(57)【要約】【課題】微小擾乱による不安定な主流部が形成されるのを抑制し、膜エレメントの良好な洗浄効果を得る。【解決手段】活性汚泥混合液１１を満たした生物処理槽１には、濾過作用を有する複数の膜エレメント２１からなる膜ユニット２が浸漬され、その下方に散気管４が設けられている。散気管４からは、散気ブロア５から供給される空気が気泡１２として放出され、その放出された気泡１２が上昇流となり、流速調整体３を通過して、膜ユニット２の膜間流路２２に流入する。流速調整体３の上辺または下辺に逆Ｖ字またはＶ字の凹部が設けられ、中央部の流路抵抗が小さい。従って、膜間流路２２の中央部での流速が大きくなり、膜間流路２２の中央部に安定した主流部が形成される。膜エレメント２１には、安定した主流部の気泡１２が作用するので、活性汚泥の堆積が防止でき、不安定な主流部の形成が抑制される。【選択図】図１
2009233622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥水を満たした生物処理槽と、
前記生物処理槽の前記活性汚泥水中に浸漬され、前記活性汚泥水を濾過する複数の膜エレメントからなる膜ユニットと、
前記膜ユニットの下方の前記活性汚泥水中に配置され、前記活性汚泥水中に気泡を放出する散気装置と、
を含んで構成された水処理装置であって、
前記散気装置から放出される前記気泡の上昇流に対し、前記上昇流の流路位置に応じて異なる大きさの抵抗として作用する流速調整体を、前記散気装置の上方の、前記膜ユニットの直上および直下の少なくとも一方に設けたこと
を特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記流速調整体における前記上昇流に対する抵抗値は、当該流速調整体を通過する前記上昇流の水平断面の中央部で最小となり、周縁部に行くほど大きくなること
を特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記流速調整体の深さ方向の厚みは、前記流速調整体の水平断面の中央部で最小となり、周縁部に行くほど大きくなること
を特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記流速調整体には、深さ方向の厚みが中央部で最小となるような凹部が複数箇所設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記流速調整体は、複数の板状抵抗体によって構成され、前記板状抵抗体は、その板面のうち、前記流速調整体の中央部側を向いた板面が下方に傾斜するように配置されること
を特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項６】
活性汚泥水を満たした生物処理槽と、
前記生物処理槽の前記活性汚泥水中に浸漬され、前記活性汚泥水を濾過する複数の膜エレメントからなる膜ユニットと、
前記膜ユニットの下方の前記活性汚泥水中に配置され、前記活性汚泥水中に気泡を放出する散気装置と、
を含んで構成された水処理装置であって、
前記散気装置は、前記散気装置から放出される前記気泡の上昇流の水平断面において、その中央部の気泡流量がその周縁部の気泡流量よりも多くなるように、前記気泡を放出すること
を特徴とする水処理装置。
【請求項７】
前記散気装置は、その表面に前記気泡を放出する散気孔が設けられた散気管であり、
前記散気孔の大きさは、前記散気管の中央部で最大となり、前記散気管の端部に行くほど小さくなること
を特徴とする請求項６に記載の水処理装置。
【請求項８】
活性汚泥水を満たした生物処理槽と、
前記生物処理槽の前記活性汚泥水中に浸漬され、前記活性汚泥水を濾過する複数の膜エレメントからなる膜ユニットと、
前記膜ユニットの下方の前記活性汚泥水中に配置され、前記活性汚泥水中に気泡を放出する散気装置と、
前記散気装置に気体を供給する散気ブロアと、
前記散気ブロアと前記散気装置の複数箇所とをそれぞれ独立に連通させる送気管と、
前記送気管のそれぞれに設けられ、前記送気管の送気流量を調節する開閉弁と、
前記送気管の開閉弁の開度を制御する散気流量制御装置と、
を含んで構成された水処理装置であって、
前記散気流量制御装置は、
前記送気管のそれぞれが連通する前記散気装置の複数箇所に対し、それぞれ異なる流量の気体を供給するように、前記開閉弁の開度を制御するとともに、前記制御する開閉弁の開度を、所定の時間周期で変更するようにしたこと
を特徴とする水処理装置。
【請求項９】
活性汚泥水を満たした生物処理槽と、
前記生物処理槽の前記活性汚泥水中に浸漬され、前記活性汚泥水を濾過する複数の膜エレメントからなる膜ユニットと、
前記膜ユニットの下方の前記活性汚泥水中に配置され、前記活性汚泥水中に気泡を放出する散気装置と、
前記散気装置から放出される前記気泡の流路中の複数箇所に設けられ、前記気泡の流量を検出する気泡検出手段と、
前記散気装置に気体を供給する散気ブロアと、
前記散気ブロアと前記散気装置の複数箇所とをそれぞれ独立に連通させる送気管と、
前記送気管のそれぞれに設けられ、前記送気管の送気流量を調節する開閉弁と、
前記送気管の開閉弁の開度を制御する散気流量制御装置と、
を含んで構成された水処理装置であって、
前記散気流量制御装置は、
前記気泡の流路中の複数箇所に設けられた前記気泡検出手段のそれぞれから、その気泡検出手段によって検出された気泡流量を取得し、
前記取得した気泡流量を時間的および空間的に統計処理して、所定の時間ごとに、前記気泡の流路の所定の領域ごとの気泡流量の平均値および積算値を算出し、
前記所定の領域ごとの気泡流量の積算値が、すべての領域について、略同じになるように、前記散気装置の複数箇所に連通する前記送気管に設けられた前記開閉弁の開度を制御すること
を特徴とする水処理装置。
【請求項１０】
前記散気流量制御装置は、さらに、表示装置を備え、
前記算出した前記気泡の流路の所定の領域ごとの気泡流量の平均値および積算値を、所定の時間ごとに、前記表示装置に表示すること
を特徴とする請求項９に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜分離活性汚泥法に基づく水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水などの汚水に含まれる有機物を処理する方法として、水中の微生物により汚水を処理する活性汚泥法が広く用いられている。活性汚泥は、好気性微生物を多量に含んだ数１０μｍ〜数ｍｍの塊（フロックという）であるが、活性汚泥法では、その活性汚泥を含んだ汚水に、通常、散気装置から空気を曝気（放出）することにより、好気性微生物に酸素を供給し、好気性微生物の働きにより有機物を処理する。このような活性汚泥法において固液懸濁液である活性汚泥混合液から処理水を分離するには、主に重力を利用した自然沈降が用いられてきたが、近年、より清浄な処理水を小スペースで得ることを目的に、膜分離活性汚泥法が普及してきた。
【０００３】
