(57)【要約】【課題】被処理水に対して高効率で良好な処理を行うことを可能にする。【解決手段】周囲壁２と中央区画壁３とによって直線部分を含む被処理水の循環水路を構成する反応タンク１の内部に配置される曝気撹拌システム１１が、循環水路の直線部分に配置された、回転可能なインペラ６と、一部を除いてインペラ６を囲む整流板９と有する。整流板９は、循環水流の上流側に向かって凸状の整流板湾曲部９ａと、整流板湾曲部９ａの両端から下流側に直線的に延びる１対の整流板直線部９ｂとを有する。インペラ６は、上流側において整流板湾曲部９ａに覆われ、下流側において１対の整流板直線部９ｂの間で開放されている。インペラ６の回転中心６ａが、中央区画壁３の、局所的な凹凸部を除く主面から、循環水路の全幅の１／３〜２／３の距離だけ離れた位置に配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲壁と前記周囲壁の内側に位置する中央区画壁とによって少なくとも一部に直線部分を含む被処理水の循環水路を構成する反応タンクの内部に配置される曝気撹拌システムであって、
前記循環水路の前記直線部分に配置された、回転可能なインペラと、前記インペラを、一部を除いて囲むように配置された整流板とを有し、
前記整流板は、前記反応タンクを流れる循環水流の上流側に向かって凸状の整流板湾曲部と、前記整流板湾曲部の両端から循環水流の下流側に直線的に延びる１対の整流板直線部とを有し、
前記インペラは、前記上流側において前記整流板湾曲部に覆われ、前記下流側においては１対の前記整流板直線部の間で開放されており、
前記インペラの回転中心が、前記循環水路の幅方向において、前記中央区画壁の、局所的な凹凸部を除く主面から、前記循環水路の全幅の１／３〜２／３の距離だけ離れた位置に配置されている、曝気撹拌システム。
【請求項２】
前記インペラの回転中心から前記整流板直線部の先端までの、前記循環水路の前記直線部分の延びる方向における長さが、前記インペラの最大外径の１〜３倍である、請求項１に記載の曝気撹拌システム。
【請求項３】
１対の前記整流板直線部のうち少なくとも前記中央区画壁側に位置する前記整流板直線部は、前記整流板湾曲部との接続部から前記整流板直線部の先端に向かうにつれて前記中央区画壁側から前記周囲壁側に向かうように傾いており、その傾き角度は３０度以下である、請求項１または２に記載の曝気撹拌システム。
【請求項４】
１対の前記整流板直線部がいずれも、前記整流板湾曲部との接続部から前記整流板直線部の先端に向かうにつれて前記中央区画壁側から前記周囲壁側に向かうように傾いており、前記中央区画壁側に位置する前記整流板直線部の、前記循環水路の直線部分の延びる方向に対する角度が、前記周囲壁側に位置する前記整流板直線部の、前記循環水路の前記直線部分の延びる方向に対する角度よりも大きい、請求項３に記載の曝気撹拌システム。
【請求項５】
１対の前記整流板直線部のうち、前記周囲壁側に位置する前記整流板直線部は、前記整流板湾曲部との接続部から前記整流板直線部の先端に向かうにつれて前記周囲壁側から前記中央区画壁側に向かうように傾いており、その傾き角度の絶対値は、前記中央区画壁側に位置する前記整流板直線部の、前記整流板湾曲部との接続部から前記整流板直線部の先端に向かうにつれて前記中央区画壁側から前記周囲壁側に向かうように傾く傾き角度の絶対値よりも小さい、請求項３に記載の曝気撹拌システム。
【請求項６】
前記循環水路の深さ方向において、前記インペラの上端から前記整流板の上端までの距離が、前記インペラの上端から前記整流板の下端までの距離の１〜１．５倍であり、かつ前記インペラの上端から前記整流板の下端までの距離が、前記インペラの上端から該インペラの下端までの距離の１．５〜３倍である、請求項１から５のいずれか１項に記載の曝気撹拌システム。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の曝気撹拌システムと、前記反応タンクと、を有する、オキシデーションディッチ装置。
【請求項８】
前記反応タンクの前記中央区画壁の両端はいずれも前記周囲壁の内面から間隔を置いて位置しており、前記中央区画壁の端部と前記周囲壁の内面との間の間隔を通って、前記中央区画壁の両側へ延びる湾曲区画壁が設けられており、
前記湾曲区画壁は前記循環水路の一部を２系統に分割しており、
１対の前記整流板直線部を延長した仮想線がいずれも、前記湾曲区画壁で２系統に分割された前記循環水路のうちの外側の水路に進入するように、前記整流板が配置されている、請求項７に記載のオキシデーションディッチ装置。
【請求項９】
周囲壁と前記周囲壁の内側に位置する中央区画壁とによって少なくとも一部に直線部分を含む被処理水の循環水路を構成する反応タンクの内部に曝気撹拌システムを設置する方法であって、
前記曝気撹拌システムは、回転可能なインペラと、前記インペラを、一部を除いて囲むように配置された整流板と、を有し、前記整流板は、前記反応タンクを流れる循環水流の上流側に向かって凸状の整流板湾曲部と、前記整流板湾曲部の両端から循環水流の下流側に直線的に延びる１対の整流板直線部とを有し、
前記循環水路の前記直線部分において、前記インペラが、前記上流側において前記整流板湾曲部に覆われ、前記下流側においては１対の前記整流板直線部の間で開放され、かつ前記インペラの回転中心が、前記循環水路の幅方向において、前記中央区画壁の、局所的な凹凸部を除く主面から、前記循環水路の全幅の１／３〜２／３の距離だけ離れた位置に配置されるように、前記インペラと前記整流板とを配置する、曝気撹拌システムの設置方法。
