過濾設(shè)備和清潔過濾組件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種過濾設(shè)備，該過濾設(shè)備包括:過濾組件，其具有多個(gè)中空纖維膜捆扎在一起的中空纖維膜束；以及清潔裝置，其通過清潔來去除附著在中空纖維膜上的懸浮固體，并且本發(fā)明還涉及一種清潔過濾組件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了去除包含在海水、河水、廢水以及油田產(chǎn)出水等中的懸浮固體(有機(jī)分子、微粒、油滴、諸如浮游生物等有機(jī)體、由細(xì)菌分泌到細(xì)胞外的透明胞外聚合顆粒物(TEP)等)，過濾設(shè)備被廣泛使用，在該過濾設(shè)備中，設(shè)置有中空纖維膜束的過濾組件安置在容器中。
[0003]在此類過濾設(shè)備中，允許從過濾組件的外部提供的原水(待處理水)從中空纖維膜的外側(cè)朝內(nèi)部中空部分流動(dòng)，并由此進(jìn)行過濾。
[0004]然而，當(dāng)使用此類過濾設(shè)備時(shí)，隨著過濾的進(jìn)行，懸浮固體附著在中空纖維膜的表面，從而堵塞中空纖維膜，這降低了過濾效率。
[0005]為了解決這種堵塞并保持高的過濾效率，例如，通常使用使水沿著與過濾方向相反的方向流動(dòng)的方法(反洗)，使得能夠去除附著在中空纖維膜的表面上的懸浮固體。
[0006]此外，為了適當(dāng)?shù)厝コ切╇y以用普通反洗法來去除的懸浮固體，執(zhí)行噴淋清潔或噴射清潔等(例如，參考PTL I)，在噴淋清潔中，以高壓將清洗水噴灑至中空纖維膜束的表面來清潔過濾組件；在噴射清潔中，通過噴射來自噴射器噴嘴或起泡噴嘴的清洗水，以便在過濾容器中產(chǎn)生清洗水的噴射水流來清潔過濾組件。
[0007]引用列表
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]PTL 1:國際公布文件 N0.2012/043433

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題
[0011]然而，存在以下問題:在過濾持續(xù)了很長時(shí)間的情況下，盡管通過噴淋清潔或噴射清潔去除了懸浮固體，但不可能保持足夠高的過濾效率。
[0012]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種即使過濾持續(xù)很長時(shí)間也能夠保持足夠高的過濾效率的過濾設(shè)備和清潔過濾組件的方法。
[0013]解決技術(shù)問題的方案
[0014]為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了深入的研究。申請人一直在研究在現(xiàn)有的過濾設(shè)備的情況下為什么不可能保持足夠高的過濾效率的原因。
[0015]結(jié)果，發(fā)明人發(fā)現(xiàn):在現(xiàn)有的過濾設(shè)備的情況下，因?yàn)闆]有充分地清潔位于中空纖維膜束內(nèi)側(cè)的中空纖維膜，所以不可能保持足夠高的過濾效率。
[0016]也就是說，通過將多個(gè)中空纖維膜扎在一起來形成中空纖維膜束。當(dāng)對中空纖維膜束的表面執(zhí)行噴淋清潔或噴射清潔時(shí)，盡管能夠清潔位于中空纖維膜束外側(cè)的中空纖維膜，但由于沒有向位于內(nèi)部的中空纖維膜提供足夠量的清洗水，所以不能夠充分地去除懸浮固體。因此，未去除的污物很可能殘留在中空纖維膜束的內(nèi)部。
[0017]隨著過濾的進(jìn)行，位于中空纖維膜束內(nèi)部的未去除的污物逐漸累積。因此，即使執(zhí)行清潔，也難以保持足夠高的過濾效率。
[0018]因此，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)并對用于防止在這種中空纖維膜束內(nèi)部產(chǎn)生非常少量的未去除的污物的方法進(jìn)行了研究。結(jié)果，可以確認(rèn)的是，在內(nèi)部清潔噴嘴被插入到中空纖維膜束中并且從內(nèi)部清潔噴嘴噴射清洗水以在中空纖維膜束中產(chǎn)生內(nèi)部清潔流的情況下，能夠適當(dāng)?shù)貜膬?nèi)部清潔中空纖維膜束，并且能夠防止產(chǎn)生未去除的污物。因此，完成了本發(fā)明。
[0019]根據(jù)基于前述發(fā)現(xiàn)而作出的本發(fā)明的第一實(shí)施例，過濾設(shè)備包括:過濾組件，其具有多個(gè)中空纖維膜捆扎在一起的中空纖維膜束；過濾容器，其容納過濾組件；以及清潔裝置，其清潔過濾組件。清潔裝置包括內(nèi)部清潔裝置，內(nèi)部清潔裝置通過從插入到中空纖維膜束中的內(nèi)部清潔噴嘴的末端噴射清洗水，從而在中空纖維膜束中產(chǎn)生內(nèi)部清潔流來從內(nèi)部清潔中空纖維膜束。
