JPS602898B2 - 液体をガスに接触させる装置 - Google Patents

液体をガスに接触させる装置

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JPS602898B2
JPS602898B2 JP55138227A JP13822780A JPS602898B2 JP S602898 B2 JPS602898 B2 JP S602898B2 JP 55138227 A JP55138227 A JP 55138227A JP 13822780 A JP13822780 A JP 13822780A JP S602898 B2 JPS602898 B2 JP S602898B2
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liquid
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tank
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ウインフレツド・ロエツケル
カ−ル・スカツシア
ジヨン・アルフオンス・コンテイ
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/20—Activated sludge processes using diffusers
    • C02F3/205—Moving, e.g. rotary, diffusers; Stationary diffusers with moving, e.g. rotary, distributors
    • C02F3/206—Moving, e.g. rotary, diffusers; Stationary diffusers with moving, e.g. rotary, distributors with helical screw impellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
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    • B01F23/23341—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements provided with stationary guiding means surrounding at least partially the stirrer with tubes surrounding the stirrer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体を入れたタンクにおいて、前記液体上にあ
るガス空間からのガスに液体を接触させる装置に関する
。
ガスと液体とを接触させる、特に活性スラッジ汚水処理
分野において、一般的に三種類のヱアレーション装置が
広く実用的に採用されてきた。
即ち、浸水多孔ディフューザと浸水タービンと液面エア
レー夕である。浸水ディフューザが最も簡単な装置の設
計であるが、基本的な汚水ェアレーション装置のうちで
液面ェアレータが最も広く使用されてきた。
液面ェアレータが普偏性のある裏には高能率で操作上の
複雑さが最低であることが多分主要な理由である。しか
しながら、液面ェアレータで最高の効率が達成されるの
は低回転、典型的には１０仇ｐｍ以下であることがよく
知られている。商業的に入手可能の駆動モータは典型的
に高回転速度で作動するので、液面ェァレータの効率的
な作動は大型で、重く、かつ複雑な減速装置を必要とす
る。この減速装置の必要性がェアレーション装置全体の
初期および運転コストの双方を増加させる。したがって
、本発明の目的は液面ェアレータの簡潔さを有し、液面
ェアレータに使用されるよりも高回転速度で最適の性能
特性を示すェアレーション装置を提供することである。
本発明のその他の目的や利点は以下の説明および特許請
求の範囲から明らかとなる。
本発明は液体を入れたタンクにおいて、液体を液体の上
にあるガス空間からのガスと接触させる装置に関する。
本装置は中心軸線を垂直方向に整合させた全体的に管状
の吸出部材を含みこの吸出し部材はタンク内に位置した
円筒状の主本体部と外方に張り開いた円錐状の入口上方
部分を有し、円錐状の入口部分の上端がタンク内の通常
の液位の近くであるがその下方に位置した液体の入口を
形成している。前記吸出部材の下端はタンクの底から垂
直方向に離隔して液体入口を形成する。円錐状の入口部
分の囲みは吸出部材の中心軸線に対して５度から３５度
の角度を形成しており、円錐状の入口部分の垂直高さは
前記吸出部材の直径の０．２５から１．２５倍である。
吸出部材の直径よりは小さいが、その少なくとも９０％
の直径を有する回転可能の藤流汝出し羽根車が採用され
ている。回転可能の軸流汝出し羽根車は吸出部材の円錐
状入口部分を円筒状の主本体部分との接合部の近くにお
いて吸出部材内に位置し、液体を吸出部村を通して鞠方
向下方へ汲出し、かつ吸出部材の液体出口から排出され
た液体をタンク中の液体を通して吸出部材の液体入口ま
で循環させる。ガス吸出部材を通して汲出し下方に流れ
ている液体中でうず状に捕えるために吸出部材の円錐状
入口部分の内部に複数のガスのうずをつくり出すように
羽根車を回転させる装置が設けられている。
じやま板装置が羽根車の上方で吸出部材の円錐状入口部
分内に位置し、羽根車装置の回転中タンク内の液が全体
として回転するのを防ぎ、一方羽根車装置に向かって下
方へ延びる液体のうずを形成してガスをうず状に捕えて
ガスと液体とを接触させる。
本明細書で使用する「通常の液位」という表現はェアレ
ーション装置が作動していないときのタンク内の液位を
意味する。
第１図を参照すると、本発明の好ましい実施例が示され
