入水式固液分离装置制造方法及图纸

一种入水式固液分离装置，它是由备有可分离粒径低于１μｍ粒子的精密过滤膜或超滤膜的膜组件直接连接到水下泵的排出口上而构成的。采用本发明专利技术的装置，可使采用膜组件的固液分离装置的结构简易化和小型化，同时，使装置的运行管理容易，可维持长期稳定的分离功能。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种入水式固液分离装置，它是使用膜组件的固液分离装置的一种改良型，用于非常时期制造饮用水或用于污水处理设备中分离处理水等。近年来，利用功能膜的膜分离技术得到很大的发展，开发出许多种采用功能膜的固液分离装置。图9表示出采用作为功能膜的精密过滤膜的先有技术固液分离装置A的一个例子，它是这样构成的用未处理水的水泵P将未处理水W从未处理水贮槽T压送至膜组件M，将处理水E排至外部，同时，使浓缩水F经过循环管线C，返回到未处理水贮槽T。而且，上述的膜组件M，可以是将管状的空心丝或平膜形成螺旋状的超滤膜或精密过滤膜装入筒型外壳中的类型，也可以是将平膜层叠起来形成平板型的类型，与通常过滤用固液分离装置相比，具有极其优良的固液分离性能。然而，上述膜组件M的膜分离性能，根据膜表面上形成的致密超薄层(即，厚度在约1μm以下的分离活性层)的不同性状而有很大的变化。例如，由超滤造成被过滤的物质聚集在膜的表面上，并在膜的外表面上形成过滤物质的胶体层，由此使膜的分离效率，特别是其透水性(1/m2·hr·kg/cm2)大幅度降低，或者过滤物质吸附在膜上而使该膜限滤的粒子直径有很大变化等的不良后果。也就是说，当被过滤的物质(溶质)在膜表面上造成小孔堵塞或污垢，则膜的性能大大恶化，就不能充分利用膜组件M所具有的优良的固液分离性能。因此，在采用这种膜组件M的固液分离装置中，将膜组件M内的膜表面流速限定在尽可能高的流速范围内，以防止由被过滤的物质造成的膜表面污垢及分离活性层的小孔被堵塞等，这是维持装置正常运转所不可缺少的必要条件。换言之，必须提高膜组件M内的未处理水W的流速，使在组件M内及膜表面附近流动的未处理水W经常保持湍流状态。在这种场合下，如果根据膜的强度及膜组件M的结构等而限制未处理水的流速的上限值，这样做当然是可以的，但最好是尽可能使用高流速，并尽可能防止膜表面的污垢和堵塞。可是，当采用所谓一次通过式的方式处理一定体积的未处理水W时，未处理水W向膜组件M的供给量受到膜组件M的处理容量的制约，这就很难将膜组件M内的未处理水流速设定很高。因此，采用膜组件M的固液分离装置中，通常如图9所示，是这样构成的采用设置循环管线C的所谓循环处理方式，为了提高膜组件M内的流速，向膜组件M内供给相当大量的未处理水W，同时，将剩余的未处理水(即处理水平低的浓缩水F)返回到未处理水的贮槽T。然而，在如图9的采用原有的循环处理方式的固液分离装置中，由于循环线C是必要的，因此使固液分离装置的组成变得复杂，所以存在着难以实现装置的简易化和小型化的问题。而且，如果增大未处理水向膜组件M的供给量，那么管线的管径必然增大，同时未处理水的水泵P消耗的能量也增大，存在着装置的运行费用昂贵的问题。再有，为了一边将膜组件M内的膜表面流速等保持在所设定的范围内，一边连续运转装置，就必须要有高级的运转控制装置和优良的运转技术，因此存在着很难实现降低设备费用和运转费用的问题。本专利技术的目的是要解决在采用先有技术的膜组件的固液分离装置中存在的如上所述的问题，即①装置构造复杂，很难实现小型化、②很难降低能耗、③需要高级的控制装置和高超的运行技术，很难降低设备费用等问题。并要提供一种结构极其简单，且具有长期稳定的优良分离性能的入水式固液分离装置。本专利技术的基本构成是，将备有可分离粒径在1μm以下的粒子的精密过滤膜或超滤膜的膜组件，直接连接到水下泵的排出口上。将固液分离装置放入未处理水中，起动水下泵。由此，向膜组件内供给一定流量和压力的未处理水，从而将未处理水分离成处理水和浓缩水。被膜组件除去了具有1μm以下粒径的固体成分的处理水，由未处理水的水槽导至外部，而且，含有较多量固体成分的浓缩水，从膜组件内直接排入未处理水的水槽内。