【請求項１０】
前記インペラの回転中心から前記整流板直線部の先端までの、前記循環水路の前記直線部分の延びる方向における長さが、前記インペラの最大外径の１〜３倍である、請求項９に記載の曝気撹拌システムの設置方法。
【請求項１１】
１対の前記整流板直線部のうち少なくとも前記中央区画壁側に位置する前記整流板直線部が、前記整流板湾曲部との接続部から前記整流板直線部の先端に向かうにつれて前記中央区画壁側から前記周囲壁側に向かうように、該整流板直線部を３０度以下の角度だけ傾けて配置する、請求項９または１０に記載の曝気撹拌システムの設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曝気撹拌システムおよびその設置方法とオキシデーションディッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水や汚水等の有機廃水である被処理水を、微生物を用いて生物学的に処理するために、無端の循環水路を有する反応タンクを含むオキシデーションディッチ装置（酸化溝装置）を用いる方法が知られている。反応タンクには、一般に縦軸型や横軸型などのエアレータを含む曝気撹拌システムが設けられている。エアレータのインペラが回転することにより、被処理水を十分に曝気する。特許文献１〜６には、長円形状や馬蹄形状などの循環水路に、曝気性能や維持管理性に優れている縦軸型エアレータを含む曝気撹拌システムが設けられたオキシデーションディッチ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５８３９４３９号公報
【特許文献２】特許第６３６７７５２号公報
【特許文献３】特許第５７６６５３４号公報
【特許文献４】特許第５５９１７５１号公報
【特許文献５】特開昭６１−１４９２９３号公報
【特許文献６】特公平４−７２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
反応タンク内に縦軸型エアレータを配置した場合、インペラの回転によって、縦軸型エアレータから見て一方の側には、循環水路内の水流と一致する方向の推進力が生じるのに対し、他方の側には逆向きの推進力が生じる。それにより、縦軸型エアレータの付近で水流の乱れが生じ、かつ流速が低下する。その結果、被処理水に対して高効率で良好な生物学的処理を行うことが困難である。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、被処理水に対して高効率で良好な処理を行うことを可能にする曝気撹拌システムおよびその設置方法とオキシデーションディッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の、周囲壁と周囲壁の内側に位置する中央区画壁とによって少なくとも一部に直線部分を含む被処理水の循環水路を構成する反応タンクの内部に配置される曝気撹拌システムが、循環水路の直線部分に配置された、回転可能なインペラと、インペラを、一部を除いて囲むように配置された整流板とを有し、整流板は、反応タンクを流れる循環水流の上流側に向かって凸状の整流板湾曲部と、整流板湾曲部の両端から循環水流の下流側に直線的に延びる１対の整流板直線部とを有し、インペラは、上流側において整流板湾曲部に覆われ、下流側においては１対の整流板直線部の間で開放されており、インペラの回転中心が、循環水路の幅方向において、中央区画壁の、局所的な凹凸部を除く主面から、循環水路の全幅の１／３〜２／３の距離だけ離れた位置に配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、被処理水に対して高効率で良好な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態のオキシデーションディッチ装置を模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示すオキシデーションディッチ装置の変形例の一部を模式的に示す拡大平面図である。
【図３】図１のオキシデーションディッチ装置の曝気撹拌システムを模式的に示す側面図である。
【図４】図１の要部の拡大図である。
【図５】図１に示すオキシデーションディッチ装置の他の変形例の要部の拡大平面図である。
【図６】第２の実施例のオキシデーションディッチ装置を模式的に示す平面図である。
【図７】第３の実施例のオキシデーションディッチ装置を模式的に示す平面図である。
【図８】第５の実施例のオキシデーションディッチ装置を模式的に示す平面図である。
【図９】第６の実施例のオキシデーションディッチ装置を模式的に示す平面図である。
【図１０】第４の比較例のオキシデーションディッチ装置を模式的に示す平面図である。
【図１１】図８の要部の拡大図である。
