JP5473211B2 - 膜カートリッジおよび浸漬型膜分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、浸漬型膜分離装置に使用される膜カートリッジおよび浸漬型膜分離装置に関する。

従来、この種の膜カートリッジとしては、例えば図２７に示すように、四角平板状の濾板２の表面に濾過膜３が配置され、濾過膜３の周縁部が濾板２の表面に全周にわたり溶着されている。上記溶着部１２は濾過膜３の周縁端から僅かに内寄りの位置に形成されており、濾過膜３の溶着部１２から周縁端までの範囲は、溶着されていない未接合部１３となっている。

濾板２の上端部には、膜濾過によって得られる処理水を吸引するための取水ノズル５が設けられている。尚、上記のような構成の膜カートリッジ４は例えば下記特許文献１に記載されており、溶着部１２に加えて、濾過膜３の周縁端を断続的に溶着する断続的な溶着部を有している。

図２８は、上記のような膜カートリッジ４を備えた浸漬型膜分離装置６を示している。この浸漬型膜分離装置６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である。膜カートリッジ４は、上下が開口した箱型状のケーシング７内に、所定間隔をあけて平行に複数配列した状態で着脱自在に保持されている。また、膜カートリッジ４の下方には散気装置８が設けられている。

また、ケーシング７の上部開口部９の一側方には、上記処理水を集める集水管１０が設けられており、集水管１０と各膜カートリッジ４の取水ノズル５とが接続管１１を介して接続されている。

これによると、濾過運転中、散気装置８から散気を行いながら、膜カートリッジ４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４の濾過膜３で捕捉され、濾過膜３を透過して膜カートリッジ４の内側に流入した透過液が、処理水として、各取水ノズル５から各接続管１１を通って集水管１０に排出される。

この際、散気装置８から噴射される空気の気泡によって、各膜カートリッジ４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４の膜面付着物が除去される。
また、被処理液の性状が悪化した場合等において、膜カートリッジ４間に汚泥が詰まって、膜カートリッジ４の膜面が閉塞してしまうことがある。このような膜面の閉塞が発生した場合には、散気装置８による散気を停止し、濾過運転を停止し、処理槽内の被処理液を抜き取った後、図２９に示すように、作業者が、高圧の洗浄液１５を、ケーシング７の上部開口部９から各膜カートリッジ４間に噴射していた。上記洗浄液１５の噴射により、各膜カートリッジ４間に詰まった汚泥が解砕して除去され、各膜カートリッジ４の膜面が洗浄される。
特許第３０１０９７９号

しかしながら上記の従来形式では、図２８および図２９に示すように、高圧の洗浄液１５をケーシング７の上部開口部９から各膜カートリッジ４間に噴射した際、図３０の（ａ）に示すように、洗浄液１５が濾過膜３の上端縁部に直接当たるため、濾過膜３の上端縁部の未接合部１３が捲くれ、図３０の（ｂ）に示すように、濾過膜３の上端縁部が濾板２から剥離するという問題がある。尚、このような問題は、濾過膜３の周縁端を断続的に溶着した場合であっても、未接合部１３を有する限り存在する。

本発明は、洗浄液を噴射して膜カートリッジを洗浄する際、洗浄液によって濾過膜が剥離するのを防止することができる膜カートリッジおよび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、浸漬型膜分離装置に複数使用され、立設された状態で互いに離間して配列される膜カートリッジであって、
濾板の表面に濾過膜の周縁部が接合され、
濾過膜の周縁端よりも外側の濾板の表面に、濾過膜の周縁端に対応する濾板の表面よりも高い凸部が形成され、
凸部は浸漬型膜分離装置に配列された濾板の上辺部に連続的に形成されているものである。

これによると、複数の膜カートリッジは、浸漬型膜分離装置のケーシング内に、所定間隔をあけて配列して設けられる。洗浄液を噴射して膜カートリッジを洗浄する場合、洗浄液を濾板の一辺の側から各膜カートリッジ間に噴射する。この際、洗浄液が濾過膜の周縁部の直前で凸部に当たり、洗浄液が濾過膜の周縁部に直接当たるのを回避することができる。これにより、濾過膜の周縁部が濾板から剥離するのを防止することができる。

本第２発明は、凸部は、濾板の上辺部と両側辺部と下辺部とに連続的に形成されて、四角枠形状に構成されているものである。

本第３発明は、第１発明又は第２発明記載の膜カートリッジにおいて、連続的な凸部に代えて断続的な凸部を濾板の表面に形成したものである。

本第４発明は、凸部の形成領域に占める間隙の割合が５０％以下であるものである。

本第５発明は、第１発明から第４発明のいずれか１項に記載の膜カートリッジを備えた浸漬型膜分離装置であって、複数の膜カートリッジが立設された状態で互いに離間して配列されているものである。

本第６発明は、複数の膜カートリッジはケーシング内に配列され、
ケーシングは上下が開口し、
ケーシングの側部に、膜カートリッジを幅方向から出し入れ可能な開口部が形成されているものである。

以上のように本発明によると、洗浄液は、濾過膜の周縁部の直前で、濾過膜の周縁に対応する濾板の表面よりも高い凸部が衝立となるため、洗浄液が濾過膜の周縁部に直接当たるのを回避することができる。これにより、濾過膜の周縁部が濾板から剥離するのを防止することができる。

以下、本発明における第１の実施の形態を図１〜図１２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。

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カバー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、これら両底部フレーム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。一方のサイドカバー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、他方のサイドカバー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、一方のサイドカバー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、他方のサイドカバー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。

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ており、濾板４９と、濾板４９の表裏両側に取付けられた濾過膜５０と、複数の支持部５１ａ，５１ｂとを有している。支持部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。各支持部５１ａ，５１ｂには、四角形状の凹部５２が形成されている。

濾板４９の幅方向Ａにおけ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４〜図６に示すように、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。濾板４９の表裏両側にはそれぞれ溶融代５８が突出して形成され、これら溶融代５８が溶融することによって、濾過膜５０の周縁部が濾板４９に溶着する。尚、濾過膜５０と濾板４９との溶着部５９は濾過膜５０の周縁部に沿って全周にわたり形成されている。また、濾過膜５０と濾板４９との接合方法は、上記のような溶着に限定されるものではなく、融着や接着剤を用いた接着であってもよい。

濾板４９の表裏両側にはそれぞれ、濾過膜５０の周縁部の外側を取り囲む凸部６０が形成されている。凸部６０は、濾過膜５０の周縁に対応する濾板４９の表面よりも高い部分に相当しており、濾過膜５０の左右一側辺の外側に沿って連続的に形成された一側方の凸部６０ａと、濾過膜５０の左右他側辺の外側に沿って連続的に形成された他側方の凸部６０ｂと、濾過膜５０の上辺の外側に沿って連続的に形成された上方の凸部６０ｃと、濾過膜５０の下辺の外側に沿って連続的に形成された下方の凸部６０ｄとで、四角枠形状に構成されている。

また、凸部６０は、三角形状の断面を有しており、濾板４９の周縁端から濾過膜５０の周縁端に近付くほど濾板４９の表面から突出する方向へ傾斜した傾斜面６１を備えている。濾板４９の表面から凸部６０の先端までの高さｈは濾過膜５０の周縁部の厚さｔ以上に高く設定されている（すなわち、高さｈ≧厚さｔ）。

尚、濾板４９は、中実でも、中空でも、枠体でもよく、濾過膜５０を配置した状態で平板状であればよい。
図２，図３に示すように、膜用のケーシング３３の内部には、左右一対の支持部材６３ａ，６３ｂが上下二箇所に設けられている。図８，図９に示すように、これら支持部材６３ａ，６３ｂは、各膜カートリッジ３４の支持部５１ａ，５１ｂを、上下方向Ｂへの移動を許容しつつ支持している。支持部材６３ａ，６３ｂは、横フレーム６４と、横フレーム６４に設けられた支持体６５とを有している。

図８〜図１２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、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、支持体６５の材質はゴム等の弾性材であり、支持体６５の外側面には、溝６８が全長にわたり形成され、支持体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が支持体６５の溝６８に差し込まれ、これにより、支持体６５が横フレーム６４に取り付けられている。

図９，図１０，図１２（ａ）に示すように、膜カートリッジ３４の支持部５１ａ，５１ｂの凹部５２が支持体６５のスリット６９に差し込まれており、この状態で、各膜カートリッジ３４が支持部材６３ａ，６３ｂによって支持されるとともに、各膜カートリッジ３４間の厚さ方向Ｃ（膜カートリッジ３４の配置方向、前後方向）における間隔Ｓが所定の間隔に維持される。尚、支持部５１ａ，５１ｂの凹部５２は、幅方向Ａ（左右方向）と上下方向Ｂと厚さ方向Ｃ（前後方向）とにがたつくことなく、支持体６５のスリット６９に嵌め込まれている。

図３，図１０〜図１２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）に案内するとともに支持部材６３ａ，６３ｂによって支持されている膜カートリッジ３４の上下方向Ｂへの移動量を所定の許容移動量αに規制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。

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よりも僅かに高く設定されている。上記高さＨ１と高さＨ２との差が上記許容移動量αに相当する（すなわちＨ１−Ｈ２＝α）。

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９（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，図４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。

（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した後、図２，図１１に示すように、ボルト４６を外して一方のサイドカバー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支持部材６３ａをフレーム体３７から取外す。これにより、図１１，図１２（ｂ）に示すように、各膜カートリッジ３４の左右一方の支持部５１ａが左右一方の支持部材６３ａのスリット６９から離脱する。その後、図２，図１１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の左右他方の支持部５１ｂの凹部５２が左右他方の支持部材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１１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の左右他方の支持部５１ｂの凹部５２が左右他方の支持部材６３ｂのスリット６９に差し込まれる。

次に、図８（ｂ）に示すように、ボルト６６を取り付けて左右一方の支持部材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１０，図１２（ａ）に示すように、各膜カートリッジ３４の左右一方の支持部５１ａの凹部５２が左右一方の支持部材６３ａのスリット６９に差し込まれる。

その後、ボルト４６を取り付けて図１０，図１２（ａ）に示すように一方のサイドカバー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、支持部材６３ａ，６３ｂで支持される。

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が一方のサイドカバー３９ａによって閉じられており、他方の側部開口部４５ｂが他方のサイドカバー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。

（４）また、被処理液の性状が悪化して膜カートリッジ３４間に汚泥が詰まった場合、作業者は洗浄装置（図示省略）の噴射ノズル７６から高圧の洗浄液７５を噴射して膜カートリッジ３４を洗浄する。この際、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後、図２に示すように、ボルト４６を外して一方のサイドカバー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、図７に示すように、噴射ノズル７６を一方の側部開口部４５ａに対向させ、高圧の洗浄液７５を噴射ノズル７６から膜カートリッジ３４に向けて噴射する。これにより、高圧の洗浄液７５が一方の側部開口部４５ａを通って一側方から各膜カートリッジ３４間に噴射され、各膜カートリッジ３４間に詰まった汚泥が解砕して除去され、各膜カートリッジ３４の膜面が洗浄される。

この際、図５，図６に示すように、洗浄液７５は濾過膜５０の左右一側縁部の直前で一側方の凸部６０ａに当たり、洗浄液７５の方向が一側方の凸部６０ａにより曲げられるため、洗浄液７５が濾過膜５０の左右一側縁部に直接当たるのを回避することができる。これにより、濾過膜５０の左右一側縁部が濾板４９から剥離するのを防止することができる。

