CN101301585B

CN101301585B - 膜分离单元

Info

Publication number: CN101301585B
Application number: CN2008100024000A
Authority: CN
Inventors: 森下宪之; 田中英彦
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-01-17
Also published as: JP2011131218A; CN101301585A; JP5073076B2; CN201239611Y; JP2008194680A

Abstract

一种膜分离单元，配置了多个与槽深、槽径、槽形状(圆筒形、方筒形)等不同的各种槽相对应的中空纤维膜组件，将散气管保持于固定位置，使之对各该膜组件的纤维束内施加均匀的上升流，并能调整处理槽内的液体流动。上述膜分离单元中，该中空纤维膜组件从浸渍到处理槽液体中的中空纤维膜的开口端部进行吸引来过滤分离该处理槽内的液体，该膜分离单元具有：捆束部，固定多个中空纤维膜的端部，且在避开固定有多个中空纤维膜端部的规定位置设有散气用开口部；管座构件，与捆束部相抵接且至少承受多个中空纤维膜的自重，并且在该捆束部的下方形成气泡室管座构件，该在管座构件的侧面部形成供散气管穿过且外形大于该散气管外形的开口部。

Description

膜分离单元

技术领域

本发明涉及一种具有多个中空纤维膜组件的膜分离单元，该多个中空纤维膜组件从浸渍在处理槽液体中的中空纤维膜的开口端部进行吸引来过滤分离该处理槽内的液体。

背景技术

以往，提出有如下一种浸渍膜装置，将膜分离单元浸渍到处理槽的液体中，从而得到透过膜后的过滤处理水，并且在处理槽内的膜分离单元的下方设有粗大气泡的散气装置和细气泡的散气装置(例如，参照专利文献1)。另外，还提出一种将散气管固定于中空纤维膜组件上而与之一体化的浸渍膜装置(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开平07-185270号公报

专利文献2：日本特开平07-136470号公报

但是，在将具有多个中空纤维膜组件的膜分离单元设置于原有槽上时，需要配合每个原有槽的结构，因此需要使膜分离单元与槽深、槽径、槽形状(圆筒形、方筒形)等不同的各种槽对应。

另外，例如在分解食品废水污水污泥时，需要使细菌在处理槽内生存，因此需要将大量空气在处理槽内曝气，此时，当用于细菌的空气曝气直接作用于中空纤维膜时，可能会使该中空纤维膜破损，因此保护该中空纤维膜使其免受空气曝气的影响。另一方面，当从中空纤维膜的开口端侧吸引处理槽内的液体而将透过膜后的过滤处理水进行过滤分离时，在该中空纤维膜的外侧附着有悬浮物质，从而使其过滤性能降低，因此需要将适量的气体散气到该中空纤维膜的外侧，来除去附着在该中空纤维膜外侧的悬浮物质。

发明内容

本发明是为解决上述问题而做成的，率先提供一种膜分离单元，该膜分离单元配置了多个与槽深、槽径、槽形状(圆筒形、方筒形)等不同的各种槽相对应的中空纤维膜组件，在该中空纤维膜组件中，将散气管保持于规定位置，使之对各个该膜组件的纤维束内施加均匀的上升流，并且能调整处理槽内的液体流动。

用于达成上述目的的本发明的膜分离单元的第1技术方案是一种膜分离单元，具有多个中空纤维膜组件，该多个中空纤维膜组件从浸渍到处理槽液体中的中空纤维膜的开口端部进行吸引来过滤分离该处理槽内的液体，其特征在于，该膜分离单元具有捆束部和管座构件，该捆束部固定上述多个中空纤维膜的端部，且在规定位置设有散气用开口部，该规定位置为避开固定有上述多个中空纤维膜端部的位置；该管座构件与上述捆束部相抵接且至少承受上述多个中空纤维膜的自重，并且在该捆束部的下方形成气泡室，在上述管座构件的侧面部形成供散气管穿过且外形大于该散气管外形的开口部。

并且，本发明的膜分离单元的第2技术方案，在上述第1技术方案中，其特征在于，底板与上述管座构件的底面部分抵接。

并且，本发明的膜分离单元的第3技术方案，在上述第2技术方案中，其特征在于，穿过上述管座构件侧面部的散气管排出口朝向上述底板。

并且，本发明的膜分离单元的第4技术方案，在上述第3技术方案中，其特征在于，上述散气管的下表面和底板之间的距离δ小于上述散气用开口部的当量圆直径。

并且，本发明的膜分离单元的第5技术方案，在上述第1技术方案中，其特征在于，从形成于上述管座构件侧面部的开口部的总面积里减去散气管穿过部分的截面积后的面积S2，是上述散气用开口部总面积S1的0.5倍以上且小于4.0倍。

