CN107530634A - 过滤装置 - Google Patents

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CN107530634A CN201680025972.3A CN201680025972A CN107530634A CN 107530634 A CN107530634 A CN 107530634A CN 201680025972 A CN201680025972 A CN 201680025972A CN 107530634 A CN107530634 A CN 107530634A
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米田知行
井田清志
森田徹
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

本发明的目的是提供一种过滤装置，该过滤装置能够通过以相对高密度的布置方式布置多个过滤模块来提高多个中空纤维膜的清洁效率且同时进一步提高装置紧凑性。该过滤装置配备有：彼此竖直排列的多个过滤模块，其具有以基本窗帘形布置方式定位的多个中空纤维膜，并且还具有成对的杆形保持部件以用于固定多个中空纤维膜的顶端和底端；用于从过滤模块下方供应气泡的一个或多个清洁模块；和用于保持过滤模块和清洁模块的框架。此外，过滤模块被定为成彼此平行并且彼此基本等间隔。用于接合多个过滤模块的多个底侧保持部件的多个导轨桥接水平且平行地布置的多个框架部件的对向表面之间的间隙。当从顶表面视图观察时，清洁模块的气泡排放口可以位于底侧保持部件之间。

Description

过滤装置
技术领域
本发明涉及一种过滤装置。
背景技术
作为在污水处理中以及在用于生产药物等过程中使用的固液分离装置，已经使用了包括过滤模块的过滤装置，在该过滤模块中，捆绑有多个中空纤维膜。
这样的过滤装置在使用时被浸没在被处理液体中，并且通过如下方式执行过滤过程：使得被处理液体中所包含的杂质被阻塞在中空纤维膜的表面处，并允许除杂质以外的成分穿透中空纤维膜。
日本未审专利申请公开No.2013-56346描述了过滤装置的一个实例。这种过滤装置包括：多个过滤模块，每个过滤模块均包括在竖直方向上平行布置的多个中空纤维膜；上部保持部件(集水头)，该上部保持部件与中空纤维膜的上部开口连通；以及下部保持部件(保持器)，该下部保持部件保持中空纤维膜的下部。该过滤装置被构造成：能够通过与上部保持部件相连通的集水管来取出已经穿过过滤模块的中空纤维膜的过滤物。
该过滤装置还包括加压气体供应管，该加压气体供应管被布置在过滤模块的下方，并具有多个气体喷射孔。该过滤装置被构造成：通过加压气体供应管来将气体供应至过滤模块，使得可以通过所述气体来移除已经附着至中空纤维膜的表面的杂质。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本未审专利申请公开No.2013-56346
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，上文公开中描述的过滤装置的过滤模块悬置在被处理液体中，因此难以以较高密度来布置过滤模块。此外，过滤装置被构造成使得过滤模块和加压气体供应管被分开地布置在浸没箱中。因此，过滤装置的尺寸可能增大。此外，由于过滤装置被构造成使得过滤模块悬置在被处理液体中，所以过滤模块可能响应于例如被处理液体的流动而摇摆。因此，存在从加压气体供应管喷射的气体无法被适当地供应至中空纤维膜的风险。
本发明鉴于上述情况而做出，并且本发明的目的是提供一种过滤装置，该过滤装置可以通过相对密集地布置多个过滤模块来减小尺寸，并且在该过滤装置中，可以增加中空纤维膜的清洁效率。
问题的解决方案
根据本发明的一个方面来解决这个问题，过滤装置包括：多个过滤模块，每个过滤模块均包括多个中空纤维膜和成对的杆形保持部件，所述多个中空纤维膜在竖直方向上平行地布置，以形成基本窗帘形形状，所述成对的杆形保持部件固定中空纤维膜的顶端和底端；一个或多个清洁模块，所述一个或多个清洁模块从下方将气泡供应至过滤模块；以及框架，所述框架保持过滤模块和一个或多个清洁模块。过滤模块被平行地布置，并且在过滤模块之间具有基本恒定的间隔。与过滤模块的下部保持部件接合的多个导轨在水平平行布置的多个框架部件的对向表面之间延伸。
本发明的有益效果
根据本发明的过滤装置，可以减小过滤装置的尺寸，并且可以增加中空纤维膜的清洁效率。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的过滤装置的示意性立体图。
图2是示出了包括在图1所示过滤装置中的框架和导轨的示意性立体图。
图3是示出了包括在图1所示过滤装置中的过滤模块的示意性立体图。
图4是图3所示过滤模块的示意性前视图。
图5是图3所示过滤模块的示意性侧视图。
图6是示出了使用图1所示过滤装置的方式的示意性侧视图。
