JP6460856B2 - Membrane element manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、膜分離活性汚泥処理に用いられる膜エレメントの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a membrane element used for membrane separation activated sludge treatment.
従来、膜分離活性汚泥処理においては、ケース内に、複数の膜エレメントが所定間隔をあけて配列され、これら膜エレメントの下方に散気装置を設けた膜分離装置が使用される。 Conventionally, in membrane separation activated sludge treatment, a membrane separation apparatus is used in which a plurality of membrane elements are arranged at predetermined intervals in a case and an air diffuser is provided below these membrane elements.
図9に示すように、膜エレメント101は、濾板102と、濾板102の両面に備えられた分離膜103とを有している。分離膜103は、周縁部に沿って、例えば熱溶着により濾板102に接合されている。分離膜103と濾板102との接合部104(溶着部)は直線からなる四角枠状に形成されている。尚、接合部104で囲まれた領域が有効濾過領域105であり、この有効濾過領域105内において、被処理液が分離膜103を透過して透過液が得られる。
As shown in FIG. 9, the
これによると、濾過運転時において、散気装置で散気を行うことにより、膜エレメント101間を下から上へ流れる気液混相の上向流106が発生し、この上向流106によって濾板102が振動する。そして、この振動により、分離膜103が揺れて接合部104に応力が繰り返し発生し、接合部104が経年劣化し、分離膜103が接合部104の箇所で剥離又は破断するといった問題がある。また、分離膜103が接合部104の箇所で剥離又は破断すると、接合部104は直線状に形成されているため、接合部104の長さ方向に沿って剥離又は破断が拡大されてしまうといった問題がある。
According to this, during the filtration operation, by performing aeration with the aeration device, an
この問題の対策として、図10に示すように、直線状の接合部104,110を内外に複数本形成したり、接合部110の外側に網目状の補助接合部111を形成することが考えられる。これによると、接合部104,110を多重に設けることで、接合部104,110の一部が剥離又は破断したとしても、接合部104,110全体としてのシール性を確保することができるが、接合部104,110に発生する応力自体を低減させるものではない。尚、このような複数本の接合部104,110および補助接合部111を形成した膜エレメント101については例えば下記特許文献1に記載されている。
As measures against this problem, as shown in FIG. 10, it is conceivable to form a plurality of linear
上記図10に示した従来形式では、接合部104,110に発生する応力自体を低減することはできず、また、複数本の接合部104,110および補助接合部111を形成するのに要する接合領域112(スペース)が拡大するため、有効濾過領域105が縮小されてしまうことがある。
In the conventional type shown in FIG. 10, the stress itself generated in the
本発明は、分離膜が接合部の箇所で剥離又は破断するのを防止することができる膜エレメントの製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the membrane element which can prevent that a separation membrane peels or fractures | ruptures in the location of a junction part.
上記目的を達成するために、本第1発明は、合成樹脂製の濾板の表面に有機膜からなる分離膜が備えられ、分離膜は周縁部に沿って濾板に接合されている膜エレメントの製造方法であって、
押圧面に凹凸が形成された加熱板と濾板との間に分離膜を挟んだ状態で、加熱板を濾板に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板とを接合し、膜エレメントの厚み方向における凹凸を有する接合部を形成するものである。
In order to achieve the above object, the first invention is a membrane element in which a separation membrane made of an organic membrane is provided on the surface of a synthetic resin filter plate, and the separation membrane is joined to the filter plate along the peripheral edge. A manufacturing method of
By pressing the heating plate against the filter plate with the separation membrane sandwiched between the heating plate with the unevenness formed on the pressing surface and the filter plate, the peripheral edge of the separation membrane and the filter plate are joined. The junction part which has the unevenness | corrugation in the thickness direction of a membrane element is formed .
これによると、加熱した加熱板と濾板との間に分離膜を挟んだ状態で、加熱板を濾板に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板とが溶着されて接合され、厚み方向における凹凸を有する接合部が形成される。
接合部がその長さ方向に沿って膜エレメントの厚み方向における凹凸を有するため、接合部が厚み方向において凹凸状に屈曲(又は湾曲)し、凹凸の無い直線状の接合部に比べて、接合部の長さが長くなる。これにより、接合部に発生する応力が分散されることで、接合部の単位長さ当りの応力が低減され、分離膜が接合部の箇所で剥離又は破断するのを防止することができる。
According to this, by pressing the heating plate against the filter plate with the separation membrane sandwiched between the heated heating plate and the filter plate, the peripheral edge of the separation membrane and the filter plate are welded and joined. As a result, a joint having irregularities in the thickness direction is formed.
