特許 6262057 散気装置、散気方法及び散気板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6262057

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】散気装置、散気方法及び散気板

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/20 20060101AFI20180104BHJP

   B01F 3/04 20060101ALI20180104BHJP

   B01F 5/06 20060101ALI20180104BHJP

   B01F 15/02 20060101ALI20180104BHJP

【ＦＩ】

   C02F3/20 D

   B01F3/04 A

   B01F5/06

   B01F15/02 A

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-73167(P2014-73167)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-192975(P2015-192975A)

(43)【公開日】2015年11月5日

【審査請求日】2016年6月16日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】507036050

【氏名又は名称】住友重機械エンバイロメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100197022

【弁理士】

【氏名又は名称】谷水 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100102635

【弁理士】

【氏名又は名称】浅見 保男

(72)【発明者】

【氏名】柄澤 俊康

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 茂

【審査官】 片山 真紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０３８１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７５７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７３４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−１７１２６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第０４８６５７７８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−０１６３７４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ ３／１２、２０

Ｂ０１Ｆ １／００−５／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

散気板（弾性多孔体と支持体からなる散気板を除く。）と、
ホルダと、
前記散気板を前記ホルダに固定する固定手段と、
前記散気板と前記ホルダの間にシール手段と、
を備え、
前記散気板は、２以上に分割された空気室を形成し、
前記固定手段は前記空気室を貫通しないことを特徴とする散気装置。

【請求項2】

前記シール手段は、前記空気室よりも小さい空間を形成することを特徴とする請求項１に記載の散気装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の散気装置を用いることを特徴とする散気方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体中に微細な気泡を分散させるための散気装置、その散気装置を用いる散気方法、及び、その散気装置に用いる散気板に関するものである。さらに詳しくは、排水等を生物学的水処理するための曝気槽に用いる散気装置、その散気装置を用いる散気方法、及び、その散気装置に用いる散気板に関するものである。

【背景技術】

【0002】

下水や汚水等の排水を処理する方法として、活性汚泥を用いた方法が知られている。この方法では、排水処理装置に曝気槽を設け、この曝気槽内に散気装置を設置し、この散気装置により空気を微細な気泡として排水中に分散して微生物の生育環境を調整するものである。

【0003】

従来の散気装置１０は、図３に示すように、角型の散気板２０、ホルダ３、パッキン６０、抑え金具４及び固定ボルト５を備えたものである。ホルダ３の上には、パッキン６０及び散気板２０が載置され、抑え金具４及び固定ボルト５で固定されている。
ホルダ３の内部は空洞となっており、上部には空気供給孔３３が形成されている。また、ホルダの内部空洞は、空気通路３１、ホルダ空気配管３２と連通しており、ホルダ空気配管３２により供給された空気は、空気通路３１を介してホルダ３の内部空洞に送気され、空気供給孔３３より上部に排出される。
パッキン６０は、散気板２０の外周と略同一形状となるように角型に形成され、一定の厚みを有している。パッキン６０は、ホルダ３の空気供給孔３３を囲むように配置される。空気供給孔３３から排出された空気は、パッキン６０、散気板２０により形成された空気室の全域に拡散する。
散気板２０は、多孔質樹脂又は多孔質セラミックにより形成された板状部材であり、前記空気室に拡散した空気を微細な気泡として排水中に分散するものである。

【0004】

この散気装置では、空気室に空気圧が掛かった際に、角型のパッキン６０の各辺に作用し、辺の中央に最大の撓みをもたらす等分布荷重が加わる。この荷重によりパッキンに膨らみが生じ、この部分から空気が漏れるという恐れがあった。

【0005】

特許文献１では、この問題に対して、パッキンの隣り合う辺をたすきで連結することにより、パッキンの膨らみを防止した散気板用パッキンが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平８−１５５４８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

パッキンは、密着性に優れたゴム製のものが使用されているが、ゴム材料は、劣化しやすいために、長期間使用すると空気室に掛かる空気圧に耐えられなくなり、パッキン部分から空気が漏れるという問題が生じる事があった。そのため、空気が漏れてしまう状態になったパッキンは交換する必要があった。
また、散気装置は、曝気槽の底部に設置されているため、設置作業中に作業者が踏んでしまうことがあり、局所的に強い力がかかると、パッキンに歪みが生じ、散気板が割れてしまうという課題もある（図３（ｂ）参照。）。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、散気板の内部に空気室を設けることにより、パッキンで空気室の周壁を構成する必要がなくなるため、パッキンの劣化による空気漏れや、上からの局所的な力により散気板が破損するという問題を解決できることを見出して本発明を完成させた。
具体的には、本発明は、以下の散気装置、その散気装置を用いた散気方法、その散気装置に用いる散気板を提供するものである。

【0009】

（本願第１発明）
上記課題を解決するための本願第１発明は、散気板と、ホルダと、前記散気板を前記ホルダに固定する固定手段と、を備え、前記散気板は空気室を有し、前記固定手段は前記空気室を貫通しないことを特徴とする散気装置である。
（本願第２発明）
上記課題を解決するための本願第２発明は、前記散気板と前記ホルダの間にシール手段を更に備えたことを特徴とする本願第１発明に記載の散気装置である。
（本願第３発明）
上記課題を解決するための本願第３発明は、前記シール手段は、前記空気室よりも小さい空間を形成することを特徴とする本願第２発明に記載の散気装置である。
（本願第４発明）
上記課題を解決するための本願第４発明は、前記空気室は2以上に分割されていることを特徴とする本願第１〜第３発明に記載の散気装置である。
（本願第５発明）
上記課題を解決するための本願第５発明は、本願第１〜第４発明のいずれかの散気装置を用いることを特徴とする散気方法である。
（本願第６発明）
上記課題を解決するための本願第６発明は、空気が供給される空気室を有し、当該空気室にはホルダに固定するための貫通孔を有さないことを特徴とする散気板である。

【発明の効果】

【0010】

本願第１発明の散気装置によれば、散気板に設けられた空気室により空気を拡散することができるため、パッキンで空気室の周壁を形成する必要がなく、散気板用の特殊な構造のパッキンを使用しなくてよいという効果がある。
また、パッキンにより空気室を形成しないため、パッキンの劣化により空気が漏れるという問題が生じない。さらに、上から局所的な力が掛かった際に、パッキンが歪んで散気板が破損するという恐れもない。
さらには、パッキンの劣化により空気が漏れるという問題が減るため、パッキンを交換する必要もなくなる。
また、散気板をホルダに固定するための固定手段としては、多様な構造があるものの、本発明の散気装置によれば、空気室を貫通しないものを適用することにより、散気板の強度を高めることができる。さらには、固定手段が空気室の外壁に孔を設ける必要がないため、当該孔の構造より空気漏れを生じる恐れもない。

【0011】

本願第２、３発明の散気装置によれば、散気板の空気室を完全に密閉することができるため、散気板とホルダの間から空気が漏れないという効果がある。

【0012】

本願第４発明の散気装置によれば、空気室を設けることにより薄くなった散気板の強度を高めることができるため、局所的な力がかかった際に散気板が破損する危険性が低いという効果がある。

【0013】

本願第５発明の散気方法によれば、パッキンの劣化による空気漏れがないため、定期的に曝気槽の排水を抜いてパッキンを交換する必要がなくなるという効果がある。

【0014】

本願第６発明の散気板によれば、従来の散気装置の散気板を取り換えることにより、本願発明の散気装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施例の散気装置の構成を示す概略説明図である。（ａ）本発明の第１の実施例の散気装置の分解図である。（ｂ）本発明の第１の実施例の散気装置の組立図である。

【図2】本発明の散気装置に使用する散気板の他の態様を示す概略説明図である。（ａ）本発明の第２の実施例の散気板を示す概略説明図である。（ｂ）本発明の第３の実施例の散気板を示す概略説明図である。

【図3】従来の散気装置の構成を示す概略説明図である。（ａ）従来の散気装置の分解図である。（ｂ）従来の散気装置の組立図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下の実施例では、本発明の散気装置、その散気装置を用いた散気方法、その散気装置に用いる散気板について説明する。

【実施例】

【0017】

図１は、本発明の第１の実施例の散気装置の構成を示す概略説明図である。（ａ）本発明の第１の実施例の散気装置の分解図である。（ｂ）本発明の第１の実施例の散気装置の組立図である。

