TWI296205B - Hollow fiber membrane module, hollow fiber membrane module unit, membrane filtering device using the same, and operating method thereof - Google Patents
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Description
1296205 玖、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種自來水之淨化、下排水之淨化、 工業製程等中所使用之中空線膜模組、中空線膜模組單 元、過濾膜裝置(膜過濾系統)與其運轉方法。 【先前技術】 使用膜模組進行水的過濾,由於其分離性能良好,能 夠以密集的裝置結構進行大量且連續的處理,而應用在種 種的用途上。 在膜模組中,配合分離對象物質而可以適當的選擇使 用精密過濾模組、額外過濾模組、逆滲透過濾模組等。舉 例來說,精密過濾模組可以有效的除去1〇微米(//m)以下, 特別是1微米(//m)以下之微粒子及微生物,而廣泛的應 用於自來水及下排水之淨化。 精密過濾模組爲了增加膜面積且容易的拆卸,而採用 筒狀或篩狀的配置中空線膜的中空線膜模組、折成皴摺狀 或筒狀的配置平面膜之皺摺型膜模組、篩狀的配置平面膜 之平型膜模組。 其中,較佳是使用中空線膜模組,可以增大每單位容 積中的膜面積。 在使用中空線精密過濾模組進行過濾,以利用膜的微 細孔除去水中的懸濁物質與細菌類,而得到澄淸的過濾 水。然而,長時間連續的進行過濾,微細孔被阻塞而會引 起過濾水量降低與過濾壓力上升之問題,必須頻繁的更換 膜模組,而產生經濟性的問題。 12329pif.doc/008 6 1296205 於是,爲了防止因水中的膜面阻塞物質所造成之膜模 組早期孔洞阻塞,例如是外壓式中空線膜模組之情況下, 定期的施行從中空線膜的內部往外部逆通入過濾水之逆 洗、供給空氣至中空線膜外部,並搖動膜之分離洗淨或組 合上述之洗淨等,藉由使附著在中空線膜外部之膜面閉塞 物質剝離,以進行回復過濾性能之操作。 中空線膜模組藉由增加每單位容積中空線膜之個數而 可以提高膜面積,將中空線膜以圓筒狀的集束配置以增加 膜面積,但是在洗淨時難以使分離氣體或逆洗水通過,而 難以有效的洗淨。在此,中空線膜以片狀排列,且在中空 線膜間設置間隔以均勻的配置中空線膜,可以均勻的洗淨 膜表面,而也能夠適用於高污濁水之過濾。 中空線膜模組也可以用於例如是在自來水之淨化處理 量超過1萬m3/d的大規模處理設備中。在此情況下,爲 了增加膜面積,而使用多數個中空線膜模組,舉例來說, 並列配置中空線膜模組,在單元化之情況下,各中空線膜 模組之末端所配置之固定構件,因爲集水部之大小或形 狀,要使其能夠配置盡量靠近會受到限制。 舉例來說,中空線膜之一個末端或兩末端以殼體內之 固定構件直接保持開口狀態而固定住,當以A表示中空線 膜從固定構件露出側之固定構件面的面積,以B表示中空 線膜在固定構件末端表面所形成開口之面積時,提出中空 線膜模組需滿足1〇〇-Α/Β^1·2(請參照日本專利特開平7-178320 號案)。 此模組是將薄片狀之中空線膜固定在成形成細長矩形 12329pif.doc/008 7 1296205 的固定構件中。此時,中空線膜露出側之固定構件的寬度 較集水管與連接部大,在使集水管彼此不會互相干涉之情 況下,由於以固定構件側面彼此連接之方式並列配置模 組,並不會使中空線膜之集積度降低’因而能夠均勻的分 離洗淨中空線膜整體。 固定在一個固定構件中之薄片狀中空模組越多越能夠 提升整個中空線膜的集積度’且可以降低每中空線膜面積 的加工成本。然而,可以固定在成形成細長矩形的固定構 件中的中空線膜之量是有限度的。另一方面,爲了增加可 以固定之中空線膜的量’而擴大固定構件之矩形的寬度’ 就會產生耐壓性非常差之問題° 而且,排列多個薄片狀中空線膜’並利用固定構件固 定在一個圓筒狀外格的末端中’以提高中空線膜的集積 度,並在薄片狀中空線膜間保持間隔以得到良好之洗淨性 的中空線膜模組是已知的(請參照日本專利特開2000-51670 號案)。 然而,此種模組由於在圓筒形狀的殼體內部排列薄片 狀的中空線膜,因此與圓筒之中央部相比,末端所固定之 薄片狀中空線膜的寬度變短,可能會造成中空線膜集積度 降低。 而且,分割成多個中空線膜束,在兩端嵌裝(P0tting) 部之中間附近利用支撐體固定擴大的幅度,以提升洗淨性 之中空線膜模組是已知的(請參照日本專利特開平6-99083 號案)。 然而,此種模組由於在兩端嵌裝(Potting)部之中間附 12329pif.doc/008 1296205 近利用支撐體固定擴大的幅度,因此中空線膜之集積度會 降低,而且會造成嵌裝部附近的洗淨性不足的情形。 其次,在大規模之處理設備中使用中空線膜模組的情 況下,爲了增加膜面積,而在浸漬水槽中設置使用多數個 中空線膜模組。爲了有效利用浸漬水槽,而設置多數列、 多數層的中空線膜模組。 然而,在此情況下,需要相當大的配管空間與作業空 間,而產生無法有效的利用空間的問題。因此,定期洗淨 所產生的洗淨排水量一定會很多,而會造成水回收率降低 的問題。. 【發明內容】 爲了解決上述之問題點,本發明的目的就是在提供一 種在應用洗淨性優良的薄片狀中空線膜的模組中,即使在 增加膜面積的情況下,也不會使中空線膜固定部的耐壓性 變差的中空線膜模組與可提升中空線膜之集積度的中空線 膜模組單元。而且,本發明的目的再一目的是提供一種使 用上述中空線膜模組單元的過濾裝置及其運轉方法。 本發明之第一要點爲提供一種中空線膜模組,其具備 有多個薄片狀中空線膜(1)與使多數個薄片狀中空線膜(1) 之至少一末端維持開口狀態、並約略平行的固定該些薄片 狀中空線膜(1)之固定構件(2),固定構件(2)之中空線膜露 出側的末端面形狀約略呈矩形,且固定構件(2)之中空線膜 開口側的末端面形狀約略呈圓形。 如此,根據本發明第一要點之中空線膜模組,由於固 定構件(2)之中空線膜露出側的末端面形狀約略呈矩形’且 12329pif.doc/008 9 1296205 固定構件(2)之中空線膜開口側的末端面形狀約略呈圓形, 因此在應用洗淨性優良的薄片狀中空線膜的模組中,即使 在增加膜面積的情況下,也不會使中空線膜固定部的耐壓 性變差。 