KR20150034598A

KR20150034598A - 산기 장치 및 수처리 장치

Info

Publication number: KR20150034598A
Application number: KR20140104249A
Authority: KR
Inventors: 무 조우 란; 다쿠에이 수; 마나부 사사카와
Original assignee: 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2015-04-03
Also published as: CN104512961B; CN104512961A

Abstract

[과제] 주관 내나 산기관 내에 오니 등의 협잡물이 퇴적되는 것을 방지하고, 나아가 부품 점수가 많아지는 것에 의한 비용의 증가를 억제한 산기 장치 및 수처리 장치를 제공한다.
[해결수단] 기체 공급 장치로부터 기체가 공급되는 수평 방향으로 연장되는 주관 (2) 과, 산기공 (6) 을 갖고, 또한 주관 (2) 에 직접 연결하여 수평 방향으로 연장되는 복수의 지관 (3) 을 구비하는 산기 장치 (1) 이다. 주관 (2) 은, 그 일단측에 개방구 (20a) 를 갖고 있다.

Description

산기 장치 및 수처리 장치{AIR DIFFUSION APPARATUS AND WATER TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 산기 장치 및 당해 산기 장치를 구비한 수처리 장치에 관한 것이다.

최근, 정밀 여과막이나 한외 여과막 등의 분리막을 배치 형성한 막 모듈 유닛을 사용하여, 활성 오니의 고액 분리를 실시하는 방법이 여러 가지 검토되고 있다. 예를 들어, 막 모듈 유닛을 구비한 수처리 장치로서 활성 오니 처리 장치를 형성하고, 이 활성 오니 처리 장치를 사용하여 상기 분리막에 의해 활성 오니를 함유하는 피처리수의 여과 처리를 실시하면, 수질이 높은 처리수를 얻을 수 있다.

그런데, 상기 분리막을 사용하여 피처리수의 고액 분리를 실시하면, 여과 처리를 계속함에 따라 현탁 물질 (고형분) 에 의한 분리막 표면의 막힘이 진행되어, 여과 유량의 저하나, 막간 차압의 상승이 일어난다.

그래서, 종래에는 분리막 표면의 막힘을 방지하기 위하여, 예를 들어 특허문헌 1 ∼ 7 에 나타내는 바와 같이 막 모듈 유닛의 하방에 산기관 (산기 장치) 을 배치 형성하고, 산기관의 산기공 (散氣孔) 으로부터 공기를 산기함으로써 기포를 발생시켜, 그 기포의 상승에 의해 형성되는 기포와 피처리액의 기액 혼합류를 막 모듈 유닛에 닿게 함으로써 세정을 실시하고 있다. 즉, 기액 혼합류에 의해 막 모듈의 표면에 부착된 오니 등의 현탁 물질을 박리하고, 막 모듈로부터 제거하도록 하고 있다.

일본 공개특허공보 평11-244674호 일본 공개특허공보 2010-119976호 일본 공개특허공보 2001-276875호 일본 공개특허공보 2003-144876호 일본 공개특허공보 2002-186991호 미국 특허 출원 공개 제2011/0133348호 명세서 미국 특허 제7850151호 명세서

그러나, 특허문헌 1 의 침지형 막 분리 장치에서는, 운전을 장기간 계속하면 산기관 내나 이것에 연통되는 공기 헤더 (주관) 내에 오니 등의 협잡물이 퇴적되고, 이것에 의해 산기공의 막힘을 발생시킴으로써, 막 모듈에 대하여 기포 (기액 혼합류) 를 균일하게 닿게 하는 것이 곤란해진다. 그 결과, 막 모듈의 표면에 세정이 불충분한 부분이 남아, 고액 분리 처리 (여과 처리) 를 안정적으로 실시하는 것이 어려워진다.

또, 특허문헌 2 ∼ 7 의 장치에서는, 주관에 대하여 지관 (枝管) 이 직접 연결되지 않고 접속 부재를 개재하여 간접적으로 접속되어 있기 때문에, 부품 점수가 많아져, 그만큼 비용이 증가하기 쉬워졌다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 주관 내 등에 오니 등의 협잡물이 퇴적되는 것을 방지하고, 나아가 부품 점수가 많아지는 것에 의한 비용의 증가를 억제한, 산기 장치 및 수처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이하의 양태를 갖는다.

[1] 기체 공급 장치로부터 기체가 공급되는 수평 방향으로 연장되는 주관과, 산기공을 갖고, 또한 상기 주관에 직접 연결하여 수평 방향으로 연장되는 복수의 지관을 구비하는 산기 장치로서, 상기 주관은, 그 일단측에 개방구를 갖고 있는 산기 장치.

[2] 상기 지관의 개방구는, 상기 주관에 연결된 측과 반대측 단부에 형성되어 있는, 상기 [1] 에 기재된 산기 장치.

[3] 상기 주관의 개방구는, 상기 지관의 개방구보다 하방에 배치되어 있는, 상기 [2] 에 기재된 산기 장치.

[4] 상기 지관의 바닥부가, 상기 주관의 바닥부와 동일 수평면 상에 위치하거나, 또는 상기 주관의 바닥부보다 하방에 위치하고 있는, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치.

[5] 상기 주관의 횡단면 형상은, 위로 볼록해지는 만곡면 형상인, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치.

[6] 상기 주관의 개방구는, 상기 지관의 산기공보다 하방에 배치되어 있는, 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치.

[7] 상기 주관의 횡단면 형상은, 위로 볼록해지는 만곡 형상이고, 하부가 상기 상부의 양단에 각각 접속하여 연직 방향 하방을 향하는 1 쌍의 연직 직선부와, 그 1 쌍의 연직 직선부의 하단부 사이를 연결하는 수평 직선부로 이루어지는 형상이고, 상기 지관은, 상기 주관 하부의 연직 직선부에 연결되어 있는, 상기 [1] ∼ [6] 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치.