并且，本发明的膜分离单元的第6技术方案，在上述第1技术方案中，其特征在于，在上述管座构件的侧面部形成2处以上可穿过散气管的开口部。

并且，本发明的膜分离单元的第7技术方案，在上述第1技术方案中，其特征在于，形成于上述管座构件侧面部的开口部的形状形成为倒U字形状、三角形、四边形、五边形中的至少一种形状。

并且，本发明的膜分离单元的第8技术方案，在上述第1技术方案中，其特征在于，在上述管座构件的侧面部，设置沿该管座构件周向间距为45°的8个方向的开口部，或设置沿该管座构件周向间距为60°的6个方向的开口部，或设置沿该管座构件周向间距为90°的4个方向的开口部。

并且，本发明的膜分离单元的第9技术方案，在上述第1～第8技术方案中，其特征在于，上述散气管被可浮起地连接，散气时，该散气管浮起且与形成于上述管座构件侧面部的开口部的上部相抵接，在该开口部中，该散气管的下方形成有间隙。

并且，本发明的膜分离单元的第10技术方案，在上述第9技术方案中，其特征在于，在与形成于上述散气管下表面的散气排出口相对应的位置设有塞构件，当上述散气管下降了时，上述塞构件被插入到该散气排出口而封闭该散气排出口。

另外，本发明的膜分离单元的第11技术方案，在上述第1技术方案中，其特征在于，该技术方案设置了开口面积调整部件，用于调整在上述管座构件侧面部形成的开口部的开口面积。

采用本发明的膜分离单元的第1技术方案，由于散气管位于管座构件内部的气泡室下方，因此，不会浪费从散气管排出的气体，而能将其聚集。另外，随着气体从散气管排出和上升，在处理槽内的液体、即处理液中产生脉动流，由于处理液从管座构件的开口部和散气管周围的间隙出入于管座构件内部的气泡室内，因此，使处理液中的沉淀物、即所谓的污泥难以滞留、不会堆积于气泡室内。特别是由于在散气管周围、散气管和开口部之间形成间隙，因此难以向散气管上堆积污泥。

另外，通过借助管座构件在捆束部的下方形成气泡室，从而散气管散出的气体被引导至该气泡室，由于从设于捆束部的散气用开口部均匀地散气到多个中空纤维膜，因此，该中空纤维膜适度摆动就能剥掉附着在该中空纤维膜表面的污泥等悬浮物质从而能维持过滤性能。

另外，由于管座构件与捆束部相抵接且能承受多个中空纤维膜组件的自重，因此，能使该多个中空纤维膜组件独立，在构成为使捆束部嵌套在该管座构件上的情况下，能防止该多个中空纤维膜在运转时横向移动。

采用本发明的膜分离单元的第2技术方案，底板抵接于管座构件的底部，从而利用底板增强散气管排出的气体的振动，结果，抑制了向底板、散气管、散气用开口部、中空纤维膜上附着污泥。

并且，由于散气排出口、散气用开口部不会被堵塞，因此能稳定进行膜表面的气体清洗。

采用本发明的膜分离单元的第3技术方案，由于散气管的气体排出口朝向管座构件的底板，因此能在散气排出口和底板之间形成高速的气体流，难以堆积污泥。通过使散气气体冲撞底板，使底板振动并将振动传递到底板上部，因此难以附着污泥等。并且，能破坏污泥块，防止堵塞散气管排出口。

采用本发明的膜分离单元的第4技术方案，散气管下表面和管座构件底板之间的距离δ小于散气开口部的直径，由于散气排出口附近的流速较快，因此能防止附着污泥。

并且，利用其水流能将堆积物的成长阻止在δ以下，从而防止堵塞散气排出口的效果较高。

采用本发明的膜分离单元的第5技术方案，从在上述管座构件侧面部形成的开口部的总面积里减去散气管穿过部分的截面积后的面积S2、和上述散气用开口部总面积S1之间有如下关系：

0.5×S1≤S2＜4.0×S1

若S2为S1的0.5倍以上，由于在管座构件的侧面开口部的处理液的流入阻力较小，因此能得到与散出的气体量相对应的伴随流，且能利用稳定的上升流进行过滤运转。在S2小于S1的4.0倍的情况时，管座构件的侧面部开口部的处理液的流入速度较高，从而污泥不会堆积在管座内部。因此，也不会由于堆积的污泥封闭散气开口部且可利用稳定的上升流过滤运转。