ている。
本装置はェアレーション装置すべき液体を入口導管１４
を介して液位１６まで充され、側壁１１と１２、床１３
を含むェアレーションタンク１０を含む。ヱアレーシヲ
ンされ、処理された流体は導管１５を通してェアレーシ
ョンタンク１０から排出される。ェアレーションタンク
１０の頂部を横切ってブリッジ１７があり、モータ１８
と減速装置１９が該ブリッジに支持されている。モータ
と減速装置とは連結部材２０を介してブリッジ１７に固
定されている。出力鞠の回転速度は従来の液面ェアレー
ション装置よりもはるかに広い範囲で最適にされるので
、減速装置Ｉ Ｚ９の重量、寸法およびコストを著しく
節約して減速比を下げることができる。軸部材３０はブ
リッジ１７におけるプッシュ３７を介して減速装置に連
結されている。
軸流排出羽根車３２が鮫部材３０の下総に連結されてし
、Ｚる。本発明の広範な実施において、羽根車装置は、
らせんねじ羽根車やピッチ羽根タービンや船用羽根車で
構成される群から選択した部材を適当に含んでもよいが
、本実施例ではらせんねじ羽根車である。軸と羽根車の
組合せ体は吸出部材１２の内部でタンク内に支持されて
いる。吸出部材はその下端を支持柱２３とカラーにより
、その中間部分を側部支持部村２５によりタンク内に支
持されている。前記側部支持装置にか）る張力は調整装
置２６により調整できる。本実施例において、吸出部村
２１はタンク内においてらせん羽根車の頂部の丁度上か
らタンクの中間点近くまで下方へ延びている。吸出部材
２１は全体的に円筒状で、そのの中心軸線を垂直方向に
整合させている。
該吸出部材はタンク内に位置した円筒状の主本体部分と
、外方に広がった円錐状の入口上部分２４とを含み、円
錐部分の上端がタンク内の通常の液＆近くであるがその
下方に位置した液体入口を形成する。吸出部村の下端は
タンクの底から垂直方向に離隔され、液体出口２２を形
成する。吸出部材の円錐状入口部の囲み壁は該吸出部材
の中心軸線に対して５度から３５度までの角度を形成し
ている。円錐状入口部分の垂直方向の高さは吸出部材の
直径Ｄ、即ち円筒状部分の直径の０．２５から１．２劫
告である。吸出部材の直径より小さいが少なくともその
９０％の直径を有する回転可能な軸流汲上げ羽根車３２
が採用され、円錐状入口部と吸出部材の円筒状主本体部
分との接合部の近くで吸出部村内に位置している。作動
において、軸部材３０は円錐状入口部分２４における液
位を押下げるように十分な速度でモータ１８と減速装置
１９により、矢印３２で示す方向に回転する。
液体は液面から入口部分へ下方に延びたうず状となる。
液面から羽根車３２で延びた複数のガスのうず３１が形
成される。羽根車３０を囲む吸出部材の主要部分へ流入
している液体はこれらのガスのうずからのガ泡を捕捉す
る。次に、液体へ吸込まれたガスは羽根車３２によって
液体と共に吸出部材２１を通って下方へ汲出される。羽
根車３２の回転によりタンク１０の内部で液体の全体的
なうず運動が入口２４からあふれないように、入口部分
２４には入口案内じやま板装置４０が設けられている。
典型的には、入口部分の周りに２から４個のじやま板が
対称的に離隔されている。最大の効果を上げるために、
各じやま板は吸出部材に対して半径方向の平面に設置さ
れている。回転軸流羽根車により誘発される多くのガス
のうずからのガス捕捉の信糠性を付加するために、本発
明はうずカスケードと称する別の捕捉機構を利用してい
る。
羽根車の速度が増加するにつれて、入口部分２４内部の
液体のくぼみも増加する。液体の漏斗状がある限度に達
する否や、入口部分の自由面が破れる。液体は漏斗状の
中心に向かって激しく滝状に落ち、滝のようにガス空間
からガスを捕える。このように形成されたガスと液体と
の混合物は次に羽根車によって下方へ汲出され、その後
吸出部村の底から排出される。ガスのうずとうず状の滝
の双方が形成される実際の回転速度は種々の設計要因い
かんで定まる。しかしながら最適速度は典型的には約２
０比ｐｍ以上である。二相のガスとの混合物の効果的な
下方への汲出しを確実にするために、羽根車の直径は概
ね吸出部材の直径Ｄと等しくなければならない。
量的には、これは羽根車の直径が吸出部村の直径の少な
くとも９０％でなければならぬことを意味する。羽根車
と吸出部材の直径の関係がこの限度以下である場合は、
その前に羽根車により汲出されたガスが吸出部材の堅い
沿って羽根車を越えて上方へ昇ってくるのに十分な間隙
が羽根車と吸出部材の壁との間にできる。このガスが続
いて羽根車により再度捕えられる。どの羽根車も二相の
混合物の汲出に関して十分規定された作動特性を有する
ので、以前に汲出されたガスを再度捲捉することは本装
置により捕えることのできる新鮮なガス量に悪影響をす
る。最終的な結果としてェアレーション装置の全体の質
量搬送能力を著しく低下させることになる。本発明は外
方に広がった円錐状入口部分が吸世部材の中心軸線に対
して５度から３５度の角度を形成し、かつ垂直高さが吸
出部材の直径の０．２５から１．２針音の間であること
を必要とする。
円錐状入口部分は数種の不可欠な機能を行う。第１に、
うず状の滝が発生する個所である吸出部材入口の中央部
分まで液体の流速を除々に、かつ基本的に均一に増加さ
せることにより、好ましくない入口での乱流を最小にす
る。流れの均一性をこわす過渡的な乱流サージは羽根車
装置の汲出し能力を大いに減ずる。第２に、吸出部材の
入口を広げることにより、吸出部材への流入面積が増え
る。その結果、円錐状入口部分における液体の流速は同
じような作動条件下で円筒状入口に対するものより低い
。このことが、本装置を高速においても最適にし、本装
置用の減速機の節約をもたらす。円錐状入口は、また羽
根車の上方でのうず滝の安定をしやすくする。羽根車ま
で下方へ延びるうず形成は動力消費を著しく増加させる
ので排除すべきことが判明しているので、上記は重要な
ことである。吸出部材の直径の１．２８音以上の円錐状
入口の高さはガスのうずおよびうず状滝の双方を形成し
保持するために過度の動力入力を必要とし、吸出部村の
直径の０．２針音以下の高さは羽根車の作動とガスのう
ずおよびうず状滝の双方の安定した保持との間に不利な
干渉を生じさせる。本発明の好ましい実施例を詳細に説
明してきたが、本発明の範囲内で、公開した特徴に疹正
を加えるのみでその他の実施例も計画されることが認め
られる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明によるェアレーション装置の側断面図である
。 図において、１０：エアレーションタンク、１４：入口
導管、１５：出口導管、１６：液位、１８：モータ、１
９：減速装置、２１：吸出部材、２４：液体入口、３２
：排出羽根車、４０：じやま板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 液体を入れたタンク内で、前記液体の上にあるガス
    空間からのガスと液体とを接触させる装置において、（
    ａ） 中心軸線が垂直方向に整合され、前記タンクに位
    置した円筒状の主本体部と外方に広がった円錐状の入口
    上部とを有する全体的に管状の吸出部材であって、前記
    円錐状の入口部分の上端は前記タンク内の通常の液位の
    近くではあるが、その液位より下に位置した液体入口を
    形成し、前記吸出部材の下端は前記タンクの底から垂直
    方向に離隔して液体出口を形成し、前記円錐状の入口部
    分の囲み壁が前記吸出部材の中心軸線に対して５度から
    ３５度の角度を形成し、前記円錐状の入口部分の垂直方
    向の高さが前記吸出部材の直径の０．２５から１．２５
    倍であるような吸出部材と；（ｂ） 直径が前記吸出部
    材の直径より小さいが、少なくともその９０％であり、
    前記吸出部材の円錐状入口と円筒状の主本体部との接合
    部の近くにおいて前記吸出部材内に位置し、前記吸出部
    材を通して液体を軸線方向の下方へ汲出し、かつ前記吸
    出部材の出口から排出された液体を前記タンク中の液体
    を通して前記吸出部材の入口まで循環させる回転可能の
    軸流汲出し羽根車と；（ｃ） 前記吸出部材の前記円錐
    状入口部分の内部に複数のガスのうずをつくり出し、前
    記吸出部材を通して汲出された下方へ流れる液体中にガ
    スをうず状に捕えるよう前記羽根車を回転させる装置と
    ；（ｄ） 前記羽根車の上方で前記吸出部材の前記円錐
    状入口部分に配置され、前記羽根車の回転中前記タンク
    内での前記液体の全体的な回転を阻止し、ガスを前記の
    ようにうず状に捕捉するために前記羽根車に向かって下
    方へ延びる液体のうずを形成して、前記ガスと液体との
    接触を行うじやま板装置と；を含むことを特徴とする液
    体をガスに接触させる装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
    吸出部材の入口の上端は前記タンク内の通常の液位の下
    方で吸出部材の直径の０．２５から１．２５倍の間の高
    さに配設されていることを特徴とする液体をガスに接触
    させる装置。３ 特許請求の範囲第１項に記載の装置に
    おいて、前記吸出部材の前記円錐状入口部分には複数の
    じやま板装置が配置され、各じやま板装置は前記吸出部
    材に対し半径方向の平面に位置していることを特徴とす
    る液体をガスに接触させる装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
    吸出部材の前記液体出口が前記タンク内の通常の液位と
    前記タンクの底との間の略中間に終っていることを特徴
    とする液体をガスに接触させる装置。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
    羽根車を回転させる装置が約２００ｒｐｍ以上の速度で
    回転することを特徴とする液体をガスに接触させる装置
    。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
    汲出し羽根車がらせんねじ羽根車、ピツチ羽根タービン
    および舶用羽根車よりなる群から選択された一部材であ
    ることを特徴とする液体をガスに接触させる装置。
JP55138227A 1979-10-02 1980-10-02 液体をガスに接触させる装置 Expired JPS602898B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81041 1979-10-02
US06/081,041 US4328175A (en) 1979-10-02 1979-10-02 Apparatus for contacting a liquid with a gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5697531A JPS5697531A (en) 1981-08-06
JPS602898B2 true JPS602898B2 (ja) 1985-01-24

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US (1) US4328175A (ja)
EP (1) EP0026493B1 (ja)
JP (1) JPS602898B2 (ja)
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DE (1) DE3068228D1 (ja)
MX (1) MX157941A (ja)

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