上述固定構件(2)較佳是在中空線膜露出側具備有形狀 約略呈長方體之長方體部(3),在中空線膜開口側具備有形 狀約略呈圓筒之圓筒部(4),因而可以使耐壓性、洗淨性、 中空線膜之集積度任一個都良好。 當上述圓筒部(4)之直徑爲D(mm)、圓筒長度爲L(mm) 時,其較佳是滿足0.2-L/D- 1.0之關係式。 而且,當上述長方體部(3)在中空線膜露出末端表面的 長邊部長度爲W(mm)、圓筒部(4)之直徑爲D(mm)時,其 較佳是滿足1.0-W/DS2.0之關係式。 本發明第二要點爲提供一種中空線膜模組單元,其配 置有多個上述中空線膜模組,在與薄片狀中空線膜(1)之薄 片面垂直的側面上設置有板狀構件(5),此板狀構件(5)具 有被上述圓筒部(4)貫通的孔洞,利用此板狀構件(5)來固 定中空線膜模組之位置。 如此,根據本發明第二要點之中空線膜模組單元,由 於設置具有被上述圓筒部(4)貫通的孔洞之板狀構件(5), 並利用此板狀構件(5)來固定中空線膜模組之位置,因此可 以簡便且確實的固定,並能夠提升中空線膜的集積度。 而且,本發明較佳是利用上述圓筒部(4)與和圓筒部(4) 接合之集水蓋(6)夾住固定上述板狀構j牛(5),因此可以簡 便且確實的固定。 12329pif.doc/008 10 1296205 上述圓筒部(4)與集水蓋(6)較佳是利用螺旋紋接合的 方式固定,因而可以較簡便的裝卸。 而且,本發明較佳是在鉛直方向重疊配置多數個上述 中空線膜模組單元,同時上述薄片狀中空線膜(1)之薄片面 係配置成鉛直方向,且在鉛直方向相鄰的上述集水蓋(6)彼 此藉由在鉛直方向延伸的集水構件連結在一起,在與上述 薄片狀中空線膜(1)之薄片面平行的側面上設置側邊框架 (21),而能夠在小的設置面積中提高中空線膜的集積度。 此時,在鉛直方向鄰接之中空線膜模組的薄片狀中空 線膜(1)彼此之間在鉛直方向的間隔’爲了使中空線膜的洗 淨效率良好,其較佳是小於70mm。 本發明之第三要點爲提供一種在水槽內配置膜模組單 元之過濾膜裝置。膜模組單元是由多個中空線膜模組所構 成。中空線膜模組具備有多個薄片狀中空線膜(1)與使多數 個薄片狀中空線膜(1)之至少一末端維持開口狀態、並約略 平行的固定該些薄片狀中空線膜(1)之固定構件(2),固定 構件(2)之中空線膜露出側的末端面形狀約略呈矩形,且固 定構件(2)之中空線膜開口側的末端面形狀約略呈圓形。當 膜模組單元之膜面積爲S(m2)、膜模組單元之投影面積爲 A(m2)、膜模組單元之容積爲V,(m3)、水槽容積爲V(m3)時’ 過瀘膜裝置滿足下列三個關係式。 1000^ S/A^ 2000 式(1) 500$ S/V,$ 800 式(2) 0.7^ V7V^ 0.99 式(3) 本發明之第四要點爲提供一種在水槽內配置膜模組單 12329pif.doc/008 11 1296205 元之過濾膜裝置的運轉方法。膜模組單元是由多個中空線 膜模組所構成。中空線膜模組具備有多個薄片狀中空線膜 (1)與使多數個薄片狀中空線膜(1)之至少一末端維持開口 狀態、並約略平行的固定該些薄片狀中空線膜(1)之固定構 件(2),固定構件(2)之中空線膜露出側的末端面形狀約略 呈矩形,且固定構件(2)之中空線膜開口側的末端面形狀約 略呈圓形。膜模組單元之膜面積爲S(m2)、過濾通量爲 J(m/d)、過濾時間爲T(h)、排水循環數爲N(次)、排水量 D(m3)、逆洗通量爲J’(m/d)、逆洗時間爲T’(h)時’設定膜 面積爲S(m2)、過濾通量爲J(m/d)、過濾時間爲T(h)、排 水循環數爲N(次)、排水量D(m3)、逆洗通量爲J’(m/d)、 逆洗時間爲T’(h),使其滿足下列關係式,以運轉上述過 濾膜裝置。 N- 22.8D/{S(0.05JT-J,T,)} 式(4) 本發明之過濾膜裝置與適用本發明之運轉方法的過濾 膜裝置,不但非常的緊密且膜面積也很大,而且因爲洗淨 性優良,而可以進行長時間安定的過濾。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂,下文特舉一較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細 說明如下。 【實施方式】 以下,請同時參照圖式,以詳細的說明本發明。 第1圖是本發明之中空線膜模組之一個實例的斜視 圖。 中空線膜模組(A)槪略的是由薄片狀中空線膜(1)、固 12329pif.doc/008 12 1296205 定構件(2)、集水蓋(6)所構成。薄片狀中空線膜(1)以等間 隔之方式平行的配置有多數個,其兩末端係維持開口狀態 而由固定構件(2)固定住,在固定構件(2)上安裝有集水蓋 (6) 〇 第2圖是本發明之中空線膜模組中的固定構件之一個 實例的圖,其係爲與薄片狀中空線膜之薄片面垂直的方向 之剖面圖。 薄片狀中空線膜(1)以等間隔之方式平行的配置有多數 個,其末端由固定構件(2)固定住。 固定構件(2)在中空線膜(1)露出側的末端面形狀約略 呈矩形,且在中空線膜開口側的形狀約略呈圓形。在中空 線膜開口側的固定構件(2)之末端表面形狀約略呈圓筒形的 情況下,其撓曲性較爲長方體的情況小,藉由分散應力而 使得其耐壓性能變的非常高。因此,藉由使固定構件具有 這樣的形狀,即使在配置有多數個薄片狀中空線膜之情況 下,也能夠使中空線膜的集積度、洗淨性、耐壓性中的任 一個性能都很良好。 此時,固定構件(2)之形狀,即使是例如從中空線膜(1) 露出側朝向開口末端表面側連續變化所形成的形狀也沒有 關係。但是,如第1圖與第2圖所示,固定構件(2)較佳是 在中空線膜露出側具備有形狀約略呈長方體之長方體部 (3) ,且在中空線膜開口側具備有形狀約略呈圓筒之圓筒部 (4) ,因而能夠同時得到下述的三項優點。 1.在一個固定構件P)之長方體部(3)中,由於可以將多 數個中空線膜(1)各自保持一定間隔而固定在一起’因此洗 12329pif.doc/008 13 1296205 淨性良好。 2. 