JP6319510B2 - 集水ヘッダー、膜モジュールユニット及び水処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、集水ヘッダー、膜モジュールユニット及び水処理方法に関する。
本願は、２０１６年１月２１日に日本に出願された特願２０１６−０１００８７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

浄水処理や下排水処理等の水処理では、精密濾過膜や限外濾過膜等の分離膜を配設した膜モジュールを用いて被処理水の固液分離を行う方法が種々検討されている。分離膜を用いて被処理水の濾過処理を行えば水質の高い処理水を得ることができる。被処理水の固液分離を行う方法として、具体的には、ハウジングにシート状の中空糸膜を樹脂固定した多数本の中空糸膜モジュールで固液分離を行う方法が知られている。また、膜エレメント接続用の穴が形成された筒状の集水ヘッダーに多数本の膜エレメントを水密に接続し、濾過液を集合させて取り出す方法が知られている。

特許文献１には、膜モジュールの集水管が接続される複数の接続口が形成された中空管からなる集水ヘッダーが開示されている。この集水ヘッダーでは、一つの中空管に複数の孔が開けられており、この孔にスリーブ管が一つずつ取り付けられることで接続口が形成されている。そのため、膜モジュールの数に対応して、長尺の中空管に対してスリーブ管を有する接続口が複数形成されている。

特許文献２には、膜モジュールと接続するための穴を有する膜モジュール接続部材と、集水部材とからなる集水ヘッダーが開示されている。この集水ヘッダーでは、膜モジュール接続部材と集水部材との間に寸法変化吸収部が設けられている。この集水ヘッダーでは、長尺の膜モジュール接続部材に対して、膜モジュールの数に対応した数の穴が複数形成されている。

特開２００２−３３６６５８号公報 特開２００２−３４６３４３号公報

しかしながら、上述した集水ヘッダーでは、長尺の部材に対して接続する膜モジュールの数に併せて、同数の孔を設ける必要がある。そのため、接続する膜モジュールの数が増えることで、より長い部材に多くの孔を設ける必要がある。その結果、集水ヘッダーを製造するための加工工程が多くなり、組み立てが煩雑になってしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、組み立てが容易な集水ヘッダー及び膜モジュールユニット、並びにこれらを用いた水処理方法を提供することを目的とする。

本発明は以下の態様を有する。
［１］複数本の膜モジュールから濾液を集め取り出すための集水ヘッダーであって、
少なくとも一方の端部が開口した筒状をなし、前記端部同士が互いに水密に順次連結される筒本体を有する複数の筒部を備え、
前記複数の筒部のうちの少なくとも一つの筒部が、前記膜モジュールと接続されて前記膜モジュールから前記濾液が流入する接続部を有し、
前記複数の筒部のうちの少なくとも一つの筒部が、前記筒本体の内部の前記濾液を外部に排出可能な取水部を有する集水ヘッダー。
［２］前記筒本体の端部の摺接領域の外周面と、隣接する他の筒本体の端部の摺接領域の内周面とが摺接されて、筒本体と隣接する他の筒本体とが連結されている［１］に記載の集水ヘッダー。
［３］隣接する他の筒本体の端部の内周面と摺接する、端部の外周面を有する筒本体の摺接領域に、少なくとも一つの貫通孔が形成されており、
前記貫通孔が、前記隣接する他の筒本体の接続部と連通している［２］に記載の集水ヘッダー。
［４］隣接する他の筒本体の端部の外周面と摺接する、端部の内周面を有する筒本体の内周面に、位置決め機構を備える［２］又は［３］に記載の集水ヘッダー。
［５］前記位置決め機構が前記内周面から内方に突出した凸部である［４］に記載の集水ヘッダー。
［６］前記摺接領域の筒本体の長さ方向における長さが、隣接する他の筒本体の端部の外周面と摺接する、端部の内周面を有する筒本体の内周面の最外部の内径の６０％以上である［２］〜［５］のいずれか一項に記載の集水ヘッダー。
［７］前記接続部は、筒状をなして前記筒本体の外周面から延びる接続部本体を有する［１］〜［６］のいずれか一項に記載の集水ヘッダー。
［８］前記接続部本体は、前記接続部本体の前記筒本体と接続されている側と反対側の先端部の外周面に、螺旋状の凹凸が形成されたネジ構造を有する［７］に記載の集水ヘッダー。
［９］前記接続部本体は、前記接続部本体の前記筒本体と接続されている側に、前記接続部本体の外周面と前記筒本体の外周面とを繋ぐ補強部を有する［７］又は［８］に記載の集水ヘッダー。
［１０］前記摺接領域に位置する前記接続部本体の補強部が、前記筒本体の外周に沿って、前記外周の周方向全体にわたって配置されている［９］に記載の集水ヘッダー。
［１１］樹脂材料で成形された樹脂成形部材である、［１］〜［１０］のいずれか一項に記載の集水ヘッダー。
［１２］［１］〜［１１］のいずれか一項に記載の集水ヘッダーと、
前記接続部に接続される膜モジュールと、
前記集水ヘッダー及び前記膜モジュールが取り付けられたフレーム部とを備える膜モジュールユニット。
［１３］［１２］に記載の膜モジュールユニットを用いることを特徴とする水処理方法。

本発明によれば、組み立てが容易な集水ヘッダーを提供することができる。
また、本発明によれば、組み立てが容易な集水ヘッダーを用いた膜モジュールユニット、及びこれを用いた水処理方法を提供することができる。

