(57)【要約】【課題】膜ユニットの中空糸膜に目詰まりが生じ難く、膜ユニットの洗浄の必要性を低減して、原水を浄化する生産性を高めることができる膜分離式水浄化装置を提供する。【解決手段】第一の固定部１と、第一の固定部１を囲むように配置された第二の固定部２と、第一の固定部１と第二の固定部２との間に放射状に複数本配置して一端を第一の固定部１に他端を第二の固定部２に固定した中空糸膜３を備え、第一の固定部１を回転軸４として形成すると共に回転軸４内に中空糸膜３内と連通する通水部５を設けることによって膜ユニット６を形成する。原水を活性汚泥で浄化する浄化槽７内に、横姿勢で配置した回転軸４を回転駆動自在に支持して膜ユニット６を取り付ける。通水部５内を吸引して、浄化槽７内の浄化された水を中空糸膜３で濾過して活性汚泥から分離して排出する吸引排出手段８を通水部５に接続する。膜ユニット６の下側において浄化槽７内に散気管９を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の固定部と、第一の固定部を囲むように配置された第二の固定部と、第一の固定部と第二の固定部との間に放射状に複数本配置して一端を第一の固定部に他端を第二の固定部に固定した中空糸膜とを備え、第一の固定部を回転軸として形成すると共に回転軸内に中空糸膜内と連通する通水部を設けることによって膜ユニットを形成し、原水を活性汚泥で浄化する浄化槽内に、横姿勢で配置した回転軸を回転駆動自在に支持して膜ユニットを取り付け、通水部内を吸引して、浄化槽内の浄化された水を中空糸膜で濾過して活性汚泥から分離して排出する吸引排出手段を通水部に接続し、膜ユニットの下側において浄化槽内に散気管を設けて成ることを特徴とする膜分離式水浄化装置。
【請求項２】
第一の固定部と、第一の固定部と対向して配置された第二の固定部と、第一の固定部と第二の固定部との間に複数本平行に配置して一端を第一の固定部に他端を第二の固定部に固定した中空糸膜とを備え、第一の固定部と第二の固定部のうち少なくとも一方の内部に中空糸膜内と連通する通水部を設けると共に第一の固定部と第二の固定部のうち少なくとも一方に中空糸膜と平行な回転軸を設けることによって膜ユニットを形成し、原水を活性汚泥で浄化する浄化槽内に、横姿勢で配置した回転軸を回転駆動自在に支持して膜ユニットを取り付け、通水部内を吸引して、浄化槽内の浄化された水を中空糸膜で濾過して活性汚泥から分離して排出する吸引排出手段を通水部に接続し、膜ユニットの下側において浄化槽内に散気管を設けて成ることを特徴とする膜分離式水浄化装置。
【請求項３】
膜ユニットの中空糸膜を物理的作用で洗浄する強制洗浄手段を備えて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の膜分離式水浄化装置。
【請求項４】
膜ユニットの第一の固定部と第二の固定部のうち少なくとも一方の中空糸膜の側の面を凸湾曲面に形成して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の膜分離式水浄化装置。
【請求項５】
膜ユニットに、超音波発振器を付設して成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の膜分離式水浄化装置。
【請求項６】
超音波発振器は、浄化槽内で移動を可能にする移動手段と、発振周波数を可変にする周波数制御手段のうち、少なくとも一方を備えて成ることを特徴とする請求項５に記載の膜分離式水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原水を活性汚泥で浄化し、浄化した水を膜ユニットに通して活性汚泥から分離して排出するようにした膜分離式水浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図９は膜分離式水浄化装置の従来の一例を示すものである（例えば非特許文献１等参照）。図９において７は浄化槽、１５は浄化槽７に原水を供給する原水配管であり、原水配管１５には原水開閉弁１６が設けてある。浄化槽７内には膜ユニット６が設けてあり、膜ユニット６には吸引配管１７が接続してある。この吸引配管１７には吸引開閉弁１８と吸引ポンプ１９が設けてあり、さらに吸引配管１７に薬品タンク２０が薬品供給配管２１で接続してある。薬品供給配管２１には投薬開閉弁２２が設けてある。また浄化槽７の底部には送風器２３に接続された散気管９が配置してある。
【０００３】
この図９のものにあって、浄化槽７内には原水開閉弁１６を開くことによって原水配管１５から原水が供給されており、この原水は浄化槽７内で活性汚泥によって浄化作用を受ける。そして吸引ポンプ１９で膜ユニット６内を吸引することによって、浄化された浄水は膜ユニット６を通過して活性汚泥から分離され、吸引配管１７を通して排出されるようになっている。このように活性汚泥の作用で浄化された水を膜ユニット６で濾過して活性汚泥から分離して排出する膜分離式水浄化装置では、浄化槽７内に静置されている膜ユニット３の表面に活性汚泥が堆積して汚れが付着し、膜ユニット６に目詰まりが発生し易く、このように膜ユニット６が目詰まりすると膜ユニット６による浄水の濾過効率が低下する。
