JPH06262193A - 曝気中の液体のガス吸収を増大させるための方法と装置 - Google Patents

曝気中の液体のガス吸収を増大させるための方法と装置

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JPH06262193A
JPH06262193A JP5030365A JP3036593A JPH06262193A JP H06262193 A JPH06262193 A JP H06262193A JP 5030365 A JP5030365 A JP 5030365A JP 3036593 A JP3036593 A JP 3036593A JP H06262193 A JPH06262193 A JP H06262193A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな槽の部分のみが均一に強力に曝気され
るにもかかわらず大きな槽内においてもより小さなタン
ク内と同様に良好な酸素移動効率（ＯＴＥ）を達成し得
る手段と方法を提供する。 【構成】 上昇する、曝気する空気の量の膨張作用を介
して槽内を上昇せしめられた液体の量が、この液体が槽
内の液体の本体の表面に到着した領域から側方外方へ流
れるのを完全に、または部分的に阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液体の曝気のための、詳
しくは曝気槽または曝気タンク内で曝気中の液体のガス
吸収を増大させるための方法と装置に関する。
【０００２】本発明は、種々のタイプの液体の種々のタ
イプのガスでの曝気という点では比較的広範な利用性と
適用可能性とを持つが、第１の例として排水浄化に適用
されるものとして説明される予定である。これに関連し
てＴｈｅ ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｃ
ｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（米国民間技術者協会）
が１９８４年に制定した以下の専門用語が適当なものと
して使用される： （ａ） 酸素吸収（ｋｇ Ｏ2／ｈ）は用語“Ｓｔａｎ
ｄａｒｄ ＯｘｙｇｅｎＴｒａｎｓｆｅｒ Ｒａｔｅ
（基準酸素移動率）”（ＳＯＴＲ）によって示される。
【０００３】（ｂ） 酸素収量（ｋｇ Ｏ2／ｋＷｈ）
は用語“Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｅｒａｔｉｏｎ Ｅｆｆ
ｉｃｉｅｎｃｙ（基準曝気効率）”（ＳＡＥ）によって
示される。
【０００４】（ｃ） 酸素消費（％）は用語“Ｏｘｙｇ
ｅｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（酸素
移動効率）”（ＯＴＥ）によって表わされる。
【０００５】
【従来技術】槽内またはタンク内で排水を曝気するにつ
いては種々の曝気装置を使用することができる。しかし
しばしば採用されるのは、曝気がエアレータの位置に比
較的近く、かつ槽の床の直ぐ近くだが、槽の床の全体に
はわたらない領域内で気泡を均一に分配することで行わ
れる曝気装置である。このような装置は例えば圧縮式エ
アレータ、ジェットノズルエアレータ、浸漬エアレー
タ、静的ミキサ等を利用するものである。したがってこ
のようなエアレータが使用される大ていの場合槽または
タンクの１部分のみが集中的に曝気されるにすぎない。
【０００６】例だけ挙げれば排水曝気で有利に使用する
ことができる浸漬エアレータの１タイプがＵ．Ｓ．特許
第３８９１７２９号明細書およびその継続出願に開示さ
れている。このようなエアレータは主にガイドリングの
中心で回転可能な浸漬モータ駆動式ロータまたはタービ
ンを含有し、このタービンは空気を自動的にまたは最小
の予備圧縮下に吹込み、かつ空気を微細に分散した状態
でかつ引込まれた液体と一緒にほぼ半径方向にみてガイ
ドリングの外方へ遠心分離する。
【０００７】槽内の液体のレベルが比較的低い地点、例
