(57)【要約】【課題】使用する材料の抑制を図り、かつ平膜エレメントの強度を高めて温度条件の変化が生じても製品の反り、ヒケ、捻れなどが発生しないようにした精度の高い平膜エレメントを提供すること。【解決手段】外側面に濾過膜４を配設し、汚水を濾過により固液分離をするようにした枠状の平膜エレメント本体１と、この平膜エレメント本体１の側端部に配設した集水接続部３とより形成し、かつ平膜エレメント本体１内に格子形状のリブ２を、また集水接続部３内に平膜エレメントの接続方向に沿うように濾過液流路３１を、それぞれ形成し、平膜エレメント本体１内と集水接続部３の濾過液流路３１とを導通するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側面に濾過膜を配設し、汚水を濾過により固液分離をするようにした枠状の平膜エレメント本体と、この平膜エレメント本体の側端部に配設した集水接続部とより形成し、かつ平膜エレメント本体内に格子形状のリブを、また集水接続部内に平膜エレメントの接続方向に沿うように濾過液流路を、それぞれ形成し、平膜エレメント本体内と集水接続部の濾過液流路とを導通するように構成したことを特徴とする平膜エレメント。
【請求項２】
集水接続部を、その接続方向の幅を、平膜エレメント本体のその接続方向の幅よりも大とし、複数の平膜エレメントの接続時において隣接する平膜エレメント間に固液分離を行う汚水の通水路を形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の平膜エレメント。
【請求項３】
平膜エレメント本体内に一体に形成する格子形状のリブを、横方向のリブ幅を縦方向のリブ幅よりも大とし、かつ平膜エレメント本体の幅よりも小となるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の平膜エレメント。
【請求項４】
横方向のリブにて仕切られる平膜エレメント本体内の室と濾過液流路とが導通するように濾過液流出路を穿設したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の平膜エレメント。
【請求項５】
平膜エレメント本体に、該平膜エレメント本体内中央部にその内部を左右に分けるようにして中央リブを配設し、平膜エレメント本体内に吸引濾過した濾過液を左右の集水接続部内へ導くようにしたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の平膜エレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平膜エレメントに関し、特に、有機性汚水を活性処理する生物反応槽内に浸漬配置する膜分離装置を構成する平膜エレメントであって、反り、ヒケ、捻れなどが生じないよう内部に格子状のリブを合成樹脂にて一体に成形した平膜エレメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水、産業排水、生活排水等の有機性汚水を処理する方法として、特許文献１に開示されたように、膜分離装置を用いた活性処理法が提案されている。この膜分離装置を用いた活性処理においては、汚水を活性処理する生物反応槽内に膜分離装置を浸漬配置し、この下方位置に配設した散気装置にて曝気攪拌して汚水を活性処理するものである。
この膜分離装置は、所定の本体ケーシング内に複数枚の有機平膜型の平膜エレメントを所定間隔で平行に配列し、かつ膜面を上下方向に沿わせるように配置して膜モジュールを構成し、平膜エレメント内に発生させる負圧（膜間差圧）を利用して汚水を吸引することで平膜エレメントの濾過膜を介して濾過し、固液分離を図り、その濾過水を処理水として取り出すように構成している。そして、生物反応槽内で、かつ膜分離装置の下方位置に配設した散気装置より曝気用空気を気泡状にして吐出し、槽内汚水に循環水流を発生させて槽内を攪拌し、かつ平膜エレメントの膜面の洗浄を行うようにしている。
【０００３】
ところで、平膜エレメントとしては、特許文献１に示すように、合成樹脂からなる剛性を有する膜支持骨材を複数本配列し、その一端をこれらの膜支持骨材と交わる方向の別の膜支持骨材で連結することにより剛性を有する枠体形の膜支持体を構成し、この膜支持体の両側の表面を覆うように濾過膜を被覆して構成するようにしている。
また、濾過水を集水するための溝を複数形成するようにして合成樹脂をもって平膜エレメントの支持板を成型し、この支持板の両側の表面を覆うように濾過膜を貼着などにて被覆して構成した平膜エレメントが提案されている。
【０００４】
このため、この膜支持骨材を組み合わせて構成した膜支持体に濾過膜を被覆する方法は、その構造を複雑とし、製品単価が高くなるという問題があった。
また、合成樹脂をもって平膜エレメントの支持板を一体に成型し、これに濾過膜を被覆する場合、この合成樹脂の肉厚は、薄くすると強度が不足し、また３．０ｍｍ以上と厚くすると製品に反り、ヒケ、捻れなどが発生して精度の高い製品とすることができないので、合成樹脂の肉厚を、０．８〜３．０ｍｍで設定しているが、温度条件の変化により支持板が膨張或いは収縮を起こし、製品としての平膜エレメントを組み合わせるとき、精度良く組み立てられないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４１８４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の平膜エレメントの有する問題点に鑑み、使用する材料の抑制を図り、かつ平膜エレメントの強度を高めて温度条件の変化が生じても製品の反り、ヒケ、捻れなどが発生しないようにした精度の高い平膜エレメン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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の平膜エレメントは、外側面に濾過膜を配設し、汚水を濾過により固液分離をするようにした枠状の平膜エレメント本体と、この平膜エレメント本体の側端部に配設した集水接続部とより形成し、かつ平膜エレメント本体内に格子形状のリブを、また集水接続部内に平膜エレメントの接続方向に沿うように濾過液流路を、それぞれ形成し、平膜エレメント本体内と集水接続部の濾過液流路とを導通するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
この場合において、集水接続部を、その接続方向の幅を、平膜エレメント本体のその接続方向の幅よりも大とし、複数の平膜エレメントの接続時において隣接する平膜エレメント間に固液分離を行う汚水の通水路を形成するようにすることができる。
【０００９】
また、平膜エレメント本体内に一体に形成する格子形状のリブを、横方向のリブ幅を縦方向のリブ幅よりも大とし、かつ平膜エレメント本体の幅よりも小となるようにすることができる。
【００１０】
また、横方向のリブにて仕切られる平膜エレメント本体内室と濾過液流路とが導通するように濾過液流出路を穿設することができる。
【００１１】
また、平膜エレメント本体に、該平膜エレメント本体内中央部にその内部を左右に分けるようにして中央リブを配設し、平膜エレメント本体内に吸引濾過した濾過液を左右の集水接続部内へ導くようにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の平膜エレメントによれば、外側面に濾過膜を配設し、汚水を濾過により固液分離をするようにした枠状の平膜エレメント本体と、この平膜エレメント本体の側端部に配設した集水接続部とより形成し、かつ平膜エレメント本体内に格子形状のリブを、また集水接続部内に平膜エレメントの接続方向に沿うように濾過液流路を、それぞれ形成し、平膜エレメント本体内と集水接続部の濾過液流路とを導通するように構成することにより、強度を損なうことなく使用材料を低減し、軽量化が図ることができるとともに、金型による成形が可能となり、安価に提供することができる。
【００１３】
また、集水接続部を、その接続方向の幅を、平膜エレメント本体のその接続方向の幅よりも大とし、複数の平膜エレメントの接続時において隣接する平膜エレメント間に固液分離を行う汚水の通水路を形成するようにすることにより、複数の平膜エレメントを隣接接合するだけで、隣接する平膜エレメント間に下方に設置する散気装置からの気泡及び水流が円滑に上昇する通水路を形成することができ、平膜エレメントの組立が簡易に、迅速に行うことができる。
【００１４】
また、平膜エレメント本体内に一体に形成する格子形状のリブを、横方向のリブ幅を縦方向のリブ幅よりも大とし、かつ平膜エレメント本体の幅よりも小となるようにすることにより、これらのリブにより平膜エレメント本体の反り、捻れ等に対する強度が向上するとともに、平膜エレメント本体内での通水路が確実に確保することができる。
【００１５】
