JP3554286B2

JP3554286B2 - Filtration and separation cylindrical membrane cartridge

Info

Publication number: JP3554286B2
Application number: JP2001113712A
Authority: JP
Inventors: 卓治小柳
Original assignee: 株式会社エステム
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2021-04-12
Also published as: JP2002306932A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雨水や生活排水を浄水処理したり、活性汚泥水槽から汚泥成分を除去して水を浄化するための水処理装置に浸漬して、非浄水成分をろ過分離することにより、透過水を抽出するために使用されるろ過分離円筒膜カートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、汚水を効率的に処理するための方法として、有機物を餌として増殖する微生物を集めて活性汚泥とし、有機物を吸着分解した後に、沈殿池でこの微生物を沈殿除去して、水を浄化する方法が広く実施されている。この沈殿除去操作を無くしてその代わりに、活性汚泥を分離するためのろ過膜を用いて汚泥を完全に分離する方法が普及し始めており、処理水質が汚泥の沈降性に影響されないので、維持管理が簡単になる等の大きな利点があることが報告されている。
【０００３】
このような活性汚泥を固液分離するシステムについて、本発明に係る図面である図６を援用して説明する。上記したろ過分離システムにおいて、円筒形状を有するろ過膜を使用する例としては、セラミック材を円筒形に成形して使用する例が、特開平10-235162 号公報に開示されている。この公報に示されるろ過モジュールＭは、後述する複数のセラミック製ろ過円筒体１０１を、所定の枠体中に平行に横配置して取付けてモジュール化したろ過装置であって、所定の方法で集水管４１と連結され、水処理槽４３に浸漬して使用されている。その状態において、集水管４１に接続されたポンプＰを用いてその管内を減圧し、ろ過モジュールＭ中の各セラミック製ろ過円筒体１０１内に負圧をかけることにより、水処理槽４３内の汚水を吸引ろ過して、セラミック製ろ過円筒体１０１の内部に透過水を抽出し、集水管４１を経由して水処理槽４３から排出させている。このシステムにおいては、負圧をかけることによりセラミック製ろ過円筒体１０１の外周部に汚泥が付着してその気孔が閉塞するのを防ぐために、水処理槽４３の下部に曝気装置Ｂと連結する散気管４６を設置して、ろ過モジュールＭ内部を曝気する方法がとられている。
【０００４】
次に、このろ過モジュールＭの構成について、図１４及び図１５を用いて説明する。前記各セラミック製ろ過円筒体１０１の両端部には、対向配置された一対のヘッダー１０２，１０３が設けられ、各ヘッダー１０２，１０３の間には、同じく対向配置された一対のガイド板１１０が渡されて、各々連結している。排水口１０６が設けられた一方のヘッダー１０２には、集水室１０５が形成されるように面板１０４が取り付けられている。該面板１０４には、各セラミック製ろ過円筒体１０１が前記集水室１０５内に開口した状態で、それらの片端を挿通支持するための孔１０７が設けられており、一方、それらの他端は、ヘッダー１０３に支持されている。セラミック製ろ過円筒体１０１の端部が挿通された孔１０７の周囲、及びヘッダー１０３のセラミック製ろ過円筒体１０１の他端部の支持部分は、それぞれ接着剤１０８，１０９によって水密を保たれた状態で、各セラミック製ろ過円筒体１０１の両端部と固着されている。即ち、ろ過モジュールＭは、セラミック製ろ過円筒体１０１よりも長い間隔をおいた一対のヘッダー１０２，１０３が、同じく一対のガイド板１１０で枠状に一体連結されて、一方のヘッダー１０３と面板１０４とによって、多数本のセラミック製ろ過円筒体１０１の両端部が水平支持されて、上下両面が開口した状態で、水処理槽４３内に浸漬配置される。
【０００５】
このようなろ過モジュールＭを使用してろ過を行う際は、ろ過モジュールＭを水処理槽４３内に浸漬し、曝気して汚泥水を流動させる。すると、上昇汚水（被ろ過水）１１が、多数のセラミック製ろ過円筒体１０１の間を、図１５で矢印で示すように通過し、排水口１０６を通じてセラミック製ろ過円筒体１０１に作用する負圧によって、セラミック製ろ過円筒体１０１の周壁を透過した透過水が、集水室１０５と排水口１０６とを経て、ろ過モジュールＭの外部の集水管４１に排出されるものである。ろ過モジュールＭの下端開口部にて、連続的に行われる曝気操作により、上昇汚水１１は連続的に発生しており、汚泥水中の固形物８（図５参照）を拡散させて、セラミック製ろ過円筒体１０１の膜表面を更新し、その閉塞を防止している。
【０００６】
しかしながら、特に水処理槽４３中に固形物を多く含む活性汚泥槽等においては、曝気するだけでセラミック製ろ過円筒体１０１の気孔閉塞を防ぐことは、困難であった。また、セラミック製ろ過円筒体１０１は、横配置して使用されるので、汚泥水が曝気によりモジュール内を上昇した後に、汚泥水中の固形物８（図５参照）が、セラミック製ろ過円筒体１０１の円筒上部１０１ａに堆積してしまい、円筒体のほぼ全周に亘って有効であるはずのろ過面積が、堆積物によってその部分のみ無効となって減少してしまうので、所定のろ過効率を維持し続けることができなかった。固形物８とは、活性汚泥等の塊状の被ろ過物である。また、固形物８のみならず、滑りのようにセラミック製ろ過円筒体１０１に付着する非浄水成分１０も存在し、各々セラミック製ろ過円筒体１０１の気孔閉塞の原因となるものであった。そこで、セラミック製ろ過円筒体１０１を各々露出させて、それら堆積固形物８及び非浄水成分１０を物理的に掻き落とす必要があるが、該ろ過円筒体１０１は、面板１０４とヘッダー１０３とに接着剤１０８，１０９を用いて固着されて一体となっているので、それらを１本ずつ洗浄することが困難であった。
【０００７】
また、セラミック材は、一般的に脆いので、曝気による振動等によって破損し易く、そのために、横配置するよりも振動の影響が大きいと考えられる縦配置した状態で、曝気槽中で使用される例は、報告されておらず、非浄水成分１０を主な被ろ過物とするろ過分離システムのみにおいて、縦配置して使用する例が、報告されていた。また、セラミック製ろ過円筒体１０１が破損した場合には、該セラミック製ろ過円筒体１０１のみならず、ろ過モジュールＭごと交換する必要があるので、信頼性及び効率の双方の高いろ過操作を維持するためには、高いコストが必要であった。
【０００８】
また、剛性に欠けるセラミック材の代わりに、樹脂類でろ過膜体を構成する従来のろ過分離システムも存在するが、セラミック材に匹敵する膜強度を有するものは皆無であって、自身の形状を円筒形に保持した使用例は、なかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、軽量で、しかも必要なろ過性能を維持していて、単独で使用可能なろ過分離円筒膜カートリッジを提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための請求項１の発明は、水を浄化するための水処理槽に浸漬して使用され、非浄水成分を円筒形のろ過膜でろ過分離して、透過水を抽出するためのろ過分離円筒膜カートリッジであって、前記カートリッジのろ過材は、強化材の存在下に、液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂と水とを混合してなるＯ／Ｗ型熱硬化性樹脂水性分散体を、常温又は加熱下で硬化し、水を除去して得られる微細な連続気孔を有する硬化物よりなるＦＲＰ製の樹脂膜で形成されており、前記ＦＲＰ製の樹脂膜で構成された円筒状のカートリッジ本体の両端開口が、キャップにより水密保持して閉塞され、ユニット枠内に一本ずつ独立し、しかも縦配置して使用されることを特徴としている。
【００１１】
請求項１の発明によれば、カートリッジのろ過材が、強化材の存在下に、液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂と水とを混合してなるＯ／Ｗ型熱硬化性樹脂水性分散体を、常温又は加熱下で硬化し、水を除去して得られる微細な連続気孔を有する硬化物よりなるＦＲＰ製の樹脂膜で形成されていて、ろ過材がＦＲＰ製であること、及び全体形状が円筒状であることとの異なる要因が相乗して、薄肉でありながら必要強度を確保しているので、従来のセラミック製の円筒状のカートリッジ本体よりも軽量であって、取扱いが容易となって、メンテナンスの際の負担が軽くなるので、ろ過分離システムの信頼性を向上させることができる。また、各カートリッジを１本ずつ独立して縦配置するので、各セラミック円筒管を横配置してモジュール化する従来構成の場合と比較して、曝気流が円筒状のろ過部である全外周面にわたって均等に及ぶので、カートリッジ本体に対して非浄水成分が付着しにくくなって、ろ過操作を効率的に行うことができる。また、円筒膜カートリッジに不具合が生じた場合には、その一本のみを容易に交換することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、カートリッジ本体は、テーパー円筒状に成形されて、大径部が上方となるように縦配置されて、相隣接するカートリッジの隙間が、上方に向けて漸次狭く形成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項２の発明によれば、気泡を含む汚水が上昇する際に、カートリッジ本体の外周面に沿って強制的に流れるために、その非浄水成分が付着しにくくなって、長時間に亘って、良好なろ過性能を維持できる。
【００１４】
また、請求項３の発明は、水を浄化するための水処理槽に浸漬して使用され、非浄水成分を円筒形のろ過膜でろ過分離して、透過水を抽出するためのろ過分離円筒膜カートリッジであって、カートリッジ本体は、内外二本のろ過円筒膜体が同心状に配置された二重管構造であって、両ろ過円筒膜体の間の空間が透過水の通路となって、前記カートリッジ本体の両端のリング状開口がキャップにより水密を保持して閉塞され、前記カートリッジ本体を構成する内外二本のろ過円筒膜体は、連続した微細気孔を有するＦＲＰ製の樹脂膜で構成されて、ユニット枠内に一本ずつ独立し、しかも縦配置して使用されることを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明によれば、請求項１の効果に加えて、カートリッジ本体の内周面においてもろ過分離することが可能となって、設置空間を増大させずにろ過面積が増大され、ろ過分離システム全体のろ過効率が向上する。