えば槽の床から約２ｍから４ｍ上の高さにあるときに高
いＳＯＴＲを達成するための必要条件であるきわめて微
細な気泡の発生はこのような曝気装置の手段によって達
成するのは難しいので、業界はしばしば大きな液体レベ
ルを取ることによってこの問題を回避しようとしてき
た。しかしこの場合にはエネルギー消費が高くなり過ぎ
るのを避けるために空気はある程度予備圧縮した上でエ
アレータ内に供給されなければならない。大きな液体レ
ベルは液体内における上昇する気泡の滞在時間がより長
くなるためにより良いＯＴＥの達成を可能にし、これが
次により大きなＳＯＴＲをもたらす。それにもかかわら
ずきわめて深い曝気槽を設置するのが常には可能ではな
い。全く反対に限られた深さの曝気槽の設置にしか適さ
ないことがしばしばある。
【０００８】これに関連して変わった現象が観察され
た。一方で直径３．８ｍのタンク内に設置した浸漬エア
レータを液体レベル４ｍで試験し、かつＯＴＥ約３５％
およびＳＡＥ０．２ｋｇ Ｏ2／ｋＷｈによって特徴づ
けられるきわめて良好なＳＯＴＲが得られた。その後同
じ浸漬エアレータを寸法１０×１０ｍの排水槽内で液体
レベル４ｍで試験した。ＯＴＥが約２０％に落ち、かつ
ＳＡＥが約１．２ｋｇＯ2／ｋＷｈに落ちたことが測定
された。当初説明のつかなかったこの現象の原因は数度
の試験の後に明らかになった。
【０００９】直径３．８ｍのタンク内に取付けられた浸
漬エアレータはタンクにこの全横断面にわたって均一に
曝気することができたが、大きな槽内では同様には行動
できなかった。基本的には各量の上昇する空気は膨張を
通して作用を行い、その作用は一定量の液体の上昇に表
われる。直径３．８ｍのタンクでは上昇せしめられる液
体レベルは定置のままである、言い換えれば気泡間をコ
ンスタントに上昇する液体と同時に下降する液体との間
で均衡が確立される。気泡は高さ４ｍの液体の本体を速
度約０．２ｍ／秒で通過して上昇し、したがって気泡が
液体の表面に到達するまでに滞在時間は約２０秒であ
る。
【００１０】全体的に曝気することができない大きな槽
ではこの関係は全く異なる。気泡は当初均一に水中式の
エアレータの遠心分離ゾーン上方のほぼ柱状の領域を通
過して上昇する。この領域はエアレータの寸法に応じて
直径ほぼ４ｍである。上述したように気泡の膨張によっ
て行われる作用が液体を上方へと駆動する。この領域上
方の液体のレベルは若干上昇せしめられるので、上昇せ
しめられた液体は初め半径方向にみて外方へ、次いで若
干外方へ流れた後に下方へ槽の床近くまで還流し始め、
曝気領域の中心へ向かって還流する。この流れの結果下
降する液体がエアレータからの空気発生を絞る。このこ
とは上昇する空気およびこれとともに液体を若干狭い横
断面に制限させる。ただし移動せしめられる液体の量は
等しい、それというのもこれは空気の上昇する量の作用
量にのみ依存するからである。
【００１１】このような場合に液体の上昇流の速度は
０．２〜０．５ｍ／秒の値になる。しかし気泡は液体よ
りも約０．２ｍ／秒速く上昇し、したがって液体の上面
へきわめて短い時間で、例えば６〜１０秒以内で到達す
る。このことは、液体中の気泡の滞在時間が小さな容器
内で液体の本体の高さが１．２〜２ｍにすぎない場合の
ときのように小さくなることを意味する。その結果ＯＴ
ＥおよびこれとともにＳＯＴＲは相応して低下する。し
たがってこの原因は形成される液体循環中での滞在に見
ることができ、これはまた“ａｉｒｌｉｆｔ ｅｆｆｅ
ｃｔ（エアリフト効果）”として知られている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、大き
な槽の部分のみが均一に強力に曝気されるという事実に
もかかわらず大きな槽内においてもより小さなタンク内
と同様に良好なＯＴＥを達成し得る手段と方法とを提供
することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、請求項１
および４に記載の特徴により解決される。
【００１４】
【発明の効果】上記の目的は、本発明の基本的な原理に
より上昇する空気量の膨張作用により上方へ移動せしめ
られる液体量が曝気の柱状領域と液体の本体の表面との
交差部におけるこの柱状領域から外方へ流れるのを完全
にかまたは部分的に阻止されるという事実によって達成
されるが、ただし液体の本体の表面から離れた下方の位
置では表面からこの位置へ降下してきた曝気された液体
の一部による外方へ向いた流れは起る。
【００１５】本発明の１側面によればきわめて大きな曝
気槽の外側領域における液体の特に良好な混合は、上方
へ移動せしめられた液体量の１部が液体の本体の表面の
近くで柱状の曝気領域の上部から外方へ流れるのを許す
ことによって達成され、かつ本発明のこの面の改良によ
れば外側への流れは目標に向かわせ、有利には所定の方
向、例えば槽のコーナーへ向かわせてもよい。
【００１６】本発明の別の側面によれば、本発明の上記
の方法の面を実施するために、槽内の液体循環を制御す
ることによって液体のＳＯＴＲを増大させるための装置
が配慮されており、槽の床近くの液体の１部分のみが強
力に曝気される。この目的のためには装置が囲いを形成
する構造体の形の手段を設けることを特徴とし、上昇す
る空気量によって上方へと移動せしめられた曝気された
液体の部分が液体の本体の表面と出会う所の柱状の曝気
領域の最上端ゾーンからのこの上昇せしめられた液体部
分の側方への流れを少なくとも部分的に、できる限り完
全に阻止するために、上記の手段は曝気される液体の本
体の表面近くに配置され、かつこれは柱状の曝気領域の
最上端ゾーンを完全に、または殆んど完全にその内部に
取込む。
【００１７】囲い（一般的に言えば）は１つ以上の壁部
材によって構成されており、これらが鉛直の内面を有す
る構造体を提供し、かつ上面と底面の開いていて、しか
も槽の底部のエアレータの位置の周囲の強力に曝気され
るゾーン上方に、すなわちこのゾーンに整列するように
配置された内部空間を形成しており、この空間の断面寸
法は、ほぼ鉛直方向に上昇する気泡の量によって直接曝
気される液体の領域の上端部分のほぼすべてを収容する
のに十分である。囲い、特にこれによって仕切られる空
間の横断面形状は正方形、方形、多角形または円形であ
ってよい。大ていの実際的な装置では、互いに対向した
鉛直の囲い壁面（これらが多辺構造を形成する平らな表
面または円形、例えば円筒形構造を形成する単一の湾曲
した表面の部分とに関係なく）間の距離は２〜１０ｍ、
有利には３〜７ｍであり、かつ囲いの開放上端と下端と
の間の高さは有利には液体の本体の高さの約１０％〜７
０％である。
【００１８】本発明の構成によれば囲いは液体の本体中
に浮遊式に設けられ、側方の定着装置によって所定位置
に保持される。しかしその代わりに囲い構造体を所望の
高さに槽内に固定的に取付けることもできる。
【００１９】本発明の目的のために囲いを１つの型にお
いてその高さおよびその上縁の、囲い構造体内における
上昇せしめられた液体のレベルの上方における位置に関
して囲いが上昇せしめられた曝気された液体が囲い内か
ら半径方向でみてその外側へ上縁を越えて流れるのを完
全に阻止するように、構成することが考慮される。むし
ろ気泡は囲い内の液体の上昇せしめられた表面に到達し
て大気中へ逃げるので液体は尚上昇中の液体に逆行して
囲いを通って再び下降する傾向があり、次いで柱状の曝
気領域からほぼ側方に液体の主本体内へ逃げよう。これ
によって若干量の余り曝気されない液体との交換により
一定の混合が得られる、それというのも余り曝気されな
い液体は槽床へ向かって引込まれてエアレータのロータ
内に入るからである。しかしまた囲いを、上昇せしめら
れた液体が囲いの上縁の全部分にわたって外方へ若干流
れるのを許すように構成するか、または囲いにその上縁
にまたは上縁近くに強力に曝気された液体の若干の外方
への流れを許すオーバーフロー用凹所または開口を設け
ることが考慮される。これら後者の場合にはもちろん囲
いは囲いの上部領域からの曝気された液体の外方への流
れを部分的に阻止するにすぎないだろう。これは特定の
