膜ユニットおよび膜モジュール
【課題】いずれかの膜エレメントが破損した場合、透過液の水質悪化が拡大するのを抑制することが可能な膜ユニットを提供する。
【解決手段】複数台の膜モジュールで構成される膜ユニットであって、隣接する上下の各膜モジュールの集水ケース３６ａ同士が通液部４３ａを介して連通し、通液部４３ａは隣接する上位の膜モジュールの集水ケース３６ａ内と下位の膜モジュールの集水ケース３６ａ内とに開口しており、通液部４３ａに、破損部位から流入して通液部４３ａを流れる被処理液中の固形分を捕捉する捕捉部材４８が設けられ、捕捉部材４８は、捕捉した固形分により目詰まりして、通液部４３ａを閉塞する。
【解決手段】複数台の膜モジュールで構成される膜ユニットであって、隣接する上下の各膜モジュールの集水ケース３６ａ同士が通液部４３ａを介して連通し、通液部４３ａは隣接する上位の膜モジュールの集水ケース３６ａ内と下位の膜モジュールの集水ケース３６ａ内とに開口しており、通液部４３ａに、破損部位から流入して通液部４３ａを流れる被処理液中の固形分を捕捉する捕捉部材４８が設けられ、捕捉部材４８は、捕捉した固形分により目詰まりして、通液部４３ａを閉塞する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば下廃水処理や汚泥濃縮などにおいて固液分離に使用される膜ユニットおよび膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の膜ユニットとしては、図２３〜図２５に示すように、処理槽１１内の被処理液１２（下廃水等）中に浸漬される複数台の膜モジュール１３からなるものがある。各膜モジュール１３は、被処理液１２を濾過する複数の細長い円筒状の膜エレメント１４と、膜エレメント１４の一端部を保持する集水部材１５と、膜エレメント１４の他端部を保持する保持部材１６と、集水部材１５および保持部材１６を取り付けて補強する補強枠１７とを有している。
【０００３】
集水部材１５の内部には、各膜エレメント１４を透過した透過液が集められる集水空間１８が形成されている。また、集水部材１５には、集水空間１８に連通する排水ノズル１９が設けられている。
【０００４】
図２３に示すように、複数台の膜モジュール１３を上下方向に積み重ねることによって膜ユニット２１が形成されている。また、各膜モジュール１３の排水ノズル１９は透過液（ろ過液）を吸引する排水管２２に接続されており、排水管２２の下流側には吸引ポンプ２３が接続されている。
【０００５】
これによると、吸引ポンプ２３を駆動して排水管２２から吸引して各膜エレメント１４の内部を減圧することにより、被処理液１２中の汚泥等の固形分が膜エレメント１４で捕捉され、各膜エレメント１１の外側から内側へ透過した透過液は、集水空間１８に集められ、集水空間１８から排水ノズル１９を通って排水管２２へ流れ、処理槽１１の外部に排出される。
【０００６】
尚、上記のような膜モジュール１３からなる膜ユニット２１は例えば下記特許文献１に記載されている。
また、別の構成の膜モジュールとして、下記特許文献２には、平行に配設された複数の平板状の膜エレメントと、これら膜エレメントの上方に配設された集水管とを有する膜モジュールが記載されている。膜エレメントは、濾板と、濾板の表面に配置された濾過膜とからなり、内部に透過液流路を有している。集水管は各膜エレメントに直交する方向に配置され、各膜エレメントの上縁部には吸引ノズルが設けられている。集水管と各膜エレメントの吸引ノズルとは複数の吸引チューブを介して連通しており、各吸引ノズル内にはフィルタ（捕捉部材）が設けられている。
【０００７】
これによると、各膜エレメント内の透過液流路に吸引負圧を作用させることにより、被処理液が濾過膜を透過して濾過され、濾過膜を透過した透過液が、透過液流路を流れ、吸引ノズルから吸引チューブを通って集水管に排出される。
【０００８】
また、いずれかの膜エレメントの濾過膜が破損した場合、未濾過の被処理液が破損した膜エレメント内の透過液流路に流入するが、この際、未濾過の被処理液はフィルタによって濾過されるため、未濾過の被処理液中の固形分が破損した膜エレメントから吸引チューブを通って集水管に侵入することは阻止される。
【特許文献１】特開平２−８６８１８
【特許文献２】特開平８−２９９７１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記図２３〜図２５に示した従来形式では、例えば、万一、最下位の膜モジュール１３の膜エレメント１１が破損した場合、被処理液１２中の固形分が、破損した膜エレメント１１の外側から捕捉されずに内側へ流れ込んで、破損した膜エレメント１１の内部から集水空間１８に流れ込み、集水空間１８から排水ノズル１９を通って排水管２２へ流入する。このため、最下位の破損した膜モジュール１３よりも上位の正常な膜モジュール１３によって得られた透過液にも固形分が混入し、膜ユニット２１によって得られる透過液全体の水質が悪化するといった問題がある。このように膜ユニット２１を構成する複数台の膜モジュール１３のうちのいずれかの膜モジュール１３が破損すると、破損していない正常な膜モジュール１３から得られた透過液の水質も悪化してしまい、透過液の水質悪化が膜ユニット２１全体に拡大してしまうといった問題がある。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載された膜モジュールでは、膜エレメント毎にフィルタを設けているため、膜エレメントの枚数と同数のフィルタが必要となり、膜エレメントの枚数が多い場合、それに応じてフィルタの個数も増加し、コストが上がるといった問題がある。
【００１１】
本発明は、いずれかの膜モジュールの膜エレメントが破損した場合、他の正常な膜モジュールからの透過液へ水質悪化が拡大するのを抑制することが可能であり、また、コスト低減を図ることができる膜ユニットおよび膜モジュール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】
【００１２】
上記目的を達成するために本第１発明は、被処理液中に浸漬された状態で使用され且つ複数台の膜モジュールで構成される膜ユニットであって、
膜モジュールは、被処理液を濾過する１以上の膜エレメントと、膜エレメントに備えられた濾過膜を透過した透過液を集める集液部材とを有し、
少なくともいずれか１台の所定の膜モジュールに、集液部材内の透過液を膜ユニットの外部へ取り出す透過液取出部が設けられ、
互いに隣り合う各膜モジュールの集液部材同士が通液部同士を介して連通し、
通液部は互いに隣り合う一方の膜モジュールの集液部材内と他方の膜モジュールの集液部材内とに開口しており、
通液部に対応して、通液部を流れる固形分を捕捉する捕捉部材が設けられているものである。
【００１３】
これによると、膜エレメントの内部を減圧することにより、被処理液中の固形分が膜エレメントの濾過膜で捕捉され、膜エレメントの外部から内部へ透過した透過液は集液部材内に集められる。このようにして集液部材内に集められた透過液は、通液部と捕捉部材とを通って、隣接する別の膜モジュールの集液部材内に流れることが可能となる。これにより、各膜モジュールの集液部材内に集められた透過液は、通液部と捕捉部材とを通って所定の膜モジュールの集液部材内に流れ、所定の膜モジュールの透過液取出部から膜ユニットの外部へ取り出される。
【００１４】
また、万一、いずれかの膜モジュールの膜エレメントが破損して、被処理液中の固形分が、破損した膜エレメントの外側から捕捉されずに内側へ流れ込んで、破損した膜エレメントの内部から集液部材内に流れ込んだ場合、上記被処理液中の固形分は通液部を通る際に捕捉部材で捕捉され、固形分が捕捉部材に堆積することで、捕捉部材が固形分によって通液部を閉塞する。
【００１５】
これにより、破損した膜エレメントを有する膜モジュール（以下、破損した膜モジュールと言う）の集液部材内から隣接する正常な膜モジュールの集液部材内へ連通する通液部が閉塞され、閉塞後は、破損した膜モジュールの集液部材内の透過液が隣接する正常な膜モジュールの集液部材内に流れ込むことは阻止される。これにより、透過液の水質悪化が膜ユニット全体に拡大するのを抑制することができる。
【００１６】
また、隣接した集液部材同士を連通させる通液部に捕捉部材が設けられているため、膜モジュール一台当りの膜エレメントの個数が増加しても、これに応じて捕捉部材の個数を増加させる必要は無いため、コスト低減を図ることができる。
【００１７】
本第２発明における膜ユニットは、捕捉部材は、捕捉した固形分が堆積することにより目詰まりして、通液部を閉塞するものである。
本第３発明における膜ユニットは、２台以上の膜モジュールの通液部が透過液取出部として利用されるものである。
【００１８】
本第４発明における膜ユニットは、複数台の膜モジュールが直列に接続され、
両端部に配置された膜モジュールの通液部が透過液取出部として利用されるものである。
これによると、一端部に配置された膜モジュールの膜エレメントが破損した場合、その他の正常な膜モジュールの集液部材内に集められた透過液は、通液部を通って、他端部に配置された所定の膜モジュールの通液部から膜ユニットの外部へ取り出される。
【００１９】
また、他端部に配置された膜モジュールの膜エレメントが破損した場合、その他の正常な膜モジュールの集液部材内に集められた透過液は、通液部を通って、一端部に配置された所定の膜モジュールの通液部から膜ユニットの外部へ取り出される。
【００２０】
また、両端部間に配置されたいずれかの膜モジュールの膜エレメントが破損した場合、その他の正常な膜モジュールの集液部材内に集められた透過液は、通液部を通って、両端部に配置された所定の膜モジュールの通液部から膜ユニットの外部へ取り出される。
【００２１】
これにより、破損した膜モジュール以外の全ての正常な膜モジュールから透過液を膜ユニットの外部へ取り出すことができる。
本第５発明における膜ユニットは、通液部同士は、接続部材を介して、互いに隣り合う各膜モジュールの集液部材同士を連通し、
捕捉部材が接続部材に設けられているものである。
【００２２】
これによると、互いに隣り合う各膜モジュールの集液部材同士は、接続部材で接続され、接続部材を介して連通する。
本第６発明における膜ユニットは、膜エレメントは、両面に濾過膜を備えた板状又はシート状の平膜型エレメントであり、
集液部材は膜エレメントの周縁に設けられているものである。
【００２３】
これによると、被処理液中の固形分は濾過膜で捕捉され、濾過膜の外側から内側へ透過した透過液は集液部材内に集められる。
本第７発明における膜ユニットは、複数台の膜モジュールが上下方向に積層されて接続され、
通液部が集液部材の上下両端部に設けられているものである。
【００２４】
本第８発明における膜ユニットは、集液部材が膜エレメントの両側部に設けられているものである。
本第９発明における膜ユニットは、捕捉部材が織布と不織布と金網と樹脂製の網と多孔質体と焼結材とのいずれか１つ又は２つ以上を組み合わせたものからなる。
【００２５】
本第１０発明は、上記第１発明に記載の膜ユニットに用いられる膜モジュールであって、
集液部材に通液部と捕捉部材とを有するものである。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように本発明によると、破損した膜モジュールの集液部材内から隣接する正常な膜モジュールの集液部材内へ連通する通液部が捕捉部材によって閉塞されるため、閉塞後は、破損した膜モジュールの集液部材内の透過液が隣接する正常な膜モジュールの集液部材内に流れ込むことは阻止される。これにより、透過液の水質悪化が膜ユニット全体に拡大するのを抑制することができる。
【００２７】
また、膜モジュール一台当りの膜エレメントの個数が増加しても、これに応じて捕捉部材の個数を増加させる必要は無いため、コスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明における第１の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、３１は膜ユニットであり、この膜ユニット３１は処理槽３２内に設置されて被処理液３３（下廃水等）に浸漬されている。膜ユニット３１は上下方向Ａに直列に積層されて（積み重ねられて）接続された複数台の膜モジュール３４で構成されている。
