JP2004113882A

JP2004113882A - 浸漬平膜モジュール

Info

Publication number: JP2004113882A
Application number: JP2002278488A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Matsuura; 松浦　雅幸; Kiyokazu Takemura; 武村　清和; Takashi Fujimoto; 藤本　孝; Kazuo Ogura; 小倉　和夫
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】簡単な構造によって、隣接する膜エレメントの膜同士の間隔を保持する。
【解決手段】膜モジュール１３の膜エレメント１２は、通水材２８の表面に膜３２を設けるとともに、外周部をシール部材３４、３６でシールして構成される。シール部材３４の厚みは、膜３２の部分の厚みよりも大きく形成される。このシール部材３４を、隣接する膜エレメント１２のシール部材３４に当接させることによって、膜３２同士の間隔が保持される。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浸漬平膜モジュールに係り、特に排水処理分野などで使用される浸漬平膜モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
浸漬平膜モジュールは、膜エレメントを被処理液に浸漬して濾過処理を行う装置である。膜エレメントは、板状の通水材の両面に膜を重ね合わせるとともに、その外周部をシール部材でシールして構成される。浸漬平膜モジュールは、複数枚の膜エレメントを平行に立設した状態で被処理液に浸漬される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
シール部材の内部には、集水路が形成されており、この集水路は、通水材に連通されるとともに、膜エレメント外部の吸引ポンプに連通されている。したがって、吸引ポンプを駆動することによって、膜エレメントの内部が負圧になり、被処理液が膜エレメント内に吸引されて、表面の膜で濾過処理される。
【０００４】
膜エレメントの下方には、散気管が設けられており、この散気管から散気が行われる。散気された気泡は、膜エレメント同士の間を上昇し、被処理液は気泡のリフト作用によって気泡とともに膜間を上昇する。この被処理液が膜間を上昇する過程で、膜濾過が行われる。また、上昇する気泡は、膜濾過によって膜の表面に付着した付着物を剥離、除去する。これにより、膜の寿命が延長される。
【０００５】
ところで、図５に示すように、膜エレメント３は、エレメントケース１のガイド２、２同士の間に差し込まれて支持される。これによって、隣接する膜エレメント３の対向する膜４同士が所定の間隔に保持される。この結果、膜４同士の隙間に、被処理液の流路を確保することができる。また、膜エレメント３の下方から散気したエアが、広い隙間に偏って上昇したり、狭い隙間に詰まったりすることを防止できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２３７５５１号公報（第３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の浸漬平膜モジュールは、エレメントケースが複雑な形状であるとともに精密な加工を必要とするため、エレメントケースの加工費が高いという問題があった。
【０００８】
膜同士を所定の間隔に保持する別の方法としては、スペーサーを介在させる方法がある。しかし、この方法は、スペーサの分だけ部品点数が増加するという欠点がある。また、スペーサの材質として、歪みや反りのない材料を選択しなければならず、スペーサのコストが高いという欠点もある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、隣接する膜エレメントの膜同士を所定の間隔で保持できる、簡単な構造の浸漬平膜モジュールを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、板状の通水材の両面に膜が設けられるとともに前記通水材と膜の外周部がシール部材でシールされる膜エレメントが複数枚、平行に配設される浸漬平膜モジュールにおいて、前記シール部材が前記膜よりも、隣接する膜エレメント側に突出形成されて、該隣接する膜エレメントのシール部材に当接されることによって、隣り合う膜エレメントの対向する膜同士が所定の間隔に保持されることを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、膜よりも突出形成されたシール部材同士を当接させることによって、対向する膜同士を所定の間隔で保持するようにした。したがって、複雑な構造のエレメントケースやスペーサが不要になるので、コストを大幅に削減することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、シール部材は、隣接する膜エレメントのシール部材に密接し、膜同士で挟まれるスペースを側面で仕切る仕切り壁を形成することを特徴としている。したがって、本発明によれば、膜エレメントの下方から散気した気泡が、膜同士の間から側面方向に抜けることを防止できる。