特開 2023-43285 オキシデーションディッチ、及び、オキシデーションディッチの改修方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023043285

(43)【公開日】2023-03-29

(54)【発明の名称】オキシデーションディッチ、及び、オキシデーションディッチの改修方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/12 20230101AFI20230322BHJP

   B01F 27/86 20220101ALI20230322BHJP

   C02F 3/16 20230101ALI20230322BHJP

   B01F 23/234 20220101ALI20230322BHJP

【ＦＩ】

C02F3/12 A

B01F7/16 L

C02F3/16

B01F3/04 D

C02F3/12 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021150802

(22)【出願日】2021-09-16

(71)【出願人】

【識別番号】000002358

【氏名又は名称】新明和工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 厚

【テーマコード（参考）】

4D028

4D029

4G035

4G078

【Ｆターム（参考）】

4D028AB00

4D028BB03

4D028BC24

4D028BC26

4D028BD08

4D028BD10

4D029AA05

4D029AA06

4D029BB02

4G035AB24

4G078AA21

4G078AB20

4G078BA05

4G078CA08

4G078DA01

4G078DB01

(57)【要約】

【課題】縦軸の曝気撹拌装置を用いた簡易な構成のオキシデーションディッチを提供すると共に、既設のオキシデーションディッチの改修を簡便にする方法を提供する。
【解決手段】オキシデーションディッチ１は、水槽２と、隔壁３と、曝気撹拌装置４と、を備え、曝気撹拌装置は、縦軸の曝気撹拌装置であり、隔壁は、第１方向に被処理液が流れる第１の直線流路３１と第２の直線流路３２との間を隔てており、隔壁には、第１の直線流路と第２の直線流路とを相互に連通させるように、開口部３０が設けられ、曝気撹拌装置のロータ４１は、第１の直線流路と前２の直線流路との両方に跨がるように、開口部内に設置されていると共に、第１の直線流路において第１方向の水流を発生させると同時に、第２の直線流路において第２方向の水流を発生させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理液を貯留する水槽と、
前記水槽内に設置されかつ、前記被処理液が流れる無端状の循環流路を形成する隔壁と、
前記循環流路に設置されかつ、前記被処理液を曝気すると共に前記循環流路に沿った前記被処理液の流れを発生させる曝気撹拌装置と、を備え、
前記曝気撹拌装置は、ロータと、垂直方向に伸びる回転軸とを有する縦軸の曝気撹拌装置であり、
前記隔壁は、第１方向に前記被処理液が流れる第１の直線流路と、前記第１の直線流路に隣り合う流路であって、前記第１方向とは逆の第２方向に前記被処理液が流れる第２の直線流路と、の間を隔てており、
前記隔壁には、前記第１の直線流路と前記第２の直線流路とを相互に連通させるように、開口部が設けられ、
前記曝気撹拌装置の前記ロータは、前記第１の直線流路と前記第２の直線流路との両方に跨がるように、前記開口部内に設置されていると共に、前記第１の直線流路において前記第１方向の水流を発生させると同時に、前記第２の直線流路において前記第２方向の水流を発生させる、オキシデーションディッチ。

【請求項2】

請求項１に記載のオキシデーションディッチにおいて、
前記開口部は、前記隔壁の上端から凹陥した切り欠き状に形成され、
前記開口部の、前記被処理液の液面からの深さＤは、前記ロータの直径ＲＤ×０．８以内であり、
前記開口部の長さＬは、前記ロータの直径ＲＤよりも大でかつ、直径ＲＤ＋１．０ｍ以下である、オキシデーションディッチ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のオキシデーションディッチにおいて、
前記ロータの直径ＲＤは、前記第１及び前記第２の直線流路の幅Ｗの、５０～７０％に設定されている、オキシデーションディッチ。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載のオキシデーションディッチにおいて、
前記開口部の端面には、当該端面の損耗を抑制する保護部が取り付けられている、オキシデーションディッチ。

【請求項5】

請求項１～３のいずれか１項に記載のオキシデーションディッチにおいて、
前記開口部における、前記ロータよりも上流側の部位、及び、下流側の部位の少なくとも一方には、整流部が取り付けられ、
前記整流部は、前記ロータの回転により発生する、前記第１方向又は前記第２方向の流れを阻害する方向の流れ、又は、前記隔壁に対して交差する方向の流れを、前記隔壁に沿う方向の流れへ整流する、オキシデーションディッチ。

