KR20170051543A

KR20170051543A - 산기 장치, 산기 방법, 및 수처리 장치

Info

Publication number: KR20170051543A
Application number: KR1020177012126A
Authority: KR
Inventors: 신스케 후루노; 마나부 사사카와; 후미히로 기라
Original assignee: 미쯔비시 케미컬 주식회사
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2017-05-11
Also published as: CN104870377B; KR20150052307A; EP2910530A4; EP2910530A1; US20150265980A1; CN104870377A; JP2018108585A; JPWO2014061737A1; WO2014061737A1

Abstract

본 발명은, 기체 공급 장치로부터 기체의 공급을 받는 통상의 주배관과 상기 주배관에 접속되어 있는 분기 배관을 구비하여 구성되는 산기 장치로서, 상기 분기 배관은, 그 일단이 상기 주배관에 접속되고, 타단이 개구되어 있음과 함께, 상기 분기 배관에는 1 또는 복수의 산기공이 형성되어 이루어지고, 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로, 상기 복수의 산기공 중 적어도 일부는 연직 방향 상방에 형성되며, 또한 상기 분기 배관은 상기 타단의 개구가 연직 방향 하방을 향하도록 구성되어 있는 산기 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 산기관 내에 피처리수를 유입시킴으로써, 산기공의 폐색을 억제하고, 분기 배관 내의 퇴적물을 용이하게 제거할 수 있는 산기 장치와 이것을 이용한 산기 방법, 및 수처리 장치를 제공할 수 있다.

Description

산기 장치, 산기 방법, 및 수처리 장치{AIR DIFFUSION DEVICE, AIR DIFFUSION METHOD, AND WATER TREATMENT DEVICE}

본 발명은 막 모듈 유닛의 하방에 배치되는 산기 (散氣) 장치와 이것을 사용한 산기 방법, 및 막 모듈 유닛의 하방에 산기 장치를 배치한 수처리 장치에 관한 것이다.

본 발명은 2012년 10월 19일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2012-231888호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

최근, 정밀 여과막이나 한외 여과막 등의 분리막을 배치 형성한 막 모듈 유닛을 사용하여, 활성 오니의 고액 분리를 실시하는 방법이 여러 가지로 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 따라서 현탁 물질 (고형분) 에 의한 분리막 표면의 막힘이 진행되어, 여과 유량의 저하나, 막간 차압 (差壓) 의 상승이 일어난다.

그래서, 종래에는 분리막 표면의 막힘을 방지하기 위해, 막 모듈 유닛의 하방에 산기관을 배치 형성하고, 산기관의 산기공 (散氣孔) 으로부터 공기를 산기함으로써 기포를 발생시키고, 그 기포의 상승에 의해 형성되는 기포와 피처리액의 기액 혼합류를 막 모듈 유닛에 부딪히게 함으로써 세정을 실시하고 있다. 즉, 기액 혼합류에 의해 막 모듈의 표면에 부착된 오니 등의 현탁 물질을 박리시키고, 막 모듈로부터 제거하는 방법이 알려져 있다.

그러나, 이러한 세정을 위한 운전을 장기간 계속하면, 산기공이 막히거나 산기관 내에 오니가 퇴적됨으로써, 막 모듈에 대하여 기포 (기액 혼합류) 를 균일하게 맞히는 것이 곤란해졌다. 그 결과, 막 모듈의 표면에 세정이 불충분한 부분이 남아, 고액 분리 처리 (여과 처리) 를 안정적으로 실시하기가 어렵게 되어 버린다.

또한 산기공이 막히거나, 산기관 내에 오니가 퇴적되었을 때, 산기관을 청소함으로써 고액 분리 처리가 불안정해지는 것을 방지할 수도 있지만, 그 경우에는 산기관의 청소 작업에 비교적 긴 시간을 필요로 하는 점에서, 이러한 청소 작업이 큰 부담이 되어 버린다.

또한 산기공이 막히거나 산기관 내에 오니가 퇴적되었을 때, 산기관에 고풍량으로 공기를 송풍하면, 블로어 등의 송기 장치의 전력 소비량이 많아져 비용이 증대된다. 한편, 저풍량으로 공기를 송풍한 경우에는 산기공으로부터 기포가 발생하지 않아, 막 모듈에 대하여 기포 (기액 혼합류) 가 부딪히지 않게 되어, 막 모듈 표면의 세정이 불충분하게 된다.

이러한 배경하에, 산기공의 막힘이나 산기관 내 오니 퇴적에 관한 대책 및 산기관의 세정에 관련해서 특허문헌 1 의 기술이 제안되어 있다. 이 특허문헌 1 의 기술에서는, 산기를 정지하고 산기관의 선단 개구부 및 각 분출구로부터 산기 대상수를 산기관 내에 역류시켜, 이 유입수에 의해서 분출구 부근에 건조 퇴적된 이물질을 습윤화하고, 산기를 재개함으로써 이물질을 제거하도록 하고 있다.

또한, 막 모듈의 세정 효과를 향상시키기 위해, 산기관 (분기 배관) 의 수평부 선단에 공기 분출구를 형성한 구성이 특허문헌 1 ∼ 3 에 제안되어 있다.

일본 공개특허공보 2002-307091호 일본 공개특허공보 2010-119976호 일본 특허공보 제3784236호

그러나 특허문헌 1 의 기술에서는, 산기 대상수를 산기관 내에 유입시키기 위해 대기 개방시킬 필요가 있기 때문에, 그것을 위한 밸브 등이 필요하게 되어, 비용이 증대되는 것과 함께 장치 구성이 복잡해진다.

또한, 특허문헌 1 ∼ 3 에서는, 산기관 (분기 배관) 의 수평부 선단에 공기 분출구를 형성하고 있기 때문에, 공기의 공급량에 따라서는 산기공보다 수평부 선단의 공기 분출구로부터 공기가 분출되기 쉬워진다. 이러한 현상을 개선하여, 공기 분출구로부터의 공기의 분출을 억제하고 산기공으로부터 보다 많은 공기를 산기시키는 방법으로서, 산기관 (분기 배관) 을 길게 하는 것도 고려된다. 그러나, 그 경우에는 산기 장치의 면적이 커져, 결과적으로 수처리 장치 (막분리 장치) 의 설치 면적이 커진다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 상기 과제를 해결한 산기 장치와 이것을 사용한 산기 방법 및 수처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 이하의 양태를 갖는다.

[1] 기체 공급 장치로부터 기체의 공급을 받는 통상 (筒狀) 의 주배관과, 상기 주배관에 접속되어 있는 분기 배관을 구비하여 구성되는 산기 장치로서, 상기 분기 배관은 그 일단이 상기 주배관에 직접적 또는 간접적으로 접속되고, 타단이 개구되어 형성됨과 함께, 측면에 1 또는 복수의 산기공이 형성되어 이루어지고, 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로, 상기 분기 배관은 그 산기공이 모두 연직 방향 상방을 향하며, 또한 상기 타단의 개구가 연직 방향 하방을 향하도록 구성되어 있는 산기 장치.

