WO2013038954A1 - 平型中空糸膜エレメント及び浸漬型水処理装置 - Google Patents

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WO2013038954A1
WO2013038954A1 PCT/JP2012/072459 JP2012072459W WO2013038954A1 WO 2013038954 A1 WO2013038954 A1 WO 2013038954A1 JP 2012072459 W JP2012072459 W JP 2012072459W WO 2013038954 A1 WO2013038954 A1 WO 2013038954A1
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housing
fiber membrane
membrane element
upper inner
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PCT/JP2012/072459
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French (fr)
Inventor
岡崎　博行
学 笹川
Original Assignee
三菱レイヨン株式会社
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    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B01D63/026—Wafer type modules or flat-surface type modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/18—Apparatus therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/06—Submerged-type; Immersion type

Definitions

  • the present invention relates to a flat hollow fiber membrane element and an immersion water treatment apparatus used in an immersion water treatment apparatus.
  • Submerged water treatment apparatuses for the purpose of water purification and wastewater treatment have been put into practical use (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • this type of submerged water treatment apparatus generally has a plurality of membrane elements incorporating filtration membranes installed in a frame, and the frame in which a plurality of membrane elements are installed in a treatment tank. It is configured by arranging it above the diffuser.
  • some membrane elements use a sheet-like membrane body and others use a hollow fiber membrane.
  • the membrane element disclosed in Patent Document 1 is configured such that a membrane body is surrounded from four sides by a membrane plate.
  • one end side of a plurality of hollow fiber membranes 10 fixed by a hollow fiber membrane closing member 12 and the other end side by a hollow fiber membrane fixing member 11 are used. After fixing, it accommodates in a cylindrical container and is comprised by supporting the hollow fiber membrane fixing member 11 in the upper part of a cylindrical container.
  • the membrane element is required to increase the processing amount per volume, and if the cylindrical container is removed from the hollow fiber membrane element according to Patent Document 2, the hollow fiber membrane fixing member 11 and the hollow fiber membrane are equivalent to the absence of the cylindrical container.
  • the hollow fiber membrane 10 disposed on the closing member 12 can be increased, and the treatment amount per volume of the immersion water treatment apparatus can be increased.
  • the hollow fiber membrane fixing member 11 and the hollow fiber membrane blocking member 12 are merely connected by the hollow fiber membrane 10, there is no stability, and handling during a moving operation or an assembling operation is not possible. It is hard to say that the property is good.
  • the present invention has been made in view of the actual situation, and a flat hollow fiber membrane element capable of increasing the density of the hollow fiber membrane while maintaining good handleability during moving work and assembly work, and
  • An object is to provide an immersion water treatment apparatus.
  • the first aspect of the present invention is that a plurality of hollow fiber membranes arranged in a sheet form and one end side of the hollow fiber membrane are fixed and arranged above the hollow fiber membrane.
  • a flat hollow fiber membrane element having a first housing and a second housing fixed to the other end of the hollow fiber membrane and disposed below the hollow fiber membrane, wherein the first housing comprises:
  • a water intake port for flowing filtrate is provided, and the water intake port is disposed so that an upper inner surface of the water intake port and at least a part of the upper inner surface of the first housing are located on the same plane in the horizontal direction.
  • This is a flat hollow fiber membrane element.
  • the water intake may be arranged such that the upper inner surface of the water intake and the entire upper inner surface of the first housing are located on the same plane in the horizontal direction.
  • the upper inner surface of the first housing includes at least one load receiving member, and the load receiving member has a lower surface of the load receiving member and an upper inner surface of the intake port. And may be arranged so as to be located on the same plane in the horizontal direction.
  • the water intake may be provided so as to protrude in the extending direction of the first housing along the direction in which the hollow fiber membranes are arranged.
  • the vicinity of the joint portion of the protruding water intake port be positioned on the same plane in the horizontal direction as the upper inner surface of the water intake port.
  • the first housing protrudes in the extending direction of the first housing along the direction in which the hollow fiber membranes are arranged on the side where the intake port is provided.
  • the third protrusion protrudes in the extending direction of the second housing along the direction in which the hollow fiber membranes are arranged, and the water intake port of the first housing is provided. It is preferable to have a flat mounting portion on the other side.
  • the vertical cross section in the fitting axial direction of at least one of the first protrusion, the second protrusion, and the third protrusion is non-circular, and a groove is formed on the outer periphery along the circumferential direction. It is preferable that an elastic body is fitted in the groove.
  • the second aspect of the present invention is an immersion type water treatment apparatus comprising the flat hollow fiber membrane element described above.
  • a hollow fiber membrane element holding device including an element holding portion, a support column, and a carriage so that the element holding portion engages with an upper inner surface of the first housing of the hollow fiber membrane element. This is a hollow fiber membrane element holding device.
  • the flat hollow fiber membrane element of the present invention can be suspended in a stable state by inserting a rod-shaped jig from the water intake, only the hollow fiber membrane is between the first housing and the second housing. Can be easily moved even in the case of being coupled with each other, and the handleability in the moving work and the assembling work can be improved. Also, the removal work can be performed well. In addition, even when the first housing and the second housing are connected only by the hollow fiber membrane, the handling property in the moving operation and the assembling operation can be improved, so that the first housing and the second housing Without providing a rigid connecting member for stabilization or the like, it is possible to increase the density of the hollow fiber membrane by expanding the region where the hollow fiber membrane is disposed. Further, by omitting the connecting member as described above, it is possible to achieve compactness while achieving high density.
  • the first housing can be easily manufactured when molding.
  • the upper inner surface of the first housing includes at least one load receiving member, and the lower surface of the load receiving member is positioned on the same plane as the upper inner surface of the water intake port,
  • the first housing can be manufactured using an existing housing.
  • the upper inner surface of the first housing when the upper inner surface near the joint portion of the protruding intake port is positioned on the same plane in the horizontal direction as the upper inner surface of the intake port, Such a load can be dispersed.
  • a flat hollow fiber membrane element can be suitably installed on a frame in which a plurality of yarn membrane elements can be installed.
  • the second and third protrusions are engaged with these recesses from the horizontal direction. Assembling workability can be improved.
