[发明专利]平式反渗透模块及系统

说明书

技术领域

本说明书涉及诸如反渗透模块之类的膜过滤模块，并且涉及制造它们的方法。

背景技术

在浸没式过滤模块或微滤模块中已经使用了平片膜。在由日本久保田株式会社(Kubota)生产的模块中，在塑料框架的两侧上均设置膜片以形成中空袋(pocket)。这些袋在模块中被放置成间隔结构并被浸没在开放式容器中。渗透液(permeate)被通过经由框架中的端口施加至该袋的内侧的吸力回收。在美国专利7892430中所述的模块中，过滤元件由设置在排水元件的两侧上的两个膜片构成。这些元件成间隔关系设置并被浸没在开放式容器中。渗透液被经由穿过这些元件中的孔口的管道通过吸力回收。浸没在供水容器中并在低跨膜压差下的操作并不要求这些模块是刚硬的或坚固的。

在反渗透中同样已经使用了平片膜。然而，反渗透膜通常被制成螺旋缠绕模块。当在渗透侧上不存在错流时，该螺旋缠绕构造本质上适用于高压应用。在美国专利5104532、美国专利5681464、美国专利6524478、欧洲专利1355730和日本专利申请公开7068137中描述了对于制造平片压力驱动模块的尝试，这些模块中的一些带有错流。

发明内容

下列部分意在向读者介绍详细说明以便遵循且非限制或限定权利要求书。

本说明书描述了一种包括平片膜的过滤模块。这些膜与供给通道垫片和渗透液载体的平片层叠设置。该层叠件具有由密封在四个侧边上并围住渗透液载体的两个膜片形成的包。这些包在整个该层叠件的厚度上与供给通道垫片的薄片交错。一个或多个渗透液收集管例如通过穿过层叠件的厚度而与渗透液载体连通。供给通道垫片的薄片沿两个侧边并围绕渗透液收集管具有密封件。可选择地，供给垫片密封件通过将热塑性材料预注入到供给垫片(feed spacer)中并使得该热塑性材料能够在组装该层叠件之前凝固来实现。模块通过将一个或多个层叠件放置在压力容器中形成。在该层叠件的下游端处在层叠件与压力容器之间的密封将该压力容器分隔成供给室和浓缩室。多个模块可被连接成串行结构或并行结构。

附图说明

图1是形成渗透包(permeate pack)的薄片组件的分解等距视图。

图2是渗透包的平面图。

图3是供给垫片的平面图。

图4是包括渗透包和供给垫片的层叠件的截面图。

图5是膜模块的侧视图。

图6是并行连接的一组膜模块的端视图。

具体实施方式

图1示出了包括多层平片材料的子组件。作为选择，该子组件可在本说明书中被称为渗透包20或袋。渗透包20的各个层为：第一膜12a、渗透液载体16、和第二膜12b。可选择地，第一膜12a和第二膜12b可由优选地沿其长度围绕渗透液载体16折叠的单片材料提供。膜12的分离层背向渗透液载体16。可选择地，可制造渗透包20的其它形式，其中，渗透液载体被密封在包括过滤膜的包裹件内。

参照图4，通过将多个渗透包20与位于渗透包20之间的供给垫片14层叠放置而形成层叠件10。优选地，供给垫片14还被放置于层叠件10的底部和顶部。渗透包20和供给垫片14优选地是大致呈矩形的。渗透包20和供给垫片14优选地在该层叠件10中是大致平坦的或呈平面状的。

出于说明的目的，将参照如图1中所示的基准尺寸来描述该层叠件10。这些材料片的较长尺寸将被称之为长度L。这些材料片的较短尺寸将被称之为宽度W。垂直于这些材料片的尺寸将被称之为厚度T。该层叠件10的长度L优选地为该层叠件的宽度W的两倍或更多倍、或者三倍或更多倍。长度L同样优选地为2m或更大、或者3m或更大。这比常规的螺旋缠绕膜长并且这样减少了每单位长度上的被密封件和互连器所占据的膜材料的量。由于层叠件10由平坦材料形成，因此密封的宽度还不会引起材料在卷绕期间的移动或者在长度修剪时移除大量材料，如在螺旋缠绕模块的情况下通常是这样的。

层叠件10中的多片材料可以与在制造螺旋缠绕膜中使用的材料相同。例如，膜12可以是铸造在支承结构上的薄膜复合反渗透或纳米过滤膜。供给垫片14可以是发泡塑料网。渗透液载体16可以是经编织物。