(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製の濾板の表面に有機膜からなる分離膜が備えられ、分離膜は周縁部に沿って濾板に接合されている膜エレメントの製造方法であって、
押圧面に凹凸が形成された加熱板と濾板との間に分離膜を挟んだ状態で、加熱板を濾板に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板とを接合し、膜エレメントの厚み方向における凹凸を有する接合部を形成することを特徴とする膜エレメントの製造方法。
【請求項２】
濾板は、表面の周縁部に、厚み方向に突出した突部を有しており、
加熱板を濾板の突部に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板とを接合することを特徴とする請求項１記載の膜エレメントの製造方法。
【請求項３】
加熱板の凹凸は同一パターンを繰り返して形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の膜エレメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜分離活性汚泥処理に用いられる膜エレメントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、膜分離活性汚泥処理においては、ケース内に、複数の膜エレメントが所定間隔をあけて配列され、これら膜エレメントの下方に散気装置を設けた膜分離装置が使用される。
【０００３】
図９に示すように、膜エレメント１０１は、濾板１０２と、濾板１０２の両面に備えられた分離膜１０３とを有している。分離膜１０３は、周縁部に沿って、例えば熱溶着により濾板１０２に接合されている。分離膜１０３と濾板１０２との接合部１０４（溶着部）は直線からなる四角枠状に形成されている。尚、接合部１０４で囲まれた領域が有効濾過領域１０５であり、この有効濾過領域１０５内において、被処理液が分離膜１０３を透過して透過液が得られる。
【０００４】
これによると、濾過運転時において、散気装置で散気を行うことにより、膜エレメント１０１間を下から上へ流れる気液混相の上向流１０６が発生し、この上向流１０６によって濾板１０２が振動する。そして、この振動により、分離膜１０３が揺れて接合部１０４に応力が繰り返し発生し、接合部１０４が経年劣化し、分離膜１０３が接合部１０４の箇所で剥離又は破断するといった問題がある。また、分離膜１０３が接合部１０４の箇所で剥離又は破断すると、接合部１０４は直線状に形成されているため、接合部１０４の長さ方向に沿って剥離又は破断が拡大されてしまうといった問題がある。
【０００５】
この問題の対策として、図１０に示すように、直線状の接合部１０４，１１０を内外に複数本形成したり、接合部１１０の外側に網目状の補助接合部１１１を形成することが考えられる。これによると、接合部１０４，１１０を多重に設けることで、接合部１０４，１１０の一部が剥離又は破断したとしても、接合部１０４，１１０全体としてのシール性を確保することができるが、接合部１０４，１１０に発生する応力自体を低減させるものではない。尚、このような複数本の接合部１０４，１１０および補助接合部１１１を形成した膜エレメント１０１については例えば下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４９６９０７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記図１０に示した従来形式では、接合部１０４，１１０に発生する応力自体を低減することはできず、また、複数本の接合部１０４，１１０および補助接合部１１１を形成するのに要する接合領域１１２（スペース）が拡大するため、有効濾過領域１０５が縮小されてしまうことがある。
【０００８】
本発明は、分離膜が接合部の箇所で剥離又は破断するのを防止することができる膜エレメントの製造方法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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本第１発明は、合成樹脂製の濾板の表面に有機膜からなる分離膜が備えられ、分離膜は周縁部に沿って濾板に接合されている膜エレメントの製造方法であって、
押圧面に凹凸が形成された加熱板と濾板との間に分離膜を挟んだ状態で、加熱板を濾板に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板とを接合し、膜エレメントの厚み方向における凹凸を有する接合部を形成するものである。
【００１０】
これによると、加熱した加熱板と濾板との間に分離膜を挟んだ状態で、加熱板を濾板に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板とが溶着されて接合され、厚み方向における凹凸を有する接合部が形成される。
接合部がその長さ方向に沿って膜エレメントの厚み方向における凹凸を有するため、接合部が厚み方向において凹凸状に屈曲（又は湾曲）し、凹凸の無い直線状の接合部に比べて、接合部の長さが長くなる。これにより、接合部に発生する応力が分散されることで、接合部の単位長さ当りの応力が低減され、分離膜が接合部の箇所で剥離又は破断するのを防止することができる。
【００１４】
本第２発明における膜エレメントの製造方法は、濾板は、表面の周縁部に、厚み方向に突出した突部を有しており、
加熱板を濾板の突部に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板とを接合するものである。
【００１５】
これによると、加熱した加熱板と濾板との間に分離膜を挟んだ状態で、加熱板を濾板の突部に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板の突部とが溶着されて接合される。この際、加熱板の凹凸に対応して、濾板の突部が凹凸状に溶融するため、加熱板の熱が濾板の突部に集中して伝わり、効率的に濾板の突部を軟化または溶融させることができ、厚み方向における凹凸を有する接合部が形成される。
【００１６】
本第３発明における膜エレメントの製造方法は、加熱板の凹凸は同一パターンを繰り返して形成されているものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によると、接合部がその長さ方向に沿って厚み方向において凹凸状に屈曲（又は湾曲）しているため、凹凸の無い直線状の接合部に比べて、接合部の長さが長くなる。これにより、接合部に発生する応力が分散されることで、接合部の単位長さ当りの応力が低減され、分離膜が接合部の箇所で剥離又は破断するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における膜エレメントを備えた膜分離装置の一部切欠き斜視図である。
【図２】同、膜エレメントの正面図である。
【図３】同、膜エレメントの製造方法を示す一部拡大斜視図であり、（ａ）は分離膜を加熱板で濾板に溶着する前の状態を示し、（ｂ）は分離膜を濾板に溶着した後の状態を示す。
【図４】同、膜エレメントの一部拡大側面図である。
【図５】同、膜エレメントの分離膜と濾板との接合部の凹凸部の形状を示す拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における膜エレメントの分離膜と濾板との接合部の凹凸部の形状を示す拡大図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態における膜エレメントの分離膜と濾板との接合部の凹凸部の形状を示す拡大図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態における膜エレメントの分離膜と濾板との接合部の拡大図であり、（ａ）は接合部を正面から見た図を示し、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図９】従来の膜エレメントの正面図である。
【図１０】別の従来の膜エレメントの一部拡大正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１は膜分離活性汚泥処理に用いられる膜分離装置であり、この膜分離装置１は処理槽（図示省略）内に浸漬されて設置されている。膜分離装置１は、ケース３と、ケース３内に収容された複数の平板状の膜エレメント４と、膜エレメント４の下方に設置された散気装置５とを有している。
【００２０】
ケース３は、上下両端部が開放されており、上部の膜ケース７と、下部の散気ケース８とに分割形成されている。散気装置５は散気ケース８内に設置されている。
図２〜図５に示すように、膜エレメント４は、熱可塑性の合成樹脂（例えばＡＢＳ樹脂等）製の四角平板状の濾板９と、濾板９の両面に設けられた分離膜１０とを有し、膜面同士を対向させた状態で所定間隔をあけて配列されている。分離膜１０は、有機膜であり、周縁部に沿って、熱溶着により濾板９に接合されている。これにより、分離膜１０の周縁部に、四角枠状の接合部１２が形成される。尚、接合部１２で囲まれた領域が有効濾過領域１３である。
