ろ過装置
【課題】流量の分配性の向上を図れるろ過装置を提供する。
【解決手段】ろ過装置１は、複数の膜モジュール３が一列に並ぶ第１のモジュール列３ａと、複数の膜モジュール３が一列に並び且つ第１のモジュール列３ａに並んで配置された第２のモジュール列３ｂと、複数の膜モジュール３が一列に並ぶ方向に沿って延在する１本の原液供給管５と、各膜モジュール３の１次側と原液供給管５とを連通する複数の原液枝管７と、を備える。
【解決手段】ろ過装置１は、複数の膜モジュール３が一列に並ぶ第１のモジュール列３ａと、複数の膜モジュール３が一列に並び且つ第１のモジュール列３ａに並んで配置された第２のモジュール列３ｂと、複数の膜モジュール３が一列に並ぶ方向に沿って延在する１本の原液供給管５と、各膜モジュール３の１次側と原液供給管５とを連通する複数の原液枝管７と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ろ過装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のろ過装置は、２列に並設された複数の膜モジュールと、各膜モジュールの１次側に原液を供給する２本の原液供給管と、各膜モジュールの２次側から排出されたろ過液を排出する２本のろ過液排出管とを備え、各膜モジュールに原液供給管及びろ過液排出管がそれぞれ接続されている。２本の原液供給管及び２本のろ過液排出管は、それぞれ分岐配管によって接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２３９７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ろ過装置のように、分岐配管によって２本の原液供給管に原液が供給される構成では、膜モジュールの目詰まり等に起因して、一方の原液供給管における原液の流量と他方の原液供給管における原液の流量とに差が生じることがあり、２本の原液供給管において流量の分配性が不安定になるおそれがある。その結果、各膜モジュールへの原液の供給が不安定になる。したがって、ろ過装置においては、流量の分配性の向上が要請されている。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、流量の分配性の向上を図れるろ過装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るろ過装置は、複数の膜モジュールが一列に並ぶ第１のモジュール列と、複数の膜モジュールが一列に並び且つ第１のモジュール列に並んで配置された第２のモジュール列と、複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本の原液供給管と、各膜モジュールの１次側と原液供給管とを連通する複数の原液枝管と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このろ過装置では、１本の原液供給管が複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在しており、膜モジュールの１次側と原液供給管とが原液枝管によって接続されている。このように、１本の原液供給管から原液枝管を介して膜モジュールに分岐することにより、流入側から終端側までの流量を略一定に維持し易くなり、膜モジュールに供給される原液の流量を略一定に維持することが可能となる。したがって、流量の分配性の向上を図れる。
【０００８】
複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本のろ過液排出管と、膜モジュールの２次側とろ過液排出管とを連通する複数のろ過液枝管と、を備え、原液供給管は、膜モジュールの下部に設けられており、ろ過液排出管は、膜モジュールの上部に設けられている。このように、原液供給管とろ過液排出管とを同じ構成にすることにより、ろ過装置における流量の分配性をより一層向上させることができる。
【０００９】
原液供給管は、一端に原液を流入する流入口を有すると共に、他端が閉塞されており、ろ過液排出管は、一端にろ過液を排出する排出口を有すると共に、他端が閉塞されており、流入口及び排出口は、同じ方向を向いている。このように、流入口と排出口とを同じ方向に設けることにより、例えば狭いスペースにろ過装置を配置する場合において、配管を同じ方向から接続できるため、スペース効率の向上を図れる。
【００１０】
原液供給管の内径をＤ１、原液枝管の内径をＤ２とした場合、Ｄ１：Ｄ２＝１〜１０：１の関係を満たす。
【００１１】
原液供給管は、第１のモジュール列と第２のモジュール列との間に対応する位置に配置されており、原液枝管は、原液供給管において、第１及び第２のモジュール列の対向方向に略平行な直線上にそれぞれ接続されている。
【００１２】
複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本の濃縮液排出管と、各膜モジュールの１次側と濃縮液排出管とを連通する複数の濃縮液枝管と、を備える。これにより、配管を少なくすることができ、コストの低減が図れる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ろ過装置における流量の分配性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係るろ過装置を横から見た図である。
【図２】図１に示すろ過装置を前から見た図である。
【図３】図１に示すろ過装置を後ろから見た図である。
【図４】図１に示すろ過装置を上から見た図である。
【図５】図１に示すろ過装置を下から見た図である。
【図６】膜モジュールの構成を模式的に示す断面図である。
【図７】図１に示すろ過装置の一部を拡大して示す図である。
【図８】図２に示すろ過装置の一部を拡大して示す図である。
【図９】従来のろ過装置を模式的に示す図である。
【図１０】他の実施形態に係るろ過装置を前から見た図である。
【図１１】他の実施形態に係るろ過装置を前から見た図である。
【図１２】他の実施形態に係るろ過装置を上から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、一実施形態に係るろ過装置を横から見た図である。図２は、図１に示すろ過装置を前から見た図である。図３は、図１に示すろ過装置を後ろから見た図である。図４は、図１に示すろ過装置を上から見た図である。図５は、図１に示すろ過装置を下から見た図である。なお、説明中、「上」及び「下」なる語を使用することがあるが、これは図１〜図３の上下方向に対応したものである。
【００１７】
各図に示すように、ろ過装置１は、第１のモジュール列３ａと、第２のモジュール列３ｂと、原液供給管５と、原液枝管７と、ろ過液排出管９と、ろ過液枝管１１と、濃縮液排出管１３ａ，１３ｂとを有している。ろ過装置１は、生活廃水、工業用水、工場廃水または河川水といった原液を受け入れ、膜ろ過によって浄化処理する装置である。ろ過装置１は、単数または複数（ここでは３つ）のユニット２ａ〜２ｃを有している。各ユニット２ａ〜２ｃは、フレームＦに上記構成部品がそれぞれ配置されて構成されている。
【００１８】
第１のモジュール列３ａ及び第２のモジュール列３ｂは、膜モジュール３により構成されている。第１のモジュール列３ａは、複数（ここでは３０本）の膜モジュール３がＸ方向に所定の間隔をあけて一列に並んで構成されている。第２のモジュール列３ｂは、複数（ここでは３０本）の膜モジュール３が所定の間隔をあけてＸ方向に一列に並んで構成されている。第１のモジュール列３ａと第２のモジュール列３ｂとは、互いに所定の間隔をあけてＹ方向に並んで配置されている。
【００１９】
図６は、膜モジュールの構成を模式的に示す断面図である。図６に示すように、膜モジュール３は、原液をろ過する中空糸膜（ろ過膜）３０と、中空糸膜３０を収容する円筒状のハウジング３２とを有している。なお、図６では、説明の便宜上、中空糸膜３０を１本ずつ示しているが、中空糸膜３０は、複数に束ねられた中空糸膜束（図示しない）としてハウジング３２内に収容されている。
【００２０】
中空糸膜３０は、両端部が固定部材３４ａ，３４ｂに固定されている。固定部材３４ａ，３４ｂは、例えばＰＥ（ポリエチレン）樹脂等の接着剤によって形成されており、ハウジング３２内に固定されている。中空糸膜３０は、膜モジュール３の１次側（図示下側）が固定部材３４ａによって閉塞されており、２次側（図示上側）が開口している。つまり、中空糸膜３０の内側は、膜モジュール３の２次側の空間とのみ連通している。また、膜モジュール３の１次側に配設された固定部材３４ａには、複数（ここでは４つ）の貫通孔３５が形成されている。
【００２１】
ハウジング３２の１次側には、流入口３２ａが設けられており、ハウジング３２の２次側には、排出口３２ｂが設けられている。流入口３２ａには、後述する原液枝管７が接続される。排出口３２ｂには、後述するろ過液枝管１１が接続される。また、ハウジング３２の側面には、濃縮された原液を排出する濃縮液枝管３６が接続されている。濃縮液枝管３６は、固定部材３４ａと固定部材３４ｂとの間に接続されている。このような構成の膜モジュール３では、中空糸膜３０の外側に原液を供給する外圧式（加圧式）のろ過が行われる。
【００２２】
図１〜図５に戻って、原液供給管５は、膜モジュール３の１次側に原液を供給する管であり、膜モジュール３の下部に配設されている。原液供給管５は、第１のモジュール列３ａ及び第２のモジュール列３ｂに沿って、つまり膜モジュール３が一列に並ぶ方向（Ｘ方向）に延在する円筒管であり、Ｙ方向において並設する膜モジュール３の中間位置に対応する位置に配置されている。原液供給管５は、所定の長さを有する１本の管で構成されていてもよいし、複数本の管が軸方向に接続されて構成されていてもよい。本実施形態では、ユニット２ａ〜２ｃに対応して３本の管が接続されて構成されている。
【００２３】
図２に示すように、原液供給管５の一端側（図１における左側）には、原液を流入する流入口５ａが設けられている。流入口５ａは、図示しないポンプ等を介して配管に接続される。また、図３に示すように、原液供給管５の他端側（図１における右側）は閉塞されている。原液供給管５は、フレームＦに固定されている。
【００２４】
図７に示すように、原液枝管７は、膜モジュール３と原液供給管５との間に接続されている。原液枝管７は、略Ｌ字状を呈しており、その一端が各膜モジュール３の１次側の流入口３２ａに継ぎ手を介して接続されおり、その他端が原液供給管５に接続されている。原液枝管７の他端は、原液供給管５の左右両側から延伸するように原液供給管５に接続されている。つまり、原液枝管７は、水平方向と略平行な直線上において対向して接続されている。
【００２５】
原液供給管５及び原液枝管７は、原液供給管５の内径をＤ１、原液枝管７の内径をＤ２とした場合、以下の（１）式の関係を満たす。
Ｄ１：Ｄ２＝１〜１０：１ …（１）
上記（１）式に示すように、原液供給管５の内径は、原液枝管７の内径と同等、或いはそれよりも大きい。
【００２６】
ろ過液排出管９は、膜モジュール３の２次側から排出されたろ過液を排出する管であり、膜モジュール３の上部に配設されている。ろ過液排出管９は、第１のモジュール列３ａ及び第２のモジュール列３ｂに沿って、つまり膜モジュール３が一列に並ぶ方向（Ｘ方向）に延在する円筒管であり、Ｙ方向において並設する膜モジュール３の中間位置に対応する位置に配置されている。ろ過液排出管９は、１本で構成されていてもよいし、複数本の管が軸方向に接続されて構成されていてもよい。本実施形態では、ユニット２ａ〜２ｃに対応して３本の管が接続されて構成されている。
【００２７】
図２に示すように、ろ過液排出管９の一端側（図１における左側）には、ろ過液を排出する排出口９ａが設けられている。排出口９ａは、図示しないろ過液タンクに接続される。また、図３に示すように、ろ過液排出管９の他端側（図１における右側）は閉塞されている。ろ過液排出管９の排出口９ａは、原液供給管５の流入口５ａと同じ方向に開口していると共に、ろ過装置１の高さ方向において、原液供給管５の流入口５ａと略同一直線上に位置している。
【００２８】
ろ過液枝管１１は、膜モジュール３とろ過液排出管９との間に接続されている。ろ過液枝管１１は、図３に示すように、略Ｌ字状を呈しており、その一端が各膜モジュール３の２次側の排出口３２ｂに継ぎ手を介して接続されており、その他端がろ過液排出管９に接続されている。ろ過液枝管１１の他端は、ろ過液排出管９の左右両側から延伸するようにろ過液排出管９に接続されている。つまり、ろ過液枝管１１は、水平方向と略平行な直線上において対向して接続されている。
【００２９】
濃縮液排出管１３ａ，１３ｂは、ろ過液排出管９と略平行に延在している。濃縮液排出管１３ａ，１３ｂは、Ｙ方向においてろ過液排出管９を間に挟んでおり、ろ過液排出管９と略同じ高さ位置に一対配置されている。濃縮液排出管１３ａ，１３ｂの一端側（図１における左側）には、流路を一つに集約する接続管１４が接続されている。接続管１４は、略コ字状を呈しており、濃縮液排出管１３ａ，１３ｂの一端側から下方に延びている。接続管１４は、排出口１４ａを有しており、この排出口１４ａは、ろ過装置１の高さ方向において、原液供給管５の流入口５ａ及びろ過液排出管９の排出口９ａと略同一直線状に位置している。また、図３に示すように、濃縮液排出管１３ａ，１３ｂの他端側（図１における右側）は閉塞されている。濃縮液排出管１３ａ，１３ｂには、濃縮液枝管３６が接続されている。濃縮液枝管３６は、濃縮液排出管１３ａ，１３ｂの下部に接続されている。
【００３０】
図８に示すように、各原液枝管７には、エア供給管１５が接続されている。エア供給管１５は、原液枝管７に圧縮空気（以下、エア）を供給する。エア供給管１５から供給されたエアにより、中空糸膜３０に蓄積した懸濁物質がエアバブリングによって排除される。エア供給管１５は、エア供給主管１７に接続されており、エア供給主管１７には、図示しないコンプレッサー等が接続されている。エアバブリング運転は、膜モジュール３内にろ過液タンクから逆洗ポンプ等を介してろ過液をろ過液排出管９を通して、膜モジュール３の２次側から供給した状態で空気又は窒素ガスを供給する。
【００３１】
上記構成を有するろ過装置１のろ過方法について説明する。ろ過装置１では、原液供給管５の流入口５ａから原液を流入し、この原液が原液枝管７を介して膜モジュール３の１次側に供給される。膜モジュール３では、１次側の流入口３２ａから原液がハウジング３２内に流入して固定部材３４ａの貫通孔３５を通過し、固定部材３４ａ，３４ｂの間に流入した原液が外圧によって中空糸膜３０を通過して２次側の排出口３２ｂからろ過液として排出される。また、中空糸膜３０によりろ過されなかった濃縮液は、濃縮液枝管３６から排出される。排出口３２ｂから排出されたろ過液は、ろ過液枝管１１を介してろ過液排出管９に排出される。濃縮液枝管３６から排出された濃縮液は、濃縮液排出管１３ａ，１３ｂに排出される。
【００３２】
図９は、従来のろ過装置を模式的に示す図である。図９に示すように、従来のろ過装置５０は、２本の原液供給管５１，５２、２本のろ過液排出管５３，５４、２本の濃縮液排出管５５，５６を有しており、各膜モジュール６０に対してそれぞれ原液供給管５１，５２、ろ過液排出管５３，５４及び濃縮液排出管５５，５６が接続されている。このように、分岐配管によって２本の原液供給管５１，５２に原液が供給される構成では、膜モジュール６０の目詰まり等に起因して、一方の原液供給管５１における原液の流量と他方の原液供給管５２における原液の流量とに差が生じることがあり、２本の原液供給管５１，５２において流量の分配性が不安定になるおそれがある。
【００３３】
これに対して、本実施形態のろ過装置１では、原液供給管５が、膜モジュール３の下部で且つ複数の膜モジュール３が一列に並ぶ方向に沿って延在し、且つ第１及び第２のモジュール列３ａ，３ｂの間に対応する位置に配置されている。そして、原液供給管５と膜モジュール３の１次側とが原液枝管７によって接続されている。このように、１本の原液供給管５から各膜モジュール３に原液枝管７を介して分岐しているため、流入口５ａ側から終端側（閉塞側）までの流量を略一定にし易くなり、膜モジュール３に供給される原液の流量を略一定に維持することが可能となる。したがって、ろ過装置１では、流量の分配性の向上を図れる。
【００３４】
また、本実施形態では、ろ過液排出管９が、膜モジュール３の上部で且つ複数の膜モジュール３が一列に並ぶ方向に沿って延在し、且つ第１及び第２のモジュール列３ａ，３ｂの間に対応する位置に配置されている。そして、ろ過液排出管９と膜モジュール３とがろ過液枝管１１によって接続されている。このように、ろ過液排出管９の構成を原液供給管５と同様にすることにより、ろ過装置１における流量の分配性をより一層向上できる。
