JP4734531B2

JP4734531B2 - 嫌気槽の攪拌装置及び反応槽の攪拌装置

Info

Publication number: JP4734531B2
Application number: JP2005305936A
Authority: JP
Inventors: 正彦青木
Original assignee: Mitsui Zosen Environment Engineering Corp
Current assignee: Mitsui Zosen Environment Engineering Corp
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2025-10-20
Also published as: JP2007111633A

Description

本発明は、嫌気槽の攪拌装置及び反応槽の攪拌装置に関し、詳しくは低動力で曝気攪拌できる嫌気槽の攪拌装置、低動力で嫌気槽と好気槽の両方の曝気攪拌ができる反応槽の攪拌装置に関する。

従来、特許文献１には、好気運転時には空気攪拌を行い、嫌気運転時には空気を遮断して攪拌羽根による攪拌を行う攪拌方法が開示されている。

また特許文献２には、無酸素曝気方式による脱窒装置が開示されている。
特開平５−７８９１号公報特開２００３−２２５６９５号公報

特許文献１の攪拌方法は、嫌気状態のときは機械式攪拌を行っており、大きな攪拌動力を必要とする欠点がある。

特許文献２の技術は、無酸素曝気方式の具体的な構成が開示されていない。

そこで、本発明の第１の課題は、低動力で曝気攪拌でき、しかも槽全体の均一攪拌ができる嫌気槽の攪拌装置を提供することを課題とする。

また本発明の第２の課題は、低動力で嫌気槽と好気槽の両方の曝気攪拌ができる反応槽の攪拌装置を提供することを課題とする。

また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

本発明の上記課題は、以下の各発明によって解決される。

（請求項１）
槽壁が水封され且つ上部空間が天井壁で密閉された嫌気槽と、該嫌気槽内に浸漬された水中エジェクターポンプとを備え、該水中エジェクターポンプの空気取入管の先端に開口を備え、該開口は前記嫌気槽の上部空間の気体を吸引可能な位置に設けられ、前記嫌気槽に隣接して好気槽を備え、該好気槽の上部空間のオフガスを前記嫌気槽上部空間に供給する空気供給管を設けたことを特徴とする嫌気槽の攪拌装置。

（請求項２）
槽壁が水封され且つ上部空間が天井壁で密閉された嫌気槽と、該嫌気槽内に浸漬された水中エジェクターポンプとを備え、該水中エジェクターポンプの空気取入管の先端に開口を備え、該開口は前記嫌気槽の上部空間の気体を吸引可能な位置に設けられ、前記嫌気槽の上部空間に、空気を分離して酸素ガスとオフガスに分離して酸素ガスを発生させる酸素ガス発生装置の前記オフガスを供給するオフガス供給管を連接したことを特徴とする嫌気槽の攪拌装置。

（請求項３）
嫌気槽の排水受け入れ部に、水封槽を設けることを特徴とする請求項１又は２記載の嫌気槽の攪拌装置。

（請求項４）
嫌気槽に受け入れる排水が、還元性を有する排水であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の嫌気槽の攪拌装置。

（請求項５）
槽壁が水封され且つ上部空間が天井壁で密閉された反応槽と、該反応槽内に浸漬された水中エジェクターポンプとを備え、該水中エジェクターポンプの空気取入管の先端に少なくとも二つの開口を備え、該開口の一つは前記嫌気槽の上部空間の気体を吸引可能な位置に設けられ、他の一つの開口は前記反応槽の天井壁を突き抜けて上部空間に位置しており、前記二つの開口に至る空気取入管には各々切替弁が設けられていることを特徴とする反応槽の攪拌装置。

本発明によれば、低動力で槽内を均一に曝気攪拌できる嫌気槽の攪拌装置を提供することができる。

また本発明によれば、低動力で嫌気槽と好気槽の両方の曝気攪拌ができる反応槽の攪拌装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（嫌気槽の攪拌装置の説明）
図１は嫌気槽の攪拌装置の一例を示す概略断面図であり、同図において、１は嫌気槽であり、該嫌気槽１の側面は槽壁１０、１１（残りの２つの槽壁は図示されていない）によって画定されており、底部は底壁１２によって画定され、上部は天井壁１３によって密封されている。また液面Ｗによって槽壁１０、１１は水封されている。液面Ｗの上部空間１４は槽壁１０、１１及び天井壁１３並びに液面Ｗによって完全に封鎖されている。

