KR101495375B1 - 산기 장치의 세정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고액 혼합 처리액의 여과액 회수 시에 있어서의 산기 장치의 세정 방법에 관한 것이다. 상기 산기 장치(15)는 막 분리 오니 처리에 이용되는 산기 장치이고, 적어도 1개의 탈기 블로어(B)에 접속된 에어 메인관(18)과, 그 에어 메인관(18)의 도중에 합류하는 액체 공급관과, 상기 에어 메인관(18)으로부터 분기되는 기체 공급관(16)을 통해 수평으로 접속된 분기관로(25)와, 상기 분기관로(25)에 직교하여 수평으로 배치되어 대략 연직 하향으로 개방되는 복수의 산기 구멍을 갖는 복수의 산기관(17)을 구비하고 있다. 상기 분기관로 내의 기체 유속을 1m/sec 이상, 8m/sec 이하의 범위로 설정하는 동시에, 상기 분기관로 내의 액체의 공급량을 0.03L/min/㎟ 이상, 0.2L/min/㎟ 이하의 범위로 설정한다. 이러한 구성에 의해, 기액 혼합 유체에 의한 산기관(17)의 산기 구멍에 부착되어 폐색시키고 있는 고형 오니를 효율적으로 제거하기 위해, 배수의 처리를 정지시키지 않고 산기관을 임의의 시기에 세정할 수 있다.

Description

산기 장치의 세정 방법 {METHOD OF CLEANING AIR DIFFUSER APPARATUS}

본 발명은 통상의 배수 처리나 정수 처리, 막 분리 활성 오니 처리 등에 적용되는 탈기조 내의 처리액에 침지 배치되는 막 여과 유닛의 산기 장치를 세정하는 세정 방법에 관한 것이다.

본 발명의 장치가 적용되는 대표적인 예인 막 분리 활성 오니 처리 방법은, 예를 들어 공업용 배수나 생활용 배수 중에 포함되는 유기물, 혹은 미생물이나 세균류를 포함하는 배수를 생물학적으로 처리하여, 각종 분리막을 사용하여 고액 분리를 행하여 처리수를 처리수조로 회수하거나, 혹은 방류하고 있다. 통상의 막 분리 활성 오니 처리 장치는 원수 조정조와 탈질조와 탈기조를 구비하고 있고, 원수 조정조에서는 조 내의 액면을 액면계에 의해 측정하고, 송액 펌프를 간헐 구동하여 조 내의 액면 높이를 소정의 범위 내로 되도록 조정하고 있다. 송액 펌프에 의해 보내지는 원수는 탈질조로 도입된 후, 탈질조로부터 넘쳐 흐르는 원수를 인접하는 탈기조에 유입시킨다. 이 탈기조에는 막 여과 유닛이 침지하여 배치되어 있다. 이 막 여과 유닛에서 활성 오니의 오염 물질과 처리수로 막 분리하여, 여과된 처리수를 흡인 펌프에 의해 흡인하여 처리수조로 회수하거나 혹은 방류한다. 탈기조 내의 잉여 오니의 대부분은 오니 저장조로 보내져 저장되고, 건조한 후 소각 처분된다. 또한, 잉여 오니의 일부는 송액 펌프에 의해 상기 탈질조로 반송되어, 탈질조와 탈기조 사이를 순환한다.

상기 막 여과 유닛의 대표적인 예는, 다수의 다공성 중공사를 동일 평면 상에 평행하게 배열한 시트 형상의 중공사막 엘리먼트를 소요의 간격을 두고 복수매 배열하여 얻어지는 중공사막 모듈과, 상기 중공사막 모듈의 하방에 배치된 산기 장치를 구비하고 있다. 상기 중공사막 모듈은 복수매의 중공사막 엘리먼트로 이루어지는 전체 형상이 대략 직육면체를 이루고 있다. 한쪽의 산기 장치는, 예를 들어 금속, 수지 등으로 이루어지는 파이프에 구멍이나 슬릿을 형성한 복수개의 산기관을 평행하게 배치하고, 각 산기관의 일단부를 탈기 블로어의 에어 공급 배관에 접속시키고 있다. 탈기 블로어로부터 보내지는 에어를 산기 장치를 통해 오니 중에 방출한다.

산기 장치로부터 방출된 에어는 기포로 되어 상승하고, 주위의 오니와 혼합되어 기액 혼합류로 되어, 상방의 중공사막 모듈의 중공사막 엘리먼트를 요동시킨다. 이 요동에 의해 중공사막 엘리먼트의 막면에 부착되는 부착 오니는 막면으로부터 박리되어, 막면의 막힘을 억제하는, 소위 에어 스크러빙 세정을 행한다. 생활 배수, 공장 배수 등을 처리하는 경우, 호기성 미생물의 존재 하에서 탈기조의 오니 중의 유기물에, 산기 장치로부터 발생한 공기를 접촉시킴으로써, 상기 유기물을 상기 호기성 미생물에 흡착ㆍ대사 분해시켜, 생물학적으로 오니 처리가 이루어진다.

