用预制片材制成的膜支撑体制造技术

平面膜盒(10)包括支撑体(12)和半渗透膜层(11)。所述支撑体包括附接到第二层(17)的第一层(16)，并且所述第一层和第二层限定所述支撑体的正面(121)和背面(122)。所述第一层和第二层中的至少一个形成第一凸起(162)和第二凸起(164)。第一层和第二层的各自的背面沿第一凸起的边缘和第二凸起的边缘彼此附接，使得第一凸起在第一层和第二层之间限定了流体隔室(120)，而第二凸起在第一层和第二层之间限定了内部通道(14)，所述内部通道(14)与流体隔室(120)隔离。第一层(16)的对应于第一凸起的区域由半渗透膜层(11)覆盖。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用预制片材制成的膜支撑体
本专利技术涉及膜盒，所述膜盒包括支撑体，用于将一个或多个半渗透膜附接到支撑体上，其中所述支撑体由聚合物片材制成。具体地，片材在组装支撑体之前成形。
技术介绍
从BrussUlrich在2008年1月3日公开的US2008/0000827中已知包括支撑体的膜盒，所述支撑体由塑料片材制成。该支撑体包括内层和外层，所述内层在两个面上具有作为隆起物的结块，所述外层位于所述内层的侧面。外层具有用于将滤液导入内层的孔。这些层在边缘区域中被以液密(fluid-tight)方式压制、焊接或胶合。外层又由一层预制膜材料覆盖。上述类型的膜盒例如被使用过滤模块中，在该过滤模块中堆叠有大量盒。通常，例如在废水净化和生物反应器中，过滤模块完全浸没在废水中。在堆叠的过滤盒下方提供空气鼓泡，以使得废水沿着膜向上流动。空气气泡对擦洗膜表面也是有效的，由此去除易于粘附到膜上的固体。例如WO03/037489和EP0662341中描述了上述类型的过滤模块。已经观察到，空气鼓泡对于过滤模块的正确运行是至关重要的。应该确保尽可能均匀地沿着每个盒的所有膜表面施加空气鼓泡，使得模块内的每个盒可以最佳地起作用。进一步应注意到，通气占据了过滤设备的很大一部分操作成本。另外，倾向于构建更大的生物反应器和过滤设备，并且在这些大型系统中，关键是要最佳地利用可用的体积。因此，倾向于尽可能多地增加每单位体积的膜(过滤)表面面积。就这一点而言，在堆叠的过滤盒下方使用的通气装置占用了相当大的不能用于过滤的体积。
技术实现思路
本公开内容的目的是提供更合适的膜盒和/或模块设计，该设计可以响应上述需求。一个目的在于提供与现有技术的系统相比具有类似或甚至改进的性能的更紧凑的系统。一个目的在于提供一种经济且易于制造的膜盒。一个目的在于提供具有较低操作成本的系统。因此，根据本公开内容的多个方面，提供了一种如所附权利要求中所阐述的平面膜盒。平面膜盒包括支撑体和半渗透膜层。支撑体包括附接到第二层的第一层，其中第一层限定支撑体的正面，而第二层限定支撑体的背面。支撑体包括包围中心区域部分的边缘区域部分。第一层和第二层都延伸遍及边缘区域部分和中心区域部分。第一层在中心区域部分中是多孔的，而对于第一和第二层两者，边缘区域部分有利地都是无孔的。第一层和第二层中的至少一个在中心区域部分中形成有利地是中空的第一凸起，该第一凸起从边缘区域部分在相应面的方向上突出，以在第一层和第二层之间限定第一流体隔室。第一层和第二层在边缘区域部分中附接，以形成围绕第一流体隔室的(流体或液体)密封。根据一个方面，支撑体包括与中心区域部分间隔开并被边缘区域部分围绕的通道区域部分。第一层和第二层中的至少一个在通道区域部分中形成有利地中空的凸起，该凸起从边缘区域部分在相应面的方向上突出，以在第一层和第二层之间限定内部通道(即，第二流体隔室)，所述内部通道通过边缘区域部分与第一流体隔室隔离，例如，通过形成密封的边缘区域部分与第一流体隔室隔离。半渗透膜层在中心区域部分中覆盖第一层，并且有利地，边缘区域部分没有被半渗透膜层覆盖。半渗透膜层有利地附接到第一层。第一层和第二层中的任何一个且有利地两者都可以由无孔或不可渗透的聚合物片材形成。聚合物片材在中心区域部分中被穿孔或以其它方式制成为多孔的，以提供多孔的特性。通过提供由层材料制成的平面膜盒(其中所述层材料被成形为形成中空突起)并且在层的边缘区域中将层彼此附接，可以获得在重量、成本、生产和劳动时间方面的优点。利用简单的成形技术，可以从易于获得的层或片材材料开始获得具有非常复杂设计的支撑体，其中这些层或片材材料可以通过常规技术容易且成本有效地形成。结果，可以获得在同一支撑体内集成不同功能的平面膜盒。在支撑体内设置单独的流体隔室(每个流体隔室可以由单独的端口供应)，使得能够附加实现全新的应用范围。因此，描述了根据本专利技术的多个方面的一种膜盒和/或模块的用于通过支撑体的单独隔室将化合物掺入周围流体的用途。除了渗透提取外，可以通过支撑体的其它隔室进行定量给料。化合物可以是阻垢剂。描述了根据本专利技术的多个方面的膜盒和/或模块用于选择性去除化合物的用途，例如通过支撑体的单独隔室选择性地移除抑制化合物。除了渗透提取外，还可以通过支撑体的其它隔室进行去除。选择性去除可以通过液/液萃取进行。选择性去除的化合物可以是进料流的反应产物，例如通过渗透蒸发的乙醇。支撑体的单独隔室可各自配置成从进料流中选择性地去除不同的化合物(例如不同的反应产物)，例如通过在支撑体的不同区域上提供不同的膜来从进料流中选择性地去除不同的化合物(例如不同的反应产物)。根据本公开内容的其它方面，提供了一种用于处理流体的模块，所述模块包括堆叠的如所附权利要求中所阐述的上述盒。该模块有利地配置用作固-液分离器或液-液分离器。还描述了固-液分离器，尤其是用于浸没操作的包括上述模块中的至少一个的生物质反应器。根据本公开内容的又一方面，提供了如所附权利要求中所阐述的制造平面膜盒的方法。附图说明现在参考附图更详细地描述本专利技术的多个方面，附图是示例性的，并且在附图中相同的附图标记示出相同或相似的特征，其中：图1表示根据本文中所描述的多个方面的膜盒的主视图；图2表示图1的膜盒的支撑体的局部切除(右上角)的透视图；图3表示图1的膜盒的支撑体的局部切除(右边缘)的透视图；图4表示图1的膜盒的支撑体的局部切除(右下角)的透视图；图5表示穿过图1的盒的支撑体的中间平面的剖视图；图6表示穿过图1的支撑体的流体隔室的局部剖视图；图7表示图1的盒的支撑体中的通道的可能的横截面；图8表示与图1的盒相类似的盒的堆叠的透视图，其中，所述盒包括间隔件和用于以间隔开的关系将这些盒彼此附接的连接件；图9表示图8的堆叠的细节；以及图10表示用于制造根据本文中所描述的多个方面的膜盒的方法步骤的流程图。具体实施方式平面膜盒(简称“膜盒”)是指这样一种组件，该组件包括：(i)用于半渗透膜的背衬支撑体，所述背衬支撑体具有至少一个平面或相对置的平面，其中，一个或多个流体输送隔室集成在支撑体内；(ii)半渗透膜，所述半渗透膜附接在支撑体的平面处；以及任选地，(iii)一个或多个流体端口，所述流体端口布置成与隔室流体连通，用于从隔室排出流体和/或向隔室供给流体。流体分配歧管可以设置在流体端口和流体隔室之间。因此，在整个说明书中，盒的概念不一定意味着存在流体连通端口。流体隔室指的是可与任选地设置在盒组件中的一个或多个流体端口流体连通的空隙体积或腔室。流体隔室集成在支撑体内。模块指的是膜盒堆叠。模块中的膜盒通常全部具有附接在其支撑体两侧上的半渗透膜层。膜盒在堆叠中间隔开，以允许循环的周围流体(ambientfluid)接触半渗透膜层。如本说明书中所提及的半渗透膜(简称膜)指的是固态的、连续且有利地由多孔的材料制成的层或片材，其具有允许一种或多种化合物选择性地传输通过膜并且因此能够从进料中分离所述一种或多种化合物的结构，所述进料可以是液态的或气态的。因此，膜的特征是对于一种或多种化合物的确定的可渗透性。选择渗透性可以通过任何种类的分离机制来确定，所述分离机制例如是但不限于：膜的特征化孔径(例如微孔膜、超多孔(ultraporous)过滤膜或纳米多孔过滤膜)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面膜盒(10)，所述平面膜盒包括支撑体(12)和半渗透膜层(11)，所述支撑体包括：附接到第二层(17)的第一层(16)，其限定所述支撑体的正面(121)和背面(122)；包围中心区域部分(128)的边缘区域部分(161，166)，其中，所述第一层和第二层横过所述边缘区域部分和所述中心区域部分延伸，其中，所述第一层在所述中心区域部分中是多孔的，其中，所述第一层和所述第二层中的至少一个包括位于所述中心区域部分中并且从所述边缘区域部分(