(57)【要約】【課題】本発明は、気泡により中空糸膜に付着した濁質を効率よく除去することができる濾過装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の一態様に係る濾過装置は、上下に引き揃えられる複数本の中空糸膜及び上記複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、上記複数の濾過モジュールを平行かつ等間隔に並列保持する支持体と、上記濾過モジュールの下方から気泡を供給する１又は複数の給気モジュールとを備える濾過装置であって、上記中空糸膜の主成分がポリテトラフルオロエチレンであり、上記濾過モジュールにおける一対の保持部材の平均間隔をＡ、隣接する上記濾過モジュールの上記中空糸膜の保持領域間の平均間隔をＢ、上記一対の保持部材間に露出する上記中空糸膜の湿潤時の平均有効長さをＣとして、（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値が１０以上２０以下である。【選択図】図４
2019188275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に引き揃えられる複数本の中空糸膜及び上記複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、
上記複数の濾過モジュールを平行かつ等間隔に並列保持する支持体と、
上記濾過モジュールの下方から気泡を供給する１又は複数の給気モジュールと
を備える濾過装置であって、
上記中空糸膜の主成分がポリテトラフルオロエチレンであり、
上記濾過モジュールにおける一対の保持部材の上下方向の平均間隔をＡ、隣接する上記濾過モジュールの上記中空糸膜の保持領域間の平均間隔をＢ、上記一対の保持部材間に露出する上記中空糸膜の湿潤時の平均有効長さをＣとして、
（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値が１０以上２０以下である濾過装置。
【請求項２】
上記一対の保持部材間に露出する上記中空糸膜の乾燥時の平均有効長さが上記一対の保持部材の上下方向の平均間隔Ａよりも大きい請求項１に記載の濾過装置。
【請求項３】
上記一対の保持部材の上下方向の平均間隔Ａが２．０ｍ以上４．０ｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の濾過装置。
【請求項４】
上記保持領域間の平均間隔Ｂが１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の濾過装置。
【請求項５】
上記中空糸膜の平均外径が１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば排水処理等では、濾過膜を用いて液体を濾過することがある。このような濾過を行うために、複数本の中空糸膜を一方向に引き揃え、複数本の中空糸膜の両端を一対の保持部材によって保持し、一方又は両方の保持部材に複数本の中空糸膜の内腔に連通する流路が設けられた浸漬式の濾過モジュールが利用されている。このような濾過モジュールは、水槽に貯留される被処理液の中に浸漬され、中空糸膜を透過して中空糸膜の内腔に流入した濾過済液を保持部材の流路を通して吸引して外部に取り出す濾過システムを構成するために用いられる。
【０００３】
特開２０１３−５６３４６号公報には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成される中空糸膜を用いた濾過モジュールが開示されている。上記公報には、上下に引き揃えられる複数本の中空糸膜に下方から気泡を供給し、中空糸膜を揺らすことにより、中空糸膜の外周面に付着する懸濁成分の剥離除去効果を得ることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５６３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記公報に開示されるように、気泡によって中空糸膜を大きく揺らすためには、中空糸膜の長さにある程度余裕があること、つまり中空糸膜に弛みがあることが必要とされる。しかしながら、中空糸膜を大きく弛ませると中空糸膜同士が絡み合って、濁質等による閉塞を却って助長することがある。
【０００６】