采用本发明的膜分离单元的第6技术方案，由于使散气管穿过管座构件内，该管座构件的侧面部具有2处以上的可穿过的开口部，因此在管座构件内设置2处散气管的束缚点，因此能水平地保持散气管。其结果，可经常排出规定流量的、没有偏流、均匀的气体。并且，能防止在散气管的周围附着和堆积污泥。

采用本发明的膜分离单元的第7技术方案，管座构件的侧面开口部是倒U字形、三角形、四边形、五边形中的任意一种简单形状，从而能稳定地保持散气管，能在散气管周围提供适度的间隙且束缚散气管。另外，通过形成于散气管周围及下部的间隙能防止向散气管附着污泥。

采用本发明的膜分离单元的第8技术方案，在将中空纤维膜组件以等间距配置于膜分离单元内时，设置沿该管座构件周向间距为45°的8个方向的开口部，或设置沿该管座构件周向间距为60°的6个方向的开口部，或设置沿该管座构件周向间距为90°的4个方向的开口部，从而能对应散气管的形状适当使用开口部。

即，与分枝形状(枝分路形状)和回路形状(环状形状)等各种形状的散气管的直线部、L字部、T字部、十字部等各种形状相对应地适当使用多个管座构件的侧面开口部，从而能束缚各种散气管且容易进行安装。中空纤维膜组件能容易地进行四边形配置、正三角形配置。

采用本发明的膜分离单元的第9技术方案，散气开始时该散气管浮起，通过与该管座构件的侧面开口部的上端抵接而束缚散气管，从而在散气管的下方形成由该管座构件的侧面开口部的一部分构成的间隙，由于该间隙能引起处理槽内的上升流，因此能防止气泡室内的污泥堆积。气体排出时的振动传导至散气管，因此污泥难以附着在散气管上。

采用本发明的膜分离单元的第10技术方案，在与形成于上述散气管下表面的散气排出口相对应的位置设有塞构件，当上述散气管下降时，上述塞构件被插入到该散气排出口，从而能封闭该散气排出口，因此不会由于污泥和悬浮物质堵塞该散气排出口。

采用本发明的膜分离单元的第11技术方案，通过设置对形成于上述管座构件侧面部的开口部的开口面积进行调整的部件，能调整处理槽内的上升流的液体流动。运转条件能进一步最佳化。并且，能设定符合每个中空纤维膜组件的上升流，特别是对在运转中途只将1根中空纤维膜组件更换为新品时有效。

