JPS5962394A - 液中のガスの微細な分散を維持する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液中のガスの微細な分散を維持する方法と、こ
の方法を実施する装置に関し、特に水及び下水スラッジ
の好気性菌処理、及び下水スラッジの利用に関するもの
である。

従来知られている方法では、沈降槽または塔の中にガス
、空気または酸素が静水圧力を超える圧力で送込まれ、
その気泡の揚力により短かい生物反応時間を作り、これ
によって液中で所要な生物反応の長期間の処理を行わせ
る。１ またガスの供給と共に循環ポンプ及び攪拌器を使用する
ことも知られており、そしてまた水面のエアレーション
や水面下のエアレーションも行われている。

長期間の処理が必要であることの他に、それら従来知ら
れている方法はいずれも共通して、費用の掛かる建物と
場所、及び多量のエネルギー消費を必要とする。

そこで本発明の目的は、液中にガスの微細な分散を行わ
せて維持し、これによって所要の生物処理時間とエネル
ギー需要な低減することにより、下水プラント及び浄化
処理プラントの建物と場所の経貿を実質的に少なくでき
るような方法とこれを実施するための装置を提供するこ
とにある。

本発明の方法は、垂直に構成された循環装置の上半部分
の中にガスを送込むと共に機械的回転を加え、これによ
って作られる微小気泡をこれの揚力に抗して成る所定の
静水圧力によって成る所定の流速を以って該装置の水平
な下部分内へ搬送し、該装置の上昇部分内に脈流と微小
渦流を作り、その抜液のガス除去を行うことを特徴とす
る。

次に添付図面と関連して本発明の詳細な説明する。

図面で見られるように、垂直に構成された生物−循環反
応器１はガス人口２を備える。このガス入口は本発明に
おいては水面下エアレータ３で構成される。このエアレ
ータは、嵌込み型の拡散ロータと、ガス、好適には空気
を所定量導入１−るための流れ伝導装置とを備える。こ
の空気の導入（ま液面直下において最小の静水圧力の元
で、また同時に液を循環させながら、従って最／Ｊ％の
エネルギ−需要を以って行われる。水面下エアレータの
出力は、微細に分散された望気の微／」＼な泡を揚ブフ
に抗して底の方へ送るのに充分なもので・なけｆシＩｔ
ｉならない。その分散気泡の流れ方向しま図示の実施秒
０の場合矢印で示されるように反時貞十方向になる。分
散気泡か下方へ動いて（・く垂直降下、２５分４−熱交
換器５を備える。この熱交換＠咎によって、プロセス開
始時に多分必要となる外部力・らの熱の導入やあるいは
細菌反応プロセスによって生じる熱の放出を行うことが
できる。水平音μ分６（工１梵拌七滲７を備える。この
攪拌器はスフ１）ユコンベヤ等のようなものにできよう
。そのような攪拌器も家、液力・まり例文ば堅いスラッ
ジのような高粘度状態にあるとき必要であるか、低粘度
の下水、乳しよう、その他の液の場合には不要である。

分散気泡カー上方へ動く上昇部分８は、脈流と微／Ｊ１
流を発生するための装置９を備える。この装置の目的を
ま流れ断面を小さくしたり大きくしたりすることであっ
て、波形管のような障害物ある〜・し１様々なノ々ツフ
ル板で構成されよう。このような装置で脈流と微／Ｊ％
渦流を作ることの目的は、′ｖｊ／」＼気泡の合体する
のを完全に防止することであり、またガスをたえず／」
−さな気泡に分割することによってガスと液の接光虫時
間を長くすることであり、そし−Ｃまた圧力な９互に上
げ下げすることによって反応を促進させることである。

垂直上昇部分８σ〕９品も狐に、ガス除去装置１１をも
った水出口１０カミ備えらｉする。ガス除去装置１１は
サイクロンその他同様な装置で構成され、水の中に存在
するガスを完全に除去し、ガスの無い水だけを水面下エ
アレータ３に送ル。

水出口１０とガス人口２との間に液入口１２カ＼（ｌｉ
ｉ］えられ、この液入口には、処理される最適な量の液
を導入するための調量装置力＼備えられて℃・る。

水面下エアレータ３のガス（工、ガスのＨ１袂な量ト組
成を調節するためのガスの吸入断面を好適に制御する調
節装置１３を介して送られる。

反応器の降下部分４はその断面を上昇部分８より数倍、
好適には４から８倍小さくされる。この結果下方向流れ
の速度は実質的に大きくされる。

このことは、成る所定の速度において、小気泡の揚力に
打克ち、できるだけ多（のそれら微小気泡を下部水平横
方向結合部６へと下方へ運び、そしてこれを、反応の高
さによって決まる追加静水圧力の元に行うために必要で
ある。このような構造によって、生物反応に賛するガス
と液とめ間の接触時［■は長くとることができ、そして
これは部分８の直径と体積がより太きいために上昇相の
循環速度が遅くなることによって一層促進される。

以上の説明が示すように、エアレータによりガスの小さ
な泡の形で下方向に導入される空気は、醒累の移動を実
質的に増大する増加していく静水圧力のためにより小さ
な微小気泡へと分割され、そ（２てこれら微小気泡は＃
害物９によって相互に合併しないようにされるので大き
な接触面積が維持されるのである。この結果、空気供給
により導入される酸素の力は同じエネルギー消費量に対
して数倍大きくされ、酸素は最大限に利用されるので、
液の処理に要する生物反応時間は数倍短縮される。この
生物反応器において、下水及び下水スラッジは、好気性
−好熱性菌範囲、あるいは好気性−好熱性菌範囲で導入
されよう。４がら８ｍ、好適には６ｍの構造高さが適尚
であることが知られているが、その他の寸法にできるこ
とも熱論である。

ガス入口は反応器の結合上部分に備えるのが好適である
が、反応器の上半部分の他の個所に設けることも可能で
ある。しかしこの場合、液中にガスを導入するエネルギ
ー消費量はより多く必要になろう。寸だ必すしも水面下
エアレークを使用しなくてもよい。ガスの導入と混合を
行うその他の装置も使用できる。また降下部分の断面と
上昇部分の断面との間の関係も既述のもの以外にするこ
とができる。しかし降下部分の断面が上昇８１Ｓ分の断
面より大きくてはいけない。ここに説明してきた方法と
装置は、下水及び下水スラッジの処理だけでなく、例え
ば液体肥料、乳しよう、及びレタンスの処理にも適用で
きるものである。

熱交換器は必すしも降下部分に設けなくともよく、他の
個所に備えてもよい。

この装置はまた超過圧力反応器としても操作できる。

プラントの寸法の実質的な小型化、そしてそれに対応し
た工業用及び家庭用下水プラント及びそ〕他のプラント
の経費の節減が行われるので、このプラントは工業及び
小自治体により多くの用途が可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は生物−循環反応器の概略図である。 １・・生物−循環反応器、２・・・ガス入口、３・・・
水面下エアレータ、４・・・降下部分、５・・・熱又換
器、６°゛水平下部分、７・・・攪拌器、８・・上昇＝
ｌＳ分、９・・・脈流及び微小渦流発生装置、１０・・
・水出口、１１・・・ガス除去装置、１２゛・・液入口
　１３・°・ガス調節装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）液中のガスの微細な分散を維持する方法において
   、垂直に構成された循環装置の上半部分の中にガスを送
   込むと共に機械的回転を加え、これによって作られる微
   小気泡をこれの揚力に抗し成る所定の静水圧力によって
   成る所定の流速を以って該装置の水平な下部分内へ搬送
   し、該装置の上昇部分内に脈流と微小渦流を作り、その
   抜液のガス除去を行う！ｎき方法。 （２、特許請求の範囲第１項の方法において、水面下エ
   アレータによって該循環装置の結合上部分内にガスか送
   込まれる方法。 （３）　　特許請求の範囲第１項の方法において、操作
   が超過圧力を以って行われる方法。 （４）　　ガス入口及び液入口と出口を備える、液中の
   ガスの微細な分散を維持するための垂直に構成された循
   環装置において、この装置の降下部分の断面が上昇部分
   の断面より小さいか、または少くとも等しく、該ガス入
   口が該装置の上半部分に設ゆられ、該上昇部分が脈流と
   微小渦流を発生する装置を備える如き循環装置。 （５）特許請求の範囲第４項の循環装置において、該ガ
   ス入口が、該循環装置の結合上部分に設けられる水面下
   エアレータを備える、循環装置、。 （６）特許請求の範囲第４項の循環装置において、該降
   下部分の断面が該上昇部分の断面の４分の１乃至８分の
   １である、循環装置。 （７）特許請求の範囲第４項の循環装置において、熱又
   換器を備える循環装置。 （８）特許請求の範囲第４項の循環装置において、該脈
   流及び微小渦流発生装置がバッフル板または波形管のよ
   うな障害物で構成される、循環装置。 （９）特許請求の範囲第４項の循環装置において、攪拌
   器を備える循環装置。 ００）特許請求の範囲第４項の循環装置において、該液
   出口に設けられるサイクロンを備える循環装置０ （１１）　　特許請求の範囲第４項の循環装置において
   、該液入口が調量装置を備える、循環装置。 （１２、特許請求の範囲第４項の循環装置において、該
   ガス入口がガス供給用調節装置を備える、循環装置。