膜分離裝置及膜分離方法

2023-09-11 20:18:00 3

專利名稱：膜分離裝置及膜分離方法
技術領域：
本發明涉及可利用於固液分離、去除離子、去除溶解性有機物、膠態氧化矽排水處理、膠乳排水處理、各種廢液處理、自來水過濾、活性汙泥處理、食品排水處理、生活排水處理(混雜水處理)、船舶雜廢水處理、糞便處理、降低COD、降低BOD、過濾器逆洗排水處理、印刷塗料排水處理等方面的平膜型的膜分離裝置及膜分離方法。
背景技術：
為了將在水中溶解或混合有各種物質的液體(被處理水)分離成清潔的水(透過水)和高濃度的濃縮水，而使用了膜分離裝置。在膜分離裝置中有各種的膜分離形式，例如，以橫流(クロスフロ一)方式進行的膜分離被廣泛使用。在這種橫流方式中，例如具有如圖11(a)所示，由供給泵42將被處理水向具有分離成透過水和濃縮水功能的膜組件41壓送，將透過水經由路徑43從膜組件41取出，將濃縮水經由路徑44從膜組件41取出，該濃縮水再經由路徑45、循環泵46返回到膜組件41，之後，使濃縮水經由路徑44、45多次循環從而使濃縮度增加的方式；以及如圖11(b)所示，將被蓄積在被處理水蓄積槽中的被處理水由供給泵48供給膜組件41，將透過水經由路徑49從膜組件41取出，將濃縮水經由路徑50、51返回到蓄積槽47，再由供給泵48將蓄積槽裡的被處理水供給膜組件41，之後，使濃縮水經由路徑50、51多次循環從而使濃縮度增加的方式。可是，若根據現在所使用的組件的形式將膜組件分類，則有以下幾類。
(1)中空絲型組件 其構造是將外徑約為500～1500μm的中空絲束成一束，雖然每個單位體積的膜面積很大，但是存在著中空絲內狹窄的流道易堵塞、需要頻繁地清洗以及僅限於比較乾淨的原水等缺點，因此需要精密的前處理。
(2)螺線卷繞型組件 是將膜和隔離物螺旋狀地纏繞在中心集水管周圍的組件，多為將該組件放在耐壓容器裡再一個一個連接上集水管，並將多根串聯連接而使用的結構。雖然能夠緊湊地取得較大膜面積的膜，但和中空絲組件同樣存在著流道易堵塞的缺點。
(3)管型組件 構造是將數十根在內徑為數mm～數10mm的支撐管的內面或外面配設有膜的、長度為大約3m左右的管集中在一起，具有管內流道不易堵塞，能夠獲得較大的處理液的流速這樣的優點，但是與上述兩種組件相比，存在著膜填充率的數值小、膜填充效率低的缺點。
另外，在日本特公平3-18490號公報中，公開有如圖12以及圖13所示的過濾兼分離的裝置。在圖12、13中，管狀的外側殼體61，一端被半圓形的底62封死，另一端由蓋63封閉。在蓋63上，開設有原水入口連接部64、鹽水出口連接部65和滲透物排出管66用的出口。在外側殼體61內，前後相繼地配置有內側殼體67、67，在各內側殼體67內，填充有隔膜緩衝墊68的疊層體和配置在該隔膜緩衝墊68、68之間的隔離物69。另外，管狀螺栓70貫穿隔膜緩衝墊68的疊層體，在該管狀螺栓70上穿設有多個半徑方向孔71。根據該特許公報中所記載的過濾裝置，從入口連接部64流入到外側殼體61內的原水，滲透到隔膜緩衝墊68內，滲透物從半徑方向孔71流入管狀螺栓70內，並且，經由滲透物排出管66排出，另一方，非滲透物從鹽水出口連接部65排出。
但是，在該特許公報所記載的過濾裝置中，所存在的缺點是，因被處理液的流道長，所以壓力損失大；進而因為在前後的內側殼體67、67之間存在有間隙72，所以在該部分容易堆積異物。
本發明是鑑於以往的技術中所存在的問題點作成的，目的在於提供一種具有膜不易堵塞、即使被處理水的流速比較小也能進行膜分離、膜填充效率優異、在裝置內不易堆積異物等特徵的膜分離裝置以及膜分離方法。

發明內容
為了實現上述目的，本發明由於具備在被處理水入口側配置有整流板的壓力容器、配置在該壓力容器內的多個內側殼體和層疊在該內側殼體內的膜分離元件，以貫通膜分離元件的方式形成貫通孔，在內側殼體上沿縱向形成透過水排出通路，並使上述貫通孔與透過水排出通路連通，因此，可以使經過整流板而被導入到壓力容器內的被處理水滲透到膜分離元件內，再經過貫通孔及設在內側殼體上的透過水排出通路排出到外部。
另外，本發明的特徵在於，具備具有被處理水入口及濃縮水出口的壓力容器、設在前述壓力容器內的內側殼體、和設在前述內側殼體內的膜分離元件組；前述膜分離元件組通過將多個膜分離元件和設在前述膜分離元件之間的襯墊層疊而構成，以貫通前述膜分離元件及前述襯墊的那樣在前述膜分離元件上形成有貫通孔；在前述膜分離元件組上形成的前述貫通孔，與在前述內側殼體上形成的透過水排出通路連通；被導入到前述壓力容器內的被處理水滲透到前述膜分離元件內，再經過前述貫通孔及前述透過水排出通路而被排出到外部。
再者，在本發明的膜分離裝置中，優選其結構為在前述壓力容器內設置多個內側殼體，且相鄰的前述內側殼體內的前述膜分離元件組相貼近。
根據該優選的結構，由於前述膜分離元件組分別相貼近，所以不會形成以往技術中所示那樣的間隙。因而，根據此結構，可以解決間隙部分的「異物的堆積」這樣的以往的問題。
另外，在本發明的膜分離裝置中，優選的結構為前述膜分離元件為將透過性膜、間隔保持體、支撐板、間隔保持體、透過性膜順次層疊而成的5層結構，且以一方端部與前述貫通孔相連的那樣，在前述支撐板上設置至少一個切口。
根據該優選的結構，由於在前述支撐板上設置有與前述貫通孔連通(相接)的前述切口，所以可將滲透到前述膜分離元件內的液體經由前述切口及前述貫通孔有效地向透過水排出通路輸送。換言之，通過設置前述切口，可以降低透過水的壓力損失，並能夠確保透過水順利流入前述貫通孔。
再者，在本發明的膜分離裝置中，優選的結構為前述切口的另一方端部被設在前述支撐板上的前述襯墊的投影區域的外側。
根據這種優選的結構，即便是在前述膜分離元件和前述襯墊被緊密地層疊在一起的情況下，由於前述切口的另一方端部被設在前述支撐板上的前述襯墊的投影區域的外側，所以確保了滲透到前述膜分離元件內的液體的流入通路，並可經由前述切口等較理想地實施透過水的輸送(經由前述透過水排出通路的輸送)。
另外，在本發明的膜分離裝置中，優選的結構為在前述內側殼體內設置有多個膜分離元件組。
根據這種優選的結構，由於在前述內側殼體內設置有多個膜分離元件組，所以相對於設置面積，可以實施比以往更大容量的處理。
