(57)【要約】【課題】曝気装置の停止時に空気噴射ノズルが被処理物に接触しないようにして空気噴ノズルが閉塞するのを防止できる曝気装置を提供する。【解決手段】被処理物中に浸漬して空気を吹き込んで曝気する曝気装置１において、被処理物が流入する開口部３ａが下端に形成された下部筒体３と、下部筒体３の上部に連設された外筒４ａとこの外筒内に間隔をおいて配置された内筒４ｂと天井部４ｃとで囲われた空間により形成された空気溜室４と、天井部４ｃに配置された、空気を被処理物に向けて噴出する複数の空気噴出ノズル６ａを有する送気管６と、空気溜室外で送気管６の接続管６ｂに接続された加圧空気を供給する空気溜室外の加圧空気供給管７と、記空気溜室４の内筒４ｂに連設され、被処理物が流出する開口部５ａが上端に形成された上部筒体５とを備える。【選択図】図１
2008132464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物中に浸漬して空気を吹き込んで曝気する曝気装置において、
被処理物が流入する開口部が下端に形成された下部筒体と、
前記下部筒体の上部に連設された外筒とこの外筒内に間隔をおいて配置された内筒と天井部で囲われた空間により形成された空気溜室と、
前記空気溜室内へ空気を噴出させる空気噴出装置と、
前記空気溜室外で前記空気噴出装置に接続された、加圧空気を供給する前記空気溜室外の加圧空気供給管とを備えたことを特徴とする曝気装置。
【請求項２】
前記空気溜室の前記内筒に、前記被処理物が流出する開口部を上端に形成した上部筒体が連設されていることを特徴とする請求項１に記載の曝気装置。
【請求項３】
前記上部筒体と前記空気溜室の前記内筒の接続部分で、上部筒体側の下端に環状の段部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の曝気装置。
【請求項４】
前記空気噴出装置は、前記空気溜室内の前記天井部に配置された、空気を前記被処理物に向けて噴出する空気噴出ノズルを有する送気管が加圧空気供給管に接続管を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の曝気装置。
【請求項５】
前記送気管の前記接続管の近傍で加圧空気供給管に逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項請求項１〜４のいずれか１項に記載の曝気装置。
【請求項６】
前記下部筒体の形状が下端の前記開口部から上方向に末広がりであることを特徴とする請求項請求項１〜５のいずれか１項に記載の記載の曝気装置。
【請求項７】
前記空気溜室の前記内筒の下端の径が前記下部筒体の前記開口部の径より大きく形成されていることを特徴とする請求項請求項１〜６のいずれか１項に記載の曝気装置。
【請求項８】
前記空気溜室の前記内筒が上端から下方向に末広がりであることを特徴とする請求項請求項１〜７のいずれか１項に記載の曝気装置。
【請求項９】
前記空気溜室の前記内筒が横断面円形で、且つ空気噴出ノズルの空気の噴射角度が内筒に向けて空気を噴射する方向に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の曝気装置。
【請求項１０】
空気噴出ノズルの空気の噴射角度が前記内筒の接線方向に向けて形成されていることを特徴とする請求項請求項１〜９のいずれか１項に記載の曝気装置。
【請求項１１】
前記内筒の下端の周縁に間隔をおいて切り欠きにより内筒内に通じる複数の空気進入口が設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の曝気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気噴出孔から空気を噴出させて曝気を行う曝気装置に関し、特に曝気装置が停止しても空気噴出孔の閉塞が生じない曝気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家畜糞尿、汚泥、汚水処理設備、池や沼の浄化設備などの酸素を必要とする処理設備において、空気噴出孔から空気を噴出させて曝気（エアレーション）を行うために、処理槽の底部位置に配設され、散気装置の散気管から空気を噴出させて気泡を発生させることにより汚水などの被処理物に酸素を供給して曝気するようにした散気管式曝気装置が利用されている。
【０００３】
散気管式曝気装置として、特許文献１には、曝気槽内の汚水を連続的に攪拌し間欠的に曝気することによって好気処理と嫌気処理を交互に行わせるため、好気処理の場合は曝気装置の散気装置の散気管から空気を噴出させて曝気を行い、好気時間が過ぎると曝気を停止させて次工程の嫌気処理に移行させる曝気装置が開示されている。
