(57)【要約】本発明の散気管は、上側に配設される散気孔と、下側に配設される固形分排出開口とを備える。複数の散気孔が軸方向に散点的に配設されるとよい。上記散気孔の中心が、中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設されるとよい。上記固形分排出開口の中心が、中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設されるとよい。上記固形分排出開口が、中心軸と平行なスリット状に形成されているとよい。上記散気孔と固形分排出開口とが中心軸を通る水平面を基準に対向するよう配設されるとよい。上記散気孔と固形分排出開口とが軸方向に交互に配設されるとよい。
2016158308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側に配設される散気孔と、
下側に配設される固形分排出開口と
を備える散気管。
【請求項２】
複数の上記散気孔が軸方向に散点的に配設される請求項１に記載の散気管。
【請求項３】
上記散気孔の中心が、中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設される請求項１又は請求項２に記載の散気管。
【請求項４】
上記固形分排出開口の中心が、中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設される請求項１、請求項２又は請求項３に記載の散気管。
【請求項５】
上記固形分排出開口が、中心軸と平行なスリット状に形成されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の散気管。
【請求項６】
上記散気孔と固形分排出開口とが中心軸を通る水平面を基準に対向するよう配設される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の散気管。
【請求項７】
上記散気孔と固形分排出開口とが軸方向に交互に配設される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の散気管。
【請求項８】
複数本の中空糸膜を有する濾過モジュールと、この濾過モジュールの下方から気泡を供給する気体供給モジュールとを備える濾過ユニットであって、
上記気体供給モジュールが、気体圧送装置と、この気体圧送装置に一端が接続される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の散気管とを有する濾過ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散気管及び濾過ユニットに関する。
【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、複数本の中空糸膜を集束した濾過モジュールを有す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懸濁物質の透過を中空糸膜表面によって防ぐと共に、この懸濁物質以外を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懸濁物質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懸濁物質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懸濁物質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間に気体を導入し、この気体によって中空糸膜表面に付着した懸濁物質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「濾過モジュール及びこれを用いた濾過装置」（特開２００９−１５４０３２号公報参照）が発案されている。【０００５】
上記公報所載の濾過ユニットは、濾過モジュールを構成する複数本の中空糸膜間に気体を放出する散気管を有する。この濾過ユニットは、上記散気管が複数の気体放出口を有し、この気体放出口から放出される気体が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懸濁物質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２００９−１５４０３２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、上述のような散気管は、気体放出口から気体を放出することで中空糸膜を洗浄できるものの、この気体放出口から懸濁物質等の固形分が内部に浸入するおそれがある。さらに、内部に浸入した固形分が内部に滞留することで散気管内が汚れたり、散気管内の気体の通りが悪くなったりするおそれがある。【０００８】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、内部への固形分の滞留を防止することができる散気管及びこの散気管を有する濾過ユニットを提供することを目的とする。
