(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽の液中に浸漬される濾過膜である中空糸膜の開口端部から吸引して該処理槽内の液を濾過分離する膜分離ユニットであって、
前記処理槽内で且つ前記濾過膜の下方に配置され、内部に空気室が形成される容器と、
前記容器内に気体を供給する気体供給手段と、
両端部が開口され、前記容器の天板を貫通して前記空気室を外部に連通させる揚水管と、
一端部が前記揚水管に連通され、他端部が該揚水管と分岐されると共に、その下端部が前記揚水管の下端部よりも所定の高さだけ高い位置に配置され、前記下端部が開口された補助管と、
前記空気室内における前記補助管の外周に所定の間隔を有して嵌装される筒部と、該補助管の下端部よりも下方に配置され、前記筒部の下部を閉塞する閉塞部とを有する補助管外筒と、
前記気体供給手段により放出される気泡が前記揚水管の下端部の開口から直接侵入することを防止する気体侵入防止手段と、を備え、
前記気体侵入防止手段として、前記揚水管の下端部が曲げられ水平方向に開口されている
ことを特徴とする膜分離ユニット。
【請求項２】
処理槽の液中に浸漬される濾過膜である中空糸膜の開口端部から吸引して該処理槽内の液を濾過分離する膜分離ユニットであって、
前記処理槽内で且つ前記濾過膜の下方に配置され、内部に空気室が形成される容器と、
前記容器内に気体を供給する気体供給手段と、
両端部が開口され、前記容器の天板を貫通して前記空気室を外部に連通させる揚水管と、
一端部が前記揚水管に連通され、他端部が該揚水管と分岐されると共に、その下端部が前記揚水管の下端部よりも所定の高さだけ高い位置に配置され、前記下端部が開口された補助管と、
前記空気室内における前記補助管の外周に所定の間隔を有して嵌装される筒部と、該補助管の下端部よりも下方に配置され、前記筒部の下部を閉塞する閉塞部とを有する補助管外筒と、を備え、
前記気体供給手段により放出される気泡が前記揚水管の下端部の開口に直接侵入しない位置に前記気体供給手段が設けられることを特徴とする膜分離ユニット。
【請求項３】
前記気体供給手段の曝気孔は、前記揚水管より下方であり、かつ前記揚水管の鉛直下から外れた位置に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の膜分離ユニット。
【請求項４】
前記気体供給手段の曝気孔は、前記空気室の側壁に設けられることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の膜分離ユニット。
【請求項５】
前記補助管外筒の開口部及び／または前記容器の開口部にフィルターを設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の膜分離ユニット。
【請求項６】
処理槽の液中に浸漬される複数の中空糸膜の開口端部から吸引して該処理槽内の液を濾過分離する複数の中空糸膜モジュールを有する膜分離ユニットであって、
前記複数の中空糸膜の他端部が固定され且つ前記複数の中空糸膜の他端部が固定された位置を回避する所定位置に曝気用開口部が設けられた結束部と、
前記結束部に当接して少なくとも前記複数の中空糸膜の自重を受けると共に該結束部の下方に空気室を形成する台座部材と、
前記台座部材の下方に配置され、該台座部材の内部に気体を供給する気体供給手段と、
を有し、
前記台座部材は、前記結束部の下方に形成される第１の空気室と、該第１の空気室の下方で且つ前記気体供給手段の上方に形成される第２の空気室とを仕切る仕切り板と、
両端部が開口され、前記仕切り板を貫通して前記第１、第２の空気室を連通させる揚水管と、
一端部が前記第２の空気室内で前記揚水管に連通され、他端部が該揚水管と分岐されると共に、その下端部が前記揚水管の下端部よりも所定の高さだけ高い位置に配置され、前記下端部が開口された補助管と、
前記第２の空気室内における前記補助管の外周に所定の間隔を有して嵌装される筒部と、
該補助管の下端部よりも下方に配置され、前記筒部の下部を閉塞する閉塞部とを有する補助管外筒と、
前記気体供給手段により放出される気泡が前記揚水管の下端部の開口から直接侵入することを防止する気体侵入防止手段と、を備え、
前記気体侵入防止手段として、前記揚水管の下端部が曲げられ水平方向に開口されている
ことを特徴とする膜分離ユニット。
【請求項７】
処理槽の液中に浸漬される複数の中空糸膜の開口端部から吸引して該処理槽内の液を濾過分離する複数の中空糸膜モジュールを有する膜分離ユニットであって、
前記複数の中空糸膜の他端部が固定され且つ前記複数の中空糸膜の他端部が固定された位置を回避する所定位置に曝気用開口部が設けられた結束部と、
