[发明专利]包括螺旋卷绕膜模块和盐水密封件的过滤器组件

说明书

过滤器组件经调适用于插入到压力容器的内部腔室中，其中所述组件包括：螺旋卷绕膜模块和盐水密封件，所述螺旋卷绕膜模块包括至少一个膜包封和进料间隔件片材，所述至少一个膜包封和进料间隔件片材围绕沿着轴线(X)延伸的中心渗透物管同心地卷绕形成入口涡旋面和出口涡旋面以及圆柱形外部外围表面，所述盐水密封件围绕所述外部外围表面的部分同心地设置；特征在于所述盐水密封件包括：i)限定最大外径的经调适以啮合所述压力容器的所述内部腔室的径向延伸柔性唇缘，ii)覆盖所述第一涡旋面的部分的端部盖表面，和iii)所述端部盖表面中用于允许流体流动通过所述入口涡旋面并且进入所述模块的所述进料间隔件片材中的至少一个开口。

技术领域

本发明涉及包括螺旋卷绕膜模块和相关联的盐水密封件的过滤器组件。

引言

螺旋卷绕膜模块用于各种反渗透(RO)和纳米过滤(NF)应用中。在典型实施例中，通过围绕渗透物收集管同心地卷绕一个或多个膜包封和进料间隔件以形成两个相对涡旋面和外部外围表面来构造圆柱形螺旋卷绕膜模块。所得螺旋束通过胶带或其它手段保持在适当位置。在将模块安装在压力容器的内部腔室内之前，可将各种类型的密封件围绕模块的外部外围表面施加。代表性实例描述于以下中：US4016083、US4299702、US4600512、US5128037、US5389260、US5851267、US6299772、US7208088、US8110016、US8377300、US8388842、US8425773、US8728213和US8778182。描述用于与这类模块一起使用的各种进料间隔件和流动构造。参见例如：US5458774、US6881336、US8337698、US 2003/205520、US2004/0182774、US2013/146532、US2014/042080、US2014/183134、JP2013/071098和CN201799220。

在操作中，加压进料流体在膜包封的表面上通过，并且施加的压力使“溶剂”(例如水)的部分穿过膜(即形成“渗透物”)，而“溶解物”(例如盐)不能够穿过膜，并且在剩余的进料中浓缩(即形成“浓缩物”溶液)。“回收率”被定义为穿过膜作为渗透物的进料溶液的百分比。在高回收率下操作时结垢形成是主要问题。一旦浓缩超出其溶解度极限，留存的盐(例如CaCO₃、CaSO₄)就开始在膜上形成结垢。这对于住宅RO系统的长期操作尤其存在问题。与通过使用pH调节、阻垢剂，或频繁清洁而在高回收率下操作的较大工业系统相比，大多数住宅系统不具有这些选择方案中的任一个。在住宅RO系统中使用的螺旋卷绕模块通常经设计在20％到35％之间的回收率下操作。在较高回收率(例如高于35％)下的操作导致结垢，因为未经软化的住宅水源经常含有显著量的钙离子和碳酸氢根离子。

寻求在具有降低的结垢易感性的情况下允许较高回收率操作的新过滤器组件设计。

发明内容

过滤器组件经调适用于插入到压力容器的内部腔室中，其中组件包括：螺旋卷绕膜模块和盐水密封件，所述螺旋卷绕膜模块包括至少一个膜包封和进料间隔件片材，所述至少一个膜包封和进料间隔件片材围绕沿着轴线(X)延伸的中心渗透物管同心地卷绕形成入口涡旋面和出口涡旋面以及圆柱形外部外围表面，所述盐水密封件围绕外部外围表面的部分同心地设置；特征在于盐水密封件包括：

i)限定最大外径的经调适以啮合压力容器的内部腔室的径向延伸柔性唇缘，

ii)覆盖第一涡旋面的部分的端部盖表面，和

iii)端部盖表面中用于允许流体流动通过入口涡旋面并且进入模块的进料间隔件片材中的至少一个开口。