【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散気管は、上側に配設される散気孔と、下側に配設される固形分排出開口とを備える。【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の一態様に係る濾過ユニットは、複数本の中空糸膜を有する濾過モジュールと、この濾過モジュールの下方から気泡を供給する気体供給モジュールとを備える濾過ユニットであって、上記気体供給モジュールが、気体圧送装置と、この気体圧送装置に一端が接続される当該散気管とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の散気管は、内部への固形分の滞留を防止することができる。また、本発明の濾過ユニットは、散気管内部への固形分の滞留を防止することができるので中空糸膜の洗浄効率に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る散気管を示す模式的側面図である。
【図２】図１の散気管の内部に気体を導入した状態を示す模式的断面図である。
【図３】図１の散気管のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１の散気管とは異なる実施形態に係る散気管を示す模式的側面図である。
【図５】図１、４の散気管とは異なる実施形態に係る散気管を示す模式的側面図である。
【図６】図５の散気管のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る濾過ユニットを示す模式図である。
【図８】図１、４、５の散気管とは異なる実施形態に係る散気管を示す模式的側面図である。
【図９】図８の散気管のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】図１、４、５、８の散気管とは異なる実施形態に係る散気管を示す模式的側面図である。
【図１１】図１０の散気管のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１２】図１、４、５、８、１０の散気管とは異なる実施形態に係る散気管を示す模式的側面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１、１１、２１、５１、６１、７１  散気管
２、１２、５２、６２、７２  散気孔
３、１３、２３、５３、６３  固形分排出開口
３１  濾過ユニット
３２  濾過モジュール
３３  気体供給モジュール
３４  中空糸膜
３５  上部保持部材
３６  下部保持部材
３７  排出管
３８  気体圧送装置
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［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。
【００１５】
本発明の一態様に係る散気管は、上側に配設される散気孔と、下側に配設される固形分排出開口とを備える。
【００１６】
当該散気管は、例えば複数本の中空糸膜を有する濾過モジュールの下方において、被処理液中に浸漬した状態で用いられる。そのため、当該散気管の軸方向の一端から気体が導入されると、この気体は当該散気管の上側の内壁と被処理液との間を流れる。その結果、当該散気管の内部には、気体から構成される気層及びこの気層の下側に位置する液層が形成される。ここで、当該散気管は、上側に配設される散気孔を備えるので、一端から導入された気体を他端側に送りつつこの散気孔から上方に吐出することができる。また、当該散気管は、下側に配設される固形分排出開口を備えるので、この固形分排出開口から懸濁物質等の固形分を排出することができる。従って、当該散気管は、内部への固形分の滞留を防止することができる。
【００１７】
複数の上記散気孔が軸方向に散点的に配設されるとよい。このように、複数の散気孔が軸方向に散点的に配設されることによって、当該散気管は、軸方向に沿って気体を効率的に吐出することができる。また、かかる構成によると、当該散気管は、散気管内に気層及び液層を安定的に維持し易い。
【００１８】
上記散気孔の中心が、中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設されるとよい。このように、上記散気孔の中心が中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設されることによって、当該散気管は、管内に形成される上記気層から気体を容易かつ確実に吐出することができる。
【００１９】
上記固形分排出開口の中心が、中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設されるとよい。このように、上記固形分排出開口の中心が中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設されることによって、当該散気管は、固形分を容易かつ確実に排出することができる。
【００２０】
上記固形分排出開口が、中心軸と平行なスリット状に形成されているとよい。このように、上記固形分排出開口が中心軸と平行なスリット状に形成されることによって、当該散気管は、固形分を容易かつ確実に排出することができる。
【００２１】
上記散気孔と固形分排出開口とが中心軸を通る水平面を基準に対向するよう配設されるとよい。このように、上記散気孔と固形分排出開口とが中心軸を通る水平面を基準に対向するよう配設されることによって、上記散気孔から内部に固形分が侵入した場合でも、この固形分を管内に留めることなくこの散気孔と対向する固形分排出開口から排出し易くなる。
【００２２】
上記散気孔と固形分排出開口とが軸方向に交互に配設されるとよい。このように、上記散気孔と固形分排出開口とが軸方向に交互に配設されることによって、当該散気管の強度を高めることができる。
【００２３】
本発明の一態様に係る濾過ユニットは、複数本の中空糸膜を有する濾過モジュールと、この濾過モジュールの下方から気泡を供給する気体供給モジュールとを備える濾過ユニットであって、上記気体供給モジュールが、気体圧送装置と、この気体圧送装置に一端が接続される当該散気管とを有する。
【００２４】
当該濾過ユニットは、当該散気管を有するので、散気管内部への固形分の滞留を防止することができ、濾過モジュールの洗浄を効率よく行うことができる。
【００２５】
なお、本発明において、「上側」及び「下側」とは、中心軸を通る水平面を基準とした上側及び下側を意味する。つまり、「上側」及び「下側」とは、中心軸を通る鉛直面のみを意味しない。また、「散気孔の中心が中心軸を通る鉛直面と略一致する」とは、散気孔の中心を通り散気管の中心軸と交差する直線と中心軸を通る鉛直面とのなす角が±１０°以下であることをいい、好ましくは±５°以下であることをいう。また、「固形分排出開口の中心が中心軸を通る鉛直面と略一致する」とは、固形分排出開口の中心を通り散気管の中心軸と交差する直線と中心軸を通る鉛直面とのなす角が±１０°以下であることをいい、好ましくは±５°以下であることをいう。
【００２６】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る散気管及び濾過ユニットを説明する。
【００２７】
［第一実施形態］
＜散気管＞
図１の散気管１は、複数本の中空糸膜を有する濾過モジュールの下方に配設され、吐出した気体により濾過モジュールを洗浄する。散気管１は、被処理液中に浸漬した状態で用いられる。また、散気管１は、中心軸が水平方向となるように配設される。
【００２８】
散気管１は、直管状に形成されている。また、散気管１の軸方向の断面の形状は円形とされている。散気管１は、上側にかつ軸方向に散点的に配設される複数の散気孔２と、下側に配設される複数の固形分排出開口３とを備える。散気管１は、軸方向の一端から内部に導入される気体を他端側に送りつつ複数の散気管２から上方に吐出することにより濾過モジュールを洗浄する。
【００２９】
散気管１の主成分としては、ステンレス、鋼、銅、アルミニウム等の金属や、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等の合成樹脂が挙げられる。中でも、耐久性に優れると共に比較的安価なポリ塩化ビニルが好ましい。
【００３０】
散気管１は、図２に示すように、軸方向の一端から内部に気体が導入されることで、内部に気層Ｘ及び液層（被処理液層）Ｙが形成される。つまり、散気管１は、被処理液中に浸漬された状態で用いられるため、気体導入前においては、内部に被処理液が満たされている。この状態で一端側から気体が導入されると、気体の比重が被処理液の比重よりも小さいため、気体は散気管１の上側の内壁と被処理液との間を流れる。その結果、散気管１の内部は、気体から構成される気層Ｘ及びこの気層Ｘの下側に位置する液層Ｙの２層の積層状態となる。また、当該散気管１は、複数の散気孔２が軸方向に散点的に配設されているので、この複数の散気孔２から気体を吐出することで、内部に導入される気体と外部に吐出される気体との釣り合いを取り易い。その結果、当該散気管１は、気層Ｘ及び液層Ｙとの２層状態を安定的に維持し易い。
【００３１】
散気管１に導入される気体としては、散気管１内の上側に気層Ｘを形成する必要から、被処理液よりも比重が小さいことが必要とされる。また、散気管１に導入される気体としては、不活性ガスが好ましい。このような気体としては、特に限定されないが、典型的には空気が挙げられる。
【００３２】
散気管１の内径の下限としては、６ｍｍが好ましく、１０ｍｍがより好ましく、１５ｍｍがさらに好ましい。一方、散気管１の内径の上限としては、７０ｍｍが好ましく、６０ｍｍがより好ましく、５０ｍｍがさらに好ましい。散気管１の内径が上記下限に満たないと、散気管１の内部に気層Ｘ及び液層Ｙを的確に形成できないおそれがある。逆に、散気管１の内径が上記上限を超えると、管内の体積が大きくなり、懸濁物質等の固形物が内部に滞留し易くなるおそれがある。また、当該散気管１は、気体が一端から他端側に送られるのに伴って液層Ｙを構成する被処理液も一端から他端側に流れ、この被処理液の流れにより管内に滞留する固形分を排出することができる。しかしながら、上記内径が上記上限を超えると、管内における液層Ｙの占める割合が高くなり易いため、気体の導入に基づく被処理液の流れが十分に得られず、その結果固形分の排出効率が低下するおそれがある。
【００３３】
散気管１の平均管厚の下限としては、１ｍｍが好ましく、２ｍｍがより好ましい。一方、散気管１の平均管厚の上限としては、６ｍｍが好ましく、４ｍｍがより好ましい。散気管１の平均管厚が上記下限に満たないと、十分な強度が得られないおそれがある。逆に、散気管１の平均管厚が上記上限を超えると、外径が不必要に大きくなるおそれがある。
【００３４】
（散気孔）
複数の散気孔２は、円形に形成されている。複数の散気孔２は、図１に示すように、散気管１の軸方向に等間隔で配設されている。当該散気管１は、複数の散気孔２が軸方向に等間隔で配設されることによって、一端から導入される気体を他端側に送りつつ、軸方向に沿って略均一に吐出することができる。なお、複数の散気孔２は、例えばレーザー加工によって形成することができる。
【００３５】
また、複数の散気孔２の中心は、散気管１の中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設されている。つまり、複数の散気孔２の中心は、散気管１の中心軸を通る鉛直面に含まれる。当該散気管１は、複数の散気孔２の中心が中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設されることによって、管内に形成される気層Ｘから気体を容易かつ確実に吐出することができる。
【００３６】
図３に示すように、散気孔２と固形分排出開口３とは散気管１の中心軸を通る水平面を基準に対向するよう配設されている。これにより、当該散気管１は、散気孔２から内部に固形分が侵入した場合でも、この固形分を管内に留めることなくこの散気孔２と対向する固形分排出開口３から排出し易くなる。また特に、本実形態においては、複数の散気孔２の中心が散気管１の周壁の最上部と一致し、かつ複数の固形分排出開口３の中心が上記周壁の最下部と一致するように配設されている。従って、当該散気管１は、固形分が内部に滞留するおそれをさらに低減することができる。
【００３７】
複数の散気孔２の平均径Ｄ１は、複数の固形分排出開口３の平均径Ｄ２よりも小さい。当該散気管１は、複数の散気孔２の平均径Ｄ１が複数の固形分排出開口３の平均径Ｄ２よりも小さいことによって、管内への固形分の滞留が効果的に防止される。なお、複数の散気孔２の径は、各々異なっていてもよいが、気体を均等に吐出する点からは同一であることが好ましい。
【００３８】
複数の散気孔２の平均径Ｄ１の下限としては、１ｍｍが好ましく、２ｍｍがより好ましい。一方、複数の散気孔２の平均径Ｄ１の上限としては、１０ｍｍが好ましく、８ｍｍがより好ましい。上記平均径Ｄ１が上記下限に満たないと、散気孔２が十分に気体を吐出できないおそれがある。逆に、上記平均径Ｄ１が上記上限を超えると、各散気孔２からの気体の吐出量が多くなり過ぎることにより、一端から気体が導入された場合にこの気体が一端側に配設される散気孔２から吐出され過ぎて、他端側からの吐出量が十分に得られなくなるおそれがある。
【００３９】
（固形分排出開口）
複数の固形分排出開口３は、散気管１に設けた複数の孔からなる。また、複数の固形分排出開口３は、円形に形成される。複数の固形分排出開口３は、図１に示すように、散気管１の軸方向に等間隔で配設される。当該散気管１は、複数の固形分排出開口３が軸方向に等間隔で配設されることによって、管内に滞留する固形分を容易かつ確実に排出することができる。なお、複数の固形分排出開口３は、例えばレーザー加工によって形成することができる。また、当該散気管１は、上述のように、散気孔２と固形分排出開口３とが中心軸を通る水平面を基準に対向するよう配設されているので、複数の固形分排出開口３の平均ピッチは、複数の散気孔２の平均ピッチＰ１と同様とされる。
【００４０】
複数の固形分排出開口３の中心は、散気管１の中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設されている。当該散気管１は、複数の固形分排出開口３の中心が中心軸を通る鉛直面と略一致するよう配設されることによって、管内に形成される液層Ｙから固形分を容易かつ確実に排出することができる。
【００４１】
複数の固形分排出開口３の平均径Ｄ２の下限としては、２ｍｍが好ましく、３ｍｍがより好ましい。一方、複数の固形分排出開口３の平均径Ｄ２の上限としては、２５ｍｍが好ましく、２０ｍｍがより好ましい。上記平均径Ｄ２が上記下限に満たないと、固形分排出開口３が、固形分を的確に排出できないおそれがある。逆に、上記平均径Ｄ２が上記上限を超えると、当該散気管１の強度が低下するおそれがある。なお、複数の固形分排出開口３の径は、各々異なっていてもよいが、各固形分排出開口３から固形分を効果的に排出する点からは同一であることが好ましい。
【００４２】
複数の散気孔２の平均径Ｄ１に対する複数の固形分排出開口３の平均径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）の下限としては、１１／１０が好ましく、６／５がより好ましい。一方上記比（Ｄ２／Ｄ１）の上限としては、５／２が好ましく、３／２がより好ましい。上記比（Ｄ２／Ｄ１）が上記下限に満たないと、固形分排出開口３の径が小さくなり過ぎて固形分排出開口３から固形分を的確に排出できないおそれがある。また、散気孔２と固形分排出開口３とが散気管１の中心軸を通る水平面を基準に対向するよう配設されている場合にあっては、当該散気管１は、散気孔２から内部に浸入した固形分を管内に留めることなく固形分排出開口３から排出し難くなるおそれがある。逆に、上記比（Ｄ２／Ｄ１）が上記上限を超えると、固形分排出開口３の径が大きくなり過ぎて当該散気管１の強度が低下するおそれがある。
【００４３】
＜利点＞
