JP2019111461A - 散気装置、散気方法、及び水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】散気孔の目詰まりや枝配管の閉塞をより安定して抑制できる散気装置、該散気装置を用いた散気方法、及び水処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】気体供給装置から気体の供給を受ける筒状の主配管２と、主配管２に接続された枝配管３とを備え、主配管２が水平に配された状態で、枝配管３は、その一端が主配管２に間接的に接続され、他端に開口３ｂが形成され、枝配管３の少なくとも一部が水平に配され、前記他端が鉛直方向下方に向けられ、枝配管３の水平部分の上部に複数の散気孔８が形成され、枝配管３の内表面の算術平均粗さＲａが５０ａ未満（５０μｍ未満）である、散気装置１。また、該散気装置を用いた散気方法、及び水処理装置。【選択図】図３

Description

本発明は、散気装置、散気方法、及び水処理装置に関する。

近年、精密濾過膜や限外濾過膜等の分離膜を配設した膜モジュールユニットを用いて、活性汚泥の固液分離を行う方法が種々検討されている。例えば、膜モジュールユニットを備えた水処理装置として活性汚泥処理装置を形成し、この活性汚泥処理装置を用いて前記分離膜により活性汚泥を含む被処理水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。

ところが、前記分離膜を用いて被処理水の固液分離を行うと、濾過処理を続けるに従って懸濁物質（固形分）による分離膜表面の目詰まりが進行し、濾過流量の低下や、膜間差圧の上昇が起こる。
そこで、従来では分離膜表面の目詰まりを防ぐため、膜モジュールユニットの下方に散気管を配設し、散気管の散気孔から空気を散気することによって気泡を生じさせ、該気泡の上昇によって形成される気泡と被処理液との気液混合流を膜モジュールユニットに当てることにより、洗浄を行っている。すなわち、気液混合流によって膜モジュールの表面に付着した汚泥等の懸濁物質を剥離し、膜モジュールから除去するようにしている。

しかし、このような洗浄のための運転を長期間続けると、散気孔が目詰まりしたり散気管内に汚泥が堆積したりすることにより、膜モジュールに対して気泡（気液混合流）を均一に当てることが困難になる。その結果、膜モジュールの表面に洗浄が不十分な部分が残り、固液分離処理（濾過処理）を安定して行うことが難しくなる。散気管を定期的に清掃すれば固液分離処理が不安定になることを抑制できる。しかし、散気孔や散気管の内表面に付着して乾燥した汚泥は除去しにくく、清掃作業は長時間を要するため大きな負担になる。

特許文献１には、水平に配される主配管と、前記主配管と接続され、少なくとも一部が水平に延びる枝配管とを備え、前記枝配管の水平部分の上部に複数の散気孔が形成され、前記枝配管の前記主配管と接続された側と反対側の端部が開口した状態で鉛直方向下方に向けられている散気装置が提案されている。該散気装置では、散気を停止すると被処理液が先端開口部から枝配管内に流入する。これにより、散気孔や枝配管の内表面に付着した乾燥した汚泥が被処理液により湿潤して剥がれやすくなるため、再び散気を開始した際に枝配管から排出される。

国際公開第２０１４／０６１７３７号

しかし、特許文献１の散気装置においても、枝配管内に汚泥の塊が入り込んだり、枝配管内で汚泥が固化して塊が形成されたりした場合に、該塊によって散気孔が目詰まりしたり枝配管が閉塞したりすることがある。

