JP5576632B2 - ジェット・曝気装置と装置使用方法 - Google Patents

Description

本発明はジェット・曝気装置と同曝気の使用方法に関する。

極めて効率的で適切な曝気システムは膜バイオリアクターの安定稼働に重要な要素である。現在、ほとんどの膜バイオリアクターは外部送風機に連動している。

しかしながら、送風機曝気システムのため、酸素稼動率は僅かに6-7%で、また高いエネルギー消費、大きな雑音、低い集積度などの他の損失も明白である。したがって、前述の諸問題に注目し、膜バイオリアクターに通気して低いエネルギー消費と高酸素稼動率を持つジェット・曝気装置の提供は発明の1つの目的である。

膜バイオリアクターにジェット・曝気装置を使用して低いエネルギー消費と高い酸素稼動率を有する方法の提供は発明のもう一つの目的である。

本発明の1つの実施例では、前述の目的を達成のため、膜バイオリアクターを曝気してジェット・エアレーターと空気供給パイプを含むジェット・曝気装置を提供する。ジェット・エアレーターは膜バイオリアクターに配置され、水口、膜バイオリアクターの液体表面の下に配置されたポンプ、入口が膜バイオリアクターの液体表面の上に配置されたエア・インレット・パイプ、および、ジェット・ノズルを含むジェット・パイプを含む。空気供給パイプは膜バイオリアクターの膜モジュールの下に配置されて、コネクタを含む。そして、空気供給パイプのコネクタはジェット・パイプのジェット・ノズルに接続される。

膜バイオリアクターの中の空気、液体、固体および微生物を含む混合物は、ジェット・エアレーターによりポンプされ、ジェット・パイプからスプレーされ、空気供給パイプで送られ、中空ファイバー膜モジュールを洗浄する。一方、ジェット・曝気装置は酸素を微生物に供給し、非常に高い酸素稼動率をもたらし、一方、この装置は洗浄の間、攪拌効果を発生させる。

この実施例機種では、ポンプは膜モジュールの間、または膜モジュール側に配置される。

この実施例機種では、エア・インレット・パイプの空気取り入れ口の量はボールバルブによって制御される。

この実施例機種では、水口は膜バイオリアクターの設定低液面より低い位置である。負圧がポンプの高速液体流れのため形成され、その結果、高速液体流れの中に空気が吸い込まれ、ジェット・パイプの中で液体と固体に空気が混合されて混合物が形成される。この混合物はジェット・パイプから空気供給パイプの中にスプレーされる。

この実施例機種では、さらに空気供給パイプはブランチ・パイプと排出パイプを備え、ブランチ・パイプは等しい長さを持ち、膜モジュールの下に配置され、排出パイプの両端は閉鎖され、それぞれの側面がブランチ・パイプと接続される。

この実施例機種では、ブランチ・パイプは等しい間隔で配置される。

この実施例機種では、ブランチ・パイプの片端は閉じ、もう一方の端は排出パイプに連結され、通気穴の線はブランチ・パイプの両側に配置され、通気穴と垂直線の間の角度は±（44°−46°）である。

この実施例機種では、通気穴の直径は4−10mmである。

この実施例機種では、通気穴は膜モジュールの底から100−500mm下に配置される。

この実施例機種では、通気穴は前述の膜モジュール8の底から300mm下に配置される。

この実施例機種では、ブランチ・パイプは耐食性パイプである。

この実施例機種では、排出パイプは耐食性パイプである。

この実施例機種では、コネクターは耐食性コネクターである。

本発明の他の実施例によると、以下のステップａ）−ｃ）を含む方法のジェット・曝気装置の使用による通気方法を提供する。

ａ）負圧がジェット・パイプで発生するように混合物の高速流れの形成によってジェット・エアレーターのポンプにスラッジと廃液をポンプする、

ｂ）空気、廃水およびスラッジを含む混合物を形成するため、負圧によってジェット・パイプに空気を吸い込ませるため、空気対水の比を4−15：１に制御する、

ｃ）空気供給パイプを通して混合物を送り、膜モジュールを洗浄する。

本発明の利点を以下にまとめる。

１）空気、液体、固体および微生物を含む混合物はジェット・エアレーターによってポンプで送られて、ジェット・パイプからスプレーされ、したがって酸素が水に完全に混合し、酸素と微生物の接触時間はかなり長引き、送風式曝気・システムのものと比べ酸素移動速度は35%改良される。

