JP3925711B2 - Oxygen supply device for water - Google Patents
Oxygen supply device for water Download PDFInfo
- Publication number
- JP3925711B2 JP3925711B2 JP2002356718A JP2002356718A JP3925711B2 JP 3925711 B2 JP3925711 B2 JP 3925711B2 JP 2002356718 A JP2002356718 A JP 2002356718A JP 2002356718 A JP2002356718 A JP 2002356718A JP 3925711 B2 JP3925711 B2 JP 3925711B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- tank
- gas
- pump
- oxygen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は海(港湾)、湖沼、河川、ダム、堀等の貧酸素水域に酸素を供給することにより水質の改善を図る水中への酸素供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
海(港湾)、湖沼、河川、ダム、堀等には生活排水や産業排水等が流入しており、こうした排水中には有機物、栄養塩類が含まれている。これらの一部は水底に沈降して有機汚泥となる。
水中の微生物はこれらを分解するため溶存酸素を消費するので、底層の水への酸素供給が消費量より少ないと貧酸素状態となってしまう。
【0003】
底層水が貧酸素状態に陥ると、底泥中の有機物は嫌気分解され、硫化物やメタンガス等の生物にとって有害な物質が生成される。
また、底泥が酸素不足になると底泥中の栄養塩が溶出し易くなり、水中の栄養塩濃度を高め、アオコの発生や赤潮を引き起こすなど環境悪化の原因となる。
【0004】
図8は、港湾、湖沼、ダム湖等(以下総称して湖沼1という)において夏季は水面付近は温度Tが高く、水深が下がると急に温度が低下する温度躍層Aが形成された状態を模式的に示すもので、水底は温度が一番低くなっている(実線Cは温度分布曲線を示している)。
【0005】
こうした状態では下層の温度が低く密度が大きい水は水塊を形成しており、表層付近の水温が高く密度が小さい水との混ざり合いはほとんどない。
従って、表層付近の溶存酸素濃度の高い水は、底層へ供給されることはなく、底層の貧酸素状態は解消されない状態となっている。
【0006】
このようなことは水温による場所だけでなく、汽水域のように塩分濃度の急激な変化が起きる塩分躍層の形成によっても同様な現象を生ずる。
【0007】
図9はこのように劣化した底層の水質を改善する従来の装置を示すもので、散気装置によるもの、水流発生装置によるものなどの改善技術があり、図9では湖沼1の左側に散気装置による酸素供給技術を右側に水流発生装置による酸素供給技術を示している。
【0008】
先づ、散気装置による酸素供給技術について説明する。散気装置はエア・コンプレッサ2により水底まで空気を送り、これを散気板3から水底に放出するもので、底層の溶存酸素増加、及び連行水による温度躍層の破壊によって上層からの溶存酸素を水底に供給するよう狙ったものである。
【0009】
しかしながら、こうした方法では連行水による底泥の巻き上げが起こり、下層部から上層部へ栄養塩を供給してしまい水域全体の水質を悪化させてしまうという問題がある。また、半無限大に近い港湾、湖沼、大型ダムにおける温度躍層を破壊するには多大な動力を必要とし現実的ではない。
【0010】
次に、水流発生装置による酸素供給技術について説明する。図9の右側に示すように、この酸素供給技術においては、水流発生装置を構成するポンプ4によって溶存酸素の豊富な表層の水を吸い、水底に放出することにより周囲の水を連行水とし、下層水と混合させ、底層へ溶存酸素供給を行うものである。
【0011】
しかしながら、表層水は温度が高く密度が小さいため、低層水の温度が低く密度の高い水とは混ざることがないうえ、上述の場合と同様に底泥の巻き上げが起こり水域全体の水質を悪化させてしまうというという欠点があった。
【0012】
図10は貧酸素状態になっている底層の水を汲み上げ、その水に酸素溶解手段により酸素を溶かし込んで溶存酸素濃度を上昇させた後、元の底層に戻すように構成したものである。
この様に温度の低い水を元の温度の低い水域に戻す装置にすれば、密度の違いにより混ざり合わないと云うこともなく、また、温度が高いことによる上昇流の発生もないため底泥を掻き混ぜてしまうこともない。
【0013】
しかしながら、図10に示す場合は水底から水上まで水を吸い上げ、更に水上から水底まで送水するためのエネルギーが必要になることや送水距離が長い場合は酸素溶解のために用いているタンクの圧力が上昇してしまい多大なエネルギーを必要とするという問題がある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、所望の水深に効率良く酸素を供給する装置を提供することを目的とする
【0015】
【課題を解決するための手段】
この目的を解決するために本発明の水中への酸素供給装置は、請求項1においては、
海,湖沼,河川,ダム,堀を含む環境中に存在する水の溶存酸素の増加を図る水中への酸素供給装置であって、温度躍層および/または塩分躍層以下の水域に配置されたポンプと、このポンプの近傍の水域に配置されたタンクと、空気中に配置された気体送出手段からなり、前記ポンプで吸引した水を前記タンクの内部上方に形成された気体溜まりに注入するとともに、前記ポンプの前段又は後段又は前記タンクの少なくとも一箇所に前記気体送出手段から気体を送出することにより前記ポンプで吸引した水に前記気体を混合し、前記タンク内を水圧を利用して加圧することにより前記気体を前記タンク内で前記ポンプで吸引した水に溶解させ、この気体溶解水を前記タンクの底部付近から水中に放出するように構成したことを特徴としている。
【0016】
請求項2においては、請求項1記載の水中への酸素供給装置において、
前記タンクの内部上方に形成された気体溜まりに前記ポンプからの吐出水を注入するようにしたことを特徴とする。
【0017】
請求項3においては、請求項1又は2に記載の水中への酸素供給装置において、
前記タンクの気体溜まりの圧力とタンク外の水圧の差を測定することにより、タンク内の水位を測定し、前記タンク内の水位を所定の高さに維持するようにしたことを特徴とする。
【0018】
請求項4においては、請求項1乃至3何れかに記載の水中への酸素供給装置において、
前記気体送出手段からの気体送出量を調節することにより、前記タンク内の水位を調節することを特徴とする。
【0019】
請求項5においては、請求項1乃至4何れかに記載の水中への酸素供給装置において、
前記タンクの内部上方に形成された気体溜まりの気体を前記タンク外に放出することにより、前記タンク内気体溜まりの酸素濃度の低下を防ぐと共に水位を調節することを特徴とする。
【0020】
請求項6においては、請求項5に記載の水中への酸素供給装置において、
前記タンクの内部上方に形成された気体溜まりの気体を導管により水上へ放出することを特徴とする。
【0021】
請求項7においては、請求項1乃至6何れかに記載の水中への酸素供給装置において、
前記タンクに水を注入するに際しては先端にノズルを設け、このノズルから噴出する水がタンク内の水に渦を発生させるように配置したことを特徴とする
【0022】
請求項8においては、請求項1乃至6いずれかに記載の水中への酸素供給装置において、
前記タンクに水を注入するに際しては先端にノズルを設け、このノズルをタンクの頂部付近に配置してノズルから噴出した水がタンク内に配置した邪魔板に衝突するように構成したことを特徴とする。
【0023】
請求項10においては、請求項1乃至8いずれかに記載の水中への気体供給装置において、
前記タンクの底面から水が水平方向に排出されるように構成したことを特徴とする。
【0024】
請求項11においては、請求項1乃至10いずれかに記載の水中への酸素供給装置において、
前記タンク内に流路延長手段を設け、タンクに供給された水が排出口に達するまでの流路長を延長し、前記注入された水への気体の溶解度を向上させるとともに水排出口から未溶解気体の流出を抑制したことを特徴とする。
【0025】
請求項12においては、請求項1乃至11いずれかに記載の水中への酸素供給装置において、
前記タンク上部の気体溜まりの気体を、前記ポンプの前段または後段の少なくとも一方に注入する循環ラインを設けたことを特徴とする。
【0026】
請求項13においては、請求項1乃至12いずれかに記載の水中への酸素供給装置において、
前記ポンプで吸引する領域の水の密度と前記タンクが排出する領域の水の密度との差が10kg/m3以内の範囲の水深であるように前記ポンプの吸い込み口と前記タンクの排出口を設置することを特徴とする。
【0027】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の請求項1および7に係る実施形態の一例を示すもので、ポンプ4aを水中の温度躍層(図8参照)以下の水域に配置する。同様に、この水中ポンプ4aの近傍の水域にタンク7を配置する。水中ポンプ4aの前段と後段及びタンク7(いずれか一箇所でもよい)には水上から空気又は高濃度酸素(以下、単に気体という)等が送出される。ポンプ後段の気体送出部以降にラインミキサ10を設けてより多くの気体が溶解するようにしている。8はタンク7内への水の噴出口に設けられたノズルである。
【0028】
上記の構成において、水中ポンプ4aで周辺水を吸引しタンク7内に注入する。このとき、水中ポンプ4aの前段,後段及びタンク7内(何れかの一箇所でも良い)には空中から気体が送出されるので周辺水には気体が混入した状態となる。なお、タンク7への注入に際しノズル8の噴出口を水に渦を発生させるように配置しておけば水面の表面積が増加するため効果的に気体が溶解する。
また、渦の遠心力により、未溶解の気体が効率良く溶解する。
【0029】
上記の構成によれば、水底から水上まで水を吸い上げ、更に水上から水底まで送水するためのエネルギーを節約することができる。
【0030】
図2は本発明の請求項2および7に係る実施形態の一例を示すもので、この実施例においてはポンプ4aの前段に気体を送出するとともに後段にラインミキサ10を設けてここにも水上から気体を送りより多くの気体が水に混入するようにしている。また、タンク7内にも水上から気体を送り(何れか1箇所でも良い)、タンク7の上部の気体溜まり7aにポンプで吸引した周辺水を注入する。この場合はノズル8の噴出口を気体溜まり部に水に渦を発生させるように配置しておけばノズルから噴出した水が水面と衝突する時に多くの気泡を発生させ気体と水の接触面積が増大し、さらに水面の表面積が増加するため、効果的に気体が溶解する。
また、渦の遠心力により、未溶解の気体が効率良く溶解する。
【0031】
図3は本発明の請求項2乃至6および8に係る実施形態の一例を示すもので、この実施例においても図2と同様、タンク7の上部の気体溜まり7aに前記周辺水を注入する。
【0032】
図において、20はタンク7の頂部空間の圧力とタンク外の水圧の差を測定するための差圧計、21はタンク7内の気体を排出するためのバルブ、9はタンク7内の水の表面付近に配置された邪魔板である。
【0033】
上記の構成おいて、邪魔板9は水面より上か僅かに水没した状態で配置されるがタンク7内の水位には最適値があるため、差圧計20の出力に基づいてタンク7内の水を所定の水位に維持するようにタンク内の気体圧力が調整される。
【0034】
上記の構成において、水中ポンプ4aで吸引された水はタンク7の頂部に配置されたノズル8から噴出し邪魔板9に衝突する。邪魔板9に衝突し霧化した水は気体溜まり7aの気体を溶かし込んで高濃度気体溶解水としてタンク7の底部付近から水中に排出される。通常、タンク7の頂部には未溶解の気体が溜まるためだんだん水位が下がってくるが、所定の水位に達した時点で気体の供給を止めて水位の上昇を図る。
【0035】
また、水に含まれていた窒素が脱気されたり、供給気体(空気)に含まれていた窒素ガスのために、タンク内の気体溜まり7aの窒素濃度が上昇してくる(酸素濃度は減少する)。その場合、タンク内の気体溜まり7aの酸素をバルブ21を開として、タンク外に放出し気体溜まりの酸素濃度低下を防止するとともに水位の調節を行う。
【0036】
図4は本発明の請求項2乃至6,8,11に関する実施例を示す構成図である。図4において、図3と同一要素には同一符号を付して重複する説明は省略する。23aはタンク7の中に縦方向に形成された内管であり、この内管23aの上部および下部は開放され、タンク7に固定された状態となっている。この例ではノズル8はタンク7の頂部付近に水面に対してほぼ直角方向に設けられ、内管の23aのほぼ中央に噴射する。このノズル噴射方向の真下に略水平に邪魔板9が配置されている。
【0037】
23bは内管23aの外側とタンク7の内周の間に配置された中管で、この中管23bの上方はタンク1の頂部付近に固定され、下方はタンク7の底部付近と接して閉塞された状態となっている。この中管23bの内側が第1室7b、外側が第2室7cを構成している。
【0038】
上記の構成において、ノズル8を介して内管23aの上方から噴出する水は邪魔板9に衝突し泡を発生する。そしてタンク7に供給されている気体を溶解してこの内管23aの下方からA方向に流れる。このとき、大きな気泡は水の流れに逆らいa方向に浮上しタンク7上部の気体溜りに放出される。
【0039】
一方、小さな気泡は水の流れと同じ方向に漂いながら溶解が更に進む。そして、水に含まれる気泡はb方向に浮上し、溶解タンク上部の気体溜りに放出される。
【0040】
気体が溶解した水は調節弁24を介して排出される。この実施例では大きな気泡がb方向に流れてしまった場合は、気体溜りの方向に浮上するので第2室7cに流入する水には大きな気泡が含まれない高濃度の気体溶解水となる。この実施例においても、図示のようにポンプ4aの前段に気体を注入したり、後段にラインミキサ10やインジェクタ(図示省略)を取付けて予め気体を注入しておくことにより効率的に気体を取り込むことが可能である。
【0041】
図5は本発明の請求項2乃至6,8,9に関する実施例形態の一例を示すものである。この実施例はタンク7の底部を全面開放した例を示すものである。通常、気体の溶解度を向上させるため、タンク内は加圧された状態にしておくが、この場合は、タンク底部を開放することにより、水圧を利用して気体の溶解度の向上を図っている。この実施例においても、図示のようにポンプ4aの前段に気体を注入したり、後段にラインミキサ10やインジェクタ(図示省略)を取付けて予め気体を注入しておくことにより効率的に気体を取り込むことが可能である。
【0042】
図6は本発明の請求項2乃至6,8,10に関する実施例形態の一例を示すものである。
図5に示したタンクの形状では湖底に対して垂直方向に酸素溶解水が放出されるため底泥を巻き上げる恐れがある。
図6はタンク7の底面を底板で覆い酸素溶解水が横方向に排出されるようにしたものである。この形状によれば酸素溶解水が底泥を巻き上げるのを防止することができる。
【0043】
なお、図5,6では水上からの気体をポンプ4aの前段に送出するとともに、後段に設けたラインミキサ10とタンク7内に供給している例を示しているが、いずれか一箇所でもよい。また、図4に示したような流路延長手段を設けてもよい。
【0044】
図7は本発明の請求項2乃至6,8,12に関する実施形態の一例を示すもので、この実施例が図3と異なる点はポンプ4aの前段や後段に供給していた気体をタンク7内の気体溜まり7aから循環ライン22を介して供給するようにしたものである。このように循環ライン22を設けることによりタンクの頂部に溜まった未溶解の酸素ガスを再利用することができる。
【0045】
ところで、図1乃至図7に示す水中ポンプ4aとタンク7の水中における位置関係は必ずしも同じ位置に据え付けられない場合がある。その場合にはポンプが吸引する水の密度とタンク7から排出される水底付近の水の密度差が10kg/m3以内の範囲での設置とする。例えば、海水の場合、塩分濃度はおよそ3.5wt.%程あるため、この程度の密度差であれば水の上昇がなく効率良く溶存酸素を増加させることができる。
【0046】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。本実施例では溶解する気体を酸素として説明したが、水に溶解させる気体は例えばオゾンであってもよく、目的に応じて種々の気体を用いることができる。
【0047】
なお、邪魔板の表面に凹凸を形成すれば飛沫の発生を増加させることができる。また、周辺水をタンクに供給するに際しては、ノズルの先端を水面に対して接線方向に噴出するように配置するとよい。
【0048】
本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【0049】
【発明の効果】
本発明によれば、温度躍層および/または塩分躍層以下の水域に配置されたポンプと、このポンプの近傍の水域に配置されたタンクと、空気中に配置された気体送出手段からなり、前記ポンプで吸引した水を前記タンクの内部上方に形成された気体溜まりに注入するとともに、前記ポンプの前段又は後段又は前記タンクの少なくとも一箇所に前記気体送出手段から気体を送出することにより前記ポンプで吸引した水に前記気体を混合し、前記タンク内を水圧を利用して加圧することにより前記気体を前記タンク内で前記ポンプで吸引した水に溶解させ、この気体溶解水を前記タンクの底部付近から水中に放出するように構成したので、従来のように水を汲み上げた後、元の水深まで水を戻すことが必要なく、また、水圧を利用してタンクを加圧することがでるため、エネルギーを節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1および7に係る実施形態の一例を示す図である。
【図2】本発明の請求項2および7に係る実施形態の一例を示す図である。
【図3】本発明の請求項2乃至6および8に係る実施形態の一例を示す図である。
【図4】本発明の請求項2乃至6,8,11に係る実施例を示す図である。
【図5】本発明の請求項2乃至6,8,9に係る実施例形態の一例を示す図である。
【図6】本発明の請求項2乃至6,8,10に係る実施例形態の一例を示す図である。
【図7】本発明の請求項2乃至6,8,12に係る実施形態の一例を示す図である。
【図8】湖沼などに形成される温度躍層の説明図である。
【図9】従来の水中への酸素供給装置の一例を示す説明図である。
【図10】従来の水中への酸素供給装置の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 湖沼
2 エア・コンプレッサ
3 散気板
4 ポンプ
5 酸素溶解手段
7 タンク
8 ノズル
9 邪魔板
10 ラインミキサ
20 差圧計
21 バルブ
24 調節弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an oxygen supply device for water that improves water quality by supplying oxygen to anoxic water areas such as seas (ports), lakes, rivers, dams, moats and the like.
[0002]
[Prior art]
Domestic wastewater and industrial wastewater flow into the sea (ports), lakes, rivers, dams, moats, etc., and these wastewater contains organic substances and nutrient salts. Some of these settle to the bottom of the water and become organic sludge.
Since microorganisms in the water consume dissolved oxygen to decompose them, if the oxygen supply to the water in the bottom layer is less than the consumption, it becomes in an oxygen-poor state.
[0003]
When bottom water falls into an anoxic state, organic matter in the bottom mud is anaerobically decomposed, and substances harmful to organisms such as sulfides and methane gas are generated.
