JPH0796148A - 分離膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体中の濁質成分と任意の低沸点成分とを同
時に分離除去することが出来、処理の効率化と設備の小
型化を図ることが可能な平膜積層型の分離膜装置を提供
する。 【構成】 浸透気化または膜蒸留用の平板状分離膜を有
する上流側のモジュール構成体（Ａ１）と、精密濾過ま
たは限外濾過用の平板状分離膜を有する下流側のモジュ
ール構成体（Ａ２）と、各モジュール構成体（Ａ１）、
（Ａ２）に亘って連続する供給流路（２８Ａ）と、被処
理液の供給口（７）と、非透過液の排出口（８）と、揮
発性成分を回収する減圧可能な脱気管（１２）と、液体
成分を回収する捕集管（１４）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分離膜装置に関するも
のであり、詳しくは、例えば浄水処理などに使用する分
離膜装置であって、被処理水に含まれる濁質成分と揮発
性成分とを同時に分離除去することが出来、処理の効率
化と設備の小型化を図ることが可能な新規な分離膜装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種の素材を用いた分離膜が
種々検討され、そして、例えば浄水処理などにおいて原
水中に含まれる濁質成分を精密濾過や限外濾過などの分
離操作によって高度に除去する技術が種々提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、河川水や湖
水などを浄化する際、汚泥や微生物などの濁質成分の他
に例えばトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、
トリハロメタン或いはアンモニア等の揮発性成分が含ま
れる場合には、上記の分離操作に加えて他の浄化方法を
併用しなければならず、その場合、揮発性成分を除去す
るための装置を別途に稼働させるため、設備全体が大掛
かりになるという問題があった。殊に、浄水処理などに
おいては大量の水を連続的に、しかも、低コストにて処
理する必要があり、処理の効率化および設備の小型化を
図ることは重要な課題である。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑み、分離膜を用い
て例えば水に含まれる濁質成分と揮発性成分とを効率的
に分離することを主眼に種々検討の結果なされたもので
あり、その目的は、液体中の濁質成分と任意の揮発性成
分とを同時に分離除去することが出来、処理の効率化と
設備の小型化を図ることが可能な新規な分離膜装置を提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の分離膜装置においては、液体中に含まれる
濁質成分および任意の揮発性成分を分離除去する分離膜
装置であって、浸透気化または膜蒸留用の分離膜を設け
た分離膜エレメントによって膜表面に平行な流路を複数
形成された上流側のモジュール構成体と、精密濾過また
は限外濾過用の分離膜を設けた分離膜エレメントによっ
て膜表面に平行な流路を複数形成された下流側のモジュ
ール構成体と、前記双方のモジュール構成体に亘って連
続し且つこれら各モジュール構成体において前記各流路
に接続された供給流路と、当該供給流路の上流側の端部
に設けられた被処理液の供給口と、前記供給流路の下流
側の端部に設けられた非透過液の排出口と、前記上流側
のモジュール構成体の分離膜エレメントに接続されて当
該分離膜エレメントを通過した揮発性成分を回収する脱
気管と、前記下流側のモジュール構成体の分離膜エレメ
ントに接続されて当該分離膜エレメントを通過した液体
成分を回収する捕集管とから構成されていることを特徴
とする。

【０００６】

【作用】上流側のモジュール構成体は、浸透気化または
膜蒸留用の分離膜によって液体中の揮発性成分を選択的
に透過し、供給流路によって前記揮発性成分を含まない
液体を下流側のモジュール構成体へ供給する。また、下
流側のモジュール構成体は、精密濾過または限外濾過用
の分離膜によって液体のみを透過し、捕集管によって濁
質成分を含まない液体を回収する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の分離膜装置の実施例を添付図
面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例を示す
外観図、図２はモジュール構成体の内部構造を示すII−
II矢視図、図３は分離膜エレメントを示すIII −III 矢
視図、図４は本発明の他の実施例を示す展開図、図５は
本発明の他の実施例の濾過ユニットを示す一部破断図、
図６は分離膜エレメントを示すVI−VI矢視図である。

【０００８】本発明の分離膜装置においては、液体中に
含まれる濁質成分および任意の揮発性成分を同時に且つ
連続的に分離除去するため、濁質成分がモジュール内に
蓄積することの少ない例えば平膜積層型のモジュール構
造とされ、そして、上流側と下流側とで機能の異なる少
なくとも２つのモジュール構成体が配設される。これら
のモジュール構成体は、設備規模などに応じて各々を離
間させた配置としたり、または、一体化した配置とする
ことが出来るが、以下の実施例においては、装置構成を
一層小型化するため、各々異なる機能のモジュール構成
体を一体化した分離膜装置を示す。また、濁質成分と揮
発性成分とを含む水を被処理液として例示して説明す
る。

【０００９】先ず、本発明の一実施例を説明する。本発
明の分離膜装置の基本構造は、例えば特公昭５３−３５
５５３号公報に記載のプレート・フレーム方式の分離膜
装置の構造を有効に利用するものであり、平膜の積み重
ね体によって膜表面に薄層流の流路を形成し、被処理水
を加圧して流すことによって透過液と非透過液とに分離
するものである。

【００１０】すなわち、本発明の分離膜装置（１）は、
図１又は図２に示す様に、少なくとも片面に浸透気化ま
たは膜蒸留用の分離膜を設けた平板状の分離膜エレメン
ト（２）の積み重ね体によって膜表面に平行な流路
（９）を複数形成された上流側のモジュール構成体（Ａ
１）と、少なくとも片面に精密濾過または限外濾過用の
分離膜を設けた平板状の分離膜エレメントの積み重ね体
によって膜表面に平行な流路（９）を複数形成された下
流側のモジュール構成体（Ａ２）とから主として構成さ
れる。そして、双方のモジュール構成体（Ａ１）、（Ａ
２）に亘って連続し且つ各モジュール構成体（Ａ１）、
（Ａ２）において各流路（９）に接続された供給流路
（２８Ａ）と、供給流路（２８Ａ）の上流側の端部に設
けられた被処理水の供給口（７）と、供給流路（２８
Ａ）の下流側の端部に設けられた非透過水の排出口
（８）と、上流側のモジュール構成体（Ａ１）の分離膜
エレメント（２）に接続されて当該分離膜エレメントを
通過した揮発性成分を回収する脱気管（１２）と、下流
側のモジュール構成体（Ａ２）の分離膜エレメント
（２）に接続されて当該分離膜エレメントを通過した水
を回収する捕集管（１４）とを備える。

【００１１】各エレメント（２）の外観的構成は各モジ
ュール構成体（Ａ１）、（Ａ２）とも同様であり、図１
及び図２に示す様に、各エレメント（２）は、例えば略
同一の大きさの円形または楕円形とされ、両端部の対称
位置に開口（２８）、（２８）を備えている。斯かる開
口（２８）、（２８）は、エレメント積み重ね体の圧接
手段として用いられるボルト（５）、（５）の挿入孔と
して機能すると共に、その内径がボルト（５）、（５）
の外径よりも大径とされ、挿入されたボルト（５）、
（５）の周囲に上記の供給流路（２８Ａ）を形成する。

【００１２】各エレメント（２）は、構造体を構成する
ための支持プレートを含む膜エレメントであれば各種の
形態とすることが出来るが、一例として、図３に示す様
に、スペーサー（２３）を介して積み重ね方向に対称に
配置された一対の膜支持プレート（２２）と、各膜支持
プレート（２２）の表面に膜支持体（２４）を介して設
けられた分離膜（２５）とから成る偏平箱状構造体のも
のを挙げることが出来る。

【００１３】膜支持プレート（２２）は、分離膜（２
５）の透過成分を上記のスペーサー（２３）側へ円滑に
通過させるため、その外周壁面以外が多孔構造に構成さ
れる。膜支持プレート（２２）の材質としては、耐薬品
性および耐熱性の観点から、ポリプロピレン、ポリウレ
タン、ポリスルホン、テフロン等のプラスチック、ステ
ンレス等の金属またはセラミックス等が好適に用いられ
る。

【００１４】膜支持プレート（２２）には、その膜支持
面に複数の凸状リブ（２２２）が設けられており、且
つ、周縁部に凸状リブ（２２２）と同一高さの突起部
（２２１）が設けられている。凸状リブ（２２２）は、
エレメント（２）を積層した際にその頂部によって分離
膜（２５）を圧接する機能を有し、外周突起（２２１）
は、分離膜（２５）を通過しない液体が各エレメント
（２）間から当該モジュールの外へ流出するのを防止す
る機能を有する。

【００１５】また、複数の凸状リブ（２２２）は、これ
ら凸状リブの間に形成される凹部により、膜表面に平行
な流路（９）、すなわち、隣接するエレメント（２）の
間に被処理水を供給するための所定間隙を形成する。し
かも、凸状リブ（２２２）は、図１に示す様に、エレメ
ント（２）の表面において双方の開口（２８）、（２
８）の間に連続して形成され、後述する供給流路（２８
Ａ）（エレメント（２）における２つの開口（２８）、
（２８））の間の流れを円滑にするためのエレメント
（２）表面上の案内としての機能をも有する。