상기 중공사막 모듈과 산기 장치는 상하가 개방된 직사각형 통 형상의 차폐판에 의해 둘러싸여 있다. 이 차폐판은 산기 장치로부터 발생하는 기포의 상승에 의해 기액 혼합류를 생성하고, 그 흐름을 상승류로부터 하강류로 유도하기 위한 벽부로 된다. 산기 장치로부터 방출되는 기포에 의해 발생한 기액 혼합류는 경사 방향으로 비산되지 않고, 똑바로 상승하여 중공사막 모듈에 효율적으로 접촉한다. 이때, 중공사막 모듈의 막면에 대한 기액 혼합류의 균일한 분산에 의해, 상술한 바와 같이 중공사막을 요동시켜 각 중공사막 엘리먼트를 균일하게 세정한다. 그 후, 기액 혼합류는 상기 차폐판의 상단부를 넘어 주변으로 흘러 하강하고, 전체적으로 상하 방향의 선회류를 형성한다. 이 선회류에 의해 활성 오니는 교반되어, 생물학적 처리가 균일화된다.

막 분리 모듈에는 다공성 중공사를 구성 부재로 하는 시트 형상의 중공사막 엘리먼트 외에도, 복수의 미세한 구멍을 갖는 여과막을 구비한 것이 사용되어 있고, 예를 들어 평막 타입, 관 형상막 타입, 주머니 형상막 타입 등의 다양한 공지의 분리막이 있다. 또한, 그 재질로서는, 셀룰로오스, 폴리올레핀, 폴리술폰, PVDF(폴리비닐리덴플로라이드), PTFE(폴리4불화에틸렌), 세라믹스 등을 들 수 있다. 그리고, 중공사막 엘리먼트를 사용한 중공사막 모듈은 단위 용적 당의 막 면적이 커지므로 많이 사용되고 있다.

상기 다공성 중공사에 형성되는 미세 구멍의 평균 구멍 직경은 일반적으로 한외 여과막이라고 불리는 막에서 평균 구멍 직경 0.001 내지 0.1㎛, 일반적으로 정밀 여과막이라고 불리는 막에서는 평균 구멍 직경 0.1 내지 1㎛이다. 예를 들어, 활성 오니의 고액 분리에 사용할 때에는 0.5㎛ 이하의 구멍 직경인 것이 바람직하고, 정수(淨水)의 여과와 같이 제균이 필요한 경우에는 0.1㎛ 이하의 구멍 직경인 것이 바람직하다.

그런데, 상기 산기 장치의 금속 파이프나 합성 수지관으로 이루어지는 산기관에는 개구가 연직 하방으로 향해진 산기 구멍이 복수 형성되어 있다. 따라서, 산기 장치로부터는 에어가 각 산기관을 통해 연직 하방을 향해 오니 중에 방출되어 기포로 되어 상승하지만, 잉여 오니는 산기 장치의 하방에 많이 존재하고, 그 오니가 산기관을 향해 흐르기 때문에, 각 산기관의 주위면에 오니가 부착되고, 결국은 그 부착된 오니가 산기관의 개구를 폐색해 버려, 산기가 불가능해지는 경우가 있다. 이를 방지하기 위해, 종래에도 산기관의 세정을 행하고 있다.

그 세정은, 예를 들어 흡인 펌프 및 탈기 블로어의 운전을 정지시켜, 산기 장치를 조 내부로부터 끌어올려 산기관을 세정하거나, 혹은 탈기 블로어에 설치된 스피로 미터에 의해 부착 오니를 흡인 배제하거나, 액체를 산기관 내부로 보내어 액압에 의해 폐색 오니를 배제하는 것 등에 의해 행해지고 있었다. 그러나, 일시적이기는 하나 배수 처리를 전면적으로 정지하는 것은, 처리 효율 저하의 원인이 되므로, 가능한 한 피해야 한다.

본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 구체적인 목적은 배수의 처리를 정지시키지 않고 임의의 시기에 산기관의 세정을 행할 수 있는 고액 혼합 처리액의 여과액 회수 시에 있어서의 산기 장치의 세정 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 과제는 본 발명의 기본적인 구성인, 막 분리 모듈과 그 하방에 배치된 산기 장치를 구비한 막 여과 유닛을 처리조 내에 침지 배치하고, 상기 산기 장치에 의한 산기와 동시에, 상기 막 분리 모듈에 의한 피처리액의 여과를 행하여, 상기 막 분리 모듈로부터 여과된 피처리액을 회수할 때에 실시되는 상기 산기 장치의 세정 방법이며, 상기 산기 장치는, 막 분리 오니 처리에 이용되는 산기 장치이고, 적어도 1개의 에어 메인관과, 상기 에어 메인관으로부터 막 여과 유닛 단위로 분기하는 기체 공급관과, 상기 에어 메인관의 도중에 합류하는 액체 공급관과, 상기 기체 공급관에 수평으로 접속되는 분기관로와, 상기 분기관로에 직교하여 수평으로 배치되어 연직 하향으로 개방되는 복수의 산기 구멍을 갖는 복수의 산기관을 구비하고 있고, 상기 산기 장치의 세정 방법은, 피처리액의 여과 정지시 이외의 시기에도, 상기 분기관로 내에 공급되는 기체에 액체를 합류시켜 기액 혼합류를 형성하여, 상기 기액 혼합류에 의해 산기 장치의 내부를 세정하는 것과, 상기 산기관의 세정시에 있어서의, 상기 분기관로 내의 기체 유속을 1m/sec 이상, 8m/sec 이하의 범위로 설정하는 동시에, 상기 분기관로 내의 액체의 공급량을 0.03L/min/㎟ 이상, 0.2L/min/㎟ 이하의 범위로 설정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 산기 장치의 세정 방법에 의해 효과적으로 해결된다.

