CN108367250A - 过滤装置的操作方法以及过滤装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一个方面，过滤装置的操作方法是包括三个以上过滤模块的过滤装置的操作方法，该方法包括采用过滤模块进行过滤处理的过滤步骤，和一部分过滤模块停止进行过滤处理并且停止进行过滤处理的过滤模块同时被清洁的清洁步骤。根据本发明的另一方面，过滤装置是包括三个以上过滤模块、收集来自过滤模块的滤液的收集系统以及同时清洁一部分过滤模块的清洁系统的过滤装置。

Description

过滤装置的操作方法以及过滤装置

技术领域

本发明涉及过滤装置的操作方法以及过滤装置。

本发明要求于2016年1月22日提交的日本专利申请号2016-011023的优先权，通过引用的方式将其全部并入本文中。

背景技术

包括具有多个过滤膜的束的过滤模块的过滤装置已在污水处理或者药物生产等中作为固-液分离装置使用，过滤膜比如为中空纤维膜(参见日本特开2015-6653号公报)。

在过滤处理中，将过滤模块浸没在待处理液中，允许待处理液中包括的除杂质以外的物质渗透进入渗透膜的内部，同时阻止滤膜表面的杂质的渗透。

然而，由于这样的过滤装置在滤膜表面上阻止待处理液中包括的杂质的渗透，连续地进行过滤处理可能导致滤膜表面被附着在其上的杂质污染。即，可能出现膜的结垢。因此，在这样的过滤装置中，根据需要进行清洁，并且以间歇的方式进行过滤处理的操作以便防止膜的结垢。在这种清洁中通常使用的一种清洁方法是以在线清洁(in-line cleaning)的反冲洗。在在线清洁中，通过向中空纤维膜内喷射清洁用水、清洁用水与化学品的混合物等进行清洁，以便使清洁用水等在从膜内部到膜外部的方向穿过中空纤维膜。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开2015-6653号公报

发明内容

根据本发明的一个方面，过滤装置的操作方法是包括三个以上的过滤模块的过滤装置的操作方法，该方法包括采用过滤模块进行过滤处理的过滤步骤，和使一部分过滤模块停止进行过滤处理并且同时清洁停止进行过滤处理的过滤模块的清洁步骤。

根据本发明的另一方面，过滤装置是包括三个以上的过滤模块、收集来自过滤模块的滤液的收集系统和同时清洁一部分过滤模块的清洁系统的过滤装置。

附图说明

图1是示意性地示出了根据本发明实施方式的过滤装置的结构的图。

图2是示意性地示出了图1中所示的过滤装置的操作方法的图。

图3是示意性地示出了根据不同于图1中所示的实施方式的过滤装置的结构的图。

具体实施方式

[本发明解决的技术问题]

通常，过滤装置包括多个同时进行过滤处理的过滤模块。当洁净度(例如，污染程度)在多个过滤模块之间变化时，污染较轻的过滤模块比污染较重的过滤模块具有较小的压力损失，因此，通过抽吸从污染较轻的过滤模块吸引的处理液的量增加。这导致在污染较轻的过滤模块上施加了非期望的负载，以及导致，例如，使用寿命的缩短。

本发明是鉴于以上问题做出的。本发明的目的是提供一种包括多个过滤模块的过滤装置的操作方法，利用该方法能够减小过滤模块之间的负载的不均衡，以及提供这种过滤装置。

[实施方式的描述]

根据本发明的一个方面，过滤装置的操作方法是包括三个以上的过滤模块的过滤装置的操作方法，该方法包括采用过滤模块进行过滤处理的过滤步骤，和使一部分过滤模块停止进行过滤处理并且同时清洁停止进行过滤处理的过滤模块的清洁步骤。

在过滤装置的操作方法中，该过滤装置包括三个以上的过滤模块，并且只有一部分过滤模块被清洁，同时使用其它未被清洁的过滤模块继续进行过滤处理。在过滤装置的操作方法中，多个过滤模块同时被清洁。这使得多个过滤模块能够以相同的计时被清洁，并且使得过滤模块的污染程度相等。结果，可以减小过滤模块之间的负载的不均衡，因此，过滤模块的使用寿命延长。此外，在上述的清洁步骤中，与逐一清洁过滤模块的情形相比，清洁所有过滤模块所需的时间量可以减少。这减小了在污染程度在多个过滤模块之间变化的条件下进行过滤处理的时间量。

