JP3401889B2 - 浸漬型膜分離装置の平膜エレメント - Google Patents

浸漬型膜分離装置の平膜エレメント

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JP3401889B2 JP35275993A JP35275993A JP3401889B2 JP 3401889 B2 JP3401889 B2 JP 3401889B2 JP 35275993 A JP35275993 A JP 35275993A JP 35275993 A JP35275993 A JP 35275993A JP 3401889 B2 JP3401889 B2 JP 3401889B2
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繁樹 沢田
克己 石黒
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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、無機(アルミナセ
ラミックなど)膜などの平膜を有する多数の平膜エレメ
ントで構成した膜ユニットを液中に浸漬し、膜分離を行
う浸漬型膜分離装置の平膜エレメントに関する。
【0002】
【従来の技術】浸漬型膜分離装置は、膜ユニットを浸漬
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で膜分離を行い、透過水を得ること
ができる。図5〜9は、本出願人が特願平5−2631
46号で提案した浸漬型膜分離装置を示し、その1枚宛
の平膜エレメント11は、平らで四角な、トリコット編
地からなるトリコットスペーサ、ネットスペーサー、多
孔板スペーサ等の通水性の流路スペーサ12の両面に同
大の平膜13,13を重ね、その四周縁部を熱、接着、
高周波溶着などによりシール14して一体に構成し、二
枚の平膜13,13の間にシール14で囲まれた透過室
11´を形成する。そして、各平膜エレメントにはシー
ル14で囲まれた透過室11´内の一対角方向などの二
つのコーナに通水口15,15が設けてある。16は平
膜エレメントの通水口15を有するコーナに配置し、隣
接する二枚の平膜エレメントの間に所定の通水間隔18
を保つ弾性のガスケットで、平膜エレメントのコーナに
対応した直角な二辺を有する三角形又は四角形で、通水
口15に連通する同大の開口17を有する。19と20
は、ガスケット16で通水間隔を保って並べ重ねた多数
枚の平膜エレメントの一列を対向して挟圧する端板で、
大きさは膜エレメントと同大である。各端板には、平膜
エレメントの通水口15,15と連通する貫通孔21が
同じ二つのコーナに開設してある。端板19と20の貫
通孔は、相対向した部分が平膜エレメントの通水口15
や、ガスケット16の開口17と同大の大径部22であ
り、残部は締付けボルト25が通る小径部24になって
いる。そして、大径部22の奥に外面に開口した接続口
23が設けてある。
【0003】膜ユニットに組立てるには、所定の枚数の
平膜エレメント11をガスケット16を介して一列に並
べ重ね(平膜エレメントの通水口15とガスケットの開
口17は連通させる)、連通している全部の平膜エレメ
ントの通水口15と、全部のガスケットの開口17に一
連にボルト25を貫通し、ボルト25の各端部に貫通孔
21を嵌めて端板19と20で平膜エレメント11…、
ガスケット16を挟み、ボルトの各端部にねじ込んだナ
ット26を端板19,20に対し締付け、平膜エレメン
トとガスケットを挟圧して一体にする。尚、ボルト25
の各端部の、貫通孔の小径部23内に位置する部分には
Oリング27を嵌めてシールを行う。これにより端板の
貫通孔の大径部22と、ガスケットの開口17と、膜エ
レメントの通水孔15とが一連に連なり、個々の平膜エ
レメントの透過室11´を連通させる一連の水路28,
29が2つ生じる。
【0004】図9は上記平膜エレメントの組立体(膜ユ
ニット)を、どちらか一方の水路が上、他方が下となる
ように浸漬槽1の液中に浸漬し、浸漬型膜分離装置とす
る一例のフローシートを示し、上になった水路28の端
板19,20にある接続口23の一方に吸引ポンプP1
を途中に有する透過水の取出管2を連結して他方の接続
口は栓で閉じる。取出管は吸引ポンプの下流で二つに分
岐し、分岐管一方2aは起ち上り、水面が浸漬槽1と同
じか、それよりも上位の透過水の貯槽3に上から開口
し、分岐管の他方2bは真っ直ぐに延びて排水槽4に開
口する。分岐管2a,2bには開閉弁V1 ,V2 を途中
に設ける。膜ユニットの下になった水路29の端板1
9,20にある接続口23の一方には前記貯槽3の液中
に上から突入し、置換水の供給管5を連結し、他方の接
続口23は栓で閉じる。そして、薬液槽6内の薬液をポ
ンプP2 で注入する薬注管7を供給管5の途中に接続す
る。尚、供給管5には、薬注管の接続点よりも水路29
側に開閉弁V3 を設け、浸漬槽1には原水の供給管と、
底に排泥管8を設ける。透過水を採水するには開閉弁V
1 を開、V2 ,V3 を閉にし、吸引ポンプP1を運転す
る。これにより、ポンプの吸引と、水頭差で浸漬槽内の
液は各平膜エレメント同志の間の通水間隔18から平膜
