CN105829251A - 散气管以及散气管的清洗方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种散气管，即使在向膜支撑体供给清洗液来清洗该散气管刚刚之后，也能够快速地恢复散气性能，而且，能够始终均匀地散气。该散气管(13)具有：膜体(21)，由管形状的粘弹性体构成，并形成有使外周面与内周面之间贯通的多个散气孔切口(21a)；管状的膜支撑体(20)，对膜体(21)从内侧支撑；贯通膜支撑体(20)的管壁的贯通孔(20a)分别形成在膜支撑体(20)的上表面侧与下表面侧，至少在膜体(21)中的与贯通孔(20a)对应的区域未形成散气孔切口(21a)。

Description

散气管以及散气管的清洗方法
技术领域
本发明涉及散气管以及散气管的清洗方法。
背景技术
散气管广泛地应用于污水处理装置等，该散气管具有：膜体，由管形状的粘弹性体构成，并形成有使外周面与内周面之间贯通的多个散气孔切口；管状的膜支撑体，对该膜体从内侧进行支撑。
在专利文献1中公开了如下散气管：以防止污水等向散气管内部逆流以及防止散气孔切口堵塞为目的，将形成有多个切入孔的橡胶管嵌装于形成有多个孔的空气管主体。在构成该散气管的空气管主体的包括侧部的周面形成有多个孔，在膜体的整个区域形成有由切入孔构成的散气孔切口。
在专利文献2中公开了如下构成的散气管：1个或均匀地分布的多个气流喷出孔只形成在树脂制的筒状中心构件的一端侧，且筒状的散气构件覆盖该中心构件。散气构件由多孔的橡胶膜等构成，从形成于中心构件的一端侧的气流喷出孔喷出的空气沿着中心构件与散气构件之间的间隙流通，并从散气构件的微小的孔排出。
在专利文献3中公开了如下散气管：在安装于管基材的基端侧的通气管上形成有多个通气口，空气从在覆盖导管基材以及通气管的弹性薄膜的周部上形成的切口排出。与专利文献2所公开的散气管相同，从形成于一端侧的通气口喷出的空气沿着管基材与弹性薄膜之间的间隙从弹性薄膜的切口排出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实公平01-25679号公报
专利文献2：日本特开2005-334847号公报
专利文献3：日本特许第4781302号公报
发明内容
发明要解决的问题
通常认为通过将由管形状的粘弹性体构成的膜体嵌装于管状的膜支撑体的外侧所构成的散气管，不会存在污泥等从形成于膜体的散气孔切口流入的情况。但是，实际上，膜体的膨胀收缩通过在膜支撑体与膜体之间的间隙流通的空气而反复进行，从而在该过程中存在污泥等从一部分散气孔切口流入的情况，并且，在散气孔切口的弹力因时间的推移而降低时，存在污泥等的流入量增大而堵塞散气孔切口的可能性。
另外，上述以往的散气管存在如下问题：由于甚至在膜体中的与形成于膜支撑体的贯通孔相对的部位形成有散气孔，所以从贯通孔所供给的空气的大部分从贯通孔附近的散气孔一次性地喷出，难以沿散气管的轴心方向均匀地散气；并且，因贯通孔附近的散气孔大地进行开口而使弹性力降低，从而在开口时可能引入污泥。
在一定程度的散气孔切口堵塞而导致散气性能降低时，为了使散气性能恢复，而执行向膜支撑体内供给清洗液来清洗散气孔切口的清洗工序。但是，在清洗后，在膜支撑体内残留清洗液的状态下供给空气时，因残留在膜支撑体内的清洗液的影响而妨碍空气从贯通孔排出，从而存在散气孔切口被清洗却妨碍散气性能的及早恢复的问题。
本发明鉴于上述的问题点而提出，其目的在于，提供一种散气管以及散气管的清洗方法，即使在向膜支撑体供给清洗液来清洗散气管刚刚之后，也能够快速地恢复散气性能，而且能够始终均匀地散气。