【００１６】
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の発明において、カートリッジ本体を構成する内側のろ過円筒膜体の下端開口には、上昇汚水が前記ろ過円筒膜体の内周面に沿って流れるようにする逆円錐状の水流案内体が配置されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項４の発明によれば、逆円錐状の外周面に沿って曝気流が円筒膜カートリッジ本体の内周面全域に行き渡るので、円筒膜カートリッジ本体の内周面部への非浄水成分の付着を防ぐことができて、ろ過操作の効率を向上することができる。
【００１８】
また、請求項５の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、カートリッジ本体の外側のろ過円筒膜体は、テーパー円筒状に成形されて、大径部が上方となるように縦配置されて、相隣接するカートリッジの隙間が、上方に向けて漸次狭く形成されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項５の発明によれば、気泡を含む汚水が上昇する際に、カートリッジ本体の外周面に沿って強制的に流れるために、その非浄水成分が付着しにくくなる。
【００２０】
また、請求項６の発明は、請求項３ないし５のいずれかに記載の発明において、二重管構造のカートリッジ本体を構成する内側のろ過円筒膜体の内側には、単管構造の別のカートリッジ本体がほぼ同心となって配置されて、両カートリッジ本体は、そのキャップの部分で一体連結されていることを特徴としている。
【００２１】
請求項６の発明によれば、二重管構造のカートリッジ本体の内側の空間に、別のろ過領域を形成できるため、カートリッジの占有空間に対するろ過面積の割合が一層大きくなって、ろ過効率が更に高まる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の第１実施形態に係る円筒膜カートリッジＫ₁について、図１ないし図６を用いて詳細に説明する。図１は、ユニット枠１２に多数本の円筒膜カートリッジＫ₁が縦配置された状態での部分平面図であり、図２は、同様の状態の部分斜視図であり、図３は、同様の状態を底面側から見た部分斜視図であり、図４は、円筒膜カートリッジＫ₁の分解斜視図であり、図５は、円筒膜カートリッジＫ₁の使用状態の縦断面図であり、図６は、円筒膜カートリッジＫ₁を縦配置したユニット枠１２が、水処理槽４３に浸漬された状態の正面断面図である。
【００２３】
最初に、円筒膜カートリッジＫ₁の構成について説明する。図２ないし図５に示されるとおり、円筒形状を有するろ過膜体である円筒膜カートリッジＫ₁は、その内外周部の非浄水成分１０をろ過分離して、排水管４５を経由して集水管４１に透過水を抽出するためのろ過体であって、しかも、従来構成のろ過モジュールＭとは異なって、各ろ過体が独立したカートリッジ形式のものであり、後述する方法でユニット枠１２に縦配置して使用される。円筒膜カートリッジＫ₁は、円筒管形状の内側ろ過円筒膜体１の外側に、それより大径の外側ろ過円筒膜体２を同心状に配置して、それらの間に透過水路９を形成し、透過水を内部に抽出する二重管構造のカートリッジ本体Ａ₁と、その上端及び下端の両リング状開口部７を水密を保持して閉塞するためのリング形状の上端及び下端の各キャップ４，５と、透過水を排出するために前記上端キャップ４の排水口に取付けられる排水管連結具６とで構成されている。
【００２４】
前記内側及び外側の各ろ過円筒膜体１，２は、いずれもＦＲＰ製の樹脂で成形されて、その外径（又は内径）のみが異なって、その長さは、同一である。大径の外側ろ過円筒膜体２の内周部には、それより小径の内側ろ過円筒膜体１が、互いの高さを揃えて挿入されている。また、本発明に係るＦＲＰ製の樹脂で成形された内側及び外側の各ろ過円筒膜体１，２は、透過方向の厚み及び強度と、ろ過するための均質な気孔とを有する樹脂製のろ過材であって、その構成、製法等の詳細は、後述する。
【００２５】
また、上端及び下端の各キャップ４，５は、前記一対のリング状の開口部７より僅かに大きいリング形状を有している。上端キャップ４には、外周壁部４ａ及び内周壁部４ｂが形成されており、カートリッジ本体Ａ₁を構成する内側及び外側の各ろ過円筒膜体１，２の上端部が、それぞれ前記上端キャップ４の内周壁部４ｂ及び外周壁部４ａに挿入嵌合されて、カートリッジ本体Ａ₁の上端のリング状開口部７が閉塞されて、両者の密着部には、接着剤（図示せず）が使用されて、内外の水密が保持されている。また、下端キャップ５にも、外周壁部５ａ及び内周壁部５ｂが形成されており、上記と同様の構造によって、下端キャップ５によりカートリッジ本体Ａ₁の下端のリング状開口部７が閉塞されている。また、上端キャップ４には、排水口となる貫通孔が設けられており、その貫通孔には、一対のナット６７，６８を介して排水管連結具６が取付けられている。なお、上端キャップ４のリング形状面の上部に取付けられている一対の止め具６１は、ユニット枠１２に設置した円筒膜カートリッジＫ₁の浮上を防止する浮上防止ワイヤー６２を挿通するためのものである。
【００２６】
次に、内側及び外側の各ろ過円筒膜体１，２に用いられる樹脂材であるＦＲＰろ過材について説明する。本発明の円筒膜カートリッジＫ₁のろ過円筒膜体として使用するＦＲＰろ過材は、硬化材を加えた液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂と水とを混合した、即ち水相に樹脂粒子が分散したＯ／Ｗ型熱硬化性樹脂水性分散体を、強化材であるガラスチョップストランドマットと不織布の存在下、常温又は加熱下に硬化、乾燥して水を除去して得られる微細な連続気孔を有するものである。硬化反応前の上記樹脂類と水とは、混合されてエマルジョンとなっており、水と接して存在する樹脂類は、表面張力の作用により自己最少表面積である球形状となり、その中で硬化反応が進行する。硬化反応完了後に水分は蒸発して除去されるので、各樹脂粒子間には、その分の微細気孔が連続して形成される。該気孔は、ろ過に最適な性能を有しており、１μｍ以上の大きさを有する細菌のろ過が充分可能な程度のものである。またＦＲＰろ過材は、樹脂材であるので軽量であり、強化材の添加によりセラミック材に劣らない充分な強度を有しており、耐久性に優れているものである。なお、液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂としては、液状不飽和ポリエステル樹脂又は液状エポキシ（メタ）アクリレート樹脂又は液状ウレタン（メタ）アクリレート樹脂又は液状（メタ）アクリル樹脂等が挙げられる。
【００２７】
また、上記説明したＦＲＰろ過材は、液状組成物から成形されるので、自由な形状のろ過材の成形が可能である。所定の比率で混合された液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂と水とは、良好な粘度及び揺変性を示し、垂直面でも垂れることのないＯ／Ｗ型熱硬化性樹脂水性分散体となって、容易に成形することが可能となる。そして、本発明に係る内側及び外側ろ過円筒膜体１，２の成形は、図９に示されるように、それらの各内径に対応する内径を有する円柱形状の中芯２０’を用いて行われる。中芯２０’の外周面に離型材を塗布しておき、この中芯２０’の外周面に、強化材であるガラスチョップストランドマットと不織布とを交互に重ねて、上記液状組成物を目的の肉厚分だけ含浸させた後に、所定の条件により硬化、乾燥させて、生成樹脂から中芯２０’を引抜くことにより、内側及び外側の各ろ過円筒膜体１，２が成形される。そのために、中芯２０’には、抜き勾配が設けられている。なお、図９は、後述するカートリッジ本体Ａ₂の成形を示す図であるが、成形原理は同一であるので、援用した。
【００２８】
上記のようにして円筒状に成形された内側及び外側の各ろ過円筒膜体１，２の外径は、それぞれ約６０，１００ｍｍであって、その高さは、いずれも約８００ｍｍであり、更に、その肉厚は、いずれも２〜３ｍｍであった。前記各ろ過円筒膜体１，２は、円筒状に成形されているために、その肉厚が２〜３ｍｍであっても、その形状剛性により、ろ過時における負圧、及び逆洗時における正圧に対して十分な強度を有するものである。
【００２９】
次に、円筒膜カートリッジＫ₁を、多数まとめてユニット枠１２に縦配置して収納配置する方法について、図１ないし図３，図６を用いて説明する。まず、ユニット枠１２の構成について説明する。ユニット枠１２は、直方体状の枠体であって、その上下面は、散気管４２から出る気泡が、各円筒膜カートリッジＫ₁に回るように開口されており、長手方向Ｑに沿って対向配置された一対の長手方向側板部１６と、それらに直交する短手方向に沿って対向配置された一対の短手方向側板部１７とが設けられて、一体化されている。そして、一方の長手方向側板部１６の上端部側方には、前記集水管４１が水平に保持されている。また、該ユニット枠１２の下方には、細長い棒状であって横断面がＬ字形の一対のＬ字形支持体１３が、短手方向に沿って二本（一対）一組となって数組だけ配置されており、また、それら各一対のＬ字形支持体１３の幅方向の中間部には、案内体取付ワイヤー６４が短手方向に沿って配置されて、該ワイヤー６４には、円筒膜カートリッジＫ₁の配置ピッチと同一ピッチをおいて複数の水流案内体１５が、その上方に配置して取付けられている。
【００３０】
また、前記Ｌ字形支持体１３、及び案内体取付ワイヤー６４の両端部は、前記一対の長手方向側板部１６の下端部にそれぞれ固定されている。また、前記一対のＬ字形支持体１３は、短手方向に沿って所定数の円筒膜カートリッジＫ₁を載架するためのものであって、その直径と略同一の間隔をおいて配置されている。また、一対のＬ字形支持体１３には、各円筒膜カートリッジＫ₁を設定場所に縦配置可能にするために、その下端部の外周形状に対応した四個一組の支持突起１８が、円筒膜カートリッジＫ₁の配置ピッチと同一ピッチをおいて、一体に設けられている。また、前記水流案内体１５は、上昇汚水１１が、カートリッジ本体Ａ₁の内周壁に沿って流れるように、案内するためのものである。水流案内体１５の下部には、逆円錐台形状の水流案内部１５ａが設けられており、その上部には、円錐形状の堆積防止部１５ｂが設けられていて、両者の底面を合体させて一体に成形されている。水流案内体１５は、所定の間隔をおいて、前記案内体取付ワイヤー６４の上方に取付けられている。
【００３１】
