JP6345545B2 - Aeration stirrer - Google Patents
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Description
本発明は、活性汚泥法に使用する曝気撹拌装置に関する。 The present invention relates to an aeration stirrer used in an activated sludge method.
従来、下水を浄化するための下水処理場においては、下水中の有機物を分解したり除去したりするために、活性汚泥法と呼ばれる生物処理を行う場合がある。活性汚泥法は、好気性微生物処理であって、活性汚泥法を行う場合には、微生物を含む活性汚泥に有機物を含む汚濁物質を吸収させるために、下水中に酸素を含む空気を供給する必要がある。この空気の供給が行われる槽が曝気槽であり、一般的な曝気槽は、水槽と水槽の底部に設けられた散気管とを備える。そして、この曝気槽において槽内において空気を撹拌する曝気撹拌装置が知られている。 Conventionally, in a sewage treatment plant for purifying sewage, a biological treatment called an activated sludge method is sometimes performed in order to decompose or remove organic substances in the sewage. The activated sludge method is an aerobic microorganism treatment, and when performing the activated sludge method, it is necessary to supply oxygen-containing air to the sewage in order to allow the activated sludge containing microorganisms to absorb pollutants containing organic matter. There is. The tank to which this air is supplied is an aeration tank, and a general aeration tank includes a water tank and an air diffuser provided at the bottom of the water tank. And the aeration stirring apparatus which stirs air in the tank in this aeration tank is known.
曝気撹拌装置としては、特許文献1に記載された装置が知られている。特許文献1に記載された曝気撹拌装置は、水槽と、水槽内に垂直に配設されたドラフトチューブと、このドラフトチューブ内に配設された散気筒と、散気筒の上側でドラフトチューブ内に配設された撹拌機であるインペラとを備える。そして、散気筒が複数の微細孔を有し、それらの微細孔から空気が噴出されることによって、汚水中に酸素が溶解される。 As an aeration and agitation apparatus, an apparatus described in Patent Document 1 is known. The aeration stirrer described in Patent Document 1 includes a water tank, a draft tube disposed vertically in the water tank, a spray cylinder disposed in the draft tube, and a draft tube on the upper side of the spray cylinder. And an impeller that is an agitator disposed. And a dispersion cylinder has a some fine hole, and oxygen is melt | dissolved in sewage by air being ejected from those fine holes.
また、特許文献2には、処理槽内にドラフトチューブが設けられ、ドラフトチューブ内に回転する軸流インペラなどの撹拌手段と空気を供給する空気供給部とを備えた曝気撹拌装置が記載されている。特許文献2に記載された曝気撹拌装置は、ドラフトチューブの外周面に隣接する位置に上面および周面が閉塞された空間をなすカバーと、一端が空間に連結されて他端に被処理液の水面近傍に位置する開口が設けられた空気排出路とを備えた構成を有する。 Patent Document 2 describes an aeration stirrer provided with a draft tube in a treatment tank, and equipped with a stirring means such as an axial flow impeller rotating in the draft tube and an air supply unit for supplying air. Yes. The aeration stirrer described in Patent Document 2 includes a cover that forms a space in which the upper surface and the peripheral surface are closed at a position adjacent to the outer peripheral surface of the draft tube, and one end connected to the space and the other end of the liquid to be processed. And an air discharge path provided with an opening located in the vicinity of the water surface.
さて、従来の曝気撹拌装置の水槽においては、活性汚泥処理が行われることに起因して、水槽内の汚水面にスカムや泡など(以下、スカム等)が発生していた。そのため、駆動力を用いて駆動させる必要があるスカム除去装置を別途設置して、このスカム除去装置によって汚水面に発生したスカム等を除去する必要があった。 Now, in the water tank of the conventional aeration stirrer, scum, bubbles, etc. (hereinafter referred to as scum, etc.) are generated on the sewage surface in the water tank due to the activated sludge treatment. Therefore, it is necessary to separately install a scum removing device that needs to be driven using a driving force, and to remove scum and the like generated on the dirty water surface by the scum removing device.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、駆動力を用いて駆動させる必要のあるスカム除去装置を別途設けることなく、水槽の汚水表面のスカム等を除去することができる曝気撹拌装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to remove scum and the like on the sewage surface of a water tank without separately providing a scum removing device that needs to be driven using a driving force. It is in providing the aeration stirring apparatus which can be performed.