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본 발명의 적합한 형태에 따르면, 상기 각 산기관에 있어서의 상기 산기 구멍의 개구 면적의 총합을, 상기 산기관의 단면 개구 면적보다도 작게 설정하는 것을 포함하고 있다. 또한, 상기 각 산기관의 단면 개구 면적에 상기 산기관의 개수를 곱한 값을, 상기 각 분기관로의 단면 개구 면적에 상기 분기관로의 개수를 곱한 값보다도 작게 설정하는 것이 바람직하다.

상기 구성으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 산기 장치의 세정 방법의 기본적인 사상은 탈기 블로어로부터 산기 장치로 보내지는 기체에 액체를 혼합시켜, 그 기액 혼합류를 산기관으로 보내고, 기액 혼합류의 유체압과 부착 오니를 용해시켜 날려 버림으로써, 부착 오니에 의해 폐색되어 있는 산기 구멍을 개통시키는 것이다. 이때의 기체에 대한 액체의 공급은 배수를 처리하고 있는 동안에 연속해서 행할 수도 있지만, 액체 공급관에 전자기식 개폐 밸브를 설치해 두고, 제어부로부터의 신호에 기초하여 미리 결정된 기간마다 액체를 공급하도록 해도 좋다.

예를 들어, 막 분리 활성 오니 처리에서는 막 여과 유닛의 막 모듈을 세정하기 위해, 여과 운전을 간헐적으로 행하고 있다. 구체적으로는, 예를 들어 6분간 여과 운전을 행한 후 1분간 여과 운전을 정지하고, 이것을 반복하고 있다. 이 여과 운전의 정지 시에 본 발명의 산기 장치의 세정 방법을 실시하면, 배수 처리를 연속해서 행하면서 세정 조작을 행할 수 있다.

여기서, 에어를 탈기 블로어로부터 기체 공급관을 통해 산기 장치로 보내는 도중에, 에어에 기체 공급관로를 통해 액체(물 또는 처리수)를 합류시키면, 액체가 에어와 혼합되어, 기체가 큰 기포로 되어 산기관을 흐른다. 여기서, 기액 혼합류 내의 에어의 일부는 산기관 내에서 액 중을 상승하여, 산기관 내의 상부 내벽부에 모이고, 그 내압으로 액체를 하부 내벽부로 압박하므로, 액체의 대부분이 부착 오니에 접촉한다. 이때, 동시에 액체 중의 기포가 분산되어 부착 오니의 용해를 촉진시킨다. 분기관로 내를 흐르는 기체의 유속이 8m/sec를 초과하면, 분기관로의 하류측의 액체가 기체에 의해 눌려 상류측보다도 액량이 늘어난다. 산기관은, 통상 분기관로에 수평으로 사다리 형상으로 설치되어 있다. 전술한 바와 같이, 기체의 유속이 8m/sec를 초과하면 분기관로의 하류측에서 관 내의 액량이 늘어나므로, 하류측에 배치된 산기관 내의 기액 혼합체에 의한 세정이 상류측의 산기관 내의 기액 혼합체에 의한 세정을 상회하여, 분기관로의 길이 방향에서 세정 불균일이 발생하여 균일한 세정을 할 수 없다. 한편, 기체의 유속이 1m/sec보다 적은 경우에는 반대로 하류측으로의 공급량이 적어져, 전술한 바와 마찬가지로, 분기관로의 길이 방향에서 세정 불균일이 발생하여 균일한 세정을 할 수 없다.

또한, 유측 액체의 공급량이 0.03L/min/㎟보다도 적으면, 부착 오니의 습윤〔용해〕이 진행되지 않아, 대폭으로 세정 효과가 저하된다. 또한, 유측 액체의 공급량이 0.2L/min/㎟보다도 많은 경우, 부착 오니의 습윤은 충분히 진행되지만, 필요 이상의 양을 산기관 내로 흘리게 되어, 경제성에 지장을 초래해 버린다.

