CN1336847A - 浸入膜元件和组件 - Google Patents

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Abstract

一种过滤元件具有超滤或微滤空心纤维膜,该空心纤维膜在一对水平相对隔开并垂直延伸的集管之间水平延伸。在该对垂直延伸的集管之间延伸的侧板限定了经过元件的垂直流动通道。通过将元件布置就位并且不妨碍垂直流动通道可形成组件。然而,每个元件可从框架上放松,并且不需拆掉组件的其余部分,即可通过在基本上垂直于其集管的方向上滑动,从而去除该元件。该元件在元件和一个渗透收集器之间具有相联系的可松开的防水配件,该可松开的防水配件通过从框架上去掉元件从而可松开。组件下的曝气器具有若干气孔,该气孔定位成提供在每个元件下或者在每对元件之间的侧板下的一条线。在一种优选的方法中,渗透通量是小于50升/平方米/小时,并最好小于35升/平方米/小时。在渗透周期性地停止时的期间,提供曝气以便洗刷膜,并且通过周期性地排空和重新填满包含元件的箱可去除堆积的固体物。依次对每排组件进行起泡点试验,在特定的流动通道内存在气泡表明一排元件是适当的。

Description

浸入膜元件和组件
本发明涉及一种空心纤维过滤膜的元件和组件，该类空心纤维过滤膜通常浸入箱内，并用来通过在膜的网眼上施加的吸力来抽取过滤渗透物。
本发明人和其他人研制出一种过滤空心纤维膜的组件，该过滤空心纤维膜的组件在1993年9月28日公布的5248424号美国专利中描述。在该组件中，空心纤维膜与一对水平隔开的集管保持流体连通，以形成若干构造的组件，其中纤维从基本上水平变化为基本上垂直。为了产生渗透物，通过作用在纤维的网眼上的吸力来提供可透性膜压(“TMP”)。
随后，还有部分基于类似原理的无壳膜组件，且空心纤维膜在基本上垂直和基本上水平朝向上。具有垂直朝向膜的无壳组件在下列文件中表示，即授予Zenon Environmental Inc，1997年6月17日公布的5639373号美国专利；授予Zenon Environmental Inc，1998年6月21日公布的5783083号美国专利；和由Memtec America Corporation于1997年12月18日申请的WO98/28066号PCT公开文本。在这些组件中，水平隔开的集管由仅垂直隔开的集管代替。
具有水平朝向膜的无壳组件例如在下列文件中描述，即授予Mitsubishi Rayon Co.，Ltd，1996年1月2日公布的5480553号美国专利；由Mitsubishi Rayon Co.，Ltd于1997年8月8日申请的EP0931582号欧洲申请的公开文本；和Ebara Corporation出版，《脱盐》119(1998)151-158，中由K.Suda等撰写的文章“浸没箱式膜过滤系统的发展”。
尽管已经有了上述研发，膜过滤技术仍没有广泛用于生产饮用水。通常仍使用砂滤器，这主要是由于对于给定容量来说，后者具有较低的成本。例如，在上述文章中记录了由Ebara Corporation做出的试验。尽管作者超出延长时间段获得了稳定的操作，箱的表面速度(渗透物的通量-通常为立方米/小时除以箱的覆盖面积-通常平方米)仅约为1.7米/小时。与之相比，通常的砂滤系统具有5-10米/小时的箱表面速度，从而允许使用更小的箱，在大型市政或工业系统中带来显著的成本。由ZenonEnvironmental Inc制造的垂直膜组件已经工作，以产生超过10米/小时的箱表面速度，但同时使用由基衬支承的较强的膜并可很强的曝气。复杂的膜和强烈曝气增加了该技术的成本。最后，保养公知的膜组件的成本也是很大的。特别是，单一膜中的泄漏或缺陷很难确定位置或隔离，因而常需要过滤系统的大部分切断线路以便修理。
本发明的一个目的是提供一种空心纤维过滤膜元件和组件。本发明的另一个目的是提供一种使用浸入过滤膜的方法，特别是作为生产饮用水的方法的一部分的使用浸入过滤膜的方法。
