JP2005103387A - 散気システム及び散気ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 高い強度及び複雑な機構を必要とすることなく、被処理水中から散気ユニットを容易に引き出すことが可能な散気システムを提供する。
【解決手段】 散気システム１０は、処理槽１２内に貯留された被処理水に散気する。この散気システム１０は、（１）被処理水中に気泡を発生させる複数の散気装置２４、及び複数の散気装置２４それぞれに気体を分配するヘッダ管２６を一体化してなる散気ユニット１４と、（２）処理槽１２の底部から上方に向かって延びる一対のガイド部材１６と、（３）散気ユニット１４に取り付けられており、一対のガイド部材１６にガイドされて散気ユニット１４の移動を案内する一対の移動案内部材１８と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被処理水中に気泡を拡散させるための散気システム及び散気ユニットに関する。

被処理水に対して好気性菌を利用した処理を行うとき、微細気泡を発生させて菌の活性を高めるため、処理槽内に複数の散気装置を設置することがある。この散気装置は、被処理水中に微細な気泡を発生させるためのものであり、各散気装置には処理槽外からフレキシブルチューブ等を通して空気が供給される。

かかる散気装置は、従来より、処理槽の底付近に完全固定されることが一般的であった。従って、散気装置の目詰まり等による機能低下を抑制するため洗浄するときや、空気漏れをチェックする等の定期的なメンテナンスのとき、また破損した部品を交換するときなどには、処理槽内から被処理水を抜き出していた。

しかしながら、洗浄、メンテナンス、及び部品交換の度に処理槽内から被処理水を抜き出していたのでは、被処理水の処理効率が著しく低下してしまう。

そこで、処理槽内から散気装置を吊り出すことで、処理槽内から被処理水を抜き出すことなく、洗浄、メンテナンス、及び部品交換を可能とする散気システムが開発されている（例えば、特許文献１）。この散気システムでは、散気装置の一縁を引っ張って９０°回転させて直立させた後、立った状態のままで散気装置を被処理水中から吊り出していた。
特開２００１−２４６３９４号公報

しかしながら、上記した従来の散気システムでは、複数の散気装置の各々を吊り上げる必要があったため、作業が面倒であった。また、散気装置を吊り上げて９０度回転させるために架台の強度が必要となり、また散気装置を回転させるためのヒンジ等の複雑な機構が必要となるという問題があった。また、深槽では散気装置を回転させるための抵抗が大きく、吊り上げが困難であるという問題があった。

本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、高い強度及び複雑な機構を必要とすることなく、被処理水中から散気ユニットを容易に引き出すことが可能な散気システムを提供することを目的とする。また、被処理水中から容易に引き出すことが可能な散気ユニットを提供することを目的とする。

本発明に係る散気システムは、処理槽内に貯留された被処理水に散気するための散気システムである。この散気システムは、（１）被処理水中に気泡を発生させる複数の散気装置、及び複数の散気装置それぞれに気体を分配するヘッダ管を一体化してなる散気ユニットと、（２）処理槽の底部から上方に向かって延びる一対のガイド部材と、（３）散気ユニットに取り付けられており、一対のガイド部材にガイドされて散気ユニットの移動を案内する一対の移動案内部材と、を備える。

この散気システムでは、一対の移動案内部材は、一対のガイド部材にガイドされて、処理槽の底部から上方に向かって（或いはその逆も）移動可能である。このとき、一対の移動案内部材は散気ユニットに取り付けられているため、一対の移動案内部材の移動に伴い、散気時の姿勢を実質的に保った状態で、散気ユニットも処理槽の底部から上方に向かって（或いはその逆も）移動可能である。

このように、この散気システムでは、一対のガイド部材及び一対の移動案内部材を備えることで、散気時の姿勢を実質的に保った状態で、被処理水中から散気ユニットを容易に引き出し可能であり、従来のような高い強度及び複雑な機構は必要とされない。また、散気ユニットにはヘッダ管が一体化されているため、散気装置それぞれにフレキシブルチューブを接続する場合と比べて、各散気装置に気体を供給する機構を簡素化することができ、被処理水中からの散気ユニットの引き出しが一層容易になる。

本発明に係る散気システムにおいて、ヘッダ管は、複数の散気装置の下部に取り付けられていると好ましい。このようにすれば、ヘッダ管から散気装置への気体の供給が促進される。また、散気装置上部における散気面積の有効利用が図られる。

本発明に係る散気システムは、ヘッダ管に気体を供給するためのチューブを備え、ヘッダ管には、チューブを接続して気体を受け入れるための接続部が設けられていると好ましい。このようにすれば、チューブがヘッダ管の接続部に接続され、チューブを通してヘッダ管に気体が供給される。そして、ヘッダ管を通して各散気装置に気体が分配される。