前記結束部に当接して少なくとも前記複数の中空糸膜の自重を受けると共に該結束部の下方に空気室を形成する台座部材と、
前記台座部材の下方に配置され、該台座部材の内部に気体を供給する気体供給手段と、
を有し、
前記台座部材は、前記結束部の下方に形成される第１の空気室と、該第１の空気室の下方で且つ前記気体供給手段の上方に形成される第２の空気室とを仕切る仕切り板と、
両端部が開口され、前記仕切り板を貫通して前記第１、第２の空気室を連通させる揚水管と、
一端部が前記第２の空気室内で前記揚水管に連通され、他端部が該揚水管と分岐されると共に、その下端部が前記揚水管の下端部よりも所定の高さだけ高い位置に配置され、前記下端部が開口された補助管と、
前記第２の空気室内における前記補助管の外周に所定の間隔を有して嵌装される筒部と、
該補助管の下端部よりも下方に配置され、前記筒部の下部を閉塞する閉塞部とを有する補助管外筒と、を備え、
前記気体供給手段により放出される気泡が前記揚水管の下端部の開口に直接侵入しない位置に前記気体供給手段が設けられることを特徴とする膜分離ユニット。
【請求項８】
前記気体供給手段の曝気孔は、前記揚水管より下方であり、かつ前記揚水管の鉛直下から外れた位置に設けられることを特徴とする請求項６又は７に記載の膜分離ユニット。
【請求項９】
前記気体供給手段の曝気孔は、前記空気室の側壁に設けられていることを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載の膜分離ユニット。
【請求項１０】
前記補助管外筒の開口部及び／または前記台座部材の開口部にフィルターを設けたことを特徴とする請求項６〜９の何れか一項に記載の膜分離ユニット。
【請求項１１】
前記台座部材の仕切り板の近傍で且つ前記第１の空気室における側面部に前記処理槽内に連通する開口部を設けたことを特徴とする請求項６〜１０の何れか一項に記載の膜分離ユニット。
【請求項１２】
前記補助管外筒内に挿入された前記補助管の挿入長さを調節し得る挿入長さ調節手段を有することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の膜分離ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理槽の液中に浸漬される中空糸膜の開口端部から吸引して該処理槽内の液を濾過分離する複数の中空糸膜モジュールを有する膜分離ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば食品排水汚水汚泥を分解する際には処理槽内にバクテリアを生存させる必要があるため大量のエアーを処理槽内で曝気する必要があり、その際バクテリア用の曝気が中空糸膜に直接作用すると該中空糸膜が破損する虞があるため該中空糸膜は曝気から保護されている。その一方で処理槽内の液を中空糸膜の開口端側から吸引して膜を透過した濾過処理水を濾過分離すると該中空糸膜の外側に懸濁物質が付着して濾過性能が低下するため適量のエアーを該中空糸膜の外側に曝気することによって該中空糸膜の外側に付着した懸濁物質を除去する必要がある。
【０００３】
処理槽の液中に膜ユニットを浸漬し、膜を透過した濾過処理水を得る浸漬膜装置において、処理槽内の膜ユニットの下方に粗大気泡の散気装置と微細気泡の散気装置を設けたものが提案されており、それらの散気装置を間欠的に作動することが記載されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１８５２７０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、連続的な曝気運転では常時空気を供給するための電気代がかかり、連続的な曝気により中空糸膜の損傷による寿命が短くなるという問題がある。一方、特許文献１には散気装置の間欠運転についての具体的な記載は無く、通常は間欠制御を行うための制御系が別途必要になり、構成が複雑でコストアップになるという問題がある。