【００２９】
図２〜図４に示すように、各膜モジュール３４は、被処理液３３を濾過する複数の膜エレメント３５と、膜エレメント３５を透過した透過液を集める一対の集水ケース３６ａ，３６ｂ（集液部材の一例）とを有している。
【００３０】
各集水ケース３６ａ，３６ｂは、四角形の箱型の部材であり、内部に集水空間３７を備えている。各膜エレメント３５は、板状又はシート状の平膜型エレメントであり、膜支持体である四角形の平板状の濾板３９と、濾板３９の表裏両面に取り付けられた平膜状の濾過膜４０とを有している。また、各膜エレメント３５は、両集水ケース３６ａ，３６ｂ間に立設した状態で設けられ、互いに所定の間隔３８をあけて配列されている。濾板３９の表裏両面にはそれぞれ、集水空間３７に連通する水平方向の透過水流通路４１が形成されており、透過水流通路４１は濾過膜４０によって覆われている。
【００３１】
集水ケース３６ａ，３６ｂは膜エレメント３５の両側面部に設けられ、各膜エレメント３５は集水ケース３６ａ，３６ｂに水密に固着されている。
集水ケース３６ａ，３６ｂにはそれぞれ通液部４３ａ，４３ｂが開口して設けられ、互いに隣り合う上位の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの集水空間３７と下位の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの集水空間３７とが互いの通液部４３ａを介して連通し、互いに隣り合う上位の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの集水空間３７と下位の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの集水空間３７とが互いの通液部４３ｂを介して連通している。
【００３２】
図５，図６に示すように、各通液部４３ａ，４３ｂはそれぞれ、各集水ケース３６ａ，３６ｂの上端面に設けられて上向き外側へ突出した円筒状の突出部材４４と、各集水ケース３６ａ，３６ｂの下端面に設けられて集水空間３７に突入した円筒状の突入部材４５とで構成されている。突入部材４５には嵌め込み孔４６が形成され、嵌め込み孔４６の上端が集水空間３７に開口し、下端が各集水ケース３６ａ，３６ｂの下端面に開口している。
【００３３】
下位の膜モジュール３４の突出部材４４は、下方から、上位の膜モジュール３４の突入部材４５の嵌め込み孔４６に嵌脱自在に嵌め込まれている。また、突出部材４４には、突出部材４４の上端部と集水空間３７とに開口する流通孔４７が形成されている。
【００３４】
突出部材４４の先端部には、流通孔４７を流れる固形分を捕捉する捕捉部材４８が設けられている。捕捉部材４８には、例えば、多数の細孔を有する円板状の金網が用いられている。尚、捕捉部材４８の細孔径（メッシュ）は、濾過膜４０の細孔径（メッシュ）よりも大きく、且つ、被処理液３３中の固形分の少なくとも一部を捕捉し得る程度の大きさ（例えば直径０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度）である。尚、突出部材４４には、突出部材４４の外周面と突入部材４５の内周面との間隙をシールするＯリング５５（シール材の一例）が設けられている。
【００３５】
上下複数台の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの集水空間３７同士は一方の通液部４３ａの流通孔４７を介して連通し、他方の集水ケース３６ｂの集水空間３７同士は他方の通液部４３ｂの流通孔４７を介して連通する。
【００３６】
また、最上端に配置された膜モジュール３４（所定の膜モジュールの一例）の一方の通液部４３ａの突出部材４４は、集水空間３７に集められた透過液を膜ユニット３１の外部へ取り出すための透過液取出部として利用されており、この突出部材４４には一方の排出管４９ａが接続されている。
【００３７】
同様に、最下端に配置された膜モジュール３４（所定の膜モジュールの一例）の他方の通液部４３ｂの突入部材４５は、集水空間３７に集められた透過液を膜ユニット３１の外部へ排出するための透過液取出部として利用されており、この突入部材４５には他方の排出管４９ｂが接続されている。また、図３の仮想線で示すように、最下端の膜モジュール３４の他方の通液部４３ｂの突入部材４５には、嵌め込み孔４６を流れる被処理液３３中の固形分を捕捉する捕捉部材４８が設けられている。
【００３８】
尚、図１および図３の仮想線で示すように、最上端の膜モジュール３４の他方の通液部４３ｂの突出部材４４の流通孔４７と最下端の膜モジュール３４の一方の通液部４３ａの突入部材４５の嵌め込み孔４６とは、それぞれ、閉鎖板５０によって閉鎖されている。また、一方の排出管４９ａと他方の排出管４９ｂとは主排出管５１に合流しており、主排出管５１には吸引ポンプ（図示省略）が設けられている。さらに、透過水の取り出しには、処理槽３２内の水頭圧を駆動力とする重力濾過を用いることもできる。
【００３９】
また、最下端の膜モジュール３４の下方には空気等の気体を噴出する散気装置５３が設けられている。尚、最下端の膜モジュール３４は散気ケース５４上に支持されている。
以下、上記構成における作用を説明する。
【００４０】
吸引ポンプを駆動することにより、各膜モジュール３４の膜エレメント３５の内部が減圧され、被処理液３３中の固形分（汚泥等）が膜エレメント３５の濾過膜４０で捕捉される。また、濾過膜４０の外部から内部へ透過した透過液は透過水流通路４１を通って各集水ケース３６ａ，３６ｂ内の集水空間３７に集められる。
【００４１】
このようにして各集水ケース３６ａ，３６ｂ内に集められた透過液は、図５に示すように、各通液部４３ａ，４３ｂの流通孔４７と捕捉部材４８とを通って、隣接する上位又は下位の膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内に流れることが可能となる。これにより、各膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に集められた透過液は、一方の通液部４３ａの流通孔４７と捕捉部材４８とを通って最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に流れ、最上端の膜モジュール３４の一方の通液部４３ａの突出部材４４の流通孔４７から一方の排出管４９ａへ排出される。同様に、各膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂ内に集められた透過液は、他方の通液部４３ｂの流通孔４７と捕捉部材４８とを通って最下端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂ内に流れ、最下端の膜モジュール３４の他方の通液部４３ｂの突入部材４５の嵌め込み孔４６から他方の排出管４９ｂへ排出される。
【００４２】
上記のように一方および他方の排出管４９ａ，４９ｂへ排出された透過液は、これらの排出管４９ａ，４９ｂから主排出管５１を流れて、処理槽３２の外部へ排出される。
（１）また、万一、上下両端部間に配置された中間部の膜モジュール３４、例えば、図７に示すように、最下端から二番目Ｄ２に配置された膜モジュール３４の膜エレメント３５の濾過膜４０が破損した場合、被処理液３３中の固形分が、濾過膜４０によって捕捉されずに両集水ケース３６ａ，３６ｂ内に流れ込む。
【００４３】
そして、最下端から二番目Ｄ２の他方の集水ケース３６ｂ内の固形分は、下方へ吸引されて他方の通液部４３ｂの流通孔４７を通る際に、最下端Ｄ１の他方の集水ケース３６ｂと最下端から二番目Ｄ２の他方の集水ケース３６ｂとの間にある捕捉部材４８でその少なくとも一部が捕捉される。そして、さらに固形分が捕捉されて捕捉部材４８に堆積し、ついには捕捉部材４８が固形分により目詰まりして流通孔４７を閉塞する。
【００４４】
同様に、最下端から二番目Ｄ２の一方の集水ケース３６ａ内の固形分は、上方へ吸引されて一方の通液部４３ａの流通孔４７を通る際に、最下端から二番目Ｄ２の一方の集水ケース３６ａと三番目Ｄ３の一方の集水ケース３６ａとの間にある捕捉部材４８でその少なくとも一部が捕捉される。そして、さらに固形分が捕捉されて捕捉部材４８に堆積し、ついには捕捉部材４８が固形分により目詰まりして流通孔４７を閉塞する。
【００４５】
さらに同様に、最下端Ｄ１の一方の集水ケース３６ａと最下端から二番目Ｄ２の集水ケース３６ａとの間にある捕捉部材４８も固形分により目詰まりして流通孔４７を閉塞し、最下端から二番目Ｄ２の他方の集水ケース３６ｂと三番目Ｄ３の他方の集水ケース３６ｂとの間にある捕捉部材４８も固形分により目詰まりして流通孔４７を閉塞する。
【００４６】
これにより、破損した膜エレメント３５を有する最下端から二番目Ｄ２の膜モジュール３４（以下、破損した膜モジュール３４と言う）の集水ケース３６ａ，３６ｂ内から隣接する上位および下位の正常な膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内へ連通する流通孔４７が閉塞され、閉塞後は、最下端から二番目Ｄ２の膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内の透過液が隣接する上位および下位の正常な膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内に流れ込むことは阻止される。
【００４７】
これにより、透過液の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを防止することができる。また、最下端から二番目Ｄ２の破損した膜モジュール３４よりも上位に配置された正常な膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に集められた透過液は、一方の通液部４３ａの流通孔４７を通って、最上端Ｄ４に配置された膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に流れ、この集水ケース３６ａから一方の排出管４９ａへ排出される。また、最下端Ｄ１に配置された正常な膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂ内に集められた透過液は他方の排出管４９ｂへ排出される。これにより、最下端から二番目Ｄ２の破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４からは継続して透過液を外部へ取り出すことができる。
【００４８】
（２）また、最下端から二番目Ｄ２の膜モジュール３４以外の膜モジュール３４の膜エレメント３５の濾過膜４０が破損した場合、すなわち、、図８（ａ）に示すように最下端から三番目Ｄ３に配置された膜モジュール３４が破損した場合、又は、図８（ｂ）に示すように最上端Ｄ４の膜モジュール３４が破損した場合、又は、図８（ｃ）に示すように最下端Ｄ１の膜モジュール３４が破損した場合も、それぞれ、上記（１）の場合と同様に、透過液の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができ、さらに、破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことができる。
【００４９】
また、図５に示すように、上下に隣接した集水ケース３６ａ，３６ｂ同士を連通させる通液部４３ａ，４３ｂに捕捉部材４８が設けられているため、膜モジュール３４一台当りの膜エレメント３５の個数が増加しても、これに応じて捕捉部材４８の個数を増加させる必要は無いため、コスト低減を図ることができる。
【００５０】
