JP5648387B2

JP5648387B2 - 散気装置及び膜分離装置の運転方法

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Publication number: JP5648387B2
Application number: JP2010208378A
Authority: JP
Inventors: 朋樹川岸; 中原　禎仁; 禎仁中原
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2030-09-16
Also published as: JP2012061432A

Description

この発明は、散気装置及び膜分離装置の運転方法に関する。

例えば、膜分離活性汚泥処理システムの中には、処理槽に配置された膜分離モジュールを用いて被処理水の固液分離を行う膜分離装置を用いるものがある。処理槽内に配置された膜分離モジュールの下方に、ブロワによって空気を供給する散気管が配置され、散気管から放出される空気の気泡により処理槽内の被処理水を曝気すると共に、散気管から放出された空気の気泡が上昇することを利用して気液混合流を生成し、膜分離モジュールを揺動させてろ過面に付着した汚泥を剥離させ膜面の目詰まりを抑制している。
ここで、この散気管に形成された散気孔は、散気によって空気が通過しているが、経時的使用によって散気管に堆積する汚泥や、散気運転を停止した際に沈降しながら堆積する汚泥などにより目詰まりを生じるという問題がある。
そのため、散気管に空気を送るブロワの吸入側を散気管を延長して接続し、ブロワによる散気運転を停止した状態で、再度ブロワを駆動して今度はブロワの吸入側から散気管内を吸引し、散気孔から被処理水を流入させ散気孔のまわりに付着した固形成分を被処理液で溶解除去している（特許文献１参照）。

特開２００８−６２１９６号公報

上記従来の膜分離装置においては、散気管に空気を供給するブロワの吸入側に散気管を接続するため、散気管の内部に速やかに汚泥を流入させて、散気孔の付着物を取り除くことができる点で有利であるが、散気管から流入した汚泥がそのままブロワの吸入側に至るとブロワが破損するため、ブロワと散気管との間に気液分離装置が必要となるという問題がある。
また、ブロワによって吸入される散気管内の空気は汚泥に晒されているため、例えば、活性汚泥から硫化水素などの腐食性ガスが発生した場合に、ブロワを損傷してしまう虞がある。

そこで、この発明は、ブロワを損傷する虞がなく、かつ気液分離装置も必要としない散気装置及び膜分離装置の運転方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、被処理液（例えば、実施形態における汚泥）を貯留した処理槽（例えば、実施形態における好気槽７）内に設置されると共に気体供給管（例えば、実施形態における空気供給管１５、空気給排管１６）を介して気体供給装置（例えば、実施形態におけるブロワ１３）に接続され、前記処理槽内に散気管（例えば、実施形態における散気管１７）から気体を供給する散気装置において、前記気体供給管に前記散気管内を負圧にする負圧発生装置を接続し、前記負圧発生装置が、流体供給装置（例えば、実施形態におけるブロワ１３、原水流入用ポンプ６、汚泥循環ポンプ１０、ポンプ６６）を利用したアスピレーター（例えば、実施形態におけるエジェクター２０、アスピレーター６０）であり、前記流体供給装置が、原水槽（例えば、実施形態における原水タンク３）から前記処理槽の上流側に配置された無酸素槽（例えば、実施形態における無酸素槽４）に送給される原水或いは前記処理槽と前記無酸素槽との間を循環する汚泥の送給装置（例えば、実施形態における原水流入用ポンプ６、汚泥循環ポンプ１０）であることを特徴とする。
このように構成することで、被処理液や原水や水を液体供給装置により送給する際の流体エネルギーを利用して、アスピレーターによって負圧を発生させ、この負圧により散気管から被処理液を吸引することができる。

また、このように構成することで、原水槽から無酸素槽に送給される原水或いは処理槽と無酸素槽との間を循環する汚泥の送給装置を有効利用して、アスピレーターによって負圧を発生させ、この負圧により散気管から被処理液を吸引することができる。

請求項２に記載した発明は、前記アスピレーターが、前記気体供給装置を利用したエジェクター（例えば、実施形態におけるエジェクター２０）であることを特徴とする。
このように構成することで、空気を散気管に送給するブロワやその他気体供給装置によって送給する気体エネルギーを利用してアスピレーターの一形態であるエジェクターによって負圧を発生させ、この負圧により散気管から被処理液を吸引することができる。