161)突出的第一凸起(162)，以在所述第一层和第二层之间限定流体隔室(120)，其中，所述第一层和第二层在所述边缘区域部分中附接，以密封所述流体隔室，其中，所述支撑体(12)包括通道区域部分，所述通道区域部分与所述中心区域部分(128)间隔开并被所述边缘区域部分(161)围绕，其中，所述第一层和第二层中的至少一个包括位于所述通道区域部分中并且从所述边缘区域部分突出的第二凸起(164)，以在所述第一层和第二层之间限定内部通道(14)，所述内部通道通过所述边缘区域部分与所述流体隔室(120)隔离，其中，所述半渗透膜层(11)附接到所述第一层(16)，并且覆盖所述中心区域部分。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.08 EP 16173494.21.一种平面膜盒(10)，所述平面膜盒包括支撑体(12)和半渗透膜层(11)，所述支撑体包括：附接到第二层(17)的第一层(16)，其限定所述支撑体的正面(121)和背面(122)；包围中心区域部分(128)的边缘区域部分(161，166)，其中，所述第一层和第二层横过所述边缘区域部分和所述中心区域部分延伸，其中，所述第一层在所述中心区域部分中是多孔的，其中，所述第一层和所述第二层中的至少一个包括位于所述中心区域部分中并且从所述边缘区域部分(161)突出的第一凸起(162)，以在所述第一层和第二层之间限定流体隔室(120)，其中，所述第一层和第二层在所述边缘区域部分中附接，以密封所述流体隔室，其中，所述支撑体(12)包括通道区域部分，所述通道区域部分与所述中心区域部分(128)间隔开并被所述边缘区域部分(161)围绕，其中，所述第一层和第二层中的至少一个包括位于所述通道区域部分中并且从所述边缘区域部分突出的第二凸起(164)，以在所述第一层和第二层之间限定内部通道(14)，所述内部通道通过所述边缘区域部分与所述流体隔室(120)隔离，其中，所述半渗透膜层(11)附接到所述第一层(16)，并且覆盖所述中心区域部分。2.根据权利要求1所述的平面膜盒，其中，所述第一层(16)和第二层(17)包括形成所述流体隔室(120)和所述内部通道(14)的对称的凸起。3.根据权利要求1或2所述的平面膜盒，其中，所述第二层在所述中心区域部分中是多孔的，并且其中，第二半渗透膜层附接到所述第二层并覆盖所述中心区域部分。4.根据前述权利要求中任一项所述的平面膜盒，其中，所述第一层和第二层中的至少一个由无孔聚合物片材制成，其中，所述无孔聚合物片材在所述中心区域部分(128)中由穿过所述无孔聚合物片材的通孔(165)形成为多孔的。5.根据前述权利要求中任一项所述的平面膜盒，其中，所述边缘区域部分包括围绕所述中心区域部分(128)的内边缘区域部分(166)和围绕所述内边缘区域部分的外边缘区域部分(161)，其中，所述内边缘区域部分和外边缘区域部分是共面的，其中，所述通道区域部分位于所述内边缘区域部分和所述外边缘区域部分的中间。6.根据前述权利要求中任一项所述的平面膜盒，其中，所述通道区域部分没有被所述半渗透膜层覆盖。7.根据权利要求6所述的平面膜盒，其中，所述第一层在所述通道区域部分中包括至少一个通孔(15)。8.根据前述权利要求中任一项所述的平面膜盒，其中，所述第一层具有小于或等于2mm的厚度。9.根据前述权利要求中任一项所述的平面膜盒，所述平面膜盒包括在所述流体隔室内在所述第一层和第二层之间延伸的加强件(18)。10.根据权利要求9所述的平面膜盒，其中，所述加强件(18)是附接到所述第一层和第二层的波纹状聚合物片材。11.根据前述权利要求中任一项所述的平面膜盒，所述平面膜盒包括布置在正面上并且位于所述边缘区域部分中的第一间隔凸部(191)和布置在背面上并且位于与所述第一间隔凸部对应的位置处的对应构件(192)，其中，所述第一间隔凸部和所述对应构件包括配合的卡扣连接件(193，194)。12.根据前述...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·莫莱恩贝尔格斯，C·多特里蒙特，
申请(专利权)人：佛兰芒技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE