薄膜组件（３）包括多个多孔空心薄膜（８）。所述薄膜（８）的每一端固定在集管（５，６）中并在其间延伸。一个集管（６）具有形成在其内部的一个或多个开口（１２）。所述开口（１２）与气体和／或液体源（１３，１４，１５）流体连通。另一个集管（５）密封连接至头部构件（９）并与其流体连通。所述头部构件（９）适于连接到另一组件的相关头部构件上以形成组件管架（１７）。还公开了一种供安装多孔空心薄膜（８）使用的端套（６），其包括预先形成的罐封元件（２９）。所述罐封元件（２９）包括一个或多个腔室（３０）用于接收可固化罐封材料，所述罐封材料在使用中支撑所述薄膜（８）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及浸透膜过滤系统，并且更特别地，涉及那些在生物反应器处理中使用的类型。
技术介绍
已知存在许多薄膜过滤装置，并且其中许多装置使用在高可透性膜压(TMP)下工作的加压系统以产生有效过滤和高滤液通量。这些系统效率很高，但是生产、操作及维护成本很高。人们已经研制了更简单的系统，其使用自由竖向安装在箱内的薄膜阵列并且使用施加给纤维管腔的吸力以产生TMP，但是，这些系统在前些年已经发现没有加压系统效率高。这种已知系统的实例在授权给Ishida等人的美国专利No.5,192,456、授权给Cote等人的美国专利No.5,248,424以及授权给Zenon Environmental Inc的WO 97/06880中进行了说明。最新发展在非加压浸透薄膜系统中使用了气体冲刷和反冲洗的组合以提高工作效率。这些系统中有许多需要复杂且昂贵的歧管装置以在不同的处理阶段提供所需液体和气体的运输/移除。组件的配置和所占空间大小(footprint)对这种系统的许多用户来说也变得重要。
技术实现思路
本专利技术特别涉及多个多孔薄膜，其布置为形成薄膜组件。这些多孔薄膜的形式可以为如上文现有技术所描述的纤维式或板式薄膜。本专利技术通过提供用于浸透薄膜组件的简单、有效的歧管和安装系统设法克服或至少改善现有技术中的问题。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种薄膜组件，包括多个多孔空心薄膜，所述薄膜在集管的每一端之间延伸并固定于其上，一个集管具有一个或多个形成在其内部的开口；所述开口与气体和/或液体源流体连通；所述集管中的另一个密封连接到头部构件上并与其流体连通；所述头部构件适于连接到另一组件的相关头部构件上以形成组件管架。优选地，所述头部构件包括与所述薄膜的开口端流体连通的滤液管道，用于使滤液由此回收。更为优选地，所述头部构件包括另一气体/空气管道，用于将气体/空气传送至所述组件。优选地，所述组件的横截面为正方形或矩形。优选地，围绕所述一个集管的底面外周设置有裙部，其用于将所述气体和/或液体导入所述开口。优选地，所述薄膜为竖向安装，并且所述液体源可以包括定位于所述裙部下方的输送气体和/或液体的管道内的开口。更优选地，所述开口包括喷管、喷嘴等。优选地，所述气体源包括穿过所述裙部侧壁的管或导管，所述管的顶端位于向其供应气体的所述开口下方。在一个实施例中，所述管或导管连接至所述头部构件的气体/空气管道。优选地，所述裙部布置为使所述气体和液体在流过所述开口之前混合。优选地，所述集管由一个或多个支撑构件间隔并支撑，所述支撑构件在所述集管之间纵向延伸。优选地，所述支撑构件为杆。在一种布置中，所述一个或多个支撑构件为空心管并且用于从气体/空气管道向裙部供应气体。优选地，所述薄膜沿其长度的一部分由筛封装，用于保持所述组件内的气体/空气泡和液体流。所述筛可以为不可渗透的或者基本上不受气体/空气泡或液体或者两者的影响。优选地，所述膜包括多孔空心纤维，所述纤维的每一端都固定在集管中，下部集管具有一个或多个形成在其内部的开口。所述纤维通常下端密封，上端敞开以允许滤液流出。所述纤维优选地布置在隔开的束中。优选地，所述开口定位成与形成在所述隔开束之间的空间相符。优选地，所述开口包括缝、多个缝或一个或多个孔排。优选地，所述隔开的纤维束定位于所述缝或所述一个或多个孔排之间的端套内。更为优选地，气泡在流过开口之前夹带在液体流中或与其混合，但是应当理解，在一些配置中可以只使用气体。所用液体可以供应给膜组件。所述纤维和/或纤维束可以在端套之间彼此交叉，但是最好不这样。在本专利技术的一种形式中，上下端套由塑性材料模制而成，典型地注射模制尼龙模制而成，但是应当理解，可以使用其他适当的模制材料。