(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質材が備えられており、供給された気体が前記多孔質材の表面から気泡として水槽内に放出されて散気される散気体を、予め前記水槽とは異なる実験水槽内で前記多孔質材からの散気を実施する散気体評価方法であって、
前記多孔質材の表面を被覆する被覆部材を用いて、前記気泡が放出される領域の内の一部を露出させ残部を被覆することで前記露出する領域のみから気泡が放出されるように前処理を実施し、該前処理された多孔質材からの散気を前記実験水槽内で実施し、前記多孔質材から発生される気泡を観察して該散気における気液接触面積を求めることを特徴とする散気体評価方法。
【請求項２】
平板状の多孔質材を有する散気体を被覆部材で被覆する前記前処理を実施し、露出する領域の幅が発生させる気泡の球相当平均径の２倍〜３０倍となるようにして前記気液接触面積を求める請求項１記載の散気体評価方法。
【請求項３】
前記水槽が、被処理水が好気性微生物とともに収容される生物処理槽であり、前記実験水槽では、酸素の溶解効率を測定する請求項１又は２記載の散気体評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質材が用いられて形成された散気体を評価する散気体評価方法に関し、より詳しくは、予め使用する水槽とは異なる実験水槽内で散気を実施する散気体評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水や工場排水などに含まれている有機物を微生物によって無機化させたり、脱リン、脱窒素させたりする生物処理方法が従来広く用いられている。
この生物処理は、通常、好気性微生物や嫌気性微生物を、処理対象となる排水（以下「被処理水」ともいう）とともに槽（以下「生物処理槽」ともいう）に収容し、槽内に被処理水と微生物との混合相を形成させて実施されている。
【０００３】
そして、この生物処理槽は、収容する微生物を高活性な状態に維持すべく槽内環境が調整されており、例えば、好気性微生物を用いた生物処理が実施される生物処理槽においては、散気体を有する散気装置により空気などの酸素を含有する気体を混合相中に散気することが行われ、被処理水に酸素を溶存させることが行われている。
【０００４】
この生物処理槽内での散気による被処理水への酸素の溶存のごとく、散気する気体に含有される成分が散気によって槽内の液体にどのように溶解するかは、用いる散気体を選定する上での重要なファクターであり、特に、生物処理槽内での散気体の酸素移動効率については、より正確に予測することが、従来、求められている。
例えば、この散気体の酸素移動効率などの評価には、通常、実験水槽などと呼ばれる実際の生物処理槽とは異なる評価のための水槽を用いて行われている（例えば、下記特許文献１の実施例参照）。
【０００５】
ところで、散気体としては、多孔質材を有するものが広く用いられており、供給された気体を前記多孔質材の表面から気泡として液体中に放出させて散気し得るよう形成されたものが用いられている。
この多孔質材としては、弾性体膜に気体を通すための多数の通気孔が設けられたメンブレンなどと呼ばれる多孔質弾性体膜で形成された袋状部材や、硬質樹脂粒子、セラミック粒子あるいはセラミックス、金属粒子の焼結体（凝集体）などで形成された板状部材や筒状部材など種々のものが従来用いられている。
【０００６】
散気体の酸素移動効率は、多孔質材から放出される気泡の大きさや数のみならず気泡の拡散状況などに大きく影響されることから、多孔質材の表面における気泡が放出される領域（以下「散気領域」ともいう）が、生物処理槽内のどの位置に配置されているかによっても異なることが知られている。
このことに関し、例えば、実験水槽で、散気量が異なっている散気体どうしを比較評価する場合に、散気量を統一して比較評価しようとすると散気体の数が異なった状態で比較することになる。
そうすると実験水槽における散気体の配置を異ならせることとなり、酸素移動効率は、散気体自身の性能以外に散気体の配置などに影響された状態で評価されることとなる。
【０００７】
配置の影響などを排除して散気体自身の性能を評価すべく、個々の散気体にあわせて実験水槽を数多く用意することも考えうるが、通常、実験水槽は、容積が数十ｍ3から数百ｍ3レベルの大掛かりなものであり、複数の実験水槽を用意することは実質困難ある。
すなわち、従来の散気体評価方法においては、測定が大掛かりなものとなることを抑制しつつ散気体自身の性能を評価することが困難であるという問題を有している。
【０００８】
なお、このような問題は、生物処理槽に用いる散気体の酸素移動効率を求める場合のみならず、多孔質材が備えられた散気体を使用して液体が収容されている水槽内で気体を散気させた際に散気される気体に含有されている成分が前記液体中に溶解する溶解効率を予測し得るように、予め前記水槽とは異なる実験水槽内で前記多孔質材からの散気を実施する散気体評価方法すべてに共通する問題である。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３５７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、測定が大掛かりなものとなることを抑制しつつ散気体自身の性能を評価し得る散気体評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記課題を解決すべく、多孔質材が備えられており、供給された気体が前記多孔質材の表面から気泡として水槽内に放出されて散気される散気体を、予め前記水槽とは異なる実験水槽内で前記多孔質材からの散気を実施する散気体評価方法であって、前記多孔質材の表面を被覆する被覆部材を用いて、前記気泡が放出される領域の内の一部を露出させ残部を被覆することで前記露出する領域のみから気泡が放出されるように前処理を実施し、該前処理された多孔質材からの散気を前記実験水槽内で実施し、前記多孔質材から発生される気泡を観察して該散気における気液接触面積を求めることを特徴とする散気体評価方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、気泡が放出される領域（散気領域）の内の一部の領域のみから散気される状態となるように多孔質材に対して前処理を実施し、該前処理された多孔質材からの散気を実験水槽内で実施して散気体の評価を実施することから、散気領域全体から散気を実施させる従来の散気体評価方法に比べて実験水槽の小型化を図り得る。
しかも、異なる散気体を比較評価する場合などに、前処理によって気泡が放出される領域（散気領域）の面積を調整して散気量を調整させることも容易となり、散気体の配置による影響を低減させた状態で、酸素移動効率などといった散気される気体に含有されてい成分の溶解効率の評価を実施させ得る。
すなわち、測定が大掛かりなものとなることを抑制しつつ散気体自身の性能を評価し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、散気体評価方法にかかる本発明の好ましい第一の実施の形態について（添付図面に基づき）散気体を生物処理槽において使用した際の水への酸素移動効率を実験水槽で求める場合を例に説明する。
本実施形態の散気体評価方法においては、気泡が放出される領域（散気領域）の内の一部の領域からのみ散気される状態となるように散気体の多孔質材に対して前処理を実施し、該前処理された多孔質材を有する散気体を用いて、散気体が用いられる生物処理槽とは別の評価用の水槽（実験水槽）内で散気を実施する。
まず、前記前処理について説明すべく、前処理前の初期状態の散気体と、前処理後の散気体とについて説明する。
【００１４】
図１左に示す図は、本実施形態に用いる散気体（初期状態）を表す概略斜視図であり、右に示す図は、前記散気領域の内の一部の領域からのみ散気される状態となるように多孔質材に前処理を実施した後の散気体を表す概略斜視図である。
図中の１ａは、散気体を表しており、前記散気体１ａは、全体が中空の円盤状に形成されている。
図１中の２ａは、前記散気体１ａの中空円盤形状の側面部と底面部とを構成する本体部であり、該本体部２ａは、通気性のない部材（例えば、合成樹脂板、金属板等）で構成されている。
そして、前記本体部２ａには、中央部に開口部（図示せず）を有する円形の底板部２１ａと、該底板部２１ａの外縁に沿って立設された円筒形状の側板部２２ａと、該側板部２２ａの上端部から水平方向内向きに形成された細幅のつば部２３ａとが形成されており、該つば部２３ａの先端部によって画定された円形の開口領域２４ａが上部側に形成されている。
【００１５】
図１中の３ａは、前記散気体１の中空円盤形状の天面部を構成する蓋部であり、該蓋部３ａは、円板状に形成されており、しかも、本体部２ａの側板部２２ａの内周円よりも径小で本体部２ａの上部に形成された開口領域２４ａよりも径大な円板状に形成されている。
そして、この蓋部３ａは、その上面側の外周縁を前記つば部２３ａの下面側に係合させた状態で散気体１ａに備えられている。
すなわち、蓋部３ａは、表面側の殆どの部分を本体部２ａの開口領域２４ａから露出させた状態で散気体１ａに備えられている。
前記蓋部３ａは、例えば、ポリエチレン等の硬質樹脂粒子の焼結体、セラミック粒子焼結体、金属粒子焼結体などで全体が形成されており多孔質材である。
また、蓋部３ａには、その厚み方向に気体を流通させるべく、通気孔（図示せず）が複数形成されており、該通気孔は蓋部３ａの表裏両面において開口された状態で備えられている。
【００１６】
図１中の４ａは、前記散気体１ａに空気を供給するための給気管であり、該給気管４ａと前記本体部２ａの底板部２１ａに形成された開口部とが連結管（図示せず）により連結されて散気体１ａの中空領域が給気管４ａに連通された状態とされている。
【００１７】
以上のように、本実施形態において用いられる初期状態の散気体１ａは、水中における散気時においては、前記給気管４ａから中空領域に供給された空気を、多孔質材である蓋部３ａを通過させて、蓋部３ａの表面に開口された通気孔より気泡として水中に放出させ得るよう形成されている。
しかも、初期状態（前処理実施前）の散気体１ａは、開口領域２４ａに露出する蓋部３ａ（多孔質材）の表面全体が散気領域とされ、開口領域２４ａに露出する表面全体から気泡が液体中に放出されるべく形成されている。
【００１８】
これに対し、前処理後の散気体（図１右）には、散気領域の内の一部の領域からのみ散気される状態となるように多孔質材に対して前処理が実施されている。
この前処理後の散気体１ｂには、新たに、マスキング材５ｂが備えられている。
前記マスキング材５ｂは、本実施形態においては、例えば、合成樹脂、金属等の通気性のない部材で中央部に円形の中抜き部５１ｂを有する中抜き円板形状に形成されている。
このマスキング材５ｂの外径は本体部２ｂの上面側に形成されつば部２３ｂの先端部によって画定された円形の開口領域２４ｂと略同径に形成されており、その全面を開口領域２４ｂに露出された蓋部３ｂ（散気領域）に面接させた状態で前処理後の散気体１ｂに備えられている。
【００１９】
この前処理後の散気体１ｂは、前記マスキング材５ｂによって通気孔が閉塞された状態となっており、初期状態の多孔質材に形成されていた散気領域の内、マスキング材５ｂの中抜き部５１ａにあたる領域のみから散気される状態となっている。
すなわち、本実施形態の散気体評価方法においては、気泡が放出される散気領域の一部を露出させ残部を被覆する被覆部材を用いて多孔質材に前処理が行われており、この露出する領域のみから散気が実施されるよう前処理が行われている。
【００２０】
多孔質材に対してこのような前処理を実施する方法においては特に限定されるものではなく、例えば、マスキング材５ｂなど散気領域を被覆する被覆部材を用いる方法に代えて接着剤などで多孔質材の通気孔を目詰まりさせる方法などをも採用が可能である。
また、被覆部材を用いる場合の取り付け方法にも特に限定されるものではなく、例えば、接着剤による貼り付け、螺子やバイスなどによる固定など一般的な方法を採用することができる。
なかでも、評価後に散気体から被覆部材を取りはずして初期状態に復帰させ得るように、脱着自在な手段によって被覆部材を多孔質材の表面に固定させることが好ましい。
このことにより、評価に用いた散気体を生物処理槽での実使用に転用することが可能となる。
【００２１】
このような前処理が実施された多孔質材を有する散気体１ｂを用いた酸素移動効率などの評価方法については、従来と同様の方法により実施することが可能である。
なお、このような前処理が多孔質材に対して実施された散気体１ｂを用いて酸素移動効率などの評価を実施させることで、測定が大掛かりなものとなることを抑制しつつ散気体自身の性能を評価することできる。
このことについてさらに詳しく説明すると、例えば、酸素移動効率は、通常、下記式（１）などによって求められる。
【００２２】
【数１】
0004871821.tif 000002
【００２３】
ただし、式（１）中の各記号については以下のとおりである。
ＫL：気液界面における総括酸素移動係数
ａ ：単位気体体積あたりの気液接触面積（気泡の表面積）
Ｃs：液相の飽和溶存酸素濃度
Ｖ ：実験水槽容量
Ｇs：送風量（散気量）
ρ ：空気密度
Ｏw：空気中の酸素含有量
【００２４】
そして、通常、Ｃs（液相の飽和溶存酸素濃度）、Ｏw（空気中の酸素含有量）、Ｖ（実験水槽容量）、Ｇs（送風量）、ρ（空気密度）については直接測定することができるがＫL（気液界面における総括酸素移動係数）、ａ（単位気体体積あたりの気液接触面積）については直接測定することが困難であるため、従来は、ＫLａという一括化されたファクターとして扱われている。
そして、このＫLａというファクターについては、評価する散気体を実験水槽中の水に浸漬させて散気を実施し、槽内の水の溶存酸素濃度の時間変化の結果から経験的に与えられてきた。
【００２５】
従来の散気体評価方法においては、散気体の散気領域全体から散気を実施していたことから、このＫLａファクターを求めるために大きな実験水槽が必要であった。
また、水槽のみならず送風設備についても大掛かりなものが必要になっていた。
しかし、上記のように散気体に前処理を実施して散気領域の内の一部の領域からのみ気泡が放出される状態とさせることでＫLａファクターを求めるための実験水槽を小型化させることができ、送風設備の小型化も可能となる。
【００２６】
さらに、異なる多孔質材が用いられた散気体どうしや、形状の異なる散気体どうしを比較する場合においては、従来の散気体評価方法においては、例えば、散気量を同一条件に調整しつつ、実験水槽中における散気体の配置の影響を低減させて評価することが困難であったが、本実施形態の散気体評価方法においては、例えば、前述のマスキング材のような散気領域の一部を露出させ残部を被覆する被覆部材を用いて、しかも、その形状や大きさを調整するなどして、比較する散気体の散気量が同一条件となるよう調整することが可能となる。
そのため、例えば、マスキング材に被覆されることなく露出されている一部の散気領域が実験水槽の所定箇所となるように散気体を配置して評価を実施することも可能である。
したがって、異なる散気体であっても、同一配置された状態で比較評価を実施することができ、散気体の配置の影響を低減させて散気体自身の性能を正確に評価することが可能となる。
すなわち、測定が大掛かりとなることを抑制しつつ散気体の性能評価を実施することができる。
【００２７】
なお、好気性微生物を収容した生物処理槽において用いられる一般的な散気体で、しかも、平板状の多孔質材が用いられており、多孔質材の平坦な表面から気泡が放出されるべく形成されている散気体においては、通常、気泡の放出される領域（散気領域）の単位表面積あたりの散気量が１０〜５００ｍ3／ｍ2／ｈであり、散気量に占める体積割合で９０％以上が直径１ｍｍ〜５ｍｍの大きさの気泡として散気される。
【００２８】
このような散気体においては、被覆部材で被覆されずに露出される領域（露出領域）を狭小に形成させるほど実験水槽を小型化させることができる。
一方で、あまりに狭小なる領域から散気させると散気領域の内のどの地点から散気させるかで得られるデータが異なってデータにバラツキが生じてしまうおそれがある。
このような点において、前記露出領域の幅が、気泡径の２倍〜３０倍、好ましくは、３倍〜１０倍となるように被覆部材で被覆することが好ましい。
例えば、平均径（球相当径）３ｍｍの気泡が放出される散気体では、直径：９ｍｍ〜３０ｍｍの円形の露出領域が形成されたり、あるいは、幅：９ｍｍ〜３０ｍｍ×長さ：任意（例えば５０ｍｍ）の矩形の露出領域が形成されたりするように被覆部材で被覆することが好ましい。
【００２９】
また、上記のように露出領域の幅を気泡径の３倍〜１０倍として、該露出領域のみから気泡を発生させ、該発生された気泡の状況をこの幅を奥行きとする方向から観察することで、気泡の重なり合いによって観察が困難となることを抑制でき、個々の気泡の様子を観察することができる。
この気泡の観察には、例えば、１／１０００秒以下シャッタースピードを有するカメラや、一秒間に１０００コマ以上の撮像能力を有するビデオカメラなどを用いうる。
【００３０】
すなわち、このような前処理を実施することにより、ＫLａファクターを一括されたファクターではなく、ＫLのファクターとａのファクターとに分離して評価することが可能となり、しかも、どのような大きさの気泡がどれくらいの数量で発生しているかといった気泡の発生状況を数値データで把握することができ散気体の評価がより正確に実施可能となるばかりでなく、実際の生物処理槽において酸素移動効率などがどのようになるかをより正確に予測することが可能となる。
【００３１】
次に図２を参照しつつ第二の実施例について説明する。
図２上側に示す図は、本実施形態に用いる散気体（初期状態）を表す概略正面図であり、下側に示す図は、散気領域の内の一部の領域からのみ散気される状態となるように前処理が実施された多孔質材を有する散気体を表す概略正面図である。
【００３２】
まず、初期状態の散気体について説明する。
図中の１ｘは、初期状態の散気体を表しており、３ｘは、前記散気体１ｘに備えられている全体略直棒状の散気チューブを表している。
さらに、図中の２ｘは、前記散気チューブ３ｘを保持べく前記散気体１ｘに備えられている保持部を表している。
前記散気チューブ３ｘは、その長手方向を水平方向に延在させて散気体１ｘに備えられており、前記保持部２ｘは、前記散気チューブ３ｘをその長手方向端部で保持した状態で散気体１ｘに備えられている。
【００３３】
前記散気チューブ３ｘは、中空円筒形状を有し、しかも、長手方向一端部側に閉塞端、他端部側に開口端が形成された中空円筒形状を有し、その全体が、例えば、ポリエチレン等の硬質樹脂粒子の焼結体、セラミック粒子焼結体、金属粒子焼結体などが用いられて形成されている多孔質材である。
この散気チューブ３ｘには、その中空領域から外表面側に気体を流通させうるように、散気チューブ３ｘの内表面側（中空領域側）と外表面側とにおいて開口されている複数の通気孔が形成されている。
【００３４】
前記保持部２ｘは、全体略円板形状を有し、さらに、その略中央部には中抜き部を有している。すなわち、前記保持部２ｘは、中抜き円板形状を有している。
この保持部２ｘは、通気性のない部材（例えば、合成樹脂板、金属板等）で構成されており、前記円板形状が縦置き配置された状態で散気体１ｘに備えられている。
前記保持部２ｘの外径は、前記散気チューブ３ｘの太さ（外径）と同等の円板形状を有しており、前記中抜き部は、前記散気チューブ３ｘの内径（中空部分の太さ）よりも小さな円形となるよう形成されている。
そして、この保持部２ｘは、その一面側を前記散気チューブ３ｘの開口端に当接させた状態で前記散気チューブ３ｘを保持しており、しかも、その外縁部を散気チューブ３ｘの開口端の外縁部と一致させており、且つ、前記中抜き部を前記散気チューブ３ｘの中空部分に位置させて前記散気チューブ３ｘの開口端に当接せて前記散気チューブ３ｘを保持している。
また、この保持部２ｘの他面側には給気管４ｘが接続されており、該給気管４ｘは、前記中抜き部の周縁部に端部を当接させて保持部２ｘに連結されている。
【００３５】
すなわち、この第二実施形態において用いられる初期状態の散気体１ｘは、水中における散気時においては、前記給気管４ｘから散気チューブ３ｘの中空領域に供給された空気を、多孔質材である散気チューブ３ｘを通過させて、散気チューブ３ｘの表面に開口された通気孔より気泡として水中に放出させ得るよう形成されており、接液される散気チューブ３ｘの外表面全体に気泡が放出される散気領域が形成されている。