또한, 각 산기관에 있어서의 상기 산기 구멍의 개구 면적의 총합을, 상기 산기관의 단면 개구 면적보다도 작게 설정함으로써, 산기관 내의 유체압이 부착 오니를 압박 파괴하기 쉬워진다. 이때, 상기 각 산기관의 단면 개구 면적에 상기 산기관의 개수를 곱한 값을, 상기 각 분기관로의 단면 개구 면적에 상기 분기관로의 개수를 곱한 값보다도 작게 설정하면, 동일한 이유에 의해 산기관 내에 부착 오니의 압박 파괴에 필요한 유체압을 얻기 쉬워진다.

도 1은 본 발명의 대표적인 실시 형태인 산기 장치의 세정 방법이 적용되는 여과수 회수 장치의 개략 구성을 도시하는 설명도이다.
도 2는 통상의 막 여과 유닛의 전체 구성을 일부 파단하여 도시하는 입체도이다.
도 3은 중공사막 모듈의 구성 부재인 막 엘리먼트의 구성예를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는 막 여과 유닛의 구성 부재의 하나인 산기 장치의 입체도이다.

이하, 본 발명의 적합한 실시 형태를 도면에 기초하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 고액 혼합 처리액의 여과액 회수 시에 있어서의 산기 장치의 세정 방법을 실시하는 데 적합한 막 분리 활성 오니 처리 장치에 있어서의 탈기 공정의 개략 구성을 도시하고 있다.

막 분리 활성 오니 처리 장치에 따르면, 도시하지 않은 원수 조정조로 도입되는 원수는 소정의 액체면 범위 내를 유지하도록, 도시하지 않은 송액 펌프에 의해 마찬가지로 도시하지 않은 탈질조로 간헐적으로 도입된 후, 탈질조로부터 넘쳐 흐르는 원수를 인접하는 탈기조(4)로 유입시킨다. 이 탈기조(4)의 오니 중에는 다수기의 막 여과 유닛(5)이 침지하여 배치되어 있다. 이 막 여과 유닛(5)에서 활성 오니와 처리수로 막 분리된 처리수는 흡인 펌프(Pv)에 의해 처리수조로 흡인에 의해 송액되어 회수되거나, 혹은 그대로 방류된다. 한편, 탈기조(4)에서 탈기 처리되어 증식된 미생물 등으로 이루어지는 농축 오니의 일부는 도시하지 않은 오니 저장조에 저장된다. 또한, 탈기조(4)의 내부의 농축 오니의 일부는 도시하지 않은 송액 펌프에 의해 상기 탈질조로 반송되어, 탈질조와 탈기조 사이를 순환한다.

도 2는 통상의 막 여과 유닛(5)의 대표적인 예를 나타내고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이 막 여과 유닛(5)은 섬유 길이 방향을 수직으로 배치한 복수매의 중공사막 엘리먼트(10)를 병렬시켜 지지 고정된 중공사막 모듈(9)과, 상기 중공사막 모듈(9)의 하방에 소요의 간격을 두고 배치되는 산기 장치(15)를 포함하고 있다. 상기 중공사막 엘리먼트(10)는 다수개의 다공성 중공사(10a)를 평행하게 병렬시킨 막 시트(11)의 상단부 개구 단부를 포팅재(11a)를 통해 여과수 취출관(12)에 연통 지지시키는 동시에, 하단부를 폐색하여 마찬가지로 포팅재(11a)를 통해 하부 프레임(13)에 의해 고정 지지시키고, 상기 여과수 취출관(12) 및 하부 프레임(13)의 각 양단부를 한 쌍의 종레버(14)에 의해 지지하여 구성된다. 다수매의 중공사막 엘리먼트(10)가, 시트면을 연직으로 하여 상하 단부면이 개방된 직사각형 통 형상의 상부 벽재(20)의 대략 전체 용적 내에 수용되어 병렬 지지된다. 여기서, 상기 중공사막 엘리먼트(10)는, 일반적으로는 도 3에 도시한 바와 같이 다수개의 다공성 중공사(10a)가 동일한 간극을 갖게 하여 동일 평면 상을 병렬하여 배치되어 있다.

본 실시 형태에 있어서, 상기 다공성 중공사(10a)는 중심부를 따라서 길이 방향으로 중공으로 된 PVDF(폴리불화비닐리덴)의 다공질 중공사가 사용되고 있고, 그 여과 구멍의 구멍 직경은 0.4㎛이다. 또한, 1매당의 유효막 면적은 25㎡이다. 상기 시트 형상의 중공사막 엘리먼트(10)는 1막 여과 유닛(5)당 20매가 사용되고, 그 크기는 깊이가 30㎜, 폭이 1250㎜, 여과수 취출관(12)의 상면으로부터 하부 프레임(13)의 하면까지의 길이가 2000㎜이다. 산기 장치(15)도 포함한 1막 여과 유닛(5)의 크기는 깊이가 1552.5㎜, 폭이 1447㎜, 높이가 3043.5㎜이다. 상기 여과수 취출관(12)의 길이가 1280㎜, 그 재질은 ABS 수지이고, 종레버(14)의 재질은 SUS304가 사용되고 있다.

