JP2004121943A - 膜エレメントおよびこれを用いた膜ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】微孔を有する平膜12が、上縁部11aと下縁部11bに、保持体を装着するための保持部13a、13bを有し、一部に、濾液を取り出す集水口14を有する支持フレーム11の両側に展着され、前記平膜12の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにした膜エレメント10、およびこの膜エレメント10の複数枚(101、102、103、104)が、少なくとも上縁部の保持部に装着した保持体を介して積層した膜ユニット20である。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜エレメントおよびこれを用いた膜ユニットに関するもので、さらに詳しく言えば、水処理施設等の濾過装置に使用でき、該装置のメンテナンスの工数低減に寄与できる膜エレメントおよびこれを用いた膜ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開平7−132214号公報(図3、図4)
【0003】
前記特許文献1によれば、その図3、図4に平膜を用いた膜エレメントの一例が開示されている。この図3、図4に開示されたものは、その図2のように、塩化ビニル等からなる矩形平板状の膜支持板1に、透過液吸引管2に連通する透過液流路3を形成するとともに、その表面を覆って、不織布などの表面に有機濾過膜を形成した濾過膜4を配置し、濾過膜4の周縁部において膜支持板1に融着または接着固定したものである。また、濾過膜4と膜支持板1との間にネットやフェルトなどのスペーサ5を介装し、このスペーサ5によって濾過膜4と膜支持板1との間に透過液流路となる間隙を形成している。そして、運転時には、濾過膜4の周縁部において膜支持板1に融着または接着固定した吸引管2を通して透過液流路3に吸引負圧を与えることによって被処理液を濾過している。
【0004】
上記した膜エレメントは、それを複数枚、被処理液が貯留された被処理液槽に浸漬して、上述したような吸引負圧を与えて被処理液を濾過するとともに、被処理液槽内の膜エレメントの下方に設置された散気管から気泡を送出することによって濾過膜4の表面に付着したケーキ層を除去し、この気泡によって被処理液を曝気する、といった用途に多く用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような膜エレメント、またはこの膜エレメントを複数枚用いて構成した膜ユニットを、上記した用途に使用すると、散気管から送出される気泡によって膜エレメントが振動するため、濾過膜4の周縁部において膜支持板1に融着または接着固定した固定部が破損するという問題があった。
【0006】
また、上記した用途に使用すると、膜エレメントを早期に交換しなければならないといった問題があり、膜エレメントが複数枚からなる膜ユニットでは、その保守のための工数が増大するといった問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、多数の微孔を有する、有機高分子材料からなる平膜が、上縁部と下縁部に、保持体を装着するための保持部を有するとともに、一部に、濾液を取り出す集水口を有する支持フレームの両側に展着され、前記平膜の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにしたことを特徴とする膜エレメントであり、これにより、膜エレメントは、上縁部と下縁部のみを保持体によって保持しているので、振動による力に対して柔軟性を持たせることができる。
【0008】
また、請求項2記載の発明は、多数の微孔を有する、有機高分子材料からなる平膜が、上縁部と下縁部に、保持体を装着するための保持部を有するとともに、一部に、濾液を取り出す集水口を有する支持フレームの両側に展着され、前記平膜の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにした、複数枚の膜エレメントを、少なくとも上縁部の保持部に装着した保持体を介在させて積層したことを特徴とする膜ユニットであり、これにより、膜エレメントが振動による力に対して柔軟性を持っているので、濾過膜の周縁部において膜支持板に固定した従来の膜エレメントからなる膜ユニットで問題になった、膜エレメントの膜支持板に固定した固定部が破損するという問題が解消できるとともに、破損した膜エレメントを交換するといった、膜ユニットの保守工数が増大する原因の解消を図ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、その実施の形態に基づいて説明する。
【0010】
図1は請求項1の実施の形態に係る膜エレメント10の外形図である。
【0011】
すなわち、膜エレメント10の特徴は、図1に示したように、多数の微孔を有する、有機高分子材料からなる平膜12が、上縁部11aと下縁部11bに、後述する保持体を装着するための保持部13a、13bを有し、一部に、濾液を取り出す集水口14を有する支持フレーム11の両面に展着され、前記平膜12の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにしたことである。この膜エレメント10は厚さが5〜10mm程度のものが多用される。
【0012】
前記支持フレーム11は、強度と柔軟性にすぐれた塩化ビニルのような合成樹脂製のものがよい。また、前記平膜12は、たとえば、JIS K 3802に定義された精密濾過膜、すなわち「0.01〜数μm程度の微粒子および微生物を濾過によって分離するために用いる膜」などがよく、その材質はセルロースやポリオレフィン系樹脂などの有機高分子材料がよく、その強度を向上させるために、前記有機高分子材料に不織布を基材として、該有機高分子材料による微孔を形成させたものは特に好適である。また、膜と不織布をラミネート接合したものでもよい。
【0013】
また、前記保持部13a、13bは、支持フレーム11の上縁部11aと下縁部11bに、それに対して突出した形状に設けられている。この保持部13a、13bには、後述するように、膜エレメント10を複数枚並列に配置し、少なくとも上縁部11aの保持部13aには、貫通穴130aを設けて、これにボルトを挿通させるなどの方法によって各膜エレメント10に保持体が設けられるようにしている。なお、下縁部11bの保持部13bには、それぞれの膜エレメント10の間に間隔を設ける必要がある場合や膜エレメント10の浮き上がりを防止する必要がある場合に、その部材が固定できるように貫通穴130bを設けている。また、前記貫通穴130aにボルトを挿通させて、複数枚の膜エレメント10を一体化するようにしてもよい。
【0014】
また、前記集水口14は、支持フレーム11と同材質のものが好ましく、その内部が支持フレーム11によって包囲された内側に連通するように、支持フレーム11に設けられている。この支持フレーム11と平膜12とによって包囲された内側には、濾過時に、膜面に加わる力で膜エレメント10の変形が防止でき、濾液の流れの妨げにならないような不織布、スペーサまたは多孔体などを配しておいてもよい。
【0015】
また、前記平膜12を支持フレーム11の両面に展着する方法としては、2枚の平膜をそれぞれ支持フレーム11の両面に展着する方法以外に、U字状に折り畳んで一方の側縁部から展着する方法、筒状にして上方または下方から展着する方法などがある。
【0016】
図2は請求項2の実施の形態に係る膜ユニット20の斜視図である。
【0017】
すなわち、膜ユニット20の特徴は、図2に示したように、複数枚の膜エレメント101、102、103、104からなり、各膜エレメント101、102、103、104は、その上縁部の保持部131a、132a、133a、134aには、各保持部131a、132a、133a、134a同士が接続できるとともに、各膜エレメント101、102、103、104の間に間隙24が形成できるような形状の保持体21が装着され、その下縁部の保持部131b、132b、133b、134bには、各膜エレメント101、102、103、104の間に間隔25を設けるための間隔保持体22が装着され、各膜エレメント101、102、103、104の集水口141、142、143,144には、集水チューブ231、232、233、234の一端が接続できるようにしたことである。
【0018】
前記保持体21は、膜エレメント101の保持部131a同士、膜エレメント102の保持部132a同士、膜エレメント103の保持部133a同士、膜エレメント104の保持部134a同士を接続することにより、各膜エレメント101、102、103、104の上縁部を固定することができる。また、前記保持体21を、各膜エレメント101、102、103、104の間に間隙24が形成できる形状にするとともに、前記間隔保持体22によって各膜エレメント101、102、103、104の間に間隔25を設けたことにより、前記上昇流を円滑に各膜エレメント101、102、103、104の間を通過させることができる。なお、前記間隔25は、原液の濃度に応じて5〜25mmの間で定められるが、これは運転中の原液の濃度上昇の許容範囲に応じて、前記上昇流が円滑に各膜エレメント101、102、103、104の間を通過することに基づいて定められるものである。
【0019】
なお、前記保持体21は、材質が強度にすぐれ、原液になる多様な排水に対して耐腐食性があり、上縁部が固定できるステンレスなどの金属を用いるのが好ましく、膜エレメント101、102、103、104の積層は、各々の上縁部をボルト26などによって保持体21と接続し、各々の上縁部が固定された状態で、個々に揺動するようにしてもよいし、各々の上縁部をボルト26などによって一体化するようにしてもよい。
【0020】
また、前記間隔保持体22は、膜エレメント101、102、103、104の間に間隔25を設けるだけであるならば、原液になる多様な排水に対して耐腐食性があるABS樹脂のよう合成樹脂を用いてもよいが、膜エレメント101、102、103、104の浮き上がりも防止する必要があるならば、ステンレスなどの金属を用いるのがよい。なお、この間隔保持体22は、膜エレメント101、102、103、104の下縁部がボルト26などによって一体化されるようにしてもよいが、各膜エレメント101、102、103、104の下縁部の個々に間隔保持体22を設けるようにしてもよい。このようにすると、各膜エレメント101、102、103、104の下縁部は、これらを一体化する場合に比べて、よりフレキシブルな動きをすることになる。さらに、この間隔保持体22は、上縁部の保持体21によって下縁部に間隔が形成できる場合には、なかってもよい。
【0021】
そして、前述した膜ユニット20は、集水チューブ231、232、233、234の他端を集水ヘッダー30に接続し、各膜エレメント101、102、103、104の集水口141、142、143,144から流出した濾液を集水チューブ231、232、233、234を介して集めるようにしている。
【0022】
また、前述した膜ユニット20は、下方に、各膜エレメント101、102、103、104の間隙に気泡を送出するための散気管40を設け、その上昇流により、濾過によって各膜エレメント101、102、103、104の表面に付着したケーキ層を剥離させるとともに、原液を曝気する用途に使用されることがある。このような用途に使用されると、前述した上昇流は、各膜エレメント101、102、103、104に対して、それらを振動させる力を加えることになるが、各膜エレメント101、102、103、104は、強度と柔軟性にすぐれている支持フレームを用い、その上縁部は保持体21によって固定し、その下縁部は間隔保持体22によって間隔を設けるようにしているため、このような力が加わっても、支持フレームの両側縁部は柔軟な動きをし、下縁部はフレキシブルな動きをするようにできるから、前述した固定部が破損に至るといった問題の発生が低減できる。
【0023】
【発明の効果】
上記した如く、請求項1記載の膜エレメントは、振動によって膜エレメントに加わる力が緩和できるので、このような用途に適したものである。
【0024】
また、請求項2記載の膜ユニットは、前述した膜エレメントを用いて膜ユニットを構成しているから、振動によって膜エレメントに力が加わる用途に用いても、膜エレメント周縁部の固定部が破損することがなく、破損した膜エレメントを交換するといった、保守のために要する工数の削減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る膜エレメントの外形図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る膜ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
10、101〜104 膜エレメント
11 支持フレーム
12 平膜
13a、13b、131a〜134a、131b〜134b 保持部
14、141〜144 集水口
20 膜ユニット
21 保持体
22 間隔保持体
231〜234 集水チューブ
24 間隙
25 間隔
26ボルト
30 集水ヘッダー
40 散気管
Claims (2)
- 多数の微孔を有する、有機高分子材料からなる平膜が、上縁部と下縁部に、保持体を装着するための保持部を有するとともに、一部に、濾液を取り出す集水口を有する支持フレームの両側に展着され、前記平膜の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにしたことを特徴とする膜エレメント。
- 多数の微孔を有する、有機高分子材料からなる平膜が、上縁部と下縁部に、保持体を装着するための保持部を有するとともに、一部に、濾液を取り出す集水口を有する支持フレームの両側に展着され、前記平膜の外側から原液を供給して内側に濾液が得られるようにした、複数枚の膜エレメントを、少なくとも上縁部の保持部に装着した保持体を介在させて積層したことを特徴とする膜ユニット。
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