JP5062140B2 - 散気装置の運転方法および散気装置 - Google Patents
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Description
本発明は、散気装置および散気装置の運転方法、特に、散気板の散気面に付着した汚れ成分を除去し、長期かつ安定的に酸素を供給することができる散気装置および散気装置の運転方法に関する。
下水処理施設において汚水中の窒素化合物や炭素化合物を除去するために、微生物による分解、吸着作用を利用した活性汚泥法が用いられている。活性汚泥中の微生物が活動するためには微生物に酸素を与える必要がある。散気装置は、下水処理施設の曝気槽の底部等に設置されて水中に酸素を供給する装置である。散気装置には、散気面が膜タイプの散気装置（特許文献１）と、散気面が金属薄板タイプの散気装置（特許文献２）が存在する。金属薄板タイプの散気装置は、散気による圧損が少なく、かつ耐久性および保守点検の容易性において優れている。
散気装置は、長期間にわたって曝気運転を継続すると、汚れ成分が膜または金属薄板の微細孔の内部および表面に付着して目詰まりを起こす。目詰まりを起こす汚れ成分の多くは微生物により形成されるスライムであり、これが散気孔を閉塞させる。このスライムの付着力は強く、ガス圧を高めてもスライムを剥離することはできない。
膜タイプの散気装置では、散気装置の送気操作によってメンブランを伸長または収縮させ、膜の微細孔の内部および表面に付着した微生物由来のスライムを取り除く方法が開示されている（特許文献３）。
しかし、金属薄板タイプの散気装置では、散気面が伸縮性のない剛体であるため、上述したような目詰まり防止処置を施すことはできない。現状では、金属薄板タイプの散気装置において微生物が増殖して目詰まりが発生した場合には、散気装置を水面上に引き上げて散気薄板を清掃しなければならず、散気装置の維持管理に多大な労力と費用を要する。
また、膜タイプおよび金属薄板タイプの両方において、酸素移動効率を高めるために散気面の気孔径を小さくする必要があるが、気孔径が小さくなればなるほど目詰まりが起こりやすくなる。目詰まりの起こりやすい散気装置は、水面上に引き上げて散気薄板を頻繁に清掃しなければならない。
特開２００３−３２０３８８号公報
特開２００６−６１８１７号公報
特開２００４−３１３９３８号公報
このように、従来の散気装置は、目詰まりの問題に対して十分な解決手段を備えていなかった。
そこで、本発明においては、高い酸素移動効率を達成することができる微細孔を備え、かつ目詰まりが起こりにくく、長期かつ安定的に運転することができる散気装置の運転方法および装置を提供することを目的としている。
そこで、本発明においては、高い酸素移動効率を達成することができる微細孔を備え、かつ目詰まりが起こりにくく、長期かつ安定的に運転することができる散気装置の運転方法および装置を提供することを目的としている。
発明者は上記の課題を解決するために、水あるいは薬液などの洗浄水等を散気用給気配管内に注入し、これを散気用の圧力空気によって散気板側に供給することによって散気板を定期的に自動洗浄することを考えた。そして、これを実現するためにための具体的手段として、一端が散気板に連通し、他端が散気用給気配管に内挿入される内挿管を設けることを考えた。
ところが、発明者は、散気板から気泡を放出させている運転（以下、「散気運転」という）状態において、散気用給気配管内に散気板を洗浄するための洗浄水（以下、「ブロー水」という）を注入すると、注入されたブロー水は、近くにある内挿管にのみ吸い上げられたり、あるいは散気板が取り付けられた散気用給気配管に高低さがあれば、低い位置に流れてゆき、低い位置にある内挿管にのみ吸い上げられたりしてしまい、全ての散気板を満遍なく洗浄することができない可能性があることに気付いた。
そこで、発明者は散気用給気配管への送風を継続しながらも、散気板を満遍なく洗浄するための方法について鋭意検討した。
その結果、散気用給気配管へのブロー水供給中、散気用給気配管の圧力を所定圧力に調整することによって、散気板の微細孔から曝気槽内の汚水が逆流することなくブロー水を散気用給気配管に貯留することができ、散気用給気配管にブロー水が所定の量だけ貯留された後、散気用給気配管内の圧力を散気運転時の圧力に戻すことにより、全ての散気板を満遍なく洗浄できるとの知見を得た。
以下、この所定圧力について、その下限値と上限値、およびその設定方法について詳細に説明する。
その結果、散気用給気配管へのブロー水供給中、散気用給気配管の圧力を所定圧力に調整することによって、散気板の微細孔から曝気槽内の汚水が逆流することなくブロー水を散気用給気配管に貯留することができ、散気用給気配管にブロー水が所定の量だけ貯留された後、散気用給気配管内の圧力を散気運転時の圧力に戻すことにより、全ての散気板を満遍なく洗浄できるとの知見を得た。
以下、この所定圧力について、その下限値と上限値、およびその設定方法について詳細に説明する。
＜所定圧力の下限値について＞
まず、曝気槽内の汚水が逆流しないようにするという観点から所定圧力の下限値を定める必要がある。
散気板の上面には曝気槽内の汚水の水圧が作用し、散気板の下面には散気用給気配管から供給される空気の空圧が作用している。
したがって、曝気槽内の汚水が逆流しないようにするためには、散気用給気配管の空圧を散気板の上面に作用する水圧以上にする必要があり、前述の所定圧力の下限値は散気板の上面に作用する水圧となる。
まず、曝気槽内の汚水が逆流しないようにするという観点から所定圧力の下限値を定める必要がある。
散気板の上面には曝気槽内の汚水の水圧が作用し、散気板の下面には散気用給気配管から供給される空気の空圧が作用している。
したがって、曝気槽内の汚水が逆流しないようにするためには、散気用給気配管の空圧を散気板の上面に作用する水圧以上にする必要があり、前述の所定圧力の下限値は散気板の上面に作用する水圧となる。
＜所定圧力の上限値について＞
散気用給気配管に供給されたブロー水を、散気用給気配管内に溜めるためには、供給されたブロー水が内挿管に揚水されないようにする必要があり、この観点から前述の所定圧力の上限値を定める必要がある。
発明者は、散気用給気配管に供給されたブロー水は、散気用給気配管内の圧力が散気板に作用する水圧よりも高くなると直ぐに内挿管に吸い込まれる（揚水される）のではなく、散気用給気配管内の圧力が水圧プラスある圧力（このある圧力を「揚水圧」という）以上にならないと吸込まれないとの知見を得、この揚水圧を調査した結果、１００〜６００Ａｑであった。つまり、散気用給気配管内の圧力が、水圧プラス揚水圧の範囲であれば揚水されない。
したがって、散気用給気配管内に供給されたブロー水が揚水されないようにするためには、散気用給気配管の空圧を散気板の上面に作用する水圧プラス揚水圧以下にする必要があり、前述の所定圧力の上限値は散気板の上面に作用する水圧プラス揚水圧となる。
散気用給気配管に供給されたブロー水を、散気用給気配管内に溜めるためには、供給されたブロー水が内挿管に揚水されないようにする必要があり、この観点から前述の所定圧力の上限値を定める必要がある。
発明者は、散気用給気配管に供給されたブロー水は、散気用給気配管内の圧力が散気板に作用する水圧よりも高くなると直ぐに内挿管に吸い込まれる（揚水される）のではなく、散気用給気配管内の圧力が水圧プラスある圧力（このある圧力を「揚水圧」という）以上にならないと吸込まれないとの知見を得、この揚水圧を調査した結果、１００〜６００Ａｑであった。つまり、散気用給気配管内の圧力が、水圧プラス揚水圧の範囲であれば揚水されない。
したがって、散気用給気配管内に供給されたブロー水が揚水されないようにするためには、散気用給気配管の空圧を散気板の上面に作用する水圧プラス揚水圧以下にする必要があり、前述の所定圧力の上限値は散気板の上面に作用する水圧プラス揚水圧となる。
上述したように、散気用給気配管にブロー水を供給しているときは、散気用給気配管内の圧力を、散気板に作用する水圧以上で、かつこの水圧プラス揚水圧以下に設定すれば、曝気槽内の汚水が散気板から逆流することなくブロー水を散気用給気配管に貯留することができ、そして、ブロー水がある程度溜まった後、散気用給気配管内の圧力を水圧プラス揚水圧力よりも高くすることで、全ての散気板の洗浄が可能となるのである。
本発明はかかる知見に基づきなされたものであり、具体的には以下のような構成を有するものである。
本発明はかかる知見に基づきなされたものであり、具体的には以下のような構成を有するものである。
（１）本発明に係る散気装置の運転方法は、曝気槽内に配置されて散気用給気配管から圧力空気の供給を受けて気泡を放出する散気板と、前記散気用給気配管内へブロー水を供給するブロー水供給手段と、一端が前記散気板に連通され、他端が前記散気用給気配管内に内挿されて前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出する内挿管とを備えた散気装置の運転方法であって、