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、気泡により中空糸膜に付着した濁質を効率よく除去することができる濾過装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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濾過装置は、上下に引き揃えられる複数本の中空糸膜及び上記複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、上記複数の濾過モジュールを平行かつ等間隔に並列保持する支持体と、上記濾過モジュールの下方から気泡を供給する１又は複数の給気モジュールとを備える濾過装置であって、上記中空糸膜の主成分がポリテトラフルオロエチレンであり、上記濾過モジュールにおける一対の保持部材の平均間隔をＡ、隣接する上記濾過モジュールの上記中空糸膜の保持領域間の平均間隔をＢ、上記一対の保持部材間に露出する上記中空糸膜の湿潤時の平均有効長さをＣとして、（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値が１０以上１８以下である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る濾過装置は、気泡により中空糸膜に付着した濁質を効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の濾過装置を有する濾過システムを示す模式図である。
【図２】図２は、図１の濾過装置で保持されている状態の濾過モジュールと洗浄モジュールとを示す模式的斜視図である。
【図３】図３は、図２の濾過モジュールの模式的水平方向断面図である。
【図４】図４は、図１の濾過装置における濾過モジュールの中空糸膜と保持部材との関係を示す模式図である。
【図５】図５は、図２の濾過モジュールの模式的垂直方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係る濾過装置は、上下に引き揃えられる複数本の中空糸膜及び上記複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、上記複数の濾過モジュールを平行かつ等間隔に並列保持する支持体と、上記濾過モジュールの下方から気泡を供給する１又は複数の給気モジュールとを備える濾過装置であって、上記中空糸膜の主成分がポリテトラフルオロエチレンであり、上記濾過モジュールにおける一対の保持部材の平均間隔をＡ、隣接する上記濾過モジュールの上記中空糸膜の保持領域間の平均間隔をＢ、上記一対の保持部材間に露出する上記中空糸膜の湿潤時の平均有効長さをＣとして、（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値が１０以上２０以下である。
【００１１】
当該濾過装置は、上記（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値を上記範囲内としたことによって、上記給気モジュールから供給される気泡により上記中空糸膜を揺らすことができ、かつ上記中空糸膜同士が絡みにくい。このため、当該濾過装置は、気泡により中空糸膜に付着した濁質を効率よく除去することができる。
【００１２】
当該濾過装置において、上記一対の保持部材間に露出する上記中空糸膜の乾燥時の平均有効長さが上記一対の保持部材の上下方向の平均間隔Ａよりも大きいことが好ましい。このように、上記一対の保持部材間に露出する上記中空糸膜の乾燥時の平均有効長さが上記一対の保持部材の平均間隔よりも大きいことによって、上記濾過モジュールを使用していないときに不必要な張力が作用して上記中空糸膜が損傷することを防止できる。
【００１３】
当該濾過装置において、上記一対の保持部材の上下方向の平均間隔Ａが２．０ｍ以上４．０ｍ以下であることが好ましい。このように、上記一対の保持部材の上下方向の平均間隔Ａが上記範囲内である場合、従来の濾過装置では中空糸膜の絡み合いが発生しやすいため、本発明を適用する有利性が顕著となる。
【００１４】
当該濾過装置において、上記保持領域間の平均間隔Ｂが１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。このように、上記保持領域間の平均間隔Ｂが上記範囲内であることによって、上記中空糸膜が絡み合うことをより確実に防止しながら、容積当たりの上記中空糸膜の本数を大きくして濾過能力を向上することができる。
【００１５】
