[发明专利]毛细管膜过滤模块

说明书

技术领域

本发明涉及用于水处理或其它混浊液体的处理的外向内毛细管膜过滤模块。

背景技术

毛细管膜过滤模块一般用于水处理。典型地，这样的过滤模块浸没在待处理的原始液体(例如，废水)中，并且通过将跨膜压差施加到空心毛细管上而建立外向内(外侧到内侧)过滤方向。较低压力施加在毛细管膜内侧(或孔腔)处。

通过这样做，在毛细管的孔腔中得到渗透产物，同时废水脱水，留下粘附到毛细管外侧上的污泥。经过滤的水从新供给废水的进一步有效排出此时受到阻碍。除去在毛细管外表面处积累的污物的一种解决方案是通过空气洗涤(通过在毛细管外表面处引入空气气泡)和/或反洗涤和/或反脉冲。

所述空气气泡另外用作用来使废水在毛细管膜上循环的手段，由此也将在废水中的污物保持成均匀地混合，从而优化过滤效率。上升的空气气泡随原始液体输送，因此产生所述原始液体(污泥)的强迫流动。作为结果，实现原始液体在整个模块上的满意分布。

空气气泡的有效使用要求空气气泡具有对于毛细管膜的最佳接近。专利申请WO 2008/012221公开了一种毛细管膜过滤模块，该毛细管膜过滤模块包括多个竖向取向的平面膜组件(或毛细管膜帘)，这些平面膜组件在底部侧处连接到共用收集器集流管上。膜的每个平面组件连接到各个顶部集流管上。这样一种竖向毛细管膜模块允许空气气泡和废水在毛细管膜之间的较好循环，并且对于污物的捕获较不敏感，因此导致通过空气洗涤对于毛细管膜的有效清理。

然而，在这样一种竖向构造中，其中毛细管膜在它们的端部处都被固定(例如，由底部和顶部集流管)，并且其中使用空气起泡，污泥/空气混合物的流速，特别是在顶部侧处，可能非常高。作为结果，在这些位置处发生的必需紊流可能如此广泛，导致不利的早期材料疲劳并因此使材料寿命缩短。

通过增大在相邻膜组件之间的空隙而降低流速是不希望的，因为这会减小每单位体积的比膜面积(specific membrane area)，导致模块非常巨大。

日本申请公报10146520公开了一种设备，该设备包括由大量空心纤维膜形成的帘幕，这些空心纤维膜在两个端部处都保持在收集管中。空心纤维布置成与原始水流相平行，并且帘幕布置成使得在空心纤维的两个端部处，相邻帘幕的收集管沿着原始水流动方向布置在不同位置处。通过这样做，空心纤维的膜填充比值增大，可减少悬浮物质对于膜的堵塞。

这种构造的第一缺陷是，帘幕由多排空心纤维膜形成，从而在帘幕内仍会发生堵塞。此外，在相邻帘幕的通路的进口处会发生空气气泡的聚结，导致该通路的阻塞并且防止原始水流动穿过该通路。

相应地，在本技术领域中需要一种能够克服以上缺陷的解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种改进的毛细管膜过滤模块，该毛细管膜过滤模块克服现有技术装置(模块)的缺陷。

本发明的一个目的在于，减小在毛细管膜连接到顶部集流管上的位置处的紊流。

本发明的一个目的是，延长在过滤模块中的毛细管膜的寿命和/或减小在过滤模块中的毛细管膜的材料的疲劳。

本发明的各个目的通过提供如在所附权利要求书中陈述的用于液体过滤的装置而得以实现。

根据本发明的第一方面，提供一种用于液体过滤的装置。该装置包括多个膜帘，每个膜帘由单排毛细管膜形成。该装置还包括至少一个底部集流管，该底部集流管设置在膜帘的下部端部(毛细管膜的下部端部)处，并且连接到至少一个膜帘的毛细管膜上。该装置还包括分别用于每个膜帘的顶部集流管。顶部集流管设置在膜帘的上部端部处，并且连接到膜帘的毛细管膜上。

膜帘(以及因此毛细管膜)被设置成当在使用中时按竖向构造布置。各顶部集流管相间隔地布置。由此，膜帘和顶部集流管布置成允许(原始)液体和可能的空气气泡在各膜帘之间以及在各顶部集流管之间向上流动。

各顶部集流管间隔开，从而孔径设置在各顶部集流管之间，用于使(原始)液体和可能的空气气泡沿竖向从各膜帘之间离开。

根据本发明的第一方面，至少两个相邻膜帘的顶部集流管布置在不同高度处，并且所述相邻膜帘的毛细管膜具有不同长度。

优选地，所述相邻膜帘的下部端部布置在相同高度处。因此，所述相邻膜帘的底部集流管布置在相同高度处。

优选地，每两个相邻膜帘的各顶部集流管布置在不同高度处。各顶部集流管优选地布置在两个不同高度处。