專利名稱：膜處理方法及膜處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對生物處理的反應(yīng)槽內(nèi)的污泥、來自反應(yīng)槽并被輸送來的污泥或其濃縮污泥、生物處理前的大小便廢水等的原液進(jìn)行膜過濾的膜處理方法及膜處理裝置，更具體地說，涉及一種能夠謀求降低成本、增大通過量和節(jié)省場地的膜處理方法及膜處理裝置。
凡是含有那些能造成海洋或河流等污染的有機(jī)物、氮、磷等的廢水，一般都要經(jīng)過生物處理，使其變成澄清水后才將其排放入河流等中。
作為生物處理反應(yīng)液的固液分離方法，一般使用重力沉降式的沉淀槽，但是在最近已經(jīng)可以使用設(shè)置場地少，維護(hù)容易的膜分離技術(shù)。
對于膜分離技術(shù)來說，能夠在長時(shí)間內(nèi)獲得一定的濾液量是極為重要的課題，通常，濾液量隨著時(shí)間的增加而降低，這是難以避免的。作為其原因之一，可以認(rèn)為，這是由于分離濃縮物等沉積在膜表面上并形成凝膠層，該凝膠層逐步生長并在最后阻礙了濾液透過的緣故。污泥中的污濁物質(zhì)濃度愈高，并且透過的濾液量愈多時(shí)，該凝膠層的厚度愈容易變厚。因此，對于膜分離技術(shù)來說，如何能夠?qū)⑸鲜瞿z層的厚度抑制到盡可能小的程度以及如何除去已生成的凝膠層就成為很重要的問題。
迄今為止，作為膜處理裝置，已知的有圖5中示出的裝置。其該圖中，10表示膜裝置，11表示用于貯存污泥等原液的原液槽，12表示加壓泵。13是用于取出圖中沒有示出的密封件并且其本身可以拆卸的框板，在該框板13內(nèi)按照可以裝卸的方式固定有許多塊披膜板14。各塊披膜板14由膜支持部件17和平膜18構(gòu)成。
在膜支持部件17的兩側(cè)固定著平膜18，二者之間保持有間隙17a。
在各披膜板14的上、下方形成了用于讓液流通過的開口15、16。
19是濾液的排出部，20是設(shè)置在框板上的原液流入口，21是濃縮液流出口，22是用于讓原液或濃縮液流過的膜間液道。
原液槽11內(nèi)的原液通過加壓泵12被導(dǎo)入原液流入口20，然后通過開口16流入膜間液道22，在此處被分離成通過平膜18的濾液和設(shè)有通過平膜18的濃縮液。
濾液通過濾液排出部19而從裝置外部取出，濃縮液通過濃縮液流出口21返回原液槽11并與該原液槽11內(nèi)的原液混合。上述的循環(huán)操作通過加壓泵12的動作來進(jìn)行。
通常，在膜間液道22內(nèi)的液體循環(huán)流量取決于流過該膜間液道22內(nèi)的液體流速。另外，該流量也受到在披膜板14的上、下方形成的開口15、16的口徑的限制。為了獲得所需的濾液透過量以達(dá)到確保增大循環(huán)流量的目的，可以將該開口15、16的口徑開得比較大，一般設(shè)計(jì)為65mmφ左右。
因此，與該比較大的口徑相對應(yīng)，從原液槽11到達(dá)原液流入口20的配管和從濃縮液流出口21返回原液槽11的配管都設(shè)計(jì)得比較大，這就成為設(shè)備成本增大的原因。另外，不僅限于這些配管，而且設(shè)置在這些配管途中的各種附件也隨之增大，這就成為設(shè)備成本增加的原因。
在使用現(xiàn)有加壓泵12的加壓型膜處理裝置中，由原液槽11內(nèi)供給到膜間液道22的原液量較大，因此必須提高膜間液道22內(nèi)的壓力，從而不得不增大加壓泵12的馬力(動力)，這就產(chǎn)生了動力成本增大的問題。另外，馬力大的泵還有設(shè)置面積增大的缺點(diǎn)。
另外，當(dāng)向膜的循環(huán)污泥側(cè)(膜間液道側(cè))施加壓力來運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，濾液量立即增高，但是，由于濾液量增高，使得膜表面的凝膠層生長加快，其結(jié)果導(dǎo)致濾液量降低。為了維持高的濾液透過量，只能進(jìn)一步提高動力成本。
為了解決上述現(xiàn)有加壓型膜處理裝置所具有的問題，有人提出了氣泡循環(huán)型膜處理裝置的方案。
這種氣泡循環(huán)型的膜處理裝置，如圖6所示，不使用加壓泵，這一點(diǎn)與現(xiàn)有加壓型的裝置有很大差異。
在圖6中，30是與膜裝置10并設(shè)的循環(huán)罐。該循環(huán)罐30與膜10形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，在該循環(huán)系統(tǒng)中，用于將濃縮原液導(dǎo)入膜裝置10的導(dǎo)入管32用于將濃縮原液從該膜裝置10排出的排出管33相連結(jié)。
40是安裝在下部開口16的微細(xì)氣泡吐出管，41是形成于該吐出管40的氣泡吐出孔，50是用于抽吸濾液的抽吸泵。
該循環(huán)罐30的構(gòu)成如下，由圖中沒有示出的原液槽向原液供給部31a供給原液，另一方面，多余的濃縮液通過濃縮液排出部31b溢流并返回原液槽。
另外，通過將空氣供入吐出管40而使得微細(xì)物泡從吐出孔41放出，因此導(dǎo)致在膜間液道22中含有氣泡的原液與從循環(huán)罐30供給的新原液之間產(chǎn)生了密度差。由于該密度差而造成了在膜裝置10與循環(huán)罐30之間的循環(huán)流動。
另一方面，濾液通過濾液的排出部19被抽吸泵50抽取到裝置外部。
使用該裝置，既可以防止膜表面凝膠層的生長，維持預(yù)定的濾液透過量，又能防止污泥的閉塞，并且可以均勻地防止膜的整體受污泥閉塞。另外可以減少板框的拆卸洗滌次數(shù)，而且不需要大動力的加壓泵，從而可以大幅度地降低成本。
然而，對于這種氣泡循環(huán)型膜處理裝置來說，雖然與上述加壓型的膜處理裝置相比，可以大幅度地降低成本并可謀求節(jié)約費(fèi)用，但是在另一方面，由于只是因放出微細(xì)氣泡而使循環(huán)流動，因此使得在膜間液道中流動的液體流速變得很小，結(jié)果使得每單位膜面積的透過量(通過量)也隨之變小，這是其缺點(diǎn)。
進(jìn)而，近年來，人們要求通過使用膜處理裝置來節(jié)省場地以及確保大的處理量，并希望開發(fā)能夠滿足上述要求的膜處理裝置。
本發(fā)明的目的是要提供一種能夠降低成本，并同時(shí)能夠增加透過量的膜處理方法和膜處理裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種節(jié)省場地并能確保大處理量的膜處理裝置。
本發(fā)明的特征與考慮到的新穎點(diǎn)在所附的權(quán)利要求中可以看清楚。然而，本發(fā)明本身及追加的目的和有益效果可以通過以下對本發(fā)明的解釋乃至對本發(fā)明實(shí)施方案的解釋而變得清楚。


圖1是表示本發(fā)明膜處理裝置一例的流程圖。
圖2是表示圖1中膜處理裝置主要部件的概略構(gòu)成圖。
圖3是表示在圖1所示膜處理裝置中使用的膜膜處理裝置一例的主要部件截面圖。
圖4是表示膜處理裝置其他實(shí)施方案的概略構(gòu)成圖。
圖5是表示現(xiàn)有加壓型膜處理裝置主要部件的截面圖。
圖6是表示現(xiàn)有氣泡循環(huán)型膜處理裝置主要部件的截面圖。
本發(fā)明的膜處理方法具有將原液供給入循環(huán)罐的第1工序。作為供給到循環(huán)罐中的原液，例如可以舉出生物處理反應(yīng)槽內(nèi)的污泥、來自反應(yīng)槽并可以被輸送的污泥及它們的濃縮污泥、生物處理前的大小便廢水、通過添加凝膠劑而在沉淀槽中將凝聚反應(yīng)液或其反應(yīng)液進(jìn)行分離處理而生成的濃縮污泥及其上清液等。另外，本發(fā)明也可以適用于廢水的再利用、有價(jià)物的回收、雨水的利用、各種分離濃縮、各種分離濃縮精制等。循環(huán)罐的形狀沒有特殊限定，不過可以使用管狀容器。
為了將原液供入循環(huán)罐，可以使用原液泵。由該泵供給的原液量與濾液的取出量(處理量)有關(guān)，與現(xiàn)有的加壓型原液泵相比，所需供給的液量非常少。另外，由于供液量少，因此泵的馬力也可以較小，配管也較細(xì)，在配管上安裝的附件也較小，這樣就可以降低設(shè)備成本。
第2工序是向并列地設(shè)置在膜裝置內(nèi)各個(gè)濾膜之間形成的膜間液道內(nèi)供給循環(huán)液的工序，所說的膜裝置與循環(huán)罐分別地設(shè)置。從降低設(shè)備成本的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選是將膜裝置與循環(huán)罐相互靠近地并列設(shè)置。
濾膜優(yōu)選是許多片并列地設(shè)置，因此最好地形成許多條膜間液道。作為向膜間液道內(nèi)供給循環(huán)液的方法，在本發(fā)明中采用循環(huán)泵供液的方法。
對于在本發(fā)明中使用的膜沒有特殊限定，例如超過濾膜、精密過濾膜等之中任一種都可以使用，而作為膜的形態(tài)則優(yōu)選為平膜。
第3工序是從膜間液道內(nèi)的循環(huán)液中通過濾膜取出濾液的工序。作為取出濾液的方法，既可以使用抽吸泵的方法，也可以不使用抽吸泵而是依靠循環(huán)罐的水頭壓來進(jìn)行的方法，在本發(fā)明中任一種方法都可以使用。所謂循環(huán)罐的水頭壓是指基于循環(huán)罐液面高度的位能。
在使用抽吸泵的情況下，可以根據(jù)抽吸泵來設(shè)定過濾量，通過抽吸泵的抽吸過濾量可以設(shè)定為相當(dāng)于供給到上述循環(huán)罐中的原液量的1/20～1/2(體積比)。
第4工序是在需要將多余的循環(huán)液返送回循環(huán)罐時(shí)，利用為置在循環(huán)罐與該膜裝置之間的循環(huán)泵驅(qū)動循環(huán)液進(jìn)行循環(huán)的工序。循環(huán)泵可以設(shè)置在循環(huán)液的循環(huán)系統(tǒng)中的任一個(gè)地點(diǎn)。從安裝方便的觀點(diǎn)考慮，循環(huán)泵最好設(shè)置在循液由循環(huán)罐流入膜間液道的部位(膜間液道的入口)。
循環(huán)泵的作用只是使膜間液道的液體進(jìn)行循環(huán)，不是為了取出濾液而特意地施加壓力。該循環(huán)泵所產(chǎn)生的壓力應(yīng)能使膜間液道內(nèi)的流速達(dá)到0.5～3.0m/sec的范圍左右(考慮到膜間的壓力損失)，該流速要比現(xiàn)有利用氣泡的抽吸型膜處理裝置所能達(dá)到的膜間流速更快。根據(jù)這種設(shè)定，不會對抽吸泵的抽吸產(chǎn)生影響，并且由于膜間的循環(huán)而對膜表面起一種洗滌作用。
在本發(fā)明中，為了形成循環(huán)系統(tǒng)，使用了循環(huán)泵。在本發(fā)明中，在將原液導(dǎo)入循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，除了循環(huán)泵之外，還需要使用原液泵等。
第5工序是使循環(huán)罐內(nèi)循環(huán)液的一部分溢流的工序。循環(huán)罐的上部設(shè)計(jì)有排出口，循環(huán)液的一部分通過該排出口向外溢流。排出口在高度方向的位置限定了上述第4工序中循環(huán)罐的液面。在本發(fā)明中，溢流的作用是為了使膜裝置內(nèi)的濃縮物質(zhì)濃度不會變得異常地高。也就是說，在將濾液從循環(huán)液中取出時(shí)，膜裝置內(nèi)的原液和循環(huán)液中濃縮物質(zhì)的濃度隨之上升，因此，為了防止?jié)舛壬仙蜓h(huán)罐中供入原液，而在循環(huán)罐中多余的原液或濃縮液就從排出口溢流，返回到原液槽中。因此，膜處理裝置內(nèi)濃縮物質(zhì)的濃度不會變得異常地高。
作為本發(fā)明的膜處理方法可以在上述構(gòu)思的范圍內(nèi)采用各種不同的方案。
下面根據(jù)附圖來解釋本發(fā)明膜處理裝置的優(yōu)選實(shí)施方案。
圖1是表示本發(fā)明膜處理裝置之一例的流程圖；圖2是圖1的膜處理裝置主要部件的概略構(gòu)成圖，圖3是表示適合作為圖1所示膜處理裝置使用的膜裝置之一例的主要部件截面圖。
在附圖中，1是用于將原液分離成濾液和濃縮液的膜裝置；2是循環(huán)罐，其作用是向膜裝置1供給原液，同時(shí)用于貯存原液和從膜裝置1中分離出來并被送回的濃縮液；3是循環(huán)泵，其作用是在膜裝置1和循環(huán)罐2之間造成循環(huán)流動；4是用于貯存原液的原液槽；5是原液泵，其作用是由該原液槽4向上述循環(huán)罐2中輸送原液；6是用于取出濾液的抽吸泵。
