JPWO2009118785A1 - 膜モジュールおよび膜カセット - Google Patents

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Abstract

一対の集水ケース間に膜エレメントが設けられ、集水ケースの内部に、膜エレメントを透過した透過液が集められる集水空間が形成され、一方の膜モジュールの集水ケースと他方の膜モジュールの集水ケースとが連結部を介して連結され、連結部は流通孔を有し、一方の膜モジュールの集水ケースの集水空間と他方の膜モジュールの集水ケースの集水空間とが連結部の流通孔を介して連通する。

Description

本発明は、例えば下廃水処理や汚泥濃縮などにおいて固液分離に使用される膜モジュールおよび複数の膜モジュールからなる膜カセットに関する。
従来、この種の膜モジュールとしては、例えば図４０〜図４２に示すように、細長い円筒状の複数のろ過膜１１と、ろ過膜１１の両端部を保持する保持部材１２，１３と、保持部材１２，１３を取り付けて補強する補強枠１４とを有している。このうち、一方の保持部材１２の内部には、各ろ過膜１１を透過した透過液が集められる集水空間１６が形成されている。また、一方の保持部材１２には、集水空間１６に連通する集水ノズル１８が設けられており、集水ノズル１８は一方の保持部材１２の外側方へ突出している。
補強枠１４には、上下方向において隣接する膜モジュール１５同士を連結する連結部１７が設けられている。連結部１７は、補強枠１４の上部に設けられた突起１７ａと、補強枠１４の下部に設けられた凹部１７ｂとからなる。
複数の膜モジュール１５を上下方向に積み重ねることによって膜カセット１９が形成され、膜カセット１９は処理槽２０の内部に浸漬されている。また、各膜モジュール１５の集水ノズル１８は透過液（ろ過液）を吸引する吸引管２１に接続されており、吸引管２１の下流側には吸引ポンプ２２が接続されている。
これによると、複数の膜モジュール１５を上下方向Ａに積み重ねる際、下段の膜モジュール１５の突起１７ａを上段の膜モジュール１５の凹部１７ｂに嵌め込むことにより、上段の膜モジュール１５が下段の膜モジュール１５に連結され、上段の膜モジュール１５が下段の膜モジュール１５から前後方向Ｂ又は左右方向Ｃに離脱するのを防止することができる。
また、各ろ過膜１１の外側から内側へ透過した透過液は、集水空間１６に集められ、集水空間１６から集水ノズル１８を通って吸引管２１へ流れ、処理槽２０の外部に取り出される。
尚、前記のような膜モジュール１５については、日本国公開特許公報（特開平２−８６８１８）に記載されている。
前記従来形式では、連結部１７とは別に、集水ノズル１８を膜モジュール１５に設けているため、部品点数が増えるという問題がある。また、集水ノズル１８が各膜モジュール１５の外側に突出しているため、膜モジュール１５が大型化し、膜モジュール１５を設置するために必要な設置スペースが増大するといった問題がある。
本発明は、複数の膜モジュールを配列したとき、互いに隣接する膜モジュール同士が離脱するのを防止し、膜モジュールの部品点数を削減し、膜モジュールを小型化することを目的とする。
前記目的を達成するために本第１発明における膜モジュールは、被処理液中に浸漬させて濾過を行う膜モジュールであって、
一対の集水ケースと、一対の集水ケース間に設けられた膜エレメントとを備え、
集水ケースの内部に、膜エレメントを透過した透過液が集められる集水空間が形成され、
集水ケースは、所定の配列方向において隣接する別の膜モジュールの集水ケースに、連結部を介して連結可能であり、
連結部は流通孔を有し、
集水空間は、連結部の流通孔を介して、前記別の膜モジュールの集水ケースの集水空間に連通するものである。
これによると、複数の膜モジュールを所定の配列方向に配列した際、互いに隣接する膜モジュール同士が連結部を介して連結され、所定の配列方向と直交する直交方向へ膜モジュールが離脱するのを防止することができる。
また、処理槽内の被処理液は、各膜モジュールの膜エレメントを透過して濾過された後、透過液として集水ケースの集水空間に集められる。このようにして集水空間に集められた透過液は、連結部の流通孔を通って、連結された別の膜モジュールの集水ケース内の集水空間に流れることが可能となる。これにより、互いに連結された複数台の膜モジュールの集水空間同士が連結部の流通孔を介して連通することになり、透過液をいずれか特定の膜モジュール（例えば最端部に位置する膜モジュール）の集水空間から処理槽の外部へ取り出すことができる。
このように、連結部は、隣接する膜モジュール同士を連結する機能とともに、隣接する膜モジュールの集水空間同士を連通する機能も有している。このため、隣接する膜モジュールの集水空間同士を連通するための専用の配管等が不要になり、膜モジュールの部品点数が削減され、膜モジュールが小型化される。
本第２発明における膜モジュールは、連結部は、嵌合孔部又は嵌合凹部と、所定の配列方向において嵌合孔部又は嵌合凹部に嵌脱自在な嵌合突部とを有しているものである。
これによると、複数の膜モジュールを所定の配列方向に配列する際、互いに隣接する一方の膜モジュールの嵌合突部を他方の膜モジュール（別の膜モジュール）の嵌合孔部又は嵌合凹部に嵌め込む。これにより、互いに隣接する膜モジュール同士が連結部を介して連結され、所定の配列方向と直交する直交方向へ膜モジュールが離脱するのを防止することができる。
本第３発明における膜モジュールは、嵌合突部と嵌合孔部との少なくともいずれかが、連通する集水空間との水密性を保ちながら、所定の配列方向に直交する直交方向へ所定範囲だけ変移可能であるものである。
これによると、例えば、互いに隣接する一方の膜モジュールの嵌合突部を他方の膜モジュール（別の膜モジュール）の嵌合孔部に嵌め込んで、一方の膜モジュールと他方の膜モジュールとを所定の配列方向に連結する際に、膜モジュールの製作時の寸法誤差、或いは熱や含水により生じる寸法変化のために、一方の膜モジュールの嵌合突部の位置と他方の膜モジュールの嵌合孔部の位置とがずれている場合、嵌合突部又は嵌合孔部が所定の配列方向に直交する直交方向へ水密性を保持しながら所定範囲内だけ変移する。これにより、前記嵌合突部の位置と嵌合孔部の位置とのずれが吸収され、一方の膜モジュールの嵌合突部を他方の膜モジュールの嵌合孔部に確実に嵌め込むことができる。
本第４発明における膜モジュールは、連結部は、嵌合孔部を有する筒状部材と、嵌合突部と筒状部材との少なくともいずれかを前記直交方向へ所定範囲だけ変移自在に保持する保持機構とを有しているものである。
本第５発明における膜モジュールは、保持機構は、集水ケースに設けられた環状の周壁部と、周壁部の端部から径方向の内側へ突出した環状の内鍔部と、集水ケースと内鍔部との間に形成された保持空間とを有しており、
嵌合突部は、径方向の外側へ突出する外鍔部を有し、且つ、周壁部の内側に挿入されており、
嵌合突部の外鍔部が保持空間に挿入されているものである。
これによると、外鍔部が保持空間内を径方向へ摺動することにより、嵌合突部が所定の配列方向に直交する直交方向へ水密性を保持しながら所定範囲内だけ変移する。これにより、嵌合突部の位置と嵌合孔部の位置とのずれが吸収される。
本第６発明における膜モジュールは、保持機構は、集水ケースに設けられた筒状の周壁部と、周壁部に形成された保持溝と、嵌合突部に設けられた保持爪とで構成され、
嵌合突部が周壁部の内側に挿入され、
保持爪は、嵌合突部の径方向の外側へ突出し、且つ、保持溝に挿入されているものである。
これによると、保持爪が保持溝内を径方向へ摺動することにより、嵌合突部が所定の配列方向に直交する直交方向へ水密性を保持しながら所定範囲内だけ変移する。これにより、嵌合突部の位置と嵌合孔部の位置とのずれが吸収される。
本第７発明における膜モジュールは、嵌合突部の先端部に形成され且つ先端ほど径方向に窄まった突部傾斜面と、嵌合孔部の外端部に形成され且つ外端ほど径方向に拡大した孔部傾斜面との、少なくともいずれかの傾斜面を備えたものである。
これによると、互いに隣接する一方の膜モジュールの嵌合突部を他方の膜モジュール（別の膜モジュール）の嵌合孔部に嵌め込むとき、嵌合突部が突部傾斜面と孔部傾斜面との少なくともいずれかの傾斜面によって嵌合孔部に案内されるため、嵌合突部が円滑且つ確実に嵌合孔部に嵌め込まれる。
本第８発明は、前記第１発明から第７発明のいずれか１項に記載された膜モジュールが所定の配列方向に複数台配列された膜カセットであって、
互いに隣接する膜モジュールの集水ケース同士が、連結部を介して、着脱自在に連結され、
互いに隣接する膜モジュールの集水空間同士が連結部の流通孔を介して連通しているものである。
以上のように本発明によれば、互いに隣接する膜モジュール同士が連結部を介して連結され、所定の配列方向と直交する直交方向へ膜モジュールが離脱するのを防止することができる。
また、互いに連結された複数台の膜モジュールの集水空間同士が連結部の流通孔を介して連通するため、透過液をいずれか特定の膜モジュール（例えば最端部に位置する膜モジュール）の集水空間から処理槽の外部へ取り出すことができる。
このように、流通孔が連結部に形成され、複数台の膜モジュールの集水空間同士が連結部の流通孔を介して連通するため、膜モジュールの部品点数が削減され、膜モジュールが小型化される。
また、一方の膜モジュールの嵌合突部の位置と他方の膜モジュールの嵌合孔部の位置とがずれている場合、嵌合突部又は嵌合孔部が所定の配列方向に直交する直交方向へ所定範囲内だけ変移することによって、前記嵌合突部の位置と嵌合孔部の位置とのずれが吸収され、一方の膜モジュールの嵌合突部を他方の膜モジュールの嵌合孔部に確実に嵌め込むことができる。
また、嵌合突部が突部傾斜面と孔部傾斜面との少なくともいずれかの傾斜面によって嵌合孔部に案内されるため、嵌合突部が円滑且つ確実に嵌合孔部に嵌め込まれる。
本発明の第１の実施の形態における膜カセットの正面図。 同、膜カセットの斜視図。 同、膜カセットを構成する膜モジュールの斜視図。 同、膜モジュールの縦断面図。 同、膜モジュールの膜エレメントの側面図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部に嵌入された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 本発明の第２の実施の形態における膜モジュールの斜視図。 同、膜モジュールの縦断面図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌め込み部材が嵌合孔部に嵌め込まれた状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌め込み部材が嵌合孔部から離脱された状態を示す。 本発明の第３の実施の形態における膜モジュールの斜視図。 同、膜モジュールの左右一方の集水ケースの縦断面図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の斜視図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の分解斜視図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部に嵌入された状態を示す。 図１７におけるＶ−Ｖ矢視図。 本発明の第４の実施の形態における膜モジュールの斜視図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の斜視図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 同、膜モジュールの連結装置の分解斜視図。 図２０におけるＶ−Ｖ矢視図。 図２３におけるＶ１−Ｖ１矢視図。 図２３におけるＶ２−Ｖ２矢視図。 本発明の第５の実施の形態における膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部に嵌入された状態を示す。 図２７におけるＶ−Ｖ矢視図。 本発明の第６の実施の形態における膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌め込み部材が嵌合孔部から離脱された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌め込み部材が嵌合孔部に嵌め込まれた状態を示す。 図３０におけるＶ−Ｖ矢視図。 本発明の第７の実施の形態における膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 図３２におけるＶ−Ｖ矢視図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部に嵌入された状態を示す。 本発明の第８の実施の形態における膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合凹部から脱抜された状態を示す。 図３５におけるＶ−Ｖ矢視図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合凹部に嵌入された状態を示す。 本発明の第９の実施の形態における膜モジュールの斜視図。 本発明の第１０の実施の形態における膜モジュールの斜視図。 従来の膜モジュールの縦断面図。 同、膜モジュールの斜視図。 同、膜モジュールを複数台積み重ねて構成された膜カセットの図。
以下、本発明における第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、３１は膜カセットであり、この膜カセット３１は処理槽３２内に設置されて被処理液３３に浸漬されている。膜カセット３１は上下方向Ａ（所定の配列方向の一例）に積み重ねられた複数台の膜モジュール３４から構成されている。
図３，図４に示すように、各膜モジュール３４はそれぞれ、左右一対の集水ケース３５ａ，３５ｂと、集水ケース３５ａ，３５ｂ間に配設された複数枚の膜エレメント３６とを有している。集水ケース３５ａ，３５ｂはそれぞれ、上板３７と下板３８と前板３９と後板４０と外側板４１と内側板４２とを有する四角形の箱型の部材であり、内部に集水空間４３を備えている。尚、集水ケース３５ａ，３５ｂは、四角形の箱型に形成されているが、この形状に限定されるものではなく、例えば、半円柱形状又は三角柱形状或いは多角柱形状等であってもよい。
各膜エレメント３６は、所定の間隔をあけて平行に配列されており、図５に示すように、膜支持体である四角形の平板状の濾板４６と、濾板４６の表裏両面に取り付けられた平膜からなる濾過膜４７とを有している。濾板４６の表裏両面にはそれぞれ、集水空間４３に連通する水平方向の透過水流通路４８が形成されている。
尚、膜支持体としては樹脂製等の剛性を有する濾板の他に、不織布やネット等のフレキシブルな材質のものを使用する場合もある。
集水ケース３５ａ，３５ｂの内側板４２は、接着剤を兼ねた樹脂で形成されている。図４に示すように、各膜エレメント３６の左右両側縁部は内側板４２を貫通して集水空間４３に達している。これにより、各膜エレメント３６は、集水ケース３５ａ，３５ｂに水密に固着され、集水ケース３５ａ，３５ｂ間に支持されている。
集水ケース３５ａ，３５ｂは、上端部に上部の連結面４９を有し、下端部に下部の連結面５０を有している。
図３，図６に示すように、下段の膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂは、連結部５１を介して、上段の膜モジュール３４（隣接する別の膜モジュールの一例）の集水ケース３５ａ，３５ｂに着脱自在に連結されている。連結部５１は、図７に示すように、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に設けられて上方へ突出する円筒状の嵌合突部５２と、下部の連結面５０に設けられた嵌合孔部５３とからなる。
嵌合突部５２は、上下方向Ａにおいて、嵌合孔部５３に嵌脱自在である。嵌合突部５２の先端部（上端部）には、先端（上端）ほど径方向に窄まった円錐形状の突部傾斜面５４が形成されている。
嵌合孔部５３は、下板３８に設けられた円筒状の筒状部材５８に形成されている。嵌合孔部５３の上端は集水空間４３に開口し、下端は下部の連結面５０に開口している。嵌合孔部５３の下端部（外端部の一例）には、下端（外端の一例）ほど径方向に拡大した円錐形状の孔部傾斜面５５が形成されている。
嵌合突部５２と上板３７とには、嵌合突部５２の上端と集水空間４３とに開口する流通孔５６が形成されている。嵌合突部５２の外周部には、嵌合孔部５３の内周面と嵌合突部５２の外周面との間をシールするためのシール部材５７（例えばＯリング等）が設けられている。
図６に示すように、下段の膜モジュール３４の集水空間４３は、嵌合突部５２の流通孔５６を介して、上段の膜モジュール３４の集水空間４３に連通している。また、図２に示すように、最上段の膜モジュール３４の左右両外側方には集水管５９が設けられている。最上段の膜モジュール３４の左右一方の集水ケース３５ａの嵌合突部５２と左右一方の集水管５９とが接続管６０を介して接続され、同様に、左右他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部５２と左右他方の集水管５９とが接続管６０を介して接続される。尚、集水管５９には透過水取出し用配管（図示省略）が接続され、透過水取出し用配管には吸引ポンプ（図示省略）が設けられている。
尚、透過水の取り出しには、処理槽３２内の水頭圧を駆動力とする重力濾過を用いることもできる。
また、最下段の膜モジュール３４の下方には空気等の気体を噴出する散気装置６２が設けられている。尚、最下段の膜モジュール３４は、散気装置６２から噴出された気体を上方の膜モジュール３４へと導く散気ケース６３上に支持されている。また、最下段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３は閉鎖されている。
以下、前記構成における作用を説明する。
散気ケース６３上に、複数台の膜モジュール３４を上下方向Ａに積み重ねることにより、膜カセット３１が形成される。
前記のように複数台の膜モジュール３４を積み重ねる際、下段の膜モジュール３４の嵌合突部５２を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３に下方から嵌め込んで、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを接合させる。これにより、図６に示すように、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部５１を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
また、下段の膜モジュール３４の嵌合突部５２を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３に下方から嵌め込む際、突部傾斜面５４が孔部傾斜面５５に当接して案内されるため、嵌合突部５２が円滑且つ確実に嵌合孔部５３に嵌め込まれる。
また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が連結部５１の流通孔５６を介して連通する。
図２に示すように、最上段の膜モジュール３４の嵌合突部５２と集水管５９とを接続管６０を介して接続し、その後、吸引ポンプを駆動し、散気装置６２を作動して散気管６４から空気を噴出して、濾過運転を開始する。
これにより、各膜エレメント３６の内側が減圧され、被処理液３３中の汚泥等が膜エレメント３６の濾過膜４７で捕捉され、濾過膜４７を透過して膜エレメント３６の透過水流通路４８に流入した透過水が、処理水として、透過水流通路４８から集水ケース３５ａ，３５ｂの集水空間４３に流れ込む。
このようにして各々の膜モジュール３４の集水空間４３に集められた透過水（すなわち処理水）は、連結部５１の嵌合突部５２の流通孔５６を通って、下段の膜モジュール３４の集水空間４３から上段の膜モジュール３４の集水空間４３へ流れ、最終的に最上段の膜モジュール３４（特定の膜モジュールの一例）の集水空間４３から接続管６０を経て集水管５９に流れ込み、集水管５９から透過水取出し用配管へ流れて処理槽３２の外部へ取り出される。
このように、連結部５１は、下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とを分離可能に連結する機能とともに、下段の膜モジュール３４の集水空間４３と上段の膜モジュール３４の集水空間４３とを連通する機能も有している。このため、下段の膜モジュール３４の集水空間４３と上段の膜モジュール３４の集水空間４３とを連通するための専用の配管等が不要になり、膜モジュール３４の部品点数が削減され、膜モジュール３４が小型化される。
また、散気管６４から噴射される空気の気泡によって、各膜エレメント３６間に上昇流が発生し、この上昇流によって、汚泥等の固形物が膜エレメント３６の膜面に堆積するのを抑制することができ、透過抵抗の上昇を抑制することができる。
この際、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とが当接しているため、前記空気の気泡が下段の膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂと上段の膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂとの間から外方へ漏出するのを防止することができる。
また、複数台の膜モジュール３４を上下に積み重ねて膜カセット３１を構成した際、各膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂが膜カセット３１の側壁をなすため、集水ケース３５ａ，３５ｂとは別に側壁を設ける必要はない。
また、保守点検時等においては、吸引ポンプと散気装置６２とを停止して濾過運転を停止し、接続管６０を最上段の膜モジュール３４の嵌合突部５２から外す。その後、図３に示すように、上段の膜モジュール３４を下段の膜モジュール３４から吊り上げることにより、下段の膜モジュール３４の嵌合突部５２が上段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３から下方に脱抜されるため、一定の重量を有する個々の膜モジュール３４を一台ずつ処理槽３２の上方に吊り上げて取り出すことができる。これにより、吊り上げ作業が容易に行える。
尚、保守点検において、膜カセット３１を処理槽３２から外部へ取り出し、その後、個々の膜モジュール３４を一台ずつ吊り上げてもよい。
前記第１の実施の形態では、図３に示すように、一方の集水ケース３５ａの上板３７に嵌合突部５２を一個設け、下板３８に嵌合孔部５３を一個設けているが、嵌合突部５２と嵌合孔部５３とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。同様に、他方の集水ケース３５ｂの上板３７に嵌合突部５２を一個設け、下板３８に嵌合孔部５３を一個設けているが、嵌合突部５２と嵌合孔部５３とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。
次に、本発明の第２の実施の形態を図８〜図１１に基づいて説明する。
連結部７０は、嵌め込み部材７１と、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に設けられた上部の嵌合孔部７２と、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下部の連結面５０に設けられた下部の嵌合孔部７３とからなる。
図１１に示すように、嵌め込み部材７１は、円板状の板部７４と、板部７４の一側面に設けられた一方の嵌合突部７５と、板部７４の他側面に設けられた他方の嵌合突部７６とを有している。嵌め込み部材７１には流通孔８６が形成されており、流通孔８６の一端が一方の嵌合突部７５の先端（上端）に開口するとともに流通孔８６の他端が他方の嵌合突部７６の先端（下端）に開口している。
また、一方の嵌合突部７５の先端部と他方の嵌合突部７６の先端部とにはそれぞれ、先端ほど径方向に窄まった円錐形状の突部傾斜面７９が形成されている。
上部の嵌合孔部７２は、集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７に設けられた円筒状の上部の筒状部材７８に形成されている。また、上板３７の上部の連結面４９には上部の凹部７７が形成され、上部の嵌合孔部７２の上端が上部の凹部７７に開口し、上部の嵌合孔部７２の下端が集水空間４３に開口している。上部の嵌合孔部７２の上端部には、上端ほど径方向に拡大した円錐形状の孔部傾斜面８４が形成されている。
下部の嵌合孔部７３は、集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に設けられた円筒状の下部の筒状部材８１に形成されている。また、下板３８の下部の連結面５０には下部の凹部８０が形成され、下部の嵌合孔部７３の下端が下部の凹部８０に開口し、下部の嵌合孔部７３の上端が集水空間４３に開口している。下部の嵌合孔部７３の下端部には、下端ほど径方向に拡大した円錐形状の孔部傾斜面８５が形成されている。
嵌め込み部材７１の一方の嵌合突部７５が上下方向Ａにおいて下部の嵌合孔部７３に嵌脱自在であるとともに、板部７４の上部が下部の凹部８０に嵌脱自在である。また、嵌め込み部材７１の他方の嵌合突部７６が上下方向Ａにおいて上部の嵌合孔部７２に嵌脱自在であるとともに、板部７４の下部が上部の凹部７７に嵌脱自在である。
嵌め込み部材７１の一方の嵌合突部７５の外周部には、下部の嵌合孔部７３の内周面と一方の嵌合突部７５の外周面との間をシールするためのシール部材８２（例えばＯリング等）が設けられている。また、他方の嵌合突部７６の外周部には、上部の嵌合孔部７２の内周面と他方の嵌合突部７６の外周面との間をシールするためのシール部材８３（例えばＯリング等）が設けられている。
尚、図８に示すように、最上段の膜モジュール３４の左右一方の集水ケース３５ａの上部の嵌合孔部７２と左右一方の集水管５９とが接続管６０を介して接続され、同様に、左右他方の集水ケース３５ｂの上部の嵌合孔部７２と左右他方の集水管５９とが接続管６０を介して接続される。また、最下段の膜モジュール３４の下部の嵌合孔部７３は閉鎖されている。
以下、前記構成における作用を説明する。
複数台の膜モジュール３４を上下方向Ａに積み重ねることにより、膜カセット３１が形成される。
前記のように複数台の膜モジュール３４を積み重ねる際、嵌め込み部材７１の他方の嵌合突部７６を下段の膜モジュール３４の上部の嵌合孔部７２に挿入するとともに、嵌め込み部材７１の板部７４の下部を上部の凹部７７に嵌入する。この際、他方の嵌合突部７６の突部傾斜面７９が上部の嵌合孔部７２の孔部傾斜面８４に当接して案内されるため、他方の嵌合突部７６が円滑且つ確実に上部の嵌合孔部７２に嵌め込まれる。
その後、下段の膜モジュール３４上に上段の膜モジュール３４を下ろし、この際、嵌め込み部材７１の一方の嵌合突部７５を上段の膜モジュール３４の下部の嵌合孔部７３に挿入するとともに、嵌め込み部材７１の板部７４の上部を下部の凹部８０に嵌入し、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを接合させる。この際、一方の嵌合突部７５の突部傾斜面７９が下部の嵌合孔部７３の孔部傾斜面８５に当接して案内されるため、一方の嵌合突部７５が円滑且つ確実に下部の嵌合孔部７３に嵌め込まれる。
これにより、図１０に示すように、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部７０を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が連結部７０の流通孔８６を介して連通する。
各々の膜モジュール３４の集水空間４３に集められた透過水（すなわち処理水）は、連結部７０の嵌め込み部材７１の流通孔８６を通って、下段の膜モジュール３４の集水空間４３から上段の膜モジュール３４の集水空間４３へ流れ、最終的に最上段の膜モジュール３４（特定の膜モジュールの一例）の集水空間４３から接続管６０を経て集水管５９に流れ込み、集水管５９から透過水取出し用配管へ流れて処理槽３２の外部へ取り出される。
このように、連結部７０は、下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とを分離可能に連結する機能とともに、下段の膜モジュール３４の集水空間４３と上段の膜モジュール３４の集水空間４３とを連通する機能も有している。このため、下段の膜モジュール３４の集水空間４３と上段の膜モジュール３４の集水空間４３とを連通するための専用の配管等が不要になり、膜モジュール３４の部品点数が削減され、膜モジュール３４が小型化される。
前記第２の実施の形態では、図８に示すように、一方の集水ケース３５ａの上板３７に上部の嵌合孔部７２を一個設け、下板３８に下部の嵌合孔部７３を一個設け、一個の嵌め込み部材７１を用いて連結しているが、上部の嵌合孔部７２と下部の嵌合孔部７３とをそれぞれ複数個ずつ設け、複数個の嵌め込み部材７１を用いて連結してもよい。同様に、他方の集水ケース３５ｂの上板３７に上部の嵌合孔部７２を一個設け、下板３８に下部の嵌合孔部７３を一個設け、一個の嵌め込み部材７１を用いて連結しているが、上部の嵌合孔部７２と下部の嵌合孔部７３とをそれぞれ複数個ずつ設け、複数個の嵌め込み部材７１を用いて連結してもよい。
次に、本発明の第３の実施の形態を図１２〜図１８に基づいて説明する。
図１４〜図１６に示すように、連結部８７は嵌合突部８８と嵌合孔部８９と保持部材９２（保持機構の一例）と流通孔９９とを有している。嵌合突部８８は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に保持されて上方へ突出し、且つ、上部の連結面４９に対して前後左右方向Ｂ，Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ摺動自在（変移自在）である。また、嵌合突部８８は、円筒部９３と、円筒部９３の下端外周面に設けられて径方向の外側へ突出した外鍔部９４とを有している。円筒部９３の上端部には、上端ほど径方向に窄まった円錐形状の突部傾斜面１０５が形成されている。また、流通孔９９は、嵌合突部８８と上板３７とに形成され、嵌合突部８８の上端と集水空間４３とに開口している。
保持部材９２は、嵌合突部８８を、前後左右方向Ｂ，Ｃへ所定範囲だけ摺動自在に保持するものである。保持部材９２は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に垂直に設けられた円環状の周壁部９６と、周壁部９６の上端部から径方向内側へ突出した円環状の内鍔部９７とを有している。
外鍔部９４は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７と内鍔部９７との間に形成された保持空間１００に挿入されており、上部の連結面４９と内鍔部９７の下面とに適度な圧力で押し付けられた状態で、上下方向Ａにおいて拘束されている。
また、外鍔部９４の外径は周壁部９６の内径よりも小さく且つ内鍔部９７の内径よりも大きく設定されている。また、嵌合突部８８の円筒部９３の外径は内鍔部９７の内径よりも小さく設定されている。
尚、保持部材９２の周壁部９６の内径から嵌合突部８８の外鍔部９４の外径を差し引いた範囲をＥ１とし、保持部材９２の内鍔部９７の内径から嵌合突部８８の円筒部９３の外径を差し引いた範囲をＥ２とすると、嵌合突部８８の前後左右方向Ｂ，Ｃへの変移量は、前記範囲Ｅ１と範囲Ｅ２とのいずれか小さい方の範囲（所定範囲の一例）に規制される。
各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７には、上部の連結面４９と嵌合突部８８の下端面との間の間隙をシールするシール部材９８（Ｏリング等）が設けられている。このシール部材９８によって、嵌合突部８８が上部の連結面４９に対して前後左右方向Ｂ，Ｃへ摺動する際の水密性が確保されている。尚、図１４（ｂ）に示すように、嵌合突部８８は、上部の連結面４９から上方へ僅かな間隙を有して、シール部材９８により支持されている。
尚、シール部材９８は上板３７と嵌合突部８８との間をシールできればよく、したがって、上記の他に、シール部材９８を外鍔部９４の上面又は下面或いは内鍔部９７の下面に設けてもよい。
嵌合孔部８９は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に設けられた筒状部材１０１に形成されている。また、下板３８の下部の連結面５０には凹部１０２が形成され、嵌合孔部８９の下端は凹部１０２に開口し、嵌合孔部８９の上端は集水空間４３に開口している。嵌合孔部８９の下端部（外端部の一例）には、下端（外端の一例）ほど径方向に拡大した円錐形状の孔部傾斜面１０６が形成されている。
嵌合突部８８は上下方向Ａにおいて嵌合孔部８９に嵌脱自在である。尚、嵌合突部８８には、円筒部９３の外周面と嵌合孔部８９の内周面との間をシールするシール部材１０３（Ｏリング等）が設けられている。
また、図１２に示すように、最上段の膜モジュール３４の左右一方の集水ケース３５ａの連結部８７の嵌合突部８８と左右一方の集水管５９とが接続管６０を介して接続され、同様に、左右他方の集水ケース３５ｂの連結部８７の嵌合突部８８と左右他方の集水管５９とが接続管６０を介して接続される。また、最下段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９は閉鎖されている。
以下、前記構成における作用を説明する。
複数台の膜モジュール３４を上下に積み重ねる際、下段の膜モジュール３４の連結部８７の嵌合突部８８を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９に下方から嵌め込んで、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを接合させる。これにより、図１７に示すように、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部８７を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
このようにして、上下複数台の膜モジュール３４同士を容易に連結して膜カセット３１を構成することができる。また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が連結部８７の流通孔９９を介して連通する。
前記のようにして上下複数台の膜モジュール３４同士を連結して膜カセット３１を構成した後、濾過運転を開始することにより、各々の膜モジュール３４の集水空間４３に集められた透過水（すなわち処理水）が、連結部８７の流通孔９９を通って、下段の膜モジュール３４の集水空間４３から上段の膜モジュール３４の集水空間４３へ流れ、最終的に最上段の膜モジュール３４（特定の膜モジュール）の集水空間４３から接続管６０を経て集水管５９に流れ込み、集水管５９から透過水取出し用配管へ流れて処理槽３２の外部へ取り出される。
また、濾過運転を停止し、上段の膜モジュール３４を下段の膜モジュール３４から吊り上げることにより、図１２〜図１４に示すように、下段の膜モジュール３４の連結部８７の嵌合突部８８が上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９から下方へ脱抜される。これにより、上段の膜モジュール３４を下段の膜モジュール３４から取り外して分離することができる。
また、膜モジュール３４は、被処理液３３中での使用による含水や温度変化等により、製作時の寸法と使用後の寸法とが異なってしまうことがあり、一方の集水ケース３５ａの嵌合突部８８と他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部８８との間隔Ｄ１（図１２参照）と、一方の集水ケース３５ａの嵌合孔部８９と他方の集水ケース３５ｂの嵌合孔部８９との間隔Ｄ２（図１２参照）とに誤差が生じることがある。
このような場合、既に使用している膜モジュール３４と未使用の膜モジュール３４とを、上下に積み重ね、連結部８７を介して連結する際、図１４の仮想線で示すように、下段の膜モジュール３４の嵌合突部８８が、上部の連結面４９との水密性を保持しつつ、前後方向Ｂ又は左右方向Ｃへ摺動しながら変移する。これにより、前記左右両嵌合突部８８間の間隔Ｄ１と左右両嵌合孔部８９間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、下段の膜モジュール３４の嵌合突部８８を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９に確実に挿入することができる。
前記第３の実施の形態では、図１２に示すように、一方の集水ケース３５ａの上板３７に嵌合突部８８を一個設け、下板３８に嵌合孔部８９を一個設けているが、嵌合突部８８と嵌合孔部８９とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。同様に、他方の集水ケース３５ｂの上板３７に嵌合突部８８を一個設け、下板３８に嵌合孔部８９を一個設けているが、嵌合突部８８と嵌合孔部８９とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。
また、前記第３の実施の形態では、連結部８７を介して複数の膜モジュール３４同士を連結しているが、前記連結部８７の構造は、膜モジュール３４以外、例えば管同士を接続する継手の構造等に適用してもよい。
また、クレーン等を使って膜モジュール３４を積み上げて連結する場合、下段の膜モジュール３４の嵌合突部８８の位置と上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９の位置とを合わせる必要がある。この際、嵌合突部８８が前後左右方向Ｂ，Ｃへ変移可能であり、突部傾斜面１０５が孔部傾斜面１０６に当接して案内されるため、嵌合突部８８の位置と嵌合孔部８９の位置とがある程度合えば、膜モジュール３４同士を連結することが可能であるとともに、後で位置の調整も可能である。
次に、本発明の第４の実施の形態を図１９〜図２５に基づいて説明する。
図１９〜図２２に示すように、連結部１１０は嵌合突部１１１と嵌合孔部１１２と保持機構１１６と流通孔１１７とを有している。
嵌合突部１１１は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に保持されて上方へ突出し、且つ、上部の連結面４９に対して前後左右方向Ｂ，Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ摺動自在（変移自在）である。
また、嵌合突部１１１は、円筒部１２３と、円筒部１２３の下端外周面に設けられて径方向の外側へ突出した鍔部１２４と、鍔部１２４の外周部の二箇所に設けられた保持爪１２５とを有している。円筒部１２３の上端部には、上端ほど径方向に窄まった円錐形状の突部傾斜面１３３が形成されている。流通孔１１７は、嵌合突部１１１と上板３７とに形成され、嵌合突部１１１の上端と集水空間４３とに開口している。
保持機構１１６は、嵌合突部１１１を、前後左右方向Ｂ，Ｃへ所定範囲だけ摺動自在に保持するものである。保持機構１１６は周壁部１１９と挿入溝１２０と保持溝１２１と保持爪１２５とで構成されている。周壁部１１９は、円筒状であり、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に立設されている。
挿入溝１２０は、周壁部１１９の二箇所に上下方向Ａ（軸心方向）に形成され、周壁部１１９の上端から上部の連結面４９に達している。また、保持溝１２１は挿入溝１２０の下端部から周方向に形成されている。これら保持溝１２１は、上部の連結面４９に面しており、一端部が挿入溝１２０の下端部に連通している。
嵌合突部１１１の下部は周壁部１１９の内側に挿入されている。また、図２１の実線で示すように、両保持爪１２５はそれぞれ挿入溝１２０から保持溝１２１に挿入されている。これによって、嵌合突部１１１は、上部の連結面４９に向けて適度な圧力で押し付けられた状態で、上下方向Ａ（軸心方向）において拘束されている。
また、鍔部１２４の外径は周壁部１１９の内径よりも小さく設定され、これにより、嵌合突部１１１は上部の連結面４９に対して前後左右方向Ｂ，Ｃ（嵌合突部１１１の半径方向）へ変移自在に保持される。尚、嵌合突部１１１の前後左右方向Ｂ，Ｃへの変移量は、周壁部１１９の内径から鍔部１２４の外径を差し引いた範囲（所定範囲の一例）に規制される。
各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７には、上部の連結面４９と嵌合突部１１１の下端面との間の間隙をシールするシール部材１２６（Ｏリング等）が設けられている。このシール部材１２６によって、嵌合突部１１１が上部の連結面４９に対して前後左右方向Ｂ，Ｃへ摺動する際の水密性が確保されている。尚、図２０（ｂ）に示すように、嵌合突部１１１は、上部の連結面４９から上方へ僅かな間隙を有して、シール部材１２６により支持されている。
尚、シール部材１２６は上板３７と嵌合突部１１１との間をシールできればよく、したがって、シール部材１２６を嵌合突部１１１の下面に設けてもよい。
嵌合孔部１１２は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に設けられた筒状部材１２８に形成されている。また、下板３８の下部の連結面５０には凹部１２９が形成され、嵌合孔部１１２の下端は凹部１２９に開口し、嵌合孔部１１２の上端は集水空間４３に開口している。嵌合孔部１１２の下端部（外端部の一例）には、下端（外端の一例）ほど径方向に拡大した円錐形状の孔部傾斜面１３４が形成されている。
嵌合突部１１１は上下方向Ａ（所定の配列方向の一例）において嵌合孔部１１２に嵌脱自在である。尚、嵌合突部１１１の円筒部１２３には、円筒部１２３の外周面と嵌合孔部１１２の内周面との間をシールするシール部材１３１（Ｏリング等）が設けられている。
また、図１９に示すように、最上段の膜モジュール３４の左右一方の集水ケース３５ａの嵌合突部１１１と左右一方の集水管５９とが接続管６０を介して接続され、同様に、左右他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部１１１と左右他方の集水管５９とが接続管６０を介して接続される。また、最下段の膜モジュール３４の嵌合孔部１１２は閉鎖されている。
以下、前記構成における作用を説明する。
複数台の膜モジュール３４を上下に積み重ねる際、図２４，図２５に示すように、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１１１を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部１１２に下方から嵌め込んで、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを接合させる。これにより、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部１１０を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
このようにして、上下複数台の膜モジュール３４同士を容易に連結して膜カセット３１を構成することができる。また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が連結部１１０の流通孔１１７を介して連通する。
前記のようにして上下複数台の膜モジュール３４同士を連結して膜カセット３１を構成し、濾過運転を開始することにより、各々の膜モジュール３４の集水空間４３に集められた透過水（すなわち処理水）が、連結部１１０の流通孔１１７を通って、下段の膜モジュール３４の集水空間４３から上段の膜モジュール３４の集水空間４３へ流れ、最終的に最上段の膜モジュール３４（特定の膜モジュール）の集水空間４３から接続管６０を経て集水管５９に流れ込み、集水管５９から透過水取出し用配管へ流れて処理槽３２の外部へ取り出される。
また、濾過運転を停止し、上段の膜モジュール３４を下段の膜モジュール３４から吊り上げることにより、図２０に示すように、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１１１が上段の膜モジュール３４の嵌合孔部１１２から下方へ脱抜される。これにより、上段の膜モジュール３４を下段の膜モジュール３４から取り外して分離することができる。
また、膜モジュール３４は、被処理液３３中での使用による含水や温度変化等により、製作時の寸法と使用後の寸法とが異なってしまうことがあり、一方の集水ケース３５ａの嵌合突部１１１と他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部１１１との間隔Ｄ１（図１９参照）と、一方の集水ケース３５ａの嵌合孔部１１２と他方の集水ケース３５ｂの嵌合孔部１１２との間隔Ｄ２（図１９参照）とに誤差が生じることがある。
このような場合、既に使用している膜モジュール３４と未使用の膜モジュール３４とを、上下に積み重ね、連結部１１０を介して連結する際、図２０の仮想線に示すように、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１１１が、上部の連結面４９との水密性を保持しつつ、前後方向Ｂ又は左右方向Ｃへ摺動しながら変移するとともに、保持爪１２５が保持溝１２１内で移動する。これにより、前記左右両嵌合突部１１１間の間隔Ｄ１と左右両嵌合孔部１１２間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１１１を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部１１２に下方から確実に挿入することができる。
前記第４の実施の形態では、図１９に示すように、一方の集水ケース３５ａの上板３７に嵌合突部１１１を一個設け、下板３８に嵌合孔部１１２を一個設けているが、嵌合突部１１１と嵌合孔部１１２とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。同様に、他方の集水ケース３５ｂの上板３７に嵌合突部１１１を一個設け、下板３８に嵌合孔部１１２を一個設けているが、嵌合突部１１１と嵌合孔部１１２とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。
前記第４の実施の形態では、図２２に示すように、挿入溝１２０と保持溝１２１とを、周壁部１１９の二箇所に形成しているが、三箇所以上の複数箇所に形成してもよい。同様に、保持爪１２５を、嵌合突部１１１の二箇所に形成しているが、三箇所以上の複数箇所に形成してもよい。
また、前記第４の実施の形態では、連結部１１０を介して複数の膜モジュール３４同士を連結しているが、前記連結部１１０の構造は、膜モジュール３４以外、例えば管同士を接続する継手の構造等に適用してもよい。
また、クレーン等を使って膜モジュール３４を積み上げて連結する場合、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１１１の位置と上段の膜モジュール３４の嵌合孔部１１２の位置とを合わせる必要がある。この際、嵌合突部１１１が前後左右方向Ｂ，Ｃへ変移可能であり、突部傾斜面１３３が孔部傾斜面１３４に当接して案内されるため、嵌合突部１１１の位置と嵌合孔部１１２の位置とがある程度合えば、膜モジュール３４同士を連結することが可能であるとともに、後で位置の調整も可能である。
次に、本発明の第５の実施の形態を図２６〜図２８に基づいて説明する。
第５の実施の形態は先述した第１の実施の形態とほぼ同様の構成を有しているため、第１の実施の形態と同じ部材に対しては、同じ符号を付記して詳細な説明を省略する。
連結部１４１は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７に設けられて上部の連結面４９から上方へ突出する円筒状の嵌合突部５２と、下板３８に形成された嵌合孔部５３とからなる。嵌合孔部５３は下部の連結面５０と集水空間４３とに開口している。
嵌合突部５２は、上下方向Ａにおいて、嵌合孔部５３に嵌脱自在である。嵌合突部５２と上板３７とには、嵌合突部５２の上端と集水空間４３とに開口する流通孔５６が形成されている。各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９には、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０との間をシールするためのシール部材１４２（例えばＯリング等）が設けられている。
嵌合孔部５３の直径は嵌合突部５２の外径よりも大きく設定され、これにより、嵌合突部５２は、嵌合孔部５３に嵌合した状態で、嵌合孔部５３に対して前後左右方向Ｂ，Ｃへ所定範囲Ｆだけ変移自在である。尚、前記所定範囲Ｆとは、嵌合孔部５３の直径から嵌合突部５２の外径を引いた差に相当する。
前記のような構成により、先述した第１の実施の形態と同様な作用および効果が得られる。また、先述した第３の実施の形態と同様に、一方の集水ケース３５ａの嵌合突部５２と他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部５２との間隔Ｄ１と、一方の集水ケース３５ａの嵌合孔部５３と他方の集水ケース３５ｂの嵌合孔部５３との間隔Ｄ２とに誤差が生じることがある。
このような場合、複数の膜モジュール３４を上下に積み重ねて連結部１４１を介して連結する際、嵌合孔部５３の位置に対する嵌合突部５２の位置のずれが前記所定範囲Ｆ内であれば、下段の膜モジュール３４の嵌合突部５２を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３に嵌め込むことができる。これにより、前記左右両嵌合突部５２間の間隔Ｄ１と左右両嵌合孔部５３間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、下段の膜モジュール３４の嵌合突部５２を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３に確実に挿入することができる。
尚、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０との間の水密性はシール部材１４２で保たれる。
次に、本発明の第６の実施の形態を図２９〜図３１に基づいて説明する。
第６の実施の形態は先述した第２の実施の形態とほぼ同様の構成を有しているため、第２の実施の形態と同じ部材に対しては、同じ符号を付記して詳細な説明を省略する。
連結部１４５は嵌め込み部材７１と上部の嵌合孔部７２と下部の嵌合孔部７３とからなる。上部の嵌合孔部７２は上部の凹部７７と集水空間４３とに開口し、下部の嵌合孔部７３は下部の凹部８０と集水空間４３とに開口している。
嵌め込み部材７１の板部７４の一側面（上面）には、上段の膜モジュール３４の下部の凹部８０の上端面（奥端面）と前記板部７４の一側面（上面）との間をシールするためのシール部材１４６（例えばＯリング等）が設けられている。また、嵌め込み部材７１の板部７４の他側面（下面）には、下段の膜モジュール３４の上部の凹部７７の下端面（奥端面）と前記板部７４の他側面（下面）との間をシールするためのシール部材１４７（例えばＯリング等）が設けられている。
嵌合孔部７２，７３の直径は嵌め込み部材７１の嵌合突部７５，７６の外径よりも大きく設定され、凹部７７，８０の直径は嵌め込み部材７１の板部７４の外径よりも大きく設定されている。これにより、嵌め込み部材７１は、嵌合孔部７２，７３に嵌合した状態で、嵌合孔部７２，７３に対して前後左右方向Ｂ，Ｃへ所定範囲Ｆだけ変移自在である。尚、前記所定範囲Ｆとは、嵌合孔部７２，７３の直径から嵌合突部７５，７６の外径を引いた差と、凹部７７，８０の直径から板部７４の外径を引いた差とのいずれか小さい方に相当する。
前記のような構成により、先述した第２の実施の形態と同様な作用および効果が得られる。また、一方の集水ケース３５ａの上部の嵌合孔部７２と他方の集水ケース３５ｂの上部の嵌合孔部７２との間隔Ｄ１と、一方の集水ケース３５ａの下部の嵌合孔部７３と他方の集水ケース３５ｂの下部の嵌合孔部７３との間隔Ｄ２とに誤差が生じることがある。
このような場合、複数の膜モジュール３４を上下に積み重ねて連結部１４５を介して連結する際、上部の嵌合孔部７２の位置に対する下部の嵌合孔部７３の位置のずれが前記所定範囲Ｆ内であれば、嵌め込み部材７１の一方の嵌合突部７５を下部の嵌合孔部７３に嵌め込むとともに、嵌め込み部材７１の他方の嵌合突部７６を上部の嵌合孔部７に嵌め込むことができる。
これにより、上部の左右両嵌合孔部７２間の間隔Ｄ１と下部の左右両嵌合孔部７３間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、嵌め込み部材７１の他方の嵌合突部７６を下段の膜モジュール３４の上部の嵌合孔部７２に確実に挿入することができるとともに、嵌め込み部材７１の一方の嵌合突部７５を上段の膜モジュール３４の下部の嵌合孔部７３に確実に挿入することができる。
尚、上段の膜モジュール３４の下部の凹部８０の上端面と嵌め込み部材７１の板部７４の一側面との間の水密性はシール部材１４６で保たれるとともに、下段の膜モジュール３４の上部の凹部７７の下端面と嵌め込み部材７１の板部７４の他側面との間の水密性はシール部材１４７で保たれる。
次に、本発明の第７の実施の形態を図３２〜図３４に基づいて説明する。
先述した第３の実施の形態では、嵌合突部８８が変移自在であり、嵌合孔部８９が固定されているが、第７の実施の形態における連結部１５１は、嵌合突部８８が固定されており、嵌合孔部８９が変移自在に構成されている。尚、先述した第３の実施の形態と同じ部材に対しては、同じ符号を付記して詳細な説明を省略する。
各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９には凹部１５２が形成されている。円筒状の嵌合突部８８は前記凹部１５２の下底面１５３（奥底面）に固定されている。
嵌合孔部８９は、下部の連結面５０に対して前後左右方向Ｂ，Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ変移自在な筒状部材１５４に形成されている。筒状部材１５４は、円筒部１５５と、円筒部１５５の外周面に形成された外鍔部１５６とを有している。円筒部１５５は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に形成された貫通孔１６１に挿入されている。嵌合孔部８９の下端は円筒部１５５の下端に開口し、嵌合孔部８９の上端は集水空間４３に開口している。
筒状部材１５４は、保持部材１５７によって、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に保持されている。保持部材１５７は、先述した第３の実施の形態における保持部材９２と同様に、周壁部１５８と内鍔部１５９とを有している。外鍔部１５６は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８と保持部材１５７の内鍔部１５９との間に形成された保持空間１６０に挿入されている。
尚、保持部材１５７の周壁部１５８の内径から筒状部材１５４の外鍔部１５６の外径を差し引いた範囲をＥ１とし、貫通孔１６１の直径から円筒部１５５の外径を差し引いた範囲をＥ２とすると、嵌合孔部８９（すなわち筒状部材１５４）の前後左右方向Ｂ，Ｃへの変移量は、前記範囲Ｅ１と範囲Ｅ２とのいずれか小さい方の範囲（所定範囲の一例）に規制される。各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８には、下部の連結面５０と筒状部材１５４の外鍔部１５６との間の間隙をシールするシール部材１６２（Ｏリング等）が設けられている。また、外鍔部１５６は、下部の連結面５０から下方へ僅かに離れた状態で、保持部材１５７により支持されている。
前記構成によると、先述した第３の実施の形態と同様な作用および効果が得られる。すなわち、複数台の膜モジュール３４を上下に積み重ねる際、下段の膜モジュール３４の連結部１５１の嵌合突部８８を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９に下方から嵌め込んで、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを当接させる。これにより、図３４に示すように、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部１５１を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
このようにして、上下複数台の膜モジュール３４同士を容易に連結して膜カセット３１を構成することができる。また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が連結部１５１の流通孔９９を介して連通する。
また、膜モジュール３４は、被処理液３３中での使用による含水や温度変化等により、製作時の寸法と使用後の寸法とが異なってしまうことがあり、一方の集水ケース３５ａの嵌合突部８８と他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部８８との間隔Ｄ１と、一方の集水ケース３５ａの嵌合孔部８９と他方の集水ケース３５ｂの嵌合孔部８９との間隔Ｄ２とに誤差が生じることがある。
このような場合、既に使用している膜モジュール３４と未使用の膜モジュール３４とを、上下に積み重ね、連結部１５１を介して連結する際、図３２の仮想線で示すように、上段の膜モジュール３４の筒状部材１５４が、下部の連結面５０との水密性を保持しつつ、前後方向Ｂ又は左右方向Ｃへ摺動しながら変移する。これにより、前記左右両嵌合突部８８間の間隔Ｄ１と左右両嵌合孔部８９間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、下段の膜モジュール３４の嵌合突部８８を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９に確実に挿入することができる。
次に、本発明の第８の実施の形態を図３５〜図３７に基づいて説明する。
連結部１６６は、嵌合凹部１６７と、嵌合凹部１６７に嵌脱自在な嵌合突部１６８と、上部および下部の流通孔１６９，１７０とを有している。嵌合凹部１６７は各集水ケース３５ａ，３５ｂの下部の連結面５０に形成されている。嵌合突部１６８は各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に形成されている。
上部の流通孔１６９は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７に形成され、上部の連結面４９と集水空間４３とに開口している。嵌合突部１６８は、上部の流通孔１６９の外周方を取り囲むように、円環状に形成されている。
また、下部の流通孔１７０は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に形成され、下部の連結面５０と集水空間４３とに開口している。嵌合凹部１６７は、下部の流通孔１７０の外周方を取り囲むように、円環状に形成されている。
嵌合突部１６８は上下方向Ａにおいて嵌合凹部１６７に嵌脱自在である。嵌合突部１６８には、嵌合凹部１６７の上奥面１７１（奥底面）と嵌合突部１６８の上端面１７２（先端面）との間をシールするシール部材１７３（Ｏリング等）が設けられている。
嵌合凹部１６７の外径は嵌合突部１６８の外径よりも大きく設定され、嵌合突部１６８の内径は嵌合凹部１６７の内径よりも大きく設定されている。これにより、嵌合突部１６８は、嵌合凹部１６７に嵌合した状態で、嵌合凹部１６７に対して前後左右方向Ｂ，Ｃへ所定範囲Ｆだけ変移自在である。尚、前記所定範囲Ｆとは、嵌合凹部１６７の外径から嵌合突部１６８の外径を引いた差と、嵌合突部１６８の内径から嵌合凹部１６７の内径を引いた差とのいずれか小さい方に相当する。
以下、前記構成における作用を説明する。
複数台の膜モジュール３４を上下に積み重ねる際、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１６８を嵌合凹部１６７に下方から嵌め込んで、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを接合させる。これにより、図３７に示すように、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部１６６を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
このようにして、上下複数台の膜モジュール３４同士を容易に連結して膜カセット３１を構成することができる。また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が上部および下部の流通孔１６９，１７０を介して連通する。
また、一方の集水ケース３５ａの嵌合突部１６８と他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部１６８との間隔Ｄ１と、一方の集水ケース３５ａの嵌合凹部１６７と他方の集水ケース３５ｂの嵌合凹部１６７との間隔Ｄ２とに誤差が生じることがある。
このような場合、複数の膜モジュール３４を上下に積み重ねて連結部１６６を介して連結する際、嵌合凹部１６７の位置に対する嵌合突部１６８の位置のずれが前記所定範囲Ｆ内であれば、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１６８を上段の膜モジュール３４の嵌合凹部１６７に嵌め込むことができる。これにより、前記左右両嵌合突部１６８間の間隔Ｄ１と左右両嵌合孔部５３間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１６８を上段の膜モジュール３４の嵌合凹部１６７に確実に挿入することができる。尚、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０との間の水密性はシール部材１７３で保たれる。
前記第１の実施の形態では、図３に示すように、嵌合突部５２が各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７に設けられ、嵌合孔部５３が各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に設けられ、複数台の膜モジュール３４が上下方向Ａに積み重ねられて連結されている。しかしながら、嵌合突部５２の取付け位置は上板３７に限定されるものではなく、嵌合孔部５３の形成位置は下板３８に限定されるものではない。例えば、嵌合突部５２が下板３８に設けられ、嵌合孔部５３が上板３７に設けられていてもよい。
また、第９の実施の形態として、図３８に示すように、嵌合突部５２が各集水ケース３５ａ，３５ｂの前板３９に設けられ、嵌合孔部５３が各集水ケース３５ａ，３５ｂの後板４０に設けられているものでもよい。この場合、複数台の膜モジュール３４は前後方向Ｂ（所定の配列方向）に配置されて連結される。また、最前端に位置する膜モジュール３４の左右一方の集水ケース３５ａの嵌合突部５２と左右一方の集水管５９とが接続管６０を介して接続され、同様に、左右他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部５２と左右他方の集水管５９とが接続管６０を介して接続される。尚、前記第２〜第８の実施の形態についても、前記第９の実施の形態と同様に、複数台の膜モジュール３４を前後方向Ｂに配置して連結してもよい。
また、第１０の実施の形態として、図３９に示すように、嵌合突部５２が各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７と前板３９とに設けられ、嵌合孔部５３が各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８と後板４０とに設けられているものでもよい。この場合、複数台の膜モジュール３４を上下方向Ａと前後方向Ｂとの二方向において配置し連結することができる。尚、前記第２〜第８の実施の形態についても、前記第１０の実施の形態と同様に、複数台の膜モジュール３４を上下方向Ａと前後方向Ｂとの二方向において配置し連結してもよい。
前記各実施の形態では、最上段の膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂが接続管６０を介して集水管５９に接続されているが、集水管５９を処理槽３２内の下部に設け、最下段の膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂが接続管６０を介して集水管５９に接続されている構成であってもよい。また、集水ケース３５ａ，３５ｂの少なくとも１箇所が集水管５９に接続されていればよい。また、接続管６０を用いなくてもよい。
前記各実施の形態では、嵌合突部５２，７５，７６，８８，１１１に突部傾斜面５４，７９，１０５，１３３を設け、嵌合孔部５３，７２，７３，８９，１１２に孔部傾斜面５５，８４，８５，１０６，１３４を設けているが、突部傾斜面５４，７９，１０５，１３３と孔部傾斜面５５，８４，８５，１０６，１３４とのいずれかのみを設けても効果が得られる。
前記各実施の形態では、連結部５１，７０，８７，１１０，１４１，１４５，１５１，１６６を円筒形状に形成しているが、円筒形状に限定されるものではなく、例えば、四角筒形状や三角筒形状又はそれ以外の形状であってもよい。
前記第３および第４の実施の形態では、嵌合突部８８，１１１のみを保持機構９２，１１６で変移自在に保持しているが、嵌合突部８８，１１１と筒状部材１０１，１２８との両方をそれぞれ保持機構で変移自在に保持してもよい。
前記第７の実施の形態では、筒状部材１５４のみを保持機構１５７で変移自在に保持しているが、嵌合突部８８と筒状部材１５４との両方をそれぞれ保持機構で変移自在に保持してもよい。
本発明は、例えば下廃水処理や汚泥濃縮などにおいて固液分離に使用される膜モジュールおよび複数の膜モジュールからなる膜カセットに関する。
従来、この種の膜モジュールとしては、例えば図４０〜図４２に示すように、細長い円筒状の複数のろ過膜１１と、ろ過膜１１の両端部を保持する保持部材１２，１３と、保持部材１２，１３を取り付けて補強する補強枠１４とを有している。このうち、一方の保持部材１２の内部には、各ろ過膜１１を透過した透過液が集められる集水空間１６が形成されている。また、一方の保持部材１２には、集水空間１６に連通する集水ノズル１８が設けられており、集水ノズル１８は一方の保持部材１２の外側方へ突出している。
補強枠１４には、上下方向において隣接する膜モジュール１５同士を連結する連結部１７が設けられている。連結部１７は、補強枠１４の上部に設けられた突起１７ａと、補強枠１４の下部に設けられた凹部１７ｂとからなる。
複数の膜モジュール１５を上下方向に積み重ねることによって膜カセット１９が形成され、膜カセット１９は処理槽２０の内部に浸漬されている。また、各膜モジュール１５の集水ノズル１８は透過液（ろ過液）を吸引する吸引管２１に接続されており、吸引管２１の下流側には吸引ポンプ２２が接続されている。
