JP2019188351A - 散気管及び間欠的気泡発生モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数の間欠的気泡発生ユニットによる洗浄効果を均等に高めることができる散気管の提供を課題とする。【解決手段】本発明の実施形態に係る散気管は、略水平に配列するよう設けられる複数の間欠的気泡発生ユニットの下方に上記複数の間欠的気泡発生ユニットの配列方向と平行に配設され、上記複数の間欠的気泡発生ユニット内に気体を供給可能な複数の散気孔を有する散気管であって、対向する一対の側壁と、上記一対の側壁の上端同士を接続する天壁とを有し、上記一対の側壁の少なくとも上記複数の散気孔よりも下側の内面が、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっており、上記一対の側壁の下端同士の間が開口している。【選択図】図１

Description

本発明は、散気管及び間欠的気泡発生モジュールに関する。

汚水処理や医薬等の製造工程における固液分離処理装置として、複数本の中空糸膜を集束した濾過モジュールを有する濾過装置が用いられている。上記濾過モジュールは、例えば上下方向に引き揃えられ、カーテン状に配列される複数本の中空糸膜と、これらの中空糸膜の上端及び下端を固定する一対の保持部材とを有する。この濾過装置は、被処理液中に浸漬して用いられ、この被処理液に含まれる不純物の透過を中空糸膜表面によって防ぐと共に、この不純物以外を中空糸膜の内部に透過させることで濾過処理を行う。

しかしながら、この濾過装置は、被処理液に含まれる不純物の透過を中空糸膜の表面によって防ぐものであるため、中空糸膜の表面には内部に透過されなかった不純物が付着する。そのため、この濾過装置は、中空糸膜表面に付着した不純物によって本来濾過されるべき液体の濾過効率が低下するおそれがある。

このような問題に鑑みて、今日では濾過モジュールを構成する複数本の中空糸膜間に気泡を導入し、この気泡によって中空糸膜表面に付着した不純物を除去する構成が採用されている。また、複数本の中空糸膜間に気泡を放出する装置として、個々の気泡が持つエネルギーを高めて高い擦過圧力で効果的に中空糸膜表面を洗浄可能な間欠的気泡発生ユニットも発案されている（再表２０１５／１４６６８６号公報参照）。

再表２０１５／１４６６８６号公報

上記公報に記載の間欠的気泡発生ユニットは、下方に開口する気体貯留路と、気体貯留路に連通し、気体を上方に誘導する気体誘導路とを備える。上記間欠的気泡発生ユニットは、例えば隣接する濾過モジュール間の隙間の下端部近傍で水平方向に連続して設けられる。上記間欠的気泡発生ユニットは、例えば間欠的気泡発生ユニットの下方に設けられ、複数の散気孔を有する散気管から供給される気体を気体貯留路に貯留しつつ、気体貯留路内の気体が所定量を超えた場合にこの気体を気体誘導路から上方に誘導することで、比較的大きな気泡を間欠的に放出することができる。

しかしながら、上述のように複数の間欠的気泡発生ユニットを水平方向に連続して設けた場合、運転時間の経過に伴って気泡の放出量が減少したり、複数の間欠的気泡発生ユニット間での気泡の放出量が不均一となりやすいことが分かった。この原因について本発明者が鋭意検討したところ、気泡の放出停止時に、複数の間欠的気泡発生ユニットに気体を供給するための散気管の内部に汚泥等の固形分が混入し、気泡の放出再開時にこの不純物が気体の流路を塞いだり散気孔を閉塞したりすることに起因していることが分かった。また、省エネルギーを目的とし、少ない散気量で運転した場合、散気管の複数の散気孔から均一に散気することがより困難となることが分かった。

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、複数の間欠的気泡発生ユニットによる洗浄効果を均等に高めることができる散気管及び間欠的気泡発生モジュールの提供を課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る散気管は、略水平に配列するよう設けられる複数の間欠的気泡発生ユニットの下方に上記複数の間欠的気泡発生ユニットの配列方向と平行に配設され、上記複数の間欠的気泡発生ユニット内に気体を供給可能な複数の散気孔を有する散気管であって、対向する一対の側壁と、上記一対の側壁の上端同士を接続する天壁とを有し、上記一対の側壁の少なくとも上記複数の散気孔よりも下側の内面が、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっており、上記一対の側壁の下端同士の間が開口している。

また、上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る間欠的気泡発生モジュールは、略水平に配列するよう設けられる複数の間欠的気泡発生ユニットと、上記複数の間欠的気泡発生ユニットの下方に上記複数の間欠的気泡発生ユニットの配列方向と平行に配設され、上記複数の間欠的気泡発生ユニット内に気体を供給可能な複数の散気孔を有する散気管とを備え、上記散気管が、対向する一対の側壁と、上記一対の側壁の上端同士を接続する天壁とを有し、上記一対の側壁の少なくとも上記複数の散気孔よりも下側の内面が、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっており、上記一対の側壁の下端同士の間が開口している。

