(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の中空糸膜を束ねたカートリッジ型モジュールが濾過タンク内に懸垂して支持されるタンク式濾過装置において、
前記濾過タンク本体の内部空間を仕切る第１の仕切板と、前記第１の仕切板の下部に配置され、前記濾過タンク本体の内部空間を仕切る第２の仕切板と、前記濾過タンク本体とにより形成された循環水室に連通する循環水流路が該濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられたことを特徴とするタンク式濾過装置。
【請求項２】
前記循環水室を形成する濾過タンク本体に径方向に複数の連通口を形成し、前記濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路に前記循環水室から前記複数の連通口を流通した循環水が集水されて前記循環水流路の流出口から流出するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のタンク式濾過装置。
【請求項３】
前記濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路の断面積が該循環水流路の流出口に向かって大きくなるように構成したことを特徴とする請求項２に記載のタンク式濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタンク式濾過装置に係り、詳細には、生活排水、河川水、湖沼水、地下水或いは海水等を原水として精密濾過または限外濾過装置を用いたクロスフロー濾過により大量に浄化する水処理に好適なタンク式濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からクロスフロー濾過により大量の水処理を行う各種のタンク式濾過装置が提案されており、本発明者等は複数本の中空糸膜を束ねたカートリッジ型モジュールを濾過タンクの内部空間を仕切って循環水室を形成する２枚の上下仕切板により荷重を分担させて支持させることで各仕切板の板厚を薄肉化出来、材料コストを低減出来るタンク式濾過装置を開発し、現在特許出願中である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術においても全く問題がないわけではなく、クロスフロー濾過における高い膜面流速を維持しつつ安定的に高い透水量を保った濾過運転を行うためには循環水出口の流速を一定以上に確保する必要があることからタンク本体の側面部に形成された循環水口の口径を大きくする必要があり、この循環水口の口径を大きくした場合には上下仕切板とタンク本体で形成される循環水室の占有スペースが大きくなって濾過タンクが大型化すると共にカートリッジ型モジュールの全長が長くなるという問題がある。
【０００４】
また、濾過タンクの大型化を避けるために循環水口をタンク本体の外周側面部に多数設けて循環水出口の流速を確保することも考えられるが、この場合には多数の循環水口に接続される配管本数が多数必要になるため濾過タンク外の配管設備の構成が複雑になり、大きなスペースが必要になるという問題がある。
【０００５】
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、循環水室に連通する循環水流路を濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けたことで循環水室と循環水流路との連通口がその口径を所望の大きさで所望の数だけ確保することが出来るため循環水出口の流速を一定以上に確保することが容易に出来、循環水室の占有スペースを低減して濾過タンクの小型化を図ることが出来、カートリッジ型モジュールの全長を短くして材料コストを低減することが出来、濾過タンク外の配管設備の構成が簡単で省スペース化を図ることが出来るタンク式濾過装置を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係るタンク式濾過装置は、複数本の中空糸膜を束ねたカートリッジ型モジュールが濾過タンク内に懸垂して支持されるタンク式濾過装置において、前記濾過タンク本体の内部空間を仕切る第１の仕切板と、前記第１の仕切板の下部に配置され、前記濾過タンク本体の内部空間を仕切る第２の仕切板と、前記濾過タンク本体とにより形成された循環水室に連通する循環水流路が該濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられたことを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、循環水室に連通する循環水流路を濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けたことで循環水室と循環水流路との連通口がその口径を所望の大きさで所望の数だけ確保することが出来るため循環水出口の流速を一定以上に確保することが容易に出来、循環水室の占有スペースを低減して濾過タンクの小型化を図ることが出来、カートリッジ型モジュールの全長を短くして材料コストを低減することが出来、濾過タンク外の配管設備の構成が簡単で省スペース化を図ることが出来る。
【０００８】
また、前記循環水室を形成する濾過タンク本体に径方向に複数の連通口を形成し、前記濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路に前記循環水室から前記複数の連通口を流通した循環水が集水されて前記循環水流路の流出口から流出するように構成すれば好ましい。
【０００９】
また、前記濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路の断面積が該循環水流路の流出口に向かって大きくなるように構成した場合には、循環水流路の流出口に向かって下流側になるにつれ増量する循環水の流路抵抗を低減して循環水出口の流速を一定以上に確保することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係るタンク式濾過装置の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係るタンク式濾過装置の構成を示す断面説明図、図２は第１、第２の仕切板とカートリッジ型モジュールの連結部の構成を示す要部拡大図、図３は濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けた循環水流路の構成を示す斜視図、図４は濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けた循環水流路の構成を示す平面説明図である。
【００１１】
以下、図１及び図２を用いて本発明に係るタンク式濾過装置として原液を循環しながら濾過を行う所謂クロスフロー濾過方式のタンク式濾過装置の一実施形態について説明する。
【００１２】
図１において、１は原液を循環しながら濾過を行う所謂クロスフロー濾過方式のタンク式濾過装置として構成されたものであり、例えば、生活排水、河川水、湖沼水、地下水或いは海水等を原水として精密濾過または限外濾過装置により大量に浄化する水処理に適用可能である。
【００１３】
タンク式濾過装置１の濾過タンク２内には、複数本の中空糸膜３を束ねたカートリッジ型モジュール４が懸垂して支持されるようになっており、濾過タンク２の内部空間は該濾過タンク２に固定された分離板５と詳しくは後述する第１、第２の仕切板となる２枚の上下部仕切板６，７により４つの室に分割されている。
【００１４】
濾過タンク２は下部に配置して図示しない支持手段により立設されるタンク本体２ａと該タンク本体２ａの上部に取り付けられる蓋２ｂとに２分割して構成され、タンク本体２ａの内壁部の所定高さ位置に分離板５、上下部仕切板６，７が夫々溶接等により水密的且つ気密的に固着されている。
【００１５】
これにより、タンク本体２ａの下部と分離板５とにより形成された空間と、タンク本体２ａの中部と分離板５と下部仕切板７とにより形成された空間とにより供給水室８，９が夫々形成され、タンク本体２ａの上部と下部仕切板７と上部仕切板６とにより形成された空間により循環水室10が形成される。
【００１６】
また、図３及び図４に示すように、循環水室10の側部でタンク本体２ａの外周には該循環水室10に連通する循環水流路21を形成する断面コ字形状の外板22が鉢巻き状に設けられている。タンク本体２ａの壁面には該タンク本体２ａの径方向に循環水室10と循環水流路21との連通口となる複数の連通孔2a1 が形成されており、タンク本体２ａの外周に鉢巻き状に設けられた外板22により形成された循環水流路21に循環水室10から複数の連通孔2a1 を流通した循環水が集水されて循環水流路21の流出口21ａから流出するように構成されている。
【００１７】