[8] 수조와, 상기 수조 내에 배치된 막 모듈 유닛과, 상기 막 모듈 유닛의 하방에 배치된 상기 [1] ∼ [7] 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치를 구비한 수처리 장치.

본 발명의 산기 장치에 의하면, 주관의 일단측에 개방구를 갖고 있기 때문에, 산기 운전을 정지했을 때에 상기 개방구로부터 피처리수를 유입시켜, 주관 내 등에 퇴적된 오니 등의 협잡물을 용이하게 습윤화할 수 있다. 또, 산기 운전 재개에 의한 산기 장치의 세정 운전시, 주관 내의 오니 등을 블로어 등으로부터의 공기에 의해 상기 개방구로부터 용이하게 배출시킬 (유출시킬) 수 있다. 따라서, 주관의 바닥부에 오니 등의 협잡물이 모이는 것을 방지하고, 이것에 의해 산기공에 막힘이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또, 지관을 주관에 대하여 직접 연결하고 있기 때문에, 부품 점수를 줄일 수 있고, 이것에 의해 비용의 증가를 억제할 수 있다.

본 발명의 수처리 장치에 의하면, 산기공의 막힘이 방지된 상기 산기 장치에 의해 막 모듈 유닛이 양호하게 세정됨으로써, 운전을 안정적으로 실시할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 관련된 산기 장치의 일 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 산기 장치의 측면도이다.
도 3 은 도 2 의 A-A 선 화살표에서 본 단면도이다.
도 4 는 도 3 의 B-B 선 화살표에서 본 단면도이다.
도 5 는 막 모듈 유닛의 측면도이다.
도 6 은 막 모듈 유닛의 정면도이다.
도 7 은 본 발명에 관련된 수처리 장치의 일 실시형태의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8 의 (a), (b) 는 본 발명의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 9 의 (a), (b) 는 비교예의 형태를 설명하기 위한 요부 측단면도이다.

본 발명에 있어서, 수평 방향이란 대략 수평 방향을 의미하고, 연직 방향이란 대략 연직 방향을 의미한다.

또, 주관의 횡단면 형상이란 주관 내부의 횡단면 형상을 의미한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위하여, 각 부재의 축척을 적절히 변경하고 있다.

도 1 은, 본 발명에 관련된 산기 장치의 일 실시형태를 나타내는 사시도, 도 2 는, 도 1 에 나타낸 산기 장치의 측면도이다.

이들 도면에 있어서 부호 1 은 산기 장치이며, 이 산기 장치 (1) 는, 도시되지 않은 공기 공급 장치 (기체 공급 장치) 로부터 공기 (기체) 의 공급을 받는 주관 (2) 과, 이 주관 (2) 에 연결된 복수의 지관 (3) 을 구비하여 구성되어 있다.

주관 (2) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이 그 중심축이 수평 방향을 따르도록 수평 방향으로 연장되어 배치되어 있고, 그 기단측에 엘보우관 (4) 을 개재하여 플랜지 배관 (5) 이 접속되고, 나아가 플랜지 배관 (5) 에 다른 플랜지 배관 (도시 생략) 이 접속됨으로써, 후술하는 바와 같이 공기 공급 장치에 접속되어 있다. 또한, 엘보우관 (4) 의 일방측 (주관 (2) 에 접속하는 측과 반대측) 은 연직 방향 상방을 향하고, 따라서 여기에 접속되는 플랜지 배관 (5) 도 연직 방향 상방을 향하도록 배치되어 있다.

주관 (2) 의 선단측 (일단측), 즉 엘보우관 (4) 에 접속되는 측과 반대측에는, 하강관 (20) 이 일체로 형성되어 있다. 이 하강관 (20) 은, 주관 (2) 의 선단측이 연직 방향 하방을 향하여 구부러져 형성된 것으로, 그 하단은, 폐색되지 않고 개방된 주관 개방구 (20a) 로 되어 있다. 또한, 하강관 (20) 에 대해서는, 주관 (2) 의 선단측을 굽힘 가공함으로써 굴곡시켜도 되고, 혹은 엘보우 등의 부품을 장착함으로써 형성해도 된다. 또, 주관 개방구 (20a) 의 근방부는, 하강관 (20) 의 상부측에 비해 대직경으로 형성된 확경부 (20b) 로 되어 있다.

또, 본 실시형태에 있어서 주관 (2) 의 횡단면 형상은, 도 2 의 A-A 선 화살표에서 본 단면도인 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상부 (21) 가 위로 볼록해지는 만곡 형상, 바람직하게는 반원 형상이고, 하부 (22) 가 상기 상부 (21) 의 양단에 각각 접속하여 연직 방향 하방을 향하는 1 쌍의 연직 직선부 (23, 23) 와, 그 1 쌍의 연직 직선부 (23, 23) 의 하단부 사이를 연결하는 수평 직선부 (24) 로 이루어지는 형상으로 되어 있다. 즉, 주관 (2) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이 그 상부측 (2a) 이 위로 볼록해지는 만곡면 형상으로 형성되고, 바닥부 (2b) 가 수평인 평탄면 형상으로 형성되어 있다. 또, 이와 같은 만곡면 형상의 상부측과 평탄면 형상의 바닥부 사이의 측면 (2c) 은, 연직 방향을 따르는 평탄면으로 되어 있다.

이 주관 (2) 에는, 그 측주면에 원통상의 지관 (3) 이 직접 연결되어 접속되어 있다. 구체적으로는, 도 3 의 B-B 선 화살표에서 본 단면도인 도 4 에 나타내는 바와 같이, 상기의 측면 (2c) (연직 직선부 (23)) 에 지관 (3) 이 접속되어 있다. 즉, 주관 (2) 의 측면 (2c) 에는 원형의 개구 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 개구에 연통된 상태에, 지관 (3) 은 측면 (2c) 에 접속되어 있다.

