JP3784294B2 - 浸漬型膜分離装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浸漬型膜分離装置に関し、下廃水処理、汚泥濃縮などに使用する膜分離の技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１９に示すように、浸漬型膜分離装置１は、ケーシング２が膜ケース３と散気ケース４からなり、膜ケース３の内部に複数の平板状膜カートリッジ５を膜面を鉛直方向にして、かつ膜面間に一定間隙をおいて（通常６〜１０ｍｍ）配列し、散気ケース４の内部に散気装置６を配設している。
【０００３】
図２０に示すように、平板状膜カートリッジ５は樹脂などの剛性を有する濾板５Ａの表裏両面に濾過膜５Ｂを配置し、その周縁部において濾過膜５Ｂを濾板５Ａに接着あるいは溶着し、濾板５Ａと濾過膜５Ｂとの間、および濾板５Ａに形成した透過水流路５Ｃに連通する透過水取出口５Ｄを濾板５Ａに設けている。
【０００４】
浸漬型膜分離装置１は、散気装置６より散気する空気で上向流を発生させ、上向流により処理槽内の槽内混合液を隣接する平板状膜カートリッジ５の間の流路にクロスフローで供給して平板状膜カートリッジ５により濾過し、濾過膜を透過した透過水をチューブ７、集水管８を通じて槽外へ導出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成では、平板状膜カートリッジ５の配置に膜ケース３を必要とするために、部品点数が多くなり浸漬型膜分離装置としての全体重量および全体形状が大きくなるので、搬送時およびメンテナンス時の取り扱いを容易化するためにケーシング２を膜ケース３と散気ケース４とに分割している。
【０００６】
そして、メンテナンス等において平板状膜カートリッジ５を取出す場合には、散気ケース４および散気装置６を処理槽の底部に固定配置した状態で膜ケース３を吊り上げ、チューブ７を外して各平板状膜カートリッジ５を個別に槽外へ取出していた。また、散気装置６のメンテナンスは槽内に作業者が入り込んで行っていた。
【０００７】
しかし、この浸漬型膜分離装置を合併浄化槽に配置する場合には、メンテナンスはマンホールを通して行う必要があり、開口面積の小さいマンホールにおいてメンテナンスを行うことは困難であった。また、透過水取出口５Ｄを濾板５Ａの上端縁に設け、各平板状膜カートリッジ５の透過水取出口５Ｄと集水管８とをチューブ７で接続しているので、多数のチューブ７が上向流の流れの中に存在し、その流れを阻害する要因となっていた。
【０００８】
本発明は上記した課題を解決するものであり、浸漬型膜分離装置を合併浄化槽のマンホールを通して出し入れできるように小型化でき、各平板状膜カートリッジ５と集水管８とを接続するチューブ７をなくして上向流を円滑に通液することができ、組み立て・分解を容易に行うことができる浸漬型膜分離装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、鉛直方向に配置する複数の平板状膜カートリッジを膜面間に所定巾のクロスフロー流路を形成する間隙を空けて平行に配列するとともに、各平板状膜カートリッジの側縁部に形成した壁片部を隣接する平板状膜カートリッジの側縁部に当接させて前記クロスフロー流路の側部開口を閉塞し、最外側の平板状膜カートリッジを覆って側面カバーを配置し、側面カバーの側縁部に形成した壁片部を対向する平板状膜カートリッジの側縁部に当接させてなる膜カートリッジユニットと、
各平板状膜カートリッジおよび側面カバーの上側部を結束して膜カートリッジユニットの上部に嵌合装着する上下開口の枠体をなす上部カバーと、各平板状膜カートリッジおよび側面カバーの下側部を結束して膜カートリッジユニットの下部に嵌合装着する上下開口の散気ボックスと、散気ボックス内に配置する散気装置とを備えたものである。
【００１０】
上記した構成により、膜カートリッジユニットの両側には各平板状膜カートリッジの側端面と壁片部とが連接することで側壁部が形成され、この側壁部と両側の側面カバーとによって全ての平板状膜カートリッジを囲むケーシングが形成される。このように、平板状膜カートリッジ自体がケーシングの一部を担うことで、従来のように平板状膜カートリッジを保持する別途のケースが不要となる。また、散気ボックスは膜カートリッジユニットの下部に嵌合装着することで、膜カートリッジユニットと一体的に取り扱うことが可能となる。よって、浸漬型膜分離装置をその構造の簡素化によって合併浄化槽のマンホールを通して出し入れできるように小型化できる。
【００１１】
浸漬型膜分離装置は、壁片部で隣接する平板状膜カートリッジ間の相互の位置決めおよび間隔保持を行い、膜カートリッジユニットの上部および下部に上部カバーと散気ボックスを嵌合装着することで個々の平板状膜カートリッジを一体的に結束しているので、組立作業および分解作業を容易に行うことができる。このため、メンテナンスにおいては、合併浄化槽より取出した浸漬型膜分離装置から上部カバーおよび散気ボックスを取り外すことで、膜カートリッジユニットを分解して個々の平板状膜カートリッジを容易に点検・清掃することができる。
【００１２】
請求項２に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、各平板状膜カートリッジの壁片部と壁片部に対向する平板状膜カートリッジの側縁部との双方の当接面に、相互に嵌合する溝状の凹部と畝状の凸部とを設け、凹部および凸部の途中に少なくと一箇所の不連続部を形成したものである。
【００１３】
上記した構成により、溝状の凹部と畝状の凸部とが嵌合し、不連続部において凹部と凸部がその軸線方向で相互に係止し合うことで、各平板状膜カートリッジの濾過膜面に沿った上下左右の相互の位置決めと位置ずれ防止ができるので、組立作業を容易に行える。
【００１４】
請求項３に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、各平板状膜カートリッジが剛性を有する濾板の表裏両面に濾過膜を周縁部で固着し、濾板と濾過膜との間、および濾板に形成した透過水流路に連通する透過水取出口部を濾板の側端面に設けてなり、各平板状膜カートリッジの濾板の側端面と壁片部とが連接して形成する膜カートリッジユニットの側壁部に全ての透過水取出口部を覆って集水管を水密に装着したものである。
【００１５】
上記した構成により、透過水取出口部を濾板の側端面に設け、全ての透過水取出口部を覆って集水管を膜カートリッジユニットの側部に配置することで、従来のように個々の平板状膜カートリッジ毎にチューブで集水管と接続する必要がなくなって集水管と各平板状膜カートリッジとの接続を容易に行うことができ、膜カートリッジユニットの上部に上向流を阻害するチューブ等の部材がないので、槽内混合液の上向流が隣接する平板状膜カートリッジ間においてクロスフローで円滑に流れる。
【００１６】
請求項４に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、膜カートリッジユニットの側壁部の外面と集水管との間にガスケットを装入し、ガスケットに各透過水取出口部が嵌入する複数の貫通孔を形成し、貫通孔の内周面とこの内周面に圧接する透過水取出口部の外周面とに相互に凹凸嵌合する環状シール部を形成したものである。
【００１７】
上記した構成により、各透過水取出口部の外周面におけるガスケットのシール性が高まる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４において、浸漬型膜分離装置２１は合併浄化槽（図示省略）の内部にマンホールを通して装入し、槽内にその全体を着脱自在に配置するものであり、複数の平板状膜カートリッジ２２からなる膜カートリッジユニット２３の上部に上部カバー２４を嵌合装着し、膜カートリッジユニット２３の下部に散気ボックス２５を嵌合装着し、散気ボックス２５の内部に散気装置２６を配置している。図５に示すように、散気装置２６は一対の散気管２６ａをその両端でＵ字管２６ｂで接続してループ状に形成し、左右のＵ字管２６ｂにそれぞれ空気源に接続する接続口２６ｃを設けており、散気管２６ａの下側部に複数の散気孔２６ｄを設けている。
【００１９】
図６〜図８に示すように、平板状膜カートリッジ２２は、樹脂製の濾板２７の表裏両面に有機性平膜の濾過膜２８をスペーサ２８ａを介して配置し、その周縁部において濾過膜２８を濾板２７に熱もしは超音波により溶着してなり、濾板２７と濾過膜２８との間の領域、および濾板２７に形成した透過水流路２９に連通する透過水取出口部３０を濾板２７の側端面２７ａに設けている。
【００２０】
濾板２７に形成した透過水流路２９は、濾板２７を表裏面間にわたって貫通し、透過水取出口部３０に連通する集水穴２９ａと、濾板２７の表面および裏面のそれぞれの上端縁および一側縁に形成し、一端が集水穴２９ａに連通する所定巾の溝状をなす集水路２９ｂと、濾板２７の表面および裏面のそれぞれに上下方向に形成し、上端が集水路２９ｂに連通する縦導水路２９ｃと、濾板２７の表面および裏面のそれぞれに斜め方向に方向に形成し、一端が集水路２９ｂに連通するとともに途中で複数の縦導水路２９ｃに連通する傾斜導水路２９ｄとからなる。
【００２１】
集水路２９ｂは縦導水路２９ｃおよび傾斜導水路２９ｄより巾広く形成しており、縦導水路２９ｃおよび傾斜導水路２９ｄは交叉して網目状の水路を形成し、傾斜導水路２９ｄは下端に比べて上端が集水穴２９ａに近づくように傾斜している。透過水取出口部３０は濾板２７の側端面２７ａから突出し、貫通孔３０ａで集水穴２９ａに連通しており、透過水取出口部３０の外周面には一対の平行な突部３０ｂを全周にわたって環状に形成してなる環状シール部を設けている。
【００２２】
濾板２７の表裏面のそれぞれの一方の側縁部には所定高さの壁片部３１を濾板２７の縦方向の全長にわたって形成しており、壁片部３１には溝状の凹部３２ａを途中の不連続部３２ｂを除いて形成している。濾板２７の表裏面のそれぞれの他方の側縁部には壁片部３１の背後位置に畝状の凸部３３ａを不連続部３３ｂを除いて形成している。
【００２３】
濾板２７は濾過膜２８を溶着するための溶着代３４を表裏面に形成しており、溶着代３４は二重線状に形成する主溶着代３５、３６とその外側に網目状に形成する補助溶着代３７とを濾板２７の全周にわたって形成し、内側の主溶着代３５の上辺部３５ａは集水穴２９ａに向けて上り勾配に傾斜している。濾過膜２８は溶着代３４において濾板２７に溶着されており、内側の主溶着代３５における濾過膜２８と濾板２７との溶着部に囲まれた部位が有効濾過領域となり、上辺部３５ａにおける溶着部は集水穴２９ａに向けて上り勾配に傾斜している。
【００２４】
膜カートリッジユニット２３は、複数の平板状膜カートリッジ２２を鉛直方向に配置するもので、図９〜図１３に示すように、隣接する平板状膜カートリッジ２２の膜面間に所定巾のクロスフロー流路を形成する間隙３８を空けて平行に配列し、各平板状膜カートリッジ２２の壁片部３１を隣接する平板状膜カートリッジ２２の側縁部に当接させるとともに、対向する壁片部３１の凹部３２ａと凸部３３ａを嵌合させており、壁片部３１でクロスフロー流路の側部開口を閉塞し、最外側の平板状膜カートリッジ２２を側面カバー３９で覆っている。
【００２５】
図１４に示すように、側面カバー３９は、平板状膜カートリッジ２２と同様に、側縁部に凹部３２ａを有する壁片部３１および凸部３３ａを形成しており、凹部３２ａと凸部３３ａが嵌合するように、壁片部３１を対向する平板状膜カートリッジ２２の側縁部に当接させている。側面カバー３９の上側部および下側部には上部カバー２４と散気ボックス２５を係止するための係合突起部３９ａを形成しており、係合突起部３９ａは四辺の一辺において側面カバー３９に連続し、残りの３辺において側面カバー３９から分離し、側面カバー３９の表裏方向に変位可能である。
【００２６】
