(57)【要約】【課題】散気孔が詰まるのを防止するとともに、送風量を増やすことで膜エレメントに対する洗浄範囲を拡大し、洗浄効果を高めることができるようにした、散気装置および水処理装置とその運転方法を提供する。【解決手段】気体供給装置から気体が供給される主管２と、主管２に接続される枝管３とを備えて構成される散気装置１である。枝管３は、その一端が主管２に接続されるとともに、上側に第１散気孔８を枝管３の長さ方向に複数形成し、下側に第２散気孔１０を形成した管状体９を有している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体供給装置から気体が供給される主管と、前記主管に接続される枝管とを備えて構成される散気装置であって、
前記枝管は、その一端が前記主管に接続されるとともに、上側に第１散気孔を該枝管の長さ方向に複数形成し、下側に第２散気孔を形成した管状体を有している、散気装置。
【請求項２】
前記第１散気孔が上向きに形成され、前記第２散気孔が下向きに形成されている、請求項１記載の散気装置。
【請求項３】
前記管状体の第２散気孔が、隣り合って配置された前記第１散気孔間に配置されている、請求項１又は２記載の散気装置。
【請求項４】
前記枝管は、その他端側に開放口を有している、請求項１〜３の何れか一項に記載の散気装置。
【請求項５】
前記開放口が、前記第２散気孔の下部開口より下方に配置されている、請求項４記載の散気装置。
【請求項６】
前記第２散気孔の開口面積が、前記開放口の開口面積に対して１／６〜１／２である、請求項４又は５記載の散気装置。
【請求項７】
前記管状体の数が２本以上１０本以下である、請求項１〜６の何れか一項に記載の散気装置。
【請求項８】
水槽と、
前記水槽内に配置された膜モジュールユニットと、
前記膜モジュールユニットの下方に配置された請求項１〜７の何れか一項に記載の散気装置と、
前記散気装置へ気体を供給する気体供給装置と
を備えた、水処理装置。
【請求項９】
前記第２散気孔から気泡を発生することなく前記第１散気孔から気泡を発生させる第１の所定量、又は前記第１散気孔から気泡を発生するとともに前記第２散気孔からも気泡を発生させる第２の所定量に、前記気体供給装置から前記散気装置へ供給される気体の供給量を切り換える気体供給制御手段を備えた、請求項８に記載の水処理装置。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の水処理装置の運転方法であって、
前記第２散気孔から気泡を発生することなく前記第１散気孔から気泡を発生させる第１の所定量、又は前記第１散気孔から気泡を発生するとともに前記第２散気孔からも気泡を発生させる第２の所定量に、前記気体供給装置から前記散気装置への気体の供給量を切り換える、水処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散気装置、および散気装置を備えた水処理装置とその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）では、散気孔を形成した散気管を備える散気装置を、膜モジュールユニットを備えた水処理装置（例えば活性汚泥処理装置、膜洗浄装置、膜分離装置、排水処理装置など）の水槽内に配置して、膜モジュールユニットの膜目詰まりを抑制している。すなわち、散気装置を膜モジュールユニットの下方に配置し、この散気装置から空気などの散気用気体を水槽内に噴出させ、被処理水を曝気するとともに、散気用気体の気泡の上昇を利用して膜モジュールユニットの膜エレメントに付着した汚泥等を剥離させることにより、膜の物理洗浄を行って膜目詰まりを抑制している。
【０００３】
散気装置から空気を噴出させる散気管の散気孔については、特許文献１〜特許文献４に示された形態のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１９９７６号公報
【特許文献２】特開２００１−１７０６７７号公報
【特許文献３】特開平９−２２５２７２号公報
【特許文献４】特開２００２−１７７７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記散気管の散気孔については、ここに汚泥等が詰まり易いことから、孔径を大きくした方が詰まり難くなるため好ましい。また、散気孔の孔径が大きいほど大きな気泡が発生（噴出）し易くなり、膜エレメントに対する洗浄効果（洗浄力）が高まる。また、散気孔の間隔を狭くすると膜エレメント全体をムラなく洗浄することが可能になるため、散気孔の間隔を狭くし、散気孔と散気孔との間に気泡流が生じない空間を無くすことが望まれている。
