JP3784294B2 - 浸漬型膜分離装置 - Google Patents
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Description
【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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