專利名稱:水處理裝置制造方法
【專利摘要】一種能夠可靠地去除附著在浸沒式膜上的懸濁成分而能夠穩(wěn)定地得到高度處理之后的凈水、源自排水的再利用水的水處理裝置，其是借助浸沒在含有懸濁成分的被處理水中的膜組件(12)來分離懸濁成分而得到處理水的浸沒式膜水處理裝置，該水處理裝置在膜組件的下方設有用于向膜組件擴散空氣的空氣擴散部件(14)以及用于向膜組件擴散含臭氧的氣體的臭氧擴散部件(15)，同時向膜組件擴散空氣和含臭氧的氣體，利用擴散了的含臭氧的氣體中的臭氧由化學氧化反應來對附著在膜組件上的懸濁成分進行氧化，并且，利用擴散了的空氣的氣泡由物理振動來將附著在膜組件上的懸濁成分去除。
【專利說明】
水處理裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種水處理裝置，詳細而言，涉及一種使用浸沒式膜進行凈水處理、排水的再利用處理的水處理裝置。

【背景技術】
[0002]國內外，特別是在中國，隨著城市化的加速、生活水平的提高，對飲用水的水質要求在提高，以前的標準的自來水處理工藝已經無法滿足人們的要求，因此新的標準被設立。在中國的新標準《生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749-2006)》中規(guī)定水質的標準由舊標準的35項增加到106項，2012年7月I日以后，要求所有的凈水廠要滿足新水質標準。但是，飲用水的主要水源是地表水，受到工業(yè)及農業(yè)的污水、季節(jié)性的洪水、海水逆流等的影響，因此，水質惡化明顯。在中國，多數凈水廠依舊采用通常處理(只有消毒、固液分離)，去除BOD成分、氨型氮、微量有機物等的能力有限，存在無法保證新水質標準的凈水廠。因此，舊式凈水廠的改良迫切，新飲用水的處理技術的開發(fā)具有很大的意義。
[0003]現在，新的飲用水的處理技術有活性炭處理、生物預處理、粉末活性炭投入、膜處理技術等。臭氧活性炭處理技術是公認的凈水高度處理技術，是集臭氧氧化、活性炭吸附、生物分解等一體的技術。臭氧的作用是提高有機物的生物分解性、強化活性炭過濾槽的生物分解能力，并且，利用強化后的生物作用來在活性炭過濾槽中促進活性炭自身所吸附的有機物的分解，由此，活性炭的吸附容量得到恢復，活性炭的更換周期得到顯著延長。臭氧活性炭處理技術提高有機物的去除能力，其污濁度、氨型氮、臭味物質等污染物質的去除效果比所有的以前的標準處理技術都優(yōu)異。但是，隨著原水的水質變動，臭氧活性炭存在生物泄漏的問題，無法保障放出水的生物安全性。而且，對現有的標準工藝凈水廠適用臭氧活性炭處理技術，改良工程需要高費用，也需要大的建設用地，因此受到資金和土地的限制。
[0004]水處理中的膜技術是21世紀的飲用水處理技術。以MF膜及UF膜為代表的膜技術在水質、用地面積、生物安全性方面是有利的，有易于進行自動化的優(yōu)點，在飲用水處理領域發(fā)揮重要作用。但是，膜過濾過程中膜的污染(或者膜的堵塞)是妨礙膜技術應用的主要難題。根據以往的研宄發(fā)現凝集、氧化等能夠有效地推遲膜的污染、使膜通量穩(wěn)定，近年來，正在廣泛研宄膜過濾與含有凝集、吸附、氧化、生物作用等其他處理工藝的混合化。水處理設備的大規(guī)模化中的膜應用技術大多采用的是由有機物構成的膜。作為膜的材質，公知有例如聚醋酸纖維素、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚醚砜等。凝集與有機膜的組合較多被提出，但是有機膜與氧化處理的組合較為稀少。這是因為現在采用的這些有機膜的抗氧化能力低，在氧化氛圍中使用困難。因此，提出氧化與陶瓷膜的組合，但是陶瓷膜具有成本高、單位體積的膜面積小、能源消耗高等缺點，現在基本上停留在研宄室階段。
[0005]另一方面，有以下提案:在凈水處理和排水的再利用處理中，當利用浸沒在含有懸濁成分的被處理水中的膜組件(浸沒式膜)來分離懸濁成分的時候，進行擴散空氣從而去除附著在浸沒式膜上的懸濁成分的空氣擴散，或者進行擴散含有臭氧的氣體從而去除附著在浸沒式膜上的懸濁成分的臭氧擴散，來防止因懸濁成分的附著而導致的浸沒式膜堵塞(例如，參照專利文獻1，2)。
[0006]專利文獻1:日本特開2006-305443號公報
[0007]專利文獻2:日本特開平9-192459號公報實用新型內容
[0008]實用新型要解決的問題
[0009]但是，根據被處理水中的懸濁成分的性狀的不同，有時只通過空氣擴散或者只通過臭氧擴散無法將懸濁成分完全從浸沒式膜去除。
[0010]因此本實用新型的目的在于提供一種水處理裝置，其能夠可靠地去除附著在浸沒式膜上的懸濁成分，能夠穩(wěn)定地得到高度處理之后的凈水、源自排水的再利用水。
[0011]用于解決問題的方案
[0012]為了達到所述目的，本實用新型的水處理裝置是浸沒式膜水處理裝置，借助浸沒在含有懸濁成分的被處理水中的膜組件來分離所述懸濁成分而得到處理水，其特征在于，在所述膜組件的下方設有用于向所述膜組件擴散空氣的空氣擴散部件以及用于向所述膜組件擴散含臭氧的氣體的臭氧擴散部件，特別是其特征在于，所述膜組件的支承體和膜體都由聚四氟乙烯形成。
[0013]實用新型的效果
[0014]根據本實用新型，能夠可靠地從浸沒式膜去除各種各樣的懸濁物質。因此，能夠穩(wěn)定地得到高度處理之后的凈水、源自排水的再利用水。

【附圖說明】

[0015]圖1是表示本實用新型的水處理裝置的一實施方式的說明圖。
[0016]圖2是表示實施例1中的壓差的變化情況的圖。

【具體實施方式】
[0017]本實施方式所示的水處理裝置是將膜組件12浸沒在從被處理水導入路徑(沒有圖示)導入到處理槽11的內部的被處理液中的浸沒式膜的水處理裝置。利用泵(沒有圖示)來從與膜組件12的內部連通的處理水導出路徑13中抽出透過膜組件12后的處理水，由此，能夠借助膜組件12捕捉被處理液中的懸濁物質從而得到分離之后的處理水。
[0018]在所述膜組件12的下方設有向膜組件12擴散空氣的空氣擴散部件14和向膜組件12擴散含臭氧的氣體的臭氧擴散部件15?？諝鈹U散部件14與對空氣進行升壓后將該空氣供給的空氣供給設備16相連接。另外，臭氧擴散部件15與例如通過無聲放電產生臭氧的臭氧發(fā)生裝置17相連接。
[0019]從臭氧擴散部件15擴散的含臭氧的氣體是標準狀態(tài)(0°C、10kPa)下每Im3含有20g以上的臭氧的含臭氧的氣體，即，臭氧濃度為20g/Nm3以上，優(yōu)選使用25g/Nm3以上的含臭氧的氣體，通過擴散臭氧濃度高的含臭氧的氣體能夠有效地氧化附著在膜組件12上的懸濁物質。與處理水量相對應的臭氧添加量根據被處理水的水質有所不同，但一般0.1mg/L?2.0mg/L的范圍較為合適。
[0020]所述膜組件12是浸沒式的中空型過濾膜，被處理水從圓筒狀的膜絲外周通過膜體(表層)和支承體(支承層)進入膜絲的內部，處理水從膜絲的端部流出。懸濁物質被位于膜絲的外周的膜體阻止從而被從處理水中分離。而且，該膜組件12因為接觸高濃度臭氧，所以包含支承體及膜體的整體都優(yōu)選由具有耐臭氧性的材料例如聚四氟乙烯(PTFE)形成。
[0021]在這樣形成的水處理裝置中，一邊將被處理水導入處理槽11內，一邊經由處理水導出路徑13抽出處理水，此時，通過從臭氧擴散部件15向膜組件12擴散含臭氧的氣體，能夠利用在含臭氧的氣體中所含有的臭氧的強氧化力來對附著在膜組件12上的懸濁成分進行化學地氧化，并且，通過從空氣擴散部件14向膜組件12擴散空氣，由此，利用從空氣擴散部件14擴散的空氣的氣泡產生的振動能夠將附著在膜組件12上的懸濁成分從膜組件12上物理地去除。而且，也能夠利用臭氧的氧化作用進行被處理水中的有機物、微生物的分解去除處理、滅菌處理、殺菌處理。
[0022]因為同時擴散含臭氧的氣體和空氣，所以與只擴散含臭氧的氣體的情況比較，臭氧的濃度變低，但是借助含臭氧的氣體中的臭氧能夠可靠地氧化膜表面的污染物質，并且，能夠借助擴散的空氣將氧化的污染物質從膜表面剝離。
[0023]因此，通過連續(xù)地或者以適當的時間間隔使空氣擴散部件14和臭氧擴散部件15工作，能夠可靠地去除附著在膜組件12上的懸濁成分并能夠抑制壓差的上升，能夠穩(wěn)定且高流量地得到從被處理水中分離懸濁成分而成的處理水，例如高度處理后的凈水、源自排水的再利用水。特別地，通過使用由聚四氟乙烯形成的膜組件12，能夠抑制臭氧導致的膜的劣化以及能夠長期穩(wěn)定地持續(xù)運轉。
[0024]空氣擴散部件14和臭氧擴散部件15不限于同時進行擴散的運轉，也可以有只進行任意一者的氣體擴散的運轉期間。而且，自各擴散部件的擴散氣體量能夠根據膜組件12的狀態(tài)適當地設定。另外，附設在浸沒式膜的水處理裝置的污泥抽出部件和反洗部件等附屬設備能夠直接使用以往眾所周知的設置在浸沒式膜的水處理裝置中的附屬設備，所以省略其詳細的說明。
[0025]實施例1
[0026]在圖1所示的水處理裝置中，分別測定了停止臭氧擴散部件15而只使空氣擴散部件14工作時的壓差的變化、一邊使空氣擴散部件14工作一邊從臭氧擴散部件15擴散臭氧濃度為20g/Nm3的含臭氧的氣體時壓差的變化、以及一邊使空氣擴散部件14工作一邊從臭氧擴散部件15擴散臭氧濃度為10g/Nm3的含臭氧的氣體時壓差的變化。
[0027]其結果如圖2所示。從圖2可以看出，只使用空氣擴散部件14的空氣擴散時，如線A所示，壓差增加，持續(xù)運轉變得困難，與此相對，擴散空氣和臭氧濃度為20g/Nm3的含臭氧的氣體的情況下，如線B所示，能夠降低壓差，能夠長時間運轉。另外，擴散空氣和臭氧濃度為10g/Nm3的含臭氧的氣體的情況下，如線C所示，壓差幾乎沒有變化，能夠抑制壓差的上升。
[0028]從該結果可知，即使臭氧濃度為10g/Nm3也能夠期待某種程度的長期持續(xù)運轉的效果，但通過將臭氧濃度提高至20g/Nm3能夠降低壓差，能夠長期持續(xù)運轉。
[0029]附圖標記說明
[0030]11、處理槽；12、膜組件；13、處理水導出路徑；14、空氣擴散部件；15、臭氧擴散部件；16、空氣供給設備；17、臭氧發(fā)生裝置。
【權利要求】
1.一種水處理裝置，其是浸沒式膜水處理裝置，借助浸沒在含有懸濁成分的被處理水中的膜組件來分離所述懸濁成分而得到處理水，其特征在于， 在所述膜組件的下方設有用于向所述膜組件擴散空氣的空氣擴散部件以及用于向所述膜組件擴散含臭氧的氣體的臭氧擴散部件。2.根據權利要求1所述的水處理裝置，其特征在于， 所述膜組件的支承體及膜體都由聚四氟乙烯形成。
【文檔編號】B01D65-06GK204265490SQ201390000497
【發(fā)明者】張錫輝, 厲帥, 張亮, 鈴木辰彥 [申請人]前澤工業(yè)株式會社, 張錫輝