專利名稱：：滲透物間隔組件的制作方法滲透物間隔組件本發(fā)明涉及滲透物間隔組件、膜系統(tǒng)、操作該膜系統(tǒng)的方法、膜系統(tǒng)的用途、膜設備及膜設備的用途。發(fā)明背景通過隔膜的流體必須在通過隔膜前被轉移到隔膜或與隔膜接觸。通過后流體被收集到排放系統(tǒng)并被轉移出該系統(tǒng)。許多隔膜均使用將流體轉移到隔膜并從該隔膜轉移的間隔裝置。EP11201150、WO2004/103535和WO2004/103536中公開了隔膜間隔裝置。排放系統(tǒng)(該系統(tǒng)收集流體)，可以是流體的閉塞物，因此產(chǎn)生導致造成壓降的反壓。該反壓可限制流過隔膜，且壓降可引起隔膜污染并限制其性能。因此，本發(fā)明的一個目的是改善排放系統(tǒng)的設計，從而加強隔膜的性能。另一個目的是提供具有能量平衡改善的隔膜。發(fā)明隔膜可用于微孔過濾、超濾、納米過濾或反滲透。^:孔過濾是通常在0.1-10微米(ium)范圍內的最粗的隔膜過濾等級。超濾膜由截留下的分子量分類，該截留下的分子量定義為最小分子的分子量，其中90%被隔膜保留。超濾范圍跨越截留下的1000-500,000分子量。納米過濾膜保留分子量范圍在100-1,000的溶質分子。反滲透涉及最致密的隔膜，該隔膜能夠分離甚至最小的溶質分子。已經(jīng)通過隔膜或隔膜-膜的流體定義為滲透物。留下的流體定義為濃縮物或下文中定義為濃縮物的滲余物。隔膜可由插入元件、間隔裝置或間隔元件隔開。間隔裝置或插入元件可由波形材料、折疊材料、鑄塑材料、擠塑材料或提供允許流體自由流到收集系統(tǒng)或收集裝置的結構的機械加工材料制備。下文中，間隔裝置定義為將隔膜或隔膜的膜隔開的構件，該間隔裝置包含支持構件和插入元件。插入元件定義為將支持構件隔開的元件。本發(fā)明涉及滲透物間隔組件，該組件包含間隔裝置及至少一個收集裝置，該間隔裝置包含至少一個插入元件和選自至少一個以下構件的支持構件支持表面單元(13)、具有穿孔的固體表面材料、多孔表面材料、具有穿孔或孔或其組合的復合表面材料、具有穿孔或孔的夾層表面材料或其組合，支持構件被至少一個插入元件隔開，在支持構件和插入元件之間形成流動空間或者流動通道，以將滲透物引導到至少一個與滲透物間隔組件連接的滲透物收集裝置中?？筛鶕?jù)流體的壓力范圍、粘度或溫度調節(jié)孔或穿孔的形狀、它們的頻率或量。穿孔可以是孔、槽、狹縫或其組合。插入元件可以是縱向壁、波形片、折疊片、鑄塑片、模壓片、擠塑片、具有管的片、具有切口或平峰的片、單程輔助物或其組合。支持構件和插入元件之間的流動空間形成通道、流動空間或流動通道。通道、流動空間或流動通道可與至少一個滲透物收集裝置連接或附接。根據(jù)一個替代的實施方案，通道、流動空間或流動通道可相互向前延伸。根據(jù)再一個實施方案，插入元件形成下文中稱為流動通道的通道、流動空間或流動通道，此類流動通道相互間平行延伸。滲透物收集裝置可以是膨脹的框或任何收集滲透物的手段，或者滲透物收集裝置可以是管形或U-型擠塑形式。U-型擠塑形式收集裝置可與流動通道在該U-型的開放端上連接，并且可在間隔組件的至少一個側面上包括所有平行的流動通道，并從流動通道引導和收集滲透物。管狀收集裝置可與平行的流動通道連接，滲透物可通過孔、狹縫、槽或通過管中的任何類型的通過手段流進管中，或者管可具有沿該管的切口，以促進與滲透物間隔組件的連接，并從流動通道引導和收集滲透物。流動通道可垂直地與至少一個收集裝置附接或連接。根據(jù)另一個替代方案，至少一個收集裝置可連接或附接間隔裝置周圍所有的流動通道，流動空間與至少一個滲透物收集裝置相通，以在傳送到儲存器或進一步處理前收集。滲透物間隔裝置的厚度可為至少0.1mm,厚度可大至小于或等于約20mm。根據(jù)一個替代實施方案，厚度可為至少0.2mm，并且在再一個替代實施方案中，厚度可為至少0.5mm。根據(jù)再一個替代實施方案，厚度可在約O.lmm至約20mm的范圍內。沖艮據(jù)再一個替代實施方案，厚度可在約0.5mm至約15mm的范圍內。根據(jù)再一個替代實施方案，厚度可在約1mm至約5mm的范圍內。根據(jù)再一個替代實施方案，厚度可在約0.1mm至約2.0mm的范圍內。根據(jù)再一個替^C實施方案，厚度可在約0.5mm至約1.5mm的范圍內。支持構件和插入元件可由相同的材料制備，或者支持構件可由一種材料制備，而插入元件由另一種材料制備。材料可以是金屬、陶瓷、塑料、復合材料、紙、多孔材料、聚合物或其組合。根據(jù)一個替代實施方案，材料可選自至少一種下列材料聚烯烴彈性體、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、乙烯醋酸乙烯酯三元共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚氨酯、聚丁烯、聚丁烯共聚物、聚異戊二烯、聚異戊二烯共聚物、丙烯酸酯、聚硅氧烷、天然橡膠、聚異丁烯、丁基橡膠、聚丙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯、聚乙烯共聚物、聚碳酸酯、含氟聚合物、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、尼龍、聚氯乙烯及其共聚物和摻混物。本發(fā)明還涉及膜系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含滲透物間隔裝置，隔膜或隔膜的膜可以與該滲透物間隔裝置的兩側面附接。隔膜可焊接到間隔裝置上、膠合到間隔裝置上、與間隔裝置鑄塑在一起或作為一個隔膜單元擠塑在一起、固定在間隔裝置上或作為間隔裝置構造的一部分。系統(tǒng)可包含至少一個滲透物收集裝置，該裝置可以是管形或U-型擠塑形式，系統(tǒng)的各側面可以焊接或膠合，并可提供至少一個支持條紋(list)或支持條。本發(fā)明還涉及收集滲透物的方法，該方法包括下列步驟，i)將本發(fā)明的膜系統(tǒng)與流體接觸，將滲透物通過隔膜轉移；ii)通過滲透物間隔組件內的通道、流動空間或流動通道，產(chǎn)生'滲透物流；及iii)將滲透物收集到至少一個滲透物收集裝置中，該滲透物收集裝置與通道、流動空間或流動通道連接或附接。該方法也可包括額外的步驟iv)將步驟iii)中收集的滲透物通過靜壓轉移到收集罐、容器或井中。本發(fā)明涉及膜系統(tǒng)在處理廢水、海水、地表水或井水中的用途，該膜系統(tǒng)包括滲透物間隔裝置和隔膜的膜。膜系統(tǒng)可用作水，例如海水、地表水或井水，在反滲透類型的脫鹽設備前的預處理。該膜系統(tǒng)也可用于由地表水或井水制備飲用水。該膜系統(tǒng)可用作水的預處理或最終處理。在該情況中，隔膜將被安裝在其中靜壓將用作跨膜壓TMP的罐中。由于膜系統(tǒng)中低的壓降，用納米過濾膜處理水除去二價離子如4丐、鎂等，或低有機分子如殺蟲劑是可能的。膜系統(tǒng)也可用于高分子量物質的無菌過濾、凈化或濃縮。膜系統(tǒng)可用于葡萄酒、啤酒、果汁濃縮、乳的無菌過濾處理。滲透物間隔裝置為隔膜提供了良好的支持，并且通道、流動空間或流動通道允"^午流體的自由流動或流動，而不形成產(chǎn)生反壓的阻塞?？墒?jié)B透物間隔裝置的尺寸與應用相適應，并且可使其以不同的構型如板和框式膜、或膜生物反應器(MBR)成為整體，其中滲透物側面上的壓降必須保持下降，以避免尤其是高滲透物流出速度下的反壓形成。