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WO2010035435A1 - 膜カートリッジ - Google Patents

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Publication number
WO2010035435A1
WO2010035435A1 PCT/JP2009/004664 JP2009004664W WO2010035435A1 WO 2010035435 A1 WO2010035435 A1 WO 2010035435A1 JP 2009004664 W JP2009004664 W JP 2009004664W WO 2010035435 A1 WO2010035435 A1 WO 2010035435A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
groove
permeate
filter plate
flow channel
water collection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/004664
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
石川公博
山▲崎▼一博
佐々木智彦
松崎好男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to US13/063,028 priority Critical patent/US20110174727A1/en
Priority to EP09815857.9A priority patent/EP2332635B1/en
Priority to CN200980137361.8A priority patent/CN102164655B/zh
Publication of WO2010035435A1 publication Critical patent/WO2010035435A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C02F1/003—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance using household-type filters for producing potable water, e.g. pitchers, bottles, faucet mounted devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/18—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08—Flat membrane modules
    • B01D63/082—Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes
    • B01D63/0821—Membrane plate arrangements for submerged operation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
    • C02F3/1273—Submerged membrane bioreactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/14—Specific spacers
    • B01D2313/146—Specific spacers on the permeate side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/06—Submerged-type; Immersion type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/006—Cartridges
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a membrane cartridge constituting a submerged membrane separator used for solid-liquid separation of activated sludge and the like.
  • a submerged membrane separation device is immersed in a reaction tank that treats sewage or the like with activated sludge.
  • this membrane separation apparatus there is one in which a plurality of organic flat membrane type membrane cartridges are arranged in parallel at predetermined intervals in a main casing.
  • the membrane cartridge 10 includes a filter plate 11 and filtration membranes 12 provided on both front and back surfaces of the filter plate 11.
  • Flow channel grooves 13 are formed on both the front and back surfaces of the filter plate 11, and the permeate that has permeated the filtration membrane 12 flows through the flow channel grooves 13.
  • a permeate outlet 14 for collecting permeate in the flow channel 13 and taking it out of the membrane cartridge 10 is provided at one place on the upper end of one side of the filter plate 11.
  • the channel grooves 13 form hexagonal honeycomb-shaped channel groove patterns 15.
  • the suction pressure acts on the inner side of the membrane cartridge 10 by the suction pump
  • the inter-membrane differential pressure acting on the filtration membrane 12 is used as the driving pressure
  • the mixed liquid (processed liquid) in the tank is the filtration membrane 12.
  • the permeate that has been filtered and permeated through the filter membrane 12 flows to the permeate outlet 14 through the flow channel 13 and is discharged from the permeate outlet 14 through the header.
  • the membrane cartridge 10 having the honeycomb-shaped channel groove pattern 15 as described above is described in, for example, Japanese Patent Publication No.
  • the channel groove pattern 18 is formed by a plurality of channel grooves 13 that intersect in an X shape.
  • the channel groove 13 is linearly continuous toward the permeate outlet 14 side of the filter plate 11. Absent. Therefore, the permeate flows toward the permeate outlet 14 while repeating the merging and branching, thereby increasing the pressure loss and making it difficult to effectively use the entire surface of the filtration membrane 12 at the same time. is there.
  • the filtration membrane 12 is surrounded by the channel groove 13 at the intersection 20 where the channel groove 13 intersects. Supported by four corners 21a to 21d of the four cells 22 (four-point support). For this reason, when a suction pressure is applied to the membrane cartridge 19, it becomes difficult to sufficiently support the filtration membrane 12 at the intersection portion 20, and the filtration membrane 12 bites into the flow channel groove 13 at the intersection portion 20 to The channel cross-sectional area of the groove 13 is reduced. Thereby, there exists a problem that the pressure loss in the cross
  • the permeate outlet 14 is provided only at one location on the upper end of the filter plate 11. Therefore, when the membrane cartridge 10 is long in the vertical direction, the permeate It is difficult to apply a sufficient suction pressure to the lower part of the membrane cartridge 10 away from the outlet 14. For this reason, there is also a problem that a sufficient permeate cannot be obtained from the lower part of the membrane cartridge 10.
  • An object of the present invention is to provide a membrane cartridge that can effectively use a membrane surface by reducing pressure loss and can obtain more permeate.
  • a filtration membrane is provided on at least one of the front and back surfaces of the filter plate, On the surface of the filter plate covered with the filtration membrane, a channel groove pattern is formed in which the permeate that has permeated the filtration membrane flows.
  • a membrane cartridge constituting a submerged membrane separation device provided with a permeate outlet for collecting and taking out permeate flowing through the flow channel pattern at the periphery of the filter plate,
  • a plurality of permeate outlets are provided in the filter plate,
  • the filter plate is divided into multiple catchment areas
  • the channel groove pattern is formed in each water collection area, and has a plurality of linear through-channel grooves that penetrate each water collection area, Each through channel groove gradually approaches the nearest permeate outlet from one end to the other end.
  • the suction pressure acts on the inside of the membrane cartridge
  • the liquid to be treated is filtered through the filtration membrane.
  • the permeate that has permeated through the filtration membrane flows through the through channel grooves of the channel groove pattern toward each permeate outlet, and is taken out from the permeate outlet to the outside of the membrane cartridge.
  • the through-channel grooves of the channel groove pattern are linear and are arranged so as to gradually approach the nearest permeate outlet from one end to the other end, so that the permeate in the through-channel groove And the distance when the permeate flows through the through-flow channel to the permeate outlet is shortened. Thereby, pressure loss can be reduced and the membrane surface of the membrane cartridge can be used effectively.
  • the through-flow channel grooves in the water collection area are arranged in parallel to each other.
  • the through-flow channel grooves in the water collection area are arranged radially around the vicinity of the nearest permeate outlet.
  • adjacent through-flow channel grooves communicate with each other via a communication groove.
  • the permeate that has permeated the filtration membrane flows through the through-flow channel groove and the communication groove toward each permeate outlet, and is taken out from the permeate outlet to the outside of the membrane cartridge.
  • the communication groove and the through channel groove intersect in a T shape.
  • the filtration membrane has two corners of the cell that are separated by the communication groove and the through-flow channel, and one side of the through-flow channel It is supported by the edge (that is, supported by two points and one straight portion). For this reason, when suction pressure is applied to the inside of the membrane cartridge, the membrane is sufficiently supported at the intersection compared to the case where the cell is supported only at the four corners (ie, four-point support) as in the prior art. Can do. As a result, it is possible to prevent the filtration membrane from biting into the through-flow channel groove at the intersection and reducing the cross-sectional area of the through-flow channel groove. For this reason, pressure loss can be reduced and the membrane surface of the membrane cartridge can be used effectively.
  • the filter plate has different shapes in length and width.
  • each permeate outlet is provided at a position with a different mounting height,
  • the filter plate is divided into upper and lower parts.
  • the channel groove pattern of any one of the plurality of water collection regions is different from the channel groove pattern of another water collection region.
  • the permeate that has passed through the filtration membrane flows through the through-flow channel groove of the channel groove pattern of each water collection area, and is taken out of the membrane cartridge from the permeate outlet that is closest to each water collection area. It is. Thereby, pressure loss can be reduced, sufficient suction pressure can be applied to the entire membrane surface of the membrane cartridge, and the permeate can be collected effectively using the membrane surface.
  • the permeate outlet is provided at a position corresponding to the boundary portion of the water collection area.
  • the permeate flows through the through channel groove of the channel groove pattern in one of the water collection areas adjacent to each other across the boundary portion and the through channel groove of the channel groove pattern in the other water collection area. Then, it is taken out of the membrane cartridge from the permeate outlet corresponding to the boundary portion of both water collecting areas.
  • a header groove is provided at the boundary portion of each catchment area, A through-flow channel groove in one water collection area adjacent to each other across the boundary portion and a through-flow channel groove in the other water collection area communicate with the header groove,
  • the flow path cross-sectional area of the header groove is larger than the flow path cross-sectional area of the through flow path groove.
  • the permeated liquid that has passed through the filtration membrane flows in the header groove through the through channel groove. Since the flow channel cross-sectional area of the header groove is larger than the flow channel cross-sectional area of the through flow channel groove, the flow rate of the permeate flowing through the header groove is lower than the flow rate of the permeate flowing through the through flow channel groove. Thereby, the pressure in the header groove is almost averaged (equalized), and the suction pressure (pressure distribution) can be averaged (equalized) in the width direction of the membrane cartridge.
  • the pressure loss of the membrane cartridge can be reduced, the suction pressure can be sufficiently applied to the entire membrane surface, and more effectively from the membrane cartridge, the membrane surface can be effectively utilized.
  • the permeate can be collected.
  • FIG. 3 is an enlarged front view of a permeate extraction nozzle portion at the top of the filter plate of the membrane cartridge. It is an enlarged front view of the permeate extraction nozzle part at the bottom of the filter plate of the membrane cartridge.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a crossing portion of a through-flow channel groove and a communication groove of the filter plate of the membrane cartridge.
  • FIG. 2nd embodiment of the present invention It is a front view of the filter plate of the membrane cartridge in the 2nd embodiment of the present invention. It is a front view of the filter plate of the membrane cartridge in the 3rd embodiment of the present invention. It is a front view of the filter plate of the membrane cartridge in the 4th embodiment of the present invention. It is a front view of the filter plate of the membrane cartridge in the 5th Embodiment of this invention. It is a front view of the filter plate of the membrane cartridge in the 6th embodiment of the present invention. It is a figure of the channel groove pattern of the film
  • FIG. 3 is an enlarged view of a channel groove of the filter plate of the membrane cartridge.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a flow channel groove of a filter plate of another membrane cartridge.
  • a submerged membrane separation device 31 is provided inside a reaction tank 32 for treating sewage or the like with activated sludge.
  • the membrane separation device 31 includes a rectangular main body casing 33 whose upper and lower ends are open, and a plurality of organic flat membrane type membrane cartridges 34 arranged in parallel within the main body casing 33 at a predetermined interval.
  • the air diffuser 64 is provided below the membrane cartridges 34.
  • the adjacent membrane cartridges 34 are arranged in parallel with a predetermined interval between the opposing membrane surfaces.
  • the membrane cartridges 34 are separated from each other with a predetermined interval, but may be in contact with each other at least on the side. In this case, the side surface of the main body casing 33 may be opened, or the main body casing 33 may be unnecessary.
  • the membrane cartridge 34 includes a filter plate 36 that is long in the vertical direction A (an example of a shape having different vertical and horizontal lengths), and filtration membranes 37 that are attached to both front and back surfaces of the filter plate 36. Have. The peripheral edge of the filtration membrane 37 is fixed to the filter plate 36 by welding or adhesion.
  • a plurality of types (two types in FIG. 4) of channel groove patterns 38 and 39 are formed on the front and back surfaces of the filter plate 36, respectively. It flows through the channel groove patterns 38 and 39. These channel groove patterns 38 and 39 are covered with a filtration membrane 37.
  • a plurality of upper and lower parts collect the permeate in the first and second flow path groove patterns 38 and 39 and take them out of the membrane cartridge 34.
  • Permeate outlet nozzles 41 and 42 (an example of a permeate outlet).
  • the mounting height from the lower end of the filter plate 36 to the upper permeate extraction nozzle 41 is set to be higher than the installation height from the lower end of the filter plate 36 to the lower permeate extraction nozzle 42.
  • the filter plate 36 is divided into a plurality of water collecting areas 44 to 46 (upper and lower three in FIGS. 3 and 4).
  • the upper permeate discharge nozzle 41 is located at the upper end of the upper water collection area 44.
  • the lower permeate extraction nozzle 42 is provided at a position corresponding to a boundary portion 70 between the central water collection area 45 and the lower water collection area 46.
  • the first flow path groove pattern 38 is formed in the upper water collection area 44 and the lower water collection area 46, and the second flow path groove pattern 39 is formed in the central water collection area 45. .
  • the first flow path groove pattern 38 is formed between a plurality of linear through flow path grooves 38 a that penetrate the water collection areas 44 and 46 and adjacent through flow path grooves 38 a. It is formed by a plurality of communication grooves 38b that communicate with each other.
  • the second flow path groove pattern 39 is formed by a plurality of linear through flow path grooves 39a that penetrate the water collection area 45 and a plurality of communication grooves 39b that communicate with adjacent through flow path grooves 39a.
  • the through flow channel grooves 38a of the first flow channel groove pattern 38 are arranged in parallel with each other at a predetermined interval.
  • the through flow channel grooves 39a of the second flow channel groove pattern 39 are arranged at a predetermined interval. Are arranged in parallel with each other. Further, by forming the first and second flow path groove patterns 38 and 39, the front and back surfaces of the filter plate 36 are surrounded by the through flow path grooves 38a and 39a and the communication grooves 38b and 39b. A plurality of rectangular cells 40 divided are formed.
  • the length direction C1 of the through channel groove 38a of the first channel groove pattern 38 and the length direction C2 of the through channel groove 39a of the second channel groove pattern 39 are different.
  • Each through-flow channel groove 38a of the first flow channel pattern 38 in the upper water collecting area 44 is directed from the lower end portion (an example of one end portion) to the upper end portion (an example of the other end portion) in the length direction C1.
  • the upper permeate take-out nozzle 41 (an example of the most recent permeate take-out port) is inclined with respect to the vertical direction so as to gradually approach.
  • Each through channel groove 39a of the second channel groove pattern 39 in the central water collecting area 45 is directed from the upper end (one example of one end) to the lower end (one example of the other end) in the length direction C2.
  • the lower permeate takeout nozzle 42 (an example of the most recent permeate takeout outlet) is inclined with respect to the vertical direction so as to gradually approach.
  • Each through-flow channel groove 38a of the first flow channel pattern 38 in the lower water collecting section 46 is directed from the lower end portion (an example of one end portion) to the upper end portion (an example of the other end portion) in the length direction C1.
  • the lower permeate takeout nozzle 42 (an example of the most recent permeate takeout outlet) is inclined with respect to the vertical direction so as to gradually approach.
  • the through channel groove 38a and the communication groove 38b of the first channel groove pattern 38 intersect each other in a T shape, and the through channel groove 39a and the communication groove 39b of the second channel groove pattern 39 are in a T shape. Crossed.
  • a plurality of upper and lower header grooves 51 to 53 in the width direction B of the filter plate 36 are formed on the front and back surfaces of the filter plate 36 (upper and lower three in FIG. 4).
  • the first header groove 51 is located at the upper end of the upper water collection area 44
  • the second header groove 52 is located at the boundary portion 71 between the upper water collection area 44 and the central water collection area 45.
  • the third header groove 53 is located at a boundary portion 70 between the central water collecting area 45 and the lower water collecting area 46.
  • the upper end portion of the through flow channel groove 38a in the upper water collecting area 44 is communicated with the first header groove 51.
  • the second header groove 52 has a lower end portion of the through-flow passage groove 38a in the upper water collection area 44 (in one water collection area) and a water collection area 45 in the center (the other water collection area).
  • the inner end of the through flow passage groove 39a communicates with the upper end portion.
  • the third header groove 53 includes a lower end portion of the through-flow channel groove 39a in the central water collection area 45 (in one water collection area) and a lower water collection area 46 (in the other water collection area).
  • the inner end of the through passage groove 38a communicates with the upper end portion.
  • the flow path cross-sectional areas of the header grooves 51 to 53 are larger than the flow path cross-sectional areas of the through flow path grooves 38a and 39a.
  • the upper and lower permeate take-out nozzles 41 and 42 respectively have a nozzle main body 55 protruding outward from the edge of the filter plate 36 and a hole 56 provided in the nozzle main body 55. And have. One end of the hole 56 opens at the tip of the nozzle main body 55, and the other end of the hole 56 communicates with the first and third header grooves 51, 53.
  • a plurality of upper and lower perforated liquids that collect permeated liquid suction nozzles 41 and 42 of each membrane cartridge 34 are collected (in FIG. Main) water collecting pipes 59 and 60 are provided in the front-rear direction.
  • the permeate extraction nozzles 41, 42 and the water collecting pipes 59, 60 are connected via a connection pipe 61.
  • Both drainage pipes 59 and 60 are connected to a lead-out pipe 62 for leading the permeate.
  • the outlet pipe 62 is provided with a suction pump that generates a suction force for sucking the permeated liquid inside the membrane cartridge 34.
  • the water head pressure of the liquid 63 to be treated in the reaction tank 32 may be used as a filtration driving pressure to generate a suction force.
  • the main casing 33 has a detachable side panel 35 on the other side. As shown by phantom lines in FIG. 2, by removing the side panel 35 from the main body casing 33, the membrane cartridge 34 can be removed from the main body casing 33 and taken in and out in the width direction B (lateral direction).
  • the suction pump is driven while air is diffused from the air diffuser 64 to depressurize the inside of each membrane cartridge 34, so that the sludge and the like in the liquid 63 to be treated is captured by the filtration membrane 37.
  • the permeated liquid that has passed through the filtration membrane 37 flows through the through-flow channel grooves 38a and 39a and the communication grooves 38b and 39b of the respective channel groove patterns 38 and 39 toward the respective permeate extraction nozzles 41 and 42,
  • the permeated liquid take-out nozzles 41 and 42 are collected in the water collecting pipes 59 and 60 through the connecting pipe 61 and led out to the outside of the reaction layer 32 through the outlet pipe 62.
  • the permeated liquid passes through the through flow channel groove 38 a, the communication groove 38 b, and the first header groove 51 of the first flow channel pattern 38. And flows to the upper permeate take-out nozzle 41.
  • Each of the through flow channel grooves 38a is linear, and gradually approaches the upper permeate extraction nozzle 41 from the lower end portion in the length direction C1 toward the upper end portion. For this reason, the flow of the permeate in the through-flow channel groove 38a becomes smooth, and the distance when the permeate flows to the upper permeate take-out nozzle 41 is shortened.
  • the permeate passes through the through flow channel 39 a, the communication groove 39 b, and the third header groove 53 of the second flow channel pattern 39, and the lower permeate is taken out. It flows to the nozzle 42.
  • Each of the through-flow channel grooves 39a is linear and gradually approaches the lower permeate take-out nozzle 42 from the upper end to the lower end in the length direction C2. For this reason, the flow of the permeate in the through-flow channel groove 39a becomes smooth, and the distance when the permeate flows to the lower permeate take-out nozzle 42 is shortened.
  • the permeate passes through the through flow channel groove 38 a, the communication groove 38 b, and the third header groove 53 of the first flow channel pattern 38, and passes through the lower permeate discharge nozzle. It flows to 42. Similar to the upper and central water collection areas 44 and 45, the flow of the permeate in the through-flow channel groove 38a is smooth, and the distance when the permeate flows to the lower permeate take-out nozzle 42 is Shorter.
  • the permeate in the upper water collection area 44 is taken out of the membrane cartridge 34 from the upper permeate liquid discharge nozzle 41 closest to the upper water collection area 44, and collected in the center and lower areas.
  • the permeate in the water zones 45 and 46 is taken out of the membrane cartridge 34 from the lower permeate take-out nozzle 42 closest to the water collection zones 45 and 46.
  • a sufficient suction pressure also acts on the lower part of the rectangular membrane cartridge 34 that is long in the vertical direction A, so that a permeate can be obtained by effectively utilizing the entire membrane surface. More permeate can be collected.
  • the filtration membrane 37 is placed in the through-flow channel groove 39a at the intersection 73 where the through-flow channel 39a and the communication groove 39b of the second flow channel pattern 39 in the central water collection area 45 intersect. It is possible to prevent the flow passage cross-sectional area of the through flow passage groove 39a from being reduced and being reduced. Therefore, the pressure loss of the membrane cartridge 34 can be reduced and the membrane surface can be used effectively.
  • each of the header grooves 51 to 53 is larger than the cross-sectional area of each of the through-channel grooves 38a and 39a, the permeation flowing through the header grooves 51 to 53 is achieved.
  • the flow rate of the liquid is lower than the flow rate of the permeate flowing through the through-flow channel grooves 38a and 39a.
  • the pressure in each of the header grooves 51 to 53 is substantially averaged (equalized), and the suction pressure (pressure distribution) in the width direction B of the membrane cartridge 34 can be averaged (equalized).
  • two permeate extraction nozzles 41 and 42 are provided only on one side of the filter plate 36 of the membrane cartridge 34.
  • two or three or more permeate outlet nozzles 41, 42, 66, and 67 may be provided. Further, the permeate extraction nozzles 41, 42, 66, 67 may be provided on both sides of the filter plate 36, or may be provided only on the other side.
  • the filter plate 36 is divided into three water collecting areas 44 to 46 in the vertical direction A, but in the vertical direction A, It may be divided into water collection areas.
  • the filter plate 36 may be divided into four or more water collecting areas 44 to 47 in the vertical direction A.
  • the filter plate 36 may be divided into a plurality (for example, three) of water collecting sections 44 to 49 in the vertical direction A and a plurality (for example, two) in the width direction B.
  • two types of flow channel patterns 38 and 39 are formed on the filter plate 36, but three or more types of flow channel patterns may be formed.
  • each through flow channel groove 38 a of the first flow channel pattern 38 formed in the upper water collecting area 44 is formed in the upper permeate extraction nozzle 41.
  • Each of the through-flow channel grooves 39a of the second channel groove pattern 39 formed in the central water collecting area 45 is radially arranged centering on the nearest (adjacent) location to the bottom.
  • Each through flow channel groove 38a of the first flow channel pattern 38 formed in the lower water collecting area 46 is arranged radially with the point closest to (adjacent to) the nozzle 42 as the center, and the lower permeate. They are arranged in a radial pattern centered on a location closest (adjacent) to the take-out nozzle 42.
  • the permeated liquid passes through the through flow groove 38 a, the communication groove 38 b, and the first header groove 51 of the first flow groove pattern 38 toward the upper permeated liquid extraction nozzle 41. Flowing. Further, in the central water collecting area 45, the permeate flows toward the lower permeate take-out nozzle 42, and the through flow passage groove 39a, the communication groove 39b, and the third header groove of the second flow passage groove pattern 39. 53. Further, in the lower water collection area 46, the permeate flows toward the lower permeate take-out nozzle 42, and the first passage groove pattern 38 has a through passage groove 38 a, a communication groove 38 b, and a third header groove 53. And flow. As a result, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • through-flow channel grooves 38a and 39a of the membrane cartridge 34 shown in the second to fifth embodiments may be arranged in a radial pattern instead of in parallel.
  • the filtration membrane 37 and the channel groove patterns 38 and 39 are provided on both front and back surfaces of the filter plate 36, but may be provided only on either one of the front and back surfaces.
  • the two adjacent through-flow channel grooves 38a of the first flow channel pattern 38 are communicated with each other through the communication groove 38b.
  • Two adjacent flow passage grooves 39a of the two flow passage groove patterns 39 are communicated with each other through a communication groove 39b.
  • FIGS. 9A and 9B as seventh and eighth embodiments of the present invention, FIG.
  • the three or more adjacent through channel grooves 38a of the first channel groove pattern 38 are communicated with each other through the communication groove 38b, and the three or more adjacent channel channels 38 are adjacent to each other.
  • the plurality of through flow passage grooves 39a may be communicated with each other through a communication groove 39b.
  • the communication grooves 38b and 39b are formed in a straight line shape, but are not limited to a straight line shape, and may be formed in a curved line or a bent line shape.
  • a spacer nonwoven fabric, sponge, or the like may be disposed between the filter plate 36 and the filter membrane 37, and the filter membrane 37 may be prevented from coming into close contact with the filter plate 36.
  • the membrane cartridge 34 is arranged in the membrane separation device 31 with the long side in the vertical direction A, but is arranged in the membrane separation device 31 with the long side in the width direction B. It may be a thing.
  • the header grooves 52 and 53 are formed at the boundary between the flow path groove patterns 38 and 39.
  • the header grooves 51 and 53 are only at positions corresponding to the permeate extraction nozzles 41 and 42. It may be formed.
  • the flow path cross-sectional area of each of the header grooves 51 to 53 is formed larger than the flow path cross-sectional area of each of the through flow path grooves 38a and 39a. Further, a channel groove having a channel cross-sectional area equal to or smaller than each of the through channel grooves 38a and 39a may be formed.

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Abstract

濾板３６に濾過膜と複数種類の流路溝パターン３８，３９が設けられ、濾板３６の周縁部に、流路溝パターン３８，３９内の透過液を集めて取り出す透過液取出ノズル４１，４２が複数設けられ、流路溝パターン３８，３９は、傾斜した直線状の複数の平行な貫通流路溝３８ａ，３９ａと、貫通流路溝３８ａ，３９ａ間に連通する複数の連通溝３８ｂ，３９ｂとを有し、各貫通流路溝３８ａ，３９ａは、一端部から他端部に向って、直近の透過液取出ノズル４１，４２に漸次近付くように配列され、透過液が各貫通流路溝３８ａ，３９ａを経て各透過液取出ノズル４１，４２に流れる。

Description

膜カートリッジ
　本発明は、活性汚泥等の固液分離等に用いられる浸漬型膜分離装置を構成する膜カートリッジに関する。
　従来、例えば膜分離活性汚泥処理においては、下水等を活性汚泥処理する反応槽内に浸漬型の膜分離装置が浸漬されている。この膜分離装置には、本体ケーシングの内部に複数枚の有機平膜型の膜カートリッジが所定間隔で平行に配列されて充填されたものがある。
　図１０，図１１に示すように、膜カートリッジ１０は、濾板１１と、濾板１１の表裏両面に設けられた濾過膜１２を有している。濾板１１の表裏両面には流路溝１３が形成されており、濾過膜１２を透過した透過液は流路溝１３を流れる。また、濾板１１の一側方の上端部の一箇所には、流路溝１３内の透過液を集めて膜カートリッジ１０の外部へ取り出す透過液取出口１４が設けられている。尚、流路溝１３は六角形のハニカム状の流路溝パターン１５を形成している。
　これによると、吸引ポンプによって膜カートリッジ１０の内側に吸引圧が作用することにより、濾過膜１２に作用する膜間差圧を駆動圧として、槽内混合液（被処理液）が濾過膜１２で濾過され、濾過膜１２を透過した透過液が、流路溝１３を経て透過液取出口１４に流れ、透過液取出口１４からヘッダーを通って排出される。
　尚、上記のようなハニカム状の流路溝パターン１５を有する膜カートリッジ１０は、例えば下記特許文献１の日本国公開特許公報に記載されている。
　また、ハニカム状の流路溝パターン１５とは別の流路溝パターンとして、図１２に示すように、Ｘ状の流路溝パターン１８を有する膜カートリッジもある。流路溝パターン１８は、Ｘ状に交差する複数の流路溝１３によって形成されている。
特開２００７－２６８３８８号公報
　しかしながら、上記図１０，図１１に示したハニカム状の流路溝パターン１５を有する膜カートリッジ１０では、流路溝１３は濾板１１の透過液取出口１４側に向って直線状に連続していない。このため、透過液は合流と分岐を繰り返しながら透過液取出口１４に向って流れ、これにより、圧力損失が増大して濾過膜１２の全面を同時に有効に利用することが困難であるといった問題がある。
　また、上記図１２に示したＸ状の流路溝パターン１８を有する膜カートリッジ１９において、流路溝１３が交差する交差部分２０では、濾過膜１２は、周囲を流路溝１３で区切られた四つのセル２２の角２１ａ～２１ｄのみで支持（四点支持）される。このため、膜カートリッジ１９に吸引圧を与えた際、交差部分２０において濾過膜１２を十分に支持することが困難となり、交差部分２０において濾過膜１２が流路溝１３内に食い込んで、流路溝１３の流路断面積が縮小する。これにより、交差部分２０での圧力損失が増大するといった問題がある。
　また、図１０～図１２に示した膜カートリッジ１０では、透過液取出口１４は濾板１１の上端部の一箇所のみに設けられているため、膜カートリッジ１０が上下方向に長い場合、透過液取出口１４から離れた膜カートリッジ１０の下部まで十分な吸引圧を作用させることが困難である。このため、膜カートリッジ１０の下部から十分な透過液が得られないといった問題もある。
　本発明は、圧力損失を低減して膜面を有効に利用することが可能であり、また、より多くの透過液が得られる膜カートリッジを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本第１発明は、濾板の少なくとも表裏いずれか一方の面に濾過膜が設けられ、
濾過膜で覆われた濾板の表面に、濾過膜を透過した透過液が流れる流路溝パターンが形成され、
濾板の周縁部に、流路溝パターンを流れる透過液を集めて取り出す透過液取出口が設けられた浸漬型膜分離装置を構成する膜カートリッジであって、
透過液取出口は濾板に複数設けられ、
濾板は複数の集水区域に区分けされ、
流路溝パターンは、各集水区域に形成されており、各集水区域を貫く直線状の複数の貫通流路溝を有し、
各貫通流路溝は、一端部から他端部に向って、直近の透過液取出口に漸次近付くものである。
　これによると、膜カートリッジの内側に吸引圧が作用すると、被処理液が濾過膜で濾過される。この際、濾過膜を透過した透過液は、各透過液取出口に向かって流路溝パターンの貫通流路溝を流れ、各透過液取出口から膜カートリッジの外部に取り出される。
　流路溝パターンの貫通流路溝は、直線状であり、一端部から他端部に向って直近の透過液取出口に漸次近付くように配列されているため、貫通流路溝内の透過液の流れがスムーズになるとともに、透過液が貫通流路溝内を透過液取出口まで流れる際の距離は短くなる。これにより、圧力損失を低減して膜カートリッジの膜面を有効に利用することができる。
　本第２発明は、集水区域内の貫通流路溝が互いに平行に配列されているものである。
　本第３発明は、集水区域内の貫通流路溝が、直近の透過液取出口の近傍を中心にして、放射状に配列されているものである。
　本第４発明は、隣り合う貫通流路溝同士が連通溝を介して連通しているものである。
　これによると、濾過膜を透過した透過液は、各透過液取出口に向かって貫通流路溝と連通溝とを流れ、各透過液取出口から膜カートリッジの外部に取り出される。
　本第５発明は、連通溝と貫通流路溝とがＴ字状に交差しているものである。
　これによると、連通溝と貫通流路溝とが交差する交差部分では、濾過膜は、周囲を連通溝と貫通流路溝とで区切られたセルの二つの角と、貫通流路溝の片側縁とで支持（すなわち二点と一本の直線部とで支持）される。このため、膜カートリッジの内側に吸引圧が作用する際、従来のようにセルの四つの角のみで支持（すなわち四点支持）する場合と比べて、交差部分において濾過膜を十分に支持することができる。これにより、交差部分において濾過膜が貫通流路溝内に食い込んで貫通流路溝の流路断面積が縮小するのを防止することができる。このため、圧力損失を低減して膜カートリッジの膜面を有効に利用することができる。
　本第６発明は、濾板は縦横の長さが異なる形状であり、
濾板の長手方向が上下方向となるように濾板を立設した際、各透過液取出口は取付け高さの異なる位置に設けられ、
集水区域は濾板を上下複数に区分けし、
複数の集水区域のうちのいずれかの集水区域の流路溝パターンが別の集水区域の流路溝パターンと異なっているものである。
　これによると、濾過膜を透過した透過液は、各集水区域の流路溝パターンの貫通流路溝内を流れて、各集水区域に最も近い透過液取出口から膜カートリッジの外部に取り出される。これにより、圧力損失を低減して膜カートリッジの膜面全体に十分な吸引圧を作用させることができ、膜面を有効に利用して透過液を集液することができる。
　本第７発明は、透過液取出口は集水区域の境界部分に対応した位置に設けられているものである。
　これによると、透過液は、境界部分を挟んで隣り合った一方の集水区域における流路溝パターンの貫通流路溝と他方の集水区域における流路溝パターンの貫通流路溝とを流れて、両方の集水区域の境界部分に対応した透過液取出口から膜カートリッジの外部に取り出される。
　本第８発明は、各集水区域の境界部分にヘッダー溝が設けられ、
境界部分を挟んで互いに隣接する一方の集水区域内の貫通流路溝と他方の集水区域内の貫通流路溝とがヘッダー溝に連通し、
ヘッダー溝の流路断面積が貫通流路溝の流路断面積よりも大きいものである。
　これによると、濾過膜を透過した透過液は、貫通流路溝内を経て、ヘッダー溝内を流れる。ヘッダー溝の流路断面積は貫通流路溝の流路断面積よりも大きいため、ヘッダー溝内を流れる透過液の流速は、貫通流路溝内を流れる透過液の流速に比べて低下する。これにより、ヘッダー溝内の圧力がほぼ平均化（均圧化）され、膜カートリッジの幅方向において吸引圧（圧力分布）を平均化（均圧化）することができる。
　以上のように、本発明によると、膜カートリッジの圧力損失を低減できるとともに、吸引圧を膜面全体に十分に作用させることができ、膜面を有効に利用して、膜カートリッジ
からより多くの透過液を集液することができる。
本発明の第１の実施の形態における膜カートリッジを備えた膜分離装置の側面断面図である。 同、膜カートリッジを備えた膜分離装置の正面断面図である。 同、膜カートリッジの正面図である。 同、膜カートリッジの濾板の正面図である。 同、膜カートリッジの濾板の上部の透過液取出ノズル部分の拡大正面図である。 同、膜カートリッジの濾板の下部の透過液取出ノズル部分の拡大正面図である。 同、膜カートリッジの濾板の貫通流路溝と連通溝との交差部分の拡大図である。 本発明の第２の実施の形態における膜カートリッジの濾板の正面図である。 本発明の第３の実施の形態における膜カートリッジの濾板の正面図である。 本発明の第４の実施の形態における膜カートリッジの濾板の正面図である。 本発明の第５の実施の形態における膜カートリッジの濾板の正面図である。 本発明の第６の実施の形態における膜カートリッジの濾板の正面図である。 本発明の第７の実施の形態における膜カートリッジの流路溝パターンの図である。 本発明の第８の実施の形態における膜カートリッジの流路溝パターンの図である。 従来の膜カートリッジの濾板の正面図である。 同、膜カートリッジの濾板の流路溝の拡大図である。 同、別の膜カートリッジの濾板の流路溝の拡大図である。
　以下、本発明における第１の実施の形態を図１～図６を参照して説明する。
　図１，図２に示すように、下水等を活性汚泥処理する反応槽３２の内部には、浸漬型の膜分離装置３１が設けられている。この膜分離装置３１は、上下両端部が開放された四角形状の本体ケーシング３３と、本体ケーシング３３の内部に所定間隔をあけて平行に配列された複数枚の有機平膜型の膜カートリッジ３４と、これら膜カートリッジ３４の下方に設けられた散気装置６４を有している。
　尚、隣接する各膜カートリッジ３４は、対向する膜面間に所定間隔をあけて、平行に配列されている。また、各膜カートリッジ３４同士は、所定間隔をあけて離間しているが、少なくとも側辺部で接触していてもよい。この場合、本体ケーシング３３の側面が開放されていてもよく、又は、本体ケーシング３３が不要であってもよい。
　図３に示すように、膜カートリッジ３４は、上下方向Ａに長い長方形状（縦横の長さが異なる形状の一例）の濾板３６と、濾板３６の表裏両面に取り付けられた濾過膜３７を有している。濾過膜３７の周縁部は、濾板３６に、溶着又は接着等によって固着されている。
　図４に示すように、濾板３６の表裏両面にはそれぞれ、複数種類（図４では二種類）の流路溝パターン３８，３９が形成されており、濾過膜３７を透過した透過液はこれら流路溝パターン３８，３９を流れる。これら流路溝パターン３８，３９は濾過膜３７で覆われている。
　濾板３６の幅方向Ｂにおける一側部には、第１および第２の流路溝パターン３８，３９内の透過液を集めて膜カートリッジ３４の外部に取り出す上下複数個（図４では上下二個）の透過液取出ノズル４１，４２（透過液取出口の一例）が設けられている。尚、濾板３６の下端から上部の透過液取出ノズル４１までの取付け高さは濾板３６の下端から下部の透過液取出ノズル４２までの取付け高さよりも高く設定されている。
　図３，図４に示すように、濾板３６は上下複数個（図３，図４では上下三個）の集水区域４４～４６に区分されている。上部の透過液取出ノズル４１は上部の集水区域４４の上端部に位置している。また、下部の透過液取出ノズル４２は、中央部の集水区域４５と下部の集水区域４６との境界部分７０に対応した位置に設けられている。
　尚、第１の流路溝パターン３８は上部の集水区域４４と下部の集水区域４６とに形成され、第２の流路溝パターン３９は中央部の集水区域４５に形成されている。
