優(yōu)先權(quán)要求該pct國際申請要求2014年10月22日提交的美國臨時(shí)申請no.62/067,127的優(yōu)先權(quán)，后者的主題的全部內(nèi)容以引用方式并入本文中。說明書本公開涉及設(shè)計(jì)用于浸入污染水箱的使用膜束封罩和脈沖曝氣的中空纖維膜過濾系統(tǒng)，以及操作方法。
背景技術(shù)：
：多年以來已經(jīng)使用了各種各樣的膜過濾系統(tǒng)來處理污水，例如排污水或廢水。這些系統(tǒng)在復(fù)雜性和成本方面各不相同。為了使處理過程更具成本效益，已經(jīng)開發(fā)了淹沒式膜過濾過程，其中包括中空纖維過濾膜的膜組件淹沒在大水箱中，并利用施加到中空纖維膜的濾出液側(cè)的抽吸來收集濾出液。這導(dǎo)致懸浮物質(zhì)聚集在中空纖維膜表面的外側(cè)上，繼而降低了過濾性能。因此，需要一種從表面移除這些物質(zhì)的有效方法。這些膜系統(tǒng)的有效性和可行性很大程度上取決于存在有效方式來清潔中空纖維膜的表面，使得中空纖維膜不會變得阻塞和/或失去其有效性。常見的清潔方法包括使用液體滲透物和/或氣體進(jìn)行反沖洗、松弛、化學(xué)清潔以及使用呈氣泡形式的氣體進(jìn)行膜表面曝氣。在曝氣系統(tǒng)中，將氣體引入到膜組件的基部中。氣泡隨后向上行進(jìn)以擦洗膜表面，從而移除形成于膜表面上的結(jié)垢物質(zhì)。所產(chǎn)生的剪切力很大程度上依賴于初始?xì)馀菟俣?、氣泡大小和施加至氣泡的合力。為了增?qiáng)洗擦，必須應(yīng)用更多的氣體。然而，能量消耗隨著氣體體積的增大而增大。對于受處理的液體具有大量懸浮物質(zhì)的應(yīng)用來說，曝氣系統(tǒng)容易被堵塞。一種在減少能量消耗的同時(shí)仍獲得高效膜清洗的方式是循環(huán)曝氣(例如，小氣泡分散曝氣)。循環(huán)曝氣系統(tǒng)循環(huán)地而不是連續(xù)地提供氣泡。為了提供這種循環(huán)操作，此類系統(tǒng)通常需要復(fù)雜的閥布置方式和控制方案，其成本抵消了循環(huán)系統(tǒng)的操作開支。此外，循環(huán)曝氣系統(tǒng)可具有有限的空氣流速操作范圍，這限制了降低操作成本的能力。例如，當(dāng)空氣流速減小到低于最小閾值時(shí)，循環(huán)曝氣系統(tǒng)可能會出現(xiàn)問題。此類問題可包括例如：膜池內(nèi)的液體循環(huán)不充分；膜表面擦洗不充分，這導(dǎo)致結(jié)垢和凝垢；以及曝氣系統(tǒng)部件(例如，噴嘴和分配管道)堵塞的可能性增大。減少能量消耗的另一個選擇是具備類似于zha等人的美國專利no.8,287,743(’743專利)中所描述的脈沖式氣升系統(tǒng)。根據(jù)’743專利，該系統(tǒng)包括膜組件，這些膜組件具有設(shè)置于膜組件的分配室下方的脈沖式氣升泵裝置。脈沖式氣升泵裝置被配置成從加壓源接收氣體，氣體置換脈沖式氣升裝置的氣體收集室內(nèi)的饋送液體，直到氣體達(dá)到一定水平。一旦氣體的體積達(dá)到一定水平，氣體即打破液封并且呈氣泡形式經(jīng)由分配室排放進(jìn)入膜組件的基部中。氣體排放還經(jīng)由脈沖式氣升泵吸入饋送液體，從而產(chǎn)生被設(shè)計(jì)來擦洗膜表面的兩相氣體/液體脈沖。’743專利的系統(tǒng)和方法可在一些應(yīng)用中提供一些益處。然而，它可能具有某些缺點(diǎn)和低效現(xiàn)象，例如，通過脈沖式氣升形成的氣泡可能會在其沿著膜組件向上移動時(shí)變形或偏移，由此降低洗擦效率。本發(fā)明所公開的實(shí)施例可有助于解決這些缺點(diǎn)和低效現(xiàn)象以及其他問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：在一個方面，本發(fā)明涉及一種膜過濾器組件，該膜過濾器組件被配置成在環(huán)境壓力下處理水箱中容納的液體。該組件可包括集管和含有多個大致垂直中空纖維膜的膜束，其中每個中空纖維膜的下端被固定在集管中。該組件還可包括氣化裝置，該氣化裝置適于周期性地產(chǎn)生氣泡并且被配置成在膜束內(nèi)釋放氣泡。該組件可進(jìn)一步包括封罩，該封罩通過從膜束的下部區(qū)域延伸到上部區(qū)域而大致圍繞膜束，其中該封罩被配置成保持引入到封罩中的液體，使得液體包圍膜束。氣泡可具有與封罩的橫截面積相對應(yīng)的橫截面積，使得氣泡的橫截面積在氣泡沿膜束流動時(shí)，占據(jù)封罩的基本上整個橫截面積。在另一個方面，本發(fā)明涉及一種膜過濾器組件，該膜過濾器組件被配置成在環(huán)境壓力下處理水箱中容納的液體。該組件可包括集管和含有多個大致垂直中空膜的膜束，其中每個中空纖維膜的下端被固定在集管中。該組件還可包括氣化裝置，該氣化裝置適于周期性地產(chǎn)生氣泡并且被配置成釋放氣泡。該組件可進(jìn)一步包括封罩，該封罩通過從膜束的下部區(qū)域延伸到上部區(qū)域而大致圍繞膜束。該封罩可被配置成保持引入到封罩中的液體，使得液體包圍膜束，并且保持引入到封罩中的氣泡，使得氣泡沿膜束的整個長度與膜束保持接觸。另一方面，本發(fā)明涉及一種操作膜過濾器組件的方法，該膜過濾器組件具有沿大致垂直取向布置的中空纖維膜，這些中空纖維膜浸沒于水箱中的液體中。該方法可包括操作浸沒于液體中的組件。該組件可包括集管和含有多個中空纖維膜的膜束，其中每個中空纖維膜的下端被固定在集管中。該組件還可包括氣化裝置，該氣化裝置適于周期性地產(chǎn)生氣泡并且被配置成在膜束內(nèi)釋放氣泡。該組件可進(jìn)一步包括封罩，該封罩通過從膜束的下部區(qū)域延伸到上部區(qū)域而大致圍繞膜束，其中該封罩被配置成保持引入到封罩中的液體，使得液體包圍膜束。該方法還可包括向滲透物收集室施加小于水箱的環(huán)境壓力的壓力，所述滲透物收集室與中空纖維膜流體連通，其中施加壓力被配置成導(dǎo)致液體的一部分作為滲透物經(jīng)過中空纖維膜進(jìn)入滲透物收集室中。該方法可進(jìn)一步包括向氣化裝置供應(yīng)氣體流以產(chǎn)生氣泡。氣泡具有與封罩的橫截面積相對應(yīng)的橫截面積，使得氣泡的橫截面積在氣泡沿束流動時(shí)，占據(jù)封罩的基本上整個橫截面積。另一方面，本發(fā)明涉及一種擦洗沿大致垂直取向布置的中空纖維膜的外表面的方法，這些中空纖維膜浸沒于水箱中的液體中。該方法可包括操作浸沒于液體中的組件。該組件可包括集管和含有多個中空纖維膜的膜束，其中每個中空纖維膜的下端被固定在集管中。該組件還可包括氣化裝置，該氣化裝置適于周期性地產(chǎn)生氣泡并且被配置成在膜束內(nèi)釋放氣泡。該組件可進(jìn)一步包括封罩，該封罩通過從膜束的下部區(qū)域延伸到上部區(qū)域而大致圍繞膜束，其中該封罩被配置成保持引入到封罩中的液體，使得液體包圍膜束。該方法還可包括向滲透物收集室施加小于水箱的環(huán)境壓力的壓力，所述滲透物收集室與中空纖維膜流體連通，其中施加壓力被配置成導(dǎo)致液體的一部分作為滲透物經(jīng)過中空纖維膜進(jìn)入滲透物收集室中。該方法可進(jìn)一步包括向氣化裝置供應(yīng)氣體流以產(chǎn)生氣泡，其中封罩導(dǎo)致氣泡沿膜束的整個長度與膜束保持接觸。另一方面，本發(fā)明涉及一種將中空纖維膜組件凝垢的方法。該方法可包括暫時(shí)終止向組件施加真空壓力。該組件可包括集管和含有多個中空纖維膜的膜束，其中每個中空膜的下端被固定在集管中。該組件還可包括氣化裝置，該氣化裝置適于周期性地產(chǎn)生氣泡并且被配置成在膜束內(nèi)釋放氣泡。該組件可進(jìn)一步包括封罩，該封罩通過從膜束的下部區(qū)域延伸到上部區(qū)域而大致圍繞膜束，其中該封罩被配置成保持引入到封罩中的液體，使得液體包圍膜束。該方法還可包括向氣化裝置供應(yīng)氣體流以生成多個氣泡，其中氣泡沿膜束的整個長度與膜束保持接觸。氣泡可通過將污泥分解并將其提升到封罩的頂部之外而對中空纖維膜除垢。另一方面，本發(fā)明涉及與浸沒于液體中的膜過濾器組件一起使用的氣化裝置。該裝置可包括連接到噴嘴的外部套管，該外部套管限定主腔室，其中該主腔室具有開放下端。該裝置還可包括管件，該管件在主腔室內(nèi)延伸，使得管件的下端升高到外部套管的下端之上。該裝置可進(jìn)一步在主腔室內(nèi)包括定位在管件外部的桶，其中桶的底部位于管件的下端之下。氣化裝置可被配置成當(dāng)主腔室中的一定體積的氣體置換了足夠體積的液體并且到達(dá)管件的下端時(shí)，使氣泡向上脈動穿過管件進(jìn)入膜過濾器組件的膜束中。附圖說明圖1為膜過濾器組件的一個示例性實(shí)施例的透視圖。圖2為膜行的一個示例性實(shí)施例的透視圖。圖3為膜行的一個示例性實(shí)施例的一部分的放大透視圖。圖4a為示例性膜束封罩組裝件的頂視圖。圖4b為示例性膜束封罩組裝件和纖維束的一部分的頂視圖。圖5a為膜過濾器組件的一個示例性實(shí)施例的頂視圖。圖5b為膜過濾器組件的一個示例性實(shí)施例的頂視圖。圖6為浸沒于水箱中的膜過濾器組件的一個示例性實(shí)施例的側(cè)視圖。圖7為示例性束主體和纖維束的一部分的橫截面?zhèn)纫晥D。圖8為纖維束組裝件有關(guān)的部件的多個示例性實(shí)施例的組裝視圖。圖9為纖維束組裝件的一個示例性實(shí)施例的一部分的倒置局部透視圖。圖10為示例性膜行的一部分的透視圖。圖11為束主體和纖維束組裝件的一個示例性實(shí)施例的倒置局部透視圖。圖12為束主體和示例性氣化裝置的透視圖。圖13為圖12的氣化裝置的透視圖。圖14a至圖14c示出了用于在圖12的氣化裝置中產(chǎn)生氣泡的空氣進(jìn)氣循環(huán)。圖15a至圖15c示出了用于在圖12的氣化裝置中產(chǎn)生氣泡的排氣循環(huán)。圖16為束主體和圖12的氣化裝置的橫截面視圖。圖17為示例性氣化裝置的透視圖。圖18為示例性氣化裝置的透視圖。圖19為被配置成下部曝氣管件的膜行的一個示例性實(shí)施例的示意性橫截面?zhèn)纫晥D。圖20為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的下部曝氣管件組裝件的透視圖。圖21為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的下部曝氣管件組裝件的放大透視圖。圖22a、圖22b和圖22c為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的氣化裝置的橫截面視圖和透視圖。圖23a、圖23b和圖23c為根據(jù)多個示例性實(shí)施例的束主體的側(cè)視圖。圖24a、圖24b和圖24c為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的束主體和氣化裝置的側(cè)視圖。圖25為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的束主體和氣化裝置的透視圖。圖26a、圖26b和圖26c為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的氣化裝置的橫截面視圖和透視圖。圖27為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的氣化裝置的示意圖。圖28為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的氣化裝置的側(cè)視圖。圖29為接納于經(jīng)受間歇性曝氣的水箱中的膜行的一個示例性實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D。圖30為接納于經(jīng)受脈沖式曝氣的水箱中的膜行的一個示例性實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D。圖31a為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的在膜束封罩組裝件中上升的氣泡的照片。圖31b為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的在膜束封罩組裝件中上升的氣泡的照片。圖32為接納于水箱中的具有間歇性保持架的膜行的一個示例性實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D。圖33為具有間歇性保持架的膜行的一個示例性實(shí)施例的透視圖。圖34為具有第二集管的膜行的一個示例性實(shí)施例的透視圖。圖35為行封罩組裝件的一個示例性實(shí)施例。圖36為圖35所示示例性實(shí)施例的細(xì)部圖。圖37為膜束封罩的一個示例性實(shí)施例的橫截面視圖。圖38為膜束封罩的一個示例性實(shí)施例的局部透視圖。圖39為行封罩組裝件的一個示例性實(shí)施例的頂視圖。圖40為圖35所示示例性實(shí)施例的細(xì)部圖。圖41為行封罩組裝件的另一個示例性實(shí)施例的透視圖。圖42為圖41的示例性行封罩組裝件的多個部分的組裝透視圖。圖43為圖41所示示例性實(shí)施例的一部分的細(xì)節(jié)透視圖。圖44為圖27的示例性行封罩組裝件的一部分的細(xì)節(jié)透視圖。圖45為上升管聯(lián)接組裝件的一個示例性實(shí)施例的細(xì)部圖。圖46為纖維板的一個示例性實(shí)施例。圖47為纖維板的一個示例性實(shí)施例。圖48為纖維板的一個示例性實(shí)施例。圖49為纖維板的一個示例性實(shí)施例。圖50為纖維板的一個示例性實(shí)施例。圖51為纖維板的一個示例性實(shí)施例。圖52為纖維板的一個示例性實(shí)施例。圖53為纖維板的一個示例性實(shí)施例。圖54為纖維板的一個示例性實(shí)施例。圖55為用于測試膜行的示例性實(shí)施例的試驗(yàn)系統(tǒng)的流程示意圖。圖56為膜行的不同配置的結(jié)垢速率的圖表。圖57為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的膜行的第一配置的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖58為圖57的散點(diǎn)圖的一部分的放大圖。圖59為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的膜行的第二配置的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖60為圖59的散點(diǎn)圖的一部分的放大圖。圖61為根據(jù)多個示例性實(shí)施例的膜行的第三配置和第四配置的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖62為圖61的散點(diǎn)圖的對應(yīng)于膜行配置4的一部分的放大圖。圖63為圖61的散點(diǎn)圖的對應(yīng)于膜行配置3的一部分的放大圖。圖64為兩個不同的膜行配置的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖65為兩個不同的膜行配置在三個不同的滲透物通量率下的結(jié)垢速率的圖表。圖66為以三個不同的滲透物通量率操作的膜行的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖67為以三個不同的滲透物通量率操作的膜行的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖68為以兩個不同的曝氣氣流速率操作的膜行的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖69為以兩個不同的滲透物通量率操作的膜行的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖70為膜行的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖71為根據(jù)操作超過120天的一個示例性實(shí)施例的膜行的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖72和圖73為根據(jù)操作45天的一個示例性實(shí)施例的膜行的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖74為以三個不同的曝氣氣流速率操作的膜行的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖75為以三個不同的曝氣氣流速率操作的膜行的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖76為以三個不同的曝氣氣流速率操作的膜行的測試結(jié)果的散點(diǎn)圖。圖77為在松弛循環(huán)之前具有多個凝垢纖維束的膜行的照片。圖78為在松弛循環(huán)之后圖77的膜行的照片。具體實(shí)施方式圖1示出了被配置用于膜過濾系統(tǒng)(未示出)的膜過濾器組件10的一個示例性實(shí)施例。組件10可包括一個或多個膜行12，該一個或多個膜行可彼此相鄰布置在框架14中以形成組件10。單個膜行12，如圖2和圖3所示，可包括集管16，該集管具有一個或多個中空纖維膜束18，該一個或多個中空纖維膜束附接到集管16的一個或多個束主體20。中空纖維膜束18可包括多個中空纖維膜32，并且在本文也稱為纖維束。每個中空纖維膜32可包括外部表面、固定于集管16中的下端以及通過水箱中的液體懸浮并且適于在液體中漂浮的密封的自由移動上端。單個膜行12還可在一端包括滲透物上升管22并且在另一端包括與集管16流體連通的曝氣上升管24。如圖1所示，滲透物上升管22和曝氣上升管24可從集管16沿中空纖維膜束18垂直地延伸到膜行12的上端26，在那里滲透物上升管22可連接到滲透物歧管28并且曝氣上升管24可連接到曝氣歧管30。滲透物歧管28和曝氣歧管30可被配置成流體地連接到組件10的任意數(shù)量的膜行12。圖3示出了單個膜行12的下端29的近視圖。如圖3所示，一個或多個氣化裝置34可定位在集管16的下方并且與集管16流體連通。每個氣化裝置34可被配置成接納通過曝氣上升管24供應(yīng)的氣體流36。通過使用氣體流36，每個氣化裝置34可被配置成產(chǎn)生氣泡并從集管16的束主體20釋放氣泡。例如，氣化裝置34和集管16可被配置成將氣泡釋放到每個纖維束18的中心。組件10可被配置成使得集管16具有與每個纖維束18和束主體20相對應(yīng)的一個氣化裝置34。組件10還可包括行封罩組裝件38，該行封罩組裝件可包括與每個纖維束18相對應(yīng)的一個或多個膜束封罩40。如圖2所示，行封罩組裝件38可被配置成例如在膜行12的每一端聯(lián)接到上升管22、24。如圖1和圖2所示，每個膜束封罩40可通過從對應(yīng)纖維束18的下端29延伸到上端26而包圍纖維束18。圖4a為根據(jù)一個示例性實(shí)施例的用于組件10的單個膜行12的示例性行封罩組裝件38的頂視圖。行封罩組裝件38可包括跨膜行12的寬度彼此相鄰的多個膜束封罩40。該具體實(shí)施例包括九個膜束封罩40；然而，在用于膜行12的行封罩組裝件38內(nèi)可以含有多于或少于九個膜束封罩40。例如，行封罩組裝件38可包括10、11、12或更多的，以及相反，8、7、6、5或更少的膜束封罩，這取決于膜行12所包括的纖維束18的數(shù)量。圖4b為一個膜束封罩40的放大視圖。單個纖維束18可定位在每個膜束封罩40的每個內(nèi)部開口內(nèi)。通過包圍每個纖維束18，膜束封罩40可被配置成保持引入到每個膜束封罩40中的液體，使得液體包圍對應(yīng)的纖維束18。纖維束18可示為如圖4b所示，當(dāng)從頂部或底部觀察時(shí)，具有大體圓形形狀。然而，纖維束18可具有除圓形之外的外部形狀，例如橢圓形、長方形、正方形或其他類似形狀。如圖5所示，膜行12可彼此相鄰布置，以形成組件10。圖5所示的示例性組件10具有組件長度l和組件寬度w，其中膜行12的數(shù)量形成組件陣列的大小和形狀。在圖5所示的示例性實(shí)施例中，對于該單一示例性組件10中的中空纖維膜32的總共396個纖維束18來說，組件10包括兩列22個膜行12，并且44個行各自包括九個纖維束18。例如，在其中每個纖維束18含有280個中空纖維膜32的實(shí)施例中，組件10含有110880個中空纖維膜32?？梢栽O(shè)想其他過濾組件構(gòu)形。例如，在其中每個組件10具有450個纖維束18的實(shí)施例中，這些纖維束各自含有364個中空纖維膜32，組件10將包括163800個中空纖維膜32。在另一個示例性實(shí)施例中，如圖5b所示，在每個膜行12中可以含有八個膜束封罩40和纖維束18。請注意，在膜行12的每一端，每個膜束封罩40和纖維束18的一部分由于滲透物歧管28和曝氣歧管30而部分隱藏。在該構(gòu)形中，對于該單一示例性組件10中的中空纖維膜32的總共336個纖維束18來說，組件10包括兩列21個膜行12，并且42個行各自包括八個纖維束18。例如，在其中每個纖維束18含有336個中空纖維膜32的實(shí)施例中，組件10含有112896個中空纖維膜32。每個組件10的有效膜面積可例如隨著束18中的中空纖維膜32的數(shù)量(即，纖維束18的堆積密度)、每個中空纖維膜32如本文更詳細(xì)闡述從纖維板表面到纖維頂部密封件的起點(diǎn)的長度、纖維束18的大小和數(shù)量以及所安裝或所使用的膜行12的數(shù)量而變化。根據(jù)一些實(shí)施例，組件10可被配置成通過部分加載而操作和/或可包括根據(jù)需要添加或刪除的膜行12。膜行和組件10所用的中空纖維膜的長度可變化。在一些實(shí)施例中，中空纖維膜可為例如約1.5m至約1.65m、約1.65m至約1.75m、約1.75m至約1.85m、約1.85m至約1.95m、約1.95m至約2.05m、約2.05至約2.15m、約2.15m至約2.25m、約2.25m至約2.35m、約2.35m至約2.45m、約2.45m至約2.55m、約2.55m至約2.65m或約2.65m至約2.75m。膜行和組件和組件所用的中空纖維膜的直徑可變化。在一些實(shí)施例中，中空纖維膜的直徑可為例如約1mm至約5mm或2mm至約3mm。纖維直徑可能會影響關(guān)于設(shè)計(jì)和系統(tǒng)性能的各個因素。例如，纖維直徑可能會影響堆積密度。更具體地講，纖維直徑越大，可堆積到具有相同橫截面積的膜束中的纖維的數(shù)量越小。采用較大纖維時(shí)，每個纖維可具有較大的膜表面積，但每個膜束的整體膜面積可由于具有相同橫截面積的每個膜束所含纖維減少而減小。纖維的剛度可取決于纖維直徑，并且可影響纖維在操作期間的移動。對纖維移動的影響可能會影響結(jié)垢特征。例如，具有較大直徑的纖維可以更加剛性，這可減小操作期間的運(yùn)動范圍，從而使得纖維表面更易于結(jié)垢。膜組件操作概述如本文所述，組件10可與膜過濾系統(tǒng)一起用于在環(huán)境壓力下處理含有固體(例如，懸浮固體)的液體42，該液體被容納或固持在水箱44或其他容器(例如，水盆、水池、貯存器等)中。如圖6所示，組件10可被定位(例如，懸置)在水箱44內(nèi)并且浸沒于液體42中。圖6所示的組件10可包括任意數(shù)量的膜行12。例如，組件10可包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16或更多個膜行12。如圖6所示，示例性水箱44可示為具有液體深度d，該深度大于組件10的行封罩高度c。組件10的底部與水箱44的底部之間的距離或空間可稱為組件空間并且用參考字母s來表示。組件10的包括有效膜材料的部分可具有可以至少稍微大于行封裝件組裝件高度c的高度m，其中使相對于行封裝件組裝件高度c的高度m最大化可以為具體組件提供最大量的有效膜面積。有效膜的底部的一部分可示為罐籠間隙g，可確定該罐籠間隙以優(yōu)化給定組件的過濾性能。可選擇罐籠間隙g的高度以將所需流入量的新液體42(例如，淤渣)提供到膜行12中，因?yàn)檫@可能是膜行12的接觸進(jìn)入液體42的唯一開放區(qū)域。換句話講，該罐籠間隙g高度的選擇有助于優(yōu)化每個膜行12和組件10的性能，并且可取決于多個因素包括過濾期望發(fā)生的速度、進(jìn)入液體42淤渣的污染水平以及多個額外因素而選擇。根據(jù)一個示例性實(shí)施例的罐籠間隙g的高度可大于0且小于6英寸，包括介于1英寸與5英寸之間。