[发明专利]用于处理废水的平膜盒

说明书

发明的技术领域

本发明涉及一种平膜盒，其在通过膜过滤处理废水的装置中用于膜过滤分离。

背景技术

近年来，基于世界人口增加、工业化、都市化和生活标准的改善的背景，对于日常用水和工业用水的品质和量的要求已经在提高。

为了保持水资源，除了常规地对从自然获得的天然水进行利用之外，还有其中利用蒸发方法或反渗透(RO)方法从海水制备淡水的方法、其中利用反渗透现象从含盐的盐水制备淡水的方法等。然而，已经有报导，自然中存在的淡水资源是有限的，而且此外利用它们的可能性由于近年来异常气候的影响而倾向于变得更狭窄。此外，对于利用蒸发方法或反渗透方法制备淡水来说，用于加热或加压的能量是必须的，因此仅有有限的区域可以利用这样的手段。

作为对此的另一种方法，一种行动方针是将污水再循环。在常规的污水处理中，使用活性污泥对污水中的有机组分进行降解处理，随后进行沉降、过滤等，并且将处理过的水排出，尽管还难以完全除去细菌群如大肠杆菌(Escherichia coli)。在MBR(膜生物反应器)中，使用分离膜过滤用活性污泥处理过的水。因此，在MBR中，可以完全除去上述有害的细菌群，并且还有许多优点，如设备的紧凑性和操作的容易控制，从而，近年来MBR已经成为受到大量公众关注的技术。利用MBR分离的水不仅可用作用于维持生活和景观的水，也可作为非饮用水，而且当与反渗透方法组合时也可以提供自来水。在使用海水的反渗透法中，应付盐浓度的高压力是必须的。当由MBR制备的处理过的水被用作原料水时，现在可以安全地并且以低能量地制备水。

这样，作为用于解决据信在未来发生的水短缺的方法，MBR方法已经获得了公众的注意。为了进一步改善此方法并将它建立为低成本的高效率系统，必须保持膜的分离性能，并且同时确保透水性能。

此外，当膜以浸渍在活性污泥中的状态被长时期使用时，膜的孔被由活性污泥产生的分泌物或其死体本身所阻塞，和/或被污泥中含有的杂质等阻塞，从而透水性能降低，或者要提高泵送压力来处理阻塞。这是膜的使用中的最大问题，称为结垢。针对这一问题，进行了使用化学品如次氯酸钠和盐酸来洗涤膜的操作，以解决结垢的问题，从而使膜回到新鲜的状态。因此，膜和盒需要具有抵抗那些化学品的耐性以及可以承受反向洗涤的强度。

然而，在使用那些化学品的洗涤操作中，在经济和环境方面有许多问题，如在操作期间过滤工作的停止、化学品的成本、工作的麻烦性、化学品废液的处理等。因此，最大的课题是解决如何防止结垢，并且使得可用时期更长，从而使得用到化学品的洗涤操作以低成本最少。

为了以较小动力获得更多的透过膜的渗透水的量，必须减少在膜中和在用于透过膜的渗透水的通道中的压力损失。此外，为了允许吸引压力有效地作用在膜的整个面积上，还要求降低在用于透过膜的渗透水的通道中的不均匀流动。

目前，关于浸渍型的过滤膜组件，已经建议了如专利文献1中公开的包含多个中空纤维膜盒的过滤膜组件，以及如在专利文献2中公开的包含多个平膜盒的过滤膜组件。在中空纤维膜盒中，可以使单位体积的膜面积大，并且可以使待处理的废水的量大。然而，其在耐久性方面有一个问题，原因在于污泥、污染物等附着到盒上，并且倾向于沉降在中空纤维的束之中的间隙中。相反，在平膜盒中，可以确保的膜面积较低。然而，在污泥和污染物向膜表面上的附着和沉降小这方面存在着优点。

关于平膜型膜盒，如专利文献3中提议的，存在这样的类型：其中多个敞开的狭缝布置在膜支持板的表面上，与膜支持板的上侧区到下侧区平行，以狭逢连通到在一端的集水区的方式布置。如专利文献4中提议的，还存在这样的类型：其中在具有网络结构的膜支持板的内侧形成了用于透过膜的渗透水的通道。

而且，在专利文献5中，提出了一种这样的平膜盒，其中基于当透过膜的渗透水在出口方向上流动经过分离膜和膜支持板(其上布置了通道材料)之间的间隙时的压力损失，选择通道材料的规格。然而，在这样选择的平膜盒中，没有考虑在吸引时的压力损失。结果是，用于吸引泵和用于膜洗涤吹风机的驱动负荷变高，从而用于处理废水的成本增加。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开(JP-A)号136470/95

专利文献2：日本专利申请公开(JP-A)号33369/99

专利文献3：日本专利申请公开(JP-A)号281264/96

专利文献4：日本专利申请公开(JP-A)号2012-45515