JP2023051827A - Wastewater treatment system - Google Patents

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JP2023051827A JP2022154229A JP2022154229A JP2023051827A JP 2023051827 A JP2023051827 A JP 2023051827A JP 2022154229 A JP2022154229 A JP 2022154229A JP 2022154229 A JP2022154229 A JP 2022154229A JP 2023051827 A JP2023051827 A JP 2023051827A
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悟 黒住
Satoru Kurozumi
正晃 金澤
Masaaki Kanazawa
健太 奥野
Kenta Okuno
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    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

To prevent condensation of water dew inside a gas supply body for supplying gas to microorganisms in a wastewater treatment system that purifies wastewater using the action of microorganisms.SOLUTION: A wastewater treatment system (50) includes: (i) a plurality of gas suppliers (10) having a waterproof gas-permeable membrane (21), in which gas supplied to the interior space of the gas suppliers (10) is supplied to microorganisms in wastewater outside the waterproof gas-permeable membrane (21); and (ii) an air supply unit (30) for supplying gas to the internal space of the gas suppliers (10). The air supply unit (30) has a plurality of air pipes (31) for supplying gas to the internal spaces of the plurality of gas suppliers (10), and a manifold (35) connected to the plurality of air pipes. The gas sent to the gas suppliers (10) via the air supply unit (30) is subjected to heat exchange with wastewater in the immersed portion of the air supply unit (30), and then sent to the gas suppliers (10).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

有機性廃水を好気性生物処理するのに好適な好気性生物処理装置に係り、特に酸素透過膜を用いて反応槽内の被処理水に酸素を溶解させるようにしたMABR(メンブレンエアレーションバイオリアクター)方式を採用した好気性生物処理装置に関する。 It relates to an aerobic biological treatment apparatus suitable for aerobic biological treatment of organic wastewater, and in particular, a MABR (membrane aeration bioreactor) using an oxygen permeable membrane to dissolve oxygen in the water to be treated in the reaction tank. The present invention relates to an aerobic biological treatment device that employs a method.

好気性微生物廃水処理装置は、有機性廃水の処理方法として広く利用されている。一方、散気管を用いた曝気は酸素溶解効率が低く、散気管にかかる水圧以上の圧力での曝気を必要とする為、ブロアの電力費がかかる。 Aerobic microbial wastewater treatment equipment is widely used as a treatment method for organic wastewater. On the other hand, the aeration using an air diffuser has a low oxygen dissolving efficiency and requires aeration at a pressure higher than the water pressure applied to the air diffuser, so the electric power cost of the blower is high.

気体を透過し液体を透過しない気体供給体に微生物を付着させて廃水処理を行う、廃水処理装置が検討されている。この装置では送気にかかる圧力を抑えることが出来る為、電力費削減が可能である。当該気体供給体の例が特許文献1,2に開示されている。 A waste water treatment apparatus has been studied in which waste water is treated by attaching microorganisms to a gas feeder that is permeable to gas but impermeable to liquid. Since this device can suppress the pressure applied to air supply, it is possible to reduce power costs. Examples of the gas supply are disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2003-100000 and 2000-100003.

特許第3743771号公報Japanese Patent No. 3743771 特許第4680504号公報Japanese Patent No. 4680504

気体供給体を使用した好気性微生物廃水処理装置においては、気体供給体を介した水蒸気の浸透や送気された空気中の水蒸気の凝縮により、気体供給体内部に凝縮水が生成する。これによって、送気ガス流路の一部が閉塞し送気効率が低下する。 In an aerobic microbial wastewater treatment apparatus using a gas feeder, condensed water is generated inside the gas feeder due to permeation of water vapor through the gas feeder and condensation of water vapor in the supplied air. As a result, a part of the air supply gas flow path is blocked and the air supply efficiency is lowered.

このような凝縮水対策として、気体供給体内部の凝縮水を排出する、送液部を設けることが考えられる。 As a countermeasure against such condensed water, it is conceivable to provide a liquid feeding section for discharging the condensed water inside the gas supply body.

しかし、凝縮水を排出する構成としても酸素透過膜の内側に結露水が付着すると酸素透過速度が低下するという課題がある。被処理水と送気エアの温度の関係が、(被処理水の温度)>(送気エアの温度)であれば、気体供給体内部の温度が下がることで内部エアの飽和水蒸気量が低下し、結露水が発生する。すなわち、気体供給体内部に溜まった結露水を配管で引き抜く構造にしても、気体供給体内部に結露水が発生する状況に変わりはないことから酸素透過性が低下するという状況を改善するには至っていない。 However, even if the condensed water is discharged, there is a problem that the oxygen permeation rate decreases when the condensed water adheres to the inner side of the oxygen permeable membrane. If the relationship between the temperature of the water to be treated and the supplied air is (the temperature of the water to be treated) > (the temperature of the supplied air), the temperature inside the gas supply unit will drop, and the saturated water vapor content of the internal air will decrease. and condensed water is generated. That is, even if the condensed water accumulated inside the gas supply body is drawn out through a pipe, the situation where the condensed water is generated inside the gas supply body does not change. Not yet.

第1観点の廃水処理システムは、微生物の働きを利用して廃水を浄化する。廃水処理システムは、防水透気膜を有する気体供給体であって、気体供給体の内部空間に供給された気体が、前記防水透気膜の外側の廃水中の微生物に供給される、複数の気体供給体と、前記気体供給体の内部空間に気体を供給する送気部と、を備える。前記送気部は、前記複数の気体供給体の内部空間に気体を供給する複数の送気管と、前記複数の送気管に接続されるマニホールドと、を有する。前記送気部を経由して前記気体供給体に送気される気体は、前記送気部の廃水に浸漬された部分において廃水と熱交換を行った後で、前記気体供給体に送気される。より詳細には、送気管は、マニホールドへ気体を供給する送気管と、マニホールドから各気体供給体の内部空間に気体を供給する複数の送気管との双方を含む。 The wastewater treatment system of the first aspect purifies wastewater using the action of microorganisms. The wastewater treatment system comprises a gas feed having a waterproof permeable membrane, wherein the gas supplied to the interior space of the gas feed is supplied to microorganisms in the waste water outside the waterproof permeable membrane. A gas supply body and an air supply unit for supplying gas to an internal space of the gas supply body are provided. The air supply unit has a plurality of air pipes that supply gas to the internal spaces of the plurality of gas supply bodies, and a manifold connected to the plurality of air pipes. The gas supplied to the gas supply body via the air supply part exchanges heat with the waste water in the portion of the air supply part immersed in the waste water, and then is supplied to the gas supply body. be. More specifically, the flues include both flues that supply gas to the manifold and a plurality of flues that supply gas from the manifold to the interior space of each gas supply.

第2観点の廃水処理システムは、第1観点の廃水処理システムであって、前記送気部の廃水に浸漬された部分が、金属製のフィンもしくは突起形状を有する。 A wastewater treatment system according to a second aspect is the wastewater treatment system according to the first aspect, wherein the portion of the air supply unit immersed in the wastewater has a metallic fin or projection shape.

第3観点の廃水処理システムは、第1観点又は第2観点の廃水処理システムであって、前記送気部の廃水に浸漬された部分がマニホールドである。 A wastewater treatment system according to a third aspect is the wastewater treatment system according to the first aspect or the second aspect, wherein the portion of the air supply unit immersed in the wastewater is a manifold.

第4観点の廃水処理システムは、第1観点又は第2観点の廃水処理システムであって、前記送気部の廃水に浸漬された部分が送気管である。送気管としては、より好ましくは、マニホールドへ気体を供給する送気管である。 A wastewater treatment system according to a fourth aspect is the wastewater treatment system according to the first aspect or the second aspect, wherein the portion of the air supply unit immersed in the wastewater is an air pipe. The air pipe is more preferably an air pipe that supplies gas to the manifold.

第5観点の廃水処理システムは、第1観点又は第2観点の廃水処理システムであって、前記気体供給体に送気される気体の温度は、廃水の温度以下であり、かつ、前記気体と前記廃水の温度差は5℃以内である。 A wastewater treatment system of a fifth aspect is the wastewater treatment system of the first aspect or the second aspect, wherein the temperature of the gas supplied to the gas supply is equal to or lower than the temperature of the wastewater, and The temperature difference of the wastewater is within 5°C.

本開示の廃水処理システムによれば、送気配管の経路を処理槽内に一部水没させることで熱交換し、送気される気体と前記廃水の温度差を縮小したのちに気体供給体内部に送り込むことができ、気体供給体内部での結露水の発生を抑止できる。 According to the wastewater treatment system of the present disclosure, heat is exchanged by partially submerging the path of the air supply pipe in the treatment tank, and after reducing the temperature difference between the gas to be supplied and the wastewater, the inside of the gas supply body can be fed into the gas supply body, and the generation of condensed water inside the gas supply body can be suppressed.