膜系統(tǒng)可用于不同類型的構造中，并包括所有的壓力范圍，包括微孔過濾、超濾、納米過濾或反滲透。在板和框式膜構造中，滲透物間隔裝置可用作隔膜支持板。本發(fā)明涉及膜設備，該設備包含本發(fā)明的膜系統(tǒng)，并且該膜設備也包含收集罐、容器或井。在膜設備或膜生物反應器中，可將膜系統(tǒng)置于生物處理罐中，并且收集罐、容器或井可在該生物處理罐的外部與膜系統(tǒng)連接。從至少一個滲透物收集裝置中收集的滲透物可通過靜壓轉移到收集罐、容器或井中，該收集罐、容器或井在生物處理罐的內部與至少一個收集裝置連接。所收集的滲透物可儲存或送去使用。膜設備也可包含泵，該泵用于將收集罐、容器或井中一部分收集的滲透物傳送回生物處理罐。根據(jù)另一個替代實施方案，膜設備可包括將膜系統(tǒng)置于待處理流體的連續(xù)流中，置于不是生物處理罐的處理罐中，它也許例如是咸海水處理的公海，或是用于食品工業(yè)、化學品工廠、果漿和造紙工業(yè)等中其他類型流體的處理罐。本發(fā)明涉及膜i殳備在處理廢水、海水、地表水或井水中的用途。由于膜系統(tǒng)中低的壓降，用納米過濾膜處理水，僅通過使用靜壓除去二價離子如鉤、鎂等，或低有機分子如殺蟲劑是可能的。進一步的開發(fā)見獨立權利要求和從屬權利要求中說明。下面，將通過附圖更詳細地解釋本發(fā)明。附圖簡述圖1顯示滲透物間隔裝置的一個一齊代實施方案的圖解部分^f見圖。圖2顯示膜系統(tǒng)的另一個替代實施方案的圖解部分^L圖。圖3顯示插入元件的另一個替代實施方案的圖解部分視圖。圖4顯示膜設備的一個替代實施方案的圖解部分視圖。圖5顯示膜設備的另一個替代實施方案的圖解部分視圖。附圖詳述圖1顯示間隔裝置1的透視圖，該間隔裝置是具有擠塑支持構件2的擠塑間隔裝置，該支持構件被提供有穿孔3。根據(jù)該替代實施方案，插入元件4是縱向壁，在支持構件2和該縱向壁之間形成流動空間5。隔膜6附接在間隔裝置1的兩側面。圖2顯示一個替代膜系統(tǒng)7的截面圖，其中折疊片8將形成平行通道10形式的流動空間的支持構件9隔開。在支持構件9的頂部附接著隔膜6。膜系統(tǒng)7與至少兩個側面11焊接在一起。圖3顯示插入元件12的一個4齊代實施方案的截面圖，該插入元件12具有起支持表面單元作用的平峰13。圖4顯示本發(fā)明膜設備的一個替代實施方案。根據(jù)該實施方案，將膜系統(tǒng)14置于生物處理罐中。通過焊接膜系統(tǒng)的三個側面構造膜系統(tǒng)14。笫四個側面用可以是管形或U-型擠塑形式的收集裝置l5終止。所焊接的各側面可配備支持條紋、支持條或其他任何東西(在圖4中未顯示)，它們將保持該膜系統(tǒng)能夠擴展到盡可能大的區(qū)域。在通道(在圖4中未顯示)中流體，即滲透物和空氣被傳送到收集裝置15，借助于靜壓流體被從收集裝置傳送到垂直管16。管16的底部處于比膜系統(tǒng)更低的水平，以使靜壓能夠形成。管16的頂部高于水位，并且管的該端是開放的，以排出空氣。圖5顯示膜設備的另一個替代實施方案。膜系統(tǒng)在罐的水位以下完全浸沒在生物處理罐中。根據(jù)該實施方案，將收集罐或井17置于生物處理罐的外面。滲透物收集裝置15的出口和罐中水位之間的水位差產(chǎn)生靜壓，該靜壓足夠產(chǎn)生能夠導致流體流過滲透物收集間隔裝置中隔膜的跨膜壓。流體從該滲透物收集間隔裝置被收集到一個、兩個或幾個收集裝置15中，該收集裝置15可以是管形、U-型擠塑形式或其他幾何構型。滲透物通過重力進入到井或收集罐17中，其中水位比主罐的水位低。該水位差產(chǎn)生運行膜系統(tǒng)必需的靜壓。靜壓可通過控制井17中的水位來調節(jié)。