CN102170961A - 带有灭菌进料垫片的错流过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种错流过滤装置。该错流过滤器是一种包括缠绕在多孔中心管上的半透膜的螺旋缠绕过滤器。所述半透膜包括进料垫片和膜。所述进料垫片是一种灭菌进料垫片，其在所述进料垫片内浸渍有灭菌剂，以防止所述膜和所述进料垫片的生物积垢。

Description

带有灭菌进料垫片的错流过滤装置

技术领域

本发明总体而言涉及水过滤装置。本发明尤其涉及一种包括灭菌进料垫片(biocidal feed spacer)的错流水过滤装置。

背景技术

在饮用水生产领域，即在水处理应用方面例如水净化和排水处理方面，分离膜正在取代传统的砂滤和絮凝沉淀，并且用于改善被处理水的水质。一般说来，在处理水和改善水质方面，反渗透过滤系统是最常用的分离膜系统之一。

尽管反渗透是一种有效的水处理手段，但其从水中去除溶解的颗粒的能力也需要代价。流入的水中含有的细菌被反渗透系统的半透膜拦截并由此积聚在膜的表面。细菌通常每30到60分钟就会倍增，并且其增长是对数级的。例如，一个细菌细胞在24小时内会形成1600万的细菌。细菌爆炸性的增长会导致膜的积垢，由此减少通过膜的水流量并对膜的过滤性能产生不利影响。

此外，积垢的膜需要更高的操作压力，这相应地增加了操作费用并导致反渗透工艺中使用的过滤膜的寿命更短。已经通过各种尝试来清洁这种积垢的膜，使用化学药剂清洗反渗透膜需要占反渗透装置总操作时间的约20％，由此导致工艺整体效率的显著降低。标准的积垢系数对于反渗透膜、超滤膜和微滤膜通常分别为约30％、80％和90％。积垢率是在使用基于膜的工艺来设计水处理厂时最重要的考量指标之一。

积垢的膜难于清洗并且降低了过滤出水的水质。由于膜上的细菌生长，在膜的上游表面形成胶状生物膜。该生物膜非常难以去除，除非使用会损伤膜的化学强氧化剂。生物膜保护细菌免受常规清洗和消毒步骤的影响，并导致细菌在膜上形成穿透。细菌的穿透也同样会沿着膜上的缺陷产生。通常会在48到72小时内在膜的下游侧检测到细菌。随着菌群在膜的下游侧繁殖并形成生物膜，膜的下游侧随时间明显脱色或变黑。这样的生物积垢也可导致局部出现极端pH值从而进一步损害膜。因此，当传统的半透膜过滤器单独使用时，几乎不能提供超纯(即，无菌的)水。在很多情况下，反渗透、超滤、纳滤、和微滤工艺之后必须抛光过滤器以清除水中的细菌。

水过滤器膜遭受的生物积垢问题是本领域所熟知的。为解决这一问题的尝试包括向水中添加消毒剂，例如氯或氯胺。但是过滤器膜，如聚酰胺复合膜非常易于受到氧化损坏，由此大部分的氧化剂，例如氯，就不能使用在基于膜的工艺中。另一种手段是向膜表面添加一些抗菌添加剂。例如Patil的美国专利号US6,540,915公开了将各种抗菌剂加入适用于反渗透、超滤、纳滤和微滤的聚合物膜。然而，这些膜的表面非常复杂并且对于添加剂组分非常敏感，这些外来化学品(如，抗菌剂)的介入会降低膜的排盐性和渗透性。

反渗透过滤器还通常制成“封闭端”过滤过滤器或者“错流”过滤过滤器。在封闭端过滤过滤器中，所有的进料溶液(即，待过滤的水)通过过滤介质。其结果是所有的颗粒和溶解的溶质被保留在过滤介质上面或过滤介质内。这导致在过滤介质表面上滤饼的累积(浓差极化)，影响了封闭端过滤器的整体效率和效能以及过滤介质的生物积垢。

