CN1344582A - 过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明要防止空心纤维滤膜型过滤装置的堵塞。利用漏斗件3将过滤筒2分成上侧的过滤室4和下侧的回收室5。空心纤维滤膜组件6成缠绕状扩展状态地配置于过滤室4内。原液W1从注入管7的喷出口7a、7b沿径向喷出。因此,空心纤维滤膜组件6积极地呈缠绕状扩展并同时振动。因而,原液W1可遍及空心纤维滤膜组件6的内部、高效地进行过滤,同时,剥离附着物10。玻璃的附着物10进入回收室5中。进入回收室5的附着物10不会返回到过滤室4内,附着物10一旦被去除便不会再次附着到空心纤维滤膜组件6上。

Description

过滤装置
                             技术领域
本发明涉及过滤装置，在采用空心纤维滤膜组件并利用外压过滤方式的过滤装置中，可在有效去除附着在空心纤维滤膜组件表面上的附着物的同时防止去除附着物再次附着到其上，从而更好地提高过滤效率。
                             背景技术
空心纤维滤膜作为液体过滤介质是已知的。通过用这样的空心纤维滤膜进行过滤，可进行超纯净水制造、上水除菌、溶剂或润滑油的精制、溶剂中有效物质的回收、废液、废水的处理或回收等。
作为利用空心纤维滤膜来过滤的方式地存在着外压过滤方式和内压过滤方式。在采用空心纤维滤膜的过滤装置中，在壳体内配置有多个空心纤维滤膜。
在外压过滤方式中，将筒状(草杆状)空心纤维滤膜的一端被封住，另一端开放(另一端作为出口端面)。而且，对原液加压并供给空心纤维滤膜外周面侧。原液从空心纤维滤膜的外周面侧渗透到内周面侧过滤掉脏物的过滤液进入到空心纤维滤膜的内部空间该过滤液从出口端面流出。采用这样的外压过滤方式，在过滤时，全部的原液都渗透过空心纤维滤膜(从外周侧渗透到内周侧)。因而该外压过滤方式被称为外压全过滤方式。
在内压过滤方式中，筒状(禾杆状)的空心纤维滤膜的一端和另一端共同打开(一端作为入口端面、另一端作为出口端面)。并且，加压的原液从入口端面供给到空心纤维滤膜的内部空间，从出口端面流出。这时，受压原液的一部分从空心纤维滤膜内周面渗向外周面，过滤液也从空心纤维滤膜的外周面流出。脏物与原液一起在空心纤维滤膜的内部空间中流通，不会从空心纤维滤膜的外周侧流出。根据这样的内压过滤方式，在过滤时，不是全部原液，而是其中一部分透过空心纤维滤膜(从内周侧渗透到外周侧)。
但是，在采用外压过滤方式的情况下，由于全部原液渗透过空心纤维滤膜，所以在空心纤维滤膜的外周面上于短时间内便附着有大量脏物(附着物)。这样一来，如果附着有脏物，则产生堵塞并使过滤效率降低。
因此，过去，在采用空心纤维滤膜利用外压过滤方式过滤的过滤装置中，为去除附着在空心纤维滤膜外周面上的脏物并再生空心纤维滤膜，在过滤运转停止后要进行下述的再生操作。
即，在使过滤运转停止后，从空心纤维滤膜的出口端面侧向空心纤维滤膜的内部空间供给澄清的水或空气，进行使该水或空气从内周面侧渗透到外周面侧的反洗(冲洗)，去除附着物。并且，被除去的附着物被排除到壳体外。
但是，在采用空心纤维滤膜利用外压过滤方式的过滤装置中，为了利用上述传统的技术去除附着物，不得不暂时停止过滤运转，使过滤运转效率降低。并且，不能进行长时间的稳定的过滤运转。进而，若通过反洗使过滤能力暂时恢复，当重复几次产生堵塞再进行反洗操作时，过滤能力不能恢复到开始的状态。由于大量的附着物进入到空心纤维滤膜的内部，仅通过反洗操作不能去除这样的附着物，不能消除堵塞的状态。
此外，使多个(数百个～数千个)空心纤维滤膜成束的现有空心纤维滤膜组件设置在比空心纤维滤膜组件的略粗的筒状体内部。因此，空心纤维滤膜组件保持在窄窄地集束于筒状体内部的状态下。在采用配置在这样的筒状体内部的空心纤维滤膜组件并利用外压过滤方式进行过滤的情况下，在空心纤维滤膜组件中的中央部分(内侧部分)中的空心纤维滤膜相互紧密接触，大量原液难以遍布其中。因此，在现有的空心纤维滤膜组件中，外周侧的过滤效率高，但过滤效率向着中央降低，整体限制了过滤效率。