如果需要，罐籠間隙g可保持具有置于行封裝件組裝件38下方的間隙隔離物或其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在一些實(shí)施例中，罐籠間隙g可為例如大約0.5英寸、1英寸、2英寸、3英寸、4英寸、5英寸或更大。從罐籠間隙的底部到水箱44的底部的距離可以是高度h并且稱為水箱44的混合區(qū)。圖6所示的箭頭示意性地描繪了液體42關(guān)于組件10的示例性流動路徑。如箭頭所示，液體42可向上流過行封裝件組裝件38并且流到組件10的頂部之外。液體42可從組件10的頂部向下回流，一路混合。可向組件10并且跨纖維束18施加小于環(huán)境壓力(即，真空)的壓力以導(dǎo)致發(fā)生過濾。可通過滲透物歧管28和滲透物上升管22向組件10的每個膜行12施加該壓力，該滲透物上升管可與集管16內(nèi)的滲透物室46(參看圖7)流體連通。圖7示出了根據(jù)一個示例性實(shí)施例的集管16的包括滲透物室46的一部分的一個束主體20的橫截面。滲透物室46可與多個中空纖維膜32內(nèi)的內(nèi)部中空腔流體連通。因此，當(dāng)中空纖維膜32的內(nèi)部腔受到差壓時(shí)，液體42的包圍纖維束18的一部分將經(jīng)過中空纖維膜32的孔并且將進(jìn)行過濾以產(chǎn)生澄清液體(滲透物)，澄清液體隨后可被收集。來自先前未處理液體42的固體材料的至少一些可保持在中空纖維膜32的一側(cè)上或保持在中空纖維膜32的孔中。滲透物可通過集管16的滲透物室46而利用壓力來抽取、通過滲透物上升管22而向上抽取(參看例如圖2)并且抽到滲透物歧管28之外(參看例如圖1)。在一些實(shí)施例中，如圖1至圖2所示的集管16可由彼此相鄰堆疊的多個束主體20形成。例如，根據(jù)一些實(shí)施例的集管16可由彼此相鄰堆疊的一個、兩個、三個、四個、五個、六個、七個、八個、九個或更多的束主體20形成。根據(jù)一些實(shí)施例，束主體20的直徑和纖維束18的對應(yīng)直徑以及中空纖維膜32的數(shù)量或直徑可取決于構(gòu)成膜行12的束主體20的數(shù)量而增大或減小。為了限制或減少中空纖維膜32的表面上的固體的積聚并且為了促進(jìn)液體42的循環(huán)，可從一個或多個氣化裝置34中釋放氣泡。這些氣泡可以沿中空纖維膜32通過，由此引入新的液體42，同時(shí)也擦拭中空纖維膜32的表面并且控制表面上固體的積聚。這種將氣泡釋放到中空纖維膜32的過程可在本文稱為曝氣或空氣擦拭。氣化裝置的設(shè)計(jì)和操作存在可用于對中空纖維膜32進(jìn)行曝氣的多種方法和氣化裝置。例如，曝氣方法可包括連續(xù)曝氣、間歇性曝氣和脈沖式曝氣。連續(xù)曝氣可包括其中從每個氣化裝置連續(xù)地釋放基本上連續(xù)的小氣泡流以擦拭中空纖維膜32的表面的曝氣。間歇性曝氣可包括其中當(dāng)氣體流36被供應(yīng)到組件10時(shí)，從每個氣化裝置釋放基本上連續(xù)的小氣泡流一定時(shí)間(例如，循環(huán)地打開和關(guān)閉)以擦拭中空纖維膜32的表面的曝氣。通常，間歇性曝氣一直是用于清潔浸沒式膜的常規(guī)曝氣方法。例如，美國專利no.6,245,239公開了用于浸沒式膜組件的循環(huán)曝氣。間歇性曝氣由于節(jié)能而一直由于連續(xù)曝氣，可通過不對全部膜連續(xù)地曝氣而實(shí)現(xiàn)節(jié)能，同時(shí)仍保持令人滿意的性能。最近，已經(jīng)引入了脈沖式曝氣，其中可在氣體流36被供應(yīng)到組件10時(shí)，從氣化裝置周期性地釋放較大氣泡以擦拭中空纖維膜32的表面。為了進(jìn)行脈沖式曝氣，可以向氣化裝置連續(xù)地供應(yīng)氣體流36并且較大氣泡釋放的速率取決于氣體流36的流速。間歇性曝氣氣化裝置在圖8中示出被配置用于間隙性曝氣的氣化裝置34a的一個實(shí)施例。圖8為示出了氣化裝置34a的分解組裝視圖，該氣化裝置是單個束主體20、曝氣管件48和纖維板50的一個實(shí)施例。纖維板50、曝氣管件48和中空纖維膜32(未示出)可包括纖維束組裝件52。圖9示出了來自圖8的束18、纖維板50和曝氣管件48，它們呈組裝狀態(tài)并且倒置成使得曝氣管件48延伸超出中空纖維膜32。如圖9所示，多個中空纖維膜32可各自延伸穿過纖維板50中的對應(yīng)的孔。圖10示出了多個纖維束組件52，該多個纖維束組件具有延伸的曝氣管件48，這些曝氣管件相對于它們的束主體20定位，這些束主體可被定位在膜行12的集管16中。圖11為示出了相對于纖維束組裝件52在組裝位置的束主體20的橫截面透視圖，并且此外示出了與束主體20接合的曝氣管件48。具體地講，曝氣管件48的外表面設(shè)置有可與束主體20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)接合以將部件相對于彼此鎖定的結(jié)構(gòu)(例如，延伸的圓形凸緣)。如圖所示，曝氣管件48可延伸穿過束主體20的中心，其中曝氣管件的端部之一被定位在可能位于曝氣管件48的遠(yuǎn)側(cè)端部附近的曝氣室54內(nèi)。如圖所示，束主體20還可包括至少一個滲透物室46。另選地，在束主體20的一些實(shí)施例中(例如，圖7和圖11)，曝氣管件48可停在剛好在纖維板50下面的灌封材料內(nèi)。在該配置(未示出)中，纖維板可被修改以適應(yīng)曝氣管件48與纖維束18之間留下的間隙。另一個選擇是將可釋放的灌封插塞插入曝氣管件48與纖維板50之間，該灌封插塞充當(dāng)密封件以防止灌封材料進(jìn)入曝氣管件。一旦灌封材料硬化，即可移除灌封插塞。圖11示為具有脫離的氣化裝置34a，但氣化裝置34a可以可旋轉(zhuǎn)地連接到束主體20。在圖11未示出的其他實(shí)施例中，氣化裝置可使用其他傳統(tǒng)手段如粘合劑、緊固件、閂鎖、摩擦配合件或螺紋鎖而附接到束主體。當(dāng)連接到束主體20時(shí)，氣化裝置34a可以經(jīng)由孔口60而從曝氣室54接收氣體流36并將氣體流36引入氣化裝置34a的中心，氣化裝置與曝氣管件48流體連通。因此，當(dāng)氣體流36被供應(yīng)到氣化裝置34a時(shí)，氣化裝置34a可產(chǎn)生大體連續(xù)的小氣泡流，該小氣泡流可以經(jīng)由曝氣管件48而被釋放到纖維束18的中心。間歇性曝氣過程可包括經(jīng)由曝氣室54而向氣化裝置34a在特定時(shí)間段間歇性地供應(yīng)氣體流36，且隨后終止氣體流36。例如，根據(jù)一個實(shí)施例，曝氣可發(fā)動大約120秒至24小時(shí)的時(shí)間，并且隨后曝氣可停止剛好超過0秒至大約120秒的時(shí)段。曝氣取決于時(shí)間長度而發(fā)動或啟動，該循環(huán)可重復(fù)至少一次，也可能貫穿每個24小時(shí)時(shí)段重復(fù)多次。脈沖式曝氣為進(jìn)行脈沖式曝氣，可向氣化裝置連續(xù)地或間隙地供應(yīng)氣體流36。但與間歇性曝氣不同，氣化裝置可被配置成使得可以周期性地釋放大的氣泡，而不是在供應(yīng)氣體流36時(shí)連續(xù)地釋放多個較小的氣泡。圖12和圖13示出了被配置用于脈沖式曝氣的氣化裝置34b的一個示例性實(shí)施例。圖12示出了附接到束主體20的氣化裝置34b，而圖13示出了從束主體20脫離的氣化裝置34b。用于脈沖式曝氣的氣化裝置的另外的實(shí)施例在本文中公開并且還將詳細(xì)地描述?？梢赃M(jìn)行脈沖式曝氣的過程通過圖14a至圖14c和圖15a至圖15c示出。圖14a至圖14c示出了進(jìn)氣循環(huán)，而圖15a至圖15c示出了用于脈沖式曝氣氣化裝置34b的排氣循環(huán)。如圖14a至圖14c和圖15a至圖15c所示的氣化裝置34b的結(jié)構(gòu)與圖12至圖13所示的實(shí)施例相對應(yīng)。然而，該結(jié)構(gòu)只是為了進(jìn)行示意性的說明并且如本文所述和所示的脈沖式曝氣的過程并不限于氣化裝置34b，而是一般來講適用于所有脈沖式曝氣氣化裝置包括本文所公開的那些氣化裝置。如圖14a至圖14c所示，氣體流36可被供應(yīng)到氣化裝置34b并且氣體可填滿氣化裝置34b的內(nèi)部工作體積。在一些實(shí)施例中，氣體流36可經(jīng)由定位在氣化裝置34下方的曝氣室54或曝氣管件(未示出)而供應(yīng)到每個氣化裝置34，如本文進(jìn)一步詳細(xì)描述。氣化裝置34b內(nèi)的液體水平可通過氣體向下移位，直到它達(dá)到管件的底部開放端。如圖15a至圖15c所示，通過破壞液壓密封，內(nèi)部工作體積中所收集的基本上全部體積的空氣可經(jīng)由管件而快速向上抽取，從而導(dǎo)致空氣脈沖作為大的氣泡56而離開管件的上端。同心的氣化裝置圖16示出了連接到束主體20(中空纖維膜32未示出)的被配置用于進(jìn)行脈沖式曝氣的氣化裝置34b的橫截面視圖。氣化裝置34b可在本文稱為同心氣化裝置。如圖16所示，同心氣化裝置34b可具有噴嘴100、外部套管102、管件104和桶106。噴嘴100可限定饋送室108和節(jié)流閥110，該節(jié)流閥被配置成將來自曝氣室54的氣體流36接收到饋送室108中。在一些實(shí)施例中，噴嘴100可被配置成可釋放地且可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到束主體20。噴嘴100可具有例如一個或多個凸塊112，該一個或多個凸塊延伸到噴嘴100之外并且被配置成接合束主體20中的狹槽。外部套管102可連接到噴嘴100并且被配置成限定主室114。主室114可與饋送室108流體連通。外部套管102可形成具有開放下端116的大體圓柱形形狀。在其他實(shí)施例中，外部套管102可限定其他形狀，如正方形、橢圓形、長方形等等。如圖16所示，管件104可被配置成例如通過插入噴嘴100的凹陷部118中而聯(lián)接到噴嘴100。在一些實(shí)施例中，管件104可被固定到噴嘴100或構(gòu)成噴嘴100必需的一部分。管件104可從凹陷部118向下延伸穿過饋送室108并且進(jìn)入主室114中。管件104可延伸到主室114中位于外部套管102的下端116上方的一定距離處。管件104的下端116可以是對主室114開放的。如圖16所示，桶106可以在主室114內(nèi)定位在管件104之外。桶106可被配置成附接到管件104、外部套管102和/或噴嘴100并且可以是與管件104、外部套管102和束主體20同心的。桶106的上端120可以是對主室114開放的并且桶106的蓋122可以是密封的。桶106的蓋122可被定位在管件104的下方，這樣由桶106限定的體積可與管件104流體連通。桶106的蓋122還可如圖16所示升高到外部套管102的下端116的上方。氣化裝置34b的各個部件的尺寸可設(shè)定成使得當(dāng)從上方或從下方觀察時(shí)，氣化裝置34b被包含在束主體20的覆蓋區(qū)內(nèi)。當(dāng)氣體流36未供應(yīng)到氣化裝置34b時(shí)，主室114和饋送室108可充滿經(jīng)由外部套管102的開放下端116引入的液體42(未示出)。當(dāng)氣體流36供應(yīng)到曝氣室54時(shí)，氣體可穿過節(jié)流閥110流入饋送室108和主室114中并且置換液體42。當(dāng)主室114中的一定體積的氣體置換足夠體積的液體42，由此使得液體42的水平達(dá)到管件104的下端時(shí)，液壓密封可被破壞并且饋送室108和主室114中所收集的一定體積的空氣可作為空氣脈沖而通過管件104向上抽取(例如，虹吸)，并且該空氣脈沖可作為氣泡56從束主體20釋放出來。氣泡56可從束主體20的中心釋放到纖維束18的中心(未示出)。偏置的氣化裝置圖17示出了根據(jù)另一個實(shí)施例的被配置用于脈沖曝氣的氣化裝置34c。該實(shí)施例可在本文稱為180度偏置的氣化裝置34c。氣化裝置34c可以類似于如本文所述的同心的氣化裝置。更具體地講，氣化裝置34c可包括相同的或基本上類似的噴嘴100、外部套管102和管件104。同心的氣化裝置34b與180度偏置的氣化裝置34c之間的主要差別可以是桶。氣化裝置34c可包括桶124，但如圖17所示，桶124可以不同于同心的氣化裝置34b的桶106。桶124如圖17所示可具有封閉底部124和開放頂部128。