前記散気用給気配管に圧力空気を供給している通常の散気運転工程と、
前記散気用給気配管への圧力空気の供給を継続しながら、前記散気用給気配管内の圧力を前記曝気槽内に配置された散気板に作用する水圧よりも高く、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水が前記内挿管に押し上げられる圧力よりも低い圧力に調整する散気用配管内圧力調整工程と、
該圧力調整工程で調整された圧力下で、前記散気用給気配管への圧力空気の供給を継続しながら、ブロー水を前記散気用給気配管内へ供給するブロー水供給工程と、
該ブロー水供給工程終了後、前記散気用配管内の圧力をブロー水が前記内挿管に押し上げられる圧力に戻して揚水し、前記散気板を洗浄する工程と、
該散気板を洗浄する工程の終了後、前記通常の散気運転工程を継続する工程とを備えたことを特徴とするものである。
前記散気用給気配管に圧力空気を供給している通常の散気運転工程と、
前記散気用給気配管への圧力空気の供給を継続しながら、前記散気用給気配管内の圧力を前記曝気槽内に配置された散気板に作用する水圧よりも高く、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水が前記内挿管に押し上げられる圧力よりも低い圧力に調整する散気用配管内圧力調整工程と、
該圧力調整工程で調整された圧力下で、前記散気用給気配管への圧力空気の供給を継続しながら、ブロー水を前記散気用給気配管内へ供給するブロー水供給工程と、
該ブロー水供給工程終了後、前記散気用配管内の圧力をブロー水が前記内挿管に押し上げられる圧力に戻して揚水し、前記散気板を洗浄する工程と、
該散気板を洗浄する工程の終了後、前記通常の散気運転工程を継続する工程とを備えたことを特徴とするものである。
（２）本発明に係る散気装置は、曝気槽内に配置されて散気用給気配管から圧力空気の供給を受けて気泡を放出する散気板と、前記散気用給気配管内へブロー水を供給するブロー水供給手段と、一端が前記散気板に連通され、他端が前記散気用給気配管内に内挿されて前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出する内挿管と、前記散気用給気配管に設けられて該散気用給気配管への前記圧力空気の供給状態において該散気用給気配管内の圧力を前記曝気槽内に配置された散気板に作用する水圧よりも高く、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水が前記内挿入管に押し上げられる圧力よりも低くなるように調整する圧力調整手段とを備えたことを特徴とするものである。
（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、圧力調整手段は、一端が散気用給気配管に連通し、他端が曝気槽内に放風口として開口され、該放風口の位置が散気板の位置よりも下方に設定された放風管と、該放風管と前記散気用給気配管の間に設けられた開閉弁と、該開閉弁の開閉を制御する制御手段とを備え、該制御手段によって前記開閉弁の開閉制御を行うことで前記散気用給気配管内の圧力調整を行うことを特徴とする請求項２記載の散気装置。
（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、放風管の放風口の位置を、散気板の位置よりも下方であって、かつ散気板の下方１００ｍｍ〜６００ｍｍの範囲になるように設定したことを特徴とするものである。
本発明の散気装置の運転方法によれば、高い酸素移動効率を達成することができる微細孔を備え、かつ目詰まりが起こりにくく、長期かつ安定的に運転することができる散気装置の運転方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
１．散気装置
図１は、本実施の形態に係る散気装置を示す模式図である。本実施の形態の散気装置１は、ガス供給手段２とガス供給手段２から供給される空気を散気板へと導く散気用給気配管３（ヘッダー管）と、散気用給気配管３から圧力空気の供給を受けて微細気泡を放出する散気板４と、上端が散気板４に連通され下端が前記散気用給気配管３内に内挿した内挿管７と、一端側が散気用給気配管３に連結され、他端側が曝気槽１２内に浸漬されて散気用給気配管３内の圧力を調整する放風管１３と、散気用給気配管３にブロー水供給管１４を介してブロー水を供給するブロー水供給手段５とを備えている。