【請求項6】

請求項５に記載のオキシデーションディッチにおいて、
前記開口部の端面には、当該端面の損耗を抑制する保護部が取り付けられ、
前記整流部と前記保護部とは一体化している、オキシデーションディッチ。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載のオキシデーションディッチにおいて、
前記ロータは、奇数枚数のブレードを有している、オキシデーションディッチ。

【請求項8】

既設のオキシデーションディッチの改修方法であって、
循環流路に設置されている曝気撹拌装置を撤去し、
前記循環流路を構成する第１の直線流路と第２の直線流路とを隔てる隔壁の一部を取り除くことによって、前記第１の直線流路と前記第２の直線流路とが相互に連通する開口部を設け、
縦軸の曝気撹拌装置のロータが前記第１の直線流路と前記第２の直線流路との両方に跨がるように、前記ロータを前記開口部に配置する、オキシデーションディッチの改修方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示する技術は、オキシデーションディッチ、及び、オキシデーションディッチの改修方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、オキシデーションディッチが開示されている。オキシデーションディッチは、下水を処理する設備であって、汚水と活性汚泥からなる被処理液を貯留する水槽と、曝気撹拌装置とを備えている。水槽内に設置された隔壁によって、水槽内には無端状の循環流路が形成されている。曝気撹拌装置は、被処理液を曝気すると共に循環流路に沿って被処理液の撹拌流れを形成する。曝気撹拌装置は、例えば横軸の装置である。特許文献１の図６には、隔壁によって隔てられた二つの流路であって、隣り合う二つの直線流路のそれぞれに、横軸の曝気撹拌装置が設置される構成が開示されている。特許文献１に開示されているオキシデーションディッチにおいては、円弧流路に、平面視で円弧状の整流壁が設けられている。整流壁は、被処理液が円弧流路を円滑に旋回するように、被処理液の流れを整える。

【0003】

ここで、横軸の曝気撹拌装置は円筒状のロータを有し、当該ロータは水面近傍に設置される。このため、水槽の底部の撹拌が不十分になったり、ロータに繊維状の異物が絡みついたりする不具合が発生する場合がある。そこで、近年、横軸の曝気撹拌装置よりも撹拌性能に優れた縦軸の曝気撹拌装置が、オキシデーションディッチに用いられている。

【0004】

例えば特許文献２には、縦軸の曝気撹拌装置を備えたオキシデーションディッチが開示されている。縦軸の曝気撹拌装置は、円弧流路に設置される。円弧流路において、被処理液は流れ方向を１８０°変換する。円弧流路に設置された縦軸の曝気撹拌装置は、垂直な軸周りに回転するロータの運動エネルギーを、被処理液に対し効率良く付与することができる。つまり、縦軸の曝気装置は、循環流路における円弧流路に設置することが好適である。

【0005】

既設のオキシデーションディッチに設置された横軸の曝気撹拌装置の老朽化等に伴い曝気撹拌装置の交換を行う場合に、撹拌性能に優れた縦軸の曝気撹拌装置を設置したいという要求がある。ところが、縦軸の曝気撹拌装置は円弧流路に設置することが好適である一方で、既設の水槽の円弧流路には、前述したように、円弧状の整流壁が設けられている。縦軸の曝気撹拌装置を円弧流路に設置するためには、既設の整流壁を撤去しなければならない。

【0006】

例えば特許文献３には、縦軸の曝気撹拌装置を直線流路に設置したオキシデーションディッチが開示されている。縦軸の曝気撹拌装置を直線流路に設置すれば、円弧流路の改修が不要である。しかしながら、縦軸の曝気撹拌装置は、ロータの回転により、直線流路の下流側だけでなく上流側への流れも発生させてしまう。そこで、特許文献３に記載されたオキシデーションディッチでは、直線流路に設置した縦軸の曝気撹拌装置のロータの周囲に、ガイド板が設置されている。ガイド板は、平面視で略円弧状を有しており、ロータの回転によって発生した上流側への流れを、下流側へと誘導するよう構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１１－１０４６８５号公報

【特許文献2】特開平１１－１６９８８３号公報

【特許文献3】特許第５８３９４３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

オキシデーションディッチに設置される曝気撹拌装置のロータは、その直径が２ｍを超えるような大きさを有している。ロータの周囲に設置する略円弧状のガイド板の大きさは、さらに大きいと共に、ガイド板の構造も複雑になる。また、水槽中に設置されるガイド板には耐久性が求められるため、例えばステンレス鋼製となる。大型のステンレス鋼製ガイド板は、非常に高価な部品となってしまう。

