JP7474601B2

JP7474601B2 - Gas-liquid dispersion device

Info

Publication number: JP7474601B2
Application number: JP2020025173A
Authority: JP
Inventors: 好一加藤; 浩史上野; 真治市川; 裕昭藪崎; 憲史今村; 雄次片渕
Original assignee: AQAS CORPORATION; SATAKE MULTIMIX CORPORATION
Current assignee: AQAS CORPORATION; SATAKE MULTIMIX CORPORATION
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2024-04-25
Anticipated expiration: 2040-02-18
Also published as: JP2021130068A

Description

本発明は、気液分散装置、特に、ドラフトチューブを用いた気液分散装置に関するものである。 The present invention relates to a gas-liquid dispersion device, in particular, a gas-liquid dispersion device using a draft tube.

従来、下水処理等のために、活性汚泥法における生物処理を行う場合がある。該処理においては、槽内に容れられた下水等の液体（原水）に空気を供給し、好気性微生物により有機物を分解させる。このような曝気槽（好気槽）としては、供給した空気を効率的に消費させるために、ドラフトチューブを用いた気液分散装置がある。 Conventionally, biological treatment using the activated sludge method has been used for sewage treatment and the like. In this treatment, air is supplied to a liquid (raw water) such as sewage contained in a tank, and organic matter is decomposed by aerobic microorganisms. As an example of such an aeration tank (aerobic tank), there is a gas-liquid dispersion device that uses a draft tube to efficiently consume the supplied air.

（１．１．従来の気液分散装置の構成の説明） (1.1. Description of the configuration of a conventional gas-liquid dispersion device)

図７及び図８は、従来のドラフトチューブを用いた気液分散装置を示し、１は、例えば、有底の円筒状よりなる曝気槽、２は、前記曝気槽１内中央の液面より下方に垂設した、上下端が開口した筒状のドラフトチューブを示す。 Figures 7 and 8 show a conventional gas-liquid dispersion device using a draft tube, where 1 is, for example, a cylindrical aeration tank with a bottom, and 2 is a cylindrical draft tube with open top and bottom ends that is suspended below the liquid level in the center of the aeration tank 1.

該ドラフトチューブ２は、例えば、上下方向において同一径の円筒状に形成された本体部２ａと、該本体部２ａの上端に連なる、上方に向かうに従って径が拡大したコーン状に形成されたコーン状部２ｂとにより構成される。 The draft tube 2 is composed of, for example, a main body 2a formed in a cylindrical shape with the same diameter in the vertical direction, and a cone-shaped portion 2b connected to the upper end of the main body 2a and formed in a cone shape with a diameter that increases as it goes upward.

また、３は、前記ドラフトチューブ２内の上部に設けられた、下降流を形成させる撹拌インペラ（撹拌翼）を示す。該インペラ３は、例えば、前記曝気槽１の天井板１ａを貫通して垂設された回転軸３ａの下端に固定される。また、前記回転軸３ａは、例えば、前記ドラフトチューブ２の軸と一致し、前記インペラ３の翼端は、例えば、前記曝気槽１の内周面に近接するように形成する。 3 denotes a stirring impeller (stirring blade) that is installed in the upper part of the draft tube 2 and creates a downward flow. The impeller 3 is fixed, for example, to the lower end of a rotating shaft 3a that is suspended through the ceiling plate 1a of the aeration tank 1. The rotating shaft 3a coincides, for example, with the axis of the draft tube 2, and the blade tip of the impeller 3 is formed, for example, so as to be close to the inner peripheral surface of the aeration tank 1.

また、４は、前記ドラフトチューブ２内にＡｉｒ（空気）を供給するための散気手段を示す。該散気手段４の散気ノズル（スパージャー）４ａは、前記インペラ３より下方に設けられ、ブロワー４ｂによりＡｉｒが供給される。 4 denotes an aeration means for supplying air into the draft tube 2. The aeration nozzle (sparger) 4a of the aeration means 4 is provided below the impeller 3, and air is supplied by a blower 4b.

なお、前記散気ノズル４ａは、例えば、メンブレンやセラミック多孔質体よりなり、該多孔質体の表面から微細な気泡が放出される。 The air diffusion nozzle 4a is made of, for example, a membrane or a ceramic porous body, and fine air bubbles are emitted from the surface of the porous body.

また、５は、前記曝気槽１の上部に設けられたオーバーフロー管（排出管）を示し、該オーバーフロー管５から、オーバーフローした液体や、液面から上方（気中）に放出されたＡｉｒが槽外に排出されるようになる。 5 indicates an overflow pipe (discharge pipe) provided at the top of the aeration tank 1, and the overflowing liquid and the air released upward (into the air) from the liquid surface are discharged from the overflow pipe 5 to the outside of the tank.

また、６は、例えば、前記曝気槽１の上方に設けられ、前記ドラフトチューブ２内に原水が供給されるように配置された原水供給管を示す。 6 indicates, for example, a raw water supply pipe provided above the aeration tank 1 and arranged so that raw water is supplied into the draft tube 2.

また、７は、前記ドラフトチューブ２の上部内周面に固定された板状のバッフルを示す。該バッフル７は、例えば、半径方向中心に向かって延びると共に、前記ドラフトチューブ２の上端よりも上方に突出して延びて形成され、例えば、前記曝気槽１内に容れられた液体の液面を超える高さまで延びて形成される。また、該バッフル７は、例えば、周方向に、所望の距離離間して、４つ固定される。 7 denotes a plate-shaped baffle fixed to the upper inner circumferential surface of the draft tube 2. The baffle 7 extends, for example, toward the radial center and protrudes upward beyond the upper end of the draft tube 2, for example, to a height exceeding the liquid level of the liquid contained in the aeration tank 1. For example, four baffles 7 are fixed circumferentially at desired intervals.