操作条件下では槽内での液体の完全な混合という点で有
利である場合がある。
【００２０】特にきわめて大きな槽の場合に液体の上部
の外側への流れを正方形または方形の槽のコーナー領域
へ向けてこれらの領域内での混合作用を強化するために
は囲いの壁部材の上記のオーバーフロー用凹所または開
口はもちろん槽のコーナーに面した位置に設けるべきで
ある。
【００２１】曝気によって引き起こされる液体循環の大
きさを示すものとして次の代表的な条件が考えられよ
う。寸法１０×１０ｍの槽内で排水の量の曝気は８００
ｍ3／ｈで行われ、液体の高さは温度１５℃で４ｍと仮
定される。これらの条件下において上昇する空気量によ
って行われる膨張作用は７．８ｋＷとして計算すること
ができる。この仕事量でもって水３ｍ3／秒が０．２６
ｍ上昇せしめられる。このように膨張作用はきわめて強
力な液体循環をもたらす。この量の液体が直径４．５ｍ
の円筒形の囲い内で上昇せしめられるときには液体の上
昇速度は０．２４ｍ／秒であると示される。空気は約
０．２ｍ／秒速く移動するので、空気は速度０．４４ｍ
／秒で上昇する。したがって循環なしでは滞在時間は２
０秒であるのに対して液体中の空気の滞在時間は９秒に
低下する。したがって本発明による囲いの手段によって
液体の循環を最小にするかまたは阻止することを通じて
気泡の滞在時間を広い範囲内で調節することが可能とな
った。
【００２２】
【実施例】以下詳細に図面について言及する。図１には
正方形の排水槽１が示されており、その寸法は１０×１
０ｍ、水２によって高さ４ｍまで満たされている。槽の
中央には浸漬形のエアレータ３が槽の床４の上に配置さ
れている。エアレータ３は単なる例にすぎないが、米国
特許第３８９１７２９号明細書に開示されたタイプのも
のであり、モータ３ａと、モータによって駆動されるベ
ーン形ロータ（図示せず）と、ロータを囲ったガイドリ
ング３ｂ（図２も参照）と、槽から上方へ延びていて底
端で接続管３ｄを介してロータと連通している空気吹込
み管３ｃとを備えており、構成は、モータ３ａ運転中に
空気が管３ｃ，３ｄを介してロータへ吹込まれ、ロータ
は空気をここから外方へ液体と一緒にガイドリング３ｂ
を介して遠心分離するようになっている。このやり方で
液体（水）２の本体の幅４ｍのほぼ柱状の領域２ａがエ
アレータ３から遠心分離され、かつ比較的小さな泡の形
でエアレータ上方の柱状の領域２ａ内を通って液体の本
体の表面まで上昇する空気によって直接かつ強力に曝気
される。
【００２３】上述したようにこの曝気が改良なしに進行
した場合領域２ａを包囲する液体２の本体の領域２ｂは
全く曝気されないかまたは良くてもせいぜい最小に不十
分にしか曝気されず、曝気領域２ａにおいてもＳＯＴＲ
は比較的小さいであろう。したがってこの問題を最小に
するために本発明によれば円形横断面を有する、円筒形
の中空構造物５が浸漬形エアレータ３の上方の液体の本
体の表面に配置されている。中空構造物は上下で開いて
おり、その周壁は相応した形状の空間５ａを囲む鉛直の
内面を有し、かつその寸法は内径約４ｍ、軸方向の高さ
約１ｍである。中空構造物ないしは囲い５の内部空間の
幅は曝気領域２ａの幅とほぼ同じであり（若干小さくて
もよいが）、囲いは、その上縁５ｂを槽１内の液体２の
主要本体のレベル２ｃの上方の所定の鉛直方向の距離の
所に配置するために囲いに周方向に相互間隔を置いて適
切に固定されたフロート６の手段によって適切な高さに
保持されており（もちろん囲いはブイ材料から製作する
かまたはそれ自体浮遊可能に構成することもできる）、
かつ囲いは槽の外の符号７ａに固定された綱７（例えば
ワイヤ、ロープ、ケーブル、チェーン等鋼または強化プ
ラスチック製のもの）の手段によって水平位置に保持さ
れている。もちろんこの代わりに囲いは剛性の支持体、
例えば頭上ブリッジ（図示せず）または槽の床に支持さ
れた脚（図示せず）によって所望の位置に保持されてい
てもよい。
【００２４】浸漬形エアレータ３が矢印８によって示さ
れるようにエアレータからほぼ鉛直に柱状の曝気領域２
ａを通って上昇し、気泡の大部分は最終的に囲い５内の
