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JP2009233571A - Element array fixing implement and membrane separation apparatus - Google Patents

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JP2009233571A
JP2009233571A JP2008082763A JP2008082763A JP2009233571A JP 2009233571 A JP2009233571 A JP 2009233571A JP 2008082763 A JP2008082763 A JP 2008082763A JP 2008082763 A JP2008082763 A JP 2008082763A JP 2009233571 A JP2009233571 A JP 2009233571A
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flat membrane
rigid plate
membrane
flat
separation apparatus
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JP2008082763A
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Japanese (ja)
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Hiroo Takahata
寛生 高畠
Chiko Hirayama
稚子 平山
Masaki Iwanaga
匡紀 岩永
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress vibrations of a filter membrane element generated by receiving aeration when using a membrane separation apparatus for the purpose of solid/liquid separation of a suspended-solid-containing liquid such as active sludge. <P>SOLUTION: In the membrane separation apparatus with a plurality of flat membrane elements which are planar support plates having a sheet-like separative membrane disposed on its both surfaces or one surface and is arrayed in an element holding frame body, an element array fixing implement is installed right above the flat membrane elements so as to fix the array of the flat membrane elements, has a first rigid plate 1 horizontally disposed and fixed at the upper part of the element holding frame body 6, a second rigid plate 2 arranged below the first rigid plate, and a pressure imparting member 3 for pressurizing the second rigid plate downwards, and has a structure for pressurizing and fixing the upper end part of the flat membrane elements 5 by the second rigid plate. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、活性汚泥液や微生物培養液などの固形分含有液を固液分離するために用いられる平膜型膜分離装置に関する技術である。   The present invention relates to a flat membrane type membrane separation apparatus used for solid-liquid separation of a solid-containing liquid such as an activated sludge liquid or a microorganism culture liquid.

膜分離法は、省エネルギー、省スペース、省力化および製品の品質向上などの特長を有するため、適用分野を拡大しながら普及してきている。膜分離法には、逆浸透、限外ろ過、精密ろ過などの方法があり、中空糸膜、平膜、管状膜などの形態をしたろ過膜が使用されている。適用分野としては、従来から海水淡水化、浄水処理、ガス分離、血液浄化などで使用されてきたが、最近では、環境保全の観点から、廃水処理にも膜分離が適用されてきている。   Membrane separation methods have become popular while expanding their application fields because they have features such as energy saving, space saving, labor saving and product quality improvement. Membrane separation methods include methods such as reverse osmosis, ultrafiltration, and microfiltration, and filtration membranes in the form of hollow fiber membranes, flat membranes, tubular membranes, etc. are used. As an application field, it has been conventionally used in seawater desalination, water purification, gas separation, blood purification, etc. Recently, membrane separation has been applied to wastewater treatment from the viewpoint of environmental conservation.

膜分離技術を廃水処理に適用する場合、活性汚泥などを収容した生物処理槽内に膜ろ過装置を浸漬させ、透過側をポンプで吸引、あるいはサイホンなどのように水位差を利用して処理水を得る方法などが知られている。このとき、通常、生物処理槽内では、微生物が廃水中の有機物を酸化するために酸素を要求するので、曝気による酸素供給がなされている。この曝気を利用し、曝気用散気管の上部にろ過膜エレメントを配置することによって、前記酸素供給の目的と同時に、膜表面を洗浄しながら膜ろ過(固液分離)することが可能となるので、全体的に、非常に低コストでの運転が可能となる。特に、平膜タイプのろ過膜エレメント(以下、平膜エレメントという。)を用いた場合、膜表面洗浄性が高く、効率的なプロセスを構築し易い。   When membrane separation technology is applied to wastewater treatment, treat the treated water by immersing the membrane filtration device in a biological treatment tank containing activated sludge and sucking the permeate side with a pump, or using a water level difference such as siphon. The method of obtaining is known. At this time, normally, in the biological treatment tank, since microorganisms require oxygen in order to oxidize organic substances in the wastewater, oxygen is supplied by aeration. By using this aeration and placing a filtration membrane element on the upper part of the aeration diffuser, membrane filtration (solid-liquid separation) can be performed while washing the membrane surface simultaneously with the purpose of supplying oxygen. Overall, very low cost operation is possible. In particular, when a flat membrane type filtration membrane element (hereinafter referred to as a flat membrane element) is used, the membrane surface is highly cleanable and it is easy to construct an efficient process.

上記のような平膜エレメントを用いる膜分離装置の場合、通常、エレメント保持枠体を用いて、平膜エレメント複数枚を、間隔をあけて、膜面を上下方向にして平行に配置し、平膜エレメントの下方部には、散気装置を設置する。この散気装置から生起される気液混合上向流は、各々の平膜エレメントの間隙を通るため、平膜エレメントの両面に設置された分離膜の表面に付着した物質を膜表面から剥離させながら、膜分離を行うことができる。このように、散気装置から生起される気液混合上向流が分離膜の性能を持続するために重要な役割を果たすこととなるが、この気液混合上向流のエネルギーによって、平膜エレメントが浮上・振動してしまう。このような浮上・振動が継続的に発生すると、平膜エレメントが摩耗・損傷してしまい、膜分離を安定的に持続することが困難となる。   In the case of a membrane separation apparatus using a flat membrane element as described above, normally, using an element holding frame, a plurality of flat membrane elements are arranged in parallel with the membrane surface facing up and down at intervals. An air diffuser is installed below the membrane element. Since the gas-liquid mixed upward flow generated from this air diffuser passes through the gaps between the flat membrane elements, the substances adhering to the surfaces of the separation membranes installed on both sides of the flat membrane elements are separated from the membrane surface. However, membrane separation can be performed. In this way, the gas-liquid mixed upward flow generated from the diffuser plays an important role in maintaining the performance of the separation membrane. The element floats and vibrates. If such levitation and vibration occur continuously, the flat membrane element will be worn and damaged, making it difficult to stably maintain membrane separation.