なお、前記バッフル７は、設けられない場合もある。 In some cases, the baffle 7 is not provided.

（１．２．前記従来の気液分散装置の作用の説明） (1.2. Description of the operation of the conventional gas-liquid dispersion device)

前記従来のドラフトチューブ式の分散装置においては、図９に示すように、前記曝気槽１内に、前記ドラフトチューブ２の上端よりも高い所望量の液体が容れられる。そして、前記撹拌インペラ３を回転させることによりドラフトチューブ２内に、下降流が発生する。 In the conventional draft tube type dispersion device, as shown in FIG. 9, a desired amount of liquid is placed in the aeration tank 1 at a level higher than the upper end of the draft tube 2. Then, a downward flow is generated in the draft tube 2 by rotating the stirring impeller 3.

また、同時に、前記散気ノズル４ａからＡｉｒ（空気）を、前記液体内に通気し、該Ａｉｒは、前記インペラ３による下降流により、下方に押し込まれ（下降し）、前記ドラフトチューブ２の下端開口から、前記曝気槽１の底部に放出される。そして、該Ａｉｒを含む液体は、前記槽１底部を半径方向外方に流れ、該槽１内周面に当接し、前記ドラフトチューブ２と前記槽１との間を上昇する上昇流を形成するようになる。 At the same time, air is blown into the liquid from the aeration nozzle 4a, and the air is pushed downward (descended) by the downward flow of the impeller 3 and discharged from the lower end opening of the draft tube 2 to the bottom of the aeration tank 1. The liquid containing the air then flows radially outward at the bottom of the tank 1, abutting against the inner peripheral surface of the tank 1 and forming an upward flow that rises between the draft tube 2 and the tank 1.

このように、前記ドラフトチューブ式の分散装置においては、通気したＡｉｒを、インペラにより槽底部まで押し込むことにより、前記曝気槽１内の容積負荷（ガス吸収効率）を向上させることができるようになる。 In this way, in the draft tube type dispersion device, the aerated air is pushed to the bottom of the tank by the impeller, thereby improving the volume load (gas absorption efficiency) in the aeration tank 1.

また、容れられた液体の上部まで上昇した、Ａｉｒを含む液体は、上方に向かうに従って径が広がるコーン状部２ｂの気液分離機能により、消費されなかったＡｉｒは、液面から気中に放出され、また、前記液体は、前記ドラフトチューブ２（コーン状部２ｂ）の上端開口から、前記ドラフトチューブ２内に入り込み、下方に流れ、槽１内を循環するようになる。 In addition, the liquid containing air that has risen to the top of the contained liquid is released into the air from the liquid surface due to the gas-liquid separation function of the cone-shaped portion 2b, which expands in diameter as it moves upwards, and the liquid enters the draft tube 2 (cone-shaped portion 2b) from the upper end opening, flows downward, and circulates within the tank 1.

なお、図１０は、撹拌インペラを用いない気液分散装置の例を示す。該気液分散装置においては、前記ドラフトチューブ２内の上部に、下方に高圧エアーを吐出（放出）させて通気する、高圧ノズル１３ａなどの散気手段１３を設け、該散気手段１３の吐出作用により、前記ドラフトチューブ２内において下降流を形成させて、液体を前記槽１内で循環させるようにする。 Figure 10 shows an example of a gas-liquid dispersion device that does not use a stirring impeller. In this gas-liquid dispersion device, an aeration means 13 such as a high-pressure nozzle 13a that discharges (emits) high-pressure air downward to ventilate is provided at the top of the draft tube 2, and a downward flow is formed in the draft tube 2 by the discharge action of the aeration means 13, circulating the liquid in the tank 1.

例えば、ドラフトチューブを用いた気液分散装置としては、例えば、特許文献１がある。 For example, a gas-liquid dispersion device using a draft tube is disclosed in Patent Document 1.

特開平０８－３３８９５号公開公報Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 08-33895

しかしながら、前記従来の気液分散装置においては、前記ドラフトチューブ２の下端開口から槽底部に放出され、ドラフトチューブ２と曝気槽１間を上昇したＡｉｒの一部が、図７に示すように、液面から上方に放出されずに、再度、前記ドラフトチューブ２の上端開口から内部に入り込んでしまう。 However, in the conventional gas-liquid dispersion device, a portion of the air that is discharged from the lower opening of the draft tube 2 to the bottom of the tank and rises between the draft tube 2 and the aeration tank 1 does not rise above the liquid surface, but instead enters the inside again from the upper opening of the draft tube 2, as shown in Figure 7.

そして、該再循環されたＡｉｒは、図１１に示すように、前記インペラ３に絡み付き（フラッディング）、前記インペラ３の吐出能力を低下させ、これにより、前記通気ノズル４ａから放出したＡｉｒが、下方に押し込まれず、ドラフトチューブ２内の上部へ噴き出してしまうので、これを抑制するため、インペラの回転数を増加させる必要があり、消費動力が増加してしまう問題があった。 The recirculated air then becomes entangled (flooded) around the impeller 3, as shown in Figure 11, reducing the discharge capacity of the impeller 3. As a result, the air released from the ventilation nozzle 4a is not pushed downward, but instead is sprayed out to the top of the draft tube 2. To prevent this, it is necessary to increase the impeller rotation speed, which results in an increase in power consumption.

