WO2005003043A1 - 曝気用エジェクター - Google Patents

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small
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compressor
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Isao Horiuchi
Shuichi Suganuma
Minoru Hirama
Koubu Ri
Hisatoyo Morinaga
Kazuhiro Tachikawa
Ryouji Takei
Original Assignee
Japan Applied Microbiology Research Institute Ltd
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    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1278—Provisions for mixing or aeration of the mixed liquor
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F25/30—Injector mixers
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    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to an aeration ejector mainly used for a dissolved oxygen increasing device installed in a swamp, a pond, or the like.
  • the above-mentioned apparatus for generating an increased flow of dissolved oxygen comprises a compressor and an ejector for aerating a cylindrical tube, and air fed from the compressor is supplied to the ejector from a connection provided at a central portion of the ejector. It is taken in and oxygen is dissolved in water.
  • a general ejector has a shape in which a connecting portion for connecting to the outside world (air) is provided at a central portion of a cylindrical tubular body which is a main body of the ejector. Then, oxygen is drawn in through the connecting portion only by the negative pressure generated according to the flow velocity of the water flowing inside, and is taken into the water.
  • air is pressure-fed from the compressor to the ejector, The effect is obtained that oxygen can be taken up in a larger amount and more efficiently than the above-mentioned general agitator in which oxygen is taken up only by negative pressure.
  • An object of the present invention is to provide an aeration ejector capable of efficiently taking in a larger amount of oxygen into water and controlling water contamination more efficiently. Disclosure of the invention
  • the aeration injector according to the present invention has taken the following technical measures.
  • the ejector for aeration is provided with a compressor connecting portion communicating with the compressor in a small-diameter pipe portion having a required length formed so that an intermediate portion of the pipe having a required length is narrowed.
  • An outlet of a submersible pump is connected to a connection port provided at one end of the tubular body, and air pumped from the compressor is injected into water pumped from the submersible pump to supply oxygen to the water.
  • the A / B ratio which is the ratio of the distance A to the discharge port and the distance B from the edge of the small-diameter pipe portion on the discharge port side of the submersible pump to the connection port, is 0.40 to 0.84. It is characterized by the degree.
  • the aeration ejector according to claim 2 is the same as the claim 1, wherein the AZB ratio is about 0.5 to 0 instead of about 0.40 to 0.84. It is characterized by about 63.
  • the aerator for aeration according to claim 5, wherein the ejector and the connection port are connected to both sides of the small-diameter pipe section on either side of the discharge port side.
  • the two large-diameter pipe sections are provided detachably.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of an aeration ejector according to the present invention.
  • FIG. 2 is a partial longitudinal front view showing another embodiment of the aeration ejector according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the experimental results of the oxygen dissolution rate using the A / B ratio as a parameter. .
  • the fourth graph is a graph showing a time-dependent increase curve of the oxygen dissolution rate.
  • the aerator ejector 11 is, as shown in FIG.
  • a tubular small-diameter tube portion 11 of a required length and large-diameter tube portions 12 disposed on both sides of the small-diameter tube portion are integrally formed continuously via a tapered surface 14. I have. .
  • a compressor connection section 15 for communicating with a compressor (not shown) that generates compressed air is provided so as to protrude.
  • a thread (not shown) for connecting to a submersible pump (not shown) is formed on the outer peripheral surface (right side in the figure). The opening at one end is the connection port 16 for the submersible pump, and the opening at the other end (left side in the figure) is the discharge port 17.
  • the small-diameter pipe portion 11 and the compressor connection portion 15 are connected at an angle of approximately 60 ° with respect to the water injection direction X, as shown in FIG. ing.
  • the main part of the present invention is a distance A from the small-diameter pipe edge 11a on the discharge port 17 side to the discharge port 17 and a connection from the small-diameter pipe edge 1 1b on the discharge port side of the submersible pump.
  • the ratio with the distance B to the mouth 16, that is, the AZ B ratio will be described later.
  • the connection port 16 is connected to the submersible pump, and the compressor connection part 15 is connected to the compressor via a hose.
  • the submersible pump to which the ejector 11 according to the present embodiment is connected is installed in water, and the submersible pump and the compressor are driven.
  • the water pumped from the submersible pump begins to pass through the small-diameter pipe section 11 and almost simultaneously collides with the air pumped from the compressor, dissolving oxygen in the pumped water, and from the outlet 17 Water with an increased amount of dissolved oxygen is released.
  • the oxygen dissolving rate is used as an index indicating the oxygen dissolving ability of the ejector, that is, the ability to increase the amount of dissolved oxygen in water. It was.