[2] 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로, 상기 분기 배관의 상기 산기공을 형성한 부위가 수평이 되도록 형성되고, 상기 분기 배관의 타단 근방에 굴곡부가 형성되어 있음으로써, 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로, 상기 타단의 개구가 연직 방향 하방을 향하도록 구성되어 있는, 상기 [1] 에 기재된 산기 장치.

[3] 상기 분기 배관이 복수 개 구비되어 있고, 상기 모든 분기 배관이 어느 것이나 다른 분기 배관과 평행하게 배치되어 있는, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 산기 장치.

[4] 상기 분기 배관은, 상기 주배관을 중심으로 하여 좌우 대칭으로 배치되어 있는, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 산기 장치.

[5] 상기 주배관에는, 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로, 상기 주배관의 하부에서부터 하방을 향해 연장되는 연직관부가 상기 주배관 내에 연통 (連通) 하여 형성되며, 또한 상기 연직관부를 통해서, 2 개 이상의 상기 분기 배관이 주배관에 연통하여 접속되어 있는, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치.

[6] 상기 분기 배관은, 상기 주배관에 대하여 고정 부재를 통해서 착탈 가능하게 접속되어 있는, 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치.

[7] 상기 주배관에는, 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로, 상기 주배관의 하부에서부터 하방을 향해 연장되는 연직관부가 상기 주배관 내에 연통하여 형성되고, 상기 연직관부에 유니온 또는 나사에 의한 고정 기구에 의해서 상기 고정 부재가 장착되고, 상기 고정 부재 1 개에 대해 상기 산기관의 일단끼리를 연통시키는 연통 부재를 통해서 상기 분기 배관이 2 개 접속되어 있는, 상기 [6] 의 산기 장치.

[8] 상기 분기 배관에 형성된 산기공의 수가, 분기 배관 1 개당 2 개 ∼ 6 개인, 상기 [1] ∼ [7] 중 어느 하나에 기재된 산기 장치.

[9] 상기 분기 배관의 길이가 500 ㎜ 이하인, 상기 [1] ∼ [8] 중 어느 하나에 기재된 산기 장치.

[10] 상기 분기 배관 내를 감압하는 감압 유닛을 갖는, 상기 [1] ∼ [9] 중 어느 하나에 기재된 산기 장치.

[11] 상기 분기 배관의 내경 D 가 10 ㎜ 이상 20 ㎜ 이하이고, 상기 산기공의 직경 d 가 4.5 ㎜ 이상 7.0 ㎜ 이하인, 상기 [1] ∼ [10] 중 어느 하나에 기재된 산기 장치.

[12] 피처리수가 비축됨과 함께 막 모듈 유닛이 배치된 처리조 내에, 상기 [1] ∼ [11] 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치를 배치 형성하고, 상기 주배관을 통해서 상기 분기 배관에 소정 시간 기체를 연속적으로 공급하는 산기 공정과, 그 후, 일정 시간 기체의 공급을 정지하는 정지 공정을 반복해서 실시하는, 산기 방법.

[13] 상기 정지 공정 동안에 상기 분기 배관 내를 감압하는, 상기 [12] 에 기재된 산기 방법.

[14] 수조와, 상기 수조 내에 배치된 막 모듈 유닛과, 상기 막 모듈 유닛의 하방에 배치된 상기 [1] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 산기 장치를 구비한, 수처리 장치.

또한, 본 발명은 이하의 측면을 갖는다.

<1> 기체 공급 장치로부터 기체의 공급을 받는 통상의 주배관과, 상기 주배관에 접속되어 있는 분기 배관을 구비하여 구성되는 산기 장치로서, 상기 분기 배관은 그 일단이 상기 주배관에 접속되고, 타단이 개구되어 있음과 함께, 상기 분기 배관에는 1 또는 복수의 산기공이 형성되어 이루어지고, 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로, 상기 복수의 산기공 중 적어도 일부는 연직 방향 상방에 형성되며, 또한 상기 분기 배관은 상기 타단의 개구가 연직 방향 하방을 향하도록 구성되어 있는, 산기 장치 ;

<2> 상기 분기 배관이 추가로 굴곡부를 갖는, <1> 에 기재된 산기 장치 ;

<3> 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로, 상기 분기 배관이 수평이 되도록 배치 형성되어 있는, <1> 또는 <2> 에 기재된 산기 장치 ;

<4> 상기 분기 배관이 복수 개 구비되어 있고, 상기 모든 분기 배관이, 어느 것이나 다른 분기 배관에 대하여 평행하게 배치되어 있는, <1> ∼ <3> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치 ;

<5> 상기 <1> ∼ <4> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치로서, 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로 상기 산기 장치를 연직 방향으로부터 평면으로 봤을 때, 상기 분기 배관이 상기 주배관의 중심축에 대하여 대칭으로 배치되어 있는, 산기 장치 ;

<6> 상기 <1> ∼ <5> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치로서, 추가로 연직관부를 갖고, 상기 연직관부는, 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로, 상기 주배관의 하부에서부터 하방을 향해 연장되며, 또한 상기 주배관 내에 연통하여 형성되어 있고, 그리고 상기 연직관부를 통해서, 상기 분기 배관이 주배관에 연통하여 접속되어 있는, 산기 장치 ;

<7> <1> ∼ <6> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치로서, 추가로 고정 부재를 갖고, 상기 고정 부재를 통해서, 상기 분기 배관이 상기 주배관에 대하여 착탈 가능하게 접속되어 있는, 산기 장치 ;

<8> 상기 <7> 에 기재된 산기 장치로서, 추가로 상기 분기 배관의 일단끼리를 연통시키는 연통 부재를 갖고, 상기 연직관부에 유니온 또는 나사에 의한 고정 기구에 의해서 상기 고정 부재가 장착되고, 상기 연통 부재를 통해서, 상기 고정 부재 1 개에 대해 상기 분기 배관이 2 개 접속되어 있는, 산기 장치 ;

<9> 상기 분기 배관에 형성된 산기공의 수가, 분기 배관 1 개당 2 개 이상 15 개 이하인, <1> ∼ <8> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치 ;

<10> 상기 분기 배관의 길이가 200 ㎜ 이상 500 ㎜ 이하인, 상기 <1> ∼ <9> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치 ;

<11> 상기 분기 배관의 상단의 접선에서 상기 타단의 개구까지의 길이 Δh 가, 상기 분기 배관의 내경 D 에 대해 2 배 이상 5 배 이하인, 상기 <1> ∼ <10> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치 ;

<12> 상기 분기 배관에 있어서, 상기 타단의 개구에 가장 가까운 위치에 형성되어 있는 산기공의 위치가, 상기 산기 장치 상부에 설치되는 막 엘리먼트 말단부의 바로 아래이거나, 또는 상기 산기공끼리의 간격을 a 로 했을 때, 상기 분기 배관의, 상기 막 엘리먼트 말단부의 바로 아래의 위치로부터 ±a/2 의 범위 내에 형성되어 있는, 상기 <1> ∼ <11> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치 ;

<13> 상기 분기 배관의 타단의 개구가, 상기 타단의 개구에 가장 가까운 위치에 형성되어 있는 산기공의 위치보다 외측에 형성되어 있는, 상기 <1> ∼ <12> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치 ;

<14> 상기 분기 배관의 내경 D 가 10 ㎜ 이상 20 ㎜ 이하이고, 상기 산기공의 직경 d 가 4.5 ㎜ 이상 7.0 ㎜ 이하인, 상기 <1> ∼ <13> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치 ;

<15> 피처리수가 비축됨과 함께 막 모듈 유닛이 배치된 처리조 내에 <1> ∼ <14> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치를 배치 형성하고, 상기 주배관을 통해서 상기 분기 배관에 소정 시간 기체를 연속적으로 공급하는 산기 공정과, 그 후, 일정 시간 기체의 공급을 정지하는 정지 공정을 반복해서 실시하는, 산기 방법 ;

<16> 상기 정지 공정 후에, 상기 분기 배관 내에 피처리수를 유입시키는 공정을 추가로 포함하는, 상기 <15> 에 기재된 산기 방법 ;

<17> 수조와, 상기 수조 내에 배치된 막 모듈 유닛과, 상기 막 모듈 유닛의 하방에 배치된 상기 <1> ∼ <16> 중 어느 한 항에 기재된 산기 장치를 구비한, 수처리 장치.

본 발명의 산기 장치에 의하면, 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로, 상기 분기 배관에 형성되어 있는 산기공의 적어도 일부가 연직 방향 상방을 향하며, 또한 상기 타단의 개구가 연직 방향 하방을 향하도록 구성되어 있다. 당해 구성에 의해, 피처리수를 분기 배관 내 혹은 주배관 내로 유입시킬 때, 단순히 기체의 공급을 정지하여 산기를 정지시킴으로써, 분기 배관 내 혹은 주배관 내에 피처리수를 유입시킬 수 있다. 따라서, 대기 개방을 시키기 위한 밸브 등을 설치할 필요가 없어져, 비용을 증대시키거나 장치 구성을 복잡화하지 않고서, 산기공의 막힘이나 분기 배관 내의 오니 퇴적을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 산기 장치에 의하면, 분기 배관이 주배관에 대하여 고정 부재를 통해서 착탈 가능하게 접속됨으로써, 분기 배관의 위치 맞춤과 교환이나 메인터넌스가 용이해진다.

또한, 본 발명의 산기 방법에 의하면, 처리조 내에 상기한 산기 장치를 배치 형성하고, 상기 주배관을 통해서 상기 분기 배관에 소정 시간 기체를 연속적으로 공급하여 상기 막 모듈 유닛을 세정하는 산기 공정과, 그 후, 일정 시간 기체의 공급을 정지하는 정지 공정을 갖기 때문에, 기체의 공급을 정지하고 있는 동안에 분기 배관 내나 주배관 내에 피처리수를 유입시킬 수 있다. 당해 산기 방법에 의해, 산기공의 막힘이나 분기 배관 내의 오니 퇴적을 방지할 수 있다.

또한, 상기 분기 배관의 타단의 개구가 연직 방향 하향으로 길이를 확보하고, 그리고 타단의 개구에 가장 가까운 위치에 형성되어 있는 산기공 (이하, 말단의 산기공이라고 하는 경우도 있다) 의 위치보다 외측에 상기 타단의 개구를 설치함으로써, 상기 개구부로부터의 에어의 유출을 방지하고 에어가 안정적으로 흐르는 영역을 확대할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 관련된 산기 장치의 일 실시형태의 평면도이다.
도 2 는 도 1 에 나타낸 산기 장치의 측면도이다.
도 3 은 도 1 에 나타낸 산기 장치의 정면도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 분기 배관을 나타내는 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 막 모듈 유닛의 측면도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 막 모듈 유닛의 정면도이다.
도 7 은 본 발명에 관련된 수처리 장치의 일 실시형태의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다. 또, 이하의 도면에 있어서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해서 각 부재의 축척을 적절히 변경하고 있다.

도 1 은 본 발명에 관련된 산기 장치의 일 실시형태를 나타내는 평면도, 도 2 는 도 1 에 나타낸 산기 장치의 측면도, 도 3 은 도 1 에 나타낸 산기 장치의 정면도이다.

이들 도면에 있어서, 부호 1 은 산기 장치이고, 이 산기 장치 (1) 는, 공기 공급 장치로부터 기체의 공급을 받는 원통상의 주배관 (2) 과, 이 주배관 (2) 에 접속되는 복수의 분기 배관 (3) 을 구비하여 구성되어 있다.

주배관 (2) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 그 일단측에 엘보관 (4) 을 통해서 플랜지 배관 (5) 을 접속한 금속제, 예를 들어 SUS304 제의 것으로, 후술하는 바와 같이 플랜지 배관 (5) 에 별도의 플랜지 배관이 접속됨으로써 공기 공급 장치 (기체 공급 장치) 가 접속되도록 되어 있다.

또한, 주배관 (2) 의 타단측은 개구되지 않고, 뚜껑 (2a) 이 피착되어 있음으로써 폐색된 기밀 구조로 되어 있다. 즉 주배관 (2) 은, 플랜지 배관 (5) 을 접속하기 위해서 엘보관 (4) 과 접속되는 단부와, 뚜껑 (2a) 을 피착시키기 위한 단부를 갖고 있다.

또한, 본 발명의 하나의 양태에 있어서, 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로 상기 산기 장치를 연직 방향으로부터 평면으로 봤을 때의 주배관 (2) 의 단부에서 단부까지의 길이는 150 ∼ 2500 ㎜ 인 것이 바람직하고, 200 ∼ 2200 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다.

또한, 주배관 (2) 의 내경은 산기공의 간격의 관점에서 20 ∼ 100 ㎜ 인 것이 바람직하고, 40 ∼ 90 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다. 주배관 (2) 의 내경이란, 주배관 (2) 의 직경에서 관의 두께분을 뺀, 실제로 액체 또는 기체가 흐르는 부분의 직경을 가리킨다. 또한, 원통상 주배관 (2) 의 길이 방향에 수직인 단면은 원형인 것이 바람직하다. 또한, 상기 단면이 타원 형상인 경우, 주배관 (2) 의 내경이란, 주배관 (2) 의 상기 단면에 있어서 주배관 (2) 의 중심을 지나도록 그은 직선 중 가장 긴 선을 가리킨다. 또한, 주배관 (2) 은, 그 길이 방향에 있어서 내경이 변화하지 않는 형상인 것이 바람직하다.

이러한 주배관 (2) 은, 그 중심축이 수평 방향으로 배치되었을 때, 즉 수평으로 배치된 상태로, 상기 엘보관 (4) 의 일방측 (주배관 (2) 에 접속하는 측과 반대측) 이 연직 방향 상방을 향하고, 따라서 여기에 접속되는 플랜지 배관 (5) 도 연직 방향 상방을 향하도록 구성되어 있다.

또한, 주배관 (2) 은 이와 같이 수평으로 배치된 상태로, 그 하부에서부터 하방을 향해 연장되는 연직관부 (6) 가, 주배관 (2) 내에 연통하여 형성되어 있다. 즉, 그 중심축이 수평이 되도록 주배관 (2) 을 배치했을 때, 주배관 (2) 의 통상 측면에 있어서, 중심축보다 하측의 중심축과 직교하는 부위에 연직관부 (6) 가 형성되어 있다. 연직관부 (6) 는 주배관 (2) 의 하방, 즉 주배관 (2) 의 중심축에 대하여 연직 방향 하측을 향해 연장되고 있고, 주배관 (2) 내에 연통되어 있다.

본 실시형태에서는, 연직관부 (6) 의 외주 (또는 내주) 에 나사부가 형성되어 있고, 이 나사부를 이용하여 연직관부 (6) 의 하단측, 즉 주배관 (2) 과 연통되어 있지 않은 측에 고정 부재 (7) 가 착탈 가능하게 접속되어 있다. 고정 부재 (7) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이 T 자상으로 형성된 삼방관 (T 자형 삼방관) 으로, 중앙의 관부 (7a) 가 유니온 접속이나 나사 접속에 의한 고정 기구에 의해서 연직관부 (6) 에 접속되어 있다. 즉, 연직관부 (6) 의 나사부에, 고정 부재 (7) 의 상기 중앙의 관부 (7a) 에 형성된 나사부가 유니온 접속되거나 혹은 나사 접속됨으로써, 고정 부재 (7) 가 연직관부 (6) 에 착탈 가능하게 접속되어 있다.

또한 고정 부재 (7) 의 접속에 대해서는, 유니온 접속이나 나사 접속 이외에도 예를 들어 끼워맞춤 고정을 채용할 수 있다. 그러나, 후술하는 바와 같이 고정 부재 (7) 에 접속되는 분기 배관 (3) 의 탈락 방지를 확실하게 하기 위해서는, 유니온 접속이나 나사 접속에 의해 고정 부재 (7) 를 연직관부 (6) 에 접속하는 것이 바람직하다.

고정 부재 (7) 는, 중앙의 관부 (7a) 가 연직관부 (6) 에 접속된 상태로, 양측의 관부 (연통 부재) (7b) 가 수평으로 배치되며, 또한 주배관 (2) 의 중심축과 직교하는 방향으로 연장되도록 형성 배치되어 있다.

여기서, 본 실시형태에서는 주배관 (2) 의 길이 방향을 따라 연직관부 (6) 가 등간격으로 복수 (예를 들어 5 ∼ 10 정도) 형성되어 있고, 따라서, 이들 복수의 연직관부 (6) 에 대응하여 고정 부재 (7) 도 연직관부 (6) 와 동일 수 형성되어 있다. 즉, 각 연직관부 (6) 에 각각 고정 부재 (7) 가 접속되어 있다.

본 발명의 하나의 양태에 있어서, 연직관부 (6) 사이의 거리는 30 ∼ 100 ㎜ 인 것이 바람직하고, 45 ∼ 90 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 연직관부 (6) 사이의 거리란, 상기 주배관을 수평으로 배치한 상태로 상기 산기 장치를 연직 방향으로부터 평면으로 봤을 때, 일방의 연직관부 (6) 의 중심에서부터, 상기 일방의 연직관부 (6) 에 인접하는 타방의 연직관부 (6) 의 중심까지의 거리를 가리킨다.

그리고, 이들 고정 부재 (7) 의 양측의 관부 (7b) 에는 각각 분기 배관 (3) 의 일단측이 접속되어 있다. 분기 배관 (3) 은 산기관으로서 기능하는 금속제, 예를 들어 SUS304 제의 것으로, 그 측면에 산기공 (8) 을 1 개 또는 복수 형성한 것이다. 또한, 분기 배관 (3) 은, 관부 (7b) 에 접속되어 있지 않은 타방의 단부에 개구부를 갖고 있다.

분기 배관 (3) 에 형성되어 있는 산기공 (8) 의 수에 관련해서는, 분기 배관 (3) 의 길이 등에 따라서 적절히 설정되지만, 2 개 ∼ 15 개로 하는 것이 바람직하고, 3 ∼ 6 개로 하는 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 산기공 (8) 이 50 ㎜ ∼ 120 ㎜ 정도의 간격 (등간격) 으로 5 개 형성되어 있다. 또한, 이들 산기공 (8) 은, 도 1, 도 3 에 나타내는 바와 같이 주배관 (2) 이 수평으로 배치된 상태로, 모두 연직 방향 상방을 향하도록 형성되어 있다. 또한, 본 발명의 별도 양태에 있어서는, 산기공 (8) 은 모두 연직 방향 상방이 바람직하지만, 그 적어도 일부가 연직 방향 상방을 향하고 있는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이, 산기공 (8) 의 적어도 일부가 연직 방향 상방을 향하고 있으면, 그 밖의 산기공의 방향은 어떤 방향이어도 상관없다.

즉 분기 배관 (3) 은, 주배관 (2) 이 수평으로 배치된 상태로, 측면의 산기공 (8) 을 형성한 부위가 수평이 되도록 형성되어 있다. 또한, 본 발명의 별도 양태에 있어서는, 분기 배관 (3) 은, 주배관 (2) 이 수평으로 배치된 상태로, 분기 배관 (3) 측면의 산기공 (8) 이 형성되어 있는 부위의 일부가 수평이 되도록 배치되어 있다.

또한, 분기 배관 (3) 은 그 타단의 개구에 굴곡부 (3a) 가 형성되어 있음으로써, 주배관 (2) 을 수평으로 배치한 상태로, 타단의 개구 (3b) 가 연직 방향 하방을 향하도록 구성되어 있다. 즉, 본 발명의 하나의 양태에 있어서, 분기 배관 (3) 은 산기공 (8) 과 굴곡부 (3a) 와 타단의 개구 (3b) 를 갖고 있다.

굴곡부 (3a) 에 대해서는, 분기 배관 (3) 의 타단부를 굽힘 가공함으로써 굴곡시켜도 되고, 또는 엘보 등의 부품을 맞붙임으로써 형성해도 된다. 단, 타단의 개구 (3b) 의 직경에 대해서는, 분기 배관 (3) 의 직경과 동일하게 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 분기 배관 (3) 의 상단의 접선에서 타단의 개구 (3b) 까지의 길이 Δh 는, 분기 배관 (3) 의 내경 D 에 대해 2 ∼ 5 배인 것이 바람직하다.

또한, 굴곡부 (3a) 에 의해서 형성되는, 연직 방향 하방을 향하는 관부의 길이 Δh 에 대해서는, 예를 들어 분기 배관 (3) 에 공급하는 공기의 유량이 큰 경우에는 그 길이 Δh 를 비교적 길게, 예를 들어 50 ㎜ ∼ 300 ㎜ 정도로 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 공기 유량을 크게 한 경우에는, 타단의 개구 (3b) 로부터 공기가 비교적 많이 분출되게 되어, 산기공 (8) 으로부터의 공기 분출량의 균일성에 영향이 미칠 가능성이 있기 때문이다. 그래서, 상기한 바와 같이 분기 배관 (3) 의 연직 방향 하방을 향하는 관부의 길이 Δh 를 길게 형성함으로써, 산기공 (8) 으로부터의 공기 분출량의 균일성에 영향이 미치는 것을 방지할 수 있다.

이러한 구성하에, 분기 배관 (3) 은 그 모두가, 어느 것이나 다른 분기 배관 (3) 과 평행하게 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 고정 부재 (7) 의 양측의 관부 (7b) 에 그 길이 방향을 따라 각각 접속되어 있기 때문에, 주배관 (2) 을 수평으로 배치한 상태로, 산기 장치 (1) 를 연직 방향으로부터 평면으로 봤을 때, 이들 분기 배관 (3) 은 주배관 (2) 의 중심축에 대하여 대칭으로 배치된 것으로 되어 있다.

이러한 분기 배관 (3) 은 그 평면으로 본 길이, 즉 일단에서 타단까지의 평면으로 본 길이가 500 ㎜ 이하, 바람직하게는 400 ㎜ 이하로 형성되어 있다. 분기 배관 (3) 의 길이는 짧으면 균일 산기에 적합하지만, 200 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 250 ㎜ 이상으로 수처리 장치의 크기에 맞추어 선택하는 것이 바람직하다. 즉, 분기 배관 (3) 의 관부 (7b) 와의 접속부에서 타단의 개구 (3b) 까지의 거리는 200 ㎜ 이상 500 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 250 ㎜ 이상 400 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 분기 배관 (3) 의 내경 D 에 대해서는, 산기 장치의 치수 (크기) 에 따라서도 달라지지만, 10 ㎜ 이상 20 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 분기 배관 (3) 의 내경 D 란, 분기 배관 (3) 의 직경으로부터 관의 두께분을 뺀, 실제로 액체 또는 기체가 흐르는 부분의 직경을 가리킨다. 또한, 분기 배관 (3) 의 길이 방향에 수직인 단면은 원형인 것이 바람직하다. 또한, 상기 단면이 타원 형상인 경우, 분기 배관 (3) 의 내경 D 란, 분기 배관 (3) 의 상기 단면에 있어서 분기 배관 (3) 의 중심을 지나도록 그은 직선 중 가장 긴 선을 가리킨다. 또한, 분기 배관 (3) 은, 그 길이 방향에 있어서 내경 D 가 변화하지 않는 형상인 것이 바람직하다.

또한, 산기공 (8) 의 직경 d 에 대해서는, 4.5 ㎜ 이상 7.0 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 산기공 (8) 의 직경 d 를 4.5 ㎜ 이상 7.0 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직한 이유는, 4.5 ㎜ 미만이면 산기공 (8) 이 폐색되기 쉬워지고, 7.0 ㎜ 를 초과하면, 산기공 (8) 을 통과하는 공기의 유속이 낮아져, 충분한 산기 효과를 얻을 수 없게 될 우려가 있기 때문이다. 즉, 산기공 (8) 의 직경 d 가 4.5 ㎜ 이상 7.0 ㎜ 이면, 산기공 (8) 이 잘 폐색되지 않고, 산기공 (8) 을 통과하는 공기의 유속이 지나치게 낮아지지 않으며, 충분한 산기 효과가 얻어지기 때문에 바람직하다.

또한, 산기 장치 (1) 는, 예를 들어 도 6 에 나타내는 바와 같이 막 모듈 유닛 (10) 의 하방에 배치되어, 상기 막 모듈 유닛 (10) 의 막 엘리먼트를 세정하기 위해서 사용된다. 이 때, 분기 배관 (3) 의 타단의 개구 (3b) 에 가장 가까운 위치에 형성되어 있는 산기공의 위치를, 분기 배관 (3) 의 상부에 설치되어 있는 막 엘리먼트 말단부의 바로 아래로 하거나, 또는 산기공 (8) 끼리의 간격을 a 로 했을 때, 상기 막 엘리먼트 말단부의 바로 아래의 위치로부터 ±a/2 의 범위 내에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 「막 엘리먼트 말단부」란, 막 엘리먼트 단부 중, 분기 배관 (3) 의 타단의 개구 (3b) 와 인접하는 측의 모서리를 가리킨다. 또한, 「산기공 (8) 끼리의 간격 a」란, 주배관 (2) 을 수평으로 배치한 상태로 산기 장치 (1) 를 연직 방향으로부터 평면으로 봤을 때, 일방의 산기공 (8) 의 중심에서부터, 상기 일방의 산기공 (8) 에 인접하는 타방의 산기공 (8) 의 중심까지의 거리를 가리킨다. 또한, 「±a/2 의 범위 내」란, 분기 배관 (3) 에 있어서, 상기 막 엘리먼트 말단부의 바로 아래를 기점으로 하여, 상기 타단의 개구 (3b) 에 가장 가까운 위치에 형성되어 있는 산기공이 a/2 의 범위 내에서 주배관 (2) 근처에 형성되어 있거나, 또는 a/2 의 범위 내에서 타단의 개구 (3b) 근처에 형성되어 있는 것을 의미하고 있다.

또한, 분기 배관 (3) 에 형성되어 있는 타단의 개구 (3b) 는, 전술한 타단의 개구 (3b) 에 가장 가까운 위치에 형성되어 있는 산기공보다 외측에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 분기 배관 (3) 에 있어서, 상기 산기공보다 선단측에 굴곡부 (3a) 가 형성되고, 그 앞에 개구 (3b) 가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 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 유닛이 접속되어 있다. 이것에 의해, 후술하는 바와 같이 공기 공급 장치에 의해서 공기를 공급하는 산기 운전을 정지했을 때, 주배관 (2) 내 및 분기 배관 (3) 내에 피처리액을 유입할 수 있도록 되어 있다.

이러한 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 엘리먼트를 구비하여 구성된 것이다.

또, 도 5, 도 6 에 나타낸 예에서는, 도 1 ∼ 도 3 에 나타낸 산기 장치 (1) 가 도 6 에 나타내는 바와 같이 인접하여 2 기 배치 형성되고, 각각의 플랜지 배관 (5) 에 하나의 연결 배관 (플랜지 배관) (20) 을 통해서 공기 공급관 (21) 이 접속되어 있다. 그리고, 이 공기 공급관 (21) 에, 후술하는 바와 같이 블로어 등의 공기 공급 장치가 접속되어 있다. 또한, 이 공기 공급관 (21) 에는 공기 공급 장치와는 별도로, 흡인 펌프 등으로 이루어지는 감압 유닛도 접속되어 있다.

즉, 본 발명의 하나의 양태에 있어서, 산기 장치 (1) 는, 공기 공급관 (21) 에 접속되어 있는 연결 배관 (20) 에 플랜지 배관 (5) 을 통해 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이들 공기 공급 장치와 감압 유닛은, 전환 밸브 등에 의해서 공기 공급관 (21) 과의 사이의 연통이 전환되도록 되어 있다. 따라서, 공기 공급 장치에 의해서 공기를 공급하는 산기 운전과, 감압 유닛에 의해서 감압 처리하는 감압 운전을 전환 밸브에 의해서 전환할 수 있도록 되어 있다.

이러한 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) 와, 감압 유닛 (43) 과, 전환 밸브 (46) 를 구비한 장치로서, 침지형의 막 분리 장치로 유용하게 사용할 수 있다. 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 않고, 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 초과하는 것이 바람직하다.

공기 공급 장치 (40) 는, 블로어 (41) 와, 이 블로어 (41) 와 상기 공기 공급관 (21) 을 접속하는 접속 배관 (42) 을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 감압 유닛 (43) 은, 흡인 펌프 (44) 와, 이 흡인 펌프 (44) 와 상기 공기 공급관 (21) 을 접속하는 접속 배관 (45) 을 구비하여 구성되어 있다.

그리고, 접속 배관 (42) 과 접속 배관 (45) 과 공기 공급관 (21) 사이에는, 삼방 밸브로 이루어지는 전환 밸브 (46) 가 형성되어 있다. 이러한 구성하에, 전환 밸브 (46) 를 전환시킴으로써 블로어 (41) (공기 공급 장치 (40)) 와 공기 공급관 (21) 을 연통시키거나, 또는 흡인 펌프 (44) (감압 유닛 (43)) 와 공기 공급관 (21) 을 연통시킬 수 있도록 되어 있다. 즉, 전술한 바와 같이 산기 운전과 감압 운전을, 전환 밸브 (46) 에 의해서 전환할 수 있도록 되어 있다.

또한, 막 모듈 유닛 (10) (막 모듈 (11)) 에는 흡인 배관 (47) 을 통해서 흡인 펌프가 접속되어, 막 모듈 유닛 (10) 에 의한 흡인 여과가 가능하도록 구성되어 있다.

또, 도 7 에서는 편의상 산기 장치 (1) 의 주배관 (2) 이나 분기 배관 (3), 나아가서는 연결 배관 (20) 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 3 에 나타낸 산기 장치 (1) 를 2 기 구비하여 구성되어 있는 것으로 한다.

다음으로, 이러한 수처리 장치 (30) 의 처리 운전에 기초하여, 본 발명에 관련된 산기 방법의 일 실시형태에 대해서 설명한다.

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

또한, 이러한 흡인 여과와 병행하여 소정 시간, 공기 공급 장치 (40) (블로어 (41)) 로부터 산기 장치 (1) 를 향해 공기를 연속적으로 공급한다. 공기의 공급량으로는 산기 장치 (1) 의 치수 등에 따라서도 달라지지만, 예를 들어 각 분기 배관 (3) 마다 75 ℓ/min 이 되도록 조정한다. 이와 같이 공기를 공급함으로써, 공기 공급관 (21) 을 통해 산기 장치 (1) 에 공급된 공기는, 주배관 (2) 을 통과하여 대부분이 분기 배관 (3) 의 산기공 (8) 으로부터 분출된다. 즉, 산기공 (8) 에서는 분기 배관 (3) 의 타단의 개구 (3b) 보다 수압이 낮게 되어 있음으로써, 특히 고풍량으로 공기를 공급하지 않으면, 산기 장치 (1) 에 공급된 공기는 그 대부분이 산기공 (8) 으로부터 분출되도록 되어 있다.

이와 같이 하여 산기공 (8) 으로부터 공기를 분출하면, 분출된 공기는 기포가 되어 수조 (32) 중, 즉 피처리수 (31) 중에서 상승한다. 상승한 기포는, 피처리수 (31) 을 동반함으로써 기액 혼합류를 형성한다. 이 기액 혼합류는, 막 모듈 유닛 (10) (막 모듈 (11)) 에 부딪힘으로써 각 막 엘리먼트를 세정한다. 즉, 기액 혼합류는 막 엘리먼트 (막 모듈 유닛 (10)) 의 표면에 부착된 오니 등의 현탁 물질을 박리시켜, 막 모듈 유닛 (10) 으로부터 제거한다.

이와 같은 산기 공정을 소정 시간 실시했다면, 일정 시간 블로어 (41) 를 정지하여, 산기 장치 (1) 로의 공기의 공급을 정지시키는 정지 공정을 실시한다. 그러면, 주배관 (2) 이나 분기 배관 (3) 내에 잔류한 공기는 산기공 (8) 을 빠져 나와 피처리수 (31) 중에 배출되고, 막 모듈 유닛 (10) 을 세정한다. 또한, 이 공기와 치환하여, 분기 배관 (3) 의 타단의 개구 (3b) 로부터 피처리수 (31) 가 유입된다. 이와 같이 유입되는 피처리수 (31) 는, 예를 들어 산기공 (8) 을 막히게 하고 있는 건조 퇴적된 이물질 (오니) 이나 분기 배관 (3) 내에 퇴적되는 오니를 습윤화시킨다. 따라서, 일정 시간 경과 후, 블로어 (41) 를 작동시켜 산기를 재개했을 때, 이들 이물질이나 오니를 산기공 (8) 으로부터 용이하게 배출할 수 있다. 즉, 주배관 (2) 내나 분기 배관 (3) 내, 및 산기공 (8) 을 세정할 수 있다.

즉, 본 발명의 산기 방법의 하나의 양태에 있어서는, 상기 산기 공정과 정지 공정을 실시한 후에, 피처리수를 분기 배관 내에 유입시키는 공정을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 산기 공정을 실시하는 시간은, 막 모듈 유닛 표면에 부착된 오니 등의 종류 또한 그 양에 따라서 달라지지만, 일반적으로는 60 분간 ∼ 480 분간인 것이 바람직하다. 또한, 분기 배관 내에 피처리수를 유입시키는 공정은, 통상 30 초간 ∼ 120 초간 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태에서는, 산기 장치 (1) 에 감압 유닛 (43) 을 접속시키고 있기 때문에, 일정 시간 블로어 (41) 를 정지하고 있는 동안, 상기 전환 밸브 (46) 을 전환함으로써 흡인 펌프 (44) (감압 유닛 (43)) 를 산기 장치 (1) 에 연통시키고, 이 흡인 펌프 (44) 에 의해서 주배관 (2) 내나 분기 배관 (3) 내를 감압할 수 있다. 이와 같이 감압 처리함으로써, 분기 배관 (3) 내나 주배관 (2) 내에 피처리수 (31) 를 보다 고속으로 보다 많이 유입시킬 수 있어, 세정의 효과를 높일 수 있다.

본 실시형태의 산기 장치 (1) 에 있어서는, 주배관 (2) 을 수평으로 배치한 상태로, 분기 배관 (3) 은 그 산기공 (8) 의 적어도 일부가 연직 방향 상방을 향하며, 또한 타단의 개구 (3b) 가 연직 방향 하방을 향하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 피처리수 (31) 를 분기 배관 (3) 내나 주배관 (2) 내로 유입시킬 때, 단순히 공기의 공급을 정지하여 산기를 정지시킴으로써, 분기 배관 (3) 내나 주배관 (2) 내에 피처리수를 유입시킬 수 있다. 따라서, 대기 개방을 시키기 위한 밸브 등이 필요하지 않게 되어, 비용을 증대시키거나 장치 구성을 복잡화하지 않고서, 산기공 (8) 의 막힘이나 분기 배관 (3) 내의 오니 퇴적을 방지할 수 있다.

또한, 산기 장치 (1) 는 공기를 공급했을 때에도, 분기 배관 (3) 의 타단의 개구 (3b) 측은 수압이 높게 되어 있기 때문에, 대부분의 공기가 산기공 (8) 으로부터 분출되고, 타단의 개구 (3b) 로부터는 공기가 분출되기 어려운 구성으로 되어 있다. 따라서, 막 모듈 (11) 의 세정을 효과적으로 실시할 수 있음과 함께, 장치의 대형화를 억제하여 설치 스페이스의 삭감을 가능하게 할 수 있다.

또한, 분기 배관 (3) 을 주배관 (2) 을 중심으로 하여 좌우 대칭으로 배치하고 있기 때문에, 주배관 (2) 에서 분기 배관 (3) 선단까지의 거리를 짧게 할 수 있어, 분기 배관 (3) 내의 오니를 배출하기 쉽게 할 수 있다.

또한, 주배관 (2) 에 대하여 분기 배관 (3) 을, 고정 부재 (7) 를 통해서 착탈 가능하게 접속하고 있기 때문에, 분기 배관 (3) 의 위치 맞춤이 용이해지는 것과 함께, 분기 배관 (3) 의 교환이나 메인터넌스가 용이해진다.

또한, 주배관 (2) 의 하부에서부터 하방을 향해 연장되는 연직관부 (6) 에, 유니온 또는 나사에 의한 고정 기구에 의해서 T 자형 삼방관으로 이루어지는 고정 부재 (7) 를 장착하고, 고정 부재 (7) 1 개에 대하여 분기 배관 (3) 을 2 개씩 접속하고 있기 때문에, 분기 배관 (3) 이 주배관 (2) 의 하방에서 수평이 된다. 그 때문에, 각 분기 배관 (3) 으로부터 공기를 균등하게 분출시킬 수 있다. 또한, 주배관 (2) 에 이물질이 퇴적되기 어려워져, 이물질이 각 분기 배관 (3) 으로부터 공기와 함께 균등하게 배출되게 된다. 또한, 외부로부터의 충격 등에 대하여 분기 배관 (3) 의 탈락을 방지할 수 있고, 더욱 분기 배관 (3) 을 좌우 균등하게 배치할 수 있다.

또한, 각 분기 배관 (3) 에 형성하는 산기공 (8) 의 수를 분기 배관 1 개당 2 개 ∼ 15 개로 하면, 1 개당 부착되는 오니의 양을 분산 효과에 의해서 저감할 수 있고, 따라서 가령 일부의 산기공 (8) 이 폐색되어도 나머지 산기공 (8) 에 의해 산기를 실시할 수 있다.

또한, 분기 배관 (3) 의 내경 D 를 10 ㎜ 이상 20 ㎜ 이하로 하고, 산기공 (8) 의 직경 d 를 4.5 ㎜ 이상 7.0 ㎜ 이하로 하면, 오니의 부착이 발생해도 분기 배관 (3) 이나 산기공 (8) 이 완전히 폐색되기 어렵게 할 수 있음과 함께, 이 분기 배관 (3) 이나 산기공 (8) 을 통과하는 유체에 적절한 유속을 부여할 수 있다. 따라서, 각 분기 배관 (3) 이나 산기공 (8) 의 세정시에 있어서의 세정성을 향상시켜, 분기 배관 (3) 내나 산기공 (8) 의 세정 효과를 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태의 산기 방법에 있어서는, 수조 (처리조) (32) 내에 산기 장치 (1) 를 배치 형성하고, 주배관 (2) 을 통해서 분기 배관 (3) 에 소정 시간 공기를 연속적으로 공급하여 막 모듈 유닛 (10) 을 세정하고, 그 후, 일정 시간 공기의 공급을 정지하기 때문에, 공기의 공급을 정지하고 있는 동안 분기 배관 (3) 내나 주배관 (2) 내에 피처리수 (31) 를 유입시킬 수 있고, 이것에 의해 산기공 (8) 의 막힘이나 분기 배관 (3) 내의 오니 퇴적을 방지할 수 있다.

이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시형태에 있어서 나타낸 각 구성 부재의 여러 형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지에서 일탈하지 않는 범위에 있어서 설계 요구 등에 기초하여 각종 변경이 가능하다.

예를 들어, 상기 실시형태에서는, 주배관 (2) 의 일단측에 엘보관 (4), 플랜지 배관 (5) 을 통해서 공기 공급 장치를 접속하고, 타단측은 뚜껑 (2a) 에 의해 폐색되어 있지만, 산기 장치 (1) 의 치수 (크기) 에 따라서는, 즉 산기 장치 (1) 의 용량이 큰 경우 등에는 주배관 (2) 의 양단을 개방하여 각각 공기 공급 장치를 접속하고, 주배관 (2) 의 양측에서부터 공기를 공급하도록 해도 된다.

또한, 주배관 (2) 이나 분기 배관 (3) 에 관해서는, 금속을 대신하여 예를 들어 염화비닐 수지 등의 합성 수지제 등으로 할 수도 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 산기 장치에 대해 공기 공급 장치로부터 공기를 공급하고, 산기공으로부터 공기를 분출시키도록 하였지만, 필요에 따라서, 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 ∼ 3 에 나타내는 산기 장치 (1) 로서, SUS304 제의 것을 사용하였다. 또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이 막 모듈 유닛 (10) 의 치수에 대응하여, 도 1 ∼ 3 에 나타내는 산기 장치 (1) 를 2 기 구비하고, 이들을 1 개의 공기 공급관 (21) 에 접속시킨 구성의 산기 장치를 사용하였다. 각 산기 장치 (1) 의 주배관 (2) 과 분기 배관 (3) 을 접속하는 고정 부재 (7) 의 고정에는 유니온 접속을 사용하였다.

산기공 (8) 의 직경 (d) 을 5.5 ㎜ 로 하고, 같은 분기 배관 (3) 에서 인접하는 산기공 (8) 끼리의 간격 a 를 100 ㎜ 로 하였다. 그리고, 공기 공급 장치 (40) 로부터의 공기 공급량에 대해서는, 분기 배관 (3) 의 공기 분출량이 1 개당 75 ℓ/min 이 되도록 하였다.

또한, 말단 산기공의 위치를 막 엘리먼트의 막부 말단으로부터 0 ㎜ (막 엘리먼트 말단의 바로 아래) 에 설치하였다.

또한, 분기 배관 직경 (D) 을 13 ㎜, 굴곡부 (3a) 에서 타단의 개구 (3b) 까지의 길이 Δh 를 50 ㎜ 로 하였다.

이 산기 장치의 상부에 분리막을 설치하고, 도 5, 도 6 에 나타낸 막 모듈 유닛 (10) (막 모듈 (11)) 으로 한 것을, 도 7 에 나타내는 바와 같이 수조 (32) 중에 비축한 활성 오니층 (피처리수 (31)) 중에 가라앉혀, 막 분리에 의한 고액 분리 처리를 실시함과 함께, 산기 장치에 의한 산기 처리 (세정 처리) 를 실시하였다. 그리고, 산기공 (8) 의 폐색에 의한 산기 불량, 막 표면의 세정성 확인을 실시하였다.

60 일간의 운전 후, 막 모듈 유닛 (10) 을 확인한 결과, 분기 배관 (3) 과 산기공 (8) 의 폐색 및 막 표면의 막힘도 인정되지 않아, 고액 분리 처리를 안정적으로 실시할 수 있었다.

그리고, 타단의 개구로부터의 에어 분출도 없고, 효율적으로 산기를 실시할 수 있었다.

(실시예 2)

실시예 1 과 동일하게 도 1 ∼ 3 에 나타내는 산기 장치를 사용하고, 산기공 (8) 의 직경 (d) 을 5.5 ㎜ 로 하고, 같은 분기 배관 (3) 에서 인접하는 산기공 (8) 끼리의 간격 a 를 100 ㎜ 로 하였다. 그리고, 공기 공급 장치 (40) 로부터의 공기 공급량에 대해서는, 분기 배관 (3) 의 공기 분출량이 1 개당 75 ℓ/min 이 되도록 하였다.

또한, 말단 산기공의 위치를 막 엘리먼트의 막부 말단으로부터 70 ㎜ 에 설치하고, 분기 배관 직경 (D) 을 13 ㎜, 굴곡부 (3a) 에서 타단의 개구 (3b) 까지의 길이 Δh 를 50 ㎜ 로 하였다.

실시예 1 과 동일하게 60 일간의 운전 후, 막 모듈 유닛 (10) 을 확인한 결과, 분기 배관 (3) 과 산기공 (8) 의 폐색은 인정되지 않았지만, 막부 말단 부근에 일부 오니 부착이 확인되었다.

(실시예 3)

실시예 1 과 동일하게 도 1 ∼ 3 에 나타내는 산기 장치를 사용하고, 산기공 (8) 의 직경 (d) 을 5.5 ㎜ 로 하고, 같은 분기 배관 (3) 에서 인접하는 산기공 (8) 끼리의 간격 a 를 100 ㎜ 로 하고, 공기 공급 장치 (40) 로부터의 공기 공급량을, 분기 배관 (3) 의 공기 분출량이 1 개당 120 ℓ/min 이 되도록 하였다.

또한, 말단 산기공의 위치를 막 엘리먼트의 막부 말단으로부터 50 ㎜ 에 설치하고, 분기 배관 직경 (D) 을 13 ㎜, 굴곡부 (3a) 에서 타단의 개구 (3b) 까지의 길이 Δh 를 15 ㎜ 로 하였다.

실시예 1 과 동일하게 60 일간의 운전 후, 막 모듈 유닛 (10) 을 확인한 결과, 분기 배관 (3) 과 산기공 (8) 의 폐색 및 막 표면의 막힘도 인정되지 않아, 고액 분리 처리를 안정적으로 실시할 수 있었다.

그러나, 타단의 개구로부터 에어의 일부가 분출되었다.

(실시예 4)

실시예 1 과 동일하게 도 1 ∼ 3 에 나타내는 산기 장치를 사용하고, 산기공 (8) 의 직경 (d) 을 5.5 ㎜ 로 하고, 같은 분기 배관 (3) 에서 인접하는 산기공 (8) 끼리의 간격 a 를 100 ㎜ 로 하였다. 그리고, 공기 공급 장치 (40) 로부터의 공기 공급량에 대해서는, 분기 배관 (3) 의 공기 분출량이 1 개당 150 ℓ/min 이 되도록 하였다.

또한, 분기 배관 직경 (D) 을 13 ㎜, Δh 를 30 ㎜, 그리고 분기 배관의 타단의 개구부는 말단 산기공의 바로 아래에 설치하였다.

그러나, 타단의 개구로부터 에어의 일부가 분출되었다.

(비교예 1)

주배관을 수평으로 한 상태로, 분기 배관의 산기공의 적어도 일부는 연직 방향 상방을 향하고 있지만, 상기 분기 배관 타단의 개구가 연직 방향 하방을 향하고 있지 않은 산기 장치를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 60 일간 운전을 실시하였다.

운전 후, 실시예 1 과 동일하게 막 모듈 유닛 (10) 을 확인한 결과, 분기 배관 (3) 과 산기공 (8) 의 폐색 및 막 표면의 막힘이 인정되어, 고액 분리 처리를 안정적으로 실시할 수 없었다.

또한, 상기 분기 배관 타단의 개구가 연직 방향 하방을 향하고 있지 않기 때문에, 운전 중에 타단의 개구로부터 에어가 대량으로 분출되었다.

(비교예 2)

주배관을 수평으로 한 상태로, 분기 배관 타단의 개구가 연직 방향 하방을 향하고 있지만, 상기 분기 배관의 산기공의 적어도 일부가 연직 방향 상방을 향하고 있지 않은 산기 장치를 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 60 일간 운전을 실시하였다.

이는 산기공이 하향이기 때문에, 에어 공급 정지시에 피처리액이 분기 배관으로 유입되지 않아, 피처리액에 의한 분기 배관 내의 세정을 실시할 수 없게 되므로, 산기공의 폐색이 발생했기 때문이다.

1 : 산기 장치, 2 : 주배관, 2a : 뚜껑, 3 : 분기 배관, 3a : 굴곡부, 3b : 개구, 6 : 연직관부, 7 : 고정 부재, 7b : 관부 (연통 부재), 8 : 산기공, 10 : 막 모듈 유닛, 11 : 막 모듈, 21 : 공기 공급관, 30 : 수처리 장치, 31 : 피처리수, 32 : 수조, 40 : 공기 공급 장치, 41 : 블로어, 43 : 감압 유닛, 44 : 흡인 펌프, 46 : 전환 밸브

Claims

본원발명의 발명의 설명에 기재된 것을 특징으로 하는 산기 장치.