JP5372585B2 - Gas-liquid dissolution tank - Google Patents

Gas-liquid dissolution tank Download PDF

Info

Publication number
JP5372585B2
JP5372585B2 JP2009101735A JP2009101735A JP5372585B2 JP 5372585 B2 JP5372585 B2 JP 5372585B2 JP 2009101735 A JP2009101735 A JP 2009101735A JP 2009101735 A JP2009101735 A JP 2009101735A JP 5372585 B2 JP5372585 B2 JP 5372585B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
tank
liquid
water
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009101735A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010247121A (en
Inventor
裕一郎 鳥羽
圭一郎 福水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Organo Corp
Original Assignee
Organo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Organo Corp filed Critical Organo Corp
Priority to JP2009101735A priority Critical patent/JP5372585B2/en
Publication of JP2010247121A publication Critical patent/JP2010247121A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5372585B2 publication Critical patent/JP5372585B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas-liquid dissolving tank which has a simple structure, a high dissolution rate of the gas to the liquid and a small pressure drop. <P>SOLUTION: The gas-liquid dissolving tank for dissolving the gas into the liquid under pressurization has a jet generating member to generate a jet on the tip and is provided with an interpolation tube for introducing a mixture of the gas and liquid into the inside of the tank, and a baffle plate arranged at the outflow direction of the jet. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、気液溶解タンク、特に、排水処理あるいは用水処理などで用いられる加圧浮上処理における加圧水発生装置の気液溶解タンクに関する。   The present invention relates to a gas-liquid dissolution tank, and more particularly, to a gas-liquid dissolution tank of a pressurized water generator in a pressurized flotation process used in wastewater treatment or water treatment.

排水処理や用水処理において、被処理水中の被除去物質、例えば、SS成分や油分に、微細気泡を混合し、付着させて、その浮力により浮上槽で分離する浮上分離装置が用いられる。被処理水中の被除去物質には、微細気泡を混合する前に凝集剤を添加してフロック化させることが多い。   In wastewater treatment and irrigation treatment, a levitating separation apparatus is used in which fine bubbles are mixed and adhered to a substance to be removed in the for-treatment water, for example, SS component and oil, and separated in a levitation tank by its buoyancy. In many cases, the substance to be removed in the water to be treated is flocified by adding a flocculant before mixing fine bubbles.

微細気泡の発生方法としては、加圧下で空気などの気体を溶解させた加圧水などの加圧液体を水深圧に減圧することで、微細気泡を発生させる方法が用いられることが多い。このような加圧水を用いる浮上分離処理は、特に、加圧浮上処理と言われる。加圧浮上処理は、多量の微細気泡を被処理水に供給することができるため、被処理水中のフロックに多くの気泡を付着させることができ、処理水質が良好であり、また浮上槽での処理速度を高く設定することができるなどの利点があり、広く採用されている。   As a method of generating fine bubbles, a method of generating fine bubbles is often used by reducing a pressurized liquid such as pressurized water in which a gas such as air is dissolved under pressure to a deep water pressure. Such a floating separation process using pressurized water is particularly referred to as a pressurized floating process. In the pressure levitation treatment, a large amount of fine bubbles can be supplied to the water to be treated, so that many bubbles can adhere to the floc in the water to be treated, the quality of the treated water is good, and There is an advantage that the processing speed can be set high, and it is widely adopted.

加圧下で空気を溶解させて微細気泡を発生させる方法は、高圧の水ほど空気を多量に溶解させることができることを利用しており、減圧して被処理水に混合する際には、その分、多量の微細気泡を発生する。   The method of generating fine bubbles by dissolving air under pressure utilizes the fact that high pressure water can dissolve a large amount of air. A large amount of fine bubbles are generated.

一般的に加圧水を調製する装置は、加圧水ポンプ、コンプレッサおよび気液溶解タンクなどで構成される。加圧水ポンプなどによって水を例えば0.3〜0.6MPaに加圧している状態で、系内にコンプレッサなどで空気を供給し、水への空気の溶解を図る。気液溶解タンクでは溶解しなかった空気を分離し、空気が溶解した加圧水を被処理水に供給する。   In general, an apparatus for preparing pressurized water includes a pressurized water pump, a compressor, a gas-liquid dissolution tank, and the like. In a state where water is pressurized to, for example, 0.3 to 0.6 MPa by a pressurized water pump or the like, air is supplied into the system by a compressor or the like to dissolve the air into water. Air that has not been dissolved in the gas-liquid dissolution tank is separated, and pressurized water in which the air is dissolved is supplied to the water to be treated.

しかし、実際には、単純に高圧の水に空気を供給しても空気は十分に溶解しないので、溶解器の設置や、気液溶解タンクの内部に空気の溶解を促進するような構造を設けるなどの工夫がなされる。   However, in reality, simply supplying air to high-pressure water does not sufficiently dissolve the air, so a dissolver is installed or a structure that promotes dissolution of air is provided inside the gas-liquid dissolution tank. Etc. are made.

なお、空気溶解の程度を評価する指標として、理論空気溶解量に対する空気溶解率(%)(以下、単に「溶解率」と呼ぶ場合がある。)があり、式1で定義される。式1中の理論空気溶解量はヘンリーの法則より算出できる。   As an index for evaluating the degree of air dissolution, there is an air dissolution rate (%) with respect to the theoretical air dissolution amount (hereinafter sometimes simply referred to as “dissolution rate”), which is defined by Equation 1. The theoretical air dissolution amount in Equation 1 can be calculated from Henry's law.

Figure 0005372585
Figure 0005372585

溶解器の例としては、ラインミキサ(例えば、図8参照)やエゼクタ(例えば、図9参照)などが挙げられる。ラインミキサは、空気などの気体と水などの液体とを混合した後に、配管中に流れに対して平行方向に旋回流を生じさせる板などを設け、気液の接触面積を増やし、空気などの気体溶解を促進させる働きをする。   Examples of the dissolver include a line mixer (for example, see FIG. 8) and an ejector (for example, see FIG. 9). A line mixer, after mixing a gas such as air and a liquid such as water, is provided with a plate that creates a swirling flow in a direction parallel to the flow in the pipe, increasing the contact area of the gas and liquid, It works to promote gas dissolution.

エゼクタは、空気などの気体と水などの液体とを混合する部分に設置され、主流の管径を絞ることで負圧を生じさせ、そこへ空気などの気体を自給、もしくはコンプレッサなどで圧入して気液を激しく接触させて気体溶解を図るものである。   The ejector is installed in a part where a gas such as air and a liquid such as water are mixed, and a negative pressure is generated by narrowing the main pipe diameter, and air or other gas is self-supplied or press-fitted with a compressor or the like. The gas and liquid are brought into contact with each other vigorously to dissolve the gas.

ラインミキサやエゼクタなどの溶解器を単独で用いて空気を水に溶解する場合、溶解率は空気を大量に吹き込んでも40〜50%程度が限界である。単独の溶解器の使用で溶解率が40〜50%の場合、フロックの浮上に必要な所定量の気泡を被処理水に供給するためには、被処理水に対する加圧水量の比(加圧水比)を20〜40%と大きくとる必要がある。このため、容量の大きい加圧水ポンプが必要となり、イニシャルコストや電力費を主とするランニングコストが増大してしまう。エゼクタとラインミキサを組み合わせるなど複数の溶解器を併用して溶解率は改善されるが、溶解器での圧力損失が大きくなり、その圧力損失分を見込んだ容量の加圧水ポンプが必要なため、結局これもイニシャルコストやランニングコストの増大となってしまう。   When using a dissolver such as a line mixer or ejector alone to dissolve air in water, the dissolution rate is limited to about 40 to 50% even if a large amount of air is blown. When the dissolution rate is 40 to 50% with the use of a single dissolver, the ratio of pressurized water to treated water (pressurized water ratio) is used to supply the treated water with a predetermined amount of bubbles necessary for flotation. Needs to be as large as 20 to 40%. For this reason, a pressurized water pump having a large capacity is required, and the running cost mainly including the initial cost and the power cost increases. The dissolution rate can be improved by using multiple dissolvers, such as combining an ejector and a line mixer, but the pressure loss in the dissolver increases, and a pressurized water pump with a capacity that allows for the pressure loss is necessary. This also increases initial costs and running costs.

