JPH0427496A - 廃水処理装置の曝気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は下水や生活廃水の生物学的処理装置に用いられ
る曝気装置に関する。

〔従来の技術〕

下水や生活廃水の処理装置として、活性汚泥法や浸漬曝
気法など生物学的処理装置が広く用いられている。これ
らの処理装置では、微生物に酸素を供給するために空気
曝気が行なわれているが。

曝気装置の主要な部品である散気装置に従来最も広く用
いられているのは、多孔性セラミック製や多孔性プラス
チック製のものである。これら多孔性セラミック製や多
孔性プラスチック製散気装置の形状は円筒形であり、一
端を封止し他端の開口部から空気を供給し、その空気が
これら多孔性材料を通過する間に気泡となる。しかし、
このような散気装置は気泡径が大きいために曝気効率が
低く、シかも目詰まりを起こしやすいという欠点がある
。そこで、より小さい気泡を発生させるために、円盤状
のセラミック製散気装置が開発されたが、この散気装置
は気泡を微細にすることは可能であるか、やはり目詰味
りが生じやすいという欠点を持っている。

これらの欠点に対処するため、近年ゴムを利用した散気
装置が開発されている。第３図はこの散気装置の模式断
面図であり、この散気装置は主としてプラスチック円盤
１．ゴムメンブレン２．止め金具３からなり、ゴムメン
ブレン２には多数の微細な孔があけられている（孔は図
示してない）。

気泡の発生は次のようにして行なわれる。ゴムメンブレ
ン２にあけである多数の微細な孔は常時閉じているが、
プラスチック円盤１の中心孔４がら空気を流入すると、
コムメンブレン２が押し上げられ、その張力によってゴ
ムメンブレン２の多数の微細孔が開口し、そこから微細
な気泡が発生するようになる。空気を止めると、ゴムメ
ンブレン２は収縮し同時に微細孔も閉じるので、この微
細孔にごみや微生物のフロックなどが入り込むことがな
く、したがって目詰まりを起こすこともない。

このように、第３図に示した散気装置は微細気泡を発生
し、しかも目詰まりがないという特徴を持っているので
、この散気装置を利用した曝気装置が種々開発されてお
り、従来量も多用されているのは第４図に示したような
全面曝気装置である。

第４図はこれを代表的な生物学的処理装置である活性汚
泥法に用いた場合のタンク上方から見た模式図であり、
第４図の如く、活性汚泥タンクＳ内の広い範囲に空気配
管６を分岐して配置し、各配管６の適当な位置に、散気
装置７を例えば１０個取り付けである。このような曝気
装置を用いることにより、下水の流入量が比較的安定し
ている活性汚泥処理装置では、微細気泡を利用して効率
の高い処理を行なうことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

し力）しながら、流入下水量が時間によって大きく変動
し、それに対応して曝気空気量を変化させなければなら
ない処理装置の場合は、曝気が不安定になり効率が悪化
して、曝気のための動力費が増加するなどの問題がある
。これを第５図を参照して説明する。第５図は第３図に
示した散気装置を用いたときの散気装置１個当たりの空
気流量と酸素溶解量との関係を表わした線色であり、第
５図から散索＃解量を大きくするためには、散気装置１
個当たりの空気流量を低くすればよいことがわかる。一
方第６図は散気装置１偽当たりの空気流量さ圧力損失の
関係を表わした巌図であり、第６図は散気装置１個当た
りの空気流量が増加するに従って、圧力損失も増加する
ことを示している。

ここで、活性汚泥タンクへ流入する下水の量が大きく変
動する処理装置を想定し、低流量時の適正な空気量は散
気装置１個当たり５ＮＦＦ／／時間（第６図中の運転条
件工）であり、下水の量が増加したときは、１４．ＯＮ
ｍ’／時間（第６図中の運転条件■）の曝気を行なわな
ければ、良好な水質が得られない場合を考える。この場
合散気装置の酸素溶解量は、５Ｎ−７時間では第５図か
ら２２ｇＯ２／Ｎ−空気９水深１ｍであり比較的良好で
あるが、１４．ＯＮｉ／時間では１５ｇｏｚ／Ｎ−空気
・水深１ｍとなり３２％も減少している。これは曝気エ
ネルギーの増大を意味する。酸素溶解量の低下をできる
だけ防ぐために、低流量時の散気装置１個当たりの空気
流量をより低く設定すること、　１０ち散気装置の取り
付は儂数を増すことも考えられるが、第６図に示すよう
に圧力損失が小さくなり゛過ぎ、散気装置の敗り付は位
置の誤差によって散気空気量が不均一となり、タンク全
体の安定な曝気を行なうことができなくなるので好まし
くない。このように、纂４図に示した曝気装置では、空
気流量が増すと曝気効率が低下し、それに伴ない曝気動
力費を増大させる。さらに、″同じ散気装置で空気流量
が大き（変動するために、ゴムメンブレンの伸縮作用が
激しくなり、それが散気装置の劣化を促進させる原因に
もなる。

