JP2005095719A - 散気器の散気抵抗測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 水頭圧力が不安定に変化する場合にも、散気器の散気抵抗を簡単な構成で正確に測定する。
【解決装置】 水中に配設した散気器１０の散気抵抗を測定する装置であって、散気器１０に散気用空気を供給する空気配管１２から分岐管２０を分岐させ、当該分岐管２０に差圧計２６の一方の測定口２８を接続する。また、差圧計２６の他方の測定口３０がリード管３２を介して水中に開放されている。分岐管２０とリード管３２とがバイパス管３６で接続され、当該バイパス管３６の途中に開閉弁３８を配設されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は散気器の散気抵抗測定装置に係り、特に水中に配設した散気器の散気抵抗を測定する装置に関する。

有機性の汚水を生物学的に好気処理する方法が知られている。代表的な処理方法は活性汚泥処理法である。この方法は曝気槽内に活性汚泥を保持し、汚水中の有機物を活性汚泥によって酸化分解する。酸化分解のための酸素源として曝気槽内に空気が吹き込み、槽内を好気状態に維持する。曝気槽内に空気を吹き込む一装置として散気器が用いられる。

図２はその状況を例示した模式図である。有機性の被処理水２が流入する曝気槽１には活性汚泥が高濃度に保持されている。曝気槽１の底部には水面からＨの深さに散気器３，３，３が配設されている。各散気器３は空気配管４を介してブロア５と連通している。ブロア５で昇圧した空気が各散気器３に供給され、曝気槽１内に空気が散気される。この散気によって曝気槽１内が好気状態に維持される。すると、曝気槽１に保持された活性汚泥が散気された空気を酸素源として、被処理水中の有機物を酸化分解する。有機物の酸化分解によって浄化された被処理水は処理水６として曝気槽１外に排出される。

散気器３から散気する空気の気泡径は微細なほど被処理水や活性汚泥との接触効率が良くなる。このため、散気器３としては気泡径が微細になるよう、なるべく目の細かい素材を用いたものが好ましく使用される。反面、目の細かい素材は散気抵抗が大きいので、ブロア５による空気の供給圧を高くする必要がある。また、目の細かい素材は供給された空気中の塵埃や被処理水中の懸濁物によって目詰まりしやすい。長期間の運転によって素材に微生物が繁殖して目詰まりを起こす場合もある。特許文献１や特許文献２にはこのような散気器の目詰まり対策が開示されている。

散気器３に目詰まりが発生すると、散気抵抗が次第に大きくなり、設定量の散気をすることができなくなる。すると、曝気槽１では散気量の不足によって処理効率が低下する。したがって、目詰まりによる散気器３の散気抵抗の上昇傾向を事前に察知し必要な措置がとれるように、散気器３の散気抵抗を監視する必要がある。
特開２０００−２５４６８１号公報 特開２００３−１７０１８６号公報

従来技術では散気器３の散気抵抗を正確に測定する有効な装置がなかった。図２に示したように、空気配管４に圧力計７を設置して散気器３の散気抵抗を間接的に測定する方法がある。すなわち、この圧力計７の指示値は主に散気器３の散気抵抗と散気器３に作用する水頭圧力Ｈとの合計値である。したがって、水頭圧力Ｈが一定であれば、圧力計７の指示値から水頭圧力Ｈを差し引けば散気器３の散気抵抗を算出することができる。しかしながら、曝気槽１では被処理水の流れと曝気による波打ちによって水面が激しく動き、水頭圧力Ｈが安定しない。また、曝気槽１の構造によっては被処理水の流入量などによって水位が大きく変化する場合がある。このような場合には水頭圧力Ｈも変動するので、圧力計７の指示値のみでは散気器３の散気抵抗を正確に算出することは到底できない。このような欠点は上記曝気槽１内に設置した散気器３に限らず、水中に配設した散気器に共通する欠点であった。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、水中に配設した散気器での水頭圧力Ｈが不安定に変化する場合にも、散気器の散気抵抗を簡単な構成で正確に測定することができる散気器の散気抵抗測定装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る散気器の散気抵抗測定装置は、水中に配設した散気器の散気抵抗を測定する装置であって、散気器に散気用空気を供給する空気配管から分岐管を分岐させ、当該分岐管に差圧計の一方の測定口を接続するとともに、前記差圧計の他方の測定口をリード管によって前記水中に開放させたことを特徴とする。この構成において、前記分岐管とリード管とを前記差圧計をバイパスしたバイパス管で接続し、当該バイパス管の途中に開閉弁を配設したことが好ましい。

