发明名称 超过滤和微过滤模组和系统
摘要 一种净化给水的方法与装置,用以从给水去除包括悬浮固体之杂质,本方法适用于使用水管内压力以将水渗透过薄膜,且回冲薄膜以去除收集或堆积于其上的固体。
申请公布号 TW496768 申请公布日期 2002.08.01
申请号 TW089121441 申请日期 2000.10.13
申请人 季诺环保公司 发明人 希达耶特 休桑恩;安德利亚斯 德利亚斯诺;麦可 布来尔;亨利 毕汉姆恩
分类号 B01D61/00 主分类号 B01D61/00
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种净化给水方法,以从给水去除包括悬浮固体之杂质,前述方法使用水管内压力以将水渗透过薄膜,且回冲前述薄膜以去除堆积于其上的固体,前述方法包括下列步骤:(a)提供一室,以一壁定义,具有一内部,且具有:(i)一第一端以及一第二端;(ii)薄膜,由超过滤和微过滤薄膜中选择,延伸于前述第一端以及前述第二端之间;以及(iii)一给水入口,用以连接于一水管,以将给水于水管内压力引入前述室;一渗透水出口;以及一浓缩水出口;(b)将给水经由前述入口引入前述室;(c)由使用前述水管内压力将水通过前述薄膜来过滤前述室中之水,以提供渗透水于前述薄膜内,且浓缩悬浮固体于前述薄膜外以提供浓缩水;(d)从前述薄膜收集前述渗透水于一渗透水收集器中,且送出前述渗透水以供使用;(e)将前述渗透水的一部分导入收集低于水管内压力之渗透水的一压力槽,前述压力槽以液体连接于前述渗透水收集器;以及(f)周期性地将前述室排水以去除浓缩水,同时以从前述压力槽之前述渗透水回冲前述薄膜,以从前述薄膜去除固体。2.如申请专利范围第1项所述的方法,其中前述薄膜系微过滤薄膜。3.如申请专利范围第1项所述的方法,其中前述薄膜系超过滤薄膜。4.如申请专利范围第1项所述的方法,其中前述水管内压力系维持于20磅/平方英寸(psi)至100psi的范围。5.如申请专利范围第1项所述的方法,更包括:以渗透水回冲前述室,使用0.2至2倍室容量的渗透水。6.如申请专利范围第1项所述的方法,更包括:利用一单螺线阀启动前述排水与回冲步骤,以开关用以将前述室排水以及回冲前述薄膜的一排水管。7.如申请专利范围第1项所述的方法,其中前述第一端系前述室的一顶部,且前述第二端系前述室的一底部。8.如申请专利范围第1项所述的方法,更包括:继续将给水通过前述室,以从前述室冲掉浓缩水与固体。9.如申请专利范围第1项所述的方法,更包括:周期性地将前述室排水至少每24小时一次。10.如申请专利范围第1项所述的方法,更包括:再充填前述压力槽后立即重复步骤(f),以提供一双重回洗步骤。11.一种净化给水方法,以从给水去除包括悬浮固体之杂质,前述方法使用水管内压力以将水渗透过薄膜,且回冲前述薄膜以去除堆积于其上的固体,前述方法包括下列步骤:(a)提供一室,以一壁定义,具有一内部,且具有:(i)一顶部与底部以及一上部与一下部;(ii)多数束之中空纤维薄膜,由超过滤和微过滤薄膜中选择,大体垂直延伸于前述顶部以及前述底部之间;以及(iii)一给水入口,设置于前述顶部,用以连接于一水管以将给水引入前述室;一渗透水出口以及一浓缩水出口,邻接于前述底部;(b)将给水经由前述入口于20至100psi之一水管内压力引入前述室;(c)由使用前述水管内压力将水通过前述中空纤维薄膜来过滤前述室中之水,以提供渗透水于前述中空纤维薄膜内,且浓缩悬浮固体于前述中空纤维薄膜外以提供浓缩水;(d)从前述中空纤维薄膜收集前述渗透水于位于邻接于前述底部之一渗透水收集器中;(e)将前述渗透水的一部分导入以液体连接于前述渗透水收集器的一压力槽,前述压力槽收集低于水管内压力之渗透水;以及(f)周期性地将前述室排水以去除浓缩水,同时(i)以从前述压力槽之前述渗透水回冲前述中空纤维薄膜,以从前述薄膜去除固体,使用前述室容量的0.5至2倍容量之渗透水;以及(ii)继续将给水通过前述室,以从前述室去除前述浓缩水与固体。