JP4309021B2

JP4309021B2 - Wastewater treatment system

Info

Publication number: JP4309021B2
Application number: JP2000137419A
Authority: JP
Inventors: 二郎水島
Original assignee: 鈴木産業株式会社
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2020-05-10
Also published as: JP2001314888A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中において曝気を行い、水の浄化を行う散気装置に関する技術である。より詳しくは、水中での散気により旋回流を発生させるとともに、微細気泡を供給し、水の浄化処理を行うものである。
【０００２】
【従来の技術】
排水水等を処理する方法として、一般に曝気槽が用いられている。従来の方法としては、曝気槽内槽底部に散気管を設置し、地上側からブロアー等により高圧空気を、ダクトを介して供給し、水中に散気する。そして、放出された空気の気泡の浮上にともなう槽内に旋回流（循環水流）を発生させ、気泡による曝気を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の槽底より散気して曝気する方法では、散気管内より水中に放出された気泡は、その浮上力と循環水流の上向流に乗って比較的短時間に浮上する。このため、気泡と汚水の接触時間が短く、酸素溶解率が悪い。水中へ放出する気泡径が小さいほど、酸素溶解率が向上することは周知である。しかし曝気量を絞ったり、放出気泡を小径とすると、供給空気圧が低下して散気装置の散気孔の目詰まりが生じやすい。また気泡を小径とすると、その浮上力も弱く、槽内全体に循環水流が起こりにくい。
【０００４】
そして、特開平８−２４３５８２号公報に示される技術においては、循環水流を効率的に発生させるものではなく、循環水流の発生に多くのエネルギーを必要とするものである。
【０００５】
本発明は、槽底に配設した散気装置により、効率的に槽内に循環水流を発生させるとともに、散気装置近傍の上流側に超微細気泡を供給して、酸素の溶解率を向上させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決すべく、本発明は次のような手段を用いる。
請求項１に記載のごとく、処理槽と散気装置により構成される排水処理システムであって、前記散気装置を、中空で上下に開口部を有する外装と該外装の下部に配設される空気放出ノズルにより構成し、前記外装を、ベル型形状とし、下部の径が大きく上部の径が小さく構成するとともに、前記外装の内壁に突起物を等間隔に複数個配設し、前記空気放出ノズルを、外装の下方から外装の内壁に沿って、斜め上方でかつ外装の接線方向より若干内側に向けて配設し、前記空気放出ノズルから空気を前記外装の内壁に沿って斜め上方に放出することによって、前記処理槽内に旋回流を発生させるように構成したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【０００８】
図１は排水処理システムの全体構成を示す模式図、図２は処理槽内における散気装置と超微細気泡の供給構成を示す図、図３は処理槽底部の水の流れを示す模式図、図４は超微細気泡発生装置の構成を示す模式図、図５は超微細気泡発生装置の他の構成を示す側面図、図６は同じく平面図、図７は同じく正面図、図８は散気装置の構成を示す斜視図、図９は同じく側面断面図、図１０は同じく側面断面斜視図、図１１は渦流の発生状態を示す平面模式図、図１２は処理槽内に発生する旋回流の構成を示す図、図１３は散気装置の他の構成を示す図、図１４は散気装置の他の構成を示す側面断面図、図１５は同じく側面断面斜視図である。
【０００９】
図１において、排水処理システムの構成について説明する。排水処理システムは処理槽１、散気装置５、超微細気泡発生装置２により構成されており、処理槽１内に排水を導入し、散気装置５および超微細気泡発生装置２により排水中に空気を散気するものである。排水処理システムには単数もしくは複数個の処理槽１が構成されており、該処理槽１内の底部に散気装置５が配設されている。散気装置５には給気管４が接続されており、該給気管４より空気が供給される。散気装置５より空気が放出され、空気の気泡の浮上にともない処理槽１内に旋回流（循環水流）が発生するものである。
【００１０】
処理槽１内には超微細気泡供給パイプ３が導入されており、該超微細気泡供給パイプ３には超微細気泡発生装置２が接続されている。超微細気泡発生装置２より発生した超微細気泡は、超微細気泡供給パイプ３の先端より、処理槽１内に放出される。超微細気泡供給パイプ３より放出された超微細気泡は、散気装置５により発生した旋回流により処理槽１内を循環する。超微細気泡は、０．１μｍから３μｍの径の気泡であり、微細気泡（気泡径が１０〜１００μｍ）より小さいものである。超微細気泡は、気泡の径が小さく、その浮力が小さい。このため、処理槽１内の旋回流に供給した場合においても、該処理槽内を下方に向かう流れにのりやすく、処理槽内に均一に拡散させることができる。
【００１１】
各処理槽１に、ｐＨセンサ、温度センサ、菌体濃度計および溶存酸素量センサを配設し、該センサ類をコントローラに接続し、各処理槽の状態を情報端末によりモニターすることができる。また、コントローラには超微細気泡発生装置２や、散気装置５に空気を供給するブロアを接続し、処理槽１内の温度、菌体濃度および溶存酸素量を調節することができる。