本発明は、散気孔の目詰まりや枝配管の閉塞をより安定して抑制できる散気装置、該散気装置を用いた散気方法、及び水処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下の態様を有する。
［１］気体供給装置から気体の供給を受ける筒状の主配管と、前記主配管に接続された枝配管とを備える散気装置であって、
前記主配管が水平に配された状態で、
前記枝配管は、その一端が前記主配管に直接的または間接的に接続され、他端が開口し、
前記枝配管の少なくとも一部が水平に配され、前記他端が鉛直方向下方に向けられ、
前記枝配管の水平部分に１以上の散気孔が形成され、
少なくとも１つの前記散気孔が、前記枝配管の水平部分の上部に形成され、
前記枝配管の内表面の算術平均粗さＲａが５０ａ未満（５０μｍ未満）である、散気装置。
［２］前記枝配管の内径が、１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下である、［１］に記載の散気装置。
［３］前記枝配管が金属製である、［１］又は［２］に記載の散気装置。
［４］被処理水が蓄えられるとともに膜モジュールユニットが配置された処理槽内に、［１］〜［３］のいずれかに記載の散気装置を配設し、前記主配管を介して前記枝配管に所定の時間気体を連続的に供給する散気工程と、一定時間気体の供給を停止する停止工程を繰り返し行う、散気方法。
［５］水槽と、前記水槽内に配置された膜モジュールユニットと、前記膜モジュールユニットの下方に配置された［１］〜［３］のいずれかに記載の散気装置と、を備えた、水処理装置。

本発明によれば、散気孔の目詰まりや枝配管の閉塞をより安定して抑制することができる。

本発明に係る散気装置の一実施形態の平面図である。 図１に示した散気装置の側面図である。 図１に示した散気装置の正面図である。 枝配管を示す斜視図である。 膜モジュールユニットの側面図である。 膜モジュールユニットの正面図である。 散気処理中の枝配管内の様子を示した断面図である。 本発明に係る水処理装置の一実施形態の概略構成を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

［散気装置］
図１は、本発明に係る散気装置の一実施形態を示す平面図、図２は、図１に示した散気装置の側面図、図３は、図１に示した散気装置の正面図である。
本実施形態の散気装置１は、図示しない空気供給装置から気体の供給を受ける円筒状の主配管２と、主配管２に接続された複数の枝配管３とを備えている。

主配管２は、図２に示すように、その一端がエルボ管４を介してフランジ配管５に接続されている。後述するように、フランジ配管５に別のフランジ配管が接続されることにより、空気供給装置（気体供給装置）が接続されるようになっている。
主配管２の材質は、特に限定されず、ＳＵＳ３０４等の金属、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂等が挙げられ、金属が好ましく、ステンレス鋼がより好ましい。

主配管２のフランジ配管５と反対側の他端は、開口することなく、蓋２ａが被着されることで気密に閉塞されている。主配管２の中心軸が水平方向に配置された状態、すなわち主配管２が水平に配された状態で、エルボ管４のフランジ配管５に接続する側とフランジ配管５は鉛直方向上方に向けられている。

主配管２には、水平に配された状態で、その下部から下方に向かって延びる複数の鉛直管部６が設けられている。複数の鉛直管部６は、主配管２の長さ方向において互いに間隔を開けて等間隔に設けられている。鉛直管部６の数は特に限定されず、例えば５〜１０程度とすることができる。主配管２と各鉛直管部６とは内部が連通している。

本実施形態では、鉛直管部６の下端部の外周（又は内周）にねじ部が形成されており、このねじ部を利用して各鉛直管部６の下端側にそれぞれ固定部材７が着脱可能に接続されている。固定部材７は、図３に示すように、Ｔ字状に形成された三方管（Ｔ字形三方管）であり、中央の管部７ａがユニオン接続やねじ込み接続による固定機構によって鉛直管部６に接続されている。すなわち、鉛直管部６のねじ部に、固定部材７の中央の管部７ａに形成されたねじ部がユニオン接続され、あるいはねじ込み接続されることにより、固定部材７は鉛直管部６に着脱可能に接続されている。固定部材７が鉛直管部６に着脱可能に接続されることで、枝配管３の位置合わせが容易になるとともに、枝配管３の交換やメンテナンスが容易になる。

なお、固定部材７の接続については、ユニオン接続やねじ込み接続には限定されず、例えば、嵌め合わせ固定を採用することができる。固定部材７に接続される枝配管３の脱落防止をより確実にするためには、ユニオン接続やねじ込み接続により、固定部材７を鉛直管部６に接続することが好ましい。

