JP5088299B2 - 散気装置の洗浄方法 - Google Patents
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Description
本発明は、散気装置の洗浄方法に関し、特に、散気板の散気面に付着した汚れ成分を確実に除去できる散気装置の洗浄方法に関する。
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、長期間の使用により散気面に目詰まりが生じた場合において、散気面が伸縮性のない剛体である散気板に対しても、散気板を水面に引き上げて清掃することなく、散気面の目詰まりの解消をできる散気装置の洗浄方法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、長期間の使用により散気面に目詰まりが生じた場合において、散気面が伸縮性のない剛体である散気板に対しても、散気板を水面に引き上げて清掃することなく、散気面の目詰まりの解消をできる散気装置の洗浄方法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液等を散気用給気配管内に注入し、これを散気用の空気によって散気板側に供給することによって散気板に付着したスライム（バイオフィルム）を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、この内挿管を介して洗浄液を散気板に供給して水ブローすることを考えた。
しかし、何らかの要因で散気板にバイオフィルムが完全に付着した場合は、水ブローでのバイオフィルムの完全な除去は困難であり、酸素移動効率の低下と散気装置の圧力損失の上昇による曝気動力が設置当初より大となることが避けられない。
そこで、発明者は散気板の散気孔壁面に付着したバイオフィルムを効果的に除去する方法として、散気板に形成されたバイオフィルムを化学的に分解して除去することを検討したところ、バイオフィルムの除去にはアルカリが有効であることが判明した。これは、バイオフィルムは微生物の塊で、たんぱく質が主成分であり、アルカリがたんぱく質を溶かすためである。
そこで、発明者は散気板の散気孔壁面に付着したバイオフィルムを効果的に除去する方法として、散気板に形成されたバイオフィルムを化学的に分解して除去することを検討したところ、バイオフィルムの除去にはアルカリが有効であることが判明した。これは、バイオフィルムは微生物の塊で、たんぱく質が主成分であり、アルカリがたんぱく質を溶かすためである。
ところで、水ブローの場合にはスライムを物理的に除去するものであり、ブロー時間も数分程度で済む。
一方、アルカリによってたんぱく質を分解除去することは化学反応であり、時間をある程度かける必要がある。また、この分解作用時間においては、散気面に曝気槽内の汚水が逆流しないように、常に散気用給気配管（ヘッダ管）内が曝気槽汚水の圧力に対して正圧を維持するようにしなければならない。汚水が逆流すると、散気板に汚水中のアルミニウムなどの金属塩とアルカリが反応し、固形物を析出し、散気板の開孔に目詰まりを起こすからである。
一方、アルカリによってたんぱく質を分解除去することは化学反応であり、時間をある程度かける必要がある。また、この分解作用時間においては、散気面に曝気槽内の汚水が逆流しないように、常に散気用給気配管（ヘッダ管）内が曝気槽汚水の圧力に対して正圧を維持するようにしなければならない。汚水が逆流すると、散気板に汚水中のアルミニウムなどの金属塩とアルカリが反応し、固形物を析出し、散気板の開孔に目詰まりを起こすからである。
このような逆流を防止してアルカリ液を散気板に継続的に供給する方法を鋭意検討した結果、散気空気の送風を停止後、散気用給気配管（ヘッダ管）内にアルカリ液を少量づつアルカリがバイオフィルムを分解作用する時間（例えば３０分から２４時間程度）継続して注入することにより、内挿管を介してアルカリ液を継続的に散気板に供給できるとの知見を得た。
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洗浄方法は、曝気槽に設置される微細気孔を有する散気板と、該散気板に接続された散気用給気配管と、該散気用給気配管に開閉弁を介して接続されて該散気用給気配管に散気用空気を供給する給気装置と、一端が前記散気板に連接され、他端が前記散気用給気配管内に内挿された内挿管とを備えた散気装置の洗浄方法であって、
前記開閉弁を閉止した後、該開閉弁の下流側の前記散気用給気配管内に洗浄液を供給し、該洗浄液を前記内挿管を介して前記散気板の微細気孔から流出させることを特徴とするものである。
散気用給気配管内への洗浄液の供給は少なくとも洗浄液が散気板に付着した例えばバイオフィルムを分解するのに要する時間継続するのが望ましい。また、供給する洗浄液を散気板の微細気孔から流出させるために、洗浄液を加圧して供給するようにするのが望ましい。
前記開閉弁を閉止した後、該開閉弁の下流側の前記散気用給気配管内に洗浄液を供給し、該洗浄液を前記内挿管を介して前記散気板の微細気孔から流出させることを特徴とするものである。
散気用給気配管内への洗浄液の供給は少なくとも洗浄液が散気板に付着した例えばバイオフィルムを分解するのに要する時間継続するのが望ましい。また、供給する洗浄液を散気板の微細気孔から流出させるために、洗浄液を加圧して供給するようにするのが望ましい。
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、洗浄液による洗浄後、散気用給気配管内にブロー水を供給すると共に散気用給気配管内に散気用空気を送風して該ブロー水を内挿管を介して散気板に供給して水ブローする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、洗浄液を供給する供給圧力が予め定めた所定の圧力以下になったときに水ブローを行うようにしたことを特徴とするものである。
（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のものにおいて、洗浄液が、アルカリを主成分とした薬液であることを特徴とするものである。
（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、洗浄液が、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸塩を含有することを特徴とするものである。
本発明の散気装置の洗浄方法によれば、散気板を水面に引き上げて清掃することなく、散気板に付着したバイオフィルムを効果的に除去して、散気板の目詰まりを解消することができる。
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（ヘッダ管）と、散気用給気配管３から散気用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に連接され、下端が前記散気用給気配管３内に内挿された内挿管７と、薬液注入管１３を介して散気用給気配管３にアルカリ液を注入する薬液注入装置１４と、ブロー水供給管１５を介して散気用給気配管３に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（ヘッダ管）と、散気用給気配管３から散気用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に連接され、下端が前記散気用給気配管３内に内挿された内挿管７と、薬液注入管１３を介して散気用給気配管３にアルカリ液を注入する薬液注入装置１４と、ブロー水供給管１５を介して散気用給気配管３に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１６が設けられており、この開閉弁１６の下流側に薬液注入管１３が連結されている。また薬液注入管１３には開閉弁１７が、さらにブロー水供給管１５には開閉弁１８がそれぞれ設けられている。
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。
＜内挿管＞
本実施形態に係る散気装置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板４の散気孔に供給して水ブローすることができる。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、散気板４へのバイオフィルムの付着を防止でき、薬液洗浄の回数を少なくできるので、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。
本実施形態に係る散気装置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板４の散気孔に供給して水ブローすることができる。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、散気板４へのバイオフィルムの付着を防止でき、薬液洗浄の回数を少なくできるので、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を水ブロー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に連接され、下端が散気用給気配管３内の底面近傍まで延出するように内挿され、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４も内挿管７と着脱可能とすることができる。また、内挿管７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からしか吸い上げ又は押し上げが起こらないため、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い上げが可能であり、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い上げが可能であり、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、水だけを押し上げるため、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。