当該散気管１は、上側にかつ軸方向に散点的に配設される複数の散気孔２を備えるので、軸方向の一端から導入された気体を他端側に送りつつ複数の散気孔２から上方に効率的に吐出することができる。これにより、当該散気管１は、この吐出された気体によって濾過モジュールを洗浄することができる。また、当該散気管１は、下側に配設される複数の固形分排出開口３を備えるので、この固形分排出開口３から懸濁物質等の固形分を排出することができる。さらに、当該散気管１は、気体が一端から他端側に送られるのに伴って液層Ｙを構成する被処理液も一端から他端側に流れる。そのため、当該散気管１は、下側に配設される複数の固形分排出開口３を備えることで、管内に存在する固形分を上記被処理液の流れによって他端側に押し流しつつ、固形分排出開口３から外部に排出することができる。従って、当該散気管１は、内部への固形分の滞留を容易に防止することができる。  
【００４４】
当該散気管１は、複数の固形分排出開口３が複数の孔からなるので、この固形分排出開口３が存在しない下側部分には周壁が存在する。そのため、当該散気管１は、管内に気層Ｘ及び液層Ｙを形成し易いと共に、下方から気体が漏れ出るおそれが低い。従って、当該散気管１は、複数の散気孔２から気体を的確に吐出することができる。
【００４５】
［第二実施形態］
＜散気管＞
図４の散気管１１は、図１の散気管１に替えて用いられる。図４の散気管１１は、上側にかつ軸方向に散点的に配設される複数の散気孔１２と、下側に配設される複数の固形分排出開口１３とを備える。図４の散気管１１は、複数の散気孔１２及び複数の固形分排出開口１３の配置以外は図１の散気管１と同様に構成される。そのため、以下においては、複数の散気孔１２及び複数の固形分排出開口１３の位置関係についてのみ説明する。
【００４６】
散気孔１２と、固形分排出開口１３とは散気管１１の軸方向に交互に配設されている。当該散気管１１は、散気孔１２と固形分排出開口１３とが軸方向に交互に配設されることによって、強度を高めることができる。散気管１１の軸方向において隣接する散気孔１２及び固形分排出開口１３の平均ピッチＰは、特に限定されないが、等間隔であることが好ましい。また、散気管１１の軸方向において散気孔１２及び固形分排出開口１３が重複する部分が存在しない方が好ましい。
【００４７】
［第三実施形態］
＜散気管＞
図５の散気管２１は、図１、４の散気管１、１１に替えて用いられる。図５の散気管２１は、上側にかつ軸方向に散点的に配設される複数の散気孔２と、下側に配設される一の固形分排出開口２３とを備える。図５の散気管２１は、固形分排出開口２３の形状以外は図１の散気管１と同様に構成される。そのため、以下においては、固形分排出開口２３についてのみ説明する。
【００４８】
（固形分排出開口）
固形分排出開口２３は、散気管２１の中心軸と平行なスリット状に形成されている。また特に、固形分排出開口２３は、図６に示すように、散気管２１の軸方向の一端から他端に亘って形成されている。つまり、当該散気管２１は、軸方向に垂直な断面が一端から他端に亘り下方に開口を有する略Ｃ字状に形成されている。
【００４９】
固形分排出開口２３の平均幅Ｗの下限としては、２ｍｍが好ましく、３ｍｍがより好ましい。一方、固形分排出開口２３の平均幅Ｗの上限としては、２５ｍｍが好ましく、２０ｍｍがより好ましい。上記平均幅Ｗが上記下限に満たないと、固形分が管内に滞留するおそれが高くなる。逆に、上記平均幅Ｗが上記上限を超えると、当該散気管２１の強度が低下するおそれがある。
【００５０】
当該散気管２１の全周長さに対する固形分排出開口２３の平均幅Ｗの比の下限としては、１／２０が好ましく、１／１５がより好ましい。一方、上記比の上限としては、１／５が好ましく、１／１０がより好ましい。上記比が上記下限に満たないと、固形分が管内に滞留するおそれが高くなる。逆に、上記比が上記上限を超えると、当該散気管２１の強度が低下するおそれがある。
【００５１】
＜利点＞
当該散気管２１は、固形分排出開口２３が、中心軸と平行なスリット状に形成されるので、固形分を容易かつ確実に排出することができる。特に、当該散気管２１は、固形分排出開口２３が、一端から他端に亘って形成されるので、管内に固形分が滞留するおそれ自体を著しく低減することができる。
【００５２】
［第四実施形態］
＜濾過ユニット＞
図７の濾過ユニット３１は、複数の濾過モジュール３２と、この濾過モジュール３２の下方から気泡を供給する気体供給モジュール３３とを備える。
【００５３】
（濾過モジュール）
濾過モジュール３２は、複数本の中空糸膜３４と、複数本の中空糸膜３４の上端部を保持する上部保持部材３５と、複数本の中空糸膜３４の下端部を保持する下部保持部材３６とを有する。複数本の中空糸膜３４は、上下方向に引き揃えられかつ平面視における存在領域が長方形状とされている。また、上部保持部材３５及び下部保持部材３６は、各々平面視長方形状に形成される。複数本の中空糸膜３４は、上部保持部材３５の下面及び下部保持部材３６の上面の略全面に連結される。これにより、濾過モジュール３２は、上記存在領域の短辺方向（図７中の左右方向）を厚み方向とし、かつ上記存在領域の長辺方向（図７中の前後方向）を幅方向とする平面視長方形状に形成される。なお、「存在領域」とは、軸方向から見て濾過モジュール３２が有する全ての中空糸膜３４を包含する仮想多角形のうち最も面積の小さいものを意味する。
【００５４】
複数の濾過モジュール３２は、ストライプ状に配設される。詳細には、複数の濾過モジュール３２は、隣接する濾過モジュール３２同士が厚み方向に所定の間隔をあけて整列するよう配設される。
【００５５】
複数の濾過モジュール３２の厚み方向の平均間隔の下限としては、１０ｍｍが好ましく、１５ｍｍがより好ましい。一方、複数の濾過モジュール３２の厚み方向の平均間隔の上限としては、３０ｍｍが好ましく、２５ｍｍがより好ましい。上記平均間隔が上記下限に満たないと、後述する散気管１から吐出される気体を濾過モジュール３２間に的確に導入することが困難になるおそれがある。逆に、上記平均間隔が上記上限を超えると、濾過モジュール３２の存在密度が低下して濾過効率が低下するおそれがある。なお、「濾過モジュールの厚み方向の平均間隔」とは、上記存在領域間の短辺方向の平均間隔をいう。
【００５６】
（中空糸膜）
中空糸膜３４は、水を透過させる一方、被処理液に含まれる懸濁物質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。
【００５７】
中空糸膜３４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軸延伸されたＰＴＦＥがより好ましい。なお、中空糸膜３４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。
【００５８】
上記存在領域の短辺方向の平均長さＬ１の下限としては、１５ｍｍが好ましく、２５ｍｍがより好ましい。一方、上記平均長さＬ１の上限としては、１００ｍｍが好ましく、５０ｍｍがより好ましい。上記平均長さＬ１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、上記平均長さＬ１が上記上限を超えると、散気管１から吐出される気体を中空糸膜３４の束の中心部まで的確に供給できないおそれがある。
【００５９】
中空糸膜３４の上記長辺方向の平均ピッチは、上記短辺方向の平均ピッチよりも大きいことが好ましい。中空糸膜３４の上記長辺方向の平均ピッチに対する上記短辺方向の平均ピッチの比の下限としては、２／５が好ましく、１／２がより好ましい。一方、中空糸膜３４の上記長辺方向の平均ピッチに対する上記短辺方向の平均ピッチの比の上限としては、４／５が好ましく、２／３がより好ましい。上記比が上記下限に満たないと、上記長辺方向の中空糸膜３４の密度が小さくなり、十分な濾過効率が得られないおそれがある。逆に、上記比が上記上限を超えると、散気管１から吐出される気体を上記短辺方向の一端側から中空糸膜３４間に十分に導入できないおそれがある。
【００６０】
上記存在領域において上記短辺方向に配列される中空糸膜３４の本数（配列数）の下限としては、８本が好ましく、１２本がより好ましい。一方、上記短辺方向に配列される中空糸膜３４の本数の上限としては、５０本が好ましく、４０本がより好ましい。上記短辺方向に配列される中空糸膜３４の本数が上記下限に満たないと、単位面積当たりの濾過効率を十分確保できないおそれがある。逆に、上記短辺方向に配列される中空糸膜３４の本数が上記上限を超えると、散気管１から吐出される気体を中空糸膜３４の束の中心部まで的確に供給できないおそれがある。
【００６１】
中空糸膜３４の平均外径に対する上記短辺方向の平均ピッチの比の下限としては、１が好ましい。一方、中空糸膜３４の平均外径に対する上記短辺方向の平均ピッチの比の上限としては、３／２が好ましく、７／５がより好ましい。中空糸膜３４の平均外径に対する上記短辺方向の平均ピッチの比が上記下限に満たないと、中空糸膜３４が径方向に押し潰された状態で配置されることになるので濾過モジュール３２の製造が困難となるおそれがある。逆に、中空糸膜３４の平均外径に対する上記短辺方向の平均ピッチの比が上記上限を超えると、上記短辺方向の中空糸膜３４の密度が小さくなることによって十分な濾過効率が得られないおそれがある。
【００６２】
中空糸膜３４の平均外径の下限としては、１ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましく、２ｍｍがさらに好ましい。一方、中空糸膜３４の平均外径の上限としては、６ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましく、４ｍｍがさらに好ましい。中空糸膜３４の平均外径が上記下限に満たないと、中空糸膜３４の機械的強度が不十分となるおそれがある。逆に、中空糸膜３４の平均外径が上記上限を超えると、中空糸膜３４の可撓性が不足することにより気体の接触による中空糸膜３４の振動及び搖動が不十分となる。その結果、中空糸膜３４間の隙間を拡げて気体を中空糸膜３４の束の中心部まで案内することができないおそれや、中空糸膜３４の断面積に対する表面積の比が小さくなって濾過効率が低下するおそれがある。
【００６３】
中空糸膜３４の平均内径の下限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．５ｍｍがより好ましく、０．９ｍｍがさらに好ましい。一方、中空糸膜３４の平均内径の上限としては、４ｍｍが好ましく、３ｍｍがより好ましい。中空糸膜３４の平均内径が上記下限に満たないと、中空糸膜３４内の濾過済液を排出する時の圧損が大きくなるおそれがある。逆に、中空糸膜３４の平均内径が上記上限を超えると、中空糸膜３４の厚みが小さくなって機械的強度及び懸濁物質の透過阻止効果が不十分となるおそれがある。
【００６４】
中空糸膜３４の平均外径に対する平均内径の比の下限としては、３／１０が好ましく、２／５がより好ましい。一方、中空糸膜３４の平均外径に対する平均内径の比の上限としては、４／５が好ましく、３／５がより好ましい。中空糸膜３４の平均外径に対する平均内径の比が上記下限に満たないと、中空糸膜３４の厚みが必要以上に大きくなって中空糸膜３４の透水性が低下するおそれがある。逆に、中空糸膜３４の平均外径に対する平均内径の比が上記上限を超えると、中空糸膜３４の厚みが小さくなって機械的強度及び懸濁物質の透過阻止効果が不十分となるおそれがある。
【００６５】
中空糸膜３４の平均有効長さＬ２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３４の平均有効長さＬ２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３４の平均有効長さＬ２が上記下限に満たないと、気体の擦過による中空糸膜３４の搖動が不十分となり、中空糸膜３４間の隙間を拡げて気体を中空糸膜３４の束の中心部まで案内することができないおそれがある。逆に、中空糸膜３４の平均有効長さＬ２が上記上限を超えると、中空糸膜３４の自重によって中空糸膜３４のたわみが大きくなり過ぎるおそれや、濾過モジュール３２の設置時等における取り扱い性が低下するおそれがある。なお、「中空糸膜の平均有効長さ」とは、上部保持部材３５の下端及び下部保持部材３６の上端間に配設される部分の軸方向長さをいう。
【００６６】
中空糸膜３４の引張強度の下限としては、５０Ｎが好ましく、６０Ｎがより好ましい。中空糸膜３４の引張強度が上記下限に満たないと、気体による表面洗浄に対する耐久性が低下するおそれがある。一方、中空糸膜３４の引張強度の上限は、一般的には１５０Ｎである。なお、引張強度とは、ＪＩＳ−Ｋ７１６１（１９９４）に準拠し、標線間距離１００ｍｍ、試験速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行った際の最大引張応力を意味する。  
【００６７】
また、中空糸膜３４は、内面側に配設される支持層と、この支持層の外面側に積層される濾過層とを有する多層構造とすることが好ましい。このように、中空糸膜３４を多層構造とすることによって、透水性及び機械的強度を両立させ、さらに気体による表面洗浄効果を効果的にすることができる。
【００６８】
上記支持層及び濾過層を形成する材料はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を主成分とするとよい。このように上記支持層及び濾過層の形成材料の主成分をＰＴＦＥとすることで、中空糸膜３４は、機械的強度に優れ、気体の擦過による中空糸膜表面の損傷等を受け難いものとなる。なお、上記濾過層は、例えばＰＴＦＥ製のシートを上記支持層に巻き付けて焼結することで形成することができる。
【００６９】
（上部保持部材）
上部保持部材３５は、複数本の中空糸膜３４の上端部を保持する部材であり、複数本の中空糸膜３４の内腔と連通し、濾過済液を収集する排出部（集水ヘッダ）を有する。この排出部には排出管３７が接続され、複数本の中空糸膜３４の内部に浸透した濾過済液を排出する。
【００７０】
（下部保持部材）
下部保持部材３６は、複数本の中空糸膜３４の下端部を保持する部材である。下部保持部材３６は、上部保持部材３５と同様の構成としてもよく、中空糸膜３４の下端部を封止する排出部を有しない構成としてもよい。
【００７１】
また、下部保持部材３６は、１本の中空糸膜３４をＵ字状に湾曲させて折り返す構成としてもよい。この場合、上部保持部材３５は、中空糸膜３４の両端を保持する。
【００７２】
また、当該濾過モジュール３２の取り扱い（運搬、設置、交換等）を容易にするために、上部保持部材３５と下部保持部材３６とは連結部材で連結してもよい。この連結部材としては、例えば金属製の支持棒や、樹脂製のケーシング（外筒）等が挙げられる。
【００７３】
（気体供給モジュール）
気体供給モジュール３３は、気体圧送装置３８と、気体圧送装置３８に一端が接続される散気管１とを有する。散気管１は、軸方向が複数の濾過モジュール３２の厚み方向（図７中の左右方向）と平行に配設されている。また、当該濾過ユニット３１においては、複数の散気管１が複数の濾過モジュール３２の幅方向（図７中の前後方向）に所定の間隔で配設されている。気体圧送装置３８としては、特に限定されるものではなく、例えば公知のブロワ、圧縮機が挙げられる。また、散気管１及び気体圧送装置３８は、例えば給気管（図示省略）を介して接続されてもよい。
【００７４】
＜利点＞
当該濾過ユニット３１は、当該散気管１を有するので、散気管内部への固形分の滞留を防止することができ、濾過モジュール３２の洗浄を効率よく行うことができる。
【００７５】
［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。
【００７６】
例えば、複数の散気孔の中心は、必ずしも当該散気管の中心軸を通る鉛直面と略同一でなくてもよい。複数の散気孔の中心が当該散気管の中心軸を通る鉛直面と略同一でない構成としては、例えば図８、１０に記載する散気管５１、６１が挙げられる。
【００７７】
