JP2017209618A - Air diffuser and air diffusing method - Google Patents

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真介 古野
Shinsuke Furuno
真介 古野
誠 井手口
Makoto Ideguchi
誠 井手口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air diffuser capable of smoothly executing filtration treatment without hindering tearing off of a suspension substance.SOLUTION: An air diffuser comprises an air diffusing pipe that is disposed under a membrane module unit having a membrane element disposed in a treatment tank containing target water to be treated, and diffuses gas. The air diffusing pipe comprises: a cylindrical main pipe for receiving supply of gas from a gas supply device; and a plurality of branch pipes 3 having a plurality of air diffusing holes 8 opening upward and an opening part opening downward in a central part in the length direction, and connected such that the inside communicates with the main pipe. The main pipe includes a pair of parallel pipes arranged in parallel at an interval. The branch pipes are respectively connected to the pair of parallel pipes on both ends, and are arranged at multiple positions at intervals in the extending direction of the parallel pipes. Assuming the arrangement pitch of the plurality of branch pipe as P, a distance between the air diffusing hole and the lower end of the membrane element as h, and a diffusion angle of bubbles of gas discharged from the air diffusing hole as θ, an expression P≤2h*tan(θ/2) is satisfied.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、散気装置および散気方法に関するものである。   The present invention relates to an air diffuser and an air diffuser method.

近年精密濾過膜、限外濾過膜等の分離膜を配設した膜モジュールを用いて活性汚泥の固液分離を行う方法が種々検討されている。分離膜を用いて活性汚泥の濾過処理を行うと、水質の高い処理水を得ることができる。   In recent years, various methods for solid-liquid separation of activated sludge using membrane modules provided with separation membranes such as microfiltration membranes and ultrafiltration membranes have been studied. When the activated sludge is filtered using a separation membrane, treated water with high water quality can be obtained.

分離膜を用いて被処理水の固液分離を行う場合、濾過処理を継続するに従って懸濁物質による分離膜表面の目詰まりが進行するため、濾過流量の低下や、膜間差圧の上昇が生じる。このような状態を防ぐため、膜モジュールの下方に散気管を配設し、散気管からエアーの散気を行って気泡及び気泡の上昇によって生起される被処理液との気液混合流を膜モジュールに当てて洗浄することにより、膜表面の懸濁物質を引き剥がす方法が行われている。散気管は、通常、金属、樹脂等からなる管状配管に気体吐出穴を開口させたもので、製作が簡易になることから同一口径の部材から構成され、それら散気管にはブロワ等により空気を供給して散気している(特許文献1参照)。   When solid-liquid separation of water to be treated is performed using a separation membrane, clogging of the separation membrane surface due to suspended substances progresses as the filtration process continues, so the filtration flow rate decreases and the transmembrane pressure increases. Arise. In order to prevent such a state, an air diffuser is disposed below the membrane module, and air is diffused from the air diffuser to form bubbles and a gas-liquid mixed flow with the liquid to be processed caused by the rising of the bubbles. A method is used in which suspended substances on the surface of the membrane are peeled off by washing against a module. A diffuser pipe is usually a tubular pipe made of metal, resin, etc. with gas discharge holes open, and is made up of members of the same diameter for ease of production. Air is blown into these diffuser pipes by a blower or the like. It is supplied and diffused (see Patent Document 1).

特開2010−119976号公報JP 2010-111976 A

膜モジュールの下方に散気管を配設し、散気管からエアーの散気を行って気泡及び気泡の上昇によって生起される被処理液との気液混合流を膜モジュールに当てることにより洗浄を行っている。散気管から吐出された気泡は上昇する際に拡散及び拡大することで膜モジュール全体に当たるようになる。   Cleaning is performed by disposing a diffuser tube below the membrane module, performing air diffusion from the diffuser tube, and applying a gas-liquid mixed flow with bubbles and the liquid to be treated generated by the rising of the bubbles to the membrane module. ing. Bubbles discharged from the air diffusing tube diffuse and expand as they rise to hit the entire membrane module.

しかし、散気管から膜モジュールまでの距離(助走距離)が必要であり、この距離を確保すると膜モジュールが高くなり、コンパクト性が悪くなるという問題がある。一方、散気管から膜モジュールまでの距離を短くすると、散気管から吐出された気泡が十分に拡散せずに被処理液との気液混合流を膜モジュール全体に当てることができず、懸濁物質の引き剥がしが不十分で濾過処理に支障を来す可能性がある。   However, a distance from the air diffusing tube to the membrane module (running distance) is necessary, and if this distance is secured, there is a problem that the membrane module becomes high and compactness deteriorates. On the other hand, if the distance from the diffuser tube to the membrane module is shortened, the bubbles discharged from the diffuser tube are not sufficiently diffused so that the gas-liquid mixed flow with the liquid to be treated cannot be applied to the entire membrane module and suspended. There is a possibility that the filtration process may be hindered due to insufficient peeling of the material.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、懸濁物質の引き剥がしに支障を来さずに濾過処理を円滑に実施できる散気装置および散気方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above points, and provides an air diffuser and an air diffuser capable of smoothly performing a filtration process without hindering the removal of suspended solids. Objective.

本発明は以下の態様を有する。
[1]被処理水が蓄えられた水槽内に配置された膜エレメントを有する膜モジュールユニットの下方に配置され、気体を散気する散気管を備える散気装置であって、前記散気管は、気体供給装置から気体の供給を受ける筒状の主配管と、上方に向けて開口する複数の散気孔および長さ方向中央部に下方に向けて開口する開口部を有し、前記主配管に内部が連通した状態で連結される複数の枝配管とを備え、前記主配管は、間隔をあけて平行に配置された一対の平行管を含み、前記枝配管は、両端がそれぞれ前記一対の平行管に接続され、前記平行管の延びる方向に間隔をあけて複数配列され、前記複数の枝配管の配列ピッチをP、前記散気孔と前記膜エレメントの下端との距離をh、前記散気孔から吐出される前記気体の気泡の拡散角度をθとすると、P≦2h・tan(θ/2)の式を満足する散気装置。
[2]前記散気孔から吐出される気体の流速は、3m/s以上である前記[1]に記載の散気装置。
[3]前記散気孔の直径が、1mm以上、10mm以下である前記[1]または前記[2]に記載の散気装置。
[4]前記主配管の一端は、開口した状態でL字状に下方に屈曲している前記[1]から前記[3]のいずれか一項に記載の散気装置。
[5]前記主配管の断面開口面積の総和は、前記枝配管の断面開口面積の総和より大きい前記[1]から前記[4]のいずれか一項に記載の散気装置。
[6]前記枝配管の開口部は、ノズル状に突出している前記[1]から前記[5]のいずれか一項に記載の散気装置。
[7]前記主配管と前記枝配管の材質は、熱可塑性樹脂である前記[1]から前記[6]のいずれか一項に記載の散気装置。
[8]前記散気管内を減圧する減圧装置を有する前記[1]から前記[7]のいずれか一項に記載の散気装置。
[9]前記[1]から前記[8]のいずれか一項に記載の散気装置を、被処理水が蓄えられた処理槽内に配し、前記散気管に所定時間、気体を連続的に供給した後、一定時間気体の供給を停止する散気方法。
[10]前記一定時間気体の供給を停止する間に、前記散気配管内を減圧する前記[9]に記載の散気方法。
The present invention has the following aspects.
[1] An air diffuser provided with an air diffuser arranged below a membrane module unit having a membrane element disposed in a water tank in which treated water is stored, the air diffuser comprising: It has a cylindrical main pipe that receives gas supply from a gas supply device, a plurality of air diffusion holes that open upward, and an opening that opens downward in the center in the length direction. And a plurality of branch pipes connected in a state where the main pipes are in communication with each other, wherein the main pipe includes a pair of parallel pipes arranged in parallel with a space therebetween, and both ends of the branch pipes are respectively connected to the pair of parallel pipes. A plurality of branch pipes arranged at intervals in the extending direction of the parallel pipes, the arrangement pitch of the plurality of branch pipes being P, the distance between the air diffuser holes and the lower end of the membrane element being h, and discharging from the air diffuser holes The angle of diffusion of the gas bubbles to be Then, air diffuser satisfying the equation P ≦ 2h · tan (θ / 2).
[2] The air diffuser according to [1], wherein the flow rate of the gas discharged from the air diffuser is 3 m / s or more.
[3] The air diffuser according to [1] or [2], wherein the air diffuser has a diameter of 1 mm or more and 10 mm or less.
[4] The air diffuser according to any one of [1] to [3], wherein one end of the main pipe is bent downward in an L shape in an open state.
[5] The air diffuser according to any one of [1] to [4], wherein a sum of cross-sectional opening areas of the main pipe is larger than a sum of cross-sectional opening areas of the branch pipes.
[6] The air diffuser according to any one of [1] to [5], wherein the opening of the branch pipe projects in a nozzle shape.
[7] The air diffuser according to any one of [1] to [6], wherein a material of the main pipe and the branch pipe is a thermoplastic resin.
[8] The air diffuser according to any one of [1] to [7], further including a decompressor that decompresses the inside of the air diffuser.
[9] The air diffuser according to any one of [1] to [8] is disposed in a treatment tank in which water to be treated is stored, and gas is continuously supplied to the air diffuser for a predetermined time. A gas diffusion method in which the supply of gas is stopped for a certain period of time after being supplied.
[10] The air diffusion method according to [9], wherein the inside of the air diffusion pipe is decompressed while the gas supply is stopped for the predetermined time.

本発明では、懸濁物質の引き剥がしに支障を来さずに濾過処理を円滑に実施することができる。   In the present invention, it is possible to smoothly carry out the filtration treatment without hindering the removal of the suspended substance.

本発明に係る散気装置を備える水処理装置の概略構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically schematic structure of a water treatment apparatus provided with the aeration apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る散気管の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the diffuser tube which concerns on this invention. 図2におけるA−A線視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. 膜モジュールユニットの側面図である。It is a side view of a membrane module unit. 膜モジュールユニットの正面図である。It is a front view of a membrane module unit.

以下、本発明の散気装置および散気方法の実施の形態を、図1ないし図5を参照して説明する。
なお、以下の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
Hereinafter, embodiments of an air diffuser and an air diffuser according to the present invention will be described with reference to FIGS.
The following embodiments show one aspect of the present invention and do not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in the following drawings, in order to make each configuration easy to understand, the actual structure is different from the scale and number of each structure.

図1は、本発明に係る散気装置1を備える水処理装置30の概略構成を模式的に示す図である。水処理装置30は、活性汚泥などの被処理水31が投入された水槽(処理槽)32と、水槽32内に配置された膜モジュールユニット10と、膜モジュールユニット10の下方に一部が配置された散気装置1とを備えた浸漬型の膜分離装置である。   FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a schematic configuration of a water treatment device 30 including an air diffuser 1 according to the present invention. The water treatment device 30 includes a water tank (treatment tank) 32 into which water to be treated 31 such as activated sludge is charged, a membrane module unit 10 disposed in the water tank 32, and a part thereof below the membrane module unit 10. It is an immersion type membrane separation apparatus provided with the diffuser 1 made.

本実施形態の水処理装置30では、一例として、膜モジュールユニット10を3基有し、したがって散気装置1も各膜モジュールユニット10に対応してそれぞれの下方に配置している。ただし、膜モジュールユニット10や散気装置1の数については特に限定されることなく、任意に設定することができる。   In the water treatment device 30 of the present embodiment, as an example, there are three membrane module units 10, and thus the air diffuser 1 is also arranged below each corresponding to each membrane module unit 10. However, the numbers of the membrane module units 10 and the air diffuser 1 are not particularly limited and can be arbitrarily set.

水槽32は、直方体状のもので、大きさは特に制限されないものの、深さは、被処理水31の水深が1m以上となるように、1mを充分に超えていることが好ましい。
膜モジュールユニット10は、複数の膜モジュール11を備えている。膜モジュール11は、中空糸膜などの膜エレメント(図示せず)を備えて構成されている。
Although the water tank 32 has a rectangular parallelepiped shape and the size is not particularly limited, it is preferable that the depth sufficiently exceeds 1 m so that the depth of the water to be treated 31 is 1 m or more.
The membrane module unit 10 includes a plurality of membrane modules 11. The membrane module 11 includes a membrane element (not shown) such as a hollow fiber membrane.

膜モジュールユニット10(膜モジュール11)には、吸引配管47を介して吸引ポンプ(図示せず)が接続され、膜モジュールユニット10による被処理水31の吸引濾過が可能に構成されている。   A suction pump (not shown) is connected to the membrane module unit 10 (membrane module 11) via a suction pipe 47 so that the water to be treated 31 can be suction filtered by the membrane module unit 10.

散気装置1は、散気管1A、空気供給装置(気体供給装置)40および減圧装置43を備えている。散気管1Aは、膜モジュールユニット10の下方に配置されている。図2は、散気管1Aの外観斜視図である。散気管1Aは、図2に示すように、円筒状の主配管2、この主配管2に接続される複数の枝配管3を備えた梯子状(ラダー状)に形成されている。主配管2および枝配管3は、水平に配置されている。   The air diffuser 1 includes an air diffuser 1 </ b> A, an air supply device (gas supply device) 40, and a decompression device 43. The air diffuser 1 </ b> A is disposed below the membrane module unit 10. FIG. 2 is an external perspective view of the air diffusion tube 1A. As shown in FIG. 2, the air diffusion pipe 1 </ b> A is formed in a ladder shape (ladder shape) including a cylindrical main pipe 2 and a plurality of branch pipes 3 connected to the main pipe 2. The main pipe 2 and the branch pipe 3 are arranged horizontally.

主配管2の断面開口面積の総和は、枝配管3の断面開口面積の総和より大きく設定されている。これにより、主配管2がボトルネックとなることなく、主配管2に供給された散気用の空気を枝配管3に流動させることが可能となる。   The total cross-sectional opening area of the main pipe 2 is set larger than the total cross-sectional opening area of the branch pipe 3. Thereby, the air for aeration supplied to the main pipe 2 can be made to flow into the branch pipe 3 without the main pipe 2 becoming a bottleneck.

主配管2は、金属製(例えば、SUS304製)や熱可塑性の合成樹脂製(例えば、ポリエチレン製、ポリ塩化ビニル製)であり、間隔をあけて平行に配置された一対の平行管2Aと、エルボ管4を介して平行管2Aの一端同士を接続する接続管2Bとを有している。接続管2Bには、長さ方向の中央部に鉛直方向上方に延びるフランジ配管5が接続されている。フランジ管5には、空気供給管21(図4参照)を介して空気供給装置40および減圧装置43が接続されている(詳細は後述)。   The main pipe 2 is made of metal (for example, made of SUS304) or thermoplastic synthetic resin (for example, made of polyethylene or polyvinyl chloride), and a pair of parallel pipes 2A arranged in parallel with a gap between them, It has a connecting pipe 2B for connecting one end of the parallel pipe 2A through the elbow pipe 4. A flange pipe 5 extending upward in the vertical direction is connected to the central portion in the length direction of the connecting pipe 2B. An air supply device 40 and a decompression device 43 are connected to the flange tube 5 via an air supply tube 21 (see FIG. 4) (details will be described later).

平行管2Aは、他端側にL字状に下方に屈曲するエルボ管6が接続されることにより、鉛直方向下方に向く開口6aを有している。   The parallel tube 2A has an opening 6a facing downward in the vertical direction by connecting an elbow tube 6 bent downward in an L shape to the other end side.

枝配管3は、両端がそれぞれ一対の平行管2Aに接続され、平行管2Aの延びる方向に間隔をあけて複数(図2では10本)配列されている。各枝配管3には、その上面に散気孔8が1または複数形成されている。散気孔8の数については、枝配管3の長さ等に基づいて適宜に設定されるが、2個〜6個とするのが好ましい。本実施形態では、図5に示すように80mm〜100mm程度の間隔で、長さ方向の中央を中心として対称に6個形成されている。また、これら散気孔8は、散気管1Aが水平に配置された状態で、全て鉛直方向上方を向くように形成されている。散気孔8の直径としては、付着物の付着による閉塞を考慮すると1mm以上が好ましく、また、通過する空気の流速が低くなり、充分な散気効果が得られなくなる虞があることを考慮すると10mm以下が好ましい。   Both ends of the branch pipe 3 are connected to a pair of parallel pipes 2A, and a plurality (10 in FIG. 2) are arranged at intervals in the extending direction of the parallel pipes 2A. Each branch pipe 3 is formed with one or a plurality of air diffusion holes 8 on the upper surface thereof. The number of the air holes 8 is appropriately set based on the length of the branch pipe 3 and the like, but is preferably 2 to 6. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, six are formed symmetrically about the center in the length direction at intervals of about 80 mm to 100 mm. Further, these air diffusion holes 8 are all formed so as to face upward in the vertical direction in a state where the air diffusion pipe 1A is disposed horizontally. The diameter of the air diffusion hole 8 is preferably 1 mm or more in consideration of the blockage due to the adhesion of the adhering matter, and 10 mm in consideration of the possibility that the sufficient air diffusion effect may not be obtained due to the low flow velocity of the air passing therethrough. The following is preferred.

枝配管3の長さ方向中央には、T字状に形成された三方管(T字形三方管)7が接続されている。三方管7の中央管7aは下方に向けてノズル状に突出して開口部7bを形成している。   A three-way pipe (T-shaped three-way pipe) 7 formed in a T shape is connected to the center in the length direction of the branch pipe 3. A central tube 7a of the three-way tube 7 protrudes downward in a nozzle shape to form an opening 7b.