空間５ａへ入ることは上記から明らかであろう。上述し
たように気泡は上昇時に該当量の液体を上方へ移動さ
せ、その結果囲い５内の液体のレベル２ｄは囲いの囲り
の液体のレベル２ｃに比べて若干上昇せしめられる。し
たがって囲いの浮遊高さを適切に制御することによっ
て、例えば図４に示されているように構造物５の壁に全
く孔が空けられていない場合には囲い５の上縁５ｂを越
えて囲い内部から半径方向でみて外方へ槽の周囲領域へ
液体が流れないという条件を達成することができる。こ
のタイプの構成では上昇せしめられた液体は、そのレベ
ル２ｄの表面から気泡が逃げた後に矢印８ａによって示
されるように進路を変えて、矢印８ｂによって示される
ように上昇する気泡に逆流して囲い５を通って下方に流
れよう。下降した液体は囲い５の底縁５ｃを通過する
と、矢印８ｃによって示されるように側方外側へ液体２
の主要本体内へ流れ、かつ最終的には矢印８ｄによって
示されるようにエアレータ３へ戻されて再び気泡と混合
され、かつ曝気領域２ａを通って上昇せしめられよう。
【００２５】もちろん図４に示された構成とは対照的に
場合によっては構造物５の上部から半径方向でみて外方
へ限られた程度の液体が流れるのが望ましいことがある
ことは理解されよう。このような限られたオーバーフロ
ーの配慮は１つには例えばフロート６を囲いにより高い
位置で固定することにより囲いの上縁の静止位置を適切
に下げることによって（これは上縁全体からの流れを許
す）、他方では例えば図１に示されているように囲い５
の上縁５ｂに約２０ｃｍ深さの縦長の、上方で開いた凹
所９を複数個設けるかまたは図３に示されているように
囲いの上縁５ｂから僅か下の所の囲い５の壁に直径約１
５ｃｍの貫通開口１０を複数個設けることにより行うこ
とができる。また例えば図２の凹所９で示されているよ
うにこのような凹所または開口の囲い５上での特別な位
置を選ぶことによって、制御された量の曝気液体が囲い
構造物から半径方向に所定の方向に、例えば槽の対角線
に沿ってコーナー領域に向かって流れるようにし、この
ようにしてこれらコーナー領域における混合作用を強め
ることが可能である。後者の変更形においては囲い５が
使用位置の、液体のレベル２ｃに対して高い位置にある
ときに凹所９の底部の位置または開口１０の底部の位置
がレベル２ｃよりも上方の位置に来るように注意しなけ
ればならない。これにより槽内の液体の主要本体から囲
い内への逆流は起らない。
【００２６】図１〜図４に示された曝気装置とは異な
り、槽は、図５、図６に示されているように細長いスト
リップ状またはプレート状の、多孔性セラミックまたは
孔またはスリットを有する合成プラスチック材料製の分
配部材１２および供給導管１５を含むエアレータ１１を
用いる曝気装置を備えることもしばしばある。分配部材
は槽１′の側壁１３，１３に沿って槽の端壁１４，１４
間の距離のほぼ全長にわたって延びており、かつ供給導
管は１端でもって槽１′の底部の分配部材１２と連通し
ており、かつ槽内の液体の表面よりも上方の他端におい
て圧縮機または同様の圧縮空気源１６と接続されてい
る。圧縮源１６の装置によって生ぜしめられる過圧はも
ちろん液体２′の本体の深さプラス供給導管１５および
分配部材１２内で生じる圧力損失を克服するのに十分で
なければならず、すなわち約１．５バールの大きさのオ
ーダにある。槽内に供給される空気の量を制御するため
の装置１６と組合せて適当な圧力調整弁（図示せず）を
使用することができる。
【００２７】したがってこの装置では、圧縮空気は供給
導管１５を介して分配部材１２へ供給され、かつここか
ら気泡の形で出て矢印８によって示されるようにこの分
配部材の上方の曝気領域１６を通って上昇する。普通こ
のような曝気装置はエアリフト効果のために槽の両側壁
に向かって流れる液体循環を与える。このようなタイプ
の循環を回避するために本発明は囲いを形成する構造物
５′を設けることを介してこの側方への流れを阻止する
ことを考慮している。構造物は有利には鉛直の内面を有
する、方形配置の仕切り壁によって構成されている。単