図１は、本実施の形態に係る散気装置を示す模式図である。本実施の形態の散気装置１は、ガス供給手段２とガス供給手段２から供給される空気を散気板へと導く散気用給気配管３（ヘッダー管）と、散気用給気配管３から圧力空気の供給を受けて微細気泡を放出する散気板４と、上端が散気板４に連通され下端が前記散気用給気配管３内に内挿した内挿管７と、一端側が散気用給気配管３に連結され、他端側が曝気槽１２内に浸漬されて散気用給気配管３内の圧力を調整する放風管１３と、散気用給気配管３にブロー水供給管１４を介してブロー水を供給するブロー水供給手段５とを備えている。
散気用給気配管３には開閉弁１５が、また放風管１３には開閉弁１６が、さらにブロー水供給管１４には開閉弁１７がそれぞれ設けられている。そして、開閉弁１６、１７の開閉動作、及びブロー水供給手段５の運転は制御手段１８によって制御される。
以下、散気装置１の主な構成について詳細に説明する。
以下、散気装置１の主な構成について詳細に説明する。
＜散気板＞
散気板４は、膜タイプまたは金属薄板タイプなど、いかなる形態の散気板であってもよい。例えば、散気板４が金属薄板タイプの場合、機械加工によって形成した微細孔またはスリットを有する金属薄板が用いられる。
ガス供給手段２より供給された空気は、散気用給気配管３から内挿管７を通して散気板４に送気され、散気板４の散気面に点在する複数の散気孔から放出される。
散気板４は、膜タイプまたは金属薄板タイプなど、いかなる形態の散気板であってもよい。例えば、散気板４が金属薄板タイプの場合、機械加工によって形成した微細孔またはスリットを有する金属薄板が用いられる。
ガス供給手段２より供給された空気は、散気用給気配管３から内挿管７を通して散気板４に送気され、散気板４の散気面に点在する複数の散気孔から放出される。
＜ブロー水供給手段＞
ブロー水供給手段５はブロー水供給管１４を介して散気用給気配管３にブロー水を供給する装置であって、散気用給気配管３の空気圧に打ち勝ってブロー水を散気用給気配管３内に供給できるようになっている。ブロー水供給手段５としては、例えば水の貯留槽に送水ポンプを設けたものがある。
ブロー水供給手段５より供給されたブロー水は、ブロー水供給管１４を介して散気用給気配管３に流れ込み、散気用給気配管３内の圧力が所定の圧力よりも高くなったときに、散気用給気配管３から内挿管７を通して散気板４に送水され、空気と同様、散気板４の散気面に点在する複数の散気孔から放出される。
ブロー水供給手段５はブロー水供給管１４を介して散気用給気配管３にブロー水を供給する装置であって、散気用給気配管３の空気圧に打ち勝ってブロー水を散気用給気配管３内に供給できるようになっている。ブロー水供給手段５としては、例えば水の貯留槽に送水ポンプを設けたものがある。
ブロー水供給手段５より供給されたブロー水は、ブロー水供給管１４を介して散気用給気配管３に流れ込み、散気用給気配管３内の圧力が所定の圧力よりも高くなったときに、散気用給気配管３から内挿管７を通して散気板４に送水され、空気と同様、散気板４の散気面に点在する複数の散気孔から放出される。
＜内挿管＞
本実施例における散気装置１は、内挿管７を備えているために、散気用給気配管３を水で満管にしなくても水を散気孔に供給することができる。従って、大量の水は必要とせず、特に、抗菌物質を含む水溶液を供給する場合は、少ない抗菌物質で短時間かつ効率的に微生物を除去することができる。この結果、散気装置を水面上に引き上げて頻繁に清掃する必要がなく、散気装置を水面下で長期かつ安定的に運転することができる。
本実施例における散気装置１は、内挿管７を備えているために、散気用給気配管３を水で満管にしなくても水を散気孔に供給することができる。従って、大量の水は必要とせず、特に、抗菌物質を含む水溶液を供給する場合は、少ない抗菌物質で短時間かつ効率的に微生物を除去することができる。この結果、散気装置を水面上に引き上げて頻繁に清掃する必要がなく、散気装置を水面下で長期かつ安定的に運転することができる。
なお、内挿管７が無い場合において、散気板４を洗浄するための水を供給しようとすると、前述のように散気用給気配管３を満水にする必要があるだけでなく、満水にした水を抜くための工夫が必要となる。仮に、水を抜くための手段が無い場合には、散気板４が取り付けられている散気用給気配管内に水が残留し、管路が細くなってしまい、適切な散気ができなくなる。