Since the joint has irregularities in the thickness direction of the membrane element along its length direction, the joint is bent (or curved) in an irregular shape in the thickness direction, and compared to a linear joint without irregularities. The length of the part becomes longer. Thereby, the stress generated in the joint is dispersed, whereby the stress per unit length of the joint is reduced, and the separation film can be prevented from peeling or breaking at the joint.
本第2発明における膜エレメントの製造方法は、濾板は、表面の周縁部に、厚み方向に突出した突部を有しており、
加熱板を濾板の突部に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板とを接合するものである。
In the manufacturing method of the membrane element in the second invention, the filter plate has a protrusion protruding in the thickness direction on the peripheral edge of the surface,
By pressing the heating plate against the projection of the filter plate, the peripheral edge of the separation membrane and the filter plate are joined.
これによると、加熱した加熱板と濾板との間に分離膜を挟んだ状態で、加熱板を濾板の突部に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板の突部とが溶着されて接合される。この際、加熱板の凹凸に対応して、濾板の突部が凹凸状に溶融するため、加熱板の熱が濾板の突部に集中して伝わり、効率的に濾板の突部を軟化または溶融させることができ、厚み方向における凹凸を有する接合部が形成される。 According to this, with the separation membrane sandwiched between the heated heating plate and the filter plate, by pressing the heating plate against the projection of the filter plate, the peripheral edge of the separation membrane and the projection of the filter plate Are welded together. At this time, since the protrusions of the filter plate melt in an uneven shape corresponding to the unevenness of the heating plate, the heat of the heating plate is concentrated and transmitted to the protrusions of the filter plate, and the protrusions of the filter plate are efficiently transferred. It can be softened or melted, and a joint having unevenness in the thickness direction is formed.
本第3発明における膜エレメントの製造方法は、加熱板の凹凸は同一パターンを繰り返して形成されているものである。 In the manufacturing method of the membrane element in the third invention, the unevenness of the heating plate is formed by repeating the same pattern.
以上のように本発明によると、接合部がその長さ方向に沿って厚み方向において凹凸状に屈曲(又は湾曲)しているため、凹凸の無い直線状の接合部に比べて、接合部の長さが長くなる。これにより、接合部に発生する応力が分散されることで、接合部の単位長さ当りの応力が低減され、分離膜が接合部の箇所で剥離又は破断するのを防止することができる。 As described above, according to the present invention, the joint portion is bent (or curved) in the uneven direction in the thickness direction along the length direction thereof. Length increases. Thereby, the stress generated in the joint is dispersed, whereby the stress per unit length of the joint is reduced, and the separation film can be prevented from peeling or breaking at the joint.
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態では、図1に示すように、1は膜分離活性汚泥処理に用いられる膜分離装置であり、この膜分離装置1は処理槽(図示省略)内に浸漬されて設置されている。膜分離装置1は、ケース3と、ケース3内に収容された複数の平板状の膜エレメント4と、膜エレメント4の下方に設置された散気装置5とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a membrane separation device used for membrane separation activated sludge treatment, and this membrane separation device 1 is installed by being immersed in a treatment tank (not shown). ing. The membrane separation device 1 includes a
ケース3は、上下両端部が開放されており、上部の膜ケース7と、下部の散気ケース8とに分割形成されている。散気装置5は散気ケース8内に設置されている。