在將多數個中空線膜模組(A)並列時,藉由使長方體 部(3)之側面彼此重合,不會浪費使用空間,而可以使中空 線膜的達到極高的集積度。 3. 固定構件(2)之中空線膜開口側,由於形成圓筒部(4) 因此可以提高耐壓性。 固定構件(2)之圓筒部(4)與圓筒中心軸垂直的剖面形 狀並必不一定需要完全爲圓形,其可以是橢圓形或蠶·^ 型,而且其也可以是例如12角形、16角形等近似圓形的 多角形,其中以圓形爲較好。 當上述圓筒部(4)之直徑爲D(mm)、圓筒長度爲L(mm) 時,其較佳是滿足0.2gL/Dg 1.0之關係式。 中空線膜固定部的耐壓性受到圓筒部(4)之L/D的影 響大。因爲L/D低於0.2時,耐壓性不足’所以L/D之下 限値需爲0.2以上,較佳是0.25以上。另一方面’因爲L/D 高於1.0會使中空線膜有效部的損失增多’所以L/D之上 限値需爲1.0以下,較佳是〇·8以下。 而且,在所謂的圓筒部⑷之直徑D(mm)是指當圓筒 部(4)之剖面不是正圓時,最長部分的直徑。 圓筒部(4)之L與D的尺寸,較佳是配合中空線膜模 組之尺寸而適當的選定之,由於D的尺寸過小時會使薄片 狀中空線膜(1)的排列變的困難,因此D的下限値較佳爲 30mm以上,更佳爲50以上。另一方面,由於D的尺寸 過大會使模組的加工性變低並造成耐壓性不足的情況,D 的上限値較佳是4〇0mm以下,更佳爲300mm以下。 12329pif.doc/008 14 1296205 而且,因爲L的尺寸過小則耐壓性會不足’所以L之 下限値較佳是10mm以上,更佳是50mm以上。另一方面’ 因爲L的尺寸過大則中空線膜有效部的損失增多、通水阻 抗也增加,因此L的上限値較佳是300mm以下’更佳爲 200mm以下。 第3圖是本發明之中空線膜模組的中空線膜固定部t 一個實例的斜視圖。本發明之中空線膜模組(A),在中空 線膜露出末端表面的長邊部長度爲W(mm)、圓筒部(4)之 直徑爲D(mm)時,其較佳是滿足1.0^\¥/〇^2.0之關係式° 對D而言,藉由增大W,不會降低中空線膜固定部之 耐壓性,還可以增加中空線膜模組之膜面積。但是’ W/D 過大時,因爲薄片狀中空線膜的擠入變的很擠’薄片狀中 空線膜的排列會變的困難,每一個中空線膜薄片中的中空 線膜的有效長度就會有產生偏差的問題。而且’堆疊的薄 片狀中空線膜中,位於外層的薄片裝中空線膜’因爲埋進 長方體部(3)內部的中空線膜長度會增加,也會造成通水阻 抗變大的問題。因此,W/D之上限値爲2.0以下,較佳爲 1.8以下。 另一方面,W/D過小,加工容易但是會產生耐壓性降 低之問題。因此,W/D之下限値爲1.0以上,較佳爲1·2 以上。 W較佳是配合中空線膜模組的膜面積而適當的選定 之,因爲W過小會難以增大模組膜面積,所以W的下限 値較佳是40mm以上,更佳爲80mm以上。 另一方面,W過大,模組的加工性降低也是不好的, 12329pif.doc/008 15 1296205 所以W的上限値較佳是500mm以下,更佳爲400mm以下。 而且,在第3圖中’長方體部(3)之縱方向的尺寸較長 之情況下,以W表示之’然而在橫方向(薄片狀中空,線膜 層積方向)的尺寸較長的情況下,以橫方向之尺寸作爲W。 因爲根據中空線膜的有效長度、外徑 '薄片狀中空,線 膜的寬度等’中空線膜的配置形狀會改變’所以對於長方 體部(3)之中空線膜纖維軸方向的長度較佳是適當的選定 之。但是,由於長方體部(3)之中空線膜纖維軸方向的長度 太短會使得以等間隔配置的多個薄片狀中空線膜從長方體 往圓筒集束變的困難,因此長方體部(3)之中空線膜纖維軸 方向的長度的下限値較佳是5mm以上’更佳爲10mm以 上。 另一方面,長方體部(3)之中空線膜纖維軸方向的長度 過長,中空線膜有效部的損失會增大,而且因爲與過濾無 關的部位增加也會增加通水阻抗,因此長方體部(3)之中空 線膜纖維軸方向的長度的上限値較佳是700mm以下’更 佳爲70mm以下、特佳爲50mm以下。 爲了聚集從中空線膜拿出的瀘液,在於圓筒部(4)中配 置集水蓋(6)。集水蓋(6)的安裝較佳是利用圓筒部(4)之外 周所設置之螺紋(8)與集水蓋(6)內所設置的螺紋相接合’ 並利用0-型環等密封構件(9)密封住,因爲其裝卸簡便’ 且可以確實的密封住。 第4圖是本發明之中空線膜模組中的固定構件之另一 個實例的示意圖,其係爲與薄片狀中空線膜的薄片面垂直 方向的剖面圖。 12329pif.doc/008 16 1296205 在此實例中,薄片狀中空線膜(1)在殻體(10)內是利用 固定構件(2)來固定。 而且,在第4圖的實例中,即使在具有殼體(10)之情 況下,上述的(D)、(L)、(W)與沒有殻體(10)之情況相同’ 以固定構件(2)之尺寸爲基準。 即使在設置有殼體(1〇)之情況下,集水蓋(6)是利用圓 筒部(4)之外周所設置之螺紋(8)與集水蓋(6)內所設置的螺 紋相接合,並利用〇-型環等密封構件(9)密封住。而且, 集水蓋(6)也可以使殻體(1〇)形成一體。或者,集水蓋(6)黏 著在固定構件(2)上也沒有關係。 本發明之中空線膜模組較佳是使用在薄片狀中空線膜 (1)兩末端各自以固定構件(2)來固定之結構。在使用中空 線膜模組時,於中空線膜外部供給原水,在從中空線膜內 部取出處理水之情況下,其會有中空線的有效長度變長且 中空線膜內部的通水阻抗變大的問題。^旦是,利用如第1 圖所示之從中空線膜兩末端集水的結構,通水阻抗降低, 且可以使中空線有效長度變長。而且,藉由採用固定構件 固定兩末端,也支持較容易進行中空線膜模組的單元化的 特徵。 第5圖是本發明之中空線膜模組中的固定構件之另一 個實例的斜視圖。本實例的中空線膜(A)槪略的是由薄片 狀中空線膜(1)、固定構件(2)、集水蓋(6)、支撐構件(11) 所構成。薄片狀中空線膜(1)以等間隔的方式平行設置多個 於固定構件(2)中,其一末端利用固定構件(2)固定住,另 一末端利用支撐構件(11)支撐住。而且,在固定構件(2)上 12329pif.doc/008 17 1296205 安裝有集水蓋(6)。 支撐構件(11)只要能夠支撐以等間隔的方式平行設置 的多個薄片狀中空線膜(1)就可以,而沒有特別的限制可以 使用的結構,舉例來說,可以全部塗上樹脂以固定之,或 者也可以利用棒狀、線狀等構件來固定中空線膜。