JP5117065B2 - 担体投入型生物処理装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態1にかかる生物処理装置1であって、図2に示すA−A線に沿って切断した断面図であり、本発明の主要部である流動機5の全体が図示されているものである。図2は実施の形態1の生物処理装置1を上方から見た全体の平面的構成を示す平面図、図3は回転シャフト13に配置される複数個の回転羽根21,22の状態を示す平面図であり、図1のB−B線に沿って切断した断面図である。図4は図1、図2に示される回転羽根21,22の斜視図、図5は実施の形態1の槽内での原水4の流動状態を示す説明図であり、図2のC−C線に沿って切断した断面図である。
図6は本発明の実施の形態2にかかる生物処理装置1であって、図2に示すA−A線に沿って切断された断面図であり、本発明の主要部である流動機5の全体が図示されているものである。生物処理装置1を上方から見た全体の平面的構成を示す平面図については図2と概ね同様であり、回転シャフト13に形成される複数個の回転羽根21,22の配置状態を示す平面図については図3と概ね同様であり、回転羽根21,22の斜視図については図4と概ね同様である。また、槽内での原水4の流動状態を示す説明図についても、槽内に担体25が存在する以外は概ね同様である。この実施の形態2の生物処理装置1は、実施の形態1の生物反応槽2に担体25を投入した担体投入型としたものであり、その他の構成は実施の形態1の生物処理装置1と同様であるので、その説明を用いる。
図7は実施の形態3にかかる生物処理装置1の上方および下方の各回転羽根26,27を示したものである。この実施の形態3の生物処理装置1では実施の形態1の生物処理装置1とは、回転羽根26,27の構成が異なっている。その他の構成は実施の形態1の生物処理装置1と同様に構成されているので、回転羽根26,27以外の同一部分または相当部分の説明は上記実施の形態1のものを用いる。また、回転羽根26,27以外の構成については、生物処理装置1を上方から見た全体の平面的構成を示す平面図については図2と概ね同様であり、生物処理装置1を図2に示すA−A線に沿って切断された断面図については、図1と概ね同様であり、生物処理装置1を図1に示すB−B線に沿って切断された平面図については図3と概ね同様であり、また、槽内での原水4の流動状態を示す説明図については図5と概ね同様であるのでそれらを援用する。
図8は、実施の形態4にかかる生物処理装置1であって、図2に示すA−A線に沿って切断した断面図である。この実施の形態4の生物処理装置1においては、流動機5の回転シャフト13の回転方向が上方から見て反時計方向に回転するように設定されている。回転シャフト13の中間部に設けられた回転羽根30においてハブ321に設けられた回転翼32の仰角α1と回転シャフト13の下段に設けられた回転羽根31においてハブ331に設けられた回転翼33の仰角α2は、実施の形態1から実施の形態3の生物処理装置1の回転羽根21,22における回転翼23,24の仰角α1,α2とは逆の角度に設定されている(例えば、実施の形態1の回転翼23の迎角α1=45°、回転翼24の迎角α2=−45°であれば、この実施の形態4の回転翼32の迎角α1=−45°、回転翼33の迎角α2=45°。)が、上方の回転羽根30が原水4の上昇流を作り、下方の回転羽根31が原水4の下降流を作る点において実施の形態1から実施の形態3の生物処理装置1と同じである。
図9は実施の形態5にかかる生物処理装置1であって、図2に示すA−A線に沿って切断された断面図を示す。この実施の形態5の生物処理装置1では、生物反応槽2が実施の形態1から4の生物反応槽2より水深の深いタイプのものとされており、このため、回転シャフト34も回転シャフト13より長いものとされている。さらに、回転シャフト34には、ハブ381,391,401に十字型に回転翼38,39,40が設けられた3個(上方、中央、下方)の回転羽根35,36,37が取り付けられている。回転羽根35,36,37は平面的な位置が重なるよう(回転位相がない状態)に回転シャフト34に取り付けられている。回転シャフト34は、実施の形態1から実施の形態3の場合と同様、上方から見て時計回りに回転するように設定されている。回転翼38,39は回転時に原水4の上昇流を主に発生させるように、仮想平面p1,p3(仮想平面p3は、仮想平面p1,p3と平行)に対して仰角α1,α3をもってハブ381,391に設けられている。回転翼40は回転時に原水の下降流を主に発生させるように、仮想平面p2に対して仰角α2をもってハブ401に設けられている。即ち、上方および中央の回転羽根35,36の回転翼38,39は、回転する進行方向の翼長手方向前方側が翼長手方向後方側より低く、下方の回転羽根37の回転翼40は、回転する進行方向の翼長手方向前方側が翼長手方向後方側より高く設定されている。これによって、上方および中央の回転羽根35,36が主として上昇流を作り、下方の回転羽根37が主として下降流を作ることができる。
