WO1989010183A1 - Multiple gas phase liquid treatment apparatus - Google Patents

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Description

明細害
多重気相式液処理装置 技術分野
水生生物の飼育で重要なことのは飼育液においてその呼吸に必要 な酸素の供給と不要な炭酸ガスの除まを速やかに行うことである . このような気体の液体への溶解あるいは液体からの除去 （気化） は 気体と液体との接触面積の大きさに依存する . その接触面積が同じ である時， 液体が動く と， 即ち， 液体が撹捽されると， 接触面積が 増大することを意味し， 速やかに溶解あるいは気化が起こる . 本発 明は， 気体と液体の接触面積を， 液体の中に気体を多数分齄留置さ せることにより立体的に増加させ， 更に， 中央のモーターで撹拌し て接触効果を飛躍的に増大させるものである . 背景技術
気体が液体に溶解するか液体から除まされるかは， 気体を含む雰 囲気での当該気体の分圧と， 液体での当該 （溶けている） 気体の分 圧との関係で決まる . 即ち， 雰囲気での気体の分圧が液体での分圧 より高ければ溶解し， 逆に， 低ければ液体から除まされる . 本発明 は， この物理的現象を利用し， 能率よく気体の溶解あるいは除去を 行うものである .
酸素を例として気体が水に溶ける様子を述べると， 拡散現象によ り気体の酸素は水の表面では速やかに溶ける （この現象も拡散であ る） 力 溶けた酸素は非常にゆつく り と水の中を拡散する . 即ち， 1 , 10 ミクロンの距離を拡散するのに夫々 0. 0001 , 0 . 01秒しか要し ないが， 1 inn , 1 cmの距雜になると夫々 100 秒， 3 時間も要するの である . 水の流れは酸素と接触していない水に酸素を伝えることに 大きな役割を演じ， 先に述べた接触面積の増大による溶解現象を理 論的に別の角度から説明するものである .
分離留置された気相の下では微生物は気相下の好気的条件でそれ 自体の増殖の為に有機物の分解をする. その分解速度は微生物の増 殖速度と同じである. このことは， もし， 微生物が， 与えられた有 機物の量を 1回の細胞分裂で利用 （分解） できる程の個体数で， そ の有機物を持つ汚水と接蝕するなら， 2 0 - 3 0分間で汚水逃理で きることを窻眛する. 本発明での酸素供給の効果を述べてみると， 酸欠が立体的に回避できている， 即ち， 空気を幾重に留 Sして酸素 と水との接蝕面積を無限に大きくすることから， 理翁的には無限に 近い程の大 Sの筏生物の酸紫要求に応じることができる. モ-タ- による撹拌が加わると， 接触面積を増加させたと同じ効果が生じて 飛躍的な酸素供給が行なわれ炭酸ガスの除去が速やかに行なわれる ことになる. 発明の開示
第 1図は容器 Aに水平方向に隔壁ブレ- ト Bを設置し， 更に， そ のプレー トに中空の筒 Cを 1個下方に突出させて取りつけた. そし て， 飼育水を入れる注入口 D , 処理水をとる取水口 E , 酸素等を送 気する通気口 Fを有するもので， 割断面図で示してある.
第 2図は第 1図にモーター Hを動力とする回転撹拌椁 Gを設置し て， 接触面積を増大させる効果を生じさせたもので， 割断面図で示 してある.
第 1 , 2図で， 取水口 Eを閉め注水口 Dから水を入れて留め， 下 の通気口 Fから通気するど， 筒 Cの萵さの分だけ気体が留置され余 つた気体はその筒 Cを通じて上昇し， 上方の隔壁ブレ- ト Bに再び 留置される. ここで， 取水口 Eを開け注水口 Dから水を注ぐと， 筒 Cを通じて水が下降し， 同じ筒 Cを氕体が上昇する.
筒 Cの高さは気相の量を規定するもので， 1つの隔壁プレ- ト B に 1個あればよい. 筒 Cの断面積は流水量が多くする時には大きく するか， あるいは， 筒 Cの数を増やすとよい. 隔壁プレート Bに垂 直方向の隔壁 （図なし） をもうけて気相を分割させる場合には分割 した気相の数だけ筒 C (その高さは垂直隔壁 （図なし） の高さより 短い） が要る .
第 1図で， 飼育水は途中で人工水面 Iにて酸素等の気体と接触し ながら自然落下で流れていく . 接触面積は立体的に增やしてあるの で， 酸素等は溶ける機会が增す. 下から酸素を通気する場合， 飼育 水は最初は排気と接触するが， 処理水として装置を出る直前には新 鲜な酸素と接触する. これは対向流となって合理的である.
第 2図で， 上の注水口から水を流し入れ取水口から水を取る時， 下の通気口から気体を通気し， 更に， 水を撹拌することから， 当該 気体が飛躍的によく溶けた水が得られる装置である. モ-タ -の個 数は装置の規模や形態により増やす.
第 1図， 第 2図において， 飼育水の代わりに， 污水と活性汚泥の 混合したものを注水して， 装 Sの下方から空気あるいは酸素を通気 すると， 各プレ- 卜の下に気相が留置され酸素豊富な条件下に短時 間に汚水中の有機物が分解され， 装置より処理水として有機物低含 の汚泥水を得ることができる. 産業上の利用可能性
本発明によりコス卜が安く速効性の気体溶解供袷あるいは気体除 去装置が出来た. 酸素を用いると， 水生生物の全ての飼育に有用な 飼育水を維铳して供給できる.
汚水の代わりに培養液， 活性汚泥の代わりに有用微生物を用いる と， その大量連続培養が装置内で簡単に出来る.
汚水の代わりに糖液， 活性汚泥の代わりに有用酵母を用いると， 本発明の装置内で酒， ビ-ル， 正中， 酢， 等の発酵生産物が得られ る. 但し， 気体として， 酸素を使う時期と， 次の酸素を使わない嫌 気性発酵の時期を考慮して， 気体の種類を変えて制御する必要があ る . 培養液を本装置で処理して， 別のタンクで培養することも出来 る .
いずれにしろ， 本発明では用いる気体が何であれ， 瞬時に飽和近 く までに気体を液体に溶かすことが出来ることは容易に理解出来る , 又， 逆に液体にとけている気体を気化させ除去することはその気体 が含まれていない雰囲気で本発明を作動させるとよいので， 応用範 囲は広い.

Claims

89/10183
5
請求の範囲
1 , 中空の容器 Αを水平方向に隔壁となるブレ- 卜 Bで密封し， 各 プレ- 卜 Bの任意の位置で中空の筒 Cを貫通させ各プレ- ト Bの下 に突出させて設置する （断面図である第 1図では一定間隔にプレ- 卜 Bが挿入され， 一定の高さの筒 Cが互い違いにある） . ここで， 上部に注水口 D , 最下部に取水口 Eを設 Sし， 更に， 気体の注入さ せる通気口 Fを設置すると， 第 1図となる液処理装置ができる. 2 . 上記 1項記載の装置の中央に撐拌動力のモ-タ- Hを設 Sし， その動力を伝えるシャフ 卜に各ブレー 卜 Bの下にて撹拌椁 Gを付け ると， 第 2図となる液処理装置ができる.
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