【０００６】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、特別な制御系を設けることなく簡単な構成で間欠曝気運転を可能にした膜分離ユニットを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明に係る膜分離ユニットの第１の構成は、処理槽の液中に浸漬される濾過膜の一方側から吸引して該処理槽内の液を濾過分離する膜分離ユニットであって、前記処理槽内で且つ前記濾過膜の下方に配置され、内部に空気室が形成される容器と、前記容器内に気体を供給する気体供給手段と、前記容器の天板を貫通して前記空気室を外部に連通させる揚水管と、一端部が前記揚水管に連通され、他端部が該揚水管と分岐されると共に、その下端部が前記揚水管の下端部よりも所定の高さ高い位置に配置された補助管と、前記空気室内における前記補助管の外周に所定の間隔を有して嵌装される筒部と、該補助管の下端部よりも下方に配置され、前記筒部の下部を閉塞する閉塞部とを有する補助管外筒とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る膜分離ユニットの第２の構成は、処理槽の液中に浸漬される複数の中空糸膜の開口端部から吸引して該処理槽内の液を濾過分離する複数の中空糸膜モジュールを有する膜分離ユニットであって、前記複数の中空糸膜の他端部が固定され且つ前記複数の中空糸膜の他端部が固定された位置を回避する所定位置に曝気用開口部が設けられた結束部と、前記結束部に当接して少なくとも前記複数の中空糸膜の自重を受けると共に該結束部の下方に空気室を形成する台座部材と、前記台座部材の下方に配置され、該台座部材の内部に気体を供給する気体供給手段とを有し、前記台座部材は、前記結束部の下方に形成される第１の空気室と、該第１の空気室の下方で且つ前記気体供給手段の上方に形成される第２の空気室とを仕切る仕切り板と、前記仕切り板を貫通して前記第１、第２の空気室を連通させる揚水管と、一端部が前記第２の空気室内で前記揚水管に連通され、他端部が該揚水管と分岐されると共に、その下端部が前記揚水管の下端部よりも所定の高さ高い位置に配置された補助管と、前記第２の空気室内における前記補助管の外周に所定の間隔を有して嵌装される筒部と、該補助管の下端部よりも下方に配置され、前記筒部の下部を閉塞する閉塞部とを有する補助管外筒とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る膜分離ユニットの第３の構成は、前記第１、第２の構成において、前記補助管外筒の開口部及び／または前記台座部材の開口部にフィルターを設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る膜分離ユニットの第４の構成は、前記第１〜第３の構成において、前記補助管外筒内に挿入された前記補助管の挿入長さを調節し得る挿入長さ調節手段を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る膜分離ユニットの第５の構成は、前記第１〜第４の構成において、前記揚水管の下側開口部から前記気体供給手段により供給される気体が直接侵入することを防止する気体侵入防止手段を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る膜分離ユニットの第６の構成は、前記第２〜第５の構成において、前記台座部材の仕切り板の近傍で且つ前記第１の空気室における側面部に前記処理槽内に連通する開口部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る膜分離ユニットの第１の構成によれば、容器が処理槽の液中に浸漬され下面等の開口部から処理槽内の液が該容器内に流入して、該容器内の空気室及び揚水管、補助管及び補助管外筒内にも液が充満する。そして、該容器内に連通された気体供給手段から放出される気体により該容器の空気室内に気体（空気）が充填され、該空気室内の液面が降下して補助管の下端開口面と同一になった時点から、該補助管に空気が充填され、該補助管から揚水管を介して外部に空気が放出されて上方に設けられた濾過膜に気泡が供されて曝気される。
【００１４】
一方、空気が容器の空気室から補助管、揚水管を介して外部に放出されて濾過膜の曝気に供されることにより該空気室の気圧が低下し、該空気室内の液面が上昇して補助管の下端開口面よりも液面が上昇する。この状態で外部から揚水管、補助管、空気室内に処理槽内の液が逆流して充満され曝気が停止する。
【００１５】
再び容器内に連通された気体供給手段から放出される気体により空気室内に空気が充填され、該空気室内の液面が降下して補助管の下端開口面と同一になった時点から、該補助管に空気が充填され、該補助管から揚水管を介して外部に空気が放出されて濾過膜に気泡が供されて曝気される。このように曝気と停止が繰返し行われて間欠曝気運転が出来る。
【００１６】
また、本発明に係る膜分離ユニットの第２の構成によれば、台座部材が処理槽の液中に浸漬され下面等の開口部から処理槽内の液が該台座部材内に流入して、台座部材の第１、第２の空気室及び揚水管、補助管及び補助管外筒内にも液が充満する。そして、台座部材の下方に配置した気体供給手段から放出される気体により該台座部材の第２の空気室内に空気が充填され、該第２の空気室内の液面が降下して補助管の下端開口面と同一になった時点から、該補助管に空気が充填され、該補助管から揚水管を介して第１の空気室に空気が充填されて結束部の曝気用開口部から中空糸膜に気泡が供されて曝気される。