固定部材７には、中央の管部７ａが鉛直管部６に接続された状態で、平面視で管部７ａの下部から両側に延びる管部からなる連通部材７ｂが水平に設けられている。管部７ａの両側の２つの連通部材７ｂは、平面視で主配管２の中心軸と直交する方向に延びている。

各固定部材７の両側の連通部材７ｂには、それぞれ枝配管３が接続されている。すなわち、１つの固定部材７に対して２つの枝配管３が接続されている。このように、それぞれの枝配管３は、その一端が鉛直管部６及び固定部材７を介して間接的に主配管２と接続されている。主配管２、鉛直管部６、固定部材７及び枝配管３はそれぞれ内部が連通しており、主配管２に供給された気体は枝配管３に到達するようになっている。
なお、主配管２と枝配管３とは直接的に接続されていてもよい。

複数の枝配管３は、それら全てが互いに平行に配置されている。また、固定部材７の両側の連通部材７ｂにそれぞれ接続された２本の枝配管３は、平面視で主配管２に対して左右対称になっている。枝配管３が、主配管２を中心として左右対称に配置されることで、主配管２から枝配管３の先端までの距離を短くでき、枝配管３内の汚泥を排出しやすくすることができる。

枝配管３における固定部材７と接続された一端と反対側の他端には開口３ｂが形成されている。開口３ｂの直径は、枝配管３の内径と同じにすることが好ましい。
枝配管３は、主配管２が水平に配された状態で固定部材７から水平方向に延び、固定部材７と接続された一端と反対側の他端の近傍に屈曲部３ａが形成されて、他端の開口３ｂが鉛直方向下方に向けられている。枝配管３の他端の開口３ｂが鉛直方向下方に向けられた形態であることで、膜モジュール１１の洗浄を効果的に行うとともに、装置の大型化を抑制して設置スペースを削減できる。屈曲部３ａを形成する方法は、特に限定されず、曲げ加工により屈曲させてもよく、エルボ等の部品を組み付けて形成してもよい。

図４に示すように、枝配管３における固定部材７との接続位置と屈曲部３ａとの間の水平部分の上部には複数の散気孔８が形成されている。すなわち、枝配管３の水平部分には、鉛直方向上方に向いた散気孔８が形成されている。本実施形態では、５０ｍｍ〜１２０ｍｍ程度の間隔（等間隔）で５個の散気孔８が形成されている。枝配管３は、このように散気孔８が形成されていることで、散気管として機能する。

散気孔８の数は、５個には限定されず、枝配管３の長さ等に応じて適宜に設定でき、２〜１５個が好ましく、３〜６個がより好ましい。散気孔８の数が前記範囲内であれば、１個の散気孔８に付着する汚泥量を低減でき、また仮に一部の散気孔８が閉塞しても、残りの散気孔８によって散気処理を継続できる。

本発明では、複数の散気孔の全てが枝配管の水平部分の上部に形成されている態様には限定されない。複数の散気孔の一部が枝配管の水平部分の上部に形成されていれば、残りの散気孔が枝配管の側部又は下部に形成されていてもよい。すなわち、複数の散気孔の少なくとも一部が鉛直方向上方に向いていれば、残りの散気孔が水平方向又は鉛直方向下方に向いていてもよい。
本発明では、複数の散気孔の向きが異なると各散気孔から均一に気泡を生じさせることが難しい点から、全ての散気孔が枝配管の水平部分の上部に形成されて鉛直方向上方に向いていることが好ましい。

散気孔８の形状は、特に限定されず、円形が好ましい。
散気孔８の直径は、４．５ｍｍ以上７．０ｍｍ以下が好ましい。散気孔８の直径が前記範囲の下限値以上であれば、散気孔８が閉塞しにくい。散気孔８の直径が前記範囲の上限値以下であれば、散気孔８を通過する空気の流速が低くなりにくく、充分な散気効果が得られやすい。

枝配管３における屈曲部３ａから他端側の鉛直方向下方に向けられた管部の長さ△ｈ（図３）は、特に限定されず、枝配管３に供給する気体の流量が大きい場合には比較的長く、例えば５０ｍｍ〜３００ｍｍとすることが好ましい。△ｈが前記範囲内であれば、空気流量を大きくした場合でも、枝配管３の他端の開口３ｂから空気が多く噴出することを抑制でき、各散気孔８から均一に気体を噴出させることが容易になる。

