專利名稱：清洗膜過濾組件的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種裝置和相關的方法，從而借助于由文氏管、噴嘴或者類似物所形成的液體和氣體的混合物來有效地清洗膜組件。例如，對于應用到含有高濃度懸浮固體的環(huán)境中的膜組件而言，在生物反應器中，所描述的許多改進的組件形狀減少了固體在組件內的積累。
膜過濾過程的成功主要依賴于采用有效可行的膜清洗方法。通常使用的物理清洗方法包括使用液體滲入或者氣體的反沖洗(反向脈沖、反向清洗)，使用在液體內呈氣泡形狀的氣體的膜表面清洗或者沖洗。第二種方法的例子在授權給Ishida等人的美國專利No.5192456、授權給Cote等人的美國專利No.5248424、授權給Henshaw等人的美國專利No.5639373、授權給Henshaw等人的美國專利No.5783083和我們的PCT申請No.WO98/28066中。
在參照上面的這些例子中，常常借助于增壓的鼓風機把氣體噴射到液體系統(tǒng)中，在該液體系統(tǒng)中，膜組件被浸沒從而形成氣泡。然后，這些形成的氣泡向上移動來清洗膜表面，從而去掉形成于膜表面上的臟物質。所形成的剪切力主要依賴于初始氣泡速度、氣泡大小和施加到氣泡上的力的結果。在這種方法中的流體轉移局限于氣體提升機構的效率。為了提高清洗效果，不得不供給更多的氣體。但是，這種方法具有許多缺點它消耗了大量的能量，可能形成霧或者泡沫流，從而減少了有效膜過濾面積，并且可以破壞膜。而且，在高濃度固體的環(huán)境中，氣體分散系統(tǒng)逐漸被脫水固體所阻塞，或者當氣體流突然停止時簡單地被阻塞。
對于絕大多數(shù)管形膜組件而言，這些膜在組件的中間(縱向上)是韌性的，但是朝向兩個容器兩頭部分傾向于更緊韌性變得更小。當這些組件用在含有高濃度懸浮固體的環(huán)境中時，固體容易阻擋在膜束內，特別容易阻擋在兩個容器頭部的附近處。減少固體積累的這些方法包括在使用清洗氣體來清洗膜時，改進組件形狀和流體分布。
在這種膜組件的設計中，組件內的管形膜的裝載密度是重要因素。如這里所使用的膜組件內的纖維膜的裝載密度定義為纖維膜所占據(jù)的容器橫截面面積除以總容器橫截面面積，并且通常用百分比表示。從經(jīng)濟的觀點來看，最好裝載密度盡可能的高，從而減少制造膜組件的費用。實際上，在不很稠密的包裝膜組件內減少了固體包裝。而且，如果裝載密度太小，那么膜之間的摩擦作用也變得更少了，從而導致這些膜表面的清洗/沖洗效率變低。因此，最好提供這樣的膜形狀該形狀有利于去掉積累的固體，同時使膜的裝載密度最大化。
本發(fā)明公開的內容本發(fā)明至少在它的實施例中找到了克服或者至少改善現(xiàn)有技術中的一些缺點，或者至少為公眾提供了有用的替代方法。
根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供一種使用夾帶有氣泡的液體介質來清洗膜表面的方法，它包括這樣一些步驟借助于所述液體介質流過所述氣體源使所述氣泡夾帶進所述液體介質，使所述氣泡和液體介質沿著所述膜表面進行流動，從而除去污物。
最好地，借助于文氏管裝置使氣泡夾帶到所述液體流中。為進一步優(yōu)化，借助于可強制性地把氣體混合到液體流中從而產(chǎn)生液體和氣泡的混合物的裝置使氣泡夾帶或者噴射到所述液體流中，這樣的裝置包括噴管、噴嘴、噴射器、排放管、噴注器或者類似物。任意地，借助于鼓風機或者類似裝置使輔助氣泡源設置在所述液體介質中。所使用的氣體可以包括空氣、氧、氯氣或者臭氧。為了清洗和/或充氣，空氣是最經(jīng)濟的。氯氣可以在膜表面處進行化學反應而用來清洗、消毒和提高清洗效率。使用臭氧除了具有與氯氣相類似的效果之外，還具有更多優(yōu)點如氧化DBP先驅物并且把非生物可降解的NOM轉化成生物可降解的、可溶解的有機碳。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種膜組件，該組件包括若干多孔膜及裝置所述膜設置成相互緊緊鄰近，并且安裝固定來防止過分移動；裝置從組件內，借助于不是氣體通過所述膜的孔來提供夾帶在液體流中的氣泡，因此，在使用時，所述液體和夾帶在它里面的氣泡移過所述膜的表面，從而除去污物，所述氣泡借助于使所述液體流過氣體源從而把氣體吸入到所述液體流中而夾帶在所述液體中。
最好地，所述液體和氣泡被混合，然后流過膜從而除去污物。
根據(jù)一種優(yōu)選形式，本發(fā)明提供了一種從若干多孔中空纖維膜的表面中除去污物的方法，這些膜安裝成排并且縱向延伸從而形成膜組件，所述膜設置成相互緊緊接近，并且安裝成防止在它們之間過度移動，該方法包括這些步驟從所述排內，借助于不是通過所述膜的孔的氣體來提供夾帶在液體流中的、均勻分布的氣泡，所述氣泡借助于使所述液體流過氣體源從而使所述氣體吸入和/或混合到所述液體中而夾帶在所述液體流中，所述分布是這樣的所述氣泡基本上均勻通過所述排列內的每個膜，并且結合所述液體流，從而沖洗所述膜的表面并且從膜組件內除去積累起來的固體，優(yōu)選地，所述氣泡噴射和混合到所述液體流中。
為了優(yōu)化，這些膜包括多孔中空纖維，這些纖維固定在頭部的每端上，下頭部具有一個或者多個形成于其中的孔，通過這些孔導入氣體/液體流。這些孔可以是圓形、橢圓形或者呈槽形。這些纖維常常在下端處被密封而在它們的上端處敞開，從而可以去掉濾液，但是，在一些布置中，這些纖維可以兩端敞開，從而可以從一端或者兩端去掉濾液。這些纖維最好設置成圓柱形排列或者成束排列。應當知道，所描述的清洗過程同樣可以應用到其它形式的膜中如平形膜或者板形膜。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種膜組件，該組件包括若干多孔中空纖維膜，所述纖維膜設置成相互緊緊接近，并且安裝固定以防止在它們之間過度移動，這些纖維膜固定在頭部的每端上，一個頭部具有一個或者多個形成于其中的孔，通過這些孔導入氣體/液體流；還包括分隔裝置，它至少在所述頭部之間的一半距離進行延伸，從而把所述膜纖維分隔成組。最好地，分隔裝置借助于相應纖維組之間的空間來形成。這些分隔可以相互平行，或者在圓柱形的纖維膜排列的情況下，這些分隔從該排列中心徑向延伸，或者共心地設置在圓柱形排內。在一種替代形式中，纖維束可以設置有縱向中心通道，該通道可以沿頭部之間的整束長度上進行延伸。
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明提供了一種用在膜生物反應器中的膜組件，該組件包括多孔中空膜纖維，該膜纖維在端與端之間縱向延伸，并且將每端處安裝到相應容器頭部上，所述膜纖維設置成相互緊緊相鄰，并且安裝固定以防止在它們之間過度移動，所述纖維至少在它們相應的容器頭部或者鄰近它們的相應容器頭部處被分隔成許多束，從而在它們之間形成空間，一個所述容器頭部具有一排形成于其中的通氣開口，用來在所述組件內提供氣泡，因此在使用時，所述氣泡移過所述膜纖維的表面，從而除去了污物。
借助于組件支撐隔板，保護了纖維束并且限制了纖維的運動，而該隔板具有被合適地間隔開的垂直和水平元件，從而提供通過纖維的自由流體和氣流，并且限制纖維運動的幅度，而這種運動減少了纖維容器端處的能量濃度。
最好地，所述通氣開口設置成與形成于所述分隔開的束之間的空間相一致。出于優(yōu)選，所述開口包括一個槽、多個槽或者一排孔。最好地，這些纖維束設置在槽或者成排孔之間的容器頭部上。
