專利名稱：超過濾和微過濾模件及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水凈化，更具體地涉及一種用于室內(nèi)的薄膜水過濾系統(tǒng)，例如提供一種可靠的安全水供應(yīng)而只有很少的維護(hù)。
背景技術(shù)：
最近爆發(fā)的在城市水供應(yīng)中出現(xiàn)寄生胞囊例如隱孢殼屬(cryptosporidium)和Giardia Lambia而引起的疾病需要可以提供飲用水而無需擔(dān)心疾病的系統(tǒng)。大多數(shù)城市依賴用氯破壞這些病原體，這只能局部有效。一些水凈化系統(tǒng)使用紫外線消毒，但也使用氯，這項技術(shù)只能部分有效地殺滅水中的病原體，尤其是上述的寄生胞囊。
已經(jīng)使用基于薄膜的技術(shù)來凈化水。但是，使用常規(guī)的薄膜容易污染并需要頻繁化學(xué)清洗，這被認(rèn)為對居住和商業(yè)使用不安全。出售小的可以處置的殼體專用于特定場合，例如廚房的水龍頭，但成本很高而且不能對整個居室提供防止污染物的保護(hù)。
為了改進(jìn)通過薄膜的滲透流以提供純凈水，已經(jīng)采用了不同的技術(shù)。例如，美國專利4,921,610公開了由一系列化學(xué)清洗循環(huán)從薄膜去除固體的方法。在每次循環(huán)中從過濾流速中速度的減小以及時間和過濾損失中計算出清洗循環(huán)的最佳時間和方式。這由在每次施加一個壓縮液體和/或氣態(tài)回洗循環(huán)之后從過濾流速的減小率計算表示過濾流和時間之間關(guān)系并允許每次回洗循環(huán)中時間損失以及在每次回洗循環(huán)中損失的過濾量的公式計算得出、以及從過濾損失、時間損失以及過濾流速和時間之間的關(guān)系、流體和/或氣態(tài)回洗應(yīng)用的最佳時間中計算而得出。
日本專利4-180887公開了使水從內(nèi)側(cè)至外側(cè)通過一個中空紗薄膜并除了在處理時間外用過濾水沖洗薄膜內(nèi)表面。生水導(dǎo)過一個頂口并在導(dǎo)過中空薄膜并經(jīng)過一個底口之前過濾。而且還使用一個樹脂固定床以及活性碳。
美國專利4,414,113公開了一種利用反滲透(RO)技術(shù)從一種液體中去除分解的固體的方法和設(shè)備。要處理的液體導(dǎo)入包含多個放置在其中的過濾件的壓力容器中。過濾件具有纏繞在有小孔的中芯上的中空RO纖維，這樣在從過濾件外側(cè)向中芯的一個方向中流動。純滲透液體進(jìn)入纖維的中芯中并且集中液體進(jìn)入部件的中心中。
此方法和設(shè)備提供了當(dāng)過濾件弄臟時對其的回洗。此外，一個外過濾隔膜可以圍繞部件的中空RO纖維施加，以去除否則會弄臟中空RO纖維的顆粒。
美國專利3,786,924公開了一種采用反滲透單元用于凈化水的水凈化系統(tǒng)。此系統(tǒng)產(chǎn)生兩個流束，一個純度很高，用于飲用和做飯等，而一個質(zhì)量較低，用于沖廁所、澆草坪、灌溉花園等。此系統(tǒng)提供用于協(xié)調(diào)家用水系統(tǒng)中固有的水流變化的設(shè)備和技術(shù)，使其具有用于反滲透單元有效性能所需的恒定流速，對反滲透部件提供自動沖洗和回洗功能。
美國專利3,716,141公開了一種溶劑分離設(shè)備，用于通過使水在壓力下暴露給一種溶劑分離裝置而凈化水，溶劑分離裝置包括一個非活性位移泵，用于在水導(dǎo)入水分離裝置之前升高水壓，以及包括兩個尺寸預(yù)定的孔的裝置，用于保持所需的水壓和所需的水流速通過水分離裝置，并用于周期性地沖洗水分離裝置而不需要另外的調(diào)整以使系統(tǒng)回到正常的操作狀態(tài)。
美國專利3,992,301公開了一種自動沖洗和清洗系統(tǒng)，用于例如具有多個模件或薄膜的反滲透機(jī)的薄膜分離機(jī)?？梢酝ㄟ^減小壓力使薄膜放松、通過注入空氣或惰性氣體以提供湍流、和/或通過注入可以包括化學(xué)清洗添加劑的沖洗液體而進(jìn)行清洗。提供了泵、自動閥、以及壓力控制裝置，以及一個完整的時間操縱的電序列系統(tǒng)，其中所需的沖洗，清洗以及洗滌循環(huán)在一個周期間隔自動進(jìn)行或響應(yīng)于一個或多個優(yōu)選狀況。
美國專利4,876,000公開了一種中空纖維過濾裝置，具有一個過濾殼，由一個水平件分隔成一個過濾的液體腔和一個過濾腔，而且多個過濾模件從水平件向下懸掛。每個模件包括多個中空纖維，纖維具有向過濾液體腔打開的上端以及具有向一個液體收集腔打開的下端，液體收集腔與過濾腔密封并設(shè)置成由一個導(dǎo)管與過濾液體腔連通，這樣利用纖維的全長過濾。
美國專利5,437,788公開了一種過濾組件，它包括一個分成第一腔和第二腔的殼體。一個過濾件設(shè)置在第一腔中，而一個導(dǎo)管設(shè)置在并向第二腔打開。一個排水孔將回洗液從第二腔導(dǎo)入過濾件或?qū)Ч苤?。這樣在導(dǎo)管中的開口和過濾件的外部之間形成一個壓差，以迫使回洗液通過過濾件并從而清洗過濾件和/或從過濾件刷去一個預(yù)涂層。
美國專利5,053,128公開了一種制造一個分散和/或過濾設(shè)備的方法，設(shè)備包括一個外殼，外殼包括一個由兩個端蓋關(guān)閉的圓柱形開口主體并設(shè)有用于第一流的一個入口和出口以及至少一個用于第二流體的出口，所述第一流體適于流過設(shè)置在位于殼體中的兩個端壁之間的半滲透性中空纖維束的纖維，而所述第二流體適于通過用于第二流體的所述至少一個出口而從纖維外的空間中被去除。
美國專利5,059,374公開了一種將一個中空纖維薄膜分離模件封裝在一個殼體中的方法。
美國專利5,160,042公開了一種環(huán)形雙端中空纖維束，一個流體分離裝置包括環(huán)形雙端中空纖維束具備在中空纖維兩端都打開的孔，中空纖維嵌入封裝在一個具有多個開口的外殼中的兩個管片中，多個開口包括一個液體入口，一個非滲透出口和至少一個滲透出口，其中所述雙端中空纖維束裝在一個基本不可滲透的薄膜擋板中，只是入口區(qū)位于管片之間選定的區(qū)域中，并公開了用于分離液體混合物的方法。
盡管具有這些公開文本，仍需要適合室內(nèi)、商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用的基于薄膜的過濾系統(tǒng)。即需要一種薄膜過濾系統(tǒng)，它可以以一種節(jié)省成本的方式對居室或研究機(jī)構(gòu)長期提供可靠而安全的服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種適于家庭使用的基于薄膜的過濾系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的提供一種基于中空纖維薄膜的過濾系統(tǒng)，適于從城市水中去除寄生胞囊例如隱孢殼屬(cryptosporidium)和Giardia Lambia細(xì)菌例如大腸桿菌和病菌，以提供安全的飲用水。
本發(fā)明的還一個目的是提供一種改進(jìn)的方法，它利用基于薄膜的過濾凈化城市水而飲用，其中可以方便地清洗薄膜以改進(jìn)流量。而且本發(fā)明的還一個目的是提供一種改進(jìn)的方法，用于例如使用微過濾或超過濾中空纖維薄膜凈化城市水的胞囊，以提供改進(jìn)的回收。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種改進(jìn)的方法，用于使用微過濾或超過濾中空纖維薄膜凈化城市水，以用一種節(jié)省成本的方式對整個家庭提供長期的安全飲用水而不用清洗薄膜。
這些和其他目的從閱讀說明書，權(quán)利要求書和附圖而更顯而易見。
根據(jù)這些目的，提供了一種凈化供給水以從中去除包括懸浮固體雜質(zhì)的方法，此方法使用水管壓力通過薄膜滲透水并回洗薄膜以去除收集在其上的固體。此方法包括提供一種由一個壁限定的腔體，壁具有一個內(nèi)側(cè)并具有一個第一端和一個第二端。薄膜例如從超過濾和微過濾薄膜中選定的中空纖維薄膜在所述第一端和第二端之間延伸。一個供給水入口用于連接在一個水管上向所述腔體導(dǎo)入管路壓力下的供給水。設(shè)置一個滲透水出口將純凈水導(dǎo)入建筑物中。通過使用所述管路壓力將水經(jīng)過薄膜而在所述腔體中過濾所述水，以在所述薄膜內(nèi)提供滲透水，并在所述薄膜外集中懸浮固體以提供集中水。在一個滲透收集器中收集來自所述薄膜的所述滲透水并分散所述滲透水用于使用。將一部分所述滲透水導(dǎo)入一個壓力罐體中，壓力罐體在管路水壓下收集滲透水，所述壓力罐體與所述滲透收集器液體連通。周期性地排干所述腔體以去除集中水，與此同時從所述罐體用滲透水回洗所述薄膜，以從所述薄膜去除固體。同時繼續(xù)使供給水通過腔體以將包含來自腔體的固體的集中水沖洗至一個排放管。
還提供了一種用于凈化供給水以從中去除包括固體雜質(zhì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用管路壓力使水滲透薄膜并從其之上去除收集的固體，所述系統(tǒng)包括一個具有第一端和第二端的腔體，一個用于連接到一個供給水管的供給水入口，一個滲透水出口和一個集中水出口。腔體包含從設(shè)置在所述腔體中并設(shè)置在所述第一端和所述第二端之間的超過濾和微過濾薄膜中選擇的中空纖維薄膜，所述中空纖維薄膜與所述滲透水出口流體連通并適于將水從所述腔體從其滲透到其腔中，以凈化水并在管路水壓下排棄固體，從而在所述腔體中提供集中水。設(shè)置一個適于從所述腔中排出滲透水而重新進(jìn)行分配的滲透水收集器。設(shè)置一個與所述滲透水收集器液體連通用于在管路壓力下在所述壓力罐體中儲存滲透水的膜片罐體，所述罐體適于用滲透水回洗所述薄膜。使用一個用于周期性地從所述腔體通過所述集中水出口排干集中水并將所述腔體中的壓力降低到管路水壓之下的閥裝置，所述閥裝置排干和降低所述腔體中壓力，(i)用滲透水從所述膜片罐體激發(fā)所述薄膜的回洗，以從所述薄膜排棄固體而在所述排干過程中與所述集中水一起去除，以及(ii)在所述周期性排干集中水和回洗過程中用供給水沖洗所述腔體。系統(tǒng)可以通過打開排干閥而手動排干，或者系統(tǒng)可以通過關(guān)閉水入口閥并打開排干閥而手動排干。


圖1是一個用于凈化水的基于薄膜的系統(tǒng)的剖視圖，示出了本發(fā)明的一個過濾罐體和回洗罐體。
圖2是本發(fā)明的一個中空纖維薄膜模件以及通過其用于凈化的水流的剖視圖。
圖3a和b是中空纖維薄膜和用于將纖維定位在腔體2中的蜘蛛狀設(shè)置的俯視圖。
圖4是在腔體2中的一個底部蜘蛛設(shè)置。
圖5是一個水凈化系統(tǒng)的剖視圖，示出了一個過濾罐體和一個回洗罐體。
圖6是一個水凈化系統(tǒng)的剖視圖，示出了位于一個過濾罐體和一個回洗罐體之間的一個活性炭殼和氯分配裝置。
圖7是一個用于周期性排出和清洗過濾罐體和薄膜的控制圖。
圖8是一個圖表，示出從模件中排出水的氯的含量和時間的關(guān)系。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一個用于室內(nèi)凈化水的系統(tǒng)，以去除包括固體物質(zhì)的微有機(jī)體和顆粒物質(zhì)。其他可以去除的雜質(zhì)包括一些重金屬以及鑄鐵、硫磺和錳。系統(tǒng)設(shè)計成可以在市政管路壓力或水管壓力上操作而不用使用額外的泵。此外，因為系統(tǒng)使用基于薄膜的技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計成可以使用管路水壓力提供回洗。
在圖1中使用本發(fā)明的一個實施例。在圖1的實施例中，示出一個罐體或腔體2，腔體2具有安裝在頂部6中的供水入口4。而且示出一個從底部10延伸用于去除用于沖洗的水的管道8。腔體2包含一個用于承載沖洗水的穿孔導(dǎo)管12并，并集中到排放管8。但是，集中或沖洗水可以使用一個在罐體2的周壁上的排放管而去除。腔體2包括超過濾薄膜或微過濾薄膜的薄膜(在圖1中未示出)，薄膜透過在管路水壓下的供給水，以提供可以收集在滲透收集罐體或集管14中滲透水。薄膜可以從可以進(jìn)行回沖的平片薄膜、管狀薄膜或中空纖維薄膜中選擇。從薄膜或從滲透收集罐體14回收的滲透水沿管道16引導(dǎo)，用于從管道18通過建筑物例如房屋、學(xué)校辦公室等分配，以提供一個能夠根據(jù)要求凈化水的系統(tǒng)。