【０００４】
このため、図９のような膜分離式水浄化装置では、膜ユニット６を度々洗浄する必要がある。そして膜ユニット６を洗浄するにあたっては、まず原水開閉弁１６を閉じて原水配管１５から浄化槽７への原水の供給を停止し、また吸引ポンプ１９を停止すると共に吸引開閉弁１８を閉じて、浄化槽７による原水の浄化運転を停止する。そして、投薬開閉弁２２を開いて薬品タンク２０から薬品供給配管２１及び吸引配管１７を通して薬品を膜ユニット６内に供給し、膜ユニット６内に薬品を充填させた状態で所定時間保持することによって、膜ユニット６の目詰まりを薬品で分解等して洗浄するようにしてある。このように膜ユニット６の目詰まりを薬品で洗浄した後、吸引ポンプ１９を作動させると共に吸引開閉弁１８を開くことによって、膜ユニット６内の薬品を排出し、後は、原水開閉弁１６を開いて原水配管１５から原水を浄化槽７に供給することによって、上記のような浄化運転を再開することができる。
【非特許文献１】環境省大臣官房廃棄物・リサイクル対策部廃棄物対策課浄化槽対策室監修、「窒素除去型・膜分離型小型合併処理浄化槽維持管理ガイドライン・同解説」、財団法人日本環境整備教育センター、平成１３年２月、ｐ．１７４、ｐ．２１５−２１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにして膜ユニット６を洗浄することができるが、膜ユニット６を洗浄している間は原水を浄化する浄化運転を行なうことができない。そして図９の膜分離式水浄化装置の膜ユニット６のように、表面に汚れが付着して目詰まりが発生し易い場合には、原水の浄化運転を止めて、膜ユニットの洗浄を度々行なう必要があるので、原水を浄化する生産性が低下するという問題が生じるものであった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、膜ユニットの中空糸膜に目詰まりが生じ難く、膜ユニットの洗浄の必要性を低減することができて、原水を浄化する生産性を高めることができる膜分離式水浄化装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る膜分離式水浄化装置は、第一の固定部１と、第一の固定部１を囲むように配置された第二の固定部２と、第一の固定部１と第二の固定部２との間に放射状に複数本配置して一端を第一の固定部１に他端を第二の固定部２に固定した中空糸膜３とを備え、第一の固定部１を回転軸４として形成すると共に回転軸４内に中空糸膜３内と連通する通水部５を設けることによって膜ユニット６を形成し、原水を活性汚泥で浄化する浄化槽７内に、横姿勢で配置した回転軸４を回転駆動自在に支持して膜ユニット６を取り付け、通水部５内を吸引して、浄化槽７内の浄化された水を中空糸膜３で濾過して活性汚泥から分離して排出する吸引排出手段８を通水部５に接続し、膜ユニット６の下側において浄化槽７内に散気管９を設けて成ることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、横姿勢で配置される回転軸４で膜ユニット６を回転駆動することによって、回転軸４の回りに放射状に設けた中空糸膜３を水中で上下方向に回転移動させることができるものであり、中空糸膜３に作用する水圧が常に変化すると共に、散気管９からの散気の作用が常に変化する。このために、中空糸膜３に活性汚泥の堆積等による汚れが生じ難くなって目詰まりを低減することができ、また中空糸膜３の一定の部位が目詰まりし易くなるということもなくなるものであり、膜ユニット６の洗浄の必要性を低減することができるものである。
【０００９】
本発明の請求項２に係る膜分離式水浄化装置は、第一の固定部１と、第一の固定部１と対向して配置された第二の固定部２と、第一の固定部１と第二の固定部２との間に複数本平行に配置して一端を第一の固定部１に他端を第二の固定部２に固定した中空糸膜３とを備え、第一の固定部１と第二の固定部２のうち少なくとも一方の内部に中空糸膜３内と連通する通水部５を設けると共に第一の固定部１と第二の固定部２のうち少なくとも一方に中空糸膜３と平行な回転軸４を設けることによって膜ユニット６を形成し、原水を活性汚泥で浄化する浄化槽７内に、横姿勢で配置した回転軸４を回転駆動自在に支持して膜ユニット６を取り付け、通水部５内を吸引して、浄化槽７内の浄化された水を中空糸膜３で濾過して活性汚泥から分離して排出する吸引排出手段８を通水部５に接続し、膜ユニット６の下側において浄化槽７内に散気管９を設けて成ることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明によれば、横姿勢で配置される回転軸４で膜ユニット６を回転駆動することによって、第一の固定部１と第二の固定部２の間に設けた中空糸膜３を水平状態で水中を上下方向に回動移動させることができるものであり、中空糸膜３に作用する水圧が常に変化すると共に、散気管９からの散気の作用が常に変化する。このために、中空糸膜３に活性汚泥の堆積等による汚れが生じ難くなって目詰まりを低減することができ、また中空糸膜３の一定の部位が目詰まりし易くなるということもなくなるものであり、膜ユニット６の洗浄の必要性を低減することができるものである。
