TW201924772A - 平膜元件及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

過濾膜12的周緣部係藉由第一熱熔接部21被熱熔接至濾板11，第一熱熔接部21係具有比濾板11的外緣端11a還位於內側的外側邊界線22、及比外側邊界線22更位於內側的內側邊界線23，外側邊界線22係具有交替形成之複數個第一凸部25和第一凹部26，第一凸部25係朝濾板11的外緣端11a突出，第一凹部26係形成於第一凸部25間，並朝與濾板11的外緣端11a相反的內方向A退回。

Description

平膜元件及其製造方法
本發明係有關例如使用在膜分離活性污泥法等之浸入型膜分離裝置的平膜元件及其製造方法。
以往，此種平膜元件係例如第23圖、第24圖所示，有在濾板101表面接合片狀的過濾膜102者。這種平膜元件103之過濾膜102的周緣部係藉由熱熔接部104遍及整個圓周熱熔接在濾板101表面。熱熔接部104係形成為四角形的網格狀。藉此，沿著過濾膜102的周緣部密封過濾膜102與濾板101之間。
又，這種平膜元件103之製造方法係如第25圖所示，在濾板101表面配置過濾膜102，如第26圖所示，將設置於加熱板110的加熱突部111從過濾膜102的周緣部上方按壓在濾板101藉以形成熱熔接部104，並將過濾膜102熱熔接在濾板101。
此外，如第25圖至第27圖所示，加熱突部111係形成為與熱熔接部104相同的形狀，亦即形成為網格狀。因此，在加熱板110形成有由加熱突部111圍繞的複數個凹陷部112(凹陷部分)。
上述之平膜元件例如可參照日本特開2015-192931號公報。
上述之習知形式中，在製造平膜元件103時，係如第25圖至第27圖所示，由於已加熱之加熱板110的加熱突部111抵接在濾板101、過濾膜102，而產生過濾板101、過濾膜102的樹脂的氣體或燒焦(以下稱為燒焦殘渣)。
加熱突部111係形成為網格狀，凹陷部112的周圍以加熱突部111包圍，故上述所產生的燒焦殘渣容易堆積在加熱板110的凹陷部112。燒焦殘渣若堆積在加熱板110的凹陷部112內，在做熱熔接時，凹陷部112內的燒焦殘渣會附著在平膜元件103，而有造成外觀不佳、防水功能不佳之虞。
目前係以清潔加熱板110做為解決這種燒焦殘渣附著的問題的對策，惟由於加熱突部111形成為網格狀，且凹陷部112的周圍被加熱突部111包圍，因此難以藉由清潔去除凹陷部112內的燒焦殘渣，而且清潔加熱板110需要耗費很多精力和時間。
本發明的目的在於提供一種平膜元件及其製造方法，使燒焦殘渣不易堆積在加熱板，而且即使在燒焦殘渣附著的情況也容易清潔加熱板，可防止燒焦殘渣附著。
本發明之構成為由熱塑性樹脂構成之濾板之表面接合有片狀過濾膜的平膜元件的第一態樣係具有使過濾膜的周緣部藉由熱熔接接合到濾板表面的熱熔接部，熱熔接部係形成在被夾在比濾板的外緣端還位於 內側的外側邊界線與比外側邊界線還位於內側的內側邊界線之間的區域，且具有彼此連續地交替設置之熔接面積較大的複數個部分和熔接面積較小的複數個部分。
據此，製造平膜元件時，係在濾板表面配置過濾膜，並將設置於加熱板的加熱突部從過濾膜的周緣部上方按壓在濾板，藉此形成熱熔接部，使過濾膜在熱熔接部被熱熔接在濾板。
用於製造平膜元件的加熱突部並非如習知的網格形狀，而係與熱熔接部為同樣形狀。因此，形成在加熱板的凹陷部並未由加熱突部圍繞其周圍，燒焦殘渣不易堆積。另外，由於設置於加熱板的加熱突部朝外側開放，即使在燒焦殘渣附著的情況，亦可藉由清潔加熱板而容易去除燒焦殘渣，在熱熔接時可防止燒焦殘渣附著在平膜元件。