膜裝置1由一些按照預(yù)定間隔并沿縱向設(shè)置的并通過框101、102而可以拆卸的側(cè)框構(gòu)成，在該框板101、102之間沿縱向設(shè)置多塊隔板103，借此將該框板101、102之間分隔成多個(gè)區(qū)段。在圖2的方案中示出了由6塊隔板103分隔成S1～S7的7個(gè)區(qū)段的例子。
在該隔板103的上部或下部開有液體流通口104，借助該流通口104而使相鄰的區(qū)段相互連通。對于這些隔板103來說，如圖2所示，在相鄰的隔板103上，按上、下交替的方式配置流通口104，從而使得在相鄰的區(qū)段內(nèi)交替地形成向上和向下的液流。
在膜裝置1中被隔板103分隔成的各個(gè)區(qū)段內(nèi)，如圖3所示，沿縱向并列地設(shè)置多塊披膜板103。
上述披膜板105由膜支持部件108和固定于其兩側(cè)面的平膜109構(gòu)成，在該膜支持部件108的上、下端部附近形成了開口106、107。利用相鄰的開口106、106……或開口107、107，在該裝置的上、下方各自形成了液筒。
在上、下開口106、107處分別嵌著密封環(huán)110、111，利用該密封環(huán)將平膜109固定在膜支持部件108上。
膜支持部件108是由板材制成，其表面形成一種截面呈波紋形的凹凸?fàn)睢?br> 平膜109處于膜支持部件108的兩個(gè)側(cè)面上，平膜109與該膜支持部件108之間確保一定的間隙，從而形成了能讓透過平膜109的濾液排出的排出部112。
作為平膜109，只要是能夠在較低壓力條件下過濾原液的濾膜即可，對此沒有特殊限定，例如超濾膜、精密濾膜等任一種都可以使用，但優(yōu)選是那些能在膜間壓差的1Kg/cm2以下過濾的濾膜。
113是設(shè)置在膜支持部件108下端的濾液排出溝，它們各自與濾液集合管301相連接，上述排出部112各自與抽吸泵6相連通。由于抽吸泵6的抽吸，透過平膜109并流過排出部112的濾液就通過濾液集合管301而被取出到外部。
在多塊并列地設(shè)置的披膜板105相互之間，披膜板105與框板101、102之間，以及披膜板105與隔板103之間，沿著披膜板105的外緣設(shè)置有密封件114，以防止液體向外泄漏。因此，膜裝置1由于構(gòu)成側(cè)框的框板101、102密封件114的共同作用而形成水密狀態(tài)。
同時(shí)，由于密封件114與鄰接的披膜板105的共同作用，使得在披膜板105與框板101、102之間以及披膜板105與隔板103之間，各自形成了可讓原液或濃縮液通過的膜間液道115。因此，該膜間液道115的間隙受密封件的限制，只要通過調(diào)整密封件114的厚度就能調(diào)節(jié)膜間液道115的間隙。
從防止該液道閉塞的觀點(diǎn)考慮，該膜間液道115的間隙優(yōu)選在1.5mm以上，更優(yōu)選在3.0mm以上。從膜裝置1的體積利用率考慮，上述間隙的上限優(yōu)選在8.0mm以下，更優(yōu)選在6.0mm以下。
另外，密封件114還具有將平膜109的外緣固定于披膜板105的膜支持部件108的兩個(gè)側(cè)面上的功能。
另外，在膜裝置1中的區(qū)段數(shù)(隔板103的數(shù)目)以及在各區(qū)段內(nèi)設(shè)置的披膜板105的數(shù)目可以根據(jù)透過量或處理量、循環(huán)泵3的容量等諸條件適宜地作出決定，不限于圖示的例子。
在該膜裝置1中，在處于一側(cè)的框板101上形成用于導(dǎo)入原液的流入口116，在處于另一側(cè)的框板102上形成用于讓濃縮液流出的流出口117，如圖2所示，上述流入口和流出口分別通過配管201、202而與循環(huán)罐2相連接。
在圖2所示的例子中，流入口116形成于框板101的下部，另外，流出口117形成于框板102的上部。因此，經(jīng)過配管201而從流入口116導(dǎo)入的循環(huán)罐2內(nèi)的原液，先后流過膜裝置1的流入口116、各區(qū)段S1～S7內(nèi)的膜間液道115、開口106、107和流通口104，在各區(qū)段S1～S7內(nèi)交替地向上、向下流動，然后經(jīng)過流出口117和配管202返回循環(huán)罐2，如此構(gòu)成了循環(huán)系統(tǒng)。
上述循環(huán)罐2與膜裝置1并列地設(shè)置，用于貯存由原液槽4供應(yīng)的原液和由膜裝置1排出的濃縮液，以及向膜裝置1供給新的原液。
在循環(huán)罐2的下部設(shè)置有用于供給來箱原液槽4的原液的原液供給部203。另外，在循環(huán)罐2的上部，設(shè)置有濃縮液排出口204，來自膜裝置1的上述流出口117并回流至循環(huán)罐2內(nèi)的濃縮液通過排出口204向外溢流而返回原液槽4，濃縮液排出口204與配管202的連接部位也處于循環(huán)罐2的上部。
當(dāng)濾液被抽吸泵6抽吸時(shí)，在膜裝置1中原液內(nèi)的濃縮物質(zhì)濃度就相應(yīng)上升，因此，為了防止?jié)舛壬仙稍汗┙o部203向循環(huán)罐2中供給原液，循環(huán)罐2中多余的原液或濃縮液就從濃縮液排出口204溢出并返回原液槽4中。因此，膜處理裝置內(nèi)的濃縮物質(zhì)濃度不會異常地增高。
另外，只要將該膜處理裝置內(nèi)的原液抽出并加入洗滌水，就可以簡單地通過循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)將膜洗凈，不需要特定地準(zhǔn)備洗滌裝置。另外，只要向循環(huán)罐2內(nèi)投入藥品就能簡單地進(jìn)行藥液洗滌。
在由膜裝置1與循環(huán)罐2之間構(gòu)成的循環(huán)液道(循環(huán)系統(tǒng))的途徑中安裝一個(gè)循環(huán)泵3，從而使上述循環(huán)液道內(nèi)的液體循環(huán)流通。在該循環(huán)途徑上流過膜間液道115的原液，由于抽吸泵6的抽吸作用而透過平膜109，從而被過濾。該過濾后的濾液受該抽吸泵6的抽吸而通過濾液排出部112和濾液集合管301，并被取出到膜裝置1的外部。另一方面，濃縮液通過各膜間液道115、開口106、107、流通口104，再經(jīng)由流出口117和配管202返回循環(huán)罐2中并與原液混合。
上述的循環(huán)泵3最好設(shè)置在上述循環(huán)液道途徑中連接于循環(huán)罐2與膜裝置1的流入口116之間的配管201上。
該循環(huán)泵3的作用是使處理液在膜裝置1與循環(huán)罐2之間構(gòu)成的上述循環(huán)液道內(nèi)進(jìn)行循環(huán)流動，而且，流過膜裝置1內(nèi)的原液被抽吸泵6的抽吸過濾，因此不需要象現(xiàn)有加壓型膜處理裝置中使用的加壓泵那樣大的動力。由于加壓作用而提高了透過的濾液量，其結(jié)果是使膜表面凝膠層的生長加快，最終降低了濾液量。對于現(xiàn)有的氣泡循環(huán)型膜處理裝置來說，由于加入了空氣，因此不需要加壓泵，從而降低了動力成本，同時(shí)由于放出微細(xì)氣泡而抑制了凝膠層的生長，但是，它同時(shí)也降低了透過量。在本發(fā)明中，上述膜裝置1的內(nèi)部被隔板1分隔成多個(gè)區(qū)段，同時(shí)，在各區(qū)段內(nèi)設(shè)置披膜板105，在循環(huán)罐2與膜裝置1之間構(gòu)成的循環(huán)液道途徑中插一個(gè)循環(huán)泵3而使處理液進(jìn)行循環(huán)，而濾液則被抽吸泵6抽吸取出，這樣就能比現(xiàn)有的氣泡循環(huán)型膜處理裝置具有更大的透過量。
另外，在利用循環(huán)泵3進(jìn)行處理液循環(huán)的同時(shí)，也利用抽吸泵6來過濾原液。因此，該循環(huán)泵3只需要能夠驅(qū)動處理液在循環(huán)液道內(nèi)進(jìn)行循環(huán)流動的動力即已足夠，所以不需要象處于各膜內(nèi)液道115側(cè)的現(xiàn)有加壓型膜處理裝置那樣大的壓力。
在上述的實(shí)施方案中，利用抽吸泵將濾液取出，但是不限于該方案，也可以利用循環(huán)罐的水頭壓來進(jìn)行。也就是說，可以采用下述方案，即，為了取出濾液，不使用象抽吸泵那樣特別的動力，而是利用循環(huán)罐的水頭壓來進(jìn)行膜過濾，也不依靠循環(huán)泵的壓力來取出濾液。只要循環(huán)泵能產(chǎn)生用于壓送的壓力，當(dāng)然可以僅僅利用該泵來獲得濾液，但是，按照該方案，利用該循環(huán)泵的壓力來獲得濾液不是本發(fā)明的意圖。