請求項３に記載した発明は、被処理液（例えば、実施形態における汚泥）を貯留した処理槽（例えば、実施形態における好気槽７）と、該処理槽に設置した膜分離モジュール（例えば、実施形態における膜分離モジュール１２）と、該膜分離モジュールの下方に請求項１又は請求項２に記載した散気装置（例えば、実施形態における散気装置１４）を備えた膜分離装置の運転方法であって、前記膜分離モジュールをエアスクラビング洗浄しながら被処理液のろ過を行う通常運転と、前記エアスクラビング洗浄を停止し前記散気装置の散気管内を負圧にする負圧発生装置により前記散気管内を負圧にして被処理液を前記散気管の散気孔から流入させ、流入した被処理液で前記散気孔の被処理液の固形成分を除去して前記散気管の目詰まりを解消する洗浄運転を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、被処理液や原水や水を流体供給装置により送給する際の流体エネルギーを利用して、アスピレーターによって負圧を発生させ、この負圧により散気管から被処理液を吸引することができるため、気体供給管を介して散気装置へ空気を供給するブロワの吸入側の負圧を利用し被処理液を吸引した場合のように気液分離装置を必要とせず、ブロワが被処理液を吸い込んだり、被処理液から発生する酸化性のガスを吸入してブロワを破損させることなく散気管の目詰まりを防止できる。
また、請求項１に記載した発明によれば、原水槽から無酸素槽に送給される原水或いは処理槽と無酸素槽との間を循環する汚泥の送給装置を有効利用して、アスピレーターによって負圧を発生させ、この負圧により散気管から被処理液を吸引することができるため、気体供給管を介して散気装置へ空気を供給するブロワの吸入側の負圧を利用し被処理液を吸引した場合のように気液分離装置を必要とせず、ブロワが被処理液を吸い込んだり、被処理液から腐食性のガスを吸入してブロワを破損させることなく散気管の目詰まりを防止できる。
請求項２に記載した発明によれば、空気を散気管に送給するブロワやその他気体供給装置によって送給する気体エネルギーを利用してアスピレーターの一形態であるエジェクターによって負圧を発生させ、この負圧により散気管から被処理液を吸引することができるため、気体供給管を介して散気装置へ空気を供給するブロワの吸入側の負圧を利用し被処理液を吸引した場合のように気液分離装置を必要とせず、ブロワが被処理液を吸い込んだり、被処理液から発生する腐食性のガスを吸入してブロワを破損させることなく散気管の目詰まりを防止できる。
請求項３に記載した発明によれば、気体供給管を介して散気装置へ空気を供給するブロワの吸入側の負圧を利用し被処理液を吸引した場合のように気液分離装置を必要とせず、ブロワが被処理液を吸い込んだり、被処理液から発生する酸化性のガスを吸入してブロワを破損させることなく散気管の目詰まりを防止できる。

この発明の実施形態の膜分離装置を用いた膜分離活性汚泥処理システムを模式的に示す説明図である。図１の要部説明図である。この発明の実施形態の膜分離モジュールと散気装置の斜視図である。図３の部分拡大斜視図である。この発明の実施形態の散気装置の斜視図である。この発明の第１実施形態の通常運転状態を示す要部説明図である。この発明の第１実施形態の洗浄運転状態を示す要部説明図である。この発明の第２実施形態の通常運転状態を示す要部説明図である。この発明の第２実施形態の洗浄運転状態を示す要部説明図である。この発明の第３実施形態の通常運転状態を示す要部説明図である。この発明の第３実施形態の洗浄運転状態を示す要部説明図である。この発明の第４実施形態の通常運転状態を示す要部説明図である。この発明の第４実施形態の洗浄運転状態を示す要部説明図である。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明の実施形態の膜分離装置を用いた循環式硝化脱窒法による膜分離活性汚泥処理システムを模式的に示す説明図である。
以下、循環式硝化脱窒法のフローに基づき説明するが、循環式硝化脱窒法に限らず、嫌気好気法（AO法）、循環式嫌気好気法（A2O法）など、いずれの方法と組み合わせても良い。
この膜分離活性汚泥処理システムは、工業用排水や生活排水中に含まれる有機物、或いは微生物や細菌類を含む排水を生物学的に処理し、中空糸膜を用いて固液分離を行うシステムである。

浄化処理対象となる汚水が、例えば、５０ｍｍの一次スクリーン１と１ｍｍの二次スクリーン２でろ過された後に、原水として原水タンク３に収容されている。
原水タンク３の下流側には無酸素槽４が配置されている。原水タンク３と無酸素槽４とは原水配管５で接続され、原水配管５の開口端が無酸素槽４の上方で開口し、原水配管５に原水流入用ポンプ６が介装されている。この原水流入用ポンプ６によって原水が原水タンク３から無酸素槽４に供給される。

