JP3123407B2 - 浸漬型膜分離装置 - Google Patents
浸漬型膜分離装置Info
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
-
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
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-
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、膜分離装置に係
り、特に精密ろ過膜や限外ろ過膜による廃水中の懸濁物
を効率良く分離しうる浸漬型膜分離装置に関する。
り、特に精密ろ過膜や限外ろ過膜による廃水中の懸濁物
を効率良く分離しうる浸漬型膜分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、膜分離は、技術発展に伴い薬品や
食品の製造ラインの固液分離だけでなく、用水の製造、
排水からの有機物の回収、上水、中水及びし尿の固液分
離に広く適用され、更には下水や産業廃水処理にまで適
用されようとしている。従来の膜分離装置においては、
管状、板状等の膜が膜モジュールに用いられており、こ
の膜モジュールの内部に原液をポンプで加圧しながら供
給すると共に、膜を透過しないで排出された原液を再び
膜モジュールの内部に供給するという液循環方式が採用
されている。この液循環方式では、ろ過抵抗の原因にな
る膜面上のケーキ層をできるだけ少なくして、ろ過量を
一定に保持するためにポンプで原液の循環量を増加させ
て膜面速度を速くしている。しかしながら、原液の循環
量を多くすると膜モジュールが加圧されるため、膜の目
詰まりが発生しやすくなり、圧力損失が高くなったり、
ろ過量が低下するようになる。また、原液の循環量はろ
過量の１００倍前後に達し、運転コストが高くなる。こ
のことは低いランニングコストで処理しようとする廃水
処理への適用を難しくしている。
食品の製造ラインの固液分離だけでなく、用水の製造、
排水からの有機物の回収、上水、中水及びし尿の固液分
離に広く適用され、更には下水や産業廃水処理にまで適
用されようとしている。従来の膜分離装置においては、
管状、板状等の膜が膜モジュールに用いられており、こ
の膜モジュールの内部に原液をポンプで加圧しながら供
給すると共に、膜を透過しないで排出された原液を再び
膜モジュールの内部に供給するという液循環方式が採用
されている。この液循環方式では、ろ過抵抗の原因にな
る膜面上のケーキ層をできるだけ少なくして、ろ過量を
一定に保持するためにポンプで原液の循環量を増加させ
て膜面速度を速くしている。しかしながら、原液の循環
量を多くすると膜モジュールが加圧されるため、膜の目
詰まりが発生しやすくなり、圧力損失が高くなったり、
ろ過量が低下するようになる。また、原液の循環量はろ
過量の１００倍前後に達し、運転コストが高くなる。こ
のことは低いランニングコストで処理しようとする廃水
処理への適用を難しくしている。
【０００３】他方、原液槽に膜を浸漬しながら全量ろ過
する浸漬方式が開発されている。この方式は、膜面上に
原液の流れを与えない代わりに液循環方式より低い膜間
差圧でろ過することによって膜面へのケーキの蓄積を抑
制してろ過する方式であり、低動力の運転が可能であ
る。また、構造がシンプルなためメンテナンスが容易で
あるという利点がある。ろ過するために膜間に差圧を生
じさせるには、加圧方式より目詰まりが少ないこと、膜
を原液槽に浸漬するのみでよいことから吸引方式が多く
用いられている。膜面上に付着するケーキは、膜の下部
に設けた散気管又は散気板から空気を供給しながらバブ
リングして剥離、除去される。しかしながら、エアバブ
リングを採用しても膜面上のケーキの除去や剥離が充分
でないときがあり、これを補うために多くの膜面積を必
要としてコストの上昇につながるなどの問題がある。
する浸漬方式が開発されている。この方式は、膜面上に
