JPS607786Y2 - 液中に気体を溶解せしめる気体溶解装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、液中に気体を溶解させるための気体溶解装置
、詳しくは、気体溶解槽を低位置に配置した気体溶解装
置における前記気体溶解槽の液位検出機構の改良に関す
るものである。

従来、液体に気体を溶解させる装置として種々の考案が
なされているが、これらのうち低動力でしかも建設費も
比較的低兼な装置例として、気体溶解槽を気体を溶解し
た溶液の貯槽のレベルよりも数１０ｍ下位に配置するも
のがある。

このような気体溶解槽と前記貯槽との実用的水位差（後
記する図面におけるＨ）は約３０〜４０ｍの範囲である
が、地形的にこの落差が得られるところは少なく、殆ど
の場合、乾式の井戸を掘削して、これに気体溶解槽を納
めている。

この気体溶解槽の径は、井戸掘削費を考慮して一般に１
ｍ未満（４００〜８００ｍｍが実績実用径）であり、井
戸径は小さく、気体溶解槽上部の井戸内には、地上の関
連機器との連絡配管のため人間の昇降空間がない場合が
多いし、また、人間が降りて行って点検保守を行う必要
があるような気体溶解槽であってはならない。

ところで、上記のような低位配置の気体溶解槽には槽内
上部に気相部、下方部に液相部が形成されるが、気相部
は槽内全容積のほぼ半分くらいの空間を確保するように
液相部の液位をほぼ一定に保つ必要がある。

この空間は前記水位差Ｈ（配管の圧損失を含む全圧力差
）とバランスする圧力を有しており、この高圧空間に気
体溶解用の液体を噴射管から噴出飛散させることにより
、液体の比表面積を増大させて液中に多量の気体を短時
間に取込んで溶解させるようになっている。

このように、この気体溶解槽には高圧の気相部が必要で
あり、これを確保するために気体溶解槽内の液位を適切
な高さに一定に保たな゛ければならない。

この気体溶解槽の液位調節方法としては、液位を検出し
て気体溶解用の液体の供給流量を調節するのが一般的で
あり、また、確実な方法でもある。

この液位検出器には種々の計器が使われる。例えば電極
式、フロート式、静電容量式、差圧式などである。

しかしながら、これらの検出部が気体溶解槽に付属配備
されていて地下に配置されている場合、これが何等から
の故障を生じた場合、その点検、整備はかなり大掛かり
なものとなり、多大の労力と時間を要するものとなる問
題がある。

本考案は、このような従来装置の欠点を解消し、気体溶
解槽内の液位を確実に検出すると共に、これを一定の範
囲に安定して調節できる気体溶解装置を提供することを
目的とするものである。

本考案は、槽内の上方部に気相部、下方部に液相部を形
成せしめる気体溶解槽を配備し、前記気相部には加圧気
体供給源に連なる加圧気体送給管と１系統又は２系統以
上の液体導入管を開口配備し、前記液相部には加圧気体
供給源に連なる加圧気体送給管と気体溶解液導出管とを
開口配備すると共に、前記気相部に連なる加圧気体送給
管には減圧弁を、また前記液相部に連なる加圧気体送給
管には減圧弁と定流量弁を設け、かつ、これら両加圧気
体送給管の間にその差圧を測定する差圧計を接続配備し
て前記液体導入管中に設けた流量調節弁を制御するよう
にしたことを特徴とする液中に気体を溶解せしめる気体
溶解装置である。

すなわち、本考案は気体溶解槽に２系統の加圧気体送給
管を接続配備し、その一方を溶解用に使用し、他方を気
体溶解槽の液相部パージ用として使用する構造とするこ
とにより、気体溶解槽をいわゆるエアーパージ式（気泡
式）液面測定装置付のものとなしたことを骨子とする新
規、有用なる気体溶解装置である。

なお、前記気相部に連なる加圧気体送給管に設けた減圧
弁は、気体溶解槽内の圧力をほぼ一定に保ち、十分な量
の気体を溶解せしめるために必要なものであり、前記液
相部に連なる加圧気体送給管に減圧弁と定流量弁を組合
わせて配備したのは、加圧気体の送給量を液位（液面）
測定のために必要最少限度に調節しながら確実にパージ
させるためである。

（パージ量が過多の場合、気体溶解槽の液面が乱れて正
確な液位測定が困難となる。

）本考案においては、前記加圧気体送給管により送給さ
れる加圧気体の種類あるいは組成はいかなるものでもよ
く、また、これらは同一であることが好ましく、例えば
これら送給管のいずれにも加圧空気を送給する場合には
、１台の空気圧縮機の吐出側に分岐管を接続すればすむ
利点がある。

