具有生物接触器的水处理系统的制作方法

背景技术：

1、本说明书中引用了若干项专利、专利申请和出版物以便更全面地描述本发明所涉及的技术发展水平。这些专利、专利申请和出版物中的每一者的全部披露内容均通过引用并入本文。

2、在压力容器内通常采用多个微滤(mf)和/或超滤(uf)元件。通过对膜的一个表面施加压力，半透膜能够将供给流体分离成穿过膜的经处理的渗透流和没有穿过膜的渗余流。常见的元件设计包括多个中空纤维膜。

3、生物处理系统已被用于水在高滤前的预处理。这些系统典型地去除水中有利于微生物生长的水成分，比如营养物(例如，有机碳、硝酸盐、磷酸盐和氧气)，从而在高滤模块中产生不利于微生物生长的环境。在jp 10-28847a中描述的用于uf的多元件容器的一种设计中，离子交换层被结合到包含uf元件的压力容器中，但是没有描述生物处理单元。期望提供一种对不纯水(尤其是要通过高滤、尤其是反渗透或纳滤进一步净化的水)进行预处理的改进方法。

技术实现思路

1、本发明涉及一种水处理系统2，其包括：

2、压力容器10，该压力容器具有可拆卸盖12和多个不同端口，所述不同端口包括供给引入端口14、浓缩物排出端口16、已处理水排出端口18和清洁流体端口20；

3、位于容器10内的多个竖直对齐的分离元件30，所述分离元件30各自包括：至少一个多孔膜32，该至少一个多孔膜选自由微滤膜和超滤膜组成的组；第一供给流体通道34和第二供给流体通道36，该第一供给流体通道和该第二供给流体通道将膜32的供给侧表面38连接到元件30外部的区域；以及渗透流体通道40，该渗透流体通道与膜32的渗透侧表面42流体连通；其中，至少第一供给流体通道34与浓缩物排出端口16连通，并且至少第二供给流体通道36与供给引入端口14或可选的粗滤器44连通，该粗滤器本身与供给引入端口14流体连通；

4、位于容器内的渗透物收集区域78，该渗透物收集区域与清洁流体端口20和多个渗透流体通道40流体连通；

5、位于容器内的生物接触器50，其中，生物接触器50包括包围穿过生物接触器的流动路径54的多个生物生长表面52，这些流动路径将生物接触器50的入口区域56连接到生物接触器50的出口区域58，其中，生物接触器50的入口区域56通过渗透物收集区域78连接到多个分离元件30的渗透流体通道40，并且出口区域58连接到已处理水排出端口18；并且其中，穿过生物接触器的流动路径54的表面积与体积的中值比超过15cm-1；以及

6、压力板70，该压力板包含穿其而过的孔72，其中，压力板70将容器分成两个腔室(74，76)，即第一腔室74和第二腔室76，该第一腔室包含每个对齐的膜元件30的大部分46，该第二腔室包含生物接触器50和渗透物收集区域78，其中，所述孔72使得流体能够从所述膜元件30的渗透流体通道40流到所述生物接触器50的入口区域56；并且其中，接触所述压力板70的密封装置80'防止流体在第一腔室74与第二腔室76之间流动，除非穿过所述多孔膜32。

7、本发明进一步涉及一种操作水处理系统2的方法，其中，阀28连接到供给引入端口14、浓缩物排出端口16、已处理水排出端口18和清洁流体端口20中的每一个；并且所述阀交替定位，以便能够在水处理模式、膜化学清洁模式和生物接触器清洁模式下操作；并且

8、其中，水处理模式的特征在于处理流动路径，该处理流动路径能够实现以下顺序对流流动：a)流过供给引入端口14，b)流过多个分离元件30，c)流过渗透物收集区域78，d)流过生物接触器50，并且e)流过已处理水排出端口18。

9、表征本发明的新颖性的优点和特征在所附权利要求中特别地指出并且形成权利要求的一部分。然而，为了更好地理解本发明、其优点以及通过其使用而获得的目标，应参考形成本发明又一部分的附图并参考伴随的描述性内容，其中展示并描述了本发明的一个或多个优选实施例。

