專利名稱：一種過濾組件的原料氣在其滲透液側(cè)避免滲透液回流的過濾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于流體過濾的過濾組件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
這類組件已知有各種變體，且多數(shù)包括其內(nèi)布置有一或多個(gè)過濾元件的殼體，這些過濾元件將殼體的內(nèi)部空間分隔成進(jìn)料側(cè)和滲透液側(cè)。一種過濾組件是基于所謂的死端過濾，其中待過濾的流體被輸送到進(jìn)料側(cè)，并由此穿過過濾元件，其中的固體被捕獲在過濾器中，而滲透液(過濾液)被釋放在滲透液側(cè)。另一種過濾組件是基于所謂的錯(cuò)流過濾，其中大部分流體沿切向流過過濾表面，而非進(jìn)入到過濾器內(nèi)。流體在相對(duì)于滲透液側(cè)的正壓下穿過。小于過濾器孔徑的流體部分在此穿過而成為滲透液，其余一切保留在進(jìn)料側(cè)而成為滯留物。越過過濾器的大部分流體的切向運(yùn)動(dòng)使捕獲粒子摩擦過濾表面。這意味著錯(cuò)流過濾組件可在相對(duì)高固體含量的流體中運(yùn)行相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間，而不會(huì)使過濾器堵塞。EP-O 208 450給出了用于過濾啤酒的錯(cuò)流過濾組件的一實(shí)施方式。該組件包括縱向圓筒狀殼體，其內(nèi)設(shè)置有束管狀陶瓷薄膜元件。未過濾的啤酒經(jīng)由在組件下側(cè)的流體進(jìn)料口而輸入，并由此進(jìn)入到管狀薄膜元件的內(nèi)部進(jìn)料空間中。清澈的滲透液穿過薄膜壁，由此進(jìn)入到滲透液空間中，并在薄膜元件的外側(cè)周圍保持清澈，且由此經(jīng)由滲透液出口而被導(dǎo)出。滯留物經(jīng)由組件上側(cè)的滯留物出口而被導(dǎo)出，并在此再次離開管狀薄膜元件的內(nèi)部進(jìn)料空間。滯留物隨后經(jīng)由冷卻器和泵而被循環(huán)，并再次回到組件下側(cè)的流體進(jìn)料口。在錯(cuò)流薄膜過濾組件中存在一種已知現(xiàn)象，即在流體進(jìn)料口與滯留物出口之間的流體流動(dòng)中存在壓降。該壓降具有以下效果:流經(jīng)薄膜壁的滲透液的流量還在薄膜元件的長(zhǎng)度方向上相異。在進(jìn)料側(cè)靠近流體進(jìn)料口的流體壓力更高，因而流量也如此，而在進(jìn)料側(cè)更靠近滯留物出口的流體壓力更低，因而流量也如此。如果在進(jìn)料側(cè)與滲透液側(cè)之間的薄膜壁上的平均壓差即所謂的跨膜壓力(Trans Membrane Pressure, TMP)相對(duì)低時(shí),甚至可發(fā)生如下現(xiàn)象:在最靠近滯留物出口的薄膜元件的部分長(zhǎng)度上，由于滲透液在滲透液側(cè)的局部壓力已變得高于流體在進(jìn)料側(cè)的局部壓力，因而開始出現(xiàn)負(fù)流量。該處的局部TMP已變成負(fù)值。換言之，在薄膜元件的這部分長(zhǎng)度上，已過濾的滲透液開始從滲透液側(cè)回流到進(jìn)料側(cè)。由于這對(duì)整個(gè)組件的性能具有不利的影響，所以當(dāng)然是很不希望發(fā)生的。這降低了凈滲透量；或者，如果根據(jù)滲透液的恒定凈產(chǎn)量來控制組件，則這增加了在流體進(jìn)料口附近的局部流量。上一種現(xiàn)象是由于以下事實(shí)而引起的:在滯留物出口附近的負(fù)局部流量需要由仍具有正流量的那部分薄膜元件來補(bǔ)償。總地來說，這甚至可具有以下效果:最低和最高局部流量相差如此大，以至最高局部流量比平均流量高出100倍。在流體進(jìn)料口附近局部流量更高會(huì)使這部分薄膜元件更快被污染，這反過來又大大縮短了組件在需清洗前可用于過濾的時(shí)間。US-2009/0217777給出了一種用于濃縮存在于液體中的分析物的方法。該方法首先使液體流經(jīng)過濾組件而使液體濃縮，且該過濾組件的一或多個(gè)超濾膜使得分析物不能穿過過濾組件。不包含分析物的過濾后的液體組分形成滲透液，而未穿過過濾組件的液體和分析物形成滯留物。在一定時(shí)段的過濾過程之后，開始收集由此形成的滯留物。在該收集的第一步中，使用氣體來吹洗組件的滲透液側(cè)。隨后使用氣體與液體的混合物來沖洗滯留物側(cè)。之后可收集沖洗出的滯留物溶液，其中包含濃縮的分析物。然而，令人注意的是，在這種已知方法中也可出現(xiàn)如下現(xiàn)象:由于滲透液在滲透液側(cè)的局部壓力已變得高于液體在進(jìn)料側(cè)的局部壓力，因而在超濾膜的部分長(zhǎng)度上開始出現(xiàn)負(fù)流量。這很不利，因?yàn)檫@對(duì)分析物的目標(biāo)濃度具有直接的負(fù)面影響，會(huì)使分析物被回流的液體再次沖淡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服一或多個(gè)上述缺點(diǎn)，或提供可使用的替代方案。本發(fā)明尤其旨在提供一種用于操作過濾組件的方法，從而使該過濾組件在降低運(yùn)行成本的同時(shí)能夠有效運(yùn)行更長(zhǎng)的時(shí)間。該目標(biāo)通過以下方式實(shí)現(xiàn):使用一種用于操作權(quán)利要求1所述的過濾組件的過濾方法。該方法利用一種具有殼體的組件，且在該殼體內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)過濾元件。過濾元件在殼體內(nèi)在其過濾表面的進(jìn)料側(cè)限定出第一空間，以及在過濾表面的相對(duì)側(cè)(即所謂的滲透液側(cè))限定出第二空間。在過濾元件進(jìn)料側(cè)的第一空間內(nèi)開有流體進(jìn)料口。滲透液出口與在過濾元件滲透液側(cè)的第二空間流體連通。過濾元件直立布置。滲透液出口位于過濾元件的下端。根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思，在過濾元件滲透液側(cè)的第二空間內(nèi)開有進(jìn)氣口。該方法包括在過濾期間將壓縮氣體輸送到第二空間內(nèi)。該壓縮氣體隨后可充滿第二空間的上部。它具有以下很大的優(yōu)點(diǎn):滲透液可不再存在于第二空間的上部。即使在該上部的局部跨膜壓力(Trans Membrane Pressure, TMP)變成負(fù)值，已過濾的滲透液也不會(huì)在該上部位置出現(xiàn)從滲透液側(cè)回流到進(jìn)料側(cè)的負(fù)流量，這只是因?yàn)樵诖瞬淮嬖跐B透液。這種不希望出現(xiàn)的滲透液回流只會(huì)發(fā)生在當(dāng)整個(gè)第二空間大體上充滿了滲透液時(shí)，而根據(jù)本發(fā)明可知不會(huì)再有這種情形。因此，本發(fā)明使得有可能大大減少甚至完全避免滲透液的回流。這使得獲得單位長(zhǎng)度薄膜元件上的一定滲透液產(chǎn)量變得容易得多。最靠近流體進(jìn)料口的局部流量的最大值可遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)的水平。無需進(jìn)行流量補(bǔ)償，或需要進(jìn)行至少不太正的流量補(bǔ)償。由于局部最大流量降低，過濾元件有可能以慢得多的速度被污染，尤其對(duì)于最靠近流體進(jìn)料口的那部分過濾元件。這使得有可能在使用組件達(dá)更長(zhǎng)的時(shí)間后才有必要對(duì)其清洗。