JP2005052773A - 排水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】散気管内、散気孔の詰りや通路の縮小を防止するとともに、構成の簡略化、省エネルギー化を図る。
【解決手段】被処理水３を貯留する処理槽１と、処理槽１内の被処理水３に浸漬した分離膜部４と、分離膜部４の下方に配置し空気を吐出する複数の散気孔６を有する散気管５と、前記散気管５に連通した空気供給手段８を備え、空気供給手段８から散気管５への空気供給を停止しているときは、散気管５内を置換水２１で満たものであり、散気管５内への被処理水１の流入をなくして散気管５、散気孔６の詰り、通路の縮小を確実に防止するとともに、空気または液体の高圧供給手段、散気孔の開閉機構を不要として構成の簡略化、省エネルギー化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、汚水等の被処理水に曝気のための空気を噴出する散気管を有する排水処理装置に関するものである

従来、被処理水に曝気のための空気を噴出する散気管を有する排水処理装置においては、必要に応じて散気管からの空気の供給を停止させる運転を行うが、この空気供給を停止させた際に、前記散気管内に被処理水中の汚泥、固形物等が流入することによって、散気管、散気孔の詰り、通路の縮小を生じ、曝気不足、偏りが発生する課題がある。従来この課題の解決手段として下記のものが知られている。

分離膜濾過を停止している例えば２分間の間に、散気管内に通常の散気空気量を供給しながら１０〜２０分に１回の間欠制御で水を供給し散気管内に滞留している汚泥を、乾燥して肥大化する前に洗い流そうとするものがある。（例えば、特許文献１参照）
また、散気管に詰りを生じたときに、散気管内に洗浄流体を流通させる流体流通手段を設けたもので、流体流通手段として、空気を供給する予備ブロワ、または加圧空気を供給するコンプレッサー、または加圧水の供給あるいは処理槽内の被処理水の吸引を行うポンプを設けている。これによって散気管内に供給する加圧空気、加圧水の運動エネルギーによって、散気孔や管内部の異物を被処理水側へ押し出し、散気孔より大きく肥厚した異物を散気管から排除するものがある。（例えば、特許文献２参照）
また、散気管への供給空気の内圧により、散気孔閉塞部材が押し上げられ、逆止部材が浮上して散気孔を開き、散気孔から曝気槽内へと空気を噴出する。一方、曝気停止時には、散気装置に空気が供給されないため、逆止部材が自重により下方に移動して散気孔閉塞部材が散気孔の底部に移動して散気孔を閉塞する。このように、曝気停止時には、散気孔が散気孔閉塞部材により閉塞され、散気管の内部に活性汚泥等が侵入しないようにして、汚泥による散気孔の閉塞を防止するものがある。（例えば、特許文献３参照）
特開平１１−２４４６７４号公報（第４頁〜第５頁、第１図、第３図） 特開平１０−０４３７８９号公報（第２頁〜第３頁、第１図） 特開平１０−０６６９８８号公報（第３頁〜第４頁、第１図、第２図）

しかしながら、前記した散気管から空気を被処理水中に供給しながら、散気管内に間欠供給で一定量の水を供給して散気管の汚泥を洗い流そうとするものにおいては、空気の供給停止中（曝気停止中）に被処理水が散気管内に入り、特に被処理水の汚泥の濃度が高くなるにしたがいより詰りを生じやすく、汚泥等の完全な洗浄は困難となる。

また高い圧力を発生させるブロア、ポンプ、コンプレッサーを用いて散気管の内圧を上昇させ、散気孔や管内部を閉塞している異物を吹き飛ばすものにおいては、高圧供給手段が必要となり騒音、設備の高額化および複雑化、電力消費等の課題がある。

