CN107405574A - 膜分离装置 - Google Patents

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冲野进
杉山茂广
江田昌之
樱井秀明
鹈饲展行
铃木英夫
中小路裕
吉冈茂
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Abstract

本发明提供即使在密封构件劣化了的情况下也能够防止分离膜的破损的膜分离装置。本发明的膜分离装置(1)的特征在于，具备：下部支承体(11)，其设置有被处理水导入口(112a)以及浓缩水排出口(112b)；上部支承体(12)，其设置有透过水排出口(122a)；分离膜(13)，其设置于下部支承体(11)与上部支承体(12)之间，用于将被处理水分离为透过水以及浓缩水；片状弹性构件(14)，其设置于分离膜(13)与下部支承体(11)之间，用于对分离膜(13)与下部支承体(11)之间以及下部支承体(11)与上部支承体(12)之间进行密封。

Description

膜分离装置
技术领域
本发明涉及膜分离装置，尤其涉及较佳地用作水处理装置的水垢监视用膜分离装置的膜分离装置。
背景技术
以往，提出了如下的平膜试验装置：作为对试验膜进行夹持的上部支承体与下部支承体之间的密封构件，在下部支承体的槽部配置有对分离膜与下部支承体之间进行密封的内侧O形密封圈和对上部支承体与下部支承体之间进行密封的外侧O形密封圈(例如，参照专利文献1)。在该平膜试验装置中，从设置于下部支承体的被处理水导入口向平膜试验装置内供给被处理水，将透过分离膜后的透过水从设置于上部支承体的透过水排出口排出，并且从设置于下部单元的浓缩水排出口排出浓缩水。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第4846970号说明书
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1所记载的平膜试验装置中，使分离膜与内侧O形密封圈抵接来对分离膜与下部支承体之间进行密封，因此存在如下不良情况：伴随内侧O形密封圈的劣化，分离膜与收容内侧O形密封圈的下部支承体的槽部的角部接触而使分离膜破损。因此，期望能够防止与密封构件的劣化相伴的分离膜的破损的膜分离装置。
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供即使在密封构件劣化的情况下也能够防止分离膜的破损的膜分离装置。
用于解决课题的方案
本发明的膜分离装置的特征在于，具备：下部支承体，其设置有被处理水导入口以及浓缩水排出口；上部支承体，其设置有透过水排出口；分离膜，其设置于所述下部支承体与所述上部支承体之间，用于将被处理水分离为透过水以及浓缩水；以及第一片状弹性构件，其设置于所述分离膜与所述下部支承体之间，用于对所述分离膜与所述下部支承体之间以及所述下部支承体与所述上部支承体之间进行密封。
根据该结构，能够不设置对密封构件进行收容的槽部而利用第一片状弹性构件对下部支承体与上部支承体之间进行密封，因此，即使在作为密封构件的片状弹性构件劣化了的情况下，也能够防止分离膜的破损。
在本发明的膜分离装置中，其特征在于，所述膜分离装置具备第二片状弹性构件，该第二片状弹性构件设置于所述上部支承体与所述分离膜之间，用于对所述上部支承体与所述下部支承体之间进行密封。根据该结构，能够效率良好地对下部支承体与上部支承体之间进行密封。
在本发明的膜分离装置中，优选的是，所述第一片状弹性构件以及所述第二片状弹性构件配置为覆盖所述下部支承体的开口部的角部。根据该结构，第一片状弹性构件以及第二片状弹性构件能够对下部支承体的角部进行保护，因此能够防止分离膜与下部支承体的角部接触，因此能够效率良好地防止分离膜的破损。
在本发明的膜分离装置中，优选的是，所述下部支承体通过层叠被处理水导入部、初级侧流路部以及下部支承部而成，所述被处理水导入部设置有所述被处理水导入口以及所述浓缩水排出口，所述初级侧流路部配置于所述被处理水导入部与所述分离膜之间，且设置有初级侧流路，该初级侧流路将从所述被处理水导入口供给的被处理水向所述分离膜供给，并且将由所述分离膜浓缩后的浓缩水向所述浓缩水排出口供给，所述下部支承部配置于所述被处理水导入部上，对所述被处理水导入部进行支承。根据该结构，即使在下部支承体发生了不良情况等情况下，也只通过仅对成为该不良情况的原因的被处理水导入部或初级侧流路部进行更换就能够消除下部支承体的不良情况，因此膜分离装置的维护性提高。另外，即使在存在被处理水的水质变动等所引起的膜分离装置的结构变更等要求的情况下，也只更换必要部分就能够应对。
在本发明的膜分离装置中，优选的是，所述上部支承体通过层叠透过水排出部、透过水流路部以及上部支承部层叠而成，所述透过水排出部设置有所述透过水排出口，所述透过水流路部配置于所述透过水排出部与所述分离膜之间，且设置有向所述透过水排出部供给透过水的透过水流路，所述上部支承部配置于所述透过水排出部上，对所述透过水排出部进行支承。根据该结构，能够利用透过水流路部支承分离膜，并且在上部支承体产生了不良情况等情况下，只通过对成为该不良情况的原因的透过水流路部或透过水排出部进行更换就能够消除上部支承体的不良情况，因此膜分离装置的维护性提高。另外，即使在存在被处理水的水质变动等所引起的膜分离装置的结构变更等要求的情况下，也只通过更换必要部分就能够应对。
在本发明的膜分离装置中，优选的是，所述第一片状弹性构件含有氟橡胶、丁腈橡胶以及氢化丁腈橡胶中的至少一种橡胶。根据该结构，能够效率良好地对上部支承体与下部支承体之间进行密封。
发明效果
根据本发明，能够实现即使在密封构件劣化了的情况下也能够防止分离膜的破损的膜分离装置。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的膜分离装置的剖面示意图。
图2是本发明的第一实施方式的膜分离装置的下部支承部的俯视示意图。
图3是本发明的第一实施方式的膜分离装置的被处理水导入部的俯视示意图。
图4是本发明的第一实施方式的膜分离装置的下部流路部的俯视示意图。
图5是本发明的第一实施方式的膜分离装置的初级侧流路部的俯视示意图。
图6是本发明的第一实施方式的膜分离装置的上部支承部的俯视示意图。
图7是本发明的第一实施方式的膜分离装置的透过水排出部的俯视示意图。
图8是本发明的第一实施方式的膜分离装置的透过水流路部的俯视示意图。
图9是本发明的第一实施方式的膜分离装置的次级侧流路部的俯视示意图。
图10是本发明的第二实施方式的膜分离装置的剖面示意图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，并不限定于以下的各实施方式，能够适当变更地实施。另外，以下的各实施方式能够通过适当组合来实施。另外，在各实施方式中对共通的构成要素标注同一附图标记，并避免说明的重复。
图1是本发明的第一实施方式的膜分离装置的剖面示意图。如图1所示，本实施方式的膜分离装置1具备：下部支承体11；上部支承体12；分离膜13，其设置于下部支承体11与上部支承体12之间；以及片状弹性构件14，其配置于下部支承体11与分离膜13之间，用于对分离膜13与下部支承体11之间以及上部支承体12与下部支承体11之间进行密封。
下部支承体11形成为多个板状构件层叠而成的大致长方体形状，由树脂材料以及不锈钢等构成。下部支承体11具备：下部支承部111；被处理水导入部112，其设置于该下部支承部111上，且设置有由分离膜13进行过滤处理的被处理水的被处理水导入口112a以及将由分离膜13浓缩后的浓缩水排出的浓缩水排出口112b；下部流路部113，其设置于该被处理水导入部112上，且设置有朝向分离膜13供给被处理水的被处理水流路113a以及将由分离膜13过滤后的过滤水排出的浓缩水流路113b；以及初级侧流路部114，其设置于该下部流路部113与分离膜13之间，且设置有初级侧流路114a，该初级侧流路114a向分离膜13供给被处理水，并且将由分离膜13浓缩后的浓缩水排出。在由分离膜13、初级侧流路部114以及下部流路部113包围的空间内配置有间隔件115，该间隔件115用于确保该空间内的被处理水以及浓缩水的流路。需要说明的是，在本实施方式中，说明下部支承体11大致为长方体形状的例子，但下部支承体11的形状可以适当变更。
这样，在本实施方式的膜分离装置1中，下部支承体11由下部支承部111、被处理水导入部112、下部流路部113以及初级侧流路部114等多个构件构成，从而即使在例如被处理水导入部112的浓缩水排出口112b产生水垢等而发生了堵塞等不良情况的情况下，也只通过仅对发生了该不良情况的被处理水导入部112以及下部流路部113等进行更换就能够消除不良情况，因此维护性提高。另外，即使在存在与被处理水的水质变动等相伴的膜分离装置1的结构变更的要求的情况下，也只通过对下部支承体11的必要部分进行更换就能够应对。
图2是本实施方式的膜分离装置1的下部支承部111的俯视示意图。如图2所示，下部支承部111由在俯视下呈大致矩形形状的板状构件构成。下部支承部111从膜分离装置1的下表面侧支承被处理水导入部112。
图3是本实施方式的膜分离装置1的被处理水导入部112的俯视示意图。如图3所示，被处理水导入部112由在俯视下呈大致矩形形状的板状构件构成。被处理水导入部112的被处理水导入口112a以及浓缩水排出口112b设置为从被处理水导入部112的一端部朝向中央部延伸的大致平行的缺口部。通过像这样设置被处理水导入口112a以及浓缩水排出口112b，从而从被处理水导入部112的一端部的被处理水导入口112a导入的被处理水被朝向分离膜13供给，由分离膜13浓缩后的浓缩水经由浓缩水排出口112b而从被处理水导入部112的一端部侧排出。
图4是本实施方式的膜分离装置1的下部流路部113的俯视示意图。如图4所示，下部流路部113由在俯视下呈大致矩形形状的板状构件构成。下部流路部113的被处理水流路113a与浓缩水流路113b在下部流路部113的中央部设置为大致平行的狭缝状的开口部。另外，被处理水流路113a以及浓缩水流路113b设置为，在将被处理水导入部112与下部流路部113层叠了时与被处理水导入部112的被处理水导入口112a以及浓缩水排出口112b重合。通过像这样设置被处理水流路113a以及浓缩水流路113b，从而从被处理水导入部112供给的被处理水经由被处理水流路113a而朝向分离膜13供给，并且由分离膜13浓缩后的浓缩水经由浓缩水流路113b而朝向被处理水导入部112的浓缩水排出口112b供给。
图5是本实施方式的膜分离装置1的初级侧流路部114的俯视示意图。如图5所示，初级侧流路部114由在俯视下呈大致矩形形状的板状构件构成。初级侧流路部114的初级侧流路114a设置为在俯视下呈大致椭圆形状的开口部。另外，初级侧流路114a设置为在俯视下面积比分离膜13的面积小。而且，初级侧流路114a设置为，在将下部流路部113与初级侧流路部114层叠了时与下部流路部113的被处理水流路113a以及浓缩水流路113b重合。通过像这样设置初级侧流路114a，从而从下部流路部113供给的被处理水经由初级侧流路114a而朝向分离膜13供给，并且由分离膜13浓缩后的浓缩水经由初级侧流路114a而朝向下部流路部113供给。
上部支承体12形成为多个板状构件层叠而成的大致长方体形状，由树脂材料以及不锈钢等构成。上部支承体12具备：上部支承部121；透过水排出部122，其设置于该上部支承体121上(在图1中为下方)，且设置有由分离膜13进行过滤处理后的透过水的透过水排出口122a；透过水流路部123，其设置于该透过水排出部122上(在图1中为下方)，且设置有从分离膜13朝向透过水排出部122的透过水排出口122a引导透过水的透过水流路123a；以及次级侧流路部124，其设置于该透过水流路部123与分离膜13之间，且设置有将由分离膜13过滤后的过滤水排出的次级侧流路124a。在由分离膜13、透过水流路部123以及次级侧流路部124包围的空间内配置有间隔件125，该间隔件125用于确保该空间内的透过水的流路。这样，上部支承体12由上部支承部121、透过水排出部122、透过水流路部123以及次级侧流路部124等多个构件构成，从而即使在例如发生了透过水流路部123的透过水流路123a的堵塞等不良情况的情况下，也只通过仅对发生了该不良情况的透过水排出部122以及透过水流路部123等进行更换就能够消除不良情况，因此维护性提高。另外，即使在存在与被处理水的水质变动等相伴的膜分离装置1的结构变更的要求的情况下，也只通过对上部支承体12的必要部分进行更换就能够应对。
图6是本实施方式的膜分离装置1的上部支承部121的俯视示意图。如图6所示，上部支承部121由在俯视下呈大致矩形形状的板状构件构成。上部支承部121从膜分离装置1的上表面侧支承透过水排出部122。
图7是本实施方式的膜分离装置1的透过水排出部122的俯视示意图。如图7所示，透过水排出部122由在俯视下呈大致矩形形状的板状构件构成。透过水排出部122的透过水排出口122a设置为从透过水排出部122的另一端部朝向中央部延伸的大致平行的缺口部。通过像这样设置透过水排出口122a，从而透过分离膜13后的透过水从透过水排出部122的中央部经由透过水排出口122a而从透过水排出部122的另一端部侧排出。