本發明之構成為由熱塑性樹脂構成之濾板之表面接合有片狀過濾膜的平膜元件的第二態樣係具有使過濾膜的周緣部藉由熱熔接接合到濾板表面的熱熔接部，熱熔接部係形成在比濾板的外緣端還位於內側的外側邊界線與比外側邊界線還位於內側的內側邊界線之間的整個區域，外側邊界線係具有由交替形成之複數個凸部及凹部連續而成的形狀，凸部係朝濾板的外緣端突出，凹部係形成於凸部間，且朝與濾板的外緣端相反的內方向退回。
據此，製造平膜元件時，係在濾板表面配置過濾膜，並將設置於加熱板的加熱突部從過濾膜的周緣部上方按壓在濾板，藉此形成熱熔接部，使過濾膜在熱熔接部被熱熔接在濾板。
用於製造平膜元件的加熱突部並非如習知的網格形狀，而係與熱熔接部為同樣形狀。因此，形成在加熱板的凹陷部並未由加熱突部圍繞其周圍，而是朝外側開放。藉此，可藉由清潔加熱板而容易去除燒焦殘渣，在熱熔接時可防止燒焦殘渣附著在平膜元件。
本發明之平膜元件的第三態樣係過濾膜的外緣端係位於熱熔接部之凸部的外端的內側，且位於凹部的內端的外側。
據此，製造平膜元件時，即使在過濾膜相對於濾板的配置有差距，或過濾膜的尺寸有製作誤差的情況，只要過濾膜的外緣端位於熱熔接部之凸部的外端的內側，且位於凹部的內端的外側，則過濾膜與濾板之間仍可藉由熱熔接部確實密封。
本發明之平膜元件的第四態樣係外側邊界線形成為波形狀。
據此，用於製造平膜元件的加熱突部並非如習知的網格形狀，而與熱熔接部為同樣的波形狀。因此，形成在加熱板的凹陷部並未由加熱突部圍繞其周圍，燒焦殘渣不易堆積。另外，由於設置於加熱板的加熱突部朝外側開放，即使在燒焦殘渣附著的情況，亦可藉由清潔加熱板而容易去除燒焦殘渣，在熱熔接時可防止燒焦殘渣附著在平膜元件。
本發明之平膜元件的第五態樣係內側邊界線具有由交替形成之複數個凸部及凹部連續而成的形狀，內側邊界線的凸部係朝與濾板的外緣端相反的內方向突出，內側邊界線的凹部係形成於內側邊界線的凸部間，且朝濾板的外緣端退回。
本發明之平膜元件的第六態樣係內側邊界線形成為波形狀者。
本發明之平膜元件的第七態樣係內側邊界線為直線者。
本發明之平膜元件的第八態樣係過濾膜的周緣部藉由第一熱熔接部及第二熱熔接部而熱熔接到濾板表面，該第一熱熔接部係藉由熱熔接接合到濾板表面，該第二熱熔接部係與第一熱熔接部不同者，第一熱熔接部位於比第二熱熔接部還靠近濾板的外緣端。
據此，過濾膜的周緣部係藉由第一熱熔接部與第二熱熔接部熱熔接到濾板表面，故可更確實防止過濾膜的周緣部從濾板表面剝離。
本發明之平膜元件的第九態樣係第二熱熔接部之外側邊界線與內側邊界線為平行的直線者。
本發明之構成為由熱塑性樹脂構成之濾板之表面以熱熔接部接合有片狀過濾膜之周緣部的平膜元件的製造方法的第一態樣係在濾板表面配置過濾膜的狀態下，藉由加熱板的加熱突部按壓過濾膜的周緣部，藉此在比濾板的外緣端還位於內側的外側邊界線與比外側邊界線還位於內側的內側邊界線之間的整個區域形成熱熔接部，而在濾板接合過濾膜，外側邊界線係具有由交替形成之複數個凸部及凹部連續而成的形狀，凸部係朝濾板的外緣端突出，凹部係朝與濾板的外緣端相反的內方向退回。
據此，加熱突部並非如習知的網格形狀，而與熱熔接部為同樣的形狀。因此，形成在加熱板的凹陷部並未由加熱突部圍繞其周圍，燒焦殘渣不易堆積。另外，由於設置於加熱板的加熱突部朝外側開放，即使在燒焦殘渣附著的情況，亦可藉由清潔加熱板而容易去除燒焦殘渣，在熱熔接時可防止燒焦殘渣附著在平膜元件。
本發明之平膜元件的製造方法的第二態樣係使過濾膜的外緣端位於熱熔接部之凸部的外端的內側，且位於凹部的內端的外側，而在濾板接合過濾膜。
本發明之平膜元件的製造方法的第三態樣係使熱熔接部的內側邊界線形成為直線狀。