而且, 也可以將中空線膜從中央部對折形成U字形,而對折部分 再利用支撐構件(11)來固定。 此種只從一端集水的方式,可以適用於中空線膜有效 長度短的情況及中空線膜直徑大的情況。 在處理規模大的情況下,較佳是使用由多個中空線膜 模組形成之中空線膜模組單元,因爲其處理性較優良。此 時,中空線膜模組單元不會損失洗淨性,還可以提高膜的 集積度,因此是較好的。 第6圖是本發明之中空線膜模組單元之一個實例的斜 視圖。 中空線膜模組單元(B)槪略的是由中空線膜模組(A)、 板狀構件(5)、集水蓋(6)、側邊框架(21)所構成。 板狀構件(5)中設置有四個孔洞。於是,以中空線膜模 組(A)之薄片面朝向鉛直方向、中空線膜的纖維軸方向朝 向水平方向之狀態,將圓筒部(4)***孔洞中,在突出的圓 筒部(4)上藉由裝上集水蓋(6),而利用板狀構件(5)固定中 空線膜模組(A)。 集水蓋(6)之安裝,如上述一般,藉由設置在圓筒部(4) 與集水蓋(6)上之螺紋(8)使兩者接合,因此可以簡便且確 實的進行之。此時,如第7圖所示,集水蓋(6)大於板狀構 12329pif.doc/008 18 1296205 件(5)上所設置之孔洞,而可以藉由集水蓋(6)與板狀構件(5) 來進行中空線膜模組(A)之位置固定。 在板狀構件(5)上總計可以固定4個中空線膜模組 (A),從沿著薄片狀中空線膜(1)的薄片面之兩側面,藉由 安裝側邊框架(21),而組裝出中空線膜模組單元(B)。 而且,在第6圖中,其係以由四個中空線膜模組(A) 組成中空線膜模組單元(B)爲例做說明,其也可以視實際 需要而調整個數。 側邊框架(21)具有維持中空線膜模組單元(B)之形狀的 機能,以及具有不使分離空氣外漏而集中中空線膜的機 能。 就側邊框架(21)之實例而言,可以使用不銹鋼等之具 有韌性、強度的板;較佳是使用不銹鋼等之做框’貼附樹 脂、輕合金等板,而可以保持強度有能夠輕量化者。而且’ 其較佳是使用透明樹脂板,由於可以從外部直接觀察中空 線膜模組,因此可以確認是否仍保有良好的洗淨性。 中空線膜模組(A)以固定構件(2)之長方體部(3)相接的 方式而無間隙的單元化,因此能夠將分離氣體均等的供給 至單元全體。 如此組裝的中空線膜模組單元(B)更可以在鉛直方向 或橫方向並列多個而形成一體,且對應處理的規模而可以 容易的調整中空線膜的面積。 此時,由於受到配置中空線膜模組單元(B)之浸漬水 槽的深度所限制,如第8圖所示,在鉛直方向堆疊多個中 空線膜模組單元(B)而形成一體,從提升每設置面積的中 12329pif.doc/008 19 1296205 空線膜之集積度之觀點來看是較佳的。中空線膜模組單元 (B)之堆疊層數,例如是2層〜10層。在浸漬於淨水廠之 凝集沈澱地等之情況下,堆疊層數較佳是4層〜6層。 而且’在鉛直方向堆疊的中空線膜模組單元也可以是 實際需要而在浸漬水槽內並列多台而使用之。 在鉛直方向堆疊多個中空線膜模組單元(B)之情況 下’使鄰接的中空線膜模組的薄片狀中空線膜(1)彼此之間 在鉛直方向的間隔變寬,在分離氣體衝撞位於下方的中空 線膜之膜面後,使得位於其上方的中空線膜之膜面上升 時,分離氣體彼此會合體,而導致形成較大的內徑。結果, 分散性會變差,位於上方的中空線膜模組幾乎無法維持膜 面洗淨的均一性。 因此,薄片狀中空線膜(1)彼此之間在鉛直方向的間隔 爲70mm以下,較佳爲60mm以下。於是,在分離氣體衝 撞位於下方的中空線膜之膜面後,使得位於其上方的中空 線膜之膜面上升時,由於可維持分散性,即使在鉛直方向 堆積多個中空線膜椁組之情況下,也不會損害洗淨性。 而且,在此所謂的薄片狀中空線膜(1)彼此之間在鉛直 方向的間隔是指位於上方之中空線膜模組的薄片狀中空線 膜(1)之固定部分的最下末端與位於其正下方之中空線膜模 組的薄片狀中空線膜(1)之固定部分的最上末端之間的間 隔,並不是因氣體洗淨而搖動之可變部位彼此之間的間 隔。 由於薄片狀中空線膜(1)彼此之間在鉛直方向的間隔過 短會引起中空線膜彼此之間纏繞在一起,恐怕會損耗洗淨 12329pif.doc/008 20 1296205 性,因此其下限値較佳是20mm以上,更佳爲30mm以上。 在鉛直方向堆疊多個中空線膜模組單元(B)時,必須 要集合取出來自各個集水蓋(6)之濾液。此時,集水蓋(6) 彼此之間利用在鈴直方向延伸的集水構件(7)連結在一起’ 因此可以緊密且簡單的連結在一起。 集水構件(7)例如是使用組合接頭、凸緣接頭、圓頭接 頭、可撓性軟管、連結器等,只要能使集水蓋(6)與集水構 件(乃或多個集水構件(7)彼此連接在一起就可以。 集水構件(7)的材質只要是具有機械強度、耐久性的就 可以,例如聚碳酸酯樹脂、聚碉樹脂、壓克力樹脂、ABS 樹脂、改質PPE(聚二苯醚)樹脂、聚氯化乙烯樹脂、聚烯 烴(聚丙烯、聚乙烯等)樹脂之外,也可以使用不銹鋼、青 銅、黃銅、鑄鋼等。 作爲本發明中空線膜模組所使用的固定構件(2)而言, 需使中空線膜與殼體(10)具有充分的黏著強度,而需適當 的選擇使用滿足各用途所要求之性能的材質。舉例來說, 其可以使用聚胺基甲酸乙酯樹脂、環氧樹脂、矽樹脂、不 飽和聚酯樹脂等之熱硬化性樹脂或聚胺基甲酸乙酯樹脂、 乙烯乙酸乙烯酯共聚合物、聚烯烴樹脂等之熱可塑性樹 脂。作爲中空線膜的固定方法,在使用熱可塑性樹脂之情 況下,可以使用加熱熔融流入法,在使用熱硬化樹脂之情 況下,可以使用離心力法或利用本身重量流入之方法等習 知的方法。 在使用殻體(1〇)之情況下,其材質可適當的選擇使用 滿足各用途所要求之性能的材質。舉例來說,聚烯烴、聚 12329pif.doc/008 1296205 碳酸酯樹脂、改質PPE(聚二苯醚)樹脂、ABS、聚氯化乙 烯等,在其與固定構件(2)黏著性低之情況下,也可以施行 底漆處理而使用之。 本發明之中空線膜模組中所使用的中空線膜,所使$ 的材質、孔徑、開口率、膜厚、外徑等並沒有特別的限制。 舉例來說,作爲中空線膜的材質,其可以使用聚烯烴、聚 楓、聚乙烯醇、纖維素、聚丙烯腈、聚醯胺、聚亞醯胺、 聚四氟乙烯、聚氟化亞乙烯等。 在將中空線膜加工程薄片狀時,在編成的情況下’從 加工容易度的觀點來看,較佳是使用聚乙烯、聚丙烯等拉 伸度高的材質。 而且,在使用疏水性中空線膜進行水的過濾之情況 下,也可以使用親水化處理。 