[发明专利]采用浸入式膜的水过滤无效

专利信息
申请号: 200810149245.5 申请日: 2005-02-25
公开(公告)号: CN101352654A 公开(公告)日: 2009-01-28
发明(设计)人: 尼古拉斯·W·H·亚当斯;曼温德尔·辛格;弗雷泽·C·肯特;皮埃尔·L·科特;戴维·B·罗斯;凯文·S·J·迪弗雷纳 申请(专利权)人: 泽农技术合伙公司
主分类号: B01D63/00 分类号: B01D63/00;B01D65/02;B01J19/24;C02F1/44
代理公司: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 代理人: 柴毅敏
地址: 美国*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 采用 浸入 过滤
【说明书】:

本申请是2005年2月25日提交、申请号为200580006044.4、名称为“采用浸入式膜的水过滤”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及采用浸入式膜的水过滤。

背景技术

以下对本发明背景的描述并不是认可在此所述的任何信息在任何国家都可被引用作为现有技术或本领域普通技术人员公知常识的一部分。

浸入式膜是在渗透期间可以浸入在保持于环境压力下的液体,例如水中的过滤膜。已过滤的水或渗透液通过施加横跨膜的压差或膜供给或滞留液侧的液压头被提取通过膜到达膜的渗透液侧,其中横跨膜的压差通过泵的抽吸作用或虹吸作用产生,液压头通过将膜浸入在液体中一定深度而产生。多个膜通常被聚集成例如可被称为模块或箱的各种单元。膜可以是多种结构,例如平板或中空纤维。在美国专利No.5,192,456中描述了平板膜单元的实例。在美国专利No.5,639,373、No.6,790,360、No.6,555,005以及No.6,325,928中描述了中空纤维膜单元的实例。

在水过滤中,膜用于将供给水分成渗透液流和滞留液流。示例性应用包括过滤地下水或地表水以提供饮用水,以及过滤工厂流出的废水以在排放之前改善其质量。尽管在供给水中可能出现一定的生物活性,但供给水的生物处理不是废水处理的主要关注点。在水过滤中的供给水比用于废水处理的供给水趋于具有更低的固体含量。例如,供给水的总的悬浮固体含量的范围在0.005g/L或更少到大约0.1g/L。絮凝作用或其它化学或生物预处理可用于提高供给水的过滤性并且可以导致从絮凝罐流到膜罐的供给水具有高达大约0.2g/L的固体含量(TSS)。一些预处理不适于用在以下分工艺中:其中周期性地将罐的水完全排掉,原因是化学品在它们完全使用之前就被浪费了或者因为化学剂的浓度必须保持在较窄的范围内。

在美国专利No.6,156,200中描述了水过滤工艺的一个实例。在该工艺中,对于满罐,每30分钟的抽吸时间段之后是回洗和空气冲洗步骤。每3-10个抽吸周期之后,罐就被完全排干并被再次填充。

在美国专利No.6,303,035中描述了水过滤工艺的另一些实例。在一个工艺中,过滤循环包括以下步骤:将罐填充到膜以上的水位,将渗透液抽取通过膜同时罐内的水位于膜之上;然后给膜通气以除去膜上的固体以及回洗膜同时对罐进行排水。

在国际专利公开WO01/36075中描述了水过滤工艺的另一实例。膜模块被布置成基本上覆盖罐的横截面。过滤循环具有紧跟有稀释步骤的渗透步骤。在渗透期间,供给水基本上等于移走的渗透液。在稀释期间,利用冲洗气泡进行的通气与回洗和补给供给水中的一个或两个一起从模块下方进行。多余的罐内水大体上向上流过模块并从罐顶部的溢出区流出。

在美国专利No.6,375,848中描述了其它示例性工艺。一个工艺以多个重复的循环的方式进行。该循环以膜浸入在罐内水中开始。渗透液被泵送通过膜,同时以渗透液移走的流量增加供给水以保持膜被浸入。在2到5小时的渗透之后,罐中的排水阀打开并且供给水流的流量相应地提高以保持膜被浸入,并且渗透继续进行。排水阀打开25分钟,罐体积的100%到300%的水被排放掉。当罐内水的固体浓度降低至少60%时,排水阀关闭并且新的循环开始。在同一发明描述的另一工艺中,膜模块被浸入在罐内。供给水连续地进入罐内以保持膜被浸入。除了膜回洗的时间段外,渗透液穿过模块从罐中连续地流出。罐内水通过排水从罐中连续流出但其流量仅是供给水流量的20%。膜被连续通气以清洗膜并混合罐内的水。

可以通过取决于具体应用的各种参数中一个或多个来测量水过滤系统的性能。可以考虑的一个参数是回收率,它指每单位体积的供给水所产生的渗透液的比例。回收率越高,则必须被排放或进一步处理的滞留液的体积越低。可以考虑的另一参数是通气的能量成本。许多浸入式膜系统使用通气或空气冲洗以防止膜积垢。给膜单元通气所需的能量是一项重要的年度费用并且是膜系统寿命周期成本的主要部分。可以考虑的另一参数是膜的积垢率。膜积垢的速率影响膜单元在其需要被更换之前持续的时间以及保持该单元运行在可接受的渗透性或流量下所需的化学清洗或通气作用。膜积垢与许多因素有关,包括通气和回洗的有效性以及膜供给侧或滞留液侧的固体浓度。需要提供根据这些参数中的一个或多个运行良好的水过滤系统。

发明内容

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