在上述的清洁步骤中，可以同时清洁已经在互相相同或者几乎相同的时间量未被清洁的多个过滤模块。同时清洁已经在互相相同或者几乎相同的时间量未被清洁的多个过滤模块减小了不经清洁而继续进行过滤处理的过滤模块之间的污染程度的变化。这减小了当其它过滤模块被清洁时可能出现的一部分过滤模块之间的负载的不均衡。本文中使用的表述“几乎相同的时间量”是指过滤模块未被清洁的时间量之间的差为5％以下，优选为1％以下。

过滤装置中包括的过滤模块的总数可以是偶数，并且所有过滤模块的一半可以在清洁步骤中同时被清洁。当过滤模块的数量是偶数，并且过滤模块的一半同时被清洁时，所有的过滤模块能够在两次清洁步骤中被清洁。这进一步减少了清洁所需的时间量。此外，当一半的过滤模块被清洗时，另一半过滤模块能够用来进行过滤处理。这使得即使当一部分过滤模块被清洁时，仍能够保持在不执行清洁步骤(即，常规操作期间)时实现的处理能力的50％以上。

清洁步骤中进行清洁的时间量优选是进行过滤处理的时间量的0.3％以上5％以下。将上述清洁时间量设置为落入上述范围内进一步减小了最先被清洁的模块与最后被清洁的模块之间的污染程度的差。

根据本发明的另一方面，过滤装置是包括三个以上的过滤模块、收集来自过滤模块的滤液的收集系统以及同时清洁一部分过滤模块的清洁系统的过滤装置。

过滤装置包括三个以上的过滤模块，并且清洁一部分过滤模块的同时利用其它未被清洁的过滤模块继续进行过滤处理。

过滤装置同时清洁多个过滤模块。这使得多个过滤模块在相同的计时被清洁，并且使得过滤模块的污染程度相等。结果，过滤模块之间的负载的不均衡能够减小，因此，过滤模块的使用寿命延长。此外，由于过滤装置能够同时清洁多个过滤模块，所以与逐一清洁过滤模块的情形相比，清洁所有过滤模块所需的时间量能够减少。这减少了当污染程度在多个过滤模块之间变化的情况下进行过滤处理的时间量。[本公开的有益效果]

根据本发明，过滤装置的操作方法以及过滤装置可以减小多个过滤模块之间的负载的不均衡。

[实施方式的详细描述]

参照附图如下描述根据本发明实施方式的过滤装置和过滤装置的操作方法。

[根据第一实施方式的过滤装置]

图1中所示的过滤装置10主要包括三个过滤模块、收集来自过滤模块的滤液的收集系统以及清洁过滤模块的清洁系统。

<过滤模块>

过滤装置10包括三个过滤模块(即，第一过滤模块1a，第二过滤模块1b，以及第三过滤模块1c)。每个过滤模块被浸没在存储于水箱2的待处理液中，并且与包括在如下描述的收集系统中的收集管3连接，以及与包括在如下描述的清洁系统中的清洁管4连接。

每个过滤模块包括过滤膜。过滤膜没有限制，可以是任何能够将待处理液中包含的杂质分离的过滤膜。过滤模块的结构的具体实例包括在上下保持部件之间以窗帘状方式排布多个中空纤维膜的结构。每个过滤模块可以包括由多个过滤模块通过诸如集水管的共同部分结合在一起而组成的块。

每个过滤模块中包括的过滤膜为允许水渗透通过并阻止待处理的水中包括的杂质渗透通过的多孔膜。过滤膜可由热塑性树脂组成。热塑性树脂的实例包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯、聚砜、聚乙烯醇、聚苯醚、聚苯硫醚、醋酸纤维素、聚丙烯腈以及聚四氟乙烯(PTFE)。在上述热塑性树脂中，优选聚偏二氟乙烯和PTFE。

<收集系统>

过滤装置10中包括的收集系统构成了吸入系统，借助其通过抽吸从多个过滤模块吸引已处理的水。收集系统主要包括与每个过滤模块连接的收集管3和设置在收集管3上的吸入泵P1，通过收集管3收集来自过滤模块的已处理的水，利用吸入泵P1通过抽吸来收集已处理的水。

收集管3包括同时并行地从两个过滤模块(即，第一过滤模块1a和第二过滤模块1b)收集已处理的水的第一管道3a、第二管道3b——通过其仅从第三过滤模块1c收集已处理的水，以及主管道3c——通过其将第一管道3a和第二管道3b连接至吸入泵P1。

切换系统(即，第一三通阀V1和第二三通阀V2)分别位于第一管道3a与主管道3c之间，以及第二主管道3b与主管道3c之间，该切换系统用于切换为连接到如下描述的清洁管4中包括的主管道4a。换句话说，第一管道3a或者第二管道3b、收集管3的主管道3c，以及如下描述的清洁管4的主管道4a，均连接到切换系统(即，三通阀)的接头。需要注意的是，切换系统不限于三通阀，其可以由多个闸阀组成。

<清洁系统>

过滤装置10中包括的清洁系统主要包括清洁管4——通过其将清洁用水供应至多个过滤模块、与清洁管4连接的储存清洁用水的清洁用水箱5以及位于清洁管4上的给料泵P2——借助其通过施加压力将清洁用水供应至过滤模块。

清洁管4包括将清洁用水箱5与第一三通阀V1和第二三通阀V2相连接的主管道4a。清洁管4还包括与收集管3共用并且作为连接管线将清洁管4分别与过滤模块连接的第一管道3a和第二管道3b。换句话说，清洁管4包括第一管道3a和第二管道3b。上述管道构成了将清洁用水从清洁用水箱5供应给各个过滤模块的连接管线。因此，两个过滤模块，即，第一过滤模块1a和第二过滤模块1b，同时并行地通过第一管道3a被供给清洁用水，而第三过滤模块1c仅通过第二管道3b被供给清洁用水。

上述清洁管4的结构使得过滤装置10的清洁系统能够同时清洁一部分过滤模块(即，第一过滤模块1a和第二过滤模块1b)。

清洁用水箱5储存的清洁用水的实例包括用过滤模块已处理的水以及包括清洁化学品的化学溶液。具体地，可以使用的结构包括用作清洁用水箱5的储存已处理的水的水箱和储存化学品的水箱，以及与具体的一个水箱连接的给料泵，其中处理的水和化学品从各自的水箱通过各自的给料泵被供应至过滤模块，同时互相混合。上述结构使得过滤模块中包括的过滤膜能够以适当的方式被清洁。

[过滤装置的操作方法]

如下描述使用过滤装置10的根据本发明实施方式的过滤装置的操作方法。

如图2所示，过滤装置的操作方法包括采用上述过滤模块进行过滤处理的过滤步骤S1、一部分过滤模块停止进行过滤处理并且同时清洁停止进行过滤处理的多个过滤模块的第一清洁步骤S2和使在第一清洁步骤S2中未被清洁的其它过滤模块停止进行过滤处理并且清洁停止进行过滤处理的过滤模块的第二清洁步骤S3。

<过滤步骤>

在过滤步骤S1中，为了生产已处理的水，使用多个过滤模块和收集系统进行待处理的水的过滤处理。

在过滤步骤S1中，所有的过滤模块用来进行过滤处理。具体地，控制第一三通阀V1和第二三通阀V2使得过滤模块连接到收集管3的主管道3c，并且从第一过滤模块1a、第二过滤模块1b和第三过滤模块1c收集已处理的水。

<第一清洁步骤>

在第一清洁步骤S2中，一部分过滤模块停止进行过滤处理，并且同时清洁停止进行过滤处理的多个过滤模块。在过滤装置10中，停止第一过滤模块1a和第二过滤模块1b进行过滤处理并且清洁第一过滤模块1a和第二过滤模块1b对应第一清洁步骤S2。在该清洁中，控制第一三通阀V1使得第一过滤模块1a和第二过滤模块1b以上述方式连接到清洁管4的主管道4a，并且将清洁用水供应至上述过滤模块。