これにより、散気効果が大きくなり、膜の寿命を延長することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、シール部材は、外部配管との接続管が突出形成されるとともに、接続管の配置が、隣接する膜エレメントにおける接続管の配置と異なることを特徴としている。したがって、本発明によれば、接続管同士の間隔が大きいので、接続管に接続される外部配管同士が干渉するおそれがない。これにより、接続管の口径を大きくすることができるので、処理水の吸引の面で有利である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る浸漬平膜モジュール（以下、単に膜モジュールと称する。）の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１５】
図１に示すように、本発明に係る浸漬平膜分離装置１０は主として、膜モジュール１３、処理槽１４、散気管１６によって構成される。処理槽１４には、給水ライン１８から給水された被処理液２０が貯留されている。膜モジュール１３は、この被処理液２０に浸漬されている。また、膜モジュール１３には膜エレメント１２が立設された状態で複数枚が平行に配設されている。各膜エレメント１２は外部配管２４を介して吸引ポンプ２２に接続されており、この吸引ポンプ２２によって各膜エレメント１２の内部を負圧にすることができる。これにより、被処理液２０が膜エレメント１２の内部に吸引され、表面の膜によって濾過処理される。
【００１６】
散気管１６は膜モジュール１３の下方に配置され、その表面には多数の孔が形成されている。散気管１６の端部はブロア２６に接続されており、このブロア２６によって散気管１６にエアが送気される。これにより、散気管１６の孔からエアが散気され、散気された気泡が膜エレメント１２の膜同士の間を通って上昇し、膜に付着した付着物が剥離、除去される。
【００１７】
図２は膜エレメント１２の構成を示す斜視図である。同図に示すように、膜エレメント１２は、通水材２８の表面にスペーサ３０を介して膜３２を貼り合わせることによって構成される。膜３２は有機平膜等から成り、スペーサ３０は不織布などの通水性部材によって構成される。また、通水材２８は、断面が波状をした基材２８ａの両面に多孔板２８ｂを添設したもので、基材２８ａと多孔板２８ｂとによって、水平方向へ延びる複数本の独立した通水路２８ｃを画成している。なお、通水材２８は、プラ段などの多孔体であってもよい。また、通水材２８とスペーサ３０は一体構造でもよい。
【００１８】
膜エレメント１２の外周部は、シール部材３４、３６によってシールされている。すなわち、膜エレメント１２の上下端部はシール部材３６、３６によってシールされ、膜エレメント１２の左右端部はシール部材３４、３４によってシールされている。これらのシール部材３４、３６は、例えばＰＶＣ等の樹脂などによって直方体状に形成されている。このシール部材３４、３６は、膜エレメント１２の端部を補強する役目も兼ねている。
【００１９】
左右端部のシール部材３４の内部には、集水管３８が設けられている。集水管３８は、通水材２８に連通されるとともに、その上端部がシール部材３４の上面から突出し、外部配管２４との接続部になっている。外部配管２４は、この集水管３８の上端部に外嵌されて接続される。
【００２０】
また、左右端部のシール部材３４の厚さは、膜エレメント１２の中央部の厚さよりも大きく形成されている。すなわち、シール部材３４は、図４に示すように、膜３２よりも、隣接する膜エレメント１２側に突出している。この突出量ｔ１は、膜３２同士の間隔ｔ２の半分に設定され、例えば２〜６ｍｍの範囲で設定される。
【００２１】
図３は、膜３２同士の間隔保持方法を示す斜視図である。同図に示すように、膜エレメント１２は、立設した状態で複数枚が平行に配設されるとともに、隣接する膜エレメント１２のシール部材３４同士が密接されている。シール部材３４は、膜３２よりも２〜６ｍｍ突出しているため、シール部材３４同士を密接させると、膜３２同士は４〜１２ｍｍの間隔ｔ２で保持される。
【００２２】
シール部材３４同士を密接させた膜エレメント１２は、エレメントケース４０に挿入される。エレメントケース４０は上面が開口されており、この開口の大きさは、全ての膜エレメント１２をシール部材３４同士で密接させたものと同じ大きさで形成されている。したがって、エレメントケース４０の開口に全ての膜エレメント１２を挿入すると、膜エレメント１２はシール部材３４同士が密接した状態に保持される。これにより、対向する膜３２同士が所定の間隔ｔ２に保持される。
【００２３】
全ての膜エレメント１２をエレメントケース４０に挿入した際、密接したシール部材３４によって側面側に仕切り壁が形成される。したがって、膜３２同士で挟まれる隙間は、密接したシール部材３４によって側面が仕切られる。これにより、膜エレメント１２の下方から散気を行った際に、前記隙間を上昇する気泡が左右側面から抜け出ることが防止される。この結果、前記隙間に入り込んだ気泡が膜３２同士の隙間を上昇するので、膜３２は確実に洗浄され、寿命が延長される。
【００２４】
なお、シール部材３４同士が密接して仕切り壁になるので、図３に示す如くエレメントケース４０の側面を開口してコストダウン及び軽量化を図ってもよい。
【００２５】
