KR20160006252A - 산기 장치의 운전 방법 - Google Patents

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도모키 가와기시
가츠유키 야노네
요시히토 나카하라
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미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 활성 오니 폭기조 내에 배치되고, 산기용 기체를 분출하는 산기부와, 상기 산기부에 상기 산기용 기체를 공급하는 기체 공급부를 구비한 산기 장치의 운전 방법으로서, 상기 산기부는, 대략 수평 배치된 1 개 이상의 산기관을 구비하여 구성되고, 상기 산기관의 연직 상부에는 복수의 산기공이 형성되고, 상기 산기관의 하부에는 1 개 이상의 오니 출입공이 형성되고, 각 산기관의 하기 식 (Ⅰ) 에 의해 산출되는 압력 수두 ΔH 가 상기 산기관의 내경 d1 의 0.2 ∼ 0.9 배의 값이 되도록, 상기 기체 공급부로부터 상기 산기부에 상기 산기용 기체를 공급하고, 상기 기체 공급부로부터 상기 산기부에 상기 산기용 기체를 공급하는 공급 공정과, 상기 산기관 내를 대기 개방하지 않고 상기 산기용 기체의 공급을 정지하는 정지 공정을 반복하여 실시하는 산기 장치의 운전 방법에 관한 것이다.

Description

산기 장치의 운전 방법{OPERATING METHOD FOR AIR DIFFUSION APPARATUS}
본 발명은, 활성 오니 폭기조에서의 산기에 사용되는 산기 장치의 운전 방법에 관한 것이다.
종래부터, 복수의 산기공이 형성된 산기관을 활성 오니 폭기조 내에 배치하여, 공기 등의 산기용 기체를 조 내에 분출시켜 활성 오니를 처리하는 것이 실시되고 있다.
이와 같은 활성 오니 처리에 있어서는, 처리를 계속하는 것에 수반하여 산기관 내에 활성 오니가 건조 고결되고, 산기공의 주변에도 퇴적되어, 산기공이 폐색되어 산기가 불안정해지는 경우 등이 있었다.
이와 같은 문제를 해결하는 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1 에는, 산기관에 세정용 액체를 공급하고, 산기관 내를 세정하여 오니를 제거하는 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 2 에는, 산기관의 하부에 분출구가 형성되어 있음과 함께, 선단이 하방으로 굴곡되어 개구되어 있는 산기관이 기재되어 있다. 또, 이 산기관과 블로어를 접속시키는 공기 공급 배관에는, 산기관 내의 압력을 대기압에 개방하기 위한 밸브를 형성하는 것이 기재되어 있다. 그리고, 블로어로부터 공기의 공급을 멈추어 산기를 정지함과 함께, 상기 서술한 밸브를 개방하여 산기관 내의 압력을 대기압에 개방함으로써, 선단의 개구 등으로부터 조 내의 오니를 산기관 내에 역류시키는 것이 기재되어 있다. 이 방법에 의하면, 분출구 부근에 건조되어 퇴적되어 있는 오니를 습윤시킬 수 있기 때문에, 다음에 산기를 개시하였을 때, 습윤화된 오니를 유거 (流去) 할 수 있다고 되어 있다.
특허문헌 3 에는, 산기관보다 하방으로 연장되는 연장관부을 형성함과 함께, 이 연장관부에 개방부를 형성하여, 산기관 내에 체류하고 있는 오니를 개방부로부터 배출하는 것이 기재되어 있다. 또, 산기관에 물을 간헐적으로 공급함으로써, 오니가 건조되어 비대화되기 전에 오니를 씻어내는 것도 기재되어 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 일본 공개특허공보 2004-305886호
(특허문헌 2) 일본 공개특허공보 2002-307091호
(특허문헌 3) 일본 특허공보 제3322206호
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 방법에서는, 산기관에 세정용 액체를 공급하기 위한 세정 액체용 라인을 설치할 필요가 있어, 설비 설치 비용을 필요로 한다.
또, 특허문헌 2 에 기재된 방법에서는, 산기를 정지한 후, 공기 공급 배관에 형성된 밸브를 개방하거나 하여 산기관 내의 압력을 대기압까지 저하시키고 있기 때문에, 조 내의 오니가 산기관 내뿐만 아니라 공기 공급 배관 내에까지 대량으로 유입된다. 구체적으로는, 조 내의 오니의 액면 높이에 상당하는 높이까지 공기 공급 배관 내에도 오니가 유입된다. 이와 같이 공기 공급 배관 내에까지 대량의 오니가 유입되면, 다음에 산기를 개시하였을 때에 블로어에 큰 부하가 가해지는 데다가, 공기 공급 배관 내에는 대량의 오니가 부착되어 건조되고, 이것이 산기관으로 옮겨져 산기공을 폐색시킨다는 문제도 발생한다.
또, 특허문헌 3 에 기재된 바와 같이, 단순히 산기관보다 하방에 위치하는 개방부로부터 오니를 배출하고자 하는 방법에서는, 산기공 주변에 강고하게 부착된 오니를 박리시키는 것은 용이하지 않다. 그 때문에, 결국은 산기관에 물을 간헐적으로 공급하는 세정법을 병용할 필요가 생기고, 물을 공급하기 위한 설비 설치 비용을 필요로 하게 된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 블로어 (기체 공급부) 에 과도한 부하를 가하거나, 새롭게 설비를 설치하거나 하지 않고, 산기공을 폐색하는 산기관에 대한 오니의 건조 고결을 방지할 수 있는 산기 장치의 운전 방법의 제공을 과제로 한다.
본 발명자는 예의 검토의 결과, 산기관 등의 산기부의 상부에 산기용 기체를 분출하기 위한 복수의 산기공을 형성하고, 하부에 활성 오니가 산기부 내에 출입하기 위한 오니 출입공을 형성하고, 이와 같은 산기부에 대한 산기용 기체의 공급과 정지를 반복함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아냈다.
상기 과제를 해결하는 본 발명은 이하의 양태를 갖는다.
(1) 활성 오니 폭기조 내에 배치되고, 산기용 기체를 분출하는 산기부와, 상기 산기부에 상기 산기용 기체를 공급하는 기체 공급부를 구비한 산기 장치의 운전 방법으로서, 상기 산기부는, 대략 수평 배치된 1 개 이상의 산기관을 구비하여 구성되고, 상기 산기관의 연직 상부에는 복수의 산기공이 형성되고, 상기 산기관의 하부에는 1 개 이상의 오니 출입공이 형성되고, 각 산기관의 하기 식 (Ⅰ) 에 의해 산출되는 압력 수두 ΔH 가 상기 산기관의 내경 d1 의 0.2 ∼ 0.9 배의 값이 되도록, 상기 기체 공급부로부터 상기 산기부에 상기 산기용 기체를 공급하고, 상기 기체 공급부로부터 상기 산기부에 상기 산기용 기체를 공급하는 공급 공정과, 상기 산기관 내를 대기 개방하지 않고 상기 산기용 기체의 공급을 정지하는 정지 공정을 반복하여 실시하는 산기 장치의 운전 방법.