無酸素槽４の下流側には好気槽７が配置されている。無酸素槽４と好気槽７とは、汚泥を無酸素槽４から好気槽７に供給するオーバーフロー経路８と、汚泥を好気槽７から無酸素槽４へ戻す戻り配管９で接続されている。戻り配管９の開口端は無酸素槽４の上方で開口している。戻り配管９には汚泥循環ポンプ１０が介装され、オーバーフロー経路８でオーバーフローさせながら無酸素槽４と好気槽７との間で汚泥が循環できるようになっている。尚、無酸素槽４には槽内を攪拌する攪拌装置１１が収容されている。

好気槽７は収容された汚泥内に複数の膜分離モジュール１２を浸漬した状態で備えている。膜分離モジュール１２の下方にはブロワ１３に接続された散気装置１４が配置されている。ブロワ１３から延びる空気供給管１５にはエジェクター２０の入口ポート２１が接続され、エジェクター２０の出口ポート２２には開閉バルブ２５が接続されている。エジェクター２０には、エジェクター２０のノズル１９の周囲の負圧室２３に連通するように空気給排管１６が接続され、空気給排管１６は散気装置１４の散気管１７に接続されている。これら好気槽７、膜分離モジュール１２、散気装置１４、ブロワ１３、空気供給管１５、空気給排管１６及びエジェクター２０が膜分離装置を構成している。ここで、エジェクター２０はアスピレーターの一種である。アスピレーターとは流体が流れる際のベンチュリ効果を利用して減圧状態を作り出すための器具であって、その中でエジェクターは流体として空気や水蒸気を利用するものをいう。

好気槽７の下流側には処理水タンク２７が配置されている。膜分離モジュール１２の浄水側のポートである吸水口５１ｃ（図４参照）と処理水タンク２７は処理水配管２８で接続され、処理水配管２８に介装されたろ過ポンプ２９によって、膜分離モジュール１２で吸引ろ過された処理水は更にろ過されて処理水タンク２７に供給される。処理水配管２８には化学的浄化ユニット３０からポンプ３１によって供給される浄化液の浄化液配管３２が接続されている。尚、処理水タンク２７には排水管３３が接続されている。

図２に具体的に示すように、好気槽７には膜分離モジュール１２が各々散気装置１４を備えて４組配置されている。各膜分離モジュール１２の吸水口５１ｃから処理水配管２８に至る集水管３５には各々流量調整バルブ３４が設けられている。また、エジェクター２０の負圧室２３に接続された空気給排管１６には、各散気装置１４に至る分岐管２４が接続され、各分岐管２４には空気量調整バルブ２６が設けられている。

図３に示すように、好気槽７に載置されるフレーム３９に膜分離モジュール１２とその下方に所定間隔をおいて散気装置１４が一体固定されている。
膜分離モジュール１２は長さ方向を垂直に向けた複数枚の中空糸膜エレメント４０を並列させたものが支持固定されている。

中空糸膜エレメント４０は、多数本の多孔質中空糸膜４０ａを等間隔で隣接して同一平面上に配置した膜シート４１の上端開口端部をポッティング材４１ａを介してろ過水取出管４２に連通支持させると共に、下端を閉塞して同じくポッティング材４１ａを介して下枠４３により固定支持させ、ろ過水取出管４２及び下枠４３の各両端を一対の縦杆４４によって固定されている。
多数枚の中空糸膜エレメント４０が、シート面を鉛直にして上下端面が開口した矩形筒状の上部壁材５０のほぼ全容積内に収容されて並列支持されている。

図４に示すように、各中空糸膜エレメント４０のろ過水取出管４２の一端には各多孔質中空糸膜４０ａによってろ過された良質のろ過水の取出口４２ａが形成されている。各取出口４２ａには、Ｌ型継手４２ｂがシール材を介して液密に取り付けられている。また、上部壁材５０の上端の取出口４２ａが形成されている側の端縁に沿って集水ヘッダー管５１が横設されている。この集水ヘッダー管５１は複数の取出口４２ａに対応する位置に各々集水口５１ａを備え、各集水口５１ａに取出口４２ａと同様のＬ型継手５１ｂがシール材を介して液密に取り付けられている。

ろ過水取出管４２の取出口４２ａと集水ヘッダー管５１の集水口５１ａとが、各々に取り付けられたＬ型継手４２ｂ，５１ｂ同士を接続することにより通水可能に連結されている。集水ヘッダー管５１の一端部には、ろ過ポンプ２９と処理水配管２８、集水管３５を介して接続される吸水口５１ｃが形成されている。
ここで、集水管３５は集水ヘッダー管５１から好気槽７の液面より高い上方位置まで立ち上がり、それぞれが水平に配された処理水配管２８に接続されている。

図５に示すように、散気装置１４は、上部壁材５０の下端に結合された同じく上下が開口する矩形の下部壁材５４を備えている。下部壁材５４の４隅には下端から下方に延びる４本の支柱５４ａが設けられ、この下部壁材５４の底部に散気装置１４が収容固設されている。散気装置１４は空気給排管１６から分岐する分岐管２４を備えている。分岐管２４の開口端は下部壁材５４の正面側内壁面に沿って幅方向に水平に延設された分岐管路５５の一端部に接続されている。分岐管路５５の長さ方向には、所定の間隔をおいて梯子状に配され、一端が分岐管路５５に連通して固設されると共に、他端が背面側の下部壁材５４の内壁面に沿って水平に固設された複数本の散気管１７が設けられている。散気管１７には図示しない散気孔が多数形成されている。散気孔は、散気管１７の上面、下面、側面のいずれの位置にあっても良い。
散気管１７の分岐管２４との接続側端部は分岐管２４の内部と連通しており、散気管１７の他端は閉塞されている。

ここで、多孔質中空糸膜４０ａは中心部に沿って長さ方向に中空とされたＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニデン）の多孔質中空糸膜が使われており、ろ過孔の孔径は０．４μｍである。また、多孔質中空糸膜４０ａの１本あたりの有効膜面積は２５ｍ２である。

ただし、多孔質中空糸膜４０ａ、ろ過水取出管４２及び縦杆４４などの材質、中空糸膜エレメント４０の大きさ、散気装置１４をも含めた一ユニットの大きさやユニット１基あたりの中空糸膜エレメント４０の枚数などは、用途に応じて多様に変更が可能である。例えば、中空糸膜エレメント４０の枚数で言えば処理量に合わせて２０枚、４０枚、６０枚、…と任意に設定でき、或いは多孔質中空糸膜４０ａの材質には、セルロース系、ポリオレフィン系、ポリスルホン系、ポリビニルアルコール系、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化エチレンなど、従来公知のものを適用することができる

次に、第１実施形態の作用について説明する。原水タンク３から原水流入用ポンプ６によって供給された無酸素槽４内の汚泥は、汚泥循環ポンプ１０によりオーバーフロー経路８と戻り配管９とを流れ無酸素槽４と好気槽７との間で循環する。
この間、好気槽７においては、膜分離モジュール１２をエアスクラビング洗浄しながら好気槽７内の膜分離モジュール１２で汚泥を吸引ろ過して固液分離する通常運転と、散気装置１４の散気管１７の詰まりを解消するために散気管１７から汚泥を吸引して散気管１７の固着成分を溶解する洗浄運転とが行われる。

図６は通常運転状態にある第１実施形態の膜分離装置の要部を模式的に示し、図７は洗浄運転状態にある第１実施形態の膜分離装置の要部を模式的に示している。図６に示すように、膜分離装置の通常運転の場合には、開閉バルブ２５を閉塞し、ブロワ１３をオンにして空気供給管１５から空気を供給するとエジェクター２０の負圧室２３から負圧室２３に連通する空気給排管１６に空気が送給され、散気装置１４の散気管１７の多数の散気孔から泡となって好気槽７内に放出される曝気が行われる。したがって、エジェクター２０は単なる配管の一部として機能するに過ぎない。

散気装置１４の散気管１７から放出される気泡により発生した気液混合流は、斜め方向に飛散せず、まっすぐに上昇して膜分離モジュール１２に効率よく接触する。このとき、膜分離モジュール１２の膜面に対する気液混合流の一様な分散により、多孔質中空糸膜４０ａを揺動させて各中空糸膜エレメント４０を均一に洗浄する。その後、気液混合流は上昇して周辺へと流れて下降し、全体として上下方向の旋回流を形成する。この旋回流により活性汚泥は攪拌され、生物学的処理が均一化される。

ここで、散気装置１４の散気管１７には多数の散気孔が形成されており、この散気孔から通常運転を行っている間は空気が放出されるものの、散気装置１４の経時的使用によって散気管１７の散気孔が徐々に汚泥によって閉塞されエアスクラビング洗浄が効果的に行えなくなる。
この閉塞を防止するために、定期的に上記洗浄運転を繰り返すことが望ましい。
或いは、散気管１７の散気孔の閉塞状態をブロワ１３の吐出側の圧力を検出することにより洗浄運転を行うことができる。
したがって、ブロワ１３の吐出側の圧力や空気供給管１５や空気給排管１６に設けた圧力センサにより、空気供給管１５や空気給排管１６の圧力が一定以上となった場合に、散気管１７の散気孔が閉塞していると考えられるので、通常運転を停止して膜分離装置の洗浄運転を開始する。