本發明之平膜元件的製造方法的第四態樣係加熱突部的整體形狀為矩形的環狀。
本發明之平膜元件的製造方法的第五態樣係藉由加熱板的第一加熱突部和第二加熱突部按壓過濾膜的周緣部，藉此形成第一熱熔接部以及與第一熱熔接部不同的第二熱熔接部，使第一熱熔接部位於比第二熱熔接部更靠近濾板的外緣端的位置，而在濾板接合過濾膜。
本發明之平膜元件的製造方法的第六態樣係第一加熱突部和第二加熱突部之整體形狀分別為矩形的環狀者。
如上所述，根據本發明，燒焦殘渣不易堆積在加熱板，而且即使在燒焦殘渣附著的情況，亦可藉由清潔加熱板而容易去除燒焦殘渣，因此在熱熔接時可防止燒焦殘渣附著在平膜元件。
1‧‧‧膜分離裝置
2‧‧‧平膜元件
3‧‧‧散氣裝置
4‧‧‧殼體
5‧‧‧膜殼體
6‧‧‧散氣殼體
11、101‧‧‧濾板
11a、12a‧‧‧外緣端
12、102‧‧‧過濾膜
14‧‧‧滲透液取出口
15‧‧‧管
16‧‧‧集水管
17‧‧‧滲透液導出管
21‧‧‧第一熱熔接部
22、43‧‧‧外側邊界線
23、44‧‧‧內側邊界線
25‧‧‧第一凸部
25a‧‧‧外端
26‧‧‧第一凹部
26a‧‧‧內端
32‧‧‧第二凸部
33‧‧‧第二凹部
42‧‧‧第二熱熔接部
51、110‧‧‧加熱板
52‧‧‧第一加熱突部
53、57‧‧‧凸部
54、58‧‧‧凹部
55、112‧‧‧凹陷部
62‧‧‧第二加熱突部
103‧‧‧平膜元件
104‧‧‧熱熔接部
111‧‧‧加熱突部
A‧‧‧內方向
B‧‧‧外側
C‧‧‧內側
W‧‧‧寬度
第1圖係具備本發明之第1實施形態之平膜元件的膜分離裝置的局部缺口立體圖。
第2圖係本發明之第1實施形態之平膜元件的前視圖。
第3圖係本發明之第1實施形態之平膜元件的第一熱熔接部的放大前視圖。
第4圖係第3圖之X-X箭頭視圖。
第5圖係將本發明之第1實施形態之平膜元件的過濾膜熱熔接在濾板時所使用的加熱板的整體圖。
第6圖係顯示將本發明之第1實施形態之平膜元件的過濾膜熱熔接在濾板之順序的圖。
第7圖係顯示將本發明之第1實施形態之平膜元件的過濾膜熱熔接在濾板之順序的圖。
第8圖係第6圖之X-X箭頭視圖。
第9圖係本發明之第2實施形態之平膜元件的第一熱熔接部的放大前視圖。
第10圖係顯示將本發明之第2實施形態之平膜元件的過濾膜熱熔接在濾板之順序的圖。
第11圖係顯示將本發明之第2實施形態之平膜元件的過濾膜熱熔接在濾板之順序的圖。
第12圖係第10圖之X-X箭頭視圖。
第13圖係本發明之第3實施形態之平膜元件的前視圖。
第14圖係本發明之第3實施形態之平膜元件的第一熱熔接部及第二熱熔接部的放大前視圖。
第15圖係第14圖之X-X箭頭視圖。
第16圖係將本發明之第3實施形態之平膜元件的過濾膜熱熔接在濾板時所使用的加熱板的整體圖。
第17圖係顯示將本發明之第3實施形態之平膜元件的過濾膜熱熔接在濾板之順序的圖。
第18圖係顯示將本發明之第3實施形態之平膜元件的過濾膜熱熔接在濾板之順序的圖。
第19圖係第17圖之X-X箭頭視圖。
第20圖係本發明之第4實施形態之平膜元件的第一熱熔接部及第二熱熔接部的放大前視圖。
第21圖係其他實施形態之平膜元件的第一熱熔接部的放大前視圖。
第22圖係其他實施形態之平膜元件的第一熱熔接部的放大前視圖。
第23圖係習知之平膜元件的前視圖。
第24圖係習知之平膜元件的熱熔接部的放大前視圖。
第25圖係顯示將習知之平膜元件的過濾膜熱熔接在濾板之順序的圖。
第26圖係顯示將習知之平膜元件的過濾膜熱熔接在濾板之順序的圖。
第27圖係第25圖之X-X箭頭視圖。
以下，參照圖式說明本發明之實施形態。
[第1實施形態]
