(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の中空糸膜から成り、浸漬槽内で垂直方向になるよう配列された中空糸膜束と、該中空糸膜束を両端で接着固定する接着固定層を含む中空糸膜カートリッジであって、該接着固定層の形状が三角形、矩形及び六角形からなる群から選ばれ、少なくとも上部側接着固定層の端部において中空糸膜の中空部が開口した状態であり、かつ中空糸膜束が上部側接着固定層のろ過部側界面において複数の小束状態であり、
中空糸膜束が下部側接着固定層から上部側接着固定層の間で複数の小束に分割されている、中空糸膜カートリッジ。
【請求項２】
上部側接着固定層のろ過部側界面における中空糸膜の複数の小束は、各々の小束内においては最近接する中空糸膜同士間の距離が２ｍｍ未満であり、各々の小束を構成する中空糸膜本数が１０本以上１０００本以下であり、最近接する小束同士間の距離は２ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、請求項１に記載の中空糸膜カートリッジ。
【請求項３】
上部側および下部側接着固定層は樹脂を含んでなり、それら接着固定層のいずれか又は両方のろ過部側界面での樹脂の硬度（ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準じて測定）が２０Ａ以上９０Ａ以下である、請求項１に記載の中空糸膜カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸引式のタンク型濾過装置あるいは浸漬型濾過装置に装着される中空糸膜を用いた浸漬膜カートリッジに関する。更に詳しくは、本発明は、河川水、湖沼水、地下水、海水、生活排水、工場排水、下水二次処理水等の原水について除濁、除菌を行う濾過装置、活性汚泥の固液分離を膜で行う膜分離活性汚泥装置、あるいは有価物と非有価物の分離等に用いられる、中空糸膜カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
廃水処理方法の一つとして、活性汚泥槽に膜カートリッジを浸漬し、ろ過により活性汚泥と処理後の処理水の固液分離を行う膜分離活性汚泥法がある。この方法によれば活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ：Mixed Liquor Suspended Solid）を５０００から２００００ｍｇ／ｌと極めて高くしてろ過処理が行える。そのため、活性汚泥槽の容積を小さくできる、あるいは活性汚泥槽内での反応時間を短縮することができる利点を有す。また膜によるろ過のため、処理水中には浮遊物質（ＳＳ：Suspended Solid） が混入せず最終沈殿槽が不要となり処理施設の敷地面積を減らすことができ、また、活性汚泥沈降性の良否を問わずろ過ができる。それゆえ、活性汚泥の管理負荷も軽減されるなど多くのメリットがあり、近年急速に普及されている。【０００３】
膜カートリッジに中空糸膜を用いる場合、膜自身の強度が高いため、原水中から混入する夾雑物との接触による膜表面へのダメージが少なく長期間の使用に耐えることができ、更にろ過方向とは逆方向に処理水等の媒体を噴出させて膜表面の付着物を除去する逆洗を行なえる利点を有する。しかし、中空糸膜同士の隙間に蓄積する活性汚泥の凝集物や原水から持ち込まれる夾雑物質を排除しながらろ過を行なわないと、有効な膜面積が低下し、ろ過効率が低下する。そのため、長期間の安定なろ過が出来ない問題がある。【０００４】
従来はこの中空糸膜表面及び中空糸膜間への汚泥等の蓄積を避けるために以下の手法を用いていた。すなわち、膜カートリッジの下部から空気等の曝気を行い、膜の揺動効果と気泡の上方への移動による撹拌効果から中空糸膜表面及び中空糸膜間の活性汚泥凝集物や原水から持ち込まれる夾雑物を剥離させることによって、それらの蓄積を防いでいた。例えば中空糸膜カートリッジの下部に下部リング（またはスカートともいう）を設置し、かつ下部リング側接着固定層に複数の貫通穴を設け、カートリッジ下部からの曝気により下部リングより突き出た下部リング端部内に気体溜まりを形成する。そうすることによって、複数の貫通穴より均等に気泡を発生させ、中空糸膜を揺動させることにより、膜の外表面に堆積した懸濁物を剥離しやすくしていた。（例えば特許文献１参照。）【０００５】
このような方法によれば、膜分離活性汚泥法などの高濃度のＭＬＳＳをろ過処理する場合も、曝気による撹拌効果と膜の揺動効果で中空糸膜束間の汚泥を剥離させる効果はある。しかし、気泡の上昇によって活性汚泥凝集物や夾雑物を押し上げる力が作用し、上方側の接着固定層近傍に剥離した汚泥が移動し、これらが膜束外に抜けにくい。また接着固定層近傍の部位の中空糸膜は揺動の振幅が小さく、膜表面の堆積物を十分に除去できず、膜間に汚泥が蓄積することにより、中空糸表面が目詰まりする問題がある。
【特許文献１】特開２０００−１５７８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、必要最小限の曝気量で、汚泥凝集物や夾雑物等の中空糸膜カートリッジへの蓄積を防止し、長時間安定な膜ろ過性能を有する中空糸膜カートリッジ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】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討の結果、中空糸膜カートリッジについて下記の構造にすることで汚泥蓄積物の排出流路が形成され、汚泥凝集物や夾雑物が膜カートリッジの中空糸膜間に蓄積せずに膜カートリッジ外へ抜け出ることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は以下の通りである。
（１）複数本の中空糸膜から成り、浸漬槽内で垂直方向になるよう配列された中空糸膜束と、該中空糸膜束を両端で接着固定する接着固定層を含む中空糸膜カートリッジであって、該接着固定層の形状が三角形、矩形及び六角形からなる群から選ばれ、少なくとも上部側接着固定層の端部において中空糸膜の中空部が開口した状態であり、かつ中空糸膜束が上部側接着固定層のろ過部側界面において複数の小束状態であり、中空糸膜束が下部側接着固定層から上部側接着固定層の間で複数の小束に分割されている、中空糸膜カートリッジ。
（２）上部側接着固定層のろ過部側界面における中空糸膜の複数の小束は、各々の小束内においては最近接する中空糸膜同士間の距離が２ｍｍ未満であり、各々の小束を構成する中空糸膜本数が１０本以上１０００本以下であり、最近接する小束同士間の距離は２ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、（１）に記載の中空糸膜カートリッジ。
（３）上部側および下部側接着固定層は樹脂を含んでなり、それら接着固定層のいずれか又は両方のろ過部側界面での樹脂の硬度（ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準じて測定）が２０Ａ以上９０Ａ以下である、（１）に記載の中空糸膜カートリッジ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、中空糸膜面への汚泥の蓄積を防止し、長期間安定なろ過性能を安価に達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の中空糸膜カートリッジの構造を説明するための一例を図１に示す。本中空糸膜カートリッジは複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束１と、中空糸膜束１の両端に上部側接着固定部２と下部側接着固定部３とを有し、上部側接着固定層４、及び下部側接着固定層５で中空糸膜を固定している。中空糸膜は上部側接着固定層端面６では開口しており、下部側接着固定層端面７において中空糸膜の中空部は開口しても、していなくてもどちらでもよい。但し、上部側接着固定層端面６の中空糸膜のみが開口し、下部側接着固定層端面７の中空糸膜が閉口している構造は下部側集水室がなくてよく、配管などの付帯設備を簡略することができる。【００１０】
中空糸膜に曝気を行なう気泡供給口８は膜カートリッジと一体化していてもよいし、一体でなくてもよい。一体でない場合は膜カートリッジの下方で曝気が膜束に当たる位置に設置することが望ましい。また一体の場合は気密が保たれた配管等から気体を噴出してもよいし、一度スカート状の空間に気体を供給し、空気溜まりを形成させたのち、その空気溜まりから気体を噴出させてもよい。また一体化の場合は下部側接着固定層５に下部から供給された気泡が上方に抜けるための貫通穴を設ける。
図１は、中空糸膜の上部側、下部側ともに接着固定層端面が開口し、曝気を行なう気泡供給口は膜カートリッジと一体でない例を示す。上下の接着固定部には集水室９，１１、および集水配管１０，１２が接続されている。【００１１】
上下の接着固定層は側芯棒１３により連結されている。中空糸膜のうち、両端の接着固定層に含まれない部分をろ過部１４とし、上部側接着固定層４のうち、ろ過部側に面した部分を上部側接着固定層ろ過部側界面１５、下部側接着固定層５のうち、ろ過部に面した部分を下部側接着固定層ろ過部側界面１６と定義する。
中空糸膜束１は上部側接着固定層４において２つ以上の複数の小束１７に分割されている。【００１２】
下部からの曝気による気泡は中空糸膜に揺動を与えつつ、中空糸膜間の空隙をほぼ垂直に上昇する。上部側接着固定層近傍では中空糸膜の振幅も小さく、空隙が少なくなり、気泡は上昇できず膜カートリッジ外に抜ける。
膜の充填率を高め、中空糸膜同士の間隔が小さい場合は、汚泥中に含まれる固形物や繊維状物、汚泥の堆積物が通り抜けることができない。その結果、それらは中空糸膜間に留まり、ろ過面積を低減させ、ろ過を困難にする。【００１３】
中空糸膜の充填率を高めつつ、かつ汚泥蓄積物を除去し易くするには、上部側接着部近傍の中空糸膜の密集度合いに疎な部分を作り、疎な部分を汚泥蓄積物が抜ける流路とすることが必要である。即ち中空糸膜を２つ以上の複数の小束に分け、中空糸膜束間を曝気気泡及び汚泥蓄積物の流路とする構造が有効である。
一方、接着部近傍の中空糸膜束間は揺動の振幅が小さく汚泥が堆積し易い。そこで、小束化することで束間内の中空糸膜間距離が小さくなり汚泥が蓄積する空間がなくなり、蓄積を防止することができる。【００１４】
また、下部側接着固定層から上部側接着固定層に至るまでの間で中空糸膜を２つ以上の複数の小束に分けることは、下部からの曝気が中空糸膜全体を揺動させるため洗浄効果が向上し好ましい。特に中空糸膜は下部側接着固定層から上部側接着固定層の間においては互いに２つ以上の複数の交絡を形成することで、曝気による揺動の効果がより大きくなり好ましい。下部の束の構造は単一束であってもいいが、複数の小束構造でも構わない。あくまでも下部側接着固定層から上部側接着固定層に向かう途中で２つ以上の複数小束に分割されており、中空糸膜同士に交絡があることが好ましい。図２（ａ）〜（ｄ）に束構造例の模式図を示す。本発明による束構造は（ａ）〜（ｃ）であり、（ｄ）は含まない。【００１５】
ここでいう交絡（confounding）があることは、下部側接着固定層で固定された中空糸膜同士の位置関係は上部側接着固定層での固定される位置関係とは必ずしも一致しないことを意味する。または下部側接着固定層のろ過側界面において棒状のようなものをカートリッジ外部から中空糸膜間に挿入し、次いでそれを上部側接着固定層側に移動させたとき、中空糸膜の膜同士の交差により移動できなくなる状態を意味する。
交絡をさせるには例えば、中空糸膜の単一束の片側を小束構造に分割し、その形状を維持して中空糸膜の両端を接着させることで得ることができる。また例えば、矩形の枠の向かい合う２つの辺に中空糸膜を巻きつけて束を形成することができる。図５（ａ）、図５（ｂ）に図示するように、２つの辺に巻きつける中空糸膜の間隔を変えることで交絡した状態を形成してもよい。【００１６】
中空糸膜を両端で接着固定する接着固定層の形状（中空糸膜が垂直に配列するように設置した際に、中空糸膜カートリッジを上方又は下方から見た場合の形状）は三角形、矩形、六角形のいずれかが、複数の中空糸膜カートリッジを浸漬槽に設置する際に最密充填が可能となるため好ましい。特に矩形は同じ中空糸膜本数を使用しても、汚泥蓄積物がカートリッジ外部に抜ける流路が短くなるため、汚泥蓄積物が排出され易く好ましい。また複数のカートリッジを充填した際においても、カートリッジを平行に並べることでいずれのカートリッジも単独で水平方向に着脱が可能となり、設置作業が効率的となる。【００１７】
上部側接着固定層のろ過部側界面における中空糸膜の小束は、各々の小束内においては最近接する中空糸膜同士間の距離は好ましくは２ｍｍ未満、より好ましくは１ｍｍ未満の中空糸膜間であることが、中空糸有効膜面積を増加でき、膜カートリッジの濾過水量を向上できるため好ましい。ここでいう中空糸膜同士間の距離とは中空糸の最外表面同士の距離をいう。また、各々の小束を構成する中空糸膜本数は好ましくは１０本以上１０００本以下であり、より好ましくは２０本以上５００本以下である。これらの範囲において特に中空糸膜間に汚泥凝集物や夾雑物の蓄積が少なくなる。最近接する小束同士間の距離は好ましくは２ｍｍ以上、１００ｍｍ以下、より好ましくは、３ｍｍ以上、３０ｍｍ未満である。この範囲において特に汚泥や夾雑物の蓄積がなく、中空糸膜の充填率を高くでき、ろ過水量を増加させることができる。ここでいう小束同士間の距離とは互いの小束に含まれる中空糸膜の最外表面の距離の中でもっとも近い距離をいう。
一方、下部側接着固定層の中空糸膜の集合状態は単一の束構造または複数の小束に分割されていてもよい。【００１８】
以下、図により本発明に係わる中空糸膜カートリッジの実施形態の例を説明する。
図１において、中空糸膜カートリッジは、複数の中空糸膜が集合した中空糸膜束１、上部側接着固定部２、および下部側接着固定部３から構成されている。束ねられた中空糸膜束１の両端部は、接着剤により中空糸膜同士が一体的に結合されるとともに上部側接着固定層４、下部側接着固定層５内に一体的に結合され、中空糸膜は上部側接着固定層端面６、及び下部側接着固定層端面７で開口されている。上下の接着固定部には集水室９，１１、および集水配管１０，１２が接続されている。気泡供給部８は膜カートリッジの下部に設置され、曝気による気泡は中空糸膜を揺動しながら、上方へ移動する。【００１９】
気泡供給部８と膜カートリッジを一体化する場合は、図３（ａ）のように気泡供給部８を集水室１１の下部に接続する。そして、気泡供給部８から下部側接着固定層５を通って下部側接着固定層ろ過側界面１６まで続く貫通穴１８を設けることで気体を中空糸膜に当てることができる。また図３（ｂ）のように気泡供給部を密閉にせず、下部側接着固定層５の下部を開放したスカート１９にし、気体噴出口２０を設置することも可能である。【００２０】
貫通穴の大きさは、相当直径が２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲が好ましい。貫通穴の形状は、三角形、四角形、六角形等の多角形、円形、楕円形、扇形、Ｃ字型または星形など任意の形状が選ばれる。また、その穴数は、膜カートリッジの断面積や糸本数にもよるが、２〜３００個開口させる事が好ましい。貫通穴の位置は、下部側接着固定層５内の任意の位置に設置することができるが、中空糸膜全体を均一に揺動させるため、均一に分散させることが望ましい。【００２１】
スカート１９は、集水室１１より下方に突き出して中空糸膜束外周に固定されることが好ましい。集水室下方から突き出した長さは、膜カートリッジの大きさや、供給される気体量や、貫通穴の径と数によるが、下方からの気体の散逸を防ぐためには５ｍｍ〜３００ｍｍであることが好ましい。３００ｍｍ以下の場合カートリッジの全長にわたり無駄なスペースが少ないので好ましい。５ｍｍ以上の場合、カートリッジに供給された気体が有効に貫通穴へ導かれ、横方向に散逸しないため好ましい。【００２２】
気体噴出口２０から噴出した気体が複数の貫通穴１８から均一に通過するためには、気体噴出口２０から噴出した気体がスカート部１９に気体溜まり部を形成し、その気体溜まりから各貫通穴に気体が供給されることが必要である。気体溜まり部の厚さは好ましくは３０ｍｍ以上、より好ましくは５０ｍｍ以上である。曝気用気体噴出口２０の位置は形成される気体溜まり部の厚さを勘案して決めることが好ましい。【００２３】
中空糸膜カートリッジ接着固定部の大きさ（中空糸膜が垂直に配列するように設置した際に、中空糸膜カートリッジを上方又は下方から見た場合の大きさ）は任意であるが、矩形の場合の縦横比（長さ：幅）は３：１以上であり、５０：１以下が好ましい。３：１より小さいと、汚泥が小束間を通る流路が相対的に長くなり、５０：１より大きいと膜束間を通る気泡が上部接着固定層に達する前にカートリッジ外に散逸する割合が多くなる。
中空糸膜カートリッジの上下方向の長さは、３００ｍｍ〜３０００ｍｍの範囲が好ましい。【００２４】
本発明では、曝気時の下部側接着固定部３の上昇やねじれを防止する目的で、上部側接着固定層４と下部側接着固定層５とを棒、パイプ、板、鎖、紐、ネットのいずれかにより連結固定する。特に棒、またはパイプが好ましく、用いる材質は、金属または樹脂が好ましい。これら棒やパイプの形状は任意であるが、円柱状であることが好ましい。鋭角な角をもつ形状は中空糸膜が繰り返し接触した際に損傷を起こす可能性があり適さない。太さは用いた材質の変形に対する強度を勘案して決めることが好ましい。また連結に用いるパイプや棒の硬度が高い場合、表面を低硬度の樹脂等で被服することで中空糸膜がこれら棒に繰り返し接触した際の損傷を防ぐことができるため好ましい。【００２５】
本発明に用いられる中空糸膜の孔径としては、逆浸透膜、及び、限外ろ過膜から精密ろ過膜まで用いる事が出来る。また、中空糸膜の素材は、特に限定されず、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４メチルペンテン、セルロース、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。またはこれらの複合素材膜も使用できる。また、中空糸膜の形状としては、内径５０μｍ〜３０００μｍで、内／外径比が０．３〜０．８の範囲の膜が好適に使用出来る。
本発明に用いられる接着剤としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、エポキシアクリレート樹脂、シリコン樹脂等の高分子材料が挙げられる。【００２６】
上部側接着固定層ろ過部側界面１５及び下部側接着固定層ろ過部側界面１６の樹脂硬度は２０Ａ以上、９０Ａ以下が好ましく、より好ましくは２０Ａ以上、７０Ａ以下である。２０Ａ以上だと、長期にわたり形状を保つことができる。９０Ａ以下だと、中空糸膜が揺動した際の歪応力を十分緩和できる。低硬度の樹脂を接着剤に用いる他、一段目に接着した固定層の上に低硬度の樹脂を接着することで好ましい界面の樹脂硬度に調整することができる。例えばエポキシ樹脂で接着固定層を形成した後にシリコン樹脂をエポキシ樹脂の上に接着させる、またはウレタン樹脂で接着固定層を形成した後に硬度の低いウレタン樹脂をウレタン樹脂の上に接着させるなどにより、界面の樹脂硬度を調整することができる。接着方法としては、遠心接着法や静置接着法等の公知の方法が用いられる。接着剤の硬化収縮や強度を改善したい場合は、上記接着剤にガラスファイバー、カーボンファイバー等の繊維状物、カーボンブラック、アルミナ、シリカ等の微粉体を含有させても良い。【００２７】
本発明に用いられる上部側接着固定部２及び下部側接着固定部３のハウジングや集水室９、１１の素材は、特に限定されず、また、同一でも異なっていてもよいが、熱可塑性樹脂やステンレス鋼が好ましく用いられる。
本発明における上部側接着固定層ろ過部側界面の中空糸膜の小束の配列は図４の例に示すように（ａ）のように不規則でもよいが、（ｂ）のように直線状に等間隔に配列した方が好ましい。また（ｃ）のように複数の列に分かれてもよい。小束の形状は円形でなくてもよいし、それぞれの小束の大きさが等しくなくてもよい。
【実施例】
【００２８】
本発明の実施例を以下に説明するが、それによって本発明が限定されることはない。
（実施例１）
図５（ａ）に示す直径１ｃｍ、長さ８０ｃｍの円筒状のパイプ２１、２本を２ｍの距離を開けて平行に並べて巻き取りカセットを作成し、中空糸膜２２を巻取った。巻き取る際に一方のパイプ側では中空糸膜が小束になり、他方は単一の束になるように巻き取り位置を調整しながら１６５０回、回転させ巻取りを行なった。また図５（ｂ）のように巻き取りの際にトラバースを行い、カートリッジの下部となる側から上部となる側に向かい束が分割し、かつ中空糸膜同士が交絡が起こるようにした。【００２９】
中空糸膜を巻いた両端の円筒状パイプをＡＢＳ樹脂製ハウジング２３内で接着固定層となるウレタン樹脂２４（サンユレックス社製、「ＳＡ−６３３０系」、硬化後の硬度：９８Ａ）を用いて静置接着した。その後、ウレタン樹脂２５（サンユレックス社製、「ＳＡ−６３３０系」、硬化後の硬度：５６Ａ）を中空糸膜の接着部と非接着部の界面に静置接着で固定化させた。【００３０】
なお、樹脂硬度の測定方法はＪＩＳ  Ｋ６２５３に準じて測定した。図５（ｃ）に示す切断方向２６に従い、ハウジング、ウレタン樹脂、円筒状パイプを切断した。切断した円筒状パイプの一方の状態は図５（ｄ）のような端面となり、他の一方は図５（ｅ）のようになった。この各々の切断面は中空糸膜が開口した状態のままで集水室、集水配管を連結させた。連結の方法は液密に接合されればどのような方法でもよい。
中空糸膜は、ポリフッ化ビニリデン製の細孔径０．１μｍの精密ろ過膜で、外径約１．２５ｍｍ、内径０．７ｍｍであり、膜カートリッジの膜面積は２５ｍ２であった。上部側接着固定層ろ過部側界面では中空糸膜が１束当たり１１０本で小束を形成し、その小束が３０束存在した。最近接する小束同士間の距離は５ｍｍであった。【００３１】
巻き取りカセットの２本のパイプの連結には、上部側接着固定部と下部側接着固定部とをＳＵＳ３０４製の外径１３ｍｍのパイプに塩化ビニリデン製フィルムを被覆したものを２本用いて連結固定化した。
下部側接着固定層よりも５ｃｍ下部に曝気用気泡供給部を設置した。
本発明の中空糸膜カートリッジを８ｍ３の容積の活性汚泥槽に浸漬し、上部側接着固定層の集水室とろ過水配管を接続し、活性汚泥槽に固定した。【００３２】
中空糸膜カートリッジに曝気用気泡供給部から１０Ｎｍ３／ｈｒの空気を曝気しつつ、吸引ポンプで膜ろ過流が０．６ｍ３／膜面積ｍ２／日となる様に吸引ろ過した。この時の膜間差圧は、−１５〜−２０ｋＰａで３ヶ月間安定であった。評価期間の活性汚泥槽の濃度ＭＬＳＳは、平均１００００ｍｇ／ｌであり、平均温度は２５゜Ｃであった。活性汚泥の原水には、平均ＢＯＤは１５０ｍｇ／ｌ、ＳＳが１６０ｍｇ／ｌである都市下水を用いた。【００３３】
運転後のカートリッジに付着した汚泥付着物或いは夾雑物の重量は０．８４ｋｇであり、付着量が少ないことがわかった。この重量は湿潤状態の中空糸膜において使用前後のカートリッジの重量測定を行い、重量差を汚泥付着物或いは夾雑物の重量と定義した。【００３４】
実施例２
図５（ａ）に示す直径１ｃｍ、長さ８０ｃｍの円筒状のパイプ２１、２本を１．４ｍの距離を開けて平行に並べて巻き取りカセットを作成し、中空糸膜２２を巻取った。以下、巻き取り方法、ウレタン樹脂による接着固定方法、切断方法は実施例１と同様に行った。但し、中空糸膜が小束になった側の端面の中空糸膜は開口させ、単一の束となった側の中空糸膜の端面はウレタン樹脂内部に包埋し、閉口させた。中空糸膜が小束になった側の端面のみに集水室、集水配管を連結させた。中空糸膜は、実施例１と同じものを使用し、中空糸膜カートリッジの膜面積は１７．５ｍ２であった。上部側接着固定層ろ過部側界面では中空糸膜が１束当たり１１０本で小束を形成し、その小束が３０束存在した。最近接する小束同士間の距離は５ｍｍであった。【００３５】
巻き取りカセットの２本のパイプの連結には、上部側接着固定部と下部側接着固定部とをＳＵＳ３０４製の外径１３ｍｍのパイプに塩化ビニリデン製フィルムを被覆したものを２本用いて連結固定化した。
下部側接着固定層よりも５ｃｍ下部に曝気用気泡供給部を設置した。
本発明の膜分離装置を８ｍ３の容積の活性汚泥槽に浸漬し、上部側接着固定層の集水室とろ過水配管を接続し、活性汚泥槽に固定した。【００３６】
膜分離装置に曝気用気泡供給部から１０Ｎｍ３／ｈｒの空気を曝気しつつ、吸引ポンプで膜ろ過流中空糸膜束が０．６ｍ３／膜面積ｍ２／日となる様に吸引ろ過した。この時の膜間差圧は、−１５〜−２０ｋＰａで３ヶ月間安定であった。評価期間の活性汚泥槽の濃度ＭＬＳＳは、平均１００００ｍｇ／ｌであり、平均温度は２５゜Ｃであった。活性汚泥の原水には、平均ＢＯＤは１５０ｍｇ／ｌ、ＳＳが１６０ｍｇ／ｌである都市下水を用いた。【００３７】
運転後のカートリッジに付着した汚泥付着物或いは夾雑物の重量は実施例１と同様に測定した結果０．６５ｋｇで、付着量が少ないことがわかった。【００３８】
実施例３
実施例１と同じ中空糸膜、本数、ハウジングを使用し、全中空糸膜を１束にし、中空糸膜同士に交絡がある状態に絡めた。その後に、一方端部の中空糸膜を図４（ｂ）のような束に分割し、他端を図４（ｃ）のように分割した。この状態で実施例１と同じ樹脂で集水室、集水配管、ハウジングと共に静置接着をした。接着は中空糸膜の両端が開口するように行った。それ以降の手順は実施例１と同じく行った。
実施例１と同様の評価を行ったところ、膜間差圧は、−１６〜−２１ｋＰａで３ヶ月間安定であった。また運転後のカートリッジに付着した汚泥付着物或いは夾雑物の重量は０．７８ｋｇであり、付着量が少ないことがわかった。【００３９】
（比較例１）
上部側接着固定層ろ過部側界面における中空糸膜の配列を小束に分割せず、単一の束構造とした以外は実施例１と同じろ過条件で活性汚泥槽で評価した。
この時の、膜間差圧は、１４日で急激に上昇し、−８０ｋＰａまで達してポンプ吸引が不可能になった。
実施例１と同じく、評価期間の活性汚泥槽の濃度ＭＬＳＳは、平均１００００ｍｇ／ｌであり、平均温度は２５゜Ｃであった。活性汚泥の原水には、実施例１と同じ、平均ＢＯＤは１５０ｍｇ／ｌ、ＳＳが１６０ｍｇ／ｌである都市下水を用いた。
運転後のカートリッジに付着した汚泥付着物或いは夾雑物の重量は６．４ｋｇであり、著しく付着物重量が大きいことがわかった。【００４０】
比較例２
上部側接着固定層ろ過部側界面における中空糸膜の配列を小束に分割せず、単一の束構造とした以外は実施例２と同じろ過条件で活性汚泥槽で評価した。
この時の、膜間差圧は、１２日で急激に上昇し、−８０ｋＰａまで達してポンプ吸引が不可能になった。
実施例２と同じく、評価期間の活性汚泥槽の濃度ＭＬＳＳは、平均１００００ｍｇ／ｌであり、平均温度は２５゜Ｃであった。活性汚泥の原水には、実施例２と同じ、平均ＢＯＤは１５０ｍｇ／ｌ、ＳＳが１６０ｍｇ／ｌである都市下水を用いた。
運転後のカートリッジに付着した汚泥付着物或いは夾雑物の重量は５．７ｋｇであり、著しく付着物重量が大きいことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の中空糸膜カートリッジは、膜濾過分野で、特には吸引式のタンク型濾過装置あるいは浸漬型濾過装置のために好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の中空糸膜カートリッジの実施形態の一例を示す断面説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の中空糸膜カートリッジの束構造の模式図である。（ｄ）は本発明に含まれない中空糸膜カートリッジの束構造の例である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の中空糸膜カートリッジの実施形態の一例を示す断面説明図である。（ａ）は気泡供給部と膜カートリッジが連接された例を、（ｂ）は気泡供給部と膜カートリッジが分離された例を示す。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ本発明の中空糸膜カートリッジの上部側接着固定層ろ過部側界面の中空糸膜束配列の実施形態を示す模式図である。
【図５ａ】実施例１における中空糸膜巻き取りカセットを示す模式図である。
【図５ｂ】巻き取り時に両端の巻き取りピッチを変えることによって小束構造を形成したカートリッジを示す模式図である。
【図５ｃ】該カセットとハウジングの位置関係及び上部側接着固定層の切断位置を示す模式図である。
【図５ｄ】切断により現出した上部側接着固定部界面の中空糸膜束配列の実施形態を示す模式図である。
【図５ｅ】切断により現出した下部側接着固定部界面の中空糸膜束配列の実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  中空糸膜束
２  上部側接着固定部
３  下部側接着固定部
４  上部側接着固定層
５  下部側接着固定層
６  上部側接着固定層端面
７  下部側接着固定層端面
８  気泡供給部
９、１１  集水室
１０、１２  集水配管
１３  側芯棒
１４  ろ過部
１５  上部側接着固定層ろ過部側界面
１６  下部側接着固定層ろ過部側界面
１７  小束
１８  貫通穴
１９  スカート
２０  気体噴出口
２１  巻き取りパイプ
２２  中空糸膜
２３  ハウジング
２４  ウレタン樹脂
２５  ウレタン樹脂
２６  切断面
【図１】
0004932492.tif 000002
【図２】
0004932492.tif 000003
【図３】
0004932492.tif 000004
【図４】
0004932492.tif 000005
【図５ａ】
0004932492.tif 000006
【図５ｂ】
0004932492.tif 000007
【図５ｃ】
0004932492.tif 000008
【図５ｄ】
0004932492.tif 000009
【図５ｅ】
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