原液の流れを与えない代わりに液循環方式より低い膜間
差圧でろ過することによって膜面へのケーキの蓄積を抑
制してろ過する方式であり、低動力の運転が可能であ
る。また、構造がシンプルなためメンテナンスが容易で
あるという利点がある。ろ過するために膜間に差圧を生
じさせるには、加圧方式より目詰まりが少ないこと、膜
を原液槽に浸漬するのみでよいことから吸引方式が多く
用いられている。膜面上に付着するケーキは、膜の下部
に設けた散気管又は散気板から空気を供給しながらバブ
リングして剥離、除去される。しかしながら、エアバブ
リングを採用しても膜面上のケーキの除去や剥離が充分
でないときがあり、これを補うために多くの膜面積を必
要としてコストの上昇につながるなどの問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題点を解消し、膜面上のケーキを効率よく除去し
うる浸漬型膜分離装置を提供することを課題とする。
術の問題点を解消し、膜面上のケーキを効率よく除去し
うる浸漬型膜分離装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、平膜と平膜の
間にスポンジ状又はブラシ状のスクレーパを平膜と平行
に平膜と接触するように設け、該スクレーパをフロート
を用いて上下動可能に構成することによって上記課題を
解決したものである。すなわち、本発明の浸漬型膜分離
装置は、膜支持体表面をろ過膜で被覆した平膜を等間隔
に複数枚並べ、平膜の両端又は片端から透過液のみを吸
引できるようにした平膜モジュールを槽内に浸漬し、平
膜の下部に散気装置を設置した浸漬型膜分離装置におい
て、槽内の水位と共に上下動するフロートを配設し、こ
のフロートに結合したスポンジ状又はブラシ状のスクレ
ーパが前記フロートの上下動に伴って前記平膜と平膜と
の間を平膜と平行に平膜と接触しながら上下動すること
を特徴とする。本発明は、更に、膜支持体表面をろ過膜
で被覆した平膜を等間隔に複数枚並べ、平膜の両端又は
片端から透過液のみを吸引できるようにした平膜モジュ
ールを槽内に浸漬し、平膜の下部に散気装置を設置した
浸漬型膜分離装置において、内部に水を侵入させること
によって沈下し、内部の水を排出することによって浮上
するフロートを配設し、このフロートに結合したスポン
ジ状又はブラシ状のスクレーパが前記フロートの上下動
に伴って前記平膜と平膜との間を平膜と平行に平膜と接
触しながら上下動することを特徴とする浸漬型膜分離装
置を提供するものである。
間にスポンジ状又はブラシ状のスクレーパを平膜と平行
に平膜と接触するように設け、該スクレーパをフロート
を用いて上下動可能に構成することによって上記課題を
解決したものである。すなわち、本発明の浸漬型膜分離
装置は、膜支持体表面をろ過膜で被覆した平膜を等間隔
に複数枚並べ、平膜の両端又は片端から透過液のみを吸
引できるようにした平膜モジュールを槽内に浸漬し、平
膜の下部に散気装置を設置した浸漬型膜分離装置におい
て、槽内の水位と共に上下動するフロートを配設し、こ
のフロートに結合したスポンジ状又はブラシ状のスクレ
ーパが前記フロートの上下動に伴って前記平膜と平膜と
の間を平膜と平行に平膜と接触しながら上下動すること
を特徴とする。本発明は、更に、膜支持体表面をろ過膜
で被覆した平膜を等間隔に複数枚並べ、平膜の両端又は
片端から透過液のみを吸引できるようにした平膜モジュ
ールを槽内に浸漬し、平膜の下部に散気装置を設置した
浸漬型膜分離装置において、内部に水を侵入させること
によって沈下し、内部の水を排出することによって浮上
するフロートを配設し、このフロートに結合したスポン
ジ状又はブラシ状のスクレーパが前記フロートの上下動
に伴って前記平膜と平膜との間を平膜と平行に平膜と接
触しながら上下動することを特徴とする浸漬型膜分離装
置を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の浸漬型膜分離装置におい
ては、膜支持体の表面をろ過膜で被覆した平膜が等間隔