為了確保所說的水頭壓，在圖2中，用于讓上述循環(huán)罐2內(nèi)的循環(huán)液與原液的一部分溢流的排出口204的位置優(yōu)選高于上述膜裝置的上部流出口117的中心位置，更優(yōu)選是二者的高度差在0.5m以上。即使高度差過大和設(shè)備過大，其濾液量也不能相應(yīng)地增加，因此，高度壓的上限為5m左右。
圖4是表示膜處理裝置另一種實(shí)施方案的概略構(gòu)成圖。
在該實(shí)施方案所示的膜處理方案中，除了膜裝置1、循環(huán)罐2和循環(huán)泵3之外，對于其他與圖1～3中所示膜處理裝置具有同一構(gòu)成的部件用同一種符號來標(biāo)志，省略了對各種構(gòu)成的詳細(xì)說明。
在該實(shí)施方案中示出的膜處理裝置由膜裝置1、循環(huán)罐2和中間設(shè)置有循環(huán)泵3的循環(huán)液道(循環(huán)系統(tǒng))作為一組，構(gòu)成一個(gè)膜處理單元U。由于膜處理單元U具有用于進(jìn)行膜處理的裝置1，因此通過增加該膜處理單元U的數(shù)目就能容易地相應(yīng)增加處理量。
雖然在圖4中示出了將該膜處理單元U設(shè)計(jì)為U1～U3共三個(gè)單元的情況。但是，膜處理單元U的數(shù)目可以根據(jù)所希望的處理量適宜地決定，不限定于該圖所示的情況。
各個(gè)膜處理單元U1～U3共同使用一個(gè)原液槽4和一個(gè)原液泵5，利用這一個(gè)原液泵5就能將原液由原液槽4通過供給管401輸送到各個(gè)膜處理單元U1～U3的循環(huán)罐2中。對于各個(gè)膜處理單元U1～U3來說，在膜裝置1與循環(huán)罐2之間進(jìn)行液體循環(huán)的循環(huán)系統(tǒng)中插入一臺循環(huán)泵3，只須通過該循環(huán)泵3的動作就能使膜裝置1的膜間液道115內(nèi)達(dá)到預(yù)定的液流速度，因此，原液泵5只需將原液槽4內(nèi)的原液輸送到各循環(huán)罐2內(nèi)即可，不需要為了造成在膜間液道115內(nèi)液流的流速而進(jìn)行驅(qū)動。因此，完全可以只用一臺原液泵5供各個(gè)膜處理單元U1～U3共同使用。
也就是說，即使增加了膜裝置1的數(shù)目，在膜裝置1的膜間液道115內(nèi)的液體流速也是依靠安裝在膜裝置1與循環(huán)罐2之間構(gòu)成的循環(huán)系統(tǒng)中的循環(huán)泵3的動作來造成，因此，原液泵5只需進(jìn)行原液輸送的動作即可，所以，不管膜處理國元U的數(shù)目增加到多少個(gè)，原液泵5也不會導(dǎo)致巨大化，只需1臺即能夠充分地供應(yīng)原液。因此，即使對應(yīng)于處理量的增加而增加了膜處理單元U的數(shù)目，原液泵5也與以往同樣地只需1臺就可以了，因此，其設(shè)備成本不會比以往有過大的增加，同時(shí)，原液泵5的設(shè)置場地也不會增加。
另外，由一臺原液泵5將來自原液槽4的原液轉(zhuǎn)送給各個(gè)膜處理單元U1～U3的循環(huán)罐2時(shí)所經(jīng)過的配管401以及從該循環(huán)罐2溢流出來的液體返回原液槽4時(shí)所經(jīng)過的配管402也可以由各個(gè)膜處理單元U1～U3共同享用，因此，附設(shè)在這些配管401、402上的附件之類所需要的設(shè)備成本也不會比以往有過大的增加。
因此，它既是一種能夠增加處理量的膜處理裝置，同時(shí)又能夠達(dá)到節(jié)約成本和節(jié)約場地的目的。
另外，由于各個(gè)膜處理單元U1～U3共同1臺原液泵5，因此，只需停止這一臺原液泵5并向各循環(huán)罐2中加入洗滌水，就可以容易地對各個(gè)膜處理單元U1～U3進(jìn)行自動水洗。另外，在原液泵5運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在各單元的循環(huán)槽入口處安裝有控制閥，通過對各個(gè)控制閥的開關(guān)操作，就可以對每一個(gè)單元個(gè)別地進(jìn)行自動水洗。
另外，在該膜處理裝置的各個(gè)膜處理單元U1～U3中，為了從流過膜間液道115的原液中取出透過平膜109而被濾過的濾液，可從設(shè)置一個(gè)抽吸泵6，或者，也可以利用循環(huán)罐的水頭壓將濾液取出。
在本發(fā)明中，原液泵的臺數(shù)可以設(shè)置得比膜處理單元的數(shù)目少，象上述方案所示那樣，使用一臺原液泵來配合3個(gè)膜處理單元，除此情況之外，還可以進(jìn)一步增加單元數(shù)以進(jìn)行更大量的處理，另外，如果增加原液泵的臺數(shù)，就可以根據(jù)原液泵的臺數(shù)成倍地增加單元數(shù)，這樣就能相應(yīng)地進(jìn)一步加大處理量。
在以上的實(shí)施方案中，對于使用具有凹凸表面的板材作為膜支持部件108的情況進(jìn)行了說明，但是不限定于這種情況，例如，也可以使用多孔結(jié)構(gòu)的板材或者由合成纖維制的板材作為膜支持部件。
實(shí)施例實(shí)施例1(試驗(yàn)條件)膜裝置型式UFP-70型(5S17P；S表示區(qū)段數(shù)；P表示膜間液道數(shù)。)膜牌號IRIS-3038(聚丙烯腈制)分離分子量20,000膜片數(shù)80片膜面積28m2膜間隔3mm循環(huán)泵升壓泵(テラルキョクトゥ社制)1.2m3/min×5.5KW抽吸泵自吸式泵(荏原社制)1.5m3/hr×0.4KW原液對象大小便處理場的活性污泥液
MLSS:10,000mg/L向循環(huán)罐的供給量8.4m3/hr(試驗(yàn)結(jié)果)按照以上的工作條件進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果表明，在膜處理裝置中各披膜板之間的膜間流速為1.2m/Sec，這時(shí)在膜處理裝置內(nèi)循環(huán)流動的液流量為55m3/hr，而其抽吸濾液量為1.4m3/hr。
因此，即使循環(huán)泵的動力較小，在各膜內(nèi)液道中流動的液體的流速地快于在現(xiàn)有抽吸型膜處理裝置的膜液道中流動的液體的流速，但，其膜間流速要比現(xiàn)有加壓型膜處理裝置的膜間液道中流動的液體流速稍慢一些，同時(shí)，與現(xiàn)有的氣泡循環(huán)型膜處理裝置相比，也能確保在膜處理裝置內(nèi)循環(huán)流動的液體具有較大的流量。
實(shí)施例2(試驗(yàn)條件)膜裝置型式UFP-70型(5S17P；S表示區(qū)段數(shù)；P表示膜間液道數(shù)。)膜牌號IRIS-3038(聚丙烯腈制)分割分子量20,000膜片數(shù)80片膜面積28m2膜間隔3mm循環(huán)泵升壓泵(テラルキョクトゥ社制)1.2m3/min×5.5KW原液對象大小便處理場的活性污泥液MLSS:10,000mg/L循環(huán)罐的參數(shù)從流入口116的中心至液面的高度1530mm向循環(huán)罐的供給量8.4m3/hr從流入口116的中心至上部流出口117的中心之間的高度770mm由循環(huán)罐液面引起的水頭壓760mm Aq(試驗(yàn)結(jié)果)按照以上條件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)獲得的結(jié)果表明，當(dāng)膜處理裝置的各披膜板之間的膜間流速為1.2m/Sec時(shí)，在膜處理裝置內(nèi)進(jìn)行循環(huán)流動的液體流量為55m3/hr，另外，其濾液量為1.4m3/hr。
根據(jù)以上試驗(yàn)可以認(rèn)為，只要能夠確保所需的水頭壓，不使用抽吸泵也能獲得濾液，另外，利用低動力的循環(huán)泵即可以進(jìn)行膜洗滌。
權(quán)利要求
1.一種膜處理方法，其特征在于，將原液供入循環(huán)罐中，向一個(gè)與循環(huán)罐分別地設(shè)置的膜裝置內(nèi)并列地設(shè)置的濾膜之間所形成的膜間液道內(nèi)供給循環(huán)液，從該液道內(nèi)的循環(huán)液中通過該濾膜取出濾液，在將剩余的循環(huán)液返回循環(huán)罐時(shí)，利用設(shè)置在該循環(huán)罐與該膜裝置之間的循環(huán)泵使循環(huán)液進(jìn)行循環(huán)，使循環(huán)罐內(nèi)的循環(huán)液中的一部分溢流。
2.如權(quán)利要求1所述的膜處理方法，其特征在于，在將上述濾液取出時(shí)，利用抽吸泵來進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1所述的膜處理方法，其特征在于，在將上述濾液取出時(shí)，利用上述循環(huán)罐的水頭壓來進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的膜處理方法，其特征在于，上述膜間液道內(nèi)的液體流速為0.5～3.0m/Sec。
5.一種膜處理裝置，其特征在于，并列地設(shè)置膜裝置和一個(gè)循環(huán)罐，在所說膜裝置的內(nèi)部并列地設(shè)置多片濾膜，從該濾膜之間形成的膜間液道內(nèi)的循環(huán)液中取出濾液，在所說循環(huán)罐的內(nèi)部充滿循環(huán)液和原液，同時(shí)，在循環(huán)罐與該膜裝置之間裝有一臺用于驅(qū)動循環(huán)液循環(huán)的循環(huán)泵，構(gòu)成了一個(gè)由該循環(huán)罐經(jīng)過該膜間液道再返回該循環(huán)罐的循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)罐具有一個(gè)用于讓循環(huán)液和原液的一部分溢流的排出口。
6.如權(quán)利要求5所述的膜處理裝置，其特征在于，在取出上述濾液的系統(tǒng)中具有用于抽吸和取出上述濾液的抽吸泵。
7.如權(quán)利要求5所述的膜處理裝置，其特征在于，用于讓上述循環(huán)罐內(nèi)的循環(huán)液和原液的一部分溢流的排出口的位置高于上述膜裝置上部流出口中心的位置。
8.如權(quán)利要求5、6或7所述的膜處理裝置，其中，上述膜裝置的內(nèi)部被許多塊在其上部或下部開有流出口的隔板分隔成多個(gè)區(qū)段，在各區(qū)段內(nèi)沿縱向并列地設(shè)置有披膜板，在該披膜板上，在一塊具有上部開口和下部開口的膜支持部件的兩個(gè)側(cè)面上固定有平膜狀的濾膜。
9.一種膜處理裝置，其特征在于，并列地設(shè)置一個(gè)膜裝置和一個(gè)循環(huán)罐，在所說膜裝置的內(nèi)部并列地設(shè)置多片濾膜，從該濾膜之間形成的膜間液道內(nèi)的循環(huán)液中取出濾液，在所說循環(huán)罐的內(nèi)部充滿原液和循環(huán)液，同時(shí)，在該循環(huán)罐與上述膜裝置之間安裝一臺循環(huán)泵，由該循環(huán)泵驅(qū)動循環(huán)液進(jìn)行循環(huán)，形成了一個(gè)由該循環(huán)罐經(jīng)過該膜間液道然后返回該循環(huán)罐的循環(huán)系統(tǒng)，從而構(gòu)成一個(gè)膜處理單元，該膜處理單元被設(shè)計(jì)為多個(gè)單元共存，同時(shí)，為了將原液供給到各個(gè)膜處理單元的循環(huán)罐中所需的原液泵的數(shù)目被設(shè)計(jì)成少于所說單元的數(shù)目。
全文摘要
本發(fā)明的膜處理裝置的特征在于，并列地設(shè)置一個(gè)膜裝置和一個(gè)循環(huán)罐，在所說膜裝置的內(nèi)部并列地設(shè)置多片濾膜，從該濾膜之間形成的膜間液道內(nèi)內(nèi)的循環(huán)液中取出濾液，在所說循環(huán)罐的內(nèi)部充滿循環(huán)液和原液，同時(shí)，在循環(huán)罐與該膜裝置之間裝有一臺用于使循環(huán)液循環(huán)的循環(huán)泵，構(gòu)成了一個(gè)由該循環(huán)罐經(jīng)過該膜間液道再返回該循環(huán)罐的循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)罐具有用于讓循環(huán)液和原液的一部分溢流的排出口。使用所說的處理裝置，可以降低成本，同時(shí)可以增大透過量。
文檔編號B01D61/14GK1239007SQ9910451
公開日1999年12月22日 申請日期1999年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月24日
發(fā)明者橋本忠昭, 山本公勇 申請人:三井化學(xué)株式會社