本发明涉及用于过滤水的系统和方法。
背景技术：
移动水净化系统对于多种用途而言可能是期望的。对于人群而言，例如需要饮用水的野外部队，这样的系统是特别期望的。通常，将系统安装在车辆或拖车上，并在需要的地方运输，并进行操作以提供饮用水。
但是，需要改进的水净化系统。本发明改善了现有技术的至少一些缺陷。根据下面的描述，本发明的这些和其它优点将显而易见。
技术实现要素：
本发明的实施例提供了一种水过滤系统，该水过滤系统包括：(a)第一区块，其包括：(a)多个水平布置的水过滤组件，第一区块中的每个水过滤组件包括过滤器模块，该过滤器模块包括：过滤器壳体，该过滤器壳体包括进给入口、滤液出口和排放出口，过滤器壳体限定了进给入口和滤液出口之间的滤液流动路径以及进给入口和排放出口之间的排放流体流动路径；以及横跨滤液流动路径的多孔过滤器，滤液流动路径穿过多孔过滤器的上游表面和下游表面，其中排放流体流动路径不穿过多孔过滤器的表面；(b)第一区块进给歧管，其包括第一区块进给入口和多个水过滤组件入口端口，每个水过滤组件入口端口与相应的过滤器模块进给入口流体连通；(c)第一区块滤液歧管，其包括第一区块滤液出口端口和多个水过滤组件出口端口，每个水过滤组件出口端口与相应的过滤器模块滤液出口流体连通，第一区块滤液出口端口与第一恒流配件流体连通；(d)第一区块排放歧管，其包括第一区块排放出口端口和多个水过滤组件排放出口端口，每个水过滤组件排放出口端口与相应的过滤器模块排放出口流体连通，第一区块排放出口端口与第二恒流配件流体连通；(b)第二区块，其包括：(e)多个水平布置的水过滤组件，第二区块中的每个水过滤组件包括过滤器模块，该过滤器模块包括：过滤器壳体，该过滤器壳体包括进给入口、滤液出口和排放出口，过滤器壳体限定了进给入口和滤液出口之间的滤液流动路径以及进给入口和排放出口之间的排放流体流动路径；以及横跨滤液流动路径的多孔过滤器，滤液流动路径穿过多孔过滤器的上游表面和下游表面，其中排放流体流动路径不穿过多孔过滤器的表面；(f)第二区块进给歧管，其包括第二区块进给入口和多个水过滤组件入口端口，每个水过滤组件入口端口与相应的过滤器模块进给入口流体连通；(g)第二区块滤液歧管，其包括第二区块滤液出口端口和多个水过滤组件出口端口，每个水过滤组件出口端口与相应的过滤器模块滤液出口流体连通，第二区块滤液出口端口与第一恒流配件流体连通；(h)第二区块排放歧管，其包括第二区块排放出口端口和多个水过滤组件排放出口端口，每个水过滤组件排放出口端口与相应的过滤器模块排放出口流体连通，第二区块排放出口端口与第三恒流配件流体连通。
在一些实施例中，水过滤系统还包括框架，该框架上安装有第一区块和第二区块。在替代实施例中，每个排可被安装在单独的框架上，或者排可被安装在一起，同时具有或不具有框架。在又一个实施例中，至少一个排可以安装到基部(例如，联合模块化联运集装箱(jmic)托盘的基部)。
第一区块和第二区块可以竖直地布置，以提供上区块和下区块，或者它们可以水平地布置，以提供右区块和左区块。
在离线排的进给入口被盖住或阻塞的优选实施例中，该系统包括公共滤液配件，该公共滤液配件包括所述第一恒流配件，其中所述公共滤液配件布置成：允许滤液流从在线排(例如第一区块)滤液端口和第一区块滤液歧管作为逆流经由第二区块滤液歧管穿过另一排(例如第二区块)的水过滤组件，穿过第二区块模块滤液出口，穿过多孔过滤器的表面，穿过第二区块排放端口，穿过第二区块排放歧管，并穿过公共出口；以及当之前的离线排现在是在线排时，允许滤液流从在线排(例如第二区块)第二区块滤液端口和第二区块滤液歧管作为逆流经由第一区块滤液歧管穿过另一排(现在是在线第一区块)的第一区块水过滤组件，穿过第一区块模块滤液出口，穿过多孔过滤器的表面，穿过第一区块排放端口，穿过第一区块排放歧管，并穿过公共出口。
在另一个实施例中，提供了一种用于过滤水的方法，该方法包括：将源水传送到系统中，并从一个排获得滤液；使一部分滤液作为逆流穿过另一排；以及获得待处理以用于饮用的另一部分滤液。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的水过滤系统的轴测正视图，示出了水过滤组件的上区块和下区块，每个组件包括多个过滤器模块、进给歧管和保持该组件的框架。
图2是图1所示的水过滤系统的轴测后视图，还示出了每个水过滤组件包括排放歧管和滤液歧管。
图3是每个水过滤组件的滤液出口、排放出口、配件以及用于滤液流以及排放流体流的导管的俯视图，其中过滤器模块已从图1中移除。滤液出口包括恒流配件和两个滤液出口端口，排放出口包括两个排放出口端口，每个排放出口端口与排放出口配件连通，每个排放出口配件包括恒流配件。
图4是图1中所示的水过滤系统的右侧视图。
图5是图1所示的水过滤系统的前视图。