膜分離活性汚泥法では、活性汚泥混合液で満たされた生物処理槽中に、孔径０．１μｍ〜０．４μｍ程度のＭＦ（Micro Filtration：精密濾過）膜エレメントを浸漬し、ＭＦ膜を内側からポンプで吸引することより、固液を分離する。ＭＦ膜には平膜や中空糸膜があるが、いずれのＭＦ膜であっても、吸引に伴い、ＭＦ膜の膜面には有機物や活性汚泥が付着する。その結果、濾過の抵抗が増大するため、同じ処理水流量を得ようとすると、吸引圧（膜差圧）が上昇する。膜差圧の上昇は、ランニングコストを増加させるため、ＭＦ膜の膜面を洗浄し、膜差圧の上昇を抑制することが必要になる。
【０００４】
従来、膜分離活性汚泥法による水処理装置では、複数のＭＦ膜エレメントからなる膜ユニットの下方に設置された酸素供給用の散気装置から曝気される気泡およびその気泡による流れを、ＭＦ膜エレメントの膜面に作用させることによって、膜面に付着する活性汚泥を剥離し、膜面を洗浄している。しかしながら、その気泡および気泡による流れが複数のＭＦ膜エレメントの一部に偏って作用した場合には、気泡および気泡による流れが作用しないＭＦ膜エレメントの膜面には活性汚泥が付着するとともに、膜差圧が増加する。その場合、活性汚泥の付着は、しばしば、急速に進行し、数分程度で膜差圧が急激に増加することがある。
【０００５】
膜差圧が不可逆的に増加した場合には、ＭＦ膜エレメントの膜面を他の手段で洗浄しなければならない。ＭＦ膜エレメントの膜面を洗浄するには、ＭＦ膜の内圧を高めて逆洗したり、膜ユニットを生物処理槽から取り出し、槽外で物理的に洗浄したりする。いずれの場合にも、水処理装置の運転は停止しなければならないので、ランニングコストが増加することになる。また、膜差圧が増加すると、吸引に必要な動力が増加するが、吸引に必要な動力の増加もランニングコストの増加となる。従って、これらのランニングコストを低減するためには、必要最低限の曝気流量による気泡を、複数のＭＦ膜エレメントの各膜面にできるだけ均一に作用させ、膜差圧が増加するのを防止しなければならない。
【０００６】
従来は、気泡分布および気泡による活性汚泥混合液の流速分布の均一化は、曝気用の散気装置から膜ユニットまでの距離を長くすることにより行われてきた。しかしながら、その距離を長くすることは、生物処理槽の小型化を図る上での障害となっていた。そこで、例えば、特許文献１には、散気装置と膜ユニットとの間に整流板を設けることにより、気泡分布および気泡による活性汚泥混合液の流速分布の均一化を図るとともに、生物処理槽の小型化を実現した例が開示されている。
【特許文献１】特開平８−２８１０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、散気装置から曝気される気泡の流れは、時間的にも空間的にも不均一な乱流であり、微小擾乱に対して極めて不安定である。従って、微小擾乱により、いったん気泡が集合し、合一すると、周囲より気泡分布や活性汚泥混合液の流速が異常に大きくなる主流部が形成され、その流速の均一性が大きく崩れる。
【０００８】
例えば、特許文献１に開示された方法などにより、気泡分布および気泡による活性汚泥混合液の流速分布が均一化された場合であっても、その均一化は、長い時間で見た場合の均一化であって、数分程度の短い時間では、流速の均一性の乱れは、常に生じている。従って、このような流速の均一性の乱れにより、数分でも流速の分布に偏りが生じた場合には、不特定の膜エレメントに、または、膜エレメント上の不特定の箇所に活性汚泥が急速に付着し、予期しない膜差圧の上昇を引き起こし、一時的にであれ、水処理装置としての機能が失われる。
【０００９】
本発明の目的は、活性汚泥混合液に浸漬された膜ユニット内の気泡の流路に不安定な主流部が形成されるのを抑制し、膜エレメントの良好な洗浄効果を得ることが可能な膜分離活性汚泥法による水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の水処理装置は、活性汚泥水を満たした生物処理槽と、前記生物処理槽の前記活性汚泥水中に浸漬され、前記活性汚泥水を濾過する複数の膜エレメントならなる膜ユニットと、前記膜ユニットの下方の前記活性汚泥水中に配置され、前記活性汚泥水中に気泡を放出する散気装置と、を含んで構成された水処理装置であって、前記散気装置から放出される前記気泡の上昇流に対し、前記上昇流の流路位置に応じて異なる大きさの抵抗として作用する流速調整体を、前記散気装置の上方の、前記膜ユニットの直上および直下の少なくとも一方に設けたことを特徴とする。
【００１１】
例えば、前記流速調整体における前記上昇流に対する抵抗値は、前記流速調整体を通過する前記上昇流の水平断面の中央部で最小となり、周縁部に行くほど大きくなるようにする。その場合には、前記流速調整体から流出する上昇流は、その中央部で速く、周縁部で遅くなる。そのため、例えば、前記流速調整体が前記膜ユニットの直下に設置された場合には、前記膜ユニット内の前記上昇流の流路においては、その中央部の流速が周縁部の流速よりも大きくなる。すなわち、前記膜ユニット内の前記上昇流の流路中に主流部が形成される。
【００１２】
このようにして形成された主流部は、微小擾乱によって形成された主流部ではないので、安定した主流部である。また、安定した主流部が存在する場合には、微小擾乱による不安定な主流部が形成されるのが抑制される。さらに、このようにして形成された主流部は、前記上昇流の中央部に形成されるので、主流部が周縁部に形成される場合と比較し、主流部における流速と、主流部でない部分における流速との差が小さくなる。従って、前記膜ユニット内の膜エレメントに対し、安定した気泡流を作用させることができるので、膜エレメントの安定した洗浄効果を確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、膜ユニット内の気泡の流路における不安定な主流部の形成が抑制され、膜エレメントの良好な洗浄効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る水処理装置の構成の例を示した図で、（ａ）は、正面視の断面構造図、（ｂ）は、側面視の断面構造図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る水処理装置１００は、活性汚泥混合液１１を満たした生物処理槽１と、活性汚泥混合液１１中に浸漬され、複数の膜エレメント２１からなる膜ユニット２と、膜ユニット２の直上および直下に設置された流速調整体３と、流速調整体３を介在させて、膜ユニット２の下方に設置された散気管４と、送気管５１を介して散気管４に空気を供給する散気ブロア５と、吸水管６１を介して膜エレメント２１の内部に連通し、その内部から濾過水を吸引する吸引ポンプ６と、を含んで構成される。
【００１７】
ここで、膜エレメント２１は、平膜形状のＭＦ膜からなり、活性汚泥混合液１１中において、その平膜面が深さ方向（鉛直面）に並行になるように配置される。図１（ｂ）には、その膜エレメント２１が左右方向に複数個配置されて、膜ユニット２を構成する様子が示されている。このとき、複数の膜エレメント２１は、互いに所定の間隔で離間するように配置され、膜間流路２２が形成される。なお、膜エレメント２１は、平膜ではなく、中空糸膜であってもよい。
