JPH0957245A - 気泡生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡素な装置構成で且つランニングコストが安価
な気泡発生装置を提供する。 【解決手段】気泡生成管２６は内部に下降流路３８、第
２の上昇流路４０、第１の上昇流路４２が形成されてい
る。下降流路３８の下端部近傍には、圧縮空気が下方に
向かって噴射される噴射ノズル４４が設置されている。
気泡生成管２６の下端部近傍の処理水は水圧が高いた
め、噴射ノズル４４から圧縮空気が噴射されると、その
噴射された圧縮空気が処理水中に溶解される。この空気
が溶解した処理水は、第１の上昇流路４２を上昇して排
出口３４から排出される。この際、処理水は第１の上昇
流路４２を上昇中にその水圧が低下するため、これによ
り溶解した空気が析出して微細気泡が発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気泡生成装置に係
り、特に工場排水等を浄化処理する加圧式浮上分離装置
に用いられる気泡生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】加圧式浮上分離装置は、気泡生成装置で
発生させた微細気泡に原水中の懸濁物を付着させて浮上
させることにより、原水中の懸濁物を分離する装置であ
る。この加圧式浮上分離装置で微細気泡を発生させるに
は、図５に示すように、浮上タンク１から空気溶解タン
ク３に循環供給される原水又は処理水を加圧ポンプ２で
加圧するとともに、コンプレッサ４から圧縮空気を供給
して飽和状態まで空気を溶解させた後、減圧弁５で常圧
に戻し、溶解空気を析出させて微細気泡発生させる方法
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法では、原水又は処理水を加圧するために大揚程の加圧
ポンプを用いなければならず、高い消費電力が必要とな
るためランニングコストが増大するという欠点がある。
また、部品点数が多く、複雑な装置構成となるため、運
転操作が難しく、メンテナンスに多大な労力を要すると
いう欠点がある。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、簡素な装置構成で且つランニングコストが
安価な気泡生成装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明は、前記目的を達成
するために、液体を所定圧力に加圧した状態で空気を過
飽和状態になるまで溶解させたのち、前記所定圧力を常
圧に戻して前記液体中に溶解している空気を析出させる
ことにより微細気泡を発生させる気泡生成装置におい
て、前記所定圧力の静水圧が得られる深さを有する管
と、前記管内に形成され、前記液体を少なくとも前記所
定圧力の静水圧が得られる深さまで下降させる下降流路
と、前記下降流路の前記所定圧力の静水圧が得られる深
さに設けられ、液体中に空気を噴出して外液体中に過飽
和状態になるまで空気を溶解させる空気噴出手段と、前
記管内に形成され、前記下降流路に連通するとともに、
前記過飽和状態になるまで空気が溶解した液体を上昇さ
せて常圧に戻すことにより前記液体中に溶解している空
気を微細気泡として析出させる第１の上昇流路と、前記
管内に形成され、前記空気噴出手段で噴出された空気の
うち前記液体中に溶解しなかった空気を前記上昇流路に
流入しないように浮上させて液体中から放出する第２の
上昇流路と、からなることを特徴とする。

【０００６】本発明によれば、下降流路を下降する液体
は、所定圧力の静水圧が得られる深さで空気噴出手段か
ら空気が噴出されて、過飽和状態になるまで空気が溶解
される。そして、過飽和状態になるまで空気が溶解され
た液体は、第１の上昇流路を上昇して常圧に戻ることに
より液体中に溶解している空気が微細気泡として析出さ
れる。このように、静水圧を利用して液体に所定圧力を
加圧するようにした。

【０００７】また、第２の上昇流路により、空気噴出手
段から噴出された空気のうち液体中に溶解しなかった空
気を前記上昇流路に流入しないようにしたので、懸濁物
の分離効果が良い微細気泡のみを生成することができ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る気泡生成装置の好ましい実施の形態について詳説す
る。図１は、本発明に係る気泡生成装置が適用される加
圧式浮上分離装置の実施例の構成図である。同図に示す
ように、前記加圧式浮上分離装置１０は、主として、浮
上タンク１２と気泡生成装置１４とから構成される。

【０００９】前記浮上タンク１２は、上部が開口された
箱型に形成され、内部を仕切壁１６により原水室１８と
処理水室２０とに仕切られている。この仕切壁１６の下
端部と浮上タンク１２の底部との間には隙間が形成され
ており、前記原水室１８と処理水室２０とはこの隙間を
介して連通されている。前記原水室１８には、図示しな
い凝集タンクから供給される懸濁物を含有した原水と後
述する気泡生成装置１４から供給される微細気泡を含有
した処理水との混合液が供給される。この原水室１８に
供給された原水中の懸濁物は、処理水中の微細気泡に付
着して原水室１８の水面上に浮上し、これにより、原水
が懸濁物と処理水とに分離される。原水室１８上に浮上
した懸濁物は、原水室１８上方に設置されたスカムスキ
ーマ２２によって掻き寄せられてタンク外に排出され
る。

