第１面、第２面及び垂直軸とを有する膜であって、所定サイズ未満の分子は第１面と第２面との間を透過可能な膜を含浸漬膜組立体。該膜の第１面と流体連通して、第１比重を有する第１流体を収容する、第１流体コンパートメントと、前記膜の第２面と流体連通して、第２比重を有する第２流体を収容する、第２流体コンパートメントと、第１流体コンパートメントに収容された第１流体と、第２流体コンパートメントに収容された第２流体との間に水頭差を課するための手段と、第２比重を変更するための手段。第２カラム高は、変更された第２比重で前記垂直軸に沿って前記膜の前後で選択された圧力差を発生するために第１カラム高に対して選択される。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面、第２面及び垂直軸とを含む膜であって、所定サイズ未満の分子は第１面と第２面との間を透過可能な膜と、
該膜の第１面と流体連通して、第１比重を有する第１流体を収容する、第１流体コンパートメントと、
前記膜の第２面と流体連通して、第２比重を有する第２流体を収容する、第２流体コンパートメントと、
第１流体コンパートメントに収容された第１流体と、第２流体コンパートメントに収容された第２流体との間に水頭差を課するための手段と、
第２比重を変更するための手段とを含む、浸漬膜組立体。
【請求項２】
前記水頭差を課する手段が、第１カラム高を画定する第１流体コンパートメントと、第２カラム高を画定する第２流体コンパートメントとを含み、
第２カラム高は、変更された第２比重で前記垂直軸に沿って前記膜の前後で選択された圧力差を発生するために第１カラム高に対して選択される、請求項１に記載の浸漬膜組立体。
【請求項３】
第１カラム高及び第２カラム高はそれぞれ重力だけで確立される、請求項１に記載の浸漬膜組立体。
【請求項４】
前記水頭差を課する手段は第１流体コンパートメントに陽圧を加えるための加圧装置を含む、請求項１に記載の浸漬膜組立体。
【請求項５】
前記水頭差を課する手段は第２流体コンパートメントに陰圧を加えるための真空装置を含む、請求項１に記載の浸漬膜組立体。
【請求項６】
前記第２比重を変更するための手段は第２流体に添加された分散された気体を含む、請求項１に記載の浸漬膜組立体。
【請求項７】
第１流体は溶存した気体を含み、
該溶存した気体は、前記膜を第１面から第２面に透過して、第２面の表面の近傍又は第２流体の中で凝集することによって、第２流体に添加される、請求項６に記載の浸漬膜組立体。
【請求項８】
前記第１流体に溶存した気体は、前記膜を透過することによって与えられる機械的作用に応答して凝集する、請求項７に記載の浸漬膜組立体。
【請求項９】
前記第１流体に溶存した気体は前記膜の前後の圧力差に応答して凝集する、請求項７に記載の浸漬膜組立体。
【請求項１０】
前記第１流体に溶存した気体は、前記膜の第２面上で凝集する、請求項７に記載の浸漬膜組立体。
【請求項１１】
前記第１流体に溶存した気体は、第２流体の中で凝集する、請求項７に記載の浸漬膜組立体。
【請求項１２】
前記第２比重を変更するための手段は、第２流体コンパートメントに連通する気体インレットポートを含む、請求項１に記載の浸漬膜組立体。
【請求項１３】
前記膜は半透性膜である、請求項１に記載の浸漬膜組立体。
【請求項１４】
第１面、第２面及び垂直軸を有し、所定サイズ未満の分子は第１面と第２面との間を透過可能な膜と、
該膜の第１面と流体連通し、第１比重を有する第１流体を第１カラム高で収容する第１流体コンパートメントと、
前記膜の第２面と流体連通し、第２比重を有する第２流体を第２カラム高で収容する第２流体コンパートメントと、
第２比重を変更するための手段とを有し、
第２カラム高は、第１比重で前記垂直軸に沿って前記膜の前後で選択された圧力差を発生するために第１カラム高に対して選択される、浸漬膜組立体。
【請求項１５】
前記第２比重を変更するための手段は第２流体に添加された気体を含む、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項１６】
前記気体は第２流体に溶存する気体の凝集によって添加される、請求項１５に記載の浸漬膜組立体。
【請求項１７】
前記第２比重を変更するための手段は、第１流体に溶存した気体が前記膜を透過して第２流体の中で凝集することによって第２流体に添加された気体を含む、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項１８】
前記気体は、前記膜の第２面の少なくとも一部で凝集して、第２流体の中を上昇することによって前記膜の一部に研磨作用を与える、請求項１７に記載の浸漬膜組立体。
【請求項１９】
前記組立体は第２流体コンパートメントに連通する気体インレットポートを含む、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項２０】
前記組立体は第２流体コンパートメントから流体を回収する流体コレクタを含む、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項２１】
第１流体コンパートメントはバイオリアクタのヘッドタンクを含む、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項２２】
第１流体コンパートメントはバイオリアクタのサドルタンクを含む、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項２３】
前記膜は半透性膜である、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項２４】
前記膜は０．０５ミクロンより大きな粒子を除去する構成を含む、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項２５】
前記膜は０．１ミクロンより大きい粒子を効果的に排除する、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項２６】
前記膜は平板膜である、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項２７】
前記膜は中空糸膜である、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項２８】
第１流体は水を含む、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項２９】
第１流体は廃水を含む、請求項１４に記載の浸漬膜組立体。
【請求項３０】
第１面、第２面及び垂直軸を有する透過性膜であって、所定サイズ未満の分子は該膜の第１面と第２面との間を透過可能である透過性膜と、
該膜の第１面と流体連通し、第１比重を有する第１流体を第１カラム高で収容する第１流体コンパートメントと、
前記膜の第２面と流体連通し、第２比重と気体とを有する第２流体を第２カラム高で収容する第２流体コンパートメントと、
第２流体コンパートメントからの流体を回収する流体コレクタとを含む浸漬膜組立体であって、
前記気体の量は第２比重の値を第１比重の値に近似させるために第２比重を調整するのに十分な量であり、
第２カラム高は、変更された第２比重で前記垂直軸に沿って前記透過性膜の前後で選択された圧力差を発生するために第１カラム高に対して選択される、浸漬膜組立体。
【請求項３１】
第１流体コンパートメントは第１カラム高を定義する第１流体アウトフローを含む、請求項３０に記載の浸漬膜組立体。
【請求項３２】
第１流体は溶存した気体を含み、前記膜を透過した該気体の一部によって気泡が形成される、請求項３０に記載の浸漬膜組立体。
【請求項３３】
前記気泡の少なくとも一部は前記膜の第２面の近傍で、あるいは、第２面に接触して凝集する、請求項３２に記載の浸漬膜組立体。
【請求項３４】
第２流体コンパートメントは気体インレットポートを含む、請求項３０に記載の浸漬膜組立体。
【請求項３５】
第１カラム高と、第２カラム高とはそれぞれ少なくとも部分的に重力によって確立される、請求項３０に記載の浸漬膜組立体。
【請求項３６】
調整された第２比重の値は、第１比重の値のほぼ９０％以上である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３７】
調整された第２比重の値は第１比重の値のほぼ±２．５％以内である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３８】
第１比重を有する第１流体を収容するステップと、
第２比重を有する第２流体を収容するステップと、
第１流体と流体連通する第１面と、第２流体と流体連通する第２面と、垂直軸とを有する透過性膜で第１流体と第２流体とを分離するステップと、
第１流体と第２流体との間に水頭差を課するステップと、
第２比重の値を第１比重の値に近似させるステップと
第２流体を回収するステップとを含み、
前記膜は所定サイズ未満の分子が第１面と第２面との間を透過可能である、流体を処理する方法。
【請求項３９】
前記調整された第２比重の値は第１比重の値の±約５．０％以内である、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記調整された第２比重の値は第１比重の値の±約２．５％以内である、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記水頭差を課するステップは、
第１流体を第１カラム高で収容するステップと、
第２流体を第２カラム高で収容するステップとを含み、
第２カラム高は、変更された第２比重で前記垂直軸に沿って前記透過性膜の前後で選択された圧力差を発生するために第１カラム高に対して選択される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
第２比重を調整するステップは、分散された気体を第２流体に添加することを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
第１比重を有する第１流体を第１カラム高で収容するステップと、
第２比重を有する第２流体を第２カラム高で収容するステップと、
第１流体と流体連通する第１面と、第２流体と流体連通する第２面と、垂直軸とを有する透過性膜で第１流体と第２流体とを分離するステップと、
第２比重の値を第１比重の値に近似させるように第２比重を調整するステップと、
第２流体を回収するステップとを含み、
前記膜は所定サイズ未満の分子が第１面と第２面との間を透過可能であり、
第２カラム高は、変更された第２比重で前記垂直軸に沿って前記透過性膜の前後で選択された圧力差を発生するために第１カラム高に対して選択される、流体を処理する方法。
【請求項４４】
前記調整された第２比重の値は第１比重の値の±約５．０％以内である、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記調整された第２比重の値は第１比重の値の±約２．５％以内である、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
第１流体を前記膜の第１面の近傍に流すことを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
前記第２比重を調整するステップは、第２比重を変更するために第２流体に気体を添加するステップを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
第１流体は廃水を含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４９】
廃水処理用改良型バイオリアクタであって、
該バイオリアクタは、生分解性物を含む廃水の流入水を処理のために受け入れて、第１比重を有する処理水を製造し、
前記改良は、
前記処理水の流れを受け入れて収容し、着脱可能に浸漬膜組立体を取り付けるヘッドタンク流体コンパートメントと、
第２比重を有する第２流体を収容する、分離された第２流体コンパートメントとを含み、
浸漬膜組立体は、
第１面、第２面及び垂直軸を有し、所定サイズ未満の分子は第１面と第２面との間を透過可能な透過性膜であって、第１面は前記処理水の流れと液体連通し、第２面は第２流体と液体連通する、透過性膜と
前記タンクに収容される前記処理水と、前記流体コンパートメントに収容される第２流体との間に水頭差を課する手段と、
第２比重を変更するための手段と、
第２流体を回収する流体コレクタとを含む、廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項５０】
廃水処理用改良型バイオリアクタであって、
該バイオリアクタは、生分解生物を含む廃水の流入水を処理のために受け入れて、第１比重を有する処理水を製造し、
前記改良点は、
前記処理水の流れを受け入れて、第１カラム高で収容し、浸漬膜組立体を着脱可能に取り付けるタンクと、
第２比重を有する第２流体を選択された第２カラム高で収容する第２流体コンパートメントとを含み、
前記浸漬膜組立体は、
第１面、第２面及び垂直軸を有し、所定サイズ未満の分子は第１面と第２面との間を透過可能な透過性膜であって、第１面は前記処理水の流れと液体連通し、第２面は第２流体と液体連通する、透過性膜と、
第２比重を調整する手段と、
第２流体を回収する流体コレクタをを含み、
第２カラム高は、変更された第２比重で前記垂直軸に沿って前記透過性膜の前後で選択された圧力差を発生するために第１カラム高に対して選択される、廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項５１】
前記収容された処理水の流れは通常の大気圧に曝露される、請求項５０に記載の廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項５２】
前記処理水の流れはＢＯＤ除去を行ってきている、請求項５０に記載の廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項５３】
前記処理水の流れはＢＮＲ除去を行ってきている、請求項５０に記載の廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項５４】
処理水の流れは溶存気体を含む、請求項５０に記載の廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項５５】
透明な管が前記流体コンパートメントを前記流体コレクタと連結する、請求項５０に記載の廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項５６】
前記タンク及び膜組立体は、処理水が該タンクに収容されている間に前記ヘッドタンクから除去することができる、請求項５０に記載の廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項５７】
複数の膜組立体を含む、請求項５０に記載の廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項５８】
少なくとも１個の膜組立体は別の膜組立体の垂直方向上向きに配置される、請求項５７に記載の廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項５９】
前記タンクは前記バイオリアクタのヘッドタンクを含む、請求項５０に記載の廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項６０】
前記タンクは、前記バイオリアクタのサドルタンクを含む、請求項５０に記載の廃水処理用改良型バイオリアクタ。
【請求項６１】
第１面、第２面及び垂直軸を有し、所定サイズ未満の分子が第１面と第２面との間を透過可能な膜と、
気泡捕捉開口と、前記膜の第１面と流体連通している第１膜取り付け部と、該第１膜取付部及び前記気泡捕捉開口と流体連通している第１チャンバーであって、前記気泡捕捉開口の近傍にあって、第１垂直長さを有する上昇気泡捕捉部を含む第１チャンバーとを含む、第１管状部材と、
気体放出開口と、前記膜の第１面と流体連通している第２膜取付部と、該第２膜取付部及び前記気体放出開口と流体連通している第２チャンバーであって、前記気体放出開口の近傍にあって、第１垂直長さより短い垂直長さを有する気体貯蔵部を含む第２チャンバーとを含む第２管状部材とを含む、浸漬膜散気装置。
【請求項６２】
前記気泡捕捉部は、第２チャンバーの第２垂直長さを超えない垂直長さを有する気体カラムを画定する、請求項６１に記載の浸漬膜散気装置。
【請求項６３】
前記気泡捕捉部が気体を上昇する気泡から捕捉するとき、気体のカラムが前記気泡捕捉部に形成される、請求項６２に記載の浸漬膜散気装置。
【請求項６４】
前記捕捉された気体が前記膜の第１面に水頭を課する、請求項６３に記載の浸漬膜散気装置。
【請求項６５】
前記気体放出開口は、前記気体カラムが第２垂直長さを超える場合に、自動的に気体を第２チャンバーから放出する、請求項６２に記載の浸漬膜散気装置。
【請求項６６】
前記気体放出開口は前記気体を下向きに排出する、請求項６１に記載の浸漬膜散気装置。
【請求項６７】
第１面、第２面及び垂直軸を有し、所定サイズ未満の分子が第１面と第２面との間を透過可能な膜と、
第１流体及び上昇する気体の気泡を収容する曝気コンパートメントと、
第２流体を収容する静止流体コンパートメントと、
前記膜の第２面と流体連通している処理対象流体を収容する流体処理コンパートメントと、
前記曝気コンパートメント内に配置される気泡捕捉開口と、前記膜の第１面と流体連通している第１膜取付部と、該第１膜取付部及び前記気泡捕捉開口と流体連通している第１チャンバーであって、前記気泡捕捉開口の近傍にあって、第１垂直長さを有する上昇気泡捕捉部を含む第１チャンバーとを含む第１管状部材と、
前記静止流体コンパートメント内に配置される気体放出開口と、前記膜の第１面と流体連通している第２膜取付部と、該第２膜取付部及び前記気体放出開口と流体連通している第２チャンバーであって、前記気体放出開口の近傍にあって、第１垂直長さより短くない第２垂直長さを有する気体貯蔵部とを含む、第２チャンバーとを含む第２管状部材とを含む、浸漬膜散気組立体。
【請求項６８】
前記曝気コンパートメントはインレットポートを含む、請求項６７に記載の組立体。
【請求項６９】
気泡形成部材が前記インレットポートと前記曝気コンパートメントとの間に配置される、請求項６７に記載の組立体。
【請求項７０】
気泡形成手段が前記インレットポートと前記曝気コンパートメントとの間に配置される、請求項６７に記載の組立体。
【請求項７１】
前記処理対象流体は廃水を含む、請求項６７に記載の組立体。
【請求項７２】
第２流体は膜洗浄液を含む、請求項６７に記載の浸漬膜組立体。
【請求項７３】
標的流体内に気体を分散する方法であって、