在本發明中中空線膜之孔徑例如爲0·001〜3微米(A m)、開口率例如爲20〜95%、膜厚例如爲5〜500微米(// m)、外徑例如爲20〜3000微米(// m)。 本發明之中空線膜模組(A)以等間隔的方式平行配置 多個薄片狀中空線膜。薄片狀的配置中空線膜的方法並沒 有特別的限制,較佳是採用薄片狀編成的中空線膜薄片。 配置薄片狀中空線膜的間隔’可以根據原水的特性而適當 的選定之,例如其可以是2〜100mm。對於薄片狀中空線 膜的個數,其可以配合模組膜面積而適當的選定之。 第9圖是本發明之過濾膜裝置之一個實例的流程圖。 過濾膜裝置槪略的是由水槽(12)、中空線膜模組單元(13)、 散氣裝置(14)、吸引泵(15)、藥液泵(16)、藥液儲槽(17)、 12329pif.doc/008 22 1296205 逆洗泵(18)、逆洗儲槽(19)、鼓風機(20)等所構成。 本發明之過濾膜裝置,當膜模組單元之膜面積爲 S(m2)、膜模組單元的投影面積,亦即從膜模組單元上方 觀察時膜模組單元所佔的面積爲A(m2)、膜模組單元之容 積爲V’(m3)、水槽的容積爲V(m3)時,滿足以下關係式。 1000^ S/A^ 2000 式(1) 500$ S/V’$ 800 式(2) 0.7^ V7V^0.99 式(3) 而且,上述V’之容積係爲以膜模組單元的外周輪廓爲 基準之容積,其包含膜模組單元內部未存在有構件的空 間。 以下說明本發明之過濾膜裝置的運轉方法。中空線膜 模組單元(13)設置在水槽(12)之內部。中空線膜模組單元(13) 下部具備有散氣裝置(14)。藉由起動吸引泵(15)而得到過 瀘水,此時一部分過濾水儲存於逆洗儲槽P〇)。在進行過 濾一段時間後,使用來自散氣裝置(14)所連接的鼓風機(20) 氣體進行分離洗淨,同時藉由逆洗泵(18)使用逆洗儲槽(19) 內的過濾水進行逆洗。此時,藥液儲槽(17)內之藥液利用 藥液泵(16)注入逆洗水中。在此,逆洗水從設置於浸漬水 槽上部的溢流口(未圖示)排出浸漬水槽外部。而且,分離 洗淨與逆洗也可以各自的進行。 洗淨結束後,水槽內之液體從水槽(12)之下部排出。 而且,排水並不需要每進行一次洗淨就要進行一次,例如 可以每進行洗淨數次後,在進行一次排水。直到進行一次 排水時所進行洗淨之次數稱爲排水循環N(次)。在此,所 12329pif.doc/008 23 1296205 謂洗淨是指過濾停止後,在下一次過濾開始前所進行的洗 淨。 亦即,即使分離洗淨與逆洗同時進行的情況下,即使 分離洗淨與逆洗各自進行之情況下,洗淨的次數爲一次。 而且’例如即使以分離洗淨、逆洗、分離洗淨、逆洗的方 式重複多數次以進行洗淨的情況下,各由於各自的洗淨是 在過濾停止後,在下一次過濾開始前進行,因此洗淨的次 數爲一次。 而且,洗淨也可以只進行分離洗淨或係洗其中任一 種。此外,在一連串的運轉循環中,可以只進行分離洗淨 或係洗其中任一種,也可以組合兩者以進行之。例如,其 可以依照i過濾、ii分離洗淨、iii過濾、iv逆洗、v排水 等順序進行運轉。在此情況下,排水循環數爲兩次。 就另一實例而言,其可以依照i過濾、ii分離洗淨、iii 過濾、iv分離洗淨、v逆洗、Vi過濾、vii同時進行分離洗 淨與逆洗、viii排水等順序進行運轉。在此情況下,排水 循環數爲三次。 第1〇圖是本發明之過濾膜裝置中浸漬水槽底面之一 個實例的槪念圖。圖中的實現表示水槽內部底面的輪廓、, 另一方面圖中的虛線表示中空線膜模組單元的外周輪廓。 在此,針對膜模組單元之面積效率與容積效率做說 明。面積效率是由膜模組單元之膜面積S除以膜模組單元 之投影面積A(以第10圖爲例是a’(m)x b’(m))求出的。另 一方面,容積效率是由該單元之膜面積S除以該單元之容 積V’(m3)(以第10圖爲例是a’(m)x b’(m)x單元高度(m : 12329pif.doc/008 24 1296205 未圖示)所求得之容積)求出的。 而且,浸漬水槽之容積V(m3)以第10圖爲例是a(m)X b(m)x有效水深(m :未圖示)所求得之容積。 在本發明之過濾裝置中,中空線膜模組單元的面積效 率S/A較佳爲1000〜2000(m2/m2),更佳爲 1100〜 1800(m2/m2)。面積效率可以根據該單元之堆離層數而調 整,堆疊層數少、面積效率小於l〇〇〇(m2/m2),則該單元 不會較緊密。另一方面,堆疊層數多、面積效率大於 2000(m2/m2),則在例如散氣裝置只設置在該單元最下部之 情況下,由於在膜上部之氣泡無法穿越渡過整個膜,而會 造成洗淨不良的狀態。 在本發明之過濾裝置中,中空線膜模組單元的容積效 率 S/ν’較佳爲 500〜800(m2/m3),更佳爲 600〜700(m2/m3)。 容積效率S/ν’小於500(m2/m3),則該單元無法緊密Μ裝 置會大型化。另一方面,容積效率S/V’大於800(m2/m3), 會造成洗淨性降低。 在本發明之過濾裝置中,浸漬水槽的容積爲V(m3)、 膜模組單元之容積爲V’(m3)時,較佳是0.7$V’/V€0.99。 V’/V小於0.7的情況下,無效空間(dead space)大造成水回 收率降低。另一方面,V’/V大於0·99的情況下,將該單 元設置於浸漬水槽內時,該單元與浸漬水槽內壁之間的空 間變小,在安裝時可能會造成該單元破損。 本發明之過濾裝置的運轉方法,膜模組單元之膜面積 爲S(m2)、過濾通量,亦即過濾量(m3/d)除以膜面積S(m2) 之値爲J(m/d)、過濾時間爲T(h)、排水循環數爲N(次)、 12329pif.doc/008 25 1296205 排水量D(m3)、逆洗通量,亦即逆洗量(m3/d)除以膜面積s(m2) 之値爲J’(m/d)、逆洗時間爲T’(h)時,使其滿足下列關係 式: N- 22.8D/{S(0.05JT-J’T’)} 式 水回收率Q(%)可以下式求出。 Q={(過濾水量-逆洗水量)/(原水供給量)}X 1〇〇 ={(Sx Jx T/24x N-Sx J9X T724x N)/(Sx Jx T/24x N+D)}x 100 水回收率Q(%)是由各條件來決定,其大大的受到排 水循環數N(次)之影響。在此,當設定水回收率q(%)^95 %,以求出N(次)之情況下,上述式變成:
Ng 22.8D/{S(0.05JT-J,T,)} 式⑷ 在大規模的處理設備中,排水的絕對量大,水回收率 是很重要的。在此,利用上式求出N,藉由決定排水循環 數來達成水回收率95%以上之高回收率。 此時,過濾通量J(m/d)可以對應原水水質而適當的設 定之,過濾通量較佳的範圍爲0.25〜2.5m/d。過濾通量低 於0.25m/d的情況下,則需要非常長的運轉時間;另一方 面,過濾通量高於2.5m/d,就會造成吸引壓力很早就上升 的狀況。 過瀘時間爲T(h)可以對應原水水質而適當的設定之, 過濾時間較佳的範圍爲15〜240分,過濾時間更佳的範圍 爲30〜120分。在過濾時間低於15分的情況下,水回收 率及運轉率降低;另一方面,在過濾時間長於180分的情 況下,則會造成吸引壓力的洗淨回復性變低的狀況。 12329pif.doc/008 26 1296205 分離的氣體量(每膜模組單元之投影面積的氣體量)也 可以適當的設定之,舉例來說,其較佳的範圍爲100〜 400(Nm3/(m2 · h)),更佳的範圍爲 150〜250(Nm3/(m2 · h))。 在氣體量小於100(Nm3/(m2 · h))的情況下,洗淨效果會變 低;另一方面,在氣體量大於400(Nm3/(m2 · h))的情況下, 所需要的氣體量會變的過大。 對於分離洗淨的時間也可以適當的設定之,舉例來說 其較佳的範圍爲1分至10分,更佳的範圍爲2分至5分。 在分離洗淨的時間小於1分的情況下,洗淨效果低;另一 方面,在分離洗淨的時間大於10分的情況下,運轉率低。 此時,逆洗通量r(m/d)也可以適當的設定之,舉例來 說,逆洗通量較佳的範圍爲過濾通量的0.3〜4倍,逆洗通 量更佳的範圍爲過濾通量的1〜3倍。在逆洗通量低於過 濾通量的0.3倍的情況下,洗淨效果低;另一方面,在逆 洗通量高於過濾通量的4倍的情況下,水回收率低。 逆洗時間爲T’(h)也可以適當的設定之,逆洗時間較 佳的範圍爲5〜180秒,過濾時間更佳的範圍爲10〜90秒。 在逆洗時間低於5秒的情況下,洗淨效果低;另一方面, 在逆洗時間長於90秒的情況下,水回收率及運轉率降低。 於逆洗水中注入的藥劑可以視實際需要而適當的設定 之,舉例來說,其可以使用次亞氯酸鈉水溶液等。對於注 入濃度也可以視當的選擇設定之,舉例來說,其較佳的範 圍爲1〜100mg/L(逆洗水中的濃度)、更佳的範圍爲2〜50 mg/L。而且,藥液的注入並不是一定要進行的,只要視實 際需要而進行之。 12329pif.doc/008 27 1296205 排水循環數N(次)可以適當選擇逆洗1次進行排水1 次,也可以逆洗數次進行排水1次。舉例來說’其較佳的 範圍爲逆洗1〜4次進行排水1次,更佳的範圍爲逆洗1〜 2次進行排水1次。在小於逆洗4次進行排水1次的情況 下,就會造成吸引壓力很早就上升的狀況。 實驗例 以下根據實驗例更詳細的說明本發明。 [中空線膜模組的製作] <實驗例1〉 使用親水化聚乙烯多孔質中空線膜(三菱麗陽(股)公司 製,商品名:EX540T、內徑350微米(// m)、外徑540微 米(//m)、材質:聚乙烯)作爲中空線膜,以16個中空線 膜爲一束,同時折回編成連接線,製作出薄片狀中空線膜 (編織寬度:950mm,線束數:70)。 將此薄片狀中空線膜(個數:27個)以間隔6mm(間隔 表示中空線膜之中心-中心間的長度)的編織物空隙一邊裝 著一邊堆疊,而將其一個末端***中空線膜露出側爲長方 體、且中空線膜開口側的末端面爲圓筒狀之ABS樹脂製 的殻體(圓筒部內徑:124mm)。然後,注入嵌裝樹脂 「C4403/N4221」(日本聚胺基甲酸乙酯工業(股)公司製, 二液硬化聚胺基甲酸乙酯樹脂,1·5公斤)使薄片狀中空線 膜與殼體固定黏著在一^起。 另一方的末端也一樣,使薄片狀中空線膜與殻體固定 黏著在一起,並藉由切斷兩末端表面,於中空線膜兩端形 成開口,而製作出具有如第4圖所示之結構的中空線膜模 12329pif.doc/008 28 1296205 組(膜面積=34m2、W= 173mm、D= 124mm、L= 50mm、 長方體部之中空線膜固定長20mm、L/D = 0.40、W/D = 1.40)。 <實驗例2> 除了嵌裝樹脂使用1.3kg以外,其他條件與實驗例1 一樣而製作出中空線膜模組。(膜面積=37m2、W= 173mm、 D= 124mm、L= 35mm、長方體部之中空線膜固定長20mm、 L/D=0.28、W/D= 1·40)。 <實驗例3> 使用親水化聚乙烯多孔質中空線膜(三菱麗陽(股)公司 製,商品名:EX780T、內徑500微米(//m)、外徑770微 米(//m)、材質:聚乙烯)作爲中空線膜,以6個中空線膜 爲一束,同時折回編成連接線,製作出薄片狀中空線膜(編 織寬度·· 950mm,線束數:82)。 將此薄片狀中空線膜(個數:30個)以間隔6mm的編 織物空隙一邊裝著一邊堆疊,而將其一個末端***中空線 膜露出側爲長方體、且中空線膜開口側的末端面爲圓筒狀 之ABS樹脂製的殼體(圓筒部內徑:145mm)。然後,注入 與實驗例1同種的嵌裝樹脂(1.7公斤)使薄片狀中空線膜與 殼體固定黏著在一起。接著,藉由切斷末端表面,於中空 線膜形成開口,而製作出具有如第.5圖所示之結構的中空 線膜模組(膜面積=30m2、W = 232mm、D = 145mm、L = 60mm、長方體部之中空線膜固定長30mm、L/D= 0.41、 W/D= 1.60)。 <實驗例4> 12329pif.doc/008 29 1296205 除了編織寬度1200mm、線束數爲167以外,其他條 件與實驗例1一樣而製作出中空線膜。 將此薄片狀中空線膜(個數:27個)以間隔6mm(間隔 表示中空線膜之中心-中心間的長度)的編織物空隙一邊裝 著一邊堆疊,而將其一個末端***中空線膜露出側爲長方 體、且中空線膜開口側的末端面爲圓筒狀之矽樹脂製嵌裝 模具(內徑:250mm)。然後,注入與實驗例1同種的嵌裝 樹脂(2.5公斤)使薄片狀中空線膜與殼體固定黏著在一 起。,1.5公斤)使薄片狀中空線膜與殼體固定黏著在一起。 