図２は、内挿管７の一例を示す断面図である。内挿管７は、上端が散気板４に連通され、下端が散気用給気配管３内に内挿され、下端部には傾斜した吸い込み面８を有し、かつ管壁に通気孔９を有している。
内挿管７は、空気の散気板４への供給路であるとともに、水ブロー処理中は供給されたブロー水を散気板４から排出する機能を有している。
内挿管７は、散気用給気配管３と一体に形成しても、着脱可能な別部材としてもよい。着脱可能な別部材とする場合、内挿管７は、散気用給気配管３に予め設けた挿入口に挿入して固定することができる。内挿管７の固定方法には、特に制限はなく、あらゆる固定方法が含まれる。例えば、内挿管の側面に固定用締付け部材１０を予め溶接し、散気用給気配管側に取付ブラケット１１を予め溶接しておくことにより、内挿管７をねじ込んで散気用給気配管３に固定することができる。同様に、散気板も内挿管と着脱可能とすることができる。また、内挿管の材質には、特に制限はなく、好ましくは、プラスチックまたはステンレス鋼、チタン等の金属から形成される。
内挿管７の下端部は吸込み面８を備えている。散気用給気配管３には複数個の散気板４が設置されているが、散気用給気配管３は必ずしも水平に設置されているとは限らず、内挿管７の下端が水面に対して同じ高さに配置されない場合がある。図３に示したように、内挿管下端の吸込み面８が傾斜していない場合は、下端部が水面に接するか水面下にある内挿管７からしか吸い上げ（本明細書において「吸い上げ」と表現する場合には、「押し上げ」を含む場合がある）が起こらないため、全ての散気板４にブロー水が均一に供給されず、ブロー水が供給されない一部の散気板で目詰まりが進行する恐れがある。
一方、図４に示したように、内挿管下端の吸込み面８が傾斜している場合は、水面が吸込み面８の上端と下端の間にあればブロー水を吸い上げ可能であり、水面に対する内挿管下端の配置に上下が生じた場合でも、一定範囲であれば全ての内挿管からの吸上げが可能であり、散気板４に均一なブローが可能である。したがって、吸込み面８が傾斜している場合は、散気用給気配管３の水平方向の設置精度の許容範囲が大きくなる。
一方、図４に示したように、内挿管下端の吸込み面８が傾斜している場合は、水面が吸込み面８の上端と下端の間にあればブロー水を吸い上げ可能であり、水面に対する内挿管下端の配置に上下が生じた場合でも、一定範囲であれば全ての内挿管からの吸上げが可能であり、散気板４に均一なブローが可能である。したがって、吸込み面８が傾斜している場合は、散気用給気配管３の水平方向の設置精度の許容範囲が大きくなる。
また、図４に示すように、水位が吸込み面８の上端と下端の間にある場合はブロー速度の大きい気水混相のブローとなるが、図５の右図に示すように水位が吸込み面８より高くなった場合は、水だけを吸い上げるため、空気が混相しない水押出しブローとなる。これに対し、図５の左図のように内挿管７の管壁に通気孔９が設置されている場合は、水位が吸込み面８より高い場合においても通気孔９から空気が入るため、ブロー速度の大きい気水混相のブローをすることができる。
通気孔９の形状および大きさは、特に制限はなく、任意の形状および大きさとすることができる。例えば、内挿管７の全長を200mm、内挿管７の内径を13mmとした場合、通気孔９は直径1mm〜10mm、好ましくは2mm〜7mmの円形形状とすることができる。また、通気孔９の位置は、特に制限はなく、任意の位置とすることができる。例えば、全長200mm、内径13mmの内挿管が、内径80mmの散気用給気配管内に装着され、内挿管の下端が散気用給気配管の内底部に接している場合、通気孔９は、内挿管の下端から10mm〜75mm、好ましくは30〜70mmの位置に設けることができる。
また、散気用給気配管内は加圧されているので、通気孔９の位置は、水ブローおよびガスの流れの方向に対して正面側であっても背面側であってもよい。
また、散気用給気配管内は加圧されているので、通気孔９の位置は、水ブローおよびガスの流れの方向に対して正面側であっても背面側であってもよい。
傾斜した吸い込み面８の下端は、散気用給気配管３の内底近傍に位置し、たとえ水位が低くても、確実にブロー水を内挿管７内に吸い上げることができるようにする。傾斜した吸い込み面８の下端は、散気用給気配管３の内底より0〜10mm上方にあることが好ましい。
