JPH06178992A

JPH06178992A - 液体の曝気処理装置

Info

Publication number: JPH06178992A
Application number: JP3197856A
Authority: JP
Inventors: Takuo Mochizuki; ▲たく▼夫望月
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-08-07
Filing date: 1991-08-07
Publication date: 1994-06-28

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は水面から底部までの距離（深さ）が長
い場所の液体を簡単な装置で確実に、しかも均一に曝気
できるようにすることを目的とするものである。【構成】処理液を加圧する加圧ポンプと、加圧ポンプか
ら供給され高圧化された処理液を噴射する噴射ノズル
と、該噴射ノズルからのジェット流が通る曝気管と、曝
気管の噴射ノズル寄り部分に配設された吸気口を有する
吸気管と、曝気処理液層の所望の部位から処理液を加圧
ポンプ／及び曝気管に曝気処理用の液体を吸引する吸水
口と、曝気管から吐出された曝気処理済液を曝気処理液
層に還流させる還流管とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば池や水槽、浄化槽
や養魚場の水に酸素を溶解して循環させ、液体を曝気処
理する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば浄化槽等における液体を浄化した
り、池の活性化を図る場合、バクテリア等の微生物の分
解作用を利用することが一般に行われているが、これら
微生物の分解作用を促すには液体中に充分な溶存酸素量
が確保されていなくてはならず、水が澱んで循環しない
ような池やダム及び貯水槽等の深部では溶存酸素量が不
足するために微生物による浄化が充分に行えず、逆に有
害な雑菌が繁殖してしまうと言う問題があった。

【０００３】そこで、こうした水が循環しないような池
やダム及び貯水槽等の溶存酸素量を増やすために従来で
は水や液体の澱んだ部分の底部から空気を放出してその
空気中の酸素を水や液体に溶解させるようにした所謂
“エアーレーション装置”が一般的に用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の“エアーレーシ
ョン装置”では池や水溜まり等の深さが深い場合、その
底部から空気を放出するためには先ず、空気を水面から
底部までの水頭差に打ち勝てるだけの高圧にして送り込
まなくてはならず、その装置も大型なものと成るだけで
なく、送り込む深さにも限度がある上、イニシャルコス
ト並びにランニングコストも嵩んでしまうと言う問題が
あった。

【０００５】更に、放出される空気の気泡はその水深の
圧力により底部では小さく、上昇するに連れて徐々に大
きくなることから、溶存酸素の少ない底部部付近では気
泡の表面積小さく、“エアーレーション装置”の充分な
効果を発揮させることが出来ないと言う問題もあった。

【０００６】加えて、溶存酸素の少ない底部部付近では
気泡が小さいことに加えて、気泡の上昇経路に面する水
は気泡の上昇にともなって、上下方向に渦巻く小さな無
数の渦を形成するために、水や液体の攪拌効果も少な
く、均一な溶存酸素の供給を行えないという問題もあっ
た。本発明は上記問題点に鑑み提案されたもので、水面
から底部までの距離（深さ）が長い場所の液体を簡単な
装置で確実に、しかも均一に曝気できるようにすること
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にかかる液体の曝気処理装置は、処理液を加圧
する加圧ポンプと、加圧ポンプから供給され高圧化され
た処理液を噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルからの
ジェット流が通る曝気管と、曝気管の噴射ノズル寄り部
分に配設された吸気口を有する吸気管と、曝気処理液層
の所望の部位から処理液を加圧ポンプ／及び曝気管に曝
気処理用の液体を吸引する吸水口と、曝気管から吐出さ
れた曝気処理済液を曝気処理液層に還流させる還流管と
を備えたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】加圧ポンプで加圧された液体が噴射ノズルから
曝気管内に高圧のジェット流として噴射され、この高圧
のジェット流が曝気管内一杯に広がると、曝気管の噴射
ノズル側部分に負圧が形成される。こうして曝気管内に
形成された負圧により吸気口から吸引された曝気用気体
が曝気管内の高圧のジェット流に細かく砕かれた状態に
攪拌混合される。

【０００９】また、噴射ノズルから噴射された高圧のジ
ェット流とに加えて曝気管内に形成された負圧で更に処
理液が吸水管を介して曝気管内に吸引される場合には、
この処理液と吸気口から吸引された曝気用気体とが高圧
のジェット流で充分に攪拌され、曝気用気体が多量の処
理液に充分に溶解された状態で還流管に送られる。こう
して曝気用気体が処理液に充分に溶解された曝気処理済
液は還流管を通じて曝気処理液層の所望する場所に還流
されるのである。

【００１０】ここで、加圧ポンプ及び噴射ノズル部分を
曝気処理液層の外側で底部付近に位置させた場合には水
深の圧力が加圧ポンプの吐出圧を補助する方向に作用す
るとともに、還流管内のジェット流には気体が混入して
いる為に曝気処理液層内の液体に比べてその比重が軽い
ことから、加圧ポンプの加圧力が小さくても還流管内の
ジェット流は充分に力が強く、流速を速くすることが出
来る。

【００１１】従って、曝気処理液層の深さが深くても小
型の加圧ポンプで処理済液を曝気処理液層の上方または
／及び上部の所望する場所に良好に還流させる事ができ
るのである。

【００１２】また、加圧ポンプ及び噴射ノズル部分を曝
気処理液層内の上部付近に位置させる場合、吸水管から
深さの深い曝気処理液層の底部の液体を吸い上げるのに
要する加圧ポンプの加圧能力を設定するには、吸水管内
の流通抵抗を考慮すればよいのである。

【００１３】こうして、還流管で還流された処理済液が
貯液層に還流されると還流管近傍の水面は高くなる。一
方、吸水管側の水面は低くなり、この水面の高低差及び
還流管からの吐出圧により貯液層内の処理液は還流管側
から吸水管側に徐々にしかも確実に移動して処理済液に
入れ替わるのである。また、吸気口に加圧した気体を供
給する場合には、加圧されて密度の高い気体が膨張した
ジェット流に供給される事になり、気体の溶解効率が向
上するのである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る液体の曝気処理装置を図
面に基づいて説明する。〔実施例１〕この実施例に係る液体の曝気処理装置１
は、図１に示すように例えば貯溜タンク（曝気処理液
層）２内の水（処理液）３を大気と接触させて曝気し、
その溶存酸素量を高めるものであって、水３を貯留し上
端が開口する貯留タンク２と、貯留タンク２内の水３を
一側壁に底部から立設された吸引管４に複数の吸引口５
を設け、この吸引口５から貯溜タンク２内の水３を取り
出して加圧する加圧ポンプＰと、加圧ポンプＰで加圧さ
れた水を噴射して負圧を形成するジェットポンプＭＪＰ
と、ジェットポンプＭＪＰの負圧で貯溜タンク２内の水
３を吸水口６から吸引する吸水管７と、ジェットポンプ
ＭＪＰから吐出されたジェット流を貯溜タンク２の上部
に還流させる還流管８を備えて構成されており、吸水管
７は貯溜タンク２の底部を貫通した状態に支持され、貯
溜タンク２の中間高さ位置に開口する上端に吸水口６が
形成されている。

【００１５】上記ジェットポンプＭＪＰは、図２に示す
ように加圧ポンプＰから供給された水３を噴射する噴射
ノズル９を二段に拡開された曝気管１０の小径側部分と
同芯状に臨ませ、噴射ノズル９から曝気管１０内に噴射
されたジェット流で形成される負圧で大気を吸引する吸
気口１１を有する吸気管１２と、この負圧で貯溜タンク
２内の水３を曝気管１０に吸引する吸水管７とが曝気管
１０の噴射ノズル９寄り部分に設けて形成されており、
曝気管１０の大径側部分でジェット流の下手側端部が還
流管８に連結されて構成されている。

【００１６】この還流管８は、貯留タンク２内の吸引管
４とは反対側の側壁の近傍に底部から立設されたもの
で、還流管８の周面部分には複数の小径孔からなる還流
口１３・１３・・・が穿設されている。

【００１７】上記のように構成された液体の曝気処理装
置１の作用を次に説明する。先ず、加圧ポンプＰを図外
の駆動装置、例えば電動モーター等で稼動させると吸引
口５・５・・・から吸引管４を介して貯溜タンク２の水
３が加圧ポンプＰに吸引され、此処で加圧され噴射ノズ
ル９に供給される。噴射ノズル９に供給された高圧水
は、此処から曝気管１０内に高圧のジェット流として噴
射される。

【００１８】噴射されたジェット流が先ず、曝気管１０
の小径側部分の内部空間一杯に広がると、この広がった
部分が曝気管１０内を還流管８側に向けて働く、恰も連
続するピストン（図２中の網線Ｐ部分）のように作用
し、曝気管１０の噴射ノズル９の近傍には高い負圧が形
成される。こうして形成された負圧で吸気口１１から大
気が、吸水管７から貯溜タンク２の水３が夫々曝気管１
０内に吸引され、ジェット流に混入されて細かく攪拌さ
れるので、大気中の酸素は余すところなくジェット流に
溶解することになる。

【００１９】ここで、ジェット流に空気が溶解する現象
を更に詳述すると、加圧ポンプＰで加圧された水は圧縮
された状態にあり、噴射ノズル９から曝気管１０の小径
側部分に噴射されると此処で急激に膨張し、この急激に
膨張したジェット流内に吸気口１１から吸引された大気
がミクロ単位の気泡になって取り込まれる。こうしてジ
ェット流が負圧領域（図２中の網線Ｐ部分の位置）を過
ぎて曝気管１０の大径側部分に入るとジェット流は大気
圧により加圧される状態になり、ミクロ単位の気泡にな
って取り込まれた大気は、余すところなくジェット流に
溶解することになる。

【００２０】尚、吸気管１２に大気を加圧して供給する
ようにすると、曝気管１０の小径側部分に噴射ノズル９
から噴射され、急激に膨張したジェット流の流速より吸
気管から供給された大気の流速のほうが速くなり、この
大気の流れでジェット流の流速が加速され、結果、ジェ
ット流内には大量の大気がミクロ単位の気泡になって取
り込まれることになる。

【００２１】そして、気泡を溶解したジェット流は曝気
処理済液として曝気管１０の大径側部分から還流管８を
通じて還流口１３から貯溜タンク２内に還流されると還
流管８近傍の水面３ａは高くなる一方、吸水管７側の水
面３ｂは低くなり、この水面３ａ・３ｂの落差Ｈ、及び
還流管８からの吐出圧により貯液層２内の水３は還流管
８側から吸水管７側に徐々にしかも確実に移動して処理
済液に入れ替わるのである。

【００２２】以後、吸水口６から吸引された貯溜タンク
２の水３が加圧ポンプＰで加圧されて噴射ノズル９から
曝気管１０内に噴射され、曝気管１０で曝気されてから
還流管８を通じて還流口１３から貯溜タンク２に還流さ
れる作用が繰り返されると貯溜タンク２の水３は、還流
口１３側から吸水口６側に徐々に移動し、確実に曝気処
理済液に入れ替わるのである。

【００２３】尚、本実施例のように加圧ポンプＰ、噴射
ノズル９及び曝気管１０部分を貯溜タンク２の外側で底
部付近に位置させる場合には、貯溜タンク２の水深Ｄに
よる水圧が還流口１３と吸水口６とに同時に作用する
が、還流管８内のジェット流には多量の空気が含まれそ
の比重も軽いことから、加圧ポンプＰの吸引側に作用す
る圧力Ｆと、還流管８内の空気を含んで比重の軽いジェ
ット流の重量により加圧ポンプＰの吐出側に背圧として
作用する力ｆとの間に差が生じ、この差が加圧ポンプＰ
の吐出力を補助する圧力として作用するので、曝気処理
液層の深さＤが深くても、加圧ポンプＰを極めて小型の
ものにすることが出来ると言う利点がある。

【００２４】また、本実施例では吸水口６を貯溜タンク
２の底部を貫通させて設けるようにしてあるが、図３に
示すように、貯溜タンク２の底部に吸水口６を開口さ
せ、ここに吸水管７を連結するようにしても良いことは
勿論である。また、同図に想像線で示すように吸水管７
及び吸気管１２部分に流量調節弁１４を設けるようにす
ると貯溜タンク２の水深Ｄによる噴射ノズル９に背圧と
して作用する圧力とジェット流とのバランスを調整する
ことができる。

【００２５】〔実施例２〕この実施例に係る液体の曝気
処理装置１は、上記実施例が加圧ポンプＰ及びジェット
ポンプＭＪＰを貯溜タンク２の底部近傍に位置させ、吸
水管７、吸引管４、還流管８の夫々を貯溜タンク２の底
部を貫通する状態で立設するように構成したのに対し
て、図４に示すように加圧ポンプ及びジェットポンプ
ＭＪＰを貯溜タンク２の上方に位置させ、吸水管７、吸
引管４、還流管８を貯溜タンク２の上面から液中に挿入
するように構成したもので、その他の詳細な構成、作
用、効果は上記実施例と同様である。

【００２６】この実施例の場合、吸水管７、吸引管４、
還流管８を貯溜タンク２の上面から液中に挿入すれば良
いために上記実施例のように貯溜タンク２の底部を加工
する手間を無くして簡単に実施する事が出来ると言う利
点がある。

【００２７】〔実施例３〕この実施例に係る液体の曝気
処理装置１は、図５に示すように噴射ノズル９を貯溜タ
ンク２の側壁２ａの上端部に設けるとともに、貯溜タン
ク２に貯溜された水３の上面から底部付近（図示せず）
に吸水管５を延出させ、噴射ノズル９の近傍に吸気口１
０を有する吸気管１２を設けるように構成したものであ
る。

【００２８】本実施例の場合、噴射ノズル９から噴射さ
れるジェット流で曝気管１０内に形成される負圧は、貯
溜タンク２の水面３ｃから曝気管１０まで水３を吸い上
げる負圧力を発生すればよく、加圧ポンプＰの能力も小
さな小型のもので済むのであり、その他は上記実施例１
と略同様である。

【００２９】〔実施例４〕この実施例に係る液体の曝気
処理装置１は、図６に示すように加圧ポンプＰと噴射ノ
ズル９とをユニット化し、これを貯溜タンク２に貯溜さ
れた水３の水面近傍に位置させたものである。本実施例
のように加圧ポンプＰと噴射ノズル９とをユニット化し
たものを池や港湾等の水面近傍に例えばフロート等によ
り曝気管１０乃至は還流管８部分を水面上に露出させた
状態で浮遊させるようにすると、この装置を移動させる
だけで曝気しようとする位置を簡単に変更することが出
来ると言う利点がある。

【００３０】〔実施例５〕この実施例に係る液体の曝気
処理装置１は、図７に示すように曝気する液体を貯溜し
た場所（図示せず）の外方に集合サクションタンク１５
を配設し、この集合サクションタンク１５と曝気する液
体を貯溜した場所とを吸水管７と、還流管８を兼ねる曝
気管１０とで連通連結し、集合サクションタンク１５の
中間高さ位置と曝気管１０の中心高さ位置とを“Ｕ”字
管１６で連通させ、この“Ｕ”字管１６の中央部分に加
圧ポンプＰを配設するとともに、吸気管１２を設けた噴
射ノズル９を曝気管１０の中心高さ位置の“Ｕ”字管１
６部分に設けるようにしたものである。

【００３１】本実施例の場合、吸気管１２部分に逆止弁
を設けたり、加圧した空気を供給するのが望ましい。

【００３２】〔実施例６〕この実施例に係る液体の曝気
処理装置１は、図８に示すように噴射ノズル９と曝気管
１０とを池（曝気処理液層）の水３中に設置し、噴射ノ
ズル９と曝気管１０との間に吸水用空間（吸水口）６を
設け、吸気管１２を水面３ｃ上に突出させて構成したも
のである。

【００３３】本実施例の場合、上記実施例５と同様に吸
気管１２には空気を加圧して供給するのが望ましい。

【００３４】尚、上記各実施例では吸水管７、吸引管
４、還流管８を夫々一本づつで形成するようにしてある
が、これらを分岐したりして複数本設けるようにする
と、図９で示すように入江状に入り込んだ複雑な形状の
池２や沼等の水を簡単に且つ確実に曝気することができ
るのである。即ち、図中実線では還流管８を分岐した場
合を例示し、想像線では吸水管７を分岐した場合を例示
してある。

【００３５】また、貯溜タンクに貯溜された水を曝気処
理するのを例示してあるが、こうしたものに限られずダ
ムや港湾及び河川等の澱んだ水を活性化するために曝気
処理する場合にも実施することが出来るのは言うまでも
ないことである。

【００３６】

【発明の効果】本発明は以上に説明したように、噴射ノ
ズルから曝気管内に噴射された高圧のジェット流で吸引
された気体と吸水管から吸引された曝気処理液層の液体
とを攪拌混合させて曝気処理した後、この曝気処理済液
を還流管を通じて曝気処理液層の所望する場所に還流さ
せるようにしてあるので、従来の“エアーレーション装
置”のように供給する空気を水面から底部までの水頭差
に打ち勝てるような高圧にして送り込まなくても済み、
その分加圧ポンプ及び噴射ノズルを大幅に小型化するこ
とが出来、装置全体をコンパクトに纏められるだけで無
く、イニシャルコスト並びにランニングコストの大幅な
低減をはかることが出来ると言う利点がある。

【００３７】また、吸水管と還流管との間の曝気処理液
は循環されるので、曝気処理液層内の曝気処理液を余す
ところなく確実に曝気処理をすることが出来ると言う利
点もある。

【００３８】特に、加圧ポンプ及び噴射ノズル部分を曝
気処理液層の外側で底部付近に位置させた場合には水深
の圧力が加圧ポンプに作用する圧力と、還流管内のジェ
ット流は気体が混入している為に曝気処理液層内の液体
に比べてその比重が軽いことから、この比重の軽いジェ
ット流の重量との差が加圧ポンプを補助する圧力として
作用するので、曝気処理液層の深さの如何に拘らず加圧
ポンプ及び噴射ノズルを極めて小型のものにすることが
出来ると言う利点がある。

【００３９】また、加圧ポンプ及び噴射ノズル部分を曝
気処理液層内の上部付近に位置させ、吸水管から深さの
深い曝気処理液層の底部の液体を吸い上げる場合でも、
加圧ポンプの加圧能力は吸水管内の流通抵抗だけを考慮
すればよく、曝気処理液層の深さの如何に拘らず加圧ポ
ンプ及び噴射ノズルを極めて小型のものにすることが出
来ると言う利点もある。

【００４０】また、吸気口に加圧した気体を供給する場
合には、加圧されて密度の高い気体が膨張したジェット
流に供給される事になり、気体の溶解効率が向上するの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る液体の曝気処理装置の概略を示
す概略の縦断正面図である。

【図２】実施例１に係る液体の曝気処理装置の要部の縦
断正面図である。

【図３】実施例１のジェットポンプ部分の変形例を示す
要部の縦断正面図である。

【図４】実施例２に係る液体の曝気処理装置を示す要部
の縦断正面図である。

【図５】実施例３に係る液体の曝気処理装置の概略を示
す概略の縦断正面図である。

【図６】実施例４に係る液体の曝気処理装置を示す要部
の縦断正面図である。

【図７】実施例５に係る液体の曝気処理装置を示す要部
の縦断正面図である。

【図８】実施例６に係る液体の曝気処理装置の概略を示
す概略の縦断正面図である。

【図９】液体の曝気処理装置を形状の複雑な池等に実施
する場合の態様を示す要部の縦断正面図である。

【符号の説明】

１・・・曝気処理装置２・・・曝気処理液層（貯溜タンク）６・・・吸水口８・・・還流管９・・・噴射ノズル１０・・・曝気管１１・・・吸気口１２・・・吸気管Ｐ・・・加圧ポンプ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年９月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】液体の曝気処理装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【従来の技術】例えば浄化槽等における液体を浄化した
り、池の活性化を図る場合、バクテリア等の微生物の分
解作用を利用することが一般に行われているが、これら
微生物の分解作用を促すには液体中に充分な溶存酸素量
が確保されていなくてはならず、水が澱んで循環しない
ような池やダム及び貯水槽等の深部では溶存酸素量が不
足するために微生物による浄化が充分に行えず、逆に有
害な雑菌が繁殖してしまうと言う問題があった。そこ
で、こうした水が循環しないような池やダム及び貯水槽
等の溶存酸素量を増やすために従来では水や液体の澱ん
だ部分の底部から空気を放出してその空気中の酸素を水
や液体に溶解させるようにした所謂“エアーレーション
装置”が一般的に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】水や液体の澱んだ部分
には有害な雑菌から排出される炭酸ガス等の気体成分が
既に多量に溶解されていることから、このままで“エア
ーレーション装置”により空気を供給しても充分に溶解
させることが出来ず、溶解率が極めて悪いと言う問題が
あった。

【０００４】また、上記の“エアーレーション装置”で
は池や水溜まり等の深さが深い場合、その底部から空気
を放出するためには先ず、空気を水面から底部までの水
頭差に打ち勝てるだけの高圧にして送り込まなくてはな
らず、その装置も大型なものと成るだけでなく、送り込
む深さにも限度がある上、イニシャルコスト並びにラン
ニングコストも嵩んでしまうと言う問題があった。

【０００６】加えて、溶存酸素の少ない底部部付近では
気泡が小さいことに加えて、気泡の上昇経路に面する水
は気泡の上昇にともなって、上下方向に渦巻く小さな無
数の渦を形成するために、水や液体の攪拌効果も少な
く、均一な溶存酸素の供給を行えないという問題もあっ
た。本発明は上記問題点に鑑み提案されたもので、水面
から底部までの距離（深さ）が長い場所の液体を簡単な
装置で確実に、しかも効率良く均一に曝気できるように
することを目的とするものである。

【０００７】

【０００８】

【作用】加圧ポンプで加圧された液体が噴射ノズルから
曝気管内に高圧のジェット流として噴射され、この高圧
のジェット流が曝気管内一杯に広がると、曝気管の噴射
ノズル側部分に負圧が形成される。こうして、加圧ポン
プで加圧され圧縮された液体は、曝気管内で開放され膨
張する時に、処理液中に溶解していた炭酸ガス等の気体
成分は液体から分離され、しかる後、曝気管内に形成さ
れた負圧により吸気口から吸引された曝気用気体が曝気
管内の高圧のジェット流に細かく砕かれた状態に攪拌混
合される。

【０００９】また、噴射ノズルから噴射された高圧のジ
ェット流とに加えて曝気管内に形成された負圧で更に処
理液が吸水管を介して曝気管内に吸引される場合には、
この処理液と吸気口から吸引された曝気用気体とが高圧
のジェット流で充分に攪拌され、曝気用気体が多量の処
理液に充分に溶解された状態で還流管に送られる。曝気
用気体が処理液に充分に溶解された曝気処理済液は還流
管を通じて曝気処理液層の所望する場所に還流されるの
である。

【００１０】ここで、加圧ポンプ及び噴射ノズル部分を
曝気処理液層の外側で底部付近に位置させた場合には水
深の圧力が加圧ポンプの吐出圧を補助する方向に作用す
るとともに、還流管内のジェット流には気体が混入して
いる為に曝気処理液層内の液体に比べてその比重が軽い
ことから、加圧ポンプの加圧力が小さくても還流管内の
ジェット流は充分に力が強く、流速を速くすることが出
来る。従って、曝気処理液層の深さが深くても小型の加
圧ポンプで処理済液を曝気処理液層の上方または／及び
上部の所望する場所に良好に還流させる事ができるので
ある。

