JP5264159B2 - 浸漬型膜分離装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば処理槽内の活性汚泥混合液等の被処理液に浸漬して設置される浸漬型膜分離装置に関する。
従来、図２１に示すように、この種の浸漬型膜分離装置１としては、処理槽内に浸漬され、活性汚泥と処理水とを分離するものがある。浸漬型膜分離装置１は、上下が開口した箱型のケーシング２と、ケーシング２内に互いに平行に配列された複数の膜カートリッジ３と、膜カートリッジ３の下方に設けられた散気装置４とを有している。
膜カートリッジ３は、濾板１２と、濾板１２の両面に取り付けられた濾過膜１３とを有している。また、散気装置４は散気管から空気を噴出するように構成されている。また、ケーシング２の上部には、膜カートリッジ３の浮上を防止する押さえ板５が取り付けられている。
これによると、濾過運転中、散気装置４から散気を行いながら、膜カートリッジ３の内側を減圧することにより、被処理液中の汚泥等が膜カートリッジ３の濾過膜１３で捕捉され、濾過膜１３を透過して膜カートリッジ３の内側に流入した透過液が、処理水として、各取水ノズル１４から接続管１５を通って集水管１６に集められる。
この際、散気装置４から噴射される空気の気泡によって、各膜カートリッジ３間に上昇流１７が発生し、この上昇流１７によって、膜カートリッジ３の膜面付着物が除去される。このとき、上記上昇流１７によって膜カートリッジ３には上向きの力が作用するが、押さえ板５によって膜カートリッジ３が浮上するのを防止することができる。
しかしながら、膜カートリッジ３の上端と押さえ板５との間には間隙があるため、上昇流１７によって、膜カートリッジ３の上端部が押さえ板５に当接して膜カートリッジ３が微細に振動し、膜カートリッジ３の上端部が押さえ板５に繰り返し接触して磨耗するといった問題がある。
上記のような問題の対策として、図２２に示すように、押さえ板６を、板状支持部７と、板状支持部７に接着された弾性材製の櫛状押さえ部８とで構成したものがある。板状支持部７はボルト９，ナット１０によりケーシング２の上端面に固定されている。櫛状押さえ部８は複数の凸部８ａを有し、各凸部８ａが各膜カートリッジ３同士の間隙に圧入されている。
これによると、膜カートリッジ３は押さえ板６によって上方から押え付けられて動かないように固定されているため、膜カートリッジ３の振動を防止することができる。
尚、上記のように押さえ板を設けた浸漬型膜分離装置については、例えば下記特許文献１に記載されている。
特開平１０−１３７５５６
しかしながら上記の従来形式では、図２２に示すように、押さえ板６によって膜カートリッジ３の振動が防止されているため、上昇流１７による膜カートリッジ３の膜面の洗浄効果を向上させることは困難であるといった問題がある。
また、振動しようとする力に対抗して膜カートリッジ３を押さえ板６によって無理に押え込んでいるため、上記振動しようとする力が過大になった場合、膜カートリッジ３の濾板１２が割れる虞れがある。
上記膜面の洗浄効果を向上させるためには、図２１に示すように、押さえ板５と膜カートリッジ３の上端との間に間隙を形成し、上昇流１７によって膜カートリッジ３を積極的に振動させることが考えられるが、この場合、上述したように、膜カートリッジ３の上端部が押さえ板５に繰り返し衝突して磨耗するといった問題がある。
本発明は、膜カートリッジの磨耗を低減し、上昇流による膜カートリッジの膜面の洗浄効果を向上させることが可能な浸漬型膜分離装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本第１発明は、上部が開口したケーシング内に複数の平板状の膜カートリッジが間隔をあけて配列され、
膜カートリッジの下方に散気装置が設けられている浸漬型膜分離装置であって、
各膜カートリッジは、上下方向の間隙を有して、ケーシング内で上下方向へ移動可能に保持され、
ケーシング内に、濾過運転時における各膜カートリッジの浮上量を上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限する浮上抑制部材が設けられており、
浮上抑制部材は膜カートリッジと接触する部分が弾性体であるものである。
これによると、濾過運転中、散気装置から噴射される空気の気泡によって、各膜カートリッジ間に上昇流が発生し、この上昇流によって、膜カートリッジの膜面付着物が除去される。このとき、上記上昇流によって膜カートリッジには上向きの力が作用し、浮上抑制部材の弾性体の部分が弾性変形して、膜カートリッジが上記上向きの力によって浮上する。
この際、膜カートリッジの浮上量は、浮上抑制部材によって、上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限されている。これにより、膜カートリッジは、上記上下方向の間隙の範囲内で浮き上がった状態に保たれながら、積極的に振動する。このため、膜カートリッジの膜面の洗浄効果が向上する。また、膜カートリッジとケーシング側に固定された部材との接触部分が減少し、膜カートリッジの磨耗が低減される。
本第２発明における浸漬型膜分離装置は、上部が開口したケーシング内に複数の平板状の膜カートリッジが間隔をあけて配列され、
膜カートリッジの下方に散気装置が設けられている浸漬型膜分離装置であって、
各膜カートリッジは、上下方向の間隙を有して、ケーシング内で上下方向へ移動可能に保持され、
ケーシング内に、濾過運転時における各膜カートリッジの浮上量を上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限する浮上抑制部材が設けられており、
浮上抑制部材は膜カートリッジの側辺部において膜カートリッジの浮上量を制限し、
膜カートリッジの側辺部に嵌合部が設けられ、
浮上抑制部材が嵌合部に嵌合しているものである。
本第３発明における浸漬型膜分離装置は、上部が開口したケーシング内に複数の平板状の膜カートリッジが間隔をあけて配列され、
膜カートリッジの下方に散気装置が設けられている浸漬型膜分離装置であって、
各膜カートリッジは、上下方向の間隙を有して、ケーシング内で上下方向へ移動可能に保持され、
ケーシング内に、濾過運転時における各膜カートリッジの浮上量を上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限する浮上抑制部材が設けられており、
浮上抑制部材は膜カートリッジの側辺部において膜カートリッジの浮上量を制限し、
膜カートリッジの側辺部に係合部が設けられ、
係合部は、濾過運転時において、浮上抑制部材に下方から係合するものである。
本第４発明における浸漬型膜分離装置は、上部が開口したケーシング内に複数の平板状の膜カートリッジが間隔をあけて配列され、
膜カートリッジの下方に散気装置が設けられている浸漬型膜分離装置であって、
各膜カートリッジは、上下方向の間隙を有して、ケーシング内で上下方向へ移動可能に保持され、
ケーシング内に、濾過運転時における散気装置からの散気に伴う上昇流によって上方へ浮上する各膜カートリッジの浮上量を上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限する浮上抑制部材が設けられているものである。
本第５発明における浸漬型膜分離装置は、各膜カートリッジはケーシング内で膜カートリッジの配列方向へ移動可能に保持されているものである。
本第６発明における浸漬型膜分離装置は、浮上抑制部材は、膜カートリッジの側辺部、下辺部、上辺部のいずれかにおいて、膜カートリッジの浮上量を制限するものである。
本第７発明における浸漬型膜分離装置は、浮上抑制部材は各膜カートリッジ同士の間隔を保持するものである。
本第８発明における浸漬型膜分離装置は、浮上抑制部材は膜カートリッジと接触する部分が弾性体であるものである。
これによると、上昇流によって膜カートリッジに上向きの力が作用した際、浮上抑制部材の弾性体の部分が弾性変形して、膜カートリッジが浮上する。この際、膜カートリッジの浮上量は、浮上抑制部材によって、上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限されている。
本第９発明における浸漬型膜分離装置は、浮上抑制部材はケーシングのフレーム体に取り付けられているものである。
本第１０発明における浸漬型膜分離装置は、浮上抑制部材は膜カートリッジの両側方を囲むサイドパネルに取り付けられているものである。
以上のように本発明によると、濾過運転中、散気装置から噴射される空気の気泡によって、各膜カートリッジ間に上昇流が発生し、この上昇流によって膜カートリッジには上向きの力が作用し、膜カートリッジが浮上する。
この際、膜カートリッジの浮上量は、浮上抑制部材によって、上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限されている。このため、膜カートリッジは、上記上下方向の間隙の範囲内で浮き上がった状態に保たれながら、積極的に振動する。これにより、膜カートリッジの膜面の洗浄効果が向上し、また、膜カートリッジとケーシング側に固定された部材との接触部分が減少し、膜カートリッジの磨耗が低減される。
また、上昇流によって膜カートリッジに上向きの力が作用した際、浮上抑制部材の弾性体の部分が弾性変形して、膜カートリッジが浮上する。この際、膜カートリッジの浮上量は、浮上抑制部材によって、上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限されている。
以下、本発明における第１の実施の形態を図１〜図９を参照して説明する。
図１に示すように、３１は浸漬型膜分離装置であり、この浸漬型膜分離装置３１は、処理槽３２内に浸漬され、活性汚泥を含んだ原水と処理水とを分離するものである。浸漬型膜分離装置３１は、上下が開口した箱型の膜用のケーシング３３と、膜用のケーシング３３の内部に互いに平行に向い合って配列された複数の平板形状の膜カートリッジ３４と、これら膜カートリッジ３４の下方に設けられた散気装置３６とを有している。
尚、散気装置３６は、散気管に形成された複数の噴出孔から空気を噴出することによって、膜カートリッジ３４の膜面に沿った上昇流７７を発生させる流れ発生装置の一例である。
図２，図３に示すように、膜用のケーシング３３は、フレーム体３７と、フレーム体３７の前後両端部を覆う前後一対の端部カバー３８と、フレーム体３７の両側部に着脱自在に取付けられた左右一対のサイドパネル３９ａ，３９ｂとを有している。
