CN1501833B - 浸渍型膜过滤装置 - Google Patents

Abstract

浸渍型过滤装置200是为了把储留在储留槽150中的被处理液做过滤处理而得到滤液的装置，它主要备有过滤膜组件300以及在其下方配置的空气泡供给装置500。过滤膜组件300在带有滤液的排出口303的圆筒状的收纳容器301内，其填充有多个内面具有过滤被处理液的功能的管状过滤膜310。管状过滤膜310的两端保持成维持开口状态。把过滤膜组件300浸渍在被处理液中，使管状过滤膜301的上下方开着口，向过滤膜组件300供给来自于空气泡供给装置500的空气泡。使被处理液自下而上自然循环通过管状过滤膜310，并从上端流入储留槽150内，部分就从内往外通过管状过滤膜310而过滤。由这样得到的滤液，通过排出口303经过滤液排出通道600而流出。

Description

浸渍型膜过滤装置

技术领域

本发明涉及过滤装置，特别是涉及在浸渍于被处理液中的状态下对被处理液作过滤处理而得到滤液的浸渍型膜过滤装置。

背景技术

近年来，把膜组件浸渍于被处理液中而利用空气泡的浮力来使被处理液边自然循环边过滤的浸渍型膜过滤方法，作为一种用泵等机械循环手段对膜组件强制供给循环被处理液的超滤法的替代过滤方法，已经作为活性污泥处理液等高污浊液的节能精密过滤方式在多方面得到应用(例如，参见特开昭61-129094)。

在这样的浸渍型膜过滤法中，所用的膜组件一般称为浸渍型过滤膜组件，专指中空丝膜组件和平膜组件(例如，参见日本环境整备教育中心的“引入膜处理法之小型生活排水处理装置的实用化研究报告”的平成4年至平成7年版)。这里，中空丝膜组件是指把多根外径和内径均为数mm量级的中空丝膜集合的两端固定了的组件，它是按由中孔丝膜内部的减压而使被处理液从外往内通过，从而可以实施对被处理液的过滤处理所构成的。另一方面，平膜组件是指备有多个被设定在袋状中的平膜的组件，它是通过内侧减压使被处理液从这样的平膜的外侧流入内侧从而可以实施对被处理液的过滤处理所构成的。再是，在中空丝膜组件中，被处理液从中空丝膜的外侧而进入内侧，中空丝膜的内径与被处理液中所含被过滤物质和活性污泥的大小大体相同，使得被处理液从中空丝膜内侧向外侧的通过就有可能因引起堵孔而被闭塞，以及空气泡难以通过到中空丝膜内，被处理液的自然循环变得困难了。另一方面，在平膜组件内，被处理液从外侧而到内侧，在这样做之后，被处理液自然循环所必须的被处理液的上升气流由空气泡而容易形成。

可是，在把中空丝膜组件与平膜组件作比较时，中空丝膜组件的单位容积膜面积要比平膜组件的大，可以有更高的容积效率。也就是说，对于相同膜面积的中空丝膜组件与平膜组件，中空丝膜组件可以做得更紧凑。与此相反，平膜组件的通量(单位膜面积的过滤量)要比中空丝膜组件大，故也比中空丝膜组件可以更有效的实施浸渍型膜过滤。所以，使用了这些浸渍型过滤膜组件的浸渍型膜过滤装置要既小型化又同时有高过滤效率，实质上是困难的。

还有，这些浸渍型过滤膜组件的通量随着增加所供给的空气泡量而提高，为了要达到一定的通量以上而使过滤效率高，供给空气泡的能耗就高。再是，在使用了中空丝膜组件的浸渍型膜过滤装置中，在增加空气泡的供给量时，就有必要把中空丝膜之间的间隙加大以使空气泡容易通过，这也使得中空丝膜组件容积效率的提高变得困难了。

本发明的目的在于，实现既可以构成小型化又可以有更经济的高效过滤之浸渍型膜过滤装置。

发明公开的内容

本发明的浸渍型膜过滤装置是一种把储留于储留槽中的被处理液过滤而得到滤液的装置，它备有过滤膜组件和空气泡供给装置，所述过滤膜组件是一种将含有多个内面具有被处理液过滤功能且在其外周面已部分形成了突起的管状过滤膜的管状过滤膜群收容于具有滤液排出口的筒状收纳容器中且以其两端部保持的、可以把管状过滤膜上下方开口那样的浸渍于储留槽内的被处理液中的过滤膜组件；以及配置在储留槽中的过滤膜组件下方的、向过滤膜组件供给空气泡的所述空气泡供给装置。

这里，所述的收纳容器的排出口被设定在，例如，由储留于储留槽中的被处理液的水头压可以使滤液排出的位置。或者，此浸渍型膜过滤装置进一步备有，例如，使排出口设定为负压的手段。

在上述浸渍型膜过滤装置中使用的管状过滤膜备有，例如，形成了圆筒状的过滤膜层和配置在过滤膜层外周面的、具有为赋予对过滤膜层以形状保持性的液体通过性的支撑膜层，其崩溃压至少设定为20kPa。这里，过滤膜层是由，例如，精密过滤膜所构成。此管状过滤膜进一步备有在其支撑膜层的外周面上配置的具有液体通过性的增强层也可以。此时，支撑膜层和增强层以使用聚酯树脂系无纺布所形成为优选。管状过滤膜的内径设定为3～15mm为优选。还有，管状过滤膜的壁厚(A)与外径(B)之比(A/B)设定为0.025～0.1为优选。

还有，在管状过滤膜的外周面上部分形成的突起高度通常为0.02～0.2mm。此时，突起以过滤膜层的轴线为中心螺旋状形成为优选。

进一步说，几个管状过滤膜可以是，例如，以平面平行配置且通过连接钮形成一体的编组管状过滤膜群。

收容于收纳容器中的管状过滤膜群，通常用树脂保持在收纳容器的两端。此时，收纳容器的两端的内面上有凹部和凸部中的至少1个者为优选。

在本发明的浸渍型膜过滤装置中所使用的过滤膜组件，通常是在收纳容器中具有为了在排出口与管状过滤膜群之间设置间隙用的隔板。通常此过滤膜组件以使用内径3～15mm的管状过滤膜为优选，还有，由下式(I)所表示的管状过滤膜群的填充率设定为至少0.7为优选。再是，式(I)中，N为在管状过滤膜群中所含有的管状过滤膜的数目，d₀为管状过滤膜的外径，S为垂直于收纳容器轴向的内部截面积。

填充率＝Nπd₀ ²/4S    (I)

再是，上述隔板一般被设定成装备了它的部分占垂直于收纳容器轴向的内部截面积的比例为3～10％为优选。

还有，在本发明的浸渍型膜过滤装置中所使用的过滤膜组件也可以是具有带通液孔的筒状集水管和在此集水管的外周设有间隔而配置了的外筒之收纳容器、管状过滤膜群配置于集水管与外筒之间且集水管具有上述排出口。这样的过滤膜组件，以用内径3～15mm的管状过滤膜且集水管的外径(d_s)对在垂直于集水管与外筒之间的轴向上的截面积(S₁)之比(d_s/S₁)设定为0.3～1m^-1为优选，而且，以下式(II)表示的管状过滤膜的填充率设定为至少在0.8为优选。在式(II)中，N为管状过滤膜群中所含有的管状过滤膜的数目，d₀为管状过滤膜的外径。

填充率＝Nπd₀ ²/4S₁    (II)

在此形态的过滤膜组件中，管状过滤膜群通常是配置在从集水管设置了间隔的集水管与外筒之间的。还有，集水管与外筒通常是圆筒形的。

在上述浸渍型膜过滤装置中所使用的过滤膜组件的收纳容器，以具有在从其空气泡供给装置一侧的端部向空气泡供给装置延伸的壁部者也可以。

使用本发明涉及的上述那样的浸渍型膜过滤装置来过滤处理被处理液时，储留在储留槽中的被处理液伴随着从空气泡供给装置向过滤膜组件供给的空气泡而由下往上通过各管状过滤膜，在储留槽内自然循环。此时，被处理液的一部分从内往外通过管状过滤膜，此时此被处理液中所含滤去成分被具有过滤功能的管状过滤膜的内面所捕捉。这样做了的除去了滤去成分的被处理液(滤液)流入了收纳容器内，通过其排出口排出。这里所用的过滤膜组件，由于其内面使用了具有被处理液过滤功能的管状过滤膜，与已有的用中空丝膜和平膜的组件相比，其单位容积的膜面积大，结果是比已有的组件更易小型化。还有，使用了此过滤膜组件的浸渍型膜过滤处理，在把其空气泡的供给量设定为与使用已有的组件的场合相同程度时，由同样的理由，过滤膜组件的单位容积过滤流量要比使用中空丝膜组件和平膜组件时多。也就是说，由用此过滤膜组件，可以在降低供给空气泡所必须的能耗的同时还提高过滤效率。所以，本发明的浸渍型膜过滤装置与已有者相比，可以构成小型，而且可以实施有效且经济的浸渍型膜过滤。

把本发明的浸渍型膜过滤装置设计成在上部可以配置过滤膜组件而且在垂直于轴向的截面中的内周形状基本上是与在垂直于收纳容器的轴向的截面中的外周部分的内周形状同样大小和同样形状，并进一步备有把从空气泡供给装置出来的空气泡引向过滤膜组件的定位筒也可以。

此时，空气泡供给装置有多个空气泡喷出孔，以由把供给给过滤膜组件的空气泡的总流量用管状过滤膜的总个数除而得到的每个管状过滤膜的空气流量的平均值的至少30％的空气泡分配给至少半数的管状过滤膜那样的配置方式的空气泡喷出孔者为优选。

或者，空气泡供给装置以是，备有由形成了与垂直于定位筒的轴向之截面中的外周部分的内周形状基本上相同大小和相同形状的橡胶弹性体所构成的面状体，以及对于面状体为在下方向面状体供给空气的空气供给装置，且其面状体可以根据从空气供给装置所供给的空气的压力的增减而开启与关闭、在整个面上有使空气泡喷出的复数空气泡喷出孔的为优选。此时，面状体的空气泡喷出孔以设定为可以喷出直径为管状过滤膜的内径的至少1/3的空气泡者为优选。

在本发明的浸渍型膜过滤装置备有上述那样的定位筒和空气泡供给装置时，由于可以对过滤膜组件的各个管状过滤膜均等供给空气泡，提高了各管状过滤膜中的过滤流量，进一步提高了过滤效率。所以，此浸渍型膜过滤装置，与已有的相比，更容易小型化，而且可以更有效且经济的实施浸渍型膜过滤。

特别是，作为空气泡供给装置，在备有上述那样的由橡胶弹性体构成的面状体的场合，此面状体在空气供给装置停止供给空气时，即，没有受到来自于空气供给装置的空气的压力时，由其弹性收缩而关闭了空气喷出孔。为此，此空气泡供给装置有效地防止了由被处理液中所含有的污浊成分导致的空气泡喷出孔被堵塞，可以稳定的供给空气泡。

还有，本发明的浸渍型膜过滤装置，进一步备有配置在过滤膜组件和空气泡供给装置之间的、把来自于空气泡供给装置的空气泡引导向过滤膜组件中分散的、含填充物的填充物层也可以。此时，填充物层设定为，可以把空气泡供给装置供给给过滤膜组件的空气泡的总流量用管状过滤膜的总个数除而得到的每个管状过滤膜的空气流量的平均值的至少30％的空气泡分配给至少半数的管状过滤膜那样，把来自于空气泡供给装置的空气泡分散者为优选。再是，这里所用的填充物，通常是外径5～50mm、长度5～50mm的多孔性中空圆筒状物。此中空圆筒状物是，例如，微生物载体。

在本发明的浸渍型膜过滤装置备有上述那样的填充物层时，来自于空气泡供给装置的空气泡在被处理液中上升，通过填充物层之后供给给过滤膜组件。这里，从空气泡供给装置出来的空气泡在通过填充物层时，于被扰乱的同时被分散，从而均等供给给过滤膜组件的各管状过滤膜。结果是，提高了过滤膜组件的过滤流量，进一步提高了被处理液的过滤效率。再是，填充物层在使来自于空气泡供给装置的空气泡分散的同时，也可以捕捉被处理液中所含有的各种杂质。由此，构成过滤膜组件的管状过滤膜，抑制了因杂质导致的闭塞而可以稳定维持过滤效率。

还有，当填充物层含有上述那样的作为填充物的多孔性中空圆筒状物而且此中空圆筒状物为微生物载体时，被处理液即使是生活污水的活性污泥处理液那样的含菌时，仍维持了浸渍型膜过滤处理的有效性。也就是说，这时，由于被处理液中所含有的菌体被中空圆筒状物所捕捉并保持，即使在被处理液急剧流入时处理水质也不降低。由此，抑制了管状过滤膜的堵孔，维持了浸渍型膜过滤处理的效率。

本发明的浸渍型膜过滤装置，进一步备有从收纳容器的排出口延伸的滤液排出通道和向收纳容器加压使在此滤液排出通道内的滤液通向排出口的同时又逆流的逆洗装置也可以。此逆流装置备有，例如，空气供给装置和向在滤液排出通道内的滤液用来自于空气供给装置的空气之空气压由排出口方向加压的手段。此时，逆流装置进一步备有把收纳容器内的逆流的滤液量设定为相当于收容在收纳容器内管状过滤膜每1m²单位膜面积至少200mL之逆流量设定装置为优选。这里，逆流量设定装置是，例如，定量浮球阀。还有，设定从空气供给装置来的空气也可向空气泡供给装置供给者为优选。

在本发明的浸渍型膜过滤装置备有上述那样的逆洗装置时，由通过排出口而逆流进入收纳容器内的滤液从外向内向管状过滤膜加压，由此使其洗净了。也就是说，由滤液把管状过滤膜其内面上所堆积的被处理液中滤去成分除去了。为此，过滤膜组件又恢复了过滤性能，可以维持过滤功能。所以，此时的浸渍型膜过滤装置可以长时间、高效实施对被处理液的过滤处理。

本发明的浸渍型膜过滤方法是一种过滤储留在储留槽中的被处理液而得到滤液的方法，它包括了：把含多个其内面上有过滤被处理液功能和在其外周面上部分形成突起的管状过滤膜的管状过滤膜群收容在具有滤液排出口的筒状收纳容器之内且在其两端被保持的过滤膜组件以其管状过滤膜的上下方向开口那样配置在储留槽中的工序；把储留了储留槽中的被处理液的过滤膜组件浸渍在被处理液中的工序、从下方向过滤膜组件供给空气泡使被处理液从下向上通过管状过滤膜而自然循环的同时把过滤了的被处理液的滤液从排出口排出的过滤工序。

在此浸渍型膜过滤方法中，通常，由被处理液的液面与排出口的水头压来使滤液从排出口排出为优选。或者，优选通过在排出口设定负压而使滤液从排出口排出。

在本发明的浸渍型膜过滤方法中，从下方向对浸渍在储留槽内的被处理液中的过滤膜组件供给空气泡，随着这空气泡的上升，使被处理液从下侧向上通过各管状过滤膜，自然循环。此时，被处理液的一部分从管状过滤膜的内侧向外侧通过；而此时包含在此被处理液中的滤去成分为具有过滤功能的管状过滤膜的内面所捕捉。这样做了的除去了滤去成分的被处理液(滤液)流入了收纳容器内，通过其排出口而排出。这里所用的过滤膜组件，由于内面用了具有过滤被处理液的功能的管状过滤膜，与使用了中空丝膜和平膜的已有组件相比，其单位容积的膜面积大。还有，在此浸渍型膜过滤方法中，在把空气泡的供给量设定为与用已有的组件同样程度时，由同样的理由，其过滤膜组件单位容积的过滤流量要比使用中空丝膜组件和平膜组件时大。所以，用这样的浸渍型膜过滤方法，可以削减供给空气泡所需要的能耗而经济、高效的过滤。

本发明的浸渍型膜过滤方法，进一步包括了在对从排出口排出的滤液加压的同时通过排出口逆流回收纳容器内的逆洗工序也可以。此时，以过滤工序和逆流工序定期反复为优选。这里，对滤液加压使其逆流时的压力，通常，设定为至少是过滤工序中的过滤压为优选。还有，逆流到收纳容器内的滤液量以设定为相当于每1m²的收纳容器内收容的管状过滤膜的膜面积至少200mL为优选。

在实施本发明的浸渍型膜过滤方法中上述那样的逆洗工序时，由通过排出口而逆流回收纳容器内的滤液从外向内对管状过滤膜加压，使其洗净。也就是说，由滤液把管状过滤膜其内面上所堆积的被处理液中的滤去成分除去了。为此，过滤膜组件又恢复了过滤性能，可以维持过滤功能。所以，此时的浸渍型膜过滤装置可以长时间、高效实施对被处理液的过滤处理。

再是，用本发明的浸渍型膜过滤方法过滤处理了的被处理液是，例如，生活污水的活性污泥处理液。

本发明的管状过滤膜，是用浸渍型膜过滤方法来对被处理液进行过滤处理的膜，它备有形成为圆筒状的过滤膜层、在过滤膜层外周面上配置的为了赋予过滤膜层以形状保持性的具有液体通过性的支撑膜层，其外周面部分形成突起且崩溃压至少设定为20kPa。这里，过滤膜层是由，例如，精密过滤膜所构成。此管状过滤膜进一步在其支撑层外周面上配置了具有液体通过性的增强层也可以。此时，支撑膜层和增强层是由聚酯树脂系无纺布所构成为优选。此管状过滤膜，通常以设定其内径为3～15mm为优选。还有，管状过滤膜，通常以设定其壁厚(A)与外径(B)之比(A/B)为0.025～0.1为优选。

还有，上述突起高度通常为0.02～0.2mm。再有，突起是以过滤膜层的轴线为中心形成了螺旋状为优选。

本发明的管状过滤膜，可以使被处理液从以圆筒状形成的过滤膜层的内往外通过，使此被处理液中所含的滤去成分被过滤膜层所捕捉，除去了滤去成分的被处理液从支撑膜层侧向外部排出。这里，在过滤膜层的内周面上形成了由滤去成分堆积的滤饼层，此滤饼层为由从管状过滤膜的外向内施加压力的逆洗而从过滤膜层上排除掉。此时，管状过滤膜，由于已经设定了至少20kPa的崩溃压，可以抵御逆洗时所加的压力，而维持其形状，使长寿命得以实现。

本发明的管状过滤膜群是用浸渍型膜过滤法来进行过滤处理被处理液的，其内面上备有具有过滤被处理液功能且外周面上部分形成突起的多个管状过滤膜，这多个管状过滤膜在平面上平行排列且用连结钮编组成一体。这里所用的管状过滤膜，以备有以圆筒状形成的过滤膜层和配置在过滤膜层的外周面上的赋予过滤膜层以形状保持性的、具有液体通过性的支撑膜层为优选。

本发明的管状过滤膜群是用连结钮把多个管状过滤膜如上述那样编组成一体，故在管状过滤膜间由连结钮形成了间隙。此间隙成为了从管状过滤膜的内向外通过的被处理液(滤液)的通道。所以，使用了此管状过滤膜群来实施浸渍型膜过滤，可以降低了在各管状过滤膜中的过滤阻力，提高过滤流量。还有，此管状过滤膜群，由于是可以把多个管状过滤膜作为一体来处理的，故可以有效制造在用管状过滤膜的浸渍型膜过滤装置中使用的过滤膜组件。

本发明的浸渍型过滤膜组件是在浸渍于被处理液中的状态下可以过滤被处理液的组件，其备有含有多个内面具有过滤功能和外周面上部分形成突起的管状过滤膜的管状过滤膜群、收容管状过滤膜群且具有把通过了管状过滤膜的被处理液排出到外部的排出口的筒状收纳容器以及设置在收纳容器的两端的、使管状过滤膜的两端开口的同时保持管状过滤膜群的长度方向的两端之保持部分。在此组件中，保持部分通常是由树脂所构成，而且收纳容器以其两端有凹部和凸部中的至少1种为优选。

本发明的浸渍型过滤膜组件进一步备有在排出口与管状过滤膜群之间设置间隙用的隔板也可以。此时，过滤膜组件以使用内径3～15mm的管状过滤膜而且把由下式(I)所表示的管状过滤膜的填充率设定为至少0.7为优选。再是，式(I)中，N为在管状过滤膜群中所含有的管状过滤膜的数目，d₀为管状过滤膜的外径，S为垂直于收纳容器轴向的内部截面积。

填充率＝Nπd₀ ²/4S    (I)

此时，隔板被设定为装备了它的部分占垂直于收纳容器轴向的内部截面积的3～10％的比例为优选。

还有，此浸渍型过滤膜组件中所用的管状过滤膜，通常以设定其壁厚(A)与外径(B)之比(A/B)为0.025～0.1为优选。

再是，在此组件中所使用的收纳容器，通常是圆筒形和方筒形中的一种。

本发明的另一有关的浸渍型过滤膜组件，同样在浸渍于被处理液中的状态下可以过滤被处理液，它备有有通液孔的筒状集水管和在此集水管外周设有间隔来配置了的外筒之筒状收纳容器、配置于集水管与外筒之间的含有多个在内面具有过滤功能且外周面部分形成突起的管状过滤膜的管状过滤膜群以及设置在收纳容器的两端的、使管状过滤膜的两端开口的同时保持管状过滤膜群的长度方向的两端之保持部分，集水管具有把通过了管状过滤膜的被处理液排出到外部的排出口。

此过滤膜组件，以集水管的外径(d_s)对用内径3～15mm的管状过滤膜且设定垂直于集水管与外筒之间的轴向的截面积(S₁)之比(d_s/S₁)为0.3～1m^-1为优选，而且，以下式(II)表示的管状过滤膜的填充率设定为至少0.8为优选。在式(II)中，N为管状过滤膜群中所含有的管状过滤膜的数目，d₀为管状过滤膜的外径。

填充率＝Nπd₀ ²/4S₁    (II)

还有，这里所用的管状过滤膜，其以设定壁厚(A)与外径(B)之比(A/B)为0.025～0.1为优选。

再是，在此过滤膜组件中，管状过滤膜群通常是配置在从集水管设置了间隔的集水管与外筒之间为优选。还有，集水管与外筒以圆筒形为优选。

使用了本发明的过滤膜组件来实施浸渍型膜过滤时，在供给给形成管状过滤膜群的各管状过滤膜内自然循环的被处理液，从管状过滤膜的内往外通过，此时此被处理液中所含滤去成分为具有过滤功能的管状过滤膜的内面所捕捉。除去了滤去成分的被处理液(滤液)流进了收纳容器内，通过它的排出口而排出。此过滤膜组件，由于其用了上述那样的管状过滤膜，与已有的过滤膜组件，即与中空丝膜组件和平膜组件相比，其单位容积的膜面积大，结果是这些组件更易小型化。还有，使用了此过滤膜组件的浸渍型膜过滤，在其空气泡的供给量设定为与使用已有的组件的浸渍型膜过滤场合的空气泡供给量相同时，由同样的理由，过滤膜组件的单位容积的过滤流量要比使用已有组件时多。所以，本发明的过滤膜组件，不但可以削减了供给空气泡所必须的能耗，而且可以实施有效且经济的浸渍型膜过滤。

本发明的其它目的与效果则可以从下面的详细说明来得到清楚理解。

附图的简单说明

图1是与本发明的一个实施方案有关的采用了浸渍型膜过滤装置的浸渍型膜过滤系统概图。

图2是上述浸渍型膜过滤装置中采用的过滤膜组件的纵截面图。

图3是上述过滤膜组件的相当于图2中的III-III截面的图。

图4是图3的IV的箭头方向的视图。

图5是图4的V-V截面图。

图6是在上述过滤膜组件中使用的管状过滤膜的立体图。

图7是图6的VII-VII纵截面的端面图。

图8是表示上述管状过滤膜的制造工序的图。

图9是表示制造上述过滤膜组件的一个工序的图。

图10是表示制造上述过滤膜组件的其它工序的图。

图11是在上述浸渍型膜过滤装置中采用的定位筒的纵截面图。

图12是上述定位筒的相当于图11的VII-VII截面的图。

图13是在上述浸渍型膜过滤装置中采用的构成逆洗装置的定量浮球阀的概图。

图14是构成上述定量浮球阀的浮球阀部分的截面图。

图15是解析上述过滤膜组件的特性时作为比较对象的平膜组件的一部分截面的正面图。

图16是上述平膜组件中用的膜板的局部剖开立体图。

图17是验证试验用的模型液的粘度与过滤流量之间的关系图。

图18示出了验证试验中上述过滤膜组件中的空气流量与过滤流量关系的研究结果。

图19示出了验证试验中作为比较对象的平膜组件中的空气流量与过滤流量关系的研究结果。

图20是在上述过滤膜组件中的空气流量少的管状过滤膜的比例与过滤流量的关系图。

图21是在上述浸渍型膜过滤装置中采用的空气泡供给装置中设置的空气泡喷出孔的数目与上述过滤膜组件中的管状过滤膜所占区域的直径和空气泡的直径的关系图。

图22示出了为验证由上述逆洗装置的逆洗条件而实施的恒压过滤试验的结果。

图23示出了为验证由上述逆洗装置的逆洗条件而实施的定量过滤试验的结果。

图24是上述浸渍型膜过滤装置的变形例的与图11相当的图。

图25是与上述变形例有关的浸渍型膜过滤装置中采用的空气泡供给装置中所使用的面状体的平面图。

图26是上述浸渍型膜过滤装置的其它变形例的与图11相当的图。

图27是在上述浸渍型膜过滤装置中可以利用的其它形态的过滤膜组件的纵截面图。

图28是上述其它形态的过滤膜组件的与图27的XXVIII-XXVIII截面相当的图。

图29表示了制造上述其它形态的过滤膜组件的一个工序的图。

图30表示了制造上述其它形态的过滤膜组件的其它工序的图。

图31是上述其它形态的过滤膜组件的变形例的与图27相当的图。

图32是在上述浸渍型膜过滤装置中可以利用的又一其它形态的过滤膜组件的纵截面图。

图33是上述又一其它形态的过滤膜组件的与图32的XXXIII-XXXIII截面相当的图。

图34是在采用了上述又一其它形态的过滤膜组件的场合下所使用的与变形例相关的定位筒的与图11相当的图。

图35是与变形例相关的所述定位筒内的与图34的XXXV-XXXV截面相当的图。

图36是上述过滤膜组件中使用的管状过滤膜的变形例之与图7相

当的图。

图37是在上述过滤膜组件中可以利用的管状过滤膜群的一个例子的展开图。

图38是图37的XXXVIII-XXXVIII截面图。

图39是图2所示的过滤膜组件的变形例的纵截面图。

图40是图27所示的过滤膜组件的变形例的纵截面图。

图41是实验例5中使用的过滤流量测定装置概图。

图42是实验例8中使用的过滤流量测定装置概图。

图43是实验例9中使用的过滤流量测定装置概图。

图44是表示实验例9中所用的空气泡供给装置中设置的空气泡喷出孔的位置关系与作为对比的、在比较实验例1中使用的空气泡供给装置中设置的空气泡喷出孔的位置的图。

图45是实验例10中使用的过滤流量测定装置概图。

图46是比较实验例2中使用的空气泡供给装置的一部分省略了的底面图。

图47是实验例11中使用的过滤流量测定装置概图。

实施发明的最佳形式

参照图1来说明与本发明的实施形态一相关的、采用了浸渍型膜过滤装置的浸渍型过滤系统。图中，浸渍型膜过滤系统100主要备有储留槽150和浸渍型膜过滤装置200。

储留槽150是形成了上部有开口的容器状而在其内部储留被处理液的槽。在储留槽150中，设置有供给被处理液的通道(图中没有示出)。

浸渍型膜过滤装置200主要备有配置在储留槽150内的过滤膜组件300、在储留槽150内支撑过滤膜组件300的定位筒400、空气泡供给装置500、滤液排出通道600和逆洗装置700。

如图2所示，过滤膜组件300主要备有圆筒状收纳容器301、填充在此收纳容器301内的管状过滤膜群302。收纳容器301是例如由树脂制的部件，在其侧面已经形成了用于排出过滤处理后的被处理液(滤液)的排出口303。还有，在收纳容器301的内周面上，其上部和下部，为在管状过滤膜群302和收纳容器301的内周面之间设置间隙的隔板304向着中心方向突出。

隔板304形成了向收纳容器301的中心方向扩大的、截面形状大体为楔状的、如图3、图4和图5所示的在收纳容器301的圆周方向上形成了大体等间隔的多个缝隙305。其中，收纳容器301的上部和下部各自设置了隔板304，304从收纳容器301的内周面的突出量也已经被设定为相同。

优选把各隔板304设定为具有隔板304部分的垂直于收纳容器301的轴向的截面(在隔板304的上下方向的中央部分的截面，即图2的ii-ii部分的截面)占收纳容器301的内部截面积(相当于图3中以网格线表示的部分的面积)的比例为3～10％。当此比例不足3％时，就难以在收纳容器301的内周面特别是排出口303与管状过滤膜群302之间形成间隙，结果是，在收纳容器301中，通过后面讲到的管状过滤膜310的被处理液(滤液)的流动性下降，过滤流量恐怕也要下降。另一方面，当此比例超过10％时，由于在收纳容器301中管状过滤膜群302所占的比例变小，恐怕要使被处理液的过滤效率下降。

管状过滤膜群302是含多个形成了细长的圆筒状的管状过滤膜310的膜群，各管状过滤膜310由后面讲的突起320防止了彼此的相互密合(即，设置了相互的间隔)，使沿着收纳容器301的开口方向互相平行而紧密集合。这样的管状过滤膜群302的上端和下端，由各自用聚氨酯树脂等树脂材料形成的保持部306维持了各管状过滤膜310的两端为开口状态并与收纳容器301的两端保持一体而被固定。还有，收纳容器301的两端也由此保持部306液封而闭合。

构成上述管状过滤膜群302的管状过滤膜310形成为如图6所示的圆筒状，如图7所示，它是从内周面侧往外周面侧依次备有过滤膜层311和支撑膜层312的2层结构。

过滤膜层311的种类可以根据从被处理液中应除去的滤去成分的种类来适当的选择，不过它并没有特别的限制，例如在必须除去微生物等微粒的场合，使用精密过滤膜。精密过滤膜的定义是，例如JISK3802所述的“为用过滤来分离0.01～数μm程度的微粒和微生物的膜”，不过这里优选的是指在20kPa以下的压力可以实际用于过滤的、具有多个孔径比0.04μm大的微孔的多孔膜。顺便说，对这样的精密过滤膜的种类并没有特别的限制，可以使用大家都知道的各种膜，例如纤维素膜和聚烯烃系树脂膜等有机高分子膜。

支撑膜层312是用来赋予上述过滤膜层311以形状保持性使过滤膜层311设定为圆筒状的。这样的支撑膜层312，只要是具有液体通过性的多孔质材料，各种都可以使用，不过，通常以使用具有韧性强、强度优异、耐试剂性优异、耐热性高和经济性的聚丙烯树脂制造的或聚酯树脂制造的无纺布为优选，特别优选的是使用聚酯树脂制造的无纺布。

还有，如图6所示，管状过滤膜310，其外周面，即支撑膜层312的外周面上连续形成了具有沿过滤膜层311的轴线为中心的螺旋状的突起320。此突起320是为防止管状过滤膜群302中的管状过滤膜310彼此的紧密附着、提高收纳容器301内的通过各管状过滤膜310的被处理液(滤液)的流动性用的。

例如，在设定突起320的高度为0.05mm时，管状过滤膜310的有效长度为例如70cm的话，在邻近的2个管状过滤膜310之间至少确保了0.005×70＝0.35cm²的面积。所以，如果在管状过滤膜群302中存在多个这样的间隙的话，就明显减少了滤液在收纳容器301中流动的阻力，滤液的流动性得到显著提高。

上述那样的管状过滤膜310，通常以设定其内径(图7的X)为3～15mm为优选，设定为5～10mm为更优选。当内径不足3mm时，在过滤被处理液特别是高污浊的被处理液时，被处理液中所含的各种滤去成分和杂质容易把管状过滤膜310堵塞，难以继续长时间稳定的过滤。反之，当内径超过15mm时，在有限体积的收纳容器301中可以填充的管状过滤膜群302中所含的管状过滤膜310的数目就减少了，使得过滤膜组件300的单位容积的过滤面积(有效膜面积)变小。结果是，由于过滤流量的降低，在过滤膜组件300紧凑化的同时，恐怕会使得被处理液的有效过滤处理的实施变难了。

还有，管状过滤膜310以设定其壁厚(A)与外径(B)之比(A/B)为0.025～0.1为优选，设定为0.03～0.1为更优选。再是，这里所说的管状过滤膜310的壁厚和外径是已经包括了上述突起320的厚度(高度)在内的。当此比值不足0.025时，在从外侧对管状过滤膜310加压时，管状过滤膜310变得容易被压垮。结果是，在被处理液的过滤工序中，为了除去堆积在管状过滤膜310的内周面上的、由滤去成分等构成的滤饼层而从外侧向管状过滤膜310加压实施逆洗操作时，管状过滤膜310被压垮，实质上使得管状过滤膜310的逆洗变得困难了。再是，为了达到20kPa以上的耐压性，此比值设定在0.03以上为优选。另一方面，当此比值超过0.1时，过滤膜组件300的单位容积过滤面积(有效膜面积)变小，结果是，由于过滤流量的降低，在过滤膜组件300紧凑化的同时，恐怕会使得被处理液的有效过滤处理的实施变难了。

由于把上述管状过滤膜310的壁厚与外径比按上述规定来设定，其崩溃压大。特别是，当此比值在0.03以上时，管状过滤膜310的崩溃压在浸渍型膜过滤方式中通常设定的过滤压的上限20kPa以上，即至少得设定20kPa。再是，这里所说的“崩溃压”是指从管状过滤膜310的外侧(即支撑膜层312一侧)向内侧加压时，管状过滤膜310开始被压垮时的压力。

顺便说，管状过滤膜310的崩溃压与其厚度和外径的比值的3次方成正比例(例如，参照小栗富士雄著《机械设计图表便览》9-2，共立出版株式会社)，因此崩溃压随设定的此比值变大而变大。

还有，突起320的高度通常以设定为0.02～0.2mm为优选。突起320的高度不足0.02mm时，管状过滤膜群302中的管状过滤膜310彼此变得容易紧密附着，结果难以提高滤液的流动性。另一方面，当超过0.2mm时，在管状过滤膜群302中所含的管状过滤膜310的个数，即过滤膜组件300的收纳容器301中可以填充的管状过滤膜310的个数减少，使得过滤膜组件300的单位容积过滤面积变小。结果是，由于过滤流量的降低，在过滤膜组件300紧凑化的同时，使得被处理液有效过滤处理的实施恐怕要变难了。再是，这里所说的突起320的高度是指从支撑膜层312表面的突出量。

突起320的高度可以根据被处理液的种类做适宜的选择。例如，在被处理液是活性污泥液那样过滤流量较小时，从确保过滤面积观点，突起应设定低一点为优选。另一方面，当被处理液是如河水之类过滤流量较大者时，从提高滤液的流动性观点，突起320应设定得高点为优选。顺便说，如果突起320的高度在上述范围内的话，过滤膜组件300在有100m²程度的膜面积的大型场合，对几乎任何一种被处理液，其滤液在通过由突起320所形成的管状过滤膜310之间的间隙都不会遇到大的阻力。

下面，参照图8来说明上述管状过滤膜310的制造方法的一个例子。

首先，准备好一个在支撑膜层312上一体层积了过滤膜层311的带状复合膜313。而且，如图8所示，把此复合膜313，对着由另外准备好的圆柱状芯棒315，按支撑膜层312侧成为表面一侧那样由宽度方向的两端314重合而卷成螺旋状。把此状态下的重合之两端部314彼此用粘合剂或超声熔融粘合法粘合起来，就可以得到目标的管状过滤膜310。再是，这样的管状过滤膜310的制造方法是在例如特公昭56-35483中已经为大家所知道的了。

在这样的管状过滤膜310的制造工艺中，重合了的复合膜313的两端部314变为形成上述螺旋状突起320。这里，适当调节复合膜313的重合程度和粘合方法，就可以把突起320的高度设定在上述范围之内。

接着，参照图9和图10来说明上述过滤膜组件300的制造方法。与在处置中要对平膜和中空丝膜细心注意而且要多步制造工艺的平膜组件和中空丝膜组件相比，此过滤膜组件300可以用简单的工艺很容易地制造。

首先，把多个管状过滤膜310集束形成管状过滤膜群302。另一方面，准备好收纳容器301，如图9所示，在此收纳容器301中插入管状过滤膜群302，形成收纳容器301与管状过滤膜群302的组合体330。在此组合体330中，把管状过滤膜群302的两端设定成从收纳容器301的两端突出。还有，构成管状过滤膜群302的管状过滤膜310的两端用例如热封而封合。

其次，如图10所示，把上述组合体330的一端浸渍在装进了未固化聚氨酯树脂等未固化树脂331的模子332中。这里，未固化树脂331填充在构成管状过滤膜群302的管状过滤膜310之间，同时通过由隔板304设定的间隙305而均匀到达收纳容器301的内周面上，使收纳容器301的开口部分变为完全闭合。把此状态下的树脂331完全固化之后，去掉模子332，对组合体330的另一端实施同样的操作。由此，管状过滤膜群302变成与收纳容器301相对保持固定了。

然后，把从收纳容器301的两端突出的固化树脂和管状过滤膜310切落，残余的树脂部分形成了保持部分306，还得到了各管状过滤膜310的两端开口的目标过滤膜组件300。此过滤膜组件300中，收纳容器301的两端，按前面所述那样，除去各管状过滤膜310的两端，由固化树脂即保持部306而液封。由于收纳容器301的隔板304已经形成了上面所述那样的楔形凸状，此保持部306容易被牢固的固定在收纳容器301的内周面上，使得管状过滤膜群302保持相对稳定而固定在收纳容器301中。也就是说，隔板304不单是在管状过滤膜群302和收纳容器301的内周面之间设置了间隙，而且还具有作为把保持部306和收纳容器301稳定固定的凸部的功能。

再是，在收纳容器301的两端，其内周面上环状设置了例如沟状的凹部也可以。此时，由流入此凹部的树脂331把保持部306和收纳容器301牢固的固定了。

形成保持部分306的材料，除了上述聚氨酯树脂之外，还可以使用环氧树脂等其它的热固性树脂或热熔粘合剂。不过，在制造大型过滤膜组件300时，由于有必要多设定树脂用量，从抑制过多发热和固化收缩的理由出发，使用反应速度较慢、弹性率较小的树脂材料为优选。再有，热熔粘合剂可以由从上述制造工艺中切下来的粘合剂中回收而再利用。对这点，由于热熔粘合剂的粘度比较高，与难以利用它的中空丝膜组件相比，过滤膜组件300是有利的。

还有，为了便于理解，在与过滤膜组件300相关的图2等中已经强调了管状过滤膜310的粗细、管状过滤膜310之间的间隙以及管状过滤膜310与收纳容器301的内周面之间的间隙等。还有，为了容易理解图面，在图2中只画出了很少数的管状过滤膜310，而在图3中也只示出了管状过滤膜310的一部分。

如图1所示，定位筒400直立以使管状过滤膜310于上下方开口的直立状态在储留槽150内支撑过滤膜组件300。定位筒400是树脂制造的圆筒状部件，垂直于其轴向的截面之内周形状设定为与垂直于收纳容器301的轴向的截面的外周部分之内周形状基本相同大小和形状，也就是说，定位筒400的内径和外径设定为与收纳容器相同。

如图11所示，在定位筒400的下缘设置了带脚402的凸缘401。而且，定位筒400由脚402而配置在储留槽150的底部，以此状态在上部配置了过滤膜组件300。这里，定位筒400和过滤膜组件300用筒状套管403(图1)连接。结果是，过滤膜组件300由用这样的定位筒400支撑在离开储留槽150的底部的位置上。

空气泡供给装置500是为向过滤膜组件300供给空气泡用的，如图1所示，它是配置在储留槽150中的过滤膜组件300的下方的定位筒400内的。

参照图11和图12来详细说明空气泡供给装置500。空气泡供给装置500主要有第1管501、第2管502和4个支管503、504、505、506。第1管501贯穿定位筒400且水平配置在通过定位筒400内部的中心。而且，其在定位筒400外面的一端由罩507气密封。还有，第2管502是与第1管501水平正交组合的，两个端部各自贯穿定位筒400的壁面而由罩507气密封。再是，第1管501和第2管502的交点与定位筒400的中心一致。进一步说，4个支管503、504、505、506与第1管501平行且水平配置并相对于第2管502而组合，在第1管501的两侧各分配2个。从第1管501等间隔配置了支管503、503，支管505、506也一样。所以，第1管501和4个支管503、504、505、506成为等间隔配置了。还有，各支管503、504、505、506各自的两端延伸到定位筒400的内周面附近，由图中没有示出的罩气密封。

上述那样组合了的第1管501和第2管502，在交点连通，还有，4个支管503、504、505、506各自在与第2管502的交点与此第2管502连通。由此，第1管501、第2管502和4个支管503、504、505、506已经形成一个连通的空气通道。

再是，第1管501、第2管502和4个支管503、504、505、506具有喷出泡状空气的多个空气泡喷出孔510(图12中示出了作为一个例子的19个空气泡喷出孔510)。这些空气泡喷出孔510各自向储留槽150的底面开口，而且如图12所示，在垂直于定位筒400的轴向的截面内侧(定位筒400的内侧水平面)上以最密集填充配置方式配置。也就是说，各空气泡喷出孔510是，如图12中的虚线所示那样，于多个正三角形的各顶点位置上在定位筒400的内侧水平面上以均等间隔分散配置。

再是，形成上述空气泡供给装置500的各个管501～506的材质，只要是不妨碍由从空气泡喷出孔510出来的空气泡的上升气流造成被处理液的循环流者就行，没有特别的限制，不过，通常从经济性、加工性和对定位筒400的装配容易性考虑，以使用塑料制的圆筒状管为优选。

上述空气泡供给装置500的第1管501中，如图1所示，通过备有二次压·流量调整阀520的空气供给通道521与空气压缩机等空气供给装置525相连接。由此，由空气供给装置525向第1管501以及和其连接的第2管502和4个支管503、504、505、506供给空气。

滤液排出通道600是为把在过滤膜组件300中的过滤处理了的被处理液即滤液排出到外部用的，它备有从过滤膜组件300的排出口303延伸出来的第1排出通道601和把经过逆洗装置700的滤液排出的第2排出通道602。第2排出通道602装有第1电磁阀603，其前端604位于储留在储留槽150内的被处理液的液面L的下方。结果是，在头部604和被处理液的液面L之间产生水头压P。

逆洗装置700设置在滤液排出通道600的途中，即设置在第1排出通道601和第2排出通道602之间，它有定量浮球阀710(逆流量设定装置的一例)。如图13所示，定量浮球阀710主要备有浮球阀部711、液量设定管712和异径T形管713。浮球阀部711，如图14所示，备有浮球受体714和浮球715。浮球受体714是在轴线方向形成滤液通道716的筒状部件，通道716的上端有向外扩大的锥部717。还有，通道716的下端，形成为中心有开口718的网状。另一方面，浮球715形成了在滤液中可以上浮且与上述锥部717连接时可以闭合通道716的球状，下方已装有延伸的聚酯树脂制的细丝730。细丝730通过开口718延伸到浮球受体714的下方，在其下端有浮止719。

上述浮球阀部711，如图13所示，浮球受体714的下端用套管720与滤液排出通道600的第1排出通道601的前端连接。

液量设定管712是调节存在于定量浮球阀710内的滤液的容量用的，它用套管721连接到浮球受体714的上端。

异径T形管713具有设定为大口径的第1连接部722和比第1连接部722口径小的2个连接部即第2连接部723与第3连接部724。第1连接部722用套管725与液量设定管712的上端相连接。第2连接部723与滤液排出通道600的第2排出通道602相连接。第3连接部724与从上述空气供给通道521出来的分叉延伸的逆洗用空气供给通道530(加压手段之一例)相连接。再是，逆洗用空气供给通道530的顺着空气供给通道521一侧依次装有二次压·流量调整阀531和第2电磁阀532(图1)。

接下来，参照图1说明使用上述浸渍型膜过滤装置200进行被处理液的过滤处理的方法(浸渍型膜过滤方法)。

首先，把通过图中没有画出的供给通道供给的含微凝胶、胶体成分、微生物等滤去成分的被处理液，例如，生活污水的活性污泥处理液，储留在储留槽150中。由此，使得配置在储留槽150中的过滤膜组件300浸渍在被处理液中。

其次，把逆洗用空气供给通道530的第2电磁阀532设定为闭合状态，而第2排出通道602的第1电磁阀603设定为开放状态。在此状态下，从空气供给装置525通过空气供给通道521向空气泡供给装置500供给空气，此空气由空气泡喷出孔510变成空气泡而喷出。此空气泡被导入定位筒400中并在被处理液中上升，大体均匀的提供给过滤膜组件300中所含的各管状过滤膜310。

由这样提供给过滤膜组件300的空气泡的浮力，使储留在储留槽150内的被处理液按图2中箭头所示的方向从下往上通过各管状过滤膜310。此时，由上述的水头压P使一部分被处理液从内向外通过管状过滤膜310而过滤，被处理液中所含的滤去成分被构成为管状过滤膜310的内周面的过滤膜层311所捕捉，而从被处理液中除去。除去了滤去成分的被处理液，即滤液，通过收纳容器301内的管状过滤膜310之间的间隙，从排出口303排出到第1排出通道601内。排出到第1排出通道601内的滤液通过定量浮球阀710，从第2排出通道602的前端604向外连续排出。

此时，在定量浮球阀710中，浮球715与浮止719一起由通过中的滤液的浮扬而把通道716设定成开放状态，由于使浮止719与开口718连接，防止了其从浮球受体714离开一定的距离。这样的一系列过滤处理，使得处理槽150中的被处理液按图1箭头所示的方向从下往上自然循环通过过滤膜组件300。

在上述那样的过滤工艺中，由于各管状过滤膜310的外周面上具有上述那样的突起320，在过滤膜组件300内，邻近的管状过滤膜310难以紧密附着，在管状过滤膜310之间有效的形成了流过滤液的间隙。所以，备有此管状过滤膜310的过滤膜组件300可以提高滤液在收纳容器301中的流动性，滤液很容易毫不滞留地从排出口303排出。

还有，在上述那样的过滤工艺中，被处理液中所含有的滤去成分渐渐堆积在管状过滤膜310的内周面即过滤膜层311的表面而形成滤饼层，使得管状过滤膜310的过滤性能下降。此时，管状过滤膜310可以用逆洗装置700经逆洗操作把滤饼层除去，过滤性能又得到恢复。在实施逆洗操作时，首先，把逆洗用空气供给通道530的第2电磁阀532设定在开放状态，而把第2排出通道602的第1电磁阀603设定为闭合状态。由此，来自于空气发生装置530的空气在二次压·流量调整阀531中调整了流量，在逆洗用空气供给通道530内流到定量浮球阀710。到达定量浮球阀710的空气由在与二次压·流量调整阀531中调整了的流量相当的压力(空气压)把定量浮球阀710内的滤液向第1排出通道601的方向挤。由此，在定量浮球阀710内和第1排出通道601内的滤液从排出口303向过滤膜组件300内倒流，在与上述空气压相当的压力下从外往内通过各管状过滤膜310。结果是，各管状过滤膜310内周面上堆积的滤去成分堆积层(滤饼层)被除去，又变成洗净了的。

上述那样的逆洗工艺中，在定量浮球阀710内，液量设定管712和异径T形管713内的滤液被挤出，由浮球715本身的重量使得浮球受体714的锥部717接上，把通道716闭合。为此，从排出口303出来的在过滤膜组件300内倒流的滤液量就为定量浮球阀710和第1排出通道601的容积所规定的量所限制。因此，逆洗用的滤液量可以由定量浮球阀710的容积、特别是液量设定管712的容积调整而任意设定。

再是，在上述逆洗工艺中，由二次压·流量调整阀531设定的空气流量以设定在与其相当的空气压、至少是基于水头压P的上述过滤压，即基于水头压P的上述过滤压，之上为优选。此空气流量(即上述空气压)不到此过滤压时，管状过滤膜310的清洗不充分，就有其管状过滤膜310的过滤性能难以恢复的情况。

顺便说，管状过滤膜310，由于其所述的崩溃压大(例如，由于崩溃压至少设定为20kPa)，由上述那样的逆洗操作时加的压力还不会被挤垮，在逆洗处理后仍维持形状，可以适合于继续上述那样的过滤工艺。也就是说，此浸渍型膜过滤装置200在经上述逆洗工序后，设定逆洗用空气供给通道530的第2电磁阀532为闭合状态，而把第2排出通道602的第1电磁阀603设定为开放状态，就可以继续进行过滤处理。

所以，上述浸渍型膜过滤系统100，只要操作第1电磁阀603和第2电磁阀532使上述过滤工序与逆洗工序定期反复，即使不更换过滤膜组件300就可以恢复管状过滤膜310的过滤性能，也就可以长时间继续有效进行被处理液的过滤处理。

还有，浸渍型膜过滤装置200可以像后面要讲的那样使过滤膜组件300小型化，而且由于空气供给装置525是作为空气泡供给装置500用的空气供给源和逆洗装置700用的空气供给源共用的，使得作为整体构成可以小型化，而且经济的实施过滤工序和逆洗工序。

再是，在上述浸渍型膜过滤方法中，第1电磁阀603和第2电磁阀532，无论是手动操作还是用定时器自动操作都行。

还有，上述浸渍型膜过滤装置200在进行活性污泥液那样的高污浊液的过滤处理时特别有效，不仅是这样的高污浊液，在处理像河水那样的低污浊液的过滤时也可以有效地利用。也就是说，此浸渍型膜过滤装置200并不选择被处理液，可以广泛用于各种被处理液的过滤处理。

其次，用已有的过滤膜组件为比较对象，来说明使用了管状过滤膜310的过滤膜组件300的紧凑化的可能性与经济性。再是，与此关联，一并说明由空气泡供给装置500向过滤膜组件300供给空气泡的分布状态与过滤特性的关系，详细说明空气泡供给装置500中空气泡喷出孔510的最合适配置方式。进而，说明由逆洗装置700逆洗过滤膜组件300的有效条件。

科学的推测使用管状过滤膜310的过滤膜组件300的特征发现，它比中空丝膜组件和平膜组件有许多优点。例如，

1.由于是大的交叉流的平行流动，因此可以利用来自于空气泡供给装置500的所有空气泡流；

2.由于空气泡与被处理液的通道是圆筒形的，物质移动系数比已有的组件形态大，原则上通量(单位膜面积的过滤流量)大；

3.由于管状过滤膜310本身构成了空气泡和被处理液的通道，过滤膜组件300的结构变成紧凑化了；

4.由于管状过滤膜310的内径远大于中空丝膜，压力损失小，逆洗效果大；等。在有效除去被处理液中的杂质的技术有了长足进步的今天，实现这些优点的可能性已很高了。

尽管不限于特定的实际液体，上述优点是一般性的、原则的，但是，首先，一边与已有的过滤膜组件作比较，一边对用管状过滤膜310的过滤膜组件300的过滤特性进行流体力学解析，并用适当的模型液体来验证其结果是必要的。这样做了以后，即使在许多实际液体中，可以认为优点会同样得到发挥。然而，由于这样的评价方法是未知的，过滤膜组件300的特性在科学原理上还处于未知状态。更是，确立这样的评价方法并由其来从一般和原理上证明此过滤膜组件300的优点，并为了有效实现过滤膜组件300中的这些优点，有必要把设计方法具体化。

过滤膜组件特性的解析预测

如在说明已有技术中引用的日本环境整备教育中心发行的“引入膜处理法的小型生活排水处理装置的实用化研究报告”的平成4年至平成7年版一书中所见到的那样，平膜组件的通量要比中空丝膜组件大。为此，把平膜组件作为已有膜组件的解析比较对象。

为了参考，参照图15来大概说明作为比较对象的平膜组件。图中，平膜组件800主要备有收纳容器801和配置在此收纳容器801中的多个膜板802。收纳容器801是，例如，上下各自开口的方筒状部件。另一方面，膜板802，如图16所示，主要备有矩形框架803和在此框架803中设置了间隙804的一对对向合拢的过滤膜805、805。此过滤膜805是，例如，紧密过滤膜。在框架803的上部，连通了间隙804，形成了滤液的排出口806。各膜板802的排出口806，如图15所示，通常是与排出管807连接的。再是，这种平膜组件800的概况已经在，例如，日本国建设省建筑研究所使用膜分离技术等的高度处理净化槽研究委员会编著的《用水与废水》第40卷第3期45页(1998)等中说明了。

这样的平膜组件800，与上述过滤膜组件300一样，被配置在储留槽150内，提供进行被处理液的浸渍型膜过滤。这里，与空气泡一起流过膜板802之间的被处理液从过滤膜805的外侧流向内侧而被过滤。然后，此时的滤液通过了间隙804而经排出口806排出到排出管807内。

表1示出了上述那样的过滤膜组件300(以下有时用“管状过滤膜组件”来表示此种过滤膜组件)与上述那样的平膜组件800的主要特性。这里，为了不引起不必要的繁杂，把两种组件的膜的长度L取成一样。同样理由，膜组件的设置面积分别除去，对过滤膜组件300是以收纳容器301的厚度而平膜组件800则是框架803，来表示膜部分所占的面积。

表1

适用于浸渍型膜过滤的大多数实际液体(被处理液)的粘度在数mPa·s以上，平膜组件800、过滤膜组件300都可以看到在组件内的被处理液流的层流。

在平流的层流交叉过滤中，相对于平膜组件800的过滤膜组件300的过滤流量以下式(1)表示(例如，参考中垣、清水《膜处理技术大系》第1编第3章，株式会社フジ·テクノシステム(1991))。

$\frac{J_T}{J_P}=2^{1-a-c}\frac{M_T}{M_P}{\left(\frac{d}{d_i}\right)}^{1-c}{\left(\frac{d_i{u}_T}{{\mathrm{du}}_P}\right)}^a...\left(1\right)$

式中，J、M和u分别表示过滤流量、膜面积和平流的线速度，下标符号T和P分别表示过滤膜组件300和平膜组件800的值。平流是由气泡与液体的混合物所构成，已假定其以相同的速度移动。d表示平膜组件800的膜板802之间的间隔，d_i表示过滤膜组件300的管状过滤膜310的内径。

这里，指数a、c在层流时为1/3。所以，把这些值代入，得到式(2)。

$\frac{J_T}{J_P}=1.26\left(\frac{M_T}{M_P}\right){\left(\frac{d}{d_i}\right)}^{1/3}{\left(\frac{u_T}{u_P}\right)}^{1/3}...\left(2\right)$

这里，在过滤膜组件300中的整个管状过滤膜310，还有，平膜组件800中的所有膜板802之间的气泡假定为均匀分配，导出了各膜组件中平流的线速度分别为式(3)和式(4)。

$u_T=\frac{u_{\mathrm{aT}}}{2}\{1+\sqrt{1+\frac{{2\mathrm{\ρ}}_f{{\mathrm{gd}}_i}^2}{{\mathrm{\σ}}_T{\mathrm{\μ}}_f}/\left(\frac{u_{\mathrm{aT}}}{1}\right)}\}$ $[u_{\mathrm{aT}}=\frac{{4q}_{\mathrm{aT}}}{{{\mathrm{\πd}}_i}^2}]...\left(3\right)$

$u_P=\frac{u_{\mathrm{aP}}}{2}\{1+\sqrt{1+\frac{{2\mathrm{\ρ}}_f{\mathrm{gd}}^2}{{\mathrm{\σ}}_P{\mathrm{\μ}}_f}/\left(\frac{u_{\mathrm{aP}}}{2}\right)}\}$ $[u_{\mathrm{aP}}=\frac{q_{\mathrm{aP}}}{\mathrm{wd}}]...\left(4\right)$

式中，q_a是相当于1个流路换算的空气流量，在过滤膜组件300中相当于1个管状过滤膜310的空气流量，而对平膜组件800则相当于宽w的1个膜板802间隔的空气流量。所以，u_a是换算线速度。ρ_f和μ_f分别是被处理液的密度和粘度。σ是无量纲的压力损失系数，过滤膜组件300为32，平膜组件800为12。g是重力加速度。

换算线速度可以用列于表2中的表示各膜组件形状的数值变换为单位膜面积的空气流量或组件的总空气流量。

表2

型号	管状过滤膜组件	平膜组件	q<sub>M</sub>：相当于1m<sup>2</sup>的膜面积换算的空气流量
				q<sub>M</sub>	Q<sub>T</sub>/(Nπd<sub>i</sub>L)	Q<sub>P</sub>/(2nWL)	u<sub>a</sub>：空气的换算线速度
u<sub>a</sub>	4Q<sub>T</sub>/(Nπd<sub>i</sub><sup>2</sup>)	Q<sub>P</sub>/(nWd)	Q：组件的空气流量；L：膜长

型号	管状过滤膜组件	平膜组件	q<sub>M</sub>：相当于1m<sup>2</sup>的膜面积换算的空气流量
				换算系数	4L/d<sub>i</sub>	2L/d	N：管状过滤膜数；n：膜板数；(N，n＞＞1)

由表1和表2，可以得到过滤膜组件300与平膜组件800的线速度之比(式5)。

$\frac{u_T}{u_P}=3\left(\frac{Q_T}{Q_P}\right)\left(\frac{M_P}{M_T}\right)\left(\frac{d}{d_i}\right)\frac{1+\sqrt{1+\frac{{2\mathrm{\ρ}}_f{{\mathrm{gd}}_i}^2}{{32\mathrm{\μ}}_f}/\left(\frac{{2\mathrm{LQ}}_T}{d_i{M}_T}\right)}}{1+\sqrt{1+\frac{{2\mathrm{\ρ}}_f{\mathrm{gd}}^2}{{12\mathrm{\μ}}_f}/\left(\frac{{\mathrm{LQ}}_P}{{\mathrm{dM}}_P}\right)}}...\left(5\right)$

用式(2)和(5)，可以从各种各样的角度来比较过滤膜组件300与平膜组件800的能力，不过，为了在不失去现实性的前提下简单起见，这里，设定两个膜组件的共同条件是被处理液的密度ρ_f为1000kg/m³，膜长L为1m。还有，分别设定平膜组件800中的膜板802的厚度t为5mm，过滤膜组件300的管状过滤膜310的外径(d₀)与内径(d_i)之比(d₀/d_i)为1.2，填充率ε为0.8(最密集填充状态为约0.9)。对空气流量而言，用平膜组件800的标准使用的单位膜面积之15L/min/m²作为比较基准。

下面的表3示出了被处理液粘度μ_f设定为10mPa·s时，膜板802间隔d与管状过滤膜310的内径d_i相同或者两组件的总膜面积和总空气流量相同时的计算结果。

表3

再是，下面的表4示出了在同样条件下仅把被处理液的粘度μ_f变为100mPa·s时的计算结果。

表4

如表3和表4所示，对很宽的粘度范围的被处理液，过滤膜组件300即使在其面积设置为平膜组件800的约1/2，其过滤流量仍比平膜组件800大。

再一个例子，表5示出了把被处理粘度μ_f设定为10mPa·s时，膜板802间隔d与管状过滤膜310的内径d_i相同以及两组件的设置面积和总空气流量相同时的计算结果。

表5

表5示出了在同样组件设置面积、同样总空气流量时过滤膜组件300具有平膜组件800的2倍以上的过滤流量。

进而，表3～表5表示用膜面积除过滤流量的通量大，过滤膜组件300比平膜组件800从原理上就优越。

由上述解析例可以知道，如果对所有的过滤膜310均等分配空气泡，过滤膜组件300比平膜组件800或中空丝膜组件在原理上有优越的能力之奥秘所在。下面用模型液来验证这些解析结果的可靠、合理性。

验证解析结果可靠、合理性的试验方法

为了验证上述解析结果的可靠、合理性，探讨了如下的试验。详细的试验方法和结果在后面再谈。这里先说明验证解析结果的可靠、合理性的试验方法的理论学背景。

用特定的实际液体(被处理液)，必然导出反映其特有性质的特定结果，但是也会搞清过滤膜组件300的一般特征。另一方面，使用控制了一定特性的模型液体的原理性科学评价方法，虽然会有与实际液体有偏离的悬念，但是溶存成分在膜上的不可逆吸着，并不局限于表示在过滤膜上的滤去成分堆积所形成的滤饼层的特异行为上，而且实际液体的基本流体力学特性可以作为与模型液体同样的牛顿流体来近似。如果是这样的话，由所用的模型液体得到的结果，即使有必要对每种实际液体下特有的功夫，但是从本质上讲，可以认为对实际液体也同样是成立的。

本发明人等对作为模型液体应该具备的性质设定如下：

1.特性明确，可以简单测定；

2.在试验所需要的时间内其特性没有变化；

3.可以容易得到，也可以由第3者做追加试验；

4.对膜不显示特定的化学吸附性；

5.难过滤的。

作为精密过滤膜的评价液，早就使用的是胶乳或粘土矿物的悬浮液，但是它不能满足上述要求的第5点。经对其它的各种液体的调研，结果是，本发明人等发现羧甲基纤维素的水悬浮液几乎满足了上述1～5的所有要求。

羧甲基纤维素被认为是典型的水溶性高分子，其水溶液是透明的，用精密过滤膜恒速过滤，过滤压上升很快。还有，其滤液的粘度与水近似，在其水溶液中，羧甲基纤维素并不是以分子状态溶解于水中的，而被认为是以微凝胶状态悬浮于水中的。

由浸渍型膜过滤法来对活性污泥液进行过滤处理时，过滤阻力的增大是已经知道的，但是，鉴于其原因预示是并非污泥菌而是其分泌物中所含的水溶性巨大的高分子物质(例如，浜谷慎一郎等、第37届下水道研究报告会讲演集，7-90，2000)，因此，羧甲基纤维素的微小水凝胶悬浮液被认为已经具备了作为合适的过滤模型液的资质。

在羧甲基纤维素水悬浮液的粘度变化大时，加入分子量较大的聚氧化乙烯。与羧甲基纤维素不同，聚氧化乙烯在分子状态时几乎完全溶于水中，把其水溶液用精密过滤膜过滤了的液体的粘度与原来的水溶液没有改变。所以，用羧甲基纤维素的水悬浮液或加入了聚氧化乙烯调整了粘度的液体，被认为可以不失去其一般性而客观验证上述的解析预测。因此，此试验使用了羧甲基纤维素的水悬浮液作为模型液(试验液)。

解析结果的可靠、合理性的验证试验

下面，为了验证解析结果的可靠、合理性，用模型液验证结果来说明解析预测。

首先，把14重量份的耐热性聚氯乙烯树脂溶解在56重量份的四氢呋喃溶剂中。与此相对添加30重量份的异丙醇。把作为多孔体的厚度12mm的聚酯树脂系无纺布浸渍在由这样得到的合成树脂溶液中之后，干燥。把由此得到的有多个平均孔径0.4μm微孔的聚氯乙烯树脂膜过滤膜层与由聚酯树脂系无纺布构成的支撑膜层层积，得到厚度0.15mm的复合膜。还有，在此复合膜的支撑膜层一侧用点上热熔粘合剂的厚度0.15mm的聚酯树脂系无纺布作为增强层而进一步层积，制造了增强复合膜。

把所得到的增强复合膜裁成宽2cm的带状，把此增强复合膜带如成为增强层一侧的表面侧那样对圆柱状芯棒卷成螺旋状。此时，把增强复合膜带的宽度方向的两端重合，在表面形成了螺旋状突起。然后，用超声波把重合部分熔融附着，制造成长度约70cm、内径7mm、壁厚0.3mm、突起高度0.05mm、包括此突起在内的外径7.7mm、壁厚与外径比为0.045的管状过滤膜。

接着，用由上述那样得到的(没有增强层的)复合膜制成上述那样的平膜组件800。还有，用由上述那样得到的管状过滤膜制成上述那样的过滤膜组件300。表6列出了各膜组件的参数。再是，在过滤膜组件300中，使用了内径28mm的塑料管作为收纳容器301。另一方面，在平膜组件800中，用与构成膜板802的框架803同样宽度的、厚度7mm的隔板在膜板802之间设定7mm的间隔，把空气泡和被处理液的流路宽与膜宽同样设定为4cm。把各种膜组件设定为如此的小型，在上述式(5)中，假定了所有的管状过滤膜310和所有的膜板802之间空气泡的分配是均等的，空气泡的分布就变成均匀了。

表6

其次，用制成的组件来制成与上述那样的浸渍型膜过滤系统100类似的浸渍型膜过滤系统。这里，它是用了过滤膜组件300的浸渍型膜过滤系统，设定由位于定位筒400内之从此膜组件300的底面开始的30cm的下方位置上的空气泡供给装置500中形成的口径4mm的空气泡喷出孔510喷出空气。另一方面，在用了平膜组件800的浸渍型膜过滤系统，设定其在同样的定位筒400相当的部件内，由位于从此组件800的底面30cm的下方位置上的口径4mm的空气泡喷出孔喷出空气。

储留槽150用的是直径25cm、深度170cm的透明容器，对在此储留槽150中储留的模型液实施浸渍型膜过滤。此时，把模型液的温度调整为26±1℃。模型液使用的是表7所示的水溶液。表7中，CMC是指羧甲基纤维素，PEO为聚氧化乙烯。表7中所示的粘度指在温度为26±1℃时的值。

