專利名稱：浸入式膜盒匣及操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本說明書涉及浸入式膜系統(tǒng)，例如，用于產(chǎn)生可用水或處理廢水的吸力驅(qū)動的浸入式微濾或超濾系統(tǒng)，以及膜系統(tǒng)操作方法，包括用以阻止結(jié)垢的方法，例如曝氣(或氣泡凈化)方法以及化學(xué)清潔方法。
背景技術(shù)：
浸入式膜系統(tǒng)，例如膜生物反應(yīng)器，可使用浸入在待處理的儲水(包括廢水)器中的中空纖維超濾或微濾膜。許多中空纖維可豎向地安裝在上封裝頭與下封裝頭之間以形成模塊。該模塊通常保持為可由人操縱的尺寸。為了提供大型系統(tǒng)所需的膜表面面積，將模塊連接在一起成為較大組件，有時稱為盒匣。盒匣的構(gòu)造和圍繞盒匣的導(dǎo)管布置會影響安裝成本、將膜區(qū)域包裝到儲器中的能力、儲器中的流體流動，以及系統(tǒng)的操作效率。美國專利5，639，373描述了一種浸入式膜模塊。在一個實例中，膜豎向地定向在實心的上矩形封裝頭和下矩形封裝頭之間，而管狀曝氣器置于下封裝頭的側(cè)面上。在另一實例中，模塊的下封裝頭具有在封裝頭下方延伸的裙部和延伸穿過封裝材料的管。經(jīng)由裙部一側(cè)中的端口提供的空氣流過管，以在下封裝頭的頂部處產(chǎn)生氣泡。美國專利6，245, 239描述了一種用于浸沒式膜模塊的循環(huán)曝氣系統(tǒng)。在一個實例中，具有豎向地定向在實心的上封裝頭與下封裝頭之間的膜的一組矩形模塊在模塊下方具有一組曝氣器?？諝庵疗貧馄鞯牧鲃釉谥貜?fù)循環(huán)中切換為開啟和關(guān)閉。保持清潔用于維持浸入式膜(例如，膜生物反應(yīng)器中的超濾膜或微濾膜)的操作。 在美國專利No. 6，547, 968所述的實例中，保持清潔涉及與清潔化學(xué)制品的頻繁(例如，每周1-7次)接觸時段，以便"調(diào)節(jié)"結(jié)垢層，而非試圖將其清除。清潔溶液中的活性化學(xué)制品通常為氯，但也可使用其它氧化劑、堿或酸。保持清潔的效率與氯濃度和接觸時間相關(guān)。 當(dāng)使用NaOCl來提供氯時，濃度可處在100mg/L至500mg/L之間。接觸時間可為數(shù)分鐘至一小時。

發(fā)明內(nèi)容
以下介紹旨在向讀者引介詳細(xì)闡述，而并非限制或限定任何所主張的發(fā)明。本發(fā)明可歸屬于包括附圖的本文件的任何部分中所描述的設(shè)備元件或工藝步驟的組合或子組
I=I O豎向定向膜的模塊具有上滲透集管和帶一體式氣孔的下閉端集管。集管在其模塊自身中并未彼此分開地固定。在平面視圖中，模塊優(yōu)選為具有方形截面，但具有滲透物帽蓋，其提供圓形的滲透物接頭。模塊成直線地安裝在上橫梁和下橫梁上以形成盒匣。盒匣在平面視圖中為長形的矩形形狀。裙部形成在模塊或盒匣的下方，以便在與氣孔連通的下集管下方提供底部開口的腔室。橫梁之間的可調(diào)式側(cè)部件容許膜的松弛調(diào)整和底部橫梁調(diào)平。滲透物集管提供在上橫梁上方且與上橫梁一致。盒匣可從上方插入安裝在儲器上側(cè)上的收容件中。曝氣器網(wǎng)格單獨地提供。曝氣器網(wǎng)格的主要構(gòu)件為導(dǎo)管和結(jié)構(gòu)部件的平坦組件，其可豎向地向下插入盒匣之間的空間中。曝氣器中的氣孔可定位成用以提供氣泡到裙部中以及可選的是還進入盒匣之間的空間中。各盒匣的頂部橫梁附接到儲器上并承載盒匣的重量。模塊還可描述為具有從封裝頭向上延伸的膜。封裝頭定位在裙部的兩個對置壁之間，該裙部在封裝頭的底部下方延伸。