本発明の散気管及び間欠的気泡発生モジュールは、複数の間欠的気泡発生ユニットによる洗浄効果を均等に高めることができる。

本発明の一実施形態に係る散気管を示す模式的斜視図である。 図１の散気管の端壁までの領域を示すＡ−Ａ線断面図である。 図１の散気管を備える間欠的気泡発生モジュールを示す模式図である。 図３の間欠的気泡発生モジュールの使用状態を示す散気管の端壁までの領域のＢ−Ｂ線断面図である。 図４の間欠的気泡発生モジュールの間欠的気泡発生ユニットのＣ−Ｃ線断面図である。 図３の間欠的気泡発生モジュールを備える濾過装置を示す模式図である。 図１の散気管とは異なる実施形態に係る散気管を示す模式的斜視図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

本発明の一態様に係る散気管は、略水平に配列するよう設けられる複数の間欠的気泡発生ユニットの下方に上記複数の間欠的気泡発生ユニットの配列方向と平行に配設され、上記複数の間欠的気泡発生ユニット内に気体を供給可能な複数の散気孔を有する散気管であって、対向する一対の側壁と、上記一対の側壁の上端同士を接続する天壁とを有し、上記一対の側壁の少なくとも上記複数の散気孔よりも下側の内面が、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっており、上記一対の側壁の下端同士の間が開口している。

本発明者が鋭意検討したところ、複数の間欠的気泡発生ユニットが略水平に配列するよう設けられる場合、これらの間欠的気泡発生ユニットの下方に配設される散気管の複数の散気孔からの気体の放出量が減少し又は不均一となることで、複数の間欠的気泡発生ユニットからの気泡の放出量が減少したり、複数の間欠的気泡発生ユニット間での気泡の放出量が不均一となりやすいことが分かった。また、複数の散気孔からの気体の放出量の減少及び不均一化は、汚泥等の固形分が複数の散気孔から散気管内に混入することで、この固形分が散気管内に滞留し、散気管内の気体の流路が部分的に狭くなったり、複数の散気孔が閉塞されたりすることに起因していることが分かった。当該散気管は、一対の側壁の少なくとも上記複数の散気孔よりも下側の内面が、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっており、上記一対の側壁の下端同士の間が開口しているので、固形分が内部に滞留するのを防止することができる。そのため、当該散気管は、固形分に起因して気体の流路が狭められたり、複数の散気孔が閉塞されたりすることを防ぐことで複数の間欠的気泡発生ユニットによる洗浄効果を均等に高めることができる。

上記複数の散気孔が少なくとも一方の上記側壁に形成されることが好ましく、上記複数の散気孔の平均径に対する上記天壁の内面の最上位点の高さ位置から上記複数の散気孔の上端の高さ位置までの上下方向距離の比としては０．１５以上が好ましい。このように、上記複数の散気孔が少なくとも一方の上記側壁に形成され、上記複数の散気孔の平均径に対する上記天壁の内面の最上位点の高さ位置から上記複数の散気孔の上端の高さ位置までの上下方向距離の比が上記範囲内であることによって、複数の散気孔から気体をより均等に放出することができる。

上記側壁が上端から側方かつ下方に傾斜した傾斜部を有し、上記複数の散気孔が上記傾斜部に形成されているとよい。このように、上記側壁が上端から側方かつ下方に傾斜した傾斜部を有し、上記複数の散気孔が上記傾斜部に形成されていることによって、上記複数の散気孔から放出される気体を傾斜部の上端側から上方に放出しやすく、気体の軌道を制御しやすい。その結果、上記複数の間欠的気泡発生ユニット内に気体を確実に供給することができる。

上記複数の散気孔が上記傾斜部の下端近傍に形成されているとよい。このように、上記複数の散気孔が上記傾斜部の下端近傍に形成されていることによって、上記複数の散気孔と複数の間欠的気泡発生ユニットとの上下方向距離を確保しやすく、複数の間欠的気泡発生ユニット内に気体を供給しやすい。

上記傾斜部の水平方向に対する俯角としては３０°以上６０°以下が好ましい。このように、上記傾斜部の水平方向に対する俯角が上記範囲内であることによって、上記複数の散気孔から放出される気体の軌道を適切に制御しつつ、上記複数の散気孔と複数の間欠的気泡発生ユニットとの上下方向距離を確保することができる。