在错流过滤中，设计成将进料溶液在一定压力(例如，大于进料溶液的渗透压的压力)下横向流过过滤介质表面，并由此驱动一定百分比的进料溶液穿过过滤介质。错流过滤方法允许过滤具有更高含固量的进料溶液，因为这些固体会被冲洗通过过滤介质表面到另一边并沉积在那里，正如在封闭端过滤工艺中那样。进料溶液的这种通过过滤介质的流动也会影响错流过滤的过滤介质变得象封闭端过滤器那样积垢。

由于错流过滤器的螺旋缠绕设计的特性，这样的过滤器通常在工程上只允许单向流动穿过系统。这样，过滤器的螺旋缠绕设计就不能允许使用水或空气搅动的反冲洗冲刷其表面来去除固体。由于积累的材料不能从膜表面去除，这样的错流过滤器系统容易积垢并失去生产能力。相应地，仍然需要一种水分离装置例如反渗透错流过滤器，其能够在克服上述的水处理过程中的生物积垢问题。

发明概述

本发明提供一种水过滤系统，其能够减少水过滤系统产生的生物积垢量。为减少例如反渗透、超滤、纳滤和微滤系统的水过滤系统的生物积垢量，本发明为错流过滤装置提供包括一种或多种广谱灭菌剂的灭菌进料垫片。

根据第一个方面，本发明提供一种错流过滤装置，包括：多孔中心管；和螺旋缠绕在该多孔中心管上的半透膜，该半透膜包括：可渗透的载体，贴近该可渗透的载体的膜，和贴近该膜的进料垫片，其中该进料垫片包括至少一种灭菌剂。

根据第二个方面，本发明提供一种错流过滤装置，包括：多孔中心管；缠绕在该多孔中心管上的至少一个可渗透的载体，紧贴在该至少一个可渗透的载体上的至少一个膜层；和紧贴在该膜上的至少一个进料垫片，其中该进料垫片包括至少一种灭菌剂。

根据第三个方面，本发明提供一种防止错流过滤膜的生物积垢的方法，包括以下步骤：提供包括灭菌剂的进料垫片；和将该进料垫片贴近该反渗透过滤器的膜层合。

附图说明

结合附图可以更好地理解前文中对本发明的概述和对下文中的优选实施例的详细描述。为了说明本发明，附图中表示了本发明优选的实施例。但是应当理解本发明并非限于图中所示的精确的结构和组成。在各附图中：

图1是按照本发明第一实施例的具有灭菌进料垫片的错流过滤装置的透视示意图；

图2是按照本发明第二实施例的具有灭菌进料垫片的错流过滤装置的剖面正视图；

图3是高度放大的图1中灭菌进料垫片的透视照片；

图4A是用于本发明实施例的端盖的顶部平面视图；

图4B是图4A的端盖的剖面正视图；

图5A是传统进料垫片的一部分的照片，显示出营养介质中的细菌生长；

图5B是按照本发明实施例的灭菌进料垫片的一部分的照片，显示出在营养介质中的细菌生长显著降低；

图6A是传统进料垫片的一部分的照片，显示出在暴露到进料溶液流后的细菌生长；

图6B是按照本发明实施例的灭菌进料垫片的一部分的照片，显示出在暴露到进料溶液流后的细菌增长显著降低；

图7A是进料垫片被部分切除的传统反渗透过滤元件的一部分的照片，显示出在使用6个月后的细菌生长；和

图7B是按照本发明实施例的灭菌进料垫片被部分切除的反渗透过滤元件的一部分的照片，显示出在使用6个月后进料垫片和膜表面上细菌生长的显著降低。

发明详述

本发明提供一种错流水过滤装置，其降低该水过滤装置膜层的生物积垢量。本发明的水过滤装置是一种螺旋缠绕的错流过滤装置，其包括带有灭菌剂的灭菌进料垫片。水过滤装置可以是，例如，反渗透过滤器、超滤过滤器、纳滤过滤器或微滤过滤器。这些过滤器可以用于，例如，净化水、海水脱盐，和过滤地表水及废水。本文中使用的术语“灭菌的”，“灭菌”或“灭菌剂”具有其通常的和惯用的含义，其包括能够杀死活的微生物和/或阻止其生长的任何化学物质。该术语包括但不限于杀虫剂、抗菌剂和生物抑制剂(抑菌)剂。

