专利名称：包含具有毛细管通道的膜片材的过滤组件的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于分离固体与液体的包含多孔聚合物膜的过滤组件。这些组件的代表性应用包括来自溪流、河流、池塘和湖泊的水的净化。其他实例包括城市和工业废水的处理，所述废水包括污水和澄清池废水。这种组件也可以在膜生物反应器(MBR)应用中找到用途。
背景技术：
用于分离固体与液体的过滤组件通常利用平均孔隙尺寸为大约0. 005至10微米的微滤(MF)或超滤(UF)型多孔聚合物膜。更通常类型的膜中的两种包括多孔中空纤维 (例如见 JP 11-128692 JP H8-155275 JP 2951189 ；US 5，248，似4)，以及平片复合膜(例如见 US 2008/0156730 ；US 2008/0164208 和 WO 2007/036332) 在操作中，一些组件常常相互连接从而形成过滤组合件，所述过滤组合件浸没在水源(即“进料(feed)”源)诸如澄清池或活性污泥池(activated sludge basin)内。过滤通过产生横跨膜表面的跨膜压差发生。这典型地通过从膜的渗透物侧抽真空或通过给进料源加压实现。作为这种跨膜压力的结果，渗透物流经所述膜的孔隙并被收集在与进料源密封隔离的集管(header)中。在长时间的使用后，来自进料的固体积累在膜表面上并且限制或甚至阻断流体流动。常规上，已经通过使用通气装置解决了孔隙堵塞、浓差极化和结垢，所述通气装置产生冲洗膜的外表面的气泡。另一种常见的技术涉及返洗(backwashing)渗透物通过膜从而从膜表面移动并除去积累的固体。另一种类型的平片膜包含整体挤出的多孔结构，所述整体挤出的多孔结构包括毛细管通道。这种类型的膜片材与上述平片复合类结构的区别在于它具有整体的或单一的结构而不是不同的多层构造。这些膜片材的实例描述于US 5, 046, 936 ；US 5,089, 187 ；US 5，171,493 ；和US 2009/0011182中。这些膜可以由多种聚合物混合物如聚醚砜、聚偏氟乙烯挤出。US 6, 787, 216 ；FR 2, 616, 812 JP 59-082906 和 JP 11-90192 进一步描述了这些膜片材在过滤组件中的用途。A. Grelot等描述了这种膜片材在过滤组件中的用途，所述过滤组件组合从而形成计划用于MBR应用的过滤组合件，见“A New and Appropriate Fibre Sheet Configuration for MBR Technologies，”(用于MBR技术的新的并且适当的纤维片材构型)Desalination and Water Treatment (脱盐禾口水处理)，6，25—32，Desalination Publications (2009)。发明综述本发明包括过滤组件，所述过滤组件包含至少一个膜片材，所述至少一个膜片材包含多个毛细管通道，所述毛细管通道彼此平行布置并且与集管流体连通。公开了许多附加的实施方案，包括包含多个过滤组件的过滤组合件以及用于制备和使用所述组合件、组件和相应部件的方法。附图简述所包括的附示了主题过滤组件、过滤组合件和选定的组成部件的一些实施方案。附图不是按照比例的并且包括理想化的视图以帮助描述。当可能时，贯穿附图和书面描述使用同样的数字以指明相同或类似的特征。