如第1圖所示，第1實施形態中，1為使用在膜分離活性污泥法之浸入型膜分離裝置。此膜分離裝置1係藉由將複數個平膜元件2、以及由平膜元件的下方噴出空氣的散氣裝置3設置在殼體4的內部而成者。殼體4 可以與上方的膜殼體5、以及下方的散氣殼體6分離。平膜元件2係在膜殼體5的內部以預定間隔排列。又，散氣裝置3係設置在散氣殼體6的內部。
如第1圖、第2圖所示，平膜元件2係具有由ABS樹脂等熱塑性樹脂構成的濾板11、以及分別接合在濾板11的雙面之片狀的有機性過濾膜12。
在濾板11和過濾膜12之間，以及在濾板11的內部形成滲透液流路，與滲透液流路連通的滲透液取出口14係設置在濾板11的上端緣。滲透過濾膜12的滲透液係經過滲透液流路從滲透液取出口14取出。
各平膜元件2係經由連接於滲透液取出口14的管15與集水管16連通。導出滲透液的滲透液導出管17係與集水管16連接。
如第2圖至第4圖所示，過濾膜12的周緣部係藉由第一熱熔接部21遍及整個圓周熱熔接在濾板11表面。藉此，濾板11和過濾膜12之間沿著過濾膜12的周緣部被密封。又，在熱熔接部中，藉由加熱板的加熱突部按壓過濾膜及濾板之至少一者。
第一熱熔接部21係具有位於比濾板11之外緣端11a還內側的外側邊界線22、以及位於比外側邊界線22還內側的內側邊界線23。在外側邊界線22與內側邊界線23之間的整個區域進行熱熔接。其中，內側邊界線23形成為一直線狀。
此外，外側邊界線22係形成為具有交替連續形成之複數個第一凸部25和複數個第一凹部26的波形狀。第一凸部25具有朝向濾板11的外緣端11a突出的山形狀，相當於熔接面積較大的部分。另外，第一凹部26 形成在第一凸部25間，具有在與濾板11的外緣端11a相反的內方向A退回的谷形狀，相當於熔接面積較小的部分。
過濾膜12的外緣端12a係位在第一凸部25的外端25a內側且在第一凹部26的內端26a外側的位置。又，第一熱熔接部21比起周圍之濾板11表面係稍微凹陷。
如第5圖至第8圖所示，在濾板11表面熱熔接過濾膜12的周緣部時係使用加熱板51。加熱板51具有第一加熱突部52。第一加熱突部52的整體形狀為矩形(長方形)的環狀，具有與第一熱熔接部21同樣形狀的波形。亦即，第一加熱突部52係在外緣側具有與第一熱熔接部21之第一凸部25和第一凹部26為同樣形狀的波形的複數個凸部53及凹部54。
以下，針對上述平膜元件2的製造方法進行說明。
首先，如第6圖所示，在濾板11表面配置過濾膜12。接著，如第7圖所示，將加熱板51的第一加熱突部52從過濾膜12的周緣部上方按壓在濾板11。藉此形成第一熱熔接部21，使過濾膜12的周緣部在第一熱熔接部21熱熔接在濾板11表面。
之後，使加熱板51上升，使第一加熱突部52由平膜元件2朝上方分離。
如第6圖至第8圖所示，第一加熱突部52並非如習知的網格形狀，而與第一熱熔接部21為同樣形狀的波形。因此，形成在加熱板51的凹陷部55並未由第一加熱突部52圍繞其周圍，燒焦殘渣不易堆積。另外，由於第一加熱突部52朝外側方向B開放，即使在燒焦殘渣附著的情況，亦可藉由清潔加熱板51而容易去除燒焦殘渣，在熱熔接時可防止燒焦殘渣附著在平膜元件2。
此外，製造平膜元件2時，即使在過濾膜12相對於濾板11的配置位置有差距，或過濾膜12的尺寸有製作誤差的情況，如第3圖所示，只要過濾膜12的外緣端12a位於第一熱熔接部21之第一凸部25的外端25a的內側，且位於第一凹部26的內端26a的外側，則濾板11與過濾膜12之間仍可藉由第一熱熔接部21確實密封。
另外，本實施形態中係將外側邊界線22形成為以曲線構成的波形狀，但並不限於波形狀，亦可以為以直線構成的山谷形狀(參照第21圖)或是矩形的凹凸形狀(參照第22圖)。
