(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に吸込口を有し上方に周方向に所定の間隔で且つ水平より斜め下向きに開口する複数の吐出口を有するケーシングと、該ケーシング内に回転自在に配置した羽根車と、気体を処理液中に散気する散気手段を具備し、前記羽根車を回転することにより、前記吸込口より吸い込まれた処理液が前記散気手段で散気した気体と混合され、前記吐出口から吐き出される水中曝気装置において、
前記散気手段は、酸素、又はオゾン、又は酸素と空気の混合気体、又はオゾンと空気の混合気体又は酸素とオゾンと空気の混合気体からなる気体を散気する散気手段であり、一方側が閉塞し他方側が開口した散気部の開口部に可撓性材からなる板材に多数の気体噴出口を形成した散気板を設け、該散気部に気体導入管により圧力を有する前記気体を導入することにより前記散気板は外側に膨らみ、径が大きくなった前記多数の気体噴出口から前記気体を噴出し、前記散気部に前記気体の導入を停止することにより前記気体噴出口の径が小さくなる構成であり、
前記散気手段を前記散気板が下向きになるように前記ケーシングの吸込口の下方に配置固定し、前記気体導入管により前記散気部に前記気体を導入することにより、該気体を前記吸込口に吸い込まれる処理液の液流の上流側に向けて吐き出すことを特徴とする水中曝気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は曝気槽の処理液中に液没させて使用する水中曝気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
曝気槽内で、好気性微生物による汚水等を処理する際に、曝気槽内に空気等を混入させるための一方法として、軸流羽根車を装備した水中曝気装置が採用されている。図５は、この種の水中曝気装置の構成例を示す図である。図５において、１は下方に吸込口１ａを有する吸込みケーシングであり、該吸込みケーシング１の上に水平より斜め下向きに吐出口２ａが開口する吐出しケーシング２が配置されている。この吸込みケーシング１と吐出しケーシング２とで吸込口及び吐出口を有する水中曝気装置のケーシングを構成している。
【０００３】
吸込みケーシング１内には羽根車３が回転自在に配置され、該羽根車３の回転軸４は垂直上方に延び、モータＭの回転軸５に連結（直接又は減速機構等を介して間接的に連結）されている。吐出しケーシング２には、その周方向に所定の間隔で吐出口２ａが複数個設置されている。また、吐出しケーシング２の内部には空気室６を形成するための空気室ケーシング７が設けられ、該空気室６に通常空気導入管（図示せず）から空気が導入されるようになっている。なお、８は水中曝気装置を吊り下げる吊り下げ具である。
【０００４】
上記構成の水中曝気装置を曝気槽（図示せず）内の処理液中に液没させて設置し、モータＭを起動すると、該モータＭの回転軸５に直接又は減速機構等を介して間接的に連結されている回転軸４を介して、羽根車３を回転する。これにより、吸込みケーシング１の吸込口１ａから処理液Ｗが吸込まれ吐出しケーシング２の吐出口２ａへ向かって流れる。
【０００５】
一方、空気導入管を通って空気室６に導入された空気は、羽根車３の下流側で該羽根車３の外周近傍に設けられた空気噴出口９から吐出しケーシング２内に気体Ａとして吐出される。これにより、気体Ａが混入した処理液Ｗは吐出口２ａから処理液Ｗ１として吐出される。
【０００６】
曝気層内の処理液中の好気性微生物は処理液中から分離した空気により活性化する。従って、上記構成の水中曝気装置としては、酸素又はオゾンの含有量が多い気体（空気との混合）を処理液に混入させたものほど好気性微生物を効率的に活性化できることになる。しかしながら、酸素又はオゾンを曝気する場合は、通常の空気曝気と比較して１／１０程度の給気量となる。従って、通常の空気による給気に比べて、空気噴出口の径を１／１０程度にする必要がある。
【０００７】
また、給気される気泡を小さくすると、同じ給気量でも気泡の表面積が増大するため、処理液中への気体の溶解速度が増し曝気効率が高くなる。しかし、空気噴出口の径が６ｍｍ程度以下になると、処理液が下水の場合は、水中曝気装置停止時にゴミ等が空気噴出口に堆積（付着）し、空気噴出口が詰まることがあり、直径が小さい空気噴出口を設けることができないという問題がある。
【０００８】
また、図６に示すように、上方に吸込口１ａを有する吸込みケーシング１を上部に配置し、該吸込ケーシング１の下部に吐出口２ａを有する吐出しケーシング２を配置し、吐出しケーシング２内部に逆漏斗（円錐筒状）の空気室ケーシング１０を設けて、吐出しケーシング２内に空気室１１を形成し、空気噴出口１２を吐出口２ａ近傍に設け、該空気室１１の空気を該吐出口２ａに向けて吐出すように構成した上吸込・下吐出型の水中曝気装置においても、図１に示す下吸込・上吐出型の水中曝気装置と同様な問題があった。