【００１２】
次に、図２を用いて超微細気泡供給パイプ３と散気装置５の配置構成について説明する。前述のごとく、散気装置５は処理槽１の底部に配設されており、該処理槽１の底部において散気を行い、処理槽１内に旋回流を発生させるものである。超微細気泡供給パイプ３の先端は、散気装置５に対して旋回流の下流側にかつ散気装置５の近傍に配設されるものである。図２において、超微細気泡Ｖは散気装置５の下方に供給されており、該散気装置５内に超微細気泡Ｖを供給する構成になっている。
【００１３】
図３において、上記の超微細気泡の供給方法による効果について説明する。被処理水には、各種の不純物が混入しており、該被処理水を導入する処理槽１の底には沈殿物等により堆積層６が発生する。散気装置５は、処理槽１の底部に配設されるものであり、該底部において旋回流を発生させるので、処理槽１の底に発生した堆積層６の沈殿物を巻き上げるものである。また、超微細気泡が堆積物に吸着し、該気泡の浮力により堆積物を水中内において上昇させることも可能である。
【００１４】
旋回流により被処理水中に巻き上げられた沈殿物は、旋回流にのって散気装置５に導入される。このことにより、堆積層６の沈殿物は旋回流により散気装置５の近傍によせられ、散気装置５により被処理水中に巻き上げられ、微生物により処理されるものである。沈殿物の分解には酸素が必要であり、沈殿物が巻き上げられる散気装置５下方の領域Ａに多量の酸素を供給することにより、沈殿物の分解を促進できる。
【００１５】
そこで、超微細気泡を、散気装置５に対して旋回流の下流側にかつ散気装置５の近傍で供給するものである。また、超微細気泡は堆積層６のフロック等に付着し、堆積物を浮上させることができる。散気装置５の近傍に超微細気泡を供給することにより、超微細気泡は旋回流にのり、いったん処理槽１の底部に引き込まれる。これにより、堆積層６に超微細気泡を効率的に供給できるものである。
【００１６】
散気装置５の下方で超微細気泡を供給することにより、領域Ａに酸素を十分に供給できる。そして、散気装置５内の領域Ｂにおいては、超微細気泡と沈殿物そして被処理水が均一に混合されるとともに、空気放出パイプ１６より排出される気泡が微細化される。これにより、沈殿物および被処理水の浄化を効率的に行うことができる。
【００１７】
次に、超微細気泡発生装置２の構成について説明する。図４に示すごとく、超微細気泡発生装置２は、加圧ポンプ８、加圧タンク９および圧力調整弁１０により構成されている。加圧ポンプ８により水とともに空気を加圧タンク９に導入し、加圧タンク９において水に空気を溶解させる。そして、加圧調整弁１０を介して、加圧タンク９より溶解した空気とともに水を放出するものである。加圧タンク９内で過飽和となり、溶解されない空気はエアベント７より加圧タンク９外へ放出される。また、加圧状態において水に溶存していた空気が常圧に減圧されることにより、過飽和気体は気化し、超微細な気泡を発生させる。
【００１８】
超微細気泡発生装置２において、加圧ポンプ８には吸水管１２が接続されており、該吸水管１２を介して水が加圧ポンプ８に供給されるものである。吸水管１２にはエアー吸引口１３が接続されており、該エアー吸引口１３を介して吸水管１２に空気が導入される。そして、加圧ポンプ８は、水と空気の混合物を加圧タンク９に供給する。加圧ポンプと加圧タンク９を接続する配管の途中部にはエアシュータ１１が接続されており、該エアシュータ１１には、図示しないコンプレッサーより加圧された空気が供給され、加圧タンク９に導入されるものである。加圧タンク９の直前にはミキサー２５が配設されており、空気の水への溶解を促進するものである。これにより、加圧タンク９内に十分な空気を供給と加圧を行うことができ、空気の水への溶解を効果的に行えるものである。超微細気泡の発生方法としては、エジェクター方式により吸引した空気をミキサー２５により水を混合したのち、高圧タンク（５ｋｇ／平方センチ）において、空気を水中に溶解させる。該高圧タンクにおいて空気を水に最大限まで溶解させ、この後に、圧力調整弁より水中に開放する。これにより、超微細気泡を大量に発生させることができるものである。
【００１９】
次に、超微細気泡発生装置の他の実施例について、図５乃至図７を用いて説明する。超微細気泡発生装置２９はフィルタ装置２１、気液混合ポンプ２４、モータ２３およびミキサー２５により構成される。気液混合ポンプ２４には水および空気が供給される。水はフィルタ装置２１を介して供給されるものであり、空気は配管２６を介して供給されるものである。そして、モータ２３により気液混合ポンプ２４が駆動され、水と空気の混合物がミキサー２５を介して超微細気泡供給パイプ３に供給される。
【００２０】
超微細気泡発生装置２９において、フレーム２２上にモータ２３および液混合ポンプ２４が配設されている。ミキサー２５は超微細気泡発生装置２９の上部に配設されるものである。また、フィルタ装置２１が立設しているステ−もフレーム２２に固設されている。フレーム２２の下部にはキャスター輪が取り付けられている。超微細気泡発生装置２９の側面には、整備用のハッチ２８および操作盤２７が配設されている。操作盤２７は超微細気泡発生装置２９の運転を制御するものである。操作盤２７の内部回路システムは、フィルタ装置２１と気液混合ポンプ２４の間に配設されたフローレベルセンサ３０と接続されており、気液混合ポンプ２４に供給される水の量を認識可能にしてポンプの焼きつき防止を制御している。
【００２１】
