JPS6218211B2 - - Google Patents
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- JPS6218211B2 JPS6218211B2 JP7974479A JP7974479A JPS6218211B2 JP S6218211 B2 JPS6218211 B2 JP S6218211B2 JP 7974479 A JP7974479 A JP 7974479A JP 7974479 A JP7974479 A JP 7974479A JP S6218211 B2 JPS6218211 B2 JP S6218211B2
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- JP
- Japan
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- tower
- dissolving
- bubbles
- oxygen
- gas
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- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 19
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 13
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 13
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 9
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
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- 238000011978 dissolution method Methods 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は水処理等において使用する酸素含有
ガスを水に溶解する装置、特に水を下向流で流入
管から溶解塔に通して、溶解塔内に放出された酸
素含有ガスを水中に溶解する装置に関するもので
ある。
ガスを水に溶解する装置、特に水を下向流で流入
管から溶解塔に通して、溶解塔内に放出された酸
素含有ガスを水中に溶解する装置に関するもので
ある。
溶解塔に水を下向流で通して酸素を溶解する方
法は、溶解塔内に放出された酸素含有ガスの浮力
に抗して水を流し、これによつてガスをせん断し
て微細気泡とし溶解させるものである。この方法
では、水の流速を小さくしてガスの浮上を許容す
ると、浮上したガスは気体の連続相となり、気液
接触面積が小さくなるため、気液接触効率は低下
する。また逆に液流速を大きくして気泡を押し流
してしまうと、溶解塔内に保有される気泡が少な
くなるため気液接触効率は低下する。このような
溶解方法を理想的な形で行うには、ガスをできる
だけ小さな多くの気泡にして分散させ、しかも液
中に保持して長時間にわたつて接触させるのが望
ましい。
法は、溶解塔内に放出された酸素含有ガスの浮力
に抗して水を流し、これによつてガスをせん断し
て微細気泡とし溶解させるものである。この方法
では、水の流速を小さくしてガスの浮上を許容す
ると、浮上したガスは気体の連続相となり、気液
接触面積が小さくなるため、気液接触効率は低下
する。また逆に液流速を大きくして気泡を押し流
してしまうと、溶解塔内に保有される気泡が少な
くなるため気液接触効率は低下する。このような
溶解方法を理想的な形で行うには、ガスをできる
だけ小さな多くの気泡にして分散させ、しかも液
中に保持して長時間にわたつて接触させるのが望
ましい。
従来このような酸素溶解のために提案された装
置としては、例えば特公昭50―32747号に記載さ
れたコーン状の溶解装置がある。この装置はガス
を長く液中に保持するために、コーン状の溶解塔
を採用し、これにより溶解塔の入口側の流速を大
きくし、出口側の流速を小さくするものである。
ところが気泡の大きさによる上昇速度の差は小さ
いため、液流速が大きく変化するコーン状の溶解
塔では気泡は極めて狭い範囲に分布するとともに
上部は気体の連続相となり、溶解に寄与する容積