上記複数の散気孔の合計開口面積に対する上記複数の散気孔の上端の高さ位置を下端として上記天壁及び一対の側壁内に形成される空間の横断面の面積の比としては０．８以上４．０以下が好ましい。このように、上記複数の散気孔の合計開口面積に対する上記複数の散気孔の上端の高さ位置を下端として上記天壁及び一対の側壁内に形成される空間の横断面の面積の比が上記範囲内であることによって、上記天壁及び一対の側壁内の空間に気体層を十分に形成しつつ、複数の散気孔から十分な量の気体をより均等に放出することができる。

また、本発明の他の一態様に係る間欠的気泡発生モジュールは、略水平に配列するよう設けられる複数の間欠的気泡発生ユニットと、上記複数の間欠的気泡発生ユニットの下方に上記複数の間欠的気泡発生ユニットの配列方向と平行に配設され、上記複数の間欠的気泡発生ユニット内に気体を供給可能な複数の散気孔を有する散気管とを備え、上記散気管が、対向する一対の側壁と、上記一対の側壁の上端同士を接続する天壁とを有し、上記一対の側壁の少なくとも上記複数の散気孔よりも下側の内面が、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっており、上記一対の側壁の下端同士の間が開口している。

当該間欠的気泡発生モジュールは、当該散気管が対向する一対の側壁を有しており、一対の側壁の少なくとも複数の散気孔よりも下側の内面が、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっており、上記一対の側壁の下端同士の間が開口しているので、当該散気管の内部に固形分が滞留するのを防止することができる。そのため、当該間欠的気泡発生モジュールは、固形分に起因して気体の流路が狭められたり、複数の散気孔が閉塞されたりすることを防ぐことで複数の間欠的気泡発生ユニットによる洗浄効果を均等に高めることができる。

上記複数の間欠的気泡発生ユニットが上記複数の散気孔から放出される気体を導入する気体導入口を有することが好ましく、上記気体導入口と上記天壁の上面との高さの差としては２ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましい。このように、上記複数の間欠的気泡発生ユニットが上記複数の散気孔から放出される気体を導入する気体導入口を有し、上記気体導入口と上記天壁の上面との高さの差が上記範囲内であることによって、上記複数の散気孔から放出される気体を上記複数の間欠的気泡発生ユニット内に確実に供給しやすい。

なお、本発明において、「径」とは、真円に換算した場合の直径をいう。「傾斜部の下端近傍」とは、傾斜部全体の上下方向長さに対する傾斜部の下端からの上下方向距離の比が０．３以下の領域をいい、好ましくは０．２以下の領域をいう。また、「散気孔が傾斜部の下端近傍に形成される」とは、散気孔の中心が傾斜部の下端近傍に位置することをいう。「気体導入口と天壁の上面との高さの差」とは、気体導入口と天壁の上面との上下方向の最小間隔をいう。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る散気管及び間欠的気泡発生モジュールの各実施形態について図面を参照しつつ詳説する。

［第一実施形態］
＜散気管＞
図１及び図２の散気管１は、浸漬式濾過装置用の散気管であり、被処理液中に浸漬して用いられる。当該散気管１は、略水平に配列するよう設けられる複数の間欠的気泡発生ユニットの下方に上記複数の間欠的気泡発生ユニットの配列方向と平行に配設され、上記複数の間欠的気泡発生ユニット内に気体を供給可能な複数の散気孔２を有する。当該散気管１は、対向する一対の側壁（第１側壁３及び第２側壁４）と、第１側壁３及び第２側壁４の上端同士を接続する天壁５とを有する。当該散気管１は、第１側壁３及び第２側壁４の少なくとも複数の散気孔２よりも下側の内面が、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっている。当該散気管１は、第１側壁３及び第２側壁４の下端同士の間が開口している。

より詳しく説明すると、当該散気管１は、図３に示すように、略水平な１方向に連設又は所定の間隔を空けて連続して配設される複数の間欠的気泡発生ユニット１１の下方に複数の間欠的気泡発生ユニット１１の配列方向と平行に配設される。図４に示すように、複数の間欠的気泡発生ユニット１１は、下方に開口した気体導入室１２を有しており、この気体導入室１２から気体を導入可能に構成されている。当該散気管１は、各散気孔２が各間欠的気泡発生ユニット１１の気体導入室１２の下方に位置するよう配設される。なお、「略水平」とは、厳密な水平ばかりでなく、水平との角度の差の絶対値が１０°以内、好ましくは５°以内、のものも含む。