【００３６】
このような初期状態の散気体１ｘに対し、前処理された多孔質材を有する散気体１ｙ（図２下）は、散気領域の内の一部の領域からのみ散気される状態となっている。
前記第一実施形態においては、散気領域の一部を露出させ残部を被覆して、この露出させた部分からのみ散気を実施させるように多孔質材に対して前処理を実施したが、この第二実施形態では、散気チューブ３ｘを切断することにより、散気チューブ３ｘの一部を分離して取り出し、この取り出された一部の多孔質材にあわせて散気体を作製し直すことで散気領域の内の一部の領域のみから気泡が放出される状態となるように前処理を実施する。
【００３７】
この前処理によって作製された散気体１ｙには、初期状態の散気体１ｘの散気チューブ３ｘ（多孔質材）が図２中の破線Ａ、Ａ’にて切断されて短尺化された散気チューブ３ｙが備えられている。
また、前処理後の散気体１ｙに備えられている短尺の散気チューブ３ｙは、初期状態の散気体１ｘに備えられていた散気チューブ３ｘを輪切り状態で切り出したものであることから両端とも開口状態となっている。
そのため、前処理によって作製された散気体１ｙは、散気チューブ３ｙの開口端の内の一端部を封止する封止部６ｙをさらに有している。
なお、給気管４ｙを有する保持部２ｙを有し、該保持部２ｙが散気チューブ３ｙの開口端に当接された状態で備えている点については、初期状態の散気体１ｘと同様である。
前記封止部６ｙは、中抜き部を有していない点を除いて保持部２ｙと同様に形成されており、通気性のない円板状の部材で形成されている。
しかも、円板形状の直径は、散気チューブ３ｙの太さ（外径）と同等である。
【００３８】
すなわち、この第二実施形態における前処理では、初期状態の散気体１ｘから短尺の散気チューブ３ｙを切り出し、切り出された散気チューブ３ｙの両端開口部の内の一端側を保持部２ｙで覆い、他端側を封止部６ｙで覆って散気チューブ３ｙを保持部２ｙと封止部６ｙとにより挟持させて散気体１ｙを作製する。
【００３９】
したがって、この前処理後の散気体１ｙは、初期状態の散気体１ｘに形成されていた散気領域の内、破線Ａと破線Ａ’との間の領域のみから気泡が放出されて散気される状態となっている。
【００４０】
この第二実施形態の前処理では、初期状態の散気体１ｘに比べて十分小型化された散気体が作製されることとなる。
例えば、第一実施形態において説明した前処理では、散気体自体は小型化されないため、実験水槽は、少なくとも、この散気体を収容するのに十分な大きさを必要としていた。
一方で、この第二実施形態では、初期状態の散気体に代えて、小型化された散気体を実験水槽に浸漬させて評価を実施することから、実験水槽は初期状態の散気体を収容する大きさを必要とせず第一実施形態の場合に比べてさらに実験水槽を小型化させ得る。
このようなことから第二実施形態の散気体評価方法は、より大きな散気領域を有する散気体の評価に適した方法であるといえる。
また、第二実施形態の散気体評価方法は、第一実施形態において用いた全体円盤形状の散気体などに比べて、散気体形状における縦横比が大きく、通常、評価のために大きな実験水槽が必要となる全体棒状の散気体に好適な評価方法であるといえる。
【００４１】
なお、このような前処理を実施した散気体１ｙを用いた酸素移動効率などの評価方法については、従来と同様の方法により実施することが可能である。
また、その評価において、ＫLａファクターを求めるための実験水槽を小型化させることができる点、異なる多孔質材が用いられた散気体どうしや、形状の異なる散気体どうしを比較する場合において、同一配置された状態で比較評価を実施することが容易となり、散気体の配置の影響を低減させて散気体自身の性能を正確に評価することが可能となる点などはこの第二実施形態の散気体評価方法においても同様である。
【００４２】
なお、好気性微生物を収容した生物処理槽において用いられる一般的な散気体で、しかも、例えば、外径５０ｍｍ〜１００ｍｍの円筒状（チューブ状）の多孔質材が用いられており、多孔質材全面から気泡が発生される散気体においては、通常、気泡の放出される領域（散気領域）の単位表面積あたりの散気量が１０〜５００ｍ3／ｍ2／ｈで、散気量に占める体積割合で９０％以上が直径１ｍｍ〜５ｍｍの大きさの気泡として散気される。
【００４３】
このような円筒状の多孔質材を有する散気体においては、前記多孔質材を気泡径の１倍〜１０倍、好ましくは、１．５倍〜３倍長さとなるように切り出して用いることが好ましい。
例えば、３ｍｍの球相当径の気泡が放出される散気体では、多孔質材を輪切りにして長さが４．５ｍｍ〜９ｍｍの短尺円筒状多孔質材を切り出して、この切り出された多孔質材の外表面全体から散気させるべく散気体を作製する前処理を実施させることが好ましい。
【００４４】
また、上記のように短尺円筒状多孔質材を気泡径の１．５倍〜３倍長さとして、短尺円筒状多孔質材の外表面のみから気泡を発生させ、該発生された気泡の状況を、この長さを奥行きとする方向から観察することで、気泡の重なり合いによって観察が困難となることを抑制でき、個々の気泡の様子を観察することができる。
この気泡の観察には、例えば、１／１０００秒以下シャッタースピードを有するカメラや、一秒間に１０００コマ以上の撮像能力を有するビデオカメラなどを用いうる。
【００４５】
なお、上記においては、切断によって多孔質材からその一部を取り出す場合を例示しているが、多孔質材からその一部を取り出す方法は、特に限定されず、例えば、セラミック粒子焼結体、金属粒子焼結体などにおいては、破砕、削り出し、不要部分の溶解などといった各種の取り出し方を採用可能である。
【００４６】
また、上記第一実施形態ならびに第二実施形態においては、散気体を生物処理槽において使用した際の酸素移動効率を実験水槽で求める場合を例に説明しているが、このような用途以外に散気体を評価する場合も本発明の意図する範囲である。
例えば、水素やオゾンを含有する気体を散気する場合の水素溶解効率や、オゾン溶解効率を予め実験水槽を用いて散気することで予測する場合も本発明の意図する範囲である。
【００４７】
また、上記第一実施形態ならびに第二実施形態においては、多孔質材の素材として、ポリエチレン等の硬質樹脂粒子の焼結体、セラミック粒子焼結体、金属粒子焼結体とを例に説明したが、本発明においては、多孔質材としてメンブレン（多孔質弾性体膜）が用いられてなる袋状部材が備えられた散気体も同様にして評価することが可能である。
【００４８】
前記メンブレンが用いられてなる袋状部材を備えている散気体においては、例えば、メンブレンの弾性変形挙動に比べて無視できる程度の弱い力で変形する薄手弾性体膜などを被覆部材として用いてメンブレン表面の散気領域の一部を露出させて残部を被覆して一部の領域のみから気泡が放出されるように前処理を実施した後、実験水槽にて散気させて酸素移動効率などの評価を実施させることで上記第一実施形態に例示の散気体評価方法と同様にして評価することが可能である。
【実施例】
【００４９】
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５０】
（評価用散気体１）
樹脂粒子焼結体が用いられて形成された直径（外径）約７０ｍｍ×長さ約４５０ｍｍの中空円筒状多孔質材を有する散気体の前記多孔質材を長さ方向略中央部において輪切りにして、直径（外径）約７０ｍｍ×長さ５ｍｍの小型の中空円筒状多孔質材を作製した。
該中空円筒状多孔質材を中央に開口部を有する直径７０ｍｍ×厚み約５ｍｍの金属製の円板（第二実施形態における「保持部」に相当）と、開口部を有していない直径７０ｍｍ×厚み約５ｍｍの金属製の円板（第二実施形態における「封止部」に相当）とで挟持して小型の中空円筒状多孔質材の該表面のみから気泡が放出されるよう前処理を実施して実験水槽において散気させるための全長２０ｍｍ弱の評価用散気体１を作製した。
【００５１】
（評価用散気体２）