が小さくなる。このため溶解のための動力効率
（溶解量／溶解動力）は低かつた。
置としては、例えば特公昭50―32747号に記載さ
れたコーン状の溶解装置がある。この装置はガス
を長く液中に保持するために、コーン状の溶解塔
を採用し、これにより溶解塔の入口側の流速を大
きくし、出口側の流速を小さくするものである。
ところが気泡の大きさによる上昇速度の差は小さ
いため、液流速が大きく変化するコーン状の溶解
塔では気泡は極めて狭い範囲に分布するとともに
上部は気体の連続相となり、溶解に寄与する容積
が小さくなる。このため溶解のための動力効率
（溶解量／溶解動力）は低かつた。
この発明は従来装置の欠点を改善し、効率よく
酸素を溶解することのできる装置を提案すること
を目的としている。この発明は下端が液面下に連
通する溶解塔に流入管から水を下向流で通して、
溶解塔内に放出された酸素含有ガスを水中に溶解
する装置において、流入管と溶解塔とを、両者の
中間の断面積を有する中間塔を介して連絡したこ
とを特徴とする酸素溶解装置である。
酸素を溶解することのできる装置を提案すること
を目的としている。この発明は下端が液面下に連
通する溶解塔に流入管から水を下向流で通して、
溶解塔内に放出された酸素含有ガスを水中に溶解
する装置において、流入管と溶解塔とを、両者の
中間の断面積を有する中間塔を介して連絡したこ
とを特徴とする酸素溶解装置である。
この発明において採用する溶解塔は基本的には
筒状のものであつて、その入口側と出口側におけ
る実質的な流速の差はない。このような筒状の溶
解塔では、上昇速度の小さい微細気泡が水ととも
に流出するのを防ぐために、その上昇速度をほぼ
０にするような水の流速を選択すると、上昇速度
の大きい巨大気泡は上昇して気体の連続相を形成
してしまう。このため本発明では上昇した気泡を
せん断して溶解塔へ押し戻すために中間塔を設け
ている。すなわち中間塔において、巨大気泡の上
昇速度より小さが微細気泡の上昇速度より大きい
下向流速となるようにすると、巨大気泡は上昇中
にせん断されて溶解塔全体に分散され保持される
ことになる。
筒状のものであつて、その入口側と出口側におけ
る実質的な流速の差はない。このような筒状の溶
解塔では、上昇速度の小さい微細気泡が水ととも
に流出するのを防ぐために、その上昇速度をほぼ
０にするような水の流速を選択すると、上昇速度
の大きい巨大気泡は上昇して気体の連続相を形成
してしまう。このため本発明では上昇した気泡を
せん断して溶解塔へ押し戻すために中間塔を設け
ている。すなわち中間塔において、巨大気泡の上
昇速度より小さが微細気泡の上昇速度より大きい
下向流速となるようにすると、巨大気泡は上昇中
にせん断されて溶解塔全体に分散され保持される
ことになる。
以下本発明を図面により説明する。第１図は実
施例の断面図である。第１図において１は流入管
であつて、下端が液面下に連通する溶解塔３の上
部に中間塔２を介して連絡している。中間塔２お
よび溶解塔３は円筒であるのが望ましく、これら
を流入管１に対して同軸的に接続する。中間塔２
は流入管１と溶解塔３の中間の断面積を有し、そ
の断面積は溶解塔３の断面積の1/6〜1/2とし、高
さは直径の２倍以上、好ましくは３〜５倍とす
る。溶解塔３の上部には散気装置４が設けられ
て、給気管５に連絡している。散気装置としては
散気板その他ガスを気泡化して水中に散気できる
装置を使用する。
施例の断面図である。第１図において１は流入管
であつて、下端が液面下に連通する溶解塔３の上
部に中間塔２を介して連絡している。中間塔２お
よび溶解塔３は円筒であるのが望ましく、これら
を流入管１に対して同軸的に接続する。中間塔２
は流入管１と溶解塔３の中間の断面積を有し、そ
の断面積は溶解塔３の断面積の1/6〜1/2とし、高
さは直径の２倍以上、好ましくは３〜５倍とす
る。溶解塔３の上部には散気装置４が設けられ
て、給気管５に連絡している。散気装置としては
散気板その他ガスを気泡化して水中に散気できる
装置を使用する。
溶解塔３の下端は使用目的に応じて開放状態で
使用したり、あるいは底を設けて使用する。第２
図および第３図は本発明の装置を曝気槽に使用す
る場合の使用状態を示すフローダイヤグラムであ
り、第２図においては、溶解塔３を曝気槽６内に
設けて、ポンプＰを介して流入管１を曝気槽６に
連絡しており、溶解塔３の下端は開放している。
第３図では溶解塔３を曝気槽６の外に設けてお
