(57)【要約】【課題】  逆洗が可能で、充填密度が増大し、滓渣が管状の膜に絡み付くのを防止でき、ヘッダの加工が容易に行える膜モジュールを提供する。【解決手段】  膜モジュール１は複数の膜体２を有し、各膜体２は、複数本のセラミック製で小径の管状の膜３を上下方向に一列に隙間無く並べて形成されている。各管状の膜３の両端がヘッダ４で支持され、一方のヘッダ４には、長孔１０が所定間隔Ａをあけて複数形成され、各管状の膜３の一端が上記長孔１０に差込まれて一方のヘッダ４に接着されている。各管状の膜３の他端は他方のヘッダに接着されて閉塞されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を濾過する膜体を有する膜モジュールであって、上記膜体は複数本の管状の膜を所定方向に一列に隙間無く並べて形成され、これら管状の膜の両端がそれぞれヘッダで支持されていることを特徴とする膜モジュール。
【請求項２】
一列に隙間無く並べられた一組の管状の膜の端部が一つの長孔に差し込まれてヘッダに接着されていることを特徴とする請求項１記載の膜モジュール。
【請求項３】
管状の膜は、膜体の外部を流れる被処理水の流れ方向に沿って、一列に隙間無く並べられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水や産業排水等を処理する際に用いられる膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の膜モジュールとしては、例えば、上下が開口した箱枠状のケース内に、複数の平膜型の膜カートリッジを配列し、これら膜カートリッジの下方から曝気を行うものがある。すなわち図６，図７に示すように、上記各膜カートリッジ４１は、平板状の濾板４２に、濾板４２の表面に開口するとともに吸引管に連通する透過水流路４３を形成し、濾板４２の表面を覆って濾過膜４４を配置して、濾過膜４４の周縁部において濾板４２に固定している。また、濾板４２の表面に透過水流路４３に連通するシボ４５を形成し、濾過膜４４と濾板４２との間にネットやフェルトなどのスペーサ４６を介装して、濾過膜４４と濾板４２との間に透過水の流路を確保するとともに、スペーサ４６により濾過膜４４を保護するようにしている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
これによると、処理を行うときは、吸引手段により吸引管（図示せず）を通して透過水流路４３内に吸引負圧を与えることによって、被処理水Ｗ中の固形物などを濾過膜４４で捕捉し、濾過膜４４を透過して透過水流路４３内に流入した膜濾過水Ｗａを処理水として取り出している。尚、濾過に伴って濾過膜４４が閉塞すると洗浄を行うが、膜カートリッジ４１を洗浄する場合、膜カートリッジ４１を槽外へ取出して水洗浄したり、薬液に浸漬して洗浄している。
【０００４】
しかしながら薬液洗浄頻度を低くするためには、上記処理水を用いて逆洗を行うことが考えられるが、上記のような膜カートリッジ４１は逆洗に対応することが困難であった。
これに対して、高圧で逆洗を行うことが可能な膜モジュールとしては、例えば、図８，図９に示すように、管状の膜エレメント５１を複数本用いたものがある。すなわち、各膜エレメント５１の両端がそれぞれヘッダ５２，５３で支持されており、これら膜エレメント５１は、上下方向および横方向にそれぞれ所定間隔Ｓ１，Ｓ２をあけて複数列並べられている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
上記一方のヘッダ５２には、各膜エレメント５１の配列位置に合わせて複数の円孔が形成されており、各膜エレメント５１の一端が一方のヘッダ５２の円孔に差し込まれて一方のヘッダ５２に接着され、各膜エレメント５１の他端が他方のヘッダ５３に接着されて閉塞されている。さらに、一方のヘッダ５２には、各膜エレメント５１の一端開口部に連通する吸引室５４と、吸引室５４を外部へ連通させる吸引口５５とが形成されている。
【０００６】
尚、上記膜エレメント５１の外径は、例えば、１３ｍｍに設定されている。