前述の図１に示す排水処理システムにおいて、超微細気泡発生装置２は、上流側の処理槽１にのみ超微細気泡を供給しているが、超微細気泡供給パイプ３を分岐させ、他の処理槽１に超微細気泡を供給することが可能であり、処理槽１にそれぞれ対応した超微細気泡発生装置２を配設し、各処理槽１に超微細気泡を供給することも可能である。一般的には、排水中の有機物が多いのは排水が供給される上流側であり、有機物の多さは排水処理に必要な酸素量に比例する。このため、有機物の多量に含まれる上流側において超微細気泡を供給し、酸素の溶存量を増すことにより、効率的な排水処理を行え、下流側において超微細気泡発生装置２を配設する必要がなくなるものである。
【００２２】
次に、散気装置５の構成について、図８乃至図１２を用いて説明する。散気装置５は、外装１５、空気放出ノズル１６により構成されている。外装１５は中空の円錐形状、もしくは朝顔の花の形状に構成されており、上下に開口部を有し、側面は内側に入り込んだ形状となっている。外装１５は下部の開口径が上部の開口径より大径に構成された中空円錐形をしている。外装１５の内側には、複数個の突起物１７・１８が配設されている。突起物１７は突起物１８より大きく、突起物１７・１８は電球に似た形状に構成されている。突起物１７・１８は円柱に円錐の上部が接続され、該円錐の底部に球面が接続した形状に構成されている。突起物１７・１８は外装１５の内側に立設されており、上下方向に突起物１８と突起物１７が交互に配設されるものである。そして、突起物１７・１８はそれぞれ、配設されてた高さにおいて、外装１５の内周に等間隔に複数個配設されている。
【００２３】
突起物１７・１８の効果としては、気泡を含む液体が該突起物１７・１８に当たることにより、気泡が小さく砕かれるとともに、気体と液体が混ぜ合わされるものである。気泡が小さくなることにより、気体の液面との接触面積が大きくなる。これにより、空気中の酸素が水に溶けやすくなる。
【００２４】
外装１５の下には空気放出ノズル１６が配設されており、該空気放出ノズル１６は給気管４に接続している。給気管４に供給された給気は、空気放出ノズル１６により外装１５の内側に空気が排出されるものである。空気放出ノズル１６は、図９に示すごとく斜め上方かつ、図１１に示すごとく外装１５の接線方向より若干内側に向いて配設されている。空気放出ノズル１６より空気が放出されると、空気は外装１５の内壁に沿って斜め上方に向かって上昇する。これにともない、外装１５内において水流が発生する。そして、外装１５内において発生した水流は、外装１５の内壁に沿って渦巻き状に上昇する。
【００２５】
外装１５がベル型、ホーン型もしくは朝顔の花形状に構成されており、下部の径が大きく上部の径が小さく構成されている。この外装１５内において渦巻き状の水流が発生する場合、下部における流速より、上部における流速が増す。これにより、散気装置５内において、図１１の矢印で示すような渦水流を発生し、外装１５の下部開口部近傍の水が吸い上げられ、外装１５の上部より排出される。すなわち、散気装置５にブロワ２０より空気を供給し、処理槽１において効率的に、図１２に示すごとく、旋回流を発生させることができるものである。旋回流が発生することにより、散気装置５より上方に排出された水は、処理槽１の内壁に沿って、底部に向かい、さらに散気装置５により上方に巻き上げられる。これにより、処理槽１全体に水流を発生させるものである。外装１５は下部の開口径が上部の開口径より大径に構成された中空円錐形をしているので、散気装置５の下方の沈殿物を広範囲において取り込みやすくなっている。散気装置５により発生する水流の強さについて説明する。空気排出ノズル１６の口径を２０ｍｍ程度、２つの空気排出ノズル１６・１６より流出する空気量を１ｍ³／ｍｉｎ（各０．５ｍ³／ｍｉｎ）とする。空気の初期流出速度は約２６．５ｍ／ｓである。空気が水を加速するエントレーメントを流出空気量と同体積であると仮定する。すると、水が１秒間に受けとる運動量は、２つの空気排出ノズル１６・１６の出口を合わせて、約４．４２×１０²ｋｇｍ／ｓ²である。
この運動量を持つ水が、底面口径２５０ｍｍの外縁から、４５度の角度で中心に向かって流れ込むと、その角運動量は１秒間に３９．１ｋｇｍ²／ｓ²となる。さらに、散気装置５の外形がベル型であるため、トルネード効果による渦の増強が行われ、１６倍すなわち、６．２５×１０²ｋｇｍ²／ｓ²の角運動量が得られる。そして、超高速のスパイラル流は、半球形の突起物に強力に衝突することにより、微細気泡を発生させ、散気効率を向上させるのである。
【００２６】
次に、散気装置の他の実施例について説明する。図１３に示す、散気装置３１において、突起物１７・１８は平面視、互い違いに配設されるものである。そして、外装１５の下部においては、突起物１７・１８の配設数が多く、上部においては少なく構成されている。
【００２７】
図１４および図１５に示す散気装置３３において、外装は上部外装３４および下部外装３５により構成されている。上部外装３４は円筒状に構成されており、内周に複数個の突起物１７・１８が配設されている。突起物１７・１８は上方より交互に配設されており、各高さにおいて突起物１７・１８が六個ずつ配設されている。下部外装３５はホーン形状、ベル状もしくは朝顔の花形状に構成されており、下部の開口径が上部の開口径より大きく構成されている。なお、上部の開口径は上部外装３４の開口径と一致するものである。散気装置３３においては、外装が上部外装３４と下部外装３５により構成されるため、製作が容易である。