CN103269780A - 膜分离装置 - Google Patents

Abstract

一种膜分离装置，在平板状的过滤板21a的表面和背面配置分离膜21b而成的多个膜元件21隔开恒定间隔以纵姿势排列，并且，各膜元件21的分离膜21b相向，在配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件21的外侧且至少在过滤板21a和分离膜21b的沿着纵向的接合部21c的附近，以比恒定间隔T小的规定间隔t配置有狭窄构件23a，从而即使在停止过滤运转的状态下继续进行散气，也能够避免配置于最外侧的膜元件的外侧的分离膜发生破裂。

Description

膜分离装置

技术领域

本发明涉及在采用了活性污泥法的污水处理或废水处理等水处理中应用的膜分离装置。

背景技术

以往，在采用了活性污泥法的污水处理或废水处理中，因在处理的过程中所需的固液分离，而采用浸渍型的膜分离装置。

例如，专利文献1公开了组装有如下的膜分离装置的膜分离小型合并净化槽，即，在平板状或片材状的膜支撑体的表面和背面配置过滤用的分离膜而成的多个膜元件，以各膜元件的分离膜相向的方式隔开恒定间隔以纵式排列，并且在各膜元件的横向侧边部被支撑。

在各膜元件上设置有将透过了分离膜的处理水引导至外部的吸嘴，各吸嘴与集水管相连接。使泵这样的吸引装置动作，并经由该集水管吸引处理水，由此进行过滤运转。

在这样的膜分离装置的下部配置有散气装置。通过该散气装置所供给的气泡的气升（airlift）作用，在膜元件的间隙产生被处理水与活性污泥一起上升的上升流，通过该气液混相的上升流来对分离膜的膜面进行散气清洗。

通过这样的散气清洗，能够抑制因水生物污垢而引起的膜分离功能降低的情况。并且，众所周知，在停止利用分离膜进行过滤运转的状态下从散气装置进行散气，能够提高对分离膜的清洗效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平07-256282号公报

发明内容

发明所要解決的问题

但是，如图10中的（a）所示，在膜元件80的横向两侧边部形成有接合部83，该接合部83是膜支撑体81和分离膜82沿着纵向接合而形成的。

如图10中的（b）所示，在停止过滤运转的状态下通过散气装置继续进行散气时，滞留于膜支撑体81和分离膜82之间的处理水和既溶解在处理水中又在透过分离膜82时气化的气体，借助因气升（airlift）作用而产生的上升流而被推向上方，从而在膜元件80的上部形成大的膨出部84。结果，该膨出部84阻碍上升流，使分离膜82产生振动。

就在隔开恒定间隔配置的膜元件80彼此之间膨出的分离膜82而言，因彼此的膨出部84相接触，由此膨出的程度被抑制。但是，配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件80和以上述恒定间隔配置于上述最外侧的膜元件80的外侧的盖构件85之间，不存在用于抑制配置于最外侧的膜元件80的分离膜82膨出的分离膜，因此其膨出的程度变大。

结果，在配置于最外侧的膜元件80的外侧的接合部83附近的膜支撑体81和分离膜82所成的角度，比配置于内侧的膜元件的接合部83附近的膜支撑体81和分离膜82所成的角度大。结果，存在如下的问题：在该接合部83向分离膜82施加大的力，从而配置于最外侧的膜元件80的外侧的分离膜82可能发生破裂。

本发明是鉴于上述问题而提出，其目的在于提供如下的膜分离装置：即使在停止过滤运转的状态下继续进行散气，也能够避免配置于最外侧的膜元件的外侧的分离膜破裂。

用于解决问题的手段

为了达到上述目的，本发明的膜分离装置的第一特征结构为，如权利要求书的权利要求1所记载那样，在平板状或片材状的膜支撑体的表面和背面配置分离膜而成的多个膜元件隔开恒定间隔以纵姿势排列，并且各膜元件的分离膜相向；在配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件的外侧且至少在上述膜支撑体和上述分离膜的沿着纵向的接合部的附近，以比上述恒定间隔小的规定间隔配置有狭窄构件。

在停止过滤运转的状态下通过散气装置继续进行散气时，滞留于膜支撑体和分离膜之间的处理水和气体借助上升流被推向上方，从而在膜元件的上部形成膨出部。在这样的情况下，若采用根据上述的结构，由于在配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件的外侧，以比各膜元件的排列间隔小的规定间隔配置有狭窄构件，因此在外侧的膜元件的接合部附近膨出的分离膜与狭窄构件相抵接，从而能够抑制膨出的程度。

结果，在接合部的膜支撑体和分离膜所成的角度被限制成，比不具有狭窄构件的情况小，由此抑制在该接合部向分离膜反复施加的力，从而能够降低分离膜破裂的可能性。

本发明的膜分离装置的第二特征结构为，如权利要求书的权利要求2所记载那样，除了上述的第一特征结构之外，上述狭窄构件至少配置于上述接合部的附近中的上部。

分离膜的膨出部在膜元件的上部变大，但是若至少在接合部的附近中的上部配置狭窄构件，则能够有效地抑制分离膜膨出的程度，从而能够实现低廉且紧凑的狭窄构件。

本发明的膜分离装置的第三特征结构为，如权利要求书的权利要求3所记载那样，除了上述的第一或第二特征结构之外，上述狭窄构件由盖构件的一部分构成，盖构件与配置于沿着排列方向的最外侧的上述膜元件保持上述恒定间隔。

与配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件之间保持上述恒定间隔的盖构件的一部分构成狭窄构件，因此能够一体地形成盖构件和狭窄构件，从而不必增加部件数量，能够实现价廉的膜分离装置。

本发明的膜分离装置的第四特征结构为，如权利要求书的权利要求4所记载那样，除了上述的第一至第三中的任一特征结构之外，上述分离膜至少在上述膜支撑体的上边部折返地配置于上述膜支撑体的表面和背面。

分离膜在膜支撑体的上边部折返地配置于膜支撑体的表面和背面，因此膨出部形成于膜元件的表面和背面的上部以及膜支撑体的上边部。结果，向膜支撑体的相向面侧膨出的程度变小，从而能够减小对气泡或被处理水的上升流的阻力。

本发明的膜分离装置的第五特征结构为，如权利要求书的权利要求5所记载那样，除了上述的第一至第四中的任一特征结构之外，上述规定间隔在上述恒定间隔的一半以下。

在隔开恒定间隔相向配置的各膜元件的各相向面上形成的分离膜的膨出部，与相向的膨出部相抵接，因此膨出的程度抑制为膜元件之间的恒定间隔的一半左右。并且，针对配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件的分离膜，以上述恒定间隔的一半以下的规定间隔配置有狭窄构件，因此膨出的程度被抑制为，在各膜元件的各相向面形成的分离膜的膨出部膨出的程度以下。结果，能够极其有效地抑制配置于最外侧的膜元件的分离膜破裂。

发明的效果

如上面说明，根据本发明，能够提供如下的膜分离装置：在停止过滤运转的状态下继续进行散气，也能够避免配置于最外侧的膜元件的外侧的分离膜破裂。

附图说明

图1是膜分离装置的说明图。

图2是膜分离装置以及膜组件的说明图。

图3是膜组件的说明图。

图4是膜元件的说明图。

图5是膜组件的各部分的说明图。

图6是膜组件的概略图。

图7中的（a）是图6的A部分的放大图，图7中的（b）是表示其它实施方式的A部分的放大图。

图8中的（a）是用于说明利用狭窄构件来降低分离膜膨出的程度的图，图8中的（b）是用于说明不具有狭窄构件的情况下的分离膜膨出的程度的图。

图9中的（a）是其它实施方式的狭窄构件的说明图，图9中的（b）是其它实施方式的狭窄构件的说明图，图9中的（c）是其它实施方式的狭窄构件的说明图，图9中的（d）是其它实施方式的狭窄构件的说明图。

图10中的（a）是以往的膜分离装置的膜元件的概略图，图10中的（b）是在以往的膜分离装置的膜元件上形成的膨出部的说明图。

具体实施方式

下面，对本发明的膜分离装置进行说明。

如图1以及图2所示，在膜分离装置10中，膜组件组以沿着横向并排设置5列的方式组装在主体框架11内，上述膜组件组是使膜组件20沿着纵向层叠设置8层而成的，并且，膜分离装置10浸渍于膜分离槽内的被处理水中。

在最下层的膜组件20的下方设置有散气用供气管12，通过从该散气用供气管12供给的扩散空气，在多个膜元件21之间产生膜分离槽内的被处理水的上升流，透过了各膜元件21的膜面的处理水经过集水管13被引导至槽外，其中，上述多个膜元件21在各膜组件20内以纵姿势沿着水平方向排列。

集水管13与连接至在膜分离槽的外部设置的处理水槽的处理水导出管（未图示）相连通，在该管路途中安装有泵装置。散气用供气管12与鼓风机、压缩机等供气源相连通。

如图3所示，在各膜组件20中，在由前后一对集水箱22和左右一对盖构件23划分的空间内配设有多个膜元件21。

过滤板21a由ABS树脂等形成，分离膜21b是在作为基体材料的无纺织布上浸涂多孔性树脂而形成的。此外，过滤板21a并不限于ABS树脂等具有刚性的材质，也可以使用片材状的无纺织布或网状物等柔软的材质。

集水箱22和盖构件23通过ABS树脂或聚丙烯等的射出成型而形成。优选集水箱22具有透光性，以便容易地确认因分离膜21b损坏等而使污泥流入集水箱22内的情况。

如图4所示，在膜元件21的作为膜支撑体的平板状的过滤板21a的表面和背面具有分离膜21b。分离膜21b在过滤板21a的上边部以及下边部折返地配置于过滤板21a的表面和背面。

分离膜21b卷绕在过滤板21a的周围，分离膜21b的重合部被粘接或者熔敷而使分离膜21b形成为环状，在膜元件21的横向侧边部或其附近，分离膜21b粘接、熔敷或者按压于过滤板21a上。例如采用超声波熔敷、热熔敷、利用粘接剂的粘接、或利用按压构件的按压，并且，上述粘接、熔敷或者按压的部位成为接合部21c。

在停止过滤运转的状态下通过散气装置继续进行散气时，在过滤板21a和分离膜21b之间慢慢地滞留有透过分离膜21b的处理水和从处理水中气化的气体，滞留的处理水和气体被上升流推向上方。但是，分离膜21b至少在过滤板21a的上边部折返地配置于过滤板21a的表面和背面，因此被上升流推起的分离膜21b也在过滤板21a的上边部膨出。结果，能够减小向相向面侧膨出的程度，能够降低对上升流作用的阻力。

在过滤板21a的内部贯通形成有水平方向的流路，该流路沿着纵向排列有多条。在过滤板21a的表面和背面形成有与上述流路相连通的多个微细孔。透过了分离膜21b的处理水经上述微细孔在上述流路中流通，并从过滤板21a的两端部流出。

如图4的（b）所示，在各膜元件21的横向中央部设置有间隔保持部24，该间隔保持部24将各膜元件21之间的间隔保持在上述恒定间隔。

在间隔保持部24上沿着水平方向排列设置有多条纵向的狭缝24a，通过使各膜元件21穿过各狭缝24a，各膜元件21隔开上述恒定间隔以纵姿势排列。优选间隔保持部24由合成橡胶等弹性体形成，以便能够一边保持各膜元件21之间的保持间隔，一边吸收因上升流引起的膜元件21的振动，并能够减轻因接触引起的对分离膜21b的磨损。

如图5、图6所示，各膜元件21借助间隔保持部24以各膜元件21的分离膜21b相向的方式隔开恒定间隔以纵姿势排列，并且在各膜元件21的横向侧边部接合有集水箱22。集水箱22形成为在内部具有集水空间的中空状，在集水箱22的上下各面分别形成有与上述集水空间相连通的连接部25、26。