一方面，本发明涉及一种具有空心纤维膜的元件，该空心纤维膜与一对水平相对隔开并垂直延伸的集管连接，并悬吊在该对集管之间。在该对垂直延伸的集管之间延伸的侧板限定了一个经过该元件的垂直流动通道。空心纤维膜成束布置，当该束散开时，该束充满垂直流动通道的中心部分。最好，该对集管中仅一个集管具有渗透通道，且空心纤维膜与其它集管固定连接。
通过将该元件并排布置或放在正交网格中，以便元件的侧板和集管形成若干直接相邻的垂直流动通道，来形成过滤空心纤维膜的组件。一个框架无需妨碍垂直流动通道即可将元件限制就位。由框架提供的对选定的元件的约束可放松，然而，无需拆卸组件的剩下部分即可允许在基本上垂直于其集管的方向上去掉并更换该选定的元件。每个元件具有在元件和渗透物收集器之间的相关的可松开和可再密封的防水配件，当元件从组件中去除时，该可拆卸的防水配件放松。组件下面的曝气器具有若干定位的气孔，以便在每个元件下或在每对元件之间的侧板下提供一行气孔。
对于这种组件，通过对每排组件依次作起泡点实验，可准确的定位膜缺陷。在特定的流动通道内，出现的气泡表示，即使有的话，该排元件是有缺陷的。一旦定位，有缺陷的元件用新元件更换，从而允许渗透恢复，同时修复有缺陷的元件。
在另一方面，本发明涉及一种利用这种元件或组件过滤水的方法。在该方法中，渗透通量小于50L/m2/h，最好小于35L/m2/h，当渗透周期停止时，提供曝气以洗刷膜。包含元件或组件的箱不时排空并充满，以去除堆积的固体。在渗透以便使箱内的容纳物均匀期间，提供柔和的曝气。这种方法在膜和能量效率方面是温和的。使用本发明的方法和元件设计允许使用便宜的膜，以形成每立方米元件体积具有至少500平方米的膜表面积的元件，并提供在可接受的能量成本下的较好的产量。
参见下面的附图，来描述本发明的优选实施例。
图1是过滤元件的平面图。
图2是图1的过滤元件的立视图。
图3是图1的过滤元件(但无膜)的立体图。
图4是使用图1至3的元件的渗透配件的剖视图。
图5是从后看的图1至3的元件的组件的立体图。
图6是从前看去图5的组件的立体图。
图7是图6的组件的一部分的放大视图。
图8是副组件曝气器的立体图。
现在参见图1，2和3，过滤元件10在许多附图中示出。元件10具有垂直伸展的封闭的集管12和垂直延伸的开通的集管14。封闭的集管12和开通的集管14通过一个或多个侧板16或撑杆18保持相对水平隔开的关系，该侧板16或撑杆18在封闭的集管12和开通的集管14之间延伸。最好，封闭的集管12和开通的集管14是矩形实心(只要没有空腔等)，尽管可使用螺钉，胶水或其它适当的紧固件，侧板16通过卡扣接头20与封闭的集管12和开通的集管14连接。撑杆18最好是具有开槽端22的柱体，该开槽端22卡扣进入封闭的集管12和开通的集管14内的凹槽24内。
当单独使用元件10时，使用两个侧板16，每个侧板在封闭的集管12和开通的集管14的每侧。作为替换，若干元件10在一排内并排放置，下面将对其作进一步详细的描述。在那种情况下，如图所示，除了在具有两个侧板16的该排内的最后的元件10之外，可使用在元件10的一侧上的侧板16和元件10的另一侧上的一个或多个撑杆18的结合。以这种方式，在两个元件10之间的单个侧板16用于该两个元件10。侧板16、封闭的集管12和开通的集管14经过元件10限定了垂直流动通道72。
若干空心纤维膜26与封闭的集管12和开通的集管14连接，并悬吊在该封闭的集管12和开通的集管14之间。每个膜26具有至少一个开口端32。膜26的开口端32保持紧密的隔开的关系容纳在填充树脂30的堵塞物内，该密封树脂30封闭住开通的集管14的一个或多个渗透通道28。树脂30围绕膜26的每个开口端32，因此，除了穿过膜26的壁之外，水不能进入渗透通道28内。膜26的内部与一个或多个渗透通道28流体连通，因此穿过膜26取出的渗透物收集在一个或多个渗透通道28内。适当的封装密封技术在本领域中是公知的技术。另一种适当的技术在本申请人的2290053号加拿大专利申请中描述。适当的树脂30包括聚氨脂、环氧树脂、橡胶环氧树脂和硅树脂。还可结合使用一种或多种树脂30，以实现强度的目的，并提供软的分界面，同时膜26无切削边缘。