【００１８】
散気管４は、膜ユニット２の下方に、例えば、２本、平行に配置され、送気管５１を介して散気ブロア５から供給される空気を、その上部に形成された散気孔（図示せず）から気泡１２として活性汚泥混合液１１中に放出する。なお、気泡１２を活性汚泥混合液１１中に放出する散気装置は、必ずしも管状（散気管４）である必要はなく、例えば、中空の平盤状のもので、その上部に、適宜、散気孔が形成され、その中空部に散気ブロア５から送気管５１を介して空気を供給可能なものでもよい。また、散気ブロア５から供給される気体は、空気に限定されることはない。
【００１９】
散気管４から放出される気泡１２は、その浮力により活性汚泥混合液１１中を上昇するとともに、活性汚泥混合液１１も気泡１２の上昇に引きずられて上昇する。すなわち、散気管４の上方には、気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流が発生する。
【００２０】
気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流は、膜ユニット２の直下の流速調整体３を通過し、膜ユニット２の膜間流路２２に流入し、膜間流路２２を通過して、さらに、膜ユニット２の直上の流速調整体３を通過して、その上部に流出する。ここで、流速調整体３は、気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流の流速を調整する抵抗体であり、その詳細な構成や作用については、別途図面を参照して説明する。
【００２１】
水処理装置１００において、下水の被処理水は、被処理水投入口１３から生物処理槽１に流入し、生物処理槽１内の活性汚泥と混合し、活性汚泥混合液１１となる。その活性汚泥混合液１１は、微生物などにより有機物が分解された上で膜エレメント２１により濾過される。膜エレメント２１により濾過された濾過水は、吸水管６１を介して吸引ポンプ６に吸引されて、水処理装置１００の処理水として、処理水排水口６２から排水される。
【００２２】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る流速調整体３の構造の例を示した図である。図２に示すように、流速調整体３は、複数の平板形状の抵抗体３１が所定の間隔でフレーム３２に固定されて構成される。このとき、平板形状の抵抗体３１は、その平板面が深さ方向（Ｚ軸方向）に平行になるように配置される。
【００２３】
図１に示したように、膜ユニット２の直下の流速調整体３の下方には、散気管４が設置されるので、流速調整体３には、散気管４から放出される気泡１２の浮力によって生じるある流速を持った気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流が流入する。このとき、平板形状の抵抗体３１は、その上昇流の抵抗として作用する。
【００２４】
すなわち、流速調整体３が設けられた部分においては、気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流の流路は、平板形状の抵抗体３１の板厚の分だけ狭くなっている。従って、その上昇流の流速は、流路が狭くなった効果や、抵抗体３１の板面と気泡１２または活性汚泥混合液１１との間の付着力や粘性力などの効果により低下する。
【００２５】
また、図２に示すように、流速調整体３の正面視（Ｙ軸方向を向いて見たとき）の形状は、その下辺の中央部が上に凹んだ逆Ｖ字状をしている。すなわち、気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流にとっての抵抗部分は、中央部で短く、両端部で長い。従って、抵抗体３１の流路抵抗としての作用は、中央部で小さく、両端部で大きい。そのため、その上昇流の流速は、流速調整体３がない場合に比べ低下するが、その低下の程度は、上昇流の流路の水平断面の中央部で小さく両端部（周縁部）で大きい。
【００２６】
次に、図３を参照して、流速調整体３の作用について詳しく説明する。図３は、流速調整体３へ流入する上昇流の流入流速分布と、流速調整体３から流出する上昇流の流出流速分布との関係の例を示した図である。
【００２７】
一般に、気泡１２が多い部分は、その浮力のために活性汚泥混合液１１の流速が大きくなる。すなわち、気泡１２または活性汚泥混合液１１の流速は、気泡１２の量にほぼ比例するということができる。また、気泡１２が多く、活性汚泥混合液１１の流速が大きい部分には、その流速に誘われて、周辺の気泡１２が引き寄せられる。従って、流速が大きい部分には、気泡１２が多く集まり、その流速は、ますます大きくなる。
【００２８】
従って、散気管４から気泡１２が一様に分布するように放出された場合であっても、生物処理槽１内の何らかの擾乱により、気泡１２が流速調整体３に到達するときには、図３の流入流速分布ｕ１として示されるように、最大流速の分布位置が、例えば、左側に大きく偏るような場合が生じ得る。
【００２９】
このように最大流速の分布位置が左側に偏った流入流速分布u１を有する気泡１２または活性汚泥混合液１１の上昇流であっても、その上昇流が流速調整体３を通過すると、その流速分布は、図３の流出流速分布ｖ１として示されるように、中央部の流速が最大になるように調整される。これは、図３の流入流速分布u１で左側の流速が大きい部分の上昇流は、流速調整体３の抵抗が大きい部分を通過するため、その上昇のエネルギーを消費して、その速度が低下するのに対し、中央部分の上昇流は、流速調整体３の抵抗が小さいため、その速度があまり低下しないからである。
【００３０】
また、流速調整体３の流出側の流出流速分布ｖ１において、中央部の流速が最大になると、それに伴い、流速調整体３の流入側の流入流速分布ｕ１においても、中央部の流速が次第に最大になってくる。これは、気泡１２が流速の大きい部分に集まり、それによってその部分の流速がさらに大きくなるため、時間の経過とともに、流出流速分布ｖ１が流入流速分布ｕ１に影響を与えるからである。
【００３１】
このように、流速調整体３は、その中央部の流路抵抗が両端部よりも小さいがために、流速調整体３に流入する気泡１２または活性汚泥混合液１１の上昇流の流速分布が一様であるか、または、偏りがあるかに関わらず、流速調整体３から流出する上昇流の中央部の流速を最大にするような流速調整機能を有している。
【００３２】
従って、膜ユニット２の膜間流路２２には、中央部が最大流速となるような流速分布を有する上昇流が流入する。すなわち、膜ユニット２の膜間流路２２には、一端に偏った流速分布を有する上昇流が流入することがないので、膜エレメント２１の一端側だけが洗浄され、他端側が洗浄されず、他端側に活性汚泥の付着し、膜差圧が増大するような事態に到ることを防止することができる。
【００３３】
次に、図４を参照して、流速調整体３によって形成される主流部の作用について説明する。図４は、主流部形成の原理を説明するための図である。図４（ａ）に示すように、膜ユニット２の直下に設置された流速調整体３の作用により、膜ユニット２の膜間流路２２には、中央部が最大流速となるような流入流速分布ｕ２を有する気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流が流入する。