桶124可被配置成限定大體碗形室130。碗形室的內(nèi)表面可以是從頂部128到底部126凹面的。桶124還可被配置成使得室130僅僅部分地圍繞管件104。例如，如圖17所示，室130可圍繞管件104的周長延伸大約180度。在其他實(shí)施例中，室130可圍繞管件104延伸超過180度或少于180度。例如，圖18示出了被配置用于脈沖式曝氣的氣化裝置34d的另一個實(shí)施例。該實(shí)施例可在本文稱為100度偏置的氣化裝置34d。氣化裝置34d可被配置成與氣化裝置34c相同或基本上類似，但室130可圍繞管件104延伸大約100度。如圖17和圖18所示，桶124可具有側(cè)壁132，該側(cè)壁環(huán)繞管件104并且從管件104的外表面徑向地延伸到外部套管102的內(nèi)表面。側(cè)壁132可被配置成從室130的底部126延伸到頂部或如圖17和圖18所示，側(cè)壁132可朝向噴嘴100向上延伸越過碗狀物的頂部128。在一些實(shí)施例中，例如圖17所示，側(cè)壁132的每一側(cè)均可處于與頂部128不同的高度處。具有不同高度的側(cè)壁132導(dǎo)致液體42首先越過兩個側(cè)壁132中的較低者從一個方向進(jìn)入桶124的室130中，隨后液體越過兩個側(cè)壁132中的較高者從相反的方向進(jìn)入。使液體42首先從一個方向進(jìn)入桶124并且隨后添加第二方向可增大桶124內(nèi)的湍流度。湍流度增大可能有助于從桶124中移除碎屑?？梢栽O(shè)想的是，在其他實(shí)施例中，可以改變、組合或修改氣化裝置34a、34b和34c的部件(例如，噴嘴100、外部套管102、管件104以及桶106和124)中的一個或多個。例如，在其他實(shí)施例中，噴嘴100、外部套管102和管件104可以都是一個連續(xù)件。下部曝氣在膜行12的一些示例性實(shí)施例中，可經(jīng)由下部曝氣管件向氣化裝置34(例如，34b、34c和34d)供應(yīng)氣體流36，而不是通過集管16的曝氣室54供應(yīng)氣體流36。例如，如圖19所示，膜行12可被配置成使得氣體流36可從曝氣上升管24穿過曝氣底座62引導(dǎo)到下部曝氣管件64。下部曝氣管件64可從膜行12的一側(cè)延伸到另一側(cè)。在一些實(shí)施例中，如圖19所示，下部曝氣管件64可經(jīng)過氣化裝置34的下部。在一些實(shí)施例中，下部曝氣管件64可被配置成在氣化裝置34的下面經(jīng)過。如圖19所示，下部曝氣管件64可在與可能供應(yīng)有氣體流36的端部相對的端部包括沖洗支腿66。如圖19所示，對于利用了下部曝氣管件64的實(shí)施例來說，可從束主體20中除去曝氣室54，由此實(shí)現(xiàn)滲透物室46的增大。例如，如圖19所示，每個束主體20可包括單一室(即，滲透物室)，該單一室與中空纖維膜32的中空內(nèi)部和滲透物上升管22流體連通。下部曝氣管件64可包括多個孔口68，該多個孔口被配置成將氣體流36引導(dǎo)到每個氣化裝置34。例如，如圖19所示，下部曝氣管件64可具有至少一個孔口68，該至少一個孔口與例如每個氣化裝置34的中心大體對準(zhǔn)。孔口68可沿下部曝氣管件64的周長定位在多個位置。在一些實(shí)施例中，孔口68可定位在下部曝氣管件64的底部或頂部。根據(jù)一個示例性實(shí)施例，如圖19所示，孔口68可定位在下部曝氣管件64的頂部與底部的中間(即，與底部偏置90度)。將孔口定位成與底部偏置90度與將孔口定位在可以收集碎屑的下部曝氣管件54的底部相比，可以減小堵塞的可能性。另外，90度偏置沿下部曝氣管件64保持大體一致的壓降。下部曝氣管件64的橫截面積和孔口68的橫截面積可以進(jìn)行優(yōu)化，由此使得相等且足夠量的氣體流36可從每個孔口68排放出來，同時(shí)使得從沖洗支腿66排放出來的氣體流36的量最小化。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的是，孔口的大小取決于體積空氣流和孔口數(shù)量。另外，下部曝氣管件64的橫截面積和孔口大小可以變化，以管理速度和壓降。在一些實(shí)施例中，孔口68可為大約5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm或更大。如圖20所示，下部曝氣管件64可被配置成從行12的曝氣底座62(未示出)延伸到滲透物底座70。下部曝氣管件64可被配置成滑動且鎖定在適當(dāng)位置。例如，如圖20所示，下部曝氣管件64的一個端部可被配置成插入曝氣底座62中并且可例如用o型環(huán)密封。下部曝氣管件64的另一個端部可包括鍵突出部72，如圖21所示。鍵突出部72可被配置成經(jīng)過滲透物底座70中的鍵槽74，并且一旦經(jīng)過下部曝氣管件64，即可旋轉(zhuǎn)，使得鍵突出部72不再與鍵槽74對準(zhǔn)并且因此抵靠在滲透物底座70的內(nèi)表面上?？赏ㄟ^下部曝氣管件64的反向旋轉(zhuǎn)而從行12中移除下部曝氣管件64，使得鍵突出部72與鍵槽74對準(zhǔn)，并且由此可從滲透物底座70中取出下部曝氣管件64?？尚薷谋疚乃_的氣化裝置(例如，34b、34c和34d)中的任一個，以便與膜行12的下部曝氣管件64配置一起使用。例如，圖19所示的行12使用下部曝氣管件64與110度偏置的氣化裝置34d。圖22a、圖22b和圖22c示出了氣化裝置34d的一個示例性實(shí)施例，該氣化裝置已修改成使得其可與下部曝氣管件64配置一起使用。如圖22a至圖22c所示，氣化裝置34d的修改可包括使外部套管102在桶124的下方延伸得更遠(yuǎn)并且外部套管102可在下部包括對應(yīng)的開口，這些開口被配置成允許下部曝氣管件64經(jīng)過。另一個修改可以是如圖22a至圖22c所示除去饋送室108和節(jié)流閥110?？蓪饣b置34d和34c作出類似的修改以便利用下部曝氣管件64。根據(jù)一個示例性實(shí)施例，氣化裝置34可被配置成可釋放地連接到束主體20。在圖12至圖13中示出一個示例，其中氣化裝置34b可具有側(cè)向突出部，當(dāng)側(cè)向突出部和束主體20上的狹槽對準(zhǔn)并且氣化裝置34b旋轉(zhuǎn)時(shí)，這些側(cè)向突出部可與這些狹槽互鎖。在另一個示例中，如圖23b所示，束主體20可具有徑向向外延伸的突出部，這些突出部可被配置成當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，互鎖到氣化裝置34(例如，34b、34c和34d)上的對應(yīng)狹槽。根據(jù)一個示例性實(shí)施例，如圖23c所示，束主體20可具有從束主體20的底部延伸出來的兩個聯(lián)接特征76。氣化裝置34可具有對應(yīng)的聯(lián)接特征以便與聯(lián)接特征76互鎖。例如，如圖24a至圖24c所示，氣化裝置34b、34c和34d可具有從氣化裝置34的頂部延伸出來的對應(yīng)的聯(lián)接特征78，該聯(lián)接特征可被配置成插入束主體20的聯(lián)接特征76之間并且隨后氣化裝置如圖24b所示旋轉(zhuǎn)90度將使聯(lián)接特征76與聯(lián)接特征78互鎖。氣化裝置34b、34c、34d或束主體20可被配置成容納o型環(huán)以流體地密封聯(lián)接特征76和聯(lián)接特征78的連接，由此使氣化裝置的管件104與對應(yīng)束主體20的管件104流體地連接。在一些實(shí)施例中，束主體20和氣化裝置34可被配置為一個整體部件。例如，如圖25所示，氣化裝置34可被配置成束主體20的下部延伸部。在一些實(shí)施例中，氣化裝置34b、34c和34d可被配置成使得桶124可從外部套管102移除。例如，如圖26a至圖26c所示，桶124可經(jīng)由外部套管102的下端112插入并且桶124可具有凸塊134，該凸塊可卡扣到外部套管102的壁中的開口136中。桶124可以通過使凸塊134經(jīng)由開口136凹入并且向下拉動桶124而被移除。如果需要清潔、修復(fù)或檢查，那么移除或替換桶124的能力可以增大可用性。此外，替換桶124的能力可允許替換桶124的配置或大小。例如，可通過將桶124替換為圍繞管件102延伸180度的桶124而將110度偏置的氣化裝置34d轉(zhuǎn)化為180度偏置的氣化裝置34c。在一些實(shí)施例中，延伸少于或大于100度的桶124可用作替換件。在一些實(shí)施例中，不是替換桶124具有另一程度的偏置，而是替換桶124可具有可以變化的其他尺寸特征。例如，替換桶124可具有圍繞桶124的頂部128延伸的較高的或較低的側(cè)壁132。氣化裝置的尺寸優(yōu)化本文所述的氣化裝置34(例如，34b、34c和34d)的大小和尺寸可以多種方式變化從而優(yōu)化性能。例如，外部套管102、管件104和桶106的高度、直徑或長度可變化，由此調(diào)節(jié)主室114和室130的體積。外部套管102的整體高度和直徑可確定最大工作體積。工作體積可基于氣體流36的給定體積流速下的優(yōu)選脈沖頻率而選擇。為了確定氣化裝置34的最佳工作體積和對應(yīng)尺寸，對三個不同大小的同心氣化裝置34b以介于2m3/小時(shí)/行與10m3/小時(shí)/行之間的空氣流速進(jìn)行測試和操作。僅三個尺寸在三個氣化裝置34b之間變化，如下文在表1中指出并且如圖27所示。表1內(nèi)部桶配置尺寸4(mm)尺寸8(mm)尺寸10(mm)高1867.610.7中等22.658.410.7矮41.141.310.7在視覺上并且通過對給定流速下每分鐘脈沖的數(shù)量定時(shí)來測量所測試的每個氣化裝置34b的性能。目標(biāo)是確定在正應(yīng)用的空氣流速下始終使用氣化裝置的完整的滯留體積的最佳配置。給定流速下每分鐘脈沖數(shù)表明氣化裝置是否正有效地觸發(fā)。運(yùn)行正常的氣化裝置與運(yùn)行不正常的氣化裝置相比，每分鐘脈沖更少的次數(shù)。這是因?yàn)槎搪坊蛭赐耆趴盏臍饣b置往往會更快速地觸發(fā)?？傮w空氣使用相同，而氣泡大小將隨著頻率的升高而減小。最終，通過將氣泡填滿束室橫截面而形成的泵送效率將受到損耗。下文表2提供了測試結(jié)果。根據(jù)這些結(jié)果可以明顯看出，中等大小的桶允許氣化裝置更有效地運(yùn)行，這意味著氣化裝置34b內(nèi)的氣體流36的滯留體積的更多始終通過每個脈沖循環(huán)來排空。表2進(jìn)行類似測試以測試同心氣化裝置34b和180度偏置氣化裝置34c和100度偏置氣化裝置34d的脈沖率。下文在表3中示出了三個氣化裝置的測試結(jié)果。表3如表中的結(jié)果所指出的那樣，所有三個氣化裝置均勻地脈沖化一直到50cfh，這相當(dāng)于11.3nm3/小時(shí)/行(8個束行)。因此，所有三個氣化裝置34b、34c和34d可被配置且大小設(shè)定成處理在組件10的正常操作期間利用的空氣流動容量。由于對操作中的氣化裝置34的進(jìn)一步測試和觀察，可以確定的是，當(dāng)桶124的側(cè)壁132高度與氣化裝置34的總體高度呈一定比時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)氣化裝置34的脈沖效率的進(jìn)一步改進(jìn)。例如，當(dāng)高度h1如圖28所示為高度h2的大約39％時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的脈沖效率。在一些實(shí)施例中，這個百分比可為例如大約39％至大約40％、大約38％至大約41％，或大約37％至大約42％。根據(jù)一個示例性實(shí)施例，高度h1可為大約2.34英寸并且高度h2可為大約6.00英寸。在多種氣化裝置包括大小不同的氣化裝置34b、34c和34d中可以利用這個高度比。已經(jīng)對脈沖式曝氣氣化裝置進(jìn)行了測試以確定空氣流速操作的上限和下限和這些空氣流速下的對應(yīng)脈沖率。測試表明，對于如圖28所示的氣化裝置34來說，上限(例如，最大)空氣流速為大約13.1nm3/小時(shí)/行(具有8個束行)或1.6375nm3/小時(shí)/氣化裝置。1.6375nm3/小時(shí)/氣化裝置的空氣流速每分鐘產(chǎn)生了大約70個脈沖?？梢源_定的是，在大約1.6375nm3/小時(shí)/氣化裝置的空氣流速下，氣化裝置不再脈沖化，而是開始如同分散式或間歇性曝氣氣化裝置一樣作用。曝氣流速的上限將是氣化裝置的尺寸和配置的函數(shù)。因此，取決于這些尺寸和配置，上限可以高于也可以低于13.1nm3/小時(shí)/行(具有8個束行)或1.6375nm3/小時(shí)/氣化裝置。測試還表明，對于如圖28所示的氣化裝置34來說，空氣流速可減小到1nm3/小時(shí)/行(具有8個束行)或0.125nm3/小時(shí)/氣化裝置或更低。0.125nm3/小時(shí)/氣化裝置的空氣流速每分鐘產(chǎn)生了大約2-3個脈沖。脈沖式曝氣氣化裝置34還可以低于0.125nm3/小時(shí)/氣化裝置的空氣流速操作。在減小的空氣流速下，必須考慮液體42的再循環(huán)速率和膜的結(jié)構(gòu)速率。氣化裝置的碎屑移除除脈沖效率之外，在設(shè)計(jì)和選擇與組件10的膜行12一起使用的氣化裝置的過程中，還要考慮氣化裝置處理碎屑的能力?？蓪⑺樾继幚矶x為氣化裝置傳遞碎屑而不妨礙來自氣化裝置的脈沖率的能力。對同心的氣化裝置34b、180度偏置的氣化裝置34c和100度偏置的氣化裝置34d進(jìn)行了碎屑處理測試。該測試包括將具有不同材料和不同大小的碎屑置于每個氣化裝置內(nèi)。隨后安裝每個氣化裝置并且以5m3/小時(shí)/行供應(yīng)氣體流36。當(dāng)氣化裝置操作(即，脈沖化)時(shí)，觀察碎屑的行為。下文在表4中示出了測試結(jié)果?！皒”表明物體未能經(jīng)過對應(yīng)的氣化裝置?！皁”表明物體經(jīng)過了對應(yīng)的氣化裝置。表4同心的桶180度偏置的桶100度偏置的桶1mm珠?！稹稹?mm珠粒○○○直徑1英寸的塑料薄片○○○直徑1英寸的葉片○○○1/2英寸至1英寸的細(xì)枝○○○3英寸的塑料薄片×○○纖維，毛發(fā)×○○直徑3英寸的葉片××○直徑1英寸至3英寸的箔絕緣件××○3英寸的細(xì)枝×××直徑1/2英寸的o型環(huán)×××如測試結(jié)果所指出的那樣，100度偏置的氣化裝置34d能夠傳遞最多類型和大小的碎屑。據(jù)觀察，在氣泡56被釋放后回到桶124的水的湍流度水平顯著高于其他氣化裝置的情況。湍流度的這種增大有助于擾動沉積于桶124底部的物體，從而增加物體通過隨后的脈沖經(jīng)過空氣管件的機(jī)會。應(yīng)當(dāng)指出的是，具有偏置壁角的偏置氣化裝置導(dǎo)致湍流效應(yīng)。額外的碎屑處理測試已利用2英寸葉片和實(shí)際尺寸葉片(約4英寸x4英寸楓葉)來進(jìn)行，因?yàn)槿~片通常是氣化裝置堵塞的原因。將葉片在清水水箱中置于氣化裝置中并且以4.3nm3/小時(shí)的空氣流速供應(yīng)氣體流36。在表5中顯示這些結(jié)果。表5如表5中的結(jié)果所指出的那樣，100度偏置的氣化裝置34d比其他氣化裝置表現(xiàn)更好。同心的氣化裝置不能傳遞任一葉片。180度偏置的氣化裝置34c能夠在2分鐘內(nèi)傳遞2英寸的葉片，而實(shí)際尺寸的葉片花費(fèi)了16個小時(shí)。100度偏置的氣化裝置34d能夠在2分鐘內(nèi)傳遞2英寸的葉片，而在35分鐘內(nèi)傳遞實(shí)際尺寸的葉片?；诿}沖效率和碎屑處理測試，可以在膜行12和組件10的一個示例性實(shí)施例中利用100度偏置的氣化裝置34d。氣化裝置的泵送效率除脈沖效率和碎屑移除之外，在設(shè)計(jì)和選擇與組件10的膜行12一起使用的氣化裝置的過程中，還要考慮氣化裝置使液體42循環(huán)穿過每個單個膜束封罩40的能力(即，泵送效率)?？蓪⒈盟托识x為由氣化裝置每單位空氣流所實(shí)現(xiàn)的液體速度。為了評估間歇性氣化裝置34a相對脈沖式氣化裝置34b、34c、34d的泵送效率，對間歇性氣化裝置和脈沖式氣化裝置進(jìn)行對比測試。為了進(jìn)行測試，將束封裝件浸沒于水中并將每種曝氣類型的氣化裝置一個接一個附接到束封裝件的基部。將被設(shè)計(jì)來測量浸沒速度曲線的速度計(jì)安裝在束封裝件的出口。隨后將空氣供應(yīng)裝置連接到每個氣化裝置并且使用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測量在每個測試期間供應(yīng)到氣化裝置的空氣流速。對于第一測試階段來說，設(shè)置四個目標(biāo)液體速度(即，0.8ft/s、1.1ft/s、1.4ft/s和1.6ft/s)，隨后對于每個氣化裝置來說，空氣流速增大，直到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)流速中的每一個。下文表6示出了第一測試階段的結(jié)果。如表6中的結(jié)果所指出的那樣，脈沖式曝氣氣化裝置需要間歇性曝氣氣化裝置實(shí)現(xiàn)相同的目標(biāo)液體速度所需的空氣流速的大約75％至80％。表6對于第二測試階段來說，設(shè)置五個目標(biāo)△液體高度(即，3.125英寸、4.5英寸、5.8125英寸、6.25英寸、6.625英寸)，隨后對于每個氣化裝置來說，空氣流速增大，直到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)△液體高度中的每一個。下文表7示出了第二測試階段的結(jié)果。如表7中的結(jié)果所指出的那樣，脈沖式曝氣氣化裝置需要間歇性曝氣氣化裝置實(shí)現(xiàn)相同的目標(biāo)△液體高度所需的空氣流速的大約47％和88％之間。表7泵送效率測試表明，脈沖式曝氣氣化裝置可以減小的空氣流速操作，同時(shí)仍然實(shí)現(xiàn)與間歇性氣化裝置相同的泵送效率。以減小的空氣流速操作的能力可實(shí)現(xiàn)設(shè)備和安裝的初始投入資本以及操作成本兩方面的成本節(jié)約。曝氣和封裝件組裝件的交互作用如本文中參考圖1至圖3所述，組件10可包括具有一個或多個膜束封罩40的一個或多個膜行12，該一個或多個膜束封罩可以是行封裝件組裝件38的一部分。膜束封罩40可被配置成對纖維束18提供支撐。此外，包圍單個纖維束18的膜束封罩40可被配置成保持氣泡(例如，一個或多個小氣泡58和/或大氣泡56)，這些氣泡由對應(yīng)的氣化裝置34通過束主體20釋放到對應(yīng)的纖維束18中。例如，如圖29所示，通過間歇性曝氣，由氣化裝置(例如，34a)釋放的小氣泡58可在它們沿對應(yīng)的纖維束18流動時(shí)被限制在對應(yīng)的束封裝件40，直到它們到達(dá)液體42的表面。將小氣泡58限制在單個膜束封罩40內(nèi)可提供每個纖維束18的更有效且更均勻的曝氣，因?yàn)檫@些氣泡可以專用于特定纖維束。然而，小氣泡58仍然可能發(fā)生竄槽。例如，膜束的一部分的結(jié)垢或束封裝件的一部分內(nèi)的淤渣積聚可導(dǎo)致小氣泡沿所限定的溝道(例如，阻力最小的路徑)上升，而不是跨束封裝件的整個橫截面積均勻地分散和向上流動?？梢栽谥姓业統(tǒng)oon，seong-hoon.membranebioreactorprocess：principlesandapplications.hoboken：crc，2015.(seee.g.，pp.133-134，136-138)(yoon，seong-hoon.，《膜生物反應(yīng)器過程：原理與應(yīng)用》，霍博肯，crc，2015年(參看例如第133-134頁，第136-138頁))竄槽的額外討論以及用于浸沒式膜過濾器操作的其他參數(shù)。如圖30所示，為了進(jìn)行脈沖式曝氣(即，大氣泡56)，束封裝件40可被配置成將大氣泡56在它們沿纖維束18向上流動時(shí)限制在束封裝件40內(nèi)。經(jīng)由脈沖式曝氣氣化裝置(例如，34b、34c或34d)通過脈沖式曝氣而產(chǎn)生的大氣泡56可以是充分大的以便利用如圖30所示的單一氣泡56填滿單個束封裝件40的基本上整個橫截面。在一些實(shí)施例中，通過這樣一種配置，氣泡56可被配置成沿纖維束18的整個長度在束封裝件內(nèi)與纖維束18保持接觸。氣泡56限制在束封裝件40內(nèi)可以在每個氣泡56的上方更有效地推動液體并且在每個氣泡56的下方向上抽取液體。這種類型的二相流可稱為活塞流。通過膜束封罩內(nèi)的每個氣泡56的釋放和上升而造成的液體的抽取可導(dǎo)致液體42如圖6所示通過罐籠間隙g被抽入，由此將新鮮的液體42引入膜束封罩中。氣泡56在它們在纖維束18和束封裝件40內(nèi)上升時(shí)可形成“彈頭形狀”。例如，如圖31a和圖31b所示，每個氣泡在其上升并且形成“彈頭形狀”時(shí)基本上填滿對應(yīng)束封裝件40的橫截面積，該“彈頭形狀”既擦拭膜的表面(圖片中未示出)又在氣泡56的上方推動液體。基本上填滿該橫截面積的膜束封罩和氣泡的橫截面積可為例如大約至大約8in2至大約16in2、大約10in2至大約14in2、大約11in2至大約13in2、大約12in2至大約12.5in2、或大約12in2至大約12.25in2、或大約12.11in2。本文中用于例如描述“基本上”填滿橫截面積的氣泡的術(shù)語“基本上”是指如本領(lǐng)域技術(shù)人員所確定的在具體值的可接受誤差范圍內(nèi)。例如，“基本上”可能是指大于99％、98％、97％、96％、95％、90％、85％、80％或75％。在一個示例中，基本上填滿橫截面積的氣泡可以相當(dāng)于填滿大于束封裝件的橫截面積的99％的氣泡?？梢栽O(shè)想的是，氣泡56可以基本上填滿束封裝件的橫截面積，但可能存在一些接縫(例如，沿束封裝件的拐角)，在這些接縫中，液體可能會通過氣泡泄漏，由此限制氣泡填滿整個橫截面積。這種形式的脈沖式曝氣，其中氣泡56可被引入纖維束18的中心并且可被保持在纖維束18和束封裝件40內(nèi)，可產(chǎn)生意料不到的協(xié)同有益效果。這些協(xié)同有益效果可包括例如與通過不填滿封裝件的小的連續(xù)氣泡或具有不受封裝件限制的大氣泡的脈沖式曝氣所實(shí)現(xiàn)的相比，更高的液體泵送速率(即，通過束封裝件的饋送再循環(huán))。另一個協(xié)同有益效果可以是例如中空纖維膜32的結(jié)垢的增強(qiáng)。當(dāng)氣泡56基本上填滿單個束封裝件40的整個橫截面時(shí)，纖維束18的所有中空纖維膜32均可被擦拭，由此從表面上移除更多的碎屑。這可消除中空纖維膜束18內(nèi)的竄槽，竄槽可能會導(dǎo)致堵塞并且降低過濾性能?？墒褂脷饣b置的各種實(shí)施例來如本文所述產(chǎn)生脈沖式曝氣。氣化裝置34b、34c和34d僅僅是三個示例性實(shí)施例。如本文所述的脈沖式曝氣氣化裝置34b、34c和34d連同膜束封罩40可使得曝氣空氣的總流量能夠基本上減少，同時(shí)仍產(chǎn)生大氣泡56和有效地清潔膜薄膜并且維持過濾性能的活塞流。大氣泡56和活塞流還提供充分的液體循環(huán)，這以較低的操作成本提供了改進(jìn)的膜性能。大氣泡/無罐籠盡管如圖1所示的組件10包括行封裝件組件38，但在一些實(shí)施例中，組件10可被配置成無單個膜束封罩40包圍每個纖維束18。例如，在一些實(shí)施例中，纖維束18可被沿束的高度間隔開的間歇性罐籠部分地包圍。例如，如圖32和圖33所示，一個或多個罐籠170可沿膜行12的高度間隔開并且可被配置成包圍每個纖維束18以便支撐中空纖維膜32。如圖32所示，間歇性罐籠170可與脈沖式曝氣和/或間歇性曝氣相結(jié)合，從而產(chǎn)生大氣泡56和/或小氣泡58。在一些實(shí)施例中，行封裝件組裝件38可被配置成包圍纖維束18的整個膜行12或封裝件可被配置成包圍整個組件10。在一些實(shí)施例中，可能根本沒有利用任何封裝件并且中空纖維膜32可由替代結(jié)構(gòu)支撐。例如，在如圖34所示的一些實(shí)施例中，中空纖維膜32的上端可附接到另一個集管172。集管172可被配置成維持中空纖維膜32的垂直取向。在一些實(shí)施例中，中空纖維膜32的上端可附接到漂浮裝置，該漂浮裝置被配置成漂浮在液體的表面上并且使中空纖維膜32保持在大致垂直取向。在其他實(shí)施例中，中空纖維膜32的上端可被支撐在結(jié)合到結(jié)構(gòu)(例如，液體水箱支撐件)中的懸浮系統(tǒng)內(nèi)。在未利用束封裝件或罐籠的實(shí)施例中，由脈沖式曝氣氣化裝置釋放的氣泡56的尺寸可被設(shè)定成使得氣泡的橫截面積與纖維束的橫截面積相對應(yīng)(例如，相等)，由此使得氣泡在上升時(shí)吞沒全部的中空纖維膜32?；旧咸顫M纖維束的橫截面積的纖維束和氣泡的橫截面積可為例如大約至大約8in2至大約16in2、大約10in2至大約14in2、大約11in2至大約13in2、大約12in2至大約12.5in2、或大約12in2至大約12.25in2、或大約12.11in2。封裝件組件組件10可使用多種不同的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)用于束封裝件40和行封裝件組裝件38。本文中更詳細(xì)地描述了膜束封罩40和行封裝件組件38的若干不同的實(shí)施例。單個束封裝件40可以是多形狀的，如大體正方形多形狀、長方形多形狀、多邊形狀、圓形形狀、半圓形形狀、對稱形狀、非對稱形狀等。束封裝件40可具有圓化或平滑的內(nèi)部拐角區(qū)域。單個束封裝件40的尺寸和形狀可被設(shè)定成包含將沿其長度的至少一部分延伸的纖維束。在圖3和圖4所示的示例性實(shí)施例中，提供了多種形狀的膜束封罩40。示例性膜束封罩40的尺寸和形狀可被設(shè)定成包含沿膜束封罩40的縱向軸線延伸的中空纖維膜32的纖維束18。圖35至圖40所示的行封裝件組裝件38的示例性實(shí)施例可在行封裝件組裝件38的下端包括第一端帽31并且在行封裝件組裝件38的上端包括第二端帽33。膜束封罩40可以相鄰并排方式聯(lián)接到第一端帽31。例如，膜束封罩40的下端和第一端帽31可被配置成使得膜束封罩40的下端滑動到第一端帽31中的凹槽或凹陷部中。一旦全部的相鄰膜束封罩40均已相對于第一端帽31定位，第二端帽33即可被置于膜束封罩40的上端上以將它們例如如圖35所示固定在適當(dāng)位置。如圖35所示，行封裝件組裝件38可被配置成在第一端帽31和第二端帽33的相對端部例如經(jīng)由夾具聯(lián)接到滲透物上升管22和曝氣上升管24(未示出)，由此將行封裝件組裝件38保持在一起。圖35至圖40所示的膜束封罩40的示例性實(shí)施例可包括在膜束封罩40的第一端部142與第二端部144之間延伸的細(xì)長壁146。細(xì)長壁146具有相對的側(cè)邊148。示例性束封裝件40還包括可移除艙蓋150，該可移除艙蓋在束封裝件40的第一端部142與第二端部144之間延伸并且連接到細(xì)長壁146的相對的側(cè)邊148，由此形成中空封裝件145，該中空封裝件具有的內(nèi)部被配置成在束封裝件40的第一端部142與第二端部144之間提供流體連通。根據(jù)一些實(shí)施例，行封裝件組件38和相應(yīng)的膜束封罩40被配置成使得從膜束封罩40中的第一膜束封罩的第一端142流出的流體受阻而不能在不首先從第一膜束封罩40的第二端144流出的情況下從第一膜束封罩40的內(nèi)部流入第二膜束封罩40的內(nèi)部。如圖35-40所示，示例性可拆卸的艙口150包括相對的艙口邊緣154。根據(jù)一些實(shí)施例，相對的艙口邊緣154及細(xì)長壁146的相對的側(cè)邊緣148被構(gòu)造成使得通過使可拆卸的艙口150沿著與束封裝件40的縱向軸線x基本上平行的方向相對于細(xì)長壁146滑動，而將可拆卸的艙口150連接到細(xì)長壁146以及從細(xì)長壁146分離。例如，在圖35-40所示的示例性實(shí)施例中，相對的艙口邊緣154及細(xì)長壁146的相對的側(cè)邊緣148被構(gòu)造成使得在彼此接合時(shí)彼此重疊和/或互鎖。例如，如圖37-40所示，示例性細(xì)長壁146的相對的側(cè)邊緣148各自包括形成細(xì)長鉤形空間的鉤形軌道(或其他接合構(gòu)造)，相對的艙口邊緣154可在該細(xì)長鉤形空間中滑動，以便在可拆卸的艙口150與細(xì)長壁146之間互鎖接合和聯(lián)接?？梢栽O(shè)想到側(cè)邊緣148和艙口邊緣154的其他互鎖構(gòu)造，例如搭扣鎖和/或鉸鏈鎖。例如，側(cè)邊緣148之一可被構(gòu)造成通過咬合耦接頭連接到艙口邊緣154之一，而另一個側(cè)邊緣148則以鉸鏈方式連接到另一個艙口邊緣154。此類實(shí)施例可被構(gòu)造成使得可拆卸的艙口150仍然可相對于細(xì)長壁146和/或束封裝件40滑動。在圖37-40所示的示例性實(shí)施例中，互鎖接合區(qū)域定位在相對于細(xì)長壁146的側(cè)邊緣148的外側(cè)，其可用于在組件10的使用期間最大程度減少對中空纖維膜32的干擾。然而，可以設(shè)想到側(cè)邊緣148和艙口邊緣154可按與圖示不同的方式定位和/或構(gòu)造。根據(jù)一些實(shí)施例，凸塊156可與第二端帽33的外表面(例如，與可拆卸的艙口150相鄰的側(cè)面上)相連或聯(lián)接。凸塊156被構(gòu)造成防止可拆卸的艙口150從細(xì)長壁146分離，除非在可拆卸的艙口150已滑動到適當(dāng)位置而閉合束封裝件40之后，例如通過諸如螺絲刀的工具使與第二端帽33相鄰的可拆卸的艙口150的一端偏轉(zhuǎn)離開第二端帽33的外表面。根據(jù)一些實(shí)施例，凸塊156可包括狹槽157(例如，用于接納螺絲刀或另一種工具的刀片)，以有利于將可拆卸的艙口150提升到凸塊156上方。根據(jù)一些實(shí)施例，第一端帽31可包括艙口阱158，該艙口阱被構(gòu)造成接納與束封裝件40的第一端142相連的可拆卸的艙口150的一端。艙口阱158可呈現(xiàn)沿著第一端帽31的外側(cè)面延伸的檐槽形凸緣的形式，其接納可拆卸的艙口150的所述末端。在此類實(shí)施例中，可拆卸的艙口150由細(xì)長壁146的相對的側(cè)邊緣148保留在細(xì)長壁146上，并且介于凸塊156與艙口阱158。示例性束封裝件40具有垂直于縱向軸線x的橫截面(參見例如圖35)。束封裝件40的橫截面可為多邊形、矩形、正方形(參見例如圖37)、圓形、橢圓形或它們的任何組合。根據(jù)諸如圖37所示的一些實(shí)施例，束封裝件40的橫截面包括倒圓內(nèi)表面160。根據(jù)一些實(shí)施例，細(xì)長壁146的內(nèi)側(cè)面162沒有相對于束封裝件40的縱向軸線x沿橫向的接縫。這可減少或防止對中空纖維膜32的損壞。根據(jù)一些實(shí)施例，細(xì)長壁146具有垂直于縱向軸線x的橫截面，并且細(xì)長壁146的橫截面呈以下至少一種形狀：相對于束封裝件40的內(nèi)部呈凹形、通道形、u形和c形。根據(jù)一些實(shí)施例，細(xì)長壁146形成為單件。根據(jù)一些實(shí)施例，可拆卸的艙口150形成為單件。例如，可通過擠出或輥軋成形或任何其他類似工藝(諸如真空熱成形)來形成細(xì)長壁146和/或可拆卸的艙口150。細(xì)長壁146和/或可拆卸的艙口150可由鋁、聚合物、碳纖維、它們的組合和/或其他具有類似特征的材料形成。如圖35所示，封裝件組裝件38可包括多個(例如，九個)膜束封罩40。在一些實(shí)施例中，封裝件組裝件38可包括多于或少于九個(例如，5、6、7、8、10、11、12個)膜束封罩。如圖所示，可從排封裝件組裝件38的公共側(cè)面觸及相應(yīng)膜束封罩40的可拆卸的艙口150。這可有利于維修的簡易性。根據(jù)一些實(shí)施例，每個膜束封罩40獨(dú)立于給定排封裝件組裝件38的其他膜束封罩40。例如，可將給定膜束封罩40的細(xì)長壁146和可拆卸的艙口150從排封裝件組裝件38移除，而不會影響排封裝件組裝件38的任何其他膜束封罩40。根據(jù)另一個示例性實(shí)施例，排封裝件組裝件38可不包括第一端帽31和第二端帽33中的一者或多者。例如，如圖41-45所示，可通過聯(lián)接機(jī)構(gòu)或方法，例如緊固件、粘合劑、粘結(jié)和/或焊接或本領(lǐng)域已知的任何其他聯(lián)接機(jī)構(gòu)或方法，將排封裝件組件38以相鄰、并排方式聯(lián)接在一起。在一些此類實(shí)施例中，如本文更詳細(xì)闡釋，可例如通過連接到最外束封裝件40的立管聯(lián)接組裝件131，將滲透物立管管道22和通氣立管管道24直接連接到排封裝件組裝件38的相對兩端，從而將排封裝件組裝件38保持在一起。例如，如圖所示，相鄰膜束封罩40的細(xì)長壁146的側(cè)面可彼此聯(lián)接。根據(jù)一些實(shí)施例，膜束封罩40可包括相應(yīng)細(xì)長壁146和/或可拆卸的艙口150，它們與被設(shè)計(jì)成連接到端帽的、封裝件組件的細(xì)長壁和可拆卸的艙口(例如，如圖35和圖36所示)類似或基本上相同。對于確實(shí)利用了端帽的實(shí)施例而言，可拆卸的艙口150可包括在其縱向末端中的一者或多者處的孔，所述孔被構(gòu)造成接納緊固件(例如，針狀緊固件)，所述緊固件被構(gòu)造成固定可拆卸的艙口150相對于對應(yīng)的細(xì)長壁146的縱向位置?？梢栽O(shè)想到其他固定可拆卸的艙口150相對于對應(yīng)的細(xì)長壁146的縱向位置的方式。如圖41-45所示，示例性立管聯(lián)接組裝件131包括：被構(gòu)造成與排封裝件組裝件38的最外膜束封罩40的細(xì)長壁146聯(lián)接的基部構(gòu)件153，以及被構(gòu)造成在立管管道22和24任一者周圍延伸的套管構(gòu)件155。在所示的示例性實(shí)施例中，基部構(gòu)件153包括：被構(gòu)造成鄰接細(xì)長壁146的基本上平坦的接合表面159，以及被構(gòu)造成接納立管管道22或24的外表面的半圓柱形凹槽161。示例性基部構(gòu)件153的接合表面159可包括多個定位器163，它們被構(gòu)造成裝配到束封裝件40的細(xì)長壁146中的對應(yīng)孔165中。定位器163可用于將基部構(gòu)件153相對于束封裝件40更牢固地聯(lián)接和定位?？赏ㄟ^已知的聯(lián)接機(jī)構(gòu)，例如緊固件、粘合劑、粘結(jié)和/或焊接或本領(lǐng)域已知的任何其他聯(lián)接機(jī)構(gòu)，將基部構(gòu)件153連接到細(xì)長壁146。示例性基部構(gòu)件153還包括在凹槽161的相對側(cè)面上的一對通道167，它們被構(gòu)造成接納套管構(gòu)件155的相對末端169，以便將套管構(gòu)件155和基部構(gòu)件153通過例如相對于彼此的縱向滑動作用而彼此聯(lián)接。此外，根據(jù)一些實(shí)施例，套管構(gòu)件155的末端169可包括這樣的部件，其防止或降低在基部構(gòu)件153和套管構(gòu)件155組裝之后由例如振動所引起的套管構(gòu)件155相對于基部構(gòu)件153的無意滑動的可能性。不包括端帽中的一者或多者的實(shí)施例可具有可能的優(yōu)勢。例如，對于包括與集管相連的端帽的一些實(shí)施例而言，可能需要在組裝期間將束的纖維膜插入穿過端帽中的孔，這可能會增加與過濾組件的組裝相關(guān)的時(shí)間。此外，與端帽相關(guān)的壁厚度可能會減小通過過濾組件的流體流的橫截面。此外，由于例如需要將端帽與封裝件組裝件排成一行，端帽可能會增加過濾組件的組裝的難度。端帽還可能會增加過濾組件的成本。纖維板圖46-54示出了具有多個纖維孔布置的纖維板50的多個示例性實(shí)施例。當(dāng)組裝時(shí)，纖維板50可與中空纖維膜32的末端至少稍微隔開(即，在纖維膜的長度內(nèi)(參見圖9)。如圖46-50所示，纖維板50的中空纖維膜32孔圖案可以變化。給定的纖維束18的中空纖維膜32可以分成分開的部分，并且一般可以以輻條狀的關(guān)系定位，其中“輻條”表示穿過纖維束18但是不包括任何中空纖維膜32的通道。這些通道(例如，淤泥通道)沿著中空纖維膜32的束18提供流體和/或任何碎屑可以行進(jìn)通過的開口。中空纖維膜32的數(shù)量和它們的間距可被布置成減少堵塞的可能性和/或增加流體的再循環(huán)速率，從而獲得更高的可持續(xù)的滲透物通量?？舍槍^濾組件10在其中操作的應(yīng)用來選擇束18內(nèi)的中空纖維膜32的數(shù)量和/或通道的構(gòu)造。