图8是本实施方式的膜分离装置1的透过水流路部123的俯视示意图。如图8所示，透过水流路部123由在俯视下呈大致矩形形状的板状构件构成。在透过水流路部123中，俯视下大致矩形形状的多条透过水流路123a从透过水流路部123的另一端部侧朝向中央部地大致设于同一线上。另外，多条透过水流路123a设置为在俯视下与透过水排出部122的透过水排出口122a重合。通过像这样设置透过水流路123a，从而透过分离膜13并经由次级侧流路124a供给至透过水流路部123的透过水经由透过水流路123a向透过水排出部122的透过水排出口122a供给。另外，通过像这样将透过水流路123a区分为多个地设置，从而能够减小由透过水流路123a产生的透过水流路部123的开口部的面积。由此，在膜分离装置1中，即使在对被处理水进行过滤时从下部支承体11施加了较高的压力的情况下，因压力的施加而向上部支承体12侧挠曲的分离膜13也被透过水流路部123的非开口部支承，因此能够稳定地进行过滤处理。
图9是本实施方式的膜分离装置1的次级侧流路部124的俯视示意图。次级侧流路部124由在俯视下呈大致矩形形状的板状构件构成。次级侧流路部124的次级侧流路124a设置为在俯视下呈大致椭圆形状的开口部。另外，次级侧流路124a设置为在俯视下面积比分离膜13的面积小。而且，次级侧流路124a设置为，在将透过水流路部123与次级侧流路部124层叠了时与透过水流路部123的透过水流路123a重合。通过像这样设置次级侧流路124a，从而从分离膜13透过的透过水经由次级侧流路124a朝向透过水流路123a供给。
分离膜13例如使用RO膜(反渗透膜)、UF膜(超滤膜)以及MF膜(微滤膜)等。分离膜13配置为在剖视下两端部与初级侧流路部114的非开口部与次级侧流路部124的非开口部之间重合。分离膜13能够使被处理水透过而得到去除了被处理水中的浊物以及盐分后的透过水，并且形成浓缩有被处理水中的浊物以及盐分等的浓缩水。作为分离膜13的厚度，例如为0.05mm以上且2mm以下。
片状弹性构件14配置于分离膜13与初级侧流路部114之间。作为片状弹性构件14，只要能够用作分离膜13与初级侧流路部114之间的缓冲件，就没有特别限制。作为片状弹性构件14，例如可以使用丁腈橡胶、氟橡胶以及氢化丁腈橡胶等。在它们之中，作为片状弹性构件14，从耐药品性的观点出发，优选氟橡胶以及氢化丁腈橡胶等。片状弹性构件14配置为一端侧在剖视下覆盖分离膜13的下表面侧的两端部。通过像这样配置片状弹性构件14，从而即使在片状弹性构件14劣化的情况下，也在分离膜13与片状弹性构件14之间作为弹性构件的层而存在，能够避免分离膜13与下部支承体11的面接触，因此能够防止分离膜13的损伤。作为片状弹性构件14的厚度，例如为0.25mm以上且0.75mm以下，但不特别限制。
如以上所说明的那样，根据上述实施方式的膜分离装置1，不设置对密封构件进行收容的槽部而利用片状弹性构件14对分离膜13与下部支承体11之间以及下部支承体11与上部支承体12之间进行密封，因此，即使在作为密封构件的片状弹性构件14劣化了的情况下，也能够防止分离膜13的破损。
另外，根据上述实施方式的膜分离装置1，下部支承体11通过下部支承部111、被处理水导入部112、下部流路部113以及初级侧流路部114层叠而成，因此，在下部支承体11的一部分产生了不良情况等情况下，只通过对成为该不良情况的原因的下部支承部111、被处理水导入部112、下部流路部113以及初级侧流路部114进行更换就能够消除下部支承体11的不良情况，因此膜分离装置1的维护性提高。另外，即使在存在与被处理水的水质变动相伴的结构变更等要求的情况下，也只通过更换必要部分就能够进行结构变更。
而且，根据上述实施方式的膜分离装置1，上部支承体12通过上部支承部121、透过水排出部122、透过水流路部123以及次级侧流路部124层叠而成，因此，在上部支承体12的一部分产生了不良情况等情况下，只通过对成为该不良情况的原因的上部支承部121、透过水排出部122、透过水流路部123以及次级侧流路部124进行更换就能够消除上部支承体12的不良情况，因此膜分离装置1的维护性提高。另外，即使在存在与被处理水的水质变动相伴的结构变更等要求的情况下，也只通过更换必要部分就能够进行结构变更。
需要说明的是，在上述实施方式中，说明了下部支承体11通过下部支承部111、被处理水导入部112、下部流路部113以及初级侧流路部114层叠而成的例子，但无需一定设置下部流路部113。
(第二实施方式)
接着，说明本发明的第二实施方式。需要说明的是，以下，以与上述的第一实施方式不同的点为中心进行说明，避免说明的重复。另外，对与上述的第一实施方式共通的构成要素省略说明。
图10是本发明的第二实施方式的膜分离装置1的剖面示意图。如图10所示，在本实施方式的膜分离装置1中，代替上述的膜分离装置1的片状弹性构件14，而具备配置于分离膜13与下部支承体11之间的第一片状弹性构件21和配置于分离膜13与上部支承体12之间的第二片状弹性构件22。另外，在初级侧流路部114的开口部114a内配置有间隔件115，在次级侧流路部124的开口部124a内配置有间隔件125。其他结构与上述的第一实施方式的膜分离装置1相同，因此省略说明。