【００１１】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、膜ユニット６の中空糸膜３を物理的作用で洗浄する強制洗浄手段１０を備えて成ることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明によれば、中空糸膜３に目詰まりが発生したときには、強制洗浄手段１０で効率良く洗浄することができるものである。
【００１３】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、膜ユニット６の第一の固定部１と第二の固定部２のうち少なくとも一方の中空糸膜３の側の面を凸湾曲面に形成して成ることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明によれば、散気管９による散気で浄化槽７内に生じる水流が第一固定部１や第二固定部２の表面で滞留することを防ぐことができ、水流による中空糸膜３の目詰まり防止効果を高く得ることができるものである。
【００１５】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、膜ユニット６に、超音波発振器１１を付設して成ることを特徴とするものである。
【００１６】
この発明によれば、膜ユニット６の中空糸膜３に超音波振動を与えることによって、中空糸膜３に目詰まりが生じることを低減することができるものである。
【００１７】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、超音波発振器１１は、浄化槽７内で移動を可能にする移動手段と、発振周波数を可変にする周波数制御手段のうち、少なくとも一方を備えて成ることを特徴とするものである。
【００１８】
この発明によれば、中空糸膜３の各部位を超音波振動させることができ、中空糸膜３の目詰まり防止効果を高く得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、膜ユニット６を回転軸４で回転させることによって、中空糸膜３を浄化槽７の水中で上下方向に回動移動させることができるものであり、中空糸膜３に目詰まりが生じ難くなって、浄化槽７での原水の浄化運転を停止して膜ユニット６を洗浄する必要性を低減することができ、原水を浄化する生産性を高めることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、浄化槽７内に膜ユニット６と散気管９が配置してある。浄化槽７はステンレス製やセメント製など任意の材質で形成されるものである。浄化槽７の上部には原水配管１５が接続してあり、原水配管１５に設けた原水開閉弁１６を開くことによって、浄化処理する原水を浄化槽７に供給するようになっている。原水開閉弁１６の種類は特に限定されないが、自動運転をすることができるように、電動弁で形成するのが望ましい。
【００２２】
図２は膜ユニット６の一例を示すものであり、第一の固定部１の外周を外方から囲むように第二の固定部２が配置してある。第一の固定部１は回転軸４となるものであり、円筒パイプ状に形成してある。また第二の固定部２は円筒形に形成してあり、第一の固定部１の外周と第二の固定部２の内周の間に複数本のスポーク状の連結棒２５を接続することによって、図２（ｂ）のように第一の固定部１に対して第二の固定部２を同心円配置で取り付けてある。この第二の固定部２は第一の固定部１の長手方向に沿った等間隔で複数箇所に取り付けられるものである。そして複数本の中空糸膜３が第一の固定部１と各第二の固定部２の間に放射状に配置してあり、中空糸膜３の一端は第一の固定部１に、中空糸膜３の他端は第二の固定部２にそれぞれ固定してある。円筒パイプ状に形成される第一の固定部１内は通水部５となるものであり、中空糸膜３の一端の開口部はこの通水部５内に開口するように第一の固定部１に固定されるものであり、中空糸膜３の他端の開口部は第二の固定部２で塞がれるようになっている。中空糸膜３としては、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクルロニトリル、ポルスルホンなど任意の材質のものを用いることができ、また孔径なども特に限定されるものではない。
【００２３】
