JPH0347918B2 - - Google Patents
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- JPH0347918B2 JPH0347918B2 JP56153129A JP15312981A JPH0347918B2 JP H0347918 B2 JPH0347918 B2 JP H0347918B2 JP 56153129 A JP56153129 A JP 56153129A JP 15312981 A JP15312981 A JP 15312981A JP H0347918 B2 JPH0347918 B2 JP H0347918B2
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は有機および/または無機の汚染物質を
含有する液状媒体の処理方法および装置に関する
ものである。特に本発明はこのような汚染物質を
含有する液状媒体中に浸漬させた多孔質拡散素子
を洗浄する方法および装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for treating liquid media containing organic and/or inorganic contaminants. In particular, the present invention relates to a method and apparatus for cleaning porous diffusion elements immersed in a liquid medium containing such contaminants.
例えば家庭下水および工場排水を含む廃棄液状
媒体の曝気は古くからの技術である。家庭下水の
液体の曝気を含む活性汚泥法は約60年も長く採用
されてきている。 Aeration of waste liquid media, including, for example, domestic sewage and industrial wastewater, is an old technique. The activated sludge process, which involves aeration of liquid domestic sewage, has been in use for about 60 years.
このような曝気法により処理される液状媒体は
共通して有機および/または無機の汚染物質、例
えば水の硬度に関連する比較的溶解しにくい塩、
およびスケール、あかの形成に寄与する生体およ
び非生体の有機残滓を含有する。浸漬させた曝気
装置によるこれら媒体を曝気する際にこれら汚染
物質がこのような装置の酸素を含有するガスを液
状媒体に釈放する点において徐々に汚染し、酸素
含有ガスを媒体中に釈放する開口を塞いだり変形
させたりして種々の好ましくない結果を生ずる。 Liquid media treated by such aeration methods commonly contain organic and/or inorganic contaminants, such as relatively insoluble salts related to water hardness;
and scale, containing living and non-living organic residues that contribute to the formation of grime. When aerating these media by a submerged aeration device, these contaminants gradually contaminate such devices at the point where they release oxygen-containing gas into the liquid medium, and the openings that release the oxygen-containing gas into the medium. occluding or deforming the structure, resulting in various undesirable consequences.
このような汚染物質は曝気装置が面放出型の装
置である場合、例えば初期の活性汚泥処理装置に
おいて空気を下水に放出するのに使用されていた
平坦な多孔質セラミツク板の場合には曝気装置か
らのガス分布の均一性を乱す。更に或る環境にお
いては曝気装置から酸素含有ガスを所定の流量で
放出駆動するに必要な差圧が増加し、従つて曝気
装置により得られる酸素量、従つて酸素伝達率の
減少および/または所要の流量を維持するのに消
費される動力、従つて必要エネルギおよびコスト
の増加を招く。 Such contaminants can be removed from the aerator if the aerator is a surface-discharge device, such as the flat porous ceramic plates used to discharge air into the sewer in early activated sludge treatment plants. Disturbs the uniformity of gas distribution from. Furthermore, in some circumstances the differential pressure required to drive the release of oxygen-containing gas from the aerator at a given flow rate may increase, thus reducing the amount of oxygen available through the aerator and thus reducing the oxygen transfer rate and/or the required The power consumed to maintain the flow rate of , thus increasing the energy requirements and costs.
これら汚染現象は自然に進行するため、曝気装
置を長期間使用している間に装置は確実に故障を
起すことになる。しかし下水処理装置の故障から
生ずる耐えがたい環境の認識から当業者に対して
解決法を見出すことの奨励がなされてきた。 Since these contamination phenomena progress naturally, the aeration equipment is sure to fail during long-term use. However, recognition of the intolerable environment resulting from failure of sewage treatment equipment has encouraged those skilled in the art to find solutions.
汚染の問題は長年議論され、種々の方法によつ
て対処されたが、成功度はまちまちであつた。こ
の問題を論ずる文献および提案された解決法は
1930年代にも見られる。しかしこれら次々に出さ
れる出版物は問題の深刻さおよび真に満足のいく
解決法を見出すことの困難さを論じているだけで
ある。極く初期の段階では拡散素子を洗浄するた
め素子を曝気タンクから取外すことは人件費およ
び装置の停止による損失の点から不都合でありか
つ高くつくものであるという認識があつた。従つ
て曝気装置から取外さずに、またできればタンク
から液状媒体を排除することなしに曝気装置を所
定状態で洗浄するための満足のいく処理方法を開
発する種々の試みがなされた。 The problem of contamination has been discussed for many years and has been addressed in a variety of ways, with varying degrees of success. Literature discussing this problem and proposed solutions are
It can also be seen in the 1930s. But these successive publications only discuss the seriousness of the problem and the difficulty of finding truly satisfactory solutions. At a very early stage, it was recognized that removing the diffusion element from the aeration tank in order to clean it was inconvenient and expensive in terms of labor costs and equipment downtime. Various attempts have therefore been made to develop satisfactory process methods for in-situ cleaning of aerators without removing them from the aerator and, if possible, without removing the liquid medium from the tank.
試みられた技術のうちの一つとして曝気装置を
作動させている間に塩素ガスを空気と混合させて
曝気装置に注入することがあつた。この方法は流
れの抵抗を減少し、素子の寿命を若干長くすると
いう点で或る程度の成功が得られた。しかしこの
方法の成功にはばらつきがあつた。 One technique tried was to mix chlorine gas with air and inject it into the aerator while it was running. This method has had some success in reducing flow resistance and slightly increasing device life. However, this method has had mixed success.
例えばR.B.ジヤクソン(Jackson)氏はWater
Works Sewerageの記事「塩素によつて拡散板
の開口を維持する方法」(1942年9月刊、第380〜
382頁)において、必要な時に応じて塩素を供給
することは或る期間においては作動を維持するの
に効果があるが、この後再び曝気タンクを排水
し、無能になつた拡散素子を酸含有の液体クレン
ザーで洗浄することが必要になることを報告して
いる。しかしジヤクソン氏は種々の装置において
所定位置洗浄にガス状洗浄剤を使用して実験した
多くの人達のうちの一人にすぎない。 For example, RB Jackson (Water)
Works Sewerage article "How to maintain the opening of a diffuser plate with chlorine" (September 1942, No. 380-
(p. 382), supplying chlorine on demand may be effective in maintaining operation for a period of time, but then draining the aeration tank again and replacing the defunct diffusion element with acid-containing It has been reported that cleaning with a liquid cleanser is required. However, Mr. Jackson is just one of many who have experimented with using gaseous cleaning agents for spot cleaning in a variety of equipment.
しかしこの技術を完成させる試みにもかかわら
ず、多孔質拡散素子を具える大規模下水処理装置
に対しては一般的には容認されなかつた。 However, despite attempts to perfect this technology, it has generally not been accepted for large-scale sewage treatment systems that include porous diffusion elements.
下水処理装置の設計者は小さな地域に使用され
る下水処理の池または潟のための管式拡散装置即
ち管式デフユーザに対しては熟知している。この
ような装置は小径のプラスチツク管の列を潟の底
に休止させるか底の上方に懸垂するかし、これら
管には長さに沿つて比較的長い間隔毎に小さい孔
またはスリツトを形成する。例えばラグーンエア
レーシヨン コーポレーシヨン(Lagoon
Aeratin Corporation)により商標名
「LASAIRE」で市販されている管式デフユーザ
は重くした内径約12.7mm(1/2インチ)の管の頂
部に沿つて約101.6mm(4インチ)毎に0.30mm
(0.012インチ)の直径の小さな孔を設けたもので
ある。他の市販されている管式デフユーザとして
は孔の代りにスリツトを形成してある。他の型式
としては上述の孔またはスリツトの代りに管璧に
小さな多孔質のセラミツクインサートを取付けた
剛性のあるプラスチツク管がある。衛生技師は、
このような管式デフユーザに塩化水素などの洗浄
ガスを酸素含有ガスに添加し、この場合ガスを
孔、スリツトまたは小セラミツクインサートにこ
れらを液状媒体の所定位置に浸漬させたままで強
制的に通過させ、有機および/または無機の汚染
物質の付着を除去するという洗浄が有効であるこ
とに気付いていること勿論である。 Designers of sewage treatment systems are familiar with pipe diffusers or defusers for sewage treatment ponds or lagoons used in small areas. Such devices consist of rows of small diameter plastic tubes resting on the bottom of the lagoon or suspended above the bottom, with small holes or slits formed in the tubes at relatively long intervals along their length. . For example, Lagoon Aeration Corporation (Lagoon Aeration Corporation)
The tubular differential user, marketed under the trade name "LASAIRE" by Aeratin Corporation, is a 0.30mm tube approximately every 4 inches along the top of a 1/2 inch (12.7 mm) inner diameter tube.
(0.012 inch) diameter hole. Other commercially available tubular differential users have slits instead of holes. Another type is a rigid plastic tube with small porous ceramic inserts in the tube wall instead of the holes or slits described above. The sanitary engineer
In such tubular differential users, a cleaning gas such as hydrogen chloride is added to the oxygen-containing gas and the gas is forced through holes, slits or small ceramic inserts while these remain immersed in place in the liquid medium. Of course, cleaning has been found to be effective in removing deposits of organic and/or inorganic contaminants.
しかし管式デフユーザの定位置ガス洗浄の明ら
かな有効性、および大都市、大地域に一般的に使
用されているタンク式曝気装置に採用されている
多孔質面放出拡散素子の定位置洗浄の初期の試み
の長年の知識にもかかわらず、定位置ガス洗浄は
このような装置には一般的に採用されなかつた。
汚染の問題の性質および管式デフユーザの定位置
ガス洗浄に関連する技術が下水処理装置設計者に
長年利用されてきたという事実を考慮すると、定
位置ガス洗浄の問題が多孔質拡散素子を具えるタ
ンク式曝気装置を選択する上での判断の基準にな
つていたと考えられる。即ちタンク式曝気装置の
多孔質拡散素子の定位置洗浄の実際的、経済的お
よび信頼性のある技術が装置設計者および当業者
にとつて明らかでなかつたという事実から一般的
に使用される方法とはならなかつたと思われる。 However, the obvious effectiveness of in-situ gas cleaning for tubular defusers, and the initial in-place cleaning of porous surface-emitting diffuser elements employed in tank-type aerators commonly used in large cities and large areas. Despite years of knowledge of attempts, in-place gas cleaning has not been commonly employed in such equipment.
Given the nature of the contamination problem and the fact that the technology associated with in-situ gas cleaning for tubular defusers has been available to wastewater treatment plant designers for many years, the problem of in-situ gas cleaning with porous diffusion elements It is thought that this was the criterion for selecting a tank-type aeration system. i.e., the commonly used method due to the fact that a practical, economical and reliable technique for cleaning in place the porous diffusion elements of tank aerators has not been apparent to equipment designers and those skilled in the art. It seems that this was not the case.
更に装置のオペレータは、装置からユニツトを
取出し、タンクを排水し、消火用ホース等で先ず
タンクを次いで汚染された拡散素子を洗浄し、タ
ンクから何トンもする素子群を取外し、洗浄工場
に輸送し、酸および/または苛性の溶解洗浄を施
し、乾燥し、高い温度で再び焼成し、再焼成工程
で亀裂または歪みにより不良品にならざるを得な
かつた相当多数の素子を交換し、破損したガスケ
ツト材料をホルダから取外し、新しいガスケツト
を取付けるとともに素子を再配置し、拡散素子を
ホルダに保持する手段を再び締付け、タンクに再
び液状媒体を充填し、作動を再開するというやつ
かいな作業をいやがらずに行うことも定位置洗浄
が採用されなかつた原因であると思われる。 The equipment operator then removes the unit from the equipment, drains the tank, cleans the tank and then the contaminated diffusion elements with a fire hose, removes the multi-ton elements from the tank, and transports them to a cleaning factory. They were then subjected to acid and/or caustic solution cleaning, drying, and re-firing at high temperatures, replacing a significant number of elements that had become defective due to cracks or distortion during the re-firing process. Without the tedious task of removing the gasket material from the holder, installing a new gasket and repositioning the element, retightening the means holding the diffusion element in the holder, refilling the tank with liquid medium, and resuming operation. This is also thought to be the reason why in-place cleaning was not adopted.
更に1980年9月15日に完成したDaniel H.
Houck氏およびArthur G.Boon氏による
「Survey and Evaluation of Fine Bubble
Dome Diffuser Aeration」という題名の研究論
文も定位置洗浄が採用されていないことを証明し
ている。彼等は設計、作動手順、米国における実
施および保守の方法、ならびに微細気泡デフユー
ザを具える海外の活性汚泥処理装置に対して深い
考察を行うとともに汚染の問題および洗浄方法を
研究した。定期的な洗浄を必要とする装置はいず
れも所定ガス洗浄を採用してないことを報告して
いる。セラミツク拡散素子に使用されている洗浄
方法としては、再焼成、洗浄水およびスチームと
組合せた酸洗、超音波洗浄、手によるブラツシン
グ等がある。この研究によれば再焼成のコスト高
および経済的な妥当性における制限についての詳
細な情報および観察も得られた。それにもかかわ
らず確立された有効性を基礎に再焼成および/ま
たは酸洗を使用することが推奨されてきた。しか
しこの研究はスケール、特に炭酸カルシウムに汚
染されたセラミツク拡散素子を酸洗によつては適
切に洗浄せず、適切な洗浄には拡散素子を再焼成
すべきであると発表している。 Furthermore, Daniel H. completed on September 15, 1980.
“Survey and Evaluation of Fine Bubble” by Mr. Houck and Arthur G. Boon.
A research paper titled ``Dome Diffuser Aeration'' also proves that cleaning in place is not being adopted. They conducted an in-depth look at the design, operating procedures, methods of implementation and maintenance in the United States, and overseas activated sludge treatment equipment with microbubble defusers, as well as studied contamination issues and cleaning methods. It is reported that none of the equipment that requires periodic cleaning employs scheduled gas cleaning. Cleaning methods used for ceramic diffusion elements include refiring, pickling in combination with wash water and steam, ultrasonic cleaning, and manual brushing. This study also provided detailed information and observations about the high cost and limitations in economic viability of refiring. Nevertheless, it has been recommended to use recalcination and/or pickling on the basis of established effectiveness. However, this study states that pickling does not adequately clean ceramic diffusion elements contaminated with scale, particularly calcium carbonate, and that proper cleaning requires re-firing the diffusion element.
多孔質拡散素子を有するタンク装置に適当な定
位置ガス洗浄に対する必要性は40年以上も存在し
ている。しかし上述の装置を停止し、時間が長く
かかり、めんどうで、しかも費用がかかる方法を
容認し、奨励しさえもするという装置設計者、オ
ペレータ、および行政職員の意識によつて問題点
の解決法は実際上明らかにされなかつた。 The need for suitable in-situ gas cleaning for tank systems with porous diffusion elements has existed for over 40 years. However, the solution to the problem is due to the willingness of equipment designers, operators, and government officials to tolerate and even encourage time-consuming, cumbersome, and expensive methods of shutting down the equipment described above. was not actually made clear.
従つて本発明はこの必要性を満足する液状媒体
処理方法および装置を得るにある。 Accordingly, the present invention seeks to provide a method and apparatus for treating liquid media that satisfies this need.
本発明は従来技術と同様に液状媒体に浸漬させ
た拡散素子に処理ガスを通過させる。媒体および
処理ガス中の汚染物質は素子の表面、特に液状媒
体に隣接する表面に有機および/または無機の堆
積物を形成する傾向を有する。満足のいく従来の
試みと同様に洗浄ガスを単独または処理ガスと混
合させて素子に通過させる。洗浄ガス、または洗
浄ガスと処理ガスとの混合ガスは上述の堆積物に
対して破壊性があり、堆積物を溶解および/また
は剥離させる傾向を有するものとする。 Similar to the prior art, the present invention passes a process gas through a diffusion element immersed in a liquid medium. Contaminants in the media and process gases have a tendency to form organic and/or inorganic deposits on the surfaces of the device, especially on surfaces adjacent to the liquid media. A cleaning gas, alone or mixed with a process gas, is passed through the device, as is the case with previous attempts. The cleaning gas, or a mixture of cleaning gas and processing gas, should be destructive to the above-mentioned deposits and have a tendency to dissolve and/or flake off the deposits.
本発明によれば洗浄ガスを連続的に導入するこ
とも含めて十分な頻度で導入し、所定量を越える
汚染物質の堆積の進行を防止する。汚染度は、例
えば素子の初期の基準条件に対する動水圧または
平均気泡釈放圧力の増加レベルによつて規定する
ことができる。例えば基準条件を越えて素子の動
水圧レベルが有効ガス放出面の9×102cm2(1ft
2)当り5.4×104cm3/min.(2SCFM)の流量のと
き水柱約635mm(25インチ)、好適には約381.0mm
(15インチ)、より好適には約177.8mm(7インチ)
以上の圧力増加を制限するため、洗浄ガスを十分
な頻度および十分な量で供給する。代案として基
準条件を越えて平均気泡釈放圧力が水柱圧約635
mm(25インチ)、好適には約381.0mm(15インチ)、
より好適には約177.8mm(7インチ)以上の圧力
増加を制限するため洗浄ガスを十分な頻度および
十分な量で供給する。 According to the present invention, cleaning gas is introduced with sufficient frequency, including continuous introduction, to prevent the progress of deposition of contaminants exceeding a predetermined amount. The degree of contamination can be defined, for example, by the level of increase in hydrodynamic pressure or mean bubble release pressure relative to the initial baseline conditions of the element. For example, if the hydraulic pressure level of the element exceeds the standard condition and the effective gas release surface is 9×10 2 cm 2 (1 ft.
2 ) Approximately 635 mm (25 inches) of water column at a flow rate of 5.4 × 10 4 cm 3 /min. (2 SCFM), preferably approximately 381.0 mm.
(15 inches), more preferably approximately 177.8 mm (7 inches)
Cleaning gas is supplied with sufficient frequency and in sufficient quantity to limit pressure increases above. As an alternative, the average bubble release pressure above the reference condition is approximately 635 water column pressure.
mm (25 inches), preferably about 381.0 mm (15 inches),
More preferably, the cleaning gas is supplied with sufficient frequency and in sufficient quantity to limit pressure build-up above about 7 inches.
洗浄ガスは、浸漬部分を有し、この浸漬部分に
複数個の流量調整手段を設けたガス分配ネツトワ
ークを経て素子に供給する。流量調整手段は寸法
決めまたは調整を行つた複数個の各プレナムに洗
浄ガスを単独でまたは処理ガスと混合させてほぼ
同量だけ供給するようにし、各プレナムを1個ま
たはそれ以上の拡散素子に直接あるいは間接的に
接続し、これにより各プレナムがほぼ同量のガス
を拡散素子に供給することができるようにする。 The cleaning gas is supplied to the element via a gas distribution network having an immersion section and a plurality of flow regulating means in the immersion section. The flow regulating means is adapted to supply approximately equal amounts of cleaning gas, alone or mixed with the process gas, to each of the plurality of dimensioned or regulated plenums, and to direct each plenum to one or more diffusion elements. The plenums may be connected directly or indirectly so that each plenum can supply approximately the same amount of gas to the diffusion element.
処理ガスは単独でまたは洗浄ガスと混合させ
て、少なくとも約30日、好適には約90日、より好
適には約365日の総日数よりなる作動サイクルの
期間中に拡散素子から放出させる。このサイクル
の期間中洗浄ガスを十分な頻度および十分な量で
供給して動水圧および/または平均気泡釈放圧力
を上述のレベルまたはそれ以下に維持することに
よつて汚染を制限する(遅延、防止および/また
は除去作用を含む)。 The treatment gas, alone or in combination with the cleaning gas, is emitted from the diffusion element during an operating cycle consisting of a total number of days of at least about 30 days, preferably about 90 days, and more preferably about 365 days. Contamination is limited (delayed, prevented, and/or scavenging action).
本発明液状媒体処理装置の実施例においては、
タンクにガス分配ネツトワークを設ける。このよ
うな装置にはネツトワークに処理ガスを導入し、
また洗浄ガスを定期的に単独でまたは処理ガスと
混合させて導入する導入手段を設ける。また上述
のガスを所定の流量で受容しまた放出するため複
数個の流量調整手段をネツトワークの浸漬部分に
配置する。更に装置に複数個の多孔質面放出拡散
素子を設け、これら素子は互いに密集離間した多
数の微細な孔を具える部材とし、これら孔がガス
を放出する通路をなし、これら通路に有機およ
び/または無機の汚染物質が堆積することによつ
て基準条件よりも動水圧が増加することになる。
各拡散素子を個別のプレナムを経て、各プレナム
の上流域の個別の流量調整手段に接続する。 In an embodiment of the liquid medium processing apparatus of the present invention,
Provide a gas distribution network in the tank. Such equipment introduces process gas into the network and
In addition, an introduction means is provided for periodically introducing the cleaning gas alone or in a mixture with the processing gas. A plurality of flow regulating means are also disposed in the submerged portion of the network for receiving and discharging the aforementioned gases at predetermined flow rates. The device is further provided with a plurality of porous surface-emitting diffusion elements having a large number of closely spaced fine pores forming passageways through which gas can be emitted, and in which the organic and/or Alternatively, the accumulation of inorganic contaminants will increase the hydraulic pressure compared to the standard conditions.
Each diffusion element is connected via a separate plenum to separate flow regulating means upstream of each plenum.
以下に図面につき本発明の実施例を示すが、本
発明はこれらに限定することなく種々の変更を加
えることができる。 Examples of the present invention are shown below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these and various modifications can be made.
理論的考察
ガスを拡散素子のガス放出通路に通過させ、液
状媒体に発泡させるためには、通路の流出端部に
おける液体の圧力に比較して通路の流入端部にお
けるガスの圧力を相当高くしなければならない。
この差圧は圧力損失と称される。Theoretical Considerations In order to pass gas through the gas discharge passages of the diffusion element and foam the liquid medium, the pressure of the gas at the inlet end of the passage must be significantly higher compared to the pressure of the liquid at the outlet end of the passage. There must be.
This differential pressure is called pressure loss.
圧力損失の大部分は気泡が形成される位置にお
ける液体の表面張力であり、これがガスに加える
力に関与する。更に通路におけるガス流に対する
摩擦抵抗も素子に加わる総圧力損失に若干関与す
る。 Most of the pressure loss is due to the surface tension of the liquid at the location where the bubble is formed, which contributes to the force exerted on the gas. Furthermore, the frictional resistance to gas flow in the passageway also contributes to some extent to the total pressure drop across the element.
圧力損失における表面張力による成分の大きさ
は、気泡が形成される位置における通路の有効水
力半径に反比例する。従つて圧力損失における表
面張力成分は通路が細くなるにつれて大きくなる
また太くなるにつれて小さくなる傾向を有する。 The magnitude of the surface tension component of the pressure drop is inversely proportional to the effective hydraulic radius of the passageway at the location where the bubble is formed. Therefore, the surface tension component in pressure loss tends to increase as the passage becomes narrower and decrease as the passage becomes thicker.
圧力損失における摩擦抵抗成分は孔の直径に反
比例する。従つてこの成分は孔が小さくなるにつ
れて大きくなり、孔が大きくなるにつれて小さく
なる傾向を有する。 The frictional resistance component of pressure loss is inversely proportional to the hole diameter. Therefore, this component tends to become larger as the pores become smaller and becomes smaller as the pores become larger.
更に通路における圧力損失は通路を通過するガ
ス流によつても影響を受ける。表面張力は多孔質
素子にとつて一般的な流量では流れによつてそれ
程影響されないが、摩擦抵抗は流量に直接関係す
る。従つて通路における流量の増減は総圧力損失
を増減させる。 Furthermore, the pressure drop in the passage is also affected by the gas flow passing through the passage. While surface tension is not significantly affected by flow at flow rates typical for porous elements, frictional resistance is directly related to flow rate. Therefore, increasing or decreasing the flow rate in the passageway increases or decreases the total pressure drop.
拡散素子が新品の場合、流量、温度、ガス粘
性、大気圧、湿度が所定の条件では所定のガスま
たは混合ガスに対して特定の圧力損失を示すとと
もに所定の圧力損失では特定の流量になる。拡散
素子の圧力/流量特性は動水圧で表現されること
がよくある。素子の圧力損失および動水圧は素子
全体にわたり多くの個別の通路を通過する異なる
流れの合成の結果を示す。 When the diffusion element is new, it exhibits a specific pressure drop for a given gas or gas mixture under given conditions of flow rate, temperature, gas viscosity, atmospheric pressure, and humidity, and a given pressure drop results in a specific flow rate. The pressure/flow characteristics of a diffusion element are often expressed in terms of hydrodynamic pressure. The pressure drop and hydraulic pressure of an element represents the result of the combination of different flows passing through many individual passages throughout the element.
各拡散素子間の圧力/流量特性は大きく変動す
る。或る素子の個別の孔もそれぞれ通路または孔
の形状、寸法および水力半径が異なることによつ
て圧力/流量特性が異なる。技術状況を考慮する
と、ほぼ同一の圧力/流量特性を示す拡散素子を
何百、何千個も製造するのは困難である。更に汚
染物質を含有する液状媒体に素子を使用する場
合、汚染物質は通路または孔の入口、内部、出口
またはそのいずれかの組合の部分に詰まり、孔の
直径および/または有効水力半径を減少させ、素
子の圧力/流量関係に影響を与える。従つて他の
すべての要因が等しくても、汚染物質が所定圧力
での流量を減少させ、または所定流量を維持する
に必要な圧力を増加させることがある。 The pressure/flow characteristics between each diffusion element vary widely. Individual holes in a given element also have different pressure/flow characteristics due to different passageway or hole shapes, dimensions, and hydraulic radii. Given the state of the art, it is difficult to manufacture hundreds or thousands of diffusion elements that exhibit nearly identical pressure/flow characteristics. Additionally, when the device is used in liquid media containing contaminants, the contaminants may become clogged at the inlet, interior, outlet, or any combination of passages or holes, reducing the diameter and/or effective hydraulic radius of the hole. , which affects the pressure/flow relationship of the element. Thus, all other factors being equal, contaminants can reduce the flow rate at a given pressure or increase the pressure required to maintain a given flow rate.
次に本発明の作用および本発明により得られる
利点を示す理論的な説明を行う。素子が新品であ
る場合には素子を通過するガス流は摩擦抵抗およ
び表面張力の合成抵抗が最少の孔に優先的に指向
するものである。従つて摩擦抵抗および表面張力
の合成抵抗がより高い他の孔は作用が少なく、少
なくとも一時的に不作用状態になることもある。
この理論によれば使用しているまたは最も作用し
ている孔に汚染物質の堆積によつて詰まりを生じ
始めると、流量が減少する。流量を維持するため
装置の作動圧力を増加させる場合、初期に作用し
または最もよく作用していた相当多くの孔が詰ま
り、遂に高い圧力損失のために作用が少なかつた
孔が増加圧力によりガスを透過することができる
ようになる。やがてこの初期に作用が少なかつた
孔も詰まり始める。再び装置の圧力を増加させる
と一層高い圧力損失のために作用の少なかつた他
の孔が作用状態になる。このようにして目詰りの
進行および流量を維持するための圧力増加によつ
て拡散素子の利用可能な孔の大部分が詰まつてし
まう事態に至ることが予想される。素子の作動履
歴のこの段階で普通の方法で定位置洗浄を行う場
合、素子の目詰りの悪化によつて洗浄ガスは極く
僅かな孔、例えば最も遅く作用し始めた小さい孔
および洗浄を開始したとき完全には阻止されなか
つた若干の大き目の孔を通過するにすぎない。 Next, a theoretical explanation will be provided showing the operation of the present invention and the advantages obtained by the present invention. When the element is new, gas flow through the element is preferentially directed toward the holes where the combined resistance of friction and surface tension is least. Therefore, other pores with a higher combined resistance of frictional resistance and surface tension have less effect and may even become inactive, at least temporarily.
According to this theory, as the busy or most active holes begin to become clogged with contaminant deposits, the flow rate decreases. When the operating pressure of the device is increased to maintain the flow rate, a significant number of the initially working or best working holes become clogged until the holes that are working less due to the high pressure drop are closed to the gas due to the increased pressure. be able to pass through. Eventually, the pores that had little effect in the early stages also begin to become clogged. When the pressure of the device is again increased, other holes which were less active due to the higher pressure drop become active. In this way, it is expected that the progress of clogging and the increase in pressure to maintain the flow rate will lead to a situation where most of the available pores of the diffusion element are clogged. If cleaning in place is carried out in the usual way at this stage of the element's operating history, as the element becomes more clogged, the cleaning gas will begin to clean only a few holes, such as the small holes that started to act the latest. It only passes through some larger holes that were not completely blocked when it was removed.
この理論によれば上述の僅かな孔を洗浄ガスが
通過し、孔の堆積物が減少したとき、これらの通
路または孔を通過する流量が急速に増加すること
になる。この流量増加により素子の流入面におけ
るガス圧を減少し、洗浄ガスを他の詰つている孔
または目詰りの結果洗浄された少数の通路よりも
流れに対する抵抗が大きい孔に転向させる。この
ようにして流入面における圧力は低下し、多くの
詰つた通路における摩擦抵抗および表面張力によ
る作用に打ち勝つことができなくなる。この理論
が正しければ、洗浄に限界があり、洗浄効果がな
かつた通路または孔は、最初に詰まり始め、所定
の装置の作動圧力で最大の流量を通過させる潜在
能力があり、従つて洗浄によつて動力を節約でき
る最大の潜在能力があつた孔であるということに
なる。 According to this theory, as the cleaning gas passes through these few holes and the deposits in the holes are reduced, the flow rate through these passages or holes will increase rapidly. This increased flow rate reduces the gas pressure at the inlet face of the element and diverts the cleaning gas to holes that have greater resistance to flow than other clogged holes or the few passageways that are cleaned as a result of the blockage. The pressure at the inlet face is thus reduced and is no longer able to overcome the effects of frictional resistance and surface tension forces in the many congested passages. If this theory is correct, passages or holes that have limited cleaning and are ineffective will first begin to clog and have the potential to pass the maximum flow rate at a given device operating pressure, and therefore will be the first to become clogged. This means that it is the hole that has the greatest potential for saving power.
上述の理論が正しければ、なぜ拡散素子が定位
置洗浄によつて初期レベルの圧力損失に回復でき
ないことがよくあるのかの説明がつく。この不成
功は不適当な量の洗浄ガスを使用したことにも原
因があるかもしれない。また場合によつて各拡散
素子または拡散素子のグループに個別の流量調整
手段を設けないことによつて失敗を生ずることも
ある。このような場合、洗浄ガスは初期に詰りを
生じた拡散素子よりも最後に使用状態になつた拡
散素子に流路を見出して通過し、従つて洗浄ガス
を供給することによつては装置を初期条件または
初期能力の回復を得ることができなくなる。 If the above theory is correct, it would explain why diffusion elements often cannot be restored to their initial level of pressure drop by cleaning in place. This failure may also be due to the use of an inadequate amount of cleaning gas. Failure may also occur in some cases by not providing individual flow rate adjustment means for each diffuser element or group of diffuser elements. In such a case, the cleaning gas will find a flow path through the diffusion element that was last used rather than the initially clogged diffusion element, and therefore supplying cleaning gas will not be able to clean the device. You will no longer be able to recover initial conditions or abilities.
本発明によれば素子の作動履歴の比較的早い時
期に十分な頻度でおよび/または各素子につき個
別の流量調整装置を設けて洗浄ガスを供給するこ
とにより上述の欠点を克服する。 According to the invention, the above-mentioned disadvantages are overcome by supplying the cleaning gas relatively early in the operating history of the element with sufficient frequency and/or by providing individual flow regulators for each element.
多数の技術および装置を使用することによつて
洗浄の頻度を遅らせることの悪影響を減少し、ま
た本発明による洗浄効果を向上することができ
る。このような技術としては以下のようなものが
ある(ただしこれらに限定するものではない)。
拡散装置に拡散素子をグループとして設け、これ
ら素子群を個別に他の群とは独立的に洗浄する;
上述の1個のグループにおける拡散素子を洗浄中
に他のグループのものより高い流量および/また
は差圧により作動させる手段を設ける;空気流量
が少なく作動する素子に比較的高いプレナム圧力
に供給し、空気流量が多く作動する素子に比較的
低いプレナム圧力を供給する流量制御手段を拡散
素子に設ける;液状媒体と拡散素子との境界面に
おける表面張力を一時的に低下させる;動水圧お
よび/または平均気泡釈放圧力が比較的低い状態
で拡散素子が作動している間にガス洗浄を始め
る;処理ガスに対する需要のピーク、例えば活性
汚泥処理装置における季節変動ピークを生ずる負
荷変動を生ずる前に洗浄を開始する;装置のタン
ク内の液面レベルを操作する手段を設ける。 A number of techniques and devices can be used to reduce the negative effects of delayed cleaning frequency and to improve the cleaning effectiveness of the present invention. Such techniques include (but are not limited to) the following:
providing the diffusion device with groups of diffusion elements and cleaning the groups individually and independently of other groups;
providing means for operating the diffusion elements in one group as described above with a higher flow rate and/or differential pressure during cleaning than those of another group; providing a relatively higher plenum pressure for the elements operating with lower air flow rates; The diffusion element is provided with a flow control means that provides a relatively low plenum pressure for elements operating with a high air flow rate; temporarily reduces the surface tension at the interface between the liquid medium and the diffusion element; the hydraulic pressure and/or the average Begin gas scrubbing while the diffusion element is operating at relatively low bubble release pressures; begin scrubbing before peaks in demand for the process gas occur, such as load fluctuations that result in seasonal peaks in activated sludge treatment units. provide means for controlling the liquid level in the equipment tank;
次に図面につき本発明の実施例を説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明は生物学的排水処理のための曝気装置に
使用されるのが最も一般的であるが、生物学的汚
染物質および非生物学的汚染物質の有無に関わら
ず水性液体または非水性液体の処理に使用するこ
とができる。 The invention is most commonly used in aeration systems for biological wastewater treatment, but it can also be used to treat aqueous or non-aqueous liquids with or without biological and non-biological contaminants. It can be used for processing.
本発明に使用する洗浄ガスは汚染物質に対して
破壊性のあるガスであればいかなるものでもよ
い。 The cleaning gas used in the present invention may be any gas that is destructive to contaminants.
本発明の好適な実施例によれば、処理ガスを酸
素含有ガス、特に空気とし、洗浄ガスを塩化水素
ガス(HCl)とし、液状媒体を家庭下水を含む汚
水とし、処理設備をタンク式活性汚泥処理装置と
する。 According to a preferred embodiment of the invention, the treatment gas is an oxygen-containing gas, in particular air, the cleaning gas is hydrogen chloride gas (HCl), the liquid medium is sewage, including domestic sewage, and the treatment equipment is a tank-type activated sludge. A processing device.
典型的な下水処理装置の作業において、汚染物
質の無制限の堆積により拡散素子の流入および/
または流出表面で測つた動水圧または平均気泡釈
放圧力が大きく増加し、またはその双方の圧力の
大きな増加を生ずる。例えば拡散素子のガス流出
面に集中する汚染物質の堆積が多い場合、流出面
で測つた素子の動水圧および平均気泡釈放圧力が
大幅に増加するとともに、流入面における気泡釈
放圧力に変化がなくなる。これに対し、拡散素子
のガス流入面に集中する汚染物質の堆積が少ない
場合、これら流入面における平均気泡釈放圧力の
増加は適度となり、素子の流出面における気泡釈
放圧力には変化がなく、また素子に加わる動水圧
の増加は動水圧測定法の経験的誤差範囲内であ
り、従つて実際上の感覚では感知できない程度で
ある。しかし流入面に集中する汚染物質の堆積が
多い場合には、流出面における気泡釈放圧力の増
加が測定できない程度であつたとしても、流入面
においては動水圧および気泡釈放圧力の感知しう
る測定可能な増加を生ずる。 In typical sewage treatment plant operations, the inflow and/or
or a large increase in the hydrodynamic pressure or the mean bubble release pressure measured at the outflow surface, or a large increase in both pressures. For example, if there is a large accumulation of contaminants concentrated on the gas outlet face of a diffusion element, the element's hydrodynamic pressure and mean bubble release pressure measured at the outlet face will increase significantly, while the bubble release pressure at the inlet face will remain unchanged. On the other hand, if there is little contaminant accumulation concentrated on the gas inlet faces of the diffusion element, the average bubble release pressure at these inlet faces will increase moderately, the bubble release pressure at the outlet face of the element will remain unchanged, and The increase in the hydrodynamic pressure applied to the element is within the empirical error range of the hydrodynamic pressure measurement method, and is therefore imperceptible to the practical sense. However, if there is a large accumulation of contaminants concentrated on the inflow surface, even if the increase in bubble release pressure at the outflow surface is measurable, the hydraulic pressure and bubble release pressure may be appreciably measured at the inflow surface. causes a significant increase.
本発明によれば拡散素子における汚染物質の堆
積を制限するよう洗浄ガスを導入する。この制限
においては、このような堆積物の形成を防止若し
くは遅らせる作用、または堆積物の一部をときど
き除去する作用があり、これにより拡散素子の汚
染度を制御する。従つて、例えば感知できる程度
のいかなる堆積の形成をも防止するため頻繁に洗
浄ガスを供給することができ、この場合動水圧お
よび平均気泡釈放圧力のいずれの増加も認められ
ないようにすることができる。他の制限の実施例
としては、拡散素子の感知できる程度の汚染物質
堆積を完全に防止するには十分ではないが、有機
性のまたは他の性質の汚染物質の成長を抑制し、
従つて素子の動水圧および/または平均気泡釈放
圧力を長い作動サイクルにわたり上述の範囲内に
維持するのに十分である頻度で洗浄ガスを使用す
る処理方法がある。更に異なる時間および異なる
条件の下で或る装置を上述の作動モードのいずれ
か、即ち防止モードまたは遅延モードまたは除去
モードで作動させることができる。 According to the invention, a cleaning gas is introduced to limit the deposition of contaminants on the diffusion element. This restriction has the effect of preventing or retarding the formation of such deposits, or of removing portions of the deposits from time to time, thereby controlling the degree of contamination of the diffusion element. Thus, for example, cleaning gas can be supplied frequently to prevent the formation of any appreciable deposits, with no discernible increase in either the hydraulic pressure or the mean bubble release pressure. can. Examples of other constraints include inhibiting the growth of contaminants of an organic or other nature, but not sufficient to completely prevent appreciable contaminant deposition on the diffusion element;
There are therefore treatment methods that use cleaning gas at a frequency sufficient to maintain the hydrodynamic pressure and/or average bubble release pressure of the element within the above-mentioned range over long operating cycles. Furthermore, at different times and under different conditions, a device can be operated in any of the above-mentioned modes of operation, i.e., prevention mode or delay mode or elimination mode.
防止モード、遅延モードまたは除去モードのい
ずれで作動させるにせよ、洗浄ガスを連続的にま
たは周期的な時間間隔を含めて間欠的に供給する
ことができる。例えば長い作動サイクルにわたり
ほぼ連続的に洗浄ガスを供給し、次いで何らかの
理由で液状媒体または処理ガスにおける汚染物質
濃度が減少したとき、または処理条件が汚染物質
の堆積に適さなくなつたときに洗浄ガスの供給を
中断したり、間欠的に行つたりすることができ
る。また逆に通常1回またはそれ以上の作動サイ
クルの期間中に間欠的に洗浄ガスを導入する型式
の装置において、例えば季節的な要因等で液状媒
体または処理ガス中の汚染物質の濃度が異常に高
いレベルに増加したときには、ときどき連続的に
洗浄することができる。このことは動水圧およ
び/または平均気泡釈放圧力の増加が顕著になる
前に洗浄ガスを連続的に供給するのが有利である
ことがわかつている一つの例である。更に復炭作
用を行うのに装置を使用しているときには、洗浄
ガスを連続的に供給することができる。連続洗浄
に好適なガスは塩化水素ガスである。 Whether operating in prevention mode, delay mode, or removal mode, the cleaning gas can be supplied continuously or intermittently, including periodic time intervals. For example, supplying the cleaning gas almost continuously over a long operating cycle and then supplying the cleaning gas when for some reason the contaminant concentration in the liquid medium or process gas decreases, or when the process conditions become unfavorable for contaminant deposition. supply can be interrupted or intermittent. Conversely, in a type of equipment that typically introduces cleaning gas intermittently during one or more operating cycles, abnormal concentrations of contaminants in the liquid medium or process gas may occur, for example due to seasonal factors. When increased to high levels, continuous cleaning can be performed from time to time. This is one example where it has been found to be advantageous to continuously supply cleaning gas before the increase in hydraulic pressure and/or mean bubble release pressure becomes significant. Furthermore, when the device is being used to carry out decarburization operations, the cleaning gas can be supplied continuously. A suitable gas for continuous cleaning is hydrogen chloride gas.
しかし汚染が所定程度まで進行する時期に至つ
たときまたはその前に間欠的に洗浄ガスを供給す
るか、洗浄ガスの連続供給を開始するのが好適で
ある。洗浄を開始する基準となる汚染度は例えば
素子の本来の基準条件に対する増加した動水圧ま
たは平均気泡釈放圧力のレベルで規定することが
できる。しかし洗浄ガスの供給を拡散素子の動水
圧および/または平均気泡釈放圧力の測定可能な
増加を生ずるに十分な汚染状態に至るまで待つこ
とを意味するものではない。実際、洗浄ガスを間
欠的にではあるが頻度を十分多くして供給し、動
水圧および/または平均気泡釈放圧力が基準条件
以上に増加しないよう、または極く僅かしか増加
しないようにすることができる。更に洗浄ガスを
間欠的にしかも頻度を多くして供給する装置にお
いて、利用可能な圧力測定装置は、洗浄ガスを供
給する時点間の汚染物質堆積に起因する極く僅か
な圧力増加を測定するに十分な程度に精密なもの
でなくてもよい。 However, it is preferable to supply the cleaning gas intermittently or to start the continuous supply of the cleaning gas when or before the time when contamination has progressed to a predetermined level. The degree of contamination at which cleaning is initiated can be defined, for example, as the level of increased hydraulic pressure or average bubble release pressure relative to the original reference condition of the element. However, this does not mean that the supply of cleaning gas should wait until a contamination condition is sufficient to cause a measurable increase in the hydraulic pressure and/or mean bubble release pressure of the diffusion element. In practice, it is possible to supply the cleaning gas intermittently but frequently enough so that the hydrodynamic pressure and/or the average bubble release pressure does not increase above the reference conditions, or increases only slightly. can. Furthermore, in systems where cleaning gas is supplied intermittently and frequently, the available pressure measuring devices are not capable of measuring the negligible pressure increase due to contaminant deposition between the points in time when cleaning gas is supplied. It does not have to be sufficiently precise.
多くの下水処理装置の最も典型的な作動モード
は、おそらく感知できる程度の拡散素子の目詰り
が洗浄ガスの供給時点間に生じないように処理を
行うことであろう。例えばこのような目詰りは素
子の動水圧および/または平均気泡釈放圧力に測
定可能な程度の増加を生じる点において進行す
る。基準条件以上の動水圧の増加は、素子の有効
ガス放出面の9×102cm2(1ft2)当り5.4×104
cm3/min.(2SCFM)の放出量において、水柱圧が
少なくとも約5.08mm(0.2インチ)、または約12.7
mm(0.5インチ)、または約17.78mm(0.7インチ)
とすることができる。基準条件以上の平均気泡釈
放圧力の増加は水柱圧で少なくとも約5.08mm
(0.2インチ)、または約12.7mm(0.5インチ)、また
は約17.78mm(0.7インチ)とすることができる。 The most typical mode of operation of many sewage treatment systems is probably to operate in such a way that no appreciable clogging of the diffusion elements occurs between the times the cleaning gas is supplied. For example, such clogging progresses to the point where it causes a measurable increase in the hydrodynamic pressure and/or mean bubble release pressure of the element. The increase in hydrodynamic pressure above the standard conditions is 5.4 x 10 4 per 9 x 10 2 cm 2 (1 ft 2 ) of the effective gas release surface of the element.
At a discharge rate of cm 3 /min. (2SCFM), the water column pressure is at least about 5.08 mm (0.2 in.), or about 12.7
mm (0.5 inch), or approximately 17.78 mm (0.7 inch)
It can be done. The increase in average bubble release pressure over standard conditions is at least approximately 5.08 mm in water column pressure.
(0.2 inch), or approximately 12.7 mm (0.5 inch), or approximately 17.78 mm (0.7 inch).
間欠モードで作動するとき、素子の動水圧レベ
ルが基準条件よりも有効ガス放出面の9×102cm2
(1ft2)当り5.4×104cm3/min.(2SCFM)の放出
量において、水柱圧で約635mm(25インチ)、また
は好適には約381mm(15インチ)、または更に好適
には約177.8mm(7インチ)に等しい量だけ多く
なつた時点またはその時点以前にガス洗浄を始め
ることができる。代案として、平均気泡釈放圧力
が基準条件よりも水柱圧にして約635mm(25イン
チ)、または好適には約381mm(15インチ)、また
は更に好適には約177.8mm(7インチ)だけ増加
したときに洗浄を開始することもできる。 When operating in intermittent mode, the hydrodynamic pressure level of the element is lower than the reference condition by 9 × 10 2 cm 2 of the effective gas release surface.
At a discharge rate of 5.4 x 10 4 cm 3 /min. (2SCFM) per ft 2 , about 635 mm (25 inches) of water column pressure, or preferably about 381 mm (15 inches), or more preferably about 177.8 Gas scrubbing can begin at or before the amount equal to mm (7 inches). Alternatively, when the average bubble release pressure increases by about 635 mm (25 inches) of water column pressure, or preferably about 381 mm (15 inches), or more preferably about 177.8 mm (7 inches) above the baseline condition. You can also start cleaning.
洗浄の導入、即ち1回またはそれ以上の供給期
間中における洗浄ガスの供給は、従来の基準条件
時と洗浄開始時との間の汚染により生ずる動水圧
または平均気泡釈放圧力のいかなる増加をも所定
の最小値に減少させることで規定される十分な洗
浄を行う程度に多量に供給する。例えば動水圧の
減少が水柱圧で少なくとも約7.62mm(0.3イン
チ)、好適には約12.70mm(0.5インチ)、更に好適
には約20.32mm(0.8インチ)に対応する値になる
まで洗浄ガスを導入する。代案として平均気泡釈
放圧力の減少が水柱圧で少なくとも約12.70mm
(0.5インチ)、好適には約20.32mm(0.8インチ)、
更に好適には約22.86mm(0.9インチ)に対応する
値になるまで洗浄ガスを導入する。 The introduction of cleaning, i.e. the supply of cleaning gas during one or more supply periods, eliminates any increase in dynamic pressure or mean bubble release pressure caused by contamination between the conventional reference conditions and the beginning of cleaning. Supply in sufficient quantity to provide sufficient cleaning as defined by reducing the amount of water to a minimum value. For example, the cleaning gas is supplied until the decrease in hydraulic pressure corresponds to at least about 7.62 mm (0.3 inches), preferably about 12.70 mm (0.5 inches), and more preferably about 20.32 mm (0.8 inches) of water column pressure. Introduce. Alternatively, the average bubble release pressure reduction is at least approximately 12.70 mm in water column pressure.
(0.5 inch), preferably approximately 20.32 mm (0.8 inch),
More preferably, the cleaning gas is introduced to a value corresponding to about 0.9 inches.
更に十分な量の洗浄ガスを十分な頻度で導入
し、拡散素子を液状媒体との接触状態から切離す
ことがなくおよび/または拡散素子を洗浄するガ
ス以外の技術を適用することなく、長い作動サイ
クルにわたり、拡散素子の液状媒体との接触状態
を維持するようにすると更に好適である。本発明
の目的は、このように接触を維持しおよび/また
は他の洗浄技術を使用しないことであり、この他
の洗浄技術としては、少なくとも約2年または3
年または5年またはそれ以上の素子の設計寿命の
年月を含めた年月の長い作動サイクル中に拡散素
子をそのホルダから取外すことがある。このこと
を念頭において、素子の動水圧または平均気泡釈
放圧力の基準条件以上の増加を水柱圧でゼロから
127.0mm(5インチ)に抑えるよう洗浄ガスを連
続的にまたは間欠的に供給することを十分考慮す
る。 In addition, a sufficient amount of cleaning gas can be introduced with sufficient frequency to allow long operation without removing the diffusion element from contact with the liquid medium and/or without applying techniques other than the gas to clean the diffusion element. It is further advantageous if the diffusion element remains in contact with the liquid medium throughout the cycle. The purpose of the present invention is to maintain contact in this manner and/or not use other cleaning techniques, which may be used for at least about 2 or 3 years.
The diffusing element may be removed from its holder during long operating cycles, including years of the design life of the element, which may be years or five years or more. With this in mind, increase the element's hydraulic pressure or mean bubble release pressure over the reference condition from zero in water column pressure.
Consideration should be given to continuous or intermittent supply of cleaning gas to within 127.0 mm (5 inches).
実際に動水圧または気泡釈放圧力を測定するし
ないにかかわらず、洗浄ガスを間欠的にまたは連
続的に導入することができる。例えば汚染速度若
しくは汚染量に関係の深い、または汚染速度若し
くは汚染量を表わす変数または条件に応答して拡
散素子への洗浄ガスの導入を開始、維持、制御ま
たは停止して動水圧または平均気泡釈放圧力を上
述のレベルにまたはそれ以下に維持するようにす
ることができる。或る装置の液状媒体および洗浄
ガスによる作動経験から、素子の動水圧および/
または平均気泡釈放圧力における増加が上述のレ
ベル以上になるまで装置を処理ガスと液状媒体に
より作動させることができる最大日数を決定する
ことができる。更に経験から汚染物質の堆積を抑
制するために所定量の洗浄ガスを供給する時間間
隔を決定することができる。このような手持ちの
情報により、前回の洗浄時からの経過時間に基づ
いて定期的に洗浄を開始することができ、各洗浄
時において洗浄ガスの供給を経験から適正である
とわかつている期間にわたり行うことができる。 The cleaning gas can be introduced intermittently or continuously, whether or not the hydrodynamic pressure or bubble release pressure is actually measured. For example, initiating, maintaining, controlling or stopping the introduction of cleaning gas into the diffusion element in response to variables or conditions closely related to or representative of the contamination rate or amount to release hydraulic pressure or average bubbles. The pressure may be maintained at or below the above-mentioned levels. Experience with operating certain devices with liquid media and cleaning gases indicates that the hydraulic pressure of the elements and/or
Alternatively, the maximum number of days that the device can be operated with process gas and liquid medium until the increase in average bubble release pressure is at or above the level described above can be determined. Furthermore, experience can determine the time interval for supplying a predetermined amount of cleaning gas to inhibit contaminant build-up. With this information in hand, cleaning can be started periodically based on the time elapsed since the last cleaning, and at each cleaning the cleaning gas can be supplied for a period known from experience to be appropriate. It can be carried out.
しかし、好適には素子の動水圧または平均気泡
釈放圧力を一層直接的に表わす条件に応答して洗
浄ガスの導入の開始、維持、制御または停止を行
う。例えば装置の背圧は素子の動水圧および/ま
たは気泡釈放圧力をよく表わし、間欠または連続
ガス洗浄の導入の基準として使用することができ
る。 However, introduction of cleaning gas is preferably initiated, maintained, controlled or stopped in response to conditions more directly representative of the hydrodynamic pressure or mean bubble release pressure of the element. For example, the back pressure of the device is a good indication of the hydraulic pressure and/or bubble release pressure of the element and can be used as a basis for implementing intermittent or continuous gas scrubbing.
上述の背圧の増減はコンプレツサ(ブロアを含
む)と流量調整手段(この手段を経て拡散素子に
供給を行う)との間の分配ネツトワークの導管に
おける圧力変化を測定することによつて検出する
ことができる。代案として拡散素子を通過するガ
スの流量が変化し、他のすべての条件が等しいか
または少なくとも等価であることに基づいて上述
の背圧の増加を検出することができる。更に素子
の汚染の進行につれて洗浄ガスの流量を同量に維
持するのに消費された付加動力量に基づいて背圧
の増減を検出することができる。 The aforementioned increases and decreases in backpressure are detected by measuring pressure changes in the conduits of the distribution network between the compressor (including the blower) and the flow regulating means through which the diffusion element is supplied. be able to. Alternatively, the flow rate of gas through the diffusion element may be varied and the above-mentioned increase in backpressure detected based on all other conditions being equal or at least equivalent. Further, as device contamination progresses, an increase or decrease in back pressure can be detected based on the amount of additional power consumed to maintain the same flow rate of cleaning gas.
洗浄ガスは約10個から数百、数千の素子を配列
したグループに同時に供給するが、動水圧または
平均気泡釈放圧力の増加の上述の限界はこのよう
なグループの素子のすべてに適用する必要はな
い。或るグループのすべての素子のうちの大部分
のものが所定汚染度に達したときに洗浄を開始す
ることができる。しかし素子のうちの少数部分が
上述の限界値を越えるときを考慮から除外しよう
とするものではない。よつてこのようなグループ
の代表的な素子の動水圧若しくは平均気泡釈放圧
力に基づいて、またはグループにおけるすべての
素子の見積り平均条件に基づいて洗浄ガスの導入
を行うことができる。更に所定グループのすべて
の素子が同量の洗浄を受けるようにすることは重
要でない。実際処理中のグループに汚染度の異な
る素子が含まれている場合には、個々の素子の受
けるべき洗浄量が変化すること明らかであり、動
水圧または平均気泡釈放圧力の減少が素子毎に異
なるため素子のすべてを同程度までに洗浄する必
要がないこと明らかである。 Although the cleaning gas is supplied simultaneously to arrayed groups of from about 10 to hundreds or thousands of elements, the above-mentioned limits on the increase in hydrodynamic pressure or average bubble release pressure need to apply to all of the elements in such groups. There isn't. Cleaning can begin when a majority of all the elements of a group reach a predetermined degree of contamination. However, it is not intended to exclude from consideration the case where a small fraction of the elements exceed the above-mentioned limits. The introduction of cleaning gas can thus be based on the hydrodynamic pressure or average bubble release pressure of a representative element of such a group, or on the basis of an estimated average condition of all elements in the group. Furthermore, it is not important that all elements of a given group receive the same amount of cleaning. If the group being processed contains elements with different degrees of contamination, it is obvious that the amount of cleaning that each element should receive will change, and the reduction in hydrodynamic pressure or average bubble release pressure will vary from element to element. Therefore, it is clear that it is not necessary to clean all of the elements to the same extent.
本発明の特に好適な実施例によれば、洗浄中に
生ずる動水圧の減少は部分的に遅らせ、洗浄ガス
を通過させる拡散素子の孔の数をできるだけ増加
させることを目標にする。仮りに汚染された拡散
素子が洗浄され、また洗浄中には動水圧を維持し
たり、または変化させたりするのに他の手段を使
用しないと仮定する。更に汚染物質を洗浄過程で
動水圧の減少となつて表われるタイプと仮定す
る。この場合相当多くの目詰りを生じた孔が働け
る状態まで回復したとき、一層多くのガス量を容
易に透過させ、目詰りを起している他の孔にガス
を通過させるため素子の流入面で得られるガス圧
は減少し、従つて上述の他の詰つた孔は決して洗
浄されることはなく、またほんの一部しか洗浄効
果がないことになる。この欠点を回避するため本
発明は洗浄による動水圧の減少を部分的に遅延さ
せることに関連させて実施する。 According to a particularly preferred embodiment of the invention, the reduction in the hydraulic pressure occurring during cleaning is partially slowed down and the aim is to increase as much as possible the number of holes in the diffusion element through which the cleaning gas passes. Assume that a contaminated diffusion element is being cleaned and that no other means are used to maintain or vary the hydraulic pressure during cleaning. Furthermore, it is assumed that the contaminants are of a type that appears as a decrease in hydraulic pressure during the cleaning process. In this case, when a considerably large number of clogged holes are restored to a working state, a larger amount of gas can easily pass through, and the inflow surface of the element is used to pass the gas to other clogged holes. The gas pressure available at will be reduced, so that the other clogged pores mentioned above will never be cleaned and will only have a partial cleaning effect. To avoid this drawback, the invention is implemented in conjunction with a partial delay in the reduction of the hydraulic pressure due to cleaning.
本発明のこの特徴は動水圧または平均気泡釈放
圧力が基準条件よりも水柱圧で約635mm(25イン
チ)以上に増加したときに洗浄を開始する場合に
有益であり、特に基準条件よりも水柱圧で約381
mm(15インチ)、およびより好適には約177.8mm
(7インチ)以上になつたときに洗浄を開始する
場合一層有益である。この方法により拡散素子の
有効寿命を相当長くすることができる。 This feature of the invention is beneficial when flushing is initiated when the hydrodynamic pressure or average bubble release pressure increases by more than about 635 mm (25 inches) of water column pressure than the baseline condition, and particularly when the water column pressure Approximately 381
mm (15 inches), and more preferably about 177.8mm
(7 inches) or more, it is even more beneficial if cleaning begins. This method allows the useful life of the diffusing element to be considerably extended.
動水圧の減少を遅らせる手段としては、例えば
拡散素子の良好な洗浄を行うための洗浄サイクル
の少なくとも大部分にわたり以下のうちのいずれ
か1個またはそれ以上を任意の順序で行う。サイ
クルの一部にわたり素子に加わる動水圧を増加さ
せる;サイクルの一部にわたり素子に加わる動水
圧を一定に維持する;および/またはサイクルの
一部にわたり素子に加わる動水圧の減少速度を例
えば単なる洗浄による減少速度よりも遅い速度ま
で減少させる(他のすべての条件は同一または等
価であると仮定する)。 Means for delaying the decrease in hydraulic pressure include, for example, performing any one or more of the following in any order over at least a majority of the cleaning cycle to achieve good cleaning of the diffusion element. increasing the hydraulic pressure on the element over a portion of the cycle; maintaining the hydraulic pressure on the element constant over a portion of the cycle; and/or decreasing the rate of decrease in the hydraulic pressure on the element over a portion of the cycle, e.g. by simply washing. (assuming all other conditions are the same or equivalent).
動水圧は、実際上、拡散素子の流入面における
ガス圧と素子の流出面における液状媒体の静水圧
の水頭との差であるため、ガス洗浄にかかわる動
水圧減少を遅らせることはガス圧または静水圧の
水頭またはその双方を制御することによつて行う
ことができる。 Since the hydraulic pressure is actually the difference between the gas pressure at the inlet face of the diffusion element and the head of the hydrostatic pressure of the liquid medium at the outlet face of the element, delaying the decrease in the hydrodynamic pressure involved in gas scrubbing is dependent on the gas pressure or the static pressure. This can be done by controlling the water pressure head or both.
例えば洗浄中に拡散素子に大きな差圧を加える
ことができる。このことは素子のガス流入面に加
わる全ガス圧を、洗浄サイクルの少なくとも大部
分にわたり、装置におけるまた作動条件における
変化が洗浄ガスによる汚染物質の除去だけである
場合に供給されると思われる圧力以上に維持する
場合に得られる。高められた差圧を表わす全圧力
レベルの設定を洗浄ガス導入の開始前、または開
始時、または開始後にするかどうかにかかわら
ず、差圧の増加レベルは水柱圧で約12.7mm(0.5
インチ)、好適には25.4mm(1インチ)、より好適
には50.8mm(2インチ)にするのが一般的であ
る。 For example, a large pressure differential can be applied to the diffusion element during cleaning. This reduces the total gas pressure exerted on the gas inlet face of the element to the pressure that would be provided if the only change in the equipment and operating conditions was the removal of contaminants by the cleaning gas, at least for most of the cleaning cycle. Obtained if maintained above. Regardless of whether the total pressure level representing the increased differential pressure is set before, at, or after the initiation of cleaning gas introduction, the increased level of differential pressure is approximately 12.7 mm (0.5 mm) of water column pressure.
(inch), preferably 25.4 mm (1 inch), and more preferably 50.8 mm (2 inches).
洗浄ガスを他のガスに混合させて供給し、この
場合個別のガスの全ガス圧に対する割合に無関係
に、供給するすべてのガスの全圧力が上述の差圧
の増加レベルを満足するようにする。洗浄ガスに
より素子から汚染物質を徐々に除去していくにつ
れて、他のすべての独立変数は同一であるとして
個々の素子を通過する量は増加し、動水圧は減少
する。しかし若干の変数を操作することによつて
動水圧の制御をする結果となつて、動水圧を一定
にしたり、または増加させたり、または他の場合
の速度よりも遅い速度で減少させたりすることが
できる。減少速度の低下を含めて動水圧の減少を
遅延させると洗浄効果がよくなる。これは即ち洗
浄ガスを多くの導管に、または長い時間にわた
る、またはその双方に対して利用できるためであ
る。この遅延は拡散素子にガスを送給するプレナ
ムの圧力を増加するか、および/または静水圧の
水頭を減少するかによつて実現することができ
る。 The cleaning gas is supplied in a mixture with other gases, in such a way that the total pressure of all supplied gases satisfies the above-mentioned increased level of differential pressure, regardless of the proportion of the individual gases to the total gas pressure. . As the cleaning gas gradually removes contaminants from the elements, the volume passing through each individual element increases and the hydrodynamic pressure decreases, all other independent variables being equal. However, the control of hydraulic pressure by manipulating some variables results in the hydraulic pressure remaining constant, increasing, or decreasing at a slower rate than it would otherwise be. I can do it. Delaying the decrease in hydraulic pressure, including slowing down the rate of decrease, improves the cleaning effect. This is because the cleaning gas can be applied to many conduits and/or over long periods of time. This delay can be achieved by increasing the pressure in the plenum delivering gas to the diffusion element and/or decreasing the hydrostatic head.
プレナム圧力を増加する技術であればいかなる
ものでも動水圧の減少の遅延に利用することがで
きる。好適な技術としては、コンプレツサ出力を
増加するおよび/または装置の弁を調整して、共
通空気導管を有する装置の洗浄すべき部分以外の
部分よりも洗浄すべき部分に送る空気流を多くす
ることがある。 Any technique that increases plenum pressure can be used to delay the decrease in hydraulic pressure. A preferred technique is to increase the compressor output and/or adjust the valves of the device to direct more airflow to the parts to be cleaned than to the other parts of the apparatus having a common air conduit. There is.
更に静水圧の水頭を減少する技術であればいか
なるものでも動水圧の減少を遅らせることができ
る。例えばガスを導入するとともに、静水圧の水
頭を洗浄前の水頭よりも顕著に低くする。減少し
た静水圧の水頭で作動することには、洗浄ガスを
導入する期間中の少なくとも一部にわたり拡散素
子の浸漬量を減少することが含まれる。例えば処
理タンクにおける液状媒体のレベルを低下させる
か、または拡散素子をタンク内において液状媒体
から引上げるための持上手段に取付けてある場合
には、持上手段を使用して拡散素子の少なくとも
一部の媒体における浸漬位置を上昇させるかす
る。 Furthermore, any technique that reduces the hydrostatic head can slow down the decrease in the hydrodynamic pressure. For example, gas is introduced and the hydrostatic head is made significantly lower than the water head before cleaning. Operating with a reduced hydrostatic head includes reducing the amount of immersion of the diffusion element during at least a portion of the period during which the cleaning gas is introduced. For example, if the level of the liquid medium in the processing tank is lowered or the diffusion element is attached to a lifting means for lifting it out of the liquid medium in the tank, the lifting means can be used to remove at least one part of the diffusion element. Raise the immersion position in the medium.
洗浄中における動水圧減少の遅延は素子の流入
面に加わるガス圧と静水圧の水頭との組合せの制
御および調整により行うことができる。例えば、
装置の負荷の増加に起因する静水圧の水頭が上昇
している期間中に、圧力を十分高くして動水圧の
減少を遅らせる。 Delaying the decrease in hydraulic pressure during cleaning can be accomplished by controlling and adjusting the combination of gas pressure and hydrostatic head applied to the inlet face of the element. for example,
During periods when the hydrostatic head is rising due to increased equipment loading, the pressure is made high enough to retard the decline in the hydrodynamic pressure.
動水圧の減少を遅らせることにとつて有効であ
ることがわかつている他の技術としては、洗浄期
間中に液状またはガス状の表面活性剤を拡散素子
と液状媒体との境界面に供給するものがある。こ
のことにより洗浄を行つているユニツトへのガス
流は表面張力の減少により増加し、従つて多くの
素子に洗浄ガスが長い期間にわたり透過する。
HClはこの効果を有することがわかつている。 Other techniques that have been found to be effective in slowing the decline in hydraulic pressure include applying a liquid or gaseous surfactant to the interface between the diffusion element and the liquid medium during the cleaning period. There is. This increases the gas flow to the unit being cleaned due to the reduction in surface tension, thus allowing the cleaning gas to permeate many elements over a longer period of time.
HCl has been found to have this effect.
重要なことではないが、十分高い圧力を供給し
つつ、および/または十分な量の表面活性剤を拡
散素子と液状媒体の境界面に接触させ続けつつ、
洗浄ガスの約40%、好適には60%、より好適には
80%を放出することは洗浄を早める上で有益であ
る。 Not importantly, while providing a sufficiently high pressure and/or maintaining a sufficient amount of surfactant in contact with the diffusion element/liquid medium interface;
Approximately 40% of the cleaning gas, preferably 60%, more preferably
Releasing 80% is beneficial in speeding up cleaning.
動水圧減少の遅延または同等の効果を生ずる上
述の技術のいずれも、ガス分配ネツトワークまた
は多槽式装置の個々のタンクおよび或るタンクの
拡散素子の一部を構成する拡散素子の個々のグル
ープを含めて任意の選択した部分に適用すること
ができる。 Any of the above-mentioned techniques for producing a delay in hydraulic pressure reduction or an equivalent effect can be applied to individual tanks of a gas distribution network or multi-vessel system and to individual groups of diffusion elements forming part of the diffusion elements of a tank. can be applied to any selected part, including.
これまで本発明による処理の任意の部分での経
過を説明するために種々の圧力条件、例えば動水
圧、平均気泡釈放圧力、基準条件、装置の背圧等
を挙げてきた。しかし或る圧力値における異なる
多数の観測値を比較する必要があること勿論であ
り、この観測は同一のまたは等価の液状媒体中同
一レベルの浸漬度で同一量または等価量のガスを
放出する拡散素子につきなされなければならず、
または浸漬度、液体、および/またはガスに大き
な差がある場合にはこれらの差を補正するためデ
ータに適当な修正をしなければならない。更に動
水圧および装置の背圧は所定の基準量、例えば設
計され、製造され、据付けられた有効ガス放出面
の9×102cm2(1ft2)当り5.4×104cm3/min.
(2SCFM)の流量を放出するとき対応する数値圧
力で表現される。従つて動水圧または装置の背圧
に関する観測値またはデータを解釈するには補正
が必要になる。 Various pressure conditions, such as hydrodynamic pressure, average bubble release pressure, reference conditions, equipment back pressure, etc., have been cited to describe the progress of any part of the process according to the invention. However, it is of course necessary to compare a large number of different observations at a given pressure value, and this observation is based on the diffusion of gases releasing the same or equivalent amount of gas at the same level of immersion in the same or equivalent liquid medium. must be applied to the element,
Alternatively, if there are large differences in immersion level, liquid, and/or gas, appropriate corrections must be made to the data to compensate for these differences. In addition, the hydraulic pressure and equipment back pressure must be maintained at a predetermined standard amount, e.g., 5.4 x 10 4 cm 3 /min for every 9 x 10 2 cm 2 (ft 2 ) of designed, manufactured, and installed effective gas discharge surface.
When releasing a flow rate of (2SCFM), it is expressed by the corresponding numerical pressure. Corrections are therefore required to interpret observations or data regarding hydraulic pressure or equipment backpressure.
所要に応じ、一部にはすべての装置が9×102
cm2(1ft2)当り5.4×104cm3/min.(2SCFM)の
ガス流量で作動しているわけではないという事
実、および9×102cm2(1ftt2)当り5.4×104cm3/
min.(2SCFM)のガス流量で作動するよう設計し
た装置でさえ異なる条件では種々の流量で作動す
るという事実からこのような補正に対する必要性
が生ずる。従つて例えば、任意の装置において、
基準条件以上の動水圧の増加を含めて装置の背圧
および動水圧の観測した条件を比較するため、素
子を通過する流量、ガスの濃度ならびに粘度、温
度、湿度、および気圧に基づいて当業者には周知
の計算によつて観測した動水圧を補正する必要が
ある。特に動水圧の観測条件を動水圧範囲の設定
に使用される9×102cm2(1ft2)当り5.4×104
cm3/min.(2SCFM)のときの量に対応する値に変
換することが必要になる。 Depending on the requirements, some of the equipment may be 9 x 10 2
The fact that it is not operating at a gas flow rate of 5.4 x 10 4 cm 3 / min. (2SCFM) and 5.4 x 10 4 cm per ft 2 3 /
The need for such a correction arises from the fact that even devices designed to operate at a gas flow rate of 2 SCFM will operate at different flow rates under different conditions. Thus, for example, in any device,
To compare observed conditions of device backpressure and hydraulic pressure, including increases in hydraulic pressure over reference conditions, those skilled in the art can compare the flow rate through the element, the concentration of the gas, and the viscosity, temperature, humidity, and barometric pressure. It is necessary to correct the observed hydraulic pressure using well-known calculations. In particular, the observation conditions for hydrodynamic pressure are 5.4 x 10 4 per 9 x 10 2 cm 2 (1 ft 2 ), which is used to set the hydrodynamic pressure range.
It is necessary to convert to a value corresponding to the amount at cm 3 /min. (2SCFM).
他方適正な精度の流量測定装置を有する装置に
本発明を実施する場合、コンプレツサからの全ガ
ス量、ガスの粘度、温度、湿度、気圧、および他
の作動条件を記録することを含めて、動水圧の基
準条件に対応する量に計算することを減らすこと
ができ、都合がよい。従つて装置の作動条件およ
び流量の変動に応じて予備チエツクを導入して洗
浄を開始すべきかどうかを決定することができ
る。これら予備チエツクには基準条件において指
定される流量に装置を戻し、次に上述の他のデー
タを記録し、必要に応じて基準条件に等価な量に
観測した圧力を補正することが含まれる。 On the other hand, if the present invention is implemented in an apparatus having flow measurement equipment of reasonable accuracy, the operating conditions may include recording the total gas volume from the compressor, gas viscosity, temperature, humidity, pressure, and other operating conditions. This is convenient because it reduces the need for calculations to quantities corresponding to the reference conditions of water pressure. Depending on the operating conditions of the device and variations in the flow rate, a pre-check can thus be introduced to determine whether cleaning should be started. These preliminary checks include returning the device to the flow rate specified in the reference conditions, then recording the other data described above, and correcting the observed pressure to an amount equivalent to the reference conditions, if necessary.
必要な精度を有する流量計は市販されており、
当該の装置の基準として採用されている温度、圧
力、湿度の条件における基準量(SCFM)に変換
するための変換表も数多く入手することができ
る。更に必要とされるデータ変換を行う、および
所要に応じ、プロセス制御装置を作動させる汎用
または専用のコンピユータを設けることができ、
またプログラムすることができること勿論であ
る。 Flowmeters with the required accuracy are commercially available;
A number of conversion tables are also available for converting to the standard quantities for temperature, pressure, and humidity conditions (SCFM) that are adopted as standards for the equipment in question. A general purpose or special purpose computer may also be provided to perform the required data conversions and operate the process control equipment as required;
Of course, it can also be programmed.
9×102cm2(1ftt2)当り5.4×104cm3/min.
(2SCFM)の流量が動水圧および装置の圧力のた
めの基準量として都合がよく、多くの市販の装置
の拡散素子を通過する量として代表的であるが、
或る装置において本発明を導入して制御する基準
として1種またはそれ以上の異なる基準流量を採
用することができる。例えば9×102cm2(1ft2)
当り5.4×104cm3/min.(2SCFM)以外の異なる流
量用に装置および拡散素子を設計することがで
き、または9×102cm2(1ft2)当り5.4×104cm3/
min.(2SCFM)とは大幅に異なる1日平均流量で
延長した期間、例えば90日にわたり十分作動させ
ることもできる。洗浄を開始したり、制御するの
にこれら流量のうちのいずれかにおいて動水圧の
増加を使用することもできる。例えば動水圧の増
加が基準条件に比べて水柱圧で635mm(25インチ)
を越える前に洗浄を開始するように装置を作動さ
せることができる。この場合基準作動条件および
水柱圧635mm(25インチ)の条件は洗浄を開始す
る直前の90日間の装置を流れる1日平均流量に等
しい流量に対応する。基準流量の変化は装置の背
圧に対しても同様に行うことができる。 9×10 2 cm 2 (1ftt 2 ) per 5.4×10 4 cm 3 /min.
Although the flow rate of (2SCFM) is convenient as a reference quantity for hydraulic pressure and device pressure, and is typical as the flow rate through the diffusion element of many commercially available devices,
One or more different reference flow rates may be employed as a basis for implementing and controlling the present invention in a given device. For example, 9×10 2 cm 2 (1 ft 2 )
The device and diffusion elements can be designed for different flow rates other than 5.4 x 10 4 cm 3 /min. ( 2SCFM ) or 5.4 x 10 4 cm 3 / min .
It is also possible to operate satisfactorily for an extended period of time, for example 90 days, at an average daily flow rate significantly different from min. (2SCFM). Increases in hydraulic pressure at any of these flow rates can also be used to initiate or control cleaning. For example, the increase in hydraulic pressure is 635 mm (25 inches) in water column pressure compared to the reference condition.
The device can be activated to begin cleaning before the In this case, the baseline operating conditions and the 635 mm (25 inches) water column pressure condition correspond to a flow rate equal to the average daily flow rate through the device for the 90 days immediately before cleaning began. Changes in the reference flow rate can be made in a similar manner to the back pressure of the device.
汚染物質の堆積量に対して供給すべき洗浄ガス
の量に関しては決つた原則はない。即ち洗浄ガス
が異なれば効果が異なり、また堆積物毎に洗浄ガ
スに対する反応性が異なるためである。しかし本
発明によれば当業者は種々の汚染物質の堆積物を
洗浄するための洗浄ガス量を決定することができ
る。一般的に本発明により使用する量は素子の動
水圧増加および/または平均気泡釈放圧力の増加
を減少するのに十分である。 There is no fixed principle regarding the amount of cleaning gas that should be supplied relative to the amount of contaminant deposited. That is, different cleaning gases have different effects, and each deposit has a different reactivity to the cleaning gas. However, the present invention allows one skilled in the art to determine the amount of cleaning gas for cleaning various contaminant deposits. Generally, the amount used in accordance with the present invention is sufficient to reduce the increase in hydrodynamic pressure and/or mean bubble release pressure of the element.
洗浄ガス供給量および他のガスと混合させる場
合の洗浄ガス濃度は相当変化させることができ
る。しかし低い量または濃度では洗浄ガスを長い
期間にわたり供給しなければならず、高い量およ
び濃度によれば短期間で洗浄することができるこ
とがわかつている。しかし約8時間以内で洗浄を
行うことができる量と濃度で洗浄ガスを供給する
ことが好ましい。 The amount of cleaning gas supplied and the concentration of the cleaning gas when mixed with other gases can vary considerably. However, it has been found that at lower quantities or concentrations the cleaning gas has to be supplied over a longer period of time, whereas at higher quantities or concentrations cleaning can be accomplished in a shorter period of time. However, it is preferred to provide the cleaning gas in an amount and concentration that will allow cleaning to occur within about 8 hours.
洗浄ガスを処理ガスと混合させた場合の洗浄ガ
スの濃度は、混合ガス中の洗浄ガスのモル分数お
よび/または平衡濃度として表現され、この平衡
濃度は液体試料を媒体で飽和したときの結果とし
て定義する。しかし、拡散素子を作動させる液状
媒体が洗浄中に混合ガスで飽和状態にならなけれ
ばならないということを意味するものではない。
使用すべき濃度は種々の要因に基づいて選択する
ことができる。この要因としては液状媒体におけ
るガスの溶解度、堆積した汚染物質に対する洗浄
ガス水溶液の特定の破壊性、および電解液におけ
る合成溶液のイオン化度がある。水において酸性
溶液を形成する洗浄ガスの場合、溶解定数および
イオン化度は特に重要である。この場合PHならび
にガス相のモル分数および平衡濃度を測定および
定義の手段として使用することができる。 The concentration of the cleaning gas when mixed with the process gas is expressed as the mole fraction and/or equilibrium concentration of the cleaning gas in the gas mixture, which is the concentration that results when the liquid sample is saturated with the medium. Define. However, this does not mean that the liquid medium operating the diffusion element must become saturated with the gas mixture during cleaning.
The concentration to be used can be selected based on various factors. These factors include the solubility of the gas in the liquid medium, the specific destructiveness of the aqueous cleaning gas solution towards deposited contaminants, and the degree of ionization of the synthetic solution in the electrolyte. For cleaning gases that form acidic solutions in water, the solubility constant and degree of ionization are particularly important. In this case the PH as well as the mole fraction and equilibrium concentration of the gas phase can be used as measuring and defining means.
上述の適正限界は経験的に決定することができ
る。約100%の湿度および大気圧の下でHClと空
気との混合ガスを使用する試験では、混合ガスの
全モル数当りのモル分数が少なくとも約7.5×
10-5、好適には1.3×10-3、より好適には6.6×
10-3が適正であることがわかつた。これらの値は
標準大気圧および標準温度での混合ガスの全体の
重量当りの平衡濃度が0.167、0.24および0.28にそ
れぞれ対応し、またPH値が0.7、0.5および0.5以下
の値に対応する。しかしPH平衡濃度が約3以下、
または約2以下、または約1以下の酸性ガスを使
用することもできる。汚水中の汚濁物質を新陳代
謝させる好気性および/または嫌気性の微生物を
使用する下水処理タンクに本発明を使用する場合
洗浄ガスの濃度および量はタンク中の微生物全体
の代謝作用に大きな悪影響を与えない量にすべき
である。 The appropriate limits mentioned above can be determined empirically. Tests using a gas mixture of HCl and air at approximately 100% humidity and atmospheric pressure have shown that the mole fraction per total moles of gas in the mixture is at least approximately 7.5
10 -5 , preferably 1.3×10 −3 , more preferably 6.6×
It turns out that 10 -3 is appropriate. These values correspond respectively to equilibrium concentrations of 0.167, 0.24 and 0.28 per total weight of the gas mixture at standard atmospheric pressure and standard temperature, and to values of pH less than 0.7, 0.5 and 0.5. However, if the pH equilibrium concentration is about 3 or less,
Alternatively, less than about 2 acid gases, or less than about 1 acid gas may be used. When the present invention is used in a sewage treatment tank that uses aerobic and/or anaerobic microorganisms to metabolize pollutants in sewage, the concentration and amount of cleaning gas have a large negative impact on the overall metabolic activity of the microorganisms in the tank. There should be no amount.
洗浄ガスに混合させて拡散素子に供給される他
のガス(供給されない場合もある)としては水蒸
気があり、この水蒸気は意図的に装置に添加する
場合もあるし、意図せずに混入する場合もある。
例えば水蒸気は装置に混入し、洗浄ガスと混合す
る。即ちこれは水蒸気は或る種の処理ガスの通常
の成分であるためである(例えば空気を処理ガス
として使用するときの空気の湿気)。この洗浄ガ
スおよび水蒸気は洗浄ガスを上述のネツトワーク
に導入する前または後に混合される。例えば洗浄
ガスを水に溶解させ、次いで処理ガスを水に通過
させて洗浄ガスと水蒸気を抽出し、この混合ガス
をネツトワークに導入する。他方市販のタンク式
曝気装置においてはネツトワークに多量の凝結し
た水が含まれることがよくあり、この水蒸気は曝
気用の空気中の成分として装置に混入したもので
ある。従つて洗浄ガスおよび水蒸気は、ネツトワ
ーク中にたまつた水蒸気と洗浄ガスまたは凝結し
た水に接触する前に形成された洗浄ガスおよび処
理ガスの混合ガスとの接触および混入の結果混合
される。更に凝結した水を多量に含むネツトワー
クに洗浄ガスを供給するとき、凝結した水のすべ
てまたはほとんどが装置から排除されるまで、ま
たは凝結した水が多量の洗浄ガスに吸収される若
しくは洗浄ガスによつてほぼ飽和されるまで最大
の洗浄効果は得られない。拡散素子において液状
媒体または処理ガスによる水の供給が容易に得ら
れない位置に汚染物質の堆積を生じた場合、洗浄
を促進する破壊性の水溶液を形成するため洗浄ガ
スに混入した水蒸気を供給することは有益であ
る。 Another gas that may (or may not) be mixed with the cleaning gas and supplied to the diffusion element is water vapor, which may be intentionally added to the device or may be introduced unintentionally. There is also.
For example, water vapor enters the device and mixes with the cleaning gas. This is because water vapor is a normal component of some process gases (eg, air humidity when air is used as the process gas). The cleaning gas and water vapor are mixed before or after introducing the cleaning gas into the network. For example, the cleaning gas is dissolved in water, the process gas is then passed through the water to extract the cleaning gas and water vapor, and this gas mixture is introduced into the network. On the other hand, commercially available tank aeration systems often contain large amounts of condensed water in the network, and this water vapor has entered the system as a component of the aeration air. The cleaning gas and water vapor are thus mixed as a result of contact and admixture of the water vapor accumulated in the network with the mixture of cleaning gas and process gas formed before contacting the cleaning gas or condensed water. Furthermore, when supplying cleaning gas to a network containing a large amount of condensed water, the cleaning gas is Therefore, the maximum cleaning effect cannot be obtained until the water is almost saturated. If contaminant deposits occur in locations in the diffusion element where water supply by liquid media or process gas is not readily available, supply of water vapor entrained in the cleaning gas to form a destructive aqueous solution to facilitate cleaning. That is beneficial.
処理ガスを供給するため、または処理ガスと洗
浄ガスの破壊性を有する混合ガスを連続的に若し
くは周期的に供給するために種々の手段を使用す
ることができる。処理ガスは例えば当業者には周
知の通常のコンプレツサまたはブロア、および装
置の全圧力または流量制御手段により供給するこ
とができる。洗浄ガスは、多量の加圧ガスを収容
する貯蔵タンクから普通の流量制御装置および流
量測定手段を経て供給する。処理ガスを液状媒体
に移送する手段に処理ガスを供給する手段に接続
することによつて所要の破壊性のある混合ガスを
形成することができる。処理ガスと洗浄ガスとの
混合および破壊性のある混合ガスの供給の開始を
自動制御するための装置を設けることができる。
本発明の好適な実施例によれば、分配ネツトワー
クに測定手段を設け、この測定手段を、必ずしも
ではないがタンクの浸漬部分に配置し、ネツトワ
ークまたは代表的な拡散素子を通過するガスの温
度、圧力、流量を十分な精度で測定し、拡散素子
にかかる動水圧を基準条件を越えて水柱圧で約
635mm(25インチ)、好適には約381mm(15イン
チ)、より好適には約177.8mm(7インチ)以上に
ならない範囲に維持するようにするとよい。 Various means can be used to supply the process gas, or to continuously or periodically supply a destructive mixture of process gas and cleaning gas. Process gases can be supplied, for example, by conventional compressors or blowers and means for controlling the total pressure or flow rate of the apparatus, well known to those skilled in the art. The cleaning gas is supplied via conventional flow control and flow measurement means from a storage tank containing a quantity of pressurized gas. By connecting the means for supplying the process gas to the means for transferring the process gas to the liquid medium, the required destructive gas mixture can be formed. A device can be provided for automatically controlling the mixing of the process gas and the cleaning gas and the initiation of the supply of the destructive gas mixture.
According to a preferred embodiment of the invention, the distribution network is provided with measuring means, which measuring means are arranged, but not necessarily in the immersed part of the tank, to measure the amount of gas passing through the network or through the typical diffusion element. By measuring temperature, pressure, and flow rate with sufficient accuracy, the dynamic water pressure applied to the diffusion element can be measured in terms of water column pressure to exceed the standard conditions.
It should be maintained at no more than 635 mm (25 inches), preferably about 381 mm (15 inches), and more preferably about 177.8 mm (7 inches).
ガス分配ネツトワークは任意の適当な材料によ
り構成することができ、例えば金属製、樹脂の内
張りをした金属製、および剛性を有する樹脂製の
管により構成することができ、この樹脂製の管に
は補強したまたは補強していない熱塑性および熱
硬化性の樹脂管がある。しかし上述のネツトワー
クの合成樹脂材料により形成した部分を経て洗浄
ガスを拡散素子に供給するのが好適である。ネツ
トワークの他の部分は他の材料、例えば金属製の
導管および取付金具により形成することができ
る。本発明の好適な実施例によれば洗浄ガスをネ
ツトワークの浸漬位置において処理ガスと混合さ
せる。このことによりネツトワークの非浸漬部分
に金属導管を使用することができるようになり、
例えば液状媒体の表面の上方から液状媒体に処理
ガスを移送する下送管に金属導管を使用すること
ができる。好適にはガス分配ネツトワークの破壊
性のある混合ガスに触れる部分は耐酸性の合成重
合材料の内面を有する導管により構成する。好適
な重合材料の荷重支持壁を有する合成樹脂管を選
択した場合、約140.6Kg/cm2(2000psi)〜約
4218.4Kg/cm2(60000psi)の引張強さ、約2.8×
103Kg/cm2(4×104psi)〜約2.8×105Kg/cm2(4
×106psi)の曲げ強さ、約0.7Kg/cm2(10psi)〜
約70.3Kg/cm2(1000psi)のこわさを有するもの
とする(ただしASTM D−2412による)。好適
には導管壁を合成重合材料、例えば剛性のあるポ
リ塩化ビニル(PVC)、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン(ABS)または他の適当な樹
脂材料により形成することができる。これらの材
料は流量調整手段および拡散素子ホルダの構造に
も使用することができ、使用するのが好適である
が、洗浄ガスに耐性を示すエラストマー材料を流
量調整手段または封鎖手段に使用することもでき
る。使用する材料は腐食、風雨、圧縮、および衝
撃に強いことを考慮して選択すべきである。必要
であれば膨張および収縮のために適当な装置を設
けることができる。 The gas distribution network can be constructed of any suitable material, such as metal, plastic-lined metal, and rigid plastic tubing, with the plastic tubing being There are reinforced and unreinforced thermoplastic and thermoset tubes. However, it is preferred to supply the cleaning gas to the diffusion element via the part of the network described above made of synthetic resin material. Other parts of the network may be formed of other materials, such as metal conduits and fittings. In accordance with a preferred embodiment of the invention, the cleaning gas is mixed with the process gas at the immersion location of the network. This allows the use of metal conduits in non-submerged parts of the network,
For example, a metal conduit can be used in the lower conduit for transferring the process gas to the liquid medium from above the surface of the liquid medium. Preferably, the parts of the gas distribution network which come into contact with the destructive gas mixture are constituted by conduits having an inner surface of acid-resistant synthetic polymeric material. If synthetic resin tubing is selected with a load-bearing wall of a suitable polymeric material, approximately 140.6 Kg/cm 2 (2000 psi) to approximately
Tensile strength of 4218.4Kg/ cm2 (60000psi), approx. 2.8×
10 3 Kg/cm 2 (4×10 4 psi) to approx. 2.8×10 5 Kg/cm 2 (4
× 106 psi) bending strength, approx. 0.7Kg/ cm2 (10psi)~
It shall have a stiffness of approximately 1000 psi (according to ASTM D-2412). Preferably, the conduit wall may be formed from a synthetic polymeric material, such as rigid polyvinyl chloride (PVC), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) or other suitable resin material. Although these materials can and are preferably used in the construction of the flow regulating means and the diffusion element holder, elastomeric materials that are resistant to cleaning gases may also be used for the flow regulating means or the sealing means. can. The materials used should be selected for resistance to corrosion, weathering, compression, and impact. Suitable devices can be provided for inflation and deflation if necessary.
流量調整手段は拡散素子のホルダに一体にする
こともでき、別体にすることもできる。流量調整
手段の取付けはホルダの内外で行うことができる
が、最も都合のよいのはホルダ内で取付ける構成
である。本発明に使用する流量調整装置は任意の
型式のものでよく、例えば圧力応答特性を変化さ
せることができるものを含めて能動型および受動
型流量調整手段を使用することができる。例えば
圧力変化に指数関数的に応答する例えば固定オリ
フイスのような流量調整手段、または直線的に応
答する流量調整手段、例えば断面積に対する長さ
の比が大きい通路を使用することができる。更に
圧力変化に応答して断面積が変化する通路を使用
することもでき、このようなタイプとしては、弁
作用を行うもの、および一方向にのみ流れを通過
させることができるものがある。 The flow rate adjusting means can be integrated into the holder of the diffusion element or can be separate. Although the flow regulating means can be mounted inside or outside the holder, the most convenient arrangement is to mount it within the holder. The flow regulating devices used in the present invention may be of any type, including active and passive flow regulating means, including those capable of varying pressure response characteristics. For example, flow regulating means such as fixed orifices that respond exponentially to pressure changes, or flow regulating means that respond linearly, for example passages with a high length to cross-sectional area ratio, can be used. Additionally, passages whose cross-sectional area changes in response to changes in pressure may be used, including those that provide valve action and those that allow flow to pass in only one direction.
拡散素子を適当なホルダにより支持することが
でき、これらホルダの各々は充満空間即ちプレナ
ム(以下に説明する)を少なくとも部分的に包囲
し、また支持表面を有し、この支持表面に拡散素
子の周面部分を保持手段および/または封鎖手段
(以下に説明する)により支持掛合させる。既知
の普及されているタイプのホルダには素子に貫通
したボルト孔にホルダのねじ山を掛合させること
によつて素子をホルダに取付けるもの、およびホ
ルダの周縁に素子を取付けるものがある。このう
ち後者のものが好適であり、このようなホルダお
よび素子を封鎖する封鎖手段として種々の好適な
実施例を以下に示す。 The diffusing element may be supported by suitable holders, each of which at least partially surrounds a fill space or plenum (described below) and having a support surface on which the diffusing element is disposed. The circumferential portions are supported and engaged by retaining means and/or sealing means (described below). Known and popular types of holders include those that attach the element to the holder by engaging the threads of the holder with bolt holes extending through the element, and those that attach the element to the periphery of the holder. Of these, the latter is preferred, and various preferred embodiments of the sealing means for sealing such holders and elements are shown below.
プレナムは任意の適当な材料とすることができ
るが、補強した合成材料であつて、好適な管に関
連して上述した物理的特性を有する合成材料によ
り形成するとよい。ホルダは任意の適当な形成方
法で形成することができ、例えば射出成形、レイ
アツプ法、および吹付け法によつて形成すること
ができる。 The plenum may be of any suitable material, but is preferably formed from a reinforced synthetic material having the physical characteristics described above in connection with the preferred tube. The holder may be formed by any suitable forming method, such as injection molding, lay-up, and spraying.
プレナムを経て流量調整手段から拡散素子の流
入面に放出されるが、このプレナムをガスの出口
付きの壁手段により画定されたガス室とし、流入
面に対して均一にガスを分布させることができる
ようにする。プレナムはホルダ内に設けるのが一
般的であるが、必ずしもホルダ内でなくてもよ
い。各プレナムの1個またはそれ以上の領域の壁
は拡散素子の流入面により画定することができ、
またプレナムの他の領域の壁をホルダの内表面に
より画定することができる。場合によつてプレナ
ムの壁領域の大部分を拡散素子の流入面により画
定し、この流入面における素子の形状は長さに比
べて直径が小さい細長の形状にする。 The gas is discharged from the flow rate adjustment means to the inflow surface of the diffusion element via a plenum, and this plenum is made into a gas chamber defined by a wall means with a gas outlet, so that the gas can be uniformly distributed to the inflow surface. Do it like this. Although the plenum is generally provided within the holder, it does not necessarily have to be within the holder. The walls of one or more regions of each plenum can be defined by an inflow surface of a diffusing element;
The walls of other regions of the plenum may also be defined by the inner surface of the holder. Optionally, a large portion of the wall area of the plenum is defined by the inlet face of the diffuser element, the shape of the element at the inlet face being elongated with a small diameter compared to its length.
上述したようにホルダならびに保持手段は種々
の形式のものとすることができ、例えば素子をホ
ルダの周縁に直接あるいは間接に接触させて取付
けるもの、またはホルダの周縁の互いに離間した
点において、または他の位置において素子を取付
けることができ、米国特許第4046845号および第
3532272号に記載のようなセンターボルト構成が
ある。しかし拡散表面に形成した孔に貫通する中
心緊締部材または他の緊締部材を使用して拡散素
子を取付けることによつて悪影響を生じ、この悪
影響は、はつきりと予知することはできない。 As mentioned above, the holder and the retaining means can be of various types, for example in which the elements are mounted in direct or indirect contact with the periphery of the holder, or at mutually spaced points on the periphery of the holder, or otherwise. 4,046,845 and US Pat.
There is a center bolt configuration as described in No. 3532272. However, mounting the diffuser element using a central clamping member or other clamping member extending through a hole formed in the diffuser surface has adverse effects that cannot be foreseen with certainty.
従来技術において素子とプレナムとの間の封鎖
は垂直方向に負荷を与えたエラストマーガスケツ
トにより行つてきた。多孔質の拡散素子の適正な
封鎖を行うのに必要な負荷は高くし、例えば2.54
cm(1インチ)当り22.68Kg(50ポンド)にする。
拡散素子およびプレナムの強度および剛性を大き
くするのは周縁の周りに分布される力が本発明の
好適な実施例よりも大きい場合に必要となり、こ
の場合連続的なクランプ部材または保持部材を使
用する。 In the prior art, sealing between the element and the plenum has been accomplished by vertically loaded elastomeric gaskets. The load required for proper sealing of a porous diffusion element is high, e.g. 2.54
22.68Kg (50 lbs) per cm (1 inch).
Increased strength and stiffness of the diffuser element and plenum may be required if the forces distributed around the periphery are greater than in the preferred embodiment of the invention, in which case continuous clamping or retaining members are used. .
更に素子に貫通してプレナムに突入する緊締部
材には孔に遊びをもたせるのが一般的である。従
つて孔の内部全体を封鎖しないならば、この遊隙
において空気が自由に通過して緊締部材の近傍に
おいて拡散素子から過剰の流れを生ずる。保持手
段の下側水平表面の下方の封鎖領域を拡張するこ
とは遊隙領域から拡散表面に流れる空気の通路を
長くすることになり、修正することにはならな
い。これは表面において封鎖領域が増えることか
らくる緊締部材近傍の単位流量の減少がこの領域
の摩擦圧力を低下させ、不均一な力の分布の問題
を生ずるためである。 Additionally, it is common for the clamping member that penetrates the element and enters the plenum to have play in the hole. Therefore, if the entire interior of the hole is not sealed, air can pass freely through this gap, causing an excessive flow from the diffusion element in the vicinity of the clamping member. Enlarging the confinement area below the lower horizontal surface of the retaining means lengthens and does not modify the path of air flowing from the clearance area to the diffusion surface. This is because the reduction in unit flow rate near the clamping member due to the increased sealing area on the surface reduces the frictional pressure in this area, resulting in the problem of non-uniform force distribution.
上述の貫通型緊締部材の悪影響は本発明による
好適な周縁クランプまたは保持方法を使用するこ
とによつて克服することができる。適用可能な保
持手段としては、クリツプ、クランプおよびリン
グがあり、これらのものはクランプまたは単に保
持するものであり、ボルト、フツク、ねじおよび
他の緊締手段によりプレナムに取付ける。 The negative effects of the above-mentioned through-type fastening members can be overcome by using the preferred peripheral clamp or retention method according to the present invention. Applicable retaining means include clips, clamps and rings, which are clamps or simply retainers, and are attached to the plenum by bolts, hooks, screws and other fastening means.
好適な封鎖部材は種々の材料から種々の形状に
形成することができる。例えば種々のプラスチツ
クおよびゴム状エラストマーを使用することがで
きる。封鎖部材は拡散素子および/または支持手
段の形状に整合する特定の輪郭を有する円形、平
坦または他の形状の断面の1個またはそれ以上の
部材とすることができる。必要とされる形状は任
意の適当な形成方法で形成することができ、例え
ば押出、鋳造、および他の成形技術により形成す
ることができる。 Suitable sealing members can be formed from a variety of materials and in a variety of shapes. For example, various plastics and rubbery elastomers can be used. The sealing member may be one or more members of circular, flat or other shaped cross-section with a particular contour matching the shape of the diffusion element and/or the support means. The required shape may be formed by any suitable forming method, such as extrusion, casting, and other forming techniques.
本発明によれば拡散素子に付着するまたは取付
ける封鎖手段を使用し、これら封鎖手段には所定
位置にクランプまたは接着するもの、および付着
性をもたず、取付けないタイプのものがある。拡
散素子に対して付着もせず、取付けもしない封鎖
手段は本発明において好適であり、ホルダの構体
により、上述の保持手段の構体により、拡散素子
自体の構体によりおよびこれら構体の組合せによ
り封鎖手段を素子に保持するのが好適である。封
鎖手段を拡散素子の周縁に配置するには平面図で
見て素子の輪郭の内側および/または外側、およ
び素子の側面の上方、下方および/または側面に
沿つて配置することができるが、以下に詳細に説
明するように封鎖部材を素子の垂直側面(垂直に
近いものも含めて)の上端縁に接触させると都合
がよい。 According to the invention, sealing means are used which are attached or attached to the diffusing element, and these sealing means can be clamped or glued in place, or of the non-adhesive, non-attached type. Closing means that are neither attached nor attached to the diffuser element are preferred in the present invention, and can be carried out by the structure of the holder, by the structure of the above-mentioned holding means, by the structure of the diffuser element itself and by a combination of these structures. It is preferable to hold it in an element. The blocking means can be arranged at the periphery of the diffusing element, which can be arranged inside and/or outside the contour of the element in plan view, and above, below and/or along the sides of the element, but as follows: Conveniently, the sealing member contacts the upper edge of the vertical (including near-vertical) sides of the element, as described in detail in .
拡散素子は種々の材料から種々の形状に形成す
ることができる。一般的に本発明は多孔性の拡散
素子を使用して実施することができ、この素子は
ガスを液状媒体に放出する経路を画定する小径の
互いに近接し合つた多数の通路または孔を有す
る。これらの孔または通路の形状、寸法、長さは
任意にすることができ、形状は素子を形成する方
法により成る程度決定される。例えば非水溶性の
溶融材料と水溶性の固体粒子の混合物を整形した
ものを固まらせ、次いで水溶性粒子を溶解放出す
ることによつて多孔体を形成する。代案として繊
維またはフイラメントから形成した織物を重ね合
せることによつて多孔体を形成することができ
る。しかし、拡散素子および拡散素子の孔の形成
は固体粒子を結合して塊にし、この塊の結合粒子
間の隙間により孔を形成する。粒子は接着剤を用
いて、または用いずに結合することができる。 Diffusing elements can be formed from a variety of materials and in a variety of shapes. Generally, the invention may be practiced using a porous diffusion element having a number of closely spaced passageways or pores of small diameter that define a path for the release of gas into a liquid medium. The shape, size, and length of these holes or passageways can be arbitrary, and the shape is determined in part by the method of forming the element. For example, a porous body is formed by solidifying a shaped mixture of a water-insoluble molten material and water-soluble solid particles, and then dissolving and releasing the water-soluble particles. Alternatively, the porous body can be formed by overlapping fabrics formed from fibers or filaments. However, the diffusion element and the formation of pores in the diffusion element combine solid particles into agglomerates, and the gaps between the bonded particles of this agglomerate form pores. The particles can be bonded with or without adhesive.
素子は、例えば粒子状および/または繊維状の
有機または無機材料により形成することができ
る。有機材料の例としては米国特許第3970731号
記載の可溶性の重合材料の粒子がある。無機材料
の例としてはアルミナ、シリカ、ムライト、およ
び種々の粘土などの金属粉およびセラミツク粉が
ある。微細な材料は圧力を加えることによつて形
づくり、固めることができ、必要に応じ加熱また
は焼結させて必要とされる結合力を生ずることが
できる。また有機または無機の結合剤で結合する
こともでき、微細な粒子および/または繊維を有
機の接着剤、セラミツク若しくは溶解結合、また
は焼結によつて互いに結合することができる。 The elements can be made of, for example, particulate and/or fibrous organic or inorganic materials. Examples of organic materials include particles of soluble polymeric materials as described in US Pat. No. 3,970,731. Examples of inorganic materials include metal and ceramic powders such as alumina, silica, mullite, and various clays. The finely divided material can be shaped and solidified by applying pressure, and optionally heated or sintered to create the required bonding strength. It is also possible to bond with organic or inorganic binders, and the fine particles and/or fibers can be bonded to each other by organic adhesives, ceramic or melt bonding, or by sintering.
拡散素子は好適な形状に形成することができ
る。例えば、平坦な若しくは湾曲した表面を画定
する板、または管またはドームの形状にすること
ができる。適用可能な形状としては平面図で見て
円形、楕円形、方形、長方形、多角形、および不
定形のもの、横断面がほぼ水平のものがあり、こ
の横断面がほぼ水平のものとしては、真に平坦な
もの、非水平面であるが部分的に水平に延在する
部分を持つという意味でほぼ水平なものがある。
素子の端縁は平坦で垂直状態のものまたは傾斜状
態のものにすることができ、また段差があるもの
または段差のないものにすることができ、端縁部
に傾斜部、丸味部、溝等を設けることができる。 The diffusing element can be formed into any suitable shape. For example, it can be in the shape of a plate defining a flat or curved surface, or a tube or dome. Applicable shapes include circular, elliptical, square, rectangular, polygonal, and irregular shapes in plan view, and those with a nearly horizontal cross section. There are those that are truly flat and those that are non-horizontal but nearly horizontal in the sense that they have parts that extend partially horizontally.
The edge of the element can be flat and vertical or sloped, or can be stepped or unstepped, with slopes, roundings, grooves, etc. can be provided.
一般的に適用する素子には、米国特許第
3970731号に記載のように気泡を放出する大きな
開口のない有効ガス放出面を設ける。好適にはガ
ス放出面の任意の位置から微細な気泡を発生する
ようにするとよい。素子のガス流入面には0.3T
(Tは面積を基準にして考慮した素子の平均厚さ)
以上の大きな空気透過孔のないものにする。大き
な孔とは粒子材料を固めることにより平素生ずる
よりも大きな孔である。素子の本体を経てプレナ
ムまたはホルダに取付けたガス放出面に至るすべ
てのガス経路がほぼ同一の長さであると有益であ
る。更に気泡釈放圧力が水柱圧で約50.8mm〜508
mm(2〜20インチ)、好適には約76.2mm〜381mm
(3〜15インチ)、更に好適には約101.6mm〜254mm
(4〜10インチ)の拡散素子を使用するとよい。
最適な気泡釈放圧力は水柱圧で約177.8mm(7イ
ンチ)であると考えられる。所定の値は製造時、
即ち使用前の新しい素子の水中における気泡釈放
圧力に対してのものである。本発明に使用する拡
散素子の気泡釈放圧力および他の好適な特性を決
定する技術は米国特許第952892号に記載されてい
る。更に親水性の材料の素子を形成すると好適で
ある。即ち製造時および使用前において素子が親
水性を示す材料により形成するとよい。更に側面
(極端に垂直な端縁、素子の周縁に近接する段差
の垂直表面若しくは垂直に近い表面を含めて)を
多孔性にし、また少なくとも半透過性にし、気泡
発生を阻止する粘着性のある物質がないようにす
るとよい。素子としては新しいときに水柱50.8mm
(2インチ)の圧力で約1.62×105〜5.4×106cm3/
min.(6〜200SCFM)の透過度を有するものがよ
い。素子の厚さは全体にわたり均一であつてもよ
いし、水平断面で見たときに変化するものでもよ
い。好適な拡散素子の特に好ましい特性は素子の
ガス流出面にわたり気泡釈放圧力が比較的均一で
あることである。このような均一性は任意の適当
な方法で得ることができ、例えば米国特許第
952892号に記載の技術がある。 Commonly applicable elements include U.S. Pat.
Provide an effective gas release surface without large openings to release air bubbles as described in No. 3,970,731. Preferably, fine bubbles are generated from any position on the gas release surface. 0.3T on the gas inflow surface of the element
(T is the average thickness of the element considered based on area)
It should not have air permeation holes larger than the above. Large pores are pores that are larger than would normally occur due to consolidation of the particulate material. Advantageously, all gas paths through the body of the element to the gas ejection surface attached to the plenum or holder are approximately the same length. Furthermore, the bubble release pressure is approximately 50.8 mm to 508 in water column pressure.
mm (2 to 20 inches), preferably about 76.2 mm to 381 mm
(3 to 15 inches), more preferably about 101.6 mm to 254 mm
(4 to 10 inches) diffusing elements may be used.
The optimum bubble release pressure is believed to be approximately 7 inches (177.8 mm) of water column pressure. The predetermined value is at the time of manufacture,
That is, the bubble release pressure of the new device in water before use. Techniques for determining bubble release pressure and other suitable characteristics of diffusion elements for use in the present invention are described in US Pat. No. 9,528,928. Furthermore, it is preferable to form the element of a hydrophilic material. That is, it is preferable that the element be made of a material that exhibits hydrophilic properties during manufacture and before use. In addition, the sides (including extreme vertical edges, vertical or near-vertical surfaces of steps adjacent to the periphery of the element) are made porous and at least semi-permeable, with an adhesive to prevent bubble formation. It is best to make sure there are no substances. When the element was new, the water column was 50.8 mm.
Approximately 1.62×10 5 to 5.4×10 6 cm 3 / at a pressure of (2 inches)
It is preferable to have a transmittance of min. (6 to 200 SCFM). The thickness of the element may be uniform throughout, or may vary when viewed in horizontal section. A particularly preferred characteristic of suitable diffusion elements is that the bubble release pressure is relatively uniform across the gas exit surface of the element. Such uniformity can be obtained by any suitable method, for example as described in U.S. Pat.
There is a technique described in No. 952892.
本発明の好適な実施例によれば、拡散素子の流
出面における2個の互いに直交する直線上に沿つ
て測定した少なくとも5個の気泡釈放圧力の測定
値の標準偏差が0.25以下、好適には0.05以下とす
る。更に好適な拡散素子は、上述の米国特許第
952892号、および第952862号に記載の技術により
焼結または結合した粒子により形成したものであ
る。上述の好適な特性のうちのいずれか1個また
はすべてを有する拡散素子を選択することができ
る。 According to a preferred embodiment of the invention, the standard deviation of at least five bubble release pressure measurements taken along two mutually orthogonal straight lines at the outflow face of the diffusion element is preferably 0.25 or less. Should be 0.05 or less. Further suitable diffusing elements are disclosed in the above-mentioned US Pat.
It is formed from particles that are sintered or bonded using the techniques described in No. 952892 and No. 952862. Diffusion elements can be selected that have any one or all of the preferred characteristics described above.
採用したホルダおよび拡散素子構成の形式に関
係なく、空気を周囲の液体に流出させる素子のす
べての部分が水に容易に触れることができ、流出
部分の水との接触を維持し、表面張力の影響を受
けるよう素子を支持するとよい。従つて素子の側
面から放出された空気によつて水を排除してしま
う空隙に素子の側面が近接するような状況を回避
することが好ましい。空隙に隣接する素子から流
出する空気は表面張力に打勝つ必要はなく、従つ
て空気は優先的に素子のこの部分に向い、素子か
らの均一な流れの分布に悪影響を与える。しかし
素子の空気を液体に流出できるいかなる露出表面
をも液体に容易に触れることができる形状および
位置に支持手段および他の構体を形成および配置
する場合、上述の分布の欠陥は排除することがで
きる。代案として上述の空隙に空気を放出する拡
散素子の部分を素子よりも丈の低い封鎖部材の適
正な位置決め、または表面への非透過性被覆の塗
布により、または水に触れる側面あるいは部分を
十分圧縮してほぼ非透過性を示すようにすること
によつて封鎖することができる。しかし好適な拡
散素子には、多孔性であり、少なくとも半透過性
を示し、気泡の発生を阻止する粘着性の物質がな
く「垂直」(ほぼ垂直、例えば垂直から約20°傾斜
した状態を含む)である側面を設ける。更に好適
にはこのような垂直のまたはほぼ垂直な端縁をプ
レナム、封鎖手段、および保持手段の組合せ構体
によりカバーする。以下に詳細に説明する本発明
の好適な実施例によれば、封鎖手段を拡散素子の
丈よりも短かくし、垂直またはほぼ垂直な側面と
素子の上方ガス放出面の上方対向部分との交差に
より画定される上方端縁に配置する。 Regardless of the type of holder and diffuser element configuration employed, all parts of the element that allow air to escape into the surrounding liquid are readily accessible to the water, maintaining contact with the water in the outflow area and reducing surface tension. It is preferable to support the element so that it is affected. Therefore, it is preferable to avoid a situation in which the side surfaces of the element are in close proximity to voids that would exclude water by air released from the side surfaces of the element. Air exiting the element adjacent to the air gap does not have to overcome surface tension, so the air is preferentially directed to this part of the element, adversely affecting the uniform flow distribution from the element. However, if the support means and other structures are formed and placed in a shape and position that allows easy access to the liquid, any exposed surfaces that allow the air of the element to flow into the liquid can be eliminated, and the above-mentioned distribution defects can be eliminated. . Alternatively, the part of the diffuser element that releases air into the above-mentioned voids can be sufficiently compressed by proper positioning of a closure member shorter than the element, or by applying an impermeable coating to the surface, or by sufficiently compressing the sides or parts that come into contact with the water. It can be blocked by making it nearly impermeable. However, suitable diffusing elements include porous, at least semi-permeable, free of sticky substances that inhibit the formation of bubbles, and "vertical" (including near vertical, e.g., inclined at about 20° from vertical). ). Further preferably such vertical or nearly vertical edges are covered by a combined structure of plenum, closure means and retention means. According to a preferred embodiment of the invention, which will be described in detail below, the closure means is shorter than the length of the diffusing element and is formed by the intersection of a vertical or nearly vertical side surface with an upper opposing portion of the upper gas emitting surface of the element. located at the upper edge defined.
拡散素子は天然若しくは人工の貯水池、例えば
湖、潟、またはタンクに取付けられるのが一般的
であり、最も一般的には家庭下水を活性汚泥処理
するためのコンクリート構造の大型タンクに取付
けられる。拡散素子は貯水池において1列または
それ以上の列に配列されてガス分配ネツトワーク
に接続され、種々の高さにおいて支持され、適当
な圧力若しくは流量制御装置、または個別のコン
プレツサを設けて、種々の高さにおける素子への
曝気ガスの適切な分配を確実にしている。しかし
好適には或るタンク内における同一のガス分配ネ
ツトワークに連通するすべての素子はほぼ同一の
高さに取付ける。 Diffusion elements are commonly installed in natural or man-made reservoirs, such as lakes, lagoons, or tanks, most commonly large tanks of concrete construction for activated sludge treatment of domestic sewage. The diffusion elements are arranged in one or more rows in the reservoir and connected to the gas distribution network, supported at various heights and provided with suitable pressure or flow control devices, or separate compressors, to provide various Ensuring proper distribution of aeration gas to the elements at height. Preferably, however, all elements communicating with the same gas distribution network within a given tank are mounted at approximately the same height.
第1〜18図において本発明に関連して使用す
る装置の特に好適な実施例を示す。第1図におい
て下水曝気タンク1を示し、このタンクに底壁
2、側壁3、および端壁4を設け、曝気すべき下
水を収容する。コンプレツサ5を設けて過した
大気中の空気を弁6A、流量表示計7A、枝管1
8Aを経て空気主管8に供給する。貯蔵タンク1
9に高圧の洗浄ガスを収容し、弁6B、流量表示
計7B、および枝管18Bを経てこの洗浄ガスを
主管8に放出し、圧縮空気との制御したまたは所
定の混合を行わせる。弁6A,6Bの操作によつ
て曝気および洗浄ガスの放流を開始、停止および
制御し、これにより上述の素子は曝気ガスを分配
ネツトワークに供給するためのまた曝気ガスおよ
び洗浄ガスの混合ガスを連続的にまたは間欠的に
分配ネツトワークに供給するための手段を構成す
る。 1-18 illustrate particularly preferred embodiments of apparatus for use in connection with the present invention. In Figure 1 a sewage aeration tank 1 is shown, which tank is provided with a bottom wall 2, side walls 3 and end walls 4 for containing the sewage to be aerated. A compressor 5 is provided, and the air passing through the atmosphere is collected through a valve 6A, a flow rate indicator 7A, and a branch pipe 1.
It is supplied to the air main pipe 8 through 8A. storage tank 1
9 contains a high pressure cleaning gas which is discharged via valve 6B, flow indicator 7B and branch pipe 18B into main pipe 8 for controlled or predetermined mixing with compressed air. The operation of the valves 6A, 6B starts, stops and controls the discharge of aeration and cleaning gas, so that the above-mentioned elements are used to supply the aeration gas to the distribution network and also to supply a mixture of aeration and cleaning gases. The means for supplying the distribution network either continuously or intermittently is provided.
分配ネツトワークに空気主管8を設け、この主
管8をタンク1の液面レベルの上方に支持するの
が一般的であり、この主管8を、下送管9に接続
し、この下送管9を空気主管8から底壁2の僅か
に上方においてほぼ水平に支持した分配管10に
至るまで垂直に延在させる。分配管10により、
やはり底壁2の僅かに上方に支持した平行配列の
端末管11に供給する。水平面上に配列した端末
管11および拡散装置即ちデフユーザ12の間隔
は当業者に既知の基準に基づいて決定する。 It is common practice to provide a main air pipe 8 in the distribution network, which is supported above the liquid level in the tank 1, and which is connected to a lower feed pipe 9. extends vertically from the main air pipe 8 to a distribution pipe 10 supported substantially horizontally slightly above the bottom wall 2. By the distribution pipe 10,
It also feeds into a parallel array of terminal tubes 11 supported slightly above the bottom wall 2. The spacing between the terminal tubes 11 and the diffusers or differential users 12 arranged on a horizontal plane is determined based on criteria known to those skilled in the art.
好適な実施例においては主管8、および下送管
9を金属で形成するとともに、分配管10、枝管
18Bを合成樹脂で形成する。下送管9および管
10をガス密の管継手(図示せず)により接続す
る。このような実施例において枝管18Bは第1
図に示すように主管8との交点において主管8内
に挿入するが、主管8とは連通させず、主管8お
よび下送管9内で連続的に延在させ、継手の下流
域およびタンクの液面下の管10の放出出口まで
達せしめる。代案として枝管18Bを主管8とは
別個に継手の下流域の浸漬した位置において直接
管10に接続することもできる。 In a preferred embodiment, the main pipe 8 and the lower pipe 9 are made of metal, and the distribution pipe 10 and branch pipe 18B are made of synthetic resin. The lower feed pipe 9 and the pipe 10 are connected by a gas-tight pipe joint (not shown). In such embodiments, the branch pipe 18B is
As shown in the figure, it is inserted into the main pipe 8 at the intersection with the main pipe 8, but it is not communicated with the main pipe 8, but is extended continuously within the main pipe 8 and the lower feed pipe 9, and is inserted into the downstream area of the joint and the tank. It reaches the discharge outlet of the tube 10 below the liquid level. Alternatively, the branch pipe 18B can be connected separately from the main pipe 8 directly to the pipe 10 in a submerged position downstream of the joint.
第2図において、デフユーザ12を具える端末
管11の拡大部分斜視図を示す。 In FIG. 2, an enlarged partial perspective view of the terminal tube 11 including the differential user 12 is shown.
第3および4図に示すように、端末管11に流
出開口13を設け、この開口を頂面の中心線に沿
つて一定の間隔毎に形成し、空気をデフユーザ1
2のプレナム14に供給しうるようにする。各プ
レナム14に下壁手段15を設ける。この下壁手
段の全体または大部分の断面形状を円形にし、管
11の外面16に適合させる。下壁15を管11
に種々の方法ならびに種々の機械的構成により密
接に掛合させる。例えばクランプ、またはストラ
ツプを使用することができるが、好適には管に接
着結合する。一般的に任意の接着技術を使用する
ことができるが、管が重合材料(好適材料であ
る)でできている場合、溶解接合即ち熱衝撃(超
音波も含む)接合によつても取付けることができ
る。熱衝撃接合は簡便さ、および経済性の点で有
利である。使用する取付手段のタイプに基づい
て、この取付手段と同じ手段により、または拡散
手段によりプレナムを管に対して封鎖する。プレ
ナム下壁手段と管の外面16との間にエラストマ
ー封鎖部材を設けることもでき、上述のように溶
接または接着によつて封鎖することもできる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the terminal pipe 11 is provided with outflow openings 13, and these openings are formed at regular intervals along the center line of the top surface to direct air to the differential user 1.
2 plenums 14. Each plenum 14 is provided with lower wall means 15. The cross-sectional shape of all or most of this lower wall means is circular and adapted to the outer surface 16 of the tube 11. Connect the lower wall 15 to the pipe 11
are closely interlocked in various ways as well as in various mechanical configurations. For example, clamps or straps can be used, but are preferably adhesively bonded to the tube. Generally any bonding technique can be used, but if the tube is made of polymeric material (which is the preferred material) it may also be attached by melt bonding or thermal shock (including ultrasonic) bonding. can. Thermal shock bonding is advantageous in terms of simplicity and economy. Depending on the type of attachment means used, the plenum is sealed off to the tube either by the same means or by diffusion means. An elastomeric sealing member may also be provided between the plenum bottom wall means and the outer surface 16 of the tube, and the sealing may be by welding or gluing as described above.
構造の一体性という観点から重合体の管および
重合材料のプレナムを使用する場合、下壁手段1
5を管の外面16の長さ方向の部分および横断面
部分と密接に掛合させることができ有利である。
下壁15の管の横断面への適合は下壁手段の少な
くとも中間部17において、少なくとも約20°、
好適には約45°、一層好適には約70°の円弧にわた
り適合させるとよい。第3および4図に示す好適
な実施例においては約90°である。 When using polymeric tubes and polymeric material plenums from a structural integrity standpoint, the lower wall means 1
Advantageously, 5 can closely engage the longitudinal and cross-sectional portions of the outer surface 16 of the tube.
The adaptation of the lower wall 15 to the cross-section of the tube is at least approximately 20°, at least in the intermediate section 17 of the lower wall means;
Preferably, the fit spans an arc of about 45°, more preferably about 70°. In the preferred embodiment shown in FIGS. 3 and 4, it is approximately 90 degrees.
第3および4図に示すように下壁手段15に空
気流入口22を設け、この流入口の周囲に僅かに
突出するボス23をプレナム下壁手段15の内面
に設ける。空気流出開口13および流入開口22
を互いに整合状態に維持する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the lower wall means 15 is provided with an air inlet 22, and around the inlet a slightly protruding boss 23 is provided on the inner surface of the plenum lower wall means 15. Air outflow opening 13 and inflow opening 22
keep them aligned with each other.
本発明によれば流量調整装置即ちレギユレータ
を設け、この装置の一実施例を符号24で示す。
好適な実施例によれば管、下壁手段15、および
流量調整装置またはこの流量調整装置に取付ける
スリーブ部材25により組合せの結合組立体を形
成する。例えばこれら部分のすべてを同時に接着
または溶着し、これにより製造工程およびコスト
を相当節約することができる。流量調整装置24
およびこの部材の種々の変更例を以下に詳細に説
明する。下壁手段15は平面図で見て任意の所要
の形状にすることができる。例えば方形、長方
形、円形、楕円形の輪郭にすることができるが、
楕円形が好適である。空気流入開口22および流
量調整装置(以下「レギユレータ)と称す)24
の双方を平面図で見てこの輪郭内に配置するとよ
い。 In accordance with the invention, a flow regulating device or regulator is provided, one embodiment of which device is designated at 24.
According to a preferred embodiment, the tube, the bottom wall means 15, and the flow regulator or sleeve member 25 for attachment to the flow regulator form a combined joint assembly. For example, all of these parts can be glued or welded at the same time, which saves considerable manufacturing steps and costs. Flow rate adjustment device 24
and various modifications of this member will be explained in detail below. The lower wall means 15 can have any desired shape in plan view. For example, the outline can be square, rectangular, circular, oval,
An oval shape is preferred. Air inflow opening 22 and flow rate regulator (hereinafter referred to as "regulator") 24
It is advisable to place both of them within this outline when viewed from a plan view.
第5図において第3および4図のレギユレータ
24の縦断面図を示す。この実施例においてレギ
ユレータをプラグ部材とし、中心空所を設け、こ
の空所をスリーブ25の開放底壁を経て管11の
内部に連通させる。空所32から横方向に1対の
水平オリフイス33を延在させ、プレナム14の
内部に連通させる。第3および4図に示すように
これらオリフイス33をプレナム14の内部に直
接連通させる。しかし、オリフイス33の外端を
第5図に示すように弾性バンド34によりカバー
する場合、単一方向性を持つ、即ち逆止弁として
作用する。この特性は端末管11の空気圧に一時
的な消失がある場合に有益である。レギユレータ
の単一方向性によりプレナム14の圧力を維持
し、デフユーザの外部の液体が拡散素子35を経
てプレナム内に逆流するのを防止する。またこの
ことにより圧力が回復したとき装置の起動時の困
難さを減少する。拡散素子35またはレギユレー
タ24を経て下水が逆流によりこれらの構成部材
を詰まらせ、加圧空気の流れが回復したときの素
子および/または装置を経る流れを完全に詰まら
せたり、流れの分布を不均一にする。 In FIG. 5, a longitudinal cross-sectional view of the regulator 24 of FIGS. 3 and 4 is shown. In this embodiment, the regulator is a plug member with a central cavity that communicates with the interior of the tube 11 through the open bottom wall of the sleeve 25. A pair of horizontal orifices 33 extend laterally from the cavity 32 and communicate with the interior of the plenum 14. These orifices 33 communicate directly with the interior of plenum 14 as shown in FIGS. 3 and 4. However, if the outer end of the orifice 33 is covered with an elastic band 34 as shown in FIG. 5, it has unidirectionality, ie, acts as a check valve. This characteristic is useful when there is a temporary loss of air pressure in the end tube 11. The unidirectionality of the regulator maintains the pressure in the plenum 14 and prevents liquid outside the differential user from flowing back into the plenum through the diffusion element 35. This also reduces the difficulty in starting up the device when pressure is restored. Backflow of sewage through the diffusion element 35 or regulator 24 may clog these components, completely clogging the flow through the element and/or the device, or impairing flow distribution when pressurized air flow is restored. Make it uniform.
