JP2024061484A - Filtration Membrane Unit - Google Patents
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Abstract
【課題】濾過膜の所定部位に集中してファウリングが発生してしまうのを防止して浄化作用を向上することができるとともに、洗浄頻度を低下させて稼働時間を延ばすことができる濾過膜ユニットを提供する。
【解決手段】一対のシート状部材から成るとともに、当該一対のシート状部材の間に間隙部Sが形成され、被浄化水を濾過して得られた浄化水を間隙部Sに導入する濾過膜(3a、3b)と、間隙部Sに導入された浄化水を吸引して外部に導出するノズル部6とを有する膜モジュール2が複数積層して配設された濾過膜ユニット1であって、ノズル部6は、濾過膜(3a、3b)の縁部に沿って間隙部Sを臨ませつつ開口して間隙部Sの浄化水を吸引可能な長溝から成る吸引口6aと、吸引口6aから吸引された浄化水を膜モジュール2の外部に導出する導出口6bとを具備したものである。
【選択図】図7
A filtration membrane unit is provided that can improve purification action by preventing fouling from concentrating at specific locations on the filtration membrane, and can extend operating time by reducing cleaning frequency.
[Solution] A filtration membrane unit 1 is configured by stacking a plurality of membrane modules 2, each of which is made of a pair of sheet-like members with a gap S formed between the pair of sheet-like members, and each of which has a filtration membrane (3a, 3b) that introduces purified water obtained by filtering water to be purified into the gap S, and a nozzle portion 6 that sucks in the purified water introduced into the gap S and discharges it to the outside, wherein the nozzle portion 6 is equipped with a suction port 6a consisting of a long groove that opens along the edge of the filtration membrane (3a, 3b) facing the gap S and can suck in the purified water in the gap S, and a discharge outlet 6b that discharges the purified water sucked from the suction port 6a to the outside of the membrane module 2.
[Selected figure] Figure 7
Description
本発明は、濾過膜及びノズル部を有する膜モジュールが複数積層して配設された濾過膜ユニットに関するものである。 The present invention relates to a filtration membrane unit in which multiple membrane modules, each having a filtration membrane and a nozzle section, are stacked and arranged.
汚泥を濾過して浄化水を得る浄化技術として、膜分離活性汚泥法(MBR)と称される膜モジュールを有した濾過膜ユニットが挙げられる。従来の濾過膜ユニットで用いられる膜モジュール(特に、平膜型モジュール)は、例えば特許文献1に開示されているように、対向配置されたシート状の濾過膜と、濾過膜の間に介装された支持体と、濾過膜の所定部位に形成されたノズル部とを具備し、濾過膜にて濾過された浄化水がノズル部にて吸引されて外部に導出されるよう構成されていた。
One example of a purification technology for obtaining purified water by filtering sludge is a membrane filtration unit having a membrane module known as the membrane bioreactor (MBR). As disclosed in
しかしながら、上記従来の膜モジュールは、ノズル部が濾過膜の外周縁部の一部に形成されているため、ノズル部の近傍が他の部位に比べて浄化水の流速が顕著に高くなってしまい、当該ノズル部近傍においてファウリング(汚泥物質の付着による目詰まり)が集中して発生してしまうという不具合があった。ファウリングが一部に集中して発生すると、濾過膜全体の浄化作用が低下してしまうとともに、濾過膜の洗浄頻度が増加して稼働時間が低下してしまうという問題がある。 However, in the conventional membrane module described above, because the nozzle portion is formed on part of the outer periphery of the filtration membrane, the flow rate of the purified water is significantly higher near the nozzle portion than in other areas, and fouling (clogging due to the adhesion of sludge material) occurs in a concentrated manner near the nozzle portion. When fouling occurs in a concentrated manner in one area, the purification effect of the entire filtration membrane is reduced, and the frequency of cleaning of the filtration membrane is increased, resulting in a reduced operating time.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、濾過膜の所定部位に集中してファウリングが発生してしまうのを防止して浄化作用を向上することができるとともに、洗浄頻度を低下させて稼働時間を延ばすことができる濾過膜ユニットを提供することにある。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a filtration membrane unit that can prevent fouling from concentrating on specific parts of the filtration membrane, improve the purification effect, and reduce the frequency of cleaning to extend the operating time.