[0020]通過提供這種內(nèi)部清潔裝置，能夠有效地去除附著在中空纖維膜束內(nèi)部的中空纖維膜上的懸浮固體。因此，即使當(dāng)過濾持續(xù)很長時(shí)間，也能夠有效地保持足夠高的過濾效率。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所述的過濾設(shè)備中，內(nèi)部清潔噴嘴為與中空纖維膜束的縱向垂直地插入的正交噴嘴，并且內(nèi)部清潔噴嘴在其末端設(shè)置有噴射口，噴射口沿著所述中空纖維膜束的縱向噴射清洗水。
[0022]通過提供這種正交噴嘴作為內(nèi)部清潔噴嘴，能夠在位于中空纖維膜束內(nèi)部的中空纖維膜的整個(gè)長度上充分地供應(yīng)清洗水，因此，能夠進(jìn)一步提高清潔效率。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例或第二實(shí)施例所述的過濾設(shè)備中，清潔裝置除了包括內(nèi)部清潔裝置之外，還包括外部清潔裝置，外部清潔裝置通過從外部清潔噴嘴的末端噴射清洗水，從而產(chǎn)生圍繞中空纖維膜束旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)清潔流來從外部清潔中空纖維膜束，外部清潔噴嘴以與內(nèi)部清潔噴嘴分開的方式設(shè)置在過濾容器的內(nèi)壁面上。
[0024]在本發(fā)明的該實(shí)施例中，因?yàn)槌水a(chǎn)生內(nèi)部清潔流之外，還產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)清潔流，所以內(nèi)部清潔流使構(gòu)成中空纖維膜束的中空纖維膜之間的距離增大，而旋轉(zhuǎn)流動(dòng)貫穿中空纖維膜束的內(nèi)部。因此，中空纖維膜均通過摩擦被清潔，并且能夠從中空纖維膜束的內(nèi)部和外部去除懸浮固體。
[0025]作為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)清潔流的外部清潔噴嘴，例如，優(yōu)選地使用產(chǎn)生噴射水流的噴射器噴嘴或起泡噴射噴嘴。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例所述的過濾設(shè)備中，外部清潔噴嘴為穿過所述過濾容器的壁面的傾斜噴嘴，外部清潔噴嘴相對于中空纖維膜束的縱向以預(yù)定角度傾斜并被固定，并且外部清潔噴嘴在其末端設(shè)置有噴射口，噴射口沿著過濾容器的內(nèi)壁面噴射清洗水。
[0027]通過使用以預(yù)定角度傾斜且固定的傾斜噴嘴作為外部清潔噴嘴，能夠在過濾設(shè)備中容易地產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)清潔流。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例，一種通過使用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例至第四實(shí)施例中的任意一個(gè)實(shí)施例所述的過濾設(shè)備來清潔過濾組件的方法，所述方法包括:通過從內(nèi)部清潔噴嘴的末端噴射清洗水，從而在中空纖維膜束中產(chǎn)生內(nèi)部清潔流來從內(nèi)部清潔中空纖維膜束。
[0029]如上所述，通過使用內(nèi)部清潔流來從內(nèi)部清潔中空纖維膜束，能夠有效地去除附著在中空纖維膜束內(nèi)部的中空纖維膜上的懸浮固體。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例所述的清潔過濾組件的方法中，使用通過向水中添加選自由酸、堿、次氯酸鹽和清潔劑組成的組的任意試劑得到的清洗水作為清洗水來清潔過濾組件。
[0031]使用通過向水中添加選自由酸、堿、次氯酸鹽和清潔劑組成的組的任意試劑得到的清洗水，能夠進(jìn)一步改進(jìn)清潔效果。
[0032]在現(xiàn)有的過濾設(shè)備中，在過濾效率下降的情況下，通過從過濾設(shè)備拆下過濾組件并將該過濾組件浸沒在任意上述試劑的水溶液中預(yù)定時(shí)間(例如，約半天)來恢復(fù)過濾效率。
[0033]與之相反，在根據(jù)本發(fā)明的過濾設(shè)備中，通過使用添加有任意該試劑的水溶液作為清洗水，即使在沒有執(zhí)行上述浸沒處理的情況下也能夠適當(dāng)?shù)厝コ龖腋」腆w。因此，能夠有效地減少與過濾組件的拆卸和安裝以及浸沒相關(guān)的時(shí)間和清潔成本。此外，能夠減少所使用的試劑的量。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例所述的清潔過濾組件的方法中，酸是檸檬酸，堿是氫氧化鈉，次氯酸鹽是次氯酸鈉，以及清潔劑是檸檬烯。
[0035]這些試劑已經(jīng)用作用于去除附著在中空纖維膜上的懸浮固體的合適試劑，因此容易獲得，并且對于使用該試劑而言無需新的考慮。
[0036]具體地說，通過使用檸檬酸作為酸，通常能夠提高對各種懸浮固體的清潔效率。此夕卜，通過使用氫氧化鈉作為堿，能夠特別地提高對諸如沙子和石子等無機(jī)懸浮固體的清潔效率。此外，通過使用次氯酸鈉作為次氯酸鹽，能夠特別地提高對源自細(xì)菌和浮游生物的有機(jī)懸浮固體的清潔效率。此外，通過使用檸檬烯(橙油)作為清潔劑，能夠適當(dāng)?shù)胤纸獠⑶鍧?TEP0
[0037]根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例所述的清潔過濾組件的方法中，通過按照如下次序改變清洗水的類型來清潔過濾組件:添加有次氯酸鈉的清洗水、添加有氫氧化鈉的清洗水以及添加有檸檬酸的清洗水。
[0038]如上所述，次氯酸鈉、氫氧化鈉及檸檬酸能夠去除不同的懸浮固體。通過按照上述次序改變清洗水的類型并依次對不同的懸浮固體執(zhí)行清潔，能夠進(jìn)一步提高清潔效率。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例或第八實(shí)施例所述的清潔過濾組件的方法中，添加有檸檬酸的清洗水和添加有氫氧化鈉的清洗水在被排出之前被混合并中和。
[0040]通過將添加有檸檬酸的所使用的清洗水和添加有氫氧化鈉的所使用的清洗水混合，從而沒有必要執(zhí)行在處理添加有試劑的清洗水時(shí)所需的中和處理，這能夠有助于降低清潔成本。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例，在根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例至第九實(shí)施例中的任意一個(gè)實(shí)施例所述的清潔過濾組件的方法中，通過在存儲(chǔ)添加有所述試劑的所述清洗水的存儲(chǔ)箱與所述過濾容器之間循環(huán)所述清洗水來清潔所述過濾組件。
[0042]通過在存儲(chǔ)箱與過濾容器之間循環(huán)添加有試劑的清洗水，能夠有效地利用該試劑。因此，能夠進(jìn)一步減少所使用的試劑的量，并且能夠進(jìn)一步降低清潔成本。
[0043]發(fā)明的有益效果
[0044]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種即使過濾持續(xù)很長時(shí)間也能夠保持足夠高的過濾效率的過濾設(shè)備和清潔過濾組件的方法。
【附圖說明】
[0045]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的過濾設(shè)備的示意圖。
[0046]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的過濾設(shè)備的外觀的側(cè)視圖。
[0047]圖3是示出圖1所示的過濾設(shè)備的操作的視圖。
[0048]圖4是示出使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的過濾設(shè)備的具體清潔方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]下文將參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
[0050]1.過濾設(shè)備和過濾組件的清潔的概述
[0051]首先，將描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的過濾設(shè)備。圖1是示出根據(jù)本實(shí)施例的過濾設(shè)備的視圖，而圖2是示出根據(jù)本實(shí)施例的過濾設(shè)備的外觀的側(cè)視圖。
[0052]如圖1和圖2所示，根據(jù)本實(shí)施例的過濾設(shè)備I包括:過濾組件2，其具有多個(gè)中空纖維膜捆扎在一起的中空纖維膜束3 ;以及過濾容器6，其容納過濾組件2。在該視圖中，附圖標(biāo)記7表示原水流入管，而附圖標(biāo)記8表示濾液流出管。
[0053]根據(jù)本實(shí)施例的過濾設(shè)備I與現(xiàn)有過濾設(shè)備的不同之處在于:過濾設(shè)備I除了包括上述結(jié)構(gòu)之外，還包括