图1是垂直定位的包含膜片材和集管的过滤组件的一个实施方案的透视图。图2是垂直定位的包含固定在两个相对的集管之间的膜片材的过滤组件的另一个实施方案的透视、部分剖视图。图3是膜片材的透视、部分剖视图。图4是过滤组合件的一个实施方案的透视图，所述过滤组合件包含多个垂直定位的过滤组件，以及沿单个膜片材的侧部边缘定位的集管和位于过滤组件以下的通气装置。图5是沿图4的线5-5截取的剖视图，该图显示两个相邻放置的、垂直定位的过滤组件。图6是图6的放大图，该图显示与两个膜片材的侧部边缘对齐并且流体连通的两个集管。发明详述参考附图描述本发明的多个特征和实施方案。参考图1，过滤组件总体上以10显示，所述过滤组件包括垂直定位的膜片材(1 和集管(14)。所述膜片材包括第一(16)和第二(18)相反的外表面，所述外表面毗邻相反的顶部00)和底部02)边缘以及相反的第一 (24)和第二 06)侧部边缘。如本文所使用的，术语“垂直定位”是指膜片材(1 位于基本上垂直的平面，即膜片材(12)的外表面(16，18)位于基本上垂直的平面例如与垂直的偏离小于20度，但是优选小于10度，并且更优选小于5度。虽然未示出，但是多个毛细管通道位于膜片材(12)的相反的表面(16，18)之间并且在顶部00)和底部02)边缘之间垂直延伸。膜片材(1 的相反的表面(16，18)包含与毛细管通道(未示出)选择性流体连通的多孔结构08)。集管(14)沿膜片材(12)的底部边缘02)布置；而膜片材(12)的其他边缘00二4，26)都没有集管并且是敞口的。更具体地，膜片材(1 的底部边缘02) 显示为被布置成通过槽部(30)并且进入集管(14)内的腔室(3 。密封剂(34)或封装料诸如氨基甲酸酯、环氧树脂、硅酮或热熔体(hot melt)被布置在膜片材(1 的外围与集管 (14)之间的界面附近。所述膜片材的底部边缘0 可以任选地包括层压材料(3 诸如条状无孔带以使膜片材免于与密封剂(34)直接接触或者以沿与集管(14)的界面给所述片材提供支撑和应力消除。例如，过滤期间膜片材的移动可以沿邻近密封剂(34)和槽部(30)的区域中的膜片材产生集中的应力点。使用应力消除元件诸如层压材料(35)可以减少这些应力点。毛细管通道(未示出)被层压材料(35’)沿膜片材的顶部边缘00)封闭或密封， 所述层压材料(35’ )诸如环绕顶部边缘00)并且部分延伸到外表面(16，18)两者上的条状带。可以使用用于密封毛细管通道的其他手段和方法，包括但是不限于利用密封剂、热卷曲(heat crimping)、超声焊接等。虽然未示出，但是毛细管通道在底部边缘0 保持打开以使毛细管通道与集管(14)的腔室(32)流体连通。如参考图3将更详细描述的，膜片材(1 可以进一步包括补强条(36)，所述补强条位于第一 04)和第二 06)侧部边缘之间并且平行于毛细管通道(未示出)。平行于毛细管通道延伸的补强条(36)和边缘04，沈) 可以由不同组合物制成，或者具有与膜片材的主体区(bulk section)(即包括多孔结构和毛细管通道并且位于四个相反的边缘之间的片材部分)相比不同的结构。例如，平行于毛细管通道蔓延的补强条(36)和边缘(M，26)优选地不包括毛细管通道并且也可以具有无孔结构。这些条和边缘的抗张强度优选至少是膜片材“主体”区的抗张强度的两倍。在操作中，过滤组件(10)可以浸没在贮槽、池塘或其他进料水中并且跨膜片材 (12)施加跨膜压力。虽然在图1中未示出，但是集管(14)包含盖部，所述盖部包住腔室 (32)并且防止被进料污染。当水经由多孔结构08)渗透并进入毛细管通道并且随后流向集管(14)内的腔室(32)时，固体与进料水分离。渗透物通过由位于膜片材(12)的外围与集管(14)之间的界面附近的密封剂(34)提供的流体紧密密封保持与进料水隔离。如将参考图4描述的，渗透物可以经由流体连接件(fluid connection)(未示出)从集管(14)的腔室(32)移去。图2图示总体上以10’显示的过滤组件的另一个实施方案，所述过滤组件包含沿膜片材(1 的第一侧部边缘04)布置的垂直放置的第一集管(38)和沿膜片材(1 的第二侧部边缘06)布置的第二垂直放置的集管GO)。毛细管通道0 在膜片材(1 的第一和第二侧部边缘(24,26)之间延伸。膜片材(12)的侧部边缘(24,26)放置在沿集管(38， 40)布置的相应的槽部(30)内并且通过以与相对于图1的实施方案描述类似的方式使用密封剂(34)被密封入其中；然而，在图2的实施方案中，毛细管通道G2)的两端保持打开并且与集管(38，40)的腔室(3 流体连通。可以沿外表面(16，18)沿各侧部边缘04，26) 的一部分提供层压材料(35)如条状带，以保护膜片材(12)，并且沿与集管(38，40)接合的轴给膜片材(12)提供应力消除。如同在图1中所示的实施方案一样，膜片材(12)是垂直定位的并且膜片材(1 的顶部边缘00)不受集管或将另外阻止或限制沿膜片材(12)的外表面(16，18)垂直向上的流体流动通路的其他结构的限制。即，虽然膜片材(12)的侧部边缘(24,26)受到集管(38,40)限制，但是顶部边缘(20)是敞口的，以使在沿外表面(16， 18)垂直向上的通路中的流体流动不被阻止。与图1的实施方案不同，不提供补强条。在操作中，过滤组件(10’ )可以浸没在贮槽、池塘或其他进料源中并且跨膜片材 (12)施加跨膜压力，诸如通过对腔室(3 施加抽吸。箭头总体上指示操作期间不同流体的流动方向，包括进料流体沿横跨膜片材的外表面(16，18)垂直向上延伸的流动通道的流动。由于跨膜压力，一部分的进料液体透过膜片材(12)的多孔结构08)并且进入毛细管通道(42)，其中它随后流向集管(38，40)内的腔室(3 并且经由流体连接件(未示出)取出ο如将结合图4和5描述的，可以以在垂直定位的膜片材之间具有间隔的并排布置的方式装配多个过滤组件。为促进邻近膜片材之间的间隔，膜片材的未受集管限制的至少一个边缘(例如平行于毛细管通道延伸的)可以包含波浪形表面。所述波浪形表面包括突起，所述突起从由外表面(16，18)限定的平面向外伸出。即，虽然外表面(16，18)是相对平坦并且均勻的，但是波浪形表面包含向外突起的部分。这种波浪形表面的实例图示于图2 中，其沿膜片材(1 的顶部和底部边缘(20,2 两者示出。如所示，波浪形表面G4)具有正弦或波的式样；然而，可以使用其他压花或凸起的式样或突起。如将更详细描述的，波浪形表面促进邻近放置的膜片材之间的间隔，使得穿过膜片材的外表面(16，18)的垂直流体流动更均勻。虽然图2中所示的实施方案显示为包含两个垂直放置的集管(38，40)，但是一种备选的实施方案(未示出)可以只包含一个与膜片材(1 的第一侧部边缘04)流体连通的垂直放置的第一集管(38)，并且其中第二侧部边缘06)是密封的，即毛细管通道G2) 沿第二侧部边缘06)是密闭的。尽管具有垂直放置的集管而不是水平放置的集管，但是这种备选实施方案与结合图1描述的类似。然而，在这两个实施方案中，膜片材(12)的顶部边缘OO)保持敞口，即顶部边缘没有集管或将另外阻止或限制沿膜片材(1 的外表面的垂直流体流动的其他结构。图3图示总体上以12显示的膜片材的一个实施方案。膜片材(12)包含第一(16) 和第二(18)相反的外表面，所述相反的外表面毗邻相反的顶部OO)和底部02)边缘以及相反的第一 04)和第二(未示出)侧部边缘。多个平行的毛细管通道0 位于外表面(16，18)之间并且在片材相反的边缘之间延伸。毛细管通道在第一 04)和第二(未示出)侧部边缘之间延伸。如结合图1和2中所示的实施方案描述的，任选的层压材料(35) 如窄长度的带可以沿第一侧部边缘04)布置到各外表面(16，18)的一部分上，从而在与集管(未示出)接合的点保护膜片材(1 并向膜片材(1 提供支撑。任选的补强层压材料 (35”)也显示为在侧部边缘之间的位置处，在与毛细管通道垂直的方向上延伸。这种补强层压材料在膜的侧部边缘之间的位置提供额外的强度和应力消除。为了图示，边缘00，22， 24)和补强条(36)的相对尺寸被夸大了(放大)。边缘O0，22，24)不仅包括位于由外表面(16，18)限定的平面之间的末端部分，还包括沿外表面(16，18)的窄条。图3进一步图示了补强条(36)，所述补强条位于顶部(20)和底部0 边缘之间， 平行于毛细管通道0 并且从第一侧部边缘04)延伸到第二侧部边缘(未示出)。补强条(36)给膜片材增加强度，并且在一些实施方案中给膜片材增加刚度。虽然显示为等距离地放置在顶部OO)和底部0 边缘之间，但是补强条(36)可以位于其他位置，例如位于更接近顶部或底部边缘处。此外，可以使用多个补强条-尤其在其中膜片材相对长、薄，只包含一个集管，或者其中所述组件经历有力的空气洗涤的实施方案中。沿底部边缘02)包含包括压花的式样或凸起的突起的波浪形表面G4)。虽然在图2的实施方案中显示为波式样，但是显示在图3中的波浪形表面G4)包含跨膜片材(1 的第一外表面(16)间隔的多个不连续的凸起的突起。也沿补强条(36)提供类似的波浪形表面04)。虽然没有特别的限制，所述突起可以包括固定到边缘0 上的硬化粘合剂或其他塑料的小滴。如将参考图 4更详细描述的，波浪形表面促进邻近放置的膜片材之间的间隔，使得穿过所述膜片材外表面(16，18)的垂直流体流动0 更均勻。虽然未示出，但是可以将类似的波浪形表面提供在补强层压材料(35”)上。膜片材(1 包括毗邻四个相反的边缘的“主体区”，所述主体区至少包括所述膜片材的主要部分，例如膜片材总体积的至少90%。所述主体区包括在相反的外表面(16， 18)和毛细管通道0 之间提供选择性流体连通的多孔结构( )，但是不包括边缘、一个或多个补强条和补强层压材料(如果存在)。所述主体区具有随它的多孔结构和聚合物组成而改变的抗张强度，即“主体抗张强度”。多孔结构08)不受特别的限制，并且形态、孔隙尺寸、孔隙尺寸分布和孔隙率典型地随制备膜片材所用材料和制备技术而变。在很多实施方案中，通过以下方式产生多孔结构将聚合物混合物挤出成包含毛细管通道的片材，继之以产生所需孔隙率的相转化或分离过程。也可以使用其他已知技术诸如拉伸
6(stretching)和致孔剂(porogen)的使用。可以通过已知技术控制整个结构中的孔隙的尺寸和分布。取决于最终用途场合，平均孔隙尺寸可以在0. 001至100微米范围内，但是在很多场合中，平均孔隙尺寸将在0.01至10微米范围内。多孔结构可以是各向同性的或各向异性的。多孔结构的孔隙率优选至少50%。可用于制备这种多孔结构的聚合物包括聚砜、 聚(醚砜)和聚(偏氟乙烯)。用于制备这些包含毛细管通道和多孔结构的膜片材的方法描述于 W01981/02750 ;US 5, 046, 936 ；US 5, 089, 187 ；US 5, 171, 493 ；US 6，787，216 和 US 2009/0011182 中。在与毛细管通道平行的方向上延伸的所述膜片材的至少一个以及优选地两个边缘(即“支撑边缘”)的抗张强度优选至少是所述膜片材的主体区的两倍，并且更优选地四倍。如本文所使用的，“抗张强度”是指应力-应变曲线上的最大应力(例如通过以下方法测量的采集具有固定横截面积的小样品并且用受控的、逐渐增大的力牵引它)。类似地， 如果存在的任何补强条的抗张强度同样优选地至少是所述膜片材主体区的相等部分(体积)的两倍，并且更优选四倍。可以通过下述多种手段实现此增加的强度。通常，补强条和支撑边缘(平行于毛细管通道延伸的)可以通过多种方法制成，所述方法包括在构成膜片材主体区的多孔结构的形成期间共挤出(co-extrusion)，施用密封剂填充并密封开孔，通过压力(卷曲)和/或热来压扁或填充所述多孔结构的一部分的孔隙结构、声波焊接或激光切割多孔结构。补强条和支撑边缘可以与膜片材的主体区具有相同或不同的化学组成。 例如，可以使用与膜片材的主体区相同但是不含有负责孔隙形成的致孔剂或其他成分的聚合物混合物来共挤出支撑边缘。备选地，所述支撑边缘可以包含完全不同的化学组成。在一个优选实施方案中，支撑边缘经由与主体区、毛细管通道和膜片材的相反的表面同时的共挤出形成，以产生完整的挤出结构，其中支撑边缘和任选的补强条穿过膜片材的整个厚度延伸。如在本文中使用的，短语“整体挤出的结构”是指结构经由同时的挤压过程制成而不具有分离的层压材料结构。即，膜片材的主体区、相反的表面、毛细管通道和毗邻的边缘 (以及任选的补强条)是单一结构的部分，其作为同时挤压过程的部分产生。不管它们的化学组成和制备手段，支撑边缘优选地是不可渗透的。此外，在一个优选实施方案中，在支撑边缘内不存在毛细管通道。毛细管通道在支撑边缘内的不存在进一步增加了所述结构的强度。以上对支撑边缘的描述同样可以应用于补强条。如之前所述，补强条给膜片材提供额外的强度(以及任选地，刚度)，其能够促进所述膜片材的制造和处理、过滤组件的构建以及所述组件的使用。如之前所述，支撑边缘和补强条可以任选地包含波浪形表面。波浪形表面可以在膜片材已经被挤出后并且当支撑边缘和补强条保持柔软时通过按压、压花膜(embossing die)或辊(roller)或类似的手段产生。备选地，波浪形表面可以通过施用随后硬化从而形成突起的聚合物珠粒料(bead)或小滴而产生。在还有的另一个实施方案中，波浪形表面通过直接将突起结构粘附到支撑边缘和/或补强条而产生。毛细管通道的直径和形状不受特别的限制；然而，所述通道优选地是椭圆的(例如圆形横截面)，并具有大约0. 5至4mm的直径以及优选0. 5至5mm，更优选1至4mm的中心距。所述膜片材的形状和尺寸也不受特别限制；然而，在优选实施方案中，膜片材是矩形，其长度为大约500至2000mm(优选大约1000至1500mm)、宽度为大约100至IOOOmrn(优选大约400至600mm)，并且具有大约3至15mm (优选大约3至IOmm)的平均厚度。所述膜片材的厚度优选地比毛细管通道的直径大至少Imm并且更优选至少2mm。虽然不是必需的， 所述膜片材的厚度优选相对均勻(例如与整体平均值相差小于大约10%)。可以任选地提供在支撑边缘和补强条上的波浪形表面优选包括从膜片材向外伸出大约0. 5至5mm的峰或突起。如将描述的，当多个过滤组件作为过滤组合件的部分以并排布置的方式放置时，所述波浪形表面可以促进膜片材的间隔。图4图示了总体上以46显示的过滤组合件的实施方案，所述过滤组合件浸没在承受环境压力的进料水的体(诸如池塘或开式贮槽)内。所述过滤组合件G6)包含以并排布置的方式放置的多个过滤组件并且在垂直定位的膜片材(1 之间具有间隔。膜片材(12) 的表面之间的平均间隔，优选地大约2至12mm，限定了总体上由向上的指示箭头指明的流体流动通路。如之后将描述的，所述流体流动通路沿单个的膜片材(1 的顶部边缘00) 是敞口的。各过滤组件包含第一(38)和第二 00)集管，所述集管以与图2中所示的实施方案类似的方式沿膜片材的相应的第一和第二侧部边缘排列。虽然未示出，但是各膜片材 (12)包含多个毛细管通道，所述多个毛细管通道与排列在膜片材的侧部边缘的集管流体连通。所述集管可以类似于图1中所示的实施方案，除了是垂直放置的而不是水平地之外。因此，当以如所示的并排的关系放置(并固定)时，邻近放置的集管的腔室(未示出)彼此流体连通。从所述组合件各端部上的末端集管伸出的渗透物出口 0 为从所述过滤组件转移渗透物提供了路径。在一个优选实施方案中，渗透物出口 G8)与产生负压(真空)并从所述集管抽吸渗透物的泵(未示出)流体连通。所述负压与膜片材的外表面相通并且产生过滤所需的跨膜压力(如总体上由图2中弯曲箭头所示的)。即，由泵产生的负压产生跨膜压力，所述跨膜压力诱导渗透物流经所述膜片材的多孔结构并进入毛细管通道中，到达单个集管的腔室，经过渗透物出口(48)，其中渗透物然后可以被收集，储存或使用。通过使由泵产生的压力反向，或者通过使用单独的泵，储存的渗透物可以经由所述过滤组合件返洗。所述过滤组合件可以任选地包括通气装置(50)，所述通气装置位于过滤组件之下，用于将由外部泵和气源(未示出)产生的气泡(5 递送到进料源中。通过一系列具有孔口(56)或喷嘴的导管(M)，将所述气泡(优选空气泡)递送给进料源。当气泡(52)离开孔口(56)时，它们在进料源内沿由垂直定位的膜片材之间的间隔限定的流体流动通路垂直上升。当气泡(5 沿流体流动通路经过时，它们有效地擦洗膜片材的外表面并且至少部分地从膜片材的多孔结构除去积累的固体。在优选的实施方案中，所述流体流动通路在膜片材的顶部边缘O0)处是敞口的。即，所述膜片材的顶部边缘O0)没有集管或可观地减少邻近膜片材之间空间的其他结构。另一种方式说，所述流体流动通路沿膜片材的顶部边缘优选地是不受限制的。此外，邻近膜片材的表面之间的平均间隔优选地维持在2至12mm， 并且更优选3至7mm的距离。在其他实施方案中，所述平均间隔小于6mm，并且在一些实施方案中小于4mm。邻近膜片材之间的间隔优选地是均勻的，即与在集管处的间隔的偏离小于 50%并且更优选小于25%。即，所述膜片材的间隔在集管处是固定的，但是由于弯曲可以在远的位置处变化。优选地膜片材的这种运动或弯曲被限制，以致任何特定点处的间隔与集管处的间隔的偏离小于50%。可以任选地沿支撑边缘(例如边缘22)和/或补强条(36) 设置的上述波浪形表面(未示出)使邻近膜片材间的间隔更均勻，甚至当气泡和进料流倾向于移动和弯曲单独的膜片材时也是如此。
8
所述过滤组合件优选具有相对高的组装密度。更具体地，所述组合件优选地具有至少150/m的膜比表面积，并且在一些实施方案中具有至少200/m的膜比表面积。对于本说明书而言，术语“比表面积”是指组合件每单位体积的有效膜面积。“有效膜面积”是指膜的多孔的并且与毛细管通道流体连通的外表面。因此，无孔层压材料、支撑边缘和补强条的使用都排除在“有效膜面积”外。组合件的体积包含膜片材边缘内的区域(位于组合件的各个端部，末端膜片材之间)。因此，所述体积包含单个膜片材之间的间隔。此膜片材的使用允许膜片材的更紧密的间隔。图5是沿图4的线5-5截取的剖视图，其显示两个邻近放置的过滤组件，包括垂直定位的膜片材(12,12')与第一和第二集管(38，40;38’，40’)。膜片材(12,12')与图3中所示的实施方案类似。图5图示波浪形表面G4，44’)在提供邻近放置的膜片材(12，12’) 之间的间隔方面的作用。更具体地，从邻近的膜片材的补强条和底部边缘(最佳地显示于图3中的36和22)伸出的突起(44，44’ )排成行并相互接触，由此提供预定的间隔。所述波浪形表面可以设置在膜片材的两侧，从而在整个过滤组合件中提供合适的间隔。虽然也可以沿膜片材的顶部边缘设置所述波浪形表面，但是在很多优选实施方案中，顶部边缘保持平滑并且是敞口的或者受另外的约束，以致不阻止在邻近的、垂直定位的膜片材之间垂直向上延伸的流体流动通路。图6是取自图5的放大的截面图，其显示与集管00)内的槽部(30)定位在一起的膜片材(12)，包括与密封剂(34) —起布置在侧部边缘上的层压材料(3 。所述层压材料是任选的，但是可以用于使膜片材免于与密封剂直接接触，和/或以在与集管的界面处给所述片材提供应力消除。所述层压材料可以包括固定到膜片材边缘的条状压敏带或其他补强元件。虽然被描述成浸没在承受环境压力的进料源中，但是主题过滤组件和过滤组合件也可以用于密闭或加压的贮槽。类似地，跨膜压力可以由将组合件浸没在承受环境压力的进料源中所致的压头(head pressure)产生。本发明的很多实施方案已经得到描述并且在一些情况中，某些实施方案、选择、范围、组分或其他特征已经被表征为是“优选的”。“优选的”特征的表征绝不应当被理解为是将这样的特征指定成对于本发明是必需的、基本的或关键的。将理解某些特征和亚组合是有用的并且可以不参考其他特征和亚组合而被使用。 对数值范围的提及明确地包括这些范围的端点。
权利要求
1.一种过滤组件，所述过滤组件包含至少一个集管和膜片材，所述膜片材包含第一和第二相反的外表面，所述第一和第二相反的外表面毗邻相反的顶部和底部边缘以及相反的第一和第二侧部边缘，多个平行的毛细管通道，所述多个平行的毛细管通道位于所述第一和第二外表面之间并且在所述片材的两个相反的边缘之间延伸，以及主体区，所述主体区包含在所述第一和第二外表面之间提供选择性流体连通的多孔结构以及所述毛细管通道，并且具有主体抗张强度，其中所述集管沿所述膜片材的边缘布置并且与所述毛细管通道流体连通，并且所述膜片材的平行于所述毛细管通道延伸的至少一个边缘的抗张强度至少是所述主体抗张强度的两倍。
2.任一前述权利要求所述的过滤组件，其中所述膜片材的相反的边缘、相反的外表面、 毛细管通道和主体区是通过共挤出形成的并且形成整体的挤出结构。
3.任一前述权利要求所述的过滤组件，其中所述膜片材的平行于所述毛细管通道的至少一个边缘包含与所述膜片材的所述主体区不同的聚合物组成。
4.任一前述权利要求所述的过滤组件，其中所述膜片材的平行于所述毛细管通道的至少一个边缘包含无孔结构。
5.任一前述权利要求所述的过滤组件，其中所述膜片材的平行于所述毛细管通道的至少一个边缘包含波浪形表面。
6.任一前述权利要求所述的过滤组件，其中所述毛细管通道与所述膜片材的两个相反的边缘平行，并且所述膜片材进一步包含共挤出的补强条，所述共挤出的补强条位于所述相反的边缘之间并且平行于所述毛细管通道延伸，并且其中所述补强条的抗张强度至少是所述膜片材的所述主体抗张强度的两倍。
7.任一前述权利要求所述的过滤组件，其中所述膜片材进一步包含补强层压材料，所述补强层压材料布置在所述膜的至少一个外表面的一部分上并且在与所述毛细管通道垂直的方向上延伸。
8.任一前述权利要求所述的过滤组件，所述过滤组件包含两个集管，其中第一集管沿所述膜片材的第一侧部边缘布置，并且第二集管沿所述膜片材的第二侧部边缘布置，并且其中所述第一和第二集管两者都与在所述膜片材的相反的第一和第二侧部边缘之间延伸的所述毛细管通道流体连通。
9.任一前述权利要求所述的过滤组件，其中所述毛细管通道在所述膜片材的相反的顶部和底部边缘之间延伸，所述毛细管通道在所述膜片材的顶部边缘是密闭的，并且所述集管沿所述膜片材的底部边缘布置并且与所述毛细管通道流体连通。
10.一种过滤组合件，所述过滤组合件包含多个根据任一前述权利要求所述的过滤组件，其中所述过滤组件以在垂直定位的膜片材之间具有间隔的并排布置的方式放置，并且其中所述膜片材之间的所述间隔限定流体流动通路，所述流体流动通路沿所述膜片材的所述顶部边缘是敞口的。
全文摘要
过滤组件包含至少一个膜片材，所述至少一个膜片材包含多个毛细管通道，所述多个毛细管通道彼此平行布置并且与集管流体连通。
文档编号B01D63/06GK102481522SQ201080038254
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月18日 优先权日2009年8月28日
发明者彼得·埃尔兹, 戴维·莫尔 申请人:陶氏环球技术有限责任公司