图7是包括在根据与图1所示的过滤装置的实施例不同的实施例的过滤装置中的框架和导轨的示意性立体图。
具体实施方式
[本发明的实施例的描述]
首先，将描述本发明的实施例。
根据本发明的实施例的过滤装置包括：多个过滤模块，每个过滤模块包括多个中空纤维膜和成对的杆形保持部件，所述多个中空纤维膜沿着竖直方向被平行地布置，以形成基本窗帘形形状，所述成对的杆形保持部件固定中空纤维膜的顶端和底端；一个或多个清洁模块，所述清洁模块从下方将气泡供应至过滤模块；以及框架，所述框架保持过滤模块和一个或多个清洁模块。过滤模块被平行地布置，并且所述过滤模块之间具有基本恒定的间隔。与过滤模块的下部保持部件接合的多个导轨在水平平行布置的多个框架部件的对向表面之间延伸。
过滤装置被构造成使得多个过滤模块和一个或多个清洁模块被单个框架保持，因此能够减小过滤装置的尺寸。此外，过滤装置被构造成：在水平平行布置的框架部件的对向表面之间延伸的导轨与下部保持部件相接合，使得过滤模块被框架保持。因此，能够利用从一个或多个清洁模块供应的气泡来简单且可靠地移除已经附着到中空纤维膜的表面的杂质。换言之，由于过滤装置被构造成使得与下部保持部件接合的导轨在框架部件的对向表面之间延伸，所以来自一个或多个清洁模块的气泡能够被容易地直接供应至过滤模块，而不被其它部件阻塞。因此，能够减小过滤装置的尺寸，并且能够增大清洁中空纤维膜的清洁效率。
所述一个或多个清洁模块优选地具有在俯视图中布置在下部保持部件之间的气泡喷射孔。当一个或多个清洁模块的气泡喷射孔在俯视图中被布置在下部保持部件之间时，从气泡喷射孔喷射的气泡可从下部保持部件之间的区域适当地供应至过滤模块。
优选地，框架不出现在下部保持部件之间的区域中。当框架不出现于下部保持部件之间的区域中时，从气泡喷射孔喷射的气泡能够被适当地供应至过滤模块。
优选地，水平平行布置的多个辅助框架部件被布置在如下的成对的框架部件上方：与下部保持部件相接合的导轨在所述成对的框架部件之间延伸。当辅助框架部件被设置在导轨上方时，能够防止例如过滤模块的跌落。当设置有辅助框架部件时，增加了框架的强度，并且能够减小导轨在其间延伸的框架部件的竖直宽度。因此，能够便于管的安装和维修。
优选地，导轨是平行布置的成对的圆杆，并且优选地，每个下部保持部件具有形成在其两个侧表面上的成对凹槽，所述成对的圆杆配合到所述成对的凹槽中。当导轨和下部保持部件具有这种结构时，导轨容易且可靠地与下部保持部件接合。此外，利用这种结构，导轨未被布置在一个或多个清洁模块与中空纤维膜之间，并且来自一个或多个清洁模块的气泡能够被适当地供应至中空纤维膜。
优选地，布置在成对的保持部件之间的中空纤维膜是松弛的。在中空纤维膜被松弛地布置在成对的保持部件之间的情况下，当中空纤维膜摇动时，能够增大中空纤维膜之间的间隙，以引导空气穿过该间隙，并且能够通过中空纤维膜的振动来增加清洁效果。此外，在中空纤维膜被松弛地布置在成对的保持部件之间的情况下，能够通过导轨来容易且可靠地保持下部保持部件。
在导轨与过滤模块的下部保持部件接合的这种状态下，优选地，过滤模块和导轨可拆卸地联接至框架。当过滤模块和导轨在能够被可拆卸联接的同时集成在一起时，能够便于过滤模块和导轨的组装和拆卸。
在本说明书中，术语“多个中空纤维膜被布置为形成基本窗帘形形状”指的是，中空纤维膜出现在与平行布置中空纤维膜的方向垂直的截面中的存在区域具有沿着成对的保持部件的纵向方向延伸的长轴。术语“杆形”指的是长且窄的形状，更具体地，指的是在纵向方向上的长度是在与纵向长度方向垂直的方向上的最大长度的四倍或更多的形状。术语“基本恒定的间隔”指的是间隔变化在10％以内，更优选地在5％以内。术语“多个过滤模块平行布置”指的是：在与平行布置的中空纤维膜的方向相垂直的截面中，包括在过滤模块中的中空纤维膜的存在区域的长边之间的角度位于-5°或更多到5°或更少的范围内。术语“中空纤维膜是松弛的”指的是固定至成对的保持部件的中空纤维膜未被紧紧拉伸，更具体地，指的是当中空纤维膜在成对的保持部件之间的部分被定义为有效部分时，该有效部分的长度(在中空纤维膜的轴向方向上的长度)大于该成对的保持部件之间的间隙。
[本发明的实施例的详细描述]
将参照附图描述根据本发明的实施例的过滤装置。
[第一实施例]
图1所示的过滤装置在使用时被浸没在被处理液体中。过滤装置通过如下方式来执行过滤过程：防止被处理液体中所包含的杂质穿透中空纤维膜11，并且允许除杂质以外的成分穿透中空纤维膜11。如图1和图2所示，过滤装置主要包括多个过滤模块1、单个清洁模块2、保持过滤模块1和清洁模块2的框架3、以及多个导轨4。过滤装置的导轨4在水平平行布置的框架3的多个框架部件的对向表面之间延伸。图1中省略了导轨，以提高可见性。
<过滤模块>
如图3所示，每个过滤模块1包括在竖直方向上平行布置的中空纤维膜11以及固定该中空纤维膜的顶端和底端的成对的杆形保持部件(上部保持部件12和下部保持部件13)。由于中空纤维膜11的顶端和底端被杆形上部保持部件12和下部保持部件13固定，所以中空纤维膜11沿着竖直方向平行布置，并且沿着上部保持部件12和下部保持部件13的纵向方向形成基本窗帘形形状。在下文描述中，图1所示的竖直方向被定义为Z方向，上部保持部件12和下部保持部件13的纵向方向被定义为X方向，并且与X方向垂直的水平方向被定义为Y方向。