另一方的末端也一樣,使薄片狀中空線膜與殻體固定 黏著在一起,並藉由切斷兩末端表面,於中空線膜兩端形 成開口,而製作出具有如第1圖所示之結構的中空線膜模 組(膜面積=90m2、W= 425mm、D= 250mm、L = 150mm、 長方體部之中空線膜固定長50mm、L/D = 0.60、W/D = 1.70)。 <比較例1> 使用從中空線膜露出側至中空線膜開口部側具有長方 體形狀之殻體(受壓面尺寸:長邊部121mm、短邊部 l〇〇mm ;其與實驗例1之圓筒部的受壓面積相同),除了 嵌裝樹脂使用2.0kg以外,其他條件與實驗例1 一樣而製 作出中空線膜模組。(膜面積=35m2 /固定構件尺寸:長 邊部121mm、短邊部100mm ;中空線膜固定長70mm)。 [中空線膜模組的重覆耐壓試驗] 使用實驗例1〜實驗例4與比較例1所製作的中空線 膜模組,進行重覆耐壓試驗。 12329pif.doc/008 30 1296205 重複耐壓試驗係從中空線膜模組切除中空線膜,並將 中空線膜開口部以嵌裝樹脂封住,而製作出試驗樣品。接 著,將所製作之試驗樣品放置於重複耐壓試驗裝置,從模 組末端表面重複進行加壓放壓,測量直到樣品產生拽漏時 之循環次數(條件溫度:40°C、壓力:350kPa、循環:30 開/30秒關、加壓方向:從模組末端面側加壓、次數:最 大500次)。結果如表一所示。 表一 實驗例1 實驗例2 實驗例3 實驗例4 比較例1 循環 次數 5000 次 (無洩漏) 5000 次 (無洩漏) 5000 次 (無洩漏) 5000 次 (無洩漏) 1530 次 (嵌裝面產 生裂痕) 根據重複耐壓實驗的結果,可以明白的瞭解本發明之 中空線膜模組具有優良的耐壓性。 [中空線膜模組單元之製作] <實驗例5> 使用以實驗例1所製作之中空線膜模組,製作如第6 圖所示結構之中空線膜模組單元(膜面積136m2)。然後, 在鉛直方向堆疊6層中空線膜模組單元製作出如第8圖所 示在下密具備有散氣裝置之中空線膜模組單元(膜面積 =816m2、a’ = 1.2m、b’=0.4m、單元高度=2.637m、面積效 率 S/A=1700m2/m2、單元容積 ν’ = 1·266ηι3、容積效率 S/V, =645m2/m3) 〇 <實驗例6> 除了在鉛直方向堆疊4層中空線膜模組單元以外,依 12329pif.doc/008 31 1296205 照實驗例5之條件製作出中空線膜模組單元(膜面積 =544m2、a’ = ;L2m、b’=0.4m、單元高度= 1·797ιη、面積效 率S/A=1133m2/m2、單元容積、容積效率s/v, =630m2/m3) 0 [過濾實驗] <實驗例7> 將實驗例5所製作的中空線膜模組單元安裝在第9圖 所示之過瀘膜裝置(a=1.21m、b=〇.41m、有效水深=2.637m、 V=1.31m3、V,/V=0.97)。 使用上述過濾裝置進行潛流水過濾實驗10日,測量 吸引壓力之狀態。測試條件如表二所示,結果如表三所示。 <實驗例8> 除了水槽之條件改爲a==l ·3ιη、b=0.5m、有效水深 =2.637m、V=L71m3以外,進行與實驗例7相同之潛流水 過濾實驗。測試條件如表二所示,結果如表三所示。 <實驗例9> 將實驗例6所製作的中空線膜模組單元安裝在第9圖 所示之過濾膜裝置(a=1.21m、b=〇.41m、有效水深= 1·797πι、 ν’/ν=0·97)。使用上述過瀘裝置進行潛流水過瀘實驗1〇 曰,測量吸引壓力之狀態。測試條件如表二所示,結果如 表三所示。 <實驗例10〉 除了水槽之條件改爲a=1.3m、b=0.5m、有效水深 = 1.797m、V=1.17m3、V’/V=0.74 以外,進行與實驗例 9 相同之潛流水過濾實驗。測試條件如表二所示,結果如表 12329pif.doc/008 32 1296205 三所示。 <比較例2> 除了水槽之條件改爲a=1.5m、b=0.7m、有效水深 =2.637m、V=2.77m3、V’/V=0.46 以外,進行與實驗例 7 相同之潛流水過濾實驗。測試條件如表二所示,結果如表 三所示。 <比較例3> 除了水槽之條件改爲a=1.5m、b=0.7m、有效水深 = 1.797m、V=1.89m3、V’/V=0.46 以外,進行與實驗例 9 相同之潛流水過瀘實驗。測試條件如表二所示,結果如表 三所示。 實驗例 比較例 7 8 9 10 2 3 面積效率(m2/m2) 1700 1133 1700 1133 容積效率(m2/m3) 645 630 645 630 V/V’ 0.97 0.74 0.97 0.74 0.46 0.46 過 濾 J(m/d) 2.0 0.5 2.0 0.5 T(h) 1 1 洗 淨 分離 氣體量 (Nm3/(m2/h)) 200 時間 2 逆洗 J’(m/d) 4.0 1.0 4.0 1.0 T,(h) 0.00833 排 水 D(m3) 1.07 1.47 0.731 1.01 2.53 1.73 排水循環數N(次) 1 1 2 3 1 4 12329pif.doc/008 33 1296205 表三 實驗例 比較例 7 8 ------ 9 10 2 3 實驗開始之後的 吸引壓力20°C(kPa) 28.0 28.0 15.0 15.0 28.0 15.0 實驗結束時的 吸引壓力20°C(kPa) 30.7 29.7 15.5 15.4 29.6 15.3 水回收率(%) 96.8 96.3 95.3 95.5 94.8 94.7 根據過濾實驗的結果’本發明之過瀘膜裝置可以達到 95%以上之高水回收率,而且在運轉時吸引壓力也很安 定。 產業上利用性 本發明之中空線膜模組、中空線膜模組單元、過濾膜 裝置(膜過濾系統)與其運轉方法,可用於自來水之淨化、 下排水之淨化、工業製程等。本發明之中空線膜模組,由 於固定構件(2)之中空線膜露出側的末端面形狀約略呈矩 形,且固定構件(2)之中空線膜開口側的末端面形狀約略呈 圓形,因此在應用洗淨性優良的薄片狀中空線膜的模組 中,即使在增加膜面積的情況下,也不會使中空線膜固定 部的耐壓性變差。本發明之中空線膜模組單元’由於設置 具有被上述圓筒部(4)貫通的孔洞之板狀構件(5),並利用 此板狀構件(5)來固定中空線膜模組之位置,因此可以簡便 且確實的固定,並能夠提升中空線膜的集積度。