[发明专利]中空纤维膜滤芯

说明书

                                技术领域

本发明涉及一种安装在抽吸型槽式过滤装置或浸渍型过滤装置上的使用中空纤维膜的浸没型膜滤芯。更具体地说，本发明涉及一种中空纤维膜滤芯，其用于对原水进行除浊和除菌的过滤装置、通过膜对活性污泥进行固液分离或者对有用物质和无用物质进行分离的膜分离活性污泥装置，其中原水比如是河水、湖水、地下水、海水、生活排水、工业排水、或污水二次处理水。

                                背景技术

作为废水处理的方法，膜分离活性污泥法包括将膜滤芯浸入活性污泥槽中，并对活性污泥和处理后的处理水进行圆液分离。此方法容许用于过滤工艺中的活性污泥浓度(MLSS：混合液的悬浮固体)设置成较大的值，其范围在5,000～20,000mg/l之间。这有利于减小活性污泥容器的容积或缩短活性污泥容器中的反应时间。此外，膜过滤能防止悬浮固体(SS)与处理水混合，从而不需要使用最终沉淀槽。这可以降低处理设备的建筑面积，并且不管活性污泥是否进行过适当的沉降，都能实现过滤。因此，该方法具有许多优点，如降低活性污泥处理操作的负荷。因此，近年来，膜分离活性污泥法得到迅速地发展。

如果将中空纤维膜用于膜滤芯中，那么膜本身的高强度能防止膜表面因与包含在原水中的夹杂物接触而受到损伤。于是，膜滤芯能使用较长时间。此外，该结构有利于进行与过滤方向相反的逆洗，也就是说，以与过滤相反的方向喷射介质例如处理水，以除去膜表面上的污垢。然而，在此情况下，除非进行过滤同时从蓄积在中空纤维膜间隙内的原水中排出活性污泥凝集物以及夹杂物，否则膜的有效面积会减小。于是，过滤效率降低，从而难以长时间地保持稳定的过滤。

传统上采用下述方法避免污泥等在中空纤维膜表面上或在中空纤维膜之间蓄积。也就是说，从膜滤芯下部用空气等进行鼓气，由气泡向上运动引起的膜摇动效应和搅动效应来从中空纤维膜表面上或中空纤维膜之间的原水中除去活性污泥凝集物和夹杂物，从而防止它们蓄积。例如，下环(也称为座套)设置在中空纤维膜滤芯的下部，在下环侧的粘附固定层上形成有多个通孔，从而通过从滤芯下部鼓气而在突出于下环的下环末端形成空气池。于是，气泡从多个通孔中均匀地产生从而使中空纤维膜摇动，从而较容易地除去沉积在膜的外表面上的悬浮物质(例如，参见专利文献1)。

根据该方法，当过滤高浓度的MLSS时，比如膜分离活性污泥方法中的情形，鼓气产生的搅动效应和膜的摇动效应会对除去中空纤维膜束之间的污泥产生影响。然而，用于使活性污泥凝集物或夹杂物上升的力因气泡的上升而产生，于是剥离的污泥向粘附固定层附近位置移动，从而难以将它们排出到膜束外。此外，粘附固定层附近位置处的中空纤维膜具有较小的摇动振幅，于是不可能充分地除去膜表面上的污垢，并且还存在着中空纤维表面因污泥在膜之间蓄积而阻塞的问题。

[专利文献1]JP-A-2000-157846。

                            发明内容

[发明要解决的问题]

本发明的目的在于提供一种中空纤维膜滤芯，其用于在最小必需鼓气量下防止污泥凝集物和夹杂物在中空纤维膜滤芯上蓄积，从而具有长期稳定的过滤性能。

[解决问题的方法]

通过深入的研究，本发明人等发现，通过使中空纤维膜滤芯采用如下结构，可形成污泥一污垢排出通道，于是将污泥凝集物和夹杂物排出到膜滤芯外面而不蓄积在膜滤芯的中空纤维膜之间，从而完成了本发明。

具体地说，本发明描述如下。

(1)一种中空纤维膜滤芯，其包括：由多个中空纤维膜构成、并以垂直方向排列在浸渍池中的中空纤维膜束；和用以在两端处粘附并固定中空纤维膜束的粘附固定层，其中粘附固定层的形状选自于由三角形、矩形、以及六边形所构成的组，中空纤维膜的中空部分至少在上侧粘附固定层的末端处开口，中空纤维膜束在上侧粘附固定层过滤部一侧界面上以多个小束状态存在。

(2)上款(1)中描述的中空纤维膜滤芯，其特征在于，用于在两端处粘附并固定中空纤维膜束的粘附固定层的形状选自于由三角形、矩形、以及六边形所构成的组，中空纤维膜束在下侧粘附固定层与上侧粘附固定层之间被分割成多个小束。

(3)上款(1)中描述的中空纤维膜滤芯，其特征在于，在上侧粘附固定层过滤部一侧界面上的多个中空纤维膜小束中，各个小束中最接近的中空纤维膜之间的距离小于2mm，构成各个小束的中空纤维膜数量为10～1000个，最接近的小束之间的距离为2mm～100mm。