JP2009106874A - Reaction tank and aeration device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浸漬型の膜モジュールを用いた反応槽及び散気装置に関する。 The present invention relates to a reaction tank and a diffuser using an immersion type membrane module.
浸漬型の膜モジュールを用いた下水処理装置として、例えば、複数の外圧式固液分離平膜を、反応槽内に膜面が垂直となるよう配置するものがある。このような下水処理装置では、反応槽の下部に設置された散気管から空気気泡を曝気している。この空気気泡の曝気の目的は、反応槽内の活性汚泥を構成する微生物へ酸素を供給し、気泡上昇に伴って生成される水流により膜表面を洗浄して膜面の付着物を除去し、目詰まりを抑制することである。 As a sewage treatment apparatus using an immersion type membrane module, for example, there is one in which a plurality of external pressure solid-liquid separation flat membranes are arranged in a reaction tank so that their membrane surfaces are vertical. In such a sewage treatment apparatus, air bubbles are aerated from an air diffuser installed in the lower part of the reaction tank. The purpose of this aeration of air bubbles is to supply oxygen to the microorganisms that make up the activated sludge in the reaction tank, wash the membrane surface with the water flow generated as the bubbles rise, and remove deposits on the membrane surface. It is to prevent clogging.
このような下水処理装置では濁質成分の流出を防ぐことが可能であるため、最終沈殿池で固液分離する場合と比べて活性汚泥の濃度を高くして運転することが可能である。その結果、装置を小型化でき、さらに発生汚泥を低減することが可能である。 In such a sewage treatment apparatus, it is possible to prevent the turbid components from flowing out, so that the activated sludge can be operated at a higher concentration than in the case of solid-liquid separation in the final sedimentation basin. As a result, the apparatus can be miniaturized and the generated sludge can be reduced.
膜分離活性汚泥法では、活性汚泥濃度が高いことや、一定以上の大きさの気泡でなければ膜面の洗浄効果が得られないことから、散気管の散気孔の径は3〜10mmと比較的大きくする必要があり、一般に、このサイズの複数の孔をパイプに空けた構造の散気管が用いられる。 In the membrane-separated activated sludge method, the diameter of the air diffuser in the air diffuser is 3-10 mm, because the activated sludge concentration is high and the membrane surface cleaning effect cannot be obtained unless the air bubbles are larger than a certain size. In general, a diffuser having a structure in which a plurality of holes of this size are formed in a pipe is used.
膜表面の洗浄効果にばらつきが生じないように、散気管はそれぞれの散気孔から均一に気泡が反応槽内へ注入されるように設計,製作される。しかし、連続運転をしていると散気孔へ徐々に固形物が付着する。これは、加圧空気の温度が高いので、活性汚泥が乾燥することが原因の一つと考えられる。 The air diffuser is designed and manufactured so that air bubbles are uniformly injected into the reaction tank from each air diffuser so that the cleaning effect on the membrane surface does not vary. However, during continuous operation, solid matter gradually adheres to the air holes. This is thought to be one of the reasons that the activated sludge dries because the temperature of the pressurized air is high.
固形物が付着した散気孔では、通過する空気の流量が減少するため、散気孔の外側における活性汚泥液の並行流速度が低下し、付着物の付着がさらに加速される。その結果、散気孔ごとの付着物の量に差異が生じ、散気量の差異が生じて膜表面の洗浄が不均一となる。この散気管の付着物を除去するため、例えば、〔特許文献1〕から〔特許文献4〕に記載の従来の技術や手法が提案されている。 In the air diffuser to which the solid matter adheres, the flow rate of the air passing therethrough decreases, so that the parallel flow speed of the activated sludge liquid on the outside of the air diffuser decreases, and the adherence of the adhering matter is further accelerated. As a result, a difference occurs in the amount of adhering matter for each air hole, resulting in a difference in the amount of air diffused and uneven cleaning of the film surface. In order to remove the deposits on the air diffuser, for example, conventional techniques and methods described in [Patent Document 1] to [Patent Document 4] have been proposed.