膜26具有在微滤或超滤范围内的孔径大小，较好的是在0.003和10微米之间，更好的是在0.01和1.0微米之间。每个膜26可以是仅有一个单独的开口端32的独特的纤维，但最好膜26由具有开口端32和成环端34的成环纤维制成，该开口端32与开通的集管14的渗透通道28流体连通，该成环端34与封闭的集管12连接。膜26内部(即通过基衬)或外部(即通过横向纤维)无支承，并例如可由醋酸纤维素、聚丙烯、聚乙烯、聚砜制成，最好由5914039号美国专利中所述的PVDF(聚偏氟乙烯)和煅烧过的α-氧化铝颗粒的合成物制成。为了形成大的表面积，膜26最好具有在0.2毫米至1.0毫米范围内的小的外径。对于该小直径膜26，膜26的网眼内的水头损失是显著的，并且纤维的优选的有效长度是短的，在0.2米短纤维至1.0米长纤维之间。该有效长度定义为膜26上的无封装密封点与开通的集管14的最近表面之间的最大距离，因此，膜26的每个环大约是有效长度的两倍加上封装密封所需的长度。
对于上述膜26，膜26的抗张强度较低，通过曝气作用在膜26上的力是一定的。通过将膜26布置成环，其成环端34与封闭的集管12连接，与一半的结构相比，膜的不受支承的长度乃至通过曝气作用在膜26上的力降低一半，其中水平膜悬吊在两个渗透集管之间。膜26不需要密封地固定在封闭的集管12上，但最好固定连接，因此在膜26内的张力传递到封闭的集管12上。举个例子，膜26由PVDF和上述煅烧过的α-氧化铝颗粒的合成物制成，元件10适当地具有0.6毫米的外径和0.35毫米的内径，其中封闭的集管12和开通的集管14的最近表面相隔小于0.7米，最好隔开610和615毫米之间。
安装膜26，因此，膜26的未封装密封长度比封闭的集管12和开通的集管14之间的距离大0.1％至5％之间。膜26的这种松弛允许膜在冲刷气泡的作用下振动，这有助于防止其污染。另外，膜26可略微向上倾斜约5度，并沿从其成环端34向其开口端32的一条线朝向开通的集管14。在制造或部分保养过程之后，当首先使用新组件时，膜26的角度有助于从膜26的成环端34抽吸空气。然而，在许多情况下，在横跨膜力作用于膜26上之后，膜26的网眼内的空气马上离开膜26。在这些情况下，膜26最好基本上水平安装而不是倾斜安装。
封闭的集管12和开通的集管14由适当的塑料例如PE，PP，聚酯或聚碳酸酯通过塑料注射成型或机加工形成。封闭的集管12和开通的集管14长度小于1米，这对于塑料注射成型非常有利，并允许不同数量的元件10相互堆叠，以便更完全地填满不同深度的箱。开通的集管14最好具有渗透通道28，每个渗透通道28为30毫米和40毫米之间的宽度。封闭的集管12具有相同宽度的对应的封装密封腔36。在20和30毫米之间宽度的一束膜26封装密封在每个渗透通道28和其对应的封装密封腔36之间。相邻束膜相隔约5毫米和20毫米之间。该束膜的宽度和间隔有助于水和气泡渗透过该束膜，同时还提供大表面积的膜26，最好每立方米体积的元件10具有超过500平方米的表面积。
举个例子，适当的元件10具有封闭的集管12和开通的集管14，该集管约为700毫米长，100毫米宽。每个封闭的集管12和开通的集管14分别具有两个渗透通道28和封装密封腔36，它们约为35毫米宽和约600毫米长。元件10设有约31000个膜26，该膜具有0.6毫米的外径，其长度在610毫米和615毫米之间，并布置成约25毫米宽的两个束，对于每立方米体积的元件10来说，具有约36平方米的总表面积或者超过700平方米的表面积。例如对于30升/平方米/小时的通量，元件10形成约1.1立方米/小时的渗透物。
在图5中，图示了具有若干元件10的组件56，元件10的背面40可以看见。元件10并排布置成一排，因此侧板16、封闭的集管12和开通的集管14形成若干直接相邻的垂直流动通道。组件56可具有单排或多排元件10，因此，如图所示，元件10布置成垂直的正交网格中。在该网格中，侧板16、封闭的集管12和开通的集管14形成若干直接相邻的垂直流动通道72，该流动通道经过组件56延伸。所示的组件56具有三排，每排有二十个元件10，但所示的元件10的数量和构造仅是举例说明。组件56可装在大范围的高度和宽度中，以便最佳地配合给定的箱。组件56的外部由两个实心侧壁58构成，该实心侧壁由轨道60保持就位，轨道60的尺寸可容纳理想数量和构造的元件10。在组件56顶部的手柄62允许组件56提升或下降。
现在参见图1至图4，渗透开口38(对于上述元件10该渗透开口具有约25毫米的直径)将渗透通道28的上端与元件10的开通的集管14的背面40相连接。渗透开口38适合容纳图4所示的渗透配件44的渗透塞42。渗透开口具有一个或多个沟槽46，该沟槽46的尺寸适合装配渗透塞42上的一个或多个O形环48。一个或多个O形环48和一个或多个沟槽46在元件10和渗透配件44之间形成可拆卸和可重新封装密封的防水密封。
现在参见图4和5，渗透配件44还具有主体50(对于上述元件10，该主体具有约50毫米的外径)，该主体50具有突出部分52和纳入部分54。主体50长度对应于相邻的元件10之间的间隔。突出部分52装进相邻的渗透配件44的纳入部分54内，并由O形环48提供可拆卸的防水密封。以这种方式，侧面布置的多个元件10的渗透配件54形成连续的渗透收集器100。作为替换，相邻的渗透配件44可通过胶接或超声焊接相互连接，以形成渗透收集器100，或者单个管可配有需要数量和间隔的渗透塞42。带箍108使渗透收集器100相对于组件56固定就位。
渗透收集器100通过中间管104和阀106与渗透干管102连接。渗透收集器100可以多种方式布置。在一种构造中，每个渗透收集器100在组件56的正交网格的单独的水平一排中仅与元件10联系。与渗透收集器100联系的阀106布置成允许元件10的起泡点完整性试验的气体仅流到正交网格中单独的水平一排内的元件10。组件56的元件10的整体性试验是通过使在选定压力下的气体流动进入组件56中的膜26的网眼内，并以本领域公知的方法计算。上述阀106和渗透收集器100的布置允许操作者以选定的次数使气体仅流入到正交网格中单独的水平一排中的元件10内。在垂直的流动通道72内存在的气泡表明在正交网格的列内和接受气体的排内的元件10有缺陷。一旦定位，有缺陷的元件10用允许渗透的新元件10替换，以便恢复正常，同时修复有缺陷的元件10。
在一个未图示的替代的构造中，在每排组件56中，垂直的渗透收集器与少量最好是三个元件10以流体连通的方式连接。这种布置允许渗透收集器具有较小的管(通常直径为25毫米)，并不需要中间管104，从而占据很少的箱覆盖区。这种构造还降低在水平的渗透收集器100中的压降效果，从而限制在组件56内可并排布置的元件10的最大数量。为了对该构造进行整体试验，气体以若干选定的压力流入膜26的网眼内。选定的压力基本上等于有缺陷的起泡点加上组件56内的每排元件10的静压头。最好，选定的压力从最低的压力至最高的压力顺序作用于膜26的网眼内。尽管不象第一完整性试验方法那样可靠，不需要阀106，出现气泡的压力表示该排存在缺陷。一旦定位，有缺陷的元件10由允许渗透的新的元件10代替，以便恢复正常，同时修复有缺陷的元件10。
