(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮性や収縮性のない散気エレメントと、前記散気エレメントの上面周辺部を固定するエレメント枠と、前記散気エレメントの下側に配置され、縁部が前記散気エレメントの縁部に固定されるとともに、中央部に送気時の通気を可能にする通気口が設けられた可撓性のあるダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの通気口に接続された、収縮吸収部を有する可撓性のあるホースとを具備し、
前記ホースが、前記通気口の外周部上面に、その上部が環状の突起となるように取り付けられていることを特徴とする散気板。
【請求項２】
前記ホースの上端部と環状に接触する散気エレメント部分に不透水性材料膜を設け、散気停止時の汚水の逆流を防止させることを特徴とする請求項１記載の散気板。
【請求項３】
請求項１または請求項２いずれか記載の散気板と、前記散気板の下側に配置された、前記ホースに空気を供給するヘッダー管と、このヘッダー管に取り付けられた、複数の散気エレメントを固定する固定板とを備え、複数の散気エレメントが連結して固定されていることを特徴とする散気装置。
【請求項４】
前記ダイヤフラムの過度の伸張を抑制するためのダイヤフラム押え枠を、ダイヤフラムと固定板の間に設置したことを特徴とする請求項３記載の散気装置。
【請求項５】
前記散気板を複数個有し、前記ヘッダー管の下部に設置された枝管と、この枝管に設置され，容器と該容器内の浮き子と排出口を有したドレンラップと、このドレンラップの下流側に設置された逆止弁とを更に備え、ヘッダー管に溜まった水を自動的に排出する構成であることを特徴とする請求項３または請求項４記載の散気装置。
【請求項６】
前記ヘッダー管に水面上から空気を供給するライザー管と、このライザー管の中に設置され、金属線をメリヤス状に編み、これを２枚１組として交互に重ね合わせたデミスターとを更に備え、供給空気中のダストをデミスターにて捕捉し、水分とともにデミスターの下部に落下させる構成であることを特徴とする請求項５記載の散気装置。
【請求項７】
前記ヘッダー管の両端側に設置された留め具と、この留め具に取り付けられた２本のロープとを備え、この２本のロープを水槽上部より引き上げることで、ヘッダー管を吊り上げる構成であることを特徴とする請求項３乃至６いずれか一記載の散気装置。
【請求項８】
前記留め具の近傍の水槽底部に取り付けられた，穴またはフックを有する金具と、水槽上部に配置された，ロープを巻き取る巻取り装置とを備え、ロープを前記金具の穴またはフックに通した上で、前記巻取り装置に接続し、この巻取り装置で巻き取ることでヘッダー管が下降する構成であることを特徴とする請求項７記載の散気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水、産業排水等の有機性廃水を活性汚泥処理する際に曝気槽内に酸素を供給するための散気板、及びこの散気板を備えた散気装置に関する。
【０００２】
に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、下水や産業排水等の有機性排水を活性汚泥する際、曝気槽内に酸素を供給する為の散気装置では、散気エレメントとして板状や円筒状の多孔性セラミックや樹脂を用いたものが知られている。
【０００４】
散気装置は供給空気に微細なダストが含まれているため、曝気により散気エレメント内に蓄積し、年々通気抵抗が大となる。ところで、曝気を間歇的に行う場合には、曝気槽内の汚水が散気エレメント内を逆流し、汚水中のゴミや微粒子が散気孔に付着してその孔が閉塞し目詰まりを起こすので、早期に散気エレメントを交換する必要があった。
【０００５】
この散気エレメントの目詰まり対策は、散気装置の最大の課題であり、この原因を分析すると以下の原因が挙げられる。  
１）散気エレメントの開口が大きく、汚水の逆流を容易に許容する。  
２）散気停止時の散気エレメントとその支持体の間の空間がある。  
３）ヘッダー管に水が溜まる。  
４）供給空気中に含まれるダストが存在する。
【０００６】
上記１）に関しては、近年はこの問題の解決を図ったゴムメンブレンを用いた散気装置が開発、実用化されている（特許文献１）。これは、薄膜のゴムにスリットを入れ、曝気時にゴムが膨らむことでスリットが開き、気泡を発生させ、曝気停止時にはスリットが閉じるので汚水の逆流を防止したものである。また、曝気停止時にはゴムメンブレンが収縮し、散気エレメントの支持体に密着するので、上記２）の問題をも解決し、汚水の逆流を防止している。
【０００７】
なお、上記２）の問題は、散気装置へ供給する空気を圧縮する際に空気温度が上昇し、曝気停止時には散気装置内の空気が曝気槽の水温まで冷えるので空気が収縮して負圧を発生させ、散気エレメントとその支持体の間の空間量に比例した汚水の逆流が生じ、目詰まりの原因となるものである。このことは、特許文献１の段落番号[０００７]に記載されている通りである。
【０００８】
一方、曝気時には散気エレメントとその支持体の間にある程度空間がないと、散気エレメントの下面が均一の圧力とならず、偏った場所だけから気泡が発生するので好ましくない。
【０００９】
このように、ゴムメンブレン式は間欠曝気が可能であるが、曝気時においてスリットの開きを形成するためにはゴムの伸張量を大きくせざるを得ず、そのストレスも大きい為、ゴムの経年劣化により弾性が維持できず、数年後には曝気停止時においてもゴムメンブレンとその支持体の間に空間ができてしまう問題がある。
【００１０】
上記３）の問題は、一度逆流した汚水や曝気停止時に凝縮した水はヘッダー管に溜まり徐々に蓄積され、これを排出しない場合にはヘッダー管の上面まで水位が上がり、曝気時に散気エレメント内側に汚水が付着するため、散気エレメント内側に微生物スライムが付着し、目詰まりを起こす。  
この対策として、図１８に示すように、曝気槽１の内側に配置されたヘッダー管２内にエアリフト管３を内挿し、これを水面上まで敷設し、曝気時の圧力を利用してエアリフト管３にてヘッダー管２に溜まった水を排出する方法がある。なお、図１８中の符番４は散気装置、符番５はライザー管、符番６は滞留水を示す。散気装置４は、図１９に示すように、ヘッダー管２と、該ヘッダー管２に連通し上部に逆止弁２ａを有した枝管２ｂと一体の支持部材７と、この支持部材７の縁部に配置されたゴム枠８と、散気エレメント９と、この散気エレメント９をゴム枠８との間に挟持するエレメント枠１０とを備えた構成となっている。
【００１１】
但し、この方法は、水面上近くのエアリフト管途中に設置した弁の手動開閉作業を必要とするため、維持管理性に問題があり、またエアリフトの力は強くないのでドレンの確実な排出は困難である。
【００１２】
上記４）の問題は、供給空気中には圧縮機の吐出空気のダストや配管中の錆などによるダストが散気エレメントの内側もしくは内部にて閉塞し、目詰まりを起こすものである。  
これを解決する方法として、特許文献１では、図１に示すように、異物を含んだ供給空気が直接散気エレメントに吹き付けないようにする工夫をしている。また、特許文献２では、図８に示すように、ヘッダー管に付属させたフィルターを設置している。しかし、特許文献１ではダストの捕捉が確実ではなく、後者ではダストの捕捉量が規定に達すると、フィルターの交換作業を必要とするという課題がある。
【００１３】
また、これらの対策をとっても徐々に目詰まりは発生するので、いつかは散気エレメントを交換する必要がある。しかし、酸素溶解効率を重視した水槽底部の全面に散気装置を配置した全面曝気方式においては散気システムの重量が大であり、また簡素な吊り上げ装置が実用化されていないため、水槽を空にする必要があった。  
水槽を空にするには時間と労力が多大にかかるため、簡素で、復帰が容易にできる散気装置の吊上げ方法の発明が望まれていた。
【００１４】
特許文献３には、段落番号[００１９],[００２０],[００３０]及び図１に示すように、全面曝気式の複数の散気装置を付属しているヘッダー管の両側に一対のガイドポールを設置し、ヘッダー管の両側から夫々２本の計４本のワイヤにて昇降する装置が開示されている。但し、ガイドポールは垂直方向に精度を必要とされ、また４本のワイヤを同時に均等に巻き上げ、巻下ろしをしないといけないので、労力がかかる。特に、水槽上部からヘッダー管へ空気を供給するライザー管が重量のある鋼管の場合は、昇降を慎重に行わないと、ヘッダー管が傾き、ガイドポールとヘッダー管のガイドの間に摩擦力が発生し、上昇、加工に過大な力が必要となる。
【特許文献１】特開２００４−２１６２９９号公報
【特許文献２】特開２００５−１７７５５１号公報
【特許文献３】特開２００５−１０３３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、伸張、収縮をしない散気エレメントにおいて目詰まりを防止して酸素溶解効率を経年変化に関わらず維持しえる散気板を提供することを目的とする。  
また、本発明は、目詰まりが発生した際も運転を中止して水槽を空にすることなく、散気エレメントの交換が容易にでき、簡素かつ作業性が楽な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】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明に係る散気板は、伸縮性や収縮性のない散気エレメントと、前記散気エレメントの上面周辺部を固定するエレメント枠と、前記散気エレメントの下側に配置され、縁部が前記散気エレメントの縁部に固定されるとともに、中央部に送気時の通気を可能にする通気口が設けられた可撓性のあるダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの通気口に接続された、収縮吸収部を有する可撓性のあるホースとを具備し、前記ホースが、前記通気口の外周部上面に、その上部が環状の突起となるように取り付けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る散気装置は、前記散気板と、前記散気板の下側に配置された、前記ホースに空気を供給するヘッダー管と、このヘッダー管に取り付けられた、複数の散気エレメントを固定する固定板とを備え、複数の散気エレメントが連結して固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、伸張、収縮をしない散気エレメントにおいて目詰まりを防止して酸素溶解効率を経年変化に関わらず維持しえる散気板が得られる。  
また、本発明によれば、目詰まりが発生した際も運転を中止して水槽を空にすることなく、散気エレメントの交換が容易にでき、簡素かつ作業性が楽な散気装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明について更に詳しく説明する。  
本発明の散気板には、伸縮性や収縮性のない散気エレメントを用いる。散気エレメントの材質としては、例えばメッシュクロス、セラミック、樹脂、金属の焼結体が挙げられる。  
散気エレメントの周辺部は、金属やプラスチック等の強度のあるエレメント枠で固定し、このエレメント枠に不透水性部材（ダイヤフラム）を圧着または接着または挟み込み等で固定することが好ましい。但し、散気エレメントの材質として剛体であるセラミックや樹脂からなるものを用いれば、エレメント枠は必ずしも必要なものではない。従来、散気エレメントの支持体（ホルダー）は金属やプラスチックの剛性のある材料が用いられているが、本発明ではダイヤフラムが支持体となる。なお、ダイヤフラムの材質は一般的にはゴムを用いる。
【００２０】
本発明の散気板では、前記ダイヤフラムの通気口部分に接触する散気エレメント部分に不透水性の材料（例えばゴム）からなる膜を貼り付けることが好ましい。これにより、散気停止時に汚水の逆流を防止することができる。
【００２１】
本発明の散気板では、送気時には下面のダイヤフラムが下方向に撓み、散気エレメントとダイヤフラムの通気口の間に空間が形成されるので通気がなされる。また、散気停止時にはダイヤフラムは下側より水圧を受けて撓みが解消するので、散気エレメントとダイヤフラムとの間の空間を無くすことができる。
【００２２】
本発明の散気装置は、上述したように、前記散気板と、この散気板の下部に接続された可撓性のあるホースと、このホースに空気を供給するヘッダー管と、このヘッダー管に取り付けられた、複数の散気エレメントを固定する固定板とを備え、複数の散気エレメントが連結して固定されている。
【００２３】
こうした散気装置では、可撓性のあるホース（又は配管）は散気装置の下部、特に可撓性のあるダイヤフラムの中心部の通気口に接続される。ここで、散気エレメントは可撓性のあるダイヤフラムで支持されているので、この状態では均一な発泡に必要な散気エレメントの水平度が得られないため、ヘッダー管または水槽の底部と散気エレメントとを連結させる金属製又はプラスチック製の剛体（請求項４の固定板）を設置することが好ましい。
【００２４】
ところで、上記の対策にも関わらず、ヘッダー管内の曝気停止時の結露や汚水の逆流、接続部のゆるみ等により、ヘッダー管内に水が溜まることが想定される。そこで、ヘッダー管内の水を自動的に排出するため、前記散気装置では、更に、ヘッダー管の下部に設置された枝管と、この枝管に設置され，密閉容器と該密閉容器内の浮き子と排出口を有したドレンラップと、このドレンラップの下流側に設置された逆止弁とを備えることが好ましい。
【００２５】
こうした構成にすると、ヘッダー管内に溜まった水はドレントラップに入り、この水にてドレントラップ内の浮き子が浮く。また、ドレントラップ内に水がない状態では浮き子または浮き子の連結体により排出口が塞がれていたものが、浮き子の上昇により排出口が開き、逆止弁を通り水が水槽側に排出される。逆止弁は、ヘッダー管内の空気が曝気停止時に冷却され、水槽の水圧により圧力が低くなった場合に逆流しないために必要なものである。
【００２６】
本発明の散気装置においては、ヘッダー管に水面上から空気を供給するライザー管と、このライザー管の中に設置され、金属線をメリヤス状に編み、これを２枚１組として交互に重ね合わせたデミスターとを更に備え、供給空気中のダストをデミスターにて捕捉し、水分とともにデミスターの下部に落下させる構成にすることが好ましい。  
即ち、供給空気中に含まれるダストによる散気エレメントの目詰まり防止対策を確実にするには、圧縮機廻りでのフィルターによるダスト除去だけでなく、散気エレメント手前またはヘッダー管にて行う必要がある。但し、フィルターは規定のダスト保持量を超えると圧損が増えて目詰まりし、散気エレメントに空気が供給できなくなる。このため、フィルターの交換が必要となるが、散気装置内またはヘッダー管が水中にあるため、一旦ヘッダー管を水上に引き上げるか、あるいは水槽を空にしなければならなく、維持管理上好ましくない。
【００２７】
そこで、上述したように、デミスター（ミストエリミネーターまたはワイヤーメッシュセパレーターと呼ばれている細い線をメリヤス状に編み、これを２枚１組として交互に重ね合わせたもの）を取り付ければ、ダストが空気中に含まれる水に湿潤した状態で下方に落下することが判明した。このように、デミスターにはダストは蓄積しないので、圧損が上昇することなく、定期的なデミスターの鋼管や洗浄が不要となる。また、このダストを含んだ水はヘッダー管の底部に溜まるので、自動ドレン排出装置を用いて水槽側に排出できる。
【００２８】
本発明の散気装置においては、ヘッダー管の両端側の上下部に夫々設置された吊上げ、吊り下げ用のロープのための留め具と、ヘッダー管が降下した状態の該ヘッダー管の両岸付近の曝気槽底部に設けられた固定金具と、前記留め具、固定金具に取り付けられた吊上げ、吊り下げ用の夫々各２本のロープと、これらのロープを曝気槽上部より引き上げる機構とを備えて、ヘッダー管を吊り上げる構成にすることが好ましい。  
即ち、上述した目詰まり対策をとっても徐々に目詰まりは発生するので、１０年経過後には散気エレメントを交換する必要があり、従来は水槽を空にし、人が池底に降り、散気装置のエレメントを交換していた。そこで、本発明では、上記したように、留め具と４本のロープ（釣上げ用ロープと吊下ろし用ロープ）を更に備えることにより、目詰まりが発生した際も運転を中止して水槽を空にすることなく、散気エレメントの交換作業が容易に且つ簡素にできる。
【００２９】
具体的には、ヘッダー管の両端側の上部に設置した留め具に２本のロープを取り付け、この２本のロープを水槽上部より引き上げることでヘッダー管を吊上げることを可能にできる。また、これとは別にヘッダー管の両端側の下部に設置した留め具にロープを取り付け、さらにその近傍の水槽の底部に穴（又はフック）を有する固定金具を１対取り付け、ロープをこの金具の穴（又はフック）に通した上で、水槽上部のロープ巻き取り装置に接続し、この吊下ろしロープを巻き取り装置で巻き取り、槽底部にはヘッダー管が所定の位置に設置させるための着座を取り付ける。
【００３０】
なお、ヘッダー管やライザー管は水槽内において浮力が働くため、相対的な自重は小さく、座りが良好でないが、吊下ろし用ロープには巻き取り装置から常時張力がかかるようにすれば、座りが確実となる。本発明では、ライザー管が重量のあるステンレス管の場合はヘッダー管が多少傾いてもロープのテンションにて吸収し、ガイドで問題になる摩擦力が発生しないので、昇降が確実にできる。また、吊上げ用と吊下げ用ロープの夫々の両側には巻き取り距離を示す印をつけこれに注意して両側のロープを均等に送り出せば、ヘッダー管の傾きは最小限に抑えられ、確実な昇降が可能となる。
【００３１】
本発明者等は、散気エレメントが伸張や収縮をしない材質を使用する場合においても、間欠曝気が可能となる目詰まりの防止のために以下の３つの防止策を究明した。
【００３２】
１．散気停止時の散気エレメントとその支持体の間の空間をなくす散気装置。  
２．ヘッダー管に溜まった水を自動的に排出する散気装置。  
３．供給空気中に含まれるダストをフィルターの交換が不要にて除去する散気装置。  
また、上記の対策に関わらず１０年を経過した頃には散気エレメントの鋼管が必要と予測されるので、これを容易となるように、４．簡素なヘッダー管の昇降機構を備えた散気装置を提案した。
【００３３】
以下、上述した防止策を備えた具体的な散気装置について、説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。  
（実施例１）  
本発明の実施例１に係る散気板を用いた散気装置について、図１、図２（Ａ），（Ｂ）、図３（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。ここで、図１は前記散気装置の断面図、図２（Ａ）は同散気装置の一構成である散気エレメントの裏面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の側面図、図３（Ａ）は散気エレメントの表面図、図３（Ｂ）は散気エレメントとダイヤフラムとの側面図を示す。なお、図１では、便宜上、１つの散気板を図示している。
【００３４】
図中の符番１１は、メッシュクロスからなる伸縮性や収縮性のない散気エレメントである。散気エレメント１１は、図２（Ａ）では四角形状であるが、円形でもよく、中央部分の細孔閉塞部分を除いて多数の細孔が形成されている。細孔閉塞部分には、後述するダイヤフラムの通気口との組み合せにより逆止効果を発揮するゴムからなる不透水材料膜１２が融着または貼り付けまたは挟み込みにより取り付けられている。散気エレメント１１の周辺部は、金属やプラスチックからなる強度のあるエレメント枠１３に固定されている。前記散気エレメント１１の下側には、中央部に通気口１４を有する可撓性のあるゴム製のダイヤフラム１５が配置されている。
【００３５】
前記ダイヤフラム１５の縁部は、前記散気エレメント１１の縁部と融着または接着または挟み込みにより固定され、更に空気供給配管（ヘッダー管）１６と一部で接する支持体１７の端部及び前記エレメント枠１３によりボルト接合等により挟み込んで固定されている。ヘッダー管１６の上部には、途中に湾曲した収縮吸収部１８ａを有したゴム製のホース１８が取り付けられ、該ホース１８の一端部（上部）には前記ダイヤフラム１５の通気口１４に連通している。前記ダイヤフラム１５の通気口１４の外周部上面には環状の突起（逆止弁）１９が設けられている。この逆止弁１９により散気エレメント１１からの水の逆流防止効果が高まる。なお、図３（Ｃ）はダイヤフラム１５の縁部が挟み込みにより散気エレメント１１及びエレメント枠１３の夫々の縁部に固定される場合を示す。
【００３６】
実施例１に係る散気板２０は、図１に示すように、伸縮性や収縮性のない散気エレメント１１と、この散気エレメント１１の下側に設置された，通気口１４を有する可撓性のあるダイヤフラム１５とを備え、散気停止時には散気エレメント１１とダイヤフラム１５との間に空間がなく、送気時には散気エレメント１１の通気抵抗により下面のダイヤフラム１５が下方に撓んで通気を可能にする構成になっている。こうした構成の散気板２０によれば、伸縮性や収縮性のない散気エレメント１１を用いるので、目詰まりを防止でき、酸素溶解効率を経年変化に関わらず維持することができる。
【００３７】
また、実施例１に係る散気装置は、複数の前記散気板２０と、散気板２０の下部に配置されてダイヤフラム１５の通気口１４と連通するホース１８と、このホース１８に連結されて該ホース１８に空気を供給するヘッダー管１６と、このヘッダー管１６に取り付けられた，複数の散気エレメント１１を固定する固定板（図示せず）とを備え、複数の散気エレメント１１が連結して固定された構成となっている。  
こうした構成の散気装置によれば、送気時にはダイヤフラム１５が下方向に撓み、散気エレメント１１とダイヤフラム１５の通気口１４の間に空間が形成されるので通気がなされ、散気停止時にはダイヤフラム１５は下側より水圧を受け撓みが解消するので、散気エレメント１１とダイヤフラム１５との間の空間をなくすことができる。また、ダイヤフラム１５の通気口部分に接触する散気エレメント１１部分に、ゴムからなる不透水材料膜１２が融着等により取り付けられているため、散気停止時に汚水の逆流を防止することができる。
【００３８】
（実施例２）  
本発明の実施例２に係る散気装置について、図４、図５（Ａ），（Ｂ）、図６（Ａ），（Ｂ）、図７、図８を参照して説明する。ここで、図４は複数の散気板を有した散気装置を曝気槽に設置した状態の説明図、図５（Ａ）は同散気装置の平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の側面図、図６（Ａ）は隣接する散気板を支持する固定板の断面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の平面図、図７は散気エレメントを支持する支持体の説明図を示す。但し、図１と同部材は同符番を付して説明する。なお、実施例２ではゴムホース１８は断面が四角形状のヘッダー管１６に接続し、該ヘッダー管１６からの空気を各散気板２０に分岐するようになっている。
【００３９】
図５に示すように、散気装置２１は、複数の散気板２０を縦横に対にして配置した構成になっている。また、図５（Ｂ）に示すように、ヘッダー管１６には複数の配管２２が分岐しており、これらの配管２２は各散気板２０とゴムホース１８を介して接続されている。複数の散気板２０は、図６（Ａ）に示すように、ヘッダー管１６にスペーサー２３を介して散気エレメント１１を固定する固定板２４が取り付けられている。ヘッダー管１６とスペーサー２３は、バンド２５により固定板２４と一体になっている。ヘッダー管１６は、図４及び図７に示すように、曝気槽２６の底部にヘッダー管着座２７を用いて固定されている。但し、図４のヘッダー管着座はヘッダー管と分離可能構造としているが、図7のヘッダー管着座はヘッダー管と一体構造としている。
【００４０】
図７に示すように、散気エレメント１１の周辺部を固定する散気エレメント枠１３は、サポート（支持体）２９に支持されている。ここで、支持板２９は、均一な発泡に必要な散気エレメント１１の水平度を得るために必要な部材である。支持体２９は、ヘッダー管１６上の押え板３０と、ヘッダー管１６に巻かれるとともに，押え板３０及び支持板２９を貫通する、ネジ部を備えた紐状の締結体３１と、この締結体３１のネジ部と押え板３０の上部及び支持体２９の上下で螺合する複数のナット３２によりヘッダー管１６に固定されている。前記ヘッダー管１６には、該ヘッダー管１６に水面上から空気を供給する給気ホース３４が接続されている。なお、図７中の符番３３はホースバンドを示す。
【００４１】
実施例２の散気装置２１によれば、送気時及び散気停止時のダイヤフラム１５による動作、並びに効果は実施例１の場合と同様である。  
なお、上記実施例２では、支持体２９がヘッダー管３１に固定された場合について述べたが、これに限らず、図８に示すように、支持体２９が曝気槽２６の底部に支持されている場合でもよい。
【００４２】
（実施例３）  
本発明の実施例３に係る散気装置について、図９（Ａ），（Ｂ）及び図１０を参照して説明する。ここで、図９（Ａ）は空気供給時の散気装置を、図９（Ｂ）は空気供給停止時の散気装置を示す。また、図１０は、同散気装置に使用されるダイヤフラム押え枠の平面図を示す。但し、図１、図７と同部材は同符番を付して説明を省略する。
【００４３】
図中の符番３６は、ダイヤフラム１５と支持体２９との間に配置されたダイヤフラム押え枠を示し、その平面形状は図１０に示すとおりである。このダイヤフラム押え枠３６の存在により、ダイヤフラム１５の過度の伸張を抑制することができる。
【００４４】
図９の散気装置において、空気供給時は、ダイヤフラム１５が下方向に伸張し、散気エレメント１１とダイヤフラム１５の通気口の間に空間が形成されるので、通気がなされる。また、散気停止時には、ダイヤフラム１５は下側の水圧を受けて元の状態に収縮するので、散気エレメント１１とダイヤフラム１５との間の空間を無くすことができる。
【００４５】
（実施例４）  
本発明の実施例４に係る散気装置について、図１１を参照して説明する。但し、図１、図７と同部材は同符番を付して説明を省略する。なお、実施例４の散気装置は、既述した対策にも関わらず、ヘッダー管内の曝気停止時の結露や接続部の緩み等によりヘッダー管内に水が溜まることが想定され、このヘッダー管内の水を簡素な装置で自動的に排出するために提案したものである。
【００４６】
図中の符番４１は、ヘッダー管１６の上部に接続され、該ヘッダー管１６に水面上から空気を供給する配管（ライザー管）を示す。前記ヘッダー管１６の下部には枝管４２が接続され、この枝管４２にドレントラップ４３、逆止弁４４が順次設置されている。前記ドレントラップ４３は、容器と、該容器の中に設けられた浮き子と、排出口（夫々図示せず）とから構成されている。なお、図中の符番４５は、ヘッダー管１６の底部の滞留水を示す。
【００４７】
実施例４に係る散気装置によれば、ヘッダー管１６の下部に枝管４２が接続され、この枝管４２にドレントラップ４３、逆止弁４４が順次設置された構成となっているので、以下の作用効果を有する。即ち、ヘッダー管１６に溜まった水はドレントラップ４３に入り、この水にてドレントラップ４３内の浮き子が浮く。ドレントラップ４３に水がない状態では、浮き子または浮き子の連結体により排出口が塞がれていたものが、浮き子の上昇により排出口が開き、逆止弁４４を通り水が水槽に排出される。なお、逆止弁４４は、ヘッダー管１６内の空気が曝気停止時に冷却され、水槽の水圧より圧力が低くなった場合に逆流しないために必要である。
【００４８】
（実施例５）  
本発明の実施例５に係る散気装置について、図１２を参照して説明する。但し、図１、図１１と同部材は同符番を付して説明を省略する。  
図中の符番３５は、ライザー管４１のヘッダー管１６との接続口に設置されたデミスターを示す。このデミスター３５は、ミストエリミネーターあるいはワイヤーメッシュセパレーターと呼ばれている細い金属線をメリヤス状に編み、これを２枚１組として交互に重ね合わせたものである。
【００４９】
実施例５の散気装置によれば、デミスター３５の存在により、供給空気は水中にて冷され、水分をわずかに含み、デミスター３５にてダストともに捕捉され、デミスター３５内にて重合し、最終的にはダストが水を含んだ状態で下方に落下する。従って、デミスター３５にはダストは蓄積しないので圧損が上昇することはなく、定期的なデミスターの交換や洗浄が不要となる。なお、ダストが混じった水は、前述した自動ドレン排出にて系外に排出する。
【００５０】
（実施例６）  
本発明の実施例６に係る昇降機構を有した散気装置について、図１３、図１４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、図１５、図１６及び図１７を参照して説明する。図１３は同散気装置の説明図、図１４（Ａ）は図１３の散気装置の要部の拡大正面図、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＸ−Ｘ矢視図、図１４（Ｃ）は図１４（Ａ）のＹ−Ｙ矢視図、図１５はヘッダー管を吊上げた状態の説明図、図１６はヘッダー管を吊り下ろした状態の説明図、図１７はヘッダー管をロープで吊上げる場合の概略的な説明図を示す。なお、図１、図４と同部材は同符番を付して説明を省略する。
【００５１】
図中の符番５１は、ヘッダー管１６の両端側の上部に設けられたヘッダー管吊上げ用金具（以下、留め具と呼ぶ）を示す。前記ヘッダー管１６の両端側の下部には、ヘッダー管ブレ防止用ワッカ５２が設けられている。また、ヘッダー管１６が吊り下ろされた時の曝気槽２６の底部には、ヘッダー管吊り下ろし用固定金具（以下、単に固定金具と呼ぶ）５３が配置されている。曝気槽２６の上部には吊り下ろし用滑車５４、吊り上げ用滑車５５が夫々設けられ、これらの滑車５４，５５に夫々ロープ固定ワッカ５６が設けられている。
【００５２】
前記吊り上げ用滑車５５は、ヘッダー管１６の端部の留め具５１に取り付けた吊上げ用ロープ５７を巻き取るためのものである。前記吊り下ろし用滑車５４は、ヘッダー管１６の下部のワッカ５２及び曝気槽２６底部の固定金具５３を通した吊下ろし用ロープ５８を巻き上げるためのものである。なお、曝気槽２６の底部では浮力が働くため、吊下ろし用ロープ５８には吊り下ろし用滑車５４から常時テンションがかかるように、相対的な自重が軽いヘッダー管１６は図１４（Ｂ）のようにヘッダー管着座２７に固持させることが好ましい。なお、図示されていないが、曝気槽２６の上部には、吊上げ用ロープ５７や吊り下ろし用ロープ５８を巻き取るロープ巻き取り装置が配置されている。
【００５３】
こうした構成の散気装置では、ヘッダー管１６を吊り上げる時は、図１５の矢印Ａのように示すように、吊り上げ用滑車５５により吊上げ用ロープ５７を巻き上げる。このとき、吊下ろし用ロープ５８は、矢印Ｂのように移動する。また、ヘッダー管１６を吊り下ろす時は、図１６の矢印Ｃに示すように、吊り下ろし用滑車５４により吊下ろし用ロープ５８に常時吊り下ろし用滑車５４から常時テンションがかかるように巻き上げる。このとき、吊上げ用ロープ５７は、矢印Ｄのように移動する。
【００５４】
前記吊上げ用ロープ５７は、実際は、図１７に示すように、ヘッダー管側でロープ５７ａ，５７ｂに分岐させ、ヘッダー管１６の両端に連結させた分岐管５９の両端に分岐させたロープ５７ａ，５７ｂを連結させて、多数の散気板２０の水平度を保つような構成になっている。一方、吊下ろし用ロープ５８は、ヘッダー管１６の両端の下部に夫々連結されていればよい。
【００５５】
実施例６によれば、ヘッダー管１６の両端上部に留め具５１を、下部にブレ防止ワッカ５２を夫々設けるとともに、ヘッダー管１６が吊り下ろされた時の曝気槽２６の底部に固定金具５３を配置し、更に曝気槽上部に吊り上げ用滑車５５、吊り下ろし用滑車５４を設け、更には吊上げ用ロープ５７、吊下ろし用ロープ５８を設けた昇降機構を備えた構成であるので、散気板を備えた散気装置を簡単な構成で吊上げ、吊り下ろしすることができる。
【００５６】
下記表１は、散気エレメントとして複層メッシュクロスを用い、散気ホルダーとして本発明の下面にダイヤフラムを使用したもの（図１）と従来のプラスチック製ホルダー（図１９）での実際の下水処理場の曝気槽における酸素溶解と圧力損失の経時変化試験の結果を示す。
【表１】
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【００５７】
表１より、本発明の散気装置では、６ヶ月の使用後においても酸素溶解効率、圧力損失ともにほとんど変化はないが、従来の下面にダイヤフラムがない散気装置では圧力損失が上昇し、酸素効率も低下していることが判明した。
【００５８】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。具体的には、散気板の一構成であるエレメント枠は材質によって必ずしも必要でないし、ドレントラップや逆止弁、デミスター、昇降機構等も適宜組み合わせて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は本発明の実施例１に係る散気装置の説明図を示す。
【図２】図２は図１の散気装置の一構成である散気エレメントの説明図を示す。
【図３】図３は図１の散気装置における散気エレメントとダイヤフラムとの関係を示す説明図を示す。
【図４】図４は本発明の実施例２に係る散気装置を曝気槽に設置した場合の説明図を示す。
【図５】図５は図４の散気装置の説明図を示す。
【図６】図６は図４の散気装置の一構成である散気エレメントを固定する固定板の説明図を示す。
【図７】図７は図４の散気装置の一構成である支持体の支持状態を説明するための図を示す。
【図８】図８は図７と異なる支持体の支持状態を説明するための図を示す。
【図９】図９は、本発明の実施例３に係る散気装置の説明図を示す。
【図１０】図１０は、図９の散気装置に使用されるダイヤフラム押え枠の平面図を示す。
【図１１】図１１は本発明の実施例４の散気装置の説明図を示す。
【図１２】図１２は本発明の実施例５の散気装置の説明図を示す。
【図１３】図１３は実施例６の散気装置の説明図を示す。
【図１４】図１４は図１３の散気装置の要部の説明図を示す。
【図１５】図１５は図１３の散気装置の一構成であるヘッダー管を吊り上げ状態を説明するための図を示す。
【図１６】図１６は図１３の散気装置の一構成であるヘッダー管を吊り下ろし状態を説明するための図を示す。
【図１７】図１７は図１３の散気装置におけるヘッダー管の吊り上げ状態を更に詳しく説明するための図を示す。
【図１８】図１８は、従来の散気装置の概略的な説明図を示す。
【図１９】図１９は、図１８の散気装置の一構成である散気板の説明図を示す。
【符号の説明】
【００６０】
１１…散気エレメント、１２…不透水材料膜、１３…エレメント枠、１５…ダイヤフラム、１６…ヘッダー管、１８…ホース、２０…散気板、２１…散気装置、２９…サポート（支持体）、４１…ライザー管、３５…デミスター、３６…ダイヤフラム押さえ枠、４２…枝管、４３…ドレントラップ、４４…逆止弁、５１…ヘッダー管吊上げ用金具（留め具）、５７…吊上げ用ロープ、５８…吊下ろし用ロープ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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