図3は、図2におけるA−A線視断面図である。図3に示されるように、複数の枝配管3の配列ピッチをP、散気孔8と膜モジュール11の膜エレメントの下端との距離をh、散気孔8から吐出される空気の気泡の拡散角度をθとすると、本実施形態における散気装置1においては下式(1)を満足する。
P≦2h・tan(θ/2) …(1)
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 3, the arrangement pitch of the plurality of branch pipes 3 is P, the distance between the diffuser holes 8 and the lower end of the membrane element of the membrane module 11 is h, and the diffusion angle of air bubbles discharged from the diffuser holes 8 Is θ, the diffuser 1 in the present embodiment satisfies the following expression (1).
P ≦ 2h · tan (θ / 2) (1)

式(1)を満足する場合、隣り合う枝配管3の散気孔8から被処理水31に散気された気泡が上昇しながら拡散して膜エレメントの下端に到達する散気領域9の一部が重なることになる。換言すると、式(1)を満足する場合には、膜モジュール11の膜エレメントの下端においては、散気領域9が形成されない散気空白部が生じないことになる。   When the expression (1) is satisfied, a part of the diffused region 9 where the bubbles diffused from the diffused holes 8 of the adjacent branch pipes 3 to the treated water 31 rise and diffuse to reach the lower end of the membrane element. Will overlap. In other words, when the expression (1) is satisfied, a diffused blank portion in which the diffused region 9 is not formed does not occur at the lower end of the membrane element of the membrane module 11.

これらの主配管2および枝配管3は、膜モジュールユニット10の下方に配置されて用いられる。図4は、膜モジュールユニット10の側面図である。図5は、膜モジュールユニット10の正面図である。   The main pipe 2 and the branch pipe 3 are used by being arranged below the membrane module unit 10. FIG. 4 is a side view of the membrane module unit 10. FIG. 5 is a front view of the membrane module unit 10.

図4および図5に示されるように、散気装置1は、フランジ配管5に空気供給管21が接続されている。そして、この空気供給管21には、図1に示されるように、空気供給装置40および減圧装置43が接続されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, in the air diffuser 1, an air supply pipe 21 is connected to the flange pipe 5. The air supply pipe 21 is connected to an air supply device 40 and a decompression device 43, as shown in FIG.

空気供給装置40は、ブロワ41と、このブロア41と空気供給管21とを接続する接続配管42と、を備えて構成されている。また、減圧装置43は、吸引ポンプ44と、この吸引ポンプ44と空気供給管21とを接続する接続配管45とを備えて構成されている。   The air supply device 40 includes a blower 41 and a connection pipe 42 that connects the blower 41 and the air supply pipe 21. The decompression device 43 includes a suction pump 44 and a connection pipe 45 that connects the suction pump 44 and the air supply pipe 21.

そして、接続配管42と接続配管45と空気供給管21との間には、三方弁からなる切換弁46が設けられている。このような構成のもとに、切換弁46を切り換えることによってブロワ41(空気供給装置40)と空気供給管21とを連通させ、あるいは吸引ポンプ44(減圧装置43)と空気供給管21とを連通させることができるようになっている。すなわち、散気装置1においては、散気運転と減圧運転とを、切換弁46によって切り換えることにより、空気供給装置40によって空気を供給する散気運転を停止した際、減圧装置43によって主配管2内及び枝配管3内を減圧することが可能になる。   A switching valve 46 composed of a three-way valve is provided between the connection pipe 42, the connection pipe 45, and the air supply pipe 21. Under such a configuration, the blower 41 (air supply device 40) and the air supply pipe 21 are communicated with each other by switching the switching valve 46, or the suction pump 44 (decompression device 43) and the air supply pipe 21 are connected. It can be communicated. That is, in the air diffuser 1, when the air diffuser operation for supplying air by the air supply device 40 is stopped by switching the air diffuser operation and the pressure reducer operation by the switching valve 46, the main pipe 2 is removed by the pressure reducer 43. The inside and the branch pipe 3 can be depressurized.

次に、このような水処理装置30の処理運転に基づき、本発明に係る散気方法の一実施形態について説明する。
まず、図1に示すように水槽32内に、膜モジュールユニット10、散気装置1等を配置するとともに、被処理水31を所定の水位(水深)となるように蓄える。そして、この状態で膜モジュールユニト10側の吸引ポンプを作動させることにより、膜モジュールユニト10による吸引濾過を行う。
Next, one embodiment of the air diffusion method according to the present invention will be described based on the treatment operation of the water treatment apparatus 30.
First, as shown in FIG. 1, the membrane module unit 10, the air diffuser 1, and the like are disposed in the water tank 32, and the treated water 31 is stored so as to have a predetermined water level (water depth). In this state, suction filtration by the membrane module unit 10 is performed by operating the suction pump on the membrane module unit 10 side.

