JP5315728B2 - Membrane element - Google Patents

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

本発明は、下水や、生産工場、レストラン、水産加工工場、食品工場から生じる廃水を処理槽内で浄化処理する際に用いられる浸漬型膜エレメントに関する。   The present invention relates to a submerged membrane element used when purifying sewage or waste water generated from a production factory, a restaurant, a fish processing factory, or a food factory in a treatment tank.

生活廃水や産業廃水(以下「下廃水」と総称する。)は、そのまま環境に放流してしまっては、環境汚染につながる。そのため一定のレベルまで浄化した後に放流することが要求される。そこで、従来は下廃水を処理槽(活性汚泥槽)に入れ、空気を通しながら微生物によって下廃水中の汚濁物質を分解処理して活性汚泥液とし、次いで、活性汚泥液を、別途設けた沈殿地にて汚濁分を沈降分離させた後、上澄み水を放流することが広く行われてきている。これは活性汚泥法と呼ばれる。   If domestic wastewater and industrial wastewater (hereinafter collectively referred to as “sewage wastewater”) are discharged into the environment as they are, they will lead to environmental pollution. Therefore, it is required to discharge after purifying to a certain level. Therefore, conventionally, sewage wastewater is put into a treatment tank (activated sludge tank), and pollutants in the sewage wastewater are decomposed by microorganisms while passing air to obtain activated sludge liquid, and then activated sludge liquid is separately provided. It has been widely practiced to discharge supernatant water after sedimentation and separation of pollutants on the ground. This is called the activated sludge method.

近年、高分子膜技術や膜分離技術の向上によって、膜分離活性汚泥法という方法が使われてきている。この方法では、処理槽(活性汚泥槽)中の活性汚泥液に膜分離装置を沈め、微生物による分解と、膜による活性汚泥液からの膜濾過とを同時に行い、浄化水が取り出される。膜濾過されて取り出された水はそのまま放流できる程度まで浄化されているため、沈降分離用の沈殿池を設置しなくてよいという利点がある。   In recent years, with the improvement of polymer membrane technology and membrane separation technology, a method called membrane separation activated sludge method has been used. In this method, the membrane separation device is submerged in the activated sludge liquid in the treatment tank (activated sludge tank), and decomposition by microorganisms and membrane filtration from the activated sludge liquid by the membrane are simultaneously performed, and purified water is taken out. Since the water taken out through membrane filtration is purified to such an extent that it can be discharged as it is, there is an advantage that it is not necessary to install a sedimentation basin for sedimentation separation.

ここで、膜分離装置を浸漬させた処理槽内には、供給された下廃水と共に、それを微生物処理するための微生物及び微生物処理により生成された活性汚泥液が混合状態で貯留しており、この処理槽内に存在する混合液体を、以下、被処理液という。   Here, in the treatment tank in which the membrane separation apparatus is immersed, together with the supplied wastewater, the microorganisms for microbial treatment of it and the activated sludge liquid generated by the microbial treatment are stored in a mixed state, Hereinafter, the liquid mixture present in the treatment tank is referred to as a liquid to be treated.

ここで用いられる膜分離装置は、図10に示すように、支持体の表裏両面に濾過膜を貼り合わせた膜エレメント10を多数並べてなるエレメントブロック3から主として構成される。このエレメントブロック3の下方には、散気装置4が配設されている。膜エレメントには、濾過液を取り出すノズル管32が配設されていて、このノズル管32にはチューブ5を介して集液管8が接続され、その下流側に吸引ポンプ6が接続され、膜エレメント10内部に陰圧をかけ、濾過液を取り出す。散気装置4はブロワ7に連結されている。処理槽(膜浸漬槽)2内の被処理液中に沈められた膜分離装置3に向けて下方の散気装置4から空気が噴出されるが、これを曝気と称する。曝気は微生物に酸素を供給して活性化させ、汚泥の分解を促進する作用がある。   As shown in FIG. 10, the membrane separation apparatus used here is mainly composed of an element block 3 in which a large number of membrane elements 10 each having a filtration membrane bonded to both the front and back surfaces of a support are arranged. An air diffuser 4 is disposed below the element block 3. The membrane element is provided with a nozzle pipe 32 for taking out the filtrate. The liquid collection pipe 8 is connected to the nozzle pipe 32 via the tube 5 and the suction pump 6 is connected to the downstream side thereof. Negative pressure is applied to the inside of the element 10 and the filtrate is taken out. The air diffuser 4 is connected to the blower 7. Air is ejected from the lower air diffuser 4 toward the membrane separation device 3 submerged in the liquid to be treated in the treatment tank (membrane immersion tank) 2, which is referred to as aeration. Aeration has the effect of accelerating the decomposition of sludge by supplying oxygen to microorganisms and activating them.