第1実施形態の廃水処理システム50の鉛直断面にマニホールド35を書き加えた模式図である。It is the schematic diagram which added the manifold 35 to the vertical cross section of the wastewater treatment system 50 of 1st Embodiment. 第1実施形態の廃水処理システム50の図1とは90°異なる方向の鉛直断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the wastewater treatment system 50 of the first embodiment in a direction different from that of FIG. 1 by 90°. 気体供給体10の鉛直断面図である。3 is a vertical sectional view of the gas supply body 10; FIG. 気体供給体10を構成する気体送出層12の斜視図である。3 is a perspective view of a gas delivery layer 12 that constitutes the gas supplier 10. FIG. プレート型フィンを有するマニホールド35Aを模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a manifold 35A having plate-type fins; コルゲート型フィンを有するマニホールド35Bを模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a manifold 35B having corrugated fins; 気体供給体10を用いて微生物が廃水W中の有機物を分解する様子を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing how microorganisms decompose organic matter in wastewater W using a gas supplier 10. FIG. 気体供給体10a、10bの内部空間に水が溜まり、それを排出している状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which water is accumulated in the internal spaces of gas supply bodies 10a and 10b and is being discharged. 気体供給体10a、10bの図8Aの後の状態を示す図である。Figure 8B shows the state of the gas supplies 10a, 10b after Figure 8A; 送液管41内のオリフィス部位47aを示す図である。4 is a view showing an orifice portion 47a inside a liquid-sending pipe 41. FIG. 送液管41内の複数孔のオリフィス部位47bを示す図である。4 is a diagram showing an orifice portion 47b having multiple holes in a liquid-sending pipe 41. FIG. 送液管41内の狭窄部位47cを示す図である。4 is a view showing a constricted portion 47c inside a liquid-sending tube 41. FIG. 送液管41内の湾曲部位47dを示す図である。4 is a diagram showing a curved portion 47d inside a liquid-sending tube 41. FIG. 送液管41内の連通多孔質部材47eが配置された部位を示す図である。4 is a diagram showing a portion in which a communicating porous member 47e is arranged in a liquid-sending pipe 41. FIG. 結露試験で用いた気体供給体10の外観を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the appearance of a gas supplier 10 used in a dew condensation test; 結露試験で用いた気体供給体10の内部を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the inside of the gas supplier 10 used in the dew condensation test. 第2実施形態の廃水処理システム50aの鉛直断面にマニホールドを書き加えた模式図である。It is the schematic diagram which added the manifold to the vertical cross section of the wastewater treatment system 50a of 2nd Embodiment. 第3実施形態の廃水処理システム50の鉛直断面にマニホールド35を書き加えた模式図である。It is the schematic diagram which added the manifold 35 to the vertical cross section of the wastewater treatment system 50 of 3rd Embodiment. 第3実施形態の廃水処理システム50の図13とは90°異なる方向の鉛直断面図である。FIG. 13 is a vertical cross-sectional view of the wastewater treatment system 50 of the third embodiment in a direction different from that of FIG. 13 by 90°. 第4実施形態の廃水処理システム50の鉛直断面にマニホールド35を書き加えた模式図である。It is the schematic diagram which added the manifold 35 to the vertical cross section of the wastewater treatment system 50 of 4th Embodiment. 第4実施形態の廃水処理システム50の図15とは90°異なる方向の鉛直断面図である。FIG. 15 is a vertical cross-sectional view of the wastewater treatment system 50 of the fourth embodiment in a direction different from that of FIG. 15 by 90°.

<第1実施形態>
(1)全体構成
(廃水処理装置100)
本実施形態の廃水処理装置100は、廃水に含まれる好気性微生物の働きを利用して、廃水中の少なくとも1つの有機物または窒素源を分解して廃水の浄化処理を行う。図1に示すように、廃水処理装置100は、廃水処理槽51と、廃水処理システム50とを備えている。
(廃水処理槽51)
図1または図2に示すように、廃水処理槽51は、廃水Wが貯留される有底の容器であって、流入口51aと流出口51bが設けられている。例えば、互いに対向する側面に流入口51aと流出口51bとが設けられていてもよい。
<First embodiment>
(1) Overall structure
(Wastewater treatment device 100)
The wastewater treatment apparatus 100 of this embodiment utilizes the action of aerobic microorganisms contained in wastewater to decompose at least one organic matter or nitrogen source in the wastewater to purify the wastewater. As shown in FIG. 1 , the wastewater treatment apparatus 100 includes a wastewater treatment tank 51 and a wastewater treatment system 50 .
(Wastewater treatment tank 51)
As shown in FIG. 1 or 2, the wastewater treatment tank 51 is a bottomed container in which wastewater W is stored, and is provided with an inlet 51a and an outlet 51b. For example, the inflow port 51a and the outflow port 51b may be provided on the sides facing each other.

本実施形態では、流入口51aと流出口51bとが常時開放されている。廃水Wは、流入口51aから、流入口51aに対向する位置に配置された流出口51bに向かって、連続的、もしくは、断続的に供給される(図2の一点鎖線矢印は、廃水Wの流れを示している)。 In this embodiment, the inlet 51a and the outlet 51b are always open. The wastewater W is continuously or intermittently supplied from the inflow port 51a toward the outflow port 51b disposed opposite the inflow port 51a (the dashed-dotted arrows in FIG. 2 indicate the flow rate of the wastewater W). flow).

廃水処理槽の容積については、特に限定されないが、例えば、1m以上10,000m以下の容積であればよい。 The volume of the wastewater treatment tank is not particularly limited, but may be, for example, a volume of 1 m 3 or more and 10,000 m 3 or less.

(廃水処理システム50)
廃水処理システム50は、供給体ユニット52と、送気部30と、送液部40とを備えている。
(Wastewater treatment system 50)
The wastewater treatment system 50 includes a feeder unit 52 , an air feed section 30 and a liquid feed section 40 .

(供給体ユニット52)
図1に示すように、供給体ユニット52は、気体供給体10がユニット化されたものであり、廃水処理槽51の内部に配置される。図1では、供給体ユニット52は、平行に配列された複数の気体供給体10によって構成されている。供給体ユニット52は、使用時において、各気体供給体10の上端部分を除いた部分が廃水W中に浸漬されるように配置される。
(Supplier unit 52)
As shown in FIG. 1 , the supply unit 52 is a unitized gas supply unit 10 and is arranged inside the wastewater treatment tank 51 . In FIG. 1, the feeder unit 52 is made up of a plurality of gas feeders 10 arranged in parallel. The feeder unit 52 is arranged such that the portions of the gas feeders 10 other than the upper end portions are immersed in the wastewater W during use.

(気体供給体10)
各気体供給体10とは、廃水処理槽51の廃水W中に浸漬された状態で、開口21bから供給された気体を、廃水W中に供給する構造体である。気体供給体10は、図3に示すように、気体送出層12と、防水透気膜21とを含む。気体供給体10の内部空間には、送気部30の送気管31の一部が開口21bを経由して挿入されている。送気部30より、気体(空気、酸素)が気体供給体10の内部空間に供給される。また、気体供給体10の内部空間には、送液部40の送液管41の一部が配置されている。気体送出層の中で生じた凝縮水は、気体供給体10の内部空間より、送液部40を介して外部に排出される。本実施形態においては、開口21bは、送気管31、送液管41の他にも空気、気体が気体供給体10の内部空間に出入りできる。開口21bは、送気管31、送液管41の他には空気、気体が出入りできないように封止されていてもよい。
(Gas supplier 10)
Each gas supply body 10 is a structure that supplies the gas supplied from the opening 21 b into the wastewater W while being immersed in the wastewater W of the wastewater treatment tank 51 . The gas supplier 10 includes a gas delivery layer 12 and a waterproof gas permeable membrane 21, as shown in FIG. A part of the air supply pipe 31 of the air supply unit 30 is inserted into the internal space of the gas supply member 10 via the opening 21b. A gas (air, oxygen) is supplied to the internal space of the gas supplier 10 from the air supply unit 30 . A part of the liquid feeding pipe 41 of the liquid feeding section 40 is arranged in the internal space of the gas supply body 10 . Condensed water generated in the gas delivery layer is discharged from the internal space of the gas supply body 10 to the outside via the liquid delivery section 40 . In this embodiment, the opening 21 b allows air and gas to enter and exit the internal space of the gas supplier 10 in addition to the air pipe 31 and the liquid pipe 41 . The opening 21b may be sealed so that air or gas other than the air pipe 31 and the liquid pipe 41 cannot enter or exit.

図2に示すように、各気体供給体10は、平板状の部材であって、上下方向(深さ方向)と横方向(水平方向)とに沿って面が展開されるように配置されている。これにより、廃水Wとの接触面積が効率的に確保される。また、流入口51aと流出口51bとを結ぶ直線に対して、各気体供給体10の側面が平行になるように各気体供給体10が配置されることで、流入口51aから廃水処理槽51内に供給される廃水Wは、流出口51bに向けて円滑に流れる。なお、供給体ユニット52を構成する気体供給体10の数は、必ずしも複数である必要はなく、単数であってもよい。また、気体供給体はスパイラル形状や中空糸形状でもよい。スパイラル形状の場合は平板状のように内部に気体供給体が配置され、気体供給体に送気部、送液部が挿入されている。中空糸形状の場合は、中空糸自体の強度で内部空間を保持することができる場合、気体供給体がなくてもよい。送気部、送液部は複数の中空糸を束ねるヘッダ内部に送気部、送液部が挿入される。 As shown in FIG. 2, each gas supplier 10 is a plate-like member, and is arranged so that its surfaces are developed along the vertical direction (depth direction) and lateral direction (horizontal direction). there is Thereby, the contact area with the waste water W is efficiently ensured. In addition, by arranging the gas supply bodies 10 so that the side surfaces of the gas supply bodies 10 are parallel to the straight line connecting the inlet 51a and the outlet 51b, the flow rate from the inlet 51a to the wastewater treatment tank 51 is reduced. The waste water W supplied inside smoothly flows toward the outflow port 51b. It should be noted that the number of gas supply bodies 10 constituting the supply body unit 52 is not necessarily plural, and may be singular. Further, the gas supply body may be spiral-shaped or hollow-fiber-shaped. In the case of a spiral shape, a gas supply member is arranged inside like a flat plate, and an air supply unit and a liquid supply unit are inserted into the gas supply unit. In the case of the hollow fiber shape, if the strength of the hollow fiber itself can hold the internal space, the gas supply may be omitted. The air feeding section and the liquid feeding section are inserted inside a header that bundles a plurality of hollow fibers.

気体供給体10の間隔を、「気体供給体10の厚みを含まない、隣り合う2つの気体供給体10の外面の間の間隔」と定義すると、気体供給体10の間隔は、5mm以上200mm以下であることが好ましい。気体供給体10の間隔が5mm未満である場合には、防水透気膜21上に増殖する微生物によって目詰まりを起こす虞がある。気体供給体10の間隔が200mmを超える場合には、廃水との接触効率が悪くなり、廃水処理性能が向上しにくくなる可能性がある。なお上記問題を確実に回避するために、気体供給体10の間隔を15mm以上50mm以下とすることがより好ましい。 When the interval between the gas supply bodies 10 is defined as "the interval between the outer surfaces of two adjacent gas supply bodies 10 excluding the thickness of the gas supply bodies 10", the interval between the gas supply bodies 10 is 5 mm or more and 200 mm or less. is preferably If the gap between the gas supply members 10 is less than 5 mm, there is a risk of clogging caused by microorganisms growing on the waterproof air permeable membrane 21 . If the interval between the gas supply bodies 10 exceeds 200 mm, the efficiency of contact with wastewater may be poor, making it difficult to improve the wastewater treatment performance. In order to reliably avoid the above problem, it is more preferable to set the distance between the gas supply bodies 10 to 15 mm or more and 50 mm or less.

