專(zhuān)利名稱(chēng)：中空纖維膜組件、膜分離方法及水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于膜分離的中空纖維膜組件及水處理裝置，尤其涉及例如河流水、 湖水、地下水、海水等的凈水處理或下水道水、工業(yè)廢水等的膜分離處理等中所使用的中空 纖維膜組件、膜分離方法及水處理裝置。
背景技術(shù)：
以往，在對(duì)下水道水等污水進(jìn)行生物處理等時(shí)，已知的有制備由該污水與活性污 泥混合而成的活性污泥混合液來(lái)進(jìn)行生物處理、同時(shí)對(duì)該活性污泥混合液進(jìn)行膜分離并將 透過(guò)膜的透過(guò)水導(dǎo)入至下一步處理的方法，該方法被稱(chēng)為“膜分離活性污泥法”等并得到了 廣泛的應(yīng)用。在實(shí)施采用該膜分離活性污泥法的污水凈化處理的水處理裝置等中，近年來(lái)日漸 使用下述的一種中空纖維膜組件，其將中空纖維膜以沿上下方向延伸并保持的直立姿勢(shì)浸 漬在生物反應(yīng)槽內(nèi)進(jìn)行好氣性生物處理的被處理水(活性污泥混合液)中，通過(guò)吸引中空 纖維膜內(nèi)部來(lái)實(shí)施被處理水的膜分離獲得透過(guò)水。而且，在這種用于被處理水的膜分離的中空纖維膜組件中，由于被處理水中的懸 浮性固體或粘著性有機(jī)化合物等容易使中空纖維膜的透過(guò)性能降低，并且如果中空纖維膜 的透過(guò)性能降低則水處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)效率也會(huì)降低，因而現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)抑制透過(guò)性能的降 低的方法進(jìn)行了廣泛的研究。作為抑制透過(guò)性能的降低的方法，已知的有所謂的空氣洗滌(scriAbing)法，其 中，在將中空纖維膜沿上下方向延伸以實(shí)施膜分離的中空纖維膜組件中，采用通過(guò)在該中 空纖維膜的下端部側(cè)實(shí)施空氣擴(kuò)散而產(chǎn)生的氣泡來(lái)去除中空纖維膜表面的附著物。例如，已知在僅固定中空纖維膜的下端部側(cè)并以上端部側(cè)為自由端的狀態(tài)下從下 端部側(cè)實(shí)施空氣擴(kuò)散，通過(guò)隨著氣泡的上浮而向上的水流使中空纖維膜在水中保持直立姿 勢(shì)的同時(shí)實(shí)施膜分離的方法?；蛘撸阎獙⒅锌绽w維膜的兩個(gè)端部分別固定在上下間隔配 置的固定部件上并從下部側(cè)的固定部件的上面?zhèn)犬a(chǎn)生氣泡來(lái)進(jìn)行膜分離的方法。作為這種具有實(shí)施空氣擴(kuò)散的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的中空纖維膜組件，已知有下述專(zhuān)利 文獻(xiàn)1、2中所述的組件。專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2中所述的中空纖維膜組件，為了多根中空纖維膜保持直立姿勢(shì)，包 括固定中空纖維膜的兩個(gè)端部中的一個(gè)端部(上端部)上部固定部件以及固定另一端部 (下端部)的下部固定部件，并具有從下部固定部件側(cè)向被處理水中產(chǎn)生氣泡以對(duì)中空纖 維膜實(shí)施空氣洗滌的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)。因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2中所述的中空纖維膜組件例如浸漬在上述活性污泥混合液那 樣的含有很多有機(jī)化合物或懸浮性固體的水中并實(shí)施膜分離時(shí)，也能通過(guò)空氣洗滌去除中 空纖維膜表面的附著物并防止透過(guò)性能的降低。然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2所述的中空纖維膜組件并未對(duì)有效地實(shí)施空氣洗滌進(jìn)行充分 的研究，而且需要產(chǎn)生所需以上的氣泡。
也就是說(shuō)，現(xiàn)有的中空纖維膜組件容易導(dǎo)致中空纖維膜的透過(guò)性能的降低，難以 實(shí)施有效的膜分離方法，從而也難以抑制水處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)效率的降低。此外，關(guān)于抑制中空纖維膜的透過(guò)性能的降低并實(shí)施有效的膜分離方法從而抑制 水處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)效率的降低這一點(diǎn)，不僅在以活性污泥混合液作為膜分離對(duì)象時(shí)是廣泛 尋求的，在中空纖維膜組件或膜分離方法或者水處理裝置中也是廣泛尋求的。專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本國(guó)特開(kāi)2003-3^140號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本國(guó)再表2004-112944號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于通過(guò)抑制中空纖維膜的透過(guò)性能的降低并實(shí)施有效的膜分離 方法來(lái)抑制水處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)效率的降低。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明人經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，在中空纖維膜組件的空氣洗滌 中，在固定中空纖維膜的區(qū)域中偏向外側(cè)的區(qū)域產(chǎn)生的氣泡由于容易因中空纖維膜組件周 圍的水流等而脫離中空纖維膜組件，因此與中空纖維膜的表面接觸的次數(shù)減少?gòu)亩鵁o(wú)法有 效地作用于去除附著物。而且還發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在中空纖維膜的配置區(qū)域的中心區(qū)域產(chǎn)生更多的氣泡并促進(jìn)經(jīng) 過(guò)中空纖維膜之間的氣泡在橫向上的移動(dòng)，可以增加氣泡與中空纖維膜的表面接觸的次數(shù) 從而提高附著物去除效果或懸浮物等的附著抑制效果，進(jìn)而完成本發(fā)明。也就是說(shuō)，涉及中空纖維膜組件的本發(fā)明具有固定中空纖維膜的下端部以使多根 所述中空纖維膜在水中沿上下方向延伸并進(jìn)而能實(shí)施膜分離的固定部件，并且所述中空纖 維膜組件形成有從所述中空纖維膜的下端部側(cè)產(chǎn)生氣泡以使空氣能夠在沿上下方向延伸 的所述中空纖維膜中擴(kuò)散的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)，在所述中空纖維膜組件中，所述空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu) 形成為使得從配置有所述中空纖維膜的區(qū)域中的中心區(qū)域產(chǎn)生的氣泡的產(chǎn)生量比在中心 區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的氣泡的產(chǎn)生量多。另外，在涉及膜分離方法的本發(fā)明中，使具有固定中空纖維膜的下端部以使多根 所述中空纖維膜在水中沿上下方向延伸并進(jìn)而能實(shí)施膜分離的固定部件并形成有從所述 中空纖維膜的下端部側(cè)產(chǎn)生氣泡以使空氣能夠在沿上下方向延伸的所述中空纖維膜中擴(kuò) 散的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的中空纖維膜組件浸漬在被處理水中，實(shí)施在所述中空纖維膜的膜分 離，并且，在所述膜分離中和所述膜分離后的至少一種情況下實(shí)施所述空氣擴(kuò)散，以使從配 置有所述中空纖維膜的區(qū)域中的中心區(qū)域產(chǎn)生的氣泡的產(chǎn)生量比在中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域 中的氣泡的產(chǎn)生量多，從而通過(guò)所述膜分離去除附著在所述中空纖維膜的表面的附著物。而且，涉及水處理裝置的本發(fā)明具有膜分離裝置，通過(guò)使所述中空纖維膜組件浸 漬在收納有被處理水的被處理水槽內(nèi)來(lái)實(shí)施所述膜分離，所述膜分離裝置具有中空纖維膜 組件，所述中空纖維膜組件具有固定中空纖維膜的下端部以使多根所述中空纖維膜在水中 沿上下方向延伸并進(jìn)而能實(shí)施膜分離的固定部件，并且所述中空纖維膜組件形成有從所述 中空纖維膜的下端部側(cè)產(chǎn)生氣泡以使空氣能夠在沿上下方向延伸的所述中空纖維膜中擴(kuò) 散的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)，在所述水處理裝置中，在所述膜分離裝置中使用了具有形成為使得從 配置有所述中空纖維膜的區(qū)域中的中心區(qū)域產(chǎn)生的氣泡的產(chǎn)生量比在中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的氣泡的產(chǎn)生量多的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的中空纖維膜組件。此外，在本說(shuō)明書(shū)中，“中空纖維膜的配置區(qū)域”是指“在俯視下連結(jié)配置在中空纖 維膜組件的最外側(cè)的中空纖維膜的位置而形成的區(qū)域”。另外，為了明確“中心區(qū)域”的定義，在本說(shuō)明書(shū)中“中心區(qū)域”這一術(shù)語(yǔ)是指位于 “中空纖維膜的配置區(qū)域”的中心且大小為其一半(面積的1/4)的區(qū)域。因此，一般可以通過(guò)描畫(huà)邊長(zhǎng)為“中空纖維膜的配置區(qū)域”的1/2的相似形使其中 心與“中空纖維膜的配置區(qū)域”的中心重合來(lái)劃定該“中心區(qū)域”，例如，在配置在最外側(cè)的 中空纖維膜的位置的連線(xiàn)是直徑為IOcm的近似圓形的情況下，這時(shí)的“中心區(qū)域”是指與 該直徑IOcm的圓為同心圓且直徑為5cm的圓的內(nèi)部區(qū)域。另外，“中心區(qū)域的氣泡產(chǎn)生量”及“中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的產(chǎn)生量”可以通過(guò)總 計(jì)各區(qū)域中單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氣泡的體積并將該體積換算為常溫常壓下的體積來(lái)進(jìn)行比 較，從而判定哪一方較多。根據(jù)本發(fā)明，由于中空纖維膜的配置區(qū)域中的中心區(qū)域的氣泡產(chǎn)生量比該中心區(qū) 域外側(cè)的區(qū)域中的產(chǎn)生量更多，因此與現(xiàn)有的中空纖維膜組件相比能使產(chǎn)生的氣泡更多地 與中空纖維膜的表面接觸。因此可以有效地從中空纖維膜上去除附著物，從而能有效地抑制中空纖維膜的透 過(guò)性能的降低。另外，還可以抑制懸浮物對(duì)中空纖維膜表面的附著。因此，能實(shí)施有效的膜分離方法。即、能抑制水處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)效率的降低。結(jié)果是，例如與現(xiàn)有的中空纖維膜組件相比，能降低對(duì)中空纖維膜進(jìn)行空氣擴(kuò)散 的頻率或時(shí)間，而且能降低藥液洗凈的頻率或藥劑用量。


圖1是表示本發(fā)明的中空纖維膜組件的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2是表示固定在圖1中的上部固定部件上的中空纖維膜束的配置的圖(A-A線(xiàn) 截面圖)。圖3是表示設(shè)置在圖1中的下部固定部件上的通氣孔的配置的圖(B-B線(xiàn)截面 圖)。圖4是表示設(shè)置在圖1中的下部固定部件上的通氣孔的配置區(qū)域的示意圖(B-B 線(xiàn)截面圖)。圖5是表示改進(jìn)了通氣孔的配置的事例示意圖。圖6是表示改進(jìn)了通氣孔的配置的事例示意圖。圖7是表示改進(jìn)了通氣孔的配置的事例示意圖。圖8是表示下部固定部件(板狀部)的改進(jìn)事例的截面圖。圖9是表示圖8所示的中空纖維膜組件的其他使用方法的截面圖。圖10是表示氣體供給方法的改進(jìn)事例的截面圖。圖11是表示改進(jìn)了通氣孔的形狀的事例示意圖。圖12是表示不用通氣孔而通過(guò)氣體供給管實(shí)施空氣擴(kuò)散的事例的截面圖。圖13是表示本發(fā)明的中空纖維膜組件的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖14是表示固定在圖13中的上部固定部件上的中空纖維膜束的配置的圖(C-C 線(xiàn)截面圖)。圖15是表示設(shè)置在圖13中的下部固定部件上的通氣孔的配置的圖(D-D線(xiàn)截面 圖)。圖16是表示設(shè)置在圖13中的下部固定部件上的通氣孔的配置區(qū)域的示意圖(D-D 線(xiàn)截面圖)。圖17是表示本發(fā)明的水處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖。圖18是表示本發(fā)明的水處理裝置的其他實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖。圖19是作為實(shí)施例(比較例)用于評(píng)價(jià)的中空纖維膜組件的通氣孔的狀態(tài)示意 圖(外觀照片)。
具體實(shí)施例方式以下參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是從側(cè)面方向觀察處于直立狀態(tài)的本發(fā)明的第一實(shí)施方式的中空纖維膜組 件的截面圖，圖中的標(biāo)記10表示中空纖維膜組件。圖2是固定在圖1中的上部固定部件上的中空纖維膜(中空纖維膜束)的配置的 俯視示意圖(A-A線(xiàn)截面圖)，圖3、4是設(shè)置在圖1中的下部固定部件上的通氣孔的配置的 仰視示意圖(B-B線(xiàn)截面圖)。如圖1所示，本實(shí)施方式的中空纖維膜組件10被形成為縱長(zhǎng)圓筒狀，在其上下方 向的中間部具有處于露出狀態(tài)的多根中空纖維膜11。該第一實(shí)施方式的中空纖維膜組件10使用兩個(gè)固定部件，即在上方側(cè)固定多根 中空纖維膜11的兩個(gè)端部中的一個(gè)端部的固定部件以及在下方側(cè)固定另一端部的固定部 件。更具體地說(shuō)，所述中空纖維膜組件10具有下部固定部件20、以預(yù)定間隔位于下部 固定部件20的上方的上部固定部件30以及支撐下部固定部件20和上部固定部件30以保 持它們之間的間隔的、沿上下方向延伸的多根支撐部件(省略圖示)。而且，中空纖維膜組 件10中所包括的所述多根中空纖維膜11的下端部以膜端封閉的狀態(tài)固定在下部固定部件 20上，上端部以膜端開(kāi)口的狀態(tài)固定在上部固定部件30上。也就是說(shuō)，多根中空纖維膜11以?xún)啥瞬繉?duì)齊的狀態(tài)使其長(zhǎng)度方向沿上下方向延 伸地包含在中空纖維膜組件10中。此外，作為構(gòu)成中空纖維膜組件10的中空纖維膜11可以使用精密過(guò)濾膜或超過(guò)濾膜等。另外，本實(shí)施方式的中空纖維膜組件10具有從所述下部固定部件側(cè)產(chǎn)生氣泡以 在中空纖維膜上實(shí)施空氣洗滌的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)。所述上部固定部件30包括圓筒體31、具有透過(guò)水出口 3 且安裝在圓筒體上側(cè)的 圓形上板32以及具有膜束貫穿孔且安裝在圓筒體下側(cè)的圓形下板33。在上部固定部件30的內(nèi)側(cè)包括配置在水平方向上、并將所述圓筒體31的內(nèi)部空 間分隔成圓形上板側(cè)和圓形下板側(cè)的板狀部；34。該板狀部34是粘合劑固化并形成為板狀的部件，所述中空纖維膜11以其端部從所述板狀部；34的下面?zhèn)蓉灤┲辽厦鎮(zhèn)鹊姆绞焦潭ㄔ诎鍫畈?4上。另外，所述中空纖維膜11以整體束成一束的狀態(tài)用所述粘合劑固定，而且，被固 定成其上端緣與所述板狀部34的上面位于同一平面。因此，由所述粘合劑形成的粘合劑部分34a以及所述中空纖維膜11的開(kāi)口部分以 比較均勻的分散狀態(tài)形成在所述板狀部34的上面?zhèn)?，而且，所述中空纖維膜11的開(kāi)口位置 形成于所述板狀部34的整個(gè)上面。另外，通過(guò)從板狀部34的上面?zhèn)认蛳旅鎮(zhèn)忍畛洳⒐袒笾乱欢ㄉ疃鹊挠糜诠潭?所述中空纖維膜11的粘合劑，可以在整個(gè)表面上以大致一定的厚度形成所述板狀部34。例如在組裝上部固定部件30時(shí)，可以使中空纖維膜11穿過(guò)圓形下板33，然后用粘 合劑填充在中空纖維膜11之間從而將中空纖維膜11的上端部粘合固定在圓筒體31上，之 后，將圓形下板33安裝在圓筒體31上，從而來(lái)形成上部固定部件30。而且，在上部固定部件30內(nèi)的上部中，在所述板狀部34的上方側(cè)形成有收納透過(guò) 水的集水室35，該集水室35與各中空纖維膜11的上端部的開(kāi)口連通，且由圓形上板32的 下面、圓筒體31的內(nèi)壁面以及板狀部34的上面界定而成。在用于從該集水室35中排出透過(guò)水的透過(guò)水出口 3 上連接有來(lái)自于配置在生 物反應(yīng)槽外部的吸泵的管道。另外，下部固定部件20具有與上部固定部件30的圓筒體31相同尺寸的內(nèi)徑的圓 筒體21以及安裝在該圓筒體21內(nèi)上方側(cè)的呈圓板狀的板狀部22，該板狀部22上形成有 (本實(shí)施方式中為8個(gè))通氣孔23，以實(shí)施用于空氣洗滌的空氣擴(kuò)散。所述板狀部22沿水平方向配置在所述圓筒體21的內(nèi)部，且在其上面?zhèn)裙潭ㄖ?述中空纖維膜11的下端部。而且，所述中空纖維膜11以其固定位置大致均勻分散的方式固定在除所述通氣 孔23的形成處以外的板狀部22的整個(gè)上面?zhèn)壬稀?個(gè)通氣孔23形成為沿上下方向(垂直方向)穿所述板狀部22的貫穿孔，且分別 在板狀部22的上面?zhèn)扰c下面?zhèn)壬祥_(kāi)口。如圖3所示，所述8個(gè)通氣孔23以距離板狀部22的中心等距的方式配置在所述 板狀部22中以下部固定部件20 (板狀部22)的徑向中心為中心的放射線(xiàn)上(分別成45度 張角的8條放射線(xiàn)L1-L8上)。而且，如圖4所示，設(shè)所述圓筒體21的內(nèi)周圓(板狀部22的外緣)的半徑為“R”， 8個(gè)通氣孔23均位于與該圓為同心圓的半徑為“R/2”的假想圓C的內(nèi)側(cè)區(qū)域、即配置有中 空纖維膜11的區(qū)域的中心區(qū)域。此外，對(duì)于通氣孔23，通過(guò)減小其開(kāi)口面積以提高通過(guò)通氣孔23的空氣的流速， 能使大量的氣泡與中空纖維膜11的表面良好地接觸，獲得較好的附著物去除效果。另一方面，通氣孔23的開(kāi)口面積變小時(shí)，在停止空氣擴(kuò)散的期間等通氣孔23有可 能發(fā)生堵塞。在這一點(diǎn)上，優(yōu)選將每個(gè)通氣孔23的開(kāi)口面積形成為0. 5 5cm2，具體地，在通氣 孔的形狀為圓形的情況下，優(yōu)選將通氣孔23的直徑形成為8 25mm。另外，在能將放出的氣泡有效地用于空氣洗滌這一點(diǎn)上，優(yōu)選僅在中心區(qū)域形成 通氣孔23。
然而，在這種情況下，當(dāng)配置有中空纖維膜11的區(qū)域變大時(shí)，通氣孔23與最外側(cè) 的中空纖維膜的距離變長(zhǎng)，從而難以將空氣洗滌的效果充分地發(fā)揮至最外側(cè)的中空纖維膜。另一方面，如果配置有中空纖維膜11的區(qū)域過(guò)小，則從通氣孔23放出的氣泡短時(shí) 間內(nèi)就會(huì)通過(guò)最外側(cè)的中空纖維膜，從而不利于將氣泡有效地用于空氣洗滌。因此，在能有效地將氣泡用于空氣洗滌的同時(shí)能將空氣洗滌的效果發(fā)揮至所配置 的中空纖維膜的每一處這一點(diǎn)上，例如在配置在最外側(cè)的中空纖維膜的位置的連線(xiàn)為近似 圓形的情況下，優(yōu)選使中空纖維膜的配置區(qū)域?yàn)橹睆?20 250mm的圓形區(qū)域。而且，中空纖維膜11的有效長(zhǎng)度(中空纖維膜與水接觸部分的長(zhǎng)度)與中空纖維 膜的內(nèi)徑等也有關(guān)，優(yōu)選為400 2500mm，例如在中空纖維膜的內(nèi)徑為0. 5 1. 2mm的情況 下，根據(jù)透過(guò)水的取水效率的觀點(diǎn)，優(yōu)選為500 1500mm。由于所述板狀部22位于圓筒體21內(nèi)的上方側(cè)，因此形成所述下部固定部件20， 以能夠通過(guò)在所述板狀部22的下面?zhèn)裙┙o用于空氣洗滌的空氣等氣體，從而將所述氣體 收納在由板狀部22的下面以及圓筒體21的內(nèi)壁面圍成的空間以下也稱(chēng)“氣體收納部 24")內(nèi)，并通過(guò)所述通氣孔23將該收納的氣體在板狀部22的上面?zhèn)茸鳛闅馀莘懦?。S卩，在下部固定部件20上形成有由板狀部22的下面以及圓筒體21的內(nèi)壁面界定 的氣體收納部對(duì)。所述空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)由設(shè)置在板狀部22上的通氣孔23、氣體收納部M以及用于向 所述氣體收納部M供給氣體的氣體供給管25等構(gòu)成，用于在板狀部22的上面?zhèn)犬a(chǎn)生所述 氣泡。此外，除了上述例示的方式，還可以對(duì)第一實(shí)施方式的中空纖維膜組件10加以各 種改進(jìn)。參考圖5 圖12對(duì)改進(jìn)點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。圖5、圖6、圖7、圖11與圖3 —樣，為通氣孔的配置示意圖，圖8 圖10、圖12與 圖1 一樣，為中空纖維膜組件的結(jié)構(gòu)截面圖(圖8 圖10只示出了下部固定部件側(cè))。在所述中空纖維膜組件10中例示了下部固定部件20上具有8個(gè)通氣孔23的板 狀部22，但也可以在下部固定部件上形成具有例如9個(gè)以上的通氣孔的板狀部。圖5是表示在圖3、圖4所示的板狀部22上穿設(shè)了第9個(gè)通氣孔23a的狀態(tài)的俯 視圖。如圖5所示，由于具有在中空纖維膜的配置區(qū)域的中心處開(kāi)口的通氣孔23a，從而 能發(fā)揮出通過(guò)配置在中心部的中空纖維膜實(shí)現(xiàn)可靠空氣擴(kuò)散的效果。另外，相反地，通氣孔的數(shù)量也可以不足8個(gè)，例如如圖6所示，也可以使下部固定 部件包括僅具有在中空纖維膜的配置區(qū)域的中心處形成的單個(gè)通氣孔23b的板狀部22。在所述第一實(shí)施方式中，根據(jù)能將放出的氣泡有效地用于空氣洗滌這一點(diǎn)，以?xún)H 在中心區(qū)域形成通氣孔23的情況為例對(duì)中空纖維膜組件10進(jìn)行了說(shuō)明，但例如如圖7所 示，在具有配置在中心區(qū)域外的通氣孔23c的情況下，只要其被構(gòu)成為以中心區(qū)域的通氣 孔23的氣泡產(chǎn)生量比該中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域的通氣孔23c的氣泡產(chǎn)生量多的方式來(lái)實(shí)施 空氣洗滌，就在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，從而也可以將通氣孔的配置設(shè)置成圖7所例示的 形態(tài)。
作為形成能以該中心區(qū)域的通氣孔23的氣泡產(chǎn)生量比該中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域的 通氣孔23c的氣泡產(chǎn)生量多的方式實(shí)施空氣洗滌的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的具體手段，例如有使中 心區(qū)域的通氣孔23的總開(kāi)口面積比中心區(qū)域外的通氣孔23c的總開(kāi)口面積大的方法。在形成這種通氣孔在中心區(qū)域中開(kāi)口的開(kāi)口面積比中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域的開(kāi)口 面積大的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的情況下，無(wú)需復(fù)雜的控制就能容易地使中心區(qū)域的氣泡產(chǎn)生量比 其外側(cè)的產(chǎn)生量多。此外，根據(jù)需要，例如如圖8所示，也可以使下部固定部件20的板狀部22的下面 中央部向上方側(cè)凹陷成缽形，從而形成通常僅從中心區(qū)域的通氣孔23產(chǎn)生氣泡的形態(tài)。在這種情況下，中心區(qū)域的通氣孔23的開(kāi)口面積與中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的通 氣孔23c的開(kāi)口面積之間的關(guān)系并無(wú)特別的限定。也就是說(shuō)，即使中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的通氣孔23c的開(kāi)口面積比中心區(qū)域的通 氣孔23的開(kāi)口面積大，由于氣體收納部M形成為使得氣體集中在板狀部22的下面中心 部，因此也能使中心區(qū)域的氣泡產(chǎn)生量比中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域的氣泡產(chǎn)生量多。另夕卜，這種情況下，例如如圖9所示，必要時(shí)可以通過(guò)增加氣體供給管25的氣體供 給量以增大氣體收納部M的氣體收納量從而從中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域的通氣孔23c產(chǎn)生氣 泡。也就是說(shuō)，如圖8所示，通過(guò)設(shè)置下面?zhèn)壬舷喈?dāng)于中心區(qū)域的部位向上方側(cè)凹陷 的板狀部22，能更可靠地使中心區(qū)域的氣泡產(chǎn)生量比其外側(cè)多，而且可以根據(jù)需要來(lái)調(diào)整 外側(cè)區(qū)域的氣泡產(chǎn)生量等。另外，如圖10所示，也可以在氣體供給管25的前端設(shè)置分支管部25a，并使該分支 管部2 的前端部不僅與中心區(qū)域的通氣孔23而且與中心區(qū)域外的通氣孔23c連接，從而 向這些通氣孔23、23c直接供給氣體。在這種情況下，通過(guò)調(diào)整分支管部25a的管徑等，可以調(diào)整成中心區(qū)域的氣泡產(chǎn) 生量比中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的產(chǎn)生量更多。另外，在圖10所示的情況下，通過(guò)在分支管部2 上設(shè)置流量調(diào)整閥等，可以調(diào)整 對(duì)各通氣孔的氣體供給量。在使用這種調(diào)整氣體供給量的氣體供給管的情況下，由于可以直接控制對(duì)通氣孔 的氣體供給，因而能容易地調(diào)整氣泡的產(chǎn)生狀況，實(shí)施精細(xì)的控制，例如可以在進(jìn)行了一定 期間的運(yùn)轉(zhuǎn)后觀察中空纖維膜表面上的附著物形成狀況，根據(jù)其結(jié)果重新調(diào)整氣體供給量寸。此外，此前附圖所例示的是具有截面形狀為圓形的通氣孔的中空纖維膜組件10， 但例如圖11所示的具有長(zhǎng)圓形通氣孔23d的情況也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，而且，本發(fā) 明還可以采用具有多邊形或不定形等截面形狀的通氣孔，其形狀沒(méi)有特別限定。而且，如圖11所示，也可以采用從中心區(qū)域跨中心區(qū)域外而開(kāi)口的通氣孔23d。此外，在采用如圖11所示的通氣孔23d的情況下，例如可以采用較厚的塑料膜等 制成截面形狀與中心區(qū)域(假想圓C)相同的筒，將該筒設(shè)置在板狀部22的上面，從而將板 狀部22的上面?zhèn)犬a(chǎn)生的氣泡分離成從中心區(qū)域產(chǎn)生的氣泡以及中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域產(chǎn)生 的氣泡，通過(guò)比較其產(chǎn)生量來(lái)判定哪個(gè)區(qū)域的氣泡產(chǎn)生量較多。而且根據(jù)需要，例如圖12所示，可以不在下部固定部件20的板狀部22上形成通氣孔，而是將氣體供給管25的開(kāi)口端配置在板狀部22的上面?zhèn)?，通過(guò)從該開(kāi)口端放出空氣 來(lái)從沿上下方向延伸的中空纖維膜11的下端部側(cè)產(chǎn)生氣泡。在這種情況下，可以直接控制空氣擴(kuò)散量，同時(shí)也可以調(diào)整中空纖維膜11的配置 區(qū)域與氣體供給管25的開(kāi)口端的相對(duì)位置，并能根據(jù)中空纖維膜11表面的附著物產(chǎn)生狀 況來(lái)改變氣泡產(chǎn)生位置。因而能更進(jìn)一步地抑制中空纖維膜的透過(guò)性能的降低，實(shí)施有效的膜分離方法。在不會(huì)顯著破壞本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，可以對(duì)第一實(shí)施方式的中空纖維膜組件 采用除此以外的現(xiàn)有公知中空纖維膜組件中所采用的技術(shù)手段。例如，可以不從上部固定部件側(cè)獲取透過(guò)水，而是將下部固定部件的板狀部設(shè)為 中空結(jié)構(gòu)并在該板狀部的中空部位使中空纖維膜組件開(kāi)口，從而從下部固定部件側(cè)獲取透 過(guò)水。另外，第一實(shí)施方式的中空纖維膜組件例示了中空纖維膜組件的配置區(qū)域?yàn)閳A形 的情況，但中空纖維膜組件的配置區(qū)域也可以為橢圓形或多邊形等。如下所述，這樣的中空纖維膜組件例如可以通過(guò)改造原有的中空纖維膜組件來(lái)形 成?，F(xiàn)有的中空纖維膜組件通常將通氣孔設(shè)置成使得在中空纖維膜的整個(gè)配置區(qū)域 均勻地產(chǎn)生氣泡或在中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中產(chǎn)生更多的氣泡。而且，例如在這樣的現(xiàn)有中 空纖維膜組件中，在分別設(shè)有在中心區(qū)域產(chǎn)生氣泡的通氣孔與在中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域產(chǎn)生 氣泡的通氣孔的情況下，可以對(duì)中空纖維膜組件進(jìn)行改造，縮小在外側(cè)區(qū)域產(chǎn)生氣泡的通 氣孔的直徑或?qū)⑵涠氯?，使該通氣孔的氣泡產(chǎn)生量比改造前少，從而使中心區(qū)域的氣泡產(chǎn) 生量比中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的氣泡產(chǎn)生量更多。在如此形成中心區(qū)域的氣泡產(chǎn)生量比中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的氣泡產(chǎn)生量更多 的中空纖維膜組件的情況下，可以直接利用現(xiàn)有設(shè)備，而且可以用簡(jiǎn)單的改造操作來(lái)抑制 中空纖維膜的透過(guò)性能的降低以實(shí)施有效的膜分離方法。接下來(lái)，參考圖13 15對(duì)第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖13是本發(fā)明的中空纖維膜組件的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的截面圖，對(duì)表示與第 一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)的部位使用相同的標(biāo)記并省略說(shuō)明。另外，圖14是固定在圖13中的上部固定部件上的中空纖維膜(中空纖維膜束)的 配置圖(C-C線(xiàn)截面圖)，圖15是設(shè)置在圖13中的下部固定部件上的通氣孔的配置圖(D-D 線(xiàn)截面圖)。第二實(shí)施方式的中空纖維膜組件10'與第一實(shí)施方式的中空纖維膜組件10的區(qū) 別在于沿上下方向延伸的多根中空纖維膜11以形成由規(guī)定根數(shù)扎束并粘合而成的多束 中空纖維膜束12的狀態(tài)設(shè)置在上部固定部件30及下部固定部件20上。而且，將所述圓筒體31的內(nèi)部空間分隔成圓形上板側(cè)與圓形下板側(cè)的板狀部34 由用粘合劑結(jié)合多束中空纖維膜束12而形成的中空纖維膜束結(jié)合部分12a以及固定中空 纖維膜束12的粘合劑部分3 構(gòu)成。另外，在本實(shí)施方式中，如圖14所示，多束中空纖維膜束12配置在從上部固定部 件30的中心延伸的放射線(xiàn)上(本實(shí)施方式中為包含中心位置且分別成45度張角的8條射 線(xiàn)Lll L18上)。
另一方面，如圖15所示，形成在下部固定部件20上的8個(gè)通氣孔23在所述板狀 部22中分別設(shè)置在與上部固定部件30中的放射線(xiàn)Lll L18相位偏離角度22. 5度的放 射線(xiàn)(Lll' L18')上距離中心等距的位置處。因此，從下部固定部件20的板狀部22的下面?zhèn)扔^察通氣孔23與中空纖維膜束12 的配置時(shí)，為圖16所示的關(guān)系。也就是說(shuō)，所述第一實(shí)施方式中的中空纖維膜的配置區(qū)域?yàn)榘鍫畈康恼麄€(gè)上面 側(cè)，而第二實(shí)施方式中的中空纖維膜的配置區(qū)域?yàn)閳D16中的假想線(xiàn)El所示的正八邊形區(qū) 域。此外，第二實(shí)施方式的中空纖維膜組件10'中的通氣孔23均配置在與所述正八 邊形具有相同的中心點(diǎn)且邊長(zhǎng)為其一半的正八邊形(假想線(xiàn)似)所示的區(qū)域(中心區(qū)域)中。也就是說(shuō)，第二實(shí)施方式的中空纖維膜組件10'與所述第一實(shí)施方式的中空纖維 膜組件10的一個(gè)相同點(diǎn)在于在中心區(qū)域中產(chǎn)生用于空氣洗滌的氣泡。此外，從抑制中空纖維膜的附著物這一點(diǎn)來(lái)看，即使在使用相同根數(shù)的中空纖維 膜的情況下，也優(yōu)選直到在固定的端部處也使各中空纖維膜分離的配置，優(yōu)選所述第一實(shí) 施方式的中空纖維膜組件10那樣的中空纖維膜的配置。或者，即使將基于上部固定部件30的上端部的固定狀態(tài)設(shè)置為所述第二實(shí)施方 式的中空纖維膜組件10'那樣扎束成中空纖維膜束12的形態(tài)，也優(yōu)選至少在下部固定部 件20側(cè)像第一實(shí)施方式的中空纖維膜組件10那樣形成中空纖維膜的固定位置，使其大致 均勻地分布在板狀部22的上面。此外，這里雖未詳述，對(duì)中空纖維膜組件10'加以各種改進(jìn)這一點(diǎn)也與第一實(shí)施 方式的中空纖維膜組件10相同，圖5 圖12所示的形態(tài)也可以適用于第二實(shí)施方式的中 空纖維膜組件10'。接下來(lái)，參考圖17、圖18對(duì)水處理裝置以及該水處理裝置中實(shí)施的膜分離方法進(jìn) 行說(shuō)明。圖17是使用第一實(shí)施方式的中空纖維膜組件10 (或者第二實(shí)施方式的中空纖維 膜組件10')的水處理裝置的一個(gè)實(shí)施方式的構(gòu)成說(shuō)明圖。該水處理裝置40在本實(shí)施方式中是對(duì)作為被處理水的河流水進(jìn)行凈水處理的裝置。如圖17所示，水處理裝置40包括被供給來(lái)自被處理水供給管41的被處理水(河 流水)的被處理水槽42。另外，本實(shí)施方式的水處理裝置40包括膜分離裝置，該膜分離裝置具有多個(gè)中 空纖維膜組件10(10')，被配置成以直立姿勢(shì)浸漬在該被處理水槽42內(nèi)的被處理水中；以 及透過(guò)水取出管路43，該透過(guò)水取出管路43與這些中空纖維膜組件10(10')連接，具有 吸泵43a，且通過(guò)采用該吸泵43a吸引中空纖維膜內(nèi)部來(lái)進(jìn)行由對(duì)被處理水進(jìn)行膜過(guò)濾而 引起的固液分離并取出透過(guò)水。而且，本實(shí)施方式的水處理裝置40包括用于使中空纖維膜組件10(10')的空 氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)實(shí)施空氣洗滌的鼓風(fēng)機(jī)44a、從該鼓風(fēng)機(jī)4 輸送空氣并通過(guò)所述氣體供給管 25 (參考圖1等)向所述氣體收納部M供給空氣的空氣供給管路44、以及排出被處理水槽42內(nèi)的沉淀物的沉淀物排出管45。圖17的膜分離裝置中的透過(guò)水取出管路43具有與各中空纖維膜組件10(10') 的透過(guò)水出口 3 連接的集水管43b、與各集水管4 連通的集水頭管43c以及透過(guò)水取出 管 43d。另外，空氣供給管路44由鼓風(fēng)機(jī)(· · · ·)44a、供給通過(guò)該鼓風(fēng)機(jī)4 加壓的空 氣的空氣輸送管44b、從該空氣輸送管44b分支的空氣輸送分支管44d以及使各空氣輸送分 支管44d的前端部分位于各中空纖維膜組件10(10')的圓筒體21的下端側(cè)的氣體供給管 25構(gòu)成。此外，各中空纖維膜組件10(10')被設(shè)置成其上部固定部件30整體位于水面下方。在如此構(gòu)成的水處理裝置40中，可以通過(guò)所述膜分離裝置來(lái)實(shí)施膜分離方法，通 常是通過(guò)采用所述吸泵43a吸引中空纖維膜內(nèi)部來(lái)用中空纖維膜對(duì)被處理水進(jìn)行膜分離 (過(guò)濾)，并通過(guò)透過(guò)水取出管路43排出透過(guò)液，同時(shí)通過(guò)空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的空氣擴(kuò)散來(lái)去除 附著于中空纖維膜的表面的懸浮物等?？紤]到附著物的去除性能等，可以確定適宜的時(shí)機(jī)來(lái)實(shí)施中空纖維膜對(duì)被處理水 的膜分離以及空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的空氣擴(kuò)散。例如有交替實(shí)施過(guò)濾被處理水的膜分離工序與使透過(guò)水逆流并逆洗凈中空纖維 膜的逆洗凈工序、并且僅在膜分離工序終止后的逆洗凈工序中實(shí)施空氣擴(kuò)散的膜分離方 法。這種情況下，同時(shí)進(jìn)行逆洗凈與空氣擴(kuò)散引起的空氣洗滌，能有效地去除中空纖 維膜表面附著的附著物。另外，作為與上述膜分離方法不同的膜分離方法，例如有在實(shí)施膜分離工序和逆 洗凈工序的期間時(shí)常實(shí)施空氣擴(kuò)散的膜分離方法。在這種情況下，由于膜分離中也實(shí)施空氣擴(kuò)散，因此與先前例示的膜分離方法相 比容易增加空氣擴(kuò)散量，另一方面通過(guò)膜分離中的空氣擴(kuò)散可防止懸浮物等的附著，因此 能進(jìn)一步地防止中空纖維膜的透過(guò)性能降低。通過(guò)這樣在膜分離后或膜分離中實(shí)施空氣擴(kuò)散能防止中空纖維膜的透過(guò)性能降 低，實(shí)施有效的膜分離方法。更具體地說(shuō)，在所述空氣擴(kuò)散中，從所述鼓風(fēng)機(jī)4 通過(guò)空氣輸送管44b、空氣輸 送分支管44d及氣體供給管25向中空纖維膜組件10(10')的下部固定部件20的下方供 給空氣，在所述中空纖維膜組件10(10')內(nèi)配置有中空纖維膜11的區(qū)域中產(chǎn)生氣泡。產(chǎn)生的氣泡因其浮力而在中空纖維膜11的間隙中上升。而且，產(chǎn)生的氣泡通過(guò)相鄰的中空纖維膜11之間的間隙，并從中心區(qū)域向周?chē)?動(dòng)并上升。不久，該氣泡向配置在最外側(cè)的中空纖維膜的更外側(cè)移動(dòng)，并被被處理水槽42的 槽內(nèi)水(被處理水)的水流沖擊等，從而脫離中空纖維膜組件10(10')。在本實(shí)施方式的水處理裝置40中，在所述中空纖維膜組件10(10')內(nèi)配置有中 空纖維膜11的區(qū)域中的中心區(qū)域產(chǎn)生更多的氣泡。在該中心區(qū)域產(chǎn)生的氣泡由于在氣泡產(chǎn)生到脫離中空纖維膜組件10(10')的期間在更多的中空纖維膜之間通過(guò)并移動(dòng)，因而可以特別有效地作用于中空纖維膜的表面附 著物的去除。通常，中空纖維膜上的附著物大體可以分為能通過(guò)藥品洗凈溶解去除的粘著性有 機(jī)物等附著物以及難以用藥品洗凈去除的懸浮質(zhì)等附著物。于是，當(dāng)形成了空氣洗滌的效 果不充分之處時(shí)，此處會(huì)附著、堆積通過(guò)藥品洗凈難以去除的附著物。因此會(huì)產(chǎn)生藥品洗凈 不能充分發(fā)揮效果且即使對(duì)本來(lái)用藥品洗凈能充分去除的粘著性有機(jī)物等實(shí)施藥品洗凈 也不能充分去除的狀況。因此，附著物的堆積加速，在一部分區(qū)域內(nèi)各中空纖維膜因?yàn)槎逊e物而一體化，從 而會(huì)進(jìn)入完全喪失作為分離膜的功能的狀態(tài)。而具有本發(fā)明的中空纖維膜組件的水處理裝置能有效地將氣泡用于去除附著物， 與現(xiàn)有的中空纖維膜組件相比能抑制中空纖維膜的透過(guò)性能的降低。而且，與現(xiàn)有技術(shù)相比能提高藥品洗凈的效果，并發(fā)揮防止附著物(防止透過(guò)性 能降低)的相乘效果。因此，通過(guò)進(jìn)一步設(shè)置在所述中空纖維膜上進(jìn)行藥品洗凈的藥品洗凈機(jī)構(gòu)能顯著 地防止中空纖維膜的透過(guò)性能降低。而且，通過(guò)在膜分離裝置中采用這樣的中空纖維膜組件，對(duì)于防止水處理裝置的 運(yùn)轉(zhuǎn)效率的降低也能發(fā)揮優(yōu)良的效果。下面參考圖18對(duì)水處理裝置的其他實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖18是水處理裝置的其他實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖，本實(shí)施方式的水處理裝置50 是通過(guò)膜分離活性污泥法對(duì)下水道水、廢水等含有有機(jī)性物質(zhì)的污水進(jìn)行凈化處理的裝置。如圖18所示，水處理裝置50具有作為被供給來(lái)自被處理水供給管51的一次處理 水的被處理水槽的生物反應(yīng)槽52以及對(duì)生物反應(yīng)槽52內(nèi)的被處理水(活性污泥混合液) 進(jìn)行膜分離的膜分離裝置。所述膜分離裝置包括多個(gè)中空纖維膜組件10(10')，被配置成以直立姿勢(shì)浸漬 在所述活性污泥混合液中；以及透過(guò)水取出管路53，與這些中空纖維膜組件10(10')相連 接，具有吸泵53a，通過(guò)采用該吸泵53a吸引中空纖維膜內(nèi)部來(lái)進(jìn)行由對(duì)被處理水進(jìn)行膜過(guò) 濾而引起的固液分離并取出透過(guò)水。而且，水處理裝置50還包括通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)5 向中空纖維膜組件10(10')供給用 于空氣洗滌的空氣的空氣供給管路M、配置在生物反應(yīng)槽52內(nèi)中空纖維膜組件10(10') 的下方的空氣擴(kuò)散裝置56以及排出生物反應(yīng)槽52內(nèi)的污泥的污泥排出管55。所述透過(guò)水取出管路53由集水管53b、集水頭管53c、透過(guò)水取出管53d及吸泵 53a構(gòu)成。所述空氣供給管路M由鼓風(fēng)機(jī)Ma、空氣輸送管Mb、空氣輸送分支管54d及氣體 供給管25構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，來(lái)自鼓風(fēng)機(jī)5 的加壓的空氣通過(guò)從空氣輸送管54b分支的管 道供給至所述空氣擴(kuò)散裝置56?？諝鈹U(kuò)散裝置56用于通過(guò)從空氣擴(kuò)散孔空氣擴(kuò)散的氣泡(空氣)進(jìn)行氧氣供給 從而進(jìn)行活性污泥處理(好氣性生物處理)，同時(shí)通過(guò)將未溶解的氣泡集中并供給至中空纖維膜組件10(10')的氣體收納部M，使通過(guò)上升氣泡的氣提作用產(chǎn)生的上升流作用于 中空纖維膜組件10(10')的膜面從而進(jìn)行膜面洗凈。各中空纖維膜組件10(10')被設(shè)置成其上部固定部件30位于水面下方。如此構(gòu)成的水處理裝置50由于包括所述的中空纖維膜組件10 (10')，因此與現(xiàn) 有的中空纖維膜組件相比能抑制中空纖維膜的透過(guò)性能的降低。另外，能使所述膜分離裝置實(shí)施有效的膜分離方法。而且，與現(xiàn)有技術(shù)相比能提高藥品洗凈的效果，并能發(fā)揮防止附著物(防止透過(guò) 性能降低)的協(xié)同效果。因此，在本實(shí)施方式中，能降低藥品洗凈的頻率，也降低了槽內(nèi)的微生物的活性下 降的可能性。因此，也能對(duì)防止采用膜分離活性污泥法的污水凈化處理水處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)效率 的降低發(fā)揮良好的效果。另外，通過(guò)將為好氣性生物處理而供給的氣泡中的未使用的未溶解氣泡集中并供 給至中空纖維膜組件的氣體收納部，能降低對(duì)中空纖維膜組件的空氣擴(kuò)散動(dòng)力。實(shí)施例接下來(lái)列舉實(shí)施例來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于此。(實(shí)施例1)為了僅從中空纖維膜的配置區(qū)域的中心區(qū)域產(chǎn)生氣泡，將僅在中空纖維膜的下端 部所固定的板狀部的中央部(從中心開(kāi)始大約30mm半徑的范圍)上形成了 6個(gè)通氣孔的 中空纖維膜組件以直立姿勢(shì)浸漬在收納了懸浮固體濃度(MLSS)為1500 3000mg/l的活 性污泥混合液的生物反應(yīng)槽(容積約932L)內(nèi)，實(shí)施膜分離使膜透過(guò)流速為0.75m/日 1. Om/ 日。此外，向此時(shí)的生物反應(yīng)槽供給的被處理水的水質(zhì)為總有機(jī)碳濃度約為1. 5mg/ 1，濁度約為16度，生物反應(yīng)槽中的被處理水的滯留時(shí)間為36 50分鐘。另外，如圖19(板狀部的下面?zhèn)鹊呐臄z照片)所示，用于評(píng)價(jià)的中空纖維膜組件是 對(duì)現(xiàn)有中空纖維膜組件進(jìn)行改造而形成的，具體地，對(duì)于在整個(gè)板狀部上的M處設(shè)置了具 有ΙΙπιπιΦ的開(kāi)口面積的通氣孔的中空纖維膜組件，保留其中心部的6個(gè)通氣孔并堵塞其他 的通氣孔。另外，中空纖維膜組件的規(guī)格為孔徑為公稱(chēng)0. 1 μ m，長(zhǎng)度為lm，固定中空纖維膜 的下端的板狀部的面積約0. 0181m2 (直徑152mm的圓形)，膜表面積為25m2。此外，膜分離中，每進(jìn)行9分鐘的膜分離就實(shí)施1分鐘的逆洗凈，并且僅在逆洗凈 時(shí)實(shí)施空氣洗滌，使所述6個(gè)通氣孔的氣泡產(chǎn)生量總計(jì)為5m3/h。實(shí)施這種膜分離33天的結(jié)果，證實(shí)了在膜分離時(shí)中空纖維膜組件的差壓的上升 僅為 8kPa (0. 24kPa/ 日)。(比較例1)不實(shí)施通氣孔的堵塞(使用具有配置位置分散在中空纖維膜的整個(gè)配置區(qū)域的 24個(gè)通氣孔的中空纖維膜組件)，在中空纖維膜的配置區(qū)域的中心區(qū)域的外側(cè)區(qū)域中產(chǎn)生 比中空纖維膜的配置區(qū)域的中心區(qū)域更多的氣泡，并且膜分離的實(shí)施期間以7天代替33 天，除此以外與實(shí)施例1同樣地實(shí)施膜分離。
結(jié)果證實(shí)中空纖維膜組件的差壓的上升與僅7天的運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，與使用實(shí)施例1的 中空纖維膜組件的情況相同為8kPa(l. 15kPa/日)。(比較例2)使用與比較例1相同的中空纖維膜組件，在9分鐘的膜分離時(shí)也實(shí)施空氣洗滌使 氣泡產(chǎn)生量為5m3/h (時(shí)常實(shí)施空氣洗滌)且實(shí)施25天的膜分離，除此以外與實(shí)施例1同 樣地實(shí)施膜分離。結(jié)果證實(shí)中空纖維膜組件的差壓的上升為IOkPa(0. 4kPa/日)。也就是說(shuō)，證實(shí)了與實(shí)施例1的中空纖維膜組件相比，隨著將10倍量的空氣用于 空氣洗滌，每天的差壓的上升(0. 4kPa/日)與實(shí)施例1的中空纖維膜組件(0. 24kPa/日) 相比也更大。由此可知，本發(fā)明能有效地抑制中空纖維膜的透過(guò)性能的降低從而抑制水處理裝 置的運(yùn)轉(zhuǎn)效率的降低。附圖標(biāo)記說(shuō)明IOUO'中空纖維膜組件11中空纖維膜12中空纖維膜束12a中空纖維膜束結(jié)合部分20下部固定部件21圓筒體22板狀部23、23a、23b、23c、23d 通氣孔24氣體收納部25氣體供給管25a分支管道部30上部固定部件31圓筒體32圓形上板32a透過(guò)水出口33圓形下板34板狀部34a粘合劑部分35集水室40水處理裝置41被處理水供給管42被處理水槽43透過(guò)水取出管路43a吸泵43b集水管43c集水頭管43d透過(guò)水取出管44空氣供給管路44a鼓風(fēng)機(jī)44b空氣輸送管44d空氣輸送分支·f 45沉淀物排出管50水處理裝置51被處理水供給管52生物反應(yīng)槽53透過(guò)水取出管路53a吸泵53b集水管53c集水頭管53d透過(guò)水取出管54空氣供給管路54a鼓風(fēng)機(jī)54b空氣輸送管54d空氣輸送分支管陽(yáng)污泥排出管56空氣擴(kuò)散裝置
