WO2009084576A1 - 散気装置および散気装置の運転方法 - Google Patents

散気装置および散気装置の運転方法 Download PDF

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diffuser
supply pipe
water
blow water
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PCT/JP2008/073562
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Itaru Sakai
Takeshi Tsuji
Masanori Nagafuji
Kazutoshi Ohashi
Minoru Yamamoto
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Jfe Engineering Corporation
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    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/20—Activated sludge processes using diffusers
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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to an air diffuser for supplying a gas containing oxygen such as air to a mixed liquid of activated sludge and sewage from an air diffuser installed in an aeration tank such as a sewage treatment facility, and an operation method of the air diffuser. It is.
  • the present invention relates to an air diffuser capable of removing dirt components adhering to an air diffuser surface of an air diffuser plate and supplying a gas containing oxygen such as air stably for a long period of time and an operation method of the air diffuser.
  • the air diffuser is an apparatus that is installed at the bottom of an aeration tank of a sewage treatment facility and supplies oxygen into a mixed liquid of activated sludge and sewage.
  • the diffuser there are a diffuser with a film-type diffuser for releasing bubbles (Patent Document 1) and a diffuser with a thin metal plate-type diffuser (Patent Document 2).
  • An air diffuser with a diffused surface of a thin metal plate type has little pressure loss due to air diffused, and is excellent in durability and ease of maintenance and inspection.
  • the main dirt component that causes clogging is a biofilm formed by microorganisms, which causes clogging by closing the micropores.
  • the adhesion of this biofilm is strong, and the biofilm cannot be peeled off even if the gas pressure of air or the like supplied during the aeration operation is increased.
  • biofilm derived from microorganisms attached to the inside and the surface of the micropores of the membrane by extending or shrinking the membrane by an air-feeding operation such as increasing or decreasing the amount of air flow in the diffuser A method for removing the film is disclosed (Patent Document 3).
  • the air diffused surface is not stretchable, it is not possible to use the method applied to the above membrane type air diffuser. Therefore, when clogging occurs due to the growth of microorganisms in a thin metal plate type air diffuser, the current situation is that the air diffuser is lifted onto the water surface to clean the air diffuser. For this reason, a great deal of labor and cost are required to maintain and manage the diffuser.
  • An object of the present invention is to provide an air diffuser that has micropores that can achieve high oxygen transfer efficiency, is less likely to be clogged, and can be operated stably for a long period of time.
  • the inventor injects cleaning water such as water or chemicals into the air supply pipe for air diffusion, supplies this to the air diffuser plate side using pressure air for air diffusion, etc.
  • the air diffused surface of the air plate was considered to be blown with washing water.
  • the present invention has been made on the basis of such knowledge, and specifically has the following configuration.
  • An air diffuser according to the present invention is disposed in an aeration tank, and discharges pressure air supplied from an air supply pipe for air diffused as fine bubbles from fine pores on the air diffuser surface; Blow water supply means for supplying blow water into the air supply pipe for air diffusion, and discharge means for discharging the blow water supplied into the air supply pipe for air diffusion from the air diffuser plate It is what.
  • the discharge means is an intubation in which an upper end is communicated with the diffuser plate and a lower end is inserted into the air supply pipe for the diffuser. It is a feature.
  • the lower end surface of the intubation tube is an inclined suction surface, and blow water is sucked from the inclined suction surface. It is what.
  • the inner tube has a vent hole in a tube wall.
  • the operation method of the air diffuser according to the present invention is a diffuser plate that is arranged in an aeration tank and discharges the pressure air supplied from the air supply pipe for the air diffused from the fine pores on the air diffuser surface as bubbles.
  • a diffuser comprising: blow water supply means for supplying blow water into the diffuser air supply pipe; and discharge means for discharging the blow water supplied into the diffuser air supply pipe from the diffuser plate.
  • the discharge means is an intubation in which an upper end is communicated with the diffuser plate and a lower end is inserted into the air supply pipe for the diffuser. It is a feature.
  • the said blow water contains the component which has the effect which kills microorganisms, It is characterized by the above-mentioned.
  • blow water is supplied into the air supply pipe for air diffusion, and the blow water supplied into the air supply pipe for air diffusion is discharged from the air diffuser plate. It is equipped with micropores that can achieve efficiency and is less likely to be clogged, and can be operated stably for a long time.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of the air diffusion apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a partial cross section figure of the internal intubation which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a figure which shows the one aspect
  • FIG. 9 is an end view in the longitudinal section of FIG. 8. It is an enlarged view which expands and shows a part of FIG.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of the air diffusion apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. It is explanatory drawing explaining the effect of the water blow in the Example of this invention, Comprising: It is a graph which shows a time-dependent change of the pressure loss increase amount.
  • Air diffuser (Embodiment 1) DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Gas supply means 3 Air supply piping for aeration 4 Air diffuser plate 4a Air diffusion surface 5 Blow water supply means 7 Inner intubation 7a Valve seat 8 Suction surface 9 Air vent 10 Fixing member 11 Mounting bracket 12 Aeration tank 14 Blow water Supply pipe 15, 16 On-off valve 17 Slit 19 Check valve 21 Air diffuser (Embodiment 4) 23 Ventilation pipe 23a Ventilation opening 25 Open / close valve 27 Control means ⁇ Inclination angle
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an air diffuser according to the first embodiment.
  • a diffuser 1 according to Embodiment 1 includes a gas supply unit 2 that supplies a gas such as air, and an air supply pipe 3 (header) that guides air supplied from the gas supply unit 2 to a diffusion plate 4. Tube), an air diffuser plate 4 that receives supply of air from the air diffuser supply pipe 3 and discharges fine bubbles, and an upper end that is in communication with the air diffuser plate 4 and a lower end that is in the air diffuser air supply pipe 3.
  • An internally inserted tube 7 and blow water supply means 5 for supplying blow water to the air supply pipe 3 for diffusion through a blow water supply tube 14 are provided.
  • An open / close valve 15 is provided in the air supply pipe 3 for diffusion, and an open / close valve 16 is provided in the blow water supply pipe 14.
  • the main configuration of the air diffuser 1 will be described in detail.
  • the diffuser plate 4 may be any form of diffuser plate such as a membrane type or a thin metal plate type.
  • a thin metal plate having slit-like fine holes formed by machining is used.
  • the air supplied from the gas supply means 2 is supplied to the diffuser plate 4 from the diffuser air supply pipe 3 through the inner tube 7, and from a plurality of fine holes scattered on the diffuser surface 4 a of the diffuser plate 4. Released.
  • the inner tube 7 has an upper end communicating with the diffuser plate 4, and a lower end inserted into the diffuser air supply pipe 3.
  • the blow water supplied to the diffuser air supply pipe 3 is discharged from the diffuser plate 4. It is for making it happen. Therefore, the intubation tube 7 corresponds to the discharge means of the present invention.
  • the air diffuser 1 according to the first embodiment since the inner intubation pipe 7 is provided, the water in the air diffuser air supply pipe 3 is diffused even if the air diffuser air supply pipe 3 is not filled with water. Can be supplied to the air diffusion surface 4a.
  • the diffuser air supply pipe 3 As described above. After washing, a means for draining full water is required. If there is no means for draining water, water will remain in the air supply piping to which the air diffuser plate 4 is attached, and the passage through which air will be diffused will become narrower. Will not be able to perform a diffuse operation.
  • the water supplied to the air supply pipe 3 is provided without providing a means for removing the water supplied to the air supply pipe 3. Can be discharged from the diffuser plate 4, which is convenient.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an example of the internal intubation 7.
  • the upper end of the inner intubation tube 7 communicates with the diffuser plate 4, and the lower end is inserted into the diffuser air supply pipe 3.
  • the lower end part of the inner intubation 7 becomes the inclined suction surface 8, and has the vent hole 9 in the tube wall.
  • the vent hole 9 provided in the tube wall of the inner tube 7 is not essential and the vent hole 9 may be omitted.
  • the mode of pumping blow water to the intubation tube 7 differs depending on whether or not there are pores 9.
  • the internal intubation 7 has a function as a supply path for supplying air for diffusing to the diffusing plate 4, and when supplying air to the diffusing plate 4, an air supply pipe for diffusing 3 has a function of discharging the water supplied to 3 from the diffuser plate 4.
  • the internal intubation 7 may be formed integrally with the air supply pipe 3 for air diffusion or may be a separate member that can be attached to and detached from the air supply pipe 3 for air diffusion. When it is set as another member which can be attached or detached, the inner intubation 7 can be inserted and fixed to the insertion port previously provided in the air supply piping 3 for aeration.
  • the fixing tightening member 10 is welded to the side surface of the inner intubation tube 7 in advance, and the attachment member 11 is previously welded to the side of the air supply piping for diffusion, thereby fixing the fastening member to be welded to the side surface of the inner tube 7.
  • the member 10 can be screwed into the attachment member 11 and fixed to the air supply pipe 3 for diffusing.
  • the diffuser plate 4 can be formed integrally with the inner intubation tube 7 or can be attached to and detached from the inner intubation tube 7.
  • the lower end portion of the inner intubation 7 becomes a suction surface 8 for sucking water supplied to the air supply pipe 3 for aeration.
  • a plurality of diffuser plates 4 are installed in the diffuser supply pipe 3, but the diffuser supply pipe 3 is not necessarily installed horizontally. Therefore, the lower end of each intubation 7 of the plurality of diffuser plates 4 is not necessarily arranged at the same height with respect to the water surface of the water supplied to the diffuser air supply pipe 3. In such a case, as shown in FIG. 3, when the suction surface 8 at the lower end of the intubation tube 7 is not inclined, the lower end is in contact with the water surface, or the water surface as shown in the left diagram of FIG.
  • the vent hole 9 can have a circular shape with a diameter of 1 mm to 10 mm, preferably 2 mm to 7 mm.
  • the position of the vent hole 9 is not particularly limited and can be set to an arbitrary position.
  • an intubation tube having a total length of 200 mm and an inner diameter of 13 mm is mounted in an air supply pipe for air diffusion with an inner diameter of 80 mm, and the lower end of the inner tube is in contact with the inner bottom of the air supply pipe for air diffusion, It can be provided at a position of 10 mm to 75 mm, preferably 30 to 70 mm from the lower end of the intubation tube.
  • the position of the vent hole 9 may be on the front side or the back side with respect to the direction of water blow and gas flow.
  • the lower end of the inclined suction surface 8 is positioned in the vicinity of the inner bottom of the air supply pipe 3 for diffusing, so that even if the water level is low, the blow water can be surely sucked into the inner tube 7.
  • the lower end of the inclined suction surface 8 is preferably 0 to 10 mm above the inner bottom of the air supply pipe 3 for air diffusion.
  • the inclination angle ⁇ of the inclined suction surface 8 with respect to the tube axis direction of the inner tube 7 is not particularly limited. However, since the inner tube 7 is also an air supply path, air can be sufficiently supplied into the tube 7. It is preferable to set the tilt angle ⁇ to a certain value.
  • the inclination angle ⁇ is, for example, 10 to 85 degrees, preferably 30 to 80 degrees.
  • the blow water supply means 5 is a device for supplying blow water to the air supply pipe 3 for air diffusion via the blow water supply pipe 14, for overcoming the air pressure of the air supply pipe 3 for air diffusion.
  • the air supply pipe 3 can be supplied.
  • the blow water supply means 5 there is, for example, a water storage tank provided with a water pump.
  • the blow water supplied from the blow water supply means 5 flows into the diffuser air supply pipe 3 through the blow water supply pipe 14, and enters the diffuser plate 4 from the diffuser air supply pipe 3 through the inner tube 7. Water is sent and discharged from a plurality of fine holes scattered on the air diffusion surface 4a of the air diffusion plate 4 in the same manner as air.
  • a device for increasing the pressure in the air diffuser pipe is provided separately so that the pressure in the air diffuser air supply pipe 3 is increased after the blow water is supplied. It may be.
  • a normal air diffuser is operated by opening the on-off valve 15 and closing the on-off valve 16. Further, at the time of the blow operation in which the air diffuser plate 4 is blown with water, the on-off valve 16 is opened and the blow water is supplied to the air diffuser supply pipe 3 so that the air diffused and the blow water are passed through the inner tube 7. And supply to the diffuser plate 4.
  • the air diffuser 1 of the present invention periodically supplies blow water from the blow water supply means 5 to the air diffuser plate 4 so that the fine holes of the air diffuser plate 4 are not pulled up on the water surface.
  • the biofilm attached to can be removed.
  • blow water is supplied in the air supply piping 3 for aeration every several hours to several days.
  • the air diffuser 1 includes the intubation tube 7 and regularly supplies blow water while supplying air for air diffusion, and adheres to the air diffuser holes of the air diffuser plate 4.
  • the aeration apparatus 1 can be continuously operated while removing the biofilm with blow water.
  • the quality of blow water is not particularly limited.
  • the use of blow water containing a component having an effect of killing the microorganisms of the biofilm is effective for the growth of the biofilm microorganisms. Can be suppressed.
  • the components of the biofilm that have the effect of killing microorganisms are contained.
  • antibacterial substances or oxidizing substances more specifically, sodium hypochlorite, reverse soap, acids, alkalis, ozone, Or chlorine dioxide, an alkali metal carbonate, etc. are contained.
  • FIG. 6 is a plan view of the diffuser plate 4 according to the second embodiment
  • FIG. 7 is an enlarged view showing an A portion surrounded by a circle in FIG.
  • the diffuser plate 4 is provided with a number of rectangular slits 17.
  • a is 0.1 mm. -1.5 mm and b are set to be 0.03 mm to 0.15 mm.
  • the reason why the lengths of the short side and the long side of the slit 17 are set in this way is as follows.
  • the obstruction inhibiting effect of suppressing the obstruction of the slit 17 by removing the biofilm attached to the slit 17 with blow water is short of the slit 17. It is governed by the length of the side, and the longer the length of the short side, the higher the occlusion suppression effect.
  • the length of the short side of the slit 17 is increased, the bubble diameter is increased and the oxygen transfer efficiency is lowered. Therefore, the length of the short side of the slit 17 provided on the air diffusing surface 4a of the air diffusing plate 4 is required to have a high blocking suppression effect and a high oxygen transfer efficiency.
  • the length of the short side of the slit for obtaining a high oxygen transfer efficiency (25% or more) and suppressing the increase in pressure loss due to blockage (the amount of increase in pressure loss after 100 days of ventilation is 100 mmAq or less) will be described later.
  • the length of the short side should be 0.03 mm to 0.15 mm.
  • the length of the long side of the slit 17 is set to 0.1 mm to 1.5 mm as a range in which the oxygen transfer efficiency is adversely affected if it is too long.
  • the minute holes formed in the diffuser plate 4 are rectangular slits 17 and the length of the short side is set to 0.03 mm to 0.15 mm. The effect of preventing clogging is high, and high oxygen transfer efficiency can be realized.
  • FIG. 8 to 10 are explanatory views of the diffuser plate 4 according to the third embodiment, in which FIG. 8 is a front view, FIG. 9 is an end view of the longitudinal section of FIG. 8, and FIG. It is an enlarged view of the B section circled.
  • a thin metal plate with slit-like fine holes is used as the air diffusion surface 4a having the fine holes used for the air diffusion plate 4.