【００３４】
流入流速分布ｕ２を有して流入した上昇流は、膜間流路２２を通過する過程で、気泡１２の拡散や微小擾乱などによってやや乱れるが、図４（ａ）の例では、膜ユニット２の直上にも流速調整体３が設けられている。従って、直上の流速調整体３により上昇流の流速分布が整えられ、直上の流速調整体３からは、中央部が最大流速となるような流出流速分布ｖ２を有する上昇流が流出する。このような場合、膜ユニット２の膜間流路２２には、その中央部に安定した主流部２３が形成される。ここで、主流部２３とは、流路全体の平均流速より大きな流速が一定時間以上継続して維持されている流路部分をいう。
【００３５】
ところで、散気管４から放出される気泡１２の分布は一様ではない。従って、気泡１２の浮力によって生じる気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流は、それ自体に微小擾乱を含んだ流れであり、また、生物処理槽１内には、微小擾乱の様々な要因が存在する。なお、微小擾乱とは、微小な渦や乱流など局所的に流れの方向や大きさが周囲と異なる部分をいう。
【００３６】
ここで、膜ユニット２の直下および直上に流速調整体３が設けられておらず、膜間流路２２にほぼ一様な流速の気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流が流入する場合（図示せず）を考える。すなわち、膜間流路２２には、主流部２３は形成されていない。その場合には、微小擾乱により、ある部分の上昇流の流速が周囲より大きくなったときには、周囲からその部分に気泡１２が集まる。そうすると、その部分の流速がさらに大きくなるので、それをきっかけとして、膜間流路２２に主流部が形成されることがある。
【００３７】
このようにして形成された主流部は、膜間流路２２の中央部に形成されるとは限らず、また、さらなる微小擾乱の影響を受け易いので、その流速が予期せずに異常に大きくなることがある。すなわち、このようにして形成された主流部は、必ずしも安定したものではない。
【００３８】
これに対し、主流部２３がすでに形成されている場合（図４（ａ）参照）には、微小擾乱により、ある部分の上昇流の流速が周囲より大きくなっても、その周囲の気泡１２は、すでに存在する主流部２３に引き寄せられ、必ずしも、その微小擾乱が生じた部分に引き寄せられるとは限らない。従って、その微小擾乱が生じた部分に新たな主流部が成長する可能性は少なくなる。すなわち、主流部２３が存在する上昇流は、流速が一様な上昇流に比べ、微小擾乱に対する安定性が高いといえる。つまり、主流部２３は、上昇流の微小擾乱に対する安定性を高めるという効果を有している。
【００３９】
従って、図４（ａ）に示すように膜間流路２２の中央部に主流部２３が形成された場合には、その後、膜間流路２２の左または右に偏った主流部が形成されたり、その主流部の流速が異常に大きくなったりすることがなくなるので、膜エレメント２１の一端側だけが洗浄され、他端側が洗浄されないような事態が生じることを防止することができる。すなわち、中央部に主流部２３をあらかじめ形成しておくことにより、気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流における最大流速と最小流速の差を小さくすることができるので、その上昇流によって膜エレメント２１の良好な洗浄効果を期待することができる。
【００４０】
なお、主流部２３の中央付近での微小擾乱により上昇流の流速が加速される場合には、主流部２３の流速が異常に大きくなることも考えられるが、本実施形態では（図１および図４（ａ）参照）、直上の流速調整体３が流速の抵抗として作用する。従って、主流部２３の流速が異常に大きくなることを防止することができる。また、主流部２３自体の流速が異常にならないようにするためには、流速調整体３の深さ方向（Ｚ軸方向）の厚みを、中央部と両端部とで適切な比になるよう定めておくことが必要である。
【００４１】
また、膜ユニット２の大きさにもよるが、流速調整体３の正面視の断面構造が複数の逆Ｖ字状の凹部を有する構造であってもよい。例えば、図４（ｂ）の例では、膜ユニット２の直下の流速調整体３は、２つの凹部を有し、直上の流速調整体３は１つの凹部を有している。このような場合には、膜ユニット２の直下の流速調整体３から膜間流路２２に流入する上昇流の流速分布は、流入流速分布ｕ３として示すように、２つの凹部の位置に対応するように２つの最大流速部が形成される。また、直上の流速調整体３から流出する上昇流の流速分布は、流出流速分布ｖ３として示すように、中央付近に１つの最大流速部が形成される。従って、このような場合には、図３（ｂ）に示すように、２本の主流部２３が形成される。このように、膜間流路２２に中に複数の主流部２３が形成されても、その作用は、主流部２３が１つ形成された場合と同じである。
【００４２】
なお、図１および図４（ａ）において、膜ユニット２の直下の流速調整体３の正面視の断面構造では、その下辺側に逆Ｖ字状の凹部が設けられ、直上の流速調整体３の正面視の断面構造では、その上辺側にＶ字状の凹部が設けられているが、その凹部は、上辺側または下辺側のいずれに設けられていても、また、両辺ともに凹部が設けられていてもよい。
【００４３】
次に、図５および図６を参照して、第１の実施形態のさらなる変形例について説明する。ここで、図５は、流速調整体３を構成する抵抗体３１の形状の変形例を示した図、図６は、流速調整体３の外形形状の変形例を示した図である。
【００４４】
第１の実施形態では、抵抗体３１は、平板形状であるものとし、流速調整体３は、平板形状の抵抗体３１を複数個、その平板面が深さ方向（Ｚ軸方向）に平行になるように配置して構成される（図２参照）としているが、抵抗体３１は、平板形状に限定されることない。
【００４５】
例えば、図５（ａ）に示すように、抵抗体３１ａを円柱状の棒で構成し、その円柱状の抵抗体３１ａを多数深さ方向（Ｚ軸方向）に平行に配置することにより、流速調整体３ａを構成してもよい。また、図５（ｂ）に示すように、円柱状の抵抗体３１ｂを多数水平方向に配置することにより、流速調整体３ｂを構成してもよい。なお、この場合、円柱状の棒の形状は、円柱状に限定されることはなく、楕円柱状、四角柱状、六角柱状などであってもよい。
【００４６】
また、抵抗体３１を図示しない格子状または多孔状の平板で構成してもよい。その場合には、格子状または多孔状の平板を水平に、かつ、深さ方向に複数枚、互いに離間させて重ねて配置し、流速調整体３を構成する。
【００４７】
さらには、以上に示したような平板状の抵抗体３１、棒状の抵抗体３１ａ，３１ｂ、格子状または多孔状の平板の抵抗体などを、適宜、組み合わせて配置して、流速調整体３を構成してもよい。
【００４８】