In addition, when the bottom mud becomes deficient in oxygen, nutrient salts in the bottom mud are likely to elute, increasing the concentration of nutrients in the water, and causing environmental deterioration such as the occurrence of blue sea bream and red tide.
[0004]
FIG. 8 shows a state in which a temperature rise layer A is formed in a port, a lake, a dam lake, etc. (hereinafter collectively referred to as “Lake 1”), where the temperature T is high near the water surface in summer and the temperature suddenly decreases as the water depth decreases. The bottom of the water has the lowest temperature (the solid line C shows the temperature distribution curve).
[0005]
In such a state, water having a low temperature and a high density in the lower layer forms a water mass, and hardly mixes with water having a high water temperature and a low density near the surface layer.
Accordingly, water having a high dissolved oxygen concentration near the surface layer is not supplied to the bottom layer, and the poor oxygen state of the bottom layer is not eliminated.
[0006]
Such a phenomenon is caused not only by the location due to the water temperature, but also by the formation of a salt concentration layer in which the salt concentration rapidly changes as in a brackish water area.
[0007]
FIG. 9 shows a conventional device for improving the water quality of the deteriorated bottom layer, and there are improvement techniques such as those using an air diffuser and a water flow generator. In FIG. 9, air diffused on the left side of the lake 1 The oxygen supply technology using the water flow generator is shown on the right side.
[0008]
First, an oxygen supply technique using an air diffuser will be described. The air diffuser sends air to the bottom of the water by the
[0009]
However, in such a method, there is a problem that the bottom mud is rolled up by the entrained water, and nutrients are supplied from the lower layer to the upper layer, thereby deteriorating the water quality of the entire water area. In addition, destroying the thermocline in harbors, lakes, and large dams near semi-infinite requires a great deal of power and is not realistic.
[0010]
Next, an oxygen supply technique using a water flow generator will be described. As shown on the right side of FIG. 9, in this oxygen supply technique, the surface water rich in dissolved oxygen is sucked by the
[0011]
However, since the surface water has a high temperature and a low density, it does not mix with the low density water with a low temperature, and the bottom mud is rolled up as in the case described above, deteriorating the water quality of the entire water area. There was a disadvantage that it would end up.
[0012]
FIG. 10 shows a structure in which water in the bottom layer in an oxygen-poor state is pumped up, oxygen is dissolved in the water by an oxygen dissolving means to increase the dissolved oxygen concentration, and then returned to the original bottom layer.
In this way, if a device that returns low-temperature water to the original low-temperature water area, it will not be mixed due to the difference in density, and there will be no upflow due to high temperature, so bottom mud Will not stir.
[0013]
However, in the case shown in FIG. 10, it is necessary to absorb water from the bottom of the water to the surface of the water, and further to supply water from the top of the water to the bottom of the water. There is a problem that it increases and requires a lot of energy.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an apparatus for efficiently supplying oxygen to a desired water depth.
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this object, an oxygen supply apparatus for water according to the present invention is as follows.
A device for supplying oxygen to the water to increase dissolved oxygen in the environment including seas, lakes, rivers, dams, and moats, and was installed in water below the temperature and / or salinity layer A pump, a tank arranged in a water area near the pump, and a gas delivery means arranged in the air, and injecting water sucked by the pump into a gas reservoir formed inside the tank The gas is mixed with the water sucked by the pump by sending the gas from the gas sending means to the front stage or the rear stage of the pump or at least one part of the tank, and the inside of the tank is pressurized using water pressure Thus, the gas is dissolved in the water sucked by the pump in the tank, and the gas-dissolved water is discharged from the vicinity of the bottom of the tank into the water. .
[0016]
In
The discharge water from the pump is injected into a gas reservoir formed in the upper part of the tank.
[0017]
In claim 3, in the oxygen supply apparatus for water according to
The water level in the tank is measured by measuring the difference between the pressure of the gas reservoir in the tank and the water pressure outside the tank, and the water level in the tank is maintained at a predetermined height.
[0018]
In
The water level in the tank is adjusted by adjusting the gas delivery amount from the gas delivery means.
[0019]
In Claim 5, in the oxygen supply device for water according to any one of Claims 1 to 4,
By releasing the gas in the gas reservoir formed in the upper part of the tank to the outside of the tank, the oxygen concentration in the gas reservoir in the tank is prevented from decreasing and the water level is adjusted.
[0020]
In claim 6, in the oxygen supply device for water according to claim 5,
The gas in the gas reservoir formed in the upper part of the tank is discharged onto the water through a conduit.