さらに、前記液体導入管には種々の液体、例えば水、汚
泥、有機液体、水溶液などを導入することができる。

また、液体導入管を２系統以上設けた場合にはこれらの
液体を適宜に組合わせて導入することも可能である。

本考案の実施例を図面を参照しつつ説明する。

この実施例は汚泥を浮上濃縮するため空気を汚泥と水の
混合液に溶解する装置である。

さて、前記気体溶解槽としての空気溶解槽２２の上方部
には気相部Ａと、下方部には液相部Ｂが形成され、気相
部Ａには３系統の配管が、また、液相部Ｂには２系統の
配管が開口配備されている。

すなわち、前記液体導入管としての汚泥配管１９及び希
釈水配管２０並びに前記加圧気体送給管としての空気配
管６が気相部Ａに、また、前記加圧気体送給管としての
空気配管７及び気体溶解液導出管２３が液相部に開口さ
れている。

但し、希釈水配管２０は空気溶解槽２２内では多孔管型
の散水管２１となっている。

一方、空気溶解槽２２よりも上方部３０〜４０ｍの位置
には希釈水槽１、汚泥槽２、空気圧縮機１６及び浮上濃
縮槽１８が配置されている。

そして、希釈水槽１は希釈ポンプ３、流量調節弁５を有
する前記希釈水配管２０により、また、汚泥槽２は汚泥
ポンプ４、定流量弁２４を有する前記汚泥配管１９によ
り、さらに、浮上濃縮槽１８は手動弁１７を有する前記
気体溶解液導出管２３により、それぞれ空気溶解槽２２
に連絡されている。

また、空気圧縮機１６の空気吐出側配管は途中で２系統
の配管、すなわち、減圧弁１４、圧力計１３及び流量計
１０を有する前記空気配管６と減圧弁１５、定流量弁１
２（−吹出基準型）及び流量計１１を有する前記空気配
管７に分岐している。

またこれら２系統の配管の間には差圧検出式の伝送器９
と電気伝送式の液面指示調節警報計（ＬＩＣＡ） ｆ３
とからなる前記差圧計を配備してあり、この差圧計の検
知が空気溶解槽２２の気相一液相の境界面のレベルを実
質的にキャッチすることとなりＬＩＣＡ ８からの電気
信号により前記流量調節弁５の開度が調節され槽内の液
位を適切な高さに一定に保つことができるようになって
いる。

しかして、汚泥は汚泥ポンプ４により、汚泥を希釈する
ための希釈水は希釈水ポンプ３によりそれぞれ空気溶解
槽２２に連続的に供給される。

この場合、汚泥の流量は定流量弁２４により一定に保た
れるが、希釈水は流量調節弁５により適宜の値に調節さ
れる。

空気溶解槽２２においては希釈水は散水管２１から噴射
され、汚泥を希釈すると共に汚泥と希釈水との混合液に
空気を溶解させる作用をする。

空気も溶解した混合液は気体溶解液導出管２３を通って
浮上濃縮槽１８に流入する。

このとき混合液に掛かる圧力が大気圧に戻るため減圧効
果が生じて溶解していた空気が発泡し、汚泥の浮上濃縮
が行われる。

この場合、前記２系統の空気配管６，７、空気溶解槽２
２、伝送器９及びＬＩＣＡ ｆ３がいわゆるエアパージ
式液面測定装置を構成している。

すなわち、空気圧縮機１６からの加圧空気は空気配管６
及び７に分岐して流れるが、空気配管６を流れる加圧空
気は減圧弁１４により二次側圧力を一定に調節されて空
気溶解槽２２に流入し空気溶解槽２２の内圧を一定に保
つと共に汚泥と希釈水との前記混合液に溶解される空気
の空気源となり、一方、空気配管７を流れる加圧空気は
減圧弁１５により二次側圧力を一定に調節され、次いで
定流量弁１２で流量が一定となって空気溶解槽２２にパ
ージされるが、このパージ空気は空気溶解槽２２内の液
位すなわち差圧ΔＨを検出するためのものであり、同時
に前記混合液に溶解される空気の空気源にもなっている
。

したがって、空気配管７を流れる加圧空気量は最少限度
で足り、空気配管６を流れる加圧空気量は前記混合液に
溶解する全空気量から前記パージ空気量を差引いたもの
に相当する。

さて前記差圧ΔＨは空気配管６，７のそれぞれ流量計１
０．１１の二次側の加圧空気の圧力差を検出して測定さ
れ、この差圧を測れば空気溶解槽２２の気相部Ａ液相部
Ｂとの境界面であるレベルの位置がわかりＬＩＣＡ ｆ
３からの電気信号により流量調節弁５が作動し、空気溶
解槽２２への希釈水の供給量が差圧ΔＨを所定の範囲内
に制御するようにその開度が調節される。

