CN101980764B - 膜元件以及膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供膜元件以及膜组件，当由曝气推起的透过液按压滤膜时，滤膜的翻转部柔软地鼓起而允许透过液的移动，抑制了作用于滤膜的负载，从而防止滤膜发生破损。

Description

膜元件以及膜组件

技术领域

本发明涉及在上水或废水等的一般水处理中用于过滤或者浓缩的膜元件以及膜组件。

背景技术

作为现有的膜分离装置，例如已知有按适当的间隔平行地配置有多个膜元件的浸没式膜装置。作为膜元件，例如有图16至图17所示的类型。在图16至图17中，膜元件在作为膜支承体的矩形的平板状的滤板1上覆盖其表面地配置由有机膜构成的滤膜2，将滤膜2在其周缘部接合于滤板1，在滤板1上具有集水口3。在此作为膜支承体例示了树脂制的滤板1，但有时作为膜支承体也使用无纺布或网等柔性材质的部件。

膜元件接收驱动压力并通过滤膜2对被处理水进行过滤，用于将槽内的水位差压力作为驱动压力的重力过滤、或者向滤膜2的内侧施加负压作为驱动压力的吸引过滤。

对于这样的膜元件中的滤板1与滤膜2的接合方法，例如有熔敷、粘结等。作为熔敷，利用超声波来熔敷滤板1的树脂而形成熔敷部4，在熔敷部4处将滤板1与滤膜2接合。作为粘结，利用粘结剂将滤板1与滤膜2接合。

作为这样的滤板1与滤膜2的接合方法，例如有日本专利公报(专利第3010979号)所记载的类型。其在于，在滤板的表面上配置滤膜，从滤膜上方沿着滤膜的周缘部施加超声波振动，通过其摩擦热，将滤膜熔敷到滤板上。

另外，日本专利公报(日本特开平11-33370号)所记载的类型在于，经由间隔件层积两张平膜，在两张平膜的两侧将双方的端部彼此熔敷或者粘结而形成滤膜体。

另外，日本专利公报(日本专利第3815645号)所记载的类型在于，分离体单元在具有通水功能的部件的两面上经由间隔件安装滤膜，在将膜端接合的接合部件形成中空部而成。

然而，在使用上述的膜分离装置的情况下，在曝气槽内的活性污泥混合液中浸没膜分离装置，从空气扩散装置使曝气用空气喷出。在该状态下将驱动压力施加给膜元件来过滤活性污泥混合液，透过滤膜的透过液作为处理水导出到槽外。

此时，由从空气扩散装置扩散出来的曝气用空气的气泡的气升作用产生上升流。通过该上升流将膜元件的滤膜的膜面曝气清洗。通过该曝气清洗，抑制起因于水生物污垢的分离功能的降低，防止膜分离装置变得功能不全。

这样，在膜分离装置中，为了防止水生物污垢而需要进行曝气清洗。在该情况下，可知的是，当在停止了过滤运转的状态下进行曝气时，清洗效果变好。

然而，如图14所示那样，当在停止了过滤运转的状态下进行放置时，透过液停滞在膜元件的内部、即滤板1与滤膜2之间，滤膜2成为稍许鼓起的状态。

如图15所示那样，当在将过滤运转停止的状态下仅进行曝气时，停滞在滤板1与滤膜2之间的透过液通过上升流而被朝上方推起。其结果，如图13所示那样，滤膜2在熔敷部4折回而在膜元件的上部附近形成鼓起5，该鼓起5相对于上升流成为阻力，在滤膜2上产生振动以及应力。为此，滤膜2在熔敷部4容易发生剥离，或者在熔敷部4的附近容易发生破损。

发明内容

本发明为了解决上述课题而做成，其目的在于提供难以引起滤膜的剥离或破损的膜元件以及膜组件。

为了解决上述课题，本发明的膜元件，其特征在于，具备：沿着被处理液体的流动方向配置的膜支承体，覆盖膜支承体的表背的主面地配置的由平膜构成的滤膜，包括膜支承体的下游侧的端部地进行了折回的滤膜的翻转部，和形成于滤膜的周缘部的密封部。