上記構成のユニット枠１２に対して、各円筒膜カートリッジＫ₁は、その下端部と前記水流案内部１５ａとが、ほぼ同一高さとなり、しかも互いに同心状に配置されるように、前記支持突起１８及びＬ字形支持体１３によって位置決めされて、個別に縦配置されている。また、前記各円筒膜カートリッジＫ₁の上面部に設けられた前記各一対の止め具６１には、浮上防止ワイヤー６２が挿通されており、それらの両端部は、前記一対の長手方向側板部１６の上方にて、各々固定されている。浮上防止ワイヤー６２は、ユニット枠１２内に縦配置された各円筒膜カートリッジＫ₁が、水処理槽４３に浸漬された状態において、ユニット枠１２に対して浮上するのを防止するためのものである。そして、図２及び図５に示されるように、各々の円筒膜カートリッジＫ₁の上端面に取り付けられた排水管連結具６と、前記集水管４１に取り付けられた集水管連結具４４とが、排水管４５を用いて互いに連結されている。集水管４１は、水処理槽４３外に延長されて、その管路の途中にポンプＰが組み込まれて、該ポンプＰの変圧操作が集水管４１の管内に及ぶように構成されている。
【００３２】
次に、水処理槽４３内に浸漬されるユニット枠１２に縦配置した円筒膜カートリッジＫ₁を使用して、汚水（被ろ過水）をろ過する作用について説明する。水処理槽４３内のユニット枠１２に縦配置された各円筒膜カートリッジＫ₁は、上述の方法で、その内部に負圧が作用することにより、カートリッジ本体Ａ₁の外周部及び内周部の双方の汚水を吸引ろ過して、前記透過水路９に透過水を抽出する。カートリッジ本体Ａ₁を構成する外側及び内側の各ろ過円筒膜体１，２は、前記ＦＲＰ樹脂で成形されているので、適度なろ過気孔及び膜強度並びに剛性を有しており、縦配置した状態でその下方から曝気しても、その振動によって、同じ円筒形のセラミック材のように破損する恐れは無い。また、円筒膜カートリッジＫ₁が縦配置されているために、曝気泡中にて横配置して使用するセラミック製ろ過円筒体１０１と異なり、汚水中の固形物８が、ろ過膜上部に堆積しないので、ろ過有効面積を最大限利用することができる。
【００３３】
また、ろ過時には、図５に示されるように、水処理槽４３の底面に設置された前記散気管４６からは、カートリッジ本体Ａ₁の下方から上方に向けて、これと平行に気泡が発生しており、各カートリッジ本体Ａ₁のほぼ全外周部、即ち外側ろ過円筒膜体２のほぼ全外周面部においては、上昇汚水１１が連続的に発生している。それらの気泡や上昇汚水１１は、縦配置された各カートリッジ本体Ａ₁のほぼ全外周部と接触して、膜表面を連続的に更新する。つまり、ろ過操作と並行しながら、そこに固形物８及び非浄水成分１０が付着するのを防ぐので、膜閉塞が生じにくく、ろ過効率が高められている。なお、図５に示される破線矢印は、透過水の通路を示す。
【００３４】
一方、各カートリッジ本体Ａ₁の内周部、即ち、内側ろ過円筒膜体１の内周面部１ｂにおいても、負圧負荷による吸引ろ過が、曝気と同時に進行している。内側ろ過円筒膜体１の下端開口部１ａには、前記水流案内体１５が設置されているので、その水流案内部１５ａに気泡や前記上昇汚水１１が衝突して、それらの流れる方向は、内側ろ過円筒膜体１の内周面部１ｂに沿うように整流されて上昇する。従って、内側ろ過円筒膜体１の内周面部１ｂに上昇汚水１１が強制的に接触し易くなるので、その膜表面が更新され、汚泥水中の固形物８及び非浄水成分１０の付着を防止できて、外周面部と同様に、この部分での膜閉塞も生じにくくなり、ろ過効率が高められている。また、水流案内体１５は、その下面において案内体取付ワイヤー６４に支持されているのみであるが、上昇汚水１１が前記水流案内体１５に及ぼす力は、その軸心に対して均一となるので、該水流案内体１５は常にその軸心を垂直にした目的姿勢を保持することができる。また、堆積防止部１５ｂにおいては、先端が鋭角に突出しているので、汚泥等の固形物８が水流案内体１５に降下しても、そこから滑り落ちて、その上に堆積することを阻止できる。また、単管構成のセラミック製ろ過円筒体１０１と異なり、カートリッジ本体Ａ₁は、二重管構成であって、そのほぼ全内周面及び全外周面が、吸引ろ過が可能なろ膜部分となっているので、円筒膜カートリッジＫ₁の設置空間を増大させずに、ろ過面積を増大させることができる。また、円筒膜カートリッジＫ₁を縦配置した効果により、ろ過膜表面が効果的に更新されて、該円筒膜カートリッジＫ₁を使用するろ過分離システムの稼動効率が高められている。
【００３５】
また、カートリッジ本体Ａ₁の透過水路９は、前記内側及び外側の各ろ過円筒膜体１，２との間の空間部（その上下の各リング状開口部７が上下端の各キャップ４，５によって閉塞されている）のみで構成されている。一般に、平板形状よりも円筒形状の成形物の方が、その内部に負荷される負圧に抗する形状剛性が大きくなると考えられており、更に、内側及び外側の各ろ過円筒膜体１，２は、セラミック材に劣らない膜強度を有する前記ＦＲＰ製の樹脂膜で成形されているので、各ろ過円筒膜体１，２の間に、負圧により、これらが変形されるのを防止する変形防止部材を内装させずに、前記負圧負荷に抗して円筒形状を保持できる。このため、円筒膜カートリッジの構成を簡略化することができる。しかし、負圧による変形防止を確実にするには、各ろ過円筒膜体１，２の間に、透水性を有する変形防止部材を内装させてもよい。そして、前記負圧負荷により、透過水路９から排水管連結具６が設けられた排水口に至る透過水は、排水管４5 を経て集水管４１に至り、水処理槽４３から排出される。
【００３６】
また、円筒膜カートリッジＫ₁のろ過膜部分の付着物を掻き落とすには、ユニット枠１２そのものを水処理槽４３から引き上げた後に、排水管連結具６と排水管４５との連結を取り外すと共に、浮上防止ワイヤー６２をユニット枠１２から取り外すことにより、各円筒膜カートリッジＫ₁毎に、前記掻落し作業を行える。また、カートリッジ本体Ａ₁は、樹脂材のために軽量であるので、円筒膜カートリッジＫ₁を引き上げる際にも、作業効率が良く、しかも取扱いも容易である。これに対して、従来のセラミック製ろ過円筒体１０１は、重量が大きく、しかもモジュール単位で前記ろ過円筒体１０１を交換しなければならないので、その作業効率が悪かった。
【００３７】
なお、本実施例に係る円筒膜カートリッジＫ₁は二重管構成のものであるが、曝気泡中にて、カートリッジ形式の円筒形状ろ過体を縦配置して使用することにより、単管構成のものであっても、上述した各効果の一部分を期待することができる。
【００３８】
引き続いて、本発明の第２実施形態に係る円筒膜カートリッジＫ₂の構成について詳細に説明する。該円筒膜カートリッジＫ₂は、それを構成するカートリッジ本体Ａ₂が単管で構成されており、しかも、テーパー円筒状に成形されている点で前記カートリッジ本体Ａ₁と異なっており、各構成部材の機能や使用方法については、円筒膜カートリッジＫ₁とほぼ同様のものである。円筒膜カートリッジＫ₂は、その内周空間で形成される透過水路２９に透過水を抽出するろ過膜体であるカートリッジ本体Ａ₂と、該カートリッジ本体Ａ₂の上端及び下端の円形の両開口部２７を水密を保持して閉塞する上端及び下端の各キャップ２４，２５と、透過水を排出するために上端キャップ２４の排水口に取付けられている排水管連結具６とで構成されている。
【００３９】
カートリッジ本体Ａ₂は、テーパー円筒状をなしていて、前記ＦＲＰ製の樹脂で成形され、大径部が上方となるように縦配置して使用される。ＦＲＰ製の樹脂は、第１実施形態で説明したのと同様のろ過材であって、図９に示されるとおり、カートリッジ本体Ａ₂は、カートリッジ本体Ａ₁の成形工程について説明したのと同様に、抜き勾配を有する中芯２０を用いて成形される。カートリッジ本体Ａ₂の成形においては、単なる抜き勾配と異なって、大きなテーパー形状を有するテーパー円筒状の中芯２０が使用される。
【００４０】
また、上端キャップ２４は、カートリッジ本体Ａ₂の上方の開口部２７より僅かに大きい円形のキャップであって、前記上端キャップ４と同様に設けられた外周壁部２４ａの内側に、カートリッジ本体Ａ₂の上端部が挿入嵌合されて、両者は、接着剤（図示せず）を介して互いに固着されている。上端キャップ２４のほぼ中心部の貫通孔には、排水管連結具６が、一対のナット６７，６８を介して取付られている。また、下端キャップ２５は、カートリッジ本体Ａ₂の下端の開口部２７より僅かに大きい円形のキャップであって、前記上端キャップ２４と同様にして、その外周壁部２５ａの内側にカートリッジ本体Ａ₂の下端部に挿入嵌合されている。また、下端キャップ２５のほぼ中央部には、略円錐形状の凹部２５ｂが設けられている。この凹部２５ｂは、後述する単管カートリッジ支持体１９と嵌合するためのものである。
【００４１】
上述した所定数の円筒膜カートリッジＫ₂は、そのテーパー形状の大径部分を上方にして、相隣接する円筒膜カートリッジＫ₂の上端部に所定の隙間ｄ₁が設けられるようにして、ユニット枠１２に縦配置して収納される。ユニット枠１２の一対の長手方向側板部１６の下端部には、複数本の支持体取付ワイヤー７１が前記ユニット枠１２の長手方向に沿って所定間隔をおいて、その短手方向に横架されていて、各々の支持体取付ワイヤー７１には、略円錐形状の単管カートリッジ支持体１９が、前記円筒膜カートリッジＫ₁の配置ピッチと同一ピッチをおいて取付けられている。各円筒膜カートリッジＫ₂は、その下端キャップ２５の凹部２５ｂの部分に、前記単管カートリッジ支持体１９が嵌め込まれて、支持されている。また、円筒膜カートリッジＫ₂は、その上端キャップ２４の部分において、一対の長手方向側板部１６の上端部において同様に横架された一対の浮上防止ワイヤー７２によって押さえ付けられて、浮上防止状態となっている。また、円筒膜カートリッジＫ₂のカートリッジ本体Ａ₂は、テーパー円筒状であるので、図８に示されるように、縦配置した状態で、隣接する円筒膜カートリッジＫ₂の隙間は、その下端から上端に向けて漸次狭くなっている。なお、図８において、ｄ₂は、隣接する円筒膜カートリッジＫ₂の下端部の隙間を示す。
【００４２】
そして、ユニット枠１２に縦配置された各円筒膜カートリッジＫ₂は、前記円筒膜カートリッジＫ₁と同様に、その内部に負圧を負荷させることにより、カートリッジ本体Ａ₂の外周部にある汚水を吸引ろ過して、透過水路２９内に透過水を抽出する。この時、前記散気管４６からは、各カートリッジ本体Ａ₂の下方から上方にかけて、気泡を含む上昇汚水１１が発生している。相隣接する各円筒膜カートリッジＫ₂の隙間は、下方から上方に向けて漸次狭くなっているので、それらの気泡や上昇汚水１１は、各カートリッジ本体Ａ₂の全外周部と強制的に衝突して、膜表面を連続的に更新し、そこに固形物が付着するのを防ぐので、膜閉塞が生じにくく、ろ過効率が高められている。
【００４３】
なお、本実施例においては、単管構成の円筒膜カートリッジＫ₂について説明したが、複合管の場合においても、最外周のろ過円筒膜体をカートリッジ本体Ａ₂と同様のテーパー形状を有するものとして、上述したのと同様に縦配置して使用すれば、同様の効果が得られるものである。
【００４４】