附图说明

图1是表示本发明的膜分离单元结构的俯视图、主视图及侧视图。

图2是表示本发明的膜分离单元的中空纤维膜组件的集水配管结构的图。

图3是表示本发明的膜分离单元的散气管的配管结构的一个例子的局部说明图。

图4是表示本发明的膜分离单元的散气管的配管结构的一个例子的局部说明图。

图5(a)是表示管座构件结构的立体说明图，图5(b)是表示管座构件结构的三面视图。

图6(a)～(d)分别是表示设于管座构件侧面部的开口部的各种形状的一个例子的图。

图7是说明经挠性管被可浮起地连接的散气管的动作的图。

图8(a)～(b)是说明经挠性管被可浮起地连接的散气管的动作的图。

图9是表示对形成于管座构件侧面部的开口部的开口面积进行调整的各种开口面积调整部件的结构的图。

图10(a)～(b)是表示对形成于管座构件侧面部的开口部的开口面积进行调整的各种开口面积调整部件的结构的图。

图11(a)～(c)是表示对形成于管座构件侧面部的开口部的开口面积进行调整的各种开口面积调整部件的结构的图。

图12是表示未使用本发明管座构件时的从散气排出口排出的气体的流动方向的概念图。

图13(a)表示本发明中的气体排出口与底板之间间隙δ，是表示从散气排出口排出的气体的流动方向的概念图。

图13(b)是表示由于从散气排出口排出的气体而使底板、管座构件及抵接着的膜组件产生振动的概念图。

具体实施方式

根据附图具体说明本发明的膜分离单元的一个实施方式。

图1是表示本发明的膜分离单元结构的俯视图、主视图及侧视图。图2是表示本发明的膜分离单元的中空纤维膜组件的集水配管结构的图。图3是表示本发明的膜分离单元的散气管的配管结构的一个例子的局部说明图。图4是表示本发明的膜分离单元的散气管的配管结构的一个例子的局部说明图。图5(a)是表示管座构件结构的立体说明图，图5(b)是表示管座构件结构的三面视图。图6(a)～(d)分别是表示设于管座构件侧面部的开口部的各种形状的一个例子的图。图7是说明经挠性管被可浮起地连接的散气管的动作的图。图8(a)～(b)是说明经挠性管被可浮起地连接的散气管的动作的图。图9是表示对形成于管座构件侧面部的开口部的开口面积进行调整的各种开口面积调整部件的结构的图。图10(a)～(b)是表示对形成于管座构件侧面部的开口部的开口面积进行调整的各种开口面积调整部件的结构的图。图11(a)～(c)是表示对形成于管座构件侧面部的开口部的开口面积进行调整的各种开口面积调整部件的结构的图。图12是表示未使用本发明管座构件时的从散气排出口排出的气体的流动方向的概念图。图13(a)表示本发明中的气体排出口与底板之间间隙δ，是表示从散气排出口排出的气体的流动方向的概念图。图13(b)是表示由于从散气排出口排出的气体而使底板、管座构件及抵接着的膜组件产生振动的概念图。

在图1及图2中，附图标记1是膜分离单元，具有多个中空纤维膜组件2，该中空纤维膜组件2将中空纤维膜5浸渍到处理槽3的液体中，并从配置于中空纤维膜5上部的开口端部进行吸引，从而将该处理槽3内的液体过滤分离，该中空纤维膜5的配置于上部的一端被敞口，且配置于下部的另一端被封闭。

如图1所示的膜分离单元1，是将4根中空纤维膜组件2一体地装入由柱梁构成的方形台架8而进行单元化的一个例子。由于考虑到多个中空纤维膜5在处理槽3内部的摆动，优选将装入台架8中的中空纤维膜组件2彼此之间的设置间隔，设定为该中空纤维膜组件2的外径的1.2倍以上且2倍以下左右。例如，中空纤维膜组件2彼此之间的间距优选为210mm以上且300mm以下左右。

在中空纤维膜组件2彼此之间离得过近时，有可能相邻的中空纤维膜5彼此之间相撞，中空纤维膜5进行互相摩擦，并且，也可能抑制中空纤维膜5的摆动幅度而有损抑制附着污泥的效果，因此，中空纤维膜组件2彼此之间的设置间隔优选设定为该中空纤维膜组件2的外径的1.2以上，更优选是1.5倍以上左右。

可适用自重例如是15kg～30kg左右、长度方向的长度为1m～2m左右的中空纤维膜组件2。

例如在用活性污泥分解食品废水的情况下，将活性污泥作为处理液加入到本实施方式的处理槽3中，在处理槽内设有未图示的曝气装置(aerator)，该曝气装置是为了使细菌在处理槽内生存而将大量空气在处理槽3内曝气。

多个中空纤维膜5的配置于下部的封闭侧端部5 a固定于圆筒状的捆束部6上，在捆束部6的避开固定有该封闭侧端部5a位置的规定位置设有散气用开口部7。如图2及图7所示，在捆束部6的下端部设有裙环部6a，在该裙环部6a的内部嵌入圆筒状的管座构件11，该管座构件11与捆束部6相抵接而承受中空纤维膜组件2的自重，并且在捆束部6的下方形成气泡室12。

如图3～图5及图7所示，在管座构件11的侧面部11a上，在沿该管座构件11的周向例如间距为90°的4个方向形成有倒U字形状的开口部11a1，该开口部11a1位于气泡室12的下方，供散气管10穿过，并且外形大于该散气管10的外形。

另外，可以在管座构件11的侧面部11a设置沿该管座构件11的周向间距为45°的8个方向的开口部11a1，也可以设置沿该管座构件11的周向间距为60°的6个方向的开口部11a1。

在管座构件11中，与侧面部11a连接的基座板11b隔着底板23借助螺栓4a及螺母4b被可装卸地固定于台座部9上。

在管座构件11的底面设有底板23。

在散气管10的下表面设有朝向底板23的散气排出口10a。

散气管10的下表面和底板23之间的距离δ小于散气用开口部7的一个孔的当量直径。另外，所谓当量圆直径是指与开口面积相等的圆的直径。如图5所示，本实施方式的基座板11b，在避开管座构件11的设于侧面部11a的开口部11a1的位置、在4角处配置了4个方形基座板11b。

另外，在管座构件11的侧面部11a形成的开口部11a1的形状不仅限定于倒U字形状，例如，可以构成为如图6(a)所示的延长了倒U字形状两侧的直线部的形状、如图6(b)所示的四边形、如图6(c)所示的将四边形和三角形组合而成的五边形(房屋形状)、如图6(d)所示的三角形等各种形状。通过适当设定开口部11a1的与散气管10相抵接的上部的高度，从而能适当确定散气管10的散气排出口10a和捆束部6之间的间隔距离。

如图8所示，散气管10经挠性管24被可浮起地连接，在散气时，该散气管10浮起而与在管座构件11的侧面部11a形成的开口部11a1的上端部相抵接，如图7(b)所示，在该散气管10的下方形成由该开口部11a1的一部分构成的间隙25。

如图8所示，在散气管10的下表面形成有散气排出口10a，在与管座构件11底面部分抵接着的底板23上的与该散气排出口10a对应的位置上形成塞构件26，该塞构件26具有与该散气排出口10a的开口直径相对应的外形。如图8(a)所示，当散气管10下降时，塞构件26被插入到该散气管10的散气排出口10a中而封闭散气排出口10a。

如图9～图11所示，在管座构件11的内部设有开口面积调整部件，该开口面积调整部件用于调整在该管座构件11的侧面部11a形成的开口部11a1的开口面积。

如图9所示的开口面积调整部件，在管座构件11的侧面部11a的内部嵌入环状的开口面积调整构件28，使形成于开口面积调整构件28的开口部28a与供散气管10插入的管座构件11侧面部11a的开口部11a1对位，并且，使开口面积调整构件28的封闭部28b与要对开口面积进行调整的开口部11a1对位来适当封闭开口部11a1的开口面积，从而能调整在管座构件11的侧面部11a形成的开口部11a1的开口面积。

如图10所示的开口面积调整部件，在与管座构件11的侧面部11a的开口部11a1相对应的位置设有4片可滑动的开闭构件29，该开闭构件29适当封闭该开口部11a1而能调整开口面积。

在管座构件11的侧面部11a的内面侧设有燕尾槽状导轨30，开闭构件29具有与管座构件11的侧面部11a的曲率相对应的曲率，且可自由滑动地支承于该燕尾槽状导轨30。通过滑动开闭构件29来适当封闭开口部11a1的开口面积，从而能调整在管座构件11的侧面部11a形成的开口部11a1的开口面积。

在图10中，附图标记31是截面L字形的环状的高度调整环，立起部31a嵌入裙环部6a的内侧且与捆束部6的底部和管座构件11侧面部11a的上端部相抵接，并且，垂下部31b嵌入侧面部11a的内侧。通过适当选择高度调整环31的高度，能适用于具有各种长度的中空纤维膜5的中空纤维膜组件2。

如图11所示的开口面积调整部件，在与管座构件11侧面部11a的开口部11a1相对应的位置设有可适当封闭该开口部11a1来调整开口面积的开闭构件29，该开闭构件29被设置成能够以轴构件32为中心旋转。具有与管座构件11侧面部11a的曲率相对应的曲率的一对开闭构件29经支杆33与轴构件32连结，通过使该开闭构件29以该轴构件32为中心进行适当旋转，适当封闭开口部11a1的开口面积，从而能调整在管座构件11的侧面部11a形成的开口部11a1的开口面积。

利用上述的开口面积调整部件来调整管座构件11侧面部11a的开口部11a1的开口面积，从而能调整处理液的流入速度，结果能不堵塞散气用开口部7。

可以做成这样的结构：使从形成于管座构件11侧面部11a的开口部11a1的总面积减去散气管10穿过部分的截面积后的面积S2，是散气用开口部7总面积S1的0.5倍以上且小于4.0倍，在该管座构件11侧面部11a上具有2处以上的可穿过散气管10的开口部11a1。

如图7所示，形成于散气管10下表面部的散气排出口10a被引导至管座构件11的气泡室12的下方，通过从该散气管10散出气体，使气泡滞留于气泡室12内，经设于捆束部6的散气用开口部7均匀地散气到多个中空纤维膜5的外周面，由此使该中空纤维膜5适度摆动，就能剥掉附着在该中空纤维膜5外周面的污泥等悬浮物质，能维持过滤性能。

另外，如图3及图4所示，也可以在各散气管10的中途设置用于将气体均匀分路的连管节型节流孔27。连管节型节流孔27具有在联轴接头内夹入节流孔板的结构，通过对该连管节型节流孔27的纵向配管施加较大的压力损耗，可使散气管10散出的气体均匀地分路到各中空纤维膜组件2。连管节型节流孔27与凸缘型的节流孔相比，能以紧凑的结构实现分路配管。