また、横方向のリブにて仕切られる平膜エレメント本体内の室と濾過液流路とが導通するように濾過液流出路を穿設することにより、平膜エレメント本体内に吸引された固液分離濾過液を円滑に平膜エレメント端部の集水接続部内へ導き、濾過水の排水を円滑に行うことができる。
【００１６】
また、平膜エレメント本体に、該平膜エレメント本体内中央部にその内部を左右に分けるようにして中央リブを配設し、平膜エレメント本体内に吸引濾過した濾過液を左右の集水接続部内へ導くようにすることにより、平膜エレメント本体内に吸引された固液分離濾過液を両端の集水接続部内へ圧力損失を受けることなく導き、濾過水の排水を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の平膜エレメントの一実施例を示し、濾過膜の一部を破断した正面図である。
【図２】同側面図である。
【図３】同平面図である。
【図４】同平膜エレメントの一部を拡大した平面横断面図である。
【図５】同平膜エレメントの一部を拡大した斜視説明図である。
【図６】同平膜エレメントを組み立てた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の平膜エレメントの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図６に、本発明の平膜エレメントの一実施例を示す。
この平膜エレメントＥは、合成樹脂、特に限定されるものではないが、例えば、ＡＢＳ樹脂を用いて平膜エレメント本体１の両側端部に隣接合可能とした集水接続部３、３を一体に形成し、この平膜エレメント本体１の外側面に濾過膜４を貼着その他の方法で配設して構成するようにしている。
【００２０】
平膜エレメント本体１は、構成する平膜エレメントの大きさに適合するようにした矩形の枠状をしており、この内部に格子形状のリブ２を平膜エレメント本体１と一体に形成し、これにより所定の強度を保持しつつ、平膜エレメント成型時の使用合成樹脂量の低減を図るようにする。
なお、濾過膜４は平膜エレメント本体１の矩形の枠面部に貼着その他の方法で一体に配設するもので、この濾過膜４の材質、その他は処理すべき汚水の状態などに適用したものを選定使用するものとする。
格子状のリブ２は、矩形の枠状の平膜エレメント本体１の内側面にリブ端部が接続され一体に構成されるようにし、かつリブ間に所定間隔をあけて任意の本数（図１に示す実施例では１１本）を定間隔に水平方向に配置した横リブ２１と、平膜エレメント本体内を縦方向に配設し、平膜エレメント本体１或いは横リブ２１と接続されるようにした縦リブ２２の複数本とより構成される。
【００２１】
この場合、平膜エレメントＥの接続方向において、図４〜図５に示すように、平膜エレメント本体１及び格子形状のリブ２の横リブ２１及び縦リブ２２の各幅を異なるように、例えば、平膜エレメント本体１の幅Ｗ１を大となるようにし、次いで横リブ２１の幅Ｗ２をこの平膜エレメント本体の幅Ｗ１よりも少し小となるようにし、さらに縦リブ２２の幅Ｗ３をこの横リブの幅Ｗ２よりも少し小となるようにする。この各幅の差は、特に限定されるものではないが、平膜エレメント本体１内に吸引された濾過水が、該平膜エレメント本体１内を集水部側に向かって円滑に流れるようにして定める。
【００２２】
このように平膜エレメント本体１、格子形状のリブ２の横リブ２１及び縦リブ２２の各幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を異なるようにして一体に成形することにより、平膜エレメントが温度条件の変化により膨張或いは収縮しても平膜エレメント本体１に反りやヒケ、捻れが生じることなく精度を保持するようにすることができるとともに、外側面に配設した濾過膜面より汚水が濾過により平膜エレメント本体１内に吸引された濾過液は格子形状のリブ２内を経て平膜エレメント側端部に配置した集水接続部３に向かって円滑に流れることができる。
【００２３】
また、この場合、図１に示すように、平膜エレメント本体内中央部に、中央リブ２３を配することができる。この中央リブ２３は、平膜エレメントＥの接続方向において平膜エレメント本体１の幅Ｗ１と同じ幅Ｗ１を有するもので、これにより平膜エレメント本体内を中央リブ２３にて左右の２室に分けられるようになる。
なお、この中央リブ２３を配設する場合でも、平膜エレメント本体内にはそれぞれ横リブ２１、縦リブ２２にて格子状のリブ２を形成するようにする。
これにより、濾過膜面より汚水が濾過され平膜エレメント本体内に吸引された濾過液は、中央リブ２３より左右に分かれて両側端部の集水接続部３、３に向かって円滑に流れるようにすることができる。