進而，在本發明的膜分離裝置中，優選的結構為相鄰的前述膜分離元件組被按規定的角度傾斜地配置。特別是，更優選為相鄰的膜分離元件組以基本成正交的方式設置。
根據這種優選的結構，通過將相鄰的前述膜分離元件組按規定的角度傾斜地(例如正交的那樣)配置，前述被處理水的水流容易湍流化，所以能夠抑制懸濁物質等向前述膜分離元件的膜表面(前述透過性膜表面)的堆積。如果將前述膜分離元件組以基本成正交的方式設置，則由於前述被處理水的湍流效果達到最大，因此更加理想。
再者，雖然「規定角度」沒有被特別限定，但是考慮到與壓力損失等的平衡，最好比0°大，例如，優選在10°～90°左右。
另外，在本發明的膜分離裝置中，優選的結構為在前述壓力容器的被處理水入口側設置整流板，且前述整流板以與相鄰的膜分離元件組基本成正交的方式設置。
根據這種優選的結構，由於在前述整流板和前述膜分離元件組之間，前述被處理水的水流易於湍流化，所以與上述同樣地，能夠抑制懸濁物質等向前述膜分離元件的膜表面(前述透過性膜表面)的堆積。
進而，在本發明中，也可以代替上述的內側殼體，用可夾持多個膜分離元件而將其固定、並具有與形成在膜分離元件組上的貫通孔相連通的透過水排出通路的集水部來構成膜分離裝置。
具體地說，本發明的膜分離裝置可以按以下的特徵構成具備具有被處理水入口及濃縮水出口的壓力容器、設在前述壓力容器內的集水部、和被前述集水部夾持而保持著的膜分離元件組；前述膜分離元件組通過將多個膜分離元件和設在前述膜分離元件之間的襯墊層疊而構成，以貫通前述膜分離元件及前述襯墊的方式在前述膜分離元件上形成有貫通孔；在前述膜分離元件組上形成的前述貫通孔與在前述集水部上形成的透過水排出通路相連通；被導入到前述壓力容器內的被處理水滲透到前述膜分離元件內，再經過前述貫通孔及前述透過水排出通路被排出到外部。
另外，在這種膜分離裝置中，優選其結構為前述膜分離元件組被一對集水部夾持，且前述一對集水部被固定裝置固定。
進而，在這種膜分離裝置中，優選為用板狀部件構成前述集水部。
另外，本發明的膜分離方法具有以下特徵，具備具有被處理水入口及濃縮水出口的壓力容器、設在前述壓力容器內的內側殼體和設在前述內側殼體內的膜分離元件組；前述膜分離元件組通過將多個膜分離元件和設在前述膜分離元件之間的襯墊層疊而構成，以貫通前述膜分離元件及前述襯墊的方式在前述膜分離元件上形成有貫通孔；在前述膜分離元件組上形成的前述貫通孔與在前述內側殼體上形成的透過水排出通路連通；使被導入到前述壓力容器內的被處理滲透到向前述膜分離元件內，再經過前述貫通孔及前述透過水排出通路向外部排出。
進而，本發明中的膜分離方法具有以下特徵，具備具有被處理水入口及濃縮水出口的壓力容器、設在前述壓力容器內的集水部、和被前述集水部夾持而保持著的膜分離元件組；前述膜分離元件組通過將多個膜分離元件和設在前述膜分離元件之間的襯墊層疊而構成，以貫通前述膜分離元件及前述襯墊的方式在前述膜分離元件上形成有貫通孔；在前述膜分離元件組上形成的前述貫通孔與在前述集水部上形成的透過水排出通路相連通；使被導入到前述壓力容器內的被處理水滲透到前述膜分離元件內，再經過前述貫通孔及前述透過水排出通路向外部排出。


圖1是本發明的壓力容器的側視圖。
圖2是將本發明的內側殼體上下分解後的立體圖。
圖3是本發明的壓力容器的概略圖，圖3(a)是本發明的壓力容器的一個實施例的剖面圖、圖3(b)是入口側的正面圖、圖3(c)是表示圖3(d)的C-C向視剖面的整流板的一部分的剖面圖、圖3(d)是圖3(a)的D-D向視剖面的整流板的放大剖面圖。
圖4是將由多個膜分離元件組成的疊層體分解之後的立體圖。
圖5是本發明的內側殼體的概略圖，圖5(a)是說明內側殼體的對分的下半部與膜分離元件的連結方法的分解立體圖，圖5(b)是導管的平面圖。
圖6是膜分離元件的剖面圖。
圖7是膜分離元件的概略圖，圖7(a)是展示在膜分離元件的支撐板的貫通孔周圍形成的切口的一例的平面圖，圖7(b)是圖7(a)的VII-VII線剖面圖。
圖8是膜分離元件的概略圖，圖8(a)是展示在膜分離元件的支撐板的貫通孔周圍形成的切口的另一例的平面圖，圖8(b)是圖8(a)的VIII-VIII線剖面圖。
圖9是說明逆洗的流動的圖。
圖10是表示因逆洗所產生的膜間壓差的變化例的圖。
圖11(圖11(a)、(b))是橫流式膜分離工序的概略流程圖。
圖12是以往的膜分離裝置的縱向剖面圖。
圖13是圖12的XIII-XIII線剖面圖。
圖14是本發明的其他實施例的膜分離裝置的概略剖面圖。
圖15是本發明的其他實施例的膜分離裝置的概略圖，圖15(a)是設置在壓力容器內的內側殼體的概略側面圖，圖15(b)是設置在內側殼體內的膜分離元件組的概略側面圖，圖15(c)是圖15(a)的箭頭C方向的向視圖。
圖16是本發明的其他實施例的膜分離裝置的概略圖，圖16(a)是本發明的其他實施例的膜分離裝置的概略剖面圖，圖16(b)是圖16(a)的B-B向視剖面的概略剖面圖，圖16(c)是圖16(a)的C-C向視剖面的概略剖面圖。
用於發明的最佳實施形態即，本發明的主旨以下述內容為特徵在一端側具有被處理水入口、另一端側具有濃縮水出口的壓力容器內，前後相繼地配置多個內側殼體；在該壓力容器的被處理水入口側配備整流板；在各內側殼體中層疊多層膜分離元件並且在相鄰的膜分離元件之間配備兼作密封材料的襯墊；以從層疊的膜分離元件的一側到另一側將包括襯墊在內的膜分離元件貫通的方式形成貫通孔；在各內側殼體上沿縱向形成透過水排出通路；將上述貫通孔與透過水排出通路連通，使經由上述整流板而被導入到壓力容器內的被處理水向膜分離元件內滲透，再經由貫通孔及透過水排出通路排出到外部。
根據本發明，由於在壓力容器的被處理水入口側配有整流板，所以導入到容器內的被處理水被整流，不會發生偏流，因此可以相對地提高被處理水的流速。雖然流速依賴於被處理水的種類以及性狀，但還是能夠獲得0.5～2.0m/sec的流速。若不足0.5m/sec則得不到充分的透過水的流速；超過2m/sec，則在能量上沒有效率。在本發明中，即便不採用將被加壓的被處理水供給壓力容器內的方法，也可以通過將透過水排出側降為負壓(0.1Mpa或其以下)而將被處理水導入壓力容器內從而進行膜分離。在生活排水處理(逆滲透膜)、膠乳排水以及過濾器逆洗排水(超濾膜)等情況下，以加壓方式將被處理水向壓力容器內供給的方法比較理想；在一部分的高濃度汙泥(例如活性汙泥)等的情況下，以負壓方式將被處理水導入到壓力容器內的方法比較理想。