以上のように、抵抗体３１，３１ａ，３１ｂを配置して流速調整体３を構成する場合、その抵抗体３１，３１ａ，３１ｂは、図６（ａ）に示すような形状の領域に配置される。すなわち、流速調整体３の正面視の断面構造の下辺（または上辺）には、逆Ｖ字状（またはＶ字状）の凹部が設けられ、流速調整体３の深さ方向（Ｚ軸方向）の厚みは中央部で小さく、両端部で大きい。従って、流速調整体３は、気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流に対し、中央部で小さな抵抗として作用し、両端部で大きな抵抗として作用する。なお、流速調整体３の正面視の断面構造の下辺（または上辺）に設けられる逆Ｖ字状（またはＶ字状）の凹部は、Ｖ字状でなく、円弧状や放物線状などであってもよい。
【００４９】
次に、図６（ｂ）に示すように、流速調整体３ｃの断面構造の下辺（または上辺）に設けられる逆Ｖ字状（またはＶ字状）の凹部は、正面視側だけではなく側面視側にも設けられてもよい。また、その凹部の形状は、Ｖ字状でなく、円弧状や放物線状などであってもよい。その場合には、流速調整体３ｃの下面（または上面）に形成される凹部は、球面や放物面などの一部となる。以上、図６（ｂ）は、流速調整体３の上面および下面の少なくとも一方の面が凹面であればよいことを表している。
【００５０】
さらに、流速調整体３は、例えば、図４（ｂ）の直下の流速調整体３として示したように、その下面（または上面）にＶ字状、円弧状、放物線状などの凹部が複数個設けられた構成であってもよい。
【００５１】
以上に示した流速調整体３，３ａ，３ｂ，３ｃは、いずれの形状であっても、膜間流路２２内に安定な主流部２３を形成することができるので、第１の実施形態の場合と同様の作用および効果を期待することができる。
【００５２】
さらに、第１の実施形態では、流速調整体３を膜ユニット２の直上および直下の両方に設けるとしているが、流速調整体３を膜ユニット２の直上または直下の一方にのみ設けたものであってもよい。この場合にも、流速調整体３の中央部と両端部の抵抗を適当に選択することにより、膜間流路２２内に安定した主流部２３を形成することができるので、第１の実施形態の場合と同様の作用および効果を期待することができる。
【００５３】
＜第２の実施形態＞
続いて、図７を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係る流速調整部の正面視の断面構造の例を示した図である。なお、第２の実施形態に係る水処理装置の構成は、図７に示した流速調整体３ｄ以外は、第１の実施形態における水処理装置１００と同じである。
【００５４】
図７に示すように、流速調整体３ｄは、複数の板状抵抗体３３が所定の間隔で配置されて構成されるが、その板状抵抗体３３は、その上部が流速調整体３ｄの中央部に寄るように傾斜させられている。すなわち、板状抵抗体３３は、その板面のうち、流速調整体３ｄの中央部側を向いた板面が下方に傾斜するように配置されている。また、このとき、流速調整体３ｄの中央部には、板状抵抗体３３が設けられておらず、その中央部の気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流に対する抵抗が小さくなるようにされている。
【００５５】
以上のように構成された流速調整体３ｄを膜ユニットの直下に設けたとき、流速調整体３ｄは、膜ユニット２の膜間流路２２に対して次のように作用する。すなわち、流速調整体３ｄに下方から流入する気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流は、中央部側に傾斜した板状抵抗体３３によって中央部側に集められる。また、中央部付近の抵抗は小さくなるように構成されている。従って、流速調整体３ｄから流出する上昇流の流速は、中央部付近で大きくなるので、膜間流路２２には、その中央部付近に安定した主流部２３が形成される。
【００５６】
さらに、図７に示すように、最大流速の分布位置が左側に偏った流入流速分布ｕ４を有する上昇流が流速調整体３ｄに流入した場合であっても、流速調整体３ｄから流出する上昇流の流速分布は、流出流速分布ｖ４のようになり、中央部の流速が最大になるように調整される。
【００５７】
以上、第２の実施形態によれば、流速調整体３ｄの作用によって、膜間流路２２の中央部には安定した主流部２３が形成されるので、第１実施形態の場合と同様に、膜間流路２２の左または右に偏った主流部が形成されたり、その主流部の流速が異常に大きくなったりすることが防止される。従って、気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流は、その最大流速と最小流速の差が小さくなるので、その上昇流により膜エレメント２１を良好に洗浄することができる。
【００５８】
なお、流速調整体３ｄは、膜ユニット２の直下および直上の両方に配置されてもよく、直下または直上の一方だけに配置されてもよい。また、流速調整体３ｄは、膜ユニット２の直下または直上に配置されるとき、複数段に積層されて配置されてもよい。
【００５９】
また、流速調整体３ｄを構成する板状抵抗体３３は、格子状または多孔状の板であってもよく、あるいは、板状抵抗体３３は、平板状でなく、例えば、湾曲板状のものであってもよい。また、板状抵抗体３３の配置間隔や鉛直面となす角度は、中央部に近いほうから遠くなるにつれ、適宜、変化するものであってもよい。
【００６０】
＜第３の実施形態＞
続いて、図８および図９を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。図８は、本発明の第３の実施形態に係る散気管における散気孔の配置の例を示した図、図９は、本発明の第３の実施形態に係る散気管の散気孔から放出される気泡量分布の例を示した図である。なお、第３の実施形態に係る水処理装置１００の構成は、第１の実施形態における水処理装置１００から膜ユニット２の直上および直下に配置された流速調整体３を省き、散気管４を図８に示した散気管４ａに取り替えたものである。
【００６１】
第１の実施形態および第２の実施形態で説明したように、膜ユニット２の膜間流路２２の少なくとも中央部に安定した主流部２３を形成することができた場合には、膜エレメント２１の洗浄効果を向上させることができる。そこで、この第３の実施形態では、流速調整体３を用いずに、膜ユニット２の膜間流路２２の中央部に安定した主流部２３を形成する手段について説明する。
【００６２】
図８に示すように、散気管４ａにはほぼ一様な間隔で散気孔４１が設けられているが、本実施形態の場合、その中央部の散気孔４１ａの径は大きく、両端部の散気孔４１ｂの径は小さく形成されている。その場合、散気孔４１の径は、中央部で最大で、両端部に行くほど徐々に小さくなるようにし、最大の散気孔４１ａの孔面積は、最小の散気孔４１ｂの孔面積の少なくとも１．２倍程度に設定するのが好ましい。
【００６３】
このような散気管４ａからは、散気孔４１の面積が大きいほど散気孔４１から放出される気泡１２の量が大きくなる。従って、散気管４ａからは、図９に示すような気泡量分布ｂｂ１の気泡１２が放出される。この場合、散気管４ａの中央部で放出される気泡１２の量が最大となるので、散気管４ａの中央部の上部における気泡１２および活性汚泥混合液１１の流速が最大となる。従って、散気管４ａの中央部の上方の膜ユニット２の膜間流路２２の中央部には、安定した主流部２３ａが形成される。
【００６４】
なお、本実施形態では、散気管４ａから放出される気泡１２の量の分布によって主流部２３ａが形成されるので、散気管４ａは、膜ユニット２の下方の接近した位置に配置するのが好ましい。
【００６５】
また、本実施形態では、散気管４ａの中央部の散気孔４１の径を両端部より大きくすることによって、膜間流路２２の中央部に主流部２３を形成しているが、散気孔４１の径が同じでも、散気管４ａの両端部よりも中央部に散気孔４１を多数設けることによって、膜間流路２２の中央部に主流部２３を形成してもよい。
【００６６】
以上、第３の実施形態によれば、散気管４ａから放出される気泡１２の量の分布によって、膜間流路２２の中央部に主流部２３ａが形成されるので、第１実施形態の場合と同様に、膜間流路２２の左または右に偏った主流部が形成されたり、その主流部の流速が異常に大きくなったりすることが防止される。従って、気泡１２および活性汚泥混合液１１の上昇流は、その最大流速と最小流速の差が小さくなるので、その上昇流により膜エレメント２１を良好に洗浄することができなる。
【００６７】
＜第４の実施形態＞
続いて、図１０および図１１を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。ここで、図１０は、本発明の第４の実施形態に係る水処理装置の構成の例を示した図、図１１は、本発明の第４の実施形態に係る散気管から放出される気泡量分布の例を示した図である。
【００６８】
図１０に示すように、第４実施形態に係る水処理装置１００ｂは、活性汚泥混合液１１を満たした生物処理槽１と、活性汚泥混合液１１中に浸漬され、複数の膜エレメント２１からなる膜ユニット２と、膜ユニット２の下方に設置された散気管４ｂと、２つの送気管５１を介して散気管４ｂに空気を供給する散気ブロア５と、２つの送気管５１のそれぞれの途中に設けられ、散気管４ｂに供給する空気の量を調節する開閉弁５３と、開閉弁５３の開度を制御する散気流量制御装置７と、吸水管６１を介して膜エレメント２１の内部に連通し、その内部から濾過水を吸引する吸引ポンプ６と、を含んで構成される。なお、水処理装置１００ｂの構成において、第１実施形態に係る水処理装置１００の構成と同じ構成要素には同じ符号を付し、以下、その説明を省略する。
【００６９】
本実施形態では、散気管４ｂの上面には、同じ径の散気孔（図示せず）が一様な間隔または一様な密度で設けられ、さらに、その両端部には、それぞれ散気流入口５２が設けられている。散気管４ｂの内部は、それぞれの散気流入口５２に接続された送気管５１を介して、散気ブロア５に連通している。
【００７０】
散気ブロア５は、２つの送気管５１および散気流入口５２を介して、それぞれ独立に散気管４ｂへ空気を供給する。その場合、その空気の供給量は、それぞれの送気管５１に設けられた開閉弁５３の開度により調節され、また、その開閉弁５３の開度は、散気流量制御装置７からの制御信号により制御される。
【００７１】
このとき、散気流量制御装置７は、散気管４ｂから放出される気泡１２の気泡量分布を、最大値が左に偏った気泡量分布ｂｂ２（図１１（ａ）参照）、または、最大値が右に偏った気泡量分布ｂｂ３（図１１（ｂ）参照）のいずれかにするように、開閉弁５３の開度を制御する。
【００７２】
例えば、散気流量制御装置７が、左散気流入口５２ａに通じた送気管５１上の開閉弁５３の開度を、右散気流入口５２ｂに通じた送気管５１上の開閉弁５３の開度よりも大きくなるように制御した場合には、図１１（ａ）に示すように、散気管４ｂから放出される気泡１２の気泡量分布は、その最大値が左に偏った気泡量分布ｂｂ２となる。一方、散気流量制御装置７が、右散気流入口５２ｂに通じた送気管５１上の開閉弁５３の開度を、左散気流入口５２ａに通じた送気管５１上の開閉弁５３の開度よりも大きくなるように制御した場合には、図１１（ｂ）に示すように、散気管４ｂから放出される気泡１２の気泡量分布は、その最大値が左に偏った気泡量分布ｂｂ３となる。
【００７３】
このとき、散気管４ｂから放出される気泡１２の気泡量分布の最大値が左に偏った場合（気泡量分布ｂｂ２の場合）には、その上部の膜ユニット２の膜間流路２２には、左に偏った主流部（図示せず）が形成される。また、散気管４ｂから放出される気泡１２の気泡量分布の最大値が右に偏った場合（気泡量分布ｂｂ３の場合）には、その上部の膜ユニット２の膜間流路２２には、右に偏った主流部（図示せず）が形成される。
【００７４】
ここで、膜ユニット２の膜間流路２２に形成される主流部が右または左に偏った場合には、例えば、６分もすれば、主流部が形成されない側の端部の膜エレメント２１の表面には、活性汚泥が堆積し、膜差圧が不可逆的に急上昇することがある。そこで、本実施形態では、散気流量制御装置７は、膜差圧が不可逆的に急上昇する前に、散気管４ｂから放出される気泡１２の気泡量分布を変更する。すなわち、散気流量制御装置７は、散気管４ｂから放出される気泡１２の気泡量分布を、例えば３分ごとに、気泡量分布ｂｂ２から気泡量分布ｂｂ３へ、または、気泡量分布ｂｂ３から気泡量分布ｂｂ２へと変化するように制御する。
【００７５】
このとき、散気流量制御装置７は、２つの開閉弁５３に対し、例えば、３分周期など、周期的に互いに反転するような２つの信号を出力するだけでよいので、タイマなどを含んだ簡単な論理回路やマイクロプロセッサなどを用いることにより容易に構成することができる。
【００７６】
以上、本実施形態によれば、散気流量制御装置７が開閉弁５３の開度を適宜制御することにより、散気管４ｂから放出される気泡１２の気泡量分布は、気泡量分布ｂｂ２と気泡量分布ｂｂ３との間を周期的に変化するようになる。従って、膜ユニット２の膜間流路２２には、左側に偏った主流部または右側に偏った主流部が周期的に現れる。そのため、膜ユニット２の膜間流路２２内の膜エレメント２１の表面は、その周期的に現れる主流部による気泡１２および活性汚泥混合液１１の流れを受けることになるので、膜エレメント２１は、周期的に良好に洗浄されることになる。
【００７７】
＜第５の実施形態＞
続いて、図１２を参照して、本発明の第５の実施形態について説明する。図１２は、本発明の第５の実施形態に係る水処理装置の構成の例を示した図で、（ａ）は、正面視の断面構造図、（ｂ）は、散気管付近の側面視の断面構造図である。
【００７８】
図１２に示すように、第５実施形態に係る水処理装置１００ｃは、活性汚泥混合液１１を満たした生物処理槽１と、活性汚泥混合液１１中に浸漬され、複数の膜エレメント２１からなる膜ユニット２と、膜ユニット２の下方に設置された散気管４と、送気管５１を介して散気管４に空気を供給する散気ブロア５と、送気管５１の途中に設けられ、散気管４に供給する空気の量を調節する開閉弁５３と、散気管４から放出される気泡１２の量を検出するための気泡センシングユニット８と、開閉弁５３の開度を制御する散気流量制御装置９と、吸水管６１を介して膜エレメント２１の内部に連通し、その内部から濾過水を吸引する吸引ポンプ６と、を含んで構成される。
【００７９】
