WO2023167173A1 - 気泡発生装置、及び液体濾過装置 - Google Patents

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WO2023167173A1
WO2023167173A1 PCT/JP2023/007262 JP2023007262W WO2023167173A1 WO 2023167173 A1 WO2023167173 A1 WO 2023167173A1 JP 2023007262 W JP2023007262 W JP 2023007262W WO 2023167173 A1 WO2023167173 A1 WO 2023167173A1
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WO
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gas storage
storage chamber
path
plate
folding
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PCT/JP2023/007262
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寛 野口
輝武 丹羽
彰利 中川
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株式会社明電舎
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an air bubble generator and a liquid filtration device using the same.
  • scrubbing is generally performed to remove contaminants from the surface of the filtration membrane in order to suppress clogging of the filtration membrane.
  • Scrubbing is a method in which air bubbles are released from below the filtration membrane toward the filtration membrane by an air bubble generator, and the air bubbles violently shake the liquid near the surface of the filtration membrane.
  • a known bubble generator includes a gas storage chamber and a turn-around path that communicates with the upper portion of the chamber.
  • the gas storage chamber stores liquid therein and stores gas supplied into the liquid above the liquid.
  • the turn-back path communicates with the upper portion of the gas storage chamber and extends downward, then turns back and extends upward.
  • This air bubble generator includes a gas storage channel, which is a gas storage chamber, and a gas guide channel, which is a folded path.
  • a gas reservoir channel and a gas guide channel are placed in the liquid. Gas is supplied to the liquid in the liquid storage channel from the outside, floats in the liquid, and accumulates in the upper portion of the liquid storage channel. As the amount of gas stored in the liquid storage channel increases, the gas eventually enters the gas guide channel from above the liquid storage channel. In the gas guide path, the gas pushes down the liquid in the gas guide path and moves downward toward the folded portion of the gas guide path.
  • the gas that has reached the folded portion of the gas guide path joins with the gas in the subsequent gas storage chamber, and floats up at once while pushing up the liquid present downstream of the folded portion. Then, the gas is released as bubbles from the opening on the exit side of the gas guide path.
  • the opening at the end of the pipe that constitutes the gas guide path serves as an air bubble discharge port for discharging air bubbles as it is, so that one spherical air bubble is intermittently discharged. It will be.
  • a plurality of gas guide paths are arranged side by side, and the air bubbles generated from the respective gas guide paths are directed to mutually different parts of the filtration membrane. need to release.
  • scrubbing is a cleaning method that strips contaminants from the surface of the filtration membrane by vibrating the filtration membrane due to contact with air bubbles. Therefore, when releasing a plurality of air bubbles toward mutually different parts of the filtration membrane, it is desirable that the air bubbles hit the filtration membrane almost simultaneously to give a large vibration.
  • the present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is to provide an air bubble generator capable of hitting a plurality of air bubbles almost simultaneously against a filtration membrane, and a liquid filtration apparatus using the air bubble generator. to provide.
  • a gas storage chamber that stores a liquid therein and stores gas supplied to the liquid above the liquid; and a gas storage chamber that communicates with the gas storage chamber and extends downward.
  • a bubble generating device which is provided with a folding path that is folded back and extends upward, and releases gas that has passed through the folding path as bubbles, wherein a plurality of side plates and a space surrounded by the plurality of side plates are viewed from above.
  • a housing having a top plate fixed to the plurality of side plates in a covering manner; a plurality of air bubble outlets arranged in the top plate in a manner aligned along the longitudinal direction of the top plate; and a bubble discharge chamber disposed and communicating with the plurality of bubble discharge ports, wherein each of the gas storage chamber, the return path, and the bubble discharge chamber extends in the lateral direction of the top plate within the housing.
  • a folding plate having a cross-sectional shape in which the gas storage chamber, the folding path, and the bubble release chamber are arranged in order along the gas storage chamber, and the folding path extends at least downward and then folds upward.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a membrane element and a socket tube of the same membrane module; It is a perspective view which shows the air-bubble generator of the same liquid filtration apparatus. It is sectional drawing of the same bubble generator. It is a top view of the same bubble generator. It is sectional drawing which shows the same bubble generator in the state which is not working. It is sectional drawing which shows the same air-bubble generator of the state of the 1st term in batch processing.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an air bubble generator according to an embodiment
  • FIG. It is sectional drawing which shows the same air-bubble generator.
  • FIG. 1 shows an example of the state of the same air-bubble generator in the 2nd period of batch processing.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a water treatment facility using a liquid filtration device according to an embodiment.
  • This water treatment facility includes a raw water tank 1, a filtered water tank 2, a treated water tank 3, a control device 4, a raw water pump 5, a first water level sensor 6, a raw water transfer pipe 7, a treated water transfer pipe 8, a suction pump 9, a It has two water level sensors 11, a third water level sensor 12, and the like.
  • the water treatment facility also includes a blower 13, an air supply pipe 14, a frame 15, a membrane module 20, an air bubble generator 30, and the like.
  • Raw water (pre-treatment water) W 1 as a liquid is stored in the raw water tank 1 .
  • a first water level sensor such as an ultrasonic sensor installed in the raw water tank 1 detects the water level (water surface height) of the raw water W 1 in the raw water tank 1, and sends the detection result to the control device 4 as a water level signal.
  • a raw water pump 5 installed in the raw water tank 1 sucks and discharges the raw water W 1 in the raw water tank 1 and sends it to the filtered water tank 2 through the raw water transfer pipe 7 .
  • the raw water pump 5 a submersible pump is exemplified, but a land pump may be used.
  • the filtration treatment water tank 2 is a reinforced concrete water tank.
  • a liquid filtering device 50 is installed in the filtered water tank 2 .
  • the liquid filtering device 50 includes a frame 15, a membrane module 20, and an air bubble generating device 30, and is entirely submerged in the raw water W1 in the filtered water tank 2.
  • the blower 13 discharges the air sucked from the suction port to the air supply pipe 14 through the discharge port.
  • the air discharged to the air supply pipe 14 is supplied to the air bubble generator 30 of the liquid filtering device 50 .
  • a third water level sensor 12 installed in the filtered water tank 2 detects the water level of the raw water W1 in the filtered water tank 2 and transmits the detection result to the control device 4 as a water level signal.
  • the suction pump 9 sucks the raw water W1 in the filtered water tank 2 through the treated water transfer pipe 8 and a membrane element installed in the membrane module 20, which will be described later.
  • the sucked raw water W1 is filtered by the membrane element to become treated water W2 , and then sent to the treated water tank 3 through the treated water transfer pipe 8.
  • a second water level sensor 11 installed in the treated water tank 3 detects the water level of the treated water W2 in the treated water tank 3 and transmits the detection result to the control device 4 as a water level signal.
  • a suction means is not particularly limited.
  • the control device 4 When the water level of the treated water tank 3 has not reached the upper limit and the predetermined operation execution conditions are satisfied, the control device 4 operates the suction pump 9 and the blower 13 to filter the raw water W1. to run. However, even if the operation execution condition is satisfied, if the water level of the raw water W1 in the raw water tank 1 is lower than the lower limit, or if the water level of the raw water W1 in the filtration treatment tank 2 is lower than the lower limit. In that case, the control device 4 stops executing the filtering process. Note that the role of the blower 13 will be described later.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the membrane module 20 and the air bubble generator 30 of the liquid filtration device (50) according to the embodiment.
  • Z indicates the direction of gravity.
  • It means the direction in which the membrane module 20 and the air bubble generator 30 face each other regardless of their orientation.
  • “above” means an upward direction along the “vertical direction” regardless of the attitudes of the membrane module 20 and bubble generator 30 shown in each figure.
  • “downward” means a downward direction along the "vertical direction” regardless of the attitudes of the membrane module 20 and air bubble generator 30 shown in each figure.
  • the “horizontal direction” means a direction perpendicular to the "vertical direction” regardless of the attitudes of the membrane module 20 and the air bubble generator 30 shown in each figure.
  • the membrane module 20 includes a rectangular tube-shaped housing 21 and a plurality of membrane elements 22 .
  • the plurality of membrane elements 22 have a plate-like shape, are arranged in a straight line at intervals along the “horizontal direction” in the housing 21 , and are held by the inner surface of the housing 21 .
  • the box-shaped air bubble generator 30 is arranged “below” (immediately below) the membrane module 20 .
  • the air bubble generator 30 has two tube connections 31 on its side plate, and each of these tube connections 31 is connected to the above-described air supply pipe (14 in FIG. 1).
  • FIG. 3 is a perspective view showing the membrane element 22 and the socket tube 16.
  • the membrane element 22 has a filtration membrane 23 and four holding members 24 .
  • a plate-like flat membrane is used as the filtration membrane 23, but the type of the filtration membrane 23 is not limited to the flat membrane, and other membranes such as hollow fiber membranes may be used. can be of any kind.
  • the material of the filtration membrane 23 may be an organic material such as PVC (polyvinyl chloride) or PVDF (polyvinylidene fluoride), and is composed of one or more of alumina, cordierite, silicon carbide, and other metal oxides. It can be ceramic.
  • the filtration membrane 23 may be a composite membrane in which an organic membrane and a ceramic membrane are combined.
  • the filtration membrane 23 has a plurality of hollows 23a extending vertically. These hollows 23a are arranged at predetermined intervals in the lateral direction of the filtration membrane 23, and the upper ends of the hollows 23a are openings facing "upward".
  • a socket tube 16 is attached to the upper end of the filtration membrane 23 . Further, the socket pipe 16 is connected to the treated water transfer pipe (8 in FIG. 1).
  • the suction pump (9 in FIG. 1) operates, a suction force is generated on the surface of the filtration membrane 23, and raw water (W 1 in FIG. It is sucked into the hollow 23a. At this time, the raw water W 1 is filtered, and contaminants in the raw water W 1 remain on the surface of the filtration membrane 23 .
  • Each of the four holding members 24 engages with an engaging portion provided on the inner surface of the housing (21 in FIG. 2) while being fixed near the corners of the filter membrane 23 .
  • the bubble generator 30 installed “below” the membrane module 20 releases bubbles toward the “upper” membrane module 20 .
  • the released air bubbles float in the raw water W1 and enter the housing 21 of the membrane module 20 through the opening at the lower end of the housing 21 .
  • the air bubbles reach the lower ends of the plurality of filtration membranes 23, are divided into a plurality by the filtration membranes 23, and then enter the regions between the filtration membranes 23 adjacent to each other (hereinafter referred to as "inter-membrane regions"). do.
  • the air bubbles floating in the “intermembrane region” violently agitate the raw water W1 near the surface of the filtration membrane 23 and peel off contaminants adhering to the surface of the filtration membrane 23 .
  • the housing 21 has a shape that surrounds the four sides of the plurality of membrane elements 22. However, if the housing 21 has a shape that does not allow large bubbles to leak out of the housing 21, the housing 21 can be formed. It may have a shape with an opening on a part of the side surface.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the bubble generator 30.
  • the bubble generator 30 has a housing 40 .