上部カバー２４は上下開口の枠体をなし、各平板状膜カートリッジ２２および側面カバー３９の上側部を結束して膜カートリッジユニット２３の上部に嵌合装着しており、所定位置に形成した係合穴２４ａにおいて側面カバー３９の係合突起部３９ａに係合して抜け止めされている。散気ボックス２５は上下開口の枠体をなし、各平板状膜カートリッジ２２および側面カバー３９の下側部を結束して膜カートリッジユニット２３の下部に嵌合装着しており、所定位置に形成した係合穴２５ａにおいて側面カバー３９の係合突起部３９ａに係合して抜け止めされている。散気ボックス２５には膜カートリッジユニット２３を受け止める段部２５ｂを設けている。
【００２７】
膜カートリッジユニット２３は各平板状膜カートリッジ２２の濾板２７の側端面２７ａと壁片部３１とが連接することで側壁部を形成しており、側壁部の外面に突出する全ての透過水取出口部３０を覆って集水管４０を装着しており、側壁部と集水管４０の間にガスケット４１を装入している。
【００２８】
図１５〜図１６に示すように、ガスケット４１には各透過水取出口部３０が嵌入する複数の貫通孔４２を形成しており、貫通孔４２の内周面で透過水取出口部３０の外周面に圧接し、集水管４０に覆われる各透過水取出口部３０の周囲を被覆することでシール機能を発揮する。ガスケット４１は貫通孔４２の内周面に凸部４２ａを全周にわたって環状に形成しており、この凸部４２ａが透過水取出口部３０の外周面に形成した平行な突部３０ｂの間の凹部３０ｃに凹凸嵌合して圧接することで環状シール部を形成し、シール機能を高めている。
【００２９】
図１７に示すように、集水管４０にはガスケット４１を押圧する押さえ部４３を形成しており、押さえ部４３に透過水取出口部３０の各開口に連通する複数の貫通孔４３ａを形成している。集水管４０の内周面にはガスケット４１の外周面に形成した環状凸部４１ａに嵌合する環状凹部４０ａを設けている。
【００３０】
以下、上記した構成における作用を説明する。槽内に浸漬した使用状態において、浸漬型膜分離装置２１は散気装置２６の接続口２６ｃに空気源に連通する管路を接続しており、散気管２６ａの散気孔２６ｄから噴出する空気を散気ボックス２５の内部に散気する。
【００３１】
散気した空気は上向流を発生させ、上向流は浸漬型膜分離装置２１の周囲の槽内混合液を伴って膜カートリッジユニット２３の隣接する平板状膜カートリッジ２２の間の間隙３８からなる流路にクロスフローで流入し、槽内混合液が平板状膜カートリッジ２２により濾過される。濾過は槽内の水頭を利用した重力濾過もしくは強制吸引圧による。濾過膜２８を透過した透過水は透過水流路２９および透過水取出口部３０を通って集水管４０に流入し、集水管４０に接続した取出系（図示省略）を通って槽外へ取り出される。
【００３２】
平板状膜カートリッジ２２においては、濾過膜２８を透過した透過水が縦導水路２９ｃおよび傾斜導水路２９ｄに案内されて集水路２９ｂに流入し、集水路２９ｂから集水穴２９ａを通り、貫通孔３０ａを経て透過水取出口部３０から集水管４０に流れる。図１８に示すように、傾斜導水路２９ｄが存在することで、透過水は速やかに集水穴２９ａに向けて流れる。
【００３３】
また、浸漬型膜分離装置２１の初期設置時に平板状膜カートリッジ２２に含まれた空気溜まり、および透過水に溶解した空気から気化した空気溜まりによって濾過膜２８に膨らみが生じると、クロスフローが阻害されてケーキ層の付着が早まったり、濾過膜２８が損傷する要因となるが、平板状膜カートリッジ２２の上部溶着部が集水穴２９ａに向けて傾斜することで空気は円滑に集水穴２９ａへ導かれて速やかに排出される。
【００３４】
膜カートリッジユニット２３はその両側に各平板状膜カートリッジ２２の濾板２７の側端面２７ａと壁片部３１とが連接することで側壁部が形成され、この側壁部と両側の側面カバー３９とによって全ての平板状膜カートリッジ２２を囲むケーシングが形成される。このように、平板状膜カートリッジ２２のそれ自体がケーシングの一部を担うことで、従来のように平板状膜カートリッジ２２を保持する別途のケースが不要となる。
【００３５】
浸漬型膜分離装置２１は、壁片部３１により隣接する平板状膜カートリッジ２２の間の相互の位置決めおよび間隔保持を行い、膜カートリッジユニット２３の上部および下部に上部カバー２４と散気ボックス２５を嵌合装着し、上部カバー２４と側面カバー３９とを係合穴２４ａと係合突起部３９ａとの係合により着脱自在に固定して抜け止めし、散気ボックス２５と側面カバー３９とを係合穴２５ａと係合突起部３９ａとの係合により着脱自在に固定して抜け止めすることで個々の平板状膜カートリッジ２２を一体的に結束しているので、組立作業および分解作業を容易に行うことができる。また、散気ボックス２５は膜カートリッジユニット２３の下部に嵌合装着することで、膜カートリッジユニット２３と一体的に取り扱うことが可能となる。よって、浸漬型膜分離装置をその構造の簡素化によって合併浄化槽のマンホールを通して出し入れできるように小型化できる。
【００３６】
このため、メンテナンスにおいては、合併浄化槽より浸漬型膜分離装置２１の全体を取出し、上部カバー２４および散気ボックス２５を取り外すことで、膜カートリッジユニット２３を分解して個々の平板状膜カートリッジ２２を容易に点検・清掃することができる。
【００３７】
膜カートリッジユニット２３の組み立てに際しては、壁片部３１の溝状の凹部３２ａと畝状の凸部３３ａとが嵌合し、不連続部３２ｂ、３３ｂにおいて凹部３２ａと凸部３３ａがその軸線方向で相互に係止し合うことで、各平板状膜カートリッジ２２の濾過膜面に沿った上下左右の相互の位置決めと位置ずれ防止ができるので、組立作業を容易に行える。
【００３８】
平板状膜カートリッジ２２は透過水取出口部３０を濾板２７の側端面に設け、全ての透過水取出口部３０を覆って集水管４０を膜カートリッジユニット２３の側部に配置しているので、従来のように個々の平板状膜カートリッジ２２のそれぞれを個別にチューブで集水管と接続する必要がなくなり、集水管４０と各平板状膜カートリッジ２２との接続を容易に行うことができ、膜カートリッジユニット２３の上部に上向流を阻害するチューブ等の部材がないので、槽内混合液の上向流が隣接する平板状膜カートリッジ２２の間の流路においてクロスフローで円滑に流れる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、平板状膜カートリッジ自体がケーシングの一部を担い、各平板状膜カートリッジの側端面と壁片部とが連接することで膜カートリッジユニットの側壁部を形成し、側壁部と側面カバーとによって全ての平板状膜カートリッジを囲むケーシングが形成することで、従来のような別途のケースが不要となる。また、膜カートリッジユニットの上部および下部に上部カバーと散気ボックスを嵌合装着して個々の平板状膜カートリッジを一体的に結束し、散気ボックスを膜カートリッジユニットと一体的に取り扱うことで、浸漬型膜分離装置をその構造の簡素化によって合併浄化槽のマンホールを通して出し入れできるように小型化でき、メンテナンスにおいては、合併浄化槽より取出した浸漬型膜分離装置から上部カバーおよび散気ボックスを取り外すことで、膜カートリッジユニットを分解して個々の平板状膜カートリッジを容易に点検・清掃することができる。
【００４０】
壁片部の溝状の凹部と畝状の凸部とが嵌合し、不連続部において凹部と凸部がその軸線方向で相互に係止し合うことで、各平板状膜カートリッジの濾過膜面に沿った上下左右の相互の位置決めと位置ずれ防止ができるので、組立作業を容易に行える。
【００４１】
透過水取出口部を濾板の側端面に設け、全ての透過水取出口部を覆って集水管を膜カートリッジユニットの側部に配置することで、従来のように個々の平板状膜カートリッジ毎にチューブで集水管と接続する必要がなくなって集水管と各平板状膜カートリッジとの接続を容易に行うことができ、膜カートリッジユニットの上部に上向流を阻害するチューブ等の部材がないので、槽内混合液の上向流が隣接する平板状膜カートリッジ間においてクロスフローで円滑に流れる。ガスケットと各透過水取出口部との間に相互に凹凸嵌合する環状シール部を形成することで各透過水取出口部の外周面におけるガスケットのシール性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における浸漬型膜分離装置を示す斜視図である。
【図２】同浸漬型膜分離装置を示す正面図である。
【図３】同浸漬型膜分離装置を示す側面図である。
【図４】同浸漬型膜分離装置を示す分解斜視図である。
【図５】同浸漬型膜分離装置の散気装置を示すａ平面図およびｂ正面図である。
【図６】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジを示す斜視図である。
【図７】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジを示すａ正面図、ｂ側面図およびｃ背面図である。
【図８】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジのａ要部拡大正面図およびｂ要部拡大側面図である。
【図９】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジを示す斜視図である。
【図１０】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジの組み立て構造を示す平面断面図である。
【図１１】同浸漬型膜分離装置の側面カバーの組み立て構造を示す平面断面図である。
【図１２】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジの要部を示す側面図である。
【図１３】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジの要部を示す側面図である。
【図１４】同浸漬型膜分離装置の側面カバーを示すａ正面図、ｂ側面図およびｃ背面図である。
【図１５】同浸漬型膜分離装置のガスケットを示す正面図である。
【図１６】同浸漬型膜分離装置のガスケットの装着状態を示す断面図である。
【図１７】同浸漬型膜分離装置の集水管を示す断面図である。
【図１８】同浸漬型膜分離装置における透過水の流れを示す模式図である。
【図１９】従来の膜分離装置の斜視図である。
【図２０】同膜分離装置の平板状膜カートリッジの一部破断正面図である。
【符号の説明】
２１ 浸漬型膜分離装置
２２ 平板状膜カートリッジ
２３ 膜カートリッジユニット
２４ 上部カバー
２４ａ 係合穴
２５ 散気ボックス
２５ａ 係合穴
２５ｂ 段部
２６ 散気装置
２６ａ 散気管
２６ｂ Ｕ字管
２６ｃ 接続口
２６ｄ 散気孔
２７ 濾板
２７ａ 側端面
２８ 濾過膜
２９ 透過水流路
２９ａ 集水穴
２９ｂ 集水路
２９ｃ 縦導水路
２９ｄ 傾斜導水路
３０ 透過水取出口部
３０ａ 貫通孔
３０ｂ 突部
３０ｃ 凹部
３１ 壁片部
３２ａ 凹部
３２ｂ 不連続部
３３ａ 凸部
３３ｂ 不連続部
３４ 溶着代
３５，３６ 主溶着代
３５ａ 上辺部
３７ 補助溶着代
３８ 間隙
３９ 側面カバー
３９ａ 係合突起部
４０ 集水管
４０ａ 凹部
４１ ガスケット
４１ａ 環状凸部
４２ 貫通孔
４２ａ 凸部
４３ 押さえ部
４３ａ 貫通孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、浸漬型膜分離装置に関し、下廃水処理、汚泥濃縮などに使用する膜分離の技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１９に示すように、浸漬型膜分離装置１は、ケーシング２が膜ケース３と散気ケース４からなり、膜ケース３の内部に複数の平板状膜カートリッジ５を膜面を鉛直方向にして、かつ膜面間に一定間隙をおいて（通常６〜１０ｍｍ）配列し、散気ケース４の内部に散気装置６を配設している。
【０００３】
図２０に示すように、平板状膜カートリッジ５は樹脂などの剛性を有する濾板５Ａの表裏両面に濾過膜５Ｂを配置し、その周縁部において濾過膜５Ｂを濾板５Ａに接着あるいは溶着し、濾板５Ａと濾過膜５Ｂとの間、および濾板５Ａに形成した透過水流路５Ｃに連通する透過水取出口５Ｄを濾板５Ａに設けている。
【０００４】