过滤模块1被平行地布置，并且在该过滤模块1之间具有基本恒定的间隔。更具体地，如图1和图3所示，过滤模块1被布置成两行，使得存在区域A的长边(在X方向上延伸的边)彼此平行，所述存在区域A指的是中空纤维膜11出现在与中空纤维膜11的平行布置方向相垂直的截面中的区域。存在区域A优选地具有矩形形状，其具有长边和与长边垂直的短边。如图1所示，在存在区域A的短边方向(Y方向)上，每行的过滤模块1之间以恒定间隔布置。由此，过滤模块1以及过滤模块1之间的空间在俯视图中形成条纹图案。中空纤维膜11优选地以矩阵图案布置在存在区域A的长边和短边的方向上。
<框架>
框架3构成过滤装置的支撑结构。框架3包括多个框架部件。更具体地，如图1和图2所示，框架部件包括成对的前部竖直框架3a和成对的后部竖直框架3b，所述成对的前部竖直框架3a和成对的后部竖直框架3b在竖直方向(Z方向)上延伸，并且在俯视图中限定出支撑结构的四个角部。框架部件还包括前上部框架3c、后上部框架3d、右上部框架3e和左上部框架3f，所述前上部框架3c、后上部框架3d、右上部框架3e和左上部框架3f在成对的前部竖直框架3a的上部与成对的后部竖直框架3b的上部之间延伸，从而在俯视图中限定出矩形的边。框架部件还包括前下部框架3g、后下部框架3h、右下部框架3i和左下部框架3j，所述前下部框架3g、后下部框架3h、右下部框架3i和左下部框架3j在成对的前部竖直框架3a的下部与成对的后部竖直框架3b的下部之间延伸。
框架部件还包括前部支撑框架3k和后部支撑框架31，所述支撑框架3k在轴向方向上在前上部框架3c的中心与前下部框架3g的中心之间延伸，所述后部支撑框架31在轴向方向上在后上部框架3d的中心与后下部框架3h的中心之间延伸。此外，框架部件还包括上部支撑框架3m和下部支撑框架3n，所述上部支撑框架3m在轴向方向上在前上部框架3c的中心与后上部框架3d的中心之间延伸，所述下部支撑框架3n在轴向方向上在前下部框架3g的中心与后下部框架3h的中心之间延伸。
框架3的成对的前上部框架和后上部框架(前上部框架3c和后上部框架3d)被水平地平行布置，并且框架3的成对的前下部框架和后下部框架(前下部框架3g和后下部框架3h)被水平地平行布置。此外，框架3的成对的右上部框架和左上部框架(右上部框架3e和左上部框架3f)与上部支撑框架3m水平地平行布置，并且框架3的成对的右下部框架和左下部框架(右下部框架3i和左下部框架3j)与下部支撑框架3n水平地平行布置。
<导轨>
导轨4与过滤模块1的上部保持部件12和下部保持部件13接合。如图2所示，导轨4在水平平行布置的框架部件的对向表面之间延伸。更具体地，导轨4在形成过滤装置的支撑结构的一侧的上部框架和下部框架(右上部框架3e和右下部框架3i)与成对的上部支撑框架和下部支撑框架(上部支撑框架3m和下部支撑框架3n)的对向表面之间延伸。在图2中，导轨4在右上部框架3e的左侧表面与上部支撑框架3m的右侧表面之间延伸，并且在右下部框架3i的左侧表面与下部支撑框架3n的右侧表面之间延伸。类似地，导轨4也在形成过滤装置的支撑结构的另一侧的上部框架和下部框架(左上部框架3f和左下部框架3j)与成对的上部支撑框架和下部支撑框架(上部支撑框架3m和下部支撑框架3n)的对向表面之间延伸。在图2中，导轨4在左上部框架3f的右侧表面与上部支撑结构3m的左侧表面之间延伸，并且在左下部框架3j的右侧表面与下部支撑框架3n的左侧表面之间延伸。在俯视图中，在上部框架(右上部框架3e和左上部框架3f)与上部支撑框架3m的对向表面之间延伸的导轨4和在下部框架(右下部框架3i和左下部框架3j)与下部支撑框架3n的对向表面之间延伸的导轨4被布置在相同的位置。
形成一侧的上部框架和下部框架(右上部框架3e和右下部框架3i)以及形成另一侧的上部框架和下部框架(左上部框架3f和左下部框架3j)在其对向表面中具有用于接收导轨4的孔(未示出)。通过将导轨4的端部插入到孔中，上部框架和下部框架可以从两侧联接至导轨4。通过将导轨4从孔拉出，可以将上部框架和下部框架从导轨4拆下。上部框架和下部框架可以利用例如螺栓和螺母而连接至成对的前部竖直框架3a和成对的后部竖直框架3b，使得上部框架和下部框架可以被牢固地联接至导轨4。
如图2所示，导轨4优选地包括平行布置的成对的圆杆。作为替代，导轨可以包括与下部保持部件13的两个侧表面对向的成对的板状部分以及从该板状部分朝向下部保持部件13突出的突出部。
过滤装置被构造成使得多个过滤模块1和单个清洁模块2被单个框架3保持，因此能够减小过滤装置的尺寸。此外，过滤装置被构造成使得在水平平行布置的框架部件的对向表面之间延伸的导轨4与下部保持部件13接合，使得过滤模块1被框架3保持。因此，能够利用从清洁模块2供应的气泡来容易且可靠地移除已经附着至中空纤维膜的表面的杂质。换言之，由于过滤装置被构造成使得与下部保持部件13接合的导轨4在框架部件的对向表面之间延伸，所以来自清洁模块2的气泡能够被容易地直接供应至过滤模块1，而不会被其它部件阻塞。因此，能够减小过滤装置的尺寸，并且能够增加中空纤维膜11的清洁效率。
