CN107106987A - 塔式过滤模块组件及相关方法 - Google Patents

Abstract

过滤组件包括从第一端部延伸到第二端部的塔。所述塔至少具有第一侧和第二侧，以及渗透物收集室，其中渗透物收集在渗透物收集室中。所述塔还具有塔出口，以及在第一侧或第二侧中的至少一个上的模块安装部分。所述过滤组件还包括与塔的第二端部联接的底座。所述过滤组件的一个或多个模块各自安装在模块安装部分中，其中所述模块包括一个或更多个陶瓷过滤膜。所述模块从模块第一端部延伸到第二端部，其中第一部分具有出口并设置在渗透物收集室内。所述模块在塔的第一端部与塔密封接合。

Description

塔式过滤模块组件及相关方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月15日提交的美国临时申请62/050,601的优先权。该临时申请的全部内容通过引用并入于此。

技术领域

本实施例涉及塔中的过滤模块和过滤模块组件以及相关方法。

背景技术

一些水处理厂包括水槽，在水槽中将粗糙组分从废水里去除。处理厂可以进一步包括污泥槽和净化槽。在活性污泥槽中使用微生物来分解粪便物和废水中所含的其他有机物质。微生物通常通过沉降来与废水分离，并且可选地至少部分地再循环到活性污泥槽中。然而，微生物的完全分离，特别是通过沉降过程，通常是不可能的，这会导致健康风险。所需要的是一种高效地和有效地处理水并去除微生物以产生安全的水的系统。

发明内容

过滤组件包括从第一端部延伸到第二端部的竖直塔。所述塔至少具有第一侧和第二侧，以及渗透物收集室，其中渗透物收集在渗透物收集室中。所述塔还具有塔出口，以及在第一侧或第二侧的至少一个上的模块安装部分。过滤组件还包括与塔的第二端部结合的底座。过滤组件的一个或多个模块各自安装在模块安装部分中，其中所述模块包括一个或多个陶瓷过滤膜。所述一个或多个模块从模块第一端部延伸到第二端部，其中第一部分具有出口，并且第一部分设置在渗透物收集室内。所述模块在塔的第一端部与塔密封接合。

在一个或多个实施例中，一种用于制造模块的方法包括在中间部分灌封陶瓷过滤模块并形成中间灌封部分。陶瓷模块具有通道，并且陶瓷过滤模块部分地由长度限定。该方法进一步包括密封通道的端部，并且切割模块的中间灌封部分并形成两个分离的模块。

该方法的若干选择包括另外的方法的组合和所述方法的修改，并且描述如下。在一个或多个实施例中，在中间部分灌封陶瓷过滤模块包括将过滤模块灌封在过滤模块的长度的中间。在一个或多个实施例中，该方法包括将垫圈施加到模块的端部。

本文进一步公开了使用过滤组件的方法。该方法包括将模块至少插入塔的支撑构件中或在塔的支撑构件上，在塔上抽真空，将清洁的水吸入塔中，以及将清洁的水放入槽中。

在一个或多个实施例中，插入模块包括将模块插入塔的带槽部分中。在一个或多个实施例中，该方法进一步包括将模块夹紧到塔上，和/或将模块定位在支撑构件中或支撑构件上，和/或将至少一个模块插在塔的第一侧上，以及将至少一第二模块插在塔的第二侧上。

附图说明

在下面提出的实施例的详细描述中，参考附图，其中：

图1示出了根据一个或多个实施例的塔组件的透视图；

图2示出了根据一个或多个实施例的塔组件的端视图；

图3A示出了根据一个或多个实施例的塔组件的侧视图；

图3B示出了根据一个或多个实施例的塔组件的横截面侧视图；

图4示出了根据一个或多个实施例的塔组件的横截面视图；

图5示出了根据一个或多个实施例的塔组件的横截面视图。

图6A示出了根据一个或多个实施例的联锁模块的透视图；

图6B示出了根据一个或多个实施例的穿过膜的模块端的横断面视图；

图6C示出了根据一个或多个实施例的两个膜联锁模块之间的模块的横断面视图；

图7示出了根据一个或多个实施例的模块的透视图；

图8示出了根据一个或多个实施例的模块的视图。

下面将结合所列出的附图详细描述本发明的实施例。

具体实施方式

在下面的详细描述中，请参考构成此说明书的一部分的附图，其通过图示的方式示出了可以实践实施例的具体实施方式。本文对这些实施例进行了足够详细的描述以使得本领域技术人员能够实践本发明，并且应当理解，可以以其他方式实现其他实施例。以下详细描述不应被视为具有限制性的，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

本实施例涉及塔组件100和用于，例如，处理水处理厂中的水的模块。塔组件100可以装载在水池中，用作膜生物反应器，用于地下水处理，用于地表水处理，用于废水处理，或用于其他用途。图1至图3B所示的塔组件100包括塔120、底座124和模块150。模块150包括一个或多个陶瓷膜152。