上記のように形成される膜ユニット６は、浄化槽７内に設けられるものであり、回転軸４となる第一の固定部１が水面と平行になるように横姿勢にして配置し、回転軸４で支持した状態で浄化槽７内に取り付けられるものである。図１の実施の形態では、回転軸４の両端部を浄化槽７の側壁に貫通させることによって回転自在に支持するようにしているが、このような態様に限定されないのはいうまでもない。円筒パイプで形成される回転軸４内は上記のように通水部５として形成されるが、通水部５の一方の端部は閉塞してあって、この閉塞した回転軸４の端部にモータなどの駆動部２６が接続してある。通水部５の他方の端部は開口させてあり、通水部５のこの開口した端部に吸引排出手段８が接続してある。
【００２４】
吸引排出手段８は吸引配管１７を備えて形成されるものであり、吸引配管１７を回転軸４の端部において通水部５の開口部に接続してある。吸引配管１７と通水部５との接続は封水機能を有する回転ジョイナーなどを用いて行なうことができる。吸引配管１７には吸引ポンプ１９が設けてあり、吸引ポンプ１９を作動させて通水部５内を吸引することによって、膜ユニット６の中空糸膜３に水を通過させ、中空糸膜３を通過した水を通水部５から吸引配管１７を通して排出するようにしてある。このように吸引ポンプ１９を用いて通水部５内を強制吸引する他に、吸引ポンプ１９を用いず、高低差を利用して自然吸引させる構造に形成することも可能である。
【００２５】
散気管９は上記の膜ユニット６の下側において浄化槽７の底部に配置されるものであり、槽外に配置した送風器２３と接続してある。送風器２３はブロワー、コンプレッサーなどの空気を送風する機械や、空気入りの圧力ボンベなど、空気などの酸素を含む気体を送風するものであれば何でもよい。送風量は浄化槽７内の活性汚泥が必要とする溶存酸素量が確保できるものであればよい。散気管９は送風器２３から送られてきた気体を微細な泡にして酸素が浄化槽７内に行き渡るようにするものであり、例えばパイプに直径２ｍｍ程度の孔を複数設けたものとして形成することができる。
【００２６】
散気管９の散気部の構造は図３（ａ）のように形成することもできる。このものでは、水平に配置される散気管９の長手方向に沿った複数箇所に、内周の開口がすり鉢状の散気孔３５となった弁座３６が設けてある。この弁座３６を覆うようにストッパー箱３７が取り付けてあり、ストッパー箱３７の上面に通気孔３８が開口させてある。またストッパー箱３７内において弁座３６には弁蓋３９が上下動自在に取り付けてあり、散気孔３５を弁蓋３９で開閉できるようにしてある。弁蓋３９は逆円錐台形状に形成してあり、弁蓋３９の上面の直径は通気孔３８の径より大きく形成してある。
【００２７】
このものにあって、送風器２３から空気などの気体が散気管９に送られると、その送風圧で弁蓋３９が押し上げられて散気孔３５が開口し、送風された気体が散気孔３５から通気孔３８を通して浄化槽７内に散気される。また送風器２３の作動が停止して気体が送られなくなると、水圧で弁蓋３９が押し下げられて散気孔３５が塞がれることになり、浄化槽７内の活性汚泥が散気管９内に逆流して浸入して、散気管９内が活性汚泥で詰まることを防ぐことができるものである。
【００２８】
また散気管９の散気部の構造は図３（ｂ）（ｃ）のように形成することもできる。このものでは、散気管９の複数箇所に内周の開口が散気孔３５となった弁座３６が設けてあり、弁座３６の外周を囲んで弁座３６の上方へ立ち上がるように、上下端が開口するガイド筒４１が取り付けてある。このガイド筒４１にはその内外に貫通する横棒４２が取り付けてあり、横棒４２の両端部はガイド筒４１の外方へ突出している。横棒４２は２本ずつ十字に交差させて設けてある。この横棒４２の下側において弁座３６には弁球４３が上下動自在に取り付けてあり、散気孔３５を弁球４３で開閉できるようにしてある。またガイド筒４１の上部を下面が開口するトラップ容器４４で覆ってある。ガイド筒４１の上底面には円錐台形状の弁蓋４５が設けてあり、弁蓋４５でガイド筒４１の上端開口を開閉できるようにしてある。またトラップ容器４４の周壁には縦長のスライド孔４６が穿設してあり、このスライド孔４６に横棒４２の端部が差し込んである。従って横棒４２に対してスライド孔４６が上下できる範囲で、トラップ容器４４は上下動されるものである。さらにトラップ容器４４の周壁にはその周方向に亘る複数箇所に散気スリット４７が穿設してあり、各散気スリット４７はトラップ容器４４の周壁の下端縁で開放されるようにしてある。
【００２９】
このものにあって、送風器２３から空気などの気体が散気管９に送られると、その送風圧で弁球４３が押し上げられて散気孔３５が開口し、さらに弁蓋４５がトラップ容器４４と共に押し上げられ、気体は散気孔３５からガイド筒４１を通してトラップ容器４４内に流入して、散気スリット４７から浄化槽７内に散気される。散気スリット４７はトラップ容器４４の周壁の下端縁で開放された形態であるので、散気スリット４７が活性汚泥で詰まり難くなっている。また送風器２３の作動が停止して気体が送られなくなると、弁球４３が自重で落下して散気孔３５が塞がれると共に、トラップ容器４４が水圧で押し下げられてガイド筒４１の上端開口が弁蓋４５で塞がれることになり、浄化槽７内の活性汚泥が散気管９内に逆流することを防止することができ、散気管９内に活性汚泥が浸入して詰まることを防ぐことができるものである。ここで、活性汚泥の逆流は、トラップ容器４４とガイド筒４１との間のトラップ効果と、弁蓋４５によるガイド筒４１の閉塞と、弁球４３による散気孔３５の閉塞とで、三重に防止されるようになっているものであり、散気管９内が活性汚泥で詰まることを確実に防ぐことができるものである。