【0009】

しかも、縦軸の曝気撹拌装置を直線流路に設置する場合は、循環流路が有する、少なくとも２つの直線流路のそれぞれに、縦軸の曝気撹拌装置とガイド板とを設置しなければならない。そのため、部品価格が高価になる上に、曝気撹拌装置及びガイド板の設置工事も、煩雑になる。

【0010】

ここに開示する技術は、縦軸の曝気撹拌装置を用いた簡易な構成のオキシデーションディッチを提供すると共に、既設のオキシデーションディッチの改修を簡便にする方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本願発明者は、オキシデーションディッチにおいて隔壁を挟んで隣り合う二つの直線流路は、それらの流れ方向が対向している点に着目することによって、ここに開示する技術を完成するに至った。

【0012】

ここに開示する技術は、オキシデーションディッチに関する。このオキシデーションディッチは、被処理液を貯留する水槽と、前記水槽内に設置されかつ、前記被処理液が流れる無端状の循環流路を形成する隔壁と、前記循環流路に設置されかつ、前記被処理液を曝気すると共に前記循環流路に沿った前記被処理液の流れを発生させる曝気撹拌装置と、を備え、
前記曝気撹拌装置は、ロータと、垂直方向に伸びる回転軸とを有する縦軸の曝気撹拌装置であり、前記隔壁は、第１方向に前記被処理液が流れる第１の直線流路と、前記第１の直線流路に隣り合う流路であって、前記第１方向とは逆の第２方向に前記被処理液が流れる第２の直線流路と、の間を隔てており、前記隔壁には、前記第１の直線流路と前記第２の直線流路とを相互に連通させるように、開口部が設けられ、前記曝気撹拌装置の前記ロータは、前記第１の直線流路と前記第２の直線流路との両方に跨がるように、前記開口部内に設置されていると共に、前記第１の直線流路において前記第１方向の水流を発生させると同時に、前記第２の直線流路において前記第２方向の水流を発生させる。

【0013】

この構成によると、オキシデーションディッチは、縦軸の曝気撹拌装置を備えている。縦軸の曝気撹拌装置の撹拌性能は、相対的に高い。オキシデーションディッチの効率が向上する。

【0014】

縦軸の曝気撹拌装置のロータは、隔壁の開口部内に設置されている。開口部は、第１の直線流路と第２の直線流路との間を隔てる隔壁に、第１の直線流路と第２の直線流路とを連通させるように設けられている。開口部内に設置されたロータは、第１の直線流路と第２の直線流路とに跨がるように設置される。ロータが回転すると、ロータの約半分は、第１の直線流路において被処理液の流れを発生させ、ロータの残りの半分は、第２の直線流路において被処理液の流れを発生させる。ここで、オキシデーションディッチにおいて、隣り合う第１の直線流路と第２の直線流路とは、流れ方向が逆向きである。一つのロータによって、第１の直線流路における第１方向の水流を発生させると共に、第２の直線流路における第２方向の水流を発生させることができる。例えば直線流路に縦軸の曝気撹拌装置を設置した従来のオキシデーションディッチとは異なり、曝気撹拌装置のロータの周囲に、大型のガイド板を設置する必要がない。二つの直線流路のそれぞれに曝気撹拌装置を設置する必要がないことと相俟って、このオキシデーションディッチの構成は、簡略化する。また、ガイド板を設置して流れの向きを大きく変えることに伴い、従来の曝気撹拌装置は損失が大きくなってしまうが、前記の構成のオキシデーションディッチでは、曝気撹拌装置が発生させる流れの向きを大きく変えないため、損失が低減するという利点もある。

【0015】

このオキシデーションディッチは、縦軸の曝気撹拌装置を円弧流路に設置しないと共に、直線流路に縦軸の曝気撹拌装置を設置してもガイド板が不要である。このため、既設のオキシデーションディッチを改修することによって、このオキシデーションディッチの構成にすることも、比較的容易に行うことができる。

【0016】

前記開口部は、前記隔壁の上端から凹陥した切り欠き状に形成され、前記開口部の、前記被処理液の液面からの深さＤは、前記ロータの直径ＲＤ×０．８以内であり、前記開口部の長さＬは、前記ロータの直径ＲＤよりも大でかつ、直径ＲＤ＋１．０ｍ以下である、としてもよい。

【0017】

開口部は、第１の直線流路と第２の直線流路とを連通させるため、そこに配置させるロータの大きさに比べて開口部の大きさが大きすぎると、ロータの回転に伴い、第１の直線流路及び／又は第２の直線流路において、逆流が発生したり、ロータの周りを周回するような流れが発生したりする。従って、開口部の大きさは、ロータの大きさに対応した大きさにすることが好ましい。