空気溶解の促進を気液溶解タンクで図る場合もある。気液溶解タンクには、空気溶解だけを行い、未溶解の空気の分離排除は別のタンクで行うものと、空気溶解と気液分離を1槽で行うものとがある。例を挙げると、前者のタイプには、非特許文献1に記載の図10のような構造の気液溶解タンク80があり、高い圧力をかけた流体が多孔板の孔を通った時に生じる乱流で気体を細分化し、気液接触面積を増やすことで空気溶解を促すものである。後者のタイプには、特許文献1に記載の図11のような構造の気液溶解タンク82があり、まずタンク入口部に設置されたノズルで気液を激しく混合、接触させ、ある程度の空気溶解をし、流路を長くすることで空気と十分に接触させ、空気溶解を促進する構造である。   In some cases, the gas-liquid dissolution tank is used to promote air dissolution. Some gas-liquid dissolution tanks perform only air dissolution, and separation / exclusion of undissolved air is performed in another tank, and air dissolution and gas-liquid separation are performed in one tank. For example, the former type includes a gas-liquid dissolution tank 80 having a structure as shown in FIG. 10 described in Non-Patent Document 1, and a turbulence generated when a fluid under high pressure passes through a hole in a perforated plate. The gas is subdivided by the flow, and the gas-liquid contact area is increased to promote air dissolution. In the latter type, there is a gas-liquid dissolution tank 82 having a structure as shown in FIG. 11 described in Patent Document 1. First, the gas-liquid is vigorously mixed and brought into contact with a nozzle installed at the tank inlet to dissolve a certain amount of air. In this structure, the flow path is lengthened to sufficiently contact with air to promote air dissolution.

気液溶解タンクを用いて空気を水に溶解する場合、何らかの内部充填構造を持たないものは所定の空気溶解の効果を得るのに水の滞留時間を長く取る(3〜5分程度)必要があり、タンク容積が大きくなるため、設置面積および製作コストが高くなる。気液溶解タンクを図10および図11に示したような構造として、空気の水への溶解を促進する方法をとると、水滞留時間1分程度の少ない容量で60〜70%程度の溶解率を得ることができるが、さらに高い溶解率を得ることが求められている。   When air is dissolved in water using a gas-liquid dissolution tank, those that do not have any internal filling structure need to take a long residence time of water (about 3 to 5 minutes) in order to obtain a predetermined air dissolution effect. In addition, since the tank volume is increased, the installation area and the manufacturing cost are increased. When the gas-liquid dissolution tank is structured as shown in FIGS. 10 and 11 and the method of promoting the dissolution of air into water is taken, the dissolution rate is about 60 to 70% with a small capacity of about 1 minute of water retention time. However, it is required to obtain a higher dissolution rate.

さらに、図10のような構造の気液溶解タンクの問題として、以下の2点が考えられる。1つめは、所定の溶解率を得ようとした時、多孔板を多段で設置するので大きな圧力損失を生じるため、その圧力損失を見込んだ加圧水ポンプを使用する必要があることである。2つめに、気液溶解タンクとは別に気液分離タンクの配置が必要で、結局、加圧水製造設備全体では多くの設置面積が必要となってしまうことが挙げられる。   Furthermore, the following two points can be considered as problems of the gas-liquid dissolution tank having the structure as shown in FIG. The first is that when a predetermined dissolution rate is to be obtained, a large pressure loss occurs because a multi-stage perforated plate is installed. Therefore, it is necessary to use a pressurized water pump that allows for the pressure loss. Secondly, it is necessary to arrange a gas-liquid separation tank separately from the gas-liquid dissolution tank, and as a result, a large installation area is required for the entire pressurized water production facility.

また、図11のような構造の気液溶解タンクでは、圧力損失はタンク入口部のノズルのみであるが、タンク内部の構造が複雑なために大型装置となると製作コストが膨らんでしまうとともに、加圧水用の原水にSS分が含まれる場合、長期間の運転でタンク内部にSS分が堆積することが予想され、清掃などのメンテナンスが必要になる。   Further, in the gas-liquid dissolution tank having the structure as shown in FIG. 11, the pressure loss is only at the nozzle at the tank inlet. However, since the internal structure of the tank is complicated, the manufacturing cost increases when a large apparatus is used, and the pressurized water is increased. When the raw water for use contains SS, it is expected that SS will accumulate in the tank over a long period of operation, and maintenance such as cleaning is required.

特開2004−290803号公報JP 2004-290803 A

Mooyoung Han, Tschung-il Kim, Sungwon Park, Youkun Jung、「The development of a generator to produce bubbles of tailored sizes」、The 5th International Conference on Flotation in Water and Wastewater Systems 予稿集、pp.1−7(2007)Mooyoung Han, Tschung-il Kim, Sungwon Park, Youkun Jung, “The development of a generator to produce bubbles of tailored sizes”, The 5th International Conference on Flotation in Water and Wastewater Systems, pp. 1-7 (2007)

本発明の目的は、簡易な構造で、液体への気体の溶解率が高く、圧力損失の小さい気液溶解タンクを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a gas-liquid dissolution tank having a simple structure, a high gas dissolution rate in a liquid, and a small pressure loss.

本発明は、気体を液体に加圧下で溶解するための気液溶解タンクであって、噴流を生じる噴流発生部材を先端に有し、気体と液体の混合物を前記タンク内部に導入するための内挿管と、両端が開口しているドラフトチューブと、前記噴流の流出方向に配置された阻流板と、を備え、前記ドラフトチューブは、前記タンクの内部に水没するように配置され、前記内挿管は、前記ドラフトチューブの一方の開口部から前記噴流発生部材の先端部が前記ドラフトチューブ内に位置するように挿入され、前記阻流板は、前記ドラフトチューブの他方の開口部より外側で水没するように配置される気液溶解タンクである。 The present invention, a gas a gas-liquid dissolving tank for dissolving under pressure in the liquid, has a jet flow generating member causing jets to the tip, the mixture of gas and liquid for introduction into the interior of the tank An intubation tube, a draft tube having both ends open, and a baffle plate arranged in the outflow direction of the jet , wherein the draft tube is disposed so as to be submerged in the tank. The intubation is inserted from one opening of the draft tube so that the tip of the jet generating member is located in the draft tube, and the baffle plate is submerged outside the other opening of the draft tube. a gas-liquid mixing tank that will be arranged to.

また、前記気液溶解タンクにおいて、前記噴流が略垂直上方向に生じるように前記挿入管が配置されることが好ましい。 Further, in the gas-liquid dissolving tank, Rukoto the jet is the insertion tube is arranged to occur substantially vertically upward are preferred.

また、前記気液溶解タンクにおいて、タンク上部から内部に所定の長さで内挿された排気管と、前記排気管に接続されて排気量を調整する弁と、を備えることが好ましい。   The gas-liquid dissolution tank preferably includes an exhaust pipe inserted from the upper part of the tank to the inside with a predetermined length and a valve connected to the exhaust pipe for adjusting the exhaust amount.

本発明では、噴流を生じるノズルまたはオリフィスを先端に有し、気体と液体の混合物をタンク内部に導入するための内挿管と、噴流の流出方向に配置された阻流板と、を備えることにより、簡易な構造で、液体への気体の溶解率が高く、圧力損失の小さい気液溶解タンクを提供することができる。   In the present invention, a nozzle or an orifice for generating a jet flow is provided at the tip, and an internal intubation tube for introducing a mixture of gas and liquid into the tank and a baffle plate arranged in the flow direction of the jet flow are provided. A gas-liquid dissolution tank having a simple structure, a high gas dissolution rate in a liquid, and a small pressure loss can be provided.