【０００６】
しかし、散気孔の孔径を大きくして散気孔の間隔を狭くした場合、散気孔間では圧損差が影響するため、多くの空気を送風しなければ全ての散気孔から気泡を均等に発生することができない。気泡が全ての散気孔から均等に発生しない場合、膜エレメント全体が均一に洗浄され難くなり、汚泥等が膜エレメントに堆積して膜目詰まりが起こり易くなる。
【０００７】
散気孔径を大きくして散気孔の間隔を狭くし、気泡を均等に発生させるには、前記したように送風量を増やすことが必要であるが、エネルギー使用量が多くなるため、ＭＢＲの運転コストが増大する。前記の条件のもとで間欠送風を行うことにより、散気のエネルギー使用量を減らすことも考えられるが、その場合には散気停止時に膜が十分に洗浄されなくなる。
【０００８】
以上のような課題を解決するためには、常時は少ない送風量で散気を行うとともに、必要時に、あるいは定期的に常時より多く送風することで、常時に洗浄されない部分を洗浄できるようにすることが考えられる。しかしながら、特許文献１〜４の散気装置は、一定量の送風や間欠送風を行う想定で設計されたものであり、必要時や定期的に常時より多い送風を行っても、洗浄範囲の拡大やそれによる洗浄効果の増大が見込まれない。
【０００９】
すなわち、特許文献１の散気孔は上向きのみに配置され、特許文献２の散気孔は下向きのみに配置され、特許文献３の散気孔は横向きのみに配置されているため、常時に対して必要時や定期時に散気量を増やしても、同じ散気孔から散気量が増えるだけであって散気範囲の拡大による洗浄効果の増大が見込まれない。
【００１０】
また、特許文献２、特許文献３では散気孔の孔径が大きいため、大きい気泡が発生するものの、均一に散気するためには常に多くの空気量が必要であり、エネルギー使用量が多くなる。また、散気量を増やしても、散気孔の間に新たな気泡流を発生させることができない。
また、特許文献４のように散気管全体に小径の散気孔がある場合には、散気範囲が特許文献１〜特許文献３より有利であるものの、散気の気泡が小さくなるため、洗浄効果が低く、散気孔も詰まり易くなる。
【００１１】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、散気孔が詰まるのを防止するとともに、送風量を増やすことで膜エレメントに対する洗浄範囲を拡大し、洗浄効果を高めることができるようにした、散気装置および水処理装置とその運転方法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】
【００１２】
本発明は以下の態様を有する。
［１］気体供給装置から気体が供給される主管と、前記主管に接続される枝管とを備えて構成される散気装置であって、前記枝管は、その一端が前記主管に接続されるとともに、上側に第１散気孔を該枝管の長さ方向に複数形成し、下側に第２散気孔を形成した管状体を有している、散気装置。
［２］前記第１散気孔が上向きに形成され、前記第２散気孔が下向きに形成されている、前記［１］記載の散気装置。
［３］前記管状体の第２散気孔が、隣り合って配置された前記第１散気孔間に配置されている、前記［１］又は［２］記載の散気装置。
［４］前記枝管は、その他端側に開放口を有している、前記［１］〜［３］の何れか一項に記載の散気装置。
［５］前記開放口が、前記第２散気孔の下部開口より下方に配置されている、前記［４］記載の散気装置。
［６］前記第２散気孔の開口面積が、前記開放口の開口面積に対して１／６〜１／２である、前記［４］又は［５］記載の散気装置。
［７］前記管状体の数が２本以上１０本以下である、前記［１］〜［６］の何れか一項に記載の散気装置。
［８］水槽と、前記水槽内に配置された膜モジュールユニットと、前記膜モジュールユニットの下方に配置された前記［１］〜［７］の何れか一項に記載の散気装置と、前記散気装置へ気体を供給する気体供給装置とを備えた、水処理装置。
［９］前記第２散気孔から気泡を発生することなく前記第１散気孔から気泡を発生させる第１の所定量、又は前記第１散気孔から気泡を発生するとともに前記第２散気孔からも気泡を発生させる第２の所定量に、前記気体供給装置から前記散気装置へ供給される気体の供給量を切り換える気体供給制御手段を備えた、前記［８］に記載の水処理装置。
［１０］前記［８］又は［９］記載の水処理装置の運転方法であって、前記第２散気孔から気泡を発生することなく前記第１散気孔から気泡を発生させる第１の所定量、又は前記第１散気孔から気泡を発生するとともに前記第２散気孔からも気泡を発生させる第２の所定量に、前記気体供給装置から前記散気装置への気体の供給量を切り換える、水処理装置の運転方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の散気装置によれば、枝管の上側に第１散気孔を該枝管の長さ方向に複数形成し、下側に第２散気孔を形成した管状体を有しているので、例えば第１散気孔や第２散気孔の孔径を大きくすることで、これら散気孔が詰まるのを防止することができる。また、送風量を所定量以上に多くした時にのみ、第２散気孔から気泡を発生させることができ、したがって必要時や定期時に常時より多く送風することで、常時に洗浄されない部分も洗浄することができる。よって、送風量を増やすことで膜エレメントに対する洗浄範囲を拡大し、洗浄効果を高めることができる。さらに、必要時や定期時にのみ送風量を上げて洗浄範囲を拡大するように運転することで、常に送風量を上げる必要がなく、したがって常時には省エネ運転を行うことができる。
本発明の水処理装置とその運転方法によれば、散気孔の目詰まりが防止され、さらに洗浄効果が高められた前記散気装置によって膜モジュールユニットが良好に洗浄されることにより、運転を安定して効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る散気装置の第１実施形態の平面図である。
【図２】図１に示した散気装置の側面図である。
【図３】図１に示した散気装置の正面図である。
【図４】枝管を示す斜視図である。
【図５】膜モジュールユニットの側面図である。
【図６】膜モジュールユニットの正面図である。
【図７】本発明に係る水処理装置の一実施形態の概略構成を模式的に示す図である。
【図８】本発明に係る散気装置の第２実施形態の、概略構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明に係る散気装置の第１実施形態を示す平面図、図２は、図１に示した散気装置の側面図、図３は、図１に示した散気装置の正面図である。
【００１６】
これらの図において符号１は散気装置であり、この散気装置１は、図示しない空気供給装置から気体の供給を受ける円筒状の主管２と、この主管２に接続される複数の枝管３とを備えて構成されている。
主管２は、図２に示すようにその一端側にエルボ管４を介してフランジ配管５を接続したもので、後述するようにフランジ配管５に別のフランジ配管が接続されることにより、空気供給装置（気体供給装置）が接続されるようになっている。
【００１７】
また、主管２の他端側は、開口することなく、蓋２ａが被着されていることによって気密に閉塞されている。このような主管２は、その中心軸が水平方向に配置された際、すなわち水平に配された状態で、前記エルボ管４の一方側（主管２に接続する側と反対の側）が鉛直方向上方を向き、したがってここに接続するフランジ配管５も鉛直方向上方を向くように構成されている。
【００１８】
また、主管２は、このように水平に配された状態で、その下部から下方に向かって延びる鉛直管部６が、主管２内に連通して設けられている。本実施形態では、鉛直管部６の外周（又は内周）にねじ部が形成されており、このねじ部を利用して鉛直管部６の下端側に固定部材７が着脱可能に接続している。固定部材７は、図３に示すようにＴ字状に形成された三方管（Ｔ字形三方管）であり、中央の管部７ａがユニオン接続やねじ込み接続による固定機構によって鉛直管部６に接続している。すなわち、鉛直管部６のねじ部に、固定部材７の前記中央の管部７ａに形成されたねじ部がユニオン接続され、あるいはねじ込み接続されることにより、固定部材７は鉛直管部６に着脱可能に接続されている。
【００１９】
なお、固定部材７の接続については、ユニオン接続やねじ込み接続以外にも例えば嵌め合わせ固定を採用することができる。しかし、固定部材７に接続される枝管３の脱落防止を確実にするためには、ユニオン接続やねじ込み接続により、固定部材７を鉛直管部６に接続するのが好ましい。
【００２０】
固定部材７は、中央の管部７ａが鉛直管部６に接続した状態で、両側の管部７ｂが水平に配置され、かつ、主管２の中心軸と直交する方向に延びるように形成配置されている。
ここで、本実施形態では、図２に示すように主管２の長さ方向に沿って鉛直管部６が等間隔で複数（例えば５〜１０程度）設けられており、したがってこれら複数の鉛直管部６に対応して、固定部材７も鉛直管部６と同数設けられている。すなわち、各鉛直管部６にそれぞれ固定部材７が接続している。
【００２１】
