JP2011115784A - メンブレン式散気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送気を停止する状態においても、周囲の被処理液が逆流することを防止できるメンブレン式散気装置を提供する。
【解決手段】シート状部材もしくは板状部材からなる下部構成材３とシート状部材からなる上部構成材４を双方の周縁部で相互に接合した本体２と、上部構成材４を貫通して外側面で上部構成材４と水密に接合するとともに、下部構成材３に対向する内側開口の開口縁で下部構成材３と水密に当接可能で、かつ下部構成材３から離間可能な給気口８を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は下水処理施設などの槽内に設置するメンブレン式散気装置に関し、生物処理または攪拌のために散気を行う技術に係るものである。

従来、この種の散気装置には、例えば図１５乃至図１７に示すものがある。これはベースプレート５１の上面に散気膜５２を装着し、散気膜５２の膜面上の所定位置に給気口５３を設けたものであり、給気口５３がベースプレート５１と散気膜５２との間に連通している。散気膜５２は合成樹脂膜または合成ゴム膜に多数の小孔５４を設けたものであり、散気膜５２の周囲を固定部５５によってベースプレート５１に固定した構造をなす。

図１６に示すように、運転停止時に散気膜５２は水圧を受けてベースプレート５１の上面に当接し、散気膜５２の小孔５４は閉じた状態となる。運転時にはベースプレート５１と散気膜５２の間に圧縮空気を供給する。このとき、図１７に示すように、圧縮空気の圧力を受けて散気膜５２がベースプレート５１の上面から離間して膨らみ、小孔５４が開いた状態となり、小孔５４を通して水中へ空気の散気が行なわれる。

このような構成を有するものとしては、例えば特許文献１に記載の散気装置がある。この散気装置は、平板状をなすベースプレートの一面に、多数の微細気孔が形成されたシート状の散気膜を展張したものであり、散気膜の四辺縁部をベースプレートの四辺縁部に枠体で固定している。

この散気装置では、散気装置への送気を停止するとともに、空気供給口を大気開放して残存空気を排出し、散気膜を速やかに収縮させることで、微細気孔内に侵入していた汚れを振り払うものであり、さらに再送気により散気膜を勢い良く膨らませて微細気孔を拡げることで汚れを放出する。

また、特許文献２に記載するディフューザーは、中央に空気噴出用ノズルを備えた円板状のホルダーの上面に、多数のスリットを持つ円形のメンブレンゴムを被せたものであり、ホルダーの空気噴出用ノズルの周縁に環状の突起を形成するとともに、メンブレンゴムの中央をスリットのない部分としたものである。

そして、曝気停止時には水圧に押されてメンブレンゴムのスリットのない部分が突起に密着することで、空気噴出用ノズルに水が逆流することを防止する。

特許３９９７１７６号 特許２５０００７１号 特開２００７−１６７８５６号

ところで、給気口の取付構造としては、例えば特許文献３に記載するものがある。その概略を図１８に示す。ここでは、散気膜１０１の膜面上に給気口１０２を設ける場合に、ベースプレート１０３の上に給気口１０２の給気部１０４を配置し、給気部１０４の空気接続口１０５の周囲にパッキン１０６を配置し、給気部１０４およびパッキン１０６を覆って散気膜１０１を配置するとともに、空気接続口１０５を散気膜１０１の上面側へ突出させて配置し、散気膜１０１の上面側で空気接続口１０５の周囲に押さえ板１０７を配置し、空気接続口１０５に螺合するネジ部１０８を締め付けて押さえ板１０７を押圧し、押さえ板１０７とパッキン１０６の間に散気膜１０１を水密に挟持している。

そして、散気膜１０１の外周縁とベースプレート１０３の外周縁とを、パッキン１０９を介して固定枠１１０で固定している。
このような構成にあっては、給気口１０２への空気の供給を停止すると、水圧を受ける周囲の被処理液が散気膜１０１を通してベースプレート１０３と散気膜１０１の間に流入し、給気口１０２から配管（図示省略）の内部に逆流する。

本発明は上記した課題を解決するものであり、送気を停止する状態においても、周囲の被処理液が逆流することを防止できるメンブレン式散気装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のメンブレン式散気装置は、シート状部材もしくは板状部材からなる下部構成材とシート状部材からなる上部構成材を双方の周縁部で相互に接合した本体と、上部構成材を貫通して外側面で上部構成材と水密に接合するとともに、下部構成材に対向する内側開口の開口縁で下部構成材と水密に当接可能で、かつ下部構成材から離間可能な給気口を備えることを特徴とする。

この構成により、給気口を通して本体の内部へ送気しない状態において、外部の水圧を受けて上部構成材と下部構成材が圧密に当接するとともに、給気口の内側開口がその開口縁で下部構成材と水密に当接し、下部構成材が給気口の内側開口を閉塞する。よって、周囲の被処理液が逆流することを防止できる。

給気口を通して送気すると、上部構成材が膨らむとともに給気口が下部構成材から離間して給気口の内側開口が開放される。
また、本発明のメンブレン式散気装置において、下部構成材において給気口に当接する部位と給気口の開口縁において下部構成材に当接する部位との少なくとも何れかが軟性材であることを特徴とする。

この構成により、給気口の開口縁と下部構成材の当接部分の水密性が向上し、逆流防止効果が高くなる。
また、本発明のメンブレン式散気装置において、本体は、下部構成材および上部構成材がシート状部材からなる袋状体であることを特徴とする。

この構成により、給気口への送気を停止したとき、槽内の水圧によって下部構成材と上部構成材が密着し易くなり、逆流防止効果が高くなる。
また、本発明のメンブレン式散気装置において、給気口は、下部構成材に当接する開口縁が給気口の軸心周りに多重に存在することを特徴とする。

この構成により、給気口の開口縁と下部構成材の当接部分が多重構造となるため、シール性が向上する。
また、本発明のメンブレン式散気装置において、上部構成材は給気口の周囲が不通気性であることを特徴とする。

また、本発明のメンブレン式散気装置において、内側開口の開口縁の周囲に沿って下部構成材に当接離間可能なフランジ面を形成するフランジ部を設けたことを特徴とする。
本発明の反応槽は、対象処理液を貯溜する槽体と、槽体内に配置する散気装置を備え、散気装置が、請求項１から５の何れか１項に記載のメンブレン式散気装置からなることを特徴とする。

以上のように本発明によれば、送気を停止する状態においても、給気口の内側開口の開口縁と下部構成材とが水密に当接することで、周囲の被処理液が逆流することを防止できる。

本発明の実施の形態におけるメンブレン式散気装置を示す平面図 同実施の形態における給気口を示す断面図 同実施の形態における給気口を示す下方斜視図 同実施の形態における給気口を示す上方斜視図 本発明の他の実施の形態における給気口を示し、図６のＡ−Ａ矢視断面図 同実施の形態における給気口の下面図 本発明の他の実施の形態における給気口を示す断面図 本発明の他の実施の形態における給気口を示す断面図 本発明の他の実施の形態における給気口を示す断面図 本発明の他の実施の形態における給気口を示す断面図 本発明の他の実施の形態におけるメンブレン式散気装置を示す平面図 同実施の形態における給気口を示す断面図 同実施の形態における給気口を示す下方斜視図 同実施の形態における給気口を示す上方斜視図 従来の散気装置を示す斜視図 従来の散気装置における作用を示す模式図 従来の散気装置における作用を示す模式図 従来の給気口の構成を示す断面図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１から図４において、メンブレン式散気装置１は、本体２が下部構成材と上部構成材を双方の周縁部で相互に接合した構造をなす。本実施の形態では下部構成材および上部構成材をなす下部シート状部材３および上部シート状部材４がポリウレタン、ポリエステル繊維、ナイロン繊維で補強したポリウレタン、シリコンゴム等の軟性材からなる。

本実施の形態では、本体２が下部シート状部材３と上部シート状部材４を溶着により相互に接合した０袋状体をなすが、下部構成材は剛性材の板状部材とすることも可能である。ここでは本体２の袋状体が帯状に長く延びる形状をなすが、袋状体の形状は、風船形、円板形、正方形、ひし形、円柱形等の何れの形状であっても良い。

下部シート状部材３は不通気性のシート状部材からなり、上部シート状部材４は散気領域５を形成する通気性のシート状部材６と、散気領域５を囲む不通気性のシート状部材７とからなる。

袋状体の一側の上面には給気口８が設けてあり、給気口８が空気供給源（図示省略）に接続する構造をなす。給気口８は上部シート状部材４における不通気性のシート状部材７を貫通しており、外側開口９が本体２の外部に位置し、内側開口１０が本体２の内部で下部シート状部材３に対向して開口し、内側開口１０の開口縁１１が下部シート状部材３と水密に当接可能な形状をなす。

給気口８は、本体２の内部に位置する下側部に空洞状のフランジ部１２を有し、フランジ部１２は内側開口１０の周囲を同心状に囲んでおり、フランジ部１２の上面に上部シート状部材４の不通気性のシート状部材７を水密に溶着している。フランジ部１２の下端縁１３は内側開口１０の開口縁１１と同様に下部シート状部材３と水密に当接可能な形状をなす。

本発明のメンブレン式散気装置は、種々の反応槽に適用可能であり、例えば、水処理等において対象処理液を貯溜する槽体と、槽体内に配置する散気装置を備える反応槽であれば、その散気装置にメンブレン式散気装置を適用できる。

以下、上記した構成における作用を説明する。給気口８を通して本体２の内部へ送気しない運転停止状態においては、袋状体２が周囲の水圧を受けて上部シート状部材４の通気性のシート状部材６および不通気性のシート状部材７が下部シート状部材３の不通気性のシート状部材に圧接することで、軟性材同士が密着して高い止水性を発揮する。

さらに、給気口８の内側開口１０がその開口縁１１で下部シート状部材３に水密に当接するとともに、フランジ部１２の下端縁１３が下部シート状部材３に水密に当接して多重に封止する状態で、下部シート状部材３が給気口８の内側開口１０を水密に閉塞する。

このため、通気性のシート状部材６の小孔から水が本体２の内部に入ったとしても給気口８の周囲は多重に封止されているので、周囲の水圧を受ける水が給気口８を通して逆流することを防止できる。

したがって、汚水の逆流によるトラブル、たとえば圧損の上昇、散気時の発泡の偏り等を防止できる。よって、常に散気を行なって前記のトラブルを防止する必要がなくなり、散気を完全に停止することが可能となり、省エネ、メンテナンス性が向上する。

運転時には空気供給源（図示省略）から給気口８を通して所定圧力の空気を本体２の袋状体の内部に供給する。この運転時に袋状体は内部に供給した空気の圧力で膨らみ、上部シート状部材４が膨らむとともに給気口８が下部シート状部材３から離間して給気口８の内側開口１０が開放される。本体２の内部に流入した空気は、散気膜をなす通気性のシート状部材６を通して散気領域５から噴出させ、噴出する空気を反応槽の内部の処理対象水中に散気する。このように、給気口８の内側開口１０が給気口８の上下動によって開閉するので、給気口８の下端には従来のような常に開放した空気通路を設ける必要がない。

図５および図６に示すように、フランジ部１２に囲まれた給気口８の下端側には、給気口８とフランジ部１２とに接続する複数のリブ１４を設けており、リブ１４の数は任意に設定できる。このリブ１４によりフランジ部１２の構造を強度的に強化することで、給気口８と下部シート状部材３との水密性およびフランジ部１２と下部シート状部材３との水密性がフランジ部１２および給気口８の変形を原因として損なわれることを抑制できる。

図７に示すように、フランジ部１２が給気口８の下端側を兼ねる構成とし、給気口８が下端側で拡径する形状とすることも可能である。
図８に示すように、フランジ部１２をフラットな形状となし、フランジ部１２と下部シート状部材３とが水密に接触する面積を大きくすることも可能である。

図９に示すように、フランジ部１２に囲まれた給気口８の下端側には、給気口８を囲む環状リブ１５を設けることも可能であり、環状リブ１５は給気口８とフランジ部１２との間に任意の数を設けることができる。

この構成により、給気口８の内側開口１０がその開口縁１１で下部シート状部材３に水密に当接するとともに、フランジ部１２および環状リブ１５がその下端で下部シート状部材３に水密に当接して多重に封止する状態で、下部シート状部材３が給気口８の内側開口１０を水密に閉塞する。このため、給気口８の周囲が多重に封止されることになり、給気口８の閉鎖時における水の逆流を阻止する機能が高まる。

図１０に示すように、フランジ部１２をフラットな形状となして、フランジ部１２と下部シート状部材３とが水密に接触する面積を大きくするとともに、フランジ部１２の下面にシール材として例えばＯリング１６を配置することも可能である。

図１１乃至図１４は本発明の他の実施の形態を示すものである。ここでは、空洞状のフランジ部１２の下端縁１３の周囲にフラットなプレート形状のフランジ部１２１を設け、フランジ部１２１に内側開口１０の開口縁１１の周囲に沿って下部シート状部材３に当接離間可能なフランジ面１２２を形成してある。

このフラットなプレート形状のフランジ部１２１は、空洞状のフランジ部１２の下端縁１３の内側および外側の何れに設けても良く、あるいは内外側に跨って設けても良い。フラットなプレート形状のフランジ部１２１はゴム、樹脂等からなり、その形状は円形、楕円形、多角形の何れであっても良い。また、下部シート状部材３の外側の底面に、空洞状のフランジ部１２に対向するか、もしくはフラットなプレート形状のフランジ部１２１に対向する当て板を設けることも可能である。

空洞状のフランジ部１２の下端側の周囲には、空洞状のフランジ部１２とフラットなフランジ部１２１とに接続する複数のリブ１４１を設けており、リブ１４１の数は任意に設定できる。このリブ１４１によりフランジ部１２１の構造を強度的に強化することで、給気口８と下部シート状部材３との水密性およびフランジ部１２１と下部シート状部材３との水密性がフランジ部１２１および給気口８の変形を原因として損なわれることを抑制できる。

この構成によれば、排気時には、下部シート状部材３が給気口８の内側開口１０を水密に閉塞するとともに、フラットなプレート形状のフランジ部１２１のフランジ面１２２が内側開口１０の開口縁１１の周囲に沿って下部シート状部材３に当接することで、フラットなプレート形状のフランジ部１２１に囲まれた領域の下部シート状部材３がフラットに展張される。

このため、下部シート状部材３が皺を伴うことなくフラットな状態で給気口８の内側開口１０に当接し、確実な水密性の確保が実現できる。
上述した実施の形態では、何れも下部構成材をシート状部材として説明したが、本発明において、下部構成材はシート状部材に限るものではなく、硬質プレートでも良い。また、下部構成材上で給気口と当接する当接部位、または給気口の開口縁の少なくとも何れかが軟性材ならより望ましい。下部構成材を硬質プレートとした場合、硬質プレートの上面に軟質シートを積層することも可能である。

１ メンブレン式散気装置
２ 本体
３ 下部シート状部材
４ 上部シート状部材
５ 散気領域
６ 通気性のシート状部材
７ 不通気性のシート状部材
８ 給気口
９ 外側開口
１０ 内側開口
１１ 開口縁
１２ フランジ部
１３ 下端縁
１４ リブ
１５ 環状リブ
１６ Ｏリング
１２１ フラットなプレート形状のフランジ部
１２２ フランジ面
１４１ リブ

Claims (7)

1. シート状部材もしくは板状部材からなる下部構成材とシート状部材からなる上部構成材を双方の周縁部で相互に接合した本体と、上部構成材を貫通して外側面で上部構成材と水密に接合するとともに、下部構成材に対向する内側開口の開口縁で下部構成材と水密に当接可能で、かつ下部構成材から離間可能な給気口を備えることを特徴とするメンブレン式散気装置。
2. 下部構成材において給気口に当接する部位と給気口の開口縁において下部構成材に当接する部位との少なくとも何れかが軟性材であることを特徴とする請求項１に記載のメンブレン式散気装置。
3. 本体は、下部構成材および上部構成材がシート状部材からなる袋状体であることを特徴とする請求項１または２に記載のメンブレン式散気装置。
4. 給気口は、下部構成材に当接する開口縁が給気口の軸心周りに多重に存在することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のメンブレン式散気装置。
5. 上部構成材は給気口の周囲が不通気性であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のメンブレン式散気装置。
6. 内側開口の開口縁の周囲に沿って下部構成材に当接離間可能なフランジ面を形成するフランジ部を設けたことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のメンブレン式散気装置。
7. 対象処理液を貯溜する槽体と、槽体内に配置する散気装置を備え、散気装置が、請求項１から６の何れか１項に記載のメンブレン式散気装置からなることを特徴とする反応槽。

Images