在一个或多个实施例中，塔120包括设置在底座124上的模块安装部分122。塔120包括第一侧126和第二侧128，模块安装部分位于塔120的第一侧126和第二侧128中的至少一个或两个上。所述塔是一个竖直构件，其提供从模块输送净化水、密封到模块并且至少部分地支撑模块的产品特性。输送净化水的功能点位于塔内，用于密封模块的功能点位于塔的外部。塔的底座从竖直构件处向外延伸充分远，以提供抵抗倾斜的稳定性，并且在一个或多个实施例中，其可延伸到模块的端部。

塔的底座还可以包含分散空气的设备，例如起泡器192(图2)，通过气泡清洁膜的表面。在这种情况下，所述塔还包含有用于将空气输送到分散设备的装置。在一个或多个实施例中，在最上面的模块上方，塔还具有洒水器喷嘴190，以在模块中对膜的表面喷射净化水，以移除残留的材料。这可以在净化水以相反的方式从膜的净化侧流动到进料侧的同时进行。协力地，反向流可带起膜表面上的杂质，于此同时，射流可移除下落到底座的被反向流带起的材料。底座作为一个装置，安装在一个表面上以使塔得到支撑并从其上延伸。

塔120从第一端部123延伸到第二端部125。在一个或多个实施例中，底座124设置在塔120的第二端部125处，并且提供足够的稳定性，使得底座124立在一个表面上，即地面上，模块安装部分122延伸远离底座124，例如，从底座124向上，使得塔120以大致竖直的方向设置。在一个或多个实施例中，塔120包括附加的支撑构件134，如图4所示。附加的支撑构件134可以是，例如，内部结构或线缆或外部支撑构件。

在一个或多个实施例中，塔120的模块安装部分122包括模块安装构件，例如但不限于，槽130，以支撑和定位模块150，如图3A所示。在一个或多个实施例中，模块安装构件包括模块150和塔120之间一个或多个相互作用的结构。在一个或多个实施例中，模块安装构件包括至少部分地包围模块150的三面结构，和/或成角度结构，以防止清洁组件100期间和/或在真空期间的拆卸，以保证组件的正常过滤。相互作用结构的实例在图6A中示出。图6B示出了通过平坦陶瓷膜的模块端的横截面，还示出了密封件240、内部通道215和陶瓷壁242以及灌封件250。图6C示出了两个平坦膜之间的模块端的横截面，示出了灌封件250、密封件240和平坦膜的陶瓷外壁。

图4和图5更详细地示出了塔120，例如示出了塔120的横断面视图。在一个或多个实施例中，塔120基本上是中空的，如图4所示，以将过滤的水在输送或泵送到清洁水箱200之前收集到塔120内部。例如，塔包括可以收集塔120内的水的渗透物收集室133和用于分散水的塔出口131，其中出口131与渗透物收集室133流体地连接。塔120包括从开口119延伸到塔120内一定深度的管121。在一个或多个实施例中，管121基本上延伸塔120的长度。可选地，管121进一步包括连接器，所述连接器可用于在过滤期间在5巴正压(用于膜的清洁)至真空的0巴的范围内向塔120施加正压力或抽真空。真空将清洁的、经过滤的水，例如，经由管121抽吸到塔120中并且排出到箱200中。

在另一选择中，管121与塔120的较小的内部室132流体连接，如图5所示。室132可包括塔120内的侧壁。模块140各自单独地与塔120内的室132连接。除了别的优点，较小的室132允许更快的清洁过程。在一个或多个实施例中，塔120可包括用于将模块与塔120的输出互连的一系列管道。参考图3A，在一个或多个实施例中，塔120包括用于滤液收集的细缝127。

在一个或多个实施例中，该组件还包括设置在塔组件的至少一侧上的夹紧构件139。在一个或多个实施例中，所述夹紧构件设在塔组件的第一侧126上。在一个或多个实施例中，所述夹紧构件设在塔组件的两侧126、128上。所述夹紧组件用于帮助将模块150保持在塔内。

一个或多个模块150与塔120相连，使得模块150的一端设置在塔120内部，所述模块150安装在塔120中和/或塔120上，使得一个或多个模块150具有与塔不漏水的密封，例如与密封件240密封。在一个或多个实施例中，模块150从第一端156延伸到第二端158，其中第一端156安装到塔120和/或在塔120内部，并且第二端158是自由端。模块150，例如陶瓷膜152，的刚性允许模块150通过一端被支撑。在一个或多个实施例中，附加结构可以设置在第二端158上。模块150可以被夹紧和/或螺栓连接到位。

参考图7和图8，模块组件得以示出。在一个或多个实施例中，一种用于制造模块的方法包括在中间部分212灌封陶瓷过滤模块210并形成中间灌封部分214。陶瓷模块具有通道215，并且陶瓷过滤模块部分地由长度216限定。该方法还包括密封通道的端部，并且切割模块210的中间灌封部分并形成两个分离的模块。