例如，在由单管构成的散气管10均匀地分配气体的情况下，通过设置连管节型节流孔27，可均匀地分路气体且制成紧凑结构。另外，在使具有多个散气排出口10a的散气管10均匀地分配气体的情况下，有如图3所示的分枝型散气管10和如图4所示的回路型散气管10的结构。在上述情况下，即使不设置连管节型节流孔27，也能使散气管10均匀地分配气体。管座构件11构成为能将分枝型散气管10、回路型散气管10容易地固定于台架8上的结构。

由于管座构件11与捆束部6相抵接且能承受多个中空纤维膜组件2的自重，因此，能使该中空纤维膜组件2独立，通过构成为将管座构件11嵌合于捆束部6的裙环部6a内，能防止该中空纤维膜组件2在运转时的横向移动。

在台架8的侧面外周设有未图示的由面板构成的隔壁。

利用该隔壁覆盖膜分离单元1的侧面，通过设置覆盖该侧面的隔壁，从而能制造在整个膜分离单元内的上升流和下降流。

另外，能够利用隔壁将中空纤维膜5与由于从曝气装置喷出大量气体而引起的细菌用的槽曝气、槽内流动相隔离，并能抑制细菌用的槽曝气、槽内流动直接作用于中空纤维膜5，因此不担心其使该中空纤维膜5破损，且能保护该中空纤维膜5免受槽曝气和槽内流动的影响。

并且，也可以代替设于台架8外周侧部的隔壁，而设置覆盖每个中空纤维膜组件2的外周侧部的外筒。在对每个该中空纤维膜组件2设置覆盖中空纤维膜组件2的外筒的情况下，能使从中空纤维膜组件2下部导入、且在上升途中出来到中空纤维膜组件2外侧的气泡不扩散地停留在该中空纤维膜组件2附近，从而增大了剥掉中空纤维膜组件2外周附近的中空纤维膜5的污泥的效果。因此，即使利用上述的外筒，也能抑制膜曝气的扩散，能剥掉中空纤维膜5外周表面的污泥。

如图2所示，在配置于中空纤维膜5上部的捆束部15上设有与各中空纤维膜5的内部连通的过滤液排出用开口部16，设于捆束部15上端部的凸缘部15a和开闭构件17的凸缘部17a通过夹持构件18而连结，该开闭构件17的外周径与捆束部15的外周径相对应。

另一方面，从设于台架8上部的集液箱19分路出软管连接器20，该软管连接器20通过软管夹箍与挠性软管22连接。另外，挠性软管22的另一端通过软管夹箍与软管连接器连接。设于该软管连接器下端部的凸缘部和设于开闭构件17上端部的凸缘部通过夹持构件18而连结。

并且，通过从集液箱19进行吸引，处理槽3内的处理液被吸引到中空纤维膜5内进行过滤，且在中空纤维膜5内流通的过滤液被汇集到集液箱19。

在中空纤维膜5的全长不等的情况下，使设于中空纤维膜组件2上部的挠性软管22对应于中空纤维膜5的全长进行适当伸缩，从而可吸收该中空纤维膜5的全长的尺寸差。

另外，在更换中空纤维膜组件2时，脱离夹持构件18、且将中空纤维膜组件2的捆束部6从管座构件11脱离，从而能容易更换中空纤维膜组件2。

由于管座构件11与捆束部6的下端面相抵接且能承受中空纤维膜组件2的自重，因此，能使该中空纤维膜组件2独立。特别是在将膜分离单元1插入活性污泥槽时，由于中空纤维膜5的表面逐渐附着污泥而使中空纤维膜组件2的自重变重，因此，在将该中空纤维膜组件2从上悬挂的结构中，要求用于悬挂支承中空纤维膜组件2的横梁有较大的强度，因此，存在台架8的结构大型化、膜分离单元1的自重也变大、整体结构大型化这样的问题。但在本实施方式中，通过使多个中空纤维膜组件2独立，以限制中空纤维膜组件2的上部横倒的程度加以支承即可，因此，台架8的结构也能小型化，膜分离单元1的自重也能变小，因此整体结构也能小型化。