[수학식 1]
Figure pat00001
단,
ΔH : 압력 수두 (m)
ρ : 활성 오니의 밀도 (㎏/㎥)
ρ' : 산기용 기체의 밀도 (㎏/㎥)
ｖ : 각 산기공으로부터의 산기용 기체의 분출 속도 (m/sec)
C : 하기 식 (Ⅱ) 로 나타내는 유출 계수
g : 중력 가속도 (m/s2)
[수학식 2]
Figure pat00002
단, m 은 하기 식 (Ⅲ) 으로 나타내는 개구비
[수학식 3]
Figure pat00003
단,
A0 ＝ 각 산기공의 면적 (㎡)
A1 ＝ 산기관의 단면적 (길이 방향에 수직인 면의 내경 기준의 면적) (㎡)
d0 ＝ 각 산기공의 직경 (m)
d1 ＝ 산기관의 내경 (m)
(2) 상기 공급 공정을 30 분 ∼ 12 시간 실시하고, 상기 정지 공정을 15 ∼ 600 초간 실시하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 에 기재된 산기 장치의 운전 방법.
(3) 상기 내경 d1 이 10 ∼ 100 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 상기 (2) 에 기재된 산기 장치의 운전 방법.
(4) 상기 산기공의 직경이 1.5 ∼ 30 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 상기 (3) 중 어느 것에 기재된 산기 장치의 운전 방법.
(5) 활성 오니 폭기조 내에 배치되고, 산기용 기체를 분출하는 산기부와, 상기 산기부에 상기 산기용 기체를 공급하는 기체 공급부를 구비한 산기 장치로서,
1) 상기 산기부는, 대략 수평 배치된 1 개 이상의 산기관을 구비하여 구성되고,
2) 상기 산기관의 연직 상부에는 복수의 산기공이 형성되고, 상기 산기관의 하부에는 1 개 이상의 오니 출입공이 형성되고,
3) 산기관과 송기관의 접속 부분의 관 내에 있어서, 상기 산기용 기체의 공급을 정지하는 정지 공정에 있어서도 산기관 내의 압력이 활성 오니 폭기조 수면에서 산기공까지의 수압에 상당하는 압력을 유지하도록 접속된 것을 특징으로 하는 산기 장치.
(6) 상기 산기관과 상기 송기관의 접속 부분의 관 내에 밸브가 형성된 상기 (5) 에 기재된 산기 장치.
(7) 상기 밸브가 삼방 밸브이고, 상기 삼방 밸브는, 상기 산기관, 상기 송기관 및 배기관이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (6) 에 기재된 산기 장치.
본 발명에 의하면, 블로어 (기체 공급부) 에 과도한 부하를 가하거나, 새롭게 설비를 설치하거나 하지 않고, 산기공을 폐색하는 산기관에 대한 오니의 건조 고결을 방지할 수 있다.
도 1 은, 배수 처리 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2A 는, 도 1 의 배수 처리 장치가 구비하는 산기관의 길이 방향을 따른 개략 단면도이다.
도 2B 는, 도 1 과는 상이한 형태의 배수 처리 장치가 구비하는 산기관의 길이 방향을 따른 개략 단면도이다.
도 3 은, 산기부의 다른 형태를 나타내는 사시도이다.
도 4A 는, 산기부의 다른 형태를 나타내는 정면도이다.
도 4B 는, 산기부의 다른 형태를 나타내는 평면도이다.
도 5 는, 배수 처리 장치의 다른 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세하게 설명한다.
도 1 은, 본 발명에서 바람직하게 사용되는 산기 장치를 구비한 배수 처리 장치의 일례를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
이 예의 배수 처리 장치 (10) 는, 피처리수인 활성 오니 (11) 가 투입된 활성 오니 폭기조 (12) 와, 활성 오니 폭기조 (12) 내에 침지되고, 고액 분리용 막 엘리먼트 (13) 를 구비한 막 분리 장치와, 활성 오니 폭기조 (12) 내에 산기용 기체를 분출하기 위한 산기 장치 (20) 를 구비하고 있다. 고액 분리용 막 엘리먼트 (13) 는, 이 예에서는 중공사막 등의 분리막을 구비하여 구성되어 있다. 또, 고액 분리용 막 엘리먼트 (13) 에는, 흡인 배관 (14) 및 흡인 펌프 (15) 로 이루어지는 흡인 수단 (16) 이 접속되고, 흡인 여과가 가능하게 구성되어 있다.
산기 장치 (20) 는, 활성 오니 폭기조 (12) 내의 저부 근방에 대략 수평 배치된 1 개의 산기관 (산기부) (21) 과, 이 산기관 (21) 에 산기용 기체를 공급하기 위한 기체 공급부 (22) 를 갖고 있다. 산기관은, 그 축 방향의 구배가 1/50 이내, 바람직하게는 1/100 이내가 되도록 설치되는 것이 바람직하다.
이 예의 산기관 (21) 은, 길이 방향에 수직인 단면 (이하, 수직 단면이라고 한다) 이 원형의 원관으로 이루어지고, 그 연직 상부에는, 산기용 기체를 분출하기 위한 원형의 산기공 (23) 이 복수 (도 1 의 예에서는 6 개) 길이 방향을 따라 일렬로 형성되어 있고, 한편 주벽의 하부에는, 활성 오니 (11) 가 산기관 (21) 내에 출입하기 위한 원형의 오니 출입공 (24) 이 이 예에서는 1 개 형성되어 있다. 구체적으로는, 이 예의 산기공 (23) 및 오니 출입공 (24) 은, 산기관 (21) 의 축선과 교차하는 연직선 (연직 방향의 수선) 과, 산기관 (21) 의 주벽의 교점에 각 구멍의 중심이 위치하도록 배치되어 있다. 즉, 이 예에서는, 산기공 (23) 은, 산기관 (21) 의 축선과 교차하는 연직 상방향의 수선과, 산기관 (21) 의 주벽의 교점에 각 산기공 (23) 의 중심이 위치하도록 배치되어 있다. 또, 오니 출입공 (24) 은, 산기관 (21) 의 축선과 교차하는 연직 하방향의 수선과, 산기관 (21) 의 주벽의 교점에 오니 출입공 (24) 의 중심이 위치하도록 배치되어 있다. 산기관 (21) 은, 예를 들어 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴 수지, ABS 수지, 염화비닐 수지 등의 합성 수지나, 금속 등으로 이루어진다.
또한 여기서 주벽의 하부란, 산기관 (21) 의 축선보다 하측에 위치하는 부분의 주벽이다. 오니 출입공 (24) 의 중심이 주벽의 하부에 위치하고 있는 경우, 이 오니 출입공 (24) 은 산기관 (21) 의 하부에 형성되어 있는 것으로 한다.