經由整流板而被導入到壓力容器內的被處理水，滲透到膜分離元件內，再經由貫通孔及設在內側殼體上的透過水排出通路排出到外部，而在貫通孔插入有導管內，並且在上述導管上沿導管的縱向形成有透過水排出槽。該透過水排出槽被形成在導管的外面。並且，雖然在以下的本實施形態(以及各實施例)中，作為插入貫通孔內形成透過水排出槽的部件，對採用「導管」的情況進行了說明，但是本發明不僅限於這種結構，根據需要，也可以用「實心棒」來代替導管。在這種使用實心棒的情況下，沿實心棒外面的縱向形成透過水排出槽。
該導管，在具有作為透過水流道的功能的同時，還具有固定膜分離元件的功能，可以提供構造簡單的排出透過水的裝置。通過在導管上形成的透過水排出槽，透過水更易流動，能夠控制在透過水側產生的不必要的壓力損失。該透過水排出槽，為了防止在短時間內就被異物堵塞，最好是設成0.5～1.0mm×0.5～1.0mm(圖5(b)的d1×d2)的大小的截面。另外，該透過水排出槽，最好設置一條或其以上，均等間隔地設置多條(例如2～8條)則更理想。
內側殼體的長度與多個膜分離元件的壓力容器縱向的長度基本相同，在鄰接的內側殼體內的膜分離元件之間沒有實質性的間隙是最理想的。這是因為如果在前後相繼地配置的內側殼體之間沒有間隙的話，懸濁物質就不會堆積在該部分中。
另外，在本實施形態中，雖然對內側殼體(膜分離元件(膜分離元件組)配設部)與膜分離元件(膜分離元件組)的縱向的長度基本相同的情況進行了說明，本發明不僅限於這種構成，只要是在相鄰的膜分離元件(膜分離元件組)之間沒有實質性的間隙，則內側殼體與膜分離元件的縱向的長度相同或不相同都可以。
膜分離元件呈矩形平膜狀，長邊對短邊的比大於等於1小於等於3，貫通孔最好位於短邊的2等分線上。也就是說，當長邊對短邊的比超過3時，則難以通過由超聲波等進行的熔著來製作膜分離元件，這是因為即便能夠得到長邊對短邊的比在3或其以上的膜分離元件，也會變成膜面積很小的元件；通過使貫通孔位於短邊的2等分線上，能夠使透過水均等地匯集在貫通孔處。這樣一來，如果膜分離元件呈矩形平膜狀，長邊對短邊的比在1或其以上3或其以下，且貫通孔位於短邊的2等分線上，就會獲得既是平膜、而且可以逆洗的膜分離元件的製作(切斷、熔著)也容易這樣的效果。另外，通過將貫通孔配置在短邊的2等分線上，能夠實現取得了平衡的處理水的匯集。
優選為膜分離元件為將透過性膜、間隔保持體、支撐板、間隔保持體、透過性膜順次層疊而成的5層結構，在貫通孔附近的上述支撐板上，面向貫通孔設置至少1個切口。膜分離元件內的透過水，滲透作為透過性膜和間隔保持體起到透過水的流道(排洩通路)的作用的排水布(無紡布等)而到達貫穿膜分離元件的貫通孔，但是因為在鄰接的膜分離元件之間配置有兼作密封材料的襯墊，所以，由於被自上下夾持膜分離元件的襯墊所夾壓，因此阻止了從膜分離元件向貫通孔的透過水的順暢的流入。因此，如果在貫通孔附近的支撐板上，面向貫通孔設置至少1個切口的話，就能夠降低滲透到膜分離元件內的透過水的壓力損失，確保透過水順利流向貫通孔。
透過性膜可以採用精密過濾膜、超濾膜、納過濾膜或逆滲透膜。這樣，由於可根據用途改變透過性膜的種類，所以具有能夠適應各種用途的效果。
另外，如果將氣體混入被處理水中，將2相流體狀態的被處理水導入壓力容器內，則最好能夠預期由混入到被處理水中的氣體來實現膜分離元件的清洗效果(防止膜堵塞的效果)。作為這種氣體，可以使用空氣或氮氣。
另外，不是持續地將空氣混入被處理水中、而是間斷地混入氣體的情況也可以。例如，通過大約1天1次將加壓空氣混入被處理水中，可以預期由氣泡帶來的攪去懸濁物那樣的效果，膜分離元件的膜就不容易堵塞。
進而，通過將加壓的逆洗水或混入了氣體的逆洗水從壓力容器的透過水排出側通入容器內，可以將附著在膜表面的懸濁物剝離。另外，對於逆洗水可以採用透過水。逆洗水的壓力優選在0.05～0.2Mpa，更優選在0.05～0.1Mpa。在0.2Mpa以上就有膜破損之虞，而在0.05～0.1Mpa內就能夠得到充分的清洗效果。
另外，本實施形態中的膜分離裝置，可以在橫流方式、端流方式等過濾方式中使用。
實施例以下參照附圖來說明本發明的實施例。圖1是一端側具有被處理水入口1、另一端側具有濃縮水出口2的壓力容器3的立體圖。在壓力容器3內，前後相繼地配置有多個如圖2所示由對分的上半部4和對分的下半部5構成的槽狀的內側殼體6。
如圖3(a)所示，在壓力容器3的被處理水入口1側設置有整流板7。整流板7如圖3(b)所示，是在壓力容器3的被處理水入口1側的圓形開口部將以一定間隔呈梳齒狀地設置的板狀體8配置成2列而成的裝置。如圖3(a)的D-D向視斷面的整流板7的放大3(d)所示，板狀體8的長度L2為30～60mm，優選為40～50mm。另外，如表示圖3(d)的C-C向視斷面的整流板7的一部分的3(c)所示，板狀體8的斷面的大小是d1為1～10mm，優選為2～5mm；另外，d2為5～20mm，優選為7～15mm。並且，相鄰的板狀體8、8的間隔L1為5～20mm，優選為7～10mm。這樣，通過將整流板配置成2列，可以將被處理水基本一樣地向壓力容器內的入口側分配，並同時以整流的狀態導入容器內。
如圖2所示，在各內側殼體6內，層疊有多個膜分離元件9。另外，如圖4所示，在相鄰的膜分離元件9、9之間配置有兼作密封材料的襯墊10。
如圖3(a)所示，從層疊的膜分離元件9的一側到另一側，包含襯墊在內將膜分離元件9貫通那樣地形成有貫通孔11，導管12被插入貫通孔11中。如圖5(a)所示，在導管12上沿導管的縱向形成有4條透過水排出槽13。
如圖4所示，膜分離元件9呈矩形平膜狀，本實施例的長邊對短邊的比是2，插入導管的貫通孔11位於短邊的2等分線上。具體地說，優選長邊為100～300mm，短邊為50～150mm。太長的話，則難以用由超聲波進行的熔著來製作膜分離元件，並且逆洗也不能實現(有產生破損的可能性)。
