(57)【要約】  フィルタユニットと、前記フィルタユニットを収容するハウジングとを有し、前記フィルタユニットが、多孔質セラミックからなる複数の隔壁で仕切られて一方向に延びる複数の流路を有する複数の柱状のハニカム構造体と、前記複数のハニカム構造体同士を前記流路方向に直列に接続するシート状の継手部材とからなり、前記継手部材は、複数の貫通孔を有することにより、隣接する前記ハニカム構造体の対応する複数の流路同士を連通させ複数の連通流路を構成し、前記複数の連通流路は、一方端のみが閉塞された第1の連通流路と、他方端のみが閉塞された第2の連通流路とを含み、前記ハウジングは、処理される水を外部から供給可能な供給口を前記一方端側に備え、処理された水を外部に排出可能な排出口を前記他方端側に備えることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
2019151522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタユニットと、前記フィルタユニットを収容するハウジングとを有し、
前記フィルタユニットが、多孔質セラミックからなる複数の隔壁で仕切られて一方向に延びる複数の流路を有する複数の柱状のハニカム構造体と、前記複数のハニカム構造体同士を前記流路方向に直列に接続するシート状の継手部材とからなり、
前記継手部材は、複数の貫通孔を有することにより、隣接する前記ハニカム構造体の対応する複数の流路同士を連通させ複数の連通流路を構成し、
前記複数の連通流路は、一方端のみが閉塞された第1の連通流路と、他方端のみが閉塞された第2の連通流路とを含み、
前記ハウジングは、処理される水を外部から供給可能な供給口を前記一方端側に備え、処理された水を外部に排出可能な排出口を前記他方端側に備えることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項２】
請求項1に記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記第1の連通流路と前記第2の連通流路とは互いに隣接するように構成されていることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項３】
請求項1又は2に記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記継手部材は、両面に突起部を有しており、隣接する前記ハニカム構造体の端面に開口する特定の流路に前記突起部が嵌合して前記隣接するハニカム構造体同士を接続していることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項４】
請求項3に記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記継手部材の前記複数の突起部は根元から先端に向かって細くなるように構成されていることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項５】
請求項3又は4に記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記継手部材は、前記貫通孔が設けられない帯状部を両面に備え、前記複数の突起部は前記帯状部に設けられていることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項６】
請求項1〜5のいずれかに記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記継手部材の互いに隣接する前記複数の貫通孔の距離は、前記ハニカム構造体の前記複数の隔壁の厚さ以下に構成されていることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項７】
請求項1〜6のいずれかに記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記継手部材は、前記ハニカム構造体の軸方向視の外形と同じ外形を有することを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項８】
請求項1〜7のいずれかに記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記継手部材は弾性体で構成されていることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項９】
請求項8に記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記継手部材を構成する前記弾性体は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、及びニトリル・ブタジエンゴムからなる群から選ばれた少なくとも1つの材料からなることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項１０】
請求項1〜9のいずれかに記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記フィルタユニットは、
前記一方端側に設けられ、前記第1の連通流路のみを閉塞する複数の栓部を有する第1の栓部材と、
前記他方端側に設けられ、前記第2の連通流路のみを閉塞する複数の栓部を有する第2の栓部材とを有することを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項１１】
請求項10に記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記第1の栓部材は、前記第2の連通流路に対応する位置に処理される水が流通可能に設けられた孔部を有し、
前記第2の栓部材は、前記第1の連通流路に対応する位置に処理された水が流通可能に設けられた孔部を有することを特徴とする処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項１２】
請求項10又は11に記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記第1及び第2の栓部材は前記ハニカム構造体の軸方向視の外形と同じ外形を有するシート状であることを特徴とする処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項１３】
請求項11又は12に記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記第1及び第2の栓部材の前記各孔部は、前記ハニカム構造体の対応する前記各流路の開口面積以上の面積を有することを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項１４】
請求項10〜13のいずれかに記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記第1及び第2の栓部材は弾性体で構成されていることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項１５】
請求項14に記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記第1及び第2の栓部材を構成する前記弾性体は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、及びニトリル・ブタジエンゴムからなる群から選ばれた少なくとも1つの材料からなることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【請求項１６】
請求項1〜15のいずれかに記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記ハウジングはアルカリ性水溶液に耐性を有する材料からなることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚染物質を吸着除去するために用いられる水処理用セラミックフィルタモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