在本发明的膜元件中，密封部由将滤膜的上游侧的边缘部接合到膜支承体的接合部，和在沿着被处理液体的流动方向的膜支承体的两侧部将滤膜的边缘部束缚到膜支承体上的密封件构成。

或者，在本发明的膜元件中，密封部由将经由膜支承体的端部在膜支承体的表背方向相向的滤膜的上游侧的边缘部相互接合的接合部，和在沿着被处理液体的流动方向的膜支承体的两侧部将滤膜的边缘部束缚到膜支承体上的密封件构成。

或者，在本发明的膜元件中，密封部由将滤膜的周缘部在整周上接合到膜支承体上的接合部构成。

或者，在本发明的膜元件中，密封部由将经由膜支承体的端部在膜支承体的表背方向相向的滤膜的周缘部在整周上相互接合的接合部构成。

本发明的膜组件，其特征在于，具备至少一个膜元件和一对集水箱；膜元件具有：沿着被处理液体的流动方向配置的膜支承体、覆盖膜支承体的表背的主面地配置的由平膜构成的滤膜、包括膜支承体的下游侧的端部地进行了折回的滤膜的翻转部、将滤膜的上游侧的边缘部接合在膜支承体上的接合部、和在沿着被处理液体的流动方向的膜支承体的两侧部将滤膜的边缘部束缚在膜支承体上的密封件；各集水箱具有与内部的集水空间连通的开口部，通过上述密封件水密地保持插入到上述开口部中的膜元件的侧部。

本发明的膜组件，其特征在于，具备至少一个膜元件和一对集水箱；膜元件具有：沿着被处理液体的流动方向配置的膜支承体、覆盖膜支承体的表背的主面地配置的由平膜构成的滤膜、包括膜支承体的下游侧的端部地进行了折回的滤膜的翻转部、将经由膜支承体的端部在膜支承体的表背方向相向的滤膜的上游侧的边缘部相互接合的接合部、和在沿着被处理液体的流动方向的膜支承体的两侧将滤膜的边缘部束缚在膜支承体上的密封件；各集水箱具有与内部的集水空间连通的开口部，通过上述密封件水密地保持插入到上述开口部中的膜元件的侧部。

根据本发明，在将过滤运转停止的状态下，处在膜支承体与滤膜之间的透过液体被朝向被处理液体的流动的下游侧推压而集中在翻转部，滤膜在翻转部柔软地鼓起而允许透过液体的移动。进而，由于翻转部的鼓起产生在膜支承体的下游侧的端部的下游区域，所以，翻转部的鼓起相对于沿着膜支承体流动的被处理液体的流动不会成为阻力，不会因翻转部的鼓起而在滤膜上产生振动以及应力。因而，能够抑制作用于滤膜的负载来防止滤膜发生破损。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的膜盒的立体图。

图2是表示该膜盒的膜组件中的主要部分的剖视图。

图3是表示本发明的实施方式1中的第一构成的膜元件的立体图。

图4是表示本发明的实施方式1中的第一构成的膜元件的立体图。

图5是表示本发明的实施方式1中的第一构成的膜元件的主视图。

图6是表示本发明的实施方式1中的第二构成的膜元件的立体图。

图7是表示本发明的实施方式1中的第二构成的膜元件的立体图。

图8是表示本发明的实施方式2中的膜元件的立体图。

图9是表示本发明的实施方式3中的膜元件的立体图。

图10是表示本发明的实施方式3中的膜元件的立体图。

图11是表示本发明的实施方式3中的膜元件的立体图。

图12是表示本发明的膜元件的作用的示意图。

图13是表示现有的膜元件的作用的示意图。

图14是表示现有的膜元件的侧视图。

图15是表示现有的膜元件的侧视图。

图16是表示现有的膜元件的分解立体图。

图17是表示现有的膜元件的立体图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

在图1至图4中，构成膜分离装置的膜盒11由上下层积的多个膜组件12构成，浸没在处理槽(图示省略)内的被处理液体中地进行设置。膜盒11在下层的膜组件12的下方位置配置有空气扩散装置11a。