13を透過し、透過室11´内を流れて通水口15に流
入し、水路28、管2,2aを経て貯槽3に入る。透過
水の採水工程を行い、膜の外面に或る程度ケークが付着
したら、開閉弁V1 を閉、V2 ,V3 を開にして、吸引
ポンプP1 と薬液用ポンプP2 を運転して洗浄を行う。
これにより膜ユニットの透過室を満たしている透過水は
吸引ポンプで引かれ、水路28、管2,2bを流れて排
水槽4に入ると同時に、貯槽3内の透過水が浸漬槽1と
の水頭差、及び吸引ポンプの吸引で置換水の供給管5内
を膜ユニットに向かって流れ、薬注管7で注入される薬
液と合流して所定濃度の洗浄液になり、一連の水路29
を経て膜に過剰な圧力を付加することなく透過室に入
る。こうして、洗浄液が透過室内の透過水と置換した
ら、吸引ポンプP1 と、薬液用ポンプP2 の運転を停
め、開閉弁V1 以外にV2 も閉にし、貯槽3と浸漬槽1
との水頭差で洗浄液を透過室に送り込み、透過室内の洗
浄液を膜の内面から外面に透過させ、外面に付着するケ
ークを剥離する。洗浄液は透過水とは逆方向に膜を透過
するためケークは容易に膜の外面から剥れ、除去され
る。除去されたケークは排泥管8の弁を開いて浸漬槽か
ら排出する。洗浄が終ったら開閉弁V1 を閉、V2 ,V
3 を開にし、吸引ポンプP1 を運転し、透過室内の洗浄
液を排水槽4に吸引して入れ、同時に貯槽内の透過水を
吸引ポンプの吸引と、貯槽と浸漬槽の水頭差で供給管5
から透過室に入れ、透過室内の洗浄液を透過水で置換す
る。透過室内が透過水で置換したら、開閉弁V1 を開
き、V2 ,V3 を閉じ、透過水の採水工程を再開する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記先行装置の平膜エ
レメントの流路スペーサはトリコットスペーサ、ネット
スペーサ、多孔板スペーサなどからなり、平膜13を透
過して透過室11に入る。膜面積を小さく高フラックス
とする場合透過水の水量が増し、透過室中を通水口15
にまで流れる流路抵抗が大になり、膜分離の推進力とな
る膜間差圧は著しく減少する。吸引ポンプには吸引能力
の大きな強力なものを使用する必要があり、これに伴い
ランニングコストも嵩む。更に、透過水の採水工程時
に、膜の下部からの散気により隣接した膜エレメントの
間の通水間隔に生じるエアーリフト循環流などの水流に
よって平膜エレメントは撓み、平膜同志が擦れて破損す
ることがある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
浸漬型膜分離装置の膜ユニットを構成する従来の平膜エ
レメントの上述した問題点を解消するために開発された
もので、流路スペーサの両面に平膜を重ね、その周縁部
をシールして一体にすると共に、シールで囲まれた内部
に通水口を開設した浸漬型膜分離装置の平膜エレメント
において、上記流路スペーサが平行な多数の突条を流路
スペーサの全面に有する2枚以上からなることを特徴と
する。また、請求項2に記載の発明は上記請求項1記載
の浸漬型膜分離装置の平膜エレメントにおいて、全面に
横方向の平行な突条を有する流路スペーサと、全面に縦
方向の突条を有する流路スペーサとが、横方向の突条に
対して縦方向の突条が交叉するように重ね合わされてい
ることを特徴とする。 また、請求項3に記載の発明は上
記請求項1記載の浸漬型膜分離装置の平膜エレメントに
おいて、流路スペーサの両面に平膜を重ね、その周縁部
をシールして一体にすると共に、シールで囲まれた内部
に通水口を開設した浸漬型膜分離装置の平膜エレメント
において、上記流路スペーサが平行な多数の突条を流路
スペーサの全面、且つ、両面に有することを特徴とす
る。また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項
3のいずれかに記載の浸漬型膜分離装置の平膜エレメン
トにおいて、流路スペーサが片面に横方向の平行な突条
を有し、他の片面に縦方向の平行な突条を有することを
特徴とする。
【0007】
【実施例】図1は二枚の平膜13,13の間に挟む2枚
の通水性の流路スペーサを示す。このスペーサは前述し
たようにトリコット編地、ネット、多孔板からなり、そ
の一枚30は片面に横方向の平行な突条31を有し、他
の一枚32は片面に縦方向の平行な突条33を有する。
突条31同志、及び突条33同志の間には溝34が形成
される。突条31,33には、図示のとおり溝を連通さ
せる切欠き35を設けてもよく、切欠がない連続して延
在する突条でも良い。
【0008】図2は流路スペーサ32の縦方向の突条3
3を流路スペーサ30の横方向の突条31に対し90°
交叉させてスペーサ30の平らな面に当接し、二枚の平
膜13,13の間に挟んだ平膜エレメントを示す。これ
により縦方向の突条33と、スペーサ30の平らな面と
の間に縦方向の多数の溝34が形成されスペーサ33の
横方向の突条32と平膜との間には多数の横方向の溝3
4が形成される。
【0009】図3は流路スペーサ30の横方向の突条3
1と、流路スペーサ32の縦方向の突条33とを90°
交叉した対向状態で二枚の平膜13,13の間に挟んだ
平膜エレメントを示す。これにより両スペーサ30,3
2の相対向した面には突条31と33とによる縦横の溝
34が形成される。
【0010】そして、図2,図3のどちらの平膜エレメ