另外，中空纤维膜组件2上部的集液箱19不要求强度，因此，能使用由配管构成的集液箱19和挠性软管22，该配管由塑料树脂制的接头类构成。

另外，通过构成为将管座构件11嵌合于捆束部6的裙环部6a的内部，能防止多个中空纤维膜组件2在运转时的横向移动。

另外，通过利用管座构件11在捆束部6的下方形成气泡室12，从而从散气管10散出的气体被引导至气泡室12，从设于捆束部6的散气用开口部7均匀地散气到多个中空纤维膜5的各个外周面，因此该中空纤维膜5适度摆动，就能剥掉附着在该中空纤维膜5外周面的污泥等悬浮物质，能维持膜分离单元1的过滤性能。

另外，管座构件11构成为相对于台座部9及捆束部6可装卸，并且构成为对应于固定于该捆束部6的多个中空纤维膜5的长度或捆束部6的外径可适当改变，从而准备与固定于捆束部6的多个中空纤维膜5的长度或捆束部6的外径相对应的多个不同的管座构件11，并可将该管座构件11设置成安装于上述等各种捆束部6及通用的台座部9上，也能容易地将该管座构件11脱离更换。

另外，在管座构件11的侧面部11a形成的开口部11a1形成为倒U字形状、三角形、四边形、五边形中的至少一种形状时，能够以简单的形状稳定地保持散气管10，能在该散气管10的周围提供适度间隙地束缚该散气管10。并且，利用形成于散气管10周围及下方的间隙25能防止向散气管10附着污泥。其中，作为能容易束缚散气管10的形状，特别优选倒U字型的开口部。

另外，在管座构件11的侧面部11a形成的开口部11a1沿该管座构件11的周向设于间距为90°的4个方向上，从而能对应散气管10的形状适当使用4个部位的开口部11a1。即，与图3所示的分支形状(枝分路形状)和图4所示的回路形状(环状形状)等各种形状的散气管10的直线部、L字部、T字部、十字部等各种形状相应地适当使用的4个部位的开口部11a1，从而可束缚各种散气管10且容易安装。其中特别是周向间距90°的形状比较简单，因此优选。

另外，如图13(a)所示，散气管10经挠性管24被可浮起地连接，散气时，该散气管10浮起且与在管座构件11的侧面部11a形成的开口部11a1的上端部相抵接，来束缚散气管10，并且在该散气管10的下方形成由该开口部11a1的一部分构成的间隙25，从而利用该间隙25在处理槽3内产生上升流，因此能防止气泡室内的污泥堆积。如图13(b)所示，气体排出时的振动传递到散气管，污泥难以附着到散气管上。

如图12的概念图所示，在不使用本发明的管座构件时，有时不能有效利用从气体排出口排出的气体。

另外，在与形成于散气管10底部的散气排出口10a相对应的位置设有塞构件26，当该散气管10下降时，塞构件26被插入到该散气管10的散气排出口10a，而封闭该散气排出口10a，从而散气排出口10a不会被沉淀在处理槽3内底部的悬浮物质堵塞。

另外，通过设置对在该管座构件11的侧面部11a形成的开口部11a1的开口面积进行调整的开口面积调整部件，能调整处理槽3内的上升流和下降流的液体流动，能调整在利用散气气体进行膜表面的物理清洗时、伴随散气气体周围的液体而通过散气用开口部7的液体的上升流和到达液面的液体的下降流。

实施例1

在聚偏氟乙烯基制的细孔径为0.1μm的精密过滤膜中，使用了外径为1.4mm、内径为0.8mm、中空纤维膜的有效长度为2000mm、膜面积为25m²的中空纤维膜组件。中空纤维膜组件的捆束部的直径约是150mm，在该捆束部6的散气用开口部7设有24个直径为11mm的贯通孔。

将中空纤维膜组件2彼此间的间隔间距设定为220mm，装入4个台架，将膜分离单元1作成高3000mm、长520mm、宽460mm的尺寸，在该膜分离单元1的下部，将插入有直径25mm的散气管10、且直径145mm、高139mm的圆筒形管座构件11嵌入到裙环部6a的内侧，该管座构件的侧面部11a上设有周向间隔90°的倒U字形开口部11a1。将该膜分离单元浸渍到由深8000mm的食品废水处理用活性污泥槽构成的处理槽3内，散气管10的膜曝气量在5Nm³/Hr、0.4m³/m²/Hr的恒定流动量过滤条件下进行实液运转。不使用底板23，使管座构件11的底部开口。以从散气管10下表面到散气用开口部7的距离为100mm的方式将该散气管10固定于台架8上。