本発明の実施形態に係る加圧水製造システムの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the pressurized water manufacturing system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る気液溶解タンクの一例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an example of the gas-liquid dissolution tank which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る気液溶解タンクにおける阻流板の一例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an example of the baffle plate in the gas-liquid melt | dissolution tank which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る気液溶解タンクにおける両端が開口となった管(ドラフトチューブ)の一例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an example of the pipe | tube (draft tube) by which the both ends became the opening in the gas-liquid dissolution tank which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る気液溶解タンクの他の例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the other example of the gas-liquid dissolution tank which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る気液溶解タンクの他の例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the other example of the gas-liquid dissolution tank which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施例で用いた加圧水製造システムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the pressurized water manufacturing system used in the Example of this invention. 従来のラインミキサの一例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an example of the conventional line mixer. 従来のエゼクタの一例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an example of the conventional ejector. 従来の気液溶解タンクの一例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an example of the conventional gas-liquid dissolution tank. 従来の気液溶解タンクの一例の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an example of the conventional gas-liquid dissolution tank.

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below. This embodiment is an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.

本発明の実施形態に係る加圧水製造システムの一例の概略構成を図1に示す。加圧水製造システム1は、原水タンク10と、加圧水ポンプ12と、コンプレッサ14と、気液溶解タンク16とを備える。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of a pressurized water production system according to an embodiment of the present invention. The pressurized water production system 1 includes a raw water tank 10, a pressurized water pump 12, a compressor 14, and a gas-liquid dissolution tank 16.

図1の加圧水製造システム1において、原水タンク10が加圧水ポンプ12、原水流量調整バルブ18、原水流量計26を介して原水配管34などにより、気液溶解タンク16の下部側面に接続されている。また、コンプレッサ14が空気流量調整バルブ20、空気流量計28を介して空気配管36などにより、原水配管34の原水流量計26と気液溶解タンク16との間に接続されている。気液溶解タンク16の下部には、加圧水配管38が加圧水流量計30、減圧バルブ22を介して接続されている。気液溶解タンク16の上部には、排気配管40が排気調整バルブ24を介して接続されている。気液溶解タンク16の上部には、タンク圧力計32が設置されている。   In the pressurized water production system 1 of FIG. 1, the raw water tank 10 is connected to the lower side surface of the gas-liquid dissolution tank 16 through a pressurized water pump 12, a raw water flow rate adjustment valve 18, a raw water flow meter 26, and the raw water pipe 34. The compressor 14 is connected between the raw water flow meter 26 of the raw water pipe 34 and the gas-liquid dissolution tank 16 by an air pipe 36 or the like via the air flow rate adjusting valve 20 and the air flow meter 28. A pressurized water pipe 38 is connected to the lower part of the gas-liquid dissolution tank 16 via a pressurized water flow meter 30 and a pressure reducing valve 22. An exhaust pipe 40 is connected to the upper part of the gas-liquid dissolution tank 16 via an exhaust adjustment valve 24. A tank pressure gauge 32 is installed above the gas-liquid dissolution tank 16.

加圧水製造システム1において、原水タンク10からの水(原水)などの液体は、原水配管34を通って加圧水ポンプ12で加圧され、原水流量調整バルブ18により流量が調整される。コンプレッサ14で加圧された空気などの気体は、空気配管36を通って空気流量調整バルブ20により流量が調整され、原水配管34において水などの液体と混合される。水と空気の混合物は、原水配管34を通って気液溶解タンク16の下部側面から気液溶解タンク16の内部に供給される。気液溶解タンク16の内部において、加圧下で空気が水に溶解された後、加圧水は気液溶解タンク16の下部から加圧水配管38を通って排出され、加圧浮上処理における加圧水として、凝集水に供給される。加圧水は、減圧バルブ22を通る際、水深圧に開放され、例えばマイクロメートルオーダの微細気泡が発生する。一方、未溶解の空気などの気体は、気液溶解タンク16の上部から排気配管40を通って排出される。   In the pressurized water production system 1, liquid such as water (raw water) from the raw water tank 10 is pressurized by the pressurized water pump 12 through the raw water pipe 34, and the flow rate is adjusted by the raw water flow rate adjustment valve 18. A gas such as air pressurized by the compressor 14 is adjusted in flow rate by the air flow rate adjusting valve 20 through the air pipe 36 and mixed with liquid such as water in the raw water pipe 34. The mixture of water and air is supplied to the inside of the gas-liquid dissolution tank 16 from the lower side surface of the gas-liquid dissolution tank 16 through the raw water pipe 34. Inside the gas-liquid dissolution tank 16, after air is dissolved in water under pressure, the pressurized water is discharged from the lower part of the gas-liquid dissolution tank 16 through the pressurized water pipe 38, and the condensed water is used as the pressurized water in the pressure levitation process. To be supplied. When the pressurized water passes through the pressure reducing valve 22, it is released to a deep water pressure, and for example, fine bubbles on the order of micrometers are generated. On the other hand, a gas such as undissolved air is discharged from the upper part of the gas-liquid dissolution tank 16 through the exhaust pipe 40.

図2に、本実施形態に係る気液溶解タンク16の構造の一例を示す。気液溶解タンク16は、タンク本体42と、噴流を生じる噴流発生部材であるノズルまたはオリフィス44(以下、「ノズルまたはオリフィス44」のことを、単に「ノズル44」と呼ぶ場合がある。)を先端に有し、気体と液体の混合物をタンク内部に導入するための内挿管46と、噴流の流出方向に配置された阻流板48とを備える。気液溶解タンク16は、両端が開口となった管であるドラフトチューブ50と、タンク内圧と水位とを所定範囲内に保持するようタンク内の上部に滞留する未溶解空気などの排気量を調整する排気量調整機構として排気配管40および排気調整バルブ24とを備えてもよい。   FIG. 2 shows an example of the structure of the gas-liquid dissolution tank 16 according to this embodiment. The gas-liquid dissolution tank 16 includes a tank body 42 and a nozzle or orifice 44 (hereinafter, “nozzle or orifice 44” may be simply referred to as “nozzle 44”), which is a jet generating member that generates a jet. An intubation tube 46 is provided at the tip for introducing a gas and liquid mixture into the tank, and a baffle plate 48 is arranged in the jet flow direction. The gas-liquid dissolution tank 16 adjusts the amount of exhaust gas such as undissolved air that stays in the upper part of the tank so as to maintain the tank internal pressure and the water level within a predetermined range, and a draft tube 50 that is an open tube at both ends. An exhaust pipe 40 and an exhaust adjustment valve 24 may be provided as an exhaust amount adjustment mechanism.

気液溶解タンク16において、図1の原水配管34に接続された内挿管46は、タンク本体42の下部側面より内挿されている。内挿管46は、タンク下面の中央部付近で略垂直上方向に立ち上がり、先端にはノズル44を備える。ノズル44は、水没するように配置される。ノズル44の先端部を取り囲むように、ドラフトチューブ50が配置されていて、噴流の流出方向に阻流板48が配置されている。阻流板48は、水没するように配置される。ドラフトチューブ50の内部にノズル44の出口である先端部が位置し、かつ阻流板48とドラフトチューブ50が接しないように配置されている。排気配管40は、タンク上部から内部に所定の長さで内挿されており、排気配管40には排気量を調整する排気調整バルブ24が設置されている。気液溶解タンク16の下部には加圧水配管38が接続されている。   In the gas-liquid dissolution tank 16, the internal intubation 46 connected to the raw water pipe 34 in FIG. 1 is inserted from the lower side surface of the tank body 42. The inner tube 46 rises in a substantially vertical upward direction near the center of the lower surface of the tank, and has a nozzle 44 at the tip. The nozzle 44 is disposed so as to be submerged. A draft tube 50 is disposed so as to surround the tip portion of the nozzle 44, and a baffle plate 48 is disposed in the outflow direction of the jet. The baffle plate 48 is disposed so as to be submerged. The leading end, which is the outlet of the nozzle 44, is located inside the draft tube 50, and the baffle plate 48 and the draft tube 50 are not in contact with each other. The exhaust pipe 40 is inserted from the upper part of the tank to the inside with a predetermined length, and the exhaust pipe 40 is provided with an exhaust adjustment valve 24 for adjusting the exhaust amount. A pressurized water pipe 38 is connected to the lower part of the gas-liquid dissolution tank 16.