ントも両方のスペーサ30,32と、これを挟む平膜1
3,13の周縁部には接着剤14´が浸透して一体化す
ると共に、溝34の周縁部には接着剤14´が詰り、こ
うして平膜を透過した液が外に洩れるのを防止するシー
ル14が接着剤によって形成される。
【0011】図4の流路スペーサ36は1枚で、片面に
横方向の溝34を形成する横方向の平行な突条31を有
し、他の片面に縦方向の溝34を形成する縦方向の平行
な突条33を有する。そして、このスペーサ36を挟む
二枚の平膜13,13の周縁部には接着剤14´が浸透
して一体化すると共に、溝34の周縁部には接着剤14
´が詰り、こうして平膜を透過した液が外に洩れるのを
防止するシール14が接着剤によって形成される。尚、
図2,3のような平膜エレメントと図4のような平膜エ
レメントとの組み合わせでも良いことはいうまでもな
い。
【0012】
【発明の効果】図2,図3あるいは図4に示したような
突条31,33を有するスペーサの二枚以上を平膜の間
に組合せて挟んだ平膜エレメントを使用して膜ユニット
を構成し、採水工程を行うと、平膜を透過して透過室1
1´に入った液は縦や横の溝34の内部を流れることが
できる。そして、通水口15を横切る溝を流れる透過水
はそのまゝ通水口に流入して採水される。又、通水口を
横切らない溝を流れる透過水はスペーサの内部や、突条
31,33に浸透して通水口15に流入し、採水され
る。この場合、溝を相互に連通させる切欠き35が設け
てあると、通水口を横切らない溝を流れる透過水は切欠
き35を通って通水口を横切る溝に到達し、通水口に流
入する。このように、平膜を透過して透過室に入る水量
が多くても、スペーサ30,32,36は溝34を有す
るため通水口に流入するための流路抵抗は小で、膜分離
の推進力となる膜間差圧は大きく保たれる。従って、吸
引能力の大きなポンプを使用することなく、採水工程が
行え、ランニングコストも嵩まない。更に、横方向の突
条31と、縦方向の突条33とによりその平膜エレメン
トは縦横に補強されて剛性が著しく高まる。このため、
透過水の採水工程時に、隣接した膜エレメントの間の通
水間隔18にエアーリフト循環流などの水流が生じても
撓みは少なくなり、平膜同志の擦れ合いによる破損も無
くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に使用できる二枚の流路スペーサを示
す。
【図2】本発明の平膜エレメントの第1実施例の一部の
拡大断面図である。
【図3】本発明の平膜エレメントの第2実施例の一部の
拡大断面図である。
【図4】本発明に使用できる他の流路スペーサを示す。
【図5】膜分離装置の膜ユニットの斜視図である。
【図6】平膜エレメントの一部を剥離した斜視図であ
る。
【図7】膜エレメントにガスケットを重ねた平面図であ
る。
【図8】膜ユニットの組立状態の一部の拡大断面図であ
る。
【図9】膜分離装置のフローシートである。
【符号の説明】
1 浸漬槽 2 取出管 3 貯槽 4 排水槽 5 供給管 6 薬液槽 7 薬注管 8 排泥管 9 清水槽 10 膜ユニット 11´ 透過室 13 膜 23 接続口 30 スペーサ 31 横方向の突条 32 スペーサ 33 縦方向のスペーサ 34 溝 35 切欠き 36 スペーサ P1 吸引ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−86893(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 63/08 B01D 63/00 500

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流路スペーサの両面に平膜を重ね、その
    周縁部をシールして一体にすると共に、シールで囲まれ
    た内部に通水口を開設した浸漬型膜分離装置の平膜エレ
    メントにおいて、上記流路スペーサが平行な多数の突条
    流路スペーサの全面に有する2枚以上からなることを
    特徴とする浸漬型膜分離装置の平膜エレメント。
  2. 【請求項2】 全面に横方向の平行な突条を有する流路
    スペーサと、全面に縦方向の突条を有する流路スペーサ
    とが、横方向の突条に対して縦方向の突条が交叉するよ
    うに重ね合わされていることを特徴とする請求項1に記
    載の浸漬型膜分離装置の平膜エレメント。
  3. 【請求項3】 流路スペーサの両面に平膜を重ね、その
    周縁部をシールして一体にすると共に、シールで囲まれ
    た内部に通水口を開設した浸漬型膜分離装置の平膜エレ
    メントにおいて、上記流路スペーサが平行な多数の突条
    を流路スペーサの全面、且つ、両面に有することを特徴
    とする請求項1に記載の浸漬型膜分離装置の平膜エレメ
    ント。
  4. 【請求項4】 流路スペーサが片面に横方向の平行な突
    条を有し、他の片面に縦方向の平行な突条を有すること
    を特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載
    の浸漬型膜分離装置の平膜エレメント。
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