JPH10180050A - 膜分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省施工及び省スペースで、低圧力損失をも実
現する膜分離装置を提供する。 【解決手段】 被処理水を固液分離処理する膜モジュー
ル（１）が、複数枚の膜モジュールとの接続を可能とし
た集水ヘッダー（２）に連通接続された膜分離装置にお
いて、膜モジュールは連結部（１１）を備え、集水ヘッ
ダーは、膜モジュール連結部との連結を可能とした連結
受け部（２１）を複数備え、膜モジュールが集水ヘッダ
ーに直付け可能とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、膜分離装置に関
するものである。さらに詳しくは、この発明は、省施工
及び省スペースで、低圧力損失をも実現する膜分離装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、浄化槽をはじめとする各種水
処理装置には、膜分離装置が備えられ、水中に含まれる
固形分を分離除去することが行われている。図８は、膜
分離装置の構成を模式的に示した断面図である。たとえ
ばこの図８に図示されるように、膜分離装置は、被処理
水（５１）に浸漬されて使用される膜モジュール（５
２）を備えている。この膜モジュール（５２）では、被
処理水（５１）を固液分離し、水中に含まれる浮遊物等
のきょうざつ物を除去する。また、膜分離装置には、集
水ヘッダー（５３）が設けられてもおり、膜モジュール
（５２）を通過した後の膜透過水（５４）を一旦この集
水ヘッダー（５３）に導き、所定部位に処理水として移
送することができるようにしている。

【０００３】このような膜分離装置では、膜モジュール
（５２）と集水ヘッダー（５３）は、一般に、図９に示
したように、管路によって連通接続されている。すなわ
ち、膜モジュール（５２）と集水ヘッダー（５３）の間
には、これらを相互に連通接続する集水管（５５）が設
けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
ばこの図９に示されるような従来の膜分離装置には、膜
モジュール（５２）と集水ヘッダー（５３）の間の接続
構造に解決されるべき課題がある。すなわち、膜分離装
置では、膜モジュール（５２）は、１本の集水管（５
５）を介して集水ヘッダー（５３）に接続されるため、
当然のことながら、集水管（５５）の本数は膜モジュー
ル（５２）の枚数に一致し、膜モジュール（５２）の枚
数が増えるにしたがって集水管（５５）の本数も多くな
る。このため、膜分離装置における配管が複雑となり、
集水管（５５）の施工に手間と時間がかかるという問題
があった。

【０００５】特に従来の膜分離装置では、集水管（５
５）と膜モジュール（５２）の接続に図１０に示したよ
うな接続方式が採用されており、上記の問題が顕在化さ
れている。この接続方式において、膜モジュール（５
２）側にはホースニプル（５６）が設けられ、集水管
（５５）をこのホースニプル（５６）に嵌め込んだ後
に、バンド（５７）を用いて集水管（５５）をホースニ
プル（５６）に締め付け、固定する。このような作業
は、膜モジュール（５２）毎に行わなければならない。
したがって、膜モジュール（５２）の枚数が増えるにし
たがって、集水ヘッダー（５３）との接続作業は煩雑き
わまりないものとなっていた。

【０００６】以上の点は、膜分離装置の点検保守時にも
同じく認められる。つまり、集水管（５５）の取外し及
び取付けは、膜モジュール（５２）毎に行わなければな
らない。また、従来の膜分離装置では、集水管（５５）
の使用により、その分のスペースが必要となっている。
しかも、集水管（５５）の長さ分だけ圧力損失が大きく
なってもいる。膜透過水（５４）の移送には圧力損失は
極力小さくすることが好ましい。

【０００７】この発明は、以上の通りの事情に鑑みてな
されたものであり、従来の膜分離装置の欠点を解消し、
省施工性及び省スペースで、低圧力損失を実現する膜分
離装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、被処理水を固液分離処理する膜
モジュールが、複数枚の膜モジュールとの接続を可能と
した集水ヘッダーに連通接続された膜分離装置におい
て、膜モジュールは連結部を備え、集水ヘッダーは、膜
モジュール連結部との連結を可能とした連結受け部を複
数備え、膜モジュールが集水ヘッダーに直付け可能とさ
れていることを特徴とする膜分離装置を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿ってこの発明の膜
分離装置についてさらに詳しく説明する。図１及び図２
は、各々、この発明の膜分離装置の一例を模式的に例示
した正面図及び側面図である。たとえばこの図１に示し
たように、この発明の膜分離装置では、膜モジュール
（１）が集水ヘッダー（２）に直付け可能とされてい
る。

【００１０】すなわち、膜分離装置において、膜モジュ
ール（１）は連結部（１１）を備え、集水ヘッダー
（２）は、その膜モジュール連結部（１１）との連結を
可能とした連結受け部（２１）を複数備えている。そし
て、膜モジュール（１）の連結部（１１）を集水ヘッダ
ー（２）の連結受け部（２１）に接合するだけで膜モジ
ュール（１）と集水ヘッダー（２）の接続が完了するよ
うにしている。

【００１１】連結部（１１）は、たとえばこの図１に示
したように、膜モジュール（１）の上面に設けることが
できる。連結受け部（２１）は、この連結部（１１）に
対応して集水ヘッダー（２）の下面に設けることができ
る。このような連結部（１１）及び連結受け部（２１）
の配置位置については特に制限はない。たとえば図３の
側面図に示したように、連結部（１１）は、膜モジュー
ル（１）の背面に設けることもできる。この場合、集水
ヘッダー（２）には連結受け部（２１）をその正面に設
けることが好ましい。

【００１２】膜モジュール（１）が集水ヘッダー（２）
に取り付けられた状態において、これら相互が連通接続
し、膜透過水（３）を集水ヘッダー（２）を経由して所
定部位に移送することができる。集水ヘッダー（２）に
は、たとえばその一側面に膜透過水（３）用の吐出口
（４）を設けることができる。膜モジュール連結部（１
１）及び集水ヘッダー連結受け部（２１）の具体的構成
を例示したのが図４及び図５の要部断面図である。

【００１３】図４に示した例は、いわゆるユニオン構造
と呼ばれる連結構造を膜モジュール連結部（１１）及び
集水ヘッダー連結受け部（２１）に採用している。すな
わち、膜モジュール連結部（１１）には、その外周にね
じ（１１１）が所定ピッチで切られている。一方、集水
ヘッダー連結受け部（２１）は締付けリング（２１１）
を下端部に備え、これを軸支している。この締付けリン
グ（２１１）には、下端部内周面に、膜モジュール連結
部（１１）に切られたねじ（１１１）と同一ピッチとし
たねじ（２１２）が形成されており、ねじ（１１１）と
の噛合を可能としている。

【００１４】膜モジュール（１）を集水ヘッダー（２）
に接続する際には、連結部（１１）を連結受け部（２
１）の直下に配置した後に、締付けリング（２１１）を
回転させてその内周面のねじ（２１２）をねじ（１１
１）に噛合させる。この締付けリング（２１１）が回転
しなくなったとき、又はその間際において、連結部（１
１）は連結受け部（２１）が互いに当接し、接合する。

【００１５】なお、この連結構造においては、図４に示
したように、連結部（１１）と連結受け部（２１）の接
合面にはＯリング（５）を介在させることができる。こ
のＯリング（５）によって接合面における封水性がしっ
かりと確保される。この場合、連結部（１１）及び連結
受け部（２１）の接合面には、Ｏリング（５）の安定配
置のために、溝（１１２）（２１３）を各々形成してお
くことが好ましい。

【００１６】図５に示した例は、ガス管の連結にも適用
されているワンタッチ式の連結構造を膜モジュール連結
部（１１）及び集水ヘッダー連結受け部（２１）に採用
している。すなわち、集水ヘッダー連結受け部（２１）
は、下端に向かって先細となっており、径が漸減してい
るコーン部（２１４）寄りの外周部に嵌合溝（２１５）
が形成されている。

【００１７】一方、膜モジュール連結部（１１）には、
上端部に、ばね（１１３）に連結したボール（１１４）
を複数個配備している。ばね（１１３）は、連結部（１
１）の外側方向に圧縮可能とされており、圧縮されたと
きには中心に向かう弾性力が発生するようにしている。
また、連結部（１１）の内面形状は、連結受け部（２
１）の外形形状に対応してその一部に部分的に一致する
ように形成されている。

【００１８】膜モジュール（１）を集水ヘッダー（２）
に接続する際には、連結部（１１）を連結受け部（２
１）の直下より上方に押し上げると、ボール（１１４）
がコーン部（２１４）の外面に接触し、外側に向けて押
圧される。このとき、ボール（１１４）に連結したばね
（１１３）は圧縮され、弾性力が蓄積される。ボール
（１１４）が嵌合溝（２１５）の対向位置まで来ると、
ばね（１１３）の弾性力が解放され、ボール（１１４）
は中心方向に押し戻される。その結果、嵌合溝（２１
５）内に嵌まり込む。こうした動作は、連結部（１１）
を押し上げるという操作のみによって行われ、連結部
（１１）と連結受け部（２１）の接合はワンタッチ式で
ある。

【００１９】このような連結構造の場合にも、封水性を
確保するために、連結受け部（２１）の下端部（２１
６）には、その外周にパッキン（２１７）を巻き付けて
おくのが好ましい。パッキン（２１７）は、これが固有
的に有する弾性によって連結部（１１）の内周面にぴっ
たりと接触し、封水性を良好なものとする。たとえばこ
れら図４及び図５に具体的に例示されるように、この発
明の膜分離装置においては、膜モジュール（１）と集水
ヘッダー（２）の接続に従来の膜分離装置で採用されて
いた集水管を使用せず、連結部（１１）及び連結受け部
（２１）を各々に配し、これによって膜モジュール
（１）を集水ヘッダー（２）に直付け可能としているた
め、膜モジュール（１）の集水ヘッダー（２）への取付
け及び取外しが容易で、省施工なものとなっている。こ
れは、メンテナンス性の向上にも寄与している。また、
配管が省略されることから、その分のスペースが削減さ
れ、省スペースとなっているとともに、圧力損失が低減
されている。

【００２０】なお、集水ヘッダー（２）に設ける連結受
け部（２１）の個数については特に制限はなく、適宜な
ものとすることができる。また、連結部（１１）及び連
結受け部（２１）の構成についても図４及び図５に示し
た例に特に限定されることもない。施工性を簡便とし、
低圧力損失を実現する構造であれば任意のものを採用す
ることができる。

【００２１】図６は、この発明の膜分離装置のまた別の
例を模式的に示した分解側面図である。この図６に示し
た膜分離装置では、集水ヘッダー（２）が、分割された
単位部品（２２）の集合体から形成されるようにしてい
る。個々の単位部品（２２）は、同一の構成、構造及び
寸法を有している。

【００２２】すなわち、単位部品（２２）は、膜モジュ
ール用の連結受け部（２１）と、部品相互の連結を可能
とする連結雄部（２３）及び雌部を各々一つずつ備えて
いる。連結雌部は図６には図示されてはいないが、単位
部品（２２）に内蔵されている。連結雄部（２３）と連
結雌部は、たとえば単位部品（２２）において互いに対
向する位置に配置することができる。より具体的には、
この図６に示したように単位部品（２２）の一側面に連
結雄部（２３）を設け、対向する側面に連結雌部を設け
る。単位部品（２２）には、連結雄部（２３）から連結
雌部に向かう流路とともに、連結受け部（２１）から連
結雄部（２３）に向かう流路が形成されている。

【００２３】このような単位部品（２２）は、連結雄部
（２３）を他の単位部品の連結雌部に差し込むことによ
り相互が連結され、一体化されて集水ヘッダー（２）を
形成する。このため、集水ヘッダー（２）では、これに
接続しようとする膜モジュールの枚数に応じて長さが変
更可能となっている。つまり、膜モジュールの枚数分の
個数の単位部品（２２）を連結して集水ヘッダー（２）
とすることができるのである。膜分離装置が設けられる
水処理装置では、負荷条件などが個々の間で相違してお
り、膜モジュールの枚数は、その条件等に応じた最適な
枚数とする必要がある。この図６に示した膜分離装置で
は、膜モジュールの枚数に応じて集水ヘッダー（２）の
長さが調整可能であるため、最適な枚数の膜モジュール
に合った装置設計及び製作が可能となり、装置設計及び
製作に課せられる制約を解消することができる。最小１
枚だけの膜モジュールを備えた膜分離装置から多数枚の
膜モジュールを有する膜分離装置まで、負荷条件等に合
った最適な規模の膜分離装置が実現される。

【００２４】なお、単位部品（２２）に設けられた連結
雄部（２３）及び連結雌部には、各種の連結構造を採用
することができ、たとえば図４及び図５に示した連結部
（１１）及び連結受け部（２１）に適用可能なユニオン
構造やワンタッチ式連結構造であってもよい。特にその
構造には制限はない。単位部品（２２）相互の連結を簡
便とすることのできる適宜な構造を任意に採用すること
ができる。

【００２５】形成された集水ヘッダー（２）では、その
最前部に位置する単位部品（２２）の連結雄部（２３）
が膜透過水の吐出口となる。この場合、最後部に位置す
る単位部品（２２）の連結雌部には、栓（２４）を装着
し、閉鎖して膜透過水の漏洩を防止する。図７は、この
発明の膜分離装置のさらにまた別の例を模式的に示した
分解側面図である。

【００２６】この図７に示した膜分離装置は、図６に示
した膜分離をさらに発展させ、膜モジュールの配置間隔
をも可変としている。膜モジュールの配置間隔は、たと
えば、ばっ気量の変更、膜面流速の変更、膜間閉塞の防
止、装置設計上、膜間の洗浄性等に特に重要な意味を持
っている。この膜分離装置では、スペーサー（６）を用
意し、連結される２つの単位部品（２２）間に所定厚さ
を有するスペーサー（６１）（６２）（６３）を介設
し、これらスペーサー（６１）（６２）（６３）の個々
の厚さ及びそれらの組合せによる厚さによって連結雄部
（２３）の連結雌部への差込み深さを調整し、膜モジュ
ールの配置間隔を変更可能としている。スペーサー
（６）が介設されると、その厚さ（ｔ）分膜モジュール
の配置間隔は拡大する。用意するスペーサー（６）の種
類については特に制限はなく、厚さの薄いものから厚い
ものまで各種のものを用意することができる。またその
材質についても格別の限定はなく、たとえば耐久性が良
好で、軽量でもあるものなどを適宜選定することができ
る。

【００２７】このようなスペーサー（６）の採用によ
り、膜モジュールの配置間隔をも任意に設定することが
でき、しかも新たに特別な部品を設計及び製作すること
なくこれが実現される。膜モジュールの配置間隔の変更
は部分的とすることも可能である。多種多様の個別の条
件等に最適な膜分離装置を設計及び製作することができ
る。

【００２８】もちろんこの発明は、以上の例によって限
定されるものではない。連結部及び連結受け部、連結雄
部及び雌部の構造をはじめとして、膜モジュール、集水
ヘッダーの構造等の細部については様々な態様が可能で
あることは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、省施工性及び省スペースで、低圧力損失を実現す
る膜分離装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の膜分離装置の一例を模式的に例示し
た正面図である。

【図２】図１の例の側面図である。

【図３】この発明の膜分離装置の別の例を模式的に例示
した側面図である。

【図４】膜モジュール連結部及び集水ヘッダー連結受け
部の具体的構成を例示した要部断面図である。

【図５】膜モジュール連結部及び集水ヘッダー連結受け
部の具体的構成の別の例を示した要部断面図である。

【図６】この発明の膜分離装置のまた別の例を模式的に
示した分解側面図である。

【図７】この発明の膜分離装置のさらにまた別の例を模
式的に示した分解側面図である。

【図８】膜分離装置の構成を模式的に示した断面図であ
る。

【図９】従来の膜分離装置における膜モジュールと集水
ヘッダーの接続構造を示した要部斜視図である。

【図１０】図９に示した接続構造に用いられている膜モ
ジュールと集水管の接続方式を示した要部切欠側面図で
ある。

【符号の説明】

１ 膜モジュール ２ 集水ヘッダー ３ 膜透過水 ４ 吐出口 ５ Ｏリング ６ スペーサー １１ 連結部 ２１ 連結受け部 ２２ 単位部品 ２３ 連結雄部 ２４ 栓 ６１，６２，６３ スペーサー １１１ ねじ １１２ 溝 １１３ ばね １１４ ボール ２１１ 締付けリング ２１２ ねじ ２１３ 溝 ２１４ コーン部 ２１５ 嵌合溝 ２１６ 下端部 ２１７ パッキン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加納 広志 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 北村 仁史 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理水を固液分離処理する膜モジュー
   ルが、複数枚の膜モジュールとの接続を可能とした集水
   ヘッダーに連通接続された膜分離装置において、膜モジ
   ュールは連結部を備え、集水ヘッダーは、膜モジュール
   連結部との連結を可能とした連結受け部を複数備え、膜
   モジュールが集水ヘッダーに直付け可能とされているこ
   とを特徴とする膜分離装置。
2. 【請求項２】 集水ヘッダーは、分割された単位部品の
   集合体からなり、単位部品は、膜モジュール用の連結受
   け部と、部品相互の連結を可能とする連結雄部及び雌部
   を各々一つずつ備え、単位部品の連結雄部を他の単位部
   品の連結雌部に差し込むことにより単位部品相互が連結
   され、膜モジュールの設置枚数に応じて集水ヘッダーの
   長さを可変とした請求項１記載の膜分離装置。
3. 【請求項３】 所定厚さを有するスペーサーが連結され
   る２つの単位部品間に介設され、連結雄部の連結雌部へ
   の差込み深さがスペーサーにより調整されて、膜モジュ
   ールの配置間隔を可変とした請求項２記載の膜分離装
   置。