なる例にすぎないが囲い５′は槽の端壁１４から延びて
いて、側壁１３に平行な、一対の組込み式の鉛直の壁１
７，１７によって構成することができ、したがって端壁
１４は囲いの２つの端部において鉛直の仕切り面を提供
する。もちろんこの代わりに囲い５′は槽の端壁を用い
ずに４つの壁から形成してもよく、このような構造物は
図４に示されたものと同様のフロートおよび定着手段に
よるかまたは頭上ブリッジ（図示せず）または他の適切
な支持構造によって所望の位置に位置決めされる。
【００２８】曝気領域１６内において上昇する空気と液
体の量をこのように制限することによって、ここでも矢
印８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄによって示されるように液体
の流れは逆転し、次いで囲いの下方で囲いから側方へ進
むので、曝気された液体の上述の側方への流れは阻止さ
れ、これにより酸素移動効率は実質的に高められる。こ
のようにしてエアリフト効果の阻止および得られる液体
循環の制御を介してＯＴＥおよびこれとともにＳＯＴＲ
が実際に高められ、他方で同時に槽の内容物の十分な混
合が保証される程度に気泡の上昇時間を増大させること
が可能である。
【００２９】以下の例により本発明がより完全に理解さ
れよう。
【００３０】例 １ 寸法１０×１０ｍの槽を水で高さ４ｍまで満たす。槽の
床の中央に図１〜図４に示されたタイプの浸漬形エアレ
ータが配置されており、これは空気を７５０ｍ3／ｈ吹
込み、かつ空気を外方へ直径約４．５ｍの領域にわたっ
て遠心分離する。浸漬形エアレータ上方の水の本体の表
面に直径４．５ｍ、高さ１ｍの、浮遊した円筒形の囲い
が配置されている。円筒形の囲いは液体が囲いの内部か
ら上縁を通って流れることができないように構成されて
いる。円筒形の囲い内の液体のレベルは上昇する気泡に
よって液体が持上げられたために槽内の、囲いの周囲の
液体のレベルよりも約２０ｃｍ高い。上記のＳＯＴＲの
測定により（そのために各電極が槽の直接的には曝気さ
れない部分に配置される）、ＳＯＴＲが５３ｋｇＯ2／
ｈであり、かつＳＡＥが１．９８ｋｇ Ｏ２／ｋＷｈで
あることが認められる。ＯＴＥは２３．７％であると認
められる。
【００３１】例 ２ 例１の試験方法を円筒形の囲いを槽から完全に取外した
以外は同じ条件で繰返す。浸漬形エアレータ上方の、外
側へ向かう水の循環が容易に観測される。この場合のＳ
ＯＴＲは３０ｋｇ Ｏ2／ｈに、ＳＡＥは１．０８ｋｇ
Ｏ2／ｋＷｈに、かつＯＴＥは１３．４％に低下した
ことが認められる。
【００３２】例 ３ 寸法１０×１０ｍの槽に例１のように水を高さ４ｍまで
満たす。しかし浸漬形エアレータは空気３５０ｍ3／ｈ
を吹込み、かつ分配するにすぎないように設定される。
行った２つの試験のうち、１つは図４に示されたタイプ
の孔のない円筒形の囲い、ただし直径２．４６ｍ、高さ
１ｍのものを槽内に配置して実施され、もう１つはこの
円筒形の囲いを槽から取外して行われる。囲いが存在し
た場合ＳＯＴＲは１８．２ｋｇ Ｏ2／ｈであり、囲い
省略の場合１４．０ｋｇ Ｏ2／ｈである。
【００３３】例 ４ 例１と同様に試験を行うが、ただし、上縁にそれぞれ長
さ１ｍ、深さ２０ｃｍの凹所ないしは切欠４つを有する
円筒形の囲いが、液体が囲いの内部から溢流して槽のコ
ーナー領域の方向へ流れるのを許すように配置されてい
る。円筒形の囲い内の液面の高さはオーバーフロー凹所
の底部よりも５ｃｍ上に上ることが認められ、この差が
オーバーフロー量を決める。この試験でＳＯＴＲは４４
ｋｇ Ｏ2／ｈ、ＳＡＥは１．６ｋｇ Ｏ2／ｋＷｈ、Ｏ
ＴＥは１９．６％であることが認められる。
【００３４】例により、上記のやり方および手段による
液体の循環の阻止がＯＴＥに意想外に強力な影響を及ぼ
すことが示される。しばしば賛えられ、かつ時に意図的
に利用されたエアリフト効果は、ＯＴＥおよびこれとと
もにＳＯＴＲおよびＳＡＥに関する限り実際にきわめて
無害である。槽の寸法が１０×１０ｍでかなりのもので
あるにもかかわらず、エアリフト効果の阻止は良好なＯ
