JPS5826078Y2 - 曝気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、汚水処理等に必要な酸素、空気、オゾン等を
汚水に溶解させる曝気装置に関するものである。

従来では羽根車を回転して得られる水流で、気泡を微細
化する場合、ポンプ、が用いられ、羽根車の回転運動で
得られる軸方向流れの水流のエネルギーを利用するのが
一般的であった。

すなわちポンプ吐出側管路にベンチュリ、エゼクタ、オ
リフィス板等を取付けて、側面に細孔から気体を供給し
て微細気泡を形成した来た。

しかしながら、これらの方法にはいづれも管路を縮少さ
せて水流を高速化しなければならないため、必然的に管
路摩擦抵抗が著しく増加し、従って高圧ポンプを選定し
なければならず、動力は大にならざるを得なかった。

また水流で気泡を微細化する場合、液ガス比すなわち液
流量に対するガス流量の比率が設計因子となるが、液ガ
ス比を一定にして、ベンチュリ等の曝気性能を検討する
と、大型化するに伴い単位時間当りの気体溶解量が著し
く減少し、すなわち大型化するに伴い気泡微細化力は低
下する欠点があった。

従って多量の気体を無駄なく溶解させるには、小型のベ
ンチュリ等を多数個設ける以外になく、設備費の増大お
よび維持管理の複雑化を避けられないことが欠点とされ
ているし、しかも気体吹込口が細孔であるため、汚水中
の懸濁物により、しばしば孔が閉塞し、気体の供給を不
可能にする欠点もあった。

本考案は、これら従来の欠点を除き、多量の気体でも簡
単な設備で微細化し、少い動力で溶解速度を速め、維持
管理の容易な曝気装置を提供することを目的とするもの
で゛ある。

また本考案では曝気体が水流を生ずるポンプの羽根車吐
出端に接近して開得する吹込口から供給され、吐出流お
よび羽根車自身の回転運動による強い剪断作用を利用し
て、気泡を瞬時に微細化し、気液接触面積の増大と気液
接触時間の延長化を図り、ケーシング内で激しく混合攪
拌して均一化した気液混相流を形成し、気体をすみやか
に溶解させる曝気装置を構成簡単で安価に提供すること
をも目的としている。

本考案は槽内に空気、酸素、オゾンなどの曝気体を供給
して気液混相流を生ぜしめる曝気槽において、槽内液に
旋回流若しくは循環流などの水流を生ずるポンプを曝気
槽を含む循環流路中に備え、このポンプケーシング内に
翼外周端がケーシング内面に近接して回転する羽根車を
設けると共に、該回転羽根車出端即ち翼出口端近傍でか
つ羽根車径内の翼外周端付近に気体供給用導管の吹込先
端部を回転羽根車に対向配置させ気体を直接羽根車表面
に衝突させるようにその吹込口を開口して気体供給用導
管の吹込先端部における背面乱流作用と羽根車の翼出口
先端の強い剪断作用の２段作用を与える構成とし、該気
体供給用導管を空気、酸素、オゾン等の曝気体の供給装
置に連結し、槽内液に曝気体を微細化して混入すること
を特徴とする曝気装置である。

本考案の実施例につき図面を参照して説明すると、第１
図では水槽の外に羽根車のあるポンプを設置した場合の
一例で、原水流入管１および処理水流出管２を液面４よ
り下に設けた汚水処理槽３において、流出端を槽底部に
開口した吐出管５と流入端を該流出端より上方で、かつ
液面より下に開口した吸込管６とを設備し、それぞれ弁
７，８を介して循環ポンプ９に連結して循環流路を形成
させるとともに、酸素などガス供給体１２と循環ポンプ
９とを弁１１のある導管１０で連結し、酸素ガスを羽根
車吐出端近傍で微細化するようにしである。