に複数枚並べられる。膜支持体としては、特に制限はな
く、任意のものを用いることができ、例えば、膜支持ネ
ット等の多孔性支持体、平板などが挙げられる。
ては、膜支持体の表面をろ過膜で被覆した平膜が等間隔
に複数枚並べられる。膜支持体としては、特に制限はな
く、任意のものを用いることができ、例えば、膜支持ネ
ット等の多孔性支持体、平板などが挙げられる。
【０００７】本発明においては、上記のような平膜と平
膜との間にスクレーパを平膜と平行でかつ平膜と接触し
ながら上下動可能に設置する。スクレーパの上下動は、
水位によるものと、スクレーパに結合したフロートへの
水の浸入又は排出によるものとがある。いずれの場合も
スクレーパは回転する必要はない。
膜との間にスクレーパを平膜と平行でかつ平膜と接触し
ながら上下動可能に設置する。スクレーパの上下動は、
水位によるものと、スクレーパに結合したフロートへの
水の浸入又は排出によるものとがある。いずれの場合も
スクレーパは回転する必要はない。
【０００８】スクレーパの水位による上下動は、スクレ
ーパをフロートに結合することによって行なうことがで
きる。この形式では、フロートが槽内の水位にしたがっ
て上下するのに伴ってスクレーパも上下し、膜面に付着
したケーキを除去する。
ーパをフロートに結合することによって行なうことがで
きる。この形式では、フロートが槽内の水位にしたがっ
て上下するのに伴ってスクレーパも上下し、膜面に付着
したケーキを除去する。
【０００９】他方、スクレーパに結合したフロートへの
水の浸入又は排出によるスクレーパの上下動は、下記の
方法で行なわれる。すなわち、フロート内の空気を排出
することによって該フロート内に水が浸入し、その重さ
でフロート及びスクレーパが沈下し、平膜の下端まで沈
下したらフロート内に空気を圧入してフロート内部の水
を徐々に排出させるとフロート及びスクレーパが徐々に
浮上する。
水の浸入又は排出によるスクレーパの上下動は、下記の
方法で行なわれる。すなわち、フロート内の空気を排出
することによって該フロート内に水が浸入し、その重さ
でフロート及びスクレーパが沈下し、平膜の下端まで沈
下したらフロート内に空気を圧入してフロート内部の水
を徐々に排出させるとフロート及びスクレーパが徐々に
浮上する。
【００１０】
【実施例】次に、図面を参照して本発明を実施例に基づ
いて詳細に説明するが、本発明はこれらによって制限さ
れるものではない。図１は、本発明の第一の実施例を示
す浸漬型膜分離装置の略示系統図であり、図２は図１に
示した膜分離装置におけるスクレーパの設置状態を示す
説明図である。図１に示した膜分離装置は、膜支持体の
両面を精密ろ過膜で被覆した平膜１１が等間隔に複数枚
並べられており、透過液のみを吸引できるようにした平
膜１１が分離槽１０内に浸漬されている。平膜１１と平
膜１１との間には、図２に示すようにブラシ状のスクレ
ーパ１２が少しだけ平膜１１と接触するように平膜１１
と平行に設けられ、この両側にはスクーパ１２を浮かせ
るためのフロート１６が結合されており、分離槽１０内
の水位によって上下するようになっている。複数枚並べ
られた平膜の下部には、バブリング洗浄のための空気が
膜全体に届くように散気管１５が平膜１１と平行に複数
設けてある。空気は、送風機２２によって供給され、平
膜１１の下部から分離槽１０内に注入できるようにして
ある。
いて詳細に説明するが、本発明はこれらによって制限さ
れるものではない。図１は、本発明の第一の実施例を示
す浸漬型膜分離装置の略示系統図であり、図２は図１に
示した膜分離装置におけるスクレーパの設置状態を示す
説明図である。図１に示した膜分離装置は、膜支持体の
両面を精密ろ過膜で被覆した平膜１１が等間隔に複数枚
並べられており、透過液のみを吸引できるようにした平
膜１１が分離槽１０内に浸漬されている。平膜１１と平
膜１１との間には、図２に示すようにブラシ状のスクレ
ーパ１２が少しだけ平膜１１と接触するように平膜１１
と平行に設けられ、この両側にはスクーパ１２を浮かせ
るためのフロート１６が結合されており、分離槽１０内
の水位によって上下するようになっている。複数枚並べ
られた平膜の下部には、バブリング洗浄のための空気が
膜全体に届くように散気管１５が平膜１１と平行に複数
設けてある。空気は、送風機２２によって供給され、平
膜１１の下部から分離槽１０内に注入できるようにして
ある。
【００１１】膜分離を実施する場合には、まず、原液入
口１３から懸濁物を含んだ原液を供給して分離槽１０内
を満たした後、原液循環出口１４を通して原液を循環す
る。次に、吸引ポンプ２０を稼動させ、電磁弁２１を開
にして吸引ろ過する。原液中の懸濁物は、吸引ろ過によ
って平膜１１面上に付着し、堆積しながらケーキ層とな
る。吸引ろ過を続けるとケーキ層が厚くなったり、圧密
化して圧力計２４の吸引圧が上昇し、膜間差圧が高くな
り、流量計２５で測定される透過量が低下してくる。任
意の膜間差圧以上又は任意の透過量以下になったら吸引
ポンプ２０を停止してろ過を停止する。
口１３から懸濁物を含んだ原液を供給して分離槽１０内
を満たした後、原液循環出口１４を通して原液を循環す
る。次に、吸引ポンプ２０を稼動させ、電磁弁２１を開
にして吸引ろ過する。原液中の懸濁物は、吸引ろ過によ
って平膜１１面上に付着し、堆積しながらケーキ層とな
る。吸引ろ過を続けるとケーキ層が厚くなったり、圧密
化して圧力計２４の吸引圧が上昇し、膜間差圧が高くな
り、流量計２５で測定される透過量が低下してくる。任
意の膜間差圧以上又は任意の透過量以下になったら吸引
ポンプ２０を停止してろ過を停止する。
【００１２】次に、平膜１１面上のケーキを剥離、除去
するために空気でバブリング洗浄する。バブリング洗浄
は、まず、送風機２２を稼動させ、空気配管中の電磁弁
２３を開にして散気管１５から空気を所定の空気量で、
所定の時間行なう。供給された空気は、原液との気液混
合液となって上昇しながら平膜１１面上のケーキを剥
離、除去する。バブリング洗浄後、再び吸引ポンプ２０
を稼動してろ過を開始する。
するために空気でバブリング洗浄する。バブリング洗浄
は、まず、送風機２２を稼動させ、空気配管中の電磁弁
２３を開にして散気管１５から空気を所定の空気量で、
所定の時間行なう。供給された空気は、原液との気液混
合液となって上昇しながら平膜１１面上のケーキを剥
離、除去する。バブリング洗浄後、再び吸引ポンプ２０
を稼動してろ過を開始する。
【００１３】上記のような操作を繰り返しバブリング洗
浄しても膜間差圧、透過量が回復しなくなったら、膜面
上のケーキが剥離されにくいと判断して吸引ろ過を停止
し、分離槽１０内の原液を引き抜いて水位を徐々に下げ
る。これに伴ってスクレーパ１２にフロート１６が付い
ているために水面と共に、スクレーパ１２のブラシが平
膜１１に少し接触しながら徐々に下がり、ケーキが剥離
される。スクレーパ１２が平膜１１の下部まで達した
ら、再び分離槽１０に原液を供給し水位を徐々に上げ
る。水位を下げたときと同様にスクレーパ１２のブラシ
が平膜１１に少し接触しながら徐々に上がり、ケーキが
更に剥離される。スクレーパ１２が元の位置に戻ったら
電磁弁２１を開にして吸引ポンプ２０を稼動し、ろ過を
開始する。上記のように平膜１１と平膜１１との間にス
クレーパ１２を設けることによって、バブリング洗浄で
も剥離、除去できなかった膜面上のケーキを容易に取り
除くことができる。
浄しても膜間差圧、透過量が回復しなくなったら、膜面
上のケーキが剥離されにくいと判断して吸引ろ過を停止
し、分離槽１０内の原液を引き抜いて水位を徐々に下げ
る。これに伴ってスクレーパ１２にフロート１６が付い
ているために水面と共に、スクレーパ１２のブラシが平
膜１１に少し接触しながら徐々に下がり、ケーキが剥離
される。スクレーパ１２が平膜１１の下部まで達した
ら、再び分離槽１０に原液を供給し水位を徐々に上げ
る。水位を下げたときと同様にスクレーパ１２のブラシ
が平膜１１に少し接触しながら徐々に上がり、ケーキが
更に剥離される。スクレーパ１２が元の位置に戻ったら
電磁弁２１を開にして吸引ポンプ２０を稼動し、ろ過を
開始する。上記のように平膜１１と平膜１１との間にス
クレーパ１２を設けることによって、バブリング洗浄で
も剥離、除去できなかった膜面上のケーキを容易に取り
除くことができる。
【００１４】図３は、本発明の第二の実施例を示す浸漬
型膜分離装置のスクレーパの説明図である。図３におい
てスクレーパ１２は、一対のフロート２６と結合されて
おり、このフロート２６は、水の出入口２７と空気の出
入口２８を有し、空気の出入口２８は三方弁２９を介し
てコンプレッサ３０と連結されている。
型膜分離装置のスクレーパの説明図である。図３におい
てスクレーパ１２は、一対のフロート２６と結合されて
おり、このフロート２６は、水の出入口２７と空気の出
入口２８を有し、空気の出入口２８は三方弁２９を介し
てコンプレッサ３０と連結されている。
【００１５】膜分離及びバブリング洗浄は、上記と同様
に行なうが、その際フロート２６はコンプレッサ３０か
ら空気を吹き込んでフロート２６内に空気を満たして水
面に浮いた状態にしておく。バブリング洗浄後、コンプ
レッサ３０を停止し、三方弁２９を開にしてフロート２
６内の空気を大気へ放出させる。このとき空気の放出に
伴ってフロート２６内に水の出入口２７から水が浸入
し、その重量でフロート２６が沈下する。フロート２６
内が水で満たされたときスクレーパ１２が平膜１１の下
部に達するようにする。その後、コンプレッサ３０を稼
動させ、空気の出入口２８からフロート２６内に空気を
吹き込み、水を排出させると、それに伴ってフロート２
６が浮上を始める。この実施例でも、フロート２６内へ
の水の出入りによってフロート２６が上下する際にスク
レーパ１２が平膜１１に少し接触しながら揺動上下し、
それにより平膜１１に付着したケーキは完全に剥離、除
去される。
に行なうが、その際フロート２６はコンプレッサ３０か
ら空気を吹き込んでフロート２６内に空気を満たして水
面に浮いた状態にしておく。バブリング洗浄後、コンプ
レッサ３０を停止し、三方弁２９を開にしてフロート２
６内の空気を大気へ放出させる。このとき空気の放出に
伴ってフロート２６内に水の出入口２７から水が浸入
し、その重量でフロート２６が沈下する。フロート２６
内が水で満たされたときスクレーパ１２が平膜１１の下
部に達するようにする。その後、コンプレッサ３０を稼
動させ、空気の出入口２８からフロート２６内に空気を
吹き込み、水を排出させると、それに伴ってフロート２
６が浮上を始める。この実施例でも、フロート２６内へ
の水の出入りによってフロート２６が上下する際にスク
レーパ１２が平膜１１に少し接触しながら揺動上下し、
それにより平膜１１に付着したケーキは完全に剥離、除
去される。
【００１６】比較例 空気によるバブリング洗浄を行なったときの膜面上から
のケーキの剥離、除去の状況を確認するために、膜支持
体の両面を精密ろ過膜で被覆した平膜を用いて無機系の
原液を定流量ろ過で吸引ろ過した。所定の膜間差圧に達
したとき、ろ過を停止した後、平膜の下部から空気を３
リットル／分／ｍ2 −膜面積以上供給し、バブリング洗
浄した。３分間洗浄後、分離槽内の原液を引き抜いたと
ころ、膜面にはケーキがまだ付着している所が多く見ら
れた。さらに膜面上のケーキを剥離、除去するために
は、長時間にわたって洗浄を行なわなければならない。
のケーキの剥離、除去の状況を確認するために、膜支持
体の両面を精密ろ過膜で被覆した平膜を用いて無機系の
原液を定流量ろ過で吸引ろ過した。所定の膜間差圧に達
したとき、ろ過を停止した後、平膜の下部から空気を３
リットル／分／ｍ2 −膜面積以上供給し、バブリング洗
浄した。３分間洗浄後、分離槽内の原液を引き抜いたと
ころ、膜面にはケーキがまだ付着している所が多く見ら
れた。さらに膜面上のケーキを剥離、除去するために
は、長時間にわたって洗浄を行なわなければならない。
【００１７】
【発明の効果】本発明の膜分離装置を用いれば、膜面上
のケーキを常に除去することができ、懸濁物を含んだ廃
液中の懸濁物を効率よく膜分離することができる。
のケーキを常に除去することができ、懸濁物を含んだ廃
液中の懸濁物を効率よく膜分離することができる。
【図１】本発明の第一の実施例を示す浸漬型膜分離装置
の略示系統図である。
の略示系統図である。
【図２】図１に示した膜分離装置におけるスクレーパの
設置状態を示す説明図である。
設置状態を示す説明図である。
【図３】本発明の第二の実施例を示す膜分離装置のスク
レーパの説明図である。
レーパの説明図である。
１０ 分離槽 １１ 平膜 １２ スクレーパ １３ 原液入口 １５ 散気管 １６ フロート ２０ 吸引ポンプ ２２ 送風機 ２６ フロート ２７ 水の出入口 ２８ 空気の出入口 ３０ コンプレッサ
Claims (2)
- 【請求項１】膜支持体表面をろ過膜で被覆した平膜を等
間隔に複数枚並べ、平膜の両端又は片端から透過液のみ
を吸引できるようにした平膜モジュールを槽内に浸漬
し、平膜の下部に散気装置を設置した浸漬型膜分離装置
において、槽内の水位と共に上下動するフロートを配設
し、このフロートに結合したスポンジ状又はブラシ状の
スクレーパが前記フロートの上下動に伴って前記平膜と
平膜との間を平膜と平行に平膜と接触しながら上下動す
ることを特徴とする浸漬型膜分離装置。 - 【請求項２】膜支持体表面をろ過膜で被覆した平膜を等
間隔に複数枚並べ、平膜の両端又は片端から透過液のみ
を吸引できるようにした平膜モジュールを槽内に浸漬
し、平膜の下部に散気装置を設置した浸漬型膜分離装置
において、内部に水を侵入させることによって沈下し、
内部の水を排出することによって浮上するフロートを配
設し、このフロートに結合したスポンジ状又はブラシ状
のスクレーパが前記フロートの上下動に伴って前記平膜
と平膜との間を平膜と平行に平膜と接触しながら上下動
することを特徴とする浸漬型膜分離装置。
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|---|---|---|---|
| JP07237625A JP3123407B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 浸漬型膜分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07237625A JP3123407B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 浸漬型膜分離装置 |
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|---|---|
| JPH0957071A JPH0957071A (ja) | 1997-03-04 |
| JP3123407B2 true JP3123407B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=17018099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07237625A Expired - Fee Related JP3123407B2 (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 浸漬型膜分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3123407B2 (ja) |
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-
1995
- 1995-08-23 JP JP07237625A patent/JP3123407B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH0957071A (ja) | 1997-03-04 |
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