(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内に浸漬する散気管に複数の散気孔を設け、散気管の基端に空気供給源を接続し、散気管を基端から先端に向けて下り勾配で傾斜配置して散気管の先端と基端との間に所定水深差を生じさせることで、散気管の各散気孔に作用する背圧を先端に近い程に漸次に高く設定したことを特徴とする散気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は散気装置に関し、反応槽内に気体を平均して散気する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水処理、上水処理等において反応槽内に空気等の気体を散気する散気装置は、一般的に槽内に浸漬する散気管に複数の散気孔を軸心方向に沿って適当間隔で設けており、散気管は先端を構造的に閉塞するか、バルブで閉栓しており、基端側にブロワを接続している。
【０００３】
散気装置はブロワから供給する空気を散気管の各散気孔から槽内液中に噴出させて槽内液の曝気や攪拌、酸素供給等を行うが、散気による槽内液の攪拌や酸素供給等の効果の有効性を高めるためには、散気管の各散気孔から噴出する空気量が均一であることが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、散気管が長尺である場合には、散気管の各散気孔から噴出する空気量は均一でなく、散気管は空気が流入する基端に近い程に散気孔から噴出する空気量が少なく、先端に近い程に散気孔から噴出する空気量が多くなる。
【０００５】
このため、基端に近い程に散気孔の口径を大きくしてその圧力損失を小さくし、先端に近い程に散気孔の口径を小さくしてその圧力損失を大きくすることで、各散気孔から噴出する空気量を平均化することが可能である。また、散気管に形成する散気孔の配置ピッチを基端に近い程に小さくしてその分布密度を高め、散気孔の配置ピッチを先端に近い程に大きくしてその分布密度を低めることで、噴出する空気量を散気管全体として平均化することが可能である。
【０００６】
しかし、散気孔の口径や配置ピッチを計算によって予め求めることは困難であり、散気孔の口径や配置ピッチが異なる多数の散気管を用意し、経験則として散気孔の口径や配置ピッチの最適条件を決定することは困難であり、現実的な方途ではない。
【０００７】
本発明は上記した課題を解決するものであり、散気管の各散気孔から噴出する空気量を平均化して散気による作用効果を高めることができる散気装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の散気装置は、槽内に浸漬する散気管に複数の散気孔を設け、散気管の基端に空気供給源を接続し、散気管を基端から先端に向けて下り勾配で傾斜配置して散気管の先端と基端との間に所定水深差を生じさせることで、散気管の各散気孔に作用する背圧を先端に近い程に漸次に高く設定したものである。
【０００９】
上記した構成において、各散気孔から噴出する空気量は散気管内の圧力と各散気孔に背圧として作用する水圧との差圧によって決まり、散気管内の圧力分布の傾向は基端側から先端側へ漸次に高くなり、この圧力分布は散気管の姿勢に影響されずほぼ一定である。このため、先端に近い程に各散気孔に作用する背圧を高くすることで、散気管内の圧力と各散気孔の背圧との差圧を一定となし、噴出する空気量を平均化する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３において、曝気槽１に浸漬した散気装置２は散気ケース３の内部に散気管４を配置しており、散気管４の基端に接続した空気供給管５にブロワ６を設け、散気管４の先端に接続した洗浄用管７に洗浄用バルブ８を設けている。
【００１１】
散気管４は所定口径の大径管からなる幹管９と、幹管９の下方に配置した所定口径の小径管からなる複数の枝管１０とからなる。枝管１０は逆Ｔ字形をなし、上部の一端で幹管９に連通するとともに、両端が幹管９の下方位置で開口しており、枝管１０の上部位に複数の散気孔１１を設けている。
【００１２】
散気管４は幹管９の基端から先端に向けて下り勾配で傾斜して配置しており、散気管４の幹管９の先端と基端との間に５〜２０ｍｍの所定水深差Ｌを生じさせている。この傾斜は散気管４と散気ケース３のフレームとの間にスペーサ等を介装することで与える。この結果、曝気槽１の槽内液の水圧によって散気管４の各散気孔１１に作用する背圧は幹管９の先端に近い程に漸次に高くなる。
【００１３】
散気管４の両端の水深差の適値は散気管４の勾配を変化させて経験的に求め、後述するように、散気管４の内部圧力と各散気孔１１の背圧との差圧が一定となり、各散気孔１１から噴出する空気量が均一となる水深差とする。
【００１４】
以下、上記した構成における作用を説明する。散気運転時には洗浄用バルブ８を閉栓した状態で、ブロア６から所定圧力の空気を散気管４へ供給する。この空気は幹管９を通して各枝管１０に流れ、枝管１０の両端の開口に達する前に各散気孔１１から曝気槽１の槽内液中に噴出する。
【００１５】
各散気孔１１から噴出する空気量は散気管４の内部圧力と各散気孔１１に背圧として作用する水圧との差圧によって決まる。散気管４の内部の圧力分布の傾向は基端側から先端側へ漸次に高くなり、この圧力分布は散気管４の姿勢に影響されずほぼ一定である。
【００１６】
図６は散気管４の内部の圧力分布を測定した結果を示すものであり、散気管４を水平に配置した状態で散気管に供給する空気量を変化させた場合と、本実施の形態のように散気管４を傾斜配置した状態で散気管４に供給する空気量を変化させた場合とについて開示しており、測定位置を示す符号は幹管９の基端側から先端側へ順次に大きくなる。
【００１７】
ａ折線は散気管４が水平で０．６２５ｍ3／ｍｉｎの空気量の場合を示し、ｂ折線は散気管４が水平で０．７５ｍ3／ｍｉｎの空気量の場合を示し、ｃ折線は散気管４が水平で０．９ｍ3／ｍｉｎの空気量の場合を示し、ｄ折線は散気管４が入口側（基端側）で１０ｍｍ高くなるように傾斜して０．６２５ｍ3／ｍｉｎの空気量の場合を示し、ｅ折線は散気管４が入口側（基端側）で１０ｍｍ高くなるように傾斜して０．７５ｍ3／ｍｉｎの空気量の場合を示し、ｆ折線は散気管４が入口側（基端側）で１０ｍｍ高くなるように傾斜して０．９ｍ3／ｍｉｎの空気量の場合を示している。ａ〜ｃを求めた水位とｅ〜ｆを求めた水位とは多少異なっており、そのために水圧に差異が見られる。
【００１８】
しかし、散気管４が水平であるか傾斜しているかに拘わらず、空気量の多寡に拘わらず、圧力分布の傾向はほぼ一定であり、幹管９の先端に近い程に圧力が高くなる傾向がある。
【００１９】
一方、散気管４の各散気孔１１に作用する背圧は、散気管４を先端に向けて下り勾配に傾斜して配置し、散気管４の先端と基端との間に所定水深差を生じさせることで、先端に近い程に各散気孔１１に作用する背圧が高くなる。このため、散気管４の内部圧力と各散気孔１１の背圧との差圧が一定となり、各散気孔１１から噴出する空気量が平均化される。
【００２０】
図４は散気管４を水平に配置した状態で各枝管１０の散気孔１１における空気量を測定した結果を示すものであり、ａ折線は供給空気量が０．６２５ｍ3／ｍｉｎの場合を示し、ｂ折線は供給空気量が０．７５ｍ3／ｍｉｎの場合を示し、ｃ折線は供給空気量が０．９ｍ3／ｍｉｎの場合を示している。
【００２１】
このように、散気管４を水平に配置した場合には幹管９の先端に近い程に散気孔１１から噴出する空気量が多くなる。
図５は散気管４を入口側（基端側）で１０ｍｍ高くなるように傾斜して配置した状態で各枝管１０の散気孔１１における空気量を測定した結果を示すものであり、ａ折線は供給空気量が０．６２５ｍ3／ｍｉｎの場合を示し、ｂ折線は供給空気量が０．７５ｍ3／ｍｉｎの場合を示し、ｃ折線は供給空気量が０．９ｍ3／ｍｉｎの場合を示している。
【００２２】
このように、散気管４を先端と基端との間に所定水深差が生じるように傾斜配置した場合には、各散気孔１１から噴出する空気量が平均化される。
洗浄時には、洗浄用バルブ８を開栓し、ブロア６から散気管４の幹管９に供給する空気を洗浄用管７を通して大気圧下に排気する。
【００２３】
このとき、散気管４の幹管９の内部を流れる空気が枝管１０の散気孔１１に比べて背圧および抵抗の小さい洗浄用管７の排気口（大気圧下）へ向って流れることで、槽内液が散気孔１１を通して枝管１０および幹管９の内部に流入する。槽内液は枝管１０および幹管９の内部の付着物を洗い流し、幹管９を流れる空気とともに洗浄用管７へ流入し、エアリフト作用によって排気口から排出される。
【００２４】
圧力の低下した散気管４へ槽内液が急激に流入するとその抵抗によって内部の圧力が高まって槽内液の流入が停止し、洗浄用管７でのエアリフト作用によって散気管４の内部の槽内液を排出して散気管４の内部の圧力が低下すると槽内液が再び散気管４へ流入し、散気管４および洗浄用管７において脈動が発生する。
【００２５】
このように脈動が発生して散気管４の内部の圧力が急激な増減を繰り返して変化し、散気管４の内部に急速な槽内液の流れが反復的に生じることで散気管４の内部の付着物を洗浄する効果が高まる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、散気管を空気供給源に接続する基端から先端に向けて下り勾配で傾斜配置して散気管の先端と基端との間に所定水深差を生じさせ、散気管の各散気孔に作用する背圧を先端に近い程に漸次に高く設定することで、散気管内の圧力と各散気孔の背圧との差圧を一定となし、噴出する空気量を平均化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における散気装置を示す正面図である。
【図２】同散気装置の散気管を示す横断面図である。
【図３】同散気装置の散気管を示す要部拡大図である。
【図４】散気管を水平とする状態での各散気孔における空気量を示すグラフ図である。
【図５】散気管を傾斜配置する状態での各散気孔における空気量を示すグラフ図である。
【図６】散気管の内部圧力分布を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１    曝気槽
２    散気装置
３    散気ケース
４    散気管
５    空気供給管
６    ブロワ
７    洗浄用管
８    洗浄用バルブ
９    幹管
１０    枝管
１１    散気孔
【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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