水の浄化の高度処理においては、逆浸透膜を利用した水処理システムが実用化されている。逆浸透膜は分離膜の一種であり、定期的にこの膜表面に洗浄液を流して、分離膜に堆積した汚染物質を除去する必要がある。通常、洗浄液により逆浸透膜が徐々に劣化するため、定期的に逆浸透膜モジュールを交換する。逆浸透膜モジュールの定期的な交換は、水処理の運転を長時間止めて行うため稼働率が低下するといった問題が生じるとともに、逆浸透膜モジュールは再生利用ができないため、毎回新しい逆浸透膜モジュールが必要となり、逆浸透膜の消耗品代、廃棄物処理費等の費用がかさみ、単位水量当たりのランニングコストが上がる原因となっている。【０００３】
そこで、分離膜の交換寿命を延ばすために、分離膜の性能を劣化させる原因となる有機物等の汚染物質を、逆浸透膜の前段に設けた吸着部材にあらかじめ吸着させて被処理水から除去する前処理工程が提案されている。【０００４】
例えば、特許文献1(特開2012-91151号)は、外壁と、前記外壁の内側に設けられた複数の流路と、前記複数の流路を隔てる隔壁とを備え、前記隔壁は、隣り合う前記流路を連通する連通孔を有し、被処理水中の有機物を吸着する吸着構造体を開示している。各流路は被処理水の流入側端部と流出側端部とをセラミックの封止材で交互に閉塞することにより、流入側端部に開口した流路から吸着構造体に流入した被処理水が、隔壁に形成された連通孔を通って隣接する流路(流出側端部が開口した流路)に流入し、流出側端部から排出される。また、隔壁には吸着材として高分子材料が形成される態様も開示されており、隔壁に形成された連通孔を被処理水が通過する際に吸着材によって被処理水中の有機物が吸着除去される。このような吸着構造体は、粒子状の吸着材をそのまま使用するよりも、交換などの保守作業の簡便性において有利であり、コスト低減が可能である。【０００５】
水処理の処理能力を高めたり、交換までの期間を延ばしたりするためには、特許文献1に記載されたような吸着構造体のサイズを大きくするか、吸着構造体を複数個使用することが必要となる。しかしながら、吸着構造体のサイズを大きくするには新たな製造設備が必要となり、吸着構造体を複数個使用するとハウジングの数が増えてコスト的に不利である。【０００６】
特許文献2(特許第6216847号)は、被処理水を一次処理する第1の圧力容器と、前記一次処理によって処理された前記被処理水を二次処理する第2の圧力容器とを備え、第1及び第2の圧力容器には逆浸透膜エレメントが直列に複数接続して配置されており、第1の圧力容器における逆浸透膜エレメントの数を第2の圧力容器における逆浸透膜エレメントの数よりも少なくした逆浸透処理装置を開示している。通常、逆浸透膜エレメントを直列に複数接続して構成した場合、被処理水の供給水側の逆浸透膜が汚れ易くなるため、供給水側の逆浸透膜エレメントを交換する頻度が多くなるが、特許文献2に記載の逆浸透処理装置は、第1の圧力容器と第2の圧力容器とに分割することで、汚れ易い第1の圧力容器の逆浸透膜エレメントのみを交換することができ作業効率が向上し、さらに、第1の圧力容器の逆浸透膜エレメントは数が少ないので、交換が容易であると記載している。【０００７】
しかしながら、特許文献2に記載したような構成を、特許文献1に記載された逆浸透膜の前段に設ける吸着構造体に適用し、ハウジング内に複数の吸着構造体からなるフィルタを収めたシステムとした場合、先頭のフィルタで大部分の目詰まり原因物質(特許文献2の汚れに当たる)が捕集されてしまうため、先頭のフィルタの負荷が高くなり、フィルタ全体の使用期間が短くなってしまう(交換頻度が高くなる)という問題がある。【０００８】
特に、大規模な水処理システムにおいては被処理水量に対して必要なフィルタ数が数百から数千におよぶことがあるため、フィルタの交換頻度をできるだけ少なくし、利用効率を向上させた前処理工程を有する水処理システムの開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開2012-91151号公報
【特許文献２】特許第6216847号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の目的は、吸着構造体単体のサイズを大きくすることなくこれを複数個用いたフィルタユニットとすることにより、フィルタの交換頻度をできるだけ少なくし、利用効率を向上させた水処理用セラミックフィルタモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、セラミックハニカム構造体からなる複数の吸着構造体を直列に配列する際に、継手部材を介して各セラミックハニカム構造体の対応する流路同士が連通するように接続して、複数の連通流路が形成されたフィルタユニットを構成し、フィルタユニットの前記連通流路のうち処理される水を供給する側の端部のみが閉塞された連通流路と、処理された水を排出する側の端部のみが閉塞された連通流路とを設けることによって、複数のセラミックハニカム構造体が一体となり1つのセラミックハニカムフィルタとして機能する水処理用セラミックフィルタモジュールを構成可能であることを見出し、本発明に想到した。【００１２】
すなわち、本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールは、
フィルタユニットと、前記フィルタユニットを収容するハウジングとを有し、
前記フィルタユニットが、多孔質セラミックからなる複数の隔壁で仕切られて一方向に延びる複数の流路を有する複数の柱状のハニカム構造体と、前記複数のハニカム構造体同士を前記流路方向に直列に接続するシート状の継手部材とからなり、
前記継手部材は、複数の貫通孔を有することにより、隣接する前記ハニカム構造体の対応する複数の流路同士を連通させ複数の連通流路を構成し、
前記複数の連通流路は、一方端のみが閉塞された第1の連通流路と、他方端のみが閉塞された第2の連通流路とを含み、
前記ハウジングは、処理される水を外部から供給可能な供給口を前記一方端側に備え、処理された水を外部に排出可能な排出口を前記他方端側に備える。【００１３】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記第1の連通流路と前記第2の連通流路とは互いに隣接するように構成されているのが好ましい。【００１４】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記継手部材は、両面に突起部を有しており、隣接する前記ハニカム構造体の端面に開口する特定の流路に前記突起部が嵌合して前記隣接するハニカム構造体同士を接続しているのが好ましい。【００１５】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記継手部材の前記複数の突起部は根元から先端に向かって細くなるように構成されているのが好ましい。【００１６】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記継手部材は、前記貫通孔が設けられない帯状部を両面に備え、前記複数の突起部は前記帯状部に設けられているのが好ましい。【００１７】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記継手部材の互いに隣接する前記複数の貫通孔の距離は、前記ハニカム構造体の前記複数の隔壁の厚さ以下に構成されているのが好ましい。【００１８】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記継手部材は、前記ハニカム構造体の軸方向視の外形と同じ外形を有するのが好ましい。【００１９】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記継手部材は弾性体で構成されているのが好ましい。【００２０】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記継手部材を構成する前記弾性体は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、及びニトリル・ブタジエンゴムからなる群から選ばれた少なくとも1つの材料からなるのが好ましい。【００２１】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記フィルタユニットは、前記一方端側に設けられ、前記第1の連通流路のみを閉塞する複数の栓部を有する第1の栓部材と、前記他方端側に設けられ、前記第2の連通流路のみを閉塞する複数の栓部を有する第2の栓部材とを有するのが好ましい。【００２２】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記第1の栓部材は、前記第2の連通流路に対応する位置に処理される水が流通可能に設けられた孔部を有し、前記第2の栓部材は、前記第1の連通流路に対応する位置に処理された水が流通可能に設けられた孔部を有するのが好ましい。【００２３】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記第1及び第2の栓部材は前記ハニカム構造体の軸方向視の外形と同じ外形を有するシート状であるのが好ましい。【００２４】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記第1及び第2の栓部材の前記各孔部は、前記ハニカム構造体の対応する前記各流路の開口面積以上の面積を有することが好ましい。【００２５】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記第1及び第2の栓部材は弾性体で構成されているのが好ましい。【００２６】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記第1及び第2の栓部材を構成する前記弾性体は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、及びニトリル・ブタジエンゴムからなる群から選ばれた少なくとも1つの材料からなるのが好ましい。【００２７】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、前記ハウジングは、アルカリ性水溶液に耐性を有する材料からなるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールは、複数のハニカム構造体を対応する流路が連通するように直列に接続した構成であるため、処理される水の供給側から排出側までの複数のハニカム構造体の吸着性能を一様に利用することが可能となってフィルタの利用効率を高めることができる。このため処理される水に含まれる有機物等が供給側のハニカム構造体に偏って吸着されて早期に吸着性能が低下することがなくなり、耐用年数を向上させることができる。また、ハニカム構造体単体同士を離間して配列する形態に比べてハウジングの数及び配管数を抑制することができ、製造コスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールの一例を示す模式断面図である。
【図２】図1に示す本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールのフィルタユニット部分を抜き出して示す模式断面図である。
【図３（ａ）】本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールに使用するハニカム構造体の一例を示す中心軸を含む模式断面図である。
【図３（ｂ）】図3(a)に示すハニカム構造体の軸方向から見た模式図である。
【図４（ａ）】本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールに使用する継手部材の一例を模式的に示す正面図である。
【図４（ｂ）】図4(a)に示す継手部材を模式的に示す平面図である。
【図５（ａ）】図4(a)のA部分を拡大して模式的に示す正面図である。
【図５（ｂ）】図5(a)のC-C断面図である。
【図６（ａ）】図4(a)の中心部分を拡大して模式的に示す正面図である。
【図６（ｂ）】図6(a)の斜視図である。
【図７】ハニカム構造体に継手部材を装着した状態を継手部材側から見た正面図である。
【図８】フィルタユニットの隣接するハニカム構造体の接続部分を示す模式断面図である。
【図９（ａ）】本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールに使用する栓部材の一例を模式的に示す正面図である。
【図９（ｂ）】図9(a)に示す栓部材を模式的に示す平面図である。
【図１０（ａ）】図9(a)のB部分を拡大して模式的に示す正面図である。
【図１０（ｂ）】図10(a)のD-D断面図である。
【図１０（ｃ）】図10(a)の斜視図である。
【図１１】栓部材をハニカム構造体に装着した状態を示す模式断面図である。
【図１２】本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールに使用する固定具の一例を示す模式図である。
【図１３】本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールを用いた水処理設備を模式的に示すフロー図である。
【図１４】比較例1の水処理用セラミックフィルタモジュールを示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
[1] 水処理設備
先ず、本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールが適用される水処理設備について図13を参照しつつ説明する。
【００３１】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100は、例えば、図13にフロー図で示すような水処理設備200に使用する。水処理設備200は、本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100と、水処理用セラミックフィルタモジュール100で処理された水を貯水する貯水タンク201と、貯水タンク201の水を給水する給水ポンプ202と、給水ポンプから送られた水から被分離物質を除去する逆浸透膜204を備えた逆浸透膜モジュール203とを備えている。本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100は、下流側に備える逆浸透膜モジュール203中の逆浸透膜204の表面に吸着する有機物等を上流側において選択的に効率よく吸着除去する前処理工程として機能するものである。
【００３２】
ごみ等をスクリーンにかけて取り除く処理、凝集剤を添加して砂などの細かい懸濁物を沈降除去する処理、微生物を用いて有機物を分解する処理等の処理が施された一次処理水には、依然として塩類や溶解有機物等の溶存物(以下、溶存有機物等ともいう。)が含まれている。本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100に供給された一次処理水は、内部に収容された多孔質セラミックハニカム構造体からなるフィルタユニット101を通過することによってこれらの溶存有機物等が吸着除去されて排出され、貯水タンク201に一時的に貯留される。貯水タンク201内に一定量貯留された一次処理水は給水ポンプ202により圧送されて、逆浸透膜204を通過することによって、溶存有機物等が除去された透過水と、溶存有機物等が濃縮された濃縮水とに分離される。このように本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100は、一次処理水中の溶存有機物等をあらかじめ吸着除去して逆浸透膜204の汚染の進行を抑制し、逆浸透膜204の交換寿命を延ばす効果を奏する。
【００３３】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100は、海水淡水化、半導体等の精密電子機器製造に用いる純水製造、上水の高度処理、下水・排水の再生処理(微生物処理を併用しないものなどを含む)等の逆浸透膜を用いた水処理設備に幅広く適用可能である。
【００３４】
[2]水処理用セラミックフィルタモジュール
次に、本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールの構成を説明する。
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100は、図1及び図2に示すように、フィルタユニット101と、フィルタユニット101を収容するハウジング110とを有し、フィルタユニット101が、多孔質セラミックからなる複数の隔壁12,12',12''で互いに仕切られて一方向に延びる複数の流路13,13',13''を有する複数の柱状のハニカム構造体11,11',11''(以下、多孔質ハニカム構造体、又はハニカム構造体ともいう。)と、複数のハニカム構造体11,11',11''同士を前記流路方向に直列に接続するシート状の継手部材20とからなり、継手部材20は、複数の貫通孔を有することにより、隣接するハニカム構造体11,11',11''の対応する複数の流路13,13',13''同士を連通させ複数の連通流路103を構成し、複数の連通流路103は、一方端101aのみが閉塞されている第1の連通流路103bと、他方端101bのみが閉塞されている第2の連通流路103aとを含み、ハウジング110は、処理される水が外部から流入可能な供給口112aを一方端101a側に備え、処理された水が外部に流出可能な排出口113aを他方端101b側に備える。
【００３５】
次に、本発明の水処理用セラミックフィルタモジュールを構成する各要素について以下に説明する。
【００３６】
(1)フィルタユニット
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100は、図2に示すように、複数個のハニカム構造体11,11',11''を流路方向に直列に配置して形成されるフィルタユニット101を使用する。なお、図2のフィルタユニット101は、3個のハニカム構造体11,11',11''からなる例を示すが、本発明はこれに限定されず、2個のハニカム構造体からなるフィルタユニットであっても良いし、4個以上のハニカム構造体からなるフィルタユニットであっても良い。またフィルタユニットを構成する各ハニカム構造体の流路方向長さは同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００３７】
フィルタユニット101は、ハニカム構造体11,11',11''に加えて、ハニカム構造体11とハニカム構造体11'との間及びハニカム構造体11'とハニカム構造体11''との間に配置され、対応する流路同士が連通するように隣接するハニカム構造体同士を接続する継手部材20を有しており、これらの継手部材20を介して流路13,13'13''は連通流路103を構成する。
【００３８】
図2で示すフィルタユニット101は、さらに、処理された水が流出する第1の連通流路103bの一方端101aのみ閉塞する第1の栓部材30bと、処理される水が流入する第2の連通流路103aの他方端101bのみ閉塞する第2の栓部材30aとを備える形態としているが、当該部位があらかじめ閉塞されたハニカム構造体を用いればこれらの栓部材30（第１の栓部材30b及び第２の栓部材30a）を有していなくてもよい。
【００３９】
フィルタユニット101自身の保護のため、及び水がフィルタユニット101を完全に通過しないでフィルタユニット101の外に漏れ出ることを防止するために、フィルタユニット101の周囲部(側面)を非透水性の部材(図示せず)で覆ってもよい。
【００４０】
吸着構造体としてのハニカム構造体をこのような構成により複数個直列に配置したフィルタユニットとすることにより、ハニカム構造体単体のサイズを大きくすることなく、吸着能力を増やすことができるため、フィルタの交換頻度を少なくして利用効率を向上させた水処理用セラミックフィルタモジュールを提供することができる。
【００４１】
(a)継手部材
フィルタユニット101は、隣接するハニカム構造体同士(図2において、ハニカム構造体11とハニカム構造体11'、及びハニカム構造体11'とハニカム構造体11'')を、対応する流路同士が連通するように接続するための継手部材20を有する。継手部材20によって隣接するハニカム構造体を接続することにより、複数のハニカム構造体11,11',11''の対応する流路が、一方端101aから他方端101bまで連通した連通流路103が形成される。図4(a)及び図4(b)に継手部材20の一例を示す。また図5(a)及び図5(b)に、図4(a)に示す継手部材20のA部分の拡大図を示し、図6(a)及び図6(b)に、図4(a)に示す継手部材20の中心部分の拡大図を示す。継手部材20は、ハニカム構造体11の流路13の方向視(軸方向視)の外形と同じ形状の外形を有するシート状の部材であって、ハニカム構造体11の特定の流路13と対応する位置に設けられた貫通孔21と、流路13に嵌合可能なように両面に設けられた突起部22とを有する。
【００４２】
継手部材20をハニカム構造体11に装着する際に、対応する流路13に突起部22を嵌め込むことにより、ハニカム構造体11の流路13と継手部材20の貫通孔21との位置合わせが容易になる。図5(b)（図5(a)のC-C断面図）に示すように、流路13にさらに容易に嵌め込むことができるように、突起部22は根元から先端に向かって細くなるように形成されているのが好ましい。
【００４３】
継手部材20において、突起部22は貫通孔21が設けられていない帯状部23の両面に設けられているのが好ましく、さらに千鳥状に設けられているのが好ましい。これによりハニカム構造体11の流路13と継手部材20の貫通孔21との位置合わせがさらに容易となる。なお、帯状部23には貫通孔21が設けられていないためこの部分では流路が遮断し連通流路103が形成されない。連通流路103が形成されない流路には水が流れないので、その流路を形成する隔壁は溶存有機物等の吸着除去に寄与しなくなる。従って、水の浄化に寄与できる連通流路103をできるだけ多く確保するために、帯状部23の幅は、位置合わせの精度を保つことができる範囲で狭い方が好ましい。
【００４４】
図4〜図6に例示する継手部材20は、突起部22が継手部材20の中心を通る十字状の帯状部23に千鳥状に設けられている好ましい形態である。帯状部23を継手部材20の中心を通る十字状とすることにより、ハニカム構造体11の流路13と継手部材20の貫通孔21との位置合わせの確実性と、フィルタユニット101の軸方向視における連通流路103の分布状態とのバランスが良好となるが、帯状部23の形状は十字状に限定されずどのような形状であっても良い。
【００４５】
また図4〜図6において、突起部22は千鳥状に設けられている。すなわち突起部22は帯状部23の長手方向に沿って2列に配置され、各列の突起部22の間隔は貫通孔21の間隔の2倍とし、帯状部23の幅方向（短手方向）で各列の突起部22が互い違いになるように配置されている。このように突起部22を配置することにより、流路13へ嵌めこむ際の位置合わせが容易となる。
【００４６】
図7はハニカム構造体11に継手部材20を装着した状態で、継手部材20側から見た正面図を示す。図7に示すハニカム構造体11は隔壁12が格子状であり流路13が軸方向視で正方形をなす例である。継手部材20に形成された各貫通孔21は、水の流れを阻害しないように、ハニカム構造体11の対応する各流路13の開口面積以上の面積を有するのが好ましい。すなわち、継手部材20の互いに隣接する貫通孔21と貫通孔21との間の距離d'はハニカム構造体11の隔壁12の厚さd以下に構成されているのが好ましい。
【００４７】
図8はフィルタユニットの隣接するハニカム構造体の接続部分を示す模式断面図であり、継手部材20を介してハニカム構造体11とハニカム構造体11'とが接続された状態を示す。ハニカム構造体11及びハニカム構造体11'は同じ形状を有しているので、それぞれの対応する流路同士を接続することにより、対応する流路13,13'が連通し、連通流路103を形成する。ただし、帯状部23に接続する流路13,13'は帯状部23で遮断されるため連通流路103は形成されない。
【００４８】
継手部材20は、ハニカム構造体11,11',11''の表面の微小な凹凸になじみ易い弾性体（弾性域の大きい材料)からなるのが好ましく、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ニトリル・ブタジエンゴムのうちの少なくとも1つの材料で構成される。ただしこれらには限定されず、例えば耐食性を重視したSUS304、SUS316、SUS316L、MAT21(登録商標)等の金属材料で構成されていてもよい。
【００４９】
水処理用セラミックフィルタモジュール100（図1及び図2を参照）の供給口112aより供給された水は、フィルタユニット101を通過する際に溶存有機物等が除去されて、排出口113aより外部に排出される。フィルタユニット101を水が通過するとき、水中に含まれる溶存有機物等が多孔質セラミックの隔壁12,12'12''の内部に形成された細孔表面で吸着されて除去される。
【００５０】
この作用効果を確実に得るために、フィルタユニット101の複数の連通流路103の一部は、一方端101aのみが閉塞されている第1の連通流路103bと、他方端101bのみが閉塞されている第2の連通流路103aとからなる構成としている。
【００５１】
すなわち、処理される水は一方端101a側が閉塞されている第1の連通流路103bには流入せず、一方端101a側が開口する第2の連通流路103aに流入するが、第2の連通流路103aは他方端101b側が閉塞しているため、必ず隔壁12,12',12''を通過してから、他方端101b側が開口する第1の連通流路103bに移動する構造としている。従って、水中の溶存有機物等を効率よく吸着、除去するためには、第2の連通流路103aと第1の連通流路103bとは互いに隣接するように構成されているのが好ましい。
【００５２】
(b) 栓部材
図9(a)及び図9(b)に栓部材30(第1の栓部材30b及び第2の栓部材30a)の一例を示す。また図10(a)、図10(b)及び図10(c)に、図9(a)に示す栓部材30のB部分の拡大図を示す。栓部材30は、ハニカム構造体11,11''の流路13,13''と対応する位置に設けられた貫通する孔部31と栓部32とを有する。フィルタユニット101は、図2に示すように、第1の連通流路103bのみを閉塞する複数の栓部32を有する第1の栓部材30bが一方端101a側に設けられ、第2の連通流路103aのみを閉塞する複数の栓部32を有する第2の栓部材30aが他方端101b側に設けられるのが好ましい。第1の栓部材30bは、第2の連通流路103aに対応する位置に水が流通可能に設けられた孔部31を有し、前記第2の栓部材30aは、前記第1の連通流路103bに対応する位置に水が流通可能に設けられた孔部31を有する。
【００５３】
第1の栓部材30b及び第2の栓部材30aは、それぞれフィルタユニット101の一方端101a（処理する水が供給される側の端部）及び他方端101b（処理された水が排出される側の端部）に、互いに対向するように配置されたとき、互いの栓部32が同じ連通流路103の両端を閉塞しないように構成されていることのみが異なっていればよい。
【００５４】
すなわち一方端101a側の栓部材30(第1の栓部材30b)は、前記第1の連通流路103bの一方端101aを閉塞する栓部32と第2の連通流路103aに対応して設けられた孔部(流入孔)31とを有し、他方端101b側の栓部材30(第2の栓部材30a)は、第2の連通流路103aの他方端101bを閉塞する栓部32と第1の連通流路103bに対応して設けられた孔部(流出孔)31とを備えている。このような構成の栓部材30を用いることにより、フィルタユニット101の両端部に容易に閉塞を設けて、第1の連通流路103b及び第2の連通流路103aを構成することができる。また、このことにより、あらかじめ閉塞部を設けたハニカム構造体11,11''を準備する必要がなくなり、かつフィルタユニット101を構成する全てのハニカム構造体11,11',11''を閉塞部のないものに統一する(標準化する)ことができるので、異なる形態のハニカム構造体を準備する必要がなくなって製造コストの抑制に寄与する。
【００５５】
以下に第1の栓部材30bがフィルタユニット101の一方端101aに装着される場合を例にして第1の栓部材30bの構成及び働きを説明する。なお第2の栓部材30aがフィルタユニット101の他方端101bに装着される場合についても同様であるので説明は省略する。
【００５６】
孔部31と栓部32は、ハニカム構造体11の一方端101aに開口する流路13に対応する位置に設けられており、ハニカム構造体11に第1の栓部材30bを装着する際に、栓部32を対応する流路13に嵌め込むことにより、ハニカム構造体11の流路13と第1の栓部材30bの孔部31との位置合わせを容易にするとともに、栓部32に対応する流路13を閉塞する。図10(b)（図10(a)のD-D断面図）に示すように、栓部32は、流路13に容易に嵌め込むことができるように、根元から先端に行くに従って細くなるように形成されているのが好ましい。
【００５７】
図11は第1の栓部材30bをハニカム構造体11に装着した状態を示す断面図である。ハニカム構造体11に第1の栓部材30bが装着されると、栓部32が閉塞する流路13は第1の連通流路103bを構成可能となる。処理される水の流入を阻害しないように、第1の栓部材30bに形成された各孔部31は、ハニカム構造体11の対応する各流路13の開口面積以上の面積を有するのが好ましい。
【００５８】
第1の栓部材30b及び第2の栓部材30aは、前述のように互いの栓部32が同じ連通流路103の両端を閉塞しないように構成されていることのみが異っていればよく、他の構成は同じでもよい。図9〜図11に示す栓部材30は、ハニカム構造体11の軸方向視の外形と同じ形状の外形を有するシート状の好ましい例である。この形態とすることにより、流路13と栓部材30の孔部31との位置合わせをさらに容易にすることができる。なお、必ずしもこの外形に限定されるものではない。また厚さも任意でよく、シート状には限定されない。
【００５９】
栓部材30は、ハニカム構造体11,11''になじみ易い弾性体（弾性域の大きい材料)からなるのが好ましく、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ニトリル・ブタジエンゴムのうちの少なくとも1つの材料で構成される。ただしこれらには限定されず、例えば耐食性を重視したSUS304、SUS316、SUS316L、MAT21(登録商標)等の金属材料で構成されていてもよい。
【００６０】
(c)ハニカム構造体
フィルタユニット101を構成するハニカム構造体11(11',11'')は、図3(a)及び図3(b)に示すように、柱状の形態をなし、多孔質セラミックからなる複数の隔壁12(12',12'')で仕切られた複数の流路13(13',13'')を有する。すなわちハニカム構造体11(11',11'')は、軸方向(長手方向)に延びる複数の流路13(13',13'')が、軸方向視でハニカム状に形成された構造を有する。多孔質セラミックの材質としては、コーディエライト、アルミナ、シリカ、マグネシア、チタニア等が挙げられる。多孔質のハニカム構造体が形成できればこれらに限定されるものではないが、熱膨張率が小さく成形が容易なコーディエライト又はアルミナからなるのが好ましい。ハニカム構造体11(11',11'')は、コーディエライト粒子とコロイダルシリカを含有するコーティング剤等が焼成されてなる外周壁を外周(側面)に有していても良い。
【００６１】
ハニカム構造体11(11',11'')は、隔壁12(12',12'')の内部に形成された、多数の細孔が隣り合う流路間を連通してなる連通孔の表面で、処理される水に含まれる溶存有機物等を吸着して水を浄化する。隔壁12(12',12'')に形成される細孔のメジアン細孔径は1〜50μmであるのが好ましく、5〜30μmであるのがより好ましく、10〜20μmであるのがさらに好ましい。ここで、メジアン細孔径は、前記隔壁の細孔径と累積細孔容積との関係を示す曲線において、全細孔容積の50%に相当する細孔容積での細孔径である。
【００６２】
隔壁12(12',12'')の気孔率は25〜70%であるのが好ましい。隔壁12(12',12'')の気孔率が25％以上であって、後述の吸着材を担持する場合には、連通孔を塞がずに担持することが容易となる。隔壁12(12',12'')の気孔率が70％以下であれば、隔壁12(12',12'')の機械的強度が水圧やハウジングへの組み込み作業に伴う衝撃力に対しても破損しないものとなる。
【００６３】
限定されないが、ハニカム構造体11は隔壁12(12',12'')が軸方向視で格子状に設けられているのが好ましい。図3は、隔壁12が格子状であり流路13が軸方向視で正方形をなすハニカム構造体11を示す。図3において、隔壁12(12',12'')の厚さdは0.1〜2 mmであるのが好ましく、厚さdと隔壁12(12',12'')によって形成される流路13(13',13'')の幅wとの比d/wは、式：0.25≦d/w≦1.25を満たすのが好ましい。隔壁12(12',12'')の厚さが0.1 mm以上及び/又は0.25≦d/wである場合には、隔壁12(12',12'')の機械的強度が水圧やハウジングへの組み込み作業に伴う衝撃力に対して破損しないものとなる。また、連通孔の長さも十分に確保されるため、十分な吸着性能を得られるだけの金属酸化物粒子等を担持可能となる。隔壁12(12',12'')の厚さが2 mm以下及び/又はd/w≦1.25の場合には、水を透過させるために必要な圧力を小さくすることができるために、エネルギー効率の高い水処理が可能となる。
【００６４】
図3(a)、図3(b)及び図7に示すハニカム構造体11は、流路13(13',13'')が軸方向視で正方形の形状を有している例である。流路13(13',13'')は軸方向視で幅（一辺の長さ）wが0.5〜8 mmの正方形であるのが好ましい。流路13(13',13'')の幅（一辺の長さ）wが0.5 mm以上であると、溶存有機物等以外の異物がフィルタユニット101の第2の連通流路103aの開口部を塞ぎ難く、処理能力低下が緩やかとなる。一方、流路13(13',13'')の幅（一辺の長さw）が8 mm以下の場合、フィルタユニット101の隔壁12(12',12'')の厚さdが薄く、通水抵抗を小さくした場合でも、モジュール組み込みや水の圧力で破損しない機械的強度となる。流路13(13',13'')の軸方向視の断面形状は、図3(b)に示すような正方形に限られず、他の四角形(長方形等)、三角形、六角形、それらの組合せ等の形状であっても良い。
【００６５】
隔壁12(12',12'')には吸着性能を向上するための吸着材を担持しても良い。吸着材には、上記したセラミック(金属酸化物)、ナイロン、アラミド、ポリアミド、セルロース、ポリエチレン等の樹脂材料が挙げられるが、吸着には選択性があるので、除去対象物質に合わせて材料を選択すれば良い。金属酸化物の粒子としては、αアルミナ、γアルミナ、酸化亜鉛、酸化銅等の粒子が挙げられる。担持される吸着材の厚さは水圧の低下が問題とならない程度にするのが良く、具体的には、隔壁のメジアン細孔径の1/10以下の平均厚さとするのが好ましい。ここで、平均厚さは、吸着材の担持量(重量)と吸着材の比重から求めた体積を、水銀ポロシメータ等で測定したハニカム構造体の比表面積で割ることで求められる。
【００６６】
(2)ハウジング
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100を構成するハウジング110は、図1に示すように、フィルタユニット101を収容するフィルタ収容部111と、処理される水が供給される側に設けられたロート状の供給部112と、処理された水が排出される側に設けられたロート状の排出部113とを有する。供給部112に設けられた供給口112aから供給された処理される水は、供給部112のロート構造によりフィルタユニット101の一方端101aに向かって一様に広がって複数の第2の連通流路103aに流入し、隔壁12,12',12''の連通孔(図示せず)を通って複数の第1の連通流路103bに移動する。処理される水は、隔壁12,12',12''の連通孔を通過する際に、溶存有機物等が除去されて処理された水となる。処理された水は、第1の連通流路103bを通って他方端101bから流出し、排出部113のロート構造によって収れんされつつ排出口113aから外部に排出される。
【００６７】
フィルタ収容部111、供給部112、及び排出部113は、フランジ部111bに対してフランジ部112b及びフランジ部113bとがボルト等(図示せず)で固定されてハウジング110として一体的に構成されている。フィルタ収容部111はフィルタユニット101とほぼ同じ全長を有する筒状であって、その軸方向から見た内側の形状と寸法はフィルタユニット101を収容するために必要かつ十分なものであるのが好ましい。
【００６８】
また、ハウジング110は、SUS304、SUS316等の金属材料や、硬質塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)等の樹脂のような海水及びアルカリ性水溶液に耐性を有する材料からなるのが好ましい。なお、フィルタ収容部111、供給部112、及び排出部113のいずれも同一の材料で構成されていてもよく、また互いに異なる材料で構成されていてもよい。
【００６９】
供給部112及び排出部113とフィルタ収容部111とは、フィルタユニット101を流路方向に圧縮するように固定され、ハニカム構造体に対する継手部材及び栓部材の密着性を高めてハウジング110の内部の水密性を確保している。図1ではフランジ部111bとフランジ部112bの間、及びフランジ部111bとフランジ部113bとの間にさらにリング部材115が配置されており、水密性がより高くなる好ましい形態としている。
【００７０】
図1に示す水処理用フィルタモジュール100では、供給部112のフランジ部112b及び排出部113のフランジ部113bが、フィルタ収容部111のやや内側にも張り出してフィルタユニット101の一方端101a及び他方端101bの外縁部に重なるように構成され、これらの外縁部とフランジ部112b、113bとの間にシール部材114を介在させた形態としている。このようにシール部材114を介在させた形態は、さらに水密性を高め、フィルタユニット101がハウジング110内に確実に固定されるより好ましい形態である。
【００７１】
図1には示されていないが、栓部材30をより確実に固定するために、水処理用フィルタモジュール100はさらに図12に示すような固定具40を備えていてもよい。固定具40は、フィルタユニット101に装着された栓部材30の外側に、栓部材30を押さえつけるように装着される。固定具40は、水圧により栓部材30が外れるのを抑止するとともに、ハニカム構造体11,11''と栓部材30との密着性をさらに高めて、栓部材30によって閉塞された連通流路103、特に処理される水が流入する第2の連通流路103aから他方端101b側への水漏れを防止する効果を奏する。図12に示す固定具40はホイール形状を有しているが、水が少ない抵抗で通過可能で、栓部材30が外れないように固定できるものであれば、メッシュ状、パンチング状等の形状であっても良い。固定具40は、水圧によって栓部材30が外れないように固定でき、容易に変形しない程度の強度を有し、水への溶出物がほとんどなければどのような材質で構成されていても良い。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン等の樹脂材料、ステンレス鋼、チタン合金等の金属材料を用いることができる。
【実施例】
【００７２】
本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。【００７３】
実施例1
カオリン、タルク、シリカ、水酸化アルミニウム及びアルミナの粉末を調整して、化学組成が50質量%のSiO2、36質量%のAl2O3及び14質量%のMgOとなるコーディエライト化原料粉末を得た。このコーディエライト化原料粉末に、成形助剤としてメチルセルロース及びヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔剤として熱膨張性マイクロカプセルを添加し、適切な量のイオン交換水を注入して、十分な混練を行い、ハニカム構造に押出成形可能な坏土を調整した。【００７４】
得られた坏土を押出してハニカム構造の成形体を作製し、乾燥後、周縁部を除去加工し、1400℃で24時間焼成し、円柱状のハニカム構造の焼成体を得た。【００７５】
得られたハニカム構造の焼成体の外周に、コーディエライト粒子とコロイダルシリカを含有するコーティング剤をコーティングし、乾燥した後に焼成して、外径127 mm、全長152.4 mm、隔壁厚さ0.76 mm及びセルピッチ2.75 mmの軸方向視で正方形の流路を有する、多孔質セラミックからなる円柱状のハニカム構造体を得た。【００７６】
このハニカム構造体を3個(ハニカム構造体11,11',11'')と、シリコーンゴムからなり直径127 mm、厚さ2.0 mmのシート状であって、一辺が2.0 mmの貫通孔21が2.75 mmのピッチで設けられた領域と、直径1.4 mm、高さが2.0 mmの突起部22が千鳥状に設けられた帯状部23とを有する継手部材20を2枚（図4(a)及び図4(b)を参照）と、シリコーンゴムからなる直径127 mm、厚さ3.0 mmのシート状であって、一辺が2.0 mmの孔部31及び高さが2.0 mmの栓部32がピッチ2.75 mmのマス目にそれぞれ千鳥状に配置された構造を有する第1の栓部材30b及び第2の栓部材30a（図9(a)及び図9(b)を参照）とを準備した。図2に示すように、継手部材20を介してハニカム構造体11,11',11''を順に直列に連結し、さらにハニカム構造体11の端部(一方端101a)には第1の栓部材30bを、またハニカム構造体11''の端部(他方端101b)には第2の栓部材30aを装着して、一方端101aのみが閉塞され他方端101bまで連通する第1の連通流路103b及び他方端101bのみが閉塞され一方端101aまで連通する第2の連通流路103aを有するフィルタユニット101を作製した。【００７７】
得られたフィルタユニット101に加えて、SUS304からなる外径137 mm、長さ467.2 mmのフィルタ収容部111と、SUS304からなる外径137mmのロート状の供給部112及び排出部113と、ニトリル・ブタジエンゴムからなる厚さ4.0 mmのリング状のシール部材114と、固定具40とを準備し、以下のようにしてハウジング110に収容して、図1に示す本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100を作製した。【００７８】
供給部112のフランジ部112bに、シール部材114、固定具40、及びフィルタユニット101を順に載置し、次いでフィルタ収容部111をフィルタユニット101の側面に覆いかぶせるように収容し、さらにフィルタユニット101のフランジ部111bと供給部112のフランジ部112bとをボルト及びナットで固定した。さらに同様に、固定具40、シール部材114をフィルタユニット101の上に順に載置し、フィルタユニット101のフランジ部111bと排出部113のフランジ部113bとをボルト及びナットで固定して、水処理用セラミックフィルタモジュール100を得た。【００７９】
水処理用セラミックフィルタモジュールによる異物の捕捉性能を見積もるため、粒度#1000(平均粒子径約15μm)のSiC粒子を模擬的な異物として水道水に0.1質量%添加した模擬汚濁水の濾過試験を行った。【００８０】
実施例1の水処理用セラミックフィルタモジュール100に模擬汚濁水を供給口112aから供給して通水し、排出口113aから排出された模擬汚濁水を再び供給口112aから供給する方法により循環させた。循環させている模擬汚濁水の濁度が水道水と同等になった時点で通水を止めてフィルタユニット101を取り出して分解し、各ハニカム構造体11,11',11''の内部に捕集されたSiC粒子の量及び分布を調査した。【００８１】
実施例1の水処理用セラミックフィルタモジュール100では3本のハニカム構造体11,11',11''の全てにわたってほぼ均等に、すなわちフィルタユニットの一方端から他方端にわたってほぼ一様に、SiC粒子が捕捉されていることが観察された。このことは、実施例1の水処理用セラミックフィルタモジュール100内のハニカム構造体11,11',11''が捕捉し、濾過する性能が一様に維持されていること、つまり、これらが一体的に構成されたフィルタユニット101は、実質的にサイズの大きい1つハニカム構造体として機能することを示したものである。【００８２】
比較例1
実施例1と同様にして作製したハニカム構造の焼成体の流路端部に、流路の供給部側の端部と排出部側の端部とが交互に目封止されるように、コーディエライト化原料からなる目封止材スラリーを充填した後、目封止材スラリーの乾燥及び焼成を行った。目封止部を形成後のセラミックハニカム構造体の外周に、コーディエライト粒子とコロイダルシリカを含有するコーティング剤をコーティング、乾燥及び焼成し、外径127 mm、全長152.4 mm、隔壁厚さ0.76 mm及びセルピッチ2.75 mmの軸方向視で正方形の流路を有する円柱状の多孔質セラミックハニカムフィルタを得た。【００８３】
図14に示すように、スペーサ315を介して上記のように得た3個の多孔質セラミックハニカムフィルタ301,301',301''を、互いに離間させて順に直列に配置し、ハウジング310に収容して、図14に示す比較例の水処理用セラミックフィルタモジュール300を作製した。【００８４】
比較例1の水処理用セラミックフィルタモジュール300においては、3個の各多孔質セラミックハニカムフィルタ301,301',301''が、いずれも、流路の供給部側の端部及び排出部側の端部が交互に閉塞されている点と、各多孔質セラミックハニカムフィルタ301,301',301''が互いに離間して配置されている点が実施例1の水処理用セラミックフィルタモジュール100と異なるため、実施例1のフィルタユニット101のような3個のフィルタ全体にわたって連通する連通流路103が形成されていない。【００８５】
比較例1の水処理用セラミックフィルタモジュール300を用いて、実施例1と同様に作製した模擬汚濁水を循環させる濾過試験を行った。【００８６】
比較例1の水処理用セラミックフィルタモジュール300では、水道水に0.1質量%添加した模擬汚濁水のSiC粒子のうちの94%が供給部側の多孔質セラミックハニカムフィルタ301に観察され、他の多孔質セラミックハニカムフィルタ301',301''に比べて極端に偏った分布となっていた。【００８７】
つまり、3つの多孔質セラミックハニカムフィルタが直列に配置されていても、各多孔質セラミックハニカムフィルタの流路同士が互いに連通されていない構成の場合は、1つの多孔質セラミックハニカムフィルタとほぼ同じ捕捉性能しか得ることができないことが示された。【００８８】
一般に、捕捉された異物が増加して目詰まりが発生した場合は、逆方向に処理水を流して異物をフィルタ内から流出側に排出させる逆洗を行うことにより、目詰まりを解消して性能を回復させることができる。このとき、隔壁の単位面積当たりに捕集された異物が少ないほど異物が除去されやすいので、性能が回復しやすい。【００８９】
そこで、SiC粒子の捕集量が同量である場合で比較したところ、実施例1の水処理用セラミックフィルタモジュール100はフィルタユニット101内にSiC粒子が一様に分布するので、多孔質セラミックハニカムフィルタ301に極端に偏って分布していた比較例1の水処理用セラミックフィルタモジュール300に比べて、逆洗したときにSiC粒子が除去されやすく、一定時間逆洗を行うことで性能が十分に回復した。このため性能を維持するための逆洗の頻度を少なく抑えることが可能であることがわかった。一方、多孔質セラミックハニカムフィルタ301にSiC粒子が極端に偏在する比較例1の水処理用セラミックフィルタモジュール300は、実施例1と同じ時間の逆洗では性能が十分に回復しなかった。このため性能を維持するためには、より長い時間をかけて、高い頻度で逆洗を行わなければならないことがわかった。【００９０】
逆洗を繰り返しても性能の回復が十分でなくなった場合は、多孔質セラミックハニカムフィルタ301,301',301''の交換が必要になる。比較例1の水処理用セラミックフィルタモジュール300は、処理される水の供給側の多孔質セラミックハニカムフィルタ301を頻繁に交換する必要が生じたため、連続して使用できる期間を長くすることができないことがわかった。【００９１】
これに対して実施例1の水処理用セラミックフィルタモジュール100は、逆洗頻度が少なくてすみ、また1回の逆洗で性能が回復しやすいので、フィルタユニット101の交換回数を低減できた。このため利用効率が向上して、性能を長期にわたって維持することができることがわかった。
【符号の説明】
【００９２】
100・・・水処理用セラミックフィルタモジュール
101・・・フィルタユニット
101a・・・一方端
101b・・・他方端
103・・・連通流路
103a・・・第2の連通流路
103b・・・第1の連通流路
11,11',11''・・・ハニカム構造体
12,12',12''・・・隔壁
13、13',13''・・・流路
20・・・継手部材
21・・・貫通孔
22・・・突起部
23・・・帯状部
24・・・周縁部
30・・・栓部材
30a・・・第2の栓部材
30b・・・第1の栓部材
31・・・孔部
32・・・栓部
40・・・固定具
110・・・ハウジング
111・・・フィルタ収容部
112・・・供給部
113・・・排出部
112a・・・供給口
113a・・・排出口
111b,112b,113b・・・フランジ部
114・・・シール部材
115・・・リング部材
200・・・水処理設備
201・・・貯水タンク
202・・・給水ポンプ
203・・・逆浸透膜モジュール
204・・・逆浸透膜
300・・・水処理用セラミックフィルタモジュール
301,301',301''・・・多孔質セラミックハニカムフィルタ
310・・・ハウジング
311・・・フィルタ収容部
312・・・供給部
313・・・排出部
312a・・・供給口
313a・・・排出口
314・・・シール部材
315・・・リング部材
【図１】
2019151522.tif 000003
【図２】
2019151522.tif 000004
【図３（ａ）】
2019151522.tif 000005
【図３（ｂ）】
2019151522.tif 000006
【図４（ａ）】
2019151522.tif 000007
【図４（ｂ）】
2019151522.tif 000008
【図５（ａ）】
2019151522.tif 000009
【図５（ｂ）】
2019151522.tif 000010
【図６（ａ）】
2019151522.tif 000011
【図６（ｂ）】
2019151522.tif 000012
【図７】
2019151522.tif 000013
【図８】
2019151522.tif 000014
【図９（ａ）】
2019151522.tif 000015
【図９（ｂ）】
2019151522.tif 000016
【図１０（ａ）】
2019151522.tif 000017
【図１０（ｂ）】
2019151522.tif 000018
【図１０（ｃ）】
2019151522.tif 000019
【図１１】
2019151522.tif 000020
【図１２】
2019151522.tif 000021
【図１３】
2019151522.tif 000022
【図１４】
2019151522.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月26日(2020.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
請求項1〜5のいずれかに記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記継手部材の互いに隣接する前記複数の貫通孔の距離は、前記ハニカム構造体の前記複数の隔壁の厚さ以下に構成されていることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
請求項10に記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記第1の栓部材は、前記第2の連通流路に対応する位置に処理される水が流通可能に設けられた孔部を有し、
前記第2の栓部材は、前記第1の連通流路に対応する位置に処理された水が流通可能に設けられた孔部を有することを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
請求項10又は11に記載の水処理用セラミックフィルタモジュールにおいて、
前記第1及び第2の栓部材は前記ハニカム構造体の軸方向視の外形と同じ外形を有するシート状であることを特徴とする水処理用セラミックフィルタモジュール。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
特に、大規模な水処理システムにおいては被処理水量に対して必要な吸着構造体数が数百から数千におよぶことがあるため、吸着構造体の交換頻度をできるだけ少なくし、利用効率を向上させた前処理工程を有する水処理システムの開発が望まれている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
従って、本発明の目的は、吸着構造体単体のサイズを大きくすることなくこれを複数個用いたフィルタユニットとすることにより、吸着構造体の交換頻度をできるだけ少なくし、利用効率を向上させた水処理用セラミックフィルタモジュールを提供することである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100は、例えば、図13にフロー図で示すような水処理設備200に使用する。水処理設備200は、本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100と、水処理用セラミックフィルタモジュール100で処理された水を貯水する貯水タンク201と、貯水タンク201の水を給水する給水ポンプ202と、給水ポンプ202から送られた水から被分離物質を除去する逆浸透膜204を備えた逆浸透膜モジュール203とを備えている。本発明の水処理用セラミックフィルタモジュール100は、下流側に備える逆浸透膜モジュール203中の逆浸透膜204を汚染する有機物等を上流側において選択的に効率よく吸着除去する前処理工程として機能するものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
吸着構造体としてのハニカム構造体をこのような構成により複数個直列に配置したフィルタユニットとすることにより、ハニカム構造体単体のサイズを大きくすることなく、吸着能力を増やすことができるため、吸着構造体の交換頻度を少なくして利用効率を向上させた水処理用セラミックフィルタモジュールを提供することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
図3(a)、図3(b)及び図7に示すハニカム構造体11は、流路13(13',13'')が軸方向視で正方形の形状を有している例である。流路13(13',13'')は軸方向視で幅（一辺の長さ）wが0.5〜8 mmの正方形であるのが好ましい。流路13(13',13'')の幅（一辺の長さ）wが0.5 mm以上であると、溶存有機物等以外の異物がフィルタユニット101の第2の連通流路103aの開口部を塞ぎ難く、処理能力低下が緩やかとなる。一方、流路13(13',13'')の幅（一辺の長さw）が8 mm以下の場合、フィルタユニット101の隔壁12(12',12'')の厚さdが厚く、通水抵抗を小さくした場合でも、モジュール組み込みや水の圧力で破損しない機械的強度となる。流路13(13',13'')の軸方向視の断面形状は、図3(b)に示すような正方形に限られず、他の四角形(長方形等)、三角形、六角形、それらの組合せ等の形状であっても良い。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
実施例1
カオリン、タルク、シリカ、水酸化アルミニウム及びアルミナの粉末を混合して、化学組成が50質量%のSiO2、36質量%のAl2O3及び14質量%のMgOとなるコーディエライト化原料粉末を得た。このコーディエライト化原料粉末に、成形助剤としてメチルセルロース及びヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔剤として熱膨張性マイクロカプセルを添加し、適切な量のイオン交換水を注入して、十分な混練を行い、ハニカム構造に押出成形可能な坏土を調製した。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
図14に示すように、スペーサ315を介して上記のように得た3個の多孔質セラミックハニカムフィルタ301,301',301''を、互いに離間させて順に直列に配置し、ハウジング310に収容して、図14に示す比較例1の水処理用セラミックフィルタモジュール300を作製した。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
100・・・水処理用セラミックフィルタモジュール
101・・・フィルタユニット
101a・・・一方端
101b・・・他方端
103・・・連通流路
103a・・・第2の連通流路
103b・・・第1の連通流路
11,11',11''・・・ハニカム構造体
12,12',12''・・・隔壁
13,13',13''・・・流路
20・・・継手部材
21・・・貫通孔
22・・・突起部
23・・・帯状部
24・・・周縁部
30・・・栓部材
30a・・・第2の栓部材
30b・・・第1の栓部材
31・・・孔部
32・・・栓部
40・・・固定具
110・・・ハウジング
111・・・フィルタ収容部
112・・・供給部
113・・・排出部
112a・・・供給口
113a・・・排出口
111b,112b,113b・・・フランジ部
114・・・シール部材
115・・・リング部材
200・・・水処理設備
201・・・貯水タンク
202・・・給水ポンプ
203・・・逆浸透膜モジュール
204・・・逆浸透膜
300・・・水処理用セラミックフィルタモジュール
301,301',301''・・・多孔質セラミックハニカムフィルタ
310・・・ハウジング
311・・・フィルタ収容部
312・・・供給部
313・・・排出部
312a・・・供給口
313a・・・排出口
314・・・シール部材
315・・・リング部材
【国際調査報告】
2019151522.tif 000024
2019151522.tif 000025
2019151522.tif 000026
2019151522.tif 000027