JPS6135918B2

JPS6135918B2 -

Info

Publication number: JPS6135918B2
Application number: JP55185515A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Shibata
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1980-12-27
Filing date: 1980-12-27
Publication date: 1986-08-15
Also published as: JPS57110387A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は曝気装置に関するものであり、特に汚
水処理のピツト内に設置して好適な曝気装置に関
するものである。

従来より、汚水処理装置としてピツト中に曝気
装置を設置し、汚水中に空気を吸込んで空気中の
酸素により汚水の浄化処理を行うことが広く行わ
れている。

従来、ポンプの吐出し口に直接あるいは立上り
曲管を介して空気室に開口するノズルが設けられ
ており、また空気導入管とデイフユーザが接続さ
れていて被処理液体中に設置され、ポンプによる
気水のジエツト流を生じさせる曝気装置において
は、噴射される流れがデイフユーザの内壁への接
触が乱れ、充分な空気が吸入されず。しかも吸入
された空気の気泡の大きさは不均一で、時には大
きな気泡が細分されずそのままデイフユーザから
流出するという欠点があつた。

このようなジエツト式曝気装置の欠点の解決策
として、ノズルの上流或いは下流側でジエツト流
を旋回させることも試みられてはいるが、これら
はいずれもスクリユーを用いて旋回させようとす
るものであり、ノズルの上流側にスクリユーを設
けたものでは、汚水中の物質のスクリユーの詰ま
り、旋回によるエネルギの損失、強制急旋回のた
めの乱流の発生等の原因により吸入される空気量
は逆に減少する傾向があり、またノズルの下流側
に設けたものでは、スクリユーによる物質の詰ま
りと共に空気吸入のために一番重要である部分に
スクリユーを設けているために、噴射流が均一に
滑らかにデイフユーザ内壁に接触せず、空気量は
減少するという欠点がある。

一方、浄化槽新構造基準によるとし尿処理にお
いて、し尿の通路断面直径は40φ以上あればよい
とされている。処が40φより小さいノズルの曝気
装置において40φまで、そのまゝ直径を増大させ
ると吸入空気量が減少してしまうことになる。そ
こで特願昭53−64345号に係わる発明「曝気装
置」は「処理される液体中において、駆動される
ポンプと、該ポンプに液体的に連結されているエ
ゼクタとから成り、該エゼクタは前記ポンプから
の液体が供給されるノズル部と、該ノズル部を囲
繞するように形成されていて気体を導入するため
の空気導入管が開口している空気室と、前記ノズ
ル部から噴出される液体が通るデイフユーザ部と
から構成されているものにおいて、前記エゼクタ
か前記ポンプの吐出液流方向に対して少なくとも
２方向に３次元的に折り曲げられている通路を有
する部材を介して前記ポンプに接続されているこ
とを特徴とする曝気装置。」であつて、二方向に
三次元的に折り曲げられている通路をとおる間に
整流されて、且つ旋回が与えられてノズルより噴
射される液体はエゼクタの内壁に旋回し乍ら接触
し、空気との接触面積が大きくなり、かつ直管部
でも旋回しているので吸入空気量は増大し、かつ
吸入された空気は管の中心に向つて進み気泡が微
細化される過程が長くなり、大量の微細化された
気泡が得られる効果を有している。

しかし乍らこの改良された曝気装置は性能上は
改善されたが、２方向に三次元的に、或は場合に
より二次元的にポンプの吐出し管に続いて通路を
設けるため、デイフユーザがポンプと一直線上に
来ず設置面積が大きく、組立もそれだけ工数がか
かることになつている。

本発明は従来の曝気装置のデイフユーザの内壁
への接触が乱れて、充分な空気が吸入されず、し
かも吸入された空気の気泡の大きさが不均一で、
時には大きな気泡がそのままデイフユーザから流
出するという欠点を改善して、ノズルよりデイフ
ユーザに進む液体に旋回流を生じさせると共にポ
ンプとデイフユーザが一直線上に配され、設置面
積が小さく組立の簡単な曝気装置を提供すること
を目的とするものである。