<上部保持部件>
上部保持部件12固定中空纤维膜11的顶端。上部保持部件12包括具有敞开底部的外壳，中空纤维膜11的顶端部分从下方插入该敞开底部中。上部保持部件12被构造成使得外壳与中空纤维膜11之间的空间以及中空纤维膜11之间的空间填充有复合树脂。更具体地，通过将成束的中空纤维膜11插入外壳中，并且利用额外的复合树脂来填充复合树脂与外壳之间的空间或中空纤维膜11与外壳之间的空间，从而使得上部保持部件12与中空纤维膜11一体形成，其中，所述成束的中空纤维膜11通过将中空纤维膜11的顶端部分与复合树脂结合在一起而提前形成。如图3至图5所示，上部保持部件12包括从外壳的上部向上突出的排放喷嘴14。上部保持部件12在除了与中空纤维膜11和排放喷嘴14的开口连通的部分之外的区域中被密封。水管(未示出)连接至排放喷嘴14，并且过滤装置被构造成使得能够通过水管取出过滤物。
如图4和图5所示，上部保持部件12优选地具有成对的凹槽16，该成对的凹槽16能够在该上部保持部件12的两个侧表面中与导轨4接合。更具体地，上部保持部件12优选地具有成对的凹槽16，该成对的凹槽16以一中心轴位于其间的方式、在沿着水平方向(图1中的X方向)彼此对向的位置沿着轴向方向延伸。由于所述成对的凹槽16形成在上部保持部件12中，所以过滤装置被构造成使得导轨4容易地与上部保持部件12接合。特别地，当导轨4是平行布置的成对的圆杆、并且能够与该成对的圆杆接合的成对的凹槽16形成在上部保持部件12的两个侧表面中时，过滤装置被构造成使得导轨4容易且可靠地与上部保持部件12接合。
上部保持部件12在纵向方向上的长度L3(在图1的X方向上的长度)的下限值优选为400mm，并且更优选为600mm。在纵向方向上的长度L3的上限值优选为1300mm，并且更优选为1100mm。当在纵向方向上的长度L3在下限值以下时，存在上部保持部件12不能与足够数量的中空纤维膜11连通且不能获得足够过滤效率的风险。当在纵向方向上的长度L3在上限值以上时，过滤模块1可能难以操作。
上部保持部件12的平均宽度L4(在水平短边方向上或图1中的Y方向上的长度)的下限值为15mm，并且更优选为20mm。上部保持部件12的平均宽度L4的上限值优选为110mm，并且更优选为85mm。当上部保持部件12的平均宽度L4在下限值以下时，存在上部保持部件12不能与足够数量的中空纤维膜11连通且不能获得足够过滤效率的风险。当上部保持部件12的平均宽度L4在上限值以上时，存在从扩散器管22喷射的气泡不能适当地供应至该捆中空纤维膜11的中央部分的风险。
<下部保持部件>
下部保持部件13保持中空纤维膜11的底端。类似于上部保持部件12，下部保持部件13形成为使得外壳与中空纤维膜11之间的空间以及中空纤维膜11之间的空间填充有复合树脂。如图3至图5所示，下部保持部件13包括从外壳的下部部分向下突出的排放喷嘴18。下部保持部件13在除了与中空纤维膜11以及排放喷嘴18的开口连通的部分之外的区域中被密封。水管(未示出)连接至排放喷嘴18。过滤装置被构造成使得上部保持部件12和下部保持部件13连接至相应的水管，使得能够从上部保持部件12和下部保持部件13去除过滤物。
如图4和图5所示，下部保持部件13优选地具有成对的凹槽17，所述成对的凹槽能够在该下部保持部件13的两个侧表面中与导轨4接合。更具体地，下部保持部件13优选地具有成对的凹槽17，该成对的凹槽17以一中心轴位于其间的方式、在沿着水平方向(图1中的X方向)彼此对向的位置沿着轴向方向延伸。由于所述成对的凹槽17形成在下部保持部件13中，所以过滤装置被构造成使得导轨4容易与下部保持部件13接合。特别地，当导轨4是平行布置的成对的圆杆、并且能够与该一对圆杆接合的成对的凹槽17形成在下部保持部件13的两个侧表面中时，过滤装置被构造成使得导轨4容易且可靠地与下部保持部件13接合。此外，利用这种结构，导轨4不被布置在清洁模块2与中空纤维膜11之间，并且来自清洁模块2的气泡能够被适当地供应至中空纤维膜11。
过滤装置优选地被构造成使得框架不出现于下部保持部件13之间的区域中。特别地，过滤装置优选地被构造成使得框架不出现于下部保持部件13之间的区域中，并且使得框架也不出现于俯视图中的下部保持部件13之间的区域中以及在水平视图中的下部保持部件13下方的区域中。过滤装置的这种构造可以通过将成对的上部导轨和下部导轨4(成对的圆杆)与对应的成对凹槽接合而获得，所述成对的上部导轨和下部导轨4从上部框架(右上部框架3e和左上部框架3f)和下部框架(右下部框架3i和左下部框架3j)延伸到成对的上部支撑构件和下部支撑构件(上部支撑构件3m和下部支撑构件3n)。由于过滤装置被构造成使得框架不出现于下部保持部件13之间的区域中，所以从气泡喷射孔23喷射的气泡能够从下部保持部件13之间的区域适当地供应至过滤模块。
在纵向方向上的每个下部保持部件13的长度(在图1的X方向上的长度)可以与在纵向方向上的每个上部保持部件12的长度L3相同。每个下部保持部件13的平均宽度(在图1的Y方向上的长度)可以与每个上部保持部件12的平均长度L4相同。
每个过滤模块1可以包括用于将上部保持部件12连接至下部保持部件13的连接构件以促进该过滤模块1的操作(运输、安装、更换等)。连接构件可以例如是由金属制成的支撑杆或者由树脂制成的外壳(外部柱体)。
<用于联接过滤模块的方法>
用于联接过滤装置的过滤模块1的方法包括例如将导轨4从形成一侧的上部框架和下部框架(右上部框架3e和右下部框架3i)以及形成另一侧的上部框架和下部框架(左上部框架3f和左下部框架3j)移除的步骤；将所移除的导轨4配合到每个过滤模块1中的凹槽的步骤；以及在将导轨4配合到每个过滤模块1中的凹槽之后将上部框架和下部框架联接至导轨4的步骤。
因此，过滤装置被构造成使得在下部导轨4与过滤模块1的下部保持部件13接合时，能进将过滤模块1和导轨4从框架3拆下。利用这种结构，能够如上所述容易地联接过滤模块1。过滤模块1也能够被容易地拆下以用于维修或更换。
在下文将要描述的清洁模块2包括粗大泡沫发生器的情况下，粗大泡沫发生器可以与过滤模块1和导轨4成一体。在这种情况下，粗大泡沫发生器也能够与过滤模块1和导轨4一起联接至框架以及从框架拆下。
<清洁模块>
清洁模块2从下方将气泡供应至过滤模块1。如图1所示，清洁模块2包括气体供应管21、将气体供应至气体供应管21的气体供应装置(未示出)、以及连接至气体供应管21的扩散器管22。
气体供应管21基本是L形。更具体地，气体供应管21包括竖直部分和水平部分，所述竖直部分在过滤模块1后面的位置处沿着竖直方向(图1的Z方向)延伸，所述水平部分从竖直部分的底端向前延伸。供应管21的水平部分连接至扩散器管22。更具体地，扩散器管22连接至水平部分，以便在与水平部分的轴向方向(图1的Y方向)垂直的方向(图1的X方向)上延伸。气体供应管21的竖直部分连接至后上部框架3d和后下部框架3h，并且气体供应管21的水平部分连接至下部支撑框架3n，使得气体供应管21被框架3保持。
如图1所示，扩散器管22被布置在过滤模块1下方。扩散器管22具有气泡喷射孔23，气泡从该气泡喷射孔23喷射。扩散器管22在过滤模块1的宽度方向(图1的X方向)上平行地布置。
如图6所示，扩散器管22优选地被布置成：在俯视图中，气泡喷射孔23被布置在下部保持部件13之间。由于过滤装置被构造成：在俯视图中，清洁模块2的气泡喷射孔23被布置在下部保持部件13之间，所以从气泡喷射孔23喷射的气泡能够从下部保持部件13之间的区域适当地供应至过滤模块1。如图6所示，扩散器管22优选地被布置成：在俯视图中，气泡喷射孔23被布置在下部保持部件13之间，并且使得气泡喷射孔23还在每行的前端(图6中的左端)处被布置在下部保持部件13的前部，并且在每行的后端(图6中的右端)处被布置在下部保持部件13的后部。由于过滤装置被构造成：气泡喷射孔23在每行的前端处被布置在下部保持部件13的前部并且在每行的后端处被布置在下部保持部件13的后部，所以气泡能够从下部保持部件13的前侧和后侧上的区域供应至每个过滤模块1。因此，能够进一步增加将气泡供应至过滤装置的过滤模块1的效率
清洁模块2可以包括粗大气泡发生器，所述粗大气泡发生器被布置在扩散器管22与过滤模块1之间，并且将从扩散器管22喷射的气体间歇地供应至过滤模块1之间的空间。粗大气泡发生器可以例如是存储从扩散器管22供应的气体、且在气体的体积到达预定体积时间歇地喷射气体的设备。
<中空纤维膜>
中空纤维膜11是由多孔膜形成的管，该多孔膜允许水从中穿透，并且防止被处理液体中包含的杂质从中穿透。
存在区域A在长边方向(图1中的X方向)上的平均长度L1的下限值优选为300mm，并且更优选为500mm。平均值L1的上限值优选为1200mm，并且更优选为1000mm。当平均值L1在下限值以下时，存在不能获得足够过滤效率的风险。当平均长度L1在上限值以上时，操作可能变困难。
存在区域A在短边方向(图1中的Y方向)上的平均长度L2的下限值优选为10mm，并且更优选为15mm。平均长度L2的上限值优选为100mm，并且更优选为75mm。当平均长度L2在下限值以下时，存在不能获得足够过滤效率的风险。当平均值L2在上限值以上时，存在下面将描述的从扩散器管22喷射的气泡不能被适当地供应至成捆中空纤维膜11的中央部分的风险。
存在区域A在短边方向上的平均长度L2与存在区域A在纵向方向上的平均长度L1的比值(L2/L1)的下限值优选为1/80，并且更优选为1/50。平均长度L2与平均长度L1的比值(L2/L1)的上限值优选为1/3，并且更优选为1/10。当平均长度L2与平均长度L1的比值(L2/L1)在下限值以下时，过滤模块1可能难以操作。当平均长度L2与平均长度L1的比值(L2/L1)在上限值以上时，存在从扩散器管22喷射的气泡不能被适当地供应至成捆中空纤维膜11的中央部分的风险。
在每行中在前后方向上彼此相邻的过滤模块1的存在区域A之间的平均间隔(图1中的Y方向上的平均间隔)的下限值优选为10mm，并且更优选为15mm。存在区域A之间的平均间隔的上限值优选为30mm，并且更优选为25mm。当存在区域A之间的平均间隔在下限值以下时，过滤模块1的联接和拆卸可能困难。当存在区域A之间的平均间隔在上限值以上时，存在过滤模块1的密度减小并且过滤效率因此降低的风险。
中空纤维膜11在长边方向上的平均节距P1优选地大于中空纤维膜11在短边方向上的平均节距P2。中空纤维膜11在短边方向上的平均节距P2与中空纤维膜11在长边方向上的平均节距P1的比值的下限值优选为2/5，并且更优选为1/2。中空纤维膜11在短边方向上的平均节距P2与中空纤维膜11在长边方向上的平均节距P1的比值的上限值优选为4/5，并且更优选为2/3。当比值(P2/P1)在下限值以下时，存在中空纤维膜11在长边方向上的密度减小、并且不能获得足够过滤效率的风险。当比值(P2/P1)在上限值以上时，存在从扩散器管22喷射的足够量的气泡不能被供应至中空纤维膜11之间的区域的风险。
中空纤维膜11在存在区域A中的填充面积比的下限值优选为20％，更优选为30％。中空纤维膜11在存在区域A中的填充面积比的上限值优选为60％，更优选为55％。当中空纤维膜11的填充面积比在下限值以下时，存在每单位面积的中空纤维膜11的数量减小、并且不能获得足够过滤效率的风险。当中空纤维膜11的填充面积比在上限值以上时，存在中空纤维膜11之间的间隙过小并且从扩散器管22喷射的足够量的气泡不能被供应至中空纤维膜11之间的空间的风险。
在短边方向上布置在每个存在区域A中的中空纤维膜11的数量(布置数量)的下限值优选为8，更优选为12。在短边方向上布置的中空纤维膜11的数量的上限值优选为50，更优选为40。当在短边方向上布置的中空纤维膜11的数量在下限值以下时，存在不能获得每单位面积的足够过滤效率的风险。当在短边方向上布置的中空纤维膜11的数量在上限值以上时，存在从扩散器管22喷射的足够量的气泡不能被供应至中空纤维膜11之间的空间的风险。
在短边方向上的平均节距P2与中空纤维膜11的平均外径的比值的下限值优选为1。在短边方向上的平均节距P2与中空纤维膜11的平均外径的比值的上限值优选为3/2，更优选为7/5。当在短边方向上的平均节距P2与中空纤维膜11的平均外径的比值在下限值以下时，中空纤维膜11被布置成这样的状态：中空纤维膜11在径向方向上被压缩。因此，可能难以制造过滤模块1。当在短边方向上的平均节距P2与中空纤维膜11的平均外径的比值在上限值以上时，存在中空纤维膜11在短边方向上的密度减小并且不能获得足够过滤效率的风险。
中空纤维膜11的平均外径的下限值优选为1mm，更优选为1.5mm，并且更加优选为2mm。中空纤维膜11的平均外径的上限值优选为6mm，更优选为5mm，并且更加优选为4mm。当中空纤维膜11的平均外径在下限值以下时，存在中空纤维膜11的机械强度不足的风险。当中空纤维膜11的平均外径在上限值以上时，存在中空纤维膜11的柔性不足、并且当气体与其接触时中空纤维膜11不能充分振动或摇动的风险。因此，无法增加中空纤维膜11之间的间隙以引导气体穿过该间隙。还存在中空纤维膜11的表面积与中空纤维膜11的截面面积的比值减小并且减小过滤效率的风险。
中空纤维膜11的平均内径的下限值优选为0.3mm，更优选为0.5mm，并且更加优选为0.9mm。中空纤维膜11的平均内径的上限值优选为4mm，更优选为3mm。当中空纤维膜11的平均内径在下限值以下时，存在当从中空纤维膜11排放过滤物时出现的压力损失增大的风险。当中空纤维膜11的平均内径在上限值以上时，存在中空纤维膜11的厚度减小并且机械强度和杂质阻塞效果不足的风险。
中空纤维膜11的平均内径与平均外径的比值的下限值优选为3/10，更优选为2/5。中空纤维膜11的平均内径与平均外径的比值的上限值优选为4/5，更优先为3/5。当中空纤维膜11的平均内径与平均外径的比值在下限值以下时，存在中空纤维膜11的厚度过度增大并且中空纤维膜11的透水性减小的风险。当中空纤维膜11的平均内径与平均外径的比值在上限值以上时，存在中空纤维膜11的厚度减小并且机械强度和杂质阻塞效果不足的风险。
中空纤维膜11的平均有效长度(中空纤维膜11的有效部分的平均长度)的下限值优选为1m，更优选为2m。中空纤维膜11的平均有效长度的上限值优选为6m，更优选为5m。当中空纤维膜11的平均有效长度在下限值以下时，存在如下风险：中空纤维膜11不能由沿着中空纤维膜11流动的气体充分摇动，并且中空纤维膜11之间的间隙不能增大以引导气体穿过间隙。当中空纤维膜11的平均有效长度在上限值以上时，存在如下风险：由于中空纤维膜11的重量而使得纤维膜11的弯曲量过度增大，并且当过滤模块1联接或拆卸时，过滤模块1不能容易操作。
