JP7220602B2 - Aeration stirring system, its installation method and oxidation ditch device - Google Patents
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Description
本発明は、曝気撹拌システムおよびその設置方法とオキシデーションディッチ装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aeration agitation system, its installation method, and an oxidation ditch device.
下水や汚水等の有機廃水である被処理水を、微生物を用いて生物学的に処理するために、無端の循環水路を有する反応タンクを含むオキシデーションディッチ装置(酸化溝装置)を用いる方法が知られている。反応タンクには、一般に縦軸型や横軸型などのエアレータを含む曝気撹拌システムが設けられている。エアレータのインペラが回転することにより、被処理水を十分に曝気する。特許文献1~6には、長円形状や馬蹄形状などの循環水路に、曝気性能や維持管理性に優れている縦軸型エアレータを含む曝気撹拌システムが設けられたオキシデーションディッチ装置が開示されている。
In order to biologically treat water to be treated, which is organic wastewater such as sewage and sewage, using microorganisms, there is a method using an oxidation ditch device (oxidation ditch device) including a reaction tank having an endless circulating water channel. Are known. The reaction tank is generally provided with an aeration agitation system including an aerator, such as a vertical shaft type or a horizontal shaft type. The water to be treated is sufficiently aerated by rotating the impeller of the aerator.
反応タンク内に縦軸型エアレータを配置した場合、インペラの回転によって、縦軸型エアレータから見て一方の側には、循環水路内の水流と一致する方向の推進力が生じるのに対し、他方の側には逆向きの推進力が生じる。それにより、縦軸型エアレータの付近で水流の乱れが生じ、かつ流速が低下する。その結果、被処理水に対して高効率で良好な生物学的処理を行うことが困難である。 When the vertical axis aerator is arranged in the reaction tank, the rotation of the impeller produces a driving force on one side of the vertical axis aerator in the direction of the water flow in the circulation channel, whereas the other side. On the side of , a reverse propulsive force is generated. As a result, turbulence occurs in the water flow near the vertical axis aerator, and the flow velocity decreases. As a result, it is difficult to perform highly efficient and favorable biological treatment of the water to be treated.
そこで、本発明の目的は、被処理水に対して高効率で良好な処理を行うことを可能にする曝気撹拌システムおよびその設置方法とオキシデーションディッチ装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an aeration stirring system, a method for installing the system, and an oxidation ditch device that enable highly efficient and favorable treatment of water to be treated.
本発明の、周囲壁と周囲壁の内側に位置する中央区画壁とによって少なくとも一部に直線部分を含む被処理水の循環水路を構成する反応タンクの内部に配置される曝気撹拌システムが、循環水路の直線部分に配置された、垂直軸を中心として回転可能なインペラと、インペラを、一部を除いて囲むように配置された整流板とを有し、整流板は、反応タンクを流れる循環水流の前記直線部分における前記インペラの上流側に向かって凸状の整流板湾曲部と、整流板湾曲部の両端から循環水流の前記直線部分における前記インペラの下流側に直線的に延びる1対の整流板直線部とを有し、インペラは、前記上流側において整流板湾曲部に覆われ、前記下流側においては1対の整流板直線部の間で開放されており、インペラの回転中心が、循環水路の幅方向において、中央区画壁の主面から、循環水路の全幅の1/3~2/3の距離だけ離れた位置に配置されている。 According to the present invention, the aeration and agitation system arranged inside the reaction tank, which constitutes a circulating channel of the water to be treated which includes at least a part of a straight portion by the peripheral wall and the central partition wall located inside the peripheral wall, performs circulation. It has an impeller arranged in a straight portion of the water channel and rotatable about a vertical axis , and a rectifying plate arranged so as to surround the impeller except for a part, and the rectifying plate is used to circulate through the reaction tank. A pair of straightening vane curved portions projecting toward the upstream side of the impeller in the straight portion of the water flow, and a pair of straightening plate curved portions extending linearly from both ends of the straightening vane curved portion toward the downstream side of the impeller in the straight portion of the circulating water flow. The impeller is covered with the straightening plate curved portion on the upstream side, and is open between the pair of straightening plate straight portions on the downstream side, and the rotation center of the impeller is In the width direction of the circulation channel, it is arranged at a position separated from the main surface of the central partition wall by a distance of 1/3 to 2/3 of the total width of the circulation channel.
