CN102292145B - 膜分离装置 - Google Patents
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Abstract
具有多个平膜式的膜元件(52)，并排配置，并且在彼此之间形成被处理液流道，集水箱(59)，内部形成与膜元件(52)的透过液流道连通的集水空间；集水箱(59)具有：膜元件保持部(53)，具有用于插入各膜元件(52)的侧部的多个狭缝，挡止构件(58)，在集水箱(59)的内部与膜元件保持部(53)抵接，在狭缝中设置填充件(55)，所述填充件(55)不透水地对膜元件(52)与膜元件保持部(53)之间进行封固。
Description
技术领域
本发明涉及在对自来水或废水等一般的水处理过程中用于进行过滤或浓缩的膜分离装置，并且涉及膜组件的保持结构。
背景技术
作为以往的膜分离装置，例如存在如图20所示的膜分离装置。在膜分离装置的膜组件1中，将多个膜元件2以规定间隔排列配置，在膜元件2彼此之间沿着纵向形成被处理水的流道，在膜元件2的两侧配置集水箱3。各集水箱3为中空状，内部具有集水空间，在集水空间中汇集来自各膜元件2的透过液。在彼此相邻的膜元件2之间以及膜元件2与集水箱3之间填充树脂4，多个膜元件2通过树脂4而一体化，并且不透水地封固在集水箱3上。汇集在集水箱3的内部的透过液被吸引而通过设置在集水箱3的上端面上的排出口5向外部排出。
在日本国公开公报(11-33370)记载的膜分离装置中，使并排设置的多个过滤膜体在两侧部进行一体化，并且在一体化的侧部设置与各过滤膜体内连通的滤液集水部，各膜过滤体是将2张平膜在它们之间隔着隔板(spacer)进行层积且将2张平膜的两端部彼此封固而形成的。
在日本国专利公报(32932159)记载的膜分离装置中，使多个单位部件以规定的间隔配置，将单位部件的左右的侧部固定在壳体上。单位部件是在隔板的两侧设置膜而形成的，并且具有如下的结构，即，单位部件的上下的边缘被粘接剂封固，单位部件与壳体的连接部分也被密封构件或填充构件封固，使原液不会侵入到透过液室和集水室内。
发明内容
发明要解决的问题
但是，上述的膜分离装置，在进行过滤运转时，集水箱3的集水空间的压力低于周围的水压，因此在树脂4的层上作用有从集水箱3的外部侧向内部侧的力，尤其在进行吸引过滤时，由于在树脂4上作用有吸引压，所以树脂4被向集水箱3的内部侧牵拉。因此，有时随着树脂4的层的移动，膜元件2发生移动，膜组件变形而发生损坏，而且有时在膜元件2与树脂4之间以及集水箱3与树脂4之间的粘结面产生液体泄漏，并且不能够将膜元件2彼此之间的膜间距保持为恒定。
本发明用于解决上述问题，其目的在于提供能够防止因集水箱的内外压力差而引起的膜元件的移动以及膜组件的变形的膜分离装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明的膜分离装置，其特征在于，具有：多个平膜式的膜元件，并排配置，并且在彼此之间形成有被处理液流道，集水箱，内部形成有与膜元件的透过液流道连通的集水空间；集水箱具有：膜元件保持部，具有用于以使多个所述膜元件的侧部端面在集水空间内露出的方式对各膜元件的侧部进行保持的多个狭缝，挡止构件，在集水箱的内部与膜元件的侧部端面和膜元件保持部中的至少一方抵接。
本发明的膜分离装置，其特征在于，具有：多个平膜式的膜元件，并排配置，并且在彼此之间形成有被处理液流道；填充件，不透水地对各膜元件的侧部彼此之间进行封固，由此使多个膜元件的全体一体化；集水箱，通过所述填充件一体地保持多个膜元件的侧部，该集水箱的内部形成有与筒膜元件的透过液流道连通的集水空间；挡止构件，在集水箱的内部与在集水空间内露出的膜元件的侧部端面抵接。
发明的效果
根据以上的本发明，在集水箱的内部具有与膜元件保持部或膜元件抵接的挡止构件，从而，即使膜元件保持部或填充件受到由集水箱的内外的压力差引起的力，也能够防止膜元件保持部、膜元件以及填充材料移动，和防止膜组件变形、损坏，并且能够将膜元件彼此之间的膜间距保持为恒定。而且，能够防止在膜元件与填充材料之间、在膜元件保持部与集水箱之间，发生液体泄漏。
附图说明
图1表示本发明的实施方式的膜组件，图1中的（a）为俯视图，图1中的（b）为图1中的（a）的A-A剖视图。
图2是表示同一实施方式的膜组件的分解立体图。
图3是表示同一实施方式的膜组件的示意图。
图4是表示同一实施方式的膜组件的立体图。
图5是表示同一实施方式的膜组件的剖视图。
图6是表示同一实施方式的膜元件的示意图。
图7是表示同一实施方式的挡止构件的示意图。
图8表示本发明的其他实施方式的膜组件，图8中的(a)为俯视图，图8中的(b)为图8中的(a)的B-B剖视图。
图9是表示同一实施方式的膜组件的立体图。
图10是表示同一实施方式的挡止构件的立体图。
图11表示本发明的其他实施方式的膜组件，图11中的(a)为俯视图，图11中的(b)为图11中的(a)的C-C剖视图。
图12是表示同一实施方式的膜组件的分解立体图。
图13是表示同一实施方式的膜组件的立体图。
图14是表示同一实施方式的膜组件的剖视图。
图15是表示同一实施方式的挡止构件的主视图。
图16表示本发明的其他实施方式的膜组件，图16中的(a)为俯视图，图16中的(b)为图16中的(a)的D-D剖视图。
图17是表示同一实施方式的膜组件的分解立体图。
图18是表示同一实施方式的膜组件的剖视图。
图19是表示其他实施方式的挡止构件的主视图。
图20表示以往的膜组件，图20中的(a)为俯视图，图20中的(b)为立体图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下，基于附图说明本发明的实施方式。在图1～图7中，在构成膜分离装置的膜组件51中，以规定间隔排列配置多个膜元件52，在膜元件52彼此之间沿纵向形成被处理水的流道。
如图6所示，膜元件52具有：树脂制的过滤板521，其成为膜支撑体； 过滤膜522，其覆盖过滤板521的表面侧及背面侧的主面，并由平膜(有机膜)形成。过滤板521的表面侧及背面侧的主面与过滤膜522之间具有透过液流道。
在本实施方式中，过滤膜522是使1张膜片形成为环状而成的，过滤膜522还能够由多张膜片形成为环状而成，进而，还能够由无缝的环状的膜片形成。或者，能够在膜支撑体的表面和背面分别配置一张膜片，使膜片的周缘与膜支撑体接合，来做成膜元件52。膜支撑体不限于树脂制的过滤板521，还能够使用无纺布、网等柔软材质的材料。而且，对于膜元件52，不限于在过滤板521的表面侧和背面侧的主面与过滤膜522之间形成透过液流道，也可以形成为，使过滤板521具有成为透过液流道的中空部，在过滤板521的表面侧和背面侧的主面具有与中空部连通的通水部。
如图5所示，膜元件保持部53具有用于插入各膜元件52的侧部的多个狭缝54，在各狭缝54中，通过由树脂等封固材料形成的填充件55不透水地对膜元件52与膜元件保持部53之间进行封固，在各膜元件52的侧部的相互之间，填充件55对各膜元件52进行限制。
如图3所示，集水箱构件56在其开口部561一体地保持借助膜元件保持部53而一体化的多个膜元件52的侧部，从而形成集水箱59，集水箱构件56的内部的集水空间与膜元件52的透过液流道连通。通过作为封固材料的密封件57来不透水地对集水箱构件56与膜元件保持部53之间进行封固，密封件57可以使用与填充件55相同材质的树脂，也可以使用橡胶等。
在集水箱构件56的内部设置有挡止构件58，在本实施方式中，挡止构件58由多张板材581形成。多张板材581在上下方向上以规定间隔配置，并且分别配置在与膜元件52垂直的方向上，各板材581的一侧的边与膜元件保持部53抵接。板材581与集水箱构件56形成为一体，但是，也能够形成为与集水箱构件56分开的构件，然后固定在集水箱构件56上。
在各板材581上设置连通孔582，在集水箱构件56的上端面以及下端面设置集水口562。在重叠配置多个膜组件51时，集水口562成为连接部，在使用单独的膜组件51时，上端面或下端面的集水口562中的任一个被栓体等封闭。关于连通孔582在板材581的位置，如图7中的(a)所示，能够在所有的板材581中形成在相同的位置，在此设置在中央；如图7中的(b) 所示，还能够在上下的板材581中形成在不同的位置，在此设置在中央和侧部；如图7中的(c)所示，还能够在上下的板材581中形成在不同的位置，在此设置在中央和侧部，并且使连通孔582形成为半圆状。
以下，说明上述的结构的作用。向膜组件51的各膜元件52施加驱动压力的方式具有多种方式。在此，使用吸引泵，经由集水口562向膜组件51施加作为驱动压力的吸引压力，由此进行吸引过滤，但是也可以将槽内的水压(water head)作为驱动压力，利用各膜元件52对槽内的被处理液进行重力过滤。
受到驱动压力而透过膜元件52的过滤膜522的透过液，通过过滤膜522与过滤板521之间的透过液流道，流入集水箱构件56的内部的集水空间。流入膜组件51的集水箱构件56中的透过液从上部的集水口562导出而作为处理水。在将多个膜组件51连接而成的结构中，流入下一级的膜组件51的集水箱构件56中的透过液通过上部的集水口562，向上一级的膜组件51的集水箱构件56流入。
在此期间，通过上升流，以错流(cross-flow)向膜元件52彼此之间的流道供给活性污泥混合液，并且通过上升流对膜元件52的膜面曝气清洗。通过该曝气清洗，抑制由水生物污垢(fouling)引起的分离功能降低的情况，从而防止膜分离装置出现功能不良。
在进行上述的过滤运转的过程中，在集水箱59上，作为内部压力，作用有吸引压力，而作为外部压力，作用有周围的被处理液的水压。由该集水箱59的内外的压力差引起的力作用至膜元件保持部53、填充件55或密封件57，从而向集水箱59的内部侧即向使集水箱59的集水空间的容积变小的方向按压膜元件保持部53、填充件55或密封件57。
但是，在本实施方式中，集水箱59的内部所具有的挡止构件58的各板材581与膜元件保持部53抵接，由集水箱59的内外的压力差引起的力由挡止构件58的各板材581挡住，从而能够防止膜元件保持部53移动，且能够防止膜元件52以及填充件55的移动，能够防止膜组件51变形、损坏，并且能够将膜元件52彼此之间的膜间距保持为恒定。而且，能够防止在膜元件52与填充件55之间的粘结面、膜元件保持部53与填充件55之间的粘结面、集水箱构件56与填充件55之间的粘结面、集水箱构件56与密封件57 之间的粘结面产生液体泄漏。
图8～图10表示本发明的其他实施方式，对发挥与上述实施方式相同作用的结构构件标注相同的附图标记，省略其说明。在此，作为挡止构件58设置多个棒状构件583，而且，作为挡止构件58，在集水箱构件56的内部上侧面以及内部下侧面设置阶梯部584。在此，棒状构件583以及阶梯部584与集水箱构件56形成为一体，但是也能够形成为与集水箱构件56分开的构件，然后固定在集水箱构件56上。另外，也能够仅设置棒状构件583和阶梯部584中的任一个。
多个棒状构件583分别与膜元件保持部53的规定处抵接，上下的阶梯部584的一侧的边与膜元件保持部53的上端边缘或下端边缘抵接。关于棒状构件583，如图10中的(a)所示，可以形成为圆筒状，如图10中的(b)所示，还可以形成为锥状，如图10中的(c)所示，还可以形成为棱柱状。
通过该结构，集水箱59的内部所具有的构成挡止构件58的棒状构件583以及阶梯部584与膜元件保持部53抵接，由集水箱59的内外的压力差引起的力由挡止构件58的棒状构件583以及阶梯部584挡住，从而能够防止膜元件保持部53移动，且防止膜元件52以及填充件55移动，而且，能够防止膜组件51变形、损坏，并且能够将膜元件52相互之间的膜间距保持为恒定。而且，能够防止在膜元件52与填充件55之间的粘结面、膜元件保持部53与填充件55之间的粘结面、集水箱构件56与填充件55之间的粘结面、集水箱构件56与密封件57之间的粘结面，产生液体泄漏。
图11～图15表示本发明的其他实施方式，对发挥与上述实施方式相同的作用的结构构件标注相同的附图标记，省略其说明。在此，如图14所示，通过由树脂等封固材料形成的填充件55不透水地对多个膜元件52的侧部的相互之间进行封固，从而使多个膜元件52一体化。
集水箱构件56在其开口部561一体地保持借助填充件55而一体化的多个膜元件52的侧部，集水箱构件56的内部的集水空间与膜元件52的透过液流道连通。通过作为封固材料的密封件57不透水地对集水箱构件56与填充件55之间进行封固，密封件57能够使用与填充件55相同材质的树脂，也能够使用橡胶等。在本实施方式中，在通过填充件55使多个膜元件52一体化后，通过密封件57封固集水箱构件56和填充件55，但是，也能够使通 过填充件55将多个膜元件52保持为一体和封固集水箱构件56的动作同时进行。
在本实施方式中，膜元件保持材53堵塞集水箱构件56的开口部561以形成集水箱59，但是可以使膜元件保持材53形成为箱状，用板状的集水箱构件56堵塞其开口部，来形成集水箱59。