散気装置4からの曝気はまた、各膜エレメント10の両面に配置された分離膜の外表面に付着しようとする汚泥を剥ぎ取って、膜への汚泥の付着堆積を抑制すると共に、エアリフト効果によって槽内の被処理液を膜エレメント間に循環させる流れをも作り出す。膜エレメント間には、曝気による被処理液の上昇流が生じていて、この上昇流が膜の外表面に衝突することで、表面が洗浄されて膜の目詰まりが抑制され、固液分離性能の経時的低下が抑制できる。   Aeration from the air diffuser 4 also removes sludge to be attached to the outer surfaces of the separation membranes disposed on both surfaces of each membrane element 10 to suppress the adhesion and accumulation of sludge on the membrane, and also has an air lift effect. This also creates a flow for circulating the liquid to be treated in the tank between the membrane elements. Between the membrane elements, there is an upward flow of the liquid to be treated due to aeration, and this upward flow collides with the outer surface of the membrane, so that the surface is washed and clogging of the membrane is suppressed, and the solid-liquid separation performance Can be suppressed over time.

上述の曝気による膜エレメントの分離膜表面の洗浄作用の過程で、膜エレメントは少なからず振動する。そのため、分離膜を支持する支持体は常に被処理液中において繰り返し振動を受けており、支持体の、つまりは膜エレメントの耐久性の低下に繋がる。膜エレメントの振動を抑制するために、膜エレメントをケーシング(図示なし)内に所定間隔で収納して固定することも行われているが、それでも、被処理液やエアの流れによって生じる振動を防止することは困難である。   In the process of cleaning the surface of the separation membrane of the membrane element by aeration described above, the membrane element vibrates not a little. Therefore, the support that supports the separation membrane is constantly subjected to vibration repeatedly in the liquid to be treated, which leads to a decrease in durability of the support, that is, the membrane element. In order to suppress the vibration of the membrane element, the membrane element is stored and fixed in a casing (not shown) at a predetermined interval, but still prevents vibration caused by the liquid to be treated and the flow of air. It is difficult to do.

膜エレメントの振動による応力は、支持体を表裏方向に貫通するように設けられた集液部に集中し易い。この集液部の形状が、長方形の孔のように角をもつ形状である場合、その角部分に、特に応力が集中しやすい。   The stress due to the vibration of the membrane element tends to concentrate on the liquid collection part provided so as to penetrate the support body in the front and back direction. When the shape of the liquid collection part is a shape having a corner such as a rectangular hole, stress is particularly likely to concentrate at the corner.

また、膜エレメントの支持体は、軽く、低コストであることが望まれるので、通常は樹脂の射出成形によって形成されている。樹脂成形品の支持体の場合、使用時に応力集中する集液部の角部分から亀裂が発生して支持体の破損、即ち膜エレメントの破損に至るという問題があった。   In addition, since the support for the membrane element is desired to be light and low-cost, it is usually formed by resin injection molding. In the case of a support of a resin molded product, there is a problem that cracks are generated from the corners of the liquid collection part where stress is concentrated during use, leading to damage of the support, that is, damage to the membrane element.

樹脂の射出成形によって支持体を製造する場合、ノズル孔の内径を形成する金型のピンと、集液部を形成する金型のブロックとが高圧で密着することが必要である。ピンとブロックとの間に微少でも隙間が存在すると、その部分に樹脂のバリを生じ、そのバリが残っていると濾過液の流れが阻害される。バリを射出成形の後に除去するには、仕上工程が増えるので、製造コストが高くなる。   When a support is manufactured by injection molding of resin, it is necessary that a mold pin that forms an inner diameter of a nozzle hole and a mold block that forms a liquid collection portion are in close contact with each other at high pressure. If even a small gap exists between the pin and the block, a resin burr is generated in that portion, and if the burr remains, the flow of the filtrate is hindered. Removal of burrs after injection molding increases the number of finishing steps, which increases the manufacturing cost.

このような射出成形時の金型による制約条件を考慮して膜エレメントにおける集液部を製造するために、以下のような集液部の形状が提案されている。
例えば、膜エレメントの支持体の上部に、幅方向に長く延びる横長の集液部を設け、この集液部の上にノズル孔を連通させ、集液部に連通する複数のスリット状の溝や孔を、支持体の高さ方向に長く開口して設ける方法がある(特許文献1)。
In order to manufacture the liquid collection part in the membrane element in consideration of the constraints imposed by the mold during the injection molding, the following liquid collection part shapes have been proposed.
For example, a horizontally long liquid collection part extending in the width direction is provided on the upper part of the support of the membrane element, a nozzle hole is communicated with the liquid collection part, and a plurality of slit-like grooves communicating with the liquid collection part There is a method in which holes are provided long in the height direction of the support (Patent Document 1).

支持体を厚さ方向に貫通する集液部の長さが長い場合、支持体の断面二次モーメントが小さくなり、より振動しやすくなる。また、支持体の高さ方向に複数の、支持板を厚さ方向に貫通するスリットを設けた場合には、支持体において集液部の外側と内側とで異なる振動モードを呈し、支持体の集液部より内側の振動により、支持体に貼り付けた分離膜が裏側から破損し易いという問題が生じる。従って、特許文献1の膜エレメントの形態では、振動による耐久性不良の問題を解消することは困難である。   When the length of the liquid collection part penetrating the support body in the thickness direction is long, the cross-sectional secondary moment of the support body becomes small, and it becomes easier to vibrate. Further, when a plurality of slits penetrating the support plate in the thickness direction are provided in the height direction of the support body, the support body exhibits different vibration modes on the outer side and the inner side of the liquid collection part, and Due to the vibration inside the liquid collecting part, there arises a problem that the separation membrane attached to the support is easily damaged from the back side. Therefore, in the form of the membrane element of Patent Document 1, it is difficult to eliminate the problem of poor durability due to vibration.

さらに、特許文献1では、ノズル孔からの濾過液吸引によって分離膜は支持体側に引き付けられ、集液部に落ち込み易いので、支持板と分離膜との間にスペーサを介在させている。しかしながら、膜エレメントにスペーサを設けることは製作工程が複雑になり、コストが高くなるという問題がある。   Furthermore, in Patent Document 1, since the separation membrane is attracted to the support side by suction of the filtrate from the nozzle hole and easily falls into the liquid collection part, a spacer is interposed between the support plate and the separation membrane. However, providing a spacer on the membrane element has a problem that the manufacturing process becomes complicated and the cost increases.

また、特許文献2には、膜エレメントの支持体の上部に、横方向に長く延びる横長の集液部を設けるとともに、それに連通し上下方向に延びる複数本のスリットを、狭いスリット間隔で平行に配置した構造が記載されている。しかしながら、この形態の場合も、特許文献1の場合と同様に、振動による耐久性不良の問題を解消することは困難である。
特許第3119773号公報 特許第3255821号公報
Further, in Patent Document 2, a laterally long liquid collection part extending in the lateral direction is provided on the upper part of the support of the membrane element, and a plurality of slits extending in the vertical direction in communication therewith are arranged in parallel with a narrow slit interval. The arranged structure is described. However, in the case of this embodiment as well, as in the case of Patent Document 1, it is difficult to solve the problem of durability failure due to vibration.
Japanese Patent No. 3119773 Japanese Patent No. 3255521

上述の通り、膜浸漬槽中の曝気によって膜エレメントは少なからず振動する。そのため、支持体には繰り返し変形が生じ、構造上応力が集中し易い箇所があると破損し易くなる。
また、膜分離装置は、浸漬槽中に沈めて長期間連続的に使用するため、槽内から引き上げてのメンテナンスは容易ではない。従って、膜エレメントの破損は、極力無いことが望まれている。
As described above, the membrane element vibrates not a little by aeration in the membrane immersion tank. For this reason, the support is repeatedly deformed, and if there is a place where stress is likely to be concentrated on the structure, it is easily damaged.
In addition, since the membrane separation apparatus is submerged in an immersion tank and used continuously for a long period of time, it is not easy to maintain it by pulling it up from the tank. Therefore, it is desired that the membrane element is not damaged as much as possible.

しかしながら、従来の膜分離装置においては、膜エレメントの支持板の集液部構造から、応力集中による亀裂が発生し易く、耐久性が十分ではないという問題があった。   However, in the conventional membrane separation apparatus, there is a problem that cracks due to stress concentration are likely to occur due to the liquid collecting portion structure of the support plate of the membrane element, and the durability is not sufficient.

そこで、上記の問題を解決するために、本発明の膜エレメントは、分離膜と、分離膜を支持し濾過液を導出するノズル孔を有する支持体とからなる膜エレメントであって、前記支持体が表裏方向に貫通する集液部を有し、該集液部の支持体正面方向から見た形状が各辺の端部を角取りした略T字形とし、かつ、略T字形の横辺の上平面で前記ノズル孔に連通していることを特徴とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the membrane element of the present invention, a separation membrane, a membrane element comprising a support having a nozzle hole supporting the separation membrane to derive the filtrate, the support There has liquid-collecting section penetrating in the front-back direction, shape viewed from the support front side of the liquid collecting portion is substantially T-shaped and chamfering the ends of each side, and the lateral sides of the substantially T-shaped The upper plane communicates with the nozzle hole.

また、集液部の略T字形における横辺の上平面の長さが前記ノズル孔の内径よりも長く、かつ、略T字形における縦辺の前記ノズル孔側の端部に、前記ノズル孔の前記集液部側の開孔部が位置することが好ましい。
さらに、集液部の略T字形における横辺の幅、及び、縦辺の幅が、それぞれ、支持体厚さ以下であることが好ましい。
Further, the length of the upper side of the horizontal side of the liquid collecting portion in the substantially T shape is longer than the inner diameter of the nozzle hole, and the end of the nozzle hole side of the vertical side of the substantially T shape is the nozzle hole. It is preferable that the opening part on the liquid collecting part side is located.
Furthermore, it is preferable that the width of the horizontal side and the width of the vertical side in the substantially T-shape of the liquid collecting part are each equal to or less than the support thickness.

本発明の膜エレメントの支持体は、集液部が各辺の端部を角取りした略T字形の形状としているので、膜エレメントが振動しても応力集中しやすい箇所がなく、応力集中による支持体破損を回避することができる。さらに、略T字形の横辺の上平面で前記ノズル孔に連通させることにより、樹脂の射出成形による作製時の金型の制約を解決することができる。   The support of the membrane element of the present invention has a substantially T-shaped shape in which the liquid collecting portion is chamfered at the end of each side. Damage to the support can be avoided. Furthermore, the restriction | limiting of the metal mold | die at the time of production by injection molding of resin can be solved by making it communicate with the said nozzle hole by the upper side plane of a substantially T-shaped side.

また、集液部の略T字形の各辺の幅を、支持体の厚さ以下とすることにより、集液部に濾過膜が落ち込んで表裏の濾過膜が密着することを防止でき、濾過液の流れが阻害されない。   In addition, by setting the width of each side of the substantially T-shaped portion of the liquid collecting portion to be equal to or less than the thickness of the support, it is possible to prevent the filtration membrane from dropping into the liquid collecting portion and the front and back filtration membranes from being closely adhered to each other Flow is not hindered.

さらに、集液部の略T字形における横辺の上平面の長さが前記ノズル孔の内径よりも長くし、かつ、膜エレメントにおける縦辺の長さ方向と前記ノズル孔の長さ方向が略延長線上に位置させることにより、支持体を射出成形で製造するにあたって、ノズル孔の内径を形成する金型のピンを高圧で集液部を形成する金型のブロックに押し当てても、金型ピンの力が作用する方向に金型ブロックが長いので剛性を維持でき、この結果、金型ピンと金型ブロックを隙間無く密着させることが出来、射出成形品のバリ発生を回避できる。   Furthermore, the length of the upper side of the horizontal side of the substantially T-shape of the liquid collection part is longer than the inner diameter of the nozzle hole, and the length direction of the vertical side of the membrane element and the length direction of the nozzle hole are substantially the same. When the support body is manufactured by injection molding by being positioned on the extension line, the mold pin that forms the inner diameter of the nozzle hole is pressed against the block of the mold that forms the liquid collection part at high pressure. Since the mold block is long in the direction in which the force of the pin acts, the rigidity can be maintained. As a result, the mold pin and the mold block can be brought into tight contact with each other, and the occurrence of burrs in the injection molded product can be avoided.

(実施の形態1)
本発明の実施形態を図面により説明する。
(Embodiment 1)
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の膜エレメント10の位置実施態様を示す部分破断斜視図である。集水部33が見えるように、分離膜41の一部分を切り欠いて図示している。この膜エレメント10において、支持体31の表裏両面に、分離膜41が貼り合わせている。図1には裏面側の分離膜は示されていない。   FIG. 1 is a partially broken perspective view showing a position embodiment of a membrane element 10 of the present invention. A part of the separation membrane 41 is cut away so that the water collecting part 33 can be seen. In the membrane element 10, separation membranes 41 are bonded to both the front and back surfaces of the support 31. FIG. 1 does not show the separation membrane on the back side.

支持体31の表裏に配置された分離膜41を通過した濾過液は、支持体と分離膜との間の集液路(図示せず)を流れて濾過液出口(ノズル孔33)へと向かう。支持体31のノズル孔33に繋がるように、濾過液を取り出すノズル管32が配設されている。集液路を経て集液部34へと集められた濾過液は、ノズル孔33を経てノズル管32から取り出される。取り出された濾過液は、図8に示すようなチューブ5、集液管8を通じて膜分離装置外へと送液される。   The filtrate that has passed through the separation membrane 41 disposed on the front and back of the support 31 flows through a liquid collection path (not shown) between the support and the separation membrane and travels toward the filtrate outlet (nozzle hole 33). . A nozzle tube 32 for taking out the filtrate is disposed so as to be connected to the nozzle hole 33 of the support 31. The filtrate collected in the liquid collection part 34 through the liquid collection path is taken out from the nozzle tube 32 through the nozzle hole 33. The taken out filtrate is sent out of the membrane separation device through the tube 5 and the liquid collection tube 8 as shown in FIG.

集液部34は、ノズル管32に近い支持板内部側に設けられた孔であり、ノズル管32が配設された支持板の上端部には、ノズル管32内の流路と同径のノズル孔33が設けられている。   The liquid collection part 34 is a hole provided on the inside of the support plate close to the nozzle tube 32, and the upper end of the support plate on which the nozzle tube 32 is disposed has the same diameter as the flow path in the nozzle tube 32. A nozzle hole 33 is provided.

支持体と分離膜との間の集液路は、支持体の表面に形成された流路用の溝であってもよいし、また、多孔質ネット(ネット、不織布、等)を支持体と分離膜の間に介在させて集液路としてもよい。   The liquid collection path between the support and the separation membrane may be a channel groove formed on the surface of the support, or a porous net (net, non-woven fabric, etc.) and the support. It is good also as a liquid collection path by interposing between separation membranes.