【００２１】
濾板９と分離膜１０との間および濾板９の内部には、透過液１４が流れる透過液流路（図示省略）が形成され、透過液流路に連通する透過液取出口１５が濾板９の上端部に設けられている。尚、図１に示すように、透過液取出口１５には透過液取出管路１６が接続され、透過液取出管路１６には透過液１４を吸引する吸引ポンプ（図示省略）が設けられている。
【００２２】
接合部１２は、その長さ方向に沿って、膜エレメント４の厚み方向Ｔにおける複数の凹凸部２０，２１を有している。凹凸部２０，２１は波型形状の同一パターンを繰り返して形成されている。尚、図３〜図５では、形状を把握し易くするために、凹凸部２０，２１を実際のものよりも誇張して示しており、実際には、図５に示すように、凹部２０の底部から凸部２１の頂部までの高さＨは凹凸部２０，２１のピッチＰよりも小さく、上記高さＨが０．３〜１ｍｍ、ピッチＰが１〜３ｍｍの範囲に設定されている。
【００２３】
図３（ａ）には、分離膜１０を接合する前の濾板９が示されており、濾板９は、両面の周縁部にそれぞれ、厚み方向Ｔに突出した突部２３を有している。両突部２３はそれぞれ四角枠状に形成され、突部２３の幅Ｗは一例として３ｍｍに設定されている。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、加熱板２４は、膜エレメント４を製造する際に使用される四角枠状の部材であり、濾板９に対する押圧面２４ａに、膜エレメント４の厚み方向Ｔに対応した凹凸部２５，２６を有している。加熱板２４の凹凸部２５，２６は、接合部１２の凹凸部２０，２１と同様に、波型形状の同一パターンを繰り返して形成されている。
【００２５】
以下に、上記膜エレメント４の製造方法について説明する。
図３（ａ）に示すように、加熱板２４と濾板９との間に分離膜１０を挟み、この状態で、加熱板２４を濾板９の突部２３に対して押圧することにより、分離膜１０の周縁部と濾板９の突部２３とを溶着して接合する。この際、加熱板２４の凹凸部２５，２６に対応して、濾板９の突部２３が凹凸状に溶融するため、図３（ｂ）に示すように、長さ方向に沿って厚み方向Ｔにおける凹凸部２０，２１を有する接合部１２が形成される。その後、加熱板２４を濾板９から離脱させる。
【００２６】
このようにして濾板９の表裏片面に分離膜１０を接合した後、濾板９の表裏を反転させ、同様な方法で、濾板９の反対側の片面に分離膜１０を接合する。
上記のようにして製造された膜エレメント４においては、接合部１２がその長さ方向に沿って厚み方向Ｔにおける凹凸部２０，２１を有するため、接合部１２が厚み方向Ｔにおいて凹凸状に屈曲（又は湾曲）し、従来の凹凸部の無い直線状の接合部に比べて、接合部１２の長さが長くなる。これにより、接合部１２に発生する応力が分散されることで、接合部１２の単位長さ当りの応力が低減され、分離膜１０が接合部１２の箇所で剥離又は破断するのを防止することができる。
【００２７】
上記第１の実施の形態では、熱溶着によって、凹凸部２０，２１を有する接合部１２を形成しているが、超音波溶着によって、凹凸部２０，２１を有する接合部１２を形成してもよく、或いは、予め濾板９に凹凸部２０，２１を形成しておき、レーザー溶着や接着剤等によって分離膜１０を濾板９に接合することで、凹凸部２０，２１を有する接合部１２を形成してもよい。
【００２８】
（他の実施の形態）
上記第１の実施の形態では図５に示すように接合部１２の凹凸部２０，２１を円弧状の波型にしたが、第２の実施の形態では図６に示すように凹凸部２０，２１を三角状の波型にしてもよく、また、第３の実施の形態では図７に示すように凹凸部２０，２１を四角状の波型にしてもよい。或いは上記第１〜第３の実施の形態のような波型ではなく、第４の実施の形態として、図８に示すように、凹部２０を膜エレメント４の厚み方向Ｔから見て円形（又は三角形や四角形等の多角形）の窪みとし、互いに隣り同士の凹部２０間を凸部２１としてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
４      膜エレメント
９      濾板
１０    分離膜
１２    接合部
２０，２１    凹凸部
２３    突部
２４    加熱板
２４ａ  押圧面
２５，２６    凹凸部
Ｔ      厚み方向
【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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