专利名称:与流道正交的过滤(横跨流道过滤)的制作方法
本发明论及的是与流道正交(横跨流道)的过滤方法。概括地说，本发明的过滤器和过滤方法可以应用于任何大小的悬浮物质，也就是说其尺寸相当于沙粒或更小的物质。本发明还能够用于例如脱水或者用于在排放之前提浓疏浚的泥土(不一定要在过滤器支撑上有一层薄膜)。虽然如此，本发明应用于涉及微粒过滤或更小的粒子尺寸则更显示其优越性，即涉及微粒过滤和超微粒过滤或反向渗透的微粒尺寸。微粒过滤和超微粒过滤残留粒子最小尺寸可以认为分别很近似10-7至10-8米(胶态范围)和10-8至10-9米(大分子范围)。胶态粒子和悬浮流体例如油质都可以阻止。更特殊的是，本发明的过滤器和过滤方法对于废水的处理，不论是工业的还是民用的废水都是很实用的。
现公知的与流道正交过滤器包括一个过滤器支撑，它可以构成实际的过滤器材料或(动态的)薄膜，或者它仅仅支撑过滤器材料或薄膜;过滤器薄膜可以在馈料之前由薄膜环流整个过滤器支撑而形成，或者由馈料本身形成，既可以是馈料的固有配料，也可以是添入馈料的一种添加剂。在微粒过滤作业中薄膜常常被认为是预涂层，而在反向渗透时称为凝胶漆。过滤器还包含一个通过过滤器薄膜的馈料入口，一个已经贯穿过滤器薄膜的渗透出口，以及一个不贯穿过滤器薄膜的提浓物用的出口;出口可以配置成能保证一定的背压(吸入压力)，并可以配备一个专门的背压阀。馈料在有压力的状态下沿着过滤器薄膜的表面通过，而在靠近过过滤器薄膜处产生扰动。定期的清洁除垢工作是需要的，但过滤器能够长时期连续工作;一旦残留材料已经沉积在过滤器支撑上形成薄膜，所产生的扰动就阻止了进一步的沉积作用-这样就使粘结物的形成减小到最低限度，于是穿过过滤器薄膜的良好流动(通量)得以维持。虽然过滤器薄膜的清洁工作不是很经常进行，但是过滤器支撑应该保证有效的清洗和清除杂质，这一点是很重要的，因为这些杂质往往会阻塞过滤器支撑的空隙或微孔，以致逐渐地降低过滤器的效率。已经发现这种清理工作是比较困难的，除非采用精巧的清洗方法或系统去从实际上很严密的过滤器介体中或从相对地稠密的过滤器介体中驱逐出这种杂质，例如消防水龙管纱线胎体材料，在抑制以前它已被杂质深深地侵入。
在与流道正交的过滤器上，本发明提供一个过滤器支撑，它具有高度挠性，并且在过滤过程中，具有受抑制相当大面积的一个不受干扰的过滤器区，当过滤器支撑承受馈料的压力时，而且在过滤器的两边压力趋于等值时，仅仅由过滤器支撑自身的张力，过滤器支撑能够在和它表面成直角的方向有明显的活动。本发明还提供一种其形状为挠性双重布料的过滤器支撑，在其中，连续的而互相隔离的管子形成整排肩并肩排列的管子，馈料就是通入到这些管子中去。本发明进一步提供一种与流道正交过滤的方法，包括使用高挠性的过滤器支撑其过滤器区凸出于轮廓面外部;或者使用形状为双重布料的挠性过滤器支撑并使馈料通入管子。此外本发明提供一种高挠性过滤器支撑，它具有足够的抗拉强度以保证相当大的不受干扰的过滤器面积，而且不需要其他机械的支持。本发明另外还提供一种为双重布料形状的挠性过滤器支撑，在支撑中连续而相互隔离的管子形成一整排肩并肩排列的管子。
本发明的过滤器支撑可以高度挠曲，其挠曲度显著地高于常规的消防水龙管子纱线层和外皮层的挠曲度。挠曲度将在下面标题为“挠曲度试验”的一节里讨论。
过滤器支撑是可以自动开缩的，而和过滤器支撑的不受干扰的有效过滤面积没有机械的接触，而通常为了在过滤器支撑表面的直角方向和在流动的逆方向支持住过滤器支撑，这种机械接触可能是需要的。对过滤器支撑的总面积来说不受干扰的过滤器区可能是相当大的面积馈料的压力(更明显的是在过滤器支撑和薄膜之间的压力差)使过滤器支撑胀大，使它凸出，当压力减除时，过滤器支撑至少要有一定程度的收缩。因为过滤器支撑的大部分面积没有机械的接触，所以使得过滤器支撑得到了更有效的利用。但是，其主要优点是提供充分清洗过滤器支撑的能力，由于过滤器支撑的高度挠性，结构特点和薄度，使其有可能把机械的和化学的方法两者都用于清除薄膜和过滤的材料。逆流冲洗是通常采用的一种冲洗方法，但是，即使没有逆流冲洗，只要消除压力既可使过滤器支撑收缩，也能够使一些被截留的材料分离。逆流冲洗可以用流体作用到过滤器支撑的外表面的方式来实现。流体可以是水，或者是压缩空气，特别当过滤油质的或油脂的流体时可以采用压缩空气冲洗。作用到过滤器支撑外表面的压缩空气或高压水的狭窄射流可以在过滤器连续工作的时候作逆流冲洗之用，随后立即重新形成的任何薄膜-过滤器支撑的局部的、短暂的伸缩是通过颠倒液压的梯度(压力增减率)来实现的。当重新开始过滤时，无论如何不会因逆流冲洗而引起扭折或打褶现象。
