分離膜模塊、用于驅(qū)動該分離膜模塊的方法、分離膜元件、推力載荷維持構(gòu)件和推力載荷 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在裝載在壓力容器中的多個分離膜元件的操作期間使用的推力載荷保持構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種各樣的領(lǐng)域諸如海水和微咸水淡化、醫(yī)療/工業(yè)使用、廢水處理和食品工業(yè)的純水和超純水的制備中使用分離膜。在通過分離膜的分離處理中，使用分離膜的分離膜元件被廣泛使用。在分離膜元件中，分離膜、待處理液體流路構(gòu)件和滲透液體流路構(gòu)件圍繞滲透液體收集管螺旋纏繞，并且防疊縮板設(shè)置在纏繞膜體的兩端(例如，專利文獻(xiàn)I)。
[0003]參考圖1-圖5描述了現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]圖1是例示現(xiàn)有技術(shù)中使用分離膜元件的膜分離系統(tǒng)的示意圖。圖2是分離膜元件的部分切開透視圖。多個分離膜元件I單獨(dú)地串聯(lián)裝載在壓力容器2中。這里，相鄰的分離膜元件I與互連構(gòu)件4互連，互連構(gòu)件4自由地插入到滲透液體收集管12中，并且自由地從滲透液體收集管12移除，將在圖2中描述滲透液體收集管12。待處理液體(未經(jīng)處理的液體)被供給到由栗3加壓的狀態(tài)下的壓力容器2，并且通過分離膜元件I被分離為濃縮液體和滲透液體。在待處理液體供給側(cè)和濃縮液體排出側(cè)的壓力容器2的滲透液體適配器5被連接到分離膜元件I的滲透液體收集管12，并且從壓力容器2向外面排出通過分離膜元件I獲得的滲透液體是可能的。
[0005]每個分離膜元件I包括作為密封壓力容器2和分離膜元件之間間隙的構(gòu)件的鹽水密封件14。進(jìn)一步地，推力載荷保持構(gòu)件7被設(shè)置在壓力容器2中的最下游，以便保持因當(dāng)待處理液體流過分離膜元件I時發(fā)生的壓力損失產(chǎn)生的推力載荷。因此，一般來說，形成了機(jī)構(gòu)，在所述機(jī)構(gòu)中，被定位在最下游的分離膜元件I與推力載荷保持構(gòu)件沒有間隙地接觸。在分離膜元件I中，其中包含滲透液體流路構(gòu)件10的分離膜9通過待處理液體流路構(gòu)件11圍繞滲透液體收集管12螺旋纏繞，并且防疊縮板13設(shè)置在纏繞體的兩端。
[0006]另外，壓力容器2常被制造成以便具有加入到從裝載的分離膜元件I的數(shù)量計(jì)算的總長度的約5mm到30mm的額外空間，使得甚至當(dāng)存在分離膜元件I的總長度公差時，也可以裝載多個分離膜元件I。然而，當(dāng)在照原樣保留這樣的間隙的狀態(tài)下實(shí)行分離膜元件I的操作時，由于當(dāng)操作開始或結(jié)束時發(fā)生壓力或流量變化，所以分離膜元件I在額外空間的范圍內(nèi)移動或振動，這導(dǎo)致對滲透液體適配器5造成損壞，并且對安裝在滲透液體適配器5上的密封構(gòu)件18造成損壞。為了防止所述損壞，具有Imm到5mm厚度的多個運(yùn)動防止構(gòu)件8被安裝在滲透液體適配器5上，以便填充額外空間用于防止分離膜元件I移動。
[0007]當(dāng)連續(xù)實(shí)行膜分離處理時，待處理液體中的污染物附著且變得累積在分離膜元件I中的膜表面上，其中在膜分離處理中，待處理液體通過裝載在壓力容器2中的分離膜元件
I。因此，分離膜元件I的功能惡化，并且發(fā)生性能惡化諸如滲透液體的水量減少或水質(zhì)退化。另外，在某些情況下，由于污染物，當(dāng)待處理液體流過分離膜元件I時使用的管道變窄，從而增加壓力損失。特別地，污染物常附著且變得累積在被定位在壓力容器2中的最上游的分離膜元件I的待處理液體側(cè)的膜表面上。
[0008]傳統(tǒng)上，當(dāng)污染物附著且變得累積在分離膜元件I中的膜表面上從而導(dǎo)致分離膜元件I的性能惡化時，一般來說，為了去除附著在膜表面上的污染物，已經(jīng)使用一種方法(向前沖洗)用于恢復(fù)分離膜元件I的性能，在所述方法(向前沖洗)中，使沖洗液體諸如酸性溶液或堿性溶液從壓力容器2的上游側(cè)到下游側(cè)流入分離膜元件I中，即沿著與膜分離處理的方向相同的方向，并且膜表面被清潔。
[0009]然而，在上述清潔方法中，出現(xiàn)的問題不僅有因?yàn)榕c沒有被污染物污染的下游側(cè)的分離膜元件I內(nèi)部的沖洗液體一起捕獲污染物，所以將附著到上游側(cè)的分離膜元件I的污染物排出到系統(tǒng)的外面是不可能的；還有下游側(cè)的分離膜元件I變得被污染。因此，增加了使用其中沖洗液體從壓力容器2的濃縮排出側(cè)到待處理液體供給側(cè)(S卩，沿著與正常膜分離處理相反的向后方向)的清潔方法(向后沖洗)或者其中向前沖洗和向后沖洗相結(jié)合的清潔方法的情況。
[0010]在實(shí)行這樣的向后沖洗的情況下，在壓力容器2中的分離膜元件I之中，因在向后沖洗期間發(fā)生的壓力損失產(chǎn)生的推力載荷被施加到待處理液體供給側(cè)的分離膜元件I;然而，由于用于保持推力載荷的推力載荷保持構(gòu)件7未被設(shè)置在壓力容器2的待處理液體供給側(cè)，所以推力載荷被施加到待處理液體供給側(cè)的滲透液體適配器5和滲透液體收集管12，從而對這些構(gòu)件造成損壞。因此，為了應(yīng)用向后沖洗，與濃縮液體排出側(cè)的相同的推力載荷保持構(gòu)件7也需要被設(shè)置在壓力容器2中的待處理液體供給側(cè)。
[0011]專利文獻(xiàn)1:JP-A-2012-139614。
[0012]如上所述，傳統(tǒng)上，為了去除附著且累積在裝載在壓力容器2中的分離膜元件I上的污染物，已經(jīng)使用了向前沖洗;然而，可以通過使用其中使用具有更高效果的向后沖洗或者其中向前沖洗和向后沖洗相結(jié)合的清潔方法實(shí)行分離膜元件I的清潔。
[0013]圖3是例示當(dāng)在分離膜模塊15中實(shí)行向前沖洗時水流(推力載荷)方向的示意圖，在所述分離膜模塊15中多個分離膜元件I被裝載在壓力容器2中。圖4是例示當(dāng)在分離膜模塊15中實(shí)行向后沖洗時水流(推力載荷)方向的示意圖。
[0014]在如圖3所示的向前沖洗期間，由于沖洗液體的推力載荷被施加到壓力容器2中的濃縮液體排出側(cè)，防疊縮板13的外圓周橫截表面與設(shè)置在濃縮液體排出側(cè)的推力載荷保持構(gòu)件7緊密接觸，由此接收分離膜模塊15中產(chǎn)生的推力載荷。另外，分離膜元件I的運(yùn)動防止構(gòu)件8設(shè)置在待處理液體供給側(cè)，由此防止分離膜元件I在壓力容器2中移動。
[0015]然而，根據(jù)本發(fā)明人的認(rèn)識，如圖4所示，由于沿著與向前沖洗的方向相反的方向施加在向后沖洗期間產(chǎn)生的沖洗液體的推力載荷，所以需要由面對待處理液體供給側(cè)的分離膜元件I的防疊縮板13保持推力載荷。如上所述，由于在正常膜分離處理期間分離膜元件I的運(yùn)動防止構(gòu)件8設(shè)置在待處理液體供給側(cè)，所以間隙A很可能形成于設(shè)置在待處理液體供給側(cè)的推力載荷保持構(gòu)件7和分離膜元件I的防疊縮板13之間，從而使得由防疊縮板13的外圓周橫截表面接收推力載荷是不可能的。因此，擔(dān)心在向后沖洗期間，將導(dǎo)致對待處理液體供給側(cè)的壓力容器2與分離膜元件I的連接部分(S卩，待處理液體供給側(cè)的分離膜元件I的滲透液體收集管12或滲透液體適配器5 )的損壞。
[0016]如上所述，在不僅實(shí)行膜分離處理或向前沖洗還在分離膜模塊15中實(shí)行向后沖洗的情況下，將運(yùn)動防止構(gòu)件8設(shè)置在壓力容器2與待處理液體供給側(cè)的分離膜元件I的滲透液體適配器5的連接部分處，并且此外將用于防止運(yùn)動具有大外徑的構(gòu)件設(shè)置在推力載荷保持構(gòu)件7和防疊縮板13的外圓周橫截表面之間是理想的，由此不僅實(shí)現(xiàn)防止運(yùn)動的目的，還實(shí)行了接收推力載荷的功能。
[0017]專利文獻(xiàn)I提出在向后沖洗期間用于接收推力載荷的推力載荷保持構(gòu)件7被設(shè)置在待處理液體供給側(cè);然而，如上所述，因?yàn)閷＠墨I(xiàn)I不實(shí)行用于填充形成于壓力容器2中待處理液體供給側(cè)的推力載荷保持構(gòu)件7和分離膜元件I的防疊縮板13之間的間隙的措施，由于推力載荷被施加到壓力容器2與分離膜元件I的連接部分，所以滲透液體適配器5和滲透液體收集管12很可能被損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此，本發(fā)明的目的是提供分離膜模塊及其操作方法、分離膜元件、推力載荷保持構(gòu)件和推力載荷調(diào)整保持構(gòu)件，其在分離膜模塊中實(shí)行或者膜分離處理或者向前沖洗和向后沖洗的情況下，具有保持在任何條件下產(chǎn)生的推力載荷的功能，并且在壓力容器中能夠?qū)嵭羞\(yùn)動防止。
[0019]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案(I)至(17)。
[0020](I) 一種分離膜模塊，包括壓力容器、多個分離膜元件、推力載荷保持構(gòu)件，前述多個分離膜元件被設(shè)置在前述壓力容器中，并且每個分離膜元件包括纏繞膜體和多個防疊縮板，前述纏繞膜體被設(shè)置在前述壓力容器中，并且在前述纏繞膜體中，分離膜、待處理液體流路構(gòu)件和滲透液體流路構(gòu)件圍繞滲透液體收集管螺旋纏繞，前述多個防疊縮板設(shè)置在前述纏繞膜體的兩端，前述推力載荷保持構(gòu)件保持當(dāng)水通過前述分離膜元件時產(chǎn)生的推力載荷，其特征在于，推力載荷調(diào)整保持構(gòu)件被設(shè)置在前述推力載荷保持構(gòu)件的在前述分離膜元件的軸向方向上的至少一端，前述推力載荷調(diào)整保持構(gòu)件能夠通過調(diào)整前述壓力容器中的前述分離膜元件的總長度來調(diào)整前述推力載荷。
[0021](2)如(I)所述的分離膜模塊，其特征在于，前述推力載荷保持構(gòu)件經(jīng)由前述推力載荷調(diào)整保持構(gòu)件將前述分離膜元件的前述推力載荷傳遞到前述壓力容器的端板上。
[0022](3)如(I)所述的分離膜模塊，其特征在于，前述推力載荷保持構(gòu)件經(jīng)由前述推力載荷調(diào)整保持構(gòu)件將前述分離膜元件的前述推力載荷傳遞到被設(shè)置在前述壓力容器的端板上的壓力容器適配器上。
[0023](4)如(1)-(3)中任一項(xiàng)所述的分離膜模塊，其特征在于，前述推力載荷保持構(gòu)件是中空多角柱形狀、圓柱形狀和不具有其頂端部分的圓錐體形狀的某一個形狀。
[0024](5)如(1)-(4)中任一項(xiàng)所述的分離膜模塊，其特征在于，前述推力載荷保持構(gòu)件將從前述分離膜元件的前述防疊縮板的外環(huán)傳遞的載荷保持在分離膜元件側(cè)。
[0025](6)如(1)-(5)中任一項(xiàng)所述的分離膜模塊，其特征在于，前述推力載荷調(diào)整保持構(gòu)件具有中空多邊形板形或中空圓盤形，并且由能夠安裝在前述分離膜元件的前述疊縮板上的多個構(gòu)件構(gòu)成。
[0026](7)—種用于操作分