WO2012023293A1 - エアレーション装置及びこれを備えた海水排煙脱硫装置、エアレーション装置の運転方法 - Google Patents

エアレーション装置及びこれを備えた海水排煙脱硫装置、エアレーション装置の運転方法 Download PDF

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Definitions

  • a sixth invention is the invention according to any one of the first to fourth inventions, wherein the aeration nozzle includes a cylindrical base side support body into which air is introduced, and an end portion having substantially the same diameter as the base side support body.
  • An aeration apparatus comprising: a support, a tube-like air diffuser film fastened while covering the base side support and the end support, and a plurality of slits provided in the air diffuser film. .

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Abstract

　被処理水である希釈使用済海水（図示せず）中に浸漬され、希釈使用済海水中に微細気泡を発生させるエアレーション装置であって、空気１２２を吐出手段であるブロア１２１Ａ～１２１Ｄにより供給する空気供給ラインＬ5と、水が含まれた空気が供給されるスリットを有する散気膜１１を備えたエアレーションノズル１２３と、空気１２２の供給の一時的な停止を所定時間毎に制御する制御装置とを具備する。

Description

エアレーション装置及びこれを備えた海水排煙脱硫装置、エアレーション装置の運転方法
　本発明は、石炭焚き、原油焚き及び重油焚き等の発電プラントに適用される排煙脱硫装置の排水処理に係り、特に、海水法を用いて脱硫する排煙脱硫装置の排水（使用済海水）をエアレーションにより脱炭酸（暴気）するエアレーション装置及びこれを備えた海水排煙脱硫装置、エアレーション装置の運転方法に関する。
　従来、石炭や原油等を燃料とする発電プラントにおいて、ボイラから排出される燃焼排気ガス（以下、「排ガス」と呼ぶ）は、該排ガス中に含まれている二酸化硫黄（ＳＯ2）等の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去してから大気に放出される。このような脱硫処理を施す排煙脱硫装置の脱硫方式としては、石灰石石膏法、スプレードライヤー法及び海水法等が知られている。
　このうち、海水法を採用した排煙脱硫装置（以下、「海水排煙脱硫装置」と呼ぶ）は、吸収剤として海水を使用する脱硫方式である。この方式では、たとえば略円筒のような筒形状を縦置きにした脱硫塔（吸収塔）の内部に海水及びボイラ排ガスを供給することにより、海水を吸収液として湿式ベースの気液接触を生じさせて硫黄酸化物を除去している。
　上述した脱硫塔内で吸収剤として使用した脱硫後の海水（使用済海水）は、たとえば、上部が開放された長い水路（Seawater　Oxidation　Treatment　System；ＳＯＴＳ）内を流れ排水される際、水路の底面に設置したエアレーション装置から微細気泡を流出させるエアレーションによって脱炭酸（爆気）される（特許文献１～３）。
特開２００６－０５５７７９号公報 特開２００９－０２８５７０号公報 特開２００９－０２８５７２号公報
　しかしながら、エアレーション装置で用いるエアレーションノズルは、基材の周囲を覆うゴム製等の散気膜に小さなスリットが多数設けられたものである。一般的には「ディフューザノズル」と呼ばれている。このようなエアレーションノズルは、供給される空気の圧力により、スリットから略均等な大きさの微細気泡を多数流出させることができる。
　このようなエアレーションノズルを用いて、海水中でエアレーションを連続して行うと、散気膜のスリット壁面やスリット開口近傍に、海水中の硫酸カルシウム等の析出物が析出し、スリットの間隙が狭くなったり、スリットを塞いだりする結果、散気膜の圧力損失を増大させ、散気装置に空気を供給するブロワ、コンプレッサ等の吐出手段の吐出圧高が発生し、ブロワ、コンプレッサ等に負荷がかかるという、問題がある。