本発明の膜モジュールユニットを示す斜視図である。 本発明の第一実施形態の集水ヘッダーを示す斜視図である。 本発明の第一実施形態の集水ヘッダーを示す模式図である。 本発明の第一実施形態の第一端筒本体を示す模式図である。 本発明の第一実施形態の第一端筒本体を第一中心軸線の延びる方向から見た側面図である。 本発明の第一実施形態の中間筒本体を示す模式図である。 本発明の第一実施形態の中間筒本体を中間中心軸線の延びる方向から見た側面図である。 本発明の第一実施形態の第二端筒本体を示す模式図である。 本発明の第一実施形態の第二端筒本体を第二中心軸線の延びる方向から見た側面図である。 本発明の第二実施形態の集水ヘッダーを示す斜視図である。 本発明の第二実施形態の集水ヘッダーを示す模式図である。 本発明の別の実施形態の中間筒本体を示す模式図である。 本発明の別の実施形態の中間筒本体を中間中心軸線の延びる方向から見た側面図である。

＜集水ヘッダーおよび膜モジュールユニット＞
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態の膜モジュールユニット１について図面を参照して詳細に説明する。
膜モジュールユニット１は、被処理水が貯留されている槽内に浸漬されることで、被処理水を濾過して汚泥と濾液である処理水とを固液分離させる。本実施形態の膜モジュールユニット１は、図１に示すように、フレーム部２と、散気管３と、膜モジュール４と、集水ヘッダー５と、合流管１０とを備えている。

フレーム部２は、膜モジュールユニット１の各構成を設置可能とされている。フレーム部２は、散気管３、膜モジュール４、及び集水ヘッダー５が取り付けられている。本実施形態のフレーム部２は、チャンネル材からなる複数（本実施形態では４本）の縦フレーム２Ｔを備えている。各縦フレーム２Ｔの上部及び下部は互いに離間した状態で横フレーム２Ｙによって接続されている。これにより、フレーム部２では、枠状の骨格が形成されている。フレーム部２は、縦フレーム２Ｔ及び横フレーム２Ｙで囲まれた面が、板材２Ｐによって覆われている。なお、図１においては、一部の板材２Ｐの図示が省略されている。

散気管３は、膜モジュール４よりも下部でフレーム部２に固定されている。散気管３は、縦フレーム２Ｔに囲まれた範囲内で下部に配置された横フレーム２Ｙに固定されている。散気管３は、酸素を排出するための複数の散気穴（不図示）が形成されている。散気管３は、図示しないブロワーによって酸素が供給されている。

膜モジュール４は、複数の中空糸膜をシート状とした中空糸膜シート状物４１と、中空糸膜シート状物４１の両側の端部を支持するハウジング４２とを有している。膜モジュール４は、フレーム部２の内部に複数配置されている。膜モジュール４は、フレーム部２の内部で中空糸膜シート状物４１の長手方向が縦フレーム２Ｔの延在する方向と平行になるように配置されている。複数の膜モジュール４は、中空糸膜シート状物４１が構成する面が互いに対面するように配置されている。膜モジュール４は、両端のハウジング４２を介してフレーム部２に固定されている。膜モジュール４は、フレーム部２に固定された状態で、上部に配置されるハウジング４２に中空糸膜の内部の濾水を外部に取り出すための取水口４３が設けられている。

なお、本実施形態における上部とは、縦フレーム２Ｔの延びている上下方向（鉛直方向）の上方側の部分である。また、下部とは、縦フレーム２Ｔの延びている上下方向（鉛直方向）の下側の部分である。

集水ヘッダー５は、複数本の膜モジュール４から濾液を集めて膜モジュールユニット１の外部に取り出すために用いられる。集水ヘッダー５は、フレーム部２の上部に配置されている。集水ヘッダー５は、上部の横フレーム２Ｙに固定されている。集水ヘッダー５は、後述する合流管１０を介して膜モジュール４と接続されている。集水ヘッダー５は、複数の筒部６を有する。本実施形態の集水ヘッダー５は、図２及び図３に示すように、複数の筒部６が互いに連結することによって構成されている。

筒部６は、少なくとも一方の端部が開口した筒状をなす筒本体６１を有する。複数の筒部６は、端部同士が互いに水密に順次連結される。複数の筒部６は、中心軸線Ｏが同軸上に配置された状態で互いに連結される。複数の筒部６のうちの少なくとも一つの筒部６が、接続部６２を有する。複数の筒部６のうちの少なくとも一つの筒部６が、取水部６３を有する。

具体的には、第一実施形態の集水ヘッダー５は、筒部６として、一つの第一端筒部７と、複数の中間筒部８と、一つの第二端筒部９とを有する。

第一端筒部７は、集水ヘッダー５の一方の端部である集水ヘッダー５の第一端部５ａ側を構成している。第一端筒部７は、集水ヘッダー５の第一端部５ａを閉塞している。本実施形態の第一端筒部７は、樹脂材料で成型されることで形成されている。第一端筒部７は、例えば、ＰＶＣで形成された管材である。第一端筒部７は、図４及び図５に示すように、第一端筒本体７１（筒本体６１）と、複数の第一端接続部７２（接続部６２）とを有する。第一端筒部７には、取水部６３が設けられていない。

第一端筒本体７１は、第一中心軸線Ｏ７を中心とする筒状をなしている。第一端筒本体７１は、第一端筒本体７１における一方の端部である第一端部７ａが閉塞され、他方の端部である第二端部７ｂが開口した有底円筒状をなしている。第一端筒本体７１は、外径が一定の大きさで形成されている。第一端筒本体７１は、第二端部７ｂの外周面が、隣接する他の筒本体６１である中間筒本体８１の第一端部８ａ側の内周面と摺接した状態で連結されている。開口している第二端部７ｂの端面には、半円形状をなして第一端部７ａ側に向かって窪む第一凹部７１１が形成されている。第一端筒本体７１は、外周面に第一貫通孔７１２が形成されている。第一貫通孔７１２は、第一凹部７１１よりも第一端部７ａ側に形成されている。つまり、第一貫通孔７１２は、第一中心軸線Ｏ７の延びる方向に第一凹部７１１と間隔を空けて並んで形成されている。

第一端接続部７２は、合流管１０を介して膜モジュール４のハウジング４２と接続されて、膜モジュール４からの濾液を第一端筒本体７１に流入させる。複数の第一端接続部７２は、第一貫通孔７１２よりも第一端部７ａ側に形成されている。第一端接続部７２は、第一中心軸線Ｏ７の延びる方向に一列に並んで複数配置されている。本実施形態の第一端接続部７２は、第一凹部７１１と第一貫通孔７１２との間隔と同じだけ互いに離れて三つ設けられている。第一端接続部７２は、第一端筒本体７１と一体に形成されている。第一端接続部７２は、第一端接続部本体７２１（接続部本体）と、第一端補強部７２２（補強部）とを有する。

第一端接続部本体７２１は、筒状をなして第一端筒本体７１の外周面から延びている。
第一端接続部本体７２１は、第一端筒本体７１を内外にわたって連通している。本実施形態の第一端接続部本体７２１は、第一端筒本体７１の外周面から第一中心軸線Ｏ７に対して垂直に延在している。第一端接続部本体７２１は、円筒状をなしている。第一端接続部本体７２１は、第一端筒本体７１と接続されている側と反対側である第一端接続部本体７２１の先端部の外周面に、螺旋状の凹凸が形成されたネジ構造Ｍを有する。具体的には、ネジ構造Ｍとして、先端部から一定の領域の外周面に螺旋状の溝が第一端接続部本体７２１に形成されている。なお、第一接続部本体７２１は、凹部の構造であって中空管の側面から内方に突出したスリーブ部を有して形成されていてもよいが、本実施形態のように、中空管の側面から外方に突出した凸部構造である第一接続部本体７２１を有していることが好ましい。

第一端補強部７２２は、第一端接続部本体７２１の第一端筒本体７１と接続されている側で、第一端接続部本体７２１の外周面と第一端筒本体７１の外周面とを繋いでいる。本実施形態の第一端補強部７２２は、三角リブである。第一端補強部７２２は、第一端接続部本体７２１を挟んで対称に一対配置されている。

中間筒部８は、集水ヘッダー５の中央部分を構成している。本実施形態の中間筒部８は、第一端筒部７と同様に、樹脂材料で成型されることで形成されている。中間筒部８は、例えば、ＰＶＣで形成された管材である。本実施形態では、三つの中間筒部８を有している。中間筒部８は、図６及び図７に示すように、中間筒本体８１（筒本体６１）と、複数の中間接続部８２（接続部６２）とを有する。

中間筒本体８１は、中間中心軸線Ｏ８を中心とする筒状をなしている。中間筒本体８１は、両側の端部が開口した円筒状をなしている。中間筒本体８１は、中間筒本体８１における一方の端部である第一端部８ａ側に、他方の端部である第二端部８ｂ側よりも外径の大きな中間拡径領域８１３を有している。中間拡径領域８１３は、中間筒本体８１の第一端部８ａから所定の領域にわたって形成されている。中間拡径領域８１３では、内径が中間筒本体８１の第二端部８ｂの内径よりも大きく形成されている。中間拡径領域８１３では、第二端部８ｂ側から第一端部８ａ側に向かうにしたがって中間中心軸線Ｏ８に近づくように内周面が傾斜している。内周面が傾斜してテーパ状をなしているために、中間筒本体８１では、第一端部８ａの内径が第二端部８ｂの外径よりもわずかに小さく形成されている。中間筒本体８１の中間拡径領域８１３の内周面が、隣接する他の中間筒本体８１の第二端部８ｂの外周面や、第一端筒本体７１の第一端部７ａの外周面と摺接した状態で接着されることで、中間筒部８同士の間や中間筒部８と第一端筒部７との間が水密に連結される。

中間筒本体８１の外径の小さい側である第二端部８ｂの端面には、半円形状をなして第一端部８ａ側に向かって窪む中間凹部８１１が形成されている。中間筒本体８１は、外周面に中間貫通孔８１２が形成されている。中間貫通孔８１２は、中間凹部８１１よりも第一端部８ａ側に形成されている。つまり、中間貫通孔８１２は、第一凹部７１１と第一貫通孔７１２との間隔と同じだけの間隔を、中間凹部８１１に対して中間中心軸線Ｏ８の延びる方向に空けて並んで形成されている。

中間接続部８２は、合流管１０を介して膜モジュール４のハウジング４２と接続され、膜モジュール４からの濾液を中間筒本体８１に流入させる。本実施形態の中間接続部８２は、第一端接続部７２と同じ形状をなしている。複数の中間接続部８２は、中間貫通孔８１２よりも第一端部８ａ側に形成されている。中間接続部８２は、中間中心軸線Ｏ８の延びる方向に一列に並んで複数配置されている。本実施形態の中間接続部８２は、第一端接続部７２と同様に、同じ間隔を空けて四つ設けられている。中間接続部８２は、中間筒本体８１と一体に形成されている。中間接続部８２は、中間接続部本体８２１（接続部本体）と、中間補強部８２２（補強部）とを有する。

中間接続部本体８２１は、筒状をなして中間筒本体８１の外周面から延びている。中間接続部本体８２１は、中間筒本体８１を内外にわたって連通している。本実施形態の中間接続部本体８２１は、中間筒本体８１の外周面から中間中心軸線Ｏ８に対して垂直に延在している。中間接続部本体８２１は、円筒状をなしている。中間接続部本体８２１は、中間筒本体８１と接続されている側と反対側である中間接続部本体８２１の先端部の外周面に、螺旋状の凹凸が形成されたネジ構造Ｍを有する。具体的には、ネジ構造Ｍとして、先端部から一定の領域の外周面に螺旋状の溝が中間接続部本体８２１に形成されている。

中間補強部８２２は、中間接続部本体８２１の中間筒本体８１と接続されている側で、中間接続部本体８２１の外周面と中間筒本体８１の外周面とを繋いでいる。本実施形態の中間補強部８２２は、第一端補強部７２２と同じ形状をなしている。中間補強部８２２は、中間接続部本体８２１を挟んで対称に一対配置されている。

第二端筒部９は、集水ヘッダー５の他方の端部である第二端部５ｂ側を構成している。
第二端筒部９は、集水ヘッダー５の第二端部５ｂを閉塞している。本実施形態の第二端筒部９は、第一端筒部７や中間筒部８と同様に、樹脂材料で成型されることで形成されている。第一端筒部７は、例えば、ＰＶＣで形成された管材である。第二端筒部９は、図８及び図９に示すように、第二端筒本体９１（筒本体６１）と、複数の第二端接続部９２（接続部６２）と、取水部６３とを有する。

第二端筒本体９１は、第二中心軸線Ｏ９を中心とする筒状をなしている。第二端筒本体９１は、第二端筒本体９１における一方の端部である第一端部９ａが開口し、他方の端部である第二端部８ｂが閉塞された有底円筒状をなしている。第二端筒本体９１は、第一端部９ａ側に第二端部９ｂ側よりも外径の大きな第二拡径領域９１３を有している。第二拡径領域９１３は、第二端筒本体９１の第一端部９ａから第二端部９ｂに向かって所定の領域にわたって形成されている。第二拡径領域９１３では、内径が第二端筒本体９１の第二端部９ｂの内径よりも大きく形成されている。第二拡径領域９１３では、第二端部９ｂ側から第一端部９ａ側に向かうにしたがって第二中心軸線Ｏ９に近づくように内周面が傾斜している。内周面が傾斜してテーパ状をなしているために、第二端筒本体９１では、第一端部９ａ側の内径が第二端部９ｂの外径よりも小さく形成されている。第二端筒本体９１の第二拡径領域９１３の内周面が、隣接する中間筒本体８１の第二端部８ｂの外周面と摺接した状態で接着されることで、中間筒部８と第二端筒部９との間が水密に連結される。

第二端接続部９２は、合流管１０を介して膜モジュール４のハウジング４２と接続され、膜モジュール４からの濾液を第二端筒本体９１に流入させる。本実施形態の第二端接続部９２は、第一端接続部７２及び中間接続部８２と同じ形状をなしている。第二端接続部９２は、第二中心軸線Ｏ９の延びる方向に一列に並んで複数配置されている。本実施形態の第二端接続部９２は、第一端接続部７２や中間接続部８２と同様に、同じ間隔を空けて五つ設けられている。第二端接続部９２は、第二端接続部本体９２１（接続部本体）と、第二端補強部９２２（補強部）とを有する。

第二端接続部本体９２１は、筒状をなして第二端筒本体９１の外周面から延びている。
第二端接続部本体９２１は、第二端筒本体９１を内外にわたって連通している。本実施形態の第二端接続部本体９２１は、第二端筒本体９１の外周面から第二中心軸線Ｏ９に対して垂直に延在している。第二端接続部本体９２１は、円筒状をなしている。第二端接続部本体９２１は、第二端筒本体９１と接続されている側と反対側である第二端接続部本体９２１の先端部で、外周面に螺旋状の凹凸が形成されたネジ構造Ｍを有する。具体的には、ネジ構造Ｍとして、先端部から一定の領域の外周面に螺旋状の溝が第二端接続部本体９２１に形成されている。

第二端補強部９２２は、第二端接続部本体９２１の第二端筒本体９１と接続されている側で、第二端接続部本体９２１の外周面と第二端筒本体９１の外周面とを繋いでいる。本実施形態の第二端補強部９２２は、第一端補強部７２２及び中間補強部８２２と同じ形状をなしている。第二端補強部９２２は、第二端接続部本体９２１を挟んで対称に一対配置されている。

取水部６３は、複数の筒部６の内部の濾液を外部に排出可能とされている。取水部６３は、ホース（図示略）を介して吸引ポンプ（図示略）と接続される。本実施形態の吸引ポンプを作動させることによって、第二端筒部９の内部の被処理水が外部に取水部６３を介して排出される。これにより、取水部６３は、第一端筒部７、中間筒部８、及び第二端筒部９の連結された複数の筒部６の内部の濾液を外部に排出可能としている。取水部６３は、円筒状をなして第二端筒本体９１の外周面から延びている。本実施形態の取水部６３は、第二端接続部９２が配置されている位置から第二中心軸線Ｏ９を中心に９０°回転した位置に設けられている。取水部６３は、第二中心軸線Ｏ９の延びる方向における第二端筒本体９１の中間付近に設けられている。取水部６３は、第二端筒本体９１の外周面から第二中心軸線Ｏ９に対して垂直に延在している。取水部６３は、第二端接続部本体９２１よりの大きな径を有する円筒状をなしている。

合流管１０は、図１に示すように、膜モジュール４のハウジング４２の取水口４３と、接続部６２である第一端接続部７２、中間接続部８２、及び第二端接続部９２とを接続している。本実施形態の合流管１０は、Ｕ字型をなして両端が開口した筒状の配管である。
合流管１０は、一方の端部がハウジング４２に設けられた取水口４３に対して着脱可能とされている。合流管１０は、取水口４３に対して着脱可能とされた端部と逆側の端部が、第一端接続部本体７２１、中間接続部本体８２１、及び第二端接続部本体９２１に着脱可能とされている。本実施形態の合流管１０は、第一端接続部本体７２１、中間接続部本体８２１、及び第二端接続部本体９２１の先端部にＯリング等のシール部材を介して嵌め込まれている。合流管１０は、第一端接続部本体７２１、中間接続部本体８２１、及び第二端接続部本体９２１の内周面に対して外周面が摺接した状態で嵌め込まれている。

図２及び図３に示すように、集水ヘッダー５においては、第一端筒本体７１の第二端部７ｂに対して中間筒本体８１の第一端部８ａが嵌め込まれる。その結果、第一端筒本体７１は、第二端部７ｂ側の外周面を中間筒本体８１の中間拡径領域８１３の内周面と摺接させながら中間筒本体８１と連結される。ここで、筒本体６１と隣接する他の筒本体６１とが摺接する領域を「摺接領域」と言う。従って、第一端筒本体７１の第二端部７ｂの外周面において、中間筒本体８１の中間拡径領域８１３の内周面と摺接する領域は、第一端筒本体７１における摺接領域であり、中間筒本体８１の中間拡径領域８１３の内周面において、第一端筒本体７１の第二端部７ｂの外周面と摺接する領域は、中間筒本体８１における摺接領域である。
これにより、第一端筒部７は、第一中心軸線Ｏ７の位置と中間中心軸線Ｏ８の位置とを一致させた状態で中間筒部８と連結される。この際、第一端筒部７の第一貫通孔７１２や第一凹部７１１の位置が、中間筒部８の中間接続部本体８２１の位置と一致している。これにより、第一端筒部７と中間筒部８とが重なった状態でも、中間接続部本体８２１は第一端筒部７及び中間筒部８の内外に連通した状態となっている。

なお、筒本体６１（以下の数段落において、仮に筒本体６１Ａとする。）の端部の外周面と、隣接する他の筒本体６１（以下の数段落において、仮に筒本体６１Ｂとする。）の端部の内周面を摺接させるにあたって、筒本体６１Ａの摺接領域における貫通孔や凹部の位置と、筒本体６１Ｂの摺接領域における接続部本体の位置とを一致させるために、筒本体６１Ｂの内周面に位置決め機構を備えることが好ましい。
位置決め機構は、筒本体６１Ａと筒本体６１Ｂとが、決められた摺接領域で摺接できるよう、筒本体６１Ｂの内周面に内方に突出した凸部を形成したものであってもよい。凸部は、内周面の一部に設けられていてもよいし、全部に設けられていてもよい。筒本体６１Ｂ内部の濾液の流通を妨げないためには、内周面全体（貫通孔が存在する部分を除く。）にわたって、筒本体６１Ａの厚み程度の高さ、又はそれ未満の高さの凸部を設けることが好ましい。

また、摺接領域の筒本体の長さ方向に沿った長さは、筒本体６１Ｂの内周面の最外部（図６における第一端部８ａ、図８における第一端部９ａ）の内径の６０〜１００％が好ましく、７５〜９５％がより好ましく、８５〜９０％がさらに好ましい。
摺接領域の筒本体の長さ方向に沿った長さが前記下限値以上であれば、中心軸がぶれにくく、前記上限値以下であれば、組立が容易である。

第一端部８ａが第一端筒部７と連結された中間筒部８は、第二端部８ｂが他の中間筒部８と連結される。つまり、中間筒本体８１は、第二端部８ｂ側の外周面を他の中間筒本体８１の中間拡径領域８１３の内周面と摺接させながら、他の中間筒本体８１と連結される（中間筒本体８１の第二端部８ｂ側の外周面のうち、他の中間筒本体８１の中間拡径領域８１３の内周面に摺接する領域、及び、他の中間筒本体８１の中間拡径領域８１３の内周面のうち、中間筒本体８１の第二端部８ｂの外周面と摺接する領域は、いずれも摺接領域である。）。これにより、中間筒部８同士は、中間中心軸線Ｏ８の位置を互いに一致させた状態で連結される。このように複数の中間筒部８が連結される。本実施形態では、三つの中間筒部８が連結される。

複数連結された中間筒部８うちの最も第二端部８ｂ側に配置された中間筒部８は、第二端部８ｂが第二端筒部９と連結される。最も第二端部８ｂ側の中間筒本体８１は、第二端部８ｂの外周面を第二端筒本体９１の第二拡径領域９１３の内周面と摺接させながら第二端筒本体９１と連結される（中間筒本体８１の第二端部８ｂ側の外周面のうち、第二端筒本体９１の第二拡径領域９１３の内周面に摺接する領域、及び、第二端筒本体９１の第二拡径領域９１３の内周面のうち、中間筒本体８１の第二端部８ｂの外周面と摺接する領域は、いずれも摺接領域である。）。これにより、第二端筒部９は、第二中心軸線Ｏ９の位置と中間中心軸線Ｏ８の位置とを一致させた状態で中間筒部８と連結される。このようにして、集水ヘッダー５が複数の筒部６によって組み上げられる。

上記のような第一実施形態の集水ヘッダー５によれば、第一端筒部７、中間筒部８、及び第二端筒部９が、集水ヘッダー５の中心軸線Ｏの延びる方向に互いに水密に連結されている。第一端筒部７、中間筒部８、及び第二端筒部９にはそれぞれ接続部６２として、第一端接続部７２や中間接続部８２や第二端接続部９２が設けられている。そのため、第一端筒部７、中間筒部８、及び第二端筒部９を中心軸線Ｏの延びる方向にそれぞれ連結させるだけで、膜モジュール４に接続可能な集水ヘッダー５を得ることができる。したがって、少ない部材を中心軸線Ｏの延びる方向に単に連結させるだけの容易な組み立てにより、集水ヘッダー５を得ることができる。

また、第一端筒部７、中間筒部８、及び第二端筒部９を樹脂材料によって成型することで、安価で量産性に優れた材料で集水ヘッダー５を形成することができる。さらに、樹脂材料で形成されることで、金属材料で形成した場合に比べて軽量化を図ることができる。

また、接続する膜モジュール４の数に併せて、中間筒部８の数を変えるだけで、中心軸線Ｏの延びる方向に長さを変化させて、任意の長さの集水ヘッダー５を得ることができる。

また、中間筒本体８１に中間拡径領域８１３が形成されている。そのため、第一端筒部７の第二端部７ｂの外周面と中間筒部８の第一端部８ａの内周面とを摺接させたり、隣接する中間筒部８の外周面と内周面とを摺接させたりすることができる。同様に、第二端筒本体９１に第二拡径領域９１３が形成されている。そのため、第二端筒部９の第二端部９ｂの外周面と中間筒部８の第一端部８ａの内周面とを摺接させることができる。したがって、隣接する筒部６同士の連結強度を高めて、互いに水密に連結させることが容易にできる。

また、中間拡径領域８１３や第二拡径領域９１３の内周面がテーパ状をなしている。そのため、部分的に干渉した状態で、隣接する第一端筒部７や中間筒部８と連結させることができる。したがって、隣接する筒部６同士の連結強度をより一層高めて、互いに水密に連結させることが容易にできる。

また、膜モジュール４と合流管１０を介して接続される第一端接続部７２は、筒状をなす第一端接続部本体７２１を有している。同様に、中間接続部８２は、筒状をなす中間接続部本体８２１を有している。第二端接続部９２は、筒状をなす第二端接続部本体９２１を有している。そのため、単に第一端筒本体７１、中間筒本体８１、及び第二端筒本体９１に合流管１０を嵌め込むための孔（凹部）を形成した場合に比べて、接続部６２にＯリング等のシール部材を設け易くすることができる。したがって、第一端筒部７、中間筒部８、及び第二端部８ｂと合流管１０とを水密に連結することができる。

また、第一端接続部本体７２１、中間接続部本体８２１、及び第二端接続部本体９２１の先端部の外周面に、螺旋状の凹凸が形成されたネジ構造Ｍを有している。そのため、内周面にネジ構造が形成された蓋のような部材を用いることで、ネジ構造Ｍを介して嵌合させて接続することができる。したがって、第一端接続部本体７２１、中間接続部本体８２１、及び第二端接続部９２に他の部材を単に嵌め込む場合に比べて、より強固に接続させることができ、脱落を防止することができる。そのため、仮に、部分的に膜モジュール４と接続する必要が無い接続部６２があっても、その接続部６２を閉塞することができる。

さらに、第一端接続部本体７２１、中間接続部本体８２１、及び第二端接続部本体９２１の内周面ではなく、外周面にネジ構造Ｍが形成されていることで合流管１０を接続する際のシール性が損なわれてしまうことを抑制できる。つまり、本実施形態のように、第一端接続部本体７２１、中間接続部本体８２１、及び第二端接続部本体９２１の内部に合流管１０が嵌まり込む構造とすることで、第一端接続部本体７２１、中間接続部本体８２１、及び第二端接続部本体９２１と合流管１０との連結にネジ構造Ｍが影響を与えることを防ぐことができる。

また、第一端補強部７２２を有することで、第一端接続部本体７２１と第一端筒本体７１との接合強度を向上させることができる。同様に、中間補強部８２２及び第二端補強部９２２を有することで、中間接続部本体８２１と中間筒本体８１との接合強度や第二端接続部本体９２１と第二端筒本体９１との接合強度を向上させることができる。

［第二実施形態］
以下、本発明の第二実施形態の集水ヘッダー５Ａについて図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明の第一実施形態の膜モジュールユニット１における集水ヘッダー５に代えて、集水ヘッダー５Ａを採用することにより、本発明の第二実施形態の膜モジュールユニットとすることができる。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の集水ヘッダーは、取水部の構成について、第一実施形態と大きく相違する。

第二実施形態の集水ヘッダー５Ａは、図１０及び図１１に示すように、第一実施形態とは異なる複数の筒部６が互いに連結されることによって構成されている。具体的には、第二実施形態の集水ヘッダー５Ａは、筒部６として、複数の第二中間筒部８０と、端筒部７０と、取水筒部９０とを有する。

第二中間筒部８０は、集水ヘッダー５Ａの中央部分を構成している。第二中間筒部８０は、第一実施形態の中間筒部８よりも多くの中間接続部８２が設けられている。第二中間筒部８０は、第一実施形態の中間筒部８と同様に、樹脂材料で成型されることで形成されている。第二中間筒部８０は、例えば、ＰＶＣで形成された管材である。第二実施形態の集水ヘッダー５Ａは、二つの第二中間筒部８０を有している。第二中間筒部８０は、第二中間筒本体８１０（筒本体６１）と、複数の中間接続部８２とを有する。

第二中間筒本体８１０は、第一実施形態の中間筒本体８１よりも長く形成されている。
第二中間筒本体８１０は、両側の端部が開口した円筒状をなしている。第二中間筒本体８１０は、中間筒本体８１と同様に、第二中間筒本体８１０における他方の端部である第二端部に一方の端部である第一端部側に中間拡径領域８１３を有している。第二中間筒本体８１０の中間拡径領域８１３の内周面が、隣接する他の第二中間筒本体８１０の第一端部の外周面や、取水筒部９０の第一端部の外周面と摺接した状態で接着されることで、第二中間筒部８０同士の間や第二中間筒部８０と取水筒部９０との間が水密に連結される。

中間接続部８２は、第一実施形態と同様の形状をなしている。第二実施形態の中間接続部８２は、互いに離れて十箇所に設けられている。中間接続部８２は、第二中間筒本体８１０と一体に形成されている。

端筒部７０は、第二実施形態の集水ヘッダー５Ａの一方の端部である第一端部５ａ側を構成している。端筒部７０は、集水ヘッダー５の第一端部５ａを閉塞している。本実施形態の端筒部７０は、第二中間筒部８０と同様に、樹脂材料で成型されることで形成されている。端筒部７０は、例えば、ＰＶＣで形成された管材である。端筒部７０は、接続部６２や取水部６３を有しておらず、筒本体６１である端筒本体７１Ａのみを有している。

端筒本体７１Ａは、有底円筒状をなしている。端筒本体７１Ａは、第二中間筒本体８１０の第二端部と同じ大きさの外径で形成されている。端筒本体７１Ａは、開口している端部に第二中間筒本体８１０の第一端部が嵌まり込む。これにより、端筒本体７１Ａの内周面が、隣接する第二中間筒本体８１０の外周面と摺接した状態で接着されることで、第二中間筒部８０と端筒部７０との間が水密に連結される。

取水筒部９０は、第二実施形態の集水ヘッダー５の他方の端部である第二端部５ｂ側を構成している。本実施形態の取水筒部９０は、第二中間筒部８０及び端筒部７０と同様に、樹脂材料で成型されることで形成されている。取水筒部９０は、例えば、ＰＶＣで形成された管材である。取水筒部９０は、接続部６２を有しておらず、取水筒本体９１Ａと取水部６３Ａを有している。

本実施形態の取水筒本体９１Ａは、取水部６３Ａと一体をなしている。取水筒本体９１Ａは、Ｌ字型の管状の継手（エルボ）である。取水筒本体９１Ａは、第二中間筒部８０の第二端部と同じ大きさの外径で形成されている。取水筒本体９１Ａは、外周面が取水筒本体９１Ａや第二中間筒部８０の内周面と摺接可能とされた管材を介して、第二中間筒部８０と連結されている。これにより、取水筒本体９１Ａが、隣接する第二中間筒本体８１０に対して管材を介して水密に連結される。また、取水筒部９０は、第二中間筒部８０と連結されていない側の端部が開口されており、ホース（図示略）を介して吸引ポンプ（図示略）と接続される。つまり、第二実施形態の取水部６３Ａは、取水筒本体９１Ａの第二中間筒部８０と連結されていない側の端部によって構成されている。

上記のような第二実施形態の集水ヘッダー５Ａにおいても、第一実施形態の集水ヘッダー５と同様の作用効果を得ることができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の例について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

第一実施形態および第二実施形態では、補強部（第一端補強部７１１、中間補強部８２２、第二端補強部９２２）を、接続部本体の筒本体と接続されている側で、接続部本体の外周面と筒本体の外周面をつなぐように、接続部本体を挟んで対称に一対配置された三角リブで示しているが、補強部の態様はこのような態様に限定されるものではない。
例えば、一部の補強部の形状が他の補強部の形状と異なっていてもよく、図１２及び図１３に示すように、摺動領域に位置する接続部本体（一部が摺動領域に位置する接続部本体を含む。）の補強部（例えば、中間補強部についての８２２Ａ）が、筒本体の外周に沿って、外周の周方向全体にわたって配置されていてもよい。ここで、外周の周方向全体にわたって配置されるとは、外周の周方向全体の長さの８０％以上の範囲に配置されていることを指す。即ち、図１２及び図１３に示すように、一部が筒本体の外周面の高さと同一になり、補強部が一部途切れた形状となっていても、外周の周方向全体の長さの８０％以上の範囲に補強部が配置されていればよい。

第一実施形態及び第二実施形態では、第一端接続部７２、中間接続部８２、第二端接続部９２等の接続部６２の形状を全て同じとしたが、接続部６２はこのような形状に限定されるものでない。接続部６２は、設けられる筒部６に応じてそれぞれ異なる形状であってもよい。

また、第一実施形態では、第二端筒部９のみが取水部６３を有し、第二実施形態では、取水筒部９０が取水部６３を有していたが、このように一つの筒部６のみが取水部６３を有している構造に限定されるものではない。例えば、第一実施形態の集水ヘッダー５において、第一端筒部７や中間筒部８に取水部６３を有することで、一つの集水ヘッダー５に対して複数の取水部６３を有していてもよい。また、第二実施形態の集水ヘッダー５Ａにおいて、端筒部７０に取水部６３Ａを有することで、一つの集水ヘッダー５Ａに対して複数の取水部６３Ａを有していてもよい。

また、第一実施形態の第一端筒部７、中間筒部８、及び第二端筒部９のように、すべての筒部６が接続部６２を有していることに限定されるものではない。例えば、第一端筒部７や第二端筒部９に接続部６２が設けられていなくてもよい。

また、本実施形態では、中間筒本体８１の第一端部８ａ側のみに中間拡径領域８１３が設けられていたがこのような構造に限定されるものではない。同様に、第二端筒本体９１の第一端部９ａ側のみに第二拡径領域９１３が設けられていたが、このような構造に限定されるものではない。したがって、例えば、中間筒本体８１の第二端部８ｂ側や第二端筒本体９１の第二端部９ｂ側に、中間拡径領域８１３や第二拡径領域９１３に相当するような隣接する部材の外周面と摺接可能な内周面を有する拡径領域を有していても良い。

また、隣接する筒部６同士は、単に嵌め込まれて連結される構造に限定されるものではない。したがって、隣接する筒部６は、筒部６同士の間を溶接される溶接部とすることで、より強固に連結されてもよい。

＜水処理方法＞
本発明の水処理方法では、本発明の集水ヘッダーと、集水ヘッダーが備える接続部に接続される膜モジュールと、集水ヘッダー及び膜モジュールが取り付けられたフレーム部とを備える、本発明の膜モジュールユニットを用いて水処理が行われる。本発明の膜モジュールユニットが用いられる以外は、公知の態様を採用することができる。

１ 膜モジュールユニット
２ フレーム部
２Ｔ 縦フレーム
２Ｙ 横フレーム
２Ｐ 板材
３ 散気管
４ 膜モジュール
４１ 中空糸膜シート状物
４２ ハウジング
４３ 取水口
５、５Ａ 集水ヘッダー
６ 筒部
６１ 筒本体
６２ 接続部
６３、６３Ａ 取水部
Ｏ 中心軸線
７ 第一端筒部
７１ 第一端筒本体
７１１ 第一凹部
７１２ 第一貫通孔
Ｏ７ 第一中心軸線
７２ 第一端接続部
７２１ 第一端接続部本体
７２２ 第一端補強部
Ｍ ネジ構造
８ 中間筒部
８１ 中間筒本体
８１１ 中間凹部
８１２ 中間貫通孔
８１３ 中間拡径領域
Ｏ８ 中間中心軸線
８２ 中間接続部
８２１ 中間接続部本体
８２２、８２２Ａ 中間補強部
９ 第二端筒部
９１ 第二端筒本体
９１１ 第二凹部
９１２ 第二貫通孔
９１３ 第二拡径領域
Ｏ９ 第二中心軸線
９２ 第二端接続部
９２１ 第二端接続部本体
９２２ 第二端補強部
１０ 合流管
８０ 第二中間筒部
８１０ 第二中間筒本体
７０ 端筒部
７１Ａ 端筒本体
９０ 取水筒部
９１Ａ 取水筒本体

Claims (11)

1. 複数本の膜モジュールから濾液を集め取り出すための集水ヘッダーであって、
   少なくとも一方の端部が開口した筒状をなし、前記端部同士が互いに水密に順次連結される筒本体を有する複数の筒部を備え、
   前記複数の筒部のうちの少なくとも一つの筒部が、前記膜モジュールと接続されて前記膜モジュールから前記濾液が流入する接続部を有し、
   前記複数の筒部のうちの少なくとも一つの筒部が、前記筒本体の内部の前記濾液を外部に排出可能な取水部を有し、
   前記筒本体の端部の摺接領域の外周面と、隣接する他の筒本体の端部の摺接領域の内周面とが摺接されて、筒本体と隣接する他の筒本体とが連結し、
   隣接する他の筒本体の端部の内周面と摺接する、端部の外周面を有する筒本体の摺接領域に、少なくとも一つの貫通孔が形成されており、
   前記貫通孔が、前記隣接する他の筒本体の接続部と連通している集水ヘッダー。
2. 隣接する他の筒本体の端部の外周面と摺接する、端部の内周面を有する筒本体の内周面に、位置決め機構を備える請求項１に記載の集水ヘッダー。
3. 前記位置決め機構が前記内周面から内方に突出した凸部である請求項２に記載の集水ヘッダー。
4. 前記摺接領域の筒本体の長さ方向における長さが、隣接する他の筒本体の端部の外周面と摺接する、端部の内周面を有する筒本体の内周面の最外部の内径の６０％以上である請求項１〜３のいずれか一項に記載の集水ヘッダー。
5. 前記接続部は、筒状をなして前記筒本体の外周面から延びる接続部本体を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の集水ヘッダー。
6. 前記接続部本体は、前記接続部本体の前記筒本体と接続されている側と反対側の先端部の外周面に、螺旋状の凹凸が形成されたネジ構造を有する請求項５に記載の集水ヘッダー。
7. 前記接続部本体は、前記接続部本体の前記筒本体と接続されている側に、前記接続部本体の外周面と前記筒本体の外周面とを繋ぐ補強部を有する請求項５又は６に記載の集水ヘッダー。
8. 前記摺接領域に位置する前記接続部本体の補強部が、前記筒本体の外周に沿って、前記外周の周方向全体にわたって配置されている請求項７に記載の集水ヘッダー。
9. 樹脂材料で成形された樹脂成形部材である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の集水ヘッダー。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の集水ヘッダーと、
    前記接続部に接続される膜モジュールと、
    前記集水ヘッダー及び前記膜モジュールが取り付けられたフレーム部とを備える膜モジュールユニット。
11. 請求項１０に記載の膜モジュールユニットを用いることを特徴とする水処理方法。

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