存在用于空氣豎向地流過封裝頭的通道。曝氣器提供在模塊的各側(cè)上。各曝氣器均具有一個或多個孔，且在裙部的壁之間和裙部外側(cè)兩者處產(chǎn)生氣泡。氣流一次僅或主要地提供給一個曝氣器，而另一次僅或主要地提供給另一曝氣器。氣體流過封裝頭以在兩個時段期間產(chǎn)生氣泡，可選的是連續(xù)地產(chǎn)生。曝氣方法涉及主要或僅對于模塊的一側(cè)產(chǎn)生氣泡，從模塊的一側(cè)到另一側(cè)交替，同時還在模塊內(nèi)或膜之間產(chǎn)生氣泡，可選的是連續(xù)地產(chǎn)生。一個或多個模塊可在模塊的膜表面上方連接到滲透物集管上。滲透物集管與隔離閥連通，以便將滲透物集管與滲透物回收系統(tǒng)中的其它導(dǎo)管隔離開。滲透物集管還與隔離閥模塊側(cè)上的泄放閥連通，其中，隔離閥可操作以使?jié)B透物集管通向大氣?；瘜W(xué)制品注入導(dǎo)管容許化學(xué)制品注入到滲透物集管中。為了清潔模塊，將隔離閥關(guān)閉?？蛇x的是，可降低儲器中的水(在膜生物發(fā)生器的情況下為混合液體)位。清潔化學(xué)制品注入到滲透物集管，在其中，該化學(xué)制品與滲透物集管中的水相混合而達到期望濃度。在滲透物集管高于水位的情況下，泄放閥開啟，容許化學(xué)制品流過膜表面。為了恢復(fù)滲透，儲器再填充，泄放閥關(guān)閉， 且隔離閥再開啟。清潔方法涉及使化學(xué)清潔溶液借助于重力流過膜模塊，可選的是將濃縮溶液注入到滲透物回收系統(tǒng)的泄放部分中，該滲透物回收系統(tǒng)定位在保持模塊的儲器中的水位的上方。通過該方法，僅使用了少量的化學(xué)制品?；瘜W(xué)制品可在沒有高流速的情況下在許多模塊之間均勻地分配?；瘜W(xué)制品在模塊附近保持高濃度，而少量稀釋到模塊外側(cè)的水中。附圖簡述

圖1為模塊的截面。圖2為儲器中的模塊盒匣的側(cè)視圖，該儲器以截面示出。圖3為曝氣器組件的側(cè)視圖。圖4為安裝有盒匣和曝氣器組件的儲器的示意性頂視圖。圖5示出了儲器中的盒匣的局部端視圖，該儲器具有如截面形式的圖1中的一組模塊的下部和在一個時段的示意性曝氣系統(tǒng)。圖6示出了儲器中的盒匣的局部端視圖，該儲器具有如截面形式的圖1中的一組模塊的下部和在另一時段的示意性曝氣系統(tǒng)。圖7為圖2中的部分滲透物集管的縱向截面。圖8為橫跨圖2中的部分滲透物集管的直徑切取的截面。
具體實施方式
參看圖1，模塊10具有下封裝頭12和上封裝頭14。大量中空纖維膜16封裝在封裝頭12，14中。封裝頭12，14有時也稱為集管或管板。為了簡化示圖，僅示出了一些膜16。 膜16在其下端插塞在下封裝頭12內(nèi)的封裝樹脂塊中。膜16穿過上封裝頭14，以便對密封到上封裝頭14的上表面上的滲透物收集帽蓋18敞開。帽蓋18連接到滲透物集管20上， 而滲透物集管20繼而又連接到吸力源上，該吸力源可操作以回收穿過膜16的滲透物。封裝頭12，14可附接到構(gòu)架沈(僅部分示出)上，以便間隔開封裝頭12，14并容許模塊10下降到待過濾液體的儲器中。模塊10旨在利用豎向定向的膜16而浸入在敞開儲器中。在平面視圖中，模塊10例如可為圓形或方形，其直徑或?qū)挾仍贗OOmm至200mm或 IOOmm至150mm之間。多個模塊10可并排布置以產(chǎn)生矩形組件。模塊10的高度可為Im至 an。總體膜表面面積可為15平方米至25平方米。下封裝頭12具有在膜16之間貫穿其的一個或多個(例如，1至10個)孔22。各孔22均可具有5mm至IOmm的直徑。下封裝頭12 的側(cè)壁、保持模塊10的構(gòu)架沈的部分以及裙部壁觀中的一個或多個在下封裝頭12的側(cè)面向下延伸，以便在下封裝頭12下方限定敞開底部腔室30的側(cè)面(有時稱為裙部)。下封裝頭12或保持模塊10的構(gòu)架沈的部分可限定腔室30的頂部，或可采用附加的頂板。延伸管M可從孔觀伸入腔室30中。如果多個模塊10并排布置而形成矩形組件，則裙部壁 28可沿整個組件的長度延伸以在多個模塊10下方形成一個長腔室30。作為備選，附加的分隔壁可置于在各對模塊10之間，以便在各模塊10下方提供單獨的腔室30。參看圖2，一組模塊10通過其封裝頭12，14而保持在公共構(gòu)架沈中以形成盒匣 60。模塊10盡可能緊地在一起布置成一排。構(gòu)架沈包括水平橫梁42和豎向立柱44。滲透物收集集管20平行于構(gòu)架沈延展并連接到各模塊10的帽蓋18上。滲透物收集集管20 還經(jīng)由一個或多個隔離閥52而與一個或多個較大的滲透物收集導(dǎo)管50連通。在所示的實例中，滲透物集管20的一端封閉，而滲透物集管20的另一端經(jīng)由僅與一個滲透物收集集管 20相關(guān)的隔離閥52而附接到共用滲透物收集導(dǎo)管50上。隔離閥52容許隔離一個或多個橫梁-盒匣，以便在不中斷操作的情況下進行維護。滲透物收集導(dǎo)管50沿儲器48的側(cè)面而相對于滲透物集管20成直角延展，并連接到除所示一組模塊10之外的定位在儲器48中的其它成組模塊的滲透物集管上。滲透物收集導(dǎo)管50還附接到吸力源(未示出)上，該吸力源可操作以回收來自于模塊10的滲透物。上橫梁42 —般浸入在儲器48的水中，而滲透物集管20 —般可處在水的上方或水中。各盒匣60均保持在連接到儲器48上的一對引導(dǎo)件46中。一對引導(dǎo)件46在儲器 48的相對側(cè)上彼此相對。盒匣60豎向地向下滑動到引導(dǎo)件46中。盒匣60的上橫梁42承載在引導(dǎo)件46的支座上，以便通過上橫梁42耐受盒匣60的總體重量(或浮力)。可選的是，引導(dǎo)件46可橫向地約束下橫梁42，或不與下橫梁42接觸。頂部橫梁和底部橫梁42之間的距離通過調(diào)整豎向立柱44與橫梁42之間的連接來設(shè)置。上橫梁42橫跨浸入儲器48 的寬度，且經(jīng)由引導(dǎo)件在兩側(cè)上附接到儲器48的壁上。盡管上橫梁42 (以及附接到其上的上封裝頭)一般是浸入的，但在引導(dǎo)件46上或引導(dǎo)件46與儲器48之間的附接點可高于水 豎向立柱44為剛性結(jié)構(gòu)件(導(dǎo)管或橫梁)，其連接頂部橫梁和底部橫梁42，且將它們保持為處于固定和可調(diào)的距離。每個盒匣60具有兩個豎向立柱44，在盒匣60的每一端處各具有一個。在頂部橫梁與底部橫梁42之間的距離應(yīng)當(dāng)略微小于封裝頭12，14之間的纖維長度，以便提供些許的中空纖維松弛。纖維松弛量可因性能而進行調(diào)整。豎向立柱 44可固定到底部橫梁42中(容許旋轉(zhuǎn))，但在頂部橫梁42中具有可調(diào)的滑動型接頭，以便對橫梁42的間距進行調(diào)整。當(dāng)?shù)撞繖M梁42變?yōu)橛懈×r，豎向立柱44和引導(dǎo)件46在操作期間將底部橫梁42保持在固定的豎向位置。在盒匣60處于儲器48中時，可使用豎向立柱44來改變底部橫梁42的位置，以便調(diào)整松弛且確保經(jīng)由下封裝頭中的孔的均勻空氣流率。首先，頂部橫梁42通過調(diào)整在儲器 48或引導(dǎo)件46上的附接點來粗略地調(diào)平。其次，底部橫梁42向下推動，直到中空纖維16 張緊。豎向立柱44然后向上往回移動一定距離，該距離將提供所期望的纖維松弛。再次， 空氣流以低值開啟，且觀察表面上的氣泡圖案。