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る曝気撹拌装置は、汚水を貯留する槽の内部に設置可能に構成された曝気撹拌装置において、上部にコーン状部を有するドラフトチューブと、ドラフトチューブの内部に設けられ、汚水中に気泡を放出可能に構成された気泡散気手段と、ドラフトチューブの内部であって気泡散気手段の上側に、軸周りに回転可能に設けられた撹拌翼と、ドラフトチューブの部分、ドラフトチューブの外周部に張り出して設けられたひさし状部分、およびひさし状部分の外周部に設けられた筒状部分から規定される空間に空気を貯留可能に構成された空気貯留手段と、一端が空間に連通しているとともに他端が空気および汚水からなるエアーリフト混合物を汚水面に向けて噴射させるよう汚水面と離間した空間位置から汚水面に向かって開口する空気排出手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the above object, an aeration stirrer according to the present invention has a cone-shaped portion at the top in an aeration stirrer configured to be installed inside a tank for storing sewage. A draft tube, a bubble diffuser provided inside the draft tube and configured to be able to discharge bubbles into sewage, and rotatable around an axis inside the draft tube and above the bubble diffuser Air is stored in a space defined by the agitating blade provided, the draft tube part, the eaves-like part overhanging the outer periphery of the draft tube, and the cylindrical part provided on the outer periphery of the eaves-like part The sewage surface so that the air storage means configured to be capable and an air lift mixture having one end communicating with the space and the other end made of air and sewage are directed toward the sewage surface. From spaced spatial position towards the sewage surface, characterized in that it comprises an air discharge means for opening, the.
本発明に係る曝気撹拌装置は、汚水を貯留する槽の内部に設置可能に構成された曝気撹拌装置において、上部にコーン状部を有するドラフトチューブと、ドラフトチューブの内部に設けられ、汚水中に気泡を放出可能に構成された気泡散気手段と、ドラフトチューブの内部であって気泡散気手段の上側に、軸周りに回転可能に設けられた撹拌翼と、ドラフトチューブの部分、ドラフトチューブの外周部に張り出して設けられたひさし状部分、およびひさし状部分の外周部に設けられた筒状部分から規定される空間に空気を貯留可能に構成された空気貯留手段と、一端が空間に連通しているとともに他端が空気および汚水からなるエアーリフト混合物を汚水面より上側まで浮上させるよう汚水面から離間した水中位置から水槽の底面側に向かって開口する空気排出手段とを備えることを特徴とする。 The aeration stirrer according to the present invention is an aeration stirrer configured to be installed inside a tank for storing sewage, and is provided inside a draft tube having a cone-shaped portion at the top, and inside the draft tube. A bubble diffusing means configured to be able to discharge bubbles, an agitating blade provided inside the draft tube and above the bubble diffusing means so as to be rotatable about an axis, a draft tube portion, and a draft tube; An eaves-like portion that extends over the outer periphery, and an air storage means configured to store air in a space defined by a cylindrical portion provided in the outer periphery of the eaves-like portion, and one end communicating with the space The other end of the air lift mixture consisting of air and sewage from the sewage surface toward the bottom of the aquarium Characterized in that it comprises an opening for air exhaust means.
本発明に係る曝気撹拌装置は、上記の発明において、汚水をコーン状部の上側開口端に案内する導水板をさらに有することを特徴とする。 The aeration stirrer according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the aeration stirrer further includes a water guide plate for guiding the sewage to the upper opening end of the cone-shaped portion.
本発明に係る曝気撹拌装置は、上記の発明において、撹拌翼の下方に、気泡散気手段のそれぞれの散気筒の長手方向に対して、面方向が略平行になるように設置された複数の平板からなる静翼が設けられていることを特徴とする。 The aeration stirrer according to the present invention is the above invention, wherein a plurality of the aeration stirrers are installed below the stirring blade so that the surface direction is substantially parallel to the longitudinal direction of each of the diffuser cylinders of the bubble diffuser A stationary blade made of a flat plate is provided.
本発明に係る曝気拡散装置によれば、駆動力を別途用いることなく汚水表面のスカム等を除去することが可能になる。 According to the aeration diffusion device of the present invention, it becomes possible to remove scum and the like on the surface of sewage without separately using a driving force.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. Further, the present invention is not limited to the embodiments described below.
まず、本発明の一実施形態による曝気拡散装置について説明する。図1は、この一実施形態による曝気拡散装置の構成図を示す。 First, an aeration diffusion device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a configuration diagram of an aeration diffusion device according to this embodiment.