り、溶解塔３は有底とされている。いずれの場合
も溶解塔３の下端は液面下に連通している。
使用したり、あるいは底を設けて使用する。第２
図および第３図は本発明の装置を曝気槽に使用す
る場合の使用状態を示すフローダイヤグラムであ
り、第２図においては、溶解塔３を曝気槽６内に
設けて、ポンプＰを介して流入管１を曝気槽６に
連絡しており、溶解塔３の下端は開放している。
第３図では溶解塔３を曝気槽６の外に設けてお
り、溶解塔３は有底とされている。いずれの場合
も溶解塔３の下端は液面下に連通している。
以上のように構成された装置により酸素溶解を
行うには、給気管５から酸素含有ガスを供給し
て、散気装置４から気泡として溶解塔３内に放出
し、流入管１から水を流入させ、中間塔２を経て
溶解塔３に下向流で通水する。この場合、中間塔
２における水の下向流速は巨大気泡の上昇速度よ
り小さいが微細気泡の上昇速度より大きく、巨大
気泡が上昇中にせん断されて溶解塔３へ分散する
程度の流速とし、溶解塔３の流速は微細気泡の流
出を防止して塔内に保持する程度、あるいは多少
の流出を許容する場合はそれよりも大きい流速と
する。この流速は溶解塔３の径によつて異なる
が、目安としては約10〜30cm／secの範囲に入
り、例えば溶解塔径10cmの場合12〜16cm／secが
好ましく、溶解塔径45〜100cmの場合は18〜30
cm／secが好ましい。溶解塔３における空筒速度
をこのように設定し、中間塔２を前記大きさとす
れば、前述の流速範囲に入る。
行うには、給気管５から酸素含有ガスを供給し
て、散気装置４から気泡として溶解塔３内に放出
し、流入管１から水を流入させ、中間塔２を経て
溶解塔３に下向流で通水する。この場合、中間塔
２における水の下向流速は巨大気泡の上昇速度よ
り小さいが微細気泡の上昇速度より大きく、巨大
気泡が上昇中にせん断されて溶解塔３へ分散する
程度の流速とし、溶解塔３の流速は微細気泡の流
出を防止して塔内に保持する程度、あるいは多少
の流出を許容する場合はそれよりも大きい流速と
する。この流速は溶解塔３の径によつて異なる
が、目安としては約10〜30cm／secの範囲に入
り、例えば溶解塔径10cmの場合12〜16cm／secが
好ましく、溶解塔径45〜100cmの場合は18〜30
cm／secが好ましい。溶解塔３における空筒速度
をこのように設定し、中間塔２を前記大きさとす
れば、前述の流速範囲に入る。
溶解塔３に放出された酸素含有ガスは気泡とな
つて分散し、水中に溶解する。酸素を溶解した水
は第２図および第３図では、溶解塔３の下端から
曝気槽６の液面下に供給され、曝気槽６の水は流
入管１から酸素溶解塔へ流入し、酸素を溶解して
循環する。
つて分散し、水中に溶解する。酸素を溶解した水
は第２図および第３図では、溶解塔３の下端から
曝気槽６の液面下に供給され、曝気槽６の水は流
入管１から酸素溶解塔へ流入し、酸素を溶解して
循環する。
第４〜６図は酸素溶解時の溶解塔における気泡
の状態を示している。まず第４図は従来装置であ
るコーン状の溶解塔における気泡の分散状態を示
しているが、気泡はごく限られた範囲７に分散し
ており、しかもその上半部は気体の連続相となつ
ており、気液接触効率が悪いことを示している。
第５図は中間塔２を設けない場合の状態を示し、
気泡は溶解塔１のほぼ全域に分散するが、溶解塔
３の上部には巨大気泡８が生じ気液接触効率が悪
くなることを示している。
の状態を示している。まず第４図は従来装置であ
るコーン状の溶解塔における気泡の分散状態を示
しているが、気泡はごく限られた範囲７に分散し
ており、しかもその上半部は気体の連続相となつ
ており、気液接触効率が悪いことを示している。
第５図は中間塔２を設けない場合の状態を示し、
気泡は溶解塔１のほぼ全域に分散するが、溶解塔
３の上部には巨大気泡８が生じ気液接触効率が悪
くなることを示している。
これに対して本発明の酸素溶解装置では、第６
図に示されるように、巨大気泡８の生成、せん
断、分散がくり返され、気泡は溶解塔全域に分散
し、気液接触時間も長いことを示している。すな
わち第６図Ａでは、溶解塔３の流速を微細気泡の
上昇速度に合致させることにより、微細気泡は塔
内全体に保持され、上昇速度の大きい大気泡は上
昇して溶解塔３の上部に巨大気泡８を形成する
が、この巨大気泡８が成長してＢのように中間塔
２に上昇すると、ここでは乱流によりせん断さ
れ、微細気泡となつてＣのように溶解塔３へ押し
戻される。そしてしばらくＤのように、中間塔２
に気泡の存在しない状態が続くが、やがて巨大気
泡が上昇してＡの状態に戻り、Ａ〜Ｄの状態がく
り返えされる。
図に示されるように、巨大気泡８の生成、せん
断、分散がくり返され、気泡は溶解塔全域に分散
し、気液接触時間も長いことを示している。すな
わち第６図Ａでは、溶解塔３の流速を微細気泡の
上昇速度に合致させることにより、微細気泡は塔
内全体に保持され、上昇速度の大きい大気泡は上
昇して溶解塔３の上部に巨大気泡８を形成する
が、この巨大気泡８が成長してＢのように中間塔
２に上昇すると、ここでは乱流によりせん断さ
れ、微細気泡となつてＣのように溶解塔３へ押し
戻される。そしてしばらくＤのように、中間塔２
に気泡の存在しない状態が続くが、やがて巨大気
泡が上昇してＡの状態に戻り、Ａ〜Ｄの状態がく
り返えされる。
実験結果によれば、中間塔の直径6.8cm、高さ
50cm、溶解塔の直径10cmとし、溶解塔における下
向流速12〜16cm／secで通水した場合、第６図Ａ
〜Ｄのような状態がくり返えされ、酸素が溶解し
た。流速12cm／secのときガスホールドアツプ
（溶解塔全容積に対する気泡分散相の気体容積の
割合）は中間塔のない場合（10〜16％）の最大値
に比べ２倍以上に維持することができた。中間塔
の直径30cm、高さ１ｍ、溶解塔の直径45cmの場
合、下向流速25cm／secで第６図Ａ〜Ｄの状態が
くり返えされ、ガスホールドアツプは中間塔のな
い場合に比べて20〜100％向上させることができ
た。なお従来のコーン状の溶解塔では同一流量、
同一塔高においてガスホールドアツプは本発明の
ほぼ1/3である。酸素溶解動力効率はコーン状の
溶解装置ならびに中間塔のない溶解装置に比べて
それぞれ約40％向上した。
50cm、溶解塔の直径10cmとし、溶解塔における下
向流速12〜16cm／secで通水した場合、第６図Ａ
〜Ｄのような状態がくり返えされ、酸素が溶解し
た。流速12cm／secのときガスホールドアツプ
（溶解塔全容積に対する気泡分散相の気体容積の
割合）は中間塔のない場合（10〜16％）の最大値
に比べ２倍以上に維持することができた。中間塔
の直径30cm、高さ１ｍ、溶解塔の直径45cmの場
合、下向流速25cm／secで第６図Ａ〜Ｄの状態が
くり返えされ、ガスホールドアツプは中間塔のな
い場合に比べて20〜100％向上させることができ
た。なお従来のコーン状の溶解塔では同一流量、
同一塔高においてガスホールドアツプは本発明の
ほぼ1/3である。酸素溶解動力効率はコーン状の
溶解装置ならびに中間塔のない溶解装置に比べて
それぞれ約40％向上した。
以上の通り本発明の酸素溶解装置は、気泡を微
細化して溶解塔全体に分散させ保持することがで
きるため、気液接触面積を大きくするとともに接
触時間を長くすることができ、酸素溶解効率は従
来装置に比べて極めて高くなる。
細化して溶解塔全体に分散させ保持することがで
きるため、気液接触面積を大きくするとともに接
触時間を長くすることができ、酸素溶解効率は従
来装置に比べて極めて高くなる。
なお中間塔２は浮上した気泡をせん断して溶解
塔３へ押し戻せる構造であればよく、必ずしも筒
状のものに限定されないが、実施例のように円筒
状のものを使用すると、気泡のせん断が効率的に
行われ、微細気泡として溶解塔に分散させること
ができる。溶解塔３も必ずしも筒状のものに限定
されないが、実施例のように円筒状のものを使用
すると、塔全体に気泡を保持することができ、気
液接触のための有効容積を大きくすることができ
好ましい。
塔３へ押し戻せる構造であればよく、必ずしも筒
状のものに限定されないが、実施例のように円筒
状のものを使用すると、気泡のせん断が効率的に
行われ、微細気泡として溶解塔に分散させること
ができる。溶解塔３も必ずしも筒状のものに限定
されないが、実施例のように円筒状のものを使用
すると、塔全体に気泡を保持することができ、気
液接触のための有効容積を大きくすることができ
好ましい。
第１図はこの発明の実施例を示す断面図、第２
図および第３図は使用状態を示すフローダイヤグ
ラム、第４〜６図は酸素溶解時の溶解塔における
気泡の状態を示す断面図であり、１は流入管、２
は中間塔、３は溶解塔、４は散気装置、５は給気
管、６は曝気槽である。
図および第３図は使用状態を示すフローダイヤグ
ラム、第４〜６図は酸素溶解時の溶解塔における
気泡の状態を示す断面図であり、１は流入管、２
は中間塔、３は溶解塔、４は散気装置、５は給気
管、６は曝気槽である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下端が液面下に連通する溶解塔に流入管から
水を下向流で通して、溶解塔内に放出された酸素
含有ガスを水中に溶解する装置において、流入管
と溶解塔とを、両者の中間の断面積を有する中間
塔を介して連絡したことを特徴とする酸素溶解装
置。 ２ 溶解塔は円筒状のものである特許請求の範囲
第１項記載の酸素溶解装置。 ３ 中間塔は円筒状のものである特許請求の範囲
第１項または第２項記載の酸素溶解装置。 ４ 中間塔は溶解塔から浮上した気泡をせん断し
て溶解塔へ押し戻すようにされている特許請求の
範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の酸素
溶解装置。 ５ 溶解塔は分散した気泡を塔内に保持するよう
にされている特許請求の範囲第１項ないし第４項
のいずれかに記載の酸素溶解装置。 ６ 中間塔の断面積は溶解塔の断面積の1/6〜1/2
であり、かつ中間塔の高さは直径の２倍以上であ
る特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
に記載の酸素溶解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7974479A JPS565124A (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | Oxygen dissolving apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7974479A JPS565124A (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | Oxygen dissolving apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS565124A JPS565124A (en) | 1981-01-20 |
| JPS6218211B2 true JPS6218211B2 (ja) | 1987-04-22 |
Family
ID=13698722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7974479A Granted JPS565124A (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | Oxygen dissolving apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS565124A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02110525U (ja) * | 1989-02-22 | 1990-09-04 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7566397B2 (en) * | 2004-02-09 | 2009-07-28 | Eco Oxygen Technologies, Llc | Superoxygenation of raw wastewater for odor/corrosion control |
| US8132793B2 (en) * | 2008-09-12 | 2012-03-13 | Msp Corporation | Method and apparatus for liquid precursor atomization |
-
1979
- 1979-06-26 JP JP7974479A patent/JPS565124A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02110525U (ja) * | 1989-02-22 | 1990-09-04 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS565124A (en) | 1981-01-20 |
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