【０００４】
曝気装置に使用される散気装置としては、例えば、空気噴出ノズルを設けた散気管が使用されている（特許文献１〜５参照）。
【特許文献１】特開２００６−２４７５８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１９８４７８号公報
【特許文献３】特開２００３−２２０３９６号公報
【特許文献４】特開２００１−２６９６９２号公報
【特許文献５】特開平９−３１４１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記各文献に記載されている曝気装置の散気管は、曝気を停止させている間に、家畜糞尿、汚泥、汚水などの被処理物により空気噴出ノズルが閉塞してしまい、それ以後、すぐには曝気ができないという問題があった。また、閉塞した場合に、その除去作業に手間が掛かかっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、曝気装置の停止時に空気噴射ノズルが被処理物に接触しないようにして空気噴射ノズルが閉塞するのを防止できる曝気装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、被処理物中に浸漬して空気を吹き込んで曝気する曝気装置において、被処理物が流入する開口部が下端に形成された下部筒体と、前記下部筒体の上部に連設された外筒とこの外筒内に間隔をおいて配置された内筒と天井部で囲われた空間により形成された空気溜室と、前記空気溜室内へ空気を噴出させる空気噴出装置と、前記空気溜室外で前記空気噴出装置に接続された、加圧空気を供給する前記空気溜室外の加圧空気供給管とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の曝気装置は、曝気装置の停止時に外筒および内筒によって形成された空気溜室により、曝気装置の停止時に密閉された空気溜室での被処理物のレベル上昇が抑えられて空気溜室に配置された空気噴出ノズルが被処理物に接触することがないので、空気噴出ノズルが被処理物により閉塞されることがない。
【０００９】
本発明の曝気装置は、筒状の部材と配管を配置したシンプルな構造で且つ閉塞を生じないため除去作業がなくなり、イニシャル・ランニング・メンテナンス全てにおいてコストを抑えることができる。
【００１０】
装置停止時に空気噴出ノズルが被処理物に接触することがないために空気噴出ノズルの孔径を小さくすることができ、孔径を小さくすると、空気量を少なくして気泡が小さくなって被処理物の上昇が遅くなって滞留時間が長くなり、その結果、酸素の溶解効率を向上させることができる。
【００１１】
加圧空気供給管には送気管の接続管の近傍に逆止弁を設けて管距離を短くしているので、曝気装置の停止時に密閉された空気溜室の空気の圧縮量を小さくすることができる。その結果、空気溜室内の被処理物のレベル上昇を抑えることができ、空気噴出ノズルと被処理物上面が接触することのない距離を確保することができる。
【００１２】
前記下部筒体の形状を下端の開口部から上方向に末広がりとすることにより水平部が形成されないので、曝気装置の停止時に被処理物の固形分が堆積するのを防止することができる。
【００１３】
空気溜室の内筒の下端の径を下部筒体の開口部の径より大きくすることにより、あるいは空気溜室の内筒を上端から下方向に末広がりにして内筒の下端の径を下部筒体の開口部の径より大きくすることにより、循環により下部筒体の下部から上昇する被処理物の主流に浮遊物が集まって空気溜室へ浮遊物が移動するのを抑えて堆積するのを抑えることができる。
【００１４】
空気溜室の内筒に被処理物が流出する開口部を上端に形成した上部筒体を連設し、上部筒体と内筒の接続部分で、上部筒体側の下端に環状の段部を形成することにより、上昇する気泡が段部で乱流により砕けて微細化されて被処理物と空気の溶解効率が向上する。
【００１５】
空気噴出ノズルの角度を断面円形の内筒に当たった空気が下方向に向かう角度にし、また、さらに、接線方向に空気を噴射する方向にすることにより、下降する空気の旋回流を効率よく形成することができ、空気をより安定した状態で混入させることができる。
【００１６】
また、内筒の下端の周縁に間隔をおいて切り欠きにより内筒内に通じる複数の空気進入口を設けることにより、噴射された空気が内筒の回りに沿って旋回しながら下降し、空気進入口から内筒内に分散されて導かれるので、安定した微細な気泡を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明について図面を用いて説明する。図３は本発明による曝気装置の設置例を示す側面図である。
【００１８】
本発明の曝気装置は、家畜糞尿、汚泥、汚水などの被処理物の処理槽の底部、池や湖の水底に設置される。曝気装置１は、支持フレーム２に支持され、下部筒体３、空気溜室の外筒４ａ、上部筒体５が連通して上方向に連設される。
【００１９】
被処理物は、下部筒体３の下端から流入し、空気溜室４では加圧空気供給管７から逆止弁８、接続管６ｂを通して被処理物の表面下に空気が吹き込まれ、発生した気泡を伴って上部筒体５の上部から流出する。曝気装置１の停止時には空気溜室４は逆止弁８により密閉状態となる。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明による曝気装置の実施例１の断面図、図２は同平面図である。
【００２１】
下部筒体３は下端の開口部３ａから上方に末広がりの形状とすることにより、下部筒体内に水平部が形成されないようにして被処理物中の固形分が堆積するのを防止することができる。
【００２２】
空気を溜める空気溜室４は、外筒４ａと外筒内に間隔をおいて配置された内筒４ｂとにより囲われた空間により形成される。外筒４ａは下部筒体３の上に連設され、内筒４ｂは上部筒体５から下部筒体３に向けて連設される。
【００２３】
空気溜室４には、被処理物に酸素を供給するために空気溜室内へ加圧空気を噴出させて被処理物に酸素を供給する空気噴出装置を配置する。例えば、空気溜室内の天井部４ｃには環状の送気管６が配置される。送気管６には空気噴出ノズル６ａが間隔をおいて複数設けられている。送気管６は接続管６ｂを介して外部の加圧空気供給管７に接続される。空気噴出ノズル６ａは空気溜室４の下部にある被処理物の表面下に加圧空気を吹き込む角度に取り付ける。曝気装置１が停止しても、密閉された空気溜室４に空気が溜まっているので被処理物のレベル上昇が抑えられて空気噴出ノズル６ａが被処理物に接するのを防止することができる。
【００２４】
また、空気噴出管は、空気噴出ノズル６ａを設けた送気管６を空気溜室４内に配置することなく、加圧空気供給管７から加圧空気を空気溜室４内へ直接噴出させるようにしてもよい。
【００２５】
送気管６の接続管６ｂは外部の加圧空気供給管７に接続され、加圧空気供給管７には接続管６ｂの近傍に逆止弁８が設けられ、加圧空気供給管７の先は加圧空気を送気管６に供給するブロワあるいはコンプレッサーなどの加圧空気発生装置９に接続されている。逆止弁により空気溜室内の空気が抜けないので、密閉状態にある空気溜室４の下部にある被処理物のレベル上昇が停止し、空気噴出ノズル６ａが被処理物に接触しないので被処理物により閉塞されるのを防止することができる。なお、加圧空気発生装置９までの配管距離が短い場合には、空気溜室４の空気の圧縮量が少ないので、逆止弁がなくても被処理物のレベル上昇を抑えることは可能である。
【００２６】
内筒４ｂの下部の径Ｄは、下部筒体３の開口部３ａの径ｄより大きい方が望ましい。運転時は被処理物の浮遊物が循環により下部筒体３の下端の開口部３ａより流入するが、浮遊物が空気溜室４に混入して堆積すると閉塞の恐れがあるので、径Ｄを径ｄより大きくすることにより、浮遊物を上昇する被処理物の主流に乗せることになり浮遊物が空気溜室４へ行くのを抑えることができる。
【００２７】
次に、本実施例の曝気装置の運転について説明する。
【００２８】
図１において、ブロアーまたはコンプレッサー等の加圧空気発生装置９によって送られる空気は、接続管６ｂの近傍に取り付けられた逆止弁８、および空気溜室４内の送気管６に導入され、空気噴出ノズル６ａより被処理物の表面下に吹き込まれる。
【００２９】
空気噴出ノズル６ａは、空気を送り込むことによって空気溜室４に空気が溜まって被処理物のレベル上昇が抑えられるので、空気噴出ノズル６ａが被処理物に接触することがない。
【００３０】
曝気装置１の装置停止時においても、逆止弁８によって空気溜室４が密閉された状態に保持されて被処理物のレベル上昇が抑えられるので、運転時と同様に、空気噴出ノズル６ａが被処理物に接触するおそれはない。
【００３１】
空気噴出ノズル６ａから噴出された空気は、被処理物表面に吹き込まれて微細化され、内筒４ｂの下部を潜り込み上昇し、上部筒体５の開口部５ａから流出する。
【実施例２】
【００３２】
図４は本発明の実施例２を示す断面図、図５は同平面図である。実施例１と同一部材には同一の符号を付している。
【００３３】
実施例２も、実施例１と同様に、曝気装置１は、支持フレーム２に支持され、下部筒体３、空気溜室の外筒４ａ、上部筒体５が連通して上方向に連設される。
【００３４】