浸漬型膜分離装置１は、散気装置６より散気する空気で上向流を発生させ、上向流により処理槽内の槽内混合液を隣接する平板状膜カートリッジ５の間の流路にクロスフローで供給して平板状膜カートリッジ５により濾過し、濾過膜を透過した透過水をチューブ７、集水管８を通じて槽外へ導出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成では、平板状膜カートリッジ５の配置に膜ケース３を必要とするために、部品点数が多くなり浸漬型膜分離装置としての全体重量および全体形状が大きくなるので、搬送時およびメンテナンス時の取り扱いを容易化するためにケーシング２を膜ケース３と散気ケース４とに分割している。
【０００６】
そして、メンテナンス等において平板状膜カートリッジ５を取出す場合には、散気ケース４および散気装置６を処理槽の底部に固定配置した状態で膜ケース３を吊り上げ、チューブ７を外して各平板状膜カートリッジ５を個別に槽外へ取出していた。また、散気装置６のメンテナンスは槽内に作業者が入り込んで行っていた。
【０００７】
しかし、この浸漬型膜分離装置を合併浄化槽に配置する場合には、メンテナンスはマンホールを通して行う必要があり、開口面積の小さいマンホールにおいてメンテナンスを行うことは困難であった。また、透過水取出口５Ｄを濾板５Ａの上端縁に設け、各平板状膜カートリッジ５の透過水取出口５Ｄと集水管８とをチューブ７で接続しているので、多数のチューブ７が上向流の流れの中に存在し、その流れを阻害する要因となっていた。
【０００８】
本発明は上記した課題を解決するものであり、浸漬型膜分離装置を合併浄化槽のマンホールを通して出し入れできるように小型化でき、各平板状膜カートリッジ５と集水管８とを接続するチューブ７をなくして上向流を円滑に通液することができ、組み立て・分解を容易に行うことができる浸漬型膜分離装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、鉛直方向に配置する複数の平板状膜カートリッジを膜面間に所定巾のクロスフロー流路を形成する間隙を空けて平行に配列するとともに、各平板状膜カートリッジの側縁部に形成した壁片部を隣接する平板状膜カートリッジの側縁部に当接させて前記クロスフロー流路の側部開口を閉塞し、最外側の平板状膜カートリッジを覆って側面カバーを配置し、側面カバーの側縁部に形成した壁片部を対向する平板状膜カートリッジの側縁部に当接させてなる膜カートリッジユニットと、
各平板状膜カートリッジおよび側面カバーの上側部を結束して膜カートリッジユニットの上部に嵌合装着する上下開口の枠体をなす上部カバーと、各平板状膜カートリッジおよび側面カバーの下側部を結束して膜カートリッジユニットの下部に嵌合装着する上下開口の散気ボックスと、散気ボックス内に配置する散気装置とを備えたものである。
【００１０】
上記した構成により、膜カートリッジユニットの両側には各平板状膜カートリッジの側端面と壁片部とが連接することで側壁部が形成され、この側壁部と両側の側面カバーとによって全ての平板状膜カートリッジを囲むケーシングが形成される。このように、平板状膜カートリッジ自体がケーシングの一部を担うことで、従来のように平板状膜カートリッジを保持する別途のケースが不要となる。また、散気ボックスは膜カートリッジユニットの下部に嵌合装着することで、膜カートリッジユニットと一体的に取り扱うことが可能となる。よって、浸漬型膜分離装置をその構造の簡素化によって合併浄化槽のマンホールを通して出し入れできるように小型化できる。
【００１１】
浸漬型膜分離装置は、壁片部で隣接する平板状膜カートリッジ間の相互の位置決めおよび間隔保持を行い、膜カートリッジユニットの上部および下部に上部カバーと散気ボックスを嵌合装着することで個々の平板状膜カートリッジを一体的に結束しているので、組立作業および分解作業を容易に行うことができる。このため、メンテナンスにおいては、合併浄化槽より取出した浸漬型膜分離装置から上部カバーおよび散気ボックスを取り外すことで、膜カートリッジユニットを分解して個々の平板状膜カートリッジを容易に点検・清掃することができる。
【００１２】
請求項２に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、各平板状膜カートリッジの壁片部と壁片部に対向する平板状膜カートリッジの側縁部との双方の当接面に、相互に嵌合する溝状の凹部と畝状の凸部とを設け、凹部および凸部の途中に少なくと一箇所の不連続部を形成したものである。
【００１３】
上記した構成により、溝状の凹部と畝状の凸部とが嵌合し、不連続部において凹部と凸部がその軸線方向で相互に係止し合うことで、各平板状膜カートリッジの濾過膜面に沿った上下左右の相互の位置決めと位置ずれ防止ができるので、組立作業を容易に行える。
【００１４】
請求項３に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、各平板状膜カートリッジが剛性を有する濾板の表裏両面に濾過膜を周縁部で固着し、濾板と濾過膜との間、および濾板に形成した透過水流路に連通する透過水取出口部を濾板の側端面に設けてなり、各平板状膜カートリッジの濾板の側端面と壁片部とが連接して形成する膜カートリッジユニットの側壁部に全ての透過水取出口部を覆って集水管を水密に装着したものである。
【００１５】
上記した構成により、透過水取出口部を濾板の側端面に設け、全ての透過水取出口部を覆って集水管を膜カートリッジユニットの側部に配置することで、従来のように個々の平板状膜カートリッジ毎にチューブで集水管と接続する必要がなくなって集水管と各平板状膜カートリッジとの接続を容易に行うことができ、膜カートリッジユニットの上部に上向流を阻害するチューブ等の部材がないので、槽内混合液の上向流が隣接する平板状膜カートリッジ間においてクロスフローで円滑に流れる。
【００１６】
請求項４に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、膜カートリッジユニットの側壁部の外面と集水管との間にガスケットを装入し、ガスケットに各透過水取出口部が嵌入する複数の貫通孔を形成し、貫通孔の内周面とこの内周面に圧接する透過水取出口部の外周面とに相互に凹凸嵌合する環状シール部を形成したものである。
【００１７】
上記した構成により、各透過水取出口部の外周面におけるガスケットのシール性が高まる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４において、浸漬型膜分離装置２１は合併浄化槽（図示省略）の内部にマンホールを通して装入し、槽内にその全体を着脱自在に配置するものであり、複数の平板状膜カートリッジ２２からなる膜カートリッジユニット２３の上部に上部カバー２４を嵌合装着し、膜カートリッジユニット２３の下部に散気ボックス２５を嵌合装着し、散気ボックス２５の内部に散気装置２６を配置している。図５に示すように、散気装置２６は一対の散気管２６ａをその両端でＵ字管２６ｂで接続してループ状に形成し、左右のＵ字管２６ｂにそれぞれ空気源に接続する接続口２６ｃを設けており、散気管２６ａの下側部に複数の散気孔２６ｄを設けている。
【００１９】
図６〜図８に示すように、平板状膜カートリッジ２２は、樹脂製の濾板２７の表裏両面に有機性平膜の濾過膜２８をスペーサ２８ａを介して配置し、その周縁部において濾過膜２８を濾板２７に熱もしは超音波により溶着してなり、濾板２７と濾過膜２８との間の領域、および濾板２７に形成した透過水流路２９に連通する透過水取出口部３０を濾板２７の側端面２７ａに設けている。
【００２０】
濾板２７に形成した透過水流路２９は、濾板２７を表裏面間にわたって貫通し、透過水取出口部３０に連通する集水穴２９ａと、濾板２７の表面および裏面のそれぞれの上端縁および一側縁に形成し、一端が集水穴２９ａに連通する所定巾の溝状をなす集水路２９ｂと、濾板２７の表面および裏面のそれぞれに上下方向に形成し、上端が集水路２９ｂに連通する縦導水路２９ｃと、濾板２７の表面および裏面のそれぞれに斜め方向に方向に形成し、一端が集水路２９ｂに連通するとともに途中で複数の縦導水路２９ｃに連通する傾斜導水路２９ｄとからなる。
【００２１】
集水路２９ｂは縦導水路２９ｃおよび傾斜導水路２９ｄより巾広く形成しており、縦導水路２９ｃおよび傾斜導水路２９ｄは交叉して網目状の水路を形成し、傾斜導水路２９ｄは下端に比べて上端が集水穴２９ａに近づくように傾斜している。透過水取出口部３０は濾板２７の側端面２７ａから突出し、貫通孔３０ａで集水穴２９ａに連通しており、透過水取出口部３０の外周面には一対の平行な突部３０ｂを全周にわたって環状に形成してなる環状シール部を設けている。
【００２２】
濾板２７の表裏面のそれぞれの一方の側縁部には所定高さの壁片部３１を濾板２７の縦方向の全長にわたって形成しており、壁片部３１には溝状の凹部３２ａを途中の不連続部３２ｂを除いて形成している。濾板２７の表裏面のそれぞれの他方の側縁部には壁片部３１の背後位置に畝状の凸部３３ａを不連続部３３ｂを除いて形成している。
【００２３】
濾板２７は濾過膜２８を溶着するための溶着代３４を表裏面に形成しており、溶着代３４は二重線状に形成する主溶着代３５、３６とその外側に網目状に形成する補助溶着代３７とを濾板２７の全周にわたって形成し、内側の主溶着代３５の上辺部３５ａは集水穴２９ａに向けて上り勾配に傾斜している。濾過膜２８は溶着代３４において濾板２７に溶着されており、内側の主溶着代３５における濾過膜２８と濾板２７との溶着部に囲まれた部位が有効濾過領域となり、上辺部３５ａにおける溶着部は集水穴２９ａに向けて上り勾配に傾斜している。
【００２４】
膜カートリッジユニット２３は、複数の平板状膜カートリッジ２２を鉛直方向に配置するもので、図９〜図１３に示すように、隣接する平板状膜カートリッジ２２の膜面間に所定巾のクロスフロー流路を形成する間隙３８を空けて平行に配列し、各平板状膜カートリッジ２２の壁片部３１を隣接する平板状膜カートリッジ２２の側縁部に当接させるとともに、対向する壁片部３１の凹部３２ａと凸部３３ａを嵌合させており、壁片部３１でクロスフロー流路の側部開口を閉塞し、最外側の平板状膜カートリッジ２２を側面カバー３９で覆っている。
【００２５】
図１４に示すように、側面カバー３９は、平板状膜カートリッジ２２と同様に、側縁部に凹部３２ａを有する壁片部３１および凸部３３ａを形成しており、凹部３２ａと凸部３３ａが嵌合するように、壁片部３１を対向する平板状膜カートリッジ２２の側縁部に当接させている。側面カバー３９の上側部および下側部には上部カバー２４と散気ボックス２５を係止するための係合突起部３９ａを形成しており、係合突起部３９ａは四辺の一辺において側面カバー３９に連続し、残りの３辺において側面カバー３９から分離し、側面カバー３９の表裏方向に変位可能である。
【００２６】
上部カバー２４は上下開口の枠体をなし、各平板状膜カートリッジ２２および側面カバー３９の上側部を結束して膜カートリッジユニット２３の上部に嵌合装着しており、所定位置に形成した係合穴２４ａにおいて側面カバー３９の係合突起部３９ａに係合して抜け止めされている。散気ボックス２５は上下開口の枠体をなし、各平板状膜カートリッジ２２および側面カバー３９の下側部を結束して膜カートリッジユニット２３の下部に嵌合装着しており、所定位置に形成した係合穴２５ａにおいて側面カバー３９の係合突起部３９ａに係合して抜け止めされている。散気ボックス２５には膜カートリッジユニット２３を受け止める段部２５ｂを設けている。
【００２７】
膜カートリッジユニット２３は各平板状膜カートリッジ２２の濾板２７の側端面２７ａと壁片部３１とが連接することで側壁部を形成しており、側壁部の外面に突出する全ての透過水取出口部３０を覆って集水管４０を装着しており、側壁部と集水管４０の間にガスケット４１を装入している。
【００２８】
図１５〜図１６に示すように、ガスケット４１には各透過水取出口部３０が嵌入する複数の貫通孔４２を形成しており、貫通孔４２の内周面で透過水取出口部３０の外周面に圧接し、集水管４０に覆われる各透過水取出口部３０の周囲を被覆することでシール機能を発揮する。ガスケット４１は貫通孔４２の内周面に凸部４２ａを全周にわたって環状に形成しており、この凸部４２ａが透過水取出口部３０の外周面に形成した平行な突部３０ｂの間の凹部３０ｃに凹凸嵌合して圧接することで環状シール部を形成し、シール機能を高めている。