図1に示すように、この一実施形態による曝気撹拌装置1は、水槽11に設置可能に構成されている。そして、曝気撹拌装置1は、上部にコーン状部12aを有するドラフトチューブ12、微細気泡散気部13、静翼14、インペラと称される撹拌翼15、キャッチャ17、導水板18、シャフト19、および駆動部20を備えて構成される。この曝気撹拌装置1は、水槽11の外部に設けられた気体供給手段としてのブロワ24から空気が供給され、例えば好気性の活性汚泥処理に使用される。水槽11は、例えば直方体状を有する活性汚泥処理槽などであり、溶存酸素計(DO計)(図1中図示せず)などが設けられているのが好ましい。
As shown in FIG. 1, the aeration and agitation device 1 according to this embodiment is configured to be installed in a
ドラフトチューブ12は、例えば1500mm径の円筒形状の部分とコーン状部12aとを有して構成されている。そして、ドラフトチューブ12の円筒形状の部分は、水槽11内の水平面に沿った略中央に、長手方向が水槽11の深さ方向に沿って平行になるように設けることができる。ドラフトチューブ12は、例えば、水槽11の架台21に支柱によって吊り下げ可能に構成されている。また、ドラフトチューブ12は、必要に応じて、水面より上方の床または水槽11の底面に固定された3本以上の支柱(いずれも図示せず)により支持することも可能である。ドラフトチューブ12内には、微細気泡散気部13、静翼14、および撹拌翼15が設けられている。気泡散気手段としての微細気泡散気部13にはブロワ24から配管を通じて空気が供給される。
The
コーン状部12aは、ドラフトチューブ12の上部開口側に設けられ、ドラフトチューブ12の円筒形状の部分から上端部に向けて広くなるように開口したテーパ状に構成されている。なお、コーン状部12aをドラフトチューブ12の円筒形状とは別体で構成する場合には、コーン状部12aの下端部をドラフトチューブ12の上端に取り付ける際にコーン状部12aの上端部が開口し、かつ下端部の開口周辺に隙間が生じることなく上端部に向かって拡がるように、ドラフトチューブ12の上部に固定するのが好ましい。
The cone-
また、コーン状部12aの上端部の上方に、水槽11内の酸素を多く含有した汚水を、コーン状部12a内およびドラフトチューブ12内に案内するための導水板18が設けられている。導水板18によって、水槽11内において溶解した酸素を豊富に含む汚水がドラフトチューブ12の上部のコーン状部12aにおける上側開口端に案内され、コーン状部12aの内側に効率良く吸い込まれる。
In addition, a
さらに、コーン状部12aの外周部には、キャッチャ17が設けられている。キャッチャ17は、ドラフトチューブ12のコーン状部12aの上端部の外周から張り出したひさし状部分(上面部)と、このひさし状部分の外周部に設けられた筒状部分(側面部)とを有して構成され、下端部が開口している。そのため、キャッチャ17においては、テーパ状のコーン状部12aの外周面部とひさし状部分および筒状部分とから空間が規定される。空気貯留手段としてのキャッチャ17の空間には、水槽11内において、空気を貯留可能に構成される。
Further, a
図2は、キャッチャ17およびスカム粉砕ノズル25a,25bの上面図を示す。図2に示すように、キャッチャ17の上面の水平面に沿った形状は、ドラフトチューブ12の直径に対して、2〜3倍の幅寸法の矩形状である。具体的に、ドラフトチューブ12の直径L1が例えば1500mm程度である場合、キャッチャ17の水平面に沿った寸法L0は例えば3000〜4500mm程度である。さらに、キャッチャ17は、その上面が汚水面からの深さとして例えば900mm程度の位置になるように設置されている。
FIG. 2 shows a top view of the
また、キャッチャ17のひさし状部分には、キャッチャ17の空間に連通したスカム粉砕ノズル25a,25bが設けられている。スカム粉砕ノズル25a,25bはそれぞれ、例えばU字形状のノズル管から構成されている。空気排出手段としてのスカム粉砕ノズル25a,25bのそれぞれの一端部は、キャッチャ17のひさし状部分に連通して、キャッチャ17に捕集された空気を排出可能に構成されている。
Further, scum crushing
一方、それぞれのスカム粉砕ノズル25a,25bのダクト開放端である他端部は、水槽11の水面より例えば100〜1000mm上方、または水面より例えば100〜1000mm下方のいずれかに位置に設けられる。ここで、それぞれのスカム粉砕ノズル25a,25bの他端部は、これらの他端部からの水および空気の混合物(エアーリフト混合物)の噴射方向が、水面の下方に向かうように構成されている。そして、スカム粉砕ノズル25a,25bのダクト開放端である他端部は、このエアーリフト混合物を水面より上側まで浮上させるように、水面から離間した水中位置から水槽11の底面側に向かって開口するように構成されている。
On the other hand, the other end part which is the duct open end of each
また、スカム粉砕ノズル25a,25bはそれぞれ、キャッチャ17のひさし部分に連通した一端部を中心として、水平面内に略平行に回転可能に構成されている。これにより、それぞれのスカム粉砕ノズル25a,25bの他端部は可動に構成され、スカム等の種類や量といったスカム性状に応じて、水平円周状に沿って種々の位置に移動可能に構成されている。なお、これらのスカム粉砕ノズル25a,25bの他端部の水平面に沿った位置としては、上方から俯瞰してコーン状部12aのテーパ管筒断面の内側、好適にはドラフトチューブ12の円筒断面の内側に位置させるのが好ましい。これにより、水面上に発生するスカム等を水面内に効率良く沈降させることができ、スカム等を粉砕させて除去可能な量を増加できる。
Further, each of the
また、図1に示すように、撹拌翼15は、ドラフトチューブ12の円筒内側で、微細気泡散気部13の直上に配設されている。汚水中において撹拌翼15を軸周りに回転させることによって、ドラフトチューブ12内の特に微細気泡散気部13の周辺において強力な流速が発生し、微細気泡を水槽11の底部まで輸送できる下降流が発生する。なお、撹拌翼15は、空気をせん断することによって微細気泡を形成するものではないことから低速回転する構成で良く、具体的な回転数は、従来230〜250rpmであるのに対し、100rpm程度で良い。また、撹拌翼15の下端と微細気泡散気部13の上端との間隔は、例えば100mm以下が好ましい。撹拌翼15と微細気泡散気部13との間隔を上述の間隔にすることによって、撹拌翼15の撹拌エネルギーが高い状態で、微細気泡散気部13から発せられた気泡を直ちに下方に供給できる。そのため、微細気泡どうしの会合を低減させて、多くの微細気泡を下方に供給して水槽11全体に拡散させることができるので、水中への酸素供給効率を向上することができる。なお、ドラフトチューブ12、撹拌翼15、および微細気泡散気部13は、互いに分割した構造になっている。
Further, as shown in FIG. 1, the stirring
図3は、撹拌翼15を上方から俯瞰した平面図である。図1および図3に示すように、撹拌翼15は、ドラフトチューブ12の円筒内において、例えばステンレス鋼(SUS)からなる複数の主翼15aおよび複数の補助翼15bを有する二重翼として構成される。この一実施形態において撹拌翼15は、回転半径が大きい例えば4枚羽根の主翼15aと、主翼15aに比して回転半径が小さい例えば4枚羽根の補助翼15bとを有した二重翼として構成される。補助翼15bの回転半径が主翼15aの回転半径より小さく、かつ補助翼15bが主翼15aの下部に設けられた二重翼の作用により、主翼15aのみの回転では下降流が生じにくい領域において、弱い下降流を強化して、下降流を強く発生できる。
FIG. 3 is a plan view of the
シャフト19は、例えばステンレス鋼(SUS)からなり、その長手方向に対して直角の面内において自転するように回転可能に構成される。このシャフト19は、撹拌翼15の回転軸をなして、撹拌翼15の主翼15aおよび補助翼15bを、一端である下端において吊り下げ状態で支持している。さらに、シャフト19の他端である上端は、撹拌翼15を回転駆動させる駆動源としての駆動部20に連結されている。
The
駆動部20は、モータ20aと減速機20bとを有して構成される。駆動部20は、水槽11の上部の架台21に撹拌機フランジ22を介して設けられる。この駆動部20は、モータ20aに電力が供給されて得られた回転駆動のエネルギーを、減速機20bによって減速してシャフト19に伝達し、シャフト19を自転させることによって、撹拌翼15を回転可能に構成されている。
The
図4は、ドラフトチューブ12内における静翼14、撹拌翼15、および微細気泡散気部13を示す側面図であり、図5は、図4のV−V線に沿った断面図である。図4および図5に示すように、微細気泡散気部13は、例えば散気筒13−1,13−2,…,13−i,…,13−n(i=1〜nの自然数、n≧5)から構成される。それぞれの散気筒13−iは、径が例えば80mmの円柱形状を有するとともに気孔径が例えば約200μmのセラミック多孔質体またはメンブレン材質体からなる。また、1本の散気筒13−iの微細気泡の放出量は、例えば20〜84L/minである。また、n本の散気筒13−1〜13−nにおける総気泡発泡表面積は、ドラフトチューブ12の水平面に沿った円筒断面積の2倍以上6倍以下の範囲に調整される。
FIG. 4 is a side view showing the
そして、各散気筒13−iは、ドラフトチューブ12内において、それらの長手方向が垂直方向になるように、いわゆる縦置きに配設されている。この散気筒13−iは、複数段の散気領域が構成され、それぞれの段の散気領域からそれぞれ空気を放出可能に構成されている。また、微細気泡散気部13を構成するそれぞれの散気筒13−1〜13−nは、図1に示す送気源としてのブロワ24に接続されている。これらの散気筒13−1〜13−nは、水槽11に水が貯留された状態で、その周面の散気面から水中に向けて微細気泡を放出可能に構成されている。なお、図4において、矢印は気泡(空気)の放出状態を示す。
The individual cylinders 13-i are arranged in a so-called vertical position in the
また、撹拌翼15は、主翼15aおよび補助翼15bから構成された二重翼からなる。さらに、ドラフトチューブ12の内径と撹拌翼15の主翼15aの外半径R0との差d0は、例えば10mm以上100mm以下、好適には50mm以下であって、主翼15aとドラフトチューブ12との間隙は極めて小さい。これにより、ドラフトチューブ12内の全体において、撹拌翼15によって強い下降流を形成できる。そして、撹拌翼15の直下に配設されたそれぞれの散気筒13−1〜13−nから放出される微細気泡の逆流および上昇を抑制して、微細気泡を水槽11の底付近に輸送可能になる。
The stirring
また、静翼14は、例えば複数の平板から構成され、静翼14を構成する平板の面方向が略垂直方向になるように、ドラフトチューブ12内に配置される。この一実施形態において静翼14は、例えば4枚の平板から構成され、それぞれの平板の面がドラフトチューブ12の長手方向に沿って平行に配置され、4枚の平板の面が互いに90°の角度をなして、水平面に沿った断面形状が十字状になるように配置されている。これにより、撹拌翼15の回転時において、静翼14の各平板と撹拌翼15の各羽根とがそれぞれ、4箇所で同時に一致する瞬間が得られるため、撹拌翼15の回転を安定させることができる。
