JP2002205087A - 散気設備 - Google Patents

散気設備

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JP2002205087A
JP2002205087A JP2001000891A JP2001000891A JP2002205087A JP 2002205087 A JP2002205087 A JP 2002205087A JP 2001000891 A JP2001000891 A JP 2001000891A JP 2001000891 A JP2001000891 A JP 2001000891A JP 2002205087 A JP2002205087 A JP 2002205087A
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Taichi Kamisaka
太一 上坂
Seiji Izumi
清司 和泉
Tatsuya Uejima
達也 上島
Masaharu Nurishi
雅治 塗師
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  • Activated Sludge Processes (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚泥の悪影響を排除し、細かな気泡を長時間
にわたって槽内に滞留させ、酸素溶解効率を高めること
ができる散気設備を提供する。 【解決手段】 槽内に溶解部３と分離手段２を介して溶
解部３に連通する反応部４とを設け、溶解部３に散気管
８を配置し、基端側が溶解部３に連通して先端側が反応
部４に連通する循環系１０を設け、循環系１０の先端側
が反応部４の槽底面に沿う方向に向けて、もしくは反応
部４の槽底面に対して所定角度を有する方向に向けて開
口するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、散気設備に関し、
水処理設備において活性汚泥に酸素を供給する技術に係
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、活性汚泥法の一つである膜分離活
性汚泥法においては、曝気槽内に浸漬した膜分離装置の
下方に散気装置を配置し、散気装置から散気する空気に
よって曝気槽内の活性汚泥を含む槽内混合液を曝気して
おり、散気した空気の上昇によって生じる固気液混相の
上向流によって膜分離装置の膜面を洗浄している。
【０００３】膜分離活性汚泥法で生物処理に必要な酸素
は、活性汚泥への酸素溶解効率をもとに設定された曝気
空気量を所定の曝気ブロアで供給することで確保してい
る。この酸素溶解効率を高くすることは曝気ブロアのダ
ウンサイズ、曝気時間の縮小による省電力化となり望ま
しいことである。
【０００４】このために、散気管の空気噴出口の口径を
小さくし、微細な空気の気泡を発生させたり、あるいは
機械攪拌装置を併設して強力な水流によって散気管から
散気した空気の気泡を細かくする分散している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、機械攪拌装置
によって気泡を細かくするには、機械攪拌装置を駆動す
るための動力を必要とし、動力効率の面から実用的な気
泡のサイズには限界がある。また、散気管の空気噴出口
の口径を小さくすると、散気停止時に散気管に逆流入す
る水中の不純物質によって空気噴出口が閉塞することが
起こり易くなり、散気管における開口度が低下して一部
の空気噴出口から集中して空気が噴出し、その箇所にお
ける気泡が大きくなる。さらに、活性汚泥中では水と気
体との界面を通じて溶解現象が起るが、そこに汚泥が介
在すると汚泥が水と気体の接触を阻害し、汚泥の性質に
よっては酸素溶解効率が大きく低下した。
【０００６】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、汚泥の悪影響を排除し、細かな気泡を長時間にわた
って槽内に滞留させ、酸素溶解効率を高めることができ
る散気設備を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る本発明の散気設備は、槽内に溶解部
と分離手段を介して溶解部に連通する反応部とを設け、
溶解部に散気管を配置し、基端側が溶解部に連通して先