ＴＥの達成を可能にし、かつ同時に槽の上昇領域内の曝
気液体を槽内の上昇ゾーンを取巻く領域内の直接には曝
気されない液体とを混合するためにも働く。上昇ゾーン
内の囲いからの曝気液体の方向を予め定められた部分オ
ーバーフローはまた特定の目的には、特に大きな槽では
有利であることも認められる。
【００３５】上述したように本発明は排水の曝気に限定
されるものではなく、むしろ槽または容器の横断面にわ
たって均一には分配されない曝気のためにエアリフト効
果によって生ぜしめられた液体循環がこれらが有利には
液体によるガス吸収を最小にするという結果を生じる、
すべてのガス／液体反応器に適用可能である。単に例を
挙げれば方法と装置は滅菌のための飲料水中へのオゾン
導入、中和のための塩基性液体中への二酸化炭素導入お
よび他の多数の産業プロセス、例えば煙導ガスの脱硫に
使用することができる。任意の所与の状況において操作
の質的および量的結果が槽の寸法および達成すべき混合
作用に対して相対的なエアレータと囲いの寸法に依存す
ることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】オーバーフロー用の溢流凹所を有する囲いを備
えた曝気装置の鉛直断面図である。
【図２】図１の装置の平面図である。
【図３】別の構成の囲いを備えた曝気装置の鉛直断面図
である。
【図４】もう１つ別の構成の囲いを備えた曝気装置の鉛
直断面図である。
【図５】別の構成の囲いを備え、別のタイプのエアレー
タを用いた曝気装置の鉛直断面図である。
【図６】図５の装置の平面図である。
【符号の説明】
１，１′ 槽 ２ 水 ２ａ，２ｂ 領域 ２ｃ，２ｄ レベル ３，１１ エアレータ ３ａ モータ ３ｂ ガイドリング ３ｃ 空気吹込み管 ３ｄ 結合管 ４ 床 ５，５′ 囲い ５ａ 空間 ５ｂ 上縁 ６ フロート ７ 綱 ９ 凹所 １０ 開口 １２ 分配部材 １３ 側壁 １４ 端壁 １５ 供給導管 １６ コンプレッサ １７ 壁

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体を含有した曝気槽の寸法および配属
    のエアレータの空気放出特性とを槽床近くの槽全横断面
    の１部分のみがエアレータによって集中的に曝気される
    にすぎないように設定して曝気槽内の液体の循環の制御
    を介して液体の酸素吸収を増大させるための方法におい
    て、上昇する、曝気する空気の量の膨張作用を介して槽
    内を上昇せしめられた液体の量が、この液体が槽内の液
    体の本体の表面に到着した領域から側方外方へ流れるの
    を完全に、または部分的に阻止することを特徴とする、
    曝気中の液体のガス吸収を増大させる方法。
  2. 【請求項２】 液体の本体の表面近くの上昇せしめられ
    た液体の量の１部分を前記領域から所定の方向に側方外
    方へ流れさせる、請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 槽が多角形であり、かつ上昇せしめられ
    た液体の前記の部分を槽のコーナーへ向かって優先的に
    流れさせる、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 液体を含有した曝気槽内における液体の
    循環の制御を介して液体中への酸素吸収を増大させるた
    めの装置であって、気泡を槽床近くで槽内へ導入するエ
    アレータが設けられており、かつ槽の寸法とエアレータ
    の空気放出特性とが槽床近くの槽全横断面の１部分のみ
    がエアレータによって集中的に曝気されるにすぎないも
    のである形式のものにおいて、上昇する空気量とともに
    槽内を上昇せしめられた液体量がこれが槽内の液体の本
    体の表面に到着した領域から側方外方へ流れるのを完全
    にまたは部分的に阻止するための手段が槽内の液体の本
    体の表面に配置されていることを特徴とする、曝気中の