傾斜した吸い込み面８の垂直方向に対する傾斜角度θに特に制限はないが、内挿管７は空気の供給路でもあるため、空気を十分に内挿管７内に送気できるような傾斜角度θにすることが好ましい。傾斜角度θは、例えば10〜85度、好ましくは30〜80度とすることができる。
傾斜した吸い込み面８の垂直方向に対する傾斜角度θに特に制限はないが、内挿管７は空気の供給路でもあるため、空気を十分に内挿管７内に送気できるような傾斜角度θにすることが好ましい。傾斜角度θは、例えば10〜85度、好ましくは30〜80度とすることができる。
＜放風管＞
放風管１３は、一端側が散気用給気配管３に連結され、他端側が曝気槽１２内に浸漬されて散気用給気配管３内の圧力を調整するものである。放風管１３の途中には開閉弁１６が設けられ、制御手段１８からの制御信号によって開閉動作するようになっている。
放風管１３における曝気槽１２に浸漬された端部には放風口１３ａが設けられ、開閉弁１６が開になったときに放風口１３ａから散気用給気配管３内の圧力空気が放出される。放風口１３ａの位置は、図１に示すように、散気板４の位置から下方にＨｍｍの距離に設定されている。Ｈｍｍの距離とは、前述したように、散気用給気配管３内の圧力が散気板４に作用する水圧プラス揚水圧以下となる距離である。
つまり、放風口１３ａの位置をＨｍｍの距離に設定することで、開閉弁１６が開にされて放風口１３ａから放風されることにより、散気用給気配管１３ａ内の圧力は、散気板４に作用する水圧プラスＨｍｍＡｑとなる。ＨｍｍＡｑが揚水圧以下であれば、ブロー水を散気用給気配管１３に供給しても、供給されたブロー水は内挿管７に吸い込まれることなく、散気用給気配管１３内に貯留されることになる。揚水圧が１００ｍｍ〜６００ｍｍＡｑであることから、Ｈは０より大きく、１００ｍｍ〜６００ｍｍ以下の範囲に設定される。
放風管１３は、一端側が散気用給気配管３に連結され、他端側が曝気槽１２内に浸漬されて散気用給気配管３内の圧力を調整するものである。放風管１３の途中には開閉弁１６が設けられ、制御手段１８からの制御信号によって開閉動作するようになっている。
放風管１３における曝気槽１２に浸漬された端部には放風口１３ａが設けられ、開閉弁１６が開になったときに放風口１３ａから散気用給気配管３内の圧力空気が放出される。放風口１３ａの位置は、図１に示すように、散気板４の位置から下方にＨｍｍの距離に設定されている。Ｈｍｍの距離とは、前述したように、散気用給気配管３内の圧力が散気板４に作用する水圧プラス揚水圧以下となる距離である。
つまり、放風口１３ａの位置をＨｍｍの距離に設定することで、開閉弁１６が開にされて放風口１３ａから放風されることにより、散気用給気配管１３ａ内の圧力は、散気板４に作用する水圧プラスＨｍｍＡｑとなる。ＨｍｍＡｑが揚水圧以下であれば、ブロー水を散気用給気配管１３に供給しても、供給されたブロー水は内挿管７に吸い込まれることなく、散気用給気配管１３内に貯留されることになる。揚水圧が１００ｍｍ〜６００ｍｍＡｑであることから、Ｈは０より大きく、１００ｍｍ〜６００ｍｍ以下の範囲に設定される。
２．散気装置の運転方法
本発明の散気装置１は、ブロー水供給手段５からブロー水を散気板４に定期的に供給することによって、散気装置を水面上に引き上げることなく、散気孔に付着した微生物を除去することができる。ブロー水の供給頻度に特に制限はないが、好ましくは数時間から数日毎にブロー水を散気用給気配管３内に供給する。
本発明の散気装置１は、ブロー水供給手段５からブロー水を散気板４に定期的に供給することによって、散気装置を水面上に引き上げることなく、散気孔に付着した微生物を除去することができる。ブロー水の供給頻度に特に制限はないが、好ましくは数時間から数日毎にブロー水を散気用給気配管３内に供給する。
以下、具体的な運転方法について説明する。
通常の散気運転時においては、開閉弁１６及び開閉弁１７を閉にして運転する。この状態で、別途制御されているガス供給装置２が運転され、開閉弁１５が開いていることで、散気用給気配管３内の加圧空気が散気板４に送られ散気される。そして、散気板４にブロー水を供給するブロー運転時においては、まず放風管１３に設けられた開閉弁１６を開にする。これによって、散気用給気配管３内の加圧空気が放風管１３の放風口１３ａから放出され、別途制御されているガス供給手段２および開閉弁１５の状態を変更せずに、散気用給気配管３内の圧力が水圧プラスＨｍｍＡｑになる。この状態で、ブロー水供給手段５の運転を開始し、さらにブロー水供給管１４に設けられた開閉弁１７を開にする。これによって、ブロー水がブロー水供給管１４を介して散気用給気配管３に流れ込む。