【００３５】
また、本実施形態では、原液供給管５の流入口５ａとろ過液排出管９の排出口９ａとが同じ向きに開口している。このように、原液供給管５の流入口５ａ、ろ過液排出管９の排出口９ａ及び濃縮液排出管１３ａ，１３ｂの接続管１４の排出口１４ａとが同じ向きに開口しているため、例えば狭いスペースにろ過装置１を配置する場合において、スペース効率の向上を図れる。
【００３６】
また、ろ過装置１では、従来の構成に比べて配管を少なくすることができるので、コストの低減を図れる。また、配管を少なくすることにより、ろ過装置１を作製する工程数を削減でき、作業性の向上を図れる。
【００３７】
続いて、他の実施形態について説明する。図１０は、他の実施形態に係るろ過装置を前から見た図である。図１０に示すろ過装置１Ａは、濃縮液排出管１３Ａの構成が上記実施形態と異なっている。図１０に示すように、ろ過装置１Ａは、濃縮液排出管１３Ａを１本有している。濃縮液排出管１３Ａは、ろ過液排出管９の下方で、且つ第１のモジュール列３ａと第２のモジュール列３ｂとの間に配置されている。膜モジュール３と濃縮液排出管１３Ａとは、各膜モジュール３のハウジング３２の側面から濃縮液排出管１３Ａ側に直線的に延びる濃縮液枝管３６Ａによって接続されている。
【００３８】
図１１は、他の実施形態に係るろ過装置を前から見た図である。図１１に示すとろ過装置１Ｂは、濃縮液排出管１３Ｂの構成が上記実施形態と異なっている。図１１に示すように、ろ過装置１Ｂは、濃縮液排出管１３Ｂを１本有している。濃縮液排出管１３Ｂは、ろ過液排出管９の下方で、且つ第１のモジュール列３ａと第２のモジュール列３ｂとの間に配置されている。膜モジュール３と濃縮液排出管１３Ｂとは、各膜モジュール３のハウジング３２の側面から濃縮液排出管１３Ｂ側に直線的に延びると共に、その略中間部分で上方に延びる濃縮液枝管３６Ｂによって接続されている。このようなろ過装置１Ａ，１Ｂでは、濃縮液排出管１３Ａ，１３Ｂが１本であるため、簡易な構成とすることができる。
【００３９】
また、ろ過装置１Ａにおいて、濃縮液枝管３６Ａは、図１２に示す構成であってもよい。図１２に示すように、図示上方の一方の膜モジュール３から延びる濃縮液枝管３６ａは、膜モジュール３の対向方向に対して所定の角度を成して延びて濃縮液排出管１３Ｂに接続されている。また、図示下方の他方の膜モジュール３から延びる濃縮液枝管３６ｂは、膜モジュール３の対向方向に対して所定の角度を成して（対向方向に傾斜して）延びて濃縮液排出管１３Ｂに接続されている。すなわち、濃縮液枝管３６ａと濃縮液枝管３６ｂとは、濃縮液排出管１３Ｂに対して同一直線上で接続されなくてもよく、それらの延在方向が同じ方向でなくてもよい。
【００４０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、複数のユニット２ａ〜２ｃによりろ過装置１を構成しているが、ろ過装置１の構成はこれに限定されない。
【００４１】
また、上記実施形態では、原液供給管５の流入口５ａ、ろ過液排出管９の排出口９ａ及び接続管１４の排出口１４ａが、ろ過装置１の高さ方向において略同一直線状に位置している構成を例示しているが、流入口４ａ、排出口１４及び排出口１４ａは、互いに幅方向（Ｙ方向）にずれて配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…ろ過装置、３…膜モジュール、３ａ…第１のモジュール列、３ｂ…第２のモジュール列、５…原液供給管、５ａ…流入口、７…原液枝管、９…ろ過液排出管、９ａ…排出口、１１…ろ過液枝管、１３ａ，１３ｂ，１３Ａ，１３Ｂ…濃縮液排出管、３６，３６ａ，３６ｂ，３６Ａ，３６Ｂ…濃縮液枝管。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ろ過装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のろ過装置は、２列に並設された複数の膜モジュールと、各膜モジュールの１次側に原液を供給する２本の原液供給管と、各膜モジュールの２次側から排出されたろ過液を排出する２本のろ過液排出管とを備え、各膜モジュールに原液供給管及びろ過液排出管がそれぞれ接続されている。２本の原液供給管及び２本のろ過液排出管は、それぞれ分岐配管によって接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２３９７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ろ過装置のように、分岐配管によって２本の原液供給管に原液が供給される構成では、膜モジュールの目詰まり等に起因して、一方の原液供給管における原液の流量と他方の原液供給管における原液の流量とに差が生じることがあり、２本の原液供給管において流量の分配性が不安定になるおそれがある。その結果、各膜モジュールへの原液の供給が不安定になる。したがって、ろ過装置においては、流量の分配性の向上が要請されている。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、流量の分配性の向上を図れるろ過装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るろ過装置は、複数の膜モジュールが一列に並ぶ第１のモジュール列と、複数の膜モジュールが一列に並び且つ第１のモジュール列に並んで配置された第２のモジュール列と、複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本の原液供給管と、各膜モジュールの１次側と原液供給管とを連通する複数の原液枝管と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このろ過装置では、１本の原液供給管が複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在しており、膜モジュールの１次側と原液供給管とが原液枝管によって接続されている。このように、１本の原液供給管から原液枝管を介して膜モジュールに分岐することにより、流入側から終端側までの流量を略一定に維持し易くなり、膜モジュールに供給される原液の流量を略一定に維持することが可能となる。したがって、流量の分配性の向上を図れる。
【０００８】
複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本のろ過液排出管と、膜モジュールの２次側とろ過液排出管とを連通する複数のろ過液枝管と、を備え、原液供給管は、膜モジュールの下部に設けられており、ろ過液排出管は、膜モジュールの上部に設けられている。このように、原液供給管とろ過液排出管とを同じ構成にすることにより、ろ過装置における流量の分配性をより一層向上させることができる。
【０００９】
原液供給管は、一端に原液を流入する流入口を有すると共に、他端が閉塞されており、ろ過液排出管は、一端にろ過液を排出する排出口を有すると共に、他端が閉塞されており、流入口及び排出口は、同じ方向を向いている。このように、流入口と排出口とを同じ方向に設けることにより、例えば狭いスペースにろ過装置を配置する場合において、配管を同じ方向から接続できるため、スペース効率の向上を図れる。
【００１０】
原液供給管の内径をＤ１、原液枝管の内径をＤ２とした場合、Ｄ１：Ｄ２＝１〜１０：１の関係を満たす。
【００１１】
原液供給管は、第１のモジュール列と第２のモジュール列との間に対応する位置に配置されており、原液枝管は、原液供給管において、第１及び第２のモジュール列の対向方向に略平行な直線上にそれぞれ接続されている。
【００１２】
複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本の濃縮液排出管と、各膜モジュールの１次側と濃縮液排出管とを連通する複数の濃縮液枝管と、を備える。これにより、配管を少なくすることができ、コストの低減が図れる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ろ過装置における流量の分配性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係るろ過装置を横から見た図である。
【図２】図１に示すろ過装置を前から見た図である。
【図３】図１に示すろ過装置を後ろから見た図である。
【図４】図１に示すろ過装置を上から見た図である。
【図５】図１に示すろ過装置を下から見た図である。
【図６】膜モジュールの構成を模式的に示す断面図である。
【図７】図１に示すろ過装置の一部を拡大して示す図である。
【図８】図２に示すろ過装置の一部を拡大して示す図である。
【図９】従来のろ過装置を模式的に示す図である。
【図１０】他の実施形態に係るろ過装置を前から見た図である。
【図１１】他の実施形態に係るろ過装置を前から見た図である。
【図１２】他の実施形態に係るろ過装置を上から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、一実施形態に係るろ過装置を横から見た図である。図２は、図１に示すろ過装置を前から見た図である。図３は、図１に示すろ過装置を後ろから見た図である。図４は、図１に示すろ過装置を上から見た図である。図５は、図１に示すろ過装置を下から見た図である。なお、説明中、「上」及び「下」なる語を使用することがあるが、これは図１〜図３の上下方向に対応したものである。
【００１７】
各図に示すように、ろ過装置１は、第１のモジュール列３ａと、第２のモジュール列３ｂと、原液供給管５と、原液枝管７と、ろ過液排出管９と、ろ過液枝管１１と、濃縮液排出管１３ａ，１３ｂとを有している。ろ過装置１は、生活廃水、工業用水、工場廃水または河川水といった原液を受け入れ、膜ろ過によって浄化処理する装置である。ろ過装置１は、単数または複数（ここでは３つ）のユニット２ａ〜２ｃを有している。各ユニット２ａ〜２ｃは、フレームＦに上記構成部品がそれぞれ配置されて構成されている。
【００１８】
第１のモジュール列３ａ及び第２のモジュール列３ｂは、膜モジュール３により構成されている。第１のモジュール列３ａは、複数（ここでは３０本）の膜モジュール３がＸ方向に所定の間隔をあけて一列に並んで構成されている。第２のモジュール列３ｂは、複数（ここでは３０本）の膜モジュール３が所定の間隔をあけてＸ方向に一列に並んで構成されている。第１のモジュール列３ａと第２のモジュール列３ｂとは、互いに所定の間隔をあけてＹ方向に並んで配置されている。
【００１９】
図６は、膜モジュールの構成を模式的に示す断面図である。図６に示すように、膜モジュール３は、原液をろ過する中空糸膜（ろ過膜）３０と、中空糸膜３０を収容する円筒状のハウジング３２とを有している。なお、図６では、説明の便宜上、中空糸膜３０を１本ずつ示しているが、中空糸膜３０は、複数に束ねられた中空糸膜束（図示しない）としてハウジング３２内に収容されている。
【００２０】