图6a是说明性过滤器模块的前端视图，图6b是沿图6b的a-a的截面图，图6c是沿图的a-a的截面图，其中未示出过滤器。
图7是布置在配件中的示例性恒流阀的示意性截面图，示出了橡胶控制环，该橡胶控制环可以随着流量的增加而移动并减小孔口的直径。
图8a和8b是正向过滤中各个排的示意图，图8a示出了正向过滤中的上区块，图8b示出了正向过滤中的下区块。
图9a和9b是运行中的水过滤系统的示意图，其中第一区块在正向过滤中是“在线的”并且源水提供恒定的正向冲洗，而第二区块是“离线的”，其中第二区块通过使用来自第一区块的滤液进行恒定的反向冲洗而被再生(图9a)，第二区块在正向过滤中是“在线的”且源水提供恒定的正向冲洗，而第一区块是“离线的”，其中第一区块通过使用来自第二区块的滤液进行恒定的反向冲洗被再生(图9a)。
图10是根据本发明的另一个实施例的水过滤系统的轴测正视图，示出了水过滤组件的右区块和左区块，每个组件包括多个过滤器模块、进给歧管和保持该组件的框架。
图11是图10所示的水过滤系统的轴测后视图，还示出了每个水过滤组件包括排放歧管和滤液歧管，滤液歧管是连接的。
图12是每个水过滤组件的滤液出口、排放出口、配件以及用于滤液流的导管以及排放流体流的导管的俯视图，其中过滤器模块已从图10中移除。滤液出口包括恒流配件(未示出)和两个滤液出口端口，排放出口包括两个排放出口端口，每个排放出口端口与排放出口配件连通，每个排放出口配件包括恒流配件(未示出)。
图13是图10中所示的水过滤系统的右侧视图。
图14是图10中所示的水过滤系统的前视图。
图15是根据本发明的另一个实施例的水过滤系统的轴测正视图，类似于图1所示的实施例，不同之处在于其被安装在基部(图示为联合模块化联运集装箱(jmic)托盘的基部)上，而不是安装在框架中，还示出了水过滤组件的上区块和下区块，每个组件包括多个过滤器模块、进给歧管和保持该组件的框架。
图16是图15所示的水过滤系统的轴测后视图，还示出了每个水过滤组件包括排放歧管和滤液歧管。
图17是如图15所示安装在基部上的水过滤系统的轴测前视图，还示出了托盘的侧壁。
图18是如图16所示安装在基部上的水过滤系统的轴测前视图，还示出了托盘的前壁。
图19是如图17所示安装在基部上的水过滤系统的轴测前视图，还示出了托盘的顶壁。
具体实施方式
本发明的实施例提供了一种水过滤系统，该水过滤系统包括：(a)第一区块，其包括：(a)多个水平布置的水过滤组件，第一区块中的每个水过滤组件包括过滤器模块，该过滤器模块包括：过滤器壳体，该过滤器壳体包括进给入口、滤液出口和排放出口，过滤器壳体限定了进给入口和滤液出口之间的滤液流动路径以及进给入口和排放出口之间的排放流体流动路径；以及横跨滤液流动路径的多孔过滤器，滤液流动路径穿过多孔过滤器的上游表面和下游表面，其中排放流体流动路径不穿过多孔过滤器的表面；(b)第一区块进给歧管，其包括第一区块进给入口和多个水过滤组件入口端口，每个水过滤组件入口端口与相应的过滤器模块进给入口流体连通；(c)第一区块滤液歧管，其包括第一区块滤液出口端口和多个水过滤组件出口端口，每个水过滤组件出口端口与相应的过滤器模块滤液出口流体连通，第一区块滤液出口端口与第一恒流配件流体连通；(d)第一区块排放歧管，其包括第一区块排放出口端口和多个水过滤组件排放出口端口，每个水过滤组件排放出口端口与相应的过滤器模块排放出口流体连通，第一区块排放出口端口与第二恒流配件流体连通；(b)第二区块，其包括：(e)多个水平布置的水过滤组件，第二区块中的每个水过滤组件包括过滤器模块，该过滤器模块包括：过滤器壳体，该过滤器壳体包括进给入口、滤液出口和排放出口，过滤器壳体限定了进给入口和滤液出口之间的滤液流动路径以及进给入口和排放出口之间的排放流体流动路径；以及横跨滤液流动路径的多孔过滤器，滤液流动路径穿过多孔过滤器的上游表面和下游表面，其中排放流体流动路径不穿过多孔过滤器的表面；(f)第二区块进给歧管，其包括第二区块进给入口和多个水过滤组件入口端口，每个水过滤组件入口端口与相应的过滤器模块进给入口流体连通；(g)第二区块滤液歧管，其包括第二区块滤液出口端口和多个水过滤组件出口端口，每个水过滤组件出口端口与相应的过滤器模块滤液出口流体连通，第二区块滤液出口端口与第一恒流配件流体连通；(h)第二区块排放歧管，其包括第二区块排放出口端口和多个水过滤组件排放出口端口，每个水过滤组件排放出口端口与相应的过滤器模块排放出口流体连通，第二区块排放出口端口与第三恒流配件流体连通。
在一个实施例中，第一区块滤液歧管和第二区块歧管连接在一起以提供整体式歧管。
在一些实施例中，水过滤系统还包括框架，该框架上安装有第一区块和第二区块。在替代实施例中，每个排可被安装在单独的框架上，或者排可被安装在一起，同时具有或不具有框架。在又一个实施例中，至少一个排可以安装到基部(例如，联合模块化联运集装箱(jmic)托盘的基部)。