２）膜モジュールを洗浄する間、事実上、空気、スラッジおよび水による攪拌は汚染を防ぐ。

３）本発明のジェット・曝気装置は設置が簡単で、直接、膜の周辺にも設置でき、高い集積度、小雑音および狭い面積で取り扱える。

本発明の1つの実施例に従ったジェット・曝気装置の概略図である。 図1のジェット・曝気装置の平面図である。 本発明の1つの実施例に従った別のジェット・曝気装置の概略図である。 図3のジェット・曝気装置の平面図である。

本発明は添付図面を参照して説明する。さらに本発明の図解で、膜バイオリアクターを空気にさらすジェット・曝気装置とジェット通気を使用する方法について詳述する実施例が以下で説明される。以下の実施例は本発明を制限する意図で記述していないことに注意するべきである。

図1,2に示すように、膜バイオリアクター9を曝気するための、低エネルギー消費のジェット・曝気装置は、ジェット・エアレーターと空気供給パイプを含む。ジェット・エアレーターは、膜バイオリアクター9の別々の中空繊維膜モジュール8の間に配置され、水口1、膜バイオリアクター9の液体表面の下に配置されたポンプ2、エア・インレットが膜バイオリアクター9の液体表面の上に配置されたエア・インレット・パイプ３、および、ジェット・ノズルを含むジェット・パイプ4を備えている。空気供給パイプは、膜バイオリアクターの膜モジュールの下に配置され、耐食性コネクタ5を備えている。空気供給パイプの耐食性コネクタ5は、ジェット・パイプ4のジェット・ノズルに接続される。ジェット・エアレーターの水口1は膜バイオリアクター9の規定低液面より低い。負圧がジェット・パイプ4で発生し、混合物の高速流れを形成するため、スラッジと廃水がジェット・エアレーターのポンプ2に送られる。そして、空気、液体、固体および微生物を含む混合物を形成するため、ジェット・パイプ4に空気が吸い込まれる。混合物はジェット・パイプ4からスプレーされ、膜モジュールを洗浄する。

空気供給パイプは耐食性ブランチ・パイプ7と耐食性排出パイプ6から構成される。耐食性ブランチ・パイプ7は長さが等しく、等しい間隔で膜モジュールの下に配置される。耐食性排出パイプ6の両端は閉じ、それぞれの端は耐食性ブランチ・パイプ7につながっている。耐食性ブランチ・パイプ7の片端は閉じられ、もう一方の端は耐食性排出パイプ6に連結し、通気穴の列は耐食性ブランチ・パイプ7の両側に配列され、通気穴と垂直線の間の角度は±45°である。通気穴の直径は6mmで、通気穴は中空繊維膜モジュール8の底から300mm下に配置される。2つの通気穴の距離は200mmである。

ジェット・曝気装置の通気の方法は以下ａ）−ｃ）の通りである。

a)負圧がジェット・パイプ４で発生するように、混合物の高速流れの形成によって水口1からジェット・エアレーターのポンプ2にスラッジと廃水をポンプで送る。

b)空気、廃水およびスラッジを含む混合物を形成するため、負圧により、ジェット・パイプ4に空気を吸い込む。

ｃ）耐食性排出パイプ6と耐食性ブランチ・パイプ7を通して混合物を送り、中空繊維の膜モジュール8を洗浄する。

本発明のジェット・曝気装置と従来の送風機のそれぞれ2つの通気実験をした。本発明のジェット・エアレーターは中空繊維膜モジュール8の間に分散スラッジ処理で配置され、容量50T/dのタンクでリサイクルし、空気と水の比は10：1、再生水のCODcrは250 mg/Lである。結果は以下の表１に記載されている。

図3と4に示すように、膜バイオリアクター9を空気に曝気し低エネルギー消費のジェット・曝気装置を提示している。ジェット・曝気装置は構造、性能、およびジェット・曝気のポンプ2が中空繊維膜モジュール8の側面に配置される以外の通気効果について基本的に実施例1と同様である。

本発明の特定の実施例を提示、説明したが、変更や改善が本発明の広義の態様から逸脱することなくされることは当業者には明らかである。したがって、特許請求の範囲の目的は、そのようなすべての変更や改善が、本発明の本来の趣旨と範囲に含まれることにある。

1…水口 2…ポンプ 3…エア・インレット・パイプ 4…ジェット・パイプ
5…耐食性コネクタ 6…耐食性排出パイプ 7…耐食性ブランチ・パイプ
8…中空繊維膜モジュール 9…膜バイオリアクター

Claims (12)

1. ジェット・エアレーターと空気供給パイプを含み、膜バイオリアクターを空気に暴露するためのジェット・曝気装置であって、
   前述のジェット・エアレーターが、前述の膜バイオリアクターに配置され、
   前述のジェット・エアレーターが、
   水注入口と、
   前述の膜バイオリアクターの液体表面の下に配置されたポンプと、
   入口が前述の膜バイオリアクターの前述の液体表面の上に配置されたエア・インレット・パイプと、
   ジェット・ノズルを含むジェット・パイプと、を備え、
   前述の空気供給パイプは前述の膜バイオリアクターの膜モジュールの下に配置されて、コネクタ、排出パイプ、および長さの等しい複数のブランチ・パイプを含み、
   そして、前述の空気供給パイプの前述のコネクタは、前述のジェット・エアレーターの前述のジェット・パイプの前述のジェット・ノズルに接続され、
   前述の排出パイプは前述のコネクタに接続され、
   前述の排出パイプの長手方向の両端が閉じられ、
   前述のブランチ・パイプの長手方向の片端が閉じられて、もう一方の端が前述の排出パイプの短手方向の両端に等間隔で接続され、
   前述のブランチ・パイプに通気穴の列が配列され、
   前述のポンプによって前述の水注入口から吸引された廃水およびスラッジと、前述のエア・インレット・パイプから吸引された空気とによって、ジェット・パイプの中に廃水とスラッジと空気の混合物が形成され、
   該混合物が、前述のジェット・ノズルによって前述の空気供給パイプの排出パイプ内に送られ、次いで前述のブランチ・パイプに送られ、前述のブランチ・パイプの通気穴から排出されることによって、前述の膜モジュールが曝気されることを特徴とするジェット・曝気装置。
2. 請求項1のジェット・曝気装置の前述のポンプは、前述の膜モジュールの間、または前述の膜モジュールの側面に配置される。
3. 請求項1のジェット・曝気装置は、前述のエア・インレット・パイプの空気吸気量がボールバルブによって制御される。
4. 請求項1のジェット・曝気装置の前述の水注入口は前述の膜バイオリアクターの規定低液面より低い。
5. 請求項１のジェット・曝気装置において、前述の通気穴の列は前述のブランチ・パイプの両側に配列され、前述の通気穴と垂直線の間の角度は±（44°−46°）である。
6. 請求項１のジェット・曝気装置の前述の通気穴の直径は4−10mmである。
7. 請求項１のジェット・曝気装置の前述の通気穴は前述の膜モジュールの底から100−500mm下に配置される。
8. 請求項１のジェット・曝気装置では前述の通気穴は前述の膜モジュールの底から300mm下に配置される。
9. 請求項１のジェット・曝気装置の前述のブランチ・パイプは耐食性パイプである。
10. 請求項１のジェット・曝気装置の前述の排出パイプは耐食性パイプである。
11. 請求項1のジェット・曝気装置において、前述のコネクタは耐食性コネクタである。
12. 請求項1のジェット・曝気装置の使用に関する方法であって、つぎの１）−３）を含む。
    １）前述のジェット・エアレーターの前述のポンプにスラッジと廃水をポンピングしスラッジと廃水の高速流を形成することによって、負圧を前述のジェット・パイプで発生させる、
    ２）空気、廃水およびスラッジを含む混合物を形成するため、前記負圧によって、前述のジェット・パイプに空気を吸引し、空気対水の比は4−15：１に制御する、
    ３）前述の空気供給パイプの通気穴を通して前述の混合物を送り、前述の膜モジュールを洗い流す。

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