在下列實施例中，進行了流速和流出速度相對于時間的研究，并在常規(guī)螺旋巻膜間隔裝置和根據(jù)本發(fā)明一個替代實施方案的膜系統(tǒng)之間進行了比較。實施例的目的是舉例說明滲透物間隔裝置和滲透物系統(tǒng)的性能，并無意限制本發(fā)明的范圍。實施例1使用圖4中公開的膜設備進行測試。在16天內監(jiān)測滲透物流和滲透物流出。測試期間，隔暖上不用施加壓力或使用真空，膜系統(tǒng)就能夠運行。靜壓足以壓迫水通過隔膜。靜壓變化可調節(jié)通過隔膜的滲透物流。這些變化可通過罐中或井中的水位控制。膜系統(tǒng)的面積為3.753m2，測試期間空氣溫度在-5。C-5。C之間。結果總結在表1中。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實施例2(比較)在該實施例中，將與收集裝置附接的常規(guī)螺旋纏繞間隔元件與根據(jù)圖1與收集裝置附接的滲透物間隔裝置比較。螺旋纏繞間隔元件和滲透物間隔裝置各側面均被提供有隔膜。靜壓為1.2m，測得的常規(guī)間隔裝置的通量為16dm3/m2xh，滲透物間隔裝置的通量為100dmVm2Xh,表明本發(fā)明的滲透物間隔裝置與常規(guī)間隔裝置的比率為6.25。由結果得出的結論是甚至在低通量時滲透物側面上自由流動的重要性，和在較高通量水平時比率增加。權利要求1.一種包含間隔裝置和至少一個收集裝置的滲透物間隔組件，所述間隔裝置包含至少一個插入元件和支持構件，所述支持構件選自至少一個以下構件支持表面單元(13)、具有穿孔的固體表面材料、多孔表面材料、具有穿孔或孔或其組合的復合表面材料、具有穿孔或孔的夾層表面材料或其組合，所述支持構件被所述至少一個插入元件間隔開，在所述支持構件和所述插入元件之間形成流動空間、通道或者流動通道，以將滲透物引導到至少一個與所述滲透物間隔組件連接或附接的滲透物收集裝置中。2.權利要求1的滲透物間隔組件，其中所述流動通道相互平行，并與所述至少一個滲透物收集裝置垂直連接或附接。3.權利要求1的滲透物間隔組件，其中所述流動空間與所述至少一個滲透物收集裝置連接或附接，并且所述至少一個滲透物收集裝置全部在所述間隔裝置的各側面周圍與該間隔裝置連接或附接。4.權利要求l、2或3中任一項的滲透物間隔組件，其中所述插入元件是縱向壁、波形片、折疊片、鑄塑片、模壓片、擠塑片、具有管的片、具有切口或平峰的片、單程輔助物或其組合。5.前述權利要求中任一項的滲透物間隔組件，其中所述支持構件是具有穿孔的固體材料或多孔材料。6.前述權利要求中任一項的滲透物間隔組件，其中所述穿孔是孔、槽、狹縫或其組合。7.前述;K利要求中任一項的滲透物間隔組件，其中所述支持構件和所述至少一個插入元件分別由選自至少一種以下的材料制備金屬、陶瓷、塑料、復合材料、紙、纖維素、多孔材料、聚合物、玻璃、玻璃纖維或其組合。8.權利要求7的滲透物間隔組件，其中所迷支持構件和所迷至少一個插入元件分別由選自至少一種以下的材料制備聚烯烴彈性體、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、乙烯醋酸乙烯酯三元共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚氨酯、聚丁烯、聚丁烯共聚物、聚異戊二烯、聚異戊二烯共聚物、丙烯酸酯、聚硅氧烷、天然橡膠、聚異丁烯、丁基橡膠、聚丙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯、聚乙烯共聚物、聚碳酸酯、含氟聚合物、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、尼龍、聚氯乙烯及其共聚物和摻混物。