図８の散気管５１は、上側にかつ軸方向に散点的に配設される複数の散気孔５２と、下側に配設される複数の固形分排出開口５３とを備える。散気管５１は、図９に示すように、複数の散気孔５２が軸方向に垂直な断面において左右側に配設されている。当該散気管５１は、かかる構成によっても、複数の散気管５１から気体を上方に吐出すると共に、内部への固形分の滞留を防止することができる。また、複数の散気孔５２は、散気管５１の中心軸を通る鉛直面に対して対称位置に配設されるのが好ましい。これにより、当該散気管５１は、各散気孔５２から気体を略均等に吐出し易くなる。なお、当該散気管５１は、散気孔と固形分排出開口とが中心軸を通る水平面を基準に対向するよう配設されていないが、かかる構成によっても固形分を排出することは十分に可能である。
【００７８】
図１０の散気管６１は、上側にかつ軸方向に散点的に配設される複数の散気孔６２と、下側に配設される複数の固形分排出開口６３とを備える。図１０の散気管６１は、軸方向に垂直な断面が四角形とされている。また、散気管６１は、図１１に示すように、複数の散気孔６２が側壁上部の対向位置に配設されると共に、軸方向と垂直方向における複数の固形分排出開口６３の幅が底壁の幅と同様とされている。当該散気管６１は、かかる構成によると、底壁に滞留する固形分を複数の固形分排出開口６３から的確に排出することができる。なお、当該散気管６１において、複数の固形分排出開口６３は矩形状であることが好ましい。
【００７９】
なお、図８、１０の散気管５１、６１において、複数の固形分排出開口５３、６３は、孔であってもよく、スリットであってもよい。また、散気孔５２、６２及び固形分排出開口５３、６３は、散気管５１、６１の軸方向における配設位置が一致している必要はなく、軸方向に交互に配設されていてもよい。
【００８０】
当該散気管は、必ずしも複数の散気孔を有する必要はない。当該散気管は、例えば一のみの散気孔を有する場合であっても、この散気孔から気体を上方に吐出することができる。
【００８１】
当該散気管は、必ずしも直管状に形成される必要はない。当該散気管７１は、例えば図１２に示すように、一方の端部が下方に湾曲していてもよい。当該散気管７１は、かかる構成によると、内部に導入される気体を複数の散気孔７２から吐出すると共に、複数の中空糸膜から剥離した懸濁物質等が散気管７１の一端側から侵入するのを的確に防止することできる。また同時に、散気管７１内に気層及び液層を容易かつ確実に形成し易くなる。
【００８２】
当該散気管は、固形分排出開口の中心が、必ずしも中心軸を通る鉛直面と略一致するように配設される必要はなく、例えば軸方向と垂直な断面において左右側に配設されてもよい。なお、この場合、固形分排出開口は、固形分の排出効率を高める点から、散気管の中心軸を通る鉛直面に対して対称位置に配設されるのが好ましい。
【００８３】
上記散気孔は、必ずしも円形である必要はなく、例えば楕円形、多角形等であってもよい。なお、円形以外である場合の平均径は、真円に換算した場合の平均径を意味する。また、複数の散気孔は必ずしも等間隔で配設される必要はなく、例えば一端から他端にかけて徐々にピッチが小さくなってもよく、逆に大きくなってもよく、ランダムであってもよい。
【００８４】
上記散気孔の平均径は、必ずしも固形分排出開口の平均径よりも大きい必要はなく、例えば散気孔の平均径及び固形分排出開口の平均径は同一であってもよい。また、固形分排出開口の平均径が一定以上である限り、散気孔の平均径が固形分排出開口の平均径よりも大きくてもよい。
【００８５】
上記固形分排出開口が孔からなる場合であっても、この固形分排出開口の形状は必ずしも円形である必要はなく、例えば楕円形、多角形等であってもよい。また、複数の固形分排出開口は必ずしも等間隔で配設される必要はなく、例えば一端から他端にかけて徐々にピッチが小さくなってもよく、逆に大きくなってもよく、ランダムであってもよい。
【００８６】
当該散気管は、固形分排出開口がスリット状に形成される場合でも、このスリットは必ずしも散気管の一端から他端に亘って形成される必要はなく、例えば軸方向の両端部以外の部分にのみに形成されてもよい。当該散気管は、このように固形分排出開口が軸方向の両端部以外の部分に形成されることによって、強度を高めることができると共に、気体圧送装置等の他の部材との連結が容易になる。また、当該散気管は、必ずしも一のみの固形分排出開口を有する必要はなく、スリット状の固形分排出開口が軸方向に散点的に形成されてもよい。なお、この場合、固形分排出開口の長手方向が散気管の軸方向と平行とされるのが好ましい。
【００８７】
当該散気管は、複数の中空糸膜を有する濾過モジュールの洗浄用途の他、種々の水処理装置等に気体を供給するために用いることができる。
【００８８】
上記気体供給モジュールは、必ずしも上記第一実施形態の散気管１を有する必要はなく、例えば本明細書中に記載のいずれの散気管１１、２１、５１、６１、７１を有してもよい。
【図１】
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【図２】
2016158308.tif 000004
【図３】
2016158308.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2016158308.tif 000010
【図９】
2016158308.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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