专利名称：过滤系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及薄膜过滤系统，具体而言，涉及一种可用在常规基础 设施遭自然或人为灾害损坏或破坏的世界边远不发达区域或场所中的 简单且成本低的过滤系统。
技术背景在发展中国家的一些地区，清洁的饮用水缺乏。此外，在更边远 的区域，电力也供应不上。在这些区域，使用昂贵的费电的水过滤系 统显得不实际。不过，采用多孔薄膜的过滤系统已使用多年，这些系 统需要昂贵的设备、复杂的泵吸、阀以及清洁系统。在采用大规模系 统服务于一个大的群体的情况下，此费用支出通常被认为是合理的。在规划经济不可行和电力获得有限或匮乏的贫穷发展中国家和/ 或边远地区，需要一种简单的、低成本的过滤系统，其可按小规模或 有限规模比如单家农舍或小乡村输送高质量的饮用水。 发明内容本发明旨在克服或改善现有技术中存在的至少一个缺陷，或提供 有效的备选方案。根据一个方面，本发明提供了一种在一类装置中清洁可渗透空心 薄膜的方法，其中在浸渍于液体悬浮液中的可渗透空心薄膜的壁上施 加压差，所述液体悬浮液作用于可渗透空心薄膜的外表面，以通过薄膜壁引发和维持过滤，其中(a) —些液体悬浮液穿过薄膜的壁，以作为净化液体或渗透物从空 心薄膜腔抽走；(b) 至少 一些固体保持在空心薄膜上或保持在空心薄膜中，或以其 它方式作为悬浮的固体保持在包围薄膜的液体内，清洁方法包括的步骤有
(i)在薄膜与液体悬浮液之间产生机械搅动，以除去至少 一 些保持 的固体。优选的是，该方法包括至少部分地在产生机械搅动的步骤之前和/ 或当中自薄膜的进给侧去除液体。根据另一个方面，本发明提供了一种自用在薄膜过滤系统中的可 渗透空心薄膜的表面清洁保持的固体的方法，包括的步骤有在薄膜 与浸渍薄膜的液体之间产生机械搅动，以除去至少一些保持的固体。优选的是，机械搅动是通过相对于液体运动薄膜或反过来而产生 的。液体一般收容在贮器中，贮器面向大气可以是敞开或闭合的。在 此类装置中，搅动可以通过相对于薄膜运动贮器和其内的液体或反过 来而产生。此类运动尤其包括旋转、沿着贮器的轴横向运动和/或摇动 运动。运动优选是振动的。该清洁方法可补充釆用液体回流和/或使用适当的清洁剂对薄膜 进行化学清洁。根据本发明的又一个方面，提供了一种使用一个或多个可渗透空 心薄膜处理液体悬浮液以去除颗粒物质的方法，该方法包括(a)在浸渍于液体悬浮液中的可渗透空心薄膜的壁上施加压差，所 述液体悬浮液施加于可渗透空心薄膜的外表面，以通过薄膜壁引发和 维持过滤，其中(i) 一些液体悬浮液穿过薄膜的壁，以从空心薄膜腔作为净化液体 或渗透物抽走；(ii) 至少一些颗粒物质保持在空心薄膜上或保持在空心薄膜中， 或以其它方式作为悬浮的固体保持在包围薄膜的液体内；其中，压差是通过在重力作用下自纤维腔抽吸液体而产生的。 在该方法的一个形式中，液体悬浮液可容纳在闭合的贮器中，且 液体悬浮液在重力作用下进给到贮器中，于是压力通过进给到贮器中 的液体的重力输送而施加在薄膜的进给侧上，和/或吸力通过从其中的 重力流而施加在薄膜腔上。根据本发明的再一个方面，提供了一种使用一个或多个可渗透空 心薄膜处理液体悬浮液以去除颗粒物质的方法，该方法包括(a)在浸渍于液体悬浮液中的可渗透空心薄膜的壁上施加压差，所 述液体悬浮液施加于可渗透空心薄膜的外表面，以通过薄膜壁引发和 维持过滤，其中(i) 一些液体悬浮液穿过薄膜的壁，以从空心薄膜腔作为净化液体 或渗透物抽走；(ii) 至少一些颗粒物质保持在空心薄膜上或保持在空心薄膜中， 或以其它方式作为悬浮的固体保持在包围薄膜的液体内；其中，液体悬浮液容纳在开放贮器中，且压差是通过自薄膜网眼 虹吸液体而产生的。根据本发明的还一个方面，提供了一种使用一个或多个可渗透空 心薄膜处理液体悬浮液以去除颗粒物质的方法，该方法包括(a) 在浸渍于液体悬浮液中的可渗透空心薄膜的壁上施加压差，所 述液体悬浮液作用于可渗透空心薄膜的外表面，以通过薄膜壁引发和 维持过滤，其中(i) 一些液体悬浮液穿过薄膜的壁，以从空心薄膜腔作为净化液体 或渗透物抽走；(ii) 至少一些颗粒物质保持在空心薄膜上或保持在空心薄膜中， 或以其它方式作为悬浮的固体保持在包围薄膜的液体内；(b) 暂停所述过滤；(c) 在薄膜与液体悬浮液之间产生机械搅动，以除去至少 一 些保持 的颗粒物质；(d) 去除包含除去的颗粒物质的液体； (e^f吏所述过滤重新开始。在一个实施例中，该方法包括的步骤有在产生机械搅动的步骤之 前和/或当中从薄膜的进给侧至少部分地去除液体。在其它方面，本发明包括执行所述各种方法的设备。
现在参照附图仅通过实例对本发明的优选实施例进行描述，其中
图1示出了根据本发明的过滤組件的一个实施例的简化侧剖图； 图2示出了根据本发明的过滤组件的第二实施例的简化侧剖图； 图3示出了产生过滤組件的机械搅动的 一个装置的简化侧视图； 图4示出了产生过滤组件的机械搅动的另 一装置的简化侧视图； 图5示出了产生过滤组件的机械搅动的又一装置的简化侧视图； 图6示出了产生过滤组件的机械搅动的再一装置的简化侧视图； 图7示出了根据本发明的过滤組件的又一 实施例的简化侧视图； 图8示出了针对根据本发明 一个实施例的薄膜组件随时间测量的横跨膜压力、渗透性、流速以及进给积垢指数(FFI)的图表。
具体实施方式
参见图1，过滤装置5包括开放端的管状贮器6，其具有过滤组件 7，过滤组件7装有过滤帽8，由位于其内的O形圏9密封。 一软管 10的一端连接于过滤帽8，另一端连接于外部容器11。该过滤组件属于我们的国际专利申请No.W098/28066中描述的 类型，不过，应当理解，可以使用任何合适的薄膜过滤装置。但是， 在该组件中，并不使用气体冲刷，并且，下部器皿内的开口用于从组 件中去除进给液体。当在过滤模式中操作时，压差通过作用于通过过滤帽8的薄膜腔 的虹吸作用在薄膜上产生。滤液在大气压下自帽8中吸出并通过软管 10出来进入外部容器11中。通过给过滤管线增加一抽吸装置，可给 薄膜施加附加的抽吸压力。优点是，薄膜上的压差局限于大气压，且 因此可避免薄膜的过度积垢。组件底部的薄膜受到进料的阻挡，使得滤液和进给液体仍保持物 理上的分离。底部器皿12上的开口 (未示出)便于组件7的清洁。随着时间的过去，因薄膜积垢而导致滤液流速减慢。因为过滤过 程的低压操作，形成在薄膜过滤侧上的污垢容易通过机械搅动而除掉。用于清洁薄膜的机械搅动可采取以后描述的多种形式。在使用开放贮器6的本实施例中，通过将薄膜组件7上下地颠簸 插入管状贮器6和/或绕其纵轴线振动组件7而将搅动施加到薄膜上。
为了帮助去除内部薄膜中的固体物质，下部器皿12中的孔有利于通过 插入操作中的液压运动而提供搅动。另一种搅动形式可以是施加气体压力以产生气泡以通过下部器亚 12中的孔搅动薄膜。作为选择，如果薄膜组件7水平放置的话，就可 沿着组件的长度施加气体。搅动之后，管状贮器6被清空掉包含沉积杂质(dislodged impurities)的浓缩液体且被再充填。通过从贮器6中倒出液体、通过 贮器底部排出液体和/或从贮器中泵吸或虹吸液体，可将液体清空。根 据进给液体，可能需连续搅动、清空以及充填循环，以恢复滤液流速。 在完成薄膜组件7的清洁时，过滤帽8和软管10供以水以再开始过滤。图2示出了一个与针对图l描述的实施例情况反过来的过滤组件 的实施例。进给液体被馈送到开放或闭合的管状j^器6。在所示的实 施例中，管状贮器6利用螺旋端帽14上的进给连接件13闭合。就闭 合的贮器6而言，贮器6必须在密封端帽14之前灌注好。作为选择， 可密封端帽且可安装通气阀以容许在灌注期间通风。进料通过进给液 体上的正向压力头穿过组件7。薄膜上的附加压差可通过过滤软管10 的虹吸而施加。组件7位于通过0形圏9在其内密封的过滤帽8中。 清洁滤液经由过滤帽8通过软管10流出组件7且收集在容器11中。 正如在图1所示的结构中一样，组件7顶端15中的孔有助于清洁操作。闭合贮器的优点在于，采用高位槽或任何其它增压装置的附加压 力可置于薄膜上以提供较高的滤液流。与图1的实施例相似，清洁是相对于组件7内的液体通过薄膜的 机械搅动完成的。组件7可从管状贮器6中取出并作清洁或留在贮器 6和整个组件被搅动以疏松污垢。如果组件装在管状贮器6中，就必 须在贮器6至少部分充填液体的情况下完成清洁。在使用闭合贮器的 地方，贮器内的液体理想的是部分地去除，以容许液体相对于薄膜被 搅动。搅动之后，贮器6被再次腾空取出包含沉积杂质的浓缩液体且被 再充填。根据进给水的情况，可能需要连续搅动、排出和充填循环以
恢复过滤流速。有利的是，在贮器6的清空过程中，持续机械搅动。 在完成清洁时，管状贮器6和组件7供有液体以再开始过滤。图3至6示出了组件可怎样机械搅动的各种实施例。应该理解， 所示方法不是穷举的，并且，可以采用多种机械搅动方法，而不脱离 所描述的本发明的范围。图3示出了闭合的贮器6，其中，通过使用与组件7连接的外部t 形手柄19旋转组件7而在贮器内搅动组件7。组件7通常以所示的振 动方式旋转。作为选择，在组件7保持静止的同时贮器6可被旋转， 或在相反方向上可采用两种运动的组合。翼片等类似物(未示出)可 装在贮器6内以有助于其内液体的搅动。在贮器6水平或以任何所需 要的倾斜角度而定位的情况下，可执行相似的动作。图4示出了一种装置，其中贮器6装在枢轴20上，以容许贮器6 绕着中央横向轴线往复摇动。图5示出了与图4相似的装置，其中贮器6装在支架21上，以容 许贮器6绕着中央横向轴线往复摇动。图6示出了一种装置，其中贮器6位于水平位置且沿着其纵轴往 复振动。在贮器6竖直地或以任何所需的倾斜角度而定位的情况下， 可执行相似的动作。参见图7，示出了采用液体回流的薄膜组件的一个可能实施例。 应该理解，多种回流状态可与所述本发明一起使用。在图7中，組件7位于贮器6中，贮器6具有受到与端口 24连接 的阀23控制的入口进给管22。出口排放管25也与端口 24连接且受 到阀26的控制。上部器皿15被布置成通过与端口 28连接且受阀29 控制的输出渗透管27从组件7中薄膜抽取渗透物。回流管30还与端 口 28和回流容器31连接。通气阀32设置在贮器6的顶部以在所述贮 器充填和排放期间通风。在使用中，装置操作的方式与图1所示的实施例相似。进给液体 通过进给管22和开启阀23输送到关闭的贮器6中。阀26保持关闭。 通气阀32保持打开状态一直到贮器被充填为止。渗透物在虹吸效应下
通过渗透管27和开启阀29被抽取。当需要液体回流时，阀23和29 关闭，而阀26和32开启。这导致液体通过排放管25自贮器6排放， 且来自容器31的回流在大气压下通过端口 28和薄膜腔抽回。除使用 渗透物的通常的液体回流外，所述装置还可用于提供化学清洁，其中 由容器31提供适当量的化学清洁剂，容器31可以是敞开的容器或嚢 状物装置。图8示出了横跨膜的压力(TMP)、滤液流速、渗透性以及进给 积垢指数(FFI)随时间变化的图表。它示出了在薄膜的积垢增加 的情况下，TMP增大和渗透性和滤液流速的减小。在对薄膜进行机械 搅动清洁之后，TMP减小，而渗透性和滤液流速增大。显然，对于本领域的技术人员来说，所述方法的机械搅动步骤可 手动执行和/或通过增加适当形式的机械驱动而自动进行。
权利要求
1、一种在一类装置中清洁可渗透空心薄膜的方法，其中在浸渍于液体悬浮液中的可渗透空心薄膜的壁上施加压差，所述液体悬浮液施加于可渗透空心薄膜的外表面，以通过薄膜壁引发和维持过滤，其中(a)一些液体悬浮液穿过薄膜的壁，以作为净化液体或渗透物从空心膜腔抽出；(b)至少一些固体保持在空心薄膜上或保持在空心薄膜中，或以其它方式作为悬浮的固体保持在包围薄膜的液体内，清洁方法包括的步骤有(i)在薄膜与液体悬浮液之间产生机械搅动，以除去至少一些保持的固体。
2、 如权利要求l所述的方法，其中，该方法包括在产生机械搅动 的步骤之前和/或当中自薄膜的进给侧至少部分地去除液体。
3、 如权利要求l所述的方法，其中，机械搅动是通过相对于液体 悬浮液运动薄膜或反过来而产生的。
4、 如权利要求3所述的方法，其中，液体悬浮液容纳在贮器中， 且搅动是通过相对于薄膜运动贮器和其内的液体悬浮液或反过来而产 生的。
5、 如权利要求3或4所述的方法，其中，所述运动包括一种或多 种下列运动类型旋转、沿着贮器的轴线横向运动、摇动运动。
6、 如权利要求5所述的方法，其中，运动是振动的。
7、 如权利要求l所述的方法，还包括，薄膜的液体回流的步骤。
8、 如权利要求l所述的方法，还包括，使用清洗剂对薄膜进行化 学清洁的步骤。
9、 一种从用在薄膜过滤系统中的可渗透空心薄膜的表面清洁保持 的固体的方法，包括的步骤有在薄膜与浸渍薄膜的液体之间产生机 械搅动，以除去至少一些保持的固体。
10、 如权利要求9所述的方法，其中，机械搅动是通过相对于液体运动薄膜或反过来而产生的。
11、 如权利要求10所述的方法，其中，液体容纳在贮器中，且搅动是通过相对于薄膜运动贮器和其中的液体或反过来而产生的。
12、 如权利要求10或11所述的方法，其中，所述运动包括一种 或多种下列运动类型旋转、沿着贮器的轴线横向运动、摇动运动。
13、 如权利要求12所述的方法，其中，运动是振动的。
14、 如权利要求9所述的方法，还包括，薄膜的液体回流步骤。
15、 如权利要求9所述的方法，还包括，使用清洗剂对薄膜进行 化学清洁的步骤。
16、 一种使用 一个或多个可渗透空心薄膜处理液体悬浮液以去除 颗粒物质的方法，该方法包括(a)在浸渍于液体悬浮液中的可渗透空心薄膜的壁上施加压差，所 述液体悬浮液作用于可渗透空心薄膜的外表面，以通过薄膜壁引发和 维持过滤，其中(i) 一些液体悬浮液穿过薄膜的壁，以作为净化液体抽走或自空心 薄膜的网眼渗透；(ii) 至少一些颗粒物质保持在空心薄膜上或保持在空心薄膜中， 或以其它方式作为悬浮的固体保持在包围薄膜的液体内；其中，压差是通过在重力作用下从纤维网眼抽吸液体而产生的。
17、 如权利要求16所述的方法，其中，液体悬浮液容纳在闭合的 贮器中，且液体悬浮液在重力作用下进给到贮器中，于是压力通过进 入给到贮器中的液体的重力输送而施加在薄膜的进给侧上。
18、 一种使用 一个或多个可渗透空心薄膜处理液体悬浮液以去除 颗粒物质的方法，该方法包括(a)在浸渍于液体悬浮液中的可渗透空心薄膜的壁上施加压差，所 述液体悬浮液施加于可渗透空心薄膜的外表面，以通过薄膜壁引发和 维持过滤，其中(i)一些液体悬浮液穿过薄膜的壁，以从空心薄膜腔作为净化液体 或'渗透物抽出；(ii)至少一些颗粒物质保持在空心薄膜上或保持在空心薄膜中，或以其它方式作为悬浮的固体保持在包围薄膜的液体内；其中，液体悬浮液容纳在敞开的贮器中，且压差是通过从薄膜腔 虹吸液体而产生的。
19、 一种使用一个或多个可渗透空心薄膜处理液体悬浮液以去除 颗并立物质的方法，该方法包括(a) 在浸渍于液体悬浮液中的可渗透空心薄膜的壁上施加压差，所 述液体悬浮液施加于可渗透空心薄膜的外表面，以通过薄膜壁引发和 维持过滤，其中(i) 一些液体悬浮液穿过薄膜的壁，以作为净化的液体或渗透物从 空心薄膜腔抽出；(ii) 至少一些颗粒物质保持在空心薄膜上或保持在空心薄膜中， 或以其它方式作为悬浮的固体保持在包围薄膜的液体内；(b) 暂停所述过滤；(c) 在薄膜与液体悬浮液之间产生机械搅动，以除去至少一些保持 的颗粒物质；(d) 去除包含除去的颗粒物质的液体；(e) 使所述过滤重新开始。
20、 如权利要求19所述的方法，其中，该方法包括的步骤有在 产生机械搅动的步骤之前和/或当中从薄膜的进给侧至少部分地去除 液体。
21、 如权利要求19所述的方法，其中，机械搅动是通过相对于液 体悬浮液运动薄膜或反过来而产生的。
22、 如权利要求21所述的方法，其中，液体悬浮液容纳在贮器中， 且搅动是通过相对于薄膜运动贮器和其中的液体悬浮液或反过来而产 生的。
23、 如权利要求4所述的方法，其中，所述运动包括一种或多种 下列运动类型旋转、沿着贮器的轴线横向运动、摇动运动。
24、 如权利要求23所述的方法，其中，运动是振动的。
25、 如权利要求19所述的方法，还包括，薄膜的液体回流步骤。
26、 如权利要求19所述的方法，还包括，使用清洁剂对薄膜进行 化学清洁的步骤。
27、 一种在一类装置中包括可渗透空心薄膜的过滤系统，其中在 浸渍于液体悬浮液中的可渗透空心薄膜的壁上施加压差，所述液体悬 浮液施加于可渗透空心薄膜的外表面，以通过薄膜壁引发和维持过滤， 其中(a) —些液体悬浮液穿过薄膜的壁以从空心薄膜腔作为净化液体 或渗透物抽出；(b) 至少一些固体保持在空心薄膜上或保持在空心薄膜中，或以其 它方式作为悬浮的固体保持在包围薄膜的液体内，其中，系统包括用于清洁薄膜的装置，其包括在薄膜与液体悬浮 液之间产生机械搅动以除去至少一些保持的固体的装置。
28、 如权利要求27所述的过滤系统，其中，机械搅动部件包括相 对于液体悬浮液运动薄膜或反过来的装置。
29、 如权利要求28所述的过滤系统，其中，系统包括一用于容纳 液体悬浮液的贮器，且搅动是通过相对于薄膜运动贮器和其中的液体 或反过来而产生的。
30、 如权利要求28或29所述的过滤系统，其中，所述运动包括 一种或多种下列运动类型旋转、沿着贮器的轴线横向运动、摇动运 动。
31、 如权利要求30所述的过滤系统，其中，运动是振动的。
32、 如权利要求29所述的过滤系统，其中，贮器和/或薄膜绕着 一轴线固定，且所述运动是相对所述轴线的。
33、 一种薄膜过滤系统，其包括浸渍于液体中的一个或多个可渗 透的空心薄膜和在过滤期间从可渗透空心薄膜的表面清洁至少一些保 持在其上的固体的装置，其中，所述清洁装置包括在薄膜与浸渍薄膜 的液体之间用于产生机械搅动以除去至少一些保持的固体的装置。
34、 如权利要求33所述的过滤系统，其中，机械搅动部件包括相 对于液体悬浮液运动薄膜或反过来的部件。
35、 如权利要求34所述的过滤系统，其中，系统包括一用于容纳 液体悬浮液的贮器，且搅动是通过相对于薄膜运动贮器和其内的液体 或反过来而产生的。
36、 如权利要求34或35所述的过滤系统，其中，所述运动包括 一种或多种下列运动类型旋转、沿着贮器的轴线横向运动、摇动运 动。
37、 如权利要求36所述的过滤系统，其中，运动是振动的。
38、 如权利要求35所述的过滤系统，其中，贮器和/或薄膜绕着 一轴线固定，且所述运动相对于所述轴线。
39、 如权利要求27或33所述的过滤系统，其中，所述机械搅动 装置包括马达驱动的装置。
40、 一种使用一个或多个可渗透空心薄膜处理液体悬浮液以去除 其中的颗粒物质的i殳备，该设备包括(a)在浸渍于液体悬浮液中的可渗透空心薄膜的壁上施加压差的 装置，所述液体悬浮液施加于可渗透空心薄膜的外表面，以通过薄膜 壁引发和维持过滤，其中(i) 一些液体悬浮液穿过薄膜的壁，以从空心薄膜腔作为净化液体 或渗透物被抽出；(ii) 至少一些颗粒物质保持在空心薄膜上或保持在空心薄膜中， 或以其它方式作为悬浮的固体保持在包围薄膜的液体内；其中，施加压差的装置包括在重力下从纤维腔取出液体的装置。
41、 如权利要求40所述的设备，还包括， 一容纳液体悬浮液的闭 合贮器和在重力作用下将液体悬浮液输送到贮器中的装置，使得压力 通过进入到贮器中的液体的重力输送而施加在薄膜的进给侧上。
42、 如权利要求40所述的设备，还包括，在薄膜与液体悬浮液之 间产生机械搅动以除去至少一些保持的颗粒物质的装置。
43、 一种使用 一个或多个可渗透空心薄膜处理液体悬浮液以去除 其中的颗粒物质的设备，该设备包括 (a)在浸渍于容纳在开放贮器内的液体悬浮液中的可渗透空心薄 膜的壁上施加压差的装置，所述液体悬浮液施加于可渗透空心薄膜的 外表面，以通过薄膜壁引发和维持过滤，其中(i) 一些液体悬浮液穿过薄膜的壁，以从空心薄膜腔作为净化液体 或'渗透物^皮抽出；(ii) 至少一些颗粒物质保持在空心薄膜上或保持在空心薄膜中， 或以其它方式作为悬浮的固体保持在包围薄膜的液体内；其中，施加压差的装置包括自薄膜腔虹吸液体的装置。
44、 如权利要求43所述的设备，还包括，在薄膜与液体悬浮液之 间产生机械搅动以除去至少 一些保持的颗粒物质的装置。
全文摘要
一种在一类装置中清洁可渗透空心薄膜(7)的方法和设备，其中，在浸渍于液体悬浮液中的可渗透空心薄膜(7)的壁上施加压差，液体悬浮液施加于可渗透空心薄膜的外表面以通过薄膜壁引发和维持过滤，清洁方法包括在薄膜与液体悬浮液之间产生机械搅动以除去至少一些保持在薄膜中或保持在薄膜上的固体的步骤。还披露了通过作用于液体的重力来施加压差。
文档编号B01D63/06GK101128253SQ200680006142
公开日2008年2月20日 申请日期2006年1月13日 优先权日2005年1月14日
发明者D·R·巴特勒, K·W·戈克 申请人:西门子水技术公司