9.前述權利要求中任一項的滲透物間隔組件，其中所述支持構件在至少0.1mm的距離內被間隔開。10.前述j又利要求中任一項的滲透物間隔組件，其中所述支持構件在小于約20mm的距離內被間隔開。11.前ii^又利要求中任一項的滲透物間隔組件，其中所述支持構件在約1mm至約5mm的距離內被間隔開。12.前述權利要求中任一項的滲透物間隔組件，其中所述至少一個滲透物收集裝置是膨脹的框，或者是收集滲透物的任何手段。13.前述權利要求中任一項的滲透物間隔組件，其中所述膨脹的框是管形或是U-型擠塑形式。14.一種包含前述權利要求中任一項的滲透物間隔組件的膜系統(tǒng)，其中所述隔膜的膜、葉或片附接在所述間隔裝置的兩側面。15.權利要求14的膜系統(tǒng)，其中所述支持構件和所述至少一個插入元件由膜材料制備，并且所述支持構件、所述至少一個插入元件和所述隔膜的膜、葉或片，在所述滲透物間隔組件的兩側面由膜材料制成一個單元。16.權利要求14或15的膜系統(tǒng)，所述系統(tǒng)也包含至少一個支持條紋或支持條。17.權利要求14-16中任一項的膜系統(tǒng)，其中所述隔膜至少部分焊接，或至少部分膠合在所述間隔裝置上。18.—種收集滲透物的方法，所迷方法包括下列步驟i)將權利要求14-17中任一項的膜系統(tǒng)與流體接觸，將滲透物通過隔膜轉移；ii)通過所述滲透物間隔組件內的流動空間、通道或流動通道,產(chǎn)生滲透物流；及iii)將所迷滲透物收集到所述至少一個滲透物收集裝置中，該滲透物收集裝置與所述流動空間、通道或流動通道連接。19.權利要求18的方法，所述方法還包括步驟iv)通過靜壓，將步驟iii)中收集的滲透物轉移到收集罐、容器或井中。20.權利要求14-17中任一項的膜系統(tǒng)在廢水、海水、地表水或井水處理中的用途。21.權利要求14-17中任一項的膜系統(tǒng)在高分子量物質無菌過濾、凈化或濃縮中的用途。22.權利要求14-17中任一項的膜系統(tǒng)在葡萄酒、,酒、果汁濃縮、乳的無菌過濾處理中的用途。23.—種膜設備，該膜設備包含權利要求14-17中任一項的膜系統(tǒng)，且所述膜設備也包含收集罐、容器或井。24.權利要求23的膜設備，其中所述膜系統(tǒng)置于生物處理罐中。25.權利要求23或24的膜設備，其中所述收集罐、容器或井在所述生物處理罐的外面與所述膜系統(tǒng)連接，與所述滲透物間隔組件連接的所述至少一個滲透物收集裝置中所收集的滲透物與所述收集罐、容器或井連接，并且所述滲透物通過靜壓從與所述滲透物間隔組件連接的所述至少一個滲透物收集裝置轉移到所述收集罐、容器或井中。26.權利要求23-25中任一項的膜設備，所述設備也包含泵，該泵用于將一部分所述滲透物從所述收集罐、容器或井中運送回所述生物處理罐。27.權利要求23-26中任一項的膜設備在廢水或水處理中的用途。全文摘要本發(fā)明涉及包含間隔裝置和至少一個收集裝置的滲透物間隔組件，該間隔裝置包含被至少一個插入元件間隔開的支持構件，該支持構件和該插入元件之間形成流動空間或流動通道，以將滲透物引導到至少一個與流動空間或流動通道連接的滲透物收集裝置中。本發(fā)明還涉及包含該滲透物間隔組件的膜系統(tǒng)、操作該膜系統(tǒng)的方法、該膜系統(tǒng)的用途、膜設備和該膜設備的用途。文檔編號C02F1/44GK101128251SQ200680006398公開日2008年2月20日申請日期2006年2月23日優(yōu)先權日2005年2月28日發(fā)明者N·海嫩申請人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司