【0018】

開口部の深さＤ及び長さＬをそれぞれ、ロータの直径ＲＤに対して、前述したような大きさにすれば、第１の直線流路及び／又は第２の直線流路における逆流を抑制できると共に、ロータ周りの周回流れを抑制できる。曝気撹拌装置は、被処理液を循環流路に沿って流すことができる。

【0019】

前記ロータの直径ＲＤは、前記第１及び前記第２の直線流路の幅Ｗの、５０～７０％に設定されている、としてもよい。

【0020】

第１の直線流路の幅Ｗ及び第２の直線流路の幅Ｗに対してロータの大きさが適切な大きさになるため、一つのロータにより、第１の直線流路及び第２の直線流路のそれぞれにおいて、被処理液の流れを効率よく発生させることができると共に、第１の直線流路及び第２の直線流路のそれぞれにおいて、曝気作用を得ることができる。

【0021】

前記開口部の端面には、当該端面の損耗を抑制する保護部が取り付けられている、としてもよい。

【0022】

開口部内に設置されているロータが回転すると、ロータのブレード先端が開口部の端面に対向する際に、その端面に被処理液が激しく衝突する。端面の損耗を抑制するために、開口部の端面には、保護部が取り付けられてもよい。保護部は、例えば金属製の保護板としてもよい。この保護部によって、開口部の端面の損耗が抑制できる。

【0023】

前記開口部における、前記ロータよりも上流側の部位、及び、下流側の部位の少なくとも一方には、整流部が取り付けられ、前記整流部は、前記ロータの回転により発生する、前記第１方向又は前記第２方向の流れを阻害する方向の流れ、又は、前記隔壁に対して交差する方向の流れを、前記隔壁に沿う方向の流れへ整流する、としてもよい。

【0024】

縦軸の曝気撹拌装置のロータは、旋回方向の流れを発生させる。ロータは、第１の直線流路及び第２の直線流路に跨がっているため、第１の直線流路又は第２の直線流路において、ロータにおける上流側、及び、下流側のそれぞれにおいて発生する流れは、隔壁に沿う方向の流れにならない。例えば、隔壁に対して交差する方向の流れであったり、第１方向又は第２方向の流れを阻害する方向の流れであったりする。

【0025】

そこで、開口部における、ロータよりも上流側の部位、及び、下流側の部位の少なくとも一方に整流板を取り付け、整流板が、第１方向又は第２方向の流れを阻害する方向の流れ、又は、隔壁に対して交差する方向の流れを、隔壁に沿う方向の流れへ整流する。これにより、曝気撹拌装置の効率が向上する。従来のガイド板のような第１の直線流路又は第２の直線流路において上流側への流れを下流側へと誘導する機能が不要であるため、整流板は、従来のガイド板とは異なり、小型に構成することができる。整流板は、比較的安価な部品であり、開口部に対する取り付けも容易に行うことができる。

【0026】

前記開口部の端面には、当該端面の損耗を抑制する保護部が取り付けられ、前記整流部と前記保護部とは一体化している、としてもよい。

【0027】

整流部と保護部とを一体化することによって、開口部への取り付け施工が簡単になる。

【0028】

前記ロータは、奇数枚数のブレードを有している、としてもよい。

【0029】

ロータのブレードが、開口部を、第１の直線流路から第２の直線流路へ、又は、第２の直線流路から第１の直線流路へ通過する際に、ブレードの先端部が開口部の端面と相対することによりロータに対し衝撃が加わる。ここで、ロータのブレードの枚数が偶数であれば、回転軸を挟んだ両側の二つのブレードが一直線に配置されるため、それら二つのブレードが同時に、開口部の端面と相対する。このため、ロータに対して、両側のそれぞれから衝撃が加わる。

【0030】

これに対し、ロータのブレードの枚数が奇数であれば、回転軸を挟んだ両側の二つのブレードが一直線に配置されない。ブレードは、一つずつ、開口部の端面と相対する。ロータに加わる衝撃を緩和できる。

【0031】

尚、ブレードの枚数が偶数であっても、ロータの中心を平面視で開口部の両端面を結ぶ直線上からわずかにずらすことでブレード先端が開口部の両端面に同時に相対することを防ぐことができる。

【0032】

ここに開示する技術はまた、既設のオキシデーションディッチの改修方法に係る。この改修方法は、循環流路に設置されている曝気撹拌装置を撤去し、前記循環流路を構成する第１の直線流路と第２の直線流路とを隔てる隔壁の一部を取り除くことによって、前記第１の直線流路と前記第２の直線流路とが相互に連通する開口部を設け、縦軸の曝気撹拌装置のロータが前記第１の直線流路と前記第２の直線流路との両方に跨がるように、前記ロータを前記開口部に配置する。