【００３０】
また浄化槽７内には水位検知手段２７が設けてあり、浄化槽７内の水位が検知されるようにしてある。水位検知手段２７としては、フロートスイッチや圧力センサーなどを用いることができる。圧力センサーは水圧を検出することによって、水位を検知するようにしたものである。
【００３１】
上記の膜分離式水浄化装置にあって、原水開閉弁１６、吸引ポンプ１９、送風器２３、駆動部２６、水位検知手段２７などはそれぞれ制御装置（図示省略）に電気的に接続してあり、自動的に制御されるようになっている。
【００３２】
しかして、上記のように形成される膜分離式水浄化装置で原水を浄化する浄化運転を行なうにあたっては、まず原水開閉弁１６を開いて原水配管１５を通して浄化槽７に原水を供給し、膜ユニット６の全体が浸漬される所定の水位Ｌ１にまで到達すると、原水開閉弁１６を閉じて原水の供給を停止する。一方、送風器２３を作動させて散気管９から空気などの気体を浄化槽７内に供給して散気し、また吸引ポンプ１９を作動させて、膜ユニット６の回転軸４内の通水部５内を吸引する。さらに駆動部２６を駆動させて、回転軸４を回転駆動し、膜ユニット６の全体を回転軸４を中心に回転させる。膜ユニット６の回転駆動は連続的であっても、間欠的であってもいずれでもよい。
【００３３】
このように浄化槽７に供給された原水は、浄化槽７内において活性汚泥の作用で浄化される。このとき、散気管９からの散気作用で活性汚泥に酸素を供給することによって、活性汚泥による浄化作用がより活性化されるものである。そして、膜ユニット６の回転軸４内の通水部５内は吸引ポンプ１９による吸引で減圧されているので、浄化槽７内で浄化された原水は中空糸膜３を通過して通水部５に流入し、浄水として活性汚泥から分離される。このように膜ユニット６を通過した浄水は通水部５及び吸引配管１７を通して浄化槽７から排出されるものである。またこのように浄化した水を浄化槽７から排出することによって、浄化槽７の水位が下がるが、所定の水位Ｌ２にまで下がると、原水開閉弁１６を開いて原水を浄化槽７に上記の水位Ｌ１まで供給するようになっている。この水位Ｌ１，Ｌ２は水位検知手段２７で検知されるようにしてあり、水位Ｌ１，Ｌ２の検知に応じて自動的に原水開閉弁１６を開閉制御するようにしてある。
【００３４】
そして上記のように浄化運転を行なっている間、膜ユニット６は回転軸４を中心に回転駆動されているが、このように膜ユニット６を回転駆動することによって、回転軸４を中心に放射状に設けられている中空糸膜３は水深上下方向に回転しながら移動する。中空糸膜３がこのように水深上下方向に回転しながら移動すると、水中に浸漬されている深さが変化するので中空糸膜３に作用する水圧が常に変化する。また散気管９からの散気によって浄化槽７内には廻流が生じているが、中空糸膜３が上下に回動移動することによって、この廻流が中空糸膜３の全体に均一に作用する。このために、中空糸膜３の一部に活性汚泥が堆積して汚れが付着するというようなことがなくなって、中空糸膜３の全体に対する目詰まりが生じ難くなるものである。また中空糸膜３が水中を回動移動する際に振動し、さらに散気管９からの散気の作用でも中空糸膜３が振動するので、この振動作用によっても中空糸膜３に活性汚泥が堆積して汚れが付着することを低減して目詰まりが生じ難くなるようにすることができるものである。そしてこのように膜ユニット６を回転駆動することによって、中空糸膜３に目詰まりが生じ難くなるので、膜ユニット６を洗浄する必要性が低減するものであり、従って、膜ユニット６を洗浄するために原水を浄化する浄化運転を停止するための時間が少なくなり、原水を浄化する生産性が向上するものである。
【００３５】
図４は本発明の他の実施の形態を示すものである。図４（ｂ）は本実施の形態で用いる膜ユニット６の一例を示すものであり、この膜ユニット６以外の構成は図１のものと同じである。第一の固定部１と第二の固定部２はそれぞれ円板状に形成してあり、平行に対向させて配置してある。第一の固定部１と第二の固定部２は、その対向する中心部間に連結棒２５を接続することによって結合するようにしてある。そして平行に揃えた複数本の中空糸膜３が第一の固定部１と各第二の固定部２の間に、各固定部１，２と垂直に配置してあり、中空糸膜３の一端は第一の固定部１に、中空糸膜３の他端は第二の固定部２にそれぞれ固定してある。第一の固定部１と第二の固定部２は中空に形成して、内部を通水部５としてあり、中空糸膜３の両端の開口部がこの通水部５内に開口するように、第一の固定部１と第二の固定部２に固定されるものである。また第一の固定部１の外面の中央部と第二の固定部２の外面の中央部にそれぞれ回転軸４が突設してある。各回転軸４は連結棒２５の延長線上において中空糸膜３と平行に突設してある。この一対の回転軸４ａ，４ｂのうち、第一の固定部１に設けた一方の回転軸４ａは中空に形成して、内周の連通孔２９を第一の固定部１の通水部５内と連通させてある。また連結棒２５も中空に形成して内周に連絡孔３０が設けてあり、この連絡孔３０を第一の固定部１と第二の固定部２の各通水部５内に連通させてある。従って、第二の固定部２の通水部５は連結棒２５の連絡孔３０及び第一の固定部１の通水部５を介して連通孔２９に連通している。