在本发明的一个实施例中，水过滤装置是反渗透错流过滤器10，如图1所示。可替换地，该错流水过滤装置10也可以是超滤装置、纳滤装置、微滤装置、或其它任何具有至少一个膜层和至少一个灭菌进料垫片层的错流水过滤装置。

该反渗透错流过滤器10通常为圆柱形。在操作中，进料溶液(即，待处理的水或流体)由入口端12进入并由出口端14流出。由于进料溶液被反渗透过滤器10过滤，该进料溶液以渗透液16和浓缩液18的形式从出口端14流出，渗透液16是过滤后的水(即，稀溶液)而浓缩液18则是高浓度的溶液(即，含杂质的溶液)。

反渗透错流过滤器10通常设置有多孔中心管20、缠绕在多孔中心管20上的半透膜21和外部包裹料28。优选地，反渗透过滤器10设置成其半透膜21螺旋缠绕在该多孔中心管20上。这样，由于半透膜21的各个层螺旋缠绕在该多孔中心管20上，该错流过滤器10也被称为螺旋缠绕过滤器。然而，该错流过滤器可以设置成水过滤装置领域所熟知的各种形式，例如中空纤维形式、板框形式、或非层状形式，其都包括在本发明的内容和范围内。

多孔中心管20通常设置成中空的圆柱管，其带有穿孔以便于渗透液(如，过滤后的水)流动通过。该多孔中心管20优选长约1英尺到6英尺，内部直径约1到6英寸。该多孔中心管20还包括约1/16到5/16英寸直径的穿孔，穿孔密度每平方英尺约80到120个穿孔。该多孔中心管20可以由金属、聚合物、复合物或它们的组合制成。优选地，该多孔中心管20由挤出的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或Noryl

一种聚亚苯基氧化物和聚，苯乙烯的共混物制成。该多孔中心管20的构造材料必须是对于各种过滤用途是非浸出的和化学相容的。该多孔中心管20还必须设置成能够承受必要的结构负荷，如，在生产和使用过程中施加的柱向和扭曲旋转负荷，以及在过滤工艺应用时施加的压力。

该半透膜21包括可渗透的载体层22、膜层24和灭菌进料垫片层26。该半透膜21螺旋缠绕在多孔中心管20上。优选地，该半透膜21在多孔中心管20上缠绕1到6次，得到总直径约2.5到18英寸的错流过滤器10。如图2所示，该半透膜21通过粘性附着与多孔中心管20连接。这样的粘性附着是本领域所知晓的，无需对其进行详细论述即可完全理解本发明。然而，示例性的粘性附着已经被美国专利号US4,235,723公开，其内容在此通过引用全部并入。

膜层，例如膜层24，通常包括交联的聚酰胺盐排斥层，其用多种基层支撑层并通过多种方法制成。这样的膜是本领域所知晓的，无需对其结构、功能和操作进行详细论述即可完全理解本发明。然而，示例性的可用于本发明的膜已经被美国专利号US4,277,344、4,520,044、5,254,261、和5,576,057公开。美国专利号US4,277,344、4,520,044、5,254,261、和5,576,057中公开的膜在此通过引用加入。

可渗透的载体22设置成贴近膜层24并优选位于膜24的各个层之间，以提供滤液通过螺旋缠绕的半透膜21到多孔中心管20的传输或通道。示例性的可渗透的载体22可以由涂覆或未涂覆聚酯的环氧树脂制成，其厚度优选约0.006到0.015英寸。

进料垫片26(也被称为“进料通道垫片”)是一个大致三维结构的层，其设置成具有高度的孔隙度，如图1和3所示。优选地，该进料垫片26设置成交错状或网状或网格状。该进料垫片26可以由任何满足其预期应用的材料制成，例如聚合材料、金属、合金、复合物、织物、或类似物。可用于进料垫片26的各种聚合材料包括，如聚烯烃，尤其是聚乙烯或聚丙烯、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、醋酸纤维素、醋酸乙烯酯(EVA)、氟聚合物、胶乳、增塑溶胶、聚酰胺、尼龙、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲醛、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯(PVC)、热塑性弹性体(TPE)、和热塑性氨酯。该进料垫片26可以设置成厚度约0.020到0.050英寸并优选厚度约0.026到0.034英寸，从而在半透膜21的缠绕层之间形成空间。由进料垫片26形成的空间将贴近的两个半透膜片分开，从而使得进来的进料溶液横向流过膜24，同时促进湍流液体临近膜表面流动，由此有利的保持了膜表面的清洁并限制了由膜表面附近扰动的或过渡的流体流动引起的浓差极化。进料垫片26的网格结构部分地促进了进料溶液的不稳定或过渡流动。

该进料垫片26还设置成包括一种灭菌剂或一种或多种灭菌剂的组合，由此成为灭菌进料垫片26。该灭菌剂可以是任何能够阻止或降低水过滤装置例如错流反渗透过滤器10中的生物积垢量的药剂。可用于本发明的示例性的灭菌剂包括但不限于，基于清洁剂的灭菌剂、染料、卤素、重金属和贵金属、酚类化合物、季铵化合物、和硅烷衍生物。优选地，该灭菌剂是5-氯-2-(2，4-二氯苯氧基)苯酚(也被称为三氯生)。

由于具有不同活性程度的多种灭菌剂可以用于本发明，该灭菌进料垫片26设置成基于使用的特定灭菌剂具有生物活性有效量的灭菌剂。本文中使用的术语“生物活性有效量”是指与没有灭菌剂的进料垫片26相比，为减少和/或阻止水过滤装置中生物积垢量或形成生物膜，所必需的在进料垫片26中结合的灭菌剂剂量。优选地，该灭菌进料垫片26包括约0.01重量％到约10重量％的灭菌剂和更优选约0.25重量％到约0.5重量％的灭菌剂。

该灭菌进料垫片26可以通过任何传统的方式例如模塑、挤压、铸造等制造。优选该灭菌进料垫片26由聚合物材料与灭菌剂混合通过挤压工艺制成。

该灭菌进料垫片26优选由包括用来挤出细丝以形成网格状的网状框架的带有两套反向旋转槽的挤压模具的挤压工艺制成，如图3所示。制造该网格状的网状框架的示例性挤压工艺已经被美国专利号US4,353,956公开，其公开内容通过引用在此全部并入。

通过挤压工艺制造该灭菌进料垫片26时，首先制造母料。该母料是灭菌剂分散在封装的载体材料中浓缩的混合物。通常该封装的载体材料与制造进料垫片26使用的是同样的材料。通过熔化载体材料，灭菌剂分散在该载体材料中，然后将灭菌剂与熔化物混合以形成均匀的混合物。之后冷却该载体材料并将其切成粒状，例如小颗粒。接着母料与树脂混合，由此挤出的进料垫片就成为灭菌进料垫片26。添加到树脂中的母料材料的数量取决于灭菌进料垫片26所要求的灭菌剂浓度。由此，灭菌进料垫片26在整个进料垫片26以均匀的方式浸渍了灭菌剂。灭菌剂的浸渍特性进一步导致非迁移的灭菌剂，从而提供了持续更长时间的生物生长抑制作用。

无论对于聚合物的还是非聚合物的进料垫片26，灭菌剂可以是嵌入的、粘附的、物理键合的、化学键合的、内含或外含的、或混合在涂层里的和分散在进料垫片26上的。这样的将灭菌剂施加到进料垫片26上的方法包括喷涂、浸涂、化合、沉积工艺等。

反渗透过滤器的膜24可以是在反渗透过滤、超滤和微滤领域公知和使用的任何常规的膜。可用于本发明的示例性的膜包括聚酯基层、聚砜层和聚酰胺层。该聚砜层可以是半透聚砜层，聚酰胺层可以是微孔隙的聚酰胺层。这样的膜24可以通过传统的铸造操作来制造。

半透膜21的上述各层可以按照以下顺序铺设：底部进料垫片层26、膜层24、可渗透的载体层22、膜层24和顶部进料垫片层26，如图1所示。这样，可渗透的载体22被夹在膜层24之间，然后进一步被进料垫片层26夹在中间。膜24、灭菌进料垫片26、和可渗透的载体22各层可以例如通过将各层胶合在一起(不包括进料垫片26)而组装。该反渗透过滤器10可任选包括完成最终反渗透过滤器10所需的其它层，例如外部包裹层28。然后将膜24、灭菌进料垫片26和可渗透的载体22的组装好的叠层缠绕在多孔中心管20上，优选以螺旋缠绕的方式，如图1所示。

然后该螺旋缠绕的半透膜21和外部包裹层28的叠层在进口端12和出口端14均盖上端盖30(如图4A和4B所示)。该端盖30包括大致的圆柱体32和平的端部34。该平的端部34包括中心开孔36，其对准多孔中心管20的开口端。平的端部34还包括多个开孔38用作浓缩液18通过的通路。

端盖30通常被视为抗伸缩的盖/设备。盖30的功能之一是防止螺旋缠绕的半透膜21沿着进料溶液流动的方向向外“伸缩”。对着进料溶液流的进口端12的端盖30也充当着引导进料溶液进入盐水侧(即，进口端12)进料垫片板而非流入元件和内部容器侧壁之间的环状间隙(未示出)的作用。其是通过围绕端盖30的弹性环形部分40(即，没有孔洞)来实现，由此防止进料溶液流入环状间隙内。

在操作时，进料溶液(例如废水、含盐水、盐水等)通过进口端12送入，从而进料溶液开始从由灭菌进料垫片26层叠形成的半透膜21各层之间流过过滤器10。该进料溶液在高于进料溶液渗透压的压力下流过过滤器10，以促进溶剂反渗透通过过滤器10的膜层。该灭菌进料垫片26不仅提供了进料溶液通过过滤器10的进料流路，还由于灭菌进料垫片26所设置成的网格状构型，促进了流体流动的扰动、过渡性或其它的非稳定状态。进料溶液穿过进料垫片层26的非层流流动有利地使得进料垫片26接触流过的进料溶液的表面最大化。也就是说，不稳定的流动导致了更多的涡流和分散的流体流，并由此更多的表面区域与进料垫片26接触，进一步提高了其抗生物积垢的能力。在进料溶液通过灭菌进料垫片26后，该进料溶液被膜24过滤，随后通过可渗透的载体22，之后将过滤后的水(或渗透液)输送到多孔中心管20。渗透液16随后通过出口端14的多孔中心管20离开反渗透过滤器10，而浓缩液18通过出口端14的进料垫片层26离开灭菌进料垫片26。

本发明有利地提供了进料溶液在过渡性的和不稳定地流动时暴露到灭菌进料垫片26上。与将进料溶液暴露到位于膜24中的灭菌剂源相比，这使得灭菌进料垫片26引起的过渡性和非稳定流动期间，灭菌进料垫片26与传统进料垫片将进料溶液暴露给灭菌剂相比，能够更好地防止和阻止在进料垫片26上的生物积垢。而且，该灭菌进料垫片26不仅显著地降低了生物膜在灭菌进料垫片26上的形成，而且阻止了在相邻的膜24表面上的生物积垢。也就是说，本发明的发明人吃惊地发现灭菌进料垫片26提供了与该灭菌过滤垫片26相邻的阻止生物生长的区域。换言之，发现膜层24因其靠近该灭菌进料垫片26而具有更少的生物生长。这是一个意义重大的发现，其提供了一种阻止膜层24上生物积垢的方法，无需像本领域中防止膜层的生物积垢的现状那样直接在膜层24本身提供灭菌剂。