引き続いて、図１０ないし図１３を参照して、本発明の第３実施形態に係る円筒膜カートリッジＫ₃の構成について詳細に説明する。該円筒膜カートリッジＫ₃においては、それを構成するカートリッジ本体Ａ₃が、二重管構造の外側カートリッジ本体部Ａ₃₁と、その内側に同心状に配置されて、それより小径の単管構造の内側カートリッジ本体部Ａ₃₂とで構成されている。前記外側カートリッジ本体部Ａ₃₁は、第１実施形態の円筒膜カートリッジＫ₁に係るカートリッジ本体Ａ₁と同一構成であって、その内周部の汚水通路５２の中央部に前記内側カートリッジ本体部Ａ₃₂を挿入して、後述の方法で一体化し、前記カートリッジ本体Ａ₁よりも更に、ろ過表面積が大きくなるようにした構成のものである。また、円筒膜カートリッジＫ₃に係る各構成部材の機能や使用方法については、第１実施形態の円筒膜カートリッジＫ₁とほぼ同一であるので、以下の円筒膜カートリッジＫ₃の説明においては、前記円筒膜カートリッジＫ₁の各部分に対応する構成部材には、前述した符号に、「’」を付して説明する。
【００４５】
円筒膜カートリッジＫ₃は、透過水路３９内に透過水を抽出するろ過膜体である前記カートリッジ本体Ａ₃と、その上端の開口部３７を水密を保持して閉塞して、かつ、前記外側及び内側の各カートリッジ本体部Ａ₃₁，Ａ₃₂を、その上端部において互いに連結して一体化するための上端キャップ３４と、下端の開口部３７を水密を保持して閉塞する下端キャップ３５と、透過水を排出するために前記上端キャップ３４の排水口に取付けられている排水管連結具３６とで構成されている。透過水路３９は、外側カートリッジ本体部Ａ₃₁を構成する内側及び外側の各ろ過円筒膜体１’，２’の間の空間に形成される外側透過水路９’と、内側カートリッジ本体部Ａ₃₂を構成するろ過円筒膜体３の内周部に形成される内側透過水路部５９とで構成されている。また、前記カートリッジ本体Ａ₃の上端及び下端の各開口部３７は、内側及び外側の各ろ過円筒膜体１’，２’の間のリング形状をした外側開口部７’と、その内側の前記ろ過円筒膜体３の内周部に形成される円形の内側開口部５７とで構成されている。
【００４６】
また、上方の前記開口部３７を水密を保持して閉塞する上端キャップ３４は、前記外側開口部７’の水密を保持して閉塞する外側上端キャップ部４’と、その内側の内側開口部５７の水密を保持して閉塞する内側上端キャップ部５４と、外側及び内側の各上端キャップ部４',５４の間に形成されて、両者を連結するために放射方向に設けられた三本の棒状の連結体部５１とで構成される。また、図１１に示されるように、上端キャップ３４は、外側及び内側の各上端キャップ部４',５４の各外周壁部4'ａ，５４ａの内側には、前述した上端キャップ４と同様に、外側及び内側の各カートリッジ本体部Ａ₃₁，Ａ₃₂の外周部が挿入嵌合されており、外側上端キャップ部４’の内側に設けられた内周壁部4'ｂには、前記外側カートリッジ本体部Ａ₃₁の内周部が挿入嵌合されている。
【００４７】
また、このように、上端キャップ３４を用いて上方の開口部３７が水密を保持されて閉塞された状態においては、外側及び内側の各カートリッジ本体部Ａ₃₁，Ａ₃₂は、上端キャップ３４を介して一体に連結されている。また、外側及び内側の各上端キャップ部４',５４には、排水管連結具３６を取付けるための排水口用の貫通孔が設けられている。また、排水管連結具３６は、外側上端キャップ部４’の排水口に取付けられる外側排水管連結具部６’と、内側上端キャップ部５４の排水口に取付けられて、前記外側排水管連結具６’と管路連結された内側排水管連結部５６より構成されており、前述の排水管連結具６と同様にして、上端キャップ３４に取付けられている。
【００４８】
一方、図１２に示されるように、下方の開口部３７を水密を保持して閉塞する下端キャップ３５は、下方の前記開口部７’を水密を保持して閉塞する外側下端キャップ部５’と、下方の前記開口部５７を同様にして閉塞する内側下端キャップ部５５とで構成されている。また、下端キャップ３５は、外側及び内側の各下端キャップ部5 ',５５に設けられた各外周壁部５'a, ５５a と、外側下端キャップ部5 ’の内周壁部５'bとには、それぞれ外側及び内側の各カートリッジ本体Ａ₃₁，Ａ₃₂が個別に挿入嵌合されている。
【００４９】
次に、水処理槽４３内に浸漬されるユニット枠１２に縦配置した円筒膜カートリッジＫ₃を使用して、汚水（被ろ過水）をろ過する作用について説明する。水処理槽４３内のユニット枠１２に縦配置された各円筒膜カートリッジＫ₃は、その内部に負圧が作用することにより、外側カートリッジ本体部Ａ₃₁の外周部及び内周部の双方の汚水と、内側カートリッジ本体部Ａ₃₂の外周部とに接する汚水を吸引ろ過して、前記透過水路３９に透過水を抽出する。透過水は排水管連結具３６を経由して集水管４１に排出される。
【００５０】
このように、円筒膜カートリッジＫ₃は、前述したカートリッジ本体Ａ₁に相当する前記外側カートリッジ本体Ａ₃₁のろ過表面積に加えて、その内周部に追加した内側カートリッジ本体部Ａ₃₂のろ過表面積分の透過水が増えるので、設置空間を増大させずに、ろ過面積を増大させることができる。従って、前記円筒膜カートリッジＫ₁を使用する場合よりも更に、該円筒膜カートリッジＫ₃を使用するろ過分離システムの稼動効率が高めらる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明に係る円筒膜カートリッジは、これを構成するろ過材が、強化材の存在下に、液状のラジカル重合型熱硬化性樹脂と水とを混合してなるＯ／Ｗ型熱硬化性樹脂水性分散体を、常温又は加熱下で硬化し、水を除去して得られる微細な連続気孔を有する硬化物よりなるＦＲＰ製の樹脂膜で形成されているため、ろ過材がＦＲＰ製であること、及び全体形状が円筒状であることとの異なる要因が相乗して、薄肉でありながら必要強度を確保しているので、従来のセラミック製のものよりも軽量であって、取扱いが容易となる。この結果、メンテナンスの際の負担が軽くなって、ろ過分離システムの信頼性を向上させることができる。また、円筒膜カートリッジに不具合が生じた場合には、その一本のみを容易に交換することができる。更に、カートリッジ本体の外周をテーパー円筒状に形成することにより、気泡を含む汚水が上昇する際に、カートリッジ本体の外周面に沿って強制的に流れるために、その非浄水成分が付着しにくくなって、長時間に亘って、良好なろ過性能を維持できる。
【００５２】
また、各円筒膜カートリッジを一本ずつ独立して縦配置して使用する構成であって、曝気流が円筒状のろ過部である全外周面にわたって均等に及ぶので、カートリッジ本体に対して非浄水成分が付着しにくくなる。更に、カートリッジ本体の下端開口部に、水流案内体を配置することにより、円筒膜カートリッジの本体内周面部への非浄水成分の付着を防ぐことができて、ろ過操作の効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ユニット枠１２に多数本の円筒膜カートリッジＫ₁が縦配置された状態の部分平面図である。
【図２】同様の状態の部分斜視図である。
【図３】同様の状態を底面側から見た部分斜視図である。
【図４】円筒膜カートリッジＫ₁の分解斜視図である。
【図５】円筒膜カートリッジＫ₁の使用状態の縦断面図である。
【図６】円筒膜カートリッジＫ₁を縦配置したユニット枠１２が、水処理槽４３に浸漬された状態の正面断面図である。
【図７】円筒膜カートリッジＫ₂の分解斜視図である。
【図８】同じく使用状態の縦断面図である。
【図９】カートリッジ本体Ａ₂の成形方法を示す斜視図である。
【図１０】円筒膜カートリッジＫ₃の分解斜視図である。
【図１１】円筒膜カートリッジＫ₃の上端部の部分拡大斜視図である。
【図１２】円筒膜カートリッジＫ₃の下端部の部分拡大斜視図である。
【図１３】円筒膜カートリッジＫ₃の使用状態の縦断面図である。
【図１４】セラミック製ろ過円筒体を使用したろ過モジュールＭの平面断面図である。
【図１５】図１４のＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
Ｋ₁〜Ｋ₃：円筒膜カートリッジ
Ａ₁〜Ａ₃：カートリッジ本体
ｄ₁：相隣接する円筒膜カートリッジＫ₁の上端部の隙間
ｄ₂：相隣接する円筒膜カートリッジＫ₁の下端部の隙間
１：内側ろ過円筒膜体
２：外側ろ過円筒膜体
４，２４，３４：上端キャップ
５，２５，３５：下端キャップ
１１：上昇汚水
１５：水流案内体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a method for purifying rainwater or domestic wastewater, or immersing a sludge component in a water treatment device for purifying water by removing sludge components from an activated sludge tank, and filtering and separating non-purified water components. The present invention relates to a filtration / separation cylindrical membrane cartridge used for extracting water.
[0002]
[Prior art]
For example, as a method for treating wastewater efficiently, microorganisms that grow using organic matter as feed are collected into activated sludge, and after adsorbing and decomposing organic matter, the microorganisms are precipitated and removed in a sedimentation basin to purify water. The method is widely practiced. A method of completely separating the sludge using a filtration membrane for separating the activated sludge without using this sediment removal operation has started to spread, and the treated water quality is not affected by the sedimentation property of the sludge. It has been reported that there is a great advantage such as simplification.