樹脂粒子焼結体が用いられた直径約２００ｍｍの円板形状の多孔質材が用いられており、この多孔質材のほぼ全面に散気領域が形成されている中空円盤形状の散気体に対して、直径２７ｍｍの中抜き部を有する中抜き円板状の金属製被覆部材を取り付けて、前記散気領域の内の中心部の直径２７ｍｍの領域のみから散気させるよう前処理を実施して実験水槽において散気させるための評価用散気体２とした。
【００５２】
この評価用散気体１を、清水（水道水）を満たした実験水槽中に配置して気泡を発生させて散気を実施した。
また、このとき評価用散気体１から放出される気泡の様子を毎秒６０００コマの撮像能力を有する高速度カメラにて撮影し、画像解析して平均気泡径（球相当直径）を求めたところ直径約２．８ｍｍ（図３参照）であった。
同様に評価用散気体２を、清水を満たした実験水槽中に配置して気泡を発生させた。
なお、この評価用散気体２からは、気泡の大きさが異なるようにして３通りに散気を実施した。
このとき評価用散気体２から放出される気泡の様子を毎秒６０００コマの撮像能力を有する高速度カメラにて撮影し、画像解析して平均気泡径（球相当直径）を求めたところ、それぞれ、直径約３．０ｍｍ（図４参照）、直径約３．５ｍｍ（図５参照）、直径約４．５ｍｍ（図６参照）であった。
【００５３】
これらの散気による気泡の直径と前述の式（１）にて酸素移動効率を計算して求めた結果とを図７に示す。
【００５４】
この図７のグラフからもよい直線関係が得られており、気泡の発生状態が正確に把握されていることがわかる。
しかも、評価用散気体１においては、初期状態の散気体は、多孔質材だけでも４５０ｍｍの長さを有していることから、評価には４５０ｍｍを超える長さの散気体を収容可能な実験水槽が必要となるところ、本発明によれば２０ｍｍ弱の長さの散気体を収容可能な実験水槽で評価することが可能となる。
また、評価用散気体２についても、本来直径２００ｍｍの散気領域を有する散気体を評価可能な規模の水槽が必要であるところ、わずか直径２７ｍｍの領域からの散気について測定可能な実験水槽があればよいこともわかる。
さらに、評価用散気体１による酸素移動効率と平均気泡径との関係をグラフ（図７）上に示したプロット（図７中のバツ印）が、評価用散気体２による酸素移動効率と平均気泡径との関係を示すプロット（図７中の三つの丸印）から導かれる直線上にほぼ位置している。
すなわち、本発明によれば、中空円筒状と円板状といった大きく形状の異なる多孔質材が用いられた散気体であっても比較が容易な状態で評価し得ることが、この図７のグラフからわかる。
すなわち、本発明によれば、測定が大掛かりなものとなることを抑制しつつ散気体自身の性能を評価し得ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】散気体ならびにその前処理を示す概略斜視図。
【図２】散気体ならびにその前処理を示す概略正面図。
【図３】実験水槽における散気状態（条件１）を示す写真。
【図４】実験水槽における散気状態（条件２）を示す写真。
【図５】実験水槽における散気状態（条件３）を示す写真。
【図６】実験水槽における散気状態（条件４）を示す写真。
【図７】平均気泡径と酸素移動効率との関係グラフ。
【符号の説明】
【００５６】
１ａ、１ｂ、１ｘ、１ｙ：散気体
２ａ、２ｂ：本体部
２ｘ、２ｙ：保持部
３ａ、３ｂ：蓋部
３ｘ、３ｙ：散気チューブ
４ａ、４ｂ、４ｘ、４ｙ：給気管
５ｂ：マスキング材
６ｙ：封止部
２１ａ、２１ｂ：底板部
２２ａ、２２ｂ：側板部
２３ａ、２３ｂ：つば部
２４ａ、２４ｂ：開口領域
５１ａ、５１ｂ：中抜き部
【図１】
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【図２】
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【図７】
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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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