  • the definition of the oxygen dissolution rate will be described with reference to the graph in FIG.
  • a dissolved oxygen concentration measuring device an HD0-110 DO meter manufactured by Electrochemical Instruments Co., Ltd. was used.
  • the increase in the oxygen saturation with respect to the saturated oxygen amount at a certain temperature [the ratio of the dissolved oxygen amount to the saturated oxygen amount (%)] is determined over time. It was found that oxygen saturation increased linearly with time in the interval from 70% to 70%. From this, the oxygen saturation value that increases per hour in the range of 40% to 70% is defined as the oxygen dissolution rate (% Zhr), It was used as an index indicating the dissolving ability.
  • the measurement results of the oxygen dissolution rate using the AZB ratio as a parameter are shown in FIG.
  • This measurement was performed at a compressor air discharge rate of about 70 liters / minute and a pump water discharge rate of about 280 liters / minute.
  • the small-diameter pipe edge on the discharge port 17 side 11 Distance between a and outlet 17 The value of A was about 0.42 to 1.50 with respect to the inner diameter of the large-diameter tube 12 (the inner diameter of the outlet 17) Ri.
  • the inner diameter R 2 of the small diameter tube portion 1 1 with respect to the inner diameter Ri of about 0.29, the inner diameter R 3 of the compressor connecting portions 15 was about 0.2.
  • the inside diameter Ri is about 70 millimeters, the inner diameter R 2 of 20 millimeters, the inner diameter R 3 is 14 millimeters, from the small-diameter tube portion edge 1 la of the discharge port side to the discharge port 1 7 Distance A 60 mm Meter, when the distance B from 1 lb of the edge of the small diameter pipe on the discharge port side of the submersible pump to the connection port 16 is 100 mm, that is, when the AZB ratio is 0.6, the oxygen dissolution rate becomes 19.9 (% / hr), which is the highest value.
  • the tapered surface 14 extends from the small-diameter pipe edge 1 la on the discharge port side to the discharge port 17 and the small-diameter pipe edge 11 b on the discharge port side of the submersible pump from the connection port 16.
  • the oxygen dissolution rate is 19.1 (% Zhr), which is good.
  • the small-diameter tube 11 and the large-diameter tube 12 are detachably formed. This makes it easy to replace parts, for example, to replace the large-diameter tube section 12 with a different distance A or B as needed.
  • the angle ⁇ between the small-diameter pipe portion 11 and the compressor connection portion 15 is approximately 60 ° with respect to the water jetting direction X as shown in FIG. Is about 90 °, about 120 ° and oxygen dissolution rate
  • the differences were considered.
  • An experimental result of 5.9 (% / hr) was obtained, and the smaller the string, the higher the oxygen dissolution rate tended to be.As described above, the maximum was obtained when ⁇ was approximately 60 °. Was.
  • the material of the aeration injector of the present invention is not particularly limited as long as it can sufficiently suppress the pressure generated therein, and can be appropriately selected and used such as plastic, metal such as stainless steel and the like. . Industrial applicability
  • oxygen is efficiently dissolved in water at a high concentration by injecting air pumped into the pumped water and obtaining an optimum length ratio of the pipe for oxygen dissolution.
  • inventive aeration Ejekuta one capable of generating water can be provided, suitable for use in farms and control of efficient water pollution.

