(57)【要約】【課題】  貯水槽等に導入された原水を濾過モジュールによって濾過する際に、この濾過モジュールの洗浄後に速やかに濾過を再開する。【解決手段】  濾過ユニット１において、貯水槽あるいは貯水池内の原水が導入可能とされた有底筒状のケーシング２に濾過モジュール３が配設されるとともに、ケーシング２内には濾過モジュール３を洗浄する洗浄手段４が備えられ、さらにケーシング２には洗浄後のケーシング２内の原水を排出する排出手段７が備えられるとともに、ケーシング２の底部は、下方に向かうに従い断面が漸次小さくなる下向きに凸の凸形状とされている。【選択図】        図１
2006122747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水が導入される貯水槽あるいは貯水池内に浸漬されて設置される濾過ユニットであって、
前記貯水槽あるいは貯水池内の原水が流入口を介して導入可能とされた有底筒状のケーシング内に濾過モジュールが配設されるとともに、該ケーシング内には前記濾過モジュールを洗浄する洗浄手段が備えられ、さらに該ケーシングには洗浄後のケーシング内の原水を排出する排出手段が備えられるとともに、前記ケーシングの底部は、下方に向かうに従い断面が漸次小さくなる下向きに凸の凸形状とされていることを特徴とする濾過ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の濾過ユニットにおいて、
前記ケーシングの底部は、下方に向かうに従い断面が漸次小さくなる下向きに凸の凸曲面形状とされていることを特徴とする濾過ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の濾過ユニットにおいて、
前記ケーシングは矩形筒状とされ、該ケーシングの高さ方向に延びる４つの側壁面のうち、互いに対向する一対の第１側壁面の下端部は、該ケーシングの高さ方向に延びるとともに、その下端縁が下方に凸とされた凸曲線状とされ、他の互いに対向する一対の第２側壁面の下端部は、前記第１側壁面の下端縁に沿うように、下方に向かうに従い漸次互いに接近させられた凸曲面状とされて、これらの第１、第２側壁面の前記下端部が、前記底部を画成する構成とされたことを特徴とする濾過ユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の濾過ユニットにおいて、
前記ケーシングは矩形筒状とされるとともに、前記流入口は、前記ケーシングの高さ方向に延びる４つの側壁面のうちの少なくとも一つを貫通するように突設された一つの管状部材の内周面により構成されていることを特徴とする濾過ユニット。
【請求項５】
請求項４記載の濾過ユニットにおいて、
前記ケーシングがなす矩形は長方形とされ、前記流入口は、前記ケーシングがなす長方形の短辺に沿う一対の側壁面の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする濾過ユニット。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の濾過ユニットにおいて、
前記流入口は、前記貯水槽あるいは貯水池内における原水の水面部に開口可能に設けられているとともに、前記流入口の形成された前記ケーシングの側壁面には、前記流入口の周囲を取り囲み、前記水面部の原水の流入を制御する仕切り板が配設されていることを特徴とする濾過ユニット。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の濾過ユニットにおいて、
前記洗浄手段は、前記ケーシング内に洗浄用流体として空気を散気して前記濾過モジュールを洗浄する散気手段であることを特徴とする濾過ユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の濾過ユニットにおいて、
前記濾過モジュールは濾過した濾過水を排出する膜濾過水管を備え、前記洗浄手段は前記濾過モジュールを洗浄する洗浄用流体が供給される膜洗浄用流体供給管を備え、前記排出手段としての排出管を備え、これら膜濾過水管、膜洗浄用流体供給管、および排出管の少なくとも１つが、前記ケーシングの上部から該ケーシング内に配管されていることを特徴とする濾過ユニット。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の濾過ユニットにおいて、
前記排出手段は吸引ポンプに接続される排出管を備え、この排出管は前記ケーシング内の底部に開口させられていることを特徴とする濾過ユニット。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の濾過ユニットにおいて、
前記排出手段は、前記ケーシングの底部に開口したドレン口に、該ケーシングの外部から接続されたドレン排出管を備えていることを特徴とする濾過ユニット。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の濾過ユニットにおいて、
前記流入口には、該流入口を介しての原水の流通を制御する制御手段が備えられていることを特徴とする濾過ユニット。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の濾過ユニットにおいて、
前記ケーシングに、前記貯水槽あるいは貯水池内の原水の流入から前記濾過モジュールを保護する濾過モジュール保護手段が備えられていることを特徴とする濾過ユニット。
【請求項１３】
請求項１２記載の濾過ユニットにおいて、