  • the vertical cross section in the fitting axial direction of at least one of the first to third projections is non-circular, a groove is formed on the outer periphery of the projection, and an elastic body is fitted into the groove.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of the flat hollow fiber membrane element according to the first embodiment taken along line AA in FIG. 3B. It is a figure explaining the installation method with respect to the rack of the flat type hollow fiber membrane element which concerns on 1st Embodiment. It is sectional drawing of the flat type
  • FIG. 1 is a perspective view of a submerged water treatment apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a front view thereof.
  • the upper side is the upper side
  • the lower side is the lower side
  • the left side is the left side
  • the right side is the right side.
  • the submerged water treatment apparatus 1 includes a membrane module unit 3 provided in the membrane separation tank 2 and an aeration device 4 for membrane cleaning.
  • the membrane module unit 3 includes a suction pump 5.
  • a blower (not shown) is connected to the air diffuser 4.
  • the air diffuser 4 includes a plurality of air diffusers 6 that are provided below the membrane module unit 3 and are tubular bodies that communicate with the blower.
  • the air diffuser 4 discharges air supplied from the blower from a plurality of gas discharge ports formed in the air diffuser pipe 6. Thereby, in the submerged water treatment device 1, the air bubbles continuously or intermittently diffused from the gas discharge port of the air diffuser 4 reach the membrane module unit 3 through the liquid to be treated, and then Released from the water surface.
  • the membrane module unit 3 includes a plurality of liquid-permeable hollow fiber membranes 7 arranged in a sheet form, a first housing 8 that fixes the upper end side of the hollow fiber membrane 7 and is disposed above, and a hollow fiber.
  • a plurality of flat hollow fiber membrane elements 10 having a lower housing side fixed to a lower housing 9 and a second housing 9 disposed below are provided, and these flat hollow fiber membrane elements 10 are arranged in parallel with a rack 11. It is configured.
  • the first and second housings 8 and 9 each have a long rectangular shape when viewed from the front, and extend in the left-right direction (that is, the direction in which a plurality of hollow fiber membranes are arranged) to extend the rack 11. It is supported by.
  • the left end of the first housing 8 is provided with a water intake 12 that protrudes to the left and allows filtered water to flow.
  • One end of a pipe member 13 that is cranked in a U-shape is connected to the water intake 12.
  • the other end of the piping member 13 is connected to a water collection header 14 disposed above the rack 11.
  • the hollow fiber membrane 7 has a plurality of pores.
  • the water to be treated in the membrane separation tank 2 is suction filtered through the pores of the hollow fiber membrane 7 by the suction pump 5.
  • the water to be treated is separated into solid and liquid.
  • the treated water treated by each flat hollow fiber membrane element 10 is collected together by a water collection header 14 through a piping member 13.
  • 3A to 3C respectively show a front view, a right side view, and a left side view of the flat hollow fiber membrane element 10.
  • the left end provided with the water intake 12 of the first housing 8 is shown.
  • a first protrusion 15 is formed in the first portion 15 projecting leftward along the extending direction of the first housing 8, and a first projecting portion 15 projecting rightward along the extending direction of the first housing 8 is formed at the right end portion.
  • Two protrusions 16 are formed.
  • the first protrusion 15 has a circular cross section perpendicular to the extending direction and is located below the water intake 12.
  • a groove 17 is formed in the outer periphery of the first protrusion 15 along the circumferential direction.
  • a ring-shaped resin elastic body 18 is fitted into the groove 17 as an elastic body. Further, the cross section of the second protrusion 16 perpendicular to the extending direction is non-circular, and similarly, a groove 19 is formed on the outer periphery along the circumferential direction. The resin elastic body 20 is fitted into the groove 19. ing.
  • a third projection 21 is formed at the right end of the second housing 9 so as to protrude rightward along the extending direction of the second housing 9, and a flat mounting portion 22 is formed at the left end. Projecting leftward.
  • a groove 23 is formed on the outer periphery of the third protrusion 21, and a ring-shaped resin elastic body 24 is fitted in the groove 23.
  • the resin elastic body include packing and resin molding material that match the shape of the protrusion. Examples of the material include EPDM, silicone, and NBR.
  • the flat hollow fiber membrane element 10 is fixed to the rack 11 via the first protrusion 15, the second protrusion 16, the third protrusion 21, and the attachment portion 22.
  • the rack 11 is composed of a plurality of frame members.
  • the rack 11 has a cross frame 26 installed on top of the left and right standing frames 25L and 25R that rise from the left and right sides of the air diffuser 4, and a left upper frame 27 that extends from the upper part of the left standing frame 25L in the element connecting direction.
  • a left lower frame 28 extending from the lower part of the left standing frame 25L in the element connecting direction, an upper right frame 29 extending from the upper part of the right standing frame 25R in the element connecting direction,
  • the lower right frame 30 that extends from the lower portion of the installation frame 25R in the direction in which the elements are arranged, and the frame (not shown) similar to the left and right standing frames 25L and 25R that are located on the back side of the paper surface.
  • the upper right frame 29 has a plurality of engagement holes 31 corresponding to the number of elements to be installed, and the lower right frame 30
  • a plurality of engagement holes 32 with which the third protrusions 21 are engaged are formed corresponding to the number of elements to be installed.
  • the second protrusion 16 is formed to engage with the engagement hole 31, and the third protrusion 21 is engaged with the engagement hole 32.
  • a plurality of fixing plates 33 that are suspended from the upper left frame 27 and engage with the first protrusions 15 are fixed to the upper left frame 27 according to the number of elements to be installed.
  • a plurality of screw holes 34 for screwing and fixing the attachment portion 22 are formed in the lower left frame 28, and the attachment portion 22 is fastened by bolts.
  • the flat hollow fiber membrane element 10 of the present embodiment is such that the upper inner surface of the water intake 12 and the entire upper inner surface of the first housing 8 are on the same plane in the horizontal direction.
  • reference numeral 35 denotes a potting resin.
  • the potting resin 35 fixes the hollow fiber membrane 7 to the first housing 8 and the second housing 9.
  • the “upper inner surface” means a surface that is provided on the inner wall of the housing and the intake port and generates a vertical load.
