过滤单元的制作方法

本发明涉及一种过滤单元。

背景技术：

包括捆绑有多个中空纤维膜的过滤模块的过滤单元被用作污水处理中和用于生产药物等的过程中的固液分离处理装置。

这种过滤单元在使用时被浸没在待处理的水中，并且通过在中空纤维膜的表面阻挡包含在待处理的液体中的杂质并且允许除了杂质之外的成分渗透到中空纤维膜中来执行过滤过程。

如在例如日本未审查专利申请公开no.2013-56346中所描述的，一种过滤单元，包括多个过滤模块，每个过滤模块包括：多个中空纤维膜，该多个中空纤维膜在垂直方向上延伸并且并排排列；以及集水器(集水头)，该集水器连接至中空纤维膜的上开口。过滤单元被配置为在集水器中收集渗入中空纤维膜之中的被过滤的液体并且可以通过连接至集水器的上壁的中心部分的管道单元提取在集水器中收集到的被过滤的液体。

引用列表

专利文件

ptl1：日本未审查专利申请公开no.2013-56346

技术实现要素：

技术问题

在上述过滤模块中，连接至更靠近集水器与管道单元之间的连接部分的部分的中空纤维膜具有更高的运行率。因此，在根据相关技术的上述过滤单元中，污垢相对容易地粘附到连接至靠近集水器的上壁的中心部分的部分的中空纤维膜的表面。因此，在根据相关技术的上述过滤模块中，污垢相对容易地粘附到排列在中空纤维膜束的中心周围的中空纤维膜的表面。

在根据相关技术的上述过滤模块中，中空纤维膜被密集地排列。另外，在根据相关技术的过滤单元中，过滤模块通常也被密集地排列。因此，不容易清洗根据相关技术的过滤单元中的每个中空纤维膜束的中心区域。

根据上述情况制造本发明，并且本发明的目的是提供一种能够以提高的效率来清洗中空纤维膜的过滤单元。

问题的解决方案

为了解决上述问题，根据本发明的实施例的过滤单元包括多个过滤模块和管道单元。每个过滤模块包括：多个中空纤维膜，该多个中空纤维膜在垂直方向上延伸并且以板的形式来被并排排列；以及具有线形的第一集水器，该第一集水器被连接至中空纤维膜的上开口，并且渗入每个中空纤维膜之中的被过滤的液体流经该第一集水器。管道单元被连接至过滤模块的第一集水器。过滤模块被排列成两排，并且在每个排中呈条纹状来排列。管道单元包括两个合流管，该两个合流管被彼此平行排列并且通过第一连接管被连接至每个排中的过滤模块的第一集水器的外端部。

发明的有益效果

根据本发明的过滤单元能够以提高的效率来清洗中空纤维膜。

附图说明

[图1]图1是根据本发明的实施例的过滤单元的示意性透视图。

[图2]图2示出了图1所示的过滤单元中的在每个排中被排列为彼此相邻的过滤模块、扩散管和引导结构之间的位置关系。

[图3]图3是包括在图1所示的过滤单元中的过滤模块的示意性正视图。

[图4]图4是图3所示的过滤模块的示意性侧视图。

[图5]图5是沿垂直于中空纤维膜的轴线的平面截取的图3所示的过滤模块的示意性剖视图。

[图6]图6是图3所示的过滤模块的示意性部分放大的剖视图。

具体实施方式

[本发明的实施例的描述]

现在将描述本发明的实施例。

根据本发明的实施例的过滤单元包括多个过滤模块和管道单元。每个过滤模块包括：多个中空纤维膜，该多个中空纤维膜在垂直方向上延伸并且以板的形式来被并排排列；以及具有线形的第一集水器，该第一集水器被连接至中空纤维膜的上开口，并且渗入每个中空纤维膜之中的被过滤的液体流经该第一集水器。管道单元被连接至过滤模块的第一集水器。过滤模块被排列成两排，并且在每个排中呈条纹状来被排列。管道单元包括两个合流管，该两个合流管被彼此平行排列并且通过第一连接管被连接至每个排中的过滤模块的第一集水器的外端部。

在过滤单元中，由于管道单元被连接至第一集水器的外端部，被连接至第一集水器的接近外端部的部分的中空纤维膜往往具有高运行率。因此，在过滤单元中，被连接至第一集水器的接近外端部的部分的中空纤维膜容易被弄脏。就这一点而言，由于容易被弄脏的中空纤维膜被排列在过滤单元中的过滤模块的外部区域中，所以即使当过滤模块被安装在过滤单元中时，也可以容易地清洗容易被弄脏的中空纤维膜。因此，过滤单元使得能够以提高的效率来清洗中空纤维膜。