ところで、シール部材３４の上面から突出される集水管３８の上端部（接続管に相当）は、隣接する膜エレメント１２の集水管３８の上端部と異なる位置に配置されている。すなわち、集水管３８の突出位置は、隣接する膜エレメント１２の集水管３８の突出位置に対して、内側或いは外側にずれている。このため、集水管３８の上端部は、図４（Ａ）に示す如く二列に配列される。したがって、集水管３８同士の間隔ｓ１は、図４（Ｂ）の如く集水管３８を同じ位置に設けて一列に配置した場合の集水管３８同士の間隔ｓ２よりも大きくなっている。集水管３８同士の間隔ｓ１が大きければ、集水管３８に接続する外部配管２４同士が干渉しないので、口径の大きい集水管３８を使用することができる。具体的には、集水管３８の口径をシール部材３４の厚みと略同じ大きさまで大きくすることができる。このように口径の大きい集水管３８を使用すると、吸引ポンプ２２を低い吸引圧に設定しても処理水を集水できる。なお、集水管３８の上端部の突出位置は、シール部材３４の内部で集水管３８の位置をずらしたり、或いは集水管３８を湾曲させることによって変えることができる。
【００２６】
次に上記の如く構成された浸漬平膜分離装置１０の作用について説明する。
【００２７】
膜モジュール１３によれば、シール部材３４同士を当接させることによって、膜３２同士が所定の間隔ｔ２に保持され、被処理液２０の流路が形成される。このような方法で膜３２同士の間隔を保持すると、スペーサを介在させて間隔を保持する場合に比べて部品点数が減るので、コストを削減することができる。また、エレメントケース４０に膜３２同士の間隔を保持するための機構（例えば図５のガイド２）を設ける必要がないので、エレメントケース４０の構造が簡単になり、コストを削減することができる。
【００２８】
また、膜モジュール１３によれば、シール部材３４同士を密接させているので、シール部材３４によって仕切り壁が形成される。したがって、散気管１６から散気したエアが側面方向から逃げることなく、膜３２同士の隙間を上昇するので、散気による効果が上昇する。また、シール部材３４によって仕切り壁が形成されるので、エレメントケース４０の側面に開口を形成することができ、エレメントケース４０の軽量化とコスト削減を図ることができる。
【００２９】
さらに、膜モジュール１３によれば、集水管３８の突出位置が、隣接する集水管３８の突出位置と異なるので、集水管３８と外部配管２４の口径を大きくすることができる。これにより、低い吸引圧で処理水を吸引できるようになるので、吸引ポンプ２２のランニングコストを削減することができる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態は、膜エレメント１２のシール部材３４同士を側面全体で完全に密接させたが、これに限定するものではない。例えば、シール部材３４の一部のみを突出させ、この突出部を、同様に形成した隣接するシール部材３４の突出部と当接させるようにしてもよい。
【００３１】
また、上述した実施の形態では、シール部材３４同士を当接させた状態に保持するために、複数の膜エレメント１２をエレメントケース４０に挿入したが、これに限定されるものではなく、エレメントケース４０を使用せずにシール部材３４同士の当接状態を保持することも可能である。例えば、一方のシール部材３４にアリなどの嵌合用凸部を設けるとともに、他方のシール部材３４にアリ溝などの嵌合用凹部を設けて、両者を嵌合させるようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る浸漬平膜モジュールによれば、膜よりも突出させたシール部材同士を当接させることによって膜同士の間隔を保持するようにしたので、複雑な構造のエレメントケースやスペーサが不要になり、コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る浸漬平膜モジュールを用いた浸漬平膜分離装置の構成を示す模式図
【図２】膜エレメントの構造を示す斜視図
【図３】膜同士の間隔保持方法を示す斜視図
【図４】膜エレメントの集水管の配列を示す平面図
【図５】従来の浸漬平膜モジュールにおける膜同士の間隔保持方法を示す斜視図
【符号の説明】
１０…浸漬平膜分離装置、１２…膜エレメント、１３…膜モジュール、１４…処理槽、１６…散気管、１８…給水ライン、２０…被処理液、２２…吸引ポンプ、２４…外部配管、２６…ブロア、２８…通水材、３０…スペーサ、３２…膜、３４、３６…シール部材、３８…集水管、４０…エレメントケース

Claims

板状の通水材の両面に膜が設けられるとともに前記通水材と膜の外周部がシール部材でシールされる膜エレメントが複数枚、平行に配設される浸漬平膜モジュールにおいて、
前記シール部材が前記膜よりも、隣接する膜エレメント側に突出形成されて、該隣接する膜エレメントのシール部材に当接されることによって、隣り合う膜エレメントの対向する膜同士が所定の間隔に保持されることを特徴とする浸漬平膜モジュール。
前記シール部材は、前記隣接する膜エレメントのシール部材に密接し、前記膜同士で挟まれるスペースを側面で仕切る仕切り壁を形成することを特徴とする請求項１に記載の浸漬平膜モジュール。
前記シール部材には、外部配管との接続管が突出形成されるとともに、該接続管の配置は、隣接する膜エレメントにおける接続管の配置と異なることを特徴とする請求項１または２に記載の浸漬平膜モジュール。