枝配管３の材質は、特に限定されず、ＳＵＳ３０４等の金属、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂等が挙げられ、強度の点から、金属が好ましく、ステンレス鋼がより好ましい。

枝配管３の内表面の算術平均粗さＲａは、５０ａ（５０μｍ未満）未満であり、０．４ａ（０．４μｍ）以上４０ａ（４０μｍ）以下が好ましく、１．６ａ（１．６μｍ）以上２５ａ（２５μｍ）以下がより好ましい。枝配管３の内表面のＲａが５０ａ未満であれば、枝配管３の内表面に汚泥が付着しにくく、また付着しても汚泥が剥がれやすくなるため、容易に汚泥を枝配管３から排出することができる。枝配管３の内表面のＲａが前記下限値以上であれば、枝配管３の内表面の表面加工が容易になる。
なお、枝配管３の内表面のＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準拠して測定される。

枝配管３の平面視での長さは、各散気孔から均一に散気しやすい点から、５００ｍｍ以下が好ましく、４００ｍｍ以下がより好ましい。枝配管３の平面視での長さは、２００ｍｍ以上が好ましく、２５０ｍｍ以上がより好ましい。

枝配管３の内径は、１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以上３５ｍｍ以下がより好ましい。枝配管３の内径が前記範囲の下限値以上であれば、汚泥の塊が枝配管３内に入り込んだり枝配管３内で汚泥の塊が形成されたりしても、枝配管３内が閉塞されにくく、気体の流路が確保されやすいため、散気処理による膜モジュールの洗浄効果が安定して得られやすい。また枝配管３内から汚泥の塊が排出されやすく、枝配管３の洗浄も容易になる。枝配管３の内径が前記範囲の上限値以下であれば、低風量でも各散気孔８から均一に気体を噴出させることが容易になる。

散気装置１には、例えばフランジ配管５に、空気供給装置（気体供給装置）とは別に、吸引ポンプ等からなる減圧手段が接続されている。これにより、後述するように空気供給装置によって空気を供給する散気運転を停止した際、減圧手段を作動させて主配管２内及び枝配管３内を減圧し、被処理水を引き込むことができるようになっている。

散気装置１は、図５及び図６に示すように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。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、中空糸膜等の膜エレメントを備えている。

図５及び図６に示した例では、散気装置１は図６に示すように隣り合って２基配設され、それぞれのフランジ配管５に、１つの連結配管（フランジ配管）２０を介して空気供給管２１が接続されている。空気供給管２１には、ブロワ等の空気供給装置が接続されている。空気供給管２１には、空気供給装置とは別に、吸引ポンプ等からなる減圧ユニットも接続されている。これら空気供給装置と減圧ユニットとは、切換弁等によって空気供給管２１との間の連通が切り換えられるようになっている。これにより、空気供給装置によって空気を供給する散気運転と、減圧ユニットによって減圧処理する減圧運転とを、切換弁によって切り換えられるようになっている。

散気装置１により散気を行う際には、膜モジュールユニット１０及び散気装置１を被処理水中に浸漬する。膜モジュールユニット１０を利用して被処理水の濾過処理を行いつつ、空気供給装置から空気供給管２１を通じて散気装置１の主配管２に気体を供給することで、該気体が枝配管３に到達し、各散気孔８から噴出される。散気孔８から噴出された気泡は被処理水を伴って気液混合流を形成し、膜モジュールユニット１０の膜モジュール１１に当たる。これにより、膜モジュール１１の膜表面に付着した汚泥等を除去できるため、安定して濾過処理を行うことができる。

