[发明专利]中空丝膜模组

说明书

技术领域

本发明涉及在净水处理、工业用水制造、排水处理、反渗透膜前处理等水处理中使用的中空丝膜模组。在中空丝膜模组中使用的中空丝膜例如由精密过滤膜或限外过滤膜构成。

背景技术

从中空丝膜的外侧向内侧的中空部将水过滤的外压式中空丝膜模组具有将膜过滤前的原水与膜过滤后的过滤水隔开的密封构造较简单、运转管理较容易等各种优点。其最大的特征在于，能够将模组的每单位容积的过滤膜面积取非常大。因此，近年来，外压式中空丝膜模组向从河川水、湖沼水、地下水、海水、生活排水、工业用排水制造工业用水或自来水的水处理过程的应用被不断推进。

如果使用中空丝膜模组将原水进行膜过滤，则原水中含有的悬浊物质或有机物等除去对象物堆积在膜的外侧表面上，发生膜的闭塞现象。因此，膜的过滤阻力上升，不久变得不能进行过滤。所以，为了维持膜过滤性能，一般定期地将膜过滤停止而进行过滤膜的物理清洗。

通常，过滤工序和物理清洗工序被自动地相互反复实施。在物理清洗中，有空气清洗、逆压水清洗（逆洗）或同时进行空气清洗和逆压水清洗的空气－逆压水同时清洗等，所述空气清洗通过对膜模组下部吹入空气而使膜在水中振动来将附着在膜的外侧表面上的悬浊物质震落，所述逆压水清洗从与膜模组的过滤方向相反方向即中空部侧朝向膜的外侧表面将过滤水等水（清洗水）加压推入，将附着在膜等上的悬浊物质排除。

中空丝膜模组一般由筒状壳体和收存在筒状壳体内的中空丝膜束构成。具有下述构造：中空丝膜束的一方的端部通过一方的灌注材铸模固定在筒状壳体的一方的端部上，此外中空丝膜束的另一方的端部通过另一方的灌注材铸模固定在筒状壳体的另一方的端部上。在这里使用的中空丝膜束通常由几百根至几万根的中空丝膜的束构成。

在外压式中空丝膜模组的情况下，被一方的灌注材固定的各中空丝膜的一方的端部在该一方的灌注材的外侧表面具有通过中空部开口而形成的开口。通过原水穿过中空丝膜被过滤而得到的过滤水在中空部中流动而达到上述开口，穿过该开口的过滤水向设在筒状壳体上的过滤水出口流动。被另一方的灌注材固定的各中空丝膜的另一方的端部通常具有在该另一方的灌注材的内部通过中空部被封闭而形成的闭塞。

作为用来将灌注材铸模固定的方法，周知有静置法、离心法。所谓静置法，是从中空丝膜束的下方将液态的灌注材、例如有流动性的树脂用定量泵等供给、在各中空丝膜的前端及其附近使灌注材固化（硬化）的方法。所谓离心法，是通过离心力使液态的灌注材向壳体端部移动、使灌注材固化（硬化）的方法。固化的灌注材为将各中空丝膜固定到灌注材的内部并将中空丝膜束固定到筒状壳体上的固定部件。

但是，在哪种方法中，在中空丝膜和灌注材的界面中，有流动性的树脂都以几毫米到几厘米的程度沿着中空丝膜的外侧表面上升，形成不均匀的树脂表面，在该状态下固化。被在这样的状态下固化的树脂（固定部件）固定的中空丝膜如果受到在空气清洗时产生的振动，则在不均匀的树脂表面上，对中空丝膜作用局部性的应力，有发生中空丝膜的断裂的情况。

在收容中空丝膜束的筒状壳体的上部侧的侧面上，设有用于循环水或排水的排出的喷嘴。关于上部灌注材（上部固定部件）的筒状壳体的轴向处于内侧的树脂表面（上部固定部件的下表面）形成在与上部排水喷嘴的内部流路的上端大致相同高度的位置，以便能够效率良好地进行循环水及排水的排出。

在将各中空丝膜固定的上部固定部件的筒状壳体的内侧的树脂表面（上部固定部件的下表面）被设置在比上部排水喷嘴的内部流路的上端靠上方的情况下，有在上部固定部件的下表面与上部排水喷嘴的内部流路的上端之间的空间中积存空气或悬浊物质的情况，在此情况下，发生中空丝膜模组的排浊性的恶化、以及中空丝膜的用于过滤的有效膜面积的减少的问题。

在中空丝膜束的上部的周围，配设有具有整流孔的整流筒，形成有连通到上部排水喷嘴的排出流路。

为了进一步提高上述空气清洗效果，在专利文献1中，提出了使收容在筒状壳体中的中空丝膜具有松弛的技术。在中空丝膜的两端的粘接固定部间，使中空丝膜具有松弛，通过将中空丝膜的两端固定到粘接固定部上，在空气清洗时，中空丝膜适度地振动，能够进行有效的清洗。但是，在高流量下的排水时，有下述问题：中空丝膜被排水或空气的流动推压，中空丝膜将整流孔闭塞，由此发生压力损失，此外中空丝膜被推压在整流孔上而损伤。

为了解决该问题，在专利文献2中，提出了在设在排水喷嘴与中空丝膜束之间的整流筒的内侧的面上设有将整流孔间连通的槽的中空丝膜模组。

专利文献1：JP10－000339A

专利文献2：WO2008/035593A1。