如圖6所示，膜分離元件9為將透過性膜14、不織布15、支撐板16、不織布17、透過性膜18順次層疊而成的5層結構，透過性膜14、不織布15、不織布17以及透過性膜18的端部用超聲波熔著。支撐板16的材料可以是合成樹脂也可以是金屬，總之，只要是能使膜分離元件9保持一定的形狀的材料就可以。
另外，如圖7(a)所示，在貫通孔11的附近的支撐板16上，面向貫通孔11形成有8個切口19。20是環狀密封墊圈，切口19延伸至超出密封墊圈20外側的地方。另外，作為密封墊圈，還可以採用如圖8(a)所示的長圓狀的密封墊圈21。在這種情況下，切口22也延伸至超出密封墊圈21外側的地方。密封墊圈21和22相當於兼作密封材料的襯墊10。
如圖3(a)所示，在內側殼體6上沿縱向形成有透過水排出通路23，插入貫通孔11的導管12與透過水排出通路23連通。
如圖3(a)或圖4所示，設在膜分離元件9上的貫通孔11有2個，滲透過膜分離元件9的透過性膜14或18和不織布15或17而到達貫通孔11a、11b的被處理水，在透過水排出通路23處合流並被排出膜組件之外。
另外，在貫通孔11附近的支撐板16上，如圖7(a)或圖8(a)所示，面向貫通孔11形成有多個切口19或22，切口也與不織布一起構成透過水的流道，所以降低了滲透到膜分離元件內的透過水的壓力損失，確保了透過水的貫通孔11的順利的流入。對於切口19和22的數量並沒有限定，只要能降低透過水的壓力損失，確保透過水順利地流入到貫通孔11中就可以。實際上，可以在貫通孔周圍設置4～20條左右。另外，切口的寬度優選為0.5mm左右。
如圖2所示，內側殼體6(膜分離元件(膜分離元件組)配設部)與多個膜分離元件(膜分離元件組)的壓力容器縱向的長度基本相同，相鄰的內側殼體內的膜分離元件9之間不存在實質性的間隙。
這樣一來，如圖3所示，經過整流板7而被導入到壓力容器3內的被處理水，滲透到膜分離元件9內，再經過插入到貫通孔11的導管12以及設在內側殼體6上的透過水排出通路23被排出到外部，濃縮水被從出口2排出到外部。進而，由於壓力容器3的入口部以及出口部緩慢地擴徑和縮徑，可以抑制漩渦的形成。因此，通過所述的擴徑部24或縮徑部25可以極力地減少被處理水的壓力損失。
本發明的膜分離裝置的分解操作非常簡單，若將固定圖1所示的壓力容器3和內側殼體的法蘭盤26拆下，可以非常容易地從壓力容器3將內側殼體拔出。通常，在壓力容器3中，內置有5～10個內側殼體。如圖2所示，內側殼體6由對分的上半部4和對分的下半部5這2部分構成，如圖5所詳細表示的那樣，由於這些對分的半部由螺栓27、螺母28、墊圈29連結而成，因而通過放鬆螺栓-螺母的螺鎖構造，可以簡單地分成2部分。另外如圖2所示，通過拆下內側殼體6的對分的上半部4，由多個膜分離元件9構成的疊層體就顯露出來，但如圖4所示，在上下相鄰的膜分離元件9、9之間，介設有兼作密封材料的襯墊10，是由導管12將膜分離元件9的疊層體穿起來那樣的結構，通過將各膜分離元件9以及襯墊10拆下即可簡單地分解，既可以在將這些膜分離元件9以及襯墊10去掉之後，將導管12拔出；另外，也可以在將導管12拔出後再去掉膜分離元件9以及襯墊10。
接下來，根據具體的實驗對本發明的特徵性的構成的效果進行說明。
(1)切口的效果如圖7或圖8所示，通過在貫通孔11周圍的膜分離元件的支撐板16上加設切口，可以預期降低滲透到膜分離元件內的透過液的壓力損失，因此為了確認這種效果而進行以下的實驗來說明。
作為膜分離元件，在圖6所示的構成中，將透過性膜14和18採用超濾膜、將支撐板16採用ABS樹脂制(膜分離元件的大小為100mm×200mm)、將襯墊10採用EPDM(乙烯·丙稀·二烯烴共聚物)制，如圖2所示，使襯墊10介設於各膜分離元件9之間，將層疊膜分離元件9共計層疊28層而成的層疊體(100mm×100mm×200mm)(相對於本發明的「膜分離元件組」)，內置在直徑150mm的內側殼體6內，如圖3所示，將5個內側殼體6相對接地配置在壓力容器3內。然後，從與壓力容器3的入口側的整流板7相連的配管(圖未示)通入清水，以100升/m2/hr的透過流束過濾。
a.在支撐板上設有切口的情況在膜分離元件9的支撐板16上設置有8個如圖7所示的切口19的情況下，壓力容器3的入口側的清水的壓力是0.2MPa，從透過水排出通路23排出的水的壓力是0.18MPa，由此可以知道壓力損失為0.02MPa。
b.在支撐板上沒有設置切口的情況在膜分離元件9的支撐板16上沒有設置如圖7或圖8所示的切口19或22的情況下，由於壓力容器3的入口側的清水的壓力是0.25MPa，從透過水排出通路23排出的水的壓力是0.18MPa，由此可知壓力損失是0.07MPa。這樣，如果在膜分離元件9的支撐板16上不設切口的話，則膜分離元件內的透過水僅通過不織布而被排出，因而透過水的壓力損失變大，這是顯而易見的。
(2)消除相鄰的內側殼體內的膜分離元件之間的間隙的效果如果在相鄰的內側殼體內的膜分離元件之間存在間隙的話，則懸濁物就堆積在間隙中，從而導致流道的壓力損失增大。因此，如果設為如圖2所示，使內側殼體6與多個膜分離元件9的壓力容器縱向的長度基本相同，並如圖3所示，使相鄰的內側殼體6內的膜分離元件之間不存在實質性的間隙，則就沒有懸濁物堆積的情況，從而能夠預期降低流道壓力損失的效果。
因此，如圖3所示，如果以在相鄰的內側殼體6內的膜分離元件9之間不存在實質性的間隙的狀態運轉的話，從壓力容器3的入口1側的清水的壓力減去從透過水排出通路23排出的水的壓力所得的壓力損失是0.01MPa；但是在圖3中，如果以在相鄰的內側殼體6、6之間的膜分離元件之間存在15mm的間隙的狀態運轉的話，則從壓力容器3的入口1側的清水的壓力減去從透過水排出通路23排出的水的壓力所得的壓力損失就變成0.02MPa，從而可知流道壓力損失增大。但是，如果做了充分的前處理(例如，去除堆積的懸濁物)，則相鄰的膜分離元件之間即便存在10mm左右或其以下的間隙，也能夠進行膜分離。
另外，通過設成在相鄰的內側殼體6內的膜分離元件之間不存在實質性的間隙那樣的構造，可以使壓力容器整體的長度縮短大約7.5％。
(3)逆洗的效果若在如圖3所示那樣的結構的壓力容器3中，通入活性汙泥(MLSS5000～30000mg/liter)進行6小時的膜分離，則開始約0.1MPa的膜間壓差(壓力容器3的入口側的被處理水的壓力和從透過水排出通路23排出的水的壓力的差)上升到0.15MPa，由此可以認為在膜分離元件的構成要素上附著、堆積著懸濁物，因而要通過如圖9所示的流體(フロ一)的逆洗系統實施逆向洗滌(逆洗)。若對圖9進行說明，31是被處理水蓄積槽、32是壓力容器(具備本發明的膜分離元件的膜組件)、33是透過水蓄積槽、34是被處理水供給泵、35是逆洗水供給泵、36是透過水的流量調整閥。
即，被處理水蓄積槽31中儲存的被處理水(原水)，由被處理水供給泵34經由路徑37被供給膜組件32，透過水經由路徑38被供給透過水蓄積槽33。逆洗時，停止被處理水供給泵34，起動逆洗水供給泵35，經由路徑39向膜組件32內的膜分離元件施加負壓(0.1MPa)，將附著在膜分離元件9上的懸濁物用清水洗淨，再從出口2排出到濃縮水側(參照圖3)。再者，逆洗水供給泵35以根據定時器每120分鐘就運轉數分鐘的那樣進行間歇運轉。逆洗的結果是，因為膜間壓差恢復到0.11～0.12MPa，所以停止逆洗水供給泵35的運轉，再次開始被處理水供給泵34的運轉繼續進行膜分離。將利用該逆洗產生的膜間壓差的變化例表示在圖10中。圖10的縱軸表示膜間壓差，橫軸表示膜分離裝置的累計運轉時間。逆洗水供給泵沒有連續地運轉，而是如上述那樣，實施每2小時運轉數分鐘的間歇運轉。在圖10的鋸齒狀的曲線圖中，大約每2小時就會出現峰部和谷部，而該谷部就表示因逆洗產生的膜間壓差的恢復。
再者，根據定時器控制的逆洗水供給泵35的運轉定時(タイミング)，可以根據膜分離元件的汙濁程度任意選擇。
(4)已有的膜分離設備和本發明的膜分離裝置的對比作為前提條件，在處理10m3/日的生活廢水的情況下，比較用於實現使處理水的BOD在20ppm或其以下這樣的條件的要件，其結果如表1。
(表1)

如表1所示，由於在本發明以及管型組件中，對於被處理水(原水)的懸濁物濃度的要求比較寬鬆，所以只要有濾網這樣簡單的前處理設備就可以了。但是，由於在螺線卷繞型組件以及中空絲型組件中，對於被處理水(原水)的懸濁物濃度的要求很嚴格，所以必須要有凝聚沉澱、砂過濾設備甚至精密過濾設備等前處理設備，因此還必須要有較大的設備設置面積。
從表1中的對被處理水(原水)的懸濁物濃度的要求比較來看，本發明和管型組件在同一水平，前處理設備都是只要濾網那樣的設備即可，但是如下面的表2所示，本發明和管型組件相比可以更大地獲得膜填充率的數值(能夠將膜分離元件較密地插入組件中)，同時還能夠減小壓力損失。在本發明中能夠更大地獲得膜填充率的理由是因為將平膜元件層疊起來所以可以沒有間隙地緊密地填充。
另一方面，將較大的圓通狀的管狀膜(直徑5～10mm左右)插入圓筒組件的情況下，填充率就變低。之所以這樣說，是因為在相鄰的圓通狀的管狀膜之間形成了不可避免的間隙的緣故。
所說的可以更大地獲得膜填充率，關係到在製造同一膜面積的組件的情況下能夠更大地確保必要的流道一事。雖然流速低，但因為流道較大，所以含有較大的固體部分的流體很容易流過(雷諾數變大)，根據本發明，在低流速下也可以進行膜分離。
(表2)

(5)本發明的膜分離裝置的效果概括以上的實驗結果，要點如下。
①通過在膜分離元件的支撐體上加設切口，可以改善透過水的壓力損失。
②通過消除相鄰的內側殼體內的膜分離元件之間的間隙，可以將壓力容器的全長縮短7.5％。進而，由於沒有間隙，所以懸濁物不會堆積，並可以降低被處理水的壓力損失。
③因為對於原水的水質水平的要求寬鬆，所以不需要很大的前處理設備，設備整體的設置面積較小即可，即便被處理水的流速小也能進行有效率的膜分離。這樣，雖然流速越小效率越好，但從防止膜的堵塞的方面來看，要有最低必要的流速。
再者，本發明不限於上述實施例，只要不脫離其主旨，在上述的實施例以外可以實行各種變更。
以下，根據附圖對其他的實施例進行說明。
圖14是表示本發明的其他實施例中的膜分離裝置的概略剖面圖。由於本實施例中的膜分離裝置的構成要素基本上與前面用圖3等說明的要素相同，所以在此，對於同樣的構成要素都標上同樣的標號而省略其說明，主要說明與上述實施例不同的部分。
如圖14所示，本實施例中的膜分離裝置，利用壓力容器3、設置在該壓力容器3內的內側殼體6、配置在該內側殼體6內的兩個膜分離元件組90(90A、90B)和設置在該內側殼體6的被處理水入口側的整流板7等構成。在此，膜分離元件組90採用了例如大小為100mm×100mm×200mm的元件組。
各膜分離元件組90通過將多個膜分離元件9和設在各膜分離元件9之間的襯墊10層疊而構成，為了從層疊的膜分離元件9以及襯墊10的一側貫通至另一側，在膜分離元件組90上形成了貫通孔11。並且，在該貫通孔11中插入有導管12，在導管12上沿縱向形成有4條透過水排出槽13(參照圖5(a)等)。
在本實施例中，如圖14所示，相鄰的膜分離元件膜分離元件組90(第一膜分離元件組90A和第二膜分離元件組90B)，以正交方式設置。
通過(或透過)膜分離元件組90的被處理水，通常是沿著呈平膜狀地形成的膜分離元件9的表面那樣地流過。換言之，各膜分離元件9之間成為通過被處理水的流通路徑。
因此，如圖14所示，如果以正交方式配置各膜分離元件組90的話，各個膜分離元件組90上的被處理水的流通路徑也會正交。
另外，在本實施例中，位於被處理水入口側的整流板7和與該整流板7相鄰的第一膜分離元件組90A也以正交方式設置。也就是說，整流板7上的被處理水的流通路徑(板狀體8之間的流通路徑)和第一膜分離元件組90A上的被處理水的流通路徑以正交方式構成。
進而，在本實施例中，也和前面說明的實施例一樣，以在相鄰的膜分離元件組90之間不存在實質性的間隙地(例如，連接相鄰的膜分離元件組90)的方式，配設第一以及第二膜分離元件組90A、90B。
另外，在本實施例中，雖然由於圖面的原因，只表示了與第二膜分離元件組90B的貫通孔11連通的透過水排出通路23，但是在內側殼體6上，與第一膜分離元件組90A的貫通孔11連通的透過水排出通路(圖未示)，被設置在與這些透過水排出通路23大約成90°的不同的位置上。
本實施例中的膜分離裝置由於按以上的方式被構成，所以在用圖3等說明的實施例中所取得的效果之上，還能夠取得以下的效果。