本発明者が鋭意検討したところ、複数の間欠的気泡発生ユニットが略水平に配列するよう設けられる場合、これらの間欠的気泡発生ユニットの下方に配設される散気管の複数の散気孔からの気体の放出量が減少し又は不均一となることで、複数の間欠的気泡発生ユニットからの気泡の放出量が減少したり、複数の間欠的気泡発生ユニット間での気泡の放出量が不均一となりやすいことが分かった。また、複数の散気孔からの気体の放出量の減少及び不均一化は、汚泥等の固形分が複数の散気孔から散気管内に混入することで、この固形分が散気管内に滞留し、散気管内の気体の流路が部分的に狭くなったり、複数の散気孔が閉塞されたりすることに起因していることが分かった。当該散気管１は、第１側壁３及び第２側壁４の少なくとも複数の散気孔２よりも下側の内面が、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっており、第１側壁３及び第２側壁４の下端同士の間が開口しているので、固形分が内部に滞留するのを防止することができる。そのため、当該散気管１は、固形分に起因して気体の流路が狭められたり、複数の散気孔が閉塞されたりすることを防ぐことで複数の間欠的気泡発生ユニット１１による洗浄効果を均等に高めることができる。

当該散気管１は、水平方向に対向する第１側壁３及び第２側壁４と、第１側壁３及び第２側壁４の上端同士を接続する天壁５と、第１側壁３、第２側壁４及び天壁５の両側の端部開口を封止する一対の端壁６とを備える。第１側壁３、第２側壁４、天壁５及び一対の端壁６は、当該散気管１の内部空間を画定する。天壁５は、略水平に配設され、当該散気管１の上端を画定する。第１側壁３は、上端から側方（第２側壁４との対向方向の外側）かつ下方に傾斜した傾斜部３ａと、傾斜部３ａの下縁から鉛直下方に延在する鉛直部３ｂとを有する。第２側壁４は、平板状であり鉛直方向に配設される。第１側壁３及び第２側壁４の上縁の高さ位置は同じである。第１側壁３、第２側壁４、天壁５及び一対の端壁６は、それぞれ厚さが略均一である。図２に示すように、当該散気管１は、第１側壁３及び第２側壁４の下端同士の間が軸方向（複数の散気孔２の配列方向）の全域に亘って開口している。つまり、当該散気管１は、第１側壁３、第２側壁４及び一対の端壁６の下端部の内面によって画定される１つの開口を有する。当該散気管１は、一方の端壁６の上部に気体導入孔７を有する。気体導入孔７は、例えば公知のブロワ、圧縮機等の気体導入ユニット（不図示）と接続される。気体導入孔７に導入される気体としては、特に限定されないが、典型的には空気が挙げられる。なお、本実施形態において、他方の端壁６は、第１側壁３、第２側壁４及び天壁５の端部開口を完全に封止しており、他方の端壁６には気体導入孔７は形成されていない。

第１側壁３及び第２側壁４の上下方向の平均長さとしては、特に限定されないが、当該散気管１の小型化を図りつつ後述する気体層Ｐを十分に形成しやすい観点から、３ｃｍ以上２０ｃｍ以下とすることができる。また、第１側壁３及び第２側壁４の外面間の平均間隔としては、特に限定されないが、気体層Ｐの容積を十分に確保しつつ、濾過装置（不図示）への設置容易化を図る観点から、例えば２ｃｍ以上５ｃｍ以下とすることができる。また、当該散気管１の軸方向長さとしては、気体層Ｐの容積を十分に確保しつつ、濾過装置（不図示）への設置容易化を図る観点から、例えば５０ｃｍ以上１２０ｃｍ以下とすることができる。なお、第１側壁３、第２側壁４、天壁５及び一対の端壁６の平均厚さとしては、例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。

複数の散気孔２は第１側壁３に形成されており、より詳しくは傾斜部３ａに形成されている。当該散気管１は、複数の散気孔２が傾斜部３ａに形成されているので、複数の散気孔２から放出される気体を傾斜部３ａの上端側から上方に放出しやすい。より詳しくは、図４に示すように、複数の散気孔２が傾斜部３ａに形成されている場合、複数の散気孔２から放出される気体は傾斜部３ａの外面に沿って傾斜部３ａの上端部まで移動し、傾斜部３ａの上端部から上方に浮上しやすい。そのため、当該散気管１は、気体の軌道を制御しやすく、複数の間欠的気泡発生ユニット１１内に気体を確実に供給することができる。なお、傾斜部３ａの外面は、例えば上下方向に湾曲した形状であってもよいが、気泡の放出位置及び軌道を制御しやすいよう、平坦面であることが好ましい。また、散気孔２は、第１側壁３のみに形成されることが好ましく、第１側壁３の傾斜部３ａのみに形成されることがより好ましい（つまり、散気孔２は傾斜部３ａ以外には形成されないことがより好ましい）。複数の散気孔２が第１側壁３のみに形成される場合、複数の散気孔２を直線状に配設しやすく、これにより複数の散気孔２から放出される気体を複数の間欠的気泡発生ユニット１１内の所望の位置に供給しやすい。