第5A図においていわゆる「ダツクビル
(duck−bill)」と称される単一方向流レギユレー
タを示す。このダツクビルは可撓性および弾性を
有する材料によりあひるの口ばしのような形状
で、平素閉じているスリツトを有する唇部を設け
た構造にする。この実施例において、ダツクビル
をプレナム下壁15および端末管11内に収容し
たスリーブ25Aに取付け、またダツクビルの大
部分を端末管11の輪郭の内側に配置する。ダツ
クビルに、円筒状の胴部37と、水平スリツト3
9を端部とする唇部38と環状フランジ部40と
を設け、スリーブ25Aに固着した同心状のカラ
ー41によりこの環状フランジ部40をスリーブ
25A内に閉塞する。スリーブ25Aの下端にお
いて中心開口43を形成する内向フランジ42に
よりダツクビルを下側から支持し、円筒状の胴部
37の内部に連通させ、この胴部によつて管の内
部、唇部38間およびスリツト39を経て空気を
プレナム14の内部に連通させることができる。
スリツト39の開放の際に生ずるオリフイスは圧
力に応じて変化し、プレナムに向う流れが止まる
と閉じる。従つて第5図に示す変更例のように逆
止弁として作用する。 In FIG. 5A a so-called "duck-bill" unidirectional flow regulator is shown. This duckbill is made of a flexible and elastic material and is shaped like a duck's beak and has a lip with a normally closed slit. In this embodiment, the duckbill is attached to the sleeve 25A contained within the lower plenum wall 15 and the end tube 11, and the majority of the duckbill is located inside the contour of the end tube 11. A cylindrical body 37 and a horizontal slit 3 in the duck building.
A lip 38 ending at 9 and an annular flange 40 are provided, and the annular flange 40 is closed within the sleeve 25A by a concentric collar 41 secured to the sleeve 25A. An inward flange 42 forming a central opening 43 at the lower end of the sleeve 25A supports the duckbill from below and communicates with the inside of a cylindrical body 37, which allows the inside of the tube, between the lips 38 and Air can be communicated to the interior of the plenum 14 via the slits 39.
The orifice created upon opening of the slit 39 changes in response to pressure and closes when flow toward the plenum ceases. Therefore, it functions as a check valve like the modified example shown in FIG.
第5Bおよび5C図において、断面積に対する
長さの比が大きい通路を複数個有するレギユレー
タを示す。第5B図のレギユレータに段付円筒状
ハウジング47を設け、このハウジングの下端4
8の断面を減少させ、この下端部を端末管11お
よびプレナム下壁15の空気流出開口13および
流入開口22にしまりばめし、これら構成部材を
溶着して一体の組立体にすることができる。ハウ
ジング47に円形の下側底部49を設け、この底
部に第5C図に明示するように空気流入口50を
設け、またこの底部を中心ねじ支柱51のための
基部として作用させ、このねじ支柱をハウジング
47の頂部を越えて上方に突出させる。ハウジン
グ47の大直径部に環状の多孔質プラグ52を配
置し、このプラグにより支柱51とハウジング4
7の側壁との間の空間を満たす。プラグ52の外
周とハウジング47の内壁との間に空気流がバイ
パスするのをOリング52,53により防止し、
このOリング53をプラグに隣接させ、プラグと
ハウジング47の段部との間に圧縮する。プラグ
と支柱51との間のプラグ52の中心孔から空気
がバイパスするのを可撓性封鎖翼片54により防
止し、座金55および支柱51に螺合するナツト
58により翼片54をプラグの上面の中心部分に
封鎖掛合させる。翼片54の可撓性により端末管
11の内部から多孔質プラグ52を経てプラグの
上面に空気が通過したとき翼片の外端縁は上昇す
ることができる。このように多孔質プラグの上面
から流出する空気はハウジング47の上端縁と単
一方向弁として作用する翼片端縁57との間を通
過する。多孔質プラグ52を経る流れが停止する
際、または反対方向に流れを生ずるとき翼片は閉
じ、ガスが端末管11に逆流するのを防止する。
代案として上述のバイパス作用の制御は非透過性
被覆をプラグ52の中心孔および周囲の壁に設け
ることによつて行うことができる。 5B and 5C, a regulator is shown having a plurality of passages having a high length to cross-sectional area ratio. The regulator of FIG. 5B is provided with a stepped cylindrical housing 47 at the lower end 4 of the housing.
8 can be reduced in cross-section and its lower end can be tightly fitted into the air outlet openings 13 and inlet openings 22 of the end tube 11 and the lower plenum wall 15, and these components can be welded into an integral assembly. The housing 47 has a circular lower bottom 49 with an air inlet 50 as shown in FIG. It projects upwardly beyond the top of the housing 47. An annular porous plug 52 is arranged in the large diameter part of the housing 47, and this plug connects the support column 51 and the housing 4.
7 fills the space between the side walls. O-rings 52 and 53 prevent airflow from bypassing between the outer periphery of the plug 52 and the inner wall of the housing 47;
This O-ring 53 is placed adjacent to the plug and compressed between the plug and the step of the housing 47. A flexible sealing wing 54 prevents air from bypassing the center hole of the plug 52 between the plug and the strut 51, and a nut 58 screwed into the washer 55 and the strut 51 connects the wing 54 to the upper surface of the plug. The central part of the block is interlocked. The flexibility of the winglets 54 allows the outer edges of the winglets to rise when air passes from the interior of the terminal tube 11 through the porous plug 52 to the upper surface of the plug. Air exiting from the top surface of the porous plug thus passes between the upper edge of the housing 47 and the wing edge edge 57, which acts as a unidirectional valve. When flow through the porous plug 52 ceases, or when flow begins in the opposite direction, the wings close, preventing gas from flowing back into the end tube 11.
Alternatively, the bypass effect described above can be controlled by providing an impermeable coating to the central hole and surrounding walls of the plug 52.
第3,4、および5図と同様に、第5D図に容
易に着脱交換することができるレギユレータを示
す。この実施例においてレギユレータの一部をプ
レナム14内にまた他の一部を管11内に配置す
る。スリーブ25Bを端末管11およびプレナム
下壁15の空気流出開口13および流入開口22
に配置する。第3,4および5図のレギユレータ
と同様に、第5D図のレギユレータに円筒状の空
所32を設け、この空所の底部を開放し、また水
平オリフイス33に連通させる。このレギユレー
タの円筒状胴部60をスリーブ25Bの円筒孔内
にしまりばめし、また胴部60には2個の環状
溝、即ち上方溝61および下方溝62を設け、こ
れら溝にそれぞれOリング63,64を取付け
る。上方Oリング63の外径をスリーブ25Bの
内径より僅かに大きくし、円筒胴部60とスリー
ブ25Bの内面との間の空間を経て端末管11か
らプレナム14の内部への流れを封鎖する。下方
Oリング64の外径を更に若干大きめにし、レギ
ユレータを所定位置に保持する作用を行わせる。
Oリング64を十分圧縮可能にし、溝62に大き
な空間をもたせ、溝62の所定位置に配置したO
リング64を有する円筒状胴部60をスリーブ2
5Bの上端に導入し、第5D図に示す位置までス
リーブ25B内に押込み、この位置においてOリ
ング64が拡張してスリーブ25Bの下端におけ
る戻止めを形成するテーパ付きの下側内面65に
圧着することができるようにする。Oリング64
の外径を十分大きくして平素の作動圧力の下でレ
ギユレータを所定位置に保持するようにしている
が、またレギユレータまたはスリーブ25Bを破
壊することなしにレギユレータを抜き出すことが
でき、異なる流れ特性を有するレギユレータに交
換することができる。このことは拡散素子35
(第3および4図参照)を異なる水頭損失の素子
に交換することが必要になつたとき、または曝気
装置の全体の作動特性を変更することが望ましい
場合に有利である。 Similar to FIGS. 3, 4, and 5, FIG. 5D shows a regulator that can be easily removed and replaced. In this embodiment, a portion of the regulator is placed within the plenum 14 and another portion within the tube 11. The sleeve 25B is connected to the terminal pipe 11 and the air outflow opening 13 and inflow opening 22 of the plenum lower wall 15.
Place it in Similar to the regulators of FIGS. 3, 4 and 5, the regulator of FIG. 5D is provided with a cylindrical cavity 32 which is open at the bottom and communicates with a horizontal orifice 33. The cylindrical body 60 of this regulator is snugly fitted into the cylindrical hole of the sleeve 25B, and the body 60 is provided with two annular grooves, an upper groove 61 and a lower groove 62, each of which has an O-ring 63. , 64 are installed. The outer diameter of the upper O-ring 63 is made slightly larger than the inner diameter of the sleeve 25B to block the flow from the terminal tube 11 to the inside of the plenum 14 through the space between the cylindrical body 60 and the inner surface of the sleeve 25B. The outer diameter of the lower O-ring 64 is made slightly larger to perform the function of holding the regulator in place.
The O-ring 64 is made sufficiently compressible, the groove 62 has a large space, and the O-ring 64 is placed at a predetermined position in the groove 62.
A cylindrical body 60 having a ring 64 is attached to the sleeve 2
5B and pushed into the sleeve 25B to the position shown in FIG. 5D, where the O-ring 64 expands and crimps against the tapered lower inner surface 65 forming a detent at the lower end of the sleeve 25B. be able to do so. O-ring 64
The outer diameter of the regulator is large enough to hold the regulator in place under normal operating pressures, but also to allow for withdrawal of the regulator without destroying the regulator or sleeve 25B, and to provide different flow characteristics. It can be replaced with a regulator that has one. This means that the diffusion element 35
This is advantageous when it becomes necessary to replace the (see FIGS. 3 and 4) with an element of a different head loss, or when it is desired to change the overall operating characteristics of the aerator.
上述の第3,4,5および5A〜5D図におい
て、プレナムまたは端末管またはその双方の横断
面領域に取付ける若干のレギユレータの実施例を
示した。しかしここに説明した種々の流量調整装
置即ちレギユレータは拡散素子35の下側で終端
する部材内に配置するという共通の性質を有す
る。当業者であれば種々のレギユレータを種々の
方法で容易に取付けることができるであろう。 In Figures 3, 4, 5 and 5A-5D above, several regulator embodiments are shown that attach to the cross-sectional area of the plenum and/or end tubes. However, the various flow regulating devices or regulators described herein have in common that they are disposed within a member that terminates below the diffuser element 35. Those skilled in the art will readily be able to mount various regulators in a variety of ways.
第3〜5図に示すように側壁手段26を下壁手
段15の周縁に連結する。この側壁は下壁手段か
ら垂直に、または内方若しくは外方に傾斜させる
ことができる。好適には側壁手段を下壁手段の周
縁全体に連結し、下壁手段から内方若しくは外方
に傾斜させる。拡散素子支持手段を下壁手段から
上方かつ外方に離間させて側壁手段に設ける。こ
のような支持手段に水平環状棚部27を設け、こ
の棚部27の内径および外径を拡散素子35の下
端縁の直径よりもそれぞれ小さくおよび大きくす
る。所要に応じ、棚部27を側壁手段26の段部
の一部とし、この段部の下部に円筒状のほぼ垂直
な壁21を設ける。拡散素子支持手段は側壁手段
26の任意の位置に配置することができるが、側
壁手段26の最上かつ最外方突出部に配置するの
が好適である。更に好適には側壁手段は円錐状に
する。 The side wall means 26 is connected to the periphery of the lower wall means 15 as shown in FIGS. 3-5. This side wall can be sloped vertically or inwardly or outwardly from the lower wall means. Preferably the side wall means are connected to the entire periphery of the lower wall means and slope inwardly or outwardly from the lower wall means. Diffusing element support means is provided on the side wall means spaced upwardly and outwardly from the bottom wall means. Such a support means is provided with a horizontal annular shelf 27 whose inner and outer diameters are smaller and larger than the diameter of the lower edge of the diffusing element 35, respectively. If desired, the shelf 27 is part of a step of the side wall means 26, with a cylindrical, generally vertical wall 21 provided below the step. Although the diffusing element support means can be located at any location on the side wall means 26, it is preferably located at the uppermost and most outwardly protruding portion of the side wall means 26. More preferably the side wall means are conical.
第3〜4図に示した本発明の好適な実施例によ
ればプレナムに一体のほぼ垂直な直立壁28を設
け、平面図で見たときこの壁28により拡散素子
支持手段、例えば水平環状棚部27を包囲する。
壁28を設ける場合(設けることは好適である)、
直立壁28の高さを拡散素子35の高さにほぼ等
しくする。壁28にほぼ直立の内面29と、上端
縁30と、ねじ山付の外面31とを設ける。好適
な実施例において棚部27および直立壁28は拡
散素子35を収容するソケツトを構成し、このソ
ケツト内に第3図に示すように、また第7図に拡
大して示すように拡散素子35全体を収容する。 In accordance with the preferred embodiment of the invention shown in FIGS. 3-4, the plenum is provided with an integral, substantially vertical upright wall 28 which, when viewed in plan, provides diffuser support means, such as a horizontal annular shelf. The section 27 is surrounded.
If the wall 28 is provided (it is preferable to provide it),
The height of the upright wall 28 is made approximately equal to the height of the diffusion element 35. Wall 28 is provided with a generally upright inner surface 29, a top edge 30, and a threaded outer surface 31. In a preferred embodiment, shelf 27 and upright wall 28 define a socket for receiving a diffusing element 35 within which is shown in FIG. 3 and enlarged in FIG. accommodate the whole.
拡散素子の最も好適なものは円形輪郭のセラミ
ツク板であり、第3および4図に示すようにこの
板に段付き端縁を設け、また円形平坦中心領域7
0と、環状傾斜端縁71と、環状平坦面72と、
外側環状傾斜面73と、水平環状面74とを設
け、これらの部分の外径をそれぞれ11.43cm(4.5
インチ)、16.51cm(6.5インチ)、19.30cm(7.6イ
ンチ)、22.10cm(8.7インチ)、23.50cm(9.25イン
チ)とする。外側環状傾斜面73の水平面に対す
る傾斜角を25°とする。水平環状面74、垂直側
面75の頂端縁、および環状平坦面72の高さを
それぞれ1.27cm(0.5インチ)、1.78cm(0.7イン
チ)および2.54cm(1.0インチ)とする。 The most preferred diffuser element is a circularly contoured ceramic plate with stepped edges and a circular flat central area 7, as shown in FIGS.
0, an annular inclined edge 71, an annular flat surface 72,
An outer annular inclined surface 73 and a horizontal annular surface 74 are provided, and the outer diameter of these portions is 11.43 cm (4.5 cm).
inches), 16.51cm (6.5 inches), 19.30cm (7.6 inches), 22.10cm (8.7 inches), and 23.50cm (9.25 inches). The angle of inclination of the outer annular inclined surface 73 with respect to the horizontal plane is 25°. The heights of the horizontal annular surface 74, the top edge of the vertical side surface 75, and the annular flat surface 72 are 1.27 cm (0.5 inch), 1.78 cm (0.7 inch), and 2.54 cm (1.0 inch), respectively.
板は、平均横方向寸法および平均縦方向寸法が
それぞれ0.51mm(0.020インチ)および0.81mm
(0.032インチ)であるアルミナと、アルミナ粒子
の重量を100とした場合20の割合を占めるセラミ
ツク結合剤とよりなる混合粒子により形成する。
平坦面付きのラムを有するプレスと拡散素子35
の上面に対応する形状の底壁を有する円筒状ダイ
スキヤビテイとによりこの混合物を固めることが
できる。 The plates have an average transverse and longitudinal dimension of 0.51 mm (0.020 inch) and 0.81 mm, respectively.
(0.032 inch) and a ceramic binder that accounts for 20% of the weight of the alumina particles as 100%.
Press with ram with flat surface and diffusion element 35
This mixture can be consolidated by means of a cylindrical die cavity having a bottom wall of a shape corresponding to the top surface of the die.
ダイスキヤビテイおよびラムの側面を拡散素子
35の周端縁76の直径に対応させ、ダイスキヤ
ビテイの底面から上端縁までの高さを3.81cm
(1.5インチ)とする。この混合物をキヤビテイに
山盛りになるよう注入し、ダイスの頂面のレベル
まで削り落し、次いで約63.28Kg/cm2(900Psi)
の圧力で所定の寸法に圧縮する。この詰めて固め
たものをプレスから取出した後炉内で結合剤を溶
解するに十分な温度で焼き、次いで徐々に冷却す
る。この結果6.75×105±8.1×144cm3/min
(25SCFM±3SCFM)の透過性を示す一様な多孔
性セラミツク拡散素子ができる。 The sides of the die cavity and the ram are made to correspond to the diameter of the peripheral edge 76 of the diffusion element 35, and the height from the bottom of the die cavity to the top edge is 3.81 cm.
(1.5 inches). Pour this mixture into the cavity in a heaping amount and scrape it down to the level of the top of the die, then approximately 63.28Kg/cm 2 (900Psi)
Compress to the specified dimensions with a pressure of After the compacted material is removed from the press, it is baked in an oven at a temperature sufficient to melt the binder, and then slowly cooled. This result is 6.75×10 5 ±8.1×14 4 cm 3 /min
A uniform porous ceramic diffusion element with a permeability of (25SCFM±3SCFM) is produced.
上述の好適なタイプであるなしにかかわらず拡
散素子をプレナム内において支持手段に支持す
る。拡散素子の周縁に隣接して封鎖手段を設け、
素子の周縁を経て空気が漏れるのを防止する。 A diffusing element, which may or may not be of the preferred type described above, is supported within the plenum on support means. a sealing means is provided adjacent to the periphery of the diffusion element;
Prevent air from leaking through the periphery of the element.
第3,4および7図に示す好適な実施例におい
てシヨアAデユロメーター硬度が約40±3のポリ
イソプレンOリング80を拡散素子35の周面の
上方部の周りに形成した環状段部に配置する。O
リング80の断面の直径を、プレナム側壁手段2
6、直立壁28の内面29とこの内面に対向する
素子35の垂直またはほぼ垂直な側面75との間
の間隔、および垂直またはほぼ垂直な側面75の
高さの双方よりも僅かに大きくする。 In the preferred embodiment shown in FIGS. 3, 4 and 7, a polyisoprene O-ring 80 having a shore A durometer of approximately 40±3 is placed in an annular step formed around the upper portion of the circumferential surface of the diffusing element 35. . O
The diameter of the cross section of ring 80 is determined by the diameter of the cross section of ring 80.
6. Slightly greater than both the spacing between the inner surface 29 of the upright wall 28 and the vertical or nearly vertical side surface 75 of the element 35 opposite this inner surface, and the height of the vertical or nearly vertical side surface 75.
第3,4および7図に示す本発明の好適な保持
手段を内部ねじ付クランプリング84とし、この
リング84には、内部ねじ86を有する円筒部8
5を設け、この内部ねじ86をプレナムの直立壁
28の外部ねじ31に整合させる。ねじ86の上
方において円筒部85にフランジ88を取付け、
このフランジをプレナムの直立壁の内方に突出さ
せ、また封鎖手段即ちOリング80の頂面の少な
くとも一部にわたりカバーする。好適な実施例に
よればこのフランジ88によりOリング80の断
面の内側上方の四分円領域はカバーしないが(第
7図に詳細に示す)、Oリングを十分な力でクラ
ンプし、少なくとも側面75とこれに隣接する上
向きの傾斜面73との間の端縁89に近接する側
面75の最上部に緊密掛合させ、これにより拡散
素子の側面に空隙を生ずるのを防止する。この空
隙を生ずると上方の水に連通を生じ、この空隙自
体がガスの流出を行う。 The preferred retaining means of the present invention, shown in FIGS. 3, 4 and 7, is an internally threaded clamp ring 84 which includes a cylindrical portion 86 having internal threads 86.
5 and whose internal threads 86 align with the external threads 31 of the upright walls 28 of the plenum. A flange 88 is attached to the cylindrical portion 85 above the screw 86,
This flange projects inwardly into the upright walls of the plenum and covers at least a portion of the top surface of the sealing means or O-ring 80. According to the preferred embodiment, this flange 88 does not cover the inner upper quadrant of the cross-section of the O-ring 80 (as shown in detail in FIG. It tightly engages the top of side surface 75 proximate edge 89 between 75 and the adjacent upwardly sloping surface 73, thereby preventing the formation of voids in the side surfaces of the diffusing element. When this gap is created, communication is created with the water above, and the gap itself allows gas to flow out.
第8〜14図において、プレナム、拡散素子、
封鎖手段、および保持手段の組合せの他の種々の
実施例を示す。これら実施例の各々において、プ
レナム側壁手段26、水平環状棚部27、および
ほぼ垂直な直立壁手段28を設け、この直立壁手
段の高さを拡散素子の高さにほぼ等しくし、拡散
素子(符号35および35A〜35Gで示す)の
周面即ち側面に対向させる。例えば第8図の実施
例においては、直立壁28に、周縁フランジ90
と周縁方向に互いに離間したボルト孔91を設
け、これらボルト孔にボルト93を貫通させ、周
縁方向に互いに離間した複数個のクリツプ92を
フランジ90および拡散素子35Aの上面に締付
ける。エラストマー製のバンド、または輪状部材
即ちフープ95を封鎖手段として作用させる。フ
ープまたはバンドの伸張しない状態での内径を拡
散素子35Aの外径の約85%とし、拡散素子の垂
直方向の厚さよりも僅かに大きい幅とする。拡散
素子35Aの周囲に配置し、伸張した状態になつ
たとき、バンドの幅が伸びて内向き上端縁97、
内向き下端縁98および円筒状中心部96を生
じ、素子の上端縁99、下端縁100を包囲す
る。水平環状棚部27に圧着する内向き下端縁9
8によりプレナムの内部を直立壁28と素子35
Aとの間の垂直空間から封鎖する。エラストマー
製バンドの中心部96により空気が拡散素子35
Aの周縁方向に通過して素子と直立壁28との間
の空隙に浸入するのを防止する。これは保持手段
が素子のみに掛合し、封鎖手段には掛合せず、素
子の周縁全体にわたつて接触を生じない例であ
る。 In FIGS. 8 to 14, a plenum, a diffusion element,
Figure 5 shows various other embodiments of combinations of closure means and retention means; In each of these embodiments, a plenum sidewall means 26, a horizontal annular shelf 27, and a generally vertical upright wall means 28 are provided, the upright wall means having a height approximately equal to the height of the diffusing element ( 35 and 35A to 35G)). For example, in the embodiment of FIG. 8, the upright wall 28 includes a peripheral flange 90.
Bolt holes 91 are provided that are spaced apart from each other in the circumferential direction, bolts 93 are passed through these bolt holes, and a plurality of clips 92 that are spaced from each other in the circumferential direction are fastened to the flange 90 and the upper surface of the diffusion element 35A. An elastomeric band or hoop 95 acts as a sealing means. The unstretched inner diameter of the hoop or band is approximately 85% of the outer diameter of the diffuser element 35A, and the width is slightly greater than the vertical thickness of the diffuser element. When placed around the diffusion element 35A and in an expanded state, the width of the band expands to form an inwardly facing upper edge 97;
It produces an inwardly directed lower edge 98 and a cylindrical center 96 surrounding the upper and lower edges 99, 100 of the element. Inward lower edge 9 crimped onto horizontal annular shelf 27
8, the interior of the plenum is divided into upright walls 28 and elements 35.
Seal off from the vertical space between A and A. The central portion 96 of the elastomer band allows air to diffuse into the diffusion element 35.
A and prevent it from penetrating into the gap between the element and the upright wall 28. This is an example in which the retaining means only engage the element and not the sealing means, so that contact does not occur over the entire periphery of the element.
第9図の実施例においては、直立壁28に第2
水平棚部105を設け、直立壁の上端縁に外方突
出水平フランジ106を設ける。拡散素子35B
の周端縁に非透過性被覆107を素子の周面即ち
側面の高さにわたつて設け、更に棚部105に配
置したOリング封鎖手段80にこの被覆107の
側面を圧着させる。この封鎖手段80を拡散素子
35Bと直立壁28との間にしまりばめさせる。
Oリング80を所定位置に保持し、即ち円筒状保
持リング108により上方への移動を阻止し、こ
のリング108の内面109において周縁方向に
互いに離間した複数個の内方突部110を設け、
これら突部は素子35Bの上面に広い間隔毎に限
られた突出部で圧着を行う。保持リング108に
は更に外方に一体に突出する環状フランジ111
を設け、直立壁28に連結した外方突出フランジ
106にこのフランジ111をほぼ一致させ、か
つこのフランジ106に配置する。これら2個の
フランジをほぼC字状断面の分割リングクランプ
116により互いに保持し、このクランプに湾曲
内面を有する唇部112,113を設け、これら
唇部の内面をフランジの上面および下面にそれぞ
れ形成した環状歯止め114,115に掛合させ
る。唇部112,113の垂直方向の可撓性と分
割リングクランプ116の半径方向分割部(図示
せず)によりリングクランプはスナツプ作用でフ
ランジ111およびフランジ106を強固に保持
するとともに、突部110により拡散素子35B
を所定位置に取付け、リング108の下面はOリ
ング80をクランプしないが、Oリング80の上
方移動を阻止する。 In the embodiment of FIG. 9, a second
A horizontal shelf 105 is provided and an outwardly projecting horizontal flange 106 is provided at the upper edge of the upright wall. Diffusion element 35B
A non-permeable coating 107 is provided on the peripheral edge of the element, extending to the height of the circumference or side surface of the element, and the side surface of this coating 107 is crimped onto an O-ring sealing means 80 disposed on the shelf 105. This sealing means 80 is tightly fitted between the diffusion element 35B and the upright wall 28.
The O-ring 80 is held in place, i.e. prevented from moving upwardly, by a cylindrical retaining ring 108, which is provided with a plurality of circumferentially spaced inward protrusions 110 on its inner surface 109;
These protrusions are crimped onto the upper surface of the element 35B at limited protrusions at wide intervals. The retaining ring 108 further includes an annular flange 111 that integrally projects outward.
, and the flange 111 is substantially coincident with and located on the outwardly projecting flange 106 connected to the upright wall 28 . These two flanges are held together by a split ring clamp 116 of approximately C-shaped cross section, which is provided with lips 112, 113 having curved inner surfaces, the inner surfaces of these lips being formed on the upper and lower surfaces of the flanges, respectively. The annular pawls 114 and 115 are engaged with each other. The vertical flexibility of the lips 112, 113 and the radial division (not shown) of the split ring clamp 116 allows the ring clamp to firmly hold the flanges 111 and 106 with a snap action, while the protrusion 110 Diffusion element 35B
in place, the underside of ring 108 does not clamp O-ring 80, but prevents upward movement of O-ring 80.
第10図の実施例において、多くの点で第9図
の実施例と同一の他の実施例を示す。拡散素子3
5Cの側面に非透過性の被覆107を設け、直立
壁28に対向させる。第9図の実施例と同様に直
立壁28に第2水平環状棚部105を設け、この
棚部にOリング80を配置し、このOリングを保
持リング108により所定位置に保持し、この保
持リング108には内面109と突部110を設
ける。しかし、上述のフランジ106の代りに直
立壁28の外面121の全周にわたり形成した一
体爪部120を設け、保持リング108には、爪
120に掛合するため、周縁方向に互いに離間し
て外方に下向きであり次いで内方に突出するフツ
ク122を設け、これによりリング108を所定
位置に保持し、Oリング80の上方移動を阻止
し、また突部110により拡散素子35Cを確実
に保持する。 In the embodiment of FIG. 10, another embodiment is shown which is identical in many respects to the embodiment of FIG. Diffusion element 3
A non-permeable coating 107 is provided on the side surface of 5C to face the upright wall 28. As in the embodiment of FIG. 9, a second horizontal annular shelf 105 is provided on the upright wall 28, an O-ring 80 is disposed on this shelf, and this O-ring is held in place by a retaining ring 108. The ring 108 is provided with an inner surface 109 and a protrusion 110. However, instead of the above-mentioned flange 106, an integral pawl portion 120 is provided which is formed around the entire circumference of the outer surface 121 of the upright wall 28, and the retaining ring 108 is provided with an outer portion spaced apart from each other in the circumferential direction in order to engage the pawl 120. A downwardly directed and then inwardly projecting hook 122 is provided to hold ring 108 in place, prevent upward movement of O-ring 80, and protrusion 110 securely holds diffuser element 35C.
第11図においては水平環状棚部27に内方直
立唇部27Aを設け、この唇部27Aによりほぼ
長方形断面の封鎖手段125を所定位置に保持
し、この封鎖手段125上に拡散素子35Dの下
面の周縁を配置する。素子35Dの側面127を
直立壁28に狭小空隙131を挾んで対向させ
る。しかし側面27を非透過性の層により空隙1
31から封鎖し、この層には、封鎖手段125の
上方の環状部126と空隙131に隣接して素子
の側面の周縁部128とを設ける。素子35Dは
内部ねじ付きクランプリング129を直立壁28
の外面のねじ山に掛合させることにより封鎖手段
125に押付けて所定位置に強固に保持する。 In FIG. 11, the horizontal annular shelf 27 is provided with an inwardly upright lip 27A which holds in place a generally rectangular cross-section sealing means 125 on which the lower surface of the diffusing element 35D is shown. Place the periphery of. The side surface 127 of the element 35D is opposed to the upright wall 28 with a narrow gap 131 in between. However, the side surface 27 is covered with a non-permeable layer to form the void 1.
31 and this layer is provided with an annular portion 126 above the sealing means 125 and a peripheral edge 128 on the side of the element adjacent to the cavity 131. Element 35D connects internally threaded clamp ring 129 to upright wall 28.
by engaging the threads on the outer surface of the sealing means 125 to firmly hold it in place against the sealing means 125.
第12図において第7図と同様に封鎖手段を素
子の側面と上向きの環状傾斜面との間の端縁部分
に配置する実施例を示す。第12図に示すように
拡散素子35Eを水平環状棚部27に直接配置
し、また非透過性の周縁被覆128を設け、この
被覆により素子と直立壁28との間に生ずる空隙
131から素子の側面を封鎖する。この実施例に
おいて、封鎖手段133を混成型断面とし、上方
部を半円形輪郭、下方部を矩形輪郭とする。封鎖
手段133の半円形部を内部ねじ付クランプリン
グ135の環状フランジ134の対応形状の下面
により掛合させ、このクランプリング135を直
立壁28の外面に形成したねじ山136に掛合さ
せる。フランジ134の最下端縁の垂下短唇13
7により封鎖手段133を外方かつ下方に押圧
し、封鎖手段の平坦外面139および平坦底面1
38を直立壁28の内面および拡散素子の上面1
40、特に上面が素子の側面142に交わる端縁
141に圧着させる。 FIG. 12 shows an embodiment, similar to FIG. 7, in which the sealing means are arranged at the edge portion between the side surface of the element and the upwardly directed annular inclined surface. As shown in FIG. 12, the diffusing element 35E is placed directly on the horizontal annular shelf 27 and is provided with a non-permeable peripheral coating 128, which allows the element to escape from the air gap 131 created between the element and the upright wall 28. Seal the sides. In this embodiment, the closure means 133 has a hybrid cross-section, with a semi-circular profile in the upper part and a rectangular profile in the lower part. The semi-circular portion of the closure means 133 is engaged by the correspondingly shaped underside of the annular flange 134 of an internally threaded clamp ring 135, which engages a thread 136 formed on the outer surface of the upright wall 28. Drooping short lip 13 at the lowermost edge of the flange 134
7 forces the closure means 133 outwards and downwards so that the flat outer surface 139 and the flat bottom surface 1 of the closure means
38 to the inner surface of the upright wall 28 and the upper surface 1 of the diffusion element.
40, especially the edge 141 where the top surface intersects the side surface 142 of the element.
第7および12図において、封鎖手段の高さが
拡散素子の高さより相当低く、拡散素子の側面と
ガスを放出する上面とが交わる端縁に配置する実
施例を示した。またこれら2種の実施例において
それぞれこの端縁の下方に隣接して配置し、およ
びこの端縁の上方に隣接して配置した例を示し
た。しかし、この端縁の上下で素子の一部をカバ
ーする封鎖手段を設けることもできる。これら
種々の好適な形状により上述の空隙によつて生ず
る欠点を除去することができる。即ち空隙によつ
て水が自由に通過し、素子の空隙に隣接する部分
の表面張力を軽減し、この結果素子による空気の
分布の均一性に乱れを生ずる。このような端縁に
おける封鎖手段を、素子の側面の透過性を減少さ
せる手段、例えば第8図のバンド95および第9
〜12図の非透過性被覆107および128、ま
たは第7図の段付きの側面と組合せて使用する場
合に特に有利である。段付き形状にする場合、水
平環状面74の下方および周面即ち側面76に隣
接する部分の拡散素子の材料はガスを放出する上
方指向の面72,73に比べると透過性が減少す
るよう十分に圧縮を受ける。周面76は上方指向
のガス放出面に比べて単に透過性が減少したもの
にするか、またはほぼ非透過性のものにすること
ができる。上方指向ガス放出面(ほぼ非透過性の
ものも含む)に比べて少ない透過性を有する性質
は上述の端縁に配置する封鎖手段と組合せる場合
有利である。この組合せにより上述の空隙による
欠点および異なる長さの空気流路に沿つてプレナ
ムから素子の放出面に空気が通過する短絡回路に
よる欠点を除去することができる。従つて、透過
性が減少した側面と上述の端縁における封鎖手段
との組合せが本発明の好適な実施例である。 In Figures 7 and 12 an embodiment is shown in which the height of the sealing means is considerably lower than the height of the diffusion element and is arranged at the edge where the side surface of the diffusion element meets the top surface from which the gas is released. Further, in these two types of embodiments, an example is shown in which the electrodes are arranged adjacent to the lower side of this edge, and adjacent to the upper side of this edge. However, it is also possible to provide sealing means that cover part of the element above and below this edge. These various suitable shapes make it possible to eliminate the drawbacks caused by the above-mentioned voids. That is, the voids allow water to freely pass through, reducing the surface tension of the portion of the device adjacent to the voids, thereby disrupting the uniformity of air distribution through the device. The sealing means at such edges may be replaced by means for reducing the permeability of the sides of the element, such as bands 95 and 9 of FIG.
It is particularly advantageous when used in combination with the non-permeable coatings 107 and 128 of FIGS. 12-12 or the stepped sides of FIG. In the case of a stepped configuration, the material of the diffusion element below the horizontal annular surface 74 and adjacent to the circumferential surface or side surface 76 is sufficient to reduce the permeability compared to the upwardly directed surfaces 72, 73 that emit gas. undergoes compression. The circumferential surface 76 may be merely of reduced permeability compared to the upwardly directed gas ejection surface, or it may be substantially non-permeable. The property of having less permeability compared to upwardly directed gas release surfaces (which may also be substantially non-permeable) is advantageous in combination with the edge-located sealing means described above. This combination eliminates the drawbacks mentioned above due to air gaps and short circuits in which air passes from the plenum to the emitting surface of the element along air channels of different lengths. Therefore, the combination of the reduced permeability flanks and the closure means at the edges described above is a preferred embodiment of the invention.
第13図において、上述の実施例と同様の実施
例を示し、拡散素子35Fを水平環状棚部27上
に直接配置する。この実施例において素子35F
の側面144の上端縁に環状窪み143を設け
る。側面144ならびに窪み143の下方部14
5および上方部146を非粘着性カバーまたは非
透過性被覆147によりカバーする。Oリング封
鎖手段80を窪み144内に配置し、非透過性被
覆147および直立壁28の内面にしまりばめす
るとともに、窪みの上方部145と下方部との間
の湾曲面に掛合させる。Oリング封鎖手段80を
直立壁28のねじ山150に掛合する内部ねじ付
き封鎖リング149により所定位置に緊密にクラ
ンプし、従つて拡散素子35Fを所定位置に保持
する。 In FIG. 13, an embodiment similar to that described above is shown, in which the diffusing element 35F is placed directly on the horizontal annular shelf 27. In this example, element 35F
An annular recess 143 is provided at the upper edge of the side surface 144 of. Side surface 144 and lower part 14 of recess 143
5 and the upper part 146 are covered with a non-adhesive cover or an impermeable coating 147. An O-ring sealing means 80 is placed within the recess 144 and tightly fits the impermeable covering 147 and the inner surfaces of the upright wall 28 and engages the curved surface between the upper and lower portions 145 of the recess. O-ring sealing means 80 is tightly clamped in place by an internally threaded sealing ring 149 that engages threads 150 on upright wall 28, thus holding diffuser element 35F in place.
第14図の実施例においては、拡散素子35G
の側面に段部151を設け、この段部にはほぼ水
平な環状面152と垂直円筒面153とを設け、
双方の面を非粘着性カバーまたは非透過性被覆1
54によりカバーする。素子35Gの側面の残り
の部分を下方円筒面155とし、この円筒面は必
ずしも非透過性の被覆を設ける必要はない。この
場合Oリング封鎖手段80は4個の側面、即ち拡
散素子の面152,155、水平環状棚部27、
および直立壁28の内面に押付けられて圧縮され
る。段部151はOリング80上に休止し、従つ
て拡散素子支持手段によつて直接支持しない。直
立壁28のねじ山157に掛合する内部ねじ付ク
ランプリング156により拡散素子を所定位置に
クランプする。クランプリグ156の環状フラン
ジ158には拡散素子の側面153とほぼ同一の
直径の内面159を設ける。この内面159の周
縁方向に互いに離間させて設けた突部160を素
子35Gの上面に向けて僅かに突出させ、素子3
5Gを所定位置に保持する。このように拡散素子
35Gを周縁において互いに離間した位置におい
てのみクランプする。 In the embodiment of FIG. 14, the diffusion element 35G
A step 151 is provided on the side surface of the step, and this step includes a substantially horizontal annular surface 152 and a vertical cylindrical surface 153.
Cover both sides with non-adhesive cover or non-transparent cover 1
Covered by 54. The remaining portion of the side surface of the element 35G is a lower cylindrical surface 155, and this cylindrical surface does not necessarily need to be provided with a non-transparent coating. In this case, the O-ring closure means 80 are arranged on four sides: the surfaces 152, 155 of the diffusion element, the horizontal annular ledge 27;
and is pressed against the inner surface of the upright wall 28 and compressed. The step 151 rests on the O-ring 80 and is therefore not directly supported by the diffusion element support means. The diffusing element is clamped in place by an internally threaded clamp ring 156 that engages threads 157 on the upright wall 28. The annular flange 158 of the clamp rig 156 is provided with an inner surface 159 of approximately the same diameter as the side surface 153 of the diffuser element. Projections 160 provided spaced apart from each other in the circumferential direction of this inner surface 159 are made to slightly protrude toward the upper surface of the element 35G.
Holding 5G in place. In this way, the diffusion elements 35G are clamped only at positions spaced apart from each other on the periphery.
第15図に示すように側壁手段26を端末管1
1の表面16に直接固着し、表面16によりプレ
ナム14の下壁を形成するようにすることもでき
る。 As shown in FIG.
1 , such that the surface 16 forms the lower wall of the plenum 14 .
第16,17および18図に示す実施例におい
ては、デフユーザ175に垂直側壁181を設け
る。第18図に示すように垂直側壁を端末管11
の表面16に直接取付け、表面16によりプレナ
ム182の下壁を形成する。壁断面を長方形形状
として示したが、円形、楕円形または不定形を含
めて曲線形状にすることもできる。 In the embodiment shown in FIGS. 16, 17 and 18, the differential user 175 is provided with a vertical side wall 181. As shown in FIG.
, which forms the lower wall of the plenum 182. Although the wall cross section is shown as having a rectangular shape, it can also have a curved shape, including circular, elliptical, or irregular shapes.
第19図において、種々の作動条件の下で任意
の点における動水圧および/またはネツトワーク
背圧を得るための好適な装置を示す。この装置に
より他の条件における比較の基準を設定すること
ができる。この図面において端末管ならびにレギ
ユレータおよび関連のプレナムおよび拡散素子を
通過する縦断面を示し、圧力タツプ、気泡管、お
よび当該の圧力を得るのに必要な補助装置の位置
を示す。圧力タツプおよび一連のライン供給圧力
計または他の適当な圧力測定位置を種々の所要の
圧力読取りを行うのに使用する。空気供給源Aは
別個のコンプレツサまたは曝気装置へのタツプと
することができ、この空気供給源により気泡管B
を経て空気を遅い速度で供給し、この気泡管の下
方開放端部を拡散素子の放出面と同一のレベルに
配置する。ライン1に検出される圧力は拡散素子
に加わる静水圧水頭を示す。この圧力をライン1
と大気との間に接続した圧力計から読取る。動水
圧はライン1およびライン2に接続した圧力計か
ら読取る。圧力/流量特性が既知のガスオリフイ
スまたはガス開口を有する流量調整装置即ちレギ
ユレータを使用し、また必要な計算を行うに必要
な大気圧および他の情報が得られるならば素子を
通過する流量はライン2,3を使用する圧力計か
ら読取つた圧力に基づいて計算することができ
る。温度測定手段、例えば温度計または変換器を
ガス分配ネツトワークの内外の浸漬または浸漬し
ていない任意の都合のよい位置に設け、上述のレ
ギユレータを通過するガスの温度に十分関連し、
この温度を表わす温度情報を得て必要な精度で流
れを計算することができるようにする。好適には
拡散素子の圧力を読取るのに使用するレギユレー
タに隣接して(直ぐ上流域を含める)配置し、ま
たはこのレギユレータにできるだけ接近させて配
置する。 In FIG. 19, a suitable apparatus for obtaining hydraulic pressure and/or network backpressure at any point under various operating conditions is shown. This device allows setting standards for comparison in other conditions. In this figure a longitudinal section through the terminal tube and the regulator and associated plenum and diffusion elements is shown, showing the location of the pressure taps, bubble tubes and auxiliary equipment necessary to obtain the pressure in question. A pressure tap and a series of line-supplied manometers or other suitable pressure measurement locations are used to take the various desired pressure readings. Air source A can be a separate compressor or a tap to an aerator, and this air source allows bubble tube B to be
The lower open end of the bubble tube is placed at the same level as the emission surface of the diffuser element. The pressure detected in line 1 represents the hydrostatic head applied to the diffusion element. Apply this pressure to line 1
read from a pressure gauge connected between the air pressure and the atmosphere. Dynamic pressure is read from pressure gauges connected to line 1 and line 2. If a flow regulator or regulator with a gas orifice or gas opening with known pressure/flow characteristics is used, and if the atmospheric pressure and other information necessary to make the necessary calculations are available, the flow rate through the element will be within the line. It can be calculated based on the pressure read from a pressure gauge using 2,3. temperature measuring means, such as thermometers or transducers, at any convenient location, submerged or non-submerged, within or outside the gas distribution network, sufficiently related to the temperature of the gas passing through the above-mentioned regulator;
Temperature information representing this temperature is obtained so that the flow can be calculated with the necessary accuracy. It is preferably located adjacent to (including immediately upstream of) the regulator used to read the pressure of the diffusion element, or as close as possible to this regulator.