これによると、濾過運転時においては、下方から曝気を行うことにより、被処理水Ｗが上向流となって各膜エレメント５１に対し下方から上方へ流れる。この際、吸引口５５，吸引室５４を通じて各膜エレメント５１に膜差圧を生じさせることで、被処理水Ｗの一部が各膜エレメント５１の外部から内部空間５１ａへ吸込まれて濾過され、膜濾過水Ｗａとして各膜エレメント５１の一端開口部から吸引室５４と吸引口５５を通って外部へ取出される。
【０００７】
また、逆洗を行う場合は、逆洗水Ｗｂが、吸引口５５，吸引室５４を通じて各膜エレメント５１の一端開口部に供給され、各膜エレメント５１の内部空間５１ａから外側へ流れて、各膜エレメント５１を逆洗する。このような管状の膜エレメント５１としては、例えば、高い強度を有し高圧の逆洗にも十分に耐えるセラミック製のものが用いられている。
【０００８】
しかしながら上記の従来形式では、各膜エレメント５１は上下方向に所定間隔Ｓ１をあけて並べられているため、被処理水Ｗが各膜エレメント５１に対して下方から上方へ流れる際、被処理水Ｗ中に含まれる滓渣が膜エレメント５１の下方から膜エレメント５１の外周面に絡み付くといった問題がある。また、膜エレメント５１の充填密度が小さく、さらに、一方のヘッダ５２に、膜エレメント５１と同数の円孔を形成する必要があるため、膜エレメント５１の本数が増えると、上記円孔の加工に手間を要するといった問題がある。
【特許文献１】特開平８−２４５９２号公報
【特許文献２】特開平８−３３２３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、逆洗が可能で、膜の充填密度が増大し、滓渣が管状の膜に絡み付くのを防止でき、ヘッダの加工が容易に行える膜モジュール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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本第１発明は、被処理水を濾過する膜体を有する膜モジュールであって、上記膜体は複数本の管状の膜を所定方向に一列に隙間無く並べて形成され、これら管状の膜の両端がそれぞれヘッダで支持されているものである。
【００１１】
これによると、膜モジュールを外圧式として使用する場合、濾過運転時においては、被処理水は、膜体を形成する各管状の膜の外部から内部空間へ流れ込んで濾過され、膜濾過水として各管状の膜の内部空間から膜モジュールの外部へ取り出される。また、逆洗を行う場合は、逆洗水が、膜モジュールの外部から各管状の膜の内部空間へ供給され、各管状の膜の内部空間から外部へ流れ出し、各管状の膜を洗浄する。
【００１２】
膜モジュールを内圧式として使用する場合、濾過運転時においては、被処理水は、各管状の膜の内部空間から外部へ流れ出して濾過され、膜濾過水として各管状の膜の外部へ取り出される。また、逆洗を行う場合は、逆洗水が、各管状の膜の外部から内部空間へ流れ込んで、各管状の膜を洗浄する。
【００１３】
これらのように個々の膜を管状に形成することによって、これら各管状の膜を逆洗することができ、複数本の管状の膜で構成されている膜体全体が逆洗される。
さらに、膜体の濾過面は複数本の管状の膜によって凹凸形状になるため、同サイズの平膜と比較して、膜体の膜面積が増大する。
【００１４】
本第２発明は、一列に隙間無く並べられた一組の管状の膜の端部が一つの長孔に差し込まれてヘッダに接着されているものである。
これによると、長孔の数が管状の膜の本数よりも少なくて済み、これによって、ヘッダの加工が容易に行える。
【００１５】
本第３発明は、管状の膜は、膜体の外部を流れる被処理水の流れ方向に沿って、一列に隙間無く並べられているものである。
これによると、膜体の外部を流れる被処理水の流れ方向において、各管状の膜間に隙間は形成されず、したがって、被処理水中に含まれる滓渣が各管状の膜の外周面に絡み付くのを防止することができる。また、上記被処理水の流れ方向における膜体の剛性が向上し、これにより、上記被処理水の流れ方向における膜体の変形や破損を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明では、膜体を逆洗することができ、また、管状の膜の充填密度を大きくすることができ、さらに、滓渣が管状の膜に絡み付くのを防止することができ、ヘッダの加工が容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明における第１の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
１は膜モジュールであって、処理槽内の被処理水Ｗ（浄水，産業排水，活性汚泥混合水等）に浸漬されて固形物の分離を行うものであり、以下のように構成されている。
【００１８】
上記膜モジュール１は被処理水Ｗを濾過する複数の膜体２を有している。これら膜体２はそれぞれ、複数本の管状の膜３を上下方向（所定方向の一例）に一列に隙間無く並べて形成されている。各管状の膜３はセラミック製で小径（例えば外径が３ｍｍ程度）のものであり、各管状の膜３の両端はそれぞれ左右一対のヘッダ４，５で支持されている。これら両ヘッダ４，５の前端間および後端間には、前後一対の板状の連結部材７，８が設けられている。図２に示すように、上記ヘッダ４，５と連結部材７，８とによって、平面視で四角形で且つ上下両面が開口した枠フレーム体９が構成される。
【００１９】
図３，図４に示すように、上記一方のヘッダ４には、上下方向に長い長孔１０が前後方向に所定間隔Ａをあけて複数形成されている。図１，図２に示すように、一列に隙間無く並べられた一組の各管状の膜３の一端は、一方のヘッダ４の一つの長孔１０に差し込まれ、接着剤１１によって一方のヘッダ４に接着されている。また、各管状の膜３の他端は接着剤１１によって他方のヘッダ５に接着されて閉塞されている。これにより、各管状の膜３は、軸心を左右方向にして、両ヘッダ４，５間に設けられる。
【００２０】
上記一方のヘッダ４の外側面には、各管状の膜３の一端開口部３ａを覆うカバー１２が取付けられている。尚、上記カバー１２の内側には、各管状の膜３の一端開口部３ａに連通する連通室１５が形成されている。また、カバー１２には、各管状の膜３の一端開口部３ａから連通室１５に排出された膜濾過水Ｗａを外部へ取り出す取出口１６が形成されている。
【００２１】
また、膜モジュール１の下方には散気装置（図示省略）が設置されており、散気装置で曝気することによる気泡のエアリフト作用によって、被処理水Ｗが膜モジュール１に対し下方から上方へ流れる。尚、上記被処理水Ｗの流れ方向（すなわち上下方向）に沿って、複数本の管状の膜３が一列に積み重ねられている。
【００２２】
以下、上記構成における作用を説明する。
濾過運転時においては、吸引ポンプ等によって取出口１６と連通室１５とを通じて各管状の膜３の内部空間３ｂに吸引圧を負荷することにより、被処理水Ｗの一部は、各膜体２の各管状の膜３の外部から内部空間３ｂへ吸込まれて濾過され、膜濾過水Ｗａとして各管状の膜３の一端開口部３ａから連通室１５と取出口１６とを通って外部へ取出される。
【００２３】
また、逆洗を行う場合は、逆洗水Ｗｂが、取出口１６から連通室１５を経て各管状の膜３の一端開口部３ａへ供給され、各管状の膜３の内部空間３ｂから外側へ流れ出て、各管状の膜３を洗浄する。このように、個々の膜３を管状のセラミック製の膜で形成することによって、これら各管状の膜３を逆洗することができ、複数本の管状の膜３で構成されている膜体２全体が逆洗される。
【００２４】
図４に示すように、各膜体２の濾過面は複数本の管状の膜３によって凹凸形状になるため、同サイズの平膜と比較して、膜体２の膜面積が増大し、充填密度も大きい。
さらに、複数本の管状の膜３の一端を一方のヘッダ４の長孔１０に差し込んでまとめて接着しているため、長孔１０の数が管状の膜３の本数よりも少なくて済み、これによって、一方のヘッダ４の加工が容易に行える。
【００２５】
また、下方から曝気を行った場合、被処理水Ｗが上向流となって膜モジュール１に対し下方から上方へ流れる。このような被処理水Ｗの上向流によって、各膜体２に下から上向きの力が作用するが、これに対して、管状の膜３は上下方向に一列に隙間無く並べられているため、膜体２の上下方向の剛性が向上する。これにより、上向流による膜体２の上下方向への変形や破損を防止することができる。
【００２６】
さらに、各管状の膜３の上下間に隙間が形成されていないため、上記のように曝気を行った際、被処理水Ｗ中に含まれる滓渣が管状の膜３の外周面に絡み付くのを防止することができる。また、曝気による気泡が持つせん断力および被処理水Ｗの上向流によって、各管状の膜３の外周面に付着した膜面付着物が洗浄され除去される。尚、各管状の膜３の外径を従来の膜エレメント５１（図８，図９参照）の外径よりも小さくすることによって、図４に示すように、管状の膜３に対する洗浄が不十分になる部分Ｄの断面積が減少する。
【００２７】
上記第１の実施の形態では、管状の膜３の一端を開口し他端を閉塞しているが、以下に説明する第２の実施の形態として、図５に示すように、管状の膜３の両端を開口してもよい。
【００２８】
すなわち、他方のヘッダ５は一方のヘッダ４と同一形状に形成されており、他方のヘッダ５には、一方のヘッダ４と同様に、複数の長孔１０が形成されている。各管状の膜３の他端は、他方のヘッダ５の長孔１０に差し込まれ、接着剤１１によって他方のヘッダ５に接着されている。上記他方のヘッダ５にも、一方のヘッダ４と同様に、カバー１２が取付けられている。尚、上記カバー１２の内側には、各管状の膜３の他端開口部３ｃに連通する連通室１５が形成されている。
【００２９】
これによると、濾過運転時においては、被処理水Ｗの一部は、各膜体２の各管状の膜３の外部から内部空間３ｂへ吸込まれて濾過され、膜濾過水Ｗａとして各管状の膜３の両端開口部３ａ，３ｃから両連通室１５と両取出口１６とを通って外部へ取出される。
【００３０】
また、逆洗を行う場合は、逆洗水Ｗｂが、両取出口１６から両連通室１５を経て各管状の膜３の両端開口部３ａ，３ｃへ供給され、各管状の膜３の内部空間３ｂから外側へ流れ出て、各管状の膜３を洗浄する。
【００３１】
上記各実施の形態では、膜モジュール１として、被処理水Ｗが管状の膜３の外部から内部空間３ｂへ流れて濾過される外圧式のものを示したが、被処理水Ｗが管状の膜３の内部空間３ｂから外部へ流れて濾過される内圧式のものであってもよい。尚、内圧式の場合、逆洗水Ｗｂは管状の膜３の外部から内部空間３ｂへ流れる。
【００３２】
上記各実施の形態では、図２に示すように、ヘッダ４，５と連結部材７，８とによって四角形の枠フレーム体９を構成しているが、四角形に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。また、上記連結部材７，８が無い構成であってもよい。
【００３３】
上記各実施の形態では、曝気によって被処理水Ｗが膜モジュール１に対し下方から上方へ流れるため、この流れに対応させて、複数本の管状の膜３を上下方向に一列に隙間無く並べているが、複数本の管状の膜３の積み重ねは上下方向に限定されるものではなく、例えば、上記被処理水Ｗが膜モジュール１に対して前後方向に流れる場合は、複数本の管状の膜３を前後方向に一列に隙間無く並べればよく、また、上記被処理水Ｗが膜モジュール１に対して左右方向に流れる場合は、複数本の管状の膜３を左右方向に一列に隙間無く並べればよい。
【００３４】
上記各実施の形態では、管状の膜３をセラミックで製作しているが、セラミック以外の材質で製作してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における膜モジュールの正面図である。
【図２】同、膜モジュールの平面図である。
【図３】図１におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図４】同、膜モジュールの膜体の縦断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における膜モジュールの正面図である。
【図６】従来の膜モジュールに用いられている膜カートリッジの正面図である。
【図７】図６におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図８】従来の管状の膜エレメントを備えた膜モジュールの断面図である。
【図９】図８におけるＹ−Ｙ矢視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      膜モジュール
２      膜体
３      管状の膜
４，５  ヘッダ
１０    長孔
Ｗ      被処理水
【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】
2006015233.tif 000008
【図７】
2006015233.tif 000009
【図８】
2006015233.tif 000010
【図９】
2006015233.tif 000011