在集水箱构件56的内部设置挡止构件58，在本实施方式中，挡止构件58由平板的网状构件585形成。网状构件585通过粘结等方式固定在集水箱构件56上，网状构件585的一侧的主面与容纳在集水箱59的内部中的所有的膜元件52的侧端面抵接。关于网状构件585，如图15中的(a)所示，在框体586的内部使多个支撑件587呈相对于膜元件52的侧边倾斜规定角度的平行的斜线状配置，如图15中的(b)所示，也可以使多个支持材587呈相对于膜元件52的侧边倾斜规定角度的平行的斜线状且交叉配置，如图15中的(c)所示，也可以使多个支持材587配置为垂直交叉的格子状，如图15中的(d)所示，也可以使多个支持材587配置为与膜元件52的侧边垂直，并且多个支持材587平行，如图15中(e)所示，也可以在板材588上形成多个孔589。
根据该结构，集水箱构件56的内部所具有的挡止构件58的网状构件585与所有的膜元件52的侧端面抵接，由集水箱59的内外的压力差引起的力由挡止构件58的网状构件585挡住，从而能够防止膜元件保持部53移动，且防止膜元件52以及填充件55移动，而且能够防止膜组件51变形、损坏，并且能够将膜元件52的彼此之间的膜间距保持为恒定。而且，能够防止在膜元件52与填充件55之间的粘结面、集水箱构件56与密封件57之间的粘结面产生液体泄漏。
图16～图18表示本发明的其他实施方式，对发挥与上述实施方式相同的作用的结构构件标注相同的附图标记，省略其说明。在此，集水箱构件56在其开口部561一体地保持借助填充件55而一体化的多个膜元件52的侧部，集水箱59的内部的集水空间与膜元件52的透过液流道连通。通过作为封固材料的密封件57不透水地对集水箱构件56与填充件55之间进行封固，密封件57能够使用与填充件55相同的材质的树脂，还能够使用橡胶等。
在集水箱构件56的内部设置挡止构件58，在本实施方式中，挡止构件 58由多张板材581构成。多张板材581在上下方向上以规定间隔配置，并且，分别配置在与膜元件52垂直的方向上，各板材581的一侧的边与容纳在集水箱59的内部中的所有的膜元件52的侧端面抵接。板材581与集水箱构件56形成为一体，但是，也能够形成为与集水箱构件56分开的构件，然后固定在集水箱构件56上。
另外，如图19所示，作为挡止构件58也可以为如下结构，在集水箱构件56上直接设置多个杆590，使多个杆590与膜元件52的侧边垂直，并且多个杆590平行，也可以配置为垂直交叉的格子状。
在上述各实施方式中，通过填充件55不透水地对膜元件52和集水箱59之间进行封固，但是，在膜元件52的过滤板521以及集水箱59的膜元件保持部53由树脂形成的情况下，也能够在膜元件保持部53的狭缝54中，通过热熔接或超音波熔接使膜元件52与集水箱59直接接合。此外，此时，优选在膜元件52的过滤板521中具有成为透过液流道的中空部，在过滤板521的表面侧和背面侧的主面上具有与中空部连通的通水部，只要使过滤板521与膜元件保持部53接合即可。
在上述的各实施方式中，挡止构件58不限于与膜元件保持部53抵接，还能够与膜元件52的侧部端面抵接，只要与膜元件52的侧部端面以及膜元件保持部53中的至少一方抵接即可。另外，既可以使一个挡止构件58与所有的膜元件52的侧部端面抵接，也可以使某个挡止构件58与各膜元件52的侧部端面相抵接。
Claims (2)
1.一种膜分离装置，其特征在于，
具有：
多个平膜式的膜元件，并排配置，并且在彼此之间形成有被处理液流道，
集水箱，内部形成有与膜元件的透过液流道连通的集水空间；
集水箱具有：
膜元件保持部，具有用于以使多个所述膜元件的侧部端面在集水空间内露出的方式对各膜元件的侧部进行保持的多个狭缝，
挡止构件，在集水箱的内部与膜元件的侧部端面和膜元件保持部中的至少一方相抵接。
2.一种膜分离装置，其特征在于，
具有：
多个平膜式的膜元件，并排配置，并且在彼此之间形成有被处理液流道；
填充件，不透水地对各膜元件的侧部彼此之间进行封固，由此使多个膜元件的全体一体化；
集水箱，通过所述填充件一体地保持多个膜元件的侧部，该集水箱的内部形成有与膜元件的透过液流道连通的集水空间；
挡止构件，在集水箱的内部与在集水空间内露出的膜元件的侧部端面相抵接。
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