中空纤维膜组件、中空纤维膜组件装置以及中空纤维膜组件的制造方法制造方法及图纸

一种中空纤维膜组件，其中从原料水进口将原料水送入到过滤腔，该腔周围是具有开口端的第一密封体，以使大量中空纤维膜形成中空纤维膜束，圆柱形外套和第二密封体，并在其中装有中空纤维膜束，其中原料水进口成形在靠近第二密封体的圆柱形外套上，并且反洗期间产生的污水通过成形在第二密封体上的排污孔排出。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及中空纤维膜组件、中空纤维膜组件装置和中空纤维膜组件的制造方法。更详细地说，它涉及这样一种中空纤维膜组件，即，它借助反洗有效地清除使用期间沉积在中空纤维膜组件中的原料水中的悬浮物，从而使其过滤性能保持稳定，还涉及其制造方法以及使用它的中空纤维膜组件装置。本专利技术的中空纤维膜组件和采用它的中空纤维膜组件装置可优选地用于过滤原料水，生产饮用水或生产用于加入到使用逆渗透膜生产净化水的设备中去的进料水。
技术介绍
中空纤维膜组件大致分为内压型和外压型。外压型中空纤维膜组件由中空纤维膜束组成，每束由成千上万根中空纤维膜和将中空纤维膜束包在里面的圆柱形外套组成。圆柱形外套两端依靠固定在圆柱形外套内壁表面的密封体密封。这两个密封体之间、圆柱形外套内的空间形成过滤腔，中空纤维膜束便位于其中。在一种情况下，中空纤维膜束装在过滤腔内处于这样一种状态各个中空纤维膜的中空部分固定在密封体之一上，膜的开口一端位于该密封体外表面；同时膜又固定在另一密封体上，其闭合端或开口端位于该密封体的外表面。在另一种情况下，中空纤维膜束装在过滤腔内处于这样一种状态各个中空纤维膜的中空部分固定在密封体之一上，膜的两端开口均位于该密封体外表面，同时整个中空纤维膜弯曲成U字形。一种可流动的树脂渗入到构成中空纤维膜束的各个中空纤维膜之间的间隙内，随后固化并与中空纤维膜结成一体。固化的树脂还与圆柱形外套的内壁表面形成一体从而构成密封体。利用树脂形成密封体的过程叫做铸封。铸封使用的树脂叫做密封树脂或铸封料。铸封之前，每根中空纤维膜的中空部分的末端部分借助向中空部分内渗入树脂或者压扁中空部分而被密封。铸封之后，当需要在密封体外表面使每根中空纤维膜的中空部分获得开口时，切开并去掉铸封所形成的密封体的一部分，以便去掉此前被密封的中空部分。向如此形成的中空纤维膜组件的过滤腔中在加压下注入原料水。原料水透过过滤腔内各个中空纤维膜并到达各个中空纤维膜的中空部分。在此过程中，原料水经过过滤而变成滤液。该滤液从相应中空纤维膜的开口排出。JP 09-220446 A公开了一种外压型中空纤维膜组件的范例。该中空纤维膜组件的原料水进口包括许多通孔，每个孔具有很小的直径，开在由树脂将各个中空纤维膜端部密封的密封体上。该文献描述道，由于设有此种原料水进口，故用于在中空纤维膜组件连续使用后洗去沉积在内部的悬浮物的水得以很好地排出。然而，本专利技术人检查了在密封体上做成许多小直径通孔形式的原料水进口后，结果发现，在进行冲洗处理(反洗处理)，以便让滤液穿过中空部分从各个中空纤维膜开口流到各个中空纤维膜的外表面，从而使中空纤维膜的过滤性能保持良好状态的情况下，从中空纤维膜表面解吸下来的悬浮物，在其与污水一起流过通孔以及沿反洗水流动方向下游侧存在的空间时，便部分地沉积在包括许多直径很小的这些通孔的原料水进口和下游空间中。也就是，观察到一种现象悬浮物被部分地截留在这些空间和通孔中。结果，当反洗完成后再次通过这些空间和通孔送入原料水时，沉积在这些空间和通孔内的悬浮物又重新返回到过滤腔中并沉积在中空纤维膜的表面上。此种现象据认为是该文献所公开的中空纤维膜组件过滤性能即便经反洗处理之后也无法恢复到预期程度的原因。本专利技术的目的是提供一种克服现有技术存在问题的中空纤维膜组件。本专利技术的目的还在于提供一种中空纤维膜组件，它在过滤腔中存在降低中空纤维膜束过滤性能的悬浮物借助反洗处理被有效地排出，并且在恢复供应原料水以开始生产滤液的情况下，能充分维持洗涤效果，就是说，提供一种具有稳定过滤性能的中空纤维膜组件。本专利技术的目的是提供一种生产具有稳定过滤性能的中空纤维膜组件的方法。
技术实现思路
为实现上述目的，本专利技术中空纤维膜组件包括 (a)圆柱形外套，(b)第一密封体，用来密封圆柱形外套的一端，(c)第二密封体，用来密封圆柱形外套的另一端，(d)设在第一密封体外面的、圆柱形外套的第一封头，(e)设在第二密封体外面的、圆柱形外套的第二封头，(f)过滤腔，由第一密封体内壁表面、第二密封体内壁表面和圆柱形外套内壁表面形成，(g)第一腔，由第一封头内壁表面和第一密封体外壁表面形成，(h)第二腔，由第二封头内壁表面和第二密封体外壁表面形成，(i)中空纤维膜束，装在过滤腔内并固定在第一密封体上，其中束的一端朝第一腔开口，同时又固定在第二密封体上，其中束的另一端对第二腔闭合；或者固定在第一密封体上，而束的两端都朝第一腔开口，且整个束弯曲成U字形，(j)原料水进口，成形在圆柱形外套上并朝靠近第二密封体部位的过滤腔开口，(k)空气排出口，成形在圆柱形外套上并朝靠近第一密封体部位的过滤腔开口，(1)供空气和污水流动的流体流动孔，成形在第二密封体上，从过滤腔贯通第二密封体，(m)滤液排放口，成形在第一封头上并朝第一腔开口，以及(n)排污口，成形在第二封头上并朝第二腔开口。按照本专利技术的中空纤维膜组件，鉴于原料水进口成形在构成过滤腔的圆柱形外套侧面，故原料水进口得以与反洗污水的排污口分开，因此可保证悬浮物不会沉积在原料水流过的部分中。在反洗完成之后重新供应原料水的情况下，不会发生悬浮物进入到过滤腔的情况，因此中空纤维膜组件的过滤性能得以维持稳定。另一方面，可能发生反洗导致悬浮物沉积在流体流动孔的情况，但是该悬浮物在通气冲洗期间将随同压缩空气流入到过滤腔内，并随同空气一起从空气排出口排出。这样，悬浮物将不会沉积在中空纤维膜束内，从而可防止中空纤维膜组件过滤性能的恶化。在本专利技术的中空纤维膜组件中，优选的是，由圆柱形外套的内圆周面规定的最小横向断面面积等于或大于150cm2，且在第一密封体内壁表面部位构成中空纤维膜束的中空纤维膜的充填率介于40～70％。本专利技术中空纤维膜组件具有大量过滤原料水的优良过滤效率，是根据具有该最小横向断面面积和充填率的实施方案提供的。若增加上面援引文献所公开的组件的最小横向断面面积以获得更多滤液(净化水)，则导致悬浮物的增加，而这样，沉积在过滤腔内做成许多通孔形式的原料水进口中以及反洗水流动方向下游侧的空间中的悬浮物数量将相应增加，一些甚至留在过滤腔内。结果，随着对组件恢复供应原料水，这些悬浮物将返回到过滤腔中并沉积在中空纤维膜表面；这将造成过滤效率的下降。然而，在本专利技术中，由于原料水进口是成形在圆柱形外套的侧面，与反洗污水用的排污口分开，故可保证悬浮物不会沉积在原料水流过的部分中。这就是说，本专利技术优选在具有150cm2，200cm2或甚至更大的最小横断面面积的组件中实施。再者，充填率规定在上述范围内，旨在既达到高过滤效率又达到高过滤性能。如果组件的充填率小于40％，它将无法达到高过滤效率。如果组件的充填率大于70％，则悬浮物很容易截留在中空纤维束内，因此它将无法达到高过滤性能。在本专利技术的中空纤维膜组件中，优选的是，固定在第一密封体和/或第二密封体上的中空纤维膜组件借助从圆柱形外套内壁表面突出的一个和/或多个间隔件与圆柱形外套内壁表面保持分开。优选的是，间隔件从圆柱形外套内壁表面突出的高度介于2～10mm。优选的是，密封体侧的间隔件的面倾斜一定方向，偏离密封体内壁表面而朝向圆柱形外套的中心。根据具有间隔件的实施方案，提供一种中空纤维膜组件，其中中空纤维膜组件在运输或使用期间可能造成中空纤维膜的断裂(丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中空纤维膜组件，包括（ａ）圆柱形外套，（ｂ）第一密封体，用来密封圆柱形外套的一端，（ｃ）第二密封体，用来密封圆柱形外套的另一端，（ｄ）设在第一密封体外侧的、圆柱形外套的第一封头，（ｅ）设在第二密封体外侧的、圆柱形外套的第二封头，（ｆ）过滤腔，由第一密封体内壁表面、第二密封体内壁表面和圆柱形外套内壁表面形成，（ｇ）第一腔，由第一封头内壁表面和第一密封体外壁表面形成，（ｈ）第二腔，由第二封头内壁表面和第二密封体外壁表面形成，（ｉ）中空纤维膜束，装在过滤腔内并固定在第一密封体上，其中束的一端朝第一腔开口，同时又固定在第二密封体上，其中束的另一端对第二腔闭合；或者固定在第一密封体上，而束的两端都朝第一腔开口，整个束弯曲成Ｕ字形，（ｊ）原料水进口，成形在圆柱形外套上并朝靠近第二密封体部位的过滤腔开口，（ｋ）空气排出口，成形在圆柱形外套上并朝靠近第一密封体部位的过滤腔开口，（ｌ）供空气和污水流动的流体流动孔，成形在第二密封体上，从过滤腔贯通第二密封体，（ｍ）滤液排放口，成形在第一封头上并朝第一腔开口，以及（ｎ）排污口，成形在第二封头上并朝第二腔开口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：秋本龙夫，藤野久昭，奥村青児，西村哲夫，畑野征雄，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]