図10から図15は実施の形態6の生物処理装置1を示したものであり、図10は実施の形態6の生物処理装置1を図11に示すA−A線に沿って切断した断面図、図11は実施の形態6の生物処理装置1を上方から見た全体の平面的構成を示す平面図、図12は回転シャフト13に配置される各回転羽根の回転位相の違いを示す平面図であり、図10のB―B線に沿って切断した断面図、図13は実施の形態6の回転羽根の斜視図である。また、図14は図11のC−C線に沿って切断した断面図であり、下方の回転羽根42の回転翼44の位置が切断面にある状態での槽内における原水4の流動状態を示す説明図、図15は図11のC−C線に沿って切断した断面図であり、上方の回転羽根41の回転翼43の位置が切断面にある状態での槽内における原水4の流動状態を示す説明図である。
図16は実施の形態7にかかる生物処理装置1であって、図11に示すA−A線に沿って切断された断面図を示している。実施の形態7の生物処理装置1は、実施の形態6の生物処理装置1の生物反応槽2に担体25を投入するタイプのものとしたものである。その他の構成は実施の形態6のものと同様であるので、その説明を用いる。また、説明図についても図11から図15を援用する。実施の形態7の生物処理装置1によれば、実施の形態6の生物処理装置1と同様に上下の回転羽根41,42に取付位置の位相が設けられているので、実施の形態1に比べて原水の分布状況のさらなる均一化が図れるが、実施の形態2に比べて生物反応槽2内の担体25の分布状況のさらなる均一化も同時に図ることができる。これにより、生物処理装置1の原水4を浄化する処理能力が向上する。実施の形態7の生物処理装置1の担体投入型の生物反応槽2は実施の形態3から実施の形態5および後述する実施の形態8から実施の形態10の生物処理装置1と組み合わせることが可能である。
図17は実施の形態8の生物処理装置1であって、図2に示すA−A線に沿って切断された断面図を示したものである。この実施の形態8の生物処理装置1では、回転シャフト13の下方に設けられた回転羽根45の構成が、実施の形態1の生物処理装置1と異なっており、その他の構成は実施の形態1の生物処理装置1と同様である。説明図についても図2から図5と概ね同様であるのでこれを援用する。すなわち、回転シャフト13の下方に取り付けられて固定されたハブ46の外周側面には、回転羽根45の回転翼47が4枚突出して設けられている。回転翼47は、回転シャフト13の軸方向に対して直交方向に延びる仮想平面p2に対し、角度β2の勾配を持つ仮想平面p22に概ね平行に設けられており、ハブ46との付け根位置から先端に向かって上り勾配になっている。また、同時に回転翼47は、仮想平面p22から仰角α2だけ傾斜している。すなわち、回転翼47は、回転の進行方向であり長手方向の前方側が後方側よりも高い位置となるように、仮想平面p22に対してα2の仰角をもって設けられている。なお、上方の回転羽根21については、実施の形態1の場合と同様に回転翼23がハブ15に仮想平面p1から仰角α1の傾斜角度で設けられている。
図18は実施の形態9にかかる生物処理装置1であって、図2に示すA−A線に沿って切断された断面図を示している。この生物処理装置1では、回転シャフト13の中間部に取り付けられる上方の回転羽根48の回転翼49にハブ491との付け根から先端に向かって下向きの勾配β1が設けられている点において、実施の形態7の生物処理装置1と異なっており、その他の構成は、実施の形態7の生物処理装置1と同様である。説明図についても図2から図5と概ね同様であるのでこれを援用する。上方の回転羽根48には、回転翼49が4枚設けられている。回転翼49は、回転シャフト13の軸方向に対して直交する仮想平面p1に対し、角度β1の勾配を持つ仮想平面p12に概ね平行に設けられており、ハブ491との付け根位置から先端に向かって下り勾配となっている。また、同時に回転翼49は、仮想平面p12から迎角α1だけ傾斜している。すなわち、回転翼49は、回転の進行方向であり長手方向の前方側が後方側よりも低い位置となるように、仮想平面p12に対してα1の迎角をもって設けられている。