第１実施例と同様に、下部筒体３は下端の開口部３ａから上方に末広がりの形状とし、空気を溜める空気溜室４は外筒４ａと外筒内に間隔をおいて配置された内筒４ｂとにより囲われた空間により形成される。空気溜室内の天井部４ｃには空気噴出ノズル６ａを設けた環状の送気管６が配置される。送気管６の接続管６ｂは外部の加圧空気供給管７に接続され、加圧空気供給管７には接続管６ｂの近傍に逆止弁８が設けられ、加圧空気供給管７の先は加圧空気を送気管６に供給するブロワあるいはコンプレッサーなどの加圧空気発生装置９に接続されている。
【００３５】
内筒４ｂは、第１実施例と同様に、上部筒体５から下部筒体３に向けて連設されるが、本実施例では、上部筒体５と内筒４ｂの接続部分には上部筒体側の下端に環状の段部１０を形成したものである。段部１０において乱流が発生して、気泡が砕けて微細化されて被処理物への酸素の溶解効率を向上させることができる。
【００３６】
また、本実施例では、内筒４ｂは、下方に向けて末広がりにして内筒下部の径Ｄを下部筒体２の径ｄより大きくしてある。
【００３７】
これは、運転時に被処理物の浮遊物が循環により下部筒体３の下端開口部３ａより流入し、空気溜室４に堆積すると閉塞の恐れがあるが、径Ｄを径ｄより大きくすることにより、浮遊物を上昇する被処理物の主流に乗せることにより浮遊物が空気溜室４へ流入するのを抑えることができる。
【実施例３】
【００３８】
図６（ａ）は本発明の実施例３を示す断面図、（ｂ）は同平面図である。実施例２と同一部材には同一の符号を付している。本実施例は、実施例２と空気噴出ノズル６ａの噴射方向が異なる点を除いて同じ構成なので、その説明は省略する。
【００３９】
本実施例では、図６に示すように、複数の空気噴出ノズル６ａは、下方に末広がりの横断面円形の内筒４ｂに向けて空気を噴射する方向に環状の送気管６に設けられる。空気噴出ノズルの角度は、断面円形の内筒に当たった空気が下方向に向かう角度にする。
【００４０】
本実施例においては、空気噴出ノズル６ａから噴射された空気は、内筒４ｂに当たり、内筒４ｂの回りに沿って旋回しながら下降して広がって被処理物に進入し、内筒内に渦流ができるので、空気を安定した状態で混入させることができる。
【００４１】
なお、空気噴出ノズル６ａの角度を断面円形の内筒４ｂの接線方向に空気を噴射する方向にすることにより、下降する空気の旋回流を効率よく形成することができ、空気をより安定した状態で混入させることができる。
【実施例４】
【００４２】
図７は本発明の実施例４を示す断面図である。実施例３と同一部材には同一の符号を付している。本実施例は、実施例３と空気噴出ノズル６ａの噴射方向が異なる点を除いて同じ構成なので、その説明は省略する。
【００４３】
本実施例では、図７に示すように、内筒４ｂの開口部４ｃの周縁に間隔をおいて切り欠きにより内筒４ｂ内に通じる複数の空気進入口４ｅを設ける。
【００４４】
本実施例においては、空気噴出ノズル６ａから噴射された空気は、内筒４ｂに当たり、内筒４ｂの回りに沿って旋回しながら下降し、空気進入口４ｅから内筒４ｂ内に分散されて導かれるので、安定した微細な気泡が開口部５ａ（図４）から吐き出すことができる。
【実施例５】
【００４５】
図８（ａ）は本発明の実施例５を示す断面図、（ｂ）は同平面図である。実施例４と同一部材には同一の符号を付している。
【００４６】
本実施例は、空気噴出ノズル６ａの角度を断面円形の内筒４ｂの接線方向に空気を噴射する方向にするとともに、内筒４ｂの開口部４ｃの下端の周縁に間隔をおいて切り欠きにより内筒４ｂ内に通じる複数の空気進入口４ｅを設けた例である。
【００４７】
本実施例では、内筒４ｂの接線方向に空気を噴射して旋回流を形成し、さらに、旋回流が空気進入口４ｅから内筒４ｂ内に分散されて導かれるので、安定した微細な気泡を分散させることができる。
【実施例６】
【００４８】
図９は本発明の実施例６を示す断面図である。実施例１〜５と同一構成には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４９】
実施例１〜５では、空気溜室４の内筒４ｂに上部筒体５が連設されているのに対して、本実施例は上部筒体５を省略した例である。空気噴出ノズル６ａから噴出された空気は被処理物表面に吹き込まれて微細化され、内筒４ｂの下部を潜り込み内筒の開口部４ｄから流出する。上部筒体５を省くことにより装置がコンパクトになる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１の曝気装置の断面図である。
【図２】本発明の曝気装置の平面図である。
【図３】本発明の曝気装置の設置例を示す側面図である。
【図４】本発明の実施例２の曝気装置の断面図である。
【図５】本発明の実施例２の曝気装置の平面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施例３を示す断面図、（ｂ）は同平面図である。