【0018】

本発明の第１の実施例の散気装置１は、内部に空気室２１が形成された散気板２、ホルダ３、パッキン６、抑え金具４及び固定ボルト５を有するものである。
従来の散気装置と同様に、ホルダ３の上に、パッキン６及び散気板２が載置され、抑え金具４及び固定ボルト５で固定されている。

【0019】

（ホルダ）
ホルダ３は、従来の散気装置と同様に、ホルダ空気通路３１及びホルダ空気配管３２と連通した内部空洞を有し、上部に内部空洞を開放する空気供給孔３３を備えている。
これらの材質は、特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス鋼のような金属材料や、コンクリートなどが挙げられる。大型の曝気槽の底部にコンクリートでホルダを形成すると、部品が少なくなり、組み付け作業が簡易なものとなるため好ましい。また、金属材料を用いる場合には、耐腐食性の観点からステンレス鋼で形成されたものが好ましい。

【0020】

（散気板）
散気板２は、空気を通過する微細孔を有した板状部材であり、その内部に空気室２１を有している。空気室２１は、散気板２の下面においてのみ開放し、散気板２の全体に広がるように形成されている。下面の開放部は、散気板全体に広がって形成されてもよいし、ホルダ３の空気供給孔３３と同程度の大きさの穴を形成して内部の空気室２１に連通するように構成してもよい。図１に図示するように、下面の開放部が散気板全体に広がって形成された散気板２は、簡素な形状であるので容易に成形加工することができる。
散気板２は、空気室２１がホルダ３の内部空洞と空気供給孔３３を介して連通するように固定される。その際、空気供給孔３３から流出した空気が散気装置の外に漏れないように、空気供給孔３３の全体を覆うように散気板２を載置する。このようにして、空気供給孔３３から流出した空気は、散気板２の空気室２１内の全体に拡散することができる。

【0021】

散気板２の形状は、どのようなものでもよく、角型、丸型でもよい。角型は、曝気槽の底部に隙間なく配置することができるという利点がある。一方、丸型は、空気供給孔３３から空気室に流入した空気を散気板全体に均等な空気圧で拡散することができるという利点がある。

【0022】

散気板２の材質は、特に限定されないが、例えば、ＡＢＳ等の合成樹脂製のものやセラミック製のものがある。
ＡＢＳ等の合成樹脂の散気板は、軽量であり散気板の組み立てが容易であることや、軟らかくて割れにくいという利点がある。
一方、セラミック製の散気板は、排水処理により有機物が微細孔に詰まった際に、焼成して再生することができるという利点がある。

【0023】

（シール手段）
本発明の第１の実施例の散気装置では、ホルダ３と散気板２の間にパッキン６を備えている。このパッキン６は、従来の散気装置１０のように空気室を形成する必要がない。すなわち、パッキン６はホルダ３と散気板２の間から空気が漏れないようにするための単なるシール手段である。

【0024】

シール手段としては、クロロプレン、ニトリルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴム材料で形成されたパッキンのほか、シリコーン系、変性シリコーン系、ポリウレタン系の樹脂等のコーキング剤や、エポキシパテ、ポリエステルパテ、石膏パテ、炭酸カルシウムパテ等の粘土状のパテでもよい。

【0025】

シール手段としてパッキンを設ける場合、パッキンの厚みは、空気漏れを防止することができれば、極めて薄くすることができる。また、その設置位置は、散気板２とホルダ３の空気供給孔３３の態様に合わせて適宜設定することができる。そのため、散気板２の外周に合わせる必要がなく、空気供給孔３３の外周に合わせて設置してもよい。すなわち、散気板、ホルダ及びシール手段により形成される空間は、散気板の空気室より小さい空間であることが好ましい。
このように、本発明の散気装置では、パッキンを薄く、かつ、小さくすることができるため、材料費を格段に抑えることができる。
また、薄く小さいパッキンは、耐久性が高く、交換する頻度が極めて低くなる。そのため、パッキンの交換部品の費用、交換作業費用等も抑えることができる。

【0026】

シール手段として、コーキング剤やパテを使用する場合は、散気板２の下面とホルダ３の上面との間に挟むように充填したり、散気板２の下面の周囲を囲むように散気板２とホルダ３の隙間を塞いでもよい。