図2〜図5に示すように、膜エレメント4は、熱可塑性の合成樹脂(例えばABS樹脂等)製の四角平板状の濾板9と、濾板9の両面に設けられた分離膜10とを有し、膜面同士を対向させた状態で所定間隔をあけて配列されている。分離膜10は、有機膜であり、周縁部に沿って、熱溶着により濾板9に接合されている。これにより、分離膜10の周縁部に、四角枠状の接合部12が形成される。尚、接合部12で囲まれた領域が有効濾過領域13である。
The
As shown in FIGS. 2 to 5, the membrane element 4 includes a square plate-
濾板9と分離膜10との間および濾板9の内部には、透過液14が流れる透過液流路(図示省略)が形成され、透過液流路に連通する透過液取出口15が濾板9の上端部に設けられている。尚、図1に示すように、透過液取出口15には透過液取出管路16が接続され、透過液取出管路16には透過液14を吸引する吸引ポンプ(図示省略)が設けられている。
A permeate passage (not shown) through which the
接合部12は、その長さ方向に沿って、膜エレメント4の厚み方向Tにおける複数の凹凸部20,21を有している。凹凸部20,21は波型形状の同一パターンを繰り返して形成されている。尚、図3〜図5では、形状を把握し易くするために、凹凸部20,21を実際のものよりも誇張して示しており、実際には、図5に示すように、凹部20の底部から凸部21の頂部までの高さHは凹凸部20,21のピッチPよりも小さく、上記高さHが0.3〜1mm、ピッチPが1〜3mmの範囲に設定されている。
The
図3(a)には、分離膜10を接合する前の濾板9が示されており、濾板9は、両面の周縁部にそれぞれ、厚み方向Tに突出した突部23を有している。両突部23はそれぞれ四角枠状に形成され、突部23の幅Wは一例として3mmに設定されている。
FIG. 3A shows the
図3(a)に示すように、加熱板24は、膜エレメント4を製造する際に使用される四角枠状の部材であり、濾板9に対する押圧面24aに、膜エレメント4の厚み方向Tに対応した凹凸部25,26を有している。加熱板24の凹凸部25,26は、接合部12の凹凸部20,21と同様に、波型形状の同一パターンを繰り返して形成されている。
As shown in FIG. 3A, the
以下に、上記膜エレメント4の製造方法について説明する。
図3(a)に示すように、加熱板24と濾板9との間に分離膜10を挟み、この状態で、加熱板24を濾板9の突部23に対して押圧することにより、分離膜10の周縁部と濾板9の突部23とを溶着して接合する。この際、加熱板24の凹凸部25,26に対応して、濾板9の突部23が凹凸状に溶融するため、図3(b)に示すように、長さ方向に沿って厚み方向Tにおける凹凸部20,21を有する接合部12が形成される。その後、加熱板24を濾板9から離脱させる。
Below, the manufacturing method of the said membrane element 4 is demonstrated.
As shown in FIG. 3 (a), the
このようにして濾板9の表裏片面に分離膜10を接合した後、濾板9の表裏を反転させ、同様な方法で、濾板9の反対側の片面に分離膜10を接合する。
上記のようにして製造された膜エレメント4においては、接合部12がその長さ方向に沿って厚み方向Tにおける凹凸部20,21を有するため、接合部12が厚み方向Tにおいて凹凸状に屈曲(又は湾曲)し、従来の凹凸部の無い直線状の接合部に比べて、接合部12の長さが長くなる。これにより、接合部12に発生する応力が分散されることで、接合部12の単位長さ当りの応力が低減され、分離膜10が接合部12の箇所で剥離又は破断するのを防止することができる。
After the
In the membrane element 4 manufactured as described above, since the
上記第1の実施の形態では、熱溶着によって、凹凸部20,21を有する接合部12を形成しているが、超音波溶着によって、凹凸部20,21を有する接合部12を形成してもよく、或いは、予め濾板9に凹凸部20,21を形成しておき、レーザー溶着や接着剤等によって分離膜10を濾板9に接合することで、凹凸部20,21を有する接合部12を形成してもよい。
In the said 1st Embodiment, although the
(他の実施の形態)
上記第1の実施の形態では図5に示すように接合部12の凹凸部20,21を円弧状の波型にしたが、第2の実施の形態では図6に示すように凹凸部20,21を三角状の波型にしてもよく、また、第3の実施の形態では図7に示すように凹凸部20,21を四角状の波型にしてもよい。或いは上記第1〜第3の実施の形態のような波型ではなく、第4の実施の形態として、図8に示すように、凹部20を膜エレメント4の厚み方向Tから見て円形(又は三角形や四角形等の多角形)の窪みとし、互いに隣り同士の凹部20間を凸部21としてもよい。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the concavo-
4 膜エレメント
9 濾板
10 分離膜
12 接合部
20,21 凹凸部
23 突部
24 加熱板
24a 押圧面
25,26 凹凸部
T 厚み方向
4
Claims (3)
押圧面に凹凸が形成された加熱板と濾板との間に分離膜を挟んだ状態で、加熱板を濾板に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板とを接合し、膜エレメントの厚み方向における凹凸を有する接合部を形成することを特徴とする膜エレメントの製造方法。By pressing the heating plate against the filter plate with the separation membrane sandwiched between the heating plate with the unevenness formed on the pressing surface and the filter plate, the peripheral edge of the separation membrane and the filter plate are joined. A method for producing a membrane element, comprising forming a joint having irregularities in the thickness direction of the membrane element.
加熱板を濾板の突部に対して押圧することにより、分離膜の周縁部と濾板とを接合することを特徴とする請求項1記載の膜エレメントの製造方法。The method for manufacturing a membrane element according to claim 1, wherein the peripheral edge of the separation membrane and the filter plate are joined by pressing the heating plate against the protrusion of the filter plate.
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