                           发明内容
鉴于上述现有技术，本发明目的是提供一种过滤装置，在采用由多个(数百个～数千个)空心纤维滤膜束成的空心纤维滤膜组件并利用外压过滤方式过滤的过滤装置中，在过滤过程中去除附着在空心纤维滤膜组件表面上的附着物的同时，可防止去除附着物再次附着在空心纤维滤膜组件的表面上，从而进一步提高过滤效率。
解决上述课题的本发明的结构特征为，它包括：其轴向被设置成沿上下方向的过滤筒；多个空心纤维滤膜的上端被束住而下端呈自由状态、配置在前述过滤筒内呈缠绕状变宽的空心纤维滤膜组件；从前述空心纤维滤膜组件的径向方向的中央位置向半径方向的外侧喷出原液并且将原液注入到过滤筒内的原液注入装置
并且，本发明的结构的特征为，它包括：轴向沿上下方向配置的过滤筒；呈开口面积向下方变窄的形状配置于前述过滤筒内部、将该过滤时的内部划分成上过滤室和下回收室的漏斗件；多个空心纤维滤膜的上端被束住下端呈自由状态、配置在前述过滤筒内且成缠绕状变宽的空心纤维滤膜组件；从前述空心纤维滤膜组件的径向方向的中央位置向半径方向的外侧喷出原液并且将原液注入到过滤室内的原液注入装置。
并且，本发明的结构的特征为，它包括：轴向沿上下方向配置的过滤筒；呈开口面积向下方变窄的形状配置于前述过滤筒内部、将该过滤时的内部划分成上过滤室和下回收室的漏斗件；多个空心纤维滤膜的上端被束住下端呈自由状态、配置在前述过滤筒内且成缠绕状变宽的空心纤维滤膜组件；从前述空心纤维滤膜组件的径向方向的中央位置向半径方向的外侧喷出原液并且将原液注入到过滤室内的原液注入装置；形成于前述过滤筒的上面、使可渗透过前述空心纤维滤膜组件的过滤液暂时滞留、同时在反洗时增加流体压力的反洗室。
并且，本发明结构的特征为，前述过滤筒的内径为前述空心纤维滤膜组件上端直径的1.5倍～3.0倍；前述原液注入装置，由贯穿前述过滤筒的底面、且插入前述漏斗件的下端开口、并且上部插入到前述空心纤维滤膜组件的中央位置的注入管，和形成于插入到该注入管中的前述空心纤维滤膜组件中的部分上的喷出孔构成；前述喷出孔相对于前述空心纤维滤膜组件的纵向方向配置于从上端起的1/3的位置和从上端起2/3的位置之间；前述原液注入装置注入源液及起泡用空气。
                           附图说明
图1是本发明的实施形态中的过滤装置的结构图。
                         具体实施方式
下面根据附图对本发明的实施形态进行详细说明。
图1表示本发明实施形态中的过滤装置1。过滤装置1的过滤筒2的轴向沿上下方向设置(安装、配置)。在过滤筒2的内部配置有漏斗件3，利用漏斗件3将过滤筒2的内部空间划分成上过滤室4和下过回收5。漏斗件3呈开口面积向下方变窄的圆锥状面，下端形成下端开口3a。通过该下端开口3a将过滤室4和回收室5连通起来。
在过滤室4内，空心纤维滤膜组件6以上下方向延伸的状态配置。该空心纤维滤膜组件6，一方面用夹持件6b束缚多个(数百个～数千个)空心纤维滤膜6a的上侧，另一方面使下侧呈自由状态。禾杆状的歌空心纤维滤膜6a，其下端面被封住，其上端面开口并形成出口端面。
通过向过滤筒2内注入源液W1，空心纤维滤膜组件6在过滤室2内呈缠绕状扩展。空心纤维滤膜组件6仅在上端被束且下端自由。进而，由于过滤筒2的内径为空心纤维滤膜组件6的上端直径的1.5～3.0倍，有充裕的空间允许空心纤维滤膜组件6在过滤筒2内自然地呈缠绕状扩展。并且，后面将要详细描述，通过从空心纤维滤膜组件6径向方向的中央位置向半径方向的外侧喷出原液，空心纤维滤膜组件6积极地呈缠绕状扩展。
注入管7穿过滤筒2的底面并且留有间隙地穿过漏斗件3中央下端开口3a所开设间隙沿轴向延伸，上部插入空心纤维滤膜组件6的中央位置(径向方向的中央位置)。注入管7中插入空心纤维滤膜组件6的部分上形成喷出口7a、7b。在各周向方向上形成多个(四个左右)喷出口7a、7b。并且，喷出口7a、7b配置于从空心纤维滤膜组件6的上端起1/3的位置P1和从上端起2/3的位置P2之间。在原液W1中混入了起泡用空气A1并且它被压入注入管7内并从喷出口7a、7b沿半径方向喷出并被注入过滤室4内。
在过滤室2的上面形成反洗室8。在反洗室8内，由空心纤维滤膜6过滤原液W1形成的过滤液W2暂时滞留。在反洗室8上连接装有阀V1和阀V2的配管L1。
在过滤室4的上部连接装有阀3的配管L2。在回收室5的下部连接装有阀4的配管L3。
在上述结构的过滤装置1中，当过滤运转时，阀V2、V3呈打开状态，同时，阀V1、V4呈关闭状态，注入原液W1和起泡用空气A1，压送到管7中。这时，混入起泡用空气A1的原液W1从喷出口7a、7b沿半径方向喷出并注入到过滤室4内。
当这样注入、供给原液W1时，过滤室4和与该过滤室4连通的回收室5被原液W1充满。为了对该原液W1加压，原液W1通过空心纤维滤膜6a从外周侧渗透到内周侧。脏物被过滤掉的过滤液W2进入空心纤维滤膜6a的内部空间。该过滤液W2从空心纤维滤膜组件6的出口端面被送入反洗室8并暂时滞留，送入配管L1，通过该配管L1排出。如上所述地进行过滤运转。另外，利于起泡用空气A1生成的气泡通过配管L2被排出。
在这样的过滤运转工序中，空心纤维滤膜组件6呈缠绕状扩展。而且，为了从空心纤维滤膜组件5的径向方向的中央位置向半径方向的外侧喷出原液W1，使空心纤维滤膜组件6积极地呈缠绕状扩展。
因此，构成空心纤维滤膜组件6的各空心纤维滤膜6a之间可留有间隙，原液W1可充分地遍布空心纤维滤膜组件6的内部(径向方向的中央部)，可有效利用从空心纤维滤膜组件6的外周部分至中央部分的全部空心纤维滤膜6a进行过滤。因此，提高了过滤效果。
另外，如果喷出口7a、7b的位置位于位置P1的上方，则不能有效地使空心纤维滤膜组件6扩展，另外，如果位于位置P2的下方，则各空心纤维滤膜6可能会向上卷起，空心纤维滤膜6a相互缠绕。在本实施例中，由于喷出口7a、7b的位置位于位置P1和位置P2之间，所以可有效地使空心纤维滤膜组件6缠绕展开。
进而，为了从空心纤维滤膜组件6的径向方向的中央位置向半径方向的外侧喷出原液W1，由于呈缠绕状扩展的各空心纤维滤膜6a可分别连续地摇动，所以暂时附着到空心纤维滤膜6a的外周面上的附着物(污染物)10从空心纤维滤膜6a的外周面剥落并且被去除。
并且，从喷出口7a、7b吹出由起泡用空气A1生成的气泡。这样吹出的气泡在过滤室4内上浮，从而使过滤室4内的原液W1振动，利用该振动，将暂时附着到空心纤维滤膜6a的外周面上的附着物(脏物)10剥落并去除。
这样，可以在过滤运转中去除附着在空心纤维滤膜6a外周面上的附着物10。因此，可以延长过滤运转时间，长时间地稳定进行连续的过滤运转。
由于被除去的附着物6比原液W1重，所以即使过滤室4内的原液W1产生紊流，附着物6也会因比重差而逐渐下沉。下沉的附着物6沿漏斗件3向下移动，进而从下端开口3a下落到回收室5内。
由于除下端开口3a外地用漏斗件3将过滤室4分隔开，所以回收室5内的原液W1不会产生紊流而形成静止的状态。因此，落入回收室5内的附着物10堆积在回收室5的底部。并且，由于下端部开口3a狭窄，进入回收室5内的附着物10不会返回过滤室4。
这样，由于进入回收室5中的去除附着物10不会返回过滤室4，所以可防止去除附着物10再附着在空心纤维滤膜6a的外周面上。
反复进行过滤运转，大量的附着物10堆积在回收室5内，原液W1的供给一度停止。而且阀V4成打开的状态。这时，附着物10可以与回收室5内的原液W1一起通过配管L3排出到外部。
当反复进行过滤运转时，附着物10附着到空心纤维滤膜6a表面上。在这种情况下，阀V2、V3成关闭状态，同时，阀V1、V4成打开状态。而且，将反洗用空气A2供给到反洗室8中。滞留在反洗室8内的澄清的过滤液W2被反洗用空气A2加压并且被吹入空心纤维滤膜组件6，各空心纤维滤膜6a从内周面侧吹出到外周面侧并进行反洗。因此，附着于空心纤维滤膜6a上的附着物剥落并消除堵塞状态。
空心纤维滤膜组件6即使在过滤运转中也连续地去除附着物10，因此，即使长期使用附着到空心纤维滤膜6a表面上的附着物的量也很少，通过反洗，过滤能力可大体完全地恢复到初期状态。
另外，在图1的例子中，配有漏斗件3将过滤筒2的内部划分成过滤室4和回收室5，但是不配备漏斗件3，使过滤简2的内部形成一个室也可以。在这种情况下，也可以利用原液W1的喷出使空心纤维滤膜组件6呈缠绕状扩展，提高过滤效率，同时，利用喷出的原液W1连续地摇动空心纤维滤膜6a，可在过滤过程中剥离去除附着物。
如上面所具体说明的实施形态，在本发明中，以使上端被束紧而下段自由的空心纤维滤膜组件呈缠绕状扩展的状态配置在过滤筒2内，使原液从空心纤维滤膜组件的中央向径向方向的外侧喷出。
因此，可使空心纤维滤膜组件确实呈缠绕状扩展，可使原液遍及空心纤维滤膜组件的内部，提高过滤效率。
并且，由于空心纤维滤膜组件触及到原液的流动而振动，因此可在过滤运转中将附着到空心纤维滤膜上的附着物剥离。而且，可以防止由于附着物而造成堵塞，可以长时间进行稳定的连续过滤运转。
进而，由于利用漏斗件将过滤筒的内部空间划分成过滤室和回收室，所以回收到回收室中的附着物不会返回过滤室，可防止回收的附着物再次附着到空心纤维滤膜组件上。

Claims (7)

1、一种过滤装置，其特征为，包括：轴向呈上下方向配置的过滤筒；多个空心纤维滤膜的上端被束住而下端呈自由状态、配置在前述过滤筒内呈缠绕状变宽的空心纤维滤膜组件；从前述空心纤维滤膜组件的径向方向的中央位置向半径方向的外侧喷出原液并且将原液注入到过滤筒内的原液注入装置。
2、一种过滤装置，其特征为，包括：轴向沿上下方向配置的过滤筒；呈开口面积向下方变窄的形状配置于前述过滤筒内部、将该过滤时的内部划分成上过滤室和下回收室的漏斗件；多个空心纤维滤膜的上端被束住下端呈自由状态、配置在前述过滤筒内且成缠绕状变宽的空心纤维滤膜组件；从前述空心纤维滤膜组件的径向方向的中央位置向半径方向的外侧喷出原液并且将原液注入到过滤室内的原液注入装置。
3、一种过滤装置，其特征为，包括：轴向沿上下方向配置的过滤筒；呈开口面积向下方变窄的形状配置于前述过滤筒内部、将该过滤时的内部划分成上过滤室和下回收室的漏斗件；多个空心纤维滤膜的上端被束住下端呈自由状态、配置在前述过滤筒内且成缠绕状变宽的空心纤维滤膜组件；从前述空心纤维滤膜组件的径向方向的中央位置向半径方向的外侧喷出原液并且将原液注入到过滤室内的原液注入装置；形成于前述过滤筒的上面、使可渗透过前述空心纤维滤膜组件的过滤液暂时滞留、同时在反洗时增加流体压力的反洗室。
4、如权利要求1至3中任何一项所述的过滤装置，其特征为，前述过滤筒的内径为前述空心纤维滤膜组件上端直径的1.5倍～3.0倍。
5、如权利要求1至4中任何一项所述的过滤装置，其特征为，前述原液注入装置由贯穿前述过滤筒的底面、且插入前述漏斗件的下端开口、并且上部插入到前述空心纤维滤膜组件的中央位置的注入管和形成于插入到该注入管中的前述空心纤维滤膜组件中的部分上的喷出孔构成。
6、如权利要求5所述的过滤装置，其特征为，前述喷出孔相对于前述空心纤维滤膜组件的纵向方向配置于从上端起的1/3的位置和从上端走2/3的位置之间
7、如权利要求1至6中任何一项所述的过滤装置，其特征为，前述原液注入装置注入源液及起泡用空气。
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