단, 다공성 중공사(10a), 여과수 취출관(12) 및 종레버(14) 등의 재질, 중공사막 엘리먼트(10)의 크기, 1막 여과 유닛(5)의 크기나 유닛 1기당의 중공사막 엘리먼트(10)의 매수 등은 용도에 따라서 다양하게 변경이 가능하다. 예를 들어, 중공사막 엘리먼트(10)의 매수로 말하면 처리량에 맞추어 20매, 40매, 60매, …로 임의로 설정할 수 있거나, 혹은 다공성 중공사(10a)의 재질에는 셀룰로오스계, 폴리올레핀계, 폴리술폰계, 폴리비닐알코올계, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리불화에틸렌 등, 종래 공지의 것을 적용할 수 있다.

각 중공사막 엘리먼트(10)의 상기 여과수 취출관(12)의 일단부에는 각 다공성 중공사(10a)에 의해 여과된 양질의 여과수(처리수)의 취출구(12a)가 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 각 취출구(12a)에는 도 2에 도시하는 막 여과 유닛(5)과 마찬가지로, 각각 L형 조인트(12b)가 시일재를 통해 액밀하게 설치된다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 상부 벽재(20)의 상단부의 상기 취출구(12a)가 형성되어 있는 측의 단부 테두리를 따라서 집수 헤더관(21)이 가로로 설치되어 있다. 이 집수 헤더관(21)은, 복수의 상기 취출구(12a)에 대응하는 위치에는 각각에 집수구(21a)가 형성되어 있고, 각 집수구(21a)에 상기 취출구(12a)와 동일한 L형 조인트(21b)가 시일재를 통해 액밀하게 설치되어 있다.

상기 여과수 취출관(12)의 처리수 취출구(12a)와 상기 집수 헤더관(21)의 집수구(21a)가, 각각에 설치된 L형 조인트(12b, 21b)끼리를 접속함으로써 통수(通水) 가능하게 연결된다. 집수 헤더관(21)의 일단부에는 흡인 펌프(Pv)와 여과수 흡인관로(22)를 통해 접속되는 급수구(21c)가 형성되어 있다. 각 집수 헤더관(21)마다 형성된 급수구(21c)와 상기 여과수 흡인관(22)은, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 여과수 흡인관(22)으로부터 각각 분기된 흡인관로(22a) 내에 개재 장착된 유량 조정 밸브(23)를 통해 연결되어 있다. 여기서, 상기 흡인관로(22a)는 집수 헤더관(21)으로부터 탈기조(4)의 액면보다 높은 상방 위치까지 상승되고, 각각이 수평으로 배치된 여과수 흡인관(22)에 접속되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 수평으로 배치되어 조 밖으로 연장되는 상기 여과수 흡인관(22)은, 조 밖에서 하방으로 굴곡되어 지상에 설치된 흡인 펌프(Pv)의 흡인구에 접속되어 있다. 이 흡인 펌프(Pv)의 토액구에는 액체 배출 관로가 접속되고, 여과수는 도시하지 않은 처리수조로 보내지거나, 그대로 방류된다.

상기 산기 장치(15)는, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 상부 벽재(20)의 하단부에 결합된, 동일하게 상하가 개방되는 직사각형 통체를 구비하고, 그 4코너의 하단부로부터 하방으로 연장되는 4개의 지주(24a)를 갖는 하부 벽재(24)의 저부에 수용 고정 설치되어 있다. 상기 산기 장치(15)는, 도 1에 도시한 바와 같이 외부에 배치된 탈기 블로어(B)와 에어 메인관(18)을 통해 접속된다. 구체적으로는, 관로가 분기되어 있고 또한 본 발명의 기체 공급 배관이기도 한 기체 공급관(16)을 구비하고 있다. 기체 공급관(16)의 개구 단부는 상기 하부 벽재(24)의 정면측 내벽면을 따라서 폭 방향으로 수평으로 연장 설치된 분기관로(25)의 일단부에 접속되어, 복수개의 산기관(17)이 상기 분기관로(25)의 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 사다리 형상으로 배치되고, 일단부가 분기관로(25)에 연통하여 고정 설치되는 동시에, 타단부가 배면측의 하부 벽재(24)의 내벽면을 따라서 수평으로 고정 설치되어 있다.

본 실시 형태에서는, 산기관(17)의 상기 기체 공급관(16)과의 접속측 단부는 상기 기체 공급관(16)의 내부와 연통하고 있고, 산기관(17)의 타단부는 폐색되어 있다. 본 실시 형태에 의한 산기 장치(15)는 복수기의 막 여과 유닛(5)마다 대응하여 배치되고, 동일한 탈기 블로어(B)로부터 보내지는 에어를, 각각의 산기 장치(15)에 분류시키기 위해, 상기 탈기 블로어(B)에 직접 접속된 에어 메인관(18)을 갖고, 상기 에어 메인관(18)으로부터 분기되어 있는 관로인 기체 공급관(16)을 통해 각 산기 장치(15)로 접속된다.