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Abstract

　第１図に示された曝気用エジェクターは、所要長さの管体の中途部が絞られるように形成された所要長さの小径管部（１１）内にコンプレッサーと連絡するコンプレッサー接続部（１５）が設けられている。また、管体の一端部に設けられた接続口（１６）に、水中ポンプの吐き出し口が接続される。前記した水中ポンプから圧送された水に前記コンプレッサーから圧送された空気を噴射して前記水に酸素を多量に溶解させた水を生成し、該水を前記管体の他端部に設けられた放出口（１７）から放出させる。　この前記した放出口側の前記小径管部縁部から前記放出口までの距離（Ａ）と、前記した水中ポンプの吐き出し口側の前記小径管部縁部から前記接続口までの距離（Ｂ）との比であるＡ／Ｂ比を０.４０～０.８４程度にすることで、効率よく多量の酸素を水に溶解させた水を生成する曝気用エジェクターが提供できる。

Description

明細書
曝気用ェジェクタ一 技術分野
本発明は、 沼、 池等に設置される溶存酸素増加装置に主に用いられる 曝気用ェジェクタ一に関する。 背景技術
湖沼や池等においては、 有機物等による水質汚染によって溶存酸素量 が低下し、 嫌気性有害微生物の増殖等さらなる水質汚染を招いている。 また、 好気性の微生物を利用し、 前記汚染の防除が図られている。 その ような方法としては、 例えば、 本発明者による放線菌と溶存酸素増加水 流発生装置を用いた養殖池の水質汚濁防除方法等が挙げられ、 効果が得 られている （特許 2 0 4 7 3 5 3号公報参照）。前記溶存酸素増加水流発 生装置は、 コンプレッサーと筒状管体の曝気用ェジェクタ一とを備えて おり、 コンプレッサーから圧送された空気が該ェジェクタ一の中央部に 設けられた接続部からェジェクタ一に取り込まれ、 酸素が水に溶解する 構成となっている。
一般的なェジェクタ一は、 ェジ クタ一本体である筒状管体の中央部 に外界 （空気） と連結する接続部が設けられた形状を呈している。 そし て、 内部を流れる水の流速に応じて生じる負圧のみによって該接続部を 介して酸素が引き込まれ、 水中に取り込まれる構成となっている。 それ に対し、 本発明者による前記公報記載の溶存酸素増加水流発生装置にお いては、 コンプレッサーからェジヱクタ一に空気を圧送しているので、 負圧によってのみ酸素の取り込みがなされる前述した一般的なェジエタ ターよりも多量かつ効率的に酸素を取り込むことができる効果が得られ ている。
より効率的に水質汚染の防除を行うためには、 水中の溶存酸素量をさ らに増大させることが求められる。
本発明は、 より大量の酸素を効率よく水に取り込むことでき、 水の汚 染防除をより効率的に行うことが可能な曝気用ェジェクタ一を提供する ことを目的とする。 発明の開示
上記課題を解決するために、 本発明にかかる曝気用ェジヱクタ一は、 下記の技術的手段を講じた。
すなわち、 本発明にかかる曝気用ェジェクタ一は、 所要長さの管体の 中途部が絞られるように形成された所要長さの小径管部内にコンプレツ サ一と連絡するコンプレッサー接続部が設けられてなり、 前記管体の一 端部に設けられた接続口に水中ポンプの吐き出し口が接続され、 前記水 中ポンプから圧送された水に前記コンプレッサーから圧送された空気を 噴射して前記水に酸素を溶解させた水を生成し、 該水を前記管体の他端 部に設けられた放出口から放出させる曝気用ェジヱクタ一であって、 前 記放出口側の前記小径管部縁部から前記放出口までの距離 Aと、 前記水 中ポンプの吐き出し口側の前記小径管部縁部から前記接続口までの距離 Bとの比である A/ B比が 0 . 4 0〜0 . 8 4程度であることを特徴とす る。
請求の範囲第 2項記載の曝気用ェジェクタ一は、 請求の範囲第 1項に おいて、 前記 AZ B比 0 . 4 0〜 0 . 8 4程度に替えて前記 A Z B比 0 . 5 0〜0 . 6 3程度であることを特徴とする。 請求の範囲第 3項記載の曝気用ェジエタターは、 請求の範囲第 1項ま たは第 2項において、 前記管体の内面に、 前記放出口側の前記小径管部 縁部から前記放出口に続くテーパ構造と、 前記水中ポンプの吐き出し口 側の前記小径管部縁部から前記接続口に続くテーパ構造とが設けられて いることを特徴とする。
請求の範囲第 4項記載の曝気用ェジェクタ一は、 請求の範囲第 1項〜 3項のいずれかにおいて、 前記小径管部と前記コンプレッサー接続部と 力 水の噴射方向に対して 6 0 ° 〜1 2 0 ° 程度の角度で接続されてな ることを特徴とする。
'請求の範囲第 5項記載の曝気用ェジェクタ一は、 請求の範囲第 1〜4 項のいずれかにおいて、 前記小径管部を挟んで前記放出口側と前記接続 口側との両側に連設される 2つの大径管部が、 それぞれ着脱可能に設け られたことを特徴とする。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明にかかる曝気用ェジェクタ一の縦断正面図である。 第 2図は、 本発明にかかる曝気用ェジェクタ一の他の態様を示した部 分縦断正面図である。
第 3図は、 A / B比をパラメータにした酸素溶解速度の実験結果を示 す線図である。 .
第 4囪は、 酸素溶解速度の経時的な増加曲線を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説明するために、 添付図面を参照してこれを説明 する。
本実施形態にかかる曝気用ェジェクタ一 1は、 第 1図に示すように、 所要長さの管状の小径管部 1 1と、 その小径管部を挟んで両側に配設さ れた大径管部 1 2とが、 テーパー面 1 4を介して一体的に連続形成され ている。.