為了回洗，一部分滲透水沿管道22導(dǎo)至一個膜片罐體20，管道22通過滲透罐體或集管14與過濾罐體2液體流通。使用管路水壓由膜片21在壓力下將一部分滲透水儲存在膜片罐體20中。為了沖洗和激發(fā)膜片20，提供一個排放電磁閥24，即為了清洗中空纖維薄膜的外表面，周期性的排放電磁閥24打開使?jié)B透水通過管道8到達(dá)排放管，同時由于腔體2中的壓力減小，膜片罐體20將滲透水排入中空的纖維薄膜中并通過薄膜壁返回，迫使固體或存流的碎屑從孔中離開。同時，供給水沖洗纖維薄膜的外側(cè)或外殼側(cè)，將逐出的固體和存流的碎屑帶至排放管。當(dāng)排放電磁閥24關(guān)閉時，壓力在腔體2內(nèi)集聚到管路壓力并且供給水再一次滲透纖維薄膜。滲透水流回到建筑物中。同時，膜片罐體20充有滲透水到達(dá)管路壓力，用于進(jìn)行下一次沖洗循環(huán)。罐體2可以沖洗多次，因此根據(jù)凈化水的質(zhì)量可以連續(xù)利用幾個回洗以改進(jìn)通過薄膜的流速。通過使用在此利用的膜片罐體意味著可以包括任何具有用于為了回洗而保持壓力的裝置的罐體，例如一個利用保留空氣的在此稱為壓力罐體的罐體。
下面參見圖2，其中示出倉體或腔體2的一個優(yōu)選實施例。其中相同的附圖標(biāo)記表示與圖1相同的部件。即，供給水例如在管路壓力下的市政水通過連接在市政水管上的頂部或蓋6在入口4導(dǎo)入。蓋6可以螺紋連接、粘接或焊接在倉體2上，以提供一個防漏的安裝。在圖2所示的實施例中，示出中空纖維薄膜26基本豎直定位，薄膜26具有端部28，端部28端部封裝在腔體2的上部中的頂端或第一區(qū)29中。在一個實施例中，中空纖維薄膜26可以成束地設(shè)置在腔體2中。中空纖維薄膜26的束30成束設(shè)置或端部封裝在頂端29中。
圖3a和3b中所示的一個蜘蛛狀設(shè)置可以用在腔體2中，用于支撐蓋6和圍繞周邊34供水分配。在一個實施例中(見圖2)，供給水可以分散到頂端29和蓋6之間的腔40中并分散到其周邊42，在此通過壁通道44鄰近其壁導(dǎo)入腔體2中，以提供向?qū)Ч?2的一個基本徑向向內(nèi)的流動。
可以在倉體2的底部或第二區(qū)46使用第二蜘蛛狀設(shè)置48(見圖4)。第二蜘蛛狀設(shè)置48具有徑向延伸的臂部50，臂部50從一個中轂54延伸到周邊或邊緣52。中空纖維膜片26封裝在頂端47中，以便可以將過濾到其中心或內(nèi)腔的滲透水排出，以收集到滲透水收集罐體或集管14中。在周邊52第二蜘蛛狀設(shè)置48密封在倉體2的內(nèi)壁上，以防止供給水或集中水漏入滲透水收集罐體14中以及其污染。另外，導(dǎo)管12密封在蜘蛛狀設(shè)置48的轂54上，以防止供給水或集中水泄漏。如圖2所示，導(dǎo)管或部件12從底蓋10通過倉體2的中心延伸到頂部蜘蛛狀設(shè)置32。在導(dǎo)管12中，設(shè)有孔或開口56，用于在沖洗時從腔體2中排出供給水或集中水。盡管孔56示出位于導(dǎo)管12的下部上，但孔可以如所需向上延伸。這樣，當(dāng)需要排干腔體2時，供給水和集中水圍繞中空纖維薄膜通過孔56沖洗到導(dǎo)管12中并進(jìn)入排放管8中(圖1)。可以理解導(dǎo)管12在壁7密封到底端10上，以防止漏入滲透水罐體或集管14中。
倉體2以及頂蓋和底蓋6，10可以由金屬或塑料制成，因為只有低壓例如管路壓力用于腔體2中。
為了在峰值流速下以約15psi的壓降(管路壓力)取得0.5至10加侖/分鐘的滲透流速需要200-1000英尺2的膜片表面積。這樣，足夠的中空纖維膜片束在所需長度下應(yīng)該用于提供如此的流速。例如，圖3a示出8束中空纖維膜片。腔體2設(shè)有占據(jù)腔體2的容積30-50％的纖維束。
為了提供飲用水，最好使用孔尺寸小于1μm、最好小于0.5μm的中空纖維膜片，膜片典型的孔尺寸位于0.001μm-0.1μm的范圍中。
中空纖維膜片分別從頂端47向頂端29基本豎直延伸。可以理解腔體2可以設(shè)置在水平位置，其中中空纖維膜片水平從頂端47延伸到頂端29。此外，過濾罐體可以位于頂部上而膜片罐體位于頂部上，其中用于供給水的入口位于例如罐體2的側(cè)面上。這樣，薄膜包括多個中空纖維，由此流量到達(dá)一個恒定的相對高的值。在每個頂端纖維的端部基本避免纖維對纖維的接觸。纖維可以操作，其中穿過薄膜的壓力差位于約0.1psi至約25psi的范圍中，優(yōu)選的中空纖維具有在約0.2至20psi的范圍中的穿過薄膜的壓力差。管路壓力例如20至100足以克服優(yōu)選的穿過薄膜的壓力。
優(yōu)選的中空纖維由有機(jī)聚合物和各向同性或各向異性的陶瓷制成，其中一個薄層位于纖維的外表面上。一些纖維可以由編織的聚合物制成，聚合物上涂有一個滲透性的天然橡膠或一種不溶于水的纖維性聚合材料。用于纖維的優(yōu)選有機(jī)聚合物是聚砜、聚苯乙烯、PVDF(聚偏二氯乙烯)和PAN(聚丙烯氰)，包括包含苯乙烯的共聚物，例如丙烯氰-苯乙烯、丁苯和苯乙烯-乙烯基芐基鹵化物共聚物、聚碳酸酯、纖維素聚合物、聚丙烯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯，以及在美國專利4,230,463中所公開的物質(zhì)，此公開文本在此作為參考。
對于中空纖維薄膜，一個纖維的外徑至少為20μm并可以大至3mm，通常在約0.3mm至2mm的范圍中。外徑越大，纖維每單位容積的表面積越小。纖維的壁厚至少為5μm并可以大至1.2mm，通常位于約為纖維外徑的15％至約60％的范圍中，最好在0.2mm至1.2mm之間。典型地，中空纖維的爆破壓力和壓縮壓力大于100psi。
在一個纖維中平均孔橫截面直徑可以變化很大，即在約10-10，000的范圍中。用于超過濾的優(yōu)選孔直徑在約10-1,000的范圍中；而對于微過濾在1,000-10,000的范圍中。盡管參照中空纖維薄膜，但可以使用包括微過濾薄膜的任何薄膜，以提供在管路水壓力下的凈化水并周期性地清潔薄膜以延長薄膜的壽命。
為了本發(fā)明的目的，管路水壓可以在15-100psi的范圍內(nèi)，以使水通過中空纖維薄膜滲透，從而提供凈化水。此外，在這些壓力下，系統(tǒng)能夠產(chǎn)生0.1-10gpm、通常為7gpm的峰值滲透水流速。
為了使薄膜系統(tǒng)取得這些流速，重要的是倉體2應(yīng)該分散成膠狀物質(zhì)雜質(zhì)和懸浮固體。在此術(shù)語“集中”表示包含在倉體2中的供給水，這些供給水還沒有通過中空纖維薄膜26并與被薄膜排棄的固體或其他物質(zhì)一起收集在外側(cè)或外殼一側(cè)上。可以理解在倉體2的外殼一側(cè)中的液體在操作時更易集中固體和雜質(zhì)。這樣，為了在低壓下保持高流速，重要的是在某種程度根據(jù)水的質(zhì)量周期性地從腔體2中分散或去除排棄物質(zhì)，以避免在薄膜表面上集聚過多的固體和懸浮物以及流量的減低。根據(jù)本發(fā)明，通過使用排放電磁閥24打開排放管8而由供給水周期性地沖洗腔體2(圖1)，電磁閥24使供給水可以自由流入和流出腔體2，從而提供圍繞中空纖維薄膜26的供給水沖洗作用。供給水通過穿孔管12離開腔體12，從而分散腔體2中的固體集聚?？梢岳斫獯蜷_排放管8用供給水沖洗腔體2具有減小腔體2中的壓力小于管路水壓至大約為常壓的效果。這樣，當(dāng)腔體2中的壓力減小時停止?jié)B透水流入中空纖維薄膜腔中。同時，隨著腔體2中的壓力減小和沖洗供給水至排放管8，在管路壓力下儲存在膜片罐體2中的滲透水流回到中空纖維膜片中并排出存留在薄膜外表面上的固體或顆粒物質(zhì)。這樣，與回流混合沖洗的供給水與滲透水一起工作，以清洗中空纖維薄膜并分散或凈化倉體2。
應(yīng)該注意一個重要因素是需要分散或凈化倉體2的時間量，尤其是當(dāng)系統(tǒng)用于處理室內(nèi)或辦公室建筑物的水時，其中重要的是水的供應(yīng)很少間斷。這樣，在頂部6供應(yīng)供給水而在底部10抽回滲透水和集中水是此系統(tǒng)的一個有用的特征。即，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)基本豎直安裝腔體2和薄膜26導(dǎo)致可以在容器2的下部56收集固體。這對沖洗目的很重要，因為在用供給水沖洗的過程中首先去除集中在下部56中的固體。這樣，可以迅速進(jìn)行沖洗并減小沖洗和分散的過程。根據(jù)本發(fā)明，用水沖洗可以由0.5至3個單位體積的供給水、最好為0.5至1個單位體積的供給水完成。在本發(fā)明的另一個方面，供給水可以在罐體2的底部或側(cè)部導(dǎo)入而排水可以在頂部或側(cè)部導(dǎo)出，但這不是一個優(yōu)選的實施例。
此外，為了用儲存在膜片罐體20中的滲透水回洗，可以從膜片罐體20由約0.25至0.75個體積的腔體2的滲透水實現(xiàn)回洗。盡管膜片罐體20的尺寸作成可以提供充足的回洗量，但是也可以將其尺寸作成可以提供額外的滲透水用于室內(nèi)使用的腔體2的短期沖洗。即，當(dāng)提供用于回洗中空纖維薄膜26的水時，在回洗過程中膜片罐體20可以提供在用于室內(nèi)的壓力下的水。當(dāng)使用井水供應(yīng)系統(tǒng)時，膜片罐體可以已經(jīng)存在，而且可以與過濾系統(tǒng)結(jié)合以提供回洗。
需要沖洗的供給水的體積根據(jù)供給水的質(zhì)量和沖洗完成的頻率可以變化。這樣，最好用供給水沖洗至少每24小時進(jìn)行一次。沖洗時間應(yīng)該在非高峰時間進(jìn)行例如凌晨2點，這還具有高水管路壓力而增大回洗效率的優(yōu)點。此外，可以根據(jù)水的質(zhì)量采用幾個連續(xù)的沖洗/回洗。
分散倉體2的另一個重要的特征在于需要用供給水進(jìn)行沖洗和用滲透水進(jìn)行回洗的時間。這樣，最好在小于3分鐘、通常小于1.5分鐘的時間內(nèi)完成這種作用，以避免向建筑物供應(yīng)水的間斷。
可以理解，根據(jù)存留在薄膜上的固體的量可以關(guān)閉供給水排干倉體2而不用使用滲透水的回流。不用回流排干可以使流量增加50％，通常為10-35％?；蛘撸瑐}體2可以由關(guān)閉供給水而排干同時使用來自膜片罐體20的回洗或回流，以從薄膜去除固體。可以在15處提供一個空氣閥，以便當(dāng)去除集中時增加空氣或當(dāng)加入供給水時從罐體2中去除留存的空氣。
在本發(fā)明中，一種提供最小量的空氣以局部或完全移動存在于模件2中的水的方法是維持薄膜清潔的優(yōu)選方法。在通常操作下，排出閥關(guān)閉而水根據(jù)需要過濾。如上所述，一些過濾水集聚在膜片罐體中。排干閥可以以每周打開一次、一次三小時的頻率打開，優(yōu)選的頻率是每天一次。這使供給水(見圖1)從模件2的外側(cè)頂部流到底部中心并通過排放管8排出，沖洗在過濾過程中集聚的固體或雜質(zhì)。而且，這使模件中的壓力下降，導(dǎo)致水從膜片罐體通過纖維的腔回流并通過纖維壁返回。這樣分離在過濾過程中沉積在纖維壁上的膠狀固體和其他雜質(zhì)。這樣這些雜質(zhì)從過濾罐體2中被排出，因為排干閥在產(chǎn)生回洗的同時打開。在一個預(yù)置時間后，排干閥關(guān)閉而重新進(jìn)行過濾。在過濾循環(huán)開始時重新填充回洗罐體并準(zhǔn)備進(jìn)行操作。使用者可以設(shè)置時間?？梢愿鶕?jù)需要在一個計數(shù)器上設(shè)置沖洗頻率。
回洗罐體20的尺寸應(yīng)該做成使得至少模件2容積的1/3作為回洗供給。清洗方法可以從低污染特性的水的模件回洗位移的約1/3至低壓供給的高污染的水的大于5個模件位移的范圍中變化。例如，在具有高含量有機(jī)雜質(zhì)和低供給壓力的未處理的表面水中，可能需要具有大量回洗位移的頻繁回洗或多次回洗，以保持可接受的產(chǎn)量。在本發(fā)明中，回洗和沖洗系統(tǒng)可以由上述的一個閥操作，它是閥24(圖1)或圖7中所示的“排干閥”，從而提供一個用于家庭的非常簡便的系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，可以使用一個多模件組件，用于大的設(shè)備，例如多單元的住所、商店、工廠以及研究所。在這些情況下，可以使用帶有一個單回洗罐體的上述簡單的結(jié)構(gòu)，以同時維護(hù)所有模件的清潔?；蛘撸總€模件組件可以與基于計數(shù)器的控制裝置并行設(shè)置，以便在一個時刻回洗和/或沖洗一個模件，從而確保向系統(tǒng)連續(xù)供應(yīng)水。
下面參見圖5，圖5示出本發(fā)明的一個實施例，其中腔體或過濾罐體2由任何適當(dāng)?shù)难b置連到回洗罐體20上，所述裝置限定一個滲透水收集罐體或集管14。此實施例基本避免圖1中所示的管路并提供一個更緊湊的系統(tǒng)。在圖5中，供給水入口4示出在頂部6中。供給水通過入口4導(dǎo)入管道12中，管道12設(shè)有開口60，以將水導(dǎo)至與頂部6相鄰或接近的薄膜26的外殼一側(cè)，如圖5所示。罐體2設(shè)有一個位于罐體2壁上的排口62。排口62可以由一個閥或閥裝置控制，閥裝置可以包括一個由計數(shù)器控制的電磁閥，如圖1和7所示。薄膜26頂端封裝在頂端28中，如圖5所示。中空纖維薄膜26封裝在頂端47中，以使?jié)B透水可以從中空纖維薄膜26的中心或腔中排出收集到集管14中。來自集管14的滲透水用過開口64分散到供應(yīng)的建筑物的管路中。膜片罐體20與集管14液體連通，以便從此而來的滲透水在管路壓力下進(jìn)入膜片罐體20中并壓下膜片21，以在罐體2的排干過程中提供回洗。液體流通可以由一系列位于部件23中的孔或開口(未示出)提供，液體在孔或開口中自由流動并不限制回洗操作。罐體2具有如圖所示模制在其一側(cè)上中的排口62，而且罐體20具有模制或結(jié)合在其中的開口64，用于分布滲透水。可應(yīng)該理解可以在這些開口中連接或螺紋連接帶有所需閥的閥的適當(dāng)?shù)墓芗?br> 圖6的實施例與圖5相似，不同之處在于圖6的實施例具有一個位于過濾罐體2和回洗罐體20之間的活性碳罐體70。即，罐體70與罐體2和膜片罐體20都液體連通。活性碳罐體20具有一個開口72，用于連接到通過服務(wù)的建筑物分配處理的滲透水的管件上。這樣，滲透水由活性碳或其他介質(zhì)處理，以去除當(dāng)其經(jīng)過罐體70時的味道和氣味。將活性碳罐體70設(shè)置在過濾罐體2下游大大延長了活性碳的使用壽命，因為在過濾罐體2中去除了顆粒和膠狀有機(jī)物質(zhì)。這樣，在操作中，水通過入口4傳導(dǎo)并通過開口60分配。滲透水從中空纖維薄膜26的腔導(dǎo)至罐體70。滲透水通過一個固定板76流入筒芯74中，從而進(jìn)入活性碳罐體70中并通過口72流出。一部分滲透水通過管件或中心筒芯74進(jìn)入罐體20中，以在其中提供管路壓力下的水。管件74很有用，它可以使水回流至回洗薄膜26而在罐體2中薄膜26的回洗過程中不受活性碳顆粒的妨礙。即，回流液體可以旁路經(jīng)過活性碳，對回流提供更大壓力。
如果需要，在回洗過程中可以使用一個氯分配器80，以便在清潔循環(huán)過程中對薄膜消毒?？梢园温人徕c或次氯酸鈣溶液的氯分配器80例如可以位于管件74中，這樣可以在回流過程中分配在約0.2至5ppm范圍中的氯的量。氯對中空纖維薄膜消毒，控制在滲透一側(cè)微生物的生長，并減少在滲透無中需氧異氧物的含量。在另一個實施例中，分配器80可以包含固體次氯酸鈣?？梢允且粋€柔性可壓縮葉片的分配器80可以使用一個毛細(xì)管或雙通閥，用于分配氯。這樣當(dāng)在回流中大量的水在管件74中產(chǎn)生比在纖維腔入口大的高壓時使得可以在回流循環(huán)中排出氯，從而壓縮氯的容器并將氯分配到回流水中。在填充回流罐體20的過程中，水流反轉(zhuǎn)并且大會導(dǎo)入分配器中用于在下一個回流操作過程中排出。
為了化學(xué)清潔，薄膜容器2可以從組件中去除而清洗，以便當(dāng)壓力降低到一個預(yù)定值例如15psi時薄膜恢復(fù)其滲透性?；蛘?，可以由系統(tǒng)處理的水的總量決定化學(xué)清潔的時間?；蛘?，可以通過導(dǎo)入清洗溶液清潔模件。使用的化合物取決于污物的性質(zhì)。
圖7示出用于周期性清洗罐體或模件2以及薄膜26的一個控制過程。在操作中，未處理的水通過一個入口閥導(dǎo)至罐體2，并且滲透水作為潔凈水通過一個出口閥導(dǎo)至服務(wù)的建筑物。在水凈化過程中，回流罐體20在水管路壓力下填充并且出口閥保持在打開位置中。排干閥保持在關(guān)閉位置。為了周期性排干和清潔罐體2和薄膜26，計數(shù)器發(fā)出一個信號并打開自動排干閥。這樣可以將集中物從罐體2中排出，同時中空纖維薄膜的外側(cè)或外殼一側(cè)由入口或未處理的水連續(xù)沖洗。與此同時，回流容器20從薄膜的表面排棄膠狀物質(zhì)和顆粒。使用未處理的水將排棄的膠狀物質(zhì)和顆粒從容器2中沖洗。在沖洗后，計數(shù)器關(guān)閉自動排干閥，重新進(jìn)行水凈化并且重新填注回流罐體20?？梢赃M(jìn)行許多排干和凈化的變化。例如，可以排干罐體2而不用入口水沖洗，而是使用回流通過關(guān)閉入口和出口閥并如圖7所示打開排干閥而排干罐體2，以便從模件或腔體2排干集中物和回流。這種方法提供了改進(jìn)的薄膜清洗并在高度渾濁的水中很有用，用于延長薄膜壽命。所有這些組合都落入本發(fā)明的范圍中。
盡管在圖1，5和6中所示的系統(tǒng)示出過濾罐體或腔體2位于頂部而膜片罐體20位于底部，但可以理解膜片罐體20可以位于頂部而過濾罐體2位于底部?；蛘撸て摅w20可以位于過濾罐體2的側(cè)部。此外，盡管供給水入口示出位于過濾罐體的頂部，但它也可以在一個變化的實施例中位于側(cè)部，而且這些位置包含在本發(fā)明中。
另外，盡管活性碳罐體70示出位于罐體2和罐體20之間(圖6)，但可以理解活性碳罐體70可以位于罐體2的頂部或側(cè)部上，垂直將滲透水通過活性碳罐體70導(dǎo)入。將罐體70位于側(cè)部或頂部上具有如下優(yōu)點，即用于罐體70中的活性碳筒可以方便地改變。此外，希望使用其他的凈化技術(shù)，例如離子交換樹脂等，從而便于筒或系統(tǒng)的變換。
盡管示出本發(fā)明采用一個單獨的凈化模件，但可以理解對于較大的設(shè)施例如醫(yī)院或公寓集中物可以采用幾個模件，而且模件可以串聯(lián)連接。這樣可以關(guān)閉一個模件使薄膜再生而例如不會使水流與服務(wù)的集中物相干涉。這種再生可以包括排干模件而不用供給水沖洗會不用滲透水回洗，而且這對或者一個單獨的密件或者幾個模件包括在本發(fā)明的范圍中。
薄膜可以每24小時回流1-6次，滲透水使用0.2-2微或超過濾腔體容積同時排干過濾腔。
以下的例子進(jìn)一步示出本發(fā)明，并在實驗的基礎(chǔ)上在一個與圖7相似的設(shè)置中進(jìn)行。在此設(shè)置中，在倉體2中過濾一個小時大約為在一個典型的北美家庭中操作一天。一個每小時一次的沖洗模式用于每小時清洗過濾器。這種序列與用于標(biāo)準(zhǔn)家庭的每天一次的沖洗相關(guān)聯(lián)。薄膜的沖洗設(shè)計成可以將包含排棄材料的集中水帶至排放管。為了在實驗室中實驗，使用一個由加拿大安大略O(shè)akville的Zenon環(huán)境公司制造的200平方英尺面積的入口點(POE)超過濾(UF)過濾器。一個通常關(guān)閉的電磁排放閥用在過濾器未處理的一側(cè)上，而一個通常打開的電磁出口閥用在下游，用于過濾器下游的的處理水。一個計數(shù)器用于控制沖洗序列。
實驗#1在第一實驗中，出口閥或清潔水閥打開而排干閥關(guān)閉。不使用回流。每個小時清潔水閥關(guān)閉而排干閥打開一個周期，這樣使四個模件容積移動到排放管以從過濾器去除集中物或碎屑。在經(jīng)過每小時沖洗一次的120小時操作后，UF過濾器的穿透薄膜壓力(TMP)從4.5psi的開始TMP到達(dá)約12psi。這對于延長使用基本不是很滿意。
實驗#2用于此實驗的設(shè)備與實驗#1相同(見圖1)，只是使用一個膜片或回流罐體。在管路壓力下接收過濾水的膜片罐體通過薄膜孔提供1/2的過濾器模件的回流水。過濾系統(tǒng)和清潔步驟與實驗#1相似，只是膜片罐體在沖洗過程中供應(yīng)回洗水。即，為了沖洗或清洗UF過濾器，清洗水出口閥關(guān)閉，這樣可以模仿一個家庭非使用的階段。然后，當(dāng)系統(tǒng)壓力接近水管壓力時膜片罐體接受水。當(dāng)?shù)竭_(dá)水管壓力時，模的排干閥打開，以從密件中沖洗集中物。當(dāng)打開排干閥時，使在過濾器薄膜未處理水一側(cè)上的水壓下降。然后，膜片罐體中的高壓迫使過濾水通過薄膜返回，在過濾循環(huán)過程中排出任何存留在過濾孔中的顆粒。同時，要過濾的水流過薄膜，沖洗被排棄的顆粒和集中物至排放管。在實驗#2中每小時重復(fù)此循環(huán)400小時。測量TMP發(fā)現(xiàn)其值為10psi，它從開始的6psi增加4psi。這樣，可以看出回流大大改進(jìn)了薄膜過濾的性能。
實驗#3此實驗同在實驗#2中一樣設(shè)置和進(jìn)行，只是使用500平方英尺的UF過濾薄膜，并且回流設(shè)置成供應(yīng)1/2模件的回流水。在操作370小時后，穿透薄膜壓力(TMP)到達(dá)10psi。在循環(huán)操作365小時后一個15psi的TMP是可以接受的。
實驗#4此實驗同在實驗#3中一樣設(shè)置和進(jìn)行，只是每小時采用一個雙背對背的回流。此外，使用的膜片罐體在每次回流時提供約1/3的過濾器模件的容積。這樣，在第一次模件沖洗和回洗后，膜片罐體可以填充并且立即過濾器模件再次沖洗和回流?？梢园l(fā)現(xiàn)在每小時使用雙沖洗和回洗進(jìn)行370小時循環(huán)操作后，TMP只到達(dá)8psi，這樣大大改進(jìn)過濾操作的性能。
實驗#5此實驗同在實驗#3中一樣設(shè)置和進(jìn)行，只是在每次回洗UF模件之前入口閥(見圖7)關(guān)閉。空氣釋放閥用于在UF模件的排出過程中提供空氣而在填充過程中排出空氣。在此實驗中，因為入口閥關(guān)閉，UF薄膜背回洗并且模件背排干直到其變空。在排干后，入口閥打開而模件和膜片重新被填充。每個循環(huán)使用此步驟導(dǎo)至在很長的操作過程中TMP基本不會增加。此過程延長了過濾器的操作壽命，并對很快就弄臟薄膜的高度渾濁的水很有用。而且，它在商業(yè)上對延長過濾器的壽命很有用。
實驗#6一個包括包含軟聚乙烯不滲透的可折疊包的PVC壓力倉或包含約200ml的12％W/VnaOCl溶液的氣泡被動注入裝置安裝在一個處理Burlington自來水的9USGPM ZENON超過濾薄膜中。外部管件連接件從可折疊包的外側(cè)連接到壓力容器的滲透一側(cè)上，并從可折疊包的內(nèi)側(cè)連接到纖維薄膜模件的滲透面上。后者包含控制從可折疊包向模件纖維表面流動的毛細(xì)管。測量標(biāo)明在每個模件沖洗過程中在兩個連接件之間存在每4秒約5psi的壓力差。在5psi下毛細(xì)管每秒配送0.18ml的12％的NaOCl。計算表明，在回洗/沖洗循環(huán)中總共在薄膜的滲透一側(cè)傳遞0.75ml的12％的NaOCl?；亓?沖洗循環(huán)約50秒的過程，而且在此時間過程中USG至排放管。為了檢驗注入裝置的效果，在間隔排出樣品并分析自由氯。圖8中的數(shù)據(jù)顯示出在一個回洗/沖洗循環(huán)過程中由此被動裝置注入氯的有關(guān)排出水自由氯的成分的效果。在第48次循環(huán)采樣的排出水的樣品中，自由氯的水平在17秒中從0.11增加到0.19mg/l，進(jìn)入循環(huán)后在循環(huán)的終端減小到0.13mg/l，這樣證實了在沖洗/回洗循環(huán)的開始裝置注入次氯酸鈉。
盡管根據(jù)優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但所附權(quán)利要求書包括了落入本發(fā)明范圍中的其他實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于凈化供給水以從中去除包括固體雜質(zhì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用管路壓力使水滲透過薄膜并從薄膜上去除收集的固體，所述系統(tǒng)包括(a)一個具有第一端和第二端以及第一區(qū)和第二區(qū)的腔體，一個用于連接到一個供給水管上的供給水入口，一個滲透水出口和一個集中水出口；(b)設(shè)置在所述腔體中并適于使水通過其滲透的薄膜，以凈化水提供滲透水并在管路水壓下排棄固體而在所述腔體中提供集中水；(c)一個用于收集通過所述滲透水出口的所述滲透水進(jìn)行分配的滲透水收集器；(d)一個與所述滲透水收集器液體連通的壓力罐體，所述壓力罐體適于在管路水壓下儲存滲透水，所述壓力罐體適于用滲透水回洗所述薄膜；以及(e)用于周期性地從所述腔體通過所述集中水出口排干集中水并將所述腔體中的壓力降低到管路水壓之下的裝置，以及用于從所述壓力罐體由滲透水回洗所述薄膜以從所述薄膜排棄固體而在所述排干過程中與所述集中水一起去除的裝置，所述用于回洗的裝置由所述排干和降低所述腔體中壓力的裝置激發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述薄膜是設(shè)置在所述第一和所述第二端之間的中空纖維薄膜，所述薄膜與所述滲透水出口流體連通并具有封裝在設(shè)置在所述腔體的所述第一區(qū)中一個第一頂端中的固定端和封裝在設(shè)置在所述腔體的所述第二區(qū)中一個第二頂端中的第二端，所述薄膜的所述第二端具有適于將滲透水排空到所述滲透收集器中的腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述薄膜是超過濾薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述薄膜是微過濾薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括在激發(fā)用于排干和回洗的裝置的過程中用供給水沖洗所述腔體的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，壓力罐體設(shè)置在所述腔體之下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述薄膜束基本豎直設(shè)置在所述腔體中，并且所述集中水出口基本位于所述薄膜之下以便于排干。
8.一種用于凈化供給水以從中去除包括固體雜質(zhì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用管路水壓使水滲透過薄膜并從薄膜上去除收集的固體，所述系統(tǒng)包括(a)一個具有第一端和第二端的腔體，一個用于連接到一個供給水管上的供給水入口，一個滲透水出口和一個集中水出口；(b)從設(shè)置在所述腔體中并設(shè)置在所述第一端和所述第二端之間的超過濾和微過濾薄膜中選擇的中空纖維薄膜束，所述中空纖維薄膜與所述滲透水出口流體連通并適于將來自所述腔體的水穿過所述中空纖維薄膜滲透到其腔中，以凈化水并在管路水壓下排棄固體，從而在所述腔體中提供集中水；(c)一個適于從所述腔中排出滲透水而重新進(jìn)行分配的滲透水收集器；(d)一個與所述滲透水收集器液體連通用于在管路水壓下在所述壓力罐體中儲存滲透水的壓力罐體，所述壓力罐體適于用滲透水回洗所述薄膜；以及(e)用于周期性地從所述腔體通過所述集中水出口排干集中水并將所述腔體中的壓力降低到管路水壓之下的閥裝置，所述閥裝置排干和降低所述腔體中壓力，(i)用來自所述膜片罐體的滲透水激發(fā)所述薄膜的回洗，以從所述薄膜排棄固體而在所述排干過程中與所述集中水一起去除，以及(ii)在所述周期性排干集中水和回洗過程中用供給水沖洗所述腔體。
9.一種用于凈化供給水以從中去除包括固體雜質(zhì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用管路水壓使水滲透過薄膜并從薄膜上去除收集的固體，所述系統(tǒng)包括(a)一個具有第一端和第二端的腔體，一個位于所述第一端中用于連接到一個供給水管上的供給水入口，一個滲透水出口和一個集中水出口；(b)設(shè)置在所述腔體中并設(shè)置在所述第一端和所述第二端之間的中空纖維薄膜束，所述中空纖維薄膜與所述滲透水出口流體連通并適于將來自所述腔體的水穿過所述中空纖維薄膜滲透到其腔中，以凈化水并在管路水壓下排棄固體，從而在所述腔體中提供集中水；(c)一個適于從所述腔中收集水進(jìn)行分配的滲透水收集器；(d)一個與所述滲透水收集器連接的壓力罐體，所述壓力罐體適于在管路水壓下儲存滲透水，所述壓力罐體設(shè)置成用于用滲透水回洗所述薄膜；以及(e)設(shè)置成用于周期性地從所述腔體通過所述集中水出口排干集中水并將所述腔體中的水壓降低到管路水壓之下的閥裝置，所述閥裝置排干和降低所述腔體中壓力，用來自所述膜片罐體的滲透水激發(fā)所述薄膜的回洗，以從所述薄膜排棄固體而在所述排干過程中與所述集中水一起去除。
10.一種用于凈化供給水以從中去除包括固體雜質(zhì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用管路水壓使水滲透過薄膜并從薄膜上去除收集的固體，所述系統(tǒng)包括(a)一個具有第一端和第二端的腔體，一個位于所述第一端中用于連接到一個供給水管上的供給水入口，一個滲透水出口和一個集中水出口；(b)設(shè)置在所述腔體中并設(shè)置在所述第一端和所述第二端之間的中空纖維薄膜束，所述中空纖維薄膜與所述滲透水出口流體連通并適于將來自所述腔體的水穿過所述中空纖維薄膜滲透到其腔中，以凈化水并在管路水壓下排棄固體，從而在所述腔體中提供集中水；(c)一個適于從所述腔中收集水進(jìn)行分配的滲透水收集器；(d)一個與所述滲透水收集器流體連通的壓力罐體，所述壓力罐體適于在管路水壓下儲存滲透水，所述壓力罐體適于用滲透水回洗所述薄膜；以及(e)一個設(shè)置成用于周期性地打開和關(guān)閉一個集中水出口閥以從所述腔體通過所述集中水出口排干集中水并將所述腔體中的水壓降低到管路水壓之下的控制器，而且通過降低所述腔體中的壓力激發(fā)所述壓力罐體而用所述滲透水回洗所述薄膜。
11.一種用于凈化供給水以從中去除包括固體雜質(zhì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用管路水壓使水滲透過薄膜并從薄膜上去除收集的固體，所述系統(tǒng)包括(a)一個具有第一端和第二端以及第一區(qū)和第二區(qū)的腔體，一個用于連接到一個供給水管的供給水入口，一個滲透水出口和一個集中水出口；(b)設(shè)置在所述腔體中并適于使水穿過滲透的薄膜，以凈化水提供滲透水，并在管路水壓下排棄固體，從而在所述腔體中提供集中水；(c)一個連接到所述滲透水出口上用來收集滲透水并具有一個凈化水出口用于分配所述凈化水的活性碳罐體；(d)一個與所述活性碳罐體液體連通的壓力罐體，所述壓力罐體適于在管路水壓下儲存滲透水，所述壓力罐體設(shè)置成用滲透水回洗所述薄膜；以及(e)用于周期性地從所述腔體通過所述集中水出口排干集中水并將所述腔體中的水壓降低到管路水壓之下的閥裝置，所述閥裝置排干和降低所述腔體中的壓力，用來自所述膜片罐體的滲透水激發(fā)所述薄膜的回洗，以從所述薄膜排棄固體而在所述排干過程中與所述集中水一起去除。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置一個氯源，與用滲透水的所述回洗一起將一個受控制量的氯導(dǎo)至所述中空纖維薄膜。
13.一種用于凈化供給水以從中去除包括固體雜質(zhì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用管路水壓使水滲透過薄膜并從薄膜上去除收集的固體，所述系統(tǒng)包括(a)一個具有一頂部和一底部的腔體，一個位于所述腔中用于連接到一個供給水管的供給水入口，一個滲透水出口和一個集中水出口；(b)從設(shè)置在所述腔體中并基本在所述頂部和所述底部之間豎直延伸的超過濾和微過濾薄膜中選擇出的中空纖維薄膜束，所述中空纖維薄膜與所述滲透水出口流體連通并適于將來自所述腔體的水穿過所述中空纖維薄膜滲透到其腔中，以凈化水并在管路水壓下排棄固體，從而在所述腔體中提供集中水；(c)一個適于從所述腔中收集滲透水進(jìn)行重新分配的滲透水收集器；(d)一個與所述滲透水收集器流體連通的壓力罐體，所述壓力罐體適于在管路水壓下儲存滲透水，所述壓力罐體適于用滲透水回洗所述薄膜；以及(e)一個設(shè)置成用于周期性地打開和關(guān)閉一個集中水出口閥以從所述腔體通過所述集中水出口排干集中水并將所述腔體中的水壓降低到管路水壓之下的控制器，通過降低所述腔體中的壓力激發(fā)所述壓力罐體而用所述滲透水回洗所述薄膜；以及(f)用于在排干所述腔體并回洗所述薄膜的過程中用供給水沖洗所述腔體的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述滲透水收集器包含活性碳。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力罐體設(shè)置在所述腔體之下。
16.一種用于凈化供給水以從中去除包括固體雜質(zhì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用管路水壓使水滲透過薄膜并從薄膜上去除收集的固體，所述系統(tǒng)包括(a)一個具有第一端和第二端以及第一區(qū)和第二區(qū)的腔體，一個用于連接到一個供給水管上的供給水入口，一個滲透水出口和一個集中水出口；(b)設(shè)置在所述腔體中并適于使水穿過滲透的薄膜，以凈化水提供滲透水，并在管路水壓下排棄固體，從而在所述腔體中提供集中水；(c)一個用于通過所述滲透水出口收集滲透水用于分配的滲透水收集器；(d)一個與所述滲透水收集器液體連通的壓力罐體，所述壓力罐體適于在管路水壓下儲存滲透水，所述壓力罐體適于用滲透水回洗所述薄膜；(e)用于周期性地從所述腔體通過所述集中水出口排干集中水并將所述腔體中的水壓降低到管路水壓之下的裝置，以及用來自所述壓力罐體的滲透水回洗所述薄膜以從所述薄膜排棄固體而在所述排干過程中與所述集中水一起排出的裝置，所述用于回洗的裝置由所述用于排干和降低所述腔體中的壓力中的裝置激發(fā)；以及(f)一個設(shè)置在所述壓力罐體和所述滲透水收集器之間的氯分配器，所述分配器包括一個包含一個氯源的柔性葉片，所述分配器適于將氯分配到用于回洗所述薄膜的滲透水中。
17.一種過濾水的裝置，包括(a)一個腔體，利用薄膜從內(nèi)部將其分隔為一個供給側(cè)和一個滲透側(cè)；(b)連接在所述腔體供給側(cè)的供給水源；(c)通過一個閥連接在所述腔體供給側(cè)的排放管；(d)用于將水直接分配到使用地點的管路網(wǎng)和閥，所述管路網(wǎng)連接在所述腔體滲透側(cè)；以及(e)用于在加壓狀態(tài)下收集可變體積的滲透物的罐體，所述罐體連接在所述腔體供給側(cè)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述管路網(wǎng)的至少一些閥是根據(jù)需要控制的，以便將所述管路網(wǎng)在一個和多個使用地點暴露在空氣下。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述供給水源將加壓下的供給水基本上連續(xù)地供應(yīng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述供給水在一個地點從所述供給水源進(jìn)入所述腔體內(nèi)，所述地點從供給水排出腔體的位置偏移到所述排放管，從而從供給水源通過所述腔體供應(yīng)到排放管內(nèi)的水流流過所述薄膜。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述供給水在供給水排出腔體的位置上方從供給水源進(jìn)入腔體到達(dá)排放管。
22.根據(jù)權(quán)利要求17-21任一所述的裝置，其特征在于，所述薄膜包括多個豎直取向的中空纖維。
23.根據(jù)權(quán)利要求17-21任一所述的裝置，其特征在于，所述閥連接在一個定時器或控制器上，以周期地打開所述閥來允許供給水從供給水源流到所述排放管、和所述滲透水從所述罐體流到所述排放管中。
24.根據(jù)權(quán)利要求17-21任一所述的裝置，其特征在于，所述罐體具有一個彈性能量儲存裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求17-21任一所述的裝置，其特征在于，所述罐體是一個具有捕獲有大量空氣的罐體或是一個膜片罐體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凈化水以從中去除包括懸浮固體的雜質(zhì)的方法和設(shè)備，該方法適于使用管路水壓使水通過中空纖維薄膜滲透并回洗薄膜，以去除沉積在其上的固體。
文檔編號B01D63/02GK1618506SQ20041001205
公開日2005年5月25日 申請日期2000年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月29日
發(fā)明者西達(dá)耶特·胡薩因, 安德列斯·德雷斯納, 邁克爾·布萊爾, 亨利·貝曼 申請人:齊儂環(huán)境有限公司