(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気槽に空気を送り込んで、曝気槽内の汚水を曝気する曝気槽曝気装置において、
圧縮空気を生成する複数の圧縮空気生成部と、
各圧縮空気生成部によって生成された圧縮空気を曝気槽の各部分にそれぞれ送り込んで、これら曝気槽各部の汚水をそれぞれ曝気する複数の散気管と、
を備えたことを特徴とする曝気槽曝気装置。
【請求項２】
請求項１に記載の曝気槽曝気装置において、
前記各圧縮空気生成部は、速度制御機能を持つインバータ電動機と、このインバータ電動機によって回転駆動されるブロアとを備えたことを特徴とする曝気槽曝気装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の曝気槽曝気装置において、
前記各圧縮空気生成部は、曝気する汚水の負荷量に応じて、圧縮空気の生成量を個々に調整することを特徴とする曝気槽曝気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各曝気槽に空気を送り込んで、これを曝気する曝気槽曝気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、一般的な下水処理システムでは、活性汚泥と呼ばれる微生物に有機物を食べさせて、汚水を処理するという処理方法（活性汚泥法と呼ばれる処理方法）で、再利用可能な程度まで、汚水を浄化している。
【０００３】
この際、汚水中に所定量の酸素を溶け込まて、活性汚泥を活性化させ、汚水の処理効率を高くしている。
【０００４】
図４は、汚水中に空気を送り込んで、汚水を曝気し、汚水中の酸素濃度を高くする曝気槽曝気装置の一例を示す構成図である。
【０００５】
この図に示す曝気槽曝気装置１０１は、流入した汚水１０２を曝気処理する複数の曝気槽１０３と、大きなトルクで回転する複数の大型電動機１０４と、各大型電動機１０４によって回転駆動されて大きな風圧の圧縮空気を生成する複数のブロア１０５と、各ブロア１０５によって生成された圧縮空気を１つにまとめて前記各曝気槽１０３側に導く空気配管１０６と、この空気配管１０６によって導かれた圧縮空気の風圧を各曝気槽１０３毎に、調整する複数の空気調節弁１０７と、各空気調節弁１０７によって風圧が調整された各圧縮空気を各曝気槽１０３の底面側に導いて、曝気槽１０３内の汚水１０２中に噴射させる複数の散気管１０８とを備えている。
【０００６】
そして、各大型電動機１０４によって各ブロア１０５を回転させて、大きな風圧の圧縮空気を生成するとともに、空気配管１０６によって、各ブロア１０５で生成された各圧縮空気を１つのにまとめた後、各空気調節弁１０７によって、各曝気槽１０３毎に風量調節を行いながら、各散気管１０８から汚水１０２中に噴射して、汚水１０２を曝気し、汚水１０２中の酸素濃度を高める。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の曝気槽曝気装置１０１においては、大型のブロア１０５によって大風量の圧縮空気を生成し、これを各空気調節弁１０７で、各曝気槽１０３毎に風量調節して、各曝気槽１０３毎に必要な圧縮空気量を確保するようにしていたので、次に述べるような問題があった。
【０００８】
すなわち、各曝気槽１０３毎に風量調整を行うだけの機能しか持っていないことから、曝気槽１０３の面積が広いとき、図５（ａ）に示すように、曝気槽１０３に流入する汚水１０２の負荷量に応じて、図５（ｃ）に示すように、曝気槽１０３の中央部分で、実際の送風量が理想的な送風量になるように制御しても、図５（ｂ）、（ｄ）に示すように、曝気槽１０３の前半側や曝気槽１０３の後半側では、実際の送風量が理想的な送風量にならないという問題があった。
【０００９】
また、曝気槽１０３に流入する汚水１０２の濃度が変化する毎に、各曝気槽１０３単位で、各空気調節弁１０７を開度を調整し、各曝気槽１０３に供給する圧縮空気の風圧を調整しているので、各空気調節弁１０７を駆動する機構として、高価な油圧機構を使用しなければならず、これによって曝気槽曝気装置１０１のコストが高くなってしまうとともに、機械的な寿命の点でも好ましいものではなかった。
【００１０】
また、各空気調節弁１０７部分で、圧力損失が発生してしまうため、その分だけ、各大型電動機１０４で使用する電力量が大きくなることから、省エネルギーという点からも、好ましいものではなかった。
【００１１】
本発明は上記の事情に鑑み、請求項１では、機械的な空気調節弁などを用いることなく、曝気槽内にある汚水を曝気することができ、これによって装置全体の機械的な寿命を大幅に伸ばすことができるとともに、エネルギー効率を高めることができる曝気槽曝気装置を提供することを目的としている。
【００１２】
また、請求項２では、曝気槽内にある汚水を曝気する際、汚水の負荷量に応じて、曝気する圧縮空気の量をきめ細かに制御することができ、これによってエネルギーの使用量を低く抑えながら、効率的な曝気を行うことができる曝気槽曝気装置を提供することを目的としている。
【００１３】
また、請求項３では、曝気槽内の各部にある汚水の負荷量に最適な空気量で汚水を曝気することができ、これによって曝気不足や曝気過多などの曝気不良を無くし、効率的な曝気を行うことができる曝気槽曝気装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、請求項１では、曝気槽に空気を送り込んで、曝気槽内の汚水を曝気する曝気槽曝気装置において、圧縮空気を生成する複数の圧縮空気生成部と、各圧縮空気生成部によって生成された圧縮空気を曝気槽の各部分にそれぞれ送り込んで、これら曝気槽各部の汚水をそれぞれ曝気する複数の散気管とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項２では、請求項１に記載の曝気槽曝気装置において、前記各圧縮空気生成部は、速度制御機能を持つインバータ電動機と、このインバータ電動機によって回転駆動されるブロアとを備えたことを特徴としている。
【００１６】
また、請求項３では、請求項１または２に記載の曝気槽曝気装置において、前記各圧縮空気生成部は、曝気する汚水の負荷量に応じて、圧縮空気の生成量を個々に調整することを特徴としている。
【００１７】
上記の構成において、請求項１では、曝気槽に空気を送り込んで、曝気槽内の汚水を曝気する曝気槽曝気装置において、複数の圧縮空気生成部によって生成された複数の圧縮空気を複数の散気管にそれぞれ導いて、曝気槽各部の汚水をそれぞれ曝気することにより、機械的な空気調節弁などを用いることなく、曝気槽内にある汚水を曝気し、これによって装置全体の機械的な寿命を大幅に伸ばすとともに、エネルギー効率を高める。
【００１８】
また、請求項２では、請求項１に記載の曝気槽曝気装置において、前記各圧縮空気生成部として、速度制御機能を持つインバータ電動機と、このインバータ電動機によって回転駆動されるブロアとを使用することにより、曝気槽内にある汚水を曝気する際、汚水の負荷量に応じて、曝気する圧縮空気の量をきめ細かに制御し、これによってエネルギーの使用量を低く抑えながら、効率的な曝気を行う。
【００１９】
また、請求項３では、請求項１または２に記載の曝気槽曝気装置において、曝気する汚水の負荷量に応じて、各圧縮空気生成部を個々に制御し、圧縮空気の生成量を個々に調整することにより、曝気槽内の各部にある汚水の負荷量に最適な空気量で汚水を曝気し、これによって曝気不足や曝気過多などの曝気不良を無くし、効率的な曝気を行う。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による曝気槽曝気装置の実施の形態を示す平面図である。
【００２１】
この図に示す曝気槽曝気装置１は、深皿状に形成され、その一端に汚水流入口２が形成され、他端に汚水流出口３が形成された水深５〜１０ｍの曝気槽４と、この曝気槽４の近傍に設置され、曝気槽４各部に圧縮空気を送り込んで、曝気槽４内にある汚水５を曝気する複数の圧縮空気生成部６と、各圧縮空気生成部６によって生成された各圧縮空気を取り込んで、曝気槽４の各部に導く複数の空気配管７と、図２に示すように、曝気槽４各部の底にそれぞれ配置され、前記各空気配管７を介して供給された各圧縮空気を汚水５中に噴射し、汚水５を曝気する複数の散気管８とを備えており、各圧縮空気生成部６によって複数の圧縮空気を生成するとともに、各空気配管７によって、各圧縮空気を各散気管８に導いて、汚水流入口２から曝気槽４内に流入された汚水５を曝気しながら、汚水流出口３から曝気済みの汚水５を流出させる。
【００２２】
前記各圧縮空気生成部６は、図２に示すように、商用の交流電圧を整流して直流電圧を生成し、この直流電圧から、指定された電圧値で、かつ指定された周波数の交流電圧を生成するインバータ９と、このインバータ９から出力される交流電圧の電圧値、周波数に応じた回転速度で回転する小型電動機１０と、この小型電動機１０によって得られた駆動力に応じて、高速回転し、０．５〜１Ｋｇの圧力を持つ圧縮空気を生成する小型ブロア１１とを備えており、コントローラ装置（図示は省略する）から供給される制御信号に基づき、インバータ９によって、商用の交流電圧から、前記制御信号で指定された電圧値を持つ、高い周波数の交流電圧を生成するとともに、この交流電圧を使用して、小型電動機１０を駆動して小型ブロア１１を高速で回転させる。そして、これによって得られた複数の圧縮空気を各空気配管７内に送り込んで、曝気槽４の底に配置された各散気管８から、曝気槽４内の汚水５中に噴射させる。
【００２３】
この際、図３（ａ）に示すように、汚水流入口２から曝気槽４内に流入する汚水５の負荷量が変化したとき、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、負荷量が大きい汚水が曝気槽４の各部に到達するのに必要な時間差に応じて、曝気槽４の上流側にある散気管８に圧縮空気を供給する圧縮空気生成部６、曝気槽４の中流にある散気管８に圧縮空気を供給する圧縮空気生成部６、曝気槽４の下流側にある散気管８に圧縮空気を供給する圧縮空気生成部６なる順序で、順次、圧縮空気の風量を一時的に高くする。
【００２４】
これによって、曝気槽４の面積が広くても、曝気槽４内に流入する汚水５の負荷量が変動したとき、曝気槽４各部の汚水負荷量に最適な空気量で、汚水５を曝気することができる。
【００２５】
このように、この実施の形態では、複数の圧縮空気生成部６によって複数の圧縮空気を個々に生成し、これを各空気配管７によって、曝気槽４の各部に配置された各散気管８に導き、汚水流入口２から曝気槽４内に流入された汚水５中に噴射し、これを曝気するようにしているので、機械的な空気調節弁などを用いることなく、曝気槽４内にある汚水５を曝気することができる。この際、曝気槽曝気装置１全体の機械的な寿命を大幅に伸ばしながら、空気調節弁など、圧力損失などを生じる部分を無くした分だけ、エネルギーの使用効率を高めることができる。
【００２６】
また、この実施の形態では、曝気槽４内にある汚水５を曝気する際、曝気槽４各部の汚水５の負荷量に応じて、各圧縮空気生成部６のインバータ９から送出される交流電圧の電圧値、周波数を調整して、各圧縮空気生成部６から送出される圧縮空気の風量を電気的に、個々に調節するようにしているので、曝気槽４の各部から汚水５中に噴射される圧縮空気の量をきめ細かに制御することができ、これによってエネルギーの使用量を低く抑えながら、効率的な曝気を行うことができる。
【００２７】
また、この実施の形態では、曝気槽４内にある汚水５を曝気する際、曝気槽４各部の汚水５の負荷量に応じて、各圧縮空気生成部６から送出される圧縮空気の風量を個々に調節するようにしているので、面積が広い曝気槽４内に負荷量が大きい汚水５が流入したときでも、曝気槽４各部の汚水負荷量に最適な空気量で、曝気槽４内の汚水５を曝気することができ、これによって曝気不足や曝気過多などの曝気不良を無くし、効率的な曝気を行うことができる。
【００２８】
また、上述した実施の形態においては、インバータ９と、小型電動機１０とによってインバータ電動機を構成し、これによって小型ブロア１１の回転数を可変自在にしているが、他の可変速度型の電動機、例えばサイクロンコンバータなどと、小型の誘導型電動機などとを組み合わせて構成した可変速度型の電動機などを使用するようにしても良い。
【００２９】
このようにしても、上述した実施の形態と同様に、機械的な空気調節弁などを用いることなく、曝気槽４内にある汚水５を曝気することができ、さらに曝気槽曝気装置１全体の機械的な寿命を大幅に伸ばしながら、空気調節弁など、圧力損失などを生じる部分を無くした分だけ、エネルギーの使用効率を高めることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、請求項１では、機械的な空気調節弁などを用いることなく、曝気槽内にある汚水を曝気することができ、これによって装置全体の機械的な寿命を大幅に伸ばすことができるとともに、エネルギー効率を高めることができる。
【００３１】
また、請求項２では、曝気槽内にある汚水を曝気する際、汚水の負荷量に応じて、曝気する圧縮空気の量をきめ細かに制御することができ、これによってエネルギーの使用量を低く抑えながら、効率的な曝気を行うことができる。
【００３２】
また、請求項３では、曝気槽内の各部にある汚水の負荷量に最適な空気量で汚水を曝気することができ、これによって曝気不足や曝気過多などの曝気不良を無くし、効率的な曝気を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による曝気槽曝気装置の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す曝気槽曝気装置の正面図である。
【図３】図１に示す曝気槽曝気装置の動作例を示す波形図である。
【図４】従来から知られている曝気槽曝気装置の一例を示す構成図である。
【図５】図４に示す曝気槽曝気装置の動作例を示す波形図である。
【符号の説明】
１  曝気槽曝気装置
２  汚水流入口
３  汚水流出口
４  曝気槽
５  汚水
６  圧縮空気生成部
７  空気配管
８  散気管
９  インバータ（インバータ電動機）
１０  小型電動機（インバータ電動機）
１１  小型ブロア
【図１】
0003670463.tif 000002
【図２】
0003670463.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003670463.tif 000005
【図５】
0003670463.tif 000006