여기서, 지관 (3) 이나 주관 (2) 은, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴 수지, ABS 수지, 염화비닐 수지 등의 합성 수지나, 스테인리스 등의 금속으로 이루어져 있다.

따라서, 주관 (2) 에 대한 지관 (3) 의 연결 (접속) 은, 각각이 합성 수지인 경우에는 접착이나 용착에 의해 이루어지고, 각각이 금속인 경우에는 용접에 의해 이루어진다. 그 때, 주관 (2) 의 측면 (2c) 은 평탄면으로 되어 있기 때문에, 원통상의 지관 (3) 의 단면을 맞대고, 그 상태로 접착이나 용접을 용이하게 실시할 수 있다.

본 실시형태에서는 이와 같은 주관 (2) 의 측면 (2c) 에 대하여, 지관 (3) 은, 그 바닥부 (3a) 가 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 와 동일 수평면 상에 위치하도록 연결되어 있다.

여기서, 지관 (3) 은 상기한 주관 (2) 의 측면 (2c) 의 원형의 개구와 동일한 내경의 원통상으로 형성되어 있고, 따라서 그 바닥부 (3a) 란 최하점, 요컨대 내주면에 있어서의 최하점이 된다. 한편, 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 는, 전술한 바와 같이 수평인 평탄면, 즉 주관 (2) 의 하단부에 있어서의 내면으로 되어 있다.

본 실시형태에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이 주관 (2) 의 두께와 지관 (3) 의 두께가 거의 동일하게 형성되어 있고, 따라서 각각의 외면에 있어서의 최하점을 맞추어 연결 (접속) 함으로써, 지관 (3) 의 바닥부 (3a) 는 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 와 동일 수평면 상에 위치하게 된다.

또한, 주관 (2) 의 개구 면적은, 지관 (3) 의 개구 면적에 대하여, 5 ∼ 10 배 정도로 형성되어 있다.

도 1, 도 2 에 나타내는 바와 같이 지관 (3) 은, 상기한 바와 같이 주관 (2) 의 측면 (2c) 에 연결하여 수평 방향으로 연장된 것으로, 산기관으로서 기능하기 위하여, 그 측면에 원형의 산기공 (6) 을 1 또는 복수 형성하고 있다. 산기공 (6) 의 수에 대해서는, 지관 (3) 의 길이 등에 기초하여 적절히 설정되지만, 균일 산기의 관점에서, 2 개 ∼ 6 개로 하는 것이 바람직하고, 3 개 ∼ 5 개로 하는 것이 보다 바람직하다. 본 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이 80 ㎜ ∼ 100 ㎜ 정도의 간격 (등간격) 으로 3 개 형성되어 있다.

또, 이들 산기공 (6) 은, 본 실시형태에서는 주관 (2) 이 수평으로 배치된 상태로 모두 연직 방향 상방을 향하도록 형성되어 있다. 즉, 지관 (3) 은, 주관 (2) 이 수평으로 배치된 상태로, 측면의 산기공 (6) 을 형성한 부위가 수평이 되고, 또한 지관 (3) 의 상단부에 위치하도록 형성되어 있다. 이것에 의해, 지관 (3) 의 산기공 (6) 은 모두 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 보다 상방에 위치하게 되어 있고, 따라서 주관 (2) 을 통해 지관 (3) 내에 공급되는 공기를, 원활하고 또한 균일하게 분출할 수 있다.

또, 지관 (3) 에는, 주관 (2) 에 연결하는 측과 반대측에 굴곡관 (7) 이 일체로 형성되어 있다. 이 굴곡관 (7) 은, 지관 (3) 의 선단측이 연직 방향 하방을 향하여 구부러져 형성된 것으로, 그 하단은, 폐색되지 않고 개방된 지관 개방구 (7a) 로 되어 있다.

또한, 굴곡관 (7) 에 대해서는, 지관 (3) 의 선단측을 굽힘 가공함으로써 굴곡시켜도 되고, 혹은 엘보우 등의 부품을 장착함으로써 형성해도 된다.

또, 지관 개방구 (7a) 의 근방부는, 굴곡관 (7) 의 상부측에 비해 대직경으로 형성된 확경부 (7b) 로 되어 있다.

또, 굴곡관 (7) 의 지관 개방구 (7a) 는, 상기 주관 (2) 에 있어서의 하강관 (20) 의 주관 개방구 (20a) 보다 상방에 위치하고 있다. 즉, 주관 개방구 (20a) 는 지관 개방구 (7a) 보다 하방에 배치되어 있다.

또, 주관 개방구 (20a) 는 지관 (3) 의 산기공 (6) 보다 하방에 배치되어 있다.

또한, 굴곡관 (7) 에 있어서의, 연직 방향 하방을 향하는 관부에 대해서는, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 지관 (3) 에 공급하는 공기의 유량이 큰 경우에는, 그 길이를 비교적 길게, 예를 들어 50 ㎜ ∼ 300 ㎜ 정도로 형성하는 것이 바람직하다.

이것은, 공기 유량을 크게 한 경우에는, 지관 개방구 (7a) 로부터 공기가 비교적 많이 분출되게 되어, 산기공 (6) 으로부터의 공기의 분출 균일성에 영향이 미칠 가능성이 있기 때문이다.