用于解决问题的手段
为了达到上述的目的，本发明的散气管的第一结构特征在于，如权利要求书中的技术方案1所述那样，
一种散气管，
具有：
膜体，由管形状的粘弹性体构成，并形成有使外周面与内周面之间贯通的多个散气孔切口，
管状的膜支撑体，对所述膜体从内侧进行支撑；
贯通所述膜支撑体的管壁的贯通孔分别形成在所述膜支撑体的上表面侧与下表面侧，至少在所述膜体中的与所述贯通孔对应的区域未形成所述散气孔切口。
由于在膜体的与膜支撑体的贯通孔对应的区域未形成散气孔切口，因此，从贯通孔喷出的气体例如空气不会从散气孔切口直接地排出，而在膜支撑体与膜体之间的间隙流通并从各散气孔切口排出，因此，特定区域的散气孔切口不会大地进行开口，其结果，散气孔切口堵塞的可能性极低。
而且，在为了清洗而向膜支撑体内供给清洗液后再供给空气的情况下，清洗液因气压从膜支撑体的下表面侧的贯通孔流出，该流出的清洗液在膜体与膜支撑体之间的间隙流通并从散气孔切口排出。在该期间，空气沿着在膜支撑体上方形成的空间在轴心方向上被供给而从膜支撑体的上表面侧的贯通孔向上方喷出，并在膜体与膜支撑体之间的间隙流通而从散气孔切口排出，因此，散气性能能够快速地恢复。
在上述第一结构特征的基础上，本发明的第二结构特征在于，如技术方案2所述那样，
所述贯通孔在所述膜支撑体的上表面侧形成有多个，各贯通孔在所述膜支撑体的长度方向上均匀配置。
根据上述的结构，从在膜支撑体的上表面侧在膜支撑体的长度方向上均匀配置的多个贯通孔喷出的空气在膜体与膜支撑体之间的间隙均匀地扩展，并从膜体的各散气孔切口排出而形成均质且均匀分散的气泡，因此，在膜支撑体的长度方向上能够均匀地散气。另外，在为了清洗散气管而向膜支撑体内充满清洗液时，从在膜支撑体的长度方向上均匀配置的膜支撑体的上表面侧的多个贯通孔流出的清洗液在膜体与膜支撑体之间的间隙内均匀地扩展，并向膜体的各散气孔切口供给清洗液，因此，在膜支撑体的长度方向上能够进行均匀的清洗。
在上述第二结构特征的基础上，本发明的第三结构特征在于，如技术方案3所述那样，
形成在所述膜支撑体的下表面侧的贯通孔的数量比配置在上表面侧的贯通孔的数量少，并且形成在所述膜支撑体的下表面侧的贯通孔的开口面积的总和比配置在上表面侧的贯通孔的开口面积的总和小。
根据上述的结构，除了在位于膜支撑体的上表面侧的膜体上作用的水压比在位于膜支撑体的下表面侧的膜体上作用的水压低，通过供给至膜支撑体内部的气体的供给压力，从膜支撑体的上表面侧的贯通孔喷出而向上推起膜体的力比从膜支撑体的下表面侧的贯通孔喷出而向下推起膜体的力大，因此，在膜支撑体的上表面侧与膜体之间能够稳定地形成间隙。其结果，从膜支撑体的上表面侧的贯通孔喷出的气体能够经由膜体与膜支撑体之间的间隙，从各散气孔切口稳定地排出气泡。
本发明的散气管的清洗方法的结构特征在于，如技术方案4所述那样，是上述第一至第三的结构特征的散气管的清洗方法，在停止向所述膜支撑体的内部供给气体的状态下，向所述膜支撑体的内部供给清洗液并利用清洗液充满散气管的内部，在清洗完成后，再次向所述膜支撑体的内部供给气体，从而使所述散气管的内部的清洗液从所述散气孔切口排出。
根据上述的结构，在首先向膜支撑体的内部供给气体的状态下，向膜支撑体的内部供给清洗液并利用清洗液充满散气管的内部，来清洗散气管。在清洗完成后，若再次向膜支撑体的内部供给气体时，则清洗液从膜支撑体的下表面侧的贯通孔流出，并经由膜体与膜支撑体之间的间隙从散气孔切口向被处理液中排出。因此，在膜支撑体的内部的上侧确保通气空间，从膜支撑体的上表面侧的贯通孔喷出的气体经由膜体与膜支撑体之间的间隙从散气孔切口作为气泡排出，从而散气性能能够快速地恢复。