技术特征：

1.一种水处理系统2，其包括：

2.如权利要求1所述的水处理系统，其中，所述生物接触器50能够从所述容器10拆除，并且所述生物接触器能够在将所述盖12从所述容器10上拆卸之后更换为不同的生物接触器。

3.如权利要求1所述的水处理系统，其中，当以相当于4cm/sec乘以所述容器10的截面面积的体积流量向所述生物接触器50中提供25℃的水流时，所述生物接触器50内的流动阻力使得压降小于1bar。

4.如权利要求1所述的水处理系统，其进一步包括压力传感器，所述压力传感器响应于所述渗透物收集区域78中的压力，并且被配置在所述容器中，以用于测量所述生物接触器50两端的压降。

5.如权利要求1所述的水处理系统，其中，所述生物接触器50呈螺旋缠绕构型，所述螺旋缠绕构型由平坦片材98和间隔材料100的多次缠绕形成；其中，所述平坦片材98具有两个相反的生物生长表面52，并且所述间隔材料100在所述生物生长表面52之间提供从所述入口区域56延伸到所述出口区域58的流动路径54。

6.如权利要求1所述的水处理系统，其中，所述生物接触器50包括颗粒介质82，所述颗粒介质形成所述生物生长表面52、以及颗粒84之间的流动路径54。

7.如权利要求6所述的水处理系统，其中，所述颗粒介质82包含在可拆卸筒88中。

8.如权利要求1所述的水处理系统，其中，所述生物接触器50的水平截面面积是每个分离元件的水平截面面积的至少25倍。

9.如权利要求1所述的水处理系统，其中，所述生物接触器50的宽度超过一米，并且在顶部或底部表面具有支承肋90，所述支承肋允许所述生物接触器在两个方向上被冲洗，同时维持至少1bar的差压。

10.一种操作如权利要求1所述的水处理系统的方法，其中，阀28连接到所述供给引入端口14、所述浓缩物排出端口16、所述已处理水排出端口18和所述清洁流体端口20中的每一个；并且所述阀28能够被定位成能够在水处理模式、膜化学清洁模式和生物接触器清洁模式下操作；并且

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述生物接触器清洁模式通过阀28实施，所述阀被定位成提供穿过所述生物接触器50的空气流或液体流以使颗粒脱离，并且防止脱离的颗粒接触膜32。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述液体是包含选自氯和苛性碱的化学品的清洁流体，并且所述膜化学清洁模式通过阀28实施，所述阀被定位成防止所述清洁流体流过所述生物接触器50，并且使得清洁流体能够：

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述生物接触器清洁模式采用使清洁化学品流过所述清洁流体端口20。

14.如权利要求12所述的方法，其中，所述水处理模式包括沿向下方向横穿所述生物生长表面52的流动路径。

15.如权利要求1所述的水处理系统，其中，所述供给引入端口14配备有粗滤器44，所述粗滤器防止供给中的颗粒进入所述容器10的内部。

技术总结一种水处理系统(2)，该水处理系统包括压力容器(10)；位于该容器内的竖直对齐的分离元件(30)，每个分离元件具有至少一个多孔UF或MF膜、供给流体通道(36)、渗透流体通道(40)；浓缩物排出端口(16)；以及位于该容器内的生物接触器(50)，该生物接触器具有包围穿过该生物接触器的流动路径的生物生长表面。流动路径的表面积与体积的中值比超过15cm"l。压力容器还包含具有孔(72)的压力板(70)，该压力板将容器分成两个腔室：包含膜元件(30)的第一腔室(74)以及包含生物接触器(50)的第二腔室(76)。接触压力板的密封装置(80x)防止流体在第一腔室与第二腔室之间流动，除非穿过多孔膜。技术研发人员：S·琼斯,贺彬,李碧娥,R·A·阿米拉,蔡启祥受保护的技术使用者：DDP特种电子材料美国有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2