【０００９】
なお、図６に示す水中曝気装置において、空気導入管１３を通って空気室１１内に導入された空気は、空気噴出口１２から噴出され、吐出しケーシング２内に気体Ａとして吐出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、給気される気体の気泡を微細化するため噴出口の径を小さくしても、ゴミ等が堆積（付着）し、噴出口を詰まらせることがなく、特に酸素又はオゾンの含有量が多い気体（空気との混合）の曝気に好適な水中曝気装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため請求項１に記載の発明は、下方に吸込口を有し上方に周方向に所定の間隔で且つ水平より斜め下向きに開口する複数の吐出口を有するケーシングと、該ケーシング内に回転自在に配置した羽根車と、気体を処理液中に散気する散気手段を具備し、羽根車を回転することにより、吸込口より吸い込まれた処理液が散気手段で散気した気体と混合され、吐出口から吐き出される水中曝気装置において、散気手段は、酸素、又はオゾン、又は酸素と空気の混合気体、又はオゾンと空気の混合気体又は酸素とオゾンと空気の混合気体からなる気体を散気する散気手段であり、一方側が閉塞し他方側が開口した散気部の開口部に可撓性材からなる板材に多数の気体噴出口を形成した散気板を設け、該散気部に気体導入管により圧力を有する前記気体を導入することにより散気板は外側に膨らみ、径が大きくなった多数の気体噴出口から気体を噴出し、散気部に気体の導入を停止することにより気体噴出口の径が小さくなる構成であり、散気手段を散気板が下向きになるようにケーシングの吸込口の下方に配置固定し、気体導入管により散気部に気体を導入することにより、該気体を吸込口に吸い込まれる処理液の液流の上流側に向けて吐き出すことを特徴とする。
【００１２】
上記のように散気手段は、一方側が閉塞し他方側が開口した散気部の開口部に可撓性材からなる板材に多数の気体噴出口を形成した散気板を設け、該散気部に気体導入管により圧力を有する前記気体を導入することにより散気板は外側に膨らみ、径が大きくなった多数の気体噴出口から気体を噴出し、散気部に気体の導入を停止することにより気体噴出口の径が小さくなる構成であり、散気手段を散気板が下向きになるようにケーシングの吸込口の下方に配置固定し、気体導入管により散気部に気体を導入することにより、該気体を吸込口に吸い込まれる処理液の液流の上流側に向けて吐き出すので、気体の導入停止時には、散気板が縮み噴出口の径が小さくなる。従って、例えば、噴出口の口径を気体の噴出時に通常空気の散気する噴出口の口径より小さく（１／１０以下）し、酸素やオゾンの給気に適する小さい口径としても、気体の導入停止時には径がさらに小さくなるため、ゴミ等が堆積（付着）しにくくなる。また、口径が小さい状態でゴミ等が堆積しても気体噴出時には口径が大きくなるため、堆積したゴミ等は容易に除去される。さらに口径を小さくすることにより、噴出される気泡が微細になり、気体の水中への溶存効率を向上させることができる。また、散気手段を散気板が下向きになるようにケーシングの吸込口の上流側に配置固定しているので、散気板にゴミ等が付着しにくい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基いて説明する。図１は本発明に係る水中曝気装置の構成例を示す図である。本曝気装置の基本的構成は、図５に示す水中曝気装置と同一であるのでその説明は省略する。図示するように、吸込みケーシング１の吸込口１ａの下部、即ち羽根車の上流側に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は２つ以上を混合してなる気体を水中に散気する散気部１４−１を設けた。
【００１８】
散気部１４−１は、図２の（ａ）に示すように、薄型で一方側が閉塞し他方側が開口した円筒体からなり、開口部に樹脂材等の可撓性部材からなる板体に多数の噴出口１５ａを形成した散気板１５が設けられ、閉塞部には散気部１４−１の内部に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は２つ以上を混合してなる気体が流入する気体流入口１６ａが設けられている。該散気部１４−１を吸込みケーシング１の下方に設けられた気体導入管１６の該吸込ケーシング１の下部中央部に位置する部分に散気板１５が下方になるように気体流入口１６ａが気体導入管１６内に連通するように取り付けてられている。これにより、気体導入管１６内に導入された上記気体は散気板１５の噴出口１５ａから下方、即ち吸込みケーシング１内に吸込まれる水流の上流側に向って噴出される。
【００１９】
水中曝気装置運転時には、気体導入管１６から酸素、オゾン及び空気のいずれか又は２つ以上を混合してなる気体が散気部１４−１に導入される。該散気部１４−１内は該気体の流入により圧力が上昇し、それに伴い散気板１５が散気部１４−１の外側方向に膨らみ、該散気板１５に設けられた多数の噴出口１５ａの径が大きくなる。該噴出口１５ａから散気された気体は、気体Ａとして吐出され、該気体Ａは微細な気泡となり処理液Ｗ中に混入する。モータＭの起動により、回転軸５及び回転軸４を介して羽根車３が回転し、これにより気体Ａが混入した処理液Ｗ１は、吸込みケーシング１の吸込口１ａから吸込まれ、吐出しケーシング２の吐出口２ａから吐出される。
【００２０】
水中曝気装置停止時には、気体導入管１６から散気部１４−１への気体の流入がなくなるため、散気部１４−１内の圧力は低下し、運転時に外側方向に膨らんでいた散気板１５は元の大きさに縮み、噴出口１５ａの径も元の大きさに戻る。
【００２１】
上記のように、水中曝気装置の運転時に散気板１５の噴出口１５ａの径が大きくなり、停止時には元の大きさに戻るので、停止時の噴出口１５ａの径が小さくなる。したがって、下水処理水槽内に設置した場合等にゴミ等が噴出口１５ａに堆積しにくく、噴出口１５ａにゴミ等が詰まることはない。また、停止時において、噴出口１５ａの径が小さい状態でゴミ等が堆積しても、運転時には気体が流入し径が大きくなるため、堆積したゴミ等は容易に除去され、適切な散気を行なうことができる。
【００２２】
また、散気部１４−１の散気板１５から気体を羽根車３によって吸込まれる水流の上流側に向けて吐出させるため、微細化された気体の処理液中への溶存効率を向上させることができる。
【００２３】
なお、散気部の構成は上記実施形態例に示すものに限られず、例えば図２の（ａ）〜（ｃ）に示すように構成してもよい。図２（ｂ）の散気部１４−２は、一方側が閉塞し他方側が開口した円筒体からなり、開口部に樹脂材等の可撓性材からなる板材に多数の噴出口１５ａを形成した散気板１５が設けられている。また、円筒体の側面に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は２つ以上を混合してなる気体が流入する気体流入口１６ａが設けられている。該散気部１４−２を吸込みケーシング１の下部中央に位置する部分に、気体導入管１６と気体流入口１６ａが連通し、かつ、散気板が下方になるように取り付ける。このように構成しても図２（ａ）の散気部１４−１を取り付けた場合と同様な効果が得られる。
【００２４】
また、図２の（ｃ）の散気部１４−３は、一方側が閉塞し他方側が散気部１４−３の外周に沿ってリング状に開口した薄型の円筒体からなり、該開口部に可撓性材からなるリング状の板材に多数の噴出孔１５ａを形成した散気板１５が設けられている。また、閉塞部には散気部１４−３の内部に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は２つ以上を混合してなる気体が流入する気体流入口１６ａが設けられている。該散気部１４−３を吸込みケーシング１の下部中央に位置する部分に、気体導入管１６と気体流入口１６ａが連通し、かつ、散気板１５が下方になるように取り付ける。このように構成しても図２（ａ）の散気部１４−１を取り付けた場合と同様な効果が得られる。つまり、気体を可撓性材からなる板材に多数の噴出口を形成する散気手段により、散気する構成であれば、いずれの構成であってもよい。
【００２５】
図３は本発明に係る水中曝気装置の構成例を示す図である。本水中曝気装置はその基本構成は図５に示す水中曝気装置と同一である。羽根車３の下流側で該羽根車３の外周近傍に可撓性材からなる板材に多数の噴出口を形成する散気板１７を設けている。なお、吐出しケーシング２の内部に気体室１９を形成するために気体室ケーシング２０を設ける点は図５に示す水中曝気装置を同一である。
【００２６】
本曝気装置の運転時は、モータＭの起動により、回転軸５及び回転軸４を介して羽根車３が回転し、処理液Ｗが吸込みケーシング１の吸込口１ａから吸込まれる。気体導入管（図示せず）から気体室ケーシング２０の気体室１９に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は２つ以上を混合してなる気体が導入される。気体室ケーシング２０内に設けられた散気板１７は、気体室１９内の圧力の上昇により、外側方向（吐出しケーシング２の方向）に膨らみ、散気板１７に設けられた多数の噴出口１７ａの径が大きくなる。径が大きくなった噴出口１７ａから気体Ａが微細な気泡となり散気され、羽根車３によって流入した処理液Ｗ中に混入し、吐出しケーシング２の吐出口２ａから処理液Ｗ１として吐出される。