参见图6和7，它更详细表示了组件56的前部，但没有表示出许多元件10，因此在图中表示了组件56的装配。在组件56内，元件10通过框架63固定就位，该框架63包括侧壁58，轨道60和支架64。框架63将元件10限定就位，但不妨碍垂直流动通道72。而且，在基本上垂直于选定的元件10的集管或网格的方向上，由框架63提供的对选定的元件10的约束可放松，图示的组件56内的方向是水平方向。不用拆掉组件56的其余部分，当该约束放松时，选定的元件10可从组件56去掉。在图示的组件56内，元件10通过向前拔离开所述排可以去掉。当元件10从组件56中去掉时，在水平方向上的移动使元件10和渗透收集器100之间的密封消除。当元件10更换时，在反方向上的移动使元件10重新封装密封到渗透收集器100上。
借助支架64在图示的组件56内提供可拆卸的约束元件10的能力。每个支架64具有支承表面65，以便滑动地支承元件10。支承表面65定向在基本上垂直于元件10的开通的集管12的方向，当它从组件56去掉时，元件10在该方向上移动。类似的，支架64的尺寸允许元件10在基本上垂直于开通的集管12的方向上滑进上支架64和下支架64之间的空间内。支架64最好对称，因此相同的支架64可在支架64上、支架64下或支架64之上和之下接受元件10。每个支架64后部设有止挡(未图示)，该止挡与元件10的背面40接合。每个支架的前部具有可拆卸的卡子66，该卡子66在其上下与元件10的前部接合，以确保元件10在支架64内。卡子66具有凹槽68，以允许其向上或向下弯曲，从而释放元件10。
若干支架64可并排连接，以形成在组件56的侧壁58之间延伸的支架64的线。通过将适当数量如四个支架安装在一起，并通过紧固件或燕尾接头70将这些安装件与相邻的安装件连接在一起，从而可安装该支架64。最好，每个支架64与至少一个相邻的支架64刚性连接。为了安装组件56，支架64的第一条线布置在下轨道60之间，下轨道60适合固定支架64，因此足够量的支架突出于轨道60之上。然后第一排元件10布置在支架64的第一条线上，接下来是随后一排的元件10和支架64。当上排元件10准备安装时，支架64的上条线临时固定就位于上轨道60之间，直到足够的元件10滑动至就位。一旦所有元件10和支架64安装好，通过使适当的卡子66移动并使元件10向前滑动，元件10可从组件56上去除。假定过量的元件10一次没有去掉，其余的支架64和元件10保持稳定。
如上所述，渗透配件44插入每个元件10的渗透开口38内，并与相邻的渗透配件44连接，以形成连续的渗透收集器100。该连续的收集器100与组件56固定连接，因此从组件56去掉元件10使其从其相关的渗透配件44脱离连接。渗透配件44保持与组件56连接，因此更换的元件10可插入组件56内，并与渗透配件44接合。这样，通过将组件56从箱内提升，拉出一个要保养或维修的元件10，用备用的元件10替换，并在其箱内更换该组件56，这样可完成保养或维修过程。
参见图6，当元件10并排连接并相互叠置时，相邻元件10的侧板16限定了经过包含膜26的组件56的垂直流动通道72。如果侧壁28不是实心，最后的元件10具有附加的侧板16，以便在其中限定一个流动通道72。支架64具有对应的开口74，该开口74允许流动通道72与组件56的外部的水箱中的水流体连通。流动通道72的宽度与膜26的松弛结合，使得膜26侧向充分移动，以便基本上填满流动通道72的中心部分，该中心部分最好为开通的集管14和封闭集管12的最近的表面之间的距离的三分之一至三分之二之间。与渗透物从膜26的两端取出的设计相比，膜26的降低的长度倾向于减少膜26的缠结，并降低允许更密实的元件10的流动通道16的宽度。侧板16还保护膜26在运输、安装或保养期间不受损害，且当操纵元件10时，必要时使用临时侧板16。
