(57)【要約】【課題】簡単な装置構成により、散気停止時に汚泥が散気管内に流入することをなくし、汚泥の流入に起因する散気孔の閉塞を確実に防止できるようにすること。【解決手段】生物反応槽１内に設置された浸漬型膜分離装置４の下方に設置され、生物反応槽１内に散気孔から空気を散気する散気管９と、生物反応槽１の外部に設置された空気源１１と、空気源１１からの空気を散気管９に導く給気管１０と、散気孔閉塞防止水を貯留する閉塞防止水用タンク１３と、散気停止時に閉塞防止水用タンク１３と給気管１０とを連通させるための常開型電磁弁１８とを備え、閉塞防止水用タンク１３が、散気時において基準面に対する水位が該基準面に対する生物反応槽１の水位よりも上位となるように設けられていることを特徴とする散気装置。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物反応槽内に設置された浸漬型膜分離装置の下方に設置され、該生物反応槽内に散気孔から空気を散気する散気管と、前記生物反応槽の外部に設置された空気源と、前記空気源からの空気を前記散気管に導く給気管と、散気孔閉塞防止水を貯留する閉塞防止水用タンクと、散気停止時に前記閉塞防止水用タンクと前記給気管とを連通させるための常開型電磁弁とを備え、前記閉塞防止水用タンクが、散気時において基準面に対する水位が該基準面に対する前記生物反応槽の水位よりも上位となるように設けられていることを特徴とする散気装置。
【請求項２】
前記散気孔閉塞防止水が、前記浸漬型膜分離装置の膜モジュールを透過し、吸引ポンプにて前記生物反応槽内から取り出された処理水であることを特徴とする請求項１記載の散気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性汚水、下水など処理する膜分離活性汚泥処理装置に備えられる散気装置に関し、散気停止時に汚泥が散気管内に流入することをなくし、汚泥の流入に起因する散気孔の閉塞を確実に防止できるようにした散気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、膜分離活性汚泥処理装置は、活性汚泥中の好気性微生物によって被処理水（活性汚泥と原水との混合液）の有機物を分解して浄化する生物処理（活性汚泥処理）と、膜モジュールによる固液分離処理とを生物反応槽内にて行い、膜モジュールを透過させた膜透過水を処理水として生物反応槽の外部に設置した吸引ポンプにて吸引して取り出すようにしたものである。
【０００３】
図４は膜分離活性汚泥処理装置の基本構成を説明するための図である。図４において、５１は生物反応槽であり、生物反応槽５１の内部には、被処理水が貯留されるとともに、所定間隔を隔てて相対向して配列された複数個の平板状膜モジュール５２と、これらの平板状膜モジュール５２の下方に位置し、空気（気泡）を噴出する複数の散気孔を有する散気管５７とが浸漬設置されている。所定間隔を隔てて互いに対向して配列された複数個の平板状膜モジュール５２により浸漬型膜分離装置５３が構成されている。
【０００４】
散気管５７には、生物反応槽５１の外部に設置された空気源としてのブロワ（送風機）５８より給気管５９を通じて散気のための空気が供給される。生物反応槽５１内に散気管５７から空気を散気することで、被処理水に酸素を溶解させ好気性微生物への酸素供給を行うとともに、平板状膜モジュール５２に付着する汚泥層を除去して洗浄するための上昇流を発生させるようにしている。散気管５７、ブロワ５８及び給気管５９は、散気装置を構成している。そして、生物反応槽５１の外部には吸引ポンプ５５が設置されており、各平板状膜モジュール５２は、集合管５４を介して、管路途中に前記吸引ポンプ５５が介装されている処理水取出し管路５６に接続されている。
【０００５】
このような膜分離活性汚泥処理装置に備えられる散気装置では、散気停止時（曝気停止時）に散気孔を通じて散気管の内部に汚泥が逆流してしまう。そして、散気管内流入した汚泥が散気再開時に幾分か残留し、その汚泥が空気によって乾燥され、かさぶた状となって散気孔を閉塞させることになる。
【０００６】
そこで、従来、散気停止時における汚泥の逆流に起因する散気孔の閉塞を防止するために種々の提案がなされている。例えば、特開平７−２９９４９３号公報には、散気装置として、底部が開放した箱状の保留容器体を槽内流体に没して配置し、保留容器体の側面に複数の散気穴を形成し、空気を供給する給気管を前記保留容器体の底部開口に対向して開口したものが開示されている。この散気装置によれば、散気停止時には、保留容器体には槽内の汚泥が底部開口から流入するが、少なくとも散気穴より上方の保留容器体の内部空間には空気が残留する。このため散気穴を通って汚泥が保留容器体内に流入することがなく、散気の再開時には保留容器体内における汚泥は底部開口から排出されることから、汚泥による散気穴の閉塞を防止できるようにしている。
【０００７】
また、特開平１０−６６９８８号公報に開示された散気装置は、複数の散気孔を形成した散気管を備え、各々の散気孔に逆止機構を設け、曝気停止時に槽内の汚泥が散気管内に流入することがないようにしている。
【０００８】
また、特開平１０−６６９８８号公報に提案された散気管の清掃装置は、ブロワより散気管に空気を送る給気管に、弁装置を介してコンプレッサーを連通させることにより、散気管に詰まりが生じた時には、コンプレッサーにより散気管の内部に加圧空気を供給することによって、管内圧を上昇させ、散気孔や管内部の異物を排除できるようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平７−２９９４９３号公報での散気装置では、散気再開時に保留容器体内の汚泥を底部開口から確実に排出するという点において心配がある。また、特開平１０−６６９８８号公報での散気装置では、髪の毛など非常に細い夾雑物が含まれる下水を処理する場合、バネやストッパー部材によって構成される逆止機構が前記夾雑物のために正常に動作しなくなるという心配がある。また、特開平１０−６６９８８号公報での散気管の清掃装置では、多数の散気孔を有する散気管の場合、終端側に位置する散気孔に対して確実に加圧空気を作用させるという点において心配がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、簡単な装置構成により、散気停止時（曝気停止時）に汚泥が散気管内に流入することをなくし、汚泥の流入に起因する散気孔の閉塞を確実に防止できるようにした散気装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願発明では次の技術的手段を講じている。請求項１の発明は、生物反応槽内に設置された浸漬型膜分離装置の下方に設置され、該生物反応槽内に散気孔から空気を散気する散気管と、前記生物反応槽の外部に設置された空気源と、前記空気源からの空気を前記散気管に導く給気管と、散気孔閉塞防止水を貯留する閉塞防止水用タンクと、散気停止時に前記閉塞防止水用タンクと前記給気管とを連通させるための常開型電磁弁とを備え、前記閉塞防止水用タンクが、散気時において基準面に対する水位が該基準面に対する前記生物反応槽の水位よりも上位となるように設けられていることを特徴とする散気装置である。
【００１２】
請求項２の発明は、前記請求項１記載の散気装置において、前記散気孔閉塞防止水が、前記浸漬型膜分離装置の膜モジュールを透過し、吸引ポンプにて前記生物反応槽内から取り出された処理水であることを特徴とするものである。
【００１３】
前記構成を有する本発明による散気装置では、散気停止が行われると、あるいは散気中に停電が発生すると、空気源（例えばブロワ）が作動停止すると同時に、常開型電磁弁の作動により閉塞防止水用タンクと給気管とが連通される。そうすると、重力作用により閉塞防止水用タンクからの散気孔閉塞防止水が給気管を通じて散気管内に注入されて、散気管の全ての散気孔より生物反応槽内に流れ込む。閉塞防止水用タンクからの散気孔閉塞防止水の流れ込みは、給気管の水位と生物反応槽の水位とが一致したところで停止し、散気管内の空気は全て散気孔閉塞防止水で置換される。このようにして、散気孔を通じて散気管内に汚泥と夾雑物が逆流することを防ぐことができる。
【００１４】
次いで、散気開始が行われると、あるいは散気中の停電が解消すると、空気源が作動開始すると同時に、常開型電磁弁の作動により閉塞防止水用タンクと給気管との連通が遮断される。そして、空気源の作動により、給気管内及び散気管内の散気孔閉塞防止水は、加圧されて散気孔を通じて生物反応槽内に流れ込み、給気管内及び散気管内から排出される。このようにして散気孔閉塞防止水が排出されると、空気源から供給される空気が散気管の散気孔から気泡となって散気されて、生物反応槽内にて酸素供給と平板状膜モジュールの膜面洗浄とが行われることになる。
【００１５】
本発明による散気装置では、散気停止時に注入する散気孔閉塞防止水の量は、散気管及び給気管の管内容積Ｑ’より大なる量が必要であり、この散気孔閉塞防止水必要注入量Ｑ（Ｑ＞Ｑ’）が、散気時に閉塞防止水用タンクに貯留される。閉塞防止水用タンクは、散気時において基準面に対する水位が該基準面に対する生物反応槽の水位よりも上位となり、この水位差により散気停止時に前記散気孔閉塞防止水必要注入量Ｑを注入できるように設けられている。
【００１６】
本発明による散気装置では、散気孔閉塞防止水は、浸漬型膜分離装置の膜モジュールを透過し、吸引ポンプにて生物反応槽内から取り出された処理水であることがよい。散気孔閉塞防止水として水道水、あるいは工業用水を用いても差支えないものの、経済性の観点から、前記処理水を用いることがよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明による散気装置を備え、膜分離活性汚泥処理を行う膜分離活性汚泥処理装置の構成を示すとともに、散気時における散気装置の動作を説明するための図である。図２は図１に示す膜分離活性汚泥処理装置において、散気中の停止発生時、あるいは散気停止時における散気装置の動作を説明するための図である。図３は図１における浸漬型膜分離装置と散気管の構成を説明するための図である。
【００１８】
図１において、１は生物反応槽であり、生物反応槽１の内部には、被処理水（活性汚泥と調整槽からの原水との混合液）が貯留される。また、この生物反応槽１内には、複数の平板状膜モジュール３からなる浸漬型膜分離装置４が浸漬設置されるとともに、これらの平板状膜モジュール３の下方に図例では５個の散気管９が浸漬設置されている。７は生物反応槽１の外部に設置され、平板状膜モジュール３を透過させ濾過して得た処理水（膜透過水）を吸引して取り出すための吸引ポンプである。前記の各平板状膜モジュール３は、これらの上方に設けられた集合管（集水管）５を介して、管路途中に前記吸引ポンプ６が介装されている処理水取出し管路７に接続されている。
【００１９】
前記の浸漬型膜分離装置４は、図３に示すように、上下が開口した箱状の膜ケース２の内部に複数の平板状膜モジュール３を所定間隔をあけて相対向して配列することにより構成されている。また、上下が開口した箱状の散気ケース８が浸漬型膜分離装置４の下側に設置されており、この散気ケース８の内部に、図３に示すように、本実施形態では５個の散気管９が設置されている。個々の散気管９には複数の散気孔９ａがそれぞれ設けられている。これらの散気孔９ａは、直径数ｍｍであり、散気管下部に下方に向けて開口している（図３では図示の都合上で散気管上部に図示してある）。
【００２０】
また、図１において、１１は生物反応槽１の外部に設置された空気源としてのブロワである。給気管１０は、一端側が前記各散気管９に連通し、逆止弁装置１２を介して他端側がブロワ１１に連通している。これにより、ブロワ１１からの空気が給気管１０を通じて５個の散気管９に供給され、散気孔９ａから気泡となって散気されるようになっている。
【００２１】
そして、図１に示すように、生物反応槽１の本実施形態では上方位置に、閉塞防止水用タンク１３が設置されている。この閉塞防止水用タンク１３には、処理水取出し管路６における吸引ポンプ６の吐出し側から分岐し、途中に弁装置１５が介装された処理水戻し管路１４が導かれている。１６はタンク１３内の膜透過水の水位を計測する水位計である。閉塞防止水用タンク１３には、処理水戻し管路１４を通じて散気孔閉塞防止水としての処理水が、水位計１６からの水位信号に基づいて弁装置１５を制御することにより、所定量貯留されるようになっている。
【００２２】
また、この閉塞防止水用タンク１３の底部排水口と前記給気管１０における逆止弁装置１２の出側位置とを連通し、管路途中に常開型電磁弁１８を介装した閉塞防止水注入管路１７が設けられている。常開型電磁弁１８とブロワ１１は、同時に電気（交流１００ボルト又は交流２００ボルト）が通電され、又、同時に遮断されるように電気的に接続されている。すなわち、散気時には、常開型電磁弁１８のコイルへの通電により弁体が弁座を閉鎖し、常開型電磁弁１８により閉塞防止水用タンク１３と給気管１０との連通が遮断されるとともに、ブロワ１１が駆動される。また、散気停止時、あるいは停電発生時には、ブロワ１１が停止するとともに、駆動常開型電磁弁１８のコイルへの通電が遮断され、それまで弁座を閉鎖していた弁体が該弁座を開放し、常開型電磁弁１８により閉塞防止水用タンク１３と給気管１０とが連通されるように構成されている。
【００２３】
前述したように、閉塞防止水用タンク１３は、本実施形態では生物反応槽１の上方位置に設置されている。この場合、閉塞防止水用タンク１３は、散気時において基準面ＦＬに対する水位（例えば生物反応槽１底面レベルに対する水位）が前記基準面ＦＬに対する生物反応槽１の水位よりも上位となり、この水位差により散気停止時に散気孔閉塞防止水必要注入量Ｑを注入できるように設けられている。散気孔閉塞防止水の必要注入量Ｑは、本実施形態では例えば、Ｑ＝１．１×Ｑ’に設定されている。Ｑ’は散気管９及び給気管１０の管内容積である。
【００２４】
前記散気管９、ブロワ１１、給気管１０、給気管１０に介装された逆止弁装置１２、閉塞防止水用タンク１３、処理水戻し管路１４、処理水戻し管路１４に介装された弁装置１５、水位計１６、閉塞防止水注入管路１７、及び閉塞防止水注入管路１７に介装された常開型電磁弁１８は、散気装置を構成している。
【００２５】
次に、このように構成される散気装置の動作について図１及び図２を参照しながら説明する。
【００２６】
まず、図１を参照して、通常運転による散気時の動作について説明する。散気時には、常開型電磁弁１８のコイルへの通電により該電磁弁１８の弁体が弁座を閉鎖することにより、閉塞防止水用タンク１３と給気管１０との連通が遮断される一方、ブロワ１１が作動される。ブロワ１１の作動により、ブロワ１１からの空気が給気管１０を通じて５個の散気管９に供給され、散気孔９ａから気泡となって生物反応槽１内に散気される。これにより、生物反応槽１内にて酸素供給と平板状膜モジュール３の膜面洗浄とが行われる。この散気時には、吸引ポンプ６により処理水が処理水取出し管路６を通じて下流工程の図示しない処理水槽に送られる。一方、閉塞防止水用タンク１３には、吸引ポンプ６により処理水戻し管路１４を通じて散気孔閉塞防止水としての処理水が、所定量、本実施形態では前記必要注入量Ｑ（Ｑ＝１．１×Ｑ’）だけ貯留される。
【００２７】
次に、図２を参照して、散気中の停電発生時、あるいは散気停止時の動作について説明する。散気中に停電が発生すると、あるいは散気停止が行われると、ブロワ１１が作動停止すると同時に、常開型電磁弁１８のコイルへの通電遮断により該電磁弁１８の弁体が弁座を開放することにより、閉塞防止水用タンク１３と給気管１０とが連通される。これにより、閉塞防止水用タンク１３からの処理水が給気管１０を通じて各散気管９内に注入されて、これら散気管９の全ての散気孔９ａより生物反応槽１内に流れ込む。そして、閉塞防止水用タンク１３からの処理水の流れ込みは、図２に示すように、給気管１０の水位と生物反応槽１の水位とが一致したところで停止し、散気管９内の空気は全て閉塞防止水用タンク１３からの処理水で置換される。このようにして、散気中の停電発生時、あるいは散気停止時において散気孔９ａを通じて散気管９内に汚泥と夾雑物が逆流することを確実に防ぐことができる。
【００２８】
そして次に、散気中の停電が解消すると、あるいは散気開始が行われると、ブロワ１１が作動開始すると同時に、常開型電磁弁１８の作動により閉塞防止水用タンク１３と給気管１０との連通が遮断される。ブロワ１１の作動により、給気管１０内及び散気管９内の処理水は、加圧されて散気孔９ａを通じて生物反応槽１内に流れ込み、給気管１０内及び散気管９内から排出される。このようにして処理水の排出が終了すると、ブロワ１１から供給される空気が散気孔９ａから気泡となって散気されて、生物反応槽１内にて酸素供給と平板状膜モジュール３の膜面洗浄とが行われることになる。そして、このように散気が開始される場合、まず、閉塞防止水用タンク１３に処理水を前記必要注入量Ｑを供給して次の停電あるいは散気停止に備え、しかる後、吸引ポンプ６により処理水を下流工程の処理水槽に送るようになっている。
【００２９】
このように、散気孔閉塞防止水としての処理水を貯留する閉塞防止水用タンク１３と、散気停止時に閉塞防止水用タンク１３と給気管１０とを連通させるための常開型電磁弁１８とを備え、重力作用により散気管９内に前記処理水を注入するという簡単な装置構成により、停電を含めた散気停止時に汚泥が散気管９内に流入することをなくし、汚泥の流入に起因する散気孔９ａの閉塞を確実に防止することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による散気装置によれば、簡単な装置構成により、散気停止時に汚泥が散気管内に流入することをなくし、汚泥の流入に起因する散気孔の閉塞を確実に防止することができ、これによって散気管全体を生物反応槽外へ取り出して散気孔の清掃を行わなくてすみ、メンテナンスにかかる手間を大幅に減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による散気装置を備え、膜分離活性汚泥処理を行う膜分離活性汚泥処理装置の構成を示すとともに、散気時における散気装置の動作を説明するための図である。
【図２】図１に示す膜分離活性汚泥処理装置において、散気中の停止発生時、あるいは散気停止時における散気装置の動作を説明するための図である。
【図３】図１における浸漬型膜分離装置と散気管の構成を説明するための図である。
【図４】膜分離活性汚泥処理装置の基本構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１…生物反応槽　２…膜ケース　３…平板状膜モジュール　４…浸漬型膜分離装置　５…集合管　６…吸引ポンプ　７…処理水取出し管路　８…散気ケース
９…散気管　９ａ…散気孔　１０…給気管　１１…ブロワ　１２…逆止弁装置
１３…閉塞防止水用タンク　１４…処理水戻し管路　１５…弁装置　１６…水位計　１７…閉塞防止水注入管路　１８…常開型電磁弁
【図１】
2004066025.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004066025.tif 000006