本発明に係る散気システムでは、一対のガイド部材の一方は筒状のパイプを含み、筒状のパイプから分岐してヘッダ管に気体を供給するための配管部を備えると好ましい。このようにすれば、筒状のパイプ及び配管部を通してヘッダ管に気体が供給される。そして、ヘッダ管を通して各散気装置に気体が分配される。

本発明に係る散気ユニットは、（１）被処理水中に気泡を発生させる複数の散気装置と、（２）複数の散気装置それぞれに気体を分配するヘッダ管と、を一体化してなる。

この散気ユニットでは、ヘッダ管が一体化されているため、散気装置それぞれにフレキシブルチューブを接続する場合と比べて、各散気装置に気体を供給する機構を簡素化することができ、被処理水中からの散気ユニットの引き出しが容易になる。

本発明に係る散気ユニットにおいて、複数の散気装置それぞれは、気体を受け入れる気体受入口を含むベースプレートと、ベースプレートの表面を被覆する多孔膜と、を有し、ヘッダ管は、複数の散気装置それぞれに気体を分配するための複数の気体分配口を有し、ベースプレートとヘッダ管との間には、気体受入口と気体分配口とを気密に連通するための嵌合部が設けられていると好ましい。このようにすれば、ヘッダ管の気体分配口からベースプレートの気体受入口を通して、散気装置内に気体が供給される。そして、散気装置内に供給された気体は、ベースプレートと多孔膜との間のスペースに広がると共に、多孔膜を通して被処理水中に微細な気泡として散気される。このとき、嵌合部により気体受入口と気体分配口とは気密に連通されているため、散気装置とヘッダ管との間での気体の漏れが防止される。更に、ベースプレート側から気体を供給する構成であるため、散気装置上部における多孔膜による散気面積の有効利用が図られる。

本発明によれば、高い強度及び複雑な機構を必要とすることなく、被処理水中から散気ユニットを容易に引き出すことが可能な散気システムが提供される。また、被処理水中から容易に引き出すことが可能な散気ユニットが提供される。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る散気システムの構成を示す縦断面図である。また図２は、本実施形態に係る散気システムの構成を示す平面図である。この散気システム１０は、処理槽１２内に貯留された被処理水に散気するためのものである。

図１及び図２に示すように、散気システム１０は、散気ユニット１４と、一対のガイドポール（ガイド部材）１６と、一対のガイド（移動案内部材）１８と、１本のフレキシブルチューブ２０と、４本のワイヤ２２と、を備えている。

散気ユニット１４は、図３及び図４に示すように、複数（ここでは４個）の散気装置２４と、ヘッダ管２６と、これらを支持する枠体２８とを有している。

散気装置２４は、散気膜式散気装置であり、細長い板状の外形を有する。この散気装置２４は、図５及び図６に示すように、ベースプレート３０と、ベースプレート３０の表面を被覆する多孔膜３２と、を含んでいる。多孔膜３２は、多数の微細孔を有する樹脂製の膜から形成されている。多孔膜３２及びベースプレート３０の縁部は、断面コ字状のライナ３４により挟持されている。この散気装置２４では、ベースプレート３０に設けられた気体受入口３６を通して散気装置２４内に気体が供給される。この気体がベースプレート３０と多孔膜３２との間の空間に広がると共に、多孔膜３２の伸張により微細孔が開くことで、多孔膜３２を通して被処理水中に微細な気泡が散気される。一方、散気装置２４内への気体の供給が停止されると、微細孔は閉じられる。これにより、微細孔の目詰まりが防止されている。

ヘッダ管２６は、複数の散気装置２４それぞれに気体を分配する。このヘッダ管２６は、図４及び図６に示すように、内部が中空の管であり、その上面に４個の気体分配口３８が設けられている。ヘッダ管２６の側面には、処理槽１２外から延びるフレキシブルチューブ２０の一端を接続するための接続部４０が設けられている。

４つの散気装置２４は、気体受入口３６と気体分配口３８とが連通されるようにして、ヘッダ管２６に連結されている。この状態で、散気装置２４の長手方向は、ヘッダ管２６の軸方向と直交している。ここで、図６に示すように、散気装置２４のベースプレート３０に設けられた気体受入口３６の周りには、ヘッダ管２６に連結するための筒状の連結部４２が設けられている。これに対応するように、ヘッダ管２６の気体分配口３８の周りには、連結部４２を嵌合して受け入れる受部４４が設けられている。そして、連結部４２の外周にはOリング４６が設けられている。従って、連結部４２と受部４４とを嵌合させることで、気体受入口３６と気体分配口３８とが気密に連通されている。なお、この連結部４２と受部４４とにより、気体受入口３６と気体分配口３８とを気密に連通するための嵌合部が構成されている。