【0027】

なお、本発明の散気装置においてシール手段は必須の構成ではなく、ホルダ３と散気板２の密着性が高く、空気漏れが無い場合には、シール手段を設けなくてもよい。

【0028】

（固定手段）
本発明の実施例１の散気装置では、ホルダ３の上面に散気板２を固定するための固定手段として、２組の押え金具４及び固定ボルト５を備えている。
押え金具４は、固定ボルトが貫通するための孔を有する板状の小片部材であり、散気板２を上面から押さえ付けるものである。固定ボルト５は、ホルダ３とネジ止めして前記押え金具４を固定するものである。
押え金具４及び固定ボルト５の材質は、特に限定されないが、耐腐食性の観点から、ステンレス鋼であることが好ましい。
実施例１の散気装置では、２組の固定手段を角型の散気板の対向する２辺において固定しているが、固定手段の組数は、装置のサイズ等に応じて適宜設定される。

【0029】

本発明の固定手段は、空気室２１を貫通しないように固定することを特徴とする。空気室２１にボルト等を貫通して固定すると、その部分の強度が弱くなるため、局所的な力がかかったときに割れやすくなり、本発明の課題を解決することができない。また、空気室を貫通する部分より、空気漏れを生じる恐れもない。

【0030】

その他の固定手段としては、空気室を貫通しないものであればどのような手段でもよい。例えば、接着剤により固定する手段等が挙げられる。また、ホルダ３の内部空洞の上面にボルトが貫通する孔を設け、散気板２の下面（空気室２１の外周壁の下面）にボルトを直接ネジ止めする手段としてもよい。さらに、ホルダ３と散気板２を一体として成形加工してもよい。

【0031】

図２は、本発明の散気装置に使用する散気板の他の態様を示す概略説明図である。（ａ）本発明の第２の実施例の散気板を示す概略説明図である。（ｂ）本発明の第３の実施例の散気板を示す概略説明図である。

【0032】

第２の実施例の散気板２Ａは、空気室２１を空気室２１ａ及び２１ｂに２分割する分割壁２２が形成されている。分割壁２２を設けることにより、散気板２Ａの強度が高まるため、局所的な力がかかった際にも割れにくいという効果を奏する。

【0033】

散気板２Ａをホルダ３上に設置する際には、空気室２１ａ及び２１ｂの各空気室と、ホルダ３の内部空洞が、空気供給孔３３を介して連通するように固定される。このように設置することにより、空気供給孔３３より流出する空気が各空気室に流れ込み、散気板２Ａの全体に拡散する。

【0034】

第３の実施例の散気板２Ｂは、空気室２１を空気室２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ及び２１ｆに４分割するように分割壁を形成したものである。分割壁を増加することにより、より強度の高い散気板とすることができる。
また、第２の実施例同様、各空気室とホルダ３の内部空洞は、空気供給孔３３を介して連通する。

【0035】

なお、本発明の第２の実施例及び第３の実施例では、分割された各空気室がホルダ３の内部空洞と直接連通するように構成されているが、分割壁に連通口を設けて各空気室を連通させ、この連通口を介して各空気室とホルダ３の内部空洞を間接的に連通させてもよい。分割壁に設ける連通口は、各空気室を連通すればどのような形状でもよく、例えば、複数の孔を設けた分割壁が挙げられる。また、分割壁の高さが空気室より低く、分割壁の上部又は下部において、隣接する空気室同士が連通している態様としてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明の散気装置、散気方法及び散気板は、下水処理場等の有機性汚泥や、食品工場や医薬品工場等の有機性排水の好気性微生物処理槽及びその処理方法に使用することができる。

【0037】

また、本発明の散気板は、従来の散気装置を本発明の散気装置に改変するための交換部品として利用することができる。

【符号の説明】

【0038】

１，１０ 散気装置、２，２Ａ，２Ｂ，２０ 散気板、２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ 空気室、２２ 分割壁、３ ホルダ、３１ ホルダ空気通路、３２ ホルダ空気配管、３３ 空気供給孔、４ 抑え金具、５ 固定ボルト、６，６０ パッキン

【図1】

【図2】

【図3】