(57)【要約】  本発明の濾過ユニットは、上下に引き揃えられ、カーテン状に配列する複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、上記複数本の中空糸膜に気泡を吐出する複数の気泡発生モジュールとを備え、上記複数の濾過モジュールが間隔を開けて平行に配設される濾過ユニットであって、上記気泡発生モジュールの吐出口が、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材間かつこの下側保持部材の下端より上方に位置する。
2017061141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に引き揃えられ、カーテン状に配列する複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、
上記複数本の中空糸膜に気泡を吐出する複数の気泡発生モジュールと
を備え、上記複数の濾過モジュールが間隔を開けて平行に配設される濾過ユニットであって、
上記気泡発生モジュールの吐出口が、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材間かつこの下側保持部材の下端より上方に位置する濾過ユニット。
【請求項２】
上記気泡発生モジュールの吐出口が、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材の上端と同じ水平位置近傍に位置する請求項１に記載の濾過ユニット。
【請求項３】
上記気泡発生モジュールの吐出口が、上記濾過モジュールと平行方向を長手方向とする長方形状に形成されている請求項１又は請求項２に記載の濾過ユニット。
【請求項４】
上記気泡発生モジュールが、気泡を間欠的に吐出するよう構成されている請求項１、請求項２又は請求項３に記載の濾過ユニット。
【請求項５】
上記気泡発生モジュールが、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材の側面との間に間隔を有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の濾過ユニット。
【請求項６】
上記気泡発生モジュールが、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材と離間している請求項５に記載の濾過ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過ユニットに関する。
本出願は、２０１５年１０月８日出願の日本出願第２０１５−２００６０９号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚水処理や医薬等の製造工程における固液分離処理装置として、上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜を有し、この複数本の中空糸膜の上下端が一対の保持部材によって固定された濾過モジュールを備える濾過ユニットが用いられている。このような濾過ユニットは、被処理液中に浸漬して用いられ、この被処理液に含まれる不純物の透過を中空糸膜表面によって防ぐと共に、この不純物以外を中空糸膜の内部に透過させることで濾過処理を行う。【０００３】
しかしながら、このような濾過ユニットは、被処理液に含まれる不純物の透過を中空糸膜の表面によって防ぐものであるため、中空糸膜の表面には内部に透過されなかった不純物が付着することがある。そのため、上記濾過ユニットは、中空糸膜表面に付着した不純物によって本来濾過されるべき液体の濾過効率が低下するおそれがある。【０００４】
このような問題に鑑みて、今日では濾過モジュールを構成する複数本の中空糸膜に気泡を吐出し、この気泡によって中空糸膜表面に付着した不純物を除去する構成が採用されている。このような構成を有する濾過ユニットとしては、例えば「多孔質複層中空糸、中空糸膜モジュールおよび濾過装置」（特開２０１１−３１１２２号公報参照）が発案されている。【０００５】
上記公報に記載の濾過ユニットは、複数の濾過モジュールの下方に散気管（空気供給管）を配設している。この濾過ユニットは、散気用ブロアによって散気管に加圧空気を供給することで、この散気管に設けた散気孔（気体噴射穴）から空気を噴射させることができる。この濾過ユニットは、散気孔から噴射される空気が複数本の中空糸膜の表面を擦過し、さらにこの中空糸膜を揺動することで不純物を除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３１１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記公報に記載の濾過モジュールによると、散気管から噴射される空気の一部は複数本の中空糸膜の下端を固定する下側保持部材の下面に当たる。つまり、この濾過モジュールは、散気管から噴射される空気を複数本の中空糸膜に直接的に供給し難い。そのため、この濾過モジュールは、複数本の中空糸膜表面を十分に洗浄できないおそれや、空気の供給量の増大に起因して洗浄コストが高くなるおそれがある。【０００８】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、複数本の中空糸膜表面の洗浄効果に優れる濾過ユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る濾過ユニットは、上下に引き揃えられ、カーテン状に配列する複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、上記複数本の中空糸膜に気泡を吐出する複数の気泡発生モジュールとを備え、上記複数の濾過モジュールが間隔を開けて平行に配設される濾過ユニットであって、上記気泡発生モジュールの吐出口が、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材間かつこの下側保持部材の下端より上方に位置する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の濾過ユニットは、複数本の中空糸膜表面の洗浄効果に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る濾過ユニットを示す模式的側面図である。
【図２】図１の濾過ユニットの気泡発生モジュールを示す模式的斜視図である。
【図３】図２の気泡発生モジュールの模式的平面図である。
【図４】図３の気泡発生モジュールのＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３の気泡発生モジュールのＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図１の濾過ユニットの下側保持部材及び気泡発生モジュールの配置関係を説明するための模式的側面図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  濾過モジュール    ２  気泡発生モジュール    ３  フレーム
４  散気管    ５  排出機構    １１  中空糸膜
１２  上側保持部材    １２ａ  排水ノズル
１３  下側保持部材    ２１  吐出口    ２２  基部
２３  突出部    ２３ａ  前壁    ２３ｂ  後壁
２４，３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ  開口
２５  気体導入室    ２６ａ  第１気体誘導室    ２６ｂ  第２気体誘導室
２７  気体吐出室    ２８，２９ａ，２９ｂ  仕切り壁
３２  丸棒    ５１  集水配管    ５２  吸引ポンプ
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１４】
本発明の一態様に係る濾過ユニットは、上下に引き揃えられ、カーテン状に配列する複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、上記複数本の中空糸膜に気泡を吐出する複数の気泡発生モジュールとを備え、上記複数の濾過モジュールが間隔を開けて平行に配設される濾過ユニットであって、上記気泡発生モジュールの吐出口が、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材間かつこの下側保持部材の下端より上方に位置する。
【００１５】
当該濾過ユニットは、気泡発生モジュールの吐出口が、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材間かつこの下側保持部材の下端より上方に位置するので、この吐出口から吐出される気泡を下側保持部材の下面によって遮断されることなく複数本の中空糸膜に直接供給することができる。そのため、当該濾過ユニットは、複数本の中空糸膜表面の洗浄効果に優れる。
【００１６】
上記気泡発生モジュールの吐出口が、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材の上端と同じ水平位置近傍に位置するとよい。このように、上記気泡発生モジュールの吐出口が、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材の上端と同じ水平位置近傍に位置することによって、上記吐出口から吐出される気泡を下側保持部材の側面に当てることとなく複数本の中空糸膜に供給することができる。よって複数本の中空糸膜の下端部近辺を洗浄しい易い。また、かかる構成によると、上記吐出口から吐出される気泡の複数本の中空糸膜表面に対する擦過距離を大きくすることができるので、各気泡による洗浄効果をさらに高めることができる。
【００１７】
上記気泡発生モジュールの吐出口が、上記濾過モジュールと平行方向を長手方向とする長方形状に形成されているとよい。このように、上記気泡発生モジュールの吐出口の形状を上記濾過モジュールと平行方向を長手方向とする長方形状とすることで、隣接する一対の下側保持部材の間隔に対する気泡の径を大きくすることができ、その結果複数本の中空糸膜表面の洗浄効率を高めることができる。
【００１８】
上記気泡発生モジュールが、気泡を間欠的に吐出するよう構成されているとよい。このように、上記気泡発生モジュールが気泡を間欠的に吐出するよう構成されていることによって、比較的大きな気泡を吐出することができる。そのため、個々の気泡が持つエネルギを高めて、複数本の中空糸膜表面の洗浄効果をさらに高めることができる。
【００１９】
上記気泡発生モジュールが、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材の側面との間に間隔を有するとよい。このように、上記気泡発生モジュールが隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材の側面との間に間隔を有することによって、気泡発生モジュール及び隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材の側面間に存在する被処理液の上昇流を利用して、吐出口から吐出される気泡の上昇圧を高めることができる。そのため、吐出口から吐出される気泡による洗浄効果をさらに高めることができる。
【００２０】
上記気泡発生モジュールが、隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材と離間しているとよい。このように、上記気泡発生モジュールが隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材と離間していることによって、気泡発生モジュール及び隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材間において被処理液による上昇流を生じさせ易い。そのため、この被処理液の上昇流を利用して、吐出口から吐出される気泡の上昇圧を容易かつ確実に高め、洗浄効果をさらに高めることができる。
【００２１】
なお、本明細書において、「上」とは、本発明の濾過ユニットの使用状態（被処理液に浸漬した状態）における「上」をいい、「下」とはその逆をいう。「複数本の中空糸膜がカーテン状に配列する」とは、上下方向に垂直な断面において複数本の中空糸膜の存在領域が長軸を有することをいう。「複数の濾過モジュールが平行に配設される」とは、複数の濾過モジュールが、複数本の中空糸膜の存在領域の長軸が平行となるよう配設されることをいう。また、「軸が平行」とは、軸同士のなす角度が、０°±１０°の範囲をいい、好ましくは０°±５°、より好ましくは０°±３°の範囲をいう。「下側保持部材の上端と同じ水平位置近傍」とは、下側保持部材の上端の水平位置から垂直方向（上方及び下方）に５ｍｍ以下の範囲をいい、好ましくは２ｍｍ以下の範囲をいう。
【００２２】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る濾過ユニットについて説明する。  
【００２３】
［濾過ユニット］
図１の濾過ユニットは、上下に引き揃えられ、カーテン状に配列する複数本の中空糸膜１１、複数本の中空糸膜１１の上端を固定する上側保持部材１２及び複数本の中空糸膜１１の下端を固定する下側保持部材１３を有する複数の濾過モジュール１と、複数本の中空糸膜１１に気泡を吐出する複数の気泡発生モジュール２とを備える。また、図１の濾過ユニットは、複数の濾過モジュール１及び複数の気泡発生モジュール２を保持するフレーム３と、複数の気泡発生モジュール２に気体を供給する複数の散気管４と、複数の濾過モジュール１によって濾過された処理済液を排出する排出機構５とを備える。上側保持部材１２及び下側保持部材１３は、各々棒状に形成されている。各濾過モジュール１において、上側保持部材１２及び下側保持部材１３の長手方向と、上下方向に垂直な断面における複数本の中空糸膜１１の存在領域の長軸とは平行に配設されている。これにより、各濾過モジュール１は、板状に構成されている。なお、以下の説明では、上側保持部材１２及び下側保持部材１３の長手方向をＹ方向、上側保持部材１２及び下側保持部材１３の対向方向（上下方向）をＺ方向、この長手方向及び対向方向に垂直な上側保持部材１２及び下側保持部材１３の短手方向をＸ方向ともいう。
【００２４】
当該濾過ユニットは、被処理液中に浸漬して用いられる。当該濾過ユニットは、被処理液に含まれる不純物が中空糸膜１１の内部に浸透するのを防止しつつ、不純物以外を中空糸膜１１の内部に透過させることで濾過処理を行う。
【００２５】
当該濾過ユニットは、複数の濾過モジュール１が間隔を開けて平行に配設されている。当該濾過ユニットは、気泡発生モジュール２の吐出口２１が、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３間かつこの下側保持部材１３の下端より上方に位置している。  
【００２６】
当該濾過ユニットは、気泡発生モジュール２の吐出口２１が、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３間かつこの下側保持部材１３の下端より上方に位置するので、この吐出口２１から吐出される気泡を下側保持部材１３の下面によって遮断されることなく複数本の中空糸膜１１に直接供給することができる。そのため、当該濾過ユニットは、複数本の中空糸膜１１表面の洗浄効果に優れる。
【００２７】
（気泡発生モジュール）
気泡発生モジュール２は、図２に示すように、基部２２と、基部２２から上方（図１のＺ方向）に突出する突出部２３とを有する。突出部２３は、互いに対向する前壁２３ａ及び後壁２３ｂを有し、後面（後壁２３ｂの外面）が基部２２の後面と面一状に形成されている。気泡発生装モジュール２は、基部２２の下方に開口２４が形成されている。また、気泡発生モジュール２は、突出部２３の上端に吐出口２１が設けられている。気泡発生モジュール２は、散気管４から吐出される気体を開口２４から導入した上、吐出口２１から上方に吐出可能に構成されている。なお、気泡発生モジュール２における「前」とは、図１のＸ方向左側を意味し、「後」とは、Ｘ方向右側を意味する。また「左」とは、Ｘ方向左側を前とした場合のＹ方向左側を意味し、「右」とは、Ｘ方向左側を前とした場合のＹ方向右側を意味する。これらは便宜的に規定したものであって、気泡発生モジュール２の具体的構成を規定するものではない。
【００２８】
気泡発生モジュール２の具体的構造は、基部２２から導入される気体を吐出口２１から吐出可能に構成されている限り、特に限定されるものではなく、基部２２から導入される気体を吐出口２１から連続的に吐出するものであってもよい。但し、気泡発生モジュール２は、間欠的に気泡を吐出できるように構成されていることが好ましい。当該濾過ユニットは、気泡発生モジュール２が間欠的に気泡を吐出できるように構成されていることによって、吐出口２１から比較的大きな気泡を吐出することができる。そのため、当該濾過ユニットは、個々の気泡が持つエネルギを高めて、複数本の中空糸膜１１表面の洗浄効果をさらに高めることができる。
【００２９】
図２〜５を参照して、気泡発生モジュール２が間欠的に気泡を吐出できるよう構成される場合の具体例について説明する。なお、以下に説明する吐出口２１の大きさ等、気泡発生モジュール２の外形のサイズについては、気泡発生モジュール２が連続的に気泡を吐出するよう構成される場合についても同様とすることができる。また、以下に示す構成は一例であって、気泡発生モジュール２が間欠的に気泡を吐出できるよう構成される場合でも、以下に説明する以外の構成を採用することも可能である。
【００３０】
気泡発生モジュール２は、気体導入室２５と、第１気体誘導室２６ａと、第２気体誘導室２６ｂと、気体吐出室２７とを有する。気泡発生モジュール２は、気体導入室２５の下端に開口２４が形成されている。気泡発生モジュール２は、気体吐出室２７の上端に吐出口２１が形成されている。
【００３１】
気体導入室２５は、基部２２内に直方体状に形成されている。気体導入室２５は、仕切り壁２８によって第１気体誘導室２６ａ、第２気体誘導室２６ｂ及び気体吐出室２７と区画されている。仕切り壁２８は、突出部２３の前壁２３ａの下端から連続して下方に延出している。気体導入室２５及び第１気体誘導室２６ａを区画する仕切り壁２８の上端部分には開口３０ａが形成されている。また、気体導入室２５及び第２気体誘導室２６ｂを区画する仕切り壁２８の上端部分には開口３０ｂが形成されている。これにより、気体導入室２５及び第１気体誘導室２６ａは開口３０ａによって連通し、気体導入室２５及び第２気体誘導室２６ｂは開口３０ｂによって連通している。
【００３２】
第１気体誘導室２６ａ及び第２気体誘導室２６ｂは、基部２２内にそれぞれ直方体状に形成されている。第１気体誘導室２６ａは、平面視における突出部２３の左側（Ｙ方向左側）に形成され、第２気体誘導室２６ｂは、平面視における突出部２３の右側（Ｙ方向右側）に形成されている。第１気体誘導室２６ａは、仕切り壁２８によって気体導入室２５と区画され、仕切り壁２９ａによって気体吐出室２７と区画されている。第２気体誘導室２６ｂは、仕切り壁２８によって気体導入室２５と区画され、仕切り壁２９ｂによって気体吐出室２７と区画されている。第１気体誘導室２６ａ及び気体吐出室２７を区画する仕切り壁２９ａの下端部分には開口３１ａが形成されている。また、第２気体誘導室２６ｂ及び気体吐出室２７を区画する仕切り壁２９ｂの下端部分には開口３１ｂが形成されている。これにより、第１気体誘導室２６ａ及び気体吐出室２７は開口３１ａによって連通し、第２気体誘導室２６ｂ及び気体吐出室２７は開口３１ｂによって連通している。
【００３３】
気体吐出室２７は、基部２２及び突出部２３内を連通して直方体状に形成されている。気体吐出室２７は、仕切り壁２８によって気体導入室２５と区画され、仕切り壁２９ａによって第１気体誘導室２６ａと区画され、仕切り壁２９ｂによって第２気体誘導室２６ｂと区画されている。
【００３４】
気体発生モジュール２は、上述のような構成を有するので、気体導入室２５に導入された気体は、まず気体導入室２５の上部に移動する。この上部に移動した気体は、開口３０ａから第１気体誘導室２６ａに導入されると共に、開口３０ｂから第２気体誘導室２６ｂに導入される。その結果、気体導入室２５に導入された気体は、気体導入室２５、第１気体誘導室２６ａ及び第２気体誘導室２６ｂの上端付近に貯留される。その後、さらに気体導入室２５に気体が導入されると、気体と液体との界面は、気体導入室２５、第１気体誘導室２６ａ及び第２気体誘導室２６ｂにそれぞれ分割され、同程度の水平レベル位置を維持しつつ下方に移動する。そして、第１気体誘導室２６ａ及び第２気体誘導室２６ｂ内の気体が所定量を超えると、開口３１ａ及び開口３１ｂから気体吐出室２７に気体が誘導され、比較的大きな気泡が吐出口２１から間欠的に吐出される。なお、本実施形態では、一対の気体誘導室が平面視において突出部２３の左右に形成される構成について記載したが、この気体誘導室は、突出部２３の左側又は右側のみに形成されていてもよく、中央に形成されてもよい。
【００３５】
気泡発生モジュール２は、図６に示すように、基部２２の上端が隣接する一対の下側保持部材１３の下端よりも下方に位置している。また、気泡発生モジュール２は、基部２２の一部が平面視で下側保持部材１３と重なり合っている。さらに、気泡発生モジュール２は、平面視で突出部２３が隣接する一対の下側保持部材１３間に位置している。気泡発生モジュール２は、突出部２３の前壁２３ａ及び後壁２３ｂが、隣接する一対の下側保持部材１３の側面と水平方向においてそれぞれ対向している。
【００３６】
気泡発生モジュール２の吐出口２１は、図３に示すように、濾過モジュール１と平行方向（Ｙ方向）を長手方向とする長方形状に形成されていることが好ましい。当該濾過ユニットは、気泡発生モジュール２の吐出口２１が濾過モジュール１と平行方向を長手方向とする長方形状に形成されていることによって、隣接する一対の下側保持部材１３の間隔Ｄ１に対する気泡の径を大きくすることができ、その結果複数本の中空糸膜１１表面の洗浄効率を高めることができる。
【００３７】
なお、気泡発生モジュール２の吐出口２１は、濾過モジュール１と平行方向（Ｙ方向）を長手方向とする長方形状に形成されることが好ましいが、必ずしもかかる構成に限定されるものではない。当該濾過ユニットは、吐出口２１が上記長方形状に形成されない場合でも、吐出口２１から吐出される気泡が下側保持部材１３の下面に当たることを防止することができるので、優れた洗浄効果を奏することができる。
【００３８】
隣接する一対の下側保持部材１３の間隔Ｄ１の下限としては、１５ｍｍが好ましく、１８ｍｍがより好ましい。一方、隣接する一対の下側保持部材１３の間隔Ｄ１の上限としては、３０ｍｍが好ましく、２５ｍｍがより好ましい。隣接する一対の下側保持部材１３の間隔Ｄ１が上記下限に満たないと、気泡発生モジュール２から十分に大きな気泡を吐出することができず、気泡発生モジュール２の吐出口２１から吐出される気泡による洗浄効果が十分に高まらないおそれがある。逆に、隣接する一対の下側保持部材１３の間隔Ｄ１が上記上限を超えると、気泡発生モジュール２の吐出口２１と複数本の中空糸膜１１との水平方向距離が大きくなり、気泡発生モジュール２の吐出口２１から吐出される気泡による洗浄効果が十分に得られないおそれがある。また、隣接する一対の下側保持部材１３の間隔Ｄ１が上記上限を超えると、当該濾過ユニットが不要に大きくなるおそれがある。
【００３９】
吐出口２１の短手方向長さＬ１の下限としては、５ｍｍが好ましく、７ｍｍがより好ましい。一方、吐出口２１の短手方向長さＬ１の上限としては、２０ｍｍが好ましく、１３ｍｍがより好ましい。吐出口２１の短手方向長さＬ１が上記下限に満たないと、十分に大きな気泡を吐出できず、気泡発生モジュール２の吐出口２１から吐出される気泡を複数本の中空糸膜１１表面に的確に擦過させることができないおそれがある。逆に、吐出口２１の短手方向長さＬ１が上記上限を超えると、個々の気泡が大きくなり過ぎて吐出口２１から吐出される気泡の数が少なくなり、洗浄効率が十分に高まらないおそれがある。また、吐出口２１の短手方向長さＬ１が上記上限を超えると、気泡が割れて吐出口２１から吐出される気泡を複数本の中空糸膜１１の表面に的確に擦過させることができないおそれがある。
【００４０】
吐出口２１の長手方向長さＬ２の下限としては、２０ｍｍが好ましく、３０ｍｍがより好ましく、３５ｍｍがさらに好ましい。一方、吐出口２１の長手方向長さＬ２の上限としては、８０ｍｍが好ましく、７０ｍｍがより好ましく、６５ｍｍが特に好ましい。吐出口２１の長手方向長さＬ２が上記下限に満たないと、十分に大きな気泡を吐出できず、気泡発生モジュール２の吐出口２１から吐出される気泡を複数本の中空糸膜１１表面に的確に擦過させることができないおそれがある。逆に、吐出口２１の長手方向長さＬ２が上記上限を超えると、個々の気泡が大きくなり過ぎて吐出口２１から吐出される気泡の数が少なくなり、洗浄効率が十分に高まらないおそれがある。また、吐出口２１の長手方向長さＬ２が上記上限を超えると、気泡が割れて吐出口２１から吐出される気泡を複数本の中空糸膜１１表面に的確に擦過させることができないおそれがある。
【００４１】
吐出口２１の面積Ｓの下限としては、１００ｍｍ２が好ましく、２００ｍｍ２がより好ましく、３００ｍｍ２がさらに好ましい。一方、吐出口２１の面積Ｓの上限としては、１０００ｍｍ２が好ましく、８００ｍｍ２が好ましく、６００ｍｍ２がさらに好ましい。吐出口２１の面積Ｓが上記下限に満たないと、十分に大きな気泡を吐出できず、気泡発生モジュール２の吐出口２１から吐出される気泡を複数本の中空糸膜１１表面に的確に擦過させることができないおそれがある。逆に、吐出口２１の面積Ｓが上記上限を超えると、個々の気泡が大きくなり過ぎて吐出口２１から吐出される気泡の数が少なくなり、洗浄効率が十分に高まらないおそれがある。また、吐出口２１の面積Ｓが上記上限を超えると、気泡が割れて吐出口２１から吐出される気泡を複数本の中空糸膜１１表面に的確に擦過させることができないおそれがある。
【００４２】
隣接する一対の下側保持部材１３の間隔Ｄ１に対する吐出口２１の面積Ｓの比（Ｓ／Ｄ１）の下限としては、６が好ましく、１０がより好ましく、１５がさらに好ましい。一方、上記比（Ｓ／Ｄ１）の上限としては、５０が好ましく、４０がより好ましく、３０がさらに好ましい。上記比（Ｓ／Ｄ１）が上記下限に満たないと、隣接する一対の下側保持部材１３の間隔Ｄ１に対する吐出口２１から吐出される気泡の径が小さくなり過ぎて、気泡発生モジュール２の吐出口２１から吐出される気泡を複数本の中空糸膜１１表面に的確に擦過させることができないおそれがある。逆に、上記比（Ｓ／Ｄ１）が上記上限を超えると、個々の気泡が大きくなり過ぎて吐出口２１から吐出される気泡の数が少なくなり、洗浄効率が十分に高まらないおそれがある。また、上記比（Ｓ／Ｄ１）が上記上限を超えると、気泡が割れて吐出口２１から吐出される気泡を複数本の中空糸膜１１表面に的確に擦過させることができないおそれがある。
【００４３】
気泡発生モジュール２の吐出口２１は、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の上端と同じ水平位置近傍に位置することが好ましい。当該濾過ユニットは、気泡発生モジュール２の吐出口２１が、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の上端と同じ水平位置近傍に位置することによって、吐出口２１から吐出される気泡を下側保持部材１３の側面に当てることとなく複数本の中空糸膜１１に供給することができるので、複数本の中空糸膜１１の下端部近辺を洗浄しい易い。また、当該濾過ユニットは、かかる構成によると、吐出口２１から吐出される気泡の複数本の中空糸膜１１表面に対する擦過距離を大きくすることができるので、各気泡による洗浄効果をさらに高めることができる。
【００４４】
また、気泡発生モジュール２の吐出口２１が隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の上端と同じ水平位置近傍に位置する場合、気体発生モジュール２の吐出口２１の水平位置は、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の上端よりも下方に位置することが好ましい。当該濾過ユニットは、気体発生モジュール２の吐出口２１の水平位置が隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の上端よりも下方に位置することによって、隣接する一対の濾過モジュール１の複数本の中空糸膜１１の下端部分に対する洗浄効果を高め易い。
【００４５】
なお、上述のように気泡発生モジュール２の吐出口２１は、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の上端と同じ水平位置近傍に位置することが好ましいが、必ずしもかかる構成に限定されるものではない。当該濾過ユニットは、例えば気泡発生モジュール２の吐出口２１が隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の下端と同じ水平位置近傍に位置する場合でも、下側保持部材１３の下面に気泡が当たることを防止することができるので、優れた洗浄効果を奏することができる。
【００４６】
気泡発生モジュール２は、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の側面との間に間隔を有することが好ましい。詳細には、気泡発生モジュール２は、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の上下端間の領域において隙間を有することが好ましい。当該濾過ユニットは、気泡発生モジュール２が隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の側面との間に間隔を有することによって、気泡発生モジュール２及び隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の側面間に存在する被処理液の上昇流を利用して、吐出口２１から吐出される気泡の上昇圧を高めることができる。そのため、当該濾過ユニットは、吐出口２１から吐出される気泡による洗浄効果をさらに高めることができる。なお、「気泡発生モジュールが隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材の側面との間に間隔を有する」とは、気泡発生モジュールと隣接する一対の下側保持部材の側面とが完全に（全面的に）離間している場合に限定されるものではなく、気泡発生モジュールが隣接する一対の下側保持部材の側面と一部において当接している場合も含む。但し、洗浄効果を向上する点からは、気泡発生モジュールは隣接する一対の下側保持部材の側面と完全に（全面的に）離間していることが好ましい。
【００４７】
気泡発生モジュール２と隣接する濾過モジュール１の下側保持部材１３の側面との平均間隔Ｄ２の下限としては、１ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましい。一方、上記平均間隔Ｄ２の上限としては、４ｍｍが好ましく、３ｍｍがより好ましい。上記平均間隔Ｄ２が上記下限に満たないと、被処理液の上昇流を十分に生じさることができないおそれがある。逆に、上記平均間隔Ｄ２が上記上限を超えると、気泡発生モジュール２の吐出口２１と複数本の中空糸膜１１との水平方向距離が大きくなり、気泡発生モジュール２の吐出口２１から吐出される気泡による洗浄効果が十分に得られないおそれがある。なお、本明細書において「平均間隔」とは、任意の１０点の間隔の平均値をいう。
【００４８】
気泡発生モジュール２は、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の側面との間に間隔を有する場合、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の下面との間にも間隔を有することが好ましい。具体的には、気泡発生モジュール２は、気泡発生モジュール２の基部２２の上面とこの基部２２の上方に位置する下側保持部材１３の下面との間に間隔を有することが好ましい。当該濾過ユニットは、気泡発生モジュール２が隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の側面との間に加え、これらの下側保持部材１３の下面との間にも間隔を有することによって、気泡発生モジュール２及び下側保持部材１３の間に存在する被処理液の上昇流を利用して洗浄効果をさらに高めることができる。なお、「気泡発生モジュールが隣接する一対の濾過モジュールの下側保持部材の下面との間に間隔を有する」とは、気泡発生モジュールの基部と下側保持部材とが完全に（全面的に）離間している場合に限定されるものではなく、気泡発生モジュールの基部が下側保持部材の下面と一部において当接している場合も含む。
