(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止型混合器とスペーサとを、垂直方向に連結させて配置した曝気処理装置であって、
前記スペーサを前記静止型混合器の間に配置し、
該スペーサのケーシングの直径と前記静止型混合器のケーシングの直径とを同一とし、
前記スペーサのケーシングに孔を設けたこと
を特徴とする曝気処理装置。
【請求項２】
前記スペーサのケーシングに、該スペーサの内部に延びるロート状部材を設けたこと
を特徴とする請求項１に記載の曝気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業排水、上下水及び湖沼等の水処理及び浄化に利用される曝気処理装置に関する。
詳しくには、気体と液体とを接触させる操作であり、空気中の酸素を水中に溶解したり、水中に溶存している不要なガスや揮発性物質を放散するのに利用される曝気処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の曝気処理装置は、大別すると、散気式（気泡式）、機械攪拌式（表面攪拌式）である。
特に、散気式は、図７に示すように、曝気槽１５の底部に散気板１６、散気筒等を多数配置して、これらに加圧空気を供給して曝気処理を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の曝気処理装置は、酸素の溶存効率が低いので多大な面積を必要としている。又、曝気槽内の混合攪拌の為に、必要酸素量以上の空気を散気板等に加圧供給している。その為に、多大の電力を消費している。更に又、酸素の溶存効率を高める為に、曝気槽の水深は４〜６Ｍ程度が必要とされている。この為に、送風機の吐出圧力が高くなり消費電力が大きくなる。
そこで本発明の課題は、曝気処理を極めて効果的に省エネルギー、省スペース、低コストで排水等を浄化する曝気処理装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る曝気処理装置は、静止型混合器とスペーサとを、垂直方向に連結させて配置した曝気処理装置であって、前記スペーサを前記静止型混合器の間に配置し、該スペーサのケーシングの直径と前記静止型混合器のケーシングの直径とを同一の構成とする。また、好ましくは、前記スペーサのケーシングに孔を設けた構成とし、さらには、前記スペーサのケーシングに、該スペーサの内部に延びるロート状部材を設けた構成とする。さらに好ましくは、前記静止型混合器の上方から下方へ液体及び気体を並流で供給する構成とする。
【０００５】
なお、本発明で利用される静止型混合器は、特公昭４４−８２９０号、特開平７−２８４６４２号、米国特許第４４０８８９３号等に記載されている静止型混合器を使用目的に応じて適宜選択使用できる。
【０００６】
【作用】
本発明の曝気処理装置によれば、加圧空気を供給する送風機が不要となり、消費電力費が大巾に削減できる。又、気液接触効率の向上により処理時間は短縮される。更に又、曝気処理装置は縦長に配置されるので横断面積が小さくなって、省スペースとなり、建築土木費、設備費も安価になる。又、空気供給用配管等の工事費も不要となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明に係る第１実施例の模式図、図２は同様に第２実施例の模式図、図３は同様に第３実施例の模式図、図４は同様に第４実施例の模式図、図５は本発明の第３実施例に係る曝気処理装置を水処理に適用した装置を示す模式図、図６は同様に第４実施例に係る曝気処理装置を水処理に適用した装置を示す模式図である。本実施例に使用される静止型混合器は、種々の流体通路構造体の静止型混合器を選択使用可能であるが、通路管に螺旋状の羽根体を有し、その羽根体が多孔体又は多孔質体で形成されているミキシングエレメント（特開平７−２８４６４２号）方式の採用が望ましい。
【０００８】
図１は本発明の第１実施例を示す模式図である。通路管１内において、複数個の静止型混合器２がそれらの間に静止型混合器２のケーシングと同一径の筒状をなすスペーサ３を配置して連結されている。
このように構成された曝気処理装置４においては、液体（ＦＬ）が最上段の静止型混合器２内に噴射、供給され、通路管１の頭部から通路管内に導入された気体（ＦＧ）と静止型混合器内で混合、攪拌、接触して、処理される。この混合流体はスペーサ３内を落下する。この時、流体に位置エネルギーが付加される。位置エネルギーを付加された流体は下方の静止型混合器２に導入され、前記同様に混合、攪拌、接触して処理される。これにより、液体と気体とが十分に接触し、気体が液体中に溶解し、曝気され又は放散が進行する。
【０００９】
本実施例においては、静止型混合器の上部から液体を噴霧、供給することで、気体を巻き込みながら静止型混合器内を通流させることで混合、攪拌、接触して処理が行なわれる。流体は、静止型混合器による流動抵抗により流動エネルギーが減衰するが、静止型混合器の下方にスペーサを配置することで液体に位置エネルギーを付加することができる。この為に、無動力で混合、攪拌、接触操作が高効率で行なわれる。それ故に、気体を加圧供給する送風機、コンプレッサー等が不要となり、省エネルギーとなる。
【００１０】
図２は、前記同様に、本発明の第２実施例である。曝気処理装置４は、前記第１実施例同様に、静止型混合器２と下方の静止型混合器２と間にスペーサ３を配置して構成されている。そのスペーサ３内には、上端部から下端部に亘って断面積が小さくなるロート状の板材５が内設されている。この板材５は流体の流速を大きくする機能及び流体を中心部に収束させる機能を有している。
【００１１】
図３は、前記同様に、本発明の第３実施例である。曝気処理装置４は、前記同様に静止型混合器２とその下方にスペーサ３及びその下方に静止型混合器２を配置して構成されている。そのスペーサ３は、そのスペーサの通路管１の厚み方向に１又は複数個の貫通孔６を有している。
このように構成された曝気処理装置４は、前記同様に、液体と気体が静止型混合器２で混合、攪拌、接触して、処理される。この混合流体はスペーサ３においても、スペーサ３内に孔６を介して進入する気体と混合され、更に下方の静止型混合器２に導入される。
【００１２】
本実施例においても、気体と液体との接触処理は無動力で行われ、その接触効率が極めて高い。
なお、孔６は、適当な長さのパイプをスペーサ内に突き出た形で通路管１壁に配置してもよい。
図４は、前記同様に第４実施例の模式図である。曝気処理装置４は、前記同様に、静止型混合器２とその下方の静止型混合器２との間にスペーサ３を配置して構成されている。そのスペーサ３は、第２及び第３実施例のスペーサ同様に、ロート状の板材５及び孔６を有している。
【００１３】
このように構成された曝気処理装置においては、前記同様に、上部の静止型混合器で混合、攪拌、接触された混合流体はロート状の板材５で中心部に収束されつつ、流速を大きくして、孔６を介して流入する気体と混合される。ロート状の板材５をスペーサ３内に内設することで、孔６から流入する気体量は大きくなる。そして、混合流体は下方の静止型混合器に導入されて混合、攪拌、接触が行われ、高効率で処理される。
【００１４】
図５は、本発明の第３実施例に係る曝気処理装置を水処理に適用した装置を示す模式図である。
前記同様に、静止型混合器２ａ，２ｂの下方にスペーサ３ａ，３ｂが各々実質的に垂直に配置されている。又、スペーサ３ｂの下方に液体を貯留する水槽７が配置されている。
【００１５】
このように構成された曝気処理装置４においては、原水は最上段の静止型混合器２ａ内に配管８を介して噴霧、供給され、同時に導入された空気と静止型混合器２ａ，２ｂ及びスペーサ３ａ，３ｂ内で混合、攪拌、接触して、空気中の酸素が原水中に溶解し、曝気処理される。又は、原水中に溶解している窒素化合物や揮発性物質等が空気中に物質移動して放散処理される。なお、スペーサ３ａ，３ｂにおいては、新鮮な空気が外部から孔６を介してスペーサ内に取り入れられる。
【００１６】
曝気処理装置４の下部から排出される混合流体は水槽７内に落下し、気体は気泡を形成して水面に浮上排出される。処理又は浄化された処理水は配管９を介して外部に排出される。
本実施例においても、前記同様に、攪拌動力及び送風機等を必要とせずに、原水の位置エネルギーのみで液体と気体とが高効率で混合、攪拌、接触して、処理される。
なお、曝気処理装置はその装置の下部の一部を水中に浸漬させて利用してもよい。又、孔６は適当な長さのパイプを下向きにスペーサ内に挿入して使用してもよい。
【００１７】
図６は、本発明の第４実施例に係る曝気処理装置を水処理に適用した装置を示す模式図である。曝気処理装置４の下方に水槽１０を配置し、その水槽１０からポンプ１２及び配管１３を介して、曝気処理装置４の頂部から液体を噴霧、供給する循環ラインが設けられている。又、水槽１０内には、水面から外部へ短絡して流出するのを防止する仕切板１１が内設されている。この仕切板１１の下部から処理水は配管１４を介して処理水として外部に排出される。
【００１８】
このように構成された曝気処理装置においては、原水は曝気処理装置４、水槽１０、ポンプ１２及び配管１３を介して繰り返し混合、攪拌、接触されて、高効率で処理される。
なお、水槽内に活性汚泥、好気性の細菌又は微生物を担持した担体等を添加して曝気処理装置として利用することも可能である。
【００１９】
又、本発明に係る曝気処理装置は前記実施例に限定されることなく種々応用可能である。例えば、河川の堰の下流側に配置することで溶存酸素の富化が可能となる。又、液体の気化熱を利用した気体の冷却処理等に応用可能である。
更に、本発明に係るスペーサは、前記実施例に限定されることなく、スペーサの長さ、板材及び孔の形状、個数等は使用目的に応じて適宜選択使用できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の曝気処理装置は、混合、攪拌のための動力を必要とせずに、液体の位置エネルギーで気体を巻き込みながら静止型混合器内を通流させることで、流体は混合、攪拌、接触して、高効率で処理される。上記効果を曝気処理装置に適用することにより、省エネルギー、省スペースに優れた曝気処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す模式図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す模式図である。
【図４】本発明の第４実施例を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る曝気処理装置を水処理に適用した装置を示す模式図である。
【図６】同様に、本発明の第４実施例に係る曝気処理装置を水処理に適用した装置を示す模式図である。
【図７】従来の曝気処理装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１  通路管
２  静止型混合器
２ａ  静止型混合器
２ｂ  静止型混合器
３  スペーサ
３ａ  スペーサ
３ｂ  スペーサ
４  曝気処理装置
５  板材
６  孔
７  水槽
１０  水槽
１２  ポンプ
１７  送風機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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