図1の原水配管34を通って供給された水と空気の混合物は、内挿管46を通って気液溶解タンク16の下部側面からタンク内部に供給される。水と空気の混合物は、内挿管46の先端に設置されたノズル44の出口において略垂直上方向に向かう噴流として噴出される。その際、ノズル44の出口で生じる乱流により、空気は微細な気泡となって気液接触面積が増大し、空気の水への溶解が進む。また、噴流が阻流板48に衝突することで気泡が分断され、気液の激しい混合、接触が生じ、空気の水への溶解がさらに進む。さらに、ノズル44の出口付近には負圧が発生するため、一度空気を溶解した水が、タンク内のノズル44の出口付近に再度引き寄せられ、ノズル44の出口付近の微細気泡と接触して、いっそう空気の溶解が促進して高い空気溶解率となる。それでも溶解しなかった空気は、排気調整バルブ24を有した排気配管40で調整され、タンク外へ排出される。空気が十分に溶解した水は、加圧水として、タンク下部に設けられた加圧水配管38より流出し、図1の減圧バルブ22を通り、凝集水に供給される。減圧バルブ22を通る際、水深圧に開放され、例えばマイクロメートルオーダの微細気泡が発生する。   The mixture of water and air supplied through the raw water pipe 34 in FIG. 1 is supplied from the lower side surface of the gas-liquid dissolution tank 16 into the tank through the inner tube 46. The mixture of water and air is ejected as a jet directed substantially vertically upward at the outlet of the nozzle 44 installed at the tip of the inner intubation tube 46. At that time, due to the turbulent flow generated at the outlet of the nozzle 44, the air becomes fine bubbles, the gas-liquid contact area increases, and the dissolution of the air into the water proceeds. Further, when the jet collides with the baffle plate 48, the bubbles are divided, and the gas and liquid are mixed and contacted, and the dissolution of air into water further proceeds. Furthermore, since a negative pressure is generated near the outlet of the nozzle 44, the water once dissolved in air is drawn again near the outlet of the nozzle 44 in the tank and comes into contact with the fine bubbles near the outlet of the nozzle 44. The dissolution of air is further promoted, resulting in a high air dissolution rate. The still undissolved air is adjusted by the exhaust pipe 40 having the exhaust adjustment valve 24 and discharged out of the tank. The water in which the air is sufficiently dissolved flows out from the pressurized water pipe 38 provided in the lower part of the tank as pressurized water, and is supplied to the condensed water through the pressure reducing valve 22 in FIG. When passing through the pressure reducing valve 22, it is released to a deep water pressure, and for example, fine bubbles on the order of micrometers are generated.

このように、本実施形態に係る気液溶解タンク16は、タンク内部に気体と液体の混合物を導入する内挿管46の先端にノズルまたはオリフィス44を装着し、タンク内部に気液を噴出させるとともに、その噴出の先に水没した阻流板48を備え、噴流を阻流板48に激しく衝突させる構造を有する。   As described above, the gas-liquid dissolution tank 16 according to the present embodiment has the nozzle or orifice 44 attached to the tip of the inner cannula 46 for introducing a mixture of gas and liquid into the tank, and jets the gas-liquid into the tank. In addition, a baffle plate 48 that is submerged in water is provided at the tip of the jet, and the jet stream is violently collided with the baffle plate 48.

また、本実施形態では、タンク内部に、両端が開口となったドラフトチューブ50を備え、そのドラフトチューブ50の内部にノズル44の出口である先端部が位置し、かつ阻流板48とドラフトチューブ50が接しないよう配置されている。上記の通り、ノズル44の先端部の出口付近には負圧が発生するため、一度空気を溶解した水が、タンク内のノズル44の出口付近に再度引き寄せられるが、ドラフトチューブ50を備えることにより、阻流板48に当たった流れはドラフトチューブ50の管壁を中心として図2に示すように、ドラフトチューブ50の内部から外部そしてまた内部に戻り、循環流が生じる。再度ドラフトチューブ50の内部に流入した水は、ノズル44付近で噴出してきた空気と混合され、空気と再接触する。この流れにより、タンク内の水とノズル44の出口の微細気泡との接触回数が増え、空気の溶解がよりいっそう促進される。それでも溶解しなかった空気は、排気調整バルブ24を有した排気配管40で調整され、タンク外へ排出される。   Further, in the present embodiment, the tank is provided with the draft tube 50 having both ends opened, the tip portion serving as the outlet of the nozzle 44 is located inside the draft tube 50, and the baffle plate 48 and the draft tube are disposed. 50 is arranged so as not to contact. As described above, since a negative pressure is generated near the outlet at the tip of the nozzle 44, the water once dissolved is drawn again near the outlet of the nozzle 44 in the tank. The flow that hits the baffle plate 48 returns from the inside of the draft tube 50 to the outside and also inside as shown in FIG. 2 with the tube wall of the draft tube 50 as the center, and a circulating flow is generated. The water that has flowed into the draft tube 50 again is mixed with the air ejected in the vicinity of the nozzle 44 and recontacts with the air. By this flow, the number of times of contact between the water in the tank and the fine bubbles at the outlet of the nozzle 44 is increased, and the dissolution of air is further promoted. The still undissolved air is adjusted by the exhaust pipe 40 having the exhaust adjustment valve 24 and discharged out of the tank.

さらに、本実施形態では、タンク上部から内部に所定の長さで内挿された排気管である排気配管40と、排気配管40に接続され排気量を調整する弁である排気調整バルブ24とを備える。これによりタンク内の水位と圧力をできるだけ一定に保持することができ、空気溶解効果を安定的に得ることができる。   Furthermore, in the present embodiment, an exhaust pipe 40 that is an exhaust pipe that is inserted from the upper part of the tank to the inside with a predetermined length, and an exhaust adjustment valve 24 that is connected to the exhaust pipe 40 and adjusts the exhaust amount is provided. Prepare. Thereby, the water level and pressure in the tank can be kept as constant as possible, and the air dissolution effect can be stably obtained.

本実施形態に係る気液溶解タンク16は、未溶解の空気の分離排出も可能であり、かつ小容量の簡易な構造で、従来の気液溶解タンクよりも高い溶解率が得られるため、気液溶解タンクの製作費を削減でき、かつ加圧水製造システムに要する設置面積の中で大きな割合を占める気液溶解タンクの設置面積を縮小することができる。   The gas-liquid dissolution tank 16 according to the present embodiment can separate and discharge undissolved air, and has a simple structure with a small capacity and a higher dissolution rate than a conventional gas-liquid dissolution tank. The manufacturing cost of the liquid dissolution tank can be reduced, and the installation area of the gas-liquid dissolution tank that occupies a large proportion of the installation area required for the pressurized water production system can be reduced.

上記ラインミキサ(図8)やエゼクタ(図9)などの溶解器を用いる方法で溶解率は40〜50%程度、上記図10,図11のような内部構造を有する気液溶解タンクでの溶解率は50〜70%程度であるのに対し、本実施形態に係る気液溶解タンク16では75%以上の溶解率で、ドラフトチューブ50を設置すると80%以上の溶解率で空気を溶解させることができる。これにより、少ない加圧水量で所定の気泡量を加圧浮上処理の凝集水へ供給できるため、その分、加圧水ポンプやコンプレッサなどを小容量にすることができ、イニシャルコストおよびランニングコストの低減を図ることができる。   Dissolution rate is about 40 to 50% by a method using a dissolver such as the above line mixer (FIG. 8) or ejector (FIG. 9), and dissolution in a gas-liquid dissolution tank having an internal structure as shown in FIGS. While the rate is about 50 to 70%, in the gas-liquid dissolution tank 16 according to the present embodiment, the dissolution rate is 75% or more, and when the draft tube 50 is installed, the air is dissolved at a dissolution rate of 80% or more. Can do. As a result, a predetermined amount of bubbles can be supplied to the coagulated water in the pressure levitation process with a small amount of pressurized water, so that the capacity of the pressurized water pump, compressor, etc. can be reduced, thereby reducing initial costs and running costs. be able to.

また、本実施形態に係る気液溶解タンク16は構造が簡易なために、図11のような内部構造を有する気液溶解タンクに比べて、SS分の堆積なども起こりにくく、メンテナンスが容易である。   In addition, since the gas-liquid dissolution tank 16 according to the present embodiment has a simple structure, it is less likely to accumulate SS and the like, and maintenance is easier than the gas-liquid dissolution tank having the internal structure as shown in FIG. is there.

ノズルまたはオリフィス44によるタンク内部への気液の噴出方向は、噴流を阻流板48に衝突させて気液の混合、接触を生じさせればよく、特に制限はない。阻流板48へ向かって、図2に示すように略垂直上方向へ行ってもよいし、図5に示すように略水平方向へ行ってもよいし、図6に示すように略垂直下方向へ行ってもよい。図5,図6の気液溶解タンク16においても、噴流を生じるノズルまたはオリフィス44を先端に有し、気体と液体の混合物をタンク内部に導入するための内挿管46と、噴流の流出方向に配置された阻流板48とを備える。   The jet direction of the gas and liquid into the tank by the nozzle or orifice 44 is not particularly limited as long as the jet flow collides with the baffle plate 48 to cause gas-liquid mixing and contact. To the baffle plate 48, it may be performed in a substantially vertical upward direction as shown in FIG. 2, may be performed in a substantially horizontal direction as shown in FIG. 5, or may be performed in a substantially vertical downward direction as shown in FIG. You may go in the direction. The gas-liquid dissolution tank 16 of FIGS. 5 and 6 also has a nozzle or orifice 44 for generating a jet at its tip, an inner tube 46 for introducing a mixture of gas and liquid into the tank, and a jet flow direction. And a baffle plate 48 disposed therein.

図5の気液溶解タンク16において、図1の原水配管34に接続された内挿管46は、タンク本体42の側面中央部付近より、略水平方向に内挿されている。内挿管46の先端にはノズル44を備える。ノズル44は、水没するように配置される。ノズル44の先端部を取り囲むように、ドラフトチューブ50が配置されていて、噴流の流出方向に阻流板48が配置されている。阻流板48は、水没するように配置される。ドラフトチューブ50の内部にノズル44の出口である先端部が位置し、かつ阻流板48とドラフトチューブ50が接しないように配置されている。排気配管40は、タンク上部から内部に所定の長さで内挿されており、排気配管40には排気量を調整する排気調整バルブ24が設置されている。気液溶解タンク16の下部には加圧水配管38が接続されている。   In the gas-liquid dissolution tank 16 in FIG. 5, the internal intubation 46 connected to the raw water pipe 34 in FIG. 1 is inserted in a substantially horizontal direction from the vicinity of the center of the side surface of the tank body 42. A nozzle 44 is provided at the distal end of the inner tube 46. The nozzle 44 is disposed so as to be submerged. A draft tube 50 is disposed so as to surround the tip portion of the nozzle 44, and a baffle plate 48 is disposed in the outflow direction of the jet. The baffle plate 48 is disposed so as to be submerged. The leading end, which is the outlet of the nozzle 44, is located inside the draft tube 50, and the baffle plate 48 and the draft tube 50 are not in contact with each other. The exhaust pipe 40 is inserted from the upper part of the tank to the inside with a predetermined length, and the exhaust pipe 40 is provided with an exhaust adjustment valve 24 for adjusting the exhaust amount. A pressurized water pipe 38 is connected to the lower part of the gas-liquid dissolution tank 16.

また、図6の気液溶解タンク16において、図1の原水配管34に接続された内挿管46は、タンク本体42の上部側面より内挿されている。内挿管46は、タンク上面の中央部付近で略垂直下方向に立ち下がり、先端にはノズル44を備える。ノズル44は、水没するように配置される。ノズル44の先端部を取り囲むように、ドラフトチューブ50が配置されていて、噴流の流出方向に阻流板48が配置されている。阻流板48は、水没するように配置される。ドラフトチューブ50の内部にノズル44の出口である先端部が位置し、かつ阻流板48とドラフトチューブ50が接しないように配置されている。排気配管40は、タンク上部から内部に所定の長さで内挿されており、排気配管40には排気量を調整する排気調整バルブ24が設置されている。気液溶解タンク16の下部には加圧水配管38が接続されている。   Further, in the gas-liquid dissolution tank 16 of FIG. 6, the internal insertion tube 46 connected to the raw water pipe 34 of FIG. 1 is inserted from the upper side surface of the tank body 42. The inner intubation 46 falls substantially vertically downward near the center of the upper surface of the tank, and has a nozzle 44 at the tip. The nozzle 44 is disposed so as to be submerged. A draft tube 50 is disposed so as to surround the tip portion of the nozzle 44, and a baffle plate 48 is disposed in the outflow direction of the jet. The baffle plate 48 is disposed so as to be submerged. The leading end, which is the outlet of the nozzle 44, is located inside the draft tube 50, and the baffle plate 48 and the draft tube 50 are not in contact with each other. The exhaust pipe 40 is inserted from the upper part of the tank to the inside with a predetermined length, and the exhaust pipe 40 is provided with an exhaust adjustment valve 24 for adjusting the exhaust amount. A pressurized water pipe 38 is connected to the lower part of the gas-liquid dissolution tank 16.

これらのように、ノズル44によるタンク内部への気液の噴出方向が略水平方向(図5)あるいは略垂直下方向(図6)でも、略垂直上方向(図2)と同様の効果が得られるが、未溶解空気の分離が確実に行えるなどの点から、図2のような略垂直上方向が好ましい。   As described above, even when the jet direction of the gas and liquid into the tank by the nozzle 44 is substantially horizontal (FIG. 5) or substantially vertically downward (FIG. 6), the same effect as the substantially vertically upward (FIG. 2) is obtained. However, the substantially vertical upward direction as shown in FIG. 2 is preferable from the viewpoint that undissolved air can be reliably separated.

本実施形態に係る気液溶解タンク16は、気体を液体に加圧下で溶解するとともに、未溶解の気体を液体から分離するためのものであり、気体溶解と気液分離とを1槽で行うものであるが、本実施形態に係る気液溶解タンク16を用いて気体を液体に加圧下で溶解して、別途、未溶解の気体を液体から分離するための気液分離タンクなどの分離手段を設けて気液分離を行ってもよい。気体としては通常、空気が用いられ、液体としては通常、水が用いられる。加圧水にする水(原水)には、加圧浮上処理水などを使用してもよい。   The gas-liquid dissolution tank 16 according to the present embodiment is for dissolving a gas into a liquid under pressure and for separating an undissolved gas from the liquid, and performs gas dissolution and gas-liquid separation in one tank. However, a separation means such as a gas-liquid separation tank for separately dissolving undissolved gas from the liquid by dissolving the gas in the liquid under pressure using the gas-liquid dissolution tank 16 according to the present embodiment. Gas-liquid separation may be performed by providing the Air is usually used as the gas, and water is usually used as the liquid. Pressurized flotation treated water or the like may be used as water (raw water) to be pressurized water.

空気などの気体と水などの液体との混合は、図1のように加圧水ポンプ12の後方経路でコンプレッサなどから空気を供給して行ってもよいし、空気を自吸するポンプにて空気を水に供給してもよい。加圧水ポンプ12としては、例えば、渦巻ポンプを使用すればよい。   Mixing of a gas such as air and a liquid such as water may be performed by supplying air from a compressor or the like in the rear path of the pressurized water pump 12 as shown in FIG. You may supply to water. As the pressurized water pump 12, for example, a spiral pump may be used.

気液溶解タンク16におけるタンク本体42は、通常、直胴部52を有する形状である。   The tank main body 42 in the gas-liquid dissolution tank 16 is usually in a shape having a straight body portion 52.

気液溶解タンク16における滞留時間は、例えば、30秒〜1分間である。   The residence time in the gas-liquid dissolution tank 16 is, for example, 30 seconds to 1 minute.

噴流を生じる噴流発生部材としては、噴流を生じるものであればよく、特に制限はないが、例えば、ノズル、オリフィスなどを用いればよい。噴流を発生し微細な気泡が発生しやすいなどの点から、入口と出口との間の圧力損失が0.05MPa以上のものが好ましい。   The jet generating member that generates the jet is not particularly limited as long as it generates the jet, and for example, a nozzle, an orifice, or the like may be used. A pressure loss between the inlet and the outlet is preferably 0.05 MPa or more from the viewpoint of generating a jet and easily generating fine bubbles.

ノズルまたはオリフィス44の配置位置は、内部容積有効利用などの点から、ノズルまたはオリフィス44の出口である先端部が、直胴部52の内挿管46が内挿された側の端部から直胴部52の長さの50%以下の範囲に入るように配置されることが好ましい。ドラフトチューブ50を備える場合には、ノズルまたはオリフィス44の先端部がドラフトチューブ50の内部に位置すればよく、内部容積有効利用などの点から、ノズルまたはオリフィス44の先端部が、ドラフトチューブ50の内挿管46が挿入された側の端部からドラフトチューブ50全体の50%以下の位置に配置されることが好ましい。   The arrangement position of the nozzle or orifice 44 is such that the distal end which is the outlet of the nozzle or orifice 44 is from the end where the inner tube 46 of the straight body 52 is inserted to the straight body from the viewpoint of effective use of the internal volume. It is preferable that they are arranged so as to fall within a range of 50% or less of the length of the portion 52. When the draft tube 50 is provided, the tip of the nozzle or orifice 44 may be positioned inside the draft tube 50. From the viewpoint of effective use of the internal volume, the tip of the nozzle or orifice 44 is connected to the draft tube 50. It is preferable that the end portion on the side where the intubation tube 46 is inserted is disposed at a position of 50% or less of the entire draft tube 50.

阻流板48は、噴流が衝突することで気液の混合が生じるものであればよく、特に制限はないが、例えば、図3に示すような円板形状などのものを用いればよい。阻流板48は、例えば、支持部材54により気液溶解タンク16のタンク本体42の内部に固定される。   The baffle plate 48 is not particularly limited as long as gas-liquid mixing is caused by the collision of the jet flow. For example, a baffle shape as shown in FIG. 3 may be used. The baffle plate 48 is fixed to the inside of the tank body 42 of the gas-liquid dissolution tank 16 by, for example, the support member 54.

阻流板48の配置位置は、噴流の流出方向に対してできるだけ垂直にその面を向けて、水没するように配置されればよく、特に制限はないが、直胴部52の阻流板48が設置される側の端部から直胴部52の長さの30%以下の範囲に入るように配置されることが好ましい。図2の形態の場合には、水面付近に水没するように配置されることが好ましい。   The arrangement position of the baffle plate 48 is not particularly limited as long as the baffle plate 48 is disposed so as to be submerged in the direction perpendicular to the jetting direction of the jet flow. It is preferable to be arranged so that it is within a range of 30% or less of the length of the straight body portion 52 from the end portion on the side where the is installed. In the case of the form of FIG. 2, it is preferable to arrange so as to be submerged near the water surface.

阻流板48の大きさは、ノズル44からの噴流の大部分が阻流板48に当たるようにするなどの点から、タンク本体42の直胴部52の内径の25〜80%の範囲であることが好ましい。ドラフトチューブ50を備える場合には、上記範囲内で、かつドラフトチューブ50の内径よりも大きいことが好ましい。   The size of the baffle plate 48 is in the range of 25 to 80% of the inner diameter of the straight body portion 52 of the tank body 42 from the viewpoint that most of the jet flow from the nozzle 44 hits the baffle plate 48. It is preferable. When the draft tube 50 is provided, it is preferably within the above range and larger than the inner diameter of the draft tube 50.

ドラフトチューブ50は、両端が開口となった管であり、通常は図4に示すような円筒形状を有する。ドラフトチューブ50は、例えば、支持部材56により気液溶解タンク16のタンク本体42の内部に固定される。   The draft tube 50 is a tube having openings at both ends, and usually has a cylindrical shape as shown in FIG. The draft tube 50 is fixed to the inside of the tank main body 42 of the gas-liquid dissolution tank 16 by a support member 56, for example.

ドラフトチューブ50の長さは、循環流が生じやすいなどの点から、タンク本体42の直胴部52の長さの50〜80%(1/2〜4/5)の範囲であることが好ましい。   The length of the draft tube 50 is preferably in the range of 50 to 80% (1/2 to 4/5) of the length of the straight body portion 52 of the tank body 42 from the viewpoint that a circulating flow is easily generated. .

ドラフトチューブ50の内径は、循環流が生じやすいなどの点から、タンク本体42の直胴部52の内径の25〜75%(1/4〜3/4)の範囲であることが好ましい。   The inner diameter of the draft tube 50 is preferably in the range of 25 to 75% (1/4 to 3/4) of the inner diameter of the straight body portion 52 of the tank body 42 from the viewpoint that a circulating flow is easily generated.

ドラフトチューブ50は、阻流板48と接しないように配置されればよいが、循環流が生じやすいなどの点から、ドラフトチューブ50の阻流板48側の端部が、直胴部52の阻流板48側の端部から直胴部52の長さの5〜20%の範囲に入るように配置されることが好ましい。   The draft tube 50 may be disposed so as not to contact the baffle plate 48, but the end of the draft tube 50 on the baffle plate 48 side of the draft tube 50 is located on the straight body portion 52 from the viewpoint of easy circulation. It is preferable to be disposed so as to fall within a range of 5 to 20% of the length of the straight body portion 52 from the end portion on the baffle plate 48 side.

排気量調整機構としては、気液溶解タンク16の内圧と水位とを所定範囲内に保持するように、タンク内の上部に滞留する未溶解空気などの排気量を調整するものであればよく、特に制限はない。例えば、排気量調整機構は、気液溶解タンク16の上部から内部に所定の長さで内挿された排気管である排気配管40と、排気配管40に接続され排気量を調整する弁である排気調整バルブ24とを備える。この場合、タンク内の上部の水面付近に未溶解の空気が滞留すると、排気配管40から空気が排出され、ある程度空気が排出されると、水面が上がり空気の排出が停止する。これにより、タンク内の内圧と水位の変動を抑制しつつ未溶解の空気を排出することができる。気液分離面積の確保などの点から、内挿された排気配管40の下端部が、直胴部上端より下に配置されることが好ましい。排気量調整機構としては、レベルスイッチなどを利用してもよい。   The exhaust amount adjustment mechanism may be any mechanism that adjusts the exhaust amount of undissolved air or the like that stays in the upper part of the tank so as to maintain the internal pressure and water level of the gas-liquid dissolution tank 16 within a predetermined range. There is no particular limitation. For example, the exhaust amount adjusting mechanism is an exhaust pipe 40 that is an exhaust pipe inserted from the upper part of the gas-liquid dissolution tank 16 into a predetermined length and a valve that is connected to the exhaust pipe 40 and adjusts the exhaust amount. And an exhaust adjustment valve 24. In this case, if undissolved air stays in the vicinity of the upper water surface in the tank, the air is discharged from the exhaust pipe 40, and when the air is discharged to some extent, the water surface rises and the discharge of air stops. Thereby, undissolved air can be discharged | emitted, suppressing the fluctuation | variation of the internal pressure and water level in a tank. From the viewpoint of securing the gas-liquid separation area, it is preferable that the lower end portion of the inserted exhaust pipe 40 is disposed below the upper end of the straight body portion. A level switch or the like may be used as the displacement adjustment mechanism.

本実施形態に係る気液溶解タンク16は、例えば、排水処理や用水処理などで用いられる加圧浮上処理における加圧水を調製するために用いることができる。その他、オゾン溶解などに用いることができる。   The gas-liquid dissolution tank 16 according to the present embodiment can be used for preparing pressurized water in a pressurized flotation process used in, for example, waste water treatment or water treatment. In addition, it can be used for ozone dissolution.

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the present invention is explained more concretely in detail, the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1および比較例1,2>
図7に示す加圧水製造システムを用いて比較実験を行った。原水タンク60からの原水に加圧水ポンプ62の後流側の原水配管64においてコンプレッサ66から空気を供給し、実施例1として図2の内部構造を有する気液溶解タンク16、比較例1として図10の構造の気液溶解タンク80+気液分離タンク84、比較例2として図11の構造の気液溶解タンク82、以上3系列を並列配置して各タンクの性能を比較検討した。なお、各タンクへの通水は、入口流路切り替えバルブ68および出口流路切り替えバルブ70を用いて1系列毎に行った。
<Example 1 and Comparative Examples 1 and 2>
A comparative experiment was conducted using the pressurized water production system shown in FIG. Air is supplied to the raw water from the raw water tank 60 from the compressor 66 in the raw water pipe 64 on the downstream side of the pressurized water pump 62, and the gas-liquid dissolution tank 16 having the internal structure of FIG. The gas-liquid dissolution tank 80 having the structure of FIG. 11 and the gas-liquid separation tank 84, the gas-liquid dissolution tank 82 having the structure of FIG. The water flow to each tank was performed for each series using the inlet channel switching valve 68 and the outlet channel switching valve 70.

(共通実験条件)
原水:加圧浮上処理水 SS 20mg/L
原水流量:6m/hr
空気供給量:1.8m/hr(気液混合比:30%)
タンク容積:100L
タンク滞留時間:1min
タンク入口圧力:0.55MPa
水温:20℃
(Common experimental conditions)
Raw water: Pressurized levitated treated water SS 20mg / L
Raw water flow rate: 6m 3 / hr
Air supply amount: 1.8 m 3 / hr (gas-liquid mixture ratio: 30%)
Tank volume: 100L
Tank residence time: 1 min
Tank inlet pressure: 0.55 MPa
Water temperature: 20 ° C

以上の条件で、実機の運転を考慮し、10時間運転、2時間停止を1セットとして、60セット(全1200時間)の間欠通水を行い、各タンク内部構造における空気溶解率を比較した。タンク入口圧力は、入口流路切り替えバルブ68の前流側に設置したタンク入口圧力計72により、タンク出口圧力は、各タンク出口と出口流路切り替えバルブ70との間に設置したタンク出口圧力計74により測定した。空気溶解率は、図7に示すように、出口流路切り替えバルブ70の後流側で減圧バルブ76の前流側のサンプリングポイントで行った。また、減圧バルブ76の出口における加圧水の様子を観察した。   Under the above conditions, taking into consideration the operation of the actual machine, 60 sets (total 1200 hours) of intermittent water flow were performed with 10 hours of operation and 2 hours of stop being one set, and the air dissolution rates in each tank internal structure were compared. The tank inlet pressure is set by a tank inlet pressure gauge 72 installed on the upstream side of the inlet flow switching valve 68, and the tank outlet pressure is set between each tank outlet and the outlet flow switching valve 70. 74. As shown in FIG. 7, the air dissolution rate was measured at a sampling point on the upstream side of the pressure reducing valve 76 on the downstream side of the outlet flow path switching valve 70. Further, the state of pressurized water at the outlet of the pressure reducing valve 76 was observed.

Figure 0005372585
Figure 0005372585

表1は、比較実験の結果をまとめたものである。空気溶解量および理論値空気溶解量に対する空気溶解率(以下、溶解率)において比較すると、実施例1の気液溶解タンクは最も高い空気溶解量と溶解率を得ることができた。一方、圧力損失については、実施例1の気液溶解タンクは、比較例2の気液溶解タンクとほぼ同等であったが、比較例1の気液溶解タンクと比較すると0.1MPa以上小さい値となった。同一水量を気液溶解タンクに通水する場合、加圧水ポンプには、気液溶解タンクに圧力損失分を上乗せた揚程のものが必要となるため、比較例1の気液溶解タンクに比べて圧力損失の小さい実施例1の気液溶解タンクは、比較例1の気液溶解タンクより低容量の加圧水ポンプを使用することができ、その分イニシャルコストおよびランニングコストを削減できる。また、別付けの気液分離タンクが必要ない分、いっそうのイニシャルコストの削減になっている。   Table 1 summarizes the results of the comparative experiments. When comparing the air dissolution rate and the theoretical value air dissolution rate (hereinafter, dissolution rate), the gas-liquid dissolution tank of Example 1 was able to obtain the highest air dissolution rate and dissolution rate. On the other hand, regarding the pressure loss, the gas-liquid dissolution tank of Example 1 was almost the same as the gas-liquid dissolution tank of Comparative Example 2, but smaller than 0.1 MPa compared with the gas-liquid dissolution tank of Comparative Example 1 It became. When the same amount of water is passed through the gas-liquid dissolution tank, the pressurized water pump requires a head with a pressure loss added to the gas-liquid dissolution tank, so the pressure is higher than that of the gas-liquid dissolution tank of Comparative Example 1. The gas-liquid dissolution tank of Example 1 with a small loss can use a pressurized water pump having a lower capacity than the gas-liquid dissolution tank of Comparative Example 1, and the initial cost and running cost can be reduced accordingly. In addition, the initial cost is further reduced because a separate gas-liquid separation tank is not required.

実施例1の気液溶解タンクと比較例2の気液溶解タンクとの比較では、圧力損失はほぼ同等であるものの、溶解率では実施例1の気液溶解タンクのほうが15%以上上回っている。凝集水に一定の気泡量を供給しようと考えると、高い空気溶解量を有する実施例1の気液溶解タンクは、他の構造のものより空気供給量を抑えることができ、コンプレッサを小型化することができるため、イニシャルコストおよびランニングコストを削減することができる。   In the comparison between the gas-liquid dissolution tank of Example 1 and the gas-liquid dissolution tank of Comparative Example 2, the pressure loss is almost the same, but the dissolution rate of the gas-liquid dissolution tank of Example 1 exceeds 15% or more. . Considering to supply a certain amount of bubbles to the condensed water, the gas-liquid dissolution tank of Example 1 having a high air dissolution amount can suppress the air supply amount compared to other structures, and the size of the compressor can be reduced. Therefore, initial cost and running cost can be reduced.

1200時間の連続通水では、1120時間目の装置起動時に、比較例2の気液溶解タンクにおいて、減圧バルブの出口から高濃度のSSが流出した。これはタンク内の複雑な経路にSS分が堆積していっているためで、定期的な清掃などのメンテナンスが必要となり、ランニングコスト増大につながることが判明した。これに対し、実施例1の気液溶解タンクは1200時間の間欠運転でも良好な水質の加圧水を供給することができた。   In continuous water flow for 1200 hours, high-concentration SS flowed out from the outlet of the pressure reducing valve in the gas-liquid dissolution tank of Comparative Example 2 when the apparatus was started for 1120 hours. This is because SS is accumulating in a complicated path in the tank, and it has been found that maintenance such as periodic cleaning is required, leading to an increase in running cost. In contrast, the gas-liquid dissolution tank of Example 1 was able to supply pressurized water with good water quality even during intermittent operation for 1200 hours.

