[发明专利]与膜曝气生物薄膜反应器一起使用的低压可逆气升混合系统

权利要求书

1.一种围绕系统，所述围绕系统用于与膜支撑的生物薄膜反应器中的膜模块（120）一起使用，所述膜模块（120）具有由在所述膜模块（120）中平行固定的可透气的中空纤维膜盒（100）的阵列隔开的上顶部空间（ 104 ） 和下顶部空间（106），其中，所述盒（100）是经封装中空纤维膜的线性布置，所述线性布置包括其中封装有大量中空纤维膜或多束中空纤维膜（102）的上部歧管（ 98 ） 和下部歧管（99），其特征在于，所述围绕系统包括：

(i)多个面板（3a，3b，3c，3d），所述多个面板被配置用于密封所述膜模块（120）以形成封闭式膜模块，所述封闭式膜模块在顶部和底部敞开、但是被封闭在所述围绕系统内；

(ii) 模块化领部（20），所述模块化领部被配置用于竖直地附接到所述封闭式膜模块，从而增加所述上顶部空间（104）的高度；以及

(iii)低压气升混合系统（4），所述低压气升混合系统被集成到所述多个面板（3a，3b，3c，3d）中的至少一个面板中，被配置用于将液体从所述膜模块（120）内部输送到所述膜模块（120）的外部，或反之亦然，使得液体沿向上或向下的方向泵送通过所述封闭式膜模块，以在其安装在生物反应器罐（200）中时促进液体良好流过所述封闭式膜模块，其中，所述低压气升混合系统（4）包括：

气升通道（7）和第一下降管（6），所述气升通道和所述下降管在其底部彼此处于流体连通，从而形成大致U形的管（5）的两侧，所述大致U形的管在两端敞开；

竖直返回通道（9），所述竖直返回通道的顶部与所述大致U形的管（5）的靠近所述竖直返回通道（9）的通道的顶部处于流体连通；以及

空气注入端口（40），所述空气注入端口被配置用于接收空气并将空气递送到所述气升通道（7）的基部，以在所述气升通道（7）中的空气注入端口（40）上方引起液体向上流动，从而在所述第一下降管（6）中引起液体相应的向下流动；并且

其中，所述U形的管（5）的远离所述竖直返回通道的开口端形成通向所述封闭式膜模块内部的端口（11），所述U形的管（5）的靠近所述竖直返回通道的开口端形成通向所述封闭式膜模块外部的端口（12），并且所述竖直返回通道（9）的下端允许所述竖直返回通道（9）和所述生物反应器罐（200）的底部之间的流体连通。

2.根据权利要求1所述的围绕系统，其中，所述低压气升混合系统进一步包括第三竖直通道，从而使得所述气升混合系统为大致W形状，其中，所述第三竖直通道是第二下降管（6a），并且其中，所述竖直通道中的一个是与所述第一下降管（ 6 ） 和所述第二下降管（6a）处于流体连通的气升通道（7）。

3.根据权利要求1或2所述的围绕系统，其中，所述竖直返回通道（9）对所述封闭式膜模块外部的环境是敞开的，并且被配置用于提供连续通道以从所述生物反应器罐（200）内或另一储罐或处理系统内的隔室内的一个位置供应水。

4.根据权利要求2的围绕系统，其中，所述第一下降管（ 6 ） 和所述第二下降管（6a）与所述封闭式膜模块外部的液体处于流体连通，并且所述气升通道（7）与所述封闭式膜模块内部的液体处于流体连通。

5.根据权利要求1所述的围绕系统，其中，供应到所述气升通道（7）的空气是源于所述膜的排出空气、或者来自外部源的补充空气、或者两者。

6.根据权利要求1所述的围绕系统，其中，所述空气注入端口（40）被配置用于以脉冲或周期性方式或两者的组合连续地释放空气。

7.根据权利要求1所述的围绕系统，其中，所述空气注入端口（40）被连接到空气虹吸管，所述空气虹吸管被配置用于允许空气积聚并且周期性地释放到所述空气注入端口（40）。

8.根据权利要求1所述的围绕系统，其中，所述空气注入端口（40）被配置用于轴向地、径向地、轴向且径向地或以一定角度引入空气，以便在所述气升通道（7）内引起湍流水流。