前記濾過モジュール保護手段は、前記流入口から前記ケーシング内の下方に向けて延びる下降管とされ、該下降管の下端が少なくとも前記濾過モジュールの上端よりも下方に位置させられていることを特徴とする濾過ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水場等の沈殿池のような貯水槽あるいは貯水池（以下、貯水槽等と称する。）内に設置されて原水を濾過処理するための濾過ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の濾過装置としては、例えば特許文献１に、濾過槽内の上部に膜モジュールが配設されるとともに、濾過槽の底部には汚泥掻寄機が備えられた浸漬型の膜濾過装置が記載されている。すなわち、この特許文献１に記載された濾過装置においては、円筒形の濾過槽の上部中心に筒状の仕切りが取り付けられて円柱状の区画とドーナツ状の区画とに分割され、円柱状の区画に原水が導入されてその下部から濾過槽内に流入するとともに、ドーナツ状の区画には中空糸膜を組み込んだ膜モジュールが配設され、またこの膜モジュールの下方には散気管が同心円状に複数配置されている。一方、濾過槽の底部には、この濾過槽の底面に近接して配設されたレーキとこのレーキが取り付けられた回転軸とを有する前記汚泥掻寄機が備えられており、レーキに取り付けられた多数の寄せ板によって汚泥が掻き寄せられるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−２３０２６１号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、この特許文献１記載の濾過装置にあっては、前記散気管から空気を吹き込んでエアスクラビングにより膜モジュールを洗浄する際に、この空気の吹き込みによって濾過槽内の原水が撹拌されることにより、濾過槽底部に堆積した汚泥が巻き上げられてしまうおそれがあった。しかるに、こうして巻き上げられた汚泥は、前記散気管から吹き込まれる空気によってさらに濾過槽の上部へと上昇することとなるため、この汚泥が膜モジュールから剥離した付着物とともに沈降するまでに濾過作業を再開すると、汚泥等が膜に付着し、濾過効率を損なう結果となる。また、膜モジュールを槽内に設置するには、長期の大がかりな工事が必要で高コストとなる。さらに、設置した膜を薬品（次亜塩等）で洗浄するには、槽内全体を薬品で満たすか、各膜モジュールを取り外して個別に洗浄するしか方法がなく、これらは多大な手間とコストが必要となる。
【０００４】
本発明は、このような背景の下になされたもので、前記沈殿池のような貯水槽等に導入された原水の濾過を、上述の中空糸膜を組み込んだエレメントよりなる膜モジュールのような濾過モジュールによって行うに際し、この濾過モジュールを上述のような散気手段などの洗浄手段によって洗浄するときに貯水槽等の底部に堆積した汚泥を洗浄時に巻き上げることがなく、従って洗浄後に速やかに濾過作業を再開することが可能な濾過ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の濾過ユニットは、原水が導入される貯水槽等に浸漬されて設置される濾過ユニットであって、前記貯水槽等内の原水が流入口を介して導入可能とされた有底筒状のケーシング内に濾過モジュールが配設されるとともに、該ケーシング内には前記濾過モジュールを洗浄する洗浄手段が備えられ、さらに該ケーシングには洗浄後のケーシング内の原水を排出する排出手段が備えられるとともに、前記ケーシングの底部は、下方に向かうに従い断面が漸次小さくなる下向きに凸の凸形状とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
このように、本発明の濾過ユニットは、原水の排出手段を備えたケーシング内に濾過モジュールと洗浄手段とが収容された濾過ユニット自体が濾過装置の貯水槽等内に浸漬されて該貯水槽等から導入される原水を濾過するため、この洗浄手段がケーシング内に洗浄用流体として空気を散気して濾過モジュールを洗浄する散気手段であったとしても、その洗浄の際にはケーシング内の原水のみが撹拌されるだけとなり、貯水槽等の底部に堆積した汚泥が巻き上げられたりすることがない。そして、この濾過ユニットのケーシング内における洗浄で濾過モジュールから剥離した付着物は、前記排出手段によってケーシング内の原水とともに排出されるので、その後に速やかに濾過作業を再開することが可能となる。
【０００７】
特に、前記ケーシングの底部は、下方に向かうに従い断面が漸次小さくなる下向きに凸の凸形状とされているので、ケーシング内の原水を前記排出手段によって排出する過程において、ケーシング内の原水は、該ケーシングの底部の中で断面積の小さい底面側へ集合させられることとなり、また、前記洗浄により濾過モジュールから剥離した付着物も、この原水とともに前記底部の底に集合させられることとなるため、これらをまとめて排出することが出来て、高効率かつ確実な排出を実現することができる。
さらに、前記ケーシングの底部を、下方に向かうに従い断面が漸次小さくなる下向きに凸の凸曲面形状とすることにより、特にケーシング内に導入された原水を排出した際の貯水槽等内の原水による水圧によりこの底部に作用する負荷を曲面によって分散させて緩和させることが可能になり、該底部の耐圧強度の向上を図ることができる。
【０００８】
ここで、ケーシングは矩形筒状とされ、該ケーシングの高さ方向に延びる４つの側壁面のうち、互いに対向する一対の第１側壁面の下端部は、該ケーシングの高さ方向に延びるとともに、その下端縁が下方に凸とされた凸曲線状とされ、他の互いに対向する一対の第２側壁面の下端部は、前記第１側壁面の下端縁に沿うように、下方に向かうに従い漸次互いに接近させられた凸曲面状とされて、これらの第１、第２側壁面の前記下端部が、前記底部を画成する構成とされることが望ましい。この場合、ケーシングの底部の断面が下方に向かうに従い小さくなる割合を最小限に抑制することが可能になり、すなわち、ケーシングの底部を、その下端近くの深い位置までその断面を大きく維持することが可能になるので、前記濾過モジュールや前記洗浄手段等をケーシングの深い位置に配設することができる。これにより、ケーシングの高さを抑えつつも、多くの濾過モジュールを収容することが可能になるとともに、ケーシングの底部の中でも比較的深い場所に位置する原水をも濾過処理することが可能になり、濾過効率のさらなる向上を図ることができる。また、前記４つの側壁面の中でも前記第２側壁面のみを曲面形状としているので、４つの側壁面全てを曲面形状とすることに比べてケーシング自体の製造が容易になるという利点も得られる。