  • the housing 40 includes a first side plate 41 , a second side plate 42 , a third side plate 43 , a fourth side plate 44 and a top plate 32 .
  • a rectangular long hole extending along the longitudinal direction of the top plate 32 is formed in the top plate 32 .
  • a rectangular cover plate 32b is fixed to the top plate 32 so as to cover the elongated hole.
  • the cover plate 32 b is part of the top plate 32 .
  • the cover plate 32b is formed with six perfectly circular air bubble outlets 32a arranged in a straight line.
  • the air bubble generator 30 does not have a bottom plate, and has a lower end opening 39 that opens wide "downward" at the lower end of the air bubble generator 30 .
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the bubble generator 30.
  • FIG. 6 is a plan view of the bubble generator 30.
  • the bubble generator 30 includes a first gas storage chamber 33, a second gas storage chamber 34, a bubble release chamber 35, a first folding path 36, a second folding path 37, and the like.
  • Each of the first gas storage chamber 33 , the second gas storage chamber 34 , the bubble release chamber 35 , the first folded path 36 and the second folded path is arranged inside the housing 40 .
  • the dashed-dotted line in FIG. 5 is the center line Lc of the top plate 32.
  • Each of the six bubble discharge ports 32a for discharging bubbles made of air as gas is arranged such that its center is located on the center line Lc of the top plate 32 and is opened “upward”.
  • the bubble discharge chamber 35 is arranged “below” (immediately below) the six bubble discharge ports 32a and communicates with each of the six bubble discharge ports 32a.
  • the bubble discharge chamber 35 has an elongated shape extending along the direction in which the six bubble discharge ports 32a are arranged.
  • Each of the first gas storage chamber 33 and the second gas storage chamber 34 stores raw water (water to be treated) as a liquid therein, and stores air as a gas supplied to the raw water "above” the raw water. stored in The first turn-back path 36 communicates with the first gas storage chamber 33 and extends “downward”, then turns back and extends “upward”.
  • the second turn-back path 37 communicates with the second gas storage chamber 34 and extends “downward”, then turns back and extends “upward”.
  • the left-right direction in FIG. 5 is along the short side direction of the top plate 32 . 5 is along the longitudinal direction of the top plate 32.
  • the first gas storage chamber 33 , the first folded path 36 , the bubble release chamber 35 , the second folded path 37 , and the second gas storage chamber 34 each extend in the lateral direction of the top plate 32 so as to extend from the first gas storage chamber 33 ,
  • the first folding path 36, the bubble release chamber 35, the second folding path 37, and the second gas storage chamber 34 are arranged in this order.
  • the first folding path 36 includes at least a folding plate 45 having a cross-sectional shape (more specifically, a U-shaped cross-sectional shape) that extends downward and then folds upward. and an inner plate 46 disposed inside the .
  • One end of each of the folding plate 45 and the inner plate 46 in the longitudinal direction is the first side plate among the four side plates (41 to 44) that faces each other along the longitudinal direction. It is fixed to the first side plate 41 as one of 41 and the third side plate 43 .
  • the other longitudinal ends of the folded plate 45 and the inner plate 46 are fixed to the third side plate 43 which is the other side plate.
  • One side of the first return path 36 in the short direction communicates with the bubble release chamber 35 .
  • the other side of the first return path 36 in the short direction communicates with the first gas storage chamber 33 .
  • the folding plate 45 of the first folding path 36 forms a gap between the top plate 32 on one side in the short direction and the top plate 32 on the other side in the short direction. It is fixed to the first side plate 41 and the third side plate 43 so as to form a gap therebetween.
  • the first return path 36 and the bubble release chamber 35 are communicated with each other through a second communication port 36e defined by a gap between the top plate 32 and the upper end of the one side of the return plate 45 of the first return path 36 in the lateral direction. .
  • the first return path 36 and the first gas storage chamber 33 are connected through the first communication port 36d, which is the gap between the top plate 32 and the upper end of the return plate 45 of the first return path 36 on the other side in the short direction. communicates with.
  • the inner plate 46 of the first return path 36 is fixed to the first side plate 41 , the second side plate 42 and the top plate 32 .
  • the second folding path 37 includes at least a folding plate 47 having a cross-sectional shape (more specifically, a U-shaped cross-sectional shape) that extends downward and then folds upward. and an inner plate 48 arranged inside the .
  • One longitudinal end of each of the folding plate 47 and the inner plate 48 of the second folding path 37 is fixed to the first side plate 41 .
  • the other longitudinal ends of the folding plate 47 of the second folding path 37 and the inner plate 48 are fixed to the third side plate 43 .
  • the other side of the second return path 37 in the short direction communicates with the bubble release chamber 35 .
  • One side of the second turn-back path 37 in the short direction communicates with the second gas storage chamber 34 .
  • the folding plate 47 of the second folding path 37 forms a gap between the upper end of the one side in the short direction and the top plate 32 , while forming a gap between the upper end of the other side in the short direction and the top plate 32 . It is fixed to the first side plate 41 and the third side plate 43 so as to form a gap therebetween.
  • the second return path 37 and the air bubble release chamber 35 communicate with each other through a first communication port 37e, which is a gap between the upper end of the return plate 47 of the second return path 37 and the top plate 32 on the other side in the short direction. .
  • the second return path 37 and the second gas storage chamber 34 are connected to each other through a second communication port 37d, which is a gap between the top plate 32 and one upper end of the return plate 47 of the second return path 37 in the lateral direction. communicates.
  • the inner plate 48 of the second return path 37 is fixed to the first side plate 41 , the third side plate 43 and the top plate 32 .
  • the structure of the second folded path 37 is a line-symmetrical structure of the first folded path 36 with respect to the center line Lc.
  • the first gas storage chamber 33 is adjacent to the first folding path 36 on the other side in the lateral direction.
  • the second gas storage chamber 34 is adjacent to the second folding path 37 on one side in the lateral direction.
  • the structure of the second gas storage chamber 34 is a line-symmetrical structure of the first gas storage chamber 33 with respect to the center line Lc.
  • the first turn-back path 36 includes a descending portion 36a that extends "downward” from the first communication port 36d, a turn-back portion 36b that turns back “upward”, and a second communication port 36e that extends "upward”. and a riser 36c leading to.
  • the second turn-back path 37 also has a similar descending portion 37a, a turning-back portion 37b, and an ascending portion 37c.
  • the air in the descending portion 36a of the first return path 36 gradually descends in the descending portion 36a.
  • the air in the descending portion 36a reaches the folded portion 36b, rises rapidly in the ascending portion 36c, and enters the bubble release chamber 35.
  • the air in the descending portion 37a of the second return path 37 descends gradually within the descending portion 37a.
  • the air in the descending portion 37a reaches the folded portion 37b, rises rapidly in the ascending portion 37c, and enters the bubble release chamber 35.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the air bubble generator 30 in a non-operating state. In the figure, hatching in the cross section of the air bubble generator 30 is omitted for the sake of clarity. When the air bubble generator 30 is not in operation, most of the internal space of the air bubble generator 30 is filled with the raw water W1 as shown.
  • the bubble generator 30 can intermittently form bubbles from the bubble outlet 32a.
  • batch processing is defined as the process from the release of air bubbles from the air bubble outlet 32a to immediately before the air bubbles are released from the air bubble outlet 32a.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the air bubble generator 30 in the first stage of batch processing.
  • One of the two air supply pipes 14 connected to the air bubble generator 30 opens at the bottom of the first gas storage chamber 33 to supply air to the raw water W1 in the first gas storage chamber 33 .
  • the other is opened at the lower portion of the second gas storage chamber 34 to supply air to the raw water W1 in the second gas storage chamber 34 .
  • the air supplied into the raw water W 1 through one of the two air supply pipes 14 floats in the raw water W 1 and accumulates in the upper portion of the first gas storage chamber 33 .
  • a portion of the air thus accumulated in the upper portion of the first gas storage chamber 33 enters the descending portion 36a of the first return path 36 through the first communication port 36d.
  • the water level of the raw water W1 decreases as the amount of stored air increases.
  • the water level of the raw water W1 in the first gas storage chamber 33 and the water level of the raw water W1 in the first turn-around path 36 are substantially the same.
  • the amount of raw water W1 corresponding to the fall in the water level of the raw water W1 flows out of the air bubble generator 30 through the lower end opening (39 in FIG. 4) of the air bubble generator 30.
  • the amount of raw water W1 corresponding to the drop in the water level of the raw water W1 enters the turn-around portion 36b.
  • substantially the same amount of raw water W1 rises in the ascending portion 36c of the first return path 36 and enters the bubble release chamber 35 through the second communication port (36e in FIG. 5).
  • substantially the same amount of raw water W1 flows out of the air bubble generator 30 through the lower end opening of the air bubble generator 30 or the air bubble discharge port 32a.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the bubble generator 30 in the second stage of batch processing.
  • the first gas storage chamber 33, the descending portion 36a of the first turn-around path 36, the second gas storage chamber 34, and the descending portion 37a of the second turn-around path 37 The amount of air stored in each increases, and the water level of the raw water W1 drops.
  • the air in the descending portion 36a enters the turn-around portion 36b and exceeds the turn-around point of the turn-around portion 36b.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the air bubble generator 30 in the third stage of batch processing.
  • the air that has passed the turning point rises at high speed inside the ascending portion 36c of the first turning path 36, reaches the second communication port 36e, and further flows through the bubble release chamber 35 and the bubble release port 32a. It goes out of the air bubble generator 30 through.
  • the air in the first gas storage chamber 33 enters the descending portion 36a of the first return path 36 through the first communication port 36d, and descends in the descending portion 36a at high speed. .
  • lower end openings (39 in FIG. 4) as openings facing “downward” are provided at the lower ends of the two gas storage chambers (33, 34) and the bubble release chamber 35, respectively.
  • the two gas storage chambers (33, 34) and the bubble release chamber 35 communicate with each other at their lower portions, the lower end opening (39 in FIG. , and the common opening of the bubble release chamber 35 .
  • the area immediately below the first gas reservoir 33 is the lower end of the first gas reservoir 33 and faces downward.
  • the area immediately below the second gas reservoir 34 is the opening facing “downward” at the lower end of the second gas reservoir 34 .
  • the area immediately below the bubble release chamber 35 is an opening facing “downward” at the lower end of the bubble release chamber 35 .
  • each of the two gas reservoirs (33, 34) is "under” the air.
  • the raw water W1 that is flowing gives force to push the air existing "above” into the return paths (36, 37) through the first communication ports (36d, 37d).
  • the two gas storage chambers ( 33, 34) the raw water W1 existing “below” the air bubble generator 30 attempts to enter the air bubble generator 30 through the lower end opening (39 in FIG. 4). support the power of
  • the air inside each of the two turn-back paths (36, 37) smoothly follows the preceding air in the bubble release chamber 35, and flows through the second communication ports (36e, 37e) into the bubble release chamber. It quickly flows into 35. Therefore, according to the air bubble generator 30 according to the embodiment, the trailing air is smoothly moved toward the bubble outlet 32a while being connected with the leading air without being separated from the leading air. , can be discharged from the bubble discharge port 32a as large-diameter bubbles.