そのため従来においては、Ａｉｒのドラフトチューブ内への再循環を抑制する各種方法が提案されているが、完全でなかった。 For this reason, various methods have been proposed to suppress the recirculation of air into the draft tube, but they have not been complete.

そこで、本発明においては、動力の低減を図ることを目的とする。 Therefore, the aim of this invention is to reduce the power required.

前記の目的を達成すべく、本発明の撹拌手段への気泡の巻き込みを防ぐようにした気液分散装置は、曝気槽と、該曝気槽内に設けた、上方に向かうに従って径が拡大したコーン状に形成されたコーン状部からなる気液分離用の手段を有しない、上下方向において同一径の円筒状に形成されたドラフトチューブと、該ドラフトチューブ内に設けた、前記曝気槽内に容れられた液体内に純酸素を供給する散気手段と、該散気手段から放出された気泡を、前記ドラフトチューブ内において下降させる、前記ドラフトチューブ内の上部に設けると共に、前記散気手段より上方に設けられた撹拌手段と、前記液体内の溶存酸素量に応じて、前記散気手段から前記液体内への純酸素の供給を制御する純酸素供給制御手段とよりなることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the gas-liquid dispersion device of the present invention, which is designed to prevent air bubbles from being entrained in the stirring means, is characterized by comprising an aeration tank, a draft tube disposed in the aeration tank and formed into a cylindrical shape of the same diameter in the vertical direction and which does not have a gas-liquid separation means consisting of a cone-shaped portion formed into a cone shape whose diameter increases upward, aeration means disposed in the draft tube for supplying pure oxygen into the liquid contained in the aeration tank, agitation means disposed in an upper part of the draft tube and above the aeration means for causing air bubbles released from the aeration means to descend within the draft tube, and pure oxygen supply control means for controlling the supply of pure oxygen from the aeration means to the liquid in accordance with the amount of dissolved oxygen in the liquid.

また、前記純酸素供給制御手段は、前記液体内の溶存酸素量が所望値以下となったと判断した時に、前記液体内に所望量の純酸素を供給する制御手段であることを特徴とする。 The pure oxygen supply control means is characterized in that it is a control means that supplies a desired amount of pure oxygen into the liquid when it is determined that the amount of dissolved oxygen in the liquid is equal to or less than a desired value.

また、前記純酸素供給制御手段は、予め記憶された、前記液体内の溶存酸素量が所望値以下となる時間を経過した時に、前記液体内に所望量の純酸素を供給する制御手段であることを特徴とする。 The pure oxygen supply control means is characterized in that it is a control means that supplies a desired amount of pure oxygen into the liquid when a pre-stored time has elapsed during which the amount of dissolved oxygen in the liquid falls below a desired value.

また、前記所望値は、３ｍｇ／Ｌであることを特徴とする。 The desired value is also 3 mg/L.

また、前記純酸素供給制御手段は、前記液体内の溶存酸素量が、常時、所望の範囲内となるように、前記液体内に所望量の純酸素を供給する制御手段であることを特徴とする。 The pure oxygen supply control means is characterized in that it is a control means that supplies a desired amount of pure oxygen into the liquid so that the amount of dissolved oxygen in the liquid is always within a desired range.

また、本発明の気液分散装置は、曝気槽と、該曝気槽内に設けた、上方に向かうに従って径が拡大したコーン状に形成されたコーン状部からなる気液分離用の手段を有しない、上下方向において同一径の円筒状に形成されたドラフトチューブと、該ドラフトチューブ内に設けた、前記曝気槽内に容れられた液体内に純酸素を供給する散気手段と、該散気手段から放出された気泡を、前記ドラフトチューブ内において下降させる、前記ドラフトチューブ内の上部に設けると共に、前記散気手段より上方に設けられた撹拌手段と、前記液体内の溶存酸素量に応じて、前記散気手段から前記液体内への純酸素の供給を制御する純酸素供給制御手段とよりなり、前記ドラフトチューブの上方に、前記ドラフトチューブと槽との間を上昇する純酸素が、前記ドラフトチューブの上端開口から該ドラフトチューブ内に再循環されるのを導く純酸素再循環促進手段を設け、前記純酸素再循環促進手段は、下端から上端に向かって徐々に径が縮小するコーン状の筒体よりなり、該筒体の下端は、前記ドラフトチューブの上部の外径よりも大きく、上端は、該ドラフトチューブの上部の内径よりも小さく形成され、該筒体の下部が、前記ドラフトチューブの上部に重なるように配置されることを特徴とする。 The gas-liquid dispersion apparatus of the present invention comprises an aeration tank, a draft tube provided in the aeration tank and formed into a cylindrical shape of the same diameter in the vertical direction and not having a gas-liquid separation means consisting of a cone-shaped portion formed into a cone shape whose diameter increases toward the top, an aeration means provided in the draft tube for supplying pure oxygen into the liquid contained in the aeration tank, agitation means provided in an upper part of the draft tube and above the aeration means for causing bubbles released from the aeration means to descend within the draft tube, and a stirring means provided in an upper part of the draft tube and above the aeration means for introducing bubbles into the liquid from the aeration means according to the amount of dissolved oxygen in the liquid. and pure oxygen supply control means for controlling the supply of pure oxygen. Pure oxygen recirculation promotion means is provided above the draft tube for guiding the pure oxygen rising between the draft tube and the tank to be recirculated into the draft tube from the upper end opening of the draft tube , the pure oxygen recirculation promotion means comprising a cone-shaped cylinder whose diameter gradually decreases from the lower end to the upper end, the lower end of the cylinder being larger than the outer diameter of the upper part of the draft tube and the upper end being smaller than the inner diameter of the upper part of the draft tube, and the lower part of the cylinder being positioned so as to overlap the upper part of the draft tube .

また、本発明の気液分散装置は、曝気槽と、該曝気槽内に設けた、上方に向かうに従って径が広がるコーン状部に形成された気液分離用の手段を有しない、上下方向において同一径の円筒状に形成されたドラフトチューブと、該ドラフトチューブ内に設けた、前記曝気槽内に容れられた液体内に純酸素を供給する散気手段と、前記液体内の溶存酸素量に応じて、前記散気手段から前記液体内への純酸素の供給を制御する純酸素供給制御手段とよりなり、前記散気手段は、下方に高圧エアーを吐出させる高圧ノズルであることを特徴とする。 The gas-liquid dispersion apparatus of the present invention comprises an aeration tank, a draft tube provided in the aeration tank and formed into a cylindrical shape of the same diameter in the vertical direction and having no gas-liquid separation means formed in a cone-shaped section whose diameter increases upward, aeration means provided in the draft tube for supplying pure oxygen into the liquid contained in the aeration tank, and pure oxygen supply control means for controlling the supply of pure oxygen from the aeration means into the liquid in accordance with the amount of dissolved oxygen in the liquid, wherein the aeration means is a high-pressure nozzle that sprays high-pressure air downward.

本発明によれば、空気とは異なり、純酸素（Ｏ_２ガス）は、供給堆積が１／５となるため、通気量を減らすことができ、動力を低減することができるようになる。 According to the present invention, unlike air, pure oxygen ( _O2 gas) has a supply volume of 1/5, which allows for a reduced aeration amount and therefore reduced power consumption.

また、純酸素の供給を制御することにより、動力の低減を図ると共に、純酸素の無駄を防止することができる。 In addition, by controlling the supply of pure oxygen, it is possible to reduce power consumption and prevent waste of pure oxygen.

また、純酸素の循環を強化することにより、通気量を減らし動力の低減を図ると共に、酸素の無駄を防止することができるようになる。 In addition, by strengthening the circulation of pure oxygen, it is possible to reduce the amount of ventilation and power required, while also preventing oxygen waste.

また、空気利用時のようなＮ_２主体のガスが残らず、フラッディングが生じにくい。 Furthermore, unlike when air is used, gas mainly composed of _N2 does not remain, making flooding less likely to occur.

また、空気利用時より多くのＯ_２ガスを通気できるため、排水設備では、高ＢＯＤ負荷を実現できるようになる。 In addition, since more _O2 gas can be passed through than when air is used, a high BOD load can be achieved in the drainage facility.

本発明の気液分散装置の実施例１の説明用縦断側面図である。1 is an explanatory vertical sectional side view of a gas-liquid dispersion device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の気液分散装置の実施例１の槽内の流れを説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the flow in the tank of the gas-liquid dispersion device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の気液分散装置の実施例２の説明用縦断側面図である。FIG. 4 is a vertical sectional side view for explaining a second embodiment of a gas-liquid dispersion device of the present invention. 本発明の気液分散装置の実施例２の槽内の流れを説明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating the flow in a tank of a gas-liquid dispersion device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の気液分散装置の実施例２の他の例の説明用縦断側面図である。FIG. 11 is a vertical sectional side view for illustrating another example of the embodiment 2 of the gas-liquid dispersion device of the present invention. 従来の排水設備の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional drainage system. 従来の気液分散装置の説明用縦断側面図である。FIG. 1 is an explanatory vertical sectional side view of a conventional gas-liquid dispersion device. 図７のＡ－Ａ線断面図である。8 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 7. 従来の気液分散装置の槽内の流れを説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a flow in a tank of a conventional gas-liquid dispersion device. 従来の他の気液分散装置の槽内の流れを説明する説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating the flow in a tank of another conventional gas-liquid dispersion device. 従来の気液分散装置の槽内の気泡の流れを説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating the flow of air bubbles in a tank of a conventional gas-liquid dispersion device.

本発明を実施するための形態の実施例を以下に示す。 The following is an example of how the present invention can be implemented.

本発明の実施例１を図１～図２によって説明する。 The first embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2.

（２．１．本発明の実施例１の説明） (2.1. Description of Example 1 of the present invention)

本発明においては、前記従来のドラフトチューブを有する気液分散装置において、散気ノズルからＡｉｒ（空気）を供給する代わりに、図１に示すように、純酸素を供給し、通気量を抑制できるようにする。 In the present invention, instead of supplying air from the aeration nozzle in the conventional gas-liquid dispersion device having a draft tube, pure oxygen is supplied as shown in Figure 1, thereby making it possible to suppress the amount of ventilation.

また、前記ドラフトチューブ２の上部に、前記コーン状部２ａのような気液分離用の手段を有しないドラフトチューブ２を用い、該ドラフトチューブ２内に純酸素を再循環させるようにする。 In addition, a draft tube 2 that does not have a gas-liquid separation means such as the cone-shaped portion 2a is used at the top of the draft tube 2, and pure oxygen is recirculated within the draft tube 2.

即ち、前記ドラフトチューブ２は、例えば、上下方向において同一径の円筒状に形成された本体部２ａのみから構成される。 That is, the draft tube 2 is composed only of a main body portion 2a formed into a cylindrical shape with the same diameter in the vertical direction, for example.