端側が反応部に連通する循環系を設け、循環系の先端側
が反応部の槽底面に沿う方向に向けて、もしくは反応部
の槽底面に対して所定角度を有する方向に向けて開口す
るものである。
【０００８】上記した構成において、分離手段はスクリ
ーン、不織布、膜等からなり、この分離手段を通して反
応部の槽内混合液を溶解部に供給することで、反応部に
おける活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部へ流入する
ことを抑制し、溶解部における槽内混合液の汚泥性状を
異物を含まないものに改質するとともに低い汚泥濃度に
維持する。
【０００９】溶解部の槽内混合液は汚泥濃度が低く、散
気管の空気噴出口を閉塞するような異物がないので、散
気管の空気噴出口の口径を小さくして空気を微小な気泡
として散気する状態を長期にわたって継続することがで
き、散気する空気を微小な気泡とすることで酸素溶解効
率を高めることができるとともに、水と気体との界面を
通じた溶解現象を阻害する汚泥が少ないので酸素溶解効
率が高くなる。
【００１０】槽内混合液は循環系を通して溶解部から反
応部へ循環して十分な溶存酸素の下で生物反応により処
理される。このとき、循環系の先端側の開口から反応部
へ噴出する槽内混合液が反応部の槽底面に沿って、もし
くは反応部の槽底面に対して所定角度で噴出すること
で、反応部内に循環流が発生して槽内混合液が攪拌され
る。
【００１１】請求項２に係る本発明の散気設備は、槽内
に溶解部と分離手段を介して溶解部に連通する反応部と
を設け、溶解部に散気管を配置し、基端側が溶解部に連
通して先端側が反応部に連通する循環系を設け、循環系
の先端側が分離手段の膜面に沿った方向に向けて開口す
るものである。
【００１２】上記した構成により、循環系の先端側の開
口から反応部へ噴出する溶解部の槽内混合液が分離手段
の膜面に沿って掃流となって流れ、分離手段の膜面を洗
浄する。しかも溶解部の槽内混合液は汚泥濃度が低く、
異物を含まないので高い洗浄効果が得られる。
【００１３】請求項３に係る本発明の散気設備は、槽内
に溶解部と分離手段を介して溶解部に連通する反応部と
を設け、溶解部に散気管を配置し、基端側が溶解部に連
通して先端側が反応部に連通する循環系を設け、反応部
に散気管を配置したものである。
【００１４】上記した構成により、反応部の散気管から
噴出する空気のエアリフト作用によって発生する固気液
混相の上向流が分離手段の膜面に沿って掃流となって流
れ、分離手段の膜面を洗浄する。
【００１５】請求項４に係る本発明の散気設備は、槽内
に溶解部と分離手段を介して溶解部に連通する反応部と
を設け、溶解部に散気管を配置し、反応部に浸漬型膜分
離装置を配置し、基端側が溶解部に連通して先端側が反
応部に連通する循環系を設け、循環系の先端側が浸漬型
膜分離装置の下方位置において開口するものである。
【００１６】上記した構成により、循環系の先端側の開
口から反応部へ噴出する溶解部の槽内混合液が浸漬型膜
分離装置の膜面に沿って掃流となって流れ、溶解部の槽
内混合液がその汚泥濃度が低く、異物を含まないので、
浸漬型膜分離装置の膜面に対して高い洗浄効果が得られ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１において、槽体１の内部には
スクリーン、不織布、分離膜などからなる分離手段２で
連通する溶解部３と反応部４を形成している。
【００１８】溶解部３（反応部４でも可能）には被処理
水を供給する流入配管５が開口し、反応部４には処理水
を取り出す流出配管６が開口しており、溶解部３にはブ
ロア７に接続した散気管８を配置している。溶解部３と
反応部４の間には循環ポンプ９を有する循環系１０を設
けている。循環系１０は基端側が溶解部３の底部に連通
し、反応部４に連通する先端側が槽底面に沿う方向に向
けて、もしくは反応部４の槽底面に対して所定角度を有
する方向に向けて開口している。
【００１９】反応部４の一側には浸漬型膜分離装置１１
を設けている。浸漬型膜分離装置１１はろ板に有機膜を
配置してなる複数の平板型膜カートリッジ１２を鉛直方
向に沿って、かつ相互に平行に配置し、平板型膜カート
リッジ１２の下方にブロア１３に接続した散気管１４を
配置したものであり、各平板型膜カートリッジ１２の透
過液流路に連通する処理水管１５に吸引ポンプ１６を設
けている。
【００２０】上記した構成により、循環ポンプ９により