发明效果
如上所述，根据本发明，能够提供一种散气管以及散气管的清洗方法，即使在向膜支撑体供给清洗液来清洗散气管刚刚之后，也能够快速地恢复散气性能，而且，能够始终均匀地散气。
附图说明
图1是污水处理设备的说明图。
图2是膜分离装置的说明图。
图3是膜元件的说明图。
图4是散气装置的俯视图。
图5的(a)是散气管的俯视图，图5的(b)是散气管的侧面剖视图。
图6的(a)是散气管的俯视图，图6的(b)是散气管的纵向剖视图，图6的(c)是散气管的仰视图。
具体实施方式
下面，说明本发明的散气管以及散气管的清洗方法。
如图1所示，采用膜分离活性污泥法的污水处理设备1包括前处理设备2、流量调整槽3、浸渍配置有膜分离装置6的膜分离槽4、处理水槽5。
在前处理设备2中设置有用于去除混入到成为被处理水的原水中的杂物等异物的格网(screen)2a等，通过格网2a等去除了异物的原水存储在流量调整槽3内。此外，还设置有泵P、阀等流量调整机构，以便在原水的流入量发生变化的情况下，也能够从流量调整槽3向膜分离槽4稳定地供给恒定流量的原水。
在填充有活性污泥的膜分离槽4中，原水中的有机物质经过活性污泥的生物处理被分解，并且，经由膜分离装置6过滤的透过水被引导至处理水槽5并被暂时存储，之后在被放出等。在膜分离槽4增殖的剩余污泥向槽外排出，从而槽内保持恒定的污泥浓度。
如图2所示，膜分离装置6构成为，在上下开口的膜壳7的内部排列有100片的板状的膜元件8，各膜元件8的各膜面呈纵向姿势，且各膜元件8隔开6mm到10mm左右(在本实施方式中为8mm)的恒定间隔，在膜壳7的下方具有散气装置12。
散气装置12包括形成有多个散气孔切口的散气管13，各散气管13经由散气集管14以及送风路15a与设置在槽外的鼓风机15连接。另外，各散气管13经由散气集管14以及液体供给路19a与设置在槽外的清洗液供给装置19连接。清洗液供给装置19具有用于供给恒定量清洗液的泵、阀等流量调整机构。
膜元件8经由集水管17与设置在槽外的作为差压产生机构的泵18连接，槽内的被处理水通过泵18透过膜元件8的膜面而被抽吸过滤。
如图3所示，膜元件8构成为，在高1000mm×宽490mm的ABS树脂等热塑性树脂制的过滤板9的表里两面上配置有过滤膜10，过滤膜10的周缘的接合部11通过超声波或热熔接与过滤板9接合，或者使用粘接剂等与过滤板9粘接接合。
过滤膜10是有机过滤膜，在由例如PET制的无纺布构成的支撑体10a上涂布以及含浸具有多孔的树脂，并形成有平均孔径约为0.2μm的微多孔膜10b。
在过滤板9的表面沿长度方向形成有多条深度为2mm、宽度为2mm左右的槽部9b，在其上端部形成有用于使各槽部9b连通的水平槽部9c。形成在表里两面的水平槽部9c经由连通孔9d连通，并与形成在膜支撑体9的上缘部的喷嘴9a连通。
如图2所示，各喷嘴9a经由管16与集水管17连接，集水管17与泵18连接，被泵18抽吸的透过水输送到处理水槽5。
通过使这样的膜分离装置6的散气装置12以及泵18动作，进行如下过滤运转：被从鼓风机15供给空气的散气管13所产生的气泡被供给至膜元件8，利用过滤膜10过滤被处理水而得到设定流量的透过水。
并且，例如定期地或者当过滤运转中的抽吸压变高时，为了保持槽内的活性污泥的特性并且防止过滤膜10的结垢，进行在使泵18停止的状态下只使散气装置12工作的松弛(Relaxatio)运转。