  • a check valve 19 is provided between the intubation tube 7 and the air diffusion surface 4 a of the air diffusion plate 4. It is what I did.
  • the check valve 19 is configured such that a valve seat 7a is formed on the inner surface of the upper end of the inner tube 7 and a valve body 19a made of a spherical body is disposed on the valve seat 7a. With such a configuration, when air for blowing or blown water is supplied to the intubation tube 7, the valve body 19a moves upward and does not interfere with the supply of air or blown water. When the supply of water is stopped, the valve body 19a is seated on the valve seat 7a to prevent the backflow of sewage to the inner intubation 7 side.
  • the open / close valve 15 is opened and the open / close valve 16 is closed.
  • the valve body 19a does not float from the valve seat 7a and does not hinder the passage of air.
  • the valve body 19a is seated on the valve seat 7a to prevent the backflow of sewage.
  • the on-off valve 16 is opened and the blow water is supplied to the air diffuser supply pipe 3 so that the air diffused and the blow water are passed through the inner tube 7. And supply to the diffuser plate 4. Also in this case, the valve body 19a does not float from the valve seat 7a and obstruct the passage of the blow water as in the case of the air diffusion operation.
  • the check valve 19 is provided in the present embodiment, even when the operation of the gas supply means 2 is stopped due to a power failure or management operation, sewage or activated sludge is scattered.
  • the air diffuser 4 can be prevented from being clogged due to the backflowed sewage or the like without flowing backward to the inside of the air plate 4.
  • valve body 19a of the check valve 19 an example in which a spherical body is used as an example of the valve body 19a of the check valve 19 is shown.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the valve body has a disk shape. It may be a thing.
  • the valve body 19a since the gap between the air diffusion surface 4a and the valve seat 7a is set to be narrow, the valve body 19a can be provided without providing a frame that restricts the movement range of the valve body 19a. While moving up and down while maintaining a predetermined range, if the gap between the air diffusion surface 4a and the valve seat 7a is wide, a frame-like body that restricts the movement range of the valve body 19a may be provided. .
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an air diffuser according to the fourth embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • the injected blow water is close to If it is sucked up only in a certain intubation, or if the air supply pipe 3 for aeration to which the diffuser plate 4 is attached has a height, it flows to a low position and is sucked up only from the intubation 7 in a low position.
  • the fourth embodiment an apparatus and a method are provided for cleaning all the diffuser plates 4 evenly while continuing to blow air to the diffuser supply pipe 3 in the diffused operation state. is there.
  • one end side is connected to the aeration air supply pipe 3 and the other end side is immersed in the aeration tank 12 to diffuse.
  • Opening / closing valve 25 for adjusting the pressure in the air supply pipe 3, the opening / closing valve 25 provided in the discharging pipe 23, and the opening / closing control of the opening / closing valve 16 provided in the opening / closing valve 25 and blow water supply pipe 14.
  • a control means 27 for controlling the operation of the blow water supply means 5.
  • the air discharge pipe 23 has one end connected to the air supply pipe 3 for aeration and the other end is immersed in the aeration tank 12 to adjust the pressure in the air supply pipe 3 for air diffusion.
  • An opening / closing valve 25 is provided in the middle of the discharge pipe 23, and is opened / closed by a control signal from the control means 27.
  • An air outlet 23a is provided at the end of the air discharge pipe 23 immersed in the aeration tank 12, and when the on-off valve 25 is opened, the pressure air in the air supply pipe 3 for aeration is released from the air outlet 23a. Is done. As shown in FIG. 11, the position of the air outlet 23 a is set to be a distance of H mm downward from the position of the diffuser plate 4.
  • HmmAq is equal to or lower than the pumping pressure required to pump the water in the air supply pipe 3 to the inner intubation 7, even if blow water is supplied to the air supply pipe 3 for air diffusion, The supplied blow water is not sucked into the inner intubation 7 but is stored in the air supply piping 3 for aeration.
  • the pumping pressure is in the range of 100 mm to 600 mmAq. Therefore, Hmm is set to be greater than 0 and in the range of 100 mm to 600 mm or less.
  • the air diffuser 21 of the fourth embodiment configured as described above.
  • the on-off valve 25 and the on-off valve 16 are closed for operation.
  • the separately controlled gas supply device 2 is operated and the on-off valve 15 is opened, so that the pressurized air in the air supply piping 3 is sent to the air diffusion plate 4 and is diffused.
  • the pressurized air in the air supply pipe 3 for air diffusion is released from the air outlet 23a of the air outlet pipe 23, and without changing the state of the separately controlled gas supply means 2 and the on-off valve 15,
  • the pressure in the air supply pipe 3 becomes water pressure + HmmAq.
  • the operation of the blow water supply means 5 is started, and the on-off valve 16 provided in the blow water supply pipe 14 is opened. Thereby, the blow water flows into the air supply pipe 3 for air diffusion through the blow water supply pipe 14.
  • the pressure in the air supply pipe 3 for air diffusion is water pressure + HmmAq
  • the blow water is not sucked into the inner intubation 7 and the air supply pipe for air diffusion to which the air diffusion plate 4 is attached. It is distributed in 3 and stored.
  • the on-off valve 16 is closed to stop the supply of blow water.
  • the on-off valve 25 is closed to stop the air discharge, the pressure in the air supply piping 3 increases, and when this pressure exceeds the water pressure + pumping pressure, the pressure is stored in the air supply piping 3.
  • the blown water is sucked into the intubation tubes 7 of all the diffuser plates 4 and discharged from the diffuser holes of the diffuser plates 4, thereby cleaning the diffuser plates 4.
  • the suction surface 8 of the inner intubation pipe 7 extends to the lower surface position of the air supply pipe 3 for air diffusion, almost all of the blow water stored in the air supply pipe 3 for air diffusion is discharged. Thereafter, normal aeration operation is continued. Even when the air supply pipe 3 for air diffusion is not installed horizontally and the lower end position of the intubation tube 7 varies with respect to the horizontal, the pumping during the supply of blow water is stopped as described above, and the variation is reduced.
  • the blow water can be supplied to all the diffuser plates 4 without a predetermined amount or more.
  • the discharge pipe 23 is used as a pressure adjusting means for adjusting the pressure in the air supply pipe 3 to a predetermined pressure.
  • the pressure in the air supply pipe 3 can be adjusted to a predetermined pressure.
  • the blow water can be stored in the air supply piping 3 for the aeration without backflow of the sewage in the aeration tank from the fine holes of the air diffusion surface 4a of the air diffusion plate 4, and all the air diffusion plates 4 can be stored. Can be washed evenly.
  • the air discharge pipe 23 has been described as adjusting the pressure in the air supply pipe. However, it may be other than the air discharge pipe 23, for example, attached to the air supply pipe 3 for air diffusion. It may be a pressure adjusting valve for adjusting the pressure in the supply air pipe 3. As yet another method, pressure adjustment by adjusting the supply air amount of the gas supply device 2 and / or adjusting the opening of the on-off valve 15 may be used. The control of the gas supply device 2 and the on-off valve 15 in this case may be performed by the control means 27.
  • Air diffuser material SUS316L Hole shape: length 1.45mm, short side (width) 0.04mm Opening ratio: about 0.5% Ventilation rate: 30m3 / m2 / hr
  • Blow water Sodium hypochlorite solution (concentration: 100 ppm)
  • Blow water volume 500 ml / time
  • Water blow frequency 1 time / day An example in which no water blow was performed was used as a comparative example.
  • the graph of FIG. 12 shows the change over time in the amount of increase in pressure loss (mmAq) in the example (Example) with and without water blow (Comparative Example).