【００３６】
上記のように形成される膜ユニット６は、図４（ａ）に示すように、回転軸４を水面と平行な横姿勢にして配置し、回転軸４で支持した状態で浄化槽７内に取り付けられるものである。図４の実施の形態では、各回転軸４ａ，４ｂを浄化槽７の側壁に貫通させることによって回転自在に支持するようにしているが、このような態様に限定されないのはいうまでもない。そして一方の回転軸４ａの連通孔２９に吸引排出手段８の吸引配管１７が図１の実施の形態と同様に接続してあり、他方の回転軸４ｂにモータなどの駆動部２６が接続してある。
【００３７】
しかして図４（ａ）のように形成される膜分離式水浄化装置にあって、駆動部２６を駆動させて膜ユニット６の全体を回転軸４を中心に、連続的にあるいは間欠的に回転駆動しながら、原水を浄化する浄化運転を既述と同様にして行なうことができる。ここで、膜ユニット６の第一及び第二の固定部１，２の各通水部５は連通孔２９や連絡孔３０を通して吸引ポンプ１９による吸引で減圧されているので、浄化槽７内で浄化された原水は中空糸膜３を通過して第一及び第二の固定部１，２の各通水部５に流入し、浄水として活性汚泥から分離される。このように膜ユニット６を通過した浄水は各通水部５から、連絡孔３０や、連通孔２９、及び吸引配管１７を通して浄化槽７から排出されるものである。
【００３８】
そして浄化運転を行なっている間、膜ユニット６は上記のように回転軸４を中心に回転駆動されているが、このように膜ユニット６を回転駆動することによって、回転軸４と平行に設けられている中空糸膜３は水深上下方向に回転しながら移動する。中空糸膜３がこのように水深上下方向に回転しながら移動すると、水中に浸漬されている深さが変化するので中空糸膜３に作用する水圧が常に変化する。また散気管９からの散気によって浄化槽７内には廻流が生じているが、中空糸膜３が上下に回動移動することによって、この廻流が中空糸膜３の全体に均一に作用する。このために、中空糸膜３の一部に活性汚泥が堆積して汚れが付着するというようなことがなくなって、中空糸膜３の全体に対する目詰まりが生じ難くなるものである。また中空糸膜３が水中を回動移動する際に振動し、さらに散気管９からの散気の作用でも中空糸膜３が振動するので、この振動作用によっても中空糸膜３に活性汚泥が堆積して汚れが付着することを低減させて目詰まりが生じ難くなるようにすることができるものである。特に、散気管９から立ち上る散気の気泡は中空糸膜３にその長手方向に対して垂直に当たるので、中空糸膜３を効率良く振動させることができ、目詰まりの防止の効果が高いものである。そしてこのように膜ユニット６を回転駆動することによって、中空糸膜３に目詰まりが生じ難くなるので、膜ユニット６を洗浄する必要性が低減するものであり、従って、膜ユニット６を洗浄するために原水を浄化する浄化運転を停止するための時間が少なくなり、原水を浄化する生産性が向上するものである。
【００３９】
図５（ａ）（ｂ）は膜ユニット６の中空糸膜３を物理的作用で洗浄する強制洗浄手段１０を備えるようにした実施の形態を示すものであり、図５（ａ）は図１のものに強制洗浄手段１０を設け、図５（ｂ）は図４（ａ）のものに強制洗浄手段１０を設けたものである。強制洗浄手段１として図５の実施の形態ではシャワー管３２を用いるようにしてあり、シャワー管３２は浄化槽７の水面より上の位置に水平に取り付けてある。シャワー管３２は膜ユニット６の直上において回転軸４と平行に配置されているのが望ましい。
【００４０】
そして、既述のように原水を浄化する浄化運転を長時間継続すると、膜ユニット６の中空糸膜３に目詰まりが生じてくるので、この強制洗浄手段１０で中空糸膜３の洗浄を行なうものである。
【００４１】
中空糸膜３を洗浄する洗浄運転を行なうにあたっては、浄化槽７内の水位がＬ２（図１又は図４参照）に低下しても、原水開閉弁１６を閉じた状態を維持して原水が供給されないようにしておき、吸引ポンプ１９による吸引を続けることによって、浄化槽７の水位を膜ユニット６の回転軸４にまで下げ（水位Ｌ３）、膜ユニット６の上半分を露出させる。そしてこの時点で吸引ポンプ１９の作動を停止させた後、膜ユニット６の回転駆動を継続しながら、シャワー管３２に洗浄水を供給し、シャワー管３２に設けたノズル孔から噴射させて、水位Ｌ３より上方に回動した中空糸膜３に洗浄水をシャワリングする。ここで、図５（ａ）の実施の形態では、膜ユニット６の隣合う第二の固定部２間に洗浄水が噴射されるようにノズル孔が形成してあり、放射状に配置される中空糸膜３に洗浄水を効率良く吹き当ててシャワリングできるようにしてある。このように中空糸膜３に洗浄水をシャワリングする際の物理的洗浄作用で中空糸膜３の表面に付着した汚れを剥がし、目詰まりを効率良く除去することができるものである。この洗浄を所定時間行なった後、シャワー管３２への洗浄水の供給を停止し、原水開閉弁１６を開いて原水配管１５から浄化槽７に原水を供給し、水位がＬ１（図１又は図４参照）に達した後に、原水の洗浄運転を再開することができるものである。