タンク本体２ａの外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路21の断面積は図４に示すように、該循環水流路21の流出口21ａに向かって大きくなるように構成されており、これによって、循環水流路21の流出口21ａに向かって下流側になるにつれ増量する循環水の流路抵抗を低減して循環水出口の流速を一定以上に確保することが出来るようになっている。
【００１８】
尚、本実施形態では、循環水流路21の断面形状が方形状に形成された場合の一例について説明するが、循環水流路21の他の構成として断面半円形状や断面Ｃ字形状等、各種の形状に形成することが出来るものである。
【００１９】
また、本実施形態では循環水流路21をタンク本体２ａの外周に略水平に鉢巻き状に配置したが、必要に応じて所定の傾斜を設けて配置しても良い。また、循環水流路21はタンク本体２ａの外周に複数に分割して配置されても良く、循環水流路21と循環水室10とを連通する連通孔2a1 の数、口径形状及び口径面積も各種の数、口径形状及び口径面積に設定することが出来る。
【００２０】
蓋２ｂはパッキン11を介して図示しない固定手段によりタンク本体２ａの上部に水密的且つ気密的に固定され、上部仕切板６と蓋２ｂとにより形成された空間により処理水室12が形成される。
【００２１】
一方、中空糸膜３はその上端部が開口され、下端部が閉塞されており、図２に示すように、多数本の中空糸膜３は束ねられてその上端部外周が接着剤により接着された接着層13により一体的に結合され、更にその接着層13は円筒形状のカートリッジヘッド14の内部に嵌挿して接着剤により該カートリッジヘッド14に固着されている。
【００２２】
また、カートリッジヘッド14の下端部には一体的に束ねられた中空糸膜３の外周に嵌挿されるカートリッジ筒15が溶接や接着等により固着されている。
【００２３】
図１に示すように、カートリッジヘッド14の上端から該カートリッジヘッド14に接続されたカートリッジ筒15の下端までの長さは中空糸膜３の全長よりも長くなるように設定されており、中空糸膜３の下端よりも更に下方に伸びるカートリッジ筒15のスカート部15ａにより供給水室８から分離板５に設けられた導入口５ａを介して供給される原水やエアバブリング用の空気が各カートリッジ型モジュール４の中空糸膜３に効率よく導かれるようになっている。
【００２４】
濾過タンク２の内部空間を仕切ると共に該濾過タンク２内に収容されるカートリッジ型モジュール４の上端部に配置される第１の仕切板となる上部仕切板６は処理水室12内部に加わる内圧（水圧）により該上部仕切板６に加わる荷重に対抗し得る強度を有する所定の厚さで構成され、カートリッジ型モジュール４が挿通される複数の貫通穴６ａが所定位置に形成されている。
【００２５】
また、濾過タンク２の内部空間を仕切ると共に上部仕切板６の下部に配置され、カートリッジ型モジュール４を懸垂して支持する第２の仕切板となる下部仕切板７は全部のカートリッジ型モジュール４の重量及び処理水室12内部に加わる内圧（水圧）により該カートリッジ型モジュール４の上面に加わる荷重及び循環水室10内部に加わる内圧（水圧）により該下部仕切板７に加わる荷重に対抗し得る強度を有する所定の厚さで構成され、前記上部仕切板６に形成された貫通穴６ａと同軸上に形成され、カートリッジ型モジュール４が挿通される複数の貫通穴７ａを有して構成されている。
【００２６】
下部仕切板７の貫通穴７ａの下部には該貫通穴７ａの径方向内側に突出する突出部７ｂが形成され、該突出部７ｂにカートリッジ型モジュール４の上端外周部に設けられたカートリッジヘッド14の下端部が当接して該カートリッジ型モジュール４を懸垂して支持するようになっている。
【００２７】
尚、上下部仕切板６，７の貫通穴６ａ，７ａの壁面に設けられた溝部６ｂ，７ｃにはＯリング16が嵌入されており、このＯリング16にカートリッジヘッド14の外壁面が圧接することによりカートリッジヘッド14が上下部仕切板６，７に対して水密的且つ気密的に取り付けられている。尚、Ｏリング16を嵌合する溝部をカートリッジヘッド14側に設けても良い。
【００２８】
尚、下部仕切板７の貫通穴７ａの壁面とカートリッジヘッド14の外壁面との間は完全シールでなくても実用上問題がないため貫通穴７ａの壁面の溝部７ｃやＯリング16を省略して構成しても良い。
【００２９】
また、カートリッジヘッド14の上端面は上部仕切板６の貫通穴６ａの壁面に対して着脱可能に設けられた係止部材17により係止され、これによってカートリッジヘッド14が上下部仕切板６，７間で固定され、カートリッジ型モジュール４が安定して濾過タンク２内部に収容されている。
【００３０】
上記構成において、タンク式濾過装置１による濾過運転時には、図示しないポンプにより濾過タンク２のタンク本体２ａの下部に設けられた供給水入口２ｃから供給水室８に供給された原水は分離板５に設けられた導入口５ａから供給水室９に充満すると共にカートリッジ筒15のスカート部15ａ内部に導かれる。
【００３１】
カートリッジ筒15の内部で中空糸膜３の外周部を通過した原水はその一部が該中空糸膜３の外部から内部に加圧濾過されて該中空糸膜３の開口された上端部から処理水室12に導かれる濾水となり、一部が中空糸膜３の外周部をそのまま通過してカートリッジヘッド14の径方向に複数設けられた貫通孔14ａから循環水室10に導かれる。
【００３２】
処理水室12に収容された濾水は蓋２ｂの上部に設けられた処理水取出口２ｄから濾過タンク２の外部に取り出され、循環水室10に導かれた原水はタンク本体２ａの側面壁部に周方向に所定ピッチで形成された複数の連通孔2a1 から鉢巻き状の循環水流路21に流通して集水され、下流側の流出口21ａから濾過タンク２の外部に導かれる。
【００３３】
このように、供給水の一部を循環水室10に流すと共に該循環水室10からタンク本体２ａの外周部に鉢巻き状に設けた循環水流路21に流通させて集水することにより高い膜面流速を維持しつつ安定的に高い透水量を保った濾過運転が可能となる。
【００３４】
一方、逆洗時は処理水取出口２ｄから濾水を供給して循環水室10、循環水流路21及び供給水室８，９に逆流させ、中空糸膜３に蓄積した懸濁物質を排除する。
【００３５】
上記構成によれば、循環水室10に連通する循環水流路21を濾過タンク本体２ａの外周に鉢巻き状に設けたことで循環水室10と循環水流路21との連通口（連通孔2a1 ）がその口径を所望の大きさで所望の数だけ確保することが出来るため循環水出口の流速を一定以上に確保することが容易に出来、循環水室10の占有スペースを低減して濾過タンク２の小型化を図ることが出来、カートリッジ型モジュール４の全長を短くして材料コストを低減することが出来、濾過タンク２外の配管設備の構成が簡単で省スペース化を図ることが出来る。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、循環水室に連通する循環水流路を濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けたことで循環水室と循環水流路との連通口がその口径を所望の大きさで所望の数だけ確保することが出来るため循環水出口の流速を一定以上に確保することが容易に出来、循環水室の占有スペースを低減して濾過タンクの小型化を図ることが出来、カートリッジ型モジュールの全長を短くして材料コストを低減することが出来、濾過タンク外の配管設備の構成が簡単で省スペース化を図ることが出来る。
【００３７】
また、前記濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けられた循環水流路の断面積が該循環水流路の流出口に向かって大きくなるように構成した場合には、循環水流路の流出口に向かって下流側になるにつれ増量する循環水の流路抵抗を低減して循環水出口の流速を一定以上に確保することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るタンク式濾過装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】第１、第２の仕切板とカートリッジ型モジュールの連結部の構成を示す要部拡大図である。
【図３】濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けた循環水流路の構成を示す斜視図である。
【図４】濾過タンク本体の外周に鉢巻き状に設けた循環水流路の構成を示す平面説明図である。
【符号の説明】
１…タンク式濾過装置
２…濾過タンク
２ａ…タンク本体
2a1 …連通孔
２ｂ…蓋
２ｃ…供給水入口
２ｄ…処理水取出口
３…中空糸膜
４…カートリッジ型モジュール
５…分離板
５ａ…導入口
６，７…上下部仕切板
６ａ，７ａ…貫通穴
７ｂ…突出部
６ｂ，７ｃ…溝部
８，９…供給水室
10…循環水室
11…パッキン
12…処理水室
13…接着層
14…カートリッジヘッド
14ａ…貫通孔
15…カートリッジ筒
15ａ…スカート部
16…Ｏリング
17…係止部材
21…循環水流路
21ａ…流出口
22…外板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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