第20,20Aおよび20Bにおいて、気泡釈
放圧力を測定する装置を示す。第20図におい
て、図面の上方に拡散素子の平面図、図面の下方
に素子の縦断面を示す。この素子には、環状周縁
領域229(第20B図参照)と垂直円筒状端縁
230、水平環状面231、垂直側面232、ガ
ス流入面234およびガス放出面233を設け
る。しかしガス放出面233はガス流入面として
も使用することもでき、この場合面234はガス
放出面となる。第20図において更にこの板の気
泡釈放圧力の試験方法を示す。このような試験を
行う装置を第20図の下方および第20A図に示
す。 At Nos. 20, 20A and 20B, an apparatus for measuring bubble release pressure is shown. In FIG. 20, a plan view of the diffusion element is shown in the upper part of the drawing, and a longitudinal section of the element is shown in the lower part of the drawing. The element is provided with an annular peripheral region 229 (see FIG. 20B), a vertical cylindrical edge 230, a horizontal annular surface 231, a vertical side surface 232, a gas inlet surface 234 and a gas outlet surface 233. However, the gas outlet surface 233 can also be used as a gas inlet surface, in which case the surface 234 becomes the gas outlet surface. FIG. 20 further shows the method for testing the bubble release pressure of this plate. Apparatus for performing such a test is shown in the lower part of FIG. 20 and in FIG. 20A.
この試験装置の実施例において、底壁241お
よび側壁242,243を有するタンク240
(第20図参照)を設ける。底壁241に支持部
材244,255を休止させ、拡散素子のガス放
出面233を水面レベル246の下方で上向きに
してこれら支持部材に拡散素子を支持する。コン
プレツサCを導管251、圧力調整弁252およ
び流量計253を経て第1ホース254に接続す
る。この第1ホースをT字管255の第1水平脚
部256に接続する。このT字管には更に第2水
平脚部257および垂直脚部258を設ける。封
鎖リング259を垂直脚258の開放底端の周囲
に設ける。第2水平脚部257を第2ホース26
3により圧力計264に接続し、この圧力計に目
盛265を設ける。液面レベル266および26
7を目盛265により比較することにより装置内
の圧力を測定することができる。この試験装置の
組立ては構成部材間のすべての接続がガス密とな
るよう注意深く行う。 In this embodiment of the test device, a tank 240 with a bottom wall 241 and side walls 242, 243
(See Figure 20). Support members 244 and 255 are rested on the bottom wall 241, and the diffusion element is supported on these support members with the gas emitting surface 233 of the diffusion element facing upward below the water surface level 246. The compressor C is connected to the first hose 254 via a conduit 251, a pressure regulating valve 252 and a flow meter 253. This first hose is connected to the first horizontal leg 256 of the T-tube 255 . The T-tube is further provided with a second horizontal leg 257 and a vertical leg 258. A sealing ring 259 is provided around the open bottom end of vertical leg 258. The second horizontal leg portion 257 is connected to the second hose 26
3 to a pressure gauge 264, and this pressure gauge is provided with a scale 265. Liquid level 266 and 26
7 on the scale 265, the pressure inside the device can be measured. The test equipment is assembled carefully to ensure that all connections between the components are gas-tight.
第20A図に詳細に説明するようにT字管25
5の垂直脚部258および封鎖リング259によ
り試験探子即ちブローブを構成する。このブロー
ブを例えば標準の研究室用ガラス製T字管から形
成し、図示の標準のゴム製封鎖リング即ちストツ
パから所要のガス流を容易に出入れできる十分な
内径をもたせる。このストツパの底部によりブロ
ーブの端部を構成し、この端部の外径259Aお
よび内径259Bをそれぞれ9.525mm(3/8イン
チ)および4.7625mm(3/16インチ)とする。プロ
ーブを拡散素子のガス放出面233に手で押し付
けるとき、試験すべき範囲が限定される。封鎖リ
ング即ちストツパ259の下面により表面233
に対するガス密封鎖を形成し、このストツパ25
9の下方に隣接する素子部分を通過する空気を試
験領域における液体に気泡260として放出させ
る。ストツパ259は表面233に対して粘着性
を有しないためプローブを或る試験位置から他の
試験位置に容易に移動することができ、気泡釈放
圧力を計算することができる一連の圧力読取りを
行うことができる。 T-tube 25 as detailed in FIG. 20A.
5 vertical legs 258 and sealing ring 259 constitute a test probe. The probe is formed, for example, from a standard laboratory glass T-tube and has a sufficient internal diameter to readily permit the required gas flow in and out through the standard rubber sealing ring or stopper shown. The bottom of this stopper constitutes the end of the probe, and the outer diameter 259A and inner diameter 259B of this end are 3/8 inch and 3/16 inch, respectively. When manually pressing the probe against the gas emitting surface 233 of the diffuser element, the area to be tested is limited. surface 233 by the underside of sealing ring or stop 259.
This stopper 25 forms a gas-tight seal against
Air passing through the lower adjacent element portion 9 is released into the liquid in the test area as bubbles 260. The stopper 259 is non-adhesive to the surface 233 so that the probe can be easily moved from one test position to another to take a series of pressure readings from which the bubble release pressure can be calculated. I can do it.
互いに直交する参照ライン271,272を拡
散素子のガス放出面233に描く(第20図参
照)。等間隔離間した参照マーク273を参照ラ
イン271,272に沿つて配置し、これらマー
クにより第20A図に示す上述のプローブの開放
端部を位置決めするためのプローブ位置を示し、
この位置決めは上述のように確実な封鎖を生ずる
ように行う。調整弁252はコンプレツサCから
の比較的高い圧力に対して比較的低い流量を生ず
るよう調整し、例えば54cm3/min(2×10-3C.F.
M)になるよう調整する。ガス放出面のプローブ
に隣接する部分を経て気泡260を発生すると
き、装置の圧力を圧力計265の目盛から読取
る。試験点における気泡釈放圧力は、圧力計から
読取つた圧力からガス放出面233と水面レベル
246との間の静水圧の水頭Hを減算することに
よつて得ることができる。ガス放出面233にお
ける相当多くの均等かつランダムに設定した位置
において気泡釈放圧力の測定値をとることにより
この表面の気泡釈放圧力を決定することができ
る。しかし実際上図示の互いに直交する2本の参
照ラインに沿つて圧力試験位置を設定するのが適
切であり、都合がよいことがわかつている。注意
深く製造した拡散素子において、このような2本
の参照ラインに沿つて試験を行うことにより、ガ
ス放出面にわたる空気流の均一分布の適切な精度
の近似値を得ることができる。 Reference lines 271 and 272 that are orthogonal to each other are drawn on the gas emitting surface 233 of the diffusion element (see FIG. 20). equidistantly spaced reference marks 273 are placed along the reference lines 271, 272 to indicate the probe position for locating the open end of the above-described probe shown in FIG. 20A;
This positioning is done in such a way as to produce a positive seal as described above. The regulating valve 252 is adjusted to produce a relatively low flow rate in response to the relatively high pressure from the compressor C, for example, 54 cm 3 /min (2×10 −3 CF
Adjust so that it becomes M). As the gas bubble 260 is generated through the portion of the gas ejection surface adjacent to the probe, the pressure of the device is read from the scale of the pressure gauge 265. The bubble release pressure at the test point can be obtained by subtracting the hydrostatic head H between the gas discharge surface 233 and the water surface level 246 from the pressure read from the pressure gauge. By taking measurements of the bubble release pressure at a number of equally randomly set locations on the gas release surface 233, the bubble release pressure of this surface can be determined. However, in practice it has been found suitable and convenient to establish the pressure test position along the two mutually orthogonal reference lines shown. By testing along two such reference lines on a carefully manufactured diffusion element, a reasonably accurate approximation of the uniform distribution of airflow over the gas emitting surface can be obtained.
第2図の中間部において、参照ライン271上
の参照マーク273の位置に対応する目盛り27
4Aを付けた水平座標軸274を有するグラフを
示す。このグラフの垂直座標軸275に圧力値の
対応目盛を設け、参照ライン271の参照マーク
273において読取つた圧力値を座標にブロツト
し、気泡釈放圧力曲線276を描く。側壁24
2,243と拡散素子の側面との間の間隔が十分
大きいタンク240では、垂直円筒端縁230、
水平環状面231、および垂直側面232におい
て、垂直側面232に近接するガス放出面233
上の点と同様に気泡釈放圧力を読取ることができ
る。拡散素子上の試験位置およびグラフにプロツ
トした圧力の対応位置を参照点線280A,28
0B(垂直円筒端縁230)、281A,281B
(水平環状面231)、282A,282B(垂直
側面232)および283A,283B(ガス放
出面233の端縁)で示す。上述の試験プロツト
位置を第20B図により詳細に示す。 In the middle part of FIG. 2, a scale 27 corresponding to the position of the reference mark 273 on the reference line 271
A graph is shown having a horizontal coordinate axis 274 labeled 4A. A corresponding scale of pressure values is provided on the vertical coordinate axis 275 of this graph, and the pressure values read at the reference mark 273 of the reference line 271 are blotted onto the coordinates to draw a bubble release pressure curve 276. side wall 24
In tanks 240 where the spacing between 2,243 and the side surface of the diffusing element is large enough, the vertical cylindrical edge 230,
At the horizontal annular surface 231 and the vertical side surface 232, a gas release surface 233 adjacent to the vertical side surface 232
The bubble release pressure can be read similarly to the point above. Refer to the test position on the diffusion element and the corresponding position of the pressure plotted on the graph by dotted lines 280A, 28.
0B (vertical cylinder edge 230), 281A, 281B
(horizontal annular surface 231), 282A, 282B (vertical side surface 232), and 283A, 283B (edge of gas release surface 233). The test plot locations described above are shown in more detail in FIG. 20B.
気泡釈放圧力は気泡が板の孔から放出される際
に表面張力に打勝つに必要な圧力を示す。この圧
力の条件を板の空気流入面からガス放出面にガス
を押出す際の摩擦による圧力損失よりも相当大き
くすることができることがわかつている。疎水性
材料に比べて容易に水に濡れる親水性材料により
板を形成する場合このことは特にいえる。 Bubble release pressure indicates the pressure required to overcome surface tension when a bubble is released from the holes in the plate. It has been found that this pressure condition can be made considerably greater than the pressure loss due to friction in forcing gas from the air inflow surface of the plate to the gas discharge surface. This is especially true when the plate is formed from a hydrophilic material that is more easily wetted by water than a hydrophobic material.
第20図のグラフにより拡散素子の中央領域に
おいて最小の気泡釈放圧力(B.R.P.)を示すとが
わかる。素子の周囲の領域に向うにつれて気泡釈
放圧力は徐々に高くなり、参照ライン238A,
238Bで示すように最大値285A,285B
に向う。この最大値は垂直側面232に隣接する
ガス放出面233における試験に基づく。参照ラ
イン282A,282Bで示す側面232におけ
る気泡釈放圧力試験により、この領域において気
泡釈放圧力が第2最小値286A,286Bに達
することがわかる。参照ライン281A,281
Bで示す水平環状面231における気泡釈放圧力
測定によりこの領域において第2最大値287
A,287Bに達することがわかる。最後に参照
ライン280A,280Bで示す垂直円筒端縁2
30での測定により、第2最大値287A,28
7Bに比べるとこの領域の気泡釈放圧力は若干低
いことがわかる。気泡釈放圧力曲線276の第2
最小値286A,286Bで示される垂直側面2
32での低い気泡釈放圧力領域が存在することは
予期せぬことであつた。参照ライン272に沿つ
て採取したデータによつて参照ライン272に沿
う気泡釈放曲線(図示せず)を描くこともでき
る。 It can be seen from the graph of FIG. 20 that the central region of the diffusion element exhibits the lowest bubble release pressure (BRP). The bubble release pressure gradually increases toward the peripheral region of the element, and the reference line 238A,
Maximum value 285A, 285B as shown by 238B
heading to This maximum value is based on testing at the gas release surface 233 adjacent the vertical side 232. Bubble release pressure testing at side 232, indicated by reference lines 282A, 282B, shows that the bubble release pressure reaches a second minimum value 286A, 286B in this region. Reference lines 281A, 281
Bubble release pressure measurements in the horizontal annular plane 231, indicated by B, yield a second maximum value 287 in this region.
It can be seen that the value reaches A, 287B. Finally, the vertical cylindrical edge 2 indicated by reference lines 280A and 280B
30, the second maximum value 287A, 28
It can be seen that the bubble release pressure in this region is slightly lower than that in 7B. The second bubble release pressure curve 276
Vertical side 2 indicated by minimum values 286A, 286B
The existence of a low bubble release pressure region at 32 was unexpected. The data collected along reference line 272 also allows a bubble release curve (not shown) to be drawn along reference line 272.
拡散素子の或る領域を通過するガスの量がこの
領域の気泡釈放圧力の逆関数であるため、流量曲
線277を描くことができ、この曲線277は参
照ライン271に沿う板の流量曲線を示すものと
する。素子の中心部に関する実際の流量データは
試験領域に配置した逆目盛シリンダを使用して素
子を特定時間作動させることによつて得られる。
素子の端縁においては気泡釈放圧力に基づいて流
量を算出する。このようにして得られた流量曲線
を分析することにより素子にわたるガス流分布の
均一性に関する表示をすることがわかる。ガス流
量曲線277に示すように流量のピーク値は拡散
素子の中心領域において生じ、ガス放出面233
の外端縁に近接して第1最小値290A,290
B(気泡釈放圧力最大値285A,285Bに対
応)に下降する。更に気泡釈放圧力の第2最小値
286A,286Bおよび第2最大値287A,
287Bに逆対応してそれぞれ流量のピーク値2
91A,291Bおよび第2最小値292A,2
92Bを生ずる。このように第20図に示した試
験技術により産業界で行われているものよりも一
層明瞭かつ十分正確な拡散素子の流量曲線を表わ
すことができる。更にこのような拡散素子の中心
領域において単位面積当りの流量が多く、他の領
域においても流出に使用されていることがわか
る。素子の1個またはそれ以上の領域に過剰なガ
ス流が通過することは極めて大きな気泡を生ずる
ことになり素子の酸素伝達効率に悪影響を与え
る。 Since the amount of gas passing through a certain region of the diffusion element is an inverse function of the bubble release pressure in this region, a flow curve 277 can be drawn, which curve 277 shows the flow curve of the plate along reference line 271. shall be taken as a thing. Actual flow data for the center of the element is obtained by activating the element for a specified period of time using a reverse scale cylinder placed in the test area.
At the edge of the element, the flow rate is calculated based on the bubble release pressure. It can be seen that analysis of the flow curves thus obtained gives an indication of the uniformity of the gas flow distribution across the element. As shown in the gas flow curve 277, the peak value of the flow rate occurs in the central region of the diffusion element, and the gas ejection surface 233
The first minimum value 290A, 290 near the outer edge of
B (corresponding to the maximum bubble release pressure values 285A and 285B). Furthermore, second minimum values 286A, 286B and second maximum values 287A,
The peak value of flow rate 2 corresponds inversely to 287B.
91A, 291B and second minimum value 292A, 2
92B. The testing technique shown in FIG. 20 thus provides a much clearer and more accurate representation of the flow curve of the diffuser element than is practiced in the industry. Furthermore, it can be seen that the flow rate per unit area is large in the central region of such a diffusion element, and that other regions are also used for outflow. Excessive gas flow passing through one or more regions of the device can create very large bubbles and adversely affect the oxygen transfer efficiency of the device.
第21〜31図において、上述の欠点を除去す
る形状の拡散素子の種々の形状を示す。これら素
子を剛性があり、単層の多孔質拡散素子とし、透
過の中心部および/または周辺部において容積圧
縮比を極めて大きくする。素子は固体粒子により
形成し、多孔質の圧縮形状に結合または焼結する
ことによつて整形、圧縮および結合力を与える。
断面図に示すように、素子に水柱で5.08cm(2イ
ンチ)の圧力において約1.62×105〜5.4×106cm3/
min(6〜200SCFM)の範囲の特定の透過率を有
する水平部分を設ける。この水平部分の最大水平
寸法をこの部分の厚さとの比が約4:1になるよ
うにする。更にこの部分に上方ガス放出面を設
け、このガス放出面をほぼ水平にし、水中におけ
る気泡釈放圧力が水柱で約5.08〜50.8cm(2〜20
インチ)の範囲になるようにする。中心および境
界領域を上方ガス放出面の下方に配置する。これ
ら領域のうちの一方または双方内で例えばガス放
出面の下方の中心領域と境界領域との間の外側領
域において素子の隣接部分における材料に比較す
ると相当大きな容積圧縮比で固体粒子に圧力を加
える。更に拡散素子に周縁領域を設け、この領域
においては上述の境界領域により包囲される部分
またはガス放出面の部分よりも低い透過性、また
は大きな密度、または低い高さを与える。 21-31, various shapes of diffusing elements are shown which eliminate the above-mentioned drawbacks. These elements are rigid, single-layer, porous diffusion elements, and the volume compression ratio is extremely high in the center and/or periphery of the permeation. The elements are formed from solid particles that are bonded or sintered into a porous compacted shape to provide shaping, compaction, and bonding strength.
As shown in the cross-sectional view, the element has approximately 1.62 x 10 5 to 5.4 x 10 6 cm 3 / at a pressure of 5.08 cm (2 inches) of water column.
Provide a horizontal section with a specific transmittance in the range of min (6-200 SCFM). The ratio of the maximum horizontal dimension of this horizontal section to the thickness of this section is approximately 4:1. Furthermore, an upper gas release surface is provided in this part, and this gas release surface is made almost horizontal so that the bubble release pressure in the water is approximately 5.08 to 50.8 cm (2 to 20 cm) in the water column.
inches). The center and border regions are located below the upper gas release surface. Pressure is applied to the solid particles within one or both of these regions, e.g. in the outer region between the central region below the gas emitting surface and the boundary region, with a volumetric compression ratio that is significantly greater than the material in the adjacent parts of the element. . Furthermore, the diffuser element is provided with a peripheral region in which it is provided with a lower permeability, or a greater density, or a lower height than the part surrounded by the above-mentioned boundary region or the part of the gas release surface.
上述の素子において中心領域の顕著な容積圧縮
比はプレスを行う前またはプレス中に上述の粒子
を配分することによつて高めておく。即ち中心領
域における単位面積当りの粒子量を外側領域にお
ける単位面積当りの粒子量よりも多くしておく。
プレス前またはプレス中の粒子の配分は中心領域
において単位体積当りの粒子量を多くすることに
よつて行う。更に単位面積当りの粒子量を多くす
るのは、キヤビテイを有し、このキヤビテイの中
心部およびその包囲部に粒子をそれぞれ深目にお
よび浅目に充填したダイスにおいてプレスを行う
ことによつて得られる。 In the above-mentioned element, the significant volume compression ratio of the central region is increased by distributing the above-mentioned particles before or during pressing. That is, the amount of particles per unit area in the central region is made larger than the amount of particles per unit area in the outer region.
The distribution of particles before or during pressing is achieved by increasing the amount of particles per unit volume in the central region. Furthermore, the amount of particles per unit area can be increased by pressing with a die that has a cavity, and the center of the cavity and the surrounding area are filled with particles deeply and shallowly, respectively. It will be done.
中心領域および外側領域を有するこれらの素子
において、顕著な容積圧縮比を得るのは中心領域
および外側領域においてそれぞれ厚さ減少比をプ
レス中に比較的大きくおよび比較的小さくするこ
とによつて行う。このことはプレスを行う前また
はプレスを行う間に中心領域に対する粒子部分の
高さが同一であろうとまたは異なろうと、例えば
外側領域に対応する粒子部分の高さよりも高い場
合でも行うことができる。厚さ減少を大き目の割
合で行つたり、小さ目の割合で行うのは、ラムお
よびダイスキヤビテイを有し、対向圧縮面が中心
領域および外側部分との間にそれぞれ小さなクリ
アランスおよび大きなクリアランスを有するプレ
ス型においてプレスすることにより得られ、この
小さなクリアランスはダイスキヤビテイの圧縮面
に隆起部を設けたり、他の手段により形成するこ
とができる。 In these elements having a central region and an outer region, a significant volume compression ratio is obtained by making the thickness reduction ratio in the central region and the outer region, respectively, relatively large and relatively small during pressing. This can be done whether before or during pressing the height of the grain parts relative to the central region is the same or different, for example higher than the height of the grain parts corresponding to the outer regions. Larger and smaller rates of thickness reduction are achieved by press molds with ram and die cavities, in which the opposing compression surfaces have small and large clearances between the central region and the outer parts, respectively. This small clearance can be created by providing a ridge on the compression surface of the die cavity or by other means.
境界領域を有する素子の境界領域内における大
きな容積圧縮比は種々の方法により行うことがで
き、境界領域とこの境界領域により包囲される素
子の他の部分例えば上述の外側領域にそれぞれ比
較的大きい厚さ減少率および比較的小さい厚さ減
少率をプレス中に加える。この場合やはり境界領
域および上述の他の部分に対して比較的小さいク
リアランスおよび比較的大きいクリアランスで対
向する圧縮面を有するラムおよびダイスキヤビテ
イを設けたプレスを使用する。小さいクリアラン
スおよび大きいクリアランスはダイスキヤビテイ
の圧縮面またはラムの圧縮面に設けた隆起部また
は他の手段により生ずることができる。 A large volumetric compression ratio within the boundary area of an element with a boundary area can be achieved in various ways, by applying relatively large thicknesses to the boundary area and to other parts of the element surrounded by this boundary area, for example to the above-mentioned outer areas, respectively. A thickness reduction rate and a relatively small thickness reduction rate are applied during pressing. In this case again a press is used which is provided with a ram and die cavity with opposing compression surfaces with relatively small and relatively large clearances relative to the boundary area and the other parts mentioned above. Small and large clearances can be created by ridges on the compression surface of the die cavity or the compression surface of the ram or by other means.
上述の素子は、例えば平坦面を有するものおよ
び素子の周縁から内方に離間した中心領域の上面
または下面に凹所を設けたものを含めて種々の形
状に形成することができる。即ち素子に中心凹所
を設けることができる、即ちガス流入面またはガ
ス放出面またはその双方に凹所を設けることがで
きる。しかしこのような凹所は中心領域と同一の
範囲にわたり設けてもよいし、設けなくてもよ
い。凹所の深さおよび領域は素子の水平ガス放出
面の横方向にわたるガス分布の均一性を高める上
での必要性に応じて変化し、また深さは凹所の一
部でまたは全体にわたり変化させることもでき
る。凹所の輪郭内に窪んでいない領域を1個また
はそれ以上設けることもできる。更に上述の大き
な容積圧縮比は境界領域の上方の素子のガス放出
面に水平面に対して約10゜〜80゜の範囲の角度の外
方下向きの傾斜をつけることによつて得ることが
できる。 The elements described above can be formed in a variety of shapes, including, for example, those with flat surfaces and those with recesses in the upper or lower surfaces of the central region spaced inwardly from the periphery of the element. That is, the element can be provided with a central recess, ie, the gas inlet surface or the gas outlet surface or both can be provided with a recess. However, such a recess may or may not be provided over the same extent as the central region. The depth and area of the recess may be varied as required to enhance the uniformity of gas distribution across the horizontal gas emitting surface of the element, and the depth may be varied in portions or throughout the recess. You can also do it. It is also possible to provide one or more non-recessed areas within the contour of the recess. Furthermore, the above-mentioned high volume compression ratios can be obtained by sloping the gas emitting surface of the element above the boundary region outwardly and downwardly at an angle in the range of about 10 DEG to 80 DEG with respect to the horizontal plane.
上述の特徴は素子のガス放出面にわたりガス放
出特性がほぼ均一で変動係数が約0.25以下となる
拡散素子を得るための補助をなすものであり、こ
の変動係数はガス放出面の中心を通過して互いに
直交する参照ラインの各々に沿つて互いに等間隔
離間した少なくとも約5個の位置での気泡釈放圧
力の測定値に基づいて計算したものである。 The above-mentioned features assist in obtaining a diffusion element in which the gas emission characteristics are substantially uniform over the gas emission surface of the element and the coefficient of variation is approximately 0.25 or less, and this coefficient of variation passes through the center of the gas emission surface. The bubble release pressure is calculated based on measurements of bubble release pressure at at least about five equally spaced locations along each of the orthogonal reference lines.
上述の素子は任意の都合のよい方法で製造する
ことができる。しかし、第21〜29図において
種々の製造方法を示す。 The above-described elements can be manufactured in any convenient manner. However, various manufacturing methods are shown in Figures 21-29.
これら方法は上述した方法の変更例である。上
述の方法と同様にこれら変更例も、圧縮面即ち底
壁303および側壁304,305により画定さ
れた円筒状キヤビテイ302を有するダイス30
1を使用する。このダイス固体有機または無機の
粒子の互いに遊離している混合物(圧縮すること
ができ、かつ結合力を生ずる結合剤を混入しても
しなくてもよい)を充填する。例えばポリエチレ
ン若しくはポリスチレンなどの合成樹脂のビーズ
状粒子または粒状粒子、ガラスビーズ、金属、ア
ルミナ、ムライト、シリカ等の無機物質の粒状粒
子を使用することができる。有機および無機の結
合剤を混合物に含有させることもできる。この混
合物は圧縮、焼結および/または結合により、例
えば有機粘着結合、ガラス結合、またはセラミツ
ク結合により結合力を生ずるよう配合する。 These methods are variations of the methods described above. Similar to the methods described above, these variations also include a die 30 having a cylindrical cavity 302 defined by a compression surface or bottom wall 303 and side walls 304, 305.
Use 1. The die is filled with a mutually liberated mixture of solid organic or inorganic particles, which can be compressed and may or may not contain a binder to create a cohesive force. For example, bead-like particles or granular particles of synthetic resins such as polyethylene or polystyrene, glass beads, granular particles of metals, inorganic substances such as alumina, mullite, silica, etc. can be used. Organic and inorganic binders can also be included in the mixture. The mixture is compounded to create a bond by compression, sintering and/or bonding, for example by organic adhesive bonding, glass bonding, or ceramic bonding.
既知の技術に共通することはダイス301の上
面306以上に互いに遊離した固体材料の粒子体
310を充填することである。次に過剰の部分を
スクリードにより削り取る。次に圧縮面318を
有するラムを粒子材料に向けて移動させ、粒子材
料に掛合させる。更にラム317を移動させるこ
とによりキヤビテイ302内の粒子体310を圧
縮して種々の押し固めた形状に変形する。ラム3
17を抜き出して圧縮体をキヤビテイ302から
取出す。使用した混合物に基づいて圧縮体を焼い
て完成素子を得る。 What is common to the known techniques is that the upper surface 306 and above of the die 301 are filled with particles 310 of solid material that are separated from each other. Next, the excess portion is scraped off with a screed. A ram with a compression surface 318 is then moved toward and engages the particulate material. Further, by moving the ram 317, the particles 310 within the cavity 302 are compressed and deformed into various compacted shapes. Ram 3
17 and the compressed body is taken out from the cavity 302. Based on the mixture used, the compact is baked to obtain the finished element.
第21〜23図に示す変形方法の第1の実施例
によれば、整形リング400を取除くことから始
め、ダイスキヤビテイ302を開放する。粒子材
料を十分キヤビテイ302に注入して充たし、ダ
イス上面306以上に盛上つた部分を平らになら
す。この表面上に整形リング400を配置し、こ
のリング400は平坦上面401、平坦下面40
2、および外端縁をなす垂直周面403を有す
る。このリングに更に内側円錐面404を設け、
この円錐面404により頂部と底部とが開放した
截頭円錐中心室を画定する。粒子材料はダイス上
面306のレベルにならされているためこの中心
室は空の状態である。この内側円錐面404の内
部の中心室に過剰の粒子材料405を充填し、次
にスクリード312によつて削り取つて整形リン
グ400の上面401のレベルの面406になら
す。整形リングを注意深く取除き、キヤビテイ3
02に平坦頂面409と円錐側面410よりなる
隆起中心部408を有する粒子体407が残る。
しかしこの中心部408を種々の形状にすること
ができる。 According to a first embodiment of the modification method shown in FIGS. 21-23, starting with removing shaping ring 400, die cavity 302 is opened. Enough particle material is injected into the cavity 302 to fill it, and the raised portion above the die top surface 306 is leveled. A shaping ring 400 is placed on this surface, and this ring 400 has a flat upper surface 401 and a flat lower surface 40.
2, and a vertical circumferential surface 403 forming an outer edge. This ring is further provided with an inner conical surface 404,
The conical surface 404 defines a frusto-conical central chamber with an open top and bottom. This center chamber is empty since the particle material has been leveled to the level of the die top surface 306. The interior central chamber of this inner conical surface 404 is filled with excess particulate material 405 and then ground down by screed 312 to a surface 406 at the level of top surface 401 of shaping ring 400. Carefully remove the shaping ring and remove the cavity 3.
02 remains a particle body 407 having a raised central portion 408 consisting of a flat top surface 409 and a conical side surface 410.
However, this central portion 408 can have a variety of shapes.
粒子体407およびこの粒子体を準備する上述
の技術は中心領域の単位水平面積当りの粒子量を
外側包囲領域における単位面積当りの粒子量より
多くする一つの実施例である。この場合単位水平
面積当りの多量の粒子はダイス部分において包囲
部分よりも深く充填することによつて得ている。 The particles 407 and the technique described above for preparing the particles are one example of providing a greater amount of particles per unit horizontal area in the central region than in the outer surrounding area. In this case, a large amount of particles per unit horizontal area is obtained by filling the die part deeper than the surrounding part.
しかし単位面積当りの多量の粒子はダイスの中
心部に粒子の密度を高くして充填することによつ
ても得られる。例えばダイスキヤビテイに充填
し、キヤビテイの頂面のレベルにならし、次いで
ダイスの中心領域に局所的に振動または圧力を加
えて粒子密度を高くする。このことによりこの領
域の材料は包囲部分の材料よりも沈下する。この
結果生じた窪みにプレスを行う前に粒子材料を補
充する。この方法は、プレスを行う前またはプレ
ス中において中心領域の単位体積当りの粒子量を
外側の包囲領域の単位体積当りの粒子量よりも多
く配分する一つの実施例である。 However, a large amount of particles per unit area can also be obtained by filling the center of the die with particles at a high density. For example, the die cavity may be filled, leveled to the top surface of the cavity, and then locally vibrated or pressure applied to the center region of the die to increase particle density. This causes the material in this area to sink more than the material in the surrounding area. The resulting depressions are replenished with particulate material before pressing. This method is an example of distributing a larger amount of particles per unit volume in the central area than in the outer surrounding area before or during pressing.
ダイスの中心領域に高い高さおよび/または高
い密度に充填するかのいずれかに無関係に、次に
第23図に示すように圧縮する。この結果中心領
域413(参照線413A,413Bで区切られ
た領域)における容積圧縮比が外側領域414に
おける容積圧縮比よりも高い素子が得られ、この
場合外側領域は参照線413A,413Bで示さ
れる内側端縁と素子の周縁414A,414Bに
より区切られる環状領域となる。 Regardless of whether the central region of the die is packed to a high height and/or high density, it is then compacted as shown in FIG. As a result, an element is obtained in which the volume compression ratio in the central region 413 (the region demarcated by the reference lines 413A and 413B) is higher than the volume compression ratio in the outer region 414, and in this case, the outer regions are indicated by the reference lines 413A and 413B. This results in an annular region delimited by the inner edge and the peripheral edges 414A, 414B of the element.
第24〜29図において容積圧縮比を高める他
の好適な実施例を示す。これら図面においては、
特にプレス中に上述の中心領域および外側領域に
それぞれ比較的大きなおよび比較的小さな厚さ減
少率を生ぜしめる技術を示す。 24 to 29 show other preferred embodiments that increase the volumetric compression ratio. In these drawings,
In particular, techniques are shown which produce relatively large and relatively small rates of thickness reduction in the aforementioned central and outer regions, respectively, during pressing.
第24および25図において一つの好適な実施
例を示し、この場合ダイスキヤビテイ302の圧
縮面303に隆起部をなす円形インサート421
を配置することにより比較的大きな厚さ減少率と
比較的小さな厚さ減少率を得る。このインサート
421に円筒状下方突出部422を設け、この突
出部はダイス下壁303の対応ソケツト420に
整合する。インサート421の上部は円錐面42
5により包囲された平坦頂面424を有する整形
部材とする。第24図のダイスキヤビテイ302
に充填し、内容物を上面306のレベルになら
し、次に第24図に示すように圧縮したとき、こ
の結果の圧縮体426には、平面状空気流入面4
30と平坦部433および傾斜端縁434よりな
る中心凹所432を有するほぼ水平な空気放出面
431を生ずる。この方法はプレス中に中心領域
および外側領域にそれぞれ比較的大きいおよび比
較的小さい厚さ減少を生ぜしめることによつて拡
散素子の中心領域の容積圧縮比を高める実施例で
ある。この場合比較的大きなおよび比較的小さな
厚さ減少率は中心部および包囲部に対してそれぞ
れ小さいクリアランスおよび大きいクリアランス
を有する対向圧縮面を有するラムおよびダイスキ
ヤビテイよりなるプレスによつて行うことにより
得ている。この場合小さいクリアランスはダイス
キヤビテイに設けたインサート421の隆起部に
より得ている。しかしこの方法は平坦底壁を有す
るダイスキヤビテイとラムの圧縮面に設けた隆起
部とにより実施することもできる。 One preferred embodiment is shown in FIGS. 24 and 25, in which a circular insert 421 forms a ridge on the compression surface 303 of the die cavity 302.
By arranging , a relatively large thickness reduction rate and a relatively small thickness reduction rate can be obtained. The insert 421 is provided with a cylindrical downward projection 422 which aligns with a corresponding socket 420 in the lower die wall 303. The upper part of the insert 421 has a conical surface 42
The shaping member has a flat top surface 424 surrounded by 5. Die cavity 302 in Figure 24
When filled, leveled with the contents to the level of top surface 306, and then compressed as shown in FIG.
30, resulting in a generally horizontal air discharge surface 431 having a central recess 432 consisting of a flat portion 433 and an angled edge 434. This method is an example of increasing the volume compression ratio of the central region of the diffuser element by creating relatively large and relatively small thickness reductions in the central and outer regions, respectively, during pressing. In this case, comparatively large and comparatively small thickness reductions are obtained by means of a press consisting of a ram and die cavity with opposed compression surfaces having small and large clearances for the center and surrounding parts, respectively. . In this case, the small clearance is obtained by the raised part of the insert 421 in the die cavity. However, the method can also be implemented with a die cavity with a flat bottom wall and a ridge on the compression surface of the ram.
第24および25図に示す製造方法に対して
種々の変更を加えることができる。凹所432の
形状、深さ、および面積は素子のガス放出面43
1の空気分布に所要のレベルの均一性を得るよう
自由に変化させることができる。凹所の形状は空
気流の均一な分布を与える任意の所要輪郭にする
ことができる。しかし好適には凹所の輪郭を素子
の輪郭に相似させる。凹所の輪郭内において断面
で見た形状を変化させることができる。凹所の底
部を全体的に直線的なまたは湾曲した表面に、ま
たは直線的な表面と湾曲した表面との組合せによ
り構成することができる。凹所の中心は図示のよ
うに平坦にするか、または全体にわたり僅かに湾
曲した形状にすることができ、または極めて平坦
な円錐形状、その他本発明の目的を達成するに都
合がよく好ましい形状にすることができる。図示
のように平坦部と傾斜端縁を有する凹所は簡単で
好適ではあるが、これに限定するものではない。 Various modifications can be made to the manufacturing method shown in FIGS. 24 and 25. The shape, depth, and area of the recess 432 corresponds to the gas emitting surface 43 of the element.
1 can be freely varied to obtain the desired level of uniformity. The shape of the recess can be any desired profile that provides uniform distribution of airflow. Preferably, however, the contour of the recess resembles the contour of the element. The cross-sectional shape can be varied within the contour of the recess. The bottom of the recess can be constructed entirely of straight or curved surfaces or by a combination of straight and curved surfaces. The center of the recess may be flat as shown, or may be slightly curved throughout, or may be very flat, conical, or any other convenient and preferred shape to achieve the objectives of the invention. can do. Although a recess with a flat portion and sloped edges as shown is simple and preferred, it is not limited thereto.
上述のように中心凹所の領域は必ずしも素子の
中心領域をなす部分と同一の範囲にする必要はな
い。凹所は中心領域を画定する範囲内または範囲
外で終端させることができる。しかし中心領域を
画定する範囲と同程度に凹所領域を定めるのが好
適である。 As mentioned above, the area of the central recess does not necessarily have to be the same area as the central area of the element. The recesses can terminate within or outside the area defining the central region. However, it is preferred to define the recessed area to the same extent as the area that defines the central area.
凹所の面積と平均深さは、素子のガス放出面の
横方向にわたるガス分布の均一性を高めるに十分
なものの組合せに選択することができる。例えば
凹所の面積を素子のガス放出面総面積または素子
の総面積の約10〜80%、好適には約25〜70%、一
層好適には約45〜65%にするとともに凹所の平均
深さを素子の水平部分の平均厚さの約2〜20%、
好適には4〜15%、一層好適には5〜10%にする
ことができる。 The area and average depth of the recesses can be selected in combination to be sufficient to enhance the uniformity of gas distribution across the gas emitting surface of the element. For example, the area of the recess is about 10 to 80%, preferably about 25 to 70%, more preferably about 45 to 65% of the total area of the gas emitting surface of the element or the total area of the element, and the average of the recess is The depth is about 2 to 20% of the average thickness of the horizontal part of the element,
It can be suitably 4 to 15%, more preferably 5 to 10%.
素子の深さは輪郭内で変化させることができ、
即ち段階的に変化させることもでき、また徐々に
変化させることもできるが、後者の方が好適であ
る。更に凹所の輪郭内において窪みを生じない若
干の部分を設けることもできる。この実施例を第
26図に示す。 The depth of the element can be varied within the contour,
That is, it can be changed stepwise or gradually, but the latter is preferable. Furthermore, it is also possible to provide some portions within the contour of the recess that do not form a depression. This embodiment is shown in FIG.
第26図において第25図に示す技術の変更例
により形成することができる素子を示す。この場
合インサート421の代りに環状インサート44
0を使用し、この環状インサートの下面には環状
リブ441を設け、このリブをダイスキヤビテイ
302の底壁303に形成しいた対応形状の環状
溝442に掛合させる。環状インサート440に
は傾斜外端縁444および傾斜内端縁445を具
える平坦頂面443を設ける。このようなダイス
キヤビテイを使用するとき、第26図の上方に示
すように、素子には傾斜端縁440,441を有
する環状凹所449と窪みの付かない中心部45
2とができる。このようにして円形素子には、境
界線413A,413Bで区切られる円形中心領
域が形成され、この中心領域を外側領域により包
囲し、この外側領域は境界線413A,413B
から素子の周面414A,414Bに達する。 FIG. 26 shows an element that can be formed by a modification of the technique shown in FIG. 25. In this case instead of the insert 421 an annular insert 44
0, and the lower surface of the annular insert is provided with an annular rib 441 that engages a correspondingly shaped annular groove 442 formed in the bottom wall 303 of the die cavity 302. The annular insert 440 is provided with a flat top surface 443 having a beveled outer edge 444 and a beveled inner edge 445. When such a die cavity is used, as shown in the upper part of FIG.
2 can be done. The circular element is thus formed with a circular central region delimited by border lines 413A, 413B, which is surrounded by an outer region which is surrounded by border lines 413A, 413B.
From there, it reaches the peripheral surfaces 414A and 414B of the element.