Moreover, the
また、微細気泡散気部13を構成するそれぞれの散気筒13−1〜13−n(nは5以上の整数)は、互いに離間して水平面に沿って円周状かつ間欠的に配置されているとともに、水深が1〜5mの領域に設置される。さらに、上述したように、それぞれの散気筒13−1〜13−nを、その長手方向がドラフトチューブ12の長手方向に平行である。これにより、微細気泡散気部13の上方の撹拌翼15の回転によって形成される水流(下降流)の抵抗になるのは、各散気筒13−1〜13−nの上側断面のみになるため、撹拌翼15によって形成される水流の抵抗を最小限にできる。具体的には、ドラフトチューブ12の上方開口面積に対して、各散気筒13−1〜13−nの水平面に沿った断面積(投影面積)は15%以下であり、ドラフトチューブ12内の空隙率が85%以上である。これにより、撹拌翼15により形成される水流を阻害することなく、汚濁物の生物処理に必要な大量の酸素量を効率良く水槽11内に供給できる。
Further, each of the diffusion cylinders 13-1 to 13-n (n is an integer of 5 or more) constituting the fine
また、図5に示すように、散気筒13−1〜13−nの円周状の配置における中心である軸芯Oからの半径r0は、上述した撹拌翼15の外半径R0に対して、好適には49%を超えて50%以上かつ94%未満である90%以下、より好適には80%以下、さらに好適には55%以上75%以下とするのが好ましい。また、撹拌翼15の外半径R0については、以下の(1)式が成立し、ドラフトチューブ12の半径は(r0+r1+d0)である。
R0=r0+r1 ……(1)
さらに、微細気泡散気部13に上述した静翼14を設けていることにより、微細気泡を下方に供給する輸送力をより一層向上させることができ、静翼14を設けない場合に比して微細気泡をより効率良く水槽11の下部に輸送可能となる。
Further, as shown in FIG. 5, the radius r 0 from the axis O that is the center in the circumferential arrangement of the scattering cylinders 13-1 to 13-n is relative to the outer radius R 0 of the
R 0 = r 0 + r 1 (1)
Furthermore, by providing the above-described
また、図1に示すように、水槽11の底部には、山状の水流案内部23が設けられている。この水流案内部23により、撹拌翼15により発生された下降流、および微細気泡散気部13から放出された微細気泡が、水槽11の底部で効率良く反転されて水槽11の上部に循環される。
As shown in FIG. 1, a mountain-shaped water
本発明者は、以上のように構成された曝気撹拌装置1と、従来の曝気撹拌装置とにおいて、酸素移動効率を測定した。その結果、従来の曝気撹拌装置においては酸素移動効率が20〜40%であったのに対し、曝気撹拌装置1においては酸素移動効率が40%を超えて72%まで向上することが確認された。また、撹拌翼15の回転に要する撹拌動力に関して、従来技術によれば30W/m3以上必要であるのに対し、この一実施形態による曝気撹拌装置1を用いることで、10W/m3となって、1/3程度に低減することが確認された。さらに、この一実施形態による曝気撹拌装置1によれば、従来の曝気撹拌装置に比して、騒音が低く環境に与える影響も極めて低くすることができ、維持管理工数を削減できる。
The present inventor measured the oxygen transfer efficiency in the aeration stirring apparatus 1 configured as described above and the conventional aeration stirring apparatus. As a result, it was confirmed that the oxygen transfer efficiency in the conventional aeration stirrer was 20 to 40%, whereas in the aeration stirrer 1, the oxygen transfer efficiency was improved from 40% to 72%. . Further, the stirring power required for the rotation of the
以上のように構成された曝気撹拌装置1を運転する際には、次のように行う。すなわち、図1に示すように、曝気撹拌装置1において、まず水槽11に汚水を貯めた後、駆動部20によって撹拌翼15を回転させる。続いて、ドラフトチューブ12内の水流(下降流)が安定した状態で、ブロワ24から微細気泡散気部13に空気を供給する。これにより、微細気泡散気部13から気泡が放出される。さらに、水槽11に設けられたDO計(図示せず)の測定結果に基づいて、散気筒13−1〜13−nへの空気の送気量を制御したり、撹拌翼15の回転数を制御したりすることも可能である。なお、散気筒13−1〜13−nへの空気の送気量は、例えば、ブロワ24に接続された配管に制御弁を設け、DO計の測定結果に基づいて制御弁の開度を調節することで制御可能である。また、撹拌翼15の回転数は、例えば、駆動部20に電気制御回路を設けて、DO計の測定結果に基づいた可変電圧可変周波数(VVVF)制御などを行うことが可能である。
