(57)【要約】【課題】支持板の厚みを最小限に抑え、かつ支持板の強度を低下させることなく、膜シート全体に対して均一かつ効率よく濾過処理及び薬剤洗浄を行なうことができる平膜エレメント及び支持板を提供する。【解決手段】平膜エレメント１０は、膜シート１２の周縁を支持板１４の膜面部１４ａに接合して形成される。膜面１４ａ上には複数の集水溝２２，２２…が並列して形成される。また、支持板１４において、一方の側面部１４ｂの空洞部１６に透明部１８を接合することにより合流路が形成される。空洞部１６は、各集水溝２２，２２…の一端に設けられた各連通穴２４，２４…によって膜面部１４ａと連通している。透明部１８の上側には、吸引及び注入を行なうための排出口２０が設けられている。【選択図】      図１
2005313153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持板の表裏少なくとも一方の面に膜シートの周縁を接合することにより形成され、前記膜シートで被処理水を濾過する平膜エレメントにおいて、
前記支持板は、
前記支持板の前記膜シートが接合された面に形成され、前記膜シートで濾過された濾過水を集水する複数本の集水溝と、
前記複数本の集水溝で集水された濾過水が合流する合流路と、
前記複数本の集水溝の一端にそれぞれ形成され、前記集水溝と前記合流路とを連通する連通穴と、
前記合流路に設けられ、前記濾過水を排出する排出口と、
を備えたことを特徴とする平膜エレメント。
【請求項２】
前記合流路は、前記集水溝の容積の総計に対して２倍以上の容積を有することを特徴とする請求項１に記載の平膜エレメント。
【請求項３】
前記集水溝は、矩形状に形成された前記支持板の短手方向に平行に切り込みを入れることにより形成され、前記合流路は前記支持体の長手方向に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の平膜エレメント。
【請求項４】
前記合流路の少なくとも一部が透明性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の平膜エレメント。
【請求項５】
前記支持板の表裏両面に前記膜シートが接合され、前記支持板の表面に形成される集水溝と前記支持板の裏面に形成される集水溝とが互いに重なり合わないように配置されることを特徴とする請求項１に記載の平膜エレメント。
【請求項６】
前記集水溝の深さが前記支持板の板厚の０. ０５倍以上であるときには、前記支持板における表側の集水溝の中心と裏面の集水溝の中心とを最短で結んだ距離が、前記集水溝の幅に対して２倍以上になるようにすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一に記載の平膜エレメント。
【請求項７】
前記支持板には、前記膜シートの全面で均等に濾過するための全面濾過機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一に記載の平膜エレメント。
【請求項８】
前記全面濾過機構として、前記排出口からの距離が遠くなるほど前記集水溝の断面積を大きくしたことを特徴とする請求項７に記載の平膜エレメント。
【請求項９】
前記全面濾過機構として、前記排出口からの距離が遠くなるほど集水溝同士の間隔を狭くしたことを特徴とする請求項７に記載の平膜エレメント。
【請求項１０】
前記全面濾過機構として、前記排出口からの距離が遠くなるほど前記連通穴の穴径を大きくしたことを特徴とする請求項７に記載の平膜エレメント。
【請求項１１】
被処理水を濾過する膜シートを支持する支持板であって、
前記支持板の前記膜シートを支持する面に形成され、前記膜シートで濾過された濾過水を集水する複数本の集水溝と、
前記複数本の集水溝で集水された濾過水が合流する合流路と、
前記複数本の集水溝の一端にそれぞれ形成され、前記集水溝と前記合流路とを連通する連通穴と、
前記合流路に設けられ、前記濾過水を排出する排出口と、
を備えたことを特徴とする支持板。
【請求項１２】
前記集水溝は、前記支持体の表裏両面に形成され、前記支持板の表面に形成される集水溝と前記支持板の裏面に形成される集水溝とが互いに重なり合わないように配置されることを特徴とする請求項１１に記載の支持板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平膜エレメント及び支持板に係り、特に排水などの被処理水に浸漬設置され、被処理水を濾過して固液分離を行なう平膜エレメント及び支持板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排水などの被処理水に浸漬設置され、被処理水を濾過して固液分離を行なう平膜エレメントは、特許文献１及び２で開示されているように、濾過可能な膜シートの周縁が矩形板状を有する支持板上に接合されて形成される。
【０００３】
この平膜エレメントで濾過を行なう場合、支持板に設けられた排出口から吸引が行なわれる。この排出口からの吸引力により被処理水が膜シートを透過して、濾過水として集水されて系外へ排出される。
【０００４】
また、平膜エレメントは、その濾過能力を保持するために、定期的な薬剤洗浄が行なわれる。主な薬剤洗浄の方法として、排出口に対する吸引を停止した後、排出口に対して薬液を注入する方法が採用される。これにより、平膜エレメントの膜面が裏面から浸透した薬剤によって洗浄される。
【特許文献１】特開平６−１７８９２０号公報
【特許文献２】特開平７−１３２２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の平膜エレメントは縦長の矩形状を有しているため、平膜エレメントの膜面全体において吸引時や注入時の圧力に偏りが生じて、濾過及び薬剤洗浄を効率よく行なうことができないという問題があった。
【０００６】
その対策として、特許文献１及び２の平膜エレメントでは、支持板上に凹みや溝を設けて濾過水及び薬液の流路を形成させやすくすることにより、平膜エレメント全面で均一に濾過及び薬剤洗浄ができるようにしているが、排出口と支持板の外面との連通は１箇所の穴で行なわれている。そのため、平膜エレメント全体の吸引時又は注入時の圧力がその１箇所の穴に集中してしまう。したがって、吸引濾過時には穴から近い膜シートほど吸引力が集中して膜面の汚染度が高くなる一方、薬剤洗浄時には穴から離れた位置ほど薬液が滞留しやすくなるので、平膜エレメントの寿命を大幅に低下させてしまうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１及び２の平膜エレメントでは、支持板上に凹みや溝が形成されているため、その凹みや溝によって支持板の強度が低下してしまうという問題があった。
【０００８】
その対策として、支持板を厚くして強度を補強することも検討されるが、支持板自体の重量が増加してしまうため、平膜エレメントを扱う上で作業効率が低下するとともに、支持板の材料コストが増加するという新たな欠点が生じる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、特に複雑な装置や部材を使用せずに、濾過及び薬剤洗浄を膜シートの全面で均一に行なうことができる平膜エレメント及び支持板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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、支持板の表裏少なくとも一方の面に膜シートの周縁を接合することにより形成され、前記膜シートで被処理水を濾過する平膜エレメントにおいて、前記支持板は、前記支持板の前記膜シートが接合された面に形成され、前記膜シートで濾過された濾過水を集水する複数本の集水溝と、前記複数本の集水溝で集水された濾過水が合流する合流路と、前記複数本の集水溝の一端にそれぞれ形成され、前記集水溝と前記合流路とを連通する連通穴と、前記合流路に設けられ、前記濾過水を排出する排出口と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、排出口を吸引するなどして、被処理水に浸漬設置された平膜エレメントに圧力差を生じさせると、平膜エレメントの膜面において被処理水が膜シートにより固液分離され、濾過水として膜シートと支持板との間に取り込まれる。膜シートと支持板との間に取り込まれた濾過水は、支持板に形成された複数の集水溝で集水される。各集水溝で集水された濾過水は、連通穴を介して合流路へ集水され、排出口から系外へ排出される。このように、濾過水は支持板上の複数箇所から合流路へ集水されるため、平膜エレメント全体で偏りなく濾過を行なうことができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記目的を達成するために、請求項１に記載の平膜エレメントにおいて、前記合流路は、前記集水溝の容積の総計に対して２倍以上の容積を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、排出口から集水口へ付与される圧力の損失を合流路で調整することができるので、膜シートで濾過された濾過水を支持体の全面で均一に集水することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記目的を達成するために、請求項１又は２に記載の平膜エレメントにおいて、前記集水溝は、矩形状に形成された前記支持板の短手方向に平行に切り込みを入れることにより形成され、前記合流路は前記支持体の長手方向に形成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、集水溝を矩形状に形成された支持体の長手方向ではなく短手方向に形成した方が集水溝の長さを短くでき、合流路までの距離を短くできるので、集水溝を流れる濾過水の圧力損失を均等化しやすい。これにより、膜シートの全面で均等に濾過することができる。また、平膜エレメントを取り扱う際に、支持板にかかる応力に対する強度を向上できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記目的を達成するために、請求項１〜３のいずれか一に記載の平膜エレメントにおいて、前記合流路の少なくとも一部が透明性を有することを特徴とする。
【００１７】
平膜エレメントで濾過を連続して行なうと、何らかの原因により濾過中にリークが発生して、固液分離が正常に行われない可能性がある。そのため、濾過中の平膜エレメントに対して定期的にリークの点検が行なわれる。請求項４に係る発明によれば、合流路の少なくとも一部が透明性を有しているため、発生したリークを合流路から確認することができる。これにより、平膜エレメントを分解して確認する必要がなくなるため、点検作業に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、前記目的を達成するために、請求項１に記載の平膜エレメントにおいて、前記支持板の表裏両面に前記膜シートが接合され、前記支持板の表面に形成される集水溝と前記支持板の裏面に形成される集水溝とが互いに重なり合わないように配置されることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、支持板の表裏両面に集水溝が形成される。この際、集水溝を支持板の表裏で同じ位置に配置すると、支持板の強度が低下する。支持板を厚くすることにより強度を保持することができるが、材料コストの増加や重量増加による扱い難さが生じる。一方、集水溝の溝の深さを小さくすることにより強度の低下を抑えることもできるが、集水溝における濾過水の集水効率が低下するという問題が生じる。したがって、支持板の表面に設けられた集水溝の位置と、裏面に設けられた集水溝の位置が重なり合わないように配置することにより、集水溝によって効率よく濾過水を流すことができるとともに、支持板を厚くしなくても強度の低下を抑制することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記目的を達成するために、請求項１〜５のいずれか一に記載の平膜エレメントにおいて、前記集水溝の深さが前記支持板の板厚の０. ０５倍以上であるときには、前記支持板における表側の集水溝の中心と裏面の集水溝の中心とを最短で結んだ距離が、前記集水溝の幅に対して２倍以上になるようにすることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明はによれば、支持板の強度低下を一層抑制できるとともに、集水溝における濾過水の集水効率や薬液の注入効率を向上させることができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、前記目的を達成するために、請求項１〜６のいずれか一に記載の平膜エレメントにおいて、前記支持板には、前記膜シートの全面で均等に濾過するための全面濾過機構が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
支持板では複数の集水溝を介して複数の連通穴から合流路へ集水されるが、一箇所の排出口から濾過水が集水されるので、連通穴に付与される圧力は排出口から離れるほど圧力損失が増大して、各連通穴における集水率に偏りが生じる。請求項７に係る発明によれば、支持板に全面濾過機構を備えることにより、表面に取り込まれた濾過水を均一な圧力で集水でき、平膜エレメント全面の濾過効率を向上させることができる。また、薬剤洗浄時においても、排出口から注入された薬剤を均一な圧力で膜シート全面に注入することができるので、平膜エレメントに対する薬剤洗浄の効果を向上させることができる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、前記目的を達成するために、請求項７に記載の平膜エレメントにおいて、前記全面濾過機構として、前記排出口からの距離が遠くなるほど前記集水溝の断面積を大きくしたことを特徴とする。
【００２５】