請求項1記載の発明は、被浄化水に含まれる不純物を捕捉して濾過可能な一対のシート状部材から成るとともに、当該一対のシート状部材の間に間隙部が形成され、前記被浄化水を濾過して得られた浄化水を前記間隙部に導入する濾過膜と、前記間隙部に導入された前記浄化水を吸引して外部に導出するノズル部と、を有する膜モジュールが複数積層して配設された濾過膜ユニットであって、前記ノズル部は、前記濾過膜の縁部に沿って前記間隙部を臨ませつつ開口して前記間隙部の前記浄化水を吸引可能な長溝から成る吸引口と、前記吸引口から吸引された前記浄化水を前記膜モジュールの外部に導出する導出口とを具備したことを特徴とする。
The invention described in
請求項2記載の発明は、請求項1記載の濾過膜ユニットにおいて、前記ノズル部は、一対の前記濾過膜を対向させて保持する保持部に形成されたことを特徴とする。
The invention described in
請求項3記載の発明は、請求項2記載の濾過膜ユニットにおいて、前記濾過膜は、平面視で矩形状に形成されるとともに、対向する一対の側縁がそれぞれ前記保持部にて保持されたことを特徴とする。
The invention described in claim 3 is characterized in that in the filtration membrane unit described in
請求項4記載の発明は、請求項1記載の濾過膜ユニットにおいて、前記膜モジュールは、前記間隙部に多孔質部材が収容されたことを特徴とする。
The invention described in
請求項5記載の発明は、請求項1記載の濾過膜ユニットにおいて、前記膜モジュールに向かって気泡を噴出する気泡噴出部を具備したことを特徴とする。
The invention described in
請求項1記載の発明によれば、ノズル部は、濾過膜の縁部に沿って間隙部を臨ませつつ開口して間隙部の浄化水を吸引可能な長溝から成る吸引口と、吸引口から吸引された浄化水を膜モジュールの外部に導出する導出口とを具備したので、濾過膜の所定部位に集中してファウリングが発生してしまうのを防止して浄化作用を向上することができるとともに、洗浄頻度を低下させて稼働時間を延ばすことができる。
According to the invention described in
請求項2記載の発明によれば、ノズル部は、一対の濾過膜を対向させて保持する保持部に形成されたので、保持部を利用してノズル部を形成することができ、ノズル部の吸引口及び導出口の形成を容易に行わせることができる。
According to the invention described in
請求項3記載の発明によれば、濾過膜は、平面視で矩形状に形成されるとともに、対向する一対の側縁がそれぞれ保持部にて保持されたので、保持部に形成された吸引口の長手方向の寸法を大きく設定することができ、ファウリングの抑制効果をより向上させることができる。 According to the invention described in claim 3, the filtration membrane is formed in a rectangular shape in a plan view, and a pair of opposing side edges are each held by a holding portion, so that the longitudinal dimension of the suction port formed in the holding portion can be set large, and the fouling suppression effect can be further improved.
請求項4記載の発明によれば、膜モジュールは、間隙部に多孔質部材が収容されたので、間隙部を所望の離間寸法に確保することができるとともに、間隙部に浄化水を良好に導入することができる。
According to the invention described in
請求項5記載の発明によれば、膜モジュールに向かって気泡を噴出する気泡噴出部を具備したので、濾過膜に付着した汚泥物質を気泡を噴出させることによって容易に除去することができる。
According to the invention described in
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る濾過膜ユニット1は、汚泥を含む被浄化水が収容された浄化槽に設置されて被浄化水を濾過して浄化し得るもので、図1~8に示すように、箱状のフレームFの内部に複数の積層ユニットMを具備して構成されるとともに、各積層ユニットMは、図3、9に示すように、複数の膜モジュール2を積層して一体化されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The
膜モジュール2は、濾過膜(3a、3b)と、第1保持部4及び第2保持部5と、ノズル部6とを有している。濾過膜(3a、3b)は、被浄化水に含まれる汚泥物質等の不純物を捕捉して濾過可能な一対のシート状部材から成り、図4に示すように、平面視で矩形状に形成されるとともに、対向する一対の側縁がそれぞれ第1保持部4及び第2保持部5にて保持されている。
The
かかる濾過膜(3a、3b)は、例えば化学繊維を有する構造体(例えばポリプロピレン、アクリル、アラミド樹脂又はポリエチレンテレフタレート)から成り、具体的な材質として、ポリスルホン(PSF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル(PVC)、セルロースアセテート(CA)等が挙げられる。 Such filtration membranes (3a, 3b) are made of, for example, a structure having chemical fibers (e.g., polypropylene, acrylic, aramid resin, or polyethylene terephthalate), and specific materials include polysulfone (PSF), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethersulfone (PES), polyimide (PI), polyvinyl chloride (PVC), cellulose acetate (CA), etc.
本実施形態に係る濾過膜(3a、3b)は、一対のシート状部材の間に間隙部Sが形成され、被浄化水を濾過して得られた浄化水を間隙部Sに導入するようになっている。すなわち、濾過膜3aと濾過膜3bとが所定寸法離間しつつ対向配置され、これら濾過膜3aと濾過膜3bとの間に間隙部Sが形成されることにより、被浄化水が濾過膜(3a、3b)のそれぞれを通過して間隙部Sに至る過程で濾過され、間隙部Sに浄化水が導入されるのである。
In the filtration membranes (3a, 3b) of this embodiment, a gap S is formed between a pair of sheet-like members, and purified water obtained by filtering the water to be purified is introduced into the gap S. That is, the
また、濾過膜(3a、3b)の間隙部Sには、多孔質部材Wが収容されており、負圧が作用しても間隙部Sが維持されるようになっている。かかる多孔質部材Wの材質として、ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)が挙げられる。なお、多孔質部材Wに代えて又は共に、メッシュ部材を間隙部Sに収容させてもよい。 In addition, a porous member W is housed in the gaps S of the filtration membranes (3a, 3b), so that the gaps S are maintained even when negative pressure is applied. Examples of materials for the porous member W include polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl acetate (EVA), polypropylene (PP), and polyethylene (PE). Note that a mesh member may be housed in the gaps S instead of or in addition to the porous member W.
第1保持部4及び第2保持部5は、図4に示すように、一対の濾過膜(3a、3b)を対向させて保持する長尺状部材から成り、濾過膜(3a、3b)の縁部を溶着する溶着面Dが形成されている。すなわち、図7に示すように、濾過膜(3a、3b)は、それぞれの両側縁部が第1保持部4及び第2保持部5の溶着面Dに超音波溶着や熱板溶着等にて溶着(又は接着であってもよい)されて支持されており、その間に間隙部Sが形成されるようになっている。
As shown in FIG. 4, the first holding
しかるに、図4に示すように、第1保持部4は、その溶着面Dに濾過膜(3a、3b)の一方側縁部(同図中左側側縁部)をそれぞれ支持するとともに、第2保持部5は、その溶着面Dに濾過膜(3a、3b)の一方側縁部(同図中左側側縁部)をそれぞれ支持することにより、濾過膜(3a、3b)を対向状態で支持しているのである。なお、濾過膜(3a、3b)の上部及び下部の縁部は、互いに超音波溶着や熱板溶着等にて溶着(又は接着であってもよい)されることにより封止されている。
As shown in FIG. 4, the
なお、第1保持部4及び第2保持部5の材質として、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリカーボネート(PC)、ポリアセタール(POM)、ABS,ポリフェニレンサルファイド(PPS)等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
The material of the first holding
ノズル部6は、間隙部Sに導入された浄化水を吸引して外部に導出するもので、本実施形態にいては、第1保持部4に形成された吸引口6a及び導出口6bで構成されている。吸引口6aは、図6、7に示すように、濾過膜(3a、3b)の縁部(側縁部)に沿って間隙部Sを臨ませつつ開口して間隙部Sの浄化水を吸引可能な長溝から成り、第1保持部4の側面(内側の面)において長手方向に沿って形成されている。
The
また、導出口6bは、吸引口6aの一部(本実施形態においては、濾過膜(3a、3b)に対して上部の位置)に連結されるとともに、図5に示すように、膜モジュール2の側方に向かって突出形成されており、吸引口6aから吸引された浄化水を膜モジュール2の外部に導出するよう構成されている。かかる導出口6bは、フレームFに取り付けられた吸入管部7(図2参照)に接続されており、吸入管部7に接続された負圧発生器(不図示)で負圧を発生させると、吸入管部7を介して間隙部Sに負圧が生じるようになっている。
The
このように、間隙部Sに負圧を生じさせることにより、被浄化水が濾過膜(3a、3b)の間隙部Sに向かって吸引され、濾過膜(3a、3b)を通過する過程で濾過された浄化水が間隙部Sに導入されるとともに、その導入された浄化水がノズル部6を経て外部に導出された後、吸入管部7を介して濾過膜ユニット1の外部(浄化槽外部に設置された浄化水収容タンク等)に収容されるよう構成されている。
In this way, by generating negative pressure in the gap S, the water to be purified is sucked toward the gap S of the filtration membranes (3a, 3b), and the purified water filtered as it passes through the filtration membranes (3a, 3b) is introduced into the gap S. The introduced purified water is then discharged to the outside via the
そして、図3に示すように、複数の膜モジュール2を積層して一体化することにより、積層ユニットMを得ることができる。積層ユニットMは、図8、9に示すように、複数の膜モジュール2が積層して隣接する膜モジュール2の第1保持部4及び第2保持部5を重なり合わせ、両端に金属板Hを積層させた後、金属製のシャフトLを挿通して抜け止めすることにより一体化されるようになっている。
As shown in Figure 3, a stacked unit M can be obtained by stacking and integrating
しかるに、隣接する膜モジュール2の第1保持部4及び第2保持部5は、重なり合うことにより、隣接する膜モジュール2の濾過膜(3a、3b)を所定寸法離間させるよう構成されている。すなわち、本実施形態に係る膜モジュール2の第1保持部4及び第2保持部5は、図8に示すように、隣接する膜モジュール2の第1保持部4及び第2保持部5と重なり合う部位(端部の幅広部)の幅寸法tが濾過膜(3a、3b)の離間寸法u(膜間寸法)に応じて設定されているのである。したがって、複数の膜モジュール2を積層して積層ユニットMを構成すると、隣接する膜モジュール2の第1保持部4及び第2保持部5が重なり合って離間寸法u(膜間寸法)となるよう位置決めされることとなる。
However, the first and
また、本実施形態に係る積層ユニットMは、図3に示すように、隣接する膜モジュール2におけるノズル部6の導出口6bが上下方向にずれた位置(オフセットした位置)で突出形成されている。これにより、導出口6bを所定の大きさとすることができ、間隙部Sから導出される浄化水の流量を十分に確保することができるとともに、隣接した導出口6bが互いに干渉してしまうのを回避することができる。
In addition, in the stacked unit M according to this embodiment, as shown in FIG. 3, the
ここで、本実施形態に係る吸引口6aは、図6に示すように、濾過膜(3a、3b)の縁部に沿って間隙部Sを臨ませつつ開口して間隙部Sの浄化水を吸引可能な長溝から成るので、濾過膜(3a、3b)の側辺全域に亘って間隙部Sの浄化水を吸引することができ(図4中矢印参照)、吸引される浄化水の流速が局所的に高くなってしまうのを防止することができる。
As shown in FIG. 6, the
また、本実施形態に係る濾過膜ユニット1は、図1、2に示すように、積層ユニットMの配設部位より下部において気泡噴出部8が取り付けられている。かかる気泡噴出部8は、供給された空気を流通させつつ複数の気泡孔から気泡を噴出可能な流通管から成り、膜モジュール2に向かって気泡を噴出することにより、濾過膜(3a、3b)に付着した汚泥物質を除去し得るようになっている。
As shown in Figures 1 and 2, the
本実施形態に係る濾過膜ユニット1によれば、ノズル部6は、濾過膜(3a、3b)の縁部に沿って間隙部Sを臨ませつつ開口して間隙部Sの浄化水を吸引可能な長溝から成る吸引口6aと、吸引口6aから吸引された浄化水を膜モジュール2の外部に導出する導出口6bとを具備したので、濾過膜(3a、3b)の所定部位に集中してファウリングが発生してしまうのを防止して浄化作用を向上することができるとともに、洗浄頻度を低下させて稼働時間を延ばすことができる。
According to the
また、本実施形態に係るノズル部6は、一対の濾過膜(3a、3b)を対向させて保持する保持部(第1保持部4)に形成されたので、第1保持部4を利用してノズル部6を形成することができ、ノズル部6の吸引口6a及び導出口6bの形成を容易に行わせることができる。さらに、本実施形態に係る濾過膜(3a、3b)は、平面視で矩形状に形成されるとともに、対向する一対の側縁がそれぞれ保持部(第1保持部4及び第2保持部)にて保持されたので、第1保持部4に形成された吸引口6aの長手方向の寸法を大きく設定することができ、ファウリングの抑制効果をより向上させることができる。
In addition, the
またさらに、本実施形態に係る膜モジュール2は、間隙部Sに多孔質部材Wが収容されたので、間隙部Sを所望の離間寸法に確保することができるとともに、間隙部Sに浄化水を良好に導入することができる。加えて、本実施形態に係る濾過膜ユニット1は、膜モジュール2に向かって気泡を噴出する気泡噴出部8を具備したので、濾過膜(3a、3b)に付着した汚泥物質を気泡を噴出させることによって容易に除去することができる。
Furthermore, in the
しかるに、保持部(第1保持部4及び第2保持部5)は、膜モジュール2が積層した状態で重なり合い、隣接する膜モジュール2の濾過膜(3a、3b)を所定寸法離間させるので、スペーサ等の介在物や介在機構を不要とすることができ、部品点数を増加させることなく隣接する膜モジュール2の濾過膜(3a、3b)を確実に所定寸法離間させることができる。
However, the holding parts (first holding
またさらに、本実施形態に係る保持部(第1保持部4及び第2保持部5)は、隣接する膜モジュール2の保持部(第1保持部4及び第2保持部5)と重なり合う部位の幅寸法tが濾過膜(3a、3b)の離間寸法uに応じて設定されたので、隣接する膜モジュール2における濾過膜(3a、3b)の離間寸法uを保持部(第1保持部4及び第2保持部5)の重なり合う部位における幅寸法tを変更することによって任意に調整することができる。
Furthermore, the width dimension t of the overlapping portion of the holding portion (
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば図10に示すように、第1保持部4及び第2保持部5の両方にノズル部6(吸引口6a及び導出口6b)を形成するようにしてもよく、図11に示すように、第1保持部4(又は第2保持部5)の中央位置にノズル部6の導出口6bを形成するようにしてもよい。また、隣接する膜モジュール2の間にそれぞれスペーサを取り付け、濾過膜(3a、3b)の離間寸法u(膜間寸法)を任意に調整するようにしてもよい。
Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 10, the nozzle portion 6 (
濾過膜の縁部に沿って前記間隙部を臨ませつつ開口して間隙部の浄化水を吸引可能な長溝から成る吸引口と、吸引口から吸引された浄化水を膜モジュールの外部に導出する導出口とを有したノズル部を具備した濾過膜ユニットであれば、他の形態にも適用することができる。 The filter membrane unit can be applied to other configurations as long as it is equipped with a nozzle portion having a suction port consisting of a long groove that opens along the edge of the filter membrane facing the gap and can suck in purified water from the gap, and an outlet port that discharges the purified water sucked in from the suction port to the outside of the membrane module.
1 濾過膜ユニット
2 膜モジュール
3a、3b 濾過膜
4 第1保持部
5 第2保持部
6 ノズル部
6a 吸引口
6b 導出口
7 吸入管部
8 気泡噴出部
M 積層ユニット
S 間隙部
W 多孔質部材
F フレーム
D 溶着面
Claims (5)
前記間隙部に導入された前記浄化水を吸引して外部に導出するノズル部と、
を有する膜モジュールが複数積層して配設された濾過膜ユニットであって、
前記ノズル部は、前記濾過膜の縁部に沿って前記間隙部を臨ませつつ開口して前記間隙部の前記浄化水を吸引可能な長溝から成る吸引口と、前記吸引口から吸引された前記浄化水を前記膜モジュールの外部に導出する導出口とを具備したことを特徴とする濾過膜ユニット。 A filtration membrane is composed of a pair of sheet-like members capable of capturing and filtering impurities contained in the water to be purified, and a gap is formed between the pair of sheet-like members, and purified water obtained by filtering the water to be purified is introduced into the gap;
A nozzle portion that sucks the purified water introduced into the gap and discharges it to the outside;
A filtration membrane unit in which a plurality of membrane modules having the same are stacked and arranged,
The nozzle portion is characterized in that it comprises an suction port consisting of a long groove that opens along the edge of the filtration membrane while facing the gap portion and can suck in the purified water from the gap portion, and an outlet port that discharges the purified water sucked from the suction port to the outside of the membrane module.
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JP2022169460A JP2024061484A (en) | 2022-10-21 | 2022-10-21 | Filtration Membrane Unit |
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