此夕卜，或在替代方案中，目前也有可能增加過濾元件的長(zhǎng)度/高度，而不會(huì)遭受可能回流的負(fù)面結(jié)果。過濾組件可用于各種過濾，例如死端過濾。然而，本發(fā)明優(yōu)選用于具有滯留物出口的錯(cuò)流過濾組件中，該滯留物出口像流體進(jìn)料口那樣也與在過濾元件進(jìn)料側(cè)的第一空間流體連通。滯留物出口沿過濾元件而設(shè)置在不同于流體進(jìn)料口的另一水平處。由于在過濾期間在流體進(jìn)料口與滯留物出口之間存在流體壓降，流體被迫從流體進(jìn)料口經(jīng)由過濾表面而流向滯留物出口。有利的布置方式是，流體進(jìn)料口位于或靠近過濾元件的下部，于是在錯(cuò)流過濾時(shí)滯留物出口優(yōu)選位于或靠近過濾元件的上部。這使得流體在過濾元件進(jìn)料側(cè)的第一空間內(nèi)從組件的底部到頂部產(chǎn)生壓降。在這一方向上的壓降具有正面效果，即最大局部TMP出現(xiàn)在過濾元件的下部，這反過來又使最大流量出現(xiàn)在該下部。由于壓縮氣體存在于第二空間的上部，因而有可能使在第二空間下部的滲透液盡可能多地連通到過濾元件的仍存在正滲透液流量的高度處。在另一有利的實(shí)施方式中，進(jìn)氣口位于滲透液出口的上方。這樣，在過濾期間輸送到第二空間內(nèi)的氣體隨即進(jìn)入到其在該過濾期間需充滿的那部分第二空間，以避免滲透液的負(fù)回流。然而，如果在一實(shí)施方式中需使一定量的氣體與滲透液混合，則也有可能將進(jìn)氣口設(shè)置在較低位置，即設(shè)置在滲透液實(shí)際正在流動(dòng)的位置。進(jìn)氣口甚至有可能低于滲透液出口。過濾元件可具有各種形式和形狀，例如平面狀或管狀，且可具有各種孔徑。在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，過濾元件是一種薄膜過濾器元件?？讖皆?.1-10微米范圍內(nèi)的薄膜過濾器元件可用于微米過濾，但當(dāng)選用更小的孔徑時(shí)，也可用于超過濾、納米過濾或反滲透。由于薄膜過濾器元件的孔徑小，壓縮氣體將不易開始從滲透液側(cè)穿透到進(jìn)料側(cè)。優(yōu)選薄膜過濾器元件具有親水性。這使得由于在過濾元件通道內(nèi)尤其是薄膜孔內(nèi)的毛細(xì)壓力而阻止氣體流經(jīng)過濾元件。薄膜結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管特性使得薄膜潤(rùn)濕，且需在高壓下氣體才能開始滲透通過薄膜。然而，如果需要，薄膜過濾器元件也可具有疏水性。在另一實(shí)施方式中設(shè)置有控制裝置，其設(shè)計(jì)用于使在第二空間上部的壓縮氣體的氣壓取決于一定的測(cè)量控制參數(shù)。這些控制參數(shù)例如可以是經(jīng)由滲透液出口而得到的滲透液的產(chǎn)量，以及/或在組件內(nèi)的一或多個(gè)位置處的壓力，以及/或在第二空間內(nèi)的滲透液的水平。在第一實(shí)施例中，每次由控制裝置將氣壓調(diào)節(jié)到某一值，從而使得有可能在過濾期間經(jīng)由滲透液出口而不斷得到一定所需產(chǎn)量的滲透液。在實(shí)踐中這意味著如果組件運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)，且其過濾元件污染得越嚴(yán)重，則需越降低氣壓，以使流量為正的有效滲透過濾表面的水平可隨同滲透液的水平一起保持上升。在另一實(shí)施例中，每次由控制裝置將氣壓調(diào)節(jié)到某一值，該值大體上等于或低于在過濾期間在過濾元件進(jìn)料側(cè)的第一空間內(nèi)的平均流體壓力。由此阻止過多的氣體流向進(jìn)料側(cè)。此外，或在替代方案中，也有可能通過控制裝置而將過濾循環(huán)開始時(shí)的氣壓調(diào)節(jié)到與滲透液在滲透液側(cè)的一定最大起始水平相對(duì)應(yīng)的數(shù)值。尤其是，該起始水平至少低于過濾元件在過濾期間的高度的一半。更尤其是，該起始水平介于高度的5% -25%之間。氣體例如可以是空氣、二氧化碳、氮或任何其他適當(dāng)?shù)臍怏w。例如，如果待過濾的流體是啤酒，則使用二氧化碳具有以下優(yōu)點(diǎn):如果一些氣體與滲透液混合，且隨同滲透液而離開第二空間，也不會(huì)出現(xiàn)問題。本發(fā)明也涉及一種用于在過濾循環(huán)期間或通過錯(cuò)流過濾或通過死端過濾而使用上述方法的過濾組件。本發(fā)明的構(gòu)思也可用于上述過濾組件的清洗循環(huán)期間，尤其是在過濾元件的反沖洗期間。在這種清洗循環(huán)期間，例如經(jīng)由單獨(dú)的清洗液入口或通過將滲透液出口連接到清洗液儲(chǔ)槽，將加壓清洗液輸送到在過濾元件滲透液側(cè)的第二空間中。清洗液隨后反向流經(jīng)過濾元件，并沖洗掉任何已捕獲在其中的污染物。由此反沖洗后的清洗液隨同被沖洗掉的污染物粒子隨后可從在過濾元件進(jìn)料側(cè)的第一空間中例如經(jīng)由流體進(jìn)料口而排出，以及/或在錯(cuò)流過濾情形下經(jīng)由滯留物出口或單獨(dú)的清洗液出口而排出。通過在該清洗工藝期間同時(shí)向第二空間中輸送壓縮氣體，有可能迫使清洗液首先流經(jīng)已被最嚴(yán)重污染的那部分過濾元件，即在前過濾循環(huán)期間已發(fā)生最大正流量的過濾元件的下部。由此可有目的地引導(dǎo)清洗液。如果壓縮氣體在此未迫使清洗液流經(jīng)污染最嚴(yán)重的過濾元件的下部，則清洗液會(huì)尋求阻力最小的途徑，即首先流經(jīng)污染最輕的過濾元件的上部。在污染最嚴(yán)重的過濾元件的下部被這樣徹底沖洗干凈之后，根據(jù)本發(fā)明，有可能將氣壓降至一定程度，從而使在滲透液側(cè)的清洗液水平上升，并由此開始流經(jīng)過濾元件的更高部分，從而也開始徹底清洗這些更高部分的過濾元件。所有這一切均可大大改善反沖洗清洗循環(huán)的效率。令人注意的是，清洗液可以是任何適當(dāng)?shù)牧黧w，例如水，不過它也可由之前獲得的滲透液本身而形成。另一有利的實(shí)施方式將在附屬權(quán)利要求中陳述。


下文將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述，其中:圖1是一種用于過濾流體的裝置的流程圖，該裝置包括本發(fā)明所述的錯(cuò)流過濾組件的一實(shí)施方式；圖2更詳細(xì)地顯示圖1中的過濾組件在過濾期間氣體輸送到滲透液側(cè)時(shí)的情形；圖3更詳細(xì)地顯示圖1中的過濾組件在過濾期間氣體未輸送到滲透液側(cè)時(shí)的情形；圖4顯示局部流量在圖3所示的無氣情形下在過濾循環(huán)開始時(shí)沿過濾元件長(zhǎng)度方向的變化；圖5顯示局部流量在圖3所示的無氣情形下在IOmin過濾后沿過濾元件長(zhǎng)度方向的變化；圖6顯示局部流量在圖2所示的充氣情形下在過濾循環(huán)開始時(shí)沿過濾元件長(zhǎng)度方向的變化；圖7顯示局部流量在圖2所示的充氣情形下在IOmin過濾后沿過濾元件長(zhǎng)度方向的變化；以及圖8顯示平均TMP隨圖2所示的充氣情形中以及圖3所示的無氣情形中三個(gè)過濾循環(huán)的時(shí)間的變化。1.存儲(chǔ)容器，2.原料泵，3.再循環(huán)泵，4.錯(cuò)流過濾組件，5.殼體，7.薄膜過濾器元件，10.在進(jìn)料側(cè)的第一空間，11.在滲透液側(cè)的第二空間，14.流體進(jìn)料口，15.滯留物出口，17.滲透液出口，18.進(jìn)氣口，19.泵，20.氣推式緩沖器，F(xiàn)P進(jìn)料壓力，RP滯留物壓力，GP氣壓，PP滲透液壓力，TMP跨膜壓力，TMPE局部跨膜壓力，GF充氣情形，GL無氣情形。