[0021]
In claim 7, in the oxygen supply device for water according to any one of claims 1 to 6,
When injecting water into the tank , a nozzle is provided at the tip, and the water ejected from the nozzle is arranged so as to generate a vortex in the water in the tank.
In claim 8, in the oxygen supply device for water according to any one of claims 1 to 6,
When injecting water into the tank , a nozzle is provided at the tip, and this nozzle is disposed near the top of the tank so that water ejected from the nozzle collides with a baffle plate disposed in the tank. To do.
[0023]
In
It is characterized in that water is discharged from the bottom surface of the tank in the horizontal direction.
[0024]
In claim 11, in the oxygen supply device for water according to any one of claims 1 to 10,
A channel extension means is provided in the tank to extend the length of the channel until the water supplied to the tank reaches the discharge port, thereby improving the solubility of the gas in the injected water and from the water discharge port. It is characterized by suppressing outflow of dissolved gas.
[0025]
In claim 12, in the oxygen supply device for water according to any one of claims 1 to 11,
A circulation line for injecting the gas in the gas reservoir in the upper part of the tank into at least one of the front stage and the rear stage of the pump is provided.
[0026]
In Claim 13, in the oxygen supply device for water according to any one of Claims 1 to 12,
The suction port of the pump and the discharge port of the tank are set so that the difference between the density of water in the area sucked by the pump and the density of water in the area discharged from the tank is a depth of 10 kg / m 3 or less. It is characterized by installing.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of an embodiment according to claims 1 and 7 of the present invention, in which a pump 4a is arranged in a water area below a temperature climbing layer (see FIG. 8) in water. Similarly, the tank 7 is arranged in the water area near the submersible pump 4a. Air, high-concentration oxygen (hereinafter simply referred to as gas), or the like is sent from the water to the front and rear stages of the submersible pump 4a and the tank 7 (which may be at any one location). A
[0028]
In the above configuration, the surrounding water is sucked by the submersible pump 4 a and injected into the tank 7. At this time, since the gas is sent from the air into the front stage, the rear stage of the submersible pump 4a, and the tank 7 (which may be any one place), the surrounding water is in a mixed state. Note that if the nozzle 8 outlet is arranged so as to generate vortices in the water during the injection into the tank 7, the surface area of the water surface increases, so that the gas is effectively dissolved.
Moreover, the undissolved gas is efficiently dissolved by the centrifugal force of the vortex.
[0029]
According to the above configuration, it is possible to save energy for sucking water from the bottom of the water to the surface of the water and further supplying water from the top of the water to the bottom of the water.
[0030]
FIG. 2 shows an example of an embodiment according to
Moreover, the undissolved gas is efficiently dissolved by the centrifugal force of the vortex.
[0031]
FIG. 3 shows an example of an embodiment according to
[0032]
In the figure, 20 is a differential pressure gauge for measuring the difference between the pressure in the top space of the tank 7 and the water pressure outside the tank, 21 is a valve for discharging the gas in the tank 7, and 9 is the surface of the water in the tank 7. It is a baffle plate arranged in the vicinity.
[0033]
In the above configuration, the baffle plate 9 is arranged in a state where it is submerged above or slightly above the water surface. However, since the water level in the tank 7 has an optimum value, the water in the tank 7 is determined based on the output of the differential pressure gauge 20. Is maintained at a predetermined water level, and the gas pressure in the tank is adjusted.
[0034]
In the above configuration, the water sucked by the submersible pump 4 a is ejected from the nozzle 8 disposed at the top of the tank 7 and collides with the baffle plate 9. The water atomized by colliding with the baffle plate 9 dissolves the gas in the gas reservoir 7a and is discharged into the water from the vicinity of the bottom of the tank 7 as high-concentration gas-dissolved water. Normally, the water level gradually decreases because undissolved gas accumulates at the top of the tank 7, but when the predetermined water level is reached, the supply of gas is stopped to increase the water level.
[0035]
Further, nitrogen contained in the water is degassed or nitrogen concentration contained in the supply gas (air) increases the nitrogen concentration in the gas reservoir 7a in the tank (the oxygen concentration decreases). To do). In that case, the
[0036]
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment relating to
[0037]
23b is an intermediate tube disposed between the outer side of the inner tube 23a and the inner periphery of the tank 7. The upper portion of the intermediate tube 23b is fixed to the vicinity of the top of the tank 1, and the lower portion is in contact with the vicinity of the bottom of the tank 7 and closed. It has become a state. The inner side of the middle tube 23b constitutes the first chamber 7b, and the outer side constitutes the second chamber 7c.
[0038]
In the above configuration, water ejected from above the inner tube 23a through the nozzle 8 collides with the baffle plate 9 to generate bubbles. Then, the gas supplied to the tank 7 is dissolved and flows in the A direction from below the inner tube 23a. At this time, the large bubbles rise in the direction a against the water flow and are released to the gas reservoir in the upper part of the tank 7.