12.一种净化给水方法,以从给水去除包括悬浮固体之杂质,前述方法使用水管内压力以将水渗透过薄膜,且回冲前述薄膜以去除堆积于其上的固体,前述方法包括下列步骤:(a)提供一室,具有一顶部、一底部、一上部与一下部、多数束之超过滤或微过滤薄膜,大体垂直延伸于前述顶部以及前底部之间,前述中空纤维薄膜具有内腔,封闭于前述顶部且开启于前述底部,前述室具有一给水入口,适用于连接于一水管,一渗透水出口,适用于连接一渗透水分配装置,一浓缩水出口,设置以连接一排水管;(b)将给水经由前述入口引入前述室;(c)由使用前述水管内压力将水通过前述中空纤维薄膜来过滤前述室中之水,以提供渗透水于前述中空纤维薄膜之前述内腔内,且浓缩悬浮固体于前述中空纤维薄膜外以提供浓缩水;(d)从前述中空纤维薄膜之前述内腔收集前述渗透水于一渗透水收集器中于水管内压力;(e)将前述渗透水的一部分导入收集低于水管内压力之渗透水的一隔膜槽,前述隔膜槽以液体连接于前述渗透水收集器;以及(f)周期性地冲洗前述室以去除浓缩水,同时以从前述隔膜槽之前述渗透水回洗前述中空纤维薄膜,以从前述薄膜去除固体;以及(g)在前述冲洗时,继续将给水通过前述室,以从前述室去除前述浓缩水与固体13.一种净化给水方法,以从给水去除包括悬浮固体之杂质,前述方法使用水管内压力以将水渗透过薄膜,且回冲前述薄膜以去除堆积于其上的固体,前述方法包括下列步骤:(a)提供一室,具有一顶部、底部、一上部与一下部、一给水入口、一浓缩水出口以及一渗透水出口;(b)提供多数束之中空纤维薄膜,由超过滤和微过滤薄膜中选择,大体垂直延伸于前述顶部以及前述底部之间;(c)将给水经由前述给水入口引入前述室;(d)由使用前述水管内压力将水通过前述中空纤维薄膜来过滤前述室中之水,以提供渗透水于前述中空纤维薄膜之前述内腔内,且浓缩悬浮固体于前述中空纤维薄膜外以提供浓缩水;(c)从前述中空纤维薄膜收集前述渗透水于位于邻接于前述底部之一渗透水收集槽中;(f)将前述渗透水的一部分导入收集低于水管内压力之渗透水的一隔膜槽;以及(g)周期性地冲洗前述室以去除浓缩水,与前述冲洗同时,以从前述隔膜槽之前述渗透水回洗前述中空纤维薄膜,以从前述薄膜去除固体。14.如申请专利范围第13项所述的方法,更包括一步骤:以前述回洗引入一控制量之氯至前述薄膜。15.一种净化给水方法,以从给水去除包括悬浮固体之杂质,前述方法使用水管内压力以将水渗透过薄膜,且回冲前述薄膜以去除堆积于其上的固体,前述方法包括下列步骤:(a)提供一室,具有一顶部、底部、一上部与一下部、一给水入口、一浓缩水出口以及一渗透水出口;(b)提供多数束之薄膜,由超过滤和微过滤薄膜中选择,大体垂直延伸于前述顶部以及前述底部之间;(c)将给水经由前述给水入口引入前述室;(d)由使用前述水管内压力将水通过前述薄膜来过滤前述室中之水,以提供渗透水,且浓缩悬浮固体于前述薄膜外以提供浓缩水;(e)从前述薄膜收集前述渗透水于位于邻接于前述底部之一渗透水收集槽中;(f)将前述渗透水的一部分导入收集低于水管内压力之渗透水的一隔膜槽;(g)周期性地冲洗前述室以去除浓缩水,与前述冲洗同时,以从前述隔膜槽之前述渗透水回洗前述薄膜,以从前述薄膜去除固体;以及(h)再充填前述隔膜槽后,重复步骤(g)至少一次以提供多重冲洗与回洗。