(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続した微細気孔を有するＦＲＰ製の樹脂膜で構成されたカートリッジ本体には、処理水の吸引を主機能とする第１パイプが、前記カートリッジ本体の内部空間である処理水の透過水路の上部に開口が配置された状態で挿入されていると共に、逆洗液の供給と残処理水の吸引とを主機能とする第２パイプが、前記透過水路の底部に開口が配置された状態で挿入された構成のろ過分離膜カートリッジを用いたろ過装置であって、
前記第１パイプは、分岐管路とバルブを介してろ過吸引ポンプと大気中とに切替可能に接続されていると共に、前記第２パイプは、分岐管路とバルブを介して前記ろ過吸引ポンプと逆洗液槽とに切替可能に接続され、
ろ過処理時には、前記ろ過吸引ポンプによりカートリッジ本体内の処理水を吸引すると共に、逆洗時には、前記第１パイプを大気中に連通させた状態で、前記第２パイプを介して前記透過水路内に前記逆洗液槽内の逆洗液を連続供給することを特徴とするろ過分離膜カートリッジを用いたろ過装置。
【請求項２】
前記逆洗液槽は、多数のろ過分離膜カートリッジを浸漬させた水処理槽の水位面よりも上方に配置されて、そのヘッド圧により、カートリッジ本体内に逆洗液が供給可能になっていることを特徴とする請求項１に記載のろ過分離膜カートリッジを用いたろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば活性汚泥水槽から汚泥成分を除去して水を浄化するための水処理装置に浸漬し、汚水成分をろ過分離して処理水を抽出するために使用されるろ過分離膜カートリッジを用いたろ過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、汚水を効率的に処理するために活性汚泥を用いて、水を浄化する方法が広く実施されており、該活性汚泥を分離するためにろ過膜カートリッジを用いてろ過分離する方法が普及している。処理水質が汚泥の沈降性に影響されないので、維持管理が簡単になる等の大きなメリットがある。
【０００３】
このような活性汚泥を固液分離する装置に使用するろ過膜カートリッジについて、本出願人は、平板状のろ過分離膜カートリッジとして、特願2001-36292号において「水を浄化するための水処理槽に浸漬して使用され、非浄水成分を平膜単体でろ過分離して、透過水を抽出するためのろ過分離平膜カートリッジであって、前記平膜単体は、連続した微細気孔を有するＦＲＰ製の樹脂膜で構成されて、対向配置された二枚の平膜単体は、その間に、吸水ろ過時に該平膜単体の凹変形を防止する凹変形防止部材を介装させて、その周縁部が水密に保持された状態で一体化され、二枚の前記平膜単体の間の空間が透過水の通路を構成して、該通路に通じる排水口を備えていることを特徴とするろ過分離平膜カートリッジ。」の出願を行った。また、円筒状のろ過分離膜カートリッジとして、特願2001-113712 号において、「連続した微細気孔を有するＦＲＰ製の樹脂膜で構成された円筒状のカートリッジ本体の両端開口が、キャップにより水密保持して閉塞され、ユニット枠内に一本ずつ独立し、しかも縦配置して使用されることを特徴とするろ過分離円筒カートリッジ」の出願を行った。上記の各ろ過分離膜カートリッジは、後述するＦＲＰ製の樹脂をカートリッジ本体としたろ過分離膜カートリッジである。
【０００４】
カートリッジ本体が平膜構造のろ過分離膜カートリッジの構成及びろ過分離装置について、図１１ないし図１３を用いて説明する。図１１に示されるとおり、従来構成のろ過分離平膜カートリッジＫ' は、非浄水成分をろ過分離するＦＲＰ製の樹脂膜で成形されていて、所定間隔をおいて対向配置される二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 からなるカートリッジ本体Ａと、その上部に設けたパイプ挿入部１’に、接着剤を使用して水密を保持して取付けられた管路連結パイプＣ' と、上記二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 の間の透過水路４に介装されて、それらが、吸水ろ過時に凹変形するのを防止するために用いられる凹変形防止部材８' と、平膜カートリッジＫ' 内部を水密に保つための水密材９' とで構成されている。