每个过滤模块可以包括具有线形的第二集水器，该第二集水器被连接至中空纤维膜的下开口，并且已经渗入每个中空纤维膜中的被过滤的液体流经该第二集水器，并且管道单元可以包括多个第二连接管，该多个第二连接管被连接在过滤模块的第一集水器的外端部与过滤模块的第二集水器的外端部之间。当管道单元包括被连接在过滤模块的第一集水器的外端部与过滤模块的第二集水器的外端部之间的第二连接管时，被过滤的液体不仅可以从第一集水器提取，而且可以从第二集水器提取，并且可以提高过滤处理的效率。另外，由于第二连接管也被连接至第一集水器，第二集水器所收集到的被过滤的液体可以通过与提取第一集水器所收集到的被过滤的液体的路径相同的路径来被提取。因此，可以减少组件的数量，以便可以简化结构并且可以减少成本。

管道单元可以包括连接至两个合流管的提取管。当管道单元包括连接至两个合流管的提取管时，可以以更高的效率来提取被过滤的液体。

可以另外地提供多个扩散管和通气机构。扩散管被布置在过滤模块下方并且具有多个通孔，气体从该多个通孔喷出。通气机构将气体强行进给至扩散管。当提供了被布置在过滤模块下方的扩散管和将气体强排进给至扩散管的通气机构时，粘附到中空纤维膜的表面的杂质可以容易地并且可靠地通过从扩散管喷出的气体来被去除。结果，可以进一步提高清洗效率。

可以另外地提供多个引导结构。引导结构被布置在扩散管与过滤模块之间，并且将从扩散管喷出的气体引导至过滤模块之间的空间。当提供了将从扩散管喷出的气体引导至过滤模块之间的空间的引导结构时，粘附到中空纤维膜的表面的杂质可以被更加容易地并且可靠地去除。

引导结构可以被配置为间歇地喷出气泡。当引导结构被配置为间歇地喷出气泡时，粘附到中空纤维膜的表面的杂质可以被更有效地去除。

过滤单元可以包括在垂直方向上围绕过滤单元的盖。当过滤单元包括在垂直方向上围绕过滤单元的盖时，可以将从扩散管喷出的气体困在盖内，使得粘附到中空纤维膜的表面上的杂质可以被更有效地去除。

在本说明书中，短语“中空纤维膜以板的形式来被排列”意谓构成单个过滤模块的中空纤维膜存在的存在区域具有矩形形状，在该矩形形状中，两条相邻的边具有不同的长度。另外，“外部”意谓更靠近集水器的端部，并且“内部”意谓与该外部相反。同样，“平行”意谓中心轴线之间的角在0°±10°的范围内，优选地在0°±5°的范围内。

[本发明的实施例的细节]

将参照附图描述根据本发明的实施例的过滤单元。

[过滤单元]

过滤单元在使用时被浸没在待处理的水中。如图1和图2所示，过滤单元主要包括多个过滤模块1、管道单元2、多个扩散管3、通气机构4和多个引导结构5。过滤单元还包括形成过滤单元的支撑结构的多个框架6a至6h。

形成过滤单元的支撑结构的多个框架6a至6h包括：一对前垂直框架6a和一对后垂直框架6b，其在垂直方向上延伸并且在平面图中形成支撑结构的四个角；以及一对前水平框架6c、一对后水平框架6d、一对右水平框架6e和一对左水平框架6f，其在平面图中被设置成矩形形状并且在前垂直框架6a和后垂直框架6b的上部之间以及在前垂直框架6a和后垂直框架6b的下部之间延伸。

框架6a至6h还包括一对支撑框架6g，其在一对前水平框架6c的中心部分之间在轴向方向上延伸，并且在一对后水平框架6d的中心部分之间在轴向方向上延伸。

框架6a至6h还包括多对模块支撑框架6h，其在右水平框架6e与左水平框架6f之间延伸，并且在顶部和底部支撑过滤模块1。

<过滤模块>

如图3、图4和图6所示，每个过滤模块1包括：多个中空纤维膜11，该多个中空纤维膜11在垂直方向上延伸并且以板的形式来被并排排列；具有线形的第一集水器12，该第一集水器12被连接至中空纤维膜11的上开口，并且渗入每个中空纤维膜11之中的被过滤的液体流经该第一集水器12；以及具有线形的第二集水器13，该第二集水器13被连接至中空纤维膜11的下开口，并且渗入每个中空纤维膜11中的被过滤的液体流经该第二集水器13。

如图1和图2所示，过滤模块1被排列成两排并且在每个排中呈条纹状来被排列。更具体地，如图2至图4所示，存在构成单个过滤模块1的中空纤维膜11的存在区域a在平面视图中具有矩形形状，并且过滤模块1被排列成两排，以便存在区域a的长边是平行的。在每个排中，过滤模块1在存在区域a的短边方向上位于相同的位置。过滤模块1在存在区域a的短边方向上以在其之间的恒定间距来被排列。因此，在每个排中，过滤模块1和过滤模块1之间的空间形成条纹状。“存在区域a”是围绕包括在单个过滤模块1中的所有中空纤维膜并且当在轴向方向上看时具有最小面积的假想多边形。优选地，中空纤维膜11以矩阵形式被排列在存在区域a的长边方向和短边方向上。

(中空纤维膜)