오니 출입공은, 그 중심이 산기관 (21) 의 축선에서 연직 하방향으로 그은 선으로부터, 주벽 상 45°이내의 범위에 위치하도록 형성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30°이내이다.
기체 공급부 (22) 는, 송기 수단인 블로어 (25) 와, 블로어 (25) 와 산기관 (21) 을 접속시키는 송기관 (26) 을 구비하고 있다. 이 예에서는, 송기관 (26) 은, 도 2A 에도 나타내는 바와 같이 산기관 (21) 의 일단 (21a) 에 접속되어, 블로어 (25) 로부터의 산기용 기체를 산기관 (21) 내에 공급하는 것이다. 산기관 (21) 의 오니 출입공 (24) 은, 송기관 (26) 이 접속된 산기관 (21) 의 일단 (21a) 과는 반대측의 폐색된 타단 (21b) 의 근방에 형성되어 있다. 또, 이 예의 송기관 (26) 에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 송기관 (26) 내의 산기용 기체를 대기 중에 내보내 배출하기 위해 배기관 (27) 이 분기 형성되고, 분기 부분에는 삼방 밸브 (28) 가 형성되어 있다. 또, 이 예의 기체 공급부 (22) 는 제어 장치 (29) 를 갖고, 블로어 (25) 및 삼방 밸브 (28) 의 동작은, 이 제어 장치 (29) 에 의해 자동 제어된다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 산기 장치의 산기관은, 산기 정지시에 있어서도 관 내 압력이 대기 개방되지 않는 구조로 되어 있다. 예를 들어, 도 1 에서는, 삼방 밸브 (28) 를 사용하고 있기 때문에, 블로어 (25) 와 배기관 (27) 이 연통되도록 삼방 밸브 (28) 를 개방하면, 블로어를 정지하지 않고 급기 정지할 수 있음과 함께, 산기관의 관 내 압력은 유지된다.
또한, 밸브의 개수는, 도 2 와 같이 밸브를 2 개 사용해도 되지만, 1 개여도 된다.
본 발명의 산기 장치의 운전 방법에 있어서는, 기체 공급부 (22) 로부터 산기관 (21) 에 산기용 기체를 공급하는 공급 공정과, 기체 공급부 (22) 로부터의 산기용 기체의 공급을 정지하는 정지 공정을 반복하여 실시한다.
구체적으로는, 먼저 제어 장치 (29) 에 의해 삼방 밸브 (28) 를 조작하여 블로어 (25) 와 산기관 (21) 이 연통되고, 배기관 (27) 측이 닫히도록 한다. 그리고, 블로어 (25) 를 작동시켜 소정 유량의 산기용 기체를 송기관 (26) 을 통하여 산기관 (21) 에 공급한다 (공급 공정).
여기서, 산기용 기체로는 통상적으로는 공기를 사용하지만, 필요에 따라 산소 등을 사용해도 된다. 또, 산기용 기체의 유량은, 통상적으로 활성 오니 처리 (생물 처리) 에 필요한 유량이 되지만, 이 예의 배수 처리 장치와 같이, 막 분리 장치를 구비하는 장치에서의 산기의 경우에는, 막 분리 장치의 막면을 효과적으로 세정하는 관점도 고려하여 산기용 기체의 유량을 결정해도 된다.
이어서, 산기용 기체를 공급하는 공급 공정을 소정 시간 실시한 후, 산기용 기체의 산기관 (21) 에 대한 공급을 정지한다 (정지 공정). 산기용 기체의 공급을 정지할 때에는, 블로어 (25) 자체를 정지시켜도 되지만, 제어 장치 (29) 에 의해 삼방 밸브 (28) 를 조작하여 블로어 (25) 와 배기관 (27) 이 연통되고, 송기관 (26) 의 분기 부분보다 하류측 (산기관 (21) 측) 의 유로가 닫히도록 해도 된다. 이로써, 정지 공정에 있어서는, 산기관 (21) 에 대한 산기용 기체의 공급은 정지되고, 또한 산기관 (21) 내가 대기압에 개방되지 않고, 산기관 (21) 내의 압력 (관 내 압력) 이 유지된다.
이어서, 산기용 기체의 공급을 정지하는 정지 공정을 소정 시간 실시한 후, 다시 기체 공급부 (22) 로부터 산기관 (21) 에 산기용 기체를 공급하는 공급 공정을 실시한다.
이와 같이, 연직 상부에는 산기용 기체를 분출하는 복수의 산기공 (23) 이 형성되어 있고, 한편 하부에는 활성 오니 (11) 가 산기관 (21) 에 출입하는 1 개 이상의 오니 출입공 (24) 이 형성된 산기관 (21) 을 산기 장치 (20) 에 구비하여, 상기 서술한 공급 공정과 정지 공정을 반복하는 운전 방법에 의하면, 블로어 (25) 에 과도한 부하를 가하거나, 배수 처리 장치에 새롭게 설비를 설치하거나 하지 않고, 산기공 (23) 을 폐색하는 산기관 (21) 에 대한 활성 오니 (11) 의 건조 고결을 방지할 수 있다.
즉, 이 예와 같이, 산기관 (21) 의 하부가 아니라, 상부에 산기공 (23) 이 형성되어 있으면, 공급 공정에서 정지 공정으로 전환되었을 때, 산기관 (21) 내에 잔존하는 산기용 기체는 활성 오니 (11) 보다 저비중이기 때문에, 산기공 (23) 으로부터 상방으로 배출된다. 그러면, 이 산기관 (21) 의 하부에는 오니 출입공 (24) 이 형성되어 있기 때문에, 이와 같은 산기용 기체의 배출에 수반하여, 오니 출입공 (24) 으로부터는 활성 오니 (11) 가 산기관 (21) 내에 유입된다. 이와 같이 산기관 (21) 의 상부에 산기공 (23) 이 형성되고, 하부에 오니 출입공 (24) 이 형성되어 있으면, 공급 공정에서 정지 공정으로 전환되었을 때, 산기관 (21) 내를 대기압에 개방하거나 하여 그 관 내 압력을 저하시키지 않아도, 산기관 (21) 내의 산기용 기체는 배출되고, 대신에 활성 오니 (11) 가 충만된다. 그 때문에, 정지 공정에 있어서 산기관 (21) 내는 활성 오니 (11) 에 의해 습윤 상태가 되어, 산기관 (21) 내의 활성 오니 (11) 의 건조 고결을 방지할 수 있다.
또, 이와 같이 산기공 (23) 과 오니 출입공 (24) 이 형성된 산기관 (21) 을 채용한 경우에는, 상기 서술한 바와 같이, 산기관 (21) 내를 대기압에 개방하거나 하여 관 내 압력을 저하시키지 않아도, 산기관 (21) 내에 활성 오니 (11) 를 유입시킬 수 있기 때문에, 산기관 (21) 내를 대기압에 개방하는 것에 의한 문제를 회피할 수 있다.