循環系１０を通して溶解部３の槽内混合液を反応部４へ
循環することで、溶解部３の水位を反応部４の水位より
低く維持して双方の間に水頭差を発生させる。
【００２１】この状態で反応部４の槽内混合液は前記水
頭差を駆動圧力として分離手段２を通過して溶解部３へ
流入する。このとき、分離手段２が反応部４の槽内混合
液中の活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部３へ流入す
ることを抑制するので、溶解部３における槽内混合液の
汚泥性状が異物を含まないものに改質されるとともに汚
泥濃度が低くなる。
【００２２】溶解部３ではブロア７から供給する空気が
散気管８から噴出し、この空気で槽内混合液を曝気す
る。このとき、溶解部３の槽内混合液はその汚泥濃度が
低く異物を含まない性状であるので散気管８の空気噴出
口が閉塞する事態が生じず、空気噴出口の口径を小さく
することが可能となり、空気を微小な気泡として散気す
る状態を長期にわたって継続することができ、微小な気
泡によって酸素溶解効率が高まる。さらに、水と気体と
の界面を通じた溶解現象を阻害する汚泥が少ないので酸
素溶解効率が高まる。
【００２３】また、溶解部３では槽底部に開口する循環
系１０が槽内混合液を吸引することで、槽内混合液は上
部領域から下部領域に向けて下向流で流れる。一方、散
気管８から散気する空気が下部領域から上部領域に向け
て上昇するので、槽内混合液と曝気空気が気液向流接触
となる。このため、空気の気泡の上昇が槽内混合液の下
向流により抑制されて気泡の槽内滞留時間が長くなり、
酸素溶解効率が高まる。溶解部３で十分に酸素が溶解し
た槽内混合液は、溶解部３から循環系１０を通して反応
部４へ循環し、十分な溶存酸素の下で生物反応により処
理される。
【００２４】このとき、循環系１０の先端側の開口から
反応部４へ噴出する槽内混合液が反応部４の槽底面に沿
って、もしくは反応部４の槽底面に対して所定角度で噴
出することで、反応部４の内部に循環流が発生して槽内
混合液が攪拌され、活性汚泥と酸素および汚濁物質との
反応効率が高まり生物反応が促進され、循環ポンプ９の
動力を無駄なく反応効率の向上に寄与させることができ
る。
【００２５】浸漬型膜分離装置１１は吸引ポンプ１６の
吸引圧力を駆動圧力として反応部４の槽内混合液を平板
型膜カートリッジ１２でろ過し、膜透過液を処理水管１
５を通して取出す。ブロア１３から供給する空気は散気
管１４より噴出し、この空気のエアリフト作用によって
発生する固気液混相流の上向流で槽内混合液を平板型膜
カートリッジ１２の膜面にクロスフローで供給するとと
もに、上向流が掃流として作用することで膜面を洗浄す
る。
【００２６】図２は本発明の他の実施の形態を示すもの
である。図２において、循環系１０の先端側は反応部４
において分離手段２の膜面に沿った方向に向けて、つま
り上方に向けて開口している。
【００２７】上記した構成により、循環系１０の先端側
の開口から反応部４へ噴出する溶解部３の槽内混合液が
分離手段２の膜面に沿って掃流となって流れ、分離手段
２の膜面を洗浄する。しかも溶解部３の槽内混合液は汚
泥濃度が低く、異物を含まないので高い洗浄効果が得ら
れる。
【００２８】図３は本発明の他の実施の形態を示すもの
である。図３において、反応部４には分離手段２の膜面
の近傍にブロア１７に接続した散気管１８を配置してお
り、循環系１０の先端側が浸漬型膜分離装置１１の散気
管１４の下方位置において開口している。
【００２９】上記した構成により、反応部４の散気管１
８から噴出する空気のエアリフト作用によって発生する
固気液混相の上向流が分離手段２の膜面に沿って掃流と
なって流れ、分離手段２の膜面を洗浄する。
【００３０】一方、循環系１０の先端側の開口から反応
部４へ噴出する溶解部３の槽内混合液が浸漬型膜分離装
置１１の膜面に沿って掃流となって流れ、溶解部３の槽
内混合液がその汚泥濃度が低く、異物を含まないので、
浸漬型膜分離装置１１の膜面に対して高い洗浄効果が得
られる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明よれば、分離手段で
反応部の槽内混合液中の活性汚泥および汚泥中の異物が
溶解部へ流入することを抑制し、溶解部の槽内混合液の
汚泥性状を改質して汚泥濃度を低くすることにより、異
物による散気管の空気噴出口の噴出が生じず、散気管の
空気噴出口の口径を小さくして微小な空気の気泡を散気