【０００９】
また、こうしてケーシングの底部における内部空間を有効利用できることによって、ケーシングの高さの最小限化を図ることが可能になり、ケーシングが矩形筒状であるために複数の濾過ユニットを設置する場合でも隣接するケーシング間の隙間を小さくできることとも相俟って、限られた大きさの貯水槽等にも十分な大きさや数の濾過ユニットを確実に配設することができる。さらに、このようなケーシングの高さの最小限化が図られることによって、例えば、ケーシング内で濾過モジュールに付着した汚泥等の付着物を剥離し、その後、該付着物ごと原水を排出する際に、この排出時間の短縮を図ることができるとともに、その後再度原水をケーシング内に導入する時間の短縮をも図ることが可能になり、濾過効率のさらなる向上を図ることができる。
【００１０】
さらに、このようにケーシングを矩形筒状とした場合、前記流入口は、前記ケーシングの高さ方向に延びる４つの側壁面のうちの少なくとも一つを貫通するように突設された一つの管状部材の内周面により構成されていることが望ましい。この場合、前記管状部材は円管、角管のいずれでもよく、すなわち流入口の開口形状は円形状でも矩形状でもよく、その形状は限られるものではない。特に、このケーシングがなす矩形を長方形とした場合、前記流入口は、このケーシングがなす長方形の短辺に沿う一対の側壁面の少なくとも一方に設けることにより、このようなケーシングを上記長方形の短辺同士が平面視に直列に並ぶようにして複数の濾過ユニットを貯水槽内等に配設した場合、ケーシング内への原水の流入を妨げることなくケーシング間の間隔を狭めることができ、すなわち貯水槽等により多くの濾過ユニットを設置することが可能となる。
【００１１】
さらにまた、前記流入口は、前記貯水槽等内における原水の水面部に開口可能に設けられているとともに、前記流入口の形成された前記ケーシングの側壁面には、前記流入口の周囲を取り囲み、前記水面部の原水の流入を制御する仕切り板が配設されていることが望ましい。この場合、貯水槽等内の原水が開放された流入口からケーシング内に導入される際には、流入口が開口した水面部の原水の導入が仕切り板によって制限されることになる。すなわち、この仕切り板が流入口と略同じ高さで該流入口を取り囲むように配設されることにより、この仕切り板よりも外側の水面部の原水がそのまま流入口に流れ込むことがなく、水面部よりも下方の原水のみが仕切り板とケーシングとの間から流入口を介してケーシング内に導入されることとなるので、貯水槽等内に保持された原水の水面部に塵やゴミなどが浮遊していても、これがケーシング内に入り込んで濾過モジュール表面に付着することにより濾過効率を損なうようなこともなく、さらに効率的な濾過を促すことが可能となる。
また、特にこの仕切り板は流入口の周囲を限定的に取り囲むように配設されているので、仕切り板を設けたことによる濾過ユニットの貯水槽等内における占有体積の増大を最小限に抑えることが可能になり、限られた大きさの貯水槽等にも十分な大きさや数の濾過ユニットを確実に配設することができる。
【００１２】
一方、前記濾過モジュールが濾過した濾過水を排出する膜濾過水管を備え、前記洗浄手段は濾過モジュールを洗浄する洗浄用流体が供給される膜洗浄用流体供給管を備え、前記排出手段は吸引ポンプに接続される排出管を備えている場合において、ケーシングにこれらの管を通すための構造や労力を不要とし、またケーシングと貯水槽等の内壁部との間や、複数の濾過ユニットを貯水槽等に設置するときの隣接する濾過ユニットのケーシング同士の間の間隔が必要以上に大きくなるのを防ぐには、これら膜濾過水管、膜洗浄用流体供給管、および排出管の少なくとも１つ、あるいは全てが、ケーシングの上部から該ケーシング内に配管されるのが望ましい。
【００１３】
さらに、こうして排出手段が吸引ポンプに接続される排出管を備えている場合において、前記洗浄手段による洗浄後の原水を剥離した付着物ごと確実に排出してその後の濾過作業時に濾過モジュールに再付着したりするのを防ぐには、この排出管は前記ケーシング内の底部に開口させられるのが望ましい。ただし、この排出管に代えて、または該排出管とともに、前記排出手段は、前記ケーシングの底部に開口したドレン口に、該ケーシングの外部から接続されたドレン排出管を備えた構成とされていてもよく、この場合、ドレン排出管はケーシングの底部に開口したドレン口に接続されているので、ケーシング内の原水等を高効率かつ確実に排出することができる。
【００１４】
なお、こうしてケーシング内の原水を排出する際に貯水槽等内の原水がケーシングに流入したり、濾過モジュールの洗浄の際に剥離した付着物が貯水槽等内に排出されて濾過作業を再開したときに再びケーシング内に導入されることにより濾過モジュールに再付着したりするのを防ぐには、前記流入口に、該流入口を介しての原水の流通を制御する制御手段を備えて、ケーシング内の原水排出時には貯水槽等内の原水が流入しないように制御したり、洗浄時には逆にケーシング内の原水が貯水槽等内に流れ出ないように制御したりするのが望ましい。
【００１５】
ところで、ケーシング内の原水を排出した後に、前記貯水槽等内の原水を前記流入口からケーシング内に流入させた際、この流入した原水が前記濾過モジュールに直接降りかかって衝突すると、その衝撃力によって濾過モジュールが破損するおそれがある。そこで、このような濾過モジュールの破損を防止するには、前記ケーシングに、前記貯水槽等内の原水の流入から前記濾過モジュールを保護する濾過モジュール保護手段を備えて、このような原水のケーシングへの流入による濾過モジュールへの衝撃を緩和、抑制、あるいは防止するのが望ましい。
ここで、このような濾過モジュール保護手段としては、一つに、前記流入口から前記ケーシング内の下方に向けて延びる下降管を用いることができ、該下降管の下端を少なくとも前記濾過モジュールの上端よりも下方に位置させることにより、前記流入口からケーシング内に流入した原水を、まず前記下降管と衝突させて直接濾過モジュールに降りかかるのを防ぐとともにその衝撃を緩和させ、濾過モジュールの配置されたケーシングの下方に静かに流入させて該原水中に濾過モジュールを浸漬することが可能になり、濾過モジュールの損傷を確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１および図２は本発明の濾過ユニットの実施の形態を示すものである。
本実施形態の濾過ユニット１は、原水Ｗが導入可能とされた有底筒状のケーシング２内に濾過モジュール３が配設されるとともに、該ケーシング２内には該濾過モジュール３を洗浄する洗浄手段４が備えられ、さらに該ケーシング２には洗浄後のケーシング２内の原水Ｗを排出する排出手段７が備えられている。
【００１７】
ここで、本実施形態ではケーシング２は、ステンレス等の耐蝕性の高い金属材などにより、平面視に長方形の矩形状をなし、かつその高さがこの矩形の長・短辺の長さに対して大きくされた縦長の有底矩形筒状、すなわち矩形の筒の底部が閉塞された形状とされていて、この底部を下向きにしてその高さ方向を鉛直縦方向に向け設置される。
【００１８】
このケーシング２の底部は、下方に向かうに従い断面が漸次小さくなる下向きに凸の凸形状とされ、特に本実施形態では凸曲面形状とされている。具体的には、図１に示すように、ケーシング２の高さ方向に延びる４つの側壁面のうち、互いに対向する一対の第１側壁面２Ｅ、２Ｅの下端部は、該ケーシング２の高さ方向に延びるとともに、その下端縁が該第１側壁面２Ｅに対向する側面視において下方に凸とされた凸曲線状とされ、他の互いに対向する残りの一対の第２側壁面２Ｄ、２Ｄの下端部は、前記第１側壁面２Ｅの下端縁に沿うように、下方に向かうに従い漸次互いに接近させられた凸曲面状とされて、これらの第１、第２側壁面２Ｅ、２Ｄの前記下端部が、ケーシング２の底部を画成するようになっている。
【００１９】
なお、本実施形態では、ケーシング２の前記平面視の長方形において、第１側壁面２Ｅの上端縁は長辺を画成し、第２側壁面２Ｄの上端縁は短辺を画成するようになっている。また、本実施形態の第１側壁面２Ｅ、２Ｅの下端縁は単一の円弧とされていて、特に本実施形態では半円弧とされており、従って第２側壁面２Ｄ、２Ｄの下端部は互いに滑らかに連なって半円筒状を呈することになる。さらに、ケーシング２の下端には図２に示すようにドレン口２Ｇが配設されている。ただし、ケーシング２の底部は本実施形態の凸曲面形状に限られるものではなく、例えば前記他の一対の第２側壁面２Ｄ、２Ｄを一定の傾斜角で下方に向かうに従い互いに接近する傾斜平面状としたり、前記一対の第１側壁面２Ｅ、２Ｅも下方に向かうに従い漸次互いに接近する凸曲面状あるいは傾斜平面状としたりして、このケーシング２の底部を全体に亙って凸曲面状としたり、あるいは角錐台形状や下向きに凸となる切妻屋根形状としたりしてもよい。
【００２０】
一方、ケーシング２の上部には、該ケーシング２の内部に原水Ｗを導入するための流入口２Ａが設けられており、この流入口２Ａには、該流入口２Ａを介しての原水Ｗの流通を制御する図示しない制御手段が備えられている。ここで、本実施形態では、流入口２Ａは、ケーシング２が平面視になす長方形の短辺に沿う前記一対の第１側壁面２Ｅ、２Ｅのうち、一方の第１側壁面２Ｅの上部におけるその幅方向中央部に、該壁面２Ｅを貫通するように突設された一つの管状部材の内周面により構成されている。このように流入口２Ａを一つとすることにより、流入口２Ａが配設された第１側壁面２Ｅの強度の低下を最小限に抑制できるようになっている。また、前記制御手段は、この管状部材の根元部分に設けられたバタフライ弁等の開閉バルブによって構成されており、この開閉バルブを図示されない駆動手段によって駆動して流入口２Ａを開放することにより、該流入口２Ａを介して原水Ｗがケーシング２内に導入可能とされ、また、流入口２Ａを閉鎖することによりケーシング２内が外部の原水Ｗと隔絶されて該流入口２Ａを介しての原水Ｗの流入およびケーシング２からの原水Ｗの流出が阻止され、すなわち原水Ｗの流通が制御されるようになされている。そして、前記流入口２Ａは、図２に示されるように、前記貯水槽１１に保持される原水Ｗの水面部Ｈに開口する高さに設けられて該水面部Ｈに開口可能とされている。ただし、流入制御方法を限定するものではない。
【００２１】
さらに、前記ケーシング２の外周には、この流入口２Ａの周囲を取り囲むように仕切り板２Ｃが設けられている。本実施形態では、この仕切り板２Ｃは、流入口２Ａが配設された第１側壁面２Ｅの上部表面のうち、その幅方向における両端部からそれぞれ前記第２側壁面２Ｄ、２Ｄと平行に、かつ互いにも平行に突出するように延びる２枚の矩形状の板材と、これらの板材の突端の間に前記表面に平行に延びるやはり矩形状の板材とからなる平面視に「コ」字状のものであって、その上下は開放されたままとされている。そして、この仕切り板２Ｃは、図２に示すように前記流入口２Ａとの間に間隔をあけ、かつ前記貯水槽１１に保持される原水Ｗの水面部Ｈの高さに位置するように配設されており、従って原水Ｗは、この仕切り板２Ｃの下から該仕切り板２Ｃとケーシング２との間に入り込んで前記流入口２Ａからケーシング２内に導入されることとなる。これにより、水面部Ｈに浮いているゴミ等がそのままケーシング２内に導入されるのを防ぐことができるとともに、前記板材により流入口２Ａの周囲を限定的に取り囲むことによって、仕切り板２Ｃを設けたことによる濾過ユニット１の貯水槽１１内における占有体積の増大が最小限に抑制されるようになっている。
【００２２】
一方、ケーシング２内に収容される濾過モジュール３は、例えば中空糸膜をスクリーン状に張ったエレメントや平膜状の分離膜を有するエレメントを多数積層したり、あるいは管状のセラミック膜エレメントを多数本束ねたりしてなる膜モジュール３Ｋを備え、複数の膜モジュール３Ｋが図示されないヘッダ等によりまとめられてモジュール化されたものであって、個々の膜モジュール３Ｋは、本実施形態では概略横長の直方体状をなしている。そして、本実施形態では同形同大のこのような膜モジュール３Ｋが複数（図では４つ）、それぞれの長手方向に延びる一対の側面を水平かつ該側面の長辺をケーシング２が平面視になす矩形の長辺（第２側壁面２Ｄの上端縁）と平行にし、また膜モジュール３Ｋ同士ではこれらの側面を対向させて上下に整列するように並列に積層され、ケーシング２内に配設されている。
【００２３】
こうして積層された複数の膜モジュール３Ｋは、そのうち最上端の膜モジュール３Ｋが図１および図２のようにケーシング２の前記流入口２Ａよりも下方に位置するようにされる。また、上下に隣接する膜モジュール３Ｋ同士は、互いに密着させられていても、あるいは適当な間隔をあけるようにしてもよい。前記ヘッダは、膜濾過水管３Ａを介して吸引ポンプ３Ｂに接続されており、濾過モジュール３によって原水Ｗから濾過された濾過水は、この吸引ポンプ３Ｂにより膜濾過水管３Ａを通して排出される。
【００２４】
さらに、前記洗浄手段４は、ケーシング２内に洗浄用流体として空気を散気して膜モジュール３Ｋ（濾過モジュール３）を洗浄する散気手段とされるとともに、本実施形態では、例えばケーシング２内の原水Ｗに活性炭を添加した際にこの活性炭を均一に分散するための撹拌手段を兼ねたものとされている。すなわち、この散気手段（撹拌手段および洗浄手段４）は、図２に示すように例えば多数の下向きに開口する空気孔を有して濾過モジュール３の下に配設される複数本の配管あるいは焼結管よりなる散気装置４Ａが、撹拌用流体供給管および洗浄用流体供給管としての空気管４Ｂを介してブロア等の空気供給源４Ｃに接続された構成とされており、この空気供給源４Ｃから供給された空気が空気管４Ｂを通して散気装置４Ａの前記配管に設けられた空気孔あるいは焼結管に形成される細かい気孔から噴出させられることにより、その上方のケーシング２内に保持された原水Ｗを撹拌し、また該散気装置４Ａの上方に位置する膜モジュール３Ｋを散気によるエアスクラビングによって洗浄するようになされている。
【００２５】
そして、本実施形態では、ケーシング２内に前記流入口２Ａから下方に向けて下降するように延びる下降管６Ａが備えられていて、この下降管６Ａの下端開口部６Ｂは、撹拌手段および洗浄手段４としての前記散気手段の散気装置４Ａよりも下方に位置させられており、この下降管６Ａによって、ケーシング２内に導入された原水Ｗが濾過モジュール３に直接衝突するのを抑える濾過モジュール保護手段６が構成されている。ここで、前記下降管６Ａは、断面が偏平した「コ」字状をなすアングル型の条材が、前記流入口２Ａのケーシング２内側開口部から前記散気装置４Ａよりも下方のケーシング２底部直上に亙って、この断面の開口部を、流入口２Ａが配設されたケーシング２の前記第１側壁面２Ｅの裏面のうち、流入口２Ａと対応する部分(幅方向中央部)に向けて接合されることにより形成されたものであり、その上端部は流入口２Ａが該下降管６Ａ内に連通するようにして閉じられている。
【００２６】
なお、下降管６Ａは前記形態に限られるものではなく、例えば前記条材を平面視に流入口２Ａ側に開口する断面半円形状としたり、またケーシング２の内側に、前記第１側壁面２Ｅの裏面と平行でかつ間隔をあけるように別の壁面を新たに配設して、ケーシング２の内部空間を仕切ることによって、前記壁面と前記裏面との間の隙間を下降管６Ａとしたりするようにしてもよく、この断面形状は限定されるものではない。また、円管状や角管状等のパイプを流入口２Ａからケーシング２内の下方に延びるように配設して下降管６Ａとしてもよい。さらに、濾過モジュール保護手段６としては、このような下降管６Ａに代えて、例えばケーシング２の内部において流入口２Ａと対向し、かつその周囲が解放された板状体（じゃま板）を設けて、流入口２Ａから流入した原水Ｗがこの板状体と衝突して濾過モジュール３には直接降りかからないようにしたり、あるいは流入口２Ａのケーシング２内側に目の細かい網状体を設け、原水Ｗの流入の勢いを弱めて衝撃を緩和したりするようにしてもよい。
【００２７】
さらに、本実施形態における排出手段７においては、一端がケーシング２の底部に開口するとともに、他端がケーシング２の外部に配設される吸引ポンプ７Ａに接続された排出管７Ｂと、ケーシング２の底部に設けられたドレン口２Ｇにケーシング２の外部から接続された図２に鎖線で示すドレン排出管７Ｃとが備えられている。
排出管７Ｂは、吸引ポンプ７Ａ側から濾過ユニット１のケーシング２直上に延びて該ケーシング２上部の開口部から前記高さ方向にケーシング２内に通されて、その一端が該ケーシング２底部に開口するように配設されており、しかも、この排出管７Ｂの一端は、上述のように凸曲面状とされて下向きに凸とされたケーシング２内底部の下端近傍に下向きに開口するように配設されている。
ドレン排出管７Ｃは例えば可撓性のあるフレキシブル管により構成され、ケーシング２の外部において、ケーシング２の前記高さ方向に延びてその一端部が貯水槽１１の外部に配設される図示しないポンプに接続されている。なお、ドレン排出管７Ｃはフレキシブル管に限られるものではなく例えば鋼管等の剛体管であってもよい。
【００２８】
また、ケーシング２の側壁面には、その上端部表面にそれぞれ、それらの幅方向に延在する支持部材２Ｆが、該側壁面の幅方向両端部から突出するように配設されている。この支持部材２Ｆは、本実施形態では、断面視矩形状とされるとともに、前記一対の第２側壁面２Ｄ、２Ｄにそれぞれ配設されている。この支持部材２Ｆは、濾過モジュール３がケーシング２内に配設された構成において、複数の膜モジュール３Ｋのうちその最上端の膜モジュール３Ｋ、流入口２Ａ、および仕切り板２Ｃの配設位置よりも上方に位置するように配設されている。また、支持部材２Ｆは例えばステンレス等の耐蝕性が高くかつ曲げ剛性の高い金属材などにより形成されており、ケーシング２や濾過モジュール３を含む濾過ユニット１の荷重を実質的に撓み無く支持できるようになっている。すなわち、図２に示すように、ケーシング２の底部を下向きにして前記高さ方向を鉛直縦方向に向けた状態で、支持部材２Ｆの下面を、内部に原水Ｗが導入された貯水槽１１の開口端面Ｋに支持させて、濾過ユニット１を原水Ｗに浸漬させたときに、支持部材２Ｆが実質的に撓まないようになっている。
【００２９】
なお、本実施形態では濾過モジュール３の前記膜濾過水管３Ａや散気手段（撹拌手段および洗浄手段４）の前記空気管４Ｂも、前記排出管７Ｂと同様に上部開口部からケーシング２内を通して濾過モジュール３のヘッダや散気装置４Ａに接続されている。
【００３０】
以上説明したように、前記構成の濾過ユニット１によれば、原水Ｗの排出手段７を備えたケーシング２内に濾過モジュール３と洗浄手段４とが収容された濾過ユニット１自体が濾過装置の貯水槽１１内に浸漬されて該貯水槽１１からケーシング２内に導入される原水Ｗを濾過するため、この洗浄手段４がケーシング２内に洗浄用流体として空気を散気して濾過モジュール３を洗浄する散気手段であったとしても、その洗浄の際にはケーシング２内の原水Ｗのみが撹拌されるだけとなり、貯水槽１１の底部に堆積した汚泥が巻き上げられたりすることがない。従って、この貯水槽１１の底部に堆積した汚泥が巻き上げられてしまったりするのを防ぐことが可能になり、このため撹拌後や洗浄後にこうして巻き上げられた汚泥等が原水Ｗとともにケーシング２内に導入されることを防ぐことができる。これに加え、ケーシング２内における洗浄で濾過モジュール３から剥離した付着物は、排出手段７によりケーシング２内の原水Ｗとともに排出されるので、速やかな濾過運転の再開が可能となり、以上により濾過作業効率の著しい向上を図ることができる。
【００３１】
特に、ケーシング２の底部は、下方に向かうに従い断面が漸次小さくなる下向きに凸の凸形状とされているので、ケーシング２内の原水Ｗを前記排出手段７によって排出する過程において、ケーシング２内の原水Ｗは、該ケーシング２の底部の中で断面積の小さい底面側へ集合させられることとなり、これに伴い、前記洗浄により濾過モジュール３から剥離した付着物も同様にして集合させられることとなるため、高効率かつ確実な排出を実現することができる。
【００３２】
さらにまた、本実施形態のケーシング２は、その底部が下方に向かうに従い断面が漸次小さくなる下向きに凸の凸曲面状とされているので、こうしてケーシング２内の原水Ｗを排出した際に、貯水槽１１内の原水Ｗによる水圧よってこの底部に作用する負荷を分散させて緩和させることが可能になり、該底部の耐圧強度の向上を図ることができる。
【００３３】
しかも、本実施形態では、前記底部が前記凸曲面状とされ、特に、第１側壁面２Ｅ、２Ｅの下端部が、該ケーシング２の高さ方向に延びるとともに、その下端縁が平面視において下方に凸とされた凸曲線状とされ、他方の互いに対向する一対の第２側壁面２Ｄ、２Ｄの下端部が、前記第１側壁面２Ｅの下端縁に沿うように、下方に向かうに従い漸次互いに接近させられた凸曲面状とされているので、該底部の断面が下方に向かうに従い小さくなる割合を、この底部のうちでも上側においては最小限に抑制することが可能になる。すなわち、ケーシング２の底部を、その下端近くの深い位置までその断面を大きく維持することが可能になり、散気装置４Ａおよび濾過モジュール３をケーシング２の深い位置に配設することができる。これにより、ケーシング２の高さを抑えつつも、多くの濾過モジュール３を収容することが可能になるとともに、ケーシング２の底部の中でも比較的深い場所に位置する原水Ｗをも濾過処理することが可能になり、濾過効率のさらなる向上を図ることができる。また、前記４つの側壁面２Ｅ、２Ｄの中でも第２側壁面２Ｄのみを曲面形状としているので、４つの側壁面２Ｅ、２Ｄ全てを曲面形状とすることに比べてケーシング２自体の製造が容易になるという利点も得られる。
【００３４】
また、こうしてケーシング２の底部における内部空間を有効利用できることによって、ケーシング２の高さの最小限化を図ることが可能になり、濾過ユニット１の貯水槽１１内における占有体積を最小限に抑制することが可能になり、限られた大きさの貯水槽１１にも十分な大きさや数の濾過ユニット１を確実に配設することができる。さらに、このようなケーシング２の高さの最小限化が図られることによって、前記膜濾過水管３Ａを通して濾過モジュール３による濾過水あるいは空気を供給して逆洗をかけ、膜モジュール３Ｋに付着した汚泥等の付着物を剥離し、その後、該付着物ごと原水Ｗを排出手段７によって排出する際に、この排出時間の短縮を図ることができるとともに、その後再度原水Ｗをケーシング２内に導入する時間の短縮をも図ることが可能になり、濾過効率のさらなる向上を図ることができる。
【００３５】
一方、本実施形態の濾過モジュール１は、流入口２Ａがケーシング２の前記側壁面２Ｄ、２Ｅのうち、１つの第１側壁面２Ｅにのみ配設されているので、穿孔により流入口２Ａをケーシング２に配設したことによって、該側壁面２Ｅの強度が低下することを最小限に抑制することが可能になる。加えて、本実施形態では、流入口２Ａの形成された第１側壁面２Ｅの表面において、平面視にこの流入口２Ａに向けて開口する板材が仕切り板２Ｃとして設けられているので備えているので、流入口２Ａを形成したことによる該第１側壁面２Ｅの強度低下が補強される。
【００３６】
なお、本実施形態では流入口２Ａがケーシング２の上部壁面に貫設された管状部材であって前記制御手段はこの管状部材に備えられた開閉バルブであったが、例えば流入口２Ａをケーシング２の上部壁面に形成された窓枠状等の単なる開口部とするとともに、前記制御手段はこの開口部を開閉する平板状等の扉とされていたりしてもよい。この場合において、この流入口２Ａを貯水槽１１の原水Ｗの水面部Ｈよりもやや下方の原水Ｗ中に水没して開口するように配置すれば、ケーシング２の上部外周に仕切り板２Ｃを設けずとも、流入口２Ａ自体が水面部Ｈよりも下方に開口しているため、この水面部Ｈの原水Ｗがゴミ等の浮遊物とともに流入するのを制限することができる。従って、仕切り板２Ｃを有さない分だけ濾過ユニット１の外形寸法を小さくできて、より多くの濾過ユニット１を貯水槽等に設置することが可能となる。
【００３７】
また、前述のように本実施形態の前記下降管６Ａおよび流入口２Ａに代えて、これらを一体的に連結させた管状部材により構成してもよい。この場合において、その開口断面形状は特に限られるものではなく例えば円形状、矩形状等であってもよい。
さらに、流入口２Ａが形成されたケーシング２の第１側壁面２Ｅをさらに補強するために、該第１側壁面２Ｅの裏面における幅方向両端部に、該ケーシング２の高さ方向に延在する支柱を配設して、該裏面を支持させるようにしてもよい。該支柱は、濾過ユニット１の要求仕様に応じて流入口２Ａの穿孔径を大きくせざるを得ない場合において特に好適なものになる。
【００３８】
さらにまた、このケーシング２の前記流入口２Ａの周囲には仕切り板２Ｃが設けられていて、貯水槽１１内の原水Ｗが開放された流入口２Ａからケーシング２内に導入される際には、流入口２Ａが開口した水面部Ｈの原水Ｗの導入が制限されるようになされている。すなわち、この仕切り板２Ｃが流入口２Ａと略同じ高さでケーシング２の外周を取り囲むように配設されることにより、この仕切り板２Ｃよりも外側の水面部Ｈの原水Ｗがそのまま流入口２Ａに流れ込むことがなく、前述したように水面部Ｈよりも下方の原水Ｗのみが仕切り板２Ｃとケーシング２との間から流入口２Ａを介してケーシング２内に導入されることとなるので、貯水槽１１内に保持された原水Ｗの水面部Ｈに塵やゴミなどが浮遊していても、これがケーシング２内に入り込んで濾過モジュール３表面に付着することにより濾過効率を損なうようなこともなく、さらに効率的な濾過を促すことが可能となる。
特に、本実施形態では、この仕切り板２Ｃは、ケーシング２の外周を全域に亙って取り囲むのではなく、流入口２Ａの周囲を限定的に取り囲むように配設されているので、仕切り板２Ｃを設けたことによる濾過ユニット１の貯水槽１１内における占有体積の増大を最小限に抑えることが可能になり、限られた大きさの貯水槽１１にも十分な大きさや数の濾過ユニット１を確実に配設することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、前記撹拌手段として散気装置４Ａから空気を噴出して散気することにより原水Ｗを撹拌する散気手段が用いられており、濾過モジュール３の洗浄時にはこれを洗浄手段として用いてエアスクラビングにより濾過モジュール３に付着した付着物等を剥離することができるので、一層効率的である。ただし、このように撹拌手段と洗浄手段４とを兼用することなく、例えば撹拌手段は回転する撹拌羽根によって原水Ｗを撹拌させるようなものとしてもよい。また、洗浄手段４や散気手段としては、例えば散気管と同様の穴付き配管や焼結管をケーシング２内において下降管６Ａの下端開口部６Ｂより上方や濾過モジュール３側方に設けて、この管に原水Ｗや清澄な水を加圧して供給することにより、水流噴流によってケーシング２内の原水を撹拌したり濾過モジュール３を洗浄したりするようにしてもよい。
【００４０】
さらに、本実施形態では、前記ケーシング２の流入口２Ａを介しての原水Ｗの流通が前記制御手段によって制御可能とされており、従ってこの制御手段によって流入口２Ａを閉じておくことにより、洗浄後のケーシング２の原水Ｗを排出する際に貯水槽１１内の原水Ｗがケーシング内に流入するのを防ぐことができる。また、濾過モジュール３の洗浄の際にも、この制御手段の開閉バルブを閉じることで流入口２Ａを閉鎖することにより、ケーシング２内の原水Ｗと外部の貯水槽１１内の原水Ｗとを隔絶した状態とすることができるので、たとえ前記散気手段によるエアスクラビングによってケーシング２内の原水Ｗの水位が上昇しても、洗浄によって濾過モジュール３から剥離した付着物がこの流入口２Ａから貯水槽１１内に排出されてこれが濾過作業を再開したときに再び流入口２Ａからケーシング２内に導入されることにより濾過モジュール３に付着するような事態も避けることができる。このため、本実施形態によれば、このような剥離した付着物の再付着による洗浄後の濾過効率の低下も防ぐとともに、洗浄後に速やかに濾過作業を再開することができて、一層効率的な原水Ｗの濾過を図ることが可能となる。
【００４１】
ここで、ケーシング２内において洗浄により濾過モジュール３から剥離した付着物は、ケーシング２内の原水Ｗとともに排出されることになるが、本実施形態の濾過ユニット１では、このケーシング２の底部に排出手段７として吸引ポンプ７Ａに接続された排出管７Ｂの一端が開口させられており、こうして剥離した付着物をケーシング２内の原水Ｗごと速やかに吸引して排出することができる。従って、本実施形態によれば、この剥離した付着物がケーシング２内に残されたままとされるのも防ぐことができ、一層効率的な濾過を図ることともに速やかに洗浄後の濾過作業を再開することが可能となる。しかも、本実施形態では、ケーシング２の底部が前述のように下向きに凸となる凸形状とされていて、原水Ｗとともに付着物もこの底部の形状によってその下端に集められることになるのに対し、前記排出管７Ｂの一端はこの底部の下端近傍に開口させられているので、付着物やケーシング内の原水Ｗをより効率的かつ速やかに排出することが可能となる。
【００４２】
さらに、この排出管７Ｂは、本実施形態ではケーシング２の上部開口部から該ケーシング２内を通してその底部に一端が開口するように配設されていて、貯水槽１１内の原水Ｗ中に浸漬される部分においてケーシング２の外側に配管されることはない。従って、こうして排出管７Ｂがケーシング２の外側に配設される場合のように、該排出管７Ｂが貯水槽１１の壁部と干渉するのを避けるために該壁部との間隔を必要以上に大きく確保せざるを得なくなったり、あるいは本実施形態のように複数の濾過ユニット１を貯水槽１１内に設置する場合において各濾過ユニット１の排出管７Ｂ同士が干渉するのを避けるのに濾過ユニット１間の間隔を必要以上に大きく確保せざるを得なくなったりするような事態を防ぐことができ、限られた大きさの貯水槽１１にも十分な大きさや数の濾過ユニット１を確実に配設することが可能となる。また、こうして排出管７Ｂ、濾過モジュール３の前記膜濾過水管３Ａおよび撹拌手段、洗浄手段４と兼用の散気手段の空気管４Ｂがケーシング２の上部開口部からケーシング２内を通して延設されているので、さらに確実な濾過ユニット１の配置およびその設計・製造の簡略化を図ることが可能となる。
【００４３】
ただし、このように排出管７Ｂを、ケーシング２内を通してその底部に一端が開口するように配設するのに代えて、あるいは本実施形態のようにこのような排出管７Ｂと併用して、前記排出手段７において、ケーシング２の底部に開口するドレン口２Ｇに接続されたドレン排出管７Ｃを備えるようにしてもよく、この場合にもケーシング２内の原水Ｗや剥離した付着物を確実かつ高効率で排出することができる。
しかも、本実施形態のドレン排出管７Ｃはフレキシブル管により構成されているので、例えばメンテナンスの際などに濾過ユニット１を貯水槽１１から引き上げて取り出す際などにも、ドレン排出管７Ｃを、該ドレン排出管７Ｃが接続された前記ポンプから取り外したりせずに、引き上げられる濾過ユニット１に追従させつつ、濾過ユニット１ごと引き上げることが可能になり、濾過ユニット１の貯水槽１１からの取り出し工数の低減を図ることができる。すなわち、ドレン排出管７Ｃに接続された前記ポンプによって、ドレン口２Ｇおよびドレン排出管７Ｃを介してケーシング２内の原水Ｗを排出しながら濾過ユニット１を貯水槽１１から取り出すことが可能になるため、取り出し前に一旦ケーシング２内の原水Ｗを排出したり、あるいは原水Ｗが保持されたままの重量の重い濾過ユニット１を引き上げたりする必要がなくなる。従って、ドレン口２Ｇがケーシング２の底部に設けられていることからケーシング２内の原水Ｗ等を残余させることなく確実に排出できることとも相俟って、濾過ユニット１のメンテナンス工数の大幅な低減を図ることができる。
なお、排出手段７は、排出管７Ｂおよびドレン排出管７Ｃの少なくとも一方を備えていればよいが、例えば本実施形態のように両方を備えて、通常の濾過作業時の原水Ｗの排出には排出管７Ｂを用いる一方、前述した貯水槽１１からの濾過ユニット１の取り出し等の場合にはドレン排出管２Ｃを用いるようにしてもよい。
【００４４】
さらにまた、本実施形態では、前記濾過モジュール３に膜濾過水管３Ａを介して吸引ポンプ３Ｂが接続されており、濾過モジュール３によって原水Ｗから濾過された濾過水はこの吸引ポンプ３Ｂによって強制的に吸引されて排出されるようになされているので、一層確実かつ効率的な濾過を行うことができる。しかしながら、他の方式、例えば重力式やサイフォン式で濾過水を排出するような方法でも、十分な濾過水の吸引が可能ならば問題はない。
【００４５】
また、本実施形態では、濾過モジュール保護手段６が備えられているので、ケーシング２内の原水Ｗを排出した後に再度、貯水槽１１内の原水Ｗを前記流入口２Ａからケーシング２内に流入させた際に、この流入する原水Ｗから濾過モジュール３を保護することが可能になり、このような原水Ｗのケーシング２への再流入時における衝撃によって濾過モジュール３が破損することを抑制することができる。
【００４６】
このような濾過モジュール保護手段６として本実施形態では、前記流入口２Ａからケーシング２内の下方に向けて延びる下降管６Ａを採用し、特に該下降管６Ａの下端６Ｂが濾過モジュール３の下端よりも下方に位置させられているので、ケーシング２内に流入した原水Ｗが直接濾過モジュール３と衝突することを回避して静かにケーシング２内に流し込むことが可能になり、このモジュール３の破損を確実に防止することができる。
なお、濾過モジュール保護手段６は、前記下降管６Ａの下端が少なくとも濾過モジュール３の上端よりも下方に位置させられていればよい。また、この下降管６Ａとしては、一般的なパイプ等の管状部材を流入口２Ａのケーシング２内側開口部から下方に向けて洗浄手段４の下側に開口するように設けてもよいが、本実施形態のように一側部が開放された凹断面形状の条材をケーシング２内壁に接合してケーシング２とともに下降管６Ａが管状に形成されるようにすることにより、ケーシング２内で濾過に供される部分のスペースを大きく確保するとともに、例えば前述のように活性炭を原水Ｗに添加して攪拌したりする際に、前記管状部材を設けた場合に比べてケーシング２内壁との間などに撹拌作用が十分に及ばないデッドスペースが形成されるのを防ぐこともできるという利点が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
貯水槽等に導入された原水を膜モジュール等の濾過モジュールによって濾過する際に、この濾過モジュールの洗浄後に速やかに濾過を再開することにより効率的な濾過を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の濾過ユニットの一実施形態を示す一部破断斜視透視図である。
【図２】図１に示す濾過ユニットの側断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  濾過ユニット
２  ケーシング
２Ａ  流入口
２Ｃ  仕切り板
２Ｄ  第２側壁面
２Ｅ  第１側壁面
２Ｇ  ドレン口
３  濾過モジュール
３Ａ  膜濾過水管
４  洗浄手段（撹拌手段、散気手段）
４Ａ  散気装置
４Ｂ  空気管
６  濾過モジュール保護手段
６Ａ  下降管
７  排出手段
７Ａ  吸引ポンプ
７Ｂ  排出管
７Ｃ  ドレン排出管
１１  貯水槽
Ｗ  原水
Ｈ  原水Ｗの水面部
【図１】
2006122747.tif 000003
【図２】
2006122747.tif 000004