これによると、複数の膜モジュール１５を上下方向Ａに積み重ねる際、下段の膜モジュール１５の突起１７ａを上段の膜モジュール１５の凹部１７ｂに嵌め込むことにより、上段の膜モジュール１５が下段の膜モジュール１５に連結され、上段の膜モジュール１５が下段の膜モジュール１５から前後方向Ｂ又は左右方向Ｃに離脱するのを防止することができる。
また、各ろ過膜１１の外側から内側へ透過した透過液は、集水空間１６に集められ、集水空間１６から集水ノズル１８を通って吸引管２１へ流れ、処理槽２０の外部に取り出される。
尚、前記のような膜モジュール１５については、日本国公開特許公報（特開平２−８６８１８）に記載されている。
特開平２−８６８１８号公報
前記従来形式では、連結部１７とは別に、集水ノズル１８を膜モジュール１５に設けているため、部品点数が増えるという問題がある。また、集水ノズル１８が各膜モジュール１５の外側に突出しているため、膜モジュール１５が大型化し、膜モジュール１５を設置するために必要な設置スペースが増大するといった問題がある。
本発明は、複数の膜モジュールを配列したとき、互いに隣接する膜モジュール同士が離脱するのを防止し、膜モジュールの部品点数を削減し、膜モジュールを小型化することを目的とする。
前記目的を達成するために本第１発明は、被処理液中に浸漬させて濾過を行う膜モジュールであって、
一対の集水ケースと、一対の集水ケース間に設けられた膜エレメントとを備え、
集水ケースの内部に、膜エレメントを透過した透過液が集められる集水空間が形成され、
集水ケースは、所定の配列方向において隣接する別の膜モジュールの集水ケースに、連結部を介して連結可能であり、
連結部は、流通孔と、嵌合孔部又は嵌合凹部と、所定の配列方向において嵌合孔部又は嵌合凹部に嵌脱自在な嵌合突部とを有し、
集水空間は、連結部の流通孔を介して、前記別の膜モジュールの集水ケースの集水空間に連通し、
嵌合突部と嵌合孔部との少なくともいずれかが、連通する集水空間との水密性を保ちながら、所定の配列方向に直交する直交方向へ所定範囲だけ変移可能であるものである。
これによると、複数の膜モジュールを所定の配列方向に配列した際、互いに隣接する膜モジュール同士が連結部を介して連結され、所定の配列方向と直交する直交方向へ膜モジュールが離脱するのを防止することができる。
また、処理槽内の被処理液は、各膜モジュールの膜エレメントを透過して濾過された後、透過液として集水ケースの集水空間に集められる。このようにして集水空間に集められた透過液は、連結部の流通孔を通って、連結された別の膜モジュールの集水ケース内の集水空間に流れることが可能となる。これにより、互いに連結された複数台の膜モジュールの集水空間同士が連結部の流通孔を介して連通することになり、透過液をいずれか特定の膜モジュール（例えば最端部に位置する膜モジュール）の集水空間から処理槽の外部へ取り出すことができる。
このように、連結部は、隣接する膜モジュール同士を連結する機能とともに、隣接する膜モジュールの集水空間同士を連通する機能も有している。このため、隣接する膜モジュールの集水空間同士を連通するための専用の配管等が不要になり、膜モジュールの部品点数が削減され、膜モジュールが小型化される。
また、複数の膜モジュールを所定の配列方向に配列する際、互いに隣接する一方の膜モジュールの嵌合突部を他方の膜モジュール（別の膜モジュール）の嵌合孔部又は嵌合凹部に嵌め込む。これにより、互いに隣接する膜モジュール同士が連結部を介して連結され、所定の配列方向と直交する直交方向へ膜モジュールが離脱するのを防止することができる。
また、例えば、互いに隣接する一方の膜モジュールの嵌合突部を他方の膜モジュール（別の膜モジュール）の嵌合孔部に嵌め込んで、一方の膜モジュールと他方の膜モジュールとを所定の配列方向に連結する際に、膜モジュールの製作時の寸法誤差、或いは熱や含水により生じる寸法変化のために、一方の膜モジュールの嵌合突部の位置と他方の膜モジュールの嵌合孔部の位置とがずれている場合、嵌合突部又は嵌合孔部が所定の配列方向に直交する直交方向へ水密性を保持しながら所定範囲内だけ変移する。これにより、前記嵌合突部の位置と嵌合孔部の位置とのずれが吸収され、一方の膜モジュールの嵌合突部を他方の膜モジュールの嵌合孔部に確実に嵌め込むことができる。
本第２発明における膜モジュールは、連結部は、嵌合孔部を有する筒状部材と、嵌合突部と筒状部材との少なくともいずれかを前記直交方向へ所定範囲だけ変移自在に保持する保持機構とを有しているものである。
本第３発明における膜モジュールは、保持機構は、集水ケースに設けられた環状の周壁部と、周壁部の端部から径方向の内側へ突出した環状の内鍔部と、集水ケースと内鍔部との間に形成された保持空間とを有しており、
嵌合突部は、径方向の外側へ突出する外鍔部を有し、且つ、周壁部の内側に挿入されており、
嵌合突部の外鍔部が保持空間に挿入されているものである。
これによると、外鍔部が保持空間内を径方向へ摺動することにより、嵌合突部が所定の配列方向に直交する直交方向へ水密性を保持しながら所定範囲内だけ変移する。これにより、嵌合突部の位置と嵌合孔部の位置とのずれが吸収される。
本第４発明における膜モジュールは、保持機構は、集水ケースに設けられた筒状の周壁部と、周壁部に形成された保持溝と、嵌合突部に設けられた保持爪とで構成され、
嵌合突部が周壁部の内側に挿入され、
保持爪は、嵌合突部の径方向の外側へ突出し、且つ、保持溝に挿入されているものである。
これによると、保持爪が保持溝内を径方向へ摺動することにより、嵌合突部が所定の配列方向に直交する直交方向へ水密性を保持しながら所定範囲内だけ変移する。これにより、嵌合突部の位置と嵌合孔部の位置とのずれが吸収される。
本第５発明における膜モジュールは、嵌合突部の先端部に形成され且つ先端ほど径方向に窄まった突部傾斜面と、嵌合孔部の外端部に形成され且つ外端ほど径方向に拡大した孔部傾斜面との、少なくともいずれかの傾斜面を備えたものである。
これによると、互いに隣接する一方の膜モジュールの嵌合突部を他方の膜モジュール（別の膜モジュール）の嵌合孔部に嵌め込むとき、嵌合突部が突部傾斜面と孔部傾斜面との少なくともいずれかの傾斜面によって嵌合孔部に案内されるため、嵌合突部が円滑且つ確実に嵌合孔部に嵌め込まれる。
本第６発明は、前記第１発明から第５発明のいずれか１項に記載された膜モジュールが所定の配列方向に複数台配列された膜カセットであって、
互いに隣接する膜モジュールの集水ケース同士が、連結部を介して、着脱自在に連結され、
互いに隣接する膜モジュールの集水空間同士が連結部の流通孔を介して連通しているものである。
以上のように本発明によれば、互いに隣接する膜モジュール同士が連結部を介して連結され、所定の配列方向と直交する直交方向へ膜モジュールが離脱するのを防止することができる。
また、互いに連結された複数台の膜モジュールの集水空間同士が連結部の流通孔を介して連通するため、透過液をいずれか特定の膜モジュール（例えば最端部に位置する膜モジュール）の集水空間から処理槽の外部へ取り出すことができる。
このように、流通孔が連結部に形成され、複数台の膜モジュールの集水空間同士が連結部の流通孔を介して連通するため、膜モジュールの部品点数が削減され、膜モジュールが小型化される。
また、一方の膜モジュールの嵌合突部の位置と他方の膜モジュールの嵌合孔部の位置とがずれている場合、嵌合突部又は嵌合孔部が所定の配列方向に直交する直交方向へ所定範囲内だけ変移することによって、前記嵌合突部の位置と嵌合孔部の位置とのずれが吸収され、一方の膜モジュールの嵌合突部を他方の膜モジュールの嵌合孔部に確実に嵌め込むことができる。
また、嵌合突部が突部傾斜面と孔部傾斜面との少なくともいずれかの傾斜面によって嵌合孔部に案内されるため、嵌合突部が円滑且つ確実に嵌合孔部に嵌め込まれる。
本発明の第１の実施の形態における膜カセットの正面図。 同、膜カセットの斜視図。 同、膜カセットを構成する膜モジュールの斜視図。 同、膜モジュールの縦断面図。 同、膜モジュールの膜エレメントの側面図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部に嵌入された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 本発明の第２の実施の形態における膜モジュールの斜視図。 同、膜モジュールの縦断面図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌め込み部材が嵌合孔部に嵌め込まれた状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌め込み部材が嵌合孔部から離脱された状態を示す。 本発明の第３の実施の形態における膜モジュールの斜視図。 同、膜モジュールの左右一方の集水ケースの縦断面図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の斜視図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の分解斜視図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部に嵌入された状態を示す。 図１７におけるＶ−Ｖ矢視図。 本発明の第４の実施の形態における膜モジュールの斜視図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の斜視図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 同、膜モジュールの連結装置の分解斜視図。 図２０におけるＶ−Ｖ矢視図。 図２３におけるＶ１−Ｖ１矢視図。 図２３におけるＶ２−Ｖ２矢視図。 本発明の第５の実施の形態における膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部に嵌入された状態を示す。 図２７におけるＶ−Ｖ矢視図。 本発明の第６の実施の形態における膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌め込み部材が嵌合孔部から離脱された状態を示す。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌め込み部材が嵌合孔部に嵌め込まれた状態を示す。 図３０におけるＶ−Ｖ矢視図。 本発明の第７の実施の形態における膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部から脱抜された状態を示す。 図３２におけるＶ−Ｖ矢視図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合孔部に嵌入された状態を示す。 本発明の第８の実施の形態における膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合凹部から脱抜された状態を示す。 図３５におけるＶ−Ｖ矢視図。 同、膜モジュールの連結部の縦断面図であり、嵌合突部が嵌合凹部に嵌入された状態を示す。 本発明の第９の実施の形態における膜モジュールの斜視図。 本発明の第１０の実施の形態における膜モジュールの斜視図。 従来の膜モジュールの縦断面図。 同、膜モジュールの斜視図。 同、膜モジュールを複数台積み重ねて構成された膜カセットの図。
以下、本発明における第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、３１は膜カセットであり、この膜カセット３１は処理槽３２内に設置されて被処理液３３に浸漬されている。膜カセット３１は上下方向Ａ（所定の配列方向の一例）に積み重ねられた複数台の膜モジュール３４から構成されている。
図３，図４に示すように、各膜モジュール３４はそれぞれ、左右一対の集水ケース３５ａ，３５ｂと、集水ケース３５ａ，３５ｂ間に配設された複数枚の膜エレメント３６とを有している。集水ケース３５ａ，３５ｂはそれぞれ、上板３７と下板３８と前板３９と後板４０と外側板４１と内側板４２とを有する四角形の箱型の部材であり、内部に集水空間４３を備えている。尚、集水ケース３５ａ，３５ｂは、四角形の箱型に形成されているが、この形状に限定されるものではなく、例えば、半円柱形状又は三角柱形状或いは多角柱形状等であってもよい。
各膜エレメント３６は、所定の間隔をあけて平行に配列されており、図５に示すように、膜支持体である四角形の平板状の濾板４６と、濾板４６の表裏両面に取り付けられた平膜からなる濾過膜４７とを有している。濾板４６の表裏両面にはそれぞれ、集水空間４３に連通する水平方向の透過水流通路４８が形成されている。
尚、膜支持体としては樹脂製等の剛性を有する濾板の他に、不織布やネット等のフレキシブルな材質のものを使用する場合もある。
集水ケース３５ａ，３５ｂの内側板４２は、接着剤を兼ねた樹脂で形成されている。図４に示すように、各膜エレメント３６の左右両側縁部は内側板４２を貫通して集水空間４３に達している。これにより、各膜エレメント３６は、集水ケース３５ａ，３５ｂに水密に固着され、集水ケース３５ａ，３５ｂ間に支持されている。
集水ケース３５ａ，３５ｂは、上端部に上部の連結面４９を有し、下端部に下部の連結面５０を有している。
図３，図６に示すように、下段の膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂは、連結部５１を介して、上段の膜モジュール３４（隣接する別の膜モジュールの一例）の集水ケース３５ａ，３５ｂに着脱自在に連結されている。連結部５１は、図７に示すように、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に設けられて上方へ突出する円筒状の嵌合突部５２と、下部の連結面５０に設けられた嵌合孔部５３とからなる。
嵌合突部５２は、上下方向Ａにおいて、嵌合孔部５３に嵌脱自在である。嵌合突部５２の先端部（上端部）には、先端（上端）ほど径方向に窄まった円錐形状の突部傾斜面５４が形成されている。
嵌合孔部５３は、下板３８に設けられた円筒状の筒状部材５８に形成されている。嵌合孔部５３の上端は集水空間４３に開口し、下端は下部の連結面５０に開口している。嵌合孔部５３の下端部（外端部の一例）には、下端（外端の一例）ほど径方向に拡大した円錐形状の孔部傾斜面５５が形成されている。
嵌合突部５２と上板３７とには、嵌合突部５２の上端と集水空間４３とに開口する流通孔５６が形成されている。嵌合突部５２の外周部には、嵌合孔部５３の内周面と嵌合突部５２の外周面との間をシールするためのシール部材５７（例えばＯリング等）が設けられている。
図６に示すように、下段の膜モジュール３４の集水空間４３は、嵌合突部５２の流通孔５６を介して、上段の膜モジュール３４の集水空間４３に連通している。また、図２に示すように、最上段の膜モジュール３４の左右両外側方には集水管５９が設けられている。最上段の膜モジュール３４の左右一方の集水ケース３５ａの嵌合突部５２と左右一方の集水管５９とが接続管６０を介して接続され、同様に、左右他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部５２と左右他方の集水管５９とが接続管６０を介して接続される。尚、集水管５９には透過水取出し用配管（図示省略）が接続され、透過水取出し用配管には吸引ポンプ（図示省略）が設けられている。
尚、透過水の取り出しには、処理槽３２内の水頭圧を駆動力とする重力濾過を用いることもできる。
また、最下段の膜モジュール３４の下方には空気等の気体を噴出する散気装置６２が設けられている。尚、最下段の膜モジュール３４は、散気装置６２から噴出された気体を上方の膜モジュール３４へと導く散気ケース６３上に支持されている。また、最下段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３は閉鎖されている。
以下、前記構成における作用を説明する。
散気ケース６３上に、複数台の膜モジュール３４を上下方向Ａに積み重ねることにより、膜カセット３１が形成される。
前記のように複数台の膜モジュール３４を積み重ねる際、下段の膜モジュール３４の嵌合突部５２を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３に下方から嵌め込んで、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを接合させる。これにより、図６に示すように、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部５１を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
また、下段の膜モジュール３４の嵌合突部５２を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３に下方から嵌め込む際、突部傾斜面５４が孔部傾斜面５５に当接して案内されるため、嵌合突部５２が円滑且つ確実に嵌合孔部５３に嵌め込まれる。
また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が連結部５１の流通孔５６を介して連通する。