分離膜41には、処理槽内に存在する被処理液(下廃水や活性汚泥液)を濾過することができる分離膜が用いられ、多孔質樹脂によって作製される平膜である場合が多い。その材料としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリサルフォン樹脂などを用いたり、主成分とすることができる。ただし、これらに限定されるものではない。   As the separation membrane 41, a separation membrane capable of filtering the liquid to be treated (sewage wastewater or activated sludge liquid) existing in the treatment tank is used, and it is often a flat membrane made of a porous resin. As the material, a polyethylene terephthalate resin, a polyethylene resin, a polypropylene resin, a polyvinyl chloride resin, a polyvinylidene fluoride resin, a polysulfone resin, or the like can be used as a main component. However, it is not limited to these.

図2には、従来の一般的な膜エレメントの部分破断斜視図を示す。この図でも集水部が見えるように、分離膜の一部を切り欠いて図示している。図3は、図2の膜エレメントの支持板31におけるノズル管32とノズル孔33と集液部34との関係を、支持体正面から見た部分拡大図である。この膜エレメント10の場合、膜エレメント全体が振動すると、支持体31の内部に応力が発生する。この場合の集液部34は、長方形で隅に角部分Cが存在するので、振動による応力は、角部分Cに集中し易く、この角部分Cを起点にして亀裂が発生し易い。   FIG. 2 shows a partially broken perspective view of a conventional general membrane element. Also in this figure, a part of the separation membrane is cut out so that the water collecting portion can be seen. FIG. 3 is a partially enlarged view of the relationship between the nozzle tube 32, the nozzle hole 33, and the liquid collecting portion 34 in the support plate 31 of the membrane element of FIG. In the case of the membrane element 10, when the entire membrane element vibrates, stress is generated inside the support 31. In this case, since the liquid collection part 34 is rectangular and has corner portions C at the corners, the stress due to vibration tends to concentrate on the corner portions C, and cracks are likely to occur starting from the corner portions C.

角部分Cを起点にして発生した亀裂は徐々に外側へ向けて成長し、分離膜で覆われていない支持体部分(例えば、ノズル孔の近傍の支持体外面)へと繋がる亀裂となる。このようにして、支持体の内面側から生じた亀裂が外面側と繋がるまでに拡大すると、この亀裂の内部に被処理液が浸入し、膜エレメント10の内部へと浸入し、この結果、被処理液は分離膜41で濾過されることなく、濾過液側に混入する。そして、濾過されないままの被処理液が混入した濾過液は、集液部34を通ってノズル孔33、ノズル管32から集液されてしまい、集液される液体の清浄度が低下する。すなわち亀裂が発生した膜エレメント10では、濾過機能を果たさなくなる。   The crack generated from the corner C as a starting point gradually grows outward and becomes a crack connected to a support part that is not covered with the separation membrane (for example, the support outer surface in the vicinity of the nozzle hole). In this way, when the crack generated from the inner surface side of the support expands until it is connected to the outer surface side, the liquid to be processed enters the inside of the crack and enters the inside of the membrane element 10, and as a result, The treatment liquid is mixed with the filtrate side without being filtered by the separation membrane 41. And the filtrate which the to-be-processed liquid mixed without being filtered passes through the liquid collection part 34, and is collected from the nozzle hole 33 and the nozzle pipe | tube 32, and the cleanliness of the collected liquid falls. That is, the membrane element 10 in which the crack has occurred does not perform the filtration function.

図4は、本発明の膜エレメントの支持板31におけるノズル管32とノズル孔33と集液部34との関係を、支持体正面から見た部分拡大図である。この場合、集液部34は略T字形であり、その各辺の端部は角取りが施されている。ここで「角取り」は、孔内部の角部分を曲面化し、角がない孔内部形状とするものである。このように孔の端部の角部分をなくすことにより、振動時の応力集中を大幅に抑制でき、亀裂発生を防止することができる。図4の形状におけるノズル管32は、図5に示すような金型配置により、支持板31と一体成形したものであってもよいし、成形した後にノズル管32を支持板31に接合させたものでもよい。   FIG. 4 is a partially enlarged view of the relationship between the nozzle tube 32, the nozzle hole 33, and the liquid collecting portion 34 in the support plate 31 of the membrane element of the present invention as viewed from the front of the support. In this case, the liquid collection part 34 is substantially T-shaped, and the end of each side is chamfered. Here, “cornering” is to make a corner portion inside the hole into a curved surface so that the hole has no corner. By eliminating the corners at the end of the hole in this way, stress concentration during vibration can be significantly suppressed, and cracking can be prevented. The nozzle tube 32 in the shape of FIG. 4 may be integrally formed with the support plate 31 by a mold arrangement as shown in FIG. 5, or the nozzle tube 32 is joined to the support plate 31 after forming. It may be a thing.

さらに、図5は、図4に示すノズル管32とノズル孔33と集液部34との形状を、射出成形により製造するための金型ピン51aと金型ブロック52aとを示す模式図である。この場合、金型ピン51aと金型ブロック52aとは、その接合面において平面合わせとなるので、両者を隙間無く接合することができる。従って、隙間無く接合した図4の金型ピン51a及び金型ブロック52aを用いて射出成形を行えば、金型に特に高精度な加工を施さずとも、射出成形時に、金型ピン51aと金型ブロック52aとの接合部に樹脂が浸入しない。よって、得られた射出成形品の集液部・ノズル孔の部分に不必要なバリが発生していない。   Further, FIG. 5 is a schematic diagram showing a die pin 51a and a die block 52a for manufacturing the shapes of the nozzle tube 32, the nozzle hole 33, and the liquid collecting portion 34 shown in FIG. 4 by injection molding. . In this case, since the mold pin 51a and the mold block 52a are planarly aligned at the joint surface, both can be joined without a gap. Therefore, if injection molding is performed using the mold pin 51a and the mold block 52a of FIG. 4 joined without a gap, the mold pin 51a and the mold can be connected to each other at the time of injection molding without any particularly high-precision processing. Resin does not enter the joint with the mold block 52a. Therefore, unnecessary burrs are not generated in the liquid collection part / nozzle hole part of the obtained injection molded product.

上記した以外に、集液部34が略T字形である利点として、次の事項が挙げられる。図5において、金型ブロック52aの縦辺は、金型ピン51aの力が作用する方向に長いため、歪みにくく、集液部34の形状を常に安定させて射出成形でき、しかも、金型も破損しにくくなる。よって、金型ブロック52aによって形成される空間である集液部34は、本発明で特定した略T字形であることが重要である。   In addition to the above, the following matters can be mentioned as the advantage that the liquid collection part 34 is substantially T-shaped. In FIG. 5, since the vertical side of the mold block 52a is long in the direction in which the force of the mold pin 51a acts, it is difficult to be distorted, the shape of the liquid collecting portion 34 can be always stabilized and injection molding can be performed. It becomes hard to break. Therefore, it is important that the liquid collection part 34, which is a space formed by the mold block 52a, has a substantially T shape specified in the present invention.

また、略T字形の集液部34の各辺の幅は、支持体31の厚さ以下であることが好ましい。これよりも幅が広い場合には、ノズル孔33からの濾過液の吸引力によって分離膜41が集液部34に引き込まれ、濾過液の流動を阻害されるからである。上述の通り集液部34の幅を定めることによって、支持板と分離膜との間にスペーサを介在させる必要がなくなる。また、それら各辺の幅は、狭くても、ノズル孔33の直径よりも広くすることが、ろ過液の円滑な流れを確保するために好ましい。ここで、支持体の厚さTは、集液部34が設けられている部分における支持体の厚さである。また、ノズル孔33の直径は、ノズル管32の内径と同じとすればよい。   Further, the width of each side of the substantially T-shaped liquid collecting part 34 is preferably equal to or less than the thickness of the support 31. This is because when the width is wider than this, the separation membrane 41 is drawn into the liquid collection portion 34 by the suction force of the filtrate from the nozzle hole 33 and the flow of the filtrate is inhibited. By determining the width of the liquid collection part 34 as described above, it is not necessary to interpose a spacer between the support plate and the separation membrane. Moreover, even if the width | variety of these each side is narrow, it is preferable to make it wider than the diameter of the nozzle hole 33, in order to ensure the smooth flow of a filtrate. Here, the thickness T of the support is the thickness of the support in the portion where the liquid collection part 34 is provided. The diameter of the nozzle hole 33 may be the same as the inner diameter of the nozzle tube 32.

また、本発明における集液部34の形状の略T字形は、横辺Hの略中央部から下に縦辺Vが延びる形状であるが、この横辺Hの上平面の長さが、ノズル孔33の内径以上であることが、さらに、略T字形における縦辺Vの長さ方向と前記ノズル孔33の長さ方向とが略延長線上に位置することが好ましい。図5に示す通り、ノズル孔33の中空部を形成する金型ピン51aの押し付け力に対して、金型ブロック52aの剛性を確保するためである。   Further, the substantially T-shape of the liquid collecting portion 34 in the present invention is a shape in which the vertical side V extends downward from the substantially central portion of the horizontal side H. The length of the upper plane of the horizontal side H is determined by the length of the nozzle. It is preferable that the inner diameter of the hole 33 is equal to or larger than the inner diameter of the hole 33, and the length direction of the vertical side V in the substantially T-shape and the length direction of the nozzle hole 33 are located on the substantially extended line. This is to ensure the rigidity of the mold block 52a against the pressing force of the mold pin 51a that forms the hollow portion of the nozzle hole 33, as shown in FIG.

図に示したように膜エレメントの上部にノズル孔33が設けられている場合には、集液部の略T字形の横辺Hは、膜エレメントの支持体の幅方向と同じ水平方向の辺であり、また、略T字形における縦辺Vは、膜エレメントの支持体の長さ方向(上下方向)の辺である。横辺Hの上平面の長さは、横辺Hの上側の平面部分の長さであり、端部の角取りのために曲面となっている部分の長さは除いている。なお、ノズル孔は膜エレメントの側面(横側)に配設される場合もあり、この場合には、略T字形の横辺Hは上下方向の辺となり、略T字形における縦辺Vは、水平方向の辺となる。   As shown in the figure, when the nozzle hole 33 is provided in the upper part of the membrane element, the substantially T-shaped lateral side H of the liquid collection part is the same horizontal side as the width direction of the support of the membrane element. Further, the vertical side V in the substantially T-shape is a side in the length direction (vertical direction) of the support of the membrane element. The length of the upper plane of the horizontal side H is the length of the plane portion on the upper side of the horizontal side H, and excludes the length of the curved portion for rounding off the end. The nozzle hole may be disposed on the side surface (lateral side) of the membrane element. In this case, the substantially T-shaped lateral side H is the vertical side, and the substantially T-shaped longitudinal side V is This is the horizontal side.

図3のように上下に延びる長方形の集液部34において、その上端及び下端部分をそれぞれ単純に角取りして角部分を無くした場合を図7に示す。この図7は、ノズル管32とノズル孔33と集液部34とを支持体正面から見た部分拡大図である。この図7の形状の集液部34は、上下に延びた俵形状が支持体の表側から裏面へと繋がっている孔形状であり、即ち、上下に延びた直方体の上と下とにそれぞれ半円筒形(蒲鉾形)が連接した形状(以下、蒲鉾端直方体という。)の孔である。この孔形状の集液部34を射出成形によって製造する場合、その孔形状を形成させるために、集液部34を形成するための蒲鉾端直方体の金型ブロック52bの上側の蒲鉾形の上に、ノズル孔33の中空部を形成するための円筒形の金型ピン51bとを、図5の模式図に示すように繋げて配置しなければならない。   FIG. 7 shows a case where the upper and lower end portions of the rectangular liquid collection portion 34 extending vertically as shown in FIG. 3 are simply chamfered and the corner portions are eliminated. FIG. 7 is a partially enlarged view of the nozzle tube 32, the nozzle hole 33, and the liquid collecting portion 34 as viewed from the front of the support. The liquid collecting part 34 having the shape shown in FIG. 7 has a hole shape in which the shape of the eaves extending vertically is connected from the front side to the back surface of the support, that is, a semicylindrical shape above and below the rectangular parallelepiped extending vertically. This is a hole having a shape (hereinafter referred to as a heel-cube) connected to (a bowl shape). When the hole-shaped liquid collecting part 34 is manufactured by injection molding, in order to form the hole shape, the upper side of the mold block 52b of the cuboid rectangular parallelepiped for forming the liquid collecting part 34 is formed. The cylindrical mold pin 51b for forming the hollow portion of the nozzle hole 33 must be connected and arranged as shown in the schematic diagram of FIG.

しかしながら、この場合、金型ピン51bと金型ブロック52bとを曲面S同士で密着させる必要が生じる。射出成形において、曲面S同士で密着させた面部分に樹脂が浸入しないようにするには、金型ピン51bと金型ブロック52bとが接触する曲面Sをかなりの高精度で曲面加工しなければならない。よって、金型の製作コストが高価になるという問題が生じる。さらに、図8に示す金型ピン51bと金型ブロック52bとを繋げた配置を、図8中に記載のA方向(側面方向)から見た場合、図9に示すようになる。金型ブロック52bの蒲鉾形の上に円筒形の金型ピン51bを曲面S同士で密着させる場合、金型ピン51bの下端側を蒲鉾形曲面に沿わせるために、金型ピン51bの下端の外周部側にエッジ部51cを設けざるを得ない。このエッジ部51cは薄く、とがった形状であるため、射出成形時の樹脂圧力および熱を受けて変形しやすく、金型ブロック52bに密着しなくなり、射出成形時に樹脂が侵入し、バリが形成されるという問題がある。   However, in this case, it is necessary to make the mold pin 51b and the mold block 52b adhere to each other with the curved surfaces S. In the injection molding, in order to prevent the resin from entering the surface portion where the curved surfaces S are brought into close contact with each other, the curved surface S where the mold pin 51b and the mold block 52b are in contact with each other must be curved with a considerably high accuracy. Don't be. Therefore, the problem that the manufacturing cost of a metal mold | die becomes expensive arises. Furthermore, when the arrangement in which the mold pin 51b and the mold block 52b shown in FIG. 8 are connected is viewed from the A direction (side surface direction) shown in FIG. 8, the arrangement is as shown in FIG. When the cylindrical mold pins 51b are brought into close contact with the curved surface S on the bowl shape of the mold block 52b, the lower end side of the mold pin 51b is aligned with the bowl-shaped curved surface. The edge part 51c must be provided in the outer peripheral part side. Since the edge portion 51c is thin and has a sharp shape, it is easily deformed by receiving resin pressure and heat during injection molding, and does not adhere to the mold block 52b, and the resin intrudes during injection molding to form burrs. There is a problem that.

