申請日2014.10.24
公開(公告)日2016.06.15
IPC分類號B01D63/08; B01D63/00; C02F1/44
摘要
[問題]要提供一種平膜盒,由此可以選擇能夠減小壓力損失和減小在分離膜的表面上的吸引壓力分布的通道材料和緩沖材料,并且這可以增加使用低壓力時每單位膜表面面積的廢水處理流量。[解決方案]提供了一種用于處理廢水的平膜盒,其中,相對于由樹脂制成的并且在正面和背面上都具有落差而使得邊緣高于中央的膜支持板的正面和背面,將分離膜沿著其邊緣附著到這樣的正面和背面,以覆蓋膜支持板的中央。該平膜盒的特征在于:在膜支持板的中央和分離膜之間,從膜支持板側起,順序布置通道材料和緩沖材料;通道材料具有在水平和豎直上均為0.5至3.2mm的開口、在水平和豎直上均為0.4至1.0mm的線直徑、0.6至2.0mm的厚度和20至60%的孔隙度,并且緩沖材料具有10至110g/m2的織物單位重量和0.1至0.5mm的厚度。
權利要求書
1.一種用于處理廢水的平膜盒,所述平膜盒包括樹脂制成的膜支持板和兩個分離膜,所述兩個分離膜中的每一個均附著到所述膜支持板的正面和背面兩者中的每一個上,其中,所述膜支持板在其正面和背面兩者上都設置有落差,因而使所述膜支持板的周緣區(qū)域比所述膜支持板的中央區(qū)域高,并且其中所述分離膜中的每一個均沿著所述膜支持板的所述周緣區(qū)域附著以覆蓋所述膜支持板的所述中央區(qū)域,其特征在于,在所述膜支持板的中央區(qū)域和每一個所述分離膜之間,從所述膜支持板側起,依次布置通道材料和緩沖材料,用作所述通道材料的樹脂網具有在縱向和橫向上均為0.5至3.2mm的開口、在縱向和橫向上均為0.4至1.0mm的線直徑、0.6至2.0mm的厚度和20至60%的孔隙度,并且所述緩沖材料具有10至110g/m2的織物單位重量和0.1至0.5mm的厚度。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于處理廢水的平膜盒,其中滲透水從所述分離膜的外側起,按所述緩沖材料、所述通道材料和布置在所述膜支持板的端部的用于所述滲透水的出口的順序流動。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的用于處理廢水的平膜盒,其中所述通道材料是平織型的樹脂網,且所述緩沖材料是無紡織物。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的用于處理廢水的平膜盒,其中所述膜支持板的所述周緣區(qū)域比所述膜支持板的所述中央區(qū)域高0.6至2mm的程度,并且在所述周緣區(qū)域和其上布置了所述通道材料和所述緩沖材料的所述中央區(qū)域之間的高度差為0.5mm以下。
說明書
用于處理廢水的平膜盒
發(fā)明的技術領域
本發(fā)明涉及一種平膜盒,其在通過膜過濾處理廢水的裝置中用于膜過濾分離。
背景技術
近年來,基于世界人口增加、工業(yè)化、都市化和生活標準的改善的背景,對于日常用水和工業(yè)用水的品質和量的要求已經在提高。
為了保持水資源,除了常規(guī)地對從自然獲得的天然水進行利用之外,還有其中利用蒸發(fā)方法或反滲透(RO)方法從海水制備淡水的方法、其中利用反滲透現(xiàn)象從含鹽的鹽水制備淡水的方法等。然而,已經有報導,自然中存在的淡水資源是有限的,而且此外利用它們的可能性由于近年來異常氣候的影響而傾向于變得更狹窄。此外,對于利用蒸發(fā)方法或反滲透方法制備淡水來說,用于加熱或加壓的能量是必須的,因此僅有有限的區(qū)域可以利用這樣的手段。
作為對此的另一種方法,一種行動方針是將污水再循環(huán)。在常規(guī)的污水處理中,使用活性污泥對污水中的有機組分進行降解處理,隨后進行沉降、過濾等,并且將處理過的水排出,盡管還難以完全除去細菌群如大腸桿菌(Escherichiacoli)。在MBR(膜生物反應器)中,使用分離膜過濾用活性污泥處理過的水。因此,在MBR中,可以完全除去上述有害的細菌群,并且還有許多優(yōu)點,如設備的緊湊性和操作的容易控制,從而,近年來MBR已經成為受到大量公眾關注的技術。利用MBR分離的水不僅可用作用于維持生活和景觀的水,也可作為非飲用水,而且當與反滲透方法組合時也可以提供自來水。在使用海水的反滲透法中,應付鹽濃度的高壓力是必須的。當由MBR制備的處理過的水被用作原料水時,現(xiàn)在可以安全地并且以低能量地制備水。
這樣,作為用于解決據(jù)信在未來發(fā)生的水短缺的方法,MBR方法已經獲得了公眾的注意。為了進一步改善此方法并將它建立為低成本的高效率系統(tǒng),必須保持膜的分離性能,并且同時確保透水性能。
此外,當膜以浸漬在活性污泥中的狀態(tài)被長時期使用時,膜的孔被由活性污泥產生的分泌物或其死體本身所阻塞,和/或被污泥中含有的雜質等阻塞,從而透水性能降低,或者要提高泵送壓力來處理阻塞。這是膜的使用中的最大問題,稱為結垢。針對這一問題,進行了使用化學品如次氯酸鈉和鹽酸來洗滌膜的操作,以解決結垢的問題,從而使膜回到新鮮的狀態(tài)。因此,膜和盒需要具有抵抗那些化學品的耐性以及可以承受反向洗滌的強度。