中空糸膜３０は、両端部が固定部材３４ａ，３４ｂに固定されている。固定部材３４ａ，３４ｂは、例えばＰＥ（ポリエチレン）樹脂等の接着剤によって形成されており、ハウジング３２内に固定されている。中空糸膜３０は、膜モジュール３の１次側（図示下側）が固定部材３４ａによって閉塞されており、２次側（図示上側）が開口している。つまり、中空糸膜３０の内側は、膜モジュール３の２次側の空間とのみ連通している。また、膜モジュール３の１次側に配設された固定部材３４ａには、複数（ここでは４つ）の貫通孔３５が形成されている。
【００２１】
ハウジング３２の１次側には、流入口３２ａが設けられており、ハウジング３２の２次側には、排出口３２ｂが設けられている。流入口３２ａには、後述する原液枝管７が接続される。排出口３２ｂには、後述するろ過液枝管１１が接続される。また、ハウジング３２の側面には、濃縮された原液を排出する濃縮液枝管３６が接続されている。濃縮液枝管３６は、固定部材３４ａと固定部材３４ｂとの間に接続されている。このような構成の膜モジュール３では、中空糸膜３０の外側に原液を供給する外圧式（加圧式）のろ過が行われる。
【００２２】
図１〜図５に戻って、原液供給管５は、膜モジュール３の１次側に原液を供給する管であり、膜モジュール３の下部に配設されている。原液供給管５は、第１のモジュール列３ａ及び第２のモジュール列３ｂに沿って、つまり膜モジュール３が一列に並ぶ方向（Ｘ方向）に延在する円筒管であり、Ｙ方向において並設する膜モジュール３の中間位置に対応する位置に配置されている。原液供給管５は、所定の長さを有する１本の管で構成されていてもよいし、複数本の管が軸方向に接続されて構成されていてもよい。本実施形態では、ユニット２ａ〜２ｃに対応して３本の管が接続されて構成されている。
【００２３】
図２に示すように、原液供給管５の一端側（図１における左側）には、原液を流入する流入口５ａが設けられている。流入口５ａは、図示しないポンプ等を介して配管に接続される。また、図３に示すように、原液供給管５の他端側（図１における右側）は閉塞されている。原液供給管５は、フレームＦに固定されている。
【００２４】
図７に示すように、原液枝管７は、膜モジュール３と原液供給管５との間に接続されている。原液枝管７は、略Ｌ字状を呈しており、その一端が各膜モジュール３の１次側の流入口３２ａに継ぎ手を介して接続されおり、その他端が原液供給管５に接続されている。原液枝管７の他端は、原液供給管５の左右両側から延伸するように原液供給管５に接続されている。つまり、原液枝管７は、水平方向と略平行な直線上において対向して接続されている。
【００２５】
原液供給管５及び原液枝管７は、原液供給管５の内径をＤ１、原液枝管７の内径をＤ２とした場合、以下の（１）式の関係を満たす。
Ｄ１：Ｄ２＝１〜１０：１ …（１）
上記（１）式に示すように、原液供給管５の内径は、原液枝管７の内径と同等、或いはそれよりも大きい。
【００２６】
ろ過液排出管９は、膜モジュール３の２次側から排出されたろ過液を排出する管であり、膜モジュール３の上部に配設されている。ろ過液排出管９は、第１のモジュール列３ａ及び第２のモジュール列３ｂに沿って、つまり膜モジュール３が一列に並ぶ方向（Ｘ方向）に延在する円筒管であり、Ｙ方向において並設する膜モジュール３の中間位置に対応する位置に配置されている。ろ過液排出管９は、１本で構成されていてもよいし、複数本の管が軸方向に接続されて構成されていてもよい。本実施形態では、ユニット２ａ〜２ｃに対応して３本の管が接続されて構成されている。
【００２７】
図２に示すように、ろ過液排出管９の一端側（図１における左側）には、ろ過液を排出する排出口９ａが設けられている。排出口９ａは、図示しないろ過液タンクに接続される。また、図３に示すように、ろ過液排出管９の他端側（図１における右側）は閉塞されている。ろ過液排出管９の排出口９ａは、原液供給管５の流入口５ａと同じ方向に開口していると共に、ろ過装置１の高さ方向において、原液供給管５の流入口５ａと略同一直線上に位置している。
【００２８】
ろ過液枝管１１は、膜モジュール３とろ過液排出管９との間に接続されている。ろ過液枝管１１は、図３に示すように、略Ｌ字状を呈しており、その一端が各膜モジュール３の２次側の排出口３２ｂに継ぎ手を介して接続されており、その他端がろ過液排出管９に接続されている。ろ過液枝管１１の他端は、ろ過液排出管９の左右両側から延伸するようにろ過液排出管９に接続されている。つまり、ろ過液枝管１１は、水平方向と略平行な直線上において対向して接続されている。
【００２９】
濃縮液排出管１３ａ，１３ｂは、ろ過液排出管９と略平行に延在している。濃縮液排出管１３ａ，１３ｂは、Ｙ方向においてろ過液排出管９を間に挟んでおり、ろ過液排出管９と略同じ高さ位置に一対配置されている。濃縮液排出管１３ａ，１３ｂの一端側（図１における左側）には、流路を一つに集約する接続管１４が接続されている。接続管１４は、略コ字状を呈しており、濃縮液排出管１３ａ，１３ｂの一端側から下方に延びている。接続管１４は、排出口１４ａを有しており、この排出口１４ａは、ろ過装置１の高さ方向において、原液供給管５の流入口５ａ及びろ過液排出管９の排出口９ａと略同一直線状に位置している。また、図３に示すように、濃縮液排出管１３ａ，１３ｂの他端側（図１における右側）は閉塞されている。濃縮液排出管１３ａ，１３ｂには、濃縮液枝管３６が接続されている。濃縮液枝管３６は、濃縮液排出管１３ａ，１３ｂの下部に接続されている。
【００３０】
図８に示すように、各原液枝管７には、エア供給管１５が接続されている。エア供給管１５は、原液枝管７に圧縮空気（以下、エア）を供給する。エア供給管１５から供給されたエアにより、中空糸膜３０に蓄積した懸濁物質がエアバブリングによって排除される。エア供給管１５は、エア供給主管１７に接続されており、エア供給主管１７には、図示しないコンプレッサー等が接続されている。エアバブリング運転は、膜モジュール３内にろ過液タンクから逆洗ポンプ等を介してろ過液をろ過液排出管９を通して、膜モジュール３の２次側から供給した状態で空気又は窒素ガスを供給する。
【００３１】
上記構成を有するろ過装置１のろ過方法について説明する。ろ過装置１では、原液供給管５の流入口５ａから原液を流入し、この原液が原液枝管７を介して膜モジュール３の１次側に供給される。膜モジュール３では、１次側の流入口３２ａから原液がハウジング３２内に流入して固定部材３４ａの貫通孔３５を通過し、固定部材３４ａ，３４ｂの間に流入した原液が外圧によって中空糸膜３０を通過して２次側の排出口３２ｂからろ過液として排出される。また、中空糸膜３０によりろ過されなかった濃縮液は、濃縮液枝管３６から排出される。排出口３２ｂから排出されたろ過液は、ろ過液枝管１１を介してろ過液排出管９に排出される。濃縮液枝管３６から排出された濃縮液は、濃縮液排出管１３ａ，１３ｂに排出される。
【００３２】
図９は、従来のろ過装置を模式的に示す図である。図９に示すように、従来のろ過装置５０は、２本の原液供給管５１，５２、２本のろ過液排出管５３，５４、２本の濃縮液排出管５５，５６を有しており、各膜モジュール６０に対してそれぞれ原液供給管５１，５２、ろ過液排出管５３，５４及び濃縮液排出管５５，５６が接続されている。このように、分岐配管によって２本の原液供給管５１，５２に原液が供給される構成では、膜モジュール６０の目詰まり等に起因して、一方の原液供給管５１における原液の流量と他方の原液供給管５２における原液の流量とに差が生じることがあり、２本の原液供給管５１，５２において流量の分配性が不安定になるおそれがある。
【００３３】
これに対して、本実施形態のろ過装置１では、原液供給管５が、膜モジュール３の下部で且つ複数の膜モジュール３が一列に並ぶ方向に沿って延在し、且つ第１及び第２のモジュール列３ａ，３ｂの間に対応する位置に配置されている。そして、原液供給管５と膜モジュール３の１次側とが原液枝管７によって接続されている。このように、１本の原液供給管５から各膜モジュール３に原液枝管７を介して分岐しているため、流入口５ａ側から終端側（閉塞側）までの流量を略一定にし易くなり、膜モジュール３に供給される原液の流量を略一定に維持することが可能となる。したがって、ろ過装置１では、流量の分配性の向上を図れる。
【００３４】
また、本実施形態では、ろ過液排出管９が、膜モジュール３の上部で且つ複数の膜モジュール３が一列に並ぶ方向に沿って延在し、且つ第１及び第２のモジュール列３ａ，３ｂの間に対応する位置に配置されている。そして、ろ過液排出管９と膜モジュール３とがろ過液枝管１１によって接続されている。このように、ろ過液排出管９の構成を原液供給管５と同様にすることにより、ろ過装置１における流量の分配性をより一層向上できる。
【００３５】
また、本実施形態では、原液供給管５の流入口５ａとろ過液排出管９の排出口９ａとが同じ向きに開口している。このように、原液供給管５の流入口５ａ、ろ過液排出管９の排出口９ａ及び濃縮液排出管１３ａ，１３ｂの接続管１４の排出口１４ａとが同じ向きに開口しているため、例えば狭いスペースにろ過装置１を配置する場合において、スペース効率の向上を図れる。
【００３６】
また、ろ過装置１では、従来の構成に比べて配管を少なくすることができるので、コストの低減を図れる。また、配管を少なくすることにより、ろ過装置１を作製する工程数を削減でき、作業性の向上を図れる。
【００３７】
続いて、他の実施形態について説明する。図１０は、他の実施形態に係るろ過装置を前から見た図である。図１０に示すろ過装置１Ａは、濃縮液排出管１３Ａの構成が上記実施形態と異なっている。図１０に示すように、ろ過装置１Ａは、濃縮液排出管１３Ａを１本有している。濃縮液排出管１３Ａは、ろ過液排出管９の下方で、且つ第１のモジュール列３ａと第２のモジュール列３ｂとの間に配置されている。膜モジュール３と濃縮液排出管１３Ａとは、各膜モジュール３のハウジング３２の側面から濃縮液排出管１３Ａ側に直線的に延びる濃縮液枝管３６Ａによって接続されている。
【００３８】
図１１は、他の実施形態に係るろ過装置を前から見た図である。図１１に示すとろ過装置１Ｂは、濃縮液排出管１３Ｂの構成が上記実施形態と異なっている。図１１に示すように、ろ過装置１Ｂは、濃縮液排出管１３Ｂを１本有している。濃縮液排出管１３Ｂは、ろ過液排出管９の下方で、且つ第１のモジュール列３ａと第２のモジュール列３ｂとの間に配置されている。膜モジュール３と濃縮液排出管１３Ｂとは、各膜モジュール３のハウジング３２の側面から濃縮液排出管１３Ｂ側に直線的に延びると共に、その略中間部分で上方に延びる濃縮液枝管３６Ｂによって接続されている。このようなろ過装置１Ａ，１Ｂでは、濃縮液排出管１３Ａ，１３Ｂが１本であるため、簡易な構成とすることができる。
【００３９】
また、ろ過装置１Ａにおいて、濃縮液枝管３６Ａは、図１２に示す構成であってもよい。図１２に示すように、図示上方の一方の膜モジュール３から延びる濃縮液枝管３６ａは、膜モジュール３の対向方向に対して所定の角度を成して延びて濃縮液排出管１３Ｂに接続されている。また、図示下方の他方の膜モジュール３から延びる濃縮液枝管３６ｂは、膜モジュール３の対向方向に対して所定の角度を成して（対向方向に傾斜して）延びて濃縮液排出管１３Ｂに接続されている。すなわち、濃縮液枝管３６ａと濃縮液枝管３６ｂとは、濃縮液排出管１３Ｂに対して同一直線上で接続されなくてもよく、それらの延在方向が同じ方向でなくてもよい。
