过滤模块和过滤设备制造技术

在根据本发明专利技术的实施例的过滤模块中，设置有被保持以沿着一个方向排列的多个中空纤维膜和用于对所述多个中空纤维膜的两端进行固定的一对保持部件：所述保持部件中的、垂直于排列方向并且所述多个中空纤维膜被保持在其中的区域为矩形；所述多个中空纤维膜在所述保持区域的长边方向和短边方向上成行设置；并且所述保持区域中的中空纤维膜的长边方向上的平均间距与在短边方向上的平均间距的比值是1.2‑2.5。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过滤模块和过滤设备
本专利技术涉及一种过滤模块和一种过滤设备。
技术介绍
配备有包括成束中空纤维膜的过滤模块的过滤设备已经在废水处理、生产药物的过程等中被用作固液分离处理设备。过滤模块的示例包括：外压式模块，在外压式模块中，中空纤维膜的外周侧上的压力增加，使得待处理液体将渗入到中空纤维膜的内周侧中；浸渍式模块，在浸渍式模块中，通过渗透压或者通过降低内周侧处的压力导致待处理液体渗透到内周侧中；和内压式模块，在内压式模块中，中空纤维膜的内周侧处的压力增加，使得待处理液体将朝向中空纤维膜的外周侧渗透。在上述过滤模块中，因为待处理液体中所包含的物质由于操作而附着到中空纤维膜的表面，所以外压式过滤模块和浸渍式过滤模块受到污染，并且如果保持被污染，则其过滤能力将变差。为了解决这个问题，已经采用了清洁方法(空气洗涤)，利用该方法，从过滤模块下方供应气泡，使得气泡擦拭中空纤维膜的表面并且使中空纤维膜发生振动，以移除附着的物质(参考日本未审专利申请公开No.2010-42329)。引用列表专利文献专利文献1：日本未审专利申请公开No.2010-42329
技术实现思路
解决问题的方案通常，用于清洁中空纤维膜的表面的气泡被连续供应，以保持中空纤维膜的表面的清洁。因此，如果气泡清洁中空纤维膜的表面的清洁效率变差，则供应用于清洁的气泡所需要的能量可能增加，并且过滤成本可能升高。为了降低过滤成本，已经采取了一种方案，其中多个过滤模块被沿着竖直方向连接。然而，气泡可能由于保持中空纤维膜的保持部件(联结过滤模块的构件)而扩散，在上部中的中空纤维膜的表面可能不与气泡相接触，结果清洁能力可能变差。出于这些情况已经完成了本专利技术，并且本专利技术意在提供具有优良的中空纤维膜表面清洁效率和优良过滤能力的过滤模块和过滤设备。解决问题的方案根据给出以解决上述问题的本专利技术的一个实施例的过滤模块包括多个中空纤维膜和一对保持部件，所述多个中空纤维膜在沿着一个方向排列的同时被保持，所述一对保持部件对中空纤维膜的两端进行固定。在保持部件中，所述中空纤维膜所在的存在区域在与所述中空纤维膜的排列方向相垂直的方向上具有矩形形状。所述中空纤维膜在存在区域的长边方向和短边方向上以矩阵方式布置。在存在区域中，所述中空纤维膜在长边方向上的平均间距与所述中空纤维膜在短边方向上的平均间距的比值是1.2以上且2.5以下。本专利技术的有利效果根据本专利技术的实施例的过滤模块具有优良的中空纤维膜表面清洁效果和优良的过滤能力。附图简要说明图1是根据本专利技术的一个实施例的过滤模块的示意性立体图。图2是图1所示过滤模块的保持部件的示意性端视图。图3是图1所示过滤模块的中空纤维膜的示意性截面图。图4是图1所示过滤模块的示意性局部截面图。图5是示出根据本专利技术的一个实施例的过滤设备结构的示意图。附图标记列表1过滤模块2中空纤维膜2a支撑层2b过滤层3上部保持部件3a中空外壳3b树脂组合物4下部保持部件11过滤容器12气泡供应单元13排放管道14抽吸泵A存在区域B气泡La长边方向上的平均长度Lb短边方向上的平均长度Lt平均有效长度Pa长边方向上的平均间距Pb短边方向上的平均间距具体实施方式[本专利技术实施例的说明]根据本专利技术的一个方面的过滤模块包括多个中空纤维膜和一对保持部件，所述多个中空纤维膜在沿着一个方向排列的同时被保持，所述一对保持部件对所述中空纤维膜的两端进行固定。在所述保持部件中，所述中空纤维膜所在的存在区域在与所述中空纤维膜的排列方向相垂直的方向上具有矩形形状。所述中空纤维膜在所述存在区域的长边方向和短边方向上以矩阵方式布置。在所述存在区域中，所述中空纤维膜在长边方向上的平均间距与所述中空纤维膜在短边方向上的平均间距的比值是1.2以上且2.5以下。因为中空纤维膜在矩形的存在区域中以矩阵方式布置，因此每单位设备面积的中空纤维膜的表面面积较大，换言之，过滤面积较大，所以该过滤模块具有相对较高的过滤能力。而且，在存在区域中，中空纤维膜在长边方向上的平均间距与中空纤维膜在短边方向上的平均间距的比值在上述范围内。因此，气泡能够在短边方向上、即成束中空纤维膜的厚度较小的方向上相对容易进入成束中空纤维膜的内部。结果，根据该过滤模块，气泡能够被供应到成束中空纤维膜的中央部分，中空纤维膜的表面能够通过空气洗涤被极有效率地清洁，并且能够维持过滤能力。中空纤维膜在沿着短边方向延伸的一行中的数目优选地是8以上且50以下。当中空纤维膜在沿着短边方向延伸的一行中的数目在这个范围内时，气泡能够更加可靠地进入成束中空纤维膜的中央部分，同时维持中空纤维膜的表面面积。在存在区域中的中空纤维膜的填充面积率优选地是20％以上且60％以下。当存在区域中的中空纤维膜的填充面积率位于该范围内时，能够在维持存在区域的内侧处的清洁效果的同时增加每单位设备面积的过滤流量。中空纤维膜在短边方向上的平均间距与中空纤维膜的平均外径的比值优选地是1以上且1.5以下。当中空纤维膜在短边方向上的平均间距与平均外径的比值位于该范围内时，中空纤维膜在短边方向上的密度增加，同时维持了气泡能够由此沿着短边方向移动通过的间隙的形成效率。因此，能够过滤面积增加，并且能够增加每单位设备面积的过滤流量。中空纤维膜的平均外径优选地是1mm以上且6mm以下。当中空纤维膜的平均外径位于该范围内时，能够在确保中空纤维膜的强度的同时，使得易于发生促进气泡进入的中空纤维膜的振动和摇动。每个中空纤维膜都可以包括支撑层和过滤层，支撑层含有作为主要组分的聚四氟乙烯，过滤层堆叠在支撑层的表面上，并且含有作为主要组分的聚四氟乙烯。因为中空纤维膜具有均含有作为主要组分的聚四氟乙烯的支撑层和过滤层，所以中空纤维膜具有充分的机械强度。优选地，通过围绕构成支撑层的延展的聚四氟乙烯管来卷绕延展的聚四氟乙烯片，并且执行烧结而形成过滤层。因为中空纤维膜通过围绕构成支撑层的延展的聚四氟乙烯管来卷绕延展的聚四氟乙烯片、然后执行烧结而形成，所以便于调节中空纤维膜中的气孔的形状和尺寸，并且使得支撑层和过滤层中的气孔彼此连接，以改进渗透性。所述一对保持部件中的至少一个保持部件优选包括中空外壳，中空纤维膜的端部被插入所述中空外壳中，并且树脂组合物优选地填充在中空外壳的内侧壁表面和中空纤维膜的外周表面之间的空间，所述树脂组合物包含作为主要组分的环氧树脂或聚氨酯树脂。当包含作为主要组分的环氧树脂或聚氨酯树脂的树脂组合物以此方式填充在中空外壳的内侧壁表面和中空纤维膜的外周表面之间的空间时，能够密封中空外壳和中空纤维膜之间的间隙，并且能够确保中空纤维膜的外侧和内侧彼此隔离，并且即使当由于与气泡接触而发生较大振动时，中空纤维膜仍然能够被保持并且防止掉落。根据本专利技术的实施例的过滤设备包括过滤模块、容纳过滤模块的过滤容器、和向过滤模块的下部供应气泡的气泡供应单元。该过滤设备配备有具有优良的中空纤维膜表面清洁效率和优良过滤能力的过滤模块，并且能够使用气泡供应单元通过空气洗涤来清洁中空纤维膜；因此，能够增强过滤能力，并且能够增加利用率。这里，“存在区域”指的是：当沿着中空纤维膜的排列方向观察时，在包含所有中空纤维膜的假想凸多边形(所有的内角均小于180°的多边形)中面积最小的区域。术语“矩形”指的是具有不等邻边的四边形，并且不包括正方形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过滤模块，所述过滤模块包括多个中空纤维膜和一对保持部件，所述多个中空纤维膜在沿着一个方向排列的同时被保持，所述一对保持部件对所述多个中空纤维膜的两端进行固定，其中，在所述保持部件中，所述多个中空纤维膜所在的存在区域在与所述多个中空纤维膜的排列方向相垂直的方向上具有矩形形状，所述多个中空纤维膜在所述存在区域的长边方向和短边方向上以矩阵方式布置，并且在所述存在区域中，所述多个中空纤维膜在所述长边方向上的平均间距与所述多个中空纤维膜在所述短边方向上的平均间距的比值是1.2以上且2.5以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.04 JP 2014-2458681.一种过滤模块，所述过滤模块包括多个中空纤维膜和一对保持部件，所述多个中空纤维膜在沿着一个方向排列的同时被保持，所述一对保持部件对所述多个中空纤维膜的两端进行固定，其中，在所述保持部件中，所述多个中空纤维膜所在的存在区域在与所述多个中空纤维膜的排列方向相垂直的方向上具有矩形形状，所述多个中空纤维膜在所述存在区域的长边方向和短边方向上以矩阵方式布置，并且在所述存在区域中，所述多个中空纤维膜在所述长边方向上的平均间距与所述多个中空纤维膜在所述短边方向上的平均间距的比值是1.2以上且2.5以下。2.根据权利要求1所述的过滤模块，其中，所述多个中空纤维膜在沿着所述短边方向延伸的一行中的数目是8以上且50以下。3.根据权利要求1或2所述的过滤模块，其中，所述存在区域中的所述多个中空纤维膜的填充面积率是20％以上且60％以下。4.根据权利要求1、2或3所述的过滤模块，其中，所述多个中空纤维膜在所述短边方向上的平均间...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中育，米田知行，森田徹，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP