以单程通过进料侧而没有在渗透物侧上的交叉流动的方式操作一种螺旋缠绕式膜过滤组件。回收率为７０％或更高，而且进料侧速度为０．０５至０．４英尺／秒。所述组件可以在壳体／进料侧的间隔材料中有堰以提供一条进料通路，该通路具有穿过膜片的多个通道。描述了一种小规模系统，它用于使用所述的组件，例如用以采用纳米过滤膜来软化和过滤水。所述系统包括化学清洁装置和工艺。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水软化方法或装置，涉及膜过滤系统，例如通过反渗透(RO)、纳米过滤(NF)或超滤(UF)，而且涉及用于处理家庭、多住宅、商业、公共机构或工业用水以除去硬度、重金属、天然有机物质、颗粒物质、病原体或其它杂质中的一种或多种的方法和系统。
技术介绍
目前，基于离子交换的水软化是用于降低家庭和小规模应用中的水硬度的最常用的方法。这些方法有很多缺点，包括向水添加钠、排出含有氯化钠的废物流以及不能有效除去重金属、砷和其它杂质。同样，这些系统除去病原体例如大肠杆菌(E-coli)、Crptosporidiumparvum和兰伯贾第虫(Giardia lambia)的效果也是非常小的。RO和NF系统也被用于小规模水软化，而且它们提供对于除去硬度和其它杂质的有效处理。然而，这些系统通常使用一个单一组件。这些系统的一个关键局限性在于，需要循环浓缩物以保持穿过膜表面的高速度从而避免结垢。这导致高成本。这些RO/NF小系统还结合了复杂的清洁方法，而且为了延迟清洁操作，这些系统以低回收率操作，导致水的损耗。在US 4,814,079中，改进了一种螺旋缠绕式RO膜室，改进方式是除去间隔材料而代之以不透性材料的带状物以便在半透性膜片的外膜(envelopes)之间限定出一条卷绕开放的进料流路。在会在未改进的组件中导致1.3英尺/秒的进料流速度的进料流量下，所述卷绕的流路能使进料流的最低速度增加到3至10英尺/秒。据说，增加的流速度和没有间隔材料改进了在高固体浓度的水中的操作，所述水未经预先过滤就进料到所述组件。在一个优选的构型中，将不透性材料的带状物排列成与中央心轴相垂直，于是，当卷紧所述组件时，一个外膜的带状物压在另一个外膜的带状物上。据说这样可以避免各种问题，例如一个外膜的带状物会压入相邻外膜的进料通道，如果将所述带状物布置成与所述心轴平行就会发生这种情况。专利技术概述本专利技术的一个目的是对现有技术加以改进。本专利技术的其它目的包括提供一种水软化方法或装置，提供一种膜过滤方法或装置，例如在所述RO、NF或UF范围中的一个或多个之中，以及提供一种对这类系统中的膜进行清洁的方法，所述系统例如用于家庭、多住宅、商业、公共机构或工业应用。所述一项或多项专利技术包括本文件中所述的部件或步骤中的一个或更个的组合。下文的概述讨论一项或多项专利技术的各种特征，这可以帮助读者理解所述的一项或多项专利技术，但无意限定任何一项专利技术。在一些方面，本专利技术提供了一种具有螺旋缠绕式反渗透、纳米过滤或超滤组件的膜过滤系统。所述组件具有一个进料/浓缩物侧和一个渗透物侧，而且含于一个压力外壳或壳体中。所述系统还包括一个进料水泵、一个渗透物接收或收集槽、一个化学清洁系统、用于输送进料、渗透物和浓缩物的导管、以及一个用来保持所需的渗透物、浓缩物和进料流动的控制系统装置。所述进料/浓缩物侧可以是所述组件的壳侧，而且以进料单程流过所述进料/浓缩物侧的方式操作，所有的未渗透的进料作为浓缩物或渗余物离开所述壳体。所述渗透物侧可以是心轴侧而且以仅有一个或多个渗透物出口的方式操作，也就是说，在渗透物侧在一个入口和一个出口之间没有交叉流动。进料，例如来自井、表面或市政水源的进料，在供给压力下进入所述进料泵的入口侧。在进料供应采用泵的情况下，可以将所述进料供应泵和过滤系统泵相组合。将来自所述泵的加压进料送入所述过滤组件。一个渗透物流通过渗透物歧管被回收，一个浓缩物流通过浓缩物岐管被收集。与所述进料相比，所述渗透物具有降低的杂质(例如硬度)浓度，而所述浓缩物侧具有提高的浓度。将所述渗透物贮存在所述收集槽内，该收集槽可以是一种隔膜槽，它收集压力下的渗透物以便将渗透物提供给用户而无需进一步加压。将浓缩物送往排出口或将浓缩物从所述系统取出供其它处理。不时地操作所述化学清洁系统以提高所述组件的渗透性。所述组件可以是一种如下所述的改进的组件。在其它方面，本专利技术提供了一种螺旋缠绕式过滤组件(可以将它称作内部分级的组件)，其中所述进料沿一条流路流动，该流路形成穿过所述组件的外膜(也可以将它们称为片)的长度或宽度的多个通道(还可以将每个通道称为一个级)。例如，可以有3至9个、或者5至7个通道。所述流路可以贯穿所述组件的壳侧的片之间的间隔材料。所述通道可以具有边缘(edges)，这些边缘被通过间隔材料的区域或者在间隔材料的区域之间的堰(也可以将它们称为挡板或隔板)限定。所述通道可以具有下降的宽度或截面积，在一个通道内或者在通道之间或者二者，于是，在合适的操作条件下，例如本文中所述的操作条件下，可以有通过所述组件的进料/浓缩物侧的大体恒定或提高的速度。例如，与第一级的开始的宽度或截面积相比，最后一级的结尾的宽度或截面积可以是大约20％或更小或者15％或更小。所述通道通常可以与中央心轴平行，即，穿过所述组件的长度来回延伸，而且第一个通道可以比最后一个通道距离所述心轴更远。所述组件可以具有带孔的膜材料，所述孔在UF、NF或RO范围中的一个或多个之中。对于水软化应用而言，可以将所述孔径和膜材料规定为具有50％或更高的硬度抑制率，而且所述孔径和膜材料在一个系统中操作时可以提供30％或更高或者50％或更高的硬度抑制率。在其它方面，本专利技术涉及一种在一个系统(例如如上文所述的系统)中操作一个膜过滤器(例如如上文所述的膜过滤器)的方法。进一步举例，所述组件可以是一种用于在小规模系统中从进料水中除去硬度和其它杂质的NF组件。在该方法中，进料按单程方式经过所述组件的进料侧(也称为进料侧/浓缩物侧)。所述组件的最低表面进料侧速度或者表面出口速度至少为0.05ft/秒，优选高于0.12ft/s。例如，最低表面进料侧速度或者表面出口速度可以在0.05至0.4英尺/秒之间或者在0.12至0.3英尺/秒之间。将表面速度定义为在假设所述进料/浓缩物侧间隔物没有体积的情况下的速度；而且在本文中具有这样的定义，除非另有说明。随着所述进料穿过所述组件，速度可能提高。例如，在最后一级末端测定的出口速度可以是第一级中平均速度的1.2倍或更多倍。所述渗透物侧可以仅仅通过所述膜接收渗透物而且从一个出口释放渗透物，也就是说，在一个入口和一个出口之间没有交叉流动。回收的渗透物的量是进入所述组件的进料量的70％或更多，或者80％或更多或者在80至95％的范围内。将通过所述进料侧的压力降保持在组件所能允许的限度内。例如，进料侧压力降可以是10psi或更低或者5psi或更低。在其它方面，本专利技术提供了一种对一种膜组件进行化学清洁的手段。所述化学清洁可以定期发生，特别是在低使用期间过程中，或者当工艺条件显示膜结垢时，任选地使用一个定时器或控制器来进行或者辅助指示何时需要进行清洁或者来进行清洁步骤中的一些步骤或所有步骤。所述清洁系统可以包括化学溶液槽、在进料管线中的文丘里管进料器、导引进料水流过所述文丘里管和所述组件进料侧的阀、在渗透物侧的用来在清洁之后冲洗所述清洁溶液的阀、以及任选地包括的控制器或定时器。或者，所述清洁系统可以包括一个化学品槽，安装它是为了使清洁化学品借助重力流过所述组件的进料侧，任选地沿着与正常流动相反的方向。让所述化学品与污垢反应一段时间，然后将其从所述组件或系统冲洗出来，或者，可以让所述化学品在所述系统中静置，直到所述系统因为水的需本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，该方法包括如下步骤：ａ）提供一个多级螺旋缠绕式硬度抑制膜组件，所述组件具有一个进料／浓缩物侧和一个渗透物侧；ｂ）使加压进料水以单程方式流过所述组件的进料／浓缩物侧，所述进料水在所述组件的进料／浓缩物侧上的膜的最后部 分上的表面速度为０．０５至０．４英尺／秒；和ｃ）从所述组件的渗透物侧收集至少７０％的所述进料水作为渗透物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H侯赛因，PL科特，FC肯特，
申请(专利权)人：齐侬环境有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]
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