【００１７】
一方、第２の空気室から補助管、揚水管を介して第１の空気室に供給されて曝気に供されることにより該第２の空気室の気圧が低下し、該第２の空気室内の液面が上昇して補助管の下端開口面よりも液面が上昇する。この状態で結束部の曝気用開口部から第１の空気室、揚水管及び補助管内に処理槽内の液が逆流して充満され曝気が停止する。
【００１８】
再び台座部材の下方に配置した気体供給手段から放出される気体により第２の空気室内に空気が充填され、該第２の空気室内の液面が降下して補助管の下端開口面と同一になった時点から、該補助管に空気が充填され、該補助管から揚水管を介して第１の空気室に空気が充填されて結束部の曝気用開口部から中空糸膜に気泡が供されて曝気される。このように曝気と停止が繰返し行われて間欠曝気運転が出来る。
【００１９】
また、本発明に係る膜分離ユニットの第３の構成によれば、補助管外筒の開口部及び／または台座部材の開口部にフィルターを設けたことで補助管外筒の内に縣濁物質が堆積するのを防止することが出来、間欠曝気運転が円滑に出来る。
【００２０】
また、本発明に係る膜分離ユニットの第４の構成によれば、挿入長さ調節手段により補助管外筒内に挿入された補助管の挿入長さを調節することで、間欠曝気周期を調節することが出来る。
【００２１】
また、本発明に係る膜分離ユニットの第５の構成によれば、気体侵入防止手段により揚水管の下側開口部から気体供給手段により供給される気体が直接侵入することを防止することで、間欠曝気周期に乱れが生じることがなく、均一に出来る。
【００２２】
また、本発明に係る膜分離ユニットの第６の構成によれば、台座部材の仕切り板の近傍で且つ第１の空気室における側面部に処理槽内に連通する開口部を設けたことで、該台座部材の仕切り板上に堆積した縣濁物質を開口部から該第１の空気室の外部の処理槽内に排出することが出来る。
【００２３】
上記発明によれば、複雑な電気制御を必要とせずに機械的な簡単な構造で間欠曝気運転が出来、これにより濾過膜の寿命を延ばすことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図により本発明に係る膜分離ユニットの一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る膜分離ユニットの全体構成を示す側面説明図、図２は本発明に係る膜分離ユニットの第１実施形態における中空糸膜モジュールの下部構造を示す模式図、図３は本発明に係る膜分離ユニットの第１実施形態における間欠曝気動作を説明する図である。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１〜図３において、１は処理槽２の液中に浸漬される濾過膜となる複数の中空糸膜３の開口端部から吸引して該処理槽２内の液を濾過分離する複数の中空糸膜モジュール４を有する膜分離ユニットである。
【００２６】
膜分離ユニット１は、複数の中空糸膜３の他端部が固定され且つ複数の中空糸膜３の他端部が固定された位置を回避する所定位置に曝気用開口部５が設けられた結束部６と、該結束部６に当接して少なくとも複数の中空糸膜３の自重を受けると共に該結束部６の下方に空気室を形成する容器を兼ねる台座部材７と、該台座部材７の下方に配置され、該台座部材７の内部に気体を供給する気体供給手段となる曝気管８とを有して構成される。
【００２７】
曝気管８には外部から常時空気が供給され、該曝気管８の下面に設けられた曝気孔８ａから台座部材７の内部に常時気泡が放出される。
【００２８】
台座部材７は、結束部６の下方に形成される第１の空気室９と、該第１の空気室９の下方で且つ曝気管８の上方に形成される第２の空気室10とを仕切る仕切り板７ａと、該仕切り板７ａを貫通して第１、第２の空気室９，10を連通させる揚水管11と、一端部が第２の空気室10内で該揚水管11に連通され、他端部が該揚水管11と分岐されると共に、その下端部12ａが揚水管11の下端部11ａよりも所定の高さｈだけ高い位置に配置された補助管12と、第２の空気室10内における補助管12の外周に所定の間隔を有して嵌装される筒部13ａと、該補助管12の下端部12ａよりも下方に配置され、筒部13ａの下部を閉塞する閉塞部13ｂとを有する補助管外筒13とを有して構成される。
【００２９】
本実施形態の揚水管11の下端部11ａの先端は水平方向に曲がっており、この場合、揚水管11の下端部11ａは図２に示されたように該下端部11ａの開口部の上端とされる。