由于向膜组件内供给一定量的未处理水，使内部的未处理水流速保持一定值。其结果，完全防止了膜表面上的堵塞及污垢，维持较高的膜分离性能。而且，由于浓缩水从膜组件中直接排入未处理水内，与从前的循环方式的装置相比，泵的动力费用显著降低。再有，由于是将膜组件直接连接到水下泵的排出口上的这种结构，使得它与先有技术的循环方式的装置相比，装置显著小型化，同时，运行管理也变得简单容易。实施例下面，依据附图说明本专利技术的实施例。图1为本专利技术中所述的入水式固液分离装置的正视图；图2为本专利技术所使用的一个膜组件的剖面正视图。图1及图3中，A为入水式固液分离装置，1为水下泵，2为膜组件，本专利技术的构成是将膜组件2直接连接到水下泵1的排出口一侧上。上述水下泵1可以是任何形式的泵，其输出压力为，从为了分离膜组件2内的未处理水而需确保推动力的观点来看，输出压力为约0.2～1.5 kg/cm2左右是必要的。而且，流出量由所需要的处理水的量和膜组件2内膜表面的流速来决定，在本实施例中，使用最高输出压力为1.0kg/cm2、流出量为600l/min、功率为2.2kw的水下型离心泵。上述的膜组件2，如图2所示，由筒型的外壳和其内部备有的毛细管型精密过滤膜4等形成，外壳3上设置有未处理水入口3a、浓缩水出口3b、处理水出口3c等。而且，外壳3的上述浓缩水出口3b处，设置有节流阀3d，用于调节在外壳3内流动的未处理水W的压力。3e为精密过滤膜的连接部分。上述精密过滤膜4采用所谓毛细管型的精密过滤膜。即，本实施例中使用具有限滤粒径为100nm、透水速度为650～1050(l/m2·hr·kg/cm2)的分离性能的精密过滤膜，当未处理水入口压力为1kg/cm2，未处理水流入量为600l/min时，膜组件2预计可以获得约80l/min的处理水E。本实施例中，使用管状的精密过滤膜作为过滤膜，但精密过滤膜也可以是平膜、空心丝或螺旋状的膜，而且，膜组件2的形态不局限于管子的形状。而且，本实施例中，使用精密过滤膜作为过滤膜，但最好采用可分离粒径至0.005μm的粒子的过滤膜，也可以使用分离性能更佳的超滤组件。图3和图4表示本专利技术中使用的膜组件2的第2实施例。在该膜组件2中，在大致为圆锥形的外壳3的内部，设置了隔板12，在外壳3和隔板12之间的间隙中，毛细管型精密过滤膜4通过用于固定膜的支持物13而受到支持并固定。而且，图3和图4中，3a为未处理水入口，3b为浓缩水出口，3c为处理水出口，3d为节流阀，3e为连接部分。上述入水式固液分离装置中，可以由1座膜组件2连接到1台泵1上而构成，当然也可以由多座膜组件2以并联或串联方式连接到1台泵1上而构成。而且，上述图2及图3的膜组件2中，根本没有设置精密过滤膜4的清洗机构，只在组件入口部位设置了用于清洗目的的空气通入口，每隔一定时间通入一次空气，由此也可以对精密过滤膜进行清洗。下面，就本专利技术的入水式固液分离装置A的运转进行说明。图5示出将本专利技术的入水式固液分离装置A用于非常时期的制造饮用水的场合，首先，将有关的固液分离装置A浸泡入河流或池塘、沼泽等的未处理水W中。然后，由内燃机发电机等向水下泵1供给电力，使泵1起动。被泵1增压的未处理水W，从泵流出口出来，经过膜组件2的未处理水入口3a，流入外壳3内，在外壳3内流动的过程中，水分透过膜壁而流入精密过滤膜4内，作为处理水E，从处理水出口3c导至外部。而且，在外壳3内流动的浓缩水F，被导向浓缩水出口3b，直接排放入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种入水式固液分离装置，其特征在于，它的构成是将备有可分离粒径低于１μｍ的粒子的精密过滤膜或超滤膜的膜组件，直接连接到水下泵的排出口上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：稻森悠平，孔海南，宝藏铣一，
申请(专利权)人：最佳工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]