用于过滤的平膜元件、平膜型分离膜组件以及过滤装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种平膜元件，其容易借助来自曝气管的气泡而振动。该元件具有：片状的过滤膜，其相面对地设置，从而彼此隔开以提供作为处理液流动路径的空间；支撑件，其设置在相面对地设置的过滤膜之间，以保证作为处理液流动路径的空间；以及外周密封部分，其密封相面对地设置的过滤膜的外周缘而不密封用于取出处理液的开口。过滤膜和支撑件是由挠性材料形成的，并且外周密封部分也由挠性材料形成，整个平膜元件构造成具有挠性，并且平膜元件具有6mm至1mm的总厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于过滤的平膜元件、平膜型分离膜组件和过滤装置，它们全部用于环保领域、制药领域和食品领域等中的用于执行固液分离处理的过滤装置。
技术介绍
由束在一起的多个用于过滤的多孔分离膜所形成的分离膜组件安装在浸没型吸滤装置或外压式过滤装置中，用于过滤诸如河水、生活废水、工业废水等处理液，所有这些处理液都含有悬浮物。对于膜组件，常规地，通常使用下述两种类型的膜组件一种是中空纤维膜组件， 其具有这样的结构多个中空纤维膜束在一起形成圆形并且它们的端部被固定部件固定， 同时保持纤维的开口状态，以便形成集水部分；另一种是平膜组件，其设置有多个平膜型膜元件，每个平膜型膜元件具有由支撑板支撑的片状多孔膜。对于前述中空纤维膜组件，本申请人已在已公开的日本专利申请2006-7224(专利文献1)中提出了具有成束的多层多孔中空纤维的过滤组件。对于平膜型分离膜组件，常规地使用由诸如聚氯乙烯等聚烯烃基树脂制成的多孔膜或由例如在已公开的日本专利申请2004-182919(专利文献2)中公开的聚偏氟乙烯 (PVDF)基树脂制成的多孔膜。在使用结合有上述膜组件的过滤装置对高浊度废水进行持续处理时，包含在处理液中的悬浮物沉积在膜的表面上以及膜之间。当沉积量增加时，膜发生阻塞，降低了透过的水的流量。具体地说，在利用膜生物反应过程处理高度污染的水时，处理液的粘度高，并且由于对于生物处理来说特定的粘附沉积物，而产生了膜的污染(生物污垢)。因此，与用于普通废水系统的过滤相比，悬浮物容易沉积在过滤膜上，从而会由于沉积物的粘附和堵塞，而显著地降低透过的水的流量。因此，在结合有膜组件的过滤装置中，经常如下所述地执行清洁操作(曝气处理)。在装置运行期间，从曝气管输送加压供气，以生成气泡等，从而形成废水水流。水流将沉积物剥离并且使过滤膜振动，以便借助机械载荷的作用去除沉积物。因此，膜组件和构成膜组件的过滤膜元件需要具有高的过滤性能、能在长时间操作中承受机械载荷的强度，并且特别需要对氧化剂、酸和碱具有优秀的耐化学性。引用文献列表专利文献专利文献1 已公开的日本专利申请2006-7224专利文献2 已公开的日本专利申请2004-182919
技术实现思路
〈技术问题〉在上述专利文献1中公开的中空纤维膜组件通常具有下述优点能够减小单位有效膜面积的设置面积，以及具有优异的紧凑性。然而，当将其中相邻中空纤维之间的间隔为窄的具有紧凑结构的中空纤维膜组件应用到利用膜生物反应过程对高浊度废水，特别是高粘度处理液的处理中时，通过曝气产生的处理液的液流相对变慢。因此，悬浮物容易沉积在膜的表面上以及膜之间，导致处理速度下降。如上文所述，当将中空纤维膜组件应用到处理高粘度处理液的膜生物反应过程中时，处理速度下降。为了防止速度下降，必须增大相邻的中空纤维之间的距离。结果，布置面积增大，导致其不可能形成紧凑的过滤装置。另一方面，平膜型分离膜组件具有以下优点由于其具有片状平膜元件被适当地布置的结构，因此，容易在整个膜表面上实施曝气，从而能够有效地实施对膜表面的清洁操作。然而，在常规平膜元件中，用于支撑过滤膜的部件，或者框架与用于在保持膜间距离的情况下支撑对置的过滤膜的部件这两者在很多情况下是刚性的。因此，即使通过曝气管产生了气泡，过滤膜也几乎不产生振动。结果，仅仅通过由曝气产生的漩涡的流速作用将粘附在膜表面的固化物剥离。