【００４２】
尚、上記の実施の形態では、シャワー管３２によるシャワリングで強制洗浄手段１０を形成するようにしたが、強制洗浄手段１０はこれに限られるものではなく、中空糸膜３の表面の汚れを掻き取るようにすることであってもよい。
【００４３】
図６（ａ）（ｂ）は、膜ユニット６の第一の固定部１と第二の固定部２のうち少なくとも一方の中空糸膜３の側の面を、中空糸膜３側に凸となる凸湾曲面４９に形成した実施の形態を示すものである。図６（ａ）は図４や図５（ｂ）の膜ユニット６において、第一の固定部１と第二の固定部２の対向する各面を凸湾曲面４９に形成したものであり、図６（ｂ）は図１や図５（ａ）の膜ユニット６において、第二の固定部２の内周面を凸湾曲面４９に形成したものである。図６の実施の形態では、第一の固定部１あるいは第二の固定部２の中空糸膜３の側の面を、中空糸膜３と平行な面で切断した断面が中空糸膜３の側が凸となる流線形となるような凸湾曲面４９に形成してある。
【００４４】
ここで、浄化槽７内にはその底部に設けた散気管９からの散気によって廻流が生じており、この廻流で中空糸膜３の表面が洗われると共に中空糸膜３が振動されるものであり、中空糸膜３に汚れが付着して目詰まりすることを低減するようになっている。このとき、上記のように第一の固定部１あるいは第二の固定部２の中空糸膜３の側の面を凸湾曲面４９に形成することによって、廻流はこの凸湾曲面４９に沿ってスムーズに流れ、廻流が作用し難くなるような部分が生じないものであり、廻流を利用して中空糸膜３に汚れが付着することを低減する効果を高く得ることができるものである。
【００４５】
また図６（ａ）（ｂ）の実施の形態では、浄化槽７内の水中において、膜ユニット６の中空糸膜３に対向する近傍位置に、超音波発振器１１を配置して設けるようにしてある。図６（ａ）は、図４において膜ユニット６の第一及び第二の固定部１，２に凸湾曲面４９を設けると共に、膜ユニット６の直上において浄化槽７の上部に支持棒５１を懸架し、支持棒５１の下面に超音波発振器１１を下向きに設けたものである。図６（ｂ）は、図１において膜ユニット６の第２の固定部２に凸湾曲面４９を設けると共に、膜ユニット６の直上において浄化槽７の上部に支持棒５１を懸架すると共に支持棒５１の両端に浄化槽７の側壁に沿って垂下棒５２を垂下し、垂下棒５２の膜ユニット６の側の面に超音波発振器１１を設けたものである。そして、浄化槽７で原水の浄化運転を行なっているときに、超音波発振器１１から超音波を発振することによって、膜ユニット６の中空糸膜３を振動させ、中空糸膜３に汚れが付着することを低減することができるものである。また中空糸膜３を洗浄するときには、超音波発振器１１から超音波を発振して中空糸膜３を振動させることによって、中空糸膜３から汚れを剥離させて洗浄効果を高く得ることもできるものである。尚、上記の図５（ａ）の浄化槽７に、図６（ａ）と同様に支持棒５１と超音波発振器１１を設けるようにしてもよく、また上記の図５（ｂ）の浄化槽７に、図６（ｂ）と同様に支持棒５１と垂下棒５２と超音波発振器１１を設けるようにしてもよい。
【００４６】
図７及び図８は、超音波発振器１１を浄化槽７内で移動可能にする移動手段を設けた実施の形態を示すものである。移動手段は例えば、プーリ５４と、プーリ５４間に架け渡したベルト５５とから形成することができる。
【００４７】
図７は、図４や図６（ａ）の膜ユニット６を用いる場合に適用される実施の形態を示すものであり、浄化槽７の対向する側壁にそれぞれプーリ５４を設け、プーリ５４間にベルト５５が架け渡してあり、ベルト５５に下向きに超音波発振器１１が取り付けてある。ベルト５５は膜ユニット６の直上位置において回転軸４と平行に配置してあり、プーリ５４を回転駆動させてベルト５５を走行させることによって、超音波発振器１１を中空糸膜３の全長に沿って移動させることができるものである。図７の実施の形態は、図６（ａ）における支持棒５１に替えて、プーリ５４とベルト５５を設けるようにしたものに相当するものである。
【００４８】