このような問題を解決するために、平膜エレメントの上部にエレメント配列固定具を設置する方法が知られている。例えば、特許文献1の方法では、エレメント配列固定具として、上から押さえるための押さえ板を用い、その押さえ板の下に平膜エレメントの各間隙に圧入する弾性材製の櫛歯状凸部を設け、この櫛歯状凸部をエレメント間に圧入させることにより固定し振動を抑制させている。
特開平10−137556号公報
In order to solve such a problem, a method of installing an element arrangement fixture on the upper part of a flat membrane element is known. For example, in the method of Patent Document 1, a pressing plate for pressing from above is used as an element arrangement fixture, and a comb-like convex portion made of an elastic material that is press-fitted into each gap of a flat membrane element is placed under the pressing plate. The comb-like convex portion is provided and fixed by press-fitting between the elements to suppress vibration.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-137556

上記のような特許文献1の方法では、平膜エレメントの上下方向(鉛直方向)の振動と横方向(水平方向)の振動とを同時に抑制しようとしているため、押さえ付ける力が分散し、振動を十分に抑えきれない場合があった。また、複数枚の平膜エレメントを同時に固定することになるが、その固定する力は、エレメント配列固定具をエレメント保持枠体に固定(一般的には、ボルトナットによる固定)する力で決定されるため、エレメント保持枠体に近い端部の平膜エレメントは、押さえ付ける力が十分に伝わり、十分に位置固定されるが、中央部の平膜エレメントは、押さえ板の反りなどの影響により、押さえ付ける力が十分に伝わらず、位置固定が不十分となり易い。特に、配列された平膜エレメントの枚数が数十枚のように多い場合には、その悪影響が顕著となる。   In the method of Patent Document 1 as described above, since the vibration in the vertical direction (vertical direction) and the vibration in the horizontal direction (horizontal direction) of the flat membrane element are to be suppressed at the same time, the pressing force is dispersed and vibration is suppressed. In some cases, it could not be suppressed sufficiently. In addition, a plurality of flat membrane elements are fixed at the same time, and the fixing force is determined by the force for fixing the element arrangement fixture to the element holding frame (generally, fixing with bolts and nuts). Therefore, the flat membrane element at the end close to the element holding frame is sufficiently transmitted and the position of the flat membrane element at the center is sufficiently fixed, but the flat membrane element at the center is affected by the warp of the holding plate, etc. The pressing force is not transmitted sufficiently, and position fixing tends to be insufficient. In particular, when the number of arranged flat membrane elements is as large as several tens, the adverse effect becomes significant.

また、活性汚泥などの被ろ過液に浸漬させた状態で固液分離を続けると、平膜エレメントと、エレメント配列固定具やエレメント保持枠体との間のわずかな間隙内に、少量の被ろ過液が浸入し、徐々に固化されて汚れが堆積していき、平膜エレメント各々の上下方向位置が僅かずつずれてしまう場合がある。このような場合、特許文献1の方法では、わずかに下方向に位置する平膜エレメントを押さえ付ける力が弱まり、振動を十分に抑制できなくなるという問題が生じ易い。   In addition, if solid-liquid separation is continued while immersed in a liquid to be filtered such as activated sludge, a small amount of the liquid to be filtered is placed in the slight gap between the flat membrane element and the element array fixture or element holding frame. The liquid may enter and gradually solidify to accumulate dirt, and the vertical position of each flat membrane element may slightly shift. In such a case, the method of Patent Document 1 tends to cause a problem that the force for pressing the flat membrane element positioned slightly downward is weakened and vibrations cannot be sufficiently suppressed.

かかる課題を解決するための本発明は、以下の構成からなる。
(1)平板状支持板の両面もしくは片面にシート状分離膜を配した複数枚の平膜エレメントがエレメント保持枠体内に配列された膜分離装置において、前記平膜エレメントの配列を固定するために平膜エレメントの直上に設置されるエレメント配列固定具であって、前記エレメント保持枠体の上部に横架されて固定される第1の剛性板と、該第1の剛性板の下方に配置される第2の剛性板と、該第2の剛性板を下向きに押圧するための圧力付与部材とを有し、かつ、第2の剛性板により平膜エレメントの上端部を押圧固定させることを特徴とするエレメント配列固定具。
(2)前記第1の剛性板に設けられた貫通孔に、上下動可能な棒状剛体が挿嵌され、該棒状剛体を下動させることにより、前記第2の剛性板が下方に押圧されることを特徴とする(1)に記載のエレメント配列固定具。
The present invention for solving this problem has the following configuration.
(1) In order to fix the arrangement of the flat membrane elements in a membrane separation apparatus in which a plurality of flat membrane elements having sheet-like separation membranes arranged on both sides or one side of a flat support plate are arranged in an element holding frame An element array fixture that is installed directly above a flat membrane element, and is disposed below the first rigid plate, a first rigid plate that is horizontally mounted and fixed on the upper part of the element holding frame. A second rigid plate and a pressure applying member for pressing the second rigid plate downward, and the upper end portion of the flat membrane element is pressed and fixed by the second rigid plate. An element array fixture.
(2) A rod-like rigid body that can be moved up and down is inserted into a through-hole provided in the first rigid plate, and the second rigid plate is pressed downward by moving the rod-like rigid body downward. The element array fixture according to (1), characterized in that:

(3)前記第1の剛性板と前記第2の剛性板との間隙にバネ状体が配置され、該バネ状体により前記第2の剛性板が下方に押圧されることを特徴とする(1)に記載のエレメント配列固定具。
(4)前記第2の剛性板の下面で、前記平膜エレメントの上端部と接する位置に、弾性部材が配置されていることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のエレメント配列固定具。
(5)前記弾性部材が、前記平膜エレメント間の各間隙に挿嵌可能な凸部を有する形状であることを特徴とする(4)に記載のエレメント配列固定具。
(3) A spring-like body is disposed in a gap between the first rigid plate and the second rigid plate, and the second rigid plate is pressed downward by the spring-like body ( The element arrangement fixture according to 1).
(4) The elastic member is arrange | positioned in the position which contact | connects the upper end part of the said flat membrane element on the lower surface of the said 2nd rigid board, It is characterized by the above-mentioned in any one of (3) Element array fixture.
(5) The element arrangement fixture according to (4), wherein the elastic member has a shape having a protrusion that can be inserted into each gap between the flat membrane elements.

(6)平板状支持板の両面もしくは片面にシート状分離膜を配した複数枚の平膜エレメントがエレメント保持枠体内に配列状態で収容された膜分離装置であって、(1)〜(5)のいずれかに記載のエレメント配列固定具が、平膜エレメントの直上に接して設置されていることを特徴とする膜分離装置。
(7)配列された平膜エレメントの下端であって、かつ、前記エレメント配列固定具の配置位置と対抗する位置に、下弾性部材が装着されていることを特徴とする(6)に記載の膜分離装置。
(8)(4)または(5)に記載のエレメント配列固定具を設置してなる膜分離装置であって、平膜エレメントの上端面で前記弾性部材と接触する部分、及び/又は、平膜エレメントの下端面で前記下弾性部材と接触する部分に、凹凸形状が形成されていることを特徴とする(6)または(7)に記載の膜分離装置。
(6) A membrane separation apparatus in which a plurality of flat membrane elements having sheet-like separation membranes arranged on both surfaces or one surface of a flat plate-like support plate are accommodated in an element holding frame in an arrayed state, (1) to (5 A membrane separation apparatus, wherein the element arrangement fixture according to any one of the above is installed in contact with a flat membrane element.
(7) The lower elastic member is mounted at a lower end of the arranged flat membrane elements and at a position facing the arrangement position of the element arrangement fixing tool. Membrane separator.
(8) A membrane separation apparatus in which the element arrangement fixture according to (4) or (5) is installed, wherein the upper membrane is in contact with the elastic member at the upper end surface of the flat membrane element, and / or the flat membrane The unevenness | corrugation shape is formed in the part which contacts the said lower elastic member in the lower end surface of an element, The membrane separator as described in (6) or (7) characterized by the above-mentioned.

本発明では、配列させた平膜エレメントを固定する力を上下方向に集中させることができるので、押さえ付ける力が分散されずに、十分に平膜エレメントを固定することができる。また、それぞれの平膜エレメントに近いところで平膜エレメントに対する押付け力を調整することができるため、平膜エレメントの枚数が多い場合でも、それぞれの平膜エレメントに対して十分な力で押付けて固定させることができ、長期間、活性汚泥などの被ろ過液に浸漬させた状態でも、曝気エネルギーによって生起される振動を十分抑制することができる。   In the present invention, since the force for fixing the arranged flat membrane elements can be concentrated in the vertical direction, the flat membrane elements can be sufficiently fixed without the pressing force being dispersed. In addition, since the pressing force against the flat membrane element can be adjusted near each flat membrane element, even when the number of flat membrane elements is large, the flat membrane element is pressed and fixed with sufficient force. In addition, vibrations caused by aeration energy can be sufficiently suppressed even when immersed in a liquid to be filtered such as activated sludge for a long period of time.

本発明のエレメント配列固定具は、平板状支持板の両面もしくは片面にシート状分離膜を配した複数枚の平膜エレメントがエレメント保持枠体内に配列された膜分離装置において、前記平膜エレメントの配列を固定するために平膜エレメントの直上に設置されるものである。   The element arrangement fixing tool of the present invention is a membrane separation apparatus in which a plurality of flat membrane elements each having a sheet-like separation membrane disposed on both sides or one side of a flat support plate are arranged in an element holding frame. It is installed directly above the flat membrane element to fix the arrangement.

ここにおいて、平板状支持板は、平板状であればその形状は特に限定しないが、例えば、支持板の表裏両面を、周縁部が厚い凸部であって、その内側に凹部が設けられた構造とする。シート状の分離膜を、該凹部を覆うように配し、周縁の凸部にて前記分離膜と平板状支持板とを固着させることにより平膜エレメントを形成する。該平膜エレメントにおいて、前記凹部と分離膜との間に存在する間隙は、ろ過水が移動するための流路として機能しており、ろ過水は、前記間隙と連通したろ過水出口を経て、平膜エレメントの外部に取り出される。   Here, the shape of the flat support plate is not particularly limited as long as it is a flat plate shape. For example, the front and back surfaces of the support plate are thick convex portions with a concave portion provided on the inside. And A sheet-like separation membrane is arranged so as to cover the concave portion, and the flat membrane element is formed by fixing the separation membrane and the flat plate-like supporting plate at the peripheral convex portion. In the flat membrane element, a gap existing between the recess and the separation membrane functions as a flow path for the filtrate to move, and the filtrate passes through a filtrate outlet that communicates with the gap. It is taken out of the flat membrane element.

平板状支持板の素材は、ASTM試験法のD638における引っ張り強さが15MPa以上の剛性を有する物質であることが好ましく、例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂(ABS)で代表される共重合体の汎用性樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどの単一重合体の汎用性樹脂や、複合材料である繊維強化樹脂、金属類などが例示される。   The material of the plate-like support plate is preferably a material having a tensile strength of 15 MPa or more in D638 of the ASTM test method. For example, the versatility of a copolymer represented by acrylonitrile butadiene styrene resin (ABS) Examples include a single-polymer versatile resin such as resin, polyethylene, and polyvinyl chloride, a fiber reinforced resin that is a composite material, and metals.

また、分離膜は、多孔質の膜であって固液分離機能や逆浸透機能があれば特に限定するものではなく、精密濾過膜、限外濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜などが例示されるが、特に活性汚泥の固液分離を行う場合には、その膜表面の細孔径が0.01〜20μm程度の範囲内である精密濾過膜や限外濾過膜であることが好ましい。また、その素材としては特に限定するものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール、セルロースアセテート、ポリアクリロニトリル、塩素化ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルフルオライド、その他の材質を適宜選択して使用することができる。特に、物理的・化学的耐久性の高いポリオレフィン系やフッ素系樹脂の材質が特に好ましく使用することができる。   The separation membrane is not particularly limited as long as it is a porous membrane and has a solid-liquid separation function and a reverse osmosis function, and examples include a microfiltration membrane, an ultrafiltration membrane, a nanofiltration membrane, and a reverse osmosis membrane. However, particularly when activated sludge is subjected to solid-liquid separation, a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane having a pore diameter on the membrane surface in the range of about 0.01 to 20 μm is preferable. The material is not particularly limited, and polyethylene, polypropylene, polysulfone, polyethersulfone, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, polyacrylonitrile, chlorinated polyethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, and other materials are appropriately selected. Can be used. In particular, a material of polyolefin or fluorine resin having high physical and chemical durability can be particularly preferably used.

上記のような平膜エレメントの複数枚を、エレメント保持枠体内に配列させる。ここで、エレメント保持枠体は、隣接する平膜エレメントに配されている分離膜同士の間に所望間隔があけられるように、複数枚の平膜エレメントを、膜表面が上下方向と略平行な向きとなるように配列することができる機能を有するものであれば、その構造は特に限定しない。例えば、エレメント保持枠体を、上下を開口したケーシング構造とし、その内部に複数枚の平膜エレメントを収容する構造としてもよい。あるいは、配列させた平膜エレメントの側端部同士を通しボルトとナットでもって配列固定させることにより保持枠体部分を形成することにより、複数のエレメントが枠体内に配列された構造としてもよい。エレメント保持枠体の素材としては、活性汚泥中においても、複数枚の平膜エレメントを同時に長期間安定して保持可能な強度と耐久性とをもつ素材であれば特に限定されるものではないが、例えば、ステンレスなどの金属や、ABSなどの樹脂や、それら樹脂に炭素繊維などの強化用繊維を配合した繊維強化複合樹脂などが挙げられる。   A plurality of flat membrane elements as described above are arranged in the element holding frame. Here, the element holding frame has a plurality of flat membrane elements whose membrane surfaces are substantially parallel to the vertical direction so that a desired interval is provided between separation membranes arranged in adjacent flat membrane elements. The structure is not particularly limited as long as it has a function capable of being arranged in a direction. For example, the element holding frame may have a casing structure that is open at the top and bottom, and a structure that accommodates a plurality of flat membrane elements therein. Or it is good also as a structure where the several element was arranged in the frame by forming the holding | maintenance frame part by passing and fixing the side edge part of the arranged flat membrane element with a volt | bolt and a nut. The material of the element holding frame is not particularly limited as long as the material has strength and durability capable of stably holding a plurality of flat membrane elements simultaneously for a long period of time even in activated sludge. Examples thereof include metals such as stainless steel, resins such as ABS, and fiber reinforced composite resins in which reinforcing fibers such as carbon fibers are blended with these resins.

上記のような膜分離装置では、通常平膜エレメントの下方に散気装置が設置される。散気装置は、ブロアなどのエア供給装置と連結されており、散気装置から生起される気液混合上向流が、隣接する平膜エレメントの分離膜間を流れ、分離膜表面を洗浄すると同時に膜ろ過を行うことによって、分離膜の目詰まりを抑制することができる。前記散気装置としては、特に限定しないが、中空状のパイプに散気孔を設けたものや、空隙を有したセラミック製の散気部を有するものや、スリットを有したゴム状弾性体の散気部を有するものなどがある。本発明においては、清水中において、直径2mm以下の微小気泡を生起させる散気装置が特に好ましい。これにより、酸素供給効率を高めると同時に、平膜エレメントの振動を抑制することができる。   In the above membrane separation apparatus, a diffuser is usually installed below the flat membrane element. The air diffuser is connected to an air supply device such as a blower, and when the gas-liquid mixed upward flow generated from the air diffuser flows between the separation membranes of adjacent flat membrane elements, the surface of the separation membrane is washed. By performing membrane filtration at the same time, clogging of the separation membrane can be suppressed. The air diffuser is not particularly limited, but a diffuser of a hollow pipe, a diffuser made of ceramic with a void, a rubber-like elastic body having a slit, or the like. There are things that have a gastric part. In the present invention, an air diffuser that generates microbubbles having a diameter of 2 mm or less in fresh water is particularly preferable. Thereby, it is possible to increase the oxygen supply efficiency and to suppress the vibration of the flat membrane element.

本発明は、上記のような膜分離装置において、前記平膜エレメントを配列固定するために好適なエレメント配列固定具を提供するものであって、前記エレメント保持枠体の上部に横架されて固定される第1の剛性板と、該第1の剛性板の下方に配置される第2の剛性板と、該第2の剛性板を下向きに押圧するための圧力付与部材とを有し、かつ、第2の剛性板により平膜エレメントの上端部を押圧固定させる構造となっている。   The present invention provides an element arrangement fixing tool suitable for arranging and fixing the flat membrane elements in the membrane separation apparatus as described above, and is horizontally fixed on the upper part of the element holding frame. A first rigid plate, a second rigid plate disposed below the first rigid plate, and a pressure applying member for pressing the second rigid plate downward, and The upper end portion of the flat membrane element is pressed and fixed by the second rigid plate.

本発明におけるエレメント配列固定具の一実施態様の基本構造を図1(概略断面図)に示す。第1の剛性板1は、エレメント保持枠体6の上部に横架され、位置7において固定されている。その固定には、ボルト・ナット等の固定手段を用いることが好ましい。第1の剛性板1の直下には、第2の剛性板2が配置されている。さらに、第2の剛性板2を下方に押圧するための圧力付与部材が配置されている。図1の場合に、その圧力付与部材として、棒状剛体3が配置されている。棒状剛体3は、図1に示したように、第1の剛性板1に設けられた1個もしくは複数個の貫通孔に挿嵌されて取り付けられている。この棒状剛体3は、例えば、棒状剛体3をボルトとし、貫通孔内部をネジ孔とし、ボルトを回すことによってボルト先端位置が上下動する構造となっている。ボルト先端が下動することによって、その先端に接して配置されている第2の剛性板2は、ボルト先端に押されて下動し、第2の剛性板2は下向きに押圧される。   The basic structure of one embodiment of the element array fixture in the present invention is shown in FIG. 1 (schematic cross-sectional view). The first rigid plate 1 is horizontally mounted on the upper part of the element holding frame body 6 and is fixed at a position 7. For the fixing, it is preferable to use fixing means such as bolts and nuts. A second rigid plate 2 is disposed immediately below the first rigid plate 1. Furthermore, a pressure applying member for pressing the second rigid plate 2 downward is disposed. In the case of FIG. 1, the rod-shaped rigid body 3 is arrange | positioned as the pressure provision member. As shown in FIG. 1, the rod-like rigid body 3 is attached by being inserted into one or a plurality of through holes provided in the first rigid plate 1. The rod-like rigid body 3 has a structure in which, for example, the rod-like rigid body 3 is a bolt, the inside of the through hole is a screw hole, and the bolt tip position moves up and down by turning the bolt. When the bolt tip moves downward, the second rigid plate 2 arranged in contact with the tip is pushed downward by the bolt tip, and the second rigid plate 2 is pressed downward.

また、第2の剛性板2を下向きに押圧するためには、両剛性板間の間隙部分にバネ状体を設置し、このバネ状体による押す力によって第2の剛性板2を押さえ付ける構造としてもよい。   Further, in order to press the second rigid plate 2 downward, a structure in which a spring-like body is installed in a gap portion between the two rigid plates and the second rigid plate 2 is pressed by a pressing force by the spring-like body. It is good.

第2の剛性板2を下向きに押圧するための圧力付与部材として配設するボルトやバネ状体は、配列された複数枚の平膜エレメントの各々に適した力でもって押さえつけるために、複数個以上、例えば2〜10個を略等間隔で配置することが好ましい。   A plurality of bolts and spring-like bodies arranged as pressure applying members for pressing the second rigid plate 2 downward are pressed with a force suitable for each of a plurality of arranged flat membrane elements. As described above, for example, 2 to 10 are preferably arranged at substantially equal intervals.

上記のような構造とすることによって、第2の剛性板2を下向きに押圧することにより、例え、配列された複数の平膜エレメントの上端部が、上下方向に段差があっても、平膜エレメントを十分に鉛直下方に押しつけることができ、配列状態の固定が十分に達成され、平膜エレメントの振動を抑制することができる。   By adopting the structure as described above, by pressing the second rigid plate 2 downward, even if the upper ends of the arranged flat membrane elements have a step in the vertical direction, the flat membrane The elements can be sufficiently pressed vertically downward, the arrangement can be sufficiently fixed, and the vibration of the flat membrane element can be suppressed.

第1の剛性板1、および、第2の剛性板2は、ASTM試験法のD638における引っ張り強さが15MPa以上の剛性を有する物質で構成されることが好ましい。例えば、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂(ABS)で代表される共重合体の汎用性樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどの単一重合体の汎用性樹脂や、複合材料である繊維強化樹脂、金属類などが例示されるが、剛性が高く汎用的に利用されるステンレス鋼であることが特に好ましい。   It is preferable that the first rigid plate 1 and the second rigid plate 2 are made of a material having a tensile strength of 15 MPa or more in D638 of the ASTM test method. Examples include general-purpose copolymer resins represented by acrylonitrile butadiene styrene resin (ABS), single-polymer general-purpose resins such as polyethylene and polyvinyl chloride, fiber reinforced resins that are composite materials, and metals. However, it is particularly preferable that the stainless steel has high rigidity and is widely used.

また、第2の剛性板の下面で、平膜エレメント5の上端部と接する位置に、弾性部材4が配置されていることが好ましい。この弾性部材4により、平膜エレメント5の左右方向の振動の抑制効果を高めることが可能となる。弾性部材4としては、弾性を有する材質であれば、素材は特に限定されないが、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリルニトリル−ブタジエンゴム(NBR)などが好ましく利用できる。   Further, it is preferable that the elastic member 4 is disposed at a position in contact with the upper end portion of the flat membrane element 5 on the lower surface of the second rigid plate. The elastic member 4 can enhance the effect of suppressing the vibration of the flat membrane element 5 in the left-right direction. The elastic member 4 is not particularly limited as long as it is a material having elasticity, but ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), acrylonitrile-butadiene rubber ( NBR) can be preferably used.

第2の剛性板の下面に取り付けられた弾性部材4は、図1に示すように平板状としてもよいが、図2に示すように、平膜エレメント間の隔間隙に挿嵌可能な凸部8が設けられた櫛歯状とすることが好ましい。このとき、弾性部材4と凸部8とは一体化された弾性材製櫛歯状材であればよい。凸部8の先端部の幅を、平膜エレメント間隙幅より小さくし、挿入しやすい形状とすることが好ましい。また、弾性製櫛歯状材の凹部の幅を平膜エレメント5の幅より小さくし、前記凸部8を平膜エレメント5の間隙に圧入させても良いが、エレメント配列固定具によって鉛直下方に平膜エレメント5の上端部を十分に押しつけるためには、前記凹部の幅を平膜エレメント5の幅と同じかあるいは1〜2mm程度大きくする構造とした方が、平膜エレメントの振動抑制効果を高めるために好ましい。   The elastic member 4 attached to the lower surface of the second rigid plate may have a flat plate shape as shown in FIG. 1, but as shown in FIG. 2, a convex portion that can be inserted into a gap between flat membrane elements. 8 is preferably a comb-teeth shape. At this time, the elastic member 4 and the convex part 8 should just be the elastic material comb-tooth shaped material integrated. It is preferable that the width of the tip portion of the convex portion 8 is made smaller than the flat membrane element gap width to make it easy to insert. Further, the width of the concave portion of the elastic comb-like material may be made smaller than the width of the flat membrane element 5, and the convex portion 8 may be press-fitted into the gap of the flat membrane element 5. In order to sufficiently press the upper end portion of the flat membrane element 5, it is more effective to suppress the vibration of the flat membrane element if the width of the concave portion is the same as the width of the flat membrane element 5 or about 1 to 2 mm. Preferred for enhancing.

また、図2に示すように、エレメント配列固定具を平膜エレメント5の直上に配置する他に、平膜エレメント5の下端に接触させて下弾性部材9を配置し、平膜エレメント5を上下対応する位置で挟み込むように固定することが、平膜エレメントの振動をさらに吸収・抑制させるために好ましい。この下弾性部材9は、前記した配列固定具の弾性部材4と同様、弾性を有する材質であれば、素材は特に限定されないが、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリルニトリル−ブタジエンゴム(NBR)などが好ましく利用できる。また、弾性部材9の形状としては平板状でも良いが、櫛歯状として、配列された平膜エレメントの下端部のエレメント間に歯部を挿入させて装着させてもよい。   Further, as shown in FIG. 2, in addition to disposing the element array fixture directly above the flat membrane element 5, a lower elastic member 9 is disposed in contact with the lower end of the flat membrane element 5, and the flat membrane element 5 is Fixing so as to be sandwiched at corresponding positions is preferable in order to further absorb and suppress vibration of the flat membrane element. The lower elastic member 9 is not particularly limited as long as it is a material having elasticity, like the elastic member 4 of the above-described array fixture, but ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR) Butadiene rubber (BR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) and the like can be preferably used. The shape of the elastic member 9 may be a flat plate shape, but it may be a comb tooth shape with a tooth portion inserted between the elements at the lower end of the arranged flat membrane elements.

また、平膜エレメント5の上端面において弾性部材4と接触する部分が、凸部や凹部を有する凹凸形状とすること、例えば、筋状の凹凸がある形状や、市松模様状の凹凸がある形状とすることが好ましい。これにより、平膜エレメント5の上端面における凸部が、弾性部材4との接触面に食い込み、また、上端面における凹部に弾性部材4が食い込み、水平方向の振動をさらに抑制することができる。このような凸部や凹部を有する凹凸形状は、平膜エレメント5の下端面において下弾性部材と接触する部分にも設けてもよい。これにより、水平方向の振動をさらに一層抑制することができる。   Moreover, the part which contacts the elastic member 4 in the upper end surface of the flat membrane element 5 is made into the uneven | corrugated shape which has a convex part and a recessed part, for example, the shape with a streak-like unevenness, the shape with a checkered pattern unevenness It is preferable that Thereby, the convex part in the upper end surface of the flat membrane element 5 bites into a contact surface with the elastic member 4, and the elastic member 4 bites into the concave part in the upper end surface, thereby further suppressing horizontal vibration. Such a concavo-convex shape having a convex portion and a concave portion may be provided also in a portion in contact with the lower elastic member on the lower end surface of the flat membrane element 5. Thereby, the vibration in the horizontal direction can be further suppressed.

本発明のエレメント配列固定具による効果を検証するために、図3に示すような膜分離装置を作成した。本膜分離装置では、エレメント保持枠体6としてステンレス鋼製のケーシング構造の枠体を使用し、この枠体内に、シート状のポリフッ化ビニリデン製平膜(平均孔径0.08μm)を貼付した50枚の平膜エレメント5(ABS樹脂製)を装填した。ここで、平膜エレメント5の下方の左右端(2箇所)には、平膜エレメント5の下端と接触するように下弾性部材9を設置した。この下弾性部材9としては、EPDM製の平板状ゴムを使用した。   In order to verify the effect of the element array fixture of the present invention, a membrane separation apparatus as shown in FIG. 3 was created. In this membrane separation apparatus, a frame having a stainless steel casing structure is used as the element holding frame 6, and a sheet-like polyvinylidene fluoride flat membrane (average pore diameter 0.08 μm) is attached to the frame 50. A sheet of flat membrane element 5 (made of ABS resin) was loaded. Here, lower elastic members 9 were installed at the left and right ends (two locations) below the flat membrane element 5 so as to be in contact with the lower end of the flat membrane element 5. As the lower elastic member 9, a flat rubber made of EPDM was used.

また、配列させた平膜エレメント5の直下には膜面洗浄用の散気管11を設置した。該散気管11は、筒状の支持部材の外周に、EPDMゴム製の微細スリットが入ったゴムシート材を設置し、前記支持部材外周と前記微細スリットゴムシート材との間隙にエアを供給することにより、清水時平均径2mmの気泡を発生させるものである。   In addition, a diffuser tube 11 for cleaning the membrane surface was installed immediately below the arranged flat membrane elements 5. The air diffuser 11 is provided with a rubber sheet material having fine slits made of EPDM rubber on the outer periphery of a cylindrical support member, and supplies air to the gap between the support member outer periphery and the fine slit rubber sheet material. Thus, bubbles with an average diameter of 2 mm are generated during clean water.

また、配列させた平膜エレメント5の上の左右端(2箇所)には、図1と同様な構造のエレメント配列固定具10を設置した。ここで、第1の剛性板1と第2の剛性板2には、ステンレス鋼(SUS304)製の平板を用いた。弾性部材4としては、EPDM製の平板状ゴムを用いた。第1の剛性板1には、等間隔で5箇所の貫通孔を設け、貫通孔には雌ねじを作成した。該雌ねじと適合するボルトを圧力付与部材3として使用し、平膜エレメント5を押さえつけるために、ボルトを締め付けながら第2の剛性板2を鉛直下方向に押し込んだ。   Moreover, the element arrangement | sequence fixing tool 10 of the structure similar to FIG. 1 was installed in the right-and-left end (two places) on the arranged flat membrane element 5. FIG. Here, a flat plate made of stainless steel (SUS304) was used for the first rigid plate 1 and the second rigid plate 2. As the elastic member 4, a flat rubber made of EPDM was used. The first rigid plate 1 was provided with five through holes at equal intervals, and female screws were formed in the through holes. A bolt that matches the female screw was used as the pressure applying member 3, and the second rigid plate 2 was pushed vertically downward while tightening the bolt in order to press the flat membrane element 5.

上記のような膜分離装置を、活性汚泥(汚泥濃度(MLSS):20g/l)を収容した槽内に浸漬させ、6ヶ月間、500L/分の風量で曝気を続けた。その後、膜分離装置を槽外に取り出し、平膜エレメント5およびエレメント配列固定具10の状況を確認したところ、いずれにも、削れ・摩耗が観察されず、十分に平膜エレメントを固定できていた。   The membrane separation apparatus as described above was immersed in a tank containing activated sludge (sludge concentration (MLSS): 20 g / l), and aeration was continued for 6 months at a flow rate of 500 L / min. Thereafter, the membrane separation apparatus was taken out of the tank, and the conditions of the flat membrane element 5 and the element array fixture 10 were confirmed. In either case, no scraping or wear was observed, and the flat membrane element was sufficiently fixed. .

