(57)【要約】【課題】本発明は、生物処理が不要な膜を用いた膜濾過処理を実行することができる排水処理装置を提供する。【解決手段】排水処理装置１０は、ＦＯ膜モジュール１３を有する膜濾過処理部１２を備え、ＦＯ膜モジュール１３は内部空間３１を有するＦＯ膜２３と、ＦＯ膜２３の内部空間３１に格納される阻流板３２を有し、ＦＯ膜２３及び阻流板３２の間には間隙が形成され、阻流板３２の外縁及びＦＯ膜２３の間には外縁端間隙３３が形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段と、
前記駆動溶液の流路を形成する形成手段と、を備え、
前記除去手段と前記形成手段の間には間隙が形成されていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
前記除去手段が前記排水から受ける圧力は、前記除去手段が前記駆動溶液から受ける圧力よりも高いことを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。
【請求項３】
夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段と、
前記除去手段の外縁から前記除去手段に前記駆動溶液を供給する供給手段と、
前記除去手段の中央に配設され、前記駆動溶液及び前記排水に含まれる水分を集水する集水手段と、を備えることを特徴とする排水処理装置。
【請求項４】
夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段と、
前記除去手段の中央から前記除去手段に前記駆動溶液を供給する供給手段と、
前記除去手段の外縁に配設され、前記駆動溶液及び前記排水に含まれる水分を集水する集水手段と、を備えることを特徴とする排水処理装置。
【請求項５】
前記供給手段は少なくとも１つの供給孔を有するとともに、前記集水手段は少なくとも１つの集水孔を有することを特徴とする請求項３又は４記載の排水処理装置。
【請求項６】
夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段と、
前記駆動溶液の流路を形成する形成手段と、を備え、
前記形成手段は複数の阻流壁を有し、各阻流壁は、前記排水に含まれ且つ前記除去手段を透過した水分及び前記駆動溶液の流れ方向を規制することを特徴とする排水処理装置。
【請求項７】
夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段と、
前記駆動溶液の流路を形成する形成手段と、を備え、
前記除去手段と前記形成手段の間には間隙が形成されていることを特徴とする膜エレメント。
【請求項８】
夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段と、
前記除去手段の外縁から前記除去手段に前記駆動溶液を供給する供給手段と、
前記除去手段の中央に配設され、前記駆動溶液及び前記排水に含まれる水分を集水する集水手段と、を備えることを特徴とする膜エレメント。
【請求項９】
夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段と、
前記除去手段の中央から前記除去手段に前記駆動溶液を供給する供給手段と、
前記除去手段の外縁に配設され、前記駆動溶液及び前記排水に含まれる水分を集水する集水手段と、を備えることを特徴とする膜エレメント。
【請求項１０】
夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段と、
前記駆動溶液の流路を形成する形成手段と、を備え、
前記形成手段は複数の阻流壁を有し、各阻流壁は、前記排水に含まれ且つ前記除去手段を透過した水分及び前記駆動溶液の流れ方向を規制することを特徴とする膜エレメント。
【請求項１１】
夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段を備える排水処理装置によって実行される排水処理方法において、
前記除去手段に前記駆動溶液を供給する供給ステップと
前記夾雑物及び前記溶解性物質を前記排水から除去する除去ステップと、
前記排水に含まれる水分が前記除去手段を透過して前記駆動溶液に混合される混合ステップと、
前記駆動溶液及び前記駆動溶液に混合された水分を集水する集水ステップと、を有することを特徴とする排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排水処理装置、膜エレメント及び排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、精密ろ過膜（ＭＦ（Microfiltration）膜）や限外ろ過膜（ＵＦ（Ultrafiltration）膜）を用いて下水等の排水を処理する膜分離活性汚泥法が排水処理方法として知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
膜分離活性汚泥法では、排水中に溶解している有機物（以下、「溶解性物質」という。）を除去するための生物処理及び排水中に分散されている夾雑物をＭＦ膜やＵＦ膜によって排水から分離除去する膜濾過処理が実行され、その後、生物処理及び膜濾過処理が実行された排水は河川等に放流される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１８０７０４号公報
【特許文献２】特開平７−１８５２６９号公報
【特許文献３】特開平１０−０１５５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＭＦ膜やＵＦ膜を用いた膜濾過処理は、ＭＦ膜やＵＦ膜が溶解性物質を捕捉しないため、生物処理を実行して溶解性物質を排水から除去した後に実行されなければならないが、生物処理を実行せず溶解性物質を捕捉する膜を用いた膜濾過処理を実行する排水処理の実現が要請されている。
【０００６】
すなわち、従来は生物処理が不要な膜を用いた膜濾過処理を実行することができないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、生物処理が不要な膜を用いた膜濾過処理を実行することができる排水処理装置、膜エレメント及び排水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の排水処理装置は、夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段と、前記駆動溶液の流路を形成する形成手段と、を備え、前記除去手段と前記形成手段の間には間隙が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の膜エレメントは、夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段と、前記駆動溶液の流路を形成する形成手段と、を備え、前記除去手段と前記形成手段の間には間隙が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の排水処理方法は、夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ前記排水以外の駆動溶液の間に配設され、前記排水から前記夾雑物及び溶解性物質を取り除き且つ前記排水に含まれる水分を前記駆動溶液に透過させる除去手段を備える排水処理装置によって実行される排水処理方法において、前記除去手段に前記駆動溶液を供給する供給ステップと、前記夾雑物及び前記溶解性物質を前記排水から除去する除去ステップと、前記排水に含まれる水分が前記除去手段を透過して前記駆動溶液に混合される混合ステップと、前記駆動溶液及び前記駆動溶液に混合された水分を集水する集水ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、生物処理が不要な膜を用いた膜濾過処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る排水処理装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１におけるＦＯ膜モジュールを説明するために用いられる図であり、図２（Ａ）は膜濾過処理部が有する複数のＦＯ膜モジュールの平面図を示し、図２（Ｂ）は膜濾過処理部が有する複数のＦＯ膜モジュールの正面図を示し、図２（Ｃ）は図２（Ａ）及び図２（Ｂ）における回転軸が有する回転軸流路を説明するために用いられる図である。
【図３】図２（Ｂ）におけるＦＯ膜エレメントのＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図３のＦＯ膜エレメントの変形例を説明するために用いられる図である。
【図５】図１の排水処理装置によって実行される排水処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】図２（Ｂ）におけるＦＯ膜エレメントの第１の変形例を説明するために用いられる概略図である。
【図７】図６のＦＯ膜エレメントの第１の変形例を説明するために用いられる図である。
【図８】図６のＦＯ膜エレメントの第２の変形例を説明するために用いられる図である。
【図９】図２（Ｂ）のＦＯ膜エレメントの第２の変形例を説明するために用いられる図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る排水処理装置１０を概略的に示すブロック図である。
【００１５】
図１の排水処理装置１０は、排水中に含まれる大型の夾雑物を分離除去するためのスクリーン（不図示）が設置されている分離除去部１１及び大型の夾雑物が分離除去された排水を膜濾過する膜濾過処理部１２を備え、膜濾過処理部１２は膜モジュール、例えば、ＦＯ（Forward Osmosis）膜モジュール１３を複数有し、各ＦＯ膜モジュール１３は大型の夾雑物が分離除去され、分離除去部１１から膜濾過処理部１２に送られた排水に浸漬されている。また、排水処理装置１０は、海水等の駆動溶液ＤＳ（Draw Solution））をＦＯ膜モジュール１３に供給する駆動溶液供給部１４を備える。
【００１６】
図２は、図１におけるＦＯ膜モジュール１３を説明するために用いられる図であり、図２（Ａ）は膜濾過処理部１２が有する複数のＦＯ膜モジュール１３ａ，１３ｂの平面図を示し、図２（Ｂ）は膜濾過処理部１２が有する複数のＦＯ膜モジュール１３ａ，１３ｂの正面図を示し、図２（Ｃ）は図２（Ａ）及び図２（Ｂ）における回転軸２２ａ，２２ｂが有する回転軸流路２４を説明するために用いられる図である。
【００１７】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）において、ＦＯ膜モジュール１３ａ，１３ｂは円板状の複数のＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂと、各ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂを一定間隔で固定する回転軸２２ａ，２２ｂとを備え、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂはＦＯ膜２３（除去手段）を備える。
【００１８】
ＦＯ膜２３は、所定の溶質濃度の溶液αと溶液αよりも溶質濃度の高い溶液βとの間に介在するとき、正浸透作用に基づいてＦＯ膜２３に生じる浸透圧以外の負荷をかけることなく溶液αの溶質を捕捉する。このとき、溶液αの溶媒はＦＯ膜２３を透過して溶液βに混合される。本実施の形態では、ＦＯ膜２３は排水と駆動溶液ＤＳとの間に介在するように配置され、駆動溶液ＤＳの溶質濃度は排水の溶質濃度よりも高く調整されている。したがって、ＦＯ膜２３が排水から受ける圧力はＦＯ膜２３が駆動溶液ＤＳから受ける圧力よりも高く、排水中の水分はＦＯ膜２３を透過して駆動溶液ＤＳに混合される。このとき、ＦＯ膜２３は一般的に分子量１００程度を越える物質を阻止する能力を有するので、排水中の夾雑物だけでなく、従来、生物処理による除去が必要であった溶解性物質をも捕捉する。なお、ＦＯ膜２３を透過した水分は駆動溶液ＤＳとともに集水されて膜濾過処理部１２から排出される（図１）。
【００１９】
ＦＯ膜モジュール１３ａ，１３ｂは、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂが交互に配置され且つＦＯ膜モジュール１３ａ，１３ｂを正面から眺めたときにＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂが重畳するように、配置される。ＦＯ膜モジュール１３ａ，１３ｂは回転軸２２ａ，２２ｂを中心に回転するとともに、別個に回転するように構成されている。
【００２０】
回転軸２２ａ，２２ｂは、その内部に駆動溶液供給部１４から供給された駆動溶液ＤＳが流通するための回転軸流路２４を有する。回転軸流路２４の一端（以下、「駆動溶液供給端２４ａ」という。）からＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂに駆動溶液ＤＳが供給され、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂが有するＦＯ膜２３を透過した水分及び駆動溶液ＤＳの混合液は回転軸流路２４の他端（以下、「混合液集水端２４ｂ」という。）で集水される。
【００２１】
図３は、図２（Ｂ）におけるＦＯ膜エレメント２１ａのＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２２】
図３のＦＯ膜エレメント２１ａはＦＯ膜２３で閉じられた内部空間３１を備え、内部空間３１は円板状の阻流板３２（形成手段）を有する。阻流板３２は、駆動溶液供給端２４ａを経由してＦＯ膜２３の内部空間３１に供給された駆動溶液ＤＳが最初に接触する駆動溶液接触面３２ａと、駆動溶液接触面３２ａの裏面である駆動溶液誘導面３２ｂとを有する。阻流板３２とＦＯ膜２３との間には間隙が存在し、阻流板３２の外縁とＦＯ膜２３との間には外縁端間隙３３が存在する。
【００２３】
ＦＯ膜２３の内部空間３１に駆動溶液ＤＳが供給されると、駆動溶液ＤＳは阻流板３２に到達し、次いで、外縁端間隙３３まで駆動溶液接触面３２ａに沿って進む。その後、駆動溶液ＤＳは外縁端間隙３３を経由し、駆動溶液誘導面３２ｂに沿って混合液集水端２４ｂに進む。このとき、排水中の水分はＦＯ膜２３を透過してＦＯ膜２３の内部空間３１に移動し、ＦＯ膜２３の内部空間３１を移動する駆動溶液ＤＳに混合される。
【００２４】
ところで、駆動溶液ＤＳを駆動溶液供給端２４ａからＦＯ膜２３の内部空間３１に供給するとともに、ＦＯ膜２３を透過した水分及び駆動溶液ＤＳの混合液を混合液集水端２４ｂで集水するＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂの構成について説明したが、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂにおいて駆動溶液ＤＳの供給と、混合液の集水とが別個に行われてもよい。
【００２５】
具体的に、ＦＯ膜モジュール１３ａはＦＯ膜エレメント２１ａ及びＦＯ膜エレメント２１ａに隣接するＦＯ膜エレメント２１ａ´を備え、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ａ´はＦＯ膜２３で閉じられた内部空間３１を有するとともに、内部空間３１は阻流板３２を有する。また、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ａ´は内部空間３１に対して駆動溶液ＤＳを供給する供給管３４と、混合液を集水する集水管３５を有する（図４）。供給管３４が駆動溶液ＤＳを内部空間３１に供給すると、駆動溶液ＤＳは阻流板３２に沿って進むとともに、ＦＯ膜２３を透過した水分を浚いながら混合液として集水管３５に進む。集水管３５はＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ａ´で連通され、例えば、ＦＯ膜エレメント２１ａ´で集水された混合液はＦＯ膜エレメント２１ａに進み、ＦＯ膜エレメント２１ａで集水された混合液と合流する。
【００２６】
すなわち、駆動溶液ＤＳの供給と、混合液の集水とが別個に行われる構成とすることにより、所定の濃度に調整した駆動溶液ＤＳがＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ａ´の各々に供給される。これにより、例えば、ＦＯ膜エレメント２１ａに供給される駆動溶液ＤＳの濃度はＦＯ膜エレメント２１ａ´で集水された混合液によって希釈されないので、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ａ´毎に安定した排水処理を実行することができる。
【００２７】
図５は、図１の排水処理装置１０によって実行される排水処理の手順を示すフローチャートである。
【００２８】
図５において、まず、排水は分離除去部１１に供給される。分離除去部１１は大型の夾雑物を分離除去するためのスクリーン（不図示）を有し、排水が分離除去部１１を通過するとき、排水中の大型の夾雑物がスクリーンによって除去される（ステップＳ５０１）。次いで、大型の夾雑物が除去された排水は膜濾過処理部１２に移動する。膜濾過処理部１２は分離除去部１１を通過した排水に浸漬されているＦＯ膜モジュール１３を備え、ＦＯ膜モジュール１３はＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂを有する。ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂは回転軸に接続されるとともに、ＦＯ膜２３を有し、ＦＯ膜２３は内部空間３１を形成している。ＦＯ膜２３の内部空間３１には駆動溶液供給部１４から駆動溶液ＤＳが駆動溶液供給端２４ａを経由して供給される（ステップＳ５０２）。すなわち、ＦＯ膜２３は、夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ排水以外の駆動溶液ＤＳの間に配設されている。
【００２９】
ＦＯ膜２３の内部空間３１には阻流板３２が配置され、ＦＯ膜２３及び阻流板３２の間には間隙が形成されている。駆動溶液供給端２４ａを経由して供給される駆動溶液ＤＳは阻流板３２の駆動溶液接触面３２ａ、外縁端間隙３３、及び駆動溶液誘導面３２ｂ、並びに、混合液集水端２４ｂを順次通過して集水される。換言すると、阻流板３２の周囲には駆動溶液ＤＳの流路が形成され、駆動溶液ＤＳはその流路に従ってＦＯ膜２３の内部空間３１を移動する（ステップＳ５０３）。
【００３０】
一方、ＦＯ膜２３は排水中の溶解性物質及び夾雑物を捕捉する。このとき、排水の水分はＦＯ膜２３を透過してＦＯ膜２３の内部空間３１に移動し、駆動溶液ＤＳに混合される（ステップＳ５０４）。続いて、ＦＯ膜２３を透過した水分及び駆動溶液ＤＳの混合液は駆動溶液ＤＳの流路を経由して集水され（ステップＳ５０５）、ＦＯ膜モジュール１３の外部に排出された後に本処理は終了する。なお、ＦＯ膜２３が捕捉した排水中の溶解性物質及び夾雑物からは、例えば、メタン発酵によってエネルギー回収が行われる。
【００３１】
図５の処理によれば、ＦＯ膜２３は、夾雑物、溶解性物質及び水分を含む排水、並びに、水分を含み且つ排水以外の駆動溶液ＤＳの間に配設されている（ステップＳ５０２）。ＦＯ膜２３は、一般的に、分子量１００程度を越える物質を阻止する能力を有するので、排水中の夾雑物だけでなく溶解性物質をも捕捉し、また、排水に含まれる水分は正浸透作用に基づいて駆動溶液ＤＳに移動する。したがって、排水処理において、溶解性物質を除去するための生物処理を実行する必要がなく、もって、生物処理を実行する必要のない膜濾過処理を実行することができる。
【００３２】
また、本実施の形態のＦＯ膜モジュール１３は内部空間３１を有するＦＯ膜２３と、ＦＯ膜２３の内部空間３１に格納される阻流板３２を備え、ＦＯ膜２３及び阻流板３２の間には間隙が形成されている。これにより、阻流板３２の周囲に駆動溶液ＤＳの流路が形成される（ステップＳ５０３）。その結果、排水に含まれる水分はＦＯ膜２３を透過する部位に関わらず、ＦＯ膜２３の内部空間３１に形成された流路に従って流れる駆動溶液ＤＳに確実に浚われるので、ＦＯ膜２３の内部空間３１に移動した排水の水分を確実に集水することができる。
【００３３】
本実施の形態では、ＦＯ膜モジュール１３ａ，１３ｂは、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂが交互に配置され且つＦＯ膜モジュール１３ａ，１３ｂを正面から眺めたときにＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂが重畳するように、配置され、各々は別個に回転する。ＦＯ膜モジュール１３ａ，１３ｂが回転すると、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂ間にせん断流が発生するので、排水中の夾雑物等がＦＯ膜２３に付着しにくくすることができる。なお、ＦＯ膜モジュール１３ａ，１３ｂの回転方向は、せん断流を効率的に発生させるために同一とするのがよい。また、ＦＯ膜モジュール１３ａ，１３ｂの周辺に邪魔板を設けてもよい。これにより、せん断流を強めて排水中の夾雑物等がＦＯ膜２３に付着しにくくすることができる。
【００３４】
図６は、図２（Ｂ）におけるＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂの第１の変形例を説明するために用いられる概略図である。
【００３５】
図６のＦＯ膜エレメント６０は、ＦＯ膜２３、駆動溶液連絡管６１、外縁部供給管６２（供給手段）、集水部６３（集水手段）、及び混合液連絡管６４を備え、外縁部供給管６２はＦＯ膜エレメント６０の外縁に配設されるとともに、集水部６３はＦＯ膜エレメント６０の中央に配設される。また、外縁部供給管６２及び集水部６３はＦＯ膜２３を保持し、ＦＯ膜エレメント６０はＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂと同様にＦＯ膜２３の内部に内部空間３１を有する。さらに、駆動溶液連絡管６１は駆動溶液供給端２４ａ及び外縁部供給管６２を接続し、駆動溶液供給端２４ａに供給された駆動溶液ＤＳを外縁部供給管６２に送る。外縁部供給管６２はＦＯ膜２３の内部空間３１に対向する複数の供給孔を有し、各供給孔からＦＯ膜２３の内部空間３１に駆動溶液ＤＳを供給する。
【００３６】
集水部６３はＦＯ膜２３の内部空間３１に対向する複数の集水孔を有し、外縁部供給管６２からＦＯ膜２３の内部空間３１に供給された駆動溶液ＤＳは各集水孔に集水される。混合液連絡管６４は混合液集水端２４ｂ及び集水部６３を接続し、集水部６３に集水された混合液を混合液集水端２４ｂに送る。このように、外縁部供給管６２が備える各供給孔から駆動溶液ＤＳを供給し、集水部６３が備える各集水孔で混合液を集水する構成とすることにより、ＦＯ膜２３の内部空間３１において、外縁部供給管６２から集水部６３への駆動溶液ＤＳの流路が形成される。
【００３７】
ＦＯ膜２３は排水中の溶解性物質及び夾雑物を捕捉する。このとき、排水の水分はＦＯ膜２３を透過してＦＯ膜２３の内部空間３１に移動する。ＦＯ膜２３の内部空間３１に移動した排水の水分は、ＦＯ膜２３の内部空間３１に形成された流路に従って流れる駆動溶液ＤＳに浚われる。すなわち、ＦＯ膜２３の内部空間３１では、ＦＯ膜２３を透過した水分及び駆動溶液ＤＳの混合液が外縁部供給管６２から集水部６３への方向に流れている。
【００３８】
図６のＦＯ膜エレメント６０によれば、排水中の夾雑物だけでなく溶解性物質をも捕捉し、また、排水に含まれる水分は正浸透作用に基づいて駆動溶液ＤＳに移動するので、ＦＯ膜エレメント６０が排水処理装置１０に用いられることにより、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂを用いた排水処理（図５）と同様の効果、すなわち、生物処理を実行する必要のない膜濾過処理を実行することができるという効果を奏することができる。
【００３９】
また、図６のＦＯ膜エレメント６０は外縁に外縁部供給管６２を有するとともに、中央に集水部６３を有し、ＦＯ膜２３の外縁から中央への駆動溶液ＤＳ及び混合液の流路が形成されているので、排水に含まれる水分はＦＯ膜２３を透過する場所に関わらず、ＦＯ膜２３の内部空間３１に形成された流路に従って流れる駆動溶液ＤＳに確実に浚われ、ＦＯ膜２３の内部空間３１に移動した排水の水分を確実に集水部６３に送ることができる。
【００４０】
さらに、外縁部供給管６２はＦＯ膜２３の内部空間３１に対向する複数の供給孔を有し、集水部６３はＦＯ膜２３の内部空間３１に対向する複数の集水孔を有する。これにより、駆動溶液ＤＳは各供給孔から各集水孔に機械的に進むので、ＦＯ膜２３の内部空間３１で流路を容易に形成することができる。
【００４１】
なお、図６のＦＯ膜エレメント６０が外縁に外縁部供給管６２を有するとともに、中央に集水部６３を有する構成であることを説明したが、他の構成であってもよい。具体的に、図７のＦＯ膜エレメント７０は外縁に集水部７１（集水手段）を有するとともに、中央に中央部供給管７２（供給手段）を有する。中央部供給管７２は、駆動溶液連絡管６１によって駆動溶液供給端２４ａに接続され、駆動溶液ＤＳは駆動溶液供給端２４ａから中央部供給管７２に供給される。中央部供給管７２もＦＯ膜２３の内部空間３１に対向する複数の供給孔を有するので、駆動溶液ＤＳが中央部供給管７２から各供給孔を経由してＦＯ膜２３の内部空間３１に供給され、ＦＯ膜２３を透過した水分及び駆動溶液ＤＳの混合液が各集水孔を経由して集水部７１に集水される。すなわち、ＦＯ膜エレメント６０ではＦＯ膜２３の外縁から中央への駆動溶液ＤＳ及び混合液の流路が形成されていたが、ＦＯ膜エレメント７０ではＦＯ膜２３の中央から外縁への駆動溶液ＤＳ又は混合液の流路が形成されている。一方、ＦＯ膜エレメント６０，７０のその他の差異点はないので、ＦＯ膜エレメント７０はＦＯ膜エレメント６０と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
また、ＦＯ膜エレメント６０は、外縁部供給管６２からＦＯ膜２３の内部空間３１に駆動溶液ＤＳを供給し、ＦＯ膜２３を透過した水分及び駆動溶液ＤＳの混合液を集水部６３で集水するように構成されていることについて説明したが、ＦＯ膜エレメント６０において駆動溶液ＤＳの供給と、混合液の集水とが別個に行われてもよい。
【００４３】
具体的に、ＦＯ膜モジュール１３ａはＦＯ膜エレメント６０ａ及びＦＯ膜エレメント６０ａに隣接するＦＯ膜エレメント６０ａ´を備え、ＦＯ膜エレメント６０ａ，６０ａ´はＦＯ膜２３で閉じられた内部空間３１と、内部空間３１に対して駆動溶液ＤＳを供給する供給管８５と、混合液を集水する集水管８６とを有する（図８）。
【００４４】
供給管８５が駆動溶液ＤＳをＦＯ膜エレメント６０ａ，６０ａ´の外縁に供給すると、駆動溶液ＤＳは内部空間３１を経てＦＯ膜エレメント６０ａ，６０ａ´の中央に配置される集水管８６に向かって進む。このとき、駆動溶液ＤＳはＦＯ膜２３を透過した水分を浚いながら混合液として集水管８６に進む。集水管８６はＦＯ膜エレメント６０ａ，６０ａ´で連通され、例えば、ＦＯ膜エレメント６０ａ´で集水された混合液はＦＯ膜エレメント６０ａに進み、ＦＯ膜エレメント６０ａで集水された混合液と合流する。
【００４５】
すなわち、駆動溶液ＤＳの供給と、混合液の集水とが別個に行われる構成とすることにより、所定の濃度に調整した駆動溶液ＤＳがＦＯ膜エレメント６０ａ，６０ａ´の各々に供給される。これにより、例えば、ＦＯ膜エレメント６０ａに供給される駆動溶液ＤＳの濃度はＦＯ膜エレメント６０ａ´で集水された混合液によって希釈されないので、ＦＯ膜エレメント６０ａ，６０ａ´毎に安定した排水処理を実行することができる。
【００４６】
図９は、図２（Ｂ）のＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂの第２の変形例を説明するために用いられる図である。
【００４７】
図９のＦＯ膜エレメント９０は、ＦＯ膜２３、供給管９２及び集水部９３を備え、ＦＯ膜エレメント９０の中央から外縁に向けて供給管９２を有し、ＦＯ膜エレメント９０の中央に集水部９３を有する。供給管９２は駆動溶液供給端２４ａに接続され、駆動溶液ＤＳが駆動溶液供給端２４ａから供給管９２に供給される。供給管９２はＦＯ膜２３の内部空間に対向する複数の供給孔を有し、供給管９２に供給された駆動溶液ＤＳは各供給孔を経由してＦＯ膜２３の内部空間に供給される。集水部９３はＦＯ膜２３の内部空間に対向する複数の集水孔を有するとともに、混合液連絡管９７によって混合液集水端２４ｂに接続されている。ＦＯ膜２３の内部空間に存在する混合液は各集水孔及び混合液連絡管９７を経由して混合液集水端２４ｂに送られる。
【００４８】
また、ＦＯ膜エレメント９０は、供給管９２から供給された駆動溶液ＤＳ及び混合液の流路を形成するために、駆動溶液ＤＳ及び混合液の流れ方向を規制する阻流板９４及び堰止板９５（阻流壁）を有する。堰止板９５はＦＯ膜エレメント９０の中央から外縁に向けて配設され、阻流板９４は供給管９２及び堰止板９５の間に配設され且つ駆動溶液ＤＳ及び混合液が円周方向に流れるように配設されている。
【００４９】
具体的に、ＦＯ膜エレメント９０は、一端が供給管９２に連結され且つ他端が解放された阻流板９４ａ，９４ｂを備えるとともに、一端が堰止板９５に連結され且つ他端が解放された阻流板９４ｃを備え、阻流板９４ｃは阻流板９４ａ，９４ｂの間に配設されている。また、供給管９２は駆動溶液ＤＳをＦＯ膜２３の内部空間に供給するための供給孔９６ａ，９６ｂ，９６ｃを有する。
【００５０】
供給孔９６ａからＦＯ膜２３内部に供給された駆動溶液ＤＳは、ＦＯ膜２３の外縁と阻流板９４ａとで形成された流路に沿って、供給管９２から堰止板９５の方向に流れ、駆動溶液ＤＳは堰止板９５に衝突する。これにより、駆動溶液ＤＳの流れる方向は変化し、駆動溶液ＤＳは堰止板９５から供給管９２の方向に流れる。次いで、堰止板９５から供給管９２の方向に流れる駆動溶液ＤＳは阻流板９４ａ，９４ｃで形成された流路に沿って流れ、供給管９２に衝突する。これにより、再度、駆動溶液ＤＳの流れる方向は変化し、駆動溶液ＤＳは供給管９２から堰止板９５の方向に流れる。続いて、供給管９２から堰止板９５の方向に流れる駆動溶液ＤＳは阻流板９４ｃ，９４ｂで形成された流路に沿って流れ、堰止板９５に衝突する。これにより、今一度、駆動溶液ＤＳの流れる方向は変化し、駆動溶液ＤＳは堰止板９５から供給管９２の方向に流れる。その後、堰止板９５から供給管９２の方向に流れる駆動溶液ＤＳは阻流板９４ｂと集水部９３とで形成された流路に沿って流れ、集水部９３で集水される。
【００５１】
供給孔９６ｂからＦＯ膜２３内部に供給された駆動溶液ＤＳは、供給孔９６ａからＦＯ膜２３内部に供給され且つ阻流板９４ａ，９４ｃで形成された流路に沿って流れる駆動溶液ＤＳに合流し、阻流板９４ｃ，９４ｂで形成された流路に沿って流れ、堰止板９５に衝突する。その後、駆動溶液ＤＳは阻流板９４ｂと集水部９３とで形成された流路に沿って流れ、集水部９３で集水される。供給孔９６ｃからＦＯ膜２３内部に供給された駆動溶液ＤＳは、阻流板９４ｂと集水部９３とで形成された流路に沿って流れる駆動溶液ＤＳに合流し、集水部９３で集水される。
【００５２】
図９のＦＯ膜エレメント９０によれば、排水中の夾雑物だけでなく溶解性物質をも捕捉し、また、排水に含まれる水分は正浸透作用に基づいて駆動溶液ＤＳに移動する。したがって、ＦＯ膜エレメント９０を用いた排水処理は、図５の処理と同様の効果、すなわち、生物処理を実行する必要のない膜濾過処理を実行することができるという効果を奏することができる。
【００５３】
また、ＦＯ膜エレメント９０は、供給管９２、阻流板９４ａ，９４ｂ，９４ｃ及び堰止板９５を有し、供給管９２、阻流板９４ａ，９４ｂ，９４ｃ及び堰止板９５はＦＯ膜２３を透過した排水に含まれる水分及び駆動溶液ＤＳの流路を形成し、これらの流れ方向を規制する。これにより、ＦＯ膜２３の内部空間において、迂流が形成され、その結果、駆動溶液ＤＳの短絡が抑制され、もって、駆動溶液ＤＳ及びＦＯ膜２３を透過した排水に含まれる水分を集水することができる。
【００５４】
本実施の形態におけるＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂ，６０，７０，９０は、いずれも、ＦＯ膜２３自体やＦＯ膜２３の近傍にブラシ、スポンジ及びゴム板等のワイパー機構を有してもよい。例えば、ＦＯ膜エレメント２１ａ及びＦＯ膜エレメント２１ｂが隣接して配置され、ＦＯ膜エレメント２１ａがワイパー機構を有するとき、ＦＯ膜エレメント２１ａがＦＯ膜エレメント２１ｂに対して回転すればＦＯ膜エレメント２１ｂの表面はＦＯ膜エレメント２１ａのワイパー機構によって清掃され、ＦＯ膜エレメント２１ｂが有するＦＯ膜２３の表面に蓄積したファウリング物質を効果的に除去することができる。
【００５５】
さらに、本実施の形態において、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂ，５０，７０，９０は１つの円板状の部材であることを前提に説明したが、ＦＯ膜エレメント２１ａ，２１ｂ，５０，７０，９０は複数の部材からなり、各部材が分割又は合体することができるように構成されてもよい。
【００５６】
以上、本発明について、上述した実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５７】
ＤＳ  駆動溶液
１０  排水処理装置
２３  ＦＯ膜
３２  阻流板
３３  外縁端間隙
６２  外縁部供給管
６３，７１，９３  集水部
７２  中央部供給管
８５，９２  供給管
９４ａ，９４ｂ，９４ｃ  阻流壁
２１ａ，２１ｂ，６０，７０，９０  ＦＯ膜エレメント
【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】
2020099865.tif 000009
【図８】
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【図９】
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