豎向立柱然后可向上和向下移動，直到空氣流均勻，從而確信所需的調(diào)整在兩個豎向立柱44 ( 一個向上移動，而另一個向下移動)之間均勻分?jǐn)?，以避免顯著地改變松弛。豎向立柱44然后可鎖定就位。圖3示出了曝氣器組件70的側(cè)視圖。曝氣器組件70與盒匣60是分開的。曝氣器組件70插在成對的盒匣60之間，且可選為處在外盒匣的近旁。各曝氣器組件70均豎向地滑動到附接在儲器48壁上的曝氣器引導(dǎo)件72中。曝氣器引導(dǎo)件72可向下延伸到儲器 48 (而非如圖所示那樣向上)，類似于用于盒匣60的引導(dǎo)件46。各曝氣器組件70均由曝氣器集管74、曝氣器32和許多下導(dǎo)管(或立管)76構(gòu)成。曝氣器組件70通常為平坦的。曝氣器32有時稱為空氣、氣體或氣泡噴淋器，或簡單地稱為噴淋器。曝氣器集管74在各對盒匣60之間延展。下導(dǎo)管76在其各側(cè)上連接到曝氣器集管74上。可選的是，附加的下導(dǎo)管76可每隔200mm至500mm提供。下導(dǎo)管76可長到足以在安裝時將曝氣器32定位在盒匣60的裙部下方。本文所述的曝氣器組件70主要占據(jù)儲器48中的空間，在任何情況下，都需要該空間用于水在盒匣60之間流動的間隙，且從而促進高的儲器強度(每單位體積的膜表面面積或儲器表面面積的平方米)。參看圖4，儲器48在平面視圖中通常為矩形。盒匣60橫跨儲器的寬度或長度放置。本文所述的橫梁-盒匣結(jié)構(gòu)的有用特征在于，盒匣60的長度可設(shè)置為增加模塊10的寬度或直徑，以便盒匣的長度可大致等于(并包括略微小于)儲器48的寬度或長度。對于改裝情況，定制長度的盒匣可使用模塊10的標(biāo)準(zhǔn)尺寸僅通過改變橫梁觀的長度來構(gòu)造。盒匣60和曝氣器組件70可并排地橫跨儲器48剩余的尺寸來安置，以便有效地將儲器區(qū)域填充至高儲器強度。滲透物集管20在儲器48的一側(cè)上連接到主滲透物集管50上。曝氣組件70以交替模式在儲器48的另一側(cè)上連接到兩個單獨的曝氣集管34上，或可選的是如果空氣將同時供給儲器48中的所有盒匣60的話，則連接到單個集管上。儲器48可為an至: 深。在膜生物反應(yīng)器應(yīng)用中，儲器48還包含底部(未示出) 處的一層混合液體分配導(dǎo)管，以及回流促動的污物出口或溢流口(未示出)。期望的是，膜儲器48完全地由盒匣60填充，以確保儲器48中的均勻流型。參看圖5和圖6，許多模塊10可并排地浸入在待過濾的水的儲器(圖5和圖6中未示出)中，其中，待過濾的水例如為廢水處理設(shè)備中的再循環(huán)混合液體。圖5和圖6中所示的各模塊10均可為在長度上垂直于頁面延伸的盒匣60的部分。模塊10的群組是間隔開的，例如，中心到中心為200mm至500mm，以在其間提供間隙。曝氣器32定位在間隔開的各對模塊10之間，且可選的是在模塊10的群組邊緣處位于模塊10的近旁但在外側(cè)。曝氣器32可為定位在下封裝頭12下方IOOmm至500mm的導(dǎo)管，其中，曝氣器32的各側(cè)上每50mm至IOOmm有5mm至15mm的氣孔40。氣孔40可沿徑向定向，從而指向水平下方30度至60度。曝氣器32附接到集管34上，而集管34經(jīng)由閥36連接到鼓風(fēng)機38或?qū)⒂糜诋a(chǎn)生氣泡的其它加壓氣體源上。膜曝氣的過程有時也稱為空氣、氣體或氣泡噴淋，或簡單地稱為起泡。當(dāng)空氣或其它氣體流向曝氣器32時，在氣孔40處產(chǎn)生氣泡。氣泡氣流的一部分 (例如，25%至75%之間)俘獲在模塊10的腔室30中，在下封裝頭12的下方形成氣穴，并流過下封裝頭12中的孔22以在模塊10內(nèi)產(chǎn)生氣泡。起泡氣流的剩余部分經(jīng)由模塊10之間的間隙上升。在間隙中上升的氣泡夾帶儲器中的水，從而導(dǎo)致水也經(jīng)由間隙上升。俘獲在腔室30中的氣泡氣流部分可通過改變曝氣器32的設(shè)計、位置或定位，通過改變模塊10 之間的間隙寬度或通過改變?nèi)共勘?8的底部寬度而改變。曝氣器32和盒匣60內(nèi)的下封裝頭12優(yōu)選的是經(jīng)調(diào)平以促進均勻分配來自于曝氣器氣孔40或來自于盒匣60的一個或多個下封裝頭12的孔22的空氣流。曝氣器32可連接到集管34上，以便各集管34將氣體供給每隔一個的曝氣器32。 例如，如果儲器中的曝氣器32從左向右計數(shù)，則偶數(shù)計數(shù)的曝氣器32附接到第一集管3 上，而奇數(shù)計數(shù)的曝氣器32附接到第二集管34b上。來自風(fēng)機38的氣流可通過關(guān)閉閥36a 同時開啟閥36b來從第一集管3 切換至第二集管34b。在一段時間之后，通過開啟閥36a 同時關(guān)閉閥36b可將氣流切換回第一集管34a。氣流可往復(fù)來回切換，同時過濾操作的滲透和回洗或松緩循環(huán)將繼續(xù)。圖6示出了閥36a關(guān)閉而閥36b開啟情況下的氣流，而圖5示出了閥36a開啟而閥36b關(guān)閉情況下的氣流。通過上述方法，氣泡提供在模塊10近旁的間隙中，首先在模塊10的一側(cè)上，而然后在模塊10的另一側(cè)上。這促進了經(jīng)由膜16的水平水流。然而，因為總是存在氣泡進入腔室30的一側(cè)中，故模塊10內(nèi)產(chǎn)生的氣泡經(jīng)由孔22的氣流速率大致是恒定的。這樣，水中的污垢就難以在模塊10內(nèi)沉積。具體而言，該方法阻止了在下封裝頭12附近固體物累積在模塊10中。避免在下封裝頭12的正上方結(jié)垢是很重要的，因為其為通常易于在豎向中空纖維膜中結(jié)垢的區(qū)域且難以清潔的區(qū)域。下封裝頭中的膜16的閉端封裝盡管是可選的，但也有助于防止在下封裝頭12附近結(jié)垢，因為可透性膜壓隨著離滲透集管的距離而減小，這起因于膜16內(nèi)腔中的滲透物流的壓頭損失?？蛇x的是，延伸導(dǎo)管M可插入孔22的底端中。延伸導(dǎo)管M伸入腔室30中，例如 IOmm至30mm。氣穴形成在腔室30的頂部中，該腔室30總是至少與延伸導(dǎo)管M的伸出長度一樣厚。氣穴通常比這厚，而且空氣溢流到延伸導(dǎo)管25中且穿過孔22。當(dāng)氣流從一個曝氣器32切換至另一個且因此促進了橫跨模塊10寬度間隔的孔22之間更為接近均勻的氣流時，由延伸導(dǎo)管M提供的附加氣穴厚度容許氣體橫跨腔室30更快速地分配。在保持清潔操作期間，清潔溶液優(yōu)選的是均勻地分配給所有模塊。清潔溶液的濃度應(yīng)當(dāng)很高(但在膜材料容限的極限內(nèi))，且優(yōu)選的是避免過多地稀釋進入到模塊外側(cè)的儲器中的水中。清潔溶液優(yōu)選為輸送至膜表面并容許在其處反應(yīng)，而對膜儲器中的生物質(zhì)的負(fù)面影響最小。保持清潔優(yōu)選的是在整個或幾乎整個儲器中執(zhí)行。保持清潔可在空儲器中完成，以避免稀釋進入儲器中的水中，但在此情況下，大多數(shù)溶液通過在中空纖維底部附近透過而損失，在該底部處，模塊內(nèi)側(cè)的清潔溶液靜壓最高。在本文所述的過濾系統(tǒng)中，膜底部附近的結(jié)垢通過曝氣方法和纖維底部的閉端封裝二者而減少。在此情況下，期望的是促進化學(xué)溶液滲透到可能穿過膜的上端的程度，但保持空儲器中清潔可導(dǎo)致膜底部處的清潔溶液的進一步損失，因為膜底部附近相對而言沒有結(jié)垢。滲透物泵送系統(tǒng)通常用于將保持清潔溶液輸送至膜模塊。然而，僅需要大量氯溶液，以便甚至在任何清潔溶液與膜接觸之前來填充滲透物管路網(wǎng)絡(luò)。此外，需要較大的流率來均勻地輸送清潔溶液至所有模塊，以便利用模塊中壓力損失的平衡效果。這些約束的綜合影響在于，大量低濃度氯溶液穿透膜，過多地稀釋，以及可能殺死儲器中相當(dāng)大部分的生物質(zhì)。參看圖2、圖7和圖8，滲透物集管20利用泄放閥56連接到泄放導(dǎo)管M上。開啟泄放閥56會將滲透物集管20的內(nèi)側(cè)暴露在大氣壓力下?；瘜W(xué)制品注入管58具有在滲透物集管20內(nèi)側(cè)延展的區(qū)段，其中，小的注入孔60沿其長度間隔開。化學(xué)制品注入管58的另一區(qū)段定位在滲透物集管20的外側(cè)，且通常經(jīng)由中間導(dǎo)管和未示出的閥連接到化學(xué)制品泵62上，而化學(xué)制品泵62則連接到化學(xué)制品儲器64上。為了實施保持清潔，滲透物集管20通過關(guān)閉隔離閥52而與滲透物泵送網(wǎng)絡(luò)隔離開。作為備選，隔離閥可在滲透物網(wǎng)絡(luò)的更下游提供和關(guān)閉，以便連接到滲透物導(dǎo)管50上的多組模塊10(例如，儲器48中的所有模塊10)都可同時保持清潔。關(guān)閉隔離閥52隔離與一個或多個滲透物集管20連通的已知體積的滲透物。濃縮的氯或其它清潔化學(xué)制品的總量(該總量可選的是基于上述已知體積和所期望的最終化學(xué)清潔劑濃度而預(yù)定)經(jīng)由化學(xué)制品注入管58注入到滲透物集管20中。化學(xué)清潔劑流出注入孔60，且快速地混合到滲透物集管20中的滲透物中而達到期望的最終濃度。在此階段，化學(xué)溶液保持在滲透物集管20中，但少量滲透物會轉(zhuǎn)移到膜儲器48中。 膜曝氣優(yōu)選為關(guān)閉，以便最大限度地減小在隨后步驟中對清潔溶液的疏泄。儲器48中的混合液體水平可選為部分地降低以產(chǎn)生或增加沿與正常滲透相反的方向的潛在驅(qū)動力。這種反向滲透驅(qū)動力可在IOcm或數(shù)IOcm附近，但優(yōu)選為小于50cm。 如果滲透物集管20定位成在儲器48中的正常水位上方足夠遠(yuǎn)處，則足夠的潛在反向滲透驅(qū)動力在不降低混合液體水平的情況下可始終是可用的。通常，滲透物集管20應(yīng)當(dāng)在化學(xué)溶液開始從滲透物集管流出之前至少完全在該水位上方。可選的是，由于結(jié)垢通常出現(xiàn)在豎向模塊的上集管下方第一個IOcm或20cm中，故水位可降低到上集管底部下方的IOcm或 20cm,以便促進清潔化學(xué)制品經(jīng)由膜的上部流動。水位可通過在開啟泄放閥56之前的任何時間部分地排放儲器48來降低。可選的是，水位可通過在關(guān)閉隔離閥52之前停止水流入儲器同時繼續(xù)回收滲透物來降低。 化學(xué)制品流通過開啟泄放閥56啟動，以便將滲透物集管20的內(nèi)部連接至大氣。這容許滲透物集管20的內(nèi)容物通過重力反向滲透。泄放閥56或其開啟的程度，可選擇為以便清潔溶液的反向滲透(化學(xué)制品排放)時間對于清潔化學(xué)制品提供所期望的接觸時間。 可選的是，高達大約5分鐘的等待時間可在反向滲透大致完成之后提供，以便容許化學(xué)清潔劑與污垢進一步反應(yīng)的時間。 