尚、図９に示すグラフは、被処理液３３（汚泥）中に含まれるＳＳの粒度分布の一例を示すグラフであり、横軸がＳＳの粒子径、縦軸が構成比を示している。これによると、粒子径が数十μｍ〜数百μｍのＳＳが多く含まれており、この点を考慮すると、捕捉部材４８の細孔径は数十μｍ〜数千μｍ、さらには１００μｍ〜１０００μｍであることが望ましい。尚、捕捉部材４８の細孔径が上記の数値よりも小さくなると、流路抵抗が大きくなり過ぎて正常運転時の圧力損失が増大するため、捕捉部材４８の細孔径を小さくし過ぎることは不適当である。
【００５１】
また、上記（１）（２）で説明したように被処理液３３中の固形分（ＳＳ）が捕捉部材４８で捕捉される際には、先ず、捕捉部材４８の細孔径よりも大きな粒子径の固形分が捕捉部材４８で捕捉され、捕捉された固形分の粒子によって捕捉部材４８の細孔径がさらに狭窄するため、次第に、より小さな粒子径の固形分が捕捉部材４８で捕捉されて堆積し、ある時間が経過すると、捕捉部材４８の細孔が捕捉された固形分で完全に閉塞する。これにより、上記（１）（２）で説明したように、捕捉部材４８が固形分により目詰まりして流通孔４７を閉塞するに至る。
【００５２】
上記第１の実施の形態では、図５，図６に示すように、捕捉部材４８を突出部材４４に設けたが、第２の実施の形態として、図１０，図１１に示すように、捕捉部材４８を突入部材４５に設けてもよい。すなわち、捕捉部材４８は、突入部材４５の上端部に設けられており、嵌め込み孔４６を流れる被処理液３３中の固形分を捕捉するものである。
【００５３】
尚、この場合、最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの上面に設けられた突出部材４４の先端部には、捕捉部材４８が設けられている。また、上記第１の実施の形態と同様に、最上端の膜モジュール３４の他方の通液部４３ｂの突出部材４４の流通孔４７と最下端の膜モジュール３４の一方の通液部４３ａの突入部材４５の嵌め込み孔４６とは、それぞれ、閉鎖板５０によって閉鎖されている。
【００５４】
これによると、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。
また、第３の実施の形態として、図１２，図１３に示すように、捕捉部材４８を突出部材４４の先端部と突入部材４５の上端部とにそれぞれ設けてもよい。
【００５５】
これによると、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。
次に、第４の実施の形態を図１４〜図１７を参照して説明する。
各通液部４３ａ，４３ｂはそれぞれ、各集水ケース３６ａ，３６ｂの上端部に設けられて内部の集水空間３７に突入した円筒状の第１の突入部材５７と、各集水ケース３６ａ，３６ｂの下端部に設けられて内部の集水空間３７に突入した円筒状の第２の突入部材５８と、上下方向Ａにおいて互いに隣り合う各膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ同士を接続する接続部材５９とで構成されている。
【００５６】
このうち、第１の突入部材５７には第１の嵌め込み孔６０が形成され、第１の嵌め込み孔６０の上端が各集水ケース３６ａ，３６ｂの上面に開口し、下端が集水空間３７に開口している。また、第２の突入部材５８には第２の嵌め込み孔６１が形成され、第２の嵌め込み孔６１の下端が各集水ケース３６ａ，３６ｂの下面に開口し、上端が集水空間３７に開口している。
【００５７】
接続部材５９は両端部に嵌め込み部６２，６３を有している。これら嵌め込み部６２，６３は、上下方向Ａにおいて、第１および第２の嵌め込み孔６０，６１に対し嵌脱自在に嵌め込まれている。また、接続部材５９は、一端が一方の嵌め込み部６２の先端に開口するとともに他端が他方の嵌め込み部６３の先端に開口する流通孔６４を有している。この流通孔６４により、図１６に示すように、接続部材５９は互いに隣り合う上位の膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内と下位の膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内とに開口する。
【００５８】
捕捉部材４８は、流通孔６４を流れる被処理液３３中の固形分を捕捉するものであり、接続部材５９内に設けられている。尚、嵌め込み部６２，６３には、嵌め込み部６２，６３の外周面と突入部材５７の内周面との間隙をシールするＯリング５５（シール材の一例）が設けられている。
【００５９】
上下複数台の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの集水空間３７同士は一方の通液部４３ａの流通孔６４を介して連通し、他方の集水ケース３６ｂの集水空間３７同士は他方の通液部４３ｂの流通孔６４を介して連通する。
【００６０】
また、図１４に示すように、最上端に配置された膜モジュール３４の一方の通液部４３ａの第１の突入部材５７は透過液取出部として利用されており、仮想線で示すように、この第１の突入部材５７と一方の排出管４９ａとが接続部材５９を介して接続されている。また、図１５に示すように、最下端に配置された膜モジュール３４の他方の通液部４３ｂの第２の突入部材５８は透過液取出部として利用されており、仮想線で示すように、この第２の突入部材５８と他方の排出管４９ｂとが接続部材５９を介して接続されている。
【００６１】
尚、図１４の仮想線および図１５の仮想線で示すように、最上端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの第１の突入部材５７の第１の嵌め込み孔６０と最下端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの第２の突入部材５８の第２の嵌め込み孔６１とは、それぞれ、閉鎖板５０によって閉鎖されている。
【００６２】
これによると、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。
上記第１の実施の形態では、図１に示すように、一方の排出管４９ａが最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続され、他方の排出管４９ｂが最下端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの下端の突入部材４５に接続されているが、排出管４９ａ，４９ｂの本数や接続形態は、第１の実施の形態に限定されるものではなく、例えば以下に説明する第５〜第１０の実施の形態のようにしてもよい。
【００６３】
すなわち、第５の実施の形態では、図１８（ａ）に示すように、一方の排出管４９ａが最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続され、他方の排出管４９ｂが最上端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの上端の突出部材４４に接続されている。
【００６４】
以下、上記構成における作用を説明する。
各膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に集められた透過液は、一方の通液部４３ａの流通孔４７と捕捉部材４８とを通って最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に流れ、最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの突出部材４４の流通孔４７から一方の排出管４９ａへ排出される。
【００６５】
同様に、各膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂ内に集められた透過液は、他方の通液部４３ｂの流通孔４７と捕捉部材４８とを通って最上端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂ内に流れ、最上端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの突出部材４４の流通孔４７から他方の排出管４９ｂへ排出される。
【００６６】
また、本第５の実施の形態では、いずれか１台の膜モジュール３４の膜エレメント３５が破損した場合、破損した膜エレメント３５を有する膜モジュール３４（以下、破損した膜モジュール３４と言う）の集水ケース３６ａ，３６ｂとこの破損した膜モジュール３４の上位に隣接する正常な膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂとを連通させる通液部４３ａ，４３ｂの流通孔４７が捕捉部材４８の目詰まりによって閉塞される。
【００６７】
これにより、透過水の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができる。尚、破損した膜モジュール３４よりも上位に配置された正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことはできるが、破損した膜モジュール３４よりも下位に配置された正常な膜モジュール３４からは透過液を外部へ取り出すことができない。
【００６８】
第６の実施の形態では、図１８（ｂ）に示すように、第１の排出管４９ａが最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続され、第２の排出管４９ｂが最上端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの上端の突出部材４４に接続され、第３の排出管４９ｃが最下端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの下端の突入部材４５に接続され、第４の排出管４９ｄが最下端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの下端の突入部材４５に接続されている。尚、これら第１〜第４の排出管４９ａ〜４９ｄは主排出管５１に合流している。
【００６９】
これによると、透過液の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができ、さらに、破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことができる。
【００７０】
第７の実施の形態では、図１９（ａ）に示すように、処理槽３２内に、２台の膜ユニット３１ａ，３１ｂが並列に配置されている。一方の膜ユニット３１ａの他方の各集水ケース３６ｂ内と他方の膜ユニット３１ｂの一方の各集水ケース３６ａ内とがそれぞれ通液部４３ｃを介して連通している。各通液部４３ｃは、上記各通液部４３ａ，４３ｂと同様に構成されており、捕捉部材４８を有している。
【００７１】
一方の排出管４９ａが一方の膜ユニット３１ａの最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続され、他方の排出管４９ｂが他方の膜ユニット３１ｂの最下端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの下端の突入部材４５に接続されている。
【００７２】
これによると、透過液の水質悪化が膜ユニット３１ａ，３１ｂ全体に拡大するのを抑制することができ、さらに、破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことができる。
【００７３】
上記各実施の形態では、各膜モジュール３４は一対の集水ケース３６ａ，３６ｂを有するが、第８の実施の形態として、図１９（ｂ）に示すように、片方の集水ケース３６ａのみを有する複数台の膜モジュール３４を積層して膜ユニット３１を形成してもよい。尚、この場合、一方の排出管４９ａが最上端の膜モジュール３４の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続されているが、他方の排出管４９ｂは設けられていない。
【００７４】