前記ポンプ９としては、第２図の如く、ケーシング１３
内に翼外周端がケーシング１３内面に近接（５ｍｍ以下
が好ましい）して回転する羽根車を設け、気体供給用導
管１０の吹込先端部を回転羽根車吐出端（即ち翼出口端
）近傍で、かつ羽根車１４径内の翼外周端付近に回転羽
根車１４と対向して開口して気体を供給し、気体は強い
吐出流速度と、羽根車回転力により、微細化され、汚水
処理槽底部の吐出管５の開口端から槽内に放散され、汚
水処理槽３内の汚水に縦方向、横方向、斜め方向の流れ
を形成し、槽内液に循環流もしくは旋回流などの水流を
生起する。

第３図の実施例では羽根車を水槽内に設備したもので、
第１図と同様の汚水処理槽３において、ケーシング１３
と羽根車１４とを液面下に設け、ドラフトチューブ形の
ケーシングと羽根車１４とを同心上に垂直に設備すると
ともに、羽根車１４と駆動部１６とを軸１５で連結し、
ケーシング１３内が上向流ケーシング１３の外が下向流
となる循環系路を形威し、羽根車１４の吐出端近傍に酸
素ガスを供給する導管１０を備えた曝気装置で、汚水処
理槽３内の汚水に縦方向、横方向、斜め方向の流れを形
成し、槽内液に循環流もしくは旋回流などの水流を生起
させる。

第４図示例は、第３図示例の循環系路を逆にしたもので
（ケーシング１３内が下向流）、それ以外は同一の構造
である。

なお、駆動部１６は、軸１５が長くなるのをさけるため
に液面４下に設置してもよい。

すなわち、第３図、第４図においても第２図と同様に、
ケーシング１３内に翼外周端がケーシング内面に近接す
るように回転羽根車１４を設け、気体供給用導管の吹込
先端部を前記回転羽根車１４吐出端（即ち翼出口端）近
傍でかつ羽根車１４径内の翼外周端付近に前記回転羽根
車と対向して配設する。

このように構成することにより、気体を微細化できる。

第５図は羽根車１４の吐出端近傍に気体を供給する具体
例を示すものであるが、第５図Ａの如く導管１０の先端
を開口して供給したり、第５図Ｂのようにケーシング１
３側面から中心方向に延びる導管１０の側面の細孔２０
から供給する構成としたり、第５図Ｃ例のように多孔板
で構成される中空体２１をケーシング内面に設け、この
中空体に導管１０を連通して設は羽根車１４側の先端よ
り気体を供給する構成とすることもできる。

なお、前記曝気体供給導管１０は、オゾン又は酸素発生
器に連結して曝気体を能率よく給送するようにする。

なお、図示例においては、羽根車の形状として斜流型を
示したが、軸流型、旋回流型の場合においても作用効果
は同一である。

上述した各実施例において、回転羽根車をケーシング内
で回転させるとき羽根車の吸込側も吐出側も、ケーシン
グ内では軸流および旋回流が発生するが、液体より密度
の小さい（約１／１０００小さい）気体は、旋回流中で
、旋回中心方向に集合しやすい。

そのため羽根の軸中心に集合し、羽根車回転速度が最大
になり、気泡破砕能力が最も大きい羽根車先端の剪断力
の影響を受けなくなるので回転羽根車の加圧側から負圧
側への流体の逃げを最少限にする構成を戊し、しかも羽
根車の翼先端部の回転速度を有効に利用したもので、気
体供給用導管の先端を翼先端部に近接させるために、背
面乱流作用や乱流作用を利用して気泡を集合塊にさせる
ことなく、瞬時に微細化されるのである。