そして、これら固定部材７の両側の管部７ｂには、それぞれ枝管３の一端が接続されている。枝管３は、図３に示すように散気管として機能する円筒状のもので、本実施形態ではその他端側（管部７ｂに接続する側と反対の側）に、鉛直方向下方に延びる屈曲部３ａが形成されている。屈曲部３ａには、その下端（先端）に開放口３ｂが形成されている。
これにより、主管２を水平に配した状態で、開放口３ｂが鉛直方向下方に向くようになっている。屈曲部３ａについては、枝管３の他端側を曲げ加工することで屈曲させてもよく、あるいは、エルボ等の部品を組み付けることで形成してもよい。このような屈曲部３ａの、枝管３の底部から開放口３ｂまでの長さは、３ｍｍ以上６ｍｍ以下とするのが好ましい。なお、開放口３ｂの直径については、例えば枝管３の直径と同じに形成する。
【００２２】
また、枝管３には、その側面上側に、円形で上向きの第１散気孔８が複数形成されている。すなわち、第１散気孔８は、図１、図３に示すように主管２が水平に配置された状態で、枝管３の鉛直方向上側にて、鉛直方向上方を向くように形成されている。第１散気孔８の数については、枝管３の長さ等に基づいて適宜に設定されるが、４個〜６個程度とするのが好ましい。本実施形態では、図３および枝管を示す斜視図である図４に示すように、８０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の間隔（等間隔）で３個形成されている。第１散気孔８の開口面積は、枝管３の開放口３ｂの開口面積（内部孔の開口面積）に対して１／６〜１／２程度に形成されている。
【００２３】
枝管３の内径については、散気装置１の寸法（大きさ）によっても異なるものの、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下とするのが好ましい。なお、このような枝管３の内部孔の開口面積については、主管２の内部孔の開口面積に対して１／１０〜１／５程度とするのが好ましい。また、第１散気孔８の内径については、４．５ｍｍ以上７．０ｍｍ以下とするのが好ましい。第１散気孔８の内径が４．５ｍｍ未満であると、汚泥等によって第１散気孔８が閉塞し易くなり、７．０ｍｍを超えると、第１散気孔８を通過する空気の流速が低くなり、充分な散気効果が得られなくなるおそれがある。
【００２４】
また、枝管３には、その側面下側（鉛直方向下側）に、円筒状の管状体９が下向きに形成されており、管状体９には、鉛直方向下向きの第２散気孔１０が形成されている。管状体９は、枝管３とともに散気管として機能するもので、一つの枝管３に対して一つまたは複数形成されている。管状体９の数については、枝管３の長さ等に基づいて適宜に設定されるが、２本以上１０本以下とするのが好ましく、２本以上４本以下とするのがより好ましい。
【００２５】
本実施形態では、管状体９は図３、図４に示すように枝管３にて隣り合って配置された第１散気孔８、８間に配置されており、したがって第２散気孔１０も、平面視して、隣り合って配置された第１散気孔８、８間に配置されている。第２散気孔１０の開口面積は、枝管３の開放口３ｂの開口面積（内部孔の開口面積）に対して１／６〜１／２程度に形成されている。
【００２６】
管状体９の長さ、すなわち枝管３との接続端からその下端までの長さについては、第２散気孔１０の下部開口（枝管３側と反対の側の開口）の鉛直方向の高さが前記屈曲部３ａの下端（先端）の開放口３ｂより高い位置となるように、屈曲部３ａの長さより短くするのが望ましい。管状体９が屈曲部３ａより長く、したがって第２散気孔１０の下部開口の高さが開放口３ｂより低くなると、後述する必要時や定期時において曝気風量（送風量）を上げた際、空気が第２散気孔１０からではなく、開放口３ｂから噴出してしまうからである。
【００２７】
ここで、主管２や枝管３、管状体９は、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂や、ステンレス等の金属からなっている。なお、本実施形態では、主管２に対し金属製の固定部材７を介して枝管３を連結（接続）しているので、主管２や枝管３についても金属製、例えばＳＵＳ３０４製のものを用いるのが好ましい。
【００２８】
ただし、本発明では、主管２に対して固定部材７を介することなく、枝管３を直接主管２に連結（接続）することもできる。例えば、主管２、枝管３を共に合成樹脂で形成した場合には、連結を接着や溶着によって行うことができる。また、主管２、枝管３を共に金属で形成した場合には、連結を溶接によって行うことができる。さらに、枝管３に対する管状体９の連結についても、枝管３、管状体９が共に合成樹脂であるときには接着や溶着によって行うことができ、共に金属であるときには溶接によって行うことができる。