参见图8，图中表示一个辅助组件曝气器76，它具有与一系列平行的管道曝气器80连接的集管78，该管道曝气器80具有孔82，以产生气泡。管道曝气器80之间的间隔最好与元件10的宽度相同。作为替换，管道曝气器80可布置成垂直于元件10和孔82，并相隔元件10的宽度。以任一种方式可安装辅助组件曝气器76，以提供直接在每个元件10的流动通道72下的气孔82的来源。这种构造促使给每个元件10提供控制的曝气量，并使气流偏流最小，特别是当曝气率低时，这导致空气膜10缺乏。尽管所述第一装置是最佳的，如果需要，管道曝气器80或垂直于元件10的管道曝气器80内的孔82可直接设置在每对元件10之间的侧板16下，以取得类似效果。
使用中，一个或多个元件10或组件56设置在待过滤的水箱内，因此，膜26浸没在待过滤的水中。元件10和组件56的设计允许膜26的大的表面积置于箱内。例如，在传统的过滤稳定器中，利用曝气搅动膜26并产生空气提升，以便使待过滤的水循环，约50％的箱面积由组件56覆盖。对于每平方米箱的覆盖区或水平横截面积，该组件56提供超过400平方米的膜26的表面积。
然而，不是利用该大的表面积来产生大的产量，优选的方法是利用小于50升/平方米/小时并最好小于35升/平方米/小时的低或中等的通量。该通量提供与砂滤可比较的产量。例如覆盖箱的50％覆盖区的组件56在25至30升/平方米/小时的通量下可产生超过10米/小时的箱表面速度。与更典型的50至75升/平方米/小时的通量相比，降低的通量导致膜26的污染显著降低。
与低或中等的通量相结合，优选的方法包括周期性的停止渗透。在渗透周期性停止时的期间，采用其它方法步骤。该其它方法步骤包括不时地反洗组件，给组件56曝气，以便不时洗刷或阻止膜26污染，并不时排空和再填充箱以便去掉堆积的固体物。这种方法需要显著少的曝气，以保持膜26适当地渗透。特别是，在渗透周期性地停止时的期间，给组件56曝气以便洗刷膜26是在下列条件下实施，即根据供水的质量，在80米/小时至340米/小时的表面速度下(在标准条件下，每平方米组件横截面积的空气的立方米/小时)。
通过曝气来洗刷或防止膜26污染最好在渗透停止时的期间进行，因为在该期间，曝气不需要克服膜26上的吸力，以便从膜26上去除固体物。对于许多而非最多的供水，在其它时间不需要曝气来防止污染。然而，在渗透期间，在待过滤的水中的固体的浓度在组件56内增加。对于一些供水，通常具有超过约500毫克/升的高浑浊度和固体浓度，在渗透期间有利的提供少量的曝气，以便从组件56特别是从组件56内的任何死区分离固体，或者通常使箱内的包含物均匀。为此目的，以80米/小时至340米/小时的表面速度或以小于80米/小时的速度连续的在间歇渗透期间提供曝气。
令人惊奇的是，通过在低通量和低曝气下操作所产生的节约的能量消耗显著抵消了提供成元件10和上述第二组件56形式的膜26的大的表面积的消耗。本发明人相信组件56的设计例如膜26的水平朝向，在流动通道72内的膜26的分布，和通过流动通道72的水箱中的水的流动，有助于降低所需的曝气量，并允许本发明相对于砂滤有竞争力，以便过滤饮用水。
可以理解上面所描述的是本发明的优选实施例。在不超出由附属的权利要求书限定的本发明的实质和范围的前提下，本发明可作多种修改并可采用变化的实施例。

Claims (30)

1.一种过滤空心纤维膜的元件，该元件包括：
(a)一对水平相对隔开并垂直延伸的集管；
(b)在该对垂直延伸的集管的两侧并在该对垂直延伸的集管之间延伸的侧板，该侧板限定了经过该元件的垂直流动通道；
(c)若干空心纤维膜，该空心纤维膜与该对垂直延伸的集管连接，并悬吊在该对垂直延伸的集管之间，空心纤维膜
(i)均具有至少一个开口端；
(ii)均具有一个外表面，空心纤维膜的开口端的外表面与至少一个集管连接，该连接是不可渗透水的连接；
(iii)在0.1％至5％松弛状态下悬吊；以及
(iv)布置成束，当分散时，该束填满垂直流动通道的中心部分；和
(d)在至少其中一个集管中的一个或多个渗透通道，该渗透通道与空心纤维膜的内部流体连通，以便收集穿过空心纤维膜取出的渗透物。
2.如权利要求1所述的元件，其特征在于空心纤维膜的束宽度在20毫米至30毫米之间，且该束封装密封成其之间的间隔为5毫米至20毫米。