  • the opening provided at the lower end of the bubble releasing chamber 35 is the area immediately below the bubble releasing chamber 35 in the entire area of the lower end opening (39 in FIG. 4). That is, the opening area of the opening provided at the lower end of the bubble releasing chamber 35 is the same as the horizontal cross-sectional area of the bubble releasing chamber 35 .
  • the raw water W1 existing below the air concentrates the force of pushing up the air above in a part in the cross-sectional direction. It is possible to homogenize without As a result, the entrainment of the raw water W1 existing in the vicinity of the interface with the air by the air can be more reliably suppressed, and the size of the bubbles can be increased more reliably.
  • the openings provided at the lower ends of the gas storage chambers (33, 34) are the regions immediately below the gas storage chambers (33, 34) in the entire area of the lower end openings (39 in FIG. 4). That is, the opening area of the openings provided at the lower ends of the gas storage chambers (33, 34) is the same as the cross-sectional area of the gas storage chambers (33, 34).
  • the raw water W1 existing below the air in the gas storage chambers (33, 34) pushes up the "upper" air. It is possible to make the force uniform without concentrating it in a part of the cross-sectional direction. This suppresses the intake of the raw water W1 existing near the interface with the air by the air, thereby suppressing the inflow of the raw water W1 from the gas storage chambers (33, 34) into the return paths (36, 37). can be done.
  • the shape of the bubble discharge port 32a is not limited to a circle, and may be another shape such as a rectangle.
  • the cover plate 32b having six air bubble outlets 32a is fixed to the top plate 32, but the top plate 32 itself may be provided with a plurality of air bubble outlets.
  • the diameter and arrangement intervals of the bubble discharge ports 32a can be easily adjusted by replacing the cover plate 32b.
  • the air bubble generator 30 has two gas storage chambers (33, 34), but the number of gas storage chambers is not limited to two, and may be one, three or more. may
  • the air bubble outlet 32a opens “upward".
  • the peripheral wall of the bubble outlet separates the "outer leading air” from the “inner trailing air” compared to the configuration having the bubble outlet opening in a direction different from “upward”. Therefore, it is possible to form bubbles with a larger diameter.
  • the bubbles discharged from each of the six bubble discharge openings 32a with the same size are connected to form one long and large bubble, and then a plurality of bubbles are formed. of the filter membrane (23) before entering the "intermembrane region".
  • the present inventors made a prototype of a test device having the same configuration as the liquid filtration device (50) according to the embodiment, and conducted an experiment to measure the vibration amount of the filtration membrane (23 in FIG. 3) by scrubbing using air bubbles. went.
  • a large measured value of the vibration amount of the filtration membrane suggests that the amount of vibration of the raw water W1 in the vicinity of the membrane surface is large, and that the shear force due to scrubbing is high. Therefore, the shear force on the membrane surface can be indirectly evaluated by measuring the amount of vibration.
  • the air bubble generator 30 In the air bubble generator 30 according to the embodiment shown in FIG. 8, it is assumed that there is a difference in air supply speed between one and the other of the two air supply pipes 14 . Then, the following problems may occur. That is, at one of the folded portion 36b of the first folded path 36 and the folded portion 37b of the second folded path 37, the internal air reaches the folding point earlier than the other, and the diameter is reduced only by the supply of the air. bubbles are discharged from the bubble discharge port 32a. After that, the air inside the other reaches the turning point, and small-diameter bubbles are discharged from the bubble discharge port 32a only by the supply of the air.
  • FIG. 12 is a perspective view showing the bubble generator 30 according to the embodiment.
  • FIG. 13 is sectional drawing which shows the bubble generator 30 which concerns on an Example.
  • the air bubble generator 30 according to the embodiment includes a communication pipe 38 that communicates the upper portion (more specifically, the top end) of the first gas storage chamber 33 with the upper portion (more specifically, the top end) of the second gas storage chamber 34. Prepare.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of the state of the bubble generator 30 in the second stage of batch processing.
  • the air supply speed to the second gas storage chamber 34 is faster than the air supply speed to the first gas storage chamber 33 .
  • the water levels of the raw water W1 are substantially the same in the first gas storage chamber 33, the descending portion 36a of the first turn-around path 36, and the descending portion 37a of the second turn-around passage 37, respectively.
  • the amount of air stored in the second gas storage chamber 34 momentarily increases compared to the amount of air stored in the first gas storage chamber 33 . is higher than the air pressure in the first gas storage chamber 33 . Then, the air in the second gas storage chamber 34 moves to the first gas storage chamber 33 on the low pressure side to eliminate the pressure difference. As a result, the water level of the raw water W1 is adjusted to the same height in each of the first gas storage chamber 33, the descending portion 36a of the first return path 36, and the descending portion 37a of the second return path 37.
  • the air bubble generator 30 having such a configuration, it is possible to avoid the cleaning failure of the surface of the filtration membrane (23) due to the difference in air supply speed between the first gas storage chamber 33 and the second gas storage chamber 34. .
  • the communication pipe 38 is configured to be disassembled by four joints.
  • the communication pipe 38 may have any structure as long as it has a structure that allows the connection. Also, in FIG. 13, the structure of the communicating pipe 38 is simplified for the sake of convenience.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a bubble generator 30 according to a modification.
  • the air bubble generator 30 according to the modification does not have the second return path.
  • the bubble release chamber and the second gas storage chamber 34 are partitioned by a partition plate 49 fixed to the first side plate 41 , the third side plate 43 and the top plate 32 .
  • the first gas storage chamber 33 , the first folded path 36 , the bubble release chamber 35 , and the second gas storage chamber 34 are arranged in the lateral direction of the top plate 32 such that the first gas storage chamber 33 , the first folded path 36 , the first folded path 36 , The bubble release chamber 35 and the second gas storage chamber 34 are arranged in order.
  • the bubble release chamber 35 and the second gas storage chamber 34 communicate with each other via a communication pipe 38 .
  • FIG. 16 is a perspective view showing the folding plate 45 and the inner plate 46 of the first folding path 36 and the partition plate 49.
  • FIG. A plurality of communication pipes 38 are arranged in a row along the longitudinal direction of the top plate (32). Each of the plurality of communication pipes 38 penetrates the partition plate 49 and the inner plate 46 to allow the first gas storage chamber 33 and the second gas storage chamber 34 to communicate with each other. Further, each of the plurality of communication pipes 38 is arranged at a position shifted from directly below the bubble discharge port (32a).
  • the air bubble generator 30 according to the modification can widen the range of the appropriate air supply amount compared to the embodiment.
  • the amount of air supplied is the amount of air supplied per unit time to the first gas storage chamber 33 and the second gas storage chamber.
  • the appropriate air supply amount is a range of air supply amount that can release air bubbles at stable time intervals.
  • the air entering the bubble releasing chamber 35 through the first folding path 36 and the air entering the bubble releasing chamber 35 through the second folding path 37 collide within the bubble releasing chamber 35 .
  • the collision as described above does not occur, so it is considered that the range of the appropriate air supply amount can be widened compared to the embodiment.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and configurations different from the embodiments and examples can be adopted within the scope of application of the configuration of the present invention.
  • the present invention provides unique effects for each of the aspects described below.
  • a first aspect includes a gas storage chamber (for example, a first gas storage chamber) that stores a liquid inside and stores gas supplied to the liquid above the liquid, and a gas storage chamber that communicates with the gas storage chamber.
  • a bubble generator for example, the bubble generator 30
  • a bubble generator 30 that extends downward and then folds back to extend upward (for example, a first folded path 36), and releases gas that has passed through the folded path as bubbles.
  • a plurality of side plates eg, first side plate 41 to fourth side plate 44
  • a top plate eg, top plate 32
  • a plurality of bubble ejection openings e.g., bubble ejection openings 32a
  • the casing a bubble discharge chamber (e.g., bubble discharge chamber 35) disposed within the body and communicating with the plurality of bubble discharge ports;
  • the gas storage chamber, the folded path, and the bubble release chamber are arranged in this order along the width direction of the top plate, and the folded path extends at least downward and then extends upward.
  • an inner plate for example, an inner plate 46 disposed inside the folded plate (for example, a folded plate 45) that folds back in a horizontal cross section, and each of the folded plate and the inner plate
  • One end in the longitudinal direction is fixed to one of the two side plates (for example, the first side plate 41) of the plurality of side plates that face each other along the longitudinal direction, and each of the folded plate and the inner plate
  • the other end in the longitudinal direction is fixed to the other of the two side plates (e.g., the third side plate 43), and one side in the short direction of the return path communicates with the bubble release chamber. It is characterized in that the other side in the lateral direction communicates with the gas storage chamber.
  • the air entering the bubble releasing chamber from the return path is pressurized toward the top plate with a uniform pressure, thereby releasing bubbles from each of the plurality of bubble releasing ports communicating with the bubble releasing chamber substantially simultaneously. do.
  • a second aspect has the configuration of the first aspect, and the folded plate forms a gap between the upper end of one side in the short direction and the top plate, and the other side in the short direction. It is fixed to the two top plates in a manner to form a gap between the upper end of the side and the top plate, and through the gap between the upper end of one side of the folded plate in the short direction and the top plate.
  • the folded path communicates with the bubble release chamber, and the folded path communicates with the gas storage chamber through a gap between the upper end of the folded plate on the other side in the short direction and the top plate.
  • An inner plate is fixed to the two side plates and the top plate.
  • the folding plate and the inner plate are combined to form the folding path, communicate the gas storage chamber with the descending portion of the folding path, and connect the ascending portion of the folding path and the bubble release chamber. can be communicated.
  • a third mode has the configuration of the second mode, and in addition to the first gas storage chamber as the gas storage chamber and the first turn-back path as the turn-back path, a second gas storage chamber (for example, a second gas storage chamber 34) and a second folding path (for example, a second folding path 37), wherein the first gas storage chamber, the first folding path, the bubble releasing chamber, the second folding path, and the second folding path are provided.
  • a second gas storage chamber for example, a second gas storage chamber 34
  • a second folding path for example, a second folding path 37
  • Each of the gas storage chambers is arranged in the lateral direction in the order of the first gas storage chamber, the first folded path, the bubble release chamber, the second folded path, and the second gas storage chamber,
  • the second folding path extends at least downward and then folds upward in a transverse cross-sectional shape (for example, folding plate 47); and an inner plate (for example, inner One end in the longitudinal direction of each of the folding plate and the inner plate is fixed to one of two of the plurality of side plates facing each other along the longitudinal direction.
  • the other longitudinal ends of the folding plate and the inner plate are fixed to the other of the two side plates, and the other side of the second folding path in the short direction is the bubble releasing chamber.
  • one side of the second return path in the lateral direction communicates with the second gas storage chamber.
  • gas can be supplied from the first folded path and the second folded path to the bubble releasing chamber.
  • a fourth aspect has the configuration of the third aspect, and the folding plate of the second folding path forms a gap between the upper end of one side in the short direction and the top plate, It is fixed to the two top plates in such a manner that a gap is formed between the upper end of the other side in the short direction and the top plate, and the other side in the short direction of the folding plate of the second folding path
  • the second folding path and the bubble release chamber communicate with each other, and one upper end of the folding plate of the second folding path in the lateral direction and the top plate and the second return path communicates with the second gas storage chamber through a gap between and, and the inner plate of the second return path is fixed to the two side plates and the top plate. It is something to do.
  • the combination of the folding plate and the inner plate forms the second folding path, allows the second gas storage chamber to communicate with the descending portion of the second folding path, and makes the second folding path open.
  • the riser and the bubble release chamber can be communicated.
  • a fifth aspect has the configuration of the third aspect or the fourth aspect, and the first gas storage chamber and the second gas storage chamber communicate with each other through a communication pipe (for example, a communication pipe 38). It is characterized by
  • the fifth aspect it is possible to avoid poor cleaning of the surface of the filtration membrane due to different gas supply speeds between the first gas storage chamber and the second gas storage chamber.
  • a sixth aspect has the configuration of the second aspect, and in addition to the first gas storage chamber as the gas storage chamber and the first folding path as the folding path, a second gas storage chamber and a second A folding path is provided, and each of the first gas storage chamber, the first folding path, the bubble releasing chamber, the second folding path, and the second gas storage chamber extends in the lateral direction to store the first gas.
  • the chamber, the first folding path, the bubble release chamber, the second folding path, and the second gas storage chamber are arranged in this order, and after the second folding path extends downward at least, It is formed by a folding plate having a cross-sectional shape that is folded upward and an inner plate disposed inside the folding plate, and one end of each of the folding plate and the inner plate in the longitudinal direction is formed by a plurality of the folding plates.
  • a folding plate having a cross-sectional shape that is folded upward and an inner plate disposed inside the folding plate, and one end of each of the folding plate and the inner plate in the longitudinal direction is formed by a plurality of the folding plates.
  • the side plates it is fixed to one of the two side plates that face each other along the longitudinal direction, and the other longitudinal ends of the folded plate and the inner plate are attached to the other of the two side plates.
  • the other side of the second folded path in the short direction communicates with the bubble release chamber, and the one side of the second folded path in the short direction communicates with the second gas storage chamber. It
  • a seventh aspect has a membrane portion (for example, a portion other than the hollow of the filtration membrane 23) and a hollow (for example, a hollow 23a) surrounded by the membrane portion, and a suction force is applied to the hollow when placed in a liquid.
  • a filtration membrane for example, a filtration membrane 23
  • a liquid filtering device comprising an air bubble generating device that be.
  • the filtration membrane can be satisfactorily scrubbed with the large-diameter bubbles released from the bubble generator.

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Abstract

本発明は、濾過膜に対して複数の気泡をほぼ同時にぶつけることができる気泡発生装置（３０）を提供することを目的とする。気泡発生装置（３０）は、複数の側板と、複数の側板に囲まれる空間を上方から覆う態様で複数の側板に固定される天板（３２）とを有する筐体（４０）と、天板（３２）の長手方向に沿って並ぶ態様で天板（３２）に配置される複数の気泡放出口（３２ａ）と、筐体（４０）内に配置され、複数の気泡放出口（３２ａ）に連通する気泡放出室（３５）とを備え、折り返し路（３６）が、少なくとも、下方に向けて延びた後、上方に向けて折り返す横断面形状の折り返し板（４５）と、折り返し板（４５）の内側に配置される内板（４６）とによって形成され、折り返し板（４５）、及び内板（４６）のそれぞれの長手方向の一端が、複数の側板のうち、前記長手方向に沿って相対向する２つの側板の一方に固定され、折り返し板（４５）、及び内板（４６）のそれぞれの前記長手方向の他端が、前記２つの側板の他方に固定され、折り返し路（３６）の短手方向の一方側が、気泡放出室（３５）に連通し、折り返し路（３６）の短手方向の他方側が、気体貯留室３５に連通する。

Description

気泡発生装置、及び液体濾過装置
　本発明は、気泡発生装置、及びこれを用いる液体濾過装置に関する。
　従来、液体を濾過膜によって濾過する液体濾過装置においては、濾過膜の目詰まりを抑制するために、スクラビングによって濾過膜の表面から汚濁物質を引き剥がすことが一般的に行われる。スクラビングは、気泡発生装置によって濾過膜の下方から濾過膜に向けて気泡を放出し、気泡によって濾過膜の表面付近の液体を激しく揺動させる方法である。
　気泡発生装置としては、気体貯留室と、これの上部に連通する折り返し路とを備えるものが知られている。気体貯留室は、内部に液体を貯留し、且つその液体中に供給される気体を液体の上方に貯留する。折り返し路は、気体貯留室の上部に連通して下方に向けて延びた後、折り返して上方に向けて延びる。
　かかる構成の気泡発生装置として、特許文献１に記載のものが知られている。この気泡発生装置は、気体貯流室たる気体貯流路と、折り返し路たる気体誘導路とを備える。気体貯流路、及び気体誘導路は、液体中に設置される。液体貯流路内の液体中には、外部から気体が供給され、液体中を浮上して液体貯流路の上部に貯まる。液体貯流路内の気体の貯留量が増加していくと、やがて、気体は、液体貯流路の上部から気体誘導路内に進入する。気体誘導路内において、気体は、気体誘導路内の液体を押し下げながら下方に移動して、気体誘導路の折り返し部に向かう。気体誘導路の折り返し部に達した気体は、後続の気体貯留室内の気体と連なって、折り返し部よりも下流側に存在する液体を押し上げながら一気に浮上する。そして、気体は、気泡として気体誘導路の出口側の開口から放出される。
国際公開第２０１５／１４６６８６号
　特許文献１に記載の気泡発生装置では、気体誘導路を構成する配管の末端の開口が、そのまま気泡を放出する気泡放出口になっていることから、１つの球状の気泡を間欠的に放出することになる。かかる構成の気泡発生装置において、濾過膜の広範囲に気泡を接触させるためには、複数の気体誘導路を並べて配置して、それぞれの気体誘導路から発する気泡を濾過膜の互いに異なる部分に向けて放出する必要がある。
　一方、スクラビングは、気泡との接触による濾過膜の振動によって濾過膜の表面から汚濁物質を引き剥がす洗浄法である。このため、複数の気泡を濾過膜の互いに異なる部位に向けて放出する場合には、それら気泡を濾過膜に対してほぼ同時にぶつけて大きな振動を付与することが望ましい。
　しかしながら、特許文献１に記載の気泡発生装置において、複数の気体誘導路を並べてそれぞれの気体誘導路から気泡を放出する場合、個々の気体誘導路に対する気体供給速度を均一にすることが困難である。このため、複数の気体誘導路から発せられる気泡の放出周期を同期させることができず、複数の気泡を濾過膜に対してほぼ同時にぶつけることが困難であった。
　本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、濾過膜に対して複数の気泡をほぼ同時にぶつけることができる気泡発生装置、及びこれを用いる液体濾過装置を提供することである。
　本発明の一態様は、内部に液体を貯留し、且つ前記液体中に供給される気体を前記液体の上方に貯留する気体貯留室と、前記気体貯留室に連通して下方に向けて延びた後、折り返して上方に向けて延びる折り返し路とを備え、前記折り返し路を経由した気体を気泡として放出する気泡発生装置であって、複数の側板と、複数の前記側板に囲まれる空間を上方から覆う態様で複数の前記側板に固定される天板とを有する筐体と、前記天板の長手方向に沿って並ぶ態様で前記天板に配置される複数の気泡放出口と、前記筐体内に配置され、複数の前記気泡放出口に連通する気泡放出室とを備え、前記気体貯留室、前記折り返し路、及び前記気泡放出室のそれぞれが、前記筐体内にて前記天板の短手方向に沿って前記気体貯留室、前記折り返し路、前記気泡放出室という順に並ぶ態様で配置され、前記折り返し路が、少なくとも、下方に向けて延びた後、上方に向けて折り返す横断面形状の折り返し板と、前記折り返し板の内側に配置される内板とによって形成され、前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の一端が、複数の前記側板のうち、前記長手方向に沿って相対向する２つの前記側板の一方に固定され、前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の他端が、前記２つの前記側板の他方に固定され、前記折り返し路の前記短手方向の一方側が、前記気泡放出室に連通し、前記折り返し路の前記短手方向の他方側が、前記気体貯留室に連通することを特徴とするものである。
　本発明によれば、濾過膜に対して複数の気泡をほぼ同時にぶつけることができるという優れた効果がある。
実施形態に係る液体濾過装置を用いる水処理施設の概略構成を示す図である。 同液体濾過装置の膜モジュール及び気泡発生装置を示す斜視図である。 同膜モジュールの膜エレメントとソケット管とを示す斜視図である。 同液体濾過装置の気泡発生装置を示す斜視図である。 同気泡発生装置の断面図である。 同気泡発生装置の平面図である。 稼働していない状態の同気泡発生装置を示す断面図である。 バッチ処理における第１期の状態の同気泡発生装置を示す断面図である。 バッチ処理における第２期の状態の同気泡発生装置を示す断面図である。 バッチ処理における第３期の状態の同気泡発生装置を示す断面図である。 バッチ処理における第４期の状態の同気泡発生装置を示す断面図である。 実施例に係る気泡発生装置を示す斜視図である。 同気泡発生装置を示す断面図である。 バッチ処理の第２期における同気泡発生装置の状態の一例を示す断面図である。 変形例に係る気泡発生装置を示す断面図である。 第１折り返し路の折り返し板及び内板と、仕切板とを示す斜視図である。
　以下、各図を用いて、本発明を適用した液体濾過装置の一実施形態について説明する。実施形態では説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造や要素については、簡略化または省略して説明する。また、各図において、同じ要素には同じ符号を付す。なお、各図に示す各要素の形状、寸法などは模式的に示したもので、実際の形状、寸法などを示すものではない。
　図１は、実施形態に係る液体濾過装置を用いる水処理施設の概略構成を示す図である。この水処理施設は、原水タンク１、濾過処理水槽２、処理水タンク３、制御装置４、原水ポンプ５、第１水位センサー６、原水移送管７、処理水移送管８、吸引ポンプ９、第２水位センサー１１、第３水位センサー１２等を備える。また、水処理施設は、ブロワー１３、空気供給管１４、架台１５、膜モジュール２０、気泡発生装置３０等を備える。
　原水タンク１内には、液体としての原水（処理前水）Ｗ１が貯留される。原水タンク１に設置された超音波センサー等からなる第１水位センサーは、原水タンク１内の原水W１の水位（水面の高さ）を検知して、検知結果を水位信号として制御装置４に送信する。原水タンク１内に設置された原水ポンプ５は、原水タンク１内の原水W１を吸引、吐出して、原水移送管７を通じて濾過処理水槽２に送る。原水ポンプ５として、水中ポンプからなるものを例示したが、陸上ポンプからなるものを用いてもよい。
　濾過処理水槽２は、鉄筋コンクリート製の水槽である。濾過処理水槽２内には、液体濾過装置５０が設置される。液体濾過装置５０は、架台１５、膜モジュール２０、及び気泡発生装置３０を備え、その全体が濾過処理水槽２内の原水W１に浸かっている。ブロワー１３は、吸引口から吸引した気体としての空気を、吐出口を通じて空気供給管１４に吐出する。空気供給管１４に吐出された空気は、液体濾過装置５０の気泡発生装置３０に供給される。濾過処理水槽２に設置された第３水位センサー１２は、濾過処理水槽２内の原水W１の水位を検知して、検知結果を水位信号として制御装置４に送信する。
　吸引ポンプ９は、処理水移送管８と、膜モジュール２０内に設置された後述の膜エレメントとを介して、濾過処理水槽２内の原水W１を吸引する。吸引された原水W１は、膜エレメントによって濾過されて処理済水W２となった後、処理水移送管８を通じて処理水タンク３に送られる。処理水タンク３に設定された第２水位センサー１１は、処理水タンク３内の処理済水W２の水位を検知して、検知結果を水位信号として制御装置４に送信する。
　なお、吸引ポンプ９の代わりに、水頭圧を利用して吸引力を発生させるポンプを使用してもよい。吸引の手段は、特に限定されない。
　処理水タンク３の水位が上限に達しておらず、且つ所定の運転実行条件が成立している場合、制御装置４は、吸引ポンプ９とブロワー１３とを作動させて、原水Ｗ１の濾過処理を実行する。但し、運転実行条件が成立していても、原水タンク１内の原水Ｗ１の水位が下限以下になっている場合、及び濾過処理水槽２内の原水Ｗ１の水位が下限以下になっている場合には、制御装置４は、濾過処理の実行を中止する。なお、ブロワー１３の役割については、後述する。
　図２は、実施形態に係る液体濾過装置（５０）の膜モジュール２０及び気泡発生装置３０を示す斜視図である。同図において、Ｚは、重力方向を示す。以下、各図を用いて液体濾過装置（５０）の構成について説明するが、「上下方向」と言う場合には、「上下方向」は、各図に示される膜モジュール２０、気泡発生装置３０の姿勢にかかわらず、膜モジュール２０と気泡発生装置３０とが対向する方向を意味する。また、「上方」と言う場合には、「上方」は、各図に示される膜モジュール２０、気泡発生装置３０の姿勢にかかわらず、「上下方向」に沿って上側に向かう方向を意味する。また、「下方」と言う場合には、「下方」は、各図に示される膜モジュール２０、気泡発生装置３０の姿勢にかかわらず、「上下方向」に沿って下側に向かう方向を意味する。また、「水平方向」と言う場合には、「水平方向」は、各図に示される膜モジュール２０、気泡発生装置３０の姿勢にかかわらず、「上下方向」に直行する方向を意味する。
　膜モジュール２０は、角筒状の筐体２１と、複数の膜エレメント２２とを備える。複数の膜エレメント２２は、板状の形状になっており、筐体２１内において「水平方向」に沿って間隔で一直線上に並ぶ態様で配置され、筐体２１の内面によって保持される。
　箱状の気泡発生装置３０は、膜モジュール２０の「下方」（直下）に配置される。気泡発生装置３０は、２つの管接続部３１を側板に備え、それらの管接続部３１のそれぞれには、上述の空気供給管（図１の１４）が接続される。
　図３は、膜エレメント２２と、ソケット管１６とを示す斜視図である。膜エレメント２２は、濾過膜２３と、４つの保持部材２４とを備える。実施形態に係る液体濾過装置（５０）においては、濾過膜２３として、板状の平膜からなるものを用いるが、濾過膜２３の種類は、平膜に限られず、中空糸膜など、他の種類であってもよい。濾過膜２３の材質は、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）などの有機材料でもよく、アルミナ、コージライト、炭化ケイ素、その他の金属酸化物の一種類または複数種類から構成されるセラミックでもよい。また、濾過膜２３は、有機膜とセラミック膜とを複合した複合膜であってもよい。
　濾過膜２３は、上下方向に延在する複数の中空２３ａを備える。それらの中空２３ａは、濾過膜２３の短手方向に所定の間隔で並び、中空２３ａの上端は「上方」に向く開口になっている。
　濾過膜２３の上端部には、ソケット管１６が装着される。また、ソケット管１６には、上述の処理水移送管（図１の８）が接続される。吸引ポンプ（図１の９）が作動すると、濾過膜２３の表面に吸引力が発生し、濾過膜２３の周囲に存在する原水（図１のＷ１）が濾過膜２３の無数の微細孔を通じて中空２３ａ内に吸引される。このとき、原水Ｗ１は濾過されて、原水Ｗ１中の汚濁物質が濾過膜２３の表面に残る。
　４つの保持部材２４のそれぞれは、濾過膜２３の角付近に固定された状態で、筐体（図２の２１）の内面に設けられた係合部に係合する。
　膜モジュール２０の「下方」に設置された気泡発生装置３０は、「上方」の膜モジュール２０に向けて気泡を放出する。放出された気泡は、原水Ｗ１中を浮上し、膜モジュール２０の筐体２１の下端の開口を通じて筐体２１内に進入する。その後、気泡は、複数の濾過膜２３の下端に到達し、濾過膜２３によって複数に分断された後、互いに隣り合う濾過膜２３の間の領域（以下、「膜間領域」と言う）に進入する。「膜間領域」において浮上する気泡は、濾過膜２３の表面付近の原水Ｗ１を激しく揺動させて、濾過膜２３の表面に付着した汚濁物質を引き剥がす。
　なお、筐体２１の形状は、図示のように、複数の膜エレメント２２の四方を囲む形状であるが、筐体２１内から気泡が大きく漏れ出さないような形状であれば、筐体２１の側面の一部に開口を備える形状であってもよい。
　図４は、気泡発生装置３０を示す斜視図である。気泡発生装置３０は、筐体４０を備える。筐体４０は、第１側板４１、第２側板４２、第３側板４３、第４側板４４、及び天板３２を備える。天板３２には、天板３２の長手方向に沿って延びる矩形状の長穴が形成されている。この長穴を覆うように、矩形状のカバー板３２ｂが天板３２に固定されている。カバー板３２ｂは、天板３２の一部である。カバー板３２ｂには、６つの真円状の気泡放出口３２ａが一直線上に並ぶ態様で形成されている。気泡発生装置３０は、底板を備えておらず、気泡発生装置３０の下端に、「下方」に向けて大きく開口する下端開口３９を備える。
　図５は、気泡発生装置３０の断面図である。また、図６は、気泡発生装置３０の平面図である。気泡発生装置３０は、第１気体貯留室３３、第２気体貯留室３４、気泡放出室３５、第１折り返し路３６、第２折り返し路３７等を備える。第１気体貯留室３３、第２気体貯留室３４、気泡放出室３５、第１折り返し路３６、及び第２折り返し路のそれぞれは、筐体４０内に配置される。
　図５における一点鎖線は、天板３２の中心線Ｌｃである。気体としての空気からなる気泡を放出する６つの気泡放出口３２ａのそれぞれは、その中心を天板３２の中心線Ｌｃに位置させ、且つ「上方」に向けて開口する態様で配置される。気泡放出室３５は、６つの気泡放出口３２ａの「下方」（直下）に配置され、且つ６つの気泡放出口３２ａのそれぞれに連通する。