当該濾過装置において、上記中空糸膜の平均外径が１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であることが好ましい。このように、上記中空糸膜の平均外径が上記範囲内であることによって、容積当たりの上記中空糸膜の本数をより大きくして濾過能力をさらに向上することができる。
【００１６】
ここで、「湿潤時」とは、２週間以上水中に浸漬した状態を意味し、「乾燥時」とは、２週間以上大気中に放置した状態を意味する。
【００１７】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
【００１８】
図１の濾過システムは、濾過すべき被処理液を貯留する濾過槽Ｗと、この濾過槽Ｗの中に配置される本発明の一実施形態に係る濾過装置１とを備える。以下、図１において、上下方向をＺ方向、左右方向をＸ方向、紙面奥行方向をＹ方向として説明する。
【００１９】
［濾過槽］
濾過槽Ｗは、当該濾過装置１が浸漬されるよう、被処理液を貯留する。
【００２０】
濾過槽Ｗの材質としては、例えば樹脂、金属、コンクリート等を用いることができる。
【００２１】
［濾過装置］
当該濾過装置１は、複数の濾過モジュール２と、この複数の濾過モジュール２を平行かつ等間隔に並列保持する支持体３と、濾過モジュール２の下方から気泡Ｇを供給する給気モジュール４と、複数の濾過モジュール２によって被処理液を濾過した処理済液を給気モジュール４から排出する排出機構５とを備える。
【００２２】
〔濾過モジュール〕
濾過モジュール２は、図１及び図２に示すように、上下（Ｚ方向）に引き揃えられる複数本の中空糸膜６と、これらの複数本の中空糸膜６の上端を固定する上側保持部材７と、この上側保持部材７と対をなし、上記複数本の中空糸膜６の下端を固定する下側保持部材８とをそれぞれ有する。
【００２３】
当該濾過装置１において、複数の濾過モジュール２は、上側保持部材７及び下側保持部材８がＹ方向に細長い棒状に形成され、複数本の中空糸膜６が上側保持部材７及び下側保持部材８の長手方向（Ｙ方向）に沿うカーテン状に列設される。つまり、上側保持部材７及び下側保持部材８は、図３に示すように、細長い長方形状の保持領域Ｒ内に複数本の中空糸膜６を整列して保持する。このように中空糸膜６がカーテン状に列設されることによって、気泡Ｇが中空糸膜６のカーテンの厚さ方向（Ｘ方向）にその中心部まで比較的容易に入り込むことができるので、後述する給気モジュール４による濁質除去効果を促進することができる。
【００２４】
図４に示すように、濾過モジュール２における一対の保持部材７，８の上下方向の平均間隔をＡ、隣接する濾過モジュールの中空糸膜６の保持領域Ｒ間の平均間隔をＢ、一対の保持部材７，８間に露出する中空糸膜６の湿潤時の平均有効長さをＣとした場合、（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値の下限としては、１０であり、１２がより好ましい。一方、上記（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値の上限としては、２０であり、１８がより好ましい。上記（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値が上記下限に満たない場合、中空糸膜６の揺れが不十分となることで気泡に濁質除去効果を十分に促進することができないおそれがある。逆に、上記（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値が上記上限を超える場合、中空糸膜６同士が絡みやすくなることで、気泡による濁質除去を阻害するおそれがある。
【００２５】
濾過モジュール２において、一対の保持部材７，８間に露出する中空糸膜６の乾燥時の平均有効長さは、濾過モジュール２を使用していないときに中空糸膜６に不必要な張力が作用して中空糸膜６が損傷することを防止するために、一対の保持部材７，８の上下方向の平均間隔Ａよりも大きいことが好ましい。
【００２６】
濾過モジュール２において、保持部材７，８間の上下方向（Ｚ方向）の平均間隔Ａの下限としては、２．０ｍが好ましく、２．５ｍがより好ましい。一方、保持部材７，８間の上下方向の平均間隔Ａの上限としては、４．０ｍが好ましく、３．５ｍがより好ましい。保持部材７，８間の上下方向の平均間隔Ａが上記下限に満たない場合、従来の濾過装置でも中空糸膜同士の絡み合いが発生しにくいため、本発明を適用することに十分な有利性が認められないおそれがある。逆に、保持部材７，８間の上下方向の平均間隔Ａが上記上限を超える場合、中空糸膜６の有効長さが大きくなることで中空糸膜６が自重等により伸びやすくなるため、本発明によっても中空糸膜６同士の絡み合いを十分に抑制できないおそれがある。
