JP5037302B2 - 散気装置 - Google Patents

Description

本発明は汚水処理装置等に使用される散気装置に係り、更に詳しくは1本の送気管で複数の散気方法を可能とする散気装置に関する。

生活排水とし尿を処理する汚水処理装置は、一般的に嫌気性処理と好気性処理の組み合わせにより汚水処理を行っている。好気性処理の一例として、担体流動生物濾過方式が知られている。
これは、流動担体に付着した好気性微生物膜と、ばっ気（エアレーション）された汚水とが接触し、汚水中の有機物等が好気性バクテリアにより浄化されるものである。浄化後は生物濾過後に処理水として、消毒後、放流される。

汚水処理が進行する過程で好気性処理槽内の浮遊物質等は生物濾過部に捕捉されることとなるが、これにより生物濾過部の流路が狭くなり、次第に目詰まりを生じていく。これを放っておくと閉塞現象を生じることがある。閉塞現象が生じると、処理水の水質が悪化したり、排出障害が生じる等種々の弊害が現れる。
このような閉塞現象を防ぐ為に、一日に一回から数回、生物濾過部に捕捉された生物膜や浮遊物質等による目詰まりを解消する為に、空気を送り込む（以下、「逆洗」という）操作が実施される。
逆洗操作により剥離された生物膜や浮遊物質等は嫌気性処理槽に返送される為に、生物濾過部は閉塞されることがなくなる。
そして、通常ばっ気運転と逆洗運転を行う為に、送風機（ブロワ）（又はエアポンプ）から空気を供給するための配管が、２本必要であった（例えば、特許文献１、２参照）。

その為に、浄化槽の外部に設置される送風機（又はエアポンプ）に接続されたばっ気用と逆洗用のそれぞれの配管を浄化槽内に導入する為には、当該浄化槽にそれぞれの配管を導入する為の孔を形成しなければならない。しかしながら、この配管導入の孔は生産性、及び構造上、更には施工性の面から少ないほうが望ましい。

又、特許文献1、２に記載のものは、処理槽の槽内に散気装置（ばっ気)と空気逆洗装置を配管し、その散気装置と空気逆洗装置への送気管の途中には、散気と逆洗を切り換える切換弁（流路切替装置）を接続し、当該切換弁とブロアポンプとを送気本管に配管し、更に前記切換弁を散気装置への送気配管系又は空気逆洗装置への送気配管系のいずれか一方に切り換える制御装置が設けられている。
従って、散気装置（ばっ気）への送気配管系と空気逆洗装置への送気配管系に空気を供給する為に切換弁（流路切替装置）及び制御装置（コントロール装置）が必要であった。

特開２００２−３２６０９３号公報 特開２００７−２３７０４５号公報

本発明は上記従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、切換弁（流路切替装置）や制御装置（コントロール装置）を用いることなく複数の配管に空気を供給することができる散気装置を提供することにある。
又、他の目的は、送風機（又はエアポンプ）から空気を供給する為の配管（送気管）が１本で、複数の散気方法を実現できる散気装置を提供することにある。

上記目的を達成する為に本発明の散気装置は、水槽内の水の中に空気を送り込む1本の送気管の先部に複数の空気管を常時連通した状態で分岐形成すると共に、前記水槽内の水面下に位置する前記空気管の一部に拡大膨出部を形成し、前記水槽内の水面下に位置する拡大膨出部を形成した前記空気管および前記水槽内の水面下に位置する拡大膨出部を形成していない空気管の先部に散気部材を連結し、前記拡大膨出部を形成していない空気管の散気部材は、拡大膨出部を形成した空気管の散気部材より圧力抵抗が低いことを特徴とする。
前記送気管に空気を供給する供給源としては、今日一般に採用されている送風機（ブロワ）、或いはエアポンプ等が挙げられる。
又、前記送気管の先部に分岐形成する空気管の本数は２本以上で、それぞれの空気管の先部に連結する散気部材の種類、形態は問わない。
散気部材の種類、形態としては、例えば合成樹脂製の多孔性散気管、多孔性散気板、或いは袋状散気管、ボックスエアレータ、エアレーション格子、ディスクディフューザー等、今日一般的に採用されている周知のもの等、何れでもよい。
更に、空気管に対する拡大膨出部の形成は、全ての空気管に設けても、或いは複数の空気管のうち一部の空気管に設けるなど何れでもよく、又、拡大膨出部は大きさに大小差をつけるようにしてもよい。

上記手段によれば、１本の送気管から複数の空気管を分岐させることで、１台の送風機（又はエアポンプ）から複数個所（水槽内に仕切られた複数の部屋）への散気が可能となる。そして、各部屋に配管される分岐後の空気管に拡大膨出部が形成されていることで、送風機（又はエアポンプ）等の運転開始から分岐後の各空気管の先部に連結する散気部材より空気が吐出するまでの時間に時間差をつけることができる。

又、各空気管に連結する散気部材相互で、圧力抵抗が異なるようにしている。各散気部材に圧力抵抗の違いをつける方法としては、例えば、散気部材の種類、形態を違える、或いは吐出用の開口の大きさに大小変化をつける、圧力調整のバルブを設ける等が上げられる。具体的には、ばっ気用の空気管には小孔が開設された散気管を、逆洗用の空気管には大孔が開設された散気管を連結する。

上記手段によれば、空気管の先部に連結した散気部材からの吐出に抵抗差をつけることで、送風機（ブロワ）等の運転開始から各散気部材より空気が吐出するまでの時間に時間差をつけることができる。従って、散気部材の種類、散気管の孔径の大小等によって圧力抵抗をつけることで、各空気管の散気部材から空気が吐出するまでの時間を調整することができる。

更に、前記水槽内における各散気部材の設置位置は、同じ高さに配置してもよいが、高低差をつけて配置してもよい。例えば、ばっ気用の空気管に連結する散気部材の圧力抵抗を、逆洗用の空気管に連結する散気部材の圧力抵抗より大きくし、且つ、ばっ気用散気部材の高さを逆洗用散気部材の高さ位置より高い位置に設置する。

上記手段によれば、送風機（ブロワ）から空気の供給が開始されると、先ずより圧力のかからない逆洗用の散気部材から空気が吐出され、次に逆洗用散気部材からの吐出に遅れてばっ気用散気部材から空気が吐出される。ばっ気用散気部材より空気が吐出されるようになると低い位置（深い位置）に設置された逆洗用散気部材からの空気の吐出は止まることとなる。それによりばっ気と逆洗を１本の送気管で行うことができる。

本発明の散気装置は請求項１記載の構成により、１台の送風機（又はエアポンプ）から複数個所への散気（吐出）が可能となり、しかも、分岐後の空気管の一部に拡大膨出部を設けることで、送風機（ブロワ）等の運転開始から各散気部材より空気が吐出するまでの時間に時間差をつけることができ、それにより各空気管で異なる散気方法を実現することができる。
又、請求項２記載の構成により、各空気管の散気部材から空気が吐出されるまでの時間に時間差をつける効果を増強させることができる、従って、散気目的に応じて散気部材から空気が吐出までの時間を調整することがより効果的に行える。
更に、請求項３記載の構成により、散気方法（例えば、ばっ気と逆洗）の切り替えを流路切替装置及びそのコントロール装置を用いることなく、単に送風機（又はエアポンプ）の運転／停止によって簡単に行うことができる。

以下、本発明に係る散気装置の実施の一例を図面に基づいて説明する。
図１は散気装置を水槽に配管した状態を示し、図中、Ａは散気装置、Ｂは水槽、Ｃは前記散気装置Ａに空気を供給する送風機（ブロワ）である。
散気装置Ａは、送風機（ブロワ）Ｃの吐出口に接続する１本の送気管１と、その送気管１の先部に分岐形成した複数本（図示例では３本）の空気管２ａ，２ｂ，２ｃと、各空気管２ａ，２ｂ，２ｃの先部に連結した散気部材３、４とで構成されている。

散気装置Ａを構成する送気管１及び空気管２ａ，２ｂ，２ｃは、合成樹脂製パイプ（例えば、塩化ビニルパイプ）又は金属製パイプで形成され、送気管１に対する送気管２ａ，２ｂ，２ｃの接続は継手（Ｌ字型、Ｔ字型等）５を介して行われている。

そして、前記空気管２ａ，２ｂ，２ｃのうち、空気管２ａ，２ｃの長さ方向の略中央部位に拡大膨出部６が形成されている。
前記拡大膨出部６は、空気管２ａ，２ｃの内径より大径な内径を有する管体６’を連通状に接続して形成されている。尚、拡大膨出部６は、空気管２ａ，２ｃと別体の管体６’を接続することなく、空気管自体の一部を径方向に膨出（拡径）、或いは逆に大径の管体の両側部を径方向に縮径して形成してもよい。

前記空気管２ａ，２ｃの先部に接続する散気部材３は、管体３ａの外周面下半部に小孔３ｂが周壁を貫通して多数形成されて構成された、所謂多孔性散気管（小孔）である。
又、前記空気管２ｂの先部に接続する散気部材４は、管体４ａの外周面下半部に大孔４ｂが周壁を貫通して多数形成されて構成された、所謂多孔性散気管（大孔）である。

上記構成の散気装置Ａは、水槽Ｂ内の仕切り壁７で区画された部屋ｂ１，ｂ２，ｂ３に収容するが、各空気管２ａ，２ｂ，２ｃに接続された散気部材３，４の設置位置（水槽底面からの高さ位置）に高低差をつけて設置する。図示の例では、空気管２ａ，２ｃに接続した散気部材３を、空気管２ｂに接続した散気部材４より高い位置に設置した例である。
尚、図示は本発明に係る散気装置の機能（ばっ気作用、逆洗作用）を示すもので、浄化槽として本来装備される濾床、担体は省略してある。
又、送気管１における空気管２ａ，２ｂ，２ｃが分岐形成される配管部分に空気抜きの細孔８が形成されている。

次に、図１に示した散気装置の動作を図２に基づいて説明する。図示例は、上記構成により、ばっ気用の散気部材３を取り付けた空気管２ａ，２ｃの圧力抵抗は、逆洗用の散気部材４を取り付けた空気管２ｂの圧力抵抗より大きく、且つ、ばっ気用の散気部材３の設置位置は逆洗用の散気部材４の設置位置より高い位置に設置されている。
先ず、送風機（ブロワ）Ｃが停止した状態では、図２（ａ）に示すように、水槽Ｂ内の各部屋ｂ１、ｂ２、ｂ３に収容した空気管２ａ，２ｂ，２ｃには水槽Ｂ内の水面位置と同位置まで水が浸入し満たされている。尚、空気管２ｂに接続された散気部材４の孔４ｂが空気管２ａ，２ｃに接続された散気部材３の孔３ｂより大きく、且つ空気管２ｂの内容積は空気管２ａ，２ｃの内容積より小さいため、先に満たされる。図中、斜線部分は水が浸入していることを示す。

送風機（ブロワ）Ｃを運転して空気の供給を開始すると、図２（ｂ）に示すように、空気管２ａ，２ｂ，２ｃ内に浸入した水は各空気管２ａ，２ｂ，２ｃの先部に接続した散気部材３、４から排出される。この時、空気管２ｂに接続された散気部材４の孔４ｂが、空気管２ａ，２ｃに接続された散気部材３の孔３ｂより大きく、且つ空気管２ｂの内容積が空気管２ａ，２ｃの内容積より小さいため、空気管２ｂの浸入水が排出されることになる。細孔８から微量の空気が逃げ始める。

そして、運転開始から時間が経過すると、図２（ｃ）に示すように、空気管２ｂ内の水は全て排出され、散気部材４より空気が吐出し始める。この時、空気管２ａ，２ｃ内の水はまだ排出中である。また、細孔８からは微量の空気が逃げ続ける。
時間の経過に伴い、空気管２ａ，２ｃ内の水も全て排出されると、図２（ｄ）に示すように、散気部材３より空気の吐出が開始される。それと同時に、空気管２ｂの散気部材４からの空気の吐出が停止する。この時も、細孔８からは微量の空気が逃げ続ける。

そして、図２（ｅ）に示すように、空気管２ａ，２ｃの散気部材３から空気が吐出し、空気管２ｂの散気部材４からは空気の吐出が停止される。この状態が連続ばっ気状態（通常運転時）である。この時、散気部材４内には散気部材３の吐出圧とバランスする位置まで水が浸入している。

送風機（ブロワ）Ｃの運転を停止すると、図２（ｆ）に示すように、散気部材３からの空気の吐出が停止し、水が浸入し始める。同様に、散気部材４にも水が浸入し始め、時間経過とともに水の浸入が続き、水槽Ｂ内の水面位置と同じ位置まで空気管２ａ，２ｂ，２ｃ内に水が浸入する（図２（ａ）参照）。

上記したように、本散気装置は送風機（ブロワ）Ｃから空気が供給され始めると、先ず、より圧力のかからない散気部材４から空気が吐出され、逆洗操作が実施される。一方、散気部材４から空気が吐出されている間も散気部材３が接続されている空気管２ａ，２ｃにも空気が供給されている為、前記散気部材４からの空気吐出よりも遅れて散気部材３から空気が吐出される。それにより、散気部材３が空気の吐出を開始するまでの時間分だけ散気部材４による逆洗操作を行うことが可能になる。

散気部材３から空気が吐出されると、散気部材３の設置位置が散気部材４の設置位置よりも高い位置にあるため、散気部材３から空気の吐出、即ち、ばっ気が行われる。そして、散気部材４で再び逆洗操作を行う場合には、一度送風機（ブロワ）Ｃの運転を停止し、空気の供給を停止する。それにより、各空気管２ａ，２ｂ，２ｃの中は水槽内と同水位まで水が浸入し満たされる。これで一度リセットされ、再び送風機（ブロワ）Ｃの運転を再開し空気の供給を開始すると、散気部材４から空気が吐出されるというサイクルを繰り返すことができる。

又、散気部材３，４の設置位置に高低差をつけた散気装置を、汚水処理装置内の固液分離を目的とする槽内（例えば、処理水槽、沈殿槽等）に設けた場合は、一時的な散気を行うことで、固液分離槽底部における汚泥等の停滞域を解消するのに活用することができる。

本発明の散気装置は図示した実施の形態の限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、変更し得るものである。
（１）図示の実施の形態は、空気管を３本分岐形成した例であるが、空気管の分岐本数は２本でもよい。
（２）空気管に形成する拡大膨出部の大きさは、空気管２ａ，２ｃとも同じ内容積としたが、大小差をつけてもよく、その場合は空気の吐出に時間差をつけることができる。
（３）空気の供給源は送風機（ブロワ）に限らず、エアポンプでもよい。

本発明に係る散気装置の一例を示す概略図。 （ａ）〜（ｆ）は散気の動作を示す説明図

符号の説明

Ａ…散気装置 Ｂ…水槽
Ｃ…送風機（ブロワ） １…送気管
２ａ〜２ｃ…空気管 ３…散気部材
４…散気部材 ６…拡大膨出部

Claims (2)

1. 水槽内の水の中に空気を送り込む1本の送気管の先部に複数の空気管を常時連通した状態で分岐形成すると共に、前記水槽内の水面下に位置する前記空気管の一部に拡大膨出部を形成し、前記水槽内の水面下に位置する拡大膨出部を形成した前記空気管および前記水槽内の水面下に位置する拡大膨出部を形成していない空気管の先部に散気部材を連結し、前記拡大膨出部を形成していない空気管の散気部材は、拡大膨出部を形成した空気管の散気部材より圧力抵抗が低いことを特徴とする散気装置。
2. 拡大膨出部を形成した空気管の散気部材は、水槽内に於いて拡大膨出部を形成していない空気管の散気部材より高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の散気装置。

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