16.一种净化给水方法,以从给水去除包括悬浮固体之杂质,前述方法使用水管内压力以将水渗透过薄膜,且回冲前述薄膜以去除堆积于其上的固体,前述方法包括下列步骤:(a)提供一室,以一壁定义,具有一内部,且具有:(i)一第一端以及一第二端;(ii)多数束之薄膜,由超过滤和微过滤薄膜中选择,延伸于前述第一端以及前述第二端之间;以及(iii)一给水入口,用以连接于一水管以将给水于水管内压力引入前述室;一渗透水出口;以及一浓缩水出口;(b)将给水经由前述入口引入前述室;(c)由使用前述水管内压力将水通过前述薄膜来过滤前述室中之水,以提供渗透水于前述薄膜内,且浓缩悬浮固体于前述薄膜外以提供浓缩水;(d)从前述薄膜收集前述渗透水于一渗透水收集器中,且送出前述渗透水以供使用;(e)将前述渗透水的一部分导入收集低于水管内压力之渗透水的一压力槽,前述压力槽以液体连接于前述渗透水收集器;(f)周期性地将前述室排水以去除浓缩水,同时以从前述压力槽之前述渗透水回冲前述薄膜,以从前述薄膜去除固体;以及(g)引入一控制量之氯至用以回洗前述薄膜的前述渗透水,前述氯在前述回冲时从前述压力槽送出至前述渗透水。17.如申请专利范围第13项所述的方法,更包括一步骤:以活性碳处理前述渗透水。18.如申请专利范围第13项所述的方法,更包括一步骤:再充填前述隔膜槽后立即重复步骤(g),以提供一双重冲洗与回洗步骤。19.一种净化给水方法,以从给水去除包括悬浮固体之杂质,前述方法使用水管内压力以将水渗透过薄膜,且回冲前述薄膜以去除堆积于其上的固体,前述方法包括下列步骤:(a)提供一室,以一壁定义,具有一内部,且具有:(i)一第一端以及一第二端;(ii)薄膜,由超过滤和微过滤薄膜中选择,延伸于前述第一端以及前述第二端之间;以及(iii)一给水入口,用以连接于一水管以将给水于水管内压力引入前述室;一渗透水出口;以及一浓缩水出口;(b)将给水经由前述入口引入前述室;(c)由使用前述水管内压力将水通过前述薄膜来过滤前述室中之水,以提供渗透水于前述薄膜内,且浓缩悬浮固体于前述薄膜外以提供浓缩水;(d)从前述薄膜收集前述渗透水于一渗透水收集器中,且送出前述渗透水以供使用;(e)将前述渗透水的一部分导入收集低于水管内压力之渗透水的一压力槽,前述压力槽以液体连接于前述渗透水收集器;以及(f)周期性地将前述室排水以去除浓缩水。20.一种净化给水方法,以从给水去除包括悬浮固体之杂质,前述方法使用水管内压力以将水渗透过薄膜,且回冲前述薄膜以去除堆积于其上的固体,前述方法包括下列步骤:(a)提供一室,以一壁定义,具有一内部,且具有:(i)一第二端以及一第二端;(ii)薄膜,由超过滤和微过滤薄膜中选择,延伸于前述第一端以及前述第二端之间;以及(iii)一给水入口,用以连接于一水管以将给水于水管内压力引入前述室;一渗透水出口;以及一浓缩水出口;(b)将给水经由前述入口引入前述室;(c)由使用前述水管内压力将水通过前述薄膜来过滤前述室中之水,以提供渗透水于前述薄膜内,且浓缩悬浮固体于前述薄膜外以提供浓缩水;(d)从前述薄膜收集前述渗透水于一渗透水收集器中,且送出前述渗透水以供使用;(e)每24小时以渗透水回洗前述薄膜1至6次,使用0.2至2倍室容量的渗透水;以及(f)在前述回洗时将前述室排水以去除浓缩水。21.