また、散気管の散気孔に散気孔閉塞部材を設け、曝気停止時に散気孔を閉塞するものにおいては、空気圧で開とするため閉止力が大きく取れないことや、汚泥を含む被処理水中での開閉機構となるため汚泥や固形物で不完全な弁閉塞になりやすく、空気の供給停止中（曝気停止中）に被処理水が散気管内に入り、特に被処理水の汚泥の濃度が高くなるに従い、より詰りを生じやすい課題がある。また散気孔閉塞部材が被処理水中に位置するため掃除、洗浄、修理等が困難である。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被処理水中への空気供給の停止時（曝気停止中）に、散気管の散気孔に開閉機構を設けることなく散気管内への汚泥を含む被処理水の流入自体をなくして散気管内、散気孔の詰り、通路の縮小を確実に防止するとともに、空気または液体の高圧供給手段を不要として構成の簡略化、省エネルギー化を図ることを目的とするものである。

被処理水を貯留する処理槽と、被処理水を貯留する処理槽と、前記被処理水中に配置し空気を吐出する複数の散気孔を有する散気管と、前記散気管に連通した空気供給手段を備え、前記空気供給手段から前記散気管への空気供給を停止しているときは、前記散気管内を置換水で満たしたことを特徴とするものである。

これによって散気管内への被処理水の流入をなくして散気管、散気孔の詰り、通路の縮小を確実に防止するとともに、空気または液体の高圧供給源、散気孔の開閉機構を不要として構成の簡略化、省エネルギー化を図ることができる。

以上のように本発明の排水処理装置によれば、空気供給手段から散気管への空気供給を停止しているときは、散気管内を置換水で満たしたもので、これによって散気管内への被処理水の流入をなくして散気管、散気孔の詰り、通路の縮小を確実に防止するとともに、空気または液体の高圧供給手段、散気孔の開閉機構を不要として構成の簡略化、省エネルギー化を図ることができる。

請求項１に記載の発明は、被処理水を貯留する処理槽と、被処理水を貯留する処理槽と、前記被処理水中に配置し空気を吐出する複数の散気孔を有する散気管と、前記散気管に連通した空気供給手段を備え、前記空気供給手段から前記散気管への空気供給を停止しているときは、前記散気管内を置換水で満たしたことを特徴とするものである。

これによって散気管内への被処理水の流入をなくして散気管、散気孔の詰り、通路の縮小を確実に防止するとともに、空気または液体の高圧供給手段、散気孔の開閉機構を不要として構成の簡略化、省エネルギー化を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の排水処理装置において、処理槽内の被処理水に浸漬した分離膜部を備え、前記分離膜部の下方に散気管を配置したものである。

これによって前記被処理水の汚泥濃度が高く変化しても散気管、散気孔の詰り、通路の縮小を確実に防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２記載の排水処理装置において、置換水は、分離膜部内を通過した処理水、水道水、雨水のいずれかまたは複数の混合水としたものである。

これによって汚泥を含まない処理水、水道水、雨水またはこれらの混合水の清浄な水で散気管内を満たすことにより散気管内、散気孔の詰りをより確実に防止することができる。また置換水を自由に選択または混合して用い、常に置換水を確保することができるとともにリソースの有効活用を図ることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の排水処理装置において、散気管内に置換水を満たした後、空気供給側および置換水供給側の通路を閉塞し、被処理水と置換液との入れ替わりをなくして、前記散気管内の置換水の流動を防止したものである。

これによって前記置換水を前記散気管内内に保持することができ、前記散気管内への被処理水の流入をより確実になくすことができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の排水処理装置において、散気管の噴出孔から一定時間置換水を吐出させてから置換水の供給を停止させたものである。

これによって散気管内をより確実に空気から置換水に置き換えて満たし、前記散気管内への被処理水の流入をより確実になくすことができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の排水処理装置において、散気管内に置換水を満たした後、前記散気管内に置換水を連続または間欠的に供給し、散気孔に置換水の吐出流を形成させたものである。

