[发明专利]包含定位在独立的压力容器中的螺旋卷绕生物反应器和膜模块的过滤总成

说明书

一种过滤总成，包含：超滤总成，包含：高压容器，包含进料口、浓缩口和渗透口，以及多个串联布置的螺旋卷绕超滤膜模块；生物反应器总成，包含：低压容器，包括第一和第二端口，以及位于所述低压容器内的多个螺旋卷绕生物反应器，其中每个生物反应器包括具有两个相对的生物生长表面的平板以及绕轴线螺旋卷绕的进料垫片；以及流体流动路径，从流体进料源延伸到所述低压容器的所述第一端口中，穿过所述生物反应器并且延伸出所述低压容器的所述第二端口，并且延伸到所述高压容器的所述进料口中，穿过所述膜模块并且延伸出所述浓缩口和所述渗透口。

技术领域

本发明涉及一种过滤总成，其包含位于螺旋卷绕超滤膜总成上游的螺旋卷绕生物反应器总成。

背景技术

螺旋卷绕“超滤”薄膜总成用于广泛多种纳米过滤和逆渗透流体分离。在常规实施例中，一个或多个螺旋卷绕膜模块(“元件”)在压力容器内串联布置并且互连。在操作期间，加压进料流体被引入到容器中，连续通过个别模块，且在至少两个流、即浓缩物和渗透物中退出容器。螺旋卷绕膜总成的性能常常由于积垢随时间推移降低。积垢涉及在模块内的各种表面上残渣的形成。更常见类型的积垢包含：结垢、胶体或颗粒沉积、有机积垢(有机化合物的吸附)和生物积垢(在模块内的各种表面上生物膜的生长)。生物积垢通常通过在螺旋卷绕总成上游给水中引入氧化剂(例如漂白剂)、杀生物剂或生物稳定剂缓和。给水还可用生物反应器预处理以降低将另外有助于在螺旋卷绕膜总成内生物积垢的营养物。实例描述于WO2011/026521、US2012/132575、WO1996/38387、DE102012011816、JP2013/202548、WO2015/002194、US2012/0193287、US7045063、EP127243；H.C.Flemming等人，《脱盐(Desalination)》,113(1997)215-225；和H.Brouwer等人，《脱盐(Desalination)》，第11卷，第1-3(2006)15-17期。

发明内容

本发明利用容纳于位于一个或多个超滤总成上游的常见压力容器内的多个生物反应器。生物反应器降低进料液体中的生物营养物，使得下游超滤总成中的生物积垢降低。在优选实施例中，本发明的过滤总成包含：

i)超滤总成，包含：

a)高压容器，包含进料口、浓缩口和渗透口，以及

b)多个串联布置的螺旋卷绕超滤膜模块，位于高压容器内并且各自包含绕渗透管卷绕的至少一个膜封皮，所述渗透管形成到所述渗透口的渗透路径；

ii)生物反应器总成，包含：

a)低压容器，包含第一和第二端口，以及

b)位于低压容器内的多个螺旋卷绕生物反应器，其中每个生物反应器包括：平板，其具有两个相对的生物生长表面；和进料垫片，其绕轴线(Y)螺旋卷绕以形成沿着轴线(Y)从第一末端延伸到第二末端的圆柱形外周边，其中入口卷动面靠近第一末端定位，而出口卷动面靠近第二末端定位；和中心导管(70)，其中生物反应器(52)的中心导管(70)彼此流体连通并且与第二端口(82)流体连通；以及

iii)流体流动路径，从流体进料源：a)延伸到低压容器的第一端口中，穿过生物反应器并且延伸出低压容器的第二端口；以及b)延伸到高压容器的进料口中，穿过膜模块并且延伸出浓缩口和渗透口。

在一个优选实施例中，流体流动路径遵循穿过生物反应器总成的生物反应器的并联流动模式和穿过超滤总成的膜模块的串联流动模式。在另一实施例中，螺旋卷绕生物反应器以并联布置定位在低压容器内。在又一实施例中，生物反应器以串联布置定位在低压容器的圆柱形内部腔室内。描述了许多额外实施例。

附图说明

图并未按比例绘制且包含理想化视图以促进描述。可能时，已经在整个图式和书面描述中使用相同的编号来指示相同或相似的特征。