一种用以净化给水的系统,以从给水去除包括固体之杂质,前述系统用以使用水管内压力,将水渗透过薄膜,且去除堆积于其上的固体,前述系统包括:(a)一室,具有一第一端、一第二端、一第一区域与一第二区域、一给水入口,用以连接于一给水管、一渗透水出口、以及一浓缩水出口;(b)薄膜,设置于前述室中,用以让水渗透过而净化水,以提供渗透水,且排斥固体于水管内压力下,以提供浓缩水于前述室中;(c)一渗透水收集器,用以经由前述渗透水出口收集前述渗透水以分布;(d)一压力槽,以液体连接于前述渗透水收集器,前述压力槽适用于储存渗透水于水管内压力,前述压力槽适用于以渗透水回冲前述薄膜;以及(e)排水装置,用以周期性地从前述室经由前述浓缩水出口排出浓缩水,且降低前述室中之压力低于水管内压力,以及回洗装置,用以由从前述压力槽的渗透水回洗前述薄膜,以从前述薄膜排出固体,用以在前述排水时去除前述浓缩水,前述回洗装置由前述排水装置启动,且降低前述室之压力。22.如申请专利范围第21项所述的系统,其中前述薄膜系中空纤维薄膜,配置于前述第一端与前述第二端之间,前述薄膜以液体连接于前述渗透水出口,且具有死端,被放在配置于前述室的前述第一区域之一第一顶盖内,以及第二端,被放在配置于前述室的前述第二区域之一第二顶盖内,前述薄膜之前述第二端具有内腔,用以使渗透水流入前述渗透水收集器中。23.如申请专利范围第21项所述的系统,其中前述薄膜系超过滤薄膜。24.如申请专利范围第21项所述的系统,其中前述薄膜系微过滤薄膜。25.如申请专利范围第21项所述的系统,更包括供应装置,用以在启动排水装置与回冲装置时,以给水冲洗前述室。26.如申请专利范围第21项所述的系统,其中前述压力槽系配置于前述室下方。27.如申请专利范围第21项所述的系统,其中前述多数束之薄膜系大体垂直地配置于前述室中,且前述浓缩水出口系大体位于前述薄膜下方,以促进排水。28.一种用以净化给水之系统,以从给水去除包括固体之杂质,前述系统用以使用水管内压力,将水渗透过薄膜,且去除堆积于其上的固体,前述系统包括:(a)一室,具有一第一端与一第二端、一给水入口,于前述室中,用以连接于一给水管、一渗透水出口、以及一浓缩水出口;(b)多数束之中空纤维薄膜,由超过滤和微过滤薄膜中选择,延伸于前述第一端以及前述第二端之间,前述中空纤维薄膜以液体连接于前述渗透水出口,且用以让水从前述室渗透过进入内腔而净化水,且排斥固体于水管内压力下,以提供浓缩水于前述室中;(c)一渗透水收集器,用以从前述内腔去除前述渗透水以再分布;(d)一压力槽,以液体连接于前述渗透水收集器,前述压力槽适用于储存渗透水于水管内压力,前述压力槽适用于以渗透水回冲前述薄膜;以及(e)阀装置,用以周期性地从前述室经由前述浓缩水出口排出浓缩水,且降低前述室中之压力低于水管内压力,前述阀装置由排水以及降低前述室中之压力,(i)于前述排出时启动前述薄膜以从前述隔膜槽之渗透水的回洗,以前述浓缩水从前述薄膜移动固体去除;以及(ii)于前述周期性地排出浓缩水与回洗时启动前述室以给水之冲洗。29.一种净化给水组件,以从给水去除包括固体之杂质,前述组件用以使用水管内压力,将水渗透过薄膜,且去除堆积于其上的固体,前述组件包括:(a)一室,具有一第一端与一第二端、一给水入口,位于前述第一端,用以连接于一给水管,一渗透水出口、以及一浓缩水出口;(b)多数束之中空纤维薄膜,设置于前述室中,且设置于前述第一端以及前述第二端之间,前述中空纤维薄膜以液体连接于前述渗透水出口,且用以让水从前述室渗透过进入内腔而净化水,且排斥固体于水管内压力下,以提供浓缩水于前述室中;(c)一渗透水收集器,用以从前述内腔收集前述渗透水以分布;(d)一压力槽,耦合于前述渗透水收集器,前述压力槽适用于储存渗透水于水管内压力,前述压力槽配置成适用于以渗透水回洗前述薄膜;以及(e)阀装置,用以周期性地从前述室经由前述浓缩水出口排出浓缩水,且降低前述室中之压力低于水管内压力,前述阀装置由排水以及降低前述室中之压力,于前述排出时启动前述薄膜以从前述隔膜槽之渗透水的回洗,以前述浓缩水从前述薄膜移动固体去除。