これによると、透過水の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができる。尚、破損した膜モジュール３４よりも上位に配置された正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことはできるが、破損した膜モジュール３４よりも下位に配置された正常な膜モジュール３４からは透過液を外部へ取り出すことができない。
【００７５】
第９の実施の形態は、第８の実施の形態の変形例であり、図１９（ｃ）に示すように、一方の排出管４９ａが最上端の膜モジュール３４の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続され、他方の排出管４９ｂが最下端の膜モジュール３４の集水ケース３６ａの下端の突入部材４５に接続されている。
【００７６】
これによると、透過液の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができ、さらに、破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことができる。
【００７７】
上記各実施の形態では、膜モジュール３４を上下方向Ａに四台積み上げているが、四台以外の複数台であってもよい。
上記各実施の形態では、複数台の膜モジュール３４を上下方向Ａに直列に積み上げているが、第１０の実施の形態として、図２０に示すように、複数台の膜モジュール３４を横方向Ｃに直列に配置して接続したものであってもよい。各膜モジュール３４は、複数の膜エレメント３５と、これら膜エレメント３５の上方に設けられた横方向Ｃの集水管７１（集液部材の一例）とを有している。各膜エレメント３５の透過水流通路（図示省略）と集水管７１とは接続管７２を介して接続され、各膜エレメント３５の濾過膜（図示省略）を透過した透過液は、透過水流通路を流れ、接続管７２を通って集水管７１内に集められる。
【００７８】
互いに隣り合う各膜モジュール３４の集水管７１同士が通液部７５を介して連通している。通液部７５は、円筒状の部材であり、互いに隣り合う一方の膜モジュール３４の集水管７１内と他方の膜モジュール３４の集水管７１内とに開口する流通孔７６を有している。各通液部７５には、流通孔７６を流れる被処理液３３中の固形分を捕捉する捕捉部材４８が設けられている。
【００７９】
一端部に配置された膜モジュール３４の集水管７１の外端には、透過液取出部として利用される通液部７５を介して、一方の排出管４９ａが接続されている。また、他端部に配置された膜モジュール３４の集水管７１の外端には、透過液取出部として利用される通液部７５を介して、他方の排出管４９ｂが接続されている。尚、各通液部７５は、集水管７１に、嵌め込み又はねじ込み或いはボルト，ナット等の接合手段（図示省略）によって接合されている。
【００８０】
以下、上記構成における作用を説明する。
各膜モジュール３４の集水管７１内に集められた透過液は、通液部７５を通って、両端部の膜モジュール３４の集水管７１内に流れ、一方および他方の排出管４９ａ，４９ｂへ排出される。
【００８１】
いずれか１台の膜膜モジュール３４の膜エレメント３５の濾過膜４０が破損した場合、この破損した膜モジュール３４の集水管７１と破損した膜モジュール３４の隣りの正常な膜モジュール３４の集水管７１との間の通液部７５の捕捉部材４８が固形分により目詰まりして流通孔７６を閉塞する。
【００８２】
これにより、透過液の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができ、さらに、破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ排出することができる。
【００８３】
上記各実施の形態では、膜モジュール３４は、濾板３９と濾過膜４０とからなる膜エレメント３５を備えた平膜形の膜モジュールであるが、平膜形の膜モジュールに限定されるものではない。例えば、第１１の実施の形態として、図２１に示すように、中空糸膜７８からなる膜エレメント３５を備えた中空糸形の膜モジュール３４であってもよい。
【００８４】
上記各実施の形態では、図２２（ａ）に示すように円板状の金網からなる捕捉部材４８を用いたが、円板状に限定されるものではなく、例えば、図２２（ｂ）に示すように碗形状（かご形状）の金網からなる捕捉部材４８を用いてもよい。また、捕捉部材４８として、金網を用いたが、金網に限定されるものではなく、例えば、樹脂製の網や、図２２（ｃ）に示すような多数の貫通孔を有する多孔板７９（多孔質体の一例）、或いは、図２２（ｄ）に示すようなスポンジ８０（多孔質体の一例）、織布や不織布、又は、多孔質の焼結材等のいずれかを用いてもよく、或いは、これらを２つ以上組み合わせて用いてもよい。
【００８５】
また、上記各実施の形態において、各膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂを透明な部材で構成してもよい。これによると、集水ケース３６ａ，３６ｂは透明であるため、外部から集水ケース３６ａ，３６ｂの内部を目視で確認することができる。
【００８６】
正常な膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内には、膜エレメント３５で濾過された濁りのない透過液が集められている。また、いずれかの膜モジュール３４の膜エレメント３５が破損した場合、破損した膜エレメント３５から被処理液３３が未濾過の状態で集水ケース３６ａ，３６ｂ内に集められる。この際、未濾過の状態の被処理液３３は濁りおよび色度を有している。
【００８７】
したがって、外部からの目視により、いずれかの膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内の液体が濁りおよび色度を有している場合、その集水ケース３６ａ，３６ｂを備えた膜モジュール３４の膜エレメント３５が破損したことを迅速に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における膜ユニットの正面図である。
【図２】同、膜ユニットを構成する膜モジュールの斜視図である。
【図３】同、膜モジュールの一部切欠き正面図である。
【図４】同、膜モジュールの膜エレメントの側面図である。
【図５】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材に嵌め込まれた状態を示す。
【図６】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材から脱抜された状態を示す。
【図７】同、膜ユニットの斜視図であり、最下端から二番目の膜モジュールの膜エレメントが破損した状態を示す。
【図８】同、膜ユニットの正面図であり、（ａ）は最下端から三番目の膜モジュールの膜エレメントが破損した状態を示し、（ｂ）は最上端の膜モジュールの膜エレメントが破損した状態を示し、（ｃ）は最下端の膜モジュールの膜エレメントが破損した状態を示す。
【図９】被処理液中に含まれるＳＳの粒度分布を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材に嵌め込まれた状態を示す。
【図１１】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材から脱抜された状態を示す。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材に嵌め込まれた状態を示す。
【図１３】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材から脱抜された状態を示す。
【図１４】本発明の第４の実施の形態における膜モジュールの斜視図である。
【図１５】同、膜モジュールの一部切欠き正面図である。
【図１６】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、接続部材が下位の膜モジュールの第１の突入部材と上位の膜モジュールの第２の突入部材とに嵌め込まれた状態を示す。
【図１７】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、接続部材が下位の膜モジュールの第１の突入部材と上位の膜モジュールの第２の突入部材とから脱抜された状態を示す。
【図１８】本発明の第５，第６の実施の形態における膜ユニットの正面図である。
【図１９】本発明の第７〜第９の実施の形態における膜ユニットの正面図である。
【図２０】本発明の第１０の実施の形態における膜ユニットの図であり、（ａ）は膜ユニットの斜視図、（ｂ）は膜ユニットに備えられた通液部の断面図である。
【図２１】本発明の第１１の実施の形態における膜ユニットの斜視図である。
【図２２】本発明の他の実施の形態における捕捉部材の斜視図である。
【図２３】従来の膜ユニットの図である。
【図２４】同、膜ユニットを構成する膜モジュールの斜視図である。
【図２５】同、膜ユニットを構成する膜モジュールの断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
３１，３１ａ，３１ｂ 膜ユニット
３３ 被処理液
３４ 膜モジュール
３５ 膜エレメント
３６ａ，３６ｂ 集水ケース（集液部材）
３９ 濾板
４０ 濾過膜
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ 通液部
４８，７９，８０ 捕捉部材
５９ 接続部材
７１ 集水管（集液部材）
７５ 通液部
Ａ 上下方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば下廃水処理や汚泥濃縮などにおいて固液分離に使用される膜ユニットおよび膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の膜ユニットとしては、図２３〜図２５に示すように、処理槽１１内の被処理液１２（下廃水等）中に浸漬される複数台の膜モジュール１３からなるものがある。各膜モジュール１３は、被処理液１２を濾過する複数の細長い円筒状の膜エレメント１４と、膜エレメント１４の一端部を保持する集水部材１５と、膜エレメント１４の他端部を保持する保持部材１６と、集水部材１５および保持部材１６を取り付けて補強する補強枠１７とを有している。
【０００３】
集水部材１５の内部には、各膜エレメント１４を透過した透過液が集められる集水空間１８が形成されている。また、集水部材１５には、集水空間１８に連通する排水ノズル１９が設けられている。
【０００４】
図２３に示すように、複数台の膜モジュール１３を上下方向に積み重ねることによって膜ユニット２１が形成されている。また、各膜モジュール１３の排水ノズル１９は透過液（ろ過液）を吸引する排水管２２に接続されており、排水管２２の下流側には吸引ポンプ２３が接続されている。
【０００５】
これによると、吸引ポンプ２３を駆動して排水管２２から吸引して各膜エレメント１４の内部を減圧することにより、被処理液１２中の汚泥等の固形分が膜エレメント１４で捕捉され、各膜エレメント１１の外側から内側へ透過した透過液は、集水空間１８に集められ、集水空間１８から排水ノズル１９を通って排水管２２へ流れ、処理槽１１の外部に排出される。
【０００６】
尚、上記のような膜モジュール１３からなる膜ユニット２１は例えば下記特許文献１に記載されている。
また、別の構成の膜モジュールとして、下記特許文献２には、平行に配設された複数の平板状の膜エレメントと、これら膜エレメントの上方に配設された集水管とを有する膜モジュールが記載されている。膜エレメントは、濾板と、濾板の表面に配置された濾過膜とからなり、内部に透過液流路を有している。集水管は各膜エレメントに直交する方向に配置され、各膜エレメントの上縁部には吸引ノズルが設けられている。集水管と各膜エレメントの吸引ノズルとは複数の吸引チューブを介して連通しており、各吸引ノズル内にはフィルタ（捕捉部材）が設けられている。
【０００７】