本発明に係るエレメント配列固定具の一実施様態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one embodiment of the element arrangement | sequence fixing tool which concerns on this invention. 本発明に係るエレメント配列固定具の他の一実施様態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other one embodiment of the element arrangement | sequence fixing tool which concerns on this invention. 実施例で用いた膜分離装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the membrane separator used in the Example.

符号の説明Explanation of symbols

1:第1の剛性板
2:第2の剛性板
3:圧力付与部材としての棒状剛体
4:弾性部材
5:平膜エレメント
6:エレメント保持枠体
7:固定位置
8:凸部
9:下弾性部材
10:エレメント配列固定具
11:散気管
1: first rigid plate 2: second rigid plate 3: rod-like rigid body as a pressure applying member 4: elastic member 5: flat membrane element 6: element holding frame 7: fixed position 8: convex portion 9: lower elasticity Member 10: Element arrangement fixture 11: Diffuser

Claims (8)

平板状支持板の両面もしくは片面にシート状分離膜を配した複数枚の平膜エレメントがエレメント保持枠体内に配列された膜分離装置において、前記平膜エレメントの配列を固定するために平膜エレメントの直上に設置されるエレメント配列固定具であって、前記エレメント保持枠体の上部に横架されて固定される第1の剛性板と、該第1の剛性板の下方に配置される第2の剛性板と、該第2の剛性板を下向きに押圧するための圧力付与部材とを有し、かつ、第2の剛性板により平膜エレメントの上端部を押圧固定させることを特徴とするエレメント配列固定具。   In a membrane separation apparatus in which a plurality of flat membrane elements having sheet-like separation membranes arranged on both sides or one side of a flat support plate are arranged in an element holding frame, a flat membrane element is used to fix the arrangement of the flat membrane elements. An element array fixture that is installed directly above the first rigid plate that is horizontally mounted and fixed on the upper portion of the element holding frame, and a second rigid plate that is disposed below the first rigid plate. And a pressure applying member for pressing the second rigid plate downward, and the upper end of the flat membrane element is pressed and fixed by the second rigid plate. Array fixture. 前記第1の剛性板に設けられた貫通孔に、上下動可能な棒状剛体が挿嵌され、該棒状剛体を下動させることにより、前記第2の剛性板が下方に押圧されることを特徴とする請求項1に記載のエレメント配列固定具。   A rod-like rigid body that can move up and down is inserted into a through-hole provided in the first rigid plate, and the second rigid plate is pressed downward by moving the rod-like rigid body downward. The element array fixture according to claim 1. 前記第1の剛性板と前記第2の剛性板との間隙にバネ状体が配置され、該バネ状体により前記第2の剛性板が下方に押圧されることを特徴とする請求項1に記載のエレメント配列固定具。   The spring-like body is disposed in a gap between the first rigid plate and the second rigid plate, and the second rigid plate is pressed downward by the spring-like body. The element arrangement fixture as described. 前記第2の剛性板の下面で、前記平膜エレメントの上端部と接する位置に、弾性部材が配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエレメント配列固定具。   The element arrangement fixture according to any one of claims 1 to 3, wherein an elastic member is disposed at a position on the lower surface of the second rigid plate in contact with the upper end portion of the flat membrane element. 前記弾性部材が、前記平膜エレメント間の各間隙に挿嵌可能な凸部を有する形状であることを特徴とする請求項4に記載のエレメント配列固定具。   The element array fixture according to claim 4, wherein the elastic member has a shape having a protrusion that can be inserted into each gap between the flat membrane elements. 平板状支持板の両面もしくは片面にシート状分離膜を配した複数枚の平膜エレメントがエレメント保持枠体内に配列状態で収容された膜分離装置であって、請求項1〜5のいずれかに記載のエレメント配列固定具が、平膜エレメントの直上に接して設置されていることを特徴とする膜分離装置。   A membrane separation apparatus in which a plurality of flat membrane elements having sheet-like separation membranes arranged on both sides or one side of a flat support plate are accommodated in an element holding frame in an arrayed state. A membrane separation apparatus, wherein the element arrangement fixture described above is placed in contact with a flat membrane element. 配列された平膜エレメントの下端であって、かつ、前記エレメント配列固定具の配置位置と対抗する位置に、下弾性部材が装着されていることを特徴とする請求項6に記載の膜分離装置。   7. The membrane separation device according to claim 6, wherein a lower elastic member is mounted at a lower end of the arranged flat membrane elements and at a position opposite to an arrangement position of the element arrangement fixing tool. . 請求項4または5に記載のエレメント配列固定具を設置してなる膜分離装置であって、平膜エレメントの上端面で前記弾性部材と接触する部分、及び/又は、平膜エレメントの下端面で前記下弾性部材と接触する部分に、凹凸形状が形成されていることを特徴とする請求項6または7に記載の膜分離装置。   A membrane separation apparatus comprising the element array fixture according to claim 4 or 5, wherein the upper end surface of the flat membrane element is in contact with the elastic member and / or the lower end surface of the flat membrane element. The membrane separation apparatus according to claim 6 or 7, wherein a concave-convex shape is formed in a portion in contact with the lower elastic member.
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