【図１２】第８の実施例のオキシデーションディッチ装置を模式的に示す平面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態のオキシデーションディッチ装置を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に、本発明の一実施形態のオキシデーションディッチ装置（酸化溝装置）を示している。このオキシデーションディッチ装置は、反応タンク１を有している。この反応タンク１は、長円形状の周囲壁２と、周囲壁２に囲まれた空間の内部に位置し、長円形状の幅方向の中心を通り長手方向に沿って延びる中央区画壁３とを有する。中央区画壁３の両端はいずれも周囲壁２の内面に当接せず間隔を置いて位置している。さらに、中央区画壁３の端部と周囲壁２の内面との間の間隔を通って、中央区画壁３の両側へ延びる湾曲区画壁４が設けられている。図１に示す例では、湾曲区画壁４は、周囲壁２の両端の湾曲部分２ａと実質的に平行であって、周囲壁２の湾曲部分２ａと直線部分２ｂとの移行部分付近まで延びている。それにより、周囲壁２と中央区画壁３とに仕切られた無端の循環水路が構成されている。この循環水路の一部は、湾曲区画壁４によって２系統に分割されつつ周囲壁２の湾曲部分２ａおよび湾曲区画壁４に沿って流れるように案内される。なお、本発明のオキシデーションディッチ装置は、湾曲区画壁４と周囲壁２の両端の湾曲部分２ａとが互いに平行である構成には限定されない。図２に示す変形例のように、湾曲区画壁４と周囲壁２の湾曲部分２ａとが、半径の大きさが互いに異なり、かつ中心位置が互いにずれて偏心した半円弧状であってもよい。その場合、循環水流の上流側において湾曲区画壁４が周囲壁２に近接し、下流側において湾曲区画壁４が周囲壁２から離れて位置するように偏心していることが好ましい。図２には、このような変形例の反応タンク１の一部のみを示しているが、図示されている部分の反対側（図２の下方）においても同様に、循環水流の上流側において湾曲区画壁４が周囲壁２に近接し、下流側において湾曲区画壁４が周囲壁２から離れて位置するように、湾曲区画壁４と湾曲部分２ａとが偏心している。それにより循環水路内の流れの流速を高めることができる。
【００１０】
循環水路の直線部分は、周囲壁２の直線部分２ｂによって形成されており、実質的に周囲壁２の直線部分２ｂと同じ部分であると言える。循環水路の直線部分に、曝気撹拌システムを構成する縦軸型エアレータ１１が配置されている。図３に示すように、縦軸型エアレータ１１は、回転可能な羽根部であって回転軸５を有するインペラ６と、インペラ６の回転軸５に連結された電動機７および減速機８と、整流板９とを有する。インペラ６の上端が循環水路内の被処理水の液面１０（２点鎖線で図示）の近傍に位置している。本実施形態では、図３，４に示すインペラ６の回転中心６ａが、長円形状の循環水路の直線部分において、中央区画壁３の主面から距離Ｗ２だけ離れた位置に配置されている。ここで言う主面とは、中央区画壁３の、周囲壁２に対向する面であって、局所的な凹凸部が存在する場合にはその局所的な凹凸部を除いた平坦面である。この距離Ｗ２は、反応タンク１（循環水路）の直線部分の全幅Ｗ１の１／３〜２／３である。整流板９は一端が開放された略Ｕ字状の仕切り壁であり、水流の上流側に向かって凸状の半円状または半楕円状または半長円状の整流板湾曲部９ａと、この整流板湾曲部９ａの両端から下流側に直線的に延びる１対の整流板直線部９ｂとを有している。インペラ６は１対の整流板直線部９ｂと整流板湾曲部９ａとに囲まれた空間に位置し、上流側において整流板湾曲部９ａに覆われ、下流側においては１対の整流板直線部９ｂの間で開放されている。
【００１１】
本実施形態のオキシデーションディッチ装置では、循環水路内に被処理水が供給され、縦軸型エアレータ１１の電動機７および減速機８が作動してインペラ６を時計方向に回転させる。インペラ６の回転により、インペラ６の外側（周囲壁２側）には、時計方向に流れる水流の上流側から下流側に向かう推進力が生じる。インペラ６の内側（中央区画壁３側）には、水流に逆行して下流側から上流側に向かう推進力が生じるが、この推進力を受けた水流の少なくとも一部は略Ｕ字状の整流板９に遮られ、下流側から上流側に向かうように方向転換される。なお、インペラ６が時計方向に回転する構成のみならず、反時計方向に回転する場合もあり得るが、いずれの場合も、循環水流と同じ方向にインペラ６が回転する。
【００１２】
このような構成のオキシデーションディッチ装置では、循環水路内の水流に対する、インペラ６の回転により生じる推進力が流速の低下を引き起こすことを防ぐことが望まれる。そこで、本実施形態では、インペラ６の回転が循環水流の流速の低下を招かないようにするために、循環水路の幅方向におけるインペラ６の位置を調整した構成を提案する。すなわち、循環水路の幅方向において、中央区画壁３の主面から距離Ｗ２だけ離れた位置にインペラ６の回転中心６ａを配置し、その距離Ｗ２は循環水路の全幅Ｗ１の１／３〜２／３である（図４参照）。このような位置にインペラ６を配置し、略Ｕ字状の整流板９が、整流板湾曲部９ａの両端から連続し、循環水路の水流の上流側から下流側に向かって延びる１対の整流板直線部９ｂを有することで、水流の流速の低下を抑えることができる。好ましくは、整流板直線部９ｂの、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さ、厳密に言うとインペラ６の回転中心６ａから整流板直線部９ｂの先端までの、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さが、インペラ６の最大外径Ｄの１〜３倍である。
【００１３】
仮に、循環水路の幅方向において、インペラ６の回転中心６ａの中央区画壁３からの距離Ｗ２が循環水路の全幅の１／３未満である場合には、インペラ６が中央区画壁３に近すぎる。また、インペラ６の回転中心６ａの中央区画壁３からの距離Ｗ２が循環水路の全幅Ｗ１の２／３よりも大きい場合には、インペラ６が周囲壁２に近すぎる。いずれの場合にも、循環水路の水流を乱したり、部分的に循環水流に対する大きな抵抗を生じたりして、水流全体の流速を遅くする要因になる可能性がある。しかし、本実施形態では、前述したように、インペラ６の回転中心６ａと中央区画壁３との間の間隔Ｗ２が循環水路の全幅Ｗ１の１／３〜２／３になるようにインペラ６を配置し、さらに整流板直線部９ｂが循環水路の長手方向に延びている。このような構成であると、循環水路の水流全体の流速があまり遅くならない。
【００１４】
なお、縦軸型エアレータ１１が設置される位置において、周囲壁２と中央区画壁３の互いに対向する面が局所的に突出して循環水路の幅が狭くなっている場合がある。例えば、図５に示すように、周囲壁２および中央区画壁３に局所的な凹凸部（突出部）２ｃ，３ａが設けられている場合がある。そのような場合にも、中央区画壁３の、局所的な凹凸部（突出部）３ａを除く面（主面）３ｂから、インペラ６の回転中心６ａまでの距離Ｗ２を、循環水路の全幅Ｗ１の１／３〜２／３にする。一例としては、中央区画壁３の主面３ｂからインペラ６の回転中心６ａまでの距離Ｗ２が、循環水路の全幅Ｗ１の３／８である。そして、循環水路の幅が狭くなっている部分における中央区画壁３の突出部３ａからインペラ６の回転中心６ａまでの距離Ｗ４が、循環水路の全幅Ｗ１の１／５〜１／３であることが好ましい。
【００１５】
また、仮に整流板直線部９ｂの、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さが、インペラ６の最大外径Ｄの１倍未満であると、インペラ６から下流側へ向かう水流の方向が安定せず、整流板直線部９ｂによる水流案内の効果が乏しい。整流板直線部９ｂの、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さが、インペラ６の最大外径Ｄの３倍程度であると、整流板直線部９ｂの水流案内の効果が十分に得られ、それ以上長くしてもその効果にさほど違いは生じない。そして、後述するように整流板直線部９ｂが周囲壁２の直線部分に対して斜めに延びる構成であると、整流板直線部９ｂが長過ぎると周囲壁２の内面に当接するか、周囲壁２の内面との間の間隔が小さくなりすぎて循環水流に対する大きな抵抗となるおそれがある。これらの状況を勘案すると、整流板直線部９ｂ（インペラ６の回転中心６ａから整流板直線部９ｂの先端までの範囲）の、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さが、インペラ６の最大外径Ｄの１〜３倍であることが好ましい。
【００１６】
図３に示す本実施形態の縦軸型エアレータ１１の整流板９は、反応タンク１の全深さに亘って設けられているわけではなく、インペラ６を覆う範囲とその上下のある程度の範囲のみに延びている。具体的には、インペラ６の上端と被処理水の液面１０（２点鎖線で図示）とが高さ方向にほぼ一致する位置にある場合、インペラ６の上端から整流板９の上端までの距離Ｈ１が、インペラ６の上端から整流板９の下端までの距離Ｈ２の１〜１．５倍であることが好ましい。また、距離Ｈ２が、インペラ６の上端からインペラ６の下端までの距離Ｈ３の１．５〜３倍であることが好ましい。このような構成により、本実施形態では、インペラ６の回転によって反応タンク１内に被処理液の循環水流を生じさせるとともに、活性汚泥の沈降を抑制して廃水と活性汚泥を十分に混合し、かつ被処理液に酸素を溶け込ませて生物学的処理を高効率で良好に行うことができる。さらに、インペラ６の回転によって被処理液の液面１０に加わる衝撃に起因する飛沫の周囲への飛散が整流板９によって一方向に整流され、かつ上流側から下流側への循環水流が良好に維持される。仮に整流板９が反応タンク１の全深さに亘って設けられていると、水流を完全に遮断するため、水流の乱れや流速の低下を引き起こすおそれがある。しかし、本実施形態では、前述したように整流板９の寸法を規定することで、整流の効果を維持しつつ、整流板９が水流を完全に遮断せず水流の乱れや流速の低下を抑制するという効果を奏することができる。
【００１７】
オキシデーションディッチ装置において、高効率で良好な生物学的処理を行うために、被処理液の循環水流内に流速が１０ｃｍ／ｓｅｃを下回る部分が無いようにすることと、酸素供給量が２．２ｋｇ・Ｏ2／ｋＷｈ以上であることが望ましいことが知られている。本発明では、これらの条件を満たすために、インペラ６の回転中心６ａと、中央区画壁３の局所的な凹凸部３ａを除く主面３ｂとの間の間隔Ｗ２が、循環水路の全幅Ｗ１の１／３〜２／３になるようにインペラ６を配置した。そして、縦軸型エアレータ１１が設置される位置において循環水路の幅が局所的に狭くなっている場合にも、中央区画壁３の局所的な凹凸部３ａを除く主面３ｂからインペラ６の回転中心６ａまでの距離Ｗ２が、循環水路の全幅Ｗ１の１／３〜２／３、より好ましくは全幅Ｗ１の３／８程度になり、循環水路の幅が狭くなっている部分における中央区画壁３の局所的な凹凸部（突出部）３ａからインペラ６の回転中心６ａまでの距離Ｗ４が全幅Ｗ１の１／５〜１／３になるように、インペラ６を配置した。さらに、整流板直線部９ｂの、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さを、インペラ６の最大外径Ｄの１〜３倍にした。また、インペラ６の上端から整流板９の上端までの距離Ｈ１が、インペラ６の上端から整流板９の下端までの距離Ｈ２の１〜１．５倍であって、この距離Ｈ２が、インペラ６の上端からインペラ６の下端までの距離Ｈ３の１．５〜３倍になるようにした。本発明者は、これらの構成が、前述した望ましい流速および酸素供給量の条件を実現するために特に効果的であることを見出した。
【実施例】
【００１８】
［第１の実施例］
図１，３，４に示す構成の具体例として、第１の実施例では、循環水路の全幅Ｗ１が４０００ｍｍであって少なくとも直線部分２ｂの位置において実質的に一定であり、インペラ６の回転中心６ａと中央区画壁３との間の間隔Ｗ２が１８００ｍｍ、整流板９の開口幅（整流板直線部９ｂの先端同士の間隔）Ｗ３が１８００ｍｍ、インペラ６の最大外径Ｄが１４００ｍｍ、整流板直線部９ｂ（インペラ６の回転中心６ａから整流板直線部９ｂの先端までの範囲）の、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さＬが３０００ｍｍである。本実施例では、１対の整流板直線部９ｂが平行であって、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向に延びている。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は１５ｃｍ／ｓｅｃで、酸素供給量が２．２ｋｇ・Ｏ2／ｋＷｈ以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。なお、本実施例および後述する各実施例および各比較例において、流速の測定は、循環水路中で最も流速が低下しやすい図１のＡ部分、すなわち縦軸型エアレータ１１の上流側に位置する湾曲区画壁４の上流側端部付近において行った。本実施例および後述する第２〜６の実施例では、図３に示すインペラ６の上端から整流板９の上端までの距離Ｈ１が６００ｍｍ、インペラ６の上端から整流板９の下端までの距離Ｈ２が５００ｍｍ、インペラ６の上端からインペラ６の下端までの距離Ｈ３が３００ｍｍである。
【００１９】
［第２の実施例］
図６に示す第２の実施例では、循環水路の全幅Ｗ１が４０００ｍｍであって少なくとも直線部分２ｂの位置において実質的に一定であり、インペラ６の回転中心６ａと中央区画壁３との間の間隔Ｗ２が１８００ｍｍ、整流板９の開口幅Ｗ３が２５００ｍｍ、インペラ６の最大外径Ｄが１４００ｍｍ、整流板直線部９ｂの、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さＬが３０００ｍｍである。本実施例では、循環水路内の外側（周囲壁２に近い側）の整流板直線部９ｂが、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向に対してθ２（本実施例では１０度）だけ、整流板湾曲部９ａとの接続部から整流板直線部９の先端に向かうにつれて内側から外側に向かうように傾いている。従って、整流板９の開口幅Ｗ３が第１の実施例に比べて広がっている。長さＬは、整流板直線部９ｂの、それ自体が延びる方向の長さではなく、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さである。本実施例では、１対の整流板直線部９ｂの、それ自体が延びる方向の長さは異なっているが、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さＬは一致している。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は２０ｃｍ／ｓｅｃで、酸素供給量が２．２ｋｇ・Ｏ2／ｋＷｈ以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。なお、角度θ２は、循環水路内の外側（周囲壁２に近い側）を正の値で、内側（中央区画壁３に近い側）を負の値でそれぞれ示す。
【００２０】
［第３の実施例］
図７に示す第３の実施例では、循環水路の全幅Ｗ１が４０００ｍｍであって少なくとも直線部分２ｂの位置において実質的に一定であり、インペラ６の回転中心６ａと中央区画壁３との間の間隔Ｗ２が１８００ｍｍ、整流板９の開口幅Ｗ３が１８００ｍｍ、インペラ６の最大外径Ｄが１４００ｍｍ、整流板直線部９ｂの周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さＬが３０００ｍｍである。本実施例では、１対の整流板直線部９ｂが平行であって、外側（周囲壁２に近い側）の整流板直線部９ｂが、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向に対してなす角度θ２と、内側（中央区画壁３に近い側）の整流板直線部９ｂが、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向に対してなす角度θ１とが一致しており、いずれも１０度である。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は２５ｃｍ／ｓｅｃで、酸素供給量が２．２ｋｇ・Ｏ2／ｋＷｈ以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。なお、角度θ１は、角度θ２と同様に、循環水路内の外側（周囲壁２に近い側）を正の値、内側（中央区画壁３に近い側）を負の値でそれぞれ示す。