膜组件12按规定间隔并列配置多个膜元件13，在膜元件13的相互之间形成纵向的流路，各膜元件13将沿着被处理液体的流动方向的两侧分别水密地密封到集水箱14。各集水箱14呈中空状，在内部具有集水空间，呈四方形的箱体，但其形状也可以是四方形以外的形状。

在本实施方式中，示出了将膜元件13在上下方向配置的构成。然而，膜元件13的配置方向并不限于上下方向，只要能够沿着被处理液体的流动方向进行配置即可。因而，如后述那样，也可以在水平方向配置，或者也可以倾斜地配置。

膜组件12具有设置在集水箱14的上端面的上部连结部23以及设置在下端面的下部连结部24，上部连结部23以及下部连结部24构成流路而与集水箱14的集水空间连通。

上方的膜组件12的下部连结部24与下方的膜组件12的上部连结部23连结在一起，上方的膜组件12的集水箱14的上部连结部23经由管25与集水管26连通。

然而，也可以是下方的膜组件12的下部连结部24经由管25与集水管26连通，进而也可以是不经由管25地将下部连结部24或者上部连结部23直接与集水管26连通。

在本实施方式中，下方的膜组件12的下部连结部24通过栓(图示省略)进行栓塞，但作为下方的膜组件12也可以使用不存在下部连结部24的方式。

如图2所示那样，各集水箱14经由浇注在开口部15中的密封件(树脂等)16将多个膜元件13水密地接合。然而，并不限于图2所示的构成，对于在集水箱14水密地接合膜元件13的结构存在各种方式。例如，集水箱14的开口部15也可以不形成为单一的开口，而是形成为多个狭缝，在各狭缝中插入膜元件13，在狭缝中浇注树脂等的密封件16。或者，也可以在膜元件13的周围配置橡胶等的密封材料。

(膜元件的第一构成)

如图3至图4所示那样，膜元件13具有构成膜支承体的树脂制的滤板17、和覆盖滤板17的表背的主面地配置的由平膜(有机膜)构成的滤膜18，各膜元件13将在滤板17的表背的主面与滤膜18之间形成的透过液体流路与集水箱14的集水空间连通。在本实施方式中，作为膜支承体例示了树脂制的滤板1，但作为膜支承体有时也使用无纺布或网等的柔性材质的部件。

膜元件13的上端侧在被处理液体的流动方向位于下游侧，下端侧在被处理液体的流动方向位于上游侧。滤膜18形成有包括滤板17的下游侧的端部19地进行了折回的翻转部20，在滤膜18的周缘部形成有以下说明的密封部。滤膜18既可以是整体为一张的形式，也可以是将多张接合在一起的形式。

滤膜18将上游侧的边缘部21接合到滤板17的上游侧的端部而形成接合部22，接合部22构成密封部的一部分。另外，滤膜18也可以弯折端缘而接合在滤板17的上游侧的端部27的端面27a上。

在本实施方式中，接合部22通过从滤膜18的上方施加超声波振动，利用摩擦热将滤板17和滤膜18熔敷而成。然而，也可以通过粘结剂将滤板17和滤膜18接合。

将该结构的膜元件13按规定间隔并列地配置，将多个膜元件13通过配置在其相互之间的密封件16水密地进行固定，在沿着被处理液体的流动方向的滤板17的两侧部将滤膜18的边缘部通过密封件16束缚在滤板17上，由密封件16构成密封部的一部分。

然而，如图5所示那样，密封件16也可以针对各个膜元件13形成，针对各膜元件13在沿着被处理液体的流动方向的滤板17的两侧部将滤膜18的边缘部由密封件16束缚在滤板17上。之后，也可以将该结构的膜元件13按规定间隔并列地配置，将多个膜元件13通过配置在其相互之间的密封件(树脂等)16捆扎在一起。进而，也可以如上述那样，在滤膜18之上配置橡胶材料等的密封材料而将滤膜18接合到滤板17上。

(膜元件的第二构成)

膜元件13也可以形成为图6至图7所示的结构。在图6至图7中，膜元件13的滤膜18具有包括滤板17的下游侧的端部19地折回的翻转部20。滤膜18的上游侧的边缘部21经由滤板17的上游侧的端部27在滤板17的表背方向相互相向，将上游侧的边缘部21彼此接合而形成接合部28。该接合部28构成密封部的一部分，通过利用超声波的熔敷或者利用粘结剂的粘结形成。