在一个实施例中，该系统重量轻至可以由人携带。
第一区块和第二区块可以竖直地布置，以提供上区块和下区块，或者它们可以水平地布置，以提供右区块和左区块。
优选地，一个排是“在线的”以提供正向过滤，并且源水提供恒定的正向冲洗，而另一排是“离线的”，其中使用来自在线排的滤液通过恒定的反向冲洗来使离线排再生。
在离线排的进给入口被盖住或阻塞的优选实施例中，该系统包括公共滤液配件，该公共滤液配件包括所述第一恒流配件，其中所述公共滤液配件布置成：允许滤液流从在线排(例如第一区块)滤液端口和第一区块滤液歧管作为逆流经由第二区块滤液歧管穿过另一排(例如第二区块)的水过滤组件，穿过第二区块模块滤液出口，穿过多孔过滤器的表面，穿过第二区块排放端口，穿过第二区块排放歧管，并穿过公共出口；以及当之前的离线排现在是在线排时，允许滤液流从在线排(例如第二区块)第二区块滤液端口和第二区块滤液歧管作为逆流经由第一区块滤液歧管穿过另一排(现在是在线第一区块)的第一区块水过滤组件，穿过第一区块模块滤液出口，穿过多孔过滤器的表面，穿过第一区块排放端口，穿过第一区块排放歧管，并穿过公共出口。
在另一个实施例中，提供了一种用于过滤水的方法，该方法包括：将源水传送到系统中，并从一个排获得滤液；使一部分滤液作为逆流穿过另一排；以及获得待处理以用于饮用的另一部分滤液。
例如，在用于过滤水的方法的一个实施例中，该方法包括使源水进入水过滤系统，并进入第一区块(例如上区块或右区块)中的水过滤组件，获得滤液，使一部分滤液作为逆流穿过第二区块(例如下区块或左区块)中的水过滤组件，以及获得待处理以用于饮用的另一部分滤液。通常，将待处理以用于饮用的那部分滤液传递到存储容器。该方法的实施例还可包括将源水传递到第二区块的水过滤组件中，获得滤液，将一部分滤液作为逆流穿过第一区块的水过滤组件，以及获得待处理以用于饮用的另一部分滤液，例如其中待处理以用于饮用的部分将被传递到存储容器中。
可以按需重复通过各区块的交替流动。
根据本发明的实施例，提供了一种水过滤系统，该水过滤系统包括：(a)上区块，其包括：(a)多个水平布置的水过滤组件，上区块中的每个水过滤组件包括过滤器模块，该过滤器模块包括：过滤器壳体，该过滤器壳体包括进给入口、滤液出口和排放出口，过滤器壳体限定了进给入口和滤液出口之间的滤液流动路径以及进给入口和排放出口之间的排放流体流动路径；以及横跨滤液流动路径的多孔过滤器，滤液流动路径穿过多孔过滤器的上游表面和下游表面，其中排放流体流动路径不穿过多孔过滤器的表面；(b)上区块进给歧管，其包括上区块进给入口和多个水过滤组件入口端口，每个水过滤组件入口端口与相应的过滤器模块进给入口流体连通；(c)上区块滤液歧管，其包括上区块滤液出口端口和多个水过滤组件出口端口，每个水过滤组件出口端口与相应的过滤器模块滤液出口流体连通，上区块滤液出口端口与第一恒流配件流体连通；(d)上区块排放歧管，其包括上区块排放出口端口和多个水过滤组件排放出口端口，每个水过滤组件排放出口端口与相应的过滤器模块排放出口流体连通，上区块排放出口端口与第二恒流配件流体连通；(b)下区块，其包括：(e)多个水平布置的水过滤组件，下区块中的每个水过滤组件包括过滤器模块，该过滤器模块包括：过滤器壳体，该过滤器壳体包括进给入口、滤液出口和排放出口，过滤器壳体限定了进给入口和滤液出口之间的滤液流动路径以及进给入口和排放出口之间的排放流体流动路径；以及横跨滤液流动路径的多孔过滤器，滤液流动路径穿过多孔过滤器的上游表面和下游表面，其中排放流体流动路径不穿过多孔过滤器的表面；(f)下区块进给歧管，其包括下区块进给入口和多个水过滤组件入口端口，每个水过滤组件入口端口与相应的过滤器模块进给入口流体连通；(g)下区块滤液歧管，其包括下区块滤液出口端口和多个水过滤组件出口端口，每个水过滤组件出口端口与相应的过滤器模块滤液出口流体连通，下区块滤液出口端口与第一恒流配件流体连通；(h)下区块排放歧管，其包括下区块排放出口端口和多个水过滤组件排放出口端口，每个水过滤组件排放出口端口与相应的过滤器模块排放出口流体连通，下区块排放出口端口与第三恒流配件流体连通。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种水过滤系统，该水过滤系统包括：(a)右区块，其包括：(a)多个水平布置的水过滤组件，右区块中的每个水过滤组件包括过滤器模块，该过滤器模块包括：过滤器壳体，该过滤器壳体包括进给入口、滤液出口和排放出口，过滤器壳体限定了进给入口和滤液出口之间的滤液流动路径以及进给入口和排放出口之间的排放流体流动路径；以及横跨滤液流动路径的多孔过滤器，滤液流动路径穿过多孔过滤器的上游表面和下游表面，其中排放流体流动路径不穿过多孔过滤器的表面；(b)右区块进给歧管，其包括右区块进给入口和多个水过滤组件入口端口，每个水过滤组件入口端口与相应的过滤器模块进给入口流体连通；(c)右区块滤液歧管，其包括右区块滤液出口端口和多个水过滤组件出口端口，每个水过滤组件出口端口与相应的过滤器模块滤液出口流体连通，右区块滤液出口端口与第一恒流配件流体连通；(d)右区块排放歧管，其包括右区块排放出口端口和多个水过滤组件排放出口端口，每个水过滤组件排放出口端口与相应的过滤器模块排放出口流体连通，右区块排放出口端口与第二恒流配件流体连通；(b)左区块，其包括：(e)多个水平布置的水过滤组件，左区块中的每个水过滤组件包括过滤器模块，该过滤器模块包括：过滤器壳体，该过滤器壳体包括进给入口、滤液出口和排放出口，过滤器壳体限定了进给入口和滤液出口之间的滤液流动路径以及进给入口和排放出口之间的排放流体流动路径；以及横跨滤液流动路径的多孔过滤器，滤液流动路径穿过多孔过滤器的上游表面和下游表面，其中排放流体流动路径不穿过多孔过滤器的表面；(f)左区块进给歧管，其包括左区块进给入口和多个水过滤组件入口端口，每个水过滤组件入口端口与相应的过滤器模块进给入口流体连通；(g)左区块滤液歧管，其包括左区块滤液出口端口和多个水过滤组件出口端口，每个水过滤组件出口端口与相应的过滤器模块滤液出口流体连通，左区块滤液出口端口与第一恒流配件流体连通；(h)左区块排放歧管，其包括左区块排放出口端口和多个水过滤组件排放出口端口，每个水过滤组件排放出口端口与相应的过滤器模块排放出口流体连通，左区块排放出口端口与第三恒流配件流体连通。
在一些实施例中，水过滤系统还包括框架，该框架上安装有上区块/右区块和下区块/左区块。在替代实施例中，每个排可被安装在单独的框架上，或者排可被安装在一起，同时具有或不具有框架。在又一个实施例中，至少一个排可以安装到基部(例如，联合模块化联运集装箱(jmic)托盘的基部)。
在离线排的进给入口被盖住或阻塞的优选实施例中，该系统包括公共滤液配件，该公共滤液配件包括所述第一恒流配件，其中所述公共滤液配件布置成：允许滤液流从在线排(例如上区块或右区块)滤液端口和上区块或右区块滤液歧管作为逆流经由下区块或左区块歧管穿过另一排(例如下区块或左区块)的水过滤组件，穿过下区块或左区块模块滤液出口，穿过多孔过滤器的表面，穿过下区块或左区块排放端口，穿过下区块或左区块排放歧管，并穿过公共出口；以及当之前的离线排现在是在线排时，允许滤液流从现在在线排(例如现在的下区块或左区块)排滤液端口和下区块或左区块滤液歧管作为逆流经由上区块或右区块滤液歧管穿过另一排(现在是在线上区块或右区块)的上区块或右区块水过滤组件，穿过上区块或右区块模块滤液出口，穿过多孔过滤器的表面，穿过上区块或右区块排放端口，穿过上区块或右区块排放歧管，并穿过公共出口。
在另一个实施例中，提供了一种用于过滤水的方法，该方法包括：将源水传送到系统中，并从一个排获得滤液；使一部分滤液作为逆流穿过另一排；以及获得待处理以用于饮用的另一部分滤液。
有利的是，使用恒流配件(而不是机械阀，无论是手动还是自动操作的)，无需操作者输入即可实现整体同时进给和反向流动，并且无需操作者输入即可精确控制流量以实现期望的膜通量。该系统可以在不进行空气洗涤(这需要气动系统)的情况下操作，同时在两次化学清洁之间长时间运行。另外，阻止了在膜上堆积来自高浊度(浊度单位(ntf))水源的淤泥。该系统本身不需要电气部件或动力，并且可以与多种泵兼容，其中不需要这些泵与该系统的实施例集成在一起。
通过选择恒流配件可以实现期望的流量比。
现在将在下面更详细地描述本发明的每个部件，其中相同的部件具有相同的附图标记。
如将在下面更详细解释的，仅为了便于理解，对“第一区块”的引用可以与术语“上区块”和“右区块”或“上/右区块”互换使用，而对“第二区块”可以与“下区块”和“左区块”或“下/左区块”互换使用。
图1和图2示出了水过滤系统1的实施例的轴测前视图和后视图，其包括：水过滤组件的上区块1000和水过滤组件的下区块2000；上区块进给歧管111和下区块进给歧管211；上区块滤液歧管122和下区块滤液歧管222；以及上区块排放歧管133和下区块排放歧管233。
水过滤组件的上区块和下区块分别包括模块100、200(本发明的实施例包括两个或更多个模块，图1和2中所示的组件每个均包括4个模块，并且图10和11中所示的组件每个都包含2个模块，但是可以使用任意数量的模块)，相应的模块各自包括壳体115、215，壳体包括进给入口11、21、滤液出口12、22和排放出口13、23(如图6a-6c所示)，每个过滤器壳体限定了进给入口和滤液出口之间的滤液流动路径以及进给入口和排放出口之间的排放流体流动路径，并具有横跨滤液流动路径的多孔过滤器100a，200a(如图6b所示)(其中排放流体流动路径不穿过多孔过滤器的表面)。如将在下面更详细说明的，在离线排的进给入口被盖住或阻塞的反向冲洗期间，来自一排的水过滤组件的滤液沿相反方向穿过另一排(离线排)的水过滤组件(即从在线排的滤液出口到离线排的滤液出口，穿过离线排的多孔过滤器，并穿过离线排的排放出口)。