束構(gòu)造可能會影響整體性能，因?yàn)槠渑c通氣運(yùn)送和束封裝件組裝二者相關(guān)。可以優(yōu)化纖維的數(shù)量和它們的間距，以減少堵塞并且增加再循環(huán)速率，從而獲得更高的可持續(xù)的通量。混合液懸浮固體(mlss)濃度(通常在8和15g/l之間)和淤泥濾過性(通常用過濾時(shí)間(ttf)測量)影響最佳纖維填充密度。ttf可以是淤泥質(zhì)量的量度并且使用ttf測試得到，ttf測試根據(jù)ttf標(biāo)準(zhǔn)方法2710h測量在真空壓力下將淤泥樣品過濾通過1.2微米過濾盤所需的時(shí)間。較高的值表示對過濾的較大的阻力，該阻力是由于混合液中的包括細(xì)胞外聚合物物質(zhì)和其他成分在內(nèi)的淤泥絮凝物的物理和化學(xué)特性引起的。這個ttf平均值是對于試驗(yàn)?zāi)こ刂?2g/l的混合液濃度而言的，其在一年內(nèi)平均。mlss濃度和ttf越高以及淤泥濾過性越低，則填充密度越低。纖維組之間的空隙影響新鮮淤泥向束中的遷移。當(dāng)大氣泡發(fā)出脈沖以將在過濾期間堆積的固體排出時(shí)，通氣系統(tǒng)也利用這些通路。操作/測試的方法如本文所述，可將組件10安裝在膜過濾系統(tǒng)內(nèi)以處理槽44中含有的液體42。為了說明如本文所述的、與同束封裝件組件38和間斷籠結(jié)合的組件10一起使用的各種氣化裝置(例如，間歇通氣和脈沖通氣)的性能，在多種性能條件下對多個氣化裝置實(shí)施例進(jìn)行了廣泛的試驗(yàn)性測試。測試一般在單獨(dú)膜排上進(jìn)行。主要將生活廢水用于測試期間的液體。試驗(yàn)系統(tǒng)包括用于有機(jī)物的硝化/脫氮及好氧降解的無氧槽和需氧槽。將混合液在需氧槽與容納浸入式膜排的膜池之間再循環(huán)。在真空下通過換向泵將滲透物從膜排抽取至滲透物/回洗槽中。在操作期間試驗(yàn)系統(tǒng)利用通氣系統(tǒng)以管控膜排上的淤泥累積并且保持滲透性。還進(jìn)行常規(guī)的回洗和氯維護(hù)清潔以管控淤泥累積和膜孔沾污。用在試驗(yàn)生物槽入口前的2mm轉(zhuǎn)筒刷篩對供給水進(jìn)行預(yù)篩。圖55中示出了所利用的試驗(yàn)系統(tǒng)的簡化工藝流程圖。階段1測試表8是總結(jié)在試驗(yàn)性測試期間使用的一些一般參數(shù)的列表。表8食物/質(zhì)量比(kgcod天/kgmlss)0.2固體保留時(shí)間(天)15膜池mlss(mg/l)12過濾100ml淤泥的平均時(shí)間(秒)197年平均試驗(yàn)溫度(℃)16滲透物通量(lmh)變量空氣沖刷流量(nm3/h)變量回洗頻率(分鐘)10階段1測試包括測試四種不同的膜排構(gòu)造：(1)具有氣化裝置34a(間歇小氣泡通氣)的束封裝件組裝件38；(2)具有氣化裝置34b(脈沖通氣)的束封裝件組裝件38；(3)具有氣化裝置34a(間歇小氣泡通氣)的間斷籠170；和(4)具有氣化裝置34b(脈沖通氣)的間斷籠170。對于階段1測試，使用在本文中稱為膜排a的膜排。下表9中示出了膜排a的特征。表9排a膜化學(xué)物質(zhì)pvdf填充密度(纖維數(shù)/束)280纖維長度(m)1.83污泥路徑數(shù)量5籠類型束封裝件或間斷籠對于全部階段1測試，使用膜排a。在2014年6月進(jìn)行氯和酸恢復(fù)清潔，從而恢復(fù)自從該排在2013年12月安裝時(shí)起已經(jīng)自然下降的膜滲透性。作為這種清潔以及在整個測試持續(xù)時(shí)間中不同的膜壽命的結(jié)果，tmp和膜滲透性的絕對值可以變化。因此，可以用于評價(jià)試驗(yàn)性能的一個量度是膜沾污速率/10分鐘生產(chǎn)循環(huán)。在滲透期間，當(dāng)發(fā)生膜孔沾污及膜表面上形成濾餅層時(shí)，跨膜壓力(tmp)增加。這個每次循環(huán)tmp上升的速率就是沾污速率。在正常操作下，tmp在每次回洗之后恢復(fù)至低水平。滲透性下降速率與沾污速率成比例?？稍诰哂胁煌哪g的數(shù)據(jù)集合之間比較沾污速率。在階段1測試期間，測試四種不同的膜排構(gòu)造，并且在測試期間，在31lmh的通量下以5nm3/h的空氣沖刷流量對其進(jìn)行操作，且所有其他工藝參數(shù)保持一致。圖56所示的圖表總結(jié)了四種不同膜排構(gòu)造的平均沾污速率結(jié)果。階段1測試結(jié)果表明，利用脈沖通氣的束封裝件組合比任何其他構(gòu)造更好地使沾污速率最小化。如果不使用束封裝件(即，間斷籠)來限制大空氣氣泡并集中空氣沖刷有效性，則脈沖通氣無法獲得相同的穩(wěn)定性。在間歇通氣(即，小氣泡)的情況下，間斷籠比膜束封罩稍微更成功，但是二者的構(gòu)造均不能與具有脈沖通氣的膜束封罩的低沾污速率(即，0.58毫巴/分鐘)相比。四種膜排構(gòu)造的單獨(dú)測試數(shù)據(jù)在本文中以性能散點(diǎn)圖的形式提供。在如下提及的性能圖中，給出了滲透物總通量、tmp和滲透性。一些選擇的圖顯示在較短的時(shí)間尺度上放大的性能，說明了在每個10分鐘生產(chǎn)循環(huán)期間的tmp上升，生產(chǎn)循環(huán)為進(jìn)行淤泥脫水并且濾餅層堆積在膜表面上，隨后回洗。溫度校正的滲透性(歸一化為20℃)考慮了在這段時(shí)間期間16-26℃之間的溫度的偏差。構(gòu)造1-具有間歇通氣氣化裝置的束封裝件所測試的第一膜排構(gòu)造包括具有間歇通氣氣化裝置(例如，34a)的束封裝件。圖57說明了構(gòu)造1在數(shù)日的測試期間的性能。觀察到了變化的tmp結(jié)果，具有一些尖峰和一些較寬的tmp帶的時(shí)間段。滲透性的范圍為120-160lmh/巴。這四天期間的平均沾污速率為1.66毫巴/分鐘，并且一些值多至8.5毫巴/分鐘。在圖58中，放大的性能數(shù)據(jù)顯示，各個生產(chǎn)循環(huán)可以具有明顯不同的沾污速率。構(gòu)造2-具有脈沖通氣氣化裝置的束封裝件所測試的下一個膜排構(gòu)造包括具有脈沖通氣氣化裝置(例如，34b)的束封裝件。圖59說明了構(gòu)造2在數(shù)日的測試期間的性能。膜排構(gòu)造2在操作期間具有非常穩(wěn)定的tmp，得到在140-150lmh/巴之間的較窄范圍的滲透性。這個測試在圖57-58中的運(yùn)行之后的數(shù)天內(nèi)進(jìn)行，這導(dǎo)致了滲透性絕對值的小幅下降。膜排構(gòu)造2的平均沾污速率為0.58毫巴/分鐘，或者接近膜排構(gòu)造1的沾污速率的三分之一。在這兩種構(gòu)造中，束封裝件將空氣隔離在每個束的籠內(nèi)。在圖60中，放大的性能數(shù)據(jù)顯示，各個生產(chǎn)循環(huán)在10分鐘生產(chǎn)循環(huán)中保持非常穩(wěn)定的沾污速率。對于具有膜束封罩的構(gòu)造，前述數(shù)據(jù)是在期間滲透性已經(jīng)自然下降的6個月膜排操作之后收集的。在增加膜滲透性的對膜排的恢復(fù)清潔之后，收集關(guān)于如下提及的間斷籠的數(shù)據(jù)。各數(shù)據(jù)集合之間的沾污速率的比較提供了比tmp和滲透性絕對值更直接的構(gòu)造之間的比較，因?yàn)檫@些tmp和滲透性絕對值受這種恢復(fù)清潔過程的影響。構(gòu)造3和4-具有脈沖和間歇通氣氣化裝置的間斷籠所測試的下一個膜排構(gòu)造包括具有脈沖通氣氣化裝置以及隨后的間歇通氣氣化裝置的間斷籠。如本文所述，間斷籠允許空氣從每個束體離開以在膜排周圍自由地移動并且可能沖刷來自各個束的纖維。圖61說明了構(gòu)造3和4的性能，這些構(gòu)造首先具有脈沖通氣氣化裝置(即，部分a)，而后具有間歇通氣氣化裝置(即，部分b)。圖61的部分a說明了在采用間斷籠的情況下，脈沖通氣氣化裝置不能獲得與具有膜束封罩的脈沖通氣氣化裝置相同的性能。如圖61的部分a所示，tmp在三個小時(shí)的操作期間迅速上升，并且滲透性從150下降至75lmh/巴。由于在這段時(shí)間期間觀察到的不穩(wěn)定性和非常明顯的淤泥累積，在測試結(jié)束之前沾污速率從10.1增加至17.8毫巴/分鐘。對于構(gòu)造3測試而言，通過脈沖通氣氣化裝置形成的大氣泡由于它們不受膜束封罩限制而自由地遷移遠(yuǎn)離膜排。作為這種空氣沖刷限制的喪失的結(jié)果，性能迅速下降。在圖62中，構(gòu)造3的放大的性能顯示出沾污速率的不穩(wěn)定性和在每次生產(chǎn)循環(huán)期間顯著的增加。圖61的部分b說明了當(dāng)使用間斷籠時(shí)，間歇通氣氣化裝置比脈沖噴嘴更有效并且可保持更穩(wěn)定的tmp。對于部分b而言，滲透性的范圍為175-225lmh/巴，并且沾污速率平均為1.55毫巴/分鐘。在圖63中，構(gòu)造4的放大的性能顯示出在各個生產(chǎn)循環(huán)中的可變性。階段1測試顯示，在所測試的四種膜排構(gòu)造中，具有束封裝件和脈沖通氣氣化裝置的膜排在使每次循環(huán)的tmp上升或沾污速率最小化方面是最成功的。在31lmh的滲透物通量和5nm3/h的通氣空氣流量下，關(guān)于利用膜束封罩和間斷籠的間歇?dú)饣b置的沾污速率分別為1.66毫巴/分鐘和1.55毫巴/分鐘。然而，當(dāng)將脈沖通氣氣化裝置與膜束封罩一起使用時(shí)，平均沾污速率為0.58毫巴/分鐘。階段2-測試?yán)玫诙囼?yàn)系統(tǒng)，與階段1測試平行進(jìn)行階段2測試。對于階段2測試而言，使用膜束封罩和兩種不同氣化裝置類型來操作具有較低纖維填充密度的膜排b。下表10中示出了膜排b的特征。表10排b膜化學(xué)物質(zhì)pvdf填充密度(纖維數(shù)/束)228纖維長度(m)1.83污泥路徑數(shù)量6籠類型束封裝件對于階段2測試而言，在45lmh的較高滲透物通量下使膜排操作，這提供了兩種噴嘴類型(即，間歇通氣和脈沖通氣氣化裝置)之間的比較明顯的比較。如圖64的部分a所示，在45lmh的滲透物通量和5nm3/h的通氣空氣流量下，間歇通氣氣化裝置不能保持低的沾污速率并且滲透性迅速下降。在徹底清潔膜排以移除全部淤泥累積之后，再次利用間歇通氣氣化裝置，繼續(xù)使用相同的參數(shù)。同樣地，如圖64的部分b中所示，滲透性迅速下降。在這些操作條件下的關(guān)于間歇通氣氣化裝置的平均沾污速率為7.82毫巴/分鐘，并且一些單獨(dú)的生產(chǎn)循環(huán)的特征為多至39.8毫巴/分鐘的沾污速率。在圖64的部分c中，在脈沖通氣氣化裝置的徹底清潔和安裝之后，性能立刻穩(wěn)定并且平均沾污速率降低至1.00毫巴/分鐘。這種性能說明了與階段1中利用膜排a的測試相同的行為，無論是在31lmh還是在45lmh的滲透物通量下操作，用脈沖通氣氣化裝置的膜束封罩均可獲得比用間歇通氣氣化裝置更低的沾污速率。階段3-測試階段3測試的目標(biāo)是生成在各個通量下的沾污速率數(shù)據(jù)，從而確定利用束封裝件和脈沖通氣氣化裝置的膜排的操作能力。階段3測試包括利用具有束封裝件以及間歇通氣氣化裝置和之后的脈沖通氣氣化裝置的膜排a進(jìn)行臨界通量測試。對于每種構(gòu)造而言，在監(jiān)測tmp上升的同時(shí)滲透物通量逐漸增加，從而確定性能在什么通量下不再變得可持續(xù)。這在這樣的時(shí)候發(fā)生：在特定通量下，由于膜電阻、孔沾污和濾餅層堆積的組合影響而引起的tmp上升達(dá)到系統(tǒng)不再能長期運(yùn)行時(shí)的臨界值。在將每組氣化裝置安裝之后，以相同的5nm3/h空氣流量和逐漸增加的31、45和60lmh的滲透物通量使這些膜排各操作一小時(shí)。圖65中給出了tmp沾污速率。圖66和圖67中給出了性能的圖表。沾污速率的比較顯示，在1小時(shí)測試期間在這三個通量下脈沖通氣氣化裝置保持比間歇通氣氣化裝置至少低30％的沾污速率。因此，脈沖通氣氣化裝置應(yīng)當(dāng)能夠在性能變得不穩(wěn)定之前獲得較高的“臨界通量”。這種確切的通量的確定沒有通過這個測試完成，并且將會需要大于一小時(shí)的測試持續(xù)時(shí)間。臨界通量測試在膜排的恢復(fù)清潔之后立即進(jìn)行，因此這些臨界通量沾污速率比在前面測試期間的低。這是由于在恢復(fù)清潔期間的膜的滲透性恢復(fù)。然而，在清潔之前或之后的氣化類型之間對沾污速率的比較確實(shí)提供了關(guān)于系統(tǒng)性能的明確結(jié)論。階段4-測試階段4測試的目標(biāo)是評價(jià)具有束封裝件和脈沖通氣氣化裝置的膜排(即，構(gòu)造2)在不同通量和通氣空氣流量下的性能。對于階段4測試而言，首先降低通氣空氣流量。圖68示出了在38.5lmh的通量以及首先4nm3/h(部分a)、之后3nm3/h(部分b)的逐漸降低的空氣流量下具有束封裝件和脈沖通氣氣化裝置的膜排性能。在具有4nm3/h空氣的時(shí)間段期間的平均沾污速率為0.36毫巴/分鐘，具有多至9.18毫巴/分鐘偏離值(excursion)，這與通氣系統(tǒng)的阻塞有關(guān)。在具有3nm3/h的時(shí)間段期間的平均沾污速率為0.33毫巴/分鐘。這個測試說明了在采用脈沖通氣氣化裝置和膜束封罩時(shí)，可以在穩(wěn)定性能的情況下保持低至3nm3/h的空氣流量。如圖69所示，之后將滲透物通量增加至44lmh和62lmh，保持在3nm3/h的空氣流量下。如圖69所示，在44lmh(部分a)下的沾污速率平均為1.05毫巴/分鐘，具有多至4.93毫巴/分鐘的偏離值。在62lmh(部分b)下的沾污速率平均為0.93毫巴/分鐘，具有多至2.59毫巴/分鐘的偏離值。如本文所述，tmp中的偏離值與通氣系統(tǒng)的周期性阻塞有關(guān)，其起因已經(jīng)通過改進(jìn)脈沖通氣氣化裝置加以處理。在這個測試期間維持21小時(shí)的62lmh的通量是比組件10的正常操作期間所預(yù)期的更長的持續(xù)時(shí)間。這個通量代表在24小時(shí)的時(shí)間段期間存在數(shù)小時(shí)的通量的峰。還應(yīng)注意的是，在62lmh和3nm3/h空氣下的這個沾污速率比在60lmh和5nm3/h空氣下的利用脈沖噴嘴和堆疊的籠的臨界通量測試(即，階段3測試)期間獲得的更低——與1.6毫巴/分鐘相比的0.93毫巴/分鐘。這個提高的性能可能是由于在測試日期之間的時(shí)間期間進(jìn)行的脈沖通氣氣化裝置的優(yōu)化。表11中總結(jié)了從這個優(yōu)化測試中得到的沾污速率。表11為了比較，圖70中示出了在2014年5月收集的、在47.5lmh通量下在大約24小時(shí)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)的關(guān)于間歇封裝件和脈沖氣化裝置的數(shù)據(jù)。此時(shí)，將10nm3/h的通氣流量用于峰通量。平均沾污速率為4.45毫巴/分鐘。當(dāng)將圖69中的關(guān)于膜束封罩的脈沖通氣氣化裝置性能與此相比時(shí)，顯而易見的是，脈沖通氣氣化裝置能夠增加通量，降低空氣流量，并且仍然保持較低的沾污速率。在本實(shí)例中，當(dāng)與2014年5月的關(guān)于間歇?dú)饣b置的數(shù)據(jù)相比時(shí)，脈沖氣化裝置能夠獲得大31％的通量以及小70％的空氣，并且保持低79％的沾污速率。階段5-測試階段5測試包括評價(jià)利用膜束封罩和脈沖通氣氣化裝置的膜排操作的長期穩(wěn)定性。為了說明長期穩(wěn)定性，使利用膜束封罩和脈沖通氣氣化裝置的膜排操作多于120天。圖71說明了長期穩(wěn)定性測試的結(jié)果。如圖71所示，平均每日滲透物通量在30lmh和37.5lmh之間變化，而每日峰通量在52lmh和62lmh之間變化。前106平均值的mlss濃度為約12g/l，并且之后其增加至15g/l，盡管濃度增加，但滲透性沒有明顯變化。在測試過程中，滲透性變化，但是在測試的持續(xù)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，這就證明了長期穩(wěn)定性。階段6-測試階段6測試包括評價(jià)利用膜束封罩和脈沖通氣氣化裝置的膜排在正常mlss和ttf范圍外操作的能力。mlss的典型范圍為8g/l至15g/l并且ttf的典型范圍為小于200秒。圖72-73說明了利用膜束封罩和脈沖通氣的膜排在45天的過程中的性能。圖72示出了滲透物通量和膜空氣通氣流量結(jié)果。如圖72中指出，沾污速率、tmp和滲透性在整個測試期間保持基本上穩(wěn)定。滲透物通量將會從約16lmh-18lmh的平均每日滲透物通量切換為在42lmh-48lmh之間的峰每日滲透物通量。如圖73所指出，膜池mlss通常在約12g/l的范圍內(nèi)。此外，膜池ttf在400至600秒的范圍內(nèi)的時(shí)間，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過小于200秒的典型ttf。盡管膜池和膜排在超過典型操作范圍的mlss和ttf水平下經(jīng)歷淤泥，膜排繼續(xù)保持穩(wěn)定操作。這樣的性能即使在生物反應(yīng)器故障期間也可以允許繼續(xù)穩(wěn)定的操作。階段7-測試階段7測試的目標(biāo)是生成在各個通量和各個通氣空氣流量下的額外的沾污速率數(shù)據(jù)，從而確定利用束封裝件和脈沖通氣氣化裝置的膜排的操作能力。使用8纖維束膜排和脈沖通氣氣化裝置34d進(jìn)行階段7測試。所測試的膜排具有40m2的膜面積和1.83米的中空纖維膜長度。下表12中示出了階段7測試的一些相關(guān)工藝條件。表12工藝條件值滲透物通量30、45、601mh(總計(jì))通氣空氣流量3.5、4.3、8.6nm3/小時(shí)膜池mlss12.2g/l膜池ttf120秒處理時(shí)間600秒回洗時(shí)間30秒回洗通量與滲透物通量相同平均溫度16.5℃階段7測試包括使膜排在三種不同的滲透物通量(30、45、601mh-總計(jì))下在3.5、4.3、8.6nm3/小時(shí)的通氣空氣流量下操作?；?0m2的膜面積，空氣流量將會是0.088、0.108、0.215nm3/小時(shí)/m2。使每個組合操作最少1小時(shí)。以在過程循環(huán)開始和結(jié)束時(shí)的tmp差值來計(jì)算測試的沾污速率。下表13中示出了每個過程組合的沾污速率的平均值。表13圖74-76中給出了不同過程組合的階段7測試數(shù)據(jù)的圖表。膜組件的除垢除了控制組件的結(jié)垢速率之外，膜束封罩和曝氣的組合還可以提供額外的優(yōu)點(diǎn)。例如，在組件10可以具有一個或多個可能凝垢的纖維束18的情況下，利用膜束封罩與曝氣的組合可以通過分解在纖維束上結(jié)塊的污泥并使其通過膜束封罩40的頂部向上排出來除垢或逆轉(zhuǎn)凝垢。除垢可根據(jù)系統(tǒng)的操作條件或特定的除垢循環(huán)(例如，松弛循環(huán))自動發(fā)生。例如，可以通過在每個生產(chǎn)周期期間監(jiān)測組件的結(jié)垢速率并將其與早期結(jié)垢速率的結(jié)垢速率(例如，之前的2、4、8、12、24小時(shí))進(jìn)行比較來檢測凝垢。如果結(jié)垢速率突增，這可能表明已經(jīng)發(fā)生污染，在這種情況下，可使組件停止運(yùn)行，并且可執(zhí)行松弛循環(huán)來逆轉(zhuǎn)凝垢。松弛循環(huán)可以包括停止生產(chǎn)，這可以包括結(jié)束施加到如本文所述的組件的真空壓力?？梢詫怏w流供應(yīng)到組件的氣化裝置(例如，氣化裝置34a、34b、34c或34d)以產(chǎn)生氣泡。圍繞每個纖維束18的膜束封罩40可以被個配置為將氣泡保持在纖維束附近，使得氣泡沿纖維束的整個長度與纖維束保持接觸。不抽真空(即，不從膜吸出更多滲透物和排出膜束封罩內(nèi)的液體)與膜束封罩和曝氣的組合可以通過分解污泥并將其向上提升以從膜束封罩頂部排出來對纖維束進(jìn)行除垢。松弛循環(huán)可以利用本文所述的間歇曝氣和/或脈沖曝氣。進(jìn)行了測試以證明松弛循環(huán)的有效性。測試了利用間歇曝氣以及組合膜束封罩與脈沖曝氣的組件。圖77是在松弛循環(huán)之前對9個纖維束中的6個進(jìn)行了除垢的一個膜行的照片。將膜束封罩的拆卸蓋滑回以使膜束封罩顯露，不過在松弛循環(huán)重新安裝它們。通過阻止對這些單個纖維束曝氣并使組件進(jìn)行生產(chǎn)操作，有意地形成了這6個凝垢的膜束。這種污泥積聚可能是在氣化裝置堵塞或部分堵塞以防止或限制對特定纖維束曝氣的情況下的典型結(jié)果。圖78是在10分鐘松弛循環(huán)之后，顯露出相同膜束的同一個膜行的照片。如圖77和圖78所示，已從污泥纖維束中除去了大部分污泥。下面的表14示出了松弛測試的一個階段的結(jié)果。對于這一測試階段，將間歇曝氣和脈沖曝氣氣化裝置都與膜束封罩組合使用。如表14所示，在每一輪測試，凝垢纖維束數(shù)量在2至6個的范圍內(nèi)。在凝垢開始之前以及在發(fā)生凝垢之后且在松弛循環(huán)開始之前對膜行進(jìn)行了稱重，以基于積聚的總重量來量化污泥積聚的量。如表14所示，每個纖維束的污泥積聚重量在7.8磅至13.7磅的范圍內(nèi)。然后進(jìn)行松弛循環(huán)，并且在10分鐘和20分鐘后再次對膜排稱重，以基于重量的減少確定除去的污泥的量。如圖表所示，在松弛模式下操作20分鐘后，從所有膜行除去了至少87％的污泥。表14松弛循環(huán)還可以包括通過接通和切斷供應(yīng)到膜組件的氣體流來進(jìn)行曝氣循環(huán)。此外，松弛循環(huán)還可以包括結(jié)合曝氣對膜組件進(jìn)行反沖或者在曝氣循環(huán)之間對膜組件進(jìn)行反沖。松弛循環(huán)的時(shí)間長度可以變化，例如，松弛循環(huán)可以在約1分鐘至約5分鐘、約5分鐘至約10分鐘、約10分鐘至約15分鐘、約15分鐘至約20分鐘分鐘的范圍內(nèi)，或者可大于約20分鐘。利用如本文所述的具有膜束封罩和氣化裝置(例如，脈沖曝氣氣化裝置34b、34c和34d)的一個或多個組件可提供與現(xiàn)有技術(shù)相比的多種優(yōu)點(diǎn)。例如，如測試所證明，具有膜束封罩和脈沖曝氣氣化裝置的組件與其他組件構(gòu)形相比，能夠以降低的結(jié)垢速率進(jìn)行操作。在寬泛的滲透通量范圍(例如30lmh至60lmh)中表現(xiàn)出了降低的結(jié)垢速率，這允許組件操作具有靈活性。此外，測試證明，具有膜束封罩和脈沖曝氣氣化裝置的組件能夠在一定范圍的滲透通量下以降低的曝氣空氣流速進(jìn)行操作，同時(shí)仍保持降低的結(jié)垢速率。這些組件在提高的結(jié)垢速率和降低的曝氣空氣流速下操作的同時(shí)仍然保持降低的結(jié)垢速率的能力可以降低系統(tǒng)成本(例如，初始資本成本和運(yùn)營成本)。例如，這些組件在提高的滲透通量下才做的能力可以允許更少的組件用于產(chǎn)生與先前組件相同的較高輸出，從而降低組件、水箱和其他相應(yīng)設(shè)備的資本成本。這些組件在降低的曝氣空氣流速下操作的能力可以既節(jié)約資本成本，又節(jié)約運(yùn)營成本。例如，對于一些系統(tǒng)，可以使用比先前系統(tǒng)所需要的更小的鼓風(fēng)機(jī)來產(chǎn)生曝氣空氣流，從而降低初始資本成本。還可以降低這些更小鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)營成本(例如，能源成本、維護(hù)費(fèi)等)。如本文所述的組件的其他優(yōu)點(diǎn)包括組件從不良狀態(tài)(例如，碎片、凝垢、高mlss、高ttf等)恢復(fù)的能力。測試證明，如本文所述的組件被配置為具有改善的碎片處理和去除能力、改善的除垢能力，以及處理高mlss和高ttf事件而不需要全面清洗(例如，手動清洗)的能力。使用本文所述的膜組件的膜過濾系統(tǒng)可以是小型的、價(jià)格低的、更堅(jiān)固的，并且比較早的等效容量系統(tǒng)需要更少的能量就能操作。僅出于清楚理解的考慮給出了上述具體描述和實(shí)施例。不用從中理解不必要的限制。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對所述的實(shí)施方案進(jìn)行許多改變。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)限于本文所述的結(jié)構(gòu)，而是僅受到權(quán)利要求的語言描述的結(jié)構(gòu)和這些結(jié)構(gòu)的等同物限制。當(dāng)前第1頁12