フレーム体３７は、四角枠形状の底部フレーム４１と、四角枠形状の上部フレーム４２と、これら両フレーム４１，４２の四隅間に連結された複数本の縦フレーム４３ａ，４３ｂとを有している。
フレーム体３７の左右両側部には、膜カートリッジ３４を幅方向Ａ（左右方向）から出し入れ可能な側部開口部４５ａ，４５ｂが形成されている。一方のサイドパネル３９ａは、複数のボルト４６によってフレーム体３７に取り付けられ、一方の側部開口部４５ａを閉じている。同様に、他方のサイドパネル３９ｂは、複数のボルト４６によってフレーム体３７に取り付けられ、他方の側部開口部４５ｂを閉じている。また、ボルト４６を外して、一方のサイドパネル３９ａをフレーム体３７から取り外した場合、一方の側部開口部４５ａが開放され、同様に、他方のサイドパネル３９ｂをフレーム体３７から取り外した場合、他方の側部開口部４５ｂが開放される。
図４に示すように、各膜カートリッジ３４は、上下方向に長い長方形状に形成された平板形状の濾板４９と、濾板４９の表裏両面に取付けられた濾過膜５０と、複数の側辺板５１ａ，５１ｂ（側辺部の一例）とを有している。濾過膜５０の周縁部が超音波等によって濾板４９に溶着されることにより、濾過膜５０が濾板４９に取付けられている。側辺板５１ａ，５１ｂは、濾板４９の幅方向Ａにおける両側部に上下一対設けられ、外側方へ突出している。各側辺板５１ａ，５１ｂには、四角形状の凹部５２（嵌合部の一例）が形成されている。
濾板４９の幅方向Ａに直交する両側辺の上端部には、濾過膜５０によって得られる処理水を吸引するための取水ノズル５３（取水部の一例）が設けられている。また、濾板４９の表裏両側にはそれぞれ、取水ノズル５３に連通する透過水流路（図示省略）が形成されている。尚、上記透過水流路は濾過膜５０で覆われている。
図１〜図３に示すように、フレーム体３７の上部フレーム４２の左右外側方には、各膜カートリッジ３４の取水ノズル５３から吸引された処理水を集める左右一対の集水管５５が前後方向に設けられている。集水管５５と取水ノズル５３とは、可撓性を有する接続管５６を介して接続されている。
図３，図７〜図９に示すように、膜用のケーシング３３の内部には、膜カートリッジ３４を幅方向Ａ（左右方向）に案内するための上部案内部材７０と下部案内部材７１とが設けられている。上部案内部材７０はフレーム体３７の上部フレーム４２に左右一対設けられ、下部案内部材７１は底部フレーム４１に左右一対設けられている。
上部および下部案内部材７０，７１にはそれぞれ案内溝７２が前後複数形成されている。膜カートリッジ３４の上端部は幅方向Ａ（左右方向）から上部案内部材７０の案内溝７２に挿脱自在であり、膜カートリッジ３４の下端部は幅方向Ａ（左右方向）から下部案内部材７１の案内溝７２に挿脱自在である。
図７に示すように、上部案内部材７０の案内溝７２の上奥面７０ａと下部案内部材７１の案内溝７２の下奥面７１ａとの間の高さＨ１は膜カートリッジ３４の高さＨ２よりも高く設定されており、これにより、膜カートリッジ３４は、上下方向の間隙α（すなわちα＝Ｈ１−Ｈ２）を有して、ケーシング３３の内部に上下方向Ｂへ移動可能に保持されている。
図９に示すように、各案内溝７２の幅Ｄは膜カートリッジ３４の厚さＴよりも大きく設定されており、これにより、膜カートリッジ３４は、配列方向の間隙β（すなわちβ＝Ｄ−Ｔ）を有して、ケーシング３３の内部に配列方向Ｃ（前後方向）へ移動可能に保持されている。
図２，図３に示すように、膜用のケーシング３３の内部には、左右一対の浮上抑制部材６３ａ，６３ｂが上下二箇所に設けられている。図５，図６に示すように、これら浮上抑制部材６３ａ，６３ｂは、濾過運転時における膜カートリッジ３４の浮上量を上記上下方向の間隙αよりも小さくなる（すなわち０＜浮上量＜間隙α）ように制限するものである。各浮上抑制部材６３ａ，６３ｂは、横フレーム６４と、横フレーム６４に設けられた抑制体６５とを有している。
図５〜図９に示すように、横フレーム６４は縦板部６４ａと横板部６４ｂとを有するアングル形状の部材である。横フレーム６４の両端部は、ボルト６６，ナット６７によって、フレーム体３７の前後の縦フレーム４３ａ，４３ｂ間に着脱自在に連結されている。
また、抑制体６５は膜カートリッジ３４の側辺板５１ａ，５１ｂと接触する部分であり、抑制体６５の材質はゴム等の弾性体である。抑制体６５の外側面には、溝６８が全長にわたり形成され、抑制体６５の内側面には、前後複数のＶ形状のスリット６９が形成されている。横フレーム６４の横板部６４ｂが抑制体６５の溝６８に差し込まれ、これにより、抑制体６５が横フレーム６４に取り付けられている。
図６，図７，図９（ａ）に示すように、抑制体６５のスリット６９が膜カートリッジ３４の側辺板５１ａ，５１ｂの凹部５２に嵌合しており、この状態で、各膜カートリッジ３４が浮上抑制部材６３ａ，６３ｂによって支持されるとともに、各膜カートリッジ３４間の配列方向Ｃにおける間隔Ｓが所定の間隔に維持される。尚、上記凹部５２とスリット６９とは、幅方向Ａ（左右方向）と上下方向Ｂと配列方向Ｃ（前後方向）とにがたつくことなく、嵌合している。
以下、上記構成における作用を説明する。
（１）濾過運転中は、散気装置３６から散気を行いながら、各膜カートリッジ３４の内側を減圧することにより、被処理液中の汚泥等が膜カートリッジ３４の濾過膜５０で捕捉され、濾過膜５０を透過して膜カートリッジ３４の内側に流入した透過液が、処理水として、各取水ノズル５３から接続管５６を通って集水管５５に集められる。
この際、図６（ｂ）に示すように、散気装置３６から噴射される空気の気泡によって、各膜カートリッジ３４間に上昇流７７が発生し、この上昇流７７によって、膜カートリッジ３４の膜面付着物が除去される。
また、図３に示すように、取水ノズル５３が濾板４９の両側辺の上端部に設けられているため、上記上昇流７７が接続管５６に当らずにスムーズに流れる。したがって、膜カートリッジ３４の膜面付着物が十分に除去される。また、上昇流７７が接続管５６に当らないため、接続管５６の振動が低減され、取水ノズル５３の周辺に割れが発生するのを防止することができる。
濾過運転中には、上昇流７７と浮力とによって膜カートリッジ３４に上向きの力が作用し、この上向きの力によって各浮上抑制部材６３ａ，６３ｂの抑制体６５（弾性体の部分）が弾性変形して、図７の仮想線で示すように、膜カートリッジ３４が下部案内部材７１の案内溝７２の下奥面７１ａから上方へ浮上する。
この際、膜カートリッジ３４の浮上量は、浮上抑制部材６３ａ，６３ｂによって、上記上下方向Ｂの間隙αよりも小さくなるように制限されている。例えば、間隙αを６ｍｍとすれば、膜カートリッジ３４の浮上量を３ｍｍに制限している。尚、上記間隙αおよび膜カートリッジ３４の浮上量は上記のような数値に限定されるものではない。
これにより、膜カートリッジ３４は、上記上下方向Ｂの間隙αの範囲内で浮き上がった状態に保たれながら、積極的に微細に振動する。このため、膜カートリッジ３４の膜面の洗浄効果が向上する。また、膜カートリッジ３４とケーシング３３に固定された上部および下部案内部材７０，７１との接触部分が減少し、膜カートリッジ３４の磨耗が低減される。
尚、上記膜カートリッジ３４の微細な振動は、幅方向Ａ（左右方向）と上下方向Ｂと配列方向Ｃ（前後方向）とに発生する。
（２）また、メンテナンス等において膜カートリッジ３４を取り外す場合、散気装置３６による散気を停止し、濾過運転を停止し、処理槽３２内の被処理液を排出する。この場合、膜カートリッジ３４には上記上向きの力が作用せず、各浮上抑制部材６３ａ，６３ｂの抑制体６５が膜カートリッジ３４の自重７８を受けて弾性変形し、膜カートリッジ３４が自重７８によって沈下し、図７の実線で示すように、膜カートリッジ３４の下端が下部案内部材７１の案内溝７２の下奥面７１ａに当接して支持され、膜カートリッジ３４の上端と上部案内部材７０の案内溝７２の上奥面７０ａとの間に上下方向Ｂの間隙αが形成される。
その後、図２，図８に示すように、ボルト４６を外して一方のサイドパネル３９ａをフレーム体３７から取外し、一方の側部開口部４５ａを開放する。
次に、ボルト６６を外して左右一方の浮上抑制部材６３ａをフレーム体３７から取外す。これにより、図８，図９（ｂ）に示すように、各膜カートリッジ３４の左右一方の側辺板５１ａが左右一方の浮上抑制部材６３ａのスリット６９から離脱する。その後、図２，図８の仮想線で示すように、膜カートリッジ３４を、膜用のケーシング３３の内部から一方の側部開口部４５ａを通して膜カートリッジ３４の幅方向Ａへ抜き出し、ケーシング３３の外側方へ取り出すことができる。この時、膜カートリッジ３４の左右他方の側辺板５１ｂの凹部５２が左右他方の浮上抑制部材６３ｂのスリット６９から離脱し、膜カートリッジ３４は上下の案内溝７２によって案内されながら幅方向Ａへ抜き出される。
これにより、膜カートリッジ３４を容易にケーシング３３の内部から左右横方向へ抜き出すことができ、図１に示すように、ケーシング３３の上方のスペース７３の高さを低く抑えることができる。また、向い合う膜カートリッジ３４の側部間に汚泥が詰まっても、膜カートリッジ３４を容易にケーシング３３の内部から抜き出すことができる。
（３）また、膜カートリッジ３４を取り付ける場合、図２，図８に示すように、膜カートリッジ３４を、ケーシング３３の外側方から一方の側部開口部４５ａを通して膜カートリッジ３４の幅方向Ａへ挿入する。この時、膜カートリッジ３４は上下の案内溝７２によって案内されながら幅方向Ａへ挿入され、膜カートリッジ３４の左右他方の側辺板５１ｂの凹部５２が左右他方の浮上抑制部材６３ｂのスリット６９に嵌合する。
次に、図５（ｂ）に示すように、ボルト６６を取り付けて左右一方の浮上抑制部材６３ａをフレーム体３７の左右一方の縦フレーム４３ａに取り付ける。これにより、図７，図９（ａ）に示すように、各膜カートリッジ３４の左右一方の側辺板５１ａの凹部５２が左右一方の浮上抑制部材６３ａのスリット６９に嵌合する。
その後、ボルト４６を取り付けて一方のサイドパネル３９ａをフレーム体３７に取付け、一方の側部開口部４５ａを閉じる。これにより、膜カートリッジ３４がケーシング３３の内部に収納されて保持される。
上記のように、膜用のケーシング３３の一方の側部開口部４５ａが一方のサイドパネル３９ａによって閉じられており、他方の側部開口部４５ｂが他方のサイドパネル３９ｂによって閉じられているため、濾過運転時には、散気装置３６から噴射される空気の気泡が側部開口部４５ａ，４５ｂを通ってケーシング３３の外部へ逃げてしまうのを防止することができる。