〔特許文献1〕は、散気管が目詰まりした際に散気管へ供給する空気の流量を一時的に増大し、その空気の流体抵抗により付着物を除去するものである。〔特許文献2〕は、散気管が目詰まりした際に散気管の中に外部から水を注入し、供給空気の圧力で水を散気孔から押し出して、水の流体抵抗により付着物を除去するものである。〔特許文献3〕は、散気管の外側の活性汚泥を散気管内に逆流させ、付着物を湿潤化してから供給空気の圧力で活性汚泥とともに散気孔から押し出して、その活性汚泥および供給空気の流体抵抗により付着物を除去するものである。 [Patent Document 1] temporarily increases the flow rate of air supplied to the air diffuser when the air diffuser is clogged, and removes deposits by the fluid resistance of the air. In [Patent Document 2], when the diffuser tube is clogged, water is injected from the outside into the diffuser tube, and water is pushed out from the diffuser hole by the pressure of the supply air, and the deposit is removed by the fluid resistance of the water. Is. In [Patent Document 3], the activated sludge outside the diffuser pipe is caused to flow back into the diffuser pipe, the adhering matter is moistened, and then extruded from the diffuser holes together with the activated sludge by the pressure of the supplied air. The deposit is removed by fluid resistance.
しかしながら、〔特許文献1〕〜〔特許文献3〕に記載の付着物除去技術および手法は、以下の問題点を有しており、十分な除去効果を得ることができない。液体あるいは気体を散気管内に注入し、その流体抵抗を利用して付着物を除去する方式は、散気孔を通過する流体の流速により除去効果が異なるという問題がある。 However, the deposit removal technique and method described in [Patent Document 1] to [Patent Document 3] have the following problems, and a sufficient removal effect cannot be obtained. The method of injecting liquid or gas into the diffuser tube and removing the deposits using the fluid resistance has a problem that the removal effect differs depending on the flow velocity of the fluid passing through the diffuser holes.
散気管内に流体を同じ圧力で与えた場合、付着物が最も少ない散気孔での流体の流速が最も大きく、逆に最も付着物が多く目詰まりが進行している散気孔での流体流速が最も小さい。すなわち、最も付着物が多い散気孔の洗浄効果が最も小さい。その結果、散気の不均一を解決するためには長時間,多量の流体を流す必要があり、膜分離活性汚泥処理装置の運転停止時間が長くなる。長時間,多量の流体を流しても付着物が最も少ない散気孔における流体の流速が最も大きい現象に変わりはなく、場合によっては散気量の不均一がさらに悪化する場合もある。 When fluid is applied to the air diffuser at the same pressure, the flow velocity of the fluid at the diffuser hole with the smallest amount of deposit is the largest, and conversely, the fluid flow velocity at the diffuser hole with the largest amount of deposit and clogging is the same. Smallest. That is, the cleaning effect of the diffuser with the most adhering matter is the smallest. As a result, it is necessary to flow a large amount of fluid for a long time in order to solve the non-uniformity of aeration, and the operation stop time of the membrane separation activated sludge treatment apparatus becomes longer. Even when a large amount of fluid is flowed for a long period of time, the phenomenon that the flow velocity of the fluid in the air diffuser with the least amount of deposits remains the same is not changed, and in some cases, the unevenness of the air diffused amount may be further deteriorated.
そこで、〔特許文献4〕に記載の従来の技術では、洗浄用薬液を散気管の中に注入し、薬液の化学反応を利用して付着物を除去している。 Therefore, in the conventional technique described in [Patent Document 4], a cleaning chemical solution is injected into the aeration tube, and deposits are removed using a chemical reaction of the chemical solution.
〔特許文献4〕に記載の方法では、付着物の量に関係なく全ての散気孔に対して等しい洗浄効果を期待することができる。しかし、洗浄用薬液を用いる方法は、薬液の購入コストや管理業務が発生する上、微生物の活性や処理水質への悪影響がある。処理水質に悪影響を及ぼさないよう、洗浄後の薬液を散気管から逆に吸引回収することも可能であるが、その場合には新たに回収薬液の廃液処理に関するコストや手間が発生する問題がある。 In the method described in [Patent Document 4], it is possible to expect an equal cleaning effect for all the air holes regardless of the amount of deposits. However, the method using the chemical for cleaning has a negative effect on the activity of microorganisms and the quality of treated water as well as the cost of purchasing the chemical and management work. It is possible to reversely collect the chemical after washing from the air diffuser so that the quality of the treated water is not adversely affected. However, in that case, there is a problem that costs and labor related to waste liquid treatment of the recovered chemical are newly generated. .
また、散気管の散気孔ごとの散気量の不均一が問題であるのに対し、不均一の程度を外部から計測して評価する技術的な提案は、これまでみられない。 Further, while the non-uniformity of the amount of air diffused in each air diffuser of the air diffuser is a problem, no technical proposal for measuring and evaluating the degree of non-uniformity from the outside has been found so far.
本発明の目的は、散気孔で付着物の除去効果を均一化でき、薬液の購入コストや管理の必要がなく、処理水質へ悪影響を及ぼさない散気孔洗が行える反応槽及び散気装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a reaction tank and a diffuser that can uniformize the effect of removing deposits with diffused holes, do not require the purchase cost or management of chemicals, and can perform diffused hole washing without adversely affecting the quality of treated water There is to do.
上記の目的を達成するために、本発明は、反応槽内に浸漬して配置され複数の散気孔を有する散気管と、散気管内に散気するための空気を送る注入装置と、散気管内に設けられ前記散気孔の付着物の剥離,除去部と、を備えたものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention includes an air diffuser tube that is arranged so as to be immersed in a reaction vessel and has a plurality of air diffusers, an injection device that sends air to diffuse air into the air diffuser, and an air diffuser. And an exfoliation / removal part for the adhering matter of the air diffuser provided in the tube.
又、反応槽内に浸漬された複数の平膜と、平膜で膜ろ過された処理水を取り出すための配管と、複数の平膜の下方に設置され、複数の散気孔を有する散気管と、散気管内に散気するための空気を送る注入装置と、散気管内に設けられ前記散気孔の付着物の剥離,除去部とを有する散気装置と、を備えたものである。 Also, a plurality of flat membranes immersed in the reaction vessel, a pipe for taking out treated water membrane-filtered by the flat membrane, a diffuser tube installed below the plurality of flat membranes and having a plurality of air diffusion holes, And an infusion device for sending air for diffusing into the diffusing tube, and an diffusing device provided in the diffusing tube and having an exfoliation / removal part for the adhering matter of the diffusing holes.
本発明によれば、散気管の散気孔の付着物を効果的に除去できるため、均一な散気状態を維持することができ、膜分離活性汚泥法の場合には膜面付着物の除去効果が高まり水処理性能を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to effectively remove the adhering matter of the air diffuser of the air diffuser, so that a uniform air diffused state can be maintained. In the case of the membrane separation activated sludge method, the effect of removing the adhering matter on the membrane surface The water treatment performance can be improved.
以下、本発明の複数の実施例について図面を用いて説明する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1のノズルを備えた散気装置の模式図である。この散気装置は図2で示すように、例えば膜分離活性汚泥処理装置の反応槽24の底部に浸漬して設置される。反応槽24には処理対象となる被処理水26が入っており、散気管10の散気管接続口14から流入する散気用空気22は、複数の散気孔12から被処理水26の中へ気泡として注入される。散気用空気22を注入する装置には、図示しない例えばブロワ,圧縮機などが用いられ、散気管内連通配管48により散気用空気22を散気管10内に送るようになっている。
FIG. 1 is a schematic diagram of an air diffuser including a nozzle according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, for example, the air diffuser is immersed in the bottom of the
反応槽24内には、平膜28が複数枚、垂直方向に設置されており、平膜28間を曝気された気泡が上昇して膜表面を洗浄して付着物を除去し、平膜28の目詰まりを抑制している。
A plurality of
反応槽24内に流入した被処理水26は、平膜28によりろ過されて処理水として、配管30から取り出される。被処理水26は、例えば高濃度の活性汚泥を含んだ液体であるが、濃度が低い活性汚泥液でも良い。
The treated
散気管10は、例えば図1に示すように、円筒形状であり、両端が板により封止されている。散気管10の上方には、洗浄用流体配管18が設けられ、散気管10内には空間が形成されている。散気管10には、散気孔12に向けてノズル16が備えられる。ノズル16は、洗浄用流体配管18と連通しており、洗浄用流体配管18は、図示しない配管によって図示しない洗浄用流体注入装置と接続されている。洗浄用流体注入装置を稼動させることによって、洗浄用流体20を洗浄用流体配管18から散気孔12に向けて噴出する。洗浄用流体注入装置は、ポンプあるいはブロワで構成される。ここで、図1で示すように、ノズル16の噴出口の位置は、散気管接続口14より鉛直方向の上方に位置することが望ましい。
For example, as shown in FIG. 1, the
なお、図1に示す例では、散気孔12は鉛直方向の下方に、ノズル16は鉛直方向の上方に配置しているが、散気孔12,ノズル16の配置はこれに限らず、例えば散気孔12が鉛直方向の下方以外にある場合や1つの散気孔12に対しノズル16が複数本存在してもよく、洗浄用流体20が散気孔12に向けて噴出される構造であれば良い。
In the example shown in FIG. 1, the
また、洗浄用流体20は液体であることが望ましいが、気体であっても良く、液体と気体の混合物であっても良い。さらに洗浄効果を高めるため、温度が高い温水や水蒸気を洗浄用流体20として用いても良い。
The
このように構成された散気装置の動作について説明する。散気装置は、付着物の剥離,除去部であるノズル16から噴出する流体の運動エネルギーによって付着物を除去する。散気管の外部から流体を衝突させる方法が考えられるが、活性汚泥液の粘性が高いため、付着物に達するまでに洗浄用流体の運動エネルギーの大半が散逸し、効果的な洗浄は難しい。さらに、ノズルの噴出口が活性汚泥液に接触するため、ノズルの噴出口の目詰まりが生じやすい。
The operation of the air diffuser configured in this way will be described. The diffuser removes the deposits by the kinetic energy of the fluid ejected from the
これに対して、本実施例では、上述したように、ノズル16を散気管10の内部に設けているので、ノズル16から噴出される洗浄用流体20は、十分な運動エネルギーを有しているので、散気用空気22中を通過して散気孔12に到達する。洗浄用流体20は、散気孔12を通過した後、被処理水26の中に入って運動エネルギーを失う。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the
従って、散気孔12付近に生じる付着物に対し、ほとんどロスなく洗浄用流体20の運動エネルギーを付着物の剥離,除去に使うことができる。また、散気管10中には散気用空気22が満たされているため、ノズル16の噴出口は被処理水26に含まれる活性汚泥などの固形物による目詰まりがほとんど生じない。
Therefore, the kinetic energy of the cleaning
その結果、いずれの散気孔12から同等の運動エネルギーを有する洗浄用流体20を噴出できるため、散気孔12の付着物の量に関係なく均一な洗浄効果が得られ、散気量の均一化が実現される。
As a result, since the cleaning
長期的には、ノズル16の噴出口の目詰まりも想定されるが、その都度、洗浄用流体配管18内に洗浄用の薬液や温水,高温水蒸気などを加圧注入することで容易に対処可能である。このノズル16の洗浄頻度は極めて低く、必要となる薬液などの量も洗浄用流体配管18とノズル16の容積程度で済むため極めて少量ですむ。
In the long term, the
ノズル16から散気孔12の付着物に向けて噴出される洗浄用流体20の運動エネルギーは、その質量に比例し、噴出速度の2乗に比例する。従って、質量が等しければ噴出速度が速いほうが効果は大きく、噴出速度が等しければ質量が大きいほうが望ましい。
The kinetic energy of the cleaning
より大きな洗浄効果を得るためには、洗浄用流体20として温水を用いることが良い。温水は冷水に比べて粘性抵抗が小さいため、ノズル16からより早い速度で噴出される。また、付着物が乾燥している場合には、冷水よりも温水のほうが湿潤化するために要する時間が短く、より短時間で付着物を除去することができる。
In order to obtain a greater cleaning effect, it is preferable to use hot water as the cleaning
このように、洗浄用流体20は液体、特に温度の高い液体であることが望ましいが、気体であっても噴出速度が充分速ければ問題はない。また、洗浄用流体20は、液体と気体の混合物であっても良く、洗浄用流体20は洗浄に寄与する固体を含んでいても良い。
As described above, it is desirable that the cleaning
実用上は、ノズル16の噴出口の位置を散気管接続口14より鉛直方向の上方に位置することが望ましく、これにより噴出口の目詰まりの可能性を低減することができる。通常、散気用空気22が注入されて気泡を生成している期間は散気管10内に被処理水26が流入することはない。しかし、散気用空気22を注入する装置、例えばブロワや弁,配管などの不具合が生じた場合は、散気管10内へ被処理水26が流入する可能性がある。その場合、例えば図1で示すようにノズル16の噴出口の位置が散気管接続口14に比べて鉛直上方であると、被処理水26が散気管10内に流入してもノズル16の噴出口を含む空間に空気溜まりが生じるため、ノズル16の噴出口が被処理水26に接触することがない。その結果、ノズル16からいずれの散気孔12に対しても同等の運動エネルギーの洗浄用流体20を噴出する機能をより長期間にわたって維持できる。
Practically, it is desirable that the position of the jet outlet of the
図3は、本発明の実施例2の摺動体を備えた散気装置の模式図である。本実施例の散気装置も、図2で示すように、例えば膜分離活性汚泥処理装置の反応槽24の底部に浸漬して設置される。反応槽24には処理対象となる被処理水26が入っており、散気管10の散気管接続口14から流入する散気用空気22は複数の散気孔12から被処理水26の中へ気泡として注入される。被処理水26は例えば高濃度の活性汚泥を含んだ液体が想定されるが、濃度が低い活性汚泥液でも良い。
FIG. 3 is a schematic diagram of an air diffuser including a sliding body according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the air diffuser of the present embodiment is also installed by being immersed in the bottom of the
散気管10の内部には、付着物の剥離,除去部である、摺動体駆動装置36と、摺動体駆動装置36によって駆動される摺動体34が備えられる。付着物を除去する洗浄時には、摺動体34は散気孔12を貫通して移動する。通常運転時には、摺動体34は散気孔12を流れる散気用空気22の流れを邪魔しない位置に移動する。摺動体34は固形物であればどのような形状でも良いが、活性汚泥液に含まれる繊維状物質の絡み付きを考えると、ブラシではなく円柱状やテーパー付円柱状が好ましい。
Inside the
摺動体駆動装置36は、摺動体34を散気孔12に向けて並行移動できる機構であれば良く、電磁気的駆動,モータ駆動,水圧駆動,空気圧駆動,ワイヤ駆動のうちいずれでも良い。特に電磁気的駆動やモータ駆動の場合は、それぞれの摺動体34を個別に動作させることが比較的容易なため、特に付着物が多い散気孔12の摺動体34を集中的に繰り返し動作させて付着物を効果的に除去することが可能となる。また、その際の電圧電流波形と動作時間の関係から、付着物の状況等を外部でモニタリングすることも可能となる。また、摺動体駆動装置36の設置位置は、散気管接続口14に比べて鉛直方向の上方に位置することが望ましい。
The sliding
このように構成された散気装置の動作,作用について説明する。 The operation and action of the air diffuser configured as described above will be described.
付着物は摺動体34の運動エネルギーによって機械的に除去される。散気管10内に摺動体34と摺動体駆動装置36が設けられているので、摺動体34および摺動体駆動装置36は被処理水26に含まれる活性汚泥などの固形物による目詰まりや不具合がほとんど生じない。その結果、いずれの散気孔12に対しても同等の運動エネルギーを与えて付着物を除去できるため、散気孔12の付着物の量に関係なく均一な洗浄効果が得られる。その結果、散気量の均一化が実現される。
The deposit is mechanically removed by the kinetic energy of the sliding
実用上は、摺動体駆動装置36の位置は散気管接続口14より鉛直方向の上方に位置することが望ましく、これにより摺動体駆動装置36に不具合が発生する可能性を低減することができる。通常、散気用空気22が注入されて気泡を生成している期間は、散気管10内に被処理水26が流入することはない。しかし、散気用空気22を注入する装置、例えばブロワや弁,配管などの不具合が生じた場合には、散気管10内へ被処理水26が流入する可能性ある。その場合、摺動体駆動装置36の位置が散気管接続口14より鉛直方向上方にあると、被処理水26が散気管10内に流入しても摺動体駆動装置36を含む空間に空気溜まりが生じるため、摺動体駆動装置36が被処理水26に接触することがない。その結果、摺動体34が同等の運動エネルギーで付着物を除する機能をより長期間にわたって維持できる。
Practically, it is desirable that the position of the sliding
なお、摺動体駆動装置36が被処理水26に接触しても機能上問題が生じない場合には、摺動体駆動装置36を散気管10の内部に備える必要性はなく、散気管10の外部に備えても良い。
If there is no functional problem even when the sliding
図4は、本発明の実施例3の弁機構を備えた散気装置の模式図である。本実施例の散気装置も図2で示すように、例えば膜分離活性汚泥処理装置の反応槽24の底部に浸漬して設置される。反応槽24には処理対象となる被処理水26が入っており、散気管10の散気管接続口14から流入する散気用空気22は複数の散気孔12から被処理水26の中へ気泡として注入される。被処理水26は例えば高濃度の活性汚泥を含んだ液体が想定されるが、濃度が低い活性汚泥液でも良い。
FIG. 4 is a schematic diagram of an air diffuser including a valve mechanism according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the air diffuser of the present embodiment is also installed by being immersed in the bottom of the
散気管10の内部には、付着物の剥離,除去部である、弁機構駆動装置40と、弁機構駆動装置40によって駆動される弁機構38が備えられている。弁機構駆動装置40は、弁機構38を移動させて、複数個の散気孔12のうちの一部の散気孔12を閉じる、或いは一部の散気孔12の有効面積を縮小する。弁機構駆動装置40としては、電磁気的駆動,モータ駆動,水圧駆動,空気圧駆動,ワイヤ駆動のうちいずれかが適用される。特に電磁気的駆動やモータ駆動とすると、それぞれの弁機構38を個別に動作させることが比較的容易に実現できるため望ましい。また、弁機構38の動作状況を動作電力供給時の電圧電流波形および動作時間の関係に基づき外部でモニタリングすることも可能となる。弁機構駆動装置40の設置位置は、散気管接続口14より鉛直方法の上方に位置することが望ましい。
Inside the
本実施例では、このように構成しているので、一部の散気孔12を個別に閉じる、或いは一部の散気孔12の有効面積を減少できる。その結果、散気用空気22を残りの開状態の散気孔12から集中的に被処理水26内へ散気することができる。
In the present embodiment, since it is configured as described above, it is possible to individually close some of the air holes 12 or reduce the effective area of some of the air holes 12. As a result, the air for
弁機構38の動作状況を動作電力供給時の電圧電流波形および動作時間の関係に基づき外部でモニタリングすることによって、付着物の多い散気孔12を判別し、開状態とする散気孔12として付着物の多い散気孔12を重点的に選択することで、付着物を取り除くことができ、それぞれの散気孔12からの散気量を均一化することができる。又、開状態とする散気孔12を順番に周期的に変更するようにしてもよい。
The operating state of the
散気用空気22の代わりに水又は洗浄用液体を散気管接続口14から散気管10内に導入して洗浄する場合、或いは被処理水26を一旦散気管10内に逆流させてから散気用空気22を吹き込んで、液体の流体抵抗を用いて付着物を除去する場合についても、同様に開状態とする散気孔12として付着物の多い散気孔12を重点的に選択することで、それぞれの散気孔12からの散気量を均一化することができる。
When water or cleaning liquid is introduced into the
実用上、弁機構駆動装置40の位置は、散気管接続口14より鉛直方向の上方に位置することが望ましく、これにより弁機構駆動装置40に不具合が発生する可能性を低減することができる。
In practice, it is desirable that the position of the valve mechanism driving device 40 is located above the diffuser
通常、散気用空気22が注入されて気泡を生成している期間は、散気管10内に被処理水26が流入することはない。しかし、散気用空気22を注入する装置、例えばブロワや弁,配管などの不具合が生じた場合は、散気管10内へ被処理水26が流入する可能性がある。
Normally, the water to be treated 26 does not flow into the
また、散気用空気22の代わりに水あるいは洗浄用液体を散気管接続口14から散気管10内に導入して洗浄する場合、或いは被処理水26を一旦散気管10内に逆流させてから散気用空気22を吹き込んで液体の流体抵抗を用いて付着物を除去する場合には、散気管10内に液体が存在することとなる。
In addition, when water or a cleaning liquid is introduced into the
その場合、弁機構駆動装置40の位置が散気管接続口14より鉛直方向の上方にあると、被処理水26などの液体が散気管10内に流入しても弁機構駆動装置40を含む空間に空気溜まりが生じるため、弁機構駆動装置40が被処理水26などの液体に接触することがない。その結果、弁機構38の機能をより長期間にわたって維持できる。
In that case, if the position of the valve mechanism driving device 40 is above the diffuser
なお、弁機構駆動装置40が被処理水26に接触しても機能上問題が生じない場合には、弁機構駆動装置40を散気管10の内部に備える必要性はなく、散気管10の外部に備えても良い。
If no functional problem occurs even when the valve mechanism driving device 40 comes into contact with the water to be treated 26, the valve mechanism driving device 40 does not need to be provided inside the
図5は、本発明の実施例4である洗浄用流体加熱装置を備えた散気装置の模式図である。散気管10と接続された散気管内連通配管48には洗浄用流体注入装置44が設けられており、洗浄用流体注入装置44は、洗浄用流体加熱装置42と接続されている。
FIG. 5 is a schematic diagram of an air diffuser equipped with a cleaning fluid heating apparatus that is
洗浄用流体46は、洗浄用流体加熱装置42により加熱されて温水又は水蒸気として、洗浄用流体注入装置44へ供給される。洗浄用流体注入装置44は、散気管10内と連通配管48で接続されており、洗浄用流体46を散気管10の内部まで送液する。
The cleaning
このように構成された散気装置の動作,作用について説明する。 The operation and action of the air diffuser configured as described above will be described.
温水又は水蒸気である洗浄用流体46は、一様に散気孔12に付着した付着物まで到達するので、付着物の湿潤化が速くでき、洗浄効果も高まる。付着物の存在する領域を超えて被処理水26の中に入った洗浄用流体46は熱を失い、無害な低水温の水となる。従って、化学薬品などの薬液を用いる場合と異なり、微生物活性の低下や処理水質に残存する薬液の影響,反応副生成物の問題が発生しない。このため、廃液処理装置および廃液処理作業,廃液回収装置および廃液回収作業などが不要である。
The cleaning
温水あるいは水蒸気は、水を加熱するだけで生成でき、薬液を用いる場合に比べて、イニシャルコストおよびランニングコストのいずれも極めて小さい。 Warm water or water vapor can be generated simply by heating water, and both the initial cost and running cost are extremely small compared to the case of using a chemical solution.
図6は、本発明の実施例5の気泡生成センサを備えた散気装置の模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of an air diffuser including a bubble generation sensor according to
気泡生成センサ50は、散気管10の外面に配置される。散気用空気22が送気されない時には、気泡生成センサ50は被処理水26の中に浸漬された状態であり、散気用空気22が送気される時には、気泡生成センサ50の少なくとも一部に気泡が発生する。気泡生成センサ50は、気泡の発生によって生じる圧力変動,電気抵抗変動,電気容量変動,温度変動などの時間的な変化を電気的信号に変換する。このような気泡生成センサ50には、例えばひずみゲージ,導電性ゴムなどの圧力センシングデバイス,対向配置される露出電極,対向配置される非露出電極,サーミスタなどの温度センシングデバイスが用いられる。
The
気泡生成センサ50の出力信号は、無線あるいは有線の通信回線を経由して伝送され、計測値が収集される。計測値は、常時収集することが望ましいが、急を要しない場合には、気泡生成センサ50と信号的に繋がっているコネクタ端子を反応槽24の外部に備えておき、メンテナンス時など時間間隔を置いて適宜コネクタ端子に情報機器を接続して情報を収集しても良い。
The output signal of the
気泡生成センサ50は、気泡の生成によって生じる時間的変化を捉えることができればよく、散気管10の外面のどこに配置されても良いが、一部が散気孔12に接するように配置されることが望ましい。気泡生成センサ50をこのように配置することで、例えば実施例1から実施例4で説明した散気孔12の洗浄方法により、センサ表面に付着した付着物も同時に除去することが可能となる。散気孔12に接するよう配置できない場合には、散気管10の下半分の外面で、気泡が高頻度で通過する箇所に配置しても良い。
The
このように構成された散気装置の動作,作用を説明する。 The operation and action of the air diffuser configured as described above will be described.
複数の散気孔12を有する散気管10は、図2で示すように反応槽24の底部に浸漬される。反応槽24の中には活性汚泥液など一般に不透明の被処理水26が入っているので、散気孔12に付着物がどの程度付着しているかは、外部からは全く計測できない。
The
本実施例では、上記のように構成しているので、散気孔12にどの程度付着物が付着しているか、外部から計測することが可能となる。この計測値に基づいて、どの散気孔12を集中的に洗浄すべきかが判断でき、より効率的に均一な散気量を実現できる。 In the present embodiment, since it is configured as described above, it is possible to measure from the outside how much deposits are attached to the diffuser holes 12. Based on this measured value, it can be determined which diffuser holes 12 should be cleaned intensively, and a uniform diffuser amount can be realized more efficiently.
気泡生成センサ50として、圧力センシングデバイスを用いた場合の信号例を図7に示す。多量の付着物が付着している散気孔12から発生する気泡の径は、小さく、発生頻度も低い。逆に、付着物が少ない散気孔12から発生する気泡の径は大きく、発生頻度も高い。
An example of a signal when a pressure sensing device is used as the
これらの判別は、得られた信号から行うことができる。具体的には、図7中に示す周期Tから気泡の発生頻度が分かる。また、時間t1は気泡の通過時間を示しており、この値から気泡径を推測することができる。また、変化量Δpは気泡の浮力によって生じるため、平均値と最大値,最小値から気泡径を推測することができる。結果として、周期Tが最も長く、かつ時間t1および変化量Δpの平均値が最も小さい散気孔12が最も付着物が多いと判断され、その散気孔12を集中的に洗浄することで散気量をより均一化することが可能となる。
These determinations can be made from the obtained signals. Specifically, the generation frequency of bubbles is known from the period T shown in FIG. The time t1 indicates the passage time of the bubble, and the bubble diameter can be estimated from this value. Further, since the change amount Δp is generated by the buoyancy of the bubbles, the bubble diameter can be estimated from the average value, the maximum value, and the minimum value. As a result, it is determined that the
図8は、気泡生成センサ50で得られた気泡生成情報54をとりこみ、その情報を操作員に提示する散気装置の監視装置52を備えた膜分離活性汚泥処理装置の模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram of a membrane separation activated sludge treatment apparatus equipped with a
散気装置の監視装置52は、表示装置の画面上には、散気管の番号を一つの軸に、もう一つの軸に散気孔の番号をとった表あるいはグラフが表示される。表あるいはグラフの中には少なくともそれぞれの散気孔から発生している気泡に関する物理量を数値,色,濃淡を用いて表示する。この表示により、操作員はどの散気管10のどの散気孔12に最も多量の付着物があるかを容易に判断でき、洗浄をより効率的に実施することができる。
The air
散気装置の監視装置52には、気泡生成センサ50で得られた気泡生成情報54に基づき、洗浄実施タイミングを決定する洗浄実施タイミング決定部を有する自動洗浄制御装置が備えられていることが望ましい。洗浄実施のタイミングは、例えば付着物の量が設定された値を超過した場合、あるいは全散気孔12の付着物推定値の平均値からの偏差が設定された値以上となった場合などにより決定される。自動洗浄制御装置は、例えば実施例1で説明した洗浄機構を稼動させる信号を発生し、その信号により、例えば実施例1に示すノズル16を用いる場合には、洗浄用流体20を送液するポンプが起動される。又、実施例2に示す摺動体34を用いる場合には、摺動体駆動装置36に電力が送られる、又は駆動用流体を送るためのポンプ,ブロワが起動される。実施例3で説明した弁機構38を用いる場合には、弁機構駆動装置40に電力が送られる、又は駆動用流体を送るためのポンプ,ブロワが起動される。実施例4で説明した洗浄用流体46を用いる場合には、洗浄用流体加熱装置42と洗浄用流体注入装置44に電力が送られる。自動洗浄制御装置は、既存の洗浄機構に対して洗浄実施のタイミングを信号を送っても良い。
Desirably, the air
図9は、本発明の実施例6の加湿装置を備えた散気装置の模式図である。散気管10と接続された散気管内連通配管48には加湿装置56が設けられており、加湿装置56は水蒸気あるいは霧状の水の粒子を散気管10の内部に注入する。
FIG. 9 is a schematic diagram of an air diffuser provided with a humidifier according to
このように構成されているので、散気用空気22の湿度が高くなり、散気孔12付近の活性汚泥が乾燥することを予防でき、付着物の発生を抑制することができる。
Since it comprises in this way, the humidity of the
このため、特別な散気孔の洗浄機構や洗浄用薬液,洗浄工程が不要となる。加湿装置56は、水を加熱あるいは噴霧するだけで良く、イニシャルコストおよびランニングコストは極めて小さい。なお、加湿装置56として霧状の水の粒子を噴出する機構を備えた場合には、水の粒子が散気用空気22内で蒸発する際に熱を奪うため、散気用空気22の温度を下げる効果もあり、結果として散気孔12付近の活性汚泥の乾燥をさらに予防することが可能となる。
This eliminates the need for a special air hole cleaning mechanism, a cleaning chemical, and a cleaning process. The humidifier 56 only needs to heat or spray water, and the initial cost and running cost are extremely low. When the humidifying device 56 is provided with a mechanism for ejecting mist-like water particles, the water particles take heat when they evaporate in the
図10は、本発明の実施例7の冷却機構を備えた散気装置の模式図である。散気管10と接続された散気管内連通配管48には冷却機構58が設けられている。冷却機構58は散気用空気22の温度を下げる機能を有すれば良く、熱交換器を備える。冷却の原理は空冷や水冷のほか、機械的冷却や電気的冷却のいずれでも良い。また、実施例6でも述べたように、噴霧した霧状の水の気化熱により散気用空気22の温度を下げる方法でも良い。
FIG. 10 is a schematic diagram of an air diffuser provided with a cooling mechanism according to a seventh embodiment of the present invention. A
このように構成されているので、散気用空気22の温度が低くなる。その結果、散気孔22付近の活性汚泥が乾燥することを予防でき、付着物の発生を抑制することができ、特別な散気孔の洗浄機構や洗浄用薬液,洗浄工程が不要となる。
Since it is comprised in this way, the temperature of the
10 散気管
12 散気孔
14 散気管接続口
16 ノズル
18 洗浄用流体配管
20 洗浄用流体
22 散気用空気
24 反応槽
26 被処理水
28 平膜
30 配管
32 散気装置
34 摺動体
36 摺動体駆動装置
38 弁機構
40 弁機構駆動装置
42 洗浄用流体加熱装置
44 洗浄用流体注入装置
46 洗浄用流体
48 散気管内連通配管
50 気泡生成センサ
52 散気装置の監視装置
54 気泡生成情報
56 加湿装置
58 冷却機構
DESCRIPTION OF
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