When operating the aeration and agitation apparatus 1 configured as described above, the operation is performed as follows. That is, as shown in FIG. 1, in the aeration / stirring device 1, first, sewage is stored in the
そして、微細気泡散気部13から放出された微細気泡が会合したりすることによって、微細気泡に比して比較的大きな気泡、具体的には、径が4mm程度以上の大きい粗大気泡が形成される場合がある。そして、これらの粗大気泡は、図1中矢印Cに示すように、それ自体の浮力によってドラフトチューブ12の外周近傍周辺において、自然に上昇してキャッチャ17に供給される。そして、粗大気泡が継続して捕集されることにより、キャッチャ17における空間内にかかる水圧および空気圧に起因した、いわゆるエアーリフト効果(エアーリフトポンプの原理)が生じる。これによって、図1中矢印Aに示すように、空気と水とが混合状態となってスカム粉砕ノズル25a,25bのそれぞれの他端部から、例えば、撹拌翼15のシャフト19側に向かって激しく噴射される。そのため、シャフト19の軸芯Oに向かう表面流に輸送されてドラフトチューブ12のコーン状部12aの吸い込み部分に集積したスカムが消泡され、吸い込み水流によって除去される。すなわち、水槽11の水面下に向かう強い水流が形成されて、水面上のスカムを粉砕させたり沈降させたりして泡を消泡できる。
Then, when the fine bubbles released from the
また、スカム粉砕ノズル25a,25bのそれぞれの他端部を、水面より上方の空間位置に配置させて、水面と離間した空間位置から水面に向かって開口するように構成しても良い。この場合にも、それぞれの他端部からエアーリフト混合物を水面下に向かう方向に噴射させることにより、スカム等を粉砕させて、上述と同様のスカム等の除去効果が得られる。
Alternatively, the other end of each of the
一方、微細気泡散気部13から放出された微細気泡、具体的に500μm以上4mm以下程度の微細気泡は、撹拌翼15の回転により形成される下降流によって、ドラフトチューブ12の下部開口から水槽11の底部に向けて、矢印Bに示すように輸送される。この水流は、コーン状部12aの上部の開口からドラフトチューブ12内に向かって形成され、微細気泡はドラフトチューブ12の下部開口から水槽11の底付近に輸送される。そして、これらの循環が繰り返し行われることによって、微細気泡中の例えば酸素(O2)が水中に溶解する。また、ドラフトチューブ12の上部開口側においては、上側に拡がったテーパ管からなるコーン状部12aが気液分離機能を発現して、キャッチャ17の外側の領域における汚水中の微細気泡の多くが、そのまま水面から大気中に放出される。
On the other hand, fine bubbles released from the
以上説明した本発明の一実施形態によれば、特許文献2に記載された従来の曝気撹拌装置においては、汚水内から浮上した気泡が、被処理液の水面近傍に位置する空気排出路の一端の開口から排出されるのみであったのに対し、浮上してきた気泡を捕集して、エアーリフト効果によって水面上のスカム等を粉砕除去できるので、気泡の発生および輸送に用いたエネルギーを有効利用することでき、駆動力を要するスカム除去装置を別途設けることなく、水槽内のスカム等を除去できるので、スカム等を除去するための電力等のエネルギーの消費を必要最小限にすることができる。 According to the embodiment of the present invention described above, in the conventional aeration and agitation apparatus described in Patent Document 2, the air bubbles rising from the inside of the sewage are at one end of the air discharge path located near the water surface of the liquid to be treated. The air bubbles are only discharged from the opening, but the rising bubbles can be collected and the scum on the water surface can be crushed and removed by the air lift effect, so the energy used to generate and transport the bubbles is effective. Since it is possible to remove the scum and the like in the water tank without providing a scum removing device that requires driving force, it is possible to minimize the consumption of energy such as electric power for removing the scum and the like. .
(変形例)
次に、上述した本発明の一実施形態の変形例について説明する。図6は、この一実施形態の変形例によるキャッチャ31およびスカム粉砕ノズル25a,25bを示す上面図である。図6に示すように、変形例によるキャッチャ31においては、その水平面に平行な形状が円形状である。また、その円形状のキャッチャの寸法L0(径)は、ドラフトチューブ12の上側開口の円筒断面の径L1に対して、例えば2〜3倍である。その他の構成は、上述した一実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