在膜组件单元的运转条件下，进行了9分钟过滤、1分逆清洗的连续过滤运转。过滤和逆清洗的流量以等量实施。吸引过滤泵的吸引压力到达-30Kpa的时间是2个月。

实施例2-4

使用和实施例1相同的中空纤维膜组件，管座构件11的形状和散气管10的位置如以下的表1所示，在如表1所示的条件下进行实验。结果也表示于表1。

比较例1

使用和实施例1相同的中空纤维膜组件，不使用管座构件11，在如表1所示的条件下进行实验。结果也表示于表1。

若采用该方法，散气管10被配置于向下方离开气泡室12、10cm以上的位置，因此由于气体流搅拌悬浮物质，阻止散气管10排出的空气流动而聚集到气泡室内，从而不能提供对中空纤维膜组件2的纤维束内施加均匀的上升流的充分的清洗用气体。

因此，需要以一个月一次的比例用药品清洗中空纤维膜组件2。

(表1)

序号

条件

比较例1

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

1

底板

无

有

2

散气管下部和底板的距离

-

5mm

10mm

3

散气管和开口部的关系

-

有距离上部20mm的间隙

上部抵接

4

散气管的设置方法

固定于

固定于管座

穿过并固定

台架

构件

于管座构件

5

管座构件的开口部S2和散气开口部S1的面积比(S2/S1)

-

0.63

3.20

S1：散气开口部的总面积

22.8cm²

S2：管座构件的开口部面积

-

14.4cm²

73.0cm²

开口部的形状×间距

-

倒U字孔×90°

尺寸×个数

-

宽48mm×高54mm×1个

宽48mm×高54mm×4个

到达-30Kpa的时间

1个月

2个月

3个月

6个月

5个月

产业上的可利用性

作为本发明的活用例，可适用于具有多个中空纤维膜组件的膜分离单元，该多个中空纤维膜组件从浸渍到处理槽的液体中的中空纤维膜的开口端部进行吸引来过滤分离该处理槽内的液体。

Claims

1.一种膜分离单元，具有多个中空纤维膜组件，该多个中空纤维膜组件从浸渍到处理槽液体中的多个中空纤维膜的开口端部进行吸引来过滤分离该处理槽内的液体，其特征在于，

该膜分离单元具有捆束部和管座构件，该捆束部固定上述多个中空纤维膜的端部，且在规定位置设有散气用开口部，该规定位置为避开固定有上述多个中空纤维膜端部的位置；该管座构件与上述捆束部相抵接且至少承受上述多个中空纤维膜的自重，并且在该捆束部的下方形成气泡室，

在上述管座构件的侧面部形成供散气管穿过且外形大于该散气管外形的开口部。

2.根据权利要求1所述的膜分离单元，其特征在于，底板与上述管座构件的底面部分抵接。

3.根据权利要求2所述的膜分离单元，其特征在于，穿过上述管座构件侧面部的散气管的排出口朝向上述底板。

4.根据权利要求3所述的膜分离单元，其特征在于，上述散气管的下表面和底板之间的距离δ小于上述中空纤维膜组件的散气用开口部的当量圆直径。

5.根据权利要求1所述的膜分离单元，其特征在于，从形成于上述管座构件侧面部的开口部的总面积减去散气管穿过部分的截面积后的面积S2，是上述散气用开口部的总面积S 1的0.5倍以上且小于4.0倍。

6.根据权利要求1所述的膜分离单元，其特征在于，在上述管座构件的侧面形成2处以上能够供散气管穿过的开口部。

7.根据权利要求1所述的膜分离单元，其特征在于，形成于上述管座构件侧面部的开口部的形状形成为倒U字形状、三角形、四边形、五边形中的至少一种形状。

8.根据权利要求1所述的膜分离单元，其特征在于，在上述管座构件的侧面部，设置沿该管座构件周向间距为45°的8个方向的开口部，或设置沿该管座构件周向间距为60°的6个方向的开口部，或设置沿该管座构件周向间距为90°的4个方向的开口部。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的膜分离单元，其特征在于，上述散气管被可浮起地连接，散气时，该散气管浮起且与形成于上述管座构件侧面部的开口部的上部相抵接，在该开口部中，该散气管的下方形成有由该开口部的一部分构成的间隙。

10.根据权利要求9所述的膜分离单元，其特征在于，在与形成于上述散气管下表面的散气排出口相对应的位置设有塞构件，当上述散气管下降了时，上述塞构件被插入到该散气排出口而封闭该散气排出口。

11.根据权利要求1所述的膜分离单元，其特征在于，设置用于对在上述管座构件侧面部形成的开口部的开口面积进行调整的部件。