また、槽内の液体内の溶存酸素量に応じて、該液体内への純酸素の供給を制御する純酸素供給制御手段８を設け、供給する純酸素量を抑制し、前記ブロワー４ｂの動力を低減するようにする。 In addition, a pure oxygen supply control means 8 is provided to control the supply of pure oxygen to the liquid in the tank according to the amount of dissolved oxygen in the liquid, thereby suppressing the amount of pure oxygen supplied and reducing the power of the blower 4b.

該純酸素供給制御手段８は、例えば、図１に示すように、前記槽１内の液体の溶存酸素量を検知する、溶存酸素センサー９などの溶存酸素検知手段と、該溶存酸素検知手段から得られた溶存酸素量に応じて、前記ブロワー４ｂを駆動させる駆動制御部１０とよりなる。 The pure oxygen supply control means 8, as shown in FIG. 1, comprises a dissolved oxygen detection means, such as a dissolved oxygen sensor 9, that detects the amount of dissolved oxygen in the liquid in the tank 1, and a drive control unit 10 that drives the blower 4b in response to the amount of dissolved oxygen obtained from the dissolved oxygen detection means.

また、該駆動制御部１０は、例えば、前記溶存酸素検知手段により得られた、前記槽内の液体内の溶存酸素量が、所望値以下と判断した時、例えば、０ｍｇ／Ｌとなったと判断した時や、又は、例えば、３ｍｇ／Ｌ以下となったと判断した時に、前記ブロワー４ｂを所望の時間、駆動させて、前記通気ノズル４ａから、前記液体内の溶存酸素量が所望値以上となるのに必要な所望量の純酸素を供給し、そして、再度、前記液体内の溶存酸素量が、前記所望値以下となった時に、前記ブロワー４ｂを所望の時間、駆動させて、前記通気ノズル４ａから、前記所望量の純酸素を供給し、これを繰り返し、間欠的にブロワー４ｂを駆動する制御手段を有するように構成される。 The drive control unit 10 is also configured to have a control means for intermittently driving the blower 4b, for example, when it is determined that the amount of dissolved oxygen in the liquid in the tank obtained by the dissolved oxygen detection means is equal to or less than a desired value, for example, when it is determined that the amount is 0 mg/L, or when it is determined that the amount is equal to or less than 3 mg/L, and then, when the amount of dissolved oxygen in the liquid again falls below the desired value, driving the blower 4b for a desired time to supply the desired amount of pure oxygen from the ventilation nozzle 4a.

なお、前記駆動制御１０の他の例として、前記溶存酸素検知手段により得られた、前記槽内の液体内の溶存酸素量が、常時、所望値の範囲内となるように、又は、所望の時間経過後に所望値以下となるように、前記ブロワー４ｂを連続的に、又は、間欠的に駆動して、槽内の液体内に純酸素を供給するように制御する制御手段を有するように構成してもよい。 As another example of the drive control 10, the device may be configured to have a control means for controlling the blower 4b to be driven continuously or intermittently to supply pure oxygen to the liquid in the tank so that the amount of dissolved oxygen in the liquid in the tank obtained by the dissolved oxygen detection means is always within a desired value range or is equal to or less than a desired value after a desired time has elapsed.

また、前記純酸素供給制御手段８は、前記溶存酸素検知手段を設ける代わりに、前記槽１内の液体内に所望の酸素供給量を供給してから、該槽１内の液体内の溶存酸素が所望値以下、例えば、０ｍｇ／Ｌとなる時間や、又は、例えば、３ｍｇ／Ｌ以下となる時間を予め記憶させた記憶部（図示せず）を設け、前記駆動制御部１０により、前記所望量の純酸素を、前記ブロワーを駆動して、液体内に供給した後、前記記憶部に予め記憶した時間を経過したと判断した時に、再度、前記所望量の純酸素を、前記ブロワーを駆動して、液体内に供給し、これを繰り返し、間欠的にブロワー４ｂを駆動する制御手段を有するように構成するようにしてもよい。 In addition, instead of providing the dissolved oxygen detection means, the pure oxygen supply control means 8 may be provided with a memory unit (not shown) that stores in advance the time after the desired amount of oxygen is supplied into the liquid in the tank 1 until the dissolved oxygen in the liquid in the tank 1 falls below the desired value, for example, 0 mg/L, or for example, falls below 3 mg/L, and the drive control unit 10 drives the blower to supply the desired amount of pure oxygen into the liquid, and when it determines that the time previously stored in the memory unit has elapsed, the drive control unit 10 drives the blower again to supply the desired amount of pure oxygen into the liquid, and this is repeated, with a control means that drives the blower 4b intermittently.

また、前記記憶部には、前記槽内の液体内の溶存酸素量が、常時、所望値の範囲内となるように、又は、所望の時間経過後に所望値以下となるように、前記ブロワー４ｂを連続的に、又は、間欠的に駆動できる情報を記憶させるようにしてもよい。 The memory unit may also store information that allows the blower 4b to be driven continuously or intermittently so that the amount of dissolved oxygen in the liquid in the tank is always within a desired range, or is below a desired value after a desired period of time has elapsed.

本発明においては、図２に示すように、純酸素を供給することにより液体内への通気量を減らし、ブロワーの動力の低減を図ることができる。 In the present invention, as shown in Figure 2, the amount of aeration into the liquid is reduced by supplying pure oxygen, thereby reducing the power required for the blower.

また、通気量が減るため、フラディングを防ぎ、インペラの回転数を低減させるので、インペラの回転動力を減らすことができる。 In addition, the reduced air flow prevents flooding and reduces the impeller rotation speed, reducing the impeller rotational power.