図3は、気体供給体10の鉛直断面図である。図3に示すように、気体供給体10は、気体送出層12と、防水透気膜21とを備えており、防水透気膜21によって構成される袋の中に気体送出層12が配置される。前記袋は、2枚の防水透気膜21,21を重ね合わせて、これら防水透気膜21,21の3方の端部を接着したものであり、上端部(気体送出層12における気体供給側の端部)に開口21b(図3参照)を有している。そして開口21bから気体送出層12が袋の内部に挿入されることで、気体送出層12の外周は防水透気膜21によって覆われている。なお開口21bの位置あるいは形状は限定されず、例えば各端部(袋の上辺、底辺、横辺(縦のライン)も含む)の一部が開口とされてもよい。 FIG. 3 is a vertical sectional view of the gas supplier 10. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the gas supplier 10 includes a gas delivery layer 12 and a waterproof air permeable membrane 21. The gas delivery layer 12 is placed in a bag formed by the waterproof air permeable membrane 21. be. The bag is made by superimposing two waterproof air permeable membranes 21, 21 and adhering three ends of these waterproof air permeable membranes 21, 21, and the upper end (the gas supply in the gas delivery layer 12). side end) has an opening 21b (see FIG. 3). By inserting the gas delivery layer 12 into the inside of the bag through the opening 21 b , the outer periphery of the gas delivery layer 12 is covered with the waterproof air permeable membrane 21 . The position or shape of the opening 21b is not limited, and for example, a part of each end (including the top side, bottom side, and horizontal side (vertical line) of the bag) may be the opening.

(送気部30)
送気部30は、気体供給体10の内部空間に気体を供給する。送気部30は、ブロア36、マニホールド35、送気管31を含む。送気管31は、ブロア36より送り込まれた空気(酸素)を気体供給体10の内部に送り込む配管である。送気管31は、気体供給源(ここではブロア36)よりマニホールド35を接続する部分と、マニホールド35より分岐して気体供給体10の内部を接続する部分とを含む。
(Air supply unit 30)
The air supply unit 30 supplies gas to the internal space of the gas supply body 10 . The air supply unit 30 includes a blower 36 , a manifold 35 and an air supply pipe 31 . The air pipe 31 is a pipe that feeds the air (oxygen) sent from the blower 36 into the gas supplier 10 . The air pipe 31 includes a portion that connects the gas supply source (here, the blower 36 ) to the manifold 35 and a portion that branches off from the manifold 35 and connects the inside of the gas supply body 10 .

送気部30は、その一部が、廃水Wが貯留される処理槽51の水面下に設置されるものである。水面下に設置される部分は、マニホールド35及び/又は送気管31の全部であっても一部であってもよい。本実施形態においては、図1又は2に示すように、マニホールド35の全部と送気管31の一部が水面下に設置されている。 A part of the air supply unit 30 is installed under the water surface of the treatment tank 51 in which the waste water W is stored. All or part of the manifold 35 and/or the flue 31 may be placed under water. In this embodiment, as shown in FIG. 1 or 2, the entire manifold 35 and part of the air pipe 31 are installed under water.

送気部30の水面下に設置される部分の材質はと形状は限定されないが、熱伝導性の良いものが好ましい。熱交換効率は、70%以上であればよい。ここでの熱交換効率とは、本実施形態のようにマニホールド35が水面下にある場合には、マニホールド流入口35aから供給される送気気体の温度とマニホールド流出口35bから流出する送気気体の温度差分を、流入口35aから供給される送気気体の温度と処理槽51内の廃水Wの温度差分で除したのちに100を乗じたものと定義する。マニホールド35の材質は、金属、樹脂であってもよい。金属としては、銅、アルミニウム、鉄、ステンレスであってもよい。 Although the material and shape of the part of the air supply unit 30 that is installed under the water surface is not limited, a material with good thermal conductivity is preferable. The heat exchange efficiency should be 70% or higher. When the manifold 35 is below the water surface as in this embodiment, the heat exchange efficiency here means the temperature of the supplied air supplied from the manifold inlet 35a and the supplied air flowing out from the manifold outlet 35b. is divided by the temperature difference between the gas supplied from the inflow port 35a and the wastewater W in the treatment tank 51 and then multiplied by 100. The material of the manifold 35 may be metal or resin. Metals may be copper, aluminum, iron, and stainless steel.

送気部30の水面下に設置される部分は、フィン352、352aを備えていてもよい。フィン352は突起形状であってもよい。フィン352、352aの形状としては、図5に示すようなプレート型であっても、図6に示す用なコルゲート型であってもよい。フィン352は金属製であってもよい。送気部30の水面下に設置される部分は、送気部30の水面下に設置される部分の内部を流れる気体と、外部の廃水Wとの熱交換を行わせる熱交換器として機能する。フィン352、352aは、このような熱交換を促進する役割を有する。 The portion of the air supply unit 30 that is installed under the water surface may be provided with fins 352 and 352a. The fins 352 may have a protrusion shape. The shape of the fins 352, 352a may be a plate type as shown in FIG. 5 or a corrugated type as shown in FIG. Fins 352 may be made of metal. The part of the air supply unit 30 installed under the water surface functions as a heat exchanger that exchanges heat between the gas flowing inside the part of the air supply unit 30 installed under the water surface and the waste water W outside. . The fins 352, 352a serve to facilitate such heat exchange.

気体供給体10を介して廃水W中に供給される気体としては、廃水W中の好気性微生物の活性化を促すために、酸素を含む気体である。具体的には、空気であってもよいし、純酸素であってもよい。図示の例では、ブロア36からの気体が開口21bに供給されるようになっている。なお製造コストを安価に抑える観点から、ブロア36を使用せずに、開口21bから大気中の空気をそのまま気体供給体10に取り入れてもよい。 The gas supplied into the wastewater W through the gas supply body 10 is a gas containing oxygen in order to promote the activation of aerobic microorganisms in the wastewater W. Specifically, it may be air or pure oxygen. In the illustrated example, the gas from the blower 36 is supplied to the opening 21b. From the viewpoint of keeping the manufacturing cost low, the air in the atmosphere may be directly taken into the gas supply member 10 from the opening 21b without using the blower 36. FIG.

(マニホールド35)
マニホールド35は、図1、2に示すように、水Wが貯留される処理槽51の水面下に設置されるものである。マニホールド35には、送気気体の流入口35aと流出口35bが設けられている。
(manifold 35)
The manifold 35, as shown in FIGS. 1 and 2, is installed under the surface of the treatment tank 51 in which the water W is stored. The manifold 35 is provided with an inflow port 35a and an outflow port 35b for supplied gas.

本実施形態では、マニホールド35の流入口35aと流出口35bとが常時開放されている。送気気体は、流入口35aから流出口35bに向かって、連続的、もしくは、断続的に流れる。 In this embodiment, the inlet 35a and the outlet 35b of the manifold 35 are always open. The supplied gas flows continuously or intermittently from the inflow port 35a toward the outflow port 35b.

(防水透気膜21)
防水透気膜21は、最外側層が液体(廃水)に接触するように液体中(廃水中)に浸漬された状態で、内側(気体送出層12側)に供給される酸素を外側へ透過させることで、酸素を液体中(廃水中)に供給する。当該防水透気膜21は、気体供給体10が廃水処理槽51内に浸漬された状態において、内側(気体送出層12)から外側(廃水W)へ空気を透過させ、かつ外側(廃水W)から内側(気体送出層12)へ廃水を透過させない特性を有する。これにより、廃水W中の好気性微生物は、図7に示すように、継続的に空気(酸素)が供給される防水透気膜21の表面21aに集まってくる。よって、防水透気膜21の表面21aに微生物が付着して、バイオフィルム214が形成される。そして、廃水Wに含まれるか、もしくは表面21aに保持されている微生物の働きによって、水中に溶解、もしくは分散している微小個体状の有機物、もしくは窒素化合物が分解されて、廃水が浄化される。
(Waterproof air permeable membrane 21)
The waterproof air permeable membrane 21 is immersed in liquid (waste water) so that the outermost layer is in contact with the liquid (waste water), and oxygen supplied to the inside (gas delivery layer 12 side) permeates to the outside. Oxygen is supplied to the liquid (waste water) by The waterproof air-permeable membrane 21 allows air to permeate from the inside (gas delivery layer 12) to the outside (waste water W) in a state in which the gas supply body 10 is immersed in the waste water treatment tank 51, and the outside (waste water W). It has the property of being impermeable to wastewater from the inside (gas delivery layer 12). As a result, as shown in FIG. 7, the aerobic microorganisms in the wastewater W gather on the surface 21a of the waterproof air permeable membrane 21 to which air (oxygen) is continuously supplied. Therefore, microorganisms adhere to the surface 21 a of the waterproof air permeable membrane 21 to form a biofilm 214 . Microorganisms dissolved or dispersed in water or nitrogen compounds are decomposed by the action of microorganisms contained in the waste water W or retained on the surface 21a, thereby purifying the waste water. .

具体的には図3に示すように、防水透気膜21は、基材211と、気体透過性無孔層212と、微生物支持層213とを含む。図示の例では、防水透気膜21は、基材211、気体透過性無孔層212、微生物支持層213の順に積層されている。微生物支持層213は、廃水Wに接触する最外側層である。なお図示の例とは異なり、防水透気膜21は、気体透過性無孔層212、基材211、微生物支持層213の順に積層されたものであってもよい。 Specifically, as shown in FIG. 3 , the waterproof gas permeable membrane 21 includes a base material 211 , a gas permeable non-porous layer 212 and a microorganism supporting layer 213 . In the illustrated example, the waterproof gas-permeable membrane 21 is laminated in the order of a base material 211, a gas-permeable non-porous layer 212, and a microorganism-supporting layer 213. As shown in FIG. The microbial support layer 213 is the outermost layer that contacts the wastewater W. Note that unlike the illustrated example, the waterproof air permeable membrane 21 may be one in which the gas permeable nonporous layer 212, the base material 211, and the microorganism supporting layer 213 are laminated in this order.

(基材211)
基材211は、熱可塑性樹脂から形成される微多孔膜である。前記微多孔膜とは、微細な貫通孔を多数設けた膜である。基材211の素材として、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリフッ化ビニリデンを含めたフッ素樹脂、ポリブタジエン、ポリ(ジメチルシロキサン)を含めたシリコーンベースのポリマー、およびこれらの材料のコポリマーから選ばれるポリマー材料を含む等を含んでもよい。
(Base material 211)
The base material 211 is a microporous membrane made of thermoplastic resin. The microporous membrane is a membrane having a large number of fine through holes. Materials for the substrate 211 include fluororesins including polyolefin, polystyrene, polysulfone, polyethersulfone, polyarylsulfone, polymethylpentene, polytetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride, polybutadiene, and poly(dimethylsiloxane). including polymeric materials selected from silicone-based polymers, and copolymers of these materials;

微多孔膜である基材211の製造方法は、特に限定されないが、例えば、相分離法、延伸開孔法、溶解再結晶法、粉末焼結法、発泡法、溶剤抽出のいずれかによって、基材211を製造できる。また基材211は、自己組織化ハニカム微多孔膜であってもよい。 The method for manufacturing the base material 211, which is a microporous membrane, is not particularly limited, but for example, the base material can be manufactured by any one of a phase separation method, a stretching opening method, a dissolution recrystallization method, a powder sintering method, a foaming method, and a solvent extraction method. Material 211 can be manufactured. Substrate 211 may also be a self-assembled honeycomb microporous membrane.

基材211の厚みは、10μm~500μmであることが好ましく、50μm~200μmであることがより好ましい。基材211の厚さは、JIS1913:2010一般不織布試験方法6.1厚さの測定方法で測定される値である。 The thickness of the base material 211 is preferably 10 μm to 500 μm, more preferably 50 μm to 200 μm. The thickness of the base material 211 is a value measured by JIS1913:2010 general nonwoven fabric test method 6.1 thickness measurement method.

基材211の細孔径は、気体透過性無孔層の欠陥を防止する観点から、0.01μm~50μmであることが好ましく、高い強度と気体透過性を保持する観点から、0.1μm~30μmであることがより好ましい。前記細孔径は、表面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、その観察像から以下に示す方法により求めた細孔径である。観察倍率は、観察する対象物の細孔径が適切に算出できる倍率であれば、任意の倍率で観察することができる。
(細孔径を求める方法)
SEM観察で得られた像について、2値化処理を行い、画像解析的に、細孔径を算出する。算出の際には、細孔径は楕円近似を行い、楕円の長軸の長さを細孔径として、その平均値を評価する。
The pore diameter of the substrate 211 is preferably 0.01 μm to 50 μm from the viewpoint of preventing defects in the gas permeable nonporous layer, and is 0.1 μm to 30 μm from the viewpoint of maintaining high strength and gas permeability. is more preferable. The pore diameter is a pore diameter obtained by observing the surface with a scanning electron microscope (SEM) and obtaining the observed image by the following method. Observation can be performed at any magnification as long as the pore size of the object to be observed can be calculated appropriately.
(Method for obtaining pore diameter)
An image obtained by SEM observation is binarized, and the pore diameter is calculated by image analysis. In the calculation, the pore diameter is approximated to an ellipse, and the average value is evaluated using the length of the long axis of the ellipse as the pore diameter.

或いは、基材211の細孔径は、毛管凝縮法による細孔径分布測定(パームポロシメトリ)から求められる平均細孔径であると定義される。パームポロシメトリでは、試料にかける気体の測定圧力を徐々に増加させていく際に測定される気体の透過流量から、大気圧と測定圧力との差圧と、気体透過流量との関係を求める、細孔径を求めるには、試料を表面張力が既知の湿潤液に浸漬した後の湿潤サンプルにて測定されるウェットカーブと、乾燥した資料で測定されるドライカーブを求める。それぞれ、所定の圧力範囲で徐々に圧力を増加させていくことにより、試料内の貫通細孔径に関する情報を得ることができる。平均細孔径はウェットカーブと、ドライカーブの1/2の傾きの曲線(ハーフドライカーブ)が交わる点Xを求め、これを方程式、d=2860×γ/DPに代入して求める。前記方程式において、dは平均細孔径(mm)、γは湿潤液の表面張力(dynes/cm)、DPは点Xにおける大気圧と気体圧力との差圧(Pa)である。測定は、Porous Materials社製、パームポロメーター(CFP-1500-AEC)を用いることができる。試験条件としては例えば、試験温度は室温(20℃±5℃)、湿潤液はGalwick(表面張力15.7dynes/cm)、加圧気体は圧縮空気、用いる試料の直径は33mm、供給圧力最大値は250psi、差圧の上昇速度は4psi/分で測定することができる。湿潤サンプル作成の際には、サンプルが浸漬されている湿潤液をデシケータに入れ、脱気することでサンプルを十分に湿潤させることができる。 Alternatively, the pore diameter of the base material 211 is defined as an average pore diameter obtained from pore diameter distribution measurement (perm porosimetry) by a capillary condensation method. In perm porosimetry, the relationship between the differential pressure between the atmospheric pressure and the measured pressure and the gas permeation flow rate is obtained from the gas permeation flow rate that is measured when the measurement pressure of the gas applied to the sample is gradually increased. To determine the pore size, a wet curve measured with a wet sample after immersing the sample in a wetting liquid with a known surface tension and a dry curve measured with a dried specimen are determined. By gradually increasing the pressure within a predetermined pressure range, it is possible to obtain information on the through-pore diameter in the sample. The average pore diameter is obtained by finding the point X where the wet curve and the half dry curve (half dry curve) intersect, and substituting this into the equation d=2860×γ/DP. In the above equation, d is the average pore diameter (mm), γ is the surface tension of the wetting liquid (dynes/cm), and DP is the pressure difference between atmospheric pressure and gas pressure at point X (Pa). For measurement, a perm porometer (CFP-1500-AEC) manufactured by Porous Materials can be used. As test conditions, for example, the test temperature is room temperature (20° C.±5° C.), the wetting liquid is Galwick (surface tension 15.7 dynes/cm), the pressurized gas is compressed air, the diameter of the sample used is 33 mm, and the maximum supply pressure is can be measured at 250 psi and the rate of differential pressure rise at 4 psi/min. When preparing a wet sample, the sample can be sufficiently wetted by putting the wetting liquid in which the sample is immersed into a desiccator and degassing it.

(気体透過性無孔層212)
気体透過性無孔層212とは、前記基材の孔より径の小さい細孔径の孔を有するか、もしくは、孔の径を検出できず、かつ、気体を透過可能な層である。気体透過性無孔層212の細孔径は、基材211の細孔径と同様の方法で測定できる。
(Gas permeable non-porous layer 212)
The gas-permeable non-porous layer 212 is a layer that has pores with a pore diameter smaller than that of the base material, or the pore diameter cannot be detected and is permeable to gas. The pore diameter of gas permeable non-porous layer 212 can be measured by the same method as the pore diameter of substrate 211 .

気体透過性無孔層212を透過する前記気体としては、酸素、二酸化炭素、窒素、水素、メタノール、エタノール等のアルコール類や有機溶剤、もしくはそれらの混合ガスが挙げられる。微生物を効果的に育成、活動させる観点から、前記気体は、酸素か、酸素を含む混合ガスであることが好ましい。気体透過性はJIS K 7126に定めた方法で測定できる。 Examples of the gas that permeates the gas permeable nonporous layer 212 include oxygen, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, alcohols such as methanol and ethanol, organic solvents, and mixed gases thereof. From the viewpoint of effectively growing and activating microorganisms, the gas is preferably oxygen or a mixed gas containing oxygen. Gas permeability can be measured by the method defined in JIS K 7126.

気体透過性無孔層212は、熱可塑性樹脂でもよく、熱硬化性樹脂でもよい。当該熱硬化性樹脂は、熱硬化する樹脂であってもよく、紫外線の照射で硬化する樹脂であってもよい。また、有機過酸化物架橋、付加反応架橋、縮合架橋により硬化する樹脂であってもよい。 Gas permeable non-porous layer 212 may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. The thermosetting resin may be a thermosetting resin or a resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays. It may also be a resin that cures by organic peroxide cross-linking, addition reaction cross-linking, or condensation cross-linking.

気体透過性無孔層212の素材としては、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンポリテトラフルオロエチレン、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂および、これらの材料のコポリマーから選ばれる熱硬化性ポリマーを含んでもよい。また、(Si-O-Si)n(n=整数)のシロキサン骨格を有するポリ(ジメチルシロキサン)などのシリコーンベースのシリコーン樹脂を用いることができる。これらの中でも、特に、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂を用いることが好ましい。 Materials for gas permeable nonporous layer 212 may include thermosetting polymers selected from polyolefins, polystyrenes, polysulfones, polyethersulfones, polytetrafluoroethylenes, acrylic resins, polyurethane resins, and copolymers of these materials. Also, silicone-based silicone resins such as poly(dimethylsiloxane) having a siloxane skeleton of (Si--O--Si)n (n=integer) can be used. Among these, it is particularly preferable to use urethane resins and silicone resins.

上記のポリウレタン樹脂としては、「アサフレックス825」(旭化成社製)、「ペレセン 2363-80A」、「ペレセン2363-80AE」、「ペレセン2363-90A」、「ペレセン2363-90AE」、(以上、ダウ・ケミカル社製)、「ハイムレンY-237NS」(大日精化工業社製)を用いることができる。 Examples of the polyurethane resins include "Asaflex 825" (manufactured by Asahi Kasei Corporation), "Perethene 2363-80A", "Perethene 2363-80AE", "Perethene 2363-90A", "Perethene 2363-90AE",・Chemical Co., Ltd.) and “Heimlen Y-237NS” (manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd.) can be used.

シリコーン系樹脂やシリコーンポリマー、またはそれらを得るためのシリコーン系樹脂組成物の配合、組成は特に限定されない。シリコーン系樹脂組成物に用いられるモノマーは1官能基、2官能基、3官能基、4官能基のいずれでもよく、単独で用いても、2種類以上を用いてもよい。モノマーとしてハロゲン化アルキルシラン、不飽和基含有シラン、アミノシラン、メルカプトシラン、エポキシシラン等を用いてもよい。用いられるモノマーとしては、例えば次の化学式で表されるモノマーが挙げられる。HSiCl、SiCl、MeSiHCl、MeSiCl、MeSiCl、MeSiCl、MeHSiCl、PhSiCl、PhSiCl、MePhSiCl、PhMeSiCl、CH=CHSiCl、Me(CH=CH)SiCl、Me(CH=CH)SiCl、(CFCHCH)MeSiCl2、(CFCHCH)SiCl、CH1837SiCl(化学式中で「=」は二重結合を、「Me」はメチル基を、「Ph」はフェニル基を表す)。前記モノマーは単独で用いても、2種類以上を用いてもよい。他の有機基としては、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ベンジル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基等のアラルキル基等を用いてもよい。これらの中でも、メチル基、フェニル基またはこれら両者の組み合わせが好ましい。メチル基、フェニル基またはこれら両者の組み合わせである成分は、合成が容易であり、化学的安定性が良好であるからである。また、特に耐溶剤性が良好なポリオルガノシロキサンを用いようとする場合には、更にメチル基、フェニル基またはこれら両者の組み合わせと3,3,3-トリフルオロプロピル基との組み合わせであることが好ましい。また、前記シリコーン系樹脂組成物には、オルガノアルコキシシランが含まれていてもよい。オルガノアルコキシシランとしては、例えば次の化学式で表される化合物が挙げられ、単独で用いても2種類以上を用いてもよい。MeSiOCH、MeSi(OCH、MeSi(OCH、Si(OCH、Me(C)Si(OCH、CSi(OCH、C1021Si(OCH、PhSi(OCH、PhSi(OCH、MeSiOC、MeSi(OC、Si(OC、CSi(OC、PhSi(OC、PhSi(OCThere are no particular restrictions on the formulation or composition of the silicone-based resin, silicone polymer, or silicone-based resin composition for obtaining them. The monomer used in the silicone-based resin composition may be monofunctional, bifunctional, trifunctional, or tetrafunctional, and may be used alone or in combination of two or more. Halogenated alkylsilanes, unsaturated group-containing silanes, aminosilanes, mercaptosilanes, epoxysilanes, and the like may be used as monomers. Examples of monomers that can be used include monomers represented by the following chemical formulas. HSiCl3 , SiCl4 , MeSiHCl2 , Me3SiCl , MeSiCl3, Me2SiCl2 , Me2HSiCl, PhSiCl3 , Ph2SiCl2 , MePhSiCl2 , Ph2MeSiCl , CH2 = CHSiCl3 , Me ( CH2 =CH) SiCl2 , Me2 ( CH2 =CH ) SiCl , (CF3CH2CH2)MeSiCl2, (CF3CH2CH2 ) SiCl3 , CH18H37SiCl3 ( where " = " represents a double bond, "Me" represents a methyl group, and "Ph" represents a phenyl group). The monomers may be used alone or in combination of two or more. Other organic groups include alkyl groups such as propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, hexyl group, octyl group and decyl group; An aryl group; a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group; an aralkyl group such as a benzyl group, a 2-phenylethyl group and a 3-phenylpropyl group, and the like may be used. Among these, a methyl group, a phenyl group, or a combination of both is preferred. This is because a component that is a methyl group, a phenyl group, or a combination of both is easy to synthesize and has good chemical stability. In addition, when a polyorganosiloxane having particularly good solvent resistance is to be used, a combination of a methyl group, a phenyl group, or a combination of both of them and a 3,3,3-trifluoropropyl group is preferred. preferable. Further, the silicone-based resin composition may contain an organoalkoxysilane. Organoalkoxysilanes include, for example, compounds represented by the following chemical formulas, which may be used singly or in combination of two or more. Me3SiOCH3 , Me2Si ( OCH3 ) 2 , MeSi( OCH3 ) 3 , Si ( OCH3 ) 4 , Me( C2H5 )Si( OCH3 ) 2 , C2H5Si ( OCH3 ) 3 , C 10 H 21 Si(OCH 3 ) 3 , PhSi(OCH 3 ) 3 , Ph 2 Si(OCH 3 ) 2 , MeSiOC 2 H 5 , Me 2 Si(OC 2 H 5 ) 2 , Si(OC 2 H5 ) 4 , C2H5Si ( OC2H5 ) 3 , PhSi( OC2H5 ) 3 , Ph2Si ( OC2H5 ) 2 .

さらに、前記シリコーン系樹脂組成物には、オルガノシラノールが含まれていてもよい。オルガノシラノールとしては、例えば次の化学式で表される化合物が挙げられ、単独で用いても2種類以上を用いてもよい。MeSiOH、MeSi(OH)、MePhSi(OH)、(CSiOH、PhSi(OH)、PhSiOH。 Furthermore, the silicone-based resin composition may contain an organosilanol. Organosilanols include, for example, compounds represented by the following chemical formulas, which may be used singly or in combination of two or more. Me3SiOH , Me2Si (OH) 2 , MePhSi(OH) 2 , ( C2H5 ) 3SiOH , Ph2Si (OH) 2 , Ph3SiOH .

シリコーン系樹脂に用いられるシリコーンポリマーを得るための反応方法としては例えば、クロロシランの加水分解、環状ジメチルシロキサンオリゴマーの開環重合等の過程を経てもよい。用いるポリマーとしては例えば、ジメチル系ポリマー、メチルビニル系ポリマー、メチルフェニルビニル系ポリマー、メチルフロロアルキル系ポリマー当が挙げられる。 The reaction method for obtaining the silicone polymer used in the silicone-based resin may include, for example, hydrolysis of chlorosilane, ring-opening polymerization of cyclic dimethylsiloxane oligomer, and the like. Examples of polymers to be used include dimethyl-based polymers, methylvinyl-based polymers, methylphenylvinyl-based polymers, and methylfluoroalkyl-based polymers.

シリコーンポリマーを硬化させる方法、すなわち反応(加硫)させてシリコーン系樹脂を得る方法は特に限定されない。加熱加硫、室温加硫でもよい。反応前の状態として、ミラブル型シリコーン系樹脂組成物、液状ゴム型シリコーン系樹脂組成物のどちらを用いてもよい。ミラブル型シリコーン系樹脂組成物に使用されるポリマーは重合度が4000~10000程度のポリマーが好適に使用される。また、1液型でも2液型でもよい。反応方法としては例えば、シラノール基(Si-OH)間の脱水縮合反応、シラノール基と加水分解性基間の縮合反応、メチルシリル基(Si-CH)、ビニルシリル基(Si-CH=CH)の有機過酸化物による反応、ビニルシリル基とヒドロシリル基(Si-H)との付加反応、紫外線による反応、電子線による反応等を用いてもよい。 The method of curing the silicone polymer, that is, the method of reacting (vulcanizing) to obtain the silicone resin is not particularly limited. Heat vulcanization or room temperature vulcanization may be used. Either the millable type silicone resin composition or the liquid rubber type silicone resin composition may be used as the state before the reaction. A polymer having a degree of polymerization of about 4,000 to 10,000 is preferably used for the millable type silicone resin composition. Moreover, it may be of a one-liquid type or a two-liquid type. Examples of reaction methods include dehydration condensation reaction between silanol groups (Si—OH), condensation reaction between silanol groups and hydrolyzable groups, methylsilyl groups (Si—CH 3 ), vinylsilyl groups (Si—CH═CH 2 ). reaction with an organic peroxide, addition reaction between a vinylsilyl group and a hydrosilyl group (Si--H), reaction with ultraviolet rays, reaction with electron beams, and the like may be used.

(微生物支持層213)
微生物支持層213は、その表面もしくは内部に微生物を保持する層であり、内部に微生物が生育可能な空間を有し、水中の有機物が通過可能である。微生物支持層213の素材としては、例えば、メッシュ、織布、不織布、発泡体、又は微多孔膜等の多孔性シートが挙げられる。多孔性シートの素材は、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、メチルセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、パラ系およびメタ系アラミド、ポリアリレート、炭素繊維、ガラス繊維、アルミニウム繊維、スチール繊維、セラミック等が挙げられる。微生物付着性と加工性を考慮すると、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、炭素繊維が好ましい。
(Microorganism support layer 213)
Microorganism support layer 213 is a layer that retains microorganisms on its surface or inside, has a space in which microorganisms can grow, and allows organic matter in water to pass through. Materials for the microorganism support layer 213 include, for example, meshes, woven fabrics, non-woven fabrics, foams, and porous sheets such as microporous membranes. Porous sheet materials include polyolefin resin, polystyrene resin, polyester resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, polyamide resin, methyl cellulose resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl alcohol resin, vinyl acetate resin, phenol resin, Fluorine resins, polyvinyl butyral resins, polyimides, polyphenylene sulfides, para- and meta-aramids, polyarylates, carbon fibers, glass fibers, aluminum fibers, steel fibers, ceramics, and the like. Polyolefin resins, polyester resins, polyamide resins, acrylic resins, polyurethane resins, and carbon fibers are preferred in consideration of microbial adhesion and workability.

微生物支持層213の目付量は2g/m2以上、500g/m2以下であることが好ましく、10g/m2以上200g/m2以下であることがより好ましい。微生物支持層213の目付量はJIS1913:2010一般不織布試験方法6.2単位面積当たりの質量で測定される値である。微生物支持層213の目付量が2g/m以上であることにより、表面に凹凸が生じるため微生物支持層213に微生物が保持しやすくなるという効果を得ることができる。また、微生物支持層213の目付量が500g/m以下であることにより、微生物支持層213の内部に微生物が育成可能な空間が生じるため微生物が保持しやすくなり、前記空間により酸素を微生物に供給しやすくなるという効果を得ることができる。 The basis weight of the microorganism supporting layer 213 is preferably 2 g/m 2 or more and 500 g/m 2 or less, more preferably 10 g/m 2 or more and 200 g/m 2 or less. The basis weight of the microorganism supporting layer 213 is a value measured by mass per unit area according to JIS 1913:2010 general nonwoven fabric test method 6.2. When the basis weight of the microorganism-supporting layer 213 is 2 g/m 2 or more, unevenness is generated on the surface of the microorganism-supporting layer 213, so that the microorganism-supporting layer 213 can easily retain microorganisms. In addition, when the basis weight of the microorganism supporting layer 213 is 500 g/m 2 or less, a space in which the microorganisms can grow is generated inside the microorganism supporting layer 213, so that the microorganisms are easily retained, and the space allows oxygen to be transferred to the microorganisms. The effect of facilitating supply can be obtained.

微生物支持層213の厚みは、5μm以上、2000μm以下であることが好ましく、20μm以上500μm以下であることがより好ましい。微生物支持層213の厚さはJIS1913:2010一般不織布試験方法6.1厚さの測定方法で測定される値である。
なお、基材211の表面処理によって微生物支持層213が形成されてもよい。このようにすれば、上記の表面処理で基材211表面の粗さと膜電位を上げられるので、微生物付着性が向上する。例えば上記の表面処理として、グリシジルメタクリレートをグラフト重合し、さらに、ジエチルアミン、もしくは、亜硫酸ナトリウムを反応させることが行われ得る。或いは上記の表面処理として、グリシジルメタクリレートをグラフト重合した後に、アンモニア、もしくは、エチルアミンを反応させることが行われてもよい。
The thickness of the microorganism supporting layer 213 is preferably 5 μm or more and 2000 μm or less, more preferably 20 μm or more and 500 μm or less. The thickness of the microorganism-supporting layer 213 is a value measured according to JIS 1913:2010 General nonwoven fabric test method 6.1 Thickness measurement method.
In addition, the microorganism support layer 213 may be formed by surface treatment of the base material 211 . By doing so, the surface roughness and membrane potential of the base material 211 can be increased by the above-described surface treatment, so that the adhesion of microorganisms can be improved. For example, as the above surface treatment, graft polymerization of glycidyl methacrylate and further reaction with diethylamine or sodium sulfite can be performed. Alternatively, as the above surface treatment, after graft polymerization of glycidyl methacrylate, ammonia or ethylamine may be reacted.

(気体送出層12)
図4は、気体送出層12を示す斜視図である。気体送出層12は、中空板状部材であり、紙、樹脂、金属のいずれかから形成される。気体送出層12とは、第1端側から供給された気体を第1方向に沿って送出する気体流路Sを有する構造体である。送気部30(送気管31、図1参照)からの気体は、送気部31aを経由して気体送出層12の下端部に供給される。気体送出層12は、供給された気体を第1方向(図4中の一点鎖線参照)に送出する気体流路Sを有しており、側面の気体通過孔13から気体を放出する。
(Gas delivery layer 12)
FIG. 4 is a perspective view showing the gas delivery layer 12. As shown in FIG. The gas delivery layer 12 is a hollow plate-like member made of paper, resin, or metal. The gas delivery layer 12 is a structure having a gas flow path S for delivering gas supplied from the first end along the first direction. The gas from the air supply section 30 (air supply pipe 31, see FIG. 1) is supplied to the lower end portion of the gas delivery layer 12 via the air supply section 31a. The gas delivery layer 12 has a gas flow path S that delivers the supplied gas in the first direction (see the dashed line in FIG. 4), and releases the gas from the gas passage holes 13 on the side surface.

より具体的には図4に示すように、気体送出層12は、複数の芯材12aと、表ライナ12bと、裏ライナ12cと、を有している。気体送出層12の表裏面は、板状の部材である表ライナ12bや裏ライナ12cによって構成される。 More specifically, as shown in FIG. 4, the gas delivery layer 12 has a plurality of cores 12a, a front liner 12b and a back liner 12c. The front and back surfaces of the gas delivery layer 12 are composed of a front liner 12b and a back liner 12c, which are plate-shaped members.

複数の芯材12aは、それぞれ第1方向に延びるものであって、第1方向と直交する方向に所定の間隔をあけて配列される。これら複数の芯材12aが表ライナ12bと裏ライナ12cとの間に挟み込まれることで、表ライナ12bと裏ライナ12cとの間の空間に、芯材12aによって区画された複数の気体流路Sが形成される。 The plurality of core members 12a each extend in the first direction and are arranged at predetermined intervals in a direction perpendicular to the first direction. By sandwiching the plurality of core members 12a between the front liner 12b and the back liner 12c, a plurality of gas flow paths S partitioned by the core members 12a are formed in the space between the front liner 12b and the back liner 12c. is formed.

また各芯材12aは、表ライナ12bおよび裏ライナ12c側から押圧された際に、表ライナ12bと裏ライナ12cとの間の空間が縮小しないように支持する支持部として機能する。図1または図2に示すように気体供給体10が廃水W中に浸漬された状態では、芯材12aは、気体流路Sの断面積が水圧によって縮小しないように、表ライナ12bと裏ライナ12cとの間の空間を保持する。これにより、気体送出層12(気体流路S)における気体送出量を十分に確保できる。 Further, each core member 12a functions as a supporting portion that supports the space between the front liner 12b and the back liner 12c so that the space between the front liner 12b and the back liner 12c does not shrink when pressed from the front liner 12b and back liner 12c sides. As shown in FIG. 1 or 2, when the gas supplier 10 is immersed in the waste water W, the core material 12a is arranged between the front liner 12b and the back liner so that the cross-sectional area of the gas flow path S does not shrink due to water pressure. 12c. Thereby, a sufficient amount of gas delivery can be ensured in the gas delivery layer 12 (gas flow path S).

表ライナ12bおよび裏ライナ12cには、それぞれ複数の気体通過孔13が形成されている。気体通過孔13は、表ライナ12bおよび裏ライナ12cに形成された貫通孔であり、当該気体通過孔13が気体流路Sと防水透気膜21とを連通させることで、気体流路Sを流れる気体は、防水透気膜21を介して液体中に供給される。 A plurality of gas passage holes 13 are formed in each of the front liner 12b and the back liner 12c. The gas passage holes 13 are through holes formed in the front liner 12b and the back liner 12c. The flowing gas is supplied into the liquid through the waterproof gas permeable membrane 21 .

なお例えば、気体通過孔13は、気体送出層12の成形時に形成される。或いは気体送出層12の成形後に表ライナ12bや裏ライナ12cの加工が行われることで、気体通過孔13が形成されてもよい。表ライナや裏ライナには多孔性シートが用いられてもよい。また、十分な気体供給性能が得られれば、気体送出層に多孔性シートを用いてもよい。 For example, the gas passage holes 13 are formed when the gas delivery layer 12 is molded. Alternatively, the gas passage holes 13 may be formed by processing the front liner 12 b and the back liner 12 c after molding the gas delivery layer 12 . A porous sheet may be used for the front liner and the back liner. A porous sheet may be used for the gas delivery layer as long as sufficient gas supply performance is obtained.

気体送出層12を構成する各部材の素材としては、紙、セラミック、アルミニウム、鉄、プラスチック(ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、メチルセルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂及びポリビニルブチラール樹脂)等が挙げられる。 Materials for each member constituting the gas delivery layer 12 include paper, ceramic, aluminum, iron, plastic (polyolefin resin, polystyrene resin, polyester resin, polyvinyl chloride resin, acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, polyamide resin, methyl cellulose resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl alcohol resin, vinyl acetate resin, phenol resin, fluororesin and polyvinyl butyral resin) and the like.

なお強度面が優れることから、気体送出層12の素材は、紙、アルミニウム、鉄、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、塩ビ樹脂、ポリエステル樹脂であることが好ましい。 The material of the gas delivery layer 12 is preferably paper, aluminum, iron, polyolefin resin, polystyrene resin, vinyl chloride resin, or polyester resin because of their superior strength.

また材料コストを安価に抑える観点では、気体送出層12の素材として、例えば、紙、ポリオレフィン、ポリスチレン、塩ビ、ポリエステル等の樹脂、アルミニウム等の金属等を使用することが好ましい。また、気体流路Sが第1方向(図4中の一点鎖線参照)に延びるように形成された段ボールを気体送出層12として使用することでも、気体送出層12の材料コストを安価に抑えることができる。 From the viewpoint of keeping material costs low, it is preferable to use paper, resins such as polyolefin, polystyrene, vinyl chloride and polyester, and metals such as aluminum as materials for the gas delivery layer 12, for example. Also, the material cost of the gas delivery layer 12 can be kept low by using corrugated cardboard formed so that the gas flow path S extends in the first direction (see the dashed line in FIG. 4) as the gas delivery layer 12. can be done.

当該気体送出層12の気体透過孔を形成する孔形状は、円形状、多角形状(ハニカム構造を含む)など様々な形状の孔形状とすることができる。孔形状は特に限定は無いが、多角形状が好ましく、具体的には長方形もしくは正方形が好ましい。 The shape of the holes forming the gas permeable holes of the gas delivery layer 12 can be of various shapes such as a circular shape and a polygonal shape (including a honeycomb structure). Although the shape of the hole is not particularly limited, it is preferably polygonal, and specifically rectangular or square.

(送液部40)
送液部40は、水などの液体、および/または、空気などの気体である流体を、気体供給体10の内部空間から外部へ排出する機能を有する。送液部40は、送液管41と、マニホールド45と、吸引ポンプ46とを有する。複数の送液管41は、複数の気体供給体の内部空間にそれぞれ接続されている。マニホールド45は、1本の管から複数本の管が分岐する構造を持った管である。マニホールド45には、複数の送液管41と吸引ポンプ46とが接続されている。吸引ポンプ46は、マニホールド45に接続されている。吸引ポンプ46は、液体、気体のいずれか、もしくは気液混合流体を吸引することが可能である。
(Liquid sending unit 40)
The liquid sending unit 40 has a function of discharging fluid such as water and/or gas such as air from the internal space of the gas supplier 10 to the outside. The liquid sending unit 40 has a liquid sending tube 41 , a manifold 45 and a suction pump 46 . The plurality of liquid-sending tubes 41 are connected to the internal spaces of the plurality of gas supply bodies, respectively. The manifold 45 is a pipe having a structure in which a single pipe branches into a plurality of pipes. A manifold 45 is connected to a plurality of liquid-sending tubes 41 and a suction pump 46 . A suction pump 46 is connected to the manifold 45 . The suction pump 46 is capable of sucking either liquid, gas, or a gas-liquid mixture.