枠体２８は、一対の第１サポート管４８と、一対の第２サポート管５０とを含んでいる。一対の第１サポート管４８は、ヘッダ管２６を挟んで互いに平行に配置されている。第１サポート管４８は、断面円形の管であり、軽量化が図られている。この第１サポート管４８は、４個の散気装置２４を支持する。すなわち、図３に示すように、一対の第１サポート管４８は、散気装置２４の長さと同程度の距離を隔てて配置されており、その上面で散気装置２４の端部を支持している。第１サポート管４８に支持された散気装置２４は、更に固定装置５２により第１サポート管４８に対して固定されている。

固定装置５２は、図７に示すように、ステップ状（断面略Ｚ字状）の押え部材５４と、Ｕボルト５６とを含んでいる。この固定装置５２によれば、散気装置２４の端部の側方において第１サポート管４８に巻き付けられた一対のＵボルト５６を締めることで、一対の押え部材５４が第１サポート管４８に対して散気装置２４を押え付けて、第１サポート管４８に対して散気装置２４が連結固定される。

第２サポート管５０は、断面円形の管であり、軽量化が図られている。この第２サポート管５０は、ヘッダ管２６及び一対の第１サポート管４８を支持する。第２サポート管５０の軸方向は、第１サポート管４８及びヘッダ管２６の軸方向と直交している。一対の第１サポート管４８は、その端部が一対の第２サポート管５０の側面に溶接等により連結されている。このように、一対の第１及び第２サポート管５０が井桁状に組み付けられ、枠体２８が形成されている。また散気装置２４も、その端部が一対の第２サポート管５０の側面に溶接等により連結されている。

このように、枠体２８、ヘッダ管２６、及び４個の散気装置２４が組み付けられて一体化されて、散気ユニット１４が形成されている。

一対のガイドポール１６は、図１及び図２に示すように、散気ユニット１４を挟むようにして、処理槽１２の底部から上方に向かって鉛直方向に延びている。一対のガイド１８は、ガイドポール１６に摺動可能に嵌め合わされる摺動部５８と、散気ユニット１４に結合するための結合部６０とを含んでいる。図３及び図４に示すように、一対のガイド１８は、それぞれ結合部６０を介して、散気ユニット１４の第２サポート管５０に結合されている。その結合位置は、第２サポート管５０の長手方向中央部付近の側面である。

フレキシブルチューブ２０は、処理槽１２外から散気ユニット１４のヘッダ管２６に向かって延びている。このフレキシブルチューブ２０は、可撓性を有し自在に変形可能である。フレキシブルチューブ２０の一端は、ヘッダ管２６の接続部４０に接続されており、他端は処理槽１２外において図示しない気体供給源に接続されている。

４本のワイヤ２２は、被処理水中から散気ユニット１４を吊り上げるのに使用される。各ワイヤ２２の一端は、図２に示すように、枠体２８の四隅（一対の第２サポート管５０の端部上面）に設けられたワイヤ連結部６２に連結されている。

図１及び図２に示すように、散気ユニット１４に結合された一対のガイド１８は、処理槽１２内の一対のガイドポール１６に挿通されている。そして、処理槽１２の対向する側壁部から水平方向に突設された二対の支持片６４により、処理槽１２内の所望の高さ位置にて、第２サポート管５０を介して散気ユニット１４が支持されている。この状態で、処理槽１２の底壁部６６と散気ユニット１４とは平行な位置関係となっている。

なお、処理槽１２の上部開口は、開放されていても、また蓋（図示しない）により開閉可能に閉塞されていてもよい。

上記した構成の散気システム１０では、処理槽１２内に被処理水（例えば、汚水）が貯留され、好気性菌により好気処理が行われる。その際に、好気性菌の活性を高めるため、被処理水中に気体（例えば、酸素）が散気される。

散気時には、フレキシブルチューブ２０により散気ユニット１４のヘッダ管２６に気体が供給される。ヘッダ管２６に供給された気体は、気体分配口３８を通して各散気装置２４に分配される。気体受入口３６を通して散気装置２４に分配された気体は、ベースプレート３０と多孔膜３２との間の空間に広がり、多孔膜３２が伸張することで微細孔が開かれて、多孔膜３２を通して気体が被処理水中に微細な気泡として散気される。

所定期間の運転により、散気ユニット１４の洗浄、メンテナンス、及び部品交換などを行うときには、フレキシブルチューブ２０からの気体の供給を停止する。そして、４本のワイヤ２２を均等な力で引っ張ることで、図８に示すように、散気ユニット１４を処理槽１２上部に吊り上げる。このとき、散気ユニット１４には一対のガイド１８が結合されているため、このガイド１８がガイドポール１６にガイドされながら鉛直上方に移動することで、散気ユニット１４は散気時の姿勢を維持した状態で底壁部６６に対して平行に引き上げられる。従って、従来のように９０度回転させて引き上げるときのように、処理槽１２上部に余分な空間が必要とされず、スペースの有効利用が図られる。また、一対のガイドポール１６によりガイドすることにより、引き上げ時に散気ユニット１４が水平面内で回転することなく、安定した姿勢で引き上げることができる。

散気ユニット１４の洗浄、メンテナンス、及び部品交換などが終了したときには、ガイドポール１６にガイド１８を挿通し、４本のワイヤ２２を徐々に繰り出しながら、散気ユニット１４を被処理水中に降下させる。このときも、散気ユニット１４の吊り上げ時と同様に、散気ユニット１４は底壁部６６に対して平行に降下される。そして、処理槽１２内の所望の高さ位置にて、側壁部から突設された二対の支持片６４により、散気ユニット１４が支持される。そして、散気装置２４からの散気を始め、被処理水の処理を再開する。

以上、本実施形態に係る散気システム１０は、一対のガイドポール１６及び一対のガイド１８を備えているため、散気時の姿勢を実質的に保った状態で、被処理水中から散気ユニット１４を容易に引き出し可能である。従って、散気ユニット１４には局所的に強い力が働くことがなく、従来のような高い強度及び複雑な機構が必要とされることがない。また、散気ユニット１４にはヘッダ管２６が一体化されているため、散気装置２４それぞれにフレキシブルチューブ２０を接続する場合と比べて、各散気装置２４に気体を供給する機構を簡素化することができ、被処理水中からの散気ユニット１４の引き出しが一層容易になる。

また、ヘッダ管２６が複数の散気装置２４の下部に取り付けられているため、ヘッダ管２６から散気装置２４への気体の供給を促進することができる。また、散気装置２４上部における散気面積の有効利用を図ることができる。

また、ベースプレート３０とヘッダ管２６との間には、気体受入口３６と気体分配口３８とを気密に連通するための嵌合部が設けられているため、散気装置２４とヘッダ管２６との間での気体の漏れを防止することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。尚、第１実施形態で説明した要素と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図９は、第２実施形態に係る散気システムの構成を示す縦断面図である。本実施形態に係る散気システム７０は、処理槽１２外から散気ユニット１４のヘッダ管２６に気体を供給するための構成以外は、第１実施形態に係る散気システム１０と基本的な構成が同一である。

すなわち、一対のガイドポール１６の一方（図９中において左側）は、筒状のパイプから構成されている。このガイドポール１６の上端は、気体供給源７２に接続されている。ガイドポール１６からは、ヘッダ管２６に気体を供給するためのＬ字型の配管部７４が分岐されている。この配管部７４の先端は、ヘッダ管２６の底部に延びている。ヘッダ管２６の底部には、配管部７４の先端と接続されて、配管部７４から供給される空気を受け取るための接続部（図示しない）が設けられている。なお、配管部７４の先端を二重管とし、更にフート弁７６を内蔵させて、配管部７４への浸水防止対策を施すと好ましい。

本実施形態に係る散気システム７０では、配管部７４の先端がヘッダ管２６の底部に接続されることで、配管部７４により散気ユニット１４が処理槽１２内の所望の高さ位置にて支持される。このとき、他方（図９中において右側）のガイドポール１６からはＬ字状の支持部７８が延設されており、この支持部７８がヘッダ管２６の他端を下方より支持するようになっている。このようにして、散気ユニット１４は、配管部７４及び支持部７８により、処理槽１２の底壁部６６に対して平行な状態で、バランス良く支持されている。

本実施形態に係る散気システム７０では、筒状のガイドポール１６及び配管部７４を通して、処理槽１２外の気体供給源７２からヘッダ管２６に気体が供給される。そして、ヘッダ管２６を通して各散気装置２４に気体が分配される。なお、本実施形態に係る散気システム７０において、散気ユニット１４の吊り上げ及び降下は、第１実施形態に係る散気システム１０と同様に行われる。

以上、本実施形態に係る散気システム７０では、第１実施形態に係る散気システム１０と同様の作用効果を得ることができる。更に、本実施形態に係る散気システム７０では、ガイドポール１６を気体を供給するためのパイプとして有効利用することで、フレキシブルチューブ２０を省略することができる。従って、散気ユニット１４の吊り上げ時にフレキシブルチューブ２０が邪魔になることなく、散気ユニット１４の引き出しが一層容易になる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、散気ユニット１４が有する散気装置２４の数は４個に限定されず、任意に変更可能である。

また散気装置２４の形状は、板状に限定されることなく、ディスク状やチューブ状であってもよい。

またガイドポール１６及びガイド１８は、それぞれ少なくとも一対あればよいが、３つ以上あればより好ましい。このようにすれば、散気ユニット１４をより安定して昇降することができる。またガイドポール１６は、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。

また第１サポート管４８の一方をヘッダ管２６としてもよい。このようにすれば、散気ユニット１４の構成の簡素化、及び軽量化が図られる。

また第１サポート管４８は、断面矩形の管としてもよい。このようにすれば、第１サポート管４８に対する散気装置２４の固定が容易になる。

また第１及び第２実施形態に係る散気システム１０，７０は、散気ユニット１４の浮き上がりを防止するための浮き上がり防止手段を備えていると好ましい。この浮き上がり防止手段は、散気ユニット１４の上方より散気ユニット１４を下方に付勢する付勢部材（例えば、押え棒）であってもよい。或いは、第２サポート管５０（及び第１サポート管４８）の端部を開口して、浮き上がり防止手段を構成してもよい。このようにすれば、第２サポート管５０（及び第１サポート管４８）の内部に被処理水が浸入することにより、重りとして機能して、散気ユニット１４の浮き上がりが防止される。

また、一対のガイド部材を、処理槽１２の対向する一対の側壁に設けられた、鉛直方向に沿って延びる一対の溝（図示しない）により構成し、一対の移動案内部材が一対の溝にガイドされて上下動する構成としてもよい。

第１実施形態に係る散気システムの構成を示す縦断面図である。 散気システムの構成を示す平面図である。 散気ユニットの構成を示す斜視図である。 散気ユニットの構成を示す分解斜視図である。 散気装置の構成を説明するための図である。 散気装置とヘッダ管との接続関係を説明するための図である。 散気装置の固定方法を説明するための図である。 第１実施形態に係る散気システムの散気ユニットを吊り上げた様子を示す図である。 第２実施形態に係る散気システムの構成を示す縦断面図である。 第２実施形態に係る散気システムの散気ユニットを吊り上げた様子を示す図である。

符号の説明

１０，７０…散気システム、１２…処理槽、１４…散気ユニット、１６…ガイドポール、１８…ガイド、２０…フレキシブルチューブ、２４…散気装置、２６…ヘッダ管、３０…ベースプレート、３２…多孔膜、３６…気体受入口、３８…気体分配口、４０…接続部、４２…連結部、４４…受部、７４…配管部。

Claims (6)

1. 処理槽内に貯留された被処理水に散気するための散気システムであって、
   前記被処理水中に気泡を発生させる複数の散気装置、及び該複数の散気装置それぞれに気体を分配するヘッダ管を一体化してなる散気ユニットと、
   前記処理槽の底部から上方に向かって延びる一対のガイド部材と、
   前記散気ユニットに取り付けられており、前記一対のガイド部材にガイドされて該散気ユニットの移動を案内する一対の移動案内部材と、
   を備える散気システム。
2. 前記ヘッダ管は、前記複数の散気装置の下部に取り付けられている請求項１に記載の散気システム。
3. 前記ヘッダ管に気体を供給するためのチューブを備え、
   前記ヘッダ管には、前記チューブを接続して気体を受け入れるための接続部が設けられている請求項１又は２に記載の散気システム。
4. 前記一対のガイド部材の一方は筒状のパイプを含み、
   前記筒状のパイプから分岐して前記ヘッダ管に気体を供給するための配管部を備える請求項１又は２に記載の散気システム。
5. 被処理水中に気泡を発生させる複数の散気装置と、
   前記複数の散気装置それぞれに気体を分配するヘッダ管と、
   を一体化してなる散気ユニット。
6. 前記複数の散気装置それぞれは、
   気体を受け入れる気体受入口を含むベースプレートと、
   前記ベースプレートの表面を被覆する多孔膜と、を有し、
   前記ヘッダ管は、
   前記複数の散気装置それぞれに気体を分配するための複数の気体分配口を有し、
   前記ベースプレートと前記ヘッダ管との間には、前記気体受入口と前記気体分配口とを気密に連通するための嵌合部が設けられている請求項５に記載の散気ユニット。

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