【００１１】また、加圧ポンプ及び噴射ノズル部分を曝
気処理液層内の上部付近に位置させる場合、吸水管から
深さの深い曝気処理液層の底部の液体を吸い上げるのに
要する加圧ポンプの加圧能力を設定するには、吸水管内
の流通抵抗を考慮すればよいのである。こうして、還流
管で還流された処理済液が貯液層に還流されると還流管
近傍の水面は高くなる。一方、吸水管側の水面は低くな
り、この水面の高低差及び還流管からの吐出圧により貯
液層内の処理液は還流管側から吸水管側に徐々にしかも
確実に移動して処理済液に入れ替わるのである。また、
吸気口に加圧した気体を供給する場合には、加圧されて
密度の高い気体が膨張したジェット流に供給される事に
なり、気体の溶解効率が向上するのである。

【００１２】

【００１３】上記ジェットポンプＭＪＰは、図２に示す
ように加圧ポンプＰから供給された水３を噴射する噴射
ノズル９を二段に拡開された曝気管１０の小径側部分と
同芯状に臨ませ、噴射ノズル９から曝気管１０内に噴射
されたジェット流で形成される負圧で大気を吸引する吸
気口１１を有する吸気管１２と、この負圧で貯溜タンク
２内の水３を曝気管１０に吸引する吸水管７とが曝気管
１０の噴射ノズル９寄り部分に設けて形成されており、
曝気管１０の大径側部分でジェット流の下手側端部が還
流管８に連結されて構成されている。この還流管８は、
貯留タンク２内の吸引管４とは反対側の側壁の近傍に底
部から立設されたもので、還流管８の周面部分には複数
の小径孔からなる還流口１３・１３・・・が穿設されて
いる。

【００１４】上記のように構成された液体の曝気処理装
置１の作用を次に説明する。先ず、加圧ポンプＰを図外
の駆動装置、例えば電動モーター等で稼動させると吸引
口５・５・・・から吸引管４を介して貯溜タンク２の水
３が加圧ポンプＰに吸引され、此処で加圧され噴射ノズ
ル９に供給される。噴射ノズル９に供給された高圧水
は、此処から曝気管１０内に高圧のジェット流として噴
射される。噴射されたジェット流が先ず、曝気管１０の
小径側部分の内部空間一杯に広がると、この広がった部
分が曝気管１０内を還流管８側に向けて働く、恰も連続
するピストン（図２中の網線Ｐ部分）のように作用し、
曝気管１０の噴射ノズル９の近傍には高い負圧が形成さ
れる。こうして形成された負圧で吸気口１１から大気
が、吸水管７から貯溜タンク２の水３が夫々曝気管１０
内に吸引され、ジェット流に混入されて細かく攪拌され
るので、大気中の酸素は良好にジェット流に溶解するこ
とになる。

【００１５】ここで、ジェット流に空気が溶解する現象
を更に詳述すると、加圧ポンプＰで加圧された水は圧縮
された状態にあり、噴射ノズル９から曝気管１０の小径
側部分に噴射されると此処で急激に膨張し曝気管１０内
で開放されて膨張する時に処理液中に溶解していた炭酸
ガス等の気体成分は、丁度、炭酸飲料を開栓して減圧
し、更に振動を加えられた状態になり液体から分離され
る。しかる後、曝気管内に形成された負圧により吸気口
から吸引された曝気用気体が曝気管内の高圧のジェット
流に細かく砕かれた状態に攪拌混合される。、この急激
に膨張したジェット流内に吸気口１１から吸引された大
気がミクロ単位の気泡になって取り込まれる。こうして
ジェット流が負圧領域（図２中の網線Ｐ部分の位置）を
過ぎて曝気管１０の大径側部分に入るとジェット流は大
気圧により加圧される状態になり、ミクロ単位の気泡に
なって取り込まれた大気は、炭酸ガス等の気体成分が分
離されたジェット流に余すところなく溶解されるのであ
る。

【００１６】尚、吸気管１２に大気を加圧して供給する
ようにすると、曝気管１０の小径側部分に噴射ノズル９
から噴射され、急激に膨張したジェット流の流速より吸
気管から供給された大気の流速のほうが速くなり、この
大気の流れでジェット流の流速が加速され、結果、ジェ
ット流内には大量の大気がミクロ単位の気泡になって取
り込まれることになる。そして、気泡を溶解したジェッ
ト流は曝気処理済液として曝気管１０の大径側部分から
還流管８を通じて還流口１３から貯溜タンク２内に還流
されると還流管８近傍の水面３ａは高くなる一方、吸水
管７側の水面３ｂは低くなり、この水面３ａ・３ｂの落
差Ｈ、及び還流管８からの吐出圧により貯液層２内の水
３は還流管８側から吸水管７側に徐々にしかも確実に移
動して処理済液に入れ替わるのである。以後、吸水口６
から吸引された貯溜タンク２の水３が加圧ポンプＰで加
圧されて噴射ノズル９から曝気管１０内に噴射され、曝
気管１０で曝気されてから還流管８を通じて還流口１３
から貯溜タンク２に還流される作用が繰り返されると貯
溜タンク２の水３は、還流口１３側から吸水口６側に徐
々に移動し、確実に曝気処理済液に入れ替わるのであ
る。

【００１７】尚、本実施例のように加圧ポンプＰ、噴射
ノズル９及び曝気管１０部分を貯溜タンク２の外側で底
部付近に位置させる場合には、貯溜タンク２の水深Ｄに
よる水圧が還流口１３と吸水口６とに同時に作用する
が、還流管８内のジェット流には多量の空気が含まれそ
の比重も軽いことから、加圧ポンプＰの吸引側に作用す
る圧力Ｆと、還流管８内の空気を含んで比重の軽いジェ
ット流の重量により加圧ポンプＰの吐出側に背圧として
作用する力ｆとの間に差が生じ、この差が加圧ポンプＰ
の吐出力を補助する圧力として作用するので、曝気処理
液層の深さＤが深くても、加圧ポンプＰを極めて小型の
ものにすることが出来ると言う利点がある。

【００１８】また、本実施例では吸水口６を貯溜タンク
２の底部を貫通させて設けるようにしてあるが、図３に
示すように、貯溜タンク２の底部に吸水口６を開口さ
せ、ここに吸水管７を連結するようにしても良いことは
勿論である。また、同図に想像線で示すように吸水管７
及び吸気管１２部分に流量調節弁１４を設けるようにす
ると貯溜タンク２の水深Ｄによる噴射ノズル９に背圧と
して作用する圧力とジェット流とのバランスを調整する
ことができる。

【００１９】〔実施例２〕この実施例に係る液体の曝気
処理装置１は、上記実施例が加圧ポンプＰ及びジェット
ポンプＭＪＰを貯溜タンク２の底部近傍に位置させ、吸
水管７、吸引管４、還流管８の夫々を貯溜タンク２の底
部を貫通する状態で立設するように構成したのに対し
て、図４に示すように加圧ポンプ及びジェットポンプ
ＭＪＰを貯溜タンク２の上方に位置させ、吸水管７、吸
引管４、還流管８を貯溜タンク２の上面から液中に挿入
するように構成したもので、その他の詳細な構成、作
用、効果は上記実施例と同様である。この実施例の場
合、吸水管７、吸引管４、還流管８を貯溜タンク２の上
面から液中に挿入すれば良いために上記実施例のように
貯溜タンク２の底部を加工する手間を無くして簡単に実
施する事が出来ると言う利点がある。

【００２０】〔実施例３〕この実施例に係る液体の曝気
処理装置１は、図５に示すように噴射ノズル９を貯溜タ
ンク２の側壁２ａの上端部に設けるとともに、貯溜タン
ク２に貯溜された水３の上面から底部付近（図示せず）
に吸水管５を延出させ、噴射ノズル９の近傍に吸気口１
０を有する吸気管１２を設けるように構成したものであ
る。本実施例の場合、噴射ノズル９から噴射されるジェ
ット流で曝気管１０内に形成される負圧は、貯溜タンク
２の水面３ｃから曝気管１０まで水３を吸い上げる負圧
力を発生すればよく、加圧ポンプＰの能力も小さな小型
のもので済むのであり、その他は上記実施例１と略同様
である。

【００２１】〔実施例４〕この実施例に係る液体の曝気
処理装置１は、図６に示すように加圧ポンプＰと噴射ノ
ズル９とをユニット化し、これを貯溜タンク２に貯溜さ
れた水３の水面近傍に位置させたものである。本実施例
のように加圧ポンプＰと噴射ノズル９とをユニット化し
たものを池や港湾等の水面近傍に例えばフロート等によ
り曝気管１０乃至は還流管８部分を水面上に露出させた
状態で浮遊させるようにすると、この装置を移動させる
だけで曝気しようとする位置を簡単に変更することが出
来ると言う利点がある。

【００２２】〔実施例５〕この実施例に係る液体の曝気
処理装置１は、図７に示すように曝気する液体を貯溜し
た場所（図示せず）の外方に集合サクションタンク１５
を配設し、この集合サクションタンク１５と曝気する液
体を貯溜した場所とを吸水管７と、還流管８を兼ねる曝
気管１０とで連通連結し、集合サクションタンク１５の
中間高さ位置と曝気管１０の中心高さ位置とを“Ｕ”字
管１６で連通させ、この“Ｕ”字管１６の中央部分に加
圧ポンプＰを配設するとともに、吸気管１２を設けた噴
射ノズル９を曝気管１０の中心高さ位置の“Ｕ”字管１
６部分に設けるようにしたものである。本実施例の場
合、吸気管１２部分に逆止弁を設けたり、加圧した空気
を供給するのが望ましい。