在該圖14所示的實施例中，相鄰的膜分離元件組90A、90B以基本正交的方式被構成。因此，根據本實施例，在膜分離裝置內的被處理水的水流容易湍流化(紊流化)，可以抑制懸濁物質向膜分離元件9的膜表面(透過性膜表面)堆積。
另外，在本實施例中，對於整流板7和與該整流板7相鄰的第一膜分離元件組90A，也分別以正交方式設置。因此，根據本實施例，由於在整流板7和第一膜分離元件組90A之間促進了被處理水的湍流化，從而抑制了懸濁物質等向構成膜分離元件組90的膜分離元件9的膜表面(透過性膜表面)的堆積。
再者，在上述各實施例(以圖3等或圖14說明的實施例)中，對在內側殼體內設置兩個膜分離元件組的情況進行了說明，但是本發明不限於這種構成，根據需要，也可以在內側殼體內設置一個或三個或其以上的膜分離元件組。
以下，用圖15對在內側殼體內設置有三個或其以上(具體地說為八個)的膜分離元件組的構成進行說明。
圖15表示本發明的其他的實施例中的膜分離裝置的概略圖。具體地說，是表示構成膜分離裝置的內側殼體以及其內部構造等的概略圖。
本實施例中的裝置基本上是用與上述各實施例同樣的構成要素構成的，主要是內側殼體的構造不同。所以，在以下的說明中，對於與前面的各實施例同樣的構成要素，標上同樣的標號而省略其說明，主要對與上述各實施例不同的部分進行說明。
圖15(a)表示設在壓力容器(圖未示)內的內側殼體96的概略側面圖，在此，表示的是三個內側殼體96被連接起來配置在壓力容器內的結構。另外，在圖15(b)中，表示的是配置在內側殼體96內的膜分離元件組90的概略側面圖。進而，在圖15(c)中，表示的是圖15(a)的沿箭頭C方向的向視圖。
如圖15所示，在本實施例中，內側殼體96由對分的上半部94和對分的下半部95構成，該內側殼體96以可以配置八個膜分離元件組90的方式被構成。具體地說，如圖15(b)所示，以四個膜分離元件組90為一塊，設置第一膜分離元件組集合部90X和第二膜分離元件組集合部90Y，這些集合部90X、90Y在內側殼體96內以基本呈正交的方式設置。
另外，在內側殼體96上設有與第一膜分離元件組集合部90X的貫通孔11連通那樣地形成的透過水排出通路23X、和與第二膜分離元件組集合部90Y的貫通孔11連通那樣地形成的透過水排出通路23Y。
根據圖15所示的實施例，由於將多個(八個)膜分離元件組90設置在內側殼體96內，所以相對於設置面積，可以實施更大容量的處理。
另外，根據該實施例，由於設置在一個內側殼體96內的第一膜分離元件組集合部90X和第二膜分離元件組集合部90Y是以大體正交的方式被構成的，所以能夠取得與前面的由圖14所示的實施例同樣的效果。並且，由於基本的各構成要素都與用圖3等說明的實施例相同，所以也能取得與其同樣的效果。
圖16表示本發明的其他的實施例中的膜分離裝置的概略圖。在此，圖16(a)表示本發明的其他的實施例中的膜分離裝置的概略剖面圖，圖16(b)表示圖16(a)的B-B向視剖面的概略剖面圖，圖16(c)表示圖16(a)的C-C向視剖面的概略剖面圖。
本實施例中的膜分離裝置，基本上是以與上述各實施例基本相同的構成要素構成的，但與前面所說明的各實施例的在壓力容器內有內側殼體的情況相對，本實施例中的膜分離裝置沒有各實施例中所示的內側殼體，在這一點上有所不同。因此，在以下的說明中，對於和前面的各實施例同樣的構成要素，標上同樣的標號而省略其說明，主要對本實施例的特徵性的部分(與各實施例不同的部分)進行說明。
如圖16所示，本實施例中的膜分離裝置由矩形管狀的壓力容器103、設置在該壓力容器103內的平板狀的集水部106以及由一對集水部106夾持而被保持的兩個膜分離元件組90等構成。在此，膜分離元件組90採用了例如大小為100mm×100mm×200mm的元件組。
各膜分離元件組90通過將多個膜分離元件9和設在各膜分離元件9之間的襯墊10層疊而構成，以從層疊的膜分離元件9及襯墊10的一側貫穿至另一側的方式，在膜分離元件組90上形成了貫通孔11。並且，在該貫通孔11中插入有導管12，在導管12上沿縱向形成有4條透過水排出槽13(參照圖5(a)等)。
在構成本實施例的膜分離裝置的壓力容器103上，在入口1以及出口2側分別設有法蘭盤部121、122。並且，在該入口1以及出口2側，還設有被構成為可分別與法蘭盤部121、122連接的、具備法蘭盤部131、142的入口側接頭130及出口側接頭140。設在壓力容器103上的法蘭盤部121、122和設在各接頭130、140上的法蘭盤部131、142，利用由螺栓、螺母等構成的連接裝置來連接。另外，在設置於出口側接頭140上的法蘭盤部142上，設有與形成在集水部106上的透過水排出通路(後述)連通的透過水排出通路143。
在本實施例中，如圖16所示，通過用形成為平板狀的集水部106夾持將多個膜分離元件9以及襯墊10等層疊而構成的膜分離元件組90，而構成了膜分離裝置。更具體地說，膜分離元件組90被一對集水部106夾持，這樣進行夾持的一對集水部106被多個夾緊帶116(相當於本發明的「固定裝置」)夾緊固定，被一對集水部106及夾緊帶116夾持而保持著的膜分離元件組90被推入形成為矩形管狀的壓力容器103內，從而構成了膜分離裝置。
另外，在本實施例中的膜分離裝置中，被一對集水部106所夾持的各個膜分離元件組90，用四根夾緊帶116而被夾緊在一起，從防止在膜分離元件組90和導管12之間的洩漏等的觀點考慮，該夾緊帶116，如圖16所示，與導管12的配置位置相對應而設置。
並且，在這樣夾持著膜分離元件組90那樣地構成的板狀的集水部106上，設有用於安裝夾緊帶116的安裝槽部106a，在本實施形態中，在將夾緊帶116安裝在安裝槽部106a上之後的狀態下，可以將集水部106及膜分離元件組90配置在壓力容器103內。該夾緊帶116用例如不鏽鋼、塑料、橡膠等來構成。
另外，在本實施例中，也與前面所說明的實施例一樣，以在相鄰的膜分離元件組90之間不存在實質性的間隙的方式配置各膜分離元件組90。
本實施例中的膜分離裝置由於按以上的方式構成，所以在圖3等中所說明的實施例中所取得的效果之上，還能夠取得以下的效果。
