JPH0810587A - 浸漬型膜分離装置の膜エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 強い水流や気泡流が生じる液槽内の使用に耐
え、剛性を有し、取り扱いを容易にする。 【構成】 間隔を空けてほぼ平行に配置した二枚の平板
７の間に障壁８を所定の間隔で複数配設して両平板と障
壁とを一体化するとともに、両平板と障壁とに囲まれた
透過水室２を形成し、障壁間に位置する相対する平板に
透過水集水孔９を開設して支持板３を構成し、この支持
板の平板の外面に膜４を張設し、障壁と直交する支持板
の端縁に集水管５を設けて各透過水室の開口部を集水管
に連通せしめた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、逆浸透膜、限外濾過
膜、精密濾過膜、その他高分子状膜などの膜を有し、浸
漬槽内の液中に浸漬されて膜分離を行う浸漬型膜分離装
置の膜エレメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】浸漬型膜分離装置は、膜エレメントを浸
漬した浸漬槽内の水深に基づく水頭差を利用し、吸引ポ
ンプにより低エネルギーで膜分離を行い、透過水を得る
ことができる。この様な浸漬型膜分離装置に複数浸漬す
る従来の膜エレメントは、例えば特開平１−２９３１０
３号公報に記載されているように、上下に設けた集水管
を挟み込むようにして膜を貼り合わて懸垂させたり、集
水管を取り付けた膜支持板の両側の面に膜を貼り合わせ
て懸垂させたり、或は槽内に固定する構造である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、剛性を
有する膜支持板に膜を張設した従来の膜エレメントは、
重いので取り扱い性が悪く、取り付け作業に多大な労力
を必要とする。また、膜支持板には集水溝を形成するな
どの面倒な加工が必要であった。また、トリコット集水
布等の両面に膜を張設した膜リーフを多数積層した膜エ
レメントは、軽くて取り扱いが容易である反面、剛性を
有していないので、過剰な水流が生じる浸漬槽内に浸漬
して使用すると、膜リーフの振動により膜が劣化して膜
寿命が短いという欠点が有った。そこで、本発明は、過
剰な水流や気泡流が生じる浸漬槽内の使用に耐え、高い
強度を有し、取り扱いが容易な浸漬型膜分離装置の膜エ
レメントを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたもので、間隔を空けてほぼ平行に
配置した二枚の平板の間に障壁を所定の間隔で複数配設
して両平板と障壁とを一体化するとともに、両平板と障
壁とに囲まれた透過水室を形成し、障壁間に位置する相
対する平板に透過水集水孔を開設して支持板を構成し、
この支持板の平板の外面に膜を張設し、支持板の端縁に
集水管を設けて各透過水室の開口部を集水管に連通せし
めたものである。

【０００５】

【作用】支持板の平板間に形成した障壁が補強材として
機能し、また、支持板の端縁に設けた集水管も補強材と
して機能する。したがって、支持板は剛性を有するばか
りでなく全方向に対して高い曲げ強度を得ることができ
る。そして、この膜エレメントを浸漬槽内に浸漬する
と、原液の水圧により水だけが膜を透過し、この透過水
は平板の透過水集水孔を通って支持板内の透過水室に流
れ込み、この透過水室に流れ込んだ透過水は、開口部か
ら集水管に入って他の透過水室からの透過水と合流し、
吸水ポンプの吸引作用によって排水される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１は本発明に係る浸漬型膜分離装置の膜エレ
メント１の斜視図であり、図２はこの膜エレメント１の
Ｘ−Ｘ断面図、図３はＹ−Ｙ断面図である。膜エレメン
ト１は、内部に透過水室２を左右方向に形成した支持板
３と、この支持板３の両側面に張設した膜４と、支持板
３の両端縁に取り付けた集水管５などからなり、この集
水管５に支持板３の透過水室２が連通し、集水管５の上
端に接続した透過水取出管６から透過水を取り出すよう
に構成してある。

【０００７】支持板３は、ポリプロピレン等のプラスチ
ック成型品であり、二枚の平板７を所定の間隔を空けて
ほぼ平行に配置し、両平板７の間に左右方向に長尺な障
壁８を所定の上下間隔で複数平行に配設して両平板７と
障壁８とを一体化するとともに、両平板７と上下の障壁
８とに囲まれて左右方向に延在する透過水室２を上下多
段に形成し、障壁８間に位置する相対する平板７には小
さな透過水集水孔９を開設してある。なお、支持板３の
両上端縁は上面部により、両下端縁は下面部によりそれ
ぞれ接続されており、この上面部および下端面が最上と
最下の障壁８として機能する。したがって、支持板３
は、上下の端面は上面部と下面部により密閉され、左右
の端面に透過水室２の開口部２′が開口し、両側の平板
７に透過水集水孔９が透過水室２に沿って多数開口して
いる。

【０００８】この様に、支持板３は、二枚の平板７の間
に障壁８を設けて透過水室２を形成した板状部材なので
空隙率が高く、したがって、軽量であり、その割りには
障壁８が補強リブとしても機能するので高い剛性を得る
ことができる。また、平板７間に障壁８を成型するだけ
の単純な構造なので、成型金型も単純であり、簡単に製
造することができる。

【０００９】この支持板３の平板７の外面に膜４を張設
するには、膜４の端部を直接平板７の表面に接着剤によ
り接着したり、或は溶着して膜４の端部と平板７の表面
との間に隙間が生じないように密着させ、この膜４によ
りすべての透過水集水孔９を覆う。なお、透過水室２の
端部が開口する側の支持板３においては、後述する集水
管５との嵌合代を残して膜４の端部を止着することが望
ましい。

【００１０】集水管５は、障壁８の端部が交叉する支持
板３の端縁、即ち図１に示す実施例では支持板３の左右
の端縁に取り付けられて各透過水室２の開口部２′と連
通し、各透過水室２からの透過水を合流させるものであ
り、本実施例では一側面に長手方向の嵌合スリットを有
する角パイプから構成されている。そして、両端の開口
部分は蓋材１０により閉塞し、一端、本実施例では上端
の蓋材１０に開設した穴に透過水取出管６を接続する。
この集水管５を支持板３に取り付けるには、嵌合スリッ
ト内に支持板３の左右端部を嵌合してシール材１１によ
りシールする。この様にして支持板３の左右両端部に集
水管５を取り付けると、支持板３の内部に形成した透過
水室２の開口部２′がそれぞれ集水管５に連通する。

【００１１】この様に、複数の障壁８がほぼ平行に延在
する方向に対して直交する状態で集水管５を支持板３の
両側端縁に嵌合すると、この集水管５が補強材として機
能することとなり、補強リブとして機能する障壁８と相
俟って支持板３の強度を一層高めることができる。

【００１２】上記した構成からなる膜エレメント１を原
液を入れた浸漬槽内に浸漬すると、原液の水圧により水
だけが膜４を透過し、この透過水は平板７の透過水集水
孔９を通って支持板３内の透過水室２に流れ込む。そし
て、この透過水室２に流れ込んだ透過水は、吸水ポンプ
の吸引作用により開口部２′から集水管５に流れ込んで
他の透過水室２からの透過水と合流し、透過水取出管６
を介して排水される。なお、浸漬槽内に等間隔で複数浸
漬された膜エレメント１は、透過水取出管６を介して排
水管から懸垂された状態で浸漬している。したがって、
各膜エレメント１の膜４を透過した透過水は、それぞれ
の集水管５から透過水取出管６を介して排水管で合流
し、この排水管から排水される。

【００１３】また、浸漬槽の底部近傍に曝気管を配置
し、この曝気管から曝気エアを送り込むことにより上昇
する気泡流を発生させ、この気泡流により膜表面に付着
するゲル状物の成長を抑止する場合に、本発明に係る膜
エレメント１においては、高い剛性を有する支持板３に
膜４の周縁を直接を止着してあるので、支持板３が気泡
流によって振動することがない。したがって、振動に起
因する膜４の強度低下を招く虞れがなく、膜４の耐久性
を向上させることができる。そして、浸漬槽内に強い水
流が発生した場合にも、同様に、剛性のある支持板３に
よって膜４を支持して膜４の強度低下を防止することが
できる。

【００１４】また、本発明に係る膜エレメント１は膜４
を支持板３の平板７の表面に直接止着することができる
ので、上述した実施例のように膜４の周縁を平板７に接
着剤等によって止着しただけでも十分な止着強度を得る
ことができるが、更に他の部分を止着することにより更
に止着強度を高めることができる。

【００１５】例えば、図６に示す第２の実施例では支持
板３の平板７の外面に膜４を貼設する際に、膜４の周縁
を平板７に止着するだけではなく、その他の部分も線状
止着部１２により止着する。具体的には、障壁８に対応
する位置に線状止着部１２によって膜４を平板７に線で
止着（接着や溶着）するとともに、これらに交叉する線
状止着部１２を設けて更に膜４を平板７に止着する。そ
して、これらの線状止着部１２によって囲まれた領域１
３内に透過水集水孔９を開設する。なお、線状止着部１
２によって囲まれた領域１３内には少なくとも１つ以上
の透過水集水孔９を開設すれば良く、１つの領域１３内
に複数の透過水集水孔９を開設してもよい。