表7

开始，测定滤液的粘度，确认了CMC与PEO的透过性。仅用CMC的溶液的粘度是约在1.5mPa·s以下(粘度计读取精度的极限)，另一方面，CMC与PEO混合溶液的粘度是与PEO的浓度相当的粘度。由此，大部分CMC在水中呈微凝胶状态悬浮而不透过膜，PEO在水中是以分子状态溶解而通过了膜。

随空气流量变小、模型液浓度变大，过滤流量达到一定值的时间有变长的趋势，大概为3小时。在以下的过滤流量中，已经用了此恒定值。再是，过滤流量用20mL的量筒和秒表测定。容量测定的误差是±0.1mL。

由过滤从模型液中排除的成分只是CMC的话，在下面的更熟悉的交叉过滤通量式(6)中，CMC和PEO混合液的C_g、C_b(C_g为凝胶化浓度、Cb为模型液中CMC的浓度)是仅由CMC浓度决定的，还有，其扩散系数D理应大体与混合液的粘度成反比的。

$j=1.63{\left(\frac{D^2}{L}\right)}^{1/3}{u}^{1/3}{d_i}^{1/3}\ln \frac{C_g}{C_b}...\left(6\right)$

所以，CMC浓度一定的混合液的通量应该变为下面的式(7)所示。其中，α、β为常数。

$j=\mathrm{\α}{\left(\frac{1}{{\mathrm{\μ}}_f}\right)}^{\mathrm{\β}}{u}^{1/3}{d_i}^{1/3}...\left(7\right)$

使用过滤膜组件300，设定空气流量为1.5L/min、水头差(图1的P)为60cm，分别测定过滤流量和模型液的粘度的关系，如图17所示。图中，直线的斜率表示与粘度成反比时的扩散系数D的理论值，尽管其比-0.67小，但是显示很好的线性(如果扩散系数与粘度的-1.25次方成正比的话，理论值与测定值一致)。

空气的换算线速度与在实际的浸渍型膜过滤方法中采用的空气流量相当的区域中，由于上述式(5)的平方根值变成几乎为1，上述式(7)的线速度u是与空气的换算线速度即空气的流量成正比的。所以，由上述式(2)、式(5)和式(7)就可以预期在现实中过滤流量是与空气流量的1/3次方成正比的。这里，设定与使用的0.9％CMC与PEO的混合溶液相同的水头压60cm，改变空气流量确认了空气流量与过滤流量的关系。结果如图18所示。在图18中，直线的斜率为0.33，与预测值1/3一致。

其次，平膜组件800中，设定与使用的0.9％CMC与PEO的混合溶液相同的水头压60cm，改变空气流量，确认了空气流量与过滤流量的关系。结果如图19所示。图19中，与过滤膜组件300的情况一样，显示上述式(7)成立。

最后，用这些测定结果，验证上述式(2)和(5)。由两组件的参数，取共同的空气流量，这些式就分别变成下面的式(2-1)和式(5-1)。

$\frac{J_T}{J_P}=1.26{\left(\frac{u_T}{u_P}\right)}^{1/3}...(2-1)$

$\frac{u_T}{u_P}=2\frac{1+\sqrt{1+\frac{{2\mathrm{\ρ}}_f{{\mathrm{gd}}_i}^2}{{32\mathrm{\μ}}_f}/\left(\frac{{2\mathrm{LQ}}_T}{d_i{M}_T}\right)}}{1+\sqrt{1+\frac{{2\mathrm{\ρ}}_f{\mathrm{gd}}^2}{{12\mathrm{\μ}}_f}/\left(\frac{{\mathrm{LQ}}_P}{{\mathrm{dM}}_P}\right)}}...(5-1)$

表8示出了被处理液密度为1000kg/m³、粘度为8mPa·s时过滤流量比的计算结果。表8中的测定值是从图18和图19的数据求出的。

表8

空气流量(mL/min)	1.5	1	0.75
				u<sub>T</sub>/u<sub>P</sub>(解析值)	0.93	0.92	0.91
J<sub>T</sub>/J<sub>P</sub>(解析值)	1.23	1.23	1.22
				J<sub>T</sub>/J<sub>P</sub>(测定值)	1.31	1.28	1.32

考虑到，由于试验中使用的平膜组件800中对2片膜板802有3个流路，线速度要比由n＞＞1时的解析式得到的小，因此可以说，过滤流量比的解析值与测定值极其一致。

在膜板802的间隔d和过滤膜组件310的内径d_I相同，或两组件的组件设置面积与总空气流量相同时，上述表5的结果得到了理论证明。还有，被处理液中的溶存成分被不可逆的吸附在膜上，不限于滤饼层的特异行为，即使对可以作为层流近似的所有实际液体，这里所得到的结果成立。

实际上，在较好控制的活性污泥液的浸渍型膜过滤试验(例如，大川论他，第37届下水道研究报告会论文集，7-94，2000)中，过滤流量几乎与总空气流量的1/3次方成正比(在此论文集中所记述的图太小，难以读取正确数据，大体上可以判断过滤流量与总空气流量的1/3次方成正比)。

由上所述，上述的过滤膜组件300与已有的膜组件即平膜组件800相比，可以看出在紧凑化的各方面都格外优异。

还有，考虑上述验证试验的结果，本实施形态所用的过滤膜组件300，其以外尺寸为基准的单位容积过滤流量要比在使用同样空气流量下的平膜组件和中空丝膜组件的2倍以上。浸渍型膜过滤，由于用的空气流量越多其过滤处理所需要的能耗成本也就越高，因此，与已有的平膜组件和中空丝膜组件相比较，此过滤膜组件300的经济性也格外优异。

与过滤膜组件紧凑化有关的手段

为实现本实施形态所用的过滤膜组件300的紧凑化，优选的是，在收纳容器301中，要尽可能限制管状过滤膜群302以外的部件的进入，以使管状过滤膜310紧密填充。

作为过滤膜组件300紧凑化的指标是单位容积膜组件的有效膜面积，它以下式(8)表示。

$\frac{M}{S(L+l)}=4\mathrm{\ϵ}\frac{d_i}{{d_o}^2}\frac{L}{L+l}=4\mathrm{\ϵ}\frac{1}{d_o}(1-\frac{2\mathrm{\δ}}{d_o})\frac{L}{L+l}...\left(8\right)$

这里，1为保持部306的总长度(相当于图2中上部和下部的保持部306的上下方向的合计长度)、δ为管状过滤膜310的壁厚。还有，S是垂直于收纳容器301的轴线方向的内部截面积，即上述表1中的组件设置面积。

由于要固定过滤膜，在所有的组件形态中，保持部306和平膜组件800中膜板802的框架803有必要要同样的长度，可以发现式(8)中的L/(L+1)项随组件的种类几乎不变。这样，过滤膜组件300的单位容积有效膜面积与填充率(收纳容器301中的管状过滤膜301的填充率)和内径与外径之比(内径/外径)成正比，与外径成反比。

这里，表1所示的填充率，定义为管状过滤膜310所占的面积相对于垂直收纳容器301的轴线方向的内部截面积之比例，更具体说，上述过滤膜组件300中，填充率(ε)为下式(I)所表示：

填充率(ε)＝Nπd₀ ²/4S        (I)

在过滤膜组件300中，如果以隔板304的内侧为基准，管状过滤膜310的填充率在最紧密填充状态可以设定为几乎等于0.9，不过，如果以包含有隔板304的收纳容器301的内侧为基准的话，值变得比0.9小。

如上所述，隔板304在排出口303和管状过滤膜群302之间设置了间隙，用于减轻滤液向排出口303流动的阻力，不过，垂直于收纳容器301的轴线方向的内部截面积中，隔板304所占面积的比例象已经讲过的3～10％就足够了。所以，考虑了这点，为了达到此过滤膜组件300的紧凑化，管状过滤膜310的填充率优选至少要设定在0.70以上，设定在0.75以上为更优选。

再是，管状过滤膜310，如上述式(2)所示，随内径变大，不仅使过滤流量下降，而且必然使外径也变大，还有，如由上述式(8)可知的那样，组件单位容积的有效膜面积也变小。因此，从这些考虑，管状过滤膜310的内径设定在15mm以下为优选，设定在10mm以下为更优选。

还有，如由式(8)可知的那样，为了得到单位容积有效膜面积大的过滤膜组件300，作为管状过滤膜310，其壁厚与外径的比小者为优选。因此，从这些考虑，管状过滤膜310的此比值设定在上述那样的0.1以下为优选。

空气泡供给装置的设计

如由上述的解析和验证试验所显示的那样，解析预测与用模型液的验证试验结果极为一致，过滤膜组件300与已有的膜组件相比，紧凑性和经济性都特别优异。不过，作为要发挥这样优异的特性的关键是，合适的设定在定位筒400内的由空气泡供给装置500所供给的空气泡的分布状况。下面来说明这一点。

如上所述，过滤流量与空气流量的1/3次方成正比。所以，空气泡分布状态与过滤流量的关系的确是可能预测的。

在管状过滤膜310的总个数为N个的过滤膜组件300中，所有管状过滤膜310其空气泡均匀分配时，此过滤膜组件300中的过滤流量J_N由下面的式(9)所给出。式中，M_N是过滤膜组件300的有效膜面积，j_N为1个管状过滤膜310的过滤流量，Q为总空气流量，k，k’是常数。再是，更具体说，总空气流量Q是指单位时间(1分钟)内从空气泡供给装置500向过滤膜组件300供给作为空气泡的空气总流量。

$J_N=M_N{j}_N=\left(\mathrm{\π}{d}_i\mathrm{LN}\right)j_N={\mathrm{\κ}}^{\′}N{\left(\frac{Q}{N}\right)}^{1/3}=\mathrm{\κ}{M}^{2/3}...\left(9\right)$

另一方面，在n个管状过滤膜310中，总平均值(从空气泡供给装置500所供给的空气泡总流量被管状过滤膜的总个数除所得到的每个管状过滤膜310的空气流量的平均值，即Q/N)比中只有φ有空气流动，余下的(N-n)个中的每个的空气流量为下式(10)所表示。

$(Q-\mathrm{n\φ}\frac{Q}{N})/(N-n)=\frac{N-\mathrm{n\φ}}{N(N-n)}Q...\left(10\right)$

所以，过滤膜组件300的过滤流量以下面的式(11)所表示。

$J_{N,n}={\mathrm{\κ}}^{\′}n{\left(\mathrm{\φ}\frac{Q}{N}\right)}^{1/3}+{\mathrm{\κ}}^{\′}(N-n){\left\{\frac{(N-\mathrm{n\φ})Q}{N(N-n)}\right\}}^{1/3}$

$=\mathrm{\κ}[n{\left(\frac{\mathrm{\φ}}{N}\right)}^{1/3}+(N-n){\left\{\frac{N-\mathrm{n\φ}}{N(N-n)}\right\}}^{1/3}]...\left(11\right)$

由此，得到了下面的式(12)。其中，r＝n/N，它意味空气流量少的管状过滤膜310所占的比例。

$J_{N,n}=\frac{n}{N}{\mathrm{\φ}}^{1/3}+\frac{N-n}{N}{\left\{\frac{N-\mathrm{n\φ}}{(N-n)}\right\}}^{1/3}{J}_N$

$=\{{\mathrm{r\φ}}^{1/3}+{(1-r)}^{2/3}{(1-\mathrm{r\φ})}^{1/3}\}{J}_N...\left(12\right)$

图20表示了用式(12)得到的过滤膜组件300的过滤流量与φ和r的依赖关系。

图中曲线的数值表示了φ值，如图所示，一半以上(即至少半数)的管状过滤膜310中，通过了由从空气泡供给装置500供给的空气泡总流量被管状过滤膜310的总个数除所得出的每管状过滤膜310的空气流量平均值(上述的“总平均值”在下面称为总平均值)的至少30％的空气的话，在所有的管状过滤膜310均等分配空气泡时就可以确保90％以上的过滤流量。

所以，作为空气泡供给装置500的设计目标的要点是，至少半数的管状过滤膜310可以分配到总平均值的至少30％的空气泡。更具体说，空气泡供给装置500必须要有可以把总平均值至少30％的空气泡分配给至少半数的管状过滤膜310的配置方式的空气泡喷出孔510。

在液体中上浮的空气泡的形状，在直径大体不足1cm时几乎是球状的，但是，更大时就变为复杂的蘑菇状了。本发明人等把蘑菇状空气泡的体积考虑为与其蘑菇伞的直径相当的球相等，观察了在上述模型液中实际发生的空气泡、空气泡喷出孔510的形状、空气流量和液体的粘度等与空气泡的大小的关系。结果是，在内径4mm、外径6mm的管中向下开了4mm孔的空气泡喷出孔510，于液体粘度大体在1～100mPa·s范围内时，下面的式(13)大体成立。式中的dP为气泡直径。

$d_p\≈{\left\{\frac{18000{\mathrm{\μ}}_{f}Q}{{\mathrm{\π\ρ}}_{f}g}\right\}}^{1/4}...\left(13\right)$

尽管发现，管越粗，而且孔越大，空气泡的直径也有变为比式(13)的值稍大的倾向，但是，仍用式(13)作为一个设计式。

另一方面，观察到空气泡一边复杂蛇行一边在液中上浮。整理此动作，通过空气泡发生总数内的30％的区域的直径(m)大体按下面的式(14)随距离空气泡供给装置500的距离H(cm)成正比例扩大。在这中间，通过30％左右的空气泡的区域的比例小于1/2。

$d_p+\frac{0.03H}{20}...\left(14\right)$

所以，在覆盖了在此区域的所有管状过滤膜310的开口部分的、占总数一半以上的管状过滤膜310中分配了总平均值的至少30％的空气泡。

为了用此区域把在离空气泡供给装置500为Hcm的上方的所有管状过滤膜310的开口部覆盖，当把空气泡喷出孔510以最紧密填充方式水平配置在定位筒400内时，每个空气喷出孔510必须要有以下式(15)表示的面积(m²)。

$\frac{3\sqrt{3}}{8}{(d_p+\frac{0.03H}{20})}^2\≈0.65{(d_p+\frac{0.03H}{20})}^2...\left(15\right)$

另一方面，把空气泡喷出孔510以正方格子方式在定位筒400内水平面中配置时，每个空气泡喷出孔510必须要有下述式(16)所示的面积。

$0.5{(d_p+\frac{0.03H}{20})}^2...\left(16\right)$

把2个数值相比，无论什么样的组件形状，都以最紧密填充方式时所必须的空气泡喷出孔的孔数为少。然而，实际中，根据与过滤膜组件300的制造方法的关系，垂直收纳容器301的轴向的截面形状为矩形(即垂直于定位筒400的轴向的截面为矩形)时，空气泡喷出孔501的配置方式以设定为正方格子方式为优选；在收纳容器301的此截面形状为圆形或五角形以上的多角形(即，定位筒400的此截面形状为圆形或五角形以上的多角形)时，以把空气泡喷出孔510的配置方式设定为最紧密填充方式为优选。

在收纳容器301的上述截面形状为圆形时，以管状过滤膜310所占区域的直径(除以厚度的收纳容器301的直径，即保持部306的直径)为D_T(m)时为例，此直径与空气泡供给装置500必须的空气泡喷出孔510的数Z之关系，由下式(17)变成下式(18)。

$Z=\mathrm{\π}{\left(\frac{D_T}{2}\right)}^2/\left\{0.65{(d_p+\frac{0.03H}{20})}^2\right\}...\left(17\right)$

$D_T=0.9Z^{1/2}\{{\left(\frac{18000{\mathrm{\μ}}_f}{{\mathrm{\π\ρ}}_{f}g}\frac{Q}{Z}\right)}^{1/4}+\frac{0.03H}{20}\}...\left(18\right)$

另一方面，在收纳容器301的上述截面形状为矩形时，令管状过滤膜310所占区域的面积(在垂直于收纳容器301的轴向的截面中，收纳容器301的内部面积)为S的话，由下面的关系式(19)决定空气泡供给装置500所必要的空气泡喷出孔510的数目Z。

$S=0.5Z{\{{\left(\frac{18000{\mathrm{\μ}}_f}{\mathrm{\π}{\mathrm{\ρ}}_{f}g}\frac{Q}{Z}\right)}^{1/4}+\frac{0.03H}{20}\}}^2...\left(19\right)$

顺便说，把空气泡喷出孔510配置成最紧密填充方式或正方格子方式，用式(18)或式(19)决定的孔数Z，也有产生余数而不合适的情况。所以，在产生了这样的不合适时，实际设定的空气泡喷出孔510的数目Z，以根据实际容器301的实际尺寸对可以由这些公式决定的孔数邻近的数作合适的修正为优选。

空气泡供给装置设计的具体例子

下面，举例来说明用上述的设计公式和决定实际的空气泡喷出孔510的数目与其配置的次序。这里，以使用JIS K 6741-1975称之为300的硬质氯乙烯管的收纳容器、内径7mm与外径7.7mm的管状过滤膜310来形成上述过滤膜组件300的情况来作为具体的例子。再是，在此过滤膜组件300中，分别设定管状过滤膜群302中所含管状过滤膜310的个数为1150个、保持部306的直径(即隔板304部分的内径)为28cm、管状过滤膜310的有效长度(由管状过滤膜310的长度与上下保持部306的长度之差)为60cm，有效膜面积就已被设定成15m²了。

首先决定使用此过滤膜组件300在以空气流量150L/min过滤密度ρf1000kg/m³、粘度μf为8mPa·s的被处理液时所需要的空气泡喷出孔510的数目Z。

设定空气泡供给装置500与过滤膜组件300之间的距离H为30cm，由上述式(13)和式(18)，得出空气泡喷出孔510的数目Z与管状过滤膜310所占区域的直径(即保持部306的直径)D_T和空气泡的直径dP(设计空气泡供给装置500中并不需要，是作为参考资料而示出的)之间的关系，如图21所示。

由于在作为具体例子所设定的过滤膜组件300中，管状过滤膜310所占区域的直径D_T为28cm，由此图，空气泡供给装置500中必须的空气泡喷出孔510的数目为18～19个。这里，设定空气泡喷出孔510的数目为19，把它们以最紧密填充方式配置在定位筒400中，成为图12所示的状态。由这样的配置方式所设定的空气泡喷出孔510，由于是把垂直于定位筒400的轴向的截面形状设计成与垂直于收纳容器301的截面形状基本相同，因此，填充在收纳容器301中的管状过滤膜群302大体已经以均匀间隔而配置了。

逆洗条件的设定

由上述可知，在上述浸渍型膜过滤装置200中使用的过滤膜组件300，与中空丝膜组件和平膜组件相比，其适合于紧凑化且经济地实施有效浸渍型膜过滤。所以，如果此浸渍型膜过滤装置200可以适当且贴切的设定用逆洗装置700来对过滤膜组件300进行逆洗的条件的话，就可以延长管状过滤膜310的寿命，也就可以有效、经济的实施浸渍型膜过滤。本发明人等由下面列出的与逆洗有关的主要因素以及它们与逆洗了的管状过滤膜310的恢复率的关系之解析，试着设定了有效逆洗的条件。

1.逆洗液在管状过滤膜310内的压力损失

2.构成管状过滤膜310的过滤膜层311的微孔的孔径

3.逆洗前的过滤压记录

4.被处理液中所含有的滤去成分

5.过滤机制

6.逆洗压力

7.逆洗液量

但是，过滤方式取为定量过滤或恒压过滤，从现实性考虑，逆洗液用的是滤液。还有，作为浸渍型膜过滤方法的典型适用例之一的活性污泥液的模型液，用的是羧甲基纤维素(CMC)的悬浊液，还有，用各种平均粒径的胶体二氧化硅来作为河水等的模型液。

如上面所述，CMC的悬浊液是透明的，看起来CMC以分子状态是溶解了的，但是，滤液的粘度几乎与水相等，实际上CMC被认为是凝胶状悬浊物。还有，在整个过滤中CMC悬浊液的过滤阻力上升速度大，认为是与称之为堵孔的成分为菌体的分子量分泌物的活性污泥液(参考浜谷慎一郎等，第37届下水道研究报告会论文集7-90，2000)的模型液相应的。用聚氧化乙烯(PEO)调整此悬浊液的粘度。由于PEO水溶液在过滤处理后的滤液浓度与原来的水溶液相同，PEO被认为对精密过滤膜是通透性的。还有，CMC与PEO的混合液之滤液粘度也与PEO的浓度相对应，这样的混合液中PEO也被认为是对精密过滤膜通透性的。

另一方面，考虑到河水等自然水的悬浊成分多为微细的矿物粉末，作为家用净水器的评价物质也使用了高岭土粉末，这样的物质不仅过滤阻力小，极容易逆洗，被认为不合适作为长时间使用的浸渍型膜过滤装置的评价物质。所以，用至少表面是软的物质的较难过滤的胶体二氧化硅来作为河水等的模型液。

为了研究上述的主要因素与恢复率之关系，构成了上述的浸渍型过滤膜系统100。此时，管状过滤膜310用的是在由聚酯树脂制造的无纺布构成的支撑膜层312上一体层积上由公称孔径0.4μm精密过滤膜构成的过滤膜层311的复合膜313，其内径为7mm、崩溃压为33kPa。还有，过滤膜组件300用的是内径28mm、长度70cm的氯乙烯制管构成的收纳容器301内填充了7个上述管状过滤膜310的组件。再是，管状过滤膜310的有效长度为65cm(有效膜面积＝约0.1m²)，两端用聚氨酯树脂固定于收纳容器301上。还有，此过滤膜组件300配置在有长10cm的脚402的、由长度35cm氯乙烯制管构成的定位筒400上。进而，空气泡供给装置500是水平配置在离过滤膜组件300下方约30cm位置处。空气泡供给装置500用的是由内径4mm、外径6mm的管所构成的且以上述那样配置方式而有多个空气泡喷出孔510的装置。储留槽150用的是内径25cm、高度170cm的圆筒状物。

用上述那样设定了的浸渍型膜过滤系统100，对储留在储留槽150内的试验液(CMC/PEO＝0.1重量％/0.8重量％的混合液，粘度＝8cps)用水头差P＝60cm(6kPa)进行恒压过滤，研究过滤流量随时间的变化。过滤流量用量筒和秒表测定。还有，从滤液排出通道600的第2排出通道602排出的试验液被回收到储留槽150中。再是，由二次压·流量调整阀520把从空气供给管路521出来的供给空气泡供给装置500的空气流量设定为1.5L/min。

图22示出了上述恒压过滤试验的结果。在图22中，实线表示在连续恒压过滤时的过滤流量。另一方面，虚线表示在由定量浮球阀710把逆洗液量设定为25mL而且逆洗压(空气压)设定为20kPa时，经30s逆洗后立即测定的随过滤时间改变的过滤流量。再是，虽然设定逆洗时间为30s，不过，由逆洗用空气供给管路530的二次压·流量调整阀531的压力计观察可知，基本上在10s以内整个定量浮球阀710和第1排出通道601内的滤液已经全量逆流回过滤膜组件300内了。

由图22可知，在进行上述试验液的恒压过滤时，如果过滤时间超过20min，即使实施了逆洗操作也已恢复不到原来的过滤流量了。

接着，使用上述那样设定的浸渍型膜过滤系统100对试验液(平均粒径0.5μm、浓度如图23所示的“c”ppm的胶体二氧化硅悬浊液)实施定量过滤时，研究其过滤一逆洗循环与过滤压力的关系。这里，依次把流量计、数字式压力计和定量管泵接到滤液排出通道600的第2排出通道602上，调节定量管泵的吸力来调整过滤流量。再，从定量管泵排出的滤液，与上述恒压过滤时一样，回到了储留槽150中。还有，在储留槽150中，为使作为试验液使用的胶体二氧化硅悬浊液不沉淀，搅拌试验液。

把定量管泵中的过滤流量设定为“F”L/min，进行9min的定量过滤，然后在设定逆洗液量25mL、逆洗压(空气压)30kPa的条件下进行逆洗30s，图23示出了反复进行这样的过滤-逆洗循环(过滤循环)的结果。在图23中，没有记入“c”或“F”的过滤循环是与各自前面的循环的过滤条件一样的。还有，第17～21这5个循环采用的是过滤8min-曝气(从空气泡供给装置500供给空气泡)2min的过滤模式，即没有实施逆洗操作的过滤模式。

与用CMC/PEO混合液作为试验液的恒压过滤时不同，用胶体二氧化硅悬浊液作为试验液的定量过滤是在较宽的过滤条件下连续反复进行过滤-逆洗循环，由图23可知，逆洗后的过滤压力已经恢复到了各过滤循环开始时的过滤压力。还有可知，只曝气不恢复的过滤压力由逆洗就有效的恢复了。

尽管图22和图23分别示出的是恒压过滤试验和定量过滤试验的典型例子，不过，已经实施了把上述各种要素组合的同样试验。经对这些试验的结果的整理，大体搞清了下面的1-6点。其中，定量过滤试验中的恢复率R为由下式(20)所定义，而恒压过滤试验的恢复率R则是由下面的式(21)所定义的。

$R=\frac{P_f-P_i}{P_f-P_{i-1}}...\left(20\right)$

$R=\frac{J_f-J_i}{J_f-J_{i-1}}...\left(21\right)$

其中，式(20)中，P_f表示逆洗前的过滤压，P_i表示刚逆洗后的过滤压，P_i-1表示过滤刚开始之后的过滤压。在式(21)中，J_f表示逆洗前的过滤流量，J_i表示刚逆洗后的过滤流量压，J_i-1表示过滤开始之后的过滤流量。在式(20)和(21)中，R＝1时过滤压力变为完全恢复。

1.在内径3mm以上的管状过滤膜310中，逆洗液(滤液)的压力损失可以忽略。

2.逆洗前过滤压记录对恢复率的影响大，超过特定的压力(恢复临界压力)，过滤压力就完全不恢复，产生了不可逆的堵孔。

3.尽管恢复率被认为是与管状过滤膜310中的过滤膜层311的微孔孔径关系没有和膜结构的关系强(恢复临界压力随膜结构而变得颇为不同)，不过，如果过滤压记录是在恢复临界压力以下的话，完全恢复是可能的。

4.过滤机制是在滤饼机制(定量过滤中过滤压与累积的过滤量成正比例)范围之内的，这是完全恢复的必要条件。

5.在满足上述2～4之完全恢复的必要条件下，胶体二氧化硅悬浊液在

a.设定滤液逆洗量按每m²管状过滤膜310的膜面积换算为约200mL以上时，完全恢复了。

b.把逆洗压设定在最大过滤压以上时，完全恢复了。

c.不管过滤量，过滤压滞后在恢复临界压力以下、过滤机制是在滤饼过滤机制范围以内时，完全恢复了。

6.在满足上述2～4的完全恢复所必要的条件下，CMC/PEO悬浊液

a.过滤量超过一定量时不能完全恢复。

b.在一定的过滤量以下，设定滤液逆洗量按每m²管状过滤膜310的膜面积换算为约200mL以上时，用最大过滤压以上的逆洗压就完全恢复了。

CMC/PEO悬浊液的过滤量在超过特定的值之后，逆洗不能使其完全恢复，据认为这是由于，在膜表面CMC凝胶的蓄积成为了互相紧密接触的状态，由弱相互结合形成了连续膜，逆洗不容易破坏此膜。换句话说，在这样的场合，如果不在在形成完全的悬浊粒子膜之前，即过滤量超过一定值之前逆洗的话，就不能完全恢复。另一方面，由于胶体二氧化硅形成不了这样的膜，故认为恢复与过滤量无关。然而，在任一试验场合，用与膜结构有关的特定值以上的压力把悬浮粒子挤进了微孔后，多大的逆洗压·逆洗流量也不能使其脱出来。也就是说，用特定值以上的过滤压过滤时，其逆洗基本上是困难的。

由上面所述，优选的逆洗条件可以列举为：逆洗压要设定在过滤时的最大过滤压之上，而且滤液的逆洗量之最小必须量要设定在每m²的管状过滤膜310的膜面积约200mL以上这两点。所以，在上述浸渍型膜过滤装置200中，把定量浮球阀710设定逆洗工序中过滤膜组件300内逆流的滤液量设定为每m²被设置在收纳容器301中的管状过滤膜面积至少200mL那样的容积为优选。

[其它的实施形态]

(1)在上述浸渍型膜过滤装置200中，定位筒400和空气泡供给装置500为图24所示那样的变形也可以。在图24中，定位筒400是由与上述收纳容器301同样的材料所构成，上下为开口的圆筒状，垂直其轴向的截面形状，特别是内周面的形状设定成与上述收纳容器301的垂直轴向的截面形状特别是其外周部分的内周面形状基本相同大小的形状(圆形)。还有，定位筒400的下轴边缘，已经形成了沿水平方向延伸的凸缘部410。

此定位筒400已经用支撑台420被支撑在储留槽150之内。支撑台420备有配置在储留槽150底部的基台421和从此基台421垂直起立的数个支撑脚422。而且，支撑脚422的上端已经被固定在定位筒400的凸缘410上了。由此，定位筒400已经被配置在与储留槽150的底部距离所设置的间隔处。这样配置了的定位筒400的上部，与上述实施形态中一样，其过滤膜组件300已经被以立起来的状态配置了。

另一方面，空气泡供给装置500主要备有配置在定位筒400的下方即储留槽150的底部与定位筒400之间的面状体430和空气供给装置435。面状体430是如图25所示的、与垂直于定位筒400的轴向的截面之内周形状基本相同大小和形状的平面状部件，即，它是圆板状部件，是用橡胶弹性体形成的。在此面状体430中，已经设置了多个沿厚度方向打孔的空气泡喷出孔431。各空气泡喷出孔431已经被设定成根据后面讲的从空气供给装置435所供给的空气的增减而可以开启和关闭。更具体说，在空气供给装置435已经向面状体430供给空气时，由于空气的压力使面状体430膨胀。结果是，各空气泡喷出孔431的开口扩大，喷出了泡状空气(空气泡)。反之，当没有从空气供给装置435供给空气时，面状体430收缩成为后面所讲的与空气供给板436处于密合状态，各空气泡喷出孔431由橡胶的弹性而被闭合。再是，这样的空气泡喷出孔431已经几乎是以数mm至数十mm的间隔均匀配置于差不多整个面状体430上了。顺便说，这样的面状体430，可以使用已经为大家所熟悉的(例如，三铃工业株式会社的商品“エラストツクステラ-”)、具有上述功能的各种物件。

空气供给装置435主要备有已经配置于面状体430下方的空气供给板436和向空气供给板436供给空气的空气供给管437。空气供给板436是与面状体430对应的圆板状部件，其中心部分具有空气排出口438。面状体430被配置在这样的空气供给板436的上面，其周缘部分由固定粘合剂439与空气供给板436相对固定。因此，互相固定了的面状体430与空气供给板436由从支撑脚422延伸出来的多个支撑具440而大体保持水平。再是，支撑具440是夹状物，由固定粘合剂439把相互固定的面状体430与空气供给板436夹起来而保持。

空气供给管437的一端与空气供给板436的排出口438相连结，而另一端已经与空气供给通道521连接。

在上述那样的空气泡供给装置500中，通常以设定成，面状体430与定位筒400的下端的间隔(图24的D₁)在垂直于过滤膜组件300的轴向的截面形状为圆形时的直径的约1/3～1/1，还有，在过滤膜组件300的此形状为其它形状时则其面积为相当于圆的直径的大体1/3～1/1，为优选。在用浸渍型膜过滤系统100进行浸渍型膜过滤时，上述那样的被处理液在储留槽150内自然循环，使在定位筒400的下端和面状体430之间的被处理液变成移动的了。为此，此间隔窄时，由这样的被处理液的循环流动，把从空气泡供给装置500出来的空气泡挤向过滤膜组件300的中心轴方向流动，向位于过滤膜组件300的外周一侧的管状过滤膜310供给的空气泡变少，有可能使得整个过滤膜组件300实施均匀过滤处理变得困难了。

使用上述那样的空气泡供给装置500时，从空气供给通道521向空气供给管437供给的空气从空气供给板436的排出口438排向面状体430。结果是，由橡胶弹性体构成的面状体430在排出的空气的压力下于空气供给板436上膨胀成鼓状，随此，在面状体430上所形成的多个空气泡喷出孔431开口而喷出了空气泡。

从空气泡喷出孔431喷出的空气泡，一边由定位筒400所定位(即由定位筒400防止了其向外的泄漏)，一边使被处理液上升。因此，伴随着这样的在被处理液中上浮的空气泡，储留在储留槽150中的被处理液，按图2箭头所示，从下往上通过过滤膜组件300的各个管状过滤膜310内，实施了上述那样的过滤处理。再是，面状体430由于是整体具有均匀空气泡喷出孔431的，因此对各管状过滤膜310可以大体均等的供给空气泡。

另一方面，停止向空气供给管437供给空气，面状体430收缩而紧挨在空气供给板436上。随此，开口的空气喷出孔431关闭了。由此，空气泡喷出孔431已经设定为在喷出空气泡时的孔径变大，就有效的回避了被由被处理液中所含的污浊物质的闭塞。也就是说，此空气泡供给装置500，即使在被处理液中存在有污浊物质时，仍可以继续稳定的供给空气泡。所以，在过滤处理含有各种杂质和污浊物质的被处理液时，备有这样的空气泡供给装置500的浸渍型膜过滤装置200是特别有用的。

再，从面状体430的空气泡喷出孔431喷出的空气泡的直径，以设定为至少是管状过滤膜310的内径的1/3，通常为数mm至数十mm为优选。其理由如下：在用上述那样的平膜组件的浸渍型膜过滤装置中，空气泡一边在幅度宽的膜板之间的间隙中蛇行，一边上浮，空气泡的直径越小，上浮速度也小，交叉流的流速减小，使得过滤流量有变小的倾向。还有，用中空丝膜组件的浸渍型膜过滤装置，空气泡的直径越小，中空丝膜的摇晃效果减少，过滤流量有变小的倾向。与此相反，在上述那样的过滤膜组件300中，受管状过滤膜310内的液柱的浮力，空气泡的直径没有明显变小，这不是由一个个空气泡的直径而是由管状过滤膜310内存在的空气泡的总体积所决定的。所以，过滤膜组件300只要总体积相同，其交叉流的流速几乎一样，可以使用远比在平膜组件和中空丝膜组件中所用的空气泡的直径小的空气泡。不过，即使是过滤膜组件300，在空气泡的直径明显小于管状过滤膜310的内径时，就变成了与平膜组件同样的状态，交叉流的流速变小。为此，为了基本上抑制空气泡在管状过滤膜310内的蛇行而提高过滤流量，把空气泡的直径设定成至少为管状过滤膜310的内径的1/3是必要的。

从此观点，面状体430的各空气泡喷出孔431以设定为可以喷出具有直径至少为管状过滤膜310的内径的1/3的空气泡为优选。顺便说，空气泡喷出孔431以设定成通过调整其孔数(面状体430的单位面积的孔数)而能喷出这样直径的空气泡也可以，通过适当调整其孔数(面状体430的单位面积的孔数)和从空气供给板436向面状体430所供给的空气的流量来设定可能喷出的空气泡也可以。

还有，由于已有的平膜组件和中空丝膜组件用的空气泡发生装置备有直径超过数mm的少数空气泡喷出孔，稀疏地发生了直径超过数cm的空气泡，扩大了边蛇行变上浮的范围。为此，由设定了与定位筒400相当的部件的长度，使得仅是整个膜组件尽可能可以为均等的空气泡。与此相反，从面状体430发生的空气泡，成为与面状体430的面形状几乎相等的束状流动(面状体430为圆板状时为圆柱状流动)而上浮，定位筒400的功能，在于把空气泡均匀分散在过滤膜组件300中，而变成了主要是把从空气泡供给装置500喷出的空气泡尽可能不泄漏地送入过滤膜组件300。为此，在使用备有上述那样的面状体430的空气泡供给装置500的场合，定位筒400的长度可以缩短为已有的平膜组件和中空丝膜组件时的一半以上。

然而，在备有上述那样的面状体430的空气泡供给装置500中，合适贴切的设定从空气泡供给装置500所供给的空气在定位筒400内的分布状况是必要的。如已经所过的那样，为此，优选的是，必须把空气泡供给装置设定成把至少为总平均值的30％的空气泡分配给至少半数的管状过滤膜310。所以，在与此变形例相关的空气泡供给装置500中，其面状体430优选的是，具有把至少为总平均值的30％的空气泡分配给至少半数的管状过滤膜310的配置方式的空气泡喷出孔431。

与设置了大口径空气泡喷出孔的空气泡供给装置的情况不同，从由多个微小空气泡喷出孔431穿孔的面状体430供给的空气泡，变成稍稍放大了的面状体430的面形状的束状(柱状)而上浮。所以，与使用大口径空气泡喷出孔场合相比，设计为达到上述目的的面状体430是甚为容易的。也就是说，具有多个空气泡喷出孔431的面状体430的面形状只要是在与定位筒400的截面形状(垂直与轴方向的截面形状)几乎一致就行。

还有，为了把从面状体430发生的空气泡几乎均等的送给所有的管状过滤膜310，要注意定位筒400和定位筒400与面状体430的间隔，这是已经说明过的了。

面状体430上设置的空气泡喷出孔431，由于是以较短的间隔被多数穿孔了的，尽管对其配置方式并没有特别严格的限制，只是希望空气泡分布可以尽量均匀，以达到在面状体430的面状(平面状)中最紧密填充方式或正方格子方式配置为优选。

(2)在上述浸渍型膜过滤装置200中，把定位筒400做了如图26所示那样的变形也可以。在图26中，定位筒400是由与上述收纳容器301同样的材料所构成，是上下开口的圆筒状部件，已设定成在其上部可以配置过滤膜组件300。此定位筒400的内部，已经配置了与上述实施形态同样的空气泡供给装置500和填充物层450。

填充物层450已经配置在定位筒400内的空气泡供给装置500的上方。还有，此填充物层450在与过滤膜组件300之间形成空间460而配置在过滤膜组件300的下方。在是，空间460的厚度(图26的D2)通常以设定5～20cm为优选。

填充物层450备有在定位筒400内设置间隔的水平配置的1对网状体451、451以及在此网状体451、451之间填充的填充物452。各个网状体451，例如是金网，是为把填充物452保持在定位筒400内而设置的。填充物452在把从空气泡供给装置500喷出的空气泡分散的同时，还被用来捕捉被处理液中所含的各种杂质特别是纤维状杂质的。对填充物452的种类没有特别的限制，可以根据过滤处理的目的、被处理液的特性、被处理液中所含有的杂质种类等来使用各种物质。

不过，可以把填充物452设定成，使由空气泡供给装置500所供给的空气泡在上述的过滤膜组件300中尽可能充分达到对被处理液的过滤功能而且又不妨碍储留槽150中的被处理液的顺利循环流动，为优选。这样的填充物，通常用的是单纯形状且体积密度小的物质。例如，使用外径5～50mm(优选5～15mm)、长度5～50mm(优选5～15mm)大小的、诸如由聚丙烯树脂构成的多孔性中空圆筒状物(管状物)为优选。

这样的中空圆筒状物可以使用各种市售品，不过使用具有作为微生物载体的物质也可以。可以列举的具有作为微生物载体功能的中空圆筒状物有，例如，筒中薄片防水株式会社的商品“ハイオステ-ジ”。再是，把2种以上物质适宜并用来作为中空圆筒状物也可以。

在使用上述那样的定位筒400时，从空气泡供给装置500排出的空气泡在被处理液中上浮，通过填充物层450。此时，空气泡与被处理液一起在填充物层450内一次次边改变着方向、边流向填充物450的内部和表面而分散。因此，通过了填充物层450的空气泡一边在空间460内蛇行，还边扩大蛇行范围边上升，大体均匀地供给在过滤膜组件300中所含的各个管状过滤膜310。随在这样的过滤膜组件300中的空气泡供给，储留在储留槽2内的被处理液，如图2的箭头所示那样，从下往上通过过滤膜组件300的各个管状过滤膜310，实施了上述那样的过滤处理。

再是，被处理液中所含有的纤维状物等各种杂质在通过填充物层450时被填充物452所捕捉。结果是，从填充物层450流向过滤膜组件300的被处理液，由于杂质已经被有效地除去了，过滤膜组件300的管状过滤膜310难为杂质堵塞而闭合，可以稳定的过滤被处理液。

特别是，在填充物层450中，以上述那样的具有微生物载体功能的中空圆筒状物作为填充物452时，由于此填充物452的表面积大，被处理液与其表面或内部有效的接触。因此，此时，在被处理液内部所含有的各种菌体，被有效地担载在填充物452上。结果是，被处理液内部所含的各种菌体，由于在通过填充物层450时被除去，管状过滤膜310有效的抑制了由菌体的堵孔造成的闭塞。所以，使用了备有这样的填充物层450的浸渍型膜过滤装置200的浸渍型膜过滤系统100，即使在储留槽150中的大量被处理液，特别是在生活污水的活性污泥处理液的急剧流入时，仍可以实施稳定的过滤处理。

然而，在备有上述那样的定位筒400的浸渍型膜过滤装置200中，适当贴切的设定定位筒400内由空气泡供给装置500供给的空气泡的分布状况是必要的。为此，如已经讲过的那样，如把总平均值的至少30％的空气泡分配给至少半数的管状过滤膜310那样来设定定位筒400内的填充物层450为优选。这样的条件通常可以由适当的设定管状过滤膜310的内径、空气泡供给装置500中的空气泡喷出孔的数目、填充物452的大小、被处理液的特性(特别是粘度)、填充物层450的厚度以及空间460的厚度等来达到。但是，在此浸渍型膜过滤装置200的多种用途中，考虑被处理液的粘度在1～50mPa·s范围，而且被处理液中所含杂质为纤维状物质的话，这是足够的了，另一方面，对于每1m²管状过滤膜310的膜面积，从空气泡供给装置500发生的空气泡的总量为5～15L/min是现实的，进而，由于垂直于定位筒400的轴向的截面积每100cm²中有1个左右空气泡供给装置500中的空气泡喷出孔是现实的，通常把填充物层450的厚度(图26的D₃)设定为其所含的填充物452的尺寸(长度)的5～50倍，就可以达到上述那样的条件。

再是，在填充物层450的厚度和填充物452的尺寸设定为上述那样时，空气泡供给装置500中的空气泡喷出孔510的孔数与配置方式不需特别的考虑，就能容易的达到在至少半数管状过滤膜310中分配至少总平均值的30％的空气泡。

(3)上述的实施形态说明的是使用滤液排出口303设置在收纳容器301的侧面的过滤膜组件300时的情况，不过，在浸渍型膜过滤装置200中可以利用的过滤膜组件并不限于此。

参照图27和28来说明在浸渍型膜过滤装置200中可以利用的其它形态的过滤膜组件900。此过滤膜组件900主要备有圆筒状收纳容器901和填充于此收纳容器901内的管状过滤膜群902。收纳容器901为例如树脂制的部件，主要备有圆筒状集水管903、以此集水管903的轴为中心的其外侧设置了间隔(空间)的同心圆状配置的圆筒状外筒904。集水管903其在图的下端已被闭合而图的上端形成了开口的排出口905。还有，集水管903在其壁面上备有多个通液孔906。

管状过滤膜群902是与上述过滤膜组件300中所用的物件相同的、含有多个管状过滤膜310的群，各管状过滤膜310是在收纳容器901的集水管903与外筒904之间所形成的空间内而与集水管903平行所填充的。这样的管状过滤膜群902的上端和下端分别有用聚氨酯树脂等树脂材料形成的保持部907，各个管状过滤膜310的两端维持开口状态而以一体被保持那样与收纳容器901一起固定。结果是，收纳容器901的两端由此保持部分907液封而变成闭合。

再有，为了方便理解，图27中强调了管状过滤膜310的粗细、管状过滤膜310之间的间隙等。还有，为了容易理解图面，图27中的管状过滤膜310的个数画得较少。还有，图28中也仅表示了管状过滤膜310的一部分。

这样的过滤膜组件900，可以经过例如下面那样的工艺来制造。

首先，用如图29所示那样的固定装置920形成收纳容器901。这里所用的固定装置920是为把集水管903以同心状态固定在外筒904之内用的，它备有为了保持外筒904的外筒保持部分921和保持集水管903的集水管保持部分922。

外筒保持部分921具有收纳外筒904的一端的接受部分923、为把接受部923固定在外筒904上的压板924。接受部923有可以收纳外筒904的端部的圆形凹部925，在此凹部925的中心已经形成了孔部926。还有，凹部925在深度方向上的中间，设定成开口侧内径变大，在这样的内径变更部分中形成了台阶927。进而，凹部925的开口部分周边边缘上形成了沟928，在此沟928中配置了环状的橡胶弹性体929。另一方面，压板924是中心部分备有可以插入外筒904的插孔930之部件，其平面形状已被设定成与接受部923大体相同。

另一方面，集水管保持部922备有轴931、决定位置的部件932、压具933和螺母934。轴931是可以插入集水管903中且可以穿通接受部923的孔部926的棒状部件，一端有螺旋部分935，还有，另一端有前端936。位置决定部件932是把可以插入集水管903中的插入部937和在此插入部937插入了集水管903内的状态下从集水管903突出的突出部938一体了的大体为圆柱状的部件，其中心部分形成了为贯通轴931的贯通孔939。突出部938的突出量设定为与接受部923的凹部925中的从低部到台阶927的距离相同。压具933是可以插入集水管903内部的圆板状部件，有用来在中心插入轴931的插入孔940。螺母934可以与轴931的螺旋部935进行装配。

在制造使用了上述固定装置920的收纳容器901时，首先，由外筒保持部分921把外筒904保持。这里，把外筒904的一端插入到接受部923的凹部925内，与台阶927接触。然后，在把外筒904插入到压板924的插入孔930内的状态下，把压板924于压在橡胶弹性体929上的状态下固定。由此，外筒904变成了保持在其一端被插入在凹部925内的状态下了。

其次，用集水管保持部分922把集水管903配置在外筒904的内部。这里，先把管状弹性体941装在决定位置的部件932的插入部937的前端，于此状态下把此插入部分937插入到集水管903内。还有，从与集水管903内已插入决定位置的部件932的不同一侧插入压具933。然后，把轴931的前端936与压具933接触那样插入到压具933的插入孔940和决定位置的部件932的贯通孔939中。在此状态下，如轴931的螺旋部935从接受部923的孔部926中突出那样，把集水管903插入外筒904的内部，用螺母934与螺旋部935装配。由此，固定装置920以使集水管903在外筒904内以同心圆状配置的状态把两者保持在一起，形成了收纳容器901。

然后，在上述那样形成的收纳容器901内填充进管状过滤膜群902。这里，把多个管状过滤膜310平行束缚成的管状过滤膜群902插入到在外筒904与集水管903之间形成的空间内。此时，各个管状过滤膜310的长度设定比收纳容器901大，管状过滤膜群902的两端设定成从收纳容器901突出去。还有，各个管状过滤膜310的两端由热封而闭合了。

接下来，用树脂材料把管状过滤膜群902固定在收纳容器901上。这里，首先，准备好图30所示的模具950。此模具950备有模槽951，模槽951备有可以插入管状过滤膜群902的中心部分952和在中心部分952的周围连续形成的可以插入收纳容器901的外筒904的外筒插入部分953。此模具950的中心部分952中注入了未固化状态的树脂材料954(例如未固化的聚氨酯树脂)。

另一方面，在由固定装置920所形成的收纳容器901中，用罩955把集水管903的开口侧封闭起来(图29)。然后，如图30所示，把从收纳容器901中突出的管状过滤膜群902慢慢浸入到已经注入在模槽951的中心部分952内的树脂材料954中，把外筒904的端部保持在外筒插入部953内。把此状态的树脂材料954维持到固化，把模具950从完全固化了的树脂材料954中取出。由此，管状过滤膜群902的一端变成固定在收纳容器901的一端上了。其后，把已经从收纳容器901突出的、已固化的树脂材料954和管状过滤膜群902切除，还把罩955取下。

再接下来，一旦收纳容器901从固定装置920分离，把收纳容器901反方向再次由固定装置920所固定。在此状态，对模具950重复上述那样的操作，管状过滤膜群902的另一侧也被固定在收纳容器的另一侧，就得到了目标过滤膜组件900。此时，集水管903的开口部分为罩955所闭合的话，树脂材料954流入到集水管903的内部，这使集水管903的一端变成被闭合。在所制造的过滤膜组件900中，收纳容器901的两端，除各个管状过滤膜310的两端外，已经由固化的树脂材料954形成了保持部907，根据所述，由此保持部907的液封而变成闭合。

再是，在所述制造工艺中所使用的树脂材料954，除了使用与上述实施形态中所使用的过滤膜组件300的场合同样的聚氨酯树脂之外，用环氧树脂等其它的热固性树脂和热熔融粘合剂也可以。还有，在上述制造工艺中，以提高收纳容器901与树脂材料954的粘合性为目的，对外筒904的内周面和集水管903的外周面预先用粘合助剂或电晕放电处理来实施表面处理也可以。还有，为了提高树脂材料954对收纳容器901的锚定效果，在外筒904的两端的内周面和集水管903的两端的外周面形成凸部和凹部中的至少1个也可以。这里，凸部可以由把与外筒904或集水管903同样材料所构成的环粘合在预定的部位来形成。另一方面，凹部可以由在预定部位实施沟加工等来形成。再是，沟状凹部以形成为环状为优选。还有，凹部设定成沿凹下方向扩大的形状为优选。

在用这样的过滤膜组件900构成上述浸渍型膜过滤装置200时，滤液排出通道600的第1排出通道601与排出口905对接。

在使用了这样的过滤膜组件900进行被处理液的过滤处理时，被处理液随着由空气泡供给装置500喷出的空气泡，按图27所示的箭头方向，从下往上通过过滤膜组件900的各个管状过滤膜310内。此时，被处理液的一部分在由内向外通过管状过滤膜310时被过滤，而且，被处理液中所含的滤去成分为管状过滤膜310的过滤膜层311所捕捉而从被处理液中除去。除去了滤去成分的被处理液(滤液)通过管状过滤膜310之间的间隙，从通液孔906流入集水管903内。流入集水管903内的滤液从排出口905连续排出到收纳容器901的外部，即滤液排出通道600内。由这样的一系列过滤处理，储留槽2内的被处理液，与图1所示的箭头一样，由下往上通过了过滤膜组件900而成为自然循环。

为了达到上述过滤膜组件900的紧凑化，在收纳容器901中，除了管状过滤膜群902之外，其它要素不要进入，以尽可能使管状过滤膜310紧密填充为优选。

虽然此过滤膜组件900，与上述过滤膜组件300场合一样，其管状过滤膜310几乎可以最紧密填充，但是，实际上一定会产生小部分的未填充部分。此未填充部分的比例随管状过滤膜310的填充数增多而变小，但实用的组件规模的填充率，即管状过滤膜310所占的面积相对于填充区域的总面积之比为0.8以上(最大值是最紧密填充状态的0.9)。所以，在此过滤膜组件900中，填充率以0.8以上为优选。再是，此填充率的定义是：在收纳容器901中管状过滤膜310所占的面积相对于垂直于收纳容器中集水管903与外筒904之间的轴线方向的截面积S₁(图28中以网线部分表示的面积)之比。更具体说，此过滤膜组件900中的填充率(ε)为下式(II)所示。式中，N为管状过滤膜群902中所含管状过滤膜310的个数，d₀为管状过滤膜310的外径。

填充率(ε)＝Nπd₀ ²/4S₁    (II)

如上述那样，由于在管状过滤膜310的表面加有突起320，可以减轻滤液对管状过滤膜310之间的阻力。所以，如果集水管903周围排列的管状过滤膜310少，透过所有的管状过滤膜310的滤液由于不得不通过这些有限的间隙，在过滤流量大时，在这里所产生的阻力就不能被忽略。

这里，由与上述填充率相关的式(II)，管状过滤膜310的填充个数N变为下面的式(22)。

$N=\frac{4\mathrm{\ϵ}{S}_1}{\mathrm{\π}{d_o}^2}...\left(22\right)$

还有，集水管903周围的管状过滤膜310的间隙数与集水管903的外径d_s成正比，而与管状过滤膜310的外径d₀成反比。所以，如果这里所产生的过滤膜组件900内的总压力损失F近似于剧烈的话，过滤流量J(式(23))被认为与填充个数N、过滤压P和压力损失F之差大体成正比，其比例系数用α表示。

$J\≈\mathrm{\α}\frac{4\mathrm{\ϵ}{S}_1}{\mathrm{\π}{d}_o}(P-F)...\left(23\right)$

压力损失F与过滤流量J成正比，而与上述间隙数成反比，系数为β，以式(24)表示：

$F=\mathrm{\β}\frac{{\mathrm{Jd}}_o}{d_s}...\left(24\right)$

由这些式(23)和式(24)，压力损失为0时J相对于过滤流量J0的比例为下面的式(25)：

$J/J_o=1/(1+\frac{4\mathrm{\α\β}}{\mathrm{\π}}\frac{{\mathrm{\ϵS}}_1}{d_s})...\left(25\right)$

所以，为了不由过滤膜组件900的大小而来确保过滤流量J在J₀的80％以上，就必须满足下面的式(26)。

$\frac{d_s}{S_1}>\frac{16\mathrm{\α\β\ϵ}}{\mathrm{\π}}=\mathrm{\γ\ϵ}...\left(26\right)$

尽管此式(26)不够严密，但是在实际过滤膜组件900的设计中起作用。也就是说，被处理液的过滤通量、管状过滤膜310的突起320的高度和填充率决定了d_s/S₁的最小值，此值与组件的长度无关。

假设浸渍型膜过滤时的最大通量为5m/天，在上述的突起320的高度和填充率范围内，由J/J₀成为80％的式(25)的右边的值确认要比1m^-1稍大。所以，此过滤膜组件900以采用可以抑制在任何用途中由压力损失导致的能量效率轻微下降之d_s/S₁值为0.3～1m^-1为优选。换句话说，集水管903的外径d_s根据外筒904的大小而把此d_s/S₁值适当贴切的设定在上述范围之内为优选。

在通量超过5m/天这么大时，如图31所示，在集水管903的外周面的上下部中，于外筒904方向上配置突出的隔板910为优选。由这样的隔板910在集水管903与管状过滤膜群902之间形成空间(即，把管状过滤膜群902配置在离开集水管903所设置的间隔处)，滤液的流过，挤压了管状过滤膜310，使其稍稍移动，就使间隙变大，可以减轻对滤液的阻力。

再是，管状过滤膜310，如上述式(2)所示，内径变大，过滤流量下降。据此，从这样的观点，在此过滤膜组件900中使用的管状过滤膜310的内径也以设定在15mm以下为优选，设定10mm以下为更优选。

此过滤膜组件900在其填充率等设定成上述那样的场合，与用中空丝膜和平膜的已有组件相比，其单位容积的膜面积大，结果是比已有的组件更容易紧凑化。还有，在用此过滤膜组件900的浸渍型膜过滤中，把空气泡供给量设定成与用已有的组件的浸渍型膜过滤时相同的程度的场合，由同样的理由，单位容积的过滤流量比用已有的组件时更大。也就是说，此过滤膜组件900与在上述实施形态中说明的过滤膜组件300一样，其紧凑性和经济性比已有的过滤膜组件优。特别是，上述的比值(d_s/S₁)设定在上述范围内时，由过滤时的压力损失导致的能量效率的轻微下降可以被抑制，浸渍型膜过滤的经济性可以更高。即，此过滤膜组件900在把上述的比值设定在所定范围内时，就可以削减供给空气泡所必须的能耗，结果是可以进一步提高浸渍型膜过滤的经济性。

(4)上述的浸渍型膜过滤装置200中，过滤膜组件300是在圆筒状，即过滤膜组件300的收纳容器301的圆筒状中形成的，不过，收纳容器301形成为方筒状或多角形(例如五角形以上的多角形)的筒状等其它形状的筒状也可以。

图32和图33中列举了形成方筒状收纳容器301之过滤膜组件300的例。在此过滤膜组件300中，收纳容器301尽管与上述实施形态的场合相同，在侧面有滤液排出口303，不过，隔板304仅在已经形成了此排出口303的面上形成。所以，管状过滤膜群302，除了在已经形成隔板304的面之外，已经被填充在靠近收纳容器301的内面上。

再是，为了便于理解，在图32中强调了管状过滤膜310的粗细、管状过滤膜310之间的间隙等。还有，图32中仅示出少数管状过滤膜310，还有，图33中仅示出部分管状过滤膜310。

在这样的过滤膜组件300中，管状过滤膜群302与排出口303之间由隔板304形成了间隙，从管状过滤膜310来的滤液顺利地从排出口303排出到外部。

使用上述那样的方筒状过滤膜组件300时，如图34和图35所示那样，定位筒400的垂直其轴向(开口方向)之截面形状，特别是内周面的形状，有必要设定成与垂直于上述收纳容器301的轴向的截面形状特别是其外周部分的内周面形状基本相同大小和相同形状(方形)。

还有，此场合下，空气泡供给装置500有必要随着定位筒400形状的改变而改变形态。此时可以用的空气泡供给装置500可以由，例如，主管504和3个支管541、542、543所构成。这里，主管540配置在定位筒400的外部，一端与空气供给通道521连接。另一端由在图中没有画出的罩气封。还有，支管541、542、543各自与主管540正交而水平组合，以均等的间隔互相平行延伸。因此，各个支管541、542、543水平的贯通了定位筒400的长度方向，前端用罩544气封。

上述那样组合的主管540和支管541、542、543在交点处连结。由此，主管540、支管541、542、543形成了连通的空气流动通道。

还有，如图35所示，各个支管541、542、543有多个空气泡喷出孔545(图35中，以有15个空气泡喷出孔545为例)。这些空气泡喷出孔545分别向定位筒400的下方开口，还有，如图35所示，已经以正方格子方式配置在垂直于定位筒400轴向(开口方向)的截面之水平面上了。即，各个空气泡喷出孔545是位于图35中的虚线所示的正方形的各个顶点，在定位筒400的上述水平面上以均等间隔而分散配置。此时，空气泡喷出孔545的总数以根据上述式(19)来设定为优选。

再是，作为形成上述空气泡供给装置500的各个管540、541、542、543以用与上述实施形态的场合相同的塑料制圆筒状管为优选。

这样的空气泡供给装置500，与上述实施形态场合一样，对在方筒状收纳容器301内填充的管状过滤膜301均等供给空气泡时，就可以发挥变形过滤膜组件300的特性。

再是，在使用了上述那样的方筒状收纳容器301的过滤膜组件300中，垂直于收纳容器301的轴向的截面形状为细长的矩形时(图33的宽度Y小的场合)，更具体说，宽度Y用上面的式(14)所表示的场合，形成空气泡供给装置500的上述支管是1个的话，为好。所以，此情况下，在此支管上设置的多个空气泡喷出孔545的配置方式，不是上述那样的正方格子图式，而变成了以直线方式来设定。

还有，在使用形成了上述那样的方筒状的过滤膜组件300的场合，作为定位筒400和空气泡供给装置500，使用在上述其它实施形态(1)中所说明者也可以。此时，定位筒400和面状体430有必要根据过滤膜组件300的形状分别构成为方筒状和矩形。再是，通常，面状体430与定位筒400下端的间隔(相当于图24的D₁的间隔)设定成大体为与垂直于过滤膜组件300的轴向的截面形状(矩形)的面积相当的圆的直径的1/3～1/1为优选。在用浸渍型膜过滤装置200进行浸渍型膜过滤时，如已经讲过的那样，由于被处理液在定位筒400的下端与面状体403之间循环，此间隔窄时，由这样的被处理液的循环流动，从面状体430出来的空气泡容易被挤向过滤膜组件300的中心轴向。结果是，向位于过滤膜组件300的外周的管状过滤膜310供给的空气泡变少，过滤膜组件300整体均匀过滤处理的实施就有可能变得困难。

(5)在上述的实施形态中，于管状过滤膜310的外周面上设置了螺旋状突起320，即使在没有设置这样的突起320的场合，过滤膜组件300、900可以进行逆洗。

还有，虽然在上述实施形态中，于管状过滤膜310中设置了连续的螺旋状突起320，但是突起320的形态并不仅限于此。即，突起320设置在支撑膜层312的部分外周面也可以，例如，以断断续续的螺旋状或点状等各种形态设置都行。

(6)在上述实施形态中，虽然是以过滤膜层311和支撑膜层312的2层结构来形成管状过滤膜310的，不过在通过合适设定其壁厚和外径之比来把管状过滤膜310的崩溃压设定在上述所要求的值的场合，如图36所示，支撑膜层21的外周面上进一步配置有具液体通过性的增强层316者也可以。

这里所用的增强层316只要具有液体通过性就行，并没有特别的限制，不过，通常是使用与构成支撑膜层312同样的无纺布，特别是优选使用聚酯树脂系无纺布。再是，备有这样的增强层316的管状过滤膜310，通常可以由，在用于制造管状过滤膜310的上述复合膜313的支撑膜层312一侧进一步层积上增强层316的复合膜，来制造。在制造这样的复合膜时，增强层316通常优选的是在支撑膜层312的表面点上热熔融粘合剂或热固性粘合剂而粘合。这样做了，复合膜可以由增强层316来抑制高过滤阻力，就可以达到与上述实施形态同样的过滤阻力，即达到滤液的通过性。

再是，管状过滤膜310在备有这样的增强层316时，此管状过滤膜310的壁厚和外径要把此增强层316算在内。还有，在管状过滤膜310的表面上形成了上述那样的突起320时，此突起有必要形成在增强层316的表面。

再是，在对过滤膜组件300进行上述有关验证使用中所用的管状过滤膜也是有这样的增强层316的。

(7)在上述过滤膜组件300中，把多个管状过滤膜310预先连接成管状过滤膜群302也可以。这样的管状过滤膜群302，例如，如图37所示，是多个管状过滤膜310在平面上平行排列的，各个管状过滤膜310用在其长度方向以一定的间隔平行配置的连结钮340编组成一体的帘状。连结钮340，如图38所示，于各个管状过滤膜310之间交叉那样把管状过滤膜310彼此连结了起来。再是，在用连结钮340把管状过滤膜310连结成帘状时，例如，可以用例如由塑料管制造帘时所用的编帘机。

在上述管状过滤膜群302中，连结钮340之间的间隔(图37的D4)随管状过滤膜310的长度而异，还有，管状过滤膜群302只要被设定成可以维持一定的平面形状的程度就行，并没有特别的限制，通常以设定10～20cm为优选。还有，连结钮340的粗细(或厚度)没有特别的限制，通常优选为0.02～0.2mm。进一步说，连结钮340的材质也没有特别的限制，通常优选使用由合成纤维，例如聚酯制造的单丝、短纤维或膜所构成的物质。

这样的管状过滤膜群302由在邻近的管状过滤膜310之间夹进了连结钮340而形成了间隙341。此间隙341在收纳容器10中，防止了管状过滤膜310彼此的紧密附着，提高了滤液的流动性。例如，设定间隙341的大小为0.05mm时，管状过滤膜310的有效长度如果为例如70cm的话，在邻近的2个管状过滤膜310之间至少确保了0.005×70＝0.35cm²的面积。所以，如果在管状过滤膜群302中存在有多个这样的间隙341的话，明显减轻了滤液在收纳容器301中的流动阻力，明显提高了滤液的流动性。即，备有此管状过滤膜群302的过滤膜组件300可以提高滤液在收纳容器301中的流动性，使得从排出

303出来的滤液没有滞留而容易排出。

间隙341的大小(图37和图38的D5)可以由适当选择例如连结钮340的粗细(或厚度)来调整，通常以设定为0.02～0.2mm为优选，设定为0.05～0.1mm为更优选。间隙341的大小比0.02mm小时，收纳容器301内的管状过滤膜310彼此容易紧密附着，结果是有可能提高过滤阻力，使过滤流量下降。反之，在大于0.2mm时，由于收纳容器301内的可以填充的管状过滤膜310的个数减少，过滤膜组件300的单位容积过滤面积(有效膜面积)变小。结果是，由于过滤流量的下降，过滤膜组件300在紧凑化同时对被处理液实施有效过滤处理的目标的实现就变得困难了。

再是，间隙341的大小可以根据被处理液的种类而作适当的选择。例如，在被处理液为活性污泥液那样的过滤流量较小时，从确保过滤面积观点出发，以设定小间隙341为优选。另一方面，被处理液是如河水那样的过滤流量较大时，从提高滤液流动性的观点，以设定大间隙341为优选。顺便说，间隙341的大小如果在上述范围内的话，过滤膜组件300即使是有100m²左右的大膜面积时，对几乎所有的被处理液的滤液流动也难有大的阻力。

还有，用这样的管状过滤膜群302可以容易的制造过滤膜组件300。即，管状过滤膜310没有被一体化时，管状过滤膜310在插入收纳容器301中时被折弯，使热封工序复杂。还有，在收纳容器301中填充的管状过滤膜310的数目少时，把上述那样的组合体330(参照图9、图10)浸渍在模具332时，部分管状过滤膜310会被碰掉，因此在过滤膜组件300的制造要熟练。与此相反，用了此管状过滤膜群302，由于管状过滤膜群302是以在收纳容器301内缠结为一体状态而可以容易插入，同时又可以稳定的保持在收纳容器301中，结果使过滤膜组件300的制造变得容易了。

这样的管状过滤膜群302也可以利用与上述变形例有关的过滤膜组件900，此时也可以达到与上述同样的效果。

(8)如图39所示，与上述实施形态有关的浸渍型膜过滤装置200中所用的过滤膜组件300仅往收纳容器301的下方延长也可以。即，收纳容器301在其空气泡供给装置500一侧的端部有往下延伸的壁部350也可以。使用这样的过滤膜组件300时，浸渍型膜过滤装置200没有必要另外再设定位筒400了。也就是说，从空气泡供给装置500出来的空气泡由壁部350导向的同时又向着管状过滤膜群302而在被处理液中上浮。再是，此场合下，空气泡供给装置500根据其形态配置在由壁部350所形成的空间内或配置在壁部350的下方都行。

还有，在上述其它实施形态(3)中所说明的过滤膜组件900，如图40所示，仅是在收纳容器901的外筒904的下部往下延长也可以。即，外筒904在空气泡供给装置500一侧的端部有往下延伸的壁部960也可以。使用这样的过滤膜组件900的浸渍型膜过滤装置200，与使用上述过滤膜组件300时同样，可以不用定位筒400而把来自于空气泡供给装置500的空气泡导向管状过滤膜群902。

(9)在上述浸渍型膜过滤装置200中，已经设定了由滤液排出通道600的前端604和储留槽150内所储留的被处理液的液面L之水头压来把滤液从排出口303排出，不过使用浸渍型膜过滤装置200的过滤方法并不仅限于此。例如，在浸渍型膜过滤装置200中，在滤液排出通道600的前端604设置了吸引泵或虹吸管那样的吸引装置(设定负压的手段)，由其把过滤膜组件300的排出口303设定成积极的负压，也可以使滤液从排出口303排出，同样可以实施对被处理液的浸渍型膜过滤。

下面，基于实验例来具体说明本发明的效果。

实验例1

把14重量份耐热性聚氯乙烯树脂溶解于56重量份溶剂四氢呋喃中，向其中进一步加入30重量份异丙醇。把多孔体厚度0.12mm的聚酯树脂类无纺布浸渍在这样得到的合成树脂溶液中之后，干燥。由此，把平均孔径0.4μm的有多个微孔的聚氯乙烯树脂膜的过滤膜层和由聚酯树脂类无纺布构成的支撑膜层层积，得到了厚度0.15mm的复合膜。还有，另外制造在此复合膜的支撑膜层一侧点上热熔融粘合剂，进一步层积上厚度0.15mm的聚酯树脂系无纺布增强层的增强复合膜。

把得到的增强复合膜裁成宽2cm的带状，把此增强复合膜带在圆柱状芯棒上以增强层一侧为表面侧那样做螺旋状卷绕。此时，此带的宽度方向的两端重合，在表面形成了螺旋状突起。然后，把重合的部分用超声熔合，制造了长度约70cm、内径7mm、壁厚度0.3mm、突起高度0.05mm、含此突起的外径7.7mm、壁厚与外径比为0.045的管状过滤膜。

用所得到的带有突起的管状过滤膜，制造与上述过滤膜组件300同样的组件。这里，收纳容器中，用全长65cm的JIS K 6741-1975称之为350的水道管用硬质氯乙烯管(呼压500kPa、近似内径348mm、厚度10.5mm，每1m重量为18kg)，由同样的呼-25的硬质氯乙烯的带螺纹的套管与其熔融连接而形成排出口。排出口的位置设定成其中心位置离收纳容器的前端为7cm。

再是，从与用于收纳容器的同样的硬质乙烯管切出截面为楔形的环状隔板2片。然后，用水道管用粘合剂把各个环状隔板粘合于距收纳容器两端约1cm的内侧，使其与收纳容器的内周面粘合，从而把隔板设置在收纳容器中。再是，此隔板是在收纳容器的内周面侧的上下方向的宽为2cm，而在收纳容器的中心侧的上下方向的宽度为3cm，还有，在圆周方向约每5cm有宽5mm的间隙。在此收纳容器中，隔板部分的近似内径为327mm，垂直于收纳容器的轴线方向的内面截面积中隔板所占的比例为6％。

其次，准备好1600个上述那样得到的管状过滤膜，把各个管状过滤膜切齐为73cm长，把各个管状过滤膜的两端一起热封。然后，把这些管状过滤膜成束形成管状过滤膜群，把此管状过滤膜群插入上述的收纳容器之内。这里，管状过滤膜群的两端被设定成从收纳容器的两端各自突出4cm的状态。由此，把管状过滤膜群与收纳容器组合得到了组合体。

接着，把组合体的一端慢慢浸入装有未固化聚氨酯树脂的聚四氟乙烯制模具内，放置到聚氨酯树脂完全固化为止。聚氨酯树脂固化后，对组合体的另一端做同样的处理。接着，把固化的聚氨酯树脂从收纳容器的两端切下来，得到了实用规模为目的的过滤膜组件。再是，把管状过滤膜群与收纳容器固定，由聚氨酯树脂构成的保持部分的长度在收纳容器的上下分别设定为5cm。

此过滤膜组件的有效膜面积为19m²，其管状过滤膜的填充率为0.78。还有，以此组件的外尺寸为基准的单位容积之膜面积是280m²/m³。此值是同等规模的平膜组件和中空丝膜组件的约2倍。所以，与已有的平膜组件和中空丝膜组件比较，就可以知道此过滤膜组件在维持了过滤性能情况下可以格外紧凑。

还有，考虑了上述的验证结果，此过滤膜组件以其外尺寸为基准的单位容积过滤流量为在同等空气流量下使用平膜组件和中空丝膜组件的2倍以上。由于浸渍型膜过滤法其用的空气流量越多，过滤处理所需要的能量成本就越高，因此，与已有的平膜组件和中空丝膜组件相比较，可以知道，此过滤膜组件的经济性更优。

实验例2

把由实验例1所得到的增强复合膜与实验例1同样形成管状，制造长约70cm、内径5mm、壁厚0.3mm、壁厚与外径之比0.054的外周面平滑的管状过滤膜。

把所得到的管状过滤膜的一端密封，在水中充分浸润，另一端与减压泵相连接。一边观察管状过滤膜的外观，一边把管状过滤膜内慢慢减压，到-80kPa突然崩溃。由于此管状过滤膜的壁厚度与外径之比是按上述所设定的，其崩溃压大，具有可逆洗处理的强度是可以理解的。

实验例3

除了把内径设定为7mm、壁厚度与外径之比设定为0.039之外，与实验例2同样制造管状过滤膜。把此管状过滤膜与实验例2同样进行内部减压，在约-30kPa突然崩溃。由于此管状过滤膜的壁厚与外径之比是按上述所设定的，其崩溃压大，具有可逆洗处理的强度是可以理解的。

参考例1

把由实验例1所得到的(层积增强层之前的)复合膜与实验例1同样形成管状，制造长约70cm、内径5mm、壁厚与外径之比0.028的外周面平滑的管状过滤膜。把此管状过滤膜与实验例2同样进行内部减压，在约-17kPa突然崩溃。由于此管状过滤膜的壁厚与外径之比是按上述所设定的，与实验例2、3相比其崩溃压小是可以理解的。

实验例4

用实验例2得到的管状过滤膜，制造与实验例1同样的膜面积约0.13m²的过滤膜组件。此过滤膜组件的下部连接了作为空气泡的定位筒的、与此组件的收纳容器同样内径的塑料管。然后，把它浸渍到被处理液中，由配置在过滤膜组件下方约20cm处的口径4mm的喷嘴产生每1m²膜面积流量为15L/min的气泡，在水头差60cm(约6kPa)压力下开始过滤被处理液。

其中，使用羧甲基纤维素浓度3000ppm的透明水溶液为被处理液。由于此水溶液的粘度在25℃为7mPa·s，而滤液的粘度为约1.3mPa·s，被认为被处理液中的羧甲基纤维素是以微小凝胶状态悬浮的。

在上述过滤工艺中，过滤流量开始为30mL/min，慢慢降低，2小时之后变为17mL/min，其后几乎为定值。在过滤开始3小时后，暂时停止过滤，仅连续送气泡10min，其后重新开始过滤，初期过滤流量恢复为20mL/min，约10min后重又降低为17mL/min。

然后，把压缩机接到过滤膜组件的滤液排出口(内径6mm、长1.5m)上，向收纳容器内加上40kPa的空气压。由此，用在排出口和收纳容器内的滤液来逆洗管状过滤膜。逆洗所需要的时间约20s。其后，再次开始过滤，初期过滤流量恢复为27L/min，约1小时变为17L/min。

由以上结果可知，此实验例的过滤膜组件，可以由实施逆洗操作而有效地除去堆积在各个管状过滤膜的内周面上的羧甲基纤维素滤饼层，适当反复逆洗就可以实现长寿命化。

实验例5

在实验例1的管状过滤膜制造工艺中，调节超声熔融粘合时的能量，制造其熔融部分的螺旋状突起高度设定为0.1mm的管状过滤膜(壁厚与外径之比0.069)。把参考例1的复合膜形成圆筒状，其长度和内径按同样的设定，制造没有表面突起的平滑管状过滤膜(壁厚度与外径之比0.028)。

分别用所得到的带有突起的管状过滤膜和平滑管状过滤膜，按实验例1同样，制造如图41所示的、与上述过滤膜组件300同样的过滤膜组件970。但是，在此收纳容器971中，用JIS K 6741-1975称之为-250(呼压500kPa、近似内径250mm)的硬质氯乙烯管，在其上熔融接合上称之为呼-50的硬质氯乙烯制的套管而构成排出口972。还有，此组件970的总长设定为28cm，在收纳容器971的下端，如图41所示那样熔融粘合加上凸缘973。再是，在收纳容器971中，设定隔板厚度为8mm。还有，管状过滤膜的有效长度设定为20cm。进一步说，在使用带有突起的管状过滤膜的组件970中管状过滤膜的填充数设定为1400个，而在用平滑管状过滤膜的组件970中设定为1500个。管状过滤膜的填充率对任何组件970均设定为0.86。还有，有效膜面积对使用带有突起的管状过滤膜的组件970为约4.4m²，而使用平滑管状过滤膜的组件970为约4.7m²。

接着，如图41所示，在上部有溢流口974，还有，在上方还备有被处理水的供给线975。准备好直径约70cm、高约150cm的水槽976。然后，在此水槽976内设置过滤膜组件970，组合成过滤流量测定装置。这里，过滤膜组件970的凸缘973部分装有高约10cm的脚977，由此脚977把过滤膜组件970设定为与水槽51的底面不直接接触。还有，把弯管978与排出口972连接并把其一端配置在水槽976的外部。

通过水槽976内的供给线975，一边以10L/min的比例供给作为被处理水的用过滤膜分级掉分子量3万以外的过滤了的水道水，一边把从溢流口974溢出的水与从弯管978出来的滤液回收到水箱中，用图中没有示出的循环泵送回到水槽976内。然后，设定水头差P为60cm，测定过滤流量，带有突起的管状过滤膜组件970为30L/min，而平滑管状过滤膜组件970为24L/min。由此，可以知道，此形态的过滤膜组件由用带有突起的管状过滤膜可以提高过滤流量。

实验例6

使用由实验例1得到的带有突起的管状过滤膜，制造与图27所示的过滤膜组件900同样的组件。这里，收纳容器中使用全长65cm的称之为-350的硬质氯乙烯管(JIS K 6741-1975，近似内径348mm)。还有，在集水管中，同样利用全长65cm的称之为呼-60的硬质氯乙烯管(JIS K 6741-1975，近似外径60mm)，以约3cm的间隔形成了直径10mm的多个穿孔的通液孔。

接着，准备好上述那样得到的管状过滤膜1650个，把各个管状过滤膜切齐为73cm长，把各个管状过滤膜的两端一起热封。然后，把这些管状过滤膜成束形成管状过滤膜群，把它用上述那样的固定装置插入形成的收纳容器之内。这时，管状过滤膜群的两端被设定成从收纳容器的两端各自突出4cm的状态。由此，把管状过滤膜群与收纳容器组合得到了组合体。

接着，用罩把集水管的一端设定为封闭的状态，把组合体的此端慢慢浸入装有未固化聚氨酯树脂的聚四氟乙烯制的模具内，放置到聚氨酯树脂完全固化为止。聚氨酯树脂固化后，对组合体的另一端做同样的处理。此时，集水管的另一端侧设定为开口状态。接着，把固化的聚氨酯树脂从收纳容器的两端切下来，得到了实用规模为目标的过滤膜组件。再是，把管状过滤膜群与收纳容器固定，由聚氨酯树脂构成的保持部的长度在收纳容器的上下分别设定为5cm。

此过滤膜组件的有效膜面积为20m²，其管状过滤膜的填充率为82％。还有，垂直于集水管与外筒之间的轴向的截面积对集水管的外径之比为0.64m^-1。进一步说，以此组件的外尺寸为基准的单位容积之膜面积是290m²/m³。此值是同等规模的平膜组件和中空丝膜组件的约2倍。所以，与已有的平膜组件和中空丝膜组件比较，就可以知道此过滤膜组件在维持了过滤性能情况下可以格外紧凑。

还有，考虑了上述的验证结果，此过滤膜组件以其外尺寸为基准的单位容积过滤流量为在同等空气流量下使用的平膜组件和中空丝膜组件的2倍以上。由于浸渍型膜过滤法其用的空气流量越多，过滤处理所需要的能量成本就越高，因此，与已有的平膜组件和中空丝膜组件相比较，可以知道，此过滤膜组件的经济性更优。

实验例7

除了用实验例2得到的管状过滤膜和有效长度为43cm这2点之外，与实验例6一样制造膜面积约0.13m²的过滤膜组件。此过滤膜组件的下部与作为空气泡的定位筒的、与此组件的收纳容器同样内径的塑料管相连接。然后，把它浸渍在被处理液中，由配置在过滤膜组件下方约20cm处的口径4mm的喷嘴产生每1m²膜面积流量为15L/min的气泡，在水头差60cm(约6kPa)压力下开始过滤被处理液。被处理液用的是与实验例4同样的东西。

在此过滤工艺中，过滤流量开始为30mL/min，慢慢降低，2h之后变为17mL/min，其后几乎为定值。在过滤开始3h后，暂时停止过滤，仅连续送气泡10min，其后重新开始过滤，初期过滤流量恢复为20mL/min，约10min后重又降低为17mL/min。

然后，把压缩机接到在过滤膜组件的集水管上设置的滤液排出口(内径12mm)上，向收纳容器内加上40kPa的空气压。由此，用留在排出口和收纳容器内的滤液来逆洗管状过滤膜。逆洗所需要的时间约20s。其后，再次开始过滤，初期过滤流量恢复为27L/min，约1小时变为17L/min。

由以上结果可知，此实验例的过滤膜组件，可以由实施逆洗操作而有效地除去堆积在各个管状过滤膜的内周面上的羧甲基纤维素滤饼层，合适的反复逆洗就可以实现长寿命化。

实验例8

分别用实验例5制造的带有突起的管状过滤膜和平滑管状过滤膜，与实验例6一样，如图42所示，制造与上述过滤膜组件900同样的过滤膜组件979。但是，在其收纳容器980中，外筒981用的是JISK 6741-1975称之为-250(近似内径250mm)的硬质氯乙烯管，而集水管982用的是JIS K 6741-1975称之为呼-40(近似外径48mm)的硬质氯乙烯管。进一步说，集水管982的两端粘合上厚度4.1mm的隔板。此组件979的总长设定为28cm，在收纳容器980的下端，由熔融粘合装上凸缘983。还有，管状过滤膜的有效长度设定为约20cm。进而，填充的管状过滤膜数分别设定为，带突起的管状过滤膜组件979为1500个，平滑管状过滤膜组件979为1600个。管状过滤膜的填充率对任何组件979均是0.85。还有，有效膜面积分别为，带突起的管状过滤膜的组件979为约4.7m²，平滑管状过滤膜组件979为约5.0m²。进而，集水管982的外径对垂直于集水管982和外筒981之间的轴向的截面积之比，带突起的管状过滤膜的组件979与平滑管状过滤膜用组件979都是1m^-1。

其次，如图42所示，准备好与实验例5所用的同样的水槽976。然后，在此水槽976内设置过滤膜组件979，组合成过滤流量测定装置。这里，过滤膜组件979的凸缘983部分装有高约10cm的脚984，由此脚984设定成过滤膜组件979与水槽976的底面不直接接触。还有，把弯管985与集水管排出口982连接并把其一端配置在水槽976的外部。

通过水槽976内的供给线975，一边以10L/min的比例供给作为被处理水用的由过滤膜分级掉分子量3万以外的过滤了的水道水，一边把从溢流口974溢出的水与从弯管985出来的滤液回收到水箱中，用图中没有示出的循环泵送回到水槽976内。然后，设定水头差P为60cm，测定过滤流量，带有突起的管状过滤膜的组件979为32L/min，而使用平滑管状过滤膜的组件979为25L/min。由此，可以知道，此形态的过滤膜组件使用带有突起的管状过滤膜可以提高过滤流量。

实验例9

(过滤膜组件的制造)

使用与实验例1制造的同样的带有突起的管状过滤膜，制造与图2所示的过滤膜组件300同样的组件。这里，收纳容器中，用全长70cm的JIS K 6741-1975称之为-300-的水道管用硬质氯乙烯管(即压力500kPa、近似内径298mm、厚度9.2mm，每1m重量为14kg)，由同样的称之为-25-的硬质氯乙烯的带螺纹的套管与其熔融连接而形成排出口。排出口的位置设定成其中心位置离收纳容器的前端为7cm。

再是，从与用于收纳容器的同样的硬质乙烯管切出截面为楔形的环状隔板2片。然后，用水道管用粘合剂把各个环状隔板片粘合于距收纳容器两端约1cm的内侧，使其与收纳容器的内周面粘合，从而，如图2所示把隔板304设置在收纳容器中。再是，此隔板是在收纳容器的内周面侧的上下方向的宽为2cm，而在收纳容器的中心侧的上下方向的宽度为3cm，还有，在圆周方向约每5cm有宽5mm的间隙。在此收纳容器中，隔板部分的近似内径，即后面讲到的可以填充管状过滤膜群的区域的内径为280mm。

其次，准备好1150个上述管状过滤膜，把各个管状过滤膜切齐为78cm长，把各个管状过滤膜的两端一起热封。然后，把这些管状过滤膜成束形成管状过滤膜群，把此管状过滤膜群插入上述的收纳容器之内。这里，管状过滤膜群的两端被设定层从收纳容器的两端各自突出4cm的状态。由此，把管状过滤膜群与收纳容器组合得到了组合体。

接着，把组合体的一端慢慢浸入装有未固化聚氨酯树脂的聚四氟乙烯制的模具内，放置到聚氨酯树脂完全固化为止。聚氨酯树脂固化后，对组合体的另一端做同样的处理。接着，把固化的聚氨酯树脂从收纳容器的两端切下来，得到了实用规模为目标的过滤膜组件。再是，把管状过滤膜群与收纳容器固定，由聚氨酯树脂构成的保持部的长度在收纳容器的上下分别设定为5cm。

上述那样制造的过滤膜组件的有效膜面积为15m²，其管状过滤膜的填充率为0.77。还有，以此组件的外尺寸为基准的单位容积之膜面积是270m²/m³。此值是同等规模的平膜组件和中空丝膜组件的约2倍。所以，由上述的验证试验的结果，此过滤膜组件在浸溃型膜过滤时，如果对所有的管状过滤膜均等分配空气泡的话，以外尺寸为基准的单位容积过滤流量为在同等空气流量下用平膜组件和中空丝膜组件实施浸渍型膜过滤的2倍以上。

(空气泡供给装置的制造)

其次，按与图11、图12所示的定位筒400和空气泡供给装置500，制造同样的定位筒和空气泡供给制造。这里，定位筒中，使用了与制造上述过滤膜组件所用的同样的硬质氯乙烯管，其全长为35cm，还有，形成空气泡供给装置的管子用的是按预定长度切断的称之为-13的硬质氯乙烯管。还有，为了按如图12所示的形状组合所要求的把这些管的端部封闭，使用了此硬质氯乙烯管用的十字接头和罩。再是，在把十字接头与定位筒和管连接时，使用了硬质氯乙烯管用粘合剂。

在浸渍型膜过滤方法中，多数情况是采用单位膜面积的空气流量在7.5L/min/m²以上，在此实验例中，进行了每组件110L/min以上的空气流量的试验。还有，作为被处理液，由于预想的是0.1％CMC和0.8％PEO的混合液，其密度为1000kg/m³，粘度为8mPa·s。如已经讲过的，上述过滤膜组件中的管状过滤膜群所占的区域的直径与隔板部分的近似内径相等，为280mm。把这些数值代入上述式(18)，空气泡供给装置中所必须的空气泡喷出孔的数目为18～19个。

在空气泡供给装置中，如图12所示，19个空气泡喷出孔按最紧密填充方式而配置。这里，首先设定从定位筒的下端直至管中心线位置的距离为5cm。然后，设定平行配置的第1管与4个支管的间隔各自为55mm，而且，各个管中以63.5mm的间隔穿上直径4mm的孔作为空气泡喷出孔。

(过滤流量测定装置的制造)

制造如图43所示那样的过滤流量测定装置。这里，首先在本实验例所制造的过滤膜组件986的下端熔融接上凸缘部分987，还有，在同样是本实验例制造的备有上述空气泡供给装置988的定位筒的上端和下端分别装上同样的凸缘部分990、991。然后，在定位筒989的上端侧的凸缘部分990上配置过滤膜组件986的凸缘部分987，把两个凸缘部分987、990用螺栓、螺母固定。还有，在定位筒989的下端侧的凸缘部分991装上长10cm的脚992。

接着，在过滤膜组件986的排出口993上连接排水弯管994，在空气泡供给装置998上连接上空气供给弯管995。然后，在此状态下，把上述那样互相结合了的过滤膜组件986与定位筒989的组合体放进水槽996中。此时，此组合体像立起来那样设置在脚992上。再是，这里所用的水槽996是内径约70cm、高约150cm的圆筒状物。

接下来，在空气供给弯管995的另一端，接上最大吐出量为250NL/min、最大吐出压为40kPa的空气泵997。还有，在水槽996中高出设置面约135cm的位置上设置溢流口998，从此溢出的被处理液与从排水弯管994出来的滤液一起集合在水箱999中，由循环泵1000打回水槽996中。