【００３０】
補助管外筒13の上側の開口部及び台座部材７の底側の開口部にはフィルター14，15が設けられている。フィルター14，15は特に限定しないが、空気の流通性確保や曝気用開口部５への懸濁物質の詰まりを防止する意味で開口径０．１ｍｍ〜１０ｍｍの網状フィルターが好ましく、フィルター14，15の開口径は０．５ｍｍ〜５ｍｍがより好ましい。フィルター14，15の材質はポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性高分子のほか、銅或いは銀といった抗菌性の素材も有効である。
【００３１】
また、補助管外筒13内に挿入された補助管12の挿入長さを調節し得る挿入長さ調節手段として、補助管12の外周に雄ネジ12ｂが形成されており、内部に該雄ネジ12ｂに螺合される雌ネジ13d1が形成されたリング部材13ｄが支持部材13ｃを介して筒部13ａの内部に設けられている。尚、支持部材13ｃは筒部13ａの内部に径方向に複数本突出して設けられたものであり、支持部材13ｃ相互間には空気の出入りが自由に出来る十分な隙間が形成される。
【００３２】
そして、補助管外筒13の筒部13ａ内に突設された支持部材13ｃを介して設けられたリング部材13ｄの内側に形成された雌ネジ13d1を補助管12の外周に設けられた雄ネジ12ｂに螺合させて補助管外筒13を正転／逆転させることにより補助管外筒13内に挿入された補助管12の挿入長さを調節し得るようになっている。
【００３３】
また、揚水管11の下側開口部から曝気管８により放出される気泡16が直接侵入することを防止する気体侵入防止手段として、該揚水管11の下端部11ａがＬ字形状に曲げられて水平方向に配置されている。これにより、曝気管８により放出される気泡16が揚水管11の下端部11ａ開口から直接侵入することがない。
【００３４】
また、台座部材７の仕切り板７ａの近傍で且つ第１の空気室９における側面部に処理槽２内に連通する開口部７ｂが設けられており、該開口部７ｂに対面して結束部６のスカート部６ａに形成された開口部6a1及び開口部７ｂから仕切り板７ａ上に堆積した縣濁物質を除去することが出来る。
【００３５】
上記構成において、台座部材７が処理槽２の液中に浸漬され下面等の開口部から処理槽２内の液が該台座部材７内に流入して、台座部材７の第１、第２の空気室９，10及び揚水管11、補助管12及び補助管外筒13内にも液が充満するが、一旦、曝気管８の曝気孔８ａから空気室10内に所定容積のエアーが保持されると、それ以降は図３（ａ）に示した状態が待機状態となる。
【００３６】
そして、図３（ｂ）に示すように、台座部材７の下方に配置した曝気管８の曝気孔８ａから放出される気泡16により該台座部材７の第２の空気室10内に空気が充填され、該第２の空気室10内の液面が降下して補助管12の下端部12ａの開口面と同一になった時点から、図３（ｃ）に示すように、該補助管12内に空気が充填され、図３（ｄ）に示すように、該補助管12を介して第１の空気室９に空気が充填されて結束部６の曝気用開口部５から中空糸膜３に気泡16が供されて曝気される。
【００３７】
一方、第２の空気室10から補助管12を介して第１の空気室９に供給されて曝気に供されることにより該第２の空気室10の気圧が低下し、図３（ｅ）に示すように、該第２の空気室10内の液面が上昇して補助管12の下端部12ａの開口面よりも液面が上昇する。この状態で、図３（ｆ）に示すように、結束部６の曝気用開口部５から第１の空気室９、揚水管11及び補助管12内に処理槽２内の液が逆流して充満され曝気が停止する。
【００３８】
再び、図３（ｂ）に示すように、台座部材７の下方に配置した曝気管８の曝気孔８ａから放出される気泡16により第２の空気室10内に空気が充填され、該第２の空気室10内の液面が降下して補助管12の下端部12ａの開口面と同一になった時点から、該補助管12に空気が充填され（図３（ｄ）参照）、該補助管12を介して第１の空気室９に空気が充填されて結束部６の曝気用開口部５から中空糸膜に気泡が供されて曝気される。このように曝気と停止が繰返し行われて間欠曝気運転が出来る。
【００３９】
ここで、図３に示すように、第２の空気室10内で且つ補助管外筒13内に挿入された補助管12と該補助管外筒13とのオーバーラップ分であるレベルＬａとレベルＬｂとの間に形成される台座部材７内の実質的容積Ｖが間欠曝気量となる。
【００４０】
また、補助管外筒13の開口部及び台座部材７の開口部にフィルター14，15を設けたことで補助管外筒13の内に縣濁物質が堆積するのを防止することが出来、間欠曝気運転が円滑に出来る。