散気装置１では、図７に示すように、散気処理中は、枝配管３内において各散気孔８が露出した状態となるように、枝配管３内の各散気孔８が形成された水平部分まで被処理水３１が流入した状態となる。しかし、枝配管３の内表面のＲａが５０ａ未満（５０μｍ未満）になっていることで、枝配管３の内表面に汚泥が付着しにくく、また付着しても容易に剥がれやすい。
また、枝配管３における水平部分の各散気孔８は鉛直方向上方に向いているため、散気処理を停止すると、枝配管３の他端の開口３ｂから被処理水が流入して枝配管３内の残存気体が散気孔８から押し出される。これにより、散気孔８や枝配管３の内表面に付着して乾燥した汚泥があっても、該汚泥が湿潤化し、再び散気処理を開始した際に容易に枝配管３から排出される。このように、散気装置１では、枝配管３内に汚泥が付着しにくく、また散気処理とその停止とを繰り返し行うことで枝配管３内を容易に洗浄することができる。

散気処理を停止した後、切換弁によって減圧ユニットによって減圧処理に切り換えれば、より容易に主配管２内や枝配管３内に被処理水３１を流入させることができ、洗浄効果がより高くなる。
なお、本発明の散気装置においては、主配管に通じる空気供給管に減圧ユニットが接続されていなくてもよい。

以上説明したように、本発明の散気装置においては、枝配管の内表面のＲａが５０ａ未満であることで、枝配管内に汚泥が強固に付着しにくく、付着した場合でも汚泥が容易に枝配管から剥がれる。そのため、散気処理中に枝配管内に汚泥の塊が流入したり、枝配管内で汚泥の塊が形成されても、該塊を容易に枝配管から排出でき、散気孔の目詰まりや枝配管の堆積汚泥による閉塞を安定して抑制できる。

［水処理装置］
本発明の水処理装置は、水槽と、前記水槽内に配置された膜モジュールユニットと、膜モジュールユニットの下方に配置された本発明の散気装置と、を備えている。本発明の水処理装置は、本発明の散気装置を備える以外は公知の態様を採用できる。以下、本発明の水処理装置の一例として、前記した散気装置１を備える水処理装置３０を示して説明する。

水処理装置３０は、図８に示すように、活性汚泥等の被処理水３１が投入される水槽３２と、膜モジュールユニット１０と、膜モジュールユニット１０の下方に配置された散気装置１と、空気供給装置４０と、減圧手段４３と、を備えた浸漬型の膜分離装置である。
この例の水槽３２は、直方体状である。水槽３２の大きさは特に限定されず、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、中空糸膜等の膜エレメント（図示せず）を備えている。膜モジュールユニット１０の膜モジュール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による吸引濾過が可能になっている。

この例では、３基の膜モジュールユニット１０が配置され、各膜モジュールユニット１０のそれぞれの下方に３基の散気装置１が配置されている。水処理装置３０においては、散気装置１の主配管２は水平に配され、枝配管３の散気孔８が形成された部分が水平に配される。
なお、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ず、任意に設定できる。

各散気装置１のフランジ配管５には、１つの連結配管（フランジ配管）２０を介して空気供給管２１が接続されている。空気供給管２１には、空気供給装置４０が接続されている。また、空気供給管２１には、空気供給装置４０とは別に、減圧手段４３も接続されている。空気供給装置４０と減圧手段４３とは、三方弁からなる切換弁４６によって空気供給管２１との間の連通が切り換えられるようになっている。

空気供給装置４０は、ブロワ４１と、ブロワ４１と空気供給管２１とを接続する接続配管４２と、を備えている。減圧手段４３は、吸引ポンプ４４と、この吸引ポンプ４４と前記空気供給管２１とを接続する接続配管４５と、を備えている。切換弁４６は、接続配管４２と接続配管４５と空気供給管２１との間に設けられている。切換弁４６を切り換えることにより、空気供給装置４０のブロワ４１と空気供給管２１とを連通させるか、減圧手段４３の吸引ポンプ４４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、空気供給装置４０によって空気を供給する散気運転と、減圧手段４３によって減圧処理する減圧運転とを、切換弁４６によって切り換えることができるようになっている。

