JP2003103123A - 濾過エレメント集合体及び濾過モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転管理の容易な濾過エレメント集合体の提
供。 【解決手段】 複数の平板状濾過エレメント１が、それ
ぞれの濾過面が対向するようにして所定間隔をおいて配
置され、両側面の上部及び下部において支持部材22b、2
3bにより連結、固定され、一体化されている濾過エレメ
ント集合体。支持部材により、濾過エレメント１の間隔
保持と、曝気時の浮き上がりが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、濾過エレメント集
合体及びそれを用いた濾過モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
平膜モジュールは、ハウジングの壁に溝やガイドを設
け、それに沿って等間隔に平膜エレメントを差し込むこ
とで平膜エレメント同士の間隔を保持しており、更に曝
気時の浮き上がり防止のため、上部を押さえ板で固定し
ている。また曝気用の散気管は平膜エレメントの下方に
設置されるが、従来はハウジング（又はケーシング等）
に固定されているか、ハウジングと散気管が一体に形成
されており、平膜エレメントの平面に対して平行になる
ように配置されている。（例えば、特開平２００１−８
７７６３号公報参照） しかし、従来の濾過モジュールでは、複数の濾過エレメ
ントは別々に差し込まれているので、洗浄時には別々に
取り出して洗浄する作業が必要となること、散気管がハ
ウジングに固定されているので、散気管に目詰まりが生
じた場合の洗浄作業が煩雑となること、部品点数が多く
なること等の点で改善すべき余地がある。

【０００３】本発明は、濾過エレメントの間隔保持と浮
き上がり防止を一つの手段で達成でき、かつ部品点数を
削減できる濾過エレメント集合体と、それを用いた濾過
モジュールを提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題の解
決手段として、枠体の両面側に濾過体を取り付けた袋状
構造の平板状濾過エレメントを複数組み合わせた濾過エ
レメント集合体であり、複数の平板状濾過エレメント
が、それぞれの濾過面が対向するようにして所定間隔を
おいて配置されており、それらの上部及び下部の少なく
とも一方の両側面同士において支持部材により連結、固
定され、一体化されている濾過エレメント集合体を提供
する。

【０００５】また本発明は、上記課題の他の解決手段と
して、上記の濾過エレメント集合体をハウジングに収容
した濾過モジュールであり、ハウジングの上部に被処理
液の供給口が設けられ、下部に濃縮液排出口が設けられ
ており、前記濾過エレメント集合体が一体に取り外しで
きる濾過モジュールを提供する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明を説明す
る。図１は濾過エレメント集合体に用いる濾過エレメン
トの正面図、図２は他実施形態の濾過エレメントの正面
図、図３は濾過エレメント集合体の正面図、図４は図３
の側面図、図５は図３の平面図、図６は図３の濾過エレ
メント集合体の他実施形態の平面図であり、図８は図３
〜５の濾過エレメント集合体を用いた濾過モジュールの
側面図であり、一側面側のハウジング壁を取り除いた状
態を示している。

【０００７】図３〜図６に示す濾過エレメント集合体２
１は濾過エレメントを複数組み合わせたものであり、こ
の濾過エレメントとしては、図１、図２に示すものを用
いることができる。

【０００８】図１に示す濾過エレメント１は、方形の枠
体２の両面側に２枚の濾過体３を張り付けた袋状構造の
ものである。２ａ、２ｃは枠体２の側面、２ｂは枠体２
の上面、２ｄは枠体２の下面、４は下面２ｄに取り付け
られた透過液取出口を示す。５は濾過エレメント１内部
に溜まった空気を抜くための空気抜きノズルである。

【０００９】図２に示す濾過エレメント１１は、ホーム
ベース型の枠体１２の両面側を２枚の濾過体１３で覆
い、２枚の濾過体１３の周囲を押さえ板１６と所要数の
ボルト１７で固定することで、袋状構造としたものであ
る。１２ａ、１２ｃは枠体１２の側面、１２ｂは枠体１
２の上面、１２ｄ、１２ｅは枠体１２の下面、１４は下
面１２ｄ、１２ｅの頂点部分に取り付けられた透過液取
出口を示す。１５は濾過エレメント１内部に溜まった空
気を抜くための空気抜きノズルである。

【００１０】濾過エレメント１、１１で用いる濾過体
３、１３としては、ダイナミック濾過を行うことができ
る不織布、ネットが好ましい。

【００１１】不織布は、平均孔径が２０〜２００μｍの
ものが好ましく、綿、麻、羊毛等の天然繊維、ポリエス
テル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ビスコースレ
ーヨン、酢酸セルロース、メチルセルロース等のセルロ
ース誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオ
レフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステ
ルアミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルイミド及びこれらの２種以上の混合物
又は共重合体からなる合成繊維から常法により得られる
ものを使用できる。

【００１２】ネットは、平均孔径が１０〜１００μｍの
金属繊維又はプラスチック繊維からなるものが好まし
い。金属繊維としては、鉄、銀、銅、銅合金、チタン、
ステンレス、基材となる金属に銀や銅をメッキしたもの
からなるものが挙げられるが、銅、ステンレスが好まし
い。プラスチック繊維としては、ポリエステル、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリ（メタ）アクリル酸エステ
ル、ビスコースレーヨン、酢酸セルロース、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエーテ
ル、ポリエーテルエステル、更にこれらの共重合体、ブ
レンド物や架橋物等が挙げられるが、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンが好
ましく、ポリエステル、ポリエチレンがより好ましい。

【００１３】図３〜図５に示すように、濾過エレメント
集合体２１は、複数の平板状濾過エレメント１が、それ
ぞれの濾過面（濾過体３の面）が対向するようにして所
定間隔をおいて配置されており、両側面２ａ、２ｃの上
部において支持部材２２ａ、２２ｂにより固定され、両
側面２ａ、２ｃの下部において支持部材２３ａ、２３ｂ
により固定されており、濾過エレメント１同士は一定間
隔（ｗ₁）を保持している。この固定手段としては、接
着剤、ボルト等を適用できる。

【００１４】複数の濾過エレメント１のそれぞれの透過
液取出口４は、濾過エレメント１の下方に配置された透
過液を集水する集水管２５に接続されている。

【００１５】濾過エレメント集合体２１では、濾過エレ
メント１の幅方向に直交するように、かつ互いに平行に
なるようにして複数の散気管２６（図示していない所要
数の散気孔を有する）が配置されており、これらの散気
管２６は、濾過エレメント１の下面２ｄにおいて固定さ
れている。散気管２６は、隣接する散気管２６同士の間
隔（ｗ₂）が３０ｃｍ以下、好ましくは５〜２０ｃｍに
なるように配置されている。図３及び図４において、２
７は濾過エレメント１内部に溜まった空気を抜くための
空気抜きノズルである。

【００１６】濾過エレメント集合体２１は、図６に示す
ように、支持部材２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂが濾
過エレメント１の両側面２ａ、２ｃと同形状の切欠２４
を有しており、この切欠２４に濾過エレメント１の両側
面２ａ、２ｃ側が嵌め込まれて固定された形態にするこ
ともできる。

【００１７】支持部材２２ａ等の形状は特に限定される
ものではなく、板状、断面が方形の棒状のもののほか、
図７に示すような、幅方向の断面がＬ字形状のものを用
いることができる。２７はボルト穴、２８は、濾過エレ
メント１を固定するためのボルトを示す。

【００１８】濾過エレメント集合体２１では、図１に示
す方形状の濾過エレメント１を用いたが、図２に示すホ
ームベース型の濾過エレメント１１を用いることもでき
る。その場合には、枠体１２の両側面１２ａ、１２ｃの
上部及び下部を支持部材２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３
ｂで固定し、更に透過液取出口１４を集水管２５に接続
し、枠体１２の下面１２ｄ、１２ｅに所要数の散気管２
６を取り付ける。

【００１９】次に、濾過エレメント集合体２１を用いた
濾過モジュール３１を説明する。図８に示すように、濾
過モジュール３１は、図３〜図５で示す濾過エレメント
集合体２１をハウジング３２（又はケーシング、カート
リッジ等）内に収容したものである。図８において、２
７は濾過エレメント１内部に溜まった空気を抜くための
空気抜きノズルである。

【００２０】ハウジング３２は、上部に被処理液の複数
の供給口３５を有する供給管３３が設けられ、下部に濃
縮液排出口３４が設けられている。濾過エレメント集合
体２１の集水管２５は、透過液ライン３６となる管に接
続されている。

【００２１】複数の供給口３５の間隔と、濾過エレメン
ト集合体２１における濾過エレメント１同士の間隔（ｗ
₁）は同等であることが好ましい。これらの間隔を同等
にすることで、被処理液を各濾過エレメント１に均等に
分配することができる。複数の供給口３５は、被処理液
の供給状態を確認できるようにするため、被処理液の液
面と同一か又は液面より上に位置するようにする。

【００２２】次に、本発明の濾過モジュールを用いて濾
過運転した場合について説明する。活性汚泥法等により
生物処理された被処理液を、供給管３３から濾過モジュ
ール３１に供給する。このとき、被処理液の供給口３５
は、液面よりも上に位置している。この状態で供給口３
５から被処理液を供給しながら、透過液ライン３６に設
けたポンプにより弱い圧力（例えば、膜間差圧１〜１０
ｋＰａ程度）で吸引し、或いは透過水ラインとモジュー
ル内の被処理液の水頭差によって、濾過エレメント１の
表面にダイナミック膜を形成させて濾過を行う。また、
濾過エレメント１同士は、支持部材２２ａ等により間隔
（ｗ₁）が一定のままで保持されており、供給口３５の
間隔もｗ₁と一致しているので、濾過エレメント１ごと
の濾過能力に差が生じることもない。

【００２３】透過液は、濾過エレメント１の透過液取出
口４から集水管２５に送られ、更に透過液を貯水槽に送
液するための透過液ライン３６に送られる。このときの
透過液ライン３６を通る透過液の線速度は、懸濁質（Ｓ
Ｓ）の沈殿を防止するため、好ましくは１０〜６０ｃｍ
／秒、より好ましくは２０〜５０ｃｍ／秒である。

【００２４】濾過エレメント集合体２１の洗浄は、透過
液ライン３６、集水管２５、透過液取出口４を経て、濾
過エレメント１内部に透過液（必要に応じて、次亜塩素
酸ナトリウム等の薬液を添加できる）を圧入して逆圧洗
浄する方法、散気管２６から曝気する方法、又は逆圧洗
浄と曝気とを併用する方法を適用する。このとき、図２
に示すようなホームベース型の濾過エレメント１１を用
いた場合、下面１２ｄ、１２ｅで形成される三角形部分
に、内部に滞留するＳＳや逆圧洗浄に用いた薬液が溜ま
り易く、容易に透過液取出口１４から排出できるので好
ましい。更に、濾過エレメント１は支持部材２２ａ等で
固定されているので、曝気による上昇圧力により浮き上
がることが防止される。

【００２５】また濾過運転が長期にわたった場合、濾過
エレメント集合体２１と濾過モジュール３１の維持管理
を行うため、供給管３３を外し、更に集水管２５と透過
液ライン３６との連結部分を外した後、濾過エレメント
集合体２１をハウジング３２から引き上げて取り出し
て、濾過エレメント集合体２１とハウジング３２を洗浄
することができる。なお、濾過エレメント集合体２１を
引き上げる際の便宜を考慮して、支持部材２２ａ、２２
ｂに引き上げ用フックを取り付けておくことができる。

【００２６】本発明の濾過エレメント集合体及び濾過モ
ジュールは、生物処理槽等の外部に設置した外部設置型
用として適している。

【００２７】本発明の濾過エレメント集合体及び濾過モ
ジュールは、汚水処理場等における活性汚泥等を含む排
水、各種施設の排水及び家庭排水の処理、その他懸濁物
を含む排水、更には河川、湖沼等の浄化処理等に適用す
ることができる。

【００２８】

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではない。 実施例１ 図１に示すエレメント（１枚当りの濾過面積２ｍ²（両
面））５枚をエレメント同士の間隔を３．５ｃｍとし、
支持部材を用い、図３および図４に示すような散気管６
本を散気管同士の間隔２０ｃｍ（散気管８本の場合、間
隔１２ｃｍ）でエレメント下部に配置して集合体とし、
これをハウジング内に固定して、図８に示すモジュール
とし、汚水の濾過運転を行った。

【００２９】ろ過エレメント１は、ステンレス製平織ネ
ット（目開き７７μｍ、線径５０μｍ）を枠体に固定し
たものを使用した。原水はＭＬＳＳ（Ｍｉｘｅｄ Ｌｉ
ｑｕｏｒ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）で１０，
０００ｍｇ／Ｌの活性汚泥液を使用し、図８の３３の供
給管を通り、３５供給口から供給した。定期的な曝気洗
浄と逆圧洗浄を行いながら、膜面線速０．５ｍ／秒、透
水速度１．０ｍ／日で３０日間運転したところ、エレメ
ントとエレメントの間に汚泥による閉塞箇所はなく、ま
た、使用後の各エレメントで汚れ具合の差は全く認めら
れなかった。さらに、曝気時、エレメントの浮き上がり
は全くなかった。モジュールからの透過液ラインには内
径約２ｃｍの配管を使用し、この時の透過液の線速度は
約４０ｃｍ／秒であった。

【００３０】

【発明の効果】本発明の濾過エレメント集合体は、支持
部材を備えていることにより、複数の濾過エレメントの
間隔保持と、曝気時の浮き上がり防止が同時に達成でき
る。更に、濾過エレメント集合体は取り外しできるの
で、維持管理が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 濾過エレメントの正面図。

【図２】 別実施形態の濾過エレメントの正面図。

【図３】 濾過エレメント集合体の正面図。

【図４】 図３の側面図。

【図５】 図３の平面図。

【図６】 別実施形態の濾過エレメント集合体の平面
図。

【図７】 支持部材の一実施形態の斜視図。

【図８】 濾過モジュールの側面図。

【符号の説明】

１、１１ 濾過エレメント ２、１２ 枠体 ３、１３ 濾過体 ４、１４ 透過液取出口 ２１ 濾過エレメント集合体 ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ 支持部材 ２５ 集水管 ２６ 散気管 ３１ 濾過モジュール ３２ ハウジング

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠体の両面側に濾過体を取り付けた袋状
   構造の平板状濾過エレメントを複数組み合わせた濾過エ
   レメント集合体であり、複数の平板状濾過エレメント
   が、それぞれの濾過面が対向するようにして所定間隔を
   おいて配置されており、それらの上部及び下部の少なく
   とも一方の両側面同士において支持部材により連結、固
   定され、一体化されている濾過エレメント集合体。
2. 【請求項２】 支持部材が濾過エレメントの両側面と同
   形状の切欠を有しており、前記切欠に濾過エレメントの
   両側面側が嵌め込まれて固定されている請求項１記載の
   濾過エレメント集合体。
3. 【請求項３】 複数の濾過エレメントのそれぞれの透過
   液取出口が下面に設けられており、前記透過液取出口
   が、濾過エレメントの下方に配置された透過液を集水す
   る集水管に接続されている請求項１又は２記載の濾過エ
   レメント集合体。
4. 【請求項４】 濾過エレメント集合体の下方に複数の散
   気管が固定されており、前記複数の散気管が、それぞれ
   が平行でかつ濾過エレメントの幅方向に直交するように
   配置されている請求項１〜３のいずれか１記載の濾過エ
   レメント集合体。
5. 【請求項５】 複数の散気管が、隣接する散気管同士の
   間隔が３０ｃｍ以下になるように配置されている請求項
   ４記載の濾過エレメント集合体。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１記載の濾過エ
   レメント集合体をハウジングに収容した濾過モジュール
   であり、ハウジングの上部に被処理液の供給口が設けら
   れ、下部に濃縮液排出口が設けられており、前記濾過エ
   レメント集合体がハウジングから取り外しできる濾過モ
   ジュール。
7. 【請求項７】 被処理液の供給口が複数設けられている
   請求項６記載の濾過モジュール。
8. 【請求項８】 被処理液の供給口が複数設けられている
   とき、供給口の間隔と、濾過エレメント集合体における
   濾過エレメントの間隔が同等である請求項７記載の濾過
   モジュール。
9. 【請求項９】 被処理液の供給口が、液面と同一か又は
   液面より上にある請求項６〜８のいずれか１記載の濾過
   モジュール。
10. 【請求項１０】 ダイナミック濾過を行う請求項６〜９
    のいずれか１記載の濾過モジュール。
11. 【請求項１１】 濾過エレメント集合体の下方に設置さ
    れた集水管から、ハウジングに接続された送液管に送ら
    れる透過液の線速度が、１０〜６０ｃｍ／秒である請求
    項６〜１０のいずれか１記載の濾過モジュール。