[第2實施形態]
如第9圖所示，在第2實施形態中，第一熱熔接部21的內側邊界線23係形成為具有交替形成之複數個第二凸部32和複數個第二凹部33的波形狀。第二凸部32具有在與濾板11的外緣端11a相反的內方向A突出的山形。又，第二凹部33形成在第二凸部32之間，具有朝濾板11的外緣端11a退回的谷形狀。
此外，如第10圖至第12圖所示，加熱板51的第一加熱突部52係整體形狀為矩形(長方形)的環狀，具有與第一熱熔接部21同樣形狀的波形。亦即，第一加熱突部52係在外緣側具有波形的複數個凸部53及凹部54，在內緣側具有波形的複數個凸部57及凹部58。
據此，第一加熱突部52並非如習知的網格形狀，而與第一熱熔接部21為同樣形狀的波形。因此，形成在加熱板51的凹陷部55並未由第一加熱突部52圍繞其周圍，燒焦殘渣不易堆積。另外，由於第一加熱突部52朝外側方向B和內側方向C開放，即使在燒焦殘渣附著的情況，亦可藉由清 潔加熱板51而容易去除燒焦殘渣，在熱熔接時可防止燒焦殘渣附著在平膜元件2。
[第3實施形態]
如第13圖至第15圖所示，在第3實施形態中，過濾膜12的周緣部係利用第一熱熔接部21、以及和第一熱熔接部21不同的第二熱熔接部42熱熔接在濾板11表面。第一熱熔接部21係位於比第二熱熔接部42還靠近濾板11的外緣端11a處。
第二熱熔接部42係形成為具有預定寬度W的直線狀，並位於第一熱熔接部21內側。另外，第二熱熔接部42的外側邊界線43和內側邊界線44為平行的直線。
據此，過濾膜12的周緣部係利用第一熱熔接部21、以及第二熱熔接部42熱熔接在濾板11表面，故可更確實防止過濾膜12的周緣部從濾板11表面剝離。
又，如第16圖至第19圖所示，加熱板51具有用來形成第一熱熔接部21的第一加熱突部52、以及用來形成第二熱熔接部42的第二加熱突部62(加熱突部的另一例)。第一加熱突部52和第二加熱突部62之整體形狀為矩形(長方形)的環狀。第二加熱突部62與第二熱熔接部42為同樣形狀，亦即形成為具有預定寬度W的直線狀。
以下，針對上述平膜元件2的製造方法進行說明。
首先，如第17圖所示，在濾板11表面配置過濾膜12。接著，如第18圖所示，將加熱板51的第一加熱突部52及第二加熱突部62從過濾膜12的周緣部上方按壓在濾板11。藉此形成第一熱熔接部21和第二熱熔接部 42，使過濾膜12的周緣部在第一熱熔接部21和第二熱熔接部42熱熔接在濾板11表面。
之後，使加熱板51上升，使第一加熱突部52及第二加熱突部62由平膜元件2朝上方分離。
據此，可得到與先前說明之第1實施形態相同的作用和效果。
在上述第3實施形態中，如第13圖所示，設置1個第二熱熔接部42，惟亦可設置複數個第二熱熔接部42。
另外，做為第4實施形態者，如第20圖所示，可設置比第2實施形態所示之第一熱熔接部21還內側的第二熱熔接部42。

Claims (15)

  1. 一種平膜元件，係在由熱塑性樹脂構成之濾板之表面接合有片狀過濾膜者，該平膜元件係具有：使過濾膜的周緣部藉由熱熔接接合到濾板表面的熱熔接部，熱熔接部係形成在被夾在比濾板的外緣端還位於內側的外側邊界線與比外側邊界線還位於內側的內側邊界線之間的區域，且具有彼此連續地交替設置之熔接面積較大的複數個部分和熔接面積較小的複數個部分。