【００２９】
図１７に示すように、集水管４０にはガスケット４１を押圧する押さえ部４３を形成しており、押さえ部４３に透過水取出口部３０の各開口に連通する複数の貫通孔４３ａを形成している。集水管４０の内周面にはガスケット４１の外周面に形成した環状凸部４１ａに嵌合する環状凹部４０ａを設けている。
【００３０】
以下、上記した構成における作用を説明する。槽内に浸漬した使用状態において、浸漬型膜分離装置２１は散気装置２６の接続口２６ｃに空気源に連通する管路を接続しており、散気管２６ａの散気孔２６ｄから噴出する空気を散気ボックス２５の内部に散気する。
【００３１】
散気した空気は上向流を発生させ、上向流は浸漬型膜分離装置２１の周囲の槽内混合液を伴って膜カートリッジユニット２３の隣接する平板状膜カートリッジ２２の間の間隙３８からなる流路にクロスフローで流入し、槽内混合液が平板状膜カートリッジ２２により濾過される。濾過は槽内の水頭を利用した重力濾過もしくは強制吸引圧による。濾過膜２８を透過した透過水は透過水流路２９および透過水取出口部３０を通って集水管４０に流入し、集水管４０に接続した取出系（図示省略）を通って槽外へ取り出される。
【００３２】
平板状膜カートリッジ２２においては、濾過膜２８を透過した透過水が縦導水路２９ｃおよび傾斜導水路２９ｄに案内されて集水路２９ｂに流入し、集水路２９ｂから集水穴２９ａを通り、貫通孔３０ａを経て透過水取出口部３０から集水管４０に流れる。図１８に示すように、傾斜導水路２９ｄが存在することで、透過水は速やかに集水穴２９ａに向けて流れる。
【００３３】
また、浸漬型膜分離装置２１の初期設置時に平板状膜カートリッジ２２に含まれた空気溜まり、および透過水に溶解した空気から気化した空気溜まりによって濾過膜２８に膨らみが生じると、クロスフローが阻害されてケーキ層の付着が早まったり、濾過膜２８が損傷する要因となるが、平板状膜カートリッジ２２の上部溶着部が集水穴２９ａに向けて傾斜することで空気は円滑に集水穴２９ａへ導かれて速やかに排出される。
【００３４】
膜カートリッジユニット２３はその両側に各平板状膜カートリッジ２２の濾板２７の側端面２７ａと壁片部３１とが連接することで側壁部が形成され、この側壁部と両側の側面カバー３９とによって全ての平板状膜カートリッジ２２を囲むケーシングが形成される。このように、平板状膜カートリッジ２２のそれ自体がケーシングの一部を担うことで、従来のように平板状膜カートリッジ２２を保持する別途のケースが不要となる。
【００３５】
浸漬型膜分離装置２１は、壁片部３１により隣接する平板状膜カートリッジ２２の間の相互の位置決めおよび間隔保持を行い、膜カートリッジユニット２３の上部および下部に上部カバー２４と散気ボックス２５を嵌合装着し、上部カバー２４と側面カバー３９とを係合穴２４ａと係合突起部３９ａとの係合により着脱自在に固定して抜け止めし、散気ボックス２５と側面カバー３９とを係合穴２５ａと係合突起部３９ａとの係合により着脱自在に固定して抜け止めすることで個々の平板状膜カートリッジ２２を一体的に結束しているので、組立作業および分解作業を容易に行うことができる。また、散気ボックス２５は膜カートリッジユニット２３の下部に嵌合装着することで、膜カートリッジユニット２３と一体的に取り扱うことが可能となる。よって、浸漬型膜分離装置をその構造の簡素化によって合併浄化槽のマンホールを通して出し入れできるように小型化できる。
【００３６】
このため、メンテナンスにおいては、合併浄化槽より浸漬型膜分離装置２１の全体を取出し、上部カバー２４および散気ボックス２５を取り外すことで、膜カートリッジユニット２３を分解して個々の平板状膜カートリッジ２２を容易に点検・清掃することができる。
【００３７】
膜カートリッジユニット２３の組み立てに際しては、壁片部３１の溝状の凹部３２ａと畝状の凸部３３ａとが嵌合し、不連続部３２ｂ、３３ｂにおいて凹部３２ａと凸部３３ａがその軸線方向で相互に係止し合うことで、各平板状膜カートリッジ２２の濾過膜面に沿った上下左右の相互の位置決めと位置ずれ防止ができるので、組立作業を容易に行える。
【００３８】
平板状膜カートリッジ２２は透過水取出口部３０を濾板２７の側端面に設け、全ての透過水取出口部３０を覆って集水管４０を膜カートリッジユニット２３の側部に配置しているので、従来のように個々の平板状膜カートリッジ２２のそれぞれを個別にチューブで集水管と接続する必要がなくなり、集水管４０と各平板状膜カートリッジ２２との接続を容易に行うことができ、膜カートリッジユニット２３の上部に上向流を阻害するチューブ等の部材がないので、槽内混合液の上向流が隣接する平板状膜カートリッジ２２の間の流路においてクロスフローで円滑に流れる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、平板状膜カートリッジ自体がケーシングの一部を担い、各平板状膜カートリッジの側端面と壁片部とが連接することで膜カートリッジユニットの側壁部を形成し、側壁部と側面カバーとによって全ての平板状膜カートリッジを囲むケーシングが形成することで、従来のような別途のケースが不要となる。また、膜カートリッジユニットの上部および下部に上部カバーと散気ボックスを嵌合装着して個々の平板状膜カートリッジを一体的に結束し、散気ボックスを膜カートリッジユニットと一体的に取り扱うことで、浸漬型膜分離装置をその構造の簡素化によって合併浄化槽のマンホールを通して出し入れできるように小型化でき、メンテナンスにおいては、合併浄化槽より取出した浸漬型膜分離装置から上部カバーおよび散気ボックスを取り外すことで、膜カートリッジユニットを分解して個々の平板状膜カートリッジを容易に点検・清掃することができる。
【００４０】
壁片部の溝状の凹部と畝状の凸部とが嵌合し、不連続部において凹部と凸部がその軸線方向で相互に係止し合うことで、各平板状膜カートリッジの濾過膜面に沿った上下左右の相互の位置決めと位置ずれ防止ができるので、組立作業を容易に行える。
【００４１】
透過水取出口部を濾板の側端面に設け、全ての透過水取出口部を覆って集水管を膜カートリッジユニットの側部に配置することで、従来のように個々の平板状膜カートリッジ毎にチューブで集水管と接続する必要がなくなって集水管と各平板状膜カートリッジとの接続を容易に行うことができ、膜カートリッジユニットの上部に上向流を阻害するチューブ等の部材がないので、槽内混合液の上向流が隣接する平板状膜カートリッジ間においてクロスフローで円滑に流れる。ガスケットと各透過水取出口部との間に相互に凹凸嵌合する環状シール部を形成することで各透過水取出口部の外周面におけるガスケットのシール性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における浸漬型膜分離装置を示す斜視図である。
【図２】同浸漬型膜分離装置を示す正面図である。
【図３】同浸漬型膜分離装置を示す側面図である。
【図４】同浸漬型膜分離装置を示す分解斜視図である。
【図５】同浸漬型膜分離装置の散気装置を示すａ平面図およびｂ正面図である。
【図６】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジを示す斜視図である。
【図７】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジを示すａ正面図、ｂ側面図およびｃ背面図である。
【図８】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジのａ要部拡大正面図およびｂ要部拡大側面図である。
【図９】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジを示す斜視図である。
【図１０】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジの組み立て構造を示す平面断面図である。
【図１１】同浸漬型膜分離装置の側面カバーの組み立て構造を示す平面断面図である。
【図１２】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジの要部を示す側面図である。
【図１３】同浸漬型膜分離装置の平板状膜カートリッジの要部を示す側面図である。
【図１４】同浸漬型膜分離装置の側面カバーを示すａ正面図、ｂ側面図およびｃ背面図である。
【図１５】同浸漬型膜分離装置のガスケットを示す正面図である。
【図１６】同浸漬型膜分離装置のガスケットの装着状態を示す断面図である。
【図１７】同浸漬型膜分離装置の集水管を示す断面図である。
【図１８】同浸漬型膜分離装置における透過水の流れを示す模式図である。
【図１９】従来の膜分離装置の斜視図である。
【図２０】同膜分離装置の平板状膜カートリッジの一部破断正面図である。
【符号の説明】
２１ 浸漬型膜分離装置
２２ 平板状膜カートリッジ
２３ 膜カートリッジユニット
２４ 上部カバー
２４ａ 係合穴
２５ 散気ボックス
２５ａ 係合穴
２５ｂ 段部
２６ 散気装置
２６ａ 散気管
２６ｂ Ｕ字管
２６ｃ 接続口
２６ｄ 散気孔
２７ 濾板
２７ａ 側端面
２８ 濾過膜
２９ 透過水流路
２９ａ 集水穴
２９ｂ 集水路
２９ｃ 縦導水路
２９ｄ 傾斜導水路
３０ 透過水取出口部
３０ａ 貫通孔
３０ｂ 突部
３０ｃ 凹部
３１ 壁片部
３２ａ 凹部
３２ｂ 不連続部
３３ａ 凸部
３３ｂ 不連続部
３４ 溶着代
３５，３６ 主溶着代
３５ａ 上辺部
３７ 補助溶着代
３８ 間隙
３９ 側面カバー
３９ａ 係合突起部
４０ 集水管
４０ａ 凹部
４１ ガスケット
４１ａ 環状凸部
４２ 貫通孔
４２ａ 凸部
４３ 押さえ部
４３ａ 貫通孔
Claims (4)
- 鉛直方向に配置する複数の平板状膜カートリッジを膜面間に所定巾のクロスフロー流路を形成する間隙を空けて平行に配列するとともに、各平板状膜カートリッジの側縁部に形成した壁片部を隣接する平板状膜カートリッジの側縁部に当接させて前記クロスフロー流路の側部開口を閉塞し、最外側の平板状膜カートリッジを覆って側面カバーを配置し、側面カバーの側縁部に形成した壁片部を対向する平板状膜カートリッジの側縁部に当接させてなる膜カートリッジユニットと、
各平板状膜カートリッジおよび側面カバーの上側部を結束して膜カートリッジユニットの上部に嵌合装着する上下開口の枠体をなす上部カバーと、各平板状膜カートリッジおよび側面カバーの下側部を結束して膜カートリッジユニットの下部に嵌合装着する上下開口の散気ボックスと、散気ボックス内に配置する散気装置とを備えたことを特徴とする浸漬型膜分離装置。 - 各平板状膜カートリッジの壁片部と壁片部に対向する平板状膜カートリッジの側縁部との双方の当接面に、相互に嵌合する溝状の凹部と畝状の凸部とを設け、凹部および凸部の途中に少なくと一箇所の不連続部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の浸漬型膜分離装置。
- 各平板状膜カートリッジが剛性を有する濾板の表裏両面に濾過膜を周縁部で固着し、濾板と濾過膜との間、および濾板に形成した透過水流路に連通する透過水取出口部を濾板の側端面に設けてなり、各平板状膜カートリッジの濾板の側端面と壁片部とが連接して形成する膜カートリッジユニットの側壁部に全ての透過水取出口部を覆って集水管を水密に装着したことを特徴とする請求項１又は２に記載の浸漬型膜分離装置。
- 膜カートリッジユニットの側壁部の外面と集水管との間にガスケットを装入し、ガスケットに各透過水取出口部が嵌入する複数の貫通孔を形成し、貫通孔の内周面とこの内周面に圧接する透過水取出口部の外周面とに相互に凹凸嵌合する環状シール部を形成したことを特徴とする請求項３に記載の浸漬型膜分離装置。
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