【００１６】複数の凸状リブ（２２２）は、膜支持プレ
ート（２２）と別個に形成することも出来るが、組み立
て工程を簡略化して製作費を低減させるため、一体的成
形することも出来る。すなわち、図２に示す様に、両端
部に開口（２８）、（２８）を備え、膜支持面に複数の
凸状リブ（２２２）を設け且つ多数の貫通孔を有する多
孔板は、射出成形などにより容易に製作することが出来
る。凸状リブ（２２２）の高さは、特に制限されない
が、通常は０．２〜１０ｍｍ、好ましくは０．４〜７ｍ
ｍの範囲とされる。また、凸状リブ（２２２）の数は、
膜支持プレート（２２）の面積によって異なるために一
概には決定し得ないが、隣接する凸状リブの間の間隔が
通常は１０〜８０ｍｍ、好ましくは２０〜５０ｍｍとな
る様に決定される。

【００１７】膜支持プレート（２２）の内部に充填され
たスペーサー（２３）は、エレメント（２）を積層した
際に偏平箱状構造体の内部空間を保持する機能を有し、
液体や気体を通過させ得る部材にて形成される。また、
膜支持体（２４）は、膜支持プレート（２２）による分
離膜（２５）の損傷を防止し、被処理水中の固形物の分
離膜（２５）への衝撃を緩衝すると共に、分離膜（２
５）が膜支持プレート（２２）へ密着することを防止
し、透過成分が当該エレメント内部へ円滑に通過するよ
うに設けられるものであり、従って、不織布や濾紙など
の液体や気体を通過させ得る部材にて形成するのが好ま
しい。なお、膜支持体（２４）の厚さは、通常０．１〜
２ｍｍの範囲とされる。

【００１８】図３に示す様に、上記の様な構造のエレメ
ント（２）の外周には、膜支持プレート（２２）の外周
縁およびスペーサー（２３）を封止するため、通常、非
多孔板の細幅片にて外周壁面（２６）が形成される。ま
た、図示しないが、当該エレメントの開口（２８）、
（２８）の内周も、被処理水が侵入するのを防止するた
め、非多孔板の細幅片にて内周壁面が形成される。斯か
る開口（２８）、（２８）の内周の封止は、２枚の膜支
持プレート（２２）を膜支持体（２４）及び分離膜（２
５）と共に適当な樹脂で一体的にシールしてもよい。そ
の結果、供給流路（２８Ａ）に供給された被処理水は膜
表面に平行な流路（９）のみに導入される。

【００１９】また、エレメント（２）の外周壁面（２
６）には、透過成分を回収手段としての上記の脱気管
（１２）又は捕集管（１４）へ導くため、導管（１３）
が膜支持プレート（２２）の内部に向けて挿通される。
導管（１３）は、通常、エレメント（２）の１枚当たり
１〜２箇所設けられるが、脱気管（１２）又は捕集管
（１４）の設置数に応じた適宜の数だけ設けることが出
来る。

【００２０】上記の様にエレメント（２）を積み重ねた
場合、各エレメント（２）の開口（２８）、（２８）に
よって構成される供給流路（２８Ａ）は、モジュール内
の離間した位置にそれぞれ積み重ね方向に沿って２系列
形成される。そして、図３に示す様に、特公昭５３−３
５５５３号公報に記載された分離膜装置の場合と同様
に、供給流路（２８Ａ）には、離設した閉止手段とし
て、閉止リング（２９）を設けることも出来る。

【００２１】閉止リング（２９）は、開口（２８）に嵌
合しボルト（５）の表面と接触する大きさのリングにて
構成される。閉止リング（２９）は、他方の供給流路
（２８Ａ）の閉止リング（２９）に対し、積み重ね方向
において段部を形成する様に位置付けられ、これによ
り、一方の供給流路（２８Ａ）をエレメント積み重ね方
向に通って来た被処理水は一群の流路（９）を介して他
方の供給流路（２８Ａ）に向かう様に偏向させられる。