本発明に係るＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 は、硬化材を加えた液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂と水とを混合したもの、即ち水相に樹脂粒子が分散したＯ／Ｗ型熱硬化性樹脂分散体を、強化材であるガラスチョップストランドマットと不織布の存在下、常温又は加熱下に硬化、乾燥して水を除去して得られる微細な連続気孔を有する樹脂製のろ過膜である。従って、ＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 は、透過方向の厚み及び強度と、ろ過するための均質な気孔とを有しており、膜形状を自身で保持できるので、対向配置された二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 の空間全てを透過水路４にすることができ、処理水の透過流量を充分に確保して、ろ過効率を高めることができるものである。
【０００５】
また、図１３に示されるとおり、従来構成のろ過装置においては、多数の平膜カートリッジＫ' は、まとめてユニット枠に縦積載して収容され、所定の方法で管路３１と連結され、水処理槽に浸漬されている。管路３１には、ろ過吸引ポンプＰが接続されており、それを用いて管路３１の管内を減圧し、各平膜カートリッジＫ' のカートリッジ本体Ａ内部に負圧をかけることにより、カートリッジ本体Ａ外部の汚水を吸引ろ過して、その内部に処理水を抽出し、管路３１を経由して水処理槽から処理水を排出させる装置が使用されていた。
【０００６】
このような膜分離ろ過装置においては、膜のろ過性能を維持し続けるために、平膜カートリッジの洗浄作業が不可欠なメンテナンスである。そのために、前記カートリッジ本体Ａの外部の付着物を物理的に掻落す作業と共に、前記ポンプＰを用いて処理水吸引時と逆方向の圧力をかけて、次亜塩素酸水をカートリッジ本体Ａ内部に給水してＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 を洗浄する「逆洗」という方法を用いることが一般的である（以下の説明において、この洗浄作業のことを「逆洗」と記す）。
【０００７】
上記の逆洗作業は、平膜カートリッジＫ’を積載したユニット枠を、水処理槽中から大気中に持ち上げる作業を省くために、通常、ユニット枠を水処理槽に浸漬した状態で行われる。吸引ろ過状態から逆洗状態への切替えは、ポンプＰの出力を減圧（負圧）から加圧（正圧）に切替えて、次亜塩素酸水を、管路３１を経由して、前記カートリッジ本体Ａの前記透過水路４中に流入させることによって行われ、ＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 は、次亜塩素酸水の正圧力によって、その薬液が、カートリッジ本体Ａの外部に透過することによって洗浄される。ところで、切替える直前まで吸引ろ過していた透過水路４中は、ろ過済みの残処理水が充満したままの状態である。従って、より良い洗浄効果を得るためには、透過水路４の全ての残処理水を、洗浄用の濃度を有する次亜塩素酸水に完全に置換しなければならず、そのためには、まず、透過水路４に滞留する残処理水を、カートリッジ本体Ａの外部に排出しなければならないので、次亜塩素酸水を注入するポンプＰの加圧出力を大きくする必要があり、また、逆洗の作業時間が長くなった。
【０００８】
そして、ポンプＰの加圧出力を大きくすると、二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 が外側に凸変形して、平膜カートリッジＫ’の耐久性や水密の信頼性を損う恐れがあるという問題があった。また、逆洗の作業時間を極力短縮して、速やかに作業を終えるためには、ポンプＰの加圧力を増すと共に、次亜塩素酸水の濃度が大きくなり、薬液の消費量が多くなるという問題も有していた。
【０００９】
また、従来構成のろ過膜分離装置においては、カートリッジ本体Ａの内部に抽出される処理水が、水処理槽から排出される管路３１は一系統であった。即ち、従来構成の平膜カートリッジＫ’においては、第１パイプ挿入部１と、そこに取付けられた管路連結パイプＣ’とは、一組のみが設けられているにすぎず、該管路連結パイプＣ’に連結する管路３１も、それに対応して一系統のみが設置されていた。従って、管路連結パイプＣ’と、それに係る管路３１周辺に、吸引ろ過に係る不測の問題が起こった時には、ろ過装置全体の稼動を停止して対処しなければならないという問題があった。更には、初めて平膜カートリッジＫ’を使用し、各平膜カートリッジＫ’をユニット枠に積載して水処理槽中に浸漬する時に、透過水路４内に残存する空気が浮力として作用し、その浸漬に時間を要するという問題をも有していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ろ過分離膜カートリッジにおいて、その膜体の洗浄を効率よく行える、信頼性の高い膜カートリッジを用いたろ過装置の提供を課題としている。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【課題を解決するための手段】
また、請求項１の発明は、連続した微細気孔を有するＦＲＰ製の樹脂膜で構成されたカートリッジ本体には、処理水の吸引を主機能とする第１パイプが、前記カートリッジ本体の内部空間である処理水の透過水路の上部に開口が配置された状態で挿入されていると共に、逆洗液の供給と残処理水の吸引とを主機能とする第２パイプが、前記透過水路の底部に開口が配置された状態で挿入された構成のろ過分離膜カートリッジを用いたろ過装置であって、前記第１パイプは、分岐管路とバルブを介してろ過吸引ポンプと大気中とに切替可能に接続されていると共に、前記第２パイプは、分岐管路とバルブを介して前記ろ過吸引ポンプと前記逆洗液槽とに切替可能に接続され、ろ過処理時には、前記ろ過吸引ポンプによりカートリッジ本体内の処理水を吸引すると共に、逆洗時には、前記第１パイプを大気中に連通させた状態で、前記第２パイプを介して前記透過水路内に前記逆洗液槽内の逆洗液を連続供給することを特徴としている。
【００１８】
請求項１の発明によれば、平膜カートリッジの逆洗作業においては、第１パイプと接続する分岐管路とバルブを介して、カートリッジ本体内部を大気と連通させ、第２パイプと接続する分岐管路とバルブを介して、カートリッジ本体の内部に吸引ポンプの負圧を及ぼすことによって、残処理水のほぼ全てを、カートリッジ本体の内部から排出することができる。それから、第２パイプと接続する分岐管路のバルブを切替えて、カートリッジ本体の内部に所定の加水圧力を有する逆洗液を供給し、透過水路の体積とほぼ等しい水量の所定濃度の逆洗液に置換した後に、第１パイプと接続する分岐管路のバルブを全て閉じて、カートリッジ本体の内部を水密にして逆洗液をカートリッジ本体の外部の汚水中に透過させ、洗浄することができるようになる。即ち、透過水路中を、ほぼ完全に逆洗液に置換できるので、それが透過水路中に均一に行渡り、少ない加圧力でも、充分かつ速やかに、逆洗操作ができるようになる。従って、カートリッジ本体が、ポンプの加圧力によって、凸変形するのを防止することができて、ろ過分離膜カートリッジの信頼性を高めることができる。必要最少の逆洗液量で洗浄できるので、逆洗液の管理が行い易くなる。
【００１９】
また、第１及び第２の各パイプと接続する各分岐管路と各バルブを介して、カートリッジ本体の内部に、吸引ポンプの負圧を及ぼして、その内部の処理液を吸引できるので、ろ過処理水量を多くしてろ過の効率を高めたり、或いは、第２パイプに連結された管路を、非常時の予備吸引用として使用し、ろ過装置の信頼性を高めることができる。更には、初めてろ過分離膜カートリッジを積載したユニット枠を水処理槽内に浸漬する時には、第１パイプと接続する分岐管路とバルブを介して、カートリッジ本体内部を大気と連通させ、第２パイプと接続する分岐管路とバルブを介して、カートリッジ本体内部に吸引ポンプの正圧を用いて給水することによって、カートリッジ内の空気が水と置換されて、その比重が大きくなるため、設置時における浮力が小さくなって、短時間内に設置可能になる。
【００２０】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記逆洗液槽は、多数のＦＲＰ製カートリッジを浸漬させた汚水槽の水位面よりも上方に配置されて、そのヘッド圧により、カートリッジ本体内に逆洗液が供給可能になっていることを特徴としている。
【００２１】
請求項２の発明によれば、汚水槽に対して逆洗液槽内の逆洗液が所定のヘッド圧を有しているので、逆洗供給用のポンプを不用にすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下実施例を挙げて、本発明に係る平膜カートリッジＫの構成について詳細に説明する。本発明に係る平膜カートリッジＫは、従来構成の平膜カートリッジＫ’と異なり、管路連結パイプを２本有しているろ過分離膜カートリッジである。図１ないし図４に示されるとおり、平膜カートリッジＫは、縦長の長方形状をなして、従来構成同様に透過水路４を形成する前記二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 からなるカートリッジ本体Ａと、その上部に設けた第１及び第２の各パイプ挿入部１，２に、水密を保持して取付けられた第１及び第２の各分岐管路連結パイプＣ1 ，Ｃ2 と、第２分岐管路連結パイプＣ2 との干渉を避けて上記二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 の間に介装された前記凹変形防止部材８と、二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 の外周縁の間に略方形に配置された前記水密材９とで構成されている。
【００２３】
また、第１及び第２の各パイプ挿入部１，２（図３参照）は、前記水密材９の上部の中程と隅部近傍との二ヵ所において切断され、第１及び第２の各分岐管路連結パイプＣ1 ，Ｃ2 の外周の形状分が、カートリッジ本体Ａの上下方向に沿って切欠かれた部分に設けられている。
【００２４】
また、前記第１及び第２の各パイプ挿入部１，２に挿入された、第１及び第２の各分岐管路連結パイプＣ1 ，Ｃ2 は、後述する第１及び第２の各分岐管路１１，１２に連結するためのパイプであって、カートリッジ本体Ａ内部に配置される部分が、短尺及び長尺なパイプである。言い換えると、第１及び第２の各分岐管路連結パイプＣ1 ，Ｃ2 の下端の第１及び第２の各パイプ開口部５，６は、それぞれ、前記透過水路４の上部と、底部より僅かに上の個所とに、配置するように挿入されている。
【００２５】
凹変形防止部材８は、所定長の形状保持性を有する無数の糸状部材を不規則に絡み合せて部分接着させて、網状に成形した部材であり、各ＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 の内側面のほぼ全域に亘って、部分接着されている。また、一対のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 と、水密材９とは、接着剤を介して一体に接着されており、一対のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 と、水密材９とで形成される空間部が、透過水路４を構成しており、該透過水路４内に前記凹変形防止部材８が配置されている。
【００２６】
次に、本発明に係るろ過装置の構成について図５を用いて説明する。図５は、平膜カートリッジ及びろ過装置の使用状態を説明するための模式図であって、実際の平膜カートリッジの幅方向の位置関係を無視した図である。本発明に係るろ過装置は、従来構成のろ過装置と比較して、主に、管路の構成が異なっている。ユニット枠３３の上下面は、散気管（図示せず）から出る気泡が、各平膜カートリッジＫに回るように開口されており、ユニット枠３３の内側に設けたスリット（図示せず）に、複数枚の平膜カートリッジＫが挿入固定されている。そして、各々の平膜カートリッジＫの上部より突出する前記第１分岐管路連結パイプＣ1 の上端と、その上方に配置された第１分岐管路１１とが、チューブ３９を介して、各々所定の方法にて互いに連結されており、同様にして、前記第２分岐管路連結パイプＣ2 の上端と、その上方に配置された第２分岐管路１２とが、互いに連結されている。
【００２７】
第１分岐管路１１は、大気連通バルブ２１ａを介して、管路端部が大気中に連通している大気連通管部１１ａと、ろ過バルブ２１ｂを介して、前記ポンプＰが装着され、別水槽（図示せず）に連結するろ過管部１１ｂとに分岐している。大気連通バルブ２１ａ及びろ過バルブ２１ｂは、第１分岐管路１１を、大気連通管部１１ａ又はろ過管部１１ｂのいずれか一方のみに接続するように切替えるか、又は、両管部１１ａ，１１ｂを閉じるためのバルブである。