在一对集水箱22的相向面一侧，以与间隔保持部24所具有的各狭缝24a的间距相同的间距，形成有多个狭缝22a。

如图7中的（a）所示，在使分离膜21b与过滤板21a一起穿过狭缝22a的状态下，在狭缝22a中填充树脂，从而使各膜元件21与集水箱22接合。由此，透过了分离膜21b的处理水经过在过滤板21a中形成的流路而被引导至各集水箱22内。此外，狭缝22a与分离膜21b的边界为接合部21c。

此外，如图7中的（b）所示，也可以在仅各膜元件21的过滤板21a的横向侧边部穿过狭缝22a的状态下，通过粘接或者熔敷使过滤板21a与集水箱22接合。在该情况下，接合部21c配置于过滤板21a和狭缝22a接合的接合部位的内侧。由此，透过了分离膜21b的处理水经过在过滤板21a中形成的流路而被引导至各集水箱22内。

返回图5、图6，在配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件21的两个外侧配置有一对盖构件23，在该盖构件23与配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件20之间设置有恒定间隔，以形成被处理水的流路。此外，在盖构件23穿过在间隔保持构件24的横向两端附近形成的狭缝24b的状态下，盖构件23的两端部通过粘接或者熔敷与集水箱22相接合。

在盖构件23的与配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件21相向的面上，并在该膜元件21的过滤板21a和分离膜21b的沿着纵向的接合部21c的附近一体形成有狭窄构件23a。

如图6所示，狭窄构件23a向配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件21的接合部21c一侧突出，使得狭窄构件23a与膜元件21的间隔变为比上述恒定间隔即各膜元件21的相向面之间的间隔T小的规定间隔t。规定间隔t设定为，在上述恒定间隔即各膜元件21的相向面之间的间隔T的一半以下。

由此，狭窄构件23a和膜元件21的接合部21c之间的分离膜21b的膨出的程度，在各膜元件21的相向面之间的分离膜21b的膨出的程度以下，从而能够避免在最外侧的膜元件21的接合部21c汇集而使分离膜21b发生破裂的情况。

狭窄构件23a由突出部构成，该突出部形成于盖构件23的与配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件21的接合部21c相向的面上，并且该突出部的厚度比盖构件23的中央部的厚度厚，上述中央部和突出部通过平滑的倾斜面连接在一起。在本实施方式中，狭窄构件23a形成于膜元件21的上端至下端的范围，即，形成于覆盖整个接合部21c的范围。被各狭窄构件23a夹持的空间23b形成被处理水上升的上升流的流路。

如图8中的（a）所示，在盖构件23设置狭窄构件23a，由此在停止过滤运转的状态下通过散气装置继续进行散气时，配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件21的分离膜21b与狭窄构件23a相抵接。

如图8中的（b）所示，在外侧的膜元件21的接合部21c附近的过滤板21a和分离膜21b所成的角度，与不具有狭窄构件的情况下的在膜元件21的接合部21c附近的过滤板21a和分离膜21b所成的角度相比小。即，能够抑制在该接合部21c向分离膜21b作用大的力，能够降低分离膜21b破裂的可能。

返回图2，图中左侧的最上层的膜组件20的上部连接部25以及图中右侧的最下层的膜组件20的下部连接部26分别与集水管13相连接，通过封固构件（未图示），对图中左侧的最上层的膜组件20的下部连接部26以及图中右侧的最下层的膜组件20的上部连接部25进行封固。此外，在图2中，省略记载上部连接部25以及下部连接部26，用虚线箭头表示处理水的通流方向。

下面，对本发明的膜分离装置的其它实施方式进行说明。

在上述的实施方式中，对狭窄构件23a形成于膜元件21的上端至下端的范围的情况，即，形成于覆盖整个接合部21c的范围的情况进行了说明，但是狭窄构件23a只要至少配置于上述接合部21c的附近中的上部即可。