図２に示すように、最上段の膜モジュール３４の嵌合突部５２と集水管５９とを接続管６０を介して接続し、その後、吸引ポンプを駆動し、散気装置６２を作動して散気管６４から空気を噴出して、濾過運転を開始する。
これにより、各膜エレメント３６の内側が減圧され、被処理液３３中の汚泥等が膜エレメント３６の濾過膜４７で捕捉され、濾過膜４７を透過して膜エレメント３６の透過水流通路４８に流入した透過水が、処理水として、透過水流通路４８から集水ケース３５ａ，３５ｂの集水空間４３に流れ込む。
このようにして各々の膜モジュール３４の集水空間４３に集められた透過水（すなわち処理水）は、連結部５１の嵌合突部５２の流通孔５６を通って、下段の膜モジュール３４の集水空間４３から上段の膜モジュール３４の集水空間４３へ流れ、最終的に最上段の膜モジュール３４（特定の膜モジュールの一例）の集水空間４３から接続管６０を経て集水管５９に流れ込み、集水管５９から透過水取出し用配管へ流れて処理槽３２の外部へ取り出される。
このように、連結部５１は、下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とを分離可能に連結する機能とともに、下段の膜モジュール３４の集水空間４３と上段の膜モジュール３４の集水空間４３とを連通する機能も有している。このため、下段の膜モジュール３４の集水空間４３と上段の膜モジュール３４の集水空間４３とを連通するための専用の配管等が不要になり、膜モジュール３４の部品点数が削減され、膜モジュール３４が小型化される。
また、散気管６４から噴射される空気の気泡によって、各膜エレメント３６間に上昇流が発生し、この上昇流によって、汚泥等の固形物が膜エレメント３６の膜面に堆積するのを抑制することができ、透過抵抗の上昇を抑制することができる。
この際、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とが当接しているため、前記空気の気泡が下段の膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂと上段の膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂとの間から外方へ漏出するのを防止することができる。
また、複数台の膜モジュール３４を上下に積み重ねて膜カセット３１を構成した際、各膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂが膜カセット３１の側壁をなすため、集水ケース３５ａ，３５ｂとは別に側壁を設ける必要はない。
また、保守点検時等においては、吸引ポンプと散気装置６２とを停止して濾過運転を停止し、接続管６０を最上段の膜モジュール３４の嵌合突部５２から外す。その後、図３に示すように、上段の膜モジュール３４を下段の膜モジュール３４から吊り上げることにより、下段の膜モジュール３４の嵌合突部５２が上段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３から下方に脱抜されるため、一定の重量を有する個々の膜モジュール３４を一台ずつ処理槽３２の上方に吊り上げて取り出すことができる。これにより、吊り上げ作業が容易に行える。
尚、保守点検において、膜カセット３１を処理槽３２から外部へ取り出し、その後、個々の膜モジュール３４を一台ずつ吊り上げてもよい。
前記第１の実施の形態では、図３に示すように、一方の集水ケース３５ａの上板３７に嵌合突部５２を一個設け、下板３８に嵌合孔部５３を一個設けているが、嵌合突部５２と嵌合孔部５３とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。同様に、他方の集水ケース３５ｂの上板３７に嵌合突部５２を一個設け、下板３８に嵌合孔部５３を一個設けているが、嵌合突部５２と嵌合孔部５３とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。
次に、本発明の第２の実施の形態を図８〜図１１に基づいて説明する。
連結部７０は、嵌め込み部材７１と、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に設けられた上部の嵌合孔部７２と、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下部の連結面５０に設けられた下部の嵌合孔部７３とからなる。
図１１に示すように、嵌め込み部材７１は、円板状の板部７４と、板部７４の一側面に設けられた一方の嵌合突部７５と、板部７４の他側面に設けられた他方の嵌合突部７６とを有している。嵌め込み部材７１には流通孔８６が形成されており、流通孔８６の一端が一方の嵌合突部７５の先端（上端）に開口するとともに流通孔８６の他端が他方の嵌合突部７６の先端（下端）に開口している。
また、一方の嵌合突部７５の先端部と他方の嵌合突部７６の先端部とにはそれぞれ、先端ほど径方向に窄まった円錐形状の突部傾斜面７９が形成されている。
上部の嵌合孔部７２は、集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７に設けられた円筒状の上部の筒状部材７８に形成されている。また、上板３７の上部の連結面４９には上部の凹部７７が形成され、上部の嵌合孔部７２の上端が上部の凹部７７に開口し、上部の嵌合孔部７２の下端が集水空間４３に開口している。上部の嵌合孔部７２の上端部には、上端ほど径方向に拡大した円錐形状の孔部傾斜面８４が形成されている。
下部の嵌合孔部７３は、集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に設けられた円筒状の下部の筒状部材８１に形成されている。また、下板３８の下部の連結面５０には下部の凹部８０が形成され、下部の嵌合孔部７３の下端が下部の凹部８０に開口し、下部の嵌合孔部７３の上端が集水空間４３に開口している。下部の嵌合孔部７３の下端部には、下端ほど径方向に拡大した円錐形状の孔部傾斜面８５が形成されている。
嵌め込み部材７１の一方の嵌合突部７５が上下方向Ａにおいて下部の嵌合孔部７３に嵌脱自在であるとともに、板部７４の上部が下部の凹部８０に嵌脱自在である。また、嵌め込み部材７１の他方の嵌合突部７６が上下方向Ａにおいて上部の嵌合孔部７２に嵌脱自在であるとともに、板部７４の下部が上部の凹部７７に嵌脱自在である。
嵌め込み部材７１の一方の嵌合突部７５の外周部には、下部の嵌合孔部７３の内周面と一方の嵌合突部７５の外周面との間をシールするためのシール部材８２（例えばＯリング等）が設けられている。また、他方の嵌合突部７６の外周部には、上部の嵌合孔部７２の内周面と他方の嵌合突部７６の外周面との間をシールするためのシール部材８３（例えばＯリング等）が設けられている。
尚、図８に示すように、最上段の膜モジュール３４の左右一方の集水ケース３５ａの上部の嵌合孔部７２と左右一方の集水管５９とが接続管６０を介して接続され、同様に、左右他方の集水ケース３５ｂの上部の嵌合孔部７２と左右他方の集水管５９とが接続管６０を介して接続される。また、最下段の膜モジュール３４の下部の嵌合孔部７３は閉鎖されている。
以下、前記構成における作用を説明する。
複数台の膜モジュール３４を上下方向Ａに積み重ねることにより、膜カセット３１が形成される。
前記のように複数台の膜モジュール３４を積み重ねる際、嵌め込み部材７１の他方の嵌合突部７６を下段の膜モジュール３４の上部の嵌合孔部７２に挿入するとともに、嵌め込み部材７１の板部７４の下部を上部の凹部７７に嵌入する。この際、他方の嵌合突部７６の突部傾斜面７９が上部の嵌合孔部７２の孔部傾斜面８４に当接して案内されるため、他方の嵌合突部７６が円滑且つ確実に上部の嵌合孔部７２に嵌め込まれる。
その後、下段の膜モジュール３４上に上段の膜モジュール３４を下ろし、この際、嵌め込み部材７１の一方の嵌合突部７５を上段の膜モジュール３４の下部の嵌合孔部７３に挿入するとともに、嵌め込み部材７１の板部７４の上部を下部の凹部８０に嵌入し、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを接合させる。この際、一方の嵌合突部７５の突部傾斜面７９が下部の嵌合孔部７３の孔部傾斜面８５に当接して案内されるため、一方の嵌合突部７５が円滑且つ確実に下部の嵌合孔部７３に嵌め込まれる。
これにより、図１０に示すように、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部７０を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が連結部７０の流通孔８６を介して連通する。
各々の膜モジュール３４の集水空間４３に集められた透過水（すなわち処理水）は、連結部７０の嵌め込み部材７１の流通孔８６を通って、下段の膜モジュール３４の集水空間４３から上段の膜モジュール３４の集水空間４３へ流れ、最終的に最上段の膜モジュール３４（特定の膜モジュールの一例）の集水空間４３から接続管６０を経て集水管５９に流れ込み、集水管５９から透過水取出し用配管へ流れて処理槽３２の外部へ取り出される。
このように、連結部７０は、下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とを分離可能に連結する機能とともに、下段の膜モジュール３４の集水空間４３と上段の膜モジュール３４の集水空間４３とを連通する機能も有している。このため、下段の膜モジュール３４の集水空間４３と上段の膜モジュール３４の集水空間４３とを連通するための専用の配管等が不要になり、膜モジュール３４の部品点数が削減され、膜モジュール３４が小型化される。
前記第２の実施の形態では、図８に示すように、一方の集水ケース３５ａの上板３７に上部の嵌合孔部７２を一個設け、下板３８に下部の嵌合孔部７３を一個設け、一個の嵌め込み部材７１を用いて連結しているが、上部の嵌合孔部７２と下部の嵌合孔部７３とをそれぞれ複数個ずつ設け、複数個の嵌め込み部材７１を用いて連結してもよい。同様に、他方の集水ケース３５ｂの上板３７に上部の嵌合孔部７２を一個設け、下板３８に下部の嵌合孔部７３を一個設け、一個の嵌め込み部材７１を用いて連結しているが、上部の嵌合孔部７２と下部の嵌合孔部７３とをそれぞれ複数個ずつ設け、複数個の嵌め込み部材７１を用いて連結してもよい。
次に、本発明の第３の実施の形態を図１２〜図１８に基づいて説明する。
図１４〜図１６に示すように、連結部８７は嵌合突部８８と嵌合孔部８９と保持部材９２（保持機構の一例）と流通孔９９とを有している。嵌合突部８８は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に保持されて上方へ突出し、且つ、上部の連結面４９に対して前後左右方向Ｂ，Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ摺動自在（変移自在）である。また、嵌合突部８８は、円筒部９３と、円筒部９３の下端外周面に設けられて径方向の外側へ突出した外鍔部９４とを有している。円筒部９３の上端部には、上端ほど径方向に窄まった円錐形状の突部傾斜面１０５が形成されている。また、流通孔９９は、嵌合突部８８と上板３７とに形成され、嵌合突部８８の上端と集水空間４３とに開口している。
保持部材９２は、嵌合突部８８を、前後左右方向Ｂ，Ｃへ所定範囲だけ摺動自在に保持するものである。保持部材９２は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に垂直に設けられた円環状の周壁部９６と、周壁部９６の上端部から径方向内側へ突出した円環状の内鍔部９７とを有している。
外鍔部９４は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７と内鍔部９７との間に形成された保持空間１００に挿入されており、上部の連結面４９と内鍔部９７の下面とに適度な圧力で押し付けられた状態で、上下方向Ａにおいて拘束されている。
また、外鍔部９４の外径は周壁部９６の内径よりも小さく且つ内鍔部９７の内径よりも大きく設定されている。また、嵌合突部８８の円筒部９３の外径は内鍔部９７の内径よりも小さく設定されている。
尚、保持部材９２の周壁部９６の内径から嵌合突部８８の外鍔部９４の外径を差し引いた範囲をＥ１とし、保持部材９２の内鍔部９７の内径から嵌合突部８８の円筒部９３の外径を差し引いた範囲をＥ２とすると、嵌合突部８８の前後左右方向Ｂ，Ｃへの変移量は、前記範囲Ｅ１と範囲Ｅ２とのいずれか小さい方の範囲（所定範囲の一例）に規制される。
各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７には、上部の連結面４９と嵌合突部８８の下端面との間の間隙をシールするシール部材９８（Ｏリング等）が設けられている。このシール部材９８によって、嵌合突部８８が上部の連結面４９に対して前後左右方向Ｂ，Ｃへ摺動する際の水密性が確保されている。尚、図１４（ｂ）に示すように、嵌合突部８８は、上部の連結面４９から上方へ僅かな間隙を有して、シール部材９８により支持されている。
尚、シール部材９８は上板３７と嵌合突部８８との間をシールできればよく、したがって、上記の他に、シール部材９８を外鍔部９４の上面又は下面或いは内鍔部９７の下面に設けてもよい。
嵌合孔部８９は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に設けられた筒状部材１０１に形成されている。また、下板３８の下部の連結面５０には凹部１０２が形成され、嵌合孔部８９の下端は凹部１０２に開口し、嵌合孔部８９の上端は集水空間４３に開口している。嵌合孔部８９の下端部（外端部の一例）には、下端（外端の一例）ほど径方向に拡大した円錐形状の孔部傾斜面１０６が形成されている。
嵌合突部８８は上下方向Ａにおいて嵌合孔部８９に嵌脱自在である。尚、嵌合突部８８には、円筒部９３の外周面と嵌合孔部８９の内周面との間をシールするシール部材１０３（Ｏリング等）が設けられている。
また、図１２に示すように、最上段の膜モジュール３４の左右一方の集水ケース３５ａの連結部８７の嵌合突部８８と左右一方の集水管５９とが接続管６０を介して接続され、同様に、左右他方の集水ケース３５ｂの連結部８７の嵌合突部８８と左右他方の集水管５９とが接続管６０を介して接続される。また、最下段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９は閉鎖されている。
以下、前記構成における作用を説明する。
複数台の膜モジュール３４を上下に積み重ねる際、下段の膜モジュール３４の連結部８７の嵌合突部８８を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９に下方から嵌め込んで、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを接合させる。これにより、図１７に示すように、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部８７を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
このようにして、上下複数台の膜モジュール３４同士を容易に連結して膜カセット３１を構成することができる。また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が連結部８７の流通孔９９を介して連通する。
前記のようにして上下複数台の膜モジュール３４同士を連結して膜カセット３１を構成した後、濾過運転を開始することにより、各々の膜モジュール３４の集水空間４３に集められた透過水（すなわち処理水）が、連結部８７の流通孔９９を通って、下段の膜モジュール３４の集水空間４３から上段の膜モジュール３４の集水空間４３へ流れ、最終的に最上段の膜モジュール３４（特定の膜モジュール）の集水空間４３から接続管６０を経て集水管５９に流れ込み、集水管５９から透過水取出し用配管へ流れて処理槽３２の外部へ取り出される。
また、濾過運転を停止し、上段の膜モジュール３４を下段の膜モジュール３４から吊り上げることにより、図１２〜図１４に示すように、下段の膜モジュール３４の連結部８７の嵌合突部８８が上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９から下方へ脱抜される。これにより、上段の膜モジュール３４を下段の膜モジュール３４から取り外して分離することができる。
また、膜モジュール３４は、被処理液３３中での使用による含水や温度変化等により、製作時の寸法と使用後の寸法とが異なってしまうことがあり、一方の集水ケース３５ａの嵌合突部８８と他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部８８との間隔Ｄ１（図１２参照）と、一方の集水ケース３５ａの嵌合孔部８９と他方の集水ケース３５ｂの嵌合孔部８９との間隔Ｄ２（図１２参照）とに誤差が生じることがある。
このような場合、既に使用している膜モジュール３４と未使用の膜モジュール３４とを、上下に積み重ね、連結部８７を介して連結する際、図１４の仮想線で示すように、下段の膜モジュール３４の嵌合突部８８が、上部の連結面４９との水密性を保持しつつ、前後方向Ｂ又は左右方向Ｃへ摺動しながら変移する。これにより、前記左右両嵌合突部８８間の間隔Ｄ１と左右両嵌合孔部８９間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、下段の膜モジュール３４の嵌合突部８８を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９に確実に挿入することができる。
前記第３の実施の形態では、図１２に示すように、一方の集水ケース３５ａの上板３７に嵌合突部８８を一個設け、下板３８に嵌合孔部８９を一個設けているが、嵌合突部８８と嵌合孔部８９とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。同様に、他方の集水ケース３５ｂの上板３７に嵌合突部８８を一個設け、下板３８に嵌合孔部８９を一個設けているが、嵌合突部８８と嵌合孔部８９とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。
また、前記第３の実施の形態では、連結部８７を介して複数の膜モジュール３４同士を連結しているが、前記連結部８７の構造は、膜モジュール３４以外、例えば管同士を接続する継手の構造等に適用してもよい。
また、クレーン等を使って膜モジュール３４を積み上げて連結する場合、下段の膜モジュール３４の嵌合突部８８の位置と上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９の位置とを合わせる必要がある。この際、嵌合突部８８が前後左右方向Ｂ，Ｃへ変移可能であり、突部傾斜面１０５が孔部傾斜面１０６に当接して案内されるため、嵌合突部８８の位置と嵌合孔部８９の位置とがある程度合えば、膜モジュール３４同士を連結することが可能であるとともに、後で位置の調整も可能である。
次に、本発明の第４の実施の形態を図１９〜図２５に基づいて説明する。
図１９〜図２２に示すように、連結部１１０は嵌合突部１１１と嵌合孔部１１２と保持機構１１６と流通孔１１７とを有している。
嵌合突部１１１は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に保持されて上方へ突出し、且つ、上部の連結面４９に対して前後左右方向Ｂ，Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ摺動自在（変移自在）である。
また、嵌合突部１１１は、円筒部１２３と、円筒部１２３の下端外周面に設けられて径方向の外側へ突出した鍔部１２４と、鍔部１２４の外周部の二箇所に設けられた保持爪１２５とを有している。円筒部１２３の上端部には、上端ほど径方向に窄まった円錐形状の突部傾斜面１３３が形成されている。流通孔１１７は、嵌合突部１１１と上板３７とに形成され、嵌合突部１１１の上端と集水空間４３とに開口している。
保持機構１１６は、嵌合突部１１１を、前後左右方向Ｂ，Ｃへ所定範囲だけ摺動自在に保持するものである。保持機構１１６は周壁部１１９と挿入溝１２０と保持溝１２１と保持爪１２５とで構成されている。周壁部１１９は、円筒状であり、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に立設されている。
挿入溝１２０は、周壁部１１９の二箇所に上下方向Ａ（軸心方向）に形成され、周壁部１１９の上端から上部の連結面４９に達している。また、保持溝１２１は挿入溝１２０の下端部から周方向に形成されている。これら保持溝１２１は、上部の連結面４９に面しており、一端部が挿入溝１２０の下端部に連通している。
嵌合突部１１１の下部は周壁部１１９の内側に挿入されている。また、図２１の実線で示すように、両保持爪１２５はそれぞれ挿入溝１２０から保持溝１２１に挿入されている。これによって、嵌合突部１１１は、上部の連結面４９に向けて適度な圧力で押し付けられた状態で、上下方向Ａ（軸心方向）において拘束されている。
また、鍔部１２４の外径は周壁部１１９の内径よりも小さく設定され、これにより、嵌合突部１１１は上部の連結面４９に対して前後左右方向Ｂ，Ｃ（嵌合突部１１１の半径方向）へ変移自在に保持される。尚、嵌合突部１１１の前後左右方向Ｂ，Ｃへの変移量は、周壁部１１９の内径から鍔部１２４の外径を差し引いた範囲（所定範囲の一例）に規制される。
各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７には、上部の連結面４９と嵌合突部１１１の下端面との間の間隙をシールするシール部材１２６（Ｏリング等）が設けられている。このシール部材１２６によって、嵌合突部１１１が上部の連結面４９に対して前後左右方向Ｂ，Ｃへ摺動する際の水密性が確保されている。尚、図２０（ｂ）に示すように、嵌合突部１１１は、上部の連結面４９から上方へ僅かな間隙を有して、シール部材１２６により支持されている。
尚、シール部材１２６は上板３７と嵌合突部１１１との間をシールできればよく、したがって、シール部材１２６を嵌合突部１１１の下面に設けてもよい。
嵌合孔部１１２は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に設けられた筒状部材１２８に形成されている。また、下板３８の下部の連結面５０には凹部１２９が形成され、嵌合孔部１１２の下端は凹部１２９に開口し、嵌合孔部１１２の上端は集水空間４３に開口している。嵌合孔部１１２の下端部（外端部の一例）には、下端（外端の一例）ほど径方向に拡大した円錐形状の孔部傾斜面１３４が形成されている。
嵌合突部１１１は上下方向Ａ（所定の配列方向の一例）において嵌合孔部１１２に嵌脱自在である。尚、嵌合突部１１１の円筒部１２３には、円筒部１２３の外周面と嵌合孔部１１２の内周面との間をシールするシール部材１３１（Ｏリング等）が設けられている。
また、図１９に示すように、最上段の膜モジュール３４の左右一方の集水ケース３５ａの嵌合突部１１１と左右一方の集水管５９とが接続管６０を介して接続され、同様に、左右他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部１１１と左右他方の集水管５９とが接続管６０を介して接続される。また、最下段の膜モジュール３４の嵌合孔部１１２は閉鎖されている。
以下、前記構成における作用を説明する。
複数台の膜モジュール３４を上下に積み重ねる際、図２４，図２５に示すように、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１１１を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部１１２に下方から嵌め込んで、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを接合させる。これにより、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部１１０を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
このようにして、上下複数台の膜モジュール３４同士を容易に連結して膜カセット３１を構成することができる。また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が連結部１１０の流通孔１１７を介して連通する。
前記のようにして上下複数台の膜モジュール３４同士を連結して膜カセット３１を構成し、濾過運転を開始することにより、各々の膜モジュール３４の集水空間４３に集められた透過水（すなわち処理水）が、連結部１１０の流通孔１１７を通って、下段の膜モジュール３４の集水空間４３から上段の膜モジュール３４の集水空間４３へ流れ、最終的に最上段の膜モジュール３４（特定の膜モジュール）の集水空間４３から接続管６０を経て集水管５９に流れ込み、集水管５９から透過水取出し用配管へ流れて処理槽３２の外部へ取り出される。
また、濾過運転を停止し、上段の膜モジュール３４を下段の膜モジュール３４から吊り上げることにより、図２０に示すように、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１１１が上段の膜モジュール３４の嵌合孔部１１２から下方へ脱抜される。これにより、上段の膜モジュール３４を下段の膜モジュール３４から取り外して分離することができる。
また、膜モジュール３４は、被処理液３３中での使用による含水や温度変化等により、製作時の寸法と使用後の寸法とが異なってしまうことがあり、一方の集水ケース３５ａの嵌合突部１１１と他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部１１１との間隔Ｄ１（図１９参照）と、一方の集水ケース３５ａの嵌合孔部１１２と他方の集水ケース３５ｂの嵌合孔部１１２との間隔Ｄ２（図１９参照）とに誤差が生じることがある。
このような場合、既に使用している膜モジュール３４と未使用の膜モジュール３４とを、上下に積み重ね、連結部１１０を介して連結する際、図２０の仮想線に示すように、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１１１が、上部の連結面４９との水密性を保持しつつ、前後方向Ｂ又は左右方向Ｃへ摺動しながら変移するとともに、保持爪１２５が保持溝１２１内で移動する。これにより、前記左右両嵌合突部１１１間の間隔Ｄ１と左右両嵌合孔部１１２間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１１１を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部１１２に下方から確実に挿入することができる。
前記第４の実施の形態では、図１９に示すように、一方の集水ケース３５ａの上板３７に嵌合突部１１１を一個設け、下板３８に嵌合孔部１１２を一個設けているが、嵌合突部１１１と嵌合孔部１１２とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。同様に、他方の集水ケース３５ｂの上板３７に嵌合突部１１１を一個設け、下板３８に嵌合孔部１１２を一個設けているが、嵌合突部１１１と嵌合孔部１１２とをそれぞれ複数個ずつ設けてもよい。
前記第４の実施の形態では、図２２に示すように、挿入溝１２０と保持溝１２１とを、周壁部１１９の二箇所に形成しているが、三箇所以上の複数箇所に形成してもよい。同様に、保持爪１２５を、嵌合突部１１１の二箇所に形成しているが、三箇所以上の複数箇所に形成してもよい。
また、前記第４の実施の形態では、連結部１１０を介して複数の膜モジュール３４同士を連結しているが、前記連結部１１０の構造は、膜モジュール３４以外、例えば管同士を接続する継手の構造等に適用してもよい。
また、クレーン等を使って膜モジュール３４を積み上げて連結する場合、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１１１の位置と上段の膜モジュール３４の嵌合孔部１１２の位置とを合わせる必要がある。この際、嵌合突部１１１が前後左右方向Ｂ，Ｃへ変移可能であり、突部傾斜面１３３が孔部傾斜面１３４に当接して案内されるため、嵌合突部１１１の位置と嵌合孔部１１２の位置とがある程度合えば、膜モジュール３４同士を連結することが可能であるとともに、後で位置の調整も可能である。
次に、本発明の第５の実施の形態を図２６〜図２８に基づいて説明する。
第５の実施の形態は先述した第１の実施の形態とほぼ同様の構成を有しているため、第１の実施の形態と同じ部材に対しては、同じ符号を付記して詳細な説明を省略する。
連結部１４１は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７に設けられて上部の連結面４９から上方へ突出する円筒状の嵌合突部５２と、下板３８に形成された嵌合孔部５３とからなる。嵌合孔部５３は下部の連結面５０と集水空間４３とに開口している。
嵌合突部５２は、上下方向Ａにおいて、嵌合孔部５３に嵌脱自在である。嵌合突部５２と上板３７とには、嵌合突部５２の上端と集水空間４３とに開口する流通孔５６が形成されている。各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９には、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０との間をシールするためのシール部材１４２（例えばＯリング等）が設けられている。
嵌合孔部５３の直径は嵌合突部５２の外径よりも大きく設定され、これにより、嵌合突部５２は、嵌合孔部５３に嵌合した状態で、嵌合孔部５３に対して前後左右方向Ｂ，Ｃへ所定範囲Ｆだけ変移自在である。尚、前記所定範囲Ｆとは、嵌合孔部５３の直径から嵌合突部５２の外径を引いた差に相当する。
前記のような構成により、先述した第１の実施の形態と同様な作用および効果が得られる。また、先述した第３の実施の形態と同様に、一方の集水ケース３５ａの嵌合突部５２と他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部５２との間隔Ｄ１と、一方の集水ケース３５ａの嵌合孔部５３と他方の集水ケース３５ｂの嵌合孔部５３との間隔Ｄ２とに誤差が生じることがある。
このような場合、複数の膜モジュール３４を上下に積み重ねて連結部１４１を介して連結する際、嵌合孔部５３の位置に対する嵌合突部５２の位置のずれが前記所定範囲Ｆ内であれば、下段の膜モジュール３４の嵌合突部５２を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３に嵌め込むことができる。これにより、前記左右両嵌合突部５２間の間隔Ｄ１と左右両嵌合孔部５３間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、下段の膜モジュール３４の嵌合突部５２を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部５３に確実に挿入することができる。
尚、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０との間の水密性はシール部材１４２で保たれる。
次に、本発明の第６の実施の形態を図２９〜図３１に基づいて説明する。
第６の実施の形態は先述した第２の実施の形態とほぼ同様の構成を有しているため、第２の実施の形態と同じ部材に対しては、同じ符号を付記して詳細な説明を省略する。
連結部１４５は嵌め込み部材７１と上部の嵌合孔部７２と下部の嵌合孔部７３とからなる。上部の嵌合孔部７２は上部の凹部７７と集水空間４３とに開口し、下部の嵌合孔部７３は下部の凹部８０と集水空間４３とに開口している。
嵌め込み部材７１の板部７４の一側面（上面）には、上段の膜モジュール３４の下部の凹部８０の上端面（奥端面）と前記板部７４の一側面（上面）との間をシールするためのシール部材１４６（例えばＯリング等）が設けられている。また、嵌め込み部材７１の板部７４の他側面（下面）には、下段の膜モジュール３４の上部の凹部７７の下端面（奥端面）と前記板部７４の他側面（下面）との間をシールするためのシール部材１４７（例えばＯリング等）が設けられている。
嵌合孔部７２，７３の直径は嵌め込み部材７１の嵌合突部７５，７６の外径よりも大きく設定され、凹部７７，８０の直径は嵌め込み部材７１の板部７４の外径よりも大きく設定されている。これにより、嵌め込み部材７１は、嵌合孔部７２，７３に嵌合した状態で、嵌合孔部７２，７３に対して前後左右方向Ｂ，Ｃへ所定範囲Ｆだけ変移自在である。尚、前記所定範囲Ｆとは、嵌合孔部７２，７３の直径から嵌合突部７５，７６の外径を引いた差と、凹部７７，８０の直径から板部７４の外径を引いた差とのいずれか小さい方に相当する。
前記のような構成により、先述した第２の実施の形態と同様な作用および効果が得られる。また、一方の集水ケース３５ａの上部の嵌合孔部７２と他方の集水ケース３５ｂの上部の嵌合孔部７２との間隔Ｄ１と、一方の集水ケース３５ａの下部の嵌合孔部７３と他方の集水ケース３５ｂの下部の嵌合孔部７３との間隔Ｄ２とに誤差が生じることがある。
このような場合、複数の膜モジュール３４を上下に積み重ねて連結部１４５を介して連結する際、上部の嵌合孔部７２の位置に対する下部の嵌合孔部７３の位置のずれが前記所定範囲Ｆ内であれば、嵌め込み部材７１の一方の嵌合突部７５を下部の嵌合孔部７３に嵌め込むとともに、嵌め込み部材７１の他方の嵌合突部７６を上部の嵌合孔部７に嵌め込むことができる。
これにより、上部の左右両嵌合孔部７２間の間隔Ｄ１と下部の左右両嵌合孔部７３間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、嵌め込み部材７１の他方の嵌合突部７６を下段の膜モジュール３４の上部の嵌合孔部７２に確実に挿入することができるとともに、嵌め込み部材７１の一方の嵌合突部７５を上段の膜モジュール３４の下部の嵌合孔部７３に確実に挿入することができる。