具體實(shí)施例方式在圖1中，一種用于過濾流體的裝置包括存儲(chǔ)容器1、進(jìn)料泵2、再循環(huán)泵3和錯(cuò)流過濾組件4。組件4包括內(nèi)部設(shè)置有薄膜過濾器元件7的殼體5。元件7直立布置,從殼體5的底部垂直延伸到頂部。元件7將殼體5的內(nèi)部空間分隔成在進(jìn)料側(cè)的第一空間10以及在滲透液側(cè)的第二空間11。第一空間10在其下側(cè)連接到流體進(jìn)料口 14，在其上側(cè)連接到滯留物出口 15。第二空間11在其下側(cè)連接到滲透液出口 17，在其上側(cè)連接到進(jìn)氣口 18。來自氣推式緩沖器20的壓縮氣體經(jīng)由泵19可輸送到進(jìn)氣口 18內(nèi)。在過濾組件4的運(yùn)行期間，待過濾的流體，例如未過濾的啤酒，經(jīng)由流體進(jìn)料口 14而被抽送到第一空間10內(nèi)。其在此向上沿過濾元件7而流向滯留物出口 15。部分流體流經(jīng)過濾元件7而進(jìn)入到第二空間11內(nèi)。這些過濾后的滲透液累積在第二空間11的下部，并在此經(jīng)由滲透液出口 17而排出。同時(shí)，壓縮氣體經(jīng)由進(jìn)氣口 18而被輸送到第二空間11內(nèi)。該氣體充滿第二空間11的上部。如圖2清楚所示?，F(xiàn)在將通過顯示過濾組件4在充氣時(shí)(圖2)與未充氣時(shí)(圖3)之間的差異來說明本發(fā)明的正面效果。如果第二空間11未充氣，如圖3所示，則其自身完全充滿滲透液。例如，如果在流體進(jìn)料口 14處的待過濾流體的輸送壓力為3.0bar，在滯留物出口 15處保留的滯留物的出口壓力為2.4bar，以及過濾后的滲透液在滲透液出口處的出口壓力為2.8bar，則可計(jì)算出局部跨膜壓力(Trans Membrane Pressure, TMP)。TMP是滲透/過濾的驅(qū)動(dòng)力。在給定實(shí)施例中，局部TMP在過濾元件7的底側(cè)具有最大值0.2bar，且沿過濾元件7向上而逐漸減小，并在一些點(diǎn)處等于零，且由此開始呈現(xiàn)負(fù)值。沿局部TMP為正值的過濾元件7的下部均存在滲透液從第一空間10流向第二空間11的正流動(dòng)。沿局部TMP為負(fù)值的過濾元件7的上部均存在已過濾的滲透液從第二空間11回流到第一空間10的負(fù)回流。圖4顯示在開始用于啤酒過濾組件的新過濾過程時(shí)的情形，且該啤酒過濾組件具有總高度為750_的過濾元件。細(xì)水平線I表示經(jīng)由滲透液出口 17而離開組件的滲透液的平均流量。該處的平均流量為801/m2.h。向下傾斜的粗線2是沿過濾元件7的高度方向而改變的局部流量，這是獲得所需的平均流量所必需的?？煽闯?，局部流量需在高于45001/m2, h至42001/m2.h的范圍內(nèi)變化，以獲得僅僅801/m2.h的所需平均流量。在組件的上部，大量已過濾的滲透液回流到進(jìn)料側(cè)。這些大量的回流液需通過在組件下部的大的正流量滲透液來補(bǔ)償。然而，在組件下部的大的正流量會(huì)使下部迅速被污染。圖5顯示當(dāng)平均流量仍需為相同的801/m2.h時(shí)在僅IOmin之后的情形。可看出，在沿過濾元件下部的正流量與沿過濾元件上部的負(fù)流量之間仍存在很大的差異，然而絕對(duì)值已變小。這意味著過濾元件7的大部分已被污染，且有必要清洗過濾元件。如果第二空間11充氣，如圖2所示，則第二空間11自身可部分充以滲透液和部分充以氣體。由此，氣壓受到控制，從而使氣壓大體上等于滲透液的壓力。如果在流體進(jìn)料口14處的待過濾流體的輸送壓力仍為3.0bar,在滯留物出口 15處保留的滯留物的出口壓力仍為2.4bar,以及過濾后的滲透液在滲透液出口處的出口壓力保持為2.Sbar，則局部跨膜壓力(Trans Membrane Pressure,TMP)保持與圖3中的無氣情形中相同的水平。TMP等于零的點(diǎn)則在過濾過程開始時(shí)位于相同的高度，且沿局部TMP為正值的過濾元件7的下部仍均存在滲透液從第一空間10流向第二空間11的正流動(dòng)。然而，沿局部TMP為負(fù)值的過濾元件7的上部均不會(huì)出現(xiàn)已過濾的滲透液從第二空間11回流到第一空間10的負(fù)回流，因?yàn)樵诖瞬淮嬖跐B透液而只有氣體。圖6顯示在再次開始用于啤酒過濾組件的新過濾過程時(shí)本發(fā)明所述的這種充氣情形，且該啤酒過濾組件具有總高度為750mm的過濾元件。細(xì)水平線I表示經(jīng)由滲透液出口 17而離開組件的滲透液的相同平均流量。部分向下傾斜的粗線2是沿過濾元件7的高度方向而改變的局部流量，這是獲得所需的平均流量所必需的?？煽闯觯植苛髁磕壳爸恍柙诮咏?4001/m2.h至01/m2.h的范圍內(nèi)變化，以獲得僅僅801/m2.h的所需平均流量。在組件的上部不存在已過濾的滲透液回流到進(jìn)料側(cè)的現(xiàn)象。由于無需補(bǔ)償，組件的下部只需高得足以能夠獲得所需平均流量的正流量。在組件下部中的更低正流量使得下部與圖3中的無氣情形相比更快被污染。圖7顯示當(dāng)平均流量仍需為相同的801/m2.h時(shí)在IOmin之后的情形。可看出，仍只需沿過濾元件的相對(duì)小的下部而出現(xiàn)正流量，且沿過濾元件的上部仍不會(huì)出現(xiàn)負(fù)流量。這意味著過濾元件7幾乎尚未被污染，因而也根本無需清洗過濾元件。由圖8可驗(yàn)證上述結(jié)論，圖8 一方面顯示在現(xiàn)有技術(shù)的無氣情形下(Normal，常態(tài))平均TMP隨過濾時(shí)間的變化，另一方面顯示在本發(fā)明的充氣情形下(+Flux，正流量)平均TMP隨過濾時(shí)間的變化。對(duì)于所示的三個(gè)過濾循環(huán)中的每種情形，其中一旦平均TMP達(dá)到數(shù)值1.2bar，過濾循環(huán)就結(jié)束。隨后以反沖洗循環(huán)的形式開始清洗循環(huán)，之后開始新的過濾循環(huán)。無氣情形時(shí)的循環(huán)表示為GL，充氣情形時(shí)的循環(huán)表示為GF?？煽闯?，在充氣情形下要多花40%的時(shí)間來使過濾元件污染到使TMP達(dá)到1.2bar的程度。這有可能使運(yùn)行成本降低50%以上。此外，該實(shí)施方式表明各種不同的實(shí)施方式都是有可能的。例如，其中設(shè)置的組件和過濾元件可具有不同的形狀和尺寸。同時(shí)，組件的取向可使其過濾元件部分直立，即與水平線成一角度，尤其是至少45度的角度。然而，過濾元件布置得越垂直，就越容易使?jié)B透液的水平得到控制。并非只有一種過濾元件位于殼體內(nèi)，也有可能使用若干過濾元件，例如薄膜束管。以下構(gòu)思，即對(duì)過濾組件的部分滲透液空間進(jìn)行充氣，除可用于過濾啤酒外，也可用于過濾各種其他流體，例如水。如果在流體中只有少量粒子需由過濾元件來保留，則也有可能將本發(fā)明用于無滯留物出口的組件中(死端過濾)。如在說明書的引言中所指出的，它也可用于反沖洗循環(huán)期間，以幫助迫使反沖洗流體首先流經(jīng)過濾元件的污染最嚴(yán)重的部分。這不僅可改善清洗工藝，而且可節(jié)省大量的反沖洗流體以及為此而使用的化學(xué)品。此夕卜，目前可使徹底清洗操作大大延期，該徹底清洗操作包括從組件殼體中取出過濾元件，以及/或徹底更換過濾元件。因此，本發(fā)明提供了一種在過濾期間以及如果需要也在清洗期間使用的高效而又好用的符合成本效益的過濾組件，以及用于操作它的方法。
權(quán)利要求
1.一種用于操作過濾組件的過濾方法， 該組件包括: -在其中設(shè)置有至少一個(gè)過濾元件的殼體，所述過濾元件在所述殼體內(nèi)在其過濾表面的進(jìn)料側(cè)限定出第一空間，以及在相對(duì)的滲透液側(cè)限定出第二空間； -在所述過濾元件的進(jìn)料側(cè)的第一空間內(nèi)開有流體進(jìn)料口 ；以及 -與在所述過濾元件的滲透液側(cè)的第二空間流體連通的滲透液出口； 其中，過濾元件直立布置，且滲透液出口位于過濾元件的下端；以及 在所述過濾元件的滲透液側(cè)的第二空間內(nèi)設(shè)置有進(jìn)氣口； 該方法包括下列步驟: -將待過濾的壓縮流體輸送到在所述過濾元件的進(jìn)料側(cè)的第一空間中； -從所述過濾元件的滲透液側(cè)的第二空間中排出過濾后的滲透液；以及 -將壓縮氣體輸送到在所述過濾元件的滲透液側(cè)的第二空間中； 其特征在于: 在過濾期間將壓縮氣體輸送到第二空間中的步驟與以下步驟同時(shí)進(jìn)行:將待過濾的壓縮流體輸送到第一空間中，以及從第二空間中排出過濾后的滲透液，以避免出現(xiàn)滲透液在該過濾期間從第二空間回流到第一空間的負(fù)回流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾方法，其中，所述壓縮氣體充滿所述第二空間的上部，使得滲透液不再存在于所述第二空間的上部，而只存在于所述第二空間的下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過`濾方法，其中，壓縮氣體充滿所述第二空間的上部達(dá)一定程度，使得在所述第二空間的下部中的滲透液的水平達(dá)到在過濾期間滲透液從第一空間正向流動(dòng)到第二空間時(shí)對(duì)應(yīng)的過濾元件的高度處。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的過濾方法，其中，使用錯(cuò)流過濾組件，該組件具有與在所述過濾元件的所述進(jìn)料側(cè)的第一空間流體連通的滯留物出口，該滯留物出口沿所述過濾元件而設(shè)置在不同于流體進(jìn)料口的另一水平處； 其中，未過濾的滯留物經(jīng)由所述滯留物出口而從在所述過濾元件的進(jìn)料側(cè)的第一空間中排出，使得流體在流體進(jìn)料口與滯留物出口之間產(chǎn)生壓降，從而迫使流體從流體進(jìn)料口越過過濾元件而流到滯留物出口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過濾方法，其中，使用所述錯(cuò)流過濾組件，該組件的滯留物出口設(shè)置在過濾元件的上端，流體進(jìn)料口位于過濾元件的下端； 其中，流體在流體進(jìn)料口與滯留物出口之間產(chǎn)生從過濾元件的下端至上端的壓降。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的過濾方法，其中，使用錯(cuò)流過濾組件，該組件的進(jìn)氣口位于滲透液出口的上方； 其中壓縮氣體直接被輸送到所述第二空間的上部。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的過濾方法，其中，使用親水性過濾元件來阻止所述氣體流經(jīng)過濾元件。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的過濾方法，其中，通過控制裝置而將經(jīng)由進(jìn)氣口而被輸送到在所述過濾元件的滲透液側(cè)的第二空間中的氣體的氣壓調(diào)節(jié)到某一值，該值在過濾期間大體上等于或低于在所述過濾元件的所述進(jìn)料側(cè)的所述第一空間中的所述平均流體壓力。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的過濾方法，其中，根據(jù)所需的滲透液產(chǎn)量通過控制裝置而調(diào)節(jié)經(jīng)由所述進(jìn)氣口而被輸送到所述第二空間中的氣體氣壓，且滲透液在過濾期間經(jīng)由滲透液出口而被導(dǎo)出。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的過濾方法，其中，在過濾循環(huán)開始時(shí)通過控制裝置來調(diào)節(jié)經(jīng)由所述進(jìn)氣口而被輸送到第二空間中的氣體氣壓，以獲得滲透液在滲透液側(cè)的所需起始水平，該起始水平優(yōu)選低于過濾元件在過濾期間的高度的一半，更優(yōu)選為所述高度的5% -25%。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的過濾方法，其中，輸送到所述第二空間內(nèi)的氣體氣壓在過濾期間隨時(shí)間而逐漸降低。
12.一種用于反沖洗過濾組件的方法，所述組件包括: -在其中設(shè)置有至少一個(gè)過濾元件的殼體，所述過濾元件在所述殼體內(nèi)在其過濾表面的進(jìn)料側(cè)限定出第一空間，以及在相對(duì)的滲透液側(cè)限定出第二空間； -在所述過濾元件的進(jìn)料側(cè)的第一空間內(nèi)開有流體進(jìn)料口 ；以及 -與在所述過濾元件的滲透液側(cè)的第二空間流體連通的滲透液出口 ； 其中所述過濾元件直立布置，且滲透液出口位于過濾元件的下端；以及 在所述過濾元件的滲透液側(cè)設(shè)置有在第二空間內(nèi)的進(jìn)氣口 ； 該方法包括下列步驟: -將壓縮的清洗液輸送到在所述過濾元件的滲透液側(cè)的第二空間中； -從在所述過濾元件的進(jìn)料側(cè)的第一空間中排出過濾后的清洗液；以及 -將壓縮氣體輸送到在過濾元件的滲透液側(cè)的第二空間中；` 其特征在于: 在反沖洗期間將壓縮氣體輸送到第二空間中的步驟與以下步驟同時(shí)進(jìn)行:將壓縮的清洗液輸送到第二空間中，以及從第一空間中排出過濾后的清洗液，以避免出現(xiàn)清洗液在反沖洗期間從第一空間回流到第二空間的負(fù)回流。
13.一種采用前述權(quán)利要求之一所述的方法的過濾組件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于操作過濾組件(4)的方法，所述過濾組件(4)包括在其中設(shè)置有至少一個(gè)過濾元件(7)的殼體(5)，所述過濾元件在所述殼體內(nèi)在其過濾表面的進(jìn)料側(cè)限定出第一空間(10)，以及在相對(duì)的滲透液側(cè)限定出第二空間(11)；在所述過濾元件的所述進(jìn)料側(cè)的所述第一空間內(nèi)開有流體進(jìn)料口(14)；以及與在所述過濾元件的所述滲透液側(cè)的所述第二空間流體連通的滲透液出口(17)；其中所述過濾元件直立布置。滲透液出口位于過濾元件的下端。在所述過濾元件的所述滲透液側(cè)的所述第二空間內(nèi)設(shè)置有進(jìn)氣口(18)。在過濾期間，壓縮氣體被輸送到第二空間內(nèi)。
文檔編號(hào)B01D61/10GK103118768SQ201180038427
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
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