出于另外的優(yōu)選，在通過所述孔或者槽進行供給之前，流體流夾帶有或者混合有氣泡，盡管應該知道只有氣體可以用在一些構造中。所使用的液體可以被供給膜組件的供料。纖維和/或纖維束可以在容器頭部之間相互交叉，但是最好它們不這樣。
最好，該組件內的纖維裝載密度(如上所定義的)大約為5到70％，更加優(yōu)選的是大約為8到55％。
出于優(yōu)選，所述孔的直徑范圍大約為1-40mm，更加優(yōu)選的是大約為1.5-25mm。在槽或者成排孔的情況下，開口面積選擇成等于上面孔的面積。
一般地，纖維內徑范圍大約為0.1mm到5mm，并且最好大約為0.25mm到2mm。纖維壁厚依賴于所使用的材料和所需要的強度與過濾效率的關系。一般地，壁厚為0.05到2mm之間，常常為0.1mm到1mm。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了膜生物反應器，該反應器包括一個容器，該容器具有為其供料的裝置、在所述容器內形成活化沉積物的裝置，根據(jù)第一方面的膜組件設置在所述容器內，從而浸沒在所述沉積物中，所述膜組件設置有從所述纖維膜的至少一端去除濾液的裝置。
根據(jù)另一個方面，本發(fā)明提供了第二方面所描述的膜生物反應器的一種操作方法，它包括把供料加入到所述容器內，對所述纖維施加真空度，從而排出濾液，同時間歇地或者連續(xù)地通過所述通氣開口把氣泡供給到所述組件內，因此，在使用時，所述氣泡移過所述膜纖維的表面，從而除去污物。最好地，在通過所述孔或者槽來進行供給時，液體流夾帶有或者混合有氣泡。
如果需要，另一種通氣源可以設置在容器內，從而有利于微生物活性。出于優(yōu)選，膜組件垂直懸浮于容器內，所述另一通氣源設置在懸浮組件的下方。最好地，另一通氣源包括一組可以滲透空氣的管子。膜組件根據(jù)流量可以用反洗或者不用反洗來進行操作。在生物反應器中的高度混合的懸浮固體溶液(5000到20000ppm)已經(jīng)表明明顯地減少了滯留時間并且提高了濾液質量。用于有機物的降解和膜清洗的通風的結合使用已經(jīng)表明可以使恒定的濾液流沒有明顯提高橫跨膜壓力，同時形成較高的MLSS濃度。使用分隔纖維束可以實現(xiàn)使裝載密度更高，而不會明顯損害氣體沖洗過程。這保證了較高過濾效率的實現(xiàn)。
附圖的簡短說明現(xiàn)在參照附圖，只是借助于例子的方式來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中

圖1示出了膜組件的一個實施例的示意性側視圖并且圖解了本發(fā)明的清洗方法；圖2示出了用來形成夾帶氣泡的、噴嘴型結構的一種形式的放大示意性側視圖；圖3a示出了本發(fā)明一個實施例的分隔膜組件示意性側視圖；圖3b示出了圖3a的膜束的剖視圖；圖4a示出了本發(fā)明另一個實施例的分隔膜組件的示意性側視圖；圖4b示出了圖4a的膜束的剖視圖；圖5a示出了本發(fā)明另一個實施例的分隔膜組件的示意性側視圖；圖5b示出了圖5a的膜束的剖視圖；圖6a示出了本發(fā)明另一個實施例的分隔膜組件的示意性側視圖；圖6b示出了圖6a的膜束的剖視圖；圖7示出了本發(fā)明另一個實施例的、與圖2相類似的圖；圖8示出了本發(fā)明另一個實施例的、與圖2相類似的圖；圖9示出了本發(fā)明膜組件的另一種優(yōu)選實施例的下端的剖開透視圖；及圖10示出了圖9的膜組件上端的剖視透視圖。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例參照附圖，針對這里引入作相互參照的、我們的早期PCT申請No.98/28066所公開的那種膜組件(membrane module)來描述本發(fā)明的實施例，但是，應當知道，本發(fā)明同樣可以應用到其它形式的膜組件中。膜組件5一般包括纖維、管狀或者平板狀的膜6，該膜6的兩端部7和8處裝在容器內并且裝在支撐結構內，在這種情況下支撐結構是隔板9。這些膜的一端或者兩端可以用于透入收集。膜組件的底部在容器11內具有許多通孔10，從而通過膜表面散布氣體和液態(tài)供料的混合物。
參照圖1所示的實施例，文氏管裝置12或者類似物連接到該組件的底座上。文氏管裝置12通過入口13吸進氣體，并混合氣體和流過供料入口14的液體或者在氣體中夾帶有流過供料入口14的液體，形成氣泡并且使液體/氣體混合物擴散到組件孔10中。在通過散布孔10之后，夾帶的氣泡清洗了膜表面，同時隨著液體流向上移動。根據(jù)該系統(tǒng)的要求，液態(tài)供料或者氣體可以是連續(xù)噴射或者間歇噴射。就文氏管裝置而言，可以產(chǎn)生氣泡并且可以給該系統(tǒng)通氣而不需要鼓風機。文氏管裝置12可以是文氏管、噴管、噴嘴、噴射器、排放管、噴頭或者類似物。
參照圖2，示出了噴管或者噴嘴型裝置15的放大視圖。在這個實施例中，液體被迫通過具有環(huán)繞的空氣通道17的噴嘴16，從而產(chǎn)生了夾帶有氣體的液體流18。這種裝置借助于調整相應供給閥可以獨立控制氣體和液體介質。
常常用來夾帶氣體的液體是將要過濾的補給水、廢水或者混合液體。通過文氏管或者類似物泵出這種工作液體以產(chǎn)生真空，從而把氣體吸入到液體中，或者在使用鼓風機時，減少了氣體排出壓力。借助于在液體流中提供氣體，基本上減少了阻塞分散孔10的可能性。
至少在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明可以提供許多如下所總結的優(yōu)點1．借助于使用文氏管裝置或者類似物，可以產(chǎn)生氣泡，從而清洗膜表面，而不需要加壓氣體供給裝置(如鼓風機)。當運動的流體通過文氏管時，它產(chǎn)生了真空，從而把氣體吸入到該液體流中，并且在其內產(chǎn)生氣泡。即使仍然需要鼓風機，但是使用上面的過程可以減少鼓風機的排出壓力，因此降低了工作費用。
2．液體和氣體相在文氏管內很好地進行混合，然后擴散到膜組件中從而清洗這些膜。在使用噴嘴型裝置把氣體強制地混合到液體介質中的地方，其另外一個優(yōu)點是產(chǎn)生了更高速度的氣泡流。在處理廢水時，當所使用的氣體是空氣或者氧時，這種完全混合提供了極好的氧轉移。如果氣體直接噴射到充滿液體的管子中，那么氣體在管壁上可能形成滯流氣體層，因此氣體和液體會旁通到組件的不同部分中，從而導致清洗效率不高。
3．借助于沿著膜的液體流來增加氣泡流，從而產(chǎn)生了較大的清洗剪切力。輸送氣體/液體的這種方法提供了可靠的流體轉移和通氣能力，從而可以獨立地調整氣體和液體的流動速率。
4．把兩相流體(氣體/液體)的混合物噴射到空氣散布裝置的孔內可以消除脫水固體的形成，因此可以防止這種脫水固體逐漸阻塞這些孔。
5．該噴射裝置還提供了有效的清洗機構，從而把清洗的化學物質引入到該組件的深處，同時提供沖洗能量，從而增強了化學清洗。這種裝置與通過所描述的組件形狀所得到的較高裝載密度相結合，可以使纖維得到有效的清洗，而只需要最小量的化學物質。
6．所描述的組件形狀使組件內的纖維裝載密度更高，而沒有明顯增加固體裝載量。這加入了更多的柔韌性，因此膜組件可以結合在有氧盆中或者設置在獨立的容器內。在后面這種布置中，其優(yōu)點是明顯地節(jié)省了化學物質的使用(因為容器內容納較小量的化學物質)和勞動費用(因為化學清洗過程可以自動化)。減少使用化學物質也是重要的，因為返回到生物過程中的化學物質仍然為侵蝕性氧化劑，因此對生物過程產(chǎn)生有害作用。相應地，為減少生物過程中的化學物質載荷提供了明顯的優(yōu)點。
7．把氣體和液體供料的混合物可靠地噴射到每個膜組件中提供了流體環(huán)繞這些膜進行均勻分布的過程，因此，使過濾期間的供料濃度極化達到最小。在大規(guī)模系統(tǒng)和含有大量的懸浮固體的、處理的供料中，濃度極化較多。現(xiàn)有技術中的系統(tǒng)均勻性不好，因為處理的流體常常進入容器的一端，并且當它移過該組件時進行聚集。結果是，一些組件處理的濃度比其它的濃度高，從而導致低效率工作。
8．由于過濾阻力的減少而提高了過濾效率。因為到膜表面的橫向流動通道減少了，供料側的阻力減少了，并且由氣泡和兩相流所產(chǎn)生的渦流也減少了。
9．這種清洗方法借助于膜可以用來處理飲用水、廢水和相關過程。過濾過程可以由吸力或者壓力來驅動。
參照圖3到5，示出了各種分隔布置的實施例。這些實施例又一次就圓柱管形或者纖維膜束20進行圖解，但是，應當知道，本發(fā)明不局限于這些應用。
圖3示出了一束管形膜20，而這些膜借助于許多平行的分隔空間22垂直地分隔成許多薄片21。該束膜的這種分隔可以積聚固體，從而可以更加容易地去掉這些固體而不會有明顯的裝載密度損失。在裝罐過程中可以實現(xiàn)這種分隔，從而形成完全的分隔或者局部分隔。形成分隔開的組件的另一種方法是把許多較小管形膜束23裝到每個組件中，如圖4所示一樣。
圖5圖解了膜組件的另一種改進形式。中心無膜區(qū)域形成了通道24，從而便于更多空氣和液體進行噴射。然后，氣泡和液體沿著管形膜20移動并且通過頂部的容器頭部8處的多排纖維而排出來，從而通過膜壁來沖洗和去掉固體。只是氣體或者氣體/液體的混合物噴射到組件中。
圖6圖解了與圖5相類似的另一個實施例，但是該實施例在下部容器7處具有一個中心孔30，從而允許清洗的液體/氣體混合物進入到纖維膜20中。在這個實施例中，這些纖維鄰近中心孔30進入擴散，并且向著頂部容器8在單個束23內匯合。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該較大中心孔30繞著纖維提供了較大的液體流，因此提高了清洗效率。
圖7和8示出本發(fā)明的另外實施例，這些實施例具有與圖6相類似的膜結構和與圖2實施例相類似的噴嘴混合系統(tǒng)。使用一個中心孔30可以進行過濾，從而從圖8所示的兩端處的纖維20排出。
參照附圖中的圖9和10，組件45包括若干中空的纖維膜束46，該膜束46安裝在上部47和下部容器頭部8之間，并且在它們之間進行延伸。容器頭部47和48安裝在相應容器套49和50內，從而連接到合適的管線(未示出)。該纖維束46借助于隔板51來包圍，從而防止在纖維之間產(chǎn)生過度移動。
如圖9所示一樣，下部容器頭部48設置有許多平行設置的槽形通氣孔52。纖維膜53容器成束46，從而形成具有空間54的分隔設置，該空間54沿著纖維束橫向延伸。通氣孔52定位成通常與分隔空間相一致，盡管常常存在許多與每個空間相通的通氣孔。
下容器套50在下容器部48的下方形成了腔55。在通過孔52進入到膜排列中之前，氣體或者液體和氣體的混合物借助于噴嘴組件57(以前描述過)噴射到這個腔55中。
在使用時，使用分隔使高能量的沖洗氣體和液體混合物流特別接近纖維束的容器頂部，這有利于消除繞著膜纖維固體的積累。
空氣最好連續(xù)地加入到該組件中，從而為微生物活性提供氧，并且連續(xù)地沖洗這些膜。另一方面，在一些應用中，純氧或者氣體混合物可以用來取代空氣。清洗過濾可以借助于連接到膜腔中的吸入泵從膜吸出，而這些膜腔通過上部容器，如在我們前面所述的應用中所描述的一樣。
最好地，膜組件在低橫跨膜壓力(TMP)條件下進行工作，因為在反應器中存在高濃度的懸浮固體(MLSS)。
膜生物反應器最好與換氣過程相結合，該換氣過程有利于從供料污物中進一步去掉營養(yǎng)素。
人們發(fā)現(xiàn)，與許多現(xiàn)有系統(tǒng)相比，所采用的組件系統(tǒng)更加能承受高MLSS，高效空氣清洗和反洗(使用時)有利于生物反應器組件的高效工作和性能。
應該知道，盡管針對生物反應器和類似系統(tǒng)中的應用描述了本發(fā)明和實施例，但是本發(fā)明同樣可以應用到其它形式的應用中。
應該知道，本發(fā)明不局限于所描述的具體實施例和其它實施例，在沒有脫離本發(fā)明的精神實質或者范圍情況下，本發(fā)明的例子是可能的。
權利要求
1．一種使用夾帶有氣泡的液體介質來清洗膜表面的方法，它包括如下步驟借助于所述液體介質流過所述氣體源使所述氣泡夾帶進所述液體介質，然后使所述氣泡和液體介質沿著所述膜表面進行流動，從而除去污物。
2．如權利要求1所述的方法，其特征在于借助于文氏管裝置使氣泡夾帶到所述液體流中。
3．如權利要求1所述的方法，其特征在于借助于可強制性地把氣體混合到液體流中從而產(chǎn)生液體和氣泡的混合物的裝置使氣泡夾帶或者噴射到所述液體流中。
4．如權利要求1、2和3所述的方法，其特征在于該氣體包括空氣、氧、氯氣、臭氧或者這些氣體的任何結合。
5．一種膜組件，該組件包括若干多孔膜，所述膜設置成相互緊緊鄰近，并且安裝固定來防止在它們之間過度移動；還包括一裝置，該裝置從組件內，借助于除了氣體通過所述膜的孔之外的孔來提供夾帶在液體流中的氣泡，因此，在使用時，所述液體和夾帶在它里面的氣泡移過所述膜的表面，從而除去污物，所述氣泡借助于使所述液體流過氣體源從而把氣體吸入到所述液體流中而夾帶在所述液體中。
6．如權利要求5所述的模組件，其特征在于所述液體和氣泡被混合，然后流過膜從而除去污物。
7．一種從若干多孔中空纖維膜的表面中除去污物的方法，這些膜安裝成排并且縱向延伸從而形成膜組件，所述膜設置成相互緊緊接近，并且安裝固定以防止在它們之間過度移動，該方法包括這些步驟從所述排內，借助于除了氣體通過所述膜的孔之外的孔來提供夾帶在液體流中的、均勻分布的氣泡，所述氣泡借助于使所述液體流過氣體源從而使所述氣體吸入和/或混合到所述液體中而夾帶在所述液體流中，所述分布是這樣的所述氣泡基本上均勻通過所述排內的每個膜，并且結合所述液體流，從而沖洗所述膜的表面并且從膜組件內除去積累的固體。
8．如權利要求7所述的方法，其特征在于所述氣泡被噴射和混合到所述液體流中。
9．如權利要求7或者8所述的方法，其特征在于這些膜包括多孔中空纖維，這些纖維固定在頭部的每端上，至少一個頭部具有一個或者多個形成于其中的孔，通過這些孔導入氣體/液體流。
10．一種膜組件，該組件包括若干多孔中空纖維膜，所述纖維膜設置成相互緊緊接近，并且安裝固定以防止在它們之間過度移動，這些纖維膜固定在頭部的每端上，一個頭部具有一個或者多個形成于其中的孔，通過這些孔引入氣體/液體流；還包括分隔裝置，它至少在所述頭部之間的一半進行延伸，從而把所述膜纖維分隔成組。
11．如權利要求10所述的膜組件，其特征在于分隔裝置借助于相應纖維組之間的空間來形成。
12．如權利要求11所述的膜組件，其特征在于纖維膜設置成圓柱形排，上述分隔從該排中心徑向延伸，或者共心地設置在圓柱形排內。
13．一種膜組件，該組件包括若干多孔中空纖維膜，所述纖維膜設置成相互緊緊接近從而形成束，并且安裝固定以防止在它們之間過度移動，這些纖維膜固定在頭部的每端上，一個頭部具有一個或者多個形成于其中的孔，通過這些孔加入氣體/液體流；所述纖維束具有縱向中心通道，該通道沿頭部之間的束長度中進行延伸。
14．一種用在膜生物反應器中的膜組件，該組件包括若干多孔中空膜纖維，該膜纖維在端與端之間縱向延伸，并且在每端處安裝到相應容器頭部上，所述膜纖維設置成相互緊緊相鄰，并且安裝成防止在它們之間過度移動，所述纖維至少在它們相應的容器頭部或者鄰近它們的相應容器頭部處被分隔成許多束，從而在它們之間形成空間，一個所述容器頭部具有一排形成于其中的通風開口，從而在所述組件內提供氣泡，因此在使用時，所述氣泡移過所述膜纖維的表面，從而除去了污物。
15．如權利要求14所述的膜組件，其特征在于所述通氣開口設置成與形成于所述分隔開的束之間的空間相一致。
16．如權利要求15所述的膜組件，其特征在于所述開口包括一個槽、多個槽或者一排孔，這些纖維束設置在槽或者成排孔之間的容器頭部上。
17．如權利要求10、13或者14所述的膜組件，其特征在于該組件內的纖維裝載密度大約為5到70％。
18．如權利要求10、13或者14所述的膜組件，其特征在于該組件內的纖維裝載密度大約為8到55％。
19．如權利要求16所述的膜組件，其特征在于所述孔的直徑或者等效直徑范圍大約為1-40mm。
20．如權利要求16所述的膜組件，其特征在于所述孔的直徑或者等效直徑范圍大約為1.5-25mm。
21．如權利要求10、13或者14所述的膜組件，其特征在于每個所述纖維的內徑范圍大約為0.1mm到5mm。
22．如權利要求10、13或者14所述的膜組件，其特征在于每個所述纖維的內徑范圍大約為0.25mm到2mm。
23．如權利要求10、13或者14所述的膜組件，其特征在于每個所述纖維的壁厚大約為0.05到2mm之間。
24．如權利要求10、13或者14所述的膜組件，其特征在于每個所述纖維的壁厚大約為0.1mm到1mm。
25．一種膜生物反應器，該反應器包括一容器，該容器具有加入供料的裝置、以及在所述容器內形成活化沉積物的裝置，根據(jù)權利要求10、13或者14的膜組件設置在所述容器內，從而浸沒在所述沉積物中，所述膜組件設置有從所述纖維膜的至少一端去除濾液的裝置。
26．一種操作如權利要求14所述的膜生物反應器的方法，它包括把供料加入到所述容器內，對所述纖維施加真空度，從而排出濾液，同時間歇地或者連續(xù)地通過所述通氣開口把氣泡供給到所述組件內，因此，在使用時，所述氣泡移過所述膜纖維的表面，從而除去污物。
27．如權利要求26所述的方法，其特征在于在通過所述孔或者槽來進行供給時，液體流夾帶有或者混合有氣泡。
28．如權利要求25所述的膜組件，其特征在于膜組件垂直懸浮于容器內，另一通氣源設置在懸浮組件的下方。
29．如權利要求28所述的膜組件，其特征在于另一通氣源包括一組可以滲透空氣的管子或者氣體散布器。
30．一種基本上如上述任一實施例及其附圖所描述的一樣的膜組件。
31．一種基本上如上述任一實施例及其附圖描述的一樣的清洗膜表面的方法。
全文摘要
一種用來清洗膜組件(5)的方法和裝置,該膜組件包括:若干多孔膜(6),所述膜設置成相互緊緊鄰近,并且安裝來防止在它們之間過度移動;及裝置(10),它從組件(5)內,借助于除了氣體通過所述膜的孔之外的孔來提供夾帶在液體流中的氣泡,因此,在使用時,所述液體和夾帶在它里面的氣泡(18)移過所述膜的表面,從而除去污物,所述氣泡借助于使所述液體流過氣體源從而把氣體吸入到所述液體流中而夾帶在所述液體中。使用文氏管形的裝置(12)使該氣泡夾帶到液體中。膜(20)最好分隔成單個組(23),從而有利于清洗,同時保持較高的裝載密度。
文檔編號C02F3/12GK1319032SQ99811292
公開日2001年10月24日 申請日期1999年9月24日 優(yōu)先權日1998年9月25日
發(fā)明者查富芳, 愛德華·J·喬丹 申請人:美國污水過濾器集團公司