而且,具 備有多個本發明之中空線膜模組的本發明之過濾膜裝置與 適用本發明之運轉方法的過濾膜裝置,不但非常的緊密且 12329pif.doc/008 34 1296205 膜面積也很大,而且因爲洗淨性優良’而可以進行長時間 安定的過濾。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上’然其並非用以 限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神 和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 【圖式簡單說明】 第1圖是本發明之中空線膜模組之一個實例的斜視 圖。 第2圖是本發明之中空線膜模組中的固定構件之一個 實例的剖面圖。 第3圖是本發明之中空線膜模組中的固定構件之一個 實例的斜視圖。 第4圖是本發明之中空線膜模組中的固定構件之另一 個實例的剖面圖。 第5圖是本發明之中空線膜模組中的固定構件之另一 個實例的斜視圖。 第6圖是本發明之中空線膜模組單元之一個實例的斜 視圖。 第7圖是本發明之中空線膜模組單元的位置固定部之 一個實例的剖面圖。 第8圖是在鉛直方向堆疊本發明之中空線膜模組單元 時之一個實例的正面圖。 第9圖是本發明之過濾膜裝置之一個實例的流程圖。 第1〇圖是本發明之過濾膜裝置中浸漬水槽底面之一 12329pif.doc/008 35 1296205 個實例的槪念圖。 【圖式標示說明】 I :薄片中空線膜 2:固定構件 3:長方體部 4 :圓筒部 5:板狀構件 6 :集水蓋 7:集水構件 8 :螺紋 9:密封構件 10 :殼體 II :支撐構件 12 :水槽 13 :中空線膜模組單元 14 :散氣裝置 15 :吸引泵 16 :藥液栗 17 :藥液儲槽 18 :逆洗泵 19 :逆洗儲槽 20 :鼓風機 21 :側邊框架 36 12329pif.doc/008
Claims (1)
1296205 拾、申請專利範圍: 1. 一種中空線膜模組,包括: 多個薄片狀中空線膜(1);以及 一固定構件(2),使多數個薄片狀中空線膜(1)之至少 一末端維持開口狀態、並約略平行的固定該些薄片狀中空 線膜(1),該固定構件(2)之中空線膜露出側的末端面形狀 約略呈矩形,且該固定構件(2)之中空線膜開口側的末端面 形狀約略呈圓形。 2. 如申請專利範圍第1項所述之中空線膜模組,其中 該固定構件(2)在中空線膜露出側具備有形狀約略呈長方體 之長方體部(3),在中空線膜開口側具備有形狀約略呈圓筒 之圓筒部(4)。 3β如申請專利範圍第1項所述之中空線膜模組,其中 該圓筒部(4)之直徑爲D(mm)、圓筒長度爲L(mm)時,滿 足下列關係式: 0.2SL/D2 1.0。 4.如申請專利範圍第1項所述之中空線膜模組,其中 該長方體部(3)在中空線膜露出末端表面的長邊部長度爲 W(mm)、圓筒部(4)之直徑爲D(mm)時,滿足下歹丨J關係式: 1.0$ W/D-2.0。 5· —種中空線膜模組單元,包括由多數個申請專利範 圍第2項所述之中空線膜模組所配置而成,在與薄片狀中 空線膜(1)之薄片面垂直的側面上設置有一板狀構件(5), 該板狀構件(5)具有被該圓筒部(4)貫通的孔洞,利用該板 狀構件(5)來固定該些中空線膜模組之位置。 12329pif.doc/008 37 1296205 6. 如申請專利範圍第5項所述之中空線膜模組單元, 其中該圓筒部(4)與和該圓筒部(4)接合之一集水蓋(6)夾住 固定該板狀構件(5)。 7. 如申請專利範圍第5項所述之中空線膜模組單元, 其中該圓筒部(4)與集水蓋(6)包括利用螺紋接合的方式固 定。 8. —種中空線膜模組單元,包括: 在鉛直方向重疊配置的多數個申請專利範圍第6項所 述的中空線膜模組單元; 該薄片狀中空線膜(1)之薄片面係配置成鉛直方向’且 在鉛直方向相鄰的該集水蓋(6)彼此藉由在鉛直方向延伸的 一集水構件(7)連結在一起;以及 在與該薄片狀中空線膜(1)之薄片面平行的側面上設置 一側邊框架(21)。 9. 如申請專利範圍第8項所述之中空線膜模組單元’ 其中在鉛直方向鄰接之該些中空線膜模組的該薄片狀中空 線膜(1)彼此之間在鉛直方向的間隔爲小於7〇mm。 10. —種過濾膜裝置,包括: 一膜模組單元,配置於一水槽內,該膜模組單元是由 多數個中空線膜模組所構成,各該些中空線膜模組具備有 多數個薄片狀中空線膜(1)與使多數個薄片狀中空線膜(1) 之至少一末端維持開口狀態、並約略平行的固定該些薄片 狀中空線膜(1)之一固定構件(2),該固定構件(2)之中空線 膜露出側的末端面形狀約略呈矩形,且該固定構件(2)之中 空線膜開口側的末端面形狀約略呈圓形,當該膜模組單元 12329pif.doc/008 38 1296205 之膜面積爲S(m2)、該膜模組單元之投影面積爲A(m2)、該 膜模組單元之容積爲V’(m3)、該水槽之容積爲V(m3)時, 該過濾膜裝置滿足下列三個關係式: 式⑴ 式(2) 式(3)。 1000^ S/A^ 2000 500$ S/V,$ 800 0.7^ V7V^〇.99 ,11.一種過濾膜裝置的運轉方法,適用於一過濾膜裝 置,該過瀘膜裝置包括一膜模組單元配置於一水槽內’該 膜模組單元是由多數個中空線膜模組所構成,各該些中空 線膜模組具備有多數個薄片狀中空線膜(1)與使多數個薄片 狀中空線膜(1)之至少一末端維持開口狀態、並約略平行的 固定該些薄片狀中空線膜(〗)之一固定構件(2),該固定構 件(2)之中空線膜露出側的末端面形狀約略呈矩形’且該固 定構件(2)之中空線膜開口側的末端面形狀約略呈圓形;該 方法包括: 當該膜模組單元之膜面積爲S(m2)、過濾通量爲 J(m/d)、過瀘時間爲T(h)、排水循環數爲N(次)、排水量 D(m3)、逆洗通量爲J’(m/d)、逆洗時間爲T’(h)時,設定膜 面積爲S、過濾通量爲J、過濾時間爲T、排水循環數爲N、 排水量D、逆洗通量爲Γ與逆洗時間爲τ,,使其滿足下列 關係式,以運轉該過濾膜裝置: N^22.8D/{S(0.05JT-J,T,)} 式⑷。 12329pif.doc/008 39
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