JPH08243584A - 曝気装置 - Google Patents

曝気装置

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JPH08243584A
JPH08243584A JP7054826A JP5482695A JPH08243584A JP H08243584 A JPH08243584 A JP H08243584A JP 7054826 A JP7054826 A JP 7054826A JP 5482695 A JP5482695 A JP 5482695A JP H08243584 A JPH08243584 A JP H08243584A
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Yasuyuki Yoshida
泰之 吉田
Satoshi Oketani
智 桶谷
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い酸素溶解効率および酸素移動動力効率が
得られるとともに、維持管理の容易な曝気装置を提供す
る。 【構成】 被処理水16の一定水深下に上下方向に配置
される引込管21と、引込管21内の上部に開口して空
気23を供給する散気管24と、引込管21の下部に設
置されて空気23と被処理水16とを引込管21内を下
降させるポンプ装置25とで曝気装置17を構成する。
引込管21とポンプ装置25とを接合離間自在とし、ポ
ンプ装置25の上下方向の移動を案内するガイド管3
1,32、ガイド33,34と、引込管21を移動自在
に保持するサポート35とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、下水処理、産業廃水処
理などの水処理に使用するための効率的な曝気装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、下水処理、産業廃水処理などの水
処理においては活性汚泥法などが行われている。活性汚
泥法では、一般に、沈砂池および最初沈殿池を経た被処
理水を曝気槽に導入し、槽内に設置した散気板などの曝
気装置で曝気を行って、槽内の活性汚泥と攪拌混合しつ
つ酸素を供給することにより、被処理水中のBODや窒
素分などを活性汚泥の作用によって除去している。そし
て、曝気槽内の活性汚泥混合水の一部を最終沈殿池に導
いて活性汚泥を沈降させ、最終沈殿池内の上澄水を消毒
設備に送って消毒したものを処理水として放流してい
る。
【0003】ところで、従来の曝気槽は深さ5m程度で
あったが、容量の増大が必要となった場合は深層化で対
処せざるを得ないことが多く、また、深層化すると酸素
の溶解量が増大することから、最近では、深さ5m以
上、たとえば深さ10〜20mの深層曝気槽と呼ばれる
ものや、深さ100m程度の超深層曝気槽と呼ばれるも
のが見られるようになった。このような深層あるいは超
深層の曝気槽においては、散気板などの従来の曝気装置
では酸素供給能力・攪拌能力とも十分ではなく、また、
ブロワの吐出圧が非常に大きくなって曝気装置の動力効
率が低くなるため、種々の提案がなされている。
【0004】たとえば、図4および図5に示したよう
な、ディープシャフトと呼ばれる曝気槽が知られてい
る。ディープシャフト1は、下降流路2および上昇流路
3からなるシャフト4とヘッドタンク5とにより構成さ
れており、ディープシャフト1内の活性汚泥混合液6
は、下降流路2を下降し、シャフト底部4aで反転し、
上昇流路3を上昇し、ヘッドタンク5を経由して再び下
降流路2に戻る循環流を形成する。7は原水供給管、8
は脱気設備へ至る送水管、9は汚泥返送管である。
【0005】図4に示したエアリフト方式のディープシ
ャフトでは、下降流路2の上端は活性汚泥混合液6の液
面下に開口し、給気手段としてのコンプレッサ10に接
続する散気管10a,10bがそれぞれ下降流路2と上
昇流路3の中程まで導かれている。このような構成にお
いて、散気管10bより上昇流路3に空気を吹き込んで
そのエアリフト作用により上昇流路3内に上昇液流を生
起して、この上昇液流とこれに伴い生起される下降流路
2内の下降液流とで、上昇流路3と下降流路2とにわた
る循環液流を生起し、液循環が安定したところで散気管
10aより下降流路2内に水処理用の空気を吹き込んで
いる。
【0006】図5に示したポンプ方式のディープシャフ
トでは、下降流路2はその上端部11がヘッドタンク5
より上方に位置するように配置され、この上端部11と
ヘッドタンク5の内部とを連結する管路12に循環ポン
プ13が介装されている。給気手段としてのブロワ14
に接続する散気管14aは下降流路2の内部に導かれて
いる。このような構成において、循環用ポンプ13によ
りヘッドタンク5内の活性汚泥混合液6を下降流路2の
上端部11に揚水して、上端部11とヘッドタンク5と
の水頭差により循環液流を生起し、液循環が安定したと
ころで散気管14aより下降流路2内に水処理用の空気
を吹き込んでいる。
【0007】上記したエアリフト方式およびポンプ方式
のいずれにおいても、下降流路2内に吹き込まれた空気
は気泡となり、下降流路2内を下降する活性汚泥混合液
6に混じってシャフト底部4aまで引きずり込まれる。
下降流路2内の混合液6の速度は、気泡が静止水中を浮
上する速度より十分速い1〜2m/秒に調節されるの
で、下降流路2内で気泡が上昇することはなく、気泡は
シャフト4内でその深さに応じ大きな静水圧を受け、空
気中の酸素は速やかに混合液6中に溶解する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
曝気槽においても、多量の空気を供給する目的で散気板
を多数配置する場合や反応槽の形状によっては、下降流
路内に十分な混合液流速を確保するのが困難となる場合
がある。また、散気水深を深くするほど、酸素溶解効率
が高くできるものの、コンプレッサやブロワの駆動に大
きな動力を要するため、酸素移動動力効率が低下すると
いう問題がある。
【0009】このため、下降流路の下部に被処理水を下
降流路内を下向きに流動させるポンプ装置を設置し、下
降流路内の上部に散気板を配置することが考えられる
が、このような構成では、ポンプ装置の点検や修理を行
う際に、ポンプ装置とともに下降流路を構成する直管部
を引き上げなければならず、槽深が深くなる程、この作
業に要する手間、時間、コストが大きくなるだけでな
く、高所作業となって危険度が増大するという問題があ
る。
【0010】本発明は上記問題を解決するもので、反応
槽の形状にかかわらず使用でき、高い酸素溶解効率およ
び酸素移動動力効率が得られるとともに、安全かつ容易
に保守を行える曝気装置を提供することを目的とするも
のである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の曝気装置は、反応槽の内部に被処理水の一
定水深下から底部にわたり上下方向に配置され、下方に
向かって漸次縮径する呑口を上端に形成した引込管と、
この引込管内の上部に開口して被処理水中に酸素含有気
体を供給する散気手段と、前記引込管の下部に設置され
て前記散気手段により供給された酸素含有気体と被処理
水とを引込管内を下向きに流動させるポンプ手段とを備
え、前記引込管とポンプ手段とを接合離間自在に構成
し、ポンプ手段の上下方向の移動を案内するガイド手段
と、引込管をポンプ手段の上方位置とポンプ手段の上下
方向の移動を阻害しない回避位置とにわたって移動自在
に保持するサポート手段とを設けたものである。
【0012】また、本発明の曝気装置は、ガイド手段
を、ポンプ手段の径方向の両側にポンプ手段から適当間
隔をおいて立設したガイド柱と、このガイド柱に対して
軸心方向に摺動自在に係合して、ポンプ手段の上下方向
の移動を案内するガイドとにより構成し、サポート手段
を、ガイド柱に外嵌してガイド柱の軸心回りに回動自在
に設置したサポートにより構成したものである。
【0013】
【作用】上記構成により、反応槽内の被処理水は、ポン
プ手段のポンプ作用と引込管のガイド作用とにより引込
管内を下向きに流動するが、その際、下方に向かって漸
次縮径する呑口から引込管の内部に流入することにより
乱流を生じる。このため、引込管内の上部において散気
手段より供給される酸素含有気体は、乱流状態の被処理
水に巻き込まれてその気泡が細分化され、引込管内を下
降する間に水深の増大に伴い速やかに被処理水に溶解さ
れるので、被処理水への酸素溶解量および動力効率は大
きなものとなる。ポンプ手段の点検や修理を行う際は、
サポート手段により引込管を、ポンプ手段の上下方向の
移動を阻害しない回避位置に移動させたうえで、ガイド
手段により案内してポンプ手段を槽外へ引き上げる。点
検または修理が終了したら、逆の順序で作業を行って、
引込管の下部にポンプ手段を配置する。このようにし
て、引込管を引き上げることなく、ポンプ手段の保守を
安全かつ容易に行うことができる。
【0014】また、ポンプ手段の両側にガイド柱を立設
し、このガイド柱に、ポンプ手段の上下方向の移動を案
内するガイドと、ガイド柱の軸心回りに回動するサポー
トとを取り付けるようにしたため、曝気装置の設置を容
易に行える。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図1〜図3において、15は水深20m程
度の被処理水を貯留可能に構成された反応槽である。反
応槽15の内部には、活性汚泥を混合した被処理水16
が貯留されており、槽15の水平方向ほぼ中央位置に被
処理水16に浸漬して曝気装置17が設置されている。
18は原水供給管、19は脱気設備へ至る送水管、20
は汚泥返送管である。
【0016】曝気装置17は、被処理水16の一定水深
下から底部にわたり上下方向に配置された引込管21を
備えており、この引込管21の上端には下方に向かって
漸次縮径する呑口22が形成されている。曝気装置17
はまた、空気23などの酸素含有気体を被処理水16に
供給する散気管24などの散気手段を引込管21内の上
部たとえば液面下約5mに開口させ、散気管24により
供給された空気23と被処理水16とを引込管21内を
下向きに流動させるポンプ装置25を引込管21の下部
に備えている。散気管24は、槽外のブロワー26など
の給気手段に接続されている。
【0017】ポンプ装置25は、図示したような密閉構
造をなすものであり、引込管21の下端に接合・離間さ
れる導入口27と、装置25の内部に連通して下方かつ
半径方向に周状に形成された吐出口28とを有してお
り、内部に、水中モータ29などの駆動手段により駆動
されるインペラ30を備えている。このインペラ30の
駆動により、引込管21内の空気23と被処理水16と
が、導入口27を通じて装置25の内部に導入され、攪
拌混合されつつ吐出口28を通じて装置25の外部へ吐
出され、このような導入・吐出に伴い、引込管21内の
空気23と被処理水16とが下向きに約2m/秒の流速
で流動される。
【0018】31,32は、ポンプ装置25の径方向の
両側にポンプ装置25から適当間隔をおいて立設された
ガイド柱であり、このガイド柱31,32に、ポンプ装
置25の上下方向の移動を案内するガイド33,34が
取り付けられている。ガイド33,34の一端部33
a,34aはポンプ装置25に固定されており、他端部
33b,34bはガイド柱31に対して軸心方向に摺動
自在に係合している。
【0019】35は、引込管21をポンプ装置25の上
方位置とポンプ装置25の上下方向の移動を阻害しない
回避位置とにわたって移動自在に保持するサポートであ
る。サポート35は上下方向に適当間隔をおいて2箇所
配置されており、その一端部35aは引込管21に固定
され、他端部35bはガイド柱31に外嵌されてガイド
柱31の軸心回りに回動自在である。
【0020】図示したように、ガイド34の他端部34
bはガイド柱32に外挿されているが、ガイド33の他
端部33bはガイド柱31に形成された案内溝31aに
嵌挿されており、これにより、サポート35の他端部3
5bによって妨害されることなく移動可能である。サポ
ート35の他端部35bの下側には、サポート35の下
降を防止する位置固定部材36が配置されている。
【0021】以下、上記構成による作用を説明する。反
応槽15では、原水供給管18から原水が供給され、汚
泥返送管20から活性汚泥が返送される状態において、
槽15内の被処理水16が活性汚泥により生物学的に処
理されるとともに、活性汚泥を含む被処理水16の一部
が送水管19を通じて槽15外へ流出していく。
【0022】反応槽15内の被処理水16は、引込管2
1の下部に設置されたポンプ装置25のポンプ作用と引
込管21のガイド作用とにより引込管21内に下向きに
引き込まれ、その際、下方に向かって漸次縮径する呑口
22より引込管21の内部に流入することにより乱流を
生じる。このような乱流状態の被処理水16に、引込管
21内の上部において散気管24より空気23が供給さ
れる。
【0023】供給された空気23は、乱流に巻き込まれ
ることでその気泡が細分化されて被処理水16との接触
率が高まり、かつ引込管21内を下降する間に水深の増
大につれてその溶解量が増大するため、速やかに被処理
水16に溶解する。
【0024】引込管21内を下向きに流動してその下端
に達した被処理水16と空気23は、ポンプ装置25の
導入口27よりその内部に流入し、インペラ30によっ
て攪拌混合されつつ、吐出口28より下方へ向けて放射
状に吐出される。
【0025】このとき、空気23は、インペラ30によ
ってその気泡がさらに微細化されつつ被処理水16に混
合され、被処理水16との接触率が高められるため、被
処理水16への溶解速度がさらに大きなものとなる。
【0026】吐出口28から下方へ向けて放射状に吐出
された被処理水16は、反応槽15の底部に達した後に
側壁近傍を上昇する循環流を形成する。このような槽内
全領域を循環する循環流が形成されることによって、空
気と被処理水16との接触率が高められ、被処理水16
への酸素溶解量がさらに増大する。
【0027】このように、空気23の気泡の微細化およ
び循環流形成により空気23と被処理水16との接触率
が高められるとともに、大きな水頭により被処理水16
への空気23の溶解量が高められるため、被処理水16
への酸素溶解量は大きなものとなり、反応槽15におけ
る酸素溶解効率は高いものとなる。このような曝気装置
17は通常水深5m以上の反応槽に設置され、散気管2
4はブロワ動力が過度に大きくならない水深下に開口さ
れており、酸素移動動力効率も高い値となる。
【0028】なお、ポンプ装置25の点検や修理を行う
際は、サポート35によって引込管21を、ポンプ装置
25の上下方向の移動を阻害しない回避位置に移動させ
たうえで、ガイド柱31,32とガイド33,34とに
より案内してポンプ装置25を槽外へ引き上げる。点検
または修理が終了したら、逆の順序で作業を行って、引
込管21の下部にポンプ装置25を配置する。このよう
