(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＬＳＳ（混合液懸濁浮遊物質）が５，０００〜３０，０００ｍｇ／Lである活性汚泥を含む排水からなる被処理液の中に浸漬して固液分離処理を行う濾過用分離膜エレメントであって、
少なくとも延伸ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）多孔質膜を備える多孔質シートを筒型に形成し、該多孔質シートで囲まれる中空部を処理済み液流路としている筒型濾過膜と、
前記処理済み液流路となる中空部保持用のサポート材と、
前記筒型濾過膜の軸線方向の両端を、少なくとも１つの処理済み液取出口をあけて封止する封止部と、
を備え、
前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は、繊維状骨格の集合体からなり、該繊維状骨格で囲まれる平均孔径が０．０１〜０．４５μｍ、粒子径０．４５μｍの粒子捕捉率が９０％以上であり、最外層における空孔を囲む繊維状骨格の平均最大長さが５μｍ以下、平均膜厚が５〜２００μｍであり、
前記サポート材は、ポリオレフィン系樹脂あるいはフッ素樹脂が被覆された金属材、ポリエチレンまたはポリプロピレンからなるオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ＰＦＡまたはＦＥＰからなるフッ素樹脂からなる素材で形成し、形状はメッシュ状、繊維集合体、穴空きシートあるいはＶ字屈曲部を連続させたプリーツ状で貫通孔を備え、
前記封止部の処理済み液取出口を前記中空部の処理済み液流路と連通していることを特徴とする濾過用分離膜エレメント。
【請求項２】
前記筒型濾過膜は円筒形状とし、その直径は３ｍｍ以上５０ｍｍ以下である請求項１に記載の濾過用分離膜エレメント。
【請求項３】
前記筒型濾過膜を形成する前記多孔質シートは、１枚のシートを巻回して両端を結合して筒型とし、あるいは複数枚のシートの端縁同士を結合して筒型としている請求項１または請求項２に記載の濾過用分離膜エレメント。
【請求項４】
前記多孔質シートは、前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜のみからなる単層あるいは、該延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の外表面に更にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰからなる群から選択される１種以上のフッ素樹脂で形成されると共に前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の層の孔より微細な孔を有する緻密層を設けた複数層からなり、該緻密層の孔径は０．０１〜０．０５μｍで粒子径０．０５μｍ以上の粒子の捕捉率が９０％以上である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の濾過用分離膜エレメント。
【請求項５】
前記サポート材を前記筒型濾過膜の内面の一部または全面に固着している請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の濾過用分離膜エレメント。
【請求項６】
前記サポート材は筒状の形状保持力を備えたものとし、該サポート材に前記筒型濾過膜を被せている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の濾過用分離膜エレメント。
【請求項７】
前記封止部は前記筒型濾過膜の軸線方向の両端を加熱加圧またはレーザーでシールして閉鎖して形成し、前記処理済み液取出口は前記シールで閉鎖せずに形成している請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の濾過用分離膜エレメント。
【請求項８】
前記封止部は前記筒型濾過膜の軸線方向の両端に配置する一対のフレームで形成し、該フレームを前記筒型濾過膜の両端に固定している請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の濾過用分離膜エレメント。
【請求項９】
前記フレームは円板形状とし、該一対の円板形状のフレームを筒型濾過膜の軸線方向の長さに相当する連結フレームで連結している請求項８に記載の濾過用分離膜エレメント。
【請求項１０】
前記フレームは、ポリオレフィン系樹脂あるいはフッ素樹脂からなる樹脂材で形成し、あるいは、前記ポリオレフィン系樹脂あるいはフッ素樹脂で被覆された金属材で形成している請求項８または請求項９に記載の濾過用分離膜エレメント。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の濾過用分離膜エレメントを複数個備え、これら濾過用分離膜エレメントを空間をあけて連結している外圧濾過用あるいは浸漬型外圧吸引濾過用の濾過用膜モジュール。
【請求項１２】
前記濾過用分離膜エレメントを並設すると共に、その上方に共通処理済み液集水管を配置し、前記並設した各濾過用分離膜エレメントの上面に設けた前記処理済み液取出口に前記共通処理済み液集水管から分岐する分岐管の先端を連結し前記濾過用分離膜エレメントを吊り下げ支持している請求項１１に記載の濾過用膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過用分離膜エレメント及び複数の分離膜エレメントを集束した濾過用膜モジュールに関し、環境保全分野、医薬・食品分野等の固液分離処理を行う濾過装置に使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の濾過用多孔質膜を集束して構成した膜モジュールが、浸漬型吸引濾過装置あるいは外圧式濾過装置に装着され、河川水、湖沼水の浄化といった所謂浄水処理の分野において広く使用されている。近時、これらの膜モジュールは、浄水分野に限らず、下水の二次処理、三次処理や、排水、産業廃水、工業用水等の濾過といった高汚濁性水処理用としても利用されてきている。
高汚濁性水処理の利用の一つとして、膜モジュールを用いた膜分離活性汚泥法による排水処理システムが広まりつつある。膜分離活性汚泥法は、高濃度活性汚泥下で運転できるため、曝気槽の容量を小さくできるうえ、沈殿槽・汚泥濃縮槽が不要になるため従来の一般的な活性汚泥処理装置に比べ設置面積を小さくすることができるという利点がある。それに加え、膜分離活性汚泥法は、従来よりも処理水の水質の向上を図ることができる利点も有する。
【０００３】
しかし、膜モジュールを備えた濾過装置を用いて高濁度排水の処理を継続すると、膜表面及び膜間に、被処理液中に含まれる懸濁成分が堆積し、さらには、膜閉塞を生じて、透過流量の低下が生じる。
特に、膜分離活性汚泥法のような高汚濁性水処理においては、被処理液の粘度が高いうえ、生物処理特有の粘着性のある堆積物による膜の汚れ（バイオファウリング）が発生するため、一般の排水系の濾過に比べて、濾過膜に懸濁成分が堆積しやすく、堆積物の付着や目詰まりによる透過流量の低下が顕著である。そのため、膜モジュールを用いた濾過装置は、通常、運転時には加圧空気を送り、エアバブリング等で排水の流れを作り、これによる堆積物の剥離や濾過膜の揺動による機械的負荷による堆積物を取り除く清浄操作（散気処理）が行われる。さらに、散気処理で除去できない堆積物や膜内に詰まった堆積物は、堆積物の種類に応じて、水酸化ナトリウム等の強アルカリや塩酸、クエン酸、蓚酸などの酸、次亜塩素酸ナトリウム等の強酸化剤の水溶液により分解洗浄するメンテナンス作業により、繰り返し濾過機能を回復させる必要がある。また、特に、異常な高濁度排水の流入など不測の事態が発生した場合には、より高濃度の化学薬品を用いた薬液洗浄の必要性が生じる可能性もある。
そのため、膜モジュール及びこれを構成する濾過膜エレメントには高い濾過性能を有することに加えて、長期間運転時の機械的負荷に耐えうる強度と、特に酸化剤や酸・アルカリに対して優れた耐薬品性を兼ね備えていることが要望されている。
特に、排水処理用途、特に大規模下水処理場等において、膜エレメントや膜モジュールは通常５年から１０年の製品寿命が求められているため、該製品寿命を超える長期間の濾過装置の運転及び繰り返しのメンテナンスに耐えうる機械的強度と耐薬品性を兼ね備えることが強く要望されている。
【０００４】
従来、膜モジュールとしては、多数本の中空糸を円形状に集束して配置し、その端部を開口状態で固定部材にて固定して集水部とした中空糸膜モジュールや、支持板でシート状の多孔質膜を支持した平膜型の膜エレメントを複数備えた平膜モジュール等がある。
【０００５】
中空糸膜モジュールとして、本出願人は、特許３８５１８６４号公報（特許文献１）において、多孔質延伸ＰＴＦＥ製のチューブからなる支持層と、多孔質延伸ＰＴＦＥシートからなる濾過層を備え、内周側とする前記支持層のチューブの外表面に前記濾過層を一体化させて複層化し、前記支持層と濾過層の空孔を互いに三次元的に連通した多孔質複層中空糸を集束した濾過モジュールを提案している。
また、平膜モジュールとしては、従来、塩素化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質膜を用いたものや、特開２００４−１８２９１９号公報（特許文献２）のようにポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）系樹脂からなる多孔質膜を用いたものがある。
【０００６】
【特許文献１】特許３８５１８６４号公報
【特許文献２】特開２００４−１８２９１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１のような中空糸膜モジュールは一般的に有効膜面積あたりの設置面積を小さくでき、コンパクト性に優れるという利点を有する。しかし、中空糸膜モジュールを高汚濁性排水、特に膜分離活性汚泥法へ適用する場合、この利点を十分に活用できていない現状がある。詳細には、高濁度性排水、特に被処理液の粘度が高い膜分離活性汚泥法による処理に中空糸膜モジュールを適用すると、隣接する中空糸膜間の隙間が狭いために、散気によって生ずる被処理液の流れが比較的遅くなり、懸濁成分が膜面・膜間に堆積しやすくなり、処理速度の低下が生じる可能性がある。特に、被処理液の粘度が高い膜分離活性汚泥法に適用する場合はより処理速度の低下の可能性が大きくなるため、隣接する中空糸膜間の距離を大きくすることになり、結果として設置面積が大きくなり、コンパクトな濾過装置にできないおそれがある。
また、特許文献１の濾過モジュールはＰＴＦＥ製の中空糸膜を使用しており、耐薬品性や強度に極めて優れるが、細い中空糸を適度な間隔を設けながら多数本並設させるという組立作業は手間を要するため、濾過モジュールの作製はそれなりのコストが発生する。
【０００８】
これに対し、平膜モジュールはシート状の平膜エレメントを整列させる構成のため、膜面全体に散気を行いやすく、効率的に膜面の洗浄操作を行うことができるという利点を有する。有効膜面積あたりの設置面積も、高汚濁性水処理では中空糸膜モジュールがその処理速度を確保するため中空糸間の距離を大きくとる必要性があるため、結果として同程度となる場合もある。さらに、平膜モジュールは、中空糸膜モジュールに比べて部品１個あたりが占める膜面積も大きいため組立てが容易であるという利点を有する。
【０００９】
ところが、既存の平膜エレメントはポリオレフィン系樹脂や特許文献２のようなＰＶＤＦからなる多孔質膜を用いており、機械的強度、耐薬品性等の耐久性に問題がある。
例えば、機械的強度に対しては、既存の平膜は濾過膜の強度、特に濾過機能を有する部分の濾過膜の強度が十分でないため、多種多様な異物を含む被処理液の散気による負荷のもとで長期に渡り使用する場合、膜損傷によるリークトラブルの可能性が高い。特に、ＰＶＤＦ樹脂製の濾過膜は、ＰＶＤＦ系樹脂を溶媒で溶解した溶液を再び凝固させて製造しており、極めて薄く、濾過機能を有する部分の機械的強度が不十分である。
一方、洗浄薬品に対する耐久性についても、たとえばポリオレフィン樹脂製の濾過膜は、アルカリに対しては比較的耐久性があるが、酸化剤に対する耐久性に乏しく、強力な酸化剤を用いた膜洗浄を高い頻度あるいは長期に渡って実施することができない。また、ＰＶＤＦ樹脂製の濾過膜は、酸化剤に対してはある程度耐久性を有するが、特にアルカリに対する耐久性に乏しく、強アルカリ性の洗浄液では液の接触とともに直ちに膜が茶褐色に変色し材料の変質をきたし、長期使用は不可能である。さらに、酸化剤に対しても高濃度では耐久性が十分ではない。
【００１０】
このように、従来の濾過用平膜モジュールは、特に、酸化剤やアルカリに対する耐薬品性を十分に備えておらず、その洗浄に制約があるために十分な濾過膜の洗浄を長期にわたり行うことができないことに加え、機械的強度も不十分であり、異物や被処理液の流れにより損傷されるおそれがあるため、低流量での運転や使用期間の短縮、すなわち短期間での膜交換を余儀なくされているのが現状である。
【００１１】
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、濾過性能に優れると共に、耐薬品性及び機械的強度に優れ、長期に渡り安定した透過流量が得られる濾過用分離膜エレメント及び該濾過用分離膜エレメントを備えた濾過用膜モジュールを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、ＭＬＳＳ（混合液懸濁浮遊物質）が５，０００〜３０，０００ｍｇ／Lである活性汚泥を含む排水からなる被処理液の中に浸漬して固液分離処理を行う濾過用分離膜エレメントであって、
少なくとも延伸ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）多孔質膜を備える多孔質シートを筒型に形成し、該多孔質シートで囲まれる中空部を処理済み液流路としている筒型濾過膜と、
前記処理済み液流路となる中空部保持用のサポート材と、
前記筒型濾過膜の軸線方向の両端を、少なくとも１つの処理済み液取出口をあけて封止する封止部と、
を備え、
前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は、繊維状骨格の集合体からなり、該繊維状骨格で囲まれる平均孔径が０．０１〜０．４５μｍ、粒子径０．４５μｍの粒子捕捉率が９０％以上であり、最外層における空孔を囲む繊維状骨格の平均最大長さが５μｍ以下、平均膜厚が５〜２００μｍであり、
前記サポート材は、ポリオレフィン系樹脂あるいはフッ素樹脂が被覆された金属材、ポリエチレンまたはポリプロピレンからなるオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ＰＦＡまたはＦＥＰからなるフッ素樹脂からなる素材で形成し、形状はメッシュ状、繊維集合体、穴空きシートあるいはＶ字屈曲部を連続させたプリーツ状で貫通孔を備え、
前記封止部の処理済み液取出口を前記中空部の処理済み液流路と連通していることを特徴とする濾過用分離膜エレメント
を提供している。
【００１３】
本発明は、高い懸濁成分を含む被処理液中、特に活性汚泥を含む排水中に浸漬して固液分離処理を行う濾過用分離膜エレメントにおいて、多孔質シートを筒型形状に形成して、該筒型形状の濾過膜が少なくとも延伸ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）多孔質膜を備えていることを特徴としている。このように、濾過膜となる多孔質シートが延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を備えていることにより、極めて耐久性に優れ、従来使用できなかった高濃度の酸化剤やアルカリを用いて膜面に付着した懸濁物質をほぼ完全に分解して洗浄することができ、かつ、散気処理において強い機械的負荷をかけることができるため、濾過機能を初期状態近くまで回復させることができる。結果として、膜エレメントの寿命を大幅に延長することができ、長期に渡り、安定した透過水量を得ることができるため、高濁度排水処理において極めて有用性を発揮することができる。
【００１４】
詳細には、前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は押出のみならず圧延及び高倍率の延伸工程を経て製造されるので、膜厚が薄く、高度な分子配向により高い強度を有し、かつ高度な多孔性を発現でき、高気孔率でありながら目詰まりしにくい繊維状骨格を形成することができるため、流量抵抗が小さく、濾過性能に優れる膜材を提供することができる。そのため、数多くの微細孔を有して透過水量が多い高性能の濾過膜としながら、散気処理において強い機械的負荷をかけても、濾過膜に亀裂ができたり、破断したりせず、極めて優れた耐久性を有する。
そのうえ、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は殆どの薬品に犯されない化学的安定性を有している。一般的に、比表面積の大きい多孔質膜は、バルク体に比べて薬品に浸食されやすく強度も小さいが、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は有機・無機の酸、アルカリ、酸化剤、還元剤及び有機溶剤等のほとんど全ての有機・無機薬品に対して不活性であり、耐薬品性に極めて優れる。そのため、従来の平膜エレメントのように洗浄薬剤が制約されず、堆積物の種類に応じて種々の化学薬品を選択して、必要時には高濃度にて濾過膜の洗浄を長期に渡り行なうことができる。例えば、バイオファウリングを完全に溶解除去・殺菌するために、次亜塩素酸ナトリウム水溶液や過酸化水素水などの強酸化剤の高濃度溶液を使用でき、排水中の油分等を除去するために、水酸化ナトリウム等の強アルカリ水溶液を使用することができる。
分離膜エレメントの構成材料は膜以外にフレーム、サポート材などがあるが、これら保持部材はバルク材料であり使用段階における被処理液や洗浄薬品の接液部分が少ないため、内部の非接液部の侵食は非常に遅くなるため実用上問題とならない場合は多い。すなわち、比表面積が大きい膜の耐薬品性が全体の使用可否に影響する。
【００１５】
また、本発明の濾過用分離膜エレメントでは前記筒型濾過膜の処理済み液流路を保持するサポート材を不織布等の繊維集合体やネットのような粗い構造のものから形成することができるので、サポート材内部での流量抵抗を小さくすることができ、処理能力の向上を図ることができる。例えば、特許文献１の多孔質複合中空糸膜と対比した場合、支持層となる多孔質延伸ＰＴＦＥチューブは、該ＰＴＦＥチューブを大孔径のものとしても、多孔質としての流量抵抗が存在し、これを低減するのにも限界がある。特に外周の濾過層のシート膜の流量が多くなればなるほど、支持層の流量低減が課題となる。
さらに、本発明の濾過用分離膜エレメントは、処理済み液流路（内径）が中空糸膜よりも大きいので、処理済み液の取出口への移動に関する抵抗が小さく、筒型濾過膜の有効長さを大きくとっても圧力損失が小さく流量低下を抑えることができる。すなわち膜モジュールの大型化に有利である。特に膜分離活性汚泥法においては浸漬槽を深くすることで大型化を図ることが省スペースの面からも有望とされているが、その場合、特に好適である。加えて、中空糸膜モジュールにおいて起こりやすい膜間への夾雑物の付着も起こりにくく、運転時の膜面洗浄も行いやすく、効率的に堆積物を除去することができるので、連続運転が可能である。
かつ、コストを抑えた多孔質シートから作製することができるので、用途及び設置場所によって孔径を自在に変更することができ、任意の断面形状及び大きさとすることができる点、及び、組立部品および組立工程を減らすことができ組立てを容易にすることができる点においても中空糸膜エレメントよりも優れている。
【００１６】
前記筒型濾過膜は断面形状を円形、楕円形、長円形とした円筒形状としていることが好ましい。このほか、断面形状を三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形とした角柱形状とすることもできる。
なかでも、筒型濾過膜は円筒形状とし、その直径が３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。
筒型濾過膜の直径を前記範囲としているのは、直径が３ｍｍ未満であると多孔質シートの両端を結合して円筒濾過膜を作製することが困難となることに加え、シール部分が占める表面積が大きくなって有効濾過膜面積が減少するために好ましくないからである。一方、直径が５０ｍｍを超えると設置面積に対する筒型濾過膜の濾過膜面積が小さくなり、好ましくない。筒型濾過膜の直径は、１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、さらには２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることがより好ましい。
一方、筒型濾過膜の有効長さ（濾過膜として機能する部分の長さ）については任意に設定できるが、０．５ｍ〜４．０ｍが望ましい。特に２ｍ以上の長尺のものにおいて有効である。本発明の濾過用分離膜エレメントによれば他に例をみない有効長さ３ｍ以上の膜モジュールも製造可能である。
【００１７】
前記多孔質シートを構成する延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は、１軸延伸、２軸延伸で得られたものでもよいが、ＰＴＦＥ未焼結粉末と液状潤滑剤のペースト押出によって得られる成形体を縦方向に１．５倍〜１０倍、横方向に２倍〜４０倍の延伸倍率で２軸延伸して得られた多孔質膜を焼結して得られたものであることが好ましい。２軸延伸することで、空孔を囲む繊維状骨格の強度を高めることができる。
本製造方法により得られた延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は、微細孔を有しながら空孔率が高く、高い粒子捕捉率と透過容量を兼ね備えたものとすることができる。
また、濾過用分離膜エレメントの被処理液や濾過の要求性能に応じて、段数、温度、倍率等の延伸条件や焼結条件等を変えることにより、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の空孔形状や大きさ等の調整も容易である。さらに、孔径の異なる多孔質膜の積層体も作製しやすいので、粒子捕捉率及び空孔率の高い、高性能な多孔質濾過膜を効率的に製造することができる。
【００１８】
前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は、平均孔径が０．０１〜０．４５μｍである。この範囲において液質ごとにさらなる最適範囲が存在する。
前記平均孔径はＰＭＩ社製パームポロメーター（型番  CFP-1200A）により測定している。
【００１９】
さらに、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の最外層における空孔を囲む繊維状骨格の平均最大長さが５μｍ以下である。特に、活性汚泥を含む排水や微小な粒子を含む排水を被処理液とするため、空孔を囲む繊維状骨格の平均最大長さが、前記のように５μｍ以下としている。  膜表面の最外層における空孔を囲む繊維状骨格の平均最大長さは、樹脂部及びそれに連結する繊維で構成される空孔の外周上の２点を結ぶ距離の最大値をＳＥＭ画像上で測定して求めている。
【００２０】
また別の指標によれば、前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は、特に、活性汚泥を含む排水や微小な粒子を含む排水を被処理液とするため、前記のように粒子径０．４５μｍである粒子の粒子捕捉率が９０％以上としている。
なお、粒子捕捉率は、次の方法により測定している。
延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を直径４７ｍｍの円形に打ち抜き、ホルダーにセットし、粒子径５．１２５μｍあるいは０．４５８μｍのポリスチレンラテックス均質粒子（製品名DYNOSPERES  SS-052-P，STADEX  SC-046-S）（ＪＳＲ社製）を含有する水溶液を調製し、これをセットした延伸ＰＴＦＥ多孔質膜により、４１．２ｋＰａの圧力で濾過を行い、濾過前の水溶液と濾液の吸光度を測定し、その比により求めている。吸光度は、紫外可視分光光度計（島津製作所製ＵＶ−１６０）を用い、波長３１０ｎｍで測定している（測定精度１／１００）。
【００２１】
前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の平均膜厚は５〜２００μｍである。気孔率は４０〜９０％であることが好ましい。
平均膜厚はダイアルゲージにより測定しており、気孔率はＡＳＴＭ  Ｄ７９２に記載の方法で測定している。
【００２２】
前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３に規定の引張強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。
さらに、３質量％の硫酸、４質量％の水酸化ナトリウム水溶液、有効塩素濃度１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液の各々に温度５０℃で１０日間浸漬しても透過水量が低下せず、損傷されない、優れた耐薬品性を有するものとすることが好ましい。
【００２３】
本発明の筒型濾過膜は、微細孔を形成する多孔質シートの少なくとも一部を延伸ＰＴＦＥ多孔質膜で形成すればよく、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の単体膜から構成されていてもよいし、孔径等の仕様の異なるＰＴＦＥ多孔質膜同士の積層体としてもよいし、ＰＴＦＥ多孔質膜と他素材の多孔質膜や多孔材料シートとの積層体から構成されていてもよい。
また、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の単体膜上あるいは積層体の外表面に緻密層を設けた多孔質シートとしてもよい。緻密層を設ける場合、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜により構成される延伸ＰＴＦＥ多孔質層と緻密層の少なくとも２層構成の筒型濾過膜とし、該延伸ＰＴＦＥ多孔質層を多孔質シートの支持層として形状維持を担う層とすることができる。
【００２４】
前記緻密層は、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の単体膜の外表面あるいは積層体の外表面に、ＰＴＦＥ、ＰＴＦＥと同等の耐薬品性及び耐熱性を有するＰＦＡ（四ふっ化エチレンペルフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（四ふっ化エチレン・六ふっ化プロピレン共重合体）等の微粒子や該微粒子を分散したものを含む液を塗布後、焼結して形成することもできる。
【００２５】
その他の方法としては、（１）ＰＴＦＥ主体のフッ素樹脂を円筒状に成形・焼結した後、その円筒状としたブロックから切削（かつらむき状）して製作したフッ素樹脂フィルムを設ける。あるいは（２）フッ素樹脂粉末を液体に分散されたディスパージョンを耐熱基板上にコーティングした後、融点以上に加熱して粉体を結着した後、耐熱基体を除去して製作したフッ素樹脂製フィルムを設ける。
ついで、前記（１）または（２）のフィルムを、さらに延伸することで緻密層を製作し、これを延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の基材と積層することにより二層構造の膜を製作してもよい。
【００２６】
前記ＰＴＦＥ主体とは、ＰＴＦＥが質量比８０％以上のことを指し、更に好ましくは９０％以上である。
併用する熱可塑性のフッ素樹脂はＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＶＦ等が挙げられ、その中でもＰＴＦＥの融点ピーク以上（３２７℃以上）でも比較的分解速度が低いＦＥＰが好ましく、更にはＰＦＡがより好ましい。
【００２７】
また、前記ＰＴＦＥの分子量は約１００万から約３５０万、分子量の指標である後述の方法における第三ステップの融解熱量は３２Ｊ／ｇ以上４７．８Ｊ／ｇ未満が好ましく、さらに、３２Ｊ／ｇ以上４４Ｊ／ｇ以下がより好ましい。前記分子量および融解熱量を有するＰＴＦＥを用いると、気孔率が３０％以上８０％以下と高く、且つ平均流量孔径が０．０１μｍ以上から０．０５μｍ以下の微細孔径の多孔質体を製造出来る。
【００２８】
前記第三ステップの融解熱量は熱流束示差走査熱量計（株式会社島津製作所製  熱流束示差走査熱量計、ＤＳＣ−５０）を用い、以下のように測定している。
サンプルを１０ｍｇから２０ｍｇ採取し、必要に応じてアルミセル内にＰＴＦＥを封止する（ＰＴＦＥは可能な限り収縮変形できるようにフリーな状態に保つことが重要で、セルを潰さないか、潰し切らないようにする）。室温から２４５℃まで５０℃／分で加熱後、１０℃／分の速度で３６５℃まで加熱する（第一ステップ）。
次に−１０℃／分の速度で３５０℃まで冷却し、３５０℃で５分間保持する。次に−１０℃／分の速度で３５０℃から３３０℃まで、−１℃／分の速度で３３０℃から３０５℃まで冷却する（第二ステップ）。分子量が小さいほど発熱量が大きくなる。
次に−５０℃／分の速度で３０５℃から２４５℃まで冷却する。次に１０℃／分の速度で２４５℃から３６５℃まで加熱する（第三ステップ）。
サンプリングタイムは０．５ｓｅｃ／回とする。
前記第一ステップの吸熱量は３０３℃から３５３℃の間、第二ステップの発熱量は３１８℃から３０９℃の間、第三ステップの吸熱量（融解熱量）は２９６℃から３４３℃の区間を積分して求めている。
【００２９】
緻密層として高流量化（高性能化）のためには膜厚は薄い程よく、前記（１）の方法では２０〜５０μｍ程度の薄膜が製造できるので好ましく、前記（２）の方法では２〜２０μｍのより薄い緻密層を製造することができるので更に好ましい。
【００３０】
これらのフッ素樹脂フィルムは薄膜になると取り扱いが困難となり、延伸が不可能となるので、基体に貼り合わせた後、基体ごと薄膜を同時に延伸することで、フッ素樹脂製で薄膜の延伸多孔質フィルムを得ることが出来る。予め延伸ＰＴＦＥ多孔質体の基体を使用すれば基体と多孔質フィルムの複合体のまま使用することができる。この場合、多孔質の基体は気孔率が４０％以上でガレー秒が３０秒以下であることが好ましく、気孔率６０％以上でガレー秒が１５秒以下であることが高流量化（高性能化）のために好ましい。ガレー秒とは通気性の指標となるもので、ＪＩＳ  ８１１７に準じた王研式ガレー秒測定装置にて測定する。
【００３１】
前記緻密層は延伸ＰＴＦＥ多孔質膜よりも微小な孔径を有するものとし、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜単体よりもさらに微小な粒子を除去するとともに目詰まりを起こしにくくでき、優れた濾過性能を発現できる。緻密層を設ける場合は、その厚みも小さく製造可能であるため、その孔径は０．０１〜０．０５μｍとすることが好ましい。
前記緻密層を設ける場合、前記のように、被処理液側（外表面側）に緻密層を配置することにより、固液分離処理の初期段階後の定常状態において、分離する固体粒子が緻密層の空孔内に不可逆的に捕捉されることがないようにすることができる。また、被処理液槽内において、散気処理の気泡により生じる密度差により旋回流を発生させれば、その流れにより容易に堆積物を除去することができる。
【００３２】
孔径の異なるＰＴＦＥ多孔質膜同士の積層体とする場合、孔径が小さく緻密な延伸ＰＴＦＥ多孔質膜と、該延伸ＰＴＦＥ多孔質膜より大きな孔径を有するＰＴＦＥ多孔質膜との少なくとも２層の積層体からなる多孔質シートとしていることが好ましい。
この場合、孔径が小さい延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の内面側に孔径が大きい延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を積層して、前記孔径が小さい延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の支持体として用いることが好ましい。
孔径の小さい延伸ＰＴＦＥ多孔質膜が前記サポート材と接触あるいは接着した場合、サポート材の非開口部分の延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を通った処理液が実質的に貫通しないため、流量低下を来たす。これに対して孔径の大きいＰＴＦＥ多孔質膜を内面側に積層すれば、透過抵抗の高い前記孔径の小さい延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の全面を透過膜として用いることができ、流量を低下させずに処理することができる。
孔径の異なる２種類の延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を積層する場合は、２種類の延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を、望ましくは非完全焼結状態の延伸ＰＴＦＥ膜を積層して焼結一体化することにより、容易に積層体を形成することができる。
【００３３】
また、被処理液が水系の場合には、前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の外表面には必要に応じて耐薬品性に優れた親水性高分子を固定化し、表面の親水性を高めていることが好ましい。
前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の表面の親水性を高める方法としては、例えば、耐薬品性に比較的優れたポリビニルアルコールを水溶液中で酸触媒を用いてジアルデヒドと架橋させることや、適当な架橋剤とともにＵＶ処理などにより架橋させることにより水不溶化させる方法を用いることができる。これらの方法は化学的に比較的安定な親水性付与を行うことができる。
そのほか、エチレン−ビニルアルコール共重合体などをＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等に溶解させたあとＰＴＦＥ多孔質膜上で不溶化させる方法などがある。
【００３４】
前記筒型濾過膜を形成する前記多孔質シートは、１枚のシートを巻回して両端を結合して筒型とし、あるいは複数枚のシートの端縁同士を結合して筒型としていることが好ましい。前記筒型濾過膜は、１枚の多孔質シートから形成する場合、巻始め側と巻終わり側の１辺を結合するだけ作製することができるので、組立てが容易で、コスト的にも有利である。
延伸ＰＴＦＥ多孔質膜は十分な曲げ強度及び柔軟性を有するので、湾曲させても濾過性能や強度が損なわれない。
前記シートの巻始め側と巻終わり側との結合、及び、複数枚のシートの連結は加圧加熱、レーザー等によりシールすることが好ましい。
さらに、前記筒型濾過膜を軸線方向の一端側を結合した袋体から形成し、該袋体の内部が前記処理液流路用の中空部とされていてもよい。
【００３５】
本発明の濾過用分離膜エレメントは、前記のように、サポート材により、処理済み液流路用の空間（中空部）を確保する構成としている。
前記サポート材は、処理済み液流路用の中空部を確保できるものであれば形状、構造等は特に問わないが、少なくとも１枚以上のメッシュ状、繊維集合体、穴空きシートあるいはＶ字屈曲部を連続させたプリーツ状としている。
繊維集合体とは、繊維状の材料が方向性をもって、あるいは、ランダムに配向したものを示し、不織布、織物等が含まれる。
前記サポート材を筒型濾過膜の内側に配置させると、筒型濾過膜を安定して支持しながら、透過した処理済み液が処理済み液取出口まで連通する構成とすることができる。
確実に流路を形成するため、前記筒型濾過膜の空間に面する内面間に複数枚のサポート材を一定の距離をあけて介在させてもよい。
また、前記サポート材は、前記筒型濾過膜の少なくとも一部に固定されていることが好ましい。しかし、逆洗処理など処理済み液側からの負荷圧力がない、もしくは小さい場合は、固定されていなくてもよい。
【００３６】
前記サポート材は、耐薬品性に優れていながら熱溶着が可能な、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、フッ素樹脂、またはポリオレフィン系樹脂やフッ素樹脂が被覆された金属材からなる。前記ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂系ではＰＦＡ、ＦＥＰからなる。また、使用条件がマイルドな場合は、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＥＥＫなど各種エンジニアリングプラスチックを用いても良い。
特に、本発明の濾過用分離膜エレメントを排水処理用途に用いる場合で、サポート材を不織布等の繊維集合体やメッシュ状（ネット）とする場合については、融点が低く加工性がよく、かつ加水分解しにくいポリオレフィン系樹脂を用いることが望ましい。また、洗浄の際、高濃度オゾンなど極めて酸化性の強いものを用いる場合はフッ素樹脂系材料が望ましい。
【００３７】
ポリオレフィン系樹脂あるいは熱溶融性フッ素樹脂製の繊維集合体、ネット（メッシュ）、あるいは他の多孔質シートからなるサポート材を延伸ＰＴＦＥ膜と積層一体化させる場合、例えば、サポート材のサイズに合わせた熱溶着装置による加熱加圧等で容易にラミネートして製作することができる。その際の加圧加熱はより融点の高い延伸ＰＴＦＥ多孔質膜側からとし、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を介して伝わった熱によりネット、繊維集合体等の表面が一部溶融し、ＰＴＦＥ多孔質膜の細孔に一部入り込んだあと冷却されることで確実なシールが実現できる。これら簡単な作業によりコストを抑えた膜エレメントを作製することができる。
なお、繊維集合体、ネットまたは他の多孔質シートは筒型濾過膜に完全に固着せず、点接着や別個に設けてもよい。
他の多孔質シートを用いる場合は、支持体としての機能が必要であることから流量抵抗の少ない、より大きい孔を有する材料を選択するのが望ましい。
【００３８】
前記繊維集合体、ネット等の他の多孔質シートからなるサポート材は、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の空間に面する内面側に位置していればよく、前記のように延伸ＰＴＦＥ多孔質膜に直接積層してもよいし、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜の内面側に位置させた他の多孔質膜を介して積層体とされていてもよい。
このような積層体とすれば、繊維集合体、ネットまたは他の多孔質シートは処理済み液の流路を妨げることはなく、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を備えた筒型濾過膜を安定して平面状に形状維持することができる。
【００３９】
前記筒型濾過膜とサポート材により中空部は形成される。繊維集合体やネット等の処理済み液が通過できる孔を備えた筒型のサポート材を用いて、該筒型のサポート材の内部に中空部を設けている。また、Ｖ字屈曲部を連続させたプリーツ状の加工材からなるサポート材を用いて、該サポート材と筒型濾過膜との間の空間に中空部を備える構成としても良い。
【００４０】
前記サポート材は、後述するフレームと共に筒型濾過膜を形状保持してもよいし、加工が容易なことから、前記サポート材を筒状または柱状の形状保持力を備えたものとし、該サポート材に前記筒型濾過膜を被せている構成としてもよい。
【００４１】
本発明の濾過用分離膜エレメントは、前記筒型濾過膜の軸線方向の両端を少なくとも１つの処理済み液取出口をあけて封止する封止部を備えている。すなわち、処理済み液取出口以外の筒型濾過膜の外周縁は封止している。筒型濾過膜の軸線方向の一端側を封止すると共に他端側は処理済み液取出口をあけて封止するほか、筒型濾過膜の軸線方向の両端に各々処理済み液取出口をあけて、封止してもよい。
【００４２】
前記封止部の形成方法としては、例えば、下記（１）〜（３）の構成がある。
（１）前記筒型濾過膜の軸線方向の両端に配置する一対のフレームで形成し、各フレームを前記筒型濾過膜の両端に固定する。
（２）前記筒型濾過膜の軸線方向の両端を加熱加圧またはレーザーでシールして閉鎖して形成し、前記処理済み取出口は前記シールで閉鎖せずに形成する。
（３）前記（２）において、前記筒型濾過膜の前記処理済み液取出口側の閉鎖は、処理済み液取出口を備えたフレームに固定する。
【００４３】
前記（１）の構成は、筒型濾過膜をサポート材とフレームの両方で保持することができるので、安定な構成とすることができる。
前記筒型濾過膜の両端を固定する前記フレームは円板形状としていることが好ましく、さらに、該一対の円板形状のフレームを筒型濾過膜の軸線方向の長さに相当する連結フレームで連結する構成としてもよい。
連結フレームを設けることにより、一対のフレームを安定して保持することができ、筒型濾過膜をより安定に保持することができる。
【００４４】
前記（２）（３）の構成は、処理済み液流路をサポート材で保ちながら、封止部は筒型濾過膜の一端あるいは両端をシールするだけで形成することができるため、濾過用分離膜エレメントの作製を容易とすることができ、部品も削減できる。特に、筒型濾過膜のシール部分を保護したい場合はこれを覆うようにフレームを設けてもよい。
【００４５】
前記フレームは、円板形状であることが好ましく、該フレームの円周面に前記筒型濾過膜の軸線方向の端部を熱シールもしくは接着して固着することが好ましい。また、円板形状のフレームに溝を形成し、該溝に筒型濾過膜の開口を埋設する構成としてもよい。
このようにフレームを設けることにより、サポート材とフレームの双方で処理済み液流路が保たれると共に、筒型濾過膜の軸線方向の一端あるいは両端開口をフレームで保護することができるので、より安定な濾過用分離膜エレメントとすることができる。
【００４６】
前記フレームは、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、あるいはフッ素樹脂からなる樹脂材で形成することが好ましい。
あるいは、前記ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、あるいはフッ素樹脂の微粒子の分散液を、あらかじめプライマー等で処理したステンレス等の金属材料に被覆して焼き付けたものでもよい。これらは、前記サポート材同様、ＰＴＦＥ膜材などとの熱シールが可能で多孔質シートとの密着性や接着性を高めることができる。
【００４７】
前記フレームは、前記サポート材と同様に、前記ポリオレフィン系樹脂から形成しても筒型濾過膜のように液に接触する比表面積が大きくないため、薬品洗浄の際に用いる各種薬品による劣化は少なく、濾過用分離膜エレメントの強度を低下させない。しかし、耐薬品性の点では、サポート材やフレーム等の封止部はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＶＤＦ等のフッ素樹脂からなることが好ましく、特に熱溶着しやすくかつ耐薬品性に優れたＦＥＰ、ＰＦＡからなることが好ましい。また使用条件がマイルドな場合は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＥＥＫなど各種エンジアリングプラスチックを用いても良い。
また、前記のように、フレームは加工性に優れる点から、前記した樹脂材で被覆した金属材料から構成してもよい。
【００４８】
前記筒型濾過膜の端部開口とフレームの固定及び筒型濾過膜の端部のシールの方法としては、熱もしくは接着剤のいずれを用いてもよいが、濾過装置の運転や洗浄中、特に薬品洗浄処理がなされる場合の接着剤成分の溶出を防止することができるため、熱シールとするのが好ましい。
熱シールは加熱加圧あるいはレーザーで行われていることが好ましい。
【００４９】
また、本発明の耐薬品性に極めて優れるＰＴＦＥをベースとした多孔質シートを備えた濾過用分離膜エレメントは、サポート材、フレーム等の他の部品も同じく耐薬品性に優れるフッ素樹脂を用いた構成として全てフッ素樹脂で形成し、熱シール等によりアセンブリすれば、Ｏリング等を必要としない構成となるため被処理液、洗浄薬品の負荷に応じてほとんどの薬品に対応可能である。
さらに、多孔質シート同士あるいは筒型濾過膜とフレーム、筒型濾過膜とサポート材などの熱シールを行うにあたっては、より作業性と信頼性をあげるため両者の間に、これらの膜、部材の融点同等以下の融点をもつフィルムまたは粒子を含む分散液を塗布するなどのバインダーを使用することができる。
一方、多孔膜の孔構造の変化を抑えるため、熱シール作業は適度な加圧、加熱により可能であるが、一定時間加熱後、冷却工程を経て圧力を開放することが望ましい。冷却しない場合、膜がヒーターなどの部材に一部付着し伸ばされる可能性があるからである。これらの技術により溶融粘度が低く、接着しにくいＰＴＦＥ膜を信頼性のある溶出物の少ない濾過器部品に仕上げることができる。
【００５０】
また、本発明は前記濾過用分離膜エレメントを複数個備え、これら濾過用分離膜エレメントを空間をあけて連結している外圧濾過用あるいは浸漬型外圧吸引濾過用の濾過用膜モジュールを提供している。
【００５１】
前記濾過用膜モジュールは、例えば、前記濾過用分離膜エレメントを並設すると共に、その上方に共通処理済み液集水管を配置し、前記並設した各濾過用分離膜エレメントの上面に設けた前記処理済み液取出口に前記共通処理済み液集水管から分岐する分岐管の先端を連結して、前記濾過用分離膜エレメントを吊り下げ支持している構成とすることができる。
本構成とすると、多数の濾過用分離膜エレメントを設置することができ、大きな有効膜面積を確保することができるので、大きな処理容量が得られる。
また、各分離膜エレメントの間に散気装置を設置した濾過装置を構成しやすく、膜表面を均一に洗浄することができる。
【００５２】
なお、前記濾過用分離膜エレメントは、必ずしも並列配置する必要はなく、空間をあけて複数配置させる構成であればよく、用途に応じて、放射状、螺旋状、多角形の各辺を構成する形状、同心円状等の配置とすることができる。
【００５３】
さらに、内部にサポート材を備えた筒型濾過膜の端部開口の片側あるいは両側を開口状態で固定部材にて固定して処理済み液取出口とした濾過用膜モジュールとしてもよい。この場合、該固定部材が複数の濾過用分離膜エレメントの封止部となり、前記端部開口を集水ヘッダーの内部に連通させ、処理済み液取出口となる集水管に連通させていることが好ましい。この場合の固定部材もポリオレフィン系樹脂、フッ素樹脂が望ましいが、使用条件（特に洗浄条件）によっては他の樹脂、たとえばエポキシ樹脂やウレタン樹脂、ＡＢＳ樹脂でもよい。
本構成とすれば、複数の濾過用分離膜エレメントに対して、１つの処理済み液取出口を設ければよく、各濾過用分離膜エレメント毎に処理済み液取出口を設ける必要がないので、濾過用膜モジュールの製造をシンプルかつ容易にすることができる。
【００５４】
本発明の濾過用膜モジュールは、耐薬品性及び機械的強度に極めて優れているので、活性汚泥を含む排水からなる被処理液に対して、好適に用いることができる。
なかでも、ＭＬＳＳ（混合液懸濁浮遊物質）が５，０００〜３０，０００ｍｇ／Ｌである活性汚泥（被処理液）に対して、安定して使用することができる点で極めて優れている。
【発明の効果】
【００５５】
前述したように、本発明の濾過用分離膜エレメントは、高度な分子配向により高い強度を有し、また目詰まりしにくい繊維状骨格を形成することができる延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を備えた多孔質シートから形成した筒型濾過膜として用いているため、流量抵抗が小さく、濾過性能に優れると共に、耐薬品性及び機械的強度に極めて優れる。そのため、高濁度高汚染排水、特に活性汚泥を含む、特に、ＭＬＳＳが５，０００〜３０，０００ｍｇ／Ｌの活性汚泥を含む排水の濾過において長期間使用する必要がある場合に従来使用できなかった高濃度の酸化剤や高アルカリ性の化学薬品でバイオファウリング、鉄分等の無機物や油分等を洗浄することができ、散気操作においても機械的負荷をかけることができる。その結果、濾過機能を回復させて繰り返し使用することができるため、長期に渡り安定した透過流量が得られる。
【００５６】
また、中空部保持用のサポート材を不織布等の繊維集合体やネットのような粗い構造のものから形成することができるので、サポート材内部での流量抵抗を小さくすることができ、処理能力の向上を図ることができる。かつ、処理済み液流路が中空糸膜よりも大きいので、処理済み液の取出口への移動に関する抵抗が小さく、筒型濾過膜の有効長さを大きくとっても圧力損失が小さく流量低下を抑えることができる。
さらに前記筒型濾過膜は、多孔質シートから作製することができるので、用途及び設置場所によって孔径を自在に変更することができるほか、任意の断面形状及び大きさとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３に本発明の第１実施形態を示す。
第１実施形態の濾過用分離膜エレメント１０は、高濁度の懸濁成分を含む被処理液中に浸漬して固液分離処理を行うものであり、下水および活性汚泥からなる曝気槽内に浸漬して膜分離活性汚泥法に用いられるものとしている。
【００５８】
濾過用分離膜エレメント１０は、多孔質シートから形成される筒型濾過膜１１と、該筒型濾過膜１１の間を前記処理済み液流路用の空間を確保して支持するＰＦＡ樹脂製の円筒サポート材１２と、上面に処理済み液取出口１４を設けたＰＦＡ樹脂製の円板状の上側フレーム１３と、処理済み液取出口を設けていない下側フレーム１７を備えている。
【００５９】
濾過用分離膜エレメント１０は、図２に示すように円筒サポート材１２の中空部を上側フレーム１３、下側フレーム１７の凸部に各々嵌合して熱融着して一体化した後、円筒サポート材１２に濾過膜となる多孔質シート１１Ａを巻きつけてシール部１１ａで巻始め側と巻終わり側を熱シールして筒型濾過膜１１を形成したのち、該筒型濾過膜１１の軸線方向の上端開口は上側フレーム１３の外周面１３ａに、下端開口は下側フレーム１７の外周面１７ａに各々熱融着している。このようにして、筒型濾過膜１１の軸線方向の一端は１つの処理済み液取出口１４をあけて封止し、他端はフレームで封鎖している。あるいは、あらかじめ作製した筒型濾過膜１１を円筒サポート材１２に被せた後に、上側フレーム１３，下側フレーム１７の凸部に該円筒サポート材を嵌合し、上下側フレームの外周面１３ａ、１７ａに筒型濾過膜１１を熱融着して一体化してもよい。
なお、筒型濾過膜１１は直径を３ｍｍ〜５０ｍｍ、長さを５００ｍｍ〜４０００ｍｍとしている。
【００６０】
上下側フレームの外周面１３ａ、１７ａと筒型濾過膜１１の熱融着は、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜からなる筒型濾過膜１１側から上下側フレームを形成するＰＦＡ樹脂の融点以上の温度で加熱し、筒型濾過膜１１と上下側フレームの表面１３ａ、１７ａを一部溶融させ、冷却固化させることにより行っている。本構成とすれば、流動性の高い溶融ＰＦＡ樹脂が筒型濾過膜１１を構成する多孔質シート１１Ａの空孔の間に入るので、フレームと多孔質シートとの固着部分を強固にでき、簡単な作業でコストを抑えながら濾過用分離膜エレメントを作製することができる。
なお、本実施形態では、円筒サポート材１２の外周面は、筒型濾過膜１１に固定させず、遊離させている。
【００６１】
前記円筒サポート材１２は、図２に示すように、前記処理済み液取出口１４の側に連通している中空部１２ａを備えていると共に、外周面には多数の貫通孔１２ｂを備え、筒型濾過膜１１を透過した処理済み液がスムーズに円筒サポート材１２の内部である中空部１２ａに流れ、処理済み液取出口１４に到達する構成としている。
【００６２】
図３に、第１実施形態の濾過用分離膜エレメント１０の筒型濾過膜１１を形成する多孔質シート１１Ａの構成を説明する拡大模式図を示す。
多孔質シート１１Ａは、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５と、該延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５よりも孔径が大きくかつ厚みの大きい延伸ＰＴＦＥ多孔質シート１６を積層した積層体からなる。
多孔質シート１１Ａは、ＰＴＦＥ未焼結粉末と液状潤滑剤のペースト押出によって得られる成形体を２軸延伸して得られた延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５と、同様の製造方法により得られ、該延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５よりも孔径の大きい延伸ＰＴＦＥ多孔質シート１６を積層した後、焼結一体化して製造している。
【００６３】
前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５は、延伸ＰＴＦＥ多孔質シート１６と積層しない単体膜の状態で、平均孔径が０．０１〜０．４５μｍ、平均膜厚が５〜２００μｍ、空孔を囲む繊維状骨格の平均最大長さを５μｍ以下とした、粒子径０．４５μｍの粒子捕捉率が９０％以上のものを用いている。
一方、延伸ＰＴＦＥ多孔質シート１６は、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５と積層しない単体シートの状態で、平均孔径が１〜１５μｍ、平均膜厚が５〜１９５μｍ、空孔を囲む繊維状骨格の平均最大長さが１５〜１００μｍのものを用いている。
さらに、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５と延伸ＰＴＦＥ多孔質シート１６の積層体とした多孔質シート１１Ａは、引張強度が１０Ｎ／ｍｍ２以上の強度を有し、３質量％の硫酸、４質量％の水酸化ナトリウム水溶液、有効塩素濃度１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液の各々に温度５０℃で１０日間浸漬しても透過水量が低下せず、損傷されない優れた耐薬品性を備えている。
【００６４】
筒型濾過膜１１とした状態において、被処理液側となる外周面側に空孔の小さい延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５側を配置している。
このように平均孔径の小さい緻密な延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５を被処理液側に配置することにより、固液分離処理の初期段階後の定常状態において、分離する固体粒子が延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５の空孔内に不可逆的に捕捉されることがないようにしている。
また、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５と延伸ＰＴＦＥ多孔質シート１６を積層した多孔質シート１１Ａを構成する各繊維および樹脂部の表面は、架橋ＰＶＡにより親水化処理を施している。該親水化処理により被処理水の接触が容易となる。
【００６５】
本構成の濾過用分離膜エレメントとすれば、空孔の大きさの異なる延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を積層して筒型濾過膜となる多孔質シートを形成しているので、濾過性能に優れるだけでなく、耐薬品性及び強度に極めて優れ、高濃度の酸化剤やアルカリ剤で洗浄することができるので、長期に渡り高い透過水量を得ることができる。
なお、本実施形態ではサポート材の断面形状及びフレームが円形の例について説明したが、楕円や長円とすることもできる。
【００６６】
次に、第１実施形態の第１変形例を示す。
第１変形例は、筒型濾過膜１１を構成する多孔質シート１１Ａの構成が第１実施形態と異なる。
本変形例では、図４に示すように、第１実施形態の多孔質シート１１Ａの延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５側に緻密な濾過層となる緻密層９０を設け、該緻密層９０側を被処理液側となる外周面側に配置させる構成としている。
緻密層９０は、ＰＴＦＥを９０％、ＰＴＦＥと同様の耐薬品性、耐熱性を有するＰＦＡ１０％の微粒子を分散した溶液を前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５に塗布後焼結して、延伸し微細孔を設けている。緻密層９０の平均孔径は０．０１〜０．０５μｍ、平均膜厚を０．５〜１０μｍとしており、前記延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５よりも微小な孔径を有する。そのため、粒子径０．０５μｍ以上の微小な粒子を９０％以上除去することができ、優れた濾過性能を発現できる。また、緻密層９０側を被処理液側に配置させているので、固液分離処理の初期段階後の定常状態において、分離する固体粒子が多孔質シート１１Ａの空孔内に不可逆的に捕捉されることがなく、第１実施形態の多孔質シートよりさらに目詰まりを防止することができる。
【００６７】
次に、第１実施形態の第２変形例を示す。
第２変形例は、円筒サポート材１２の外周面を筒型濾過膜１１の内周面に固着させている点でのみ第１実施形態と相違する。
筒形濾過膜１１の内周面と円筒サポート材１２の外周面との固着は、図５に示す熱溶着装置１１０を用いて、以下の方法で行っている。
熱溶着装置１１０は、円筒サポート材１２のサイズに合わせた断面半円状の凹部を備えた一対のヒーター金型１１２，１１３を備えている。ヒーター金型１１２，１１３には、ヒーター１１１が埋設されている。
あらかじめ円筒サポート材１２に筒型濾過膜１１を被せたのち、これを図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、ヒーター金型１１２，１１３の凹部間に挟んで加熱加圧したのち、脱型して、図５（Ｃ）に示すように、筒型濾過膜１１の内周面と円筒サポート材１２の外周面とを熱溶着により一体化している。
本固着方法とすれば、円筒サポート材１２を形成するＰＦＡ樹脂は、筒型濾過膜１１の多孔質シート１１Ａを形成するＰＴＦＥ樹脂に比べて溶融時の流動性が高いため、多孔質シート１１Ａのうち、孔径の大きいＰＴＦＥ多孔質シート１６の細孔の一部に侵入する。しかし、孔径の小さい延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５までは到達しないので、濾過性能を低下させることはなく、筒型濾過膜１１と円筒サポート材１２とを一体化させることができる。
なお、ヒーター金型１１２，１１３での加熱加圧時には、円筒サポート材１２の変形防止のため、円筒サポート材１２の内部に心材（図示せず）を挿入して支持してもよい。
【００６８】
次に、第１実施形態の第３変形例を示す。
第３変形例は、円筒サポート材１２及び上下側フレーム１３，１７の材質をポリエチレン樹脂としている点で第１実施形態と相違する。
あらかじめ作製した筒型濾過膜１１を円筒サポート材１２に被せた後に、上側フレーム１３，下側フレーム１７の凸部に該円筒サポート材を嵌合し、上下側フレームの外周面１３ａ、１７ａに筒型濾過膜１１を熱融着して一体化している。上下側フレームの外周面１３ａ、１７ａと筒型濾過膜１１の熱融着は、融点の高い延伸ＰＴＦＥ多孔質膜からなる筒型濾過膜１１側から上下側フレームを形成するポリエチレン樹脂の融点以上の温度で加熱し、該延伸ＰＴＦＥ多孔質膜側を介して伝わった熱により、上下側フレーム１３の表面を一部溶融させ、冷却固化させることにより行っている。本構成とすれば、簡単な作業でコストを抑えながら、フレームと多孔質シートとの固着部分を強固にした濾過用分離膜エレメントを作製することができる。
【００６９】
図６に、第１実施形態の第４変形例の濾過用分離膜エレメントの断面要部拡大図を示す。
第４変形例は、第１実施形態の円筒サポート材１２をＰＦＡ製の円筒形状としたネット２２で構成している点、及び、上下側フレーム１３、１７をＰＦＡ樹脂被覆されたステンレス鋼で形成している点で、第１実施形態と異なる。
また、筒型濾過膜１１（１１Ａ）とネット２２とは、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜からなる融点の高い筒型濾過膜１１側から３００℃〜５００℃の温度で加熱し、該筒型濾過膜１１を介して伝わった熱によりネット２２の表面を一部溶融させた後、冷却固化させ、互いに熱固着している。ネット２２を構成するＰＦＡファイバー２２ａは、溶融して延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１６の細孔に一部入り込み、冷却されるので、筒型濾過膜１１とネット２２を確実に固着させることができる。しかし、ネット２２の溶融したファイバー２２ａは、多孔質シートのうち、孔径の大きいＰＴＦＥ多孔質シート１６の空孔の一部に侵入するが、孔径の小さい延伸ＰＴＦＥ多孔質膜１５までは到達しないので、濾過性能を低下させることはなく、ネット２２と筒型濾過膜１１とを一体化させることができる。本構成としても、ネット２２が上下側フレーム１３，１７と共に処理済み液の流路を確保しながら、筒型濾過膜１１を安定に支持することができる。
なお、本変形例においても筒型濾過膜１１と上下側フレーム１３，１７の外周面１３ａ，１７ａとは熱融着しているが、各々の材料の融点が高いため、熱シール温度も該材料の融点以上の高温としている。
【００７０】
図７に、第１実施形態の第５変形例を示す。
第５変形例では、第１実施形態のＰＦＡ製の円筒サポート材１２の代わりに剛性のある円筒形状のポリエチレン被覆金属メッシュ３２を使用している。ポリエチレン被覆金属メッシュ３２は、あらかじめ表面処理を施したステンレス鋼メッシュを溶融したポリエチレン樹脂に含浸して形成している。
ポリエチレン被覆金属メッシュ３２の軸線方向の両側開口は、図２の円筒サポート材１２と同様に、上下側フレーム１３，１７の凸部に嵌合し、熱融着して上下側フレームと一体化させている。
さらに、本変形例においては筒型濾過膜１１とポリエチレン被覆金属メッシュ３２の間には不織布１８を介在させている。不織布１８の巻始め側と巻き終わり側は熱シール等で結合しているが、結合しない構成としてもよい。
ついで、筒型濾過膜１１の軸線方向の両端開口を上下側フレーム１３，１７の外周面１３ａ、１７ａと熱シールしている。
本構成としても、ポリエチレン被覆金属メッシュ３２と不織布１８が、筒型濾過膜１１を安定に支持しながら、処理済み液の通路を確保することができる。不織布１８は、筒型濾過膜１１とポリエチレン被覆金属メッシュ３２との間のクッション材となるので、筒型濾過膜１１をソフトに支持することができる。
なお、本変形例では不織布は、筒型濾過膜１１及びポリエチレン被覆金属メッシュ３２と固着しない構成としているが、いずれか、あるいは、両方と固着する構成としてもよい。
【００７１】
図８に、第１実施形態の第６変形例を示す。
本変形例では、サポート材としてポリプロピレン製のプリーツ型サポート材４２を用いている。
プリーツ型サポート材４２は、剛性を有するＶ字屈曲部が連続したプリーツ板を屈曲させ、該プリーツ板の巻始め側と巻終わり側を熱融着して形成し、該プリーツ型サポート材４２の軸線方向の両端はプリーツの谷部４２ａを上下側フレーム１３，１７の凸部に嵌合し、熱融着している。
また、筒型濾過膜を構成する多孔質シートとしては、前記多孔質シート１１Ａの孔径の大きい延伸ＰＴＦＥシート１６側に、さらに厚さ０．０５〜５ｍｍの薄いポリプロピレン製不織布（図示せず）をラミネートした多孔質シートを用いており、該多孔質シートにより形成された筒型濾過膜２１の不織布層とプリーツ型サポート材４２のプリーツの山部４２ｂを熱融着している。筒型濾過膜２１の両端開口は、各々上下側フレーム１３，１７の外周面１３ａ，１７ａに熱融着し、外周を封止している。
本構成とすると、筒型濾過膜２１とプリーツ型サポート材４２の間の空間が処理済み液取出口に連通した複数の流出口となり、処理済み液取出口１４までの流路を確保することができる。
【００７２】
図９に、参考第２実施形態の濾過用分離膜エレメント２０を示す。
濾過用分離膜エレメント２０は、上側フレーム１３と下側フレーム１７を、筒型濾過膜１１の軸線方向の長さに相当する連結フレーム２３で連結している点、及び、円筒サポート材を薄いステンレスメッシュ４２で形成している点で、第１実施形態の濾過用分離膜エレメント１０と相違する。
連結フレーム２３は、ステンレス鋼で形成しており、上下側フレーム１３，１７の外周面１３ａ，１７ａに連結フレーム２３の軸線方向の両端開口を各々嵌合することによりフレーム１３，１７と連結フレーム２３とを連結・固定している。
本構成とすれば、上側フレームと下側フレームを剛性の高い連結フレームで保持することができるため、より強度に優れた濾過用分離膜エレメントとすることができる。
また、連結フレームにより円筒サポート材を保持することができるので、剛性の小さい円筒サポート材を用いることができる。
他の構成及び作用効果は、第１実施形態と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図１０に、第３実施形態の濾過用分離膜エレメント３０を示す。
第３実施形態の濾過用分離膜エレメント３０は、上下側フレーム１３，１７の構成が第１実施形態と異なる。
すなわち、第３実施形態は上下側フレームとして処理済み液取出口１４を備えた同一のフレーム２３を用い、該フレーム２３内に筒型濾過膜１１の軸線方向の両端開口を埋設し、処理済み液取出口をあけて封止する構成としている。前記フレーム２３は、熱シールあるいは接着剤で取り付けており、フレーム２３の材質がポリオレフィン樹脂、熱溶融性フッ素樹脂の場合は、熱シール、フレーム２３の材質がＡＢＳ樹脂などの場合は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などで接着シールしている。
他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図１１に、第４実施形態の濾過用分離膜エレメント４０を示す。
第４実施形態では、図１１に示すように、矩形状の２枚の多孔質シート１１Ａ、１１Ｂを対向配置し、該多孔質シートの左右両側縁１１ａ、１１ｂ及び底側縁１１ｃを熱シールして封止し、袋状濾過膜５０を形成している。次に、前記袋状濾過膜５０を第１実施形態と同様の円筒サポート材１２に被せ、袋状濾過膜５０を円筒形状に形状保持している。外周のシール部５１は円筒サポート材１２の外周に固定していない。
熱シールしていない上端開口１１ｄは、シール部５１と共に処理済み液取出口１４を設けたフレーム２３内に埋設して封止している。封止方法としてはフレーム２３の材質がポリオレフィン樹脂や熱溶融性フッ素樹脂の場合は熱シール、ＡＢＳ樹脂などの場合はウレタン樹脂、エポキシ樹脂などによる接着が望ましい。
本実施形態のように、平面状の袋状濾過膜５０を円筒形状のサポート材で支持する構成としても、中空部に処理済み液の流路を確保することができる。
他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図１２に、第５実施形態の濾過用分離膜エレメント５０を示す。
第５実施形態は、第１実施形態の上側フレーム１３の代わりに、５本の筒型濾過膜１１の軸線方向の上端開口を樹脂でモールドして、位置決め固定して成形した固定部材４３を形成し、濾過用分離膜エレメント５０としている。
該固定部材４３はポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂などの熱溶融性プラスチック素材に図１２（Ｂ）に示すような筒型濾過膜１１の上端開口の形状に合わせた溝４３ａを形成し、該溝４３ａに内部に円筒サポート材１２を備えた筒型濾過膜１１の上端開口を納めて、そのまま熱溶融させて作製している。固定部材４３で保持した状態で、前記筒型濾過膜１１の上端開口は集水ヘッダー４４の内部に連通させ、該集水ヘッダー４４を集水管４５に連通している。
本構成とすれば、１つの固定部材で、複数の濾過用分離膜エレメントの開口を封止することができるので、容易に濾過用膜モジュールを作製することができる。この濾過用膜モジュールは浸漬型でもよいし、加圧容器内に配設し、外圧濾過用モジュールとしても使用できる。
なお、浸漬型とする場合は、下方から上昇してくる気泡の発散を防ぐため、固定部材４３の外周を囲み、かつ、筒型濾過膜１１の軸線方向に下側フレーム１７まで延在させたカバーを設けてもよい。該カバーは、下側フレーム１７から下方にさらに最大５００ｍｍまでの適切な範囲まで延在させてもよい。但し、このようなカバーを設ける場合は、分離膜エレメント内部で上昇してきた気泡あるいは被処理液が分離膜エレメントの集水ヘッダー底部付近から水平方向へ移動し、エレメント外部へ速やかに流れ出ることが可能となるように該カバーに適度な空間（窓）を設けておくことが好ましい。
【００７６】
図１３及び図１４に第５実施形態の変形例を示す。
本変形例の濾過用膜エレメント５０−２は、内部に円筒サポート材１２を備えた筒型濾過膜１１を８本配置している点、及び上端開口の位置決め固定方法が第５実施形態と異なる。
本変形例の筒型濾過膜１１の上端開口の位置決め固定方法を図１４を用いて説明する。
はじめに、底部に突起６０ａを複数設けた金型６０を用意し、図１４（Ａ）に示すように、円筒サポート材１２を備えた筒型濾過膜１１の上端開口となる開口部分を該突起６０ａに嵌合する。ついで、図１４（Ｂ）に示すように、金型６０にエポキシ樹脂やポリウレタン樹脂などの樹脂６１を注型し、硬化させたのち、図１４（Ｃ）に示すように硬化した樹脂６１と一体化した筒型濾過膜１１を金型６０から脱型する。金型６０の突起６０ａの部分は樹脂６１が流入せず、筒型濾過膜１１の内部には処理済み液流路が確保されている。
下端部を図中の破線部分で切断して固定部材４３を作製したのち、該固定部材４３と集水ヘッダー４４とを接合させ、膜エレメント５０−２を作製している。
このような固定方法とすれば、複数の濾過用分離膜エレメントの開口を封止する固定部材を極めて容易に作製することができる。
【００７７】
図１５に、第１実施形態の濾過用分離膜エレメント１０を複数備えた濾過用膜モジュール７０を示す。
濾過用膜モジュール７０は、浸漬型外圧吸引濾過用として用いられるものであり、第１実施形態の濾過用分離膜エレメント１０を並設すると共に、その上方に共通処理済み液集水管８１を配置し、前記並設した各濾過用分離膜エレメント１０の上面に設けた前記処理済み液取出口１４に前記共通処理済み液集水管８１から分岐する分岐管８０の先端を連結して、前記並設する濾過用分離膜エレメント１０を吊り下げ支持している
このように、濾過用膜モジュール７０は、各濾過用分離膜エレメント１０の処理済み液取出口１４を分岐管８０に個別に取り付ける構成としているので、膜エレメント単位での交換が容易である。
【００７８】
次に、図１６を参照して、濾過用膜モジュール７０を備えた濾過装置１００の作用について説明する。
浸漬槽３内に導入されて満たされた下水処理水からなる活性汚泥を含む排水であるＭＬＳＳ（混合液懸濁浮遊物質）が５，０００〜３０，０００ｍｇ／Ｌである被処理液２は、吸引ポンプ４の駆動により各濾過用分離膜エレメント１０の筒型濾過膜１１を透過させて固液分離を行い、処理済み液取出口１４に連結した分岐管８０より共通処理済み液取出管８１に導かれ、処理済み液として回収している。
【００７９】
濾過用分離膜エレメント１０の表面に堆積した懸濁成分を剥離除去するため、該膜エレメント１０の筒型濾過膜１１の表面に、エアバブリングを行っている。
詳細には、ブロア５を作動させて清浄用パイプ６に加圧空気を導入し、清浄用パイプ６の気体噴射穴（図示せず）より加圧空気を噴射して発生した気泡７を濾過用分離膜エレメント１０の筒型濾過膜１１の外表面に接触させながら軸線方向に上昇させ、濾過用分離膜エレメント１０の表面に付着堆積する懸濁成分を強力に剥離除去している。これにより膜濾過を安定して継続させることができる。
エアバブリングは、常時行っても良いし、定期的に行ってもよい。
本実施形態の濾過用分離膜エレメント１０は、各分離膜エレメント１０に１つの処理済み液取出口１４を設けているため、処理済み液は全て上部に吸引されるが、第３実施形態の濾過用分離膜エレメント３０のように処理済み液取出口１４を２つ以上設けてもよい。
このように、本発明は、通常使用される中空糸膜よりも直径が大きい筒型濾過膜を備えた濾過用分離膜エレメントとしているので、処理済み液の筒型濾過膜内部での移動に伴う圧力損失を抑えることができ、また膜表面に確実に気泡を付与でき、さらに延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を含むので機械的強度にも優れており、懸濁成分を強力に剥離除去することができる。
【００８０】
以下、本発明の実施例について詳述する。
（実施例）
多孔質シートとして、平均膜厚７μｍ、平均孔径０．１μｍの単層の延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を用いた以外は、第１実施形態と同様にして、筒型濾過膜を備えた濾過用分離膜エレメントを作製した。
（比較例）
多孔質シートとして、ポリエステル不織布に積層されたＰＶＤＦ膜でＰＶＤＦ膜部分の平均膜厚５μｍ、孔径０．１μｍのＰＶＤＦ多孔質膜を用いた以外は実施例１と同様にした。
実施例及び比較例の平均膜厚及び平均孔径は、前述した方法と同様の方法で測定した。
【００８１】
実施例および比較例の分離膜エレメントを、表１に示す条件で、酸性、アルカリ性、酸化剤の各水溶液に浸漬して、耐酸性、耐アルカリ性、耐酸化剤性の評価を行なった。
耐酸性、耐アルカリ性、耐酸化剤性の評価は、下記に示す外観観察を行い、耐酸性、耐アルカリ性については下記の純水流量の測定を行った。
【００８２】
（外観観察）
各水溶液に浸漬後の分離膜エレメントを各々水洗したのち、該分離膜エレメントの筒型濾過膜から多孔質シートを切り取り、耐酸性、耐アルカリ性は目視で、耐酸化剤性は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：１０００倍）で観察を行い、多孔質シートの耐薬品性評価を行なった。多孔質シートに変化が見られなかったものを「○」、破断、亀裂等の発生が認められ、多孔質シートに損傷が見られたものを「×」とした。結果を表１に示す。
【００８３】
【表１】
0005407133.tif 000002
【００８４】
（純水流量）
酸性、アルカリ性の各水溶液に浸漬後の分離膜エレメントを各々水洗した後、多孔質シートを切り出し、各多孔質シートについて純水流量を測定した。なお、純水流量の測定は、サンプルサイズφ４７ｍｍの円形打ち抜き品とし、測定圧（吸引圧力）９５ｋＰａで行った。結果を図１７に示す。
【００８５】
表１に示すように、ＰＶＤＦ樹脂製の多孔質シートを備えた比較例の分離膜エレメントは、ｐＨ１４では赤色に変色して多孔質シートに破断が生じ、耐アルカリ性に乏しかった。また、有効塩素濃度５％以上の次亜塩素酸ナトリウム水溶液の浸漬では多孔質シートに亀裂が生じ、耐酸化剤性にも乏しかった。さらに、図１７に示すように、ｐＨ１４でのアルカリ処理後の多孔質シートはピンホールが生じ、純水流量が急激に増加して、測定不能であった。
これに対し、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を多孔質シートとして備えた実施例の分離膜エレメントは、耐酸性、耐アルカリ性、耐酸化剤性のいずれの評価においても、外観上損傷が見られず、酸性・アルカリ性の水溶液の浸漬後においても純水流量が大きく低下あるいは上昇せず、濾過性能を維持することができた。
このように、延伸ＰＴＦＥ多孔質膜を備えた本発明の濾過用分離膜エレメントは、従来の膜エレメントに比べ、極めて耐薬品性に優れ、薬品処理後も濾過性能を維持することができた。
【００８６】
本発明は、前記実施形態及び実施例に限定されず、特許請求の範囲と均等の範囲内の変更が含まれる。前記筒型濾過膜は、円筒形状に限定されず、三角柱、四角柱のような角柱形状としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】第１実施形態の濾過用分離膜エレメントを示し、（Ａ）は濾過用分離膜エレメントの概略斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】第１実施形態の濾過用分離膜エレメントの構造を説明する図である。
【図３】第１実施形態の筒型濾過膜を形成する多孔質シートの構成を説明する拡大模式図である。
【図４】第１実施形態の第１変形例の多孔質シートの構成を示す拡大模式図である。
【図５】第１実施形態の第２変形例の筒型濾過膜と円筒サポート材の固着方法を説明する図である。
【図６】第１実施形態の第４変形例を示し、（Ａ）は濾過用分離膜エレメント断面の要部拡大図、（Ｂ）は（Ａ）のさらなる拡大図である。
【図７】第１実施形態の第５変形例を示す図である。
【図８】第１実施形態の第６変形例の濾過用分離膜エレメントを示し、（Ａ）は濾過用分離膜エレメントの構造を説明する概略斜視図、（Ｂ）は濾過用分離膜エレメントの断面図である。
【図９】参考第２実施形態の濾過用分離膜エレメントの構造を示す概略斜視図である。
【図１０】第３実施形態の濾過用分離膜エレメントを示す図である。
【図１１】第４実施形態の濾過用分離膜エレメントの構造を示す概略斜視図である。
【図１２】第５実施形態の濾過用分離膜エレメントを示し、（Ａ）は濾過用分離膜エレメントの概略斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。
【図１３】第５実施形態の変形例の濾過用分離膜エレメントを示す。
【図１４】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１３の濾過用分離膜エレメントの筒型濾過膜の上端開口の位置決め固定方法を説明する図である。
【図１５】第１実施形態の濾過用分離膜エレメントを備えた濾過用膜モジュールを示す図である。
【図１６】図１５の濾過用膜モジュールを用いた濾過装置を示す図である。
【図１７】実施例及び比較例の耐酸性・耐アルカリ性試験後の純水流量を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０、２０、３０、４０、５０  濾過用分離膜エレメント
１１、２１  筒型濾過膜
１２  円筒サポート材
１３  上側フレーム
１４  処理済み液取出口
１５  延伸ＰＴＦＥ多孔質膜
１６  延伸ＰＴＦＥ多孔質シート
１７  下側フレーム
１８  不織布
７０  濾過用膜モジュール
８０  分岐管
８１  共通処理済み液集水管
１００  濾過装置
【図１】
0005407133.tif 000003
【図２】
0005407133.tif 000004
【図３】
0005407133.tif 000005
【図４】
0005407133.tif 000006
【図５】
0005407133.tif 000007
【図６】
0005407133.tif 000008
【図７】
0005407133.tif 000009
【図８】
0005407133.tif 000010
【図９】
0005407133.tif 000011
【図１０】
0005407133.tif 000012
【図１１】
0005407133.tif 000013
【図１２】
0005407133.tif 000014
【図１３】
0005407133.tif 000015
【図１４】
0005407133.tif 000016
【図１５】
0005407133.tif 000017
【図１６】
0005407133.tif 000018
【図１７】
0005407133.tif 000019