在停止过滤运转的状态下通过散气装置继续进行散气时，滞留于过滤板21a和分离膜21b之间的处理水和气体被上升流推向上方，从而在膜元件21的上部形成膨出部。但是，通过将狭窄构件23a至少配置于接合部21c的附近中的上部，由此能够抑制该膨出部变得过大，因此能够降低分离膜21b在该接合部21c的附近中的上部破裂的可能。

另外，狭窄构件并不限于与盖构件一体形成的结构，也可以与盖构件不同地另外单独地配置狭窄构件，并且通过粘接或者熔敷等方式将狭窄构件安装在盖构件上。

在上述的实施方式中，对于如下的结构进行了说明，即，狭窄构件23a由突出部构成，该突出部形成于盖构件23的与配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件21的接合部21c相向的面上，该突出部的厚度比盖构件23的中央部的厚度厚，上述中央部和突出部通过平滑的倾斜面连接在一起，但是也可以通过平滑的弯曲面连接上述中央部和突出部，而不是通过倾斜面连接。

而且，如图9中的（a）所示，也可以不通过倾斜面或弯曲面连接狭窄构件23a和盖构件23。

另外，如图9中的（b）所示，也可以使与配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件21的接合部21c相向的盖构件23的端部向该膜元件21一侧弯曲，从而该端部发挥狭窄构件23a的功能。

如图9中的（c）所示，也可以使盖构件23与配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件21的接合部21c之间的间隔为，小于各膜元件21的相向面之间的间隔的规定间隔，从而使盖构件23本身发挥狭窄构件的功能。

如图9中的（d）所示，膜组件也可以不具有盖构件，而使狭窄构件23a与集水箱22一体形成，或者通过粘接或者熔敷使狭窄构件23a与集水箱22相接合。

另外，在上述的实施方式中，对仅在与配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件21的横向侧边部相向的位置配置狭窄构件23a的结构进行了说明，但是在间隔保持部的附近等除了各膜元件的横向侧边部之外的部位形成分离膜和过滤板的接合部的情况下，也可以在与该接合部相向的部位具有狭窄构件，其中，上述间隔保持部配置于各膜元件的横向中央部，并且将各膜元件的间隔保持在上述恒定间隔。

另外，在上述的实施方式中，对在膜元件的两侧具有集水箱的膜组件进行了说明，但是并不限定于此，只要是膜元件具有沿着纵向的膜支撑体和分离膜的接合部的膜组件即可，例如在壳体构件内部能够装卸地容置有膜元件的膜组件等。

上述的实施方式都是本发明的一例，并不通过上述记载的内容来限定本发明，各部分的具体的结构在能够发挥本发明的作用效果的范围内能够进行适当的变更和设计。

附图标记的说明

10：膜分离装置

11：主体框架

12：散气用供气管

13：集水管

20：膜组件

21：膜元件

22：集水箱

23：盖构件

23a：狭窄构件

24：间隔保持部

25：上部连接部

26：下部连接部

27：把手

Claims (5)

1.一种膜分离装置，在平板状或片材状的膜支撑体的表面和背面上配置分离膜而成的多个膜元件隔开恒定间隔以纵姿势排列，并且各膜元件的分离膜相向，其特征在于，

在配置于沿着排列方向的最外侧的膜元件的外侧且至少在上述膜支撑体和上述分离膜的沿着纵向的接合部的附近，以比上述恒定间隔小的规定间隔配置有狭窄构件。

2.根据权利要求1所述的膜分离装置，其特征在于，

上述狭窄构件至少配置于上述接合部的附近中的上部。

3.根据权利要求1或2所述的膜分离装置，其特征在于，

上述狭窄构件由盖构件的一部分构成，该盖构件与配置于沿着排列方向的最外侧的上述膜元件保持上述恒定间隔。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的膜分离装置，其特征在于，

上述分离膜至少在上述膜支撑体的上边部折返地配置于上述膜支撑体的表面和背面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的膜分离装置，其特征在于，

上述规定间隔在上述恒定间隔的一半以下。

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