【００２９】
なお、枝管３は、図１に示すようにその全てが、いずれも他の枝管３と平行に配置されている。また、枝管３は、主管２の長さ方向における同一箇所にて、固定部材７を介して主管２の両側に向けて連結されている。これにより、枝管３は主管２を中心として左右対称に配置されている。主管２に対して連結する枝管３の数は任意であり、主管２の長さ等に基づいて適宜に決定される。
【００３０】
また、枝管３の長さ、すなわち固定部材７に連結する基端から先端までの平面視した長さについては、５００ｍｍ以下、好ましくは４００ｍｍ以下に形成されている。枝管３の長さは短ければ均一散気に適しているが、５０ｍｍ以上、より好ましくは１００ｍｍ以上で、水処理装置の大きさに合わせて選択するのが好ましい。
【００３１】
なお、このような構成の散気装置１には、例えばフランジ配管５に、前記空気供給装置（気体供給装置）とは別に、吸引ポンプ等からなる減圧手段を接続してもよい。このようにすれば、後述するように空気供給装置によって空気を供給する散気運転を停止した際、減圧手段によって主管２内及び枝管３内を減圧することが可能になる。
【００３２】
このような構成からなる散気装置１は、図５、図６に示すように膜モジュールユニット２０の下方に配置されて用いられる。膜モジュールユニット２０は、複数の膜モジュール２１を備えて構成されており、膜モジュール２１は、中空糸膜などの膜エレメント（図示せず）を備えて構成されている。
【００３３】
なお、図５、図６に示した例では、図１〜図３に示した散気装置１が図６に示すように隣り合って２基配設され、それぞれのフランジ配管５に、一つの連結配管（フランジ配管）２２を介して空気供給管２３が接続されている。そして、この空気供給管２３に、後述するようにブロワ等の空気供給装置（図示せず）が接続されている。
【００３４】
このような膜モジュールユニット２０と散気装置１は、図７に示すような水処理装置３０に配置されて用いられる。水処理装置３０は、本発明に係る水処理装置の一実施形態となるもので、活性汚泥などの被処理水３１が投入された水槽（処理槽）３２と、水槽３２内に配置された前記膜モジュールユニット２０と、膜モジュールユニット２０の下方に配置された前記散気装置１と、散気装置１へ空気等の気体を供給する空気供給装置４０と、を備えた浸漬型の膜分離装置である。
なお、本実施形態の水処理装置３０では、膜モジュールユニット２０を３基有し、したがって散気装置１も各膜モジュールユニット２０に対応してそれぞれの下方に配置している。ただし、膜モジュールユニット２０や散気装置１の数については特に限定されることなく、任意に設定することができる。
【００３５】
水槽３２は、直方体状のもので、大きさは特に制限されないものの、深さは、被処理水３１の水深が１ｍ以上となるように、１ｍを充分に超えていることが好ましい。
空気供給装置４０は、ブロワ４１と、このブロワ４１と前記空気供給管２３とを接続する接続配管４２とを備えて構成されている。
【００３６】
また、膜モジュールユニット２０（膜モジュール２１）には、吸引配管３３を介して吸引ポンプ（図示せず）が接続され、膜モジュールユニット２０による吸引濾過が可能に構成されている。
なお、図７では、便宜上、散気装置１の主管２や枝管３等を省略しているが、当然ながら図７中に符号１で示す散気装置は、図５、図６に示したように散気装置１を２基、すなわち図１〜図３に示した散気装置１を２基備えて構成されているものとする。
【００３７】
水処理装置３０は、空気供給装置４０から散気装置１へ供給される気体（空気）の供給量を切り換える気体供給制御手段４３を備えていることが好ましい。
気体供給制御手段４３は、第１の所定量又は第２の所定量に空気の供給量を切り換えるものであり、ブロワ４１に接続されている。
第１の所定量は、管状体９の第２散気孔１０から空気を噴出させて気泡を発生させることなく、枝管３の第１散気孔８からのみ空気を噴出させ、気泡を発生させることができる送風量のことである。
第２の所定量は、枝管３の第１散気孔８から空気を噴出させて気泡を発生させると同時に、管状体９の第２散気孔１０からも空気を噴出させて気泡を発生することができる送風量のことである。第２の所定量は、第１の所定量よりも大きい。
【００３８】
次に、このような水処理装置３０の運転方法を説明する。
まず、図７に示すように水槽３２内に、膜モジュールユニット２０、散気装置１等を配置するとともに、被処理水３１を所定の水位（水深）となるように蓄える。そして、この状態で膜モジュールユニット２０側の吸引ポンプを作動させることにより、膜モジュールユニット２０による吸引濾過を行う。