将该结构的膜元件13按规定间隔并列地配置，将多个膜元件13通过配置在其相互之间的密封件(树脂等)16水密地固定，在沿着被处理液体的流动方向的滤板17的两侧部将滤膜18的边缘部通过密封件16束缚在滤板17上，由密封件16构成密封部的一部分。

采用上述的第一以及第二构成中的任何一个膜元件13，在本发明的膜组件12中都能发挥以下的作用效果。

通常运转

从配置在下层的膜组件12的下方位置的空气扩散装置11a作为曝气用气体使空气扩散，通过空气的气泡的气升作用在膜盒11的内部产生气液混相的上升流。通过该上升流将处理槽(图示省略)内的被处理液体向膜元件13相互之间供给，形成沿着膜元件13的膜面的被处理液体的流动，相对于透过滤膜18流动的透过液体的流动以横流的方式供给被处理液体。

在本实施方式中，通过由气升作用形成的上升流以横流的方式供给被处理液体，所以，将膜元件13配置在上下方向。然而，在通过泵等的动力机构将被处理液体以横流的方式供给到膜元件13相互之间的情况下，膜元件13也可以在水平方向或者倾斜方向配置。

对于对膜元件13施加驱动压力的方式存在多种方式。在此，将槽内的水位差作为驱动压力，通过各膜元件13对槽内的活性污泥混合液进行重力过滤。或者，由吸引泵通过集水管26以及管25，对膜盒11的各膜组件12施加吸引压力作为驱动压力来进行吸引过滤。

接受驱动压力而透过了膜元件13的滤膜18的透过液体，通过滤膜18和滤板17之间的透过液体流路而流入到集水箱14的集水空间。流入到下层的膜组件12的集水箱14中的透过液体通过上部连结部23，从下部连结部24向上层的膜组件12的集水箱14流入。流入到上层的膜组件12的集水箱14的透过液体从上部连结部23通过管25以及集水管26而作为处理水向槽外导出。

在此期间，通过上升流在膜元件13相互之间的流路以横流的方式供给活性污泥混合液，而且，通过上升流对膜元件13的膜面进行曝气清洗。通过该曝气清洗，抑制起因于水生物污垢的分离功能的降低，防止膜分离装置变成功能不全。

曝气清洗运转

在重力过滤的情况下，将设置在集水管26上的阀(图示省略)栓塞，在吸引过滤的情况下，停止吸引泵而停止过滤运转。当在该状态下使空气扩散装置11a运转来进行曝气清洗时，能够获得优异的清洗效果。

此时，上升流将各膜元件13的内部的透过液体在滤板17和滤膜18之间向上方的下游侧推压。然而，如图12所示那样，由于滤膜18具有包含滤板17的下游侧的端部19地进行了折回的翻转部20，所以，在滤板17和滤膜18之间向上方的下游侧被推压的透过液体集中在翻转部20，滤膜18在翻转部20柔软地鼓起而允许透过液体的移动。进而，由于翻转部20的鼓起20a形成在滤板17的下游侧的端部19的下游区域，所以，相对于沿着滤板17流动的上升流，翻转部20的鼓起20a不会成为阻力，不会因翻转部20的鼓起20a在滤膜18产生振动以及应力。

因而，由于翻转部20柔软地鼓起而允许透过液的移动，以及鼓起20a相对上升流不会成为阻力，所以，抑制了作用于滤膜18的负载，防止滤膜18发生破损。

(实施方式2)

如图8所示那样，膜组件12也可以是在单一的膜元件13的两侧分别配置集水箱14的构成。在该情况下，将多个膜组件12平行地配置，在膜元件13相互之间形成纵向的流路。在该情况下所使用的膜元件13可以是上述的任何形式的膜元件13。

在该构成中，也能够实现与在先的实施方式1中的方式同样的作用效果。

(实施方式3)

如图9至图11所示那样，膜元件13的滤膜18具有包括滤板17的下游侧的端部19地进行了折回的翻转部20，滤膜18的周缘部31在整周上与滤板17的表背的主面以及下游侧的端部19接合而形成接合部32。

