(57)【要約】【課題】水処理装置の散気装置において、送気管内の圧力低下時に、散気装置内に懸濁物等を含む汚水が逆流し、これが原因で散気装置特に散気ノヅルが閉塞し、水処理装置の運転効率が低下する問題を解決することを目的としている。【解決手段】排水処理における余剰汚泥等の懸濁物質処理装置おいて、間歇曝気、故障、メンテナンス作業、停電事故等何らかの原因で送気停止となり、これが為に散気装置内の気体圧力が低下する時に、送気管或いは散気管に、手動或いは自動的に注入水を供給し、散気装置内の圧力を常に散気装置に外から作用する水圧以上に維持することにより、散気装置内に汚水が逆流することによる散気装置の閉塞トラブルを防止するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水、排水或いは余剰汚泥等の懸濁液中に、散気管及び或いは散気ノズル（以下『散気装置』と称する）より加圧空気、純酸素その他の気体を吹き込む方式で、排水処理装置、下水道処理装置、中水処理装置、浄水処理装置等の水処理装置或いはこれ等の水処理装置より発生する余剰汚泥等の沈降濃縮された縣濁物質の処理装置により水処理をおこなう装置において、ブロワー等の加圧空気供給装置或いは純酸素その他の気体の供給装置の運転停止時或いは送気圧力異常低下時に、閉塞の原因となる懸濁物質あるいはスケール生成の原因物質を含む水（以下『汚水』と称する）が散気装置に逆流して起因する散気装置の閉塞を防ぐ為に、水を送気管に、手動操作或いは自動操作により注入する装置及び運転管理方法（以下この水を『注入水』と称する）。
【請求項２】
請求項１の水が、散気装置を閉塞させる可能性のある錆その他の懸濁物質及びスケール形成成分を含まない工業用水、水道水、排水処理水、濾過水から選らばれる少なくとも一つからなる請求項１の水処理装置の運転管理方法。
【請求項３】
前記の送気管或いは散気管に注入水を自動操作により注入する方法として、送気管の送気圧力低下信号或いは加圧ブロワーの運転停止などの信号を基に、送気管に取り付けられた注水管の弁が自動的に開くことにより注水をおこなう請求項１の設備及び運転管理方法。
【請求項４】
前記の送気管或いは散気管に注入水を注入する方法として、ヘッドタンクより逆支弁を介して送水管を送気管に取り付けることにより、送気管内の圧力が異常に低下した場合には、ヘッドタンクより自動的に注水される請求項１の設備及び運転管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浸漬型散気管及び散気ノズルを用いた各種水処理装置において、ブロワー等の加圧空気供給装置或いは純酸素その他の気体の供給装置の運転停止或いは送気圧力異常低下に起因する散気管特に散気ノズルの閉塞トラブルに関し、この閉塞トラブルを未然に防止するための設備及び運転管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水処理の分野では、排水、原水、余剰汚泥等に酸素供給、攪拌、浸漬型膜分離装置の閉塞防止等のために、散気管及び散気ノズルより空気、純酸素その他の気体を供給する方法が広く採用されている。
【０００３】
しかしながら、運転管理上間欠曝気したり、負荷の軽い時に曝気を一時停止したり、或いは装置の故障や台風地震などの自然災害による停電等種々の原因により、空気、純酸素その他の気体の供給が停止となり、送気管内の圧力が低下すると、汚水の水頭圧により、懸濁物質を含む汚水が散気装置に逆流し、時間の経過とともに、汚水中の懸濁物質が散気ノズルや散気管に沈着して閉塞を生じさせる事例が数多く発生している。
【０００４】
散気装置の一部が閉塞すると、曝気或いは攪拌効果が不均一になり、水処理効率が低下し、甚だしい場合には、水処理装置の運転を停止して装置内を空にした後、散気装置を分解掃除することが必要になる。散気効率を良くするためには、散気ノズルの孔径をなるべく小さくして小さな気泡を発生させることが望ましいのであるが、ノズルの孔径が小さいほどこの閉塞現象は発生し易く、効率を犠牲にしてある程度ノズルの孔径を大きくせざるを得ない場合が多い。
【０００５】
散気装置の代りにエジェクターを使用する方法も採用されているが、閉塞現象が発生しない反面発泡現象が発生しやすく、水処理業界では散気ノズル或いは散気管の閉塞の可能性があっても、この方式が広く採用されているのが現状である。
【０００６】
この散気装置の閉塞現象の発生を防止するために、水処理メーカーからは、散気装置の構造を工夫することにより、排水が散気管へ逆流することを防止する構造の提案が種々なされているが構造が複雑高価であり、現実には比較的に簡単な構造の散気ノズルが広く採用されている。従って、この閉塞現象によるトラブルが後を絶たないのが現状である。
【０００７】
特開平11―244674号公報では、浸漬型膜分離装置用の散気装置において、散気孔閉塞の原因を縷々詳述し、その対策として、『気体供給管よりも下方に延在する延長部を設け、該延長部に該延長部内を槽内に開放する開放部を設ける。（請求項１）』しているが、これは散気装置内への逆流を前提とした対策である。
【０００８】
特開2003−154236号公報では、浸漬型膜分離装置用の散気装置の運転管理方法として、散気装置の洗浄のために、洗浄液を５秒〜５分散気装置に注入する運転方法（請求項１）が提案されているが、この方法も散気装置内への汚水の逆流を前提としている。
【０００９】
しかしながら、上記のいずれの方法も、懸濁物質を含む排水の逆流を完全に防止しておらず、散気装置の閉塞トラブルを完全に解決することは困難である。
【００１０】
【特許文献１】]特開平11―244674号公報
【特許文献２】]特開2003―154236号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
水処理装置の散気装置において、送気管内の圧力低下時に、散気装置内に縣濁物質或いはスケール形成成分を含む汚水が逆流し、これが原因で散気装置特に散気ノヅルが閉塞し、水処理装置の運転効率が低下する問題を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明は、水処理装置或いは水処理装置より発生する余剰汚泥等の縣濁物質処理装置おいて、間歇曝気、故障、メンテナンス作業、停電事故等何らかの原因で送気停止となり、これが為に散気装置内の気体圧力が低下する時に、送気管或いは散気管に、手動或いは自動的に注入水を供給し、散気装置内の圧力を常に散気装置に外から作用する水圧以上に維持することにより、散気装置内に汚水が逆流することによる散気装置の閉塞トラブルを根本的に防止するものである。
【００１３】
散気装置への送気方法として最も広く採用されている方法は、ルーツブロワー等のブロワーを用いて気体を圧縮する方法である。送気ブロワーが停止した場合、送気管の逆止弁がある場合には、時間の経過とともに送気管及び散気装置内の圧力は急激に低下し、散気装置の散気孔の気体圧力が汚水の水頭圧となった時点で、散気が停止する。散気孔が下向きであれば、この時点で汚水と気体の圧力は平衡するので、散気装置への汚水の逆流は起こらない。
【００１４】
しかしながら、送気された気体はブロワーで断熱圧縮されて温度上昇した気体である。例えば空気の場合２０℃の空気を大気圧から大気圧の１．５倍の圧力（約０．１MPaから０．１５MPa）に断熱圧縮すれば、温度は約３７℃上昇する。
【００１５】
ブロワーが運転停止すると時間の経過とともに、送気管及び散気装置内の空気の温度は、その冷却速度は汚水及び外気の温度にもよるが、徐々に低下し、したがって気体の圧力もその絶対温度の低下にほぼ比例して徐々に低下して吸引負圧を発生し、送気管に逆支弁が設けられている場合には、散気装置の各散気孔に完全な逆流防止機能を備えていない限り、散気装置より汚水を吸引することになる。
【００１６】
更に、送気管に逆支弁がない場合、或いは逆支弁があっても逆支弁の機能が完全でない場合には、散気装置の各散気孔に完全な逆流防止機能を備えていない限り、外から散気装置に作用する汚水頭圧により、送気管及び散気装置内の空気は、ブロワーのローターとステイター間の隙間を通って大気中に押し出され、最終的には散気管及び送気管内の汚水の高さが散気装置の設置されている装置の液面とほぼ同じ高さになるまで、汚水が逆流することになる。
【００１７】
本発明では、送気管及び散気装置内の気体圧力が低下する場合には、散気装置の閉塞原因となる物質を含まない注入水を、送気管或いは散気管に注入することにより、散気装置内の圧力を常に散気装置の散気孔の外圧と等しく或いはそれ以上に保つことにより、散気装置内への逆流を完全に防止して、散気装置の閉塞問題を根本的に解決するものである。
【００１８】
なお本発明では、送気装置の運転停止時に送気管或いは散気装置に注入水を注入した後も、雨水の流入、原水の流入量増加、抜き出し流量の減少等何らかの理由で散気装置の設置されている装置の液面が上昇し、散気装置の散気孔に外から作用する汚水の水頭圧が上昇する可能性がある場合には、散気装置への逆流を完全に防止するためには、この汚水の水頭圧の上昇に見合う分だけの少量の注入水を注入し続ければ良い。
【００１９】
本発明による散気システムでは、散気装置への逆流現象が発生しないので、散気装置の散気孔が上向きでなければ、即ち水平ないし下向きならば、縣濁物質が沈降してもそれが散気装置内に入ることはなく、非常に単純安価な構造の散気装置を採用することができる。
【００２０】
図１に示すように、水処理装置の曝気槽に散気装置を設け、散気装置には逆支弁を介してルーツブロワーより加圧空気が供給されている。送気管の途中には、注入水ヘッドタンクより注入配管が逆支弁を介して接続されている。
【００２１】
ヘッドタンクには注入水がフロート弁を介して供給され、注入操作がおこなわれていないときには常に一定の液面を保持している。このヘッドタンク液面高さを、送気管内の空気圧が正常な圧力以下に低下した時には、逆支弁が直ちに開いて自動的に注水操作がおこなわれるような高さに設定されている。ヘッドタンクの容量が、散気装置内の容積より十分大きければ、自然災害等による停電事故に対しても、汚水の散気装置への逆流を防止することが出来る。このようなシステムにより、汚水が散気装置内に逆流することを完全に防ぎ、散気装置の閉塞現象を本質的に解決することができる。
【００２２】
なおヘッドタンクの替わりに、ブロワーのモーターの運転停止信号或いは送気管の圧力計より信号を得て、注水管の自動弁を操作する方法も容易に採用することが出来る。停電対策としては、フェイルセイフオープンの自動弁を採用することで対処可能である。
【００２３】
圧力計の信号により注水弁を自動操作するシステムの場合、散気装置に作用する汚水の水頭圧は通常大きく変動するものではないが、水頭圧が大きく変動し、その為に注水弁の作動圧力の調節する必要がある場合には、汚水の液面或いは汚水の散気装置に作用する水頭圧を自動計測するなどの方法により、注水弁の作動圧力を自動的に制御することは、現代の制御技術おもってすれば容易である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、水処理装置の汚水による散気装置の閉塞トラブルを本質的に防止し、安価な散気装置を採用することができ、経済効果の大きな発明である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を、標準的な活性汚泥法による排水処理装置の曝気槽に適用する場合の全体構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１汚水供給配管
２曝気槽
３散気装置
４オーバーフロー管
５汚泥沈降槽
６処理水オーバーフロー管
７送気ブロワー
８送気管
９逆支弁
１０逆支弁
１１圧力計
１２ヘッドタンク
１３フロート弁
１４バルブ
１５バルブ
１６注入水配管
【図１】
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