[發(fā)明專利]膜組件及水處理系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710088731.6
• 申請(qǐng)日: 2007-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101069816A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松代武士;出健志;堤正彥;新藤尊彥;龜田常治;久里裕二;村山清一;相馬孝浩;新山雅永;平岡由紀(jì)夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類號(hào): B01D63/08
• 分類號(hào): B01D63/08;C02F1/44
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陳建全

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在凈水廠設(shè)備等中使用的膜組件(module)及水處理系統(tǒng)，特別是涉及使用裝填使用了各向異性多孔質(zhì)材料的膜而成為一體的膜組件，使透過(guò)流束大于在通常水道用途中使用的精密濾膜或超濾膜的膜組件及水處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在凈水廠中，從河川或儲(chǔ)水池等的水源中獲得原水，經(jīng)過(guò)凝集、形成絮狀物、沉淀、過(guò)濾和滅菌的5個(gè)單元工藝，將懸濁物質(zhì)和膠體質(zhì)除去、并對(duì)細(xì)菌等進(jìn)行滅菌，以澄清的水道的形式供給至需要的客戶。

在利用凝集、形成絮狀物、沉淀、過(guò)濾進(jìn)行的一系列除濁處理中，使用凝集劑的方法較為普遍，在凝集劑中通常使用鐵、鋁等的無(wú)機(jī)金屬鹽。凝集劑的效果受到各種物理、生物化學(xué)的影響，最佳凝集條件建立在由多種因子決定的復(fù)雜的平衡的基礎(chǔ)上，因此為了確保一定的處理水質(zhì)，需要技術(shù)熟練。

根據(jù)平成8年10月份由厚生省(現(xiàn)厚生勞動(dòng)省)傳達(dá)的《水道中的隱孢子蟲的暫定對(duì)策指南》，制定了經(jīng)常把握過(guò)濾池出口的濁度、使過(guò)濾池出口的濁度維持在0.1度以下的方針，凈水廠的濁度管理成為重要的課題。

以該背景為基礎(chǔ)，關(guān)于精密濾膜和超濾膜的研究開(kāi)發(fā)有所進(jìn)展，在日本的凈水廠中，濾膜開(kāi)始迅速地普及起來(lái)，在海外已經(jīng)有日量達(dá)到數(shù)十萬(wàn)噸規(guī)模的膜過(guò)濾凈水廠。利用精密濾膜、超濾膜進(jìn)行的膜過(guò)濾具有確實(shí)地將懸濁物質(zhì)除去、得到良好的處理水質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。

另一方面，由于作為精密濾膜、超濾膜的材料最為普及的有機(jī)高分子化合物(醋酸纖維素、聚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯)的膜會(huì)隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間發(fā)生膜的固結(jié)化和損傷等物理劣化、水解和氧化等導(dǎo)致的化學(xué)劣化、由于微生物將膜作為資源利用的生物劣化等的膜自身變質(zhì)所引起的性能降低，或者由于微粒、懸濁物質(zhì)在膜表面上的聚積等外因所導(dǎo)致的性能降低，因此壽命為3年～7年，進(jìn)行膜交換需要費(fèi)用，因而具有運(yùn)轉(zhuǎn)成本高于以往凈水方式的缺點(diǎn)。

作為降低該運(yùn)轉(zhuǎn)成本的現(xiàn)有技術(shù)，有日本特開(kāi)2001-225057號(hào)公報(bào)中記載的技術(shù)。該現(xiàn)有技術(shù)利用凝集劑形成凝集絮狀物，通過(guò)砂濾將其除去。進(jìn)而是通過(guò)持久性優(yōu)異的金屬膜過(guò)濾裝置確實(shí)地將微粒、懸濁物質(zhì)除去的水處理系統(tǒng)。

上述以往的水處理系統(tǒng)的金屬膜過(guò)濾裝置是由以下元件構(gòu)成，即，將層疊金屬纖維后燒結(jié)得到的無(wú)紡布狀金屬膜折疊成皺褶狀并制成圓筒型的元件，其具有以下問(wèn)題。

[1]由于無(wú)紡布狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的透過(guò)流束的降低

由于無(wú)紡布狀結(jié)構(gòu)的金屬膜是不僅在金屬膜的表面、而且即便在金屬內(nèi)部也進(jìn)行捕獲的結(jié)構(gòu)，因此具有在膜內(nèi)部可以捕獲不能在金屬表面捕獲的微小粒子、懸濁物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，然而卻具有進(jìn)入到膜內(nèi)部的微粒、懸濁物質(zhì)不能通過(guò)通常的洗滌除去、隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間透過(guò)流束易于降低的問(wèn)題。

如上所述，在金屬膜中，由于進(jìn)入到內(nèi)部的微粒和懸濁物質(zhì)難以洗滌，因此必需通過(guò)形成絮狀物盡量地預(yù)先將能夠除去的懸濁物質(zhì)除去的工序。因而，所謂的凝集劑添加的化學(xué)藥品注入有可能導(dǎo)致污染，同時(shí)具有必須廢棄絮狀物從而處理物質(zhì)量增大的問(wèn)題。

[2]圓筒型元件導(dǎo)致的設(shè)備空間的增大

利用圓筒型元件的金屬膜由于相對(duì)于填充金屬膜的空間有效的膜過(guò)濾面積小，因此具有金屬膜過(guò)濾裝置增大、設(shè)備空間增加的問(wèn)題。雖然也有使圓筒變細(xì)而增加填充在裝置內(nèi)的根數(shù)的方法，但過(guò)度地使圓筒變細(xì)有膜的孔發(fā)生變形的危險(xiǎn)，因此不優(yōu)選。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明鑒于上述事實(shí)，其目的在于提供在實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間的同時(shí)、降低原水的過(guò)濾阻力，從而與在通常水道用途中使用的精密濾膜、超濾膜相比，可以增大透過(guò)流束的膜組件及使用了該膜組件的水處理系統(tǒng)。

本發(fā)明的特征在于一種膜組件以及使用了該膜組件的水處理系統(tǒng)，上述膜組件具備容器以及填充在該容器內(nèi)、并由各向異性多孔質(zhì)材料構(gòu)成的用于將進(jìn)入上述容器內(nèi)的原水進(jìn)行過(guò)濾的濾膜。

根據(jù)本發(fā)明的膜組件和水處理系統(tǒng)，原水的透過(guò)方向與細(xì)孔的方向成為同一方向，通過(guò)使用利用了材料中所占空間的比例(空間率)大的各向異性多孔質(zhì)材料的膜，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間，同時(shí)減小原水的過(guò)濾阻力，與在通常水道用途中使用的精密濾膜或超濾膜相比可以增大透過(guò)流束。

附圖說(shuō)明

圖1為表示本發(fā)明的水處理系統(tǒng)的第1實(shí)施方式、第11實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為表示本發(fā)明的水處理系統(tǒng)的第2實(shí)施方式、第11實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖3為表示本發(fā)明的水處理系統(tǒng)的第2實(shí)施方式、第11實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖4為表示本發(fā)明的水處理系統(tǒng)的第2實(shí)施方式、第11實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖5為表示本發(fā)明的水處理系統(tǒng)的第2實(shí)施方式、第11實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。