3.如权利要求1所述的元件，其特征在于所述一对集管中仅一个集管具有渗透通道，空心纤维膜与另一个集管固定连接。
4.如权利要求3所述的元件，其特征在于空心纤维膜具有0.2米至1米之间的长度以及0.2毫米至1毫米之间的外径。
5.如权利要求4所述的元件，其特征在于空心纤维膜具有小于0.7米的长度。
6.一种过滤空心纤维膜的组件，该组件包括若干元件，每个元件包括：
(i)一对水平相对隔开并垂直延伸的集管，
(ii)在该对垂直延伸的集管的一侧并在该对垂直延伸的集管之间延伸的侧板，
(iii)若干空心纤维膜，该空心纤维膜与该对垂直延伸的集管连接，并悬吊在该对垂直延伸的集管之间，空心纤维膜，(I)均具有至少一个开口端；和(II)均具有一个外表面，空心纤维膜的开口端的外表面与至少一个集管连接，该连接是不可渗透水的连接，和
(iv)在至少其中一个集管中的一个或多个渗透通道，该渗透通道与空心纤维膜的内部流体连通，以便收集穿过空心纤维膜取出的渗透物，
其中元件并排布置，且侧板和元件的集管形成若干直接相邻的垂直流动通道。
7.如权利要求6所述的组件，其特征在于该组件具有一个框架，该框架用于将元件约束就位但不妨碍垂直流动通道，其中(a)在基本上垂直于选定的元件的集管的方向上，由框架提供的对选定的元件的约束可放松，(b)当在基本上垂直于其集管的方向上对该元件的约束放松时，不用拆掉组件的其余部分选定的元件可从组件中去掉。
8.如权利要求7所述的组件，其特征在于所述框架包括若干支架，每个支架具有(a)一个支承表面，以便滑动地支承元件，该支承表面定向在基本上垂直于元件的集管的方向，(b)在支承表面的一端的一个止挡，和(c)在支承表面的另一端的可松开的一个卡子。
9.如权利要求7所述的组件，其特征在于每个元件在该元件和一个渗透收集器之间具有一个相联系的可松开的和可重新密封的防水配件，该可松开和可重新密封的防水配件通过在基本上垂直于元件的集管的方向上使该元件移动从而可以松开，并通过在相反方向上使该元件移动从而可重新密封。
10.如权利要求6所述的组件，其特征在于还包括组件下面的曝气器，该曝气器具有若干气孔，该气孔定位成在每个元件下或在每对元件之间的侧板下提供一条气孔线。
11.一种过滤空心纤维膜的组件，该组件包括若干元件，每个元件包括：
(i)  一对水平相对隔开并垂直延伸的集管，
(ii)在该对垂直延伸的集管的一侧并在该对垂直延伸的集管之间延伸的侧板，
(iii)若干空心纤维膜，该空心纤维膜与该对垂直延伸的集管连接，并悬吊在该对垂直延伸的集管之间，空心纤维膜，(I)均具有至少一个开口端；和(II)均具有一个外表面，空心纤维膜的开口端的外表面与至少一个集管连接，该连接是不可渗透水的连接，和
(iv)在至少其中一个集管中的一个或多个渗透通道，该渗透通道与空心纤维膜的内部流体连通，以便收集穿过空心纤维膜取出的渗透物，
其中元件布置在垂直的正交网格中，且侧板和元件的集管形成若干直接相邻的垂直流动通道，该垂直流动通道经过组件延伸。
12.如权利要求11所述的组件，其特征在于该组件具有一个框架，该框架用于将元件约束在正交网格内，但不妨碍垂直流动通道，其中(a)在基本上垂直于网格的方向上，由框架提供的对选定的元件的约束可放松，(b)当在基本上垂直于网格的方向上对该元件的约束放松时，不用拆掉组件的其余部分选定的元件即可从组件中去掉。
13.如权利要求12所述的组件，其特征在于所述框架包括若干支架，每个支架具有(a)一个支承表面，以便滑动地支承元件，该支承表面定向在基本上垂直于网格的方向，(b)在支承表面的一端的一个止挡，和(c)在支承表面的另一端的可松开的一个卡子。
14.如权利要求12所述的组件，其特征在于每个元件在该元件和一个渗透收集器之间具有一个相联系的可松开的和可重新密封的防水配件，该可松开和可重新密封的防水配件通过在基本上垂直于网格的方向上使该元件移动从而可以松开，并通过在相反方向上使该元件移动从而可重新密封。
15.如权利要求11所述的组件，其特征在于还包括组件下面的曝气器，该曝气器具有若干气孔，该气孔定位成在每个元件下或在每对元件之间的侧板下提供一条气孔线。
16.一种过滤水的方法，其步骤包括：
a)提供一个或多个过滤空心纤维膜的元件，对于一个或多个元件的每立方米体积来说，该膜具有至少500平方米的表面积；
b)将该元件的膜浸入待过滤的水中，同时以小于50升/平方米/小时的通量穿过一个或多个元件取出渗透物；
c)周期性地停止渗透；
d)在渗透周期性地停止时的期间，不时地对一个或多个组件回吸；和
e)对一个或多个组件曝气，以便在渗透周期性地停止时的期间不时地洗擦膜。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于渗透物以小于35升/平方米/小时的通量穿过一个或多个元件取出。
18.如权利要求16所述的方法，其步骤还包括在渗透周期性地停止时的期间，不时排空和再填充箱以便去掉堆积的固体物。
19.如权利要求18所述的方法，其步骤还包括在渗透期间给一个或多个组件曝气，以便使箱的包含物均匀。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于在渗透期间给一个或多个组件曝气以便使箱的包含物均匀的步骤是在下列条件下实施，即在80米/小时至340米/小时的表面速度下(在标准条件下，每平方米组件横截面积的空气的立方米/小时)间歇地曝气或者在小于80米/小时的速度下连续地曝气。
21.如权利要求16所述的方法，其特征在于在渗透周期性停止时的期间给一个或多个组件曝气，以便洗刷膜的步骤是在下列条件下实施，即在80米/小时至340米/小时的表面速度下(在标准条件下，每平方米组件横截面积的空气的立方米/小时)曝气。
22.如权利要求16所述的方法，其特征在于所述一个或多个元件是如权利要求1所述的元件。
23.如权利要求17所述的方法，其特征在于还包括在渗透周期性地停止时的期间不时排空和再填充箱以便去掉堆积的固体物的步骤。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于还包括在渗透期间给一个或多个组件曝气以便使箱的包含物均匀的步骤。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于在渗透期间给一个或多个组件曝气以便使箱的包含物均匀的步骤是在下列条件下实施，即在80米/小时至340米/小时的表面速度下(在标准条件下，每平方米组件横截面积的空气的立方米/小时)间歇地曝气或者在小于80米/小时的速度下连续地曝气。
26.如权利要求17所述的方法，其特征在于在渗透周期性停止时的期间给一个或多个组件曝气，以便洗刷膜的步骤是在下列条件下实施，即在80米/小时至340米/小时的表面速度下(在标准条件下，每平方米组件横截面积的空气的立方米/小时)曝气。
27.如权利要求17所述的方法，其特征在于所述一个或多个元件是如权利要求1所述的元件。
28.如权利要求11所述的组件，其特征在于具有若干渗透收集器，
每个渗透收集器仅与在正交网格的单独的水平一排中的元件联系，并具有与渗透收集器联系的阀，该渗透收集器布置成允许用于元件的起泡点完整性试验的气体仅流到正交网格中单独的水平一排内的元件。
29.一种如权利要求11所述的组件的元件的整体性的试验方法，其步骤包括使在选定压力下的气体流动进入组件中的膜的网眼内，但以选定的次数使气体仅流入到正交网格中单独的水平一排中的元件内。
30.一种如权利要求11所述的组件的元件的整体性的试验方法，其步骤包括气体以若干选定的压力流入组件内的膜的网眼内，该选定的压力基本上是有缺陷的起泡点加上组件内的每排元件的静压头。
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