本発明によると、被処理水に対して高効率で良好な処理を行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, highly efficient and favorable treatment can be performed with respect to to-be-processed water.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1に、本発明の一実施形態のオキシデーションディッチ装置(酸化溝装置)を示している。このオキシデーションディッチ装置は、反応タンク1を有している。この反応タンク1は、長円形状の周囲壁2と、周囲壁2に囲まれた空間の内部に位置し、長円形状の幅方向の中心を通り長手方向に沿って延びる中央区画壁3とを有する。中央区画壁3の両端はいずれも周囲壁2の内面に当接せず間隔を置いて位置している。さらに、中央区画壁3の端部と周囲壁2の内面との間の間隔を通って、中央区画壁3の両側へ延びる湾曲区画壁4が設けられている。図1に示す例では、湾曲区画壁4は、周囲壁2の両端の湾曲部分2aと実質的に平行であって、周囲壁2の湾曲部分2aと直線部分2bとの移行部分付近まで延びている。それにより、周囲壁2と中央区画壁3とに仕切られた無端の循環水路が構成されている。この循環水路の一部は、湾曲区画壁4によって2系統に分割されつつ周囲壁2の湾曲部分2aおよび湾曲区画壁4に沿って流れるように案内される。なお、本発明のオキシデーションディッチ装置は、湾曲区画壁4と周囲壁2の両端の湾曲部分2aとが互いに平行である構成には限定されない。図2に示す変形例のように、湾曲区画壁4と周囲壁2の湾曲部分2aとが、半径の大きさが互いに異なり、かつ中心位置が互いにずれて偏心した半円弧状であってもよい。その場合、循環水流の上流側において湾曲区画壁4が周囲壁2に近接し、下流側において湾曲区画壁4が周囲壁2から離れて位置するように偏心していることが好ましい。図2には、このような変形例の反応タンク1の一部のみを示しているが、図示されている部分の反対側(図2の下方)においても同様に、循環水流の上流側において湾曲区画壁4が周囲壁2に近接し、下流側において湾曲区画壁4が周囲壁2から離れて位置するように、湾曲区画壁4と湾曲部分2aとが偏心している。それにより循環水路内の流れの流速を高めることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an oxidation ditch device (oxidation ditch device) according to one embodiment of the present invention. This oxidation ditch apparatus has a
循環水路の直線部分は、周囲壁2の直線部分2bによって形成されており、実質的に周囲壁2の直線部分2bと同じ部分であると言える。循環水路の直線部分に、曝気撹拌システムを構成する縦軸型エアレータ11が配置されている。図3に示すように、縦軸型エアレータ11は、回転可能な羽根部であって回転軸5を有するインペラ6と、インペラ6の回転軸5に連結された電動機7および減速機8と、整流板9とを有する。インペラ6の上端が循環水路内の被処理水の液面10(2点鎖線で図示)の近傍に位置している。本実施形態では、図3,4に示すインペラ6の回転中心6aが、長円形状の循環水路の直線部分において、中央区画壁3の主面から距離W2だけ離れた位置に配置されている。ここで言う主面とは、中央区画壁3の、周囲壁2に対向する面であって、局所的な凹凸部が存在する場合にはその局所的な凹凸部を除いた平坦面である。この距離W2は、反応タンク1(循環水路)の直線部分の全幅W1の1/3~2/3である。整流板9は一端が開放された略U字状の仕切り壁であり、水流の上流側に向かって凸状の半円状または半楕円状または半長円状の整流板湾曲部9aと、この整流板湾曲部9aの両端から下流側に直線的に延びる1対の整流板直線部9bとを有している。インペラ6は1対の整流板直線部9bと整流板湾曲部9aとに囲まれた空間に位置し、上流側において整流板湾曲部9aに覆われ、下流側においては1対の整流板直線部9bの間で開放されている。
The straight portion of the circulation channel is formed by the
本実施形態のオキシデーションディッチ装置では、循環水路内に被処理水が供給され、縦軸型エアレータ11の電動機7および減速機8が作動してインペラ6を時計方向に回転させる。インペラ6の回転により、インペラ6の外側(周囲壁2側)には、時計方向に流れる水流の上流側から下流側に向かう推進力が生じる。インペラ6の内側(中央区画壁3側)には、水流に逆行して下流側から上流側に向かう推進力が生じるが、この推進力を受けた水流の少なくとも一部は略U字状の整流板9に遮られ、下流側から上流側に向かうように方向転換される。なお、インペラ6が時計方向に回転する構成のみならず、反時計方向に回転する場合もあり得るが、いずれの場合も、循環水流と同じ方向にインペラ6が回転する。
In the oxidation ditch apparatus of this embodiment, the water to be treated is supplied into the circulating water channel, and the
このような構成のオキシデーションディッチ装置では、循環水路内の水流に対する、インペラ6の回転により生じる推進力が流速の低下を引き起こすことを防ぐことが望まれる。そこで、本実施形態では、インペラ6の回転が循環水流の流速の低下を招かないようにするために、循環水路の幅方向におけるインペラ6の位置を調整した構成を提案する。すなわち、循環水路の幅方向において、中央区画壁3の主面から距離W2だけ離れた位置にインペラ6の回転中心6aを配置し、その距離W2は循環水路の全幅W1の1/3~2/3である(図4参照)。このような位置にインペラ6を配置し、略U字状の整流板9が、整流板湾曲部9aの両端から連続し、循環水路の水流の上流側から下流側に向かって延びる1対の整流板直線部9bを有することで、水流の流速の低下を抑えることができる。好ましくは、整流板直線部9bの、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さ、厳密に言うとインペラ6の回転中心6aから整流板直線部9bの先端までの、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さが、インペラ6の最大外径Dの1~3倍である。
In the oxidation ditch apparatus having such a configuration, it is desirable to prevent the