送液管41の断面形状は特に限定されず、例えば、円形、四角形等の任意の多角形、D形状断面のように円の一部と多角形の一部を組み合わせたものであってもよい。内径の断面積は0.1mm以上100mm以下が好ましく、吸引ポンプの自由度を高める観点から、0.5mm以上、10mm以下がより好ましく、必要な圧損を少ない空気流量で生じさせ、且つ十分な排液流量を得る観点から、1mm以上4mm以下がさらに好ましい。 The cross-sectional shape of the liquid feeding tube 41 is not particularly limited, and may be, for example, any polygonal shape such as a circle or square, or a combination of a part of a circle and a part of a polygon such as a D-shaped cross section. . The cross-sectional area of the inner diameter is preferably 0.1 mm 2 or more and 100 mm 2 or less, and more preferably 0.5 mm 2 or more and 10 mm 2 or less from the viewpoint of increasing the degree of freedom of the suction pump. Moreover, from the viewpoint of obtaining a sufficient drainage flow rate, it is more preferably 1 mm 2 or more and 4 mm 2 or less.

(圧力損失の発生、圧力損失発生部47)
送液管41は、圧力損失を発生させる機能を有している。送液管41全体が狭い流路を有することで圧力損失を発生させてもよいし、送液管41の中に一部特に高い圧力損失が発生する部位として、圧力損失発生部47を有していてもよい。
(Occurrence of pressure loss, pressure loss generating portion 47)
The liquid feed pipe 41 has a function of generating pressure loss. The pressure loss may be generated by having the entire liquid sending pipe 41 have a narrow flow path, or the liquid sending pipe 41 may have a pressure loss generating portion 47 as a part where a particularly high pressure loss occurs. may be

圧力損失発生部47は、気体の流動により、流動圧力損失が発生する部位である。圧力損失発生部47は、種々の形態であり得る。圧力損失発生部47は、送液管内のオリフィス部位47a、47b(図9A、9B)であっても、送液管41内の狭窄部位47c(図9C)であっても、送液管41の湾曲部位47d(図9D)であっても、もしくは、送液管41内の連通多孔質部材47e(図9E)が配置された部位であってもよい。オリフィス部位47a、47bとは、送液管内部に穴を開けた薄い壁を有する形状である。穴を開けた板が送液管41内部に設置されていてもよい。オリフィス部位の穴の数は1つ(図9A)であっても、多数(図9B)であってもよい。 The pressure loss generating portion 47 is a portion where flow pressure loss occurs due to gas flow. The pressure loss generating portion 47 may have various forms. The pressure loss generating part 47 is the orifice part 47a, 47b (FIGS. 9A and 9B) in the liquid feeding pipe, or the constricted part 47c (FIG. 9C) in the liquid feeding pipe 41. It may be a curved portion 47d (FIG. 9D), or a portion where a communicating porous member 47e (FIG. 9E) in the liquid feeding pipe 41 is arranged. The orifice portions 47a and 47b are shapes having a thin wall with a hole in the inside of the liquid feeding tube. A perforated plate may be installed inside the liquid feeding pipe 41 . The number of holes in the orifice site may be one (Fig. 9A) or many (Fig. 9B).

(送液部の動作)
本実施形態の廃水処理システム50においては、気体供給体10の内部空間に凝縮水が生成し、これを取り除かないと、送気ガス流路の一部が閉塞し送気効率が低下するおそれがある。
(Operation of liquid sending unit)
In the wastewater treatment system 50 of the present embodiment, condensed water is generated in the internal space of the gas supply body 10, and unless this is removed, a part of the air supply gas flow path may be clogged and the air supply efficiency may decrease. be.

図8A、図8Bは、本開示の廃水処理システム50の一部を開示している。すなわち、気体供給体10a、10bと、送液部40が開示されている。図8Aは、気体供給体10a、10bの内部空間に液体(水)が溜まっている状態を示している。気体供給体10a、10bの内部空間に溜まっている水の量は、図8Aに示すように異なっている。本実施形態の廃水処理システム50は、このような場合に、送液部40により、気体供給体10a、10bの内部空間の排水を行う。つまり、吸引ポンプ46作動により、マニホールド45内が負圧となり、気体供給体10a、10bから排液される。 8A, 8B disclose a portion of the wastewater treatment system 50 of the present disclosure. That is, the gas supply bodies 10a and 10b and the liquid delivery section 40 are disclosed. FIG. 8A shows a state in which liquid (water) is accumulated in the internal spaces of the gas supply bodies 10a and 10b. The amount of water accumulated in the internal spaces of the gas suppliers 10a, 10b is different, as shown in FIG. 8A. In such a case, the wastewater treatment system 50 of the present embodiment drains the internal spaces of the gas supply bodies 10a and 10b by the liquid sending section 40. FIG. That is, the operation of the suction pump 46 creates a negative pressure in the manifold 45, and the liquid is discharged from the gas supply bodies 10a and 10b.

このように、送液部40により廃液を継続すると、図8Bに示すように、当初蓄積されていた水量が少なかった気体供給体10bは、液(水)が全て排出される。このような状態では、気体供給体10aからは内部空間の気体が排出され、その気体の流れ(液体の排出より高速)により、流動圧力損失が発生する。その圧力損失により、マニホールド45内の負圧が維持され、液が残っている気体供給体10bからの液の排出が継続される。なお、予め設計段階において、液の水頭圧差以上の負圧が発生するように、吸引ポンプ46の能力の調整、および送液部40の構造の調整(発生する圧力損失の調整)が行われている。 In this way, when the liquid supply unit 40 continues to drain the liquid, as shown in FIG. 8B, all the liquid (water) is discharged from the gas supply body 10b in which the amount of water initially accumulated was small. In such a state, the gas in the internal space is discharged from the gas supply body 10a, and the flow of the gas (higher speed than the discharge of the liquid) causes flow pressure loss. Due to the pressure loss, the negative pressure in the manifold 45 is maintained, and liquid continues to be discharged from the gas supply body 10b in which liquid remains. In the design stage, adjustment of the ability of the suction pump 46 and adjustment of the structure of the liquid feeding section 40 (adjustment of the generated pressure loss) are performed in advance so that a negative pressure equal to or greater than the head pressure difference of the liquid is generated. there is

なお、本実施形態において、送気管31により気体供給体10の内部空間に供給される気体の量は、送液管41により排気される気体の量よりも多いことが好ましい。その場合、吸引ポンプ46が作動しているときであっても、気体供給体10の内部空間の圧力は、大気圧程度である。また、廃水処理システム50は、気体供給体10の内部空間の圧力が大気圧から大きく変動しないようにする機構を有している。本実施形態においては、廃水処理システム50は、送液管41の他にも気体供給体10の内部空間を排気する機構(開口21bからの排気を含む)を有していることが好ましい。 In this embodiment, it is preferable that the amount of gas supplied to the internal space of the gas supply body 10 through the air pipe 31 is larger than the amount of gas exhausted through the liquid feed pipe 41 . In that case, even when the suction pump 46 is in operation, the pressure in the internal space of the gas supplier 10 is about atmospheric pressure. Moreover, the wastewater treatment system 50 has a mechanism that prevents the pressure in the internal space of the gas supply body 10 from greatly varying from the atmospheric pressure. In this embodiment, the wastewater treatment system 50 preferably has a mechanism for exhausting the internal space of the gas supplier 10 (including exhaust from the opening 21b) in addition to the liquid transfer pipe 41.

気体供給体10が3本以上の場合も同様にして、当初蓄積されていた水量が少なかった気体供給体10から順次、液の排出が行われて、全体の水の排出が完了する。
本実施形態の廃水処理システム50は、圧力損失発生部47があるからこそ、マニホールド45内の圧力が低下する。圧力損失発生部47がなかった場合、図8Bの状態において、排液が終了した気体供給体10bから優先的に空気が吸われ、マニホールド45内の負圧が保たれなくなり、液が残っている気体供給体10aからは排液ができなくなる。本開示は、圧力損失を生じさせることで、気体供給体10bの排液が終了しても、引き続き他の気体供給体10aの排液が可能となる。
Similarly, when the number of gas supply bodies 10 is three or more, the liquid is discharged sequentially from the gas supply body 10 with the smallest amount of water initially accumulated, and the discharge of the entire water is completed.
In the wastewater treatment system 50 of this embodiment, the pressure in the manifold 45 is reduced precisely because of the pressure loss generating section 47 . Without the pressure loss generating part 47, in the state of FIG. 8B, air is preferentially sucked from the gas supply body 10b that has finished draining liquid, the negative pressure in the manifold 45 is no longer maintained, and liquid remains. Liquid cannot be drained from the gas supplier 10a. According to the present disclosure, by causing pressure loss, it is possible to continue draining the other gas supplier 10a even after the gas supplier 10b has finished draining.

<結露実験>
気体供給体を水に浸漬し、気体供給体に異なる温度の空気を供給することで、気体供給体内部の結露の状態を比較する実験を行った。実験1は、水の温度と同等の温度の空気を気体供給体に供給した場合である。実験2は、水の温度よりも低い温度の空気を気体供給体に供給した場合である。
いずれの場合にも、図10、11に示す気体供給体10を用いた。気体供給体10は、防水透気膜21を袋状にし、内部に気体送出層12が配置されている。防水透気膜21の上部には、内部に気体を導入するための送気管101、気体排出のための排気口102が設けられている。気体供給体10は、図10に示すライン103より下の部分が水に浸るように、気体供給体10を水槽中に保持して実験を行った。
<Condensation test>
An experiment was conducted to compare the state of dew condensation inside the gas supply by immersing the gas supply in water and supplying air of different temperatures to the gas supply. Experiment 1 is a case where air having a temperature equivalent to that of water was supplied to the gas supply. Experiment 2 is a case where air having a temperature lower than the temperature of water is supplied to the gas supply.
In both cases the gas supply 10 shown in FIGS. 10 and 11 was used. The gas supply body 10 has a bag-shaped waterproof air permeable membrane 21 and a gas delivery layer 12 arranged therein. An air pipe 101 for introducing gas inside and an exhaust port 102 for discharging gas are provided on the upper part of the waterproof air permeable membrane 21 . The experiment was conducted by holding the gas supplier 10 in a water tank so that the portion below the line 103 shown in FIG. 10 was submerged in water.