    液体のガス吸収を増大させるための装置。
  5. 【請求項５】 前記の阻止するための手段が鉛直に配置
    された壁を備えており、壁が正方形、方形または多角形
    の上下で開いた囲いを形成しており、かつ囲いを槽内で
    強力な曝気ゾーン上方の位置に支持するための手段が設
    けられている、請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 槽が複数の壁を有しており、かつ前記の
    阻止するための手段が槽内に互いに平行に槽の２つの壁
    間に配置された２つの壁部材を有しており、各壁部材が
    両端で槽の上記の２つの壁に固定されており、壁部材が
    鉛直に配置された互いに向合った表面を有していて、し
    かもこれら表面間の、槽の前記の２つの壁の部分と一緒
    に囲いを構成しており、かつこの囲いの横断面寸法が、
    液体の本体の表面近くの、直接曝気された液体の領域の
    ほぼ全体が囲い内に取込まれるようなものである、請求
    項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 阻止するための手段が、円弧状の鉛直の
    表面を有する壁部分を備えており、これらが一緒に上下
    で開いた円筒形の囲いを形成しており、囲いを槽内の、
    強力な曝気ゾーンの上方の位置に支持するための手段が
    設けられており、囲いの横断面寸法が、液体の本体の表
    面近くの直接曝気される液体の領域のほぼ全体が囲い内
    に取込まれるようなものである、請求項４記載の装置。
  8. 【請求項８】 囲いの横断面寸法が２〜１０ｍである、
    請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】 囲いの横断面寸法が3〜7ｍである、請求
    項７記載の装置。
  10. 【請求項１０】 囲いの上下間の高さが槽内の液体の本
    体の高さの１０〜７０％である、請求項５から９までの
    いずれか１項記載の装置。
  11. 【請求項１１】 支持するための手段が、囲いを液体の
    本体によって液体の表面で浮遊支持せしめることを可能
    にする、囲いに結合されたフロートと、囲いを選択され
    た位置で保持するための側方の定着手段とを備えてい
    る、請求項５または７記載の装置。
  12. 【請求項１２】 囲いを槽内に固定的に定着するための
    手段が設けられている、請求項５または７記載の装置。
  13. 【請求項１３】 囲いが、空気によってこの囲いの中へ
    移動せしめられた液体が囲いの上縁を越えて囲い内から
    囲い外へ逃げることができないような高さ位置に配置さ
    れている、請求項５または７記載の装置。
  14. 【請求項１４】 囲いが、空気によってこの囲いの中へ
    移動せしめられた液体の１部が囲いの上縁を越えて囲い
    内から囲い外へ流れることができるような高さ位置に配
    置されている、請求項５または７記載の装置。
  15. 【請求項１５】 囲いが囲いの上縁に、溢流を許し、か
    つ囲いから流出する液体の量を制御するための凹所を設
    けられている、請求項１４記載の装置。
  16. 【請求項１６】 溢流する液体量を囲いから所定の方向
    へ向けるために凹所が囲い上縁の選択された部分にのみ
    設けられている、請求項１５記載の装置。
  17. 【請求項１７】 囲いが、囲いから流出する液体の量を
    制御するために囲いの上縁の下方であってしかも少なく
    とも部分的に囲い内の液体の高められたレベルの下方に
    流出開口が設けられている、請求項１４記載の装置。
  18. 【請求項１８】 開口が、流出した液体量を囲いから所
    定の方向に向けるために囲いの選択された部分にのみ設
    けられている、請求項１７記載の装置。
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