另外，定期地或者当松弛运转后的抽吸压变高时，进行经由集水管17向各膜元件8注入药液来清洗过滤膜10的药液清洗工序。
接着，说明散气装置12的结构。
如图2以及图4所示，多个散气管13相互以平行的状态隔开恒定间隔地并排设置，各散气管13的一端部与另一端部分别与散气集管14连接。2个散气集管14在侧面具有与各散气管13对应的多个筒状连接口14a。连接口14a的外径与散气管13的内径大致相等。通过使散气管13的两端部外嵌于各散气集管14的连接口14a，使得散气管13与散气集管14连接固定。
在散气集管14的一端部14b设有空气流入口以及清洗液流入口，另一端部被堵塞。空气流入口与源自鼓风机15的送风路15a的出口连接，清洗液流入口与源自清洗液供给装置19的液体供给路19a的出口连接。
如图5的(a)、(b)所示，各散气管13具有圆筒状的膜支撑体20、以覆盖膜支撑体20的外周面的方式安装的膜体21、将膜体21的两端部收紧固定在膜支撑体20的外周面上的金属制(日本SUS304等)的带22。图5的(a)是俯视图，图5的(b)是侧面剖视图，图5的(b)的左侧与散气管13的上表面侧对应，图5的(b)的右侧与散气管13的下表面侧。
如图6的(a)、(b)、(c)所示，在膜支撑体20的上表面侧中央，6个贯通孔20a在管轴方向(长度方向)上等间隔(100mm)地形成，在膜支撑体20的下表面侧中央，在管轴方向中心部形成有2个贯通孔20a，所述2个贯通孔20a在管轴方向上隔开狭窄的间隔(20mm)。各贯通孔20a的孔径为5mmφ。因此，形成在膜支撑体20的下表面侧的贯通孔20a的数量(2个)比设置在上表面侧的贯通孔20a的数量(6个)少，且开口面积的总和也小。
膜支撑体20由壁厚为4mm左右的ABS树脂制的管体构成。膜体21由EPDM(Ethylene-Propylene-DieneMonomer：三元乙丙橡胶)、聚氨酯树脂或硅酮橡胶等粘弹性体构成，厚度约为1mm。在膜体21上，以使外周面与内周面之间贯通的方式，用刀具切入而形成有长度为3mm左右的多个散气孔切口21a。
如图5的(b)所示，在散气管13的管轴方向上观察的侧视下，散气孔切口21a在从垂直线向左右两侧倾斜约为20度到70度左右的倾斜角度的范围内，并且，在散气管13的管轴方向上，散气孔切口21a形成在两侧的带22的位置的内侧的范围内。此外，图5的(b)的辅助线并未示出准确的角度。
并且，散气孔切口21a未形成在与形成于膜支撑体20的贯通孔20a对应的区域。此外，贯通孔20a形成在膜支撑体20的上表面侧或下表面侧，只要是与散气孔切口21a的形成区域不重叠的区域即可，则并不限定于形成在膜支撑体20的上表面侧中央或下表面侧中央。
在膜支撑体20的两端部的外周面形成有环状凸部20b。膜体21以覆盖在膜支撑体20的环状凸部20b上的方式安装，带22的位置在环状凸部20b的内侧。通过环状凸部20b能够防止膜体21以及带22相对于膜支撑体20偏移。
在膜支撑体20的上表面侧中央的两端缘部形成有切口20c(参照图6的(a))。在膜体21的两端缘部也形成有切口21b(参照图5的(a))。在膜支撑体20的外周面安装膜体21时，通过使膜体21的各切口21b与膜支撑体20的各切口20c对位，使散气孔切口21a的位置设定在图5的(b)所示的范围内。
通过上述的散气装置12的结构，从两端向各散气管13供给空气，从而膜支撑体20内的气压在管轴方向均匀化，并且，由于膜支撑体20的正上方位置的6个贯通孔20a在管轴方向上等间隔地配置，因此，从膜支撑体20的正上方位置的6个贯通孔20a喷出的空气在管轴方向上均匀化。因此，膜支撑体20的上表面侧的膜体21被均匀的压力向上推起，从而在膜体21与膜支撑体20之间形成有在膜支撑体20的管轴方向上均匀的间隙。
从膜支撑体20的正上方位置的6个贯通孔20a喷出的空气与膜体21碰撞后，沿着膜体21与膜支撑体20的间隙从侧方向下流动，并从膜体21的散气孔切口21a作为气泡向被处理液中排出。
在此，由于散气孔切口21a形成在水压低的散气管13的上表面侧以及接近上表面侧的位置，因此，既能够避免从贯通孔20a喷出的空气与散气孔切口21a直接碰撞的问题，又能够使上述空气高效地到达散气孔切口21a，从而能够实现在管轴方向上均匀且高的散气性能。
在散气装置12的散气性能降低的情况下或定期地执行从清洗液供给装置19向散气装置12供给清洗液来进行清洗的清洗工序。在清洗工序中，首先，在停止向膜支撑体20的内部供给空气的状态下，向膜支撑体20的内部供给清洗液而由清洗液充满。
并且，通过静置规定时间后再向膜支撑体20内部压入清洗液或者它们的组合，使充满膜支撑体20的内部的清洗液从各贯通孔20a流出，并通过膜体21与膜支撑体20之间的间隙而与散气孔切口21a接触。由此，散气管13(特别是散气孔切口21a)被清洗。
在清洗完成后，再次向膜支撑体20的内部供给空气。通过向膜支撑体20的内部供给的空气的压力，膜支撑体20内的清洗液从位于下表面的贯通孔20a流出，并经由膜体21与膜支撑体20之间的间隙从散气孔切口21a向被处理液中排出。
在此，清洗液因自重而聚集在膜支撑体20内的下部，但能够从形成于膜支撑体20的下表面侧的贯通孔20a良好地排出清洗液。
排出膜支撑体20内的清洗液的结果，在膜支撑体20内的上部确保通气空间，从而从上表面侧的贯通孔20a喷出的空气能够经由膜体21与膜支撑体20之间的间隙从散气孔切口21a作为气泡排出。
由于贯通孔20a形成在膜支撑体20的上表面侧，因此，若在膜支撑体20内的上部形成有一点点的通气空间，气泡就能够从散气孔切口21a快速地排出，从而散气管13的散气性能能够及早地恢复。
上述实施方式只是本发明的一个方式，该记载不限定本发明，在发挥本发明的作用效果的范围内可适当地进行变更。
其中，附图标记说明如下：
13：散气管
20：膜支撑体
20a：贯通孔
21：膜体
21a：散气孔切口

Claims (4)

1.一种散气管，
具有：
膜体，由管形状的粘弹性体构成，并形成有使外周面与内周面之间贯通的多个散气孔切口，
管状的膜支撑体，对所述膜体从内侧进行支撑，其特征在于，
贯通所述膜支撑体的管壁的贯通孔分别形成在所述膜支撑体的上表面侧与下表面侧，至少在所述膜体中的与所述贯通孔对应的区域未形成所述散气孔切口。
2.如权利要求1所述的散气管，其特征在于，
所述贯通孔在所述膜支撑体的上表面侧形成有多个，各贯通孔在所述膜支撑体的长度方向上均匀配置。
3.如权利要求2所述的散气管，其特征在于，
形成在所述膜支撑体的下表面侧的贯通孔的数量比配置在上表面侧的贯通孔的数量少，并且形成在所述膜支撑体的下表面侧的贯通孔的开口面积的总和比配置在上表面侧的贯通孔的开口面积的总和小。
4.一种散气管的清洗方法，该散气管是权利要求1～3中任一项所述的散气管，其特征在于，
在停止向所述膜支撑体的内部供给气体的状态下，向所述膜支撑体的内部供给清洗液并利用清洗液充满散气管的内部，在清洗完成后，再次向所述膜支撑体的内部供给气体，从而使所述散气管的内部的清洗液从所述散气孔切口排出。
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