【００２８】
他方、第２分岐管路１２は、逆洗バルブ２２ｃを介して、水処理槽３５中の汚水の水位面１５よりも１ｍ程上方に配置された、次亜塩素酸水槽１４に連結する逆洗管部１２ｃと、ろ過バルブ２２ｄを介して、ろ過管部１１ｂと同様にポンプＰが装着されたろ過管部１２ｄとに分岐している。大気連通バルブ２１ａ及びろ過バルブ２２ｄは、第２分岐管路１２を、逆洗管部１２ｃ又はろ過管部１２ｄのいずれか一方にのみに接続するように切替えるか、又は、両管部１２ｃ，１２ｄを閉じるためのバルブである。また、ポンプＰは、ろ過管部１１ｂ及びろ過管部１２ｄにおいて共用されている。
【００２９】
上記構成のろ過装置においては、吸引ろ過処理時には、ろ過吸引ポンプＰを用いて第１及び第２の各分岐管路１１，１２の管内を減圧し、第１及び第２の各分岐管路連結パイプＣ1 ，Ｃ2 を経由して各平膜カートリッジＫのカートリッジ本体Ａ内部に負圧をかけることにより、カートリッジ本体Ａ外部の汚水３４を吸引ろ過して、それぞれの管内に処理水を抽出し、水処理槽３５から処理水を排出させることが可能となる。また、同様に逆洗時には、前記次亜塩素酸水槽１４のヘッド圧を用いて、カートリッジ本体Ａ内部に加圧力を加え、次亜塩素酸水を注入することができる。各バルブの開閉を伴う詳細な上記ろ過装置の操作については、後述する。
【００３０】
次に、本発明に係る平膜カートリッジＫ及びろ過装置の下記「１．設置時」，「２．吸引ろ過時」，「３．逆洗準備時」及び「４．逆洗時」の各使用状態におけるろ過装置の操作方法について、図５ないし図１０を用いて詳細に説明する。逆洗の操作は、透過水路４中の残処理水１９を排水した（図７参照）後に、次亜塩素酸水１８を供給して（図８参照）、該次亜塩素酸水１８をカートリッジ本体Ａ外部に透過させて行われる（図９参照）。図６ないし図１０は、各使用時における平膜カートリッジＫとそれに接続する各管路に係る各水流路を模式的に示した図である。但し、カートリッジ本体Ａ及び各管路の内部の各水（気）流については、実線矢印で示し、汚水３４中の各水流は、破線矢印で示す。図９及び図１０については、カートリッジ本体Ａの内外部の境界部分における各水流の流出（入）個所を無視した図である。
【００３１】
〔１．設置時〕：
初めて平膜カートリッジＫを積載したユニット枠３３を、水処理槽３５内に浸漬する時には、予め、各平膜カートリッジＫの透過水路４中に水３７を給水した後に、水処理槽３５に浸漬すれば、平膜カートリッジＫの浮力によって、それらが汚水３４中を浮上するのを防止でき、ユニット枠３３の設置時間を短縮することができる。図６に示されるとおり、第１分岐管路１１においては、大気連通バルブ２１ａのみが開かれて、大気中に連通され、又、第２分岐管路１２においては、ろ過バルブ２２ｄのみが開かれている。そして、水３７をポンプＰの加圧力を用いて給水する。水３７は、第２分岐管路１２のろ過管部１２ｄから、第２分岐管路連結パイプＣ2 を経由して、透過水路４内を加圧し、透過水路４中の残存空気３８は、第１分岐管路連結パイプＣ1 を経由して、第１分岐管路１１の大気連通管部１１ａより排出される。カートリッジ本体Ａ内の残存空気３８が、水３７に置換されて、その比重が大きくなるため、設置時における浮力が小さくなって、短時間内に設置可能となる。
【００３２】
〔２．吸引ろ過時〕：
通常の吸引ろ過処理時には、第１分岐管路１１においては、ろ過バルブ２１ｂのみが開かれており、又、第２分岐管路１２においては、両バルブ２２ｃ，２２ｄが閉じられている。従ってポンプＰによる負圧力は、第１分岐管路１１のろ過管部１１ｂから、第１分岐管路連結パイプＣ1 を経由して、カートリッジ本体Ａ内に及び、従来構成の場合と同様に、カートリッジ本体Ａの内部が減圧されると、カートリッジ本体Ａの外部の汚水３４は吸引されて、汚成分は分離され、ろ過された処理水１６のみが、カートリッジ本体Ａの内部空間からなる透過水路４に至る（図３及び図５参照）。そして、処理水１６は、上記各管路１１ｂを経由して、水処理槽３５から排出される。
【００３３】
〔３．逆洗準備（残処理水排水）時〕：
逆洗時には、まず、透過水路４中に停滞する残処理水１９を、カートリッジ本体Ａの内部から排出する操作を行う。図７に示されるとおり、第１分岐管路１１においては、大気連通バルブ２１ａのみが開かれて、その管路端は大気１７中に連通されており、又、第２分岐管路１２においては、ろ過バルブ２２ｄのみが開かれている。従って、ポンプＰによる負圧力は、第２分岐管路１２のろ過管部１２ｄから、第２分岐管路連結パイプＣ2 を経由して、カートリッジ本体Ａの内部に及び、透過水路４中が減圧される。そうすると、該透過水路４中には、カートリッジ本体Ａ外部の汚水３４ではなく、第１分岐管路連結パイプＣ1 を経由して、第１分岐管路１１の大気連通管部１１ａに連通する大気１７が吸引される。即ち、透過水路４中の残処理水１９は、第１分岐管路連結パイプＣ1 を経由して、カートリッジ本体Ａ外部に排出され、大気圧を保持する大気１７に置換された状態となる。この時、ポンプＰの負圧力により、残処理水１９の排出水量に相当する体積分の大気１７が、透過水路４中に吸引されるのに従って、徐々に、大気１７より比重の大きい残処理水１９の水位は下がり、最終的には、透過水路４の底部に至る。平膜カートリッジＫにおいては、残処理水１９を排出するための第２分岐管路連結パイプＣ2 の第２パイプ開口部６が、透過水路４の底部に配置しているので、残処理水１９のほぼ全量を排出して、透過水路４全体の体積に相当する部分を、大気１７に置換することができる。
【００３４】
〔４-1．逆洗（次亜塩素酸水の供給）時〕：
残処理水１９を排水して、大気圧に保持された透過水路４中に、次亜塩素酸水槽１４中の次亜塩素酸水１８を、注入する操作について図５及び図８を用いて説明する。第１分岐管路１１においては、大気連通バルブ２１ａのみが開かれて、大気中に連通され、又、第２分岐管路１２においては、逆洗バルブ２２ｃのみが開かれている。従って、水処理槽３５の汚水の水位面１５よりも上方に配置されたヘッド圧により、所定の水圧力を有する次亜塩素酸水槽１４中の次亜塩素酸水１８は、第２分岐管路１２の逆洗管部１２ｃから、第２分岐管路連結パイプＣ2 を経由してカートリッジ本体Ａ内に供給され、その内部空間からなる透過水路４内を加圧する。このヘッド圧による加圧力は、大気圧よりも大きいので、透過水路４中の大気１７は、第１分岐管路連結パイプＣ1 を経由して、第１分岐管路１１の大気連通管部１１ａより排出され、透過水路４中の大気１７が、次亜塩素酸水１８に置換された状態となる。この時、第１分岐管路連結パイプＣ1 の第１パイプ開口部５は、透過水路４において上部に配置するように設けられているので、透過水路４の下部より徐々に水位が上昇する次亜塩素酸水１８に対して、それより上方に位置する大気１７の排出を、速やかに行うことができる。こうすることによって、予め、透過水路４の体積がわかっているので、平膜カートリッジＫの各透過水路４を満杯にするのに必要な次亜塩素酸水の液量が求められ、次亜塩素酸水槽１４中に保管されていた所定濃度の次亜塩素酸水を、確実で、しかも速やかに、カートリッジ本体Ａ内部に供給することができる。
【００３５】
〔４-2．逆洗（次亜塩素酸水透過）時〕：
次に、カートリッジ本体Ａ内部の前記次亜塩素酸水１８を、カートリッジ本体Ａ外部に透過させて、二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 を洗浄する操作を行う。図５及び図９に示されるとおり、第１分岐管路１１においては、両方のバルブ２１ａ，２１ｂが閉じられ、又、第２分岐管路１２においては、逆洗バルブ２２ｃのみが開かれ、透過水路４には、次亜塩素酸水１８が水密に保持されている。そして、ヘッド圧による所定の水圧力を有する次亜塩素酸水槽１４中の次亜塩素酸水１８は、その供給時と同様に、透過水路４の空間内を加圧する。次亜塩素酸水１８は、他に逃げ場がないので、カートリッジ本体Ａの外部に透過して、二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 の汚れた付着物３６を取り去り、汚水３４中に放出することができる。
【００３６】
このようにして、本発明に係る平膜カートリッジＫ及びろ過装置を使用して各バルブを開閉して、各管経路を切替えることによって、逆洗作業においては、残処理水１９のほぼ全てを、カートリッジ本体Ａ内部から排出した後に、透過水路４の体積とほぼ等しい水量の所定濃度の次亜塩素酸水１８に置換し、ヘッド圧による加水圧力を有する次亜塩素酸水１８をカートリッジ本体Ａ外部に透過させ、二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 を洗浄することができるようになる。即ち、透過水路４中を、ほぼ完全に次亜塩素酸水１８に置換えできるので、所定濃度の次亜塩素酸水１８が透過水路４中に均一に行渡り、従来構成のように、逆洗操作の加圧力を大きくする必要がなくなるので、ヘッド圧による加圧力でも、充分に逆洗操作ができるようになる。従って、カートリッジ本体Ａの二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 が、ポンプＰの加圧力によって、凸変形するのを防止することができて、平膜カートリッジＫの信頼性を高めることができる。
【００３７】
また、ポンプＰではなく、ヘッド圧を利用できるので、省エネルギー的である。更に、平膜カートリッジＫの積載枚数×透過水路４の体積と、カートリッジ本体Ａ外部に透過させるべき所定の次亜塩素酸水量を計算すれば、必要最少の次亜塩素酸水量が明かとなり、次亜塩素酸水の管理が行い易くなる。また、各置換作業は速やかに行うことができるので、従来構成のろ過装置による逆洗時間を大幅に短縮することができる。
【００３８】
また、ろ過吸引時においては、以下の効果が奏される。上述したろ過装置の吸引ろ過時の使用例としては、第１分岐管路１１のろ過管部１１ｂより、透過水路４中の透過水を吸引する方法について説明したが、第１分岐管路１１のろ過管部１１ｂと同じポンプが装着された第２分岐管路１２のろ過管部１２ｄを、吸引中の前記ろ過管部１１ｂに不測の問題が起きた時のための予備の管路として用いることも可能である。こうすることによって、ろ過装置全体の信頼性を高めることができる。また、第１及び第２の各分岐管路連結パイプＣ1 ，Ｃ2 に接続された、第１及び第２の各分岐管路１１，１２の二系統の管路を使用して、両ろ過バルブ２１ｂ，２２ｄのみを開き、ポンプを用いて吸引すれば、ろ過処理する処理水１６の水量を二倍に増やすことができて、ろ過処理の効率を向上することができる。なお、本実施例については、二系統管路の例を示したが、同様にして、三系統以上の管路を付加することも可能である。
【００３９】
更に、初めて平膜カートリッジＫを積載したユニット枠３３を、水処理槽３５内に浸漬して設置する時には、各平膜カートリッジＫの透過水路４中の残存空気３８をカートリッジ本体Ａの外部に排出してから、水３７をカートリッジ本体Ａ内部に給水し、水処理槽３５に浸漬できるので、その比重が大きくなることにより、それらが汚水３４に浸漬される際の浮力か小さくなって、設置時間を短縮することができる。
【００４０】
本実施例は、「平膜カートリッジ」の場合について説明したが、本出願人が出願を行った「円筒カートリッジ」についても、同様に、第１及び第２の各分岐管路連結パイプを設けて、上述した効果を得ることができる。但し、平板で二枚のＦＲＰ平膜単体Ａ1 ，Ａ2 を構成したカートリッジ本体Ａの方が、円筒形より、その形状剛性が小さいので、逆洗時の凸変形を防止する効果が、大きいと推察される。
【００４１】
また、本実施例は、次亜塩素酸水槽が所定のヘッド圧を有するように、水処理槽の汚泥水位より高い位置に設置した場合について述べたが、次亜塩素酸水槽の設置場所は限定されるものではなく、従来構成と同様にポンプを用いても、その加圧力が僅かでも透過水路４中の逆洗を行えるので、効果がある。
【００４２】
また、本実施例の第２分岐管路連結パイプＣ2 は、その下端の第２パイプ開口部６が、前記透過水路４の底部より僅かに上に配置するように、水密材９の上部隅部近傍の隙間に設けられた第２パイプ挿入部２から、長尺なパイプを挿入して取付けられた構成である。この構成によると、平膜カートリッジＫをユニット枠３３と共に水処理槽３５から持ち上げて、該パイプ挿入部２周辺を保守・点検する必要がある時には、それらを持ち上げる距離が少なくてもよいので好都合である。但し、第２分岐管路連結パイプの挿入部の位置を限定するものではなく、第２パイプ開口部６が、透過水路４の底部に配置される構成のものであれば、それだけでも構わない。また、第１分岐管路連結パイプＣ1 は、ＦＲＰ平膜単体に対して垂直となるように取付けて、水平配置することも可能である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係るろ過装置は、平膜カートリッジの逆洗作業において、そのろ過装置の各バルブを開閉して、各管経路を切替えることにより、残処理水のほぼ全てを、カートリッジ本体内部から排出した後に、透過水路の体積とほぼ等しい水量の所定濃度の逆洗液に置換し、ヘッド圧による加水圧力を有する逆洗液をカートリッジ本体外部に透過させ、カートリッジ本体を洗浄するように構成してある。即ち、透過水路中を、ほぼ完全に逆洗液に置換えできるので、所定濃度の逆洗液が透過水路中に均一に行渡り、従来構成のように、逆洗操作の加圧力を大きくする必要がなくなるので、ヘッド圧による加圧力でも、充分に逆洗操作ができるようになる。従って、カートリッジ本体が、ポンプの加圧力によって、凸変形するのを防止することができて、平膜カートリッジＫの信頼性を高めることができる。また、ポンプＰではなく、ヘッド圧を利用することも可能あるので、省エネルギー的である。更に、必要最少の逆洗液で洗浄できるので、逆洗液の管理が行い易くなる。
【００４４】
また、第１及び第２の各パイプと接続する各分岐管路と各バルブを介して、カートリッジ本体の内部に、吸引ポンプの負圧を及ぼして、その内部の処理液を吸引できるので、ろ過処理水量を多くしてろ過の効率を高めたり、或いは、第２パイプに連結された管路を、非常時の予備吸引用として使用し、ろ過装置の信頼性を高めることができる。更には、初めてろ過分離膜カートリッジを積載したユニット枠を水処理槽内に浸漬する時には、第１パイプと接続する分岐管路とバルブを介して、カートリッジ本体内部を大気と連通させ、第２パイプと接続する分岐管路とバルブを介して、カートリッジ本体内部に吸引ポンプの正圧を用いて給水することによって、カートリッジ内の空気が水と置換されて、その比重が大きくなるため、設置時における浮力が小さくなって、短時間内に設置可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】平膜カートリッジＫの分解斜視図である。
【図２】同じく斜視図である。
【図３】同じく縦断面図である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】平膜カートリッジＫ及びろ過装置の使用状態を説明するための模式図である。
【図６】初めてユニット枠３３を水処理槽３５中に浸漬して設置する時の、平膜カートリッジＫ及びろ過装置の操作を説明するための模式図である。
【図７】逆洗するために残処理水１９を排水する時の、平膜カートリッジＫとそれに接続する管路に係る水流路を説明するための模式図である。
【図８】逆洗するために次亜塩素酸水１８を給水する時の、平膜カートリッジＫとそれに接続する管路に係る水流路を説明するための模式図である。
【図９】逆洗するために次亜塩素酸水１８を透過させる時の、平膜カートリッジＫとそれに接続する管路に係る水流路を説明するための模式図である。
【図１０】吸引ろ過時における平膜カートリッジＫとそれに接続する二系統管路に係る水流路を説明するための模式図である。
【図１１】従来構成の平膜カートリッジＫ’の分解斜視図である。
【図１２】同じく斜視図である。
【図１３】同じく縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ：カートリッジ本体
Ｃ1 ：第１分岐管路連結パイプ（第１パイプ）
Ｃ2 ：第２分岐管路連結パイプ（第２パイプ）
Ｋ：平膜カートリッジ（ろ過分離膜カートリッジ）
１：第１パイプ挿入部
２：第２パイプ挿入部
４：透過水路
５：第１パイプ開口部（開口）
６：第２パイプ開口部（開口）
１１：第１分岐管路
１１ａ：大気連通管部
１１ｂ：ろ過管部
１２：第２分岐管路
１２ｃ：逆洗管部
１２ｄ：ろ過管部
１４：次亜塩素酸水槽（逆洗液槽）
１５：汚水の水位面
１６：処理水
１７：大気
１８：次亜塩素酸水（逆洗液）
１９：残処理水
２１ａ：大気連通バルブ
２１ｂ：ろ過バルブ
２２ｃ：逆洗バルブ
２２ｄ：ろ過バルブ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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