する状態を長期にわたって継続することができ、微小な
気泡によって酸素溶解効率を高めることができる。さら
に、水と気体との界面を通じた溶解現象を阻害する汚泥
を排除することで酸素溶解効率を高めることができる。
溶解部において槽内混合液を下向流で流すことで散気管
から散気する空気と気液向流接触となり、空気の気泡の
上昇を下向流により抑制して気泡の槽内滞留時間を長く
し、酸素溶解効率を高めることができる。
【００３２】循環系の先端側の開口から反応部へ噴出す
る槽内混合液が反応部の槽底面に沿って、もしくは反応
部の槽底面に対して所定角度で噴出して反応部の槽内混
合液を攪拌することで、活性汚泥と酸素および汚濁物質
との反応効率を高めて生物反応を促進し、循環系の動力
を無駄なく反応効率の向上に寄与させることができる。
【００３３】循環系の先端側の開口から反応部へ噴出す
る溶解部の槽内混合液が分離手段の膜面に沿って掃流と
なって流れ、溶解部の槽内混合液が汚泥濃度の低い異物
を含まないことで高い洗浄効果が得られる。
【００３４】反応部の散気管から噴出する空気のエアリ
フト作用によって発生する固気液混相の上向流が分離手
段の膜面に沿って掃流となって流れ、分離手段の膜面を
洗浄することができる。
【００３５】循環系の先端側の開口から反応部へ噴出す
る溶解部の槽内混合液が浸漬型膜分離装置の膜面に沿っ
て掃流となって流れ、溶解部の槽内混合液がその汚泥濃
度が低く、異物を含まないので、浸漬型膜分離装置の膜
面に対して高い洗浄効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における散気設備を示す模
式図である。
【図２】本発明の他の実施の形態における散気設備を示
す模式図である。
【図３】本発明の他の実施の形態における散気設備を示
す模式図である。
【符号の説明】
１ 槽体 ２ 分離手段 ３ 溶解部 ４ 反応部 ５ 流入配管 ６ 流出配管 ７ ブロア ８ 散気管 ９ 循環ポンプ １０ 循環系 １１ 浸漬型膜分離装置 １２ 平板型膜カートリッジ １３ ブロア １４ 散気管 １５ 処理水管 １６ 吸引ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上島 達也 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 塗師 雅治 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号 株式会社クボタ内 Ｆターム(参考） 4D006 GA02 HA41 KA01 KA51 KB22 KC02 KC14 MA03 PB08 PC62 4D028 BC13 BC17 BC24 4D029 AA01 AA09 AB05 DD01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 槽内に溶解部と分離手段を介して溶解部
    に連通する反応部とを設け、溶解部に散気管を配置し、
    基端側が溶解部に連通して先端側が反応部に連通する循
    環系を設け、循環系の先端側が反応部の槽底面に沿う方
    向に向けて、もしくは反応部の槽底面に対して所定角度
    を有する方向に向けて開口することを特徴とする散気設
    備。
  2. 【請求項２】 槽内に溶解部と分離手段を介して溶解部
    に連通する反応部とを設け、溶解部に散気管を配置し、
    基端側が溶解部に連通して先端側が反応部に連通する循
    環系を設け、循環系の先端側が分離手段の膜面に沿った
    方向に向けて開口することを特徴とする散気設備。
  3. 【請求項３】 槽内に溶解部と分離手段を介して溶解部
    に連通する反応部とを設け、溶解部に散気管を配置し、
    基端側が溶解部に連通して先端側が反応部に連通する循
    環系を設け、反応部に散気管を配置したことを特徴とす
    る散気設備。
  4. 【請求項４】 槽内に溶解部と分離手段を介して溶解部
    に連通する反応部とを設け、溶解部に散気管を配置し、
    反応部に浸漬型膜分離装置を配置し、基端側が溶解部に
    連通して先端側が反応部に連通する循環系を設け、循環
    系の先端側が浸漬型膜分離装置の下方位置において開口
    することを特徴とする散気設備。
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