【００４０】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、複数のユニット２ａ〜２ｃによりろ過装置１を構成しているが、ろ過装置１の構成はこれに限定されない。
【００４１】
また、上記実施形態では、原液供給管５の流入口５ａ、ろ過液排出管９の排出口９ａ及び接続管１４の排出口１４ａが、ろ過装置１の高さ方向において略同一直線状に位置している構成を例示しているが、流入口４ａ、排出口１４及び排出口１４ａは、互いに幅方向（Ｙ方向）にずれて配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…ろ過装置、３…膜モジュール、３ａ…第１のモジュール列、３ｂ…第２のモジュール列、５…原液供給管、５ａ…流入口、７…原液枝管、９…ろ過液排出管、９ａ…排出口、１１…ろ過液枝管、１３ａ，１３ｂ，１３Ａ，１３Ｂ…濃縮液排出管、３６，３６ａ，３６ｂ，３６Ａ，３６Ｂ…濃縮液枝管。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の膜モジュールが一列に並ぶ第１のモジュール列と、
複数の膜モジュールが一列に並び且つ前記第１のモジュール列に並んで配置された第２のモジュール列と、
前記複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本の原液供給管と、
前記各膜モジュールの１次側と前記原液供給管とを連通する複数の原液枝管と、
を備える、ろ過装置。
【請求項２】
前記複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本のろ過液排出管と、
前記膜モジュールの２次側と前記ろ過液排出管とを連通する複数のろ過液枝管と、を備え、
前記原液供給管は、前記膜モジュールの下部に設けられており、
前記ろ過液排出管は、前記膜モジュールの上部に設けられている、請求項１記載のろ過装置。
【請求項３】
前記原液供給管は、一端に前記原液を流入する流入口を有すると共に、他端が閉塞されており、
前記ろ過液排出管は、一端に前記ろ過液を排出する排出口を有すると共に、他端が閉塞されており、
前記流入口及び前記排出口は、同じ方向を向いている、請求項１又は２記載のろ過装置。
【請求項４】
前記原液供給管の内径をＤ１、前記原液枝管の内径をＤ２とした場合、Ｄ１：Ｄ２＝１〜１０：１の関係を満たす、請求項１〜３のいずれか一項記載のろ過装置。
【請求項５】
前記原液供給管は、前記第１のモジュール列と前記第２のモジュール列との間に対応する位置に配置されており、
前記原液枝管は、前記原液供給管において、前記第１及び第２のモジュール列の対向方向に略平行な直線上にそれぞれ接続されている、請求項１〜４のいずれか一項記載のろ過装置。
【請求項６】
前記複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本の濃縮液排出管と、
前記各膜モジュールの１次側と前記濃縮液排出管とを連通する複数の濃縮液枝管と、
を備える、請求項１〜５のいずれか一項記載のろ過装置。
【請求項１】
複数の膜モジュールが一列に並ぶ第１のモジュール列と、
複数の膜モジュールが一列に並び且つ前記第１のモジュール列に並んで配置された第２のモジュール列と、
前記複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本の原液供給管と、
前記各膜モジュールの１次側と前記原液供給管とを連通する複数の原液枝管と、
を備える、ろ過装置。
【請求項２】
前記複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本のろ過液排出管と、
前記膜モジュールの２次側と前記ろ過液排出管とを連通する複数のろ過液枝管と、を備え、
前記原液供給管は、前記膜モジュールの下部に設けられており、
前記ろ過液排出管は、前記膜モジュールの上部に設けられている、請求項１記載のろ過装置。
【請求項３】
前記原液供給管は、一端に前記原液を流入する流入口を有すると共に、他端が閉塞されており、
前記ろ過液排出管は、一端に前記ろ過液を排出する排出口を有すると共に、他端が閉塞されており、
前記流入口及び前記排出口は、同じ方向を向いている、請求項１又は２記載のろ過装置。
【請求項４】
前記原液供給管の内径をＤ１、前記原液枝管の内径をＤ２とした場合、Ｄ１：Ｄ２＝１〜１０：１の関係を満たす、請求項１〜３のいずれか一項記載のろ過装置。
【請求項５】
前記原液供給管は、前記第１のモジュール列と前記第２のモジュール列との間に対応する位置に配置されており、
前記原液枝管は、前記原液供給管において、前記第１及び第２のモジュール列の対向方向に略平行な直線上にそれぞれ接続されている、請求項１〜４のいずれか一項記載のろ過装置。
【請求項６】
前記複数の膜モジュールが一列に並ぶ方向に沿って延在する１本の濃縮液排出管と、
前記各膜モジュールの１次側と前記濃縮液排出管とを連通する複数の濃縮液枝管と、
を備える、請求項１〜５のいずれか一項記載のろ過装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−５２３４１（Ｐ２０１３−５２３４１Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９１８７６（Ｐ２０１１−１９１８７６）
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
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