本発明の目的は上述の欠点を除去し、活性汚泥タンクへ
流入する下水の量が大きく変動しても、散気装置の効率
低下を最小限に抑え、動力費の増加を最低に維持しなが
ら空気流量を増減することが可能な曝気装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために本発明の曝気装置は、それ
ぞれ引張強度が異なり多数の細孔を持つコムメンブレン
を装置した２種類の散気装置を配管に取り付けたもので
ある。

〔作用〕

本発明の曝気装置は散気装置を上記のように構成したた
め、空気流量と圧力損失の関係は第２図の線図のように
なる。第２図は笑線の曲線（１）を表わす従来の散気装
置（人形）（第６図）に、さらにゴムメンブレンの残置
がこれより大きい散気装置（Ｂ形）を併用した本発明の
曝気装置の場合であり、付訓した散気装置（Ｂ形）の関
係を点線の曲線（２）で表わしたものである。人形散気
装置とＢ形散気装置の混在する本発明の曝気装置では、
例えば前述の運転条件工、圧力損失１１７ｍのような場
合、人形散気装置からは散気が行なわれるが、Ｂ形散気
装置は圧力不足で閉じたままとなる。窒気流量を増大さ
せると、人形散気装置、Ｂ形散気装置のいずれからも散
気が始まることになる。このとき人形散気装置、Ｂ形散
気装置の両方が用いられているから空気流量が増大して
も、各々の散気装置１１１！ｉｆ当たりの空気流量の増
大は比較的低く抑えることができる。前述のように空気
流量と酸素溶解量の間には第５図の関係があるから、空
気流量の増力口が少なければ効率の低下も少ない。した
がって、人形散気装置、Ｂ形散気装置の互いに弓張強度
が異なるゴムメンブレンを装着した２′ｔａ類の散気装
置を持つ本発明の曝気装置は、効率低下が少なく、曝気
エネルギーのコストダウンが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。

ｗｃ１図は本発明の曝気装置を適用した活性汚泥タンク
の上方から見た模式図であり、第４図と共通部分を同一
符号で宍わしである。第１図が第４図と異なる点は、第
１図では第４図の散気装置（人形とする）７のほかに、
これより強度の高いゴムメンブレンを有する散気装置（
Ｂ形とする）８の２２１［類の散気装置を連結配置し、
全部で第４図の装置の２倍の９個の散気装置を用いたこ
とにある。

第２図は第６図と同じ窒気流量と圧力損失の関係を宍わ
した線図であるが、ここでは従来の人形散気装置の関係
曲線（１）とともに、本発明の曝気装置を用いたときの
Ｂ形散気装置の関係曲線（２）を点線で併記し、第６図
の運転条件Ｉ、運転条件■に加えて、本発明の曝気装置
による運転条件■を記入したものである。次に第２図と
前述の第５図の両図を参照して本発明の曝気装置の機能
について説明する。流入下水量が少ないとき、散気装置
本体の圧力損失が１１　ａｍ水柱程度（運転条件工）で
運転すると、人形散気装置７からは１個当たり５　Ｎｗ
／／時間で空気が吐出されるが、ゴムメンブレンの強度
の高いＢ形散気装置８からの吐出は殆どない。

この場合、散気装置１個当たりの酸素溶解量は。

Ｚ２ｇ０２／Ｎｍ’空気・水深１ｍ当たりである。深さ
方向の効率は水深の０７乗に比例するので、水深３ｍで
あれば、酸素供給量は２２Ｘ（３／１）　　刈ＯＸ　Ｓ
＝２３７６ｇＯｚ／時間である。下水流量が増大した場
合は既に述べたように、従来装置では１４゜ＯＮｎ／／
時間（運転条件■）の曝気が必要であり、全体の曝気量
は１４　Ｘ　１０＝　１４０　ＮＦＦ／／時間、酸素供
給量は１５　Ｘ（３／１　）　　ｘｌｏｘ１４　＝　４
５３６　ｇｏｚＡＲ間である。したがって、本発明の曝
気装置でも同様の１１！素供給量となるが、そのときの
条件が第２図における運転榮件■である。このときＡ形
散気装＃、、７．Ｂ形散気装置８の両方が使用され、圧
力損失は１４１１水柾であり、人形散気装置７の窒気流
量は７Ｎ−７時間。