作为第一片状弹性构件21，与上述的第一实施方式的片状弹性构件14同样，例如可以使用丁腈橡胶、氟橡胶以及氢化丁腈橡胶等。第一片状弹性构件21配置为从下部支承体11的两端部覆盖间隔件115的一部分。另外，第一片状弹性构件21具有比下部支承体11的初级侧流路部114的上表面大的面积。间隔件115是用于确保被处理水以及浓缩水的流路的构件，由树脂材料等构成。另外，通过像这样配置第一片状弹性构件21，能够防止分离膜13与初级侧流路部114的开口部114a内的间隔件115及初级侧流路部114的角部114b的接触，因此能够更加效率良好地防止分离膜13的破损。
作为第二片状弹性构件22，与上述的第一实施方式的片状弹性构件14同样，例如可以使用丁腈橡胶、氟橡胶以及氢化丁腈橡胶等。第二片状弹性构件22配置为从上部支承体12的两端部覆盖间隔件125的一部分。另外，第二片状弹性构件22具有比上部支承体12的次级侧流路部124的下表面大的面积。间隔件125是用于确保被处理水以及浓缩水的流路的构件，由树脂材料等构成。通过像这样配置第二片状弹性构件22，从而能够防止分离膜13与次级侧流路部124的开口部124a内的间隔件125及次级侧流路部124的角部124b的接触，因此能够更加效率良好地防止分离膜13的破损。
附图标记说明
1、2 膜分离装置
11 下部支承体
111 下部支承部
112 被处理水导入部
112a 被处理水导入口
112b 浓缩水排出口
113 下部流路部
113a 被处理水流路
114 初级侧流路部
114a 开口部
114b 角部
115 间隔件
12 上部支承体
121 上部支承部
122 透过水排出部
122a 透过水排出口
123 透过水流路部
123a透过水流路
124 次级侧流路部
124a 开口部
124b 角部
125 间隔件
13 分离膜
14 片状弹性构件
21 第一片状弹性构件
22 第二片状弹性构件

Claims (6)

1.一种膜分离装置，其特征在于，
所述膜分离装置具备：
下部支承体，其设置有被处理水导入口以及浓缩水排出口；
上部支承体，其设置有透过水排出口；
分离膜，其设置于所述下部支承体与所述上部支承体之间，用于将被处理水分离为透过水以及浓缩水；以及
第一片状弹性构件，其设置于所述分离膜与所述下部支承体之间，用于对所述分离膜与所述下部支承体之间以及所述下部支承体与所述上部支承体之间进行密封。
2.根据权利要求1所述的膜分离装置，其中，
所述膜分离装置具备第二片状弹性构件，该第二片状弹性构件设置于所述上部支承体与所述分离膜之间，用于对所述上部支承体与所述下部支承体之间进行密封。
3.根据权利要求2所述的膜分离装置，其中，
所述第一片状弹性构件以及所述第二片状弹性构件配置为覆盖所述下部支承体的开口部的角部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的膜分离装置，其中，
所述下部支承体通过层叠被处理水导入部、初级侧流路部以及下部支承部而成，所述被处理水导入部设置有所述被处理水导入口以及所述浓缩水排出口，所述初级侧流路部配置于所述被处理水导入部与所述分离膜之间，且设置有初级侧流路，该初级侧流路将从所述被处理水导入口供给的被处理水向所述分离膜供给，并且将由所述分离膜浓缩后的浓缩水向所述浓缩水排出口供给，所述下部支承部配置于所述被处理水导入部上，对所述被处理水导入部进行支承。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的膜分离装置，其中，
所述上部支承体通过层叠透过水排出部、透过水流路部以及上部支承部而成，所述透过水排出部设置有所述透过水排出口，所述透过水流路部配置于所述透过水排出部与所述分离膜之间，且设置有向所述透过水排出部供给透过水的透过水流路，所述上部支承部配置于所述透过水排出部上，对所述透过水排出部进行支承。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的膜分离装置，其中，
所述第一片状弹性构件含有氟橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶中的至少一种橡胶。
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