布置在上部保持部件12与下部保持部件13之间的中空纤维膜11优选是松弛的。在过滤装置被构造成使得中空纤维膜11松弛的情况下，当中空纤维膜11摇动时，中空纤维膜11之间的间距能够增大，以引导气体穿过间隙，并且能够通过中空纤维膜11的振动而增大清洁效果。此外，在过滤装置被构造成使得中空纤维膜11松弛的情况下，下部保持部件13能够由导轨4容易且可靠地保持。
当中空纤维膜11松弛时，中空纤维膜11的平均有效长度与在使用状态下的上部保持部件12与下部保持部件13之间的间隙(每个中空纤维膜11的有效部分的两端之间的平均线性距离)的比值(一个简单实例为：当中空纤维膜11的有效部分松弛且为弧形时，弧长与弦长之间的比值)的下限值优选为1.01，更优选为1.02。该比值的上限值优选为1.2，更优选为1.1。当该比值在下限值以下时，中空纤维膜11不能通过沿着中空纤维膜11流动的气体而充分摇动，并且存在中空纤维膜11之间的间隙不能充分增大以引导气体穿过间隙的风险。当该比值在上限值以上时，存在清洁效果不能充分增加并且当过滤模块1联接或拆卸时过滤模块1不能容易操作的风险。
<优点>
过滤装置被构造成使得多个过滤模块1和单个清洁模块2由单个框架3保持，因此可以减小过滤装置的尺寸。此外，过滤装置被构造成使得在水平平行布置的框架部件的对向表面之间延伸的导轨4与下部保持部件13接合，使得过滤模块1由框架3保持。因此，已经附着至中空纤维膜的表面的杂质能够通过从清洁模块2供应的气泡而容易且可靠地移除。换言之，由于过滤装置被构造成使得与下部保持部件13接合的导轨4在框架部件的对向表面之间延伸，所以来自清洁模块2的气泡能够被容易地直接供应至过滤模块1，而不会被其它部件阻塞。因此，过滤装置的尺寸能够减小，并且中空纤维膜11的清洁效率能够增加。
[第二实施例]
类似于第一实施例的过滤装置，根据第二实施例的过滤装置在使用时浸没在被处理液体中，并且主要包括多个过滤模块、清洁模块、保持过滤模块和清洁模块的框架、以及多个导轨。如图7所示，过滤装置类似于根据第一实施例的过滤装置，除了框架103具有不同的形状之外。
过滤装置被构造成使得导轨4在水平地平行布置的框架3的框架部件的对向表面之间延伸。框架103的、除了下文所述的三个辅助框架部件(右部辅助框架103a、左部辅助框架103b和中央辅助框架103c)之外的框架部件类似于图2所示的框架3的框架部件，除了例如下文所述的一些框架部件在竖直方向上具有不同的宽度之外。因此，除了辅助框架部件之外的框架部件由与框架3的附图标记相同的附图标记表示，并且省略其描述。
辅助框架部件在框架部件(右下部框架3i、左下部框架3j、和下部支撑框架3n，这些框架被称为下部导轨保持框架部件)上方被水平地平行布置，与下部保持部件接合的导轨4在该框架部件之间延伸。辅助框架部件防止过滤模块的振动和跌落。
辅助框架部件在竖直方向上的宽度优选地大于下部导轨保持框架部件在竖直方向上的宽度。当辅助框架部件的竖直宽度大于下部导轨保持框架部件的竖直宽度时，能够减小下部导轨保持框架部件的竖直宽度，同时保持框架103的强度。因此，由于能够减小下部导轨保持框架部件的竖直宽度，所以能够更容易地安装诸如为集水管的管，并且能够便于过滤模块的下部的维修。
如图7所示，在成对的前部竖直框架3a的下部位置之间延伸的前下部框架3g和在成对的后部竖直框架3b的下部位置之间延伸的后下部框架3h优选地被布置在与辅助框架部件相同的高度处。当除了在其之间延伸有与下部保持部件接合的导轨4的下部框架之外的下部框架在与辅助框架部件相同的高度处时，框架103的强度和可设计性能够增大。然而，作为替代，除了其间延伸有导轨4的下部框架之外的下部框架(前下部框架3g和后下部框架3h)可以被布置在与其间延伸有导轨4的下部框架(右下部框架3i、左下部框架3j和下部支撑框架3n)相同的高度处。
此外，只要过滤装置至少在框架103的外侧(在前部竖直框架3a与后部竖直框架3b之间)包括辅助框架部件，就可以省略中央辅助框架103c。
当要联接或拆卸过滤模块时，可以从其它框架移除右部辅助框架103a或左部辅助框架103b。由此，能够简单地联接或拆卸过滤模块。
[其它实施例]
应该理解，上文公开的实施例仅是示例，并且在所有方面都是非限制性的。本发明的范围不被上述实施例的构造限制，而是由权利要求限定。本发明旨在包括权利要求范围的等同物以及所有落入权利要求的范围内的修改。
例如，过滤装置的过滤模块不必被布置成两行，并且作为替代，过滤模块可以被布置成例如单行。过滤装置不限于包括单个清洁模块的过滤装置，并且作为替代，过滤装置可以包括具有气体供应设备和与该气体供应设备连接的扩散器管的多个清洁模块。
过滤装置不必被构造成使得排放喷嘴形成在上部保持部件和下部保持部件上。更具体地，过滤装置可以被构造成使得排放喷嘴形成在上部保持部件或下部保持部件上，并且使得仅从其上形成有排放喷嘴的保持部件取出过滤物。其上未形成有排放喷嘴的保持部件的结构不受具体限制。例如，中空纤维膜可以被保持为使得其开口被密封。可替代地，每个中空纤维膜可以弯曲成U形，并且弯曲杆构件可以被布置在弯曲部分处。
排放喷嘴不必从上部保持部件的外壳的上部或下部保持部件的外壳的底部突出，并且作为替代，排放喷嘴可以例如从上部保持部件或下部保持部件在轴向方向上的侧壁突出，从而在轴向方向上延伸。
在俯视图中，清洁模块的气泡喷射孔不必被布置在下部保持部件之间，并且在俯视图中，作为替代，气泡喷射孔可以被布置在与下部保持部件重叠的区域中。过滤装置被构造成：即使在俯视图中，当清洁模块的气泡喷射孔被布置在与下部保持部件重叠的区域中时，气泡也能够被从下部保持部件之间的区域简单地供应至过滤模块。
清洁模块可以包括引导机构，在俯视图中，该引导机构将从扩散器管的气泡喷射孔喷射的气泡引导至下部保持部件之间的区域。这种引导机构的一个实例积聚从扩散器管喷射的气泡，并且在积聚的空气的体积到达预定体积时间歇地喷射气体。
过滤装置可以包括例如喷射式空气扩散设备(在该喷射式空气扩散设备中，气体从扩散器或分布器喷射)或气泡喷射喷嘴(该气泡喷射喷嘴喷射水和气泡的混合物)作为清洁模块。
过滤装置优选地被构造成使得框架不出现于下部保持部件之间。然而，例如，框架可存在于一些下部保持部件之间。
每个下部保持部件都不必设置有与导轨接合的成对的凹槽，并且作为替代，每个下部保持部件可以形成为使得其在两个侧表面之间的长度(宽度)朝向底部逐步改变，使得下部保持部件能够与导轨接合。
导轨不必在如图2所示的上部框架(右上部框架3e和左上部框架3f)与上部支撑框架3m之间延伸。联接上部保持部件的方式不受限制。上部保持部件可以由例如在上部保持部件的纵向方向上延伸的框架保持。
过滤装置可以包括一个或多个盖，所述盖覆盖膜模块以增加中空纤维膜的清洁效率。
过滤装置可以用作各种类型的过滤装置，包括：外压式过滤装置，在该外压式过滤装置中，压力在中空纤维膜的外周表面侧上增加，并且被处理液体朝向中空纤维膜的内周表面侧渗透；浸入式过滤装置，在该浸入式过滤装置中，被处理液体通过内周表面侧上的渗透压或负压而朝向内周表面侧渗透；以及内压式过滤装置，在该内压式过滤装置中，压力在中空纤维膜的内周表面侧上增加，并且被处理液体朝向中空纤维膜的外周表面侧渗透。特别地，过滤装置适于用作外压式过滤装置。
工业实用性
如上所述，根据本发明的过滤装置的尺寸能够通过相对密集地布置过滤模块而减小，并且能够增加中空纤维膜的清洁效率。过滤装置适于用作各个领域中的固液分离处理装置。
附图标记列表
1 过滤模块
2 清洁模块
3、103 框架
3a 前部竖直框架
3b 后部竖直框架
3c 前上部框架
3d 后上部框架
3e 右上部框架
3f 左上部框架
3g 前下部框架
3h 后下部框架
3i 右下部框架
3j 左下部框架
3k 前部支撑框架
3l 后部支撑框架
3m 上部支撑框架
3n 下部支撑框架
4 导轨
11 中空纤维膜
12 上部保持部件
13 下部保持部件
14、18 排放喷嘴
16 凹槽
17 凹槽
21 气体供应管
22 扩散器管
23 气泡喷射孔
103a 右部辅助框架
103b 左部辅助框架
103c 中央辅助框架

Claims (7)

1.过滤装置，包括：
多个过滤模块，每个所述过滤模块包括多个中空纤维膜和成对的杆形保持部件，所述多个中空纤维膜沿着竖直方向被平行地布置，以形成基本窗帘形形状，所述成对的杆形保持部件固定所述多个中空纤维膜的顶端和底端；
一个或多个清洁模块，所述一个或多个清洁模块从下方将气泡供应至所述多个过滤模块；以及
框架，所述框架保持所述多个过滤模块和所述一个或多个清洁模块，
其中，所述多个过滤模块被平行地布置，并且所述多个过滤模块之间具有基本恒定的间隔，并且
其中，与所述多个过滤模块的多个下部保持部件相接合的多个导轨在水平平行布置的多个框架部件的对向表面之间延伸。
2.根据权利要求1所述的过滤装置，其中，所述一个或多个清洁模块具有多个气泡喷射孔，在俯视图中，所述多个气泡喷射孔被布置在所述多个下部保持部件之间。
3.根据权利要求1或2所述的过滤装置，其中，所述框架不出现在所述多个下部保持部件之间的区域中。
4.根据权利要求1、2或3所述的过滤装置，其中，水平平行布置的多个辅助框架部件被布置在如下的成对框架部件的上方：与所述多个下部保持部件相接合的所述多个导轨在所述成对框架部件之间延伸。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的过滤装置，其中，所述导轨是平行布置的成对圆杆，并且
其中，每个所述下部保持部件具有形成在其两个侧表面上的成对凹槽，所述成对圆杆被配合至所述成对凹槽。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的过滤装置，其中，被布置在所述成对保持部件之间的所述多个中空纤维膜是松弛的。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的过滤装置，其中，在所述多个导轨与所述多个过滤模块的所述多个下部保持部件相接合的状态下，所述多个过滤模块和所述多个导轨以可拆卸的方式联接至所述框架。
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