(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気槽内に設置されると共に送気管を介してブロワに接続され、当該ブロワから気体が供給されることにより気泡を発生させる散気部と、
前記散気部を支持すると共に前記散気部の高さ位置を変更して設置する昇降手段と、を備え、
前記昇降手段は、
前記散気部を支持する支持部と、
その上端が前記支持部に対し回動自在に連結されると共に、互いに平行な状態を保ちつつ揺動可能とされた複数のアーム部と、を有し、
前記散気部を複数並設した散気ユニットが水平方向に複数並設され、
各々の前記散気ユニットは、当該散気ユニットの前記複数の散気部内に前記気体を供給するためのヘッダ管を有すると共に、
前記複数の散気ユニットの各々のヘッダ管同士が前記散気ユニットの並設方向に沿って配置された連結部材により連結され、
前記連結部材に水平方向の外力が加わることで前記昇降手段の前記アーム部が前記支持部と共に揺動し前記複数の散気ユニットの高さ位置が変更されることを特徴とする散気装置。
【請求項２】
前記連結部材は線状部材であり、
前記曝気槽に対して、前記線状部材の一端を巻き取り前記線状部材を水平方向に引っ張るための巻取装置が設置されていることを特徴とする請求項１記載の散気装置。
【請求項３】
前記ブロワに接続された前記送気管は、フレキシブル管により前記散気部に対し接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の散気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、下水処理場等の曝気槽に設置される散気装置において、微細な孔が形成された散気膜を備え、ブロワから空気が供給されることにより散気膜を膨らませて当該散気膜から微細気泡を発生させるいわゆるメンブレン式（「超微細気泡式」とも呼ばれる）の散気手段が用いられている。このメンブレン式の散気手段を用いることで、微細気泡の発生により高い散気効率を実現できる。
【０００３】
一方、メンブレン式の散気手段を用いた場合には、微細な孔から微細気泡を発生させる機構のため、従来の散気手段（例えばディフューザ式の散気手段）に比して送気時の圧力損失が高くなる傾向にある。そのため、例えば従来の散気手段に代えてメンブレン式の散気手段を導入する移行期等において、ディフューザ式の散気手段とメンブレン式の散気手段とを並存させた状態でこれらを一台のブロワに接続した場合、圧力損失の相違に起因して各散気手段からの散気量にばらつきが生じ、好適な水処理が難しくなるといった問題がある。
【０００４】
このような問題に対処すべく、例えば特許文献１に記載されるように、メンブレン式の散気手段をディフューザ式の散気手段よりも高い位置（すなわち水深が浅くなる位置）に設置し、これにより、各散気手段からの散気量の調整を図る散気装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１７４３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載された散気装置では、例えば、ディフューザ式の散気手段とメンブレン式の散気手段との設置個数の比率が変わる等の要因で圧力バランスが一旦変化すると、各散気手段における散気量が変化し、そのような場合には、散気量の調整が困難であった。
【０００７】
そこで本発明は、散気量を最適に調整できる散気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る散気装置は、曝気槽内に設置されると共に送気管を介してブロワに接続され、当該ブロワから気体が供給されることにより気泡を発生させる散気部と、散気部を支持すると共に散気部の高さ位置を変更して設置する昇降手段と、を備え、昇降手段は、散気部を支持する支持部と、その上端が支持部に対し回動自在に連結されると共に、互いに平行な状態を保ちつつ揺動可能とされた複数のアーム部と、を有し、散気部を複数並設した散気ユニットが水平方向に複数並設され、各々の散気ユニットは、当該散気ユニットの複数の散気部内に気体を供給するためのヘッダ管を有すると共に、複数の散気ユニットの各々のヘッダ管同士が散気ユニットの並設方向に沿って配置された連結部材により連結され、連結部材に水平方向の外力が加わることで昇降手段のアーム部が支持部と共に揺動し複数の散気ユニットの高さ位置が変更されることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る散気装置によれば、散気部は、昇降手段によって支持されながらその高さ位置が変更されて設置される。よって、散気部の位置する水深が変更され、これに伴いブロワから気体が供給される際の気体の圧力損失が変化するため、散気部からの気泡の発生量すなわち散気量を最適に調整することができる。従って、例えば圧力損失の異なる２種類の散気部が並存した状態で共通のブロワに接続される場合であっても、各散気部の水深を適宜調整することにより、各散気部における散気量を最適に調整することができる。さらに、複数のアーム部が互いに平行な状態を保ちつつ揺動し、これと同時に、アーム部の上端に回動可能に連結された支持部も揺動する。そして、これらのアーム部及び支持部の揺動により、支持部により支持された散気部の高さ位置が変更されるため、上記した作用・効果を確実かつ容易に実現することができる。しかも、複数の散気ユニットの各々のヘッダ管同士を連結する連結部材に水平方向の外力を加えることにより、各々の昇降手段のアーム部が支持部と共に揺動し複数の散気ユニットの高さ位置を同時に変更できるため、水平方向に並設された複数の散気ユニットにおける散気量を簡易な操作で一括して調整することができる。
【００１４】
また、連結部材は線状部材であり、曝気槽に対して、線状部材の一端を巻き取り線状部材を水平方向に引っ張るための巻取装置が設置されていると、巻取装置を用いて線状部材を巻き取ることで複数の散気ユニットの高さ位置を同時に変更でき、複数の散気ユニットの散気量をより一層容易に調整することができる。
【００１５】
また、ブロワに接続された送気管は、フレキシブル管により散気部に対し接続されていると、散気部の高さ位置を変更した場合、フレキシブル管が散気部に追随して変形し送気管と散気部との接続状態が確保されるため、散気部における散気を支障なく行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、散気量を最適に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る散気装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１の散気装置の平面図である。
【図３】図１の散気装置の側面図である。
【図４】図１中の散気管、架台、及びリンク式サポートを示す側面図である。
【図５】第２実施形態に係る散気装置の全体構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１９】
図１は、第１実施形態に係る散気装置の全体構成を示す斜視図、図２は、図１の散気装置の平面図、図３は、図１の散気装置の側面図である。図１〜図３に示すように、本実施形態の散気装置１は、例えば下水処理場等の水処理施設の曝気槽２内に設置され曝気槽２内の混合液（処理対象水と活性汚泥との混合液）に浸漬すると共に図示しないブロワに接続された複数の散気ユニット３を有し、これらの散気ユニット３にブロワから空気が供給されることにより、散気ユニット３から混合液中に気泡を発生させて散気を行う。
【００２０】
より具体的には、散気装置１は、矩形の曝気槽２内で曝気槽２の幅方向（図２、図３の左右方向；以下、単に「幅方向」という）に並設された３台の散気ユニット３と、各散気ユニット３の下方で曝気槽２の底部に固定されると共に幅方向に並設された３台の架台５と、各架台５上で曝気槽２の長さ方向（図２の上下方向；以下、単に「長さ方向」という）に互いに離間して２台ずつ立設され散気装置を昇降可能に支持するリンク式サポート（昇降手段）６と、を備えている。この散気装置１では、１台の散気ユニット３、１台の架台５、及び２台のリンク式サポート６を備えて組立体２０が構成されており、この組立体２０が幅方向に３台並設されている。
【００２１】
各組立体２０において、散気ユニット３は、各々が幅方向に延在すると共に長さ方向に等間隔に並設された６本のメンブレン式散気管（散気部）４と、メンブレン式散気管４上で長さ方向に延在しメンブレン式散気管４の内部同士を気密に連通させる空気供給管であるヘッダ管８とを有している。メンブレン式散気管４は、ヘッダ管８への取付位置から両側に延びた管部分の周囲に微細な孔を多数有するメンブレンが巻かれた構造になっており、ブロワにより圧送された空気をヘッダ管８を通じて内部に導入しメンブレンの多数の孔から微細気泡を発生させるいわゆる超微細気泡式の散気管である。これらのメンブレン式散気管４は、「メンブレンパイプ式超微細気泡式散気管」とも呼ばれる。
【００２２】
一方、曝気槽２には、ブロワからの空気を散気ユニット３に供給するための送気管９が配置されている。ブロワから延びる送気管９は、曝気槽２の幅方向の一方の側壁に沿って上下方向に敷設され、更にＬ字に曲げられ３台の散気ユニット３の上方近傍を横切るようにして幅方向に延設部９ａが延設されている。そして、この延設部９ａが、柔軟に変形可能である例えば蛇腹構造等のフレキシブル管１０により各散気ユニット３のヘッダ管８の長手方向中央部に接続されている。こうして、送気管９の延設部９ａは、フレキシブル管１０によりメンブレン式散気管４に対し接続されている。
【００２３】
架台５は、骨格部材として例えばアングル材等を用いて構成されており、曝気槽２の底部から数十ｃｍ程度の高さを有して略直方体形状に構成された本体部５ａと、本体部５ａの四隅部から上方に突出したサポート部５ｂとにより構成されている（図３参照）。本体部５ａの上面で、散気ユニット３の６本のメンブレン式散気管４のうち両端の各２本と中央の２本との中間位置には、本体部５ａを構成し幅方向両側で長さ方向に延びる部材同士を連結する取付部材１１が、リンク式サポート６を立設するためのものとして設けられている（図２参照）。
【００２４】
図１及び図３に示すように、四隅部のサポート部５ｂは、本体部５ａの幅方向の一端部（図３の左側端部）から上方に延出する２本の延出部１２と、本体部５ａの幅方向の他端部（図３の右側端部）から上方に延出する２本（１本は隠れているため見えない）の延出部１３とを有している。本体部５ａからの延出部１２の延出長は例えば数十ｃｍ程度とされ、本体部５ａからの延出部１３の延出長は延出部１２の延出長よりも短く、例えば十ｃｍ程度とされている。延出部１２の上端には、散気ユニット３の高さ位置が最も高くなる場合にヘッダ管８が載置される支持板１４が水平板として固定されている。また、延出部１３の上端には、散気ユニット３の高さ位置が最も低くなる場合にヘッダ管８が載置される支持板１５が水平板として固定されている。
【００２５】
図４は、散気ユニット３、架台５、及びリンク式サポート６を示す側面図である。リンク式サポート６は、散気ユニット３を支持すると共に散気ユニット３の高さ位置を変更して散気ユニット３を設置するためのものであり、本体部５ａの取付部材１１（図１及び図２参照）上で幅方向の一端部寄り（図４の左寄り）にその基端が取付部材１１に対し回動可能に取り付けられると共にその各々が幅方向に離間して並設された２本のアーム部２１，２１と、アーム部２１，２１の上端で水平方向に延びてアーム部２１，２１同士を連結すると共に、アーム部２１，２１に対し回動自在に連結された支持部２２とを有している。取付部材１１及び支持部２２に取り付けられたアーム部２１，２１の基端同士の間隔と上端同士の間隔とは略等しくなっており、これにより、アーム部２１，２１同士は平行に配置されている。また、アーム部２１，２１の長さは取付部材１１から支持板１４までの距離に略等しくなっており、アーム部２１，２１が直立した状態で支持板１４の上面と支持部２２の上面（ヘッダ管８の下端）とは略面一になる構成とされている。
【００２６】
そして、リンク式サポート６の支持部２２上にはヘッダ管８が載置され固定されている。このような構成を有するリンク式サポート６では、アーム部２１，２１が互いに平行な状態を保ちつつ長さ方向に延びる軸線回りに揺動可能とされ、このアーム部２１，２１の揺動に伴い支持部２２が水平状態を維持しつつ揺動する。言い換えれば、リンク式サポート６は、取付部材１１、アーム部２１，２１、及び支持部２２により平行四辺形を成しつつ揺動可能とされたリンク機構を構成している。そして、リンク式サポート６の揺動に伴って、リンク式サポート６の上部に固定された散気ユニット３のメンブレン式散気管４は、リンク式サポート６によりヘッダ管８を介して支持されつつその高さ位置が変更（昇降）可能とされている。
【００２７】
更に、散気装置１は、図１〜図３に示すように、幅方向（散気ユニット３の並設方向）に配置され散気ユニット３のヘッダ管８同士を連結する連結部材であるワイヤ（線状部材）２３と、曝気槽２を構成する側壁につながる一の上壁に設置されワイヤ２３の一端を巻取ることによりワイヤ２３を水平方向に引っ張るための巻取装置２４とを有している。ワイヤ２３は、一の上壁及び側壁に固定された滑車２５，２６を介して幅方向に延び、各ヘッダ管８の長手方向中央付近に係合されると共に、巻取装置２４とは反対側の端部は反対側の側壁に設けられた滑車２７を介して下方に延び、おもり２８によって緊張されている。このワイヤ２３は、ヘッダ管８同士の間において、幅方向且つ水平方向に伸縮するバネ部２９を有している。
【００２８】
このように構成された散気装置１では、巻取装置２４によってワイヤ２３の一端を巻き取ることで、ワイヤ２３に水平方向（図３の左方向）の引張力が加わり、その結果、リンク式サポート６のアーム部２１，２１が支持部２２と共に揺動し、散気ユニット３の高さ位置が上昇させられる。そして、ヘッダ管８が架台５の支持板１４上に載置されると、散気ユニット３の高さ位置が最も高い状態となる（図４の仮想線で示す位置Ｐ１）。
【００２９】
また、巻取装置２４によってワイヤ２３を繰り出すことで、おもり２８の自重によってワイヤ２３に水平方向（図３の右方向）の引張力が加わり、その結果、リンク式サポート６のアーム部２１，２１が支持部２２と共に揺動し、散気ユニット３の高さ位置が降下させられる。そして、ヘッダ管８が架台５の支持板１５上に載置されると、散気ユニット３の高さ位置が最も低い状態となる（図４の仮想線で示す位置Ｐ２）。
【００３０】
更には、巻取装置２４によってワイヤ２３を巻き取る長さを調整することで、散気ユニット３の高さ位置が最も高くなる位置Ｐ１と低くなる位置Ｐ２との間で散気ユニット３を停止させることもできる（図４の実線で示す例えば位置Ｐ３）。
【００３１】
以上説明した本実施形態の散気装置１によれば、メンブレン式散気管４は、リンク式サポート６によって支持されながらその高さ位置が変更されて設置されるため、メンブレン式散気管４の位置する水深を変更でき、これに伴いブロワから気体が供給される際の気体の圧力損失を変化させることができ、その結果、メンブレン式散気管４からの気泡の発生量すなわち散気量を最適に調整することができる。従って、例えば圧力損失の異なる２種類の散気管や散気板が並存した状態で共通のブロワに接続される場合であっても、各々の水深を適宜調整することにより、散気量を最適に調整することができる。
【００３２】
より具体的には、例えばメンブレン式散気管よりも圧力損失の小さい散気板（例えばディフューザ式の散気板）を用いていた処理場において、当該散気板の一部に代えてメンブレン式散気管４を導入し、メンブレン式散気管４と散気板とがブロワに接続される場合、散気板が設置される高さに対し、リンク式サポート６によりメンブレン式散気管４の高さ位置を高くする等の調整を行うことで、散気板とメンブレン式散気管４との各々における水深を調整でき、メンブレン式散気管４と散気板とにおける散気量を最適に調整することができる。
【００３３】
また、複数のアーム部２１，２１が互いに平行な状態を保ちつつ揺動し、これと同時に、アーム部２１，２１の上端に回動可能に連結された支持部２２も揺動し、これらのアーム部２１，２１及び支持部２２の揺動により、支持部２２により支持された散気ユニット３の高さ位置が変更されるため、上記した作用・効果を確実かつ容易に実現することができる。
【００３４】
また、複数（ここでは３台）の散気ユニット３の各々のヘッダ管８同士を連結するワイヤ２３に水平方向の外力を加えることにより、各々のリンク式サポート６のアーム部２１，２１が支持部２２と共に揺動し複数（３台）の散気ユニット３の高さ位置を同時に変更できるため、水平方向に複数並設された散気ユニット３における散気量を簡易な操作で一括して調整することができる。
【００３５】
また、ワイヤ２３の一端を巻き取りワイヤ２３を水平方向に引っ張るための巻取装置２４が設置されているため、巻取装置２４を用いてワイヤ２３を巻き取ることで散気ユニット３の高さ位置を同時に変更でき、複数の散気ユニット３の散気量を簡易な作業で一層容易に調整することができる。
【００３６】
また、ブロワに接続された送気管９の延設部９ａは、フレキシブル管１０によりメンブレン式散気管４に対し接続されているため、メンブレン式散気管４の高さ位置を変更した場合、フレキシブル管１０がメンブレン式散気管４に追随して変形・移動し送気管９とメンブレン式散気管４との接続状態が維持され、散気ユニット３における散気を支障なく行うことができる。
【００３７】
また、ワイヤ２３により連結されたヘッダ管８同士の間には、水平方向に伸縮するバネ部２９が設けられているため、散気ユニット３の昇降操作において各散気ユニット３の上昇・降下をスムーズに行うことができる。
【００３８】
図５は、第２実施形態に係る散気装置の全体構成を示す斜視図である。図５では、各々同様の構成を有する散気装置１Ａが幅方向に３台並設される場合を示している。
【００３９】
図５に示す本実施形態の散気装置１Ａが第１実施形態の散気装置１と違う点は、散気ユニット３を長さ方向に並設すると共に、散気ユニット３のヘッダ管８同士を連結するワイヤ２３を長さ方向に配置した点と、長さ方向に延びる軸線回りに揺動可能とされたリンク式サポート６に代えて、幅方向に延びる軸線回りに揺動可能とされたリンク式サポート（昇降手段）３０を設けた点と、ワイヤ２３を緊張させる滑車２７及びおもり２８に代えて、ワイヤ２３が一定のテンションを保つようワイヤ２３の他端を巻き取る巻取装置３４を設けた点である。散気装置１Ａでは、巻取装置３４は、曝気槽２を隔てて巻取装置２４とは反対側の上壁に設けられており、ワイヤ２３は、滑車３２，３３を介して巻取装置３４により緊張されている。
【００４０】
このように構成された散気装置１Ａでは、巻取装置２４によってワイヤ２３の一端を巻き取りつつ巻取装置３４によってワイヤ２３の他端を繰り出すことで、リンク式サポート３０の揺動と共に散気ユニット３を上昇させることができる。また、これとは逆に巻取装置３４によってワイヤ２３の他端を巻き取りつつ巻取装置２４によってワイヤ２３の一端を繰り出すことで、リンク式サポート３０の揺動と共に散気ユニット３を降下させることができる。更には、巻取装置２４，３４によってワイヤ２３の巻き取り・繰り出しを適宜行うことで、散気ユニット３の高さ位置が最も高くなる位置と低くなる位置との間で散気ユニット３を停止させることができる。
【００４１】
このような本実施形態の散気装置１Ａによれば、揺動方向が変更されているが、上記した第１実施形態の散気装置１と同様の作用・効果が得られる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、連結部材がワイヤ２３である場合について説明したが、例えばチェーン等の他の線状部材であってもよい。また、ヘッダ管８同士を連結する部材については、線状部材に限られず、剛性の高い部材を用いてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、複数のメンブレン式散気管４とヘッダ管８とにより散気ユニット３が構成される場合について説明したが、散気ユニットの構成はこれに限られない。例えば、散気部としてメンブレン式散気管４を用いる場合に限られず、メンブレン式の散気板を用いてもよく、メンブレン式ではない従来の散気管や散気板を用いてもよい。
【００４４】
更には、ブロワにより供給される気体は空気に限られず、例えば好気性処理であれば純酸素等でもよい。また、光合成微細藻類が対象の場合には、二酸化炭素を供給してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１，１Ａ…散気装置、２…曝気槽、３…散気ユニット、４…メンブレン式散気管（散気部）、６，３０…リンク式サポート（昇降手段）、８…ヘッダ管、９，９ａ…送気管、１０…フレキシブル管、２１…アーム部、２２…支持部、２３…ワイヤ（線状部材）、２４，３４…巻取装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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