包括一体式生物反应器的螺旋卷绕过滤组件制造技术

包括一体式生物反应器的螺旋缠绕过滤组件一种螺旋卷绕过滤组件，其包括：i)压力容器，其包含进料口、聚集口和渗透口；ii)至少一个螺旋卷绕膜模块，其包含绕渗透管卷绕的至少一个膜包封，所述渗透管形成到渗透口的渗透路径；以及iii)生物反应器，其具有沿轴(Y)从第一端延伸到第二端的圆柱形外周边、位于第一端附近的入口，和位于第二端附近的出口；其中所述螺旋卷绕膜模块和生物反应器在压力容器内串联布置。

Spiral winding filter assembly including integral biological filter

Including the integrated bioreactor spiral filter assembly of a spiral wound filter assembly, comprising: I) pressure vessel, which comprises a feeding port, port and port aggregation penetration II); at least one spiral wound membrane module, which comprises at least one winding around the penetration tube membrane encapsulation, the permeation tube formation to the permeation path of penetration of the mouth; and III) bioreactor, which has along the shaft (Y) extends from the first end to the second end of the cylindrical outer periphery, at the entrance near the end of the first, and is located in the vicinity of a second end of the outlet; wherein the spiral wound membrane module and biological reactor the pressure vessel in tandem arrangement.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括一体式生物过滤器的螺旋卷绕过滤组件
本专利技术涉及包括在常见容器内与一体式生物反应器串联连接的一个或多个螺旋卷绕膜模块的螺旋卷绕组件。
技术介绍
螺旋卷绕过滤组件广泛用于各种流体分离。在常规实施例中，一个或多个螺旋卷绕膜模块(“元件”)在压力容器内串联布置并且互连。在操作期间，加压进料流体被引入到容器中，连续地通过单独模块，且在至少两个流：聚集和渗透中离开容器。螺旋卷绕膜组件的性能由于积垢常常随时间推移降低。积垢涉及残渣在模块内的各种表面上的形成。更常见类型的积垢包括：结垢、胶体或颗粒沉积、有机积垢(有机化合物的吸附)和生物积垢(生物膜在模块内的各种表面上的生长)。生物积垢通常通过在螺旋卷绕组件上游给水中引入氧化剂(例如，漂白剂)、杀生物剂或生物稳定剂管理。给水还可用生物反应器预处理以降低将另外有助于在螺旋卷绕组件内生物积垢的营养物。实例在US2012/0193287；US7045063，EP127243；以及H.C.Flemming等人《淡化(Desalination)》113(1997)215-225；H.Brouwer等人《淡化(Desalination)》第11卷，第1-3期(2006)15-17中描述。在这些实例中的每个中，给水用在螺旋卷绕组件上游的位置处的生物反应器预处理。
技术实现思路
本专利技术涉及螺旋卷绕过滤组件，其包括：i)压力容器，其包含进料口、聚集口和渗透口；ii)至少一个螺旋卷绕膜模块，其包含绕渗透管卷绕的至少一个膜包封，所述渗透管形成到渗透口的渗透路径；以及iii)生物反应器，其具有沿轴(Y)从第一端延伸到第二端的圆柱形外周边、位于第一端附近的入口，和位于第二端附近的出口。螺旋卷绕膜模块和生物反应器串联布置在压力容器内，使得来自容器进料口的进料液体从生物反应器的入口流到其出口。一部分液体随后流动通过(一个或多个)螺旋卷绕膜模块以在其聚集口处离开容器，其中剩余液体穿过膜在渗透口处离开容器。附图说明图并未按比例绘制并且包括理想化视图以便于描述。在可能的情况下，已在整个图式和书面描述中使用相同的编号来指示相同或相似的特征。图1为螺旋卷绕膜模块的透视部分剖切图。图2A至图2B为螺旋卷绕生物反应器的正视图。图2C为螺旋卷绕生物反应器的透视图。图3A至图3D为本专利技术的各种实施例的横截面视图。图4A至图4D为各种实施例在清洁操作期间的横截面视图。具体实施方式本专利技术包括螺旋卷绕过滤组件，其包括压力容器，所述压力容器包括进料口、聚集口和至少一个渗透口。生物反应器和至少一个但是优选多个螺旋卷绕膜模块在压力容器内串联布置，使得进料液体连续流过生物反应器和(一个或多个)螺旋卷绕膜模块两者。生物反应器具有沿轴从第一端延伸到第二端的圆柱形外周边，其中入口位于第一端附近并且出口位于第二端附近。在一个优选实施例中，生物反应器具有螺旋卷绕配置，其包含：具有两个相对的生物生长表面的平板和绕轴螺旋卷绕的进料隔板；其中所述进料隔板限定沿所述平板的生物生长表面从生物反应器的入口延伸到出口的流道。进入容器进料口的进料液体流入生物反应器的入口并且经由出口离开。一部分液体随后流动通过螺旋卷绕膜模块以在聚集口处离开容器，其中剩余液体穿过膜以在渗透口处离开容器。此设计被称作“一体式”，其中生物反应器和螺旋卷绕膜模块在常见压力容器内串联布置。本专利技术中使用的压力容器不受特定限制，但优选地包含能够承受与操作条件相关联的压力的实心结构。容器结构优选地包括腔室，其具有对应于将容纳于其中的螺旋卷绕膜模块的外周边的内周边。腔室的长度优选地对应于将依次(轴向)装载的生物反应器和螺旋卷绕膜模块的合并长度。优选地，容器含有2到8个螺旋卷绕膜模块，参见US2007/0272628。压力容器还可包括在装载有模块时密封腔室的一个或多个端板。容器进一步包括位于容器的相对端处或其附近的用于进料和聚集的流体口和至少一个渗透口。通常，渗透口位于容器的两个相对端处。压力容器的取向不受特定限制，例如可使用水平和垂直取向两者。适用的压力容器、模块布置和装载的实例描述于：US6074595、US6165303、US6299772和US2008/0308504。压力容器的制造商包括明尼苏达州明尼阿波利斯市的滨特尔公司(Pentair)、加利福尼亚州维斯塔市的贝卡尔特公司(Bekaert)以及以色列贝尔谢巴市的贝尔复合物公司(BelComposite)。单独的压力容器或在一起工作容器群组，各自配备有一个或多个螺旋卷绕膜模块，可被称作“串”或“通道(pass)”。在通道内的(一个或多个)容器可以一级或多级布置，其中每一级均含有相对于进料流体平行操作的一个或多个容器。多级串联布置，从而来自上游级的聚集流体用作用于下游级的进料流体，而收集来自每一级的渗透物而不需要在通道内进一步再处理。多通道超滤体系通过沿流体路径互连单独的通道来构建，如描述于：US4156645、US6187200、US7144511和WO2013/130312。用于本专利技术的螺旋卷绕膜模块(“元件”)不受特定限制并且包括被被设计用于反渗透(RO)、纳米过滤(NF)、超过滤(UF)和微过滤(MF)的那些。然而，本专利技术发现在RO和NF应用中的特别效用。(RO和NF可共同称为超滤。)一般来说，螺旋卷绕膜模块包括一个或多个膜包封和绕渗透收集管卷绕的进料隔板片材。用以形成包封的RO膜相对地不可渗透几乎全部溶解盐，并且通常阻挡超过约95％的单价离子盐，例如氯化钠。RO膜通常还阻挡超过约95％的无机分子以及分子量大于约100道尔顿的有机分子。NF膜比RO膜更可渗透并且通常阻挡小于约95％的单价离子盐，同时阻挡大于约50％(并且常常大于90％)的二价离子盐，这取决于二价离子的种类。NF膜通常还阻挡在纳米范围内的粒子以及分子量大于约200到500道尔顿的有机分子。代表性螺旋卷绕膜模块一般示出在图1中。模块(2)通过同心地卷绕一个或多个包封(4)和绕渗透收集管(8)的(一个或多个)进料隔板片材(“进料隔板”)(6)形成。每一膜包封(4)优选地包含膜片材的两个大体上矩形部分(10，10')。膜片材的每一部分(10，10')具有膜或前侧(34)以及支撑或背侧(36)。膜包封(4)是通过覆盖膜片材(10，10')且对准其边缘而形成。在优选实施例中，膜片材的部分(10，10')包围渗透通道隔板片材(“渗透隔板”)(12)。此夹层型结构沿着三个边缘(16，18，20)例如通过密封剂(14)而紧固在一起形成包封(4)，同时第四边缘，即“近端边缘”(22)对接渗透收集管(8)以使得包封(4)的内部部分(以及任选的渗透隔板(12))与沿着渗透收集管(8)的长度延伸的多个开口(24)流体连通。模块(2)优选地包括通过多个进料隔板片材(6)分隔开的多个膜包封(4)。在示出的实施例中，膜包封(4)是通过接合相邻定位的膜叶片包的背侧(36)表面而形成。膜叶片包包含自身折叠以限定两个膜“叶片”的大体上矩形膜片材(10)，其中每个叶片的前侧(34)彼此面对，且所述折叠与膜包封(4)的近端边缘(22)轴向对准，即与渗透收集管(8)平行。进料隔板片材(6)示出位于折叠的膜片材(10)的面对的前侧(34)之间。进料隔板片材(6)有助于进料流体沿轴向方向(即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋卷绕过滤组件，其包含：i)压力容器，其包含进料口、聚集口和渗透口；ii)至少一个螺旋卷绕膜模块，其包含绕渗透管卷绕的至少一个膜包封，所述渗透管形成到所述渗透口的渗透路径；以及iii)生物反应器，其具有沿轴(Y)从第一端延伸到第二端的圆柱形外周边、位于所述第一端附近的入口和位于所述第二端附近的出口；其中所述螺旋卷绕膜模块和生物反应器在所述压力容器内串联布置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.24 US 62/0544081.一种螺旋卷绕过滤组件，其包含：i)压力容器，其包含进料口、聚集口和渗透口；ii)至少一个螺旋卷绕膜模块，其包含绕渗透管卷绕的至少一个膜包封，所述渗透管形成到所述渗透口的渗透路径；以及iii)生物反应器，其具有沿轴(Y)从第一端延伸到第二端的圆柱形外周边、位于所述第一端附近的入口和位于所述第二端附近的出口；其中所述螺旋卷绕膜模块和生物反应器在所述压力容器内串联布置。2.根据权利要求1所述的组件，其中所述生物反应器具有螺旋卷绕配置，其包含：具有两个相对的生物生长表面的平板和绕轴螺旋卷绕的进料隔板；其中所述进料隔板限定沿所述平板的所述生物生长表面从所述生物反应器的所述入口延伸到所述出口的流道。3.根据权利要求2所述的组件，其中所述平板可渗透，并且所述两个相对的生物生长表面彼此处于流体连通。4.根据权利要求2所述的组件，其中所述平板和进料隔板绕中空管道螺旋卷绕，其中所述导管与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·D·琼斯，J·E·约翰逊，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US