(57)【要約】  下廃水を処理する膜分離装置のエレメントブロックでは、狭い間隔で膜エレメントが固定されるので、運転中に発生する振動により、隣接する膜エレメント同士が衝突し、磨耗する。そこで膜エレメントを支持する支持板の上縁部若しくは下縁部に膜エレメント間隔と同じ厚みの中央スペーサ部４１と貫通孔５０を設ける。膜エレメントを複数枚重ねてエレメントブロックにする際には、膜エレメントの両端を固定するとともに、この貫通孔５０に固定用シャフト５４を洞貫し、それをとめ具５３で挟圧固定する。
2008117783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離膜と、
支持板と、
前記支持板の上縁部の枠中央部又は下縁部の枠中央部の少なくとも一方に貫通孔を有する膜エレメント。
【請求項２】
前記支持板の上縁部又は下縁部に中央スペーサ部を有し、前記貫通孔は前記中央スペーサ部に設けられている請求項１に記載の膜エレメント。
【請求項３】
前記支持板の側縁部には保持枠部を有する請求項１または２に記載の膜エレメント。
【請求項４】
分離膜と、
支持板と、
前記支持板の上縁部の枠中央部又は下縁部の枠中央部の少なくとも一方に貫通孔を有する複数の膜エレメントと、
前記複数の膜エレメントのそれぞれを所定間隔に配置し、それぞれ膜エレメントの側縁部を固定するエレメント固定部と、
前記複数の膜エレメントのそれぞれの前記貫通孔の周囲に配置された間隔保持材と、
前記複数の膜エレメントのそれぞれの前記貫通孔に挿通された固定用シャフトと、
前記固定用シャフトの両端から複数の該膜エレメントを挟圧固定するとめ具とを有する膜分離装置。
【請求項５】
分離膜と、
支持板と、
前記支持板の上縁部の枠中央部又は下縁部の枠中央部の少なくとも一方に貫通孔と中央スペーサ部を有する複数の膜エレメントと、
前記複数の膜エレメントのそれぞれを所定間隔に配置し、それぞれ膜エレメントの側縁部を固定するエレメント固定部と、
前記複数の膜エレメントのそれぞれの前記貫通孔に挿通された固定用シャフトと、
前記固定用シャフトの両端から複数の該膜エレメントを挟圧固定するとめ具とを有する膜分離装置。
【請求項６】
前記貫通孔は前記中央スペーサ部に有する請求項５記載の膜分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水や生産工場、レストラン、水産加工工場、食品工場から生じる廃水を処理槽内で浄化する際に用いられる膜エレメントおよびそれを用いた膜分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生活廃水や産業廃水（以下「下廃水」という。）は、そのまま環境に放流してしまっては、環境汚染につながる。そのため一定のレベルまで浄化した後に放流する。従来は下廃水を処理槽（活性汚泥槽）に入れ、空気を通しながら微生物によって下廃水中の汚濁物質を分解処理して活性汚泥液とし、次いで、汚泥活性液を、別途設けた沈殿地にて汚濁分を沈降分離させた後、上澄み水を放流する。これは活性汚泥法と呼ばれる。【０００３】
近年、高分子膜技術や膜分離技術の向上によって、膜分離活性汚泥法という方法が使われてきている。この方法では、処理槽（膜浸漬槽）中の被処理水中に膜分離装置を沈め、微生物による分解と、膜による活性汚泥液からの膜ろ過されて浄化水の取り出しとを同時に行う。膜ろ過されて取り出された水はそのまま放流できるため、沈降分離用の沈殿池地を設置しなくてよいという利点がある。【０００４】
ここで、膜浸漬槽内には、下廃水と共に、それを微生物処理するための微生物及び微生物処理により生成された活性汚泥液が貯留しており、この処理槽内に存在する液体を被処理水という。【０００５】
ここで用いられる膜分離装置は、図９に示すように、支持板の表裏両面に分離膜を貼り合わせた膜エレメント１０を多数並べてなるエレメントブロック３から主として構成される。このエレメントブロック３の下方には、散気装置４が配設されている。膜エレメントには、ろ過水を取り出す吸水管３８が配設されていて、この吸引管３８にはチューブ５を介して集水管５が接続され、その下流側に吸引ポンプ６が接続され、膜エレメント１０内部に陰圧をかけ、ろ過水を取り出す。散気装置４はブロワ７に連結されている。膜浸漬槽２内の被処理水中に沈められた膜分離装置３に向けて下方の散気装置４から空気が噴出されるが、これを曝気と称する。曝気は微生物に酸素を供給して活性化させ、汚泥の分解を促進する作用がある。【０００６】
散気装置４からの曝気はまた、各膜エレメント１０の両面に配置された分離膜の外表面に付着しようとする汚泥を剥ぎ取って、膜への汚泥の付着堆積を抑制すると共に、エアリフト効果によって槽内の被処理水を膜エレメント間に循環させる流れをも作る。図１０に示すように、膜エレメント間には、曝気による被処理水の上昇流が生じていて、この上昇流が膜の外表面に衝突することで、表面が洗浄されて膜の目詰まりが抑制され、固液分離性能の経時的低下が抑制できる。【０００７】
膜エレメント間の間隔が小さすぎるとこの上昇流に対する流動抵抗が高まり、流量が低下する結果、分離膜表面の汚泥付着を解消するに適切な流速を得ることが出来ない。また間隔が大きすぎると、一定体積中に設置できる膜エレメントの数が少なくなり、固液分離処理量、即ち、系外に取出されるろ過水の量が減る。従って、膜エレメント間は所定の間隔に保持されていなければならない。【０００８】
膜分離装置３での膜エレメント１０を所定間隔にして固定する方法は、いくつかの方法が提案されている。【０００９】
例えば、膜エレメント間に保持体を挟み込み、支持体の四隅に設けた孔にボルトを挿通して固定する方法がある（特許文献１）。この場合は、保持体を挟み込むことにより膜エレメント間の間隔を維持されている。【００１０】
また、支持体の側縁部に枠体を配置し、枠体同士が当接するように支持体を重ねるものもある（特許文献２）。この場合は、側縁部に設けた枠体が膜エレメント間の間隔を保持している。【００１１】
膜分離装置に予め膜エレメントを固定するためのフレームを設ける場合もある。特許文献３には、フレームに溝状の固定端部を有する方法が開示されている。この方法では、曝気による膜エレメントの振動を防止するために、弾性素材からなる櫛歯状凸部を有する押さえ板を用いる。【００１２】
さらに特許文献４には、隣接する膜モジュール間において相互に当接する凸部を設けた膜モジュールが開示されている。さらに、膜モジュールの幅方向の中間にサポート体を複数の膜モジュールに掛け渡して配置し、サポート体に各膜モジュールも縁端部に嵌合する複数の凹部を設けた膜分離装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１２１９４３号公報
【特許文献２】特開平１０−１８００５２号公報
【特許文献３】特許第３３２８１４９号報
【特許文献４】特許第３３４２７４２号報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献３で示されているように、膜浸漬槽中の曝気によって膜エレメントは少なからず振動する。そのため、支持板同士若しくは支持板と他の部品が接近していると、連続的に衝突が生じ、その部分が磨耗する。【００１４】
膜分離装置は、膜浸漬槽中に沈めて長期間連続的に使用するため、引き上げてのメンテナンスは容易ではない。従って、膜エレメントの部分的な磨耗は、無いか若しくは少ない事が望ましい。【００１５】
すでに述べたように、エレメントブロックでは、複数の膜エレメントが所定間隔で配置されている。膜エレメントは幅が数十ｃｍから１ｍ程度の大きさの場合が多いが、膜エレメント間の間隔は数ｍｍから広くてもせいぜい十数ｍｍ程度である。そして、膜エレメントの両幅端は固定されているので、膜エレメントの分離膜に垂直な方向に振動が生じると、支持板の上縁部若しくは下縁部の中央部付近での振幅が最も大きくなり、隣接する膜エレメントの支持板と中央部において容易に衝突を起こす。【００１６】
膜エレメントの中央部が最も振動しやすい理由は、図１０に示す通り、曝気によって膜エレメント間に生じる被処理水の上昇流速が、膜エレメント中央部ほど大きいことからも示唆される。よって隣接する膜エレメント同士の衝突を抑制するには、膜エレメントの中央部の振動を抑制することが最も単純かつ確実である。しかしながら特許文献３の発明では、膜エレメントの肩部に櫛歯状凸部を圧入して固定するため、膜エレメントの中央部の振動を抑制する効果はほとんどない。【００１７】
なお、図１０は標準的なＫ−εモデルを用いた解析である。解析対象領域は高さ１４００ｍｍ、幅７５０ｍｍ、奥行き１３５ｍｍの水槽中に幅２５０ｍｍ高さ５００ｍｍの膜エレメント１３６を５枚配置し、下部に散気管を配置した対称モデルである。メッシュ数は３００，０００であり、液体の粘度は１０ｃｐ、散気管からの曝気量は１エレメントあたり１６Ｌ／分であるので、図１０に示す膜エレメント１３６を５枚配置したモデル解析での曝気総量は８０Ｌ／分とした。図１０を参照して、この解析では、浸漬膜端部１２１の流速が０．１ｍ／ｓであったのに対して、浸漬膜中央部１２０の流速は０．８ｍ／ｓであり、８倍の流速になった。【００１８】
また、特許文献４の発明によれば、隣接する膜モジュール間において相互に当接する凸部同士が撓みの発生を相互に抑制するとあるが、当接のみでは、曝気による膜エレメントの微振動によってやがて凸部が摩耗し、結局、隣接する膜エレメントの支持板同士は、中央部において容易に衝突を起こす。【００１９】
さらに、特許文献４の発明によれば、膜モジュールの幅方向の中間にサポート体を複数の膜モジュールに掛け渡して配置し、サポート体に各膜モジュールも縁端部に嵌合する複数の凹部を設けるとあるが、サポート体と膜モジュールとを全く隙間無く凹凸嵌合させることは製品精度がかなり高くなければならず、その精度を達成するのは量産技術として不向きである。また、隙間に余裕を持たせて凹凸勘合させた場合は、前述の通り、曝気による膜エレメントの微振動によって凹凸嵌合部が摩耗し、隣接する膜モジュール間の間隙を長期に渡って常に一定に維持することはできない。その結果、隣接する膜エレメントの支持板同士は、中央部において容易に衝突を起こし得る。【００２０】
すなわち、従来の膜分離装置においては、膜エレメントの上縁部や下縁部の支持板の中央部分が磨耗しやすい、ひいては、振動により膜エレメントの支持板自体が疲労破壊に至るという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するために、本発明では、支持板の上縁部若しくは下縁部の中央部に貫通孔を有する膜エレメントを与え、この貫通孔の周囲に、膜エレメント同士の間隔を適正に保持するための中央スペーサ部を容易に配置できるようにする。【００２２】
さらに、これらの膜エレメントを複数枚並べて、幅方向の両端を固定し、貫通孔にシャフトを通してとめ具で固定し、全ての膜エレメントを挟圧固定した膜分離装置を与える。
【発明の効果】
【００２３】
膜エレメントの支持板の上縁部の中央部か下縁部の中央部の少なくとも一方に、貫通孔を有する中央スペーサ部を設けたので、支持板同士は幅方向の両端だけでなく、真ん中あたりでも固定されることになる。従って膜エレメントに、膜面の垂直な方向の振動が生じても、隣接する膜エレメント同士は、支持板の上縁部や下縁部で衝突が発生することがない。さらに、膜エレメント同士は挟圧固定されているので、膜エレメント間での微振動による摩耗を防止し、ひいては、隣接する膜エレメント同士の衝突による磨耗および膜エレメントの支持板自体の疲労破壊を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に関する膜エレメントを示す斜視図である。
【図２】膜エレメントの上面図であり、（ａ）及び（ｂ）は膜エレメントが振動する様子を説明し、（ｃ）は中央スペーサ部での固定により振動が抑制される様子を説明する。
【図３】膜エレメントの上縁部の正面図であり、中央スペーサ部の取り付け方のバリエーションを示す。
【図４】膜エレメントの上縁部の正面図であり、中央スペーサ部の取り付け方のバリエーションを示す。
【図５】中央スペーサ部の形状のバリエーションを示す。
【図６】本発明の膜エレメントを組み合わせた膜分離装置を示す斜視図である。
【図７】中央スペース部の厚みの公差によって膜分離装置が変形する様子を示す上面図である。
【図８】本発明の膜エレメントの他の形態を示す斜視図である。
【図９】膜分離装置の構成を示す図である。
【図１０】膜分離装置における、被処理水の流動解析結果の例を示す。
【符号の説明】
【００２５】
３        膜分離装置（エレメントブロック）
１０      膜エレメント
３１      支持板
３３      保持枠体
４１      中央スペーサ部
５０      貫通孔
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施の形態１）
本発明の実施形態を図面により説明する。図１は本発明の膜エレメントの斜視図を示す。膜エレメント１０は、両側縁部に保持枠部３３を配置した支持板３１に、分離膜３６、３７を表裏両面から貼り合わせてある。【００２７】
なお、本明細書の説明において、膜エレメントの上縁部とは、分離膜の上方の支持板の部分をいう。また、下縁部は膜エレメントの分離膜の下方にある支持板の部分をいう。また側縁部とは、膜エレメントの側面の部分であり、図１では保持枠部３３が設置されている部分である。また、枠中央部とは、上縁部や下縁部において、側縁部を除いた範囲をいうものとする。【００２８】
分離膜３６、３７には、処理槽内に存在する被処理水（下廃水や活性汚泥液）をろ過することができる分離膜が用いられ、多孔質樹脂によって作製される平膜である場合が多い。その材料としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリサルフォン樹脂などを用いたり、主成分とすることができる。ただし、これらに限定されるものではない。【００２９】
保持枠部３３は、膜エレメントを複数配置する際に、各膜エレメントの分離膜同士の間を所定の間隔に保持するための部分である。支持板３１と一体的に成形して作るのが好ましいが、支持板と別に作製し、取り付けても良い。【００３０】
保持枠部３３は膜エレメントの分離膜同士の間の間隔保持を目的とする部分であるので、その厚み３５は、支持板３１の厚み３２より厚い。支持板３１に設置された保持枠部３３が、支持板３１の表側及び裏側で同じ高さ３４を持つ場合は、隣接する膜エレメントの分離膜同士の間の距離は、この保持枠部の高さ３４の２倍となる。【００３１】
なお、膜分離装置のフレームに、隣接する膜エレメントの分離膜同士の間を所定間隔として固定するための要素が備えられている場合は、保持枠部３３は設けない場合もある。【００３２】
支持板３１は、その表裏に分離膜３６、３７を保持する。分離膜を通過したろ過水は支持板と分離膜との間の集水路（図示せず）を流れてろ過水出口へと向かう。支持板３１には、ろ過水を取り出す吸水管３８が配設され、集水路を経て集められたろ過水は吸水管３８からエレメント外に取り出される。支持板と分離膜との間の集水路は、支持板の表面に形成された流路用の溝であってもよいし、また、多孔質ネット（ネット、不織布、等）を支持板と分離膜の間に介在させて集水路としても良い。【００３３】
支持板３１の上縁部の枠中央部には、中央スペーサ部４１が支持板３１と一体的に作製されている。中央スペーサ部４１の厚み４３は、保持枠部３３の厚み３５と同じである。すなわち、保持枠高さ３４の２倍と支持板厚み３２を加えた厚みがある。保持枠部３３の存在によって形成される、膜エレメントの分離膜同士の間隔を、枠中央部によっても形成できるようにするためである。【００３４】
支持板３１の上縁部もしくは下縁部の枠中央部には、中央スペーサ部４１を有する膜エレメントを枠中央部でも固定するために貫通孔を有する。この貫通孔５０に固定用シャフトを通し、固定用シャフトの両端から、重ねた膜エレメントをとめ具で挟圧固定することで、枠中央部での振動を防止する。固定用シャフトは、上述のように重ねた膜エレメントを、貫通孔５０に挿通させることで固定するための棒である。特に限定されるものではないが、金属性の一体物で棒であるのが望ましい。しかし、ねじ止め等の連結手段によって複数のシャフトが繋がったものであってもよい。【００３５】
この貫通孔５０は、図１に示すように、中央スペーサ部４１に形成されていてもよい。貫通孔５０を中央スペーサ部４１に設けることによって、各膜エレメント同士の中央スペーサ部の固定をより確実に行える。図１には、貫通孔５０を中央スペーサ部４１に設けた例を示している。また、貫通孔５０は、側方に開口部を有する溝状であってもよい（図示なし）。貫通孔は、固定用シャフトを保持するための部分であるので、孔状でなくてもよいからである。溝状であると、固定用シャフトの脱着が容易になるという利点もある。【００３６】
中央スペーサ部４１は、膜エレメント同士の振動による衝突を抑制し、支持板の磨耗を減少させるためのものであるので、上縁部の中央付近に設置されてあれば位置的な限定はない。また中央スペーサ部４１は下縁部に設けても良いし、複数個設けてもよい。しかし、多く設けると膜エレメント間における被処理水の上昇流を阻害する場合がある。【００３７】
上昇流の阻害は、微生物の活性化を制限し、また膜エレメント表面の汚泥の除去を妨害することが考えられる。従って、中央スペーサ部４１を複数配置する場合は、膜エレメントの大きさと散気装置による曝気の量などを考慮する必要がある。【００３８】
支持板の材質としては、ＡＳＴＭ試験法のＤ６３８における引張り強さが１５ＭＰａ程度以上の剛性を持つ材質が好ましい。ステンレスなどの金属類、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニルなどの樹脂、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）などの複合材料、その他の材質などを好ましく使用することができる。また、保持枠部３３にも支持板と同等の材質を使用すればよい。支持板３１及び保持枠部３３等をＡＢＳ樹脂等の同じ材質で構成する場合には、それらを一体成形により製造すればよい。【００３９】
図２には、スペーサ部４１の有無による膜エレメントの振動の様子を示す。この図は、膜エレメントの上面図である。図２（ａ）（ｂ）は、中央スペーサ部がない場合を示す。膜エレメントは両端の保持枠部３３で固定されており、分離膜同士は所定の距離で保持されるように設計されている。散気装置から噴出される曝気は、被処理水の上昇流を生むだけでなく、膜エレメントに衝突し、下方から押し上げるような力を発生させる。また、処理槽の底から水面に上がるに従い水圧が小さくなるため、大きな泡になるものもある。泡が大きくなる際には、膜エレメントの膜面に対し略垂直な方向から押す力が加わる。【００４０】
このように押す力は、膜エレメントの膜面に対し垂直な方向に振動６０を発生させうる。この振動のモードは様々であるが、膜の中央部分を振動の腹とする基本振動が容易に生じる。図２（ａ）と（ｂ）は、２つの膜エレメントの支持板が、１８０度位相のずれた基本振動を行なっていることを示す。図２（ａ）は、２つの支持板が離れる方向に変位した場合を示し、図２（ｂ）は近づく方向に変位した場合を示す。この振動によって、隣接する膜エレメントとの間で、支持板の上縁部において衝突６２が発生する。【００４１】
一方、中央スペーサ部４１があれば、ちょうど振動の腹の部分が固定されるので、隣接の膜エレメント同士が衝突を起こす事はない。従って、膜エレメントの磨耗は抑制される。【００４２】
なお、膜エレメントの幅が長い場合は中央スペーサ部４１と保持枠部３３との間でも振動が生ずる場合がある。そのような場合は、中央スペーサ部４１を保持枠部３３の間に複数設置すればよい。【００４３】
図３は中央スペーサ部４１の取り付け位置のバリエーションを示す。図３は膜エレメントの上縁部の正面図である。中央スペーサ部４１は、膜エレメントの上縁部若しくは下縁部の中央部に取り付けるのが好ましい。膜エレメントは左右両端で固定されているので、中央部が振動の腹となり、変位が一番大きい。従って、この部分を固定するのが、磨耗の抑制において効果が大きい。【００４４】
しかし、膜エレメントの大きさや、配置する間隔によっては、上縁部若しくは下縁部の真ん中から外れた位置に設置してもよい。また、複数個の中央スペーサ部を設置するようにしてもよい。図３（ａ）は、上縁部に２つの中央スペーサ部を設置した場合を示す。【００４５】
スペーサ部４１は、貫通孔が支持板の上端４５にかかる場合、上端４５よりも下にある場合、上端４５よりも上にある場合の３つが考えられる。それぞれ図３の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）である。これらはどれであってもかまわない。なお、図３では上縁部の例だけを示したが、下縁部に設置する場合も同じである。【００４６】
また、図４には、他のバリエーションを示す。図４（ａ）は、中央スペーサ部と貫通孔が別々の位置に配置されるように成形されている場合を示す。また図４（ｂ）は、図４（ａ）の変形である。これは支持板に形成された貫通孔５０の両脇に中央スペーサ部が配置されている。このように中央スペーサ部は１つでなくてもよい。同様に貫通孔５０が複数箇所あってもよい。【００４７】
図４（ｃ）には中央スペーサ部に形成された貫通孔が溝状の場合を示す。図４（ｄ）は、中央スペーサ部と貫通孔が別々に形成され、貫通孔が溝状の場合を示している。このように本発明において、固定用シャフトを支える貫通孔５０は孔状の場合だけでなく、溝状も含むものである。貫通孔５０が溝状であれば、固定用シャフトの脱着が容易になる。【００４８】
図５には、中央スペーサ部４１の形状のバリエーションを示す。図５（ａ）は図１に示した長方形型である。もちろん正方形型であってもよい。図５（ｂ）は、ひし形である。ひし形にすることで、曝気の上昇流の阻害を抑制することができる。図５（ｃ）は丸型である。また（ｄ）は涙滴状である。いずれも曝気による上昇流をスムースにするのが目的である。これらの形状はいずれであってもよい。なお、図５では、貫通孔５０を中央スペーサ部４１に存在するように記載したが、図４のようなバリエーションであってもよい。【００４９】
図６に本発明の膜エレメント１０を複数重ね合わせた膜分離装置３を示す。各膜エレメントは保持枠部３３の固定孔４８を通して連結され固定される。このように膜エレメントの側縁部を固定する要素をエレメント固定部と呼ぶ。エレメント固定部は、このように保持枠部に形成された固定孔４８を通して連結され固定されるものを含む。また、膜分離装置のフレームに、側縁部を固定する部品が用意されている場合は、その部分を指す。【００５０】
中央スペース部には貫通孔５０が開けられているので、ここに固定用シャフト５３を通し、両端をとめ具５４で締め上げ、中央スペース部４１を挟圧固定する。とめ具はボルトとナットとの組み合わせなどが好適に使用できるが、これに限定されるものではない。なお、図では膜エレメント間を保持枠部３３で固定するように説明したが、膜エレメントを固定する他の部品で固定されてもよい。【００５１】
本発明では、中央スペーサ部４１の厚み４３は、保持枠部３３等により形成される所定の膜エレメント間隔が保持できるようにするのが基本であるが、ある程度の公差は容認される。この時、膜エレメント間隔に対してプラス公差であるのが望ましい。【００５２】
図７には、膜エレメントを複数枚重ねて中央スペーサ部４１をシャフトとボルトで固定した時の上面模式図を示す。もし、中央スペーサ部の厚みの公差が膜エレメント間隔に対してマイナス公差であった場合は、膜分離装置は図７（ａ）に示すように、中央部がへこんだ糸巻き形状になる。このようになるとエレメントブロックの中ほどの膜エレメント同士は中央スペーサ部で固定されない場合も生じる。【００５３】
一方、中央スペーサ部の厚みが膜エレメントの間隔に対してプラス公差の場合は、図７（ｂ）に示すように、膜分離装置が樽型になる。従って全ての膜エレメントは枠中央部で固定できる。【００５４】
もっとも、図７（ａ）および（ｂ）のどちらの場合も膜分離装置の変形量が大きいと、外側の膜エレメントの歪が大きく、割れなどの損傷が発生する。従って、中央スペーサ部の厚みは、膜分離装置に組んだ際に、個々の膜エレメントが損傷するなどの応力がかからない範囲で、全膜エレメントが固定できる範囲に設定されるものである。【００５５】
（実施の形態２）
図８には、本発明の膜エレメントの他の形態を示す。この実施形態では、実施の形態１において一体的に付設されていた中央スペーサ部４１が、別部材である間隔保持材７１に分かれている。間隔保持材７１には貫通孔５０と同じ貫通孔５４を有する。従って、間隔保持材７１と貫通孔５０を重ね、固定用シャフトととめ具で挟圧固定することができる。このように図１の中央スペーサ部を分離しても同様の効果を得る事ができる。【００５６】
なお、図８では膜エレメント間に挿入する間隔保持材７１を別々の部材としたが、個々の間隔保持材７１は連結されていてもよい。また膜エレメントを枠中央部で固定することができれば、貫通孔はなくてもよい。【００５７】
間隔保持材７１は貫通孔５４を有していても有していなくても、固定用シャフトで固定した際にずり落ちたり、はずれたりすることが無い程度近い場所に配置される必要がある。この意味で、間隔保持材７１は貫通孔５０の周囲に配置されなければならない。なお、間隔保持材７１の材質は特に限定はないが、支持板３１同様、耐腐食性の高い材料であるのが、好ましい。
【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】
2008117783.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008117783.tif 000011
【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年9月16日(2008.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離膜と、
支持板と、
前記支持板の上縁部の枠中央部又は下縁部の枠中央部の少なくとも一方に貫通孔を有する膜エレメント。
【請求項２】
前記支持板の上縁部又は下縁部に中央スペーサ部を有し、前記貫通孔は前記中央スペーサ部に設けられている請求項１に記載の膜エレメント。
【請求項３】
前記支持板の側縁部には保持枠部を有する請求項１または２に記載の膜エレメント。
【請求項４】
分離膜と、
支持板と、
前記支持板の上縁部の枠中央部又は下縁部の枠中央部の少なくとも一方に貫通孔を有する複数の膜エレメントと、
前記複数の膜エレメントのそれぞれを所定間隔に配置し、それぞれ膜エレメントの側縁部を固定するエレメント固定部と、
前記複数の膜エレメントのそれぞれの前記貫通孔の周囲に配置された間隔保持材と、
前記複数の膜エレメントのそれぞれの前記貫通孔に挿通された固定用シャフトと、
前記固定用シャフトの両端から複数の該膜エレメントを挟圧固定するとめ具とを有する膜分離装置。
【請求項５】
分離膜と、
支持板と、
前記支持板の上縁部の枠中央部又は下縁部の枠中央部の少なくとも一方に貫通孔と中央スペーサ部を有する複数の膜エレメントと、
前記複数の膜エレメントのそれぞれを所定間隔に配置し、それぞれ膜エレメントの側縁部を固定するエレメント固定部と、
前記複数の膜エレメントのそれぞれの前記貫通孔に挿通された固定用シャフトと、
前記固定用シャフトの両端から複数の該膜エレメントを挟圧固定するとめ具とを有する膜分離装置。
【請求項６】
前記貫通孔は前記中央スペーサ部に有する請求項５記載の膜分離装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水や生産工場、レストラン、水産加工工場、食品工場から生じる廃水を処理槽内で浄化する際に用いられる膜エレメントおよびそれを用いた膜分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生活廃水や産業廃水（以下「下廃水」という。）は、そのまま環境に放流してしまっては、環境汚染につながる。そのため一定のレベルまで浄化した後に放流する。従来は下廃水を処理槽（活性汚泥槽）に入れ、空気を通しながら微生物によって下廃水中の汚濁物質を分解処理して活性汚泥液とし、次いで、汚泥活性液を、別途設けた沈殿地にて汚濁分を沈降分離させた後、上澄み水を放流する。これは活性汚泥法と呼ばれる。
【０００３】
近年、高分子膜技術や膜分離技術の向上によって、膜分離活性汚泥法という方法が使われてきている。この方法では、処理槽（膜浸漬槽）中の被処理水中に膜分離装置を沈め、微生物による分解と、膜による活性汚泥液からの膜ろ過されて浄化水の取り出しとを同時に行う。膜ろ過されて取り出された水はそのまま放流できるため、沈降分離用の沈殿池地を設置しなくてよいという利点がある。
【０００４】
ここで、膜浸漬槽内には、下廃水と共に、それを微生物処理するための微生物及び微生物処理により生成された活性汚泥液が貯留しており、この処理槽内に存在する液体を被処理水という。
【０００５】
ここで用いられる膜分離装置は、図９に示すように、支持板の表裏両面に分離膜を貼り合わせた膜エレメント１０を多数並べてなるエレメントブロック３から主として構成される。このエレメントブロック３の下方には、散気装置４が配設されている。膜エレメントには、ろ過水を取り出す吸水管３８が配設されていて、この吸引管３８にはチューブ５を介して集水管５が接続され、その下流側に吸引ポンプ６が接続され、膜エレメント１０内部に陰圧をかけ、ろ過水を取り出す。散気装置４はブロワ７に連結されている。膜浸漬槽２内の被処理水中に沈められた膜分離装置３に向けて下方の散気装置４から空気が噴出されるが、これを曝気と称する。曝気は微生物に酸素を供給して活性化させ、汚泥の分解を促進する作用がある。
【０００６】
散気装置４からの曝気はまた、各膜エレメント１０の両面に配置された分離膜の外表面に付着しようとする汚泥を剥ぎ取って、膜への汚泥の付着堆積を抑制すると共に、エアリフト効果によって槽内の被処理水を膜エレメント間に循環させる流れをも作る。図１０に示すように、膜エレメント間には、曝気による被処理水の上昇流が生じていて、この上昇
流が膜の外表面に衝突することで、表面が洗浄されて膜の目詰まりが抑制され、固液分離性能の経時的低下が抑制できる。
【０００７】
膜エレメント間の間隔が小さすぎるとこの上昇流に対する流動抵抗が高まり、流量が低下する結果、分離膜表面の汚泥付着を解消するに適切な流速を得ることが出来ない。また間隔が大きすぎると、一定体積中に設置できる膜エレメントの数が少なくなり、固液分離処理量、即ち、系外に取出されるろ過水の量が減る。従って、膜エレメント間は所定の間隔に保持されていなければならない。
【０００８】
膜分離装置３での膜エレメント１０を所定間隔にして固定する方法は、いくつかの方法が提案されている。
【０００９】
例えば、膜エレメント間に保持体を挟み込み、支持体の四隅に設けた孔にボルトを挿通して固定する方法がある（特許文献１）。この場合は、保持体を挟み込むことにより膜エレメント間の間隔を維持されている。
【００１０】
また、支持体の側縁部に枠体を配置し、枠体同士が当接するように支持体を重ねるものもある（特許文献２）。この場合は、側縁部に設けた枠体が膜エレメント間の間隔を保持している。
【００１１】
膜分離装置に予め膜エレメントを固定するためのフレームを設ける場合もある。特許文献３には、フレームに溝状の固定端部を有する方法が開示されている。この方法では、曝気による膜エレメントの振動を防止するために、弾性素材からなる櫛歯状凸部を有する押さえ板を用いる。
【００１２】
さらに特許文献４には、隣接する膜モジュール間において相互に当接する凸部を設けた膜モジュールが開示されている。さらに、膜モジュールの幅方向の中間にサポート体を複数の膜モジュールに掛け渡して配置し、サポート体に各膜モジュールも縁端部に嵌合する複数の凹部を設けた膜分離装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１２１９４３号公報
【特許文献２】特開平１０−１８００５２号公報
【特許文献３】特許第３３２８１４９号報
【特許文献４】特許第３３４２７４２号報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献３で示されているように、膜浸漬槽中の曝気によって膜エレメントは少なからず振動する。そのため、支持板同士若しくは支持板と他の部品が接近していると、連続的に衝突が生じ、その部分が磨耗する。
【００１４】
膜分離装置は、膜浸漬槽中に沈めて長期間連続的に使用するため、引き上げてのメンテナンスは容易ではない。従って、膜エレメントの部分的な磨耗は、無いか若しくは少ない事が望ましい。
【００１５】
すでに述べたように、エレメントブロックでは、複数の膜エレメントが所定間隔で配置されている。膜エレメントは幅が数十ｃｍから１ｍ程度の大きさの場合が多いが、膜エレメント間の間隔は数ｍｍから広くてもせいぜい十数ｍｍ程度である。そして、膜エレメントの両幅端は固定されているので、膜エレメントの分離膜に垂直な方向に振動が生じると、支持板の上縁部若しくは下縁部の中央部付近での振幅が最も大きくなり、隣接する膜エレメントの支持板と中央部において容易に衝突を起こす。
【００１６】
膜エレメントの中央部が最も振動しやすい理由は、図１０に示す通り、曝気によって膜エレメント間に生じる被処理水の上昇流速が、膜エレメント中央部ほど大きいことからも示唆される。よって隣接する膜エレメント同士の衝突を抑制するには、膜エレメントの中央部の振動を抑制することが最も単純かつ確実である。しかしながら特許文献３の発明では、膜エレメントの肩部に櫛歯状凸部を圧入して固定するため、膜エレメントの中央部の振動を抑制する効果はほとんどない。
【００１７】
なお、図１０は標準的なＫ−εモデルを用いた解析である。解析対象領域は高さ１４００ｍｍ、幅７５０ｍｍ、奥行き１３５ｍｍの水槽中に幅２５０ｍｍ高さ５００ｍｍの膜エレメント１３６を５枚配置し、下部に散気管を配置した対称モデルである。メッシュ数は３００，０００であり、液体の粘度は１０ｃｐ、散気管からの曝気量は１エレメントあたり１６Ｌ／分であるので、図１０に示す膜エレメント１３６を５枚配置したモデル解析での曝気総量は８０Ｌ／分とした。図１０を参照して、この解析では、浸漬膜端部１２１の流速が０．１ｍ／ｓであったのに対して、浸漬膜中央部１２０の流速は０．８ｍ／ｓであり、８倍の流速になった。
【００１８】
また、特許文献４の発明によれば、隣接する膜モジュール間において相互に当接する凸部同士が撓みの発生を相互に抑制するとあるが、当接のみでは、曝気による膜エレメントの微振動によってやがて凸部が摩耗し、結局、隣接する膜エレメントの支持板同士は、中央部において容易に衝突を起こす。
【００１９】
さらに、特許文献４の発明によれば、膜モジュールの幅方向の中間にサポート体を複数の膜モジュールに掛け渡して配置し、サポート体に各膜モジュールも縁端部に嵌合する複数の凹部を設けるとあるが、サポート体と膜モジュールとを全く隙間無く凹凸嵌合させることは製品精度がかなり高くなければならず、その精度を達成するのは量産技術として不向きである。また、隙間に余裕を持たせて凹凸勘合させた場合は、前述の通り、曝気による膜エレメントの微振動によって凹凸嵌合部が摩耗し、隣接する膜モジュール間の間隙を長期に渡って常に一定に維持することはできない。その結果、隣接する膜エレメントの支持板同士は、中央部において容易に衝突を起こし得る。
【００２０】
すなわち、従来の膜分離装置においては、膜エレメントの上縁部や下縁部の支持板の中央部分が磨耗しやすい、ひいては、振動により膜エレメントの支持板自体が疲労破壊に至るという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するために、本発明では、支持板の上縁部若しくは下縁部の中央部に貫通孔を有する膜エレメントを与え、この貫通孔の周囲に、膜エレメント同士の間隔を適正に保持するための中央スペーサ部を容易に配置できるようにする。
【００２２】
さらに、これらの膜エレメントを複数枚並べて、幅方向の両端を固定し、貫通孔にシャフトを通してとめ具で固定し、全ての膜エレメントを挟圧固定した膜分離装置を与える。
【発明の効果】
【００２３】
膜エレメントの支持板の上縁部の中央部か下縁部の中央部の少なくとも一方に、貫通孔を有する中央スペーサ部を設けたので、支持板同士は幅方向の両端だけでなく、真ん中あたりでも固定されることになる。従って膜エレメントに、膜面の垂直な方向の振動が生じても、隣接する膜エレメント同士は、支持板の上縁部や下縁部で衝突が発生することがない。さらに、膜エレメント同士は挟圧固定されているので、膜エレメント間での微振動による摩耗を防止し、ひいては、隣接する膜エレメント同士の衝突による磨耗および膜エレ
メントの支持板自体の疲労破壊を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施の形態１）
本発明の実施形態を図面により説明する。図１は本発明の膜エレメントの斜視図を示す。膜エレメント１０は、両側縁部に保持枠部３３を配置した支持板３１に、分離膜３６、３７を表裏両面から貼り合わせてある。
【００２５】
なお、本明細書の説明において、膜エレメントの上縁部とは、分離膜の上方の支持板の部分をいう。また、下縁部は膜エレメントの分離膜の下方にある支持板の部分をいう。また側縁部とは、膜エレメントの側面の部分であり、図１では保持枠部３３が設置されている部分である。また、枠中央部とは、上縁部や下縁部において、側縁部を除いた範囲をいうものとする。
【００２６】
分離膜３６、３７には、処理槽内に存在する被処理水（下廃水や活性汚泥液）をろ過することができる分離膜が用いられ、多孔質樹脂によって作製される平膜である場合が多い。その材料としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリサルフォン樹脂などを用いたり、主成分とすることができる。ただし、これらに限定されるものではない。
【００２７】
保持枠部３３は、膜エレメントを複数配置する際に、各膜エレメントの分離膜同士の間を所定の間隔に保持するための部分である。支持板３１と一体的に成形して作るのが好ましいが、支持板と別に作製し、取り付けても良い。
【００２８】
保持枠部３３は膜エレメントの分離膜同士の間の間隔保持を目的とする部分であるので、その厚み３５は、支持板３１の厚み３２より厚い。支持板３１に設置された保持枠部３３が、支持板３１の表側及び裏側で同じ高さ３４を持つ場合は、隣接する膜エレメントの分離膜同士の間の距離は、この保持枠部の高さ３４の２倍となる。
【００２９】
なお、膜分離装置のフレームに、隣接する膜エレメントの分離膜同士の間を所定間隔として固定するための要素が備えられている場合は、保持枠部３３は設けない場合もある。
【００３０】
支持板３１は、その表裏に分離膜３６、３７を保持する。分離膜を通過したろ過水は支持板と分離膜との間の集水路（図示せず）を流れてろ過水出口へと向かう。支持板３１には、ろ過水を取り出す吸水管３８が配設され、集水路を経て集められたろ過水は吸水管３８からエレメント外に取り出される。支持板と分離膜との間の集水路は、支持板の表面に形成された流路用の溝であってもよいし、また、多孔質ネット（ネット、不織布、等）を支持板と分離膜の間に介在させて集水路としても良い。
【００３１】
支持板３１の上縁部の枠中央部には、中央スペーサ部４１が支持板３１と一体的に作製されている。中央スペーサ部４１の厚み４３は、保持枠部３３の厚み３５と同じである。すなわち、保持枠高さ３４の２倍と支持板厚み３２を加えた厚みがある。保持枠部３３の存在によって形成される、膜エレメントの分離膜同士の間隔を、枠中央部によっても形成できるようにするためである。
【００３２】
支持板３１の上縁部もしくは下縁部の枠中央部には、中央スペーサ部４１を有する膜エレメントを枠中央部でも固定するために貫通孔を有する。この貫通孔５０に固定用シャフトを通し、固定用シャフトの両端から、重ねた膜エレメントをとめ具で挟圧固定することで、枠中央部での振動を防止する。固定用シャフトは、上述のように重ねた膜エレメントを、貫通孔５０に挿通させることで固定するための棒である。特に限定されるものではな
いが、金属性の一体物で棒であるのが望ましい。しかし、ねじ止め等の連結手段によって複数のシャフトが繋がったものであってもよい。
【００３３】
この貫通孔５０は、図１に示すように、中央スペーサ部４１に形成されていてもよい。貫通孔５０を中央スペーサ部４１に設けることによって、各膜エレメント同士の中央スペーサ部の固定をより確実に行える。図１には、貫通孔５０を中央スペーサ部４１に設けた例を示している。また、貫通孔５０は、側方に開口部を有する溝状であってもよい（図示なし）。貫通孔は、固定用シャフトを保持するための部分であるので、孔状でなくてもよいからである。溝状であると、固定用シャフトの脱着が容易になるという利点もある。
【００３４】
中央スペーサ部４１は、膜エレメント同士の振動による衝突を抑制し、支持板の磨耗を減少させるためのものであるので、上縁部の中央付近に設置されてあれば位置的な限定はない。また中央スペーサ部４１は下縁部に設けても良いし、複数個設けてもよい。しかし、多く設けると膜エレメント間における被処理水の上昇流を阻害する場合がある。
【００３５】
上昇流の阻害は、微生物の活性化を制限し、また膜エレメント表面の汚泥の除去を妨害することが考えられる。従って、中央スペーサ部４１を複数配置する場合は、膜エレメントの大きさと散気装置による曝気の量などを考慮する必要がある。
【００３６】
支持板の材質としては、ＡＳＴＭ試験法のＤ６３８における引張り強さが１５ＭＰａ程度以上の剛性を持つ材質が好ましい。ステンレスなどの金属類、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニルなどの樹脂、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）などの複合材料、その他の材質などを好ましく使用することができる。また、保持枠部３３にも支持板と同等の材質を使用すればよい。支持板３１及び保持枠部３３等をＡＢＳ樹脂等の同じ材質で構成する場合には、それらを一体成形により製造すればよい。
【００３７】
図２には、スペーサ部４１の有無による膜エレメントの振動の様子を示す。この図は、膜エレメントの上面図である。図２（ａ）（ｂ）は、中央スペーサ部がない場合を示す。膜エレメントは両端の保持枠部３３で固定されており、分離膜同士は所定の距離で保持されるように設計されている。散気装置から噴出される曝気は、被処理水の上昇流を生むだけでなく、膜エレメントに衝突し、下方から押し上げるような力を発生させる。また、処理槽の底から水面に上がるに従い水圧が小さくなるため、大きな泡になるものもある。泡が大きくなる際には、膜エレメントの膜面に対し略垂直な方向から押す力が加わる。
【００３８】
このように押す力は、膜エレメントの膜面に対し垂直な方向に振動６０を発生させうる。この振動のモードは様々であるが、膜の中央部分を振動の腹とする基本振動が容易に生じる。図２（ａ）と（ｂ）は、２つの膜エレメントの支持板が、１８０度位相のずれた基本振動を行なっていることを示す。図２（ａ）は、２つの支持板が離れる方向に変位した場合を示し、図２（ｂ）は近づく方向に変位した場合を示す。この振動によって、隣接する膜エレメントとの間で、支持板の上縁部において衝突６２が発生する。
【００３９】
一方、中央スペーサ部４１があれば、ちょうど振動の腹の部分が固定されるので、隣接の膜エレメント同士が衝突を起こす事はない。従って、膜エレメントの磨耗は抑制される。
【００４０】
なお、膜エレメントの幅が長い場合は中央スペーサ部４１と保持枠部３３との間でも振動が生ずる場合がある。そのような場合は、中央スペーサ部４１を保持枠部３３の間に複数設置すればよい。
【００４１】
図３は中央スペーサ部４１の取り付け位置のバリエーションを示す。図３は膜エレメントの上縁部の正面図である。中央スペーサ部４１は、膜エレメントの上縁部若しくは下縁部の中央部に取り付けるのが好ましい。膜エレメントは左右両端で固定されているので、中央部が振動の腹となり、変位が一番大きい。従って、この部分を固定するのが、磨耗の抑制において効果が大きい。
【００４２】
しかし、膜エレメントの大きさや、配置する間隔によっては、上縁部若しくは下縁部の真ん中から外れた位置に設置してもよい。また、複数個の中央スペーサ部を設置するようにしてもよい。図３（ａ）は、上縁部に２つの中央スペーサ部を設置した場合を示す。
【００４３】
スペーサ部４１は、貫通孔が支持板の上端４５にかかる場合、上端４５よりも下にある場合、上端４５よりも上にある場合の３つが考えられる。それぞれ図３の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）である。これらはどれであってもかまわない。なお、図３では上縁部の例だけを示したが、下縁部に設置する場合も同じである。
【００４４】
また、図４には、他のバリエーションを示す。図４（ａ）は、中央スペーサ部と貫通孔が別々の位置に配置されるように成形されている場合を示す。また図４（ｂ）は、図４（ａ）の変形である。これは支持板に形成された貫通孔５０の両脇に中央スペーサ部が配置されている。このように中央スペーサ部は１つでなくてもよい。同様に貫通孔５０が複数箇所あってもよい。
【００４５】
図４（ｃ）には中央スペーサ部に形成された貫通孔が溝状の場合を示す。図４（ｄ）は、中央スペーサ部と貫通孔が別々に形成され、貫通孔が溝状の場合を示している。このように本発明において、固定用シャフトを支える貫通孔５０は孔状の場合だけでなく、溝状も含むものである。貫通孔５０が溝状であれば、固定用シャフトの脱着が容易になる。
【００４６】
図５には、中央スペーサ部４１の形状のバリエーションを示す。図５（ａ）は図１に示した長方形型である。もちろん正方形型であってもよい。図５（ｂ）は、ひし形である。ひし形にすることで、曝気の上昇流の阻害を抑制することができる。図５（ｃ）は丸型である。また（ｄ）は涙滴状である。いずれも曝気による上昇流をスムースにするのが目的である。これらの形状はいずれであってもよい。なお、図５では、貫通孔５０を中央スペーサ部４１に存在するように記載したが、図４のようなバリエーションであってもよい。
【００４７】
図６に本発明の膜エレメント１０を複数重ね合わせた膜分離装置３を示す。各膜エレメントは保持枠部３３の固定孔４８を通して連結され固定される。このように膜エレメントの側縁部を固定する要素をエレメント固定部と呼ぶ。エレメント固定部は、このように保持枠部に形成された固定孔４８を通して連結され固定されるものを含む。また、膜分離装置のフレームに、側縁部を固定する部品が用意されている場合は、その部分を指す。
【００４８】
中央スペース部には貫通孔５０が開けられているので、ここに固定用シャフト５３を通し、両端をとめ具５４で締め上げ、中央スペース部４１を挟圧固定する。とめ具はボルトとナットとの組み合わせなどが好適に使用できるが、これに限定されるものではない。なお、図では膜エレメント間を保持枠部３３で固定するように説明したが、膜エレメントを固定する他の部品で固定されてもよい。
【００４９】
本発明では、中央スペーサ部４１の厚み４３は、保持枠部３３等により形成される所定の膜エレメント間隔が保持できるようにするのが基本であるが、ある程度の公差は容認される。この時、膜エレメント間隔に対してプラス公差であるのが望ましい。
【００５０】
図７には、膜エレメントを複数枚重ねて中央スペーサ部４１をシャフトとボルトで固定
した時の上面模式図を示す。もし、中央スペーサ部の厚みの公差が膜エレメント間隔に対してマイナス公差であった場合は、膜分離装置は図７（ａ）に示すように、中央部がへこんだ糸巻き形状になる。このようになるとエレメントブロックの中ほどの膜エレメント同士は中央スペーサ部で固定されない場合も生じる。
【００５１】
一方、中央スペーサ部の厚みが膜エレメントの間隔に対してプラス公差の場合は、図７（ｂ）に示すように、膜分離装置が樽型になる。従って全ての膜エレメントは枠中央部で固定できる。
【００５２】
もっとも、図７（ａ）および（ｂ）のどちらの場合も膜分離装置の変形量が大きいと、外側の膜エレメントの歪が大きく、割れなどの損傷が発生する。従って、中央スペーサ部の厚みは、膜分離装置に組んだ際に、個々の膜エレメントが損傷するなどの応力がかからない範囲で、全膜エレメントが固定できる範囲に設定されるものである。
（実施の形態２）
図８には、本発明の膜エレメントの他の形態を示す。この実施形態では、実施の形態１において一体的に付設されていた中央スペーサ部４１が、別部材である間隔保持材７１に分かれている。間隔保持材７１には貫通孔５０と同じ貫通孔５４を有する。従って、間隔保持材７１と貫通孔５０を重ね、固定用シャフトととめ具で挟圧固定することができる。このように図１の中央スペーサ部を分離しても同様の効果を得る事ができる。
【００５３】
なお、図８では膜エレメント間に挿入する間隔保持材７１を別々の部材としたが、個々の間隔保持材７１は連結されていてもよい。また膜エレメントを枠中央部で固定することができれば、貫通孔はなくてもよい。
【００５４】
間隔保持材７１は貫通孔５４を有していても有していなくても、固定用シャフトで固定した際にずり落ちたり、はずれたりすることが無い程度近い場所に配置される必要がある。この意味で、間隔保持材７１は貫通孔５０の周囲に配置されなければならない。なお、間隔保持材７１の材質は特に限定はないが、支持板３１同様、耐腐食性の高い材料であるのが、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に関する膜エレメントを示す斜視図である。
【図２】膜エレメントの上面図であり、（ａ）及び（ｂ）は膜エレメントが振動する様子を説明し、（ｃ）は中央スペーサ部での固定により振動が抑制される様子を説明する。
【図３】膜エレメントの上縁部の正面図であり、中央スペーサ部の取り付け方のバリエーションを示す。
【図４】膜エレメントの上縁部の正面図であり、中央スペーサ部の取り付け方のバリエーションを示す。
【図５】中央スペーサ部の形状のバリエーションを示す。
【図６】本発明の膜エレメントを組み合わせた膜分離装置を示す斜視図である。
【図７】中央スペース部の厚みの公差によって膜分離装置が変形する様子を示す上面図である。
【図８】本発明の膜エレメントの他の形態を示す斜視図である。
【図９】膜分離装置の構成を示す図である。
【図１０】膜分離装置における、被処理水の流動解析結果の例を示す。
【符号の説明】
【００５６】
３      膜分離装置（エレメントブロック）
１０    膜エレメント
３１    支持板
３３    保持枠体
４１    中央スペーサ部
５０    貫通孔
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008117783.tif 000013
【図２】
2008117783.tif 000014
【図３】
2008117783.tif 000015
【図４】
2008117783.tif 000016
【図５】
2008117783.tif 000017
【図６】
2008117783.tif 000018
【図７】
2008117783.tif 000019
【図８】
2008117783.tif 000020
【図９】
2008117783.tif 000021
【図１０】
2008117783.tif 000022
【国際調査報告】
2008117783.tif 000023
2008117783.tif 000024
2008117783.tif 000025
2008117783.tif 000026