これによると、各膜エレメント内の透過液流路に吸引負圧を作用させることにより、被処理液が濾過膜を透過して濾過され、濾過膜を透過した透過液が、透過液流路を流れ、吸引ノズルから吸引チューブを通って集水管に排出される。
【０００８】
また、いずれかの膜エレメントの濾過膜が破損した場合、未濾過の被処理液が破損した膜エレメント内の透過液流路に流入するが、この際、未濾過の被処理液はフィルタによって濾過されるため、未濾過の被処理液中の固形分が破損した膜エレメントから吸引チューブを通って集水管に侵入することは阻止される。
【特許文献１】特開平２−８６８１８
【特許文献２】特開平８−２９９７１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記図２３〜図２５に示した従来形式では、例えば、万一、最下位の膜モジュール１３の膜エレメント１１が破損した場合、被処理液１２中の固形分が、破損した膜エレメント１１の外側から捕捉されずに内側へ流れ込んで、破損した膜エレメント１１の内部から集水空間１８に流れ込み、集水空間１８から排水ノズル１９を通って排水管２２へ流入する。このため、最下位の破損した膜モジュール１３よりも上位の正常な膜モジュール１３によって得られた透過液にも固形分が混入し、膜ユニット２１によって得られる透過液全体の水質が悪化するといった問題がある。このように膜ユニット２１を構成する複数台の膜モジュール１３のうちのいずれかの膜モジュール１３が破損すると、破損していない正常な膜モジュール１３から得られた透過液の水質も悪化してしまい、透過液の水質悪化が膜ユニット２１全体に拡大してしまうといった問題がある。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載された膜モジュールでは、膜エレメント毎にフィルタを設けているため、膜エレメントの枚数と同数のフィルタが必要となり、膜エレメントの枚数が多い場合、それに応じてフィルタの個数も増加し、コストが上がるといった問題がある。
【００１１】
本発明は、いずれかの膜モジュールの膜エレメントが破損した場合、他の正常な膜モジュールからの透過液へ水質悪化が拡大するのを抑制することが可能であり、また、コスト低減を図ることができる膜ユニットおよび膜モジュール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】
【００１２】
上記目的を達成するために本第１発明は、被処理液中に浸漬された状態で使用され且つ複数台の膜モジュールで構成される膜ユニットであって、
膜モジュールは、被処理液を濾過する１以上の膜エレメントと、膜エレメントに備えられた濾過膜を透過した透過液を集める集液部材とを有し、
少なくともいずれか１台の所定の膜モジュールに、集液部材内の透過液を膜ユニットの外部へ取り出す透過液取出部が設けられ、
互いに隣り合う各膜モジュールの集液部材同士が通液部同士を介して連通し、
通液部は互いに隣り合う一方の膜モジュールの集液部材内と他方の膜モジュールの集液部材内とに開口しており、
通液部に対応して、通液部を流れる固形分を捕捉する捕捉部材が設けられているものである。
【００１３】
これによると、膜エレメントの内部を減圧することにより、被処理液中の固形分が膜エレメントの濾過膜で捕捉され、膜エレメントの外部から内部へ透過した透過液は集液部材内に集められる。このようにして集液部材内に集められた透過液は、通液部と捕捉部材とを通って、隣接する別の膜モジュールの集液部材内に流れることが可能となる。これにより、各膜モジュールの集液部材内に集められた透過液は、通液部と捕捉部材とを通って所定の膜モジュールの集液部材内に流れ、所定の膜モジュールの透過液取出部から膜ユニットの外部へ取り出される。
【００１４】
また、万一、いずれかの膜モジュールの膜エレメントが破損して、被処理液中の固形分が、破損した膜エレメントの外側から捕捉されずに内側へ流れ込んで、破損した膜エレメントの内部から集液部材内に流れ込んだ場合、上記被処理液中の固形分は通液部を通る際に捕捉部材で捕捉され、固形分が捕捉部材に堆積することで、捕捉部材が固形分によって通液部を閉塞する。
【００１５】
これにより、破損した膜エレメントを有する膜モジュール（以下、破損した膜モジュールと言う）の集液部材内から隣接する正常な膜モジュールの集液部材内へ連通する通液部が閉塞され、閉塞後は、破損した膜モジュールの集液部材内の透過液が隣接する正常な膜モジュールの集液部材内に流れ込むことは阻止される。これにより、透過液の水質悪化が膜ユニット全体に拡大するのを抑制することができる。
【００１６】
また、隣接した集液部材同士を連通させる通液部に捕捉部材が設けられているため、膜モジュール一台当りの膜エレメントの個数が増加しても、これに応じて捕捉部材の個数を増加させる必要は無いため、コスト低減を図ることができる。
【００１７】
本第２発明における膜ユニットは、捕捉部材は、捕捉した固形分が堆積することにより目詰まりして、通液部を閉塞するものである。
本第３発明における膜ユニットは、２台以上の膜モジュールの通液部が透過液取出部として利用されるものである。
【００１８】
本第４発明における膜ユニットは、複数台の膜モジュールが直列に接続され、
両端部に配置された膜モジュールの通液部が透過液取出部として利用されるものである。
これによると、一端部に配置された膜モジュールの膜エレメントが破損した場合、その他の正常な膜モジュールの集液部材内に集められた透過液は、通液部を通って、他端部に配置された所定の膜モジュールの通液部から膜ユニットの外部へ取り出される。
【００１９】
また、他端部に配置された膜モジュールの膜エレメントが破損した場合、その他の正常な膜モジュールの集液部材内に集められた透過液は、通液部を通って、一端部に配置された所定の膜モジュールの通液部から膜ユニットの外部へ取り出される。
【００２０】
また、両端部間に配置されたいずれかの膜モジュールの膜エレメントが破損した場合、その他の正常な膜モジュールの集液部材内に集められた透過液は、通液部を通って、両端部に配置された所定の膜モジュールの通液部から膜ユニットの外部へ取り出される。
【００２１】
これにより、破損した膜モジュール以外の全ての正常な膜モジュールから透過液を膜ユニットの外部へ取り出すことができる。
本第５発明における膜ユニットは、通液部同士は、接続部材を介して、互いに隣り合う各膜モジュールの集液部材同士を連通し、
捕捉部材が接続部材に設けられているものである。
【００２２】
これによると、互いに隣り合う各膜モジュールの集液部材同士は、接続部材で接続され、接続部材を介して連通する。
本第６発明における膜ユニットは、膜エレメントは、両面に濾過膜を備えた板状又はシート状の平膜型エレメントであり、
集液部材は膜エレメントの周縁に設けられているものである。
【００２３】
これによると、被処理液中の固形分は濾過膜で捕捉され、濾過膜の外側から内側へ透過した透過液は集液部材内に集められる。
本第７発明における膜ユニットは、複数台の膜モジュールが上下方向に積層されて接続され、
通液部が集液部材の上下両端部に設けられているものである。
【００２４】
本第８発明における膜ユニットは、集液部材が膜エレメントの両側部に設けられているものである。
本第９発明における膜ユニットは、捕捉部材が織布と不織布と金網と樹脂製の網と多孔質体と焼結材とのいずれか１つ又は２つ以上を組み合わせたものからなる。
【００２５】
本第１０発明は、上記第１発明に記載の膜ユニットに用いられる膜モジュールであって、
集液部材に通液部と捕捉部材とを有するものである。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように本発明によると、破損した膜モジュールの集液部材内から隣接する正常な膜モジュールの集液部材内へ連通する通液部が捕捉部材によって閉塞されるため、閉塞後は、破損した膜モジュールの集液部材内の透過液が隣接する正常な膜モジュールの集液部材内に流れ込むことは阻止される。これにより、透過液の水質悪化が膜ユニット全体に拡大するのを抑制することができる。
【００２７】
また、膜モジュール一台当りの膜エレメントの個数が増加しても、これに応じて捕捉部材の個数を増加させる必要は無いため、コスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明における第１の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１に示すように、３１は膜ユニットであり、この膜ユニット３１は処理槽３２内に設置されて被処理液３３（下廃水等）に浸漬されている。膜ユニット３１は上下方向Ａに直列に積層されて（積み重ねられて）接続された複数台の膜モジュール３４で構成されている。
【００２９】
図２〜図４に示すように、各膜モジュール３４は、被処理液３３を濾過する複数の膜エレメント３５と、膜エレメント３５を透過した透過液を集める一対の集水ケース３６ａ，３６ｂ（集液部材の一例）とを有している。
【００３０】
各集水ケース３６ａ，３６ｂは、四角形の箱型の部材であり、内部に集水空間３７を備えている。各膜エレメント３５は、板状又はシート状の平膜型エレメントであり、膜支持体である四角形の平板状の濾板３９と、濾板３９の表裏両面に取り付けられた平膜状の濾過膜４０とを有している。また、各膜エレメント３５は、両集水ケース３６ａ，３６ｂ間に立設した状態で設けられ、互いに所定の間隔３８をあけて配列されている。濾板３９の表裏両面にはそれぞれ、集水空間３７に連通する水平方向の透過水流通路４１が形成されており、透過水流通路４１は濾過膜４０によって覆われている。
【００３１】
集水ケース３６ａ，３６ｂは膜エレメント３５の両側面部に設けられ、各膜エレメント３５は集水ケース３６ａ，３６ｂに水密に固着されている。
集水ケース３６ａ，３６ｂにはそれぞれ通液部４３ａ，４３ｂが開口して設けられ、互いに隣り合う上位の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの集水空間３７と下位の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの集水空間３７とが互いの通液部４３ａを介して連通し、互いに隣り合う上位の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの集水空間３７と下位の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの集水空間３７とが互いの通液部４３ｂを介して連通している。
【００３２】
図５，図６に示すように、各通液部４３ａ，４３ｂはそれぞれ、各集水ケース３６ａ，３６ｂの上端面に設けられて上向き外側へ突出した円筒状の突出部材４４と、各集水ケース３６ａ，３６ｂの下端面に設けられて集水空間３７に突入した円筒状の突入部材４５とで構成されている。突入部材４５には嵌め込み孔４６が形成され、嵌め込み孔４６の上端が集水空間３７に開口し、下端が各集水ケース３６ａ，３６ｂの下端面に開口している。
【００３３】
下位の膜モジュール３４の突出部材４４は、下方から、上位の膜モジュール３４の突入部材４５の嵌め込み孔４６に嵌脱自在に嵌め込まれている。また、突出部材４４には、突出部材４４の上端部と集水空間３７とに開口する流通孔４７が形成されている。
【００３４】
突出部材４４の先端部には、流通孔４７を流れる固形分を捕捉する捕捉部材４８が設けられている。捕捉部材４８には、例えば、多数の細孔を有する円板状の金網が用いられている。尚、捕捉部材４８の細孔径（メッシュ）は、濾過膜４０の細孔径（メッシュ）よりも大きく、且つ、被処理液３３中の固形分の少なくとも一部を捕捉し得る程度の大きさ（例えば直径０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度）である。尚、突出部材４４には、突出部材４４の外周面と突入部材４５の内周面との間隙をシールするＯリング５５（シール材の一例）が設けられている。
【００３５】