本発明によれば、水中に配設した散気器での水頭圧力が不安定に変動する場合にも、その変動幅を相殺するように差圧計が作動する。このため、散気器の散気抵抗を簡単な構成で正確に測定することができる。

図１は本発明に係る散気器の散気抵抗測定装置の実施形態を示す系統図である。水面ＷＬからＨ₁の深さの水中に散気器１０が配設されている。散気器１０は空気配管１２を介してブロア１４と連通している。ブロア１４で昇圧した空気が散気器１０に供給され、散気器１０からの空気が水中に散気される。空気配管１２には流量調節弁１６と流量計１８が設けられている。

空気配管１２には圧力計２２と開閉弁２４を有した分岐管２０が分岐している。この分岐管２０の他端が差圧計２６の一方の測定口２８に接続している。差圧計２６の他方の測定口３０にはリード管３２が接続している。リード管３２には開閉弁３４が設けられ、リード管３２の他端は水面ＷＬ下の深さＨ₂に開口している。したがって、開閉弁３４を開にすると差圧計２６の測定口３０はリード管３２を介して水中に開放される。分岐管２０とリード管３２とは差圧計２６をバイパスしたバイパス管３６で接続され、バイパス管３６の途中に開閉弁３８が配設されている。

上記の構成において、ブロア１４で昇圧した空気が空気配管１２を介して散気器１０に供給され、水中に散気される。この際、流量計１８で検出される空気量が設定量となるように流量調節弁１６の開度が調節される。通常運転時には分岐管２０の開閉弁２４とリード管３２の開閉弁３４を閉にしておき、差圧計２６に空気配管１２内の圧力を作用させない。

空気配管１２内の圧力は圧力計２２によって検出される。圧力計２２の検出値は散気器１０の散気抵抗（分岐管１２の分岐点以降に空気配管１２に流れる空気の配管抵抗を含む。）と散気器１０に作用する水頭圧力Ｈ₁との合計値である。したがって、水頭圧力Ｈ₁が一定であれば、圧力計２２の検出値から水頭圧力Ｈ₁を差し引けば散気器１０の散気抵抗を算出することができる。しかしながら、水面ＷＬは種々の原因によって水位が変動する場合があり、散気器１０が定位置にある時は水頭圧力Ｈ₁も水位の変動に追随して変動する。このため、圧力計２２の検出値のみでは散気器１０の散気抵抗を正しく算出することは到底できない。

そこで、本実施形態では必要時に以下の手順に従って散気器１０の散気抵抗を測定する。すなわち、まず、バイパス管３６の開閉弁３８を開にする。次に、分岐管２０の開閉弁２４とリード管３２の開閉弁３４をほぼ同時に開にする。すると、空気配管１２に流れる空気の一部が分岐管２０、バイパス管３６、リード管３２の順に流れ、リード管３２の開口端から噴出し、リード管３２の内部が空気で満たされる。次に、バイパス管３６の開閉弁３８を閉にして、分岐管２０とリード管３２とを遮断する。すると、差圧計２６の一方の測定口２８には分岐管２０を介して前記した圧力計２２の検出値と同一の圧力が作用する。また、差圧計２６の他方の測定口３０にはリード管３２を介して水頭圧力Ｈ₂が作用する。すると、差圧計２６では測定口２８と測定口３０に作用した圧力の差を検出し、その値を表示する。

散気器１０の散気抵抗をＰとすると、差圧計２６の測定口２８に作用する圧力はＰ（散気抵抗）＋Ｈ₁（水頭圧力）である。一方、差圧計２６の測定口３０に作用する圧力はＨ₂（水頭圧力）である。したがって、差圧計２６の検出値ΔＰは、ΔＰ＝（Ｐ＋Ｈ₁）−Ｈ₂となる。すると、散気抵抗Ｐは、Ｐ＝ΔＰ−（Ｈ₁−Ｈ₂）であり、（Ｈ₁−Ｈ₂）をΔＨとすると、散気抵抗Ｐは、Ｐ＝ΔＰ−ΔＨと計算される。Ｈ₁とＨ₂とは既知であるから、ΔＨも既知の値である。水面ＷＬの水位が大きく変動した場合でも、Ｈ₁とＨ₂とが同時に追随して変動するので、ΔＨは変化しない。したがって、差圧計２６によってΔＰが検出されると、このΔＰから既知のΔＨを差し引くことによって、水位変動の有無に関係なく散気抵抗Ｐを容易かつ正確に求めることができる。

なお、リード管３２の開口の深さＨ₂を散気器１０の設置Ｈ₁と等しくなるように設定しておくとΔＨはゼロとなり、散気器１０の散気抵抗Ｐは差圧計２６の検出値ΔＰと等しくなる。このため、上記した散気抵抗Ｐの計算が不要となり、差圧計２６の検出値ΔＰをそのまま、散気器１０の散気抵抗Ｐとして認識でき便利である。

散気器１０の散気抵抗Ｐの測定は適当な間隔で定期的に行えば十分である。したがって、散気抵抗Ｐの測定を行わない期間では、分岐管２０の開閉弁２４とリード管３２の開閉弁３４を閉にしておき、差圧計２６に空気配管１２内の圧力などを作用させない。これにより、差圧計２６の耐用年数を長くすることができる。差圧計２６としてはダイアフラムなどの弾性的に変形可能な感圧素子を用いたものが好ましく用いられる。しかしながら、本発明にかかる差圧計はダイアフラムのものに限定されない。例えばピストンを用いたものなど、実用化されている他型式の差圧計を用いることができる。

上述のとおり、本実施形態の散気器１０の散気抵抗測定装置によれば、水中に配設した散気器１０に作用する水頭圧力Ｈ₁が不安定に変動する場合にも、その変動幅を相殺するように差圧計２６が作動する。このため、散気器１０の散気抵抗Ｐを簡単な構成で正確に測定することができる。また、散気抵抗測定の開始時にバイパス管３６を介してリード管３２内に空気配管１２からの空気を導入するようにした。このため、差圧計２６の測定口３０にリード管３２を介して水頭圧力Ｈ₂を確実に作用させることができる。

本発明に係る散気器の散気抵抗測定装置の実施形態を示す系統図である。 従来技術に係る曝気槽を例示した模式図である。

符号の説明

１０………散気器、１２………空気配管、１４………ブロア、１８………流量計、２０………分岐管、２２………圧力計、２６………差圧計、３２………リード管、３６………バイパス管。

Claims (2)

1. 水中に配設した散気器の散気抵抗を測定する装置であって、散気器に散気用空気を供給する空気配管から分岐管を分岐させ、当該分岐管に差圧計の一方の測定口を接続するともに、前記差圧計の他方の測定口をリード管によって前記水中に開放させたことを特徴とする散気器の散気抵抗測定装置。
2. 前記分岐管とリード管とを前記差圧計をバイパスしたバイパス管で接続し、当該バイパス管の途中に開閉弁を配設したことを特徴とする請求項１に記載の散気器の散気抵抗測定装置。

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