(过滤流量的测定)

在水槽996和水箱1000中装入0.1％CMC溶液和0.8％PEO的混合液，设定水头差P为60cm。然后，改变从空气泵997向空气泡供给装置988供给的空气的流量，测定过滤流量，结果示出于表9。此结果与乘上用小型过滤膜组件测定的上述验证试验结果之有效膜面积比的值几乎一致。由此可以知道，此实验例的空气泡供给装置988，已经可以把总平均值的30％以上的空气泡分配给填充在过滤膜组件986内的1/2以上的管状过滤膜。

表9

空气流量(NL/min)	110	150	225
				过滤流量(L/min)	1.15	1.27	1.46

比较实验例1

在表示实验例9所用的空气泡供给装置988中设置的空气泡喷出孔的位置关系的模式的图44中，(图中，黑圆表示的位置是实验例9中所设置的空气泡喷出孔的位置)，除了仅用圆印表示的位置上设置了互相间隔为95mm的7个直径5mm的空气泡喷出孔之空气泡供给装置这一点之外，与实验例9同样测定空气流量与过滤流量的关系，结果示出于表10。由表10可知，在用此比较实验例的空气泡供给装置时，即使用同样的过滤膜组件986，也不可能对管状过滤膜均等的供给空气泡，因此与在设定了同样空气流量的实验例9相比，过滤流量已经减少到约70～77％。

表10

空气流量(NL/min)	110	150	225
				过滤流量(L/min)	0.81	0.91	1.12

实验例10

(空气泡供给装置的制造)

制造图24所示的空气泡供给装置。这里，面状体用的是垂直于与实验例9所用同样的定位筒989(不过其全长为10cm)的轴向的截面形状为几乎相等的圆盘状橡胶所构成，几乎整个面上穿有以约5mm间隔的多个微孔(空气泡喷出孔)的物件。面状体上形成的空气泡喷出孔具有在从空气供给板供给空气时的压力下使面状体膨胀而开口、停止供给空气时面状体收缩而闭合的功能。

在浸渍型膜过滤方法中，多数情况是采用单位膜面积的空气流量在7.5L/min/m²以上，在此实验例中，与实验例9同样，进行了每组件110L/min以上的空气流量的试验。还有，作为被处理液，用的是预想的0.1％CMC和0.8％PEO的混合液，其密度为1000kg/m³，粘度为8mPa·s。

(过滤流量测定装置的制造)

用与实验例9所用的同样的过滤膜组件986、定位筒989和水槽996以及用了上述空气泡供给装置制造的如图45所示那样的过滤流量测定装置。这里，首先在水槽996的底部附近配置上空气泡供给装置1001并把它与空气供给弯管995连接。另一方面，在定位筒989的凸缘990的上面配置上过滤膜组件986的凸缘987的侧面，用螺栓和螺母把两个凸缘987和990固定。还有，在定位筒989的下方侧面的凸缘991上装上脚992。然后，在过滤膜组件986的排出口993与排水弯管994相连接的状态下，把所示那样互相结合的过滤膜组件986和定位筒989的组合体装进水槽996内。此时，调节脚992的长度使空气泡供给装置1001的面状体位于离定位筒989的下端约15cm的位置上。

接下来，在空气供给弯管995的另一端接上最大吐出量250NL/min、最大吐出压40kPa的空气泵997。在水槽996中，在比设置面高约135cm的位置上设置溢流口998，以把从这里溢出的被处理液与从排水弯管994出来的滤液一起集中在水箱999中，由循环泵1000打回水槽996内。

(过滤流量的测定)

在水槽996和水箱999中加入0.1％CMC溶液和0.8％PEO混合液，设定水头差P为60cm。然后，改变由空气泵997向空气泡供给装置1001供给的空气流量，测定过滤流量。结果示于表11中。此结果与乘上用小型过滤膜组件测定的上述验证试验结果之有效膜面积比的值几乎一致。由此可以知道，此实验例的空气泡供给装置1001，已经可以把总平均值的30％以上的空气泡分配给在过滤膜组件986内填充的1/2以上的管状过滤膜。

表11

空气流量(NL/min)	110	150	225
				过滤流量(L/min)	1.15	1.27	1.46

比较实验例2

用图46所示那样的空气泡供给装置1002替代空气泡供给装置1001，与实验例10的场合同样研究空气流量与过滤流量的关系。这里所用的空气泡供给装置1002是连接在空气供给管995上的由水平面内组合的管所构成的，它均等配置了7个直径5mm的空气泡喷出孔1003。各个空气泡喷出孔1003是以95mm的间隔向下，即向水槽996的底部所形成的。用的定位筒989的长度为35cm。还有，空气泡供给装置1002是水平配置在从水槽996的底部往上15cm和定位筒989下端往下5cm的位置上的。

结果示出于表12中。由表12可知，在使用此比较实验例的空气泡供给装置1002的场合，即使使用同样的过滤膜组件986，也不能向管状过滤膜均等供给空气泡，与设定了同样空气流量的实验例10相比，过滤流量减少到约70～77％。

表12

空气流量(NL/min)	110	150	225
				过滤流量(L/min)	0.81	0.91	1.12

实验例11

(定位筒的制造)

制造如图26所示那样的、备有填充物层的定位筒。定位筒本体用的是与实验例9所制造的过滤膜组件用的收纳容器的截面形状相同的圆筒状物，在其内部配置了填充物层。这里所用的填充物层的填充物是，形成为比表面积500m²/m³、外径20mm、内径16mm、长度20mm大小的聚丙烯树脂构成的多孔性中空圆筒状物，它具有作为微生物载体的功能。此填充物层的厚度(图26的D3)设定为约150mm，而且设定在定位筒内的填充物层与过滤膜组件之间所形成的空间的厚度(图26的D2)为约150mm。在此定位筒内，装上如图26所示的空气泡供给装置，不过对此空气泡供给装置中的空气泡喷出孔的数目和配置的方式并没有特别的考虑。

(过滤流量测定装置的制造)

用与实验例9所用的同样的过滤膜组件986和水槽996以及用上述定位筒制造如图47所示那样的过滤流量测定装置。这里，首先在内部备有填充物层1006的定位筒1004上配置上过滤膜组件986并把两者制成组合体。还有，把过滤膜组件986的排出口993与排水弯管994相连接，把空气供给弯管995接到空气泡供给装置1005上。然后，在此状态下，把组合体装入水槽996内。

接下来，在空气供给弯管995的另一端接上最大吐出量250NL/min、最大吐出压40kPa的空气泵997。在水槽996中，在比设置面高约135cm的位置上设置溢流口998，以把从这里溢出的被处理液与从排水弯管994出来的滤液一起集中在水箱999中并由循环泵1000打回水槽996内。

(过滤流量的测定)

在水槽996和水箱999中加入0.1％CMC溶液和0.8％PEO混合液，设定水头差P为60cm。然后，改变由空气泵997向空气泡供给装置1005供给的空气流量，测定过滤流量。结果示于表13中。此结果与乘上用小型过滤膜组件测定的上述验证试验结果之有效膜面积比的值几乎一致。由此可以知道，此实验例使用的定位筒1004，由于备有填充物层，已经可以把总平均值的30％以上的空气泡分配给过滤膜组件986内填充的1/2以上的管状过滤膜。

表13

空气流量(NL/min)	110	150	225
				过滤流量(L/min)	1.15	1.27	1.46

比较实验例3

制造作为定位筒1004除了内部没有配置填充物层之外与实验例11同样的过滤流量测定装置。然后，用此过滤流量测定装置，与实验例11同样研究空气流量与过滤流量的关系。结果示出于表14中。由表14可知，在使用不备有所需要的填充物层的定位筒的场合，即使使用同样的过滤膜组件986，也不能向管状过滤膜均等供给空气泡，与设定了同样空气流量的实验例11相比，过滤流量减少到约70～77％。

表14

空气流量(NL/min)	110	150	225
				过滤流量(L/min)	0.81	0.91	1.12

只要不违背本发明的精神或其主要特征，本发明可以以其它的各种形态来实施。为此，上述的实施形态或实验例的所有各点只不过是示例，并不仅限于所述的这些。本发明的范围是由权利要求所述的那些，并不拘泥于说明书所说的内容。进一步说，属于权利要求范围同等范围的变形或变更均是在本发明的范围之内的。

Claims (65)

1.一种浸渍型膜过滤装置，是一种用于把储留在储留槽中的被处理液过滤而得到滤液的浸渍型膜过滤装置，其特征在于它具备过滤膜组件和空气泡供给装置；

所述过滤膜组件是一种将含多个内面具有过滤所述被处理液的功能且在外周面上部分形成突起的管状过滤膜的管状过滤膜群收容在具有所述滤液的排出口的筒状收纳容器内，且以其两端部保持的所述管状过滤膜可以以上下方开口的方式浸渍于所述储留槽中的所述被处理液中的过滤膜组件，

所述空气泡供给装置配置在所述储留槽内的所述过滤膜组件的下方，向所述过滤膜组件供给空气泡。

2.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述排出口已经被设定为可以由储留在所述储留槽中的所述被处理液的水头压把所述滤液排出。

3.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于进一步具备把所述排出口设定为负压的手段。

4.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述管状过滤膜具有形成为圆筒状的过滤膜层、和配置于所述过滤膜层的外周面上的为赋予所述过滤膜层以形状保持性的液体通过性的支撑膜层、且其崩溃压为至少20kPa。

5.权利要求4所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述过滤膜层是由精密过滤膜构成的。

6.权利要求4所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于进一步具有配置在所述支撑膜层的外周面上的、具有液体通过性的增强层。

7.权利要求6所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述支撑膜层和所述增强层是用聚酯树脂系非织造布所形成的。

8.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述管状过滤膜的内径为3～15mm。

9.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述管状过滤膜的壁厚(A)与外径(B)之比(A/B)为0.025～0.1。

10.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于在所述管状过滤膜的外周面上部分形成的所述突起的高度为0.02～0.2mm。

11.权利要求10所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述突起以所述过滤膜层的轴线为中心螺旋状形成。

12.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于形成了由多个所述管状过滤膜以平面平行配置且用连结钮编组为一体的所述管状过滤膜群。

13.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述管状过滤膜群用树脂保持在所述收纳容器的所述两端部位上。

14.权利要求13所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述收纳容器在其已经保持了所述管状过滤膜群的所述两端的内周面上至少有凹部和凸部中的1种。

15.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述收纳容器具有为了在所述排出口和所述管状过滤膜群之间设置间隙的隔板。

16.权利要求15所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述管状过滤膜的内径为3～15mm，且设定以下述式(I)表示的所述管状过滤膜的填充率至少为0.7，

填充率＝Nπd₀ ²/4S    (I)

式(I)中，N为所述管状过滤膜群中含有的所述管状过滤膜数，d0为所述管状过滤膜的外径，S为垂直于所述收纳容器的轴向的内部截面积。

17.权利要求16所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述隔板被设定成具有所述隔板的部分占垂直于所述收纳容器的轴向的内部截面积的比例为3～10％。

18.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述收纳容器具有带有通液孔的筒状集水管、和在所述集水管的外周设有间隔而配置的外筒，所述管状过滤膜群配置于所述集水管和所述外筒之间，且所述集水管具有所述排出口。

19.权利要求18所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述管状过滤膜的内径为3～15mm，且所述集水管的外径(d_s)对垂直于所述集水管与所述外筒之间的轴向的截面积(S₁)之比(d_s/S₁)为0.3～1m^-1，和以下述式(II)表示的所述管状过滤膜的填充率至少为0.8，

填充率＝Nπd₀ ²/4S₁    (II)

式中，N为所述管状过滤膜群中含有的所述管状过滤膜数，d0为所述管状过滤膜的外径。

20.权利要求18所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述管状过滤膜群配置在所述集水管与所述外筒之间，与所述集水管设有间隔。

21.权利要求18所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述集水管和所述外筒是圆筒形的。

22.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述收纳容器具有从所述空气泡供给装置侧的端部向所述空气泡供给装置延伸的壁部。

23.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于进一步具有在其上部可以配置所述过滤膜组件、且垂直于轴向的截面的内周形状与垂直于所述收纳容器的轴向的截面的外周部分的内周形状设定为基本相同大小的相同形状的、用于把来自所述空气泡供给装置的所述空气泡导向所述过滤膜组件的定位筒。

24.权利要求23所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述空气泡供给装置具有多个空气泡喷出孔，所述的这些空气泡喷出孔的配置方式是使得至少半数的所述管状过滤膜可以分配到向所述过滤膜组件供给的所述空气泡的总流量被所述管状过滤膜的总数除所得到的每个所述管状过滤膜的空气流量的平均值的至少30％的所述空气泡。

25.权利要求23所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述空气泡供给装置具有由形成为与垂直于所述定位筒的轴向截面之外周部分的内周形状基本同样大小的相同形状的橡胶弹性体所构成的面状体，以及用于从下方向所述面状体供给空气的空气供给装置，且在所述面状体的整个面上具有可以随由所述空气供给装置所供给的空气压力的增减而开启闭合的用于喷出所述空气泡的多个空气泡喷出孔。

26.权利要求25所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述空气泡喷出孔被设定为可以喷出直径为所述管状过滤膜的内径的至少1/3的所述空气泡。

27.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于它进一步具有配置在所述过滤膜组件与所述空气泡供给装置之间的、为把由所述空气泡供给装置出来的所述空气泡导向并分散于所述过滤膜组件的、含填充物的填充物层。

28.权利要求27所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述填充物层被设定为可以分散所述空气泡，使至少半数的所述管状过滤膜可以分配到由所述空气泡供给装置供给的所述空气泡的总流量被所述管状过滤膜的总数除所得到的每个所述管状过滤膜的空气流量的平均值的至少30％的所述空气泡。

29.权利要求27所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述填充物是外径为5～50mm、长度为5～50mm的多孔性中空圆筒状物。

30.权利要求29所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述中空圆筒状物是微生物载体。

31.权利要求1所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于它进一步具有从所述排出口延伸的滤液排出通道和通过所述排出口向所述收纳容器加压而使所述滤液排出通道内的所述滤液逆流的逆洗装置。

32.权利要求31所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述逆洗装置具有空气供给装置、和对在所述滤液排出通道内的所述滤液向所述排出口方向加来自所述空气供给装置的空气的空气压的加压手段。

33.权利要求32所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述逆洗装置进一步具有逆流量设定装置，该逆流量设定装置用于把向所述收纳容器内逆流的所述滤液量设定为每1m²的收容在所述收纳容器内的所述管状过滤膜的膜面积至少200mL。

34.权利要求33所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于所述逆流量设定装置是定量浮球阀。

35.权利要求32所述浸渍型膜过滤装置，其特征在于被设定为可以把来自于所述空气供给装置的所述空气提供给所述空气泡供给装置。

36.一种浸渍型膜过滤方法，是把储留在储留槽内的被处理液过滤得到滤液的浸渍型膜过滤方法，其特征在于包括以下工序：

把含有多个内面具有过滤所述被处理液的功能且外周面上部分形成了突起的管状过滤膜的管状过滤膜群收容于具有所述滤液的排出口的筒状收纳容器中的，且以其两端保持的过滤膜组件配置在所述储留槽内，使所述管状过滤膜的上下方向开口的工序、

把所述被处理液储留在所述储留槽内，并把所述过滤膜组件浸渍于所述被处理液中的浸渍工序以及

一边从下方向所述过滤膜组件供给空气泡，使所述被处理液从所述管状过滤膜的下方往上方自然循环、一边过滤所述被处理液，并把所述滤液从所述排出口排出的过滤工序。

37.权利要求36所述浸渍型膜过滤方法，其特征在于它是通过所述被处理液的液面与所述排出口的水头压把所述滤液从所述排出口排出的。

38.权利要求36所述浸渍型膜过滤方法，其特征在于它是通过把所述排出口设定为负压把所述滤液从所述排出口排出的。

39.权利要求36所述浸渍型膜过滤方法，其特征在于它进一步包括逆洗工序，该逆洗工序向从所述排出口排出的所述滤液加压使其通过所述排出口向所述收纳容器内逆流。

40.权利要求39所述浸渍型膜过滤方法，其特征在于所述过滤工序与所述逆洗工序是定期反复的。

41.权利要求39所述浸渍型膜过滤方法，其特征在于把向所述滤液加压逆流时的压力至少设定为所述过滤工序中的过滤压。

42.权利要求39所述浸渍型膜过滤方法，其特征在于把向所述收纳容器内逆流的所述滤液量设定为每1m²的收容在所述收纳容器中的所述管状过滤膜的膜面积至少200mL。

43.权利要求36所述浸渍型膜过滤方法，其特征在于所述被处理液是生活污水的活性污泥处理液。

44.一种管状过滤膜，它是用于将储留在储留槽内的被处理液用浸渍型膜过滤法进行过滤处理的管状过滤膜，其特征在于它具有：

形成为圆筒状的过滤膜层、和

配置在所述过滤膜层的外周面的、用于赋予对所述过滤膜层形状保持性的具有液体通过性的支撑膜层，

在外周面上部分形成了突起且崩溃压至少设定为20kPa。

45.权利要求44所述管状过滤膜，其特征在于所述过滤膜层是由精密过滤膜构成的。

46.权利要求44所述管状过滤膜，其特征在于它进一步具有配置在所述支撑膜层的外周面上的具有液体通过性的增强层。

47.权利要求46所述管状过滤膜，其特征在于所述支撑膜层和所述增强层是由聚酯树脂系非织造布构成的。

48.权利要求44所述管状过滤膜，其特征在于其内径设定为3～15mm。

49.权利要求44所述管状过滤膜，其特征在于其壁厚(A)与外径(B)之比(A/B)为0.025～0.1。

50.权利要求44所述管状过滤膜，其特征在于所述突起的高度为0.02～0.2mm。

51.权利要求44所述管状过滤膜，其特征在于所述突起已经以所述过滤膜层的轴线为中心形成了螺旋状。

52.一种管状过滤膜群，它是用于通过浸渍型膜过滤方法对储留在储留槽内的被处理液作过滤处理的管状过滤膜群，其特征在于

它具有多个内面具有过滤所述被处理液的功能且外周面上部分形成了突起的管状过滤膜，

且多个所述管状过滤膜平面平行排列并用连结钮编组成一体。

53.权利要求52所述管状过滤膜群，其特征在于所述管状过滤膜具有形成为圆筒状的过滤膜层和在所述过滤膜层外周面上配置的、用于赋予所述过滤膜层形状保持性的具有液体通过性的支撑膜层。

54.一种浸渍型过滤膜组件，是在浸渍于储留在储留槽内的被处理液中的状态下可以过滤所述被处理液的浸渍型过滤膜组件，其特征在于它具有：

包含多个在内面具有过滤功能且在外周面上部分形成了突起的管状过滤膜的管状过滤膜群、

收容所述管状过滤膜群且有把通过了所述管状过滤膜的所述被处理液向外部排出的排出口的筒状收纳容器以及

设置在所述收纳容器的两端的、用于使所述管状过滤膜两端开口并保持所述管状过滤膜群的长度方向两端的保持部分。

55.权利要求54所述浸渍型过滤膜组件，其特征在于所述保持部分是由树脂构成，且所述收纳容器的所述两端具有凹部和凸部中的至少1种。

56.权利要求54所述浸渍型过滤膜组件，其特征在于它进一步具有用于在所述排出口和所述管状过滤膜群之间设置间隙的隔板。

57.权利要求56所述浸渍型过滤膜组件，其特征在于所述管状过滤膜的内径为3～15mm，且设定以下述式(I)表示的所述管状过滤膜的填充率至少为0.7，

填充率＝Nπd₀ ²/4S    (I)

式中，N为所述管状过滤膜群所含的所述管状过滤膜数，d0为所述管状过滤膜的外径，S为垂直于所述收纳容器的轴向的内部截面积。

58.权利要求57所述浸渍型过滤膜组件，其特征在于所述隔板是，具有所述隔板的部分占垂直于所述收纳容器的轴向的内部截面积的比例设定为3～10％。

59.权利要求57所述浸渍型过滤膜组件，其特征在于所述管状过滤膜的壁厚(A)与外径(B)之比(A/B)为0.025～0.1。

60.权利要求54所述浸渍型过滤膜组件，其特征在于所述收纳容器是圆筒形和方筒形中的一种。

61.一种浸渍型过滤膜组件，是在浸渍于储留在储留槽内的被处理液中的状态下可以过滤所述被处理液的浸渍型过滤膜组件，其特征在于它具备：

具有带有通液孔的筒状集水管和在所述集水管的外周设置间隔配置的外筒的筒状收纳容器、

配置在所述集水管和所述外筒之间的、包含了多个内面具有过滤功能且外周面上部分形成了突起的管状过滤膜的管状过滤膜群、和

设置在所述收纳容器的两端的、使所述管状过滤膜两端开口并保持所述管状过滤膜群的长方向两端的保持部；

所述集水管具有用于把通过了所述管状过滤膜的所述被处理液向外部排出的排出口。

62.权利要求61所述浸渍型过滤膜组件，其特征在于所述管状过滤膜的内径是3～15mm且所述集水管的外径(d_s)对垂直于所述集水管与所述外筒之间的轴向的截面积(S₁)之比(d_s/S₁)为0.3～1m^-1，和以下述式(II)表示的管状过滤膜的填充率至少为0.8，

填充率＝Nπd₀ ²/4S₁    (II)

式中，N为所述管状过滤膜群中所含的所述管状过滤膜数，d0为所述管状过滤膜的外径。

63.权利要求62所述浸渍型过滤膜组件，其特征在于所述管状过滤膜的壁厚(A)与外径(B)之比(A/B)为0.025～0.1。

64.权利要求61所述浸渍型过滤膜组件，其特征在于所述管状过滤膜群配置在所述集水管与所述外筒之间，距所述集水管设定间隔。

65.权利要求61所述浸渍型过滤膜组件，其特征在于所述集水管和所述外筒是圆筒形的。

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