【００４１】
また、補助管12の外周に設けられた雄ネジ12ｂと、補助管外筒13内に内設されたリング部材13ｄの雌ネジ13d1との螺合からなる挿入長さ調節手段により補助管外筒13内に挿入された補助管12の挿入長さを調節することで、間欠曝気量となる第２の空気室10内で且つ補助管外筒13内に挿入された補助管12と該補助管外筒13とのオーバーラップ分の容積Ｖを調節することが出来、これにより間欠曝気周期を調節することが出来る。
【００４２】
また、揚水管11の下端部11ａをＬ字形状に水平方向に曲げて構成した気体侵入防止手段により揚水管11の下側開口部から曝気管８により放出される気泡16が直接侵入することを防止することで、間欠曝気周期に乱れが生じることがなく、均一に出来る。
【００４３】
また、台座部材７の仕切り板７ａの近傍で且つ第１の空気室９における側面部に処理槽２内に連通する開口部７ｂを設けたことで、該台座部材７の仕切り板７ａ上に堆積した縣濁物質を該開口部７ｂから該第１の空気室９の外部の処理槽２内に排出することが出来る。
【００４４】
上記構成によれば、気体供給手段となる曝気管８の曝気孔８ａから供給されるエアーは連続であるため、曝気孔８ａが処理槽２内の底部に沈殿する縣濁物質等により目詰まりすることがなく、曝気管８の上部で間欠曝気する機構を設けたことで、連続曝気のように中空糸膜３が擦れて損傷することがなく、中空糸膜３の寿命を延長することが出来る。
【００４５】
＜第２実施形態＞
図４は本発明に係る膜分離ユニットの第２実施形態の構成を示す断面模式図である。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、容器となる台座部材７の第２の空気室10の側壁７ｃに気体供給手段となる曝気管８を連通させて該第２の空気室10内にエアー（気体）を放出するように構成したものである。この場合、台座部材７の下部に設けられる曝気管８を省略しても良いし、図４に示すように、これらを併用しても良い。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【００４６】
＜第３実施形態＞
図５は本発明に係る膜分離ユニットの第３実施形態の構成を示す断面模式図である。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。前記実施形態では、補助管12が第２の空気室10内で揚水管11と分岐した構成としたが、本実施形態では、補助管12も仕切り板７ａを貫通して第１の空気室９まで延長され、該補助管12が第１の空気室９内で揚水管11と分岐した構成としたものである。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【００４７】
＜第４実施形態＞
図６は本発明に係る膜分離ユニットの第４実施形態の構成を示す断面模式図である。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。前記実施形態では、中空糸膜モジュール４の下部を結束した結束部６を容器を兼ねる台座部材７で支持する構成としたが、本実施形態では、中空糸膜モジュール４は図示しない支持手段により別途支持されており、内部に空気室10が形成された容器17は、濾過膜となる中空糸膜モジュール４の下部を結束した結束部６と所定の間隔で離間されて配置されており、処理槽２内で且つ該中空糸膜モジュール４の直下に配置されたものである。
【００４８】
本実施形態では、処理槽２の液中に浸漬される濾過膜となる中空糸膜モジュール４の一方側から吸引して該処理槽２内の液を濾過分離する膜分離ユニット１として構成されており、処理槽２内で且つ濾過膜となる中空糸膜モジュール４の下方に配置され、内部に空気室10が形成される容器17と、該容器17内に気体を供給する気体供給手段となる曝気管８と、容器17の天板17ａを貫通して空気室10を外部に連通させる揚水管11と、一端部が該揚水管11に連通され、他端部が該揚水管11と分岐されると共に、その下端部が該揚水管11の下端部よりも所定の高さ高い位置に配置された補助管12と、空気室10内における該補助管12の外周に所定の間隔を有して嵌装される筒部13ａと、該補助管12の下端部よりも下方に配置され、該筒部13ａの下部を閉塞する閉塞部13ｂとを有する補助管外筒13とを有して構成したものである。
【００４９】