(実験1)
実験1では、水槽の温度を70℃、導入する空気の温度も70℃である。導入する空気の流量は、10L/minである。空気を3時間連続して導入した。70℃、3時間の全透過水蒸気量は、約27gである。
実験の後、気体供給体10の重量を測定し、実験前に予め測定しておいた気体供給体10の重量と比較したところ重量変化は認められなかった。また、図11に示すように、気体供給体10の内部の結露の状態を調べたが、結露は全く発生していなかった。したがって、結露水は、0gである。透過水蒸気に対する結露水の割合を計算すると、0/27*100=0%であった。
(Experiment 1)
In Experiment 1, the temperature of the water bath is 70°C, and the temperature of the introduced air is also 70°C. The flow rate of the introduced air is 10 L/min. Air was introduced continuously for 3 hours. The total amount of permeated water vapor at 70° C. for 3 hours is about 27 g.
After the experiment, the weight of the gas supplier 10 was measured and compared with the weight of the gas supplier 10 previously measured before the experiment, and no weight change was observed. Further, as shown in FIG. 11, the state of dew condensation inside the gas supply body 10 was examined, but no dew condensation occurred. Therefore, the amount of condensed water is 0 g. When the ratio of condensed water to permeated water vapor was calculated, it was 0/27*100=0%.

(実験2)
実験2では、水槽の温度を70℃、導入する空気の温度を25℃とした。導入する空気の流量は、10L/minである。空気を3時間連続して導入した。70℃、3時間の全透過水蒸気量は、実験1と同じ約27gである。
(Experiment 2)
In Experiment 2, the temperature of the water bath was set at 70°C, and the temperature of the introduced air was set at 25°C. The flow rate of the introduced air is 10 L/min. Air was introduced continuously for 3 hours. The total amount of permeated water vapor at 70° C. for 3 hours is about 27 g, which is the same as Experiment 1.

実験の後、気体供給体10の重量を測定し、実験前に予め測定しておいた気体供給体10の重量と比較したところ重量変化は認められ、結露水の量を算出すると、0.4gである。また、図11に示すように、気体供給体10の内部の結露の状態を調べたところ、結露部分110に、結露が発生していた。透過水蒸気に対する結露水の割合を計算すると、0.4/27*100=1.5%であった。 After the experiment, the weight of the gas supply member 10 was measured and compared with the weight of the gas supply member 10 that had been measured before the experiment. is. Further, as shown in FIG. 11, when the state of dew condensation inside the gas supplier 10 was examined, it was found that dew condensation occurred in the dew condensation portion 110 . The ratio of condensed water to permeated water vapor was calculated to be 0.4/27*100=1.5%.

上記実験1と2の結果を比較すると、気体供給体に加熱した空気を供給することにより、結露を抑制する効果は、明らかである。したがって、本開示の廃水処理システム50は、マニホールド35が廃水に浸漬されており、マニホールドで、廃水によって空気が加熱されるので、気体供給体内の結露を抑制することができる。 Comparing the results of Experiments 1 and 2, the effect of suppressing dew condensation by supplying heated air to the gas supply body is obvious. Thus, the wastewater treatment system 50 of the present disclosure can reduce condensation within the gas supply as the manifold 35 is immersed in the wastewater where the air is heated by the wastewater.

<第2実施形態>
本実施形態の廃水処理システム50aは、図12に示すように、送気部30aと送液部40aが供用されている。その他は、第1実施形態の廃水処理システム50と同様である。すなわち、気体供給体の内部空間に空気(酸素)を供給する場合には、ブロア36を用いて、空気を供給する。逆に、気体供給体10の内部空間の流体を排出する時は、吸引ポンプ46を稼働させて、流体の排出を行う。つまり、それぞれは、間欠的に行われる。また、この場合も第1実施形態と同様に、廃水処理システム50aは、気体供給体10の内部空間の圧力が大気圧から大きく変動しないようにする機構を有していることが好ましい。
<Second embodiment>
As shown in FIG. 12, the wastewater treatment system 50a of the present embodiment includes an air supply section 30a and a liquid supply section 40a. Others are the same as the wastewater treatment system 50 of the first embodiment. That is, when supplying air (oxygen) to the internal space of the gas supply body, the blower 36 is used to supply the air. Conversely, when discharging the fluid in the internal space of the gas supplier 10, the suction pump 46 is operated to discharge the fluid. That is, each is performed intermittently. Also in this case, similarly to the first embodiment, the wastewater treatment system 50a preferably has a mechanism that prevents the pressure in the internal space of the gas supply body 10 from greatly varying from the atmospheric pressure.

<第3実施形態>
本実施形態の廃水処理装置100又は廃水処理システム50は、送気部30の構成を除いて、第1実施形態の廃水処理装置100又は廃水処理システム50と同じである。
<Third Embodiment>
The wastewater treatment apparatus 100 or wastewater treatment system 50 of this embodiment is the same as the wastewater treatment apparatus 100 or wastewater treatment system 50 of the first embodiment except for the configuration of the air supply unit 30 .

第3実施形態の廃水処理装置100及び廃水処理システム50の構成を図13、図14に示す。第1実施形態においては、マニホールド35の全体が水面より下にあるのに対し、第3実施形態においては、マニホールド35の一部が水面下にある。このような構成によって、送気部30を経由して、気体供給体10に供給される気体は、廃水Wと熱交換され、気体供給体内部の露結水の発生を抑制する。 13 and 14 show configurations of a wastewater treatment apparatus 100 and a wastewater treatment system 50 of the third embodiment. In the first embodiment, the entire manifold 35 is below the water surface, whereas in the third embodiment, a portion of the manifold 35 is below the water surface. With such a configuration, the gas supplied to the gas supply body 10 via the air supply unit 30 is heat-exchanged with the waste water W, thereby suppressing the generation of condensed water inside the gas supply body.

<第4実施形態>
本実施形態の廃水処理装置100又は廃水処理システム50は、送気部30の構成を除いて、第1実施形態の廃水処理装置100又は廃水処理システム50と同じである。
<Fourth Embodiment>
The wastewater treatment apparatus 100 or wastewater treatment system 50 of this embodiment is the same as the wastewater treatment apparatus 100 or wastewater treatment system 50 of the first embodiment except for the configuration of the air supply unit 30 .

第4実施形態の廃水処理装置100及び廃水処理システム50の構成を図15、図16に示す。第1実施形態においては、マニホールド35が水面より下にあるのに対し、第4実施形態においては、マニホールド35が水面より上にある。第4実施形態においては、送気管31の一部が水面下にある。このような構成によって、送気部30を経由して、気体供給体10に供給される気体は、送気管31において、廃水Wと熱交換され、気体供給体内部の露結水の発生を抑制する。 15 and 16 show configurations of a wastewater treatment apparatus 100 and a wastewater treatment system 50 of the fourth embodiment. While in the first embodiment the manifold 35 is below the water surface, in the fourth embodiment the manifold 35 is above the water surface. In the fourth embodiment, part of the air pipe 31 is under water. With such a configuration, the gas supplied to the gas supply body 10 via the air supply unit 30 is heat-exchanged with the waste water W in the air supply pipe 31, thereby suppressing the generation of condensed water inside the gas supply body. do.

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 Although embodiments of the present disclosure have been described above, it will be appreciated that various changes in form and detail may be made without departing from the spirit and scope of the present disclosure as set forth in the appended claims. .

10 気体供給体
12 気体送気層
21 防水透気膜
30、30a 送気部
31 送気管
35 (送気部の)マニホールド
36 送気ポンプ
40、40a 送液部
41 送液管
45 (送液部の)マニホールド
46 吸引ポンプ
50、50a 廃水処理システム
51 廃水処理槽
52 供給体ユニット
100、100a 廃水処理装置
10 gas supply 12 gas air layer 21 waterproof air permeable membranes 30, 30a air supply unit 31 air supply pipe 35 (air supply unit) manifold 36 air supply pumps 40, 40a liquid supply unit 41 liquid supply pipe 45 (liquid supply unit ) manifold 46 suction pumps 50, 50a wastewater treatment system 51 wastewater treatment tank 52 supply units 100, 100a wastewater treatment equipment

Claims (5)

微生物の働きを利用して廃水を浄化する廃水処理システムであって、
防水透気膜を有する気体供給体であって、気体供給体の内部空間に供給された気体が、前記防水透気膜の外側の廃水中の微生物に供給される、複数の気体供給体と、
前記気体供給体の内部空間に気体を供給する送気部と、
を備え、
前記送気部は、
前記複数の気体供給体の内部空間に気体を供給する複数の送気管と、
前記複数の送気管に接続されるマニホールドと、
を有し、
前記送気部を経由して前記気体供給体に送気される気体は、前記送気部の廃水に浸漬された部分において廃水と熱交換を行った後で、前記気体供給体に送気される、
廃水処理システム。
A wastewater treatment system that purifies wastewater using the action of microorganisms,
a plurality of gas suppliers having waterproof permeable membranes, wherein the gas supplied to the interior space of the gas suppliers is supplied to the microorganisms in the wastewater outside the waterproof permeable membranes;
an air supply unit that supplies gas to the internal space of the gas supply body;
with
The air supply unit is
a plurality of air pipes for supplying gas to the internal space of the plurality of gas supply bodies;
a manifold connected to the plurality of air pipes;
has
The gas supplied to the gas supply body via the air supply part exchanges heat with the waste water in the portion of the air supply part immersed in the waste water, and then is supplied to the gas supply body. Ru
Wastewater treatment system.
前記送気部の廃水に浸漬された部分が、金属製のフィンもしくは突起形状を有する、請求項1に記載の廃水処理システム。 2. The wastewater treatment system according to claim 1, wherein the part of said air supply part immersed in wastewater has a shape of metal fins or projections. 前記送気部の廃水に浸漬された部分がマニホールドである、請求項1又は2に記載の廃水処理システム。 3. The wastewater treatment system according to claim 1, wherein the portion of said air supply unit immersed in wastewater is a manifold. 前記送気部の廃水に浸漬された部分が送気管である、請求項1又は2に記載の廃水処理システム。 3. The wastewater treatment system according to claim 1, wherein the part of said air supply part immersed in waste water is an air pipe. 前記気体供給体に送気される気体の温度は、廃水の温度以下であり、かつ、前記気体と前記廃水の温度差は5℃以内である、
請求項1又は2に記載の廃水処理システム。
The temperature of the gas supplied to the gas supply is lower than the temperature of the wastewater, and the temperature difference between the gas and the wastewater is within 5°C.
A wastewater treatment system according to claim 1 or 2.
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