【００２１】
［第４の実施例］
第３の実施例と類似した構成である第４の実施例では、図示しないが、インペラ６の回転中心６ａと中央区画壁３との間の間隔Ｗ２が２５００ｍｍであり、第３の実施例よりも外側（周囲壁２に近い側）にインペラ６および整流板９が配置されている。それ以外の構成は第３の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は１５ｃｍ／ｓｅｃで、酸素供給量が２．２ｋｇ・Ｏ2／ｋＷｈ以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。
【００２２】
［第５の実施例］
図８に示す第５の実施例では、循環水路の全幅Ｗ１が４０００ｍｍであって少なくとも直線部分２ｂの位置において実質的に一定であり、インペラ６の回転中心６ａと中央区画壁３との間の間隔Ｗ２が１８００ｍｍ、整流板９の開口幅Ｗ３が１５００ｍｍ、インペラ６の最大外径Ｄが１４００ｍｍ、整流板直線部９ｂの、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さＬが３０００ｍｍである。本実施例では、外側の整流板直線部９ｂが、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向に対してなす角度θ２が１０度であって、内側の整流板直線部９ｂが、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向に対してなす角度θ１が１５度である。角度θ１が角度θ２よりも大きいため、整流板９の開口幅Ｗ３が第１の実施例に比べて狭くなっており、１対の整流板直線部９ｂに挟まれた空間は、整流板湾曲部９ａとの接続部から整流板直線部９の先端に向かうにつれて内側から外側に向かうように傾いている。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は３０ｃｍ／ｓｅｃで、酸素供給量が２．２ｋｇ・Ｏ2／ｋＷｈ以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。
【００２３】
［第６の実施例］
図９に示す第６の実施例では、循環水路の全幅Ｗ１が４０００ｍｍであって少なくとも直線部分２ｂの位置において実質的に一定であり、インペラ６の回転中心６ａと中央区画壁３との間の間隔Ｗ２が１８００ｍｍ、整流板９の開口幅Ｗ３が１４００ｍｍ、インペラ６の最大外径Ｄが１４００ｍｍ、整流板直線部９ｂの、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さＬが３０００ｍｍである。本実施例では、外側の整流板直線部９ｂが、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向に対してなす角度θ２が０度、すなわち平行である。それに対して、内側の整流板直線部９ｂが、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向に対してなす角度θ１が１０度である。角度θ１が角度θ２よりも大きいため、整流板９の開口幅Ｗ３が第１の実施例に比べて狭くなっており、１対の整流板直線部９ｂに挟まれた空間は、整流板湾曲部９ａとの接続部から整流板直線部９の先端に向かうにつれて内側から外側に向かうように傾いている。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は１８ｃｍ／ｓｅｃで、酸素供給量が２．２ｋｇ・Ｏ2／ｋＷｈ以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。
【００２４】
［第１の比較例］
第１の実施例と類似した構成である第１の比較例では、図示しないが、インペラ６の回転中心６ａと中央区画壁３との間の間隔Ｗ２が１０００ｍｍであり、第１の実施例よりも外側（周囲壁２に近い側）にインペラ６および整流板９が配置されている。それ以外の構成は第１の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は６．５ｃｍ／ｓｅｃであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。これは、インペラ６が中央区画壁３に近すぎて流速が遅くなったことが原因であると考えられる。
【００２５】
［第２の比較例］
第１の実施例と類似した構成である第２の比較例では、図示しないが、整流板直線部９ｂの周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向における長さＬが１０００ｍｍである。それ以外の構成は第１の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は３ｃｍ／ｓｅｃであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。本比較例ではＬ＜Ｄであり、整流板直線部９ｂが短すぎるためにあまり良好な結果が得られなかったと考えられる。
【００２６】
［第３の比較例］