  • the upper inner surface “entire area” of the housing indicates an almost entire area of the inner surface length in the longitudinal direction of the housing.
  • the potting resin include epoxy resins, unsaturated polyester resins, polyurethane resins, silicone fillers, and various hot melt resins.
  • the initial viscosity of the fixing resin is 3,000 to 200,000 mPa ⁇ s, preferably 5,000 to 100,000 mPa ⁇ s, and more preferably 10,000 to 50,000 mPa ⁇ s.
  • the jig 36 having a circular vertical cross section in the insertion axis direction can be inserted into the first housing 8 from the water intake 12. If the jig 36 is set along the horizontal direction, the flat hollow fiber membrane element 10 is suspended in a state where the first housing 8 is set along the horizontal direction on the jig 36. As a result, during the assembly work to the rack 11, as shown in FIG. 6, the operator hangs the flat hollow fiber membrane element 10 with the jig 36 along the horizontal direction, and The mold hollow fiber membrane element 10 can be installed on the rack 11 from one direction.
  • the mounting portion is formed so that the frame can be fastened to the flat hollow fiber membrane element with a bolt.
  • the insertion axis direction of the jig means the central axis in the longitudinal direction of the part of the jig that is actually inserted into the first housing.
  • the fitting axial direction is the longitudinal direction of the rod-shaped portion.
  • the jig 36 can be inserted into the first housing 8 and includes a rod-shaped element holding portion 38 for holding the hollow fiber membrane element 10 and a support column 39.
  • the element holding part 38 needs to be designed so as to have a strength to receive the load of the flat hollow fiber membrane element 10 without bending and to damage the inner surface of the first housing 8. It is important that the shape of the element holding portion 38 is engaged with a protrusion provided in the same horizontal plane (that is, the upper inner surface of the first housing 8) provided in the first housing 8, and the strength is maintained.
  • any cross-sectional shape can be designed as long as the above items are satisfied.
  • the insertion to the 1st housing 8 can be performed smoothly by making a front-end
  • the length of the element holding portion 38 can be arbitrarily designed as long as it can hold the load of the hollow fiber membrane element 10 without bending.
  • the length of the housing 8 is preferably 1 ⁇ 2 or less, more preferably ⁇ 3 or less.
  • the element holding portion 38 may have a fixing means for the flat hollow fiber membrane element 10 so that the flat hollow fiber membrane element 10 does not fall off during transportation of the flat hollow fiber membrane element 10.
  • the column 39 is designed to have sufficient strength against the load of the element holding portion 38 and the flat hollow fiber membrane element 10 held by the element holding portion.
  • pillar 39 has a height adjustment means which can change arbitrarily the holding height of the element holding
  • the material of the jig 36 is not particularly limited, but a stainless steel material having high strength and low corrosivity and FRP (fiber reinforced plastic) are preferable.
  • the jig 36 in order to maintain the jig 36 along the horizontal direction, the jig 36 is fixed to the carriage 37 as shown in FIG. If the horizontal state of the jig 36 is maintained in this way, when the flat hollow fiber membrane element 10 is installed in the rack 11, the second protrusion 16 and the third protrusion 21 are moved as shown in FIG. Each can be easily engaged and positioned in the engagement holes 31 and 32, and the assembly work of the flat hollow fiber membrane element 10 becomes easy. Further, when the flat hollow fiber membrane element 10 is assembled, it is necessary to remove the fixing plate 33. However, as shown in FIG. 6, if the portion is exposed to the outside of the jig 36, When the flat hollow fiber membrane element 10 is installed, the fixing plate 33 can be fixed easily.
  • the flat hollow fiber membrane element 10 of the present embodiment can be suspended in a stable state by inserting the rod-shaped jig 36 from the water intake port 12, the first housing 8
  • the flat hollow fiber membrane element 10 can be easily moved even when the hollow housing 7 and the second housing 9 are connected only by the hollow fiber membrane 7, and the handling work in the moving work and the assembling work is facilitated. Can be good. Also, the removal work can be performed well. Further, even when the first housing 8 and the second housing 9 are connected only by the hollow fiber membrane 7, it is possible to improve the handleability in the moving work and the assembling work.
  • the processing per hollow fiber membrane element High capacity can be designed.
  • it can be stably suspended, so that it is easy to handle.
  • the upper inner surface of the water intake 12 and the upper inner surface whole region of the 1st housing 8 are located on the same surface in a horizontal direction, in this structure, when mold-molding Fabrication of the first housing 8 is facilitated.
  • the first housing 8 is provided with a first protrusion 15 and a second protrusion 16
  • the second housing 9 is provided with a third protrusion 21 and an attachment 22, and the frame 11 is flat. Since the hollow fiber membrane element 10 is installed and the second projecting portion 16 and the third projecting portion 17 are configured to engage with the engaging holes 31 and 32 formed in the frame 11 from the horizontal direction, Workability can be improved.
  • the “insertion axial direction” is a direction that coincides with the direction in which the jig of the first element is inserted.
  • the “insertion axial direction” is a direction that coincides with the longitudinal direction of the rod-shaped portion of the jig to be inserted.
  • non-circular shape specifically includes an elliptical shape, a cross shape, a polygonal shape, and the like, but an elliptical shape is more preferable because a general-purpose O-ring can be used as a resin elastic body.
  • the configuration in which the upper inner surface of the water intake 12 and the entire upper inner surface of the first housing 8 are located on the same plane in the horizontal direction has been described.
  • a part of the inner surface may protrude downward, and the lower surface thereof may be positioned on the same plane as the upper inner surface of the water intake port 12 in the horizontal direction.
  • the jig 36 can be used to easily hold, transport, and assemble by simply inserting the element holding portion into the first housing 8.
  • the element holding portion is simply inserted into the first housing 8
  • the upper inner surface of the water intake 12 and the entire upper inner surface of the first housing 8 ′ are not located on the same plane in the horizontal direction, but the upper portion of the first housing 8 ′.
  • the lower surfaces of the two load receiving members 40 provided separately on the inner surface are configured so as to be located on the same plane as the upper inner surface of the water intake port 12 in the horizontal direction. Both of the load receiving members 40 are arranged on the side opposite to the intake port 12 side with respect to the longitudinal center of the first housing 8 ′.
  • the load receiving member refers to the case where the upper inner surface of the first housing is not located on the same plane as the upper inner surface of the water intake port, that is, the upper inner surface of the first housing is more than the upper inner surface of the water intake port.
  • the load receiving member is a member disposed on the upper inner surface of the first housing so that the lower surface of the load receiving member is positioned on the same plane as the upper inner surface of the water intake port.
  • the load receiving member is a member that plays a role of supporting the entire weight of the flat hollow fiber membrane element when the flat hollow fiber membrane element is suspended from a hollow fiber membrane element holding device described later.
  • a jig that is, an element holding portion
  • the first housing 8 ′ that can hold, transport, and assemble the hollow fiber membrane element. Can be produced.
  • the two load receiving members 40 were provided, you may provide one or three or more.
  • a part of the upper inner surface of the first housing 8 or 8 ′ is made to coincide with the upper inner surface of the water inlet 12 through the first and second embodiments, a part of the upper inner surface is at least the housing. It is preferable to be arranged on the side opposite to the water intake 12 side with respect to the center in the longitudinal direction.
  • the vicinity of the joint portion of the protruding water intake 12 may be located on the same plane in the horizontal direction as the upper inner surface of the water intake 12.
  • the load applied near the joint between the water intake 12 and the first housing 8 or 8 ' can be dispersed.
  • “near the joint portion” on the upper inner surface of the first housing means a portion of 0 to 25 area% of the entire upper inner surface of the first housing from a portion (joint portion) where the first housing and the water intake are joined.
  • the flat hollow fiber membrane element of the present invention can be suspended in a stable state by inserting a rod-shaped jig from the water intake, only the hollow fiber membrane is between the first housing and the second housing. Can be easily moved even in the case of being coupled with each other, and the handleability in the moving work and the assembling work can be improved. Also, the removal work can be performed well. In addition, even when the first housing and the second housing are connected only by the hollow fiber membrane, the handling property in the moving operation and the assembling operation can be improved, so that the first housing and the second housing Without providing a rigid connecting member for stabilization or the like, it is possible to increase the density of the hollow fiber membrane by expanding the region where the hollow fiber membrane is disposed. Further, by omitting the connecting member as described above, it is possible to achieve compactness while achieving high density.

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Abstract