上記実施例においては希釈水槽１を設け、液体導入管を
２系統とし、汚泥と希釈水を空気溶解槽２２において混
合するようにしであるが、汚泥濃度が低い場合には希釈
水槽１及び希釈水配管１９は不要となる。

予め汚泥を希釈しておく場合においても同様である。

但し、この場合には定流量弁２４は流量調節弁５と同一
の作用をする弁と交換する必要がある。

また、前記汚泥ポンプ４の吐出量が安定している場合に
は定流量弁２４の代りに通常の手動弁を代用することが
できる。

さらに、前記空気圧縮機１６の吐出側配管は途中で２系
統に分岐しているが必ずしも分岐させる必要はなく、空
気配管６及び７をそれぞれ別異の空気圧縮機に連絡させ
てもよい。

以上述べたように本考案は、気体溶解槽に気相部と液相
部を配備し、気相部には溶解用の加圧気体送給管と液体
導入管を、液相部にはパージ用の加圧気体送給管と気体
溶解液導出管をそれぞれ開口配備すると共に、気相部に
連なる加圧気体送給管には減圧弁を、液相部に連なる加
圧気体送給管には減圧弁と定流量弁を設け、かつ、これ
らの両加圧気体送給管の間に差圧計を接続配備して前記
液体導入管中に設けた流量調節弁を制御するようにした
構成とすることにより、差圧を測れば気体溶解槽の気相
部と液相部とのレベル位置がわかり差圧計の信号で流量
調節弁の開度が調整されて槽内の液位を適切に保つこと
ができる。

即ち気体溶解槽を地下に配置した場合においても、安定
かつ確実にその液位を検出、制御でき、したがって装置
の点検保守に要する手間が著しく軽減され、極めて効率
良く気体を液体に溶解せしめることが可能となるなど実
用上多大の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示す系統説明図である。 １・・・・・・希釈水槽、２・・・・・・汚泥槽、３・
・・・・・希釈水ポンプ、４・・・・・・汚泥ポンプ、
５・・・・・・流量調節弁、６．７・・・・・・空気配
管、８・・・・・・ＬＩＣＡ、 ９・・・・・・伝送器
、１０．１１・・・・・・流量計、１２・・・・・・定
流量弁、１３・・・・・・圧力計、１４，１５・・・・
・・減圧弁、１６・・・・・・空気圧縮機、１７・・・
・・・手動弁、１８・・・・・・浮上濃縮槽、１９・・
・・・・汚泥配管、２０・・・・・・希釈水配管、２１
・・・・・・散水管、２２・・・・・・空気溶解槽、２
３・・・・・・気体溶解液導出管、２４・・・・・・定
流量弁、Ａ・・・・・・気相部、Ｂ・・・・・・液相部
、Ｈ・・・・・・水位差、ΔＨ・・・・・・差圧。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 槽内の上方部に気相部、下方部に液相部を形成せし
   める気体溶解槽を配備し、前記気相部には加圧気体供給
   源に連なる加圧気体送給管とｌ系統又は２系統以上の液
   体導入管を開口配備し、前記液相部には加圧気体供給源
   に連なる加圧気体送給管と気体溶解液導出管とを開口配
   備すると共に、前記気相部に連なる加圧気体供給管には
   減圧弁を、また前記液相部に連なる加圧気体送給管には
   減圧弁と定流量弁を設け、かつ、これら両加圧気体送給
   管の間にその差圧を測定する差圧計を接続配備して前記
   液体導入管中に設けた流量調節弁を制御するようにした
   ことを特徴とする液中に気体を溶解せしめる気体溶解装
   置。 ２ 前記加圧気体送給管が、前記加圧気体供給源の吐出
   側配管から分岐されたものである実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の気体溶解装置。 ３ 前記液体導入管が２系統からなるものであって、そ
   の一方が定流量弁又は手動弁を有する泥配管であり、他
   方が前記差圧計からの信号を受けて制御される流量調節
   弁を有する希釈水配管である実用新案登録請求の範囲第
   １項又は第２項記載の気体溶解装置。 ４ 前記気体溶解液導出管が、前記気体溶解槽よりも上
   方に配備された汚泥の浮上濃縮装置に連絡されているも
   のである実用新案登録請求の範囲第２項又は第３項記載
   の気体溶解装置。 ５ 前記加圧気体供給源が、空気圧縮機である実用新案
   登録請求の範囲第４項記載の気体溶解装置。