第１の実施例と類似した構成である第３の比較例では、図示しないが、インペラ６の回転中心６ａと中央区画壁３との間の間隔Ｗ２が１０００ｍｍであり、第１の実施例よりも内側（中央区画壁３に近い側）にインペラ６および整流板９が配置されている。それ以外の構成は第１の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は５ｃｍ／ｓｅｃであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。本比較例ではＷ２＜Ｗ１×１／３であり、インペラ６が中央区画壁３に近すぎるためにあまり良好な結果が得られなかったと考えられる。
【００２７】
［第４の比較例］
第２の実施例と類似した構成である第４の比較例では、図１０に示すように、循環水路内の外側（周囲壁２に近い側）の整流板直線部９ｂが、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向に対してなす角度θ２が−１０度である。従って、外側の整流板直線部９ｂは、整流板湾曲部９ａとの接続部から整流板直線部９の先端に向かうにつれて外側から内側に向かうように傾いている。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は５ｃｍ／ｓｅｃであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。本比較例では１対の整流板直線部９ｂの間から流れる水流が、循環水流の流束が速い循環水路の外側（周囲壁２に近い側）ではなく、流束が遅い内側（中央区画壁３に近い側）に向かうために、あまり良好な結果が得られなかったと考えられる。
【００２８】
［第５の比較例］
第６の実施例と類似した構成である第５の比較例では、図示しないが、循環水路内の内側（中央区画壁９に近い側）の整流板直線部９ｂが、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向に対してなす角度θ１が４０度である。従って、内側の整流板直線部９ｂは、整流板湾曲部９ａとの接続部から整流板直線部９の先端に向かうにつれて内側から外側に向かうように傾いている。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は８ｃｍ／ｓｅｃであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。このことから、整流板直線部９ｂが、周囲壁２および循環水路の直線部分並びに中央区画壁３の延びる方向に対してなす角度θ１が大きすぎると好ましくないことがわかる。実験的に確認したところ、角度θ１は好ましくは０〜３０度、より好ましくは１０〜２０度に設定するとよいことが判った。角度θ２についても同様に、好ましくは０〜３０度、より好ましくは１０〜２０度に設定するとよいことが実験的に判った。
【００２９】
［第７の実施例］
第３の実施例と類似した構成である第７の実施例では、図３に示すインペラ６の上端から整流板９の上端までの距離Ｈ１が３００ｍｍ、インペラ６の上端から整流板９の下端までの距離Ｈ２が３００ｍｍ、インペラ６の上端からインペラ６の下端までの距離Ｈ３が２００ｍｍである。それ以外の構成は第３の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は２０ｃｍ／ｓｅｃで、酸素供給量が２．２ｋｇ・Ｏ2／ｋＷｈ以上であり、高効率で良好な生物学的処理が実現した。
【００３０】
［第６の比較例］
第３の実施例と類似した構成である第６の比較例では、図３に示すインペラ６の上端から整流板９の上端までの距離Ｈ１が０ｍｍ、インペラ６の上端から整流板９の下端までの距離Ｈ２が５００ｍｍ、インペラ６の上端からインペラ６の下端までの距離Ｈ３が３００ｍｍである。それ以外の構成は第７の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は５ｃｍ／ｓｅｃであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。本比較例では整流板９の上端がインペラ６の上端および水面１０と同じ高さに位置しており、インペラの回転により上流側へ向かう波や飛沫を十分に遮られないため、あまり良好な結果が得られなかったと考えられる。
【００３１】
［第７の比較例］
第３の実施例と類似した構成である第７の比較例では、図３に示すインペラ６の上端から整流板９の上端までの距離Ｈ１が６００ｍｍ、インペラ６の上端から整流板９の下端までの距離Ｈ２が０ｍｍ、インペラ６の上端からインペラ６の下端までの距離Ｈ３が３００ｍｍである。それ以外の構成は第３の実施例と同じである。このオキシデーションディッチ装置の反応タンク１内に被処理液の循環流を発生させると、その流速は７ｃｍ／ｓｅｃであり、高効率で良好な生物学的処理が実現できない場合がある。本比較例では整流板９がインペラ６自体を覆っておらず、インペラ６の回転により水面下で上流側へ向かう被処理液の流れが遮られないため、あまり良好な結果が得られなかったと考えられる。
【００３２】
［第８の実施例］