该方法的几个选项如下。在一个或多个实施例中，在中间部分灌封陶瓷过滤模块包括将过滤模块灌封在过滤模块的长度的中间。在一个或多个实施例中，该方法包括将垫圈218施加到模块的端部，如图8所示。模块可以与塔，例如本文所讨论的塔120一起使用。

本文进一步公开了使用所述过滤组件的方法。该方法包括将模块至少插入塔的支撑构件中或在塔的支撑构件上，在塔上抽真空，将清洁的水吸入塔中，以及将清洁水从塔出口处例如排放入到槽中。该模块包括上面讨论的和图中所示的各种模块。

在一个或多个实施例中，插入模块包括将模块插入塔的带槽部分中。在一个或多个实施例中，该方法进一步包括将模块夹紧到塔上，和/或将模块定位在支撑构件中或支撑构件上，和/或将至少一个模块插在塔的第一侧上，以及将至少一第二模块插在塔的第二侧上。在一个或多个实施例中，该方法包括在模块中的膜的表面处喷射水，例如净化水，以移除残留的材料。在一个或多个实施例中，该方法进一步包括将空气分散在塔的底座，以通过气泡清洁模块中膜的表面。

本文通过某些实施例详细描述了本发明的实施方式，但是应当理解，本领域技术人员可以在本发明的范围内进行变化和修改。应当注意，在说明书的不同部分中讨论或在不同附图中提及的实施例或其部分可以组合以形成本发明的额外的实施例。因此，本发明的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予权利的等同物的全部范围来确定。

Claims (21)

1.一种过滤组件，包括：

从第一端部延伸到第二端部的竖直塔，所述塔具有至少第一侧和第二侧，所述塔具有渗透物收集室，其中渗透物在渗透物收集室被收集，

所述塔具有塔出口；

所述塔在所述第一侧或第二侧中的至少一个上具有模块安装部分；

与所述第二端部结合的底座；

一个或多个模块，每个模块安装在所述模块安装部分中，所述模块包括一个或多个陶瓷过滤膜；以及

所述一个或多个模块从模块第一端部延伸到第二端部，所述第一部分具有出口，所述第一部分设置在所述渗透物收集室内，所述模块在所述第一端部与所述塔密封。

2.根据权利要求1所述的过滤组件，其中来自每个模块的水进入所述渗透物收集室并从所述塔出口散出。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的过滤组件，其中所述塔支撑所述模块。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤组件，进一步包括在所述塔的所述第一端部附近的洒水器喷嘴。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的过滤组件，进一步包括在所述塔的第二端部附近的起泡器，其中所述起泡器分散空气以允许气泡清洁所述膜的表面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的组件，其中所述塔是细长塔。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的组件，进一步包括模块夹紧装置，所述模块夹紧装置将所述模块固定到所述模块安装部分。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的组件，其中所述一个或更多个模块包括安装在所述塔的第一侧和第二侧上的两个模块。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的组件，其中所述滤液收集包括一个或更多个细缝。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的组件，其中所述模块安装部分包括一个或更多个凹槽。

11.一种用于制造模块的方法，所述方法包括：

在中间部分灌封陶瓷过滤模块并形成中间灌封部分，所述陶瓷模块具有通道，所述陶瓷过滤模块部分地通过长度限定；

密封所述通道的端部；以及

切割所述中间灌封部分并形成两个分离的模块。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述中间部分灌封陶瓷过滤模块包括在所述过滤模块的长度的中间灌封所述过滤模块。

13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括将垫圈施加到所述模块的端部。

14.一种用于使用过滤组件的方法，所述方法包括：

将模块至少插入在塔的支撑构件中或塔的支撑构件上，所述塔从第一端部竖直地延伸到第二端部，所述塔具有第一侧和第二侧，所述塔具有渗透物收集室，其中在渗透物收集室中收集渗透物，其中底座与塔的第二端部联接，

所述塔具有塔出口；

所述塔具有模块安装部分；

在塔上抽真空；

将清洁的水吸入塔的渗透物收集室；以及

从所述塔的第一端部放入清洁的水。

15.根据权利要求14所述的方法，其中插入所述模块包括将所述模块插入所述塔的带槽部分中。

16.根据权利要求14-15中任一项所述的方法，进一步包括将所述模块夹紧到所述塔。

17.根据权利要求14-16中任一项所述的方法，进一步包括将所述模块定位在支撑构件中或在支撑构件上。

18.根据权利要求14-17中任一项所述的方法，进一步包括将至少一个模块插入所述塔的第一侧，并且将至少一个第二模块插入所述塔的第二侧。

19.根据权利要求14-18中任一项所述的方法，进一步包括在所述模块中的膜的表面喷射水以移除留存的材料。

20.根据权利要求18所述的方法，其中在所述表面喷射水包括在所述膜的表面喷射净化水。

21.根据权利要求14-20中任一项所述的方法，进一步包括在所述底座处散布空气，以使气泡清洁所述模块中的膜的表面。