上下複数台の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの集水空間３７同士は一方の通液部４３ａの流通孔４７を介して連通し、他方の集水ケース３６ｂの集水空間３７同士は他方の通液部４３ｂの流通孔４７を介して連通する。
【００３６】
また、最上端に配置された膜モジュール３４（所定の膜モジュールの一例）の一方の通液部４３ａの突出部材４４は、集水空間３７に集められた透過液を膜ユニット３１の外部へ取り出すための透過液取出部として利用されており、この突出部材４４には一方の排出管４９ａが接続されている。
【００３７】
同様に、最下端に配置された膜モジュール３４（所定の膜モジュールの一例）の他方の通液部４３ｂの突入部材４５は、集水空間３７に集められた透過液を膜ユニット３１の外部へ排出するための透過液取出部として利用されており、この突入部材４５には他方の排出管４９ｂが接続されている。また、図３の仮想線で示すように、最下端の膜モジュール３４の他方の通液部４３ｂの突入部材４５には、嵌め込み孔４６を流れる被処理液３３中の固形分を捕捉する捕捉部材４８が設けられている。
【００３８】
尚、図１および図３の仮想線で示すように、最上端の膜モジュール３４の他方の通液部４３ｂの突出部材４４の流通孔４７と最下端の膜モジュール３４の一方の通液部４３ａの突入部材４５の嵌め込み孔４６とは、それぞれ、閉鎖板５０によって閉鎖されている。また、一方の排出管４９ａと他方の排出管４９ｂとは主排出管５１に合流しており、主排出管５１には吸引ポンプ（図示省略）が設けられている。さらに、透過水の取り出しには、処理槽３２内の水頭圧を駆動力とする重力濾過を用いることもできる。
【００３９】
また、最下端の膜モジュール３４の下方には空気等の気体を噴出する散気装置５３が設けられている。尚、最下端の膜モジュール３４は散気ケース５４上に支持されている。
以下、上記構成における作用を説明する。
【００４０】
吸引ポンプを駆動することにより、各膜モジュール３４の膜エレメント３５の内部が減圧され、被処理液３３中の固形分（汚泥等）が膜エレメント３５の濾過膜４０で捕捉される。また、濾過膜４０の外部から内部へ透過した透過液は透過水流通路４１を通って各集水ケース３６ａ，３６ｂ内の集水空間３７に集められる。
【００４１】
このようにして各集水ケース３６ａ，３６ｂ内に集められた透過液は、図５に示すように、各通液部４３ａ，４３ｂの流通孔４７と捕捉部材４８とを通って、隣接する上位又は下位の膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内に流れることが可能となる。これにより、各膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に集められた透過液は、一方の通液部４３ａの流通孔４７と捕捉部材４８とを通って最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に流れ、最上端の膜モジュール３４の一方の通液部４３ａの突出部材４４の流通孔４７から一方の排出管４９ａへ排出される。同様に、各膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂ内に集められた透過液は、他方の通液部４３ｂの流通孔４７と捕捉部材４８とを通って最下端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂ内に流れ、最下端の膜モジュール３４の他方の通液部４３ｂの突入部材４５の嵌め込み孔４６から他方の排出管４９ｂへ排出される。
【００４２】
上記のように一方および他方の排出管４９ａ，４９ｂへ排出された透過液は、これらの排出管４９ａ，４９ｂから主排出管５１を流れて、処理槽３２の外部へ排出される。
（１）また、万一、上下両端部間に配置された中間部の膜モジュール３４、例えば、図７に示すように、最下端から二番目Ｄ２に配置された膜モジュール３４の膜エレメント３５の濾過膜４０が破損した場合、被処理液３３中の固形分が、濾過膜４０によって捕捉されずに両集水ケース３６ａ，３６ｂ内に流れ込む。
【００４３】
そして、最下端から二番目Ｄ２の他方の集水ケース３６ｂ内の固形分は、下方へ吸引されて他方の通液部４３ｂの流通孔４７を通る際に、最下端Ｄ１の他方の集水ケース３６ｂと最下端から二番目Ｄ２の他方の集水ケース３６ｂとの間にある捕捉部材４８でその少なくとも一部が捕捉される。そして、さらに固形分が捕捉されて捕捉部材４８に堆積し、ついには捕捉部材４８が固形分により目詰まりして流通孔４７を閉塞する。
【００４４】
同様に、最下端から二番目Ｄ２の一方の集水ケース３６ａ内の固形分は、上方へ吸引されて一方の通液部４３ａの流通孔４７を通る際に、最下端から二番目Ｄ２の一方の集水ケース３６ａと三番目Ｄ３の一方の集水ケース３６ａとの間にある捕捉部材４８でその少なくとも一部が捕捉される。そして、さらに固形分が捕捉されて捕捉部材４８に堆積し、ついには捕捉部材４８が固形分により目詰まりして流通孔４７を閉塞する。
【００４５】
さらに同様に、最下端Ｄ１の一方の集水ケース３６ａと最下端から二番目Ｄ２の集水ケース３６ａとの間にある捕捉部材４８も固形分により目詰まりして流通孔４７を閉塞し、最下端から二番目Ｄ２の他方の集水ケース３６ｂと三番目Ｄ３の他方の集水ケース３６ｂとの間にある捕捉部材４８も固形分により目詰まりして流通孔４７を閉塞する。
【００４６】
これにより、破損した膜エレメント３５を有する最下端から二番目Ｄ２の膜モジュール３４（以下、破損した膜モジュール３４と言う）の集水ケース３６ａ，３６ｂ内から隣接する上位および下位の正常な膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内へ連通する流通孔４７が閉塞され、閉塞後は、最下端から二番目Ｄ２の膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内の透過液が隣接する上位および下位の正常な膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内に流れ込むことは阻止される。
【００４７】
これにより、透過液の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを防止することができる。また、最下端から二番目Ｄ２の破損した膜モジュール３４よりも上位に配置された正常な膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に集められた透過液は、一方の通液部４３ａの流通孔４７を通って、最上端Ｄ４に配置された膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に流れ、この集水ケース３６ａから一方の排出管４９ａへ排出される。また、最下端Ｄ１に配置された正常な膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂ内に集められた透過液は他方の排出管４９ｂへ排出される。これにより、最下端から二番目Ｄ２の破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４からは継続して透過液を外部へ取り出すことができる。
【００４８】
（２）また、最下端から二番目Ｄ２の膜モジュール３４以外の膜モジュール３４の膜エレメント３５の濾過膜４０が破損した場合、すなわち、、図８（ａ）に示すように最下端から三番目Ｄ３に配置された膜モジュール３４が破損した場合、又は、図８（ｂ）に示すように最上端Ｄ４の膜モジュール３４が破損した場合、又は、図８（ｃ）に示すように最下端Ｄ１の膜モジュール３４が破損した場合も、それぞれ、上記（１）の場合と同様に、透過液の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができ、さらに、破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことができる。
【００４９】
また、図５に示すように、上下に隣接した集水ケース３６ａ，３６ｂ同士を連通させる通液部４３ａ，４３ｂに捕捉部材４８が設けられているため、膜モジュール３４一台当りの膜エレメント３５の個数が増加しても、これに応じて捕捉部材４８の個数を増加させる必要は無いため、コスト低減を図ることができる。
【００５０】
尚、図９に示すグラフは、被処理液３３（汚泥）中に含まれるＳＳの粒度分布の一例を示すグラフであり、横軸がＳＳの粒子径、縦軸が構成比を示している。これによると、粒子径が数十μｍ〜数百μｍのＳＳが多く含まれており、この点を考慮すると、捕捉部材４８の細孔径は数十μｍ〜数千μｍ、さらには１００μｍ〜１０００μｍであることが望ましい。尚、捕捉部材４８の細孔径が上記の数値よりも小さくなると、流路抵抗が大きくなり過ぎて正常運転時の圧力損失が増大するため、捕捉部材４８の細孔径を小さくし過ぎることは不適当である。
【００５１】
また、上記（１）（２）で説明したように被処理液３３中の固形分（ＳＳ）が捕捉部材４８で捕捉される際には、先ず、捕捉部材４８の細孔径よりも大きな粒子径の固形分が捕捉部材４８で捕捉され、捕捉された固形分の粒子によって捕捉部材４８の細孔径がさらに狭窄するため、次第に、より小さな粒子径の固形分が捕捉部材４８で捕捉されて堆積し、ある時間が経過すると、捕捉部材４８の細孔が捕捉された固形分で完全に閉塞する。これにより、上記（１）（２）で説明したように、捕捉部材４８が固形分により目詰まりして流通孔４７を閉塞するに至る。
【００５２】
上記第１の実施の形態では、図５，図６に示すように、捕捉部材４８を突出部材４４に設けたが、第２の実施の形態として、図１０，図１１に示すように、捕捉部材４８を突入部材４５に設けてもよい。すなわち、捕捉部材４８は、突入部材４５の上端部に設けられており、嵌め込み孔４６を流れる被処理液３３中の固形分を捕捉するものである。
【００５３】
尚、この場合、最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの上面に設けられた突出部材４４の先端部には、捕捉部材４８が設けられている。また、上記第１の実施の形態と同様に、最上端の膜モジュール３４の他方の通液部４３ｂの突出部材４４の流通孔４７と最下端の膜モジュール３４の一方の通液部４３ａの突入部材４５の嵌め込み孔４６とは、それぞれ、閉鎖板５０によって閉鎖されている。
【００５４】
これによると、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。
また、第３の実施の形態として、図１２，図１３に示すように、捕捉部材４８を突出部材４４の先端部と突入部材４５の上端部とにそれぞれ設けてもよい。
【００５５】
これによると、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。
次に、第４の実施の形態を図１４〜図１７を参照して説明する。
各通液部４３ａ，４３ｂはそれぞれ、各集水ケース３６ａ，３６ｂの上端部に設けられて内部の集水空間３７に突入した円筒状の第１の突入部材５７と、各集水ケース３６ａ，３６ｂの下端部に設けられて内部の集水空間３７に突入した円筒状の第２の突入部材５８と、上下方向Ａにおいて互いに隣り合う各膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ同士を接続する接続部材５９とで構成されている。
【００５６】
このうち、第１の突入部材５７には第１の嵌め込み孔６０が形成され、第１の嵌め込み孔６０の上端が各集水ケース３６ａ，３６ｂの上面に開口し、下端が集水空間３７に開口している。また、第２の突入部材５８には第２の嵌め込み孔６１が形成され、第２の嵌め込み孔６１の下端が各集水ケース３６ａ，３６ｂの下面に開口し、上端が集水空間３７に開口している。
【００５７】