上記第１の実施の形態では、図２に示すように、一方のサイドパネル３９ａと一方の浮上抑制部材６３ａとをフレーム体３７から取外して一方の側部開口部４５ａを開放し、膜カートリッジ３４を一方の側部開口部４５ａからケーシング３３に出し入れしているが、図３に示すように、他方のサイドパネル３９ｂと他方の浮上抑制部材６３ｂとをフレーム体３７から取外し、膜カートリッジ３４を他方の側部開口部４５ｂからケーシング３３に出し入れしてもよい。
上記第１の実施の形態では、図３に示すように、膜カートリッジ３４に取水ノズル５３を左右一対設け、フレーム体３７に集水管５５を左右一対設けているが、取水ノズル５３を左右片方のみ設け、集水管５５を左右片方のみ設けてもよい。
上記第１の実施の形態では、各浮上抑制部材６３ａ，６３ｂの抑制体６５はスリット６９を有しているが、本発明における第２の実施の形態では、図１０に示すように、抑制体６５はスリット６９を有しておらず、抑制体６５が膜カートリッジ３４の側辺板５１ａ，５１ｂの凹部５２に嵌合する。
上記第１および第２の実施の形態では、膜カートリッジ３４に、左右一対の側辺板５１ａ，５１ｂを上下二箇所に設けたが、上下二箇所以外の複数箇所又は一箇所のみに設けてもよい。また、ケーシング３３の内部に、左右一対の浮上抑制部材６３ａ，６３ｂを上下二箇所に設けたが、上下二箇所以外の複数箇所又は一箇所のみに設けてもよい。
次に、本発明における第３の実施の形態を図１１を参照に説明する。
各膜カートリッジ３４は複数の係合板８０ａ，８０ｂ（係合部の一例）を有している。これら係合板８０ａ，８０ｂは、濾板４９の幅方向Ａにおける両側辺部に上下一対設けられ、外側方へ突出している。
左右一方の係合板８０ａは左右一方の浮上抑制部材６３ａの抑制体６５に下方から係合し、同様に、左右他方の係合板８０ｂは左右他方の浮上抑制部材６３ｂの抑制体６５に下方から係合する。
これによると、濾過運転中には、上昇流７７と浮力とによって膜カートリッジ３４に上向きの力が作用し、係合板８０ａ，８０ｂが浮上抑制部材６３ａ，６３ｂの抑制体６５（弾性体の部分）を上向きに押圧することにより、各浮上抑制部材６３ａ，６３ｂの抑制体６５が弾性変形して、図１１の仮想線で示すように、膜カートリッジ３４が下部案内部材７１の案内溝７２の下奥面７１ａから上方へ浮上する。
この際、膜カートリッジ３４の浮上量は、浮上抑制部材６３ａ，６３ｂによって、上記上下方向Ｂの間隙αよりも小さくなるように制限されている。これにより、膜カートリッジ３４は、上記上下方向Ｂの間隙αの範囲内で浮き上がった状態に保たれながら、積極的に微細に振動する。このため、膜カートリッジ３４の膜面の洗浄効果が向上する。また、膜カートリッジ３４とケーシング３３に固定された上部および下部案内部材７０，７１との接触部分が減少し、膜カートリッジ３４の磨耗が低減される。
また、散気装置３６による散気を停止し、濾過運転を停止し、処理槽３２内の被処理液を排出した場合、膜カートリッジ３４には上記上向きの力が作用せず、膜カートリッジ３４が自重７８によって沈下し、図１１の実線で示すように、膜カートリッジ３４の下端が下部案内部材７１の案内溝７２の下奥面７１ａに当接して支持され、膜カートリッジ３４の上端と上部案内部材７０の案内溝７２の上奥面７０ａとの間に上下方向Ｂの間隙αが形成される。
上記第３の実施の形態では、膜カートリッジ３４に、左右一対の係合板８０ａ，８０ｂを上下二箇所に設けたが、上下二箇所以外の複数箇所又は一箇所のみに設けてもよい。また、ケーシング３３の内部に、左右一対の浮上抑制部材６３ａ，６３ｂを上下二箇所に設けたが、上下二箇所以外の複数箇所又は一箇所のみに設けてもよい。
上記第１〜第３の実施の形態では、各浮上抑制部材６３ａ，６３ｂをフレーム体３７に設けているが、左右一方の浮上抑制部材６３ａを一方のサイドパネル３９ａの内側面に設け、左右他方の浮上抑制部材６３ｂを他方のサイドパネル３９ｂの内側面に設けてもよい。
上記第１〜第３の実施の形態では、濾過運転を停止した状態であっても、膜カートリッジ３４が浮上抑制部材６３ａ，６３ｂに当接しているが、濾過運転を停止した状態で、膜カートリッジ３４が浮上抑制部材６３ａ，６３ｂに当接せずに離間し、濾過運転を実施している状態で、膜カートリッジ３４が浮上抑制部材６３ａ，６３ｂに当接するように構成してもよい。
次に、本発明における第４の実施の形態を図１２，図１３を参照に説明する。
各膜カートリッジ３４は複数の下部係合突部８２（係合部の一例）を有している。これら下部係合突部８２は、濾板４９の下辺部の両側部に設けられ、配列方向Ｃへ突出している。
また、フレーム体３７の底部フレーム４１には、膜カートリッジ３４の下辺部に対して浮上量を制限する左右一対の浮上抑制部材８４が設けられている。各浮上抑制部材８４はそれぞれ、底板部８５と、底板部８５から上向きに立設された複数の縦板部８６と、縦板部８６の上端から配列方向Ｃへ突出した被係合突部８７とを有している。
下部係合突部８２は、配列方向Ｃにおいて対向する縦板部８６間に、幅方向Ａから挿脱自在である。また、濾板４９は、配列方向Ｃにおいて対向する被係合突部８７間に、幅方向Ａから挿脱自在である。尚、下部係合突部８２は下方から被係合突部８７に係合する。また、膜カートリッジ３４の上端部は、上記第１の実施の形態と同様に、上部案内部材７０の案内溝７２に挿入されている。さらに、上記第１の実施の形態と同様に、膜カートリッジ３４は、上下方向Ｂの間隙αを有した状態で、ケーシング３３の内部に保持されている。