【００４９】
特に、気泡発生モジュール２は、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３と離間していることが好ましい。つまり、気泡発生モジュール２は、隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の側面との間及び隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３の下面との間が完全に離間していることが好ましい。当該濾過ユニットは、気泡発生モジュール２が隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３と離間していることによって、気泡発生モジュール２及び隣接する一対の濾過モジュール１の下側保持部材１３間において被処理液による上昇流を生じさせ易い。そのため、当該濾過ユニットは、この被処理液の上昇流を利用して、吐出口２１から吐出される気泡の上昇圧を容易かつ確実に高め、洗浄効果をさらに高めることができる。
【００５０】
気泡発生モジュール２と隣接する濾過モジュール１の下側保持部材１３の下面との平均間隔Ｄ３は、気泡発生モジュール２と隣接する濾過モジュール１の下側保持部材１３の側面との平均間隔Ｄ２よりも大きいことが好ましい。当該濾過ユニットは、気泡発生モジュール２と隣接する濾過モジュール１の下側保持部材１３の下面との平均間隔Ｄ３が気泡発生モジュール２と隣接する濾過モジュール１の下側保持部材１３の側面との平均間隔Ｄ２よりも大きい。これによって、気泡発生モジュール２及び下側保持部材１３の下面の間から気泡発生モジュール２及び下側保持部材１３の側面の間を通って上昇する被処理液の上昇流を生じさせ易い。
【００５１】
気泡発生モジュール２と隣接する濾過モジュール１の下側保持部材１３の下面との平均間隔Ｄ３の下限としては、６ｍｍが好ましく、８ｍｍがより好ましい。一方、上記平均間隔Ｄ３の上限としては、３０ｍｍが好ましく、１５ｍｍがより好ましい。上記平均間隔Ｄ３が上記下限に満たないと、被処理液の上昇流を十分に生じさせ難くなるおそれがある。逆に、上記平均間隔Ｄ３が上記上限を超えると、当該濾過ユニットが不要に大きくなるおそれがある。
【００５２】
当該濾過ユニットは、複数の気泡発生モジュール２が濾過モジュール１と平行方向（Ｙ方向）に連続して設けられている。当該濾過ユニットは、平面視において複数の気泡発生モジュール２の開口２４と重なる位置に散気管４が配設されている。当該濾過ユニットは、かかる構成によると、散気管４から吐出される気体を複数の気泡発生モジュール２の気体導入室２５に容易かつ確実に導入することができる。さらに、当該濾過ユニットは、連続して設けられる複数の気泡発生モジュール２の吐出口２１から気泡を吐出することで、隣接する一対の濾過モジュール１の全ての中空糸膜１１の表面に気泡を容易かつ確実に供給することができる。
【００５３】
（散気管）
複数の散気管４は、軸が濾過モジュール１の平行方向（Ｙ方向）に伸びる直管部を有し、上記直管部が複数の気泡発生モジュール２の下方に配設されている。各散気管４は、上記直管部の軸方向に複数の散気孔が形成されている。上記複数の散気孔は、気泡発生モジュール２の開口２４の下方に位置している。散気管４は、一端側から導入される気体を複数の散気孔から吐出し、この吐出した気体を複数の気泡発生モジュール２の開口２４から気体導入室２５に導入可能に構成されている。
【００５４】
（中空糸膜）
中空糸膜１１は、液を透過させる一方、被処理液に含まれる不純物の透過を阻止する多孔性の膜を管状に成形したものである。
【００５５】
中空糸膜１１としては、熱可塑性樹脂を主成分とするものを用いることができる。この熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。これらの中でも機械的強度、耐薬品性、耐熱性、耐候性、不燃性等に優れ、多孔質性であるＰＴＦＥが好ましく、１軸又は２軸延伸したＰＴＦＥがより好ましい。なお、中空糸膜１１の形成材料には、他のポリマー、潤滑剤などの添加剤等が適宜配合されていてもよい。
【００５６】
上下方向に垂直な断面における複数本の中空糸膜１１の束の長手方向の平均長さ（Ｙ方向の平均長さ）の下限としては、３００ｍｍが好ましく、５００ｍｍがより好ましい。一方、中空糸膜１１の束の長軸方向の平均長さの上限としては、１２００ｍｍが好ましく、１０００ｍｍがより好ましい。中空糸膜１１の束の長軸方向の平均長さが上記下限に満たないと、十分な濾過効率が得られないおそれがある。逆に、中空糸膜１１の束の長軸方向の平均長さが上記上限を超えると、濾過モジュール１の取り扱いが困難になるおそれがある。
【００５７】
上下方向に垂直な断面における複数本の中空糸膜１１の束の長軸と垂直方向（短手方向）の平均長さ（Ｘ方向の平均長さ）の下限としては、１０ｍｍが好ましく、１５ｍｍがより好ましい。一方、中空糸膜１１の束の長軸と垂直方向の平均長さの上限としては、１００ｍｍが好ましく、７５ｍｍがより好ましい。中空糸膜１１の束の長軸と垂直方向の平均長さが上記下限に満たないと、十分な濾過効率が得られないおそれがある。逆に、中空糸膜１１の束の長軸と垂直方向の平均長さが上記上限を超えると、気泡発生モジュール２の吐出口２１から吐出される気泡を中空糸膜１１の束の中心部まで的確に供給できないおそれがある。
【００５８】
中空糸膜１１の平均有効長さ（上側保持部材１２の下端及び下側保持部材１３の上端間における複数本の中空糸膜１１の平均長さ）の下限としては、１ｍが好ましく、２ｍがより好ましい。一方、中空糸膜１１の平均有効長さの上限としては、６ｍが好ましく、５ｍがより好ましい。中空糸膜１１の平均有効長さが上記下限に満たないと、気泡の擦過による中空糸膜１１の揺動が不十分となり、中空糸膜１１間の隙間を拡げて気体を案内することができないおそれがある。逆に、中空糸膜１１の平均有効長さが上記上限を超えると、中空糸膜１１の自重によって中空糸膜１１の撓みが大きくなり過ぎるおそれや、濾過モジュール１の着脱時等における取り扱い性が低下するおそれがある。
【００５９】
（上側保持部材）
上側保持部材１２は、保持する中空糸膜１１の内腔と連通する内部空間を形成し、この内部空間から中空糸膜１１によって濾過された処理済水を排出する排水ノズル１２ａを有する。上側保持部材１２は、複数本の中空糸膜１１の束の上記長軸方向（Ｙ方向）を長手方向とし、複数本の中空糸膜１１の束の上記長軸と垂直方向（Ｘ方向）を短手方向とし、上下方向（Ｚ方向）を高さ方向とする直方体状に形成されている。
【００６０】
（下側保持部材）
下側保持部材１３は、上側保持部材１２と同様に内部空間を形成してもよく、複数本の中空糸膜１１の開口を閉塞するような方法で複数本の中空糸膜１１の下端を保持してもよい。下側保持部材１３は、気泡発生モジュール２の突出部２３の前壁２３ａ及び後壁２３ｂと対向する一対の側面を有する。下側保持部材１３は、複数本の中空糸膜１１の束の上記長軸方向（Ｙ方向）を長手方向とし、複数本の中空糸膜１１の束の上記長軸と垂直方向（Ｘ方向）を短手方向とし、上下方向（Ｚ方向）を高さ方向とする直方体状に形成されている。
【００６１】
中空糸膜１１の束の長軸と垂直方向の平均長さ（Ｘ方向の平均長さ）に対する下側保持部材１３の短手方向の平均長さ（Ｘ方向の平均長さ）の比の下限としては、１．０５が好ましく、１．１がより好ましい。一方、上記比の上限としては、１．３が好ましく、１．２がより好ましい。上記比が上記下限に満たないと、下側保持部材１３によって複数本の中空糸膜１１の下端を的確に固定できないおそれがある。逆に、上記比が上記上限を超えると、気泡発生モジュール２の吐出口２１から吐出される気泡を複数本の中空糸膜１１に的確に供給できないおそれがある。なお、中空糸膜１１の束の長軸と垂直方向の平均長さ（Ｘ方向の平均長さ）に対する上側保持部材１２の短手方向の平均長さ（Ｘ方向の平均長さ）の比は、中空糸膜１１の束の長軸と垂直方向の平均長さに対する下側保持部材１３の短手方向の平均長さの比と同様とすることができる。
【００６２】
（フレーム）
フレーム３は、複数の濾過モジュール１の上側保持部材１２及び下側保持部材１３の側面を保持する複数の丸棒３２を有する。フレーム３は、複数の丸棒３２によって複数の濾過モジュール１の上側保持部材１２及び下側保持部材１３の側面を保持することで、複数の濾過モジュール１を保持する。また、フレーム３は、複数の気泡発生モジュール２を保持する。フレーム３が複数の気泡発生モジュール２を保持する方法は特に限定されるものではなく、例えばフレーム３が濾過モジュール１と平行方向（Ｙ方向）に連続して設けられる複数の気泡発生モジュール２をそれぞれ保持してもよく、連結固定された複数の気泡発生モジュール２をまとめて保持してもよい。
【００６３】
（排出機構）
排出機構５は、複数の濾過モジュール１の排水ノズル１２ａに接続され、濾過された処理済液を集める集水配管５１と、この集水配管５１から処理済液を吸引する吸引ポンプ５２とを有する。
【００６４】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００６５】
例えば、上記複数の気泡発生モジュールは、必ずしも濾過モジュールと平行方向（Ｙ方向）に連続して設けられる必要はなく、上記複数の気泡発生モジュールは、濾過モジュールと平行方向に所定の間隔を開けて設けられてもよい。
【００６６】
上記散気管は、必ずしも複数の気泡発生モジュールの開口の下方に位置する必要はなく、例えば上記散気管は、複数の気泡発生モジュールの気体導入室を貫通するように設けられてもよい。
【００６７】
当該濾過ユニットにおける、上側保持部材、下側保持部材、複数本の中空糸膜、フレーム、排出機構等の構成は上記実施形態で説明した構成に限定されるものではなく、種々の構成を採用することが可能である。
【００６８】
当該濾過ユニットは、中空糸膜の外周面側を高圧にして被処理液を中空糸膜の内周面側に透過する外圧式、浸透圧又は内周面側の負圧により被処理液を内周面側に透過する浸漬式、及び中空糸膜の内周面側を高圧にして被処理液を中空糸膜の外周面側に透過する内圧式等種々の濾過装置として使用できる。中でも、当該濾過ユニットは、外圧式濾過装置として適している。
【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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【国際調査報告】
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2017061141.tif 000010
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