そして、水流の速くなる上部において突起部１７・１８を配設するので、空気と水を効率的に混合することができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１に記載のごとく、処理槽と散気装置により構成される排水処理システムであって、前記散気装置を、中空で上下に開口部を有する外装と該外装の下部に配設される空気放出ノズルにより構成し、前記外装を、ベル型形状とし、下部の径が大きく上部の径が小さく構成するとともに、前記外装の内壁に突起物を等間隔に複数個配設し、前記空気放出ノズルを、外装の下方から外装の内壁に沿って、斜め上方でかつ外装の接線方向より若干内側に向けて配設し、前記空気放出ノズルから空気を前記外装の内壁に沿って斜め上方に放出することによって、前記処理槽内に旋回流を発生させるように構成したので、旋回流発生に必要となるエネルギーを減少できる。排水処理システムのランニングコストを減少できる。処理槽の堆積物を効率的に分解・処理することができる。処理槽の沈殿物を効率的に処理できるとともに、水の浄化を促進することができる。また、水の処理時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】排水処理システムの全体構成を示す模式図。
【図２】処理槽内における散気装置と超微細気泡の供給構成を示す図。
【図３】処理槽底部の水の流れを示す模式図。
【図４】超微細気泡発生装置の構成を示す模式図。
【図５】超微細気泡発生装置の他の構成を示す側面図。
【図６】同じく平面図。
【図７】同じく正面図。
【図８】散気装置の構成を示す斜視図。
【図９】同じく側面断面図。
【図１０】同じく側面断面斜視図。
【図１１】渦流の発生状態を示す平面模式図。
【図１２】処理槽内に発生する旋回流の構成を示す図。
【図１３】散気装置の他の構成を示す図。
【図１４】散気装置の他の構成を示す側面断面図。
【図１５】同じく側面断面斜視図。
【符号の説明】
１処理槽
２超微細気泡発生装置
３超微細気泡供給パイプ
４給気管
５散気装置
１５外装
１６空気放出ノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a technique related to an air diffuser that performs aeration in water and purifies water. More specifically, a swirling flow is generated by aeration in water, and fine bubbles are supplied to perform water purification treatment.
[0002]
[Prior art]
An aeration tank is generally used as a method for treating drainage water and the like. As a conventional method, an air diffuser is installed at the bottom of the tank inside the aeration tank, and high-pressure air is supplied from the ground side by a blower or the like through a duct to diffuse into the water. Then, a swirling flow (circulating water flow) is generated in the tank accompanying the rising of the bubbles of the released air, and aeration with the bubbles is performed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method of aeration by aeration from the bottom of the tank, the bubbles released into the water from the inside of the aeration tube float on the levitation force and the upward flow of the circulating water in a relatively short time. For this reason, the contact time of bubbles and sewage is short, and the oxygen dissolution rate is poor. It is well known that the smaller the bubble diameter released into water, the better the oxygen dissolution rate. However, if the amount of aeration is reduced or the discharge bubbles are made small in diameter, the supply air pressure is lowered and the air diffuser holes of the air diffuser are likely to be clogged. If the bubbles have a small diameter, their levitation force is weak, and a circulating water flow hardly occurs in the entire tank.