【００２７】
Ｘ方向に隣接する濾過モジュール２の保持領域Ｒ間の平均間隔Ｂの下限としては、１５ｍｍが好ましく、２０ｍｍがより好ましい。一方、上記保持領域Ｒ間の平均間隔Ｂの上限としては、５０ｍｍが好ましく、４０ｍｍがより好ましい。上記保持領域Ｒ間の平均間隔Ｂが上記下限に満たない場合、濾過モジュール２間での中空糸膜６の絡み合いを防止することが困難となるおそれや、気泡に濁質除去効果を十分に促進することができないおそれがある。逆に、上記保持領域Ｒ間の平均間隔Ｂが上記上限を超える場合、当該濾過装置１の容積当たりの膜面積が小さくなることによって当該濾過装置１の処理能力が不十分となるおそれがある。
【００２８】
＜中空糸膜＞
中空糸膜６は、水を透過させる一方、被処理水に含まれる粒子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。
【００２９】
中空糸膜６の主成分は、ＰＴＦＥである。このように、主成分がＰＴＦＥであることによって、中空糸膜６は、耐薬品性、耐熱性、耐候性、及び不燃性等に優れる。なお、中空糸膜６は、ＰＴＦＥ以外に、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。
【００３０】
中空糸膜６は、ＰＴＦＥを延伸により多孔質化したものであることが好ましい。このＰＴＦＥの延伸は、１軸延伸であってもよく、２軸延伸であってもよい。
【００３１】
中空糸膜６の引張強度の下限としては、５０ＭＰａが好ましく、６０ＭＰａがより好ましい。中空糸膜６の引張強度が上記下限に満たない場合、気泡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６の引張破断荷重の上限は一般に１５０Ｎである。なお、引張破断荷重とは、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。
【００３２】
中空糸膜６の平均外径の下限としては、１．５ｍｍが好ましく、２．０ｍｍがより好ましい。一方、中空糸膜６の平均外径の上限としては、４．０ｍｍが好ましく、３．０ｍｍがより好ましい。中空糸膜６の平均外径が上記下限に満たない場合、中空糸膜６の機械的強度が不十分となるおそれや、内腔の断面積が不足して濾過能力が不十分となるおそれがある。逆に、中空糸膜６の平均外径が上記上限を超える場合、中空糸膜６の合計面積が不足することにより濾過能力が不十分となるおそれがある。
【００３３】
中空糸膜６の平均内径の下限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．５ｍｍがより好ましい。一方、中空糸膜６の平均内径の上限としては、３．０ｍｍが好ましく、２．０ｍｍがより好ましい。中空糸膜６の平均内径が上記下限に満たない場合、中空糸膜６内の濾過済液を排出するときの圧損が大きくなるおそれがある。逆に、中空糸膜６の平均内径が上記上限を超える場合、中空糸膜６の機械的強度及び固形物の通過を阻止する能力が不十分となるおそれがある。
【００３４】
中空糸膜６の気孔率の下限としては、７０％が好ましく、７５％がより好ましい。一方、中空糸膜６の気孔率の上限としては、９０％が好ましく、８５％がより好ましい。中空糸膜６の気孔率が上記下限に満たない場合、透水性が不十分となるおそれがある。逆に、中空糸膜６の気孔率が上記上限を超える場合、中空糸膜６の機械的強度及び耐擦過性が不十分となるおそれがある。なお、気孔率とは、中空糸膜６の体積に対する気孔の総体積の割合をいい、ＡＳＴＭ−Ｄ−７９２に準拠して中空糸膜６の密度を測定することで求めることができる。
【００３５】
中空糸膜６は、多孔質チューブ状の基材層とこの基材層の外周面に積層される多孔質の濾過層とを有する構成とすることができる。このように、中空糸膜６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、さらに気泡による濁質除去効果をより効果的にすることができる。
【００３６】
（基材層）
基材層の主成分は、ＰＴＦＥである。このように、主成分がＰＴＦＥであることによって、中空糸膜６は、耐薬品性、耐熱性、耐候性、及び不燃性等に優れる。なお、基材層は、ＰＴＦＥ以外に、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。
