[发明专利]包括集成的压差监测的螺旋卷式膜模块

说明书

一种螺旋卷式膜模块包括专门的端盖组件，所述端盖组件包括：连接导管，所述连接导管限定从其外周边径向向内延伸的通路；以及压差传感器，所述压差传感器连接到所述连接导管的所述通路。

技术领域

本发明总体上涉及用于进行流体分离的螺旋卷式膜模块和相关组件。

背景技术

螺旋卷式膜模块在各种各样的流体分离中使用。在传统实施例中，一个或多个螺旋卷式反渗透(RO)或纳滤(NF)膜模块(“元件”)串联连接在共用的压力容器内。大型水处理设施典型地包括多连串和/或多级容器，每个容器包括6至8个螺旋卷式膜模块。在操作之后，单独模块的淤积和结垢导致不希望的压力减少以及因此降低的分离性能。例如，引导(上游)模块经常容易发生生物淤积，而末端(下游)模块经常更容易发生结垢。对组件中的各个点的压力的监测有助于识别压力损失并且允许操作者采取适当措施，例如，选择性地更换模块、增加对进料流体的预处理、更积极地清洁模块等。但考虑到模块被密封在压力容器内，难以监测压力损失。然而，已经开发了各种技术，参见例如：US 2014/0180610、US8808539、US 8617397、US 8568596、US 8519559、US 8272251、US 8210042、US 7886582、US2011/10114561、WO 2012/117669以及JP 2016/019932。也已经对其他类型的过滤装置使用类似技术，例如，US 6936160、US 7048775和US 8221522。期望不太复杂的监测系统，包括提供以下一项或多项的那些监测系统：i)很少修改现有的模块和压力容器、ii)使用较少或较简单的传感器、以及iii)避免可缩回的探针。

发明内容

本发明包括螺旋卷式膜模块和包括压力容器的相关组件、它们的制造和使用方法、以及此类组件的组合。在优选实施例中，主题螺旋卷式膜模块包括：至少一个包膜，所述至少一个包膜围绕沿着轴线在相反的第一模块端与第二模块端之间延伸的渗透物收集管卷绕；以及端盖组件，所述端盖组件位于所述相反模块端中的至少一者上。所述端盖组件包括固定到所述渗透物收集管的内毂以及限定所述端盖组件的外周边的同心外环。所述外环通过多个径向延伸的支撑件连接到所述内毂，所述支撑件被向所述模块提供流体进出通路的孔口隔开。所述端盖组件还包括：连接导管，所述连接导管限定从位于所述外环的所述外周边的第一导管端径向向内延伸到位于所述外环内的第二导管端的流体通路；以及压差传感器，所述压差传感器连接到所述连接导管的所述流体通路。

在另一个实施例中，本发明包括一种组件，所述组件包括多个螺旋卷式膜模块，所述多个螺旋卷式膜模块在压力容器的腔室内以串联安排轴向对齐，其中第一或“引导”模块与第一容器端相邻定位并且第二或“末端”模块与第二容器端相邻定位。在优选实施例中，所述第一模块或所述第二模块或者所述压力容器内的第一模块和第二模块两者包括主题端盖组件和压差传感器。这种方法准许及早检测典型地首先在第一(最上游)模块中发生的淤积以及典型地首先在第二(最下游)模块中发生的结垢。替代性地，组件内的其他模块或者组件的所有模块都可以包括主题端盖组件和压差传感器。描述了许多附加实施例。

附图说明

附图未按比例绘制并且包括理想化视图以方便描述。在可能的情况下，在所有附图和书面描述中使用了相似的附图标记来表示相同或类似的特征。

图1是部分组装的螺旋卷式膜模块的局部剖切透视图。

图2是螺旋卷式膜模块组件的局部剖切透视图，示出了包括位于压力容器内的端盖组件的螺旋卷式膜模块。

图3是从图2局部剖切的螺旋卷式膜模块组件的截面图，展示了进料/浓缩物流动路径(A)以及连接导管和压力传感器。

图4a是示出端盖组件的另一个实施例的截面图，示出了包括可拉伸薄膜的压力传感器的另一个实施例，所述可拉伸薄膜防止流过连接导管并且包括电阻应变仪。

图4b是示出适用于本主题压力传感器的电路的示意图。