[0004]
And in the technique shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 8-243582, it does not generate a circulating water flow efficiently but requires much energy for generation | occurrence | production of a circulating water flow.
[0005]
The present invention efficiently generates a circulating water flow in the tank by the air diffuser disposed at the bottom of the tank, and supplies ultrafine bubbles to the upstream side in the vicinity of the air diffuser to improve the oxygen dissolution rate. The purpose is to let you.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention uses the following means.
A wastewater treatment system comprising a treatment tank and an air diffuser as claimed in claim 1, wherein the air diffuser is disposed in a hollow exterior having upper and lower openings and a lower portion of the exterior Constructed by an air discharge nozzle, the exterior has a bell shape , the lower diameter is large and the upper diameter is small, and a plurality of protrusions are arranged at equal intervals on the inner wall of the exterior, and the air discharge A nozzle is arranged from the lower side of the outer casing along the inner wall of the outer casing, obliquely upward and slightly inward from the tangential direction of the outer casing, and discharges air from the air discharge nozzle diagonally upward along the inner wall of the outer casing. By doing so, a swirl flow is generated in the treatment tank.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a wastewater treatment system, FIG. 2 is a diagram showing a supply configuration of an air diffuser and ultrafine bubbles in the treatment tank, and FIG. 3 is a schematic diagram showing a flow of water at the bottom of the treatment tank, 4 is a schematic view showing the configuration of the ultrafine bubble generating device, FIG. 5 is a side view showing another configuration of the ultrafine bubble generating device, FIG. 6 is also a plan view, FIG. 7 is also a front view, and FIG. FIG. 9 is a side cross-sectional view, FIG. 10 is a side cross-sectional perspective view, FIG. 11 is a schematic plan view showing a vortex generation state, and FIG. 12 is a swirl flow generated in the treatment tank. FIG. 13 is a diagram showing another configuration of the diffuser, FIG. 14 is a side sectional view showing another configuration of the diffuser, and FIG. 15 is a side sectional perspective view of the same.
[0009]
In FIG. 1, the configuration of the wastewater treatment system will be described. The waste water treatment system is composed of a treatment tank 1, an air diffuser 5 and an ultrafine bubble generator 2. The waste water is introduced into the treatment tank 1, and is discharged into the wastewater by the air diffuser 5 and the ultrafine bubble generator 2. It diffuses air. The waste water treatment system includes one or a plurality of treatment tanks 1, and an air diffuser 5 is disposed at the bottom of the treatment tank 1. An air supply pipe 4 is connected to the air diffuser 5, and air is supplied from the air supply pipe 4. Air is released from the air diffuser 5 and a swirling flow (circulating water flow) is generated in the treatment tank 1 as the air bubbles rise.
[0010]
An ultrafine bubble supply pipe 3 is introduced into the processing tank 1, and an ultrafine bubble generator 2 is connected to the ultrafine bubble supply pipe 3. The ultrafine bubbles generated from the ultrafine bubble generator 2 are discharged into the treatment tank 1 from the tip of the ultrafine bubble supply pipe 3. The ultrafine bubbles released from the ultrafine bubble supply pipe 3 circulate in the processing tank 1 by the swirling flow generated by the air diffuser 5. The ultrafine bubbles are bubbles having a diameter of 0.1 μm to 3 μm and smaller than the fine bubbles (bubble diameter is 10 to 100 μm). Ultrafine bubbles have a small bubble diameter and small buoyancy. For this reason, even when it is supplied to the swirl flow in the processing tank 1, it can easily flow downward in the processing tank and can be uniformly diffused in the processing tank.
[0011]
Each treatment tank 1 is provided with a pH sensor, a temperature sensor, a cell concentration meter, and a dissolved oxygen amount sensor, the sensors are connected to a controller, and the state of each treatment tank can be monitored by an information terminal. Moreover, the blower which supplies air to the ultrafine-bubble generator 2 and the diffuser 5 can be connected to a controller, and the temperature in a processing tank 1, a microbial cell concentration, and the amount of dissolved oxygen can be adjusted.
[0012]
Next, the arrangement of the ultrafine bubble supply pipe 3 and the air diffuser 5 will be described with reference to FIG. As described above, the air diffuser 5 is disposed at the bottom of the processing tank 1 and diffuses at the bottom of the processing tank 1 to generate a swirling flow in the processing tank 1. The tip of the ultrafine bubble supply pipe 3 is disposed downstream of the swirl flow with respect to the diffuser 5 and in the vicinity of the diffuser 5. In FIG. 2, the ultrafine bubbles V are supplied below the diffuser 5, and the ultrafine bubbles V are supplied into the diffuser 5.