膜を用いて前記標的流体を前記気体から透過可能に分離するステップであって、前記膜は、前記気体と接触している第１面と、前記標的流体と接触している第２面とを有し、所定サイズ未満の分子が第１面と第２面との間を透過可能である、透過可能に分離するステップと、
前記気体の上昇する気泡を含む第１流体を第１チャンバーの気泡捕捉開口内に受け入れることによって前記気体を捕捉するステップであって、第１チャンバーは、前記気泡捕捉開口の近傍にあって、第１垂直長さを有する上昇気泡捕捉部を含む、前記気体を捕捉するステップと、
第１流体を前記気泡捕捉部から変位させるために、第１流体内の前記気体の浮力を用いて第１チャンバー内の前記気体に水頭を課するステップと、
第１チャンバーの前記気泡捕捉部と、前記膜の第１面と流体連通している第１チャンバーの第１膜取付部との間の気体の流れを導くステップと、
前記気体の少なくとも一部を前記膜を通じて標的液体内に透過させるステップと、
前記膜の第１面と流体連通してる第２膜取付部と、第２チャンバーとの間で気体の流れを導くステップであって、第２チャンバーは、気体放出開口の近傍にあっる気体貯蔵部と、第１垂直長さより短い第２垂直長さとを有する、気体の流れを導くステップと、
前記水頭が第２流体を前記気体貯蔵部から変位させるとき、前記気体放出開口を通じて前記気体を放出するステップとを含む、標的流体内に気体を分散する方法。
【請求項７４】
第１流体及び第２流体は同じ気体を含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
第２流体内に放出された気体の気泡を観察することによって、気体の放出を検出するステップを含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項７６】
前記気体は空気である、請求項７３に記載の方法。
【請求項７７】
前記標的流体は廃水を含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項７８】
第１比重を有する第１流体を第１カラム高で収容するための手段と、
第２比重を有する第２流体を第２カラム高で収容するための手段と、
第２流体から第１流体を分離するための手段であって、第１流体と流体連通してる第１面と、第２流体と流体連通してる第２面と、垂直軸とを有し、所定サイズ未満の分子が第１面と第２面との間を透過可能である、手段と、
第２比重の値を第１比重の値に近似されるために第２比重を調整するための手段と、
第２流体を回収するための手段とを含み、
第２カラム高は、調整された第２比重で前記垂直軸に沿って前記透過性膜の前後で選択された圧力差を発生するために第１カラム高に対して選択される、浸漬膜組立体。
【請求項７９】
第１面、第２面及び垂直軸を有し、所定サイズ未満の分子が第１面と第２面との間を透過可能である、第１流体を気体から分離するための手段と、
気泡捕捉開口と、前記分離するための手段の第１面と流体連通している第１取付部と、該第１取付部及び前記気泡捕捉開口と流体連通している第１チャンバーであって、前記気泡捕捉開口の近傍にあって、第１垂直長さを有する上昇気泡捕捉部を含む第１チャンバーとを含む、流体連通のための第１手段と、
気体放出開口と、前記分離するための手段の第１面と流体連通している第２取付部と、該第２取付部及び前記気体放出開口と流体連通している第２チャンバーであって、前記気体放出開口の近傍にあって、第１垂直長さより短い第２垂直長さを有する気体貯蔵部を含む第２チャンバーとを含む、流体連通のための第２手段とを含む、浸漬膜散気装置。

【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１３】

【図１４−１】

【図１４−２】

【図１４−３】

【図１４−４】

【図１４−５】

【図１４−６】

【図１４−７】

【図１５】

【図１６Ａ】

【図１６Ｂ】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１】

【公表番号】特表２００７−５３２２９７（Ｐ２００７−５３２２９７Ａ）
【公表日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０７３７７（Ｐ２００７−５０７３７７）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１０９７６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１００２６４
【国際公開日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（５０６３３８６７４）ヴォスト　エンバイロンメンタル　テクノロジーズ (1)
【Ｆターム（参考）】