本発明は前面が解放されている羽根車、例えば
セミオープン形の羽根車の開放側前面と吸込口間
に空間を設け、その外周と共に渦巻室を構成して
渦巻室より吐出し口に到る液体通路を設けたポン
プ、例えばボルテツクスポンプは固形物を含む液
送に適するものであること、並びに、このボルテ
ツクスポンプを運転すると該渦巻室においてはポ
ンプ主軸の延長上を中心として吸込口より渦巻室
に次第に広がるスパイラル状に旋回流が生ずるこ
とが従来より知られている。本願発明者は更に実
験の結果、ボルテツクスポンプの主軸に交叉する
吐出し口方向を中心に吐出し管内にもスパイラル
状に旋回流が生じていることを見い出した。

そこでボルテツクスポンプの吐出し口にノズル
を結合してノズル近傍の空気室に空気導入管を開
口させ、空気室に続いてノズルと一直線上にデイ
フユーザを配すると、旋回流による空気吸込量の
増大と気泡の細分化を計れる訳である。

以下本発明の実施例を図面に従つて説明する。
第１図は曝気装置の縦断面図、第２図は第１図の
平面図である。

被処理液体例えば汚水処理のピツト槽底に設置
される全体を１で示す水中モータポンプは上部に
モータ２をその下方のモータ２の下部ブラケツト
３に中間ケーシング４が固定されており、中間ケ
ーシング４には図示されない軸封装置が設けてあ
り、該軸封装置を挿通する主軸５端にはセミオー
プンの羽根車６が固定され、羽根車６は中間ケー
シング４に固定されたケーシング７中に収容され
ており、羽根車６の開放側前面より空間８をおい
てケーシング７には吸込口９が設けてある。ケー
シング７には水中モータポンプ１を支持し、吸込
口９前流路を構成するように一体に脚１１が設け
てある。空間８とその外周部は渦巻室となるもの
であつて吐出し口１２に該渦巻室がつながつてい
る。このように構成されたポンプはボルテツクス
ポンプと称されるものである。

全体を１３で示すエゼクタは水中モータポンプ
１から供給される液体を噴出するノズル１４を、
結合されたケーシング７と空気室１５に挾持固定
され、この空気室１５に真直に延びて、ノズル１
４から噴射される液体の速度エネルギの圧力を回
復するデイフユーザ１６が固定されている。

エゼクタ１３の先端はピツト槽底に立設した取
付具１７によりデイフユーザ１６を挾持固定して
ある。また空気室１５には、気体例えば大気が導
入される空気導入管１８が開口し、該管は上方へ
延びて大気中に開口し、その途中に仕切弁１９
が、また大気中の開口部には消音器２１が設けら
れている。空気導入管１８は、第１図において
は、空気室１５の上部に開口しているように図示
されているが、鎖線で管の一部を示すように、空
気室１５の下部に空気導入管１８′を開口するこ
ともできる。

モータ２が起動されると主軸５、従つて羽根車
６が回転すると、羽根車６内部で第１図の紙面に
投影される平面図が図示Ｂの流れが発生し、この
流れＢにつられて主軸５の延長上を中心とする渦
Ａが発生し、吸込口９より吸込まれた液体はスパ
イラル状に旋回し乍ら渦巻室より吐出し口１２に
向う。

吐出し口１２より流出する液体はノズル１４に
より空気室１５に噴射され、そしてデイフユーザ
１６の直線状部分の管の内壁１６′に接触する。
これによつて、空気導入管１８より空気が吸引さ
れ噴射された液体の表面と接触し次第に空気の通
路２２が狭くなり、接線的に内壁と液体が合わさ
り、その後速度エネルギが圧力回復されてデイフ
ユーザ１６から流出する。そして、このときボル
テツクスポンプの作用として吐出し口１２より流
出する液体は吐出し口１２の中心は主軸５の延長
とは交叉又はくい違い交叉しているのであるが、
吐出し口１２の中心を中心として旋回し乍ら進み
水流はねじりが与えられている。従つてノズル１
４、空気室１５、デイフユーザ１６と水流にねじ
りが与えられてゆるやかな旋回流が与えられる結
果、ノズル１４より噴射される液体はデイフユー
ザ１６の直線状の管の内壁１６′に旋回しながら
接触するので、空気との接触面積が大きくなり、
且つ、デイフユーザ１６の直管部でも旋回してい
るので、実質的に該直管部分が長くなつたのと同
じ効果が得られ、それだけ吸入される空気量は増
大し、かつ吸入された空気は管の中心部に向つて
進み、気泡が微細化される道程が長くなり、汚水
の浄化作用に好都合である大量の微細化された気
泡が得られるものである。