그래서, 상기한 바와 같이 굴곡관 (7) 의 연직 방향 하방을 향하는 관부를 길게 함으로써, 산기공 (6) 으로부터의 공기의 분출 균일성에 영향이 미치는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 구성에 기초하여 지관 (3) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이 그 전부가, 모두 다른 지관 (3) 과 평행하게 배치되어 있다. 또, 지관 (3) 은, 주관 (2) 의 길이 방향에 있어서의 동일 지점에서, 주관 (2) 의 양측의 측면 (2c) 에 각각 연결되어 있다. 이것에 의해, 지관 (3) 은 주관 (2) 을 중심으로 하여 좌우 대칭으로 배치되어 있다.

또한, 도 1, 도 2 에서는 주관 (2) 에 대하여 지관 (3) 을 좌우에 3 개씩, 계 6 개 연결하고 있지만, 주관 (2) 에 대하여 연결하는 지관 (3) 의 수는 임의이고, 주관 (2) 의 길이 등에 기초하여 적절히 결정된다.

이와 같은 지관 (3) 은, 그 평면에서 본 길이, 즉 주관 (2) 에 연결하는 기단으로부터 선단까지의 평면에서 본 길이가 500 ㎜ 이하, 바람직하게는 400 ㎜ 이하로 형성되어 있다. 지관 (3) 의 길이는 짧으면 균일 산기에 적합하지만, 50 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 100 ㎜ 이상에서 수처리 장치의 크기에 맞추어 선택하는 것이 바람직하다.

또, 지관 (3) 의 내경에 대해서는, 산기 장치 (1) 의 치수 (크기) 에 따라서도 상이하지만, 10 ㎜ 이상 20 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 동일하게, 산기공 (6) 의 직경 (내경) 에 대해서는, 4.5 ㎜ 이상 7.0 ㎜ 이하인 것이 바람직하다.

산기공 (6) 의 직경을 4.5 ㎜ 이상 7.0 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직한 이유는, 4.5 ㎜ 미만이면 산기공 (6) 이 폐색되기 쉬워지고, 7.0 ㎜ 를 초과하면, 산기공 (6) 을 통과하는 공기의 유속이 낮아져, 충분한 산기 효과가 얻어지지 않게 될 우려가 있기 때문이다.

또한, 이와 같은 구성의 산기 장치 (1) 에는, 예를 들어 플랜지 배관 (5) 에, 상기 공기 공급 장치 (기체 공급 장치) 와는 별도로, 흡인 펌프 등으로 이루어지는 감압 수단을 접속해도 된다. 이와 같이 하면, 후술하는 바와 같이 공기 공급 장치에 의해 공기를 공급하는 산기 운전을 정지했을 때, 감압 수단에 의해 주관 (2) 내 및 지관 (3) 내를 감압하는 것이 가능해진다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 산기 장치 (1) 는, 도 5, 도 6 에 나타내는 바와 같이 막 모듈 유닛 (10) 의 하방에 배치되어 사용된다. 막 모듈 유닛 (10) 은, 복수의 막 모듈 (11) 을 구비하여 구성된 것이고, 막 모듈 (11) 은, 중공사막 등의 막 엘리먼트 (도시 생략) 를 구비하여 구성된 것이다.

또한, 도 5, 도 6 에 나타낸 예에서는, 도 1, 도 2 에 나타낸 산기 장치 (1) 가 도 6 에 나타내는 바와 같이 서로 이웃하여 2 기 배치 형성되고, 각각의 플랜지 배관 (5) 에, 1 개의 연결 배관 (플랜지 배관) (12) 을 개재하여 공기 공급관 (13) 이 접속되어 있다. 그리고, 이 공기 공급관 (13) 에, 후술하는 바와 같이 블로어 등의 공기 공급 장치 (도시 생략) 가 접속되어 있다.

이와 같은 막 모듈 유닛 (10) 과 산기 장치 (1) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같은 수처리 장치 (30) 에 배치되어 사용된다. 수처리 장치 (30) 는, 본 발명에 관련된 수처리 장치의 일 실시형태가 되는 것으로, 활성 오니 등의 피처리수 (31) 가 투입된 수조 (처리조) (32) 와, 수조 (32) 내에 배치된 상기 막 모듈 유닛 (10) 과, 막 모듈 유닛 (10) 의 하방에 배치된 상기 산기 장치 (1) 와, 공기 공급 장치 (40) 를 구비한 침지형의 막 분리 장치이다. 또한, 본 실시형태의 수처리 장치 (30) 에서는, 막 모듈 유닛 (10) 을 3 기 가지며, 따라서 산기 장치 (1) 도 각 막 모듈 유닛 (10) 에 대응하여 각각의 하방에 배치되어 있다. 단, 막 모듈 유닛 (10) 이나 산기 장치 (1) 의 수에 대해서는 특별히 한정되지 않으며, 임의로 설정할 수 있다.

수조 (32) 는, 직방체상의 것으로, 크기는 특별히 제한되지 않지만, 깊이는, 피처리수 (31) 의 수심이 1 m 이상이 되도록, 1 m 를 충분히 넘는 것이 바람직하다.

공기 공급 장치 (40) 는, 블로어 (41) 와, 이 블로어 (41) 와 상기 공기 공급관 (13) 을 접속하는 접속 배관 (42) 을 구비하여 구성되어 있다.

또, 막 모듈 유닛 (10) (막 모듈 (11)) 에는, 흡인 배관 (33) 을 개재하여 흡인 펌프 (도시 생략) 가 접속되어, 막 모듈 유닛 (10) 에 의한 흡인 여과가 가능하게 구성되어 있다.

또한, 도 7 에서는, 편의상, 산기 장치 (1) 의 주관 (2) 이나 지관 (3) 등을 생략하고 있지만, 당연히 도 7 중에 부호 1 로 나타내는 산기 장치는, 도 5, 도 6 에 나타낸 바와 같이 산기 장치 (1) 를 2 기, 즉 도 1, 도 2 에 나타낸 산기 장치 (1) 를 2 기 구비하여 구성되어 있는 것으로 한다.

