JP4651201B2 - Air diffuser and air diffuser - Google Patents
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、散気方法および散気装置に関し、水処理技術で特に曝気槽の活性汚泥に酸素を供給する技術に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、活性汚泥法の一つである膜分離活性汚泥法においては、曝気槽内に浸漬した膜分離装置の下方に散気装置を配置し、散気装置から散気する空気によって曝気槽内の活性汚泥を含む槽内混合液を曝気しており、散気した空気の上昇によって生じる固気液混相の上向流によって膜分離装置の膜面を洗浄している。
【0003】
膜分離活性汚泥法で生物処理に必要な酸素は、活性汚泥への酸素溶解効率をもとに設定された曝気空気量を所定の曝気ブロアで供給することで確保している。この酸素溶解効率を高くすることは曝気ブロアのダウンサイズ、曝気時間の縮小による省電力化となり望ましいことである。
【0004】
このために、散気管の空気噴出口の口径を小さくし、微細な空気の気泡を発生させたり、あるいは機械攪拌装置を併設して強力な水流によって散気管から散気した空気の気泡を細かくする分散している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、機械攪拌装置によって気泡を細かくするには、機械攪拌装置を駆動するための動力を必要とし、動力効率の面から実用的な気泡のサイズには限界がある。また、散気管の空気噴出口の口径を小さくすると、散気停止時に散気管に逆流入する水中の不純物質によって空気噴出口が閉塞することが起こり易くなり、散気管における開口度が低下して一部の空気噴出口から集中して空気が噴出し、その箇所における気泡が大きくなる。さらに、活性汚泥中では水と気体との界面を通じて溶解現象が起るが、そこに汚泥が介在すると汚泥が水と気体の接触を阻害し、汚泥の性質によっては酸素溶解効率が大きく低下した。
【0006】
本発明は上記した課題を解決するものであり、汚泥の悪影響を排除し、細かな気泡を長時間にわたって槽内に滞留させ、酸素溶解効率を高めることができる散気方法および散気装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明の散気方法は、活性汚泥による生物処理を行なう反応部の槽内混合液を、活性汚泥および汚泥中の異物の流入を抑制する分離手段を通して溶解部に供給して溶解部の汚泥濃度を反応部の汚泥濃度より低い汚泥濃度に維持し、溶解部で槽内混合液を曝気し、酸素が溶解した槽内混合液を反応部へ供給するものである。
【0008】
上記した構成において、分離手段はスクリーン、不織布、膜等からなり、この分離手段を通して反応部の槽内混合液を溶解部に供給することで、反応部における活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部へ流入することを抑制し、溶解部における槽内混合液の汚泥性状を異物を含まないものに改質するとともに低い汚泥濃度に維持する。
【0009】
このため、溶解部においては、槽内混合液中の汚泥濃度が低くなり、散気管の空気噴出口を閉塞するような異物がないので、散気管の空気噴出口の口径を小さくして空気を微小な気泡として散気する状態を長期にわたって継続することができ、散気する空気を微小な気泡とすることで酸素溶解効率を高めることができる。さらに、水と気体との界面を通じた溶解現象を阻害する汚泥が少ないので酸素溶解効率が高くなる。槽内混合液は溶解部と反応部とを循環して十分な溶存酸素の下で生物反応により処理される。
【0010】
請求項2に係る本発明の散気装置は、活性汚泥による生物処理を行なう反応部と、散気管を配置した溶解部と、反応部の槽内混合液を活性汚泥および汚泥中の異物の流入を抑制して溶解部に供給し、溶解部の汚泥濃度を反応部の汚泥濃度より低い汚泥濃度に維持する分離手段と、溶解部から反応部へ槽内混合液を返送する循環系を備えたものである。
【0011】
上記した構成により、反応部の槽内混合液は分離手段を通して溶解部へ流れ、溶解部で散気管から散気する空気で曝気された後に、溶解部の槽内混合液が循環系を通して反応部へ循環し、この循環を繰り返すうちに主として反応部において生物処理される。
【0012】
この循環において、溶解部の槽内混合液は、スクリーン、不織布、膜等の分離手段で反応部の槽内混合液中の活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部へ流入することを抑制することで、その汚泥性状が異物を含まないものに改質されるとともに汚泥濃度が低くなる。このため、散気管の空気噴出口を閉塞するような異物がなくなることで、散気管の空気噴出口の口径を小さくすることが可能となり、空気を微小な気泡として散気する状態を長期にわたって継続することができ、微小な気泡によって酸素溶解効率が高まる。さらに、水と気体との界面を通じた溶解現象を阻害する汚泥が少ないので酸素溶解効率が高まる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1において、槽体1の内部にはスクリーン、不織布、分離膜などからなる分離手段2で囲んで溶解部3を形成しており、溶解部3の周囲に分離手段2を介して連通する反応部4を形成している。
【0014】
溶解部3(反応部4でも可能)には被処理水を供給する流入配管5が開口し、反応部4には処理水を取り出す流出配管6が開口しており、溶解部3にはブロア7に接続した散気管8を配置している。溶解部3と反応部4の間には循環ポンプ9を有する循環系10を設けている。循環系10は基端において溶解部3の底部に連通し、先端において反応部4の底部に連通している。
【0015】
上記した構成により、循環ポンプ9により循環系10を通して溶解部3の槽内混合液を反応部4へ循環することで、溶解部3の水位を反応部4の水位より低く維持して双方の間に水頭差を発生させる。
【0016】
この状態で反応部4の槽内混合液は前記水頭差を駆動圧力として分離手段2を通過して溶解部3へ流入する。このとき、分離手段2が反応部4の槽内混合液中の活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部3へ流入することを抑制するので、溶解部3における槽内混合液の汚泥性状が異物を含まないものに改質されるとともに汚泥濃度が低くなる。
【0017】
溶解部3ではブロア7から供給する空気が散気管8から噴出し、この空気で槽内混合液を曝気する。このとき、溶解部3の槽内混合液はその汚泥濃度が低く異物を含まない性状であるので散気管8の空気噴出口が閉塞する事態が生じず、空気噴出口の口径を小さくすることが可能となり、空気を微小な気泡として散気する状態を長期にわたって継続することができ、微小な気泡によって酸素溶解効率が高まる。さらに、水と気体との界面を通じた溶解現象を阻害する汚泥が少ないので酸素溶解効率が高まる。
【0018】
また、槽底部に開口する循環系10が槽内混合液を吸引することで、槽内混合液は上部領域から下部領域に向けて下向流で流れる。一方、散気管8から散気する空気が下部領域から上部領域に向けて上昇するので、槽内混合液と曝気空気が気液向流接触となる。このため、空気の気泡の上昇が槽内混合液の下向流により抑制されて気泡の槽内滞留時間が長くなり、酸素溶解効率が高まる。
【0019】
溶解部3で十分に酸素が溶解した槽内混合液は、溶解部3から循環系10を通して反応部4へ循環し、十分な溶存酸素の下で生物反応により処理される。
このとき、槽内混合液が反応部4へ底部から上向流で流入することで、反応部4の槽内混合液が攪拌されて活性汚泥と酸素および汚濁物質との反応効率が高まり生物反応が促進される。このため、循環ポンプ9の動力を無駄なく反応効率の向上に寄与させることができる。槽内混合液は、溶解部3と反応部4を循環する間に主として反応部4において生物処理されるが、溶解部3においても生物反応は生じる。
【0020】
図2に本発明の他の実施の形態を示す。図2において、溶解部3と反応部4はそれぞれ独立した槽体として設けており、自然流下系11を通して溶解部3を反応部4に接続し、循環ポンプ9を備えた循環系10を通して反応部4を溶解部3に接続し、循環系10に槽外型の膜分離装置12を介装している。
【0021】
この構成においては、循環ポンプ9により循環系10、膜分離装置12を通して反応部4の槽内混合液を溶解部3へ循環し、分離手段2が反応部4の槽内混合液中の活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部3へ流入することを防止することで、溶解部3における槽内混合液をその汚泥性状が異物を含まないものに改質するとともに汚泥濃度を低く維持する。他の作用効果は先の実施の形態と同様である。また、反応部4の処理水の取り出しにおいては、別途に槽外に膜分離装置を設け手も良く、反応部4の内部に浸漬型膜分離装置を配置しても良い。
【0022】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、分離手段で反応部の槽内混合液中の活性汚泥および汚泥中の異物が溶解部へ流入することを抑制し、溶解部の槽内混合液の汚泥性状を改質して汚泥濃度を低くすることにより、異物による散気管の空気噴出口の噴出が生じず、散気管の空気噴出口の口径を小さくして微小な空気の気泡を散気する状態を長期にわたって継続することができ、微小な気泡によって酸素溶解効率を高めることができる。さらに、水と気体との界面を通じた溶解現象を阻害する汚泥を排除することで酸素溶解効率を高めることができる。溶解部において槽内混合液を下向流で流すことで散気管から散気する空気と気液向流接触となり、空気の気泡の上昇を下向流により抑制して気泡の槽内滞留時間を長くし、酸素溶解効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における散気装置を示す模式図である。
【図2】本発明の他の実施の形態における散気装置を示す模式図である。
【符号の説明】
1 槽体
2 分離手段
3 溶解部
4 反応部
5 流入配管
6 流出配管
7 ブロア
8 散気管
9 循環ポンプ
10 循環系
11 自然流下系
12 膜分離装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aeration method and an aeration apparatus, and particularly relates to a technique for supplying oxygen to activated sludge in an aeration tank by a water treatment technique.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in the membrane separation activated sludge method which is one of the activated sludge methods, an aeration device is arranged below the membrane separation device immersed in the aeration tank, and the air in the aeration tank is diffused by the air diffused from the aeration device. The mixed liquid in the tank containing activated sludge is aerated, and the membrane surface of the membrane separation device is washed by the upward flow of the solid-gas / liquid mixed phase generated by the rise of the diffused air.
[0003]
Oxygen necessary for biological treatment in the membrane-separated activated sludge method is ensured by supplying an aeration air amount set based on oxygen dissolution efficiency in the activated sludge with a predetermined aeration blower. Increasing the oxygen dissolution efficiency is desirable because it reduces power consumption by reducing the size of the aeration blower and reducing the aeration time.
[0004]
For this purpose, the diameter of the air outlet of the air diffuser is reduced to generate fine air bubbles, or a mechanical stirrer is provided to reduce the air bubbles diffused from the air diffuser by powerful water flow. Is distributed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to make the bubbles finer with the mechanical stirring device, power for driving the mechanical stirring device is required, and there is a limit to the practical bubble size in terms of power efficiency. In addition, if the diameter of the air outlet of the air diffuser is reduced, the air outlet is likely to be blocked by impurities in the water that reversely flow into the air diffuser when the air diffuser stops, and the degree of opening in the air diffuser decreases. Air is concentrated from some of the air outlets, and the bubbles at that location increase. Furthermore, in the activated sludge, a dissolution phenomenon occurs through the interface between water and gas. When sludge is present in the sludge, the sludge inhibits the contact between water and gas, and depending on the nature of the sludge, the oxygen dissolution efficiency is greatly reduced.
[0006]
The present invention solves the above-mentioned problems, and provides an air diffusion method and an air diffusion device that can eliminate the adverse effects of sludge, retain fine bubbles in the tank for a long time, and improve the oxygen dissolution efficiency. The purpose is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the air diffusion method of the present invention according to claim 1 separates the mixed liquid in the tank of the reaction section that performs biological treatment with activated sludge, suppressing the inflow of foreign substances in the activated sludge and sludge. Supplying to the dissolution part through the means, maintaining the sludge concentration in the dissolution part at a sludge concentration lower than the sludge concentration in the reaction part, aeration of the mixed liquid in the tank in the dissolution part, and the mixed liquid in the tank in which oxygen is dissolved to the reaction part To supply .
[0008]
In the configuration described above, the separating means is composed of a screen, a nonwoven fabric, a membrane, etc., and through this separating means, the mixed liquid in the tank of the reaction part is supplied to the dissolving part, so that the activated sludge in the reaction part and the foreign matters in the sludge are dissolved in the dissolving part And the sludge property of the mixed liquid in the tank in the dissolution part is modified to one that does not contain foreign substances and at the same time a low sludge concentration is maintained.
[0009]
For this reason, in the dissolution part, the sludge concentration in the mixed liquid in the tank becomes low, and there is no foreign matter that blocks the air outlet of the air diffuser. The state of being diffused as fine bubbles can be continued for a long period of time, and the oxygen dissolution efficiency can be increased by making the diffused air into minute bubbles. Furthermore, since there is little sludge which inhibits the dissolution phenomenon through the interface between water and gas, the oxygen dissolution efficiency is increased. The mixed solution in the tank is circulated between the dissolution part and the reaction part, and is processed by a biological reaction under sufficient dissolved oxygen.
[0010]
The air diffuser of the present invention according to
[0011]
With the configuration described above, the mixed solution in the tank of the reaction unit flows to the dissolution unit through the separating means, and after being aerated with the air diffused from the diffuser pipe in the dissolution unit, the mixed solution in the tank of the dissolution unit passes through the circulation system to the reaction unit. As the circulation is repeated, biological treatment is performed mainly in the reaction section.
[0012]
In this circulation, the mixed solution in the tank of the dissolving part suppresses the inflow of activated sludge in the mixed liquid in the tank of the reaction part and the foreign matters in the sludge into the dissolving part by separation means such as a screen, nonwoven fabric, membrane, etc. Thus, the sludge properties are modified to those containing no foreign matter, and the sludge concentration is lowered. For this reason, it becomes possible to reduce the diameter of the air outlet of the air diffuser by eliminating foreign matters that block the air outlet of the air diffuser, and the state where air is diffused as fine bubbles can be continued for a long time. Oxygen dissolution efficiency is increased by the minute bubbles. Furthermore, since there is little sludge which inhibits the dissolution phenomenon through the interface between water and gas, the oxygen dissolution efficiency is increased.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a
[0014]
An
[0015]
With the configuration described above, the water level in the
[0016]
In this state, the mixed solution in the tank of the
[0017]
In the dissolving
[0018]
In addition, the
[0019]
The in-tank mixed solution in which oxygen is sufficiently dissolved in the
At this time, the mixed liquid in the tank flows into the
[0020]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In FIG. 2, the
[0021]
In this configuration, the circulating
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the separation means suppresses the activated sludge in the mixed liquid in the tank of the reaction section and the foreign matter in the sludge from flowing into the dissolving section, and the sludge properties of the mixed liquid in the tank of the dissolving section. By reducing the sludge concentration, the air outlet of the air diffuser tube is not ejected by foreign matter, and the air outlet of the air diffuser tube is made smaller to diffuse fine air bubbles. It can be continued for a long time, and the oxygen dissolution efficiency can be increased by the minute bubbles. Furthermore, oxygen dissolution efficiency can be increased by eliminating sludge that inhibits the dissolution phenomenon through the interface between water and gas. By flowing the mixed liquid in the tank in the dissolving part in the downward flow, the air diffused from the diffuser tube is brought into gas-liquid countercurrent contact, and the rise of the air bubbles is suppressed by the downward flow, thereby reducing the residence time of the bubbles in the tank. The oxygen dissolution efficiency can be increased by increasing the length.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an air diffuser according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an air diffuser according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
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