【0033】

この改修方法によると、既存のオキシデーションディッチを、前述した構成のオキシデーションディッチへ改修できる。つまり、縦軸の曝気撹拌装置が設置されかつ、一つの曝気撹拌装置による、二つの直線流路のそれぞれにおける曝気及び水流発生が実現する。

【発明の効果】

【0034】

前記のオキシデーションディッチは、構成が簡略である。また、前記のオキシデーションディッチの改修方法は、既設のオキシデーションディッチの改修を簡便にできる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】図１は、オキシデーションディッチの構成を例示する図である。

【図2】図２の左図は、オキシデーションディッチの縦断面図の一部であり、右図はオキシデーションディッチの横断面図である。

【図3】図３は、曝気撹拌装置のロータを例示する斜視図である。

【図4】図４は、従来のオキシデーションディッチと、ここに開示するオキシデーションディッチとの流れの比較である。

【図5】図５（ａ）（ｂ）はそれぞれ、開口部に、保護部及び整流部を取り付けた構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、オキシデーションディッチ、及び、オキシデーションディッチの改修方法の実施形態が、図面を参照しながら説明される。ここで説明されるキシデーションディッチ、及び、オキシデーションディッチの改修方法は例示である。

【0037】

（オキシデーションディッチの全体構成）
図１はオキシデーションディッチ１を例示している。オキシデーションディッチ１は、下水を処理する設備であって、汚水と活性汚泥からなる被処理液を貯留する水槽２を備えている。図１に例示する水槽２は、平面視で長円形状を有している。尚、ここに開示する技術は、平面視で馬蹄形状を有する水槽に適用することも可能である。

【0038】

水槽２内には、隔壁３が設置されている。隔壁３は、図２に示すように、水槽２の底部から立設しており、これにより、隔壁３は、水槽２内を複数の流路に区画する。隔壁３は、図１に例示するように、水槽２の中央において、水槽２の長手方向に真っ直ぐに伸びている。隔壁３の両端と、水槽２の長手方向の両端部の壁面との間には、所定の間隔が設けられている。これにより、隔壁３は、水槽２内に、直線流路と円弧流路とからなる無端状の循環流路を形成する。より詳細に、隔壁３は、第１の直線流路３１と、第１の直線流路３１に対して隣り合う第２の直線流路３２と、第１の直線流路３１の端と第２の直線流路３２の端同士をつなぐ二つの円弧流路３３とを形成する。尚、第１の直線流路３１、第２の直線流路３２、及び、円弧流路３３の流路の幅Ｗは、全て同じ、又は、実質的に同じである。

【0039】

第１の直線流路３１において被処理液は、第１方向に流れる。第１方向は、図１における紙面の左から右へ向かう方向である（図１の矢印参照）。第２の直線流路３２において被処理液は、第２方向に流れる。第２方向は、図１における紙面右から左へ向かう方向であって、第１方向とは逆方向である。

【0040】

二つの円弧流路３３にはそれぞれ、整流壁３４が設置されている。整流壁３４は、平面視で、「し」の文字を横に倒したような円弧状を成している。整流壁３４は、被処理液が円弧流路３３を円滑に旋回するように、被処理液の流れを整える。

【0041】

オキシデーションディッチ１は、曝気撹拌装置４を備えている。曝気撹拌装置４は、図２に例示するように、ロータ４１と、回転軸４２と、モータ部４３とを有している。ロータ４１は、図３に例示するように、ハブ４１１と、ハブ４１１から放射状に伸びる複数のブレード４１２と、を有している。図３のロータ４１は、６枚のブレード４１２を有している。各ブレード４１２は、横断面Ｌ字状を有し、ハブ４１１に接続された基端から先端に向かって、斜め上向きに伸びている（図２参照）。尚、各ブレード４１２の形状は、図例に限定されない。

【0042】

モータ部４３は、ロータ４１の上方に位置すると共に、垂直方向に伸びる回転軸４２は、モータ部４３の出力軸とロータ４１のハブ４１１とを連結している。モータ部４３は、水槽２の蓋２０に支持されており、ロータ４１は、図２に示すように、水面近傍に配置されている。より詳細にブレード４１２の大部分は水面下に位置している一方、ブレード４１２の先端の一部は、水面よりも上方に位置している。モータ部４３が運転をすると、回転軸４２を介して、ロータ４１が垂直軸を中心に回転する。ロータ４１が回転すると、被処理液が曝気されると共に、旋回方向の流れが発生するため、被処理液は、流路に沿って流れる。