中空纤维膜11是由多孔膜形成的管，其允许水通过其渗入并且防止包含在待处理的液体中的杂质通过其渗入。

中空纤维膜11可以包含热塑性树脂作为其主要成分。热塑性树脂的示例包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、二氟化物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯、聚砜、聚乙烯醇、聚苯醚、聚苯硫醚、醋酸纤维素、聚丙烯腈和聚四氟乙烯(ptfe)。在这些热塑性树脂当中，具有高耐化学性、耐热性、耐气候性和不燃性并且是多孔的ptfe是优选的，并且单轴地或者双轴地拉伸的ptfe是更优选的。中空纤维膜11的材料视情况可以包含例如另一种聚合物和添加剂，诸如润滑剂。

存在区域a在长边方向上的平均长度l1的下限优选地是300mm，并且更优选地是500mm。平均长度l1的上限优选地是1200mm，并且更优选地是1000mm。当平均长度l1低于下限时，不能获得足够的过滤效率。当平均长度l1高于上限时，处理可以是困难的。

存在区域a在短边方向上的平均长度l2的下限优选地是10mm，并且更优选地是15mm。平均长度l2的上限优选地是100mm，并且更优选地是75mm。当平均长度l2低于下限时，不能获得足够的过滤效率。当平均长度l2高于上限时，下面将描述的从扩散管3喷出的气体不能被适当地供应至中空纤维膜11束的中心部分。

存在区域a在短边方向上的平均长度l2与存在区域a在长边方向上的平均长度l1的比(l2/l1)的下限优选地是1/80，并且更优选地是1/50。平均长度l2与平均长度l1的比(l2/l1)的上限优选地是1/3，并且更优选地是1/10。当平均长度l2与平均长度l1的比(l2/l1)低于下限时，过滤模块1的处理可以是困难的。当平均长度l2与平均长度l1的比(l2/l1)高于上限时，从扩散管3喷出的气体不能被适当地供应至中空纤维膜11束的中心部分。

在每个排中，在前后方向上彼此相邻的过滤模块1的存在区域a之间的平均间隔的下限优选地是10mm，并且更优选地是15mm。存在区域a之间的平均间隔的上限优选地是30mm，并且更优选地是25mm。当存在区域a之间的平均间隔低于下限时，可能难以将下面将描述的从扩散管3喷出的气体适当地引导至过滤模块1之间的空间。当存在区域a之间的平均间隔高于上限时，过滤模块1的密度可以被减小，从而过滤效率可以被降低。

中空纤维膜11在长边方向上的平均间距p1优选地大于中空纤维膜11在短边方向上的平均间距p2。中空纤维膜11在短边方向上的平均间距p2与中空纤维膜11在长边方向上的平均间距p1的比(p2/p1)的下限优选地是2/5，并且更优选地是1/2。中空纤维膜11在短边方向上的平均间距p2与中空纤维膜11在长边方向上的平均间距p1的比(p2/p1)的上限优选地是4/5，并且更优选地是2/3。当比(p2/p1)低于下限时，中空纤维膜11在长边方向上的密度可以被减小并且不能获得足够的过滤效率。当比(p2/p1)高于上限时，从扩散管3喷出的气体不能被从短边方向上的一端充分地引导至中空纤维膜11之间的空间。

存在区域a中的中空纤维膜11的填充面积比的下限优选地是20％，并且更优选地是30％。存在区域a中的中空纤维膜11的填充面积比的上限优选地是60％，并且更优选地是55％。当中空纤维膜11的填充面积比低于下限时，每单位面积的中空纤维膜1的数量可以被减少，并且不能获得足够的过滤效率。当中空纤维膜11的填充面积比高于上限时，中空纤维膜11之间的间隙可能过于小，并且从扩散管3喷出的气体不能被充分地供应至中空纤维膜11束的中心部分。

在每个存在区域a中被排列在短边方向上的中空纤维膜11的数量(排列数量)的下限优选地是8，并且更优选地是12。被排列在短边方向上的中空纤维膜11的数量的上限优选地是50，并且更优选地是40。当被排列在短边方向上的中空纤维膜11的数量低于下限时，不能获得足够的每单位面积的过滤效率。当被排列在短边方向上的中空纤维膜11的数量高于上限时，从扩散管3喷出的气体不能被适当地供应至中空纤维膜11束的中心部分。

在短边方向上的间距p2与中空纤维膜11的平均外径的比的下限优选地是1。在短边方向上的间距p2与中空纤维膜11的平均外径的比的上限优选地是3/2，并且更优选地是7/5。当在短边方向上的间距p2与中空纤维膜11的平均外径的比低于下限时，在中空纤维膜11在径向方向上被压缩的状态下排列中空纤维膜11。因此，可能难以制造过滤模块1。当在短边方向上的间距p2与中空纤维膜11的平均外径的比高于上限时，中空纤维膜11在短边方向上的密度可以被减小，并且不能获得足够的过滤效率。

中空纤维膜11的平均外径的下限优选地是1mm，更优选地是1.5mm，并且再优选地是2mm。中空纤维膜11的平均外径的上限优选地是6mm，更优选地是5mm，并且再优选地是4mm。当中空纤维膜11的平均外径低于下限时，中空纤维膜11的机械强度可能不足。当中空纤维膜11的平均外径高于上限时，中空纤维膜11的弹性可能不足，并且当气体与中空纤维膜11接触时中空纤维膜11不能被充分地振动或者摇动。结果，不能增大中空纤维膜11之间的间隙以将气体引导至中空纤维膜11束的中心部分。中空纤维膜11的表面积与中空纤维膜11的横截面积之间的比可以被减小，从而过滤效率可以被降低。

中空纤维膜11的平均内径的下限优选地是0.3mm，更优选地是0.5mm，并且再优选地是0.9mm。中空纤维膜11的平均内径的上限优选地是4mm，并且更优选地是3mm。当中空纤维膜11的平均内径低于下限时，当将被过滤的液体从中空纤维膜11排出时发生的压力损失可以被增加。当中空纤维膜11的平均内径高于上限时，中空纤维膜11厚度可以被减小，并且机械强度和杂质阻挡效果可能不足。

中空纤维膜11的平均内径与平均外径的比的下限优选地是3/10，并且更优选地是2/5。中空纤维膜11的平均内径与平均外径的比的上限优选地是4/5，并且更优选地是3/5。当中空纤维膜11的平均内径与平均外径的比低于下限时，中空纤维膜11的厚度可能被过度地增加，并且中空纤维膜11的透水性可以被降低。当中空纤维膜11的平均内径与平均外径的比高于上限时，中空纤维膜11厚度可以被减小，并且机械强度和杂质阻挡效果可能不足。

中空纤维膜11的平均有效长度l3的下限优选地是1m，并且更优选地是2m。中空纤维膜11的平均有效长度l3的上限优选地是6m，并且更优选地是5m。当中空纤维膜11的平均有效长度l3低于下限时，中空纤维膜11不能被沿其流动的气体充分地摇动，并且不能增大中空纤维膜之间的间隙以将气体引导至中空纤维膜11束的中心部分。当中空纤维膜11的平均有效长度l3高于上限时，中空纤维膜11可能因为中空纤维膜11的重量而被过度地弯曲，并且在例如安装过滤模块1时不能容易地处理过滤模块1。“中空纤维膜的平均有效长度”是第一集水器12的下端与第二集水器13的上端之间的部分在轴向方向上的长度。

中空纤维膜11的平均有效长度l3与平均外径的比(长宽比)的下限优选地是150，并且更优选地是1000。中空纤维膜11的长宽比的上限优选地是6000，并且更优选地是5000。当中空纤维膜11的长宽比低于下限时，中空纤维膜11不能被沿其流动的气体充分地摇动，并且不能增大中空纤维膜11之间的间隙以将气体引导至中空纤维膜11束的中心部分。当中空纤维膜11的长宽比高于上限时，中空纤维膜11可能过度地薄和过度地长，并且当中空纤维膜11被垂直地拉伸时其机械强度可以被降低。

中空纤维膜11的孔隙率的下限优选地是70％，并且更优选地是75％。中空纤维膜11的孔隙率的上限优选地是90％，并且更优选地是85％。当中空纤维膜11的孔隙率低于下限时，透水性可以被降低，从而过滤模块1的过滤性能可以被降低。中空纤维膜11的孔隙率高于上限时，中空纤维膜11的机械强度和对擦洗的阻力可能不足。孔隙率是孔隙的总体积相对于中空纤维膜11的体积的百分比，并且可以通过根据astm-d-792测量中空纤维膜11的密度来确定。

中空纤维膜11中的空隙的占面积百分比的下限优选地是40％。中空纤维膜11中的空隙的占面积百分比的上限优选地是60％。当空隙的占面积百分比低于下限时，透水性可以被降低，从而过滤模块1的过滤性能可以被降低。当空隙的占面积百分比高于上限时，中空纤维膜11的表面强度可能不足，并且中空纤维膜11可能例如被沿其流动的气体损坏。“空隙的占面积百分比”是中空纤维膜11的外周表面中的空隙的总面积相对于中空纤维膜11的表面积的百分比，并且可以通过分析中空纤维膜11的外周表面的电子显微图来确定。

中空纤维膜11中的空隙的平均直径的下限优选地是0.01μm。中空纤维膜11中的空隙的平均直径的上限优选地是0.45μm，并且更优选地是0.1μm。当中空纤维膜11中的空隙的平均直径低于下限时，透水性可以被降低。当中空纤维膜11中的空隙的平均直径高于上限时，不能适当地防止包含在待处理的液体中的杂质渗入中空纤维膜11中。空隙的平均直径是中空纤维膜11的外周表面中的空隙的平均直径，并且可以通过使用空隙直径分布测量设备(例如，由porusmaterials,inc.制造的“用于多孔材料的自动化空隙直径分布测量系统”)来测量。

中空纤维膜11的抗张强度的下限优选地是50n，并且更优选地是60n。当中空纤维膜11的抗张强度低于下限时，通过气泡清洗的表面的耐久性可以被降低。中空纤维膜11的抗张强度的上限通常是150n。抗张强度是根据jis-k7161(1994)在100mm的标距和100mm/min的测试速度下进行的张力测试中施加的张应力。

中空纤维膜11优选地具有多层结构。例如，如图5所示，每个中空纤维膜11可以包括圆柱形支撑层11a和被层叠在圆柱形支撑层11a的表面(外表面)上的过滤层11b。当中空纤维膜11具有多层结构时，可以实现高透水性和高机械强度这两者，并且可以增加气体的表面清洗效果。

支撑层11a和过滤层11b的材料可以具有聚四氟乙烯(ptfe)作为主要成分。当支撑层11a和过滤层11b的材料具有聚四氟乙烯(ptfe)作为主要成分时，中空纤维膜11具有高机械强度并且其表面不容易被例如沿其流动的气体损坏。

包含在支撑层11a和过滤层11b中的ptfe的数均分子量的下限优选地是500,000，并且更优选地是2,000,000。包含在支撑层11a和过滤层11b中的ptfe的数均分子量的上限优选地是20,000,000。当ptfe的数均分子量低于下限时，中空纤维膜11的表面可以被沿其流动的气体损坏，并且中空纤维膜11的机械强度可以被降低。当ptfe的数均分子量高于上限时，难以在中空纤维膜11中形成孔隙。

由ptfe制成的挤出成型管例如可以用作支撑层11a。当挤出成型管用作支撑层11a时，支撑层11a具有较高的机械强度，并且可以在该支撑层11a中容易地形成孔隙。管优选地在轴向方向上以50％至700％的拉伸比被拉伸并且在圆周方向上以5％至100％的拉伸比被拉伸。

拉伸优选地在低于或者等于管材料的熔点的温度下执行，例如在0℃至300℃下执行。当要获得具有相对大的孔隙直径的多孔体时拉伸优选地在低温下执行，并且当要获得具有相对小的空隙直径的多孔体时拉伸优选地在高温下执行。在被拉伸的多孔体的两端被固定的同时例如在200℃至300℃的温度下对被拉伸的多孔体进行1分钟至30分钟的热处理，以便维持多孔体被拉伸。结果，多孔体具有较高的尺寸稳定性。可以通过诸如拉伸温度和拉伸比的条件的组合来调整多孔体中的空隙的大小。

可以通过例如将ptfe细粉与诸如石脑油(naphtha)的液体润滑剂混合，通过挤出成型将混合物形成为管状形状，并且然后执行拉伸来获得形成支撑层11a的管。将管在温度被维持在高于或者等于ptfe细粉的熔点，例如350℃至550℃的加热炉中烘烤数十秒至数分钟，以便可以提高其尺寸稳定性。

支撑层11a的平均厚度优选地是0.1mm至3mm。当支撑层11a的平均厚度在上述范围内时，可以在中空纤维膜11的机械强度与透水性之间实现很好的平衡。

可以通过例如将ptfe片材缠绕在支撑层11a周围并烘烤ptfe片材来形成过滤层11b。当片材用作过滤层11b的材料时，可以容易地执行拉伸，并且可以容易地调整孔隙的形状和大小。另外，可以减小过滤层11b的厚度。此外，当将片材缠绕在支撑层11a周围并且对其进行烘烤时，支撑层11a和过滤层11b被一体化，并且其中的孔隙被彼此连接，以便可以提高透水性。烘烤温度优选地高于或者等于形成支撑层11a的管和形成过滤层11b的片材的熔点。

通过例如(1)在低于或者等于熔点的温度下拉伸通过挤出树脂而获得的处于未被烘烤的状态下的成形体并且然后执行烘烤的方法或者(2)在逐渐冷却成形体以提高其结晶度之后拉伸由树脂制成的处于被烘烤状态下的成形体的方法，可以获得形成过滤层11b的片材。片材优选地在长边方向上以50％至1000％的拉伸比被拉伸并且在短边方向上以50％至2500％的拉伸比被拉伸。具体地，当短边方向上的拉伸比在上述范围内时，当板被缠绕时可以提高圆周方向上的机械强度，并且可以提高通过气体清洗的表面的耐久性。

在通过将片材缠绕在形成支撑层11a的管周围来形成过滤层11b的情况下，所述管优选地在其外周面上具有微小的不规则性。当管在其外周面上具有微小的不规则性时，可以防止管与板之间的位移，并且可以增加管与板之间的粘合，从而可以防止过滤层11b因为通过气体清洗而与支撑层11a分离。可以根据片材的厚度来调整片材被缠绕的次数，并且该次数可以是一次或者多次。同样，可以将多个片材缠绕在管周围。缠绕片材的方法不受特别限制。板可以被缠绕在管的圆周方向上，或者被螺旋地缠绕在管周围。

微小的不规则性的大小(高度差)优选地是20μm至200μm。

微小的不规则性优选地形成在管的外周面的整个区域上，但是替代地可以部分地或者非连续地形成在管的外周面上。可以通过例如火焰、激光辐照、等离子体辐照、或者基于氟的树脂等的分散涂布的表面处理而在管的外周面上形成微小的不规则性。优选地，是通过火焰表面处理来形成不规则性，以便可以在不影响管的特性的情况下容易地形成不规则性。

管和片材可以在未被烘烤的状态下被制备，并且在将片材缠绕在管周围之后被烘烤。在这种情况下，可以增加管与板之间的粘合。

过滤层11b的平均厚度优选地是5μm至100μm。当过滤层11b的平均厚度在该范围内时，可以容易地并且可靠地获得具有高过滤性能的中空纤维膜11。

(第一集水器)

如图6所示，第一集水器12包括套管12a，该套管12a底部敞开并且中空纤维膜11的顶端部从下方被插入到该套管12a中。第一集水器12还包括树脂组合物12b，该树脂组合物12b填充套管12a与中空纤维膜11之间的空间和中空纤维膜11之间的空间。更具体地，通过提前将中空纤维膜11的顶端部与树脂组合物12b接合而获得的中空纤维膜11束被插入到套管12a中，并且利用附加的树脂组合物12b来填充树脂组合物与套管12a之间的空间或者中空纤维膜11与套管12a之间的空间，以便第一集水器12与中空纤维膜11被一体化。第一集水器12还包括在其外部区域中在轴向方向上突出的突出部14，并且在其外端部中具有开口15。另外，如图3和图4所示，第一集水器12具有一对凹槽16，该一对凹槽16在水平方向上被定位为彼此相对，其中中心轴线被设置在该一对凹槽16之间，并且该一对凹槽16在轴向方向上延伸。第一集水器12被密封在除了连接至中空纤维膜11和开口15的部分之外的区域。第一集水器12被结构化为可以从开口15排出从中空纤维膜11流出的被过滤的液体。

套管12a的材料可以是例如具有ptfe、氯乙烯、聚乙烯、abs树脂等作为主要成分的树脂组合物。

只要树脂组合物12b强力地粘合到中空纤维膜11和套管12a并且在套管12a中是可固化的，则关于树脂组合物12b没有特别限制。具体地，当ptfe用作中空纤维膜11的主要成分时，树脂组合物12b的主要成分优选地是环氧树脂或者聚氨酯，其强力地粘合到ptfe并且能够可靠地防止中空纤维膜11下降。由于套管12a用树脂组合物12b填充，所以中空纤维膜11与套管12a之间的空间可以被气密地密封，并且可以防止未被过滤的待处理的液体进入并且与被过滤的液体混合。

第一集水器12的除突出部14之外的部分在长边方向上的长度l4大于或者等于存在区域a在长边方向上的平均长度l1。长边方向上的长度l4的下限优选地是400mm，并且更优选地是600mm。长边方向上的长度l4的上限优选地是1300mm，并且更优选地是1100mm。当长边方向上的长度l4低于下限时，不能连接足够数量的中空纤维膜11并且不能获得足够的过滤效率。当长边方向上的长度l4高于上限时，可能难以处理过滤模块1。

第一集水器12的平均宽度l5(在短边方向上沿水平方向的长度)大于或者等于存在区域a在短边方向上的平均长度l2。第一集水器12的平均宽度l5的下限优选地是15mm，并且更优选地是20mm。第一集水器12的平均宽度l5的上限优选地是110mm，并且更优选地是85mm。当第一集水器12的平均宽度l5低于下限时，不能将足够数量的中空纤维膜11连接至第一集水器12并且不能获得足够的过滤效率。当第一集水器12的平均宽度l5高于上限时，不能将从扩散管3喷出的气体适当地供应至中空纤维膜11束的中心部分。

(第二集水器)

如图6所示，第二集水器13包括套管13a，该套管13a顶部敞开并且中空纤维膜11的顶端部从上方被插入到该套管13a中。第二集水器13还包括树脂组合物13b，该树脂组合物13b填充套管13a与中空纤维膜11之间的空间和中空纤维膜11之间的空间。第二集水器13还包括在其外部区域中在轴向方向上突出的突出部17，并且在其外端部中具有开口18。另外，如图3和图4所示，第二集水器13具有一对凹槽19，该一对凹槽19在水平方向上被定位为彼此相对，其中中心轴线被设置在该一对凹槽19之间，并且该一对凹槽19在轴向方向上延伸。更具体地，第二集水器13具有通过垂直地反转第一集水器12而获得的形状。第二集水器13的材料与第一集水器12的材料相同。

每个过滤模块1可以包括连接构件，该连接构件用于将第一集水器12和第二集水器13连接以有助于该过滤模块1的处理(运输、安装、更换等)。连接构件可以是例如由金属制成的支撑杆或者由树脂制成的套管(护套)。

<管道单元>

如图1所示，管道单元2被连接至过滤模块1的第一集水管12和第二集水管13。管道单元2包括：多个第一连接管2a，其被连接至每个排中的过滤模块1的第一集水器12的外端部的侧壁；两个合流管2b，该两个合流管2b被彼此平行排列并且通过第一连接管2a被连接至第一集水器12的外端部；多个第二连接管2c，其被连接在过滤模块1的第一集水器12和第二集水器13的外端部之间；以及提取管2d，该提取管2d被连接至两个合流管2b。

第一连接管2a在其外围壁的内部中具有开口，并且通过将第一集水器12的突出部14装配到开口中而被连接至第一集水器12。第二连接管2c在其底端被弯曲成l形状，并且通过将第二集水器13的突出部分17装配到其底端的开口中而被连接至第二集水器13。第一连接管2a和第二连接管2c可以被可拆卸地装配到第一集水器12和第二集水器13中。

第一连接管2a和第二连接管2c的平均直径(平均外径)的下限优选地是20mm，并且更优选地是30mm。第一连接管2a和第二连接管2c的平均直径的上限优选地是60mm，并且更优选地是50mm。当第一连接管2a和第二连接管2c的平均直径低于下限时，不能有效地排出被过滤的液体。当第一连接管2a和第二连接管2c的平均直径高于上限时，第一连接管2a和第二连接管2c可能不必要地较大。

两个合流管2b在其外围壁被连接至第一连接管2a。两个合流管2b被布置为接近过滤单元的上部中的右水平框架6e和左水平框架6f，并且平行于右水平框架6e和左水平框架6f地延伸。换言之，两个合流管2b在前后方向上延伸。

合流管2b的平均直径(平均外径)的下限优选地是50mm，并且更优选地是60mm。合流管2b的平均直径的上限优选地是180mm，并且更优选地是160mm。当合流管2b的平均直径低于下限时，不能有效地排出被过滤的液体。当合流管2b的平均直径高于上限时，合流管2b可能不必要地较大。

提取管2d在相同侧被连接至两个合流管2b的端部。因此，在平面视图中，两个合流管2b和提取管2d共同形成u形结构。提取管2d在其中心部分中在轴向方向上具有开口22。提取管2d中的开口22被连接至排放管(未示出)，并且可以通过排放管提取被过滤的液体。提取管2d的平均直径可以与合流管2b的平均直径相同。由于过滤单元包括管道单元2，其包括被连接至两个合流管2b的提取管2d，因此可以简化用于提取被过滤的液体的结构并且可以提高其效率。

<扩散管>

如图2所示，扩散管3被布置在过滤模块1下方。扩散管3具有多个通孔，气体从该多个通孔喷出。扩散管3平行于过滤模块1的宽度方向(上述存在区域a的长边方向)延伸。每个扩散管3被布置为与在每个排中在前后方向上彼此相邻的过滤模块1之间的间隙相对应，以便气体可以朝在每个排中在前后方向上彼此相邻的过滤模块1之间的间隙喷出。

通孔的平均直径的下限优选地是1mm，并且更优选地是2mm。通孔的平均直径的上限优选地是10mm，并且更优选地是8mm。当通孔的平均直径低于下限时，不能喷出足够数量的气体。当通孔的平均直径高于上限时，从每个通孔喷出过量的气体，并且从每个扩散管3的一端供应的大部分气体从接近扩散管3的那一端的通孔喷出，并且从接近扩散管3的另一端的通孔喷出的气体的数量可以被减少。

扩散管3的平均直径(平均外径)的下限优选地是10mm，并且更优选地是15mm。扩散管3的平均直径的上限优选地是80mm，并且更优选地是60mm。当扩散管3的平均直径低于下限时，不能喷出足够数量的气体。当扩散管3的平均直径高于上限时，可能难以将各个扩散管3排列为与在每个排中彼此相邻的过滤模块1之间的间隙相对应。

<通气机构>

通气机构4将气体强行进给至扩散管3。如图2所示，通气机构4包括：供应管24，该供应管24被连接至扩散管3；以及气体供应装置(未示出)，该气体供应装置将气体供应至供应管24。供应管24大体上是l形的。更具体地，供应管24包括：垂直部，该垂直部在过滤模块1后方在垂直方向上延伸；以及水平部，该水平部从垂直部的底端向前延伸。供应管24的水平部被连接至扩散管3。更具体地，扩散管3在垂直于水平部的轴向方向的方向上延伸并且被连接至水平部。

<引导结构>

引导结构被布置在扩散管3与过滤模块1之间，并且将从扩散管3喷出的气体引导至过滤模块1之间的空间。

引导结构5被配置为间歇地喷出气泡。用于间歇地喷出气泡的结构可以是例如在其中暂时地存储从扩散管3供应的气体并且当其容积到达一定容积时从其间歇地喷出气泡的结构。

<盖>

盖是横截面为矩形形状的管状体，其在垂直方向上覆盖过滤单元的周面。盖在垂直方向上围绕过滤单元的至少一部分。例如，盖可以被设置为围绕过滤单元的上部。

[优点]

在过滤单元中，由于管道单元2被连接至第一集水器12的外端部，所以被连接至第一集水器12的接近外端部的部分的中空纤维膜11往往具有高运行率。因此，在过滤单元中，被连接至第一集水器12的接近外端部的部分的中空纤维膜11容易被弄脏。就这一点而言，由于容易被弄脏的中空纤维膜11被排列在过滤单元中的过滤模块1的外部区域中，即使当过滤模块1被安装在过滤单元中时，也可以容易地清洗容易被弄脏的中空纤维膜11。因此，过滤单元能够以更高的效率来清洗中空纤维膜11。

在过滤单元中，管道单元2包括被连接在过滤模块1的第一集水器12的外端部与过滤模块1的第二集水器13的外端部之间的第二连接管2c。因此，被过滤的液体不仅可以从第一集水器12提取，而且可以从第二集水器13提取，并且可以提高过滤过程的效率。另外，在过滤单元中，由于第二连接管2c还被连接至第一集水器12，第二集水器13所收集到的被过滤的液体可以通过与提取由第一集水器12收集的被过滤的液体的路径相同的路径提取。因此，可以减少组件的数量，以便可以简化结构并且可以减少成本。

过滤单元包括；扩散管3，该扩散管3被布置在过滤模块1下方并且具有通孔，气体从该通孔喷出；以及通气机构4，该通气机构4将气体强行进给至扩散管3。因此，可以通过从扩散管3喷出的气体容易地并且可靠地去除粘附到中空纤维膜11的表面的杂质。结果，可以进一步提高清洗效率。

过滤单元包括引导结构5，该引导结构5被布置在扩散管3与过滤模块1之间并且将从扩散管3喷出的气体引导至过滤模块1之间的空间。因此，可以更加容易地并且可靠地去除粘附到中空纤维膜11的表面的杂质。

由于过滤单元被结构化为使得引导结构5间歇地喷出气体，可以更加有效地去除粘附到中空纤维膜11的表面的杂质。

由于过滤单元包括在垂直方向上围绕过滤单元的盖，可以防止清洗气体随着气体向上流动而被分散。结果，可以更加容易地并且可靠地去除粘附到中空纤维膜11的表面的杂质。

[其他实施例]

要理解，上述实施例是示例，而在所有方面都不是限制性的。本发明的范围并不受上述实施例的配置的限制，并且由权利要求书限定。本发明旨在包括应用于权利要求书的范围的等同物以及在权利要求书的范围内的所有修改。

例如，过滤单元没有必要包括具有线形的、被连接至中空纤维膜的下开口的第二集水器和被连接在第一集水器的外端部与第二集水器的外端部之间的第二连接管。过滤单元可以具有既不包括第二集水器也不包括第二连接管的结构。例如，第二集水器可以由被连接至中空纤维膜的底端并且不具有流道的下保持单元代替。可替代地，每个中空纤维膜11可以被弯曲成u形，并且弯曲杆可以被排列在中空纤维膜11的弯曲部分。

即使当过滤单元包括第二集水器时，被连接至第二集水器的第二连接管也不一定被连接至第一连接管，并且替代地可以独立于第一连接管地被连接至合流管。

在过滤单元中，第一集水器和第二集水器在外端部的侧壁在轴向方向上不一定被连接至管道单元(第一连接管和第二连接管)，并且替代地可以在例如套管的外端部的上壁连接至管道单元。

过滤单元不一定包括被连接至两个合流管的提取管，并且被过滤的液体可以单独地从每个合流管提取。另外，提取管不一定被连接至两个合流管的端部，并且替代地可以在轴向方向上被连接至例如每个合流管的中心部分。

过滤单元不一定包括扩散管以及将气体强行进给至扩散管的通气机构。即使当过滤单元被配置为使得气体从过滤模块的下方喷出时，例如替代地也可以使用从扩散管、喷洒器等喷射出气体的喷射型空气扩散装置或者喷射出水和气泡的混合物的冒泡喷嘴。

即使当过滤单元被配置为使得气体从过滤模块的下方喷出时，也不一定提供将气体引导至过滤模块之间的空间的引导结构。换言之，过滤单元可以被配置为使得气体从扩散管或者其它装置直接喷出至过滤模块之间的空间。

即使当过滤单元包括上述引导结构时，引导结构也不一定被配置为间歇地喷出气泡，并且替代地可以被配置为连续地喷出气泡或者气体。

过滤单元可以用作各种类型的过滤单元，诸如，外部压力式过滤单元和浸没式过滤单元，在外部压力式过滤单元中，增加中空纤维膜的外周面的压力，以便待处理的液体朝中空纤维膜的内周面渗入，在浸没式过滤单元中，通过内周面的渗透压力和负压力导致待处理的液体朝内周面渗入。特别地，过滤单元适合用作外部压力式过滤单元。

工业适用性

如上所述，根据本发明的过滤单元能够以更高的效率来清洗中空纤维膜，并且在各个领域中适合于用作固液分离处理设备。

附图标记列表

1过滤模块

2管道单元

2a第一连接管

2b合流管

2c第二连接管

2d提取管

3扩散管

4通气机构

5引导结构

6a前垂直框架

6b后垂直框架

6c前水平框架

6d后水平框架

6e右水平框架

6f左水平框架

6g支撑框架

6h模块支撑框架

11中空纤维膜

11a支撑层

11b过滤层

12第一集水器

12a套管

12b树脂组合物

13第二集水器

13a套管

13b树脂组合物

14、17突出部分

15、18、22开口

16、19凹槽

24供应管