【００３７】
基材層は、ＰＴＦＥを延伸により多孔質化したものであることが好ましい。このＰＴＦＥの延伸は、１軸延伸であってもよく、２軸延伸であってもよい。
【００３８】
基材層のＰＴＦＥの数平均分子量の下限としては、５０万が好ましく、２００万がより好ましい。一方、基材層のＰＴＦＥの数平均分子量の上限としては、２０００万が好ましい。基材層のＰＴＦＥの数平均分子量が上記下限に満たない場合、中空糸膜６の表面が損傷しやすくなるおそれや、中空糸膜６の機械的強度が低下するおそれがある。逆に、基材層のＰＴＦＥの数平均分子量が上記上限を超える場合、中空糸膜６の気孔の成形が困難になるおそれがある。
【００３９】
基材層としては、例えばＰＴＦＥを押出成形して得られるチューブを用いることができる。このように基材層として押出成形チューブを用いることで、基材層に機械的強度を持たせることができると共に、容易に多孔質化することができる。
【００４０】
（濾過層）
濾過層は、帯状体をその両縁部が重なり合うよう基材層に螺旋状に巻き付けて形成することができる。
【００４１】
濾過層における帯状体同士の重複面積率の下限としては、２０％が好ましく、２５％がより好ましい。一方、濾過層における帯状体同士の重複面積率の上限としては、４０％が好ましく、３５％がより好ましい。濾過層における帯状体同士の重複面積率が上記下限に満たない場合、帯状体間に隙間が形成されないように巻き付けることが難しくなり、中空糸膜６の生産効率が不十分となるおそれがある。逆に、濾過層における帯状体同士の重複面積率が上記上限を超える場合、中空糸膜６の濾過能力（流束）が不必要に低下するおそれがある。
【００４２】
濾過層の材質としては、基材層の材質と同様とすることができる。また、濾過層は、ＰＴＦＥを延伸により多孔質化したものであることが好ましく、均一な気孔を形成するために多軸に延伸されたものであることがより好ましい。
【００４３】
濾過層の平均厚さの下限としては、１μｍが好ましく、２μｍがより好ましい。一方、濾過層の平均厚さの上限としては、１００μ以下が好ましく、８０μｍがより好ましい。濾過層の平均厚さが上記下限に満たない場合、中空糸膜６の固形物の通過を阻止する能力が不十分となるおそれがある。逆に、濾過層の平均厚さが上記上限を超える場合、中空糸膜６を透過する液体の流束が不十分となるおそれがある。
【００４４】
中空糸膜６の空孔の平均径の下限としては、０．０１μｍが好ましい。一方、中空糸膜６の空孔の平均径の上限としては、０．４５μｍが好ましく、０．１μｍがより好ましい。中空糸膜６の空孔の平均径が上記下限に満たない場合、透水性が低下するおそれがある。逆に、中空糸膜６の空孔の平均径が上記上限を超える場合、被処理水に含まれる不純物の中空糸膜６内部への透過を阻止できないおそれがある。なお、空孔の平均径とは、中空糸膜６の外周面（濾過層表面）の空孔の平均径を意味し、細孔直径分布測定装置（例えばＰｏｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社の「多孔質材料自動細孔径分布測定システム」）により測定することができる。
【００４５】
中空糸膜６は、上述のように、両端部が上側保持部材７及び下側保持部材８の長方形状の保持領域Ｒ内に長辺方向及び短辺方向に行列状に配列される。
【００４６】
この保持領域Ｒの長辺方向の平均長さＬａの短辺方向の平均長さＬｂに対する比（Ｌａ／Ｌｂ）の下限としては、１０が好ましく、２０がより好ましい。一方、保持領域Ｒの長辺方向の平均長さＬａの短辺方向の平均長さＬｂに対する比の上限としては、５０が好ましく、４０がより好ましい。長辺方向の平均長さＬａの短辺方向の平均長さＬｂに対する比が上記下限に満たない場合、短辺方向の長さが大きくなり過ぎて中空糸膜６の束の中心部まで気泡を供給できないおそれや、保持領域Ｒの面積が小さくなり十分な濾過面積を得られない場合がある。逆に、保持領域Ｒの長辺方向の平均長さＬａの短辺方向の平均長さＬｂに対する比が上記上限を超える場合、濾過モジュール２が上記長辺方向に過度に長くなり、濾過モジュール２の取り扱いが容易でなくなるおそれがある。
【００４７】
中空糸膜６の上記長辺方向の平均ピッチ（中心距離）の上記短辺方向の平均ピッチに対する比の下限としては、１．２が好ましく、１．５がより好ましい。一方、中空糸膜６の上記長辺方向の平均ピッチの上記短辺方向の平均ピッチに対する比の上限としては、２．５が好ましく、２がより好ましい。中空糸膜６の上記長辺方向の平均ピッチの上記短辺方向の平均ピッチに対する比が上記下限に満たない場合、中空糸膜６間の隙間に、保持領域Ｒの短辺方向に十分に気泡を導入できないおそれがある。逆に、中空糸膜６の上記長辺方向の平均ピッチの上記短辺方向の平均ピッチに対する比が上記上限を超える場合、上記長辺方向の中空糸膜６の密度が小さくなり、濾過能力が不十分となるおそれがある。
【００４８】
保持領域Ｒにおける中空糸膜６の断面占有率（中空糸膜６の内腔の面積も含む占有率）の下限としては、３０％が好ましく、３２％がより好ましい。一方、保持領域Ｒにおける中空糸膜６の断面占有率の上限としては、４０％が好ましく、３８％がより好ましい。中空糸膜６の断面占有率が上記下限に満たない場合、単位面積あたりの中空糸膜６の本数が少なくなり、十分な濾過効率が得られないおそれがある。逆に、中空糸膜６の断面占有率が上記上限を超える場合、中空糸膜６間の隙間が過度に小さくなり、保持領域Ｒの内側の中空糸膜６に気泡を供給して中空糸膜６への濁質の付着を抑制することができないおそれがある。
【００４９】
保持領域Ｒにおいて短辺方向に配列される中空糸膜６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、短辺方向に配列される中空糸膜６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。短辺方向に配列される中空糸膜６の本数が上記下限に満たない場合、配設面積当たりの濾過面積を十分確保できないおそれがある。逆に、短辺方向に配列される中空糸膜６の本数が上記上限を超える場合、中空糸膜６の束の短辺方向中央部まで気泡を供給することが困難となり、十分な洗浄効果が得られないおそれがある。
【００５０】
中空糸膜６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６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、１．５が好ましく、１．４がより好ましい。中空糸膜６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場合、中空糸膜６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製造が困難となるおそれがある。逆に、中空糸膜６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場合、上記長辺方向の中空糸膜６の密度が小さくなることによって濾過能力が不十分となるおそれがある。
【００５１】
上記複数本の中空糸膜６は、上側保持部材７及び下側保持部材８の長手方向（Ｙ方向）に沿って複数の束に分割して配設されてもよい。つまり、上側保持部材７及び下側保持部材８は、長手方向に複数本の中空糸膜６が密に配設される複数の領域を間隔を空けて有してもよい。このように、中空糸膜６を複数の束に分割し、束の間に間隙を設けることによって、中空糸膜６の束が上側保持部材７及び下側保持部材８の長手方向に振動することができるので、この振動によって中空糸膜６の表面に付着した濁質を効率よく振り落とすことができる。また、中空糸膜６の束の間に間隙が存在することによって、気泡Ｇが上側保持部材７及び下側保持部材８の長手方向に中空糸膜６の束の内部に比較的容易に入り込むことができるので、後述する給気モジュール４から供給される気泡による濁質除去効果をさらに促進することができる。
【００５２】
＜上側保持部材＞
上側保持部材７は、複数本の中空糸膜６の上端部を保持する部材であり、複数本の中空糸膜６の内腔と連通し、濾過済水を収集する内部流路を有する。この内部流路には排出機構５の配管が接続され、複数本の中空糸膜６の内部に浸透した濾過済水を排出する。
【００５３】
上側保持部材７は、水平方向（中空糸膜６の引き揃え方向に垂直な方向）に細長く、略一定の幅を有する形状とされる。上側保持部材７の断面形状としては、特に限定されず、例えば多角形状、円形状等とすることができるが、成形及び複数本の中空糸膜６の固定が容易な方形状が好適に採用される。また、上側保持部材７は、支持体３によって支持することを容易にするための係合構造を有してもよい。
【００５４】
具体例として、上側保持部材７は、図５に示すように、下方が開放され、下側から複数本の中空糸膜６の上端部分が挿入される中空ケーシング７ａを有する構成とすることができる。
【００５５】
この例において、上側保持部材７は、中空ケーシング７ａの側壁内面と中空糸膜６の外周面との間に、上記排出部を形成する内部空間を残すように樹脂組成物７ｂが充填されている。より詳しくは、複数本の中空糸膜６の上端部分を予め樹脂組成物７ｂによって接着した束が中空ケーシング７ａに挿入され、樹脂組成物７ｂの間及び樹脂組成物７ｂと中空ケーシング７ａの内壁との間へのさらなる樹脂組成物７ｂの充填により、中空糸膜６が中空ケーシング７ａに対して固定されている。
【００５６】
中空ケーシング７ａには、内部空間に連通し、排出機構に接続される排出ノズル７ｃが設けられている。
【００５７】
中空ケーシング７ａの材質としては、例えばＰＴＦＥ、塩化ビニル、ポリエチレン、ＡＢＳ樹脂等を主成分とする樹脂組成物が挙げられる。
【００５８】
樹脂組成物７ｂとしては、中空糸膜６及び中空ケーシング７ａに対して高い接着性を有し、中空ケーシング７ａ内で硬化できるものであればよいが、中空糸膜６の主成分であるＰＴＦＥに対して高い接着性を有し、中空糸膜６の脱落を確実に防止できるエポキシ樹脂及びウレタン樹脂が好ましい。中空ケーシング７ａに樹脂組成物７ｂを充填することにより、中空糸膜６と中空ケーシング７ａの側壁との間の空間を気密に封止することができる。その結果、上側保持部材７内の排出部と中空糸膜６の外側とを確実に区分することができ、濾過された濾過済水に濾過されていない被処理水が混入することを防止できる。
【００５９】
＜下側保持部材＞
下側保持部材８は、複数本の中空糸膜６の下端部を保持する部材である。下側保持部材８は、上側保持部材７と同様の構成としてもよく、中空糸膜６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。この下側保持部材８の構造、平均幅、平均長さ及び材質等は、上側保持部材７と同様とすることができる。
【００６０】
また、下側保持部材８は、１本の中空糸膜６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、上側保持部材７は、中空糸膜６の両端を保持する。
【００６１】
〔支持体〕
支持体３は、上述のように、複数の濾過モジュール２の上側保持部材７及び下側保持部材８を保持することにより、複数の濾過モジュール２を濾過槽Ｗに貯留される被処理液中に浸漬状態に配設する。
【００６２】
この支持体３は、濾過モジュール２を保持した状態で濾過槽Ｗから取り出せるよう構成されることが好ましい。また、支持体３は、後述する給気モジュール４を濾過モジュール２の下方に保持するよう構成されることが好ましい。
【００６３】
〔給気モジュール〕
給気モジュール４は、平面視で濾過モジュール２の間に配置され、気泡Ｇを形成する気体を供給する複数の給気管９を有する。この複数の給気管９は、気泡Ｇを吐出する複数の気泡吐出口９ａを有する。給気管９の気泡吐出口９ａの径としては、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。給気モジュール４は、下側保持部材８の隙間から気泡Ｇを中空糸膜６に供給し、中空糸膜６を揺らすことで中空糸膜６に付着している濁質を除去する。
【００６４】
なお、給気モジュール４から供給する気泡Ｇを形成する気体としては不活性のものであれば特に限定されないが、ランニングコストの観点から空気を用いることが好ましい。
【００６５】
〔排出機構〕
排出機構５は、複数の濾過モジュール２の排出ノズル７ｃに接続され、中空糸膜６によって被処理液を濾過した処理済液を集める集水配管１０と、この集水配管１０から処理済液を吸引する吸引ポンプ１１とを備える。
【００６６】
［利点］
当該濾過装置１は、（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値を上記範囲内としたことによって、給気モジュール４から供給される気泡により濾過モジュール２の中空糸膜６を揺らすことができ、かつ中空糸膜６同士が絡みにくい。このため、当該濾過装置１は、気泡により中空糸膜６に付着した濁質を効率よく除去することができる。
【００６７】
［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。
【００６８】
当該濾過装置において、給気モジュールの構成は限定されず、例えば多孔板から気体を流出させる装置、ディフューザーやスパージャーなどから気体を噴射する装置、間欠的に気泡を噴射する装置、水流に気泡を混合して噴射するバブリングジェットノズル等を用いてもよい。
【００６９】
当該濾過装置は、排出機構を有しないものであってもよい。例として、当該濾過装置は、外部の吸引装置により濾過済液が吸引されるものや、水槽内を加圧可能に構成し、外圧によって液が中空糸膜を透過して装置の外部に流出するものとしてもよい。
【実施例】
【００７０】
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。
【００７１】
＜試作例１＞
外径２．３ｍｍ、内径１．１ｍｍ、膜厚０．６ｍｍ、気孔率８０％のＰＴＦＥ製中空糸膜を用意し、一対の保持部材により複数本の中空糸膜の両端を湿潤時の平均有効長さ（Ｃ）が３１００ｍｍとなるよう固定し、支持部材によって一対の保持部材をその間隔（Ａ）が３０６０ｍｍとなるよう接続することにより、濾過モジュールの試作例１を複数試作した。
【００７２】
＜試作例２＞
複数本の中空糸膜の湿潤時の平均有効長さ（Ｃ）を３１４０ｍｍとした点を除いて、試作例１と同様に濾過モジュールの試作例２を複数試作した。
【００７３】
＜試作例３＞
複数本の中空糸膜の湿潤時の平均有効長さ（Ｃ）を３２００ｍｍとした点を除いて、試作例１と同様に濾過モジュールの試作例３を複数試作した。
【００７４】
＜試作例４＞
複数本の中空糸膜の湿潤時の平均有効長さ（Ｃ）を３２３０ｍｍとした点を除いて、試作例１と同様に濾過モジュールの試作例４を複数試作した。
【００７５】
＜試作例５＞
複数本の中空糸膜の湿潤時の平均有効長さ（Ｃ）を３２６０ｍｍとした点を除いて、試作例１と同様に濾過モジュールの試作例５を複数試作した。
【００７６】
＜試作例６＞
複数本の中空糸膜の湿潤時の平均有効長さ（Ｃ）を２１４０ｍｍとし、一対の保持部材の間隔（Ａ）が２０４０ｍｍとした点を除いて、試作例１と同様に濾過モジュールの試作例６を複数試作した。
【００７７】
＜試作例７＞
複数本の中空糸膜の湿潤時の平均有効長さ（Ｃ）を２２２０ｍｍとした点を除いて、試作例６と同様に濾過モジュールの試作例７を複数試作した。
【００７８】
＜試作例８＞
複数本の中空糸膜の湿潤時の平均有効長さ（Ｃ）を２３００ｍｍとした点を除いて、試作例６と同様に濾過モジュールの試作例８を複数試作した。
【００７９】
＜試験＞
濾過モジュールの試作例１〜７を、それぞれ中空糸膜の保持領域間の間隔（Ｂ）が２５ｍｍとなるよう支持体で保持して濾過装置に組み込んで、水を貯留する水槽に浸漬し、下方から気泡を供給しつつ４週間続けて水を濾過する試運転を行った後、中空糸膜同士の絡みが発生しているか否かを確認した。この結果、試作例４，５，８に中空糸膜同士の絡みが発生していた。
【００８０】
さらに試運転後の濾過モジュールを４週間大気中で乾燥させて、中空糸膜の状態を確認した。この結果、試作例１のみに中空糸膜の断裂が確認された。
【００８１】
次の表１に、濾過モジュールの試作例１〜７の試作条件と、（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値とを示す。
【００８２】
【表１】
2019188275.tif 000003
【００８３】
この結果、（Ｃ２−Ａ２）０．５／２Ｂの値を適正化することにより、中空糸膜の絡み合いを防止して気泡による濁質の除去を促進しつつ、乾燥時の中空糸膜の損傷を防止できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明の濾過モジュールは、中空糸膜の濁質除去の効率を向上することができ、固液分離処理装置として種々の分野で好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  濾過装置
２  濾過モジュール
３  支持体
４  給気モジュール
５  排出機構
６  中空糸膜
７  上側保持部材
７ａ  中空ケーシング
７ｂ  樹脂組成物
７ｃ  排出ノズル
８  下側保持部材
９  給気管
９ａ  気泡吐出口
１０  集水配管
１１  吸引ポンプ
Ａ  保持部材の上下方向の間隔
Ｂ  保持領域間の間隔
Ｃ  中空糸膜の湿潤時の有効長さ
Ｇ  気泡
Ｌａ  保持領域の長辺方向の長さ
Ｌｂ  保持領域の短辺方向の長さ
Ｒ  保持領域
Ｗ  濾過槽
【図１】
2019188275.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
2019188275.tif 000007
【図５】
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