(57)【要約】【課題】  生物処理槽の曝気と膜面の洗浄ができる中空糸膜エレメントの提供。【解決手段】  散気管12と集水管13を有する支持管11の周囲に中空糸膜20が配置されている。散気管12は、空気導入管18と第１細孔群14と第２細孔群16を有している。第１細孔群14の孔径＜第２細孔群16の孔径であり、それらの間には通気可能でかつ通気抵抗を生じさせる通気抑制部材17が配置されている。通気抑制部材17の作用により、第１細孔群14からは微細気泡が、第２細孔群16からは大きな気泡が放出される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持管の周囲に多数の中空糸膜が配置された中空糸膜エレメントであって、
前記支持管が、外側の散気管と、前記散気管の内部に配置された集水管を有する二重管構造のものであり、
前記散気管が、一端側に接続された外部からの空気導入管と、前記空気導入管よりも他端側に近い位置に形成された第１細孔群と、前記第１細孔群よりも更に他端側に近い位置に分離形成された第２細孔群とを有し、前記第１細孔群の平均孔径が前記第２細孔群の平均孔径よりも小さいものであり、
更に前記散気管が、前記第１細孔群と前記第２細孔群との間の通気経路に形成された通気抵抗を生じさせる通気抑制部位を有している、中空糸膜エレメント。
【請求項２】
前記通気抑制部位が、前記通気経路に多孔質材からなる通気抑制部材が配置された部位である、請求項１記載の中空糸膜エレメント。
【請求項３】
前記多孔質材からなる通気抑制部材が、嵩密度が０．５０〜０．９０ｇ／ｃｍ３のものである、請求項２記載の中空糸膜エレメント。
【請求項４】
前記多孔質材からなる通気抑制部材が、空孔率が２０〜５０％のものである、請求項２記載の中空糸膜エレメント。
【請求項５】
前記通気抑制部位が、前記通気経路の幅方向の断面積が縮小された部位である、請求項１記載の中空糸膜エレメント。
【請求項６】
前記通気経路の幅方向の断面積が縮小された部位が、前記部位の断面積Ｓ２と前記部位に至るまでの通気経路の断面積Ｓ１との比率（Ｓ２／Ｓ１）が０．００１〜０．５の範囲である、請求項５記載の中空糸膜エレメント。
【請求項７】
前記第１細孔群が、散気管に形成された細孔群の表面を被覆する伸縮性多孔部材が有する微細孔であり、前記第２細孔群が、散気管に形成された細孔群である、請求項１〜６のいずれか１項記載の中空糸膜エレメント。
【請求項８】
前記支持管の両端と多数の中空糸膜の両端が、それぞれ上部集水キャップと下部集水キャップに固定されており、両端側から集水される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の中空糸膜エレメント。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載された中空糸膜エレメントの複数本からなる浸漬濾過方式の中空糸膜モジュールであって、
前記複数本の中空糸膜エレメントの集水管が１本又は２本以上の集水本管に接続され、
前記複数本の中空糸膜エレメントの散気管が、空気導入管を介して空気供給管に接続されている、浸漬濾過方式の中空糸膜モジュール。
【請求項１０】
前記複数本の中空糸膜エレメントが枠体で支持されている、請求項８記載の浸漬濾過方式の中空糸膜モジュール。
【請求項１１】
前記複数本の中空糸膜エレメントが、少なくとも上端側において集水本管に対して着脱自在に接続されており、前記複数本の中空糸膜エレメントの集水管が、それぞれ前記集水本管に連通されている、請求項９又は１０記載の浸漬濾過方式の中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物処理槽等に浸漬して使用する中空糸膜エレメントとそれを用いた中空糸膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
中空糸膜モジュールは、生物処理液等の比較的濁度の高い水処理分野で使用される場合は浸漬した状態で使用されることが多い。このような浸漬濾過方式の中空糸膜モジュールの場合は、濾過を継続して行った場合、膜面に懸濁質（ＳＳ）等による汚れが付着して、濾過性能が低下するという問題がある。
【０００３】
従来は、膜の下方からエアバブリングすることで、膜面に付着した汚れを除去している。しかし、中空糸膜束の外側に位置する中空糸膜表面の汚れは除去され易いが、中空糸膜束の内側にある中空糸膜表面の汚れは除去され難いため、エアバブリングのみでは、充分な濾過性能の回復は困難であった。
【０００４】
特許文献１には、浸漬濾過方式の中空糸膜カートリッジが開示されている。この中空糸膜カートリッジでは、中空糸膜束の下側の接着固定層３ｂに複数の貫通穴３ｃが形成されており、この貫通孔３ｃから放出される気泡による振動により、中空糸膜を洗浄するようになっている。
【特許文献１】特開２００５−３４２６９０号公報
【特許文献２】特開２００６−２３９６４２号公報
【特許文献３】特開２００３−３２６１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２の中空糸膜モジュールでは、下部固定部に空気の供給部と中空糸膜が混在しているが、微細気泡を発生させることは困難で、洗浄効果も充分ではない。
【０００６】
更に特許文献２のモジュールでは、下部固定部に空気の供給管及び噴出孔が設けられているが、このようなモジュールでは、固定部の接着剤層に空気供給管や噴出孔を加工するための工数が多くなり、加工コストも高くなる。
【０００７】
本発明は、簡単な構造であり、中空糸膜束を構成する中空糸膜束全体を洗浄することができ、容易に濾過性能を回復できると共に、生物処理槽に適用した場合には、散気による洗浄と曝気の両方を並行させることができる、中空糸膜エレメントとそれを用いた中空糸膜モジュール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】
本発明は、課題の解決手段として、下記の各発明を提供する。
１．支持管の周囲に多数の中空糸膜が配置された中空糸膜エレメントであって、
前記支持管が、外側の散気管と、前記散気管の内部に配置された集水管を有する二重管構造のものであり、
前記散気管が、一端側に接続された外部からの空気導入管と、前記空気導入管よりも他端側に近い位置に形成された第１細孔群と、前記第１細孔群よりも更に他端側に近い位置に分離形成された第２細孔群とを有し、前記第１細孔群の平均孔径が前記第２細孔群の平均孔径よりも小さいものであり、
更に前記散気管が、前記第１細孔群と前記第２細孔群との間の通気経路に形成された通気抵抗を生じさせる通気抑制部位を有している、中空糸膜エレメント。
２．前記通気抑制部位が、前記通気経路に多孔質材からなる通気抑制部材が配置された部位である、請求項１記載の中空糸膜エレメント。
３．前記多孔質材からなる通気抑制部材が、嵩密度が０．５０〜０．９０ｇ／ｃｍ３のものである、請求項２記載の中空糸膜エレメント。
４．前記多孔質材からなる通気抑制部材が、空孔率が２０〜５０％のものである、請求項２記載の中空糸膜エレメント。
５．前記通気抑制部位が、前記通気経路の幅方向の断面積が縮小された部位である、請求項１記載の中空糸膜エレメント。
６．前記通気経路の幅方向の断面積が縮小された部位が、前記部位の断面積Ｓ２と前記部位に至るまでの通気経路の断面積Ｓ１との比率（Ｓ２／Ｓ１）が０．００１〜０．５の範囲である、請求項５記載の中空糸膜エレメント。
７．前記第１細孔群が、散気管に形成された細孔群の表面を被覆する伸縮性多孔部材が有する微細孔であり、前記第２細孔群が、散気管に形成された細孔群である、請求項１〜６のいずれか１項記載の中空糸膜エレメント。
８．前記支持管の両端と多数の中空糸膜の両端が、それぞれ上部集水キャップと下部集水キャップに固定されており、両端側から集水される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の中空糸膜エレメント。
９．請求項１〜８のいずれか１項に記載された中空糸膜エレメントの複数本からなる浸漬濾過方式の中空糸膜モジュールであって、
前記複数本の中空糸膜エレメントの集水管が１本又は２本以上の集水本管に接続され、
前記複数本の中空糸膜エレメントの散気管が、空気導入管を介して空気供給管に接続されている、浸漬濾過方式の中空糸膜モジュール。
１０．前記複数本の中空糸膜エレメントが枠体で支持されている、請求項８記載の浸漬濾過方式の中空糸膜モジュール。
１１．前記複数本の中空糸膜エレメントが、少なくとも上端側において集水本管に対して着脱自在に接続されており、前記複数本の中空糸膜エレメントの集水管が、それぞれ前記集水本管に連通されている、請求項９又は１０記載の浸漬濾過方式の中空糸膜モジュール。
本発明の中空糸膜エレメントは、生物処理槽に浸漬して使用したとき、散気管内に配置された、通気可能でかつ通気抵抗を生じさせる通気抑制部位の作用により、生物処理槽内の曝気をすることができ、同時に濾過運転により汚れが付着した中空糸膜面も洗浄することができる。
【０００９】
本発明の中空糸膜エレメントと同じ構造で、散気管内に配置された通気抑制部位がない場合は、外部の空気源に接続された空気導入管により、散気管の一端側から空気を導入したとき、空気は、より大きな平均孔径を有する第２細孔群の方から優先的に泡状に放出されることになり、第１細孔群から放出される気泡量はごく少量となる。これでは、中空糸膜面の洗浄は十分にできるが、生物処理槽内の曝気が不十分となり、実質的に他の曝気手段を使用する必要がある。
【００１０】
しかし、本発明の中空糸膜エレメントであると、外部の空気源に接続された空気導入管により、散気管の一端側から空気を導入したとき、散気管内に配置された通気抑制部位の作用により、空気は前記通気抑制部位を通過し難くなる。このため、空気導入管から送られる空気と前記通気抑制部位の作用により、第１細孔群付近の圧力が高められて、第１細孔群からは十分量の小さな気泡が放出される。そして、第１細孔群付近の圧力が高められることで前記通気抑制部位を空気が通過して、第２細孔群から十分量のより大きな気泡が放出される。
【００１１】
前記散気管の通気経路に形成された通気抵抗を生じさせる通気抑制部位の形成方法は特に制限されないが、例えば、それ自体が通気抵抗を有する通気抑制部材を配置する方法、通気抵抗を生じさせる間隙を形成できる通気抑制部材を配置する方法、散気管自体を改変することにより、通気抵抗を生じさせる間隙を形成する方法を適用できる。
【００１２】
本発明の中空糸膜エレメントにおいて、第１細孔群の細孔の孔径が全て均一である場合には、平均孔径は１つの細孔の孔径となり、同様に第２細孔群の細孔の孔径が全て均一である場合には、平均孔径は１つの細孔の孔径となる。なお、第１細孔群の細孔の孔径と第２細孔群の細孔の孔径にばらつきがある場合には、第１細孔群の細孔中の最大径は、第２細孔群の細孔中の最小径よりも小さいことが好ましい。
【００１３】
本発明の中空糸膜エレメントにおいて伸縮性多孔部材は、散気管の細孔群に与えられる空気圧を受けて膨張する性質を有しているものであり、前記膨脹により、前記伸縮性多孔部材が有している微細孔が僅かに拡大されると、そこから微細な気泡が放出されるため、曝気効率が高められる（例えば、単位時間当たり或いは単位エネルギー当たりの溶存酸素量が高められる）。伸縮性多孔部材としては、ゴム、エラストマー、プラスチック等からなるシートのような、圧力を受けて変形するが、圧力がない場合には変形前の状態を維持できるものを用いる。
【００１４】
本発明の中空糸膜モジュールは、上記した中空糸膜エレメントを複数本使用しているものであるため、例えば、生物処理槽に浸漬して濾過運転した場合、中空糸膜エレメントの支持管からの散気により槽内を曝気することができ、並行して中空糸膜束の洗浄もできるため、濾過効率が非常に高くなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の中空糸膜エレメントは、生物処理槽内に浸漬して使用したとき、１つの中空糸膜エレメントで曝気と膜面の洗浄の両方をすることができる。このため、本発明の中空糸膜エレメントを用いた中空糸膜モジュールは、長期間、安定した濾過運転をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜中空糸膜エレメント＞
（１）図１の中空糸膜エレメント
図１は、本発明の一実施形態である中空糸膜エレメント１０Ａの縦断面図である。
【００１７】
中空糸膜エレメント１０Ａは、支持管１１の周囲に多数の中空糸膜（中空糸膜束）２０が配置されたものである。
【００１８】
支持管１１は、外側の散気管１２と、散気管１２の内部に配置された集水管１３を有する二重管構造のものである。散気管１２と集水管１３は、金属、プラスチック又はこれらの組み合わせからなるものである。
【００１９】
中空糸膜束２０、散気管１２及び集水管１３の上端側は、上部リング３２内にて、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂のような樹脂３３で固定一体化されている。上部リング３２の周囲には、上部集水キャップ３１がねじ込まれて一体化された状態で被せられている。上部集水キャップ３１内に面した中空糸膜束２０と集水管１３の端部は開口しており、散気管１２は樹脂３３で封止され開口していない。
【００２０】
中空糸膜束２０、散気管１２及び集水管１３の下端側は、下部リング４２内にて、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂のような樹脂４３で固定一体化されている。下部リング４２の周囲には、下部集水キャップ４１がねじ込まれて一体化された状態で被せられている。下部集水キャップ４１内に面した中空糸膜束２０と集水管１３の端部は開口しており、散気管１２は樹脂４３で封止され開口していない。
【００２１】
このような樹脂３３、４３による固定方法は、公知の中空糸膜束の樹脂封止法を適用して、中空糸膜束２０、散気本管１４及び集水管１３の両端側を樹脂で封止した後、中空糸膜束２０と集水管１３の両端側を切断して開口させる方法を適用することができる。
【００２２】
上部キャップ３１内は上部集水室３５となり、使用時には、連通管３６にて集水本管に接続される。下部キャップ４１内は下部集水室４５となる。
【００２３】
中空糸膜束２０を構成する中空糸膜は公知のものであり、外径１〜３ｍｍ程度、内径０．５〜２ｍｍ程度で、長さが３０〜３００ｃｍのものを１つの中空糸膜エレメント当たり数百本程度用いることができる。
【００２４】
散気管１２は、一端側（上部集水キャップ３１側）に空気導入管１８が接続されており、外部の空気源から空気導入管１８を介して散気管１２内に空気が導入される。
【００２５】
散気管１２は、空気導入管１８よりも他端側（下部集水キャップ４１側）に近い位置に形成された第１細孔群１４を有している。第１細孔群１４は、散気管１２に形成された孔（又はスリット）１４ａと、筒状のゴムメンブレ１４ｂが有する微細孔から形成されている。筒状のゴムメンブレン１４ｂは、スリット（長さ１ｍｍ程度）又は孔（直径１ｍｍ程度）を有するゴムメンブレンが散気管１２の周囲に巻かれたものである。第１細孔群の平均孔径は、ゴムメンブレ１４ｂが膨脹せずに閉じているときの孔径の平均である。
【００２６】
筒状のゴムメンブレ１４ｂは、孔（又はスリット）１４ａの表面に密着した状態で被せられており、両端が上部固定部材１５ａと下部固定部材１５ｂにより固定されている。
【００２７】
ゴムメンブレンは、通常の状態（圧力が加わらない状態）では目視できる孔が存在していないが、圧力を受けるとゴムメンブレン自体が膨張して、微細孔を生じさせるものである。このようなゴムメンブレンとしては、特開２００６−７５７７１号公報、特開２００７−１４８９８号公報、特開２００４−３３８８９号公報等に開示されているような、伸縮可能なゴム製シートに微細な孔が多数設けられたもの等を用いることができる。例えば、特開２００６−７５７７１号公報には、厚さが０．１〜３．０ｍｍ（好ましくは０．１〜３．０ｍｍ）であり、１万個〜１００万個／ｍ２（好ましくは１０万〜１００万個／ｍ２）の微細な通気孔を有するものが記載されている。
【００２８】
第１細孔群１４よりも更に他端側（下部集水キャップ４１側）に近い位置には、第１細孔群１４とは分離された状態の第２細孔群１６が形成されている。第２細孔群１６の孔径は０．０１〜１ｍｍの範囲にすることができ、孔密度は１００〜１０，０００個／ｃｍ２の範囲にすることができる。
【００２９】
散気管１２内の第１細孔群１４と第２細孔群１６との間の通気経路には、通気可能でかつ通気抵抗を生じさせる通気抑制部材１７が嵌め込まれており、通気抑制部材１７が嵌め込まれた部位が通気抑制部位となる。散気管１２内は、通気抑制部材１７により、第１空間２１と第２空間２２に分離されている。
【００３０】
通気抑制部材１７は、中心部（集水管１３が挿入された部分）に貫通孔を有する、半径方向の断面形状がドーナツ状の円柱状成形体である。通気抑制部材１７はプラスチック（ＡＢＳ樹脂、オレフィン樹脂等）やセラミックスからなるものであるが、形態や形状は、特に制限されるものではなく、例えば、支持管内に嵌め込むことができるような形状（円柱状で、半径方向の断面がドーナツ状のもの）の多孔質材、前記と同形状の通気性容器（通気が容易にできる容器）内に、綿等の繊維、プラスチックやゴムからなる球状物等が多数充填されたもの等を用いることができる。
【００３１】
通気抑制部材１７は、嵩密度が０．５０〜０．９０ｇ／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは０．５０〜０．８０ｇ／ｃｍ３、更に好ましくは０．６０〜０．７５ｇ／ｃｍ３である
である。また、通気抑制部材１７は、空孔率が２０〜５０％の範囲であることが好ましく、３５〜４５％の範囲であることがより好ましい。なお、嵩密度と空孔率の測定方法は次のとおりである。
【００３２】
嵩密度は、通気抑制部材の体積と質量を測定し、単位体積当たりの質量から求める。空孔率は、通気抑制部材の断面の拡大写真（数百倍〜１，０００倍）により、全体に占める空隙部の割合を算出した。
【００３３】
通気抑制部材１７の嵩密度が上記範囲であると、更には通気抑制部材１７の空孔率が上記範囲であると、第１細孔群から微細な気泡を放出し、第２細孔群からより大きな気泡を放出する上で好ましい。
【００３４】
通気抑制部材１７の内表面は集水管１３の外表面と密着しており、外表面は散気管１２の内表面と密着しているため、空気導入管１８から散気管１２内の第１空間２１に導入された空気は、必ず通気抑制部材１７を通って第２空間２２に移動する。
【００３５】
細孔群１４ａと第２細孔群１６の開口方向は特に制限されず、中空糸膜束２０に正対する方向、斜め上方向、斜め下方向、これらの方向が混在した方向のいずれでもよい。
【００３６】
集水管１３は、その長さ方向の中心軸が散気本管１４の中心軸と一致するように配置されている。集水管１３の外径（ｄ１）と、散気管１４の内径（ｄ２）の比率は特に制限されるものではなく、ｄ１／ｄ２が０．２〜０．８の範囲になるようにすることができる。散気管１４の外径は１０〜３０ｍｍ程度にすることができる。
【００３７】
（２）図２の中空糸膜エレメント
図２は、本発明の他の実施形態である中空糸膜エレメント１０Ｂの縦断面図である。図１の中空糸膜エレメント１０Ａとは、一部を除いて同じ構造である。以下、異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
空気導入管１８は、一端側は樹脂３３を貫通して散気管１２内に連通されており、他端側は上部集水キャップ３１の曲面部分を貫通している。この実施形態の場合は、図１の中空糸膜エレメント１０Ａのように空気導入管１８を横方向に延ばした形態と比べて、空気導入管１８を含めた中空糸膜エレメント１０Ｂの幅を狭くすることができる。
【００３９】
散気管１２の上端側は、上部アダプター１９ａに接続されており、散気管１２の下端側は下部アダプター１９ｂに接続されている。それぞれの接続部分は、ねじ込み方式又は嵌め込み方式等で着脱自在に接続されている。上部アダプター１７ａの上端側は、中空糸膜束２０及び集水管１３の上端側と共に、樹脂３３で固定一体化されている。下部アダプター１７ｂの下端側は、中空糸膜束２０及び集水管１３の下端側と共に、樹脂４３で固定一体化されている。
【００４０】
（３）図３の中空糸膜エレメント
図３（ａ）は、本発明の他の実施形態である中空糸膜エレメント１０Ｃの縦断面図でああり、図３（ｂ）は、（ａ）の通気抑制部位における幅方向の部分断面図である。図３（ｃ）は、（ａ）とは通気抑制部位のみが異なるものの、前記部位における幅方向の部分断面図である。図３（ａ）、（ｂ）の中空糸膜エレメント１０Ｃは、図１の中空糸膜エレメント１０Ａとは、一部を除いて同じ構造である。以下、異なる部分についてのみ説明する。
【００４１】
散気管１２内の第１細孔群１４と第２細孔群１６との間の通気経路には、通気抑制部材２７が嵌め込まれている。通気抑制部材２７は、いずれも筒状である外側抑制部材２７ａと内側抑制部材２７ｂとの組み合わせからなるものであり、外側抑制部材２７ａと内側抑制部材２７ｂとの間の筒状間隙２８が通気抑制部位となる。なお、筒状間隙２８は、長さのより短い環状間隙のような形態でもよい。外側抑制部材２７ａと内側抑制部材２７ｂ自体は通気性がない。
【００４２】
筒状間隙２８の幅方向の断面積（Ｓ２）と、第１空間２１の幅方向の断面積（Ｓ１）との比率（Ｓ２／Ｓ１）は０．００１〜０．５が好ましく、より好ましくは０．００１〜０．４、更に好ましくは０．００５〜０．３である。Ｓ１とＳ２が前記関係を満たしていると、第１細孔群から微細な気泡を放出し、第２細孔群からより大きな気泡を放出する上で好ましい。
【００４３】
図３（ｃ）は、筒状間隙３８が１つの通気抑制部材３７のみで形成されている形態であり、上記と同様のＳ２／Ｓ１の関係を満たしている。図３（ｃ）の形態では、通気抑制部材３７に代えて、同様の筒状間隙（又は環状間隙）３８が形成されるように、該当する部分の散気管１２を窪ませたり肉厚にしたりして、筒状間隙（又は環状間隙）３８に相当するくびれ部分を形成してもよい。
【００４４】
＜中空糸膜モジュール＞
図４は、中空糸膜モジュール１００の正面図である。図４では、中空糸膜エレメント１０Ａを用いているが、中空糸膜エレメント１０Ｂでもよい。
【００４５】
枠体１０１には、計１２本（６本は反対側で正面からは見えない）の中空糸膜エレメント１０Ａが取り付けられている。枠体１０１の形状や構造は、中空糸膜エレメント１０Ａを固定保持できるものであれば、特に制限されない。
【００４６】
中空糸膜エレメント１０Ａの各散気管１２と連通された空気導入管１８は、２本の空気供給管１０５（１本は反対側で正面からは見えない）に接続されており、各集水管１３は、上部集水キャップ３１と連通管３６を介して２本の集水本管１０６（１本は反対側で正面からは見えない）に接続されている。
【００４７】
連通管３６の形状や構造は特に制限されないが、特開２００７−２９６４３２号公報の図４に示されているようなソケット部７１とスタッド部７２からなるものを用いることができる。このようなソケット部７１とスタッド部７２としては、例えば、商品名ワンタッチソケット（ワモト（株）製）等を用いることができる。これは、いわゆるワンタッチ方式のもので、片手で簡単に取り付けたり外したりすることができるため、膜エレメントの交換作業が容易である。
【００４８】
次に、図４の中空糸膜モジュール１００において、図１で示す中空糸膜エレメント１０Ａを用いた場合の動作を説明する。
【００４９】
中空糸膜モジュール１００は、生物処理槽中に浸漬して使用する。透過水ラインに接続されたポンプを作動させ、中空糸膜エレメント１０Ａの上部キャップ３１側から吸引濾過する。
【００５０】
中空糸膜束２０にて濾過された透過水は、中空糸膜束２０の両端に位置する上部集水室３５と下部集水室４５内に流入する。上部集水室３５内に流入した透過水は、そのまま連通管３６を通って集水本管１０６内に移動し、透過水ラインに送られる。下部集水室４５内に流入した透過水は、集水管１３内を通って上部集水室３５内に流入し、その後、連通管３６を通って集水本管１０６内に移動し、透過水ラインに送られる。
【００５１】
このような濾過運転において、中空糸膜エレメント１０Ａにより、生物処理槽内の曝気と膜面を洗浄するための（即ち、膜面上に形成される濾過ケーク量を抑制するための）散気を行う。曝気と散気は、運転開始から継続して行ってもよいし、適当間隔をおいて行ってもよい。また、曝気と散気は並行して行ってもよいし、別々に行ってもよい。
【００５２】
２本の空気供給管１０５から加圧状態で空気を供給して、各中空糸膜エレメント１０Ａの空気導入管１８を介して散気管１２内に継続的に送り込む。散気管１２内に送り込まれた空気は、通気抑制部材１７の作用により（図３（ａ）、（ｂ）では、通気抑制部材２７により形成された筒状間隙２８が同じ作用をし、図３（ｃ）では、通気抑制部材３７により形成された筒状間隙３８が同じ作用をする）、第１空間２１から第２空間２２への円滑な移動が抑制されることになる。このため、第１空間２１内の圧力が高められて、筒状のゴムメンブレ１４ｂが膨脹して微細孔が形成され、そこから曝気に適した微細な気泡が噴出される。気泡径が微細なほど、単位時間当たりの溶存酸素量を増加させることができるため、生物処理速度も向上される。
【００５３】
第１空間２１内の圧力の上昇により、空気が通気抑制部材１７を通過して第２空間２２内に移動する。そして、第２細孔群１６から、膜面の洗浄に適した大きめの気泡が噴出される。噴出された気泡は、中空糸膜束２０の内側から外側方向にかつ下側から上側方向に移動するため、中空糸膜束２０全体が振動させられると共に、中空糸膜束２０を構成する中空糸膜に泡が接触することにより、膜面の汚れが除去される。
【００５４】
中空糸膜モジュール１００では両端側から集水するが、両端側から集水すると、集水効率（単位時間当たりの濾過量）は高められるが、中空糸膜束２０の長さ方向の全体に汚れが付着することになる。しかし、本発明では、支持管１１が散気管１２と集水管１３の二重構造であり、中空糸膜束２０の内側から外側方向に散気できるため、中空糸膜束２０全体の洗浄が容易であり、濾過性能の回復も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の中空糸膜エレメントの縦端面図。
【図２】別実施形態である本発明の中空糸膜エレメントの縦端面図。
【図３】（ａ）は別実施形態である本発明の中空糸膜エレメントの縦端面図、（ｂ）は（ａ）の部分断面図、（ｃ）は（ａ）とは別実施形態の部分断面図。
【図４】本発明の中空糸膜モジュールの正面図。
【符号の説明】
【００５６】
１０Ａ、１０Ｂ  中空糸膜エレメント
１１  支持管
１２  散気管
１３  集水管
１５ａ  上部固定部材
１５ｂ  下部固定部材
１６  通気孔
１７、２７、３７  通気抑制部材
１９ａ、１９ｂ  アダプター
１８  空気導入管
２０  中空糸膜束
３１  上部集水キャップ
３５  上部集水室
４１  下部集水キャップ
４５  下部集水室
【図１】
2009247965.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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