(Modification)
Next, a modification of the above-described embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a top view showing a
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いても良い。 Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the numerical values given in the above-described embodiment are merely examples, and different numerical values may be used as necessary.
上述の一実施形態においては、静翼14を4枚の平板から構成しているが、必ずしも4枚に限定されるものではなく、4枚以外の2枚、3枚、または5枚以上の複数枚の平板から構成することも可能である。また、静翼14を例えばセラミック多孔質体またはメンブレン材質から構成することで、微細気泡を放出する散気体としても良く、静翼14を微細気泡散気部13の少なくとも一部としても良い。
In the above-described embodiment, the
また、上述の一実施形態においては、撹拌翼15の主翼15aおよび補助翼15bを、4枚の羽根から構成しているが、必ずしも4枚に限定されるものではなく、4枚以外の2枚、3枚、または5枚以上の複数枚の羽根から構成することが可能である。
In the above-described embodiment, the
また、上述の一実施形態において、ドラフトチューブ12は、円筒形状を有しているが、水槽11の下方側に向かってテーパ状に縮径させることも可能である。
In the above-described embodiment, the
また、上述の一実施形態においては、2本のスカム粉砕ノズル25a,25bが2箇所に設けられた構成としているが、必ずしも2本に限定されるものではなく、スカムの性状によって本数や吐出位置を決定することができる。すなわち、スカム粉砕ノズルとしては、1本のスカム粉砕ノズルを1箇所に設けることも可能であり、3本以上のスカム粉砕ノズルを3箇所以上に設けることも可能である。また、スカム粉砕ノズルの一端を複数に分割させてキャッチャ17のひさし状部分の複数箇所に連通させ、水面に向かって噴射するように設けられたスカム粉砕ノズルの他端部を1つとして、複数箇所から供給された水と空気の混合状態を1箇所から噴射させるようにしても良く、その逆の構成にしても良い。
In the above-described embodiment, the two
また、上述の一実施形態においては、キャッチャ17の上面の形状を矩形状または円形状としているが、その他の形状であっても良い。
Further, in the above-described embodiment, the shape of the upper surface of the
また、上述の一実施形態においては、撹拌翼15を、所定の中心軸を回転軸とした軸周りに回転させているが、この撹拌翼15の回転軸を偏芯させても良い。
In the above-described embodiment, the stirring
1 曝気撹拌装置
11 水槽
12 ドラフトチューブ
12a コーン状部
13 微細気泡散気部
13−1,…,13−i,…,13−n 散気筒
14 静翼
15 撹拌翼
15a 主翼
15b 補助翼
17,31キャッチャ
18 導水板
19 シャフト
20 駆動部
20a モータ
20b 減速機
21 架台
22 撹拌機フランジ
23 水流案内部
24 ブロワ
25a,25b スカム粉砕ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
上部にコーン状部を有するドラフトチューブと、
前記ドラフトチューブの内部に設けられ、前記汚水中に気泡を放出可能に構成された気泡散気手段と、
前記ドラフトチューブの内部であって前記気泡散気手段の上側に、軸周りに回転可能に設けられ、前記槽の底部に向かう下降流を発生させる撹拌翼と、
前記ドラフトチューブの部分、前記ドラフトチューブの外周部に張り出して設けられたひさし状部分、および前記ひさし状部分の外周部に設けられた筒状部分から規定される空間に空気を貯留可能に構成された空気貯留手段と、
一端が前記空間に連通しているとともに他端が空気および汚水からなるエアーリフト混合物を汚水面に向けて噴射させるよう前記汚水面と離間した空間位置から前記汚水面に向かって開口する空気排出手段と、
を備えることを特徴とする曝気撹拌装置。 In the aeration stirrer configured to be installed inside the tank for storing sewage,
A draft tube having a cone-like portion at the top;
A bubble diffusing means provided inside the draft tube and configured to be capable of releasing bubbles into the sewage;
A stirring blade that is provided inside the draft tube and above the bubble diffusing means so as to be rotatable about an axis, and generates a downward flow toward the bottom of the tank ;