[0013]
In FIG. 3, the effect of the above-described method for supplying ultrafine bubbles will be described. Various impurities are mixed in the water to be treated, and a deposited layer 6 is generated due to precipitates or the like at the bottom of the treatment tank 1 into which the water to be treated is introduced. The air diffuser 5 is disposed at the bottom of the processing tank 1 and generates a swirling flow at the bottom, so that the sediment of the deposited layer 6 generated at the bottom of the processing tank 1 is wound up. It is also possible to adsorb ultrafine bubbles to the deposit and raise the deposit in water by the buoyancy of the bubbles.
[0014]
The precipitate wound up in the water to be treated by the swirling flow is introduced into the diffuser 5 along the swirling flow. As a result, the sediment of the deposited layer 6 is swirled by the vicinity of the diffuser 5, wound up into the water to be treated by the diffuser 5, and processed by microorganisms. Oxygen is required for the decomposition of the precipitate, and the decomposition of the precipitate can be promoted by supplying a large amount of oxygen to the region A below the air diffuser 5 where the precipitate is wound up.
[0015]
Therefore, the ultrafine bubbles are supplied to the air diffuser 5 downstream of the swirl flow and in the vicinity of the air diffuser 5. In addition, the ultrafine bubbles adhere to the flocs and the like of the deposition layer 6 and can float the deposit. By supplying ultrafine bubbles to the vicinity of the air diffuser 5, the ultrafine bubbles are swirled and once drawn into the bottom of the treatment tank 1. Thereby, ultrafine bubbles can be efficiently supplied to the deposition layer 6.
[0016]
By supplying ultrafine bubbles below the air diffuser 5, oxygen can be sufficiently supplied to the region A. And in the area | region B in the diffuser 5, the ultrafine bubble, a sediment, and to-be-processed water are mixed uniformly, and the bubble discharged | emitted from the air discharge pipe 16 is refined | miniaturized. Thereby, purification | cleaning of a deposit and to-be-processed water can be performed efficiently.
[0017]
Next, the configuration of the ultrafine bubble generator 2 will be described. As shown in FIG. 4, the ultrafine bubble generating device 2 includes a pressurizing pump 8, a pressurizing tank 9, and a pressure regulating valve 10. Air is introduced into the pressurized tank 9 together with water by the pressurizing pump 8, and the air is dissolved in the water in the pressurized tank 9. And water is discharged | emitted with the melt | dissolved air from the pressurization tank 9 through the pressurization adjustment valve 10. FIG. Air that becomes supersaturated in the pressurized tank 9 and is not dissolved is discharged from the air vent 7 to the outside of the pressurized tank 9. In addition, when the air dissolved in water in the pressurized state is reduced to normal pressure, the supersaturated gas is vaporized and ultrafine bubbles are generated.
[0018]
In the ultrafine bubble generating device 2, a water absorption pipe 12 is connected to the pressure pump 8, and water is supplied to the pressure pump 8 through the water absorption pipe 12. An air suction port 13 is connected to the water suction tube 12, and air is introduced into the water suction tube 12 through the air suction port 13. The pressurizing pump 8 supplies a mixture of water and air to the pressurizing tank 9. An air shooter 11 is connected to a middle portion of the pipe connecting the pressure pump and the pressure tank 9. Air compressed by a compressor (not shown) is supplied to the air shooter 11 and introduced into the pressure tank 9. It is what is done. A mixer 25 is disposed immediately before the pressurized tank 9, and promotes dissolution of air into water. Thereby, sufficient air can be supplied and pressurized in the pressurized tank 9, and the dissolution of air into water can be effectively performed. As a method for generating ultrafine bubbles, air mixed by the ejector method is mixed with water by the mixer 25, and then the air is dissolved in water in a high-pressure tank (5 kg / square centimeter). In the high-pressure tank, air is dissolved in water to the maximum extent, and thereafter, it is released into water through a pressure regulating valve. Thereby, a large amount of ultrafine bubbles can be generated.
[0019]
Next, another embodiment of the ultrafine bubble generating device will be described with reference to FIGS. The ultrafine bubble generating device 29 includes a filter device 21, a gas / liquid mixing pump 24, a motor 23, and a mixer 25. Water and air are supplied to the gas-liquid mixing pump 24. Water is supplied through the filter device 21 and air is supplied through the pipe 26. Then, the gas-liquid mixing pump 24 is driven by the motor 23, and the mixture of water and air is supplied to the ultrafine bubble supply pipe 3 through the mixer 25.