また、 小径管部 1 1の中間部には、 圧搾空気を生成するコンプレッサ 一 （図示せず） と連絡させるコンプレッサー接続部 1 5が突設されると 共に、 大径管部 1 2の一端 （図において右側） の外周面には、 水中ボン プ（図示せず） と接続するためのネジ山 （図示せず）が螺刻されている。 なお、 この一端側の開口部分が水中ポンプとの接続口 1 6であり、 他端 側の開口部分 （図において左側） が放出口 1 7となる。
本実施形態においては、 前記小径管部 1 1とコンプレッサー接続部 1 5とは、 第 1図に示したように、 それらのなす角 が水の噴射方向 Xに 対して略 6 0 ° で接続されている。
本発明の要部である、 放出口 1 7側の小径管部縁部 1 1 aから放出口 1 7までの距離 Aと、 水中ポンプの吐き出し口側の小径管部縁部 1 1 b から接続口 1 6までの距離 Bとの比、 すなわち AZ B比は後述する。 以上のように構成された本実施形態にかかる曝気用ェジェクタ一 1は、 まず、 接続口 1 6を水中ポンプに接続すると共に、 ホースを介してコン プレッサー接続部 1 5とコンプレッサーとを接続する。
そして、 本実施形態にかかるェジェクタ一 1を接続した水中ポンプを 水中に設置し、 水中ポンプとコンプレッサーを駆動させる。
水中ポンプから圧送された水は、 小径管部 1 1を通過し始めるとほぼ 同時に、 コンプレッサーから圧送された空気とぶっかり合って、 圧送さ れた水に酸素が溶解し、 放出口 1 7から溶存酸素量が増大された水が放 出される。
なお、 本明細書においてェジェクタ一の酸素溶解能力、 すなわち水の 溶存酸素量を増大させる能力を表す指標としては、 酸素溶解速度を用い た。 この酸素溶解速度の定義について、 第 4図のグラフを参照して説明 する。 溶存酸素濃度測定器は、 電気化学計器株式会社製 HD0- 110 型 DO 計を使用した。
ある温度における飽和酸素量に対する酸素飽和度 〔飽和酸素量に対す る溶存酸素量の割合 （％)〕 の増加を経時的に求めると、 第 4図に示され るように、 酸素飽和度が 40 %から 70 %に増加する区間では、 酸素飽 和度は時間に対して一次的に比例して増加することがわかった。 このこ とから、 酸素飽和度が 40%から 70%までの範囲において 1時間あた りに増加する酸素飽和度の値を酸素溶解速度 （％Zh r) と定義し、 ェ ジ クタ一の酸素溶解能力を表す指標とした。
ここで、 上述した AZ B比をパラメータにした酸素溶解速度の計測結 果を第 3図に示す。 なお、 この計測は、 コンプレッサーの空気の吐出量 が約 70リツ トル/分、 ポンプの水吐出量が約 280リツトル/分で行 い、 また、 放出口 1 7側の小径管部縁部 1 1 aと放出口 1 7までの距離 Aの値が大径管部 1 2の内径 （放出口 1 7の内径） Riに対して約 0.4 2〜： 1.50である範囲で行った。 なお、 前記内径 Riに対し小径管部 1 1の内径 R2は約 0.29、 コンプレッサー接続部 15 の内径 R3は約 0. 2であった。
図 3に示されるように、 A/B比が 0. 4〜0. 84付近の場合が、 酸素溶解速度の向上が顕著に認められ、 特に 0.5〜0.6 3の場合がさ らに効果が顕著であり、 0. 6の時に最高値が計測された。 なお、 前述 の公報記載の装置においては A/B比は略 1.0であったので、それと比 較すると、 約 2倍近い酸素溶解能が得られた。
例えば、 本実施態様において、 前記内径 Riが約 70ミリメートル、 前記内径 R2が 20ミリメートル、前記内径 R3が 14ミリメートルとし、 放出口側の小径管部縁部 1 la から放出口 1 7までの距離 Aを 60ミリ メートル、 水中ポンプの吐き出し口側の小径管部縁部 1 l bから接続口 1 6までの距離 Bを 1 00ミリメートルとしたとき、 すなわち、 AZB 比を 0. 6とした場合に、酸素溶解速度が 1 9. 9 (%/h r ) となり、 最高値が得られている。
また、 この実施態様において、 テーパ面 14を放出口側の小径管部縁 部 1 la から放出口 1 7まで、 および水中ポンプの吐き出し口側の小径 管部縁部 1 1 bから接続口 1 6まで達する長いテーパ構造とした場合、 すなわち、 第 2図 （a) (b) に例示したようなテーパ面 14 1でも、 酸 素溶解速度は 1 9. 1 (%Zh r) であり良好であった。
なお、 A/B比を上記の範囲に設定した場合の効果は、上述のように、 距離 Aの値が大径管部 12の内径 1^に対して小さい場合でも大きい場合 でも同様の傾向を示した。
以上、 本実施形態にかかる曝気用ェジェクタ一を説明したが、 上述し た実施形態は、 本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、 本発 明はそれに限定されるものではなく、 その要旨を逸脱しない範囲内にお いて、 種々変形実施が可能である。
上記実施態様においては、 小径管部 1 1と大径管部 1 2とを着脱可能 に形成している。 これにより、 部品の交換、 例えば必要に応じて距離 A または距離 Bの異なった大径管部 1 2と交換すること等が容易な構成と することができる。
また、 小径管部 1 1と大径管部 1 2とが一体に形成されていても溶存 酸素量の増加という本発明の効果を得ることができるのは言うまでもな レ、。
なお上記実施形態においては、 小径管部 1 1とコンプレッサー接続部 1 5とのなす角 αを、 第 1図に示したように、 水の噴射方向 Xに対して 略 60° としているが、 ひを略 90° 、 略 1 20° として酸素溶解速度 の違いを検討した。 その結果、 を 6 0° とした時は 1 9. 9 (%/h r )、 ひを 90° とした時は 1 6. 6 (%Zh r )、 enを 1 2 0 ° とした 時は 1 5. 9 (%/h r )、 という実験結果が得られ、 ひが小さいほど酸 素溶解速度が増加する傾向が認められ、 上記したように、 αを略 6 0° とした時が最高であった。
さらに、 本発明の曝気用ェジヱクタ一の材質は、 その内部に生じる圧 力に十分絶え得るもので'あれば特に限定されず、 プラスチック、 ステン レス等の金属等適宜選択して使用することができる。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 圧送された水に圧送された空気を噴射し、 かつ、 酸 素溶解に最適な管の長さ比を得たことで、 効率よく酸素を高濃度で水に 溶解させた水を生成することができる曝気用ェジェクタ一が提供できる c 本発明は、 効率的な水質汚染の防除と養殖場に好適に用いられる。

Claims

請求の範囲
1. 所要長さの管体の中途部が絞られるように形成された所要長さの小 径管部内にコンプレッサーと連絡するコンプレッサー接続部が設けられ てなり、 前記管体の一端部に設けられた接続口に水中ポンプの吐き出し 口が接続され、 前記水中ポンプから圧送された水に前記コンプレッサー から圧送された空気を噴射して前記水に酸素を溶解させた水を生成し、 該水を前記管体の他端部に設けられた放出口から放出させる曝気用ェジ エタターであって、 前記放出口側の前記小径管部縁部から前記放出口ま での距離 Aと、 前記水中ポンプの吐き出し口側の前記小径管部縁部から 前記接続口までの距離 Bとの比である A/B比が 0.4 0〜0.84程度 であることを特徴とする曝気用ェジェクタ一。
2. 前記 A/B比 0.4 0〜0.84程度に替えて前記 A/B比 0. 5 0
〜0. 6 3程度であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の曝気用 工ジェクタ一。
3. 前記管体の内面に、 前記放出口側の前記小径管部縁部から前記放出 口に続くテーパ構造と、 前記水中ポンプの吐き出し口側の前記小径管部 縁部から前記接続口に続くテーパ構造とが設けられていることを特徴と する請求の範囲第 1項または第 2項記載の曝気用ェジェクタ一。
4. 前記小径管部と前記コンプレッサー接続部とが、 水の噴射方向に対 して 6 0° 〜 1 20° 程度の角度で接続されてなることを特徴とする請 求の範囲第 1〜 3項のいずれかに記載の曝気用ェジェクタ一。
5. 前記小径管部を挟んで前記放出口側と前記接続口側との両側に連設 される 2つの大径管部が、 それぞれ着脱可能に設けられたことを特徴と する請求の範囲第 1〜4項のいずれかに記載の曝気用ェジェクタ一。
PCT/JP2003/008530 2003-07-04 2003-07-04 曝気用エジェクター WO2005003043A1 (ja)

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