JP2002273467A - 散気装置及びこれを用いた生物処理槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有効散気面積が大きく、ＳＳの堆積が生じに
くく、槽内の水流循環の妨げになりにくい散気装置及び
これを用いた生物処理槽を提供する。 【解決手段】 多数の気泡噴出孔を備えた散気膜１１
を、その膜面が水面に対して垂直となるように配置した
散気装置。両側を散気面とすることができ、垂直設置型
であるからＳＳの堆積が生じにくく、槽内の水流循環の
妨げになりにくい。しかも膜面の全面から発泡させるこ
とができる。この散気装置は中段曝気の際に特に有効で
ある。また水流の抵抗が少ないために担体循環を行なわ
せる場合にも有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理などの技
術分野に用いられる新規な散気装置及びこれを用いた生
物処理槽に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水の活性汚泥処理を行なう曝気槽や、
有機性排水の脱リン・脱窒処理を行う硝化槽などの生物
処理槽には、液中に空気や酸素を供給する散気装置が設
けられている。このような散気装置としては、セラミッ
ク多孔体からなる散気板や散気筒、および合成樹脂製の
散気膜（メンブレンディフューザー）が用いられてい
る。

【０００３】これらのうち、セラミック多孔体からなる
散気板や散気筒は耐食性に優れ、セラミック粒子間に形
成された均一サイズの気孔から微細気泡を発生して、高
い酸素溶解効率を得ることができる利点がある。しか
し、通気を長時間停止すると液中に分散している汚泥な
どのＳＳがその表面に堆積してセラミック多孔体の気孔
内に入り込むため、長期間の使用により通気抵抗が次第
に増加する傾向がある。

【０００４】また、合成樹脂製の散気膜はポリウレタ
ン、シリコン、ＥＰゴム等の適度の弾性を有する膜に多
数の気泡噴出孔を形成したものであり、耐食性の点では
セラミックよりも劣るものの、通気を停止した際には膜
の弾性により気泡噴出孔が閉じるため、液中に分散して
いる汚泥などのＳＳが散気板や散気筒に比較して内部に
侵入しにくいという利点がある。

【０００５】このように散気板、散気筒、散気膜はそれ
ぞれの利点を生かして広く用いられているのであるが、
いずれも必ず散気面を水平（水面に平行）として槽内に
設置されていた。これは有効散気面積を最大限に確保す
るためであり、もし散気板を傾斜させて設置すると、水
圧差によって上半部だけから気泡が集中的に発生し、有
効散気面積が減少する。また散気筒の場合にも、水圧差
によって上半部だけから気泡が発生することは広く知ら
れているところである。上記のように微小な水圧差によ
って気泡発生部位が異なるため、合成樹脂製の散気膜も
従来は必ず水平に設置され、その全面が発泡に寄与する
ように用いられていた。

【０００６】しかしこのように水平設置されていた従来
の散気装置は、通気停止時におけるＳＳの沈降を最も受
け易い形態であり、前記したように通気抵抗が次第に増
加する欠点を生ずる。また散気膜についてもＳＳが堆積
することは避けられず、定期的にそれらの表面を清掃す
る必要を生ずる。

【０００７】また、これらの散気装置１は図４に示すよ
うに生物処理槽２の内部に設置されて用いられるが、特
に多数の散気装置１を図示のようにバッフル板３の片側
の中段に配置した場合には、水平に設置された散気装置
１によって水流が妨げられる。このため散気装置１から
発生する気泡の浮上力による槽内の水流循環が不十分に
なり、溶存酸素濃度の不均一が発生して生物処理能力の
低下を招くことが避けられない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、有効散気面積を低下させることがな
く、ＳＳの堆積が生じにくく、槽内の水流循環の妨げに
なりにくい散気装置及びこれを用いた生物処理槽を提供
するためになされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の散気装置は、多数の気泡噴出孔を
備えた散気膜を、膜面が水面に対して垂直となるように
配置したことを特徴とするものである。なお、中央のベ
ースプレートの両側に散気膜を設けた構造とすることが
好ましい。また本発明の生物処理槽は、このような散気
装置を槽内部の中段に配置したことを特徴とするもので
あり、特に担体又は微生物固定化担体が投入された槽内
に配置したことを特徴とするものである。

【００１０】このように本発明では従来とは異なり、多
数の気泡噴出孔を備えた散気膜を、膜面が水面に対して
垂直となるように配置した。このような垂直配置は、従
来の水平設置型の散気装置に比べてＳＳの堆積が生じに
くいうえ、水平投影面積が小さいので気泡の浮上力によ
る槽内の水流循環を妨げにくい。このため、膜面近傍を
通過する水流による洗浄効果も得ることができ、長期間
使用しても通気抵抗の増加がない。

【００１１】しかも驚くべきことに、このように垂直設
置された散気膜は水圧の比較的小さい上半部からのみな
らず、比較的水圧の大きい下半部からも気泡を発生する
ことが確認された。その要因としては散気膜自身の圧損
のため、散気膜内面の圧力がある値までは散気膜が膨ら
むだけで発泡せず、ある値以上になって初めて発泡する
ことに起因すると思われる。すなわち散気膜自身の圧損
が散気装置幅の微小な水圧差に比べ、十分に大きいため
この水圧差を無視できるレベルにしていると考えられる
為である。

