过滤设备和清洁过滤组件的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种过滤设备，该过滤设备包括:过滤组件，其具有多个中空纤维膜捆扎在一起的中空纤维膜束；以及清洁装置，其通过清洁来去除附着在中空纤维膜上的悬浮固体，并且本发明还涉及一种清洁过滤组件的方法。
【背景技术】
[0002]为了去除包含在海水、河水、废水以及油田产出水等中的悬浮固体(有机分子、微粒、油滴、诸如浮游生物等有机体、由细菌分泌到细胞外的透明胞外聚合颗粒物(TEP)等)，过滤设备被广泛使用，在该过滤设备中，设置有中空纤维膜束的过滤组件安置在容器中。
[0003]在此类过滤设备中，允许从过滤组件的外部提供的原水(待处理水)从中空纤维膜的外侧朝内部中空部分流动，并由此进行过滤。
[0004]然而，当使用此类过滤设备时，随着过滤的进行，悬浮固体附着在中空纤维膜的表面，从而堵塞中空纤维膜，这降低了过滤效率。
[0005]为了解决这种堵塞并保持高的过滤效率，例如，通常使用使水沿着与过滤方向相反的方向流动的方法(反洗)，使得能够去除附着在中空纤维膜的表面上的悬浮固体。
[0006]此外，为了适当地去除那些难以用普通反洗法来去除的悬浮固体，执行喷淋清洁或喷射清洁等(例如，参考PTL I)，在喷淋清洁中，以高压将清洗水喷洒至中空纤维膜束的表面来清洁过滤组件；在喷射清洁中，通过喷射来自喷射器喷嘴或起泡喷嘴的清洗水，以便在过滤容器中产生清洗水的喷射水流来清洁过滤组件。
[0007]引用列表
[0008]专利文献
[0009]PTL 1:国际公布文件 N0.2012/043433
【发明内容】
[0010]技术问题
[0011]然而，存在以下问题:在过滤持续了很长时间的情况下，尽管通过喷淋清洁或喷射清洁去除了悬浮固体，但不可能保持足够高的过滤效率。
[0012]因此，本发明的目的在于提供一种即使过滤持续很长时间也能够保持足够高的过滤效率的过滤设备和清洁过滤组件的方法。
[0013]解决技术问题的方案
[0014]为了解决上述问题，本发明的发明人进行了深入的研究。申请人一直在研究在现有的过滤设备的情况下为什么不可能保持足够高的过滤效率的原因。
[0015]结果，发明人发现:在现有的过滤设备的情况下，因为没有充分地清洁位于中空纤维膜束内侧的中空纤维膜，所以不可能保持足够高的过滤效率。
[0016]也就是说，通过将多个中空纤维膜扎在一起来形成中空纤维膜束。当对中空纤维膜束的表面执行喷淋清洁或喷射清洁时，尽管能够清洁位于中空纤维膜束外侧的中空纤维膜，但由于没有向位于内部的中空纤维膜提供足够量的清洗水，所以不能够充分地去除悬浮固体。因此，未去除的污物很可能残留在中空纤维膜束的内部。
[0017]随着过滤的进行，位于中空纤维膜束内部的未去除的污物逐渐累积。因此，即使执行清洁，也难以保持足够高的过滤效率。
[0018]因此，本发明的发明人进行了各种实验并对用于防止在这种中空纤维膜束内部产生非常少量的未去除的污物的方法进行了研究。结果，可以确认的是，在内部清洁喷嘴被插入到中空纤维膜束中并且从内部清洁喷嘴喷射清洗水以在中空纤维膜束中产生内部清洁流的情况下，能够适当地从内部清洁中空纤维膜束，并且能够防止产生未去除的污物。因此，完成了本发明。
[0019]根据基于前述发现而作出的本发明的第一实施例，过滤设备包括:过滤组件，其具有多个中空纤维膜捆扎在一起的中空纤维膜束；过滤容器，其容纳过滤组件；以及清洁装置，其清洁过滤组件。清洁装置包括内部清洁装置，内部清洁装置通过从插入到中空纤维膜束中的内部清洁喷嘴的末端喷射清洗水，从而在中空纤维膜束中产生内部清洁流来从内部清洁中空纤维膜束。
[0020]通过提供这种内部清洁装置，能够有效地去除附着在中空纤维膜束内部的中空纤维膜上的悬浮固体。因此，即使当过滤持续很长时间，也能够有效地保持足够高的过滤效率。
[0021]根据本发明的第二实施例，在根据本发明的第一实施例所述的过滤设备中，内部清洁喷嘴为与中空纤维膜束的纵向垂直地插入的正交喷嘴，并且内部清洁喷嘴在其末端设置有喷射口，喷射口沿着所述中空纤维膜束的纵向喷射清洗水。
[0022]通过提供这种正交喷嘴作为内部清洁喷嘴，能够在位于中空纤维膜束内部的中空纤维膜的整个长度上充分地供应清洗水，因此，能够进一步提高清洁效率。
[0023]根据本发明的第三实施例，在根据本发明的第一实施例或第二实施例所述的过滤设备中，清洁装置除了包括内部清洁装置之外，还包括外部清洁装置，外部清洁装置通过从外部清洁喷嘴的末端喷射清洗水，从而产生围绕中空纤维膜束旋转的旋转清洁流来从外部清洁中空纤维膜束，外部清洁喷嘴以与内部清洁喷嘴分开的方式设置在过滤容器的内壁面上。
[0024]在本发明的该实施例中，因为除了产生内部清洁流之外，还产生旋转清洁流，所以内部清洁流使构成中空纤维膜束的中空纤维膜之间的距离增大，而旋转流动贯穿中空纤维膜束的内部。因此，中空纤维膜均通过摩擦被清洁，并且能够从中空纤维膜束的内部和外部去除悬浮固体。
[0025]作为产生旋转清洁流的外部清洁喷嘴，例如，优选地使用产生喷射水流的喷射器喷嘴或起泡喷射喷嘴。
[0026]根据本发明的第四实施例，在根据本发明的第三实施例所述的过滤设备中，外部清洁喷嘴为穿过所述过滤容器的壁面的倾斜喷嘴，外部清洁喷嘴相对于中空纤维膜束的纵向以预定角度倾斜并被固定，并且外部清洁喷嘴在其末端设置有喷射口，喷射口沿着过滤容器的内壁面喷射清洗水。
[0027]通过使用以预定角度倾斜且固定的倾斜喷嘴作为外部清洁喷嘴，能够在过滤设备中容易地产生旋转清洁流。
[0028]根据本发明的第五实施例，一种通过使用根据本发明的第一实施例至第四实施例中的任意一个实施例所述的过滤设备来清洁过滤组件的方法，所述方法包括:通过从内部清洁喷嘴的末端喷射清洗水，从而在中空纤维膜束中产生内部清洁流来从内部清洁中空纤维膜束。
[0029]如上所述，通过使用内部清洁流来从内部清洁中空纤维膜束，能够有效地去除附着在中空纤维膜束内部的中空纤维膜上的悬浮固体。
[0030]根据本发明的第六实施例，在根据本发明的第五实施例所述的清洁过滤组件的方法中，使用通过向水中添加选自由酸、碱、次氯酸盐和清洁剂组成的组的任意试剂得到的清洗水作为清洗水来清洁过滤组件。
[0031]使用通过向水中添加选自由酸、碱、次氯酸盐和清洁剂组成的组的任意试剂得到的清洗水，能够进一步改进清洁效果。
[0032]在现有的过滤设备中，在过滤效率下降的情况下，通过从过滤设备拆下过滤组件并将该过滤组件浸没在任意上述试剂的水溶液中预定时间(例如，约半天)来恢复过滤效率。
[0033]与之相反，在根据本发明的过滤设备中，通过使用添加有任意该试剂的水溶液作为清洗水，即使在没有执行上述浸没处理的情况下也能够适当地去除悬浮固体。因此，能够有效地减少与过滤组件的拆卸和安装以及浸没相关的时间和清洁成本。此外，能够减少所使用的试剂的量。
[0034]根据本发明的第七实施例，在根据本发明的第六实施例所述的清洁过滤组件的方法中，酸是柠檬酸，碱是氢氧化钠，次氯酸盐是次氯酸钠，以及清洁剂是柠檬烯。
[0035]这些试剂已经用作用于去除附着在中空纤维膜上的悬浮固体的合适试剂，因此容易获得，并且对于使用该试剂而言无需新的考虑。
[0036]具体地说，通过使用柠檬酸作为酸，通常能够提高对各种悬浮固体的清洁效率。此夕卜，通过使用氢氧化钠作为碱，能够特别地提高对诸如沙子和石子等无机悬浮固体的清洁效率。此外，通过使用次氯酸钠作为次氯酸盐，能够特别地提高对源自细菌和浮游生物的有机悬浮固体的清洁效率。此外，通过使用柠檬烯(橙油)作为清洁剂，能够适当地分解并清洁 TEP0
[0037]根据本发明的第八实施例，在根据本发明的第七实施例所述的清洁过滤组件的方法中，通过按照如下次序改变清洗水的类型来清洁过滤组件:添加有次氯酸钠的清洗水、添加有氢氧化钠的清洗水以及添加有柠檬酸的清洗水。
[0038]如上所述，次氯酸钠、氢氧化钠及柠檬酸能够去除不同的悬浮固体。通过按照上述次序改变清洗水的类型并依次对不同的悬浮固体执行清洁，能够进一步提高清洁效率。
[0039]根据本发明的第九实施例，在根据本发明的第七实施例或第八实施例所述的清洁过滤组件的方法中，添加有柠檬酸的清洗水和添加有氢氧化钠的清洗水在被排出之前被混合并中和。
[0040]通过将添加有柠檬酸的所使用的清洗水和添加有氢氧化钠的所使用的清洗水混合，从而没有必要执行在处理添加有试剂的清洗水时所需的中和处理，这能够有助于降低清洁成本。
[0041]根据本发明的第十实施例，在根据本发明的第六实施例至第九实施例中的任意一个实施例所述的清洁过滤组件的方法中，通过在存储添加有所述试剂的所述清洗水的存储箱与所述过滤容器之间循环所述清洗水来清洁所述过滤组件。
[0042]通过在存储箱与过滤容器之间循环添加有试剂的清洗水，能够有效地利用该试剂。因此，能够进一步减少所使用的试剂的量，并且能够进一步降低清洁成本。
[0043]发明的有益效果
[0044]根据本发明，能够提供一种即使过滤持续很长时间也能够保持足够高的过滤效率的过滤设备和清洁过滤组件的方法。
【附图说明】
[0045]图1是示出根据本发明的实施例的过滤设备的示意图。
[0046]图2是示出根据本发明的实施例的过滤设备的外观的侧视图。
[0047]图3是示出图1所示的过滤设备的操作的视图。
[0048]图4是示出使用根据本发明的实施例的过滤设备的具体清洁方法的示意图。
【具体实施方式】
[0049]下文将参考附图对本发明的实施例进行描述。
[0050]1.过滤设备和过滤组件的清洁的概述
[0051]首先，将描述根据本发明的实施例的过滤设备。图1是示出根据本实施例的过滤设备的视图，而图2是示出根据本实施例的过滤设备的外观的侧视图。
[0052]如图1和图2所示，根据本实施例的过滤设备I包括:过滤组件2，其具有多个中空纤维膜捆扎在一起的中空纤维膜束3 ;以及过滤容器6，其容纳过滤组件2。在该视图中，附图标记7表示原水流入管，而附图标记8表示滤液流出管。
[0053]根据本实施例的过滤设备I与现有过滤设备的不同之处在于:过滤设备I除了包括上述结构之外，还包括