JP2007253083A - 攪拌曝気装置、汚水処理場 - Google Patents

Abstract

【課題】保守点検が容易で、工期が短く、且つ費用が安価で済む攪拌曝気装置、及び該攪拌曝気装置を備えた汚水処理場を提供すること。
【解決手段】羽根車２１と、該羽根車２１に接続された主軸２２と、該主軸２２を減速機２４を介して回転駆動するモータ２５を備え、汚水貯留槽１０内の処理液中に配置した羽根車２１を回転することにより、液槽内の処理液を攪拌する攪拌曝気装置であって、モータ２５と減速機２４の一部又は全部を汚水貯留槽１０の上部槽外に設置し、羽根車２１は、主板を備え、該主板の表面に中央部から外周方向に延びる複数の翼を取付けると共に、該主板に穴を設け、更に該主板の裏面に中央部から外周方向に延びる複数の裏羽根を設けた構成である。
【選択図】図４

Description

本発明は、下水処理場や工場排水の浄化槽等の液を貯留する液貯留槽内の液を攪拌する攪拌曝気装置、及び該攪拌曝気装置を備えた汚水処理装置に関するものである。

下水処理場や工場排水の浄化槽に流入してくる汚水１０２は、図１に示すように汚水処理槽１００内に貯められ、該汚水処理槽１００内に配置された水中エアレータ１０１により、汚水１０２を攪拌、曝気している。図１において、１０３は水中エアレータ１０１に空気を供給する給気ホースであり、空気配管１０４に接続されている。また、１０５は水中エアレータ１０１に駆動電力を供給する動力用水中ケーブル、１０６は保護装置との間で信号の送受を行う保護装置用水中ケーブル、１０７は一端が水中エアレータ１０１に接続され該水中エアレータ１０１を吊り上げ下げするための吊り用チェーンで、該吊り用チェーンの他端はフック１０８に係止められている。１０９は端子箱である。

また、図２に示すように、汚水処理槽１００内に対向して配置した一対のガイドパイプ１１０、１１１を備え、水中エアレータ１０１を吊り下用チェーン１０７で昇降する際、このガイドパイプで水中エアレータ１０１を案内するように構成したものもある。ガイドパイプ１０９は水中エアレータ１０１に空気を供給する給気管を兼ね、その一端は空気配管（図示せず）に接続されている。

水中エアレータ１０１は、図３に示すように吸込ケーシング２０１と吐出しケーシング２０２からなるケーシングを備え、吸込ケーシング２０１内に回転自在に羽根車２０３を配置している。また、吸込ケーシング２０１内には汚水処理槽１００の外に設置された送風機（図示せず）から空気導入管２０６を通して導かれた圧力空気Ａを導入する空気室２０４を配置し、該空気室２０４から吐出しケーシング２０２内に空気Ａ１を導出し、吸込口２０１ａから吸い込まれた汚水Ｗに混入し、吐出口２０２ａから空気が混入した汚水（Ｗ１）を吐出すように構成されている。
特開２００１−２７６８７６号公報

従来の攪拌曝気装置は、上記のように汚水処理槽１００に水中エアレータ１０１を設置している。水中エアレータ１０１は水中モータＭで減速機２０５を介して羽根車２０３を回転させる構造である。水中エアレータ１０１は年間８０００時間を越える運転を行うことから、通常保守点検を３年に一度実施している。保守点検には、水中エアレータ１０１を汚水処理槽１００から引き上げ、水封内部の分解点検を行う必要があり、工期が長く、且つ費用が高いという問題があつた。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、保守点検が容易で、工期が短く、且つ費用が安価で済む攪拌曝気装置、及び該攪拌曝気装置を備えた汚水処理場を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、羽根車と、該羽根車に接続された主軸と、該主軸を減速機を介して回転駆動する駆動機を備え、液槽内の処理液中に配置した前記羽根車を回転することにより、液槽内の処理液を攪拌する攪拌曝気装置であって、前記駆動機と減速機の一部又は全部を前記液槽の上部槽外に設置し、前記羽根車は、主板を備え、該主板の表面に中央部から外周方向に延びる複数の翼を取付けると共に、該主板に穴を設け、更に該主板の裏面に中央部から外周方向に延びる複数の裏翼を設けた構成であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１の攪拌曝気装置において、前記主板の外周には切り欠き部を設けたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の攪拌曝気装置において、前記翼は回転方向に対して後退した形状であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の攪拌曝気装置において、前記裏翼は回転方向に対して後退した形状であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の攪拌曝気装置において、前記羽根車の主板、翼、及び裏翼の材質は樹脂材であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の攪拌曝気装置を備えた汚水処理場であって、前記攪拌曝気装置の羽根車を汚水槽の汚水中に配置し前記駆動機と減速機の一部又は全部を前記汚水貯留槽の上部槽外に設置したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、駆動機と減速機の一部又は全部を液槽の上部槽外に設置したので、これらの保守点検を液槽の上部槽外で実施できるから、従来のように攪拌曝気装置を液槽から引き上げる作業を行う必要がなく、水封部のないことから保守点検が容易となると共に、工期が短く、安価な費用で済む。また、羽根車は主板を備え、該主板の表面に中央部から外周方向に延びる複数の翼を取付けているので、回転すると主板がガイドの役割を果たし、液中に羽根車を中心とした放射の流れが形成され、液槽底部に沈殿する沈殿物に水流を与えることによって水槽全体の液の攪拌を効果的に行うことができる。また、主板を備えることにより、繊維状のごみが羽根車の表面側には絡み付かず、常に攪拌効果を維持できる。また、主板に穴を設けているので、羽根車の表面側から裏面側への液流を形成することが可能となり、羽根車下方のゴミの堆積を抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、主板の外周には切り欠き部を設けたので、羽根車の表面側から裏面側への液流が形成され、羽根車下方のゴミの堆積を抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、翼は回転方向に対して後退した形状であるので、主板に堆積したゴミを滑らかに放射状に排出することができ、羽根車の攪拌の作用を維持することができる。

請求項４に記載の発明によれば、裏翼は回転方向に対して後退した形状であるので、ゴミを滑らかに放射状に排出することができ、羽根車の攪拌の作用を維持することができる。

請求項５に記載の発明によれば、羽根車の主板、翼、及び裏翼の材質は樹脂材、特に炭素と水素のみから構成される樹脂を使用することにより、水質への影響がない。また、廃棄時には容易に燃焼でき、毒性のあるガスも発生しないため、スチーム、温水等への熱回収を高効率に行うことも可能で、トータルで環境に優しい羽根車を提供できる。

請求項６に記載の発明によれば、上記効果を有する攪拌曝気装置を備えた汚水処理場を提供できる。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図４は本発明に係る攪拌曝気装置を備えた汚水処理場の汚水処理槽の構成を示す図であり、図示するように、汚水処理槽は汚水を貯留する汚水貯留槽１０に攪拌曝気装置２０を備えている。汚水貯留槽１０は上部に開口１１が設けられ、該開口１１に蓋体１２が設けられ、内部には汚水１３が図示しない流入口から流入し貯留されるようになっている。

攪拌曝気装置２０は汚水貯留槽１０の底部近傍の汚水中１３中に配置された羽根車２１と長い主軸２２を備え、該羽根車２１は主軸２２の下端に固定され支持されている。主軸２２は蓋体１２を貫通して汚水貯留槽１０の上部に延びている。蓋体１２の上には減速機２４、モータ２５が設けられ、該モータ２５により減速機２４を介して主軸２２が回転され、羽根車２１を回転するようになっている。この羽根車２１の回転により、汚水貯留槽１０内の汚水を攪拌するようになっている。なお、２６は空気導入管であり、該空気導入管２６を通して外部から導かれた圧力空気Ａが散気孔２６ａから汚水１３中に散気されるようになっている。

上記のように攪拌曝気装置２０の減速機２４及びモータ２５を蓋体１２の上部、即ち汚水槽１０の上部槽外に配置するので、そのままの状態で減速機２４やモータ２５の保守点検を行うことができる。従って、従来の水中エアレータのように攪拌曝気装置を汚水貯留槽１０から吊り上げて保守点検するのと異なり、保守点検作業が容易となる。また、水封部がないことから保守点検も容易で、工期が短くて済み、且つ費用も安価にできる。なお、ここでは、減速機２４とモータ２５を汚水貯留槽１０外に配置しているが、これら全部を汚水貯留槽１０外に配置するのではなく、定期的に保守点検の必要な部分のみ等、モータ２５と減速機２４の一部でもよい。なお、モータ２５も電動機に限定されるものではなく、例えば、内燃機関やガスタービン等の駆動機でもよい。

図５乃至図８は羽根車２１の構成を示す図で、図５は表平面図、図６は断面図、図７は裏平面図、図８は斜視図である。図示するように、羽根車２１は主板３０を備え、該主板３０の表面側には中央部から外周側に延びる翼３１が複数本（図では６本）円周方向に等間隔で設けられている。主板３０の中央部には穴３２が複数個（図では６個）円周方向に等間隔で設けられている。主板３０の外周部の翼３１と翼３１の間には切り欠き部３３が設けられている。即ち、主板３０は円形状の板材の外周部に等間隔で切り欠き部３３を形成した形状である。また、主板３０の裏面には図７に示すように、中央部から外周側に延びる裏翼３４が複数本（図では６本）円周方向に等間隔で設けられている。

翼３１はその先端が図５（ｂ）に示すように、主板３０の外周部に達し、全体が図５（ａ）に示すように回転方向（矢印Ｆ方向）に後退した形状、即ち主板３０の中央部から外周側に延びるに従って反回転方向に略円弧状に湾曲した形状である。また、裏翼３４も先端が図７（ｂ）に示すように、主板３０の外周部に達し、全体が図７（ａ）に示すように回転方向（矢印Ｆ方向）に対して後退した形状、即ち主板３０の中央部から外周側に延びるに従って反回転方向の後方に略円弧状に湾曲した形状である。また、羽根車２１の主板３０、翼３１、及び裏翼３４の材質は樹脂材で形成されている。

上記のように、羽根車２１は主板３０を備え、該主板３０の表面に中央部から外周方向に延びる複数の翼３１を取付けているので、矢印Ｆ方向に回転すると主板３０がガイドの役割を果たし、汚水中に羽根車２１を中心とした放射の流れが形成され、汚水貯留槽１０の底部に沈殿する沈殿物に水流を与えることになり、汚水貯留槽１０の槽全体の汚水１３の攪拌を効果的に行うことができる。また、主板３０を備えることにより、繊維状のごみが羽根車２１の表面側には絡み付かず、常に攪拌効果を維持できる。また、主板３０の中央部に円周方向に等間隔で穴３２を設けることにより、図８の矢印Ｇに示すように羽根車２１の表面側（上面側）から裏面側（下面側）への汚水１３の流れを形成することが可能となり、羽根車２１下方のゴミの堆積を抑制する。

また、主板３０の外周部には切り欠き部３３を設けることにより、図８の矢印Ｈに示すように羽根車２１の表面側（上面側）から裏面側（下面側）への汚水の流れを形成し、羽根車２１の下部のゴミの堆積を抑制する。また、翼３１及び裏翼３４は回転方向に後退した形状であるので、主板３０に堆積したゴミを滑らかに放射状に排出することができ、羽根車２１の攪拌の作用を維持することができる。また、羽根車２１の主板３０、翼３１、及び裏翼３４の材質は樹脂材、特に炭素と水素のみから構成される樹脂を使用することにより、水質への影響がない。また、廃棄時には容易に燃焼でき、毒性のあるガスも発生しないため、スチーム、温水等への熱回収を高効率に行うことも可能で、トータルで環境に優しいものとなる。

羽根車２１の構成は図５乃至図８に示すものに限定されるものではなく、図９に示すように円板の外周４箇所に切り欠き部３３を設けた形状の主板３０に十字状に４枚の直線状の翼３１を設け、中央部近傍の翼３１と翼３１の間の主板３０に穴３２を設けた構成でもよい。また、羽根車２１の構成には種々のものが考えられる。例えば、図１０乃至図１２に示すように、同じ円板状の主板３０に対して、図１０（ａ）に示すように十字状に４枚の直線状の翼３１を設けたもの、図１０（ｂ）に示すように４枚の後退させた形状の翼３１を設けたもの、図１１（ｂ）に示すように円板状３０の外周４箇所に切り欠き部３３を設けたもの、図１２（ｂ）に示すよう主板３０に十字状に４枚の直線状の翼３１を設け、中央部近傍の翼３１と翼３１の間の主板３０に穴３２を設けた、更に図示は省略するが図１０乃至図１２に示す形状で、裏翼のあるもの又はないもの等が考えられる。また、図示は省略するが、図１１、図１２に示す形状で、後退させた形状の翼が考えられる。また、図９〜図１２に示す羽根車において、翼３１、切り欠き部３３、穴３２の数は４に限定されない。

また、羽根車２１の中心部Ｃの形状は、主板３０の中心部が図１３に示すように外周部と同一の平坦面（翼３１の上端より低い）となる形状でもよいし、図１４に示すように中心部Ｃが周囲に滑らかな曲面を有する突出部３５を設けた形状（突出部の上端が翼３１の上端より突出している形状）形状でもよい。図１４に示すように、中心部Ｃの上端が翼３１の上端より突出し且つ周囲に滑らかな曲線を有していることにより、ゴミ等の異物が詰まりにくい構成となる。