[0003]
A system for solid-liquid separation of such activated sludge will be described with reference to FIG. 6 which is a drawing according to the present invention. As an example of using a filtration membrane having a cylindrical shape in the above-mentioned filtration separation system, an example in which a ceramic material is formed into a cylindrical shape and used is disclosed in JP-A-10-235162. The filtration module M disclosed in this publication is a filtration device in which a plurality of ceramic filtration cylinders 101 described later are mounted in parallel in a predetermined frame so as to be modularized, and are collected by a predetermined method. It is connected to a water pipe 41 and is immersed in a water treatment tank 43 for use. In this state, the pressure in the water collecting pipe 41 is reduced by using the pump P connected to the collecting pipe 41, and a negative pressure is applied to each of the ceramic filtration cylinders 101 in the filtration module M, so that the sewage in the water treatment tank 43 is reduced. Is suction filtered to extract permeated water into the inside of the ceramic filtration cylinder 101, and is discharged from the water treatment tank 43 via the water collecting pipe 41. In this system, in order to prevent sludge from adhering to the outer peripheral portion of the ceramic filtration cylindrical body 101 by applying a negative pressure and closing the pores thereof, a sprinkler connected to the aeration device B is provided below the water treatment tank 43. A method of installing the trachea 46 and aerating the inside of the filtration module M is adopted.
[0004]
Next, the configuration of the filtration module M will be described with reference to FIGS. A pair of opposed headers 102 and 103 are provided at both ends of each of the ceramic filtration cylinders 101, and a pair of similarly arranged guide plates 110 are provided between the headers 102 and 103. And are connected to each other. A face plate 104 is attached to one header 102 provided with a drain port 106 so that a water collecting chamber 105 is formed. The face plate 104 is provided with a hole 107 for inserting and supporting one end of each of the ceramic filtration cylinders 101 in a state of being opened in the water collecting chamber 105, while the other end thereof is provided. , And the header 103. The periphery of the hole 107 into which the end of the ceramic filtration cylinder 101 is inserted and the supporting portion of the header 103 at the other end of the ceramic filtration cylinder 101 are kept watertight by adhesives 108 and 109, respectively. Thus, it is fixed to both ends of each ceramic filtration cylinder 101. That is, in the filtration module M, a pair of headers 102 and 103 spaced longer than the ceramic filtration cylinder 101 are integrally connected in a frame shape by a pair of guide plates 110, and one of the header 103 and the face plate 104. Thus, both ends of a large number of ceramic filtration cylinders 101 are horizontally supported, and are immersed and disposed in the water treatment tank 43 with upper and lower surfaces open.
[0005]
When performing filtration using such a filtration module M, the filtration module M is immersed in the water treatment tank 43 and aerated to flow sludge water. Then, the ascending sewage (filtration water) 11 passes between a number of ceramic filtration cylinders 101 as shown by arrows in FIG. 15, and a negative pressure acting on the ceramic filtration cylinder 101 through a drain port 106. Thus, the permeated water that has passed through the peripheral wall of the ceramic filtration cylinder 101 is discharged to the water collection pipe 41 outside the filtration module M via the water collection chamber 105 and the drain port 106. As a result of the continuous aeration operation at the lower end opening of the filtration module M, the ascending sewage 11 is continuously generated, and the solid material 8 (see FIG. 5) in the sludge water is diffused to form a ceramic filter. The film surface of the cylindrical body 101 is updated to prevent the blockage.
[0006]
However, especially in an activated sludge tank containing a large amount of solid matter in the water treatment tank 43, it was difficult to prevent the pores of the ceramic filtration cylinder 101 from being clogged only by aeration. Further, since the ceramic filtration cylinder 101 is used in a horizontal arrangement, after the sludge water rises in the module by aeration, the solids 8 in the sludge water (see FIG. 5) are removed. The filtration area, which is supposed to be effective over almost the entire circumference of the cylindrical body, is reduced by the deposit being invalidated only on that part by the sediment, so that the predetermined filtration efficiency is maintained. Could not continue. The solid material 8 is a lump-shaped material to be filtered such as activated sludge. In addition, not only the solids 8 but also non-purified water components 10 adhering to the ceramic filtration cylinder 101 like slippage were present, each of which caused the pores of the ceramic filtration cylinder 101 to be blocked. Therefore, it is necessary to expose each of the ceramic filtration cylinders 101 and physically scrape off the deposited solids 8 and the non-water-purifying components 10. However, the filtration cylinders 101 adhere to the face plate 104 and the header 103. Since they are fixed and integrated using the agents 108 and 109, it is difficult to wash them one by one.
[0007]
In addition, since ceramic materials are generally brittle, they are easily damaged by vibration due to aeration and the like. Therefore, they are used in an aeration tank in a vertically arranged state in which the influence of vibration is considered to be greater than in a horizontal arrangement. An example was not reported, and an example in which the filter was used in a vertical arrangement only in a filtration / separation system using the non-purified water component 10 as a main material to be filtered was reported. Further, when the ceramic filtration cylinder 101 is damaged, it is necessary to replace not only the ceramic filtration cylinder 101 but also the filtration module M, so that a highly reliable and efficient filtration operation is maintained. In order to do so, high costs were required.
[0008]
In addition, instead of ceramic materials lacking rigidity, there is also a conventional filtration separation system in which a filtration membrane body is composed of resins, but none has a membrane strength comparable to ceramic materials, and its own shape is not considered. No use cases were kept cylindrical.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a filtration / separation cylindrical membrane cartridge which can be used independently while maintaining a required filtration performance while being lightweight.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is used by being immersed in a water treatment tank for purifying water, and filtering out non-purified water components with a cylindrical filtration membrane to extract permeated water. A filtration and separation cylindrical membrane cartridge for performing The filter material of the cartridge is obtained by curing an O / W type thermosetting resin aqueous dispersion obtained by mixing a liquid radical polymerization type thermosetting resin and water in the presence of a reinforcing material at room temperature or under heating. And formed of a FRP resin film made of a cured product having fine continuous pores obtained by removing water, Both ends of a cylindrical cartridge body made of an FRP resin film are closed in a water-tight manner with a cap and closed, and are used independently and vertically in a unit frame. I have.
[0011]
According to the invention of claim 1, The filter medium of the cartridge cures an O / W type thermosetting resin aqueous dispersion obtained by mixing a liquid radical polymerization type thermosetting resin and water in the presence of a reinforcing material at room temperature or under heating. It is formed of a FRP resin film made of a cured product having fine continuous pores obtained by removing water, and is different from the fact that the filter material is made of FRP and that the overall shape is cylindrical. Factors work together to ensure the required strength despite being thin Since it is lighter than a conventional cylindrical cartridge body made of ceramic, it is easy to handle, and the burden on maintenance is lightened, so that the reliability of the filtration / separation system can be improved. In addition, since each cartridge is vertically arranged independently one by one, compared with the conventional configuration in which each ceramic cylindrical tube is horizontally arranged and modularized, the entire outer peripheral surface where the aeration flow is a cylindrical filtering portion is provided. Therefore, the non-purified water component hardly adheres to the cartridge body, and the filtration operation can be performed efficiently. Further, when a problem occurs in the cylindrical membrane cartridge, only one of them can be easily replaced.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the cartridge body is formed in a tapered cylindrical shape, and is vertically arranged so that a large-diameter portion is located upward. Are characterized by being gradually narrowed upward.
[0013]
According to the second aspect of the invention, when the sewage containing air bubbles rises, the sewage is forced to flow along the outer peripheral surface of the cartridge main body, so that the non-purified water component is less likely to adhere to the sewage for a long time. , Good filtration performance can be maintained.
[0014]
The invention according to claim 3 is a filter separation cylinder for immersing in a water treatment tank for purifying water, filtering and separating non-purified water components through a cylindrical filtration membrane, and extracting permeated water. In the membrane cartridge, the cartridge main body has a double pipe structure in which two inner and outer filtration cylinder membranes are concentrically arranged, and a space between both filtration cylinder membranes serves as a passage for permeated water. The ring-shaped openings at both ends of the cartridge main body are closed by caps while maintaining watertightness, and the inner and outer two filtration cylindrical membranes constituting the cartridge main body are formed of an FRP resin membrane having continuous fine pores. It is characterized in that it is used independently in a unit frame, and is arranged vertically.
[0015]
According to the third aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, it is also possible to perform filtration and separation on the inner peripheral surface of the cartridge body, so that the filtration area is increased without increasing the installation space, and The filtration efficiency of the entire separation system is improved.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, rising sewage flows along the inner peripheral surface of the filtration cylindrical membrane at the lower end opening of the inner filtration cylindrical membrane constituting the cartridge body. It is characterized in that an inverted conical water flow guide for flowing is arranged.
[0017]
According to the fourth aspect of the present invention, the aeration flow spreads over the entire inner peripheral surface of the cylindrical membrane cartridge main body along the outer peripheral surface of the inverted conical shape, so that the non-purified water component adheres to the inner peripheral surface of the cylindrical membrane cartridge main body. This can improve the efficiency of the filtration operation.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect of the present invention, the filtration cylindrical membrane outside the cartridge body is formed in a tapered cylindrical shape, and is vertically arranged such that the large-diameter portion is upward. The gap between adjacent cartridges is gradually narrowed upward.
[0019]
According to the fifth aspect of the invention, when the sewage containing air bubbles rises, the sewage is forced to flow along the outer peripheral surface of the cartridge body, so that the non-purified water component hardly adheres.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to fifth aspects, the inside of the inner filtration cylindrical membrane constituting the cartridge body having the double-tube structure has another single-tube structure. The cartridge bodies are arranged substantially concentrically, and the two cartridge bodies are integrally connected at a cap portion.
[0021]
According to the invention of claim 6, since another filtration area can be formed in the space inside the cartridge body having the double pipe structure, the ratio of the filtration area to the space occupied by the cartridge is further increased, and the filtration efficiency is further increased. Increase.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the cylindrical membrane cartridge K according to the first embodiment of the present invention ₁ Will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 shows a case where a large number of cylindrical membrane cartridges K ₁ FIG. 2 is a partial plan view in a state where is vertically arranged, FIG. 2 is a partial perspective view of the same state, FIG. 3 is a partial perspective view of the same state viewed from the bottom side, and FIG. , Cylindrical membrane cartridge K ₁ 5 is an exploded perspective view of FIG. ₁ FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the use state of FIG. ₁ FIG. 4 is a front sectional view of a state in which the unit frame 12 vertically arranged is immersed in a water treatment tank 43.
[0023]
First, the cylindrical membrane cartridge K ₁ Will be described. As shown in FIGS. 2 to 5, a cylindrical membrane cartridge K which is a filtration membrane having a cylindrical shape ₁ Is a filter for filtering and separating the non-purified water component 10 in the inner and outer peripheral portions thereof and extracting the permeated water to the water collecting pipe 41 via the drain pipe 45. Is different from each other, and each filter is of an independent cartridge type, and is used by being vertically arranged on the unit frame 12 by a method described later. Cylindrical membrane cartridge K ₁ Is arranged concentrically with the outer filtration cylindrical membrane body 2 having a larger diameter outside the inner filtration cylindrical membrane body 1 in the form of a cylindrical tube, to form a permeate channel 9 therebetween, and to allow the permeated water to flow inside. Body A with double tube structure for extracting water ₁ And ring-shaped upper and lower caps 4 and 5 for closing and closing both upper and lower ring-shaped openings 7 in a watertight manner, and drainage of the upper end cap 4 for discharging permeated water. And a drain pipe connector 6 attached to the mouth.
[0024]
Each of the inner and outer filtration cylindrical membrane bodies 1 and 2 is formed of FRP resin, and differs only in the outer diameter (or inner diameter), and has the same length. In the inner peripheral portion of the large-diameter outer filtration cylindrical membrane body 2, smaller-diameter inner filtration cylinder membrane bodies 1 are inserted with the same height. In addition, the inner and outer filtration cylindrical membranes 1 and 2 molded with the FRP resin according to the present invention have a thickness and strength in the transmission direction and uniform filtration pores for filtration. Details of the material, such as its structure and manufacturing method, will be described later.
[0025]
Each of the upper and lower caps 4 and 5 has a ring shape slightly larger than the pair of ring-shaped openings 7. An outer peripheral wall portion 4a and an inner peripheral wall portion 4b are formed on the upper end cap 4, and the cartridge body A ₁ The upper ends of the inner and outer filtration cylindrical membranes 1 and 2 constituting the cartridge body A are inserted and fitted into the inner peripheral wall 4b and the outer peripheral wall 4a of the upper end cap 4, respectively. ₁ The ring-shaped opening 7 at the upper end is closed, and an adhesive (not shown) is used at the close contact portion between them to keep the inside and outside watertight. An outer peripheral wall 5a and an inner peripheral wall 5b are also formed on the lower end cap 5, and the cartridge body A is formed by the lower end cap 5 by the same structure as described above. ₁ The ring-shaped opening 7 at the lower end is closed. Further, the upper end cap 4 is provided with a through hole serving as a drain port, and the drain hole connecting member 6 is attached to the through hole via a pair of nuts 67 and 68. The pair of stoppers 61 attached to the upper part of the ring-shaped surface of the upper end cap 4 are attached to the cylindrical membrane cartridge K mounted on the unit frame 12. ₁ This is for inserting a surfacing prevention wire 62 for preventing surfacing.
[0026]
Next, the FRP filtration material which is a resin material used for the inner and outer filtration cylindrical membrane members 1 and 2 will be described. Cylindrical membrane cartridge K of the present invention ₁ The FRP filter material used as a filter cylindrical membrane body is a mixture of a liquid radical polymerization type thermosetting resin to which a hardening material is added and water, that is, an O / W type thermosetting resin in which resin particles are dispersed in an aqueous phase. It has fine continuous pores obtained by curing and drying the aqueous resin dispersion at room temperature or under heating in the presence of a glass chop strand mat as a reinforcing material and a nonwoven fabric and drying to remove water. The above-mentioned resins and water before the curing reaction are mixed to form an emulsion, and the resins existing in contact with the water form a spherical shape having a self-minimum surface area due to the action of surface tension. Progresses. After completion of the curing reaction, moisture is removed by evaporation, so that fine pores are formed continuously between the resin particles. The pores have optimal performance for filtration, and are of such a size that bacteria having a size of 1 μm or more can be sufficiently filtered. In addition, the FRP filter material is a resin material, so it is lightweight, has sufficient strength not inferior to a ceramic material due to the addition of a reinforcing material, and has excellent durability. The liquid radical polymerization type thermosetting resin includes a liquid unsaturated polyester resin, a liquid epoxy (meth) acrylate resin, a liquid urethane (meth) acrylate resin, and a liquid (meth) acryl resin.
[0027]
In addition, since the above-described FRP filter material is formed from a liquid composition, it is possible to form a free-form filter material. The liquid radical polymerization type thermosetting resin and water mixed at a predetermined ratio show good viscosity and thixotropic properties, and form an O / W type thermosetting resin aqueous dispersion which does not sag even on a vertical surface. As a result, it is possible to easily mold. As shown in FIG. 9, the inner and outer filtration membrane members 1 and 2 according to the present invention are formed by using a cylindrical core 20 ′ having an inner diameter corresponding to each of the inner diameters. . A mold release material is applied to the outer peripheral surface of the core 20 ′, and a glass chop strand mat and a nonwoven fabric, which are reinforcing materials, are alternately stacked on the outer peripheral surface of the core 20 ′. After being impregnated by the thickness, it is cured and dried under predetermined conditions, and the inner core 20 'is pulled out from the formed resin, whereby the inner and outer filtration cylindrical membrane bodies 1 and 2 are formed. For this purpose, a draft is provided in the core 20 '. FIG. 9 shows a cartridge body A described later. _Two FIG. 3 is a view showing the molding of the present invention.
[0028]
The outer diameter of each of the inner and outer filtration cylindrical membrane bodies 1 and 2 formed into a cylindrical shape as described above is about 60,100 mm, respectively, and the height is about 800 mm, respectively. , And the wall thickness was 2 to 3 mm. Since each of the filtration cylindrical membrane bodies 1 and 2 is formed in a cylindrical shape, even if the wall thickness is 2 to 3 mm, due to its shape rigidity, negative pressure during filtration and positive pressure during backwashing. It has sufficient strength against pressure.
[0029]
Next, the cylindrical membrane cartridge K ₁ 1 to 3 and 6 will be described with reference to FIG. 1 to FIG. First, the configuration of the unit frame 12 will be described. The unit frame 12 is a rectangular parallelepiped frame, and the upper and lower surfaces of each of the cylindrical membrane cartridges K ₁ And a pair of short side plates 17 opposed to each other along a short direction orthogonal to the longitudinal direction Q. And are integrated. The water collecting pipe 41 is horizontally held on the side of the upper end of one of the longitudinal side plates 16. Below the unit frame 12, a pair of L-shaped supports 13 each having an elongated rod shape and an L-shaped cross section are formed in a pair (two pairs) along the lateral direction. A guide mounting wire 64 is disposed in the widthwise intermediate portion of each of the pair of L-shaped supports 13 along the lateral direction, and the wire 64 includes a cylindrical membrane cartridge. K ₁ A plurality of water flow guides 15 are arranged and mounted at the same pitch as the above arrangement pitch.
[0030]
Further, both ends of the L-shaped support 13 and the guide attaching wire 64 are fixed to lower ends of the pair of longitudinal side plates 16, respectively. The pair of L-shaped supports 13 are provided with a predetermined number of cylindrical membrane cartridges K along the short direction. ₁ And are disposed at substantially the same interval as the diameter thereof. Each of the pair of L-shaped supports 13 has a cylindrical membrane cartridge K ₁ In order to be able to arrange the cartridge vertically in the set place, a set of four support projections 18 corresponding to the outer peripheral shape of the lower end portion is provided in the cylindrical membrane cartridge K. ₁ Are provided integrally at the same pitch as the arrangement pitch. In addition, the water flow guide 15 is configured so that the rising sewage 11 ₁ It is for guiding so that it flows along the inner peripheral wall of. An inverted truncated cone-shaped water flow guide 15a is provided at the lower portion of the water flow guide 15, and a conical deposition prevention portion 15b is provided at the upper portion thereof. It is molded. The water flow guide 15 is attached above the guide attachment wire 64 at a predetermined interval.
[0031]
With respect to the unit frame 12 having the above configuration, each cylindrical membrane cartridge K ₁ Are positioned by the support projection 18 and the L-shaped support 13 so that the lower end thereof and the water flow guide 15a are substantially at the same height, and are arranged concentrically with each other. Have been. Further, each of the cylindrical membrane cartridges K ₁ An anti-floating wire 62 is inserted into each of the pair of stoppers 61 provided on the upper surface of the pair, and both ends thereof are fixed above the pair of longitudinal side plates 16, respectively. I have. The floating prevention wire 62 is connected to each of the cylindrical membrane cartridges K vertically arranged in the unit frame 12. ₁ This is for preventing the surface of the unit frame 12 from floating when immersed in the water treatment tank 43. Then, as shown in FIGS. 2 and 5, each cylindrical membrane cartridge K ₁ The drainage pipe connector 6 attached to the upper end surface of the water collecting pipe and the water collection pipe connector 44 attached to the water collecting pipe 41 are connected to each other using a drainage pipe 45. The water collecting pipe 41 is extended to the outside of the water treatment tank 43, and a pump P is incorporated in the middle of the pipe, so that a pressure changing operation of the pump P extends to the inside of the water collecting pipe 41.
[0032]
Next, the cylindrical membrane cartridge K vertically arranged in the unit frame 12 immersed in the water treatment tank 43 ₁ The operation of filtering sewage (water to be filtered) using will be described. Each cylindrical membrane cartridge K vertically arranged in the unit frame 12 in the water treatment tank 43 ₁ In the above-described method, the cartridge body A ₁ The contaminated water in both the outer peripheral portion and the inner peripheral portion is filtered by suction to extract the permeated water into the permeated water passage 9. Cartridge body A ₁ Since the outer and inner filtration cylindrical membrane bodies 1 and 2 constituting the above are molded with the FRP resin, they have appropriate filtration pores and membrane strength and rigidity, and are arranged vertically from below. Even if it is aerated, there is no danger of being damaged by the vibration as in the case of the same cylindrical ceramic material. The cylindrical membrane cartridge K ₁ Are arranged vertically, and unlike the ceramic filtration cylinder 101 used horizontally in the exposed air bubbles, the solid matter 8 in the sewage does not accumulate on the upper part of the filtration membrane. Limited use.
