート150が完全に浮いている時には、被処理液に対して消泡剤が必要以上に添加されない。それにより、比較的高価な消泡剤を必要以上に添加してしまうのを回避することができる。
【0050】
【発明の効果】
請求項1〜11に記載の発明によれば、被処理液の気/液比を正確に把握して制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の気液混合処理装置装置の第一の実施形態の概略構成図である。
【図2】本発明の気液混合処理装置装置の第三の実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
1 反応槽
2 被処理液
4 被処理液供給量調整バルブ
7 気体供給量調整バルブ
9 フロート
10 フロート観察装置
11 被処理液温度調整装置
12 被処理液攪拌装置
Claims (11)
- 活性汚泥の存在下に被処理液を曝気処理する気液混合処理装置において、
フロートを被処理液中に配置し、
被処理液の気/液比が目標気/液比よりも高くなった時に沈むように比重が設定されたフロートの挙動に基づいて被処理液の気/液比を制御することを特徴とする気液混合処理装置。 - フロートが沈む時に被処理液の気/液比を減少させることを特徴とする請求項1に記載の気液混合処理装置。
- 被処理液供給量調整手段を具備し、気体が混入せしめられる被処理液の供給量を調整することにより気体が混入せしめられた被処理液の気/液比を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の気液混合処理装置。
- 気体供給量調整手段を具備し、被処理液に混入せしめられる気体の供給量を調整することにより気体が混入せしめられた被処理液の気/液比を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の気液混合処理装置。
- 被処理液攪拌手段を具備し、被処理液を攪拌する強度を調整することにより被処理液の気/液比を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の気液混合処理装置。
- 被処理液温度調整手段を具備し、被処理液の温度を調整することにより被処理液の気/液比を制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の気液混合処理装置。
- 比重が異なる複数のフロートを具備し、被処理液の気/液比を制御するのに適したフロートを前記複数のフロートのうちから選択することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の気液混合処理装置。
- フロートの挙動に基づいて発泡性の液体の気/液比を制御することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の気液混合処理装置。
- フロートの挙動に基づいて気/液比が制御される発泡性の液体に対して消泡剤を添加することを特徴とする請求項8に記載の気液混合処理装置。
- 曝気を行う好気槽と、曝気を行わない嫌気槽とを具備し、
嫌気槽内に配置されたフロートの挙動に基づいて嫌気槽内の活性汚泥混合液の気/液比を制御することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の気液混合処理装置。 - 被処理液を処理するための反応槽と、前記反応槽内の被処理液を吸引して再び前記反応槽内に戻すための循環ポンプとを具備し、前記循環ポンプによって吸引される被処理液中にフロートを配置し、前記循環ポンプによって吸引される被処理液の気/液比をフロートの挙動に基づいて制御することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の気液混合処理装置。
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