また、羽根車２１を図１５に示すように、主板３０の表面と裏面に後退化した翼３１を設け、その中心部Ｃを上端が翼３１の上端より突出し且つ周囲に滑らかな曲線を有する構成とすることもできる。羽根車２１をこのような構成とすることにより、下端に羽根車２１を取り付け主軸２２を時計方向、反時計方向の２方向に回転させる場合でも、１つの羽根車２１でゴミ等の異物詰まり回避に対応できる。例えば、汚水貯留槽１０によっては、羽根車２１を時計方向又は反時計方向のいずれか一方にのみ回転しなければならない場合がある。この場合、翼３１が直線状であれば、時計方向又は反時計方向のいずれにも回転させることができるが、後退化した翼３１の場合は、いずれか一方にしか回転できない。そこで、羽根車２１を図１５に示すような構成とすることにより、羽根車２１を反転させることにより、１つの羽根車２１で時計方向又は反時計方向のいずれにも回転にも対向できる。なお、図１５（ａ）は羽根車２１の断面図、図１５（ｂ）表面図、図１５（ｃ）は裏面図である。

図４に示す攪拌曝気装置において、図１６に示すように、回転軸２２の中心部に空気導入穴２２ａを設け、該空気導入穴２２ａを通して外部から圧力空気Ａを導入し汚水１３中に散気するようにしてもよい。

また、図４に示す攪拌曝気装置において、図１７に示すように、主軸２２の中心部に空気導入穴２２ａを設けると共に、主板３０の内部を空隙３０ａ、翼３１の内部に空隙３１ａ、裏翼３４の内部に３４ａを設け、その壁面に表面に貫通する多数の孔３６を設け、空気導入穴２２ａを通して外部から圧力空気Ａを導入し、該多数の孔３６を通して、主板３０、翼３１、裏翼３４の表面から汚水１３中に散気するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば上記実施形態例では、汚水を処理する汚水貯留槽に攪拌曝気装置を備えた場合を説明したが、本発明に係る攪拌曝気装置はこれに限定されるものではなく、攪拌曝気を必要とする処理液を貯留する液貯留槽に設けてもよい。なお、直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。

従来の攪拌曝気装置を備えた汚水処理槽の構成を示す図である。 従来の攪拌曝気装置を備えた汚水処理槽の構成を示す図である。 従来の攪拌曝気装置の構成例を示す図である。 本発明に攪拌曝気装置を備えた汚水処理場の汚水処理槽の構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の表面構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の断面構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の裏面構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の外観構成を示す斜視図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の表面構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の表面構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の表面構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の表面構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の断面構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の断面構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の断面、表面、裏面構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の断面構成を示す図である。 本発明の攪拌曝気装置の羽根車の断面構成を示す図である。

符号の説明

１０ 汚水貯留槽
１１ 開口
１２ 蓋体
１３ 汚水
２０ 攪拌曝気装置
２１ 羽根車
２２ 主軸
２３ ケーシング
２４ 減速機
２５ モータ
２６ 空気導入管
３０ 主板
３１ 翼
３２ 穴
３３ 切り欠き部
３４ 裏翼
３５ 突出部
３６ 孔

Claims (6)

1. 羽根車と、該羽根車に接続された主軸と、該主軸を減速機を介して回転駆動する駆動機を備え、液槽内の処理液中に配置した前記羽根車を回転することにより、液槽内の処理液を攪拌する攪拌曝気装置であって、
   前記駆動機と減速機の一部又は全部を前記液槽の上部槽外に設置し、
   前記羽根車は、主板を備え、該主板の表面に中央部から外周方向に延びる複数の翼を取付けると共に、該主板に穴を設け、更に該主板の裏面に中央部から外周方向に延びる複数の裏翼を設けた構成であることを特徴とする攪拌曝気装置。
2. 請求項１の攪拌曝気装置において、
   前記主板の外周には切り欠き部を設けたことを特徴とする攪拌曝気装置。
3. 請求項１又は２に記載の攪拌曝気装置において、
   前記翼は回転方向に対して後退した形状であることを特徴とする攪拌曝気装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の攪拌曝気装置において、
   前記裏翼は回転方向に対して後退した形状であることを特徴とする攪拌曝気装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の攪拌曝気装置において、
   前記羽根車の主板、翼、及び裏翼の材質は樹脂材であることを特徴とする攪拌曝気装置。
6. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の攪拌曝気装置を備えた汚水処理場であって、
   前記攪拌曝気装置の羽根車を汚水槽の汚水中に配置し前記駆動機と減速機の一部又は全部を前記汚水貯留槽の上部槽外に設置したことを特徴とする汚水処理場。

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