【0043】

ここで、曝気撹拌装置４の設置について詳細に説明をする。曝気撹拌装置４は、第１の直線流路３１と第２の直線流路３２とに跨がるように設置されている。より具体的に、隔壁３には、開口部３０が形成されている。開口部３０は、図１の構成例において、長手方向に伸びる隔壁３の中央部に位置している。開口部３０は、図２に示すように、隔壁３の上端から下向きに凹陥した切り欠き状である。開口部３０は、第１の直線流路３１と第２の直線流路３２とを連通させる。

【0044】

開口部３０の大きさは、ロータ４１の直径よりも大きい。曝気撹拌装置４のロータ４１は、開口部３０に設置されている。ロータ４１は、図１に示すように、第１の直線流路３１と第２の直線流路３２とに跨がっている。

【0045】

このオキシデーションディッチ１は、図１に示すように、一つの縦軸の曝気撹拌装置４を備えている。つまり、一つのロータ４１が図１における時計回り方向に回転することにより、第１の直線流路３１において、第１方向の流れが発生すると同時に、第２の直線流路３２において、第２方向の流れが発生する。曝気撹拌装置４の台数が少ないため、オキシデーションディッチ１の構成が簡易になる。オキシデーションディッチ１の設置費用及び保守費用が低廉になる。

【0046】

ロータ４１が回転することにより、第１の直線流路３１及び第２の直線流路３２のそれぞれにおいて、図１の下図に破線の矢印で示すような流れが発生する。

【0047】

ここで、図４を参照しながら、従来のオキシデーションディッチと、ここに開示するオキシデーションディッチ１とを比較する。図４の左図は、従来のオキシデーションディッチ１０の構成を例示している。従来のオキシデーションディッチ１０は、第１の直線流路３１に、第１の曝気撹拌装置のロータ４０１が設置され、第２の直線流路３２に、第２の曝気撹拌装置のロータ４０２が設置される。ロータ４０１は、第１の直線流路３１において第１方向の流れを発生させると共に、ロータ４０２は、第２の直線流路３２において第２方向の流れを発生させる。各ロータ４０１及び４０２は、図４において破線の矢印で示すように、旋回方向の流れを発生させるから、第１の直線流路３１において第１方向に対して逆方向の流れが発生すると共に、第２の直線流路３２において第２方向に対して逆方向の流れが発生する。そのため、従来のオキシデーションディッチ１０では、逆方向の流れを、順方向の流れへと誘導するガイド板５１、５２を第１の直線流路３１及び第２の直線流路３２に設置している。これらのガイド板５１、５２は共に、平面視で円弧形状を有しており、ロータ４０１、４０２の周囲を囲むように、設置されている。しかしながら、ガイド板５１、５２を設置することによって流れの向きを変えることに伴い、従来のオキシデーションディッチ１０では、曝気撹拌装置４０１、４０２の損失が大きくなってしまうという不都合がある。

【0048】

これに対し、ここに開示するオキシデーションディッチ１は、ロータ４１の半分が第１の直線流路３１内に位置し、ロータ４１の残りの半分が第２の直線流路３２内に位置している。第１の直線流路３１内におけるロータ４１の回転方向と、被処理液の流れ方向とは一致すると共に、第２の直線流路３１内におけるロータ４１の回転方向と、被処理液の流れ方向とは一致する。第１の直線流路３１において逆方向の流れが発生せず、第２の直線流路３２においても逆方向の流れが発生しない。従って、従来のオキシデーションディッチ１０において必要であった、円弧状の大きなガイド板５１、５２が不要である。曝気撹拌装置４の損失が低減する。

【0049】

また、第１の直線流路３１及び第２の直線流路３２のそれぞれにおいて、ロータ４１の下流側で隔壁３へ向かう方向の流れは、隔壁３に当たって流れ方向が変わり、隔壁３に沿って、第１の直線流路３１又は第２の直線流路３２の下流へと流れるようになる。本構成のオキシデーションディッチ１においては、隔壁３が、ロータ４１が発生した流れを案内する機能も有している。ガイド板を別途、取り付ける必要がなく、部品点数が増えることが抑制できる。