  • Air diffuser plate material SUS316L Long slit length: 0.5mm Ventilation rate: 30m 3 / m 2 / hr
  • Blow water Sodium hypochlorite solution (concentration: 20 ppm)
  • Blow water volume 500ml / time
  • Water blow frequency 2 times / day
  • Table 1 shows the oxygen transfer efficiency (the initial stage of the start of the diffuser) and the pressure loss increase after 100 days from the start of the diffuser.
  • the length of the short side of the slit is set in the range of 0.08 mm to 0.12 mm, an extremely high oxygen transfer efficiency of 30% or more can be obtained, and the pressure loss increase after 100 days is 70 mmAq or less.
  • the removal of the occlusive substance by the can be performed more effectively, which is preferable.

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Abstract

　高い酸素移動効率を達成することができる微細孔を備え、かつ目詰まりが起こりにくく、長期かつ安定的に運転することができる散気装置を提供する。 　本発明に係る散気装置は、曝気槽１２内に配置され、散気用給気配管３から供給された圧力空気を、散気面４ａの微細気孔から気泡として放出する散気板４と、散気用給気配管３内へブロー水を供給するブロー水供給手段５と、散気用給気配管３内に供給されたブロー水を散気板４から排出するための内挿管７とを備えたことを特徴とするものである。

Description

散気装置および散気装置の運転方法
　本発明は、下水処理施設等の曝気槽内に設置された散気板から活性汚泥と汚水の混合液に空気等の酸素を含むガスを供給する散気装置および散気装置の運転方法に関するものである。特に、散気板の散気面に付着した汚れ成分を除去し、長期かつ安定的に空気等の酸素を含むガスを供給することができる散気装置および散気装置の運転方法に関する。
　下水処理施設において汚水中の窒素化合物や炭素化合物を除去するために、微生物による分解、吸着作用を利用した活性汚泥法が用いられている。汚水中の微生物が活動するためには微生物に酸素を与える必要がある。散気装置は、下水処理施設の曝気槽の底部等に設置されて活性汚泥と汚水の混合液中に酸素を供給する装置である。散気装置には、気泡を放出する散気面が膜タイプの散気装置（特許文献１）と、散気面が金属薄板タイプの散気装置（特許文献２）が存在する。散気面が金属薄板タイプの散気装置は、散気による圧損が少なく、かつ耐久性および保守点検の容易性において優れている。
　散気装置は、長期間にわたって散気運転を継続すると、散気面に形成された微細孔の内部および表面に汚れ成分が付着して目詰まりを起こす。目詰まりの原因となる汚れ成分の主なものは微生物により形成されるバイオフィルムであり、これが微細孔を閉塞させることによって目詰まりが生ずる。このバイオフィルムの付着力は強く、散気運転中に供給する空気等のガス圧を高くしてもバイオフィルムを剥離することはできない。
　そこで、目詰まりの原因となるバイオフィルムを取り除く方法として以下のようなものが提案されている。
　膜タイプの散気装置において提案されている方法として、散気装置における送風量の増減などの送気操作によってメンブレンを伸長または収縮させ、膜の微細孔の内部および表面に付着した微生物由来のバイオフィルムを取り除く方法が開示されている（特許文献３）。
　しかし、金属薄板タイプの散気装置では、散気面に伸縮性がないため、上述した膜タイプの散気装置に適用したような方法を用いることはできない。そのため、金属薄板タイプの散気装置において微生物が増殖して目詰まりが発生した場合には、散気装置を水面上に引き上げて散気薄板を清掃しているのが現状である。このため、散気装置の維持管理に多大な労力と費用を要する。
　また、膜タイプおよび金属薄板タイプの両方において、酸素移動効率を高めるために散気面に形成する微細孔の孔径を小さくする必要があるが、孔径が小さくなればなるほど目詰まりが起こりやすくなる。そのため、酸素移動効率の高い装置にしようとすれば、それは目詰まりの起こりやすい装置となる。そして、上述のように、目詰まりが起こりやすい散気装置は、水面上に引き上げて散気薄板を頻繁に清掃しなければならず、散気装置の維持管理に多大な労力と費用を要するという問題がある。
特開２００３－３２０３８８号公報 特開２００６－６１８１７号公報 特開２００４－３１３９３８号公報
　このように、従来の散気装置は、散気面に生ずる目詰まりの問題に対して十分な解決手段を提供してこなかった。本発明の目的は、高い酸素移動効率を達成することができる微細孔を備え、かつ目詰まりが起こりにくく、長期かつ安定的に運転することができる散気装置を提供することにある。
　発明者は上記の課題を解決するために、水あるいは薬液などの洗浄水等を散気用給気配管内に注入し、これを散気用の圧力空気等によって散気板側に供給して散気板の散気面を洗浄水等によってブローすることを考えた。
　本発明は係る知見に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成を備えてなるものである。
（１）本発明に係る散気装置は、曝気槽内に配置され、散気用給気配管から供給された圧力空気を、散気面の微細気孔から気泡として放出する散気板と、前記散気用給気配管内へブロー水を供給するブロー水供給手段と、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出するための排出手段とを備えたことを特徴とするものである。
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記排出手段が、上端が前記散気板に連通され、下端が前記散気用給気配管内に内挿された内挿管であることを特徴とするものである。
（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、前記内挿管の下端面が、傾斜した吸込み面となっており、該傾斜した吸込み面からブロー水を吸い込むようになっていることを特徴とするものである。
（４）また、上記（２）または（３）に記載のものにおいて、前記内挿管が、管壁に通気孔を有することを特徴とするものである。
（５）本発明に係る散気装置の運転方法は、曝気槽内に配置され、散気用給気配管から供給された圧力空気を、散気面の微細気孔から気泡として放出する散気板と、前記散気用給気配管内へブロー水を供給するブロー水供給手段と、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出する排出手段とを備えた散気装置の運転方法であって、前記ブロー水を前記散気板から定期的に排出するようにしたことを特徴とするものである。
（６）また、上記（５）に記載のものにおいて、前記排出手段が、上端が前記散気板に連通され、下端が前記散気用給気配管内に内挿された内挿管であることを特徴とするものである。
（７）また、上記（５）または（６）に記載のものにおいて、前記ブロー水が、微生物を死滅させる効果を有する成分を含むことを特徴とするものである。
　本発明の散気装置においては、散気用給気配管内へブロー水を供給して、散気用給気配管内に供給されたブロー水を散気板から排出するようにしたので、高い酸素移動効率を達成することができる微細孔を備え、かつ目詰まりが起こりにくく、長期かつ安定的に運転することができる。
本発明の実施の形態１に係る散気装置の模式図である。 本発明の実施の形態１に係る内挿管の一部断面図である。 本発明の実施の形態１に係る内挿管の一態様を示す図であり、吸込み面が傾斜していない態様の模式図である。 本発明の実施の形態１に係る内挿管の他の態様を示す図であり、吸込み面が傾斜している態様の模式図である。 本発明の実施の形態１における内挿管の説明図であり、内挿管に設けた通気孔の効果を示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係る散気板の平面図である。 図６の一部を拡大して示す拡大図である。 本発明の実施の形態３における散気板及び内挿管の説明図である。 図８の縦断面における端面図である。 図９の一部を拡大して示す拡大図である。 本発明の実施の形態４に係る散気装置の模式図である。 本発明の実施例における水ブローの効果を説明する説明図であって、圧損増加量の経時変化を示すグラフである。
符号の説明
　　１　散気装置（実施の形態１）
　　２　ガス供給手段
　　３　散気用給気配管
　　４　散気板
　　４ａ　散気面
　　５　ブロー水供給手段
　　７　内挿管
　　７ａ　弁座
　　８　吸い込み面
　　９　通気孔
　１０　固定用締付け部材
　１１　取付ブラケット
　１２　曝気槽
　１４　ブロー水供給管
　１５、１６　開閉弁
　１７　スリット
　１９　逆止弁
　２１　散気装置（実施の形態４）
　２３　放風管
　２３ａ　放風口
　２５　開閉弁
　２７　制御手段
　　θ　傾斜角度
［実施の形態１］
　１．散気装置
　図１は、実施の形態１に係る散気装置を示す模式図である。実施の形態１の散気装置１は、空気等のガスを供給するガス供給手段２とガス供給手段２から供給される空気等を散気板４へと導く散気用給気配管３（ヘッダー管）と、散気用給気配管３から空気の供給を受けて微細気泡を放出する散気板４と、上端が散気板４に連通され下端が前記散気用給気配管３内に内挿された内挿管７と、散気用給気配管３にブロー水供給管１４を介してブロー水を供給するブロー水供給手段５とを備えている。
　散気用給気配管３には開閉弁１５が、またブロー水供給管１４には開閉弁１６がそれぞれ設けられている。
　以下、散気装置１の主な構成について詳細に説明する。
＜散気板＞
　散気板４は、膜タイプまたは金属薄板タイプなど、いかなる形態の散気板であってもよい。例えば、散気板４が金属薄板タイプの場合、機械加工によって形成したスリット状の微細孔を有する金属薄板が用いられる。ガス供給手段２より供給された空気は、散気用給気配管３から内挿管７を通して散気板４に送気され、散気板４の散気面４ａに点在する複数の微細孔から放出される。
＜内挿管＞
　内挿管７は、上端が散気板４に連通され、下端が散気用給気配管３内に内挿され、散気用給気配管３に供給されたブロー水を散気板４から排出させるためのものである。したがって、内挿管７は本発明の排出手段に相当する。
　本実施形態１の散気装置１においては、内挿管７を備えているので、散気用給気配管３を水で満たさなくても散気用給気配管３内の水を散気板４の散気面４ａに供給することができる。それ故に、多量の水は必要とせず、特に、抗菌物質を含む水溶液を供給する場合は、少ない抗菌物質で短時間かつ効率的に微生物を除去することができる。この結果、散気板４を水面上に引き上げて頻繁に清掃する必要がなく、散気板４を水面下で長期かつ安定的に運転することができる。
　なお、内挿管７が無い場合において、散気板４を洗浄するための水を供給しようとすると、前述のように散気用給気配管３を満水にする必要があり、散気板４の洗浄後には満水にした水を抜くための手段が必要となる。仮に、水を抜くための手段が無い場合には、散気板４が取り付けられている散気用給気配管内に水が残留し、散気用の空気の通る通路が細くなってしまい、適切な散気運転ができなくなってしまう。この点、内挿管７を設けた本実施の形態によれば、散気用給気配管３に供給した水を抜くための手段を別途設けることなく、散気用給気配管３に供給した水を散気板４から排出できるので、便利である。
　図２は、内挿管７の一例を示す一部断面図である。図２に示すように、内挿管７の上端が散気板４に連通され、下端が散気用給気配管３内に内挿されている。そして、内挿管７の下端部は傾斜した吸込み面８となっており、かつ管壁に通気孔９を有している。もっとも、内挿管７の管壁に設ける通気孔９は必須ではなく通気孔９が無くてもよい。後述するように、気孔９がある場合と無い場合では内挿管７へのブロー水の揚水の態様が異なる。
　内挿管７は、散気用の空気を散気板４へ供給するための供給路としての機能を有しているとともに、散気板４を水ブロー処理する際には散気用給気配管３に供給された水を散気板４から排出する機能を有している。
　内挿管７は、散気用給気配管３と一体に形成してもよいし、散気用給気配管３に対して着脱可能な別部材としてもよい。着脱可能な別部材とする場合、内挿管７は、散気用給気配管３に予め設けた挿入口に挿入して固定するようにすることができる。内挿管７の固定方法には、特に制限はなく、種々の固定方法が含まれる。例えば、内挿管７の側面に固定用締付け部材１０を予め溶接すると共に、散気用給気配管側に取付部材１１を予め溶接しておくことにより、内挿管７の側面に溶接した固定用締付け部材１０を取付部材１１にねじ込んで散気用給気配管３に固定することができる。
　同様に、散気板４も内挿管７と一体に形成したり、内挿管７に対して着脱可能にしたりすることができる。また、内挿管７の材質には、特に制限はなく、好ましくは、プラスチックまたはステンレス鋼、チタン等の金属から形成される。
　内挿管７の下端部は散気用給気配管３に供給された水を吸い込むための吸込み面８となる。散気用給気配管３には複数個の散気板４が設置されているが、散気用給気配管３は必ずしも水平に設置されているとは限らない。そのため、複数ある散気板４の各内挿管７の下端が散気用給気配管３に供給された水の水面に対して同じ高さに配置されるとは限らない。そのような場合において、図３に示したように、内挿管７の下端の吸込み面８が傾斜していない場合は、下端部が水面に接するか、あるいは図３の左図に示すように水面下にある内挿管７からは水の吸い上げ（本明細書において「吸い上げ」と表現する場合には、「押し上げ」を含む場合がある）が起こるが、図３の右図に示すように下端部が水面の上方にある内挿管７からは水の吸い上げが起こらない。そのため、散気用給気配管３が水平に設置されていない場合には全ての散気板４にブロー水が均一に供給されず、ブロー水が供給されない一部の散気板で目詰まりが進行する恐れがある。
　一方、図４に示したように、内挿管下端の吸込み面８が傾斜している場合は、水面が吸込み面８の上端と下端の間にあればブロー水を吸い上げることが可能である。そのため、散気用給気配管３が水平になっておらず、散気用給気配管３内の水面に対する内挿管下端の位置に上下のずれが生じた場合でも、そのずれが所定の範囲内であれば全ての内挿管７からの吸上げが可能となり、全ての散気板４に均一なブローが可能となる。このことは、換言すれば、吸込み面８が傾斜している場合は、散気用給気配管３の水平方向の設置精度の許容範囲が大きくなると言える。
　また、図４に示すように、水位が吸込み面８の間にある場合は、水と空気の両方が内挿管７に吸い込まれ、ブロー速度の大きい気水混相のブローとなる。他方、図５の右図に示すように水位が吸込み面８より高くなった場合は、水だけを吸い上げるため、空気が混入しない水のみを押し上げる押出しブローとなる。もっとも、図５の左図のように内挿管７の管壁に通気孔９が設置されている場合は、水位が吸込み面８より高い場合においても通気孔９から空気が入るため、ブロー速度の大きい気水混相のブローをすることができる。
　通気孔９の形状および大きさは、特に制限はなく、任意の形状および大きさとすることができる。例えば、内挿管７の全長を200mm、内挿管７の内径を13mmとした場合、通気孔９は直径1mm～10mm、好ましくは2mm～7mmの円形形状とすることができる。
　また、通気孔９の位置は、特に制限はなく、任意の位置とすることができる。例えば、全長200mm、内径13mmの内挿管が、内径80mmの散気用給気配管内に装着され、内挿管の下端が散気用給気配管の内底部に接している場合、通気孔９は、内挿管の下端から10mm～75mm、好ましくは30～70mmの位置に設けることができる。
　また、散気用給気配管内は加圧されているので、通気孔９の位置は、水ブローおよびガスの流れの方向に対して正面側であっても背面側であってもよい。
　傾斜した吸い込み面８の下端は、散気用給気配管３の内底近傍に位置させ、たとえ水位が低くても、確実にブロー水を内挿管７内に吸い上げることができるようにする。具体的には、傾斜した吸い込み面８の下端は、散気用給気配管３の内底より0～10mm上方にあることが好ましい。
　傾斜した吸い込み面８の内挿管７の管軸方向に対する傾斜角度θについては特に制限はないが、内挿管７は空気の供給路でもあるため、空気を十分に内挿管７内に送気できるような傾斜角度θにすることが好ましい。具体的には、傾斜角度θは、例えば10～85度、好ましくは30～80度とする。
＜ブロー水供給手段＞
　ブロー水供給手段５はブロー水供給管１４を介して散気用給気配管３にブロー水を供給する装置であって、散気用給気配管３の空気圧に打ち勝ってブロー水を散気用給気配管３内に供給できるようになっている。ブロー水供給手段５としては、例えば水の貯留槽に送水ポンプを設けたものがある。
　ブロー水供給手段５より供給されたブロー水は、ブロー水供給管１４を介して散気用給気配管３に流れ込み、散気用給気配管３から内挿管７を介して散気板４に送水され、空気と同様、散気板４の散気面４ａに点在する複数の微細孔から放出される。
　なお、微細孔からのブロー水の放出をより確実に行なうために、散気配管内の圧力を上昇させる装置を別途具備し、ブロー水供給後に散気用給気配管３内の圧力を上昇させるようにしてもよい。
　２．散気装置の運転方法
　通常の散気運転時においては、開閉弁１５を開放し、開閉弁１６を閉止して運転する。
　また、散気板４を水ブローするブロー運転時には、開閉弁１６を開放してブロー水を散気用給気配管３に供給することによって、散気用空気とブロー水を内挿管７を介して散気板４に供給する。
　本発明の散気装置１は、ブロー水供給手段５からブロー水を散気板４に定期的に供給することによって、散気板４を水面上に引き上げることなく、散気板４の微細孔に付着したバイオフィルムを除去することができる。なお、ブロー水の供給頻度に特に制限はないが、好ましくは数時間から数日毎にブロー水を散気用給気配管３内に供給する。
　以上のように、本実施の形態の散気装置１は内挿管７を備えており、散気用の空気の供給中に定期的にブロー水を供給し、散気板４の散気孔に付着したバイオフィルムをブロー水で除去しながら、散気装置１を連続運転することができる。
　なお、上記の実施の形態においては、ブロー水の水質について特に限定していないが、バイオフィルムの微生物を死滅させる効果を有する成分を含むブロー水を使用することによって、バイオフィムルの微生物の増殖を効果的に抑制することができる。バイオフィルムの微生物を死滅させる効果を有する成分には、特に制限はないが、例えば、抗菌物質または酸化物質、より具体的には、次亜塩素酸ナトリウム、逆性石鹸、酸、アルカリ、オゾン、または二酸化塩素、炭酸アルカリ金属などが含まれる。
［実施の形態２］
　発明者は、長期間運転したとしても目詰まりが生じにくくするため、散気板４の散気面４ａに設ける微細孔についても検討し、微細孔を矩形状のスリットにし、その最適寸法を見出した。
　図６は本実施の形態２に係る散気板４の平面図、図７は図６の丸で囲んだＡ部を拡大して示す拡大図である。図７に示すように、散気板４には多数の矩形状のスリット１７が設けられており、その長辺の長さをａ、短辺の長さをｂとすると、ａが０．１ｍｍ～１．５ｍｍ、ｂが０．０３ｍｍ～０．１５ｍｍになるように設定されている。スリット１７の短辺及び長辺の長さをこのように設定した理由は以下の通りである。
　散気板４に設ける微細孔の形状を矩形状のスリット１７にした場合、スリット１７に付着したバイオフィルムをブロー水によって除去してスリット１７の閉塞を抑制する閉塞抑制効果は、スリット１７の短辺の長さによって支配され、短辺の長さが長いほど閉塞抑制効果は高くなる。
　他方、スリット１７の短辺の長さが長くなると、気泡径が大きくなるため酸素移動効率は低下する。
　したがって、散気板４の散気面４ａに設けるスリット１７の短辺の長さは、閉塞抑制効果が高く、かつ酸素移動効率も高いものであることが必要となる。
　そこで、高い酸素移動効率（２５％以上）が得られ、かつ閉塞による圧損上昇を抑える（通気開始１００日後の圧損上昇量が１００mmAq以下にする）ためのスリット短辺の長さを後述の実施例２に示す実験によって求めたところ、短辺の長さが０．０３ｍｍ～０．１５ｍｍにすればよいことが判明した。また、スリット１７の長辺の長さについては、これが長すぎると酸素移動効率に悪影響を与えるので影響を与えない範囲として０．１ｍｍ～１．５ｍｍに設定した。
　本実施の形態２においては、散気板４に形成する微細孔を矩形状のスリット１７にし、その短辺の長さを０．０３ｍｍ～０．１５ｍｍに設定したので、水ブローによる散気板の目詰まり防止効果が高く、かつ高い酸素移動効率を実現できる。
［実施の形態３］
　図８～図１０は本実施の形態３に係る散気板４の説明図であり、図８が正面図、図９が図８の縦断面にした状態の端面図、図１０が図９の丸で囲んだＢ部の拡大図である。なお、図８～図１０に示す例では、散気板４に用いる微細孔を有する散気面４ａとして、金属薄板にスリット状の微細孔を形成したもの用いている。
　散気板４の目詰まりの大きな要因の一つとして、停電や管理操作上ブロワの運転を停止したような場合に、汚水や活性汚泥が散気板を逆流して、散気板４の内部においてより大きなフロックとなり、このフロックが散気を再開した時に散気板４の裏面に付着したり、散気板４の開口に入り込んだりすることが挙げられる。そこで、本実施の形態３においては、これを防止するために、図９、図１０に示すように、内挿管７と散気板４の散気面４ａとの間に逆止弁１９を設けるようにしたものである。
　逆止弁１９は、内挿管７の上端内面に弁座７ａを形成し、弁座７ａ上に球状体からなる弁体１９ａを配置する構成とした。このような構成にすることにより、内挿管７に散気用空気やブロー水が供給されているときは弁体１９ａが上方に移動して空気やブロー水の供給を妨げないが、空気やブロー水の供給が停止されると弁体１９ａが弁座７ａに着座して内挿管７側への汚水の逆流を防止する。
　上記のように構成した本実施の形態に係る散気装置において、通常の散気運転時においては、開閉弁１５を開放し、開閉弁１６を閉止して運転する。このとき、上述したように弁体１９ａは弁座７ａから浮上して空気の通過を妨げることはない。
　そして、停電や管理操作上ガス供給手段２の運転を停止したような場合には、弁体１９ａが弁座７ａに着座して、汚水の逆流を防止する。
　また、散気板４を水ブローするブロー運転時には、開閉弁１６を開放してブロー水を散気用給気配管３に供給することによって、散気用空気とブロー水を内挿管７を介して散気板４に供給する。この場合においても、散気運転時と同様に、弁体１９ａは弁座７ａから浮上してブロー水の通過を妨げることはない。
　以上のように、本実施の形態においては、逆止弁１９を設けているので、停電や管理操作上ガス供給手段２の運転を停止したような場合であっても、汚水や活性汚泥が散気板４の内部側に逆流することがなく、逆流した汚水等に起因する散気板４の目詰まりを防止することができる。
　なお、上記の実施の形態においては、逆止弁１９の弁体１９ａの例として球状体を用いる例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば弁体が円板状のものであってもよい。
　また、本実施の形態では、散気面４ａと弁座７ａの隙間を狭く設定しているので、特に弁体１９ａの移動範囲を規制する枠のようなものを設けなくても弁体１９ａが所定の範囲を保持しながら上下動するが、仮に散気面４ａと弁座７ａの隙間が広いような場合には、弁体１９ａの移動範囲を規制する枠状体を設けるようにすればよい。
［実施の形態４］
　図１１は、本実施の形態４に係る散気装置を示す模式図であり、図１と同一部分には同一の符号を付してある。
　散気板４から気泡を放出させている散気運転状態において、散気用給気配管３内に散気板４を洗浄するためにブロー水を注入すると、注入されたブロー水は、近くにある内挿管にのみ吸い上げられたり、あるいは散気板４が取り付けられた散気用給気配管３に高低さがあれば、低い位置に流れてゆき、低い位置にある内挿管７からのみ吸い上げられたりしてしまい、全ての散気板４を満遍なく洗浄することができない可能性がある。
　そこで、本実施の形態４においては、散気運転状態において散気用給気配管３への送風を継続しながらも、全ての散気板４を満遍なく洗浄するため装置及び方法を提供するものである。
　本実施の形態の散気装置２１においては、実施の形態１で示した構成に加えて、一端側が散気用給気配管３に連結され、他端側が曝気槽１２内に浸漬されて散気用給気配管３内の圧力を調整する放風管２３と、放風管２３に設けられた開閉弁２５と、この開閉弁２５及びブロー水供給管１４に設けられた開閉弁１６の開閉制御、及びブロー水供給手段５の運転制御を行う制御手段２７を備えている。
＜放風管＞
　放風管２３は、一端側が散気用給気配管３に連結され、他端側が曝気槽１２内に浸漬されて散気用給気配管３内の圧力を調整するものである。放風管２３の途中には開閉弁２５が設けられ、制御手段２７からの制御信号によって開閉動作するようになっている。
　放風管２３における曝気槽１２に浸漬された端部には放風口２３ａが設けられ、開閉弁２５が開になったときに放風口２３ａから散気用給気配管３内の圧力空気が放出される。放風口２３ａの位置は、図１１に示すように、散気板４の位置から下方にＨｍｍの距離になるように設定されている。
　放風口２３ａの位置をＨｍｍの距離に設定することで、開閉弁２５が開にされて放風口２３ａから放風されることにより、散気用給気配管３内の圧力は、散気板４に作用する水圧＋ＨｍｍＡｑとなる。したがって、ＨｍｍＡｑが散気用給気配管３内の水を内挿管７に揚水するために必要とされる揚水圧以下であれば、ブロー水を散気用給気配管３に供給しても、供給されたブロー水は内挿管７に吸い込まれることなく、散気用給気配管３内に貯留されることになる。
　ここで、発明者の調査によると、揚水圧は１００ｍｍ～６００ｍｍＡｑの範囲にあることが分かっているので、Ｈｍｍは０より大きく、１００ｍｍ～６００ｍｍ以下の範囲に設定される。
　次に上記のように構成された本実施の形態４の散気装置２１の運転方法を説明する。