図７に示すように、膜分離装置の洗浄運転を開始するにあたっては、ブロワ１３をオンのままで、開閉バルブ２５を開放する。すると空気供給管１５からエジェクター２０、開閉バルブ２５に向かって空気が噴出され、エジェクター２０のノズル１９からエジェクター２０の出口ポート２２に向かって噴出される空気流によるベンチュリ効果によってノズル１９の周りの負圧室２３に負圧が発生する。発生した負圧により空気給排管１６には吸引力が作用する。
したがって、空気給排管１６の負圧により、散気管１７の散気孔から汚泥が吸引されて、吸引される際の流速で固形成分が散気孔から剥がれると共に固体化した汚泥が溶解することで散気管１７の散気孔の閉塞状態が解消される。ここで、洗浄運転に際しては散気管１７からの吸引汚泥がエジェクター２０に至らないように洗浄運転の時間を調整してもよい。このとき、エジェクター２０により負圧が十分に確保されれば、吸引した汚泥を散気管１７内から開閉バルブ２５を経由して、排除することができるため、散気孔を閉塞していた固形成分が十分に溶解していない場合でも散気管１７の内部に戻ることがなく、再度詰まりを生じさせる原因とならないようにすることができる。
散気管１７の散気孔の閉塞状態が解消されると再び前述した通常運転に移行する。通常運転に移行すると、通常運転初期において散気管１７内の乾燥汚泥は溶解した状態で散気管１７の散気孔から好気槽７に押し戻され、その後、散気管１７への空気供給によるエアスクラビングが再開される。

第１実施形態によれば、散気装置１４に用いられるブロワ１３を有効利用し、かつブロワ１３からの吐出空気を利用して負圧発生装置としてのエジェクター２０で負圧を発生させているため、ブロワ１３には空気給排管１６内のガスが吸入されることはなく、したがって、ブロワ１３の吸入側の負圧を利用し汚泥を吸入した場合のように、ブロワ１３が汚泥を吸い込んだり、汚泥から発生する腐食性のガスをブロワ１３が吸入して破損を招くことなく、ブロワ１３を保護するために気液分離装置も必要としないで散気管１７の目詰まりを防止できる。
とりわけ、この実施形態においてはブロワ１３は連続運転したままで、開閉バルブ２５の開閉操作のみで通常運転と洗浄運転とを切り換えられるので、操作が簡単に行える。そして、散気用の既存のブロワ１３のみを用いて洗浄運転を行うことができるので、装置構成が単純であり既存設備への設置も容易となる。

次に、この発明の第２実施形態を図１〜図５を援用し、図８、図９に基づいて説明する。図８は通常運転状態にある第２実施形態の膜分離装置の要部を模式的に示し、図９は洗浄運転状態にある第２実施形態の膜分離装置の要部を模式的に示している。尚、以下の説明で第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明する。

この実施形態は散気装置１４の散気管１７に負圧を作用させる負圧発生装置として第１実施形態のエジェクター２０に換えて、独立したポンプ６６を利用したアスピレーター６０を用いている。ブロワ１３は散気装置１４に空気を送る機能のみであり負圧発生には何ら関与していない。

図８、図９に示すように、散気管１７に接続された空気給排管１６が開閉バルブ５６を介してアスピレーター６０の負圧室６３に連通可能に接続されている。アスピレーター６０の入口ポート６１に水タンク５８の水をポンプ６６により供給する水配管５７が接続されている。アスピレーター６０の出口ポート６２には好気槽７に開口する戻り配管６４が接続されている。ブロワ１３には、開閉バルブ６５が介装された空気供給管１５が接続され、空気供給管１５は開閉バルブ５６と散気管１７との間で空気給排管１６に合流して接続されている。尚、５９はアスピレーター６０内部のノズルを示す。

次に、第２実施形態の作用について説明する。図８に示すように、膜分離装置の通常運転の際にはポンプ６６をオフとし、開閉バルブ５６を閉塞し、開閉バルブ６５を開放した状態でブロワ１３をオンにするとブロワ１３から空気供給管１５に送られた空気が空気給排管１６を経て散気装置１４の散気管１７の多数の散気孔から泡となって好気槽７内に放出される曝気が行われる。次に、通常運転により散気装置１４の散気管１７の散気孔が閉塞したことが、ブロワ１３の吐出側の圧力等により検出されると、通常運転を停止して洗浄運転を行う。