  2. 一種平膜元件，係在由熱塑性樹脂構成之濾板之表面接合有片狀過濾膜者，該平膜元件係具有：使過濾膜的周緣部藉由熱熔接接合到濾板表面的熱熔接部，熱熔接部係形成在比濾板的外緣端還位於內側的外側邊界線與比外側邊界線還位於內側的內側邊界線之間的整個區域，外側邊界線係具有由交替形成之複數個凸部及凹部連續而成的形狀，凸部係朝濾板的外緣端突出，凹部係形成於凸部間，朝與濾板的外緣端相反的內方向退回。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之平膜元件，其中，過濾膜的外緣端係位於熱熔接部之凸部的外端的內側，且位於凹部的內端的外側。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之平膜元件，其中，外側邊界線係形成為波形狀。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之平膜元件，其中，內側邊界線係具有由交替形成之複數個凸部及凹部連續而成的形狀，內側邊界線的凸部係朝與濾板的外緣端相反的內方向突出，內側邊界線的凹部係形成於內側邊界線的凸部間，且朝濾板的外緣端退回。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之平膜元件，其中，內側邊界線係形成為波形狀。
  7. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之平膜元件，其中，內側邊界線為直線。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之平膜元件，其中，過濾膜的周緣部藉由第一熱熔接部及第二熱熔接部而熱熔接到濾板表面，該第一熱熔接部係藉由熱熔接接合到濾板表面，該第二熱熔接部係與第一熱熔接部不同者，第一熱熔接部比第二熱熔接部靠近濾板的外緣端。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之平膜元件，其中，第二熱熔接部之外側邊界線與內側邊界線為平行的直線。
  10. 一種平膜元件的製造方法，在該平膜元件中，片狀過濾膜之周緣部係藉由熱熔接部接合在由熱塑性樹脂構成之濾板之表面，該平膜元件的製造方法係在濾板表面配置過濾膜的狀態下，藉由加熱板的加熱突部按壓過濾膜的周緣部，藉此在比濾板的外緣端還位於內側的外側邊界線與比外側邊界線還位於內側的內側邊界線之間的整個區域形成熱熔接部，而在濾板接合過濾膜， 外側邊界線係具有由交替形成之複數個凸部及凹部連續而成的形狀，凸部係朝濾板的外緣端突出，凹部係朝與濾板的外緣端相反的內方向退回。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之平膜元件的製造方法，其中，使過濾膜的外緣端位於熱熔接部之凸部的外端的內側且位於凹部的內端的外側，而在濾板接合過濾膜。
  12. 如申請專利範圍第10項或第11項所述之平膜元件的製造方法，其中，熱熔接部的內側邊界線形成為直線狀。
  13. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項所述之平膜元件的製造方法，其中，加熱突部的整體形狀為矩形的環狀。
  14. 如申請專利範圍第10項至第13項中任一項所述之平膜元件的製造方法，其中，藉由加熱板的第一加熱突部和第二加熱突部按壓過濾膜的周緣部，藉此形成第一熱熔接部以及與第一熱熔接部不同的第二熱熔接部，使第一熱熔接部位於比第二熱熔接部更靠近濾板的外緣端的位置，而在濾板接合過濾膜。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之平膜元件的製造方法，其中，第一加熱突部和第二加熱突部之整體形狀分別為矩形的環狀。
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