仮に、循環水路の幅方向において、インペラ6の回転中心6aの中央区画壁3からの距離W2が循環水路の全幅の1/3未満である場合には、インペラ6が中央区画壁3に近すぎる。また、インペラ6の回転中心6aの中央区画壁3からの距離W2が循環水路の全幅W1の2/3よりも大きい場合には、インペラ6が周囲壁2に近すぎる。いずれの場合にも、循環水路の水流を乱したり、部分的に循環水流に対する大きな抵抗を生じたりして、水流全体の流速を遅くする要因になる可能性がある。しかし、本実施形態では、前述したように、インペラ6の回転中心6aと中央区画壁3との間の間隔W2が循環水路の全幅W1の1/3~2/3になるようにインペラ6を配置し、さらに整流板直線部9bが循環水路の長手方向に延びている。このような構成であると、循環水路の水流全体の流速があまり遅くならない。
If the distance W2 between the center of
なお、縦軸型エアレータ11が設置される位置において、周囲壁2と中央区画壁3の互いに対向する面が局所的に突出して循環水路の幅が狭くなっている場合がある。例えば、図5に示すように、周囲壁2および中央区画壁3に局所的な凹凸部(突出部)2c,3aが設けられている場合がある。そのような場合にも、中央区画壁3の、局所的な凹凸部(突出部)3aを除く面(主面)3bから、インペラ6の回転中心6aまでの距離W2を、循環水路の全幅W1の1/3~2/3にする。一例としては、中央区画壁3の主面3bからインペラ6の回転中心6aまでの距離W2が、循環水路の全幅W1の3/8である。そして、循環水路の幅が狭くなっている部分における中央区画壁3の突出部3aからインペラ6の回転中心6aまでの距離W4が、循環水路の全幅W1の1/5~1/3であることが好ましい。
At the position where the vertical
また、仮に整流板直線部9bの、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さが、インペラ6の最大外径Dの1倍未満であると、インペラ6から下流側へ向かう水流の方向が安定せず、整流板直線部9bによる水流案内の効果が乏しい。整流板直線部9bの、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さが、インペラ6の最大外径Dの3倍程度であると、整流板直線部9bの水流案内の効果が十分に得られ、それ以上長くしてもその効果にさほど違いは生じない。そして、後述するように整流板直線部9bが周囲壁2の直線部分に対して斜めに延びる構成であると、整流板直線部9bが長過ぎると周囲壁2の内面に当接するか、周囲壁2の内面との間の間隔が小さくなりすぎて循環水流に対する大きな抵抗となるおそれがある。これらの状況を勘案すると、整流板直線部9b(インペラ6の回転中心6aから整流板直線部9bの先端までの範囲)の、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さが、インペラ6の最大外径Dの1~3倍であることが好ましい。
Further, if the length of straightening plate
図3に示す本実施形態の縦軸型エアレータ11の整流板9は、反応タンク1の全深さに亘って設けられているわけではなく、インペラ6を覆う範囲とその上下のある程度の範囲のみに延びている。具体的には、インペラ6の上端と被処理水の液面10(2点鎖線で図示)とが高さ方向にほぼ一致する位置にある場合、インペラ6の上端から整流板9の上端までの距離H1が、インペラ6の上端から整流板9の下端までの距離H2の1~1.5倍であることが好ましい。また、距離H2が、インペラ6の上端からインペラ6の下端までの距離H3の1.5~3倍であることが好ましい。このような構成により、本実施形態では、インペラ6の回転によって反応タンク1内に被処理液の循環水流を生じさせるとともに、活性汚泥の沈降を抑制して廃水と活性汚泥を十分に混合し、かつ被処理液に酸素を溶け込ませて生物学的処理を高効率で良好に行うことができる。さらに、インペラ6の回転によって被処理液の液面10に加わる衝撃に起因する飛沫の周囲への飛散が整流板9によって一方向に整流され、かつ上流側から下流側への循環水流が良好に維持される。仮に整流板9が反応タンク1の全深さに亘って設けられていると、水流を完全に遮断するため、水流の乱れや流速の低下を引き起こすおそれがある。しかし、本実施形態では、前述したように整流板9の寸法を規定することで、整流の効果を維持しつつ、整流板9が水流を完全に遮断せず水流の乱れや流速の低下を抑制するという効果を奏することができる。
The rectifying
オキシデーションディッチ装置において、高効率で良好な生物学的処理を行うために、被処理液の循環水流内に流速が10cm/secを下回る部分が無いようにすることと、酸素供給量が2.2kg・O2/kWh以上であることが望ましいことが知られている。本発明では、これらの条件を満たすために、インペラ6の回転中心6aと、中央区画壁3の局所的な凹凸部3aを除く主面3bとの間の間隔W2が、循環水路の全幅W1の1/3~2/3になるようにインペラ6を配置した。そして、縦軸型エアレータ11が設置される位置において循環水路の幅が局所的に狭くなっている場合にも、中央区画壁3の局所的な凹凸部3aを除く主面3bからインペラ6の回転中心6aまでの距離W2が、循環水路の全幅W1の1/3~2/3、より好ましくは全幅W1の3/8程度になり、循環水路の幅が狭くなっている部分における中央区画壁3の局所的な凹凸部(突出部)3aからインペラ6の回転中心6aまでの距離W4が全幅W1の1/5~1/3になるように、インペラ6を配置した。さらに、整流板直線部9bの、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さを、インペラ6の最大外径Dの1~3倍にした。また、インペラ6の上端から整流板9の上端までの距離H1が、インペラ6の上端から整流板9の下端までの距離H2の1~1.5倍であって、この距離H2が、インペラ6の上端からインペラ6の下端までの距離H3の1.5~3倍になるようにした。本発明者は、これらの構成が、前述した望ましい流速および酸素供給量の条件を実現するために特に効果的であることを見出した。
In the oxidation ditch apparatus, in order to perform highly efficient and favorable biological treatment, there should be no part in the circulating water flow of the liquid to be treated where the flow velocity is less than 10 cm/sec, and the oxygen supply rate should be 2. It is known that 2 kg·O 2 /kWh or more is desirable. In the present invention, in order to satisfy these conditions, the distance W2 between the
[第1の実施例]
