(57)【要約】【課題】振動による力が加わる用途に適した膜エレメントを得、これを用いた膜ユニットの保守工数の増大を抑制する。【解決手段】微孔を有する平膜１２が、上縁部１１ａと下縁部１１ｂに、保持体を装着するための保持部１３ａ、１３ｂを有し、一部に、濾液を取り出す集水口１４を有する支持フレーム１１の両側に展着され、前記平膜１２の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにした膜エレメント１０、およびこの膜エレメント１０の複数枚（１０１、１０２、１０３、１０４）が、少なくとも上縁部の保持部に装着した保持体を介して積層した膜ユニット２０である。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の微孔を有する、有機高分子材料からなる平膜が、上縁部と下縁部に、保持体を装着するための保持部を有するとともに、一部に、濾液を取り出す集水口を有する支持フレームの両側に展着され、前記平膜の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにしたことを特徴とする膜エレメント。
【請求項２】
多数の微孔を有する、有機高分子材料からなる平膜が、上縁部と下縁部に、保持体を装着するための保持部を有するとともに、一部に、濾液を取り出す集水口を有する支持フレームの両側に展着され、前記平膜の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにした、複数枚の膜エレメントを、少なくとも上縁部の保持部に装着した保持体を介在させて積層したことを特徴とする膜ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜エレメントおよびこれを用いた膜ユニットに関するもので、さらに詳しく言えば、水処理施設等の濾過装置に使用でき、該装置のメンテナンスの工数低減に寄与できる膜エレメントおよびこれを用いた膜ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平７−１３２２１４号公報（図３、図４）
【０００３】
前記特許文献１によれば、その図３、図４に平膜を用いた膜エレメントの一例が開示されている。この図３、図４に開示されたものは、その図２のように、塩化ビニル等からなる矩形平板状の膜支持板１に、透過液吸引管２に連通する透過液流路３を形成するとともに、その表面を覆って、不織布などの表面に有機濾過膜を形成した濾過膜４を配置し、濾過膜４の周縁部において膜支持板１に融着または接着固定したものである。また、濾過膜４と膜支持板１との間にネットやフェルトなどのスペーサ５を介装し、このスペーサ５によって濾過膜４と膜支持板１との間に透過液流路となる間隙を形成している。そして、運転時には、濾過膜４の周縁部において膜支持板１に融着または接着固定した吸引管２を通して透過液流路３に吸引負圧を与えることによって被処理液を濾過している。
【０００４】
上記した膜エレメントは、それを複数枚、被処理液が貯留された被処理液槽に浸漬して、上述したような吸引負圧を与えて被処理液を濾過するとともに、被処理液槽内の膜エレメントの下方に設置された散気管から気泡を送出することによって濾過膜４の表面に付着したケーキ層を除去し、この気泡によって被処理液を曝気する、といった用途に多く用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような膜エレメント、またはこの膜エレメントを複数枚用いて構成した膜ユニットを、上記した用途に使用すると、散気管から送出される気泡によって膜エレメントが振動するため、濾過膜４の周縁部において膜支持板１に融着または接着固定した固定部が破損するという問題があった。
【０００６】
また、上記した用途に使用すると、膜エレメントを早期に交換しなければならないといった問題があり、膜エレメントが複数枚からなる膜ユニットでは、その保守のための工数が増大するといった問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、多数の微孔を有する、有機高分子材料からなる平膜が、上縁部と下縁部に、保持体を装着するための保持部を有するとともに、一部に、濾液を取り出す集水口を有する支持フレームの両側に展着され、前記平膜の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにしたことを特徴とする膜エレメントであり、これにより、膜エレメントは、上縁部と下縁部のみを保持体によって保持しているので、振動による力に対して柔軟性を持たせることができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、多数の微孔を有する、有機高分子材料からなる平膜が、上縁部と下縁部に、保持体を装着するための保持部を有するとともに、一部に、濾液を取り出す集水口を有する支持フレームの両側に展着され、前記平膜の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにした、複数枚の膜エレメントを、少なくとも上縁部の保持部に装着した保持体を介在させて積層したことを特徴とする膜ユニットであり、これにより、膜エレメントが振動による力に対して柔軟性を持っているので、濾過膜の周縁部において膜支持板に固定した従来の膜エレメントからなる膜ユニットで問題になった、膜エレメントの膜支持板に固定した固定部が破損するという問題が解消できるとともに、破損した膜エレメントを交換するといった、膜ユニットの保守工数が増大する原因の解消を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、その実施の形態に基づいて説明する。