【００１２】この結果、垂直設置された散気膜はその全
面を有効散気面積とすることができるのみならず、左右
両面を活用することが可能となるので、従来のどの散気
装置よりも優れた酸素溶存効果を発揮させることができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を示す。図１は本発明の散気装置を示す斜視図であり、
１０はベースプレート、１１はその両側に配置された散
気膜である。散気膜１１の上下はベースプレート１０の
端部とともにパッキン１２の内部に装入され、硬質の枠
体１３により全長にわたりかしめられて固定されてい
る。枠体１３は上下ともに図示のようなＶ字又はＵ字形
状として、上下方向に流れる水流の抵抗を小さくしてお
くことが好ましい。散気装置の端部には中央部が膨らん
だエンドピース１５が設けられており、図２に示すよう
に、外部から散気用の圧縮空気を導入する送気管１４の
先端がこのエンドピース１５を貫通している。この構造
は散気装置の両端部に設けても良い。

【００１４】ベースプレート１０は硬質樹脂板あるいは
耐食性の金属板からなり、この実施形態では長さが数ｍ
の長尺の長方形である。散気膜１１はポリウレタン、シ
リコン、エチレンプロピレンゴムなどの適度の弾性を有
する合成樹脂または合成ゴムからなり、その全面に微細
な多数の気泡噴出孔（図示せず）が均一に形成されてい
る。送気管１４から圧縮空気が供給されると、気泡噴出
孔から微細気泡となって液中に散気される。

【００１５】本発明の散気装置は、ベースプレート１０
が垂直になるように設置される点に最大の特徴がある。
この結果、散気膜１１の膜面も水面に対して垂直とな
る。前記したように、セラミック多孔体のようにリジッ
ドな構造の散気装置は、水平に設置しなければ全面から
均一に発泡させることはできない。これは各部の孔径が
一定であり、もし水深差があると表面に作用する水圧が
異なるため、水圧の小さい上部のみから発泡するためで
ある。

【００１６】これに対して本発明の散気装置は、散気膜
１１を垂直に配置したにもかかわらず、その全面からほ
ぼ均等に発泡させることができる。その理由は前記した
とおりである。

【００１７】このように散気膜１１の全面からの均一発
泡を確保するためには、１枚の散気装置の高さをあまり
大きくすることは好ましくなく、５０cm以下とすること
が好ましい。高さが５０cmを超えると上下の水圧差が大
きくなり、下部からの発泡が行なわれにくくなって有効
散気面積が減少する。最も実用的な高さは１０〜３０cm
程度である。

【００１８】図３は、この散気装置をバッフル板３を備
えた生物処理槽２の内部中段に配置した例を示す図であ
る。生物処理槽２は例えば下水処理用の活性汚泥槽であ
る。散気装置に従来と同様に圧縮空気を供給すると、両
側の散気膜１１の全面から微細気泡が発生し、その浮上
力によって槽内に矢印のような水流が生じて槽内全体に
酸素が供給される。上記したように両側の散気膜１１の
全面から発泡させることができるので、従来の水平設置
型の散気装置よりも有効散気面積を広くすることができ
る。

【００１９】この散気装置は垂直設置型であるために、
従来の水平設置型の散気装置に比べて運転停止中にも汚
泥等のＳＳが堆積しにくい。また垂直設置型であるため
に槽内の水流の妨げとなりにくい。このために散気運転
中は散気装置間を通過する水量が多くなり、散気膜１１
の表面は常に洗浄されることとなって、この面からもＳ
Ｓの付着が防止される。

【００２０】本発明の散気装置は、特に担体が投入され
た生物処理槽と組み合わせて用いると有効である。すな
わち、投入された担体の槽内循環を円滑に行なわせるた
めには、担体のない場合よりも多量の空気を散気装置か
ら噴出させて強い循環流を生成させる必要があるが、散
気装置の単位面積当たりに吹き込める空気量には制限が
あるため、散気装置の設置面積を増大させねばならな
い。しかし従来の水平設置型の散気装置では、設置面積
を増大させることは担体の流動性を妨げる要因となる。
これに対して本発明のように垂直設置型の散気装置を用
いれば、担体の流動抵抗も小さくなり、しかも十分な有
効発泡面積を確保することができる。ここで添加する担
体は微生物固定の有無を問わず、どちらを使用しても良
い。

【００２１】なお、図３のように本発明の散気装置は水
流を妨げないので中段設置の場合に特に有効であるが、
もちろん槽底部に設置することも、バッフル板３のない
場合にも使用することができる。また図１に示したよう
にベースプレート１０の両面に散気膜１１を配置するこ
とが好ましいが、片面だけに散気膜１１を配置しても差
し支えない。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の散気装
置は多数の気泡噴出孔を備えた散気膜を膜面が水面に対
して垂直となるように配置したことにより、ＳＳの堆積
が生じにくなり、清掃等のメンテナンスの手数を削減で
きる。また本発明の散気装置は、水平投影面積が小さい
ので気泡の浮上力による槽内の水流循環を妨げにくい。
しかも従来の水平設置型の散気装置よりも広い有効散気
面積を確保することができ、特に担体循環を行なわせる
に効果的であるなどの多くの利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の散気装置の実施形態を示す斜視図（手
前部分は断面）である。

【図２】図１の右端部の部分断面図である。

【図３】本発明の生物処理槽の実施形態を示す概略断面
図である。

【図４】従来の生物処理槽を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ 従来の散気装置、２ 生物処理槽、３ バッフル
板、１０ ベースプレート、１１ 散気膜、１２ パッ
キン、１３ 枠体、１４ 送気管、１５ エンドピース

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の気泡噴出孔を備えた散気膜を、膜
   面が水面に対して垂直となるように配置したことを特徴
   とする散気装置。
2. 【請求項２】 中央のベースプレートの両側に散気膜を
   設けた請求項１記載の散気装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の散気装置を、槽
   内部の中段に配置したことを特徴とする生物処理槽。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載の散気装置を、担
   体又は微生物固定化担体が投入された槽内に配置したこ
   とを特徴とする生物処理槽。