通常の散気運転時においては、開閉弁１６及び開閉弁１７を閉にして運転する。この状態で、別途制御されているガス供給装置２が運転され、開閉弁１５が開いていることで、散気用給気配管３内の加圧空気が散気板４に送られ散気される。そして、散気板４にブロー水を供給するブロー運転時においては、まず放風管１３に設けられた開閉弁１６を開にする。これによって、散気用給気配管３内の加圧空気が放風管１３の放風口１３ａから放出され、別途制御されているガス供給手段２および開閉弁１５の状態を変更せずに、散気用給気配管３内の圧力が水圧プラスＨｍｍＡｑになる。この状態で、ブロー水供給手段５の運転を開始し、さらにブロー水供給管１４に設けられた開閉弁１７を開にする。これによって、ブロー水がブロー水供給管１４を介して散気用給気配管３に流れ込む。
このとき、散気用給気配管３内の圧力は水圧プラスＨｍｍＡｑになっているので、ブロー水は内挿管７に吸込まれることなく、散気板４が取り付けられている散気用給気配管３内に行き渡って貯留される。所定時間が経過し、ブロー水が所定量供給された後、開閉弁１７を閉にしてブロー水の供給を停止する。さらに、開閉弁１６を閉にして放風を停止すると、散気用給気配管３内の圧力が上昇し、この圧力が水圧プラス揚水圧を超えると、散気用給気配管３内に貯留されたブロー水が全ての散気板４の内挿管７に吸込まれて、散気板４の散気孔から排出されることによって、散気板４の洗浄が行なわれる。
なお、内挿管７の吸い込み面８が散気用給気配管３の下面位置まで延出しているので、散気用給気配管３内に貯留されたブロー水はほぼ全てが排出される。その後は、通常の散気運転が継続される。
散気用給気配管３が水平に設置されておらず、内挿管７の下端位置が水平に対してばらついている場合でも、上記のようにブロー水供給中の揚水を防止し、そのばらつきを考慮したレベルまで散気用給気配管３内にブロー水を貯留することにより、全ての散気板４にブロー水を所定量あるいはそれ以上無駄なく供給できる。
なお、内挿管７の吸い込み面８が散気用給気配管３の下面位置まで延出しているので、散気用給気配管３内に貯留されたブロー水はほぼ全てが排出される。その後は、通常の散気運転が継続される。
散気用給気配管３が水平に設置されておらず、内挿管７の下端位置が水平に対してばらついている場合でも、上記のようにブロー水供給中の揚水を防止し、そのばらつきを考慮したレベルまで散気用給気配管３内にブロー水を貯留することにより、全ての散気板４にブロー水を所定量あるいはそれ以上無駄なく供給できる。
以上のように、本実施の形態の散気装置１は内挿管７を備えており、水を満管にしなくてもブロー水を散気板４に供給することができるので、空気の供給通路は常に確保されている。従って、空気の供給中に定期的にブロー水を供給し、散気板４の散気孔に付着した微生物をブロー水で除去しながら、散気装置１を連続運転することができる。
また、本実施の形態においては、散気用給気配管３内の圧力を所定の圧力に調整する圧力調整手段として放風管１３を用いたので、単純な構造でかつ簡易に散気用給気配管３内の圧力を所定圧力に調整できる。
なお、本発明の圧力調整手段は、放風管１３に限られるものではなく、散気用給気配管３に取り付けて散気用給気配管３内の圧力を調整する圧力調整弁のようなものであってもよい。さらに別な方法としては、ガス供給装置２の供給空気量調整及び／または開閉弁１５の開度調整による圧力調整でもよい。そして、この場合のガス供給装置２や開閉弁１５の制御を制御手段１８によって行うようにしてもよい。
なお、本発明の圧力調整手段は、放風管１３に限られるものではなく、散気用給気配管３に取り付けて散気用給気配管３内の圧力を調整する圧力調整弁のようなものであってもよい。さらに別な方法としては、ガス供給装置２の供給空気量調整及び／または開閉弁１５の開度調整による圧力調整でもよい。そして、この場合のガス供給装置２や開閉弁１５の制御を制御手段１８によって行うようにしてもよい。
また、上記の実施の形態においては、ブロー水について特に限定していないが、微生物を死滅させる効果を有する成分を含むブロー水を使用することによって、微生物の増殖を効果的に抑制することができる。微生物を死滅させる効果を有する成分には、特に制限はないが、例えば、抗菌物質または酸化物質、より具体的には、次亜塩素酸ナトリウム、逆性石鹸、酸、アルカリ、オゾン、または二酸化塩素、炭酸アルカリ金属などが含まれる。