根据本发明的实施例，可以使用各种过滤器和过滤器元件。过滤器100a和200a在图6b中示出为成束的中空多孔纤维(未按比例示出)，但是可以包括其它构造，例如多孔平板。在过滤器包括中空多孔纤维的那些实施例中，滤液流体流动路径可以是“内而外”(从纤维膜的内表面穿过外表面)的，或更优选地，是“外而内”(从纤维膜的外表面穿过内表面)的。
上区块进给歧管111和下区块进给歧管211分别具有原料进给入口101、201，以及提供与相应模块进给入口11、21流体连通的端口；上区块滤液歧管122和下区块滤液歧管222均具有提供与相应模块滤液出口12、22流体连通的端口；上区块排放歧管133和下区块排放歧管233均具有提供与相应模块排放口13、23流体连通的端口。如下所述，从排放歧管流出的排放流体沿着排放导管134、234流动。
如在图3、图4和图5中更详细地示出的(分别示出俯视图、侧视图和前视图)，所示的系统1还包括上区块滤液导管123(其还将包括上区块逆流导管423，如下文更详细地解释的)和下区块滤液导管223(其还将包括下区块逆流导管523，如下文更详细地解释的)，其中导管在公共滤液配件390处连接，该公共滤液配件包括第一恒流配件375(图7示出了可以安装在配件中的通用恒流阀)和公共滤液出口302。
示出的系统还包括：与第二恒流配件175(图7)连通的上区块排放导管134，第二恒流配件与公共排放配件690连通；和与第三恒流配件275(图7)连通的下区块排放管道234，第三恒流配件与公共排放配件690连通，公共排放配件690还包括公共排放出口301。
如上所述，系统1的图示实施例包括上区块滤液导管123(其也包括上区块逆流导管423)和下区块滤液导管223(其包括下区块逆流导管523)。
在图1和2所示的实施例中，各区块安装在框架700上，该框架包括端件、横梁和支杆。根据本发明的实施例，各种框架布置是适合于使用的。
如上所述，仅为了便于理解，对“第一区块”的引用可以与术语“上区块”和“右区块”或“上/右区块”互换使用，而对“第二区块”可以与“下区块”和“左区块”或“下/左区块”互换使用。
因此，图10和图11示出了水过滤系统的另一实施例的轴测前视图和后视图，其中代替具有如图1和图2所示的水过滤组件的竖直布置的(即上下)排，图10和11所示的水过滤系统1′的实施例具有水过滤组件的水平布置的(即左右)排。为了便于参考，该系统各实施例通用的部件将使用相同的附图标记，例如水过滤组件的上区块和水过滤组件的右区块都将使用附图标记1000，并且水过滤组件的下区块和水过滤组件的左区块都将使用附图标记2000。
在该示出的实施例中，系统1’在每个水过滤组件中包括两个模块，模块安装在框架700上，从而减轻了重量并使其更适合于人携带。
尽管图10和11所示的系统的实施例包括右区块过滤歧管122和左区块过滤歧管222，但是与图1和2所示的实施例相比，在图10和11中右区块过滤歧管122和左区块过滤歧管222连接在一起以提供公共歧管322。
另外，与包括上区块滤液导管123(也包括上区块逆流导管423)和下区块滤液导管223(也包括下区块逆流导管523)的系统1的实施例(例如如图3所示)相比，在图12所示的所示实施例中，系统1'包括单个滤液导管/逆流导管323，其连接到包括第一恒流配件375的滤液配件391，其中导管在包括第一恒流配件375的公共滤液配件390处连接。
在每个实施例中不相同的那些其它部件(例如框架、基部、托盘)将具有不同的附图标记，并将分别进行讨论。
以图8a、8b、9a和9b为参考，在正向过滤中一个排(例如，水过滤组件的上区块或右区块)是“在线”的并且源水提供恒定的正向冲洗，同时另一排(例如，水过滤组件的下区块或左区块)是“离线”的，其中下区块/左区块通过使用来自上区块/右区块的滤液进行恒定的反向冲洗而再生。例如，在线排接收的源水的大约三分之二可以作为滤液穿过模块，而大约三分之一的水可以沿着每个模块的长度向下流动，并通过朝下的排放端口排出，从而提供进给冲洗。进给冲洗带走的沉淀物可能已堆积在壳体底部，从而阻止了膜污染。来自在线排的滤液的大约一半可以作为产品水收集(应添加适量的氯，以便饮用)，而大约另一半可以转移到离线排中，以提供恒定的反向冲洗。水的体积(源、滤液、进给冲洗和反向冲洗)可以根据特定情况和/或应用的需要进行更改。
因此并且使用图3作为附加参考，当水过滤组件的上区块/右区块1000在线(并且水过滤组件的下区块/左区块2000离线)时，下区块/左区块原料进给入口201堵塞，上区块/右区块原料进给入口101打开，生水(源水)从进给入口101穿过上区块进给歧管111，经由入口11穿过相应的模块100，沿流体流动路径穿过过滤器100a的多孔介质，并且穿过滤液出口12并穿过上区块滤液歧管122(滤液流体)，或者沿着另一个流体流动路径(不穿过过滤介质)穿过排放出口13并穿过上区块/右区块排放歧管133(提供模块的进给冲洗)，其中排放流体随后沿着上部排放导管134穿过第二恒流配件175和公共排放配件690，并穿过公共排放出口301而到达源水。
另外，从上/右区块滤液歧管122流出的滤液穿过上/右区块滤液导管123到达公共滤液配件390。一部分滤液穿过公共滤液配件390、第一恒流配件375和公共滤液出口302到达储存容器，另一部分滤液沿下/左区块逆流导管523(即下/左区块滤液导管223，其中流体沿相反方向通过以提供反向流动)分流。因此，沿着下/左区块逆流导管523分流的流体沿相反方向穿过下/左区块水过滤组件，经由下/左区块滤液歧管222，下/左区块出口22，通过过滤器200a的多孔过滤介质和下/左区块排放歧管233，下/左区块排放导管234，第三恒流配件275，公共排放配件690(与“进给冲洗”水结合)，并穿过公共排放出口301到源水(下/左区块滤液歧管222，下/左区块出口22，过滤器200a的多孔过滤介质和下/左区块排放歧管233未在图3中示出，见图1和2)。
在一个替代实施例中，参考图12，其中水过滤组件的上区块/右区块1000在线，下区块/左区块原料进给入口201堵塞，上区块/右区块原料进给入口101打开，生水(源水)从进给入口101穿过上区块进给歧管111，经由入口11穿过相应的模块100，沿流体流动路径穿过过滤器100a的多孔介质，并且穿过滤液出口12并穿过上区块/右区块滤液歧管122(滤液流体)，或者沿着另一个流体流动路径(不穿过过滤介质)穿过排放出口13并穿过上区块/右区块排放歧管133(提供模块的进给冲洗)，其中排放流体随后沿着上部/右区块排放导管134穿过第二恒流配件175和公共排放配件690，并穿过公共排放出口301而到达源水。
从上区块/右区块滤液歧管122通过的滤液穿过下/左区块滤液歧管222并穿过滤液导管323到达滤液配件391。一部分滤液穿过滤液配件391、第一恒流配件375和公共滤液出口302到达储存容器，另一部分滤液分流，沿着下区块/左区块滤液歧管222，下区块/左区块出口22，通过过滤器200a的多孔过滤介质和下区块/左区块排放歧管233，下区块/左区块排放导管234，第三恒流配件275，公共排放配件690(与“进给冲洗”水结合)，并穿过公共排放出口301到源水(下/左区块出口22和过滤器200a的多孔过滤介质未在图12中示出，见图10和11)。
使用图1-3作为参考，当过滤组件的下/左区块2000在线(过滤组件的上区块/右区块1000离线)时，会发生类似的过程，从而提供模块200的进给冲洗和上/右区块模块100的反向冲洗。说明性地，从下/左区块滤液歧管222经过的滤液穿过下/左区块滤液导管223到达公共滤液配件390。一部分滤液穿过公共滤液配件390、第一恒流配件375和公共滤液出口302到达储存容器，另一部分滤液沿上/右区块逆流导管423(即上/右区块滤液导管123，其中流体沿相反方向通过以提供反向流动)分流。因此，沿着上/右区块逆流导管423分流的流体沿相反方向穿过上/右区块水过滤组件，经由上/右区块滤液歧管122，上/右区块出口12，通过过滤器100a的多孔过滤介质和上/右区块排放歧管133，上/右区块排放导管134，第二恒流配件175，公共排放配件690(与“进给冲洗”水结合)，并通过公共排放出口301到水源。
在替代实施例中，使用图10-12作为参考，当过滤组件的下/左区块2000在线(过滤组件的上区块/右区块1000离线)时，会发生类似的过程，从而提供模块200的进给冲洗和上/右区块模块100的反向冲洗。说明性地，从下/左区块滤液歧管222经过的滤液穿过上区块/右区块滤液歧管122并穿过滤液导管323到达滤液配件391。一部分滤液穿过滤液配件391、第一恒流配件375和公共滤液出口302到达储存容器，另一部分滤液分流，沿着上区块/右区块滤液歧管122，上区块/右区块出口12，通过过滤器100a的多孔过滤介质和上区块/右区块排放歧管133，上区块/右区块排放导管134，第二恒流配件175，公共排放配件690(与“进给冲洗”水结合)，并穿过公共排放出口301到源水。
过滤器和过滤器元件可具有任何合适的孔结构，例如孔径(例如，如泡点所证实的，或通过例如美国专利4,340,479中所述的kl所证实的，或由毛细管冷凝流动孔隙测定法所证实的)、平均流动孔(mfp)径(例如，当使用例如porvairporometer(英国诺福克的porvair集团公司)的气孔计表征时，或使用以商标porolux(比利时，porometer.com)获得的气孔计表征时)、孔隙率、孔直径(例如，当使用例如美国专利4,925,572中所述的改进的osuf2测试进行表征时)、或去除等级介质。根据本发明的实施例，多孔过滤器是例如纳米多孔膜，例如具有在1nm至100nm之间的直径的孔的膜，或具有在1μm至10nm之间的直径的孔的微米多孔膜。
模块壳体和歧管可以由任何合适的刚性不渗透材料制成。例如，壳体可以由聚合物制成，但是更典型地由诸如不锈钢的金属制成。
通常，框架、基部和托盘由诸如不锈钢的金属制成。
各种框架、基部和托盘适用于本发明的实施例。
在一个实施例中，参考图15-19，基部800是联合模块化联运集装箱(jmic)或jmic托盘的一部分，例如，符合milstd3028。jmic可从例如garrettcontainersystems有限公司(马里兰州的accident)获得。图17-19中所示的实施例示出了jmic侧壁801a、801b、801c和801d，其中图19还示出了jmic盖802和jmic容器900。
各种导管、配件和恒流阀(包括多孔阀，更优选地，单孔阀)适用于本发明的实施例。优选地，排放管线中的恒流阀具有相同的流量；但是，如果排放滤液流量阀之一和滤液恒流阀的总流量不超过膜的在线排上的最大期望通量，则滤液管线的流量可以稍高一些。
该系统的实施例可以包括附加元件，例如排气口中的至少一个(包括进气口和/或排气口)。另外地或可替代地，该系统可以包括例如一个或多个另外的导管、连接器和/或配件。
下列示例进一步说明了本发明，但当然不应解释为以任何方式限制其范围。
示例1
该示例说明了使用水过滤系统的实施例的水过滤。
总体上如图1-7所示，布置有水过滤系统，具有上下区块，每个区块具有4个模块，这些模块包括并联连接的microzaunc640a0.1微米膜。
排放管线和滤液管线中的恒流配件为2英寸单孔恒流阀bsppvc73lpm，零件号50ffpp73(南澳大利亚的magill的maricflowcontrol)。
模块壳体和歧管为不锈钢，框架为铬钼合金钢。
该系统放置在澳大利亚国防军800kg的拖车上。
使用柴油驱动的泵，该系统大致按照图8a、8b、9a和9b所示进行操作。
源水通过上部进给歧管或下部进给水歧管一次进给到一个区块(在线区块)中，而另一区块处于恒定反向冲洗(离线区块)。
在线排接收源水的速度为12立方米/小时，其中三分之二(8立方米/小时)作为滤液通过四个模块中的每个模块，而三分之一(4立方米/小时)沿每个模块的长度向下流动，并通过朝下的排放端口排出(进给冲洗)。高流量进给冲洗用来带走积聚在壳体底部的沉淀物，并防止mf膜结垢。
在线排的一半的滤液(4立方米/小时)被收集为产品水(要求手动加氯后才可饮用)，而一半(4立方米/小时)则以恒定反向冲洗分流到离线排。流量比是通过使用恒流配件来实现的。
该系统每天从淡水源产生100,000升(l/d)。
示例2
该示例说明了使用水过滤系统的另一个实施例的水过滤。
总体上如图10-12所示，布置有水过滤系统，具有左右区块，每个区块具有2个模块，这些模块包括并联连接的microzaunc640a0.1微米膜。
排放管线和滤液管线中的恒流配件为2英寸单孔恒流阀bsppvc73lpm，零件号50ffpp73(南澳大利亚的magill的maricflowcontrol)。
模块壳体和歧管为不锈钢，框架为铬钼合金钢。
该系统放置在澳大利亚国防军800kg的拖车上。
使用柴油驱动的泵，该系统大致按照图8a、8b、9a和9b所示进行操作。
源水通过右侧进给歧管或左侧进给水歧管一次进给到一个区块(在线区块)中，而另一区块处于恒定反向冲洗(离线区块)。
在线排接收源水的速度为6立方米/小时，其中三分之二(4立方米/小时)作为滤液通过两个模块中的每个模块，而三分之一(2立方米/小时)沿每个模块的长度向下流动，并通过朝下的排放端口排出(进给冲洗)。高流量进给冲洗用来带走积聚在壳体底部的沉淀物，并防止mf膜结垢。
在线排的一半的滤液(2立方米/小时)被收集为产品水(要求手动加氯后才可饮用)，而一半(2立方米/小时)则以恒定反向冲洗分流到离线排。流量比是通过使用恒流配件来实现的。
本文引用的所有参考文献，包括出版物、专利申请和专利，均通过引用结合到本文中，其程度如同每个参考文献被单独且具体地指出通过引用并入并且在本文中完整地阐述。
在描述本发明的内容中(特别是在以下权利要求的内容中)使用术语“一”和“该”和“至少一个”以及类似的参考应被解释为涵盖单数和复数形式，除非本文另有说明或明确与上下文相矛盾。使用术语“至少一个”后跟一个或多个项目的列表(例如，“a和b中的至少一个”)应被解释为表示从列出的项目中选择的一个项目(a或b))或所列项目中的两个或更多个的任何组合(a和b)，除非本文另有说明或明确与上下文相矛盾。除非另有说明，否则术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应被解释为开放式术语(即，“包括但不限于”)。除非本文另有说明，否则本文中对数值范围的描述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的简写方法，并且每个单独的值并入本说明书中，如同其在本文中单独引用一样。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法均可以任何合适的顺序进行。除非另外声明，否则本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地说明本发明，而不是对本发明的范围进行限制。说明书中的任何语言都不应被解释为表明任何未要求保护的要素对于本发明的实践是必不可少的。
本文描述了本发明的优选实施方案，包括发明人已知的实施本发明的最佳方式。在阅读前面的描述后，那些优选实施例的变化对于本领域普通技术人员来说可以变得显而易见。发明人期望熟练的技术人员适当地采用这些变化，并且发明人希望本发明以不同于本文具体描述的方式实施。因此，本发明包括适用法律允许的所附权利要求中所述主题的所有修改和等同形式。此外，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本发明涵盖上述元素的所有可能变型的任何组合。
1.一种水过滤系统，其包括：
(a)第一区块，其包括：
(a)多个水平布置的水过滤组件，第一区块中的每个水过滤组件包括过滤器模块，该过滤器模块包括：过滤器壳体，该过滤器壳体包括进给入口、滤液出口和排放出口，过滤器壳体限定了进给入口和滤液出口之间的滤液流动路径以及进给入口和排放出口之间的排放流体流动路径；以及横跨滤液流动路径的多孔过滤器，滤液流动路径穿过多孔过滤器的上游表面和下游表面，其中排放流体流动路径不穿过多孔过滤器的上游表面和下游表面；
(b)第一区块进给歧管，其包括第一区块进给入口和多个水过滤组件入口端口，每个水过滤组件入口端口与相应的过滤器模块进给入口流体连通；
(c)第一区块滤液歧管，其包括第一区块滤液出口端口和多个水过滤组件出口端口，每个水过滤组件出口端口与相应的过滤器模块滤液出口流体连通，第一区块滤液出口端口与第一恒流配件流体连通；
(d)第一区块排放歧管，其包括第一区块排放出口端口和多个水过滤组件排放出口端口，每个水过滤组件排放出口端口与相应的过滤器模块排放出口流体连通，第一区块排放出口端口与第二恒流配件流体连通；
(b)第二区块，其包括：
(e)多个水平布置的水过滤组件，第二区块中的每个水过滤组件包括过滤器模块，该过滤器模块包括：过滤器壳体，该过滤器壳体包括进给入口、滤液出口和排放出口，过滤器壳体限定了进给入口和滤液出口之间的滤液流动路径以及进给入口和排放出口之间的排放流体流动路径；以及横跨滤液流动路径的多孔过滤器，滤液流动路径穿过多孔过滤器的上游表面和下游表面，其中排放流体流动路径不穿过多孔过滤器的表面；
(f)第二区块进给歧管，其包括第二区块进给入口和多个水过滤组件入口端口，每个水过滤组件入口端口与相应的过滤器模块进给入口流体连通；
(g)第二区块滤液歧管，其包括第二区块滤液出口端口和多个水过滤组件出口端口，每个水过滤组件出口端口与相应的过滤器模块滤液出口流体连通，第二区块滤液出口端口与第一恒流配件流体连通；
(h)第二区块排放歧管，其包括第二区块排放出口端口和多个水过滤组件排放出口端口，每个水过滤组件排放出口端口与相应的过滤器模块排放出口流体连通，第二区块排放出口端口与第三恒流配件流体连通。
2.根据权利要求1所述的系统，其包括公共滤液配件，该公共滤液配件包括所述第一恒流配件，其中所述公共滤液配件布置成：允许滤液流从第一区块滤液端口和第一区块滤液歧管作为逆流经由第二区块滤液歧管穿过第二区块的水过滤组件，穿过第二区块模块滤液出口，穿过多孔过滤器的表面，穿过第二区块排放端口，穿过第二区块排放歧管，并穿过公共出口；以及允许滤液流从第二区块滤液端口和第二区块滤液歧管作为逆流经由第一区块滤液歧管穿过第一区块水过滤组件，穿过第一区块模块滤液出口，穿过多孔过滤器的表面，穿过第一区块排放端口，穿过第一区块排放歧管，并穿过公共出口。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中第一区块滤液歧管和第二区块歧管连接在一起以提供整体式歧管。
4.一种过滤水的方法，该方法包括：
将源水送入根据权利要求1-3中任一项所述的系统中，并送入第一区块的水过滤组件中；
获得滤液；
使一部分滤液作为逆流穿过第二区块中的水过滤组件；和
获得待处理以用于饮用的另一部分滤液。
5.根据权利要求4所述的方法，其还包括：
将源水送入第二区块的水过滤组件中；
获得滤液；
使一部分滤液作为逆流穿过第一区块中的水过滤组件；和
获得待处理以用于饮用的另一部分滤液。
技术总结