当进行第一清洁步骤S2时，使用其它未被清洁的过滤模块进行过滤处理。在第一清洁步骤S2中清洁第一过滤模块1a和第二过滤模块1b的情况中，在该步骤中，仅使用第三过滤模块1c进行过滤处理。具体地，除了控制第一三通阀V1之外，第二三通阀也被控制，使得第三过滤模块1c被连接到收集管3的主管道3c。

<第二清洁步骤>

在第二清洁步骤S3中，使在第一清洁步骤S2中未被清洁的其它过滤模块停止进行过滤处理并且随后被清洁。在过滤装置10中，停止第三过滤模块1c进行过滤处理并且清洁第三过滤模块1c对应第二清洁步骤S3。在该清洁中，控制第二三通阀V2，使得第三过滤模块1c连接到清洁管4的主管道4a，并且将清洁用水供应给第三过滤模块1c。当进行第二清洁步骤S3时，使用在第一清洁步骤S2中已被清洁的其他过滤模块——即，第一过滤模块1a和第二过滤模块1b——继续进行过滤处理。

第一清洁步骤S2和第二清洁步骤S3的执行顺序并没有限制。第一清洁步骤S2可以先于第二清洁步骤S3执行，如附图2中所述。或者，第二清洁步骤S3可以先于第一清洁步骤S2执行。优选连续地执行第一清洁步骤S2和第二清洁步骤S3，以减少清洁所有过滤模块所需的时间量并且减小过滤模块之间的污染程度的差。

在首先执行的清洁步骤(即，第一清洁步骤S2或第二清洁步骤S3)中，优选清洁最长时间未被清洁(即，污染最严重)的过滤模块。这提高了过滤处理的效率。

在过滤装置的操作方法中，继第一清洁步骤S2和第二清洁步骤S3之后，再次执行过滤步骤S1，并且，经过一定量的时间后，再次进行清洁(即，第一清洁步骤S2和第二清洁步骤S3)。重复进行上述步骤的循环。

在过滤装置的操作方法中，只有一部分过滤模块(即，第一过滤模块1a和第二过滤模块1b)被清洁，而使用其他未被清洁的过滤模块(即，第三过滤模块1c)继续进行过滤处理。在过滤装置的操作方法中，同时清洁多个过滤模块。这使得多个过滤模块能够在相同的计时被清洁，从而使得过滤模块的污染程度相同。结果，可以减小过滤模块之间的负载的不均衡，因此，过滤模块的使用寿命增加。此外，由于过滤装置的操作方法包括同时清洁多个过滤模块的第一清洁步骤S1，所以与逐一清洁过滤模块的情形相比，清洁所有过滤模块所需的时间量能够减少。这减少了当污染程度在多个过滤模块之间变化的条件下进行过滤处理的时间量。

在过滤装置10中，清洁用泵(即，给料泵P2)可以在多个过滤模块间共用。这降低了设备成本、减小了设备空间等。

在过滤装置的操作方法中，通常组合使用第一过滤模块1a和第二过滤模块1b执行第一清洁步骤S2。换句话说，在过滤装置的操作方法中，重复进行同时清洁已经在互相相同或者几乎相同的时间量未被清洁的多个过滤模块(即，在第一清洁步骤S2中)。这减小了在清洁第三过滤模块1c的过程中(即，第二清洁步骤S3)使用第一过滤模块1a和第二过滤模块1b继续进行过滤处理时，可能出现的第一过滤模块1a和第二过滤模块1b之间的污染程度的变化，其结果是，减小了两个过滤模块之间的负载的不均衡。

在第一清洁步骤S2和第二清洁步骤S3中进行清洁的时间量的下限值优选为进行过滤处理的时间量的0.3％，更优选为0.5％。上述清洁时间量的上限值优选为上述过滤处理时间量的5％，更优选为4％。如果清洁时间量小于下限值，可能无法清洁至足够的程度。相反，如果清洁时间量大于上限值，处理效率会降低。

[根据第二实施方式的过滤装置]

图3所示的过滤装置20主要包括四个过滤模块(即，第一过滤模块1a、第二过滤模块1b、第三过滤模块1c和第四过滤模块1d)、收集来自过滤模块的滤液的收集系统以及清洁过滤模块的清洁系统。除了过滤模块的数量变为四个，图3所示的过滤装置具有与图1所示的过滤装置10同样的结构。因此，省略重复的描述。

在过滤装置20中，第二管道3b与第三过滤模块1c和第四过滤模块1d连接。换句话说，过滤装置20被配置成能够同时清洁第三过滤模块1c和第四过滤模块1d。

由于过滤装置20中包括的过滤模块的总数是偶数，所以当在一个清洁步骤中同时清洁一半(即，2个)的过滤模块时，在两个清洁步骤中能够清洁所有的过滤模块。这减少了清洁所有过滤模块所需要的时间量。此外，当两个过滤模块被清洁时，可以使用另外两个过滤模块进行过滤处理。这使得即使当一部分过滤模块被清洁时，仍能够保持在不执行清洁步骤(即，常规操作期间)时实现的处理能力的50％以上。换句话说，与图1所示的过滤装置10不同，过滤装置20没有必要执行清洁单个过滤模块的第二清洁步骤。

[其它实施方式]

在此公开的实施方式在所有方面均视为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求表明，而非由以上实施方式中所述的结构表明。在权利要求的等价物的含义和范围内的所有变化因此均被包含于其中。

过滤装置可以包括五个以上的过滤模块。然而，考虑上述原因，过滤模块的数量优选为偶数。即使在过滤模块的数量是偶数的情形下，同时清洁全部过滤模块的一半也不总是必需的；过滤模块可被分为组，每个组包含一定数量的少于过滤模块的总数的一半的过滤模块，以及同时清洁多个过滤模块的步骤可被执行三次以上。或者，可以使一部分过滤模块经历如图1所示的过滤装置10的操作方法中所述的第二清洁步骤(即，仅清洁一个过滤模块的步骤)。

然而，在上述实施方式中，过滤模块总是以相同的组合同时被清洁，同时被清洁的过滤模块的组合可在每个清洁步骤中通过改变管道的结构等而变化。然而，优选的是总是以相同的组合同时清洁过滤模块，以便减小未经清洁而继续进行过滤处理的过滤模块之间的污染程度的变化。

过滤装置的清洁方法并不限于使用清洁用水或者清洁用水与化学品的混合物以在线清洗方式进行的上述反冲洗；其它方法或方式可被用于进行清洁。用于进行清洁的结构并不限于上述实施方式中描述的结构。即，用于清洁的管道和用于收集已处理的水的管道可以彼此独立地设置。

附图标记列表

1a,1b,1c,1d 过滤模块

2 水箱

3 收集管

3a 第一管道

3b 第二管道

3c 主管道

4 清洁管

4a 主管道

5 清洁用水箱

10,20 过滤装置

V1 第一三通阀

V2 第二三通阀

P1 吸入泵

P2 给料泵

Claims (6)

1.一种过滤装置的操作方法，所述过滤装置包括三个以上的过滤模块，所述方法包括：

使用所述过滤模块进行过滤处理的过滤步骤；以及

使一部分所述过滤模块停止进行所述过滤处理，并且同时清洁停止进行所述过滤处理的过滤模块的清洁步骤。

2.根据权利要求1所述的过滤装置的操作方法，其中，在所述清洁步骤中，同时清洁已经在互相相同或者几乎相同的时间量未被清洁的多个过滤模块。

3.根据权利要求2所述的过滤装置的操作方法，其中所述过滤模块未被清洁的时间量之间的差为5％以下。

4.根据权利要求1、2或者3所述的过滤装置的操作方法，其中所述过滤装置中包括的所述过滤模块的总数为偶数，并且全部所述过滤模块的一半在所述清洁步骤中同时被清洁。

5.根据权利要求1、2或者3所述的过滤装置的操作方法，其中在所述清洁步骤中进行清洁的时间量为进行所述过滤处理的时间量的0.3％以上5％以下。

6.一种过滤装置，所述过滤装置包括三个以上的过滤模块，所述装置包括：

收集来自所述过滤模块的滤液的收集系统；以及

同时清洁一部分所述过滤模块的清洁系统。