【0050】

ここに開示するオキシデーションディッチ１は、一台の曝気撹拌装置４によって、循環流路の流れを効率良く発生させることができる。

【0051】

また、第１の直線流路３１及び第２の直線流路３２のそれぞれにおいて、曝気撹拌装置４が設置されている付近は、曝気作用が得られるためその下流側は好気ゾーンとなり、二つの円弧流路３３の付近から曝気撹拌装置４の上流側までは、曝気作用が得られない嫌気ゾーンとなる。被処理液は、好気ゾーン、嫌気ゾーン、好気ゾーン、及び嫌気ゾーンの順に通過するようになるから、曝気撹拌装置４が一台であっても、オキシデーションディッチ１の全体において、好気ゾーンと嫌気ゾーンとのバランスを保つことができる。

【0052】

（オキシデーションディッチのより好ましい形態）
隔壁３に形成する開口部３０は、ロータ４１の大きさに応じた適宜の大きさとすることが好ましい。開口部３０は、第１の直線流路３１と第２の直線流路３２とを連通させる。ロータ４１の大きさに比べて開口部３０の大きさが大きすぎると、ロータ４１の回転に伴い、第１の直線流路３１及び／又は第２の直線流路３２において、逆流が発生したり、ロータ４１の周りを周回するような流れが発生したりするためである。

【0053】

図２の左図に示すように、開口部３０の、被処理液の液面ＷＬからの深さＤは、ロータ４１の直径ＲＤ×０．８以内とすることが好ましい。また、開口部３０の長さＬは、ロータ４１の直径ＲＤよりも大でかつ、直径ＲＤ＋１．０ｍ以下とすることが好ましい。こうすることによって、第１の直線流路３１及び／又は第２の直線流路３２における逆流を抑制できると共に、ロータ３１周りの周回流れを抑制できる。一つの曝気撹拌装置４は、被処理液を循環流路に沿って効率的に流すことができる。

【0054】

また、図１の上図に示すように、ロータ４１の直径ＲＤは、第１の直線流路３１及び第２の直線流路３２の幅Ｗの、５０～７０％に設定することが好ましい。こうすることによって、一つのロータ４１により、第１の直線流路３１及び第２の直線流路３２のそれぞれにおいて、被処理液の流れを効率よく発生させることができると共に、第１の直線流路３１及び第２の直線流路３２のそれぞれにおいて、曝気作用を得ることができる。

【0055】

開口部３０内に設置されているロータ４１が回転すると、ロータ４１のブレード４１２先端が開口部３０の端面に対向する際に、その端面には、被処理液が激しく衝突する。端面の損耗を抑制するために、図５に例示するように、開口部３０には、保護部５１を取り付けてもよい。保護部５１は、例えば金属製の保護板としてもよい。この保護部５１によって、開口部３０の端面の損耗が抑制できる。尚、保護部５１は、開口部３０における、ロータ４１の上流側に位置する端面、及び、下流側に位置する端面だけでなく、ロータ４１の下に位置する端面に取り付けてもよい。

【0056】

また、曝気撹拌装置４の効率をさらに向上させるために、開口部３０には、小型の整流部を取り付けてもよい。整流部は、ロータ４１の回転により発生する、隔壁３に対して交差する方向の流れを、隔壁３に沿う方向の流れへ整流する。

【0057】

具体的に、図５（ａ）に示すように、ロータ４１の上流側、つまり、第１の直線流路３１おいてはロータ４１の左側に、第１整流部６１を開口部３０の縁部に取り付けてもよい。第１整流部６１は、ロータ４１の外周部に沿うような円弧面を有しており、図５（ａ）に破線の矢印で示すような隔壁３に対して９０°方向の角度を有しかつ隔壁３から離れる方向の流れを、実線の矢印で示すような隔壁３に対して下流側へ傾いた方向の流れへ整流する。第１整流部６１はまた、第１方向又は第２方向の流れを阻害する方向の流れを、隔壁３に沿う方向の流れへ整流する。これにより、オキシデーションディッチ１における曝気撹拌装置４の効率が向上する。

【0058】

また、ロータ４１の下流側、つまり、第１の直線流路３１おいてはローラ４１の右側に、第２整流部６２を開口部３０の縁部に取り付けてもよい。第２整流部６２は、ロータ４１の外周部から隔壁３へつながるような傾斜面を有しており、図５（ａ）に実線の矢印で示すように、隔壁３へ向かう方向の流れを、隔壁３に沿う方向の流れへ整流する。第２整流部６２もまた、第１方向又は第２方向の流れを阻害する方向の流れを、隔壁３に沿う方向の流れへ整流する。これにより、オキシデーションディッチ１における曝気撹拌装置４の効率が向上する。

【0059】

ここで、前述した第１整流部６１と保護部５１とは一体に設けてもよい。また、第２整流部６２と保護部５１とは一体に設けてもよい。部材を一体化することにより、部品点数を削減すれば、開口部３０への取り付け施工が簡単になる。