このように本発明においては通気孔９の有無によりブロー速度の大きい気水混相のブローと、水だけを押し上げるため空気が混相しない水押出しブローのいずれかのブロー方法を選択することができる。また、どちらのブロー方法を選択した場合も、散気板に形成されたバイオフィルムを化学的に分解除去することができる。
このように本発明においては通気孔９の有無によりブロー速度の大きい気水混相のブローと、水だけを押し上げるため空気が混相しない水押出しブローのいずれかのブロー方法を選択することができる。また、どちらのブロー方法を選択した場合も、散気板に形成されたバイオフィルムを化学的に分解除去することができる。
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。
＜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１５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、例えば水等を貯留する貯留槽と、貯留槽内の水等を散気用給気配管３側に送水する送水ポンプを設けたものがある。
ブロー水供給手段５より供給されるブロー水は、ブロー水供給管１５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１５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、例えば水等を貯留する貯留槽と、貯留槽内の水等を散気用給気配管３側に送水する送水ポンプを設けたものがある。
ブロー水供給手段５より供給されるブロー水は、ブロー水供給管１５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。
＜薬液注入装置＞
薬液注入装置１４は、薬液注入管１３を介して散気用給気配管３にアルカリ液等の洗浄液を注入する装置である。薬液注入装置１４は、アルカリ液を貯留する貯留槽と貯留槽内のアルカリ液を薬液注入管１３に送り出す定量ポンプを備えている。定量ポンプには吐出圧力を検知する吐出圧力計が設けられており、吐出圧力の低下を検知することで薬液注入の終了タイミングの指標とすることができる。これは散気板４の薬液による洗浄開始時点では散気板４にバイオフィルムが付着しており、定量ポンプの吐出圧力が高いが、アルカリ液によるバイオフィルムの分解が進行することでバイオフィルムが除去されると吐出圧力が徐々に低下するため、定量ポンプの吐出圧力の低下状況を散気板４の洗浄状況の指標にできるからである。
薬液注入装置１４は、薬液注入管１３を介して散気用給気配管３にアルカリ液等の洗浄液を注入する装置である。薬液注入装置１４は、アルカリ液を貯留する貯留槽と貯留槽内のアルカリ液を薬液注入管１３に送り出す定量ポンプを備えている。定量ポンプには吐出圧力を検知する吐出圧力計が設けられており、吐出圧力の低下を検知することで薬液注入の終了タイミングの指標とすることができる。これは散気板４の薬液による洗浄開始時点では散気板４にバイオフィルムが付着しており、定量ポンプの吐出圧力が高いが、アルカリ液によるバイオフィルムの分解が進行することでバイオフィルムが除去されると吐出圧力が徐々に低下するため、定量ポンプの吐出圧力の低下状況を散気板４の洗浄状況の指標にできるからである。
上記のように構成された本実施の形態に係る散気装置１の動作を、散気運転、水ブロー運転、薬液による洗浄に分けて説明する。
＜散気運転＞
散気運転は、ガス供給手段２から送風される空気を、散気用給気配管３に送り出し、この空気を内挿管７を介して散気板４の微細孔またはスリットから曝気槽１２内へ微細気泡として放出する運転である。散気運転時には、開閉弁１６を開放し、開閉弁１７、１８を閉止して運転する。
＜散気運転＞
散気運転は、ガス供給手段２から送風される空気を、散気用給気配管３に送り出し、この空気を内挿管７を介して散気板４の微細孔またはスリットから曝気槽１２内へ微細気泡として放出する運転である。散気運転時には、開閉弁１６を開放し、開閉弁１７、１８を閉止して運転する。
＜水ブロー運転＞
水ブロー運転とは、ブロー水供給手段５からブロー水を散気用給気配管３に供給し、内挿管７を介してブロー水を散気板４に定期的に供給することによって、散気板４を水ブローして散気板４の散気孔に微生物などが付着するのを防止する運転である。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。
水ブロー運転においては、開閉弁１６、１８を開放し、開閉弁１７を閉止して運転する。
水ブロー運転とは、ブロー水供給手段５からブロー水を散気用給気配管３に供給し、内挿管７を介してブロー水を散気板４に定期的に供給することによって、散気板４を水ブローして散気板４の散気孔に微生物などが付着するのを防止する運転である。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。
水ブロー運転においては、開閉弁１６、１８を開放し、開閉弁１７を閉止して運転する。
＜薬液による洗浄＞
長期間に亘る散気運転を継続していると、ブロー水の定期的な供給を行なっていたとしても、散気板４にバイオフィルムが付着して散気板４での圧力損失が増大することがあり、このような場合に行うのが薬液による洗浄である。
図６、図７は本実施の形態における薬液による洗浄方法の説明図である。以下、図１、図６、図７に基づいて薬液による洗浄方法を説明する。なお、図６、図７における開閉弁１６、１７、１８については、弁が開状態のときには白抜きで表示し、弁が閉状態のときには黒塗りで表示している。
長期間に亘る散気運転を継続していると、ブロー水の定期的な供給を行なっていたとしても、散気板４にバイオフィルムが付着して散気板４での圧力損失が増大することがあり、このような場合に行うのが薬液による洗浄である。
図６、図７は本実施の形態における薬液による洗浄方法の説明図である。以下、図１、図６、図７に基づいて薬液による洗浄方法を説明する。なお、図６、図７における開閉弁１６、１７、１８については、弁が開状態のときには白抜きで表示し、弁が閉状態のときには黒塗りで表示している。
散気運転を行なっている状態（図６（ａ）参照）から、薬液洗浄を行なう場合には、開閉弁１６を閉止して散気用の給気を停止し、この状態で開閉弁１７を開放して薬液注入装置１４からアルカリ液を薬液注入管１３を介して散気用給気配管３に注入する（図６（ｂ）参照）。
アルカリ液が注入されることにより、散気用給気配管３内がアルカリ液で満たされ、散気用給気配管３内の圧力が、アルカリ液が内挿管７に押し上げられる圧力になったときにアルカリ液が散気板４側に押し上げられ、散気板４の微細孔からゆっくりと流出する。
そして、アルカリ液の注入を所定時間継続することにより、アルカリ液が散気板４に継続的に供給され、アルカリ液が散気板４に付着しているバイオフィルムを化学的に分解して除去する。
アルカリ液の供給量は、供給するアルカリ液が散気板４からゆっくりと（じんわりと）流出するのが望ましく、そのためには散気板１枚当たり１ｃｃ／分〜３０００ｃｃ／分にするのが望ましい。
アルカリ液が注入されることにより、散気用給気配管３内がアルカリ液で満たされ、散気用給気配管３内の圧力が、アルカリ液が内挿管７に押し上げられる圧力になったときにアルカリ液が散気板４側に押し上げられ、散気板４の微細孔からゆっくりと流出する。
そして、アルカリ液の注入を所定時間継続することにより、アルカリ液が散気板４に継続的に供給され、アルカリ液が散気板４に付着しているバイオフィルムを化学的に分解して除去する。
アルカリ液の供給量は、供給するアルカリ液が散気板４からゆっくりと（じんわりと）流出するのが望ましく、そのためには散気板１枚当たり１ｃｃ／分〜３０００ｃｃ／分にするのが望ましい。
なお、開閉弁１６を閉止後は、散気用給気配管３内の圧力が散気板４に作用する水圧と同程度になるまで散気が継続され、前記水圧と散気用給気配管３内の圧力が同程度になると散気が行なわれなくなるが、このとき前記水圧と散気用給気配管３内の圧力がバランスしているので、汚水が散気板４から逆流することはない。
アルカリ液の供給を継続すると、アルカリ液を注入する定量ポンプの吐出圧力が低下し、それが予め所定の圧力以下になった時点で、散気板４に付着したバイオフィルムが分解して洗い流されたことが確認できるので、開閉弁１７を閉止してアルカリ液注入を停止する。
その後、開閉弁１６を開放して散気用の空気を散気用給気配管３に供給し、さらに開放弁１８を開放してブロー水供給管１５を介してブロー水を散気用給気配管３に供給する（図７（ｃ）参照）。これによって、散気用給気配管３に貯留していたアルカリ液が散気用空気によって押出され、さらにブロー水が散気用の空気と共に散気板４に供給され、散気板４に残存しているバイオフィルムやアルカリ液が水ブローされる。
その後、開閉弁１８を閉止して、散気運転を継続する（図７（ｄ）参照）。これによって、目詰まりが解消して目詰まりに起因する圧損が回復する。