　図４，図５に示すように、第１の流路溝パターン３８は、各集水区域４４，４６を貫く直線状の複数の貫通流路溝３８ａと、隣り合う貫通流路溝３８ａ同士に連通する複数の連通溝３８ｂとによって形成されている。同様に、第２の流路溝パターン３９は、集水区域４５を貫く直線状の複数の貫通流路溝３９ａと、隣り合う貫通流路溝３９ａ同士に連通する複数の連通溝３９ｂとによって形成されている。尚、第１の流路溝パターン３８の各貫通流路溝３８ａは所定間隔をあけて互いに平行に配列され、同様に、第２の流路溝パターン３９の各貫通流路溝３９ａは所定間隔をあけて互いに平行に配列されている。また、上記第１および第２の流路溝パターン３８，３９が形成されることにより、濾板３６の表裏両面には、周囲を各貫通流路溝３８ａ，３９ａと連通溝３８ｂ，３９ｂとで区切られた複数の長方形状のセル４０が形成されている。
　第１の流路溝パターン３８の貫通流路溝３８ａの長さ方向Ｃ１と第２の流路溝パターン３９の貫通流路溝３９ａの長さ方向Ｃ２とは異なっている。
　上部の集水区域４４の第１の流路溝パターン３８の各貫通流路溝３８ａは、長さ方向Ｃ１の下端部（一端部の一例）から上端部（他端部の一例）に向って、上部の透過液取出ノズル４１（直近の透過液取出口の一例）に漸次近付くように、鉛直方向に対して傾斜している。
　中央部の集水区域４５の第２の流路溝パターン３９の各貫通流路溝３９ａは、長さ方向Ｃ２の上端部（一端部の一例）から下端部（他端部の一例）に向って、下部の透過液取出ノズル４２（直近の透過液取出口の一例）に漸次近付くように、鉛直方向に対して傾斜している。
　下部の集水区域４６の第１の流路溝パターン３８の各貫通流路溝３８ａは、長さ方向Ｃ１の下端部（一端部の一例）から上端部（他端部の一例）に向って、下部の透過液取出ノズル４２（直近の透過液取出口の一例）に漸次近付くように、鉛直方向に対して傾斜している。
　第１の流路溝パターン３８の貫通流路溝３８ａと連通溝３８ｂはＴ字状に交差しており、第２の流路溝パターン３９の貫通流路溝３９ａと連通溝３９ｂはＴ字状に交差している。
　濾板３６の表裏両面にはそれぞれ、濾板３６の幅方向Ｂに長いヘッダー溝５１～５３が上下複数本（図４では上下三本）形成されている。このうち、第１のヘッダー溝５１は上部の集水区域４４の上端部に位置し、第２のヘッダー溝５２は上部の集水区域４４と中央部の集水区域４５との境界部分７１に位置し、第３のヘッダー溝５３は中央部の集水区域４５と下部の集水区域４６との境界部分７０に位置している。
　第１のヘッダー溝５１には、上部の集水区域４４内の貫通流路溝３８ａの上端部が連通している。また、第２のヘッダー溝５２には、上部の集水区域４４内（一方の集水区域内）の貫通流路溝３８ａの下端部と中央部の集水区域４５内（他方の集水区域内）の貫通流路溝３９ａの上端部とが連通している。また、第３のヘッダー溝５３には、中央部の集水区域４５内（一方の集水区域内）の貫通流路溝３９ａの下端部と下部の集水区域４６内（他方の集水区域内）の貫通流路溝３８ａの上端部とが連通している。尚、各ヘッダー溝５１～５３の流路断面積は各貫通流路溝３８ａ，３９ａの流路断面積よりも大きい。
　図５に示すように、上部および下部の透過液取出ノズル４１，４２はそれぞれ、濾板３６の縁部から外側方へ突出したノズル本体部５５と、ノズル本体部５５に設けられた孔部５６とを有している。尚、孔部５６の一端はノズル本体部５５の先端に開口し、孔部５６の他端は第１および第３のヘッダー溝５１，５３に連通している。
　図１，図２に示すように、本体ケーシング３３の左右一側方には、各膜カートリッジ３４の透過液取出ノズル４１，４２から吸引された透過液を集める上下複数本（図２では上下二本）の集水管５９，６０が前後方向に設けられている。透過液取出ノズル４１，４２と集水管５９，６０とは接続管６１を介して接続されている。
　両集水管５９，６０には透過液を導出する導出管６２が接続されている。導出管６２には、透過液を吸引するための吸引力を膜カートリッジ３４の内側に発生させる吸引ポンプが設けられている。尚、吸引ポンプを用いずに、反応槽３２内の被処理液６３の水頭圧を濾過駆動圧として利用し、吸引力を発生させてもよい。
　図２に示すように、本体ケーシング３３は、他側部に、着脱自在なサイドパネル３５を有している。図２の仮想線で示すように、サイドパネル３５を本体ケーシング３３から取り外すことにより、膜カートリッジ３４を本体ケーシング３３内から取り外して幅方向Ｂ（横方向）へ出し入れすることができる。
　以下、上記構成における作用を説明する。
　濾過運転中は、散気装置６４から散気を行ないながら、吸引ポンプを駆動して、各膜カートリッジ３４の内側を減圧することにより、被処理液６３中の汚泥等が濾過膜３７で捕捉される。この際、濾過膜３７を透過した透過液は、各透過液取出ノズル４１，４２に向かって各流路溝パターン３８，３９の貫通流路溝３８ａ，３９ａと連通溝３８ｂ，３９ｂとを流れ、各透過液取出ノズル４１，４２から接続管６１を経て集水管５９，６０に集められ、導出管６２を通って反応層３２の外部に導出される。
　この際、図４，図５に示すように、上部の集水区域４４において、透過液は、第１の流路溝パターン３８の貫通流路溝３８ａと連通溝３８ｂと第１のヘッダー溝５１とを通って、上部の透過液取出ノズル４１に流れる。上記各貫通流路溝３８ａは、直線状であり、長さ方向Ｃ１の下端部から上端部に向って、上部の透過液取出ノズル４１に漸次近付いている。このため、貫通流路溝３８ａ内の透過液の流れがスムーズになるとともに、透過液が上部の透過液取出ノズル４１まで流れる際の距離は短くなる。
　また、中央部の集水区域４５において、透過液は、第２の流路溝パターン３９の貫通流路溝３９ａと連通溝３９ｂと第３のヘッダー溝５３とを通って、下部の透過液取出ノズル４２に流れる。上記各貫通流路溝３９ａは、直線状であり、長さ方向Ｃ２の上端部から下端部に向って、下部の透過液取出ノズル４２に漸次近付いている。このため、貫通流路溝３９ａ内の透過液の流れがスムーズになるとともに、透過液が下部の透過液取出ノズル４２まで流れる際の距離は短くなる。
　また、下部の集水区域４６において、透過液は、第１の流路溝パターン３８の貫通流路溝３８ａと連通溝３８ｂと第３のヘッダー溝５３とを通って、下部の透過液取出ノズル４２に流れる。上記上部および中央部の集水区域４４，４５と同様に、上記貫通流路溝３８ａ内の透過液の流れがスムーズになるとともに、透過液が下部の透過液取出ノズル４２まで流れる際の距離は短くなる。
　このようなことから、膜カートリッジ３４の圧力損失を低減して膜面を有効に利用することができる。
　また、上記のように、上部の集水区域４４における透過液は、上部の集水区域４４に最も近い上部の透過液取出ノズル４１から膜カートリッジ３４の外部に取り出され、中央部および下部の集水区域４５，４６における透過液は、これら集水区域４５，４６に最も近い下部の透過液取出ノズル４２から膜カートリッジ３４の外部に取り出される。このため、上下方向Ａに長い長方形状の膜カートリッジ３４の下部にも十分な吸引圧が作用し、これにより、膜面全面を有効に利用して透過液を得ることができ、膜カートリッジ３４からより多くの透過液を集液することができる。
　また、図６に示すように、上部および下部の集水区域４４，４６において、第１の流路溝パターン３８の貫通流路溝３８ａと連通溝３８ｂとが交差する交差部分７３では、濾過膜３７は、隣り合う二つのセル４０の角７４ａ，７４ｂと貫通流路溝３８ａの片側縁７４ｃとで支持（すなわち二点と一本の直線部とで支持）される。このため、膜カートリッジ３４の内側に吸引圧が作用した際、図１２に示した従来のような四つのセル２２の角２１ａ～２１ｄのみで支持（すなわち四点支持）するものと比べて、交差部分７３において濾過膜３７を十分に支持することができる。これにより、交差部分７３において濾過膜３７が貫通流路溝３８ａ内に食い込んで貫通流路溝３８ａの流路断面積が縮小するのを防止することができる。同様に、中央部の集水区域４５の第２の流路溝パターン３９の貫通流路溝３９ａと連通溝３９ｂとが交差する交差部分７３においても、濾過膜３７が貫通流路溝３９ａ内に食い込んで貫通流路溝３９ａの流路断面積が縮小するのを防止することができる。したがって、膜カートリッジ３４の圧力損失を低減して膜面を有効に利用することができる。