本発明による曝気装置と、閉塞型渦巻ポンプを
備えた全体として本発明の曝気装置と同構造の従
来の曝気装置との比較性能試験をした。

従来の曝気装置にはノズル直径34φ、本発明の
曝気装置にはノズル直径42φを用いた。本発明の
曝気装置の羽根車６開放端とケーシング７吸込口
端壁間は50mm吸込口９は50φmmとなつている。第
３図は横軸に吐出し量Ｑを、縦軸に揚程Ｈを示す
揚程曲線Ｐ１，Ｐ２、抵抗曲線Ｒ１，Ｒ２を示す
もので符号Ｐ２は従来の曝気装置の渦巻ポンプの
揚程曲線、符号Ｐ１は本発明の曝気装置のボルテ
ツクスポンプの揚程曲線、符号Ｒ１，Ｒ２は夫々
本発明及び従来例のポンプの抵抗曲線である。従
つて平衡状態P₁，P₂で吐出し量と揚程とは曝気装
置として状態で従来例、本発明の曝気装置共ほぼ
等しい状態としてある。

このようにポンプ性能をほぼ等しい状態とした
上で吸入空気量とエゼクタが設置される水深との
関係を調べて見た。

第４図は縦軸に吸入空気量（m³／ｈ）を、そし
て横軸にエゼクタ１６が設置される水深（ｍ）を
とつて線図にして示す。同線図から明らかなよう
に、本発明に係る曝気装置の性能を表わす曲線
が、従来のそれを表わす曲線より上方にあり、
吸入空気量は本発明による曝気装置の方が大きい
ことが理解される。なお線図には表わされていな
いが気泡も従来のものより微細化されたものが得
られた。また空気導入管を、第１図において鎖線
で示すように、空気室１５の下部に開口すると空
気は空気室内を上方へ昇るので、空気は通路２２
の周囲の所にまんべんなく流入する結果、吸入空
気量は増大するものである。

以上のとおり、本発明の曝気装置によればポン
プの旋回流がノズルを通じ、空気室、デイフユー
ザまで維持されるので空気吸入量が著しく増大す
る。ボルテツクスポンプであるから固形物も曝気
槽中を循環させることができ曝気装置より固形物
が液体と共に噴出され曝気が被処理液体含有物、
組成物について有効に作用する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の曝気装置の縦断面図、第２図
は第１図の平面図、第３図は従来例の曝気装置に
備えるポンプと本発明の曝気装置のポンプの特性
を示す線図図面、第４図は従来例と本発明の曝気
装置の性能の比較線図図面である。１……水中モータポンプ、２……モータ、６…
…羽根車、７……ケーシング、８……空間、９…
…吸込口、１１……脚、１２……吐出し口、１３
……エゼクタ、１４……ノズル、１５……空気
室、１６……デイフユーザ、１８，１８′……空
気導入管、２２……空気の通路。

Claims

【特許請求の範囲】

１処理される液体中において、駆動されるポン
プと、該ポンプに液体的に連結されているエゼク
タとから成り、該エゼクタは前記ポンプからの液
体が供給されるノズルと、該ノズルを囲繞するよ
うに形成されていて気体を導入するための空気導
入管が開口している空気室と、前記ノズルから噴
出される液体が通るデイフユーザとから構成され
ているものにおいて、前面が解放されている羽根
車を備えており、羽根車開放側前面より吸込口間
に空間をおいて渦巻室を構成するポンプであつ
て、該ポンプによつて得られた流体の旋回力を引
き続きノズル部においても維持すべく、前記空間
に吐出口の大部分を設け、且つ該吐出口と隣接す
る位置にノズルが連結されている曝気装置。