Air is stored in a space defined by the draft tube portion, an eaves-like portion that projects from the outer periphery of the draft tube, and a cylindrical portion that is provided at the outer periphery of the eaves-like portion. Air storage means,
Air discharge means having one end communicating with the space and the other end opening toward the sewage surface from a spatial position spaced from the sewage surface so as to inject an air lift mixture comprising air and sewage toward the sewage surface. When,
An aeration stirrer comprising:
上部にコーン状部を有するドラフトチューブと、
前記ドラフトチューブの内部に設けられ、前記汚水中に気泡を放出可能に構成された気泡散気手段と、
前記ドラフトチューブの内部であって前記気泡散気手段の上側に、軸周りに回転可能に設けられ、前記槽の底部に向かう下降流を発生させる撹拌翼と、
前記ドラフトチューブの部分、前記ドラフトチューブの外周部に張り出して設けられたひさし状部分、および前記ひさし状部分の外周部に設けられた筒状部分から規定される空間に空気を貯留可能に構成された空気貯留手段と、
一端が前記空間に連通しているとともに他端が空気および汚水からなるエアーリフト混合物を汚水面より上側まで浮上させ、前記汚水面から離間した水中位置から前記槽の底面側に向かって開口する空気排出手段と、
を備えることを特徴とする曝気撹拌装置。 In the aeration stirrer configured to be installed inside the tank for storing sewage,
A draft tube having a cone-like portion at the top;
A bubble diffusing means provided inside the draft tube and configured to be capable of releasing bubbles into the sewage;
A stirring blade that is provided inside the draft tube and above the bubble diffusing means so as to be rotatable about an axis, and generates a downward flow toward the bottom of the tank ;
Air is stored in a space defined by the draft tube portion, an eaves-like portion that projects from the outer periphery of the draft tube, and a cylindrical portion that is provided at the outer periphery of the eaves-like portion. Air storage means,
The air lift mixture other end with one end communicates with said space consists of air and sewage to float from the sewage surface to the upper, toward the spaced water position from the previous SL sewage surface on the bottom side of the front Stories tank An open air discharge means;
An aeration stirrer comprising:
前記撹拌翼の下方に、前記散気筒の長手方向に対して、面方向が略平行になるように設置された複数の平板からなる静翼が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の曝気撹拌装置。 The bubble aeration means has a diffusion cylinder in which each longitudinal direction is arranged in a vertical direction,
Below the stirring blade, with respect to the longitudinal direction of the diffuser cylinder, claim, characterized in that vane comprising a plurality of flat plates plane direction is installed substantially in parallel is provided. 1 4. The aeration stirrer according to any one of 3 above.
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