また図８は、図１や図６（ｂ）の膜ユニット６を用いる場合に適用される実施の形態を示すものであり、図８（ａ）のように、膜ユニット６の上側において浄化槽７の両側の上部に一対の平行な支持棒５６を懸架し、この各支持棒５６の下面に複数ずつプーリ５４が取り付けてある。各プーリ５４は、図８（ｂ）のように膜ユニット６に設けた第二の固定部２に対応する位置に設けられるものであり、図８（ａ）のように一対の支持棒５６に交互に設けられるものである。また支持棒５６と平行に補助支持棒５８が設けてあり、補助支持棒５８の下面に一対の補助プーリ５９が取り付けてある。そして一対の支持棒５６において交互にプーリ５４にベルト５５を架け渡すと共にさらにこのベルト５５を補助プーリ５９に架け渡してある。このようにベルト５５を架け渡すことによって、ベルト５５のうち支持棒５６と直交する部分は、膜ユニット６の隣合う第二の固定部２の間に沿って、あるいは端部に位置する第二の固定部２の外側に沿って、配置されることになる。このベルト５５には図８（ｃ）に示すようなパンタグラフ状の昇降具５７の上端部を結合して、この昇降具５７を垂下させてある。この昇降具５７の下端には超音波発振器１１が取り付けてあり、超音波発振器１１は膜ユニット６の放射状の中空糸膜３の側方に配置されるようになっている。そしてプーリ５４を回転駆動させてベルト５５を走行させることによって、超音波発振器１１はベルト５５に沿って移動し、図８（ｂ）のように隣合う中空糸膜３の間に沿って移動したり、端部に位置する中空糸膜３に沿って移動したりするものである。しかも昇降具５７を伸縮駆動することによって、超音波発振器１１は上下に昇降駆動されるものであり、超音波発振器１１を中空糸膜３の全長に沿って移動させることができるものである。図８の実施の形態は、図６（ｂ）における支持棒５１と垂下棒５２に替えて、プーリ５４、ベルト５５、支持棒５６、昇降具５７、補助支持棒５８、補助プーリ５９を設けるようにしたものに相当するものである。
【００４９】
上記のように、移動手段で超音波発振器１１を移動させることによって、中空糸膜３の全長の各部位に超音波発振器１１から超音波を発振することができるものであり、中空糸膜３の全長の各部位を万遍なく振動させることができ、中空糸膜３が目詰まりすることを低減する効果や、中空糸膜３から汚れを剥離させる洗浄効果を高く得ることができるものである。
【００５０】
また、上記の超音波発振器１１には発振周波数を可変にする周波数制御手段を設けるようにしてもよい。周波数制御手段としては、周波数変調器など任意のものを用いることができるものである。このように超音波発振器１１から発振される超音波の周波数を可変にすることによって、例えば、原水を浄化運転しているときには、活性汚泥中の微生物が死滅するなどの悪影響を与えない周波数で超音波を発振するようにし、また中空糸膜３を洗浄するときには、洗浄が効率良く行なえる振動を中空糸膜３に与えることができる周波数で超音波を発振するようにすることができるものであり、また、発振周波数を変えることによって中空糸膜３の中央部や端部など振動し易い部位も変化するので、発振周波数を変動させることによって、中空糸膜３の全長の各部位を万遍なく振動させることができるものである。尚、図７や図８の移動可能に形成した超音波発振器１１を発振周波数可変に形成することによって、より効率的に目詰まり防止と洗浄を行なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略正面断面図である。
【図２】同上の膜ユニットの実施の形態を示すものであり、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は側面断面図である。
【図３】（ａ）は散気管の実施の形態の一例を示す一部の縦断面図、（ｂ）（ｃ）は他の一例を示すものであり、（ｂ）は（ｃ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示すものであり、（ａ）は全体の概略正面断面図、（ｂ）は膜ユニットの正面断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示すものであり、（ａ）（ｂ）はそれぞれ概略正面断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態を示すものであり、（ａ）（ｂ）はそれぞれ概略正面断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態を示す概略正面断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態を示すものであり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略正面断面図、（ｃ）は昇降具の正面図である。
【図９】従来例の概略正面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  第一の固定部
２  第二の固定部
３  中空糸膜
４  回転軸
５  通水部
６  膜ユニット
７  浄化槽
８  吸引排出手段
９  散気管
１０  強制洗浄手段
１１  超音波発振器
【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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