换句话说，对粘附在过滤膜的表面上的沉积物的剥离效果受到限制，从而容易产生污染，这是一个问题。为了增加漩涡流的流速以使沉积物的剥离效果能够得到提高，需要增加被供应至用于喷射空气的曝气管的空气的量。因此，被供应至曝气管的空气的量通常是被供应至上述中空纤维膜组件的空气的量的大约两倍。这表示，用于将空气供应至曝气管的鼓风机的驱动能量增加，从而运行成本提高，这带来了问题。此外，在平膜型分离膜组件中，支撑件材料以及对置的过滤膜之间的流动路径在平膜元件中均具有大的体积百分比。大的体积百分比增大了单位膜面积的布置空间，不利于处理处理液的效率，这是另一个问题。鉴于上述问题做出了本专利技术。本专利技术的目的是使平膜元件容易借助来自曝气管的气泡而振动，从而使粘附在过滤膜的表面上的沉积物能够被容易地剥离掉。另一个目的是在不减小过滤面积的前提下，使整个平膜元件小型化。<对技术问题的解决方案>为解决上述问题，本专利技术提供了一种用于过滤的平膜元件，其具有(a)片状的过滤膜，其具有对置部分，在对置部分之间设置有作为处理液流动路径的空间；(b)支撑件，其设置在过滤膜的对置部分之间，以保持作为处理液流动路径的空间；以及(c)外周密封部分，其密封过滤膜的对置部分的外周缘并设置有处理液出口。在平膜元件中，过滤膜和支撑件是使用挠性材料形成的，并且外周密封部分具有挠性，从而使整个元件具有挠性。平膜元件具有6mm至Imm的总厚度。在前述外周密封部分(端部密封部分)中，过滤膜的对置部分的两侧外周缘被焊接或粘接以形成密封。沿着与密封面垂直的方向，一侧或两侧的外周缘被密封并设置有处理液出口。沿着与前述密封面垂直的方向，当存在未设置处理液出口的一侧时，与上述两侧均设置有处理液出口一样，过滤膜的对置部分被焊接或粘接。如上文所述，在本专利技术的平膜元件中，过滤膜、用于放置对置形式的设置有空间的过滤膜的支撑部件、以及外周密封部分全部具有挠性，从而该平膜元件具有挠性。另外，平膜元件具有薄的厚度，从而使该元件容易挠曲。归因于这种结构，当由曝气管产生气泡时，平膜元件因与气泡和由气泡产生的水流接触而易于发生振动。此外，处理液的水流与过滤膜的外表面的接触也使得过滤膜容易振动。另外，优选的是，平膜元件具有更窄的宽度。当平膜元件的宽度变得更窄时，元件变得更容易振动。具体地说，沿扭曲方向的振动变得容易。这种类型的振动对于沉积在膜的表面上的悬浮物滤饼层的剥离是有效的。本专利技术的平膜组件的宽度可以设定为任意值。通常，宽度是500mm或更小。优选的是，宽度是200mm或更小。更加且非常优选的是，宽度是70mm或更小，以形成带状的形状。如上文所述，当使平膜元件容易振动时，粘附在过滤膜的表面上的悬浮物不容易沉积。即使悬浮物沉积，振动也可以促进剥离沉积物的作用。因此，即使为曝气管的相同的膜面积使用较少量的空气，污泥等也更不易于沉积到过滤膜的表面的趋势。换句话说，与使用刚性支撑件的常规情况相比，能够减少被供应至曝气管的空气的量。本申请人做了实验，将结合有本专利技术的平膜元件的平膜型分离膜组件与结合有市售的常规平膜元件的平膜型分离膜组件进行对比。实验发现，前者能够将被供应至曝气管的空气的量减少接近一半。市售的常规平膜元件具有大约6至8mm的厚度。如上文所述，在本专利技术中，该厚度减小到6至1mm。另外，该厚度还能进一步减小到3至1mm。通过如上文所述地使平膜元件变薄，当通过以一定间隔平行布置平膜元件来形成平膜型分离膜组件时，可以实现组件的减薄。结果，当容纳处理液的槽具有相同的容积时， 可以增加容纳在槽中的平膜元件的数量，从而提高处理处理液的能力。上述过滤膜由两个对置过滤膜构成。使用诸如网、非织造织物、毡或穿孔片等粗糙的多孔材料在两个膜之间设置具有合适尺寸的供处理液流动的空间。过滤膜的外周缘被焊接或粘接，以形成设置有前述处理液出口的外周密封部分。作为选择，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：森田彻，河边真介，上大谷薰，
申请(专利权)人：住友电工超效能高分子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：