その後、開閉弁１６を開放して散気用の空気を散気用給気配管３に供給し、さらに開放弁１８を開放してブロー水供給管１５を介してブロー水を散気用給気配管３に供給する（図７（ｃ）参照）。これによって、散気用給気配管３に貯留していたアルカリ液が散気用空気によって押出され、さらにブロー水が散気用の空気と共に散気板４に供給され、散気板４に残存しているバイオフィルムやアルカリ液が水ブローされる。
その後、開閉弁１８を閉止して、散気運転を継続する（図７（ｄ）参照）。これによって、目詰まりが解消して目詰まりに起因する圧損が回復する。
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に対する給気を停止した後、アルカリ液を散気用給気配管３内へ継続して供給するようにしたので、散気板４に対して所定時間（例えば３０分〜２４時間）継続してアルカリ液を供給でき、散気板４に付着したバイオフィルムを化学的に分解して、散気板４の目詰まりを効果的に回復することができる。
なお、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１２に、以下に示す仕様の散気板を設置し、下記の条件にて水ブローを実施し、水ブローの効果を確認した。
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８のグラフに示した。
図８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。
薬液洗浄の効果を確認するために以下のような実験を行なった。
スリット幅100μm、長さ0.5mm、板厚0.3mmの散気板に対して、アルカリ液（5％NaOH）15.1Ｌ（リットル）を1033分かけて注入し、その後、水ブローを一回（30m3/m2/hr）実施した。
なお、実験結果を以下の表１に示す。
スリット幅100μm、長さ0.5mm、板厚0.3mmの散気板に対して、アルカリ液（5％NaOH）15.1Ｌ（リットル）を1033分かけて注入し、その後、水ブローを一回（30m3/m2/hr）実施した。
なお、実験結果を以下の表１に示す。
なお、表中の回復率は次式より求めたものである。
回復率＝（薬洗前の圧損−薬洗後の圧損）／（薬洗前の圧損−未使用の圧損）×１００
表１に示すように、アルカリ液による薬液洗浄を実施することにより、散気板４の高い圧損回復率が得られており、効果的な洗浄が実施できることが確認された。
なお、実験例と同じ条件で、薬液を5％NaOH＋2％炭酸ナトリウムとした同様の実験を行って薬液洗浄後の圧力損失を測定したところアルカリ液のみの場合よりも高い圧損回復率が得られた。このことから、アルカリとして水酸化ナトリウムに炭酸ナトリウムを加えることでさらに洗浄効果が向上することが確認された。
回復率＝（薬洗前の圧損−薬洗後の圧損）／（薬洗前の圧損−未使用の圧損）×１００
表１に示すように、アルカリ液による薬液洗浄を実施することにより、散気板４の高い圧損回復率が得られており、効果的な洗浄が実施できることが確認された。
なお、実験例と同じ条件で、薬液を5％NaOH＋2％炭酸ナトリウムとした同様の実験を行って薬液洗浄後の圧力損失を測定したところアルカリ液のみの場合よりも高い圧損回復率が得られた。このことから、アルカリとして水酸化ナトリウムに炭酸ナトリウムを加えることでさらに洗浄効果が向上することが確認された。
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 薬液注入管
１４ 薬液注入装置
１５ ブロー水供給管
１６、１７、１８ 開閉弁
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 薬液注入管
１４ 薬液注入装置
１５ ブロー水供給管
１６、１７、１８ 開閉弁
θ 傾斜角度
Claims (3)
- 曝気槽に設置される微細気孔を有する散気板と、該散気板に接続された散気用給気配管と、該散気用給気配管に開閉弁を介して接続されて該散気用給気配管に散気用空気を供給する給気装置と、一端が前記散気板に連接され、他端が前記散気用給気配管内に内挿された内挿管とを備えた散気装置の洗浄方法であって、
前記開閉弁を閉止した後、該開閉弁の下流側の前記散気用給気配管内に洗浄液を供給し、該洗浄液を前記内挿管を介して前記散気板の微細気孔から流出させ、
前記洗浄液による洗浄後、洗浄液を供給する供給圧力が予め定めた所定の圧力以下になったときに、前記散気用給気配管内にブロー水を供給すると共に散気用給気配管内に散気用空気を送風して該ブロー水を内挿管を介して散気板に供給して水ブローすることを特徴とする散気装置の洗浄方法。 - 洗浄液が、アルカリを主成分とした薬液であることを特徴とする請求項１に記載の散気装置の洗浄方法。
- 洗浄液が、アルカリ金属炭酸塩を含有することを特徴とする請求項２に記載の散気装置の洗浄方法。
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