図９に示すように、膜分離装置の洗浄運転を開始するにあたっては、ブロワ１３をオフとし、開閉バルブ６５を閉塞すると共に開閉バルブ５６を開放した状態でポンプ６６をオンにする。これにより水タンク５８の水が水配管５７を経てアスピレーター６０に供給される。アスピレーター６０のノズル５９からアスピレーター６０の出口ポート６２に向かって噴出される水流によるベンチュリ効果によってノズル５９の周りの負圧室６３に負圧が発生する。発生した負圧により空気給排管１６には吸引力が作用する。

したがって、空気給排管１６の負圧により、散気管１７の散気孔から汚泥が吸引されて、吸引される際の流速で固形成分が散気孔から剥がれると共に固体化した汚泥が溶解することで散気管１７の散気孔の閉塞状態が解消される。ここで、空気給排管１６からアスピレーター６０の負圧室６３に導入された汚泥は、アスピレーター６０によって十分に負圧が確保されれば、アスピレーター６０のノズル５９から噴出される水と共に引き込まれるようにして戻り配管６４に送られて好気槽７に戻される。一定時間の洗浄運転で散気管１７の散気孔の閉塞状態が解消されると再び前述した通常運転に戻る。

第２実施形態によれば、ブロワ１３は散気装置１４に空気を供給するためにのみ使用され、散気管１７に負圧を作用させる負圧発生装置として、水を流体としたアスピレーター６０を用いているため、ブロワ１３には空気給排管１６内のガスが吸入されることはなく、したがって、ブロワ１３の吸入側の負圧を利用し汚泥を吸入した場合のように、ブロワ１３が汚泥を吸い込んだり、汚泥から発生する腐食性のガスをブロワ１３が吸入して破損を招くことなく、ブロワ１３を保護するために気液分離装置も必要としないで散気管１７の目詰まりを防止できる。
とりわけ、この実施形態においては、アスピレーター６０により負圧が十分に確保されれば、吸引した汚泥を好気槽７に戻せるため、散気孔を閉塞していた固形成分が十分に溶解していない場合でも散気管１７の内部に戻ることがなく、再度詰まりを生じさせる原因とならない点で有利である。

次に、この発明の第３実施形態を図１〜図５を援用し、図１０、図１１に基づいて説明する。図１０は通常運転状態にある第３実施形態の膜分離装置の要部を模式的に示し、図１１は洗浄運転状態にある第３実施形態の膜分離装置の要部を模式的に示している。尚、以下の説明で第１実施形態及び第２実施形態と同一部分には同一符号を付して説明する。

この実施形態は散気装置１４の散気管１７に負圧を作用させる負圧発生装置として第１実施形態のエジェクター２０に換えて、既存の設備である原水タンク３から原水を無酸素槽４に送る原水流入用ポンプ６を利用したアスピレーター６０を用いている。ブロワ１３は散気装置１４に空気を送る機能のみであり負圧発生には何ら関与していない。

図１０、図１１に示すように、散気管１７に接続された空気給排管１６が開閉バルブ５６を介してアスピレーター６０の負圧室６３に連通可能に接続されている。アスピレーター６０は原水タンク３の原水を無酸素槽４に送る原水配管５に介装され、具体的には原水流入用ポンプ６と無酸素槽４との間に取り付けられている。つまり、アスピレーター６０の入口ポート６１と出口ポート６２は原水配管５に接続されている。ブロワ１３には、開閉バルブ６５が介装された空気供給管１５が接続され、空気供給管１５は開閉バルブ５６と散気管１７との間で空気給排管１６に合流して接続されている。

次に、第３実施形態の作用について説明する。図１０に示すように、膜分離装置の通常運転の際には、原水タンク３の原水が原水流入用ポンプ６により原水配管５からアスピレーター６０を経て無酸素槽４に供給されているため、アスピレーター６０のノズル５９からアスピレーター６０の出口ポート６２に向かって噴出される原水流によるベンチュリ効果によってアスピレーター６０のノズル５９の周りの負圧室６３には既に負圧が発生している。

この状態で開閉バルブ５６を閉塞し、開閉バルブ６５を開放した状態でブロワ１３をオンにすると、ブロワ１３から空気供給管１５に送られた空気が空気給排管１６を経て散気装置１４の散気管１７の多数の散気孔から泡となって好気槽７内に放出される曝気が行われる。次に、通常運転により散気装置１４の散気管１７の散気孔が閉塞したことが、ブロワ１３の吐出側の圧力等により検出された場合、または定期洗浄を実施する場合には通常運転を停止して洗浄運転を行う。

図１１に示すように、膜分離装置の洗浄運転を開始するにあたっては、ブロワ１３をオフとし、開閉バルブ６５を閉塞すると共に開閉バルブ５６を開放する。すると、既に通常運転の際に原水タンク３の原水が原水配管５を経てアスピレーター６０に供給されていることにより発生している負圧がアスピレーター６０の負圧室６３から空気給排管１６に吸引力として作用する。

したがって、空気給排管１６の負圧により、散気管１７の散気孔から汚泥が吸引されて、吸引される際の流速で固形成分が散気孔から剥がれると共に固体化した汚泥が溶解することで散気管１７の散気孔の閉塞状態が解消される。ここで、空気給排管１６からアスピレーター６０の負圧室６３に導入された汚泥は、アスピレーター６０によって十分に負圧が確保されれば、アスピレーター６０のノズル５９から噴出される原水と共にアスピレーター６０に引き込まれる原水配管５に送られて無酸素槽４に排出される。一定時間の洗浄運転で散気管１７の散気孔の閉塞状態が解消されると再び前述した通常運転に戻る。
この実施形態では循環式硝化脱窒法を用いて説明しているため無酸素槽４に汚泥を排出しているが、汚泥の排出先は、原水タンク、または好気法（AO法）、循環式嫌気好気法（A2O法）など、他法であれば、好気槽、無酸素槽、膜槽、いずれの槽であっても良い。

第３実施形態によれば、ブロワ１３は散気装置１４に空気を供給するためにのみ使用され、散気管１７に負圧を作用させる負圧発生装置として、原水を流体としたアスピレーター６０を用いているため、ブロワ１３には空気給排管１６内のガスが吸入されることはなく、したがって、ブロワ１３の吸入側の負圧を利用し汚泥を吸入した場合のように、ブロワ１３が汚泥を吸い込んだり、汚泥から発生する腐食性のガスをブロワ１３が吸入して破損を招くことなく、ブロワ１３を保護するために気液分離装置も必要としないで散気管１７の目詰まりを防止できる。
とりわけ、この第３実施形態では既存の設備である原水タンク３から原水流入用ポンプ６により原水配管５に送られる原水の流れを有効利用している点で有利である。
また、この実施形態においては、アスピレーター６０により負圧が十分に確保されれば、吸引した汚泥を無酸素槽４に排出できるため、散気孔を閉塞していた固形成分が十分に溶解していない場合でも散気管１７の内部に戻ることがなく、再度詰まりを生じさせる原因とならない点で有利である。

次に、この発明の第４実施形態を図１〜図５を援用し、図１２、図１３に基づいて説明する。図１２は通常運転状態にある第４実施形態の膜分離装置の要部を模式的に示し、図１３は洗浄運転状態にある第４実施形態の膜分離装置の要部を模式的に示している。尚、以下の説明で第１実施形態及び第３実施形態と同一部分には同一符号を付して説明する。

この実施形態は散気装置１４の散気管１７に負圧を作用させる負圧発生装置として第１実施形態のエジェクター２０に換えて、既存の設備である好気槽７から汚泥を無酸素槽４に戻す汚泥循環ポンプ１０を利用したアスピレーター６０を用いている。ブロワ１３は散気装置１４に空気を送る機能のみであり負圧発生には何ら関与していない。

図１２、図１３に示すように、散気管１７に接続された空気給排管１６が開閉バルブ５６を介してアスピレーター６０の負圧室６３に連通可能に接続されている。アスピレーター６０は好気槽７の汚泥を無酸素槽４に循環させるための戻り配管９に介装され、具体的には汚泥循環ポンプ１０と無酸素槽４との間に取り付けられている。つまり、アスピレーター６０の入口ポート６１と出口ポート６２は戻り配管９に接続されている。ブロワ１３には、開閉バルブ６５が介装された空気供給管１５が接続され、空気供給管１５は開閉バルブ５６と散気管１７との間で空気給排管１６に合流して接続されている。

次に、第４実施形態の作用について説明する。図１２に示すように、膜分離装置の通常運転の際には、好気槽７の汚泥が汚泥循環ポンプ１０により戻り配管９からアスピレーター６０を経て無酸素槽４に供給されているため、アスピレーター６０のノズル５９からアスピレーター６０の出口ポート６２に向かって噴出される汚泥流によるベンチュリ効果によってアスピレーター６０のノズル５９の周りの負圧室６３には既に負圧が発生している。