本発明は、シート状に配列された複数本の中空糸膜（７）と、中空糸膜（７）の一端側を固定し、前記中空糸膜の上方に配される第１ハウジング（８）と、中空糸膜（７）の他端側を固定し、前記中空糸膜の下方に配される第２ハウジング（９）と、有する平型中空糸膜エレメント（１０）であって、第１ハウジング（８）は、ろ過水を流す取水口（１２）を備え、取水口（１２）の上部内面と、第１ハウジング（８）の上部内面の少なくとも一部とが、水平方向で同一面上に位置する平型中空糸膜エレメントに関する。

Description

平型中空糸膜エレメント及び浸漬型水処理装置
　本発明は、浸漬型水処理装置に用いられる平型中空糸膜エレメント及び浸漬型水処理装置に関する。
本願は、２０１１年９月１２日に、日本に出願された特願２０１１－１９８２５７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、排水処理を目的とした浸漬型水処理装置が従来から実用化されている（例えば特許文献１、２参照）。特許文献１、２に開示されるように、この種の浸漬型水処理装置は一般に、ろ過膜を組み込んだ膜エレメントをフレームに複数設置し、この膜エレメントを複数設置したフレームを処理槽内に配した散気装置の上方に配することで構成されている。
　また、特許文献１、２に開示されるように膜エレメントには、シート状の膜体を用いるものや、中空糸膜を用いるものがある。特許文献１に開示される膜エレメントは、膜体が膜板に四方から囲われて構成されている。また、特許文献２に開示される中空糸膜エレメントは、複数本に纏められた中空糸膜１０の一端側を中空糸膜閉塞部材１２で固定し、他端側を中空糸膜固定部材１１で固定した上で、筒状容器に収容し、筒状容器の上部で中空糸膜固定部材１１を支持することで構成されている。
特開２００９－１４８７４３号公報 特開２００９－２２００１０号公報
　ところで、膜エレメントは体積当りの処理量の増加が求められ、特許文献２に係る中空糸膜エレメントにおいて筒状容器を取り外せば、筒状容器が無い分、中空糸膜固定部材１１及び中空糸膜閉塞部材１２に配設する中空糸膜１０を多くすることができ、浸漬型水処理装置の体積当りの処理量を大きくすることができる。
　しかしながら、このような構成は、中空糸膜固定部材１１及び中空糸膜閉塞部材１２間が中空糸膜１０で連結されるのみであるため、安定性がなく、移動作業や組付け作業に際しての取扱い性が良好とは言いがたい。
　本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、移動作業や組付け作業に際しての取扱い性を良好に維持しながら、中空糸膜の高密度化を図ることができる平型中空糸膜エレメント及び浸漬型水処理装置の提供を目的とする。
　上記課題の解決手段として、本発明の第１の側面は、シート状に配列された複数本の中空糸膜と、前記中空糸膜の一端側を固定し、前記中空糸膜の上方に配される第１ハウジングと、前記中空糸膜の他端側を固定し、前記中空糸膜の下方に配される第２ハウジングと、有する平型中空糸膜エレメントであって、前記第１ハウジングは、ろ過水を流す取水口を備え、前記取水口が、前記取水口の上部内面と、前記第１ハウジングの上部内面の少なくとも一部とが、水平方向で同一面上に位置するように配置された平型中空糸膜エレメントである。
　上記平型中空糸膜エレメントでは、前記取水口が、前記取水口の上部内面と、前記第１ハウジングの上部内面全域とが、水平方向で同一面上に位置するように配置されてもよい。また、上記平型中空糸膜エレメントでは、前記第１ハウジングの上部内面が、少なくとも１つ以上の荷重受け部材を含み、荷重受け部材が、前記荷重受け部材の下面が、前記取水口の上部内面と水平方向で同一面上に位置するように配置されてもよい。
　また、上記平型中空糸膜エレメントでは、前記取水口は、前記中空糸膜が配列される方向に沿う前記第１ハウジングの延在方向に突出して設けられていてもよい。
　この場合に、前記第１ハウジングの上部内面のうち、前記突出した取水口の接合部付近が、前記取水口の上部内面と水平方向で同一面上に位置するように配置するのが好ましい。
　また、上記平型中空糸膜エレメントでは、前記第１ハウジングは、前記取水口を設けた側に、前記中空糸膜が配列される方向に沿う前記第１ハウジングの延在方向に突出する第１突起部を有するとともに、前記取水口を設けた側の反対側に、前記第１ハウジングの前記延在方向に突出する第２突起部を有し、前記第２ハウジングは、前記第１ハウジングの前記第２突起部を設けた側に、前記中空糸膜が配列される方向に沿う前記第２ハウジングの延在方向に突出する第３突起部を有するとともに、前記第１ハウジングの前記取水口を設けた側に平板状の取付け部を有することが好ましい。
　さらに、前記第１突起部、２突起部及び第３突起部のうちの少なくともいずれか一つの突起部の嵌め込み軸方向の垂直断面が非円形形状であり、外周に周方向に沿って溝が形成され、前記溝に弾性体が嵌め込まれることが好ましい。
　また、本発明の第２の側面は、上記記載の平型中空糸膜エレメントを備える浸漬型水処理装置である。
本発明の第３の側面は、エレメント保持部と支柱と台車からなる中空糸膜エレメント保持装置であって、前記エレメント保持部が前記中空糸膜エレメントの第１ハウジングの上部内面と係合するように構成されていることを特徴とする中空糸膜エレメント保持装置である。
　本発明の平型中空糸膜エレメントは、取水口から棒状の治具を挿入することで、安定した状態で吊り下げることができるため、第１ハウジングと第２ハウジングとの間が中空糸膜のみで連結される場合にあっても、容易に移動させることができ、移動作業や組付け作業における取扱い性を良好にすることができる。また、取り外しの作業も良好に行える。
　また、第１ハウジングと第２ハウジングとの間が中空糸膜のみで連結される場合にあっても、移動作業や組付け作業における取扱い性を良好にできるため、第１ハウジングと第２ハウジングとの間に安定化等のために剛体の連結部材を設けることなく、中空糸膜の配設領域を広げて、中空糸膜の高密度化を図ることができる。さらに、上記のような連結部材を省略することで、高密度化を図りながら、コンパクト化を図ることもできる。
　また、取水口の上部内面と、第１ハウジングの上部内面全域とが、水平方向で同一面上に位置するようにした場合は、型成形する場合に第１ハウジングの作製が容易になる。
　また、第１ハウジングの上部内面が、少なくとも１つ以上の荷重受け部材を含み、この荷重受け部材の下面が、取水口の上部内面と水平方向で同一面上に位置するようにした場合は、既存のハウジングを利用して、第１ハウジングを作製することができる。
　また、第１ハウジングの上部内面のうち、突出した取水口の接合部付近の上部内面が、取水口の上部内面と水平方向で同一面上に位置するようにした場合には、接合部付近にかかる荷重を分散させることができる。
　また、第１ハウジングが、第１突起部と、第２突起部とを有し、第２ハウジングが、第３突起部と、平板状の取付け部を有するようにした場合には、平型中空糸膜エレメントを複数設置可能なフレームに、前記平型中空糸膜エレメントを好適に設置することができる。とりわけ、取水口と反対側に設けられる第２突起部及び第３突起部に、係合する凹部等をフレームに形成すれば、これら凹部に水平方向から第２突起部及び第３突起部を係合することができ、組付けの作業性を向上できる。
　また、第１～第３突起部のうち少なくともいずれかの突起部の嵌め込み軸方向の垂直断面が非円形形状であり、突起部の外周に溝が形成され、前記溝に弾性体が嵌め込まれるようにした場合は、第２突起部を凹部等に係合した場合に、この突起部回りの揺動を規制でき、弾性体によって摩耗を抑制できる。
本発明の第１の実施形態に係る浸漬型水処理装置の斜視図である。 第１の実施形態に係る浸漬型水処理装置の正面図である。 第１の実施形態に係る浸漬型水処理装置が備える平型中空糸膜エレメントの正面図である。 第１の実施形態に係る浸漬型水処理装置が備える平型中空糸膜エレメントの左側面図である。 第１の実施形態に係る浸漬型水処理装置が備える平型中空糸膜エレメントの右側面図である。 第１の実施形態に係る平型中空糸膜エレメントがラックに設置された状態における平型中空糸膜エレメントの縦断面図である。 図３ＢのＡ－Ａ線に沿う第１の実施形態に係る平型中空糸膜エレメントの断面図である。 第１の実施形態に係る平型中空糸膜エレメントのラックに対する設置方法を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る平型中空糸膜エレメントの断面図である。 本発明の中空糸膜エレメント保持装置の正面図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照し説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る浸漬型水処理装置１の斜視図、図２は正面図である。以下の説明では、図２の紙面に向かって上を上方、向かって下を下方、向かって左を左方、向かって右を右方とする。
　本実施形態の浸漬型水処理装置１は、膜分離槽２内に設けられた膜モジュールユニット３と、膜洗浄用の散気装置４と、を備え、膜モジュールユニット３には、吸引ポンプ５が接続され、散気装置４には、図示しないブロワーが接続されている。散気装置４は、膜モジュールユニット３の下方に設けられ、上記ブロワーと連通する管状体である散気管６を複数備えている。
　散気装置４は、上記ブロワーより送気された空気を散気管６に形成された複数の気体吐出口から放出する。これにより、浸漬型水処理装置１では、散気装置４の気体吐出口から連続的もしくは断続的に散気された気泡が、被処理水の液中を通って膜モジュールユニット３に達し、その後、水面から放出される。
　膜モジュールユニット３は、シート状に配列された複数本の液透過性を有する中空糸膜７と、中空糸膜７の上端側を固定し、上方に配される第１ハウジング８と、中空糸膜７の下端側を固定し、下方に配される第２ハウジング９と、を有する平型中空糸膜エレメント１０を複数備え、これら平型中空糸膜エレメント１０を、ラック１１に並設して構成されている。
　第１、第２ハウジング８、９はそれぞれ、正面視で長尺な矩形状を呈し、その長手方向を左右方向（すなわち、複数の中空糸膜が配列される方向）に延在させてラック１１に支持されている。第１ハウジング８の左端部には、左方に突出して、ろ過水を流す取水口１２が設けられ、取水口１２にはコ字状にクランクした配管部材１３の一端が接続されている。配管部材１３の他端は、ラック１１の上方に配された集水ヘッダー１４に接続されている。
　中空糸膜７には、複数の細孔が形成されており、膜モジュールユニット３では、吸引ポンプ５により膜分離槽２内の被処理水を中空糸膜７の細孔を介して吸引ろ過することで被処理水を固液分離する。各平型中空糸膜エレメント１０で処理された処理水は、配管部材１３を通して集水ヘッダー１４でまとめて集水されるようになっている。
　図３Ａ～Ｃは、それぞれ、平型中空糸膜エレメント１０の正面図、右側面図、左側面図を示し、平型中空糸膜エレメント１０では、第１ハウジング８の取水口１２を設けた左端部に、第１ハウジング８の延在方向に沿って左方に突出する第１突起部１５が形成され、右端部には、第１ハウジング８の延在方向に沿って右方に突出する第２突起部１６が形成されている。第１突起部１５は前記延在方向に垂直な断面が円形であり、取水口１２の下方に位置する。第１突起部１５の外周には周方向に沿って溝１７が形成され、この溝１７には弾性体としてリング状の樹脂弾性体１８が嵌め込まれている。また、第２突起部１６の前記延在方向に垂直な断面は非円形形状であり、同様に外周に周方向に沿って溝１９が形成され、この溝１９には樹脂弾性体２０が嵌め込まれている。
　一方、第２ハウジング９の右端部には、第２ハウジング９の延在方向に沿って右方に突出する第３突起部２１が形成されるとともに、左端部には、平板状の取付け部２２が左方に突出して設けられている。第３突起部２１の外周には溝２３が形成され、この溝２３にはリング状の樹脂弾性体２４が嵌め込まれている。
前記樹脂弾性体としては、突起部の形状に合わせたパッキンや樹脂成型材が挙げられる。材質は、EPDM、シリコーン、NBRなどが挙げられる。
　本発明の浸漬型水処理装置において、平型中空糸膜エレメント１０は、上記第１突起部１５、第２突起部１６、第３突起部２１、及び取付け部２２を介してラック１１に固定され、図１、図２に示すように、ラック１１は、複数のフレーム部材から構成されている。ラック１１は、散気装置４の左右から立ち上がる左右立設フレーム２５Ｌ，２５Ｒの上部にクロスフレーム２６を架設し、左立設フレーム２５Ｌの上部からエレメントの連設方向に延出する左上部フレーム２７と、左立設フレーム２５Ｌの下部からエレメントの連設方向に延出する左下部フレーム２８と、右立設フレーム２５Ｒの上部からエレメントの連設方向に延出する右上部フレーム２９と、右立設フレーム２５Ｒの下部からエレメントの連設方向に延出する右下部フレーム３０と、紙面奥側に位置し左右立設フレーム２５Ｌ，２５Ｒと同様の図示省略するフレームと、を有する。
　図４に示すように、右上部フレーム２９には、第２突起部１６が係合する係合孔３１が、設置されるエレメントの数に対応して複数形成され、右下部フレーム３０には、第３突起部２１が係合する係合孔３２が、設置されるエレメントの数に対応して複数形成されている。第２突起部１６は係合孔３１に係合し、第３突起部２１が係合孔３２に係合するように形成されている。
　また、左上部フレーム２７には、左上部フレーム２７から垂下して第１突起部１５に係合する固定プレート３３が、設置されるエレメントの数に対応して複数固定されている。また、図２に示すように、左下部フレーム２８には、取付け部２２を螺合固定するネジ孔３４が複数形成され、取付け部２２がボルトによって締結されている。
　図５に示すように、本実施形態の平型中空糸膜エレメント１０は、取水口１２の上部内面と、第１ハウジング８の上部内面全域とが、水平方向で同一面上に位置するように構成されている。なお、図４、図５において、３５はポッティング樹脂を示している。ポッティング樹脂３５は、中空糸膜７を第１ハウジング８、第２ハウジング９に固定する。
ここで「上部内面」とは、ハウジング及び取水口内壁に設けられ、垂直方向荷重を生じる面を意味する。またハウジングの上部内面「全域」とは、ハウジングの長手方向の内面長さの概全域を示す。
ポッティング樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン系充填材、各種ホットメルト樹脂等が挙げられる。また、固定用樹脂の初期の粘度は、３，０００～２００，０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは５，０００～１００，０００ｍＰａ・ｓ、さらに好ましくは１０，０００～５０，０００ｍＰａ・ｓである。
　本実施形態の平型中空糸膜エレメント１０では、取水口１２から挿入軸方向の垂直断面が円形である治具３６を第１ハウジング８内に挿入することができる。治具３６を水平方向に沿わせれば、平型中空糸膜エレメント１０が治具３６に第１ハウジング８を水平方向に沿わせた状態で吊り下がる。これにより、ラック１１への組付け作業の際に、図６に示すように、作業者は、治具３６を水平方向に沿わせて平型中空糸膜エレメント１０を吊り下げた状態とし、平型中空糸膜エレメント１０を一方向からラック１１に設置することができる。
また、本発明の平型中空糸膜エレメントにおいて、前記取付け部は、フレームを平型中空糸膜エレメントにボルトで締結できるように形成されている。
ここで、「治具の挿入軸方向」とは、治具のうち、実際に第一ハウジング内に挿入される部分の長手方向中心軸を意味する。例えば、図６に示す治具は、挿入される部分は棒状であるから、その嵌め込み軸方向は当該棒状部分の長手方向となる。
図８に示すように、冶具３６は、第１ハウジング８内に挿入することができ、中空糸膜エレメント１０を保持するための棒状のエレメント保持部３８と、支柱３９から構成される。
エレメント保持部３８は、平型中空糸膜エレメント１０の荷重をたわむことなく受け止める強度を有するように、かつ、第１ハウジング８の内面を損傷することが無いように設計されている必要がある。
エレメント保持部３８の形状は、第１ハウジング８内に設けられた、同一水平面に設けられた突起部（すなわち、第１ハウジング８の上部内面）と係合すること、及び強度を保つことが重要であるが、前記事項らを満たせば任意の断面形状に設計することができる。
荷重に対するたわみ強度を有し、第１ハウジング８の内面を損傷させにくい形状として、例えば、鉛直方向に縦長のＩ字型やＴ字型の断面を用いることで、第１ハウジング８の内面との接触を最小限に抑えることができる。
またエレメント保持部３８の先端の断面積を減少させるとともに、先端を面取り又は球状にすることで、第１ハウジング８への挿入を円滑に行える。
またエレメント保持部３８の長さは、中空糸膜エレメント１０の荷重をたわみなく保持できる長さであれば任意に設計できるが、挿入の円滑さや、冶具脱着の容易さを考慮して、第１ハウジング８の長さの２分の１以下とすることが好ましく、３分の１以下であることがより好ましい。
また、エレメント保持部３８には、平型中空糸膜エレメント１０を運搬中に平型中空糸膜エレメント１０が脱落しない様に、平型中空糸膜エレメント１０の固定手段を有していることが好ましい。
支柱３９は、エレメント保持部３８とエレメント保持部に保持された平型中空糸膜エレメント１０の荷重に対して、十分な強度を有して設計されていることが重要である。
また、支柱３９はエレメント保持部３８の保持高さを任意に変更できる高さ調整手段を有していることが好ましい。
冶具３６の材質は、特に限定されないが、強度が高く腐食性の少ないステンレス鋼材や、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）が好ましい。
　ここで、本実施形態では、治具３６が水平方向に沿う状態を維持するために、同図に示すように、治具３６を台車３７に固定する。このようにして、治具３６の水平状態を維持すれば、平型中空糸膜エレメント１０をラック１１に設置する際、図４に示すように、第２突起部１６及び第３突起部２１をそれぞれ係合孔３１、３２に容易に係合させて位置決めでき、平型中空糸膜エレメント１０の組付け作業が容易となる。また、平型中空糸膜エレメント１０の組付けの際は、固定プレート３３を取外す必要があるが、図６に示すように、治具３６の外側に露出した部位に係合しておけば、平型中空糸膜エレメント１０を設置する際に固定プレート３３の固定作業が容易に行える。
　以上に説明したように、本実施形態の平型中空糸膜エレメント１０は、取水口１２から棒状の治具３６を挿入することで、安定した状態で吊り下げることができるため、第１ハウジング８と第２ハウジング９との間が中空糸膜７のみで連結される場合にあっても、平型中空糸膜エレメント１０を容易に移動させることができ、移動作業や組付け作業における取扱い性を良好にすることができる。また、取り外しの作業も良好に行える。
　また、第１ハウジング８と第２ハウジング９との間が中空糸膜７のみで連結される場合にあっても、移動作業や組付け作業における取扱い性を良好にできるため、第１ハウジング８と第２ハウジング９との間に安定化等のために剛体の連結部材を設けることなく、中空糸膜７の配設領域を広げて、膜面積を増大させることで、中空糸膜エレメントあたりの処理能力を高く設計することができる。なお、上記連結部材がある場合にあっても、安定して吊り下げ可能であるので、取扱い性に優れる。
　また、上記実施形態では、取水口１２の上部内面と、第１ハウジング８の上部内面全域とが、水平方向で同一面上に位置するようにしているが、この構成では、型成形する場合に第１ハウジング８の作製が容易になる。
　また、第１ハウジング８に、第１突起部１５と、第２突起部１６とを設け、第２ハウジング９に、第３突起部２１と、取付け部２２とを設け、フレーム１１に、平型中空糸膜エレメント１０を設置するようにし、第２突起部１６及び第３突起部１７が、フレーム１１に形成された係合孔３１、３２に水平方向から係合するように構成したので、組付けの作業性を向上できる。
　さらに、第１突起部１５、第２突起部１６、第３突起部２１はそれぞれ、樹脂弾性体１８，２０，２４が取付けられているため、ラック１１に支持された際の揺動が抑制され、摩耗を抑制できる。さらに、第２突起部１６の嵌め込み軸方向に対する垂直断面の形状が非円形形状であるため、平型中空糸膜エレメント１０全体の揺動を抑制できる。
ここで、「嵌め込み軸方向」とは、第１エレメントの治具が挿入される方向と一致する方向である。例えば、図６の場合、挿入される治具の棒状部分の長手方向と一致する方向をいう。
 
なお、「非円形形状」とは、具体的には楕円形状や十字型や多角型などが挙げられるが、汎用Ｏリングを樹脂弾性体として使用できることから、楕円形状がより好ましい。
　なお、上記第１の実施形態では、取水口１２の上部内面と、第１ハウジング８の上部内面全域とが、水平方向で同一面上に位置する構成を説明したが、第１ハウジング８の上部内面の一部が下方に突出し、その下面が取水口１２の上部内面と水平方向で同一面上に位置するようにしても構わない。
上記のように、冶具３６を用いることで第１ハウジング８内にエレメント保持部を挿入するだけで、保持・運搬・組付けを容易に行うことが出来る。
また、第１ハウジング８内にエレメント保持部を挿入するだけの簡易な構造での保持・運搬・組付けにより、第１ハウジング８の外周部には余分な保持機構や接合構造を設ける必要が無いため、複数の中空糸膜エレメントを限られたスペースで保持・固定した場合でも、お互いが干渉したりしない、非処理流体の流れを妨げたりすることがない。
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上記第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号を示し、説明を省略する。
　本実施形態では、図７に示すように、取水口１２の上部内面と、第１ハウジング８’の上部内面全域とが、水平方向で同一面上に位置しないが、第１ハウジング８’の上部内面に別体で設けた２つの荷重受け部材４０の下面が、取水口１２の上部内面と水平方向で同一面上に位置するように構成されている。荷重受け部材４０の双方は、第１ハウジング８’の長手方向中央を基準に取水口１２側と反対側に配されている。
ここで荷重受け部材とは、第１ハウジングの上部内面が、取水口の上部内面と水平方向で同一面上に位置しない場合、すなわち、第１ハウジングの上部内面が、取水口の上部内面よりも上方に位置する場合に、この荷重受け部材の下面が取水口の上部内面と水平方向で同一面上に位置するように、第１ハウジングの上部内面に配置される部材である。また、荷重受け部材は、平型中空糸膜エレメントを後述する中空糸膜エレメント保持装置に吊り下げた場合に、平型中空糸膜エレメントの全重量を支える役割を担う部材である。
　このような構成では、既存のハウジングを利用して、ハウジング内に冶具（すなわち、エレメント保持部）を挿入し、中空糸膜エレメントを保持・運搬・組付けすることができる第１ハウジング８’を作製することができる。なお、上記第２の実施形態では、荷重受け部材４０を２つ設けたが、１つでも３つ以上設けてもよい。なお、第１、第２の実施形態を通し、第１ハウジング８又は８’の上部内面の一部を取水口１２の上部内面と一致させる場合は、上部内面の一部は、少なくとも、前記ハウジング長手方向中央を基準に取水口１２側と反対側に配されることが好ましく、このようにすれば、取水口１２から離間する治具３６挿入時の姿勢は安定する。
　また、第１ハウジングの８又は８’の上部内面のうち、突出した取水口１２の接合部付近を、取水口１２の上部内面と水平方向で同一面上に位置するようにしてもよく、この場合は、取水口１２と第１ハウジングの８又は８’との接合部付近にかかる荷重を分散させることができる。
ここで第１ハウジングの上部内面における「接合部付近」とは、第１ハウジングと取水口とが接合する部分（接合部）から、第１ハウジングの上部内面全体の０～２５面積％の部分を意味する
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　本発明の平型中空糸膜エレメントは、取水口から棒状の治具を挿入することで、安定した状態で吊り下げることができるため、第１ハウジングと第２ハウジングとの間が中空糸膜のみで連結される場合にあっても、容易に移動させることができ、移動作業や組付け作業における取扱い性を良好にすることができる。また、取り外しの作業も良好に行える。
　また、第１ハウジングと第２ハウジングとの間が中空糸膜のみで連結される場合にあっても、移動作業や組付け作業における取扱い性を良好にできるため、第１ハウジングと第２ハウジングとの間に安定化等のために剛体の連結部材を設けることなく、中空糸膜の配設領域を広げて、中空糸膜の高密度化を図ることができる。さらに、上記のような連結部材を省略することで、高密度化を図りながら、コンパクト化を図ることもできる。
　１　浸漬型水処理装置
　７　中空糸膜
　８，８’　第１ハウジング
　９　第２ハウジング
　１０　平型中空糸膜エレメント
　１２　取水口
　１５　第１突起部
　１６　第２突起部
　１７　溝
　１８　樹脂弾性体
　１９　溝
　２０　樹脂弾性体
　２１　第３突起部
　２３　溝
　２４　樹脂弾性体
　４０　荷重受け部材

Claims (9)

  1. 　シート状に配列された複数本の中空糸膜と、前記中空糸膜の一端側を固定し、前記中空糸膜の上方に配される第１ハウジングと、前記中空糸膜の他端側を固定し、前記中空糸膜の下方に配される第２ハウジングと、有する平型中空糸膜エレメントであって、
    　前記第１ハウジングは、ろ過水を流す取水口を備え、
    　前記取水口が、前記取水口の上部内面と、前記第１ハウジングの上部内面の少なくとも一部とが、水平方向で同一面上に位置するように配置された平型中空糸膜エレメント。
  2. 　前記取水口が、前記前記取水口の上部内面と、前記第１ハウジングの上部内面全域とが、水平方向で同一面上に位置するように配置された請求項１に記載の平型中空糸膜エレメント。
  3. 　前記第１ハウジングの上部内面が、少なくとも１つ以上の荷重受け部材を含み、
    　荷重受け部材が、前記荷重受け部材の下面が、前記取水口の上部内面と水平方向で同一面上に位置するように配置された請求項１に記載の平型中空糸膜エレメント。
  4. 　前記取水口は、前記中空糸膜が配列される方向に沿う前記第１ハウジングの延在方向に突出して設けられている請求項１～３のいずれか１項に記載の平型中空糸膜エレメント。
  5. 　前記第１ハウジングの上部内面のうち、前記突出した取水口の接合部付近が、前記取水口の上部内面と水平方向で同一面上に位置するように配置された請求項４に記載の平型中空糸膜エレメント。
  6. 　前記第１ハウジングは、前記取水口を設けた側に、前記中空糸膜が配列される方向に沿う前記第１ハウジングの延在方向に突出する第１突起部を有するとともに、前記取水口を設けた側の反対側に、前記第１ハウジングの前記延在方向に突出する第２突起部を有し、
    　前記第２ハウジングは、前記第１ハウジングの前記取水口を設けた側に、前記中空糸膜が配列される方向に沿う前記第２ハウジングの延在方向に突出する第３突起部を有するとともに、前記第３突起部の反対側に平板状の取付け部を有する請求項４又は５に記載の平型中空糸膜エレメント。
  7. 　前記第１突起部、２突起部及び第３突起部のうちの少なくともいずれか一つの突起部の嵌め込み軸方向の垂直断面が非円形形状であり、外周に周方向に沿って溝が形成され、前記溝に弾性体が嵌め込まれる請求項６に記載の平型中空糸膜エレメント。
  8. 　上記請求項１～７のいずれか１項に記載の平型中空糸膜エレメントを備える浸漬型水処理装置。
  9. エレメント保持部と支柱と台車からなる中空糸膜エレメント保持装置であって、
    前記エレメント保持部が前記請求項１～７のいずれかに記載の中空糸膜エレメントの第１ハウジングの上部内面と係合するように構成されていることを特徴とする中空糸膜エレメント保持装置。
     
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