當(dāng)清潔溶液已大致所有都已反向滲透，且任何等待時間都已經(jīng)過去時，則儲器48 中的水位增大至其正常設(shè)定點，且滲透物集管20通過前向滲透而填充水，同時一些空氣經(jīng)由泄放閥56放出。泄放閥56優(yōu)選為定位在隔離區(qū)域的高點處，處在隔離的滲透物集管20 中或與隔離的滲透物集管20連通。泄放閥56然后可關(guān)閉，膜氣泡凈化恢復(fù)，且隔離閥52開啟以使模塊10回到操作中。仍截留在滲透物集管20中的任何空氣都可經(jīng)由滲透物系統(tǒng)的普通空氣收集器而清除。本文件所保護的發(fā)明由所附權(quán)利要求限定。權(quán)利要求不限于本文所述的設(shè)備或工藝的具體實例。
權(quán)利要求
1.一種浸入式膜設(shè)備，包括a)多個盒匣，其分別具有成直線的膜模塊，各膜模塊均具有上滲透集管和帶一體式氣孔的下集管，所述盒匣以并排間隔開的布置而設(shè)置在儲器中；b)與所述模塊的下集管中的氣孔連通的底部敞開的腔室；以及c)定位在所述盒匣之間的空間中的多個大致平坦的曝氣器組件，所述曝氣器組件包括具有用以排出氣泡的孔的曝氣器，所述孔定位成用以將氣泡提供到所述裙部中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，多個曝氣器包括a)第一曝氣器，其構(gòu)造且定位在模塊的一側(cè)上以便在所述裙部內(nèi)和所述裙部的外側(cè)同時地提供氣泡；b)第二曝氣器，其構(gòu)造且定位在所述模塊的另一側(cè)上以便在所述裙部內(nèi)和所述裙部的外側(cè)同時地提供氣泡；以及c)用以在不同時間提供氣流至所述第一曝氣器和所述第二曝氣器的曝氣系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，各盒匣均包括盒匣構(gòu)架，所述盒匣構(gòu)架包括將所述膜模塊的上集管和下集管保持在所述盒匣中的上橫梁和下橫梁；以及定位在所述盒匣構(gòu)架的相對側(cè)上而將所述上橫梁和所述下橫梁間隔開的側(cè)部件，其中， 所述上橫梁與所述下橫梁之間的距離可在各側(cè)部件處單獨地調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述曝氣器的孔定位成還提供氣泡到所述盒匣之間的空間中。
5.一種浸入式膜設(shè)備，包括a)多個盒匣，其分別具有成單條直線的膜模塊，各膜模塊均具有上滲透集管和帶一體式氣孔的下集管；以及，b)與所述模塊的下集管中的氣孔連通的底部敞開的腔室，其中，c)各盒匣均包括盒匣構(gòu)架，所述盒匣構(gòu)架包括將所述膜模塊的上集管和下集管保持在所述盒匣中的上橫梁和下橫梁；以及定位在所述盒匣構(gòu)架的相對側(cè)上而將所述上橫梁和所述下橫梁間隔開的側(cè)部件，其中，所述上橫梁與所述下橫梁之間的距離可在各側(cè)部件處單獨地調(diào)整；以及d)所述盒匣安裝到儲器中，其中，所述盒匣的重量由頂部橫梁與所述儲器之間的接頭支承。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項所述的設(shè)備，包括e)與所述模塊的滲透集管連通的位于至少一個膜模塊的膜區(qū)域上方的滲透物集管；f)與所述滲透物集管連通的隔離閥；g)與所述隔離閥的模塊側(cè)上的滲透物連通的泄放閥；以及h)化學(xué)制品注入導(dǎo)管，其具有與所述隔離閥的模塊側(cè)上的所述滲透物集管的內(nèi)側(cè)連通的一端，以及與化學(xué)制品泵和清潔化學(xué)制品供送源連通的另一端。
7.一種膜過濾系統(tǒng)，包括a)具有膜過濾區(qū)域的膜模塊；b)位于所述膜過濾區(qū)域上方的滲透物集管；c)位于所述滲透物集管與另一滲透物收集管道之間的隔離閥；d)與所述隔離閥的模塊側(cè)上的所述滲透物集管連通的泄放閥；以及e)化學(xué)制品注入導(dǎo)管，其具有與所述隔離閥的模塊側(cè)上的所述滲透物集管的內(nèi)側(cè)連通的一端，以及與化學(xué)制品泵和清潔化學(xué)制品供送源連通的另一端。
8.一種用于使大致豎向的中空纖維膜的浸入式吸力驅(qū)動模塊曝氣的方法，所述模塊具有兩個相對側(cè)，所述方法包括以下步驟a)在第一時段，在所述模塊內(nèi)和所述模塊的一側(cè)處提供氣泡；b)在步驟a)之后，在第二時段，在所述模塊內(nèi)和所述模塊的另一側(cè)處提供氣泡；以及c)重復(fù)步驟a)和步驟b)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一時段和所述第二時段大致是連續(xù)的，以便在步驟a)和步驟b)期間大致恒定地從所述模塊內(nèi)提供氣泡。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，氣泡經(jīng)由孔穿過封裝頭提供到所述模塊內(nèi)，其中，所述膜的底部封裝在所述封裝頭中。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至權(quán)利要求10中任一項所述的方法，其特征在于，步驟a)中的所述氣泡由單個曝氣器提供，以及步驟b)中的所述氣泡從不同的單個曝氣器提供。
12.一種用于阻止膜模塊結(jié)垢的方法，包括主要或僅向所述模塊的一側(cè)產(chǎn)生氣泡，交替地從所述模塊的一側(cè)到另一側(cè)，同時還在所述模塊內(nèi)或所述膜之間產(chǎn)生氣泡。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，氣泡大致連續(xù)地在所述模塊內(nèi)或所述膜之間產(chǎn)生。
14.一種用于清潔儲器中的浸入式膜模塊的方法，包括以下步驟a)隔離與所述模塊連通且在所述模塊上方的滲透物體積；b)將所述儲器中的水面定位在低于隔離的所述滲透物體積的水平；c)將清潔化學(xué)制品注入到隔離的所述滲透物體積中；以及d)將隔離的所述滲透物體積排放至大氣。
15.一種膜清潔方法，包括通過重力使化學(xué)制品清潔溶液經(jīng)由膜模塊流動，可選的是通過將濃縮溶液注入到滲透物回收系統(tǒng)的泄放部分中，所述滲透物回收部分定位在保持所述模塊的儲器中的水位上方。
全文摘要
一種豎向膜模塊具有帶一體式氣孔的下集管。模塊成直線地安裝在上橫梁和下橫梁上。裙部形成在盒匣的下方。橫梁之間的可調(diào)式側(cè)部件容許膜的松弛調(diào)整和底部橫梁調(diào)平。平坦的曝氣器組件可插入盒匣之間的空間中，且提供氣泡到裙部、盒匣之間的空間或兩者中。曝氣方法涉及主要或僅對模塊的一側(cè)產(chǎn)生氣泡，交替地從模塊的一側(cè)到另一側(cè)，同時還在模塊內(nèi)或膜之間產(chǎn)生氣泡，可選的是連續(xù)地產(chǎn)生。清潔方法涉及化學(xué)清潔溶液通過重力流過膜模塊，可選的是通過將濃縮溶液注入到滲透物回收系統(tǒng)的泄放部分中，該滲透物回收系統(tǒng)定位在保持模塊的儲器中的水位上方。
文檔編號B01D61/14GK102325583SQ201080004846
公開日2012年1月18日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者P·科特 申請人:Bl科技公司