また、このような吸引濾過と並行して、所定の時間、空気供給装置40(ブロワ41)から散気管1Aに向けて空気を連続的に(連続して)供給する。空気の供給量としては、散気管1Aの寸法等によっても異なるものの、例えば各枝配管3毎に75L/minとなるようにする。このように空気を供給することで、空気供給管21を介して散気管1Aに供給された空気は、主配管2を通ってほとんどが枝配管3の散気孔8から噴出する。すなわち、散気孔8では枝配管3の開口7bより水圧が低くなっていることにより、特に高風量で空気を供給しなければ、散気管1Aに供給された空気はそのほとんどが散気孔8から噴出される。   In parallel with such suction filtration, air is supplied continuously (continuously) from the air supply device 40 (blower 41) toward the diffuser pipe 1A for a predetermined time. Although the air supply amount varies depending on the size of the air diffusion pipe 1A, the air supply amount is set to 75 L / min for each branch pipe 3, for example. By supplying air in this way, most of the air supplied to the diffuser pipe 1 </ b> A through the air supply pipe 21 is ejected from the diffuser holes 8 of the branch pipe 3 through the main pipe 2. That is, since the water pressure in the air diffuser 8 is lower than that of the opening 7 b of the branch pipe 3, most of the air supplied to the air diffuser 1 </ b> A is ejected from the air diffuser 8 unless air is supplied at a particularly high air volume. Is done.

また、散気管1Aへの空気の供給量としては、散気孔8から吐出される空気の流速が3m/s以上となる量である。空気の流速が3m/s以上であれば、付着物が散気孔8に付着して閉塞することを抑制できる。   The amount of air supplied to the air diffuser 1A is such that the flow rate of air discharged from the air diffuser 8 is 3 m / s or more. If the flow velocity of air is 3 m / s or more, it is possible to suppress the adhering matter from adhering to the air diffusion holes 8 and blocking.

このようにして散気孔8から空気を噴出すると、噴出した空気は気泡となり、水槽32中、すなわち被処理液31中を上昇する。上昇した気泡は、被処理液31を伴うことで気液混合流を形成する。この気液混合流は、膜モジュールユニット10(膜モジュール11)に当たることによって各膜エレメント(図示せず)を洗浄する。すなわち、気液混合流は膜エレメント(膜モジュールユニット10)の表面に付着した汚泥等の懸濁物質を剥離し、膜モジュールユニット10から除去する。   When air is ejected from the air diffusion holes 8 in this way, the ejected air becomes bubbles and rises in the water tank 32, that is, in the liquid to be treated 31. The rising bubbles form a gas-liquid mixed flow with the liquid 31 to be processed. This gas-liquid mixed flow hits the membrane module unit 10 (membrane module 11) to wash each membrane element (not shown). That is, the gas-liquid mixed flow peels off suspended substances such as sludge adhering to the surface of the membrane element (membrane module unit 10) and removes them from the membrane module unit 10.

このとき、散気装置1においては、上記の式(1)を満足する諸元の下で散気が行われるため、膜エレメントは全領域が散気領域9となり、散気の空白部が生じることなく懸濁物質の引き剥がしが行われ濾過処理を円滑に実施することができる。   At this time, in the air diffuser 1, since air is diffused under the specifications that satisfy the above formula (1), the entire region of the membrane element is the air diffused region 9, and a blank portion of air diffused is generated. Without removing the suspended matter, the filtration process can be carried out smoothly.

上記の散気運転を所定の時間行ったら、一定時間ブロア41を停止し、散気装置1への空気の供給を停止する。すると、主配管2および枝配管3内に残る空気は散気孔8を抜け出て被処理水31中に排出され、膜モジュールユニット10を洗浄する。また、この空気と置換して、枝配管3の他端の開口3bから被処理水31が流入する。このように流入する被処理水31は、例えば散気孔8を目詰まりさせている乾燥堆積した異物(汚泥)や散気管3内に堆積する汚泥を湿潤化させる。したがって、一定時間経過後、ブロワ41を再度作動させて散気を再開した際、これら異物や汚泥を散気孔8から容易に排出することができる。すなわち、主配管2内や枝配管3内、及び散気孔8を洗浄することができる。   When the aeration operation is performed for a predetermined time, the blower 41 is stopped for a certain time, and the supply of air to the aeration apparatus 1 is stopped. Then, the air remaining in the main pipe 2 and the branch pipe 3 passes through the air diffusion holes 8 and is discharged into the water to be treated 31 to clean the membrane module unit 10. In addition, the water to be treated 31 flows from the opening 3 b at the other end of the branch pipe 3 by replacing this air. The treated water 31 flowing in this way wets, for example, dried and accumulated foreign matter (sludge) clogging the diffuser holes 8 and sludge accumulated in the diffuser pipe 3. Therefore, when the blower 41 is operated again after a certain time has elapsed and the aeration is resumed, these foreign matters and sludge can be easily discharged from the aeration holes 8. That is, the inside of the main pipe 2, the branch pipe 3, and the air diffusion holes 8 can be cleaned.

また、本実施形態では、散気管1Aに減圧装置43を接続しているので、一定時間ブロア41を停止している間に、切換弁46を切り換えることによって吸引ポンプ44(減圧装置43)を散気管1Aに連通させ、この吸引ポンプ44によって主配管2内や枝配管3内を減圧することができる。このように減圧処理することにより、枝配管3内や主配管2内に被処理水31をより高速でより多く流入させることができ、したがって上記の洗浄の効果を高めることができる。   In the present embodiment, since the decompression device 43 is connected to the air diffuser 1A, the suction pump 44 (the decompression device 43) is dispersed by switching the switching valve 46 while the blower 41 is stopped for a certain time. The main pipe 2 and the branch pipe 3 can be decompressed by the suction pump 44 in communication with the trachea 1A. By performing the depressurization process in this way, the treated water 31 can flow more into the branch pipe 3 and the main pipe 2 at a higher speed, and thus the above-described cleaning effect can be enhanced.

本実施形態の散気装置1においては、枝配管3の配列ピッチ、散気孔8と膜エレメントの下端との距離、および散気孔8から吐出される気泡の拡散角度が上記の式(1)を満足しているため、膜モジュール11を高くすることなく、膜エレメントの全領域を散気することが可能になる。従って、本実施形態の散気装置1では、懸濁物質の引き剥がしに支障を来さずに濾過処理を円滑に実施することができる。   In the air diffuser 1 of the present embodiment, the arrangement pitch of the branch pipes 3, the distance between the air diffuser holes 8 and the lower end of the membrane element, and the diffusion angle of the bubbles discharged from the air diffuser holes 8 satisfy the above formula (1). Since it is satisfied, the entire area of the membrane element can be diffused without increasing the membrane module 11. Therefore, in the air diffusing device 1 of the present embodiment, it is possible to smoothly carry out the filtration process without causing any trouble in peeling off the suspended solids.

[実施例]
散気孔8の直径5.5mm、枝配管3の配列ピッチ110mm、散気孔8と膜エレメントの下端との距離200mmの散気装置1を用いて散気したところ、気泡の拡散角度32°となった。この場合、式(1)における左辺(P)は110mmであり、右辺は、約115mmであり、式(1)を満足する。この散気装置1を用いて30日間の水処理を実施したが、膜エレメントの膜表面への懸濁物質の付着は確認されず、安定して膜処理は行われた。
[比較例]
散気孔8の直径5.5mm、枝配管3の配列ピッチ90mm、散気孔8と膜エレメントの下端との距離200mmの散気装置1を用いて散気したところ、気泡の拡散角度25°となった。この場合、式(1)における左辺(P)は90mmであり、右辺は、約88mmであり、式(1)を満足しない。この散気装置を用いて水処理を実施したが、約15日経過後に膜エレメントの膜表面への懸濁物質の付着が確認された。
[Example]
When air is diffused using the air diffuser 1 having a diameter of the air diffuser 8 of 5.5 mm, an arrangement pitch of the branch pipes 3 110 mm, and a distance of 200 mm between the air diffuser 8 and the lower end of the membrane element, a bubble diffusion angle of 32 ° is obtained. It was. In this case, the left side (P) in Formula (1) is 110 mm, and the right side is about 115 mm, which satisfies Formula (1). Although the water treatment for 30 days was implemented using this aeration apparatus 1, adhesion of the suspended substance to the membrane surface of a membrane element was not confirmed but the membrane treatment was performed stably.
[Comparative example]
When air was diffused using the air diffuser 1 having a diameter of the air diffuser 8 of 5.5 mm, an arrangement pitch of the branch pipes 3 of 90 mm, and a distance of 200 mm between the air diffuser 8 and the lower end of the membrane element, the bubble diffusion angle was 25 °. It was. In this case, the left side (P) in Formula (1) is 90 mm, and the right side is about 88 mm, which does not satisfy Formula (1). Water treatment was carried out using this air diffuser, and adhesion of suspended substances to the membrane surface of the membrane element was confirmed after about 15 days.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、散気管1Aに対して空気供給装置40から空気を供給し、散気孔8から空気を噴出させるようにしたが、必要に応じて、例えば窒素などの空気以外の気体を、気体供給装置40から散気管1Aに供給するようにしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, air is supplied from the air supply device 40 to the diffuser pipe 1A, and the air is ejected from the diffuser holes 8, but if necessary, a gas other than air, such as nitrogen, may be used. Alternatively, the gas supply device 40 may supply the air diffusing tube 1A.

1…散気装置、 1A…散気管、 2…主配管、 2A…平行管、 3…枝配管、 7b…開口部、 10…膜モジュールユニット、 31…被処理水、 40…空気供給装置(気体供給装置)、 43…減圧装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air diffuser, 1A ... Air diffuser pipe, 2 ... Main pipe, 2A ... Parallel pipe, 3 ... Branch pipe, 7b ... Opening part, 10 ... Membrane module unit, 31 ... Water to be treated, 40 ... Air supply apparatus (gas) Supply device), 43 ... decompression device

Claims (10)

被処理水が蓄えられた処理槽内に配置された膜エレメントを有する膜モジュールユニットの下方に配置され、気体を散気する散気管を備える散気装置であって、
前記散気管は、気体供給装置から気体の供給を受ける筒状の主配管と、
上方に向けて開口する複数の散気孔および長さ方向中央部に下方に向けて開口する開口部を有し、前記主配管に内部が連通した状態で連結される複数の枝配管とを備え、
前記主配管は、間隔をあけて平行に配置された一対の平行管を含み、
前記枝配管は、両端がそれぞれ前記一対の平行管に接続され、前記平行管の延びる方向に間隔をあけて複数配列され、
前記複数の枝配管の配列ピッチをP、前記散気孔と前記膜エレメントの下端との距離をh、前記散気孔から吐出される前記気体の気泡の拡散角度をθとすると、
P≦2h・tan(θ/2)
の式を満足する散気装置。
An air diffuser provided with an air diffuser that is disposed below a membrane module unit having a membrane element disposed in a treatment tank in which water to be treated is stored.
The diffuser pipe is a cylindrical main pipe that receives gas supply from a gas supply device;
A plurality of air diffuser holes that open upward and an opening that opens downward in the central portion in the length direction, and a plurality of branch pipes that are connected in a state in which the inside communicates with the main pipe;
The main pipe includes a pair of parallel pipes arranged in parallel at intervals,
Both ends of the branch pipe are connected to the pair of parallel pipes, and a plurality of the branch pipes are arranged at intervals in the extending direction of the parallel pipes.
When the arrangement pitch of the plurality of branch pipes is P, the distance between the diffuser holes and the lower end of the membrane element is h, and the diffusion angle of the gas bubbles discharged from the diffuser holes is θ,
P ≦ 2h · tan (θ / 2)
Air diffuser that satisfies the following formula.
前記散気孔から吐出される気体の流速は、3m/s以上である請求項1に記載の散気装置。   The air diffuser according to claim 1, wherein a flow velocity of the gas discharged from the air diffuser is 3 m / s or more. 前記散気孔の直径が、1mm以上、10mm以下である請求項1または2に記載の散気装置。   The air diffuser according to claim 1 or 2, wherein a diameter of the air diffuser is 1 mm or more and 10 mm or less. 前記主配管の一端は、開口した状態でL字状に下方に屈曲している請求項1から3のいずれか一項に記載の散気装置。   4. The air diffuser according to claim 1, wherein one end of the main pipe is bent downward in an L shape in an open state. 5. 前記主配管の断面開口面積の総和は、前記枝配管の断面開口面積の総和より大きい請求項1から4のいずれか一項に記載の散気装置。   The diffuser according to any one of claims 1 to 4, wherein a sum of cross-sectional opening areas of the main pipe is larger than a sum of cross-sectional opening areas of the branch pipes. 前記枝配管の開口部は、ノズル状に突出している請求項1から5のいずれか一項に記載の散気装置。   The diffuser according to any one of claims 1 to 5, wherein the opening of the branch pipe protrudes in a nozzle shape. 前記主配管と前記枝配管の材質は、熱可塑性樹脂である請求項1から6のいずれか一項に記載の散気装置。   The aeration apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a material of the main pipe and the branch pipe is a thermoplastic resin. 前記散気管内を減圧する減圧装置を有する請求項1から7のいずれか一項に記載の散気装置。   The aeration apparatus according to any one of claims 1 to 7, further comprising a decompression device that decompresses the inside of the aeration tube. 請求項1から8のいずれか一項に記載の散気装置を、被処理水が蓄えられた処理槽内に配し、前記散気管に所定時間、気体を連続的に供給した後、一定時間気体の供給を停止する散気方法。   The aeration apparatus according to any one of claims 1 to 8 is disposed in a treatment tank in which water to be treated is stored, and a gas is continuously supplied to the aeration pipe for a predetermined time, and then for a predetermined time. Aeration method to stop gas supply. 前記一定時間気体の供給を停止する間に、前記散気配管内を減圧する請求項9に記載の散気方法。   The aeration method according to claim 9, wherein the inside of the aeration pipe is decompressed while the gas supply is stopped for the predetermined time.
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