1 加圧水製造システム、10,60 原水タンク、12,62 加圧水ポンプ、14,66 コンプレッサ、16,80,82 気液溶解タンク、18 原水流量調整バルブ、20 空気流量調整バルブ、22,76 減圧バルブ、24 排気調整バルブ、26 原水流量計、28 空気流量計、30 加圧水流量計、32 タンク圧力計、34,64 原水配管、36 空気配管、38 加圧水配管、40 排気配管、42 タンク本体、44 ノズルまたはオリフィス、46 内挿管、48 阻流板、50 ドラフトチューブ、52 直胴部、54,56 支持部材、68 入口流路切り替えバルブ、70 出口流路切り替えバルブ、72 タンク入口圧力計、74 タンク出口圧力計、84 気液分離タンク。   1 Pressurized water production system 10, 60 Raw water tank, 12, 62 Pressurized water pump, 14, 66 Compressor, 16, 80, 82 Gas-liquid dissolution tank, 18 Raw water flow adjustment valve, 20 Air flow adjustment valve, 22, 76 Pressure reducing valve, 24 Exhaust adjustment valve, 26 Raw water flow meter, 28 Air flow meter, 30 Pressurized water flow meter, 32 Tank pressure gauge, 34, 64 Raw water piping, 36 Air piping, 38 Pressurized water piping, 40 Exhaust piping, 42 Tank body, 44 Nozzle or Orifice, 46 Inner tube, 48 Baffle plate, 50 Draft tube, 52 Straight barrel, 54, 56 Support member, 68 Inlet channel switching valve, 70 Outlet channel switching valve, 72 Tank inlet pressure gauge, 74 Tank outlet pressure Total, 84 gas-liquid separation tank.

Claims (3)

気体を液体に加圧下で溶解するための気液溶解タンクであって、
噴流を生じる噴流発生部材を先端に有し、気体と液体の混合物を前記タンク内部に導入するための内挿管と、
両端が開口しているドラフトチューブと、
前記噴流の流出方向に配置された阻流板と、
を備え
前記ドラフトチューブは、前記タンクの内部に水没するように配置され、
前記内挿管は、前記ドラフトチューブの一方の開口部から前記噴流発生部材の先端部が前記ドラフトチューブ内に位置するように挿入され、
前記阻流板は、前記ドラフトチューブの他方の開口部より外側で水没するように配置されることを特徴とする気液溶解タンク。
A gas-liquid dissolution tank for dissolving gas into liquid under pressure,
Has a jet flow generating member causing jets to the tip, the inner intubation for introducing a mixture of gas and liquid inside the tank,
A draft tube open at both ends;
A baffle arranged in the outflow direction of the jet;
Equipped with a,
The draft tube is disposed so as to be submerged in the tank,
The inner intubation is inserted from one opening of the draft tube so that the tip of the jet generating member is located in the draft tube,
The baffle is gas-liquid mixing tank, wherein Rukoto are arranged to submerge outside than the other opening of the draft tube.
請求項1に記載の気液溶解タンクであって、
前記噴流が略垂直上方向に生じるように前記挿入管が配置されることを特徴とする気液溶解タンク。
The gas-liquid dissolution tank according to claim 1,
Gas-liquid mixing tank said jet the insertion tube is arranged to occur in a substantially vertically upward direction, characterized in Rukoto.
請求項1または2に記載の気液溶解タンクであって、
タンク上部から内部に所定の長さで内挿された排気管と、
前記排気管に接続されて排気量を調整する弁と、
を備えることを特徴とする気液溶解タンク。
The gas-liquid dissolution tank according to claim 1 or 2,
An exhaust pipe inserted at a predetermined length from the top of the tank to the inside;
A valve connected to the exhaust pipe for adjusting the exhaust amount;
A gas-liquid dissolution tank comprising:
JP2009101735A 2009-04-20 2009-04-20 Gas-liquid dissolution tank Active JP5372585B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009101735A JP5372585B2 (en) 2009-04-20 2009-04-20 Gas-liquid dissolution tank

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009101735A JP5372585B2 (en) 2009-04-20 2009-04-20 Gas-liquid dissolution tank

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010247121A JP2010247121A (en) 2010-11-04
JP5372585B2 true JP5372585B2 (en) 2013-12-18

Family

ID=43310087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009101735A Active JP5372585B2 (en) 2009-04-20 2009-04-20 Gas-liquid dissolution tank

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5372585B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5331093B2 (en) * 2010-12-06 2013-10-30 株式会社ニクニ Liquid processing equipment
JP5735354B2 (en) * 2011-06-09 2015-06-17 三相電機株式会社 Microbubble generator
JP5987202B1 (en) * 2015-05-18 2016-09-07 三菱電機株式会社 Water treatment system and water treatment method
JP6676863B2 (en) * 2015-09-28 2020-04-08 アムズ株式会社 Gas mixed water generator
JP6884955B2 (en) * 2017-02-21 2021-06-09 トスレック株式会社 Hydrogen water production system and hydrogen water production method
CN107596935A (en) * 2017-09-28 2018-01-19 福建省谷神农业发展有限公司 A kind of high-efficiency high-concentration air-dissolving apparatus
EP3804844A4 (en) * 2018-05-30 2021-07-14 Aqua Solution Co., Ltd. Microbubble-generating device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000140881A (en) * 1998-11-16 2000-05-23 Nippon Sanso Corp Oxygen dissolution device
JP4451991B2 (en) * 2001-02-23 2010-04-14 日本下水道事業団 Aeration equipment
JP3731806B2 (en) * 2001-05-18 2006-01-05 株式会社荏原製作所 Organic wastewater treatment method and apparatus
JP2004049968A (en) * 2002-07-17 2004-02-19 Taiko Kikai Industries Co Ltd Lake water quality improving apparatus
US7332138B2 (en) * 2002-07-26 2008-02-19 Exxonmobil Research And Engineering Company Jet mixing of process fluids in fixed bed reactor
JP3925711B2 (en) * 2002-12-09 2007-06-06 横河電機株式会社 Oxygen supply device for water

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010247121A (en) 2010-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5372585B2 (en) Gas-liquid dissolution tank
KR100843970B1 (en) Apparatus of generating microbubble
KR0173996B1 (en) Apparatus for dissolving a gas into and mixing the same with a liquid
RU2675546C2 (en) Microbubble generating device and contaminated water purifying system provided with microbubble generating device
US10518274B2 (en) Flocculation basin inclusion or exclusion type water treatment apparatus using dissolved air flotation
JP2006334556A (en) Fine bubble generation nozzle and fine bubble generation bath
TWM483123U (en) Generation device for gas dissolution into liquid and fluid nozzle
JP5599597B2 (en) Gas-liquid dissolution tank
KR101163089B1 (en) Air dossoving tube and dissolved air injection type flotation tank
KR101166457B1 (en) Apparatus for generating micro bubbles with two stage complex structure including vortex generating part and vortex removing part and method for generating micro bubbles using that
CN113242828A (en) Water treatment equipment
JP2014069134A (en) Gas dissolving apparatus
KR101370327B1 (en) The dissolution method and apparatus for carbon dioxide at low pressure
JP2019048274A (en) Oxygen water manufacturing apparatus and oxygen water manufacturing method
JP4916018B2 (en) Deaerator
JP2013220370A (en) Electrolytic water generator
JP4364876B2 (en) Gas dissolving device
WO2006092592A1 (en) Jet nozzle arrangement for optimising gas bubble size in flotation
JP2008178806A (en) Microbubble generating apparatus
JP2008149270A (en) Ozone reaction apparatus
JP2008178779A (en) Microbubble generating apparatus
US11642634B2 (en) Gas saturation of liquids with application to dissolved gas flotation and supplying dissolved gases to downstream processes and water treatment
JP6425067B2 (en) Membrane separation activated sludge treatment system
JP2000167546A (en) Water jet reaction device
CN111233066A (en) Air flotation dissolved air tank

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121211

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130625

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130903

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130918

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5372585

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250