１５は嫌気槽１内に浸漬された水中エジェクターポンプであり、１６は該水中エジェクターポンプ１５の空気取入管である。空気取入管１６の先端は開口１７を備えており、該開口１７は前記嫌気槽１の上部空間１４の気体を吸引可能な位置に設けられている。

１８は取り込んだ気体と嫌気性汚泥を混合して排出する混合管である。混合管１８は液体と気体が混合して圧力流体として嫌気槽１内に噴出する。かかる噴出流が図示の矢符のように流れ、嫌気槽１内の汚泥を攪拌する。嫌気槽１から排出されたオフガスが上部空間１４に至り、そのオフガスを吸引して嫌気槽１内に送ると、気泡周辺の見かけ比重が低下し、上昇流を形成することが可能となる。

上部空間１４には、最初は酸素２１％と窒素７９％の空気が存在しているので、開口１７から取り込んだ空気には酸素が２１％含まれる。水中エジェクターポンプ１５によって空気の取り込みを複数回連続して行うと、次第に取り込み空気の酸素濃度が減少する。酸素は嫌気槽１内の汚泥（嫌気槽１の運転開始には酸素消費する汚泥を入れておく）によって消費されるからである。

図１において、２は水封槽であり、嫌気槽１の排水受け入れ部に設けられる。２０は排水の導入管であり、２１は排水を水封槽２から嫌気槽１に送るための送液口であり、該送液口２１は液面Ｗの下面に位置した部位に設けられる。このように送液口２１を液面Ｗの下面に設けると、排水から持ち込まれる酸素が嫌気槽１に持ち込まれるのを防止できる効果がある。なお、必要により空気排出弁２２を設けて水封槽２の上部空間２３内の圧力を調整するようにすることもできる。

この態様では、嫌気槽１に受け入れる排水が、還元性を有する排水であることが好ましい。酸素を消費しやすいからである。

次に、他の好ましい態様を図２に基づいて説明する。

例えば嫌気槽の後に好気槽が設けられる場合に、嫌気槽で排水に溶解した空気が好気槽に持ち込まれた場合に、嫌気槽で循環する空気の量が減少する。この態様では、その循環空気の量を一定にするために、補充する例を示すものである。

図２に示すように、嫌気槽１に隣接して好気槽３を設けている。４は空気供給管である。４０は逆止弁である。

好気槽３の上部空間のオフガスは、好気処理によって酸素が消費され、酸素濃度が減少した空気となる。

この空気供給管４によって、好気槽３から嫌気槽１の上部空間に酸素濃度の低い空気が供給される。嫌気槽１ではこの酸素濃度の低い空気が補充され、一定量の低濃度酸素の空気が循環する。一定量とするためには図示しないバルブ調整などで対応できる。

次に、嫌気槽１の上部空間に酸素濃度の低い空気を供給する手法は、図３に示す態様も挙げられる。即ち図３に示すように、空気を酸素ガスとオフガスに分離して酸素ガスを発生させる酸素ガス発生装置５を備えている場合には、酸素ガス発生装置５のオフガス供給管５０からオフガスを嫌気槽１の上部空間１４に供給する。

オフガス供給管５０から供給されるオフガスは酸素濃度が低いので、嫌気槽１内での曝気攪拌には好適である。

また本発明の他の好ましい態様としては、嫌気槽１の上部空間１４に炭酸ガスや余剰の不活性ガスなどを吹き込むことができる。

上記態様において、嫌気槽１の接液部や気相部分は硫化水素による腐食対策を施すことが好ましい。

（反応槽の攪拌装置の説明）
図４は反応槽の攪拌装置の一例を示す概略断面図であり、同図において、反応槽６は、図１に示す嫌気槽１の構造と同様に構成されることが好ましい。

反応槽６内に浸漬された水中エジェクターポンプ１５は、図１に示す態様と同一の構成のものを使用できる。

図４に示す態様において、水中エジェクターポンプ１５の空気取入管１６の先端に少なくとも二つの開口を備えている。図示の例は二つの開口１７Ａ、１７Ｂを備えた態様である。

開口１７Ａは前記反応槽６の上部空間１４の気体を吸引可能な位置に設けられ、他の一つの開口１７Ｂは前記反応槽６の天井壁１３を突き抜けて大気中に位置している。

このように反応槽６の内部と外部に開口１７Ａ、１７Ｂを形成することにより、前記二つの開口１７Ａ、１７Ｂに至る空気取入管１６には各々切替弁ｖ１、ｖ２が設けられている。