　また、図４に示すように、各ヘッダー溝５１～５３の流路断面積はそれぞれ各貫通流路溝３８ａ，３９ａの流路断面積よりも大きいため、各ヘッダー溝５１～５３内を流れる透過液の流速は、各貫通流路溝３８ａ，３９ａ内を流れる透過液の流速に比べて低下する。これにより、各ヘッダー溝５１～５３内の圧力がほぼ平均化（均圧化）され、膜カートリッジ３４の幅方向Ｂにおいて吸引圧（圧力分布）を平均化（均圧化）することができる。
　上記第１の実施の形態では、図４に示すように、膜カートリッジ３４の濾板３６の一側部のみに二個の透過液取出ノズル４１，４２が設けられているが、第２～第５の実施の形態として、図７Ａ～図７Ｄに示すように、透過液取出ノズル４１，４２，６６，６７（透過液取出口）が二個或いは三個以上の複数個設けられてもよい。また、透過液取出ノズル４１，４２，６６，６７は濾板３６の両側部に設けられてもよいし或いは他側部のみに設けられてもよい。
　また、上記第１の実施の形態では、図４に示すように、濾板３６は、上下方向Ａにおいて三個の集水区域４４～４６に区分けされているが、上下方向Ａにおいて二個の集水区域に区分けされてもよい。或いは、図７Ａ～図７Ｃに示すように、濾板３６は上下方向Ａにおいて四個以上の複数個の集水区域４４～４７に区分けされてもよい。また、図７Ｄに示すように、濾板３６は上下方向Ａにおいて複数個（例えば三個）かつ幅方向Ｂにおいて複数個（例えば二個）の集水区域４４～４９に区分けされてもよい。
　また、上記第１の実施の形態では、濾板３６に二種類の流路溝パターン３８，３９が形成されているが、三種類以上の複数種類の流路溝パターンが形成されてもよい。
　上記第１の実施の形態では、図４に示すように、第１の流路溝パターン３８の貫通流路溝３８ａが平行に配列され、第２の流路溝パターン３９の貫通流路溝３９ａが平行に配列されているが、平行に限定されるものではない。例えば、第６の実施の形態として、図８に示すように、上部の集水区域４４に形成された第１の流路溝パターン３８の各貫通流路溝３８ａが上部の透過液取出ノズル４１に最も近い（隣接した）箇所を中心部とした放射状に配列され、中央部の集水区域４５に形成された第２の流路溝パターン３９の各貫通流路溝３９ａが下部の透過液取出ノズル４２に最も近い（隣接した）箇所を中心部とした放射状に配列され、下部の集水区域４６に形成された第１の流路溝パターン３８の各貫通流路溝３８ａが下部の透過液取出ノズル４２に最も近い（隣接した）箇所を中心部とした放射状に配列されている。
　尚、第１の流路溝パターン３８の貫通流路溝３８ａと第２の流路溝パターン３９の貫通流路溝３９ａとは、鉛直方向に対して傾斜しているが、傾斜の向きが異なっている。
　以下、上記構成における作用を説明する。
　上部の集水区域４４において、透過液は、上部の透過液取出ノズル４１に向って、第１の流路溝パターン３８の貫通流路溝３８ａと連通溝３８ｂと第１のヘッダー溝５１とを流れる。また、中央部の集水区域４５において、透過液は、下部の透過液取出ノズル４２に向って、第２の流路溝パターン３９の貫通流路溝３９ａと連通溝３９ｂと第３のヘッダー溝５３とを流れる。また、下部の集水区域４６において、透過液は、下部の透過液取出ノズル４２に向って、第１の流路溝パターン３８の貫通流路溝３８ａと連通溝３８ｂと第３のヘッダー溝５３とを流れる。これにより、上記第１の実施の形態のものと同様の効果が得られる。
　尚、上記第２～第５の実施の形態で示した膜カートリッジ３４の各貫通流路溝３８ａ，３９ａを、平行ではなく、放射状に配列してもよい。
　上記各々の実施の形態では、濾板３６の表裏両面に濾過膜３７と流路溝パターン３８，３９が設けられているが、表裏いずれか片面のみに設けられていてもよい。
　上記各々の実施の形態では、図４，図７，図８に示すように、第１の流路溝パターン３８の隣り合う二本の貫通流路溝３８ａ同士が連通溝３８ｂで連通され、第２の流路溝パターン３９の隣り合う二本の貫通流路溝３９ａ同士が連通溝３９ｂで連通されているが、本発明における第７および第８の実施の形態として、図９Ａ，図９Ｂで示すように、第１の流路溝パターン３８の隣り合う三本以上の複数本の貫通流路溝３８ａ同士が連通溝３８ｂで連通され、第２の流路溝パターン３９の隣り合う三本以上の複数本の貫通流路溝３９ａ同士が連通溝３９ｂで連通されていてもよい。また、連通溝３８ｂ，３９ｂは、直線状に形成されているが、直線状に限定されるものではなく、曲線や屈曲線状に形成されていてもよい。
　上記各々の実施の形態において、濾板３６と濾過膜３７の間にスペーサー（不織布やスポンジ等）が配置され、濾過膜３７が濾板３６に密着するのをスペーサーで防止してもよい。
　上記各々の実施の形態では、膜カートリッジ３４は、長辺を上下方向Ａにして膜分離装置３１内に配置されているが、長辺を幅方向Ｂにして膜分離装置３１内に配置されるものであってもよい。
　上記各々の実施の形態では、各流路溝パターン３８，３９の境界にヘッダー溝５２，５３が形成されているが、ヘッダー溝５１，５３は透過液取出ノズル４１，４２に対応する位置のみに形成されていてもよい。
　上記各々の実施の形態では、各ヘッダー溝５１～５３の流路断面積は各貫通流路溝３８ａ，３９ａの流路断面積よりも大きく形成されているが、各ヘッダー溝５１～５３の代わりに、各貫通流路溝３８ａ，３９ａの流路断面積以下の流路溝が形成されているものでもよい。

Claims (8)

  1. 濾板の少なくとも表裏いずれか一方の面に濾過膜が設けられ、
    濾過膜で覆われた濾板の表面に、濾過膜を透過した透過液が流れる流路溝パターンが形成され、
    濾板の周縁部に、流路溝パターンを流れる透過液を集めて取り出す透過液取出口が設けられた浸漬型膜分離装置を構成する膜カートリッジであって、
    透過液取出口は濾板に複数設けられ、
    濾板は複数の集水区域に区分けされ、
    流路溝パターンは、各集水区域に形成されており、各集水区域を貫く直線状の複数の貫通流路溝を有し、
    各貫通流路溝は、一端部から他端部に向って、直近の透過液取出口に漸次近付くことを特徴とする膜カートリッジ。
  2. 集水区域内の貫通流路溝が互いに平行に配列されていることを特徴とする請求項１記載の膜カートリッジ。
  3. 集水区域内の貫通流路溝が、直近の透過液取出口の近傍を中心にして、放射状に配列されていることを特徴とする請求項１記載の膜カートリッジ。
  4. 隣り合う貫通流路溝同士が連通溝を介して連通していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の膜カートリッジ。
  5. 連通溝と貫通流路溝とがＴ字状に交差していることを特徴とする請求項４記載の膜カートリッジ。
  6. 濾板は縦横の長さが異なる形状であり、
    濾板の長手方向が上下方向となるように濾板を立設した際、各透過液取出口は取付け高さの異なる位置に設けられ、
    集水区域は濾板を上下複数に区分けし、
    複数の集水区域のうちのいずれかの集水区域の流路溝パターンが別の集水区域の流路溝パターンと異なっ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項に記載の膜カートリッジ。
  7. 透過液取出口は集水区域の境界部分に対応した位置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６のいずれか１項に記載の膜カートリッジ。
  8. 各集水区域の境界部分にヘッダー溝が設けられ、
    境界部分を挟んで互いに隣接する一方の集水区域内の貫通流路溝と他方の集水区域内の貫通流路溝とがヘッダー溝に連通し、
    ヘッダー溝の流路断面積が貫通流路溝の流路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の膜カートリッジ。
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