本考案は該回転羽根車吐出端（即ち翼出口端）近傍に気
体供給用導管の吹込先端部を回転羽根車に対向配置させ
かつ羽根車径内の翼外周端付近に配置して気体供給用導
管の吹込先端部における背面乱流作用と羽根車の翼出口
先端の強い剪断作用の２段作用を与える構成とし、該吹
込先端部から供給される空気、酸素、オゾン等を槽内液
に微細化して混入することにより、羽根車の吐出流は吐
出端およびその近傍で最も流速が大となるので、気体吹
込口を羽根車吐出端に接近させることにより、吐出流の
強い剪断力を気体吹込口に作用させることができ、特に
吐出流に直角に気体を吹込めば、気体の微細化効果は大
きく、且つ、羽根車に気体吹込口を接近させれば、気体
を直接羽根車表面に衝突させて、羽根車の高速回転力で
微細気泡を形成できるので、気体の一部は羽根車裏面の
負圧部に引込まれ、負圧部内での激しい乱流で微細気泡
と成し得ることも可能であると共に、羽根車吐出端近傍
すなわち、吐出側から羽根車に気体を衝突させるように
気体を吹込むことにより、気体を微細化すると同時に、
羽根車の激しい混合攪拌作用により気体供給用導管の吹
込先端部における背面乱流作用と羽根車の翼出口先端の
強い剪断作用の２段作用を与えることになり、空気、酸
素、オゾン等の曝気体を微細化することができ気泡を均
一分散化して気液界面の更新助長し、気体をすみやかに
溶解させ得るほか、気泡微細化力は吐出流速度と羽根車
回転速度に大きく依存することになり、羽根車の傾斜角
度と回転数を適宜に選定すれば、効率良く微細化できる
と同時に、低圧型の羽根型を選定すれば、動力を減少さ
せ得ることになり、少い動力で溶解速度を速め得ること
が容易に可能となり、しかも従来は軸方向流れの縮流部
に気体を供給して微細気泡を形成したが、本考案は羽根
車吐出端近傍に気体吹込口を開口するので、高速水流面
積が従来法よす遥かに広く、従って広い領域で気体を吹
込み微細化できるので、従来より、多量の気体を供給す
ることが可能となり、少い設置で目的を遠戚できるし、
吐出流速度および回転速度の大なる羽根車吐出端近傍に
気体吹込口を開口しであるので、吹込口を細孔にしなく
とも、吹込口に作用する強い剪断作用により気泡は瞬時
に微細化され、従って、吹込口が懸濁物で閉塞すること
はなく、安定した運転を維持できることともなり、簡単
安価な機構で能率良好な曝気操作ができ、その取扱いも
簡易で維持管理の容易な装置とすることができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は系統説明図、第
２図は一部の切断側面図、第３図及び第４図はそれぞれ
他の実施例の系統説明図、第５図Ａ。 Ｂ、Ｃはそれぞれ羽根車の部分の縦断面図及び平面図で
ある。 １・・・・・・原水流入管、２・・・・・・処理水流出
管、３・・・・・・汚水処理槽、４・・・・・・液面、
５・・・・・・吐出管、６・・・・・・吸込管、７．８
・・・・・・弁、９・・・・・・循環ポンプ、１０・・
・・・・導管、１０′・・・・・・吹込口、１１・・・
・・・弁、１２・・・・・・ガス供給体、１３・・・・
・・ケーシング、１４・・・・・・羽根車、１５・・・
・・・軸、１６・・・・・・駆動部、２０・・・・・・
細孔、２１・・・・・・中空体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 槽内に空気、酸素、オゾンなどの曝気体を供給して気液
   混相流を生ぜしめる曝気槽において、槽内液に旋回流若
   しくは循環流などの水流を生ずるポンプを曝気槽を含む
   循環流路中に備え、このポンプケーシング内に翼外周端
   がケーシング内面に近接して回転する羽根車を設けると
   共に、該回転羽根車吐出端即ち翼出口端近傍でかつ羽根
   車径内の翼外周端付近に気体供給用導管の吹込先端部を
   回転羽根車に対向配置させ気体を直接羽根車表面に衝突
   させるようにその吹込口を開口して気体供給用導管の吹
   込先端部における背面乱流作用と羽根車の翼出口先端の
   強い剪断作用の２段作用を与える構成とし、該気体供給
   用導管を空気、酸素、オゾン等の曝気体の供給装置に連
   結し、槽内液に曝気体を微細化して混入することを特徴
   とする曝気装置。