中空纤维膜组件的制造方法和具有中空纤维膜组件的中空纤维膜单元的制作方法_3

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水管的立体图,图10是将中空纤维膜组件的一部分放大后的剖 视图,是用于说明集合取水管的安装状态的示图。
[0106] 如图9所示,集合取水管129具有:形成有多个流入用开口 131的主体133; W及从该 主体133延伸的取水管135。多个流入用开口 131隔开规定间隔排列,各个流入用开口 131的 大小及形状,与中空纤维膜组件103的取水口 117的大小及形状对应。并且流入用开口 131在 主体133内部与取水管135连通,从多个流入用开口 131流入主体内部的处理水流入取水管 135,并集中流向下游侧(处理水侧)。
[0107] 另外,如图10所示,在流入用开口 131的周围设有楠圆环形的密封部件137,由此, 将流入用开口 131与取水口 117之间予W密封。通过使用运样的集合取水管129,可用简单构 造的零件从较薄的箱体115集中取出处理水,不必根据中空纤维膜组件103的数量来配设取 水管。
[0108] 如上所述,中空纤维膜单元101,具有多个具有运样构造的中空纤维膜组件103,各 中空纤维膜组件103利用保持构造105而互相隔开规定间隔地排列。中空纤维膜组件103之 间的间隙是为使从散气管109上升而来的空气通过而设置的,当该间隙过分狭小时,来自散 气管109的气泡就不能充分进入,不能充分对中空纤维膜进行物理性清洗,而相反,若间隙 过分宽大,则中空纤维膜的密度就变小。因此,中空纤维膜组件103间的间隙最好是设定为 3mm W 上、15mm W 下。
[0109] 并且,根据本申请发明人等的实验,判明了运种情况:通过将中空纤维膜组件103 的排列方向的厚度做成20mmW下、且将在中空纤维膜固定于箱体115的部位的水平截面中 中空纤维膜的截面之和所占的比例做成至少45%,从而可将每单位容积的膜面积做成适当 并可增加中空纤维膜单元101的处理水量,此外,通过W3mmW上、15mmW下的间隔来排列运 种中空纤维膜组件103,从而可充分对中空纤维膜进行物理性清洗。
[0110] 因此,根据上述的中空纤维膜单元101,可增加由每单位容积的膜面积和被处理水 的透过速度决定的中空纤维膜组件的处理水量。
[0111] 下面,详细陈述本发明的实施例及比较例。
[011引(实施例1)
[0113] 准备二片中空纤维膜片材,该片材是将有效长度为875mm的160根聚偏二氣乙締制 的中空纤维膜(公称孔径为0.4WH、外径为2.8mm,=菱丽阳公司制)向一个方向并丝而形成 的。作为箱体,准备厚度为7.5mm的ABS制箱体。在将上端及下端开口的二片中空纤维膜片材 重叠的状态下,用由尿烧树脂构成的固定用树脂(诱注树脂)将片材的上端及下端固定在各 个箱体上。此时制作的中空纤维膜组件的中空纤维膜的截面积之和与水平方向切断面的面 积的比例是76%。并且,通过使中空纤维膜沿铅垂方向延伸地将中空纤维膜组件的上下固 定,使中空纤维膜组件的间隙为6mm地配置中空纤维膜组件,从而制成了中空纤维膜组件。
[0114] (实施例2)
[0115] 准备二片中空纤维膜片材,该片材是将有效长度为875mm的160根聚偏二氣乙締制 的中空纤维膜(公称孔径为0.4WH、外径为2.8mm,=菱丽阳公司制)向一个方向并丝而形成 的。作为箱体,准备厚度为7.5mm的ABS制箱体。并且在箱体的内壁上形成有二级高度为 0.3mm的凸状部。在将上端及下端开口的二片中空纤维膜片材重叠的状态下,用由尿烧树脂 构成的固定用树脂(诱注树脂)将片材的上端及下端固定在各个箱体上。此时制作的中空纤 维膜组件的中空纤维膜的截面积之和与水平方向切断面的面积的比例是76%。并且,通过 使中空纤维膜沿铅垂方向延伸地将中空纤维膜组件的上下固定,使中空纤维膜组件的间隙 为6mm地配置中空纤维膜组件,从而制成了中空纤维膜组件。
[0116] (比较例1)
[0117] 准备五片中空纤维膜片材,该片材是将有效长度为875mm的160根聚偏二氣乙締制 的中空纤维膜(公称孔径为0.4WH、外径为2.8mm,=菱丽阳公司制)向一个方向并丝而形成 的。作为箱体,准备厚度为30mm的ABS制箱体。在将上端及下端开日的五片中空纤维膜片材 重叠的状态下,用由尿烧树脂构成的固定用树脂(诱注树脂)将片材的上端及下端固定在各 个箱体上。此时制作的中空纤维膜组件的中空纤维膜的截面积之和与水平方向切断面的面 积的比例是41%。并且,通过使中空纤维膜沿铅垂方向延伸地将中空纤维膜组件的上下固 定,使中空纤维膜组件的间隙为15mm地配置中空纤维膜组件,从而制成了中空纤维膜组件。
[0118] (实施例4)
[0119] 准备二片中空纤维膜片材,该片材是将有效长度为875mm的160根聚偏二氣乙締制 的中空纤维膜(公称孔径为0.4WH、外径为2.8mm,=菱丽阳公司制)向一个方向并丝而形成 的。作为箱体,准备厚度为7.5mm的ABS制箱体。在将上端及下端开口的二片中空纤维膜片材 重叠的状态下,用由尿烧树脂构成的固定用树脂(诱注树脂)将片材的上端及下端固定在各 个箱体上。此时制作的中空纤维膜组件的中空纤维膜的截面积之和与水平方向切断面的面 积的比例是76%。并且,通过使中空纤维膜沿铅垂方向延伸地将中空纤维膜组件的上下固 定,使中空纤维膜组件的间隙为2mm地配置中空纤维膜组件,从而制成了中空纤维膜组件。
[0120] 实施例1及2、W及比较例1的实验条件集中在了表1内。
[0121] 表 1
[0123]按(实施例1)和(实施例2)制作的中空纤维膜组件,用相同的条件作了透水性能的 评价,透水性能无差异,未确认箱体内壁的凸形状的透水性能的变化、中空纤维膜的破损和 不良情况。
[0124] 按(实施例1)和(比较例1)制作的中空纤维膜组件,配置在相同的水槽内实施了比 较试验。该试验结果表示在图11及图12中。
[0125] 如图11及图12所示,将中空纤维膜组件的每投影面面积的散气线速度设为230m/ h,将水槽内的MLSS浓度控制在8000~12000mg/L的范围内。水文学上的滞留时间在系统整 体中设为8小时。使过滤线速度阶段性变化,比较此时的膜过滤差压的变化。另外,按(比较 例1)制作的中空纤维膜过滤装置配置在相同的水槽内并实施比较试验,结果在中空纤维膜 组件间未有效进行散气。
[0126] 另外,在实施例2中,即使在较窄的膜固定部中在箱体内壁上设置凸部并按压中空 纤维而使其变形,也不会产生因中空纤维膜的破损和中空纤维膜内部狭小堵塞所带来的压 力损失,可提高箱体较窄部的强度。
[0127] 从图11及图12可知,在比较例1中,当过滤线速度化V)是35LMH时稳定,但当在 40LMHW上时,有差压上升的倾向。另一方面,在实施例1中,过滤线速度化V)即使是85LMH, 差压也稳定,而当是IOOLM邸寸,有差压上升的倾向。
[0128] 如上所述,在上述实施例1中,与比较例1相比,可大幅度提高每单位容积的处理水 量。
[0129] 接着,说明本发明第2实施方式的中空纤维膜组件。
[0130] 图13是本发明实施方式的中空纤维膜组件的立体图,图14是图13中XIV-XIV'截面 的剖视图,图15是图13中XV-XV'截面的剖视图。
[0131] 如图13至图15所示,中空纤维膜组件51具有:层叠有中空纤维膜片材的中空纤维 膜层叠体53; W及用于集中由中空纤维膜层叠体53过滤后的水的集水部件55。中空纤维膜 层叠体53用固定树脂57而液密地固定在集水部件55上。
[0132] 中空纤维膜片材,是排列并结合许多中空纤维膜且被做成片材状的中空纤维膜片 材,中空纤维膜层叠体53通过层叠多片该中空纤维膜片材而构成。并且,构成中空纤维膜片 材的中空纤维膜的至少一方端部,在与中空纤维膜的延伸方向正交的方向上被切断,成为 中空纤维膜的端部开口后的状态。
[0133] 中空纤维膜的材质不特别限定,如有例如聚讽类树脂,聚丙締腊、纤维素衍生物、 聚乙締或聚丙締等聚締控,聚偏二氣乙締或聚四氣乙締等氣类树脂,聚氯乙締、聚偏二氯乙 締等氯类树脂,聚酷胺,聚醋,聚甲基丙締酸醋,聚丙締酸醋等。另外,也可对运些树脂的共 聚物或一部分导入取代基。此外,也可混合二种W上的树脂。另外,若是可用作为过滤膜的 中空纤维膜,则其孔径、孔隙率、膜厚、外径等不特别限定,但例如也可是,其外径为20~ 4000皿、孔径为0.001~如m、孔隙率为20~90%、膜厚为5~300皿的范围。
[0134] 集水部件55具有沿构成中空纤维膜层叠体53的中空纤维膜片材宽度方向延伸的 长条形状。并且,在集水部件55的长度方向的端面形成有用于集中净化后的水的取水口 59。 另外,集水部件55具有通向其内部的开口部61,中空纤维膜层叠体53的一端插入该开口部 61内。另外,集水部件55除了通向集水部件55内部的开口部61外,还具有:在开口部61两侧 从开口部61延伸的一对侧壁63、65; W及形成在侧壁63、65之间且与中空纤维膜的端部开口 连通的集水流道67。在集水流道67内,设有加强构造69,该加强构造69由用于连接一对侧壁 63、65之间的多个柱状体69a、69b、69c……构成。
[0135] 作为用于形成集水部件55的材料,只要具有机械强度和耐久性即可,例如可使用 聚碳酸醋、聚讽、聚締控、聚氯乙締(PVC)、丙締基树脂、ABS树脂、变性聚苯酸(变性PPEKPET 树脂、PBT树脂等聚醋树脂。在使用后需要进行焚烧处理的情况下,最好是不会因燃烧而产 生有毒气体而可完全燃烧的聚締控等碳氨化合物类树脂。
[0136] 加强构造69是,使用多个柱状体69a、69b、69c……在集水流道67内将侧壁63、65之 间连接起来。柱状体69a、69b、69c……向侧壁63、65的面方向即集水部件55的宽度方向延 伸。并且多个柱状体69a、69b、69c……沿集水部件55的延伸方向排列。多个柱状体69a、69b、 69c……最好设在当对集水部件55施加正压或负压时变位最大的位置即集水流道67的高度 方向中央部上。另外,在集水部件55的构造上,例如由于在固定树脂57与集水部件的侧壁 63、65的边界附近也容易受到应力,因此,也可在该位置设置柱状体69a、69b、69c……。为了 减小集水流道内的对于过滤水流动的阻力,各柱状体69a、69b、69c……具有圆形截面或楠 圆形截面那样的流线形。另外,也可将各柱状体的截面做成非对称形状,或做成具有朝向取 水口 59的锐角的锐角形状。另外,沿集水流道67的延伸方向排列的多个柱状体69a、69b、 69c……中的、从集水部件55长度方向看时的投影面积,越是靠近取水口 59的柱状体越小, 越是远离取水口的柱状体越大。
[0137] 运样的集水部件5,为了确保侧壁63、65及柱状体69a、69b、69c……的接合强度,既 可形成为一体成型件,也可使二个零件组合而形成。
[0138] 在用二个零件形成集水部件的情况下,准备具有至少一方的侧壁及从其延伸的柱 状体的第一部件、和具有另一方的侧壁的第二部件,可利用例如热烙接、超声波烙接、振动 烙接、激光烙接和粘接等方式分别将运些第一部件与第二部件的接合部、W及柱状体的顶 端与第二部件的侧壁予W接合。
[0139] 下面,说明中空纤维膜组件51的作用。
[0140] 在由中空纤
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