【００１０】一方、処理水室２０には、前記原水室１８
で懸濁物が分離された処理水が仕切壁１６の下方に形成
された隙間を通って流入する。この処理水室２０に流入
した処理水は、一部が、循環ポンプ２４で気泡生成装置
１４に送水され、残りが図示しないポンプで次の処理工
程に送水される。前記気泡生成装置１４は、図２に示す
ように、気泡生成管２６と空気供給装置２８とを主要構
成部材として構成され、気泡生成管２６には、浮上タン
ク１２で処理された処理水が供給される。

【００１１】前記気泡生成管２６は、上端が開放された
円筒状に形成され、下端部近傍で空気を溶解させるのに
十分な水圧が得られる深さを有している。この気泡生成
管２６の内部には、同軸上に第１の仕切管３０が挿入さ
れ、更にその第１の仕切管３０の内部に第２の仕切管３
２が挿入されている。また、この気泡生成管２６の上端
近傍には、気泡生成管２６で生成した微細気泡を含有す
る処理水の排出口３４が形成され、前記浮上タンク１２
の原水室１８の底部近傍に連通されている。

【００１２】前記第１の仕切管３０は、上端、下端とも
に開放された円筒状に形成され、下端が前記気泡生成管
２６の下端よりも上方に位置するように前記気泡生成管
２６内に設置されている。前記第２の仕切管３２は、上
端、下端ともに開放された円筒状に形成され、上端が前
記第１の仕切管３０の上端よりも下方に位置するととも
に、下端が前記第１の仕切管３０よりも上方に位置する
ように前記第１の仕切管３０内に設置されている。ま
た、この第２の仕切管３２の上端近傍には、処理水の供
給口３６が形成され、前記浮上タンク１２の処理水室２
０に連通されている。

【００１３】前記の如く第１の仕切管３０と第２の仕切
管３２が挿入された気泡生成管２６の内部は、第２の仕
切管３２内を通る下降流路３８、第２の仕切管３２と第
１の仕切管３０との間を通る第２の上昇流路４０及び第
１の仕切管３０と気泡生成管２６との間を通る第１の上
昇流路４２が形成される。前記下降流路３８の下端部近
傍には、後述する空気供給装置２８から供給される圧縮
空気の噴射ノズル４４が設置されている。この噴射ノズ
ル４４からは、圧縮空気が気泡生成管２６の下方に向け
て噴射される。

【００１４】また、前記第２の上昇流路４０の中央部付
近にも、後述する空気供給装置２８から供給される圧縮
空気の噴射ノズル４６、４６、…が設置されている。こ
の噴射ノズル４６、４６、…からは、圧縮空気が気泡生
成管２６の上方に向けて噴射される。前記空気供給装置
２８は、エアコンプレッサ４８、減圧弁５０、流量計５
２及び流量調整弁５４、５４から構成され、エアコンプ
レッサ４８で生成した圧縮空気を前記噴射ノズル４４及
び噴射ノズル４６、４６、…に供給する。

【００１５】前記の如く構成された本発明に係る気泡生
成装置の実施例の作用は次の通りである。浮上タンク１
２で懸濁物が分離された処理水の一部は、循環ポンプ２
４によって気泡生成管２６の供給口３６に送水される。
そして、供給口３６に送水された処理水は、下降流路３
８を下降して気泡生成管２６の下端部に導かれる。

【００１６】一方、空気供給装置２８からは、エアコン
プレッサ４８で生成した圧縮空気が噴射ノズル４４及び
噴射ノズル４６、４６、…に供給される。噴射ノズル４
４に供給された圧縮空気は、下降流路３８内を気泡生成
管２６の下方に向かって噴射され、噴射ノズル４６、４
６、…に供給された圧縮空気は、第２の上昇流路４０内
を気泡生成管２６の上方に向かって噴射される。

【００１７】ここで、気泡生成管２６は、深く形成され
ているため、気泡生成管２６の下端部近傍では、空気が
溶解するのに十分な水圧が得られている。したがって、
前記噴射ノズル４４から噴射された圧縮空気は、気泡生
成管２６の下端部近傍の処理水中に溶解する。しかしな
がら、前記噴射ノズル４４から噴射された圧縮空気は、
全て処理水中に溶解するわけではなく、処理水中には不
溶解空気が発生する。