【図７】本発明の実施例４を示す断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施例５を示す断面図、（ｂ）は同平面図である。
【図９】本発明の実施例６を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１：曝気装置
２：支持フレーム
３：下部筒体
３ａ：開口部
４：空気溜室
４ａ：外筒
４ｂ：内筒
４ｃ：天井部
４ｄ：内筒の開口部
４ｅ：空気進入口
５：上部筒体
５ａ：開口部
６：送気管
６ａ：空気噴出ノズル
６ｂ：接続管
７：加圧空気供給管
８：逆止弁
９：加圧空気発生装置
１０：段部
【図１】
2008132464.tif 000003
【図２】
2008132464.tif 000004
【図３】
2008132464.tif 000005
【図４】
2008132464.tif 000006
【図５】
2008132464.tif 000007
【図６】
2008132464.tif 000008
【図７】
2008132464.tif 000009
【図８】
2008132464.tif 000010
【図９】
2008132464.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月27日(2007.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物中に浸漬して空気を吹き込んで曝気する曝気装置において、
被処理物が流入する開口部が下端に形成されるとともに前記開口部から上方向に末広がりの下部筒体と、
前記下部筒体の上部に連設された外筒とこの外筒内に間隔をおいて配置されるとともに下端の径が前記下部筒体の前記開口部の径より大きく形成されている内筒と天井部で囲われた、曝気装置の停止時に密閉される空間により形成された空気溜室と、
前記空気溜室内の前記天井部に配置された、空気を前記被処理物に向けて噴出する複数の空気噴出ノズルを間隔をおいて設けた送気管を備えた空気噴出装置と、
前記空気溜室外で接続管を介して前記送気管に接続された、加圧空気を供給する加圧空気供給管とを備えたことを特徴とする曝気装置。
【請求項２】
前記空気溜室の前記内筒に、前記被処理物が流出する開口部を上端に形成した上部筒体が連設されていることを特徴とする請求項１に記載の曝気装置。
【請求項３】
前記上部筒体と前記空気溜室の前記内筒の接続部分で、上部筒体側の下端に環状の段部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の曝気装置。
【請求項４】
前記送気管の前記接続管の近傍で加圧空気供給管に逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の曝気装置。
【請求項５】
前記空気溜室の前記内筒が上端から下方向に末広がりであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の曝気装置。
【請求項６】
前記空気溜室の前記内筒が横断面円形で、且つ空気噴出ノズルの空気の噴射角度が内筒に向けて空気を噴射する方向に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の曝気装置。
【請求項７】
空気噴出ノズルの空気の噴射角度が前記内筒の接線方向に向けて形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の曝気装置。
【請求項８】
前記内筒の下端の周縁に間隔をおいて切り欠きにより内筒内に通じる複数の空気進入口が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の曝気装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、被処理物中に浸漬して空気を吹き込んで曝気する曝気装置において、被処理物が流入する開口部が下端に形成されるとともに前記開口部から上方向に末広がりの下部筒体と、前記下部筒体の上部に連設された外筒とこの外筒内に間隔をおいて配置されるとともに下端の径が前記下部筒体の前記開口部の径より大きく形成されている内筒と天井部で囲われた、曝気装置の停止時に密閉される空間により形成された空気溜室と、前記空気溜室内の前記天井部に配置された、空気を前記被処理物に向けて噴出する複数の空気噴出ノズルを間隔をおいて設けた送気管を備えた空気噴出装置と、前記空気溜室外で接続管を介して前記送気管に接続された、加圧空気を供給する加圧空気供給管とを備えたことを特徴とする。