矩形状の平膜エレメントでは、排出口から離れるほど集水溝に付与される圧力が低下する傾向にある。そこで、請求項８に記載の発明では、全面濾過機構として排出口からの距離が遠くなるほど集水溝の断面積を大きくして、集水溝を流れる濾過水の圧力損失が集水溝の全ての位置で均一になるようにした。これにより、排出口からの距離で生じる集水溝の圧力損失を均一化できるので、平膜エレメント全面で均一に濾過を行なうことができる。また、薬液洗浄を行なう場合においても、排出口から注入された薬剤を全面へ均一に供給することができるので、効率のよい薬剤洗浄を行なうことができる。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、前記目的を達成するために、請求項７に記載の平膜エレメントにおいて、前記全面濾過機構として、前記排出口からの距離が遠くなるほど集水溝同士の間隔を狭くしたことを特徴とする。
【００２７】
矩形状の平膜エレメントでは、排出口から離れるほど支持板の表面上に付与される圧力が低下する傾向にある。そこで、請求項９に記載の発明では、全面濾過機構として排出口からの距離が遠くなるほど集水溝同士の間隔が狭くなるようにした。これにより、排出口から遠い支持体部分は近い支持体部分よりも集水溝の密集度が大きくなるので、平膜エレメント全面で均一に濾過を行なうことができる。また、薬液洗浄を行なう場合においても、排出口から注入された薬剤を全面へ均一に供給することができるので、効率のよい薬剤洗浄を行なうことができる。
【００２８】
請求項１０に記載の発明は、前記目的を達成するために、請求項７に記載の平膜エレメントにおいて、前記全面濾過機構として、前記排出口からの距離が遠くなるほど前記連通穴の穴径を大きくしたことを特徴とする。
【００２９】
矩形状の平膜エレメントでは、排出口から離れるほど各連通穴に付与される圧力が低下する傾向にある。そこで、請求項１０に記載では、全面濾過機構として排出口からの距離が遠くなるほど各連通穴の穴径を大きくした。これにより、排出口からの距離で生じる各連通穴の圧力損失を低減できるので、平膜エレメント全面で均一に吸引濾過を行なうことができる。また、薬液洗浄を行なう場合においても、排出口から注入された薬剤を全面へ均一に供給することができるので、効率のよい薬剤洗浄を行なうことができる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明は、前記目的を達成するために、被処理水を濾過する膜シートを支持する支持板であって、前記支持板の前記膜シートを支持する面に形成され、前記膜シートで濾過された濾過水を集水する複数本の集水溝と、前記複数本の集水溝で集水された濾過水が合流する合流路と、前記複数本の集水溝の一端にそれぞれ形成され、前記集水溝と前記合流路とを連通する連通穴と、前記合流路に設けられ、前記濾過水を排出する排出口と、を備えたことを特徴とする。
【００３１】
請求項１１に記載の発明によれば、膜シートで濾過された濾過水が支持板に形成された複数の集水溝で集水される。各集水溝で集水された濾過水は、連通穴を介して合流路へ集水され、排出口から系外へ排出される。このように、濾過水は支持板上の複数箇所から合流路へ集水されるため、膜シートの全体で偏りなく濾過を行なうことができる。
【００３２】
請求項１２に記載の発明は、前記目的を達成するために、請求項１１に記載の支持板において、前記集水溝は、前記支持体の表裏両面に形成され、前記支持板の表面に形成される集水溝と前記支持板の裏面に形成される集水溝とが互いに重なり合わないように配置されることを特徴とする。
【００３３】
請求項１２に記載の発明によれば、支持板の表裏両面に集水溝が形成されるとともに、支持板の表面に形成される集水溝と支持板の裏面に形成される集水溝とが互いに重なり合わないように配置される。これにより、効率よく濾過水を流すことができるとともに、支持板を厚くしなくても強度の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように本発明に係る平膜エレメント及び支持板によれば、支持板の強度を低下させることなく、平膜エレメントの全面で均一かつ効率よく濾過及び薬剤洗浄を行なうことができる。これにより、平膜エレメントに要するコストや手間を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下添付図面に従って本発明に係る平膜エレメント及び支持板の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態である平膜エレメント１０の構成を示した斜視図であり、一部を切り欠いた状態を示している。
【００３７】
同図に示すように、平膜エレメント１０は、主として膜シート１２と支持板１４とで構成される。
【００３８】
膜シート１２は、透水性を有する材質で構成され、被処理水を固液分離可能な平膜が使用される。
【００３９】
支持板１４は、縦に長い矩形状を有する板材であり、主に膜シート１２が接合される膜面部１４ａと、側面部１４ｂ、１４ｂと、空洞部１６と、透明部１８とで構成される。膜面部１４ａ、側面部１４ｂ、１４ｂ及び空洞部１６は一体化されており、透明部１８を接合することにより支持板１４が形成される。膜面部１４ａ、側面部１４ｂ、１４ｂ及び空洞部１６の材質としては、レーザー吸収性を有する熱可塑性樹脂を採用することが好ましく、例えばカーボンブラックを含有したＡＢＳ樹脂が使用される。一方、透明部１８の材質は、透明性を有するとともにレーザー透過性を有する樹脂が使用されることが好ましく、例えばＡＢＳ樹脂等が使用される。なお、透明部１８の接合は、透明部１８の外側からレーザーを照射して溶着させることが好ましい。これにより、強固かつ安定して密着固定することができる。
【００４０】
膜面部１４ａは、膜シート１２の周縁と接合部１３で接合することにより、膜シート１２を支持板１４上に安定して支持した状態で平膜エレメント１０に膜面を形成させる。
【００４１】
側面部１４ｂ、１４ｂは膜面部１４ａの両側面を形成し、膜面部１４ａよりも厚みが大きく設定される。これにより、複数の平膜エレメント１０、１０…を並列して配置した際、隣り合う平膜エレメント１０の膜面部同士の間隔を所定の間隔で安定して配置することができる。なお、側面部１４ｂ、１４ｂの厚みは、膜面部１４ａの厚さが５ｍｍであれば７ｍｍであることが好ましい。
【００４２】
一方の側面部１４ｂには、その側面から膜面部１４ａの一部まで空洞化された破線で示した空洞部１６が設けられており、空洞部１６に透明部１８を接合することにより、支持板１４に合流路が形成される。
【００４３】
透明部１８の上端には、排出口２０が空洞部１６と連通した状態で設置され、外部に設置された吸引ポンプ（図示せず）と連結している。なお、排出口２０は、複数の平膜エレメント１０、１０…を並列する際、隣接する平膜エレメント１０、１０同士の排出口２０、２０が重なり合わないように、上下方向で互い違いに配置されることが好ましい。
【００４４】
支持板１４の両側の膜面部１４ａ、１４ａには、複数本の集水溝２２、２２…が横方向（支持板１４の短手方向）に並列して形成されており、集水溝２２、２２…の一端には連通穴２４、２４…が設けられる。なお、空洞部１６及び透明部１８から構成される合流路は、各集水溝２２、２２…の容積の総計に対して２倍以上の容積を有するように設定される。
【００４５】
図２は、支持板１４の膜面部１４ａの表裏両面に配置された集水溝２２、２２及び連通穴２４、２４の位置関係を示した斜視図であり、支持板１４の一部を切り取った状態を示している。
【００４６】
同図に示すように、表側と裏側の集水溝２２、２２は互いに重なり合わない位置に配置され、表側と裏側の連通穴２４、２４は同じ位置に配置されている。したがって、表側と裏側の集水溝２２、２２は、各連通穴２４、２４と重なり合わない位置に連結される。そして、連通穴２４、２４…は、膜面部１４ａ上から空洞部１６まで貫通した状態で形成される。各集水溝２２、２２における表側と裏側との間隔は、集水溝２２、２２の深さが膜面部１４ａの厚さの０. ０５倍以上であるときに、表側の集水溝２２の中心と裏面の集水溝２２の中心とを結んだ距離が各集水溝２２、２２の幅に対して２倍以上であることが好ましい。すなわち、各集水溝２２、２２は、数１で示した式に従って配置される。なお、Ａは膜面１４ａの厚さを、Ｂは集水溝２２の深さを、Ｃは集水溝２２の幅を、Ｄは表側の集水溝２２の中心と裏面の集水溝２２の中心とを結んだ距離を示している。
【００４７】
（数１）    Ｂ≧Ａ／２０、Ｄ≧２Ｃ
図３は、支持板１４の膜面部１４ａの表裏両面に設けられた各集水溝２２、２２…の位置関係及び幅の概略を示した模式図であり、図３（Ａ）は集水溝２２、２２…の間隔を調整した場合を示し、図３（Ｂ）は集水溝２２、２２…の幅を調整した場合を示し、図３（Ｃ）は集水溝２２、２２…の間隔及び幅を調整した場合を示している。
【００４８】
図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、支持板１４上に形成された各集水溝２２、２２…は、排出口２０からの距離に従ってその溝の幅が拡大されており、その幅は２ｍｍ以上４ｍｍ未満の範囲に設定される。また、図３（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、各集水溝２２、２２…間の間隔が狭くなるように配置され、連通穴２４、２４…も集水溝２２、２２…と同じ間隔で配置される。さらに、各連通穴２４、２４…は、穴径を４ｍｍ以上８ｍｍ未満の範囲に設定されるとともに、排出口２０からの距離に従って穴径を拡張して形成されている。これにより、平膜エレメント１０の膜シート１２全面で被処理水を濾過するための全面濾過機構が形成される。
【００４９】
次に、上記のごとく構成された本発明の実施の形態である平膜エレメント１０の作用について説明する。
【００５０】
平膜エレメント１０を被処理水中に浸漬設置してから、外部に設けられた吸引ポンプ（図示せず）を駆動させて平膜エレメント１０の排出口２０から吸引を行なうと、その吸引力により被処理水が膜シート１２を透過して固液分離され、濾過水として膜シート１２と支持板１４との間に取り込まれる。取り込まれた濾過水は、排出口２０からの吸引力により各集水溝２２、２２…を伝って各連通穴２４、２４…へ流れ落ち、合流路に一旦合流されてから排出口２０から排水される。このように、濾過水は支持板１４表面に複数並列された集水溝２２、２２…に沿って優先的に集水し、集水溝２２、２２…の一端に設けられた各連通穴２４、２４…へ流入するため、平膜エレメント１０の全面で濾過を行なうことができる。また、合流路は各集水溝２２、２２…の容積に対して２倍以上の容量になるように設定されるとともに、排出口２０からの吸引は複数の連通穴２４、２４…を介して行なわれるため、吸引力を平膜エレメント１０全面に分散させることができる。
【００５１】
ところで、平膜エレメント１０にはその利便性のため排出口２０が合流路の上部側面に１箇所しか設けられてない。そのため、排出口２０から遠い位置では圧力損失が大きくなる傾向がある。
【００５２】
そこで、本発明の平膜エレメント１０では、全面濾過機構として集水溝２２、２２…の断面積、すなわち溝の幅及び深さを排出口２０からの距離に応じて２ｍｍ以上４ｍｍ未満の範囲で調整した。すなわち、集水溝２２、２２…において、幅が２ｍｍ未満であると集水溝２２、２２…を流れる濾過水量が著しく低減する傾向にある一方、４ｍｍ以上であると吸引により膜シート１２が集水溝２２、２２…に吸着して濾過効率が低下する傾向にある。したがって、各集水溝２２、２２…の幅を２ｍｍ以上４ｍｍ未満の範囲内で、排出口２０からの距離に応じて調整することにより、位置関係による圧力損失を均一化することができるので、支持板１４の表面上に取り込まれた濾過水を合流路へ均等に集水することができる。
【００５３】
また、本発明の平膜エレメント１０では、全面濾過機構として集水溝２２、２２…及び連通穴２４、２４…の間隔を排出口２０からの距離に応じて狭く設定した。これにより、圧力損失の大きい支持板１４下方に多くの集水溝２２、２２…及び連通穴２４、２４…を配置して、位置関係による圧力損失を均一化することができるので、支持板１４の表面上に取り込まれた濾過水を合流路へ均等に集水することができる。
【００５４】
さらに、本発明の平膜エレメント１０では、全面濾過機構として連通穴２４、２４…の穴径を排出口２０からの距離に応じて、４ｍｍ以上８ｍｍ未満の範囲内で大きく設定した。これにより、合流路において、排出口２０近傍に集中しやすい集水溝２２、２２…への吸引力を下方まで均等に分散することができる。
【００５５】
したがって、これらの全面濾過機構を平膜エレメント１０に備えさせることにより、膜シート１２の全面で効率よく濾過することができるので、濾過の偏りによる平膜エレメント１０の寿命が低下することを防止できる。また、定期的な薬剤洗浄を行なう際にも、注入した薬剤を膜シート１２の表面全体にムラなく浸透させることができる。したがって、注入した薬剤によって膜シート１２全体を効率よく洗浄することができるので、平膜エレメント１０の寿命を延ばすことができる。
【００５６】
ところで、支持板１４は、被処理水中への投入、引き揚げ、及び浸漬する際に、その衝撃や水圧に耐え得る構造を有している必要がある。しかしながら、支持板１４の両面に集水溝２２、２２…が設けられていると、支持板１４の強度が低下する可能性がある。集水効率を維持したまま強度保持するために支持板１４を厚くすることが検討されるが、扱いやすさなどの作業性の面や、支持板に要するコストの面で問題が生じる。
【００５７】
そこで、本発明の平膜エレメント１０では、膜面部１４ａの表裏両面に形成された集水溝２２、２２…の位置を数１で示した間隔で配置するようにした。
【００５８】
図４は、集水溝２２の幅Ｃと、表面及び裏面の集水溝２２、２２の中心を結んだ距離Ｄとの割合に対する支持板１４の強度を示したグラフである。
【００５９】