第27図に示す実施例のように素子の外側領域
は必ずしも周端縁まで達しないものもある。この
実施例の場合円筒状ダイスキヤビテイ302の底
壁303に円形インサート421を設ける。底壁
303の側壁304,305に隣接する部分の周
縁に段部を形成し、この段部に垂直円筒面324
と水平環状面325とを設ける。このようなダイ
スにより第27図の上方部に示すような素子がで
きる。この素子には中心領域の境界線413A,
413Bの範囲内において、傾斜端縁434の付
いた凹所432を有するガス放出面431ができ
る。ダイスの垂直円筒面324および水平環状面
325により素子の周縁部に垂直円筒端縁23
0、水平面231、および垂直側面232を生
じ、素子の端縁の段部を画定する。平面状空気流
入面430、垂直円筒端縁230、水平環状面2
31、参照線460A,460Bにより区切られ
る素子の容積部によつて、素子の内方隣接部の透
過性、密度および平均高さに比べると透過性が少
なく、密度が高く、平均高さが低い環状周縁領域
が画定される。この素子において外側領域は内側
を参照線413A,413Bによつて、外側を参
照線460A,460Bによつて区切られる部分
である。 In some cases, as in the embodiment shown in FIG. 27, the outer region of the element does not necessarily reach the peripheral edge. In this embodiment, the bottom wall 303 of the cylindrical die cavity 302 is provided with a circular insert 421 . A step is formed on the periphery of a portion of the bottom wall 303 adjacent to the side walls 304 and 305, and a vertical cylindrical surface 324 is formed on this step.
and a horizontal annular surface 325. With such a die, an element as shown in the upper part of FIG. 27 can be produced. This element includes a central region boundary line 413A,
Within the area 413B there is a gas release surface 431 having a recess 432 with a beveled edge 434. The vertical cylindrical surface 324 and horizontal annular surface 325 of the die form a vertical cylindrical edge 23 at the periphery of the element.
0, a horizontal surface 231, and a vertical side surface 232, defining a step at the edge of the element. Planar air inflow surface 430, vertical cylindrical edge 230, horizontal annular surface 2
31. The volume of the element bounded by reference lines 460A, 460B has less permeability, higher density, and lower average height than the permeability, density, and average height of the inner adjacent portion of the element. An annular peripheral region is defined. In this element, the outer region is defined by reference lines 413A, 413B on the inside and reference lines 460A, 460B on the outside.
第27図において第20図に示すような多孔質
ガス拡散素子の空気分布の均一性を改善する方法
を示す。高さが低く、密度が高く、透過性の少な
い周縁領域を形成することは周縁領域自体の流れ
の特性に影響を及ぼすだけでなく、素子の比較的
内方の部分の特性にも影響を与え、中心領域に流
れが集中する傾向を生ずる。中心領域の容積圧縮
比を大きくすることによつて上述の傾向は打消さ
れ、均等化され、排除される。 FIG. 27 shows a method for improving the uniformity of air distribution in a porous gas diffusion element as shown in FIG. 20. Creating a peripheral region of low height, high density, and low permeability not only affects the flow properties of the peripheral region itself, but also of the relatively inner parts of the element. , resulting in a tendency for the flow to concentrate in the central region. By increasing the volumetric compression ratio in the central region, the above-mentioned tendency is counteracted, equalized, and eliminated.
第28図において、どのようにして拡散素子の
周縁領域に隣接して境界領域を設けるかを示す。
第20図における凹所のない素子の説明および第
20図の素子の試験からわかるように素子の垂直
側面232は気泡釈放圧力が第2最小値286
A,286Bを示し、これに対応し点線282
A,282Bで示すように流量曲線277ではピ
ーク値291A,291Bを示す。素子のこの領
域で流れがピークになる傾向は多くの要因に基づ
いて好ましくないと考えられる。この要因として
は拡散装置に対する素子の取付けに採用したホル
ダおよび封鎖手段の構成がある。垂直側面232
から曝気すべき媒体に気泡を自由に放出してしま
うように素子を取付ける場合この側面には好まし
くない程大きな気泡と流れを生ずる傾向がある。
更に表面232により水が自由に通過する(従つ
て表面張力がない)空隙に気泡を放出する場合、
全空気量のうち不当に多くの量がこの表面に移行
してしまう。この傾向は種々の技術を組合せるこ
とによつて打消し、均等化することができ、例え
ば、表面232に非透過性の層を所定位置に保持
または付着させてカバーすること、適切に設計し
た封鎖手段および拡散素子ホルダの使用、第28
図に示すような変形、これら方法の組合せ、また
は他の所要の手段によつてこの傾向に対処するこ
とができる。 In Figure 28 it is shown how a border region is provided adjacent to the peripheral region of the diffusing element.
As can be seen from the description of the unrecessed element in FIG. 20 and the testing of the element in FIG.
A, 286B is shown, and the corresponding dotted line 282
As shown by A and 282B, the flow rate curve 277 shows peak values 291A and 291B. The tendency for flow to peak in this region of the device is considered undesirable based on a number of factors. This is due to the configuration of the holder and sealing means used to attach the element to the diffuser. Vertical side 232
If the element is mounted in such a way that the air bubbles freely emit into the medium to be aerated, this side tends to produce undesirably large air bubbles and flows.
Additionally, if surface 232 releases air bubbles into the voids through which water freely passes (and therefore has no surface tension),
A disproportionately large amount of the total air volume is transferred to this surface. This tendency can be counteracted and evened out by a combination of various techniques, such as covering the surface 232 with an impermeable layer held in place or deposited, properly designed. Use of sealing means and diffusive element holders, No. 28
This tendency can be addressed by modifications as shown in the figure, by a combination of these methods, or by any other necessary means.
第28図においては周縁領域の内方に隣接して
境界領域を設け、この境界領域の容積圧縮比を上
述の外側領域の容積圧縮比よりも大きくして固体
粒子を圧縮する拡散素子の実施例を示す。このこ
とはダイスキヤビテイ302を変更することによ
つて得られ、垂直円筒面324と水平環状面32
5とにより形成される段部の底部の内面に環状帯
461を設ける。この環状帯は水平面または上述
の外側領域の面(特にこの外側領域の面が水平で
ない場合)約10゜〜70゜の範囲の角度をなすように
する。その他の点に関しては第28図のダイスは
第27図のものと同一である。従つて第28図の
実施例は拡散素子の境界領域と上述の外側領域の
部分に対応する圧縮面間のクリアランスが比較的
小さいおよび比較的大きい互いに対向する圧縮面
を有するラムおよびダイスキヤビテイよりなるプ
レスによつてプレス成形することにより比較的大
きい厚さ減少率および比較的小さい厚さ減少率を
得る実施例である。この場合小さなクリアランス
はダイスキヤビテイの圧縮面に環状帯461によ
り生ずる隆起部によつて得ている。 FIG. 28 shows an embodiment of a diffusion element in which a boundary region is provided adjacent to the inner side of a peripheral region, and the volume compression ratio of this boundary region is made larger than the volume compression ratio of the above-mentioned outer region to compress solid particles. shows. This is achieved by changing the die cavity 302, with a vertical cylindrical surface 324 and a horizontal annular surface 324.
An annular band 461 is provided on the inner surface of the bottom of the stepped portion formed by 5 and 5. This annular band forms an angle in the range of about 10 DEG to 70 DEG in the horizontal plane or in the plane of the aforementioned outer region (particularly if the plane of this outer region is not horizontal). In other respects the die of FIG. 28 is identical to that of FIG. 27. The embodiment of FIG. 28 is therefore a press consisting of a ram and die cavity having mutually opposing compression surfaces with relatively small and relatively large clearances between the compression surfaces corresponding to the boundary region of the diffusion element and parts of the above-mentioned outer regions. This is an example in which a relatively large thickness reduction rate and a relatively small thickness reduction rate are obtained by press molding. In this case, the small clearance is obtained by the bulge produced by the annular band 461 on the compression surface of the die cavity.
第28図のダイスにおいて素子をプレス成形す
るとき、第28図の上方に示す成形素子には水平
面に対して角度αをなす傾斜端縁462が生ず
る。第28図に示す形式の板に対しては25゜の角
度が最適である。傾斜端縁462を設けることの
利点は中心部の容積圧縮比を高めるという着想が
生まれたときには予想できなかつた。しかし中心
凹所を形成する着想および上述の気泡釈放圧力測
定技術による作業から得られた経験から傾斜端縁
462の効果に対して若干の仮説が立つようにな
つた。 When an element is press-molded using the die of FIG. 28, the molded element shown in the upper part of FIG. 28 has an inclined edge 462 forming an angle α with respect to the horizontal plane. A 25° angle is optimal for a plate of the type shown in FIG. The advantage of providing the sloped edge 462 could not have been anticipated when the idea of increasing the volumetric compression ratio of the central portion was conceived. However, the idea of forming the central recess and the experience gained from working with the bubble release pressure measurement technique described above have led to some hypotheses regarding the effectiveness of the beveled edge 462.
上述の通り第20図の気泡釈放圧力曲線276
の第2最小値286A,286Bで示すように垂
直側面232に低気泡釈放圧力領域が存在するこ
とは予期せぬものである。しかしこの現象はダイ
スキヤビテイ内での粒子の流れを理論的に考慮す
ることによつて遡及的に説明がつくものと思われ
る。即ちラム圧縮面318と水平環状面325と
の間の固体粒子はラム圧縮面318とダイズ底壁
303との間の隣接固体粒子よりも大きな圧縮を
受けるため、面325の上方の材料に内方下向き
の力のベクトル成分が発生し、この部分の粒子の
若干は圧縮されて内方下向き移動する。一方垂直
側面232は水平環状面325の内端縁によつてこ
のような力のベクトルから幾分遮蔽され、従つて
面232に沿う材料は面231に沿う材料よりも
少なく圧縮され、よつて面232にはより大きな
透過性を、面231にはより小さい透過性を与え
るものと思われる。 Bubble release pressure curve 276 of FIG. 20 as described above.
It is unexpected that a region of low bubble release pressure exists on the vertical side 232, as shown by second minimum values 286A, 286B. However, it seems that this phenomenon can be retrospectively explained by theoretically considering the flow of particles within the die cavity. That is, the solid particles between the ram compression surface 318 and the horizontal annular surface 325 experience greater compression than the adjacent solid particles between the ram compression surface 318 and the soybean bottom wall 303, so that the material above the surface 325 is inwardly compressed. A vector component of the downward force is generated, and some of the particles in this region are compressed and moved inward and downward. Vertical side surface 232, on the other hand, is somewhat shielded from such force vectors by the inner edge of horizontal annular surface 325, so that the material along surface 232 is compressed less than the material along surface 231, and thus the surface 232 would be given greater transparency and surface 231 would be given less transparency.
第28図のダイスにおける環状帯461の上方
の材料にこの環状帯により密集作用を与え、外側
領域に隣接するリング状境界領域を形成し、この
境界領域の外端縁は環状周縁領域229に隣接す
る参照線460A,460Bにより区切られ、境
界領域の内端縁は参照線463A,463Bによ
り区切られる。このことにより面232の気泡釈
放圧力および流出量を素子の他の部分に対して一
層バランスのとれたものにする(このことは上述
の透過性の差の減少となつて表われる)と思われ
る。 This annular band causes the material above the annular band 461 in the die of FIG. The inner edge of the boundary area is separated by reference lines 463A, 463B. This is believed to make the bubble release pressure and flow rate of surface 232 more balanced relative to the rest of the element (which is reflected in a reduction in the permeability differences discussed above). .
第29図において比較的大きい厚さ減少率およ
び比較的小さい厚さ減少率を与える他の実施例を
示す。この実施例の場合小さなクリアランスはラ
ム317の圧縮面318に突出部を設けることに
よつて得る。例えば第29図に示すようにラム3
17の圧縮面318に環状リブを設け、このリブ
を圧縮面318の周縁から内方に僅かに離間した
位置において全周にわたり突出させる。このリブ
の断面は任意の所要の形状にすることができる
が、円弧形状が好適である。このリブの深さは素
子の周縁に合致して容積圧縮比を所要の大きさに
高めるに好適なものとする。代表的な深さは上述
の中心凹所432の深さと同程度のものである。 Another embodiment is shown in FIG. 29 that provides a relatively large thickness reduction and a relatively small thickness reduction. In this embodiment, the small clearance is obtained by providing a projection on the compression surface 318 of the ram 317. For example, as shown in FIG.
An annular rib is provided on the compression surface 318 of No. 17, and this rib protrudes over the entire circumference at a position slightly spaced inward from the periphery of the compression surface 318. The cross section of this rib can be of any desired shape, but an arcuate shape is preferred. The depth of this rib is suitable to match the periphery of the element and to increase the volumetric compression ratio to the desired level. A typical depth is similar to the depth of the central recess 432 described above.
この実施例において、ダイスキヤビテイ302
に第28図の環状帯461を設けることができる
が、インサート421および面324,325に
より画定される段部を有する第27図と同様のダ
イスキヤビテイにするのが好適である。第29図
に示すダイスキヤビテイおよびラム317を使用
するときの形成される素子は第29図の中心部に
示されるようになる。環状リブ466により素子
の空気流入面430に対応の環状溝467を生ず
る。溝467の位置は溝の形状の輪郭が周縁領域
の端縁または垂直側面232の延長面に交差する
かまたは僅かに内方に寄つた状態になるようにす
る。従つて環状溝467は少なくとも一部が素子
の境界領域内に位置し、若干環状周縁領域229
に突出する。第29図に示すような位置に環状溝
467を有する素子は第28図の素子と同様に、
参照線413A,413B;463A,463
B;460A,460Bで区切られる中心領域、
外側領域、境界領域、および環状周縁領域ならび
に円筒状端縁230が形成される。 In this example, die cavity 302
Although the annular band 461 of FIG. 28 may be provided, it is preferred to have a die cavity similar to that of FIG. 27 with a step defined by the insert 421 and faces 324, 325. When using the die cavity and ram 317 shown in FIG. 29, the elements formed are shown in the center of FIG. 29. The annular rib 466 creates a corresponding annular groove 467 in the air inlet surface 430 of the element. The position of the groove 467 is such that the contour of the groove shape intersects or is slightly inwardly aligned with the edge of the peripheral region or the extension of the vertical side surface 232. The annular groove 467 is therefore at least partially located within the boundary area of the element and slightly within the annular peripheral area 229.
stand out. The element having the annular groove 467 at the position shown in FIG. 29 is similar to the element shown in FIG.
Reference lines 413A, 413B; 463A, 463
B; central area separated by 460A and 460B,
An outer region, a border region, and an annular peripheral region and a cylindrical edge 230 are formed.
境界領域を有する素子を第28,29図に示
し、このような素子は側面232の気泡釈放圧力
が高くなるという利点を有する。従つて第20〜
27図に示す素子について説明した欠点をほぼま
たは完全になくすことができる。従つて中心領域
の容積圧縮比を高めてあるなしにかかわらず、ま
た周縁領域が半透過性であるか、ほぼ非透過性で
あるかにかかわらず、周縁領域に内方に隣接する
境界領域の容積圧縮比を高めることによつて素子
の特性を改善することができる。 Elements with border regions are shown in FIGS. 28 and 29, and such elements have the advantage of increased bubble release pressure on the sides 232. Therefore, the 20th~
The drawbacks described for the device shown in FIG. 27 can be substantially or completely eliminated. Therefore, regardless of whether or not the central region has an increased volume compression ratio, and whether the peripheral region is semi-permeable or nearly opaque, the boundary regions inwardly adjacent to the peripheral region are By increasing the volume compression ratio, the characteristics of the device can be improved.
境界領域を設けることの利点を第30および3
1図のグラフで示し、これら図面はそれぞれ第2
7図の拡散素子(境界領域がない)および第28
図の素子(境界領域がある)を示す。この場合第
20図の気泡釈放圧力試験方法および第20図と
同様のグラフ表示形式を使用すると、各素子に対
してそれぞれ気泡釈放圧力(B.R.P.)曲線A,B
を得る。これら曲線を比較することにより境界領
域がない場合には素子の垂直側面232において
気泡釈放圧力曲線の最小値があることがわかる。
境界領域を設ける場合第31図の曲線Bで示すよ
うに面232において気泡釈放圧力の増大を生ず
る。流量は気泡釈放圧力に反比例することから、
境界領域の存在により表面232からの流量を制
限し、素子の中心部を通過する流量よりも少なく
することができる。 The advantages of providing a boundary area are explained in the 30th and 3rd section.
These figures are shown in the graph of Figure 1, respectively.
Diffusion element of Fig. 7 (no boundary area) and Fig. 28
The elements of the figure (with border regions) are shown. In this case, using the bubble release pressure test method shown in Figure 20 and the same graphical format as in Figure 20, the bubble release pressure (BRP) curves A and B for each element, respectively.
get. Comparing these curves shows that in the absence of a boundary region, there is a minimum in the bubble release pressure curve at the vertical side 232 of the element.
Providing a boundary region results in an increase in bubble release pressure at surface 232, as shown by curve B in FIG. Since the flow rate is inversely proportional to the bubble release pressure,
The presence of the border region can restrict the flow rate from the surface 232 to less than the flow rate through the center of the element.
境界領域の利点を垂直側面232における効果
によつて説明したが、垂直側面は必要でないこと
がわかる。例えば境界領域の上面を非垂直面と
し、素子の上面から周縁領域の上面に至るまで全
体的に外方下向きの傾斜面にし、水平面に対して
例えば約30゜〜70゜、より好適には35゜〜60゜の角度
をなすようにすることができる。 Although the benefits of border regions have been illustrated by their effect on vertical sides 232, it can be seen that vertical sides are not required. For example, the upper surface of the boundary region is a non-vertical surface, and the entire surface from the upper surface of the element to the upper surface of the peripheral region is an outwardly downwardly inclined surface, for example, about 30° to 70° with respect to the horizontal plane, more preferably 35°. It can be made to form an angle of ˜60°.
第23〜29図において、参照線413A,4
13B:460A,460B;463A,463
B等を使用して種々の領域、例えば中心領域、外
側領域、境界領域および周縁領域の境界線を示し
た拡散素子を図示した。これら参照線は一定の比
で設定されたものではなく、また本発明による実
際の製品における各領域間を明確に区分する垂直
線が実際に引かれているものでもない。本発明に
よる拡散素子においては、互いに隣接する領域の
材料間に密度の点で大きな差が存在する領域間に
区分境界線を引くことはできない。これら境界線
は実際上或る程度の横の広がりを持つものであ
る。 In FIGS. 23 to 29, reference lines 413A, 4
13B: 460A, 460B; 463A, 463
B and the like have been used to illustrate the diffusing element with demarcation lines of various regions, such as a central region, an outer region, a border region and a peripheral region. These reference lines are not set at a constant ratio, nor are vertical lines actually drawn that clearly separate the regions in the actual product according to the present invention. In the diffusing element according to the invention, it is not possible to draw segment boundaries between regions where there is a large difference in density between the materials of mutually adjacent regions. These boundary lines actually have a certain degree of lateral extent.
本発明の実施例によれば中心領域の容積圧縮比
が外側領域の容積圧縮比に対して少なくとも約2
%、好適には2〜20%、より好適には約3〜15%
高い拡散素子とする。これらパーセンテージは外
側領域の容積圧縮比を基準にした差として表現し
たものである。同様に本発明の実施例として境界
領域の容積圧縮比が拡散素子の境界領域によつて
包囲される他の部分(例えば外側領域)に対して
少なくとも約10%、好適には約10〜35%、より好
適には約35〜100%高い拡散素子とする。 According to embodiments of the invention, the volumetric compression ratio of the central region is at least about 2 relative to the volumetric compression ratio of the outer region.
%, preferably 2-20%, more preferably about 3-15%
Use a high diffusion element. These percentages are expressed as differences based on the volumetric compression ratio of the outer region. Similarly, in embodiments of the invention, the volume compression ratio of the boundary region is at least about 10%, preferably about 10 to 35%, relative to other parts (e.g., outer regions) of the diffusion element surrounded by the boundary region. , more preferably about 35-100% higher diffusive elements.
原則として本発明は多孔質の拡散素子の孔の寸
法を限定するものではないが、実施例として孔の
寸法を約60〜600ミクロン、好適には約90〜400ミ
クロン、より好適には約120〜300ミクロンの範囲
とし、これら孔の寸法はASTM E−128で規定
されている等式D=30γ/Pに気泡釈放圧力を適
用することによつて計算される。但しD=孔の最
大直径、γ=試験液体の表面張力(dyn/cm)、
P=水銀柱圧力(mm)
一般的に本発明による拡散素子は未使用での透
過性が約1.62×105〜5.4×106cm3/min(6〜
200SCFM)、好適には約3.24×105〜1.89×106
cm3/min(12〜70SCFM)であるがアルミナ製お
よびシリカ製の下水曝気用拡散素子の場合約4.05
×105〜9.45×105cm3/min(15〜35SCFM)が最適
である。 In principle, the present invention does not limit the pore size of the porous diffusion element, but by way of example the pore size may be between about 60 and 600 microns, preferably between about 90 and 400 microns, and more preferably between about 120 microns. In the range ˜300 microns, the size of these pores is calculated by applying the bubble release pressure to the equation D=30γ/P as defined in ASTM E-128. where D = maximum diameter of pore, γ = surface tension of test liquid (dyn/cm),
P=mercury column pressure (mm) In general, the diffusion element according to the present invention has a permeability of about 1.62×10 5 to 5.4×10 6 cm 3 /min (6 to
200SCFM), preferably about 3.24×10 5 to 1.89×10 6
cm 3 /min (12 to 70 SCFM), but approximately 4.05 for alumina and silica sewage aeration diffusion elements.
×10 5 to 9.45 × 10 5 cm 3 /min (15 to 35 SCFM) is optimal.
本発明による拡散素子の気泡釈放圧力は水柱圧
で約5.08〜50.8cm(2〜20インチ)でもよいし、
より好適には約10.2〜38.1cm(4〜15インチ)で
あるが、下水曝気用の拡散素子としては約12.7〜
25.4cm(5〜10インチ)が最適である。 The bubble release pressure of a diffusion element according to the present invention may be about 2 to 20 inches of water column pressure;
More preferably about 10.2 to 38.1 cm (4 to 15 inches), but for sewage aeration diffusion elements about 12.7 to 38.1 cm (4 to 15 inches).
25.4 cm (5-10 inches) is optimal.
容積圧縮比を高める上述の技術は拡散素子にわ
たる流れの分布の均一性を改善するために使用し
たが、使用器具の品質および技術的要求に基づく
改善度を予測することは実際的に不可能である。
しかし或る種の拡散素子はその効果を示すことが
できる。即ち素子の中心を通過して素子の表面に
沿つて互いに直交する2個の参照ライン上で互い
に等間隔離間した少なくとも5個の位置における
気泡釈放圧力の値に基づいてガス放出面の変動係
数が約0.25以下であるものがよい。更に好適な拡
散素子はこの変動係数が約0.05〜0.25の範囲、よ
り好適には0.05以下であるものである。 Although the techniques described above to increase the volume compression ratio have been used to improve the uniformity of flow distribution across the diffusion element, it is practically impossible to predict the degree of improvement based on the quality of the equipment used and the technical requirements. be.
However, certain types of diffusive elements can exhibit this effect. That is, the coefficient of variation of the gas release surface is determined based on the values of the bubble release pressure at at least five equally spaced positions on two mutually orthogonal reference lines passing through the center of the element and along the surface of the element. The value should be about 0.25 or less. More preferred diffusing elements have a coefficient of variation in the range of about 0.05 to 0.25, more preferably 0.05 or less.
上述したように本発明による拡散素子の境界領
域の固体粒子は外側領域の粒子に比べて大きな容
積圧縮比になるよう圧縮され、境界領域の上方の
ガス放出面に外方下向きの傾斜を与え、この傾斜
は水平面に対して約20゜〜70゜、好適には約25゜〜
65゜の範囲であるが、好適な下水曝気の拡散素子
としては約25゜の傾斜面にするのが最適である。 As mentioned above, the solid particles in the boundary region of the diffusion element according to the present invention are compressed to a larger volume compression ratio than the particles in the outer region, giving the gas ejection surface above the boundary region an outward downward slope; This inclination is approximately 20° to 70°, preferably approximately 25° to the horizontal plane.
65 degrees, but a suitable sewage aeration diffusion element is optimally inclined at an angle of about 25 degrees.
或るガス処理装置における拡散素子の少なくと
も一部(全部を含めて)、好適には少なくとも大
部分を個別のプレナムに取付け、この部分におけ
る各プレナムおよび素子に個別の流量調整手段を
経て処理ガスおよび/または洗浄ガスを供給する
とき、ガス分布および/または汚染率および/ま
たは洗浄効率に関して効果が生ずる。多孔性拡散
素子の単位面積当りのガス放出量は形成される気
泡の寸法および吸収される酸素または他の処理ガ
スの分数として表わされる拡散素子の効率、例え
ば酸素伝達効率(OTE)に影響を与える。一般
的に大きな流量はこの効率を低下させる。更に或
る個数の素子に或る量の空気を供給する場合、す
べての拡散素子が均一の流量で作動するとき効率
が最大になる。しかし、拡散素子の製造において
透過性、動水圧等の特性に誤差を生ずるのが一般
的である。更に通常同一方法で同一の仕様に製造
される拡散素子は個々に透過性および他の特性に
関して大きく異なる。第32A〜32B図におい
て、このような素子の圧力/流量関係がいかに大
きく異なるかを示す。 At least a portion, preferably at least a majority, of the diffusion elements in a gas treatment apparatus are mounted in a separate plenum and each plenum and element in this section is provided with process gas and When supplying the cleaning gas, an effect occurs with respect to gas distribution and/or contamination rate and/or cleaning efficiency. The amount of gas released per unit area of a porous diffusion element influences the size of the bubbles formed and the efficiency of the diffusion element expressed as a fraction of oxygen or other process gas absorbed, e.g. oxygen transfer efficiency (OTE). . Large flow rates generally reduce this efficiency. Furthermore, when supplying a certain amount of air to a certain number of elements, efficiency is maximized when all diffusion elements operate at a uniform flow rate. However, in the manufacturing of diffusion elements, it is common for errors to occur in characteristics such as permeability and hydrodynamic pressure. Moreover, individual diffusing elements, usually manufactured by the same method and to the same specifications, differ significantly with respect to transmission and other properties. In Figures 32A-32B it is shown how the pressure/flow relationships for such elements can vary widely.
2個の拡散素子があるとして、一方の素子の透
過性を約12、他方の素子の透過性を約9と仮定す
る。更にこれら素子をそれぞれ個別の流量調整手
段に取付け、ほぼ同一の圧力で空気を共通プレナ
ムを経て供給し、素子1個につき約3.51×104
cm3/min(1.3SCFM)の平均値の流量に対し、合
計で約7.02×104cm3/min(2.6SCFM)の空気量を
送給すると仮定する。 Assume that there are two diffusing elements and one element has a transmittance of approximately 12 and the other element has a transmittance of approximately 9. Furthermore, each of these elements is attached to an individual flow regulating means, and air is supplied through a common plenum at approximately the same pressure, so that each element has a flow rate of approximately 3.51×10 4 .
Assume that a total air volume of approximately 7.02×10 4 cm 3 /min (2.6 SCFM) is delivered for an average flow rate of cm 3 /min (1.3 SCFM).
第32A図の曲線ABおよびCDにより種々の
圧力(水柱圧で測定)低下において上述の素子の
空気量を示すとともに中間の曲線により平均透過
性が10.5の素子の同様のデータを示す。水柱圧で
約17.78cm(7インチ)の代表的な圧力低下にお
いて透過性が9の素子を通過する流量は約1.62×
104cm3/min(0.6SCFM)となり透過性が12の素子
の流量は約5.4×104cm3/min(2.0SCFM)となる
ことがわかる。 Curves AB and CD in FIG. 32A show the air content of the above-described device at various pressure drops (measured in water column pressure), and the intermediate curve shows similar data for a device with an average permeability of 10.5. The flow rate through a permeability 9 element at a typical pressure drop of approximately 7 inches of water column pressure is approximately 1.62×
10 4 cm 3 /min (0.6SCFM), and it can be seen that the flow rate of an element with a permeability of 12 is approximately 5.4×10 4 cm 3 /min (2.0SCFM).
第32Bには共通の分配管から空気を供給され
る個別のプレナムに取付けた上述の2個の素子の
圧力/流量特性をプロツトしたものを示し、共通
の分配管から個別のプレナムへの空気の供給は
7.93mm(5/16インチ)の制御オリフイスを経て行
われる。第32B図においては曲線A′B′および
C′D′によりそれぞれ種々の圧力低下における上述
の2個の素子の空気量を示すとともに2個の素子
の平均透過性を有する素子の同様のデータを中間
の曲線により示す。図面から2個の拡散素子から
7.02×104cm3/min(2.6SCFM)の流量(平均
1.3SCFM)を放出するためにはオリフイス制御
の作用によつて圧力低下が水柱圧で約27.94cm
(11インチ)になることがわかる。これに対応し
て透過性が9の素子を通過する流量は約3.24×
104cm3/min(1.2SCFM)であり、透過性が12の素
子を通過する流量は約3.78×104cm3/min
(1.4SCFM)である。この場合の2個の素子の流
量の比は先のケースで約3.3:1であるのに対し、
約1.2:1となる。従つて必要な空気と出力を得
るには個別の流量調整手段に拡散素子を使用する
のが一層効果的であることがわかる。 Figure 32B shows a plot of the pressure/flow characteristics of the two above-mentioned elements installed in separate plenums supplied with air from a common distribution pipe. supply is
This is done through a 7.93mm (5/16 inch) control orifice. In Figure 32B, curves A'B' and
C'D' indicates the air content of the two elements described above at various pressure drops, respectively, and similar data for an element with the average permeability of the two elements is shown by the intermediate curve. From two diffusion elements from the drawing
7.02×10 4 cm 3 /min (2.6SCFM) flow rate (average
1.3 SCFM), the pressure drop is approximately 27.94 cm in water column pressure due to the action of orifice control.
(11 inches). Correspondingly, the flow rate through an element with a permeability of 9 is approximately 3.24×
10 4 cm 3 /min (1.2SCFM), and the flow rate through an element with a permeability of 12 is approximately 3.78×10 4 cm 3 /min.
(1.4SCFM). The ratio of the flow rates of the two elements in this case is about 3.3:1 in the previous case, whereas
The ratio is approximately 1.2:1. Therefore, it can be seen that it is more effective to use a diffusion element as an individual flow rate adjustment means in order to obtain the necessary air and power.
他の効果は個別の流量調整手段を経て供給され
る個別のプレナムを使用することにより生ずる。
或る種の有機粘液の場合(低流量では拡散素子表
面を著しく汚染することが知られている)、異な
る透過性の拡散素子の流量の差は、素子を共通の
プレナムに取付けたとき、個別の流量調整手段で
の個別のプレナムに取付けたときよりも一層早く
増大する。更に洗浄にあたり透過性が最も低く、
従つて洗浄する必要性が最もある素子は最小量の
洗浄ガスしか受容しない。逆に高い透過性を有
し、従つて洗浄の必要性の少ない素子は最大量の
洗浄ガスを受容することになる。更に上述のよう
な不均衡な流量関係は洗浄サイクルの回数が進
み、透過性の高い拡散素子が浄化するにつれて
益々不均衡になる。 Other advantages result from the use of separate plenums fed through separate flow regulating means.
In the case of certain organic mucilages (which are known to significantly contaminate diffuser element surfaces at low flow rates), the difference in flow rate between diffuser elements of different permeability may be significantly reduced when the elements are mounted in a common plenum. The flow rate adjustment means increases faster than when installed in a separate plenum. Furthermore, it has the lowest permeability when cleaning.
Therefore, the elements most in need of cleaning receive the least amount of cleaning gas. Conversely, elements that have high permeability and thus require less cleaning will receive the greatest amount of cleaning gas. Moreover, the unbalanced flow relationships described above become increasingly unbalanced as the number of cleaning cycles progresses and the highly permeable diffusion elements are cleaned.
本発明の実施例によれば上述のように個別の流
量制御手段に拡散素子を使用すると装置におい
て、良好に作動し、均一な圧力でガスを受容する
拡散素子の少なくとも約90%(良好なときには約
90%以上)が新品時または使用して洗浄した後に
も浸漬しない状態において水柱圧5.08cm(2イン
チ)で作動したときすべての素子の平均流量に対
して約±15%およびより良好には約±10%の範囲
内の単位面積当りの流量を送給することができ
る。 According to embodiments of the invention, the use of diffusion elements in the individual flow control means as described above results in devices that operate well and that at least about 90% of the diffusion elements (when in good condition) receive gas at a uniform pressure. about
±15% of the average flow rate of all elements when operating at 5.08 cm (2 inches) of water column pressure when new or used and unsubmerged after cleaning (more than 90%), and better still about It is possible to deliver a flow rate per unit area within a range of ±10%.
本発明の特に好適な実施例を第33図に示し、
この図面においてタンク式曝気処理用の曝気装置
の一部を線図的に示す。タンク470に底壁47
1および垂直壁472を設け、タンク内に液状媒
体を収容し、この液状媒体の液面を符号474で
示す。垂直壁472の上端縁473を地面のレベ
ルに配置し、この上端縁に隣接して通路(図示せ
ず)を設け、この通路には通常のガードレール
(図示せず)を設ける。この場合処理ガス装置4
80はブロア(図示せず)を有する曝気ネツトワ
ークとし、このブロアには通常のフイルタ、圧力
レギユレータ、弁装置等を設け、構内配管481
に空気を供給するよう接続する。作動フランジ4
82を経て配管481により空気をステンレス製
の下送管483に供給し、この下送管を液面47
4の上方位置から液面下の継手484まで延在さ
せる。継手484において、耐食性材料、例えば
PVCまたはポリブチレン製のプラスチツク管で
ある他の下送管を第1下送管483に接続する。
この第2下送管485をタンクの更に下方の摺動
フランジ486およびT字配管491まで延在さ
せ、このT字配管を経て下送管485をほぼ水平
な端末管487に連通させ、この端末管をタンク
壁472に対してほぼ直交させる。端末管487
から下方に突出する複数個の短い垂直接続管48
8を介して端末管487を互いに平行に配列した
複数個の分配管489に接続し、この分配管48
9をタンク壁472にほぼ平行にする。分配管4
89に沿つて適当な間隔、例えば約30.4cm〜
121.6cm(1〜4フイート)毎に複数個の拡散装
置即ちデフユーザ490を配列し、これらデフユ
ーザは第2〜6図に示したような流量調整手段、
プレナムおよび拡散素子の組合せを具える。拡散
素子は多孔質拡散素子として上述の好適な特性を
有するものとし、第3,4,28および28A図
に示した拡散素子につき説明したような特性と寸
法を有し、厚さ2.54cm(1インチ)、面積369cm2
(0.41ft2)の素子につき平均透過性が約10.5±15
%であるものとする。 A particularly preferred embodiment of the invention is shown in FIG.
In this drawing, a part of an aeration device for tank type aeration treatment is diagrammatically shown. Bottom wall 47 on tank 470
1 and a vertical wall 472 for containing a liquid medium in the tank, the liquid level of which is indicated by reference numeral 474. The upper edge 473 of the vertical wall 472 is located at ground level and is provided with a passage (not shown) adjacent to the upper edge, which passage is provided with a conventional guardrail (not shown). In this case, the processing gas device 4
80 is an aeration network having a blower (not shown), which is equipped with a usual filter, pressure regulator, valve device, etc., and in-house piping 481.
connected to supply air. Actuation flange 4
Air is supplied to a lower feed pipe 483 made of stainless steel through a pipe 481 via a
4 to a joint 484 below the liquid level. At fitting 484, a corrosion resistant material, e.g.
Another down pipe, which is a plastic pipe made of PVC or polybutylene, is connected to the first down pipe 483.
This second lower feed pipe 485 is extended further below the tank to a sliding flange 486 and a T-shaped pipe 491, and via this T-shaped pipe, the lower feed pipe 485 is communicated with a substantially horizontal terminal pipe 487, and this terminal The tube is placed approximately perpendicular to the tank wall 472. Terminal tube 487
a plurality of short vertical connecting pipes 48 projecting downward from the
8, the terminal pipe 487 is connected to a plurality of distribution pipes 489 arranged in parallel to each other, and these distribution pipes 48
9 approximately parallel to the tank wall 472. Distribution pipe 4
Appropriate spacing along 89, for example about 30.4 cm ~
A plurality of diffusion devices or differential users 490 are arranged every 121.6 cm (1 to 4 feet), and these differential users have flow rate adjustment means as shown in FIGS. 2 to 6,
It includes a combination of plenum and diffusion elements. The diffuser element shall have the preferred characteristics described above for a porous diffuser element, have the characteristics and dimensions as described for the diffuser elements shown in Figures 3, 4, 28, and 28A, and be 2.54 cm (2.54 cm) thick. inch), area 369cm2
Average transmission approximately 10.5±15 per (0.41 ft 2 ) element
%.
この実施例においてガス洗浄装置500にロー
ラを具える走行可能なはかり501を設け、この
はかりをタンク端縁473の上述の通路に沿つて
移動可能にし、またインジケータ502を設け
る。洗浄ガスを貯蔵および放出するためのシリン
ダ503を走行はかり501上に休止させ、また
このシリンダをガスレギユレータ504、弁50
5,506、流量計507、プラスチツク管50
8、およびエルボ509を経て下送管のプラスチ
ツク材料で形成し、液面474の下方に位置する
部分485に接続する。この線図においてプラス
チツク管508を下送管483,485から離間
して示したが、実際上はプラスチツク管508を
下送管の外部に取付けるか、または下送管の内部
を通過させるのが有利である。 In this embodiment, the gas cleaning device 500 is provided with a movable scale 501 comprising rollers, which is movable along the above-mentioned path of the tank edge 473, and is also provided with an indicator 502. A cylinder 503 for storing and discharging cleaning gas is rested on the traveling scale 501 and is connected to a gas regulator 504 and a valve 50.
5,506, flow meter 507, plastic pipe 50
8, and is connected via an elbow 509 to a portion 485 formed of plastic material of the lower conduit and located below the liquid level 474. Although the plastic pipe 508 is shown separated from the lower feed pipes 483 and 485 in this diagram, in reality it is advantageous to attach the plastic pipe 508 to the outside of the lower feed pipe or to pass it through the inside of the lower feed pipe. It is.
上述のシリンダ503とはかり501の組合せ
は現在のところ洗浄ガスを供給する上で最も都合
のよい構成であると考えられている。しかし種々
の代案を適用することができる。例えばシリンダ
503の代りにバーナーを使用し、このバーナー
により酸化可能な硫黄などの燃料を燃焼して例え
ば二酸化イオウなどの洗浄ガスを発生させること
ができる。代案としてシリンダの代りに液体−ガ
ス接触装置を使用し、例えば酸性水溶液などの液
状洗浄ガス源を処理ガス流中に同一方向にまたは
逆方向に噴霧し、これにより気化または分散によ
り洗浄ガスを処理ガスに導入することができる。
洗浄ガスとして二酸化炭素を使用する場合、嫌気
性消化ガスから得ることができ、この消化ガスは
典型的には二酸化炭素とメタンを有し、消化ガス
から二酸化炭素を取出し、洗浄ガスとして使用す
ることができる。更にメタンを燃やすいことによ
りエネルギと、水と二酸化炭素を生じ、この二酸
化炭素を更に洗浄ガスとして使用することができ
る。 The combination of cylinder 503 and scale 501 described above is currently considered to be the most convenient configuration for supplying cleaning gas. However, various alternatives can be applied. For example, the cylinder 503 can be replaced by a burner, which burns a fuel such as oxidizable sulfur to generate a cleaning gas, such as sulfur dioxide. Alternatively, a liquid-gas contactor may be used instead of a cylinder, in which a liquid cleaning gas source, e.g. an acidic aqueous solution, is sprayed into the process gas stream in the same direction or in opposite directions, thereby treating the cleaning gas by vaporization or dispersion. Can be introduced into the gas.
When using carbon dioxide as a cleaning gas, it can be obtained from anaerobic digestion gas, which typically has carbon dioxide and methane, and the carbon dioxide can be extracted from the digestion gas and used as cleaning gas. I can do it. Furthermore, the combustibility of methane yields energy, water and carbon dioxide, which can also be used as a cleaning gas.
しかし効力、コストおよび入手の容易さの点で
HClを使用するのが最良であると思われる。空気
に対するHClガスのモル分数は約7.5×10-5〜3.1
×10-2の範囲にして使用する。上述のような汚染
物質と同様の汚染物質に対して、約3.1×10-2の
モル分数で添加したHClガスでは約30〜40分の洗
浄サイクルが必要であり、約6.6×10-3のモル分
数のものではその約4倍の時間をかけることが必
要である。どちらの場合も消費されるガスの総量
は拡散素子当り約0.11Kg(0.25ポンド)となる。
0.45Kg(1ポンド)当り約0.5ドルのガスコスト
では1個の拡散素子を洗浄するための材料コスト
は約0.125ドルとなる。このコストは拡散素子の
再焼成のコストと比較すると有利であることがわ
かる。素子の再焼成コストは1個当り7ドルにも
なると見積られている。上述の時間およびガス消
費は汚染物質の性質によつて種々に変化させるこ
と勿論である。 However, in terms of efficacy, cost and availability
It seems best to use HCl. The molar fraction of HCl gas with respect to air is approximately 7.5 × 10 -5 ~ 3.1
Use in the range of ×10 -2 . For contaminants similar to those mentioned above, HCl gas added at a molar fraction of approximately 3.1 × 10 -2 requires a cleaning cycle of approximately 30 to 40 minutes ; For mole fractions, it is necessary to spend about four times as long. The total amount of gas consumed in either case will be approximately 0.11 kg (0.25 lb) per diffuser element.