【００１０】
図１は請求項１の実施の形態に係る膜エレメント１０の外形図である。
【００１１】
すなわち、膜エレメント１０の特徴は、図１に示したように、多数の微孔を有する、有機高分子材料からなる平膜１２が、上縁部１１ａと下縁部１１ｂに、後述する保持体を装着するための保持部１３ａ、１３ｂを有し、一部に、濾液を取り出す集水口１４を有する支持フレーム１１の両面に展着され、前記平膜１２の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにしたことである。この膜エレメント１０は厚さが５〜１０ｍｍ程度のものが多用される。
【００１２】
前記支持フレーム１１は、強度と柔軟性にすぐれた塩化ビニルのような合成樹脂製のものがよい。また、前記平膜１２は、たとえば、ＪＩＳ　Ｋ　３８０２に定義された精密濾過膜、すなわち「０．０１〜数μｍ程度の微粒子および微生物を濾過によって分離するために用いる膜」などがよく、その材質はセルロースやポリオレフィン系樹脂などの有機高分子材料がよく、その強度を向上させるために、前記有機高分子材料に不織布を基材として、該有機高分子材料による微孔を形成させたものは特に好適である。また、膜と不織布をラミネート接合したものでもよい。
【００１３】
また、前記保持部１３ａ、１３ｂは、支持フレーム１１の上縁部１１ａと下縁部１１ｂに、それに対して突出した形状に設けられている。この保持部１３ａ、１３ｂには、後述するように、膜エレメント１０を複数枚並列に配置し、少なくとも上縁部１１ａの保持部１３ａには、貫通穴１３０ａを設けて、これにボルトを挿通させるなどの方法によって各膜エレメント１０に保持体が設けられるようにしている。なお、下縁部１１ｂの保持部１３ｂには、それぞれの膜エレメント１０の間に間隔を設ける必要がある場合や膜エレメント１０の浮き上がりを防止する必要がある場合に、その部材が固定できるように貫通穴１３０ｂを設けている。また、前記貫通穴１３０ａにボルトを挿通させて、複数枚の膜エレメント１０を一体化するようにしてもよい。
【００１４】
また、前記集水口１４は、支持フレーム１１と同材質のものが好ましく、その内部が支持フレーム１１によって包囲された内側に連通するように、支持フレーム１１に設けられている。この支持フレーム１１と平膜１２とによって包囲された内側には、濾過時に、膜面に加わる力で膜エレメント１０の変形が防止でき、濾液の流れの妨げにならないような不織布、スペーサまたは多孔体などを配しておいてもよい。
【００１５】
また、前記平膜１２を支持フレーム１１の両面に展着する方法としては、２枚の平膜をそれぞれ支持フレーム１１の両面に展着する方法以外に、Ｕ字状に折り畳んで一方の側縁部から展着する方法、筒状にして上方または下方から展着する方法などがある。
【００１６】
図２は請求項２の実施の形態に係る膜ユニット２０の斜視図である。
【００１７】
すなわち、膜ユニット２０の特徴は、図２に示したように、複数枚の膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４からなり、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４は、その上縁部の保持部１３１ａ、１３２ａ、１３３ａ、１３４ａには、各保持部１３１ａ、１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ同士が接続できるとともに、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の間に間隙２４が形成できるような形状の保持体２１が装着され、その下縁部の保持部１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂ、１３４ｂには、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の間に間隔２５を設けるための間隔保持体２２が装着され、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の集水口１４１、１４２、１４３，１４４には、集水チューブ２３１、２３２、２３３、２３４の一端が接続できるようにしたことである。
【００１８】
前記保持体２１は、膜エレメント１０１の保持部１３１ａ同士、膜エレメント１０２の保持部１３２ａ同士、膜エレメント１０３の保持部１３３ａ同士、膜エレメント１０４の保持部１３４ａ同士を接続することにより、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の上縁部を固定することができる。また、前記保持体２１を、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の間に間隙２４が形成できる形状にするとともに、前記間隔保持体２２によって各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の間に間隔２５を設けたことにより、前記上昇流を円滑に各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の間を通過させることができる。なお、前記間隔２５は、原液の濃度に応じて５〜２５ｍｍの間で定められるが、これは運転中の原液の濃度上昇の許容範囲に応じて、前記上昇流が円滑に各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の間を通過することに基づいて定められるものである。