Ｂ形散気装置８は３．　Ｉ　Ｎｎ／７時間である。酸素
供給量は人形散気装置７が加Ｘ（３／１）　　Ｘ１０Ｘ
１０Ｘ７＝３０２４／時間、Ｂ形散気装置８が２３．８
ｘ（３／１）　　ｘｌｏ　ｘ　３．１　＝　１５９４　
ｇｏ２／時間の合計４６１８ｇＯｘ／時間となり、必要
とする４５３６　ｇｏ２７時間を満たしている。このと
きの空気流量は全体で７　Ｎｄ／時間×ｌＯ＋　３．Ｉ
　Ｎ？Ｆ／／時間ｘ　ｌｏ　＝　１０１　Ｎｍ’／時間
であり、従来装置が１４ＯＮｔｔ？／時間であったのに
比べて、本発明の装置では３９Ｎｍ？／時間、即ち３９
％もの曝気流量の節約がなされている。

曝気装置の主ｌ！部品である散気装置の形状については
、既に第３図で述べた通りであるが、本発明に用いられ
、従来の散気装置（人形）より強度の高いゴムメンブレ
ン２を有する散気装置（Ｂ形）は、コムメンブレン２の
厚さを若干変えるか、もしくは材料をやや変化させるこ
とによって容易に得ることができる。人形散気装置７．
Ｂ形散気装置８とも空気配管６への取り付は方法は同じ
であるから、本発明の曝気装置を作製することも容易で
ある。

なお、人形散気装置７とＢ形散気装置８の敗り付は個数
の比を、本実施例では１：１としたが、この割合は曝気
プロワの能力や、必要な酸素供給量の範囲などに応じて
変更することができる。

以上、活性汚泥タンクへの適用例について本発明の曝気
装置を説明したが、曝気を必要とする廃水処理方法、例
えば浸漬曝気法にも本発明の曝気装置は適用可能である
。また全面曝気を例として述べたが、片側旋回方式の曝
気槽を用いて、この曝気槽の片面のみに曝気装置を設け
る場合にも本発明の曝気装置を適用することができる。

〔発明の効果〕

促来、流入下水量が時間によって大きく変動し、それに
対応して曝気空気量を変化させなければならない廃水処
理装置に対し、微細な孔を有するゴムメンブレンが装着
された散気装置を取り付けた曝気装置を用いると、曝気
空気流量が増大したときに散気効率が低下し、これが曝
気動力のコストを高くしていた。この従来装置の問題を
鱗決するためになされた本発明の曝気装置は、実施例で
述べた如く次の木魚を有する。

本発明は多数の細孔を有し、強度の異なる２種抱のゴム
メンブレンを装着した人形散気装置とＢ形散気装置（ゴ
ムメンブレンの強度は人形〈Ｂ形）を取り付けた曝気装
置としたために、曝気空気流量が少ないときは人形散気
装置のみで曝気を行ない、＠気中気流量が多いときは人
形散気装置とＢ形散気装置の両方で曝気を行なうことが
できるので％全気流量が多いときにも散気装置１個当た
りの散気空気流量を低く保ち、全体として常に散気効率
を高く維持することが可能となる。ざらに散気装置１個
当たりの空気流量の変動範囲が狭くなるので、ゴムメン
ブレンの極端な伸び縮みがなくなることから、ゴムメン
ブレンのｐ＃命を長くし、これがこの曝気装置の寿命を
伸ばすという利点もある。

【図面の簡単な説明】

ｔｉＸ１図は本発明の曝気装置を適用した活性汚泥タン
クの上方から見た模式図、第２図は本発明の曝気装置を
用いたときのを気流量と圧力損失の関ｇｋを表わした線
図、第３区は散気装置の模式断面図、第４図は従来の曝
気装置を用いた活性汚泥タンクの上方から見た模式図、
第５図は従来の曝気装置を用いたときの空気流量と＃Ｒ
素浴解量の関係を懺わした線図、第６図は従来の曝気装
置を用いたときの空気流量と圧力損失の関係を表わした
線図である。 １：プラスチ、り円盤％　２：ゴムメンブレン、３：止
め金具、４：中心孔、５：活性汚泥タンク、６：空気配
管、７，８：散気装置。 第 図 を先辰１１個当りの生乳５Ｌ童 （Ｎｍ３／吟関） ２丁ムメ〉ブルン ｔ１１操！１個当りの空最灘童 （Ｎｍ″／時戸１門戸 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）廃水の生物学的処理装置に用いられ、多数の微細孔
   を有するゴムメンブレンが装着された複数個の散気装置
   を空気配管に取り付けた廃水処理装置の曝気装置であっ
   て、前記散気装置として強度の異なるゴムメンブレンを
   装着した２種類を有することを特徴とする廃水処理装置
   の曝気装置。