다음으로, 이와 같은 수처리 장치 (30) 의 처리 운전 방법을 설명한다.

먼저, 도 7 에 나타내는 바와 같이 수조 (32) 내에, 막 모듈 유닛 (10), 산기 장치 (1) 등을 배치함과 함께, 피처리수 (31) 를 소정의 수위 (수심) 가 되도록 저장한다. 그리고, 이 상태로 막 모듈 유닛 (10) 측의 흡인 펌프를 작동시킴으로써, 막 모듈 유닛 (10) 에 의한 흡인 여과를 실시한다.

또, 이와 같은 흡인 여과와 병행하여, 소정의 시간, 공기 공급 장치 (40) (블로어 (41)) 로부터 산기 장치 (1) 를 향하여 공기를 연속적으로 (연속해서) 공급한다. 공기의 공급량으로는, 산기 장치 (1) 의 치수 등에 따라 적절히 결정된다. 이와 같이 공기를 공급함으로써, 공기 공급관 (13) 을 통해 산기 장치 (1) 에 공급된 공기는, 주관 (2) 을 통과하여 대부분이 지관 (3) 의 산기공 (6) 으로부터 분출된다. 즉, 산기공 (6) 에서는 지관 (3) 의 지관 개방구 (7a) 보다 수압이 낮아져 있고, 주관 (2) 의 주관 개방구 (20a) 보다 더욱 수압이 낮아져 있기 때문에, 특별히 고풍량으로 공기를 공급하지 않으면, 산기 장치 (1) 에 공급된 공기는 그 대부분이 산기공 (6) 으로부터 분출된다.

이와 같이 하여 산기공 (6) 으로부터 공기를 분출하면, 분출된 공기는 기포가 되어, 수조 (32) 중, 즉 피처리액 (31) 중을 상승한다. 상승한 기포는, 피처리액 (31) 을 수반함으로써 기액 혼합류를 형성한다. 이 기액 혼합류는, 막 모듈 유닛 (10) (막 모듈 (11)) 에 닿는 것에 의해 각 막 엘리먼트 (도시 생략) 를 세정한다. 즉, 기액 혼합류는 막 엘리먼트 (막 모듈 유닛 (10)) 의 표면에 부착된 오니 등의 현탁 물질을 박리하고, 막 모듈 유닛 (10) 으로부터 제거한다.

이와 같은 산기 운전을 소정 시간 (예를 들어 수 시간) 실시하면, 지관 (3) 내나 주관 (2) 내에 약간의 피처리수 (31) 중의 오니 등이 유입되고, 모여 퇴적된다. 이와 같이 하여 퇴적된 오니 등의 협잡물은, 산기 운전 중 공기가 분사됨으로써 서서히 건조된다. 따라서, 이 건조가 진행되면, 오니는 고착되고, 주관 (2) 내나 지관 (3) 내를 폐색시키거나, 또는 산기공 (6) 의 막힘을 발생시킨다.

그 때문에, 이와 같은 오니 등의 협잡물의 퇴적에 의한 문제를 방지하기 위하여, 산기 운전을 소정 시간 실시하면, 일정 시간 (예를 들어 수십 초 ∼ 수 분) 블로어 (41) 를 정지하여, 산기 장치 (1) 에 대한 공기의 공급을 정지한다. 그러면, 주관 (2) 이나 지관 (3) 내에 남는 공기는 산기공 (6) 을 빠져 나와 피처리수 (31) 중에 배출되고, 막 모듈 유닛 (10) 을 세정한다. 또, 이 공기와 치환하여, 지관 개방구 (7a) 나 주관 개방구 (20a) 로부터 피처리수 (31) 가 유입된다.

이와 같이 유입되는 피처리수 (31) 는, 예를 들어 산기공 (6) 을 막히게 하고 있는 건조 퇴적물 (오니) 이나 주관 (2) 내, 지관 (3) 내에 퇴적되는 오니 등의 협잡물을 습윤화시킨다.

따라서, 일정 시간 경과한 후, 블로어 (41) 를 작동시켜 산기를 재개시킴으로써, 이들 건조 퇴적물이나 오니를 유입된 피처리수 (31) 와 함께 산기공 (6) 이나 지관 개방구 (7a), 주관 개방구 (20a) 로부터 용이하게 배출할 (유출시킬) 수 있다. 즉, 주관 (2) 내나 지관 (3) 내 및 산기공 (6) 을 세정할 수 있다.

그 때, 본 실시형태에서는 지관 (3) 의 바닥부 (3a) 가 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 와 동일 수평면 상에 위치하고 있기 때문에, 특히 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 가 지관 (3) 의 바닥부 (3a) 보다 낮아지는 것에서 기인하여 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 에 오니 등의 협잡물이 모이는 것이 방지되고 있다. 즉, 단차부에 오니 등의 협잡물이 모이고, 그대로 배출되지 않고 퇴적되는 것이 방지되고, 이것에 의해 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 상의 오니 등은, 산기의 재개에 의해 피처리수 (31) 와 함께 용이하게 배출된다.

따라서, 본 실시형태의 산기 장치 (1) 에 있어서는, 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 상의 오니 등을 용이하게 배출할 수 있기 때문에, 주관 (2) 내에서의 공기의 흐름을 원활하게 하고, 이것에 의해 지관 (3) 에 공기를 균등하게 공급할 수 있다. 또, 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 상의 오니 등을 용이하게 배출할 수 있기 때문에, 산기공 (6) 에 막힘이 발생하는 것을 방지하여, 모든 산기공 (6) 으로부터 공기를 균일하게 분출시킬 수 있다. 따라서, 이 산기 장치 (1) 에 의하면, 막 모듈 유닛 (10) 에 대하여 기포 (기액 혼합류) 를 균일하게 닿게 하여, 그 세정을 양호하게 실시할 수 있다.