[0039]
On the other hand, dissolution proceeds further while small bubbles drift in the same direction as the flow of water. Then, the bubbles contained in the water rise in the direction b and are released to the gas reservoir at the upper part of the dissolution tank.
[0040]
The water in which the gas is dissolved is discharged through the control valve 24. In this embodiment, when a large bubble has flowed in the direction b, it floats in the direction of the gas pool, so that the water flowing into the second chamber 7c becomes a high-concentration gas-dissolved water that does not contain a large bubble. Also in this embodiment, the gas is efficiently taken in by injecting the gas into the front stage of the pump 4a as shown in the figure or by injecting the gas in advance by attaching the
[0041]
FIG. 5 shows an example of an embodiment relating to
[0042]
FIG. 6 shows an example of an embodiment relating to
In the shape of the tank shown in FIG. 5, oxygen-dissolved water is released in a direction perpendicular to the bottom of the lake, so that the bottom mud may be rolled up.
In FIG. 6, the bottom surface of the tank 7 is covered with a bottom plate so that oxygen-dissolved water is discharged in the lateral direction. According to this shape, it is possible to prevent the oxygen-dissolved water from winding up the bottom mud.
[0043]
5 and 6 show an example in which the gas from the water is sent to the front stage of the pump 4a and is supplied into the
[0044]
FIG. 7 shows an example of an embodiment related to
[0045]
By the way, the submersible pump 4a and the tank 7 shown in FIGS. 1 to 7 may not necessarily be installed at the same position in water. In that case, the installation is performed in a range where the difference between the density of the water sucked by the pump and the density of the water near the bottom of the water discharged from the tank 7 is within 10 kg / m 3 . For example, in the case of seawater, the salinity concentration is about 3.5 wt. Therefore, if there is a density difference of this level, there is no increase in water and dissolved oxygen can be increased efficiently.
[0046]
The foregoing description of the present invention has only shown certain preferred embodiments for purposes of illustration and illustration. In the present embodiment, the gas to be dissolved has been described as oxygen. However, the gas to be dissolved in water may be, for example, ozone, and various gases can be used depending on the purpose.
[0047]
In addition, if unevenness | corrugation is formed in the surface of a baffle plate, generation | occurrence | production of a splash can be increased. Further, when the peripheral water is supplied to the tank, it is preferable that the nozzle tip be ejected in a tangential direction with respect to the water surface.
[0048]
It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be modified and modified in many ways without departing from the essence thereof. The scope of the present invention defined by the description in the appended claims is intended to include modifications and variations within the scope.
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, it comprises a pump disposed in a water area below the temperature climatic layer and / or the salt climatic layer, a tank disposed in the water area in the vicinity of the pump, and a gas delivery means disposed in the air, The pump sucks the water sucked by the pump into a gas reservoir formed above the inside of the tank, and sends the gas from the gas sending means to the front stage or the rear stage of the pump or at least one place of the tank. The gas is mixed with the water sucked in the step, and the gas is dissolved in the water sucked by the pump in the tank by pressurizing the tank using water pressure. Since it is configured to be discharged into the water from the vicinity, it is not necessary to return the water to the original depth after pumping up water as in the past, and the tank is added using water pressure. For that comes out, it is possible to save energy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of an embodiment according to claims 1 and 7 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of an embodiment according to
FIG. 3 is a diagram showing an example of an embodiment according to
FIG. 4 is a view showing an embodiment according to
FIG. 5 is a diagram showing an example of an embodiment according to
FIG. 6 is a diagram showing an example of an embodiment according to
FIG. 7 is a diagram showing an example of an embodiment according to
FIG. 8 is an explanatory diagram of a thermal climb layer formed in a lake or the like.
FIG. 9 is an explanatory view showing an example of a conventional oxygen supply device for water.
