JP4451291B2

JP4451291B2 - 曝気攪拌機

Info

Publication number: JP4451291B2
Application number: JP2004349335A
Authority: JP
Inventors: 浩輔大出
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: JP2006158984A

Description

本発明は、曝気攪拌機に関し、特に、飛散水の大気と接触する面積を大きくして、効率良く大気中の酸素を水に溶解させることができる曝気攪拌機に関するものである。

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攪拌機を設置して、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る。

ところで、上記従来の曝気攪拌機においては、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が、飛散水の水膜が平坦で大気と接触する面積が小さいことから、大気中の酸素を効率的に水に溶解させることができず、投入動力が大きい割りには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。

本発明は、上記従来の曝気攪拌機が有する問題点に鑑み、飛散水の大気と接触する面積を大きくして、効率良く大気中の酸素を水に溶解させることができる曝気攪拌機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の曝気攪拌機は、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水を吸い上げ、水面に散水することにより槽内で上下対流をつくり、水の飛散による空気との接触と、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攪拌機において、吸い上げた水が周囲に飛散するように攪拌羽根の上方位置に配設した上部固定板の下面を、飛散水の水膜が円周上で上下に凹凸を繰り返す波型形状をなすように、円周上で上下に凹凸を繰り返す波型に形成したことを特徴とする。
なお、ここでいう飛散水の水膜とは、実際の水膜以外に、膜状になった水滴の集合を含むものとする。

この場合において、上部固定板の外周縁部を、円周上で半径方向に凹凸を繰り返す波型に形成することができる。

本発明の曝気攪拌機によれば、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水を吸い上げ、水面に散水することにより槽内で上下対流をつくり、水の飛散による空気との接触と、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攪拌機において、吸い上げた水が周囲に飛散するように攪拌羽根の上方位置に配設した上部固定板を、飛散水の水膜が円周上で上下に凹凸を繰り返す波型形状をなすように形成することから、同じ流量の水を飛散させた場合でも、通常の外周方向への飛散と比較して、波型の飛散水が大気と接触する面積を大きくし、効率良く大気中の酸素を水に溶解させることができ、これにより、投入する単位動力当たりの酸素移動速度をより高くし、曝気のエネルギー効率を上げることができる。

そして、上部固定板の下面を、円周上で上下に凹凸を繰り返す波型に形成することにより、良好な波型形状をなすように水を飛散させることができる。

また、上部固定板の外周縁部を、円周上で半径方向に凹凸を繰り返す波型に形成することにより、良好な波型形状をなすように水を飛散させることができる。

以下、本発明の曝気攪拌機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１に、曝気攪拌機の参考例を示す。

この曝気攪拌機は、攪拌羽根３、４を取り付け、電動機１にて回転するようにした回転軸２の周囲を囲むように筒体５を配設し、攪拌羽根３、４を回転させて水を吸い上げ、水面に散水することにより槽内で上下対流をつくり、水の飛散による空気との接触と、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ている。
そして、この曝気攪拌機は、吸い上げた水が周囲に飛散するように攪拌羽根３の上方位置に上部固定板６を配設し、該上部固定板６を、飛散水の水膜Ｗが円周上で上下に凹凸を繰り返す波型形状をなすように形成している。

曝気攪拌機には、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３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は、汚水を周囲に飛散させることができるように、上部固定板６と所定の間隔をあけて配設されている。

回転軸２には、好気運転時に筒体５内に送り込まれた汚水を吸い上げるための上部攪拌羽根３と、好気運転時に汚水を筒体５内に送り込むとともに、嫌気運転時に汚水中に水流を発生させて攪拌を行うための下部攪拌羽根４とが配設されている。
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。