この二つの切替弁ｖ１、ｖ２を設け、切替弁ｖ１を開、切替弁ｖ２を閉とすると、空気取入管１６から酸素濃度が低い気体を取り込むことができ（図１の態様と同じ）、反応槽６は嫌気槽として機能させることができる。

一方、切替弁ｖ１を閉、切替弁ｖ２を開とすると、空気取入管１６から酸素濃度が高い気体を取り込むことができ、反応槽６は好気槽として機能させることができる。

このように反応槽６を嫌気槽と好気槽の両方のいずれにも機能させることができるので、設置スペースを小さくして排水を処理できる。

特に、通性嫌気性菌を利用した反応槽では嫌気処理と好気処理を交互に行うことによって処理の効率化を図ることができるが、かかる場合に、一つの反応槽６で嫌気と好気を交互に行うことができる効果がある。

以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されない。

実施例１
上部空間の容量が１００ｍ^３である嫌気槽（図１参照）を用いて、図１のような水中エジェクターポンプによる循環曝気を行った。

空気の平均分子量は２８．９６６、初期の空気組成は酸素２１％と窒素７９％であり、この空気を嫌気槽内に水中エジェクターポンプで取り込んで、循環曝気を繰り返した。

循環回数に応じた、酸素と窒素の濃度（容積％）、分子量、質量、密度、酸素と窒素の重量％を求めた。酸素移動効率は２０％とし、空気中の酸素は水中に溶解され、生物の呼吸に使われ、呼吸で発生する炭酸ガスは水中に溶解すると仮定する。空気中の酸素は水中に溶解され、生物の呼吸に使われるので、その分の空気補給を行った（空気は酸素１７％、窒素８３％を使用した）。

その結果を表１〜３に示す。

表より、循環回数２５回目では上部ガスは低酸素濃度になっていることがわかり、嫌気槽の循環曝気を上部空気の循環で行うことができることがわかる。

本発明に係る嫌気槽の攪拌装置の一例を示す概略断面図本発明の好ましい態様を示す図本発明の他の好ましい態様を示す図本発明に係る反応槽の攪拌装置の一例を示す概略断面図

符号の説明

１：嫌気槽
１０、１１：槽壁
１２：底壁
１３：天井壁
１４：上部空間
１５：水中エジェクターポンプ
１６：空気取入管
１７、１７Ａ、１７Ｂ：開口
１８：混合管
２：水封槽
２０：導入管
２１：送液口
２２：空気排出弁
２３：上部空間
３：好気槽
４：空気供給管
４０：逆止弁
５：酸素ガス発生装置
５０：オフガス供給管
６：反応槽
ｖ１、ｖ２切替弁

Claims

槽壁が水封され且つ上部空間が天井壁で密閉された嫌気槽と、該嫌気槽内に浸漬された水中エジェクターポンプとを備え、該水中エジェクターポンプの空気取入管の先端に開口を備え、該開口は前記嫌気槽の上部空間の気体を吸引可能な位置に設けられ、前記嫌気槽に隣接して好気槽を備え、該好気槽の上部空間のオフガスを前記嫌気槽上部空間に供給する空気供給管を設けたことを特徴とする嫌気槽の攪拌装置。
槽壁が水封され且つ上部空間が天井壁で密閉された嫌気槽と、該嫌気槽内に浸漬された水中エジェクターポンプとを備え、該水中エジェクターポンプの空気取入管の先端に開口を備え、該開口は前記嫌気槽の上部空間の気体を吸引可能な位置に設けられ、前記嫌気槽の上部空間に、空気を分離して酸素ガスとオフガスに分離して酸素ガスを発生させる酸素ガス発生装置の前記オフガスを供給するオフガス供給管を連接したことを特徴とする嫌気槽の攪拌装置。
嫌気槽の排水受け入れ部に、水封槽を設けることを特徴とする請求項１又は２記載の嫌気槽の攪拌装置。
嫌気槽に受け入れる排水が、還元性を有する排水であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の嫌気槽の攪拌装置。
槽壁が水封され且つ上部空間が天井壁で密閉された反応槽と、該反応槽内に浸漬された水中エジェクターポンプとを備え、該水中エジェクターポンプの空気取入管の先端に少なくとも二つの開口を備え、該開口の一つは前記嫌気槽の上部空間の気体を吸引可能な位置に設けられ、他の一つの開口は前記反応槽の天井壁を突き抜けて上部空間に位置しており、前記二つの開口に至る空気取入管には各々切替弁が設けられていることを特徴とする反応槽の攪拌装置。