At a gas cost of about $0.50 per pound, the material cost to clean one diffuser element is about $0.125. It can be seen that this cost is advantageous when compared with the cost of re-firing the diffusion element. The cost to refire the devices is estimated to be as high as $7 per piece. Of course, the time and gas consumption mentioned above will vary depending on the nature of the contaminant.
しかし上述の面積369cm2(0.41ft2)の拡散素子
を1個の素子当り約6.75×104cm3/min〜8.1×104
cm3/min(2.5〜3SCFM)の流量で洗浄するのがよ
く、この流量は有効放出領域の900cm2(1ft2)当
りの流量約1.62×105cm3/min〜2.16×105cm3/min
(6〜8SCFM)にほぼ等しい。一般的にHClのモ
ル分数は約4×10-5以上、好適には約8.6×10-5
以上、より好適には約4×10-4以上とし、特に約
5.7×10-5〜3.1×10-2の範囲および6.6×10-3〜3.1
×10-2の範囲が一層好適である。上述のモル分数
はすべて大気圧で適用可能である。気泡釈放点に
おけるガス圧が大気圧とは異なる場合、その値に
先ず760を乗算し、次に水銀柱mmで表わした気泡
釈放点での総ガス圧で除算することによつて補正
すべきである。 However, if the above-mentioned diffusion element with an area of 369 cm 2 (0.41 ft 2 ) is used at a rate of about 6.75×10 4 cm 3 /min to 8.1×10 4 per element,
It is best to flush at a flow rate of 2.5 to 3 SCFM (cm 3 /min), which is approximately 1.62 x 10 5 cm 3 /min to 2.16 x 10 5 cm 3 per 900 cm 2 (1 ft 2 ) of effective discharge area. /min
(6 to 8 SCFM). Typically the molar fraction of HCl is greater than or equal to about 4 x 10 -5 , preferably about 8.6 x 10 -5
more preferably about 4×10 -4 or more, particularly about about 4×10 −4 or more;
Range of 5.7× 10-5 to 3.1× 10-2 and 6.6× 10-3 to 3.1
A range of ×10 −2 is more suitable. All mole fractions mentioned above are applicable at atmospheric pressure. If the gas pressure at the bubble release point is different from atmospheric pressure, the value should be corrected by first multiplying by 760 and then dividing by the total gas pressure at the bubble release point in mm of mercury. .
実験例
次に本発明の実験例について説明する(本発明
はこの実験例に限定するものではない)。この実
験例は第34図に線図的に示した実験装置により
行い、この装置はセラミツク拡散素子がカルシウ
ムおよびイオンの無機の沈殿によつて普通現場で
生ずる以上の早い速度で汚染される環境を創生す
るよう設計し、作動させるものである。小型の試
験装置に厚さが均一で約6.45cm2(1平方インチ)
の面積の有効ガス放出領域を有する拡散素子を取
付け、この素子は第3および4図に示す拡散素子
に適用可能な基準に一致させた標準の商標名サニ
タイレ(Sanitaire)製造仕様に基づいて形成し
た拡散素子の製造品サニタイレから切出したもの
である。このような素子を上述の環境下に配置
し、制御状態で作動させ、素子に加わる動水圧の
上昇の相対量と種々の作動技術および洗浄技術の
相対的な結果とを観察した。Experimental Example Next, an experimental example of the present invention will be described (the present invention is not limited to this experimental example). This example experiment was carried out using the experimental setup diagrammatically shown in Figure 34, which provided an environment in which ceramic diffusion elements were contaminated by inorganic precipitation of calcium and ions at a rate higher than that normally occurring in the field. It is designed and operated to create. A small test device with a uniform thickness of approximately 6.45 cm 2 (1 square inch)
A diffuser element having an effective outgassing area of an area of It was cut out from Sanitaire, a product of the diffusion element. Such elements were placed in the environment described above and operated under controlled conditions to observe the relative amount of increase in hydraulic pressure applied to the element and the relative results of various operating and cleaning techniques.
第34図の装置にミシガン湖から取水したミル
ウオーキー市の水をベロー式ポンプ521を使用
して約250〜280c.c./secの流量で導入する。導管
522を経て水を閉鎖接触室523に送り、この
室にガス状のCO2を約2.4scc/secの流量で添加す
る。CO2源を圧縮CO2を収容したシリンダ528
とし、レギユレータ529により適当な寸法の回
転計530の上流域において約0.70Kg/cm2
(10Psi)の圧力を出力するよう調整する。回転計
530からの流れを調整弁531によつて調整し
て導管532を経て接触室523に供給する。こ
の室において導管からの取入水にCO2ガスを泡立
たせる。水およびCO2の双方を室底部の近傍に導
入し、室頂部の近傍から流出させ、この頂部にカ
バーをかぶせ、CO2の水への溶解を促進する。次
にCO2が溶解した水を送給ライン537から石灰
石の破片を収容した管柱即ち石灰石柱538の底
部に導入し、石灰石柱を上昇させて、この石灰石
中の頂部の近傍から流出させる。供給管539を
経てこの水を曝気タンク552に送込む。 Milwaukee water taken from Lake Michigan is introduced into the apparatus shown in FIG. 34 using a bellows pump 521 at a flow rate of about 250 to 280 c.c./sec. The water is delivered via conduit 522 to a closed contacting chamber 523 to which gaseous CO 2 is added at a flow rate of approximately 2.4 scc/sec. Cylinder 528 containing compressed CO 2 as a CO 2 source
Approximately 0.70Kg/cm 2 in the upstream area of the tachometer 530 of appropriate dimensions by the regulator 529.
Adjust to output a pressure of (10Psi). The flow from tachometer 530 is regulated by regulating valve 531 and supplied to contact chamber 523 via conduit 532 . In this chamber, CO2 gas is bubbled through the incoming water from the conduit. Both water and CO2 are introduced near the bottom of the chamber and exit near the top of the chamber, which is covered with a cover to promote dissolution of the CO2 into the water. The CO 2 -dissolved water is then introduced from the feed line 537 into the bottom of the tube column containing limestone fragments, ie, the limestone column 538 , causing the limestone column to rise and flowing out near the top of the limestone column. This water is sent to the aeration tank 552 via a supply pipe 539.
試薬タンク545には、FeCl3をH2SO4により
酸化することによつて準備したFeSO4を収容す
る。FeSO4をタンク545から抽出管546およ
び調整ポンプ547によつて取出し、供給ライン
548から供給管539との接続点に送り、混合
させて5mg/のFe++イオンを含有する水を曝
気タンク552に導入する。このタンクに底壁5
53、側壁554、および開放頂部を設け、平均
保留時間が約2時間の液体浴555を保持する寸
法にする。液体をタンクの液面の一端において導
入し、液面の他端の堰556からフロアドレン5
57に排出させる。 Reagent tank 545 contains FeSO 4 prepared by oxidizing FeCl 3 with H 2 SO 4 . FeSO 4 is taken out from the tank 545 by an extraction pipe 546 and a regulating pump 547, sent through a supply line 548 to the connection point with the supply pipe 539, mixed, and water containing 5 mg/Fe ++ ions is sent to the aeration tank 552. to be introduced. This tank has a bottom wall 5
53, side walls 554, and an open top sized to hold a liquid bath 555 with an average retention time of about 2 hours. The liquid is introduced at one end of the liquid level of the tank, and is passed through the floor drain 5 from the weir 556 at the other end of the liquid level.
57 to be discharged.
上述の曝気試験装置580を曝気タンク552
の底部に配置する。各曝気装置には短円筒状の
PVC管581と平坦なPVC頂板583、底板5
82とにより形成したプレナムを設ける。幅約
2.54cm(1インチ)、長さ2.54cm(1インチ)、厚
さ2.54cm(1インチ)のセラミツク多孔質構体を
各プレナム580の頂部に取付ける。各プレナム
に空気流入管と液体排除ライン(図示せず)を設
け、また十分なリードバラストを収容し、タンク
底壁553に固定する。各セラミツク標本のため
の空気源560を空気コンプレツサ562とし、
空気フイルタ561から空気を取入れ、貯蔵タン
ク563を経て圧力レギユレータ564に放出
し、流量弁565の上流域における空気圧力を約
2.81〜3.52Kg/cm2(40〜50Psi)にする。この弁に
より導管566を経て空気マニホルド570に制
御した量の空気を送給し、このマニホルドをすべ
ての試験プレナムに共通とする。分岐ライン57
1から各試験プレナムへの空気流を調整弁574
により個別に制御する。更にプレナムに導入する
混合ガスに制御したレベルの湿気を与える手段
(図示せず)を設ける。各プレナムの上流におい
て分岐管571に弁制御タツプ590を使用して
実験コース全体にわたる動水圧をモニタする。こ
の動水圧(DWP)は共通導管596を経てタツ
プ590に接続し、水を充満させた圧力計597
により決定する。DWPは素子に加わる圧力から
試験浴555における各試験装置の上方の液体の
高さを引いた総差圧(ΔP)に等しい。 The aeration test device 580 described above is installed in the aeration tank 552.
Place it at the bottom of the Each aeration device has a short cylindrical
PVC pipe 581, flat PVC top plate 583, bottom plate 5
A plenum formed by 82 is provided. Width approx.
A one inch long, one inch thick ceramic porous structure is attached to the top of each plenum 580. Each plenum is provided with air inlet and liquid outlet lines (not shown) and contains sufficient lead ballast and is secured to the tank bottom wall 553. The air source 560 for each ceramic specimen is an air compressor 562;
Air is taken in from the air filter 561 and discharged through the storage tank 563 to the pressure regulator 564, and the air pressure in the upstream region of the flow valve 565 is approximately
2.81~3.52Kg/ cm2 (40~50Psi). This valve delivers a controlled amount of air via conduit 566 to an air manifold 570, which is common to all test plenums. Branch line 57
Valve 574 regulates air flow from 1 to each test plenum.
individually controlled by Additionally, means (not shown) are provided for imparting a controlled level of moisture to the gas mixture introduced into the plenum. Valve control taps 590 are used on branch pipes 571 upstream of each plenum to monitor hydraulic pressure throughout the experimental course. This dynamic water pressure (DWP) is connected via a common conduit 596 to a tap 590 and a pressure gauge 597 filled with water.
Determined by. DWP is equal to the total differential pressure (ΔP) that is the pressure on the element minus the height of the liquid above each test device in test bath 555.
分岐ライン571における圧力タツプ590の
下流域であつてプレナムの上流域に弁制御タツプ
603を設け、このタツプ603から洗浄ガスを
分岐ライン571に導入して処理ガスと混合さ
せ、この混合ガスをプレナムに進入させ、セラミ
ツク素子から拡散させる。洗浄ガス源は圧縮HCl
を収容するシリンダ601とし、CO2ガスと同様
に圧力レギユレータ602および回転計(図示せ
ず)を経てガス流を弁制御タツプ603に制御し
た状態で送り出す。 A valve control tap 603 is provided in the branch line 571 downstream of the pressure tap 590 and upstream of the plenum, through which the cleaning gas is introduced into the branch line 571 and mixed with the process gas, and the mixed gas is transferred to the plenum. and diffuses from the ceramic element. Cleaning gas source is compressed HCl
A cylinder 601 houses the CO 2 gas, and the gas flow is controlled by a valve control tap 603 through a pressure regulator 602 and a tachometer (not shown), similar to the CO 2 gas.
代案として、活性剤、例えばHClを含有する水
溶液を使用し、水溶液から空気または他のガスを
分離することによつて洗浄ガスを生ずるようにす
ることもできる。このようにして処理ガスに対す
る洗浄ガスの割合を注意深く制御して洗浄ガスを
準備し、これによつてDWPにおける容認できる
減少を得るに必要な添加期間に関する洗浄ガスの
有効限界を見積ることができる。第34図に線図
的に示した実験においては水溶液分離ガス発生方
法を使用し、セラミツク素子に供給する処理ガス
の流量、例えば15〜22scc/secに比べて比較的僅
かな流量に調整制御し、この洗浄ガス流量を処理
ガス流の1%のうちの3%から小さい分数値の程
度にする。少量の洗浄ガスを放出するのは処理ガ
ス(この場合空気)流を適当な濃度の洗浄ガス水
溶液、例えば塩化水素の酸性溶液に泡立たせるこ
とによつて行い、この水溶液の濃度は時経的に極
めて緩慢に変化し、これによつて比較的長期間に
わたり処理ガスに対するほぼ一定のモル比の洗浄
ガスを供給しつづけることができる。 Alternatively, an aqueous solution containing an activator, for example HCl, may be used and the cleaning gas produced by separating air or other gases from the aqueous solution. The cleaning gas is prepared in this way by carefully controlling the ratio of cleaning gas to process gas, thereby allowing an estimate of the effective limit of the cleaning gas in terms of the period of addition required to obtain an acceptable reduction in DWP. In the experiment diagrammatically shown in Fig. 34, an aqueous solution separation gas generation method was used, and the flow rate was adjusted to be relatively small compared to the flow rate of the processing gas supplied to the ceramic element, for example, 15 to 22 scc/sec. , the cleaning gas flow rate is on the order of a small fractional value of 3% of 1% of the process gas flow. The small amount of cleaning gas is released by bubbling the process gas (in this case air) stream into an aqueous cleaning gas solution of suitable concentration, for example an acidic solution of hydrogen chloride, the concentration of which changes over time. It changes very slowly, which allows a substantially constant molar ratio of cleaning gas to process gas to be maintained over a relatively long period of time.
上述の実験プログラムにおいて得られた代表的
なデータを第35図のグラフに示し、このグラフ
は拡散制御プログラムの下で作動させた2個のセ
ラミツク試料に関して実験経過時間に対する
DWP(水柱インチ)の対数をプロツトしたもので
ある。曲線#1はガス洗浄を開始する前の初期
DWP値の約3.5倍にDWPを上昇させる制御方針
を示すとともに、曲線#2により洗浄前の初期値
の1.5倍だけのDWP上昇させる制御方針を示す。 Representative data obtained in the experimental program described above is shown in the graph of FIG.
It is a plot of the logarithm of DWP (inches of water column). Curve #1 is the initial stage before starting gas cleaning.
A control policy to increase DWP to about 3.5 times the DWP value is shown, and curve #2 shows a control policy to increase DWP by 1.5 times the initial value before cleaning.
曲線#1
点AからBまでの曲線部分は試験拡散素子の表
面に汚染物質が徐々に堆積し、初期DWPの3.5倍
の限界条件に達するまでDWPが徐々に上昇して
いく状態を示している。点Bにおいて約1100時間
経過しており、このとき塩素ガス(Cl2)を使用
してガス洗浄を行つた状態を曲線B−Cで示す。
曲線B−Cのより詳細なプロツトを第36図のグ
ラフに示し、このグラフは時間スケールを拡大し
て示す。塩素ガスを処理ガスに添加する前にはプ
レナムからいかなる液体をも注意深く排除してお
く、この排除は曝気タンクからプレナムユニツト
を取出すとともに処理ガスは流しつつユニツトを
注意深く傾けて排除ライン(図示せず)から液体
を排出する。ユニツトを曝気タンクに再配置した
後ガス洗浄を行う前に、ユニツトの拡散素子を通
過する空気流量を注意深く観測し、所要に応じて
調整してからDWPの測定を行う。このDWPは第
36図の時間ゼロにおける28水柱インチの圧力に
ほぼ等しく、この点は第35図の点Bに対応す
る。このときに塩素ガスを処理ガス流中に約9.25
×10-3のモル比を生ずる量だけ導入する。実験の
この部分に関してはHClシリンダ601の代りに
圧縮塩素ガスのシリンダ(図示せず)を使用し
た。約540分間塩素を連続的に添加した後DWPは
初期の水柱28.0インチの値から第35図の点Cに
対応する時点で約12インチに低下した。Curve #1 The portion of the curve from points A to B shows the gradual deposition of contaminants on the surface of the test diffusive element and the gradual increase in DWP until a critical condition of 3.5 times the initial DWP is reached. . Approximately 1100 hours have passed at point B, and the state in which gas cleaning was performed using chlorine gas (Cl 2 ) is shown by curve B-C.
A more detailed plot of curve B-C is shown in the graph of FIG. 36, which is shown on an enlarged time scale. Before adding chlorine gas to the process gas, carefully purge any liquid from the plenum by removing the plenum unit from the aeration tank and carefully tilting the unit to allow the process gas to flow through the purge line (not shown). ) to drain the liquid. After repositioning the unit in the aeration tank and prior to gas flushing, carefully observe the air flow rate through the unit's diffusion element and adjust as necessary before measuring DWP. This DWP is approximately equal to the pressure of 28 inches of water at time zero in FIG. 36, which corresponds to point B in FIG. At this time, approximately 9.25% of the chlorine gas is added to the processing gas stream.
The amount is introduced to give a molar ratio of ×10 −3 . A cylinder of compressed chlorine gas (not shown) was used in place of the HCl cylinder 601 for this portion of the experiment. After approximately 540 minutes of continuous chlorine addition, the DWP decreased from an initial value of 28.0 inches of water column to approximately 12 inches at the time corresponding to point C in FIG.
点Bにおいては初期DWPよりも水柱圧で20イ
ンチ高く、点Cでは初期DWPよりも4インチ高
いため、塩素ガスによるDWP減少は20−4/20×
100即ちDWP増加分の80%の減少に等しい。 Since point B is 20 inches higher in water column pressure than the initial DWP and point C is 4 inches higher than the initial DWP, the DWP reduction due to chlorine gas is 20-4/20 x 100 or 80% of the DWP increase. equal.
点Cから点Dまでの間はユニツトに洗浄ガスを
供給しない。点DにおいてHClによるガス洗浄を
開始し、これにより点Dにおける水柱圧約14.4か
ら点Eにおける水柱圧約8インチまでDWPを減
少する。この期間における処理ガスに対するHCl
モル比は点BC間におけるCl2のモル比9.2×10-3に
比べると約6.5×10-3とする。従つて第35およ
び36図から明らかなようにHClを使用すること
によつて更に塩素ガスのみで得られたDWP値か
ら素子のDWP基準条件即ち水柱圧で8.0インチの
DWPまで減少することができる。 No cleaning gas is supplied to the unit between point C and point D. At point D, gas scrubbing with HCl begins, which reduces the DWP from about 14.4 inches of water column pressure at point D to about 8 inches of water column pressure at point E. HCl for process gas during this period
The molar ratio is approximately 6.5×10 −3 compared to the Cl 2 molar ratio of 9.2×10 −3 between points BC. Therefore, as is clear from Figures 35 and 36, by using HCl, and from the DWP value obtained with chlorine gas alone, the DWP standard condition of the element, that is, 8.0 inches of water column pressure, can be improved.
Can be reduced to DWP.
第35図の曲線#1には更に2回の汚染および
洗浄サイクルの状況を示す。曲線E−FおよびG
−Hは曲線A−Bと同様であり、これらの期間中
は処理ガスが加わるだけで素子には汚染物質が堆
積し、この結果DWPが上昇する。 Curve #1 in Figure 35 shows the situation for two additional contamination and cleaning cycles. Curves E-F and G
-H is similar to curve A-B; during these periods, the addition of process gas alone causes contaminants to accumulate on the device, resulting in an increase in DWP.
曲線F−G、H−Iは点D、E間につき説明し
たサイクルと同様の2回の洗浄サイクルを示し、
この場合は洗浄ガスをHClとし、処理ガスに対す
るHClのモル比を約6.5×10-3とした。これら2
回の洗浄サイクルをやはり第36図のグラフに示
し、このグラフによつて必要とされる化学的量の
点に関してのみならず、回復度の点に関しても、
9.2×10-3モル比の塩素よりもより一層効果的で
あり、DWPに関する等価条件に達するに要する
時間もより短かくてすむことがわかる。 Curves F-G, H-I show two wash cycles similar to the cycle described between points D and E;
In this case, the cleaning gas was HCl, and the molar ratio of HCl to the processing gas was approximately 6.5×10 −3 . These 2
The washing cycles are again shown in the graph of FIG. 36, which shows that not only in terms of chemical quantity required, but also in terms of degree of recovery.
It can be seen that it is much more effective than chlorine at a molar ratio of 9.2×10 -3 and takes less time to reach the equivalent condition for DWP.
点A、B間、点E、F間および点G、H間の時
間間隔で示される堆積サイクルは比較的規則的に
継続し、順次の洗浄は同一の効果を有し、この洗
浄サイクルを何回繰返しても能力損失がないこと
を示しているのは重要である。 The deposition cycle, shown by the time intervals between points A and B, between points E and F, and between points G and H, continues relatively regularly, and successive cleanings have the same effect, and this cleaning cycle can be It is important to show that there is no loss of performance even after multiple repetitions.
曲線#2
曲線#2で示す試料の洗滌方針はDWPのレベ
ルが初期値、水柱圧8インチの約1.3倍になつた
ときにセラミツク素子の洗浄を行うものである。
第35図は時経的にプロツトしたため、曲線#2
で示すユニツトの開始は実験自体を開始してから
約1900時間たつてからであることがわかる。曲線
#1と#2の大よその特性は同様である。しかし
曲線#2では5回の汚染および洗浄サイクルを示
し、各洗浄サイクルにおいてはHClガスを処理ガ
スに対して約6.5×10-3のモル比で使用し、これ
は曲線#1の洗浄サイクルD−E,F−G、およ
びH−Iのときと同様である。第36図において
曲線#2の洗浄サイクルの特性の状況を拡大して
示す。この場合すべての洗浄サイクルが時間とと
もに減少するDWPが同一であり、各サイクル毎
に曲線#1のHClガス洗浄と同様に初期DWP値
に完全に回復していることがわかる。Curve #2 The cleaning policy for the sample shown in curve #2 is to clean the ceramic element when the DWP level reaches about 1.3 times the initial value of 8 inches of water column pressure.
Figure 35 is plotted over time, so curve #2
It can be seen that the unit shown by is started approximately 1900 hours after the start of the experiment itself. The general characteristics of curves #1 and #2 are similar. However, curve #2 shows five contamination and cleaning cycles, each cleaning cycle using HCl gas at a molar ratio of approximately 6.5 x 10 -3 to process gas, which is similar to cleaning cycle D in curve #1. -E, FG, and HI. FIG. 36 shows an enlarged view of the characteristics of the cleaning cycle of curve #2. In this case, it can be seen that all cleaning cycles have the same DWP that decreases over time, and each cycle completely recovers to the initial DWP value, similar to the HCl gas cleaning in curve #1.
曲線#1と同様に曲線#2の汚染サイクルの相
対的な期間は若干変比する。しかし基準状態から
限界DWPに達するまでに間隔が一貫して減少し
たり、増加したりする傾向はない。現場での堆積
および/または有機汚染の条件下では曲線#1お
よび#2により示す洗浄方針のどちらか一方が他
方よりも好適であり、これは、多くの要因、例え
ば動力コスト、DWP上昇度、および時経的な曝
気効果損失に基づく。 Similar to curve #1, the relative duration of the contamination cycle for curve #2 varies slightly. However, there is no consistent tendency for the interval to decrease or increase from the baseline state to the limit DWP. Under conditions of in-situ deposition and/or organic contamination, one of the cleaning strategies shown by curves #1 and #2 is preferred over the other, and this depends on a number of factors, such as power cost, DWP rise, and based on aeration effect loss over time.
用語定義
容積圧縮比
本明細書中用語「容積圧縮比」とは、結合また
は焼結により多孔質の圧縮形状に整形、プレスお
よび結合力が発生するようにした固体粒子体から
形成した素子の2個以上の領域を比較する基準と
して使用する。或る領域について適用する場合、
この比はプレスを行う前の材料の高さをプレス後
のこの領域の材料の高さで除算したときの商であ
る。プレスによつて材料が或る領域から他の領域
に側方に移動し、観測した圧縮比に多少の影響を
及ぼすこと勿論であるが、「顕著」な圧縮比を問
題にするためこのような移動は無視する。或る領
域における異なる位置でのプレス前またはプレス
中の材料の高さが異なる場合、平面図におけるそ
の領域の面を基準にして測つた平均高さを使用す
る。従つて予め部分的にプレスしたり、または振
動によつて既に密集させた材料の上に更に或る高
さの材料を付加する場合、付加材料の高さも計算
に入れる。更に特に商を決定するにあたり除数は
材料全体を十分圧縮した高さとし、被除数は初期
材料および付加材料双方の未圧縮高さとする。Term Definition Volumetric Compression Ratio The term "volume compression ratio" in this specification refers to two parts of an element formed from solid particles that have been shaped, pressed into a porous compressed shape by bonding or sintering, and a bonding force is generated. Use as a basis for comparing one or more areas. When applied to a certain area,
This ratio is the quotient of the height of the material before pressing divided by the height of the material in this area after pressing. Of course, pressing causes material to move laterally from one area to another, which will have some effect on the observed compression ratio, but in order to address the issue of ``significant'' compression ratios, we Ignore movement. If the height of the material before or during pressing at different locations in an area is different, the average height measured with respect to the plane of the area in the plan view is used. Therefore, if a further height of material is added on top of material that has already been compacted by partial pressing or vibration, the height of the added material is therefore also taken into account. More specifically, in determining the quotient, the divisor is the fully compressed height of the entire material, and the dividend is the uncompacted height of both the initial material and the additional material.
基準条件
用語「基準条件」とは多孔質拡散素子の作動履
歴におけるある選択点における拡散素子が示す動
水圧または平均気泡釈放圧力について用いる。例
えば以下に示す条件のいずれか、または以下の条
件のいずれであつても素子の作動履歴において最
終的に生じた状態での素子の圧力を基準条件とし
て使用することができる。即ち(a)少なくとも1種
類の汚染物質を含有する液状媒体の処理作動の最
初の状態、(b)洗浄ガスによつて最終的に洗浄され
た状態、(c)洗浄ガス以外の手段によつて最終的に
洗浄された状態、(d)ガスを放出することなく、液
状媒体との接触を最終的に維持する状態、(e)前も
つて記録された最低圧力。Reference Conditions The term "reference conditions" is used to refer to the hydrodynamic pressure or average bubble release pressure exhibited by the diffusion element at a selected point in the operating history of the porous diffusion element. For example, any of the conditions shown below, or the pressure of the element in the state that finally occurred in the operation history of the element under any of the following conditions, can be used as the reference condition. (a) in the initial state of the treatment operation of the liquid medium containing at least one contaminant; (b) in the final state cleaned by a cleaning gas; and (c) by means other than cleaning gas. (d) a condition that ultimately maintains contact with the liquid medium without releasing gas; (e) the lowest previously recorded pressure.
本発明の好適な実施例においては動水圧または
平均気泡釈放圧力の基準条件は製造時、または少
なくとも1種類の汚染物質を含有する液状媒体の
処理作動に初めて組込んだ時素子が示す圧力とす
る。この基準条件は素子の最初および/または順
次のガス洗浄後の状態を使用することができる。
従つて本発明の好適な実施例によれば、最初と少
なくとも1回の順次のガス洗浄において動水圧ま
たは平均気泡釈放の減少を大きくとり、製造時ま
たは最初に使用した拡散素子の基準条件に基づい
て計算する。好適には複数回の明確で連続したガ
ス洗浄操作の度毎に製造時または最初に使用した
拡散素子の基準条件に対して増加圧力の大幅な減
少を示すまで洗浄を導入する。 In a preferred embodiment of the invention, the reference condition for hydraulic pressure or average bubble release pressure is the pressure exhibited by the device at the time of manufacture or when first incorporated into a treatment operation for a liquid medium containing at least one contaminant. . This reference condition can be the state of the device after initial and/or sequential gas cleaning.
According to a preferred embodiment of the invention, therefore, the hydrodynamic pressure or mean bubble release is significantly reduced in the first and at least one sequential gas scrubbing, based on the reference conditions of the diffusion element at the time of manufacture or first use. Calculate. Preferably, a plurality of distinct successive gas scrubbing operations are carried out until a significant reduction in the increased pressure is shown relative to the reference conditions of the diffusion element as manufactured or originally used.
最初のまたは順次のガス洗浄において、特に最
初のガス洗浄中に、製造時または最回使用後の素
子の動水圧または平均気泡釈放圧力と、本発明に
よるガス洗浄を開始するときのこれら変数の対応
の値との差よりもこの減少量を大きくする。 In an initial or sequential gas cleaning, in particular during the first gas cleaning, the hydrodynamic pressure or average bubble release pressure of the element at the time of manufacture or after the last use and the correspondence of these variables when starting the gas cleaning according to the invention. Make this amount of decrease larger than the difference between the value of .
境界領域
用語「境界領域」とは、周縁領域がある場合に
この周縁領域の内方に隣接する位置であり、周縁
領域と外側領域との間であつて、好適には外側領
域の外端縁に隣接する位置とする。この領域は周
縁領域の方向に、または素子の周縁の近傍の垂直
表面に向うにつれて素子の容積圧縮比が徐々に増
加する(連続的、または段階的に)領域であり、
上述の垂直表面とは周縁領域の内方であつて、周
縁領域におけるまたは周縁領域に隣接する部分の
表面をいう。Boundary Region The term "boundary region" refers to a position inwardly adjacent to a peripheral region, if any, between the peripheral region and the outer region, preferably the outer edge of the outer region. The position should be adjacent to . This region is a region in which the volumetric compression ratio of the element gradually increases (continuously or stepwise) in the direction of the peripheral region or towards the vertical surface near the periphery of the element;
The above-mentioned vertical surface refers to a surface inside the peripheral region, at or adjacent to the peripheral region.
気泡釈放圧力
「気泡釈放圧力」とは、液状媒体、例えば水の
下で拡散素子上の点または領域からのガスの放出
に対する抵抗力を示すのに使用する。或る素子の
或る点に適用する場合、ガス放出面上のこの点か
ら気泡を釈放するのに加えるべき準静圧を意味す
る。拡散素子の活性ガス放出領域の或る領域に適
用する場合、気泡釈放圧力はこの領域にわたり分
布するランダムにまたは均等に選択した多数の点
において測定した気泡釈放圧力の平均とする。気
泡釈放圧力は静水圧を差引いた後の水柱圧の高さ
(インチ)で表現する。本明細書の第20図につ
き説明した装置を使用して、または気泡釈放圧力
を表示すると同様のまたはこの圧力表示に転換で
きるデータを生ずることができる他の装置を使用
して試験を行う。上述の気泡釈放圧力の値は、気
泡を十分緩慢に釈放して観測した気泡釈放圧力が
ほぼ静圧状態で得られるものに等しくなるよう試
験装置を調整して「準静圧」に基づいて決定す
る。Bubble Release Pressure "Bubble Release Pressure" is used to refer to the resistance to the release of gas from a point or area on a diffusion element under a liquid medium, such as water. When applied to a point on an element, it refers to the quasi-static pressure that must be applied to release bubbles from this point on the gas ejection surface. When applied to a region of the active gas release region of the diffusion element, the bubble release pressure is the average of the bubble release pressures measured at a number of randomly or evenly selected points distributed over this region. Bubble release pressure is expressed as the height of the water column pressure (in inches) after subtracting the hydrostatic pressure. Testing is performed using the apparatus described with respect to FIG. 20 herein, or using other apparatus capable of producing data similar to or convertible to an indication of bubble release pressure. The value of the bubble release pressure mentioned above is determined based on "quasi-static pressure" by adjusting the test equipment so that the bubble release pressure observed is approximately equal to that obtained under static pressure conditions by releasing the bubbles slowly enough. do.
中 心
用語「中心」とは、素子が定形であつても、ま
たは不定形であつても平面図で見た素子自体の有
効ガス放出面の重心または図形中心の位置をい
う。Center The term "center" refers to the position of the center of gravity or the center of the figure of the effective gas emitting surface of the element itself when viewed in plan, whether the element is regular or irregular.
中心領域
本発明の「中心領域」とは、素子の総有効ガス
放出領域の定つた割合を構成する中心領域の下方
の容積部分を示し、この容積部分の境界は本発明
により素子の表面に設けた中心凹所の位置に一致
しても、しなくてもよい。「中心領域」は平面図
で見た拡散素子の輪郭が変化しても適用すること
ができ、素子の輪郭が円形、楕円形、方形、長方
形、多角形、不定形等であつてもよく、素子の有
効ガス放出面の輪郭に等しく、有効ガス放出面の
中心を共通の中心とする。中心領域を区切る中心
面積は総有効ガス放出面積の約80%、好適には約
60%、一層好適には約40%とするのが一般的であ
る。Central Region The term "central region" according to the present invention refers to the volume below the central region that constitutes a fixed proportion of the total effective outgassing area of the element, the boundaries of which are defined according to the invention on the surface of the element. It may or may not coincide with the position of the central recess. The "central region" can be applied even if the outline of the diffusing element as seen in a plan view changes, and the outline of the element may be circular, elliptical, square, rectangular, polygonal, irregular, etc. It is equal to the contour of the effective gas emitting surface of the element, and the center of the effective gas emitting surface is the common center. The central area delimiting the central region is approximately 80% of the total effective gas release area, preferably approximately
Typically it is 60%, more preferably about 40%.
洗 浄
「洗浄」とは洗浄ガスにより多孔質拡散素子に
おける汚染物質の堆積を防止、遅延、または除去
する処理を意味し、この処理は多孔質拡散素子の
潜在的なまたは実際的な透過作用に対して有効で
あり、この透過作用はガス放出通路に汚染物質が
あると悪影響を受ける。堆積物を除去することに
よつて動水圧および/または気泡釈放圧力の基準
条件以上の増加を大幅に減少する。Cleaning "Cleaning" means the process of preventing, retarding, or removing the deposition of contaminants on a porous diffusion element by means of a cleaning gas, which process does not affect the potential or actual permeability of the porous diffusion element. This permeation effect is adversely affected by the presence of contaminants in the gas release passageway. By removing the deposits, the increase in hydraulic pressure and/or bubble release pressure above baseline conditions is significantly reduced.
洗浄ガス
本明細書中の洗浄ガスとは、多孔質拡散素子の
ガス放出通路に単独でまたは処理ガスを含めて他
のガスと混合して所定の濃度および所定の量で導
入するとき、洗浄を行うに十分な汚染堆積物に対
する破壊性を有するガスを意味する。このような
ガスは種々の状態で作用することができる。例え
ば、特に沈殿した無機塩の堆積の場合汚染物質を
溶解することによつて、または汚染物質を拡散素
子に付着させる物質を溶解することによつて、汚
染物質と素子との間の結合を破壊することによつ
て、特に生体汚染物の場合生体を殺して拡散素子
から分離することによつて作用することができ、
これら作用状態の組合せで作用することもでき
る。従つて、例えば洗浄ガスは1種以上のガス状
の有機および/または無機溶解成分、若しくは液
体として存在することができる成分および温度20
℃;標準大気圧中でガスとして存在することがで
きる成分を含有する溶解成分の混合体とすること
ができる。例えばH2O2、CH3OH、および他の揮
発性有機溶剤とすることができる。しかし好適な
洗浄ガスは20℃でガス体として存在するもの、お
よび水に溶解したとき酸性反応を示すもの、例え
ばSO2、SO3、CO2、Cl2、ClO2、HCl、NOx、
O3、Br2等がよく、特にHClが好適である。Cleaning Gas In this specification, the cleaning gas refers to cleaning gas that is introduced into the gas discharge passage of the porous diffusion element alone or in a mixture with other gases including a processing gas at a predetermined concentration and amount. means a gas that has sufficient destructive properties against contaminated deposits. Such gases can act in various states. For example, by dissolving the contaminant, especially in the case of deposits of precipitated inorganic salts, or by dissolving the substances that cause the contaminant to adhere to the diffusion element, breaking the bond between the contaminant and the element. can act by killing living organisms and separating them from the diffusing element, especially in the case of biological contaminants;
It is also possible to act in a combination of these operating states. Thus, for example, the cleaning gas may contain one or more gaseous organic and/or inorganic dissolved components or components that can be present as a liquid and the temperature 20
C; Can be a mixture of dissolved components containing components that can exist as gases at standard atmospheric pressure. For example, it can be H 2 O 2 , CH 3 OH, and other volatile organic solvents. However, suitable cleaning gases are those which exist as a gas at 20° C. and which exhibit an acidic reaction when dissolved in water, such as SO 2 , SO 3 , CO 2 , Cl 2 , ClO 2 , HCl, NO x ,
O 3 , Br 2 and the like are preferred, and HCl is particularly preferred.
変動係数
「変動係数」とは「標準偏差」を「平均」で割
つた商を意味する。「標準偏差」は所定数の気泡
釈放圧力測定値の平均からの差の二乗平均の平方
根を示す。「平均」とは上述の気泡釈放測定値の
算術平均を意味する。最適な精度は素子のガス放
出面のほぼ全体を代表するランダムな点での気泡
釈放圧力を測定することによつて得られるが、素
子が円形である場合2個の互いに直交する直径に
沿つて互いに等間隔離間する少なくとも5個の点
での気泡釈放圧力のサンプルをとることによつて
十分な精度の情報が得られることがわかつてい
る。Coefficient of variation "Coefficient of variation" means the quotient of the "standard deviation" divided by the "average.""Standarddeviation" refers to the root mean square of the difference from the average of a given number of bubble release pressure measurements. "Average" means the arithmetic mean of the bubble release measurements described above. Optimal accuracy is obtained by measuring the bubble release pressure at random points representing nearly the entire gas emitting surface of the element, or along two mutually orthogonal diameters if the element is circular. It has been found that sufficient accuracy of information can be obtained by sampling the bubble release pressure at at least five points equally spaced from each other.
静水圧の水頭
水柱圧の高さ(インチ)で表現し、ガス洗浄中
に拡散素子の流出表面に加わる任意の液状媒体の
静水圧の水頭を意味し、(或る任意の時点で増加
するが、ほぼ一定の値を維持するか、または減少
するかに無関係に)装置の前もつて洗浄する作動
水頭よりも小さい。Hydrostatic Head Expressed in height (in inches) of water column pressure, means the hydrostatic head of any liquid medium that is applied to the outflow surface of the diffusion element during gas scrubbing (although it increases at any given time). , regardless of whether it maintains an approximately constant value or decreases) is smaller than the operating head that cleans the equipment in advance.
動水圧
気泡形成点の拡散素子の流入表面と静水圧の水
頭との差圧を意味する。素子のガス放出通路およ
びこのような通路の流入端部および流出端部にお
ける摩擦効果、ならびに通路の流出端部における
表面張力の効果を含めて加算素子のガラス流出に
対する抵抗の測定値である。動水圧を測定する一
つの簡便な方法は、拡散素子の流出表面における
液状媒体の静水圧の水頭と素子の流入表面におけ
る全ガス圧との差を水柱圧の高さ(インチ)で表
現して測定することである。Hydrodynamic pressure means the pressure difference between the inlet surface of the diffusion element at the point of bubble formation and the hydrostatic head. It is a measure of the resistance to glass flow of a summing element, including the effects of friction at the gas discharge passages of the element and the inlet and outlet ends of such passages, and the effects of surface tension at the outlet ends of the passages. One convenient way to measure hydrodynamic pressure is to calculate the difference between the hydrostatic head of the liquid medium at the outflow surface of the diffusion element and the total gas pressure at the inflow surface of the element, expressed in inches of water column pressure. It's about measuring.
差 圧
ガス洗浄中に維持される動水圧の差を意味し、
この差圧は、装置および作動条件における唯一の
変化が洗浄ガスに汚染物質の順次の除去である場
合に現われる差よりも大きい。Differential pressure means the difference in hydraulic pressure maintained during gas cleaning,
This differential pressure is greater than the differential that would exist if the only change in equipment and operating conditions was the sequential removal of contaminants from the cleaning gas.
増大レベル
変化した作動条件下、即ち差圧を高めた条件下
において洗浄中に生ずる動水圧用の差を意味し、
この場合の動水圧とは装置および作動条件におけ
る変化が洗浄ガスにより汚染物質の堆積の順次の
除去である場合に表われるものを意味する。increased level means the difference in hydraulic pressure that occurs during cleaning under changed operating conditions, i.e. with increased pressure differential;
Hydraulic pressure in this case means that which occurs when changes in equipment and operating conditions result in the sequential removal of contaminant deposits by the cleaning gas.
平衡濃度
「平衡濃度」とは洗浄ガスと処理ガスの混合体
の活動度を示すのに使用する。この平衡濃度の測
定は洗浄を導入する温度で液状媒体を経て混合ガ
スを泡立たせることによつて行う。液状媒体に処
理ガスおよび洗浄ガスを飽和させる際に任意の適
当な分析手法により濃度を測定し、全重量に対す
る洗浄成分の重量の分数として表現する。洗浄剤
を酸性とした場合、PH計を使用して水素イオン
濃度の負の対数を測定し、この値を混合ガスの平
衡PH値として表わす。Equilibrium Concentration "Equilibrium concentration" is used to describe the activity of the cleaning gas and process gas mixture. The equilibrium concentration is determined by bubbling the gas mixture through the liquid medium at the temperature at which the wash is introduced. Concentrations are determined by any suitable analytical technique upon saturation of the liquid medium with process and cleaning gases and are expressed as a fraction of the weight of the cleaning component relative to the total weight. When the cleaning agent is acidic, the negative logarithm of the hydrogen ion concentration is measured using a PH meter, and this value is expressed as the equilibrium PH value of the mixed gas.
汚染物質
「汚染物質」とは液状媒体および/または処理
ガス中に存在し、多孔質拡散素子のガス放出通路
の入口および/または出口、またはこのような通
路内に堆積し、例えば或る素子または素子群を経
る流れを阻止したり、または処理ガスの均一な分
布を乱したりすることによつてガス圧/流量関係
に影響を与える物質を意味する。Contaminants "Contaminants" are those present in the liquid medium and/or process gas and deposited at the inlet and/or outlet of the gas release passages of a porous diffusion element, or within such passages, e.g. Refers to a substance that affects the gas pressure/flow relationship by blocking flow through the elements or disrupting the uniform distribution of process gas.
汚染物質および/または堆積物は天然および/
または合成の有機物、有機および/または無機、
生体または非生体、および液体、固体および/ま
たは気体成分の混合であつてもよい。一般的な汚
染物質としてはキノコおよびバクテリアの種属、
藻、原生動物、ワムシ、より高等な生命体、油か
す、管を被う有機物、石けん、洗剤かす、ほこ
り、無機塩、さびおよび金属酸化物、水酸化物、
カルシウム、マグネシウム、銅、アルミニウムな
どの炭酸塩および硫酸塩、イオンならびに液状媒
体中に懸濁あるいは溶解して処理ガスを多孔質の
拡散素子との境界面の液状媒体中に放出すること
によつても溶けにくい他の物質がある。 Contaminants and/or deposits are natural and/or
or synthetic organic matter, organic and/or inorganic;
It may be a mixture of living or non-living and liquid, solid and/or gaseous components. Common contaminants include mushrooms and bacterial species;
Algae, protozoa, rotifers, higher life forms, oil scum, organic matter covering pipes, soap, detergent scum, dust, inorganic salts, rust and metal oxides, hydroxides,
Carbonates and sulfates, ions such as calcium, magnesium, copper, aluminum, etc., are suspended or dissolved in a liquid medium and the process gas is released into the liquid medium at the interface with a porous diffusion element. There are other substances that are also difficult to dissolve.
用語「存在」は、例えば懸濁、分散、乳化、溶
解および他の形態のいかなる混合物中にも存在す
る汚染物質を含めた広義の定義に使用する。 The term "present" is used in a broad definition to include, for example, contaminants present in any mixture in suspended, dispersed, emulsified, dissolved, and other forms.
「堆積物」は一般的に、拡散素子にねばりつい
て平素の放出条件下では処理ガスは拡散素子から
除去するに十分でなく、上述のガス透過効果を発
揮できなくなるようなものをいう。 A "deposit" generally refers to something that sticks to the diffuser element such that under normal discharge conditions the process gas is not sufficiently removed from the diffuser element to provide the gas permeation effect described above.
更に用語「堆積物」は糊状の固体および/また
は液体成分、半固体または固体粒子または塊を含
む広義の意味にも使用され、例えばのろ、スケー
ルおよび他の包被物がある。 Furthermore, the term "deposit" is used in a broader sense to include pasty solid and/or liquid components, semi-solid or solid particles or lumps, such as sludge, scale and other encrustations.
堆積物の形成は種々の形態で生ずる。例えば処
理ガスによつて生ずるさび粒子が拡散素子のガス
放出通路の入口に浸入して通路にとどまるときの
単なる滞留、処理ガスによつて生ずる油滴とほこ
り粒子とが互いにくつつき合い、素子の流入表面
に付着し、ガス放出通路の入口の一部または全体
を塞ぐ程の塊に徐々に成長していくときの増大、
拡散素子の流出表面における液状媒体中に生存す
る1種類以上の生命体がこの表面に層またはネツ
トワークを形成して処理ガスの流れを阻止した
り、処理ガスの均一な分布を乱すときの有機体の
成長、処理ガスの流れを意図的にあるいは不慮に
停止したときに生ずる液状媒体の拡散素子への逆
流によつて液状媒体中の懸濁固体がガス放出通路
に流入するときの吸込み、処理ガスの放出中にガ
ス放出通路および/または出口に溶解不可能な無
機塩が析出するときの沈殿(結晶を含む)、によ
つて形成される。 Deposit formation occurs in various forms. For example, rust particles generated by the process gas enter the inlet of the gas discharge passage of the diffusion element and remain there, resulting in mere stagnation; oil droplets and dust particles generated by the process gas stick to each other, and the inflow of the element. increase when it adheres to a surface and gradually grows into a mass that blocks part or all of the inlet of the gas release passage;
Occurs when one or more living organisms living in the liquid medium at the outflow surface of the diffusion element form a layer or network on this surface, blocking the flow of the process gas or disturbing the uniform distribution of the process gas. Suction and treatment when suspended solids in the liquid medium flow into the gas discharge passage due to the growth of the airframe, backflow of the liquid medium into the diffusion element that occurs when the flow of process gas is intentionally or inadvertently stopped. It is formed by precipitates (including crystals) when insoluble inorganic salts are deposited in the gas discharge passage and/or outlet during gas discharge.
ガ ス
本明細書においてガスとは、真のガス、または
蒸気またはその双方の混合でもよく、また微細な
若しくはコロイド状の小滴、微粒子の形態の浮遊
した液体若しくは固体をも含めた状物質またはガ
ス状混合体を意味し、このガス状物質またはガス
状混合体は、使用条件下で多孔質拡散素子から液
状媒体に放出されるとき気泡を形成するに十分な
程度にガス状態であるものを意味する。Gas As used herein, gas may be a true gas or vapor or a mixture of both, and also includes suspended liquids or solids in the form of fine or colloidal droplets, particulates, or means a gaseous substance or gaseous mixture that is sufficiently gaseous to form gas bubbles when discharged from a porous diffusion element into a liquid medium under the conditions of use; means.
液状媒体または媒体
「液状媒体」とは、ガスが多孔質拡散素子を経
て放出されているときガス気泡を形成するに十分
な程度に液相をなす物質(単一物質または混合物
質をも含む)を意味する。この液相物質には、例
えば1種以上の有機液体、または無機液体、また
は有機および/または無機液体の混合体(混和性
液体および非混和性液体を含む)があり、更に処
理ガスを放出中の条件下において上述の媒体の液
相を奪うことのない他の液体、ガスおよび固体物
質をも含む。更に1種以上の汚染物質および/ま
たは媒体のうちの他の成分のうちの一つの成分で
ある媒体成分のうちの少なくとも一つの成分が処
理ガス放出に応答して所定の変化を受けるものと
する。このような媒体の好適なカテゴリーは液状
排水、例えば活性汚泥法で処理された混合液体、
精製および醸造排水、製紙排水等である。Liquid Medium or Medium “Liquid medium” means a substance (including a single substance or a mixture of substances) that is sufficiently liquid to form gas bubbles when gas is being emitted through a porous diffusion element. means. The liquid phase substance may include, for example, one or more organic liquids, or inorganic liquids, or mixtures of organic and/or inorganic liquids (including miscible and immiscible liquids), and may further emit process gases. It also includes other liquids, gases and solid substances which do not take away the liquid phase of the above-mentioned medium under conditions of. Further, at least one component of the media components, which is a component of the one or more contaminants and/or other components of the media, undergoes a predetermined change in response to the process gas release. . A preferred category of such media is liquid wastewater, e.g. mixed liquids treated with activated sludge processes,
These include refining and brewing wastewater, paper manufacturing wastewater, etc.
平均気泡釈放圧力
拡散素子の表面上でランダムにまたは系統的に
選択した位置における統計学的に十分な数の気泡
釈放圧力の測定値の算術平均を意味する。Average Bubble Release Pressure means the arithmetic mean of a statistically sufficient number of bubble release pressure measurements at randomly or systematically selected locations on the surface of a diffusion element.
多孔質拡散素子
大きな面積、例えば通常は少なくとも約129.0
cm2(20平方インチ)、好適には少なくとも約193.5
cm2(30平方インチ)、より好適には少なくとも約
258.0cm2(40平方インチ)の有効ガス放出面を有
し、互いに密接して離間しかつ有効ガス放出面に
わたりランダムまたは規則的に配列した多数の微
細な孔を有する素子を意味する。しかし、多数の
孔の一部のみが或る作動条件の下でガスを透過す
るものであると理解すべきである。他方新品時ま
たは製造状態時に清浄な水中において使用し、設
計作動条件下で有効ガス放出面の単位面積当り多
数の有効孔を有する。Porous Diffusing Element Large area, e.g. usually at least about 129.0
cm 2 (20 square inches), preferably at least about 193.5
cm 2 (30 square inches), more preferably at least about
Means an element having an effective gas ejection area of 258.0 cm 2 (40 square inches) and having a large number of fine holes closely spaced from each other and arranged either randomly or regularly across the effective gas ejection area. However, it should be understood that only a portion of the number of holes will be permeable to gas under certain operating conditions. On the other hand, it is used in clean water when new or manufactured and has a large number of effective holes per unit area of effective gas release surface under designed operating conditions.
このような素子には所要に応じ或る随意に付加
した特性を持たせるとよい。例えばガス放出通路
を有する孔を設ける。これら通路をほぼ直線状に
するが、実際上は曲つている。互いに分離した通
路が望ましいが、相当多くの通路が相互に接続さ
れているのが一般的である。直線性、彎曲性、相
互連通の程度に無関係に素子のガス流入面のガス
放出通路の入口およびガス流出面の出口は互いに
分離している。好適素子における通路の密集離間
度は、孔間の平均側方間隔が素子の平均厚さより
小さく、従つてガス放出通路の平均長さよりも小
さいことによつて示される。この間隔は一連の作
動条件において有効であると思われるものだけで
なく、拡散素子のすべての孔間の間隔について言
及するものである。 Such elements may have certain optionally added characteristics as required. For example, holes with gas release passages are provided. Although these passages are generally straight, they are actually curved. Although separate passageways are desirable, it is common for a significant number of passageways to be interconnected. Irrespective of the degree of straightness, curvature, or mutual communication, the inlet of the gas discharge passage on the gas inlet face and the outlet of the gas outlet face of the element are separated from each other. The close spacing of the passages in the preferred element is indicated by the average lateral spacing between the holes being less than the average thickness of the element and therefore less than the average length of the gas release passages. This spacing refers to the spacing between all holes in the diffusing element, as well as what is believed to be effective over a range of operating conditions.
孔の寸法は約60〜600ミクロン、好適には約90
〜400ミクロン、より好適には約120〜300ミクロ
ンの範囲とし、この寸法は素子の平均気泡釈放圧
力をASTME−128で示されている等式
D=30γ/pに代入することによつて計算され
る。ただし、D=最大孔径、γ=試験液体の表面
張力(dyn/cm)、およびp=圧力(水銀柱mm)
とする。 Pore size is approximately 60-600 microns, preferably approximately 90
~400 microns, more preferably in the range of about 120-300 microns, this dimension calculated by substituting the average bubble release pressure of the device into the equation D=30γ/p given in ASTME-128. be done. where D = maximum pore diameter, γ = surface tension of test liquid (dyn/cm), and p = pressure (mm of mercury)
shall be.
素子の平面図および縦断面図で見た形状は所要
の任意の形状でよく、例えば縦断面図で見た場
合、素子の最大水平寸法と素子の平均厚さとの間
の水平部分の比が少なくとも約4:1、好適には
少なくとも約6:1、より好適には少なくとも約
8:1とする。 The shape of the element in plan and longitudinal section may be any shape desired, for example, when viewed in longitudinal section, the ratio of the horizontal portion between the maximum horizontal dimension of the element and the average thickness of the element is at least about 4:1, preferably at least about 6:1, more preferably at least about 8:1.
更にこの水平部分は平均厚さに対する有効ガス
放出面の比が、少なくとも1インチ(2.54cm)の
厚さ当り約10平方インチ(64.5cm2)、好適には少
なくとも約20平方インチ(129.0cm2)、より好適に
は少なくとも約40平方インチ(258.0cm2)とする。 Additionally, the horizontal portion has an effective gas release surface to average thickness ratio of at least about 10 square inches (64.5 cm 2 ) per inch (2.54 cm) of thickness, preferably at least about 20 square inches (129.0 cm 2 ) . ), more preferably at least about 40 square inches (258.0 cm 2 ).
更に有効ガス放出面の下方において水平部分に
は容積圧縮比を高めた領域を設ける。従つて水平
部分には種々の領域、即ち中心領域、外側領域、
境界領域および周縁領域を有し、これら領域は目
で見分けられる性質を持つものであつてもなくて
もよいが、中心領域の凹所および/または境界領
域の角度の付いた表面を目やすとすることができ
る。例えば中心領域の容積圧縮比は外側領域の容
積圧縮比に対して少なくとも約2%、好適には約
2〜20%、より好適には3〜15%高いものとする
と好適である。境界領域を設ける場合、境界領域
の容積圧縮比は外側領域の比に対して少なくとも
約10%、好適には約10〜35%、一層好適には約35
〜100%高くする。 Further, below the effective gas discharge surface, a horizontal portion is provided with a region where the volume compression ratio is increased. The horizontal part therefore has different regions, namely a central region, an outer region,
It has a border region and a peripheral region, which may or may not be of a visually distinguishable nature; can do. For example, it is preferred that the volume compression ratio of the central region is at least about 2% higher than the volume compression ratio of the outer regions, preferably about 2 to 20%, more preferably 3 to 15%. If a boundary region is provided, the volume compression ratio of the boundary region is at least about 10% relative to the ratio of the outer region, preferably about 10 to 35%, more preferably about 35%.
~100% higher.
拡散素子は有機および無機の種々の粒子状物質
とすることができるが、軟質粒子である場合には
圧縮率が少なくとも約0.2×105psi(0.14×104Kg/
cm2)、より好適には約0.2×105〜4×105psi(0.14
×104〜0.28×105Kg/cm2)であるものとし、硬質
無機材料の場合には好適には約4×105〜6×
106psi(0.28×105〜0.42×106Kg/cm2)であるもの
とする。 The diffusive element can be a variety of organic and inorganic particulate materials, but when it is a soft particle, it has a compressibility of at least about 0.2 x 10 5 psi (0.14 x 10 4 Kg/
cm 2 ), more preferably about 0.2×10 5 to 4×10 5 psi (0.14
×10 4 to 0.28 × 10 5 Kg/cm 2 ), preferably about 4 × 10 5 to 6 × in the case of hard inorganic materials.
10 6 psi (0.28×10 5 to 0.42×10 6 Kg/cm 2 ).
外側領域
「外側領域」とは「中心領域」以外の総有効ガ
ス放出面の下方の拡散素子のすべてまたは大部分
を示す。中心領域に比べると外側領域は素子の中
心から中心領域よりも外方に位置する。素子には
中心領域以外には、単に外側領域を設けるだけで
もよいし、それ以外の他の領域があつてもよい。Outer Region The "outer region" refers to all or most of the diffusing element below the total effective gas ejection surface other than the "center region." Compared to the central region, the outer region is located further outward from the center of the element than the central region. In addition to the central region, the element may simply have an outer region, or may have other regions.
酸素含有ガス
「酸素含有ガス」とは、純粋酸素および適量の
酸素を含有し、処理ガスとして使用可能なものを
いう。Oxygen-containing gas "Oxygen-containing gas" refers to a gas that contains pure oxygen and an appropriate amount of oxygen and can be used as a processing gas.
周縁領域
「周縁領域」は拡散素子の有効ガス放出面の最
外側の端縁に沿う容積部分をいう。周縁領域は、
環状非環状にかかわらず、プレス(他の技術によ
るプレスとの組合せも含めて)によつて透過性が
少なく(非透過性も含む)、密度が大きく、外側
領域のすべてまたは一部よりも高さが低い領域と
して処理した部分をいう。周縁領域を具える素子
には境界領域を設けても、設けなくてもよい。Peripheral Area "Peripheral Area" refers to the volume along the outermost edge of the effective gas emitting surface of the diffusing element. The peripheral area is
Whether annular or non-annular, the press (including in combination with pressing by other techniques) will result in less permeability (including non-permeability), greater density, and higher density than all or part of the outer region. This refers to the area that is treated as a region with low intensity. A device with a peripheral region may or may not have a border region.
洗浄前作動水頭
水柱圧の高さ(インチ)で表現し、洗浄を開始
する前の期間中に或る装置における拡散素子の流
出表面に加わる液状媒体の静水圧の水頭の総量を
意味する。例えば洗浄直前の90日前の作動期間中
の水頭の時間平均、または好適には平素作動にお
ける洗浄前の最終水頭、より好適には平均水頭と
最終水頭とのどちらか大きい方とする。Pre-clean Working Head Expressed in inches of water column pressure, refers to the total amount of hydrostatic head of liquid medium that is applied to the outflow surface of a diffusion element in an apparatus during the period prior to commencing cleaning. For example, it is the time average of the water head during the operating period of 90 days immediately before washing, or preferably the final water head before washing in normal operation, and more preferably the larger of the average water head and the final water head.
SCFM
SCFMとは、温度20℃、水銀柱760mmの絶対圧
力および36%の相対湿度に補正した場合の1分間
当り立方フイートで表わしたガス流量を意味す
る。SCFM SCFM means gas flow rate in cubic feet per minute corrected for a temperature of 20°C, an absolute pressure of 760 mm of mercury, and a relative humidity of 36%.
特定透過性
用語「特定透過性」とは乾燥状態の拡散素子と
通過するガス総量を意味し、水柱2インチ(50.8
mm)の駆動圧力において、厚さ1インチ(25.4
mm)の素子の1平方フート(900cm2)の面積当り
の毎分標準立方フイート(2.7×104cm3)で表わ
し、ただし温度、圧力および湿度が標準状態の場
合(20℃、760mmHg、36%)とする。特定透過性
は等式G=Q(t/A)から計算し、ただしGは
流量(毎分標準立方フイート)、tは素子の厚さ
(インチ)、Aは流れの方向に垂直に素子を通過す
る平均有効ガス放出面積(ft2)とする。拡散素
子のガス放出面が厚さの変化する素子部分上にあ
る場合には平均厚さを使用する。Specific Permeability The term "specific permeability" refers to the total amount of gas passing through the diffuser element in the dry state, and is defined as 2 inches of water (50.8
At a driving pressure of 1 inch (25.4 mm)
It is expressed in standard cubic feet per minute (2.7 x 10 4 cm 3 ) per square foot (900 cm 2 ) area of an element of %). Specific permeability is calculated from the equation G=Q(t/A), where G is the flow rate (in standard cubic feet per minute), t is the thickness of the element (in inches), and A is the thickness of the element perpendicular to the direction of flow. The average effective gas release area (ft 2 ) passing through. The average thickness is used when the gas emitting surface of the diffuser element is on a portion of the element that varies in thickness.
背 圧
拡散素子に所定量のガスを通過させるときガス
分配ネツトワーク全体またはガス分配ネツトワー
クの一部の流れの抵抗圧力の測定値を意味する。
この抵抗には導管、ネツトワークの拡散素子およ
び他の素子、汚染物質および静水圧の水頭に関連
する摩擦抵抗および表面張力がある。当該のネツ
トワークおよびネツトワーク部分は空気的に相互
連結した複数個の拡散素子を有する。これら素子
は処理ガス源を共有し、ネツトワークの導管およ
び他の構成部分とともに流れの合成抵抗を受け、
この合成抵抗にガス源の圧力打ち勝たねばならな
い。活性汚泥処理装置においては、設計背圧がコ
ンプレツサまたはブロアの出口で測つて約3〜
20psi(0.21〜1.41Kg/cm2)、代表的には約4〜
15psi(0.28〜1.05Kg/cm2)、一般的に約6〜10psi
(0.42〜0.70Kg/cm2)のものが知られている。Back Pressure means a measurement of the resistive pressure of flow through an entire gas distribution network or a portion of a gas distribution network when passing a given amount of gas through a diffusion element.
This resistance includes frictional drag and surface tension associated with conduits, diffusion elements and other elements of the network, contaminants, and hydrostatic heads. The network and network portions include a plurality of pneumatically interconnected diffusion elements. These elements share a process gas source and experience a combined resistance to flow along with the conduits and other components of the network;
This combined resistance must be overcome by the pressure of the gas source. In activated sludge treatment equipment, the design back pressure is measured at the outlet of the compressor or blower and is approximately 3~
20psi (0.21~1.41Kg/ cm2 ), typically about 4~
15psi (0.28~1.05Kg/ cm2 ), typically about 6~10psi
(0.42 to 0.70 Kg/cm 2 ) is known.
タンク処理
曝気のためあるいは他の目的のためにタンク処
理とは、処理ガスを液状媒体に1000ft3の液状媒
体当り少なくとも約2SCFT、好適には少なくと
も約4SCFM、より好適には少なくとも約6SCFM
の流量で放出し、この流量は管式デフユーサを据
付けた下水処理の潟または池に適用する流量より
もはるかに大きいものとする。代案として液状媒
体の平均保留時間が約48時間以下、一般的には24
時間以下、より一般的には12時間以下であるもの
とし、これは上述の潟または池の保留時間よりも
少ない。Tank Processing Tank processing, for aeration or other purposes, means converting the process gas into a liquid medium at least about 2 SCFT, preferably at least about 4 SCFM, more preferably at least about 6 SCFM per 1000 ft 3 of liquid medium.
discharge at a flow rate that is significantly greater than the flow rate applied to the sewage treatment lagoon or pond in which the tubular defuser is installed. Alternatively, the average retention time of the liquid medium is approximately 48 hours or less, typically 24 hours or less.
hours or less, more generally 12 hours or less, which is less than the lagoon or pond retention time described above.
処理ガス
処理ガスとは液状媒体の少なくとも1種の構成
成分に所要の変化を生ぜしめることができるが汚
染堆積物に対しては洗浄ガス程には破壊性を有し
ないガスを意味する。Processing Gas By processing gas is meant a gas which is capable of producing the required changes in at least one constituent of the liquid medium, but which is not as destructive to contaminant deposits as a cleaning gas.
垂 直
用語「垂直」とは拡散素子の表面に適用し、真
に垂直なもの、垂直に近いもの、例えば垂直線に
対して約20゜の角度をなすものを含むものとする。Vertical The term "vertical" applies to the surface of the diffusing element and is intended to include truly vertical, nearly vertical, such as at an angle of about 20° to the vertical.
第1図は下水曝気装置の部分線図、第2図は第
1図の装置の端末管およびデフユーザを示す斜視
図、第3図は第2図の3−3線上の縦断面図、第
4図は第3図に直交する縦断面図、第5図は流量
調整装置の細部を示す拡大縦断面図、第5A〜5
D図は第5図に示す流量調整装置の変更例の縦断
面図、第6図は第4図のプレナムの平面図、第7
図は拡散素子の実施例の周縁の一部の拡大縦断面
図、第8〜14図は拡散素子の他の種々の実施例
の第7図と同様の部分拡大縦断面図、第15図は
第2図の端末管およびデユーザの構成の縦断面
図、第16および17図はそれぞれ端末管および
デフユーザの構成の更に他の変更例の変更例の平
面図および側面図、第18図は第16図の18−
18線上の縦断面図、第19図は本発明の実施に
使用する圧力および流量のデータを測定する方法
を示す一部線図とする断面図、第20図は気泡釈
放圧力を測定するための装置ならびにこの装置に
より測定した気泡釈放圧力および流量特性を示す
線図、第20A図は第20図の装置のプローブの
拡大断面図、第20B図は第20図の素子の一部
の気泡釈放圧力を拡大して示す説明図、第21〜
29図は本発明による拡散素子を形成する方法を
示す線図的説明図、第28A図は第28図の拡散
素子の平面図、第30図は第27図による拡散素
子の縦断面図とこの素子の各部分の気泡釈放圧力
を示すグラフによる説明図、第31図は第28図
による拡散素子の第30図と同様の説明図、第3
2Aおよび32B図は各拡散素子に個別の流量調
整手段を設ける好適な実施例を示すための拡散素
子の圧力/流量特性のグラフ、第33図は本発明
によるタンク式下水曝気装置の好適な実施例の線
図、第34図は多孔質拡散素子の試験装置の線
図、第35図は本発明によるタンク式下水曝気装
置の作動状態を示すグラフ、第36図は第35図
の一部を拡大した説明図である。
1……曝気タンク、5……コンプレツサ、8…
…主管、9……下送管、10……分配管、11…
…端末管、12,175……拡散装置即ちデフユ
ーザ、14,182……プレナム、16……端末
管の上面、19……貯蔵タンク、24……流量調
整装置即ちレギユレータ、26……側壁手段、3
5……拡散素子、70……円形平坦中心領域、8
0……Oリング、84,129,135,156
……クランプリング、92……クリツプ、108
……保持リング、116……分割リングクラン
プ、95,125,133……封鎖手段、10
7,128,147,154……非透過性被覆、
149……封鎖リング、229……周縁領域、2
30……円筒状垂直端縁、231……水平環状
面、232……垂直側面、233……ガス放出
面、234……ガス流入面、240……タンク、
255……T字管、259……封鎖リングまたは
ストツパ、260……気泡、271,272……
参照ライン、273……参照マーク、276……
気泡釈放圧力曲線、277……流量曲線、301
……ダイス、302……キヤビテイ、310,4
07……粒子体、312……スクリード、317
……ラム、318……ラムの圧縮面、400……
整形リング、413……中心領域、414……外
側領域、421……円形インサート、430……
空気流入面、431……空気放出面、432……
中心凹所、440……環状インサート、461…
…環状帯、466……環状リブ、470……タン
ク、480……処理ガス装置、481……構内配
管、483,485……下送管、484……継
手、486……摺動フランジ、487……端末
管、489……分配管、490……拡散装置、5
00……ガス洗浄装置、501……はかり、50
2……インジケータ、503……シリンダ、50
8……プラスチツク管、521……ポンプ、52
3……接触室、537……石灰石柱、545……
試薬タンク、552……曝気タンク、580……
曝気試験装置、570……マニホルド、590,
603……弁制御タツプ。
Figure 1 is a partial line diagram of the sewage aeration system, Figure 2 is a perspective view showing the terminal pipe and differential user of the equipment in Figure 1, Figure 3 is a vertical sectional view taken along line 3-3 in Figure 2, and Figure 4 The figure is a vertical sectional view orthogonal to FIG. 3, FIG. 5 is an enlarged vertical sectional view showing details of the flow rate adjustment device, and
Figure D is a vertical sectional view of a modified example of the flow rate adjustment device shown in Figure 5, Figure 6 is a plan view of the plenum in Figure 4, and Figure 7
The figure is an enlarged vertical sectional view of a part of the periphery of an embodiment of the diffusion element, FIGS. 8 to 14 are partial enlarged longitudinal sectional views similar to FIG. 7 of various other embodiments of the diffusion element, and FIG. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the configuration of the terminal tube and differential user, FIGS. Figure 18-
19 is a longitudinal sectional view along line 18, FIG. 19 is a partial cross-sectional view showing a method for measuring pressure and flow data used in the practice of the present invention, and FIG. 20A is an enlarged cross-sectional view of the probe of the device in FIG. 20, and FIG. 20B is a diagram showing the bubble release pressure of a part of the device in FIG. 20. Explanatory diagram showing an enlarged view, No. 21-
29 is a diagrammatic explanatory diagram showing a method of forming a diffusion element according to the present invention, FIG. 28A is a plan view of the diffusion element of FIG. 28, and FIG. 30 is a longitudinal cross-sectional view of the diffusion element according to FIG. An explanatory diagram using a graph showing the bubble release pressure of each part of the element, FIG. 31 is an explanatory diagram similar to FIG. 30 of the diffusion element according to FIG.
Figures 2A and 32B are graphs of pressure/flow characteristics of diffusion elements to illustrate a preferred embodiment in which each diffusion element is provided with individual flow rate adjustment means; Figure 33 is a preferred implementation of a tank-type sewage aeration system according to the present invention; An example diagram, FIG. 34 is a diagram of a porous diffusion element testing device, FIG. 35 is a graph showing the operating state of the tank-type sewage aeration device according to the present invention, and FIG. 36 is a part of FIG. 35. FIG. 2 is an enlarged explanatory diagram. 1... Aeration tank, 5... Compressor, 8...
...Main pipe, 9...Lower pipe, 10...Distribution pipe, 11...
...Terminal pipe, 12,175...Diffusion device or differential user, 14,182...Plenum, 16...Top surface of terminal pipe, 19...Storage tank, 24...Flow rate adjustment device or regulator, 26...Side wall means, 3
5... Diffusion element, 70... Circular flat central region, 8
0...O ring, 84,129,135,156
... Clamp ring, 92 ... Clip, 108
... Retaining ring, 116 ... Split ring clamp, 95, 125, 133 ... Closing means, 10
7,128,147,154... non-permeable coating,
149...Sealing ring, 229...Peripheral area, 2
30... Cylindrical vertical edge, 231... Horizontal annular surface, 232... Vertical side surface, 233... Gas discharge surface, 234... Gas inflow surface, 240... Tank,
255...T-tube, 259...Blocking ring or stopper, 260...Bubble, 271,272...
Reference line, 273... Reference mark, 276...
Bubble release pressure curve, 277...Flow rate curve, 301
... Dice, 302 ... Cavity, 310,4
07...Particle body, 312...Screed, 317
...Ram, 318...Ram compression surface, 400...
Shaping ring, 413... central region, 414... outer region, 421... circular insert, 430...
Air inflow surface, 431... Air discharge surface, 432...
Center recess, 440... Annular insert, 461...
... Annular band, 466 ... Annular rib, 470 ... Tank, 480 ... Processing gas equipment, 481 ... In-house piping, 483, 485 ... Lower pipe, 484 ... Joint, 486 ... Sliding flange, 487 ...Terminal pipe, 489...Distribution pipe, 490...Diffusion device, 5
00... Gas cleaning device, 501... Scale, 50
2... Indicator, 503... Cylinder, 50
8...Plastic pipe, 521...Pump, 52
3...Contact chamber, 537...Limestone column, 545...
Reagent tank, 552... Aeration tank, 580...
Aeration test device, 570...manifold, 590,
603...Valve control tap.
Claims (1)
ガスを通過させることにより液状媒体を処理する
方法であつて、前記媒体または処理ガス中の汚染
物質が素子または素子の表面に堆積し、前記素子
の初期の基準条件に対して前記素子の動水圧およ
び/または平均気泡釈放圧力を徐々に増加させる
傾向を有するため、前記素子に洗浄ガスを単独で
または前記処理ガスに混合させて通過させること
により前記素子を所定位置で洗浄する液状媒体処
理方法において、 前記素子の動水圧レベルが基準条件を越えて前
記素子の有効ガス放出面の9×102cm2(1ft2)当
り5.4×104cm3/min.(2SCFM)の流量のとき水柱
約635mm(25インチ)の圧力以上の潜在的または
実際の増加を制限するため、および/または前記
素子の平均気泡釈放圧力レベルが基準条件を越え
て水柱約635mm(25インチ)以上の潜在的または
実際の増加を制限するため、連続供給を含めて十
分な頻度かつ十分な量の洗浄ガスを導入し、 複数個の流量調整手段、複数個のプレナム、お
よび複数個の拡散素子を有するガス分配ネツトワ
ークの浸漬部分に前記洗浄ガスを供給することに
より、少なくとも約10個の拡散素子よりなる素子
群の1個以上の素子群に同時に洗浄ガスを供給
し、この場合前記流量調整手段を前記プレナムに
接続して前記ガスをプレナムに供給するように
し、前記流量調整手段の寸法を前記プレナムの
各々にほぼ同量の前記ガスを供給する寸法にし、
または調整し、前記プレナムの各々を直接若しく
は間接的に前記拡散素子の1個またはそれ以上に
接続し、これにより前記プレナムの1個に接続さ
れた前記拡散素子に他のプレナムに接続した拡散
素子とほぼ同量のガスを供給することができるよ
うにし、 前記素子に処理ガスを連続的にまたは間欠的に
通過させる少なくとも約30日の総日数よりなる作
動サイクルの期間中処理ガスを単独でまたは洗浄
ガスと混合させて前記素子から放出させる ことよりなり、このように洗浄ガスを十分な頻度
かつ十分な量で供給し、動水圧および/または平
均気泡釈放圧力を前記レベルにまたは前記レベル
以下に維持することによつて前記作動サイクル中
の汚染を制限することを特徴とする液状媒体処理
方法。 2 液状媒体に浸漬させた多孔質拡散素子に処理
ガスを通過させることにより液状媒体を処理する
処理方法であつて、前記媒体または処理ガス中の
汚染物質が素子または素子の表面に堆積し、前記
素子の初期の基準条件に対して前記素子の動水圧
および/または平均気泡釈放圧力を徐々に増加さ
せる傾向を有するため、前記素子に洗浄ガスを間
欠的に単独でまたは前記処理ガスに混合させて通
過させることにより前記素子を所定位置で洗浄す
る液状媒体処理方法において、 前記素子の動水圧レベルが基準条件を越えて前
記素子の有効ガス放出面の9×102cm2(1ft2)当
り5.4×104cm3/min.(2SCFM)の流量のとき水柱
約635mm(25インチ)の圧力に等しい量だけ増加
したとき、または前記素子の平均気泡釈放圧力レ
ベルが基準条件を越えて水柱約635mm(25インチ)
の圧力に等しい量だけ増加したときに、前記洗浄
ガスによる洗浄を開始し、 複数個の流量調整手段、複数個のプレナム、お
よび複数個の拡散素子を有するガス分配ネツトワ
ークの浸漬部分に前記洗浄ガスを供給することに
より、少なくとも約10個の拡散素子よりなる素子
群の1個以上の素子群に同時に洗浄ガスを供給
し、この場合前記流量調整手段を前記プレナムに
接続して前記ガスをプレナムに供給するように
し、前記流量調整手段の寸法を前記プレナムの
各々にほぼ同量の前記ガスを供給する寸法にし、
または調整し、前記プレナムの各々を直接若しく
は間接的に前記拡散素子の1個またはそれ以上に
接続し、これにより前記プレナムの1個に接続さ
れた前記拡散素子に他のプレナムに接続した拡散
素子とほぼ同量のガスを供給することができるよ
うにし、 前記動水圧の前記増加の少なくとも約0.3倍の
増加程度まで前記動水圧を減少するため、または
前記平均気泡釈放圧力の前記増加の少なくとも約
0.5倍の増加程度まで前記平均気泡釈放圧力を減
少するため供給単位期間の1単位以上の期間中に
前記洗浄ガスを供給する ことよりなることを特徴とする液状媒体処理方
法。 3 タンクに配置したガス分配ネツトワークと、 このネツトワークに処理ガスを導入し、また間
欠的に洗浄ガスを単独でまたは前記処理ガスに混
合させて導入する導入手段と、 前記ネツトワークの浸漬部分に分布させた複数
個の流量調整手段であつて、前記ガスを受容しか
つこの流量調整手段の下流域の複数個のプレナム
に所定の流量で前記ガスを放出する流量調整手段
と、 前記プレナムに連通して前記ガスを受容する複
数個の多孔質拡散素子であつて、各素子は前記ガ
スを放出する通路を画定する互いに近接離間した
多数の微細孔を具える部材とし、汚染物質が前記
通路に堆積することにより動水圧を基準条件より
も増加されることになり、また各素子を個別のプ
レナムを経てこれらプレナムの上流域の個別の流
量調整手段に連通させた拡散素子と、 を具えたことを特徴とする液状媒体処理装置。 4 前記拡散素子に加わる動水圧を前記基準条件
以上の水柱約635mm(25インチ)の圧力を越えな
い範囲に維持するため洗浄ガスの十分な頻度での
供給を開始することができるよう前記拡散素子の
少なくとも1個を通過するガスの圧力および流量
を十分な精度で測定する測定手段を前記ガス分配
ネツトワークに設けたことを特徴とする特許請求
の範囲3記載の液状媒体処理装置。[Scope of Claims] 1. A method of treating a liquid medium by passing a treatment gas through a porous diffusion element immersed in the liquid medium, the method comprising: a porous diffusion element immersed in the liquid medium; A cleaning gas, alone or mixed with the process gas, is applied to the element to tend to deposit and gradually increase the hydrodynamic pressure and/or average bubble release pressure of the element with respect to the initial reference conditions of the element. In the liquid medium treatment method of cleaning the element in a predetermined position by passing the element through the liquid medium, the hydrodynamic pressure level of the element exceeds a reference condition and the effective gas emitting surface of the element exceeds 9×10 2 cm 2 (1 ft 2 ). ( 2 SCFM) flow rate to limit potential or actual increases in pressure above approximately 635 mm (25 inches) of water column and/or the average bubble release pressure level of said element. Introduce cleaning gas at sufficient frequency and in sufficient quantity, including continuous supply and multiple flow adjustments, to limit any potential or actual increase in water column by more than approximately 635 mm (25 inches) above reference conditions. one or more of the groups of at least about 10 diffusion elements by supplying said cleaning gas to an immersed portion of a gas distribution network having means, a plurality of plenums, and a plurality of diffusion elements. simultaneously supplying a cleaning gas to each of the plenums, wherein said flow rate regulating means is connected to said plenum to supply said gas to said plenum, and said flow regulating means is dimensioned such that substantially the same amount of said gas is supplied to each of said plenums. to the dimensions to be supplied,
or adjusting and connecting each of said plenums directly or indirectly to one or more of said diffusing elements, whereby said diffusing element connected to one of said plenums to another of said plenums; the process gas alone or during an operating cycle consisting of a total number of days of at least about 30 days in which the process gas is passed continuously or intermittently through said element; discharging from said element in admixture with a cleaning gas, such that the cleaning gas is supplied with sufficient frequency and in sufficient quantities to reduce the hydrodynamic pressure and/or the average bubble release pressure to or below said level. A method of treating a liquid medium, characterized in that contamination is limited during the operating cycle by maintaining 2. A treatment method for treating a liquid medium by passing a treatment gas through a porous diffusion element immersed in the liquid medium, wherein contaminants in the medium or treatment gas are deposited on the element or the surface of the element, and the The element is intermittently provided with a cleaning gas alone or mixed with the process gas to tend to gradually increase the hydrodynamic pressure and/or mean bubble release pressure of the element relative to the initial reference conditions of the element. In a liquid medium treatment method in which the element is cleaned in place by passing through the element, the hydrodynamic pressure level of the element exceeds a reference condition to 5.4 per 9 x 10 2 cm 2 (1 ft 2 ) of the effective gas emitting surface of the element. × 10 4 cm 3 /min. (2 SCFM) when the pressure increases by an amount equal to approximately 25 inches of water, or when the average bubble release pressure level of said element exceeds the reference condition and increases to approximately 635 mm of water. (25 inches)
commencing scrubbing with the scrubbing gas when the pressure increases by an amount equal to the pressure of supplying a cleaning gas to one or more elements of a group of at least about 10 diffusion elements simultaneously, wherein the flow regulating means is connected to the plenum to direct the gas into the plenum; and the flow rate regulating means is sized to supply approximately the same amount of the gas to each of the plenums;
or adjusting and connecting each of said plenums directly or indirectly to one or more of said diffusing elements, whereby said diffusing element connected to one of said plenums to another of said plenums; and reduce said hydraulic pressure to an extent of at least about 0.3 times said increase in said hydraulic pressure, or at least about said increase in said mean bubble release pressure.
A method for treating a liquid medium, comprising supplying the cleaning gas during one or more of the supply unit periods to reduce the average bubble release pressure by a factor of 0.5. 3. A gas distribution network arranged in a tank; introduction means for introducing a process gas into this network and intermittently introducing a cleaning gas either alone or mixed with said process gas; and an immersed part of said network. a plurality of flow rate adjustment means distributed in the plenums, the flow rate adjustment means receiving the gas and discharging the gas at a predetermined flow rate to a plurality of plenums downstream of the flow rate adjustment means; a plurality of porous diffusion elements in communication with each other to receive said gas, each element comprising a number of closely spaced micropores defining a passageway for discharging said gas; a diffusion element in which the hydrodynamic pressure is increased above the reference condition by depositing on the plenum, and each element is connected through a separate plenum to separate flow rate adjustment means in the upstream areas of these plenums. A liquid medium processing device characterized by: 4. The diffusion element is arranged so that the supply of cleaning gas can be started at a sufficient frequency to maintain the hydraulic pressure applied to the diffusion element within a range not exceeding the pressure of about 635 mm (25 inches) of water column above the reference condition. 4. A liquid medium processing apparatus according to claim 3, characterized in that the gas distribution network is provided with measuring means for measuring with sufficient accuracy the pressure and flow rate of the gas passing through at least one of the gases.
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Publications (2)
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-
1981
- 1981-09-29 JP JP56153129A patent/JPS5787888A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS5787888A (en) | 1982-06-01 |
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