尚、上段の膜モジュール３４の下部の凹部８０の上端面と嵌め込み部材７１の板部７４の一側面との間の水密性はシール部材１４６で保たれるとともに、下段の膜モジュール３４の上部の凹部７７の下端面と嵌め込み部材７１の板部７４の他側面との間の水密性はシール部材１４７で保たれる。
次に、本発明の第７の実施の形態を図３２〜図３４に基づいて説明する。
先述した第３の実施の形態では、嵌合突部８８が変移自在であり、嵌合孔部８９が固定されているが、第７の実施の形態における連結部１５１は、嵌合突部８８が固定されており、嵌合孔部８９が変移自在に構成されている。尚、先述した第３の実施の形態と同じ部材に対しては、同じ符号を付記して詳細な説明を省略する。
各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９には凹部１５２が形成されている。円筒状の嵌合突部８８は前記凹部１５２の下底面１５３（奥底面）に固定されている。
嵌合孔部８９は、下部の連結面５０に対して前後左右方向Ｂ，Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ変移自在な筒状部材１５４に形成されている。筒状部材１５４は、円筒部１５５と、円筒部１５５の外周面に形成された外鍔部１５６とを有している。円筒部１５５は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に形成された貫通孔１６１に挿入されている。嵌合孔部８９の下端は円筒部１５５の下端に開口し、嵌合孔部８９の上端は集水空間４３に開口している。
筒状部材１５４は、保持部材１５７によって、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に保持されている。保持部材１５７は、先述した第３の実施の形態における保持部材９２と同様に、周壁部１５８と内鍔部１５９とを有している。外鍔部１５６は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８と保持部材１５７の内鍔部１５９との間に形成された保持空間１６０に挿入されている。
尚、保持部材１５７の周壁部１５８の内径から筒状部材１５４の外鍔部１５６の外径を差し引いた範囲をＥ１とし、貫通孔１６１の直径から円筒部１５５の外径を差し引いた範囲をＥ２とすると、嵌合孔部８９（すなわち筒状部材１５４）の前後左右方向Ｂ，Ｃへの変移量は、前記範囲Ｅ１と範囲Ｅ２とのいずれか小さい方の範囲（所定範囲の一例）に規制される。各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８には、下部の連結面５０と筒状部材１５４の外鍔部１５６との間の間隙をシールするシール部材１６２（Ｏリング等）が設けられている。また、外鍔部１５６は、下部の連結面５０から下方へ僅かに離れた状態で、保持部材１５７により支持されている。
前記構成によると、先述した第３の実施の形態と同様な作用および効果が得られる。すなわち、複数台の膜モジュール３４を上下に積み重ねる際、下段の膜モジュール３４の連結部１５１の嵌合突部８８を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９に下方から嵌め込んで、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを当接させる。これにより、図３４に示すように、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部１５１を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
このようにして、上下複数台の膜モジュール３４同士を容易に連結して膜カセット３１を構成することができる。また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が連結部１５１の流通孔９９を介して連通する。
また、膜モジュール３４は、被処理液３３中での使用による含水や温度変化等により、製作時の寸法と使用後の寸法とが異なってしまうことがあり、一方の集水ケース３５ａの嵌合突部８８と他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部８８との間隔Ｄ１と、一方の集水ケース３５ａの嵌合孔部８９と他方の集水ケース３５ｂの嵌合孔部８９との間隔Ｄ２とに誤差が生じることがある。
このような場合、既に使用している膜モジュール３４と未使用の膜モジュール３４とを、上下に積み重ね、連結部１５１を介して連結する際、図３２の仮想線で示すように、上段の膜モジュール３４の筒状部材１５４が、下部の連結面５０との水密性を保持しつつ、前後方向Ｂ又は左右方向Ｃへ摺動しながら変移する。これにより、前記左右両嵌合突部８８間の間隔Ｄ１と左右両嵌合孔部８９間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、下段の膜モジュール３４の嵌合突部８８を上段の膜モジュール３４の嵌合孔部８９に確実に挿入することができる。
次に、本発明の第８の実施の形態を図３５〜図３７に基づいて説明する。
連結部１６６は、嵌合凹部１６７と、嵌合凹部１６７に嵌脱自在な嵌合突部１６８と、上部および下部の流通孔１６９，１７０とを有している。嵌合凹部１６７は各集水ケース３５ａ，３５ｂの下部の連結面５０に形成されている。嵌合突部１６８は各集水ケース３５ａ，３５ｂの上部の連結面４９に形成されている。
上部の流通孔１６９は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７に形成され、上部の連結面４９と集水空間４３とに開口している。嵌合突部１６８は、上部の流通孔１６９の外周方を取り囲むように、円環状に形成されている。
また、下部の流通孔１７０は、各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に形成され、下部の連結面５０と集水空間４３とに開口している。嵌合凹部１６７は、下部の流通孔１７０の外周方を取り囲むように、円環状に形成されている。
嵌合突部１６８は上下方向Ａにおいて嵌合凹部１６７に嵌脱自在である。嵌合突部１６８には、嵌合凹部１６７の上奥面１７１（奥底面）と嵌合突部１６８の上端面１７２（先端面）との間をシールするシール部材１７３（Ｏリング等）が設けられている。
嵌合凹部１６７の外径は嵌合突部１６８の外径よりも大きく設定され、嵌合突部１６８の内径は嵌合凹部１６７の内径よりも大きく設定されている。これにより、嵌合突部１６８は、嵌合凹部１６７に嵌合した状態で、嵌合凹部１６７に対して前後左右方向Ｂ，Ｃへ所定範囲Ｆだけ変移自在である。尚、前記所定範囲Ｆとは、嵌合凹部１６７の外径から嵌合突部１６８の外径を引いた差と、嵌合突部１６８の内径から嵌合凹部１６７の内径を引いた差とのいずれか小さい方に相当する。
以下、前記構成における作用を説明する。
複数台の膜モジュール３４を上下に積み重ねる際、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１６８を嵌合凹部１６７に下方から嵌め込んで、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０とを接合させる。これにより、図３７に示すように、互いに隣接する下段の膜モジュール３４と上段の膜モジュール３４とが連結部１６６を介して連結され、上段の膜モジュール３４が下段の膜モジュール３４に対して前後方向Ｂおよび左右方向Ｃ（所定の配列方向（上下方向Ａ）に直交する直交方向の一例）へ離脱するのを防止することができる。
このようにして、上下複数台の膜モジュール３４同士を容易に連結して膜カセット３１を構成することができる。また、互いに連結された上下複数の膜モジュール３４の集水空間４３同士が上部および下部の流通孔１６９，１７０を介して連通する。
また、一方の集水ケース３５ａの嵌合突部１６８と他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部１６８との間隔Ｄ１と、一方の集水ケース３５ａの嵌合凹部１６７と他方の集水ケース３５ｂの嵌合凹部１６７との間隔Ｄ２とに誤差が生じることがある。
このような場合、複数の膜モジュール３４を上下に積み重ねて連結部１６６を介して連結する際、嵌合凹部１６７の位置に対する嵌合突部１６８の位置のずれが前記所定範囲Ｆ内であれば、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１６８を上段の膜モジュール３４の嵌合凹部１６７に嵌め込むことができる。これにより、前記左右両嵌合突部１６８間の間隔Ｄ１と左右両嵌合孔部５３間の間隔Ｄ２との誤差が吸収され、下段の膜モジュール３４の嵌合突部１６８を上段の膜モジュール３４の嵌合凹部１６７に確実に挿入することができる。尚、下段の膜モジュール３４の上部の連結面４９と上段の膜モジュール３４の下部の連結面５０との間の水密性はシール部材１７３で保たれる。
前記第１の実施の形態では、図３に示すように、嵌合突部５２が各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７に設けられ、嵌合孔部５３が各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８に設けられ、複数台の膜モジュール３４が上下方向Ａに積み重ねられて連結されている。しかしながら、嵌合突部５２の取付け位置は上板３７に限定されるものではなく、嵌合孔部５３の形成位置は下板３８に限定されるものではない。例えば、嵌合突部５２が下板３８に設けられ、嵌合孔部５３が上板３７に設けられていてもよい。
また、第９の実施の形態として、図３８に示すように、嵌合突部５２が各集水ケース３５ａ，３５ｂの前板３９に設けられ、嵌合孔部５３が各集水ケース３５ａ，３５ｂの後板４０に設けられているものでもよい。この場合、複数台の膜モジュール３４は前後方向Ｂ（所定の配列方向）に配置されて連結される。また、最前端に位置する膜モジュール３４の左右一方の集水ケース３５ａの嵌合突部５２と左右一方の集水管５９とが接続管６０を介して接続され、同様に、左右他方の集水ケース３５ｂの嵌合突部５２と左右他方の集水管５９とが接続管６０を介して接続される。尚、前記第２〜第８の実施の形態についても、前記第９の実施の形態と同様に、複数台の膜モジュール３４を前後方向Ｂに配置して連結してもよい。
また、第１０の実施の形態として、図３９に示すように、嵌合突部５２が各集水ケース３５ａ，３５ｂの上板３７と前板３９とに設けられ、嵌合孔部５３が各集水ケース３５ａ，３５ｂの下板３８と後板４０とに設けられているものでもよい。この場合、複数台の膜モジュール３４を上下方向Ａと前後方向Ｂとの二方向において配置し連結することができる。尚、前記第２〜第８の実施の形態についても、前記第１０の実施の形態と同様に、複数台の膜モジュール３４を上下方向Ａと前後方向Ｂとの二方向において配置し連結してもよい。
前記各実施の形態では、最上段の膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂが接続管６０を介して集水管５９に接続されているが、集水管５９を処理槽３２内の下部に設け、最下段の膜モジュール３４の集水ケース３５ａ，３５ｂが接続管６０を介して集水管５９に接続されている構成であってもよい。また、集水ケース３５ａ，３５ｂの少なくとも１箇所が集水管５９に接続されていればよい。また、接続管６０を用いなくてもよい。
前記各実施の形態では、嵌合突部５２，７５，７６，８８，１１１に突部傾斜面５４，７９，１０５，１３３を設け、嵌合孔部５３，７２，７３，８９，１１２に孔部傾斜面５５，８４，８５，１０６，１３４を設けているが、突部傾斜面５４，７９，１０５，１３３と孔部傾斜面５５，８４，８５，１０６，１３４とのいずれかのみを設けても効果が得られる。
前記各実施の形態では、連結部５１，７０，８７，１１０，１４１，１４５，１５１，１６６を円筒形状に形成しているが、円筒形状に限定されるものではなく、例えば、四角筒形状や三角筒形状又はそれ以外の形状であってもよい。
前記第３および第４の実施の形態では、嵌合突部８８，１１１のみを保持機構９２，１１６で変移自在に保持しているが、嵌合突部８８，１１１と筒状部材１０１，１２８との両方をそれぞれ保持機構で変移自在に保持してもよい。
前記第７の実施の形態では、筒状部材１５４のみを保持機構１５７で変移自在に保持しているが、嵌合突部８８と筒状部材１５４との両方をそれぞれ保持機構で変移自在に保持してもよい。
３１ 膜カセット
３３ 被処理液
３４ 膜モジュール
３５ａ，３５ｂ 集水ケース
３６ 膜エレメント
４３ 集水空間
５１ 連結部
５２ 嵌合突部
５３ 嵌合孔部
５４ 突部傾斜面
５５ 孔部傾斜面
５６ 流通孔
５８ 筒状部材
７０ 連結部
７２，７３ 嵌合孔部
７５，７６ 嵌合突部
７８，８１ 筒状部材
７９ 突部傾斜面
８４，８５ 孔部傾斜面
８６ 流通孔
８７ 連結部
８８ 嵌合突部
８９ 嵌合孔部
９２ 保持部材（保持機構）
９４ 外鍔部
９６ 周壁部
９７ 内鍔部
９９ 流通孔
１００ 保持空間
１０１ 筒状部材
１０５ 突部傾斜面
１０６ 孔部傾斜面
１１０ 連結部
１１１ 嵌合突部
１１２ 嵌合孔部
１１６ 保持機構
１１７ 流通孔
１１９ 周壁部
１２１ 保持溝
１２５ 保持爪
１２８ 筒状部材
１３３ 突部傾斜面
１３４ 孔部傾斜面
１４１ 連結部
１４５ 連結部
１５１ 連結部
１５４ 筒状部材
１５６ 外鍔部
１５８ 周壁部
１５９ 内鍔部
１６０ 保持空間
１６６ 連結部
１６７ 嵌合凹部
１６８ 嵌合突部
１６９，１７０ 流通孔
Ａ 上下方向（所定の配列方向）
Ｂ 前後方向（所定の配列方向に直交する直交方向）
Ｃ 左右方向（所定の配列方向に直交する直交方向）
Ｅ１，Ｅ２ 範囲
Ｆ 所定範囲

Claims (8)

  1. 被処理液中に浸漬させて濾過を行う膜モジュールであって、
    一対の集水ケースと、一対の集水ケース間に設けられた膜エレメントとを備え、
    集水ケースの内部に、膜エレメントを透過した透過液が集められる集水空間が形成され、
    集水ケースは、所定の配列方向において隣接する別の膜モジュールの集水ケースに、連結部を介して連結可能であり、
    連結部は流通孔を有し、
    集水空間は、連結部の流通孔を介して、前記別の膜モジュールの集水ケースの集水空間に連通することを特徴とする膜モジュール。
  2. 連結部は、嵌合孔部又は嵌合凹部と、所定の配列方向において嵌合孔部又は嵌合凹部に嵌脱自在な嵌合突部とを有していることを特徴とする請求項１記載の膜モジュール。
  3. 嵌合突部と嵌合孔部との少なくともいずれかが、連通する集水空間との水密性を保ちながら、所定の配列方向に直交する直交方向へ所定範囲だけ変移可能であることを特徴とする請求項２記載の膜モジュール。
  4. 連結部は、嵌合孔部を有する筒状部材と、嵌合突部と筒状部材との少なくともいずれかを前記直交方向へ所定範囲だけ変移自在に保持する保持機構とを有していることを特徴とする請求項３記載の膜モジュール。
  5. 保持機構は、集水ケースに設けられた環状の周壁部と、周壁部の端部から径方向の内側へ突出した環状の内鍔部と、集水ケースと内鍔部との間に形成された保持空間とを有しており、
    嵌合突部は、径方向の外側へ突出する外鍔部を有し、且つ、周壁部の内側に挿入されており、
    嵌合突部の外鍔部が保持空間に挿入されていることを特徴とする請求項４記載の膜モジュール。
  6. 保持機構は、集水ケースに設けられた筒状の周壁部と、周壁部に形成された保持溝と、嵌合突部に設けられた保持爪とで構成され、
    嵌合突部が周壁部の内側に挿入され、
    保持爪は、嵌合突部の径方向の外側へ突出し、且つ、保持溝に挿入されていることを特徴とする請求項４記載の膜モジュール。
  7. 嵌合突部の先端部に形成され且つ先端ほど径方向に窄まった突部傾斜面と、嵌合孔部の外端部に形成され且つ外端ほど径方向に拡大した孔部傾斜面との、少なくともいずれかの傾斜面を備えたことを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の膜モジュール。
  8. 前記請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された膜モジュールが所定の配列方向に複数台配列された膜カセットであって、
    互いに隣接する膜モジュールの集水ケース同士が、連結部を介して、着脱自在に連結され、
    互いに隣接する膜モジュールの集水空間同士が連結部の流通孔を介して連通していることを特徴とする膜カセット。
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