30.一种净化给水组件,以从给水去除包括固体之杂质,前述组件用以使用水管内压力,将水渗透过薄膜,且去除堆积于其上的固体,前述组件包括:(a)一室,具有一第一端与一第二端、一给水入口,位于前述第一端,用以连接于一给水管、一渗透水出口、以及一浓缩水出口;(b)多数束之中空纤维薄膜,设置于前述室,且设置于前述第一端以及前述第二端之间,前述中空纤维薄膜以液体连接于前述渗透水出口,且用以让水从前述室渗透过进入内腔而净化水,且排斥固体于水管内压力下,以提供浓缩水于前述室中;(c)一渗透水收集器,用以从前述内腔收集前述渗透水以分布;(d)一压力槽,以液体连接于前述渗透水收集器,前述压力槽适用于储存渗透水于水管内压力,前述压力糟配置成适用于以渗透水回冲前述薄膜;以及(e)一控制器,用以周期性地开闭一浓缩水出口阀,以从前述室经由前述浓缩水出口排出浓缩水,且降低前述室中之压力低于水管内压力,且启动前述压力槽,由降低前述室中之前述压力以渗透水回洗前述薄膜。31.一种用以净化给水之系统,以从给水去除包括固体之杂质,前述系统用以使用水管内压力,将水渗透过薄膜,且去除堆积于其上的固体,前述系统包括:(a)一室,具有一第一端与一第二端、一第一区域与一第二区域,一给水入口,用以连接于一给水管、一渗透水出口、以及一浓缩水出口;(b)薄膜,设置于前述室中,用以让水渗透过而净化水以提供渗透水,且排斥固体于水管内压力下,以提供浓缩水于前述室中;(c)一活性碳槽,耦合于前述渗透水出口,用以收集渗透水,且具有一净化水出口,用以分布前述净化水;(d)一压力槽,以液体连接于前述活性碳,前述压力槽适用于储存渗透水于水管内压力,前述压力槽配置成适用于以渗透水回洗前述薄膜;以及(e)阀装置,用以周期性地从前述室经由前述浓缩水出口排出浓缩水,且降低前述室中之压力低于水管内压力,前述阀装置由排水以及降低前述室中之压力,于前述排出时启动前述薄膜以从前述隔膜槽之渗透水的回洗,以前述浓缩水从前述薄膜移动固体去除。32.如申请专利范围第31项所述的系统,其中设有一氯化物源,以由前述以渗透水回洗引入一控制量之氯化物至前述中空纤维薄膜33.一种用以净化给水之系统,以从给水去除包括固体之杂质,前述系统用以使用水管内压力,将水渗透过薄膜,且去除堆积于其上的固体,前述系统包括:(a)一室,具有一顶端与一底端、一给水入口,于前述室中,用以连接于一给水管、一渗透水出口、以及一浓缩水出口;(b)复数束之中空纤维薄膜,由超过滤和微过滤薄膜中选择,设置于前述室中,且逐渐垂直延伸于前述顶部与前述底部之间,前述中空纤维薄膜以液体连接于前述渗透水出口,且用以让水从前述室渗透入内腔而净化水,且排斥固体于水管内压力下,以提供浓缩水于前述室中;(c)一渗透水收集器,用以从前述内腔收集前述渗透水以再分布;(d)一压力槽,以液体连接于前述渗透水收集器,用以于水管内压力储存渗透水于前述压力槽中,前述压力槽适用于以渗透水回洗前述薄膜;(e)一控制器,用以周期性地开闭一浓缩水出口阀,以从前述室经由前述浓缩水出口排出浓缩水,且降低前述室中之压力低于水管内压力,且启动前述压力槽,由降低前述室中之前述压力以渗透水回洗前述薄膜;以及(f)在将前述室排水且回洗前述薄膜时用于以给水冲洗前述室之装置。34.如申请专利范围第33项所述的系统,其中前述渗透水收集器容纳有活性碳。35.如申请专利范围第33项所述的系统,其中前述压力槽系设置于前述室下方。36.一种用以净化给水之系统,以从给水去除包括固体之杂质,前述系统用以使用水管内压力,将水渗透过薄膜,且去除堆积于其上的固体,前述系统包括:(a)一室,具有一第一端与一第二端、一第一区域与一第二区域,一给水入口,用以连接于一给水管、一渗透水出口、以及一浓缩水出口;(b)薄膜,设置于前述室中,用以让水渗透过而净化水以提供渗透水,且排斥固体于水管内压力下,以提供浓缩水于前述室中;(c)一渗透水收集器,用以经由前述渗透水出口收集前述渗透水以分布;(d)一压力槽,以液体连接于前述渗透水收集器,前述压力槽适用于储存渗透水于水管内压力,前述压力槽适用于以渗透水回冲前述薄膜;(e)用以周期性地从前述室经由前述浓缩水出口排出浓缩水且降低前述室中之压力低于水管内压力之装置,以及用以由从前述压力槽的渗透水回洗前述薄膜以从前述薄膜去除固体,以在前述排水去除前述浓缩水之装置,前述用以回洗之装置以及由前述排水且降低前述室之压力之装置启动;以及(f)一氯分配器,配置于前述压力槽与前述渗透水收集器之间,前述氯分配器包括一可压缩囊,含有一氯源,前述氯分配器用以散布氯进入用于回洗前述膜的渗透水中。37.如申请专利范围第36项所述的系统,其中前述氯分配器系启动以在回洗前述薄膜时由渗透水流散布氯,前述渗透水流用以压缩前述可压缩囊。38.一种用以净化给水之系统,以从给水去除包括固体之杂质,前述系统用以使用水管内压力,将水渗透过薄膜,且去除堆积于其上的固体,前述系统包括:(a)一室,具有一第一端与一第二端、一第一区域与一第二区域,一给水入口,用以连接于一给水管、一渗透水出口、以及一浓缩水出口;(b)薄膜,设置于前述室中,用以让水渗透过而净化水以提供渗透水,且排斥固体于水管内压力下,以提供浓缩水于前述室中;(c)一活性碳槽,耦合于前述渗透水出口,用以收集渗透水,且具有一净化水出口,用以分布前述净化水;(d)一氯分配器,配置于前述活性碳槽内,前述氯分配器包括一可压缩囊,含有一氯源,前述氯分配器用以散布氯进入用于回洗前述薄膜的渗透水中;(e)阀装置,用以周期性地从前述室经由前述浓缩水出口排出浓缩水,且降低前述室中之压力低于水管内压力,前述阀装置由排水以及降低前述室中之压力,启动前述薄膜以从前述压力槽之渗透水的回洗,以前述浓缩水从前述薄膜移动固体去除。39.如申请专利范围第38项所述的系统,其中前述囊系用以于回洗时由渗透水流压缩,用于前述将氯散布入用以回洗之渗透水的目的。图式简单说明:第1图系根据本发明,显示应用薄膜以净水之系统中一过滤槽与回冲槽的剖面图;第2图系根据本发明,显示中空纤维薄膜模组,以及水流经中空纤维薄膜模组以净水的剖面图;第3a图以及第3b图系显示中空纤维薄膜以及蛛网状配置以定位纤维于室2中的俯视图;第4图系室2中蛛网状配置的仰视图;第5图系显示净水系统中一过滤槽以及一回冲槽之剖面图;第6图系显示净水系统中位于一过滤槽以及一回冲槽之间的一活性碳匣及氯分配装置之剖面图;第7图系用以周期性地排水与清洁过滤槽与薄膜的控制图;第8图系显示氯量对从模组排水的时间之关系图。
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