[发明专利]使用大气气囊罐的错流过滤系统

说明书

背景技术

在错流过滤系统中，可通过施加跨越膜的压力来纯化进料流体，以迫使被纯化流体穿过膜（即，滤液）并且杂质集中在膜的上游侧（即，浓缩液）。通常，浓缩液被从膜的上游侧冲掉并被管路连接到排出口。滤液可被递送至诸如龙头的输出端，以供消费或用于其它用途。

此类系统中滤液的产率往往一定程度地受限。例如，就逆渗透饮用水系统而言，透过膜的连续滤液流量可能小于从下游龙头流出的所需流量。为了缓解这个问题，可使用液压气动式储罐积累备用的滤液源。液压气动罐通常依赖预填充压缩空气以将驱动力供给储存的滤液。随着罐内滤液量增加，空气被进一步压缩，因此提供较大的力以将滤液推送至龙头或其它输出端。

为了有效地连续产生滤液，此类系统依赖于跨越膜的足够压差。如果压差不够，则效率和滤液质量可能降低。最后，可能会完全中止滤液的产生。当如上所述使用液压气动罐时，随着罐内空气受压缩，滤液压力将升高。这种滤液压力的升高可导致膜上的背压。这种背压会降低跨越膜的压差，从而降低滤液产量。

对于经改进的错流过滤系统存在需求。

发明内容

本发明提供了处理、生产和储存滤液的流体处理系统和方法，其可有利地提供下游使用的增加的滤液容量，同时避免在错流过滤器的滤液部分上的背压并避免储存的滤液受空气传播的或其它污物的污染。这样，本发明公开的系统可增大错流过滤器和过滤系统的生产效率和质量。根据本发明的系统和方法可提供上述优点，同时还提供有效地储存大量滤液的能力，大量滤液可以具有相当大的重量和重力导致的储罐内压力。

在第一实施例中，本发明提供了一种流体处理系统，其包括：错流过滤器，包括进液部分、浓缩液部分和滤液部分；滤液储存装置，其被流体连接于所述滤液部分，并包括：压力边界，包括包围柔韧气囊的内壁，所述柔韧气囊将滤液室与大气室流体隔离；以及滤液加压装置，其将所述滤液室流体连接到系统输出端。

在第二实施例中，本发明达成所述第一实施例，其中所述大气部分通过所述压力边界中的小孔与周围大气环境连通。

在第三实施例中，本发明达成所述第一或第二实施例，还包括流体连接于所述滤液部分或所述滤液室之一以监控滤液压力的压力开关，当所述滤液压力超过滤液压力设定值时，所述压力开关动作从而中断进入所述进液部分的流体流。

在第四实施例中，本发明达成所述第一至第三实施例中的任一个，其中所述滤液室包括所述内壁。

在第五实施例中，本发明达成所述第一至第四实施例中的任一个，其中所述大气室不包括所述内壁。

在第六实施例中，本发明达成所述第一至第五实施例中的任一个，其中所述压力边界被设计成能够经受对所述内壁的至少30psi（2.07e+005N/m²）的恒定流体压力。

在第七实施例中，本发明达成所述第一至第六实施例中的任一个，其中所述内壁是平滑的。

在第八实施例中，本发明达成所述第一至第七实施例中的任一个，其中所述压力边界包括圆柱形部分。

在第九实施例中，本发明提供了一种在滤液储存装置中储存滤液的方法，所述滤液储存装置包括具有包围柔韧气囊的内壁的压力边界，所述柔韧气囊将滤液室与大气室流体隔离，所述方法包括：施加跨越柔韧气囊的压差，以使所述柔韧气囊膨胀成抵靠所述内壁，并清除所述滤液室的流体；将滤液引入所述被清空的滤液室中；以及在引入所述滤液之后，允许所述大气室和所述滤液室达到周围大气压力。

在第十实施例中，本发明达成所述第九实施例，其中所述施加跨越柔韧气囊的压差的步骤包括将高压施加至所述大气室。

在第十一实施例中，本发明达成所述第十实施例，其中所述将高压施加至所述大气室的步骤包括通过充气阀填充所述大气室。

在第十二实施例中，本发明达成所述第十或第十一实施例，其中所述允许所述大气室和所述滤液室达到周围大气压力的步骤包括从所述大气室释放所述高压。

在第十三实施例中，本发明达成所述第十二实施例，其中所述从所述大气室释放所述高压的步骤包括致动肘节阀。

在第十四实施例中，本发明达成所述第九实施例，其中所述施加跨越柔韧气囊的压差的步骤包括对所述滤液室施加负压。

在第十五实施例中，本发明达成所述第十四实施例，其中所述对所述滤液室施加负压的步骤包括用滤液加压装置抽吸所述滤液室。

在第十六实施例中，本发明达成所述第九至第十五实施例，还包括（在将滤液引入被清空的所述滤液室中之前）将被清空的所述滤液室流体连接到包括错流过滤器的滤液部分的滤液管路系统。