JP3986001B2 - 再生可能な散気板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理場などにおいて用いられる多孔質磁器製の散気板の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場の曝気槽、好気槽、硝化槽などには、水中に酸素を供給するための散気装置が設置されている。散気装置には各種のものがあるが、最も一般的なものはセラミック質粒子を結合剤とともに高温焼成した多孔質磁器製の散気板である。
【０００３】
この散気板は例えば３００×３００×３０mmの平板状のものであって、耐食性のホルダーにセットされたうえライザーパイプに取付けられ、ライザーパイプを通じて供給される圧縮空気を微細気泡として水中に散気するものである。なお外周部からの不均一な発泡を避けるために、外周部にはエアタイトと呼ばれる発泡防止用の塗料が塗布されている。
【０００４】
このような多孔質磁器製の散気板は、均一な気孔から微細気泡を安定して発生させることができるために、優れた酸素溶解効率を達成することができ、また磁器製であるために耐食性に優れ、非常に長期間にわたり使用できるという利点がある。
【０００５】
しかし、例えば１０年以上の長期間にわたり使用したような場合には、液中のＳＳが徐々に気孔内に入り込み、圧損が徐々に増加することとなる。この結果、必要な溶解酸素量供給を維持するためには圧縮空気供給用のブロワの出力を次第に高めなければならず、電力消費量が増大する。このため、これまでは下水処理場では定期的に散気板を新しいものと交換しており、使用済みの散気板は不燃性廃棄物として廃棄されていた。
【０００６】
ところが近年においては、廃棄物量の削減が社会的な要請となりつつあり、散気板についても廃棄量の削減が求められつつある。そこで本発明者等は、長期間使用して圧損の増大した散気板を焼成することにより、内部に浸入したＳＳを燃焼させて除去する再生方法を検討した。なおこのような散気板の再生方法は、従来に例を見ないものである。
【０００７】
しかし従来の散気板は、高温で焼成しても完全な初期品質に回復させることはできないことが判明した。また高温で焼成すると、外周部に塗布されていたエアタイトと呼ばれる発泡防止用の塗料が焼失してしまうため、再度塗布し直さねばならず、再生コストがかかるという問題があることが判明した。このほか、発泡防止用塗料は加熱されると有害な塩素ガスを発生するという問題もあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、焼成により初期品質に回復させることができ、しかも再生コストを安価に抑えることができる再生可能な散気板を提供するためになされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた再生可能な散気板は、セラミック質粒子を結合材とともに型内に充填し成形し、焼成した多孔質磁器製の板状体からなり、発泡面の厚みが１０〜２０ｍｍであって、外周部にガラス粉末を混合し焼成し、セラミック質粒子の間隙を溶融ガラスで埋める、またはガラス粉末を含む液を外周部に塗布し加熱し、溶融ガラスを浸透させることにより、外周部にガラス質を含浸させて中央の発泡部よりも通気性を低下させ、外周部における不均一な発泡を防止するようにした多孔質磁器からなることを特徴とするものである。なお、いずれの散気板も発泡面の裏面をくりぬくことにより、発泡面の厚みを外周部よりも小さくした形態とすることができる。また、外周部に段差を付けることにより、ホルダーへの装着性を高めた形態とすることもできる。
【００１０】
本発明の散気板は、発泡面の厚みを従来品よりも薄い１０〜２０ｍｍとしたので、６００〜１０００℃で焼成することにより内部に浸入したＳＳを完全に焼失させることができる。また、外周部の充填密度を中央の発泡部よりも高めるか、外周部にガラス質を含浸させて中央の発泡部よりも通気性を低下させることにより外周部からの不均一な発泡を防止した構造としたので、焼成しても散気板の性状に変化がなく、従来のように発泡防止用塗料を再度塗布することなくそのまま再使用することができる。さらに発泡防止用塗料が塗布された散気板を焼成した場合のような塩素ガスの発生もない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の実施形態を示す一部切欠斜視図であり、従来と同様、セラミック質粒子を結合剤とともに１０００〜１４００℃で高温焼成した多孔質磁器からなるものである。その外寸は従来と同じく３００×３００×３０mmの平板状として、既設のホルダや金具にそのまま装着できるようになっている。
【００１２】
しかしこの散気板は、図示のとおり中央部の裏面をくりぬくことにより、発泡面１の厚みを外周部２よりも小さくしてある。すなわち、外周部２の厚みは３０mmであるが、発泡面１の厚みは１０〜２０ｍｍの範囲としてある。このように発泡面１の厚みを薄くしたので、使用済みの散気板を６００〜１０００℃で焼成することによって、発泡面１に浸入したＳＳを完全に焼失させることが可能となる。この温度は磁器の焼成温度よりも十分に低いため、散気板の劣化を招くことはない。なお、発泡面１の厚みを１０〜２０ｍｍとしたのは、１０mm以下では強度が不足するとともに均一発泡させにくくなり、２０mmを越えると焼成しても内部のＳＳを焼失させにくくなるためである。
【００１３】
またこの散気板は、図示のように外周部２の充填密度を中央の発泡部１の充填密度よりも高めてある。このような充填密度差は、セラミック原料を型内に充填する段階で容易に付けることができる。このため、従来のような発泡防止用塗料を外周部に塗布しなくても、圧縮空気は中央の発泡部１のみから気泡となって散気され、外周部からの不規則な発泡は阻止される。
【００１４】
この散気板は、長年使用されて圧損が増加した際に焼成することにより、容易にＳＳを焼失させて再生することができる。また従来のような発泡防止用塗料が外周部に塗布されていないため、焼成した散気板をそのまま再利用することができ、再生コストが安価で済むうえ、塩素ガスの発生もない。
【００１５】
図２は他の発明の実施形態を示す一部切欠斜視図であり、従来と同様、セラミック質粒子を結合剤とともに１０００〜１４００℃で高温焼成した多孔質磁器からなるものである。その外寸は従来の小型散気板と同じく、１００×３００mmの平板状として、既設のホルダや金具にそのまま装着できるようになっている。しかし厚みは前記の実施例と同様に、１０〜２０ｍｍとなっている。
【００１６】
図２の散気板は、図示のとおり外周部２の裏面に段差３を付けてある。このような段差３を設けたことにより、図３に示すように散気板をホルダー４に装着するときに落とし込むように嵌め込むことが可能となり、装着性を高めることが可能となる。この例では全体の厚みは１０〜２０ｍｍ、外周部２の厚みはそれよりも５mm薄くなっている。なお５はパッキンである。図２に示すように角部に丸みを付けておくと、縁欠けを防止できるので好ましい。
【００１７】
さらにこの散気板は、外周部２にガラス質を含浸させて中央の発泡部１よりも通気性を低下させてある。具体的には、製造工程において外周部２のみにガラス粉末を多量に混合して焼成すれば、溶融したガラスがセラミック質粒子の間隙を埋めて通気性を低下させる。あるいはセラミック質粒子を焼成した後に、ガラス微粉末を含む液を外周部２に塗布して加熱し、内部に染み込ませてもよい。
【００１８】
このような発明の散気板も、長年使用されて圧損が増加した際に焼成することにより、容易にＳＳを焼失させて再生することができる。また従来のような発泡防止用塗料を用いることなく外周部２からの不均一な発泡を防止した構造であるため、焼成した散気板をそのまま再利用することができ、再生コストが安価で済む。もちろん図２のような散気板の外周部２の充填密度を高めたり、図１のような散気板の外周部２にガラスを含浸させたりすることも可能である。
【００１９】
なお、図１、図２のような特別な形状のみならず、全体の厚みを１０〜２０ｍｍとした平板状の散気板であってもよいことは言うまでもない。
【００２０】
【実施例】
（実施例１：散気板再生試験）
A県A処理場で１２年使用した散気板（300×300×30mm；最大気孔径400μm）を用いて再生試験を実施した。この散気板を厚み方向に15mmに切断した物（上下）、10mmと20mmに切断した物（上下）、25mmに切断した物を各５枚作成し、試験を行った。それぞれ酸洗浄後、焼成を行い、各工程後の乾式通気量、湿式通気抵抗を測定し、新品をコントロールにして回復率の平均値を算出した。その結果を表１と表２に示す。表１に示すように、湿式通気抵抗は30mmでも酸洗浄→焼成により、完全に回復することが示された。しかし表２に示すように、乾式通気量は７８％の回復率しか得られなかった。これに対し、10−20mmに切断した物は、両試験項目とも完全に回復していることが示された。しかし25mmでは乾式通気量の回復が見られず、10−20mmとすることが有効であることが示された。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【表２】

【００２３】
（実施例２：散気筒再生試験）
Ｂ県Ｓ処理場で１０年使用した散気筒（φ75×φ50×500；最大気孔径450μm）を対象に同様に試験を実施した。その結果を表３に示す。散気筒では実施例１と同様な試験で酸洗浄→焼成により完全に回復することが示された。実施例１だけでは厚みだけを薄くして同様な仕様（乾式通気量、通気抵抗など）を満足させる為には充填密度を変える必要があり、それに伴い再生出来るか疑問視されたが、実施例２により厚み12.5mmで実証できたことにより、厚みを10−20mmとすることの有効性が確証された。
【００２４】
【表３】

【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の散気板は発泡面の厚みが１０〜２０ｍｍであって、外周部にガラス質を含浸させて中央の発泡部よりも通気性を低下させた構造であるから、焼成することによって内部に浸入したＳＳを焼失させることができ、再生が可能である。また、従来のような発泡防止用塗料を外周部に塗布する必要がないため、焼成した散気板をそのまま再利用することができ、再生コストが安価で済むうえ、塩素ガスの発生もない。よって本発明は、従来に例を見ない再生可能な散気板として、廃棄物の削減に大きく寄与することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の実施形態を示す一部切欠斜視図である。
【図２】請求項２の発明の実施形態を示す一部切欠斜視図である。
【図３】ホルダーへの装着状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 発泡面、２ 外周部、３ 段差、４ ホルダー、５ パッキン

Claims (3)

1. セラミック質粒子を結合材とともに型内に充填し成形し、焼成した多孔質磁器製の板状体からなり、発泡面の厚みが１０〜２０ｍｍであって、外周部にガラス粉末を混合し焼成し、セラミック質粒子の間隙を溶融ガラスで埋める、またはガラス粉末を含む液を外周部に塗布し加熱し、溶融ガラスを浸透させることにより、外周部にガラス質を含浸させて中央の発泡部よりも通気性を低下させ、外周部における不均一な発泡を防止するようにした多孔質磁器からなることを特徴とする再生可能な散気板。
2. 発泡面の裏面をくりぬくことにより、発泡面の厚みを外周部よりも小さくした請求項１記載の再生可能な散気板。
3. 外周部に段差を付けることにより、ホルダーへの装着性を高めた請求項１または２記載の再生可能な散気板。

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