にして、従来のように引込管21を引き上げることな
く、ポンプ装置25の保守を安全かつ容易に行うことが
できる。ガイド柱31,32にガイド33,34とサポ
ート35,35とを取り付けるようにしたため、曝気装
置17の設置も容易である。
【0029】ガイド33およびサポート35は、サポー
ト35に妨害されずにガイド33が移動できるように配
置すればよく、上記した構成に代えて、たとえば別のガ
イド柱を立設してそのガイド柱にサポート35を取り付
けるようにしてもよい。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、引
込管の上端部において呑口により乱流を生起し、乱流状
態の被処理水に引込管内の上部において酸素含有気体を
分散させて、この被処理水を引込管内を下降させるよう
にした。これにより、酸素含有気体は、被処理水との接
触率が大きくなるとともに、大きな水頭を受けて被処理
水への溶解量が大きくなり、これらの相乗効果により酸
素溶解効率および酸素移動動力効率が高いものとなる。
【0031】また、引込管とポンプ手段とを接合離間自
在に構成して、引込管を、ポンプ手段の上下方向の移動
を阻害しない回避位置に移動させたうえで、ガイド手段
により案内してポンプ手段を槽外へ引き上げられるよう
にしたため、従来のように引込管を引き上げることな
く、ポンプ手段の点検や修理を行うことができる。これ
により、ポンプ手段の維持管理の作業性が向上するとと
もに、高い安全性を得ることができ、この利点は、槽深
が深くなるほど大きくなる。
【0032】また、ポンプ手段の両側にガイド柱を立設
し、このガイド柱に、ポンプ手段の上下方向の移動を案
内するガイドと、ガイド柱の軸心回りに回動するサポー
トとを取り付けるようにしたため、曝気装置の設置が容
易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の曝気装置を設置した反応槽
を示した説明図である。
【図2】同曝気装置におけるポンプ手段の引き上げ動作
を説明する要部横断面図である。
【図3】同曝気装置におけるポンプ手段の動作を説明す
る縦断面図である。
【図4】従来の超深層曝気槽の一実施例を示した説明図
である。
【図5】従来の超深層曝気槽の他の実施例を示した説明
図である。
【符号の説明】
15 反応槽 16 被処理水 17 曝気装置 21 引込管 23 空気 24 散気管 25 ポンプ装置 26 ブロワ 31,32 ガイド柱 33,34 ガイド 35 サポート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応槽の内部に被処理水の一定水深下か
    ら底部にわたり上下方向に配置され、下方に向かって漸
    次縮径する呑口を上端に形成した引込管と、この引込管
    内の上部に開口して被処理水中に酸素含有気体を供給す
    る散気手段と、前記引込管の下部に設置されて前記散気
    手段により供給された酸素含有気体と被処理水とを引込
    管内を下向きに流動させるポンプ手段とを備え、前記引
    込管とポンプ手段とを接合離間自在に構成し、ポンプ手
    段の上下方向の移動を案内するガイド手段と、引込管を
    ポンプ手段の上方位置とポンプ手段の上下方向の移動を
    阻害しない回避位置とにわたって移動自在に保持するサ
    ポート手段とを設けたことを特徴とする曝気装置。
  2. 【請求項2】 ガイド手段は、ポンプ手段の径方向の両
    側にポンプ手段から適当間隔をおいて立設したガイド柱
    と、このガイド柱に対して軸心方向に摺動自在に係合し
    て、ポンプ手段の上下方向の移動を案内するガイドとか
    らなり、サポート手段は、ガイド柱に外嵌してガイド柱
    の軸心回りに回動自在に設置したサポートからなること
    を特徴とする請求項1記載の曝気装置。
JP05482695A 1995-03-15 1995-03-15 曝気装置 Expired - Lifetime JP3209874B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11319882A (ja) * 1998-05-11 1999-11-24 Oppenheimer Technology Japan:Kk 油含有排水の処理方法および処理装置
JP2006122802A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Nikko Co 浸漬型膜分離装置

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JPH11319882A (ja) * 1998-05-11 1999-11-24 Oppenheimer Technology Japan:Kk 油含有排水の処理方法および処理装置
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