在本實施例中，代替在其他實施例中進行膜分離元件組的保持並同時具備透過水排出通路的內側殼體，設置了集水部106。這種集水部106，與內側殼體一樣也具有透過水排出通路23，並起到保持膜分離元件組90那樣的作用，但是其構成與內側殼體不同。也就是說，內側殼體呈可收容膜分離元件組的圓筒形狀，但集水部106呈平板形狀。並且，如圖16所示，在本實施例中，將膜分離元件組90夾持在一對集水部106之間，用夾緊帶116進行集水部106及膜分離元件組90的固定。該集水部106，如圖16(c)所示，具有與膜分離元件組90基本相同的寬度尺寸，夾緊帶116以與集水部106及膜分離元件組90的端部相接觸的方式，將一對集水部106之間的膜分離元件組90夾持住。
如以上所述，根據本實施例，在保持著膜分離元件組90的狀態下，在其側面側僅存在薄帶狀的夾緊帶116。另一方，在上述各實施例中，由於使用了圓筒形狀的內側殼體，所以在膜分離元件組的側面側，存在有與膜分離元件組的上下面基本相同的厚度。
因此，根據本實施例，由於使用了平板狀的集水部106，所以不用在膜分離元件組90的側面側設置不必要的空間，就能夠構成膜分離裝置。省去的這部分不必要的空間，還能夠相應程度地實現壓力容器103的小型化，根據本實施例，在構成具有同樣的處理能力的裝置的情況下，能夠將設置面積削減3成左右。由於可以這樣削減設置面積，顯然就能夠謀求降低成本。另外，由於集水部106是用平板狀的材料構成的，所以集水部106的製作容易，也能夠謀求降低成本，且組裝也能夠簡單地進行。
另外，在本實施例中，如圖16所示，由於是按照配合集水部106及膜分離元件組90的形狀而省去無用空間的方式，將壓力容器103構成為矩形管狀，所以膜分離裝置整體也成方型。
因此，根據本實施例，可以很容易地進行多個膜分離裝置的層疊。也就是說，由於上述各實施例利用可耐高壓的圓筒形狀的壓力容器來構成了膜分離裝置，所以層疊的時候不是簡單的重疊，還需要有某些保持部件。但是，根據本實施例，由於膜分離裝置整體成方型，所以可以更容易地實現層疊構造。
本實施例中的膜分離裝置，如上所述即便是單體也能夠實現設置面積的削減，但如果是設成實行層疊等的結構，則由於還能夠削減裝置單體以外的保持部件，所以從與將多個裝置層疊而成的構成的比較來看，能夠進一步提高設置面積的削減程度。
再者，在使用矩形管狀的壓力容器103的情況下，從同時兼顧壓力容器的製造成本和耐壓性能的觀點出發，作為透過性膜最好使用逆滲透膜以外的膜。
另外，在圖16中，雖然表示了在壓力容器103上設置有法蘭盤部121、122的結構，但本發明不限於這種結構，根據需要，在構成各膜分離裝置的壓力容器103上不設置法蘭盤部121、122也可以。因此，例如，也可以將在各個壓力容器103上沒有法蘭盤部的膜分離裝置層疊規定數量，在每個層疊了該規定數量的膜分離裝置的集合體上設置法蘭盤部以及接頭等。
根據這樣的構成，可以更加削減將多個膜分離裝置層疊多層時的設置面積等。
再者，在圖16所示的實施例中，雖然對集水部具有平板形狀的情況進行了說明，但本發明不限於這種結構，集水部只要是具有透過水排出通路並同時能夠夾持並保持膜分離元件組，則其形狀以及構成就沒有特別地限定。因此，例如也可以用截面圓形或截面橢圓形的管狀部件來構成集水部。另外，雖然對壓力容器的截面為長方形的情況進行了說明，但本發明不限於這種結構，截面也可以是正方形。
另外，在圖16中，雖然表示了沒有特別地設置整流板的情況，但本發明不限於這種構成，在如圖16所示那樣地構成的膜分離裝置中也一樣，最好是根據需要在入口1設置整流板。
進而，根據需要，也可以將相鄰而設的膜分離元件組90的設置位置與圖14所示的實施例一樣傾斜約90°。
另外，在上述各實施例中，雖然對被處理水的流通方向與透過水的流通方向相同的情況進行了說明，但本發明不限於這種構成。因此，例如，也可以將各實施例中的入口1和出口2互換，構成為使被處理水流通。也就是說，也可以使被處理水從各實施例中所說的出口2流入，使濃縮水從入口1流出。另外，還可以設成在入口1及出口2雙方上設置整流板，而每隔規定時間將被處理水的流通方向切換那樣的結構。
再者，在上述各實施例中，雖然對壓力容器3、103的形成材料等沒有特別言及，但是在本發明中，可以使用不鏽鋼、碳素鋼等金屬、或以耐壓的方式構成的樹脂等。另外，在使用金屬制的材料的情況下，也可以通過在其內側覆蓋上樹脂等來構成壓力容器3、103。
由於本發明如上所述而被構成，所以具有以下的效果。
(1)根據權利要求1、4、9、15、16、17所記載的發明，可提供一種膜不容易堵塞、即便被處理水的流速比較小也能進行膜分離、膜填充效率高、裝置內不易堆積異物的膜分離裝置及膜分離方法。特別是根據權利要求9、17所記載的發明，由於替換內側殼體使用了由板狀部件等形成的集水部，所以能夠提供一種除了上述的效果以外更加小型化(緊湊)的膜分離裝置及膜分離方法。
(2)根據權利要求2、5所記載的發明，可縮短壓力容器的全長實現緊湊化，同時能夠抑制壓力容器內的懸濁物的堆積。
(3)根據權利要求3、12所記載的發明，可以減小膜分離元件內的透過水的壓力損失。另外，根據權利要求13所記載的發明，可以進一步減小壓力損失。
(4)根據權利要求6所記載的發明，相對於設置面積，可以實施比以往更大容量的處理。
(5)根據權利要求7所記載的發明，通過將相鄰的膜分離元件組按規定的角度傾斜地配置，被處理水的水流容易湍流化，因此可以抑制懸濁物質等向膜分離元件的膜表面(透過性膜表面)的堆積。尤其是根據權利要求8所記載的發明，由於膜分離元件組被基本呈正交地設置，所以被處理水的湍流效果最大，可以更有效地抑制懸濁物質等向膜分離元件的膜表面的堆積。進而，根據權利要求14所記載的發明，由於在整流板和膜分離元件組之間使被處理水的水流容易湍流化，所以與上述內容同樣地，可以抑制懸濁物質等向膜分離元件的膜表面的堆積。
(6)根據權利要求18所記載的發明，可以提供一種膜分離元件的膜不易堵塞的膜分離方法。
(7)根據權利要求19所記載的發明，可以提供有效的膜清洗方法。
權利要求
1.一種膜分離裝置，其特徵在於，在一端側具有被處理水入口、另一端側具有濃縮水出口的壓力容器內前後相繼地配置多個內側殼體，在該壓力容器的被處理水入口側配置整流板，在各內側殼體中層疊多個膜分離元件並在相鄰的膜分離元件之間配置兼作密封材料的襯墊，以從層疊的膜分離元件的一側到另一側貫通包括襯墊在內的膜分離元件的那樣形成貫通孔，在各內側殼體上沿縱向形成透過水排出通路，使上述貫通孔與透過水排出通路連通，經過上述整流板而被導入到壓力容器內的被處理水滲透到膜分離元件內，再經過貫通孔以及透過水排出通路被排出到外部。