　図６に示されるように、気泡放出室３５の形状は、６つの気泡放出口３２ａの並び方向に沿って延在する細長形状である。
　第１気体貯留室３３、及び第２気体貯留室３４のそれぞれは、内部に液体としての原水（処理対象水）を貯留し、且つ原水中に供給される気体としての空気を原水の「上方」に貯留する。第１折り返し路３６は、第１気体貯留室３３に連通して「下方」に向けて延びた後、折り返して「上方」に向けて延びる。第２折り返し路３７は、第２気体貯留室３４に連通して「下方」に向けて延びた後、折り返して「上方」に向けて延びる。
　図５の左右方向は、天板３２の短手方向に沿っている。また、図５の紙面に直交する方向は、天板３２の長手方向に沿っている。第１気体貯留室３３、第１折り返し路３６、気泡放出室３５、第２折り返し路３７、及び第２気体貯留室３４のそれぞれは、天板３２の短手方向において第１気体貯留室３３、第１折り返し路３６、気泡放出室３５、第２折り返し路３７、第２気体貯留室３４という順に並ぶ態様で配置される。
　第１折り返し路３６は、少なくとも、「下方」に向けて延びた後、「上方」に向けて折り返す横断面形状（より詳しくはＵ字状の横断面形状）の折り返し板４５と、折り返し板４５の内側に配置される内板４６とによって形成される。折り返し板４５、及び内板４６のそれぞれの長手方向（天板３２の長手方向と同じ）の一端は、４つの側板（４１～４４）のうち、前記長手方向に沿って相対向する第１側板４１及び第３側板４３の一方としての第１側板４１に固定される。折り返し板４５、及び内板４６のそれぞれの前記長手方向の他端は、他方の側板である第３側板４３に固定される。第１折り返し路３６の前記短手方向の一方側は、気泡放出室３５に連通する。第１折り返し路３６の前記短手方向の他方側は、第１気体貯留室３３に連通する。
　第１折り返し路３６の折り返し板４５は、前記短手方向における一方側の上端と、天板３２との間に間隙を形成しつつ、前記短手方向における他方側の上端と、天板３２との間に間隙を形成する態様で第１側板４１と第３側板４３とに固定される。第１折り返し路３６の折り返し板４５の前記短手方向における一方側の上端と、天板３２との間隙からなる第２連通口３６ｅを通じて、第１折り返し路３６と気泡放出室３５とが連通する。また、第１折り返し路３６の折り返し板４５の前記短手方向における他方側の上端と、天板３２との間隙である第１連通口３６ｄを通じて、第１折り返し路３６と第１気体貯留室３３とが連通する。第１折り返し路３６の内板４６は、第１側板４１、第２側板４２、及び天板３２に固定される。
　第２折り返し路３７は、少なくとも、「下方」に向けて延びた後、「上方」に向けて折り返す横断面形状（より詳しくはＵ字状の横断面形状）の折り返し板４７と、折り返し板４７の内側に配置される内板４８とによって形成される。第２折り返し路３７の折り返し板４７、及び内板４８のそれぞれの前記長手方向の一端は、第１側板４１に固定される。また、第２折り返し路３７の折り返し板４７、及び内板４８のそれぞれの前記長手方向の他端は、第３側板４３に固定される。第２折り返し路３７の前記短手方向の他方側は、気泡放出室３５に連通する。また、第２折り返し路３７の前記短手方向の一方側は、第２気体貯留室３４に連通する。
　第２折り返し路３７の折り返し板４７は、前記短手方向における一方側の上端と、天板３２との間に間隙を形成しつつ、前記短手方向における他方側の上端と、天板３２との間に間隙を形成する態様で第１側板４１と第３側板４３とに固定される。第２折り返し路３７の折り返し板４７の前記短手方向における他方側の上端と、天板３２との間隙である第１連通口３７ｅを通じて、第２折り返し路３７と気泡放出室３５とが連通する。また、第２折り返し路３７の折り返し板４７の前記短手方向における一方の上端と、天板３２との間隙である第２連通口３７ｄを通じて、第２折り返し路３７と第２気体貯留室３４とが連通する。第２折り返し路３７の内板４８は、第１側板４１、第３側板４３、及び天板３２に固定される。
　第２折り返し路３７の構造は、中心線Ｌｃを基準とした第１折り返し路３６の線対称となる構造である。第１気体貯留室３３は、前記短手方向の他方側で第１折り返し路３６に隣接する。また、第２気体貯留室３４は、前記短手方向の一方側で第２折り返し路３７に隣接する。第２気体貯留室３４の構造は、中心線Ｌｃを基準とした第１気体貯留室３３の線対称となる構造である。
　第１折り返し路３６は、第１連通口３６ｄから「下方」に向けて延びる下降部３６ａと、「上方」に向けて折り返す折り返し部３６ｂと、「上方」に向けて延びて第２連通口３６ｅに通じる上昇部３６ｃとを備える。第２折り返し路３７も、同様の下降部３７ａ、折り返し部３７ｂ、及び上昇部３７ｃを備える。
　かかる構成の気泡発生装置３０において、第１気体貯留室３３内における空気貯留量が増加するにつれて、第１折り返し路３６の下降部３６ａ内の空気が下降部３６ａ内を徐々に下降していく。第１気体貯留室３３内における空気貯留量が更に増加すると、下降部３６ａ内の空気が折り返し部３６ｂに達し、上昇部３６ｃ内を一気に上昇し、気泡放出室３５内に進入する。また、第２気体貯留室３４内における空気貯留量が増加するにつれて、第２折り返し路３７の下降部３７ａ内の空気が下降部３７ａ内を徐々に下降していく。第２気体貯留室３４内における空気貯留量が更に増加すると、下降部３７ａ内の空気が折り返し部３７ｂに達し、上昇部３７ｃ内を一気に上昇し、気泡放出室３５内に進入する。
　第１折り返し路３６の上昇部３６ｃ内を上昇した空気と、第２折り返し路３７の上昇部３７ｃ内を上昇した空気とは、気泡放出室３５内で合流した後、６つの気泡放出口３２ａから放出される。気泡放出室３５内の空気に対しては、「下方」に存在する原水により、「水平方向」においてほぼ均一な圧力が付与されることから、６つの気泡放出口３２ａのそれぞれから、気泡がほぼ同時に放出される。これにより、気泡発生装置３０によれば、濾過膜２３に対して複数の気泡をほぼ同時にぶつけることができる。
　図７は、稼働していない状態の気泡発生装置３０を示す断面図である。同図においては、見易くするために、気泡発生装置３０の断面におけるハッチングが省略されている。稼働していない状態の気泡発生装置３０においては、図示のように、気泡発生装置３０の内部空間の殆どが、原水Ｗ１で満たされている。
　気泡発生装置３０は、気泡放出口３２ａから気泡を間欠的に形成することが可能である。以下、気泡放出口３２ａから気泡が放出されてから、次に、気泡放出口３２ａから気泡が放出される直前までを、バッチ処理と言う。
　図８は、バッチ処理における第１期の状態の気泡発生装置３０を示す断面図である。気泡発生装置３０に接続された２つの空気供給管１４のうち、一方は、第１気体貯留室３３の下部で開口して、第１気体貯留室３３内の原水Ｗ１に空気を供給する。また、他方は、第２気体貯留室３４の下部で開口して、第２気体貯留室３４内の原水Ｗ１に空気を供給する。
　バッチ処理の第１期において、２つの空気供給管１４のうち、一方によって原水Ｗ１中に供給された空気は、原水Ｗ１内を浮上して第１気体貯留室３３の上部に貯まる。このようにして第１気体貯留室３３の上部に貯まった空気の一部は、第１連通口３６ｄを通じて第１折り返し路３６の下降部３６ａに進入する。第１気体貯留室３３、及び第１折り返し路３６の下降部３６ａでは、空気の貯留量の増加に伴って、原水Ｗ１の水位が下降する。第１気体貯留室３３の内の原水Ｗ１の水位と、第１折り返し路３６内の原水Ｗ１の水位とは、ほぼ同じである。
　第１気体貯留室３３では、原水Ｗ１の水位の下降に応じた量の原水Ｗ１が、気泡発生装置３０の下端開口（図４の３９）を通じて気泡発生装置３０の外部に流出する。また、第１折り返し路３６の下降部３６ａでは、原水Ｗ１の水位の下降に応じた量の原水Ｗ１が折り返し部３６ｂに進入する。この進入に伴い、ほぼ同量の原水Ｗ１が第１折り返し路３６の上昇部３６ｃ内を上昇し、第２連通口（図５の３６ｅ）を通じて気泡放出室３５に進入する。この進入に伴い、ほぼ同量の原水Ｗ１が、気泡発生装置３０の下端開口又は気泡放出口３２ａを通じて気泡発生装置３０の外部へ流出する。
　第１気体貯留室３３及び第１折り返し路３６における空気や原水Ｗ１の挙動について説明したが、第２気体貯留室３４及び第２折り返し路３７における空気や原水Ｗ１の挙動も同様である。
　図９は、バッチ処理における第２期の状態の気泡発生装置３０を示す断面図である。バッチ処理の第２期では、第１期に比べて、第１気体貯留室３３、第１折り返し路３６の下降部３６ａ、第２気体貯留室３４、及び第２折り返し路３７の下降部３７ａのそれぞれにおける空気の貯留量が増加し、且つ原水Ｗ１の水位が下降する。
　バッチ処理の第２期の終了間際では、第１折り返し路３６において、下降部３６ａの空気が、折り返し部３６ｂ内に進入し、且つ折り返し部３６ｂの折り返し点を超える。
　図１０は、バッチ処理における第３期の状態の気泡発生装置３０を示す断面図である。第３期では、折り返し点を超えた空気が、第１折り返し路３６の上昇部３６ｃ内を高速で上昇して第２連通口３６ｅに至り、更に、気泡放出室３５と、気泡放出口３２ａとを通じて、気泡発生装置３０の外部に出る。このような空気の挙動と同期して、第１気体貯留室３３内の空気が、第１連通口３６ｄを通じて第１折り返し路３６の下降部３６ａに進入し、下降部３６ａ内を高速で下降する。
　第１気体貯留室３３及び第１折り返し路３６内における空気の挙動について説明したが、第２気体貯留室３４及び第２折り返し路３７内における空気の挙動も同様である。気泡放出口３２ａの上方では、第１折り返し路３６から気泡放出室３５を介して外部に出た空気と、第２折り返し路３７から気泡放出室３５を介して外部に出た空気とが一体となって、円状の横断面の空気集合体が形成される。
　気泡放出口３２ａの上方において、前述のような大きな空気集合体が形成されるのは、以下に説明する理由による。
　即ち、気泡放出室３５内での気泡放出口３２ａに向かう上昇空気の流れが、上昇部（３６ｃ，３７ｃ）から第２連通口（３６ｅ，３７ｅ）を通じて気泡放出室３５に進入する空気の流れよりも速いとする。この場合、気泡放出室３５内の空気の移動速度が、第２連通口（３６ｅ、３７ｅ）から気泡放出室３５に流入する空気の移動速度よりも速いことになる。すると、気泡放出室３５に負圧が生じる。この負圧により、気泡放出室３５内の原水Ｗ１が空気に引き込まれて、空気と原水Ｗ１との気液混合流を発生させる。この結果、折り返し路（３６，３７）から第２連通口（３６ｅ，３７ｅ）を通じて気泡放出室３５に進入した空気が気液混合流によって分断されて、大きな気泡に成長しなくなってしまう。
　気泡放出室３５内の空気の移動速度が、第２連通口（３６ｅ、３７ｅ）から気泡放出室３５に流入する空気の移動速度よりも速くなる原因の一つとして、折り返し部（３６ｂ、３７ｂ）の流路抵抗が挙げられる。
　そこで、実施形態に係る気泡発生装置３０は、２つの気体貯留室（３３，３４）、及び気泡放出室３５のそれぞれの下端に、「下方」を向く開口としての下端開口（図４の３９）を備える。２つの気体貯留室（３３、３４）と、気泡放出室３５とは、それぞれの下部で互いに連通しているので、下端開口（図４の３９）は、２つの気体貯留室（３３，３４）、及び気泡放出室３５の共通の開口として機能する。厳密に区分けをすると、下端開口（図４の３９）の全域のうち、第１気体貯留室３３の直下の領域が、第１気体貯留室３３の下端で「下方」を向く開口であり、第２気体貯留室３４の直下の領域が、第２気体貯留室３４の下端で「下方」を向く開口である。また、気泡放出室３５の直下の領域が、気泡放出室３５の下端で「下方」を向く開口である。
　気泡放出室３５内の空気が、気泡放出口３２ａを通じて外部に放出され始めると、折り返し部（（３６ｂ、３７ｂ）の付近に存在する空気が、流路抵抗により、先行する空気よりも僅かに遅い速度で移動し始める。すると、気泡放出室３５内において、僅かな負圧が発生するが、図１０において太矢印で示されるように、空気よりも「下方」に存在する原水Ｗ１が、「上方」に存在する空気に対して「上方」に向かう力を付与する。このとき、気泡放出室３５の直下において、気泡発生装置３０の「下方」に存在する原水Ｗ１が、下端開口（図４の３９）を通じて気泡発生装置３０の内部に進入しようとすることで、前述の力をサポートする。同時に、２つの気体貯留室（３３、３４）のそれぞれにおいて、空気よりも「下方」に存在する原水Ｗ１が、「上方」に存在する空気に対して第１連通口（３６ｄ、３７ｄ）を通じて折り返し路（３６、３７）内に押し込む力を付与する。このとき、２つの気体貯留室（３３、３４）におけるそれぞれの直下において、気泡発生装置３０の「下方」に存在する原水Ｗ１が、下端開口（図４の３９）を通じて気泡発生装置３０の内部に進入しようとすることで、前述の力をサポートする。
　以上の結果、２つの折り返し路（３６、３７）のそれぞれの内部の空気が、気泡放出室３５内の先行する空気にスムーズに追従して、第２連通口（３６ｅ、３７ｅ）を通じて気泡放出室３５内に速やかに流入する。よって、実施形態に係る気泡発生装置３０によれば、後続の空気を、先行する空気から分断させることなく、先行する空気と連ならせた状態で、スムーズに気泡放出口３２ａに向けて移動させ、大径の気泡として気泡放出口３２ａから放出させることができる。
　上述のように、気泡放出室３５の下端に設けられた開口は、下端開口（図４の３９）の全域のうち、気泡放出室３５の直下の領域である。つまり、気泡放出室３５の下端に設けられた開口の開口面積は、気泡放出室３５の水平方向の断面積と同じである。かかる構成では、気泡放出室３５内において、気泡の放出時に、空気の下方に存在する原水Ｗ１により、上方の空気を上方に向けて押し上げようとする力を、断面方向の一部に集中させることなく、均一化させることが可能である。これにより、空気との界面付近に存在する原水Ｗ１の空気による引き込みをより確実に抑制して、気泡の大径化をより確実に図ることができる。
　気体貯留室（３３、３４）の下端に設けられた開口は、下端開口（図４の３９）の全域のうち、気体貯留室（３３、３４）の直下の領域である。つまり、気体貯留室（３３、３４）の下端に設けられた開口の開口面積は、気体貯留室（３３、３４）の断面積と同じである。かかる構成では、気泡放出口３２ａからの気泡の放出時に、気体貯留室（３３、３４）内において、空気の下方に存在する原水Ｗ１により、「上方」の空気を「上方」に向けて押し上げようとする力を、断面方向の一部に集中させることなく、均一化させることが可能である。これにより、空気との界面付近に存在する原水Ｗ１の空気による引き込みを抑制することで、気体貯留室（３３、３４）から折り返し路（３６、３７）への原水Ｗ１の流入を抑えることができる。
　なお、気泡放出口３２ａの形状は円形に限定されず、矩形などの他の形状であってもよい。また、図示の気泡発生装置３０では、６つの気泡放出口３２ａを備えるカバー板３２ｂを天板３２に固定しているが、天板３２自体に複数の気泡放出口を設けてもよい。但し、カバー板３２ｂを天板３２に固定する構成では、カバー板３２ｂの交換により、気泡放出口３２ａの径や配置間隔を容易に調整することができる。
　実施形態に係る気泡発生装置３０は、気体貯留室を２つ（３３，３４）備えるが、気体貯留室の数は２つに限られず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
　図４に示されるように、気泡放出口３２ａは、「上方」に向けて開口する。かかる構成では、「上方」とは異なる方向に向けて開口する気泡放出口を備える構成に比べて、気泡放出口の周壁によって「外部先行空気」を「内部後続空気」から切断してしまうという現象を生じ難くなることから、より大きな径の気泡を形成することができる。
　なお、実施形態に係る液体濾過装置（５０）では、６つの気泡放出口３２ａのそれぞれから互いに均等の大きさで放出された気泡が１つに連なって長い大きな１つの気泡になった後、複数の濾過膜（２３）によって分断されてから「膜間領域」に進入する。
　本発明者らは、実施形態に係る液体濾過装置（５０）と同様の構成の試験装置を試作して、気泡を利用したスクラビングによる濾過膜（図３の２３）の振動量を測定する実験を行った。ろ過膜の振動量の測定値が大きいことは、膜表面付近の原水Ｗ１の揺動量が大きく、スクラビングによるせん断力が高いことを示唆する。よって、振動量の測定によって、膜表面のせん断力を間接的に評価することができる。
　次に、実施形態に係る気泡発生装置（２０）に、より特徴的な構成を付加した実施例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係る気泡発生装置（２０）の構成は、実施形態と同様である。
　図８に示される実施形態に係る気泡発生装置３０において、２つの空気供給管１４における一方と他方とで、空気の供給速度に差があるとする。すると、次のような不具合を引き起こすおそれがある。即ち、第１折り返し路３６の折り返し部３６ｂと、第２折り返し路３７の折り返し部３７ｂとのうち、一方において他方よりも先に内部の空気が折り返し点に達して、その空気の供給だけによる小径の気泡が気泡放出口３２ａから放出される。その後、他方の内部の空気が折り返し点に達して、その空気の供給だけによる小径の気泡が気泡放出口３２ａから放出される。これにより、小径の気泡が、大径の気泡を放出する場合の周期よりも短い周期で気泡放出口３２ａから放出され、濾過膜（２３）の表面の清掃不良を引き起こすおそれがある。
　図１２は、実施例に係る気泡発生装置３０を示す斜視図である。また、図１３は、実施例に係る気泡発生装置３０を示す断面図である。実施例に係る気泡発生装置３０は、第１気体貯留室３３の上部（より詳しくは天端）と、第２気体貯留室３４の上部（より詳しくは天端）とを連通させる連通管３８を備える。
　図１４は、バッチ処理の第２期における気泡発生装置３０の状態の一例を示す断面図である。図示の例では、第２気体貯留室３４に対する空気の供給速度が、第１気体貯留室３３に対する空気の供給速度よりも速くなっている。にもかかわらず、第１気体貯留室３３、第１折り返し路３６の下降部３６ａ、及び第２折り返し路３７の下降部３７ａのそれぞれにおいて、原水Ｗ１の水位は互いにほぼ同じになっている。
　空気供給量の違いにより、第２気体貯留室３４では、第１気体貯留室３３に比べて空気の貯留量が瞬間的には増加するが、この増加により、第２気体貯留室３４内の空気の気圧が、第１気体貯留室３３内の空気の気圧よりも高まる。すると、第２気体貯留室３４内の空気が、低圧側の第１気体貯留室３３に移動して気圧差を解消する。この結果、第１気体貯留室３３、第１折り返し路３６の下降部３６ａ、及び第２折り返し路３７の下降部３７ａのそれぞれにおいて、原水Ｗ１の水位が同じ高さに調整される。
　かかる構成の気泡発生装置３０によれば、第１気体貯留室３３と第２気体貯留室３４とで空気の供給速度が異なることによる濾過膜（２３）の表面の清掃不良を回避することができる。
　なお、実施例に係る気泡発生装置３０では、４つの継手によって連通管３８を分解可能な構成にしているが、第１気体貯留室３３の上部と、第２気体貯留室３４の上部とを連通させる構造でれば、連通管３８をどのような構造にしてもよい。また、図１３においては、便宜上、連通管３８の構造を簡略化して描いている。
　次に、実施形態に係る気泡発生装置３０の一部の構成を他の構成に変更した変形例について説明する。
　図１５は、変形例に係る気泡発生装置３０を示す断面図である。変形例に係る気泡発生装置３０は、第２折り返し路を備えていない。気泡放出室と、第２気体貯留室３４とは、第１側板４１、第３側板４３、及び天板３２に固定された仕切板４９によって仕切られる。第１気体貯留室３３、第１折り返し路３６、気泡放出室３５、及び第２気体貯留室３４のそれぞれは、天板３２の短手方向において第１気体貯留室３３、第１折り返し路３６、気泡放出室３５、第２気体貯留室３４という順に並ぶ態様で配置される。気泡放出室３５と、第２気体貯留室３４とは、連通管３８を介して互いに連通する。
　図１６は、第１折り返し路３６の折り返し板４５及び内板４６と、仕切板４９とを示す斜視図である。連通管３８は、天板（３２）の長手方向に沿って並ぶ態様で複数配置される。複数の連通管３８のそれぞれは、仕切板４９と内板４６とを貫通して第１気体貯留室３３と第２気体貯留室３４とを連通させる。また、複数の連通管３８のそれぞれは、気泡放出口（３２ａ）の直下からずれた位置に配置される。
　本発明者らは、実験により、変形例に係る気泡発生装置３０では、実施形態に比べて、適正送気量の範囲を広げ得ることを確認した。送気量は、第１気体貯留室３３及び第２気体貯留室に対する単位時間あたりの空気供給量である。また、適正送気量は、安定した時間間隔で気泡を放出させ得る送気量の範囲である。実施形態では、第１折り返し路３６から気泡放出室３５に進入する空気と、第２折り返し路３７から気泡放出室３５に進入する空気とを、気泡放出室３５内で衝突させる。これに対し、変形例に係る気泡発生装置３０では、前述のような衝突を発生させないことから、実施形態に比べて適正送気量の範囲を広げ得ると考えられる。
　本発明は上述の実施形態、実施例、及び変形例に限られず、本発明の構成を適用し得る範囲内で、実施形態及び実施例とは異なる構成を採用することもできる。本発明は、以下に説明する態様毎に特有の作用効果を奏する。
〔第１態様〕
　第１態様は、内部に液体を貯留し、且つ前記液体中に供給される気体を前記液体の上方に貯留する気体貯留室（例えば第１気体貯留室）と、前記気体貯留室に連通して下方に向けて延びた後、折り返して上方に向けて延びる折り返し路（例えば第１折り返し路３６）とを備え、前記折り返し路を経由した気体を気泡として放出する気泡発生装置（例えば気泡発生装置３０）であって、複数の側板（例えば第１側板４１～第４側板４４）と、複数の前記側板に囲まれる空間を上方から覆う態様で複数の前記側板に固定される天板（例えば天板３２）とを有する筐体（例えば筐体４０）と、前記天板の長手方向に沿って並ぶ態様で前記天板に配置される複数の気泡放出口（例えば気泡放出口３２ａ）と、前記筐体内に配置され、複数の前記気泡放出口に連通する気泡放出室（例えば気泡放出室３５）とを備え、前記気体貯留室、前記折り返し路、及び前記気泡放出室のそれぞれが、前記筐体内にて前記天板の短手方向に沿って前記気体貯留室、前記折り返し路、前記気泡放出室という順に並ぶ態様で配置され、前記折り返し路が、少なくとも、下方に向けて延びた後、上方に向けて折り返す横断面形状の折り返し板（例えば折り返し板４５）と、前記折り返し板の内側に配置される内板（例えば内板４６）とによって形成され、前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の一端が、複数の前記側板のうち、前記長手方向に沿って相対向する２つの前記側板の一方（例えば第１側板４１）に固定され、前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の他端が、前記２つの前記側板の他方（例えば第３側板４３）に固定され、前記折り返し路の前記短手方向の一方側が、前記気泡放出室に連通し、前記折り返し路の前記短手方向の他方側が、前記気体貯留室に連通することを特徴とするものである。
　かかる構成においては、折り返し路から気泡放出室に進入した空気を、均一な圧力で天板に向けて加圧することで、気泡放出室に連通する複数の気泡放出口のそれぞれから気泡をほぼ同時に放出する。これにより、第１態様によれば、濾過膜に対して複数の気泡をほぼ同時にぶつけることができる。
〔第２態様〕
　第２態様は、第１態様の構成を備え、且つ、前記折り返し板が、前記短手方向における一方側の上端と、前記天板との間に間隙を形成しつつ、前記短手方向における他方側の上端と、前記天板との間に間隙を形成する態様で前記２つの天板に固定され、前記折り返し板の前記短手方向における一方側の上端と、前記天板との間隙を通じて、前記折り返し路と前記気泡放出室とが連通し、前記折り返し板の前記短手方向における他方側の上端と、前記天板との間隙を通じて、前記折り返し路と前記気体貯留室とが連通し、前記内板が、前記２つの側板、及び前記天板に固定されることを特徴とするものである。