傾斜部３ａの水平方向に対する俯角θの下限としては、３０°が好ましく、４０°がより好ましい。一方、傾斜部３ａの水平方向に対する俯角θの上限としては、６０°が好ましく、５０°がより好ましい。上記俯角θが上記下限に満たないと、複数の散気孔２から放出される気体を傾斜部３ａの外面に沿って傾斜部３ａの上端部まで移動させ難くなり、気体の軌道を制御し難くなるおそれがある。逆に、上記俯角θが上記上限を超えると、複数の散気孔２から放出された気体が傾斜部３ａの複数の散気孔２よりも上側部分に接触し、気体の軌道を制御し難くなるおそれがある。

複数の散気孔２は、傾斜部３ａの下端近傍に形成されることが好ましい。当該散気管１は、複数の散気孔２が傾斜部３ａの下端近傍に形成されることによって、複数の散気孔２から放出される気体の軌道を制御すると共に、複数の散気孔２と複数の間欠的気泡発生ユニット１１との上下方向距離を適度に確保しやすく、複数の間欠的気泡発生ユニット１１内に気体を供給しやすい。

天壁５の内面の最上位点の高さ位置Ｈ１は複数の散気孔２の上端の高さ位置Ｈ２よりも高い。複数の散気孔２の平均径Ｄに対する天壁５の内面の最上位点の高さ位置Ｈ１から複数の散気孔２の上端の高さ位置Ｈ２までの上下方向距離の比の下限としては、０．１５が好ましく、０．２０がより好ましく、０．２５がさらに好ましい。当該散気管１は、複数の散気孔２の平均径Ｄに対する天壁５の内面の最上位点の高さ位置Ｈ１から複数の散気孔２の上端の高さ位置Ｈ２までの上下方向距離の比が上記下限以上であることで、図４に示すように、当該散気管１内に導入された気体によって当該散気管１の内部に気体層Ｐを形成することができる。そのため、当該散気管１は、気体導入孔７から内部に気体を導入していき、気体層Ｐと被処理液Ｑとの界面を複数の散気孔２の上端よりも低い位置に保持することで、複数の散気孔２から気体を均等に放出することができる。従って、当該散気管１は、各間欠的気泡発生ユニット１１内に均等に気体を供給することで、複数の間欠的気泡発生ユニット１１による洗浄効果を均等に高めることができる。これに対し、上記比が上記下限に満たないと、気体層Ｐを十分に形成し難くなり、複数の散気孔２から均等に気体を放出することができないおそれがある。一方、上記比の上限としては、０．５０が好ましく、０．４０がより好ましい。上記比が上記上限を超えると、複数の散気孔２から気体を均等に放出するために必要とされる当該散気管１内への気体の導入量が大きくなりすぎるおそれがあり、ひいては当該散気孔１の運転コストが高くなるおそれがある。

当該散気管１の上端（本実施形態では天壁５の上面）と複数の散気孔２の上端との高さの差の下限としては、４ｍｍが好ましく、６ｍｍがより好ましい。一方、上記高さの差の上限としては、２０ｍｍが好ましく、１６ｍｍがより好ましい。上記高さの差が上記下限に満たないと、気体層Ｐを十分に形成し難くなり、複数の散気孔２から均等に気体を放出することができないおそれがある。逆に、上記高さの差が上記上限を超えると、複数の散気孔２と複数の間欠的気泡発生ユニット１１との間隔が大きくなりすぎて、複数の散気孔２から放出される気体を複数の間欠的気泡発生ユニット１１内に導入し難くなるおそれがある。

複数の散気孔２の合計開口面積に対する複数の散気孔２の上端の高さ位置Ｈ２を下端として天壁５、第１側壁３及び第２側壁４内に形成される空間の横断面の面積Ｓの比の下限としては、０．８が好ましく、１．２がより好ましい。一方、上記比の上限としては、４．０が好ましく、３．０がより好ましく、２．０がさらに好ましい。上記比が上記下限に満たないと、複数の散気孔２からの気体の放出量が多くなりすぎて気体層Ｐの容積が不十分となり、複数の散気孔２から均等に気体を放出し難くなるおそれがある。逆に、上記比が上記上限を超えると、上記空間、ひいては当該散気管１が不必要に大きくなるおそれがある。

散気孔２の上端の高さ位置Ｈ２を下端として天壁５、第１側壁３及び第２側壁４内に形成される空間の横断面の面積Ｓの下限としては、２００ｍｍ^２が好ましく、３００ｍｍ^２がより好ましい。一方、上記横断面の面積Ｓの上限としては、５５０ｍｍ^２が好ましく、４５０ｍｍ^２がより好ましい。上記横断面の面積Ｓが上記下限に満たないと、複数の散気孔２から均等に気体を放出し難くなるおそれがある。逆に、上記横断面の面積Ｓが上記上限を超えると、複数の散気孔２から気体を均等に放出するために必要とされる当該散気管１内への気体の導入量が大きくなりすぎるおそれがあり、ひいては当該散気孔１の運転コストが高くなるおそれがある。

複数の散気孔２は、例えば円形、好ましくは真円形である。全ての散気孔２は、気体層Ｐに含まれる気体を均等に放出することができるよう、同じ高さ位置に形成されることが好ましい。

複数の散気孔２の径は、気体層Ｐに含まれる気体を均等に放出することができるよう同じであることが好ましい。複数の散気孔２の平均径Ｄの下限としては、４ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。一方、複数の散気孔２の平均径Ｄの上限としては、１０ｍｍが好ましく、８ｍｍがより好ましい。上記平均径Ｄが上記下限に満たないと、複数の散気孔２から十分な量の気体を放出し難くなるおそれがある。逆に、上記平均径Ｄが上記上限を超えると、複数の散気孔２から放出される気体の軌道を制御し難くなるおそれや、複数の散気孔２から放出される気体の量が多くなりすぎて気体層Ｐを形成し難くなるおそれがあるある。

各散気孔２は、各間欠的気泡発生ユニット１１と１対１で対応している。また、複数の間欠的気泡発生ユニット１１は、全体として洗浄効果を均等に高められるよう略等間隔で配設されている。そのため、複数の散気孔２は等間隔で配設されることが好ましい。当該散気管１は、複数の散気孔２が等間隔で配設されることで、気体層Ｐと被処理液Ｑとの界面の高さ位置を軸方向に沿って均一に保ちやすく、これにより複数の間欠的気泡発生ユニット１１に均等に気体を供給しやすい。

複数の散気孔２の平均ピッチの下限としては、７ｃｍが好ましく、１０ｃｍがより好ましい。一方、複数の散気孔２の平均ピッチの上限としては、１８ｃｍが好ましく、１５ｃｍがより好ましい。上記平均ピッチが上記下限に満たないと、各散気孔２から十分な量の気体を放出し難くなるおそれや、各散気孔２に対応して設けられる間欠的気泡発生ユニット１１のサイズが小さくなり、全体としての洗浄効果を十分に高められないおそれがある。逆に、上記平均ピッチが上記上限を超えると、隣接する間欠的気泡発生ユニット１１の配設間隔が大きくなりすぎて、全体としての洗浄効果にムラが生じるおそれがある。

＜間欠的気泡発生モジュール＞
次に、図３及び図４を参照して、図１の散気管１を備える間欠的気泡発生モジュール２１について説明する。当該間欠的気泡発生モジュール２１は、略水平に配列するよう設けられる複数の間欠的気泡発生ユニット１１と、複数の間欠的気泡発生ユニット１１の下方に複数の間欠的気泡発生ユニット１１の配列方向と平行に配設され、複数の間欠的気泡発生ユニット１１内に気体を供給可能な複数の散気孔２を有する散気管１とを備える。散気管１は、対向する一対の側壁（第１側壁３及び第２側壁４）と、第１側壁３及び第２側壁４の上端同士を接続する天壁５とを有する。第１側壁３及び第２側壁４の少なくとも複数の散気孔２よりも下側の内面は、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっている。散気管１は、第１側壁３及び第２側壁４の下端同士の間が開口している。

当該間欠的気泡発生モジュール２１は、図１の散気管１を備えるので、散気管１の内部に固形分が滞留するのを防止することができる。そのため、当該間欠的気泡発生モジュール２１は、散気管１の内部に滞留する固形分に起因して散気管１内の気体の流路が狭められたり、複数の散気孔２が閉塞されたりすることを防ぐことで複数の間欠的気泡発生ユニット１１による洗浄効果を均等に高めることができる。

（間欠的気泡発生ユニット）
間欠的気泡発生ユニット１１は、複数の散気孔２から放出される気体を導入する気体導入口１２ａを有する。より詳しくは、間欠的気泡発生ユニット１１は、図４及び図５に示すように、下方に開口し、この開口（気体導入口１２ａ）から気体を導入可能な気体導入室１２と、気体導入室１２の上端近傍に形成される開口１５によって気体導入室１２と連通し、気体導入室１２との連通部分から下方に延在する気体誘導室１３と、気体誘導室１３の下端近傍に形成される開口１６によって気体誘導室１３と連通し、気体誘導室１３との連通部分から上方に延在する気体吐出室１４とを有する。気体導入口１２ａは、間欠的気泡発生ユニット１１の下端に形成されている。気体吐出室１４は、気体導入室１２の上端よりも上方に突出している。気体吐出室１４は上端に気泡吐出口１４ａを有する。