また、純酸素の供給を制御することにより、通気量を減らし、動力を低減させることができる。また、純酸素の無駄を防止することができる。 In addition, by controlling the supply of pure oxygen, the ventilation volume can be reduced, reducing power consumption. It also prevents the waste of pure oxygen.

また、純酸素の循環を強化させることにより、通気量を抑制することができ、
純酸素の無駄を防止できるようになる。 In addition, by strengthening the circulation of pure oxygen, the amount of ventilation can be reduced.
This makes it possible to prevent the waste of pure oxygen.

（２．２．本発明の実施例２の説明） (2.2. Description of Example 2 of the present invention)

本発明の第２の実施例は、前記第１の実施例において、図３に示すように、前記ドラフトチューブ２の上方に、前記ドラフトチューブ２と槽１との間を上昇する純酸素を液面から上方に放出するのを抑制し、前記ドラフトチューブ２の上端開口から該ドラフトチューブ２内に再循環されるのを導く純酸素再循環促進手段１１を設け、供給された純酸素がより多く再循環されるようにする。 In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, in the first embodiment, a pure oxygen recirculation promotion means 11 is provided above the draft tube 2 to suppress the release of pure oxygen rising between the draft tube 2 and the tank 1 upward from the liquid surface and to guide the pure oxygen to be recirculated from the upper end opening of the draft tube 2 into the draft tube 2, thereby allowing more of the supplied pure oxygen to be recirculated.

前記純酸素再循環促進手段１１は、例えば、下端開口縁が、前記ドラフトチューブ２の外壁よりも外側になるように形成されると共に、上端開口縁が、前記ドラフトチューブの内壁よりも内側になるように形成された筒体よりなる。 The pure oxygen recirculation promotion means 11 is, for example, a cylinder whose lower end opening edge is formed so as to be outside the outer wall of the draft tube 2 and whose upper end opening edge is formed so as to be inside the inner wall of the draft tube.

前記純酸素再循環促進手段１１は、例えば、下端から上端に向かって徐々に径が縮小するコーン状（円錐状）の筒体１２よりなり、該筒体１２の下端は、前記ドラフトチューブ２の上部の径（外径）よりも大きく、上端は、該ドラフトチューブ２の上部の径（内径）よりも小さく形成され、例えば、該筒体１２の下部が、前記ドラフトチューブ２の上部に重なるように配置される。そして、図４に示すように、該筒体１２により、純酸素の上昇が阻止され、ドラフトチューブ２の上端開口に吸い込まれ、再循環されるようになる。 The pure oxygen recirculation promotion means 11 is, for example, a cone-shaped cylinder 12 whose diameter gradually decreases from the lower end to the upper end, and the lower end of the cylinder 12 is larger than the diameter (outer diameter) of the upper end of the draft tube 2, and the upper end is smaller than the diameter (inner diameter) of the upper end of the draft tube 2. For example, the lower part of the cylinder 12 is arranged so as to overlap the upper part of the draft tube 2. Then, as shown in FIG. 4, the cylinder 12 prevents the pure oxygen from rising, and it is sucked into the upper end opening of the draft tube 2 and recirculated.

なお、前記筒体１２の上端は、開放されていることが望ましいが、閉鎖するようにしてもよい。 It is preferable that the upper end of the cylinder 12 is open, but it may be closed.

なお、ドラフトチューブ２の下端開口から、放出された純酸素は、浮力により、ドラフトチューブ２の壁面外側付近を上昇する。従って、前記筒体１２の下端の径は、前記槽１の内周面まで到達するまでの径でなくても、殆どの純酸素を補足できるようになる。 The pure oxygen released from the lower opening of the draft tube 2 rises near the outside of the wall of the draft tube 2 due to buoyancy. Therefore, even if the diameter of the lower end of the cylinder 12 does not reach the inner circumferential surface of the tank 1, most of the pure oxygen can be captured.

また、図５は、前記純酸素再循環促進手段１１の他の例を示し、該純酸素再循環促進手段１１は、上下方向において同一径の筒状に形成された筒体１４と、該筒体１４の上端を塞ぐ天井部１５と、該天井部１５に形成された開口部１６とよりなり、前記筒体１４の内径は、前記ドラフトチューブ２の外径よりも大きく形成され、また、前記開口部１６は、前記ドラフトチューブ２の上端開口よりも、内側になるように形成され、例えば、前記筒体１４の下部は、前記ドラフトチューブ２の上部に重なるように配置されている。 Figure 5 shows another example of the pure oxygen recirculation promotion means 11, which is made up of a cylinder 14 formed in a cylindrical shape with the same diameter in the vertical direction, a ceiling 15 that closes the upper end of the cylinder 14, and an opening 16 formed in the ceiling 15. The inner diameter of the cylinder 14 is larger than the outer diameter of the draft tube 2, and the opening 16 is formed to be inside the upper end opening of the draft tube 2. For example, the lower part of the cylinder 14 is arranged to overlap the upper part of the draft tube 2.

なお、前記開口部１６を設けずに、前記筒体１４の上端を前記天井部１６により閉鎖するようにしてもよい。 In addition, the upper end of the cylinder 14 may be closed by the ceiling portion 16 without providing the opening 16.

本発明によれば、純酸素の循環を強化させることにより、通気量を抑制することができ、動力の低減を図ることができる。 According to the present invention, by strengthening the circulation of pure oxygen, the amount of ventilation can be suppressed, and power consumption can be reduced.