従って、図7に示すように集液部34を蒲鉾端直方体の形状にすることは、樹脂の射出成形で支持板を工業的に作製するためには、採用困難である。
Therefore, as shown in FIG. 7, it is difficult to adopt the shape of the liquid collecting part 34 in the shape of a rectangular parallelepiped in order to industrially produce a support plate by resin injection molding.

本発明に関する膜エレメントを示す部分破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the membrane element regarding this invention. 従来の膜エレメントを示す部分破断斜視図である。It is a partially broken perspective view which shows the conventional membrane element. 従来の支持板におけるノズル管とノズル孔と集液部との関係を示す、支持体正面から見た部分拡大図である。It is the elements on larger scale seen from the support body front which show the relationship between the nozzle tube in the conventional support plate, a nozzle hole, and a liquid collection part. 本発明での支持体におけるノズル管とノズル孔と集液部との関係を示す、支持体正面から見た部分拡大図である。It is the elements on larger scale seen from the support body front which show the relationship between the nozzle pipe | tube in the support body in this invention, a nozzle hole, and a liquid collection part. 図4の支持体のノズル孔と集液部を射出成形により製造するための金型構造の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the metal mold | die structure for manufacturing the nozzle hole and liquid collection part of the support body of FIG. 4 by injection molding. 図5の金型構造の左側面図である。FIG. 6 is a left side view of the mold structure of FIG. 5. 図3において、集液部の角部分を単純に無くした場合を示す、支持体正面から見た部分拡大図である。In FIG. 3, it is the elements on larger scale seen from the support body front, which shows the case where the corner | angular part of a liquid collection part is simply lose | eliminated. 図7の支持体のノズル孔と集液部を射出成形により製造するための金型構造の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the metal mold | die structure for manufacturing the nozzle hole and liquid collection part of the support body of FIG. 7 by injection molding. 図8の金型構造の左側面図である。FIG. 9 is a left side view of the mold structure of FIG. 8. 膜エレメントを処理槽内に設置した膜分離する装置構成を示す図である。It is a figure which shows the apparatus structure which carries out the membrane separation which installed the membrane element in the processing tank.

符号の説明Explanation of symbols

3 エレメントブロック
4 散気装置
5 チューブ
6 吸引ポンプ
7 ブロワ
8 集液管
10 膜エレメント
31 支持体
32 ノズル管
33 ノズル孔
34 集液部
H 集液部の略T字形の横辺
V 集液部の略T字形の横辺
C 集液部の角部分
T 支持体の厚み
51a、51b 金型ピン
52a、52b 金型ブロック
S 金型ピンと金型ブロックとが接触する曲面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Element block 4 Air diffuser 5 Tube 6 Suction pump 7 Blower 8 Liquid collection pipe 10 Membrane element 31 Support body 32 Nozzle pipe 33 Nozzle hole 34 Liquid collection part H The side of the liquid collection part substantially T-shaped V The liquid collection part Side of substantially T-shaped C Corner portion of liquid collecting part T Thickness of support 51a, 51b Mold pin 52a, 52b Mold block S Curved surface where mold pin and mold block contact

Claims (3)

分離膜と、分離膜を支持し濾過液を導出するノズル孔を有する支持体とからなる膜エレメントであって、前記支持体が表裏方向に貫通する集液部を有し、該集液部の支持体正面方向から見た形状が各辺の端部を角取りした略T字形であり、かつ、略T字形の横辺の上平面で前記ノズル孔に連通していることを特徴とする膜エレメント。 A membrane element comprising a separation membrane and a support having a nozzle hole for supporting the separation membrane and leading out the filtrate, the support having a liquid collection part penetrating in the front and back direction, The shape of the film as viewed from the front of the support is substantially T-shaped with the edges of each side chamfered, and communicates with the nozzle hole on the upper surface of the substantially T-shaped lateral side. element. 前記集液部の略T字形における横辺の上平面の長さが前記ノズル孔の内径よりも長く、かつ、略T字形における縦辺の前記ノズル孔側の端部に、前記ノズル孔の前記集液部側の開孔部が位置することを特徴とする請求項1に記載の膜エレメント。 The length of the upper side of the horizontal side of the liquid collecting part in the substantially T-shape is longer than the inner diameter of the nozzle hole, and the end of the nozzle hole on the nozzle hole side of the vertical side in the substantially T-shape. 2. The membrane element according to claim 1, wherein an opening on the liquid collection part side is located. 前記集液部の略T字型における横辺の幅、及び、縦辺の幅が、それぞれ、前記支持体の厚さ以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の膜エレメント。 3. The membrane element according to claim 1, wherein a width of a horizontal side and a width of a vertical side in the substantially T-shape of the liquid collecting part are each equal to or less than a thickness of the support.
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