図19は、実施の形態10の生物処理装置1であって、図2に示すA−A線に沿って切断された断面図を示したものである。この生物処理装置1は、回転シャフト13の下端部に取り付けられる回転羽根50の構成が、図17のものと異なっており、その他の構成は、実施の形態7の生物処理装置1と同様であるので、その説明を用いて詳細な説明を省略する。説明図についても図2から図5と概ね同様であるのでこれを援用する。実施の形態10の回転シャフト13の下端部に取り付けられて固定されたハブ51の外周側面には、回転羽根50の回転翼52が4枚突出している。回転翼52のハブ51の付け根から中間部までは、回転シャフト13の直交方向に延びる仮想平面p2に沿って概ね平行に延びており、回転翼52の中間部から先端にかける部分は、中間部から角度β21の勾配を持つ仮想平面p23に沿った、上方に向かって反り上がるような形状となっている。また同時に、回転翼52は、ハブ51との付け根部分において仮想平面p2から仰角α2の傾斜角度を有するように設けられている。
なお、実施の形態10のように、回転羽根50の中間部から先端部の部位にかけて、仰角α2の他に勾配β2を与えられる構成は、実施の形態2から実施の形態6までの他の実施の形態の生物処理装置1の構成と組み合わせることができる。
〔共通の実施条件〕
(1)生物反応槽
・幅2000mm×奥行き2000mm×高さ3000mm
・ハンチ2cは、300mmで面取り
・ハンチ2aは、槽頂部から1000mm下の位置で300mm面取り
・生物反応槽内の水位は、2000mm
(2)流動機
・生物反応槽2の平面上で中央に配置
・回転駆動機11:電動モーター 0.2kW
・回転方向:上方から見て時計回り
・回転数:10rpm(1分間に10回転)
・回転翼形状:直方体:幅120mm×長さ700mm×厚さ10mm
・下方回転羽根の高さ位置:底面2aから400mm上方
・上方回転羽根の高さ位置:底面2aから1200mm上方
2 生物反応槽
2a 底面
2b,2e,2f 槽側壁
2c,2d ハンチ
3a 原水導入口
3b 処理水流出口
4 原水
5 流動機
11 回転駆動機
12 駆動軸
13 回転シャフト
14 連結継ぎ手
15,321 ハブ
16,331 ハブ
21,26,30 上昇流を形成する上方の回転羽根
22,27,31 下降流を形成する下方の回転羽根
23,28,32 上方の回転翼
24,29,33 下方の回転翼
25 担体
35 上昇流を形成する上方の回転羽根
36 上昇流を形成する中央の回転羽根
37 下降流を形成する下方の回転羽根
38 上方の回転翼
39 中央の回転翼
40 下方の回転翼
381,391,401 ハブ
41 上昇流を形成する上方の回転羽根
42 下降流を形成する下方の回転羽根
43 上方の回転翼
44 下方の回転翼
431,441 ハブ
45 下降流を形成する下方の回転羽根
46 ハブ
47 下方の回転翼
48 上昇流を形成する上方の回転羽根
49 上方の回転翼
491 ハブ
50 下降流を形成する下方の回転羽根
51 ハブ
52 下方の回転翼
p1 仮想平面
p2 仮想平面
p12 仮想平面
α1 上方の回転翼の仰角
α2 下方の回転翼の仰角
α3 中央の回転翼の仰角
β1 上方の回転翼の勾配
β2,β21 下方の回転翼の勾配
θ 回転位相の位相角
Claims (3)
- 原水を担体投入型生物反応槽に導入し、
該生物反応槽の上方に設けられた回転駆動機、
該回転駆動機に接続して前記生物反応槽内を垂下する回転シャフト
および
該回転シャフトに間隔を空けて設けられた複数の回転羽根からなる流動機により、前記生物反応槽を流動させて生物処理を行う担体投入型生物処理装置において、
前記複数の回転羽根は、
前記回転シャフトの上方に配設された上昇流を発生させる回転羽根
および
前記回転シャフトの下方に配設された下降流を発生させる回転羽根
であり、
前記回転羽根を構成する回転翼の先端と前記生物反応槽の側壁との距離が、
前記回転羽根の羽根径の0.15倍から0.5倍の範囲にある
ことを特徴とする担体投入型生物処理装置。 - 少なくとも1つの回転羽根は、
他の回転羽根に対し、回転シャフトの軸を中心に回転位相を有している
ことを特徴とする請求項1に記載の担体投入型生物処理装置。 - 前記回転シャフトの下方に配設された下降流を発生させる回転羽根を構成する回転翼は、
上り勾配を有している
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の担体投入型生物処理装置。
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