[发明专利]过滤装置

说明书

本申请是国际申请号为PCT/JP2007/062719、国际申请日为2007年6月25日的PCT国际申请进入中国阶段后国家申请号为200780023951.9、发明名称为“过滤装置”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种浸入型抽滤装置或外压型过滤装置，其是通过将大量并排设置的中空纤维膜浸入到含有悬浊成分的待处理液中，使得被处理液透过中空纤维膜而进行固液分离的；更具体地说，本发明涉及一种包括清洁设备的过滤装置，所述清洁设备具有用于除去附着在中空纤维膜上的悬浊成分的简单的结构。

背景技术

在浸入型抽滤装置或外压型过滤装置中安装并使用这样的膜组件，其中，多个中空纤维膜被共同设置为环形，并且所述中空纤维膜的一端或两端通过固定部件与中空纤维膜开口的一端或两端固定，以形成集水部分。

这种膜组件被广泛用于诸如净化河水、湖水、沼泽水之类的净水领域中。近年来，出现了将膜组件不仅用于净水领域，而且用于处理高度污染的水的领域(例如，污水、排水、工业废水和工业用水的二次处理和三次处理中的过滤)中的趋势。

作为处理高度污染的水的一种应用，普遍使用废水处理系统，该废水处理系统采用使用膜组件的膜分离活性污泥法(膜生物反应器系统法)。因为膜分离活性污泥法可以在高浓度活性污泥下使用，所以膜分离活性污泥法能够减小充气槽的容积，并且不必使用沉淀槽和污泥浓缩槽。因此，膜分离活性污泥法具有以下优点：过滤装置的安装面积可以小于传统的组合式净水槽法的过滤装置的安装面积。此外，膜分离活性污泥法具有另一个优点：相对于传统方法，能够净化得到更高质量的水。

在净水处理和高度污染的水的处理过程中，在通过使用采用了膜组件的过滤装置进行的过滤处理中，随着时间的推移，包含在待处理液中的悬浊成分沉积在膜表面上或膜之间，这会引起膜堵塞。即，中空纤维膜通过沉积物互相附着在一起并整个在一起，从而使膜组件内的中空纤维膜的有效膜面积减小，这会引起渗透流量的减小。

因此，除去膜表面上的沉积物的清洁操作是必需的。作为在大部分清洁操作中采用的方法，通过气泡法并利用由供给的气体所引起的待处理液的流动来使沉积物从膜表面上剥离，所述气泡法是在浸渍槽中填充有待处理液的条件下，通过由膜组件的下部导入空气而供给的气泡来使所述中空纤维膜振动。

例如，在日本专利申请公开No.7-24264(专利文献1)中，如图26所示，在通过由散气板102(其设置在薄板状平型中空纤维膜组件101的下方)的散气孔102a供给的气泡对中空纤维膜103进行连续地或间歇地产生气泡的液体过滤法中，膜组件101与薄板平面竖直设置并且中空纤维膜与薄板平面水平设置，从而通过气泡仅振动中空纤维膜103以引起旋流。

在审查的日本专利公开No.7-61420(专利文献2)公开的过滤器中，如图27所示，大量的中空纤维膜型过滤膜110设置在外筒111内，并且多孔管112设置在中空纤维膜束中。通过从多孔管112的下方引入空气来进行产生气泡，气泡沿多孔管112上升，从而引起振动中空纤维膜的上升流。

[专利文献1]：日本专利申请公开No.7-24264

[专利文献2]：审查的日本专利公开No.7-61420

发明内容

本发明要解决的问题

但是，在日本专利申请公开No.7-24264所披露的过滤法中，如图26所示，空气在从散气板102的散气孔102a到中空纤维膜103的全部区域的范围内进行扩散。为了使空气充分扩散，必须使相邻的薄板状平型中空纤维膜组件101间隔一定程度，因此，难以高密度地设置该膜。因此，膜设置部件具有较大的容积。该过滤法具有这样的问题：当空气全部从膜组件101的下方扩散时，仅中空纤维膜103的表面经历空气扩散，在膜之间、尤其是膜易于堵塞的集水部件的临近位置处，空气扩散并不充分。该过滤法的另一个问题为：因为集水部件的临近位置处(即，结合中空纤维膜的部分的附近)的膜的振幅较大，并且膜被施加有负荷，所以所述中空纤维膜易于破裂。

在审查的日本专利公开No.7-61420中公开的过滤器中，如图27所示，仅将多个多孔管112插入由多个中空纤维膜型过滤膜110环形设置而构成的中空纤维膜束中。因此，该过滤器的问题为膜间的空气扩散进行得不充分。

为了改善上述问题，可以考虑在管中形成多个喷气孔以赋予每个中空纤维膜可能最高的空气扩散效果。但是多个喷气孔产生比必要的量更多的量的空气，这要耗费额外的运行成本。此外，从喷气孔喷出的空气的量会变化。根据空气源和喷气孔之间的距离，空气的量会相差很大。