然而,在使用那些化學品的洗滌操作中,在經濟和環(huán)境方面有許多問題,如在操作期間過濾工作的停止、化學品的成本、工作的麻煩性、化學品廢液的處理等。因此,最大的課題是解決如何防止結垢,并且使得可用時期更長,從而使得用到化學品的洗滌操作以低成本最少。
為了以較小動力獲得更多的透過膜的滲透水的量,必須減少在膜中和在用于透過膜的滲透水的通道中的壓力損失。此外,為了允許吸引壓力有效地作用在膜的整個面積上,還要求降低在用于透過膜的滲透水的通道中的不均勻流動。
目前,關于浸漬型的過濾膜組件,已經建議了如專利文獻1中公開的包含多個中空纖維膜盒的過濾膜組件,以及如在專利文獻2中公開的包含多個平膜盒的過濾膜組件。在中空纖維膜盒中,可以使單位體積的膜面積大,并且可以使待處理的廢水的量大。然而,其在耐久性方面有一個問題,原因在于污泥、污染物等附著到盒上,并且傾向于沉降在中空纖維的束之中的間隙中。相反,在平膜盒中,可以確保的膜面積較低。然而,在污泥和污染物向膜表面上的附著和沉降小這方面存在著優(yōu)點。
關于平膜型膜盒,如專利文獻3中提議的,存在這樣的類型:其中多個敞開的狹縫布置在膜支持板的表面上,與膜支持板的上側區(qū)到下側區(qū)平行,以狹逢連通到在一端的集水區(qū)的方式布置。如專利文獻4中提議的,還存在這樣的類型:其中在具有網絡結構的膜支持板的內側形成了用于透過膜的滲透水的通道。
而且,在專利文獻5中,提出了一種這樣的平膜盒,其中基于當透過膜的滲透水在出口方向上流動經過分離膜和膜支持板(其上布置了通道材料)之間的間隙時的壓力損失,選擇通道材料的規(guī)格。然而,在這樣選擇的平膜盒中,沒有考慮在吸引時的壓力損失。結果是,用于吸引泵和用于膜洗滌吹風機的驅動負荷變高,從而用于處理廢水的成本增加。
現(xiàn)有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利申請公開(JP-A)號136470/95
專利文獻2:日本專利申請公開(JP-A)號33369/99
專利文獻3:日本專利申請公開(JP-A)號281264/96
專利文獻4:日本專利申請公開(JP-A)號2012-45515
專利文獻5:日本專利申請公開(JP-A)號2001-321766
發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的問題
本發(fā)明是考慮了上述現(xiàn)有技術的當前的狀況而進行的,并且本發(fā)明的一個目的是選擇一種通道材料和一種緩沖材料(減震材料),它們可以同時達到減小壓力損失和減小分離膜表面上的吸引壓力分布,以及提供一種平膜盒,該平膜盒在低動力下,單位膜面積的廢水處理流量大。
解決問題的手段
本發(fā)明的發(fā)明人已經對適用于達到上述目的的通道材料和緩沖材料進行了熱心的研究。作為結果,他們發(fā)現(xiàn),當使用具有特定的開口、線直徑、厚度和孔隙度的通道材料和具有特定的織物單位重量和厚度的緩沖材料時,每單位壓力損失下,透過膜的滲透水的流量增大,作為結果,完成了本發(fā)明。
因此,本發(fā)明包含以下構成(1)至(4)。
(1)一種用于處理廢水的平膜盒,所述平膜盒包括樹脂制成的膜支持板和兩個分離膜,所述兩個分離膜中的每一個均附著到所述膜支持板的正面和背面兩者中的每一個上,其中,所述膜支持板在其正面和背面兩者上都設置有落差,以使得使所述膜支持板的周緣區(qū)域與所述膜支持板的中央區(qū)域相比是高的,并且其中所述分離膜中的每一個沿著所述膜支持板的所述周緣區(qū)域附著以覆蓋所述膜支持板的所述中央區(qū)域,其特征在于:在所述膜支持板的中央區(qū)域和所述分離膜中的每一個之間,從所述膜支持板側起,依次布置通道材料和緩沖材料,用作所述通道材料的樹脂網在縱向和橫向上均具有0.5至3.2mm的開口、在縱向和橫向上具有均為0.4至1.0mm的線直徑、0.6至2.0mm的厚度和20至60%的孔隙度,并且所述緩沖材料具有10至110g/m2的織物單位重量和0.1至0.5mm的厚度。
(2)根據(jù)(1)所述的用于處理廢水的平膜盒,其中滲透水從所述分離膜的外側,按所述緩沖材料、所述通道材料和布置在所述膜支持板的端部的用于所述滲透水的出口的順序流動。
(3)根據(jù)(1)或(2)所述的用于處理廢水的平膜盒,其中所述通道材料是平織型的樹脂網,且所述緩沖材料是無紡織物。
(4)根據(jù)(1)至(3)中任一項所述的用于處理廢水的平膜盒,其中所述膜支持板的所述周緣區(qū)域比所述膜支持板的所述中央區(qū)域高0.6至2mm的程度,并且在所述周緣區(qū)域和其上布置了所述通道材料和所述緩沖材料的所述中央區(qū)域之間的高度差為0.5mm以下。