【００３９】
また、このような吸引濾過と並行して、常時運転として空気供給装置４０（ブロワ４１）から散気装置１に向けて空気を連続的に（連続して）供給する。空気の供給量としては、散気装置１の寸法等に応じて適宜に決定される第１の所定量とする。第１の所定量は、予め実験やシミュレーションによって求めておき、気体供給制御手段４３に記憶させておく。このとき、各第１散気孔８から気泡が均等に発生するようにすることが好ましい。なお、このように第２散気孔１０から空気を噴出させないようにすることにより、当然ながら枝管３の開放口３ｂからも空気が噴出されない。
【００４０】
このように第１の所定量で空気を供給することで、空気供給管２３を介して散気装置１に供給された空気は、前記したように主管２を通って枝管３の第１散気孔８から噴出する。すなわち、第１散気孔８では管状体９の第２散気孔１０より水圧が低くなっており、枝管３の開放口３ｂ枝管３よりもさらに水圧が低くなっているため、特に高風量で空気を供給しなければ、散気装置１に供給された空気は全て第１散気孔８から噴出する。
【００４１】
このようにして第１散気孔８から空気を噴出すると、噴出した空気は気泡となり、水槽３２中、すなわち被処理水３１中を上昇する。上昇した気泡は、被処理水３１を伴うことで気液混合流を形成する。この気液混合流は、膜モジュールユニット２０（膜モジュール２１）に当たることによって各膜エレメント（図示せず）を洗浄する。すなわち、気液混合流は膜エレメント（膜モジュールユニット２０）の表面に付着した汚泥等の懸濁物質を剥離し、膜モジュールユニット２０から除去する。
【００４２】
ただし、このような常時運転では、空気供給装置４０による散気装置１への送風量（空気供給量）を比較的少なくし、したがってエネルギー使用量を少なくした第１の所定量にしているため、特に隣り合う第１散気孔８、８間では気泡が発生しないことなどにより、充分な洗浄効果が得られないことがある。そこで、膜モジュールユニット２０（膜モジュール２１）への汚泥等の付着が多くなった必要時や、予め設定された時間が経過した後となる定期時に、常時運転から特別運転に切り換える。
【００４３】
この特別運転では、空気供給装置４０（ブロワ４１）から散気装置１への空気の供給量、すなわち送風量を、単に前記第１の所定量より大きい第２の所定量に切り換えることで行う。第２の所定量も、予め実験やシミュレーションによって求めておき、気体供給制御手段４３に記憶させておく。このとき、各第１散気孔８から気泡が均等に発生するように、また各第２散気孔１０からも気泡が均等に発生するようにすることが好ましい。
【００４４】
なお、このように第２散気孔１０から空気を噴出させる特別運転でも、枝管３の開放口３ｂからは空気が噴出しないように、第２の所定量を設定するのが好ましい。すなわち、枝管３の開放口３ｂからは、特に空気供給装置４０からの送風量が不測に上昇して第２の所定量を大きく上回った場合などに、急激な内圧上昇によって散気装置１が破損しないように空気が排出されるよう、構成するのが好ましい。
【００４５】
また、このような散気運転（常時運転、特別運転）を所定時間（例えば数時間）行うと、枝管３内や主管２内に僅かながら被処理水３１中の汚泥等が流入し、溜まって堆積する。このようにして堆積した汚泥等の夾雑物は、散気運転中空気が吹き付けられることにより、徐々に乾燥する。したがって、この乾燥が進むと、汚泥は固着し、主管２内や枝管３内を閉塞させ、または第１散気孔８や第２散気孔１０の目詰まりを生じさせる。
【００４６】
そのため、散気運転を所定時間行ったら、一定時間（例えば数十秒〜数分）ブロワ４１を停止し、散気装置１への空気の供給を停止する。すると、主管２や枝管３内に残る空気は第１散気孔８を抜け出て被処理水３１中に排出され、膜モジュールユニット２０を洗浄する。また、この空気と置換して、開放口３ｂや第２散気孔１０から被処理水３１が流入する。
【００４７】
このように流入する被処理水３１は、例えば第１散気孔８を目詰まりさせている乾燥堆積した異物（汚泥）や枝管３内に堆積する汚泥を湿潤化させる。したがって、一定時間経過後、ブロワ４１を作動させて散気を再開した際、これら異物や汚泥を第１散気孔８から容易に排出することができる。すなわち、主管２内や枝管３内、及び第１散気孔８や第２散気孔１０を洗浄することができる。
【００４８】
本実施形態の散気装置１にあっては、枝管３の上側に第１散気孔８を該枝管３の長さ方向に複数形成し、下側に第２散気孔１０を形成した管状体９を有しているので、例えば第１散気孔８や第２散気孔１０の孔径を大きくすることで、これら散気孔８、１０が詰まるのを防止することができる。また、送風量を第１の所定量よりも多くした時、すなわち第２の所定量にした時にのみ、第２散気孔１０から気泡を発生させることができるので、必要時や定期時に常時より多く送風することにより、常時に洗浄されない部分も洗浄することができる。よって、送風量を増やすことで膜エレメントに対する洗浄範囲を拡大し、洗浄効果を高めることができる。さらに、必要時や定期時にのみ送風量を上げて洗浄範囲を拡大するように運転することで、常に送風量を上げる必要がなく、したがって常時には省エネ運転を行うことができる。
【００４９】
また、第１散気孔８を上向きに形成し、第２散気孔１０を下向きに形成しているので、これら第１散気孔８、第２散気孔１０間の水圧差を大きくすることができ、したがって第２散気孔１０から空気を噴出させることなく、第１散気孔８からのみ空気を噴出させることができる送風量の範囲を広くすることができる。よって、散気運転の制御を容易にすることができる。
【００５０】
また、第２散気孔１０を、平面視して、枝管３にて隣り合って配置された第１散気孔８、８間に配置しているので、必要時や定期時において常時より送風量を多くした際、第２散気孔１０から発生した気泡が、第１散気孔８、８から発生し上昇する気泡の間を上昇するようになる。したがって、膜エレメントに対する洗浄範囲を効果的に拡大し、膜エレメントをムラなく洗浄することができる。
【００５１】
また、枝管３が、その他端側に開放口３ｂを有しているので、散気装置１を停止した際に、被処理水３１を開放口３ｂから流入させることで散気装置１内をより早く空気から被処理水３１に置換することができる。また、空気供給装置４０からの送風量が不測に上昇した際、急激な内圧上昇によって散気装置１が破損するのを防止することができる。
【００５２】
また、開放口３ｂを第２散気孔１０の下部開口より下方に配置しているので、必要時や定期時において送風量を常時より多い第２の所定量とした際、開放口３ｂから空気を噴出させることなく、第１散気孔８と第２散気孔１０とからのみ、空気を噴出して均等に気泡を発生させることができる。
【００５３】
また、空気供給装置４０から供給される空気の量が第１の所定量のとき、第２散気孔１０から気泡を発生することなく第１散気孔８から気泡を発生させ、気体供給装置から供給される気体の量が第１の所定量より大きい第２の所定量のとき、第１散気孔８から気泡を発生するとともに第２散気孔１０からも気泡を発生させるように構成したので、常時には送風量を第１の所定量で運転し、必要時や定期時にのみ送風量を上げて第２の所定量とすることにより、常時には省エネ運転を行うことができ、必要時や定期時には洗浄範囲を拡大して洗浄効果を高めることができる。
【００５４】
本発明の水処理装置３０によれば、第１散気孔８や第２散気孔１０の目詰まりが防止され、さらに洗浄効果が高められた散気装置１によって膜モジュールユニット２０が良好に洗浄されることにより、運転を安定して効率良く行うことができる。
【００５５】
図８は、本発明に係る散気装置の第２実施形態を説明するための図であって、散気装置の概略構成を示す正面図である。図８に示した散気装置５０が図１〜図３に示した散気装置１と異なるところは、枝管３の他端側に開放口３ｂを形成することなく、この他端側を例えば蓋（図示せず）によって気密に閉塞している点である。
【００５６】
このように他端側を閉塞している場合には、管状体９の長さは１ｍｍ以上３ｍｍ以下程度とするのが好ましい。管状体９の長さが１ｍｍ未満では、通常（常時）での送風量が比較的低量（第１の所定量以下）である場合にも、管状体９の第２散気孔１０から空気が噴出してしまうおそれがあるからである。すなわち、このような低風量時において第２散気孔１０から空気が噴出してしまうと、均一に散気ができなくなるおそれがあるからである。また、管状体９の長さが３ｍｍを超えると、第２散気孔１０から空気を噴出させたいときに、送風量を非常に多くする必要があり、エネルギー使用量が多くなるからである。これに対し、管状体９の長さを１ｍｍ以上３ｍｍ以下にすれば、通常の低風量では第１散気孔８からのみ空気を噴出させ、送風量を例えば倍に上げることで第２散気孔１０からも空気を噴出させることが可能になる。
【００５７】
本実施形態の散気装置５０にあっても、枝管３の上側に第１散気孔８を複数形成し、下側に第２散気孔１０を形成した管状体９を有しているので、例えば第１散気孔８や第２散気孔１０の孔径を大きくすることで、これら散気孔８、１０が詰まるのを防止することができる。また、必要時や定期時に常時より多く送風することにより、常時に洗浄されない部分も洗浄することができ、したがって、送風量を増やすことで膜エレメントに対する洗浄範囲を拡大し、洗浄効果を高めることができる。さらに、必要時や定期時にのみ送風量を上げて洗浄範囲を拡大するように運転することで、常時には省エネ運転を行うことができる。