図１１に示す第８の実施例では、１対の整流板直線部９ｂのうち、中央区画壁３側に位置する整流板直線部９ｂは、図７〜９に示す第３〜６の実施例と同様に、整流板湾曲部９ａとの接続部から整流板直線部９ｂの先端に向かうにつれて、中央区画壁３側から周囲壁２側に向かうように傾いている。一方、周囲壁２側に位置する整流板直線部９ｂは、整流板湾曲部９ａとの接続部から整流板直線部９ｂの先端に向かうにつれて周囲壁２側から中央区画壁３側に向かうように傾いている。ただし、周囲壁２側に位置する整流板直線部９ｂの、周囲壁２側から中央区画壁３側に向かう傾き角度の絶対値は、中央区画壁３側に位置する整流板直線部９ｂの、中央区画壁３側から周囲壁２側に向かう傾き角度の絶対値よりも小さい。本発明では、インペラ６および整流板９によって、外側向きの流れ、すなわち循環水路の流れの上流側から下流側に向かうにつれて中央区画壁３側から周囲壁２側に向かう流れを生じさせることで、水流の乱れや流速の低下を抑える。そのために、少なくとも中央区画壁３側に位置する整流板直線部９ｂを、循環水路の流れに沿って中央区画壁３側から周囲壁２側に向かうように傾けている。ただし、周囲壁２側に位置する整流板直線部９ｂに関しては、その反対向き、すなわち循環水路の流れに沿って周囲壁２側から中央区画壁３側に向かうように僅かに傾いている構成もある程度許容できる。その場合、少なくとも、周囲壁２側に位置する整流板直線部９ｂの内側向きの傾き角度の絶対値が、中央区画壁３側に位置する整流板直線部９ｂの外側向きの傾き角度の絶対値よりも小さくなければならない。
【００３３】
前述した第３〜８の実施形態では、１対の整流板直線部９ｂに挟まれた空間は、整流板湾曲部９ａとの接続部から整流板直線部９の先端に向かうにつれて内側から外側に向かうように傾いている。すなわち、１対の整流板直線部９ｂに挟まれた空間からの流れは、外側に向かっているという点で有利である。その理由について説明すると、長円状の周囲壁と中央区画壁３とに囲まれた循環水路を流れる循環流は、外側（周囲壁２側）において流速が速く、内側（中央区画壁３側）において流速が遅い傾向がある。そのような状態で、内側の流速の遅い部分に被処理液の多くを供給して推進力を加えて速くしようとしても、効果的ではない（例えば第４の比較例）のに対し、外側の流速の速い部分に被処理液の多くを供給すると、循環流全体の流速を高める効果が得やすい（例えば第６の実施例）ことが実験により判明した。従って、１対の整流板直線部９ｂに挟まれた空間から送られる流れが、循環水路の外側の流速の速い部分に向けられると、流速の向上をもたらしやすい。特に、湾曲区画壁４が設けられている構成では、湾曲区画壁４の内側と外側とで流速の差が生じやすい。従って、１対の整流板直線部９ｂに挟まれた空間から送られる流れが、湾曲区画壁４の外側に向くように設定することが好ましい。具体的には、図８の要部の拡大図である図１２に示すように、１対の整流板直線部９ｂを延長した仮想線９ｂ１がいずれも、湾曲区画壁４の内側ではなく外側に進入するような角度に形成されていることが好ましい。さらに、１対の整流板直線部９ｂに挟まれた空間から送られる流れがより確実に湾曲区画壁４の外側に送られるためには、周囲壁２から、循環流路の全幅Ｗ１の１／３以下の距離だけしか離れていない範囲内に、１対の整流板直線部９ｂを延長した仮想線９ｂ１がいずれも進入することが好ましい。仮に、湾曲区画壁４が循環水流の中心からずれた位置に配置されている場合にも、１対の整流板直線部９ｂを延長した仮想線９ｂ１がいずれも、湾曲区画壁４で２系統に分割される水路のうちの外側の水路に進入するように配置されることが好ましい。ただし、整流板直線部９ｂが水流に対する大きな抵抗となることがないように、その傾き角度は３０度以下にすることが好ましい。
【００３４】
［他の実施形態］
前述した各構成では、長円形状の循環水路を構成する反応タンク１を用いているが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、楕円形状や変形した環状の反応タンク等が設けられていてもよい。また、図１３に示すように、２つの長円形状が一部で連結されたような馬蹄形であって、内部にＵ字状の中央区画壁１３を有する反応タンク１２を用いてもよい。いずれの場合にも、循環水路のうちの実質的に直線状の部分に、本発明の縦軸型エアレータ１１を含む曝気撹拌システムを配置すればよい。この曝気撹拌システムは循環水路中に複数個設けられていてもよい。湾曲区画壁４は必ずしも設けられていなくてもよい。また、循環水流が時計方向ではなく反時計方向である場合には、本発明の各図面に記載した構成を左右対称に反転させた形状にすればよい。
【符号の説明】
【００３５】
１      反応タンク
２      周囲壁
２ａ    湾曲部分
２ｂ    直線部分
３      中央区画壁
４      湾曲区画壁
５      回転軸
６      インペラ
６ａ    回転中心
７      電動機
８      減速機
９      整流板
９ａ    整流板湾曲部
９ｂ    整流板直線部
９ｂ１  仮想線
１０    被処理水の液面
１１    縦軸型エアレータ
【図１】
2020151673.tif 000003
【図２】
2020151673.tif 000004
【図３】
2020151673.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020151673.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020151673.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020151673.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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