JP2007196091A

JP2007196091A - 散気装置

Info

Publication number: JP2007196091A
Application number: JP2006014954A
Authority: JP
Inventors: Kin Tomita; 欣富田; Masanobu Okata; 政信大方; Minoru Hayakawa; 稔早川; Keiji Makuta; 啓二幕田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2007-08-09

Abstract

【課題】下水や有機性の産業排水などを処理する曝気槽に用いられる散気装置であって、簡易な構成で散気膜表面の自動洗浄が可能な散気装置を提供することを目的とする。
【解決手段】散気膜を表面に備え，内部より気泡を発生する円筒型散気筒と、該円筒型散気筒の表面に接触可能に固定した揺動体とを備えるようにした。そして揺動体の揺動により散気膜の表面を払拭し、散気膜の目詰まりを防止できるようにした。
また、揺動体は紐状体、輪状体、網状、弾性体からなるものとした。さらに、揺動体は銅又は銀を含有してなることも特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、下水や有機性の産業排水などを処理する活性汚泥法に使用する散気装置に関する。

従来、下水、し尿、畜産施設や各種工場などから排出される有機性排水を活性汚泥により処理する方法において、曝気槽内の被処理水に空気や酸素ガスなどを散気させるのに、板状または筒状に成型された散気装置が設置されている。このような散気装置としては、多孔質セラミックの気孔から気泡を発生させる散気装置が知られているが、近年、微細気泡を発生可能な散気膜を備える散気装置が使用されている。

散気膜を使用する散気装置は、適度の弾性を有する合成樹脂製又は合成ゴム製のシートに多数の気泡噴出孔を形成した散気膜をベースプレートに設け、このベースプレートと散気膜の間に圧縮空気を供給し、空気圧により散気膜を膨張させて生じる気泡噴出孔から微細な気泡を発生させるものである。

ここで、装置の運転期間が長期に及ぶと、被処理水中の汚泥などの固形物の付着により散気孔が閉塞して、酸素供給効率の低下や散気装置内の空気圧の上昇が起こる場合がある。
このような散気膜の閉塞を解消する方法としては、例えば、特許文献１に通常運転中の散気装置への送風を停止すると共に散気装置内の残存気体を排出させた後に再送風を行うことや、散気装置の運転を通常運転から切り換えて散気装置への送風量を通常運転の１２０％以上とすることで散気膜を伸縮させ、散気孔内や散気孔近傍に付着した固形物などの汚れ成分を取り除くことが開示されている。
特開２００４−３１３９３８号公報

しかしながら、上述の方法では、目詰まり防止のため曝気槽への送風を停止しなければならず、排水の処理効率が低下してしまう。また、送風量を通常運転の１２０％以上とすると、溶存酸素の制御が困難となり、コストアップの要因となる。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、簡易な構成で散気膜表面の自動洗浄が可能な散気装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述した課題を達成するためになされたもので、以下の手段で解決された。排水処理の曝気槽などに使用される散気装置であって、散気膜を表面に備え、内部より気泡を発生する円筒型散気筒と、該円筒型散気筒の表面に接触可能に固定した揺動体とを備えるようにした。そして揺動体の揺動により散気膜の表面を払拭し、散気膜の目詰まりを防止できるようにした。

前記揺動体は紐状体からなること、前記揺動体は複数の輪状体からなること、前記揺動体は網状に形成されてなること、前記揺動体は弾性体からなることを特徴とする。
また、前記揺動体は銅又は銀を含有してなることも特徴とする。

本発明の散気装置は、散気膜を装着した円筒型散気筒に付設した揺動体が、曝気槽で生起する上昇水流によって揺動し、この揺動する揺動体によって散気膜表面の付着物を効果的に払拭することができるので、散気装置の閉塞を防止することが可能となった。

また、本発明の散気装置は、簡単な構成で常時自動洗浄が行われるので、通気・停止の繰り返しを行うような運転が必要なく、安定した排水処理設備の運転が可能である。
また、曝気で生起する上昇水流を利用したものであり、無動力で洗浄することができる。

以下、本発明に関する好適な実施形態を添付図面に従って説明するが、本発明は下記の実施の形態になんら限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能である。
図１は本発明による散気装置の概略図であり、図２は本発明による散気装置１００を深層曝気槽５０に設けた状態を示す概略図である。
散気装置１００は、送風機に接続された送風管Ｐ１、送風管Ｐ１より供給される空気などの圧縮ガスを分配するヘッダー管Ｐ２及びそのヘッダー管Ｐ２に接続された一つ以上の円筒型散気筒（以下、単に散気筒と記す）１で構成されている。

散気筒１は、中央部にヘッダー管Ｐ２の接続口Ｐ２２を有する円筒管部Ｐ３と、該円筒管部Ｐ３の両側に連通して設けられた散気部Ｐ４からなっている。
散気部Ｐ４は、円筒管部Ｐ３に装着された、例えば、円筒型金網状などの散気膜支持部材の外表面に散気膜１１が装着されて構成されている。この散気筒１には後述する揺動体が付設される。

散気膜１１としては、ポリウレタン、シリコン、エチレンプロピレンゴム等の適度な弾性を有する多数の気泡噴出孔を有する合成樹脂又は合成ゴムが使用される。

散気膜１１の両端は封止金具１２Ａ、１２Ｂにより封止されている。このため、送風管Ｐ１より導入された圧縮空気はヘッダー管Ｐ２に接続された散気筒１の円筒管部Ｐ３から散気部Ｐ４に送られ、散気膜１１から微細な気泡となって、曝気槽５０内の被処理水Ｗ中に散気されるようになっている。

次に本発明の散気装置１００を曝気槽に浸漬して使用する方法について説明する。
図２は、本発明の散気装置１００を活性汚泥処理設備（図示していない）の深層曝気槽５０に設置した場合を示すもので、深層曝気槽５０は約８〜１０ｍ以上の水深を有し、深層曝気槽５０の中央部に隔壁５１を配設して２水路（Ｒ、Ｌ）を形成したものである。

散気装置１００は、一方の水路側Ｒの中層部に配設されており、送風機Ｂより送られた圧縮空気を被処理水Ｗ中に微細気泡として散気する。
送風機Ｂより送られた圧縮空気を、散気装置１００によって微細気泡として被処理水Ｗ中に散気することにより、散気装置１００が設置された水路側Ｒの被処理水Ｗ中にはガスリフト効果によって上昇水流が生起し、他方の水路Ｌの被処理水Ｗ中には下降水流が生起して循環水流となる。この循環水流によって被処理水Ｗの混合が行われると共に、散気装置１００より散気された微細気泡中の酸素が被処理水Ｗ中に溶解する。

なお、図２では散気装置１００を深層曝気槽５０に設ける例を示したが、通常の５ｍ程度の水深を有する曝気槽では、曝気槽の底部のほぼ全面に散気装置１００を設けて散気することにより、被処理水Ｗの上昇水流が発生し、この上昇水流によって被処理水Ｗの混合が行われると共に、散気された微細気泡中の酸素が被処理水Ｗ中に溶解する。

散気装置１００より微細気泡を曝気槽５０内に散気させることにより被処理水Ｗの上昇水流が発生し、散気装置１００の散気筒１に付設された揺動体が搖動する。この揺動した搖動体が散気筒１の外周に装着された散気膜１１の表面の付着物と接触して払拭する。このため、散気膜１１の表面には生物スライムなどの汚泥の付着・堆積がなく、散気膜の目詰まりを防止することができる。

本発明の散気装置１００は、発生する微細気泡によって生ずる被処理水Ｗの上昇水流により、散気筒１に付設した搖動体を搖動させ、この搖動体で散気膜１１の表面の付着物を払拭するので、無動力による自動洗浄が可能である。

また、本発明の散気装置１００は搖動体が散気膜１１の表面を掃拭する際に、散気膜１１の表面より発生する微細気泡をせん断し、更に微細化した気泡とすることもできるので、被処理水Ｗ中への酸素移動効率をより高めることが可能である。

次に散気装置１００の散気筒１について説明する。図３〜図１０は揺動体を付設した散気筒１の概略図である。
図３に示す散気筒１に付設する揺動体は、紐状体Ｓ１を散気筒１の外周に揺動可能なように、緩やかに巻き回して設け、かつ、散気筒１の両端の封止金具１２Ａ、１２Ｂ上に設けられた繋ぎ止め具に、その両端を繋ぎ止めしたものである。
この揺動体を散気筒１に付設した散気装置１００では、紐状体Ｓ１が散気筒１の外周に緩やかに巻き回して設けられおり、散気筒１の散気部Ｐ４より噴出される気泡の上昇に伴って生起する上昇水流によって揺動されるので、散気膜１１の表面に付着する汚染物を払拭して除去することができる。
なお、紐状体Ｓ１は散気部Ｐ４部分にだけ巻くように２本に分け、散気筒１の封止金具１２Ａ（１２Ｂ）と円筒管部Ｐ３の端部にそれぞれ設けられた繋ぎ止め具に繋ぎ止めるようにしてもよい。

図４に示す散気筒１に付設する揺動体は、散気筒１の中央部の円筒管部Ｐ３の中央底部に設けられた繋ぎ止め具に複数本の紐状体Ｓ２のそれぞれの一端を繋ぎ止めし、揺動可能にしたものである。
この揺動体を散気筒１に付設した散気装置１００では、一端が固定された紐状体Ｓ２が上昇水流によって搖動し、散気膜１１の表面に付着する汚染物を払拭して除去することができる。

図５に示す散気筒１に付設する揺動体は、第１の紐状体Ｓ３の両端を、散気筒１の中央部の円筒管部Ｐ３に設けられた繋ぎ止め具と、散気筒１の両端の封止金具１２Ａ（又は１２Ｂ）に設けられた繋ぎ止め具に、紐状体Ｓ３が揺動可能なように繋ぎ止め、この第１の紐状体Ｓ３に沿って自由に移動可能な輪状の第２の紐状体Ｓ４を第１の紐状体Ｓ３に緩装させ、この第２の紐状体Ｓ４に散気筒１の散気膜１１が装着された部分の外周に環状に形成された１本以上の第３の紐状体Ｓ５を繋ぎ止めしたものである。
この揺動体を散気筒１に付設した散気装置１００では、第１の紐状体Ｓ３の揺動によって、環状を成した紐状体Ｓ５が散気筒１の散気膜１１の表面を摺動して散気膜１１の表面の付着物を払拭して除去することができる。

図６に示す散気筒１に付設する揺動体は、第１の紐状体Ｓ６を散気筒１の中央部の繋止め具と、散気筒１両端の封止金具１２Ａ、１２Ｂに設けられた繋ぎ止め具に、紐状体Ｓ６が揺動可能なように繋ぎ止めし、この第１の紐状体Ｓ６の外側に、第２の紐状体Ｓ７を散気筒１の外周に揺動可能なように緩やかに巻き回して設け、かつ、散気筒１の両端の封止金具１２Ａ、１２Ｂに設けられた繋ぎ止め具に繋ぎ止めしたものである。
この揺動体を散気筒１に付設した散気装置１００では、紐状体Ｓ６、Ｓ７が上昇水流により搖動することによって、散気膜１１の表面に付着する付着物を払拭して除去することができる。
なお、第２の紐状体Ｓ７は、散気部Ｐ４部分にだけ巻くように２本に分け散気筒１の封止金具１２Ａ（１２Ｂ）と円筒管部Ｐ３の端部にそれぞれ設けられた繋ぎ止め具に繋ぎ止めるようにしてもよい。

図７に示す散気筒１に付設する揺動体は、第１の紐状体Ｓ８の両端を散気筒１底部の中央部の繋ぎ止め具と、散気筒１両端の封止金具１２Ａ、１２Ｂに設けられた繋ぎ止め具に紐状体Ｓ８が揺動可能なように繋ぎ止めし、この第１の紐状体Ｓ８に間隔を開けて複数の第２の紐状体Ｓ９の一端部を繋ぎ止めしたものである。
この揺動体を散気筒１に付設した散気装置１００では、紐状体Ｓ８、Ｓ９が上昇水流により搖動することによって、紐状体Ｓ９が散気膜１１の表面と接触して散気膜１１の表面の付着物を払拭して除去することができる。

図８に示す散気筒１に付設する揺動体は、散気筒１の両端と円筒管部Ｐ３の両端にそれぞれ鍔１３Ａ、１３Ｄ、１３Ｂ、１３Ｃを装着し、複数本の紐状体Ｓ１０の両端を、散気筒１の両端と円筒管部Ｐ３の両端に装着された鍔１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄに設けられた繋ぎ止め具に、紐状体１０が揺動可能なようにそれぞれ繋ぎ止めし、この紐状体Ｓ１０には、比重が１．０程度の粒状固形物Ｓａを摺動可能に備えたものである。
紐状体Ｓ１０に備えられる粒状固形物Ｓａは、膜を損傷させないスポンジ状などの弾力性のあるものがよく、備える数は紐状体Ｓ１０の１本当たり１個でもよいが、複数個設けることがより効果的である。

この揺動体を散気筒１に付設した散気装置１００では、上昇水流により粒状固形物Ｓａを備えた紐状体Ｓ１０を搖動させ、粒状固形物Ｓａを、散気筒１の端に設けた鍔１３Ａと円筒管部Ｐ３の端に設けた鍔１３Ｂ（又は１３Ｃと１３Ｄ）間を摺動させるものである。粒状固形物Ｓａを散気膜１１の表面に接触させることにより効率良く散気膜１１の表面の付着物を払拭して除去することができる。
なお、紐状体Ｓ１０の一端は鍔１３Ｂ、１３Ｃを乗り越えて円筒管部Ｐ３の繋ぎ止め具に繋ぎ止めるようにしてもよい。また、構造によっては封止金具１２と鍔１３とを兼用することも可能である。

図９に示す散気筒１に付設する揺動体は、散気筒１の散気膜１１が装着された部分の外周に金属製あるいはプラスチック製のスプリングなど輪状の紐状体Ｓ１１を揺動可能なように、散気筒１の両端に装着した鍔１３Ａ、１３Ｄと円筒管部Ｐ３の両端に装着した鍔１３Ｂと１３Ｃ間に緩装したものである。
この揺動体を散気筒１に付設した散気装置１００では、散気筒１の外周に緩装されたスプリング状の紐状体Ｓ１１が上昇水流により散気膜１１の表面を伸縮しながら揺動することによって散気膜１１の表面の付着物を払拭して除去することができる。

図１０に示す散気筒１に付設する揺動体は、散気筒１の散気膜１１が装着された部分の外周に網状に形成された紐状体Ｓ１２を揺動可能なように緩装し、かつ、紐状体Ｓ１２を封止金具１２Ａ（又は１２Ｂ）上の繋ぎ止め具と円筒管部Ｐ３上の繋ぎ止め具で繋ぎ止めしたものである。
この揺動体を散気筒１に付設した散気装置１００では、上昇水流により散気膜１１の表面に緩やかに張られた網状に形成された紐状体Ｓ１２が搖動して、散気膜１１の表面に接触して散気膜１１の表面の付着物を払拭して除去することができる。

紐状体Ｓ１〜Ｓ１２としては、糸状、紐状、帯状などの形状を有するもの、あるいはスプリング状などの伸縮可能な弾性体が使用される。伸縮可能な弾性体を使用する場合、揺動体の揺動効果が増すので、散気膜１１表面の洗浄効果を向上させることが可能である。
それらの材料としては特に限定されないが、上昇水流により揺動し、かつ、耐水性・耐食性に富んだ化学繊維・金属繊維あるいはワイヤなどを使用することができる。
例えば、化学繊維としてはナイロン、塩化ビニル、ポリエチレン等の合成繊維など、金属繊維やワイヤとしては鉄、ステンレス、チタン、アルミニウム合金などを使用することができる。

また、紐状体Ｓ１〜Ｓ１２の化学繊維、金属繊維あるいはワイヤに、微生物の繁殖を抑制する効果のある抗菌性を有する銅又は銀を含有させると、微生物などのスライムが散気膜１１の表面に付着することを防止することができるので、散気膜１１の目詰まり防止に更に効果的である。

化学繊維にこれらの金属を含有させるには、例えば、熱可塑性のポリエステルやポリアミドなどの化学繊維を加工する際に、銅や銀の金属あるいは化合物の粉末を添加混合して紡糸するか、あるいは化学繊維に銅や銀を化学メッキすることにより行うことができる。
また、金属繊維やワイヤの場合は銅又は銀を含む合金を使用するか、金属に銅又は銀をメッキすることにより得ることができる。
微生物の成長を阻害したり、死滅させるのに有効な有機性の抗菌剤などを化学繊維などに配合したものでは、それらが水中に溶出してしまい効果が長続きしないが、銅や銀では抗菌性の効果が長期間持続可能である。

以上、説明したように揺動体を散気筒１に付設した本発明の散気装置１００を、下水などの有機性排水を処理する活性汚泥設備の曝気槽５０内に設けることにより、散気で生起する上昇水流によって散気膜１１の表面が揺動体で効果的に掃拭されるので、微生物などのスライムなどが付着し難く、散気装置１００の目詰りを防止することが可能である。

本発明の散気装置１００は、散気膜１１の目詰まりを防止するために、従来の方法のような曝気槽への送風を停止したり再送風といったことをする必要がないので、生物処理に悪影響を及ぼすといった問題もない。
また、散気により生起する上昇水流を利用して、揺動する揺動体により散気膜１１の表面を洗浄するので、無動力で自動洗浄を行うことができる。

本発明の散気装置の概略図である。本発明の散気装置を深層曝気槽に設けた状態を示す概略図である。紐状体を巻き回した例を示す概略図である。複数本の紐状体を中央管部に設けた例を示す概略図である。環状の紐状体を設けた例を示す概略図である。複数本の紐状体を配置し、その外側に他の紐状体を巻き回した例を示す概略図である。散気筒に固定された紐状体に、複数本の他の紐状体の一端部を繋ぎ止めた例を示す概略図である。粒状固形物を摺動可能に備えた紐状体を設けた例を示す概略図である。輪状の紐状体を設けた例を示す概略図である。網状に形成された紐状体を設けた例を示す概略図である。

符号の説明

１散気筒
１１散気膜
１２封止金具（１２Ａ、１２Ｂ）
５０深層曝気槽
５１隔壁
１００散気装置
Ｐ１送風管
Ｐ２ヘッダー管
Ｐ３円筒管部
Ｐ４散気部
Ｐ２２ヘッダー管接続口
Ｓ１〜Ｓ１２紐状体
Ｂ送風機
Ｗ被処理水

Claims

散気膜を表面に備え、内部より気泡を発生する円筒型散気筒と、該円筒型散気筒の表面に接触可能に固定した揺動体とを備えたことを特徴とする散気装置。
前記揺動体は紐状体からなることを特徴とする請求項１に記載の散気装置。
前記揺動体は複数の輪状体からなることを特徴とする請求項２に記載の散気装置。
前記揺動体は網状に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の散気装置。
前記揺動体は弾性体からなることを特徴とする請求項１に記載の散気装置。
前記揺動体は銅又は銀を含有してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の散気装置。