JP2011161417A - 中空糸膜モジュール、水処理装置及び水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 中空糸膜を比較的高密度で配置できる中空糸膜モジュール等を提供することを課題としている。
【解決手段】 複数本の中空糸膜と、中空糸膜内部の中空領域と連通した上部通水室及び下部通水室と、中空糸膜の下端部側で気泡を発生させるように形成された散気孔と、中空糸膜の下方に形成され散気孔へ気体を供給する通気室とを備え、中空糸膜の外側から内側へ透過される透過水を上下両方から上部通水室及び下部通水室を介して集水するように複数が並列するように配置されて用いられる中空糸膜モジュールであって、上部通水室を覆い隣接するもの同士互いに連結する上部連結部材と、下部通水室及び通気室を覆い隣接するもの同士互いに連結する下部連結部材とをさらに備え、上部連結部材及び下部連結部材同士がそれぞれ互いに連結した状態で、上部通水室同士、下部通水室同士及び通気室同士が、それぞれ互いに連通するように形成されている中空糸膜モジュール等を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、膜分離に用いられる中空糸膜モジュール、水処理装置及び水処理方法に関し、具体的には、例えば、河川水、湖沼水、地下水、海水などの浄化処理、又は下水、工業用水などの膜分離処理に用いられる中空糸膜モジュール、該中空糸膜モジュールを備えた水処理装置、及び該中空糸膜モジュールを用いる水処理方法に関する。

従来、この種の中空糸膜モジュールとしては、様々なものが知られており、例えば、上下方向に延在する複数本の中空糸膜と、該中空糸膜の上方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した上部通水室と、前記中空糸膜の下方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した下部通水室と、前記中空糸膜の下端部側で気泡を発生させるように形成された散気孔と、前記中空糸膜の下方に形成され前記散気孔へ気体を供給する通気室とを備え、被処理水に浸漬させて該被処理水の膜分離を実施させるべく中空糸膜の外側から内側へ透過される透過水を上下両方から前記上部通水室及び前記下部通水室を介して集水するように形成されているものが知られている（特許文献１）。

斯かる中空糸膜モジュールには、中空糸膜の上下両方から取り出した透過水を集水するための透過水取出しラインが取り付けられている。また、散気孔から気泡を発生させて中空糸膜の外側表面に付着した付着物を除去すべく、散気孔に連通する通気室へ気体を供給するための気体供給ラインが取り付けられている。

特開２００３−３２６１４０号公報

しかしながら、斯かる中空糸膜モジュールには、透過水取出しラインや気体供給ラインが取り付けられていることから、斯かる中空糸膜モジュールを複数備えた水処理装置では、各モジュールに取り付けられたこれらラインが装置における比較的大きい領域を占めることになる。従って、斯かる水処理装置においては、中空糸膜を必ずしも十分に高密度で配置できないという問題がある。

本発明は、上記問題点等に鑑み、中空糸膜を比較的高密度で配置できる中空糸膜モジュールを提供することを課題とする。また、中空糸膜を比較的高密度で配置できる水処理装置を提供することを課題とする。また、中空糸膜を比較的高密度で配置して膜分離できる水処理方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決すべく、本発明に係る中空糸膜モジュールは、上下方向に延在する複数本の中空糸膜と、該中空糸膜の上方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した上部通水室と、前記中空糸膜の下方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した下部通水室と、前記中空糸膜の下端部側で気泡を発生させるように形成された散気孔と、前記中空糸膜の下方に形成され前記散気孔へ気体を供給する通気室とを備え、被処理水に浸漬させて該被処理水の膜分離を実施させるべく中空糸膜の外側から内側へ透過される透過水を上下両方から前記上部通水室及び前記下部通水室を介して集水するように形成され、複数が並列するように配置されて用いられる中空糸膜モジュールであって、
前記上部通水室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する上部連結部材と、前記下部通水室及び前記通気室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する下部連結部材とをさらに備え、前記上部連結部材及び前記下部連結部材同士がそれぞれ互いに連結した状態では、前記上部通水室同士、前記下部通水室同士及び前記通気室同士が、それぞれ互いに連通するように形成されていることを特徴とする。

上記構成からなる中空糸膜モジュールによれば、中空糸膜を備えた中空糸膜モジュールの複数を上部連結部材及び下部連結部材でそれぞれ互いに連結させることができる。従って、複数の中空糸膜モジュールを比較的高密度で配置することができる。
しかも、中空糸膜モジュールが連結した状態で、前記上部通水室、前記下部通水室及び前記通気室が、それぞれ互いに連通する。従って、モジュールに備えられた前記上部通水室及び前記下部通水室を介し複数のモジュールから透過水を集水でき、且つ、モジュールに備えられた前記通気室を介し複数のモジュールの前記散気孔へ気体を供給できる。よって、透過水を集水するための手段又は気体を供給するための手段を別途設ける必要性が抑えられ、該手段を設けない分、モジュールをさらに設置することができる。
このように、前記中空糸膜モジュールは、中空糸膜を比較的高密度で配置しつつ膜分離を実施することができる。

本発明に係る水処理装置は、上下方向に延在する複数本の中空糸膜と、該中空糸膜の上方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した上部通水室と、前記中空糸膜の下方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した下部通水室と、前記中空糸膜の下端部側で気泡を発生させるように形成された散気孔と、前記中空糸膜の下方に形成され前記散気孔へ気体を供給する通気室とを有する中空糸膜モジュールが備えられ、該中空糸膜モジュールを被処理水に浸漬させて被処理水の膜分離を実施させるべく中空糸膜の外側から内側へ透過される透過水を中空糸膜モジュールの上下両方から前記上部通水室及び前記下部通水室を介して集水するように構成され、複数の中空糸膜モジュールが並列するように配置されている水処理装置であって、前記中空糸膜モジュールは、前記上部通水室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する上部連結部材と、前記下部通水室及び前記通気室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する下部連結部材とをさらに備え、前記上部連結部材及び前記下部連結部材同士がそれぞれ互いに連結した状態では、前記上部通水室同士、前記下部通水室同士及び前記通気室同士が、それぞれ互いに連通するように形成されていることを特徴とする。

本発明に係る水処理方法は、上下方向に延在する複数本の中空糸膜と、該中空糸膜の上方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した上部通水室と、前記中空糸膜の下方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した下部通水室と、前記中空糸膜の下端部側で気泡を発生させるように形成された散気孔と、前記中空糸膜の下方に形成され前記散気孔へ気体を供給する通気室とを備えた中空糸膜モジュールの複数を並列するように配置して被処理水に浸漬させ、中空糸膜の外側から内側へ透過される透過水を中空糸膜モジュールの上下両方から前記上部通水室及び前記下部通水室を介して集水し、被処理水の膜分離を実施する水処理方法であって、前記上部通水室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する上部連結部材と、前記下部通水室及び前記通気室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する下部連結部材とをさらに備えた前記中空糸膜モジュールを、前記上部連結部材及び前記下部連結部材同士でそれぞれ互いに連結し、前記上部通水室同士、前記下部通水室同士及び前記通気室同士をそれぞれ互いに連通させた状態で膜分離を実施することを特徴とする。

上述の通り、本発明の中空糸膜モジュールは、中空糸膜を比較的高密度に配置できるという効果を奏する。

第一実施形態の中空糸膜モジュールの縦断面図。 第一実施形態の中空糸膜モジュールの縦断面図における一部を拡大した図。 第一実施形態の中空糸膜モジュールの横断面図。 第二実施形態の中空糸膜モジュールの横断面図。 第三実施形態の中空糸膜モジュールの縦断面図。 第三実施形態の中空糸膜モジュールの横断面図。 水処理装置の実施形態の概要を表した概要図。 水処理装置の実施形態の平面概要図。 水処理装置の参考形態の斜視図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

＜第一実施形態＞
まず、本発明に係る中空糸膜モジュールの第一実施形態について説明する。図１は、第一実施形態の中空糸膜モジュール１を使用時と同じ起立状態にさせたものの縦断面図である。図２は、図１における破線で囲まれた部分の拡大図である。図３は、図１のＡ−Ａ線における中空糸膜モジュール１の断面（横断面）を示す断面図である。

第一実施形態の中空糸膜モジュール１は、図１に示すように、上下方向に延在する複数本の中空糸膜２と、該中空糸膜２の上下端部を開口状態でそれぞれ固定する上部固定部材５及び下部固定部材６と、前記上部固定部材５の上方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した上部通水室７と、前記下部固定部材６の下方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した下部通水室８と、前記中空糸膜２の下端部側で気泡１１を発生させるように形成された散気孔１０と、前記下部固定部材６の下方に形成され前記散気孔１０へ気体を供給する通気室１３とを備えている。

また、前記中空糸膜モジュール１は、複数が並列するように配置されて用いられ、被処理水に浸漬させて該被処理水の膜分離を実施させるべく中空糸膜２の外側から内側へ透過される透過水を上下両方から前記上部通水室７及び前記下部通水室８を介して集水するように形成されている。

また、前記中空糸膜モジュール１は、前記上部固定部材５及び前記上部通水室７を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する上部連結部材３と、前記下部固定部材６、前記下部通水室８及び前記通気室１３を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する下部連結部材４とをさらに備えている。そして、上部連結部材３同士及び下部連結部材４同士がそれぞれ互いに連結した状態では、前記上部通水室７同士、前記下部通水室８同士及び前記通気室１３同士が、それぞれ互いに連通するように形成されている。

前記上部連結部材３は、上面視略正方形の上面部と、その外周から下方に向けて延びる側壁部とにより、下方に向けて開口した中空立方体状に形成されている。
前記上部連結部材３の上面部及び側壁部に囲まれた空間には、前記上部固定部材５及び前記上部通水室７が配されている。即ち、前記上部連結部材３は、前記上部固定部材５及び前記上部通水室７を上方及び側方から覆うように配されている。

前記下部連結部材４は、下面視略正方形の下面部と、その外周から上方に向けて延びる側壁部とにより、上方に向けて開口した中空立方体状に形成されている。
前記下部連結部材４の下面部及び側壁部に囲まれた空間には、前記下部固定部材６、前記下部通水室８、及び前記通気室１３が配されている。即ち、前記下部連結部材４は、前記下部固定部材６、前記下部通水室８、及び前記通気室１３を下方及び側方から覆うように配されている。

前記上部連結部材３及び前記下部連結部材４の間には、複数本の中空糸膜２が、上端部側が前記上部固定部材５で固定され下端部側が前記下部固定部材６で固定されて、上下方向に配されている。

前記上部連結部材３の内側には、上面視円形で下方に向けて開口した円筒状の上部キャップ部１８が配されている。該上部キャップ部１８は、前記上部連結部材３の内側で上部連結部材３に固定されている。

前記上部キャップ部１８の内側には、略円柱状に形成された前記上部固定部材５の上端面の上方に空間が存在するように、前記上部固定部材５が配されて固定されている。また、前記上部固定部材５の外周面は、前記上部キャップ部１８の内面と密着状態で接合されている。従って、前記上部キャップ部１８の内面と前記上部固定部材５の上端面とに囲まれた空間は、水密性を有している。このことにより、前記中空糸膜モジュール１は、膜分離を行う被処理水に浸漬させた際に、該空間に被処理水が侵入することが防止されている。

前記上部固定部材５は、中空糸膜２の上端部と固化した接着剤とによって略円柱状に形成されている。また、まとまって一束となるように束ねられた中空糸膜２が、上端部の端縁を面一となるように固定されて、形成されている。即ち、前記上部固定部材５は、図２に示すように、中空糸膜２の上端部が上下方向に貫通し、中空糸膜２が上面において開口する状態で形成されている。

前記中空糸膜２が前記上部固定部材５の上面において開口していることから、中空糸膜内部の中空領域と、前記上部キャップ部１８の内面及び前記上部固定部材５の上端面に囲まれた空間とは連通している。そして、該空間は上述したように水密性を有しており、前記上部通水室７として機能する。

前記上部通水室７には、図３に示すように、中空糸膜２を透過した透過水を前記中空糸膜モジュール１から排出して集水するための少なくとも２つの通水口９が形成されている。
該通水口９は、前記上部連結部材３の側壁部及び前記上部キャップ部１８の側壁部を水平方向に貫通するように形成されている。また、上部連結部材３同士が互いに連結した状態では、被処理水が上部通水室７に侵入すること及び上部通水室７にある透過水が外部へ漏れ出すことが防止されるように、水密性を有するように形成されている。
前記上部連結部材３の側壁部に形成された通水口９同士が互いに対向するように、複数の前記中空糸膜モジュール１を上方側から見て直線状に水平方向に並べて連結することにより、上部通水室７を連通させることができる。

前記下部キャップ部１９は、前記上部キャップ部１８と同様に形成されて、該上部キャップ部１８とは上下方向の向きが逆になって前記下部連結部材４の内側に配されている。詳しくは、下面視円形で上方に向けて開口した円筒状に形成され、前記下部連結部材４の内側に配されて前記下部連結部材４に固定されている。
また、前記下部キャップ部１９の内側には、略円柱状に形成された前記下部固定部材６の下端面の下方に空間が存在するように、前記下部固定部材６が配されて固定されている。また、前記下部固定部材６の外周面は、前記下部キャップ部１９の内面と密着状態で接合されている。従って、前記下部キャップ部１９の内面と前記上部固定部材５の上端面とに囲まれた空間は、水密性を有しており、該空間に被処理水が侵入することが防止されている。

前記下部固定部材６は、上下方向の向きが逆に形成されている点で、上部固定部材５と相違するが、中空糸膜２の下端部と固化した接着剤とによって略円柱状に形成されている点、まとまって一束となるように束ねられた中空糸膜２が、下端部の端縁を面一となるように固定されて形成されている点、中空糸膜２の下端部が上下方向に貫通し、中空糸膜２が下面において開口する状態で形成されている点で、上部固定部材５と同様に形成されている。

前記下部通水室８は、金属や合成樹脂などによって中空の略円柱状に形成されている。また、図１に示すように、前記下部キャップ部１９の内面及び前記下部固定部材６の下面に囲まれた空間内、即ち下部固定部材６の下方に配されている。
該下部通水室８には、図３に示すように、中空糸膜２を透過した透過水を前記中空糸膜モジュール１から排出して集水するための少なくとも２つの通水口９が形成されている。該通水口９は、前記下部連結部材４の側壁部及び前記下部キャップ部１９の側壁部を水平方向に貫通するように形成されている。また、隣接する下部連結部材４同士が互いに連結した状態では、被処理水が下部通水室８に侵入すること及び下部通水室８にある透過水が外部へ漏れ出すことが防止されるように水密性を有するように形成されている。

前記通気室１３は、上面視円形の中空円柱状に形成された通気室本体１４と、該通気室本体１４の側面から外方に向けて延在し通気室本体１４の内部空間と連通した中空領域を有する通気室連絡管１５とを有し、金属や合成樹脂などによって形成されている、また、図１に示すように、前記下部キャップ部１９の内面及び前記下部固定部材６の下端面に囲まれた空間内において前記下部通水室８の下方に配されている。

前記通気室１３の通気室連絡管１５は、上方側から見たときに円形である通気室本体１４のその直径方向に沿って２つ配されている。また、前記通気室１３の通気室連絡管１５には、図３に示すように、供給される気体を取り込むため又は通気室１３に供給された気体を隣接するモジュールの通気室１３へ送るための通気口１６が形成されている。
該通気口１６は、前記下部連結部材４の側壁部及び前記下部キャップ部１９の側壁部を水平方向に貫通するように形成されている。また、隣接する下部連結部材４同士が互いに連結した状態では、気体が被処理水へと漏れ出さないように且つ被処理水が通気室１３へ入らないように密閉性を有するように形成されている。

前記下部通水室８の通水口９と前記通気室１３の通気口１６とは、図３に示すように、中空糸膜モジュール１を上方側から見たときに重なる位置に配されている。そして、前記下部連結部材４の側壁部に形成された通水口９同士、通気口１６同士がそれぞれ互いに対向するように、複数の前記中空糸膜モジュール１を上方側から見て直線状に水平方向に並べて連結することにより、下部通水室８同士、通気室１３同士をそれぞれ互いに連通させることができる。

なお、中空糸膜モジュール１が連結され後述するように連結体になっていると、連結体の端部に位置する中空糸膜モジュールにおいては、上下の通水室の通水口９及び通気室の通気口１６が、開口された状態になり得る。この場合、通水口９及び通気口１６を適当な手段によって塞ぐことにより、通水室の水密性、通気室の密閉性を維持することができる。

前記通気室１３には、図１に示すように、前記散気孔１０へ気体を送るための散気管１２が設けられており、該散気管１２の内部空間を介して前記通気室１３の内部空間が前記散気孔１０と連通している。そして、前記通気室１３は、供給された気体を散気管１２を介して散気孔１０へ供給するものとして機能する。

前記散気管１２は、前記下部集水室８及び前記下部固定部材６を上下方向に貫通し散気孔１０に達するように形成されている。

前記散気孔１０は、通常上面視環状に形成されており、前記通気室１３から散気管１２を介して供給される気体を気泡１１として散気するように形成されている。該散気孔１０は、通常、前記下部固定部材６の上端面付近に形成されている。

前記散気孔１０の個数は、中空糸膜２全体に気泡１１がいきわたるように適宜設定でき、図３に示すように複数であることが好ましい。該散気孔１０が複数個形成されている場合には、各散気孔１０の位置を適宜設定することができ、各散気孔１０は、例えば図３に示すように、上方側からみたときに正方形の頂点に位置するように配置され得る。

前記散気孔１０の大きさとしては、特に限定されるものではなく、例えば、直径３〜２５ｍｍが挙げられる。なお、該散気孔１０を小さくすることにより、散気孔１０を通過する気体の流速を高くでき、中空糸膜２の外側表面により勢いよく気泡１１を接触させることができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明に係る中空糸膜モジュールの第二実施形態について説明する。図４は、第二実施形態の中空糸膜モジュール１の水平方向断面（横断面）を示す断面図である。

第一実施形態の中空糸膜モジュールは、上方側から見たときに、図３に示すように、それぞれの散気孔１０が正方形の頂点に位置するように４箇所に形成されていることに対して、第二実施形態の中空糸膜モジュール１は、図４に示すように、複数の散気孔１０が“Ｘ”を描くように配置されている点で相違する。

また、第一実施形態の中空糸膜モジュールは、下部通水室８の通水口９と通気室１３の気体供給口とが上方側から見たときに重なる位置に形成されていることに対して、第二実施形態の中空糸膜モジュール１は、図４に示すように、上方側から見たときに通水口９の貫通方向と気体供給口の貫通方向とが直角に交わっている点で相違する。
斯かる構成の中空糸膜モジュール１を用いることにより、複数のモジュールを例えば正方格子を描くように縦横に連結して配置することができる。

＜第三実施形態＞
さらに、本発明に係る中空糸膜モジュールの第三実施形態について説明する。図５は、第三実施形態の中空糸膜モジュール１を使用時と同じ起立状態にさせたものの縦断面図である。図６は、図５のＢ−Ｂ線における中空糸膜モジュール１の水平方向断面（横断面）を示す断面図である。

第三実施形態の中空糸膜モジュール１は、図５に示すように、上下方向に延在し両端部が前記上部固定部材５及び前記下部固定部材６でそれぞれ固定された管状の支持部材１７を２つ備えている点で上記第一実施形態の中空糸膜モジュールと相違する。
該支持部材１７は、図６に示すように、上方側から中空糸膜モジュール１を見たときに中空糸膜２が配されている円形領域の外側寄りの位置に一対となって備えられている。また、該支持部材１７は、上部固定部材５の上端面において、及び、下部固定部材６の下端面において、開口した状態で固定されている。そして、支持部材内部の中空領域を介して上部通水室７と下部通水室８とが連通している。

前記支持部材１７によって、上部通水室７、上部固定部材５、及び上部連結部材３が、下部連結部材４や下部固定部材６によって支持されることから、上部固定部材５等を支えるための支持手段を別途設ける必要性が低くなる。
また、前記支持部材１７によって、上部通水室７と下部通水室８とが連通することから、透過水の集水がより円滑に行われ得る。

なお、前記中空糸膜モジュール１には、前記散気孔１０に供給される気体が所定圧力を超えたときに該散気孔１０を開口状態にする弁が設けられ得る。具体的には、例えば、前記散気孔１０にチャッキ弁を設けることにより、気泡を間欠的に発生させることができ、また、気泡の中空糸膜への衝突力に強弱をつけることができる。

続いて、本発明の水処理装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図７は、前記中空糸膜モジュール１を備えた本実施形態の水処理装置３０を示す概要図である。図８は、本実施形態の水処理装置３０の変形例を上方側から見たときの様子を示す平面概要図である。

本実施形態の水処理装置３０には、図７に示すように、被処理水２０を供給する被処理水供給ライン２５と、供給された被処理水２０を貯留する被処理水槽２４とが備えられている。

また、前記水処理装置３０には、図７に示すように、前記被処理水槽２４内の被処理水２０中に起立状態で浸漬された複数の前記第一実施形態の中空糸膜モジュール１が隣接するように配置されて備えられている。具体的には、該複数の前記中空糸膜モジュール１は、上方側から見て直線状に水平方向に並ぶように（並列するように）配置されて連結され連結体となって設置されている。中空糸膜モジュール１の連結体は、被処理水槽２４内で起立状態を維持するために、各中空糸膜モジュール１の上部連結部材３及び下部連結部材４が保持手段（図示せず）によって固定されている。

また、前記水処理装置３０には、図７に示すように、被処理水２０を中空糸膜でろ過して透過水を得るべく前記中空糸膜内部を吸引するための吸引ポンプＰと、連結された中空糸膜モジュール１の通水室のうちの一部（直線状に並んで接続されたもののうち端縁側の１つ）及び前記吸引ポンプＰに接続された透過水取出しライン２１と、前記散気孔から気泡を発生させるべく空気などの気体を供給するためのブロアＢと、連結された中空糸膜モジュール１の通気室１３のうちの一部及び前記ブロアＢに接続された気体供給ライン２２と、被処理水槽２４内の沈殿物を排出するために被処理水槽２４の底部に接続された沈殿物排出ライン２３とが備えられている。

前記透過水取出しライン２１は、一方が吸引ポンプＰに接続され、他方が中空糸膜モジュール１における上下の通水室７，８の通水口９に接続され、通水室７，８にある透過水を集水するように構成されている。該透過水取出しライン２１の他方は、全ての中空糸膜モジュールの通水口９に接続されている必要はなく、例えば図７に示すように連結された複数の中空糸膜モジュール１のうちの、最も端に位置する中空糸膜モジュール１の通水口９に接続されていればよい。このように構成されていることにより、モジュールの連結体における上下連結部材の内側で連通している複数のモジュールの通水室７，８を介して透過水を集水することができる。なお、この場合、連結体のもう一方側（透過水取出しライン２１が接続されていない側）にある通水口９は、適当な手段によって水密性を有するように封止されている。

前記気体供給ライン２２は、一方がブロアＢに接続され、他方が中空糸膜モジュール１における通気室１３の通気口１６に接続され、通気室１３に気体を供給するように構成されている。該気体供給ライン２２の他方は、全ての中空糸膜モジュールの通気口１６に接続されている必要はなく、例えば図７に示すように連結された複数の中空糸膜モジュール１のうちの、最も端に位置する中空糸膜モジュール１の通気口１６に接続されていればよい。このように構成されていることにより、モジュールの連結体における上下連結部材の内側で連通している複数の通気室１３を介して複数のモジュールの散気孔に同時に空気を供給することができる。なお、この場合、連結体のもう一方側（気体供給ライン２２が接続されていない側）にある通気口１６は、適当な手段によって密閉性を有するように封止されている。

前記吸引ポンプＰ及び前記ブロアＢとしては、従来公知の一般的なものを採用することができる。

また、前記水処理装置３０においては、上述した複数の第一実施形態の中空糸膜モジュール１が直線状に水平方向に並ぶように配置され連結された連結体を、図８に示すように、該連結体の並び方向と直交する方向に複数配列させてなるものであってもよい。
斯かる水処理装置３０は、中空糸膜モジュール１がより高密度で配置され、その結果、中空糸膜２がより高密度で配置されていることから、被処理水２０の膜分離をより効率的に行うことができる。

なお、前記水処理装置３０は、前記散気孔１０に供給する気体の圧力が変化し前記気泡１１の大きさ又は噴出強さが変化できるように構成され得る。具体的には、前記水処理装置３０においては、例えば、前記ブロアＢとして、供給する気体の圧力をインバータ制御により制御しつつ変化させ得るように構成されたブロアを採用することができる。また、運転及び停止を繰り返すように設定された前記ブロアＢを採用することができる。また、前記気体供給ライン２２として、ライン中に設置した弁の開閉により気体供給を間欠的に行えるように構成されたものを採用することができる。前記水処理装置３０が前記気泡１１の大きさ又は噴出強さを変化させ得るように構成されていることにより、中空糸膜２の外側表面に付着した付着物が気泡１１によってより取り除かれやすくなり得る。

ここで、水処理装置の参考形態について説明する。図９は、本参考形態の水処理装置における複数の中空糸膜ユニットと、中空糸膜に散気するように形成された複数の散気ユニットとが、直線状に水平方向に並ぶように交互に連結された様子を斜め上方から見た斜視図である。

本参考形態の水処理装置は、通気室１３を有するが散気孔１０及び散気管１２を有さない点以外は、上記第一実施形態の中空糸膜モジュール１と同様に形成された中空糸膜ユニット３１を備えている。また、中空糸膜を有さず支持部材１７を１つ備えている点以外は、上記第三実施形態の中空糸膜モジュール１と同様に形成された散気ユニット３２を備えている。なお、散気ユニット３２は、支持部材１７を複数備えていてもよい。

本参考形態の水処理装置は、図９に示すように、互いに隣接する中空糸膜ユニット３１及び散気ユニット３２によって形成された連続体を備えており、該水処理装置では、上述した実施形態の水処理装置と同様に、中空糸膜によって被処理水２０を膜分離し、中空糸膜を透過した透過水を集水できる。

本参考形態の水処理装置は、装置を構成する前記中空糸膜ユニット３１に散気孔１０が形成されておらず、また、前記散気ユニット３２に中空糸膜が固定されていないことから、前記中空糸膜ユニット及び前記散気ユニットがそれぞれ比較的単純な構造で形成されている。斯かる２種類のユニットが直線状に水平方向に並ぶように交互に連結させてなる水処理装置は、上述した実施形態の水処理装置と同様に、中空糸膜を比較的高密度に配置できる。また、散気ユニット３２に備えられた支持部材１７によって、散気ユニット３２だけでなく中空糸膜ユニット３１をも支持して直立状態に維持させることができる。
該水処理装置は、散気ユニット３２の散気孔１０から発生する気泡１１をできるだけ中空糸膜に衝突させるために、図９に示すように、気泡拡散防止板３３を備えていることが好ましい。

なお、中空糸膜ユニット３１は、下部キャップ部１９の内面及び下部固定部材６の下面に囲まれた空間において、該空間を水平方向に貫通するように通気室が備えられ、該空間における該通気室以外の部分が下部通水室になっている形態であってもよい。一方、該中空糸膜ユニット３１に隣接する散気ユニット３２は、中空糸膜ユニット３１が斯かる形態である場合、隣接する中空糸膜ユニット３１で膜分離された透過水を通過させるための通水室を備えており、該通水室が、隣接する中空糸膜ユニット３１の通水室と連通するように構成された形態になり得る。そして、散気ユニット３２の管状の通水室を取り囲む空間は、隣接する中空糸膜ユニット３１の通気室と連通するように形成され散気孔に気体を供給できる通気室になるように構成されている。
これに対して、中空糸膜ユニット３１は、隣接する散気ユニット３２を貫通該散気ユニット３２と隣合う別の中空糸膜ユニット３１に透過水を送るように形成された透過水供給管を備えた形態であってもよい。一方、散気ユニット３２は、中空糸膜ユニット３１が斯かる形態である場合、隣接する中空糸膜ユニット３１を貫通もしくはその外部を通って該中空糸膜ユニット３１と隣合う別の散気ユニット３２に気体を送るように形成された気体供給管を備えた形態になり得る。
斯かる形態の中空糸膜ユニット３１は、下部キャップ部１９の内面及び下部固定部材６の下面に囲まれた空間の大部分が下部通水室になっており、該下部通水室が、隣接する散気ユニット３２の気体供給管を通すスペースを有するように形成されている。また、斯かる形態の散気ユニット３２は、前記気体供給管を介して別の散気ユニット３２の通気室と連通するように形成され散気孔に気体を供給できる通気室を備え、該通気室が、隣接する中空糸膜ユニット３１の透過水供給管を通すスペースを有するように形成されている。

次に、本発明の水処理方法の実施形態について説明する。本実施形態の水処理方法で用いる装置類の概要図は、図７に示す通りである。

本実施形態の水処理方法では、前記被処理水供給ライン２５から被処理水２０を被処理水槽２４に供給し、被処理水２０に浸漬され連結された複数の中空糸膜モジュール１を用いて、被処理水２０を中空糸膜により膜分離（膜ろ過）して透過水を得る。
また、被処理水槽２４内の沈殿物を沈殿物排出ライン２３から排出する。

前記水処理方法では、前記吸引ポンプＰによって中空糸膜内部を吸引することにより、中空糸膜で被処理水２０を膜分離（膜ろ過）して、透過水を透過水取出しライン２１を通して集水する。
具体的には、前記水処理方法では、前記吸引ポンプＰによって前記中空糸膜内部を吸引することにより、被処理水２０を中空糸膜でろ過し、ろ過された透過水を中空糸膜モジュール１の上下位置に備えられた上部通水室又は下部通水室に導く。そして、吸引ポンプＰの吸引力によって、上部又は下部の通水室にある透過水を、隣接する中空糸膜モジュール１の上部又は下部の通水室にそれぞれ導き、最終的には前記透過水取出しライン２１を経て透過水を連続的に集水する。

また、前記水処理方法では、前記ブロアＢから空気などの気体を前記散気孔に供給することによって、散気孔から気泡を発生させ、該気泡によって前記中空糸膜の外側表面に付着した懸濁物等由来の付着物を除去する。なお、気体の供給は、連続的に行ってもよく、間欠的に行ってもよい。
具体的には、前記水処理方法では、複数の中空糸膜モジュール１の通気室１３のうちの一部に前記ブロアＢから前記気体供給ライン２２を通じて空気を供給する。これにより、隣接する中空糸膜モジュール１の通気室にも空気を供給することができる。即ち、複数の中空糸膜モジュール１の通気室に同時に空気を供給することができる。そして、通気室から供給された空気によって散気孔から気泡を発生させ、該気泡によって中空糸膜の外側表面に付着した懸濁物等由来の付着物を除去する。

上記実施形態の中空糸膜モジュール、水処理装置および水処理方法は、上記例示の通りであるが、本発明は、上記例示の中空糸膜モジュール、水処理装置および水処理方法に限定されるものではない。
また、一般の中空糸膜モジュール、水処理装置および水処理方法において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。

１：中空糸膜モジュール、 ２：中空糸膜、 ３：上部連結部材、 ４：下部連結部材、 ５：上部固定部材、 ６：下部固定部材、 ７：上部通水室、 ８：下部通水室、 ９：通水口、 １０：散気孔、 １１：気泡、 １２：散気管、 １３：通気室、 １４：通気室本体、 １５：通気室連絡管、 １６：通気口、 １７：支持部材、 １８：上部キャップ部、１９：下部キャップ部、 ２０：被処理水、 ２１：透過水取出しライン、 ２２：気体供給ライン、 ２３：沈殿物排出ライン、２４：被処理水槽、２５：被処理水供給ライン、３０：水処理装置、 Ｐ：吸引ポンプ、 Ｂ：ブロア

Claims (3)

1. 上下方向に延在する複数本の中空糸膜と、該中空糸膜の上方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した上部通水室と、前記中空糸膜の下方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した下部通水室と、前記中空糸膜の下端部側で気泡を発生させるように形成された散気孔と、前記中空糸膜の下方に形成され前記散気孔へ気体を供給する通気室とを備え、被処理水に浸漬させて該被処理水の膜分離を実施させるべく中空糸膜の外側から内側へ透過される透過水を上下両方から前記上部通水室及び前記下部通水室を介して集水するように形成され、複数が並列するように配置されて用いられる中空糸膜モジュールであって、
   前記上部通水室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する上部連結部材と、前記下部通水室及び前記通気室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する下部連結部材とをさらに備え、前記上部連結部材及び前記下部連結部材同士がそれぞれ互いに連結した状態では、前記上部通水室同士、前記下部通水室同士及び前記通気室同士が、それぞれ互いに連通するように形成されていることを特徴とする中空糸膜モジュール。
2. 上下方向に延在する複数本の中空糸膜と、該中空糸膜の上方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した上部通水室と、前記中空糸膜の下方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した下部通水室と、前記中空糸膜の下端部側で気泡を発生させるように形成された散気孔と、前記中空糸膜の下方に形成され前記散気孔へ気体を供給する通気室とを有する中空糸膜モジュールが備えられ、該中空糸膜モジュールを被処理水に浸漬させて被処理水の膜分離を実施させるべく中空糸膜の外側から内側へ透過される透過水を中空糸膜モジュールの上下両方から前記上部通水室及び前記下部通水室を介して集水するように構成され、複数の中空糸膜モジュールが並列するように配置されている水処理装置であって、
   前記中空糸膜モジュールは、前記上部通水室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する上部連結部材と、前記下部通水室及び前記通気室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する下部連結部材とをさらに備え、前記上部連結部材及び前記下部連結部材同士がそれぞれ互いに連結した状態では、前記上部通水室同士、前記下部通水室同士及び前記通気室同士が、それぞれ互いに連通するように形成されていることを特徴とする水処理装置。
3. 上下方向に延在する複数本の中空糸膜と、該中空糸膜の上方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した上部通水室と、前記中空糸膜の下方に形成され前記中空糸膜内部の中空領域と連通した下部通水室と、前記中空糸膜の下端部側で気泡を発生させるように形成された散気孔と、前記中空糸膜の下方に形成され前記散気孔へ気体を供給する通気室とを備えた中空糸膜モジュールの複数を並列するように配置して被処理水に浸漬させ、中空糸膜の外側から内側へ透過される透過水を中空糸膜モジュールの上下両方から前記上部通水室及び前記下部通水室を介して集水し、被処理水の膜分離を実施する水処理方法であって、
   前記上部通水室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する上部連結部材と、前記下部通水室及び前記通気室を覆い且つ隣接するもの同士互いに連結する下部連結部材とをさらに備えた前記中空糸膜モジュールを、前記上部連結部材及び前記下部連結部材同士でそれぞれ互いに連結し、前記上部通水室同士、前記下部通水室同士及び前記通気室同士をそれぞれ互いに連通させた状態で膜分離を実施することを特徴とする水処理方法。

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