図1,3,4に示す構成の具体例として、第1の実施例では、循環水路の全幅W1が4000mmであって少なくとも直線部分2bの位置において実質的に一定であり、インペラ6の回転中心6aと中央区画壁3との間の間隔W2が1800mm、整流板9の開口幅(整流板直線部9bの先端同士の間隔)W3が1800mm、インペラ6の最大外径Dが1400mm、整流板直線部9b(インペラ6の回転中心6aから整流板直線部9bの先端までの範囲)の、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さLが3000mmである。本実施例では、1対の整流板直線部9bが平行であって、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向に延びている。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は15cm/secで、酸素供給量が2.2kg・O2/kWh以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。なお、本実施例および後述する各実施例および各比較例において、流速の測定は、循環水路中で最も流速が低下しやすい図1のA部分、すなわち縦軸型エアレータ11の上流側に位置する湾曲区画壁4の上流側端部付近において行った。本実施例および後述する第2~6の実施例では、図3に示すインペラ6の上端から整流板9の上端までの距離H1が600mm、インペラ6の上端から整流板9の下端までの距離H2が500mm、インペラ6の上端からインペラ6の下端までの距離H3が300mmである。
[First embodiment]
As a specific example of the configuration shown in FIGS. The distance W2 between 6a and the
[第2の実施例]
図6に示す第2の実施例では、循環水路の全幅W1が4000mmであって少なくとも直線部分2bの位置において実質的に一定であり、インペラ6の回転中心6aと中央区画壁3との間の間隔W2が1800mm、整流板9の開口幅W3が2500mm、インペラ6の最大外径Dが1400mm、整流板直線部9bの、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さLが3000mmである。本実施例では、循環水路内の外側(周囲壁2に近い側)の整流板直線部9bが、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向に対してθ2(本実施例では10度)だけ、整流板湾曲部9aとの接続部から整流板直線部9の先端に向かうにつれて内側から外側に向かうように傾いている。従って、整流板9の開口幅W3が第1の実施例に比べて広がっている。長さLは、整流板直線部9bの、それ自体が延びる方向の長さではなく、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さである。本実施例では、1対の整流板直線部9bの、それ自体が延びる方向の長さは異なっているが、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さLは一致している。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は20cm/secで、酸素供給量が2.2kg・O2/kWh以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。なお、角度θ2は、循環水路内の外側(周囲壁2に近い側)を正の値で、内側(中央区画壁3に近い側)を負の値でそれぞれ示す。
[Second embodiment]
In the second embodiment shown in FIG. 6, the total width W1 of the circulating water channel is 4000 mm and is substantially constant at least at the position of the
[第3の実施例]
図7に示す第3の実施例では、循環水路の全幅W1が4000mmであって少なくとも直線部分2bの位置において実質的に一定であり、インペラ6の回転中心6aと中央区画壁3との間の間隔W2が1800mm、整流板9の開口幅W3が1800mm、インペラ6の最大外径Dが1400mm、整流板直線部9bの周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さLが3000mmである。本実施例では、1対の整流板直線部9bが平行であって、外側(周囲壁2に近い側)の整流板直線部9bが、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向に対してなす角度θ2と、内側(中央区画壁3に近い側)の整流板直線部9bが、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向に対してなす角度θ1とが一致しており、いずれも10度である。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は25cm/secで、酸素供給量が2.2kg・O2/kWh以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。なお、角度θ1は、角度θ2と同様に、循環水路内の外側(周囲壁2に近い側)を正の値、内側(中央区画壁3に近い側)を負の値でそれぞれ示す。
[Third embodiment]
In the third embodiment shown in FIG. 7, the total width W1 of the circulating water channel is 4000 mm and is substantially constant at least at the position of the
[第4の実施例]
第3の実施例と類似した構成である第4の実施例では、図示しないが、インペラ6の回転中心6aと中央区画壁3との間の間隔W2が2500mmであり、第3の実施例よりも外側(周囲壁2に近い側)にインペラ6および整流板9が配置されている。それ以外の構成は第3の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は15cm/secで、酸素供給量が2.2kg・O2/kWh以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。
[Fourth embodiment]
In the fourth embodiment, which has a configuration similar to that of the third embodiment, although not shown, the distance W2 between the
[第5の実施例]
