[发明专利]膜模块、膜单元和膜分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及膜模块、通过将所述膜模块一个堆叠在另一个上形成的膜单元和设有所述膜模块或所述膜单元的膜分离装置，并且特别地涉及将用于水处理领域中的膜模块、膜单元和膜分离装置。

背景技术

膜分离技术迄今为止已用于海水淡化、水净化处理、气体分离、清血法等，其中，从环境保护的观点来看，研究最近已进展到将膜分离技术应用于废水处理。

迄今为止，滤砂、重力沉降等已经被实施作为用于实现高混浊度的被处理水的固-液分离的工艺，例如水净化处理，污水、废水处理，工业废物和工业废水的处理等。然而，由这些工艺进行的固-液分离存在问题，例如出现所获得的被处理水的水质变得不足或需要大型场所用以进行固-液分离的情况。

作为用于解决这些问题的工艺，近年来已经对通过使用膜模块来实现被处理水的固-液分离的工艺进行了许多研究，其中，所述膜模块设有分离膜，例如精滤膜、超滤膜等。利用这些工艺，通过使用分离膜执行被处理水的过滤处理，并且因此可以获得高水质的被处理水(例如参见非专利引用文献1)。

在通过使用分离膜实现被处理水的固-液分离的情况下，随着过滤处理的持续进行，在分离膜表面处出现悬浮物堵塞，由此导致过滤流量降低或膜两侧的差压升高。为了修复这样的状态，将扩散管布置在膜模块下方以执行通过在从该扩散管扩散的空气的作用下摇晃地移动膜表面处的被处理水而剥离分离膜表面处的悬浮物的工艺。(例如参见专利引用文献1和2)。

现有技术引用文献

专利引用文献

专利引用文献1：日本专利临时公报第2000-84553号。

专利引用文献2：日本专利临时公报第2007-152282号。

非专利引用文献

非专利引用文献1：上坂太一和其他三人，“用于废水处理和水再利用的久保田浸入式膜单元”，《久保田技术报告》，久保田公司，2005年6月，第39卷，第42-50页。

发明内容

本发明要解决的问题

然而，对于使用膜模块实现过滤的模式，会出现这样的情况，即，在操作持续进行长时间的情况下，在膜表面由悬浮物堵塞的情况下过滤流量降低，并且因此需要频繁的维护操作以便修复被降低的过滤流量。

特别地在膜模块沿高度方向堆叠并且扩散管布置在膜模块组下方的膜分离装置中，膜分离装置的流动路径相对于外部的被处理水被简单地被阻隔，使得被处理水由分离膜过滤，并且因此随着膜分离装置中的位置变高，在膜分离装置内流动的被处理水的活性污泥浓度升高。因此，过滤的负荷增加，由此产生加速膜堵塞和能量消耗增加的忧虑。

已提出本发明以解决以上问题并且本发明的目的是提供一种悬浮物堵塞膜表面的程度低并且同时缓解长时间过滤过程中负荷增加的膜模块、通过将所述膜模块一个堆叠在另一个上而构造的膜单元以及设有所述膜模块或所述膜单元的膜分离装置。

用于解决问题的手段

根据本发明的用于获得上述目的的一种膜模块的特征在于包括壳体、和储存在所述壳体内的多个膜元件，其中所述壳体的被处理水流出所通过的流动通道的开口面积小于所述壳体的被处理水流入所通过的流动通道的开口面积。

另外，在上述膜模块中，根据本发明的膜模块的特征在于在所述膜元件的下端部处布置流动稳定元件，以将被处理水引入所述膜元件之间的空间中。

另外，根据本发明的用于获得上述目的的一种膜单元的特征在于包括多个膜模块，所述膜模块中的每一个包括：形成有开口部的壳体，所述开口部分别沿向上和向下方向敞开，所述膜模块沿所述壳体的高度的方向一个堆叠在另一个上；以及储存在每个壳体内的多个膜元件，其中每个膜模块被构造成使得所述壳体的被处理水流出所通过的流动通道的开口面积小于所述壳体的被处理水流入所通过的流动通道的开口面积。

另外，根据本发明的用于获得上述目的的一种膜分离装置的特征在于包括：多个膜模块，所述膜模块中的每一个包括：形成有开口部的壳体，所述开口部分别位于上侧和下侧；储存在每个壳体内的多个膜元件；以及布置在所述膜模块下方的空气扩散设备。

另外，根据本发明的用于获得上述目的的所述膜分离装置的特征在于，所述膜模块沿所述壳体的高度的方向一个堆叠在另一上以构造膜单元。

本发明的效果

根据以上发明，在膜模块、膜单元和膜分离装置中，膜堵塞被缓解，同时减小了过滤过程中的负荷。

附图说明

图1是示意性剖视图，示出了根据本发明的实施方式的膜分离装置的例子；