［散気方法］
本発明の散気方法は、被処理水が蓄えられるとともに膜モジュールユニットが配置された処理槽内に、本発明の散気装置を配設し、主配管を介して枝配管に所定の時間気体を連続的に供給する散気工程と、一定時間気体の供給を停止する停止工程を繰り返し行う方法である。以下、本発明の散気方法の一例として、水処理装置３０を用いる場合を例に説明する。

（散気工程）
図８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ット１０側の吸引ポンプを作動させることにより、膜モジュールユニット１０による吸引濾過を行う。
吸引濾過と並行して、所定の時間、空気供給装置４０のブロワ４１から散気装置１に向けて空気を連続的に供給する。空気の供給量としては、散気装置１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／分程度となるようにする。このように空気を供給することで、空気供給管２１を介して散気装置１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の他端の開口３ｂ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、散気装置１に供給された空気はそのほとんどが散気孔８から噴出する。

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、被処理水３１中を上昇する。上昇した気泡は、被処理水３１を伴うことで気液混合流を形成し、膜モジュールユニット１０の膜モジュール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、気液混合流は各膜エレメント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。
散気工程中においては、枝配管３内において各散気孔８が露出した状態となるように、枝配管３内の各散気孔８が形成された水平部分まで被処理水３１が流入している。

（停止工程）
このような散気運転を所定の時間行ったら、一定時間ブロワ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、枝配管３の他端の開口３ｂから被処理水が流入して枝配管３内の残存気体が散気孔８から押し出される。これにより、散気処理中に散気孔８や枝配管３の内表面に汚泥が付着して乾燥していても、該汚泥は被処理水３１によって湿潤化する。そのため、該汚泥は再び散気処理を開始した際に散気孔８や開口３ｂから容易に排出される。また、本発明では、枝配管３の内表面のＲａが５０ａ未満になっていることで、枝配管３の内表面に汚泥が強固に付着しにくく、付着しても容易に剥がれやすい。そのため、散気処理中に枝配管３内の水平部分まで汚泥の塊が入り込んだり、該水平部分で汚泥が塊になったりしても、該塊が枝配管３から容易に排出されるため、枝配管３が閉塞しにくい。
このように、散気工程と停止工程を繰り返すことで、主配管２内や枝配管３内、及び散気孔８を容易に洗浄することができる。

また、本実施形態では、散気装置１に減圧手段４３が接続されているため、一定時間ブロワ４１を停止している間に、切換弁４６を切り換え、減圧手段４３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、洗浄効果を高めることができる。

以上説明したように、本発明によれば、枝配管の内表面のＲａが５０ａ未満になっていることで、枝配管の内表面に汚泥が強固に付着しにくい。そのため、枝配管内に汚泥の塊が流入したり、枝配管内で汚泥の塊が形成されたりしても、該塊が枝配管から排出されやすく、散気孔の目詰まりや枝配管の汚泥堆積による閉塞が安定して抑制される。その結果、散気処理による膜モジュールの洗浄効果を安定して得ることができる。

なお、本発明の散気装置及び水処理装置は、前記実施形態に限定されるものではない。前述した実施形態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。
例えば、前記実施形態では、主配管２の一端側にエルボ管４、フランジ配管５を介して空気供給装置を接続し、他端側は蓋２ａによって閉塞されているが、散気装置１の寸法によっては、主配管２の両端を開放してそれぞれに空気供給装置を接続し、主配管２の両側から空気を供給するようにしてもよい。また、前記した実施形態では、散気装置に対して空気供給装置から空気を供給し、散気孔から空気を噴出させるようにしたが、必要に応じて、例えば窒素等の空気以外の気体を供給してもよい。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［実施例１］
図１〜３に例示した散気装置１としてＳＵＳ３０４製のものを用意し、図６に示すように膜モジュールユニット１０の下方に散気装置１を２基配置し、これらを１つの空気供給管２１に接続した。枝配管３の内径は１３ｍｍとし、散気孔８は全て水平部分の上部に形成し、鉛直方向上方に向くようにした。枝配管３の内表面のＲａは２５ａ（２５μｍ）とし、散気孔８の直径は５．５ｍｍとし、同じ枝配管３にて隣り合う散気孔８，８の間隔は１００ｍｍとした。各散気装置１の主配管２と枝配管３とを接続する固定部材７の固定にはユニオン接続を用いた。
これら膜モジュールユニット１０及び散気装置１を、図８のように、水槽中に蓄えた、塊となった汚泥が多く含まれる被処理水中に沈め、固液分離処理を行うとともに、散気装置１による散気処理（洗浄処理）を行った。被処理水の水質は、ＭＬＳＳ ８，０００〜１２，０００ｍｇ／Ｌとした。空気供給装置からの空気供給量は、枝配管３の空気噴出量が１本あたり７５Ｌ／分となるようにした。
６０日間の運転後、散気装置１を確認したところ、枝配管３と散気孔８の閉塞は認められなかった。また、膜モジュールユニット１０を確認したところ、膜表面の目詰まりも認められず、固液分離処理を安定して行うことができた。