図8に示す第5の実施例では、循環水路の全幅W1が4000mmであって少なくとも直線部分2bの位置において実質的に一定であり、インペラ6の回転中心6aと中央区画壁3との間の間隔W2が1800mm、整流板9の開口幅W3が1500mm、インペラ6の最大外径Dが1400mm、整流板直線部9bの、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さLが3000mmである。本実施例では、外側の整流板直線部9bが、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向に対してなす角度θ2が10度であって、内側の整流板直線部9bが、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向に対してなす角度θ1が15度である。角度θ1が角度θ2よりも大きいため、整流板9の開口幅W3が第1の実施例に比べて狭くなっており、1対の整流板直線部9bに挟まれた空間は、整流板湾曲部9aとの接続部から整流板直線部9の先端に向かうにつれて内側から外側に向かうように傾いている。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は30cm/secで、酸素供給量が2.2kg・O2/kWh以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。
[Fifth embodiment]
In the fifth embodiment shown in FIG. 8, the total width W1 of the circulating water channel is 4000 mm and is substantially constant at least at the position of the
[第6の実施例]
図9に示す第6の実施例では、循環水路の全幅W1が4000mmであって少なくとも直線部分2bの位置において実質的に一定であり、インペラ6の回転中心6aと中央区画壁3との間の間隔W2が1800mm、整流板9の開口幅W3が1400mm、インペラ6の最大外径Dが1400mm、整流板直線部9bの、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さLが3000mmである。本実施例では、外側の整流板直線部9bが、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向に対してなす角度θ2が0度、すなわち平行である。それに対して、内側の整流板直線部9bが、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向に対してなす角度θ1が10度である。角度θ1が角度θ2よりも大きいため、整流板9の開口幅W3が第1の実施例に比べて狭くなっており、1対の整流板直線部9bに挟まれた空間は、整流板湾曲部9aとの接続部から整流板直線部9の先端に向かうにつれて内側から外側に向かうように傾いている。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は18cm/secで、酸素供給量が2.2kg・O2/kWh以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。
[Sixth embodiment]
In the sixth embodiment shown in FIG. 9, the total width W1 of the circulating water channel is 4000 mm and is substantially constant at least at the position of the
[第1の比較例]
第1の実施例と類似した構成である第1の比較例では、図示しないが、インペラ6の回転中心6aと中央区画壁3との間の間隔W2が1000mmであり、第1の実施例よりも外側(周囲壁2に近い側)にインペラ6および整流板9が配置されている。それ以外の構成は第1の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は6.5cm/secであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。これは、インペラ6が中央区画壁3に近すぎて流速が遅くなったことが原因であると考えられる。
[First Comparative Example]
In the first comparative example, which has a configuration similar to that of the first example, although not shown, the interval W2 between the
[第2の比較例]
第1の実施例と類似した構成である第2の比較例では、図示しないが、整流板直線部9bの周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向における長さLが1000mmである。それ以外の構成は第1の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は3cm/secであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。本比較例ではL<Dであり、整流板直線部9bが短すぎるためにあまり良好な結果が得られなかったと考えられる。
[Second Comparative Example]
In a second comparative example having a configuration similar to that of the first embodiment, although not shown, the length L in the extending direction of the
[第3の比較例]
第1の実施例と類似した構成である第3の比較例では、図示しないが、インペラ6の回転中心6aと中央区画壁3との間の間隔W2が1000mmであり、第1の実施例よりも内側(中央区画壁3に近い側)にインペラ6および整流板9が配置されている。それ以外の構成は第1の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は5cm/secであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。本比較例ではW2<W1×1/3であり、インペラ6が中央区画壁3に近すぎるためにあまり良好な結果が得られなかったと考えられる。
[Third Comparative Example]
In a third comparative example having a configuration similar to that of the first example, although not shown, the distance W2 between the
[第4の比較例]