また、殆どの純酸素を再循環させることができるようになり、供給した純酸素のほぼ１００％を消費させることができ、純酸素の無駄を防止することができるようになる。 In addition, it becomes possible to recycle almost all of the pure oxygen, so that nearly 100% of the supplied pure oxygen can be consumed, preventing the waste of pure oxygen.

なお、前記純酸素供給制御手段８は、例えば、手動で純酸素の供給量を調整するようなものであってもよい。 The pure oxygen supply control means 8 may be, for example, a means for manually adjusting the amount of pure oxygen supplied.

（２．３．本発明の実施例３の説明） (2.3. Description of Example 3 of the present invention)

図６は、本発明の気液分散装置を排水設備１７に適用した場合の例を示す。該排水設備１７は、例えば、供給された原水を処理する高効率高負荷塔１８と、該高効率高負荷塔１８からの処理水を更に処理し、該処理された処理水を外部に排出すると共に、処理水と分離・濃縮した汚泥を、再度、前記高効率負荷塔１８に返送する再処理槽１９とよりなる。 Figure 6 shows an example of the gas-liquid dispersion device of the present invention applied to a drainage system 17. The drainage system 17 is composed of, for example, a high-efficiency, high-load tower 18 that treats the supplied raw water, and a retreatment tank 19 that further treats the treated water from the high-efficiency, high-load tower 18, discharges the treated water to the outside, and returns the treated water and the separated and concentrated sludge to the high-efficiency load tower 18 again.

そして、前記排水設備１７において、前記高効率高負荷塔１８は、前記本発明の気液分散装置により構成され、また、前記再処理槽１９は、例えば、活性汚泥槽部１９ａと、膜分離槽部１９ｂとより構成され、該活性汚泥槽部１９ａの部屋と前記膜分離槽部１９ｂの部屋とは、前記再処理槽１９内に垂設した仕切壁２０により仕切られる。そして、該仕切壁２０の高さは、前記再処理槽１９の上端開口より低く形成され、前記活性汚泥槽部１９ａ内から、前記仕切壁２０を超えてオーバーフローした処理水が、前記膜分離槽部１９ｂ内に流入するように構成される。 In the drainage system 17, the high-efficiency, high-load tower 18 is configured with the gas-liquid dispersion device of the present invention, and the retreatment tank 19 is configured, for example, with an activated sludge tank section 19a and a membrane separation tank section 19b, and the room of the activated sludge tank section 19a and the room of the membrane separation tank section 19b are separated by a partition wall 20 suspended in the retreatment tank 19. The height of the partition wall 20 is formed lower than the upper end opening of the retreatment tank 19, and the treated water that overflows from the activated sludge tank section 19a beyond the partition wall 20 flows into the membrane separation tank section 19b.

また、前記活性汚泥槽部１９ａは、前記気液分散装置からの汚泥を含む処理水が、前記オーバーフロー管５から供給され、また、該供給された処理水を更に処理する為に、該活性汚泥槽部１９ａ内底部に、曝気のための曝気ブロワー部２１が設けられている。 The activated sludge tank section 19a is supplied with treated water containing sludge from the gas-liquid dispersion device through the overflow pipe 5, and an aeration blower section 21 for aeration is provided at the bottom of the activated sludge tank section 19a to further treat the treated water.

また、前記膜分離槽部１９ｂは、前記活性汚泥槽部１９ａ内の処理水が、前記仕切板２０をオーバーフローして供給され、また、該膜分離槽１９ｂは、活性汚泥と処理水とを分離膜２２ａにより分離し、該分離膜２２ａにより分離した処理水を外部に排出する処理水排出部２２と、前記膜分離槽部１９ｂ内の濃縮した汚泥を、前記気液分散装置内において再度生物処理させるために、該汚泥を、前記気液分散装置のドラフトチューブ２内に返送する、返送ポンプ部２３とよりなる。 The membrane separation tank section 19b is supplied with treated water from the activated sludge tank section 19a by overflowing the partition plate 20, and the membrane separation tank 19b separates the activated sludge and treated water using a separation membrane 22a, and comprises a treated water discharge section 22 that discharges the treated water separated by the separation membrane 22a to the outside, and a return pump section 23 that returns the concentrated sludge from the membrane separation tank section 19b to the draft tube 2 of the gas-liquid dispersion device so that the sludge can be biologically treated again in the gas-liquid dispersion device.

前記排水設備１７においては、供給された原水が前記気液分散装置で処理され、そして、前記オーバーフロー管５からオーバーフローした汚泥を含む処理水が、前記活性汚泥槽部１４ａ内に供給され、前記曝気ブロワー部２１により曝気されて、再度処理されるようになる。 In the drainage system 17, the supplied raw water is treated in the gas-liquid dispersion device, and the treated water containing sludge that overflows from the overflow pipe 5 is supplied into the activated sludge tank section 14a, aerated by the aeration blower section 21, and treated again.

そして、該活性汚泥槽部１９ａ内で処理された処理水は、前記仕切壁２０をオーバーフローすることにより、前記膜分離槽部１９ｂ内に供給され、そして、前記分離膜２２ａにより汚泥と処理水に分離され、該分離された処理水は、前記処理水排出部１７により前記膜分離槽部１９外に排出される。 The treated water treated in the activated sludge tank section 19a overflows the partition wall 20 and is supplied to the membrane separation tank section 19b, where it is separated into sludge and treated water by the separation membrane 22a, and the separated treated water is discharged outside the membrane separation tank section 19 by the treated water discharge section 17.

また、濃縮した汚泥は、前記返送ポンプ部２３により、前記気液分散装置のドラフトチューブ２内に返送され、該汚泥は、さらに供給された原水と共に、再度処理されるようになり、これが繰り返されて、原水が処理されるようになる。 The concentrated sludge is returned by the return pump section 23 into the draft tube 2 of the gas-liquid dispersion device, and the sludge is treated again together with the raw water that is further supplied. This process is repeated until the raw water is treated.

本発明の気液分散装置は、下水処理施設、汚水処理施設以外に、液体内に散気を必要とするあらゆる分野に利用される。 The gas-liquid dispersion device of the present invention can be used in any field that requires gas dispersion in liquid, in addition to sewage treatment facilities and wastewater treatment facilities.

１曝気槽
１ａ天井板
２ドラフトチューブ
２ａ本体部
２ｂコーン状部
３インペラ
３ａ回転軸
４散気手段
４ａ散気ノズル
４ｂブロワー
５オーバーフロー管
６原水供給管
７バッフル
８純酸素供給制御手段
９溶存酸素センサー
１０駆動制御部
１１純酸素再循環促進手段
１２筒体
１３散気手段
１３ａ高圧ノズル
１４筒体
１５天井部
１６開口部
１７排水設備
１８高効率高負荷塔
１９再処理槽
１９ａ活性汚泥槽部
１９ｂ膜分離槽部
２０仕切壁
２１曝気ブロワー部
２２処理水排出部
２２ａ分離膜
２３返送ポンプ部

1 Aeration tank 1a Ceiling plate 2 Draft tube 2a Main body 2b Cone-shaped portion 3 Impeller 3a Rotating shaft 4 Aeration means 4a Aeration nozzle 4b Blower 5 Overflow pipe 6 Raw water supply pipe 7 Baffle 8 Pure oxygen supply control means 9 Dissolved oxygen sensor 10 Drive control unit 11 Pure oxygen recirculation promotion means 12 Cylindrical body 13 Aeration means 13a High-pressure nozzle 14 Cylindrical body 15 Ceiling portion 16 Opening 17 Drainage equipment 18 High-efficiency high-load tower 19 Retreatment tank 19a Activated sludge tank portion 19b Membrane separation tank portion 20 Partition wall 21 Aeration blower portion 22 Treated water discharge portion 22a Separation membrane 23 Return pump portion

Claims

An aeration tank;
a draft tube provided in the aeration tank, the draft tube having a cylindrical shape with the same diameter in the vertical direction and no gas-liquid separation means formed of a cone-shaped portion whose diameter increases toward the top ;
an aeration means provided in the draft tube for supplying pure oxygen into the liquid contained in the aeration tank;
a stirring means provided in an upper portion of the draft tube and above the air diffusing means for causing the air bubbles discharged from the air diffusing means to descend within the draft tube;
a pure oxygen supply control means for controlling the supply of pure oxygen from the aeration means into the liquid in accordance with the amount of dissolved oxygen in the liquid,

2. A gas-liquid dispersion device according to claim 1, wherein the pure oxygen supply control means is a control means for supplying a desired amount of pure oxygen into the liquid when it is determined that the amount of dissolved oxygen in the liquid has fallen below a desired value .

2. A gas-liquid dispersion device according to claim 1, wherein the pure oxygen supply control means is a control means for supplying a desired amount of pure oxygen into the liquid when a pre-stored time has elapsed during which the amount of dissolved oxygen in the liquid becomes equal to or less than a desired value .

4. A gas-liquid dispersion device for preventing bubbles released from the lower end of a draft tube and rising therefrom from becoming entangled with a stirring means according to claim 2 or 3, wherein the desired value is 3 mg/L.

2. A gas-liquid dispersion device according to claim 1, wherein the pure oxygen supply control means is a control means for supplying a desired amount of pure oxygen into the liquid so that the amount of dissolved oxygen in the liquid is always within a desired range .

An aeration tank;
a draft tube provided in the aeration tank, the draft tube having a cylindrical shape with the same diameter in the vertical direction and no gas-liquid separation means formed of a cone-shaped portion with a diameter enlarging toward the top;
an aeration means provided in the draft tube for supplying pure oxygen into the liquid contained in the aeration tank;
a stirring means provided in an upper portion of the draft tube and above the air diffusing means for causing the air bubbles discharged from the air diffusing means to descend within the draft tube;
a pure oxygen supply control means for controlling the supply of pure oxygen from the aeration means into the liquid in accordance with the amount of dissolved oxygen in the liquid,
a pure oxygen recirculation promotion means is provided above the draft tube for guiding pure oxygen rising between the draft tube and a tank to be recirculated into the draft tube from an upper end opening of the draft tube , the pure oxygen recirculation promotion means comprising a cone-shaped cylinder whose diameter gradually decreases from its lower end to its upper end, the lower end of the cylinder being larger than the outer diameter of the upper part of the draft tube and the upper end being smaller than the inner diameter of the upper part of the draft tube, and the lower part of the cylinder is disposed so as to overlap the upper part of the draft tube .

An aeration tank;
a draft tube provided in the aeration tank, the draft tube having a cylindrical shape with the same diameter in the vertical direction and no gas-liquid separation means formed in a cone-shaped portion whose diameter increases upward;
an aeration means provided in the draft tube for supplying pure oxygen into the liquid contained in the aeration tank;
a pure oxygen supply control means for controlling the supply of pure oxygen from the aeration means into the liquid in accordance with the amount of dissolved oxygen in the liquid,
13. A gas-liquid dispersion device, wherein the air diffusion means is a high-pressure nozzle that ejects high-pressure air downward.