2.如權利要求1所述的膜分離裝置，其中將內側殼體與多個膜分離元件的壓力容器縱向的長度設為相同，在相鄰的內側殼體內的膜分離元件之間沒有實質性的間隙。
3.如權利要求1或2所述的膜分離裝置，其中膜分離元件為將透過性膜、間隔保持體、支撐板、間隔保持體、透過性膜順次層疊而成的5層結構，在貫通孔附近的上述的支撐板上，面向貫通孔設置至少一個切口。
4.一種膜分離裝置，其特徵在於，具備具有被處理水入口及濃縮水出口的壓力容器、設在前述壓力容器內的內側殼體、和設在前述內側殼體內的膜分離元件組；前述膜分離元件組通過將多個膜分離元件與設在前述膜分離元件之間的襯墊層疊而構成，以貫通前述膜分離元件及前述襯墊的那樣在前述膜分離元件上形成貫通孔；在前述膜分離元件組上形成的前述貫通孔，與在前述內側殼體上形成的透過水排出通路連通；被導入到前述壓力容器內的被處理水，滲透到前述膜分離元件內，再經過前述貫通孔及前述透過水排出通路而被排出到外部。
5.如權利要求4所述的膜分離裝置，其中在前述壓力容器內設置有多個內側殼體；相鄰的前述內側殼體內的前述膜分離元件組相貼近。
6.如權利要求4或5所述的膜分離裝置，其中在前述內側殼體內設置有多個膜分離元件組。
7.如權利要求4至6中任意一項所述的膜分離裝置，其中相鄰的前述膜分離元件組被按規定的角度傾斜地配置。
8.如權利要求4至6中任意一項所述的膜分離裝置，其中相鄰的前述膜分離元件組基本成正交地設置。
9.一種膜分離裝置，其特徵在於具備具有被處理水入口及濃縮水出口的壓力容器、設在前述壓力容器內的集水部和被前述集水部夾持而保持著的膜分離元件組；前述膜分離元件組通過將多個膜分離元件和設在前述膜分離元件之間的襯墊層疊而構成，以貫通前述膜分離元件及前述襯墊的那樣在前述膜分離元件上形成貫通孔；在前述膜分離元件組上形成的前述貫通孔，與在前述集水部上形成的透過水排出通路相連通；被導入到前述壓力容器內的被處理水滲透到前述膜分離元件內，再經過前述貫通孔及前述透過水排出通路而被排出到外部。
10.如權利要求9所述的膜分離裝置，其中前述膜分離元件組被一對集水部夾持，前述一對集水部被固定裝置固定。
11.如權利要求9或10所述的膜分離裝置，其中前述集水部利用板狀部件而構成。
12.如權利要求4至11中任意一項所述的膜分離裝置，其中前述膜分離元件為將透過性膜、間隔保持體、支撐板、間隔保持體、透過性膜順次層疊而成的5層結構，以一方端部與前述貫通孔相連的方式，在前述支撐板上設置至少一個切口。
13.如權利要求12所述的膜分離裝置，其中前述切口的另一方端部，被設在前述支撐板上的前述襯墊的投影區域的外側。
14.如權利要求4至13中任意一項所述的膜分離裝置，其中在前述壓力容器的被處理水入口側設有整流板，前述整流板以與相鄰的膜分離元件組基本成正交的方式設置。
15.一種膜分離方法，其特徵在於，具備具有被處理水入口及濃縮水出口的壓力容器、設在前述壓力容器內的內側殼體和設在前述內側殼體內的膜分離元件組；前述膜分離元件組通過將多個膜分離元件和設在前述膜分離元件之間的襯墊層疊而構成，以貫通前述膜分離元件及前述襯墊的那樣，在前述膜分離元件上形成有貫通孔；在前述膜分離元件組上形成的前述貫通孔，與在前述內側殼體上形成的透過水排出通路相連通；使被導入到前述壓力容器內的被處理水滲透到前述膜分離元件內，再經過前述貫通孔及前述透過水排出通路向外部排出。
16.一種膜分離方法，該膜分離方法是由如下的膜分離裝置實現的膜分離方法，所述的膜分離裝置，在一端側具有被處理水入口、另一端側具有濃縮水出口的壓力容器內前後相繼地配置多個內側殼體，在該壓力容器的被處理水入口側配置整流板，在各內側殼體中層疊多個膜分離元件並在相鄰的膜分離元件之間配置兼作密封材料的襯墊，以從層疊的膜分離元件的一側到另一側貫通包括襯墊在內的膜分離元件的那樣形成貫通孔，在各內側殼體上沿縱向形成透過水排出通路，上述貫通孔與透過水排出通路連通，其特徵在於，使經過上述整流板而被導入到壓力容器內的被處理水滲透到膜分離元件內，再經過貫通孔及透過水排出通路向外部排出。
17.一種膜分離方法，其特徵在於，具備具有被處理水入口及濃縮水出口的壓力容器、設在前述壓力容器內的集水部和被前述集水部夾持而保持著的膜分離元件組；前述膜分離元件組通過將多個膜分離元件和設在前述膜分離元件之間的襯墊層疊而構成，以貫通前述膜分離元件及前述襯墊的那樣在前述膜分離元件上形成有貫通孔；在前述膜分離元件組上形成的前述貫通孔，與在前述集水部上形成的透過水排出通路相連通；使被導入到前述壓力容器內的被處理水滲透到前述膜分離元件內，再經過前述貫通孔及前述透過水排出通路而向外部排出。
18.如權利要求15至17中任意一項所述的膜分離方法，其中在被處理水中混入氣體，將2相流體狀態的被處理水導入到壓力容器內。
19.如權利要求15至18中任意一項所述的膜分離方法，其中從壓力容器的透過水排出側將加壓後的逆洗水或混入有氣體的逆洗水通入到壓力容器內清洗膜分離元件。
全文摘要
本發明以提供膜不易堵塞、即使被處理水的流速比較小也能進行膜分離、膜填充效率優異、且在裝置內不易堆積異物的膜分離裝置以及膜分離方法為目的。為解決所述目的，本發明被構成為，在一端側具有被處理水入口、另一端側具有濃縮水出口的壓力容器內前後相繼地配置有槽狀的內側殼體。在該壓力容器的被處理水入口側配置整流板，在各內側殼體中層疊多個膜分離元件並在相鄰的膜分離元件之間配置兼作密封材料的襯墊，以從層疊的膜分離元件的一側到另一側貫通包括襯墊在內的膜分離元件的那樣形成貫通孔，在各內側殼體上沿縱向形成透過水排出通路，使上述貫通孔與透過水排出通路連通，經過上述整流板而被導入到壓力容器內的被處理水滲透到膜分離元件內，再經過貫通孔以及透過水排出通路被排出到外部。
文檔編號B01D65/00GK1612778SQ0380191
公開日2005年5月4日 申請日期2003年5月14日 優先權日2002年5月16日
發明者谷田克義, 野中信一, 島田光重, 松田勉, 平井清司, 上村全弘, 高田一貴, 伊藤裕, 長谷川進 申請人:株式會社神鋼環境舒立淨