FIG. 10 is an explanatory view showing another example of a conventional oxygen supply device for water.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002356718A JP3925711B2 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Oxygen supply device for water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002356718A JP3925711B2 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Oxygen supply device for water |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004188263A JP2004188263A (en) | 2004-07-08 |
JP2004188263A5 JP2004188263A5 (en) | 2005-08-25 |
JP3925711B2 true JP3925711B2 (en) | 2007-06-06 |
Family
ID=32756974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002356718A Expired - Fee Related JP3925711B2 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Oxygen supply device for water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3925711B2 (en) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9248415B2 (en) | 2004-05-25 | 2016-02-02 | Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Systems and methods for maximizing dissolved gas concentration of a single species of gas from a mixture of multiple gases |
US9340438B2 (en) | 2004-05-25 | 2016-05-17 | Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Systems and methods for delivering dissolved gases into force-main and gravity sewers |
WO2005115598A2 (en) | 2004-05-25 | 2005-12-08 | The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | System and method for dissolving gases in liquids |
US9315402B2 (en) | 2004-05-25 | 2016-04-19 | Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Systems and methods for wastewater treatment |
DE102005030316A1 (en) | 2004-06-25 | 2006-03-30 | Kyowa Sangyo Co., Ltd., Toyota | Vehicle sun visors |
JP4559289B2 (en) * | 2005-04-28 | 2010-10-06 | 株式会社荏原製作所 | Oxygen dissolving apparatus and oxygen dissolving method |
EP1885481B1 (en) * | 2005-05-25 | 2016-01-20 | The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Method for dissolving a gas in a liquid |
NZ563542A (en) * | 2005-05-25 | 2011-07-29 | Univ Arkansas | System and method for dissolving gases in fluids and for delivery of dissolved gases |
JP4715335B2 (en) * | 2005-06-27 | 2011-07-06 | パナソニック電工株式会社 | Microbubble generator |
JP4815032B2 (en) * | 2006-01-17 | 2011-11-16 | 敏夫 宮下 | Microbubble generator and gas-liquid mixing tank |
JP2007222804A (en) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | Mitsubishi Chemical Engineering Corp | Air bubble type stirrer equipped with fine air bubble forming apparatus |
JP5113552B2 (en) * | 2008-02-20 | 2013-01-09 | パナソニック株式会社 | Water purification device |
JP2009255039A (en) * | 2008-03-24 | 2009-11-05 | Daikin Ind Ltd | Gas dissolving vessel |
JP5372585B2 (en) * | 2009-04-20 | 2013-12-18 | オルガノ株式会社 | Gas-liquid dissolution tank |
JP5635800B2 (en) * | 2010-04-23 | 2014-12-03 | パナソニック株式会社 | Oxygen water generator |
CN102687696A (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-26 | 天津鑫永丰水产养殖有限公司 | Liquid oxygen application synergism device for industrial aquaculture |
US10077418B2 (en) | 2015-04-15 | 2018-09-18 | Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Method for improved rate and control of beverage carbonation with automatic shut-off |
CN107459156B (en) * | 2017-09-30 | 2023-05-12 | 浙江创美机电有限公司 | Micro-nano bubble generating device and water flow purifying system |
CN111254069A (en) * | 2020-02-21 | 2020-06-09 | 艾奕康设计与咨询(深圳)有限公司 | Anaerobic bacteria collecting and planting method and device and bacteria storage device |
-
2002
- 2002-12-09 JP JP2002356718A patent/JP3925711B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004188263A (en) | 2004-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3925711B2 (en) | Oxygen supply device for water | |
JP2009202038A (en) | Floating body type water purifier by water circulation, filtration, and aeration using photovoltaic power generation | |
JP5296646B2 (en) | Stirring device having an air lift pump | |
JP2005193140A (en) | Method and apparatus for supplying oxygen into water | |
US20070267359A1 (en) | Aeration method of pool water and apparatus there of | |
JP2007231760A (en) | Airlift pump type combined pumped-storage hydraulic power plant | |
JP2014144451A (en) | Aerator outfitted with a hydraulic power generator | |
JP4059346B2 (en) | Water purification system and water flow generating stirring mixer | |
JP5093580B2 (en) | Oxygen dissolved water supply device | |
JP3208394B2 (en) | Oxygen dissolution method using water pressure | |
JP2005000882A (en) | Apparatus for generating micro bubble | |
JP2006142258A (en) | Gas dissolving water feed system | |
JP2008100176A (en) | Method for eliminating oxygen-poor water area in dam lake, lake, marsh or the like | |
US7240897B2 (en) | Mixing apparatus | |
JP2005334835A (en) | Gas dissolving apparatus | |
JP2006000835A (en) | System for purifying water and swirling mixer for generating water flow | |
KR101026725B1 (en) | A portable apparatus for purifying water | |
JP2005230713A (en) | Apparatus for feeding oxygen to water | |
JP5774848B2 (en) | Water quality improvement device and water quality improvement method | |
KR20150003965A (en) | The apparatus for making the upwelling stream in the water | |
JP2006136759A (en) | Air dissolved water feed system | |
KR101731265B1 (en) | Apparatus for suppressing algal growth using Oxygen dissolution device | |
JP2005224677A (en) | Apparatus for feeding oxygen into water | |
JP2007069063A (en) | Gas dissolved water supply system | |
KR100653595B1 (en) | Apparatus and method for water transfering from surface to deep place |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050209 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050209 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060609 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060613 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060711 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061023 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061117 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061117 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140309 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |