JP2009172583A - 散気装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る散気装置は、曝気槽12に設置される微細気孔を有する散気板4と、散気板4に接続された散気用給気配管3と、散気用給気配管3に逆止弁15を介して接続されて散気用給気配管3に散気用空気を供給する給気装置2と、一端が散気板4に連通され、他端が散気用給気配管3内に内挿された内挿管7と、散気用給気配管3内へブロー水を供給するブロー水供給手段5と、散気用給気配管3における逆止弁15の下流側へ散気用空気よりも高い圧力の空気を供給する高圧空気供給手段16を備えたことを特徴とするものである。
【選択図】図1
Description
したがって、バイオフィルムを剥離する効果は散気板開孔におけるブロー水の流速が高い方がよく、この点につきさらに検討を重ねた。
ブロー水が散気板の開孔を通過する流速は散気用給気配管の内圧と水圧との差圧いわゆる散気装置の圧損により決まる。そして、散気用給気配管内の内圧は、ブロワの送風を送気する送気管の圧力に対して送気によるわずかな圧力損失分だけ減少するものであり、送気管内の圧力とほぼ等しい。
ブロワは散気板へ所定風量を供給するよう制御されており、散気板の圧損に応じたブロワの送気圧が決まる。ブロー水を散気用給気配管毎に一定量注入しようとすると、散気用給気配管毎に順次注入することになるが、1箇所の散気用給気配管にブロー水を供給した際には、送気管がヘッダーでつながっているので、送気圧力は通常の散気装置の圧損分でしか散気板の開孔に水を通過させることができず、水の通過速度はかなり低く、水ブローの効果は高いとは言えない。
なお、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、前記内挿管の管壁に通気孔を設けてもよい。
図1は、本実施の形態に係る散気装置を示す模式図である。本実施の形態の散気装置1は、ガス供給手段2と、ガス供給手段2から供給される空気を送気する送気管13と、送気管13に接続されて送気管13の空気を散気板4へと導く散気用給気配管3と、散気用給気配管3から圧力空気の供給を受けて曝気槽12内で微細気泡を放出する散気板4と、上端が散気板4に連通され下端が前記散気用給気配管3内に内挿された内挿管7と、散気用給気配管3にブロー水供給管14を介してブロー水を供給するブロー水供給手段5と、散気用給気配管3に設けられた逆止弁15と、散気用給気配管3における逆止弁15の下流側へ散気用空気よりも高い圧力の空気を供給する高圧空気供給装置16とを備えている。
高圧空気供給装置16は、空気圧縮機17と、空気圧縮機17から吐出される圧縮空気を貯留する空気槽18と、空気槽18内の高圧空気を散気用給気配管3へ供給する高圧空気供給管19とを備えている。
送気管13には開閉弁20が、またブロー水供給管14には開閉弁21が、さらに高圧空気供給管19には開閉弁22がそれぞれ設けられている。そして、開閉弁21及び開閉弁22は制御装置23によって開閉制御される。
以下、散気装置1の主な構成について詳細に説明する。
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。
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から内挿管7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。
本実施例における散気装置1は、内挿管7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。
同様に、散気板4も内挿管7と一体に形成したり、着脱可能にしたりすることができる。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。
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4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、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。
ブロー水供給手段5はブロー水供給管14を介して散気用給気配管3にブロー水を供給する装置であって、散気用給気配管3の空気圧に打ち勝ってブロー水を散気用給気配管3内に供給できるようになっている。ブロー水供給手段5としては、例えば水の貯留槽に送水ポンプを設けたものがある。
ブロー水供給手段5より供給されたブロー水は、ブロー水供給管14を介して散気用給気配管3に流れ込み、散気用給気配管3から内挿管7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。
高圧空気供給装置16は、空気圧縮機17によって生成される圧縮空気を空気槽18に貯留し、開閉弁22の開閉動作によって、空気槽内の圧縮空気を、高圧空気供給管19を介して散気用給気配管3に供給したり、供給を停止したりする。
なお、高圧空気供給管19には散気用給気配管3へ圧縮空気を定量供給できるようにするために定流量弁を設置してもよい。
<散気運転>
散気運転は、ガス供給手段2から送風される空気を、散気用給気配管3に送り出し、この空気を、内挿管7を介して散気板4の微細孔またはスリットから曝気槽12内へ微細気泡として放出する運転である。散気運転時には、開閉弁20を開放し、開閉弁21、22を閉止して運転する。
水ブロー運転とは、ブロー水供給手段5からブロー水を散気用給気配管3に定期的に供給し、内挿管7を介してブロー水を散気板4に供給することによって散気板4を水ブローし、散気板4の散気孔に微生物などが付着するのを防止する運転である。
水ブロー運転の運転手順は例えば以下のように行う。
散気運転を継続しながら水ブロー運転を開始する場合(通常はこの方法による)には、制御装置23の制御信号によって開閉弁21を開放してブロー水を散気用給気配管3に供給する。このとき、散気運転が行われているため、供給したブロー水の一部は散気空気と共に内挿管7を介して揚水される。
したがって、ブロー水を一時的に散気用給気配管3内に貯留するためには、ブロー水の供給量は通常の散気運転によって揚水される量よりも多い量にする必要がある。この点、前述したように、散気装置の圧損が250mmAq(2.5kPa)のときに水ブローを行った場合、揚水量は実測値で2L/分であるため、2L/分を超えるブロー水を注入することで、水注入量が揚水量を上回ることになり、注水したブロー水を散気用給気配管3に貯留することができる。
圧縮空気の供給は、曝気槽底部の散気用給気配管3に溜まったブロー水がブローにより曝気槽12に放出される例えば数秒間だけ供給すればよい。
水ブロー運転によ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行うのが好ましい。
なお、水ブロー運転の開始のタイミングや、開閉弁21及び開閉弁22の開閉のタイミングなどについては制御装置23に予め設定しておいて自動運転するようにするのが好ましい。
また、本実施の形態においては、散気用給気配管3に逆止弁15を設け、散気用給気配管3内にブロー水を貯留した後、散気用給気配管3内に圧縮空気を供給して水ブローを行うようにしたので、散気板4の開孔を通過する際のブロー水の流速を大きくして、バイオフィルムを効果的に剥がすことができる。
もっとも、本発明の一つの特徴として内挿管を用いて水ブローする点が挙げられ、内挿管を用いることにより、圧縮空気によるブロー水の流速を大きくしない水ブローであってもバイオフィルムを剥がすことに関してそれ相当の効果を奏するものである。
そこで、以下においては圧縮空気を供給しない場合の水ブローの効果を確認するため、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。
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。
散気運転中においては、ガス供給手段2であるブロワは散気板4への所定風量を供給するよう制御されており、散気板4の圧損に応じたブロワの送気圧が決まる。
水ブロー運転は6本ある散気用給気配管3について1本毎に行うので、水ブロー運転開始に際して、例えば図中最も左側にあるブロックの開閉弁21を開放して散気用給気配管3aにブロー水を供給する。散気用給気配管3aはヘッダーで他の散気用給気配管とつながっているので、このときブロー水に作用する揚水圧は通常の散気装置の圧損に等しい圧力となる。前述したように、250mm角で開孔率1.3%の散気板に散気板の面積当りに30m3/m2・Hの空気を通過させると、開孔の空気の通過速度は0.64m/秒で、その際の圧損は250mmAq(2.5kPa)であり、このときの揚水量は実測値で2L/分である。したがって、圧縮空気の供給がないとすれば、散気板4の開孔を通過するブロー水の通過速度は0.04m/秒(=2×10-3÷60)÷(0.252×0.013))となり、物理的なブロー効果は高いとは言えない。
30m3/m2・H×0.252×60ヶ=1.9m3/分
このときの散気板の圧損は、散気運転における送気での圧損250mmAq(2.5kPa)に実測値で1,000mmAq(10kPa)を加えた値となり、散気運転における送気での圧損250mmAq(2.5kPa)より高い圧力となる。
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
7 内挿管
7a 弁座
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
12 曝気槽
13 送気管
14 ブロー水供給管
15 逆止弁
16 高圧空気供給手段
17 空気圧縮機
18 空気槽
19 高圧空気供給管
20、21、22 開閉弁
23 制御装置
25 定流量弁
Claims (2)
- 曝気槽に設置される微細気孔を有する散気板と、該散気板に接続された散気用給気配管と、該散気用給気配管に逆止弁を介して接続されて該散気用給気配管に散気用空気を供給する給気装置と、一端が前記散気板に連通され、他端が前記散気用給気配管内に内挿された内挿管と、前記散気用給気配管内へブロー水を供給するブロー水供給手段と、前記散気用給気配管における前記逆止弁の下流側へ散気用空気よりも高い圧力の空気を供給する高圧空気供給手段を備えたことを特徴とする散気装置。
- 請求項1に記載の散気装置の運転方法であって、ブロー水供給手段により散気用給気配管内へブロー水を供給するブロー水供給工程と、高圧空気供給手段により前記散気用給気配管内へ高圧空気を供給し、前記散気用給気配管内のブロー水を、前記内挿管を介して散気板から排出させる散気板洗浄工程を備えたことを特徴とする散気装置の運転方法。
Priority Applications (1)
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