ここで、膜ユニット２は、膜ユニットフレーム２４を備えるが、その膜ユニットフレーム２４は、生物処理槽１内において膜エレメント２１を支える架台として機能する（なお、第１の実施形態などでは、膜ユニットフレーム２４の存在およびその説明を割愛している）。また、散気管４なども膜ユニットフレーム２４に固定されることが多い。なお、以上の水処理装置１００ｃの構成において、第１実施形態に係る水処理装置１００の構成と同じ構成要素には同じ符号を付し、以下、その説明を省略する。
【００８０】
図１２（ｂ）に示すように、散気管４は、通常、膜エレメント２１の下方に複数本（図では３本）設けられる。ここで、それぞれの散気管４は、それぞれ独立した送気管５１を介して散気ブロア５に連通しており、散気管４から放出される気泡１２の量は、送気管５１の途中に設けられた開閉弁５３の開度により調整される。また、開閉弁５３の開度は、それぞれ独立に散気流量制御装置９から出力される信号により制御される。
【００８１】
また、膜エレメント２１の下端部には、気泡センシングユニット８が取り付けられ、気泡センシングユニット８は、その気泡センシングユニット８が取り付けられた部分を通過する気泡１２の量を検出し、その検出した信号を散気流量制御装置９へ入力する。
【００８２】
また、散気流量制御装置９は、マイクロプロセッサなどからなる演算処理部９１、外部信号の入力ポートや出力ポート、さらにはキーボードなどからなる入出力部９２、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などからなる表示部９３などを含んで構成される。なお、これらの構成は、いわゆるパソコンの構成とも同じなので、散気流量制御装置９は、パソコンにより構成することもできる。
【００８３】
次に、図１３を参照して、気泡センシングユニット８の構成について説明する。図１３は、気泡センシングユニット８が膜エレメント２１の下端部に取り付けられた様子を示した図で、（ａ）は正面視の断面図、（ｂ）は側面視の断面図である。
【００８４】
図１３に示すように、膜エレメント２１の下端部に取り付けられた気泡センシングユニット８は、気泡センサ部８１を備える。ここで、気泡センサ部８１は、気泡検出用の複数の対電極８２が配列されて構成されたものであり、対電極８２は、正極８２ａおよび負極８２ｂからなり、正極８２ａおよび負極８２ｂは、わずかな間隙８２ｃにより離間されている。
【００８５】
一般に、活性汚泥混合液１１の電気伝導度と空気の電気伝導度とは大きく異なる。そこで、気泡センサ部８１は、気泡検出用の対電極８２（正極８２ａおよび負極８２ｂ）間の電気伝導度（電気抵抗）を検出することにより、その対電極８２部分が活性汚泥混合液１１中にあるか、気泡１２中にあるかを識別する。すなわち、気泡センサ部８１は、対電極間の電気伝導度の変化を、例えば、電圧変化のタイミング信号として検出し、その検出した電圧変化のタイミング信号を散気流量制御装置９へ入力する。
【００８６】
なお、気泡センサ部８１は、複数の対電極８２を有するが、対電極８２によって得られる電気伝導度の変化を表す電圧変化のタイミング信号は、対電極８２ごとに独立して散気流量制御装置９へ入力する。
【００８７】
散気流量制御装置９の演算処理部９１は、入出力部９２を介して入力される対電極８２からの電圧変化のタイミング信号の時間的な統計をとることによって、その対電極８２部分を通過する気泡１２の通過頻度や、通過する気泡１２の複数の対電極８２間での相対的な容積比などを算出する。
【００８８】
また、気泡センサ部８１の対電極８２は、図１３に示すように、膜間流路２２の入口部分に、複数個、所定の間隔で並べて設けられている。従って、演算処理部９１は、対電極８２から入力される電圧変化のタイミング信号を時間的に統計処理したデータに基づき、膜間流路２２ごとに、その膜間流路２２に流入する気泡１２の空間的な気泡量分布を算出することができる。
【００８９】
図１４は、膜間流路２２に流入する気泡１２の気泡量分布を表示部９３に表示した表示画面の例を示した図である。この図の場合、膜エレメント２１の間に形成される膜間流路２２は３つあり、それぞれの膜間流路２２の下方には、それぞれの膜間流路２２に対応するように、３本の散気管４が設けられているものとしている。
【００９０】
図１４において、「開閉弁開度」は、３本のそれぞれの散気管４に連通する送気管５１の途中に設けられた開閉弁５３の開度を表したものである。また、図１４の画面中央部に描かれた３つのグラフは、３つの膜間流路２２それぞれにおける「気泡量分布」を表したものである。ここで、その気泡量分布は、オペレータによって設定される時間、例えば、２０秒ごとに平均して算出されたものである。
【００９１】
ここで、図１４の画面において、３つの「気泡量分布」グラフの下方の「気体流量比」および「積算気体流量」は、それぞれの膜間流路２２（丸囲み１〜３）ごとの統計により求められた値である。さらに、３つの「気泡量分布」グラフの右方の「気体流量比」および「積算気体流量」は、それぞれの膜間流路２２を「膜間左部」、「膜間中央部」および「膜間右部」に分割し、その分割した各部ごとのの統計により求められた値である。また、これらの統計処理における「積算開始時刻」および「積算時間」が画面右下部に表示される。
【００９２】
なお、図１４の画面における「気体流量比」は、散気管４から放出される気泡１２の総量を１００としたとき、膜間流路２２（丸囲み１〜３）のそれぞれに流入する気泡量の流量比であり、また、「膜間左部」、「膜間中央部」および「膜間右部」のそれぞれに流入する気泡量の流量比である。
【００９３】
以上のような構成の水処理装置１００ｃにおいては、散気流量制御装置９は、膜間流路２２に流入する気泡１２の気泡流量分布およびその統計量を取得することができるので、散気管４から放出する気泡１２の気泡流量に対し、フィードバック制御することが可能になる。
【００９４】
例えば、ある膜間流路２２の積算気体流量が他に比べて小さくなった場合には、散気流量制御装置９は、その膜間流路２２の直下の散気管４に連通する送気管５１に設けられている開閉弁５３の開度を大きくすることにより、その散気管４から放出される気泡１２の量を増加させるようにする。このように、散気流量制御装置９は、散気管４から放出される気泡１２の気泡流量をフィードバック制御することにより、膜間流路２２ごとの気体流量比や積算気体流量が、いずれも同じになるように制御することができるようになる。
【００９５】
以上、本実施形態によれば、膜間流路２２ごとの気体流量比や積算気体流量が、常に、同じになるように制御することができるので、膜間流路２２ごとの膜エレメント２１表面の洗浄の偏りを防止することができ、より良好な洗浄効果を得ることができる。
【００９６】
続いて、第５の実施形態の変形例について説明する。第５の実施形態における水処理装置１００ｃ（図１２参照）においては、膜間流路２２の膜間左部、膜間中央部および膜間右部のそれぞれの部分の気体流量比を制御することはできない。そこで、ここでは、すでに設けられている散気管４の上方または下方に、その散気管４に直交し、例えば、膜間左部、膜間中央部および膜間左部のそれぞれに対応するように新たな３本の散気管（図示せず）を設ける。このとき、新たな散気管は、すでに設けられている散気管４と同様にそれぞれ独立した送気管５１を介して散気ブロア５に連通し、その途中には、散気流量制御装置９からの信号によりその開度が制御される開閉弁５３が設けられているものとする。
【００９７】
この場合には、散気流量制御装置９は、新たに設けた散気管から放出される気泡１２の量を制御することが可能になるので、膜間左部、膜間中央部および膜間左部のそれぞれの部分の気体流量比や積算気体流量を制御することが可能になる。従って、散気流量制御装置９は、膜間流路２２ごとだけではなく、膜間左部、膜間中央部および膜間左部ごとにも、その気体流量比や積算気体流量がいずれも同じになるように制御することができるようになる。
【００９８】
すなわち、この実施形態の変形例によれば、膜間流路２２のあらゆる部分の気体流量比や積算気体流量を同じにすることが可能になる。従って、膜エレメント２１表面の洗浄の偏りを防止することができ、より良好な洗浄効果を得ることができる。
【００９９】
なお、さらに補足すると、この実施形態の変形例においては、膜間流路２２内に必ずしも主流部２３が形成される必要はない。従って、散気管４の上面に形成される散気孔４１は、必ずしも、中央部の散気孔４１の径を両端部の散気孔４１の径より大きくする必要はない。散気孔４１の径をすべて同じにしてもよい。
【０１００】
例えば、何らかの微小擾乱によって、ある部分に流速の大きい主流部が形成されても、それによって膜差圧が不可逆的に急上昇する前、例えば、３分経過する前に、散気流量制御装置９が開閉弁５３を適宜制御して、散気管４（新たな散気管を含む）から、その主流部を打ち消すような量の気泡１２を放出させればよい。
【０１０１】
第５の実施形態については、さらに、次のような変形が可能である。
【０１０２】
第５の実施形態では、気泡センサ部８１としては、電極間の電気伝導度の変化を利用したが、電極間のキャパシタンスの変化を利用してもよく、また、歪ゲージや導電性ゴムなどを用いた圧力センサを利用してもよく、さらに、散気気体が高温気体である場合には、散気気泡の温度を検知する温度センサなどを利用してもよい。
【０１０３】
また、第５の実施形態では、演算処理部９１が、気泡センシングユニット８から出力される信号を処理し、その処理の結果得られたデータに基づき、開閉弁５３の開度を制御するとしているが、例えば、図１４のような表示部９３に表示された結果に基づき、オペレータが開閉弁５３の開度を制御するようにしてもよい。
【０１０４】
また、第５の実施形態では、気泡センシングユニット８を膜エレメント２１の下端部に取り付けたが、上端部に取り付けてもよい。また、気泡センシングユニット８は、膜エレメント２１に対して着脱可能に取り付けられてもよい。
【０１０５】
また、第５の実施形態では、散気ブロア５による散気流量を一定としているが、演算処理部９１が、気泡センシングユニット８から出力される信号を処理し、その処理の結果に基づき、散気ブロア５による散気流量を適宜制御するものとしてもよい。
【０１０６】
また、第５の実施形態において、活性汚泥混合液１１の流速を向上させる目的で、気泡センシングユニット８の形状を流路抵抗の小さい流線型や楔型としてもよい。
【０１０７】
また、第５の実施形態では、気泡センシングユニット８を膜エレメント２１に取り付けたが、膜ユニットフレーム２４に取り付けてもよく、膜ユニットフレーム２４に着脱可能に取り付けてもよい。
【０１０８】
また、第５の実施形態において、膜ユニット２の直上または直下の少なくとも一方に、第１および第２の実施形態で説明した流速調整体３，３ａ〜３ｄを、設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水処理装置の構成の例を示した図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る流速調整体の構造の例を示した図。
【図３】流速調整体へ流入する上昇流の流入流速分布と、流速調整体から流出する上昇流の流出流速分布との関係の例を示した図。
【図４】主流部形成の原理を説明するための図。
【図５】流速調整体を構成する抵抗体の形状の変形例を示した図。
【図６】流速調整体の外形形状の変形例を示した図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る流速調整部の正面視の断面構造の例を示した図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る散気管における散気孔の配置の例を示した図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る散気管の散気孔から放出される気泡量分布の例を示した図。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る水処理装置の構成の例を示した図。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る散気管から放出される気泡量分布の例を示した図。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る水処理装置の構成の例を示した図。
【図１３】気泡センシングユニットが膜エレメントの下端部に取り付けられた様子を示した図。
【図１４】膜間流路に流入する気泡の気泡量分布を表示部に表示した表示画面の例を示した図。
【符号の説明】
【０１１０】
１      生物処理槽
２      膜ユニット
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ      流速調整体
４，４ａ，４ｂ      散気管
５      散気ブロア
６      吸引ポンプ
７      散気流量制御装置
８      気泡センシングユニット
９      散気流量制御装置
１１    活性汚泥混合液
１２    気泡
１３    被処理水流入口
２１    膜エレメント
２２    膜間流路
２３    主流部
２４    膜ユニットフレーム
３１，３１ａ，３１ｂ    抵抗体
３２    フレーム
３３    板状抵抗体
４１，４１ａ，４１ｂ    散気孔
５１    送気管
５２    散気流入口
５２ａ  左散気流入口
５２ｂ  右散気流入口
５３    開閉弁
６１    吸水管
６２    処理水排水口
８１    気泡センサ部
８２    対電極
８２ａ  正極
８２ｂ  負極
８２ｃ  間隙
９１    演算処理部
９２    入出力部
９３    表示部
１００，１００ｂ，１００ｃ  水処理装置
【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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【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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