또, 특히 주관 (2) 의 상부측 (2a) 을, 위로 볼록해지는 만곡면 형상 (횡단면이 반원 형상) 으로 형성하고 있기 때문에, 이 상부측 (2a) 에 오니 등이 부착되기 어렵고, 또 부착되어도 상기의 세정에 의해 모으지 않고 용이하게 배출할 수 있다. 또한, 위로 볼록해지는 만곡면 형상으로는, 횡단면 반원 형상에 한정되지 않으며, 예를 들어 횡단면 반타원 형상 등, 횡단면이 위로 볼록해지는 대략 원호상으로 형성되어 있으면, 여러 가지 형태가 채용 가능하다. 이와 같은 형태를 채용한 경우에도, 상부측 (2a) 에 오니 등이 부착되기 어려워지는 것 등의 상기의 작용 효과가 얻어진다.

또, 주관 (2) 의 측면 (2c) 을 연직 방향을 따르는 평탄면으로 하고 있기 때문에, 이 측면 (2c) 에 원통상의 지관 (3) 의 단면을 맞대고, 그 상태로 접착이나 용접을 용이하게 실시할 수 있다.

또, 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 를 수평인 평탄면 형상으로 형성하고 있기 때문에, 예를 들어 바닥부에 코너부가 형성되어 있는 경우 등에 비해, 오니가 국소적으로 모여, 그대로 퇴적되는 것을 방지할 수 있다.

또, 주관 (2) 이, 공기 공급 장치 (40) 에 접속되는 측과 반대가 되는 선단측 (일단측) 에 주관 개방구 (20a) 를 갖고 있기 때문에, 산기 운전을 정지했을 때에 주관 개방구 (20a) 로부터 피처리수를 유입시켜, 주관 (2) 내 등에 퇴적된 오니 등의 협잡물을 용이하게 습윤화할 수 있다. 또, 산기 운전 재개에 의한 산기 장치 (1) 의 세정 운전시, 주관 (2) 내의 오니 등을 블로어 (41) 로부터의 공기에 의해 주관 개방구 (20a) 로부터 용이하게 배출할 (유출시킬) 수 있다.

따라서, 주관의 바닥부에 오니 등의 협잡물이 모이는 것을 방지하고, 이것에 의해 산기공에 막힘이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또, 주관 개방구 (20a) 를, 산기공 (6) 보다 하방에 배치하고, 또한 지관 개방구 (7a) 보다 하방에 배치하고 있기 때문에, 산기 운전시, 산기공 (6) 에서는 지관 (3) 의 지관 개방구 (7a) 보다 수압이 낮고, 또한 주관 (2) 의 주관 개방구 (20a) 보다 수압이 낮아지기 때문에, 산기 장치 (1) 에 공급된 공기의 대부분을 산기공 (6) 으로부터 분출시킬 수 있다.

또, 지관 (3) 을 주관 (2) 에 대하여 직접 연결하고 있기 때문에, 부품 점수를 줄일 수 있고, 이것에 의해 비용의 증가를 억제할 수 있다.

본 발명의 수처리 장치 (30) 에 의하면, 산기공 (6) 의 막힘이 방지된 상기 산기 장치 (1) 에 의해 막 모듈 유닛 (10) 이 양호하게 세정됨으로써, 운전을 안정적으로 실시할 수 있다.

이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시형태에 있어서 나타낸 각 구성 부재의 제형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 기초하여 여러 가지 변경 가능하다.

예를 들어, 상기 실시형태에서는, 도 4 에 나타낸 바와 같이 지관 (3) 의 바닥부 (3a) 를, 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 와 동일 수평면 상에 위치시켰지만, 예를 들어 도 8 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 지관 (3) 의 바닥부 (3a) 를 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 보다 하방에 위치시켜도 된다. 그 경우에 지관 (3) 의, 주관 (2) 에 연결하는 측의 단부 개구에 대해서는, 주관 (2) 에 맞닿지 않는 부위를 덮개 (15) 에 의해 폐색하고, 이것에 의해 주관 (2) 과 지관 (3) 사이를 기밀하게 접속해 둔다. 이와 같이 구성하면, 지관 (3) 의 바닥부 (3a) 를 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 보다 낮게 할 수 있기 때문에, 주관 (2) 에 모인 오니 등을 보다 용이하게 지관 (3) 내에 보낼 수 있고, 따라서 지관 개방구 (7a) 로부터 용이하게 배출할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는 지관 (3) 으로서 원통형의 것을 사용하였지만, 예를 들어 도 8 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 도 3 에 나타낸 주관 (2) 의 횡단면 형상과 대략 상사형 (相似形) 의 형상으로 형성해도 된다. 이와 같이 하면, 지관 (3) 의 바닥부 (3a) 도 평탄면이 되기 때문에, 동일하게 평탄면으로 형성된 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 와 면일 (面一) 하게 형성 배치할 수 있고, 따라서 세정시, 주관 (2) 에 모인 오니 등을 지관 (3) 측에 용이하게 배출할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는, 주관 (2) 의 선단측 (일단측) 에 하강관 (20) 을 형성하고, 이 하강관 (20) 의 하단을 하방을 향하는 주관 개방구 (20a) 로 하고 있지만, 주관의 일단측에 형성하는 개방구에 대해서는, 하방을 향하지 않고, 예를 들어 수평 방향으로 연장되는 주관의 일단측에, 수평 방향을 향하여 개구시켜도 된다. 또한, 하강관 (20) 의 하단부를 더욱 수평 방향으로 구부려, 주관 개방구를 수평 방향을 향하여 개구시켜도 된다.

또, 상기 실시형태에서는, 산기 장치 (1) 에 대하여 공기 공급 장치 (40) 로부터 공기를 공급하고, 산기공 (6) 으로부터 공기를 분출시키도록 했지만, 필요에 따라, 예를 들어 질소 등의 공기 이외의 기체를, 기체 공급 장치로부터 산기 장치에 공급하도록 해도 된다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 산기 장치 (1) 를 사용하여, 이 산기 장치 (1) 의 주관 (2) 의 하강관 (20) 근방 (주관이 구부러지는 지점의 바로 앞) 으로부터, 하강관 (20) 측의 지관 (3) 과 주관 (2) 이 연결되어 있는 지점까지의 주관 (2) 내에, 오니 등의 협잡물을 의도적으로 채웠다. 그리고, 이 산기 장치 (1) 를 활성 오니 혼합액 중에 침지시켰다. 이어서, 주관 (2) 의 기단측 (엘보우관 (4) 을 연결한 측) 으로부터 공기 공급 장치에 의해 공기를 75 ℓ/min 의 풍량으로 5 분 정도 공급하고, 그 후, 산기를 1 분간 정지하였다.

그리고, 상기 조건으로 공기를 추가로 5 분간 공급한 후, 산기를 정지하였다.

산기 정지 후, 산기 장치 (1) 를 활성 오니 혼합액 중으로부터 끌어올려, 주관 (2) 과 주관 개방구 (20a), 지관 (3) 과 지관 개방구 (7a) 각각에, 오니 등의 협잡물이 모여 있는지 여부를 육안에 의해 확인하였다.

육안에 의한 확인 결과, 주관 (2) 과 주관 개방구 (20a) 및 지관 (3) 과 지관 개방구 (7a) 의 어느 것에도, 오니 등의 협잡물이 모여 있지 않았다.

[실시예 2]

도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 산기 장치 (1) 를 사용하여, 이것을 활성 오니 혼합액 중에 침지시켰다. 그리고, 주관 (2) 의 기단측 (엘보우관 (4) 을 연결한 측) 으로부터 공기 공급 장치에 의해 공기를 75 ℓ/min, 125 ℓ/min, 150 ℓ/min, 250 ℓ/min 의 각 풍량으로 공급하였다.

이와 같이 각 풍량으로 공기를 공급한 결과, 모든 풍량에 있어서, 지관 (3) 의 각 산기공 (6) 으로부터 공기가 거의 균일하게 분출되고 있는 것이 확인되었다.

또, 이와 같이 하여 각 풍량으로 각각 24 시간씩 산기 운전한 후, 산기를 정지하고 산기 장치 (1) 를 활성 오니 혼합액 중에서 끌어올려, 주관 (2) 의 상부, 바닥부에 각각 오니 등의 협잡물이 모여 있는지 여부를, 육안에 의해 확인하였다.

육안에 의한 확인 결과, 모든 유량에서, 주관 (2) 의 상부, 바닥부의 어느 것에도 오니 등의 협잡물이 모여 있지 않고, 따라서 이하에 나타내는 기준의 평가는 모두「○」였다.

상기의 육안에 의해 확인한 결과는, 이하에 나타내는 기준으로 평가하였다.

·오니 등의 협잡물이 모여 있지 않다 : 평가「○」

·오니 등의 협잡물이 약간 모여 있다 : 평가「△」

·오니 등의 협잡물이 조금 (약간보다는 많이) 모여 있다 : 평가「× ∼ △」

·오니 등의 협잡물이 많이 모여 있다 : 평가「×」

[비교예 1]

또, 비교를 위해, 주관 (2) 의 일단측에 개방구가 없고, 폐색되어 있는 것 이외에는, 도 1 ∼ 3 에 나타낸 산기 장치 (1) 와 동일한 구성의 산기 장치를 준비하였다.

이 산기 장치에 대해서도, 상기 실시예 1 과 동일한 지점, 즉 주관이 폐색되어 있는 지점으로부터, 일단측의 지관 (3) 과 주관 (2) 이 연결되어 있는 지점까지의 주관 (2) 내에, 오니 등의 협잡물을 의도적으로 채웠다. 그리고, 이 산기 장치를, 상기 실시예 1 과 동일하게 하여 활성 오니 혼합액 중에 침지시켰다. 이어서, 주관 (2) 의 기단측 (엘보우관 (4) 을 연결한 측) 으로부터 공기 공급 장치에 의해 공기를 75 ℓ/min 의 풍량으로 5 분 정도 공급하고, 그 후, 산기를 1 분간 정지하였다.

산기 정지 후, 산기 장치 (1) 를 활성 오니 혼합액 중으로부터 끌어올려, 주관 (2) 및 지관 (3) 과 지관 개방구 (7a) 각각에, 오니 등의 협잡물이 모여 있는지 여부를 육안에 의해 확인하였다.

육안에 의한 확인 결과, 주관 (2) 에 오니 등의 협잡물이 많이 모여 있어, 실시예 2 에 나타낸 기준으로 평가「×」가 되었다.

이 비교예 1 에서는, 주관 (2) 에 주관 개방구 (20a) 가 없기 때문에, 주관 (2) 내에 오니 등의 협잡물이 모였을 경우, 협잡물을 배출할 수 없음이 분명해졌다.

[실시예 3]

주관 (2) 의 횡단면 형상, 및 주관 (2) 에 대한 지관 (3) 의 연결 위치가 상이한, 도 9 의 (a), (b) 에 나타내는 2 종류의 산기 장치를 사용하여, 상기 실시예 2 와 동일한 풍량으로 동일한 운전을 실시하고, 24 시간의 운전 후, 주관 (2) 의 상부와 바닥부에 오니 등의 협잡물이 모여 있는지 여부를, 육안에 의해 확인하여, 상기의 평가를 실시하였다.

또한, 도 9 의 (a) 에 나타내는 예의 산기 장치는, 주관 (2) 이 원통 형상이고, 지관 (3) 이 주관 (2) 의 측주면에 있어서의 상단부와 하단부 사이의 중간부에 연결되어 있다. 따라서, 지관 (3) 의 바닥부 (3a) 는, 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 보다 상방에 위치하고 있다.

또, 도 9 의 (b) 에 나타내는 예의 산기 장치는, 주관 (2) 이 사각 통형상이고, 지관 (3) 이 주관 (2) 의 측면에 있어서의 상단부와 하단부 사이의 중간부에 연결되어 있다. 따라서, 지관 (3) 의 바닥부 (3a) 는, 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 보다 상방에 위치하고 있다.

이와 같은 2 개의 예의 산기 장치에 대하여, 상기한 바와 같이 공기 공급 장치에 의해 공기를 75 ℓ/min, 125 ℓ/min, 150 ℓ/min, 250 ℓ/min 의 각 풍량으로 공급한 결과, 모든 풍량에 있어서, 지관 (3) 으로부터 공기가 거의 균일하게 분출되고 있는 것이 확인되었다.

또, 24 시간의 운전 후, 주관 (2) 의 상부와 바닥부에 오니 등의 협잡물이 모여 있는지 여부를 육안에 의해 확인한 결과, 도 9 의 (a) 에 나타낸 예에서는, 모든 유량에서, 주관 (2) 의 상부에는 오니 등의 협잡물이 모여 있지 않고, 따라서 실시예 2 에 나타낸 기준에 의한 평가는 모두「○」였다. 그러나, 주관 (2) 의 바닥부에서는, 75 ℓ/min, 125 ℓ/min, 150 ℓ/min 의 각 유량에서 상기 평가가「×」이고, 250 ℓ/min 의 유량에서 상기 평가가「× ∼ △」였다.

이것은, 도 9 의 (a) 에 나타낸 예에서는 상부가 반원 형상 (위로 볼록해지는 만곡면 형상) 이기 때문에, 상기 실시예 2 와 동일하게 주관 (2) 의 상부에는 오니 등의 협잡물이 모이지 않았다고 생각된다. 한편, 지관 (3) 의 바닥부 (3a) 가, 주관 (2) 의 바닥부 (2b) 보다 상방에 위치하고 있기 때문에, 이들 사이의 단차에서 기인하여, 주관 (2) 의 바닥부에는 오니 등의 협잡물이 모였다고 생각된다.

또, 도 9 의 (b) 에 나타낸 예에서는, 75 ℓ/min, 125 ℓ/min 의 각 유량에서 주관 (2) 의 상부에 오니 등의 협잡물이 모여 있어, 상기 평가는「×」였다. 또, 150 ℓ/min 의 유량에서는 상기 평가가「× ∼ △」이고, 250 ℓ/min 의 유량에서는 상기 평가가「△」였다. 또한, 주관 (2) 의 바닥부에서는, 모든 유량에서 오니 등의 협잡물이 모여 있어, 평가가「×」였다.

주관 (2) 의 바닥부에 오니 등의 협잡물이 모인 것은, 도 9 의 (a) 에 나타낸 예와 동일한 이유에 의한 것으로 생각된다. 또, 도 9 의 (b) 에 나타낸 예에서는 상부에 코너부가 형성되어 있기 때문에, 이 코너부에 오니 등의 협잡물이 부착되기 쉽고, 그 결과, 상부에 오니 등의 협잡물이 모였다고 생각된다.

이상의 결과로부터, 본 발명의 실시예는, 비교예에 비해 주관 (2) 에 오니 등의 협잡물이 잘 모이지 않는 것이 확인되었다.

1 : 산기 장치
2 : 주관
2a : 상부측
2b : 바닥부
2c : 측면
3 : 지관
3a : 바닥부
6 : 산기공
7a : 지관 개방구
10 : 막 모듈 유닛
11 : 막 모듈
20a : 주관 개방구
21 : 상부
22 : 하부
23 : 연직 직선부
24 : 수평 직선부
30 : 수처리 장치
31 : 피처리수
32 : 수조
40 : 공기 공급 장치
41 : 블로어

Claims

기체 공급 장치로부터 기체가 공급되는 수평 방향으로 연장되는 주관과, 산기공을 갖고, 또한 상기 주관에 직접 연결하여 수평 방향으로 연장되는 복수의 지관을 구비하는 산기 장치로서,
상기 주관은, 그 일단측에 개방구를 갖고 있는 산기 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지관의 개방구는, 상기 주관에 연결된 측과 반대측 단부에 형성되어 있는 산기 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 주관의 개방구는, 상기 지관의 개방구보다 하방에 배치되어 있는 산기 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지관의 바닥부가, 상기 주관의 바닥부와 동일 수평면 상에 위치하거나, 또는 상기 주관의 바닥부보다 하방에 위치하고 있는 산기 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주관의 횡단면 형상은, 위로 볼록해지는 만곡면 형상인 산기 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주관의 개방구는, 상기 지관의 산기공보다 하방에 배치되어 있는 산기 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주관의 횡단면 형상은, 위로 볼록해지는 만곡 형상이고, 하부가 상기 상부의 양단에 각각 접속하여 연직 방향 하방을 향하는 1 쌍의 연직 직선부와, 그 1 쌍의 연직 직선부의 하단부 사이를 연결하는 수평 직선부로 이루어지는 형상이고,
상기 지관은, 상기 주관 하부의 연직 직선부에 연결되어 있는 산기 장치.
수조와,
상기 수조 내에 배치된 막 모듈 유닛과,
상기 막 모듈 유닛의 하방에 배치된 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치를 구비한 수처리 장치.