尚、洗浄液７５の種類は特に限定されるものではなく、例えば、水、温水、活性汚泥、酸性溶液、アルカリ性溶液等が用いられる。
上記第１の実施の形態では、図２に示すように、一方のサイドカバー３９ａと一方の支持部材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、他方のサイドカバー３９ｂと他方の支持部材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、図２に示すように、一方のサイドカバー３９ａ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、洗浄液７５を一方の側部開口部４５ａから各膜カートリッジ３４間に噴射しているが、図３に示すように、他方のサイドカバー３９ｂをフレーム体３７から取外して他方の側部開口部４５ｂを開放し、洗浄液７５を他方の側部開口部４５ｂから各膜カートリッジ３４間に噴射してもよい。尚、この場合、洗浄液７５は膜カートリッジ３４の他側方の凸部６０ｂに当たるため、洗浄液７５が濾過膜５０の左右他側縁部に直接当たるのを回避することができる。或いは、洗浄液７５をケーシング３３の上部開口部４０から各膜カートリッジ３４間に噴射してもよい。尚、この場合、洗浄液７５は膜カートリッジ３４の上方の凸部６０ｃに当たるため、洗浄液７５が濾過膜５０の上縁部に直接当たるのを回避することができる。

次に、本発明における第２の実施の形態では、図１３に示すように、膜カートリッジ３４の凸部６０の断面が半円形状に形成されている。これによると、上記第１の実施の形態と同様に、作業者が洗浄装置の噴射ノズル７６から高圧の洗浄液７５を噴射して膜カートリッジ３４を洗浄する際、洗浄液７５は濾過膜５０の左右一側縁部の直前で一側方の凸部６０ａに当たり、洗浄液７５の方向が一側方の凸部６０ａにより曲げられるため、洗浄液７５が濾過膜５０の左右一側縁部に直接当たるのを回避することができる。

次に、本発明における第３の実施の形態では、図１４に示すように、膜カートリッジ３４の凸部６０の断面が四角形状に形成されている。これによると、上記第１の実施の形態と同様に、作業者が洗浄装置の噴射ノズル７６から高圧の洗浄液７５を噴射して膜カートリッジ３４を洗浄する際、洗浄液７５は濾過膜５０の左右一側縁部の直前で一側方の凸部６０ａに当たり、洗浄液７５の方向が一側方の凸部６０ａにより曲げられるため、洗浄液７５が濾過膜５０の左右一側縁部に直接当たるのを回避することができる。

次に、本発明における第４の実施の形態では、図１５に示すように、膜カートリッジ３４の凸部６０の断面が四角形状に形成され、凸部６０の外周端が濾板４９の外縁端まで延設されている。

次に、本発明における第５の実施の形態では、図１６に示すように、膜カートリッジ３４の凸部６０の断面が三角形状に形成されている。
次に、本発明における第６の実施の形態では、図１７に示すように、膜カートリッジ３４の凸部６０は、直角三角形状の断面を有し、濾過膜５０から濾板４９の外縁端に近付くほど濾板４９の表面から突出する方向へ傾斜した傾斜面８０を備えている。濾過膜５０の周縁部は傾斜面８０に接合されている。

上記第１〜第６の実施の形態では、連続した直線状の凸部６０が濾板４９に設けられているが、直線状に限定されるものではなく、波形状であってもよい。また、凸部６０が濾板４９に内外複数重（例えば内外二重等）設けられているものでもよい。

次に、本発明における第７の実施の形態では、図１８（ａ）に示すように、凸部６０が、所定の間隙８１をあけて、断続的に設けられている。これら凸部６０は内外二重に設けられ、内側８２の凸部６０は外側８３の凸部６０の間隙８１に対応する位置に配設されている。

これによると、洗浄液７５は濾過膜５０の左右一側縁部の直前で外側８３の凸部６０に当たり、外側８３の凸部６０の間隙８１を通過した洗浄液７５は濾過膜５０の左右一側縁部の直前で内側８２の凸部６０に当たる。これにより、洗浄液７５の方向が曲げられて、洗浄液７５が濾過膜５０の左右一側縁部に直接当たるのを回避することができ、濾過膜５０の左右一側縁部が濾板４９から剥離するのを防止することができる。尚、第７の実施の形態では、凸部６０が内外二重に設けられているが、三重以上の複数重設けてもよい。

次に、本発明における第８の実施の形態では、図１８（ｂ）に示すように、凸部６０が、所定の間隙８１をあけて、断続的に設けられている。これら凸部６０は、洗浄液７５の噴射方向から見て重複するように、濾板４９の外縁辺に対して所定角度βで傾斜している。

これによると、洗浄液７５は濾過膜５０の左右一側縁部の直前で凸部６０に当たり、これによって、洗浄液７５の方向が曲げられて、洗浄液７５が濾過膜５０の左右一側縁部に直接当たるのを回避することができ、濾過膜５０の左右一側縁部が濾板４９から剥離するのを防止することができる。

尚、上記第７，第８の実施の形態では、洗浄液７５の噴射方向すなわち濾過膜５０の膜面方向に平行で且つ濾過膜５０の周縁辺と略垂直な方向から見たときに、凸部６０に間隙が無ければよく、重複していなくてもよい。

次に、本発明における第９の実施の形態では、図１８（ｃ）に示すように、凸部６０が、所定の間隙８１をあけて、断続的に設けられている。この場合、隣接する凸部６０に衝突した洗浄液７５が、間隙８１を通過しようとする洗浄液７５の流れを阻害して弱める。このようなことに基いて、間隙８１は洗浄液７５が通過しても濾過膜５０が剥離しないような大きさに設定されておれば足り、例えば、凸部６０の形成領域に占める間隙８１の割合が５０％以下に設定されている。

上記第７〜第９の実施の形態では、凸部６０が帯形状に形成されているが、帯形状に限定されるものではなく、例えば円形状等に形成されていてもよい。
次に、本発明における第１０の実施の形態を図１９を参照に説明する。

濾板４９の表裏両側にはそれぞれ四角枠状の溶融代５８が突出して形成され、これら溶融代５８が溶融することによって、濾過膜５０の周縁端部が濾板４９に溶着する。溶融代５８の外側部は濾過膜５０の周縁端部よりも外側へはみ出しており、溶融代５８のはみ出した部分が凸部６０として兼用される。これにより、濾過膜５０の周縁端部は全周にわたって凸部６０に接合している。

上記のように、溶融代５８のはみ出した部分を凸部６０として兼用しているため、溶融代５８とは別に凸部６０を形成する手間が省ける。
上記各々の実施の形態では、膜カートリッジ３４の濾板４９の四箇所に一側方の凸部６０ａと他側方の凸部６０ｂと上方の凸部６０ｃと下方の凸部６０ｄとが設けられているが、これら四辺の凸部６０ａ〜６０ｄのうちの少なくともいずれか一辺の凸部が設けられたものでもよい。この場合、設けられたいずれかの一辺の凸部の側から洗浄液７５を噴射すればよい。

上記各実施の形態では濾板４９に凸部６０が形成されているが、本発明における第１１の実施の形態では、図２０に示すように、凸部６０の代わりに、濾板４９の表裏両側に、凹部８５が形成されている。凹部８５は四角形の断面形状を有している。濾過膜５０の周縁端は凹部８５内の底部に入り込んでいる。尚、凹部８５の外側縁部８８は、濾過膜５０の周縁端に対応する濾板４９の表面よりも高い部分に相当している。また、凹部８５の深さｄは濾過膜５０の厚さｔ以上に深く設定されている（すなわち、深さｄ≧厚さｔ）。

これによると、高圧の洗浄液７５を噴射ノズル７６から膜カートリッジ３４の左右一側縁部に向けて噴射して膜カートリッジ３４を洗浄する際、濾過膜５０の周縁端が凹部８５内の底部に入り込んでいる（落ち込んでいる）ため、洗浄液７５が濾過膜５０の左右一側縁部に直接当たるのを回避することができる。これにより、濾過膜５０の左右一側縁部が濾板４９から剥離するのを防止することができる。

次に、本発明における第１２の実施の形態を図２１を参照に説明する。
凹部８５は、濾板４９の外縁端に近い側ほど深く傾斜する三角形の断面形状を有している。濾過膜５０の周縁端は傾斜面に沿って凹部８５の内部に入り込んでいる。尚、凹部８５の外側縁部８８は、濾過膜５０の周縁端に対応する濾板４９の表面よりも高い部分に相当している。

これによると、高圧の洗浄液７５を噴射ノズル７６から膜カートリッジ３４の左右一側縁部に向けて噴射して膜カートリッジ３４を洗浄する際、濾過膜５０の周縁端が凹部８５内部に入り込んで位置している（落ち込んでいる）ため、洗浄液７５が濾過膜５０の左右一側縁部に直接当たるのを回避することができる。これにより、濾過膜５０の左右一側縁部が濾板４９から剥離するのを防止することができる。

上記第１１および第１２の実施の形態では、膜カートリッジ３４の濾板４９の四箇所に一側方の凹部８５ａと他側方の凹部８５ｂと上方の凹部８５ｃと下方の凹部８５ｄとが設けられているが、これら四辺の凹部８５ａ〜８５ｄのうちの少なくともいずれか一辺の凹部が設けられたものでもよい。この場合、設けられたいずれかの一辺の凹部の側から洗浄液７５を噴射すればよい。

次に、本発明における第１３の実施の形態を図２２を参照に説明する。
濾板４９は、濾板本体部４９ａと、濾板本体部４９ａの周縁に形成された周縁部４９ｂとを有している。周縁部４９ｂの厚さは濾板本体部４９ａの厚さよりも薄く、濾過膜５０は濾板本体部４９ａの表裏両面に設けられている。濾板本体部４９ａと周縁部４９ｂとの間には、段差部８６が全周にわたり形成されている。段差部８６には、外側方向へ進むに従って濾板４９の厚みが薄くなる方向に傾いた傾斜面８７が形成されている。濾過膜５０の周縁部は折り曲げられて傾斜面８７に溶着されている。尚、濾過膜５０と濾板４９との接合方法は、溶着に限定されるものではなく、融着や接着剤を用いた接着であってもよい。

これによると、高圧の洗浄液７５を噴射ノズル７６から膜カートリッジ３４の左右一側縁部に向けて噴射して膜カートリッジ３４を洗浄する際、洗浄液７５が濾板４９の傾斜面８７に接合された濾過膜５０の周縁部の左右一側辺に当たるため、濾過膜５０の周縁部の左右一側辺が洗浄液７５の流れを受けて傾斜面８７に押圧される。これにより、濾過膜５０の周縁部が濾板４９から剥離するのを防止することができる。

上記第１３の実施の形態では、膜カートリッジ３４の濾板４９の周縁部四辺に傾斜面８７が形成されているが、少なくともいずれか一辺に傾斜面８７が形成され、濾過膜５０の周縁部の少なくともいずれか一辺が折り曲げられて傾斜面８７に溶着されているものでもよい。この場合、傾斜面８７が形成された一辺の側から洗浄液７５を噴射すればよい。

次に、本発明における第１４の実施の形態を図２３〜図２５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、両方のサイドカバー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５０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２５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）に短く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２５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２５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。

また、噴射ノズル７６から高圧の洗浄液７５を噴射して膜カートリッジ３４を洗浄する場合、図２４に示すように、ボルト４６を外して一方のサイドカバー３９ａの上部サイドカバー体９７と下部サイドカバー体９８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、高圧の洗浄液７５を一方の側部開口部４５ａから膜カートリッジ３４に向けて噴射する。或いは、他方のサイドカバー３９ｂの上部サイドカバー体９７と下部サイドカバー体９８とをフレーム体３７から取外して、他方の側部開口部４５ｂを開放し、高圧の洗浄液７５を他方の側部開口部４５ｂから膜カートリッジ３４に向けて噴射してもよい。

上記第１４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１４の実施の形態では、図２３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１５の実施の形態として、図２６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。

上記各実施の形態では、膜カートリッジ３４をケーシング３３の横方向から出し入れ可能な構造の浸漬型膜分離装置３１を挙げたが、図２８に示すように、膜カートリッジをケーシングの上方から出し入れ可能な構造の従来の浸漬型膜分離装置に、上記各実施の形態の膜カートリッジ３４を使用してもよい。さらには、膜カートリッジ３４自体が、濾板４９の表面に濾過膜５０を配置したものを複数個配列した状態で一体的にモジュール化した構造であってもよい。この場合は、各々の濾板４９は着脱可能なものに限定されない。

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支持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。 図４におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、浸漬型膜分離装置の膜カートリッジの凸部の断面斜視図である。 同、浸漬型膜分離装置の膜カートリッジに洗浄液を噴射して洗浄する方法を示す斜視図である。 同、浸漬型膜分離装置の膜カートリッジの拘束構造を示す図であり、（ａ）は支持部材の分解斜視図、（ｂ）は支持部材によって拘束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支持部材のスリットと膜カートリッジの支持板のスリット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支持部材とを取り外した状態を示す。 （ａ）は図１０におけるＸ−Ｘ矢視図であり、（ｂ）は図１１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膜カートリッジの凸部の断面斜視図である。 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膜カートリッジの凸部の断面斜視図である。 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凸部の断面図である。 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膜カートリッジの凸部の断面図である。 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膜カートリッジの凸部の断面図である。 本発明の第７〜第９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周縁部の拡大図である。 本発明の第１０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凸部の断面斜視図である。 本発明の第１１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凹部の断面図である。 本発明の第１２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凹部の断面図である。 本発明の第１３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周縁部の断面図である。 本発明の第１４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１５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に備えられる膜カートリッジの図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ部分の拡大図である。 同、膜カートリッジを備えた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膜カートリッジに洗浄液を噴射して洗浄する方法を示す斜視図である。 同、浸漬型膜分離装置の膜カートリッジに洗浄液を噴射した際に発生する濾過膜の剥離を示す斜視図である。

符号の説明

３１ 浸漬型膜分離装置
３４ 膜カートリッジ
４９ 濾板
５０ 濾過膜
６０ 凸部
８５ 凹部
８７ 傾斜面
８８ 凹部の外側縁部（濾過膜の周縁に対応する濾板の表面よりも高い部分）

Claims (6)

1. 浸漬型膜分離装置に複数使用され、立設された状態で互いに離間して配列される膜カートリッジであって、
   濾板の表面に濾過膜の周縁部が接合され、
   濾過膜の周縁端よりも外側の濾板の表面に、濾過膜の周縁端に対応する濾板の表面よりも高い凸部が形成され、
   凸部は浸漬型膜分離装置に配列された濾板の上辺部に連続的に形成されていることを特徴とする膜カートリッジ。
2. 凸部は、濾板の上辺部と両側辺部と下辺部とに連続的に形成されて、四角枠形状に構成されていることを特徴とする請求項１記載の膜カートリッジ。
3. 請求項１又は請求項２記載の膜カートリッジにおいて、連続的な凸部に代えて断続的な凸部を濾板の表面に形成したことを特徴とする膜カートリッジ。
4. 凸部の形成領域に占める間隙の割合が５０％以下であることを特徴とする請求項３記載の膜カートリッジ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の膜カートリッジを備えた浸漬型膜分離装置であって、複数の膜カートリッジが立設された状態で互いに離間して配列されていることを特徴とする浸漬型膜分離装置。
6. 複数の膜カートリッジはケーシング内に配列され、
   ケーシングは上下が開口し、
   ケーシングの側部に、膜カートリッジを幅方向から出し入れ可能な開口部が形成されていることを特徴とする請求項５記載の浸漬型膜分離装置。

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