間欠的気泡発生ユニット１１は、気体導入室１２の気体導入口１２ａが散気管１の各散気孔２の上方に位置するよう、散気孔２と１対１対応で配設されている。当該間欠的気泡発生モジュール２１では、上述のように複数の散気孔２から放出された気体は傾斜部３ａの外面に沿って傾斜部３ａの上端部まで移動し、傾斜部３ａの上端部から上方に浮上しやすい。そのため、当該間欠的気泡発生ユニット１１は、傾斜部３ａの上端部が気体導入口１２ａの鉛直下方に位置するよう配設されることが好ましく、傾斜部３ａの上縁（傾斜部３ａ及び天壁５の外面同士の境界線）が複数の間欠的気泡発生ユニット１１の気体導入口１２ａの中心線（複数の気体導入口１２ａの中心を含む直線）の鉛直下方に位置することがより好ましい。

間欠的気泡発生ユニット１１は、散気孔２から放出された気体を気体導入口１２ａから導入する。気体導入口１２ａから導入された気体は、気体導入室１２の上部に移動し、開口１５から気体誘導室１３に導入される。その結果、気体導入室１２に導入された気体は、気体導入室１２及び気体誘導室１３の上端付近に貯留される。その後、さらに気体導入室１２に気体が導入されると、気体と被処理液との界面は、気体導入室１２及び気体誘導室１３にそれぞれ分割され、同程度の水平レベル位置を維持しつつ下方に移動する。そして、気体誘導室１３内の気体が所定量を超えると、開口１６から気体吐出室１４に気体が誘導され、比較的大きな気泡が気泡吐出口１４ａから間欠的に吐出される。

間欠的気泡発生ユニット１１の気体導入口１２ａと散気管１の天壁５の上面との高さの差の下限としては、２ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。一方、上記高さの差の上限としては、２０ｍｍが好ましく、１５ｍｍがより好ましい。上記高さの差が上記下限に満たないと、気体導入口１２ａと散気管１との間隔が小さくなりすぎて、気体導入室１２に気体を導入する際に、気体導入室１２に貯留される被処理液の排出路を確保し難い。そのため、気体導入室１２において気体と被処理液との置換を促進し難く、気体導入室１２に気体を導入し難くなるおそれがある。逆に、上記高さの差が上記上限を超えると、散気孔２から放出された気泡が大きくなりすぎて、気体導入室１２に気体を確実に導入し難くなるおそれがある。

＜濾過装置＞
図６の濾過装置３１は、図２の間欠的気泡発生モジュール２１を備える。当該濾過装置３１は、被処理液中に浸漬して用いられる浸漬式の濾過装置である。当該濾過装置３１は、上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜３３を有する複数の濾過モジュール３２と、複数の濾過モジュール３２の下方から気泡を供給する複数の間欠的気泡発生モジュール２１とを備える。

濾過モジュール３２は、複数本の中空糸膜３３と、複数本の中空糸膜３３の上端部を保持する棒状の上側保持部材３４と、複数本の中空糸膜３３の下端部を保持する棒状の下側保持部材３５とを有する。上側保持部材３４は、中空状であり、複数本の中空糸膜３３を透過した濾過水を排出する排出機構３６と接続されている。濾過モジュール３２は、全体として幅（上側保持部材３４及び下側保持部材３５の軸方向長さ）に対して厚さ（上側保持部材３４及び下側保持部材３５の軸方向と垂直な水平方向長さ）が小さい略直方体状である。複数の濾過モジュール３２は、厚さ方向に対向するように等間隔かつ平行に配置されている。

間欠的気泡発生モジュール２１は、隣接する濾過モジュール３２の隙間の下方、並びに最も外側に位置する一対の濾過モジュール３２の厚さ方向外側の下方に設けられている。複数の間欠的気泡発生ユニット１１の配列方向は濾過モジュール３２の幅方向と平行である。間欠的気泡発生モジュール２１は、気泡吐出口１４ａが隣接する下側保持部材３５の間に位置するよう配設されている。

当該濾過装置３１は、当該間欠的気泡発生モジュール２１を備えるので、複数本の中空糸膜３３の表面に付着した不純物を効果的に取り除くことができる。

［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば当該散気管は、必ずしも側壁が上端から側方かつ下方に傾斜した傾斜部を有しなくてもよい。図７を参照して、傾斜部を有しない構成について説明する。図７の散気管４１は、一対の側壁４２が何れも鉛直方向に配設されており、一方の側壁４２に複数の散気孔４３が形成されている。当該散気管４１は、一方の側壁４２に複数の散気孔４３が形成されるので、当該散気管４１の上方に配設される間欠的気泡発生ユニットの気体導入口と複数の散気孔４３の上端との高さの差を比較的大きく調整しやすい。