　通常の散気運転時においては、開閉弁２５及び開閉弁１６を閉にして運転する。この状態で、別途制御されているガス供給装置２が運転され、開閉弁１５が開いていることで、散気用給気配管３内の加圧空気が散気板４に送られ散気される。そして、散気板４にブロー水を供給するブロー運転時においては、まず放風管２３に設けられた開閉弁２５を開にする。これによって、散気用給気配管３内の加圧空気が放風管２３の放風口２３ａから放出され、別途制御されているガス供給手段２および開閉弁１５の状態を変更せずに、散気用給気配管３内の圧力が水圧＋ＨｍｍＡｑになる。この状態で、ブロー水供給手段５の運転を開始し、さらにブロー水供給管１４に設けられた開閉弁１６を開にする。これによって、ブロー水がブロー水供給管１４を介して散気用給気配管３に流れ込む。
　このとき、散気用給気配管３内の圧力は水圧＋ＨｍｍＡｑになっているので、ブロー水は内挿管７に吸込まれることなく、散気板４が取り付けられている散気用給気配管３内に行き渡って貯留される。所定時間が経過し、ブロー水が所定量供給された後、開閉弁１６を閉にしてブロー水の供給を停止する。さらに、開閉弁２５を閉にして放風を停止すると、散気用給気配管３内の圧力が上昇し、この圧力が水圧＋揚水圧を超えると、散気用給気配管３内に貯留されたブロー水が全ての散気板４の内挿管７に吸込まれて、散気板４の散気孔から排出されることによって、散気板４の洗浄が行なわれる。
　なお、内挿管７の吸い込み面８が散気用給気配管３の下面位置まで延出しているので、散気用給気配管３内に貯留されたブロー水はほぼ全てが排出される。その後は、通常の散気運転が継続される。
　散気用給気配管３が水平に設置されておらず、内挿管７の下端位置が水平に対してばらついている場合でも、上記のようにブロー水供給中の揚水を停止し、そのばらつきを考慮したレベルまで散気用給気配管３内にブロー水を貯留することにより、全ての散気板４にブロー水を所定量あるいはそれ以上無駄なく供給できる。
　以上のように、本実施の形態においては、散気用給気配管３内の圧力を所定の圧力に調整する圧力調整手段として放風管２３を用いたので、単純な構造でかつ簡易に散気用給気配管３内の圧力を所定圧力に調整できる。その結果、散気板４の散気面４ａの微細孔から曝気槽内の汚水が逆流することなくブロー水を散気用給気配管３に貯留することができ、全ての散気板４を満遍なく洗浄できる。
　散気用供給配管内の圧力を調整するものとして上記の説明では放風管２３を挙げたが、放風管２３以外であってもよく、例えば散気用給気配管３に取り付けて散気用給気配管３内の圧力を調整する圧力調整弁のようなものであってもよい。さらに別な方法としては、ガス供給装置２の供給空気量調整及び／または開閉弁１５の開度調整による圧力調整でもよい。そして、この場合のガス供給装置２や開閉弁１５の制御を制御手段２７によって行うようにしてもよい。
　まず、内挿管７による水ブローの効果を検証するために、スリットの短辺が比較的短い（幅の狭い）散気板を曝気槽に設置し、下記の条件にて水ブローを実施した。
　　散気板材質:SUS316L
　　孔形状　　　:　長さ1.45mm、短辺（幅）0.04mm
　　開孔率　　　:　約0.5%
　　通気量　　　:　30m3/m2/hr
　　ブロー水　　:　次亜塩素酸ナトリウム溶液(濃度;100ppm)
　　ブロー水量　:　500ml/回
　　水ブロー頻度:　1回/日
　なお、水ブローを実施しない例を比較例とした。
　水ブロー有りの例(実施例)となしの例(比較例)の圧損増加量（mmAq）の経時変化を、図１２のグラフに示した。
　図１２のグラフから明らかなように、水ブローを定期的に実施することによって、長期間にわたる散気運転においても散気装置の圧損上昇を効果的に抑制することができ、高い酸素移動効率を維持することができた。
　次に、スリット短辺長さの変化の影響を確認するため、スリットの短辺の長さの異なる散気板を曝気槽に設置して下記の条件にて連続散気運転を実施した。
　　散気板材質　　　　　:　SUS316L
　　スリット長辺の長さ　:　0.5mm
　　通気量　　　　　　　:　30m3/m2/hr
　　ブロー水　　　　　　:　次亜塩素酸ナトリウム溶液(濃度;20ppm)
　　ブロー水量　　　　　:　500ml/回
　　水ブロー頻度　　　　:　2回/日
　使用した散気板の酸素移動効率（散気開始初期）と散気開始１００日後の圧損上昇量を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から分かるように、スリット短辺を０．１５ｍｍ以下にすれば２５％以上の高い酸素移動効率が得られる。他方、スリット短辺が長いほど水ブローによる閉塞物質の除去がされ易く、１００日後の圧損上昇量は低くなり、スリット短辺を０．０３ｍｍ以上にすると１００日後の圧損上昇量が１００ｍｍＡｑ以下となる。
　このことから、スリット短辺の長さを０．０３ｍｍ～０．１５ｍｍの範囲に設定すれば、２５％以上の高い酸素移動効率が得られると共に水ブローによる閉塞物質の除去が効果的に行なえることが確認された。
また、スリット短辺の長さを０．０８ｍｍ～０．１２ｍｍの範囲に設定すれば３０％以上の極めて高い酸素移動効率が得られるとともに、１００日後の圧損上昇量が７０ｍｍＡｑ以下となって水ブローによる閉塞物質の除去がさらに効果的に行うことができ、好ましい。

Claims (7)

  1. 　曝気槽内に配置され、散気用給気配管から供給された圧力空気を、散気面の微細気孔から気泡として放出する散気板と、前記散気用給気配管内へブロー水を供給するブロー水供給手段と、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出するための排出手段とを備えたことを特徴とする散気装置。
  2. 　前記排出手段が、上端が前記散気板に連通され、下端が前記散気用給気配管内に内挿された内挿管であることを特徴とする請求項１に記載の散気装置。
  3. 　前記内挿管の下端面が傾斜した吸込み面となっており、該吸込み面からブロー水を吸い込むようになっていることを特徴とする請求項２に記載の散気装置。
  4. 　前記内挿管が、管壁に通気孔を有することを特徴とする請求項２または３に記載の散気装置。
  5. 　曝気槽内に配置され、散気用給気配管から供給された圧力空気を、散気面の微細気孔から気泡として放出する散気板と、前記散気用給気配管内へブロー水を供給するブロー水供給手段と、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出するための排出手段とを備えた散気装置の運転方法であって、前記ブロー水を前記散気板から定期的に排出するようにしたことを特徴とする散気装置の運転方法。
  6. 　前記排出手段が、上端が前記散気板に連通され、下端が前記散気用給気配管内に内挿された内挿管であることを特徴とする請求項５に記載の散気装置の運転方法。
  7. 　前記ブロー水が、微生物を死滅させる効果を有する成分を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の散気装置の運転方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6201014B1 (ja) * 2016-07-19 2017-09-20 月島機械株式会社 散気システム

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8657268B2 (en) * 2007-02-28 2014-02-25 Gregory P. Smiltneek Methods and apparatus for wastewater treatment
JP5062138B2 (ja) * 2007-12-27 2012-10-31 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 散気装置の洗浄方法
JP5551010B2 (ja) * 2010-07-26 2014-07-16 メタウォーター株式会社 散気システム
JP5535817B2 (ja) * 2010-08-06 2014-07-02 三菱重工業株式会社 エアレーション装置及びこれを備えた海水排煙脱硫装置、エアレーション装置の加湿方法
JP5730377B2 (ja) 2013-11-13 2015-06-10 株式会社クボタ 散気管及び散気管の洗浄方法
EP3110538A2 (de) * 2014-02-28 2017-01-04 Martin Stachowske Stationäre und mobile vorrichtung zum energieoptimalen einbringen eines fluides in ein fluid durch einen gesteuerten eintrag einzelner blasen oder tropfen eines gases, gasgemisches oder fluides
US20190337827A1 (en) * 2016-04-15 2019-11-07 Somerset Environmental Solutions Inc. Apparatus and Method for Aerating Wastewater
CN107606376B (zh) * 2017-10-18 2018-05-11 河海大学 一种曝气管路冷凝水或泄漏水自动排水装置
US11155482B2 (en) 2018-04-04 2021-10-26 Somerset Environmental Solutions Inc. Apparatus and method for aerating wastewater
DE102021119249A1 (de) 2021-07-26 2023-01-26 Mann+Hummel Life Sciences & Environment Holding Singapore Pte. Ltd. Belüftungsvorrichtung, Membranbioreaktor und Verfahren

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5758497U (ja) * 1980-09-25 1982-04-06
JPS58141796U (ja) * 1982-03-17 1983-09-24 株式会社三井三池製作所 ばつ気槽散気装置の目詰まり防止装置
JPS6436099U (ja) * 1987-08-25 1989-03-06
JPH1099663A (ja) * 1996-09-27 1998-04-21 Mitsubishi Rayon Co Ltd 膜処理装置
JP2000051885A (ja) * 1998-08-13 2000-02-22 Mitsubishi Rayon Co Ltd 活性汚泥処理装置
JP2000343095A (ja) * 1999-06-02 2000-12-12 Mitsubishi Rayon Co Ltd 活性汚泥処理装置
JP2003320388A (ja) 2002-05-07 2003-11-11 Ngk Insulators Ltd メンブレン散気装置
JP2004033889A (ja) * 2002-07-02 2004-02-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd 散気方法及び散気システム
JP2004305886A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Kubota Corp 散気装置
JP2004313938A (ja) 2003-04-16 2004-11-11 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 散気装置の目詰まり防止運転方法
JP2006061817A (ja) 2004-08-26 2006-03-09 Jfe Engineering Kk 散気装置
JP2006187728A (ja) * 2005-01-06 2006-07-20 Hitachi Kiden Kogyo Ltd 散気装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2689714A (en) * 1950-08-11 1954-09-21 Richard C French Method and apparatus for preventing the clogging of diffuser media
US4639314A (en) * 1985-01-18 1987-01-27 Tyer Robert R Fine bubble diffuser and diffuser system having filtered blow-down tube
US5051193A (en) * 1986-03-06 1991-09-24 Aeration Engineering Resources Corporation Waste water treatment process
JPS62258729A (ja) * 1986-05-02 1987-11-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 通気タンク用気体吹込方法
JPH0248025Y2 (ja) * 1986-10-06 1990-12-17
US5336230A (en) * 1992-11-04 1994-08-09 Charles S. Taylor Endoscopic suture tying method
US5378355A (en) * 1992-12-04 1995-01-03 Water Pollution Control Corporation Direct delivery in-situ diffuser cleaning
US8852438B2 (en) * 1995-08-11 2014-10-07 Zenon Technology Partnership Membrane filtration module with adjustable header spacing
US6013120A (en) * 1996-08-14 2000-01-11 Mcdermott Technology, Inc. Apparatus for air sparged slurry tanks
EP1270514A4 (en) * 2000-03-27 2005-02-09 Ebara Corp METHOD AND DEVICE FOR TREATING WASTEWATER
AT411359B (de) * 2002-01-17 2003-12-29 Frey Wilhelm Reinigungsverfahren und reinigungsflüssigkeit für belüfterkörper

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5758497U (ja) * 1980-09-25 1982-04-06
JPS58141796U (ja) * 1982-03-17 1983-09-24 株式会社三井三池製作所 ばつ気槽散気装置の目詰まり防止装置
JPS6436099U (ja) * 1987-08-25 1989-03-06
JPH1099663A (ja) * 1996-09-27 1998-04-21 Mitsubishi Rayon Co Ltd 膜処理装置
JP2000051885A (ja) * 1998-08-13 2000-02-22 Mitsubishi Rayon Co Ltd 活性汚泥処理装置
JP2000343095A (ja) * 1999-06-02 2000-12-12 Mitsubishi Rayon Co Ltd 活性汚泥処理装置
JP2003320388A (ja) 2002-05-07 2003-11-11 Ngk Insulators Ltd メンブレン散気装置
JP2004033889A (ja) * 2002-07-02 2004-02-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd 散気方法及び散気システム
JP2004305886A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Kubota Corp 散気装置
JP2004313938A (ja) 2003-04-16 2004-11-11 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 散気装置の目詰まり防止運転方法
JP2006061817A (ja) 2004-08-26 2006-03-09 Jfe Engineering Kk 散気装置
JP2006187728A (ja) * 2005-01-06 2006-07-20 Hitachi Kiden Kogyo Ltd 散気装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2226294A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6201014B1 (ja) * 2016-07-19 2017-09-20 月島機械株式会社 散気システム

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MY155187A (en) 2015-09-15
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EP2226294A4 (en) 2013-03-27
US8505882B2 (en) 2013-08-13
HK1147241A1 (en) 2011-08-05

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