[0020]
In the ultrafine bubble generating device 29, a motor 23 and a liquid mixing pump 24 are disposed on the frame 22. The mixer 25 is disposed above the ultrafine bubble generating device 29. Further, a stage on which the filter device 21 is erected is also fixed to the frame 22. A caster wheel is attached to the lower part of the frame 22. A maintenance hatch 28 and an operation panel 27 are disposed on the side surface of the ultrafine bubble generating device 29. The operation panel 27 controls the operation of the ultrafine bubble generator 29. The internal circuit system of the operation panel 27 is connected to a flow level sensor 30 disposed between the filter device 21 and the gas-liquid mixing pump 24 so that the amount of water supplied to the gas-liquid mixing pump 24 can be recognized. To prevent the seizure of the pump.
[0021]
In the wastewater treatment system shown in FIG. 1 described above, the ultrafine bubble generator 2 supplies the ultrafine bubbles only to the upstream treatment tank 1, but the ultrafine bubble supply pipe 3 is branched to perform other treatments. It is possible to supply ultrafine bubbles to the tank 1, and it is also possible to provide ultrafine bubbles generators 2 corresponding to the treatment tanks 1 and supply the ultrafine bubbles to the respective treatment tanks 1. In general, the amount of organic matter in the wastewater is large on the upstream side where the wastewater is supplied, and the amount of organic matter is proportional to the amount of oxygen required for wastewater treatment. For this reason, it is necessary to supply the ultrafine bubbles on the upstream side containing a large amount of organic matter and increase the dissolved amount of oxygen, so that efficient drainage treatment can be performed, and the ultrafine bubble generating device 2 needs to be disposed on the downstream side. Is something that disappears.
[0022]
Next, the configuration of the air diffuser 5 will be described with reference to FIGS. 8 to 12. The air diffuser 5 includes an exterior 15 and an air discharge nozzle 16. The exterior 15 is formed in a hollow conical shape or a morning glory flower shape, has openings on the top and bottom, and has a side surface that enters the inside. The exterior 15 has a hollow cone shape in which the lower opening diameter is larger than the upper opening diameter. A plurality of protrusions 17 and 18 are disposed inside the exterior 15. The protrusion 17 is larger than the protrusion 18, and the protrusions 17 and 18 are configured in a shape similar to a light bulb. The protrusions 17 and 18 are configured such that the upper part of the cone is connected to the cylinder, and the spherical surface is connected to the bottom of the cone. The protrusions 17 and 18 are erected on the inner side of the exterior 15, and the protrusions 18 and the protrusions 17 are alternately arranged in the vertical direction. A plurality of the protrusions 17 and 18 are arranged at equal intervals on the inner periphery of the outer package 15 at the arranged height.
[0023]
As an effect of the protrusions 17 and 18, when a liquid containing bubbles hits the protrusions 17 and 18, the bubbles are crushed into small pieces and the gas and the liquid are mixed. By reducing the bubbles, the contact area with the liquid surface of the gas increases. Thereby, oxygen in the air is easily dissolved in water.
[0024]
An air discharge nozzle 16 is disposed under the exterior 15, and the air discharge nozzle 16 is connected to the air supply pipe 4. The air supplied to the air supply pipe 4 is such that air is discharged to the inside of the exterior 15 by the air discharge nozzle 16. The air discharge nozzle 16 is disposed obliquely upward as shown in FIG. 9 and slightly inward from the tangential direction of the exterior 15 as shown in FIG. When air is discharged from the air discharge nozzle 16, the air rises obliquely upward along the inner wall of the exterior 15. Along with this, a water flow is generated in the exterior 15. The water flow generated in the exterior 15 rises spirally along the inner wall of the exterior 15.
[0025]
The exterior 15 is configured in a bell shape, a horn shape, or a morning glory flower shape, and the lower portion has a larger diameter and the upper portion has a smaller diameter. When a spiral water flow is generated in the exterior 15, the flow velocity at the upper portion is higher than the flow velocity at the lower portion. As a result, a vortex water flow as shown by the arrow in FIG. 11 is generated in the air diffuser 5, and water near the lower opening of the exterior 15 is sucked up and discharged from the upper part of the exterior 15. That is, air can be supplied from the blower 20 to the air diffuser 5 and the swirling flow can be efficiently generated in the processing tank 1 as shown in FIG. When the swirl flow is generated, the water discharged upward from the air diffuser 5 moves toward the bottom along the inner wall of the treatment tank 1 and is further wound upward by the air diffuser 5. Thereby, a water flow is generated in the entire processing tank 1. Since the exterior 15 has a hollow cone shape in which the opening diameter of the lower part is larger than the opening diameter of the upper part, it is easy to take in the sediment below the diffuser 5 in a wide range. The strength of the water flow generated by the air diffuser 5 will be described. The diameter of the air discharge nozzle 16 is about 20 mm, and the amount of air flowing out from the two air discharge nozzles 16 and 16 is 1 m ³ / min (each 0.5 m ³ / min). The initial outflow velocity of air is about 26.5 m / s. Suppose that the entrainment in which air accelerates water has the same volume as the amount of effluent air. Then, the momentum that water receives per second is about 4.42 × 10 ² kgm / s ² , including the outlets of the two air discharge nozzles 16 and 16.