本実施形態によれば、容器17が処理槽２の液中に浸漬され下面等の開口部から処理槽２内の液が該容器17内に流入して、該容器17内の空気室10及び揚水管11、補助管12及び補助管外筒13内にも液が充満する。そして、該容器17内に連通された気体供給手段となる曝気管８の曝気孔８ａから放出される気泡16により該容器17の空気室10内に空気が充填され、該空気室10内の液面が降下して補助管12の下端開口面と同一になった時点から、該補助管12に空気が充填され、該補助管12から揚水管11を介して外部である処理槽２内に空気が放出されて上方に設けられた濾過膜となる中空糸膜モジュール４に気泡が供されて曝気される。
【００５０】
一方、容器17の空気室10から補助管12、揚水管11を介して外部である処理槽２内に放出されて濾過膜となる中空糸膜モジュール４の曝気に供されることにより該空気室10の気圧が低下し、該空気室10内の液面が上昇して補助管12の下端開口面よりも液面が上昇する。この状態で外部となる処理槽２から揚水管11、補助管12、空気室10内に処理槽２内の液が逆流して充満され曝気が停止する。
【００５１】
再び容器17内に連通された気体供給手段となる曝気管８の曝気孔８ａから放出される気泡16により空気室10内に空気が充填され、該空気室10内の液面が降下して補助管12の下端開口面と同一になった時点から、該補助管12に空気が充填され、該補助管12から揚水管11を介して外部となる処理槽２内に空気が放出されて濾過膜となる中空糸膜モジュール４に気泡16が供されて曝気される。このように曝気と停止が繰返し行われて間欠曝気運転が出来る。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【００５２】
＜第５実施形態＞
図７は本発明に係る膜分離ユニットの第５実施形態の構成を示す断面模式図である。尚、前記第４実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。前記実施形態では、濾過膜となる中空糸膜モジュール４の真下に容器17を配置した場合の一例であるが本実施形態では、複数の中空糸膜モジュール４の下方で且つそれらの間（真下からずれた位置）に容器17を配置したものである。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【００５３】
上記各構成によれば、複雑な電気制御を必要とせずに機械的な簡単な構造で間欠曝気運転が出来、これにより濾過膜の寿命を延ばすことが出来る。尚、前記各実施形態では、濾過膜として中空糸膜モジュール４を適用した場合の一例について説明したが、中空糸膜モジュール４の代わりに平膜モジュールを適用することも出来る。この場合も処理槽２の液中に浸漬される濾過膜の一方側から吸引して該処理槽２内の液を濾過分離する膜分離ユニットとして構成できる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の活用例として、処理槽の液中に浸漬される濾過膜の一方側から吸引して該処理槽内の液を濾過分離する膜分離ユニットや処理槽の液中に浸漬される中空糸膜の開口端部から吸引して該処理槽内の液を濾過分離する複数の中空糸膜モジュールを有する膜分離ユニットに適用出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る膜分離ユニットの全体構成を示す側面説明図である。
【図２】本発明に係る膜分離ユニットの第１実施形態における中空糸膜モジュールの下部構造を示す模式図である。
【図３】本発明に係る膜分離ユニットの第１実施形態における間欠曝気動作を説明する図である。
【図４】本発明に係る膜分離ユニットの第２実施形態の構成を示す断面模式図である。
【図５】本発明に係る膜分離ユニットの第３実施形態の構成を示す断面模式図である。
【図６】本発明に係る膜分離ユニットの第４実施形態の構成を示す断面模式図である。
【図７】本発明に係る膜分離ユニットの第５実施形態の構成を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…膜分離ユニット
２…処理槽
３…中空糸膜
４…中空糸膜モジュール
５…曝気用開口部
６…結束部
６ａ…スカート部
6a1…開口部
７…台座部材
７ａ…仕切り板
７ｂ…開口部
７ｃ…側壁
８…曝気管
８ａ…曝気孔
９…第１の空気室
10…第２の空気室
11…揚水管
11ａ…下端部
12…補助管
12ａ…下端部
12ｂ…雄ネジ
13…補助管外筒
13ａ…筒部
13ｂ…閉塞部
13ｃ…支持部材
13ｄ…リング部材
13d1…雌ネジ
14，15…フィルター
16…気泡
17…容器
17ａ…天板
ｈ…所定の高さ
Ｌａ，Ｌｂ…レベル
Ｖ…容積
【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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