模制集管的使用减少了所需罐封材料(例如聚氨基甲酸酯)的量，同时还能够在端套中形成复杂形状，用于高强度安装和连接配置。这导致安装和连接配构方面的成本降低和更大的柔性。根据第二方面，本专利技术提供了一种薄膜组件管架，包括由所述头部构件连接在一起的根据第一方面的多个薄膜组件。优选地，下部集管也通过连接装置连接在一起。优选地，该连接装置可以是设置在所述组件的相邻底部集管上的联锁结构(formation)。更为优选地，所述结构为导向装置，其彼此滑入以锁定相邻集管并消除了额外松动部分的需要。滤液通常通过施加于其上的吸力从纤维中流出，但是，应当理解，可以使用提供TMP的任何适当装置。根据更优选的方面，本专利技术提供了一种过滤系统，包括根据所述第二方面的薄膜组件的管架，其中所述组件竖向定位在容纳要被过滤的供给液体的箱中，意味着对位于所述组件中的所述薄膜施加可透性膜压从而使滤液流过位于所述薄膜中的孔，意味着将一定量的气体不断地或间歇地供应给所述开口从而产生气泡，所述气泡在所述纤维之间向上移动以冲洗其外表面。优选地，供应给所述开口的气体包括气体和液体的混合物。应当理解，此处使用的术语“气体”包括任何气体，包括空气和气体混合物以及臭氧等。现在将相对于在生物反应器应用中使用的微孔纤维薄膜对本专利技术的实施例进行描述，但是，应当理解，本专利技术同样适用于任何形式的薄膜组件，并且可以在用于从液体供料中去除不需要的固体的多种过滤系统中使用。附图说明现在将参照附图仅以举例的方式描述本专利技术的优选实施例，其中图1显示了根据本专利技术的薄膜组件的一个实施例的简化端部立面图；图2显示了图1中组件的简化端部立面图；图3显示了根据本专利技术的一个实施例的过滤系统的一个隔室的侧部剖面正视图，显示了图1和2中所示类型的薄膜组件的管架；图4显示了在安装一些薄膜组件管架的情况下的图3中隔室的平面图；图5显示了图3中隔室的正面透视图；图6显示了图3中隔室的后面透视图；图7a-7c分别显示了与图1中组件接合使用的头部构件(headpiece)的端部立面图、底视图和透视图；图8a-8c分别显示了在图1所示组件中使用的膜束和上、下端套的平面图、侧面正视图和底视图；图9显示了图8c所示下端套的顶侧的透视图；图10显示了图9所示下端套的底侧的透视图；图11显示了图8a所示上端套的罐封插件的底侧的等角视图；图12显示了图11中罐封插件的顶侧的等角视图；和图13显示了图1中组件的底座的简化剖视图。具体实施例方式参照图1和2，根据该实施例的薄膜组件3包括正方形截面的空心纤维隔膜4阵列或管束，其在上、下通常具有正方形截面的端套5和6之间纵向延伸。尽管显示并描述了正方形组件，但是应当理解，也可以使用其他规则匀称的直边形状，例如矩形或三角形。这种横截面形状能够更为紧密地包装组件。多个纵向延伸的间隔支撑杆7定位于上、下端套5和6之间。这些杆优选地在罐封处理期间罐封到上、下端套5和6中。筛或套管(未显示)沿所述纤维束4的一部分长度至少部分地围绕该纤维束4，并且用于固定彼此非常接近的纤维8，防止其间的过量移动并避免搬运期间的损害。所述筛还用于夹带组件3内部的气体和混合溶液。纤维8在上端套5处敞开以使滤液从其管腔内移除并在下端套6处密封。模块化头部构件9密封连接到上端套5上并且与纤维8的开放端流体连通。头部构件9包括一对在端套5上方延伸的管道10和11。管道10为滤液管道，管道11为气体/空气管道。下端套6具有分布在其内部的多个开口12，在这种情况下为缝，从而使形成在裙部区域中的气体/空本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种薄膜组件，包括多个多孔空心薄膜，所述薄膜在集管的每一端之间延伸并固定于其上，一个集管具有一个或多个形成在其内部的开口；所述开口与气体和／或液体源流体连通；所述集管中的另一个密封连接到头部构件上并与其流体连通；所述头部构件适于连接到另一组件的相关头部构件上以形成组件管架。
【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：RJ麦克马洪，DJ考克斯，查富芳，RW费尔普斯，WT约翰逊，S巴克霍，
申请(专利权)人：西门子水技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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