また、底板部８５から被係合突部８７までの上下間隔は下部係合突部８２の上下の厚さよりも大きく、被係合突部８７と下部係合突部８２との間には間隙γが形成されている。この間隙γは上記間隙αよりも小さく設定されている。
以下、上記構成における作用を説明する。
濾過運転中には、図１２（ｂ）に示すように、上昇流７７と浮力とによって膜カートリッジ３４に上向きの力が作用し、図１３の仮想線で示すように、膜カートリッジ３４が上方へ浮上し、下部係合突部８２が下方から浮上抑制部材８４の被係合突部８７に係合する。
この際、膜カートリッジ３４の浮上量は、浮上抑制部材８４によって、上記上下方向Ｂの間隙αよりも小さな間隙γ分に制限されている。これにより、膜カートリッジ３４は、上記間隙αの範囲内で浮き上がった状態に保たれながら、積極的に微細に振動する。このため、膜カートリッジ３４の膜面の洗浄効果が向上する。また、膜カートリッジ３４とケーシング３３に固定された上部案内部材７０との接触部分が減少し、膜カートリッジ３４の磨耗が低減される。
また、散気装置３６による散気を停止し、濾過運転を停止し、処理槽３２内の被処理液を排出した場合、膜カートリッジ３４には上記上向きの力が作用せず、図１３の実線に示すように、膜カートリッジ３４が自重７８によって沈下し、膜カートリッジ３４の下端が浮上抑制部材８４の底板部８５に支持され、膜カートリッジ３４の上端と上部案内部材７０の案内溝７２の上奥面７０ａとの間に上下方向Ｂの間隙αが形成される。
次に、本発明における第５の実施の形態を図１４，図１５を参照に説明する。
浮上抑制部材８８は、膜カートリッジ３４の上辺部に対して浮上量を制限するものであり、上記第１の実施の形態における上部案内部材７０と同様に、複数の案内溝７２を備えた櫛歯構造を有しており、上部フレーム４２に左右一対設けられている。
また、各膜カートリッジ３４の間隔Ｓは、間隔維持部材８９によって、所定の間隔に保たれている。間隔維持部材８９は、上記第１の実施の形態における抑制体６５と同様に、前後複数のＶ形状のスリット６９を有している。
間隔維持部材８９のスリット６９が膜カートリッジ３４の側辺板５１ａ，５１ｂの凹部５２に嵌合しており、これにより、各膜カートリッジ３４間の配列方向Ｃにおける間隔Ｓが所定の間隔に維持される。
また、濾過運転中には、上昇流７７と浮力とによって膜カートリッジ３４に上向きの力が作用し、膜カートリッジ３４が上方へ浮上し、膜カートリッジ３４の上端が浮上抑制部材８８の案内溝７２の上奥面７０ａに当接し、膜カートリッジ３４の下端と下部案内部材７１の案内溝７２の下奥面７１ａとの間に間隙が形成される。
この際、膜カートリッジ３４の浮上量は上記上下方向Ｂの間隙α分に制限されている。これにより、膜カートリッジ３４は、浮き上がった状態に保たれながら、積極的に微細に振動する。このため、膜カートリッジ３４の膜面の洗浄効果が向上する。
また、散気装置３６による散気を停止し、濾過運転を停止し、処理槽３２内の被処理液を排出した場合、膜カートリッジ３４には上記上向きの力が作用せず、図１４に示すように、膜カートリッジ３４が自重７８によって沈下し、膜カートリッジ３４の下端が下部案内部材７１の案内溝７２の下奥面７１ａに当接して支持され、膜カートリッジ３４の上端と浮上抑制部材８８の案内溝７２の上奥面７０ａとの間に上下方向Ｂの間隙αが形成される。
次に、本発明における第６の実施の形態を図１６を参照に説明する。
第６の実施の形態は第１の実施の形態の変形例であって、膜カートリッジ３４の左右一対の側辺板５１ａ，５１ｂは、膜カートリッジ３４の重心Ｇよりも低い位置に設けられている。また、左右一対の浮上抑制部材６３ａ，６３ｂも同様に、膜カートリッジ３４の重心Ｇよりも低い位置に設けられている。
これによると、濾過運転中、散気装置３６から散気を行っている際に発生する上昇流７７によって、膜カートリッジ３４が、上下方向Ｂの間隙αの範囲内で浮き上がった状態に保たれながら、微細に振動する。このとき、膜カートリッジ３４の側辺板５１ａ，５１ｂと浮上抑制部材６３ａ，６３ｂとはそれぞれ膜カートリッジ３４の重心Ｇよりも低い位置に設けられているため、膜カートリッジ３４の振動が促進される。
上記第６の実施の形態では、膜カートリッジ３４の側辺板５１ａ，５１ｂと浮上抑制部材６３ａ，６３ｂとを膜カートリッジ３４の重心Ｇよりも低い位置に設けたが、膜カートリッジ３４の重心Ｇと同じ高さの位置に設けてもよい。
次に、本発明における第７の実施の形態を図１７〜図１９を参照に説明する。
膜カートリッジ３４の濾過膜５０が上下二つの区画９１，９２に区切られている。上部の区画９１と下部の区画９２とが隣接する境界部分は濾板４９に溶着されており、これにより、濾過膜５０の上下中央部の境界部分には、濾過膜５０の全幅にわたって溶着部９３が形成されている。
濾板４９には、膜濾過５０によって得られる処理水を吸引するための２個の取水ノズル５３ａ，５３ｂが設けられている。このうち上部の取水ノズル５３ａは、濾板４９の左右一側部で且つ上部の区画９１の上端部に設けられている。また、下部の取水ノズル５３ｂは、濾板４９の左右一側部で且つ下部の区画９２の上端部に設けられている。
また、ケーシング３３のフレーム体３７の一側部には、取水ノズル５３ａ，５３ｂから吸引された処理水を集める上下一対の集水管５５ａ，５５ｂが設けられている。上部の集水管５５ａと上部の取水ノズル５３ａとは接続管５６を介して接続され、下部の集水管５５ｂと下部の取水ノズル５３ｂとは接続管５６を介して接続されている。
また、両方のサイドパネル３９ａ，３９ｂはそれぞれ、上部サイドカバー体９７と下部サイドカバー体９８とに上下二分割されている。これら上部および下部サイドカバー体９７，９８はそれぞれ、ボルト４６によってフレーム体３７に、着脱自在に取り付けられている。
これによると、濾過運転中は、散気装置３６から散気を行いながら、各膜カートリッジ３４の内側を減圧することにより、被処理液中の汚泥等が膜カートリッジ３４の濾過膜５０で捕捉され、濾過膜５０を透過して膜カートリッジ３４の内側に流入した透過液が、処理水として、各取水ノズル５３ａ，５３ｂから接続管５６を通って各集水管５５ａ，５５ｂに集められる。
この際、散気装置３６から噴射される空気の気泡によって、各膜カートリッジ３４間に上昇流７７が発生し、この上昇流７７によって、膜カートリッジ３４の膜面付着物が除去される。
上部の取水ノズル５３ａは上部の区画９１の上端部に設けられ、下部の取水ノズル５３ｂは下部の区画９２の上端部に設けられているため、各区画９１，９２内の領域全体から確実に処理水を集水するとともに、各区画９１，９２内に空気溜りが発生するのを防止することができる。
また、上記上昇流７７が濾過膜に沿って流れる際、濾過膜５０は、上昇流７７の勢いにより、濾板４９に対して厚さ方向に振動する。図１９の（ａ）に示すように、濾過膜５０の高さＬは区画９１，９２によって上下半分の高さ（＝Ｌ／２）に区切られているため、濾過膜５０が各区画９１，９２ごとに厚さ方向へ振動する際の振動の幅Ｗ１は、図１９の（ｂ）に示すように区画９１，９２を形成していない濾過膜５０が厚さ方向へ振動する際の振動の幅Ｗ２に比べて、小さくなる（Ｗ１＜Ｗ２）。これにより、濾過膜５０が損傷するのを防止でき、濾過膜５０の寿命を延ばすことができる。尚、図１９の（ａ）（ｂ）の仮想線は濾過膜５０が振動する様子を誇張して示したものであり、実際には、濾過膜５０の振動の幅Ｗ１，Ｗ２は非常に小さなものである。
上記第７の実施の形態では、濾過膜５０の上下中央部を全幅にわたり濾板４９に溶着することによって、濾過膜５０を二つの区画９１，９２に区切っているが、濾板４９にリブを設けることによって、濾過膜５０を二つの区画９１，９２に区切ってもよい。
上記第７の実施の形態では、図１７に示すように、濾過膜５０を上下二つの区画９１，９２に区切っているが、上下三つ以上の区画に区切ってもよい。また、第８の実施の形態として、図２０に示すように、濾過膜５０を左右二つの区画９４，９５に区切ってもよいし、或いは、左右三つ以上の区画に区切ってもよい。
本発明の第１の実施の形態における浸漬型膜分離装置の構成を示す概略縦断面図である。 同、浸漬型膜分離装置のケーシングからサイドカバーと浮上抑制部材とを取り外して膜カートリッジを抜き出した状態を示す斜視図である。 同、浸漬型膜分離装置の構成を示す分解斜視図である。 同、浸漬型膜分離装置の膜カートリッジの正面図である。 同、浸漬型膜分離装置の膜カートリッジの浮上を制限する構造を示す図であり、（ａ）は浮上抑制部材の分解斜視図、（ｂ）は浮上抑制部材によって浮上が制限された膜カートリッジの斜視図である。 同、浸漬型膜分離装置の浮上抑制部材のスリットと膜カートリッジの側辺板の凹部との嵌め合い部分の拡大斜視図である。 同、浸漬型膜分離装置のケーシングの左右一側部と膜カートリッジの左右一側部との縦断面図である。 同、浸漬型膜分離装置のケーシングの左右一側部と膜カートリッジの左右一側部との縦断面図であり、ケーシングからサイドカバーと浮上抑制部材とを取り外した状態を示す。 （ａ）は図７におけるＸ−Ｘ矢視図であり、（ｂ）は図８におけるＸ−Ｘ矢視図である。 本発明の第２の実施の形態における浸漬型膜分離装置のケーシングの左右一側部と膜カートリッジの左右一側部との縦断面図であり、ケーシングからサイドカバーと浮上抑制部材とを取り外した状態を示す。 本発明の第３の実施の形態における浸漬型膜分離装置のケーシングの左右一側部と膜カートリッジの左右一側部との縦断面図である。 本発明の第４の実施の形態における浸漬型膜分離装置の膜カートリッジの下部と浮上抑制部材との斜視図である。 図１２におけるＸ−Ｘ矢視図である。 本発明の第５の実施の形態における浸漬型膜分離装置のケーシングの左右一側部と膜カートリッジの左右一側部との縦断面図である。 同、浸漬型膜分離装置の間隔維持部材の図であり、（ａ）は間隔維持部材を膜カートリッジから取り外した状態の斜視図、（ｂ）は間隔維持部材を膜カートリッジに取り付けた状態の斜視図である。 本発明の第６の実施の形態における浸漬型膜分離装置のケーシングの左右一側部と膜カートリッジの左右一側部との縦断面図である。 本発明の第７の実施の形態における浸漬型膜分離装置の膜カートリッジの斜視図である。 同、浸漬型膜分離装置の構成を示す分解斜視図である。 同、浸漬型膜分離装置の膜カートリッジの縦断面図であり、（ａ）は濾過膜を上下二区画に区切ったものを示し、（ｂ）は濾過膜を区切っていないものを示す。 本発明の第８の実施の形態における浸漬型膜分離装置の膜カートリッジの斜視図である。 従来の浸漬型膜分離装置の一部切欠き斜視図である。 同、浸漬型膜分離装置の押さえ板の図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ矢視図である。
符号の説明
３１ 浸漬型膜分離装置
３３ ケーシング
３４ 膜カートリッジ
３６ 散気装置
３７ フレーム体
３９ａ，３９ｂ サイドパネル
５１ａ，５１ｂ 側辺板（側辺部）
５２ 凹部（嵌合部）
６３ａ，６３ｂ，８４，８８ 浮上抑制部材
６５ 抑制体（膜カートリッジと接触する部分）
８０ａ，８０ｂ 係合板（係合部）
８２ 下部係合突部（係合部）
Ｂ 上下方向
Ｃ 配列方向
Ｓ 膜カートリッジ間の間隔
α 上下方向の間隙

Claims (10)

  1. 上部が開口したケーシング内に複数の平板状の膜カートリッジが間隔をあけて配列され、
    膜カートリッジの下方に散気装置が設けられている浸漬型膜分離装置であって、
    各膜カートリッジは、上下方向の間隙を有して、ケーシング内で上下方向へ移動可能に保持され、
    ケーシング内に、濾過運転時における各膜カートリッジの浮上量を上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限する浮上抑制部材が設けられており、
    浮上抑制部材は膜カートリッジと接触する部分が弾性体であることを特徴とする浸漬型膜分離装置。
  2. 上部が開口したケーシング内に複数の平板状の膜カートリッジが間隔をあけて配列され、
    膜カートリッジの下方に散気装置が設けられている浸漬型膜分離装置であって、
    各膜カートリッジは、上下方向の間隙を有して、ケーシング内で上下方向へ移動可能に保持され、
    ケーシング内に、濾過運転時における各膜カートリッジの浮上量を上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限する浮上抑制部材が設けられており、
    浮上抑制部材は膜カートリッジの側辺部において膜カートリッジの浮上量を制限し、
    膜カートリッジの側辺部に嵌合部が設けられ、
    浮上抑制部材が嵌合部に嵌合していることを特徴とする浸漬型膜分離装置。
  3. 上部が開口したケーシング内に複数の平板状の膜カートリッジが間隔をあけて配列され、
    膜カートリッジの下方に散気装置が設けられている浸漬型膜分離装置であって、
    各膜カートリッジは、上下方向の間隙を有して、ケーシング内で上下方向へ移動可能に保持され、
    ケーシング内に、濾過運転時における各膜カートリッジの浮上量を上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限する浮上抑制部材が設けられており、
    浮上抑制部材は膜カートリッジの側辺部において膜カートリッジの浮上量を制限し、
    膜カートリッジの側辺部に係合部が設けられ、
    係合部は、濾過運転時において、浮上抑制部材に下方から係合することを特徴とする浸漬型膜分離装置。
  4. 上部が開口したケーシング内に複数の平板状の膜カートリッジが間隔をあけて配列され、
    膜カートリッジの下方に散気装置が設けられている浸漬型膜分離装置であって、
    各膜カートリッジは、上下方向の間隙を有して、ケーシング内で上下方向へ移動可能に保持され、
    ケーシング内に、濾過運転時における散気装置からの散気に伴う上昇流によって上方へ浮上する各膜カートリッジの浮上量を上記上下方向の間隙よりも小さくなるように制限する浮上抑制部材が設けられていることを特徴とする浸漬型膜分離装置。
  5. 各膜カートリッジはケーシング内で膜カートリッジの配列方向へ移動可能に保持されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の浸漬型膜分離装置。
  6. 浮上抑制部材は、膜カートリッジの側辺部、下辺部、上辺部のいずれかにおいて、膜カートリッジの浮上量を制限することを特徴とする請求項１又は請求項４記載の浸漬型膜分離装置。
  7. 浮上抑制部材は各膜カートリッジ同士の間隔を保持することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の浸漬型膜分離装置。
  8. 浮上抑制部材は膜カートリッジと接触する部分が弾性体であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の浸漬型膜分離装置。
  9. 浮上抑制部材はケーシングのフレーム体に取り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の浸漬型膜分離装置。
  10. 浮上抑制部材は膜カートリッジの両側方を囲むサイドパネルに取り付けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の浸漬型膜分離装置。
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