【００２２】上記構造のエレメント（２）の数は、分離
膜装置（１）での処理量を勘案して任意に選択すること
が出来るが、通常は、１０〜１００枚の範囲から適宜選
択される。エレメント（２）は、これと同一位置の両端
部に一対の開口を備えた端板（３）、（４）の間に配置
され、これら端板を介して開口（２８）、（２８）に挿
入されたボルト（５）、（５）とこれらに螺合されたナ
ツト各（６）、（６）によって圧接される。斯かる圧接
により、各膜支持プレート（２２）に設けられた複数の
凸状リブ（２２２）のそれぞれは、図３に示す様に、各
頂部によって積み重ね体の分離膜（２５）を圧接する。
なお、圧接手段としては、油圧などの手段により端板
（３）、（４）を外部から締め付ける他の手段を採用す
ることも出来る。

【００２３】端板（３）に挿通された一方のボルト
（５）の外周側には、供給流路（２８Ａ）に通じる流路
（３１）が形成されて液体供給管が接続され、斯かる液
体供給管が被処理液の供給口（７）とされている。一
方、端板（４）に挿通された一方のボルト（５）の外周
側には、供給流路（２８Ａ）に通じる流路（４１）が形
成されて液体排出管が接続され、斯かる液体排出管が被
処理水の排出口（７）とされている。そして、供給口
（７）から供給された被処理水は、上記の様に膜表面に
平行な流路（９）に導入され、分離膜（２５）を通過し
なかった非透過水が排出口（８）から排出される。これ
らの供給口（７）、排出口（８）は、二つの離設した供
給流路（２８Ａ）、（２８Ａ）の何れかの一端部と何れ
かの他端部に設けられていればよい。

【００２４】本発明の分離膜装置（１）においては、図
１及び図２に示す様に、上流側のモジュール構成体（Ａ
１）と上流側のモジュール構成体（Ａ２）とを一体化し
たものであるが、被処理水に含まれる揮発性成分および
濁質成分の双方を分離するため、多数の分離膜エレメン
ト（２）の中、上流側のモジュール構成体（Ａ１）の離
膜エレメント（２）には、浸透気化または膜蒸留用の分
離膜（２５）が、また、下流側のモジュール構成体（Ａ
２）の分離膜エレメント（２）には、精密濾過または限
外濾過用の分離膜（２５）が各々設けられている。

【００２５】具体的には、上流側のモジュール構成体
（Ａ１）に含まれる分離膜（２５）としては、ポリジメ
チルシロキサン、ポリトリメチルシリルプロピン等から
成る従来公知の各種の分離膜を使用することが出来る。
そして、下流側のモジュール構成体（Ａ２）に含まれる
分離膜（２５）としては、ポリスルホン、ポリフッ化ビ
ニリデン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース等か
ら成る各種の分離膜を使用することが出来る。

【００２６】更に、上流側のモジュール構成体（Ａ１）
に備えられた透過成分の回収手段としての脱気管（１
２）には、当該モジュール構成体の各エレメント（２）
における一対の膜支持プレート（２２）の間に挿入され
た導管（１３）が接続されている。脱気管（１２）は、
トラツプ装置および真空ポンプ等（図示せず）に接続さ
れて減圧可能に構成されており、前記真空ポンプの駆動
により、分離膜（２５）にて被処理水から分離された揮
発性成分が脱気管（１２）を通じて活性炭などの吸着剤
を充填したトラツプ装置に回収される。

【００２７】一方、下流側のモジュール構成体（Ａ２）
に備えられた透過成分の回収手段としての捕集管（１
４）には、下流側の各エレメント（２）の導管（１３）
が接続されている。斯かる捕集管（１４）には、分離膜
（２５）にて被処理水から分離された固形分を含まない
清浄な水が回収される。これらの脱気管（１２）、捕集
管（１４）は、通常は各々１〜２本配置される。

【００２８】なお、上記の開口（２８）、（２８）の内
周壁面に設けられるシールリング、供給流路（２８Ａ）
に設けられる閉止リング（２９）、導管（１３）及び脱
気管（１２）、捕集管（１４）の材質としては、耐薬品
性および耐熱性という観点から、ポリプロピレン、ポリ
ウレタン、ポリスルホン、テフロン、フッ素ゴム等のプ
ラスチック、ステンレス等の金属またはセラミックス等
が好適に用いられる。

【００２９】上記の様に構成された本発明の分離膜装置
（１）において、揮発性成分および濁質成分を含む水を
浄化する場合、被処理水は、端板（３）に設けられた供
給口（７）を通じて一方の供給流路（２８Ａ）に供給さ
れる。供給流路（２８Ａ）は、各分離膜エレメント
（３）の間の流路（９）に接続されており、しかも、双
方の供給流路（２８Ａ）には、エレメント積み重ね方向
において段部を形成する様に位置付けられた閉止リング
（２９）が各々に設けられている。従って、被処理水
は、一方から他方の供給流路（２８Ａ）へ、他方から一
方の供給流路（２８Ａ）へと偏向させられつつ上流側の
各流路（９）から順次に供給される。

【００３０】本発明の分離膜装置（１）では、各分離膜
エレメント（２）の中、上流側のモジュール構成体（Ａ
１）に含まれる分離膜エレメント（２）には、浸透気化
または膜蒸留用の分離膜（２５）が設けられており、斯
かる分離膜（２５）によって被処理水中のトリクロロエ
チレン、テトラクロロエチレン、トリハロメタン或いは
アンモニア等の揮発性成分を蒸気として選択的に分離膜
エレメント（２）内に透過させることが出来る。分離膜
エレメント（２）内に流入した揮発性成分の蒸気は、各
分離膜エレメント（２）に挿通された導管（１３）を通
じ、脱気管（１２）によって吸引回収される。

【００３１】次いで、揮発性成分の除去された被処理水
は、供給流路（２８Ａ）を通じて下流側のモジュール構
成体（Ａ２）に導入される。下流側のモジュール構成体
（Ａ２）に含まれる分離膜エレメント（２）には、精密
濾過または限外濾過用の分離膜（２５）が設けられてお
り、斯かる分離膜（２５）は、被処理水中の濁質成分を
含まない水を選択的に分離膜エレメント（２）内に透過
させる。従って、分離膜エレメント（２）内に流入した
水は、揮発性成分および濁質成分が除去されており、各
分離膜エレメント（２）に挿通された導管（１３）を通
じ、捕集管（１４）にて清浄な水として回収することが
出来る。また、濁質成分の濃縮された水は、端板（４）
に設けられた排出口（８）を通じて当該モジュール外へ
排出される。その場合、排出された濁質成分を含む水に
は、有機溶剤などが含まれていないから容易に処理する
ことが出来る。

【００３２】上記の様に、本発明の分離膜装置（１）
は、上流側に浸透気化または膜蒸留用の分離膜を配置
し、下流側に精密濾過または限外濾過用の分離膜を配置
して上流側の非透過成分を下流側へ供給するようにした
ため、被処理水の供給流路を共通とすることが出来、構
造的に一体化することが出来る。そして、共通の供給流
路（２８Ａ）に対して被処理水を供給するだけで浸透気
化分離や精密濾過などを併せて行うことが出来、揮発性
成分と濁質成分とを含む被処理水からこれらの成分を同
時に分離除去することが出来る。従って、本発明の分離
膜装置（１）においては、処理の効率化および濾過装置
などを構築する際の設備の小型化を図ることが出来、処
理コストを低減させることが出来る。

【００３３】なお、上記の実施例において、分離膜エレ
メント（２）の膜支持プレート（２２）は、膜支持プレ
ート（２２）自体を硬質発泡ウレタン等の発泡樹脂、多
孔質セラミツクス等の内部にランダムな連通多孔構造が
形成された多孔質材料で構成してその外周壁面に導管
（１３）を配置し、そして、外周壁面および開口（２
８）、（２８）の内周壁面を適当な樹脂のコーテイング
によって封止することによっても構成することが出来
る。また、分離膜エレメント（２）としては、勿論、特
公昭５３−３５５５３号公報に記載される様に、膜支持
部材を備えた従来公知の各種の平膜エレメントを使用す
ることが可能である。

【００３４】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
４に示す様に、本発明の他の実施例における分離膜装置
（１Ｂ）の基本構造は、例えば特表平３−５０４４５９
号公報に記載の濾過装置の構造に類似する。具体的に
は、図５又は図６に示す様に、少なくとも片面に分離膜
（２５ｂ）を有する平板状の分離膜エレメント（２ｂ）
の積み重ね体によって膜表面に平行な流路（９ｂ）を複
数形成した濾過ユニット（２０ｂ）をエレメント積み重
ね方向に複数基配置したカセットフレーム方式の分離膜
装置である。

【００３５】上記の濾過ユニット（２０ｂ）は、図５に
示す様に、平行な側面が開放された箱状の容器（１０
ｂ）に分離膜エレメント（２ｂ）を多数収容したもので
あり、各分離膜エレメント（２ｂ）の間には、特表平３
−５０４４５９号公報に記載されるような適宜のスペー
サー（２１ｂ）が介装されて上記の流路（９ｂ）が形成
される。そして、容器（１０ｂ）内の上部には、適宜な
樹脂板または樹脂シール材などによって分離膜エレメン
ト（２ｂ）の収容空間から仕切られた透過成分の捕集室
（１０ｃ）が形成されており、当該捕集室の頂部には、
透過成分を後述する回収手段へ供給するための孔（１３
ｃ）が設けられている。

【００３６】各濾過ユニット（２０ｂ）は、図４に示す
様に、例えば両端面の開放された短軸の四角筒状のカセ
ットフレーム（１Ｆ）〜（５Ｆ）に対し、分離膜エレメ
ント（２ｂ）の積み重ね方向を各カセットフレームの軸
線に一致させて収容されており、それぞれにモジュール
構成体をなしている。また、カセットフレーム（１Ｆ）
〜（５Ｆ）内には、各分離膜エレメント（２ｂ）の平行
な双方の開放周縁部側に供給流路（２８Ｂ）を構成する
空間部が設けられている。すなわち、供給流路（２８
Ｂ）は、カセットフレーム（１Ｆ）〜（５Ｆ）を連結さ
せた場合、カセットフレーム（１Ｆ）からカセットフレ
ーム（５Ｆ）に亘って連続的に形成され且つ各濾過ユニ
ット（２０ｂ）において各流路（９ｂ）に接続され、そ
して、これらの流路（９ｂ）に被処理水を順次に供給す
る機能を有する。

【００３７】また、各カセットフレーム（１Ｆ）〜（５
Ｆ）の頂部には、収容した濾過ユニット（２０ｂ）の孔
（１３ｃ）に接続された導管（１３ｂ）が設けられてお
り、斯かる導管（１３ｂ）は、各分離膜エレメント
（２）内に通過した透過成分を回収手段としての脱気管
（１２ｂ）、（１４ｂ）へ供給する機能を有している。
そして、濾過ユニット（２０ｂ）を収容した各カセット
フレーム（１Ｆ）〜（５Ｆ）は、仕切板（２９ｂ）、
（２９ｂ）を介して分離膜エレメント（２ｂ）の積み重
ね方向に配列され、その両端部は、端板（３ｂ）、（４
ｂ）によって封止される。濾過ユニット（２０ｂ）は、
図４に示す様に例えば５基設けられ、各濾過ユニット
（２０ｂ）と仕切板（２９ｂ）又は端板（３ｂ）、（４
ｂ）との間にシール部材が介装されてソケット（５
ｂ）、（６ｂ）等の適宜の圧接手段によって気密に接続
される。

【００３８】また、上記の各仕切板（２９ｂ）には、供
給流路（２８Ｂ）を構成する濾過ユニットの何れか一方
の空間部に相当する位置に、開口部（２９ｃ）が設けら
れており、しかも、これらの開口部（２９ｃ）の配置
は、各仕切板（２９ｃ）毎に順次に逆転した配置とされ
る。これにより、一方の供給流路（２８Ｂ）に供給され
た被処理水は、その流れを他方の供給流路（２８Ｂ）に
偏向されつつ、各濾過ユニット（２０ｂ）内に確実に通
過させられる。

【００３９】更に、供給流路（２８Ｂ）の一端、すなわ
ち、一方の端部に位置するカセットフレーム（１Ｆ）に
は、当該カセットフレームの空間部に通じる管路が設け
られており、斯かる管路が被処理水の供給口（７ｂ）と
されている。また、供給流路（２８Ｂ）の他端、すなわ
ち、他方の端部に位置するカセットフレーム（５Ｆ）に
は、当該カセットフレームの空間部に通じる管路が設け
られており、斯かる管路が非透過水の排出口（８ｂ）と
されている。

【００４０】本発明の分離膜装置（１Ｂ）において、図
４に示す様に、上流側のモジュール構成体（Ｂ１）をな
す例えば２基のカセットフレーム（１Ｆ）、（２Ｆ）に
おける各濾過ユニット（２０ｂ）の分離膜エレメント
（２ｂ）には、浸透気化または膜蒸留用の分離膜（２５
ｂ）が設けられ、また、下流側のモジュール構成体（Ｂ
２）をなす３基のカセットフレーム（３Ｆ）〜（５Ｆ）
における各濾過ユニット（２０ｂ）の分離膜エレメント
（２ｂ）には、精密濾過または限外濾過用の分離膜（２
５ｂ）が設けられる。上記の各分離膜（２５ｂ）は、図
１に示す実施例と同様の材料によって作製される。

【００４１】ところで、本実施例の分離膜装置（１Ｂ）
は、図１に示した実施例の様に分離膜エレメントによっ
てモジュールの構造体を構成するのではなく、濾過ユニ
ット（２０ｂ）及びこれを収容するカセットフレーム
（１Ｆ）〜（５Ｆ）によって構造体を構成する。従っ
て、本実施例に使用される分離膜エレメント（２ｂ）
は、透過成分を取り出すことの出来る、一般に使用され
る構造の平膜エレメントであれば各種の形態のものを使
用することが出来る。

【００４２】一例を挙げると、図示しないが、分離膜エ
レメント（２ｂ）は、浸透気化膜または膜蒸留用の膜の
場合、中心部にポリエチレンテレフタレートやポリプロ
ピレン等の織布または不織布にて作製した透過層の両面
にポリスルホン等の支持層を設け、当該支持層の表面に
シリコン系ポリマーの薄膜層を形成して成る。また、精
密濾過膜または限外濾過膜の場合には、特表平３−５０
４４５９号公報に記載される様に、ポリアクリロニトリ
ルや酢酸セルロース等にて形成した一対の薄膜の間にウ
ェブ状のスペーサーを介装したもの等が挙げられる。斯
かる分離膜エレメント（２ｂ）においては、通常、分離
膜（２５ｂ）を含む全体の厚さを約０．５〜１０mmとさ
れ、各分離膜エレメント（２ｂ）の間に形成された流路
（９ｂ）の間隙を約０．４〜１０mmとされる。そして、
分離膜エレメント（２ｂ）は、１つの濾過ユニット（２
０ｂ）に対し、通常、１０〜２００枚程度収容される。

【００４３】更に、上記の脱気管（１２ｂ）は、カセッ
トフレーム（１Ｆ）、（２Ｆ）の導管（１３ｂ）及び上
流側の各濾過ユニット（２０ｂ）の孔（１３ｃ）を介し
て各捕集室（１０ｃ）に接続されている。また、捕集管
（１４ｂ）は、カセットフレーム（３Ｆ）〜（５Ｆ）の
導管（１３ｂ）及び下流側の各濾過ユニット（２０ｂ）
の孔（１３ｃ）を介して各捕集室（１０ｃ）に接続され
ている。そして、脱気管（１２ｂ）は、図１に示す実施
例と同様に、トラツプ装置および真空ポンプ等（図示せ
ず）に接続されており、被処理水から分離された揮発性
成分は活性炭などの吸着剤を充填したトラツプ装置に回
収される。また、捕集管（１４ｂ）は、分離膜（２５
ｂ）にて被処理水から分離された固形分を含まない水を
回収する。

【００４４】なお、カセットフレーム（１Ｆ）〜（５
Ｆ）、仕切板（２９ｂ）、濾過ユニット（２０ｂ）の容
器（１０ｂ）、脱気管（１２ｂ）、捕集管（１４ｂ）な
どの材質としては、図１に示す実施例と同様に、ポリプ
ロピレン、ポリウレタン、ポリスルホン、テフロン、フ
ッ素ゴム等のプラスチック、ステンレス等の金属または
セラミックス等が好適に用いられる。

【００４５】上記の図４に示す実施例においても、図１
に示す実施例と同様に、被処理水の供給流路（２８Ｂ）
を共通として浸透気化分離や精密濾過などを併せて行う
ことが出来るため、処理の効率化および設備の小型化を
図ることが出来、処理コストを低減させることが出来
る。しかも、本実施例に示される分離膜装置（１Ｂ）に
おいては、濾過ユニット（２０ｂ）を１単位として簡単
に交換することが出来るため、長期間にわたって連続稼
働させる場合に特に好適である。

【００４６】なお、上記の図４に示す実施例において
は、各カセットフレーム（１Ｆ）〜（５Ｆ）に形成され
た供給流路（２８Ｂ）を通じ、各濾過ユニット（２０
ｂ）に対して被処理液を偏向させつつ上流側から順次に
流すものであったが、本発明の分離膜装置は、図示はし
ないが、図５に示した濾過ユニット（２０ｂ）を上流
側、下流側との間で双方のエレメント（２ｂ）が同一平
面上に位置するように多段に配置して被処理液を直線的
に流す様な構造とすることも出来る。

【００４７】すなわち、上流側のモジュール構成体と下
流側モジュール構成体の各々の濾過ユニット（２０ｂ）
は、それらの容器（１０ｂ）の開放側を互いに対向配置
され、且つ、各モジュール構成体とも、エレメント（２
ｂ）の積み重ね方向に複数基の濾過ユニット（２０ｂ）
が並列配置される。この様な上流側および下流側のモジ
ュール構成体は、例えば平行な側面が開放された直方体
の大型筐体に一体的に収容され、斯かる筐体が直線的な
供給流路を形成する。そして、上流側の筐体の開放側面
を供給口、下流側の開放側面を排出口とされる。

【００４８】また、上記の態様においては、大規模な水
処理に適用されるため、被処理水は通常は特に加圧され
ること無く供給流路に導入される。従って、下流側のモ
ジュール構成体の分離膜エレメント（２ｂ）に接続され
る捕集管にも減圧装置が付設され、そして、当該分離膜
エレメントを通過した液体成分を回収するように構成さ
れる。上記の様に、供給流路を直線的に設け、且つ、各
モジュール構成体において複数の濾過ユニット（２０
ｂ）を並列配置した場合には、並列配置された各濾過ユ
ニット（２０ｂ）に対して同時に被処理水が供給される
ため、図４に示す実施例に比べ、浄水場の一次処理など
更に大容量の処理に好適である。

【００４９】なお、本発明の分離膜装置において、各モ
ジュール構成体としては、上記の各実施例に示した平膜
積層型の他、中空糸型、チューブ型などの種々の形態の
ものを使用することが出来る。また、上流側のモジュー
ル構成体と下流側のモジュール構成体とを各々同一型と
してもよいが、液体中の除去すべき成分や含有量に応じ
て異種型のものを適宜に組み合わせることも可能であ
る。

【００５０】本発明の分離膜装置は、液体中に含まれる
濁質成分と任意の揮発性成分とを同時に分離除去するも
のであり、例えば、浄水処理におけるトリハロメタン、
アンモニア等の異臭味成分の除去を含む懸濁物の除去、
食品、醗酵向け等の用水の地下水からの製造におけるト
リクロロエチレン、テトラクロロエチレン等の有機溶剤
の除去、生物工学、醗酵工業における揮発性の醗酵阻害
物質の除去を含む菌体分離精製や揮発性の醗酵阻害物質
の引き抜きを含む菌体濃度調整、ビル中水道の限外濾過
処理におけるアンモニア等を含む活性汚泥の除去の他、
アンモニア除去を含むし尿処理や揮発性成分を含む各種
の産業排水の清浄化処理など各種の液体分離に利用する
ことが出来る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の分離膜装置
は、被処理液の供給流路を共通として浸透気化分離や精
密濾過などを併せて行い、液体中の濁質成分と任意の揮
発性成分とを同時に分離除去することが出来るため、処
理の効率化および設備の小型化を図ることが出来、処理
コストを低減させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す外観図である。

【図２】分離膜装置構造体の内部構造を示すII−II矢視
図である。

【図３】分離膜エレメントを示すIII −III 矢視図であ
る。

【図４】本発明の他の実施例を示す展開図である。

【図５】本発明の他の実施例の濾過ユニットを示す一部
破断図である。

【図６】分離膜エレメントを示すVI−VI矢視図である。

【符合の説明】

１、１Ｂ：分離膜装置 Ａ１、Ａ２：モジュール構成体 Ｂ１、Ｂ２：モジュール構成体 ２、２ｂ：分離膜エレメント ７、７ｂ：供給口 ８、８ｂ：排出口 ９、９ｂ：流路 １２、１２ｂ：脱気管 １４、１４ｂ：捕集管 ２５、２５ｂ：分離膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体中に含まれる濁質成分および任意の
   揮発性成分を分離除去する分離膜装置であって、浸透気
   化または膜蒸留用の分離膜を設けた分離膜エレメントに
   よって膜表面に平行な流路を複数形成された上流側のモ
   ジュール構成体と、精密濾過または限外濾過用の分離膜
   を設けた分離膜エレメントによって膜表面に平行な流路
   を複数形成された下流側のモジュール構成体と、前記双
   方のモジュール構成体に亘って連続し且つこれら各モジ
   ュール構成体において前記各流路に接続された供給流路
   と、当該供給流路の上流側の端部に設けられた被処理液
   の供給口と、前記供給流路の下流側の端部に設けられた
   非透過液の排出口と、前記上流側のモジュール構成体の
   分離膜エレメントに接続されて当該分離膜エレメントを
   通過した揮発性成分を回収する脱気管と、前記下流側の
   モジュール構成体の分離膜エレメントに接続されて当該
   分離膜エレメントを通過した液体成分を回収する捕集管
   とから構成されていることを特徴とする分離膜装置。