【００１９】
なお、前記保持体２１は、材質が強度にすぐれ、原液になる多様な排水に対して耐腐食性があり、上縁部が固定できるステンレスなどの金属を用いるのが好ましく、膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の積層は、各々の上縁部をボルト２６などによって保持体２１と接続し、各々の上縁部が固定された状態で、個々に揺動するようにしてもよいし、各々の上縁部をボルト２６などによって一体化するようにしてもよい。
【００２０】
また、前記間隔保持体２２は、膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の間に間隔２５を設けるだけであるならば、原液になる多様な排水に対して耐腐食性があるＡＢＳ樹脂のよう合成樹脂を用いてもよいが、膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の浮き上がりも防止する必要があるならば、ステンレスなどの金属を用いるのがよい。なお、この間隔保持体２２は、膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の下縁部がボルト２６などによって一体化されるようにしてもよいが、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の下縁部の個々に間隔保持体２２を設けるようにしてもよい。このようにすると、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の下縁部は、これらを一体化する場合に比べて、よりフレキシブルな動きをすることになる。さらに、この間隔保持体２２は、上縁部の保持体２１によって下縁部に間隔が形成できる場合には、なかってもよい。
【００２１】
そして、前述した膜ユニット２０は、集水チューブ２３１、２３２、２３３、２３４の他端を集水ヘッダー３０に接続し、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の集水口１４１、１４２、１４３，１４４から流出した濾液を集水チューブ２３１、２３２、２３３、２３４を介して集めるようにしている。
【００２２】
また、前述した膜ユニット２０は、下方に、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の間隙に気泡を送出するための散気管４０を設け、その上昇流により、濾過によって各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４の表面に付着したケーキ層を剥離させるとともに、原液を曝気する用途に使用されることがある。このような用途に使用されると、前述した上昇流は、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４に対して、それらを振動させる力を加えることになるが、各膜エレメント１０１、１０２、１０３、１０４は、強度と柔軟性にすぐれている支持フレームを用い、その上縁部は保持体２１によって固定し、その下縁部は間隔保持体２２によって間隔を設けるようにしているため、このような力が加わっても、支持フレームの両側縁部は柔軟な動きをし、下縁部はフレキシブルな動きをするようにできるから、前述した固定部が破損に至るといった問題の発生が低減できる。
【００２３】
【発明の効果】
上記した如く、請求項１記載の膜エレメントは、振動によって膜エレメントに加わる力が緩和できるので、このような用途に適したものである。
【００２４】
また、請求項２記載の膜ユニットは、前述した膜エレメントを用いて膜ユニットを構成しているから、振動によって膜エレメントに力が加わる用途に用いても、膜エレメント周縁部の固定部が破損することがなく、破損した膜エレメントを交換するといった、保守のために要する工数の削減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る膜エレメントの外形図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る膜ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
１０、１０１〜１０４　膜エレメント
１１　支持フレーム
１２　平膜
１３ａ、１３ｂ、１３１ａ〜１３４ａ、１３１ｂ〜１３４ｂ　保持部
１４、１４１〜１４４　集水口
２０　膜ユニット
２１　保持体
２２　間隔保持体
２３１〜２３４　集水チューブ
２４　間隙
２５　間隔
２６ボルト
３０　集水ヘッダー
４０　散気管
【図１】
2004121943.tif 000003
【図２】
2004121943.tif 000004