　析出物の発生は、散気膜の外側に位置する海水が、スリットから散気膜の内側へ浸み込み、常時スリットを通過する空気に、長時間に亙って触れて乾燥（海水の濃縮）が促進され、析出に至っている、と推定される。
　本発明は、前記問題に鑑み、散気膜のスリットにおいて発生した析出物を除去することができるエアレーション装置及びこれを備えた海水排煙脱硫装置、エアレーション装置の運転方法を提供することを課題とする。
　上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、被処理水中に浸漬され、被処理水中に微細気泡を発生させるエアレーション装置であって、空気を吐出手段により供給する空気供給配管と、前記空気が供給されるスリットを有する散気膜を備えたエアレーションノズルと、空気の供給の一時的な停止を所定時間毎に制御する制御装置とを具備することを特徴とするエアレーション装置にある。
　第２の発明は、被処理水中に浸漬され、被処理水中に微細気泡を発生させるエアレーション装置であって、空気を吐出手段により供給する空気供給配管と、前記空気が供給されるスリットを有する散気膜を備えたエアレーションノズルと、空気の供給の一時的な増加を所定時間毎に制御する制御装置とを具備することを特徴とするエアレーション装置にある。
　第３の発明は、第２の発明において、前記制御装置により空気の供給の一時的な増加をすると共に、水を空気供給配管に送る制御を行うことを特徴とするエアレーション装置にある。
　第４の発明は、第１の発明において、前記制御装置により空気の供給を一時的に停止し、水を空気供給配管に送る制御を行うことを特徴とするエアレーション装置にある。
　第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記エアレーションノズルは、内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体と、基部側支持体よりも径が縮小され、仕切板を介して軸方向に設けられる中空筒体と、該中空筒体の他端に設けられ、前記基部側支持体と略同一径の端部支持体と、前記基部側支持体と前記端部支持体を覆いつつ両端で締結されるチューブ状の散気膜と、前記散気膜に多数設けられたスリットと、前記基部側支持体の側面に設けられ、散気膜の内周面と支持体外周面との間の加圧空間へ導入された空気を仕切板の手前側で流出させる空気出口とを具備することを特徴とするエアレーション装置にある。
　第６の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記エアレーションノズルは、内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体と、基部側支持体と略同一径の端部支持体と、基部側支持体と端部支持体を覆いつつ締結されるチューブ状の散気膜と、前記散気膜に多数設けられたスリットとを具備することを特徴とするエアレーション装置にある。
　第７の発明は、海水を吸収剤として使用する脱硫塔と、前記脱硫塔から排出された使用済海水を流して排水する水路と、前記水路内に設置され、前記使用済海水中に微細気泡を発生して脱炭酸を行う第１乃至６のいずれか一つのエアレーション装置とを具備することを特徴とする海水排煙脱硫装置にある。
　第８の発明は、被処理水中に浸漬され、被処理水中に微細気泡を発生させるエアレーション装置を用い、吐出手段により空気を供給する際、所定時間毎に、空気の供給の一時的な停止又は増大を実行し、目詰まりを防止することを特徴とするエアレーション装置の運転方法にある。
　第９の発明は、第８の発明において、前記空気の供給の一時的な停止又は増大を行う際、または単独で、水を空気供給配管に送ることを特徴とするエアレーション装置の運転方法にある。
　本発明によれば、エアレーション装置の散気膜のスリットにおいて発生した析出物を除去することができる。
図１は、本実施例に係る海水排煙脱硫装置の概略図である。 図２－１は、エアレーションノズルの平面図である。 図２－２は、エアレーションノズルの正面図である。 図３は、エアレーションノズルの内部構造概略図である。 図４は、本実施例に係るエアレーション装置の概略図である。 図５は、本実施例に係る他のエアレーション装置の概略図である。 図６は、供給空気を一時的に停止した場合の時間の経過と散気膜の圧力損失の変動の関係を示すグラフである。 図７は、供給空気を一時的に増加した場合の時間の経過と散気膜の圧力損失の変動の関係を示すグラフである。 図８は、本実施例に係るエアレーションノズルの内部構造概略図である。 図９は、本実施例に係る他のエアレーションノズルの内部構造概略図である。 図１０は、本実施例に係るディスク状のエアレーションノズルの概略図である。 図１１－１は、散気膜のスリットにおける、空気（飽和度の低い湿り空気）の流出と海水の浸入、および濃縮海水の状況を示す図である。 図１１－２は、散気膜のスリットにおける、空気の流出と海水の浸入、および濃縮海水の状況を示す図である。 図１１－３は、散気膜のスリットにおける、空気の流出と海水の浸入、濃縮海水及び析出物の状況を示す図である。
　以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
　本発明による実施例に係るエアレーション装置及び海水排煙脱硫装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係る海水排煙脱硫装置の概略図である。
　図１に示すように、海水排煙脱硫装置１００は、排ガス１０１と海水１０３とを気液接触してＳＯ2を亜硫酸（Ｈ2ＳＯ3）へ脱硫反応させる排煙脱硫吸収塔１０２と、排煙脱硫吸収塔１０２の下側に設けられ、硫黄分を含んだ使用済海水１０３Ａを希釈用の海水１０３と希釈混合する希釈混合槽１０５と、希釈混合槽１０５の下流側に設けられ、希釈使用済海水１０３Ｂの水質回復処理を行う酸化槽１０６とからなるものである。
　海水排煙脱硫装置１００では、排煙脱硫吸収塔１０２において海水供給ラインＬ1を介して供給される海水１０３の内の一部の吸収用の海水１０３を排ガス１０１と気液接触させて、排ガス１０１中のＳＯ2を海水１０３に吸収させる。そして、排煙脱硫吸収塔１０２で硫黄分を吸収した使用済海水１０３Ａは、排煙脱硫吸収塔１０２の下部に設けられている希釈混合槽１０５に供給される希釈用の海水１０３と混合させる。そして、希釈用の海水１０３と混合希釈された希釈使用済海水１０３Ｂは、希釈混合槽１０５の下流側に設けられている酸化槽１０６に送給され、酸化用空気ブロア１２１より供給された空気１２２をエアレーションノズル１２３により供給し、水質回復させた後、排水１２４として海へ放流するようにしている。
　図１中、符号１０２ａは海水を上方に噴出させる液柱用の噴霧ノズル、１２０はエアレーション装置、１２２ａは気泡、Ｌ1は海水供給ライン、Ｌ2は希釈海水供給ライン、Ｌ3は脱硫海水供給ライン、Ｌ4は排ガス供給ライン、Ｌ5は空気供給ラインである。
　このエアレーションノズル１２３の構成を図２－１、図２－２及び図３を参照して説明する。
　図２－１は、エアレーションノズルの平面図、図２－２は、エアレーションノズルの正面図、図３はエアレーションノズルの内部構造概略図である。
　図２－１、図２－２に示すように、エアレーションノズル１２３は、基材の周囲を覆うゴム製の散気膜１１に小さなスリット１２が多数設けられたものであり、一般的には「ディフューザノズル」と呼ばれている。このようなエアレーションノズル１２３は、空気供給ラインＬ5から供給される空気１２２の圧力により散気膜１１が膨張すると、スリット１２が開いて略均等な大きさの微細気泡を多数流出させることができる。
　図２－１、図２－２に示すように、エアレーションノズル１２３は、空気供給ラインＬ5から分岐した複数（本実施例では８本）の枝管（図示せず）に設けられたヘッダ１５に対して、フランジ１６を介して取り付けられている。なお、希釈使用済海水１０３Ｂ中に設置される枝管及びヘッダ１５には、耐食性を考慮して樹脂製パイプ等が使用されている。
　エアレーションノズル１２３は、たとえば図３に示すように、希釈使用済海水１０３Ｂに対する耐食性を考慮して樹脂製とした略円筒形状の支持体２０を用い、この支持体２０の外周を覆うようにして多数のスリット１２が形成されたゴム製の散気膜１１を被せた後、左右両端部をワイヤやバンド等の締結部材２２により固定した構成とされる。
　また、上述したスリット１２は、圧力を受けない通常の状態においては閉じている。なお、海水排煙脱硫装置１００においては、常時空気１２２を供給しているので、常にスリット１２は開放状態である。
　ここで、支持体２０の一端２０ａは、ヘッダ１５に取り付けた状態で空気１２２の導入を可能とすると共に、その他端２０ｂは、海水１０３が導入可能に開口されている。
　このため、一端２０ａ側は、ヘッダ１５及びフランジ１６を貫通する空気導入口２０ｃを介してヘッダ１５内部と連通している。そして、支持体２０の内部は、支持体２０の軸方向の途中に設けた仕切板２０ｄにより分割され、この仕切板２０ｄにより空気の流通が阻止されている。さらに、この仕切板２０ｄよりヘッダ１５側となる支持体２０の側面には、散気膜１１の内周面と支持体外周面との間に、すなわち、散気膜１１を加圧して膨張させる加圧空間１１ａへ空気１２２を流出させるための空気出口２０ｅ、２０ｆが開口している。従って、ヘッダ１５からエアレーションノズル１２３に流入する空気１２２は、図中に矢印で示すように、空気導入口２０ｃから支持体２０の内部へ流入した後、側面の空気出口２０ｅ、２０ｆから加圧空間１１ａへ流出することとなる。
　なお、締結部材２２は、散気膜１１を支持体２０に固定するとともに、空気出口２０ｅ、２０ｆから流入する空気が両端部から漏出することを防止するものである。
　このように構成されたエアレーションノズル１２３において、ヘッダ１５から空気導入口２０ｃを通って流入する空気１２２は、空気出口２０ｅ、２０ｆを通って加圧空間１１ａへ流出することにより、最初はスリット１２が閉じているため加圧空間１１ａ内に溜まって内圧を上昇させる。内圧が上昇された結果、散気膜１１は加圧空間１１ａ内の圧力上昇を受けて膨張し、散気膜１１に形成されているスリット１２が開くことによって空気１２２の微細気泡を希釈使用済海水１０３Ｂ中に流出させる。
　このような微細気泡の発生は、枝管Ｌ5A～5H及びヘッダ１５を介して空気供給を受ける全てのエアレーションノズル１２３で実施される（図４、５参照）。
　以下、本実施例に係るエアレーション装置について説明する。本発明では、散気膜１１に供給する空気１２２の圧力変動を生じさせることにより、スリット１２に析出した析出物の除去を実施する手段を提供する。
　図４、図５は、本実施例に係るエアレーション装置の概略図である。
　図４に示すように、本実施例に係るエアレーション装置１２０Ａは、被処理水である希釈使用済海水（図示せず）中に浸漬され、希釈使用済海水中に微細気泡を発生させるエアレーション装置であって、空気１２２を吐出手段であるブロア１２１Ａ～１２１Ｄにより供給する空気供給ラインＬ5と、水が含まれた空気が供給されるスリットを有する散気膜１１を備えたエアレーションノズル１２３と、空気１２２の供給の一時的な停止を所定時間毎に制御する制御装置（図示せず）とを具備するものである。　また、空気供給ラインＬ5には、２基の冷却器１３１Ａ、１３１Ｂと、２基のフィルタ１３２Ａ、１３２Ｂとが各々設けられている。これにより、ブロア１２１Ａ～１２１Ｄにより圧縮された空気は冷却され、次いで濾過されている。
　なお、ブロアが４基あるのは、通常は３基で運転しており、その内の１基は予備としている。また、冷却器１３１Ａ、１３１Ｂと、フィルタ１３２Ａ、１３２Ｂとが各々２基あるのは、連続して運転する必要から、通常は片方のみで運転し、他方はメンテナンス用としている。
　ここで、海水の塩分濃度は３．４％であり、９６．６％の水に３．４％の塩が溶けている。この塩は、塩化ナトリウムが７７．９％、塩化マグネシウムが９．６％、硫酸マグネシウムが６．１％、硫酸カルシウムが４．０％、塩化カリウムが２．１％、その他０．２％の構成となっている。
　この塩のなかで、海水の濃縮（海水の乾燥）につれて、硫酸カルシウムが最初に析出する塩であり、その析出の閾値が海水の塩分濃度で約１４％である。
　ここで、スリット１２に析出物が析出するメカニズムを図１１－１～図１１－３を用いて説明する。
　図１１－１は、散気膜のスリットにおける、空気（飽和度の低い湿り空気）の流出と海水の浸入、および濃縮海水の状況を示す図である。図１１－２は、散気膜のスリットにおける、空気の流出と海水の浸入、および濃縮海水の状況を示す図である。図１１－３は、散気膜のスリットにおける、空気の流出と海水の浸入、濃縮海水及び析出物の状況を示す図である。
　ここで、本発明において、スリット１２とは、散気膜１１に形成される切れ込みをいい、スリット１２の間隙は空気が排出される通路となる。
　この通路を形成するスリット壁面１２ａは、海水１０３が接触しているが、空気１２２の導入によって乾燥・濃縮され、濃縮海水１０３ａとなり、その後スリット壁面に析出物１０３ｂが析出され、スリットの通路を閉塞するものとなる。
　図１１－１は、空気１２２の相対湿度が低いので、海水が乾燥して海水の塩分濃縮が徐々に増加し、濃縮海水１０３ａが形成された状況を示している。但し、海水の濃縮が始まっても海水の塩分濃度が概ね１４％以下では、硫酸カルシウム等の析出はない。
　図１１－２は、濃縮海水１０３ａの一部において、局所的に海水の塩分濃度が１４％を超えた部分に析出物１０３ｂが発生している状態である。この状態では析出物１０３ｂが僅かであるので、スリット１２を空気が通過する際の圧力損失が僅かに上昇するものの、空気１２２は通過可能である。
　よって、この状態において、後述するように圧力変動を生じさせることにより、強制的に析出物を除去することで、長期間に亙っての運転が可能となる。
　これに対し、図１１－３は、濃縮海水１０３ａの濃縮が進行すると、析出物１０３ｂによる閉塞（プラッキング）状態となり、圧力損失が大きくなる状態である。なお、このような状態でも空気１２２の通路は残っているものの吐出手段にはかなりの負荷がかかるものとなる。よって、このような状態となる前に、後述するように圧力変動を生じさせて析出物を除去するようにしている。
　なお、このような状態においても、後述するように圧力変動を生じさせることにより、強制的に析出物を除去することができる。
　本実施例では、この閉塞を回避するために、所定時間経過毎に、制御装置により指令を発して、空気１２２の供給の一時的な停止を行うようにしている。
　図６は、供給空気を一時的に停止した場合の時間の経過と散気膜の圧力損失の圧力変動の関係を示すグラフである。
　図６に示すように、所定時間毎に空気１２２の供給が停止するので、圧力変動が生じ（一時的に圧力０となる）、散気膜１１の膨張が収縮するので、スリット１２に析出した硫酸カルシウムの析出物が脱落し、スリット１２が正常となる。
　この結果、連続した運転における硫酸カルシウムの析出によるスリット１２の詰まりやスリット１２の間隙が狭くなることが防止され、散気膜１１の圧力損失を防止できる。
　この停止の間隔は、析出物の析出の状態に対応して適宜変更すればよいが、好適には１日から２日に一回程度行うようにすればよい。
　これは、析出初期の早い段階で空気の供給を停止して、スリット１２を通過する空気の圧力変動を行うことで、容易に析出物の脱落を生じさせることができるからである。
　この空気１２２の供給の停止は、吐出手段であるブロア１２１Ａ～１２１Ｄを停止するほか、空気供給ラインＬ5に切替弁（図示せず）を設け、エアレーションノズル１２３側への空気１２２の供給を停止するようにしてもよい。なお、切り替えた空気１２２は例えばダンパー手段やリリーフ弁により圧縮された空気を受止めまたは解除するようにしている。
　また、図５に示すように、本実施例に係るエアレーション装置１２０Ｂにおいては、さらに空気供給ラインＬ5に真水タンク１４０からの真水１４１を供給する水供給ラインＬ6を設けるようにしている。この場合、水圧で析出物をパージする。そして、図示しない制御装置により空気１２２の供給を一時的に停止させる制御を行うと共に、真水１４１を空気供給ラインＬ5に送る制御を行うようにしてもよい。
　このように、真水１４１を供給することにより、エアレーションノズル１２３内に真水１４１を導入する。これにより、散気膜１１のスリット１２が洗浄され、スリット１２に付着している硫酸カルシウム等の析出物を溶解除去することができる。
　この結果、硫酸カルシウムの析出によるスリット１２の詰まりやスリット１２の間隙が狭くなることが防止され、散気膜１１の圧力損失を防止できる。
　この洗浄は、空気の供給の停止では、スリットの圧力損失が回復しない場合に適宜行うようにすればよい。
　また、水の供給は空気を導入している際に同時に行うようにしてもよい。
　ここで、本実施例では、水の供給としては、真水１４１を用いているが、真水の代わりに、海水（例えば、希釈海水供給ラインＬ2の海水１０３、希釈混合槽１０５の使用済海水１０３Ａ、酸化槽１０６の希釈使用済海水１０３Ｂ等）や水蒸気を用いるようにしてもよい。水蒸気の場合は、図示していない冷却凝縮手段により液体として用いる。
　図７は、供給空気を一時的に増加した場合の時間の経過と散気膜の圧力損失の関係を示すグラフである。図７に示すように、定常運転をしている際、所定時間経過した後、空気量を増加させるパージ運転を所定時間行っている。
　このように、所定時間毎に空気１２２の供給が増大されるので、圧力変動が生じ（一時的に空気量が多くなる）、スリットを通過する空気の速度が増大するので、スリット１２に析出した硫酸カルシウムの析出物が外部に排出され、スリット１２が正常となる。
　この結果、連続した運転における硫酸カルシウムの析出によるスリット１２の詰まりやスリット１２の間隙が狭くなることが防止され、散気膜１１の圧力損失を防止できる。
　この増大の間隔は、析出物の析出の状態に対応して適宜変更すればよいが、好適には１日から２日に一回程度行うようにすればよい。
　これは、析出初期の早い段階で空気の供給を増大させ、スリット１２を通過する空気の速度を増大させることで、容易に析出物を外部に排出させることができるからである。
　この一時的な増加を実施するには、例えば、図４に示すエアレーション装置１２０Ａにおいて、通常３基のブロア１２１Ａ～１２１Ｃで運転している場合、さらに予備のブロア１２１Ｄを駆動させて、大量の空気１２２を空気供給ラインＬ5に供給することで実現できる。
　すなわち、ブロア１２１Ａ～１２１Ｄの起動により一時的にエアレーションノズル１２３内に導入される空気１２２が増加することとなる。この結果、スリットを通過する空気の速度が増加し、硫酸カルシウムを海水側へ除去することができる。
　よって、硫酸カルシウムの析出によるスリット１２の詰まりやスリット１２の間隙が狭くなることが防止され、散気膜１１の圧力損失を防止できる。
　また、ブロアの容量が不足の場合には、追加のブロアを用いて、スリット１２から析出物を押出して一掃するような所定のパージ条件とするようにすればよい。
　また、図５に示すエアレーション装置１２０Ｂを用いて、さらに空気供給ラインＬ5に真水１４１を供給する水供給ラインＬ6を設け、図示しない制御装置により空気１２２の供給を一時的に増大させる制御を行うと共に、真水１４１を空気供給ラインＬ5に送る制御を行うようにしてもよい。
　次に、本実施例に係るエアレーションノズルについて説明する。本発明では、散気膜１１に析出した析出物を容易に脱落させるエアレーションノズルを提供する。
　図８は本実施例に係るエアレーションノズル１２３Ａの内部構造概略図である。
　図８に示すように、本実施例に係るエアレーションノズル１２３Ａは、内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体２０Ａと、基部側支持体２０Ａよりも径が縮小され、仕切板２０ｄを介して軸方向に設けられる中空筒体２０ｇと、該中空筒体２０ｇの他端に設けられ、前記基部側支持体２０Ａと略同一径の端部支持体２０Ｂと、前記基部側支持体２０Ａと前記端部支持体２０Ｂとを覆いつつ両端で締結部材２２により締結されるチューブ状の散気膜１１と、前記散気膜１１に多数設けられたスリット（図示せず）と、前記基部側支持体２０Ａの側面に設けられ、散気膜１１の内周面と支持体外周面との間の加圧空間１１ａへ導入された空気１２２を仕切板２０ｄの手前側で流出させる空気出口２０ｅ、２０ｆとを具備する。従って、ヘッダからエアレーションノズル１２３Ａに流入する空気１２２は、図中に矢印で示すように、空気導入口２０ｃから基部側支持体２０Ａの内部へ流入した後、側面の空気出口２０ｅ、２０ｆから加圧空間１１ａへ流出することとなる。
　そして、空気１２２の供給が停止された場合には、図８の破線に示すように、散気膜１１が収縮する結果、中空筒体２０ｇの径が小さい部分が変形することとなり、散気膜１１のスリット１２が変形して、析出物の脱落を助長させることとなる。
　図９は本実施例に係る他のエアレーションノズル１２３Ｂの内部構造概略図である。本実施例に係るエアレーションノズル１２３Ｂは、内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体２０Ａと、基部側支持体２０Ａと略同一径の端部支持体２０Ｂと、基部側支持体２０Ａと端部支持体２０Ｂを覆いつつ締結部材２２により締結されるチューブ状の散気膜１１と、前記散気膜１１に多数設けられたスリット１２とを具備するものである。
　図３に示すようなエアレーションノズル１２３は支持体２０の周囲を散気膜１１が覆うような構造であるのに対し、図９に示すエアレーションノズル１２３Ｂは、散気膜１１は自立しており、その先端部側でのみ端部支持体２０Ｂにより支えられている。よって、空気１２２を供給している際には、散気膜１１が膨張しているが、空気１２２の供給を停止すると、その散気膜１１が破線に示すように、収縮・変形するので、スリットに付着している析出物の脱落が容易となる。
　なお、脱落した析出物は、散気膜１１の内部に溜まるので、このような析出物が溜まる部分に、スリットを形成する必要はない。また、スリットを形成するような場合には、塞がれることを考慮して、予めスリットを多めに形成し、落下した析出物により、スリットに堆積した場合でも、空気供給量が低下しないようにすればよい。
　また、チューブ状のエアレーションノズルに対して、ディスク状のエアレーションノズルについて説明する。
　図１０は、本実施例に係るディスク状のエアレーションノズルの概略図である。
　図１０に示すように、ディスク状のエアレーションノズル１３３は、散気膜１１の円筒状の支持体１３４の底部に析出物の収容部１３５を設けている。また、収容部１３５にはパンチングメタル１３６等の仕切りを設け、空気１２２の導入の流れを阻害しないようにしている。また、パンチングメタル１３６の下に析出物を落下させているので、空気１２２が供給された場合でも、舞い上がることはない。
　以上、本実施例では被処理水として海水を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば汚染処理における汚染水にエアレーションを行うエアレーション装置において、散気孔（メンブレンスリット）での汚泥成分の析出によるプラッギングを防止でき、長期間に亙って安定して操業することができる。
　以上、本実施例ではエアレーション装置として、チューブ型のエアレーションノズルを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばディスク型や平板型のエアレーション装置や、セラミックス、金属の散気装置に適用することができる。
　以上のように、本発明に係るエアレーション装置によれば、エアレーション装置の散気膜のスリットにおいて発生した析出物を除去することができ、例えば海水排煙脱硫装置に適用して、長期間に亙って連続しての安定した操業が可能となる。
　１１　散気膜
　１２　スリット
　１００　海水排煙脱硫装置
　１０２　排煙脱硫吸収塔
　１０３　海水
　１０３Ａ　使用済海水
　１０３Ｂ　希釈使用済海水
　１０５　希釈混合槽
　１０６　酸化槽
　１２０Ａ、１２０Ｂ　エアレーション装置
　１２３　エアレーションノズル　

Claims (9)

  1. 　被処理水中に浸漬され、被処理水中に微細気泡を発生させるエアレーション装置であって、
    　空気を吐出手段により供給する空気供給配管と、
    　前記空気が供給されるスリットを有する散気膜を備えたエアレーションノズルと、
    　空気の供給の一時的な停止を所定時間毎に制御する制御装置と
    を具備することを特徴とするエアレーション装置。
  2. 　被処理水中に浸漬され、被処理水中に微細気泡を発生させるエアレーション装置であって、
    　空気を吐出手段により供給する空気供給配管と、
    　前記空気が供給されるスリットを有する散気膜を備えたエアレーションノズルと、
    　空気の供給の一時的な増加を所定時間毎に制御する制御装置と
    を具備することを特徴とするエアレーション装置。
  3. 　請求項２において、
    　前記制御装置により空気の供給の一時的な増加をすると共に、水を空気供給配管に送る制御を行うことを特徴とするエアレーション装置。
  4. 　請求項１において、
    　前記制御装置により空気の供給を一時的に停止し、水を空気供給配管に送る制御を行うことを特徴とするエアレーション装置。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
    　前記エアレーションノズルは、
    　内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体と、
    　基部側支持体よりも径が縮小され、仕切板を介して軸方向に設けられる中空筒体と、
    　該中空筒体の他端に設けられ、前記基部側支持体と略同一径の端部支持体と、
    　前記基部側支持体と前記端部支持体を覆いつつ両端で締結されるチューブ状の散気膜と、
    　前記散気膜に多数設けられたスリットと、
    　前記基部側支持体の側面に設けられ、散気膜の内周面と支持体外周面との間の加圧空間へ導入された空気を仕切板の手前側で流出させる空気出口とを具備することを特徴とするエアレーション装置。
  6. 　請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
    　前記エアレーションノズルは、
    　内部に空気が導入される円筒状の基部側支持体と、
    　基部側支持体と略同一径の端部支持体と、
    　基部側支持体と端部支持体を覆いつつ締結されるチューブ状の散気膜と、
    　前記散気膜に多数設けられたスリットとを具備することを特徴とするエアレーション装置。
  7. 　海水を吸収剤として使用する脱硫塔と、
    　前記脱硫塔から排出された使用済海水を流して排水する水路と、
    　前記水路内に設置され、前記使用済海水中に微細気泡を発生して脱炭酸を行う請求項１乃至６のいずれか一つのエアレーション装置とを具備することを特徴とする海水排煙脱硫装置。
  8. 　被処理水中に浸漬され、被処理水中に微細気泡を発生させるエアレーション装置を用い、
    　吐出手段により空気を供給する際、所定時間毎に、空気の供給の一時的な停止又は増大を実行し、目詰まりを防止することを特徴とするエアレーション装置の運転方法。
  9. 　請求項８において、
    　前記空気の供給の一時的な停止又は増大を行う際、または単独で、水を空気供給配管に送ることを特徴とするエアレーション装置の運転方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110538545A (zh) * 2019-09-29 2019-12-06 河北工业大学 一种膜曝气-吸收耦合式膜法海水烟气脱硫方法及装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11291935B2 (en) * 2018-04-13 2022-04-05 Veolia Water Solutions & Technologies Support Rotary disc filter having a backwash system that includes a compact nozzle support structure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004033889A (ja) * 2002-07-02 2004-02-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd 散気方法及び散気システム
JP2004313938A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 散気装置の目詰まり防止運転方法
JP2005052773A (ja) * 2003-08-06 2005-03-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排水処理装置
JP2009028572A (ja) * 2007-07-24 2009-02-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd エアレーション装置
JP2009106874A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Hitachi Ltd 反応槽及び散気装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4243616A (en) * 1979-02-15 1981-01-06 Ronald Wyss Air diffuser
JP3498402B2 (ja) * 1995-02-06 2004-02-16 石川島播磨重工業株式会社 脱硫装置
CN1308982A (zh) * 2000-02-14 2001-08-22 况保宗 汶氏综合除so2除尘器
TWM273946U (en) * 2005-03-08 2005-09-01 Shi-Lung Lai Improvement of perforated plate structure
CN101821206B (zh) * 2007-10-10 2012-06-27 东丽株式会社 细小气泡散气管、细小气泡散气装置和浸渍型膜分离装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004033889A (ja) * 2002-07-02 2004-02-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd 散気方法及び散気システム
JP2004313938A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 散気装置の目詰まり防止運転方法
JP2005052773A (ja) * 2003-08-06 2005-03-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排水処理装置
JP2009028572A (ja) * 2007-07-24 2009-02-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd エアレーション装置
JP2009106874A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Hitachi Ltd 反応槽及び散気装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110538545A (zh) * 2019-09-29 2019-12-06 河北工业大学 一种膜曝气-吸收耦合式膜法海水烟气脱硫方法及装置

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