[發明專利]浸沒式橫向流過濾

無效

• 申請號: 200580040233.3
• 申請日: 2005-10-26
• 公開（公告）號: CN101065177A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 查富芳;T·W·貝克
• 申請（專利權）人: 西門子水技術公司
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02;B01D63/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 趙培訓

技術領域

本發明涉及薄膜過濾裝置，尤其是涉及浸沒式薄膜過濾裝置和操作方法

背景技術

利用空氣沖刷的浸沒式薄膜過濾方法出現在上世紀80年代。用于過濾的驅動力通過吸氣或者靜壓力水頭代替了加壓作用，因此不需要使用容納薄膜組件的壓力容器，導致顯著的節約了資本費用，形成了薄膜過濾系統。然而，在這種過濾方法中用于沖刷所述薄膜的氣體/空氣消耗占據了運轉能量的主要部分，這導致操作成本超出了期望值。因此，從引入了這樣的系統以來就已經在減少所述氣體/空氣消耗方面進行了很大的努力。

為了達到上述的目的，需要關注兩個主要的方向：

a)改進所述薄膜的性質，也就是使所述薄膜具有低污垢率和高滲透性；以及

b)改進所述過濾/清潔方法。

有幾個重要因素影響特定薄膜的沖刷效果。已知的是通過將組件重新調整成具有小的結構就可以使空氣的更有效率地使用。用這種方法，一定數量的空氣可以集中起來從而更有效率地沖刷所述薄膜。利用高存儲密度的組件還能節省每單位薄膜面積上的空氣消耗量，通過間斷的而不是連續的注入空氣沖刷所述薄膜是節約空氣消耗量的另一種方法。

其他已知的方法還包括利用氣體和液體的混合物沖刷所述薄膜。這樣的方法在所述薄膜生物反應器中具有特別的重要性，其中所述薄膜過濾的混合溶液包括高濃度的懸浮固體物質，且需要對混合溶液進行再循環以實現反硝化作用。這樣的方法利用上述的混合溶液重復循環流動與空氣一起沖刷所述薄膜，如此以致于使所述薄膜表面附近的固相含量極化度變得最小，并且能防止所述混合溶液脫水。所述薄膜組件的設計的目的在于使進入所述薄膜束中的二相混合物實現均勻分布。在已知的組件中，薄膜典型地直接地暴露于進料或者限制在篩網圓筒中。因此，在流體沿著所述組件傳送時，仍然有一定程度的能量損失。

在薄膜方法的發展初期，普遍地使用橫向流過濾，其中通過高速運轉的泵送作用產生的剪切力穿越所述薄膜表面。因為要求提供更多的能量去產生很高的剪切力以有效地清潔的所述薄膜，所述橫向流過濾方法的應用出現了局限性，主要體現在管狀的薄膜過濾領域。

發明內容

本發明的目的是解決或者改善現有技術中的至少一種不利情況，或者是提供有益的替換。

依照本發明的一個方面所提供的薄膜滲透組件的類型包括在其中設置的多個可滲透空心薄膜，其中，在使用中，施加的壓差橫過浸沒于包含懸浮固體物質的懸浮液中的所述可滲透空心薄膜的壁，所述懸浮液應用于所述可滲透空心膜的一個表面而通過所述膜壁進行導引和持續的過濾，其中經過所述膜壁的一部分懸浮液作為濾清的液體或滲液放出，并且至少一部分固體滯留在所述可滲透空心薄膜上或其內部，或者作為懸浮固體物質滯留在懸浮液內，所述組件包括至少部分地圍繞所述薄膜組件的流體保持裝置，用于大體上保持流入所述薄膜組件至少部分流體。

依照本發明的第二方面，提供了利用設置在薄膜組件中的多個可滲透空心薄膜將固體從懸浮液中過濾出的方法，所述方法包括：

使包含所述懸浮液的流體流入所述薄膜組件而使所述懸浮液施加到所述可滲透空心薄膜的一個表面上；

橫過浸沒于包含懸浮固體物質的懸浮液中的所述可滲透空心薄膜的壁施加壓差，以通過所述膜壁進行導引和持續過濾，其中一部分懸浮液經過薄膜壁而作為濾清的液體或滲液放出，并且至少一部分固體滯留在所述可滲透空心薄膜上或內部，或者做為懸浮固體物質滯留在懸浮液內；以及

利用至少部分圍繞薄膜組件周圍的一流體保持裝置來大致保持流入薄膜組件的至少一部分流體。

優選地是，在一種方式下，所述流體保持裝置包括基本上圍繞所述薄膜組件的外周部的套筒。作為優選的是，所述套筒是不透水的，更優選的是實心的。優選地是，所述套筒具有沿著所述組件的長度方向延伸的箱形的結構。需要認識到的是所述術語＂箱形＂包括任意所需的適合于所述薄膜組件的形狀的橫截面形狀。優選地是，所述套筒在一端帶有開口，以允許所述流體通過。優選地是、在另一種方式下，所述流體保持裝置包括至少一對設置在所述組件的兩側的相對的壁。作為優選地是，所述組件超過50％的部分被所述流體保持裝置包裹，并且更優選地是70％或者以上的部分被包裹。

優選地是，所述流體包括至少一部分懸浮液。所述懸浮液可以通過多種方式傳送給所述組件，包括通過直接供給或者通過氣體提升作用傳送。作為優選地是，所述流體還包括氣體和/或氣體/液體混合物。