曝気槽に散気板を設置し、下記の条件にて水ブローを実施した。
散気板材質:SUS316L
孔形状 :長さ1.45mm、幅0.04mm
開孔率 :約0.5%
通気量 :30m3/m2/hr
ブロー水 :次亜塩素酸ナトリウム溶液(濃度;100ppm)
ブロー水量:500ml/回
水ブロー頻度:1回/日
なお、水ブローを実施しない例を比較例とした。
孔形状 :長さ1.45mm、幅0.04mm
開孔率 :約0.5%
通気量 :30m3/m2/hr
ブロー水 :次亜塩素酸ナトリウム溶液(濃度;100ppm)
ブロー水量:500ml/回
水ブロー頻度:1回/日
なお、水ブローを実施しない例を比較例とした。
水ブロー有りの例(実施例)となしの例(比較例)の圧損増加量（mmAq）の経時変化を、図６のグラフに示した。
図６のグラフから明らかなように、水ブローを定期的に実施することによって、長期間にわたる散気運転においても散気装置の圧損上昇を効果的に抑制することができ、高い酸素移動効率を維持することができた。
１ 散気装置
２ ガス供給手段
３ 散気用給気配管
４ 散気板
５ ブロー水供給手段
７ 内挿管
８ 吸い込み面
９ 通気孔
１０ 固定用締付け部材
１１ 取付ブラケット
１２ 曝気槽
１３ 放風管
１３ａ 放風口
１４ ブロー水供給管
１５、１６、１７ 開閉弁
１８ 制御手段
θ 傾斜角度
２ ガス供給手段
３ 散気用給気配管
４ 散気板
５ ブロー水供給手段
７ 内挿管
８ 吸い込み面
９ 通気孔
１０ 固定用締付け部材
１１ 取付ブラケット
１２ 曝気槽
１３ 放風管
１３ａ 放風口
１４ ブロー水供給管
１５、１６、１７ 開閉弁
１８ 制御手段
θ 傾斜角度
Claims (4)
- 曝気槽内に配置されて散気用給気配管から圧力空気の供給を受けて気泡を放出する散気板と、前記散気用給気配管内へブロー水を供給するブロー水供給手段と、一端が前記散気板に連通され、他端が前記散気用給気配管内に内挿されて前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出する内挿管とを備えた散気装置の運転方法であって、
前記散気用給気配管に圧力空気を供給している通常の散気運転工程と、
前記散気用給気配管への圧力空気の供給を継続しながら、前記散気用給気配管内の圧力を前記曝気槽内に配置された散気板に作用する水圧よりも高く、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水が前記内挿管に押し上げられる圧力よりも低い圧力に調整する散気用配管内圧力調整工程と、
該圧力調整工程で調整された圧力下で、前記散気用給気配管への圧力空気の供給を継続しながら、ブロー水を前記散気用給気配管内へ供給するブロー水供給工程と、
該ブロー水供給工程終了後、前記散気用配管内の圧力をブロー水が前記内挿管に押し上げられる圧力に戻して揚水し、前記散気板を洗浄する工程と、
該散気板を洗浄する工程の終了後、前記通常の散気運転工程を継続する工程とを備えたことを特徴とする散気装置の運転方法。 - 曝気槽内に配置されて散気用給気配管から圧力空気の供給を受けて気泡を放出する散気板と、前記散気用給気配管内へブロー水を供給するブロー水供給手段と、一端が前記散気板に連通され、他端が前記散気用給気配管内に内挿されて前記散気用給気配管内に供給されたブロー水を前記散気板から排出する内挿管と、前記散気用給気配管に設けられて該散気用給気配管への前記圧力空気の供給状態において該散気用給気配管内の圧力を前記曝気槽内に配置された散気板に作用する水圧よりも高く、前記散気用給気配管内に供給されたブロー水が前記内挿入管に押し上げられる圧力よりも低くなるように調整する圧力調整手段とを備えたことを特徴とする散気装置。
- 圧力調整手段は、一端が散気用給気配管に連通し、他端が曝気槽内に放風口として開口され、該放風口の位置が散気板の位置よりも下方に設定された放風管と、該放風管と前記散気用給気配管の間に設けられた開閉弁と、該開閉弁の開閉を制御する制御手段とを備え、該制御手段によって前記開閉弁の開閉制御を行うことで前記散気用給気配管内の圧力調整を行うことを特徴とする請求項２記載の散気装置。
- 放風管の放風口の位置を、散気板の位置よりも下方であって、かつ散気板の下方１００ｍｍ〜６００ｍｍの範囲になるように設定したことを特徴とする請求項３に記載の散気装置。
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