【0060】

また、図５（ｂ）に示すように、第１の直線流路３１と同様に、第２の直線流路３２においても、第１整流部６１及び第２整流部６２を、開口部３０の縁部に取り付けてもよい。この場合に、第１の直線流路３１の第１整流部６１、保護部５１、及び、第２の直線流路３１の第２整流部６２を一体にし、第１の直線流路３１の第２整流部６２、保護部５１、及び、第２の直線流路３１の第１整流部６１を一体にしてもよい。

【0061】

ロータ４１のブレード４１２が、開口部３０を、第１の直線流路３１から第２の直線流路３２へ、又は、第２の直線流路３２から第１の直線流路３１へ通過する際に、ブレード４１２の先端部が開口部３０の端面と相対して、ロータ４１に対し衝撃が加わる。ここで、図５（ａ）に示すように、ロータ４１のブレード４１２の枚数が偶数であれば、回転軸４２を挟んだ両側の二つのブレード４１２が一直線に配置されるため、それら二つのブレード４１２が同時に、開口部３０の端面と相対して、ロータ４１に対して、それぞれから衝撃が加わる。

【0062】

例えば図５（ｂ）に示すように、ロータ４１のブレード４１２の枚数を奇数にしてもよい。ロータ４１のブレード４１２の枚数が奇数であれば、回転軸を挟んだ両側の二つのブレード４１２が一直線に配置されない。このため、ブレード４１２は、一つずつ、開口部３０の端面と相対する。ロータ４１に加わる衝撃を緩和できる。尚、ブレード４１２の枚数は、図例に示す５枚に限定されない。

【0063】

さらに、ロータ４１の中心を平面視で開口部の両端面を結ぶ直線上からわずかにずらすことで、ブレード４１２の枚数が偶数であっても、ブレード先端が開口部の両端面に同時に相対することを防ぐことができる。

【0064】

（オキシデーションディッチの改修方法）
前述したオキシデーションディッチ１は、縦軸の曝気撹拌装置４を直線流路３１、３２に設置している。円弧流路３３には、整流壁３４が設置されている。従って、例えば横軸の曝気撹拌装置が直線流路に設置されかつ、円弧流路に整流壁が設置された既設のオキシデーションディッチを、図１に示すオキシデーションディッチ１へ、比較的容易に改修することができる。

【0065】

具体的にオキシデーションディッチ１の改修方法は、以下の（ａ）～（ｃ）の手順を含む。

【0066】

（ａ）循環流路に設置されている曝気撹拌装置を撤去する。例えば老朽化した横軸の曝気撹拌装置が撤去される。

【0067】

（ｂ）循環流路を構成する第１の直線流路３１と第２の直線流路３２とを隔てる隔壁３の一部を取り除くことによって、第１の直線流路３１と第２の直線流路３２とが相互に連通する開口部３０を設ける。開口部３０は、前述したように、第１の直線流路３１及び第２の直線流路３２の長手方向の中央部において、ロータ４１の大きさに応じた大きさで、設ければよい。

【0068】

（ｃ）そして、縦軸の曝気撹拌装置４のロータ４１が第１の直線流路３１と第２の直線流路３２との両方に跨がるように、ロータ４１を開口部３０に配置する。

【0069】

この改修方法によると、円弧流路３３に縦軸の曝気撹拌装置４を設置する場合と異なり、設置されている整流壁３４を撤去する必要がない。また、直線流路に縦軸の曝気撹拌装置を設置する場合に必要な、大型のガイド板の設置が不要である。隔壁３に開口部３０を形成しなければならないが、水槽２の改修費用を抑制できる。

【0070】

また、改修後のオキシデーションディッチ１は、曝気撹拌装置４が一台であるため、設備費用、及び、その後の保守費用が抑制できる。また、一台の曝気撹拌装置４が、循環流路において効率的に曝気及び水流を発生させるため、改修前よりも運転費用が低減することが期待できる。

【0071】

尚、前述したように、ここに開示するオキシデーションディッチは、長円形状の水槽に限定されず、馬蹄形状の水槽にも適用できる。この場合、曝気撹拌装置４は、水槽に、複数台、設置される場合がある。

【符号の説明】

【0072】

１ オキシデーションディッチ
２ 水槽
３ 隔壁
３０ 開口部
３１ 第１の直線流路
３２ 第２の直線流路
４ 曝気撹拌装置
４１ ロータ
４１２ ブレード
４２ 回転軸
５１ 保護部
６１ 第１整流部
６２ 第２整流部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】