过滤器支撑可以按标准模式分类并且是坚固耐用的，可以有广阔的应用范围，不但相对地价格低廉，而且具有非常良好的耐高温和耐化学腐蚀的性能。
过滤器支撑可以制成很长的长度，即可以是好几十米长，择优选用的最小长度是1米，从而减少支撑/薄膜的每一单位面积端头连接的数目，因此大大降低了造价。这样，过滤器支撑就没有必要封装在压力容器之内(安全要求有此规定的除外)，而端头管路连接可以制成正好相当于例如过滤器支撑的每个管子，挠曲性有助于大长度支撑的生产、贮藏和使用。
概括地说，本发明可以应用于除去任何尺寸的悬浮物质，即如砂粒或更小的尺寸，本发明还能够用于例如脱水或用于在排放以前提浓疏浚的泥土(不一定要在过滤器支撑上有一层薄膜)。虽然如此，本发明应用于涉及微粒过滤或更小的粒子尺寸则更显示其优越性，即涉及微粒过滤，超微过滤或反向渗透的微粒尺寸。微粒过滤和超微过滤所残留粒子最小尺寸可以认为分别很近似10-7至10-8米(胶态范围)和10-8至10-9米(大分子范围)。胶态粒子和悬浮流体例如油质都可以阻止。
本发明的一般用途包括(1)胶态的/悬浮的固体粒子的分离技术-馈料可以是任何一种性质的，例如，自然水和部分处理过的水，民用的和工业用的废水，处理水中的和民用及工业废水中的淤泥，直接从工业生产过程中产生的沉积物，从一些作业中比如疏浚中挖出的废土或稀泥;
(2)淤泥的稠化;
(3)在反应器中隔离生物量或沉积物-反应器可能是需氧的，缺氧的或者厌氧的。在一个使活性化的淤泥设备中，其中反应器是需氧的，可以利用与流道正交的过滤器从混合流体(生物量加废水)的流动中分离出生物量(活化的淤泥)以取代沉积法，生物量被重新循环到反应器中。因为用沉积法时生物量的下沉速率太慢，使用本发明能够大大加快反应器中生物量的聚集，举例来说，可以从4000毫克/升加快到20，000毫克/升或更多。因为最小的停留时间亦即达到给定效率所需要的反应器大小是约略和生物量的聚集成反比例，反应器的投资额可以大大地降低，并且可以相信，过滤器要比沉积箱更省钱，此外，渗透的质量可能比常规的活化淤泥设备生产出来的好一些，可以相当于或优于一个常规设备用凝聚、沉淀和砂滤等方法处理时的质量。输入的动力可能稍大一些，但是，相应增大的费用却小于其他方面得到的节约额;
(4)污水的“抛磨”;
(5)预处理，包括或不包括预先凝聚或其他化学处理，在超微过滤和反向渗透之前，用来从水中、废水中和工业污水中，例如从纺织、造纸、制糖、化学制品、制革、采矿、饮料、酿造、蒸馏、食品、发酵、制药和其他生产工业的废水污水中除去悬浮固体微粒、胶态微粒和有机污物;
(6)沉淀特性很差的悬浮固体微粒的过滤;
(7)根据固体微粒、生物量和其他物质的分离和重复循环的情况，作为对沉积法和反应器系统中其他分离设备的替换和改进，例如，在各种形式的需氧的、缺氧的或厌氧的发酵器中用于废水处理，或一般的发酵或其他生物的和生物化学的生产过程。
过滤器支撑的厚度是从外表面到内表面的距离，不计任何不规则的凸出尺寸，对许多种用途来说最好不大于1毫米。一个简便的测量方法可以这样进行把过滤器支撑躺在平的台板上，在上方安放一块薄的玻璃，测量出玻璃和台板之间的平均距离。厚度是指过滤器支撑开始工作之前应该存在的厚度，即，不计沉积在过滤器支撑上的任何薄层或薄膜，既不计为了过滤而对支撑所作的准备涂层，也不计过滤期间残留材料的粘附薄层。假如过滤器支撑是多层型的，过滤器支撑整体必须仍然具有良好挠性，总的厚度最好不大于1毫米。优选的最大厚度是0.6毫米至0.8毫米，在实践中，已经使用0.24毫米和0.33毫米的厚度。
最佳的过滤器支撑是一种富有挠性的纺织品或纤维织物，由天然的、人造的或合成的纤维、纤丝或纱线、或它们的混合纤维所构成，例如用合成多聚物如聚脂、尼龙和聚丙烯、天然纤维如棉、玻璃碳、玻璃纤维、碳纤维和不锈钢等的单一材料或混合材料制成单丝或多丝外形的旋制或连续的形状。通常，纤维、纤丝或纱线将用纺织、编织、无纺的或缝合等加工方法组合在过滤器支撑里，以提供价