これによって前記置換水で前記散気管内をより確実に満たすとともに、前記散気孔近傍を汚泥濃度の低い被処理水が存在しやすくなり散気管、散気孔の詰りをより確実に防止することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の排水処理装置において、散気管内に置換水を満たしてから処理槽に被処理水を供給したものである。

これによって排水処理装置の最初の運転開始時または被処理水を一旦抜いて処理槽の掃除等を行った場合に、散気管内に最初に置換水を満たしてから処理槽に被処理水を供給して貯める。従って前記散気管内への被処理水の流入をより確実になくすことができる。このとき置換水は水道水、雨水でよくまた置換水を散気孔から微量吐出させながら処理槽に被処理水を供給してもよい。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の排水処理装置を図１、図２を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１の排水処理装置の一部側断面図、図２は図１中の散気管部の拡大断面図である。以下、本発明の実施の形態１を図面に基づいて説明する。

図１、図２において、処理槽１内部には汚水供給管２から供給された被処理水３を貯留し、前記被処理水３中に分離膜部４を浸漬している。この分離膜部４は例えば分離膜を使用した複数のユニットに構成し、縦方向に所定間隔をあけて平行に配置したものであり、各ユニット間に被処理水３の流路を形成している。被処理水３中でかつ分離膜部４の下方に空気を吐出する複数の散気孔６を有する散気管５を配置し、この散気管５は空気導入管７を介してブロアを用いた空気供給手段８に連通させこの空気供給手段８の下流側に開閉弁９を設けている。

なお、分離膜部４の形状は特に限定するものではなく平状でも中空糸状でもよく、材質も特に限定するものではなく、有機物でも無機物でもよい。

また被処理水３が分離膜部４を通過して得られた処理水は吸入管１０からポンプ１１により吸引され、タンク１２に一定量の貯留水１３を確保した後に排水管１４から排水される。さらにタンク１２と空気導入管７に連通させる供給管１５を設け、この供給管１５にポンプ１６、開閉弁１７を位置させている。１８はタンク１２に水道水または別のタンクからの雨水を供給する供給管で、水位検出器を有する開閉弁１９により、タンク１２内に貯留水が不足するときに供給するものである。２０は散気管５の散気孔６から被処理水３に供給した空気泡を示す。

第２図は、空気供給手段８から散気管５への空気供給を停止しているときの状態を示す。タンク１２内の貯留水１３を供給し、この貯留水１３を置換水２１として散気管５を満たしたものである。タンク１２内の貯留水１３は置換に必要な液量以上に設定されていることはもちろんである。

次に本実施の形態１の基本的な動作を説明する。被処理水３中でかつ分離膜部４の下方に配置した散気管５に形成した複数の散気孔６から空気供給手段８より供給した空気を被処理水３中に噴出させる。このときポンプ１６は停止、開閉弁１７は閉状態となっている。また分離膜部４で濾過された処理水は吸入管１０からポンプ１１により大気に開放したタンク１２内へ貯留水１３として一定量貯留され排出管１４より排出される。

前記した被処理水３中に噴出した空気は被処理水３を曝気するとともに、その上昇によって被処理水３の上向流を生起する。この上向流は被処理水３を攪拌混合し、分離膜部４の各ユニット間の流路に沿って掃流として流れ、各ユニットの分離膜面に被処理水３の濾過による濃縮作用で脱水ケーキ状が付着することを抑制するものである。

一方この種の排水処理装置においては、汚水供給管２から流入する汚水流入量が所定値以下となるとき、あるいは被処理水３中の好気性、嫌気性の切り替え等の状況下、さらには、前記掃流による分離膜部４の脱水ケーキ状の付着抑制のため、空気供給手段８であるブロアの駆動を停止させて、被処理水３中への空気の供給を中断させる必要がある。

この状態のときには、空気供給手段８であるブロアの駆動を停止するとともに開閉弁９を閉とする。次にポンプ１６を駆動し、開閉弁１７を開として、タンク１２内にある貯留水１３を供給管１５、空気導入管７を介して散気管５に供給し、貯留水１３を置換水２１として散気管５内を満たす。散気管５内が置換水２１で満たされた後、ポンプ１６を停止、開閉弁１７を閉とし、これによって置換水２１の流動作用をなくし散気管５内に置換水２１を保持し散気孔６から散気管５内への被処理水３の流入を防止することができるものである。従って被処理水３中の汚泥、固形物等が散気管５内に入ることがなく、散気孔６の詰りが発生しない。

このように本実施の形態においては、空気供給手段８から前記散気管５への空気供給を停止（曝気停止）しているときは、前記散気管５内を置換水２１で満たしたもので、これによって散気管５内への汚泥、固形物等を含む被処理水３の流入をなくして散気管５、散気孔６の詰り、通路の縮小を確実に防止するとともに、空気または液体の高圧供給手段、散気孔の開閉機構を不要として構成の簡略化、省エネルギー化を図ることができる。

さらに空気供給手段８から前記散気管５への空気供給を再開（曝気運転）するときは、ポンプ１６は停止、開閉弁１７は閉のままとして空気供給手段８であるブロアを駆動するとともに開閉弁９を開とする。これによって空気導入管７を介して散気管５内に空気を供給し置換水２１を散気孔６から被処理水３中に押し出す。置換水２１が散気孔６から押し出された後、被処理水３中に散気孔６から空気を供給するものである。

また、置換水２１は、分離膜部４内を通過した処理水、水道水、雨水のいずれかまたはこれらの混合水を用いるものである。これによって汚泥、固形物等を含まない清浄水で散気管５内を満たしたことにより散気管５内、散気孔６の詰りをより確実に防止することができる。また置換水２１を自由に選択または混合して用い、リソースの有効活用を図ることができる。

また、散気管５内に置換水２１を満たした後、開閉弁９および開閉弁１７を閉として、空気供給側および置換水供給側の通路を閉塞し、複数の散気孔６を介しての被処理水３と置換水２１との入れ替わりをなくして、前記散気管５内の置換水２１の流動を防止したものである。これによって前記置換水２１を前記散気管５内に保持することができ、前記散気管５内への被処理水３の流入をより確実になくすことができる。

また、散気管５の散気孔６から一定時間（例えば３０秒程度）置換水２１を吐出させてからポンプ１６を停止、開閉弁１７を閉として置換水２１の供給を停止させてもよく、この場合は散気管５内をより確実に空気から置換水２１に置き換え、前記散気管５内への被処理水の流入をより確実になくすことができる。

また、散気管５内に置換水２１を満たした後、前記散気管５内に置換水２１を連続または間欠的に供給し、散気孔６から置換水２１の吐出流を形成させてもよい。この場合には前記置換水２１で前記散気管５内をより確実に満たすとともに、前記散気孔６の近傍に汚泥濃度の低い被処理水３が存在しやすくなり散気管５、散気孔６の詰り、通路の縮小をより確実に防止することができる。

また、排水処理装置の最初の運転開始時または被処理水３を一旦抜いて処理槽１の掃除等を行った場合に、散気管５内に最初に置換水２１を満たしてから処理槽１に被処理水３を供給開始して貯留する。したがって前記散気管５内への被処理水３の流入をより確実になくすことができる。このとき置換水２１は水道水、雨水でまたはこれらの混合水でもよく、また置換水２１を散気孔６から微量吐出させながら処理槽１に被処理水を供給してもよい。

また、散気管５は、管状体に複数の散気孔６を形成した形態としたが、多孔質体としてその多数の細孔から空気を噴出するものであってもよく、この多孔質体を用いても置換水を満たしたことによって汚泥、固形物等による詰り、通路の縮小を防止することができる。