權(quán)利要求
1.一種中空纖維膜組件，所述中空纖維膜組件具有固定中空纖維膜的下端部以使多根 所述中空纖維膜在水中沿上下方向延伸并進(jìn)而能實(shí)施膜分離的固定部件，并且所述中空纖 維膜組件形成有從所述中空纖維膜的下端部側(cè)產(chǎn)生氣泡以使空氣能夠在沿上下方向延伸 的所述中空纖維膜中擴(kuò)散的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)，所述中空纖維膜組件的特征在于所述空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)形成為使得從配置有所述中空纖維膜的區(qū)域中的中心區(qū)域產(chǎn)生的 氣泡的產(chǎn)生量比在中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的氣泡的產(chǎn)生量多。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空纖維膜組件，其中，所述空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)形成為使得僅從所述中心區(qū)域產(chǎn)生所述氣泡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中空纖維膜組件，其中，在所述固定部件上具有沿水平方向配置的板狀部，所述中空纖維膜的下端部固定在所 述板狀部的上面?zhèn)?，所述空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)形成為至少在所述中心區(qū)域內(nèi)開(kāi)口一個(gè)以上用于產(chǎn) 生所述氣泡的通氣孔，在所述板狀部的下面?zhèn)仍O(shè)置有與所述通氣孔連通的氣體收納部、通 過(guò)使所述氣體收納部收納氣體而從所述通氣孔產(chǎn)生氣泡，而且，所述通氣孔在所述中心區(qū) 域中開(kāi)口的開(kāi)口面積比在中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的通氣孔開(kāi)口面積大，以使從所述中心區(qū) 域產(chǎn)生的氣泡的產(chǎn)生量比在中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的產(chǎn)生量更多。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中空纖維膜組件，其中，在所述固定部件上具有沿水平方向配置的板狀部，所述中空纖維膜的下端部固定在所 述板狀部的上面?zhèn)龋辽僭谒鲋行膮^(qū)域內(nèi)開(kāi)口一個(gè)以上用于產(chǎn)生所述氣泡的通氣孔，并 且，為了將形成所述氣泡的氣體直接供給所述通氣孔，在所述空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)中使用了與所 述通氣孔連接設(shè)置的氣體供給管，而且，所述氣體供給管對(duì)所述通氣孔的氣體供給量被調(diào) 整，以使從所述中心區(qū)域產(chǎn)生的氣泡的產(chǎn)生量比在中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的產(chǎn)生量多。
5.—種膜分離方法，其特征在于使具有固定中空纖維膜的下端部以使多根所述中空纖維膜在水中沿上下方向延伸并 進(jìn)而能實(shí)施膜分離的固定部件并形成有從所述中空纖維膜的下端部側(cè)產(chǎn)生氣泡以使空氣 能夠在沿上下方向延伸的所述中空纖維膜中擴(kuò)散的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)的中空纖維膜組件浸漬 在被處理水中，實(shí)施在所述中空纖維膜的膜分離，并且，在所述膜分離中和所述膜分離后的 至少一種情況下實(shí)施所述空氣擴(kuò)散，以使從配置有所述中空纖維膜的區(qū)域中的中心區(qū)域產(chǎn) 生的氣泡的產(chǎn)生量比在中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的氣泡的產(chǎn)生量多，從而通過(guò)所述膜分離去 除附著在所述中空纖維膜的表面的附著物。
6.一種水處理裝置，所述水處理裝置具有膜分離裝置，通過(guò)使所述中空纖維膜組件浸 漬在收納有被處理水的被處理水槽內(nèi)來(lái)實(shí)施所述膜分離，所述膜分離裝置具有中空纖維膜 組件，所述中空纖維膜組件具有固定中空纖維膜的下端部以使多根所述中空纖維膜在水中 沿上下方向延伸并進(jìn)而能實(shí)施膜分離的固定部件，并且所述中空纖維膜組件形成有從所述 中空纖維膜的下端部側(cè)產(chǎn)生氣泡以使空氣能夠在沿上下方向延伸的所述中空纖維膜中擴(kuò) 散的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)，所述水處理裝置的特征在于，在所述膜分離裝置中使用了具有形成為使得從配置有所述中空纖維膜的區(qū)域中的中 心區(qū)域產(chǎn)生的氣泡的產(chǎn)生量比在中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的氣泡的產(chǎn)生量多的空氣擴(kuò)散機(jī) 構(gòu)的中空纖維膜組件。
全文摘要
本發(fā)明提供了中空纖維膜組件、采用該中空纖維膜組件的膜分離方法及設(shè)有該中空纖維膜組件的水處理裝置，本發(fā)明的課題是通過(guò)抑制中空纖維膜的透過(guò)性能的降低并實(shí)施有效的膜分離方法來(lái)抑制水處理裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)效率的降低。所述中空纖維膜組件具有固定中空纖維膜的下端部以使多根所述中空纖維膜在水中沿上下方向延伸并進(jìn)而能實(shí)施膜分離的固定部件，并且所述中空纖維膜組件形成有從所述中空纖維膜的下端部側(cè)產(chǎn)生氣泡以使空氣能夠在沿上下方向延伸的所述中空纖維膜中擴(kuò)散的空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)，所述空氣擴(kuò)散機(jī)構(gòu)形成為使得配置有所述中空纖維膜的區(qū)域中的中心區(qū)域產(chǎn)生的氣泡的產(chǎn)生量比在中心區(qū)域外側(cè)的區(qū)域中的氣泡的產(chǎn)生量多合物。
文檔編號(hào)B01D65/02GK102046273SQ20098011922
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者石山明, 西尾弘伸, 野下昌伸, 高田一貴 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神鋼環(huán)境舒立凈