当該散気管は、一方の側壁の複数の散気孔よりも下側の内面が上方から下方にかけて対向方向外側に広がっている場合、他方の側壁の内面は上方から下方にかけて対向方向外側に広がってもよく、鉛直方向に配設されてもよい。また、上記側壁が、上方から下方にかけて対向方向外側に広がっている場合、上下方向の全領域に亘って対向方向外側に傾斜している必要はなく、鉛直方向に配設される領域を部分的に有していてもよい。換言すると、上記側壁の内面には、上方から下方に向けて対向方向外側から対向方向内側に傾斜する領域が形成されていなければよい。

上記実施形態で説明したように、当該散気管は対向する一対の側壁の下端部同士の間が軸方向の全域に亘って開口していることが好ましいが、当該散気管は対向する一対の側壁の下端部同士の間が部分的に開口していてもよい。この場合、当該散気管内部へ固形分の滞留を十分に抑制できるよう、少なくとも複数の散気孔の下側領域が開口していることが好ましい。

当該散気管は、一方の側壁に複数の散気孔が形成される場合、これらの散気孔は他方の側壁にも形成されていてもよい。

当該散気管は、１つの間欠的気泡発生ユニットに対して２以上の散気孔が対応してもよい。

上記間欠的気泡発生ユニットの具体的構成は、上記実施形態で説明したものに限定されるものではなく、比較的大きい気泡を間欠的に発生吐出可能な構成を適宜採用することができる。

以上のように、本発明の散気管及び間欠的気泡発生モジュールは、複数の間欠的気泡発生ユニットによる洗浄効果を均等に高めることができるので、浸漬式の濾過装置に用いられるのに適している。

１，４１ 散気管
２，４３ 散気孔
３ 第１側壁
３ａ 傾斜部
３ｂ 鉛直部
４ 第２側壁
５ 天壁
６ 端壁
７ 気体導入孔
１１ 間欠的気泡発生ユニット
１２ 気体導入室
１２ａ 気体導入口
１３ 気体誘導室
１４ 気体吐出室
１４ａ 気泡吐出口
１５，１６ 開口
２１ 間欠的気泡発生モジュール
３１ 濾過装置
３２ 濾過モジュール
３３ 中空糸膜
３４ 上側保持部材
３５ 下側保持部材
３６ 排出機構
４２ 側壁
Ｐ 気体層
Ｑ 被処理液
Ｓ 横断面の面積

Claims (8)

1. 略水平に配列するよう設けられる複数の間欠的気泡発生ユニットの下方に上記複数の間欠的気泡発生ユニットの配列方向と平行に配設され、上記複数の間欠的気泡発生ユニット内に気体を供給可能な複数の散気孔を有する散気管であって、
   対向する一対の側壁と、上記一対の側壁の上端同士を接続する天壁とを有し、
   上記一対の側壁の少なくとも上記複数の散気孔よりも下側の内面が、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっており、
   上記一対の側壁の下端同士の間が開口している散気管。
2. 上記複数の散気孔が少なくとも一方の上記側壁に形成されており、
   上記複数の散気孔の平均径に対する上記天壁の内面の最上位点の高さ位置から上記複数の散気孔の上端の高さ位置までの上下方向距離の比が０．１５以上である請求項１に記載の散気管。
3. 上記側壁が上端から側方かつ下方に傾斜した傾斜部を有し、
   上記複数の散気孔が上記傾斜部に形成されている請求項１又は請求項２に記載の散気管。
4. 上記複数の散気孔が上記傾斜部の下端近傍に形成されている請求項３に記載の散気管。
5. 上記傾斜部の水平方向に対する俯角が３０°以上６０°以下である請求項３又は請求項４に記載の散気管。
6. 上記複数の散気孔の合計開口面積に対する上記複数の散気孔の上端の高さ位置を下端として上記天壁及び一対の側壁内に形成される空間の横断面の面積の比が０．８以上４．０以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の散気管。
7. 略水平に配列するよう設けられる複数の間欠的気泡発生ユニットと、
   上記複数の間欠的気泡発生ユニットの下方に上記複数の間欠的気泡発生ユニットの配列方向と平行に配設され、上記複数の間欠的気泡発生ユニット内に気体を供給可能な複数の散気孔を有する散気管と
   を備え、
   上記散気管が、
   対向する一対の側壁と、上記一対の側壁の上端同士を接続する天壁とを有し、
   上記一対の側壁の少なくとも上記複数の散気孔よりも下側の内面が、鉛直方向に配設されるか又は上方から下方にかけて対向方向外側に広がっており、
   上記一対の側壁の下端同士の間が開口している間欠的気泡発生モジュール。
8. 上記複数の間欠的気泡発生ユニットが上記複数の散気孔から放出される気体を導入する気体導入口を有し、
   上記気体導入口と上記天壁の上面との高さの差が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である請求項７に記載の間欠的気泡発生モジュール。

Images