즉, 정지 공정으로 전환되었을 때, 만일 삼방 밸브 (28) 를 조작하여 배기관 (27) 과 산기관 (21) 측의 송기관 (26) 을 연통시키고, 관 내 압력을 저하시켜 대기압으로 하면, 산기관 (21) 내뿐만 아니라 송기관 (26) 내까지가 대기압이 된다. 그 결과, 활성 오니 폭기조 (12) 내의 활성 오니 (11) 가 산기관 (21) 내에 유입될 뿐만 아니라, 송기관 (26) 내에도 대량으로 유입된다. 구체적으로는, 도 1 중, 부호 L1 로 나타내는 위치 (활성 오니 폭기조 (12) 에 있어서의 활성 오니 (11) 의 액면 높이) 까지 송기관 (26) 내에 활성 오니 (11) 가 유입된다. 이와 같이 대량의 활성 오니 (11) 가 송기관 (26) 내에 유입되면, 다음 공급 공정에서 산기용 기체의 공급을 개시할 때, 블로어 (25) 는 대량의 활성 오니 (11) 를 송기관 (26) 으로부터 밀어낼 필요가 있기 때문에, 블로어 (25) 에는 과잉의 부하가 가해진다. 또, 송기관 (26) 내에 대량의 활성 오니 (11) 가 부착되어 건조되고, 이 건조된 활성 오니 (11) 가 산기관 (21) 으로 옮겨져 산기공 (23) 을 폐색시킬 우려도 있다. 이에 반해, 정지 공정으로 전환되었을 때, 관 내 압력을 유지하고 굳이 저하시키지 않는 경우에는, 활성 오니 (11) 는 송기관 (26) 내에 유입되었다고 해도, 부호 L2 로 나타내는 위치 (산기공 (23) 의 형성 위치에 대응하는 높이) 까지만 유입된다. 그 때문에, 다음 공급 공정에서 산기용 기체의 공급을 재개하였을 때에는, 블로어 (25) 에는 큰 부하를 가하지 않고, 습윤 상태의 산기관 (21) 내에서 박리시키기 쉬워진 활성 오니 (11) 를 오니 출입공 (24) 이나 산기공 (23) 으로부터 산기관 (21) 밖으로 배출할 수 있다.
이렇게 하여, 산기공 (23) 을 폐색하는 산기관 (21) 에 대한 활성 오니 (11) 의 건조 고결을 방지할 수 있다.
여기서 산기용 기체의 공급을 계속하는 시간, 즉 1 회의 공급 공정을 실시하는 시간은 30 분 ∼ 12 시간인 것이 바람직하다. 1 회의 공급 공정을 실시하는 시간이 30 분 미만이면, 블로어 (25) 의 기동·정지 빈도, 삼방 밸브 (28) 의 개폐 빈도가 많아져, 블로어 (25) 나 삼방 밸브 (28) 의 기계적 손상이 빨라진다. 한편, 1 회의 공급 공정을 실시하는 시간이 12 시간을 초과하면, 산기관 (21) 내의 활성 오니 (11) 의 일부가 건조되어, 장기 사용 중에 산기공 (23) 이 폐색될 우려가 있다.
또, 산기용 기체의 공급을 정지하는 시간, 즉 1 회의 정지 공정을 실시하는 시간은 15 ∼ 600 초간인 것이 바람직하다. 1 회의 정지 공정을 실시하는 시간이 15 초간 미만이면, 산기관 (21) 내에 활성 오니 (11) 가 충분히 유입되지 않는 동안 공급 공정으로 전환될 우려가 있다. 한편, 1 회의 정지 공정을 실시하는 시간이 600 초간을 초과하면, 활성 오니 (11) 의 생물 처리에 필요한 활성 오니 폭기조 (12) 내의 산기용 기체량이 부족할 우려가 있다.
또, 이 예와 같이, 막 분리 장치가 침지된 활성 오니 폭기조 (12) 인 경우, 정지 공정시에는 막 분리 장치에 의한 여과 처리도 통상적으로는 정지할 필요가 있다. 따라서, 1 회의 정지 공정을 실시하는 시간이 600 초간을 초과하면, 막 분리 장치에 의한 처리수량을 저하시킨다.
또, 각 공급 공정에 있어서는, 소정 유량의 산기용 기체를 산기관 (21) 에 공급하였을 때, 하기 식 (Ⅰ) 에 의해 산출되는 압력 수두 ΔH 가 산기관 (21) 의 내경 d1 의 0.2 ∼ 0.9 배의 값이 되도록, 각 산기공 (23) 으로부터의 산기용 기체의 분출 속도 ｖ (m/sec), 각 산기공의 면적 A0 (㎡), 산기관 (21) 의 단면적 (길이 방향에 수직인 단면의 내경 기준 면적) A1 (㎡), 각 산기공 (23) 의 내경 d0 (m), 산기관 (21) 의 내경 d1 (m), 1 개의 산기관 (21) 에 공급되는 산기용 기체의 유량 Q (㎥/sec), 산기공 (23) 의 수를 결정하는 것이 바람직하다.
하기 식 (Ⅰ) 은, 오리피스의 유량 계산에 사용되는 식으로서 일반적으로 알려져 있다.
[수학식 4]
Figure pat00004
단,
ΔH : 압력 수두 (m)
ρ : 활성 오니의 밀도 (㎏/㎥)
ρ' : 산기용 기체의 밀도 (㎏/㎥)
ｖ : 각 산기공으로부터의 산기용 기체의 분출 속도 (m/sec)
C : 하기 식 (Ⅱ) 로 나타내는 유출 계수
g : 중력 가속도 (m/s2)
[수학식 5]
Figure pat00005
단, m 은 하기 식 (Ⅲ) 으로 나타내는 개구비
[수학식 6]
Figure pat00006
단,
A0 ＝ 각 산기공의 면적 (㎡)
A1 ＝ 산기관의 단면적 (길이 방향에 수직인 면의 내경 기준의 면적) (㎡)
d0 ＝ 각 산기공의 직경 (m)
d1 ＝ 산기관의 내경 (m)
또한, 도시예의 산기 장치 (20) 는 산기관 (21) 을 1 개 구비하고 있지만, 복수 개 구비하고 있어도 되고, 그 경우에는, 각 산기관 (21) 에 대해 식 (Ⅰ) 에 의해 산출되는 압력 수두 ΔH 가 산기관 (21) 의 내경 d1 의 0.2 ∼ 0.9 배의 값이 되는 것이 바람직하다. 또, 1 개의 산기관 (21) 에 공급되는 산기용 기체의 유량 Q 는, 활성 오니 폭기조 (12) 에 산기되는 전체 유량을 산기관 (21) 의 갯수로 나눈 값이 된다. 산기관 (21) 의 갯수는, 활성 오니 폭기조 (12) 의 형상, 크기, 또 막 분리 장치를 구비하는 경우에는 그 형상, 크기, 설치 수 등에 따라 임의로 설정된다.
또한, 산기용 기체가 공기인 경우에는, 산기용 기체의 밀도 ρ' 는 1.2 (㎏/㎥) 로 하면 된다. 활성 오니 (11) 의 밀도 ρ 는, 실제로 밀도를 측정하여 그 값을 채용한다.
또, 산기공 (23) 으로부터의 산기용 기체의 분출 속도 ｖ (m/sec) 는, 1 개의 산기관 (21) 에 공급되는 산기용 기체의 유량 Q 를, 이 산기관 (21) 에 형성된 산기공 (23) 의 총 면적 (산기공 1 개당의 면적 × 1 개의 산기관에 형성된 산기공의 총 수) 으로 나눈 값이다.
또, 이 예에서는, 산기관 (21) 에는 수직 단면이 원형인 원관을 사용하고 있지만, 수직 단면의 형상에는 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 타원형, 사각형 등의 다각형이어도 된다. 그 경우에는, 식 (Ⅲ) 에 있어서, 각 산기공 (23) 의 면적 A0 및 산기관 (21) 의 단면적 A1 의 값으로부터 m 을 구하고, 이 m 을 사용하여 압력 수두 ΔH 를 산출하고, 그 값이 내경 d1 의 0.2 ∼ 0.9 배의 값이 되도록 하면 된다.
또한, 식 중, m 은 개구비이고, 각 산기공 (23) 의 면적 A0 에 대한 산기관 (21) 의 단면적 A1 의 비를 나타낸다. C 는 유출 계수이다.
이와 같이, 상기 식 (Ⅰ) 에 의해 산출되는 압력 수두 ΔH, 즉 산기관 (21) 내에 작용하는 압력이 산기관 (21) 의 내경 d1 에 상당하는 압력보다 작고, 특히 내경 d1 의 0.2 ∼ 0.9 배의 값이면, 산기관 (21) 에 산기용 기체를 공급하고 있을 때, 즉 공급 공정에 있어서도, 오니 출입공 (24) 으로부터는 활성 오니 (11) 가 산기관 (21) 내에 유입된다. 그 때문에, 정지 공정시뿐만 아니라, 공급 공정시에도 산기관 (21) 내에 항상 활성 오니 (11) 가 존재하게 되고, 산기관 (21) 내는 습윤 상태로 유지되어, 산기관 (21) 내의 활성 오니 (11) 의 건조 고결을 한층 더 방지할 수 있다.
여기서 식 (Ⅰ) 에 의한 압력 수두 (ΔH) 가 내경 d1 의 0.2 배 미만의 값인 경우에는, 산기관 (21) 의 산기공 (23) 의 수 및 산기공 (23) 의 직경에 비해 산기관 (21) 에 공급되는 산기용 기체의 양이 적다. 따라서, 이 경우에는, 각 산기공 (23) 으로부터 분출하는 산기용 기체의 양에 편향이 발생하기 쉬워진다. 구체적으로는, 송기관 (26) 이 접속된 산기관 (21) 의 일단 (21a) 에 가까운 위치에 형성된 산기공일수록 다량의 산기용 기체가 분출되고, 타단 (21b) 에 가까운 위치에 형성된 산기공 (23) 으로부터 분출하는 산기용 기체는 소량이 되는 경향이 있다. 한편, 내경 d1 의 0.9 배를 초과하는 값인 경우에는, 공급 공정에 있어서 산기관 (21) 내에 공급되는 산기용 기체의 양이 많고, 그 때문에 공급 공정에 있어서 산기관 (21) 내에 존재하는 활성 오니 (11) 의 양이 감소하여, 산기관 (21) 내를 충분한 습윤 상태로 유지하는 것이 곤란해진다.
여기서, 기체 공급량은 밸브 등에 의해 일정량으로 설정되지만, 블로어 기동 시간이나 밸브 개폐 시간에 있어서, 순간적으로 설정량에서 벗어나는 것은 당연히 발생할 수 있다.
단, 기체 공급을 재개하였을 때, 급격한 유량 변동이 산기관 내에 발생함으로써 산기관 내 세정 효과는 높아진다.
따라서, 산기관 내에 급격한 유량 변동을 부여하기 위해서는, 식 (Ⅰ) 에서 벗어나는 유량이 산기관에 공급되는 시간은 10 초 이내인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5 초 이내이다.
또, 이 때, 각 산기공 (23) 의 직경 (내경) 은 1.5 ∼ 30 ㎜ 의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다. 1.5 ㎜ 미만이면, 활성 오니 (11) 에 포함되는 스크리닝이나 고형물 등의 이물질에 의해 산기공 (23) 이 폐색되기 쉬운 경향이 있다. 또, 공급 공정에서 정지 공정으로 전환되어도, 표면 장력의 작용에 의해 산기공 (23) 으로부터 산기관 (21) 내의 산기용 기체가 배출되지 않고, 그 결과, 오니 출입공 (24) 으로부터의 활성 오니 (11) 의 유입도 불충분해지는 경향이 있다. 한편, 30 ㎜ 를 초과하면, 공급 공정에 있어서 산기공 (23) 으로부터 분출하는 산기용 기체의 기포가 조대화되어 산기용 기체의 용해 효율이 감소하고, 활성 오니 (11) 의 생물 처리에 필요한 산기량이 부족하거나 활성 오니 처리가 비효율적으로 되거나 할 가능성이 있다.
또한, 각 산기공 (23) 의 형상은 원형에 한정되지 않는다.
각 산기공 (23) 은, 도시예와 같이, 산기관 (21) 의 축선과 교차하는 연직선과 주벽의 교점에 각 구멍의 중심이 위치하도록, 일렬로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성되면, 각 산기공 (23) 으로부터 균형 있게 산기용 기체가 분출되기 쉽다.
또, 산기공 (23) 이 산기관 (21) 의 축선과 교차하는 연직선과 주벽의 교점에 각 구멍의 중심이 위치하도록 하면, 산기용 기체의 공급을 정지하는 정지 공정시에, 오니 출입공으로부터 유입된 오니에 의해 관 내를 확실하게 오니로 충만시키는 것이 가능해져 보다 바람직하다.
산기공 (23) 이 산기관 (21) 의 축선과 교차하는 연직선과 주벽의 교점에서 떨어진 위치에 설치된 경우, 산기관 (21) 내 중 산기공로부터 위의 공간에는, 산기용 기체의 공급을 정지하는 정지 공정에 있어서도 오니가 충만되지 않기 때문에, 상기 공간에 접하는 산기관의 내벽에 건조 오니가 부착될 우려가 있다.
또, 각 산기공 (23) 은, 산기관 (21) 의 길이 방향에 있어서 균등한 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.
오니 출입공 (24) 은, 산기관 (21) 의 하부에 형성되는 한 그 수에 제한은 없고, 1 개 이상 형성되면 된다.
오니 출입공 (24) 의 직경은 3 ㎜ 이상이 바람직하다. 3 ㎜ 미만이면, 활성 오니 (11) 에 포함되는 스크리닝이나 고형분 등의 이물질에 의해 오니 출입공 (24) 이 폐색되기 쉬워진다.
또, 오니 출입공 (24) 은, 산기관 (21) 과 송기관 (26) 의 접속 위치에서 가장 떨어진 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 이 예와 같이, 송기관 (26) 이 산기관 (21) 의 일단 (21a) 에만 접속되어 있는 경우에는, 송기관 (26) 이 접속되어 있지 않은 측의 산기관 (21) 의 단부 (타단) (21b) 의 근방에 형성되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 산기관 (21) 내에 있어서, 산기관 (21) 과 송기관 (26) 의 접속 위치 부근은 가장 관 내 압력이 높아지기 때문에, 이 부분에 오니 출입공 (24) 을 형성하면, 오니 출입공 (24) 으로부터 활성 오니 (11) 가 출입하지 않고, 산기용 기체가 분출될 우려가 있다.
또, 도 2B 에 나타내는 바와 같이, 산기관 (21) 의 양단 (21a, 21b) 에 송기관 (26) 을 접속시켜, 양단 (21a, 21b) 으로부터 산기용 기체를 산기관 (21) 내에 공급하는 형태인 경우에는, 예를 들어 산기관 (21) 의 길이가 1 m 이상인 경우 등에도, 산기공 (23) 으로부터 균등하게 산기용 기체를 분출시킬 수 있어 바람직하다. 그 경우, 오니 출입공 (24) 은, 산기관 (21) 의 길이 방향의 중심부 부근에 형성되는 것이 바람직하다.
산기공 (23) 의 직경과 오니 출입공 (24) 의 직경은, 각각이 상기 바람직한 범위를 만족시키고 있는 것이 바람직하지만, 또한 오니 출입공 (24) 의 직경이 산기공 (23) 의 직경보다 크게 형성되어 있으면, 오니 출입공 (24) 에 있어서 활성 오니 (11) 가 보다 원활하게 출입하기 쉬워져 바람직하다.
산기관 (21) 의 내경 d1 은 10 ∼ 100 ㎜ 의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다. 내경 d1 이 10 ㎜ 미만이면, 활성 오니 (11) 에 존재하는 스크리닝이나 고형분 등의 이물질에 의해 산기관 (21) 내가 폐색되기 쉬워진다. 또, 내경 d1 이 10 ㎜ 미만이면, 식 (Ⅰ) 의 범위 내가 되는 산기관 1 개당에 공급되는 산기용 기체의 유량의 레인지가 작아진다.
또, 산기관 (21) 은 복수 개가 수평 방향으로 나열되어 배치되어도 되고, 그 경우, 산기관 (21) 의 내경 d1 이 100 ㎜ 이하이면, 산기관 (21) 을 조밀하게 배치할 수 있고, 결과, 산기공 (23) 도 조밀하게 배치할 수 있다. 이 경우, 활성 오니 폭기조 (12) 내를 보다 균등하게 산기할 수 있다.
또한 내경 d1 이 100 ㎜ 이상이면, 식 (Ⅰ) 의 하한값 (내경 d1 의 0.2) 을 만족시키기 위해 필요해지는 「산기관 1 개당에 공급되는 산기용 기체의 유량」이 커진다.
이상의 설명에서는, 산기부로서 산기관 (21) 을 예시하였지만, 예를 들어 도 3 및 4 에 나타내는 바와 같이, 평행하게 배치된 복수의 산기관 (21) 과, 이들 복수의 산기관 (21) 의 양단에 접속된 1 세트의 헤더관 (30) 으로 이루어지는 산기부를 구성하고, 각 헤더관 (30) 각각에 송기관 (26) 이 접속되도록 해도 된다. 이 경우, 산기용 기체는 송기관 (26) 으로부터 헤더관 (30) 에 공급되고, 헤더관 (30) 을 거쳐 각 산기관 (21) 에 공급된다. 또, 이 경우, 오니 출입공 (24) 은, 각 산기관의 하부에 형성해도 되고 (도 3), 각 헤더관 (30) 의 하부에 형성해도 된다 (도 4).
또, 기체 공급부 (22) 로는, 이상의 예에서는 송기 수단으로서 블로어 (25) 를 구비하는 것을 나타냈지만, 블로어 (25) 대신에 컴프레서를 사용해도 된다.
또, 도 1 의 예의 송기관 (26) 은, 분기 부분에 삼방 밸브 (28) 이 형성되어 있지만, 삼방 밸브 (28) 를 형성하는 대신에, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 2 개의 개폐 밸브 (이방 밸브) (31, 32) 를 설치해도 된다. 이 경우, 공급 공정에서는, 배기관 (27) 에 형성된 이방 밸브 (31) 를 닫고, 분기 부분보다 하류측 (산기관 (21) 측) 의 송기관 (26) 에 형성된 이방 밸브 (32) 를 연다. 정지 공정에서는, 반대로 배기관 (27) 에 형성된 이방 밸브 (31) 을 열고, 분기 부분보다 하류측의 이방 밸브 (32) 를 닫는다. 이로써, 정지 공정에 있어서는, 산기관 (21) 에 대한 산기용 기체의 공급은 정지되고, 또한 산기관 (21) 내가 대기압에 개방되는 경우는 없다.
또, 본 발명의 운전 방법에서는, 산기부와, 산기부에 산기용 기체를 공급하기 위한 기체 공급부를 갖는 산기 장치를 복수 사용해도 된다. 그 경우, 각 산기 장치 사이에서, 공급 공정과 정지 공정이 전환되는 타이밍을 동시로 해도 되지만, 각 산기 장치마다 타이밍을 어긋나게 해도 된다. 특히, 막 분리 장치가 침지된 활성 오니 폭기 장치의 경우, 기체의 공급이 없는 경우에는 막 분리 장치에 의한 여과 처리도 통상적으로 정지된다. 그 때문에, 각 산기 장치마다 공급 공정과 정지 공정이 전환되는 타이밍을 어긋나게 해 두고, 어느 산기 장치는 적어도 공급 공정에 있도록 해 두면, 활성 오니 폭기조에는 항상 산기가 실시되게 되어, 막 분리 장치에 의한 여과 처리를 정지할 필요가 없어진다. 또, 이와 같이, 항상 산기가 실시되면, 연속적으로 활성 오니 처리를 실시할 수 있는 점에서도 바람직하다.
또한, 이상의 예에서는, 활성 오니 폭기조 (12) 내에 고액 분리용 막 엘리먼트 (13) 를 구비한 막 분리 장치가 침지된 배수 처리 장치 (10) 를 나타내어 설명하였지만, 본 발명의 운전 방법은 막 분리 장치를 구비하지 않는 수처리 장치에도 바람직하게 적용할 수 있다.
(실시예 1)
도 1 의 구성의 배수 처리 장치에 있어서, 수처리를 실시하였다.
고액 분리용 막 엘리먼트 (13) 에는, 스테라포어 SADF (상품명, 미츠비시 레이온·엔지니어링 (주) 제조, 폴리불화비닐리덴제 중공사막) 를 사용하였다. 피처리수인 활성 오니 (11) 에는, MLSS 농도로서 약 9,500 ㎎/ℓ 의 활성 오니를 사용하였다.
산기관 (21) 으로는, 내경 d1 이 20 ㎜ (0.02 m) 이고, 길이 650 ㎜ 의 염화비닐 수지제 원관을 사용하고, 직경 φ 5 ㎜ (0.005 m) 의 산기공 (23) 을 산기관 (21) 의 연직 상부 (산기관의 축선과 교차하는 연직선 상) 에 균등한 간격으로 형성하였다. 산기관의 축 방향의 구배는 1/100 이내였다. 또한, 도 1 에서는 산기공 (23) 을 6 개 도시하고 있지만, 본 실시예 1 에서는 5 개 형성하였다.
송기관 (26) 은 산기관 (21) 의 일단 (21a) 에만 접속시키고, 송기관 (26) 이 접속되어 있지 않은 측의 타단 (21b) 의 근방에는, 주벽의 하부에 직경 φ 10 ㎜ 의 오니 출입공 (24) 을 1 개 형성하였다. 블로어 (25) 로는 루트 블로어를 사용하고, 산기관 1 개당에 공급되는 유량 Q 가 60 ℓ/min (1.0 × 10-3 ㎥/sec) 이 되도록, 송기관 (26) 을 통하여 산기관 (21) 에 산기용 기체를 공급하였다. 산기용 기체에는 공기를 사용하고, 산기용 기체의 밀도 ρ' 는 1.2 ㎏/㎥, 활성 오니 (11) 의 밀도 ρ 는 1,000 ㎏/㎥, 중력 가속도 g 는 9.8 m/sec2 로 하였다.
이상의 수치를 사용하여 식 (Ⅰ) 로부터 산출한 관 내 압력 수두 ΔH 는 18 ㎜ (0.018 m) 가 되고, 산기관 (21) 의 내경 d1 의 0.9 배의 값으로, 본 발명에 있어서의 바람직한 범위 내였다.
그리고, 이 장치에 있어서, 산기용 기체를 공급하는 공급 공정을 6 시간 실시하고, 이어서 산기용 기체의 공급을 정지하는 정지 공정을 180 초간 실시하는 것을 반복하면서, 수처리 시험을 실시하였다.
이와 같은 수처리 시험을 30 일간 계속한 결과, 산기관 (21) 에 있어서의 13 개 지점의 산기공 (23) 전부에 있어서, 활성 오니 (11) 에 의한 폐색은 확인되지 않았다.
산기관 내 (21) 의 내벽에 약간 오니가 부착되어 있었지만, 오니 출입공 (24) 에 있어서는, 활성 오니 (11) 에 의한 폐색은 확인되지 않았다.
또, 30 일간의 시험 기간 중에 고액 분리용 막 엘리먼트 (13) 에 대한 활성 오니 (11) 의 부착도 확인되지 않았고, 안정적인 막 여과를 계속할 수 있었다.
(실시예 2)
산기공 (23) 의 직경을 φ 4 ㎜ (0.004 m) 로 하고, 산기공 (23) 을 13 개 지점 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 모두 동일한 조건으로 수처리 시험을 실시하였다.
이상의 수치를 사용하여 식 (Ⅰ) 로부터 산출한 관 내 압력 수두 ΔH 는 6 ㎜ (0.006 m) 가 되고, 산기관 (21) 의 내경 d1 의 0.3 배의 값으로, 본 발명에 있어서의 바람직한 범위 내였다.
이와 같은 수처리 시험을 30 일간 계속한 결과, 산기관 (21) 에 있어서의 13 개 지점의 산기공 (23) 전부에 있어서, 활성 오니 (11) 에 의한 폐색은 확인되지 않았다.
산기관 내 (21) 의 내벽에 약간 오니가 부착되어 있었지만, 오니 출입공 (24) 에 있어서는, 활성 오니 (11) 에 의한 폐색은 확인되지 않았다.
또, 30 일간의 시험 기간 중에 고액 분리용 막 엘리먼트 (13) 에 대한 활성 오니 (11) 의 부착도 확인되지 않았고, 안정적인 막 여과를 계속할 수 있었다.
(실시예 3)
산기관 1 개당에 공급되는 산기용 기체의 유량 Q 를 50 ℓ/min (8.3 × 10-4 ㎥/sec) 으로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건으로 수처리 시험을 실시하였다.
이상의 수치를 사용하여 식 (Ⅰ) 로부터 산출한 관 내 압력 수두 ΔH 는 12 ㎜ (0.012 m) 이고, 산기관 (21) 의 내경 d1 의 0.6 배로, 본 발명에 있어서의 바람직한 범위 내였다.
이와 같은 수처리 시험을 30 일간 계속한 결과, 산기관 (21) 에 있어서의 5 개 지점의 산기공 (23) 전부에 있어서, 활성 오니 (11) 에 의한 폐색은 확인되지 않았고, 오니 출입공 (24) 에 있어서도, 활성 오니 (11) 에 의한 폐색은 확인되지 않았다. 또 30 일간의 시험 기간 중에 고액 분리용 막 엘리먼트 (13) 에 대한 활성 오니 (11) 의 부착도 확인되지 않았고, 안정적인 막 여과를 계속할 수 있었다.
(실시예 4)
산기관 1 개당에 공급되는 산기용 기체의 유량 Q 를 55 ℓ/min (9.16 × 10-4 ㎥/sec) 으로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건으로 수처리 시험을 실시하였다.
이상의 수치를 사용하여 식 (Ⅰ) 로부터 산출한 관 내 압력 수두 ΔH 는 15 ㎜ (0.015 m) 이고, 산기관 (21) 의 내경 d1 의 0.75 배로, 본 발명에 있어서의 바람직한 범위 내였다.
이와 같은 수처리 시험을 30 일간 계속한 결과, 산기관 (21) 에 있어서의 5 개 지점의 산기공 (23) 전부에 있어서, 활성 오니 (11) 에 의한 폐색은 확인되지 않았고, 오니 출입공 (24) 에 있어서도, 활성 오니 (11) 에 의한 폐색은 확인되지 않았다. 또 30 일간의 시험 기간 중에 고액 분리용 막 엘리먼트 (13) 에 대한 활성 오니 (11) 의 부착도 확인되지 않았고, 안정적인 막 여과를 계속할 수 있었다.
(비교예 1)
직경 φ 5 ㎜ (0.005 m) 의 산기공 (23) 이 산기관의 주벽의 하측에 5 개 지점 형성되고, 오니 출입공 (24) 이 형성되어 있지 않은 산기관을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 모두 동일한 조건으로 하여 수처리 시험을 7 일간 실시한 결과, 5 개 지점의 산기공 (23) 중 3 개 지점에 있어서 폐색이 확인되었다. 또, 산기관 (21) 의 내부에 있어서 활성 오니 (11) 의 고착이 확인되었다. 또, 시험 종료 후, 폐색이 확인된 산기공 (23) 의 상부에 위치하는 중공사막에 활성 오니 (11) 의 부착이 확인되었다.
(비교예 2)
산기용 기체를 연속해서 급기하고 정지하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건으로 하여 수처리 시험을 10 일간 실시한 결과, 5 개 지점의 산기공 (23) 중 3 개 지점에 있어서 폐색이 확인되었다. 또, 산기관 (21) 의 내부에 있어서 활성 오니 (11) 의 고착이 확인되었다. 또, 시험 종료 후, 폐색이 확인된 산기공 (23) 의 상부에 위치하는 중공사막에 활성 오니 (11) 의 부착이 확인되었다.
(비교예 3)
산기관 1 개당에 공급되는 산기용 기체의 유량 Q 를 25 ℓ/min (4.17 × 10-4 ㎥/sec) 으로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건으로 수처리 시험을 실시하였다.
이상의 수치를 사용하여 식 (Ⅰ) 로부터 산출한 관 내 압력 수두 ΔH 는 3 ㎜ (0.003 m) 이고, 산기관 (21) 의 내경 d1 의 0.15 배로, 본 발명에 있어서의 바람직한 범위 외였다.
이와 같은 수처리 시험을 15 일간 계속한 결과, 산기관 (21) 에 있어서의 5 개 지점의 산기공 (23) 중 3 개 지점에 있어서 폐색이 확인되었다. 또, 산기관 (21) 의 내부에 있어서 활성 오니 (11) 의 고착이 확인되었다. 또, 시험 종료 후, 폐색이 확인된 산기공 (23) 의 상부에 위치하는 중공사막에 활성 오니 (11) 의 부착이 확인되었다.
(비교예 4)
산기관 1 개당에 공급되는 산기용 기체의 유량 Q 를 70 ℓ/min (1.17 × 10-3 ㎥/sec) 으로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건으로 수처리 시험을 실시하였다.
이상의 수치를 사용하여 식 (Ⅰ) 로부터 산출한 관 내 압력 수두 ΔH 는 24 ㎜ (0.024 m) 이고, 산기관 (21) 의 내경 d1 의 1.2 배로, 본 발명에 있어서의 바람직한 범위 외였다.
이와 같은 수처리 시험을 15 일간 계속한 결과, 산기관 (21) 에 있어서의 5 개 지점의 산기공 (23) 중 4 개 지점에 있어서 폐색이 확인되었다. 또, 산기관 (21) 의 내부에 있어서 활성 오니 (11) 의 고착이 확인되었다. 또, 시험 종료 후, 폐색이 확인된 산기공 (23) 의 상부에 위치하는 중공사막에 활성 오니 (11) 의 부착이 확인되었다.
(비교예 5)
도 1 의 구성의 배수 처리 장치에 있어서, 수처리를 실시하였다.
고액 분리용 막 엘리먼트 (13) 에는, 스테라포어 SADF (상품명, 미츠비시 레이온·엔지니어링 (주) 제조, 폴리불화비닐리덴제 중공사막) 를 사용하였다. 피처리수인 활성 오니 (11) 에는, MLSS 농도로서 약 9,500 ㎎/ℓ 의 활성 오니를 사용하였다.
산기관 (21) 으로는, 내경 d1 이 8 ㎜ (0.008 m) 이고, 길이 200 ㎜ 의 염화비닐 수지제 원관을 사용하고, 직경 φ 1 ㎜ (0.001 m) 의 산기공 (23) 을 산기관 (21) 의 연직 상부 (산기관의 축선과 교차하는 연직선 상) 에 균등한 간격으로 형성하였다. 산기관의 축 방향의 구배는 1/100 이내였다. 또한, 도 1 에서는 산기공 (23) 을 6 개 도시하고 있지만, 본 실시예 1 에서는 5 개 형성하였다.
송기관 (26) 은 산기관 (21) 의 일단 (21a) 에만 접속시키고, 송기관 (26) 이 접속되어 있지 않은 측의 타단 (21b) 의 근방에는, 주벽의 하부에 직경 φ 3 ㎜ 의 오니 출입공 (24) 을 1 개 형성하였다. 블로어 (25) 로는 루트 블로어를 사용하고, 산기관 1 개당에 공급되는 유량 Q 가 2 ℓ/min (3.3 × 10-5 ㎥/sec) 이 되도록, 송기관 (26) 을 통하여 산기관 (21) 에 산기용 기체를 공급하였다. 산기용 기체에는 공기를 사용하고, 산기용 기체의 밀도 ρ' 는 1.2 ㎏/㎥, 활성 오니 (11) 의 밀도 ρ 는 1,000 ㎏/㎥, 중력 가속도 g 는 9.8 m/sec2 로 하였다.
이상의 수치를 사용하여 식 (Ⅰ) 로부터 산출한 관 내 압력 수두 ΔH 는 12 ㎜ (0.012 m) 가 되고, 산기관 (21) 의 내경 d1 의 1.5 배의 값으로, 본 발명에 있어서의 바람직한 범위 외였다.
그리고, 이 장치에 있어서, 산기용 기체를 공급하는 공급 공정을 6 시간 실시하고, 이어서 산기용 기체의 공급을 정지하는 정지 공정을 180 초간 실시하는 것을 반복하면서, 수처리 시험을 실시하였다.
이와 같은 수처리 시험을 7 일간 계속한 결과, 산기관 (21) 에 있어서의 5 개 지점의 산기공 (23) 중 4 개 지점에 있어서 폐색이 확인되었다. 또, 산기관 (21) 의 내부에 있어서 활성 오니 (11) 의 고착이 확인되었다. 또, 시험 종료 후, 폐색이 확인된 산기공 (23) 의 상부에 위치하는 중공사막에 활성 오니 (11) 의 부착이 확인되었다.
Figure pat00007
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 블로어 (기체 공급부) 에 과도한 부하를 가하거나, 새롭게 설비를 설치하거나 하지 않고, 산기공을 폐색하는 산기관에 대한 오니의 건조 고결을 방지할 수 있다.
10 : 배수 처리 장치
11 : 활성 오니
12 : 활성 오니 폭기조
13 : 고액 분리용 막 엘리먼트
14 : 흡인 배관
15 : 흡인 펌프
16 : 흡인 수단
20 : 산기 장치
21 : 산기관 (산기부)
22 : 기체 공급부
23 : 산기공
24 : 오니 출입공
25 : 블로어
26 : 송기관
27 : 배기관
28 : 삼방 밸브
29 : 제어 장치
30 : 헤더관
31, 32 : 이방 밸브

Claims (1)

  1. 본원 발명의 상세한 설명에 기재된 것을 특징으로 하는 산기 장치의 운전 방법.
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