第2の実施例と類似した構成である第4の比較例では、図10に示すように、循環水路内の外側(周囲壁2に近い側)の整流板直線部9bが、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向に対してなす角度θ2が-10度である。従って、外側の整流板直線部9bは、整流板湾曲部9aとの接続部から整流板直線部9の先端に向かうにつれて外側から内側に向かうように傾いている。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は5cm/secであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。本比較例では1対の整流板直線部9bの間から流れる水流が、循環水流の流束が速い循環水路の外側(周囲壁2に近い側)ではなく、流束が遅い内側(中央区画壁3に近い側)に向かうために、あまり良好な結果が得られなかったと考えられる。
[Fourth Comparative Example]
In a fourth comparative example having a configuration similar to that of the second example, as shown in FIG. The angle θ2 formed with the straight portion of the circulating water channel and the extending direction of the
[第5の比較例]
第6の実施例と類似した構成である第5の比較例では、図示しないが、循環水路内の内側(中央区画壁9に近い側)の整流板直線部9bが、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向に対してなす角度θ1が40度である。従って、内側の整流板直線部9bは、整流板湾曲部9aとの接続部から整流板直線部9の先端に向かうにつれて内側から外側に向かうように傾いている。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は8cm/secであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。このことから、整流板直線部9bが、周囲壁2および循環水路の直線部分並びに中央区画壁3の延びる方向に対してなす角度θ1が大きすぎると好ましくないことがわかる。実験的に確認したところ、角度θ1は好ましくは0~30度、より好ましくは10~20度に設定するとよいことが判った。角度θ2についても同様に、好ましくは0~30度、より好ましくは10~20度に設定するとよいことが実験的に判った。
[Fifth Comparative Example]
In the fifth comparative example, which has a configuration similar to that of the sixth embodiment, although not shown, the inner (closer to the central partition wall 9) flow straightening plate
[第7の実施例]
第3の実施例と類似した構成である第7の実施例では、図3に示すインペラ6の上端から整流板9の上端までの距離H1が300mm、インペラ6の上端から整流板9の下端までの距離H2が300mm、インペラ6の上端からインペラ6の下端までの距離H3が200mmである。それ以外の構成は第3の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は20cm/secで、酸素供給量が2.2kg・O2/kWh以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。
[Seventh embodiment]
In the seventh embodiment, which has a configuration similar to that of the third embodiment, the distance H1 from the upper end of the
[第6の比較例]
第3の実施例と類似した構成である第6の比較例では、図3に示すインペラ6の上端から整流板9の上端までの距離H1が0mm、インペラ6の上端から整流板9の下端までの距離H2が500mm、インペラ6の上端からインペラ6の下端までの距離H3が300mmである。それ以外の構成は第7の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は5cm/secであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。本比較例では整流板9の上端がインペラ6の上端および水面10と同じ高さに位置しており、インペラの回転により上流側へ向かう波や飛沫を十分に遮られないため、あまり良好な結果が得られなかったと考えられる。
[Sixth Comparative Example]
In a sixth comparative example having a configuration similar to that of the third embodiment, the distance H1 from the upper end of the
[第7の比較例]
第3の実施例と類似した構成である第7の比較例では、図3に示すインペラ6の上端から整流板9の上端までの距離H1が600mm、インペラ6の上端から整流板9の下端までの距離H2が0mm、インペラ6の上端からインペラ6の下端までの距離H3が300mmである。それ以外の構成は第3の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク1内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は7cm/secであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。本比較例では整流板9がインペラ6自体を覆っておらず、インペラ6の回転により水面下で上流側へ向かう被処理液の流れが遮られないため、あまり良好な結果が得られなかったと考えられる。
[Seventh Comparative Example]
In a seventh comparative example having a configuration similar to that of the third embodiment, the distance H1 from the upper end of the
[第8の実施例]