또한, 상기 에어 메인관(18) 또는 기체 공급관(16)에는 액체 공급관(26)이 합류되어 있다. 이 액체 공급관(26)에는 도시하지 않은 액체(물이나 처리 완료된 여과수) 공급원으로부터, 마찬가지로 도시하지 않은 송액 펌프에 의해 적극적으로 액체가 공급된다. 이때의 액체의 공급은 흡인 펌프(Pv)를 구동하고 있을 때, 즉 여과 운전을 행하고 있을 때 항상 송액을 유지시켜도 좋고, 혹은 여과 운전이 정지되어 있을 때에 행하도록 해도 좋다.

상술한 바와 같이, 동일 탈기조(4)에 침지된 복수기의 막 여과 유닛(5)은 각 흡인관로(22a)와 유량 조정 밸브(23)를 통해 동일한 여과수 흡인관(22)에 접속되어 있다. 오니 처리가 장기간에 걸쳐서 계속해서 행해지면, 막 여과 유닛(5)의 여과막의 표면에 막힘이 진행되므로, 여과 유량의 저하, 혹은 막간 차압의 상승이 발생한다. 이와 같은 막간 차압의 상승을 억제하기 위해, 중공사막 엘리먼트(10)의 하방에 배치된 상기 산기 장치(15)로부터 분출되는 에어와 오니액의 기액 혼합 유체를 이용하여, 소위 에어 스크러빙을 행하는 동시에, 각 다공성 중공사(10a)를 요동시켜 막면에 부착된 오니 물질을 박리하여 이탈시켜, 물리적인 세정을 행한다. 이때, 동시에 미생물에 의한 질화 반응을 활발화시켜 생물학적 처리를 행한다.

여기서, 탈기조(4)의 활성 오니는 막 여과 유닛(5)의 다공성 중공사(10a)의 중공부를 통해 고액 분리를 행하고, 여과수를 외부의 흡인 펌프(Pv)에 의해 적극적으로 흡인하여 도시하지 않은 처리수조로 보내어 회수한다. 본 실시 형태에서는, 이때의 운전을, 흡인 펌프(Pv)를 6분간 구동한 후 1분간 정지시키는 것을 반복하고 있다. 즉, 흡인 펌프(Pv)에 의한 여과수의 흡인 운전을 간헐적으로 행하고 있다. 이 여과 운전 시 및 정지 시에도 탈기 블로어(B)의 구동은 유지되고 있어, 항상 산기 장치(15)로 에어가 보내지고 있다. 그로 인해, 여과 운전시뿐만 아니라 여과 운전의 일시적인 정지 시에도, 산기 장치(15)로부터 방출되는 기포와 활성 오니의 기액 혼합액의 상승류에 의해, 중공사막 모듈(9)의 중공사막이 요동하여, 막면에 부착되는 오니 부착물은 막면으로부터 박리되어, 소위 에어 스크러빙 세정이 이루어지고 있다.

또한, 여과 운전의 정지 시에는, 중공사막 모듈(9)로부터의 여과수 흡인은 행해지지 않고, 에어 스크러빙만이 이루어지게 된다. 이때의 에어 스크러빙은 다공성 중공사(10a)가 여과 흡인을 행하고 있지 않으므로, 오니 부착물의 부착이 적어지므로, 세정 효과는 여과 운전 시와 비교하여 극히 높아져, 막간 차압의 회복 속도도 높아진다. 본 실시 형태에 있어서는, 이 여과 운전의 일시적인 정지 시에 맞추어, 상기 액체 공급관(26)을 통해 에어 메인관(18) 또는 기체 공급관(16) 내를 흐르는 에어 중에 여과수가 공급된다. 이 여과수가 공급되어 혼합되는 기액 혼합류는 산기 장치(15)의 분기관로(25)를 통해 복수의 산기관(17)에 도달한다.

이때, 산기관(17)으로 보내진 기액 혼합 유체 중의 에어의 일부는 여과수의 상면, 즉 산기관(17)의 상부 내벽부에 모여, 점차 내압을 높여 유체를 산기관(17)의 하부 내벽부로 압박하게 된다. 한편, 여과수 중의 에어는 기포로 되어 여과수 중을 유동하여 여과수에 난류를 일으키게 한다. 이 난류 효과와 상기 내압 상승에 의해, 산기관(17)의 산기 구멍을 폐색하여 굳어져 있는 부착 오니를 용해시키는 동시에, 산기 구멍으로부터 관 외부의 활성 오니 중으로 압출하여, 부착 오니를 효율적으로 배제한다.

본 발명에 있어서, 이 유체 공급관으로부터 공급되는 여과수의 유량은 0.032L/min/㎟ 이상, 0.2L/min/㎟ 이하의 범위에서 설정되는 것이 긴요하다. 보다 바람직하게는, 0.05L/min/㎟ 이상, 0.15Lmin/㎟ 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 여과수의 공급량이 0.03L/min/㎟보다 적으면, 에어에 대한 액체의 양이 지나치게 적어, 전술한 바와 같은 액체에 의한 효과를 기대할 수 없고, 부착 오니의 습윤이 진행되지 않아, 세정 효과가 대폭으로 저하된다. 또한, 0.2Lmin/㎟를 초과하면, 부착 오니의 습윤은 충분히 진행되지만, 필요 이상의 양을 산기관 내로 복귀시키게 되어, 처리 회수율의 저하나, 경제성에도 지장을 초래해 버린다.

상기 분기관로(25) 내를 흐르는 에어의 유속은 1m/sec 이상, 8m/sec 이하의 범위로 설정할 필요가 있다. 보다 바람직하게는, 2m/sec 이상, 5m/sec 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 5m/sec를 초과하면, 분기관로(25)의 기액 혼합류의 입구측과 하류 폐색측에서는 기액 혼합체의 관내 높이가, 기체의 유속의 영향을 받아 균일하지 않게 되는 경우가 있고, 8m/sec를 초과하면, 현저한 불균일이 나타나게 되어, 하류 폐색측의 쪽이 입구측보다도 관내 높이가 높아진다. 이와 같이, 하류 폐색측의 쪽이 입구측보다도 관내 높이가 높아지면 하류 폐색측에 배치된 산기관(17)의 액 높이가, 입구측에 배치된 산기관(17)의 액 높이보다도 높아져, 산기관의 내벽면 및 산기 구멍의 세정에 차이가 발생하여, 일부에서 부착 오니를 제거할 수 없게 될 수도 있다.

또한, 기체의 유속이 1m/sec보다 적은 경우에는, 반대로 하류측으로의 공급량이 적어져, 전술한 바와 마찬가지로, 기체 공급관의 길이 방향에서 세정 불균일이 발생하여 균일한 세정을 할 수 없다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 1개의 상기 산기관(17)의 상기 산기 구멍의 개구 면적의 총합을, 상기 산기관(17)의 단면 개구 면적보다도 작게 설정하고 있다. 또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 1개의 분기관로(25)에 각 산기관(17)의 일단부를 접속 고정시키고 있지만, 2개의 분기관로(25)에 각 산기관(17)의 양단부를 연통시켜 접속 고정시켜도 좋다. 결국, 상기 산기관(17)의 단면 개구 면적에 상기 산기관(17)의 개수를 곱한 값을, 상기 분기관로(25)의 단면 개구 면적에 상기 분기관로(25)의 개수를 곱한 값보다도 작게 설정하는 것도 중요하다. 이러한 관계로 개구 면적을 설정하면, 상기 액체와 기체의 혼합 효과가 더 높아져, 산기 장치(15)의 세정 효과를 대폭으로 향상시킬 수 있다.

이하에, 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 구체적으로 설명한다.

(제1 실시예)

내경이 100㎜이고 길이가 1400㎜인 평행한 2개의 분기관로 사이에, 내경이 25㎜, 길이가 1400㎜인 산기관을 등피치로 접속 고정하였다. 산기관에는 직경 5㎜의 개구를 연직 하방을 향한 9개의 산기 구멍을 피치 120㎜로 형성하였다. 분기관로를 흐르는 풍량을 200㎥/hr, 수량을 100L/min로 하고, 산기관의 기액 세정 시간을 1min, 6회/일의 비율로 행하였다(이때의 기체 유속은 7.1m/sec, 액체 공급량은 0.2L/minㆍ㎟). 이 운전을 6개월 행한 후에, 산기 구멍의 폐색 상태를 육안으로 조사한 결과, 폐색은 인정되지 않았다.

(제2 실시예)

제1 실시예와 동일한 산기관에서, 분기관로를 흐르는 풍량을 100㎥/hr, 물의 양을 1000L/min로 하고, 산기관의 기액 세정 시간을 1min, 6회/일의 비율로 행하였다(이때의 기체 유속은 3.6m/sec, 액체 공급량은 0.2L/minㆍ㎟). 이 운전을 6개월 행한 후에, 산기 구멍의 폐색 상태를 육안으로 조사한 결과, 폐색은 인정되지 않았다.

(제3 실시예)

제1 실시예와 동일한 산기관에서, 분기관로를 흐르는 풍량을 50㎥/hr, 물의 양을 100L/min로 하고, 산기관의 기액 세정 시간을 1min, 6회/일의 비율로 행하였다(이때의 기체 유속은 1.8m/sec, 액체 공급량은 0.2L/minㆍ㎟). 이 운전을 6개월 행한 후에, 산기 구멍의 폐색 상태를 육안으로 조사한 결과, 폐색은 인정되지 않았다.

(제4 실시예)

제1 실시예와 동일한 산기관에서, 분기관로를 흐르는 풍량을 200㎥/hr, 물의 양을 50L/min로 하고, 산기관의 기액 세정 시간을 1min, 6회/일의 비율로 행하였다(이때의 기체 유속은 7.1m/sec, 액체 공급량은 0.1L/minㆍ㎟). 이 운전을 6개월 행한 후에, 산기 구멍의 폐색 상태를 육안으로 조사한 결과, 폐색은 인정되지 않았다.

(제5 실시예)

제1 실시예와 동일한 산기관에서, 분기관로를 흐르는 풍량을 200㎥/hr, 물의 양을 15L/min로 하고, 산기관의 기액 세정 시간을 1min, 6회/일의 비율로 행하였다(이때의 기체 유속은 7.1m/sec, 액체 공급량은 0.03L/minㆍ㎟). 이 운전을 6개월 행한 후에, 산기 구멍의 폐색 상태를 육안으로 조사한 결과, 산기관 내로의 오니 부착이 약간 인정되었지만, 폐색은 인정되지 않았다.

(제1 비교예)

물의 공급량을 10L/min로 한 것 이외의 조건은 제1 실시예와 모두 동일하게 하였다(이때의 기체 유속은 7.1m/sec, 액체 유량은 0.02L/minㆍ㎟). 이 운전을 6개월 행한 후에, 산기 구멍의 폐색 상태를 육안으로 조사한 결과, 산기관 내로의 오니 부착이 인정되고, 산기관의 각 부분에 산기 구멍 폐색이 인정되었다.

(제2 비교예)

공기의 공급량을 350㎥/hr로 하는 것 이외의 조건을, 제1 실시예와 모두 동일하게 하였다(이때의 기체 유속은 12m/sec, 액체 유량은 0.2L/minㆍ㎟). 이 운전을 6개월 행한 후에, 산기 구멍의 폐색 상태를 육안으로 조사한 결과, 산기관 내로의 오니 부착이 인정되고, 상류측 산기관의 산기 구멍 폐색도 몇 군데에 걸쳐서 인정되었다.

4 : 탈기조
5 : 막 여과 유닛
9 : 중공사막 모듈
10 : 중공사막 엘리먼트
10a : 다공성 중공사
11 : 막 시트
11a : 포팅재
12 : 여과수 취출관
12a : 여과수 취출구
12b : L형 조인트
13 : 하부 프레임
14 : 종레버
15 : 산기 장치
16 : 기체 공급관
17 : 산기관
18 : 에어 메인관
20 : 상부 벽재
21 : 집수 헤더관
21a : 집수구
21b : L형 조인트
21c : 급수구
22 : 흡인관
22a : 흡인관로
23 : 유량 조정 밸브
24 : 하부 벽재
24a : 지주
25 : 분기관로
26 : 액체 공급관
Pv : 흡인 펌프
B : 탈기 블로어

Claims (3)

1. 막 분리 모듈과 그 하방에 배치된 산기 장치를 구비한 막 여과 유닛을 처리조 내에 침지 배치하고, 상기 산기 장치에 의한 산기와 동시에, 상기 막 분리 모듈에 의한 피처리액의 여과를 행하여, 상기 막 분리 모듈로부터 여과된 피처리액을 회수할 때에 실시되는 상기 산기 장치의 세정 방법이며,
   상기 산기 장치는, 막 분리 오니 처리에 이용되는 산기 장치이고,
   적어도 하나의 에어 메인관과,
   상기 에어 메인관으로부터 막 여과 유닛 단위로 분기하는 기체 공급관과,
   상기 에어 메인관의 도중에 합류하는 액체 공급관과,
   상기 기체 공급관에 수평으로 접속되는 분기관로와,
   상기 분기관로에 직교하여 수평으로 배치되어 연직 하향으로 개방되는 복수의 산기 구멍을 갖는 복수의 산기관을 구비하고 있고,
   상기 산기 장치의 세정 방법은,
   피처리액의 여과 정지시 이외의 시기에도, 상기 분기관로 내에 공급되는 기체에 액체를 합류시켜 기액 혼합류를 형성하여, 상기 기액 혼합류에 의해 산기 장치의 내부를 세정하는 것과,
   상기 산기관의 세정시에 있어서의, 상기 분기관로 내의 기체 유속을 1m/sec 이상, 8m/sec 이하의 범위로 설정하는 동시에, 상기 분기관로 내의 액체의 공급량을 0.03L/min/㎟ 이상, 0.2L/min/㎟ 이하의 범위로 설정하는 것을
   포함하는 것을 특징으로 하는, 산기 장치의 세정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 산기관에 있어서의 상기 산기 구멍의 개구 면적의 총합을, 상기 산기관의 단면 개구 면적보다도 작게 설정하는 것을 포함하여 이루어지는, 산기 장치의 세정 방법.
3. 제1항 또는 제2 항에 있어서, 상기 각 산기관의 단면 개구 면적에 상기 산기관의 개수를 곱한 값을, 상기 각 분기관로의 단면 개구 면적에 상기 분기관로의 개수를 곱한 값보다도 작게 설정하는 것을 포함하여 이루어지는, 산기 장치의 세정 방법.

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