【００５８】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。前述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５９】
例えば、前記実施形態では、主管２の一端側にエルボ管４、フランジ配管５を介して空気供給装置を接続し、他端側は蓋２ａによって閉塞しているが、散気装置１の寸法（大きさ）によっては、すなわち散気装置１の容量が大きい場合などには、主管２の両端を開放してそれぞれに空気供給装置を接続し、主管２の両側から空気を供給するようにしてもよい。
【００６０】
また、前記実施形態では、散気装置に対して空気供給装置から空気を供給し、散気孔から空気を噴出させるようにしたが、必要に応じて、例えば窒素などの空気以外の気体を、気体供給装置から散気装置に供給するようにしてもよい。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。
［実施例］
図８に示す散気装置１を用い、これを清水中に浸漬させた。そして、主管２の基端側（エルボ管４を連結した側）から空気供給装置によって空気を２５Ｌ／ｍｉｎ、５０Ｌ／ｍｉｎ、７５Ｌ／ｍｉｎ、１００Ｌ／ｍｉｎ、１２５Ｌ／ｍｉｎ、１５０Ｌ／ｍｉｎ、１７５Ｌ／ｍｉｎの各送風量でそれぞれ供給した。
このように各送風量で空気を供給したときの、枝管３の第１散気孔８、管状体９の第２散気孔１０からの空気の噴出の有無を、目視によって確認した。
【００６２】
目視による確認の結果、５０Ｌ／ｍｉｎ、７５Ｌ／ｍｉｎ、１００Ｌ／ｍｉｎ、１２５Ｌ／ｍｉｎの各送風量で空気を供給したとき、第２散気孔１０から空気が噴出することなく、全ての第１散気孔８からのみ空気が噴出し、これら第１散気孔８から均等に気泡が発生することが確認された。
また、１５０Ｌ／ｍｉｎ、１７５Ｌ／ｍｉｎの各送風量で空気を供給したとき、全ての第１散気孔８と全ての第２散気孔１０から空気が噴出し、第１散気孔８間および第２散気孔１０間において、均等に気泡が発生することが確認された。
また、２５Ｌ／ｍｉｎの送風量で空気を供給したときには、第１散気孔８からのみ空気が噴出し、気泡が発生したものの、第１散気孔８間で均等に気泡が発生することなく、ムラがあることが認められた。
【００６３】
したがって、空気供給量を５０Ｌ／ｍｉｎ以上とすることで、全ての第１散気孔８から空気を均一に噴出でき、５０Ｌ／ｍｉｎ未満、例えば２５Ｌ／ｍｉｎ以下では、空気を均一に噴出できないことが分かった。
また、空気供給量を、均一散気が可能な空気供給量（５０Ｌ／ｍｉｎ）の３倍に増やすことで、第２散気孔１０からも空気を均一に噴出でき、これによって散気範囲を拡大できることが分かった。したがって、送風量を増やすことで洗浄範囲を拡大し、洗浄効果を高めることができることが確認された。
【００６４】
［比較例］
また、比較のため、管状体９（第２散気孔１０を含む）が無いこと以外は、図８に示した散気装置と同様の構成の散気装置を用い、前記実施例と同じ各送風量で空気を供給した。
このように各送風量で空気を供給したときの、枝管３の第１散気孔８からの空気の噴出の有無を、目視によって確認した。
目視による確認の結果、５０Ｌ／ｍｉｎ以上の送風量で、全ての第１散気孔８から空気が噴出し、気泡が発生することが分かった。しかし、送風量を増やしても、管状体９が無く、したがって第２散気孔１０が無いため、散気範囲の拡大は認められなかった。したがって、送風量を増やしても、洗浄範囲の拡大によって洗浄効果を高めることは期待できないことが分かった。
【００６５】
以上の結果から、本発明の実施例は、前記したように、送風量を増やすことで洗浄範囲を拡大し、洗浄効果を高めることができるという、比較例では得られない優れた効果を奏することが確認された。
【符号の説明】
【００６６】
１…散気装置、２…主管、３…枝管、８…第１散気孔、９…管状体、１０…第２散気孔、２０…膜モジュールユニット、２１…膜モジュール、３０…水処理装置、３１…被処理水、３２…水槽、４０…空気供給装置（気体供給装置）、４３…気体供給制御手段、５０…散気装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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