なお、本実施例においては、濾過された汚水が中央リブ２３より左右に分かれて両側端部の集水接続部３、３に流れるようにしたが、中央リブ２３を省略したり、中央リブ２３を省略するとともに、一方の集水接続部３を省略するようにすることもできる。
【００２４】
また、平膜エレメント本体１の側端部に形成した集水接続部３の接続方向の幅Ｗは、平膜エレメント本体の幅Ｗ１よりも大となるようにし、かつその幅の差、即ち段差（Ｗ−Ｗ１）を図４に示すように、平膜エレメントＥの表裏両面部においてそれぞれ等しく形成されるようにし、この段差が平膜エレメントを隣接配置したとき、固液分離する汚水の流水路となるようにする。
また、この集水接続部３は、その内部に平膜エレメントＥの接続方向に沿うようにして濾過液流路３１を形成する。この濾過液流路３１は集水接続部３の内部を空洞とすることで形成することができ、これにより形成する使用合成樹脂量を抑制し、製品の軽量化することができる。
なお、この集水接続部３の両端面３ａ、３ａは、互いに隣接配置する平膜エレメントＥ、Ｅの集水接続部３、３が互いに直接或いは接着剤を介して漏水しないよう面接合できるように平坦面とする。
【００２５】
上述の如く構成する平膜エレメントＥを組み立てる場合、図６に示すように、複数枚の平膜エレメントＥ、Ｅ・・・をその端部の集水接続部３、３を互いに対峙するように配設する。この場合、対峙する集水接続部３の両端面３ａ、３ａ間に接着剤を塗布して一体とすることができる。
このように隣接配置する平膜エレメントＥの最も外側にあたる部分には、平膜エレメントＥと同じ大きさで端部に集水接続部と同じように形成した端板５を沿わせて外側の平膜エレメントと接着して隣接する平膜エレメントＥと一体とするとともに、この端板５に濾過液の排出孔５ｈを穿設し、平膜エレメントＥの集水接続部内の濾過液流路３１を流れてきた濾過水を該排出孔５ｈより外部へ導き出すようにする。
【００２６】
このように、平膜エレメントＥを互いの集水接続部面間を接合するとき、集水接続部面と平膜エレメント本体面とに形成される段差部分が隣接する平膜エレメントＥ、Ｅ間に隙間Ｃとなって生じる。この隙間Ｃが固液分離を行う汚水の流路、特に限定されるものではないが、上昇流の流通路となり、この流通路内を上昇するとき、各平膜エレメント内にて生じている負圧にて平膜エレメントＥの濾過膜４より液体のみを吸引され、固液分離が行われるものである。
【００２７】
なお、この場合、平膜エレメント本体内には格子形状のリブ２が平膜エレメント本体１と一体に形成されているので、平膜エレメントＥの強度が保持されるとともに、温度変化が生じても平膜エレメントＥに反り、ヒケ、捻れ等が生じることなく、隣接する平膜エレメントＥ、Ｅ間に所定の隙間Ｃが確保され、安定した汚水の濾過が行われる。
【００２８】
また、濾過膜４の膜面全体より平膜エレメント本体内に吸引、濾過された濾過水は、平膜エレメント本体１、横リブ２１、縦リブ２２の平膜エレメント接続方向の各幅をそれぞれ異なるようにして濾過水の流路を確保しているので、円滑に集水接続部３に向かって移動し、平膜エレメント本体側面及び集水接続部壁に穿設した濾過液流出路２ｈより集水接続部３内に導くことができる。
【００２９】
以上、本発明の平膜エレメントについて、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の平膜エレメントは、格子形状のリブを平膜エレメント本体内に合成樹脂にて一体に成形することで平膜エレメントに温度条件の変化などによっても反り、ヒケ、捻れなどが生じないという特性を有していることから、膜分離装置の用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３１】
Ｅ    平膜エレメント
１    平膜エレメント本体
２    格子形状のリブ
２ｈ  濾過液流出路
２１  横リブ
２２  縦リブ
２３  中央リブ
３    集水接続部
３１  濾過液流路
４    濾過膜
５    端板
５ｈ  排出孔
Ｗ    集水接続部の接続方向の幅
Ｗ１  平膜エレメント本体の幅
Ｗ２  横リブの幅
Ｗ３  縦リブの幅
Ｃ    流通路となる隙間
【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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