図４のグラフでは、各集水溝２２、２２の中心を結んだ距離Ｄが集水溝２２の幅Ｃの２倍以上であるときに、支持板１４における強度の上昇が停滞することを示した。したがって、数１で示した式を満たすように各集水溝２２、２２…を設定することにより、支持板１４の強度を維持したまま支持板１４の厚みを最低限に抑えることができる。その上、集水溝２２、２２…を横方向に設けられているため、平膜エレメント１０にかかる衝撃や水圧を緩和することができるので、支持板１４の厚さに対する強度を向上させることができる。したがって、本発明の平膜エレメント１０を採用することにより、衝撃や水圧に対する強度を備えつつ、浸漬濾過処理における作業性を向上させるとともに材料コストを低減することができる。
【００６０】
また、平膜エレメント１０を用いて浸漬濾過を行なう際に、何らかの原因で被処理水中に存在する汚泥などの固形物が膜処理されずに侵入する、いわゆるリークが発生する。リークが発生すると、被処理水に対する固液分離を確実に行なうことができないため、そのリークが発生した平膜エレメント１０を交換する必要がある。本発明の平膜エレメント１０では、合流路に透明性を有する材質を使用しているため、各平膜エレメント１０、１０…の透明部１８、１８…を目視するだけで、リークが発生した平膜エレメント１０を直ぐに確認することができる。これにより、リークの点検に要する手間を大幅に低減することができるとともに、リークの発生を早い段階で発見することができる。
【００６１】
その上、透明部１８はレーザーを透過させることができるとともに、溶着させる側面部１４ｂはレーザー吸収性を有する樹脂で形成されているため、透明部１８の外側からレーザーを照射することにより、照射された側面部１４ｂの界面の樹脂が溶解して、溶解した熱により透明部１８を溶着固定することができる。これにより、短時間の作業で密閉性及び強度の高い固定を確実に行なうことができる上、接着剤を使用していないため接着剤の劣化による透明部１８の剥離を防止することができる。
【００６２】
なお、上述した平膜エレメント１０において、各部材及び装置の個数、形状、材質などは特に限定するものではない。
【００６３】
平膜エレメント１０において、濾過処理を吸引ポンプを用いた吸引濾過で説明したが、特に限定するものではない。サイフォン式の吸引濾過や、重力による加圧を用いた濾過を行なってもよい。
【００６４】
支持板１４において、一方の側面部１４ｂに形成された空洞部１６に透明部１８を溶着することにより合流路を形成させたが、特に限定するものではない。高い密閉性及び強度を有し、各連通穴２４、２４…と連通していれば、管状や筒状の部材を合流路として支持板１４に設置してもよい。
【００６５】
また、透明部１８のみを透明性を有する材質を用いたが、特に限定するものではない。支持板１４を構成する全ての部材が透明にすれば、平膜エレメント１０の内部を一目で確認することができるので、平膜エレメント１０におけるリークの点検をより短時間で確実に行なうことができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、支持板１４の表裏両面に膜シート１２が接合された平膜エレメントに本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではない。支持板の表裏少なくとも一方の面に膜シートが接合された平膜エレメントにも本発明は同様に適用することができる。なお、支持板の表裏一方の面に膜シートが接合された平膜エレメントの場合、集水溝は、支持板の膜シートが接合される側の面に形成される。すなわち、支持板の表面にのみ膜シートが接合される場合には、支持体の表面にのみ集水溝が形成され、支持板の裏面にのみ膜シートが接合される場合には、支持体の裏面にのみ集水溝が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態である平膜エレメントの構成を示した斜視図
【図２】本発明の平膜エレメントにおける支持板に配置された集水溝及び連通穴の位置関係を示した模式図
【図３】本発明の平膜エレメントにおける各集水溝の位置関係を示した模式図
【図４】本発明の平膜エレメントにおける集水溝の幅と表面及び裏面の集水溝の中心を結んだ距離との割合に対する支持板の強度との関係を示したグラフ
【符号の説明】
【００６８】
１０…平膜エレメント、１２…膜シート、１３…接合部、１４…支持板、１４ａ…膜面部、１４ｂ…側面部、１６…空洞部、１８…透明部、２０…排出口、２２…集水溝、２４…連通穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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