また、タンク１２からポンプ１６により散気管５内に置換水を供給する構成としたが、必要な供給圧力が取れれば落差による供給構成としてもよい。

また置換水２２に洗浄剤を混入させて散気管５内を満たすようにさせてもよく、この場合は常に散気管５内を清浄な状態に維持することができる。

さらに、本実施の形態においては、分離膜部を備えた装置で説明したが、分離膜部のない排水処理装置へ適用しても同様の効果を発揮できるものである。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の排水処理装置で図３の一部側断面図を参照しながら説明する。図３において図１と同一番号は同一箇所を示し、説明を省略する。図１と異なるところは、水道水の供給管２２とその開閉弁２３および雨水の供給管２４とその開閉弁２５、またタンク１２内の貯留水１３とその開閉弁１７を各々個別に設け、空気導入管７に連通させたものである。水道水、雨水も別に設けたタンク（図示なし）から供給させる。タンク１２内の貯留水１３は落差圧力により供給するように構成してある。

散気管５内へ置換水２１を供給する場合は、空気供給手段８であるブロアの駆動を停止するとともに開閉弁９を閉とする。次に貯留水１３の開閉弁１７、水道水の開閉弁２３、雨水の開閉弁２５のうちいずれかを選択して開とし、空気導入管７を介して散気管５内に供給し散気管５内を置換水２１で満たすものである。散気管５内を置換水２１で満たした後、前記開とした開閉弁を閉とするものである。

タンク１２内に貯留水１３がないときは、水道水または雨水を供給するなど、その時々の状況に応じて自由に選択可能とし常に散気管５内を満たす置換水２１を確保するこができるものである。

また必要に応じて開閉弁１７，２３，２５のうち複数個を開として混合水を供給してもよい。図３の構成では各開閉弁を個別に供給を制御するようにしたが、一個の開閉弁で流路を切り替える構成としてもよい。

本発明の排水処理装置は、排水、湖沼等の環境浄化に対して空気供給を必要とする広範囲の装置の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１の排水処理装置の一部側断面図 図１中の散気管部の拡大断面図 本発明の実施の形態２の排水処理装置の一部側断面図

符号の説明

１ 処理槽
２ 汚水供給管
３ 被処理水
４ 分離膜部
５ 散気管
６ 散気孔
７ 空気導入管
８ 空気供給手段
９ 開閉弁
１０ 吸入管
１１ ポンプ
１２ タンク
１３ 貯留水
１４ 排水管
１５ 供給管
１６ ポンプ
１７ 開閉弁
１８ 供給管
１９ 開閉弁
２０ 空気泡
２１ 置換水
２２ 水道水供給管
２３ 開閉弁
２４ 雨水供給管
２５ 開閉弁

Claims (7)

1. 被処理水を貯留する処理槽と、前記被処理水中に配置し空気を吐出する複数の散気孔を有する散気管と、前記散気管に連通した空気供給手段を備え、前記空気供給手段から前記散気管への空気供給を停止しているときは、前記散気管内を置換水で満たしたことを特徴とする排水処理装置。
2. 処理槽内の被処理水に浸漬した分離膜部を備え、前記分離膜部の下方に散気管を配置した請求項１記載の排水処理装置。
3. 置換水は、分離膜部内を通過した処理水、水道水、雨水のいずれかまたは複数の混合水とした請求項２記載の排水処理装置。
4. 散気管内に置換水を満たした後、空気供給側および置換水供給側の通路を閉塞し、前記散気管内の置換水の流動を防止した請求項１〜３のいずれかに記載の排水処理装置。
5. 散気管の散気孔から一定時間置換水を吐出させてから置換水の供給を停止させた請求項１〜４のいずれかに記載の排水処理装置。
6. 散気管内に置換水を満たした後、前記散気管内に置換水を連続または間欠的に供給し、散気孔に置換水の吐出流を形成させた請求項１〜４のいずれかに記載の排水処理装置。
7. 散気管内に置換水を満たしてから処理槽に被処理水を供給した請求項１〜６のいずれかに記載の排水処理装置。

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