在另一个实施例中，错流过滤装置100可以设置成如图2所示。与反渗透错流过滤装置10类似，过滤器100包括多孔中心管120、缠绕在该多孔中心管120上的至少一个可渗透的载体层122、贴近该至少一个可渗透的载体层122的至少一个膜层124、和贴近该膜层124的至少一个进料垫片126。可渗透载体122的一个起始层通过例如沿多孔中心管120的纵向部分的胶带102连接到该多孔中心管120上。与之前的实施例相比，本实施例包括将半透膜121的多个层彼此连接以连续地扩展该半透膜121的长度。

错流过滤装置100包括与进料垫片26类似的进料垫片126，铺设在膜124的片材之间。如图2所示，膜124自身折叠形成封闭着该进料垫片126的上膜层124a和下膜层124b。该进料垫片126优选通过胶带或粘结剂125a连接到膜124的折叠端123附近。该胶带或粘结剂125a有利地强化了膜的折叠端123。然后将封闭的膜124/进料垫片126铺设在通过在可渗透的载体122的端部122a相互相连的可渗透的载体122的连续的片材之间。上膜层124a和下膜层124b优选通过粘附剂125b例如胶连接到各自的可渗透的载体层上。

前述的半透膜121的延伸是通过将下一个连续的可渗透的载体层122的端部122a与之前的可渗透的载体层122的前一个连接点间隔一段距离进行连接。然后将组装后的半透膜121螺旋缠绕在多孔中心管120上，如以上实施例所述的那样。外部的包裹层128可以由聚丙烯制成并通过粘结剂连接。然后将外部包裹层128缠绕在整个螺旋缠绕的半透膜121上。也可以将任选的最终外部包裹130缠绕在外部包裹128上。该最终外部包裹130可以由环氧树脂或用环氧树脂饱和的玻璃纤维复合材料制成。

以下具体的非限制性实施例表示了本发明中具有灭菌进料垫片的错流过滤器。

具体实施方式

实施例1

通过挤压工艺将与约0.5重量％的三氯生混合的聚丙烯基树脂挤出制造灭菌进料垫片。然后将灭菌进料垫片的一部分切下并放置在接种了常见细菌的营养基质(即，琼脂盘)中。将与制造灭菌进料垫片相同但除了包括灭菌剂三氯生之外的方式制造的进料垫片用作对照样品。将该对照进料垫片的一部分放置在接种了常见细菌的营养基质中。图5A表示了在2天和5天后细菌在对照进料垫片上的生长。图5B表示了在2天和5天后细菌在灭菌进料垫片上的生长。如图5A和5B所示，在2天和5天后细菌在灭菌进料垫片上的生长明显少于在对照进料垫片上的生长。

实施例2

在试验室流动分析中使用与实施例1同样的灭菌进料垫片和对照进料垫片。如图6A和6B所示，两个进料垫片都连接到流率为0.5L/分钟的废水进料流中保持一个月。如图6A和6B所示，细菌在灭菌进料垫片(图6B)上的生长明显少于在对照进料垫片(图6A)上的生长。

实施例3

在一个已知具有很高的生物积垢率的水过滤设备中，对按照实施例1中方式制造的带有0.8mm厚灭菌进料垫片的反渗透过滤器进行评估，并与带有0.8mm厚的进料垫片的传统反渗透过滤器进行对比。这些反渗透过滤器被作为先导元件(即，接受进料溶液流的一系列元件中的第一个元件)设置在该设备的水过滤系统中达6个月。之后评估两个反渗透过滤器的压降和形成的生物膜情况。

带有灭菌进料垫片的反渗透过滤器显示出过滤器的压降为7.3psi，而传统的反渗透过滤器显示出的压降为11psi。过滤器压降的增加与反渗透过滤器生物积垢量的增加直接相关。此外，如图7A和7B所示，与传统的反渗透过滤器(图7A)相比，带有灭菌进料垫片的反渗透过滤器(图7B)在进料垫片的表面和周围及其附近的膜表面表现出明显减少的生物积垢沉积。