When water having this momentum flows from the outer edge of the bottom diameter of 250 mm toward the center at an angle of 45 degrees, the angular momentum becomes 39.1 kgm ² / s ² per ^second . Furthermore, since the outer shape of the air diffuser 5 is bell-shaped, the vortex is enhanced by the tornado effect, and an angular momentum of 16 times, that is, 6.25 × 10 ² kgm ² / s ² is obtained. The ultra-high speed spiral flow strongly collides with the hemispherical projections, thereby generating fine bubbles and improving the air diffusion efficiency.
[0026]
Next, another embodiment of the air diffuser will be described. In the air diffuser 31 shown in FIG. 13, the protrusions 17 and 18 are alternately arranged in plan view. In the lower part of the outer package 15, the number of protrusions 17 and 18 is large, and the upper part is small.
[0027]
In the air diffuser 33 shown in FIGS. 14 and 15, the exterior is constituted by an upper exterior 34 and a lower exterior 35. The upper exterior 34 is formed in a cylindrical shape, and a plurality of protrusions 17 and 18 are disposed on the inner periphery. The protrusions 17 and 18 are alternately disposed from above, and six protrusions 17 and 18 are disposed at each height. The lower exterior 35 has a horn shape, a bell shape, or a morning glory flower shape, and the lower opening diameter is larger than the upper opening diameter. The upper opening diameter is the same as the opening diameter of the upper exterior 34. The diffuser 33 is easy to manufacture because the exterior is composed of the upper exterior 34 and the lower exterior 35. And since the projection parts 17 and 18 are arrange | positioned in the upper part where a water flow becomes quick, air and water can be mixed efficiently.
[0028]
【The invention's effect】
A wastewater treatment system comprising a treatment tank and an air diffuser as claimed in claim 1, wherein the air diffuser is disposed in a hollow exterior having upper and lower openings and a lower portion of the exterior Constructed by an air discharge nozzle, the exterior has a bell shape , the lower diameter is large and the upper diameter is small, and a plurality of protrusions are arranged at equal intervals on the inner wall of the exterior, and the air discharge A nozzle is arranged from the lower side of the outer casing along the inner wall of the outer casing, obliquely upward and slightly inward from the tangential direction of the outer casing, and discharges air from the air discharge nozzle diagonally upward along the inner wall of the outer casing. By doing so, since the swirl flow is generated in the processing tank, the energy required for the swirl flow generation can be reduced. The running cost of the wastewater treatment system can be reduced. Deposits in the treatment tank can be efficiently decomposed and treated. The sediment in the treatment tank can be efficiently treated and water purification can be promoted. Moreover, the processing time of water can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a wastewater treatment system.
FIG. 2 is a view showing a configuration for supplying an air diffuser and ultrafine bubbles in a treatment tank.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the flow of water at the bottom of the treatment tank.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an ultrafine bubble generating device.
FIG. 5 is a side view showing another configuration of the ultrafine bubble generating device.
FIG. 6 is also a plan view.
FIG. 7 is also a front view.
FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a diffuser.
FIG. 9 is a side sectional view of the same.
FIG. 10 is a side sectional perspective view of the same.
FIG. 11 is a schematic plan view showing a vortex generation state.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a swirling flow generated in a processing tank.
FIG. 13 is a view showing another configuration of the air diffuser.
FIG. 14 is a side sectional view showing another configuration of the air diffuser.
FIG. 15 is a side sectional perspective view of the same.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing tank 2 Ultrafine bubble generator 3 Ultrafine bubble supply pipe 4 Air supply pipe 5 Air diffuser 15 Exterior 16 Air discharge nozzle

Claims

A wastewater treatment system comprising a treatment tank and an air diffuser, wherein the air diffuser comprises a hollow exterior having openings vertically and an air discharge nozzle disposed below the exterior, The exterior has a bell shape, and the lower diameter is large and the upper diameter is small, and a plurality of protrusions are arranged at equal intervals on the inner wall of the exterior, and the air discharge nozzle is disposed from below the exterior. The inside of the treatment tank is disposed obliquely upward along the inner wall and slightly inward from the tangential direction of the exterior and discharges air from the air discharge nozzle obliquely upward along the inner wall of the exterior. A wastewater treatment system characterized in that a swirl flow is generated.