过滤装置的制作方法

专利名称：过滤装置的制作方法
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，如图沈所示，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10 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Iio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，如图沈所示，空气在从散气板102的散气孔10 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。鉴于上述情况而得出本发明。本发明的目的是提供一种过滤装置，其通过气泡法来有效地清除随着时间的推移而沉积在中空纤维膜的表面上或膜间的悬浊成分，其中所述过滤操作是通过使用中空纤维膜来进行的。解决所述问题的方法为了解决上述问题，本发明提供一种浸入型抽滤装置或外压型过滤装置，其是通过将多个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，其包括双重折叠的所述中空纤维膜；被处理液收集装置，其与每个所述中空纤维膜的开口端连通，所述开口端设置在每个所述中空纤维膜的弯曲侧的相对侧；支持部件，其用于支持每个所述中空纤维膜的弯曲部分，其中在每个所述中空纤维膜的所述弯曲部分与所述支持部件之间形成有空隙；以及，喷气装置，其用于将清洁气体从每个所述中空纤维膜的所述弯曲侧喷射至每个所述中空纤维膜的所述开口端，其中，用于使由所述喷气装置喷出的所述气体流动的空隙形成在由所述支持部件支持的所述中空纤维膜与所述支持部件之间、或/和形成在所述中空纤维膜之间的至少一部分空隙中。在本发明的过滤装置中，通常所述中空纤维膜是通过以下方式设置的将所述中空纤维膜的轴线方向设定为竖直方向，并将每个所述中空纤维膜的所述开口端设置在所述中空纤维膜的上方，每个所述中空纤维膜的由所述支持部件支持的另一端设置在所述中空纤维膜的下侧；并且，所述喷气装置设置在所述支持部件的下方。在本发明的过滤装置中，通过由支持部件支持中空纤维膜(其中在中空纤维膜和支持部件之间设置有空隙)，由喷气装置喷出的气体可以在中空纤维膜的轴线方向上沿着其外周表面(膜表面)流过所述空隙。通过气体的流动和由气体流动而引起的待处理液的流动，可以可靠而有效地使所有中空纤维膜振动；另外由于液体沿着中空纤维膜的表面流动，所以还获得通过剥离而除去附着在中空纤维膜的膜表面上的悬浊成分的效果。在本发明中，因为中空纤维膜是双重折叠的，并且其弯曲部分被支持部件支持，所以中空纤维膜可以在相邻的中空纤维膜间形成空隙的条件下被支持部件支持。因而可以形成使由支持部件的下方喷出的气体沿着中空纤维膜的膜表面流动的通道。此外，由于气体可以被充分供给到每个所述中空纤维膜的下侧(包括其下端弯曲部分)，所以有可能使固体成分难以沉积在中空纤维膜的下部。因为有效膜面积几乎没有减少，所以过滤功能很少劣化，并且可以在待处理的水的量没有减小的条件下得以稳定。另外，通过将每个中空纤维膜双重折叠并通过支持部件支持每个所述中空纤维膜的另一端，不必使用固定中空纤维膜的另一端的部件，所述另一端是与被处理液收集设备连结的中空纤维膜的一端相对的。因此，过滤装置具有简单的结构。用于清洁用途的喷气装置设置在支持部件的下方，并从每个所述中空纤维膜的另一端将气体喷射到中空纤维膜的一端。在本发明中，因为空隙形成于支持部件和每个所述中空纤维膜之间，所以由加压气体供给管供给的气体沿着每个所述中空纤维膜的膜表面流过每个空隙以产生气泡。因此可以有效地通过剥离来将沉积在中空纤维膜的表面上的悬浊成分除去，并且降低喷射气体所需要的成本。优选的是，喷气装置以100到500mm间隔设置在支持部件的下方。使用空气作为用于清洁用途而导入到过滤装置中的气体。空气的压力被设定为10 到70kPa。更优选使用20到的加压空气。可以通过使用鼓风机或压缩机来供给加压空气。因为相对于鼓风机，通过压缩机供给的加压空气的压力太高、价格也更贵，所以可以优选使用鼓风机。考虑到驱动鼓风机所要消耗的电力(即，运行成本)，优选的是，将气体的导入量设置得尽可能小。例如，取决于要从过滤水中分离的固体成分的量，相对于针对中空纤维膜组件而设定的100L/小时的过滤水量，气体的导入量适当地设定为0. 1到5Nm3/小时的范围，优选0. 5到2Nm3/小时的范围。所述支持部件的形状并不限定为具体形状，但可以设定为各种结构。例如，支持部件可以由设置在与中空纤维膜的轴线方向正交的方向上的板构成； 该板可以具有针对一个或多个所述中空纤维膜(其具有以预定的间隔隔开的相邻的贯通孔对)而紧邻形成的贯通孔；以及，在空隙设置在每个所述中空纤维膜的两侧之间的条件下，一个或多个所述中空纤维膜的弯曲部分的两侧可以通过一对贯通孔而插入。
在所述中空纤维膜在贯通孔中互相接触的条件下，当多个中空纤维膜透过一个贯通孔时，优选的是，一个中空纤维膜不接触超过三个的中空纤维膜。当一个中空纤维膜不接触超过三个的中空纤维膜时，如果四个中空纤维膜以90度的间隔设置，则有可能确保每个中空纤维膜的外周表面的大部分为非接触部分。优选的是，上述板为平型板状的。通过形成为具有简单形状(贯通孔穿过该形状而形成)的板，有可能降低制造成本。此外，通过将一个或多个中空纤维膜挂于贯通孔上， 有可能可靠地在每个中空纤维膜周围形成空隙，并通过支持部件将中空纤维膜支持在一定位置处。一个中空纤维膜或不少于两个或多个中空纤维膜可以插入并穿过一个贯通孔。考虑到剥离除去悬浊成分的效率，优选的是，将中空纤维膜在贯通孔中的填充率设定为不大于70%。例如，当一个外径为2mm的中空纤维膜插入并穿过贯通孔时，优选的是，贯通孔为圆形，并且直径为3到5mm。当一个外径为3mm的中空纤维膜插入并穿过贯通孔时，优选的是，贯通孔为圆形，其直径为4到6mm。所述贯通孔的形状并不限定为具体的形状，只要中空纤维膜能够插入并穿过贯通孔，并且空隙设置在贯通孔的内周表面和中空纤维膜的外周表面之间即可。有利的是，贯通孔为圆形、长圆形、椭圆形和长方形的缝状。考虑到成型性和加工性以及防止悬浊成分附着于贯通孔周围的形状，更优选的是，贯通孔为圆形或长圆形。为了通过将加压喷射的气体施加到中空纤维膜的附近来提高剥离除去的效率，可以分散形成中空纤维膜均无法插入的假孔。通过形成假孔，可以防止从中空纤维膜上剥离的悬浊成分沉积在所述板上。可以不采用穿过其而形成有贯通孔的板，而是将多个双重折叠的中空纤维膜并排设置成苇帘状(reed screen)；以及由圆棒或平型板状棒构成的支持部件插在每个所述中空纤维膜的彼此相对的两侧部分之间以支持所述弯曲部分，所述弯曲部分设置在所述两侧部分之间。更具体地说，提供用于折叠用途的棒作为支持双重折叠的中空纤维膜的支持部件。在双重折叠的中空纤维膜并排设置的条件下，该棒被设置于每个所述中空纤维膜的两侧部分之间的中心空间中，其中该棒透过所述中空纤维膜。上述结构不需要使每个双重折叠的中空纤维膜的两侧部分插入并穿过贯通孔，并且能够在双重折叠状态下支持多个中空纤维膜。优选的是，所述中空纤维膜紧密并排设置或沿棒的轴线方向上以一定间隔设置， 以及由多个所述中空纤维膜构成的组与相邻的由多个所述中空纤维膜构成的组以2. 0到 10. Omm的间隔隔开。更具体地说，为了提高过滤性能，优选将所述中空纤维膜按预定的间隔紧密设置。 但是，必须确保喷射出的气体的通道以确实地振动所述中空纤维膜并确保这样的空间，其中，通过使液体在每个中空纤维膜表面流动而能够通过剥离除去附着在所述中空纤维膜的膜表面的悬浊成分。因此，优选的是，将4到6个中空纤维膜以相对较小的间隔并排设置， 作为一个组，其中，相邻的组之间具有2. 0到10. Omm的间隔以确保气体通道较大。使用过滤装置时，随着时间的推移，悬浊成分逐渐沉积在用于折叠的棒的上表面。 结果，每个中空纤维膜的两侧部分向该两侧部分相互远离的方向延伸。因此，中空纤维膜的两侧部分以及相邻的中空纤维膜的两侧部分之间的空隙变窄，有时，相邻的中空纤维膜的两侧部分互相接触。如上所述，当相邻的中空纤维膜的两侧部分之间的空隙变小或消失时， 水难以进入中空纤维膜。因而，过滤性能下降。为了克服上述问题，多个所述棒设置在沿平行于与每个所述中空纤维膜的轴线方向正交的方向上，沿竖直轴线方向的位置互不相同。在上述结构中，尽管悬浊成分沉积在棒的上部并由此中空纤维膜的两侧部分扩展，但是相邻的中空纤维膜的侧部的竖直延伸位互相置互不相同。因此，有可能防止相邻的中空纤维膜之间的空隙消失或防止相邻的中空纤维膜互相接触。此外，设置多个这样的U形的防扩展框，所述U形的防扩展框被设置在每个所述中空纤维膜的外侧，以从每个所述中空纤维膜的所述弯曲部分到所述棒以上的位置处包围每个所述中空纤维膜的两侧部分。通过设置U形的防扩展框，即使悬浊成分沉积在棒的上部， 也可以防止每个所述中空纤维膜的两侧部分的扩展。所述棒设置有竖直从中穿过的气体通道。通过使棒设置有气体通道，可以抑制和防止悬浊成分沉积在棒的上表面。气体通道可以是沿棒的纵向方向形成的一个连续的窄的贯通孔，也可以是以预定的间隔隔开的多个贯通孔。可以采用这样的支持部件来代替用于折叠用途的棒，该支持部件可以包括与所述中空纤维膜的轴线方向平行设置的连接板以及多个两端开口的筒状部分，所述筒状部分按照这样的方式从所述连接板的一个表面上凸出，该方式使得对于每个所述中空纤维膜都设置一对紧密间隔的所述筒状部分，相邻的该对筒状部分以预定的间隔隔开；在每个所述中空纤维膜的所述弯曲部分的两侧部分之间设置有空隙的条件下，每个所述中空纤维膜的所述弯曲部分的两侧分别插入并穿过一对所述筒状部分的贯通孔；以及所述弯曲部分跨越在一对所述筒状部分之间以支持所述弯曲部分。每个筒状部分的外周表面的一部分通过线接触固定于连接板的一个表面上。通过将筒状部分的高度设置为这样短的程度，使得筒状部分能够支持中空纤维膜，并将筒状部分的内径设置为大于中空纤维膜的外径，从而几乎可以在插入到筒状部分的中空纤维膜的全部外周表面上形成用于使气体通过的空隙。上述结构使得高密度设置中空纤维膜，并防止中空纤维膜互相接触，同时，确保在中空纤维膜之间设置有空隙从而有效地通过剥离除去悬浊成分，并保持较高的过滤性能。可以由可弯曲的薄板材料来构造所述支持部件，并在所述薄板材料的一个表面形成大量两端开口的筒状部分，并且，相邻的所述筒状部分之间设置有预定的间隔。在中空纤维膜插入到每个筒状部分的条件下，可以将薄板材料与所述筒状部分一起双重折叠。此外，通过使用薄板金属、带材等，可以将每个中空纤维膜的相对的、平行设置的两侧部分固定为苇帘状；以及，采用粘结剂等将中空纤维膜与连接板连接，使得中空纤维膜全部双重折叠。作为第二发明，提供了一种浸入型抽滤装置或外压型过滤装置，其是通过将多个中空纤维膜浸入到含有悬浊成分的待处理液中，使得被处理液透过所述中空纤维膜而进行固液分离的，其包括所述中空纤维膜，每个所述中空纤维膜的一端是开口的并且另一端是封闭；
被处理液收集装置，其与每个所述中空纤维膜的一端的开口连接；支持部件，其在每个所述中空纤维膜的所述封闭部分与所述支持部件之间形成有空隙的条件下，支持设置在每个所述中空纤维膜的所述另一端的每个所述中空纤维膜的弯曲部分；以及喷气装置，其设置在所述支持部件下方以用于将气体从每个所述中空纤维膜的所述另一端侧喷至每个所述中空纤维膜的所述一端侧，其中，所述气体是在并排设置的中空纤维膜之间沿着所述中空纤维膜的轴线方向通过所述空隙中喷射的。在第二发明中，与第一发明不同，所述中空纤维膜不是双重折叠的，但是中空纤维膜的前端(其位于与收集被处理液的一侧相对的一侧)是封闭的，以及在相邻的中空纤维膜之间设置空隙的条件下，中空纤维膜由支持部件支持。在上述结构中，有可能通过喷气装置有效地对于每个中空纤维膜的膜表面施加喷出的气体，并得到类似于第一发明的效果，即，通过剥离除去所述悬浊成分。对第二发明中的支持部件的形态没有特别限定。例如，所述支持部件由与所述中空纤维膜的所述轴线方向平行设置的固定板构成；以及每个所述中空纤维膜的外周表面的一部分固定在所述固定板的一个表面上。中空纤维膜可以通过附着或通过支持而固定在所述固定板上，所述支持是指将每个中空纤维膜的外表面支持在两个相对的支持板之间。优选的是，一根加压气体供给管设置在所述支持部件的下方作为用于喷射用于清洁用途的气体的喷气装置；以及一个或多个喷气孔形成在所述加压气体供给管中。在所述加压气体供给管的外周表面的任何所需部位处均可形成所述喷气孔。但是为了防止从中空纤维膜上剥离的悬浊成分在间歇地供给气体以及过滤装置不运转时进入喷气孔，优选在所述加压气体供给管的下部(即，与张紧地安装有中空纤维膜的一侧相对的一侧)形成所述喷气孔。过滤装置包括具有多个并排设置的中空纤维膜的中空纤维膜组件。所述中空纤维膜组件的多个所述中空纤维膜中的每一个所述中空纤维膜的一个开口端通过粘附而固定在固定部件上；由集水箱构成的所述被处理液收集装置安装在所述固定部件上；所述集水箱与集水管相连；以及经历过滤处理的液体被抽入所述集水管中。所述中空纤维膜组件的多个所述中空纤维膜中的每一个所述中空纤维膜的另一侧均由所述支持部件支持。优选的是，对于每个中空纤维膜组件，穿过加压气体供给管以一定间隔形成有一个喷气孔。也可以对于每个中空纤维膜组件，设置多个喷气孔。但是随着喷气孔数的增多， 相对于膜的量，即，相对于待处理液体的量，需要喷射更多空气。因此，运行成本提高，这是不优选的。在本发明的过滤装置中，通过提供具有支持部件的过滤装置，能够将空气有效地供给到中空纤维膜的表面。因此，尽管喷气孔数少，也能够得到这样的效果，即，通过剥离充分除去悬浊成分。优选将喷气孔的外径设定为4mm到8mm。上述加压气体供给管通过空气导入座与诸如鼓风机或压缩机之类的空气供给源相连接，其中，通过所述空气导入座，在加压气体供给管的端部以气密状态连接，并且所述端部可以通过该连接拆除。
在上述结构中，尽管在进行过滤处理时，加压气体供给管的喷气孔是封闭的，也有可能通过将加压气体供给管从空气导入座拔出来清洁堵塞加压气体供给管的悬浊成分。完成清洁后，通过把加压气体供给管设置在空气导入座上，能够容易地恢复加压气体供给管的功能。当对于一个中空纤维膜组件提供一个支持部件时，优选的是，边缘部分沿着所述支持部件的外周向所述喷气装置凸出，从而防止所述喷射出的气体从被所述边缘部分包围的区域中逸出。通过提供边缘部分，加压喷射的气体被支持在边缘部分中，而不会引起气体从中逸出。因此可以有效地利用喷射出的空气而不会损失。在支持部件的下方全面地形成有空气汇集区。将在空气汇集区中压力变得均勻的空气通过贯通孔供给到中空纤维膜的表面。 因此，能够将空气均勻喷射到中空纤维膜组件的中空纤维膜的表面。这样，对于每个中空纤维膜组件，尽管喷气孔数设置得较小，也能够得到这样的效果，即，通过剥离充分除去悬浊成分。因此，空气的供给量小，从而能够降低运行成本。对于边缘部分的形态没有特别限定，只要其沿着支持部件外周向喷气装置凸出即可。优选形成这样的分配空气的板，所述分配空气的板具有一个或多个穿过其而形成的散气孔，所述分配空气的板将所述边缘部分的内部分隔开。用于分配空气的板是有效的，因为它能够均勻地分散空气并均勻地对中空纤维膜的表面施加空气。优选的是，在所述中空纤维膜组件中，多个中空纤维膜在水平截面内统一设置成圆形或长方形，并且在相邻的中空纤维膜之间形成有预定的空隙，相邻的中空纤维膜之间的间隔设定为2到6mm。优选这样设置所述中空纤维膜其轴线方向设定为竖直方向，并且每个中空纤维膜的开口侧的一端设置在其上方，而由支持部件支持的每个所述中空纤维膜的另一端设置在其下方，喷气装置设置在支持部件的下方。所述中空纤维膜组件的多个中空纤维膜中每个的两端均可以通过刚性的连接-支持部件互相连接。可以使用多孔质管作为联接支持部件并作为用于喷射加压气体的第二加压气体
供给管。通过将所述中空纤维膜组件的两端联接于所述刚性的联接支持部件并规定所述固定部件和所述支持部件之间的尺寸，安装在所述固定部件和所述支持部件之间的多个中空纤维膜能够被线性地支持住而不会使中空纤维膜弯曲，尽管会将由加压气体的喷射引起的振动付与中空纤维膜。结果，每个中空纤维膜需要具有高拉伸强度。在这方面，如下所述，通过采用诸如 PTFE之类的、具有高拉伸强度的材料来构成中空纤维膜，能够将加压空气直接喷射到中空纤维膜之间的空隙。通过采用多孔质管来形成所述联接支持部件并从在多孔质管上沿其轴线方向形成的孔中喷射加压气体到中空纤维膜，可以均勻地向中空纤维膜的全部区域沿其轴线方向供给空气并抑制悬浊成分附着并沉积于中空纤维膜的表面。
优选的是，将一个或两个以上的联合保护部件安装在中空纤维膜的一个部分上， 在该部分上中空纤维膜与支持部件相接触。作为保护部件，可以使用由各种塑料材料制造的管、带和膜。优选使用热收缩性的聚乙烯管，因为它易于加工。更优选的是，保护部件由多孔质塑料材料制造，因为保护部件不会恶化中空纤维膜的安装在保护部件上的部分的过滤功能。此外，可以将诸如液体硅橡胶或氟橡胶之类的聚合物材料应用于管状膜的表面，或将管状膜浸入聚合物材料中，之后， 将聚合物材料固化以用作包覆材料。此外，可以将ABS树脂溶解或分散在诸如丁酮(MEK) 之类的溶剂中。在将该混合物应用于聚合物材料后，除去溶剂从而使用ABS树脂作为包覆材料。优选的是，中空纤维膜由含有由PTFE(聚四氟乙烯)制造的多孔质材料的氟树脂构成。中空纤维膜可以由含有诸如PVDF(聚偏氟乙烯)之类的多孔质塑料材料的氟树脂制造。特别有利的是，所述中空纤维膜由PTFE膨体构成。通过使中空纤维膜含有膨胀聚四氟乙烯，从而使中空纤维膜对酸、碱和溶剂稳定。此外，因为PTFE具有优异的非粘附性 (unadhesiveness)，悬浊成分几乎不会附着于由PTFE制造的中空纤维膜上，并且PTFE具有高柔韧性，因此，PTFE适合被加工成双重折叠形态。中空纤维膜的拉伸强度被设定在30N以上。通过付与其高拉伸强度，中空纤维膜能够充分承受由起泡引起的加压空气的流动以及由待处理液的流动引起的强烈振动，所述待处理液的流动是由加压空气的流动引起的。这样，中空纤维膜不会弯曲或损伤。为了使所述中空纤维膜具有上述性质，希望使用PTFE膜。所述中空纤维膜的材料并不局限于上述材料，可以使用聚砜树脂；聚丙烯腈；纤维素衍生物；诸如聚乙烯、聚丙烯等之类的聚烯烃；聚乙烯醇树脂；聚酰胺；聚酯；聚甲基丙烯酸脂；聚丙烯酸脂；多孔氧化铝；以及诸如多孔氮化硅等之类的陶瓷。此外，中空纤维膜可以由以下物质制造，所述物质包括上述树脂的共聚物和其中引入有取代基的上述树脂的共聚物，以及两种或两种以上的上述树脂的混合物。此外，所述中空纤维膜可以由诸如固定聚合物的复合物、引入有取代基的复合物以及金属覆盖的复合物之类的各种复合物制造。优选的是，中空纤维膜的内径为0. 3到12mm，外径为0. 8到14mm，超细孔径为IOnm 到IOOOnm,膜厚度为0. 2到Imm,孔隙率为50到90%,耐压性为膜间压力差0. 1到1. OMPa0上述中空纤维膜可用于过滤含有各种悬浊成分的待处理液。发明效果如上所述，根据本发明的过滤装置，采用支持部件支撑设置在加压气体喷射设备一侧的多个中空纤维膜的另一端，并且，在中空纤维膜的另一端和支持部件之间形成有空隙。因此，所述支持部件支撑中空纤维膜，同时允许将气体(其通过所述中空纤维膜和所述支持部件之间的空隙)付与到所述中空纤维膜的膜表面。因此，可以确实地振动所述膜表面并由于液体沿着中空纤维膜的表面流动而通过剥离有效地、确实地除去沉积在所述膜表面或膜之间的空隙中的悬浊成分。此外，因为可以将气泡充分应用于全部中空纤维膜组件 (其中集中设置有中空纤维膜)，可以防止固体成分沉积在所述中空纤维膜组件的下部并确保其稳定的过滤功能。此外，通过采用支持部件支持所述中空纤维膜的弯曲部分，并且，在所述中空纤维膜的弯曲部分和支持部件之间形成有空隙，可以将气泡充分应用于每个所述中空纤维膜的最下部，因此可以防止固体成分的沉积。因此膜的有效面积几乎不减小，并且过滤功能几乎不下降。这样，可以以稳定的量处理水。此外，通过将所述中空纤维膜双重折叠，可以确保该膜的表面面积比两端封闭的中空纤维膜的表面面积大。因此，该过滤装置能够处理大量的水。附图简要说明

图1是示出本发明的第一实施方案的过滤装置的示意性总体图。图2是示出第一实施方案的中空纤维膜组件的正视图。图3A是第一实施方案的中空纤维膜组件的支持部件的平面图；图;3B示出了中空纤维膜插入并穿过支持部件的状态；以及图3C是显示支持部件设置在中空纤维膜上的状态的透视图。图4示出了中空纤维膜插入并穿过第一实施方案的中空纤维膜组件的支持部件的状态以及假孔。图5示出了第一实施方案的过滤装置的喷气装置。图6是解释第一实施方案的过滤装置的喷气装置、边缘部分和散气板的使用状态的示例图。图7示出了两个中空纤维膜插入并穿过第一实施方案的中空纤维膜组件的支持部件的贯通孔的状态。图8A是第二实施方案的中空纤维膜组件的支持部件的平面图；图8B示出了支持部件设置在中空纤维膜上的状态的透视图。图9示出了第二实施方案的第一变形形式，其中，(A)示出了保护板设置在中空纤维膜上的状态；(B)是沿着A-A线截取的剖视图，其示出了(A)的主要部分。图10显示的是第二实施方案的第二变形形式，其中，(A)示出了保护板设置在中空纤维膜上的状态；(B)是沿着B-B线截取的剖视图，其示出了(A)的主要部分。图11是示出了第三实施方案的中空纤维膜组件的支持部件设置在中空纤维膜上的状态的透视图。图12示出了第三实施方案的变形形式，其中，(A)示出了保护板设置在中空纤维膜上的状态；(B)是沿着C-C线截取的剖视图，其示出了(A)的主要部分。图13示出了第四实施方案，其中，(A)是示出了用于折叠用途的棒设置在中空纤维膜上的状态的平面图；(B)是从侧面观看(A)中所示的状态的平面图；以及(C)是示意性正视图。图14示出了使用用于折叠用途的棒的情况下的问题。图15是示出了第四实施方案的第一变形形式的示意性正视图。图16示出了第四实施方案的第二变形形式，其中，㈧是示意性正视图；(B)是棒的平面图；以及(C)是变形形式的棒的平面图。图17是示出了第四实施方案的第三变形形式的示意性正视图。图18示出了第五实施方案，其中，(A)显示的是支持中空纤维膜的方法；(B)是沿着(A)的D-D线截取的剖视图；以及(C)是示出支持部件设置在中空纤维膜上的状态的透视图。图19示出了第六实施方案，其中，㈧示出了支持中空纤维膜的方法；(B)是沿着(A)的E-E线截取的剖视图；以及(C)是示出了支持部件设置在中空纤维膜上的状态的透视图。图20是示出了第七实施方案的加压型过滤装置的示意图。图21示出了实施例1的过滤装置，其中，㈧示出了中空纤维膜组件扩散空气的方法；(B)示出支持中空纤维膜组件的中空纤维膜的下端的方法；以及(C)是散气板的平面图。图22示出了实施例2的过滤装置，其中，(A)示出了中空纤维膜组件扩散空气的方法；(B)显示出了支持中空纤维膜组件的中空纤维膜的下端的方法；以及(C)是散气板的平面图。图23示出了实施例1和2的试验方法。图M显示的是比较例1的过滤装置，其中，(A)示出了中空纤维膜组件扩散空气的方法；(B)示出了支持中空纤维膜组件的中空纤维膜的下端的方法；以及(C)示出了散气
管的位置。图25示出了实施例1、实施例和比较例1的过滤天数与膜过滤压力之间的关系。图沈示出了现有技术。图27示出了另一个现有技术。附图标记和符号的说明1:中空纤维膜组件2:待处理液3:浸渍槽10:中空纤维膜11:固定部件13 集水池14:集水管20:清洁管21 喷气孔25:支持部件27:鼓风机28:贯通孔29:边缘部分30:散气板35 保护板40:连接板41 筒状部分45 薄板材料47:固定板48 带状部件70 用于折叠用途的棒实施本发明的最佳方式
参照附图对本发明的实施方案进行说明。图1至7示出了第一实施方案，其中，本发明被应用于浸入型抽滤装置中。如图1所示，在第一实施方案的过滤装置中，多个中空纤维膜组件1(1A、1B、1C)悬挂在含有待处理液2的浸渍槽3内部，以将中空纤维膜组件1浸入待处理液2中。在第一实施方案中，通过将中空纤维膜组件1浸入到含有待处理的污水的活性污泥槽中并采用膜分离活性污泥法来进行过滤处理。尽管图1中仅概略显示了 3个中空纤维膜组件，但是中空纤维膜组件1并不限定为3个而是可以使用多个中空纤维膜组件1。在中空纤维膜组件1以预定的间隔平行设置的条件下，将上述3个中空纤维膜组 #1(1AUBUC)连接到集水管14上。如图2和3所示，每个所述中空纤维膜组件1具有大量均双重折叠的中空纤维膜 10 (在第一实施方案中为945个中空纤维膜)。每个中空纤维膜10的U形弯曲部分设置在中空纤维膜组件1的另一侧，中空纤维膜10的开口的上端侧固定于带有树脂的位置处，并且中空纤维膜10的两个开口的上端彼此相邻设置以形成固定部件11。通过以下方式形成固定部件11 使诸如环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂等之类的液态树脂硬化；或在诸如PFA、PP、PE树脂之类的热熔性塑料材料中形成尺寸均与中空纤维膜的尺寸相当的孔， 在该孔中分别插入中空纤维膜，并使热熔性塑料材料熔融。在中空纤维膜10通过固定部件 11支持的条件下，设置在每个中空纤维膜10的两端的开口 llOdUOe与集水池13的内部连接，并且集水池13与集水管14连通。每个中空纤维膜10下端的弯曲部分插入并穿过贯通孔观，如图3(A)所示，贯通孔观通过穿过由长方形平型板构成的支持部件25而形成。对于每个中空纤维膜组件1均设置一个支持部件25。支持部件25的贯通孔观沿X和Y方向按照规则的间隔形成。如图3(B)所示，每个中空纤维膜10的两个双重折叠侧部分10a、10b分别插入并穿过一对相邻的贯通孔^aJ8b。设置中空纤维膜10的两侧部分IOa和IOb之间的、中空纤维膜10的下端弯曲部分IOc跨越贯通孔^a、28b之间的支持部件25，并且下端弯曲部分IOc设置在支持部件25的下方。更具体地说，将中空纤维膜10向下插入并穿过贯通孔28a之后，将中空纤维膜10折叠，然后，向上插入并穿过另一个贯通孔观13。之后，将支持部件25设置在接近弯曲部分IOc的位置处，并且将中空纤维膜10的在其两端的开口 IOcUlOe并排设置在中空纤维膜10上端。如上所述，通过将多个中空纤维膜10的上端固定到固定部件11和集水池13上， 并通过支持部件25支持中空纤维膜10的下端，形成了如图3(C)所示的中空纤维膜组件1。支持部件25的每个贯通孔观的直径均设定为大于中空纤维膜10的外径，从而使中空纤维膜10自由地插入并穿过贯通孔观。用于气体流通的空隙Cl形成在中空纤维膜10 的外周和贯通孔28的内周表面之间。在第一实施方案中，贯通孔28的直径设定为3. 8mm。 中空纤维膜10外径设定为2. 3mm。因此，尽管中空纤维膜10的外周表面与贯通孔观的内周表面的一部分相接触，但是在大部分中空纤维膜10的外周表面与贯通孔观的内周表面之间存在空隙Cl。中空纤维膜10的下端弯曲部分IOc和支持部件25的下表面没有互相接触，它们之间形成空隙C2。支持部件25由树脂、钢板等制成。支持部件25的材料的类型并不局限于特定的类型。在第一实施方案中，支持部件25由耐化学品性优异的PVC树脂制成。中空纤维膜10由多孔材料(其由PTFE(聚四氟乙烯)构成)制成。因为由PTFE 构成的多孔材料具有挠性和高强度，所以当插入并穿过支持部件25的贯通孔观以及双重折叠时，中空纤维膜10不会损伤。具体而言，在第一实施方案中使用的中空纤维膜10的内径为0. 3到12mm，外径为 0. 8到14mm，膜厚为0. 2到1. 0mm，有效长度为200到3000mm，超细孔径为IOnm到IOOOnm, 孔隙率为50到80%，拉伸强度不小于30N，膜间压力差为0. 1到1. OMPa的耐压性。为了使中空纤维膜10穿过贯通孔28 (其直径为3. 8mm,并且穿过支持部件25而形成)，在第一实施方案中使用的中空纤维膜10由拉伸的PTFE制成，其内径为1. 1mm，外径为 2. 3mm，有效长度为1530mm。超细孔径为450nm，孔隙率为75%。如图4所示，贯通孔28并不按照规则的间隔穿过支持部件25而形成，相反地，中空纤维膜10的两侧部分IOa和IOb分别插入并穿过的一对贯通孔28a和^b以相对较短的间隔隔开，而贯通孔对观与相邻的贯通孔对之间以相对较长的间隔隔开。中空纤维膜无法插入的假孔50穿过支持部件25而形成，以使气体和待处理液2通过它们而透过。为了防止中空纤维膜10由于中空纤维膜10和支持部件25之间的接触而受到损伤，可以在中空纤维膜10能够与支持部件25接触的位置处将一个热收缩性聚乙烯管安装在中空纤维膜10上。如上所述，每个所述中空纤维膜组件1A、1B和IC的每个所述中空纤维膜10的上端均固定在固定部件11上。集水池13液密性固定在固定部件11的上部。在中空纤维膜 10朝向集水池13并且每个所述中空纤维膜10的上端开口都保持为开放的条件下，中空纤维膜10中的被处理液通过集水池13来收集。每个所述中空纤维膜组件1A、1B和IC的集水池13均与集水管14可拆卸式连接， 使得被处理液通过吸管15吸取。在第一实施方案中，因为中空纤维膜10为U形，所述被处理液被向上吸取。集水池13是通过使具有高机械强度和耐久性的材料成型而形成的。例如，使用聚碳酸酯、聚砜、聚烯烃、聚氯乙烯、丙烯酸类树脂、ABS树脂、改性PPE树脂，以及氟树脂 (PTFE、PFA、FEP 禾口 PVDF)。如图1和5所示，在设置于中空纤维膜10的下端弯曲部分IOc附近的支持部件25 的下方，与支持部件25相距100到500mm的间隔处水平设置一个清洁管20作为加压气体喷射设备。如图1所示，清洁管20较长，并横贯3个以一定间隔并排设置的中空纤维膜组件 IAUB 和 IC0在清洁管20上对应于每个所述中空纤维膜组件1 (1A、1B和1C)的中心的位置处均形成有一个喷气孔21。喷气孔21形成于清洁管20的下侧以防止喷气孔21被从中空纤维膜10的表面上分离并脱落的悬浊成分堵塞。优选将喷气孔21的内径设定为4mm到8mm。 在第一实施方案中，喷气孔21的内径设定为5mm。聚氯乙烯被成型为清洁管20。清洁管20 的内径和外径分别设定为13mm和18mm。如图1所示，清洁管20的一端可以形成为封闭端20a。或者，清洁管20可以被构造为使得空气能够由其两侧导入并排设置的中空纤维膜组件中。当将清洁管20的一端形成为封闭端时，清洁管20的另一端通过填料(图中未示出)与空气导入座M可拆卸式连接，以保持清洁管20的另一端的气密性。空气导入座M通过空气导入管沈与鼓风机27 连接，以将压力为20到50kPa的加压空气导入空气导入座M中。如图5所示，在每个中空纤维膜组件1中，边缘部分四沿着支持部件25的外周向下凸出。清洁管20的喷气孔21设置在边缘部分四的中心的下方。形成边缘部分四以在边缘部分四内收集从清洁管20喷出的气体并防止气体由此逸出。如图6所示，优选在边缘部分四内形成有散气板30，通过散气板30形成有一个或多个用于均勻地分散空气的散气孔30a。下面描述第一实施方案的过滤装置10的操作。通过驱动抽气泵15，导入并充满浸渍槽3的待处理液2透过每个所述中空纤维膜组件(1A、1B和1C)的中空纤维膜10，从而进行固液分离。之后，通过集水管14收集已被处理液。为了可靠地继续进行过滤处理，通过剥离除去沉积在中空纤维膜10表面上或膜之间的悬浊成分。此时，操作鼓风机27以将加压空气从空气导入管沈和空气导入座M导入到清洁管20中。将加压空气从清洁管20的喷气孔21喷出。喷射出的加压空气在设置于每个中空纤维膜组件1下方的区域中通过边缘部分四收集，并通过支持部件25的贯通孔观的内周表面和中空纤维膜10的外周表面之间空隙Cl喷射到支持部件25的上面，并且喷射出的加压空气沿着中空纤维膜10的轴线方向通过相邻中空纤维膜10之间的空隙上升，同时，喷射出的加压空气与中空纤维膜10的表面接触。因而，通过剥离强效地除去了附着在中空纤维膜10表面上的悬浊成分。可以通过喷射加压空气而连续地或定期地进行剥离来除去悬浊成分。如图6所示，当散气板30被设置为使得散气板30将边缘部分四分开的方式时， 流入边缘部分四中的气体在散气板30下方形成空气存储区31，之后，气体通过散气孔30a 均勻地分散，并扩散到支持部件25下方的全部区域，因此从支持部件25的贯通孔观的内周表面和中空纤维膜10的外周表面之间空隙Cl吹出。因此，可以将悬浊成分均勻地、有效地剥离除去。如上所述，根据本发明的第一实施方案，每个中空纤维膜10均为双重折叠的，插入并穿过支持部件25的贯通孔观以在下端折叠部分IOc处支持中空纤维膜10，同时，空隙Cl穿过支持部件25而形成。因此，可以可靠地通过空隙Cl将气泡施加到每个中空纤维膜10的外周表面上并振动中空纤维膜10。因而，可以在将中空纤维膜10的下侧保持在一定位置处的同时将悬浊成分剥离除去。因此，能够通过简单的结构可靠地清洁中空纤维膜 10。在第一实施方案中，因为一个中空纤维膜10插入并穿过支持部件25的一个贯通孔观，所以可以确保空隙Cl在中空纤维膜10周围具有较大的空间，并在相邻的中空纤维膜 10之间形成间隔。因此，能够将空气有效地施加到中空纤维膜10的表面上。在第一实施方案中，一个中空纤维膜10插入并穿过支持部件25的一个贯通孔观。不同地是，贯通孔观可以是长圆形的，两个或三个中空纤维膜10可以插入并穿过一个贯通孔观。在这种情况下，如图7所示，优选通过在长圆形的贯通孔观‘的外缘上形成肋 28-1 (所述肋观-1彼此相对)，并且将中空纤维膜10设置在一定间隔的位置处来支持中空纤维膜10图8(A)、8(B)示出了在本发明的第二实施方案的过滤装置中使用的中空纤维膜组件1-2。如图8(A)所示，多个长圆形贯通孔28对通过穿过第二实施方案的支持部件25" 而形成，并且多个贯通孔对观彼此平行。如图8(B)所示，在多个设置成苇帘状直线的中空纤维膜10统一插入并穿过一个贯通孔^a"后，将其弯曲。然后，通过将它们双重折叠，中空纤维膜10统一插入并穿过另一个贯通孔^b"。一个中空纤维膜组件具有多对中空纤维膜。第二实施方案的结构提高了将中空纤维膜10设置在支持部件25"上的可操作性。图9(A)、9(B)显示的是第二实施方案的第一变形形式。如图9(A)所示，保护板35 与每个所述中空纤维膜10的接触支持部件25"的部分连接，以防止中空纤维膜10受到损伤。保护板35由诸如PTFE之类的多孔材料制成，以防止保护板35妨碍过滤处理。如图9(B)所示，保护板35安装在设置成苇帘状直线的中空纤维膜10上，并且中空纤维膜10夹置保护板35之间，以防止每个所述中空纤维膜10的弯曲部分的两侧与每个贯通孔^a"、28b〃的内周表面直接接触。图IO(A)UO(B)显示的是第二实施方案的第二变形形式。在第二变形形式中，一对保护板35在从中空纤维膜10的两侧部分穿过相邻的长圆形孔观“至中空纤维膜10的下端弯曲部分的范围内，与每个设置成苇帘状直线的中空纤维膜10的两侧表面连接。在该结构中，通过一对连续的保护板35，可以保护中空纤维膜 10的穿过相邻的长圆形孔观“(例如，28a〃和28b〃 )的部分。如图10(B)所示，可以通过穿过保护板35，在每个所述中空纤维膜10的下端弯曲部分附近形成孔36，以使喷射的气体会通过保护板35。第二实施方案具有与第一实施方案相同的结构和操作。因此，第二实施方案与第一实施方案相同的部分以与第一实施方案相同的编号表示，并在此省略其说明。图11示出了在第三实施方案的过滤装置中使用的中空纤维膜组件1-3。在第三实施方案的中空纤维膜组件1-3中，多个中空纤维膜10固定于设置在中空纤维膜10上的固定部件11上，所述中空纤维膜10设置成苇帘状直线并通过将其双重折叠而成U形。用于支持双重折叠的中空纤维膜10的圆棒51插入并穿过每个双重折叠的中空纤维膜10的U形下端，以通过棒51支持中空纤维膜10。用于折叠用途的棒51起到支持部件的作用。在第三实施方案中，一个中空纤维膜组件具有彼此平行设置多个单元(在图11 中，其具有4个单元)。每个单元的棒51的两端均固定在支持框52上，以防止中空纤维膜10从棒51上滑落。优选的是，在将棒51插入并穿过每个中空纤维膜10的U形下端之后，通过将棒51 的两端固定在长方形的支持框52上来将棒51安装在其上。上述结构在每个所述中空纤维膜10的外周设置有空隙。因此，可以使从设置在过滤装置下端的清洁管(图中未示出)中喷出的气体沿着每个所述中空纤维膜10的外周表面流动。
图12(A)和12(B)显示的是第三实施方案的变形形式。类似于图10所示的第二实施方案的第二变形形式，为保护中空纤维膜10，在中空纤维膜10与棒51接触的部分安装有保护板35。如图12(B)所示，孔36通过穿过保护板35，在每个所述中空纤维膜10的下端弯曲部分附近形成，从而使喷射出的气体通过保护板35。第三实施方案具有与第一实施方案相同的结构和操作。因此，第三实施方案与第一实施方案相同的部分以与第一实施方案相同的编号表示，并在此省略其说明。图13㈧到13(C)示出了第四实施方案。在第四实施方案中，没有采用第三实施方案的棒51，为了增加棒的截面面积以使棒具有高强度，采用了截面为长方形的棒70以用于折叠用途。棒70的竖直尺寸比与竖直方向正交的横向尺寸大。棒70的下表面70a与双重折叠的中空纤维膜10的下端弯曲部分 IOc的内周表面接触。因而，中空纤维膜10保持双重折叠状态，并且棒70的左侧表面70b 和右侧表面70c分别与中空纤维膜10的侧面部分10a、10b相对。因此，在中空纤维膜10 的下端弯曲部分IOc和棒70的上表面70d之间的竖直区域中，在中空纤维膜10的两侧部分IOa和IOb之间确保具有在棒70的侧表面70b和70c之间的横向尺寸的空隙。如图13(A)所示，多个棒70以一定间隔彼此平行设置。如图13(B)所示，将双重折叠的中空纤维膜10沿着棒70的轴线方向并排设置。四个沿着棒70的轴线方向并排设置的中空纤维膜10形成一个组B。在每个组B中，相邻的中空纤维膜10之间的间隔Sl设置得较短，而相邻的组B之间的间隔S2设置得较长。间隔S2设定为间隔Sl的2倍。在相邻的并排设置的中空纤维膜10之间的较长间隔S2用作从下方喷出的气体的大的通道。在第四实施方案中，间隔Sl和间隔S2设定分别为Omm和4mm。中空纤维膜10能够易于弯曲，并且如图14所示，污泥和悬浊成分逐渐沉积在棒70 的上表面70d上，并在其上堆积。结果，中空纤维膜10的两侧部分10a、IOb在棒70以上的区域中向外扩展，并与相邻的中空纤维膜10接触，因此阻碍水和气体的流动。图15示出了第四实施方案的第一变形形式。在第一变形形式中，防止扩展的U形框73被构造为使得防止扩展的框73从中空纤维膜10的弯曲部分IOc至棒70以上的位置处包围每个中空纤维膜10的两侧部分10a、 10b。优选使防止扩展的框73为多孔板。图16(A)、16⑶和16(C)示出了第四实施方案的第二变形形式。在第二变形形式中，用于水和气体的通道70f竖直穿过棒70而形成，从而防止污泥和悬浊成分沉积在棒70的上表面70d上。如图16 (B)所示，通道70f由设置在棒70的横向中心部分的窄缝形成，并且通道 70f在棒70的轴线方向上是连续的。如图16(C)所示，通道70f可以形成为沿棒70的轴线方向以一定间隔隔开的多个圆孔。通过在棒70上设置用于水和气体的通道70f，从通道70f下方流入通道70f的气体和水能够抑制和防止污泥和悬浊成分沉积在棒70的上表面上。图17㈧和17⑶显示的是第四实施方案的第三变形形式。在第三变形形式中，彼此平行设置的棒70的竖直高度交替改变以将棒70锯齿形设置。如图17(B)所示，通过改变相邻棒70的高度使相邻两棒的高度互不相同，尽管污泥和悬浊成分沉积在棒70的上表面上、并且每个中空纤维膜10的两侧部分10a、10b因而扩展，也可以防止相邻的中空纤维膜10互相接触。图18(A)、18⑶和18(C)示出了第五实施方案。第五实施方案的中空纤维膜组件1-4的中空纤维膜10的支持部件由在与中空纤维膜10的轴线方向平行的方向上设置的连接板40和筒状部分41构成，其中筒状部分41 两端开口并从连接板40的一个表面上凸出，筒状部分41以一定间隔隔开并彼此平行。连接板40筒状部分41由刚性体制得。将双重折叠成U形的一个中空纤维膜10的两侧部分10a、10b分别穿过相邻的筒状部分41a、41b。类似于第一实施方案，下端弯曲部分IOc跨越筒状部分41a、41b之间的筒状部分41，并且下端弯曲部分IOc设置在筒状部分41a、41b下方。每个筒状部分41的内径设定为大于中空纤维膜10的外径，以在筒状部分41的内周表面和中空纤维膜的外周表面之间形成空隙。类似于第一实施方案，在下端弯曲部分IOc 的下方设置有清洁管(图中未示出)。一个中空纤维膜组件1-4设置有多个连接板40。第五实施方案具有与第一实施方案相同的结构和操作。因此，第五实施方案与第一实施方案相同的部分以与第一实施方案相同的编号表示，并在此省略其说明。图19(A)、19⑶和19(C)示出了第六实施方案。在第六实施方案中，如图19(A)所示，与第一实施方案到第五实施方案不同的是， 中空纤维膜10没有被双重折叠，但是每个中空纤维膜10的开口的下端外缘被连接在一起以封闭其下端。多个中空纤维膜10 (其均为竖直线性地平行设置)固定于固定板47上，并且带状部件48设置在每个中空纤维膜10的下端IOf的上方10到50mm的位置处。中空纤维膜10可以通过薄板等固定于固定板47上。因为固定板47的固定部分的面积相对于整个中空纤维膜10的面积较小，所以中空纤维膜10可以通过与所述带状部件紧密接触固定板47的固定部分而由固定板47支持。 但是如图19(B)所示，通过采用热熔融等方法将固定板47和带状部件48在相邻的中空纤维膜10之间的位置处互相连接，能够将中空纤维膜10固定在某一位置，同时在每个中空纤维膜10周围形成有空间。如图19 (C)所示，一个中空纤维膜组件1-5设置有多个薄板状的中空纤维膜10，该中空纤维膜10固定于固定板47上，并以预定的间隔隔开。第六实施方案具有与第一实施方案相同的结构和操作。因此，第六实施方案与第一实施方案相同的部分以与第一实施方案相同的编号表示，并在此省略其说明。图20示出了第七实施方案(本发明的加压型过滤装置)。起到过滤装置的过滤槽作用的浸渍槽3由不锈钢制的外壳构成。所述外壳由底壁 3a、外壁北和盖子3c构成。在外壁北的上端附近设置有分区板3d，分区板3d通过将固定部件11装配到其中而支持中空纤维膜组件1(1A、1B和1C)的固定部件11。储存待处理液的过滤室3e设置在分区板3d的下方。用于收集被处理液的集水室3f设置在分区板3d的上方。分区板3d也是不锈钢制的。在外壁北上，紧邻分区板3d的下方设置排气机构3g。 排水机构池设置在底壁3a上。用于待处理液2的供给口 3i设置在外壳的底壁3a的中心处。供给口 3i通过管 54与储存待处理液2的槽53连接。安装在管M上的泵55在加压下将待处理液2加入到浸渍槽3中。更具体地说，在第七实施方案的过滤装置中，通过将加压的待处理液2加入到浸渍槽3中，待处理液2通过中空纤维膜10由其外周表面进入其内周表面，使得待处理液 2在外部的压力下进行过滤。鼓风机27将加压空气送入起到加压空气供给管作用的清洁管20中。存储在过滤室3e内的供给空气能够从排气构件3g排出到浸渍槽3外。由清洁产生的悬浊物质能够从排水构件池排出到浸渍槽3外。从集水池13供给到集水室3f中的过滤水被供给到集水管14中，所述集水池13 与设置在每个中空纤维膜10上端的开口连接。第七实施方案的过滤装置与图1所示的第一实施方案的不同点在于，前者是加压型而后者是抽滤型。除此之外，第七实施方案具有与第一实施方案相同的结构和操作。因此，第七实施方案与第一实施方案相同的部分以与第一实施方案相同的编号表示，并在此省略其说明。本发明的实施例和比较例如下所示。图21示出了实施例1的过滤装置。图22示出了实施例2的过滤装置。(实施例1)作为中空纤维膜10，使用这样的由PTFE制得的拉伸的中空纤维膜其内径为1mm、 外径为2mm、孔隙率为75%、孔径为0. 45 μ m，并且有效长度为1500mm。一个中空纤维膜组件1具有945个中空纤维膜。如图21(B)所示，作为支持部件25，使用这样的由PVC树脂制得的板其大小为150mmX 150mm(长X宽)，穿过该支持部件25形成了 945个外径为3mm、 厚度为5mm的贯通孔。将一个双重折叠的中空纤维膜的两端插入并穿过一对相邻的贯通孔，中空纤维膜在其中心位置处形成U形。在U形的中空纤维膜的两端均插入到由ABS树脂制得的、其中形成有凹槽的集水池13中之后，将其两端捆扎并设置成方形，使用用于固定用途的树脂(聚氨酯树脂)在将其两端均保持开口的条件下将其两端固定，从而形成固定部件11。高度为200mm的边缘部分(板)四沿支持部件外周从其下部位置处竖直凸出。通过使边缘部分四的四角紧密接触而将其设置成方形。如图21(C)所示，在包围边缘部分 (板)29的空间内，将板(散气板30)在支持部件25下方间隔50mm的位置处与支持部件 25固定，所述板具有穿过其而形成的四个直径均为6mm的孔。使用4个支持棒(图中未示出)将长方形固定部件11的位置和支持部件25的位置固定，从而形成中空纤维膜组件1。如图21 (A)和23所示，将中空纤维膜组件1竖直设置在浸渍槽100中。在距离中空纤维膜组件1的下端300mm的位置处，设置有外径为30mm的空气供给管(散气管)20。通过使用鼓风机27，将空气以4Nm3/小时的速度从穿过管而形成的、直径为6mm的孔中排出。 在将空气保持在由散气板30和中空纤维膜的组件1的边缘部分四所包围的空间中后，由散气板30的孔将空气供给于支持部件25和中空纤维膜10。通过驱动具有压力计的抽气泵，以固定的流速驱动抽滤30天。作为待处理液2，使用待采用膜分离活性污泥法处理的、含有细菌的废水(10000mg/L)。(实施例2)如22(A)、22(B)和22 (C)所示，采用与实施例1类似的中空纤维膜10。不同之处在于，没有使用实施例1的支持部件25，而是使用由ABS树脂制得的、用于折叠用途的、截面为长方形的棒70。通过使用棒70，中空纤维膜10被弯曲成U形。在U形的中空纤维膜的两端插入由ABS树脂制造的、其中形成有凹槽的集水池13中之后，将其两端捆扎并设置成方形，使用用于固定用途的树脂(聚氨酯树脂)在将其两端均保持开口的条件下将其两端固定，从而形成固定部件11。从而形成了所述组件。类似于实施例1，将中空纤维膜的数量设置为945。通过将其他条件设置为与实施例1中的条件类似而进行抽滤。(比较例1)图M(A)、(B)、(C)示出了比较例。将类似于实施例1的中空纤维膜用于集水池 13，该集水池13与实施例1中的由ABS树脂制得的集水池13相同。将中空纤维膜10以与实施例1相同的填充率的条件下密集地插入集水池13中，同时中空纤维膜10的上端开口。 如图M(B)所示，将中空纤维膜10的下端密封。使用用于固定用途的树脂(聚氨酯树脂) 将中空纤维膜的上端和下端固定，从而形成中空纤维膜组件作为固定部件11和下端固定部件60。类似于实施例1，将中空纤维膜的数量设置为945。通过将空气供给管插入到相邻的膜束之间的空隙以进行发泡和抽滤。其他条件与实施例1中的条件类似。(过滤条件)设置过滤流速6m3/天水温20到(在图中，校正值为25°C )回洗频率1次/10分钟，压力:200kPa,时间30秒图25示出了实施例1、实施例2和比较例1的结果，由此显示了过滤天数和膜过滤压力之间的关系。在实施例1和2中，膜过滤压力在过滤初期略有提高，但是过滤10天以后几乎恒定，之后，保持优异的过滤性能直到过滤30天。另一方面，在比较例1中，随着过滤天数的增加，膜过滤压力的值持续提高，并且过滤性能既不能恢复也不能保持。30天后，停止过滤。工业应用性在本发明的过滤装置中，通过将由喷气装置供给的空气施加到中空纤维膜的表面上，可以有效地通过剥离除去沉积在中空纤维膜的表面上或中空纤维膜之间的空隙中的悬浊成分。因此，该过滤装置不仅能够适用于水净化领域中，而且能够适用于采用膜分离活性污泥法处理污水的领域中。该过滤装置还适用于处理工业废水、畜牧场废水等领域中。
权利要求
1.一种浸入型抽滤装置或外压型过滤装置，其是通过将多个中空纤维膜浸入到含有悬浊成分的待处理液中，使得被处理液透过所述中空纤维膜而进行固液分离的，其包括所述中空纤维膜，每个所述中空纤维膜的一端是开口的并且另一端是封闭的；被处理液收集装置，其与每个所述中空纤维膜的一端的开口连通；支持部件，其用于支持设置在每个所述中空纤维膜的所述另一端的每个所述中空纤维膜的封闭部分，其中在每个所述中空纤维膜的所述封闭部分与所述支持部件之间形成有空隙；以及喷气装置，其设置在所述支持部件的下方以用于将气体从每个所述中空纤维膜的所述另一端侧喷射至每个所述中空纤维膜的所述一端侧，其中，所述气体是在并排设置的相邻中空纤维膜之间沿着所述中空纤维膜的轴线方向经过所述空隙而喷射的。
2.根据权利要求1所述的过滤装置，其中，所述支持部件由与所述中空纤维膜的所述轴线方向平行设置的固定板构成；并且，每个所述中空纤维膜的外周表面的一部分固定在所述固定板的一个表面上。
3.根据权利要求1所述的过滤装置，其中，一根加压气体供给管设置在所述支持部件的下方作为用于喷射清洁用的气体的喷气装置；并且，在所述加压气体供给管中形成有一个或多个喷气孔。
4.根据权利要求1所述的过滤装置，其包括具有多个并排设置的中空纤维膜的中空纤维膜组件，其中，所述中空纤维膜组件中多个所述中空纤维膜中的每一个所述中空纤维膜的一个开口端通过粘附而固定在固定部件上；由集水箱构成的所述被处理液收集装置安装在所述固定部件上；所述集水箱与集水管相连；经过过滤处理的液体被抽入到所述集水管中；并且所述中空纤维膜组件中多个所述中空纤维膜中的每一个所述中空纤维膜的另一侧由所述支持部件支持。
5.根据权利要求4所述的过滤装置，其中，边缘部分沿着所述支持部件的外周向所述喷气装置凸出，从而防止所述喷射出的气体从被所述边缘部分包围的区域中逸出。
6.根据权利要求5所述的过滤装置，还包括分配空气用的板，所述分配空气用的板具有一个或多个穿过该板而形成的散气孔，所述分配空气用的板将所述边缘部分的内部分隔开。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的过滤装置，其中，所述中空纤维膜由含有多孔材料的氟树脂构成，该多孔材料由PTFE制得。
全文摘要
本发明涉及一种过滤装置，其通过将多个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。该过滤装置包括双重折叠的中空纤维膜；被处理液收集装置，其与每个所述中空纤维膜的开口端连通；支持部件，其用于支持在每个所述中空纤维膜的另一端的弯曲部分，其中在每个所述中空纤维膜的所述弯曲部分与所述支持部件之间形成有空隙；以及，喷气装置，其用于将清洁气体从每个所述中空纤维膜的另一端喷射至每个所述中空纤维膜的开口端。用于使由所述喷气装置喷出的所述气体流动的空隙形成在由所述支持部件支持的所述中空纤维膜与所述支持部件之间、或/和形成在所述中空纤维膜之间的至少一部分空隙中。
文档编号C02F1/44GK102319539SQ20111024170
公开日2012年1月18日 申请日期2007年6月25日 优先权日2006年6月26日
发明者森田彻, 河边真介 申请人:住友电工超效能高分子股份有限公司