(57)【要約】    【課題】  散気体を使用開始当初の圧損の状態に維持し得る散気方法を提供することにある。    【解決手段】  散気体を液体中に配し、前記散気体から気体を気泡として液体中に散気する散気方法であって、前記散気体として、気体を通過させる通気孔が形成された弾性体膜を備えるメンブレン散気体を用い、前記メンブレン散気体に気体を供給し散気させる散気運転と、気体の供給を一旦停止させることにより気体の供給を再開した後のメンブレン散気体の圧損を気体供給停止前に比べて低下させるブローダウンとを行い、散気運転２０時間に一回以上のブローダウンが実施されることを特徴とする散気方法を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
散気体を液体中に配し、前記散気体から気体を気泡として液体中に散気する散気方法であって、
前記散気体として、気体を通過させる通気孔が形成された弾性体膜を備えるメンブレン散気体を用い、
前記メンブレン散気体に気体を供給し散気させる散気運転と、気体の供給を一旦停止させることにより気体の供給を再開した後のメンブレン散気体の圧損を気体供給停止前に比べて低下させるブローダウンとを行い、
散気運転２０時間に一回以上のブローダウンが実施されることを特徴とする散気方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中に散気を行う散気方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水の活性汚泥処理を行う曝気槽や、有機性排水の脱リン、脱窒素処理を行う生物処理槽において、気体を通すための多数の通気孔が設けられた弾性体膜を有するメンブレン散気体や、セラミックスの多孔質体などの散気体に、空気や酸素などの気体を加圧状態で供給し、被処理液中に直径約１ｍｍの微細な気泡として散気する散気方法が行われている。なかでも、メンブレン散気体を用いた散気方法は、微細な気泡を均一に発泡させることができることから広く用いられている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
このような散気方法に用いられる装置のうちセラミックスの多孔質体を用いたものは、その孔に汚泥が入り込んだり、藻類、スケールなどが発生したりすることによる目詰まりを生じやすく、運転時間の経過とともに散気体の圧損が大きくなり運転エネルギーが増大したり、あるいは、散気自体が困難なものとなって散気体を新しいものに取り替える必要が生じたりするという問題がある。
一方、メンブレン散気体を用いた散気方法においても、散気のための通気孔に汚泥が入り込んだり、藻類、スケールなどが発生したりする。しかし、メンブレン散気体の通気孔は、通常、弾性体膜の伸縮にともなって拡縮して開口状態と閉塞状態となり、且つ、前記通気孔は、メンブレン散気体に加圧状態の気体を供給することで開口状態となり、気体の供給を停止させることにより閉塞状態となるよう弾性体膜に設けられている。そのため、メンブレン散気体を用いた散気方法では、気体の供給を一旦停止させて、散気体の内部の圧抜きを行うことにより、通気孔を一旦閉塞状態とし、再び気体の供給を行って通気孔に入り込んだ目詰まりの原因となるものを被処理液中に押し出して放出するブローダウンと呼ばれる処理を行うことができる。したがって、メンブレン散気体を用いた散気方法においては、セラミックスの多孔質体を用いたものと同様に運転時間の経過とともに散気体の圧損が大きくなり運転エネルギーが増大するが、ブローダウンを行うことによりブローダウン実施前に比べて散気体の圧損を低下させることができ、セラミックス多孔質体を用いたものに比べて低い運転エネルギーで、長期間使用することができる。
【０００４】
ところで、近年の環境意識の高揚にともない、このような散気方法においても、省エネルギー化が要望されるようになってきている。すなわち、従来に比べてさらに低い運転エネルギーで、長期間使用することができる散気方法が要望されている。このような要望に対して、散気体を使用開始当初の低い圧損の状態に維持させることが考え得るが、従来の散気方法においては、ブローダウンによってメンブレン散気体の圧損をブローダウン実施前に比べて低下させ得るものの使用開始当初の圧損レベルまで低下させることは困難で、徐々に圧損を増大させてしまっている。すなわち、従来の散気方法においては、散気体を使用開始当初の圧損の状態に維持することが困難であるという問題を有している。
なお、このような問題は、下水の活性汚泥処理を行う曝気槽や、有機性排水の脱リン、脱窒素処理を行う生物処理槽における散気方法だけでなくメンブレン散気体から気体を気泡として液体中に散気する散気方法全般に共通する問題である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２０３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、上記問題点に鑑み、散気体を使用開始当初の圧損の状態に維持し得る散気方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、メンブレン散気体の運転時間とブローダウンを行う時期とについて鋭意検討を行った結果、所定の運転時間内にブローダウンを実施することでブローダウン後の圧損をメンブレン散気体の使用開始当初の圧損レベルにまで低下させ得ることを見出し、本発明の完成に到ったのである。
【０００８】
すなわち、本発明は、前記課題を解決すべく、散気体を液体中に配し、前記散気体から気体を気泡として液体中に散気する散気方法であって、前記散気体として、気体を通過させる通気孔が形成された弾性体膜を備えるメンブレン散気体を用い、前記メンブレン散気体に気体を供給し散気させる散気運転と、気体の供給を一旦停止させることにより気体の供給を再開した後のメンブレン散気体の圧損を気体供給停止前に比べて低下させるブローダウンとを行い、散気運転２０時間に一回以上のブローダウンが実施されることを特徴とする散気方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ブローダウン後の圧損をメンブレン散気体の使用開始当初の圧損レベルにまで低下させ得る。したがって、メンブレン散気体を使用開始当初の低い圧損の状態に維持し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について（添付図面に基づき）説明する。
まず、本実施形態に用いるメンブレン散気体について説明する。
本実施形態においては、前記メンブレン散気体として、図１及び図２に示すように、板状本体部３１と弾性体膜３２を備えた板状メンブレン散気体が用いられ、前記板状本体部３１と前記弾性体膜３２との間の空間に空気を導入するために前記配管５が接続されている。
【００１１】
前記メンブレン散気体の板状本体部３１は、散気処理時の圧力などにより破損、変形を生じることのない強度を有し、散気処理される被処理液や散気される空気などにより腐食を受けることのないものであれば、どのようなものでも採用することが可能である。即ち、散気処理において弾性体膜３２を保持することができるものであれば材質、形態などに制限を受けるものではない。
【００１２】
また、前記メンブレン散気体の弾性体膜３２は、散気時の伸張とブローダウン時の収縮により前記弾性体膜に設けられた通気孔を拡縮させることができるものであればよく、例えば、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッソゴム、スチレンゴム、クロロプレン、ニトリルゴム、天然ゴム、ポリウレタン、熱可塑性エラストマーなどの弾性を有する素材、又は、該素材を繊維、フィラー、その他樹脂により補強、改質されたもの等を単独、又は複数積層して用いることができる。
【００１３】
また、弾性体膜３２に設けられる通気孔３３は、加圧空気による弾性体膜３２の伸張に伴い開口して（図２ｂ参照）、空気を気泡として散気処理槽６の被処理液７中に放出し、前記ブローダウン時に閉塞して（図２ａ参照）通気孔３３に入り込んだ目詰まりの原因となるものを散気処理槽６の被処理液７中に押し出すことができるものであればどのような大きさ形状のものであってもよい。例えば、長さが０．１〜０．５ｍｍのスリット形状あるいは該スリット形状を直交させて十文字形状としたものとすることができる。
【００１４】
次に、このようなメンブレン散気体３を用いて構成された散気装置について説明する。
散気装置は、図３に示す通り、空気の加圧を行う送風機４と、該加圧された空気の散気を行うメンブレン散気体３と、前記加圧送風機４から前記メンブレン散気体３に加圧された気体を導入するための配管５と、前記空気の水分を低減するための除湿機２とを備えている。
【００１５】
前記メンブレン散気体３は、散気処理される被処理液７に直径約１ｍｍの微細な気泡の散気を行うため、前記被処理液を蓄えた散気処理槽６内に配されている。
また、前記メンブレン散気体３に水分が低減された空気を送るために、前記加圧送風機４は、外気の導入が可能なチャンバー１内に、前記除湿機２とともに設置されている。
【００１６】
また、前記加圧送風機４により送風された空気が、前記メンブレン散気体３に供給されるまでに再び水分が付加されることが無いように、前記加圧送風機４と前記メンブレン散気体３とは、外気から密閉された配管５により接続されている。
また、前記メンブレン散気体３は、散気処理槽６内に複数配され、前記配管５は分岐されてメンブレン散気体３に接続されている。さらに、各分岐配管には、空気を遮断し得るようにダンパー（図示せず）が備えられ、該ダンパーは、散気処理槽６外から開閉を操作し得るよう設けられている。
【００１７】
前記加圧送風機４としては、散気処理槽６に空気を放出しうるように、メンブレン散気体３内に導入される空気の圧力を、散気処理槽６内圧力以上に加圧できるものであれば、特に限定されるものではなく、プロペラ型ファン、シロッコファンなどのファンや、ポンプ、コンプレッサーなどを採用することができる。
【００１８】
前記配管５は、その素材としてポリ塩化ビニルなどの合成樹脂、銅、鉛、ステンレスなどの金属やその他素材を目的に応じて用いてもよいが、前記配管の径や長さはメンブレン散気体での圧力損失に比べ十分小さなものとなるよう選定されることが好ましい。
また、前記ダンパーとしては一般に用いられているものを用いることができる。
【００１９】
前記除湿機２としては、含有する水分の露点以下に空気を冷却し結露水を除去する冷却式除湿機、シリカゲル等の水分吸着剤を用いた吸着式除湿機、塩化リチウム水溶液などとの接触による吸収式除湿機、含有する水分の水蒸気分圧が飽和水蒸気圧に到達する以上に空気を圧縮して結露水を除去する圧縮式除湿機およびこれらの複合型除湿機を用いることができ、前記除湿機に代えて一般空調、吸湿剤、水分吸着剤などを用いて除湿を行ってもよく、これらの除湿する手段を併用して除湿を行ってもよい。
【００２０】
前記被処理液７としては、ブローダウンの効果をより有効なものとし得る点から活性汚泥混合液などの懸濁物質を含むものが好ましい。また、このような点において前記被処理液７として、活性汚泥浮遊物質（ＭＬＳＳ）の値が１５００ｍｇ／Ｌ以上の活性汚泥混合液を用いることがさらに好ましい。
なお、前記ＭＬＳＳの値とは、活性汚泥混合液をＪＩＳ  Ｋ  ０１０２に基づき測定した場合の懸濁物質の値を意図している。
【００２１】
次に、これらの装置を用いた散気方法について説明する。
まず、全てのダンパーを閉状態としておく。次いで、一つの分岐配管に設けられたダンパーを開状態とし、該配管が接続されているメンブレン散気体に空気を供給し、このメンブレン散気体３による散気運転を行う。次いで、例えば１時間後、さらに、一つの分岐配管のダンパーを開状態とし、新たなメンブレン散気体による散気運転を行う。このように、所定の時間間隔を設けて、順次メンブレン散気体の散気運転を開始させる。
そして、最初のメンブレン散気体の運転時間が２０時間経過した段階で、このメンブレン散気体に接続されている配管５のダンパーを閉状態としてブローダウンさせる。その後、同様に２番目に散気運転を開始したメンブレン散気体についてもブローダウンを行う。
このように、それぞれのメンブレン散気体を順次２０時間ごとにブローダウンさせつつ、散気運転をさせる。
また、それぞれのメンブレン散気体を順次ブローダウンさせるには、タイマーなどにより自動的にダンパーの開閉を行えばよい。
【００２２】
なお、本実施形態においては、メンブレン散気体として、より広範囲に均質な微小気泡を散気しうる点において板状メンブレン散気体を用いたが、本発明においては、円筒状の本体部の外周に円筒状の弾性体膜を備えた円筒状メンブレン散気体や、該円筒状メンブレン散気体よりさらに細長い形態をなすホース状メンブレン散気体など種々の形態のメンブレン散気体を採用することができる。
【００２３】
また、本実施形態においては、個々の配管に供給する空気をダンパーなどにより調整しやすい点から前記配管を分岐させて各メンブレン散気体に独立して配管する形態としているが、要すれば、複数のメンブレン散気体を一体化させたマニホールドパイプなどに一本の配管で接続する形態でもよい。
【００２４】
また、本実施形態においては、メンブレン散気体の圧損をより低い値として、運転エネルギーを低減し得ることから、メンブレン散気体に除湿した空気を導入しているが、本発明においては、メンブレン散気体に空気を導入する際に、除湿することを必要とするものではない。
【００２５】
また、本実施形態においては、被処理液として活性汚泥混合液を例示したが、本発明においては、散気が行われる液体を活性汚泥混合液に限定するものではない。
【００２６】
また、本実施形態において、散気処理のための気体として空気を用いたが、本発明においては、前記気体は空気に限定されるものではなく、窒素、酸素、二酸化炭素など目的に応じた気体を採用することが可能である。
【００２７】
また、本実施形態においては、散気処理される被処理液に連続的に散気され、散気効率の低下を抑制し得る点から、複数のメンブレン散気体を用い、各メンブレン散気体のブローダウンのタイミングをずらす運転方法を実施しているが、本発明においては、このような運転方法に限定されるものではない。
【実施例】
【００２８】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
＜散気対象物＞
ＭＬＳＳ２０００〜４０００ｍｇ／Ｌの活性汚泥（温度：２０〜３０℃）
＜設置＞
ポリウレタン製弾性体膜とステンレス製板状本体部からなる、幅０．１５ｍ×長さ２．０ｍの板状メンブレン散気体を好気タンク３基（好気タンク１〜３）にそれぞれ設置した。
また、好気タンクの１区画は、長さ６ｍ×幅６ｍ×水深が５ｍであり、前記板状メンブレン散気体を水深４．５ｍの位置に１４〜２４枚／区画となるように設置した。
＜圧力損失の測定方法＞
測定期間中は、送風量が一定となるよう送風量を制御して好気タンクの運転を行い、配管にブルドン管式精密圧力計を取り付け、全圧を測定し、該全圧から散気体の水深（４．５ｍ）に相当する圧力を差し引き、その時の圧力損失とした。
＜散気方法および圧損測定結果＞
好気タンク１に設置された板状メンブレン散気体の内４台を、それぞれ１２時間毎、２０時間毎、２４時間毎、４８時間毎の間隔でブローダウンを行いつつ散気運転を行い、１ヶ月後の圧損を前述の方法により測定した。
なお、運転時の送風量は約４０Ｎｍ3／ｍ2／ｈで、運転開始時の圧損は、４台とも約７００ｍｍＡｑであった。
１ヶ月後の圧損の測定結果は、１２時間毎のブローダウン実施のものが約７００ｍｍＡｑ、２０時間毎のものが約７００ｍｍＡｑ、２４時間毎のものが約８１０ｍｍＡｑ、４８時間毎のものが約９５０ｍｍＡｑであった。
このことから散気運転２０時間に一回以上の頻度でブローダウンが実施されることによりブローダウン後の圧損をメンブレン散気体の使用開始当初の圧損レベルにまで低下させて、メンブレン散気体を使用開始当初の低い圧損の状態に維持し得ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施形態のメンブレン散気体を示す斜視図。
【図２】ａ）同実施形態のブローダウン時のメンブレン散気体を示す断面図。  ｂ）同実施形態の散気運転時のメンブレン散気体を示す断面図。
【図３】同実施形態の散気装置を示す概略図。
【符号の説明】
【００３０】
３    メンブレン散気体
３２  弾性体膜
３３  通気孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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