上部攪拌羽根３の上方には、吸い上げた汚水を周囲に飛散させるための上部固定板６が、円錐形ガイド７と上下に対向するように、電動機等の固定側に略水平に固定されている。
ここで、飛散中の水の集合を膜のようなものとして考えた場合、その膜の上面と下面の表面積（水と大気が接触する面積）が広くなるように、膜の形状が波状すなわち凹凸のある薄い円板形状となるように飛散水を生成する。
そのため、平板状の上部固定板６は、その外周縁部が、円周上で半径方向に凹凸を繰り返す波型に形成されている。
上部固定板６の凹部６１は、噴出し口から斜め上に比較的遠くまで飛散させ、上部固定板６の凸部６２は、噴出し口から凹部６１ほどの斜め上よりは下向きの角度で噴出し口から近くに飛散させる。

この場合、飛散水の水膜Ｗが凸の部分と凹の部分とでなだらかに繋がるように、飛散距離の調整を行うようにする。
筒体５内で鉛直上方に吸い上げられた水は、前記円錐形ガイド７に案内されて斜め上方に噴出するが、遠距離まで飛散させる場合は、図１（ｃ）に示すように、上部固定板６による遮蔽がないようにするか、遮蔽量を小さくする。なお、上部固定板６による遮蔽をなくす場合は、円錐形ガイド７の最大径よりも上部固定板６の径を小さくする。
一方、近距離に飛散させる場合は、図１（ｂ）に示すように、上部固定板６による遮蔽量を大きくする。
そして、波型に飛散させる場合は、図１（ａ）に示すように、上部固定板６の外径寸法が大小繰り返すような、半径方向に凹凸を繰り返す波型に形成する。

また、上部固定板６は、図２に示す、本発明の曝気攪拌機の一実施例のように、少なくともその下面を、円周上で上下に凹凸を繰り返す立体的な波型に形成することもできる。これによっても、良好な波型形状をなすように水を飛散させることができる。
凹部６３及び凸部６４は、上部固定板６の中心側から外周側にかけて、放射状に拡大しながら連続して形成されている。
なお、本実施例では、上部固定板６の上面と下面の両面を上記波型に形成している。

このように、この曝気攪拌機は、吸い上げた水が周囲に飛散するように攪拌羽根３の上方位置に配設した上部固定板６を、飛散水の水膜Ｗが円周上で上下に凹凸を繰り返す波型形状をなすように形成することから、同じ流量の水を飛散させた場合でも、図３（ｃ）に示す通常の外周方向への飛散と比較して、図３（ａ）（ｂ）に示すように、波型の飛散水が大気と接触する面積を大きくし、効率良く大気中の酸素を水に溶解させることができ、これにより、投入する単位動力当たりの酸素移動速度をより高くし、曝気のエネルギー効率を上げることができる。
また、上部固定板６の外周縁部を、円周上で半径方向に凹凸を繰り返す波型に形成したり、上部固定板の下面を、円周上で上下に凹凸を繰り返す波型に形成することにより、良好な波型形状をなすように水を飛散させることができる。

以上、本発明の曝気攪拌機について、そ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、実施例及び参考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。

本発明の曝気攪拌機は、波型の飛散水が大気と接触する面積を大きくし、効率良く大気中の酸素を水に溶解させるという特性を有していることから、下水や集落排水等の汚水処理の用途に好適に用いることができるほか、例えば、その他エアレーションを必要とする産業の用途にも用いることができる。

曝気攪拌機の参考例を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は上部固定板を凸部で切った断面図、（ｃ）は上部固定板を凹部で切った断面図である。本発明の曝気攪拌機の一実施例を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は一部断面図である。水膜を示し、（ａ）は本発明による水膜を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は従来の水膜を示すＡ−Ａ線断面相当図である。

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
６１凹部
６２凸部
６３凹部
６４凸部
７円錐形ガイド
Ｗ水膜

Claims

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水を吸い上げ、水面に散水することにより槽内で上下対流をつくり、水の飛散による空気との接触と、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攪拌機において、吸い上げた水が周囲に飛散するように攪拌羽根の上方位置に配設した上部固定板の下面を、飛散水の水膜が円周上で上下に凹凸を繰り返す波型形状をなすように、円周上で上下に凹凸を繰り返す波型に形成したことを特徴とする曝気攪拌機。
上部固定板の外周縁部を、円周上で半径方向に凹凸を繰り返す波型に形成したことを特徴とする請求項１記載の曝気攪拌機。