本发明有利地提供了一种水过滤装置，其能够防止或阻止由于在过滤器部件表面或内部的生物生长造成的进料垫片的堵塞或污染。进料通道的堵塞，例如在反渗透过滤器中，会导致该反渗透过滤器的“伸缩(telescoping)”。伸缩是过滤层在螺旋缠绕的反渗透过滤器中沿取向向外的移动，通常是沿着进料溶液流动的方向。当伸缩发生时，进料垫片被推出反渗透过滤器，从而导致膜的外表面的损坏。通过保持进料垫片通道畅通，可以降低水流过进料通道(或进料垫片的空隙)的压降。而且，该灭菌进料垫片能够显著阻止临近灭菌进料垫片的过滤膜的生物积垢，由此便于保持膜的清洁。总而言之，本发明有利地改善了水过滤系统的性能并降低了水过滤系统的整体能耗和操作费用，同时保护并保持过滤器的进料垫片和膜层更加清洁，即更少的生物积垢。

本领域技术人员应当理解可以对上述实施例作出改进而不会背离本发明的构思。而且应当理解本发明并非限于在此公开的特定的实施例，而是覆盖了如权利要求所定义的在本发明的精神和范围内的各种变化。

Claims (17)

1.一种错流过滤装置，其包括：

多孔中心管；和

螺旋缠绕在所述多孔中心管上的半透膜，所述半透膜包括：

可渗透的载体，

贴近所述可渗透的载体的膜，和

贴近所述膜的进料垫片，其中所述进料垫片包括至少一种灭菌剂。

2.如权利要求1的错流过滤装置，其中所述进料垫片具有网格形状。

3.如权利要求1的错流过滤装置，其中所述灭菌剂是选自清洁剂、染料、卤素、酚类化合物、季铵化合物、硅烷衍生物、和5-氯-2-(2，4-二氯苯氧基)苯酚中的至少一种。

4.如权利要求1的错流过滤装置，其中所述灭菌剂是贵金属。

5.如权利要求1的错流过滤装置，其中所述进料垫片包括约0.01重量％到约10重量％的灭菌剂。

6.如权利要求1的错流过滤装置，其中所述进料垫片包括约0.25重量％到约0.5重量％的灭菌剂。

7.如权利要求1的错流过滤装置，其中所述进料垫片包括生物活性有效量的灭菌剂以阻止膜的生物积垢。

8.如权利要求1的错流过滤装置，其中所述进料垫片使用所述灭菌剂浸渍。

9.一种错流过滤装置，其包括：

多孔中心管；

至少一个可渗透的载体，其缠绕在所述多孔中心管上；

至少一个膜，其紧贴在所述至少一个可渗透的载体上；和

至少一个进料垫片，其紧贴在所述膜上，其中所述进料垫片包括至少一种灭菌剂。

10.如权利要求9的错流过滤装置，其中所述进料垫片具有网格形状。

11.如权利要求9的错流过滤装置，其中所述灭菌剂是选自清洁剂、染料、卤素、酚类化合物、季铵化合物、硅烷衍生物、和5-氯-2-(2，4-二氯苯氧基)苯酚中的至少一种。

12.如权利要求9的错流过滤装置，其中所述灭菌剂是贵金属。

13.如权利要求9的错流过滤装置，其中所述进料垫片包括约0.01重量％到约10重量％的灭菌剂。

14.如权利要求9的错流过滤装置，其中所述进料垫片包括约0.25重量％到约0.5重量％的灭菌剂。

15.如权利要求9的错流过滤装置，其中所述进料垫片包括生物活性有效量的灭菌剂以减少所述至少一个膜的生物积垢。

16.如权利要求9的错流过滤装置，其中所述进料垫片使用所述灭菌剂浸渍。

17.一种防止错流过滤膜的生物积垢的方法，包括如下步骤：

提供包括灭菌剂的进料垫片；和

将所述进料垫片贴近错流过滤装置的膜进行层合。

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