[0033]
In addition, at the time of filtration, as shown in FIG. 5, the cartridge body A is supplied from the air diffuser 46 installed on the bottom of the water treatment tank 43. ₁ Bubbles are generated in parallel from the lower part of the cartridge body to the upper part. ₁ , Ie, almost the entire outer peripheral surface of the outer filtration cylindrical membrane 2, the ascending sewage 11 is continuously generated. The air bubbles and the rising sewage 11 are conveyed to each cartridge body A arranged vertically. ₁ , And continuously updates the film surface. That is, since the solid matter 8 and the non-water-purifying component 10 are prevented from adhering thereto while being performed in parallel with the filtration operation, membrane clogging hardly occurs and filtration efficiency is increased. The dashed arrows shown in FIG. 5 indicate passages of the permeated water.
[0034]
On the other hand, each cartridge body A ₁ , Ie, the inner peripheral surface 1b of the inner filtration cylindrical membrane body 1, suction filtration by a negative pressure load is proceeding simultaneously with aeration. Since the water flow guide 15 is provided at the lower end opening 1a of the inner filtration cylindrical membrane 1, air bubbles and the ascending sewage 11 collide with the water flow guide 15a, and the flowing direction thereof is the inner direction. It is rectified and rises along the inner peripheral surface portion 1b of the filtration cylindrical membrane body 1. Therefore, the ascending sewage 11 easily comes into contact with the inner peripheral surface portion 1b of the inner filtration cylindrical membrane 1 so that the membrane surface is renewed, and the solids 8 and the non-purified water component 10 in the sludge water can be prevented from adhering. Thus, as in the case of the outer peripheral surface portion, the membrane is not easily blocked at this portion, and the filtration efficiency is increased. Although the water flow guide 15 is only supported on the lower surface thereof by the guide mounting wire 64, the force exerted by the rising sewage 11 on the water flow guide 15 becomes uniform with respect to its axis. The water flow guide body 15 can always maintain a desired posture with its axis center being vertical. In addition, since the tip of the accumulation preventing portion 15b protrudes at an acute angle, even if the solid matter 8 such as sludge descends to the water flow guide 15, it can be prevented from sliding down therefrom and accumulating thereon. . Also, unlike the ceramic filtration cylinder 101 having a single tube configuration, the cartridge body A ₁ Has a double-tube configuration, and almost all the inner peripheral surface and the entire outer peripheral surface thereof constitute a filter membrane portion capable of suction filtration. ₁ The filtration area can be increased without increasing the installation space of the filter. In addition, cylindrical membrane cartridge K ₁ The filter membrane surface is effectively updated by the effect of the vertical arrangement of the cylindrical membrane cartridge K. ₁ The operation efficiency of the filtration separation system using is increased.
[0035]
The cartridge body A ₁ Is a space between the inner and outer filtration cylindrical membranes 1 and 2 (the upper and lower ring-shaped openings 7 are closed by upper and lower caps 4 and 5, respectively). It consists only of: In general, it is considered that a cylindrical molded product has a greater shape rigidity against a negative pressure applied to the inside than a flat plate shape, and furthermore, each of the inner and outer filtration cylindrical membranes 1, 2. Is formed of the FRP resin film having a film strength not inferior to that of the ceramic material, so that a deformation between the filtration cylindrical film bodies 1 and 2 is prevented from being deformed by a negative pressure. The cylindrical shape can be maintained against the negative pressure load without providing a preventive member. For this reason, the configuration of the cylindrical membrane cartridge can be simplified. However, in order to reliably prevent deformation due to negative pressure, a water-permeable deformation preventing member may be provided between the filtration cylindrical membranes 1 and 2. Then, due to the negative pressure load, the permeated water from the permeated water channel 9 to the drain port provided with the drain pipe connector 6 reaches the water collecting pipe 41 via the drain pipe 45, and is discharged from the water treatment tank 43.
[0036]
In addition, cylindrical membrane cartridge K ₁ In order to scrape off the deposits on the filter membrane portion, the unit frame 12 itself is pulled up from the water treatment tank 43, the connection between the drain pipe connector 6 and the drain pipe 45 is removed, and the floating prevention wire 62 is connected to the unit frame. 12 to remove each cylindrical membrane cartridge K ₁ The scraping operation can be performed every time. The cartridge body A ₁ Is lightweight because of the resin material. ₁ The work efficiency is good and the handling is easy even when lifting up. On the other hand, the conventional filtration cylinder 101 made of ceramic has a large weight, and the filtration cylinder 101 must be replaced for each module, so that the work efficiency is low.
[0037]
The cylindrical membrane cartridge K according to the present embodiment ₁ Is a double-pipe configuration, but in an exposed bubble, by using a cartridge-type cylindrical filter vertically arranged and used, even in a single-pipe configuration, a part of the above-described effects is achieved. Can be expected.
[0038]
Subsequently, the cylindrical membrane cartridge K according to the second embodiment of the present invention _Two Will be described in detail. The cylindrical membrane cartridge K _Two Is a cartridge body A constituting the same. _Two Is constituted by a single tube and is formed in a tapered cylindrical shape. ₁ The function and usage of each component are different from those of the cylindrical membrane cartridge K. ₁ Is almost the same as Cylindrical membrane cartridge K _Two Is a cartridge body A which is a filtration membrane for extracting permeated water into a permeated water passage 29 formed in the inner peripheral space thereof. _Two And the cartridge body A _Two Upper and lower caps 24 and 25 for closing the upper and lower circular openings 27 in a watertight manner, and a drain pipe attached to a drain port of the upper cap 24 for discharging permeated water. It is comprised with the connection tool 6.
[0039]
Cartridge body A _Two Has a tapered cylindrical shape, is formed of the above-mentioned FRP resin, and is used by being vertically arranged such that the large-diameter portion is upward. The FRP resin is the same filtering material as that described in the first embodiment, and as shown in FIG. _Two Is the cartridge body A ₁ The molding is performed by using the core 20 having a draft angle in the same manner as described in the molding step. Cartridge body A _Two In the molding of, a tapered cylindrical center core 20 having a large taper shape is used, unlike a simple draft angle.
[0040]
Further, the upper end cap 24 is attached to the cartridge body A. _Two Is a circular cap slightly larger than the upper opening 27, and the cartridge body A is provided inside the outer peripheral wall 24a provided similarly to the upper end cap 4. _Two Are inserted and fitted to each other, and they are fixed to each other via an adhesive (not shown). The drainage pipe connector 6 is attached to the through hole substantially at the center of the upper end cap 24 via a pair of nuts 67 and 68. Further, the lower end cap 25 is attached to the cartridge body A. _Two Is a circular cap slightly larger than the opening 27 at the lower end of the cartridge body A inside the outer peripheral wall 25a in the same manner as the upper end cap 24. _Two Is inserted and fitted at the lower end of the. A substantially conical concave portion 25b is provided substantially at the center of the lower end cap 25. The recess 25b is for fitting with a single tube cartridge support 19 described later.
[0041]
The above-mentioned predetermined number of cylindrical membrane cartridges K _Two The cylindrical membrane cartridge K adjacent to the adjacent cylindrical membrane cartridge K has its large-diameter portion tapered upward. _Two A predetermined gap d at the upper end of ₁ Are arranged vertically and stored in the unit frame 12. At the lower ends of the pair of longitudinal side plates 16 of the unit frame 12, a plurality of support mounting wires 71 are laid in the transverse direction at predetermined intervals along the longitudinal direction of the unit frame 12. Each support attachment wire 71 has a substantially conical single tube cartridge support 19 attached to the cylindrical membrane cartridge K. ₁ Are mounted at the same pitch as the arrangement pitch of the above. Each cylindrical membrane cartridge K _Two The single tube cartridge support 19 is fitted into and supported by the concave portion 25 b of the lower end cap 25. In addition, cylindrical membrane cartridge K _Two The upper end cap 24 is pressed by a pair of anti-floating wires 72 which are similarly bridged at the upper end portions of the pair of longitudinal side plate portions 16, and is in an anti-floating state. The cylindrical membrane cartridge K _Two Cartridge body A _Two Has a tapered cylindrical shape, so that as shown in FIG. _Two Is gradually narrowed from the lower end to the upper end. In FIG. 8, d _Two Is the adjacent cylindrical membrane cartridge K _Two 3 shows the gap at the lower end of the.
[0042]
Each cylindrical membrane cartridge K vertically arranged in the unit frame 12 _Two Is the cylindrical membrane cartridge K ₁ In the same manner as described above, the cartridge body A _Two Suction water on the outer peripheral portion is filtered by suction to extract permeated water into the permeated water passage 29. At this time, the cartridge body A _Two The rising sewage 11 containing bubbles is generated from below to above. Each adjacent cylindrical membrane cartridge K _Two Are gradually narrowed from the bottom to the top, so that the bubbles and the rising sewage 11 are removed from each cartridge body A. _Two Forcibly colliding with the entire outer periphery of the membrane to continuously update the membrane surface and prevent solid matter from adhering thereto, so that membrane clogging hardly occurs and filtration efficiency is increased.
[0043]
In this embodiment, the cylindrical membrane cartridge K having a single tube configuration is used. _Two However, even in the case of a composite tube, the outermost filtration cylindrical membrane is used as the cartridge body A. _Two The same effects can be obtained by using the tapered shape similar to that described above and vertically arranging it as described above.
[0044]
Subsequently, referring to FIGS. 10 to 13, a cylindrical membrane cartridge K according to a third embodiment of the present invention will be described. _Three Will be described in detail. The cylindrical membrane cartridge K _Three , The cartridge body A constituting the _Three Is an outer cartridge body A having a double tube structure. ₃₁ And an inner cartridge body portion A having a single-tube structure smaller than that and arranged concentrically inside thereof. ₃₂ It is composed of Outer cartridge body A ₃₁ Is the cylindrical membrane cartridge K of the first embodiment. ₁ Cartridge body A according to ₁ The inner cartridge main body A is provided at the center of the sewage passage 52 on the inner periphery of the inner cartridge main body A. ₃₂ And the cartridge body A is integrated by a method described later. ₁ Further, the filter is configured to have a larger filtration surface area. The cylindrical membrane cartridge K _Three Regarding the function and usage of each component according to the first embodiment, the cylindrical membrane cartridge K of the first embodiment is used. ₁ And the following cylindrical membrane cartridge K _Three In the description, the cylindrical membrane cartridge K ₁ The constituent members corresponding to the respective portions will be described by adding “′” to the above-mentioned reference numerals.