図１３に示すように、膜分離装置の洗浄運転を開始するにあたっては、ブロワ１３をオフとし、開閉バルブ６５を閉塞すると共に開閉バルブ５６を開放する。すると、既に通常運転の際に好気槽７の汚泥が戻り配管９を経てアスピレーター６０に供給されていることにより発生している負圧がアスピレーター６０の負圧室６３から空気給排管１６に吸引力として作用する。

したがって、空気給排管１６の負圧により、散気管１７の散気孔から汚泥が吸引されて、吸引される際の流速で固形成分が散気孔から剥がれると共に固体化した汚泥が溶解することで散気管１７の散気孔の閉塞状態が解消される。ここで、空気給排管１６からアスピレーター６０の負圧室６３に導入された汚泥は、アスピレーター６０によって十分に負圧が確保されれば、アスピレーター６０のノズル５９から噴出される汚泥と共に引き込まれるようにして戻り配管９に送られて無酸素槽４に排出される。一定時間の洗浄運転で散気管１７の散気孔の閉塞状態が解消されると再び前述した通常運転に戻る。

第４実施形態によれば、ブロワ１３は散気装置１４に空気を供給するためにのみ使用され、散気管１７に負圧を作用させる負圧発生装置として、汚泥を流体としたアスピレーター６０を用いているため、ブロワ１３には空気給排管１６内のガスが吸入されることはなく、したがって、ブロワ１３の吸入側の負圧を利用し汚泥を吸入した場合のように、ブロワ１３が汚泥を吸い込んだり、汚泥から発生する腐食性のガスをブロワ１３が吸入して破損を招くことなく、ブロワ１３を保護するために気液分離装置も必要としないで散気管１７の目詰まりを防止できる。

とりわけ、この第４実施形態では既存の設備である好気槽７から汚泥循環ポンプ１０により戻り配管９に送られる汚泥の流れを有効利用している点で有利である。
また、この実施形態においては、アスピレーター６０により負圧が十分に確保されれば、吸引した汚泥を無酸素槽４に戻せるため、散気孔を閉塞していた固形成分が十分に溶解していない場合でも散気管１７の内部に戻ることがなく、再度詰まりを生じさせる原因とならない点で有利である。
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、負圧発生装置として用いた気体に対応するエジェクター或いは液体に対応するアスピレーターは、気体或いは液体が流過することにより発生するベンチュリ効果を使用して負圧を発生させることができるものであれば、どの部分に設けてもよい。膜分離装置であれば対象となっている被処理水は工業用、飲料用等様々な処理水に対応できる。

７好気槽（処理槽）
１５空気供給管（気体供給管）
１６空気給排管（気体供給管）
１３ブロワ（気体供給装置、流体供給装置）
１７散気管
６原水流入用ポンプ（流体供給装置、送給装置）
１０汚泥循環ポンプ（流体供給装置、送給装置）
６６ポンプ（流体供給装置）
２０エジェクター（アスピレーター、負圧発生装置）
６０アスピレーター（アスピレーター、負圧発生装置）
３原水タンク（原水槽）
４無酸素槽
１２膜分離モジュール
１４散気装置

Claims

被処理液を貯留した処理槽内に設置されると共に気体供給管を介して気体供給装置に接続され、前記処理槽内に散気管から気体を供給する散気装置において、
前記気体供給管に前記散気管内を負圧にする負圧発生装置を接続し、前記負圧発生装置が、流体供給装置を利用したアスピレーターであり、
前記流体供給装置が、原水槽から前記処理槽の上流側に配置された無酸素槽に送給される原水或いは前記処理槽と前記無酸素槽との間を循環する汚泥の送給装置であることを特徴とする散気装置。
前記アスピレーターが、前記気体供給装置を利用したエジェクターであることを特徴とする請求項１記載の散気装置。
被処理液を貯留した処理槽と、該処理槽に設置した膜分離モジュールと、該膜分離モジュールの下方に請求項１又は請求項２に記載した散気装置を備えた膜分離装置の運転方法であって、
前記膜分離モジュールをエアスクラビング洗浄しながら被処理液のろ過を行う通常運転と、前記エアスクラビング洗浄を停止し前記散気装置の散気管内を負圧にする負圧発生装置により前記散気管内を負圧にして被処理液を前記散気管の散気孔から流入させ、流入した被処理液で前記散気孔の被処理液の固形成分を除去して前記散気管の目詰まりを解消する洗浄運転を備えたことを特徴とする膜分離装置の運転方法。