接続部材５９は両端部に嵌め込み部６２，６３を有している。これら嵌め込み部６２，６３は、上下方向Ａにおいて、第１および第２の嵌め込み孔６０，６１に対し嵌脱自在に嵌め込まれている。また、接続部材５９は、一端が一方の嵌め込み部６２の先端に開口するとともに他端が他方の嵌め込み部６３の先端に開口する流通孔６４を有している。この流通孔６４により、図１６に示すように、接続部材５９は互いに隣り合う上位の膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内と下位の膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内とに開口する。
【００５８】
捕捉部材４８は、流通孔６４を流れる被処理液３３中の固形分を捕捉するものであり、接続部材５９内に設けられている。尚、嵌め込み部６２，６３には、嵌め込み部６２，６３の外周面と突入部材５７の内周面との間隙をシールするＯリング５５（シール材の一例）が設けられている。
【００５９】
上下複数台の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの集水空間３７同士は一方の通液部４３ａの流通孔６４を介して連通し、他方の集水ケース３６ｂの集水空間３７同士は他方の通液部４３ｂの流通孔６４を介して連通する。
【００６０】
また、図１４に示すように、最上端に配置された膜モジュール３４の一方の通液部４３ａの第１の突入部材５７は透過液取出部として利用されており、仮想線で示すように、この第１の突入部材５７と一方の排出管４９ａとが接続部材５９を介して接続されている。また、図１５に示すように、最下端に配置された膜モジュール３４の他方の通液部４３ｂの第２の突入部材５８は透過液取出部として利用されており、仮想線で示すように、この第２の突入部材５８と他方の排出管４９ｂとが接続部材５９を介して接続されている。
【００６１】
尚、図１４の仮想線および図１５の仮想線で示すように、最上端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの第１の突入部材５７の第１の嵌め込み孔６０と最下端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの第２の突入部材５８の第２の嵌め込み孔６１とは、それぞれ、閉鎖板５０によって閉鎖されている。
【００６２】
これによると、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。
上記第１の実施の形態では、図１に示すように、一方の排出管４９ａが最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続され、他方の排出管４９ｂが最下端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの下端の突入部材４５に接続されているが、排出管４９ａ，４９ｂの本数や接続形態は、第１の実施の形態に限定されるものではなく、例えば以下に説明する第５〜第１０の実施の形態のようにしてもよい。
【００６３】
すなわち、第５の実施の形態では、図１８（ａ）に示すように、一方の排出管４９ａが最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続され、他方の排出管４９ｂが最上端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの上端の突出部材４４に接続されている。
【００６４】
以下、上記構成における作用を説明する。
各膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に集められた透過液は、一方の通液部４３ａの流通孔４７と捕捉部材４８とを通って最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａ内に流れ、最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの突出部材４４の流通孔４７から一方の排出管４９ａへ排出される。
【００６５】
同様に、各膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂ内に集められた透過液は、他方の通液部４３ｂの流通孔４７と捕捉部材４８とを通って最上端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂ内に流れ、最上端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの突出部材４４の流通孔４７から他方の排出管４９ｂへ排出される。
【００６６】
また、本第５の実施の形態では、いずれか１台の膜モジュール３４の膜エレメント３５が破損した場合、破損した膜エレメント３５を有する膜モジュール３４（以下、破損した膜モジュール３４と言う）の集水ケース３６ａ，３６ｂとこの破損した膜モジュール３４の上位に隣接する正常な膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂとを連通させる通液部４３ａ，４３ｂの流通孔４７が捕捉部材４８の目詰まりによって閉塞される。
【００６７】
これにより、透過水の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができる。尚、破損した膜モジュール３４よりも上位に配置された正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことはできるが、破損した膜モジュール３４よりも下位に配置された正常な膜モジュール３４からは透過液を外部へ取り出すことができない。
【００６８】
第６の実施の形態では、図１８（ｂ）に示すように、第１の排出管４９ａが最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続され、第２の排出管４９ｂが最上端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの上端の突出部材４４に接続され、第３の排出管４９ｃが最下端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの下端の突入部材４５に接続され、第４の排出管４９ｄが最下端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの下端の突入部材４５に接続されている。尚、これら第１〜第４の排出管４９ａ〜４９ｄは主排出管５１に合流している。
【００６９】
これによると、透過液の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができ、さらに、破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことができる。
【００７０】
第７の実施の形態では、図１９（ａ）に示すように、処理槽３２内に、２台の膜ユニット３１ａ，３１ｂが並列に配置されている。一方の膜ユニット３１ａの他方の各集水ケース３６ｂ内と他方の膜ユニット３１ｂの一方の各集水ケース３６ａ内とがそれぞれ通液部４３ｃを介して連通している。各通液部４３ｃは、上記各通液部４３ａ，４３ｂと同様に構成されており、捕捉部材４８を有している。
【００７１】
一方の排出管４９ａが一方の膜ユニット３１ａの最上端の膜モジュール３４の一方の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続され、他方の排出管４９ｂが他方の膜ユニット３１ｂの最下端の膜モジュール３４の他方の集水ケース３６ｂの下端の突入部材４５に接続されている。
【００７２】
これによると、透過液の水質悪化が膜ユニット３１ａ，３１ｂ全体に拡大するのを抑制することができ、さらに、破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことができる。
【００７３】
上記各実施の形態では、各膜モジュール３４は一対の集水ケース３６ａ，３６ｂを有するが、第８の実施の形態として、図１９（ｂ）に示すように、片方の集水ケース３６ａのみを有する複数台の膜モジュール３４を積層して膜ユニット３１を形成してもよい。尚、この場合、一方の排出管４９ａが最上端の膜モジュール３４の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続されているが、他方の排出管４９ｂは設けられていない。
【００７４】
これによると、透過水の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができる。尚、破損した膜モジュール３４よりも上位に配置された正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことはできるが、破損した膜モジュール３４よりも下位に配置された正常な膜モジュール３４からは透過液を外部へ取り出すことができない。
【００７５】
第９の実施の形態は、第８の実施の形態の変形例であり、図１９（ｃ）に示すように、一方の排出管４９ａが最上端の膜モジュール３４の集水ケース３６ａの上端の突出部材４４に接続され、他方の排出管４９ｂが最下端の膜モジュール３４の集水ケース３６ａの下端の突入部材４５に接続されている。
【００７６】
これによると、透過液の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができ、さらに、破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ取り出すことができる。
【００７７】
上記各実施の形態では、膜モジュール３４を上下方向Ａに四台積み上げているが、四台以外の複数台であってもよい。
上記各実施の形態では、複数台の膜モジュール３４を上下方向Ａに直列に積み上げているが、第１０の実施の形態として、図２０に示すように、複数台の膜モジュール３４を横方向Ｃに直列に配置して接続したものであってもよい。各膜モジュール３４は、複数の膜エレメント３５と、これら膜エレメント３５の上方に設けられた横方向Ｃの集水管７１（集液部材の一例）とを有している。各膜エレメント３５の透過水流通路（図示省略）と集水管７１とは接続管７２を介して接続され、各膜エレメント３５の濾過膜（図示省略）を透過した透過液は、透過水流通路を流れ、接続管７２を通って集水管７１内に集められる。
【００７８】
互いに隣り合う各膜モジュール３４の集水管７１同士が通液部７５を介して連通している。通液部７５は、円筒状の部材であり、互いに隣り合う一方の膜モジュール３４の集水管７１内と他方の膜モジュール３４の集水管７１内とに開口する流通孔７６を有している。各通液部７５には、流通孔７６を流れる被処理液３３中の固形分を捕捉する捕捉部材４８が設けられている。
【００７９】
一端部に配置された膜モジュール３４の集水管７１の外端には、透過液取出部として利用される通液部７５を介して、一方の排出管４９ａが接続されている。また、他端部に配置された膜モジュール３４の集水管７１の外端には、透過液取出部として利用される通液部７５を介して、他方の排出管４９ｂが接続されている。尚、各通液部７５は、集水管７１に、嵌め込み又はねじ込み或いはボルト，ナット等の接合手段（図示省略）によって接合されている。
【００８０】
以下、上記構成における作用を説明する。
各膜モジュール３４の集水管７１内に集められた透過液は、通液部７５を通って、両端部の膜モジュール３４の集水管７１内に流れ、一方および他方の排出管４９ａ，４９ｂへ排出される。
【００８１】
いずれか１台の膜膜モジュール３４の膜エレメント３５の濾過膜４０が破損した場合、この破損した膜モジュール３４の集水管７１と破損した膜モジュール３４の隣りの正常な膜モジュール３４の集水管７１との間の通液部７５の捕捉部材４８が固形分により目詰まりして流通孔７６を閉塞する。
【００８２】
これにより、透過液の水質悪化が膜ユニット３１全体に拡大するのを抑制することができ、さらに、破損した膜モジュール３４以外の全ての正常な膜モジュール３４から透過液を外部へ排出することができる。
【００８３】