　第２態様によれば、折り返し板と内板との組み合わせにより、折り返し路を形成しつつ、気体貯留室と折り返し路の下降部とを連通させ、且つ折り返し路の上昇部と気泡放出室とを連通させることができる。
〔第３態様〕
　第３態様は、第２態様の構成を備え、且つ、前記気体貯留室としての第１気体貯留室、及び前記折り返し路としての第１折り返し路に加えて、第２気体貯留室（例えば第２気体貯留室３４）、及び第２折り返し路（例えば第２折り返し路３７）を備え、前記第１気体貯留室、前記第１折り返し路、前記気泡放出室、前記第２折り返し路、及び前記第２気体貯留室のそれぞれが、前記短手方向において前記第１気体貯留室、前記第１折り返し路、前記気泡放出室、前記第２折り返し路、前記第２気体貯留室という順に並ぶ態様で配置され、前記第２折り返し路が、少なくとも、下方に向けて延びた後、上方に向けて折り返す横断面形状の折り返し板（例えば折り返し板４７）と、前記折り返し板の内側に配置される内板（例えば内板４８）とによって形成され、前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の一端が、複数の前記側板のうち、前記長手方向に沿って相対向する２つの前記側板の一方に固定され、前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の他端が、前記２つの前記側板の他方に固定され、前記第２折り返し路の前記短手方向の他方側が、前記気泡放出室に連通し、前記第２折り返し路の前記短手方向の一方側が、前記第２気体貯留室に連通することを特徴とするものである。
　第３態様によれば、気泡放出室に対して第１折り返し路及び第２折り返し路から気体を供給することができる。
〔第４態様〕
　第４態様は、第３態様の構成を備え、且つ、前記第２折り返し路の前記折り返し板が、前記短手方向における一方側の上端と、前記天板との間に間隙を形成しつつ、前記短手方向における他方側の上端と、前記天板との間に間隙を形成する態様で前記２つの天板に固定され、前記第２折り返し路の前記折り返し板の前記短手方向における他方側の上端と、前記天板との間隙を通じて、前記第２折り返し路と前記気泡放出室とが連通し、前記第２折り返し路の前記折り返し板の前記短手方向における一方の上端と、前記天板との間隙を通じて、前記第２折り返し路と前記第２気体貯留室とが連通し、前記第２折り返し路の前記内板が、前記２つの側板、及び前記天板に固定されることを特徴とするものである。
　第４態様によれば、折り返し板と内板との組み合わせにより、第２折り返し路を形成しつつ、第２気体貯留室と第２折り返し路の下降部とを連通させ、且つ第２折り返し路の上昇部と気泡放出室とを連通させることができる。
〔第５態様〕
　第５態様は、第３態様又は第４態様の構成を備え、且つ、前記第１気体貯留室と前記第２気体貯留室とが、連通管（例えば連通管３８）を介して互いに連通することを特徴とするものである。
　第５態様によれば、第１気体貯留室と第２気体貯留室とで気体の供給速度が異なることによる濾過膜の表面の清掃不良を回避することができる。
〔第６態様〕
　第６態様は、第２態様の構成を備え、且つ、前記気体貯留室としての第１気体貯留室、及び前記折り返し路としての第１折り返し路に加えて、第２気体貯留室、及び第２折り返し路を備え、前記第１気体貯留室、前記第１折り返し路、前記気泡放出室、前記第２折り返し路、及び前記第２気体貯留室のそれぞれが、前記短手方向において前記第１気体貯留室、前記第１折り返し路、前記気泡放出室、前記第２折り返し路、前記第２気体貯留室という順に並ぶ態様で配置され、前記第２折り返し路が、少なくとも、下方に向けて延びた後、上方に向けて折り返す横断面形状の折り返し板と、前記折り返し板の内側に配置される内板とによって形成され、前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の一端が、複数の前記側板のうち、前記長手方向に沿って相対向する２つの前記側板の一方に固定され、前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の他端が、前記２つの前記側板の他方に固定され、前記第２折り返し路の前記短手方向の他方側が、前記気泡放出室に連通し、前記第２折り返し路の前記短手方向の一方側が、前記第２気体貯留室に連通することを特徴とするものである。
　第６態様によれば、第５態様に比べて、適正送気量の範囲を広げることができる。
〔第７態様〕
　第７態様は、膜部（例えば濾過膜２３の中空以外の部分）と、前記膜部に囲まれる中空（例えば中空２３ａ）とを有し、液体中に配置された状態で前記中空に吸引力を受けることで、外部の液体を、前記膜部を通じて前記中空内に取り込んで濾過する濾過膜（例えば濾過膜２３）と、前記濾過膜の下方に配置され、前記濾過膜に向けて気泡を放出する気泡発生装置とを備える液体濾過装置（例えば液体濾過装置５０）であって、前記気泡発生装置が、第１態様～第６態様の何れかの気泡発生装置であることを特徴とするものである。
　かかる構成によれば、濾過膜を気泡発生装置から放出した大径の気泡によって良好にスクラビングすることができる。
　本出願は、２０２２年３月２日に出願された日本特許出願である特願２０２２－３１５９８号に基づく優先権を主張し、当該日本特許出願に記載されたすべての記載内容を援用する。
　　２０：膜モジュール、　　２１筐体、　　２２：膜エレメント、　　２３：濾過膜、　　２３ａ：中空、　　３０：気泡発生装置、　　３２：天板、　　３２ａ：気泡放出口、　　３３：第１気体貯留室、　　３４：第２気体貯留室、　　３５：気泡放出室、　　３６：第１折り返し路、　　３６ａ：下降部、　　３６ｂ：折り返し部、　　３６ｃ：上昇部、　　３６ｄ：第１連通口、　　３６ｅ：第２連通口、　　３６ｆ：開口、　　３７：第２折り返し路、　　３７ａ：下降部、　　３７ｂ：折り返し部、　　３７ｃ：上昇部、　　３７ｄ：第１連通口、　　３７ｅ：第２連通口、　　３７ｆ：開口、　　３８：連通管、　　３９：下端開口、　　Ｗ１：原水（液体）

 

Claims (7)

  1. 　内部に液体を貯留し、且つ前記液体中に供給される気体を前記液体の上方に貯留する気体貯留室と、前記気体貯留室に連通して下方に向けて延びた後、折り返して上方に向けて延びる折り返し路とを備え、前記折り返し路を経由した気体を気泡として放出する気泡発生装置であって、
    　複数の側板と、複数の前記側板に囲まれる空間を上方から覆う態様で複数の前記側板に固定される天板とを有する筐体と、
    　前記天板の長手方向に沿って並ぶ態様で前記天板に配置される複数の気泡放出口と、
    　前記筐体内に配置され、複数の前記気泡放出口に連通する気泡放出室とを備え、
    　前記気体貯留室、前記折り返し路、及び前記気泡放出室のそれぞれが、前記筐体内にて前記天板の短手方向に沿って前記気体貯留室、前記折り返し路、前記気泡放出室という順に並ぶ態様で配置され、
    　前記折り返し路が、少なくとも、下方に向けて延びた後、上方に向けて折り返す横断面形状の折り返し板と、前記折り返し板の内側に配置される内板とによって形成され、
    　前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の一端が、複数の前記側板のうち、前記長手方向に沿って相対向する２つの前記側板の一方に固定され、
    　前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の他端が、前記２つの前記側板の他方に固定され、
    　前記折り返し路の前記短手方向の一方側が、前記気泡放出室に連通し、
    　前記折り返し路の前記短手方向の他方側が、前記気体貯留室に連通する
    　ことを特徴とする気泡発生装置。
  2. 　前記折り返し板が、前記短手方向における一方側の上端と、前記天板との間に間隙を形成しつつ、前記短手方向における他方側の上端と、前記天板との間に間隙を形成する態様で前記２つの天板に固定され、
    　前記折り返し板の前記短手方向における一方側の上端と、前記天板との間隙を通じて、前記折り返し路と前記気泡放出室とが連通し、
    　前記折り返し板の前記短手方向における他方側の上端と、前記天板との間隙を通じて、前記折り返し路と前記気体貯留室とが連通し、
    　前記内板が、前記２つの側板、及び前記天板に固定される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の気泡発生装置。
  3. 　前記気体貯留室としての第１気体貯留室、及び前記折り返し路としての第１折り返し路に加えて、第２気体貯留室、及び第２折り返し路を備え、
    　前記第１気体貯留室、前記第１折り返し路、前記気泡放出室、前記第２折り返し路、及び前記第２気体貯留室のそれぞれが、前記短手方向において前記第１気体貯留室、前記第１折り返し路、前記気泡放出室、前記第２折り返し路、前記第２気体貯留室という順に並ぶ態様で配置され、
    　前記第２折り返し路が、少なくとも、下方に向けて延びた後、上方に向けて折り返す横断面形状の折り返し板と、前記折り返し板の内側に配置される内板とによって形成され、
    　前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の一端が、複数の前記側板のうち、前記長手方向に沿って相対向する２つの前記側板の一方に固定され、
    　前記折り返し板、及び前記内板のそれぞれの前記長手方向の他端が、前記２つの前記側板の他方に固定され、
    　前記第２折り返し路の前記短手方向の他方側が、前記気泡放出室に連通し、
    　前記第２折り返し路の前記短手方向の一方側が、前記第２気体貯留室に連通する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の気泡発生装置。
  4. 　前記第２折り返し路の前記折り返し板が、前記短手方向における一方側の上端と、前記天板との間に間隙を形成しつつ、前記短手方向における他方側の上端と、前記天板との間に間隙を形成する態様で前記２つの天板に固定され、
    　前記第２折り返し路の前記折り返し板の前記短手方向における他方側の上端と、前記天板との間隙を通じて、前記第２折り返し路と前記気泡放出室とが連通し、
    　前記第２折り返し路の前記折り返し板の前記短手方向における一方の上端と、前記天板との間隙を通じて、前記第２折り返し路と前記第２気体貯留室とが連通し、
    　前記第２折り返し路の前記内板が、前記２つの側板、及び前記天板に固定される
    　ことを特徴とする請求項３に記載の気泡発生装置。
  5. 　前記第１気体貯留室と前記第２気体貯留室とが、連通管を介して互いに連通する
    　ことを特徴とする請求項３又は４に記載の気泡発生装置。
  6. 　前記気体貯留室としての第１気体貯留室に加えて、第２気体貯留室を備え、
    　前記第１気体貯留室、前記折り返し路、前記気泡放出室、及び前記第２気体貯留室のそれぞれが、前記短手方向において前記第１気体貯留室、前記折り返し路、前記気泡放出室、前記第２気体貯留室という順に並ぶ態様で配置され、
    　前記気泡放出室と前記第２気体貯留室とが、前記２つの側板、及び前記天板に固定された仕切板によって仕切られ、
    　前記第１気体貯留室と前記第２気体貯留室とが、連通管を介して互いに連通する
    　ことを特徴とする請求項２に記載の気泡発生装置。
  7. 　膜部と、前記膜部に囲まれる中空とを有し、液体中に配置された状態で前記中空に吸引力を受けることで、外部の液体を、前記膜部を通じて前記中空内に取り込んで濾過する濾過膜と、
    　前記濾過膜の下方に配置され、前記濾過膜に向けて気泡を放出する気泡発生装置と
    　を備える液体濾過装置であって、
    　前記気泡発生装置が、請求項１乃至６の何れか１項に記載の気泡発生装置である
    　ことを特徴とする液体濾過装置。

     
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