[0045]
Cylindrical membrane cartridge K _Three Is a cartridge body A which is a filtration membrane for extracting permeated water into the permeated water channel 39. _Three And the opening 37 at the upper end thereof is closed while maintaining watertightness, and the outer and inner cartridge body portions A are closed. ₃₁ , A ₃₂ An upper end cap 34 for connecting and integrating with each other at an upper end thereof, a lower end cap 35 for closing the lower end opening 37 while maintaining watertightness, and an upper end cap 34 for discharging permeated water. And a drain pipe connector 36 attached to the drain port. The permeated water channel 39 is connected to the outer cartridge body A. ₃₁ The outer permeation water passage 9 'formed in the space between the inner and outer filtration cylindrical membranes 1', 2 'constituting the ₃₂ And an inner permeation channel portion 59 formed on the inner peripheral portion of the filtration cylindrical membrane body 3. The cartridge body A _Three The opening 37 at the upper end and the lower end of the outer cylindrical opening 3 'in the form of a ring between the inner and outer filtering cylindrical membranes 1' and 2 ', and the inner side of the filtering cylindrical membrane 3 inside the filtering cylindrical membrane 3 And a circular inner opening 57 formed in the peripheral portion.
[0046]
The upper end cap 34 for closing and closing the upper opening 37 while maintaining watertightness is provided with an outer upper end cap 4 ′ for closing and closing the outer opening 7 ′ while maintaining watertightness, and an inner opening 57 inside the upper end cap 4 ′. Three rod-like members formed between the inner upper end cap portion 54 that keeps watertight and closed, and the outer and inner upper end cap portions 4 ′, 54 and provided in the radial direction to connect the two. And the connecting body portion 51 of FIG. As shown in FIG. 11, the upper end cap 34 is provided inside the outer peripheral wall portions 4'a and 54a of the outer and inner upper end cap portions 4 'and 54, similarly to the above-described upper end cap 4. , Outer and inner cartridge body parts A ₃₁ , A ₃₂ The outer cartridge body A is inserted into the outer peripheral portion of the outer cartridge body portion A and the inner peripheral wall portion 4'b provided inside the outer upper end cap portion 4 '. ₃₁ Are inserted and fitted.
[0047]
In this manner, in a state where the upper opening 37 is closed with watertightness maintained by using the upper end cap 34, the outer and inner cartridge main body parts A ₃₁ , A ₃₂ Are integrally connected via an upper end cap 34. The outer and inner upper end cap portions 4 ′ and 54 are provided with through holes for drainage holes for attaching the drainage pipe connector 36. The drain pipe connector 36 is attached to the outer drain pipe connector 6 ′ attached to the drain port of the outer upper cap part 4 ′, and the drain pipe connector 36 is attached to the drain port of the inner upper cap part 54. An inner drainage pipe connecting portion 56 connected to the pipeline 6 'is connected to the upper end cap 34 in the same manner as the drainage pipe connecting tool 6 described above.
[0048]
On the other hand, as shown in FIG. 12, the lower end cap 35 that closes the lower opening 37 while maintaining watertightness is provided with an outer lower end cap portion 5 ′ that closes the lower opening 7 ′ while maintaining watertightness. , And an inner lower end cap 55 that closes the lower opening 57 in the same manner. In addition, the lower end cap 35 has two outer peripheral wall portions 5'a and 55a provided on the outer and inner lower end cap portions 5 'and 55, and an inner peripheral wall portion 5'b of the outer lower end cap portion 5'. , Each of the outer and inner cartridge bodies A ₃₁ , A ₃₂ Are individually inserted and fitted.
[0049]
Next, the cylindrical membrane cartridge K vertically arranged in the unit frame 12 immersed in the water treatment tank 43 _Three The operation of filtering sewage (water to be filtered) using will be described. Each cylindrical membrane cartridge K vertically arranged in the unit frame 12 in the water treatment tank 43 _Three The outer cartridge body A ₃₁ Sewage on both the outer and inner perimeters of the inner cartridge body A ₃₂ The contaminated water in contact with the outer peripheral portion is suction-filtered to extract permeated water into the permeated water channel 39. The permeated water is discharged to the water collecting pipe 41 via the drain pipe connector 36.
[0050]
Thus, the cylindrical membrane cartridge K _Three Is the cartridge body A described above. ₁ The outer cartridge body A corresponding to ₃₁ In addition to the filtration surface area, the inner cartridge body A added to the inner periphery ₃₂ Since the permeated water for the filtration surface area increases, the filtration area can be increased without increasing the installation space. Therefore, the cylindrical membrane cartridge K ₁ The cylindrical membrane cartridge K _Three The operation efficiency of the filtration separation system using is improved.
[0051]
【The invention's effect】
The cylindrical membrane cartridge according to the present invention constitutes this. A filter medium is used to harden an O / W type thermosetting resin aqueous dispersion obtained by mixing a liquid radical polymerization type thermosetting resin and water in the presence of a reinforcing material at room temperature or under heating, and Is different from the fact that the filter material is made of FRP and that the overall shape is cylindrical because it is formed of an FRP resin film made of a cured product having fine continuous pores obtained by removing Work synergistically to ensure the required strength while being thin It is lighter than conventional ceramics and is easier to handle. As a result, the burden on maintenance is reduced, and the reliability of the filtration / separation system can be improved. Further, when a problem occurs in the cylindrical membrane cartridge, only one of them can be easily replaced. Furthermore, by forming the outer periphery of the cartridge body into a tapered cylindrical shape, when the sewage containing air bubbles rises, it flows forcibly along the outer peripheral surface of the cartridge body, so that the non-purified water component hardly adheres. Thus, good filtration performance can be maintained for a long time.
[0052]
In addition, since each cylindrical membrane cartridge is used by vertically arranging it one by one independently, the aeration flow is evenly spread over the entire outer peripheral surface of the cylindrical filtration unit, so that the cartridge body is not subjected to water purification. Components are less likely to adhere. Further, by disposing a water flow guide at the lower end opening of the cartridge main body, it is possible to prevent non-purified water components from adhering to the inner peripheral surface of the main body of the cylindrical membrane cartridge, thereby improving the efficiency of the filtration operation. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a number of cylindrical membrane cartridges K in a unit frame 12. ₁ FIG. 4 is a partial plan view in a state in which is vertically arranged.
FIG. 2 is a partial perspective view of a similar state.
FIG. 3 is a partial perspective view of the same state as viewed from the bottom surface side.
FIG. 4 shows a cylindrical membrane cartridge K. ₁ It is an exploded perspective view of.
FIG. 5: Cylindrical membrane cartridge K ₁ It is a longitudinal cross-sectional view of the use state of.
FIG. 6 shows a cylindrical membrane cartridge K. ₁ FIG. 4 is a front sectional view of a state in which the unit frame 12 vertically arranged is immersed in a water treatment tank 43.
FIG. 7: Cylindrical membrane cartridge K _Two It is an exploded perspective view of.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the same use state.
FIG. 9: cartridge body A _Two It is a perspective view which shows the molding method of.
FIG. 10 shows a cylindrical membrane cartridge K. _Three It is an exploded perspective view of.
FIG. 11 shows a cylindrical membrane cartridge K. _Three FIG. 4 is a partially enlarged perspective view of the upper end portion of FIG.
FIG. 12 shows a cylindrical membrane cartridge K. _Three FIG. 5 is a partially enlarged perspective view of a lower end portion of FIG.
FIG. 13 shows a cylindrical membrane cartridge K. _Three It is a longitudinal cross-sectional view of the use state of.
FIG. 14 is a plan sectional view of a filtration module M using a ceramic filtration cylinder.
FIG. 15 is a sectional view taken along line XX of FIG. 14;
[Explanation of symbols]
K ₁ ~ K _Three ： Cylinder membrane cartridge
A ₁ ~ A _Three : Cartridge body
d ₁ : Adjacent cylindrical membrane cartridge K ₁ Gap at the top of the
d _Two : Adjacent cylindrical membrane cartridge K ₁ Gap at the lower end of
1: Inner filtration cylindrical membrane
2: Outer filtration cylindrical membrane
4, 24, 34: Upper end cap
5, 25, 35: Lower end cap
11: rising sewage
15: Water flow guide

Claims

A filtration / separation cylindrical membrane cartridge for immersing in a water treatment tank for purifying water, filtering and separating non-purified water components through a cylindrical filtration membrane, and extracting permeated water,
The filter material of the cartridge is obtained by curing an O / W type thermosetting resin aqueous dispersion obtained by mixing a liquid radical polymerization type thermosetting resin and water in the presence of a reinforcing material at room temperature or under heating. And is formed of a FRP resin film made of a cured product having fine continuous pores obtained by removing water,
Both ends of the cylindrical cartridge main body made of the FRP resin film are closed and closed water-tightly by a cap,
A filtration / separation cylindrical membrane cartridge, which is used independently in a unit frame and vertically.

The cartridge body is formed in a tapered cylindrical shape, is vertically arranged so that a large diameter portion is located upward, and a gap between adjacent cartridges is gradually narrowed upward. Item 7. A filtration / separation cylindrical membrane cartridge according to Item 1.

A filtration / separation cylindrical membrane cartridge for immersing in a water treatment tank for purifying water, filtering and separating non-purified water components through a cylindrical filtration membrane, and extracting permeated water,
The cartridge body has a double-pipe structure in which two inner and outer filtration membranes are concentrically arranged, and a space between the two filtration membranes serves as a passage for permeated water. The ring-shaped opening is closed while keeping water tight by the cap,
The inner and outer two filtration cylindrical membranes constituting the cartridge body are constituted by FRP resin membranes having continuous fine pores,
A filtration / separation cylindrical membrane cartridge, which is used independently in a unit frame and vertically.

At the lower end opening of the inner filtration cylindrical membrane that constitutes the cartridge body, an inverted conical water flow guide that allows ascending sewage to flow along the inner peripheral surface of the filtration cylindrical membrane is arranged. The cartridge for filtration and separation of a cylindrical membrane according to claim 3, characterized in that:

The filtration cylindrical membrane body on the outer side of the cartridge body is formed into a tapered cylindrical shape, and is vertically arranged so that the large-diameter portion is upward, and the gap between adjacent cartridges is gradually narrowed upward. The filtration / separation cylindrical membrane cartridge according to claim 3 or 4, wherein:

Another cartridge body of a single-tube structure is arranged almost concentrically inside the inner filtration cylindrical membrane body constituting the cartridge body of the double-tube structure, and both cartridge bodies are integrated with the cap part. The filtration / separation cylindrical membrane cartridge according to any one of claims 3 to 5, which is connected.