【００２７】
上記のように、羽根車３の下流側に散気板１７を設けることにより、羽根車３の上流側に散気板を設ける場合に比較し、実験結果から曝気効率が向上する事が確認された。
【００２８】
図４は本発明に係る水中曝気装置の構成例を示す図である。本水中曝気装置はその基本構成は図６に示す水中曝気装置と同一である。羽根車３の下流側で該羽根車３の外周近傍に可撓性材からなる板材に多数の噴出口を形成する散気板１８を設けている。
【００２９】
本曝気装置の運転時は、モータＭの起動により、回転軸５及び回転軸４を介して羽根車３が回転し、処理液Ｗが吸込みケーシング１の吸込口１ａから吸込まれる。気体導入管２３から逆漏斗（円錐筒状）の気体室ケーシング２１の気体室２２に酸素、オゾン及び空気のいずれか又は２つ以上を混合してなる気体が導入される。気体室ケーシング２１の外周に設けられた散気板１８は、気体室２２内の圧力の上昇により、外側方向（吐出しケーシング２の方向）に膨らみ、散気板１８に設けられた多数の噴出口１８ａの径が大きくなる。径が大きくなった噴出口１８ａから気体Ａが微細な気泡となり散気され、羽根車３によって流入した処理液Ｗ中に混入し、吐出しケーシング２の吐出口２ａから処理液Ｗ１として吐出される。
【００３０】
上記のように羽根車３の下流側に散気板１８を設け、気体導入管２３から導入された気体を散気板１８の噴出口１８ａから気体Ａとして散気することにより、図３に示す水中曝気装置と同様に羽根車３の上流側に散気板を設ける場合に比較し、実験結果から曝気効率が向上することが確認された。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００３２】
請求項１に記載の発明によれば、一方側が閉塞し他方側が開口した散気部の開口部に可撓性材からなる板材に多数の気体噴出口を形成した散気板を設け、該散気部に気体導入管により圧力を有する前記気体を導入することにより散気板は外側に膨らみ、径が大きくなった多数の気体噴出口から気体を噴出し、散気部に気体の導入を停止することにより気体噴出口の径が小さくなる構成であり、散気手段を散気板が下向きになるようにケーシングの吸込口の下方に配置固定し、気体導入管により散気部に気体を導入することにより、該気体を吸込口に吸い込まれる処理液の液流の上流側に向けて吐き出すので、気体の導入停止時には、散気板が縮み噴出口の径が小さくなる。従って、噴出口の口径を気体の噴出時に通常空気の散気する噴出口の口径より小さくし、酸素やオゾンの給気に適する小さい口径としても、気体の導入停止時には径がさらに小さくなるため、ゴミ等が堆積（付着）しにくくなる。また、口径が小さい状態でゴミ等が堆積しても気体噴出時には口径が大きくなるため、堆積したゴミ等は容易に除去される。さらに口径を小さくすることにより、噴出される気泡が微細になり、気体の水中への溶存効率を向上させることができる。また、散気手段を散気板が下向きになるようにケーシングの吸込口の上流側に配置固定しているので、散気板にゴミ等が付着しにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水中場気装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る水中場気装置の散気部の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る水中場気装置の構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る水中場気装置の構成例を示す図である。
【図５】従来の水中曝気装置の構成例を示す図である。
【図６】従来の水中曝気装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１  吸込みケーシング
２  吐出しケーシング
３  羽根車
４  回転軸
５  回転軸
６  空気室
７  空気室ケーシング
８  吊り下げ具
９  空気噴出口
１０  空気室ケーシング
１１  空気室
１２  空気噴出口
１３  空気導入管
１４−１〜３  散気部
１５  散気板
１６  気体導入管
１７  散気板
１８  散気板
１９  気体室
２０  気体室ケーシング
２１  気体室ケーシング
２２  気体室
２３  気体導入管
【図１】
0004017339.tif 000002
【図２】
0004017339.tif 000003
【図３】
0004017339.tif 000004
【図４】
0004017339.tif 000005
【図５】
0004017339.tif 000006
【図６】
0004017339.tif 000007