[发明专利]在纤维膜过滤组件中探测断裂纤维位置并将其密封的方法

说明书

本发明涉及到一种在纤维膜过滤系统中探测断裂纤维位置的方法。

本发明已发展到用于与废水处理有关的领域，并且下文将参照该用途来说明。然而应该看到本发明并不局限于这种特殊的领域。

纤维膜过滤是一种成熟的方法，它使用大量空心管状的微孔纤维，每根纤维都允许滤液通过纤维壁上的微孔从纤维外部流入纤维内部，从而过渡中滤掉杂质。例如，微孔的直径大约是0.2微米。

实际上，数千根纤维捆在一起，并封装在一个壳体内装成一个组件。该壳体通常是圆柱形的，而且纤维沿壳体的纵向延伸，壳体两端被封住，在每端通常用树脂封口，或者用称作孔塞的封口的类似物封口。空心纤维的两端贯通并包在封口塞内，以使纤维内部在端部与组件的外部相通，因而允许滤液从两个端点位置流出。换句话说，每根纤维的两端都可以贯穿封口并与组件一端的外部相通，或者纤维在其一端可以贯穿封口，而另一端被封住。

实际上这些组件通常排成“束”(但不是必需的)，每束都包括一排组件，它们共有一个支管，这些管束组成一个组件阵。

在使用中，进料或流体被引入到纤维外部与组件壳内部之间的空间。滤液通过纤维的微孔膜流入纤维内部，而后沿着纤维的长度方向流过封口塞到组件的外部，通常流入支管。

废水过滤系统可以由数百个组件组成，每个组件包含有数千根纤维。虽然在这些系统中出现断裂是罕见的，但是一根纤维的断裂或破裂可能危及整个系统的完善，这是由于它让未经过滤的液体进入断裂纤维的内部，因此而污染了滤液。

例如，由于液体中存在尖的或硬的颗粒，或者其它原因，纤维可能断裂。在这种情况下，在数千根纤维中识别断裂的纤维是很困难的。

一种用于识别含有断裂纤维组件的已知试验是扩散空气流动试验(DAF)。在这种试验中，在纤维与一个选定的组件或多个组件的壳体之间的空间中注入空气，并且对纤维内部注入压缩空气。浸湿纤维膜以使微孔充满液体，测量出空气从纤维内部扩散到纤维外部的速率。在没有任何断裂纤维的情况下这个速率与一个参考值有关。该参考值表示对特定膜在给定的压差下从纤维内部向纤维外部预期的扩散流动。

如果超过了确定的压力，扩散流就会由于在孔中气泡的产生而受到扰乱，注意到这点是重要的。这就是膜的气泡点而且由下列方程式确定： P = 4 . COS ( θ ) . β . γ d ]]>

式中，

P＝气泡点压力

θ＝浸湿角

β＝被超德(Bechold)表面张力系数

  γ＝浸湿液体的表面张力

  d＝孔的直径

无疑，如果存在断裂纤维，则测量的速率将会偏高，这是由于它还包括了一个由于气流通过断裂流动与扩散流穿过孔相反的分量。

当这个方法用于识别包含有断裂纤维的组件时，它有某些缺点而且不能推广到识别出单根断裂的纤维。

本发明的任务是至少要对现有技术中的缺点进行某些改进。

按照第一种方式，本发明是一种在纤维膜过滤组件中探测出断裂纤维位置的方法，该组件包括一个包住大量空心微孔纤维的壳体，这些纤维在过滤时能让滤液通过纤维膜而滤掉滤液中的杂质，每根纤维的内部都与支管相通，而且纤维和壳之间的空间与支管隔绝，所述的方法包括下列步骤：

将受压气体送到纤维与壳体之间的空间并浸湿每根纤维的端部；

监视这些纤维的端部，因为气泡的形成是有断裂纤维的征兆，而且

封住断裂的纤维。

按照第二种方式，本发明是一种从全套组件中识别出含有断裂组件的子集的方法，每个组件包括一个包住大量空心微孔纤维的壳体，这些纤维在过滤时能让滤液通过纤维膜而滤掉滤液中的杂质，每根纤维的内部都与支管相通而且纤维与壳体之间的空间与支管隔绝，所述的方法包括下列步骤：

在纤维与壳体之间或与子集的壳体之间的空间内注入液体；

将低于膜的标定气泡点的压力的气体送给子集中纤维的内部；