JP2009172570A - 散気装置および散気装置の運転方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、高い酸素移動効率を達成することができる微細孔を備え、かつ目詰まりが起こりにくく、長期かつ安定的に運転することができる散気装置およびその運転方法を提供することにある。
【解決手段】本発明は、散気板と、散気用給気配管内へブロー水を供給する供給手段と、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出する排出手段とを備えた散気装置を提供する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、散気板と、散気用給気配管内へブロー水を供給する供給手段と、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出する排出手段とを備えた散気装置を提供する。
【選択図】図１
Description
本発明は、散気装置および散気装置の運転方法、特に、散気板の散気面に付着した汚れ成分を除去し、長期かつ安定的に酸素を供給することができる散気装置および散気装置の運転方法に関する。
下水処理施設において汚水中の窒素化合物や炭素化合物を除去するために、微生物による分解、吸着作用を利用した活性汚泥法が用いられている。活性汚泥中の微生物が活動するためには微生物に酸素を与える必要がある。散気装置は、下水処理施設の曝気槽の底部等に設置されて水中に酸素を供給する装置である。散気装置には、散気面が膜タイプの散気装置（特許文献１）と、散気面が金属薄板タイプの散気装置（特許文献２）が存在する。金属薄板タイプの散気装置は、散気による圧損が少なく、かつ耐久性および保守点検の容易性において優れている。
散気装置は、長期間にわたって曝気運転を継続すると、汚れ成分が膜または金属薄板の微細孔の内部および表面に付着して目詰まりを起こす。目詰まりを起こす汚れ成分の多くは微生物により形成されるスライムであり、これが散気孔を閉塞させる。このスライムの付着力は強く、ガス圧を高めてもスライムを剥離することはできない。
膜タイプの散気装置では、散気装置の送気操作によってメンブランを伸長または収縮させ、膜の微細孔の内部および表面に付着した微生物由来のスライムを取り除く方法が開示されている（特許文献３）。
しかし、金属薄板タイプの散気装置では、散気面が伸縮性のない剛体であるため、上述したような目詰まり防止処置を施すことはできない。現状では、金属薄板タイプの散気装置において微生物が増殖して目詰まりが発生した場合には、散気装置を水面上に引き上げて散気薄板を清掃しなければならず、散気装置の維持管理に多大な労力と費用を要する。
また、膜タイプおよび金属薄板タイプの両方において、酸素移動効率を高めるために散気面の気孔径を小さくする必要があるが、気孔径が小さくなればなるほど目詰まりが起こりやすくなる。目詰まりの起こりやすい散気装置は、水面上に引き上げて散気薄板を頻繁に清掃しなければならない。
特開２００３−３２０３８８号公報
特開２００６−６１８１７号公報
特開２００４−３１３９３８号公報
このように、従来の散気装置は、目詰まりの問題に対して十分な解決手段を提供してこなかった。本発明の目的は、高い酸素移動効率を達成することができる微細孔を備え、かつ目詰まりが起こりにくく、長期かつ安定的に運転することができる散気装置およびその運転方法を提供することにある。
即ち、本発明は、散気板と、散気用給気配管内へブロー水を供給する供給手段と、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出する排出手段とを備えた散気装置を提供する。ここで、前記排出手段は、上端が前記散気板に連接され、下端が前記散気用給気配管内に内挿された内挿管であってもよい。また、前記内挿管の下端部は、傾斜した吸い込み面を有してもよい。さらにまた、前記内挿管が、管壁に通気孔を有してもよい。
また、本発明は、前記ブロー水を前記散気板に定期的に供給する散気装置の運転方法を提供する。ここで、前記ブロー水は、微生物を死滅させる効果を有する成分を含むとより効果的である。
本発明の散気装置およびその運転方法は、高い酸素移動効率を達成することができる微細孔を備え、かつ目詰まりが起こりにくく、長期かつ安定的に運転することができる散気装置およびその運転方法の提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
１．散気装置
図１は、本発明の散気装置を示す模式図である。本発明の散気装置１は、ガス供給手段２と散気用給気配管３（ヘッダー管）とを備える。ガス供給手段２より供給された空気は、散気用給気配管３から排出手段６を通して散気板４に送気され、散気板４の散気面に点在する複数の散気孔から放出される。
図１は、本発明の散気装置を示す模式図である。本発明の散気装置１は、ガス供給手段２と散気用給気配管３（ヘッダー管）とを備える。ガス供給手段２より供給された空気は、散気用給気配管３から排出手段６を通して散気板４に送気され、散気板４の散気面に点在する複数の散気孔から放出される。
散気板４は、膜タイプまたは金属薄板タイプなど、いかなる形態の散気板であってもよい。例えば、散気板４が金属薄板タイプの場合、機械加工によって形成した微細孔またはスリットを有する金属薄板が用いられる。
また、ブロー水供給手段５が、配管を通して散気用給気配管３と接続されている。ブロー水供給手段５より供給されたブロー水は、散気用給気配管３に流れ込み、散気用給気配管３から排出手段６を通して散気板４に送水され、空気と同様、散気板４の散気面に点在する複数の散気孔から放出される。
本発明は、排出手段６を備えているために、散気用給気配管３を水で満管にしなくても水を散気孔に供給することができる。従って、大量の水は必要とせず、特に、抗菌物質を含む水溶液を供給する場合は、少ない抗菌物質で短時間かつ効率的に微生物を除去することができる。この結果、散気装置を水面上に引き上げて頻繁に清掃する必要がなく、散気装置を水面下で長期かつ安定的に運転することができる。
図２は、排出手段６の一例を示す断面図である。この場合、排出手段６は、上端が散気板４に連接され、下端が散気用給気配管３内に内挿された内挿管７であり、下端部が傾斜した吸い込み面８を有し、かつ管壁に通気孔９を有している。
内挿管７は、空気の散気板４への供給路であるとともに、水ブロー処理中は供給されたブロー水を散気板４から排出する排出手段として機能する。
内挿管７は、散気用給気配管３と一体に形成しても、着脱可能な別部材としてもよい。着脱可能な別部材とする場合、内挿管７は、散気用給気配管３に予め設けた挿入口に挿入して固定することができる。内挿管７の固定方法には、特に制限はなく、あらゆる固定方法が含まれる。例えば、内挿管の側面に固定用締付け部材１０を予め溶接し、散気用給気配管側に取付ブラケット１１を予め溶接しておくことにより、内挿管７をねじ込んで散気用給気配管３に固定することができる。同様に、散気板も内挿管と着脱可能とすることができる。また、内挿管の材質には、特に制限はなく、好ましくは、プラスチックまたはステンレス鋼、チタン等の金属から形成される。
内挿管７の下端部は吸込み面８を備えている。散気用給気配管３には複数個の散気板４が設置されているが、散気用給気配管３は必ずしも水平に設置されているとは限らず、内挿管の下端が水面に対して同じ高さに配置されない場合がある。図３に示したように、内挿管下端の吸込み面８が傾斜していない場合は、下端部が水面に接するか水面下にある内挿管からしか吸い上げが起こらないため、全ての散気板にブロー水が均一に供給されず、ブロー水が供給されない一部の散気板で目詰まりが進行する恐れがある。一方、図４に示したように、内挿管下端の吸込み面８が傾斜している場合は、水面が吸込み面８の上端と下端の間にあればブロー水を吸い上げ可能であり、水面に対する内挿管下端の配置に上下が生じた場合でも、一定範囲であれば全ての内挿管からの吸上げが可能であり、散気板に均一なブローが可能である。したがって、吸込み面８が傾斜している場合は、散気用給気配管３の水平方向の設置精度の許容範囲が大きくなる。
また、図４に示すように、水位が吸込み面８の上端と下端の間にある場合はブロー速度の大きい気水混相のブローとなるが、図５の右図に示すように水位が吸込み面８より高くなった場合は、水だけを吸い上げるため、空気が混相しない水押出しブローとなる。これに対し、図５の左図のように内挿管７の管壁に通気孔９が設置されている場合は、水位が吸込み面８より高い場合においても通気孔９から空気が入るため、ブロー速度の大きい気水混相のブローをすることができる。
通気孔９の形状および大きさは、特に制限はなく、任意の形状および大きさとすることができる。例えば、内挿管の全長を200mm、内挿管の内径を13mmとした場合、通気孔９は直径1mm〜10mm、好ましくは2mm〜7mmの円形形状とすることができる。また、通気孔９の位置は、特に制限はなく、任意の位置とすることができる。例えば、全長200mm、内径13mmの内挿管が、内径80mmの散気用給気配管内に装着され、内挿管の下端が散気用給気配管の内底部に接している場合、通気孔９は、内挿管の下端から10mm〜75mm、好ましくは30〜70mmの位置に設けることができる。また、散気用給気配管内は加圧されているので、通気孔９の位置は、水ブローおよびガスの流れの方向に対して正面側であっても背面側であってもよい。
傾斜した吸い込み面８の下端は、散気用給気配管３の内底近傍に位置し、たとえ水位が低くても、確実にブロー水を内挿管７内に吸い上げることができるようにする。傾斜した吸い込み面８の下端は、散気用給気配管３の内底より0〜10mm上方にあることが好ましい。傾斜した吸い込み面８の垂直方向に対する傾斜角度θに特に制限はないが、内挿管７は空気の供給路でもあるため、空気を十分に内挿管７内に送気できるような傾斜角度θにすることが好ましい。傾斜角度θは、例えば10〜85度、好ましくは30〜80度とすることができる。
２．散気装置の運転方法
本発明の散気装置は、ブロー水供給手段５からブロー水を散気板４に定期的に供給することによって、散気装置を水面上に引き上げることなく、散気孔に付着した微生物を除去することができる。ブロー水の供給頻度に特に制限はないが、好ましくは数時間から数日毎にブロー水を散気用給気配管３内に供給する。
本発明の散気装置は、ブロー水供給手段５からブロー水を散気板４に定期的に供給することによって、散気装置を水面上に引き上げることなく、散気孔に付着した微生物を除去することができる。ブロー水の供給頻度に特に制限はないが、好ましくは数時間から数日毎にブロー水を散気用給気配管３内に供給する。
この間、本発明の散気装置は、連続運転することができる。本発明の散気装置は内挿管７を備えており、水を満管にしなくてもブロー水を散気板に供給することができるので、空気の供給通路は常に確保されている。従って、空気の供給中に定期的にブロー水を供給し、散気孔に付着した微生物をブロー水で除去しながら、散気装置を連続運転することができる。
また、微生物を死滅させる効果を有する成分を含むブロー水を使用することによって、微生物の増殖を効果的に抑制することができる。微生物を死滅させる効果を有する成分には、特に制限はないが、例えば、抗菌物質または酸化物質、より具体的には、次亜塩素酸ナトリウム、逆性石鹸、酸、アルカリ、オゾン、または二酸化塩素、炭酸アルカリ金属などが含まれる。
曝気槽に散気板を設置し、下記の条件にて水ブローを実施した。
散気板材質:SUS316L
孔形状 :長さ1.45mm、幅0.04mm
開孔率 :約0.5%
通気量 :30m3/m2/hr
ブロー水 :次亜塩素酸ナトリウム溶液(濃度;100ppm)
ブロー水量:500ml/回
水ブロー頻度:1回/日
なお、水ブローを実施しない例を比較例とした。
孔形状 :長さ1.45mm、幅0.04mm
開孔率 :約0.5%
通気量 :30m3/m2/hr
ブロー水 :次亜塩素酸ナトリウム溶液(濃度;100ppm)
ブロー水量:500ml/回
水ブロー頻度:1回/日
なお、水ブローを実施しない例を比較例とした。
水ブロー有りの例(実施例)となしの例(比較例)の圧損増加量（mmAq）の経時変化を、図３のグラフに示した。
図３のグラフから明らかなように、水ブローを定期的に実施することによって、長期間にわたる散気運転においても散気装置の圧損上昇を効果的に抑制することができ、高い酸素移動効率を維持することができた。
１・・・散気装置、２・・・ガス供給手段、３・・・散気用給気配管、４・・・散気板、５・・・ブロー水供給手段、６・・・排出手段、７・・・内挿管、８・・・吸い込み面、９・・・通気孔、１０・・・固定用締付け部材、１１・・・取付ブラケット、θ・・・傾斜角度。
Claims (6)
- 散気板と、
散気用給気配管内へブロー水を供給する供給手段と、
前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出する排出手段と
を備えた散気装置。 - 前記排出手段が、上端が前記散気板に連接され、下端が前記散気用給気配管内に内挿された内挿管であることを特徴とする請求項１に記載の散気装置。
- 前記内挿管の下端部が、傾斜した吸い込み面を有することを特徴とする請求項２に記載の散気装置。
- 前記内挿管が、管壁に通気孔を有することを特徴とする請求項２または３に記載の散気装置。
- 前記ブロー水を前記散気板に定期的に供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の散気装置の運転方法。
- 前記ブロー水が、微生物を死滅させる効果を有する成分を含む請求項５に記載の運転方法。
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