【００１８】ここで、前記第２の上昇流路４０には、噴
射ノズル４６、４６、…から噴射された圧縮空気のエア
リフト効果により上昇流が生じているので、前記不溶解
空気は、全てこの第２の上昇流路４０に導入される。そ
して、導入された不溶解空気は、この第２の上昇流路４
０を上昇して、第１の仕切管３０の上端開放部から大気
中に放出される。

【００１９】一方、空気が溶解された処理水は、第１の
上昇流路４２内に導入される。そして、この第１の上昇
流路４２を上昇して、気泡生成管２６の上端部に形成さ
れた排出口３４から排出される。この際、前記処理水
は、第１の上昇流路４２内を上昇することにより水圧が
低下するので、溶解された空気が析出して、微細気泡が
発生する。

【００２０】このように、本実施の形態の気泡生成装置
１４によれば、従来のように大揚程の加圧ポンプを用い
る必要がないため、ランニングコストが安価で済む。ま
た、構成部材も少なく、簡素な装置構成のため、運転操
作が簡単で且つメンテナンスが容易である。更に、不溶
解空気を除去した微細気泡を含有する処理水のみを取り
出すことができるので、浮上タンク１２において効率的
な浮上分離が可能になる。

【００２１】なお、図３に示すように、第１の仕切管３
０に供給口３６を形成するとともに、第１の仕切管３０
と第２の仕切管３２との間を流路（前記実施例における
第２の上昇流路４０）を下降流路３８として使用し、第
２の仕切管３２内の流路（前記実施例における下降流路
３８）を第２の上昇流路４０として使用しても同様の効
果が得られる。

【００２２】また、図４に示すように、気泡生成管２６
内を縦方向に仕切る仕切り板５６、５８により、気泡生
成管内２６に下降流路３８、第２の上昇流路４０及び第
１の上昇流路４２を形成しても、同様の効果が得られ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のように大揚程の加圧ポンプを用いる必要がないた
め、ランニングコストが安価で済む。また、構成部材も
少なく、簡素な装置構成のため、運転操作が簡単で且つ
メンテナンスが容易である。更に、不溶解空気を除去し
た微細気泡を含有する液体のみを取り出すことができる
ので、浮上分離装置に適用することにより、効率的な浮
上分離を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る気泡生成装置が適用される加圧式
浮上分離装置の実施例の構成図

【図２】本発明に係る気泡生成装置の実施例の説明図

【図３】本発明に係る気泡生成装置の他の実施例の説明
図

【図４】本発明に係る気泡生成装置の他の実施例の説明
図

【図５】従来の加圧式浮上分離装置の構成図

【符号の説明】

１０…加圧式浮上分離装置 １２…浮上タンク ２６…気泡生成管 ２８…空気供給装置 ３０…第１の仕切管 ３２…第２の仕切管 ３４…排出口 ３６…供給口 ３８…下降流路 ４０…第２の上昇流路 ４２…第１の上昇流路 ４４、４６…噴射ノズル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を所定圧力に加圧した状態で空気を
   過飽和状態になるまで溶解させたのち、前記所定圧力を
   常圧に戻して前記液体中に溶解している空気を析出させ
   ることにより微細気泡を発生させる気泡生成装置におい
   て、 前記所定圧力の静水圧が得られる深さを有する管と、 前記管内に形成され、前記液体を少なくとも前記所定圧
   力の静水圧が得られる深さまで下降させる下降流路と、 前記下降流路の前記所定圧力の静水圧が得られる深さに
   設けられ、液体中に空気を噴出して外液体中に過飽和状
   態になるまで空気を溶解させる空気噴出手段と、 前記管内に形成され、前記下降流路に連通するととも
   に、前記過飽和状態になるまで空気が溶解した液体を上
   昇させて常圧に戻すことにより前記液体中に溶解してい
   る空気を微細気泡として析出させる第１の上昇流路と、 前記管内に形成され、前記空気噴出手段で噴出された空
   気のうち前記液体中に溶解しなかった空気を前記上昇流
   路に流入しないように浮上させて液体中から放出する第
   ２の上昇流路と、からなることを特徴とする気泡生成装
   置。
2. 【請求項２】 前記第２の上昇流路に前記管の上端部に
   向けて圧縮空気を噴射する第２の空気噴射手段を設け、
   該第２の空気噴出手段が噴出する空気により前記第２の
   上昇流路に上昇流を形成することを特徴とする請求項１
   記載の気泡生成装置。