包括一體式生物反應器的螺旋卷繞過濾組件制造技術

包括一體式生物反應器的螺旋纏繞過濾組件一種螺旋卷繞過濾組件，其包括：i)壓力容器，其包含進料口、聚集口和滲透口；ii)至少一個螺旋卷繞膜模塊，其包含繞滲透管卷繞的至少一個膜包封，所述滲透管形成到滲透口的滲透路徑；以及iii)生物反應器，其具有沿軸(Y)從第一端延伸到第二端的圓柱形外周邊、位于第一端附近的入口，和位于第二端附近的出口；其中所述螺旋卷繞膜模塊和生物反應器在壓力容器內串聯布置。

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.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】包括一體式生物過濾器的螺旋卷繞過濾組件
本專利技術涉及包括在常見容器內與一體式生物反應器串聯連接的一個或多個螺旋卷繞膜模塊的螺旋卷繞組件。
技術介紹
螺旋卷繞過濾組件廣泛用于各種流體分離。在常規實施例中，一個或多個螺旋卷繞膜模塊(“元件”)在壓力容器內串聯布置并且互連。在操作期間，加壓進料流體被引入到容器中，連續地通過單獨模塊，且在至少兩個流：聚集和滲透中離開容器。螺旋卷繞膜組件的性能由于積垢常常隨時間推移降低。積垢涉及殘渣在模塊內的各種表面上的形成。更常見類型的積垢包括：結垢、膠體或顆粒沉積、有機積垢(有機化合物的吸附)和生物積垢(生物膜在模塊內的各種表面上的生長)。生物積垢通常通過在螺旋卷繞組件上游給水中引入氧化劑(例如，漂白劑)、殺生物劑或生物穩定劑管理。給水還可用生物反應器預處理以降低將另外有助于在螺旋卷繞組件內生物積垢的營養物。實例在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。在這些實例中的每個中，給水用在螺旋卷繞組件上游的位置處的生物反應器預處理。
技術實現思路
本專利技術涉及螺旋卷繞過濾組件，其包括：i)壓力容器，其包含進料口、聚集口和滲透口；ii)至少一個螺旋卷繞膜模塊，其包含繞滲透管卷繞的至少一個膜包封，所述滲透管形成到滲透口的滲透路徑；以及iii)生物反應器，其具有沿軸(Y)從第一端延伸到第二端的圓柱形外周邊、位于第一端附近的入口，和位于第二端附近的出口。螺旋卷繞膜模塊和生物反應器串聯布置在壓力容器內，使得來自容器進料口的進料液體從生物反應器的入口流到其出口。一部分液體隨后流動通過(一個或多個)螺旋卷繞膜模塊以在其聚集口處離開容器，其中剩余液體穿過膜在滲透口處離開容器。附圖說明圖并未按比例繪制并且包括理想化視圖以便于描述。在可能的情況下，已在整個圖式和書面描述中使用相同的編號來指示相同或相似的特征。圖1為螺旋卷繞膜模塊的透視部分剖切圖。圖2A至圖2B為螺旋卷繞生物反應器的正視圖。圖2C為螺旋卷繞生物反應器的透視圖。圖3A至圖3D為本專利技術的各種實施例的橫截面視圖。圖4A至圖4D為各種實施例在清潔操作期間的橫截面視圖。具體實施方式本專利技術包括螺旋卷繞過濾組件，其包括壓力容器，所述壓力容器包括進料口、聚集口和至少一個滲透口。生物反應器和至少一個但是優選多個螺旋卷繞膜模塊在壓力容器內串聯布置，使得進料液體連續流過生物反應器和(一個或多個)螺旋卷繞膜模塊兩者。生物反應器具有沿軸從第一端延伸到第二端的圓柱形外周邊，其中入口位于第一端附近并且出口位于第二端附近。在一個優選實施例中，生物反應器具有螺旋卷繞配置，其包含：具有兩個相對的生物生長表面的平板和繞軸螺旋卷繞的進料隔板；其中所述進料隔板限定沿所述平板的生物生長表面從生物反應器的入口延伸到出口的流道。進入容器進料口的進料液體流入生物反應器的入口并且經由出口離開。一部分液體隨后流動通過螺旋卷繞膜模塊以在聚集口處離開容器，其中剩余液體穿過膜以在滲透口處離開容器。此設計被稱作“一體式”，其中生物反應器和螺旋卷繞膜模塊在常見壓力容器內串聯布置。本專利技術中使用的壓力容器不受特定限制，但優選地包含能夠承受與操作條件相關聯的壓力的實心結構。容器結構優選地包括腔室，其具有對應于將容納于其中的螺旋卷繞膜模塊的外周邊的內周邊。腔室的長度優選地對應于將依次(軸向)裝載的生物反應器和螺旋卷繞膜模塊的合并長度。優選地，容器含有2到8個螺旋卷繞膜模塊，參見US2007/0272628。壓力容器還可包括在裝載有模塊時密封腔室的一個或多個端板。容器進一步包括位于容器的相對端處或其附近的用于進料和聚集的流體口和至少一個滲透口。通常，滲透口位于容器的兩個相對端處。壓力容器的取向不受特定限制，例如可使用水平和垂直取向兩者。適用的壓力容器、模塊布置和裝載的實例描述于：US6074595、US6165303、US6299772和US2008/0308504。壓力容器的制造商包括明尼蘇達州明尼阿波利斯市的濱特爾公司(Pentair)、加利福尼亞州維斯塔市的貝卡爾特公司(Bekaert)以及以色列貝爾謝巴市的貝爾復合物公司(BelComposite)。單獨的壓力容器或在一起工作容器群組，各自配備有一個或多個螺旋卷繞膜模塊，可被稱作“串”或“通道(pass)”。在通道內的(一個或多個)容器可以一級或多級布置，其中每一級均含有相對于進料流體平行操作的一個或多個容器。多級串聯布置，從而來自上游級的聚集流體用作用于下游級的進料流體，而收集來自每一級的滲透物而不需要在通道內進一步再處理。多通道超濾體系通過沿流體路徑互連單獨的通道來構建，如描述于：US4156645、US6187200、US7144511和WO2013/130312。用于本專利技術的螺旋卷繞膜模塊(“元件”)不受特定限制并且包括被被設計用于反滲透(RO)、納米過濾(NF)、超過濾(UF)和微過濾(MF)的那些。然而，本專利技術發現在RO和NF應用中的特別效用。(RO和NF可共同稱為超濾。)一般來說，螺旋卷繞膜模塊包括一個或多個膜包封和繞滲透收集管卷繞的進料隔板片材。用以形成包封的RO膜相對地不可滲透幾乎全部溶解鹽，并且通常阻擋超過約95％的單價離子鹽，例如氯化鈉。RO膜通常還阻擋超過約95％的無機分子以及分子量大于約100道爾頓的有機分子。NF膜比RO膜更可滲透并且通常阻擋小于約95％的單價離子鹽，同時阻擋大于約50％(并且常常大于90％)的二價離子鹽，這取決于二價離子的種類。NF膜通常還阻擋在納米范圍內的粒子以及分子量大于約200到500道爾頓的有機分子。代表性螺旋卷繞膜模塊一般示出在圖1中。模塊(2)通過同心地卷繞一個或多個包封(4)和繞滲透收集管(8)的(一個或多個)進料隔板片材(“進料隔板”)(6)形成。每一膜包封(4)優選地包含膜片材的兩個大體上矩形部分(10，10')。膜片材的每一部分(10，10')具有膜或前側(34)以及支撐或背側(36)。膜包封(4)是通過覆蓋膜片材(10，10')且對準其邊緣而形成。在優選實施例中，膜片材的部分(10，10')包圍滲透通道隔板片材(“滲透隔板”)(12)。此夾層型結構沿著三個邊緣(16，18，20)例如通過密封劑(14)而緊固在一起形成包封(4)，同時第四邊緣，即“近端邊緣”(22)對接滲透收集管(8)以使得包封(4)的內部部分(以及任選的滲透隔板(12))與沿著滲透收集管(8)的長度延伸的多個開口(24)流體連通。模塊(2)優選地包括通過多個進料隔板片材(6)分隔開的多個膜包封(4)。在示出的實施例中，膜包封(4)是通過接合相鄰定位的膜葉片包的背側(36)表面而形成。膜葉片包包含自身折疊以限定兩個膜“葉片”的大體上矩形膜片材(10)，其中每個葉片的前側(34)彼此面對，且所述折疊與膜包封(4)的近端邊緣(22)軸向對準，即與滲透收集管(8)平行。進料隔板片材(6)示出位于折疊的膜片材(10)的面對的前側(34)之間。進料隔板片材(6)有助于進料流體沿軸向方向(即本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種螺旋卷繞過濾組件，其包含：i)壓力容器，其包含進料口、聚集口和滲透口；ii)至少一個螺旋卷繞膜模塊，其包含繞滲透管卷繞的至少一個膜包封，所述滲透管形成到所述滲透口的滲透路徑；以及iii)生物反應器，其具有沿軸(Y)從第一端延伸到第二端的圓柱形外周邊、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；其中所述螺旋卷繞膜模塊和生物反應器在所述壓力容器內串聯布置。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.09.24 US 62/0544081.一種螺旋卷繞過濾組件，其包含：i)壓力容器，其包含進料口、聚集口和滲透口；ii)至少一個螺旋卷繞膜模塊，其包含繞滲透管卷繞的至少一個膜包封，所述滲透管形成到所述滲透口的滲透路徑；以及iii)生物反應器，其具有沿軸(Y)從第一端延伸到第二端的圓柱形外周邊、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；其中所述螺旋卷繞膜模塊和生物反應器在所述壓力容器內串聯布置。2.根據權利要求1所述的組件，其中所述生物反應器具有螺旋卷繞配置，其包含：具有兩個相對的生物生長表面的平板和繞軸螺旋卷繞的進料隔板；其中所述進料隔板限定沿所述平板的所述生物生長表面從所述生物反應器的所述入口延伸到所述出口的流道。3.根據權利要求2所述的組件，其中所述平板可滲透，并且所述兩個相對的生物生長表面彼此處于流體連通。4.根據權利要求2所述的組件，其中所述平板和進料隔板繞中空管道螺旋卷繞，其中所述導管與所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S·D·瓊斯，J·E·約翰遜，
申請(專利權)人：陶氏環球技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國,US