在本实施方式中，接合部32从滤膜18之上施加超声波振动，通过摩擦热将滤板17和滤膜18熔敷。然而，也可以通过粘结剂将滤板17和滤膜18接合。滤板17在侧部具有集水口33，而且在被滤膜18覆盖的区域具有与集水口33连通的透过液体流路(图示省略)。

另外，在本实施方式中，将滤膜18的周缘部31在整周上接合到滤板17上。然而，也可以使滤膜18形成得比滤板17大，使滤膜18的周缘部31从滤板17的周缘向外侧延伸，将经由滤板17的端部在滤板17的表背方向相向的滤膜18的周缘部31的相互之间在整周上接合。

该构成的膜元件13收纳在箱34中进行使用。也就是说，将多个膜元件13平行地配置在箱34的内部，在膜元件13的相互之间形成流路。

在运转时，从配置在箱34的下方的空气扩散装置(图示省略)作为曝气用气体使空气扩散，通过空气的气泡的气升作用在箱34的内部产生气液混相的上升流。

在该构成中，也能够实现与在先的实施方式1的方式同样的作用效果，能够实现即使在将过滤运转停止的状态下进行曝气清洗运转也难以引起滤膜破损的膜元件，能够获得用于防止水生物污垢的优异的清洗效果。

Claims (7)

1.一种膜元件，其特征在于，具备：沿着被处理液体的上升流的流动方向在上下方向配置的平板状的膜支承体，覆盖膜支承体的表背的主面地配置的接合了一张或多张平膜的滤膜，包含位于膜支承体的下游侧的上端侧的端部地进行了折回的滤膜的翻转部，和形成于滤膜的周缘部的密封部，

在膜支承体和滤膜之间形成供被处理液流过的空间。

2.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，密封部由接合部和密封件构成，该接合部将滤膜的上游侧的边缘部接合到膜支承体，该密封件在沿着被处理液体的流动方向的膜支承体的两侧部将滤膜的边缘部束缚到膜支承体上。

3.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，密封部由接合部和密封件构成，该接合部将经由膜支承体的端部在膜支承体的表背方向相向的滤膜的上游侧的边缘部相互接合，该密封件在沿着被处理液体的流动方向的膜支承体的两侧部将滤膜的边缘部束缚到膜支承体上。

4.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，密封部由接合部构成，该接合部将滤膜的周缘部在整周上接合到膜支承体上。

5.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，密封部由接合部构成，该接合部将经由膜支承体的端部在膜支承体的表背方向相向的滤膜的周缘部在整周上相互接合。

6.一种膜组件，其特征在于，具备至少一个膜元件和一对集水箱；

膜元件具有：沿着被处理液体的上升流的流动方向在上下方向配置的平板状的膜支承体，覆盖膜支承体的表背的主面地配置的接合了一张或多张平膜的滤膜，包含位于膜支承体的下游侧的上端侧的端部地进行了折回的滤膜的翻转部，将滤膜的上游侧的边缘部接合在膜支承体上的接合部，和在沿着被处理液体的流动方向的膜支承体的两侧部将滤膜的边缘部束缚在膜支承体上的密封件；

在膜支承体和滤膜之间形成供被处理液流过的空间，

各集水箱具有与内部的集水空间连通的开口部，通过所述密封件水密地保持插入到所述开口部中的膜元件的侧部。

7.一种膜组件，其特征在于，具备至少一个膜元件和一对集水箱；

膜元件具有：沿着被处理液体的上升流的流动方向在上下方向配置的平板状的膜支承体，覆盖膜支承体的表背的主面地配置的接合了一张或多张平膜的滤膜，包含位于膜支承体的下游侧的上端侧的端部地进行了折回的滤膜的翻转部，将经由膜支承体的端部在膜支承体的表背方向相向的滤膜的上游侧的边缘部相互接合的接合部，和在沿着被处理液体的流动方向的膜支承体的两侧部将滤膜的边缘部束缚在膜支承体上的密封件；

在膜支承体和滤膜之间形成供被处理液流过的空间，

各集水箱具有与内部的集水空间连通的开口部，通过所述密封件水密地保持插入到所述开口部中的膜元件的侧部。