(57)【要約】【課題】本発明は、気泡によるスクラブ効率を維持したまま、筒型濾過膜同士の絡まりを防止できる濾過膜モジュール及び濾過装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の一態様に係る濾過膜モジュールは、下端が封止部材で封止され、並列される複数の筒型濾過膜と、上記複数の筒型濾過膜の上端を保持し、上記複数の筒型濾過膜の内部に連通する流路を有する保持部材と、上記複数の筒型濾過膜の下端近傍に配設され、上記複数の筒型濾過膜の少なくとも並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するガイド部材とを備える。上記ガイド部材が、上記複数の筒型濾過膜を挟むよう並列方向に延在する複数の規制材を有するとよい。上記複数の筒型濾過膜を挟んで対向する規制材の平均間隔としては、筒型濾過膜の平均径の１．０５倍以上３倍以下が好ましい。上記規制材が、封止部材と水平視で重複するよう配設されるとよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端が封止部材で封止され、並列される複数の筒型濾過膜と、
上記複数の筒型濾過膜の上端を保持し、上記複数の筒型濾過膜の内部に連通する流路を有する保持部材と、
上記複数の筒型濾過膜の下端近傍に配設され、上記複数の筒型濾過膜の少なくとも並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するガイド部材とを備える濾過膜モジュール。
【請求項２】
上記ガイド部材が、上記複数の筒型濾過膜を挟むよう並列方向に延在する複数の規制材を有する請求項１に記載の濾過膜モジュール。
【請求項３】
上記筒型濾過膜を挟んで対向する規制材の平均間隔が、筒型濾過膜の平均径の１．０５倍以上３倍以下である請求項２に記載の濾過膜モジュール。
【請求項４】
上記規制材が、封止部材と水平視で重複するよう配設される請求項２又は請求項３に記載の濾過膜モジュール。
【請求項５】
上記保持部材が保持する上記複数の筒型濾過膜が、１列又は２列である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の濾過膜モジュール。
【請求項６】
上記筒型濾過膜が、最外に配設されるポリテトラフルオロエチレンを主成分とする多孔質膜と、この多孔質膜の内側に積層される不織布とを有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の濾過膜モジュール。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の１又は複数の濾過膜モジュールと、この１又は複数の濾過膜モジュールが浸漬されるよう被処理液を貯留する水槽と、上記濾過膜モジュールの下方から上記被処理液に気泡を供給する気泡供給器とを備える濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過膜モジュール及び濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境保全、医薬、食品等の多様な分野で、固液分離処理を行うために濾過装置が使用されている。このような濾過装置の中で、濾過膜をある程度の剛性を有する筒状に成形した筒型濾過膜を並列して配置する濾過膜モジュールが知られている（特開２００９−１０１３１１号公報参照）。
【０００３】
このような濾過膜モジュールは、通常、複数の筒型濾過膜の上端を間隔を空けて保持すると共に、筒型濾過膜の内部空間と連通する流路を有する保持部材を備え、被処理液中に浸漬される。そのような濾過膜モジュールにおいて、複数の筒型濾過膜は、下端部を直接保持されなくても、上端部が保持部材に保持されて垂下されることによって、下端部も互いに間隔を空けて配置される。そして、これら複数の筒型濾過膜の下側に気泡を供給することで、各筒型濾過膜に沿って気泡を上昇させ、筒型濾過膜の周面に付着した固形物等を気泡のスクラブ効果により除去して筒型濾過膜の目詰まり抑制することができる。つまり、各筒型濾過膜の下端部を保持しないことにより、筒型濾過膜の下端部間に気泡の通過を妨げる他の物体が存在しないようにして、各筒型濾過膜の周面に気泡を供給し易くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０１３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記公報に記載の濾過膜モジュールにおいて、処理能力を大きくするためには、並列される筒型濾過膜の本数を多くするか、各筒型濾過膜の長さを大きくすることが考えられる。中でも、筒型濾過膜の長さを大きくすることは、上記スクラビングのための気泡の導入量を抑制できるという利点がある。
【０００６】
しかしながら、筒型濾過膜の長さを大きくすると、気泡や被処理液の流れにより筒型濾過膜が変形して筒型濾過膜同士が絡まり合い、濾過効率及び気泡によるスクラブ効率が低下するという不都合が生じる場合がある。
【０００７】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、気泡によるスクラブ効率を維持したまま、筒型濾過膜同士の絡まりを防止できる濾過膜モジュール及び濾過装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る濾過膜モジュールは、下端が封止部材で封止され、並列される複数の筒型濾過膜と、上記複数の筒型濾過膜の上端を保持し、上記複数の筒型濾過膜の内部に連通する流路を有する保持部材と、上記複数の筒型濾過膜の下端近傍に配設され、上記複数の筒型濾過膜の少なくとも並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するガイド部材とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様に係る濾過膜モジュールは、気泡によるスクラブ効率を維持したまま、筒型濾過膜同士の絡まりを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の濾過膜モジュールの模式的斜視図である。
【図２】図２は、図１の濾過膜モジュールの模式的断面図である。
【図３】図３は、図１の筒型濾過膜の模式的断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態の濾過装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係る濾過膜モジュールは、下端が封止部材で封止され、並列される複数の筒型濾過膜と、上記複数の筒型濾過膜の上端を保持し、上記複数の筒型濾過膜の内部に連通する流路を有する保持部材と、上記複数の筒型濾過膜の下端近傍に配設され、上記複数の筒型濾過膜の少なくとも並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するガイド部材とを備える。
【００１２】
当該濾過膜モジュールは、筒型濾過膜の下端近傍にガイド部材が配設されていることにより、筒型濾過膜の並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するので、筒型濾過膜同士の干渉により筒型濾過膜の下端部の並列方向の位置が入れ替わることが抑制される。これにより、筒型濾過膜同士が絡まり合うことを防止でき、気泡によるスクラブ効果及び濾過効率の減少を防止できる。ここで、「筒型濾過膜の下端近傍」とは、筒型濾過膜の下端からの距離が、筒型濾過膜の全長の１／２以下、好ましくは１／３以下である範囲をいう。また、「移動可能範囲を制限する」とは、移動可能範囲が残されており、筒型濾過膜の下端近傍のその方向の移動が完全に防止されるものを含まない。従って、筒型濾過膜の下端部の周囲には空間が残されており、下方から筒型濾過膜の周面への気泡の供給効率も確保される。
【００１３】
上記ガイド部材が、上記複数の筒型濾過膜を挟むよう並列方向に延在する複数の規制材を有するとよい。このように、筒型濾過膜の列を挟む複数の規制材を有することによって、簡単な構成で確実に筒型濾過膜の並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限でき、筒型濾過膜同士が絡まり合うことを容易に防止できる。
【００１４】
上記筒型濾過膜を挟んで対向する規制材の平均間隔としては、筒型濾過膜の平均径の１．０５倍以上３倍以下が好ましい。このように、規制材の平均間隔の筒型濾過膜の平均径に対する比を上記範囲とすることによって、筒型濾過膜の周囲に気泡を供給する空間を確保すると共に、筒型濾過膜同士の絡まりを確実に防止できる。
【００１５】
上記規制材が、封止部材と水平視で重複するよう配設されるとよい。このように、規制材を封止部材と水平視で重複するよう配設することによって、筒型濾過膜が搖動する場合、強度を有する封止部材が規制材と当接するので、規制材との接触による筒型濾過膜の損傷を抑制できる。なお、「重複する」とは、少なくとも部分的に重なり合うことを意味する。
【００１６】
上記保持部材が保持する上記複数の筒型濾過膜が、１列又は２列であるとよい。このように、筒型濾過膜が１列又は２列であることによって、各筒型濾過膜の少なくとも一方側の上方に保持部材に阻害されずに気泡が上昇する経路が確保され、筒型濾過膜の周面の一方側に沿って気泡が上昇し易いので、気泡によるスクラブ効果を高くできる。
【００１７】
上記型濾筒過膜が、最外に配設されるポリテトラフルオロエチレンを主成分とする多孔質膜と、この多孔質膜の内側に積層される不織布とを有するとよい。このように、筒型濾過膜が、最外層にポリテトラフルオロエチレンを主成分とする多孔質膜とこの多孔質膜の内側に積層される不織布とを有することによって、筒型濾過膜が機械的強度及び耐薬品性に優れる。筒型濾過膜の機械的強度が大きいことにより、気泡のスクラブによる負荷を大きく設定することができ、目詰まりを効率よく抑制できる。また、筒型濾過膜の耐薬品性が高いことにより、筒型濾過膜を長く使用できる。なお、「主成分」とは、含有質量が最も大きい成分をいい、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上含有する成分をいう。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る濾過装置は、１又は複数の当該濾過膜モジュールと、この１又は複数の濾過膜モジュールが浸漬されるよう被処理液を貯留する水槽と、上記濾過膜モジュールの下方から上記被処理液に気泡を供給する気泡供給器とを備える。当該濾過装置は、筒型濾過膜同士が絡まり難いことにより気泡によるスクラブ効果の高い濾過膜モジュールと、気泡供給器と備えるため、水槽に貯留する被処理液を効率よく濾過することができる。
【００１９】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
【００２０】
図１及び図２に、本発明の一実施形態に係る濾過膜モジュール１を示す。当該濾過膜モジュール１は、被処理液を濾過することにより、被処理液から固形物、場合によってはさらに油滴を除去するために使用される。
【００２１】
当該濾過膜モジュール１は、並列される複数の筒型濾過膜２と、この複数の筒型濾過膜２の上端を保持し、複数の筒型濾過膜２の内部に連通する処理済液流路３ａを有する保持部材３と、複数の筒型濾過膜２の下端近傍に配設され、複数の筒型濾過膜２の並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するガイド部材４とを備える。
【００２２】
＜筒型濾過膜＞
筒型濾過膜２は、筒状に形成され、上端が保持部材３により保持され、下端が封止部材５で封止されている（図２参照）。
【００２３】
この筒型濾過膜２は、１又は複数の多孔質体の層から形成される。例として、図３に示すように、筒型濾過膜２は、ネット状の筒型支持体６の外周に多孔性膜体７を積層することにより形成できる。筒型支持体６の外周に多孔性膜体７を積層する方法としては、袋状に形成した多孔性膜体７の内側に筒型支持体６を挿入する方法や、筒型支持体６の外周に多孔性膜体７を円周方向又はらせん方向に巻き付ける方法が適用できる。
【００２４】
筒型濾過膜２の平均外径の下限としては、３ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。一方、筒型濾過膜２の平均外径の上限としては、３０ｍｍが好ましく、２０ｍｍがより好ましい。筒型濾過膜２の平均外径が上記下限に満たない場合、剛性が不十分となるおそれがある。逆に、筒型濾過膜２の平均外径が上記上限を超える場合、体積当たりの濾過面積が小さくなるので濾過能力が不十分となるおそれがある。
【００２５】
筒型濾過膜２の保持部材３及び封止部材５間の露出部分の平均距離である平均有効長さの下限としては、５００ｍｍが好ましく、８００ｍｍがより好ましい。一方、筒型濾過膜２の平均有効長さの上限としては、５０００ｍｍが好ましく、４０００ｍｍがより好ましい。筒型濾過膜２の平均有効長さが上記下限に満たない場合、十分な濾過面積が得られないおそれがある。逆に、筒型濾過膜２の平均有効長さが上記上限を超える場合、筒型濾過膜２が変形し易くなり、ガイド部材４から脱離するおそれがある。
【００２６】
（筒型支持体）
筒型支持体６としては、樹脂製のネットを筒型に形成したものが利用できる。このネットを形成する樹脂組成物の主成分としては、例えばポリオレフィン、ポリエステル、フッ素樹脂等が挙げられ、中でも耐薬品性を有すると共に低コストで入手できるポリプロピレンが好ましい。
【００２７】
筒型支持体６を構成する樹脂製のネットは、例えば上記樹脂を主成分とする複数の線材を格子状に配置し、互いの交差部を熱融着することにより形成される。筒型支持体６において、上記線材は、筒型支持体６の軸方向に対して例えば±４５°傾斜するよう配置される。
【００２８】
上記線材の平均径の下限としては、１ｍｍが好ましく、１．５ｍｍが好ましい。一方、上記線材の平均径の上限としては、３ｍｍが好ましく、２ｍｍが好ましい。上記線材の平均径が上記下限に満たない場合、筒型支持体６の強度が不十分となるおそれがある。逆に、上記線材の平均径が上記上限を超える場合、筒型支持体６の成形が難しくなるおそれがある。なお、上記線材は、異なる平均径のものが混在していてもよい。例えば一方向に配列された線材の外側に交差方向に配列された線材を融着する場合、外側の線材の平均径を内側の線材の平均径よりも大きくすることで、強度と目開きとをバランスすることが容易となる。
【００２９】
また、筒型支持体６の開口、つまり上記線材の間に形成される樹脂製のネットの孔の平均面積の下限としては、０．１ｍｍ２が好ましく、１ｍｍ２がより好ましい。一方、上記筒型支持体６の開口の平均面積の上限としては、５０ｍｍ２が好ましく、１０ｍｍ２がより好ましい。筒型支持体６の開口の平均面積が上記下限に満たない場合、開口率が小さく、筒型濾過膜２の濾過能力が不十分となるおそれがある。逆に、筒型支持体６の開口の平均面積が上記上限を超える場合、多孔性膜体７を十分に支持できないおそれがある。
【００３０】
（多孔性膜体）
多孔性膜体７は、少なくとも最外面に濾過の実効部分である層、つまり筒型濾過膜２において最も平均孔径が小さい層を有する。
【００３１】
このような多孔性膜体７は、図３に示すように、最外に配設される多孔質膜８と、この多孔質膜の内側に積層される不織布９とを有するものとすることが好ましい。多孔質膜８の内側に積層される不織布は、多孔性膜体７に寸法安定性を付与する。
【００３２】
〔多孔質膜〕
多孔質膜８の平均孔径の下限としては、０．０１μｍが好ましく、０．０５μｍがより好ましい。一方、多孔質膜８の平均孔径の上限としては、５μｍが好ましく、１μｍがより好ましい。多孔質膜８の平均孔径が上記下限に満たない場合、透水性が不十分となるおそれがある。逆に、多孔質膜８の平均孔径が上記上限を超える場合、筒型濾過膜２の内側への固形物及び油滴の透過を十分に阻止できないおそれがある。なお、「平均孔径」とは、細孔直径分布測定装置、例えばＰｏｒｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社の「多孔質材料自動細孔径分布測定システム」により測定される値である。
【００３３】
多孔質膜８の空孔を囲む繊維状骨格の平均最大長さの上限としては３０μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。一方、上記繊維状骨格の平均最大長さの下限としては、特に限定されない。上記繊維状骨格の平均最大長さが上記上限を超える場合、多孔質膜８の空孔に粒子状物が目詰まりし易くなるおそれがある。なお、「繊維状骨格の平均最大長さ」とは、多孔質膜の表面における各空孔の最大長さの平均値を指し、多孔質膜の表面を拡大したＳＥＭ画像上で測定することができる。
【００３４】
また、多孔質膜８の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、多孔質膜８の平均厚さの上限としては２００μｍが好ましく、１５０μｍがより好ましい。多孔質膜８の平均厚さが上記下限に満たない場合、製造工程等において多孔質膜８に破れが生じるおそれがある。逆に、多孔質膜８の平均厚さが上記上限を超える場合、多孔質膜８の製造が困難となるおそれや、多孔質膜８が必要以上に高価となるおそれがある。
【００３５】
多孔質膜８の気孔率の下限としては４０％が好ましく、５０％がより好ましい。一方、多孔質膜８の気孔率の上限としては９０％が好ましく、８０％がより好ましい。多孔質膜８の気孔率が上記下限に満たない場合、液体の透過率が不十分となるおそれがある。逆に、多孔質膜８の気孔率が上記上限を超える場合、多孔質膜８の強度が不足するおそれがある。なお、「気孔率」は、ＡＳＴＭ−Ｄ−７９２に準拠して多孔質膜８の密度を測定することで求めることができる。
【００３６】
多孔質膜８の引張強度の下限としては、１０Ｎ／ｍｍ２が好ましい。また、多孔質膜８は、３質量％の硫酸、４質量％の水酸化ナトリウム水溶液及び有効塩素濃度１０％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液のいずれに温度５０℃で１０日間浸漬しても透過水量が低下しない耐薬品性を有することが好ましい。なお、「引張強度」とは、ＪＩＳ−Ｋ−７１１３（１９９４）に準拠して測定される値である。
【００３７】
このような多孔質膜８の材料としては、例えばポリオレフィン、ポリエステル、フッ素樹脂等を主成分とする樹脂組成物が挙げられ、中でも機械的強度及び耐薬品性に優れるポリテトラフルオロエチレンを主成分とする樹脂組成物が好ましい。
【００３８】
また、多孔質膜８の構造としては、例えば無孔性シートを延伸して裂孔を形成したもの、樹脂製繊維の織布や不織布等任意の構成のものを採用することができる。
【００３９】
〔不織布〕
不織布９の材質としては、例えばポリオレフィン、ポリエステル等が挙げられ、中でも安価で耐薬品性に優れるポリプロピレンが好ましい。
【００４０】
不織布９の目付量の下限としては、４０ｇ／ｍ２が好ましく、不織布９の目付量の上限としては、１２０ｇ／ｍ２が好ましい。また、不織布９の平均厚さの下限としては、０．３ｍｍが好ましく、不織布９の平均厚さの上限としては、０．９ｍｍが好ましい。不織布９の気孔率の下限としては、６５％が好ましく、不織布９の気孔率の上限としては、９０％が好ましい。不織布９の破裂強さの下限としては、１８０ｋＰａが好ましく、不織布９の破裂強さの上限としては、６００ｋＰａが好ましい。不織布９の突刺強さの下限としては、８Ｎが好ましく、不織布９の突刺強さの上限としては、２４Ｎが好ましい。なお、「破裂強さ」とは、ＪＩＳ−Ｌ−１０９６（２０１０）に準拠して測定される値である。また、「突刺強さ」とは、ＪＩＳ−Ｔ−８１１５（２０１０）に準拠して測定される値である。
【００４１】
（封止部材）
封止部材５は、筒型濾過膜２毎に設けられ、筒型濾過膜２の下端をそれぞれ封止している。この封止部材５は、例えば逆円錐形状等、下方から上昇してくる気泡を筒型濾過膜２の周面に案内できるような実質的に底面を有しない形状に形成されている。
【００４２】
封止部材５の材質としては、特に限定されないが、例えばテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、多孔性膜体７と熱融着可能な樹脂が好適に用いられる。また、封止部材５と多孔性膜体７との隙間を接着剤等により封止してもよい。
【００４３】
＜保持部材＞
保持部材３は、１列又は複数列の筒型濾過膜２の上端を保持する。保持部材３は、保持する１列又は複数列の筒型濾過膜２の全ての内部に連通する処理済液流路３ａを有する。
【００４４】
１つの保持部材３が保持する筒型濾過膜２の列数としては、特に限定されないが、１列以上１０列以下が好ましく、１列又は２列がより好ましい。保持部材３は、筒型濾過膜２の上端において筒型濾過膜２間の隙間を封止するため、気泡が筒型濾過膜２の上端近傍の周面に沿って上昇することを阻害する。このため、保持部材３が１１列以上の筒型濾過膜２を保持する場合、内側の列の筒型濾過膜２の気泡によるスクラブ効果が低くなるおそれがある。しかしながら、保持部材３が保持する筒型濾過膜２の列数を１列以上１０列以下、特に１列又は２列とすることによって、筒型濾過膜２の周面の少なくとも一方側部分に沿って気泡が上昇することを可能にし、筒型濾過膜２の目詰まりを効果的に抑制することができる。
【００４５】
保持部材３は、内側に処理済液流路３ａを画定し、下端が筒型濾過膜２が挿入可能に開口するケーシング１０と、複数の筒型濾過膜２の上端部を保持してケーシング１０の開口部に嵌合するスリーブ１１と、このスリーブ１１の内壁面と筒型濾過膜２の外周面との隙間に充填される封止樹脂１２とを有する。
【００４６】
また、保持部材３は、筒型濾過膜２の並列方向両端近傍において、支柱１３を垂下して保持する。この支柱１３の下端には、上記ガイド部材４が固定される。
【００４７】
（ケーシング）
ケーシング１０は、処理済液流路３ａに配管を接続するためのノズル１０ａを有する。また、スリーブ１１をケーシング１０の開口部に係止してケーシング１０内に処理済液流路３ａが画定されることを確実にするよう、ケーシング１０の内壁に段差が形成されてもよい。
【００４８】
このようなケーシング１０を形成する材質としては、例えば塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂等を主成分とする樹脂組成物が挙げられる。
【００４９】
（スリーブ）
スリーブ１１は、複数の筒型濾過膜２の上端が嵌合する複数の嵌合孔１１ａが形成される長方形板状乃至帯状の天壁１１ｂと、天壁１１ｂの四辺から下方に延出し、複数の筒型濾過膜２の上端部を取り囲む側壁１１ｃとを有する。このスリーブ１１は、その内壁面（側壁１１ｃの内側面）と筒型濾過膜２の外周面との隙間に充填された封止樹脂１２が硬化することにより、封止樹脂１２を介して筒型濾過膜２を保持する。天壁１１ｂは、嵌合孔１１ａによって複数の筒型濾過膜２の上端の間隔を定めると共に、封止樹脂１２の上方へのはみ出しを防止して処理済液流路３ａの流路面積を確保する。このようなスリーブ１１に予め筒型濾過膜２の上端部を保持させてから、このスリーブ１１をケーシング１０の開口部に嵌合させることにより、ケーシング１０の内部に確実に処理済液流路３ａを形成することができる。
【００５０】
このスリーブ１１の材質としては、上記ケーシング１０と同様とすることができる。また、スリーブ１１とケーシング１０とは、両者の隙間を封止できる接着剤によって接着されることが好ましい。
【００５１】
（封止樹脂）
封止樹脂１２は、スリーブ１１と筒型濾過膜２との隙間を封止すると共に、硬化することによりスリーブ１１と一体化して筒型濾過膜２の上端部を保持する。
【００５２】
封止樹脂１２の主成分としては、スリーブ１１及び筒型濾過膜２との接着性の高いものであればよいが、例えばウレタン樹脂等が挙げられる。
【００５３】
＜ガイド部材＞
ガイド部材４は、保持部材３から垂下される２本の支柱１３の下端に固定される一対の固定部１４と、この一対の固定部１４に両端が支持され、列をなす複数の筒型濾過膜２を挟むよう並列方向に延在する複数の規制材１５とを有することが好ましい。複数列の筒型濾過膜２が配列されている場合、筒型濾過膜２の列間に配置される規制材１５は、隣接する筒型濾過膜２の列に共有され、両側の筒型濾過膜２の移動可能範囲を制限することができる。
【００５４】
ガイド部材４は、複数の規制材１５により、筒型濾過膜２の下端が並列方向と直交する方向に一定距離を超えて移動できないように移動可能範囲を制限する。一方、ガイド部材４は、筒型濾過膜２の列の両端を除いて筒型濾過膜２の下端の並列方向の移動可能範囲を直接には規制しない。ここで「直接には規制しない」とは、筒型濾過膜２の下端の並列方向と直交する方向の移動可能範囲が規制される結果、並列方向に隣接する筒型濾過膜２の下端同士がぶつかり合い易くなり、間接的に筒型濾過膜２の下端部の並列方向の移動も抑制されることを排除しない。
【００５５】
このガイド部材４を形成する材料としては、例えばステンレス等の金属、塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂等を主成分とする樹脂組成物などが挙げられる。固定部１４と規制材１５とは一体に形成されてもよく、別々に形成された部材を接合してもよい。従って、固定部１４と規制材１５とは異なる材料で形成してもよい。
【００５６】
ガイド部材４は、規制材１５が封止部材５と水平視で重複するよう、つまり少なくとも部分的に重なり合うよう配設されることが好ましい。封止部材５及び筒型濾過膜２の封止部材５が設けられた部分は、比較的強度を有する。このため、筒型濾過膜２が撓んで搖動しても、筒型濾過膜２の中でも強度を有する部分又は封止部材５が規制材１５に当接するため、筒型濾過膜２が損傷し難い。
【００５７】
（規制材）
規制材１５は、十分な剛性を有するものであればよい。この規制材１５は、例えば板状、棒状、管状等の任意の形状を有し得るが、好ましくは帯板状に形成される。また、規制材１５は、並列方向の位置によって断面形状が変化するものであってもよい。
【００５８】
規制材１５は、エッジが面取りされてもよく、表面に筒型濾過膜２に対する衝撃や摩擦を緩和するために発泡樹脂や低摩擦性樹脂からなる部材が配設されてもよい。
【００５９】
規制材１５の平均有効高さ（水平視で筒型濾過膜２と重複する部分の垂直方向の平均長さ）の下限としては、筒型濾過膜２の平均有効長さの１％が好ましく、筒型濾過膜２の平均有効長さの２％がより好ましい。一方、規制材１５の平均有効高さの上限としては、筒型濾過膜２の平均有効長さの１０％が好ましく、筒型濾過膜２の平均有効長さの８％がより好ましい。規制材１５の平均有効高さが上記下限に満たない場合、筒型濾過膜２の変形により、筒型濾過膜２が規制材１５の間から脱離するおそれがある。逆に、規制材１５の平均有効高さが上記上限を超える場合、当該濾過膜モジュール１が不必要に大型化するおそれや、規制材１５が筒型濾過膜２と不必要に接触して筒型濾過膜２を損傷させるおそれがある。
【００６０】
また、筒型濾過膜２の列を挟んで対向する規制材１５の平均間隔の下限としては、筒型濾過膜２の平均径の１．０５倍が好ましく、１．１倍がより好ましい。一方、規制材１５の平均間隔の上限としては、筒型濾過膜２の平均径の３倍が好ましく、２．５倍がより好ましい。規制材１５の平均間隔が上記下限に満たない場合、筒型濾過膜２の移動可能範囲が過度に制限されることで筒型濾過膜２の振動により筒型濾過膜２の周面に付着する固形物を振り落す効果が小さくなるおそれがある。逆に、規制材１５の平均間隔が上記上限を超える場合、筒型濾過膜２同士の絡まりを防止できないおそれがある。
【００６１】
［利点］
当該濾過膜モジュール１は、筒型濾過膜２の下端が固定されていないので、下方から筒型濾過膜２の周面に気泡を供給するための空間が確保されており、筒型濾過膜２の周面に効率よく気泡を供給して、気泡のスクラブ効果により目詰まりを抑制することができる。また、筒型濾過膜２の下端が移動するような変形又はその振動により、筒型濾過膜２の周面に付着する固形物や油滴を振り落すことができ、筒型濾過膜２の目詰まりをさらに効率よく抑制できる。
【００６２】
さらに、当該濾過膜モジュール１は、筒型濾過膜２の下端近傍に配設され、筒型濾過膜２の少なくとも並列方向に直交する方向の移動可能範囲を制限するガイド部材４を備えるので、筒型濾過膜２が変形しても複数の筒型濾過膜２がそれらの下端部の並列方向の位置を入れ替て絡まり合うことを抑制できる。これにより、筒型濾過膜２の変形を阻害することなく、複数の筒型濾過膜２の間に隙間を確保することで、気泡によるスクラブや振動により固形物や油滴を振り落す効果を確保しつつ、筒型濾過膜２同士の絡まりを効率よく防止できる。
【００６３】
当該濾過膜モジュール１において、ガイド部材４は、筒型濾過膜２の列を挟むよう並列方向に延在する複数の規制材を有するので、この規制材によって、筒型濾過膜２の下端部の並列方向への移動可能範囲は直接的に制限せず、並列方向に直交する方向の移動可能範囲だけを確実に制限できる。
【００６４】
［濾過装置］
続いて、図４に、本発明の一実施形態に係る濾過装置を示す。図４の濾過装置は、複数の当該濾過膜モジュール１と、この複数の濾過膜モジュール１が浸漬されるよう被処理液を貯留する水槽２１と、濾過膜モジュール１の下方から被処理液に気泡Ｂを供給する気泡供給器２２とを備える。水槽２１内に配置され、濾過膜モジュール１、気泡供給器２２を保持するフレーム２３と、濾過膜モジュール１のノズル１０ａに接続される出水管２４を介して筒型濾過膜２を透過した処理済液を吸引する吸引ポンプ２５とを有する。
【００６５】
＜濾過膜モジュール＞
図４の濾過膜モジュール１の構成については、図１の濾過膜モジュール１と同様であるため、重複する説明を省略する。複数の濾過膜モジュール１は、水槽２１内で、互いに等間隔に配列される。これら複数の濾過膜モジュール１は、保持部材３がフレーム２３に係止される。なお、図４において、各濾過膜モジュール１は、複数の筒型濾過膜２が紙面奥行方向に列をなすよう配置される。
【００６６】
＜水槽＞
水槽２１は、被処理液を貯留する容器である。水槽２１の形状としては、特に限定されず、例えば箱型、円筒型等とすることができる。水槽２１の大きさとしては、特に限定されず、貯留する被処理液中に濾過膜モジュール１を浸漬できる大きさであればよい。また、水槽２１の材質としては、特に限定されず、例えば金属、樹脂、コンクリート等を用いることができる。
【００６７】
＜気泡供給器＞
気泡供給器２２は、上記濾過膜モジュール１の下方から、気泡Ｂを供給する。このような気泡供給器２２としては、公知のものを用いることができ、例えば濾過膜モジュール１と共に被処理液中に浸漬され、不図示の圧縮機等から給気管２６を通して連続的に供給される気体を内部に貯留し、一定体積になった気体を間欠的に吐出することで気泡Ｂを供給するものを用いることができる。
【００６８】
なお、気泡供給器２２から供給する気体としては不活性のものであれば特に限定されないが、ランニングコストの観点から空気を用いることが好ましい。
【００６９】
＜フレーム＞
フレーム２３は、水槽２１内に配置することができ、かつ被処理液の流れを阻害することなく濾過膜モジュール１、気泡供給器２２を保持できるものであればよい。このようなフレーム２３は、例えばＬ型鋼等によって形成することができる。
【００７０】
＜吸引ポンプ＞
吸引ポンプ２５は、保持部材３の処理済液流路３ａから処理済液を吸引することにより、筒型濾過膜２の内部を負圧にすることによって、被処理液中の液体成分に筒型濾過膜２を透過させる。
【００７１】
［利点］
当該濾過装置は、濾過膜モジュール１の筒型濾過膜２の周面に沿って気泡Ｂを上昇させ、気泡Ｂによるスクラブ効果により、筒型濾過膜２の周面に付着する固形物や油滴を擦り落とすことができる。また、各筒型濾過膜２に対して気泡Ｂがランダムに衝突することにより、筒型濾過膜２を揺らすことができ、この機械的な振動により、筒型濾過膜２の周面に付着する固形物や油滴を振り落すこともできる。当該濾過装置は、これらの効果により、筒型濾過膜２の目詰まりを抑制することができる。
【００７２】
さらに、当該濾過装置は、ガイド部材４により筒型濾過膜２の絡まりを防止できるので、濾過効率、気泡Ｂによるスクラブ効果、及び筒型濾過膜２の振動効果の低下を抑制することができる。これにより、当該濾過装置は、稼働率を高くすることができる。
【００７３】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００７４】
当該濾過膜モジュールにおいて、筒型濾過膜同士の並列方向に直交する方向の間隔が大きい場合には、ガイド部材が、筒型濾過膜の一列毎に一対の規制材を有してもよい。つまり、ガイド部材は、隣り合う筒型濾過膜の列間に２枚の規制材を配置するよう構成されてもよい。
【００７５】
また、当該濾過膜モジュールのガイド部材は、筒型濾過膜の並列方向の移動可能範囲を制限する部材をさらに有してもよい。例えば、対をなす規制材間に架け渡され、筒型濾過膜の並列方向の移動可能範囲を制限する並列方向規制部材を配設してもよい。このような並列方向規制部材は、複数の筒型濾過膜毎に配設されてもよい。
【００７６】
また、当該濾過膜モジュールのガイド部材において、規制材は、筒型濾過膜の並列方向に延在するものの他、並列方向に並んで配設される複数の部材であってもよい。このような規制材としては、例えば１又は複数の筒型濾過膜を取り囲む筒状体、筒型濾過膜の並列方向と垂直方向両側に配列される任意の形状のブロック体や板状体等が挙げられる。
【００７７】
また、当該濾過装置に配設される濾過膜モジュールの数は、１以上の任意の数とすることができる。
【００７８】
当該濾過装置において、気泡供給器と濾過膜モジュールとの間に、気泡供給器から供給される気泡をより小さい複数の気泡に分割する分割器を設けてもよい。このような分割器としては、隙間を空けて板状、線状又は散点状に配設される複数の部材を有するものを用いることができる。具体的には、分割器として、例えば１又は複数のワイヤーメッシュ等を使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明に係る濾過膜モジュールは、被処理液を濾過する濾過装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  濾過膜モジュール
２  筒型濾過膜
３  保持部材
３ａ  処理済液流路
４  ガイド部材
５  封止部材
６  筒型支持体
７  多孔性膜体
８  多孔質膜
９  不織布
１０  ケーシング
１０ａ  ノズル
１１  スリーブ
１１ａ  嵌合孔
１１ｂ  天壁
１１ｃ  側壁
１２  封止樹脂
１３  支柱
１４  固定部
１５  規制材
２１  水槽
２２  気泡供給器
２３  フレーム
２４  出水管
２５  吸引ポンプ
２６  給気管
Ｂ  気泡
【図１】
2017196541.tif 000003
【図２】
2017196541.tif 000004
【図３】
2017196541.tif 000005
【図４】
2017196541.tif 000006