上記各実施の形態では、膜モジュール３４は、濾板３９と濾過膜４０とからなる膜エレメント３５を備えた平膜形の膜モジュールであるが、平膜形の膜モジュールに限定されるものではない。例えば、第１１の実施の形態として、図２１に示すように、中空糸膜７８からなる膜エレメント３５を備えた中空糸形の膜モジュール３４であってもよい。
【００８４】
上記各実施の形態では、図２２（ａ）に示すように円板状の金網からなる捕捉部材４８を用いたが、円板状に限定されるものではなく、例えば、図２２（ｂ）に示すように碗形状（かご形状）の金網からなる捕捉部材４８を用いてもよい。また、捕捉部材４８として、金網を用いたが、金網に限定されるものではなく、例えば、樹脂製の網や、図２２（ｃ）に示すような多数の貫通孔を有する多孔板７９（多孔質体の一例）、或いは、図２２（ｄ）に示すようなスポンジ８０（多孔質体の一例）、織布や不織布、又は、多孔質の焼結材等のいずれかを用いてもよく、或いは、これらを２つ以上組み合わせて用いてもよい。
【００８５】
また、上記各実施の形態において、各膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂを透明な部材で構成してもよい。これによると、集水ケース３６ａ，３６ｂは透明であるため、外部から集水ケース３６ａ，３６ｂの内部を目視で確認することができる。
【００８６】
正常な膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内には、膜エレメント３５で濾過された濁りのない透過液が集められている。また、いずれかの膜モジュール３４の膜エレメント３５が破損した場合、破損した膜エレメント３５から被処理液３３が未濾過の状態で集水ケース３６ａ，３６ｂ内に集められる。この際、未濾過の状態の被処理液３３は濁りおよび色度を有している。
【００８７】
したがって、外部からの目視により、いずれかの膜モジュール３４の集水ケース３６ａ，３６ｂ内の液体が濁りおよび色度を有している場合、その集水ケース３６ａ，３６ｂを備えた膜モジュール３４の膜エレメント３５が破損したことを迅速に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における膜ユニットの正面図である。
【図２】同、膜ユニットを構成する膜モジュールの斜視図である。
【図３】同、膜モジュールの一部切欠き正面図である。
【図４】同、膜モジュールの膜エレメントの側面図である。
【図５】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材に嵌め込まれた状態を示す。
【図６】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材から脱抜された状態を示す。
【図７】同、膜ユニットの斜視図であり、最下端から二番目の膜モジュールの膜エレメントが破損した状態を示す。
【図８】同、膜ユニットの正面図であり、（ａ）は最下端から三番目の膜モジュールの膜エレメントが破損した状態を示し、（ｂ）は最上端の膜モジュールの膜エレメントが破損した状態を示し、（ｃ）は最下端の膜モジュールの膜エレメントが破損した状態を示す。
【図９】被処理液中に含まれるＳＳの粒度分布を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材に嵌め込まれた状態を示す。
【図１１】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材から脱抜された状態を示す。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材に嵌め込まれた状態を示す。
【図１３】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、下位の膜モジュールの突出部材が上位の膜モジュールの突入部材から脱抜された状態を示す。
【図１４】本発明の第４の実施の形態における膜モジュールの斜視図である。
【図１５】同、膜モジュールの一部切欠き正面図である。
【図１６】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、接続部材が下位の膜モジュールの第１の突入部材と上位の膜モジュールの第２の突入部材とに嵌め込まれた状態を示す。
【図１７】同、膜モジュールの通液部の断面図であり、接続部材が下位の膜モジュールの第１の突入部材と上位の膜モジュールの第２の突入部材とから脱抜された状態を示す。
【図１８】本発明の第５，第６の実施の形態における膜ユニットの正面図である。
【図１９】本発明の第７〜第９の実施の形態における膜ユニットの正面図である。
【図２０】本発明の第１０の実施の形態における膜ユニットの図であり、（ａ）は膜ユニットの斜視図、（ｂ）は膜ユニットに備えられた通液部の断面図である。
【図２１】本発明の第１１の実施の形態における膜ユニットの斜視図である。
【図２２】本発明の他の実施の形態における捕捉部材の斜視図である。
【図２３】従来の膜ユニットの図である。
【図２４】同、膜ユニットを構成する膜モジュールの斜視図である。
【図２５】同、膜ユニットを構成する膜モジュールの断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
３１，３１ａ，３１ｂ 膜ユニット
３３ 被処理液
３４ 膜モジュール
３５ 膜エレメント
３６ａ，３６ｂ 集水ケース（集液部材）
３９ 濾板
４０ 濾過膜
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ 通液部
４８，７９，８０ 捕捉部材
５９ 接続部材
７１ 集水管（集液部材）
７５ 通液部
Ａ 上下方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液中に浸漬された状態で使用され且つ複数台の膜モジュールで構成される膜ユニットであって、
膜モジュールは、被処理液を濾過する１以上の膜エレメントと、膜エレメントに備えられた濾過膜を透過した透過液を集める集液部材とを有し、
少なくともいずれか１台の所定の膜モジュールに、集液部材内の透過液を膜ユニットの外部へ取り出す透過液取出部が設けられ、
互いに隣り合う各膜モジュールの集液部材同士が通液部同士を介して連通し、
通液部は互いに隣り合う一方の膜モジュールの集液部材内と他方の膜モジュールの集液部材内とに開口しており、
通液部に対応して、通液部を流れる固形分を捕捉する捕捉部材が設けられていることを特徴とする膜ユニット。
【請求項２】
捕捉部材は、捕捉した固形分が堆積することにより目詰まりして、通液部を閉塞することを特徴とする請求項１記載の膜ユニット。
【請求項３】
２台以上の膜モジュールの通液部が透過液取出部として利用されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の膜ユニット。
【請求項４】
複数台の膜モジュールが直列に接続され、
両端部に配置された膜モジュールの通液部が透過液取出部として利用されることを特徴とする請求項３記載の膜ユニット。
【請求項５】
通液部同士は、接続部材を介して、互いに隣り合う各膜モジュールの集液部材同士を連通し、
捕捉部材が接続部材に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の膜ユニット。
【請求項６】
膜エレメントは、両面に濾過膜を備えた板状又はシート状の平膜型エレメントであり、
集液部材は膜エレメントの周縁に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の膜ユニット。
【請求項７】
複数台の膜モジュールが上下方向に積層されて接続され、
通液部が集液部材の上下両端部に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の膜ユニット。
【請求項８】
集液部材が膜エレメントの両側部に設けられていることを特徴とする請求項７記載の膜ユニット。
【請求項９】
捕捉部材が織布と不織布と金網と樹脂製の網と多孔質体と焼結材とのいずれか１つ又は２つ以上を組み合わせたものからなることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の膜ユニット。
【請求項１０】
上記請求項１記載の膜ユニットに用いられる膜モジュールであって、
集液部材に通液部と捕捉部材とを有することを特徴とする膜モジュール。
【請求項１】
被処理液中に浸漬された状態で使用され且つ複数台の膜モジュールで構成される膜ユニットであって、
膜モジュールは、被処理液を濾過する１以上の膜エレメントと、膜エレメントに備えられた濾過膜を透過した透過液を集める集液部材とを有し、
少なくともいずれか１台の所定の膜モジュールに、集液部材内の透過液を膜ユニットの外部へ取り出す透過液取出部が設けられ、
互いに隣り合う各膜モジュールの集液部材同士が通液部同士を介して連通し、
通液部は互いに隣り合う一方の膜モジュールの集液部材内と他方の膜モジュールの集液部材内とに開口しており、
通液部に対応して、通液部を流れる固形分を捕捉する捕捉部材が設けられていることを特徴とする膜ユニット。
【請求項２】
捕捉部材は、捕捉した固形分が堆積することにより目詰まりして、通液部を閉塞することを特徴とする請求項１記載の膜ユニット。
【請求項３】
２台以上の膜モジュールの通液部が透過液取出部として利用されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の膜ユニット。
【請求項４】
複数台の膜モジュールが直列に接続され、
両端部に配置された膜モジュールの通液部が透過液取出部として利用されることを特徴とする請求項３記載の膜ユニット。
【請求項５】
通液部同士は、接続部材を介して、互いに隣り合う各膜モジュールの集液部材同士を連通し、
捕捉部材が接続部材に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の膜ユニット。
【請求項６】
膜エレメントは、両面に濾過膜を備えた板状又はシート状の平膜型エレメントであり、
集液部材は膜エレメントの周縁に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の膜ユニット。
【請求項７】
複数台の膜モジュールが上下方向に積層されて接続され、
通液部が集液部材の上下両端部に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の膜ユニット。
【請求項８】
集液部材が膜エレメントの両側部に設けられていることを特徴とする請求項７記載の膜ユニット。
【請求項９】
捕捉部材が織布と不織布と金網と樹脂製の網と多孔質体と焼結材とのいずれか１つ又は２つ以上を組み合わせたものからなることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の膜ユニット。
【請求項１０】
上記請求項１記載の膜ユニットに用いられる膜モジュールであって、
集液部材に通液部と捕捉部材とを有することを特徴とする膜モジュール。
【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】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【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】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１０−１４９０３４（Ｐ２０１０−１４９０３４Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２８８８７（Ｐ２００８−３２８８８７）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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