図11に示す第8の実施例では、1対の整流板直線部9bのうち、中央区画壁3側に位置する整流板直線部9bは、図7~9に示す第3~6の実施例と同様に、整流板湾曲部9aとの接続部から整流板直線部9bの先端に向かうにつれて、中央区画壁3側から周囲壁2側に向かうように傾いている。一方、周囲壁2側に位置する整流板直線部9bは、整流板湾曲部9aとの接続部から整流板直線部9bの先端に向かうにつれて周囲壁2側から中央区画壁3側に向かうように傾いている。ただし、周囲壁2側に位置する整流板直線部9bの、周囲壁2側から中央区画壁3側に向かう傾き角度の絶対値は、中央区画壁3側に位置する整流板直線部9bの、中央区画壁3側から周囲壁2側に向かう傾き角度の絶対値よりも小さい。本発明では、インペラ6および整流板9によって、外側向きの流れ、すなわち循環水路の流れの上流側から下流側に向かうにつれて中央区画壁3側から周囲壁2側に向かう流れを生じさせることで、水流の乱れや流速の低下を抑える。そのために、少なくとも中央区画壁3側に位置する整流板直線部9bを、循環水路の流れに沿って中央区画壁3側から周囲壁2側に向かうように傾けている。ただし、周囲壁2側に位置する整流板直線部9bに関しては、その反対向き、すなわち循環水路の流れに沿って周囲壁2側から中央区画壁3側に向かうように僅かに傾いている構成もある程度許容できる。その場合、少なくとも、周囲壁2側に位置する整流板直線部9bの内側向きの傾き角度の絶対値が、中央区画壁3側に位置する整流板直線部9bの外側向きの傾き角度の絶対値よりも小さくなければならない。
[Eighth embodiment]
In the eighth embodiment shown in FIG. 11, of the pair of straightening plate
前述した第3~8の実施形態では、1対の整流板直線部9bに挟まれた空間は、整流板湾曲部9aとの接続部から整流板直線部9の先端に向かうにつれて内側から外側に向かうように傾いている。すなわち、1対の整流板直線部9bに挟まれた空間からの流れは、外側に向かっているという点で有利である。その理由について説明すると、長円状の周囲壁と中央区画壁3とに囲まれた循環水路を流れる循環流は、外側(周囲壁2側)において流速が速く、内側(中央区画壁3側)において流速が遅い傾向がある。そのような状態で、内側の流速の遅い部分に被処理液の多くを供給して推進力を加えて速くしようとしても、効果的ではない(例えば第4の比較例)のに対し、外側の流速の速い部分に被処理液の多くを供給すると、循環流全体の流速を高める効果が得やすい(例えば第6の実施例)ことが実験により判明した。従って、1対の整流板直線部9bに挟まれた空間から送られる流れが、循環水路の外側の流速の速い部分に向けられると、流速の向上をもたらしやすい。特に、湾曲区画壁4が設けられている構成では、湾曲区画壁4の内側と外側とで流速の差が生じやすい。従って、1対の整流板直線部9bに挟まれた空間から送られる流れが、湾曲区画壁4の外側に向くように設定することが好ましい。具体的には、図8の要部の拡大図である図12に示すように、1対の整流板直線部9bを延長した仮想線9b1がいずれも、湾曲区画壁4の内側ではなく外側に進入するような角度に形成されていることが好ましい。さらに、1対の整流板直線部9bに挟まれた空間から送られる流れがより確実に湾曲区画壁4の外側に送られるためには、周囲壁2から、循環流路の全幅W1の1/3以下の距離だけしか離れていない範囲内に、1対の整流板直線部9bを延長した仮想線9b1がいずれも進入することが好ましい。仮に、湾曲区画壁4が循環水流の中心からずれた位置に配置されている場合にも、1対の整流板直線部9bを延長した仮想線9b1がいずれも、湾曲区画壁4で2系統に分割される水路のうちの外側の水路に進入するように配置されることが好ましい。ただし、整流板直線部9bが水流に対する大きな抵抗となることがないように、その傾き角度は30度以下にすることが好ましい。
In the above-described third to eighth embodiments, the space sandwiched between the pair of rectifying plate
[他の実施形態]
前述した各構成では、長円形状の循環水路を構成する反応タンク1を用いているが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、楕円形状や変形した環状の反応タンク等が設けられていてもよい。また、図13に示すように、2つの長円形状が一部で連結されたような馬蹄形であって、内部にU字状の中央区画壁13を有する反応タンク12を用いてもよい。いずれの場合にも、循環水路のうちの実質的に直線状の部分に、本発明の縦軸型エアレータ11を含む曝気撹拌システムを配置すればよい。この曝気撹拌システムは循環水路中に複数個設けられていてもよい。湾曲区画壁4は必ずしも設けられていなくてもよい。また、循環水流が時計方向ではなく反時計方向である場合には、本発明の各図面に記載した構成を左右対称に反転させた形状にすればよい。
[Other embodiments]
In each of the configurations described above, the
1 反応タンク
2 周囲壁
2a 湾曲部分
2b 直線部分
3 中央区画壁
4 湾曲区画壁
5 回転軸
6 インペラ
6a 回転中心
7 電動機
8 減速機
9 整流板
9a 整流板湾曲部
9b 整流板直線部
9b1 仮想線
10 被処理水の液面
11 縦軸型エアレータ
1
Claims (11)
前記循環水路の前記直線部分に配置された、垂直軸を中心として回転可能なインペラと、前記インペラを、一部を除いて囲むように配置された整流板とを有し、
前記整流板は、前記反応タンクを流れる循環水流の前記直線部分における前記インペラの上流側に向かって凸状の整流板湾曲部と、前記整流板湾曲部の両端から循環水流の前記直線部分における前記インペラの下流側に直線的に延びる1対の整流板直線部とを有し、
前記インペラは、前記上流側において前記整流板湾曲部に覆われ、前記下流側においては1対の前記整流板直線部の間で開放されており、
前記インペラの回転中心が、前記循環水路の幅方向において、前記中央区画壁の主面から、前記循環水路の全幅の1/3~2/3の距離だけ離れた位置に配置されている、曝気撹拌システム。 An aeration agitation system arranged inside a reaction tank that forms a circulation channel for the water to be treated, at least partially including a straight portion, by a peripheral wall and a central partition wall located inside the peripheral wall,
An impeller arranged in the linear portion of the circulating water passage and rotatable about a vertical axis ;
The flow straightening plate includes a straightening plate curved portion protruding toward the upstream side of the impeller in the linear portion of the circulating water flow flowing through the reaction tank, and a straightening plate curved portion protruding toward the upstream side of the impeller, a pair of rectifying plate straight portions extending linearly downstream of the impeller ,
The impeller is covered with the straightening plate curved portion on the upstream side, and is open between the pair of straightening plate straight portions on the downstream side,
Aeration, wherein the center of rotation of the impeller is located at a distance of 1/3 to 2/3 of the overall width of the circulating water channel from the main surface of the central partition wall in the width direction of the circulating water channel. Agitation system.
前記湾曲区画壁は前記循環水路の一部を2系統に分割しており、
1対の前記整流板直線部を延長した仮想線がいずれも、前記湾曲区画壁で2系統に分割された前記循環水路のうちの外側の水路に進入するように、前記整流板が配置されている、請求項7に記載のオキシデーションディッチ装置。 Both ends of the central partition wall of the reaction tank are spaced apart from the inner surface of the peripheral wall, and through the gap between the end of the central partition wall and the inner surface of the peripheral wall, A curved partition wall extending to both sides of the central partition wall is provided,
The curved partition wall divides a part of the circulating water channel into two systems,
The flow straightening vanes are arranged such that virtual lines extending from the pair of straight straight portions of the straightening vanes enter the outer water channel of the circulation water channels divided into two systems by the curved partition wall. 8. The oxidation ditch apparatus of claim 7, comprising:
前記曝気撹拌システムは、垂直軸を中心として回転可能なインペラと、前記インペラを、一部を除いて囲むように配置された整流板と、を有し、前記整流板は、前記反応タンクを流れる循環水流の前記直線部分における前記インペラの上流側に向かって凸状の整流板湾曲部と、前記整流板湾曲部の両端から循環水流の前記直線部分における前記インペラの下流側に直線的に延びる1対の整流板直線部とを有し、
前記循環水路の前記直線部分において、前記インペラが、前記上流側において前記整流板湾曲部に覆われ、前記下流側においては1対の前記整流板直線部の間で開放され、かつ前記インペラの回転中心が、前記循環水路の幅方向において、前記中央区画壁の主面から、前記循環水路の全幅の1/3~2/3の距離だけ離れた位置に配置されるように、前記インペラと前記整流板とを配置する、曝気撹拌システムの設置方法。 A method of installing an aeration agitation system inside a reaction tank in which a peripheral wall and a central partition wall located inside the peripheral wall form a circulating channel for the water to be treated, at least a portion of which is a straight line, comprising:
The aeration agitation system has an impeller rotatable about a vertical axis , and a rectifying plate arranged to surround the impeller except for a part thereof, and the rectifying plate causes the flow to flow through the reaction tank. a straightening plate curved portion projecting toward the upstream side of the impeller in the straight portion of the circulating water flow; and a pair of rectifying plate straight portions,
In the linear portion of the circulating water passage, the impeller is covered with the straightening plate curved portion on the upstream side, and is open between the pair of straightening plate straight portions on the downstream side, and the impeller rotates. The impeller and said A method for installing an aeration stirring system, in which a rectifying plate is arranged.
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