【００２３】〔実施例６〕この実施例に係る液体の曝気
処理装置１は、図８に示すように噴射ノズル９と曝気管
１０とを池（曝気処理液層）の水３中に設置し、噴射ノ
ズル９と曝気管１０との間に吸水用空間（吸水口）６を
設け、吸気管１２を水面３ｃ上に突出させて構成したも
のである。本実施例の場合、上記実施例５と同様に吸気
管１２には空気を加圧して供給するのが望ましい。

【００２４】尚、上記各実施例では吸水管７、吸引管
４、還流管８を夫々一本づつで形成するようにしてある
が、これらを分岐したりして複数本設けるようにする
と、図９で示すように入江状に入り込んだ複雑な形状の
池２や沼等の水を簡単に且つ確実に曝気することができ
るのである。即ち、図中実線では還流管８を分岐した場
合を例示し、想像線では吸水管７を分岐した場合を例示
してある。また、貯溜タンクに貯溜された水を曝気処理
するのを例示してあるが、こうしたものに限られずダム
や港湾及び河川等の澱んだ水を活性化するために曝気処
理する場合にも実施することが出来るのは言うまでもな
いことである。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上に説明したように、噴射ノ
ズルから曝気管内に噴射された高圧のジェット流で吸引
された気体と吸水管から吸引された曝気処理液層の液体
とを攪拌混合させて曝気処理した後、この曝気処理済液
を還流管を通じて曝気処理液層の所望する場所に還流さ
せるようにしてあり、加圧ポンプで加圧され圧縮された
状態の処理液水は、噴射ノズルから曝気管に噴射されて
急激に膨張した時に処理液中に溶解していた炭酸ガス等
の気体成分は液体から分離され、しかる後、曝気管内に
形成された負圧により吸気口から吸引された曝気用気体
が、炭酸ガス等の気体成分が分離された曝気管内の高圧
のジェット流に細かく砕かれた状態に攪拌混合されて溶
解されるので、溶解効率を大幅に向上させることができ
ると言う利点がある。

【００２６】しかも、従来の“エアーレーション装置”
のように供給する空気を水面から底部までの水頭差に打
ち勝てるような高圧にして送り込まなくても済み、その
分加圧ポンプ及び噴射ノズルを大幅に小型化することが
出来、装置全体をコンパクトに纏められるだけで無く、
イニシャルコスト並びにランニングコストの大幅な低減
をはかることが出来ると言う利点がある。また、吸水管
と還流管との間の曝気処理液は循環されるので、曝気処
理液層内の曝気処理液を余すところなく確実に曝気処理
をすることが出来ると言う利点もある。

【００２７】特に、加圧ポンプ及び噴射ノズル部分を曝
気処理液層の外側で底部付近に位置させた場合には水深
の圧力が加圧ポンプに作用する圧力と、還流管内のジェ
ット流は気体が混入している為に曝気処理液層内の液体
に比べてその比重が軽いことから、この比重の軽いジェ
ット流の重量との差が加圧ポンプを補助する圧力として
作用するので、曝気処理液層の深さの如何に拘らず加圧
ポンプ及び噴射ノズルを極めて小型のものにすることが
出来ると言う利点がある。

【００２８】また、加圧ポンプ及び噴射ノズル部分を曝
気処理液層内の上部付近に位置させ、吸水管から深さの
深い曝気処理液層の底部の液体を吸い上げる場合でも、
加圧ポンプの加圧能力は吸水管内の流通抵抗だけを考慮
すればよく、曝気処理液層の深さの如何に拘らず加圧ポ
ンプ及び噴射ノズルを極めて小型のものにすることが出
来ると言う利点もある。

【００２９】また、吸気口に加圧した気体を供給する場
合には、加圧されて密度の高い気体が膨張したジェット
流に供給される事になり、気体の溶解効率が向上するの
である。

【図面の簡単な説明】

【符号の説明】１・・・曝気処理装置２・・・曝気処理液層（貯溜タンク）６・・・吸水口８・・・還流管９・・・噴射ノズル１０・・・曝気管１１・・・吸気口１２・・・吸気管Ｐ・・・加圧ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理液を加圧する加圧ポンプと、加圧ポン
プから供給され高圧化された処理液を噴射する噴射ノズ
ルと、該噴射ノズルからのジェット流が通る曝気管と、
曝気管の噴射ノズル寄り部分に配設された吸気口を有す
る吸気管と、曝気処理液層の所望の部位から処理液を加
圧ポンプ／及び曝気管に曝気処理用の液体を吸引する吸
水口と、曝気管から吐出された曝気処理済液を曝気処理
液層に還流させる還流管とを備えて成る液体の曝気処理
装置。
【請求項２】還流管又は／及び吸水管を複数本設けてな
る請求項１に記載の液体の曝気処理装置。
【請求項３】吸気口から吸引される気体が加圧された気
体である請求項１または請求項２に記載の液体の曝気処
理装置。