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公開番号2025076534
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-16
出願番号2023188075
出願日2023-11-02
発明の名称膜モジュール及び膜ろ過装置
出願人環水工房有限会社
代理人個人,個人
主分類C02F 1/44 20230101AFI20250509BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】専門的な知識や経験に乏しい者であっても、必要に応じてろ過膜を容易に取り外して洗浄することができるとともに、ろ過膜の着脱を繰り返しても壊れにくい膜モジュール及び、製造コストが安価で、メンテナンス性に優れた膜ろ過装置を提供すること。
【解決手段】ろ過膜を備える膜モジュール100であって、ろ過膜1の端部11を固定する膜固定部2と、ろ過膜1を収容するハウジング3と、ハウジング3を着脱可能に固定するキャップ4とを備え、ハウジング3はキャップ4とねじ式またはバヨネット式に着脱可能であって、ハウジング3の取り外しとともに膜固定部2及びろ過膜1も同時に取り外し可能であり、ろ過膜1及び膜固定部2をハウジング3から取り外すことによって、ろ過膜1全体を露出した状態とすることが可能である構成とした。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
不純物質を含有する被処理水から前記不純物質を除去した処理水を得るためのろ過膜を備える膜モジュールであって、
前記ろ過膜の端部を固定する膜固定部と、前記ろ過膜を収容するハウジングと、前記ハウジングを着脱可能に固定するキャップとを備え、
前記ハウジングは前記キャップとねじ式またはバヨネット式に着脱可能であって、前記ハウジングの取り外しとともに前記膜固定部及び前記ろ過膜も同時に取り外し可能であり、
前記ろ過膜及び前記膜固定部を前記ハウジングから取り外すことによって前記ろ過膜全体を露出した状態とすることが可能であることを特徴とする、膜モジュール。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記ハウジングは内部を視認可能に構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の膜モジュール。
【請求項３】
不純物質を含有する被処理水から前記不純物質を除去した二次処理水を得るための膜ろ過装置において、
請求項1または請求項2に記載の膜モジュールであって外圧式の中空糸膜モジュールと、前記中空糸膜モジュールによってろ過された一次処理水を吸引するためのポンプと、前記一次処理水をろ過して二次処理水を得るための逆浸透膜を用いた逆浸透膜モジュールとを備えるとともに、
前記中空糸膜モジュールは前記ハウジングを着脱可能に地面から離間させて縦向きに配置され、
前記逆浸透膜モジュールは横向きに配置されていることを特徴とする、膜ろ過装置。
【請求項４】
前記膜モジュールに前記被処理水を供給する被処理水吸引手段を更に備え、
前記被処理水吸引手段は、被処理水を貯水部から吸引する吸引ポンプと、貯水部に浸漬させる吸引膜モジュールとを有することを特徴とする、請求項3に記載の膜ろ過装置。
【請求項５】
前記中空糸膜モジュールが少なくとも2列配置されるとともに、
前記中空糸膜モジュールを挟んで少なくとも2列の前記逆浸透膜モジュールが横向きに配置されていることを特徴とする、請求項4に記載の膜ろ過装置。
【請求項６】
流路の切り換えにおいて、電磁弁を備えず、手動弁のみを備えることを特徴とする、請求項3に記載の膜ろ過装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、懸濁物質や塩分等の不純物質を含む被処理水から、ろ過により無色透明の処理水を得るためのろ過膜を備える膜モジュール及びそれを用いた膜ろ過装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
河川水や池水等の汚濁した水を飲用に適した水とするために、中空糸膜等のろ過膜を組み込んだ膜モジュールを用いて濁度成分を除去し、逆浸透膜を組み込んだ膜モジュールを用いて必要に応じてイオンやウイルス等を除去する膜ろ過装置が開発されている。
このような膜ろ過装置は、特に、飲用水が不足しやすい離島等において、海水や塩分を含む地下水から飲用可能な淡水を得るために用いられることがある。
【０００３】
一般的に、ろ過膜を用いた膜ろ過装置は、ろ過動作を続けることで、ろ過膜に不純物質が堆積してろ過効率が低下するうえ、ろ過膜を破損させてしまう可能性がある。そこで、不純物質がろ過膜に堆積した場合には、処理水を逆方向に流す逆洗や被処理水に気泡を混合させるバブリング等を行うことで、ろ過膜に堆積した不純物質を除去することが行われている。
【０００４】
しかし、逆洗は、逆洗用のポンプが必要であるうえ、ろ過動作と逆洗動作を切り換えるために電磁弁を制御するための制御装置が必要になり、製造コストや導入コストが上昇する。また、被処理水に含まれる不純物質は、時季や場所によって変わり得るところ、逆洗動作の継続時間やろ過動作との時間間隔の設定を適切に行うには、設置する者に専門的な知識や経験を要する。
【０００５】
そこで、従来では、膜モジュールからろ過膜を取り出すことで、誰でも簡単にろ過膜を洗浄することができる技術が開発されている。
例えば特許文献1では、図7に示すように、管付きフランジ91と、ハウジング92と、中空糸膜93・93…と、外筒94・94’と、シールキャップ95とから構成した中空糸膜モジュール900が示されている。
【０００６】
特許文献1の中空糸膜モジュール900は、管付きフランジ91に複数の穴911・911…が設けられていることから、管付きフランジ91とハウジング92とは、ボルト(図示せず)とナット(図示せず)により固定されるものと考えられる。つまり、ボルトを外すことで、管付きフランジ91からハウジング92を取り外すことができる構成となっている。このとき、ハウジング92を取り外すと、シールキャップ95と外筒94とが分離する。次いで、ハウジング92から外筒94・94’とそれらに固定された中空糸膜93・93…とを引き抜くことで、中空糸膜93・93…を取り外し、洗浄することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平7-308549号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献1の膜モジュールでは、シールキャップが固定ばねによって外筒に押し付けられている。すなわち、外筒とそれらに固定された中空糸膜とは、組み立ての際、シールキャップから反発する方向の力を受ける。そのため、管付きフランジとハウジングとをボルトとナットで固定する際、ハウジングを管付きフランジに押し付けた状態でボルトを締めなければならない。この作業には、少なくとも二人以上の作業者が必要となると考えられ、作業効率が悪い。
これは、ハウジングを取り外す場合も同様であり、ハウジングを管付きフランジに押し付けるように力を入れながらボルトを緩めていかなければならない。
【０００９】
また、ハウジングを管付きフランジに取り付ける際、それらの穴同士の位置がずれることが考えられる。穴の位置がずれた場合は、位置が合うように、ハウジングを回転させなければならない。
しかし、外筒とシールキャップとは、固定ばねによって押し付けられることで強い摩擦力が生じ、摩擦により強く接触していると考えられる。そのため、強い摩擦力が生じた状態でハウジングを回転させると、シールキャップごと回転して、固定ばねが捩じれるとともに、その復元力が中空糸膜を捩じれさせてしまい、中空糸膜が損傷する原因となる。
【００１０】
上記のように作業性やメンテナンス性に乏しい膜モジュールを搭載した膜ろ過装置では、例えば発展途上国の離島地域等で稼働させる場合に、故障やトラブルが短期間で生じてしまう。前記のような地域では、ろ過装置やろ過に関する知識や経験のある者はほとんどおらず、一度停止した膜ろ過装置を再び自分たちで稼働させることは不可能である。
そのため、装置のメーカーやサービス代理店の担当者が頻繁に現地対応することになり、それを待つ間の生活を維持できないばかりか、経済的な負担が増加する。このように、対応する側にとっても対応される側にとっても、不満が残る結果となってしまうという問題がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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