【００１６】また、止着部１２は必ずしも連続していな
くてもよく、例えば図７に示すように、短尺な止着部１
２を交叉させ、この交叉止着部１２を所定の間隔で縦横
に設け、交叉止着部１２の交点で囲まれた領域１３内に
少なくとも１つの透過水集水孔９を開設するようにして
もよいし、或は図８に示すように、止着部１２を破断線
状に異なる方向に設け、これら破断線状止着部１２によ
って囲まれた領域１３内に少なくとも１つの透過水集水
孔９を開設するようにしてもよい。なお、連続しない止
着部１２を設ける場合、その長さは少なくとも約１０mm
以上に設定することが望ましい。

【００１７】この様にして、膜４の周縁に加えて透過水
集水孔９の周りの膜４も線状止着部１２によって支持板
３の平板７の表面に直接止着すると、膜４と支持板３と
の止着強度が著しく高まる。したがって、透過水室２側
からの圧力が膜４に作用しても、この圧力を止着部１２
に分散させることができ、これにより膜４が支持板３か
ら剥離したり破断することを防止することができる。こ
のため、例えば膜エレメント１を浸漬槽から引き上げて
清掃するときに、透過水室２内の水が透過水集水孔９か
ら外部に流出して、この流水圧力が内側から外側に向か
って膜４に作用しても、膜４は止着部１２によって強固
に止着されて剥がれたり破損することがない。また、排
水管側、即ち各膜エレメント１の透過水取出管６側から
水を圧送し、この水を膜４の内側から外側に逆流させて
も、この水流の圧力が止着部１２によって分散され、膜
４が支持板３から剥がれたり破損することはない。した
がって、平膜４タイプの膜エレメント１であっても逆流
洗浄（逆洗）することができ、効率の良い膜４の洗浄作
業を可能にする。

【００１８】また、支持板３の平板７の表面に膜４を狭
いピッチで直接止着すると、水流によって生じる膜４の
振動を効率良く抑制乃至吸収することができる。したが
って、膜４の振動に起因する劣化を抑制することがで
き、膜４の寿命を延ばすことができる。

【００１９】なお、これまで説明した実施例は障壁８を
左右方向に形成して支持板３の左右側端縁に集水管５を
取り付けたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、障壁８を上下方向に形成して透過水室２の開口部
２′を支持板３の上下の端面に開口させ、この支持板３
の上下の端面に集水管５を設けて各透過水室２の開口部
２′を集水管５に連通するように構成してもよい。ま
た、平板７に開設する透過水集水孔９は、その形状や数
は限定されるものではないが、小孔を多数開設すること
が望ましい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、支
持板の空隙率が大きく、軽量化を図ることができる。し
たがって、取り扱いが容易であり、取付作業も従来の膜
エレメントに比較して楽に行なうことができる。また、
軽量であっても平板間に設けた障壁と支持板の端縁に設
けた集水管が異なる方向の補強材として機能するので、
剛性を有するばかりでなく、全方向に対して高い曲げ強
度を得ることができる。そして、支持板の両平板間が透
過水室となるので、集水溝や集水布などのスペーサーを
別途設ける必要がなく、また、支持板の平板に透過水集
水孔を開設したので、支持板に直接膜を止着することが
でき、構造の簡素化を図ることができる。したがって、
製造が容易である。また、十分な剛性を有する支持板に
膜を直接止着することができるので、膜の支持板に対す
る止着強度を必要に応じて高めることができる。したが
って、強い水流が気泡流の生じる浸漬槽内に浸漬して
も、支持板が振動することがなく、膜の耐久性を高める
ことができ、さらには膜の清浄作業も効率良く行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】膜の一部を欠截した膜エレメントの斜視図であ
る。

【図２】膜エレメントのＸ−Ｘ断面図である。

【図３】膜エレメントのＹ−Ｙ断面図である。

【図４】支持板の一部欠截斜視図である。

【図５】膜エレメントの内部を示す一部欠截斜視図であ
る。

【図６】膜を線状止着部によって止着した実施例の要部
拡大斜視図である。

【図７】短い線状止着部を交叉させて支持板に止着した
膜の部分正面図である。

【図８】止着部を破断線状に異なる方向に設けて支持板
に止着した膜の部分正面図である。

【符号の説明】

１ 膜エレメント ２ 透過水室 ２′透過水室の開口部 ３ 支持板 ４ 膜 ５ 集水管 ６ 透過水取出管 ７ 平板 ８ 障壁 ９ 透過水集水孔 １０ 蓋材 １１ シール材 １２ 線状止着部 １３ 線状止着部で囲まれた領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔を空けてほぼ平行に配置した二枚の
   平板の間に障壁を所定の間隔で複数配設して両平板と障
   壁とを一体化するとともに、両平板と障壁とに囲まれた
   透過水室を形成し、障壁間に位置する相対する平板に透
   過水集水孔を開設して支持板を構成し、 この支持板の平板の外面に膜を張設し、 支持板の端縁に集水管を設けて各透過水室の開口部を集
   水管に連通せしめたことを特徴とする浸漬型膜分離装置
   の膜エレメント。