［実施例２］
枝配管３の内径を２２ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、固液分離処理を行うとともに、散気装置１による散気処理（洗浄処理）を行った。
６０日間の運転後、散気装置１を確認したところ、枝配管３と散気孔８の閉塞は認められなかった。また、膜モジュールユニット１０を確認したところ、膜表面の目詰まりも認められず、固液分離処理を安定して行うことができた。

［実施例３］
枝配管３の内表面のＲａを１２．５ａ（１２．５μｍ）に変更した以外は、実施例１と同様にして、固液分離処理を行うとともに、散気装置１による散気処理（洗浄処理）を行った。
６０日間の運転後、散気装置１を確認したところ、枝配管３と散気孔８の閉塞は認められなかった。また、膜モジュールユニット１０を確認したところ、膜表面の目詰まりも認められず、固液分離処理を安定して行うことができた。

［比較例１］
枝配管３の内表面のＲａを５０ａ（５０μｍ）に変更した以外は、実施例１と同様にして、固液分離処理を行うとともに、散気装置１による散気処理（洗浄処理）を行った。
３０日間の運転後、散気装置１を確認したところ、枝配管３内の堆積汚泥と散気孔８の閉塞が確認された。また、膜モジュールユニット１０を確認したところ、膜表面の目詰まりが確認された。

１…散気装置、２…主配管、２ａ…蓋、３…枝配管、３ａ…屈曲部、３ｂ…開口、６…鉛直管部、７…固定部材、７ｂ…連通部材、８…散気孔、１０…膜モジュールユニット、１１…膜モジュール、２１…空気供給管、３０…水処理装置、３１…被処理水、３２…水槽、４０…空気供給装置、４１…ブロワ、４３…減圧手段、４４…吸引ポンプ、４６…切換弁。

Claims (5)

1. 気体供給装置から気体の供給を受ける筒状の主配管と、前記主配管に接続された枝配管とを備える散気装置であって、
   前記主配管が水平に配された状態で、
   前記枝配管は、その一端が前記主配管に直接的または間接的に接続され、他端が開口し、
   前記枝配管の少なくとも一部が水平に配され、前記他端が鉛直方向下方に向けられ、
   前記枝配管の水平部分に１以上の散気孔が形成され、
   少なくとも１つの前記散気孔が、前記枝配管の水平部分の上部に形成され、
   前記枝配管の内表面の算術平均粗さＲａが５０ａ未満（５０μｍ未満）である、散気装置。
2. 前記枝配管の内径が、１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下である、請求項１に記載の散気装置。
3. 前記枝配管が金属製である、請求項１又は２に記載の散気装置。
4. 被処理水が蓄えられるとともに膜モジュールユニットが配置された処理槽内に、請求項１〜３のいずれか一項に記載の散気装置を配設し、前記主配管を介して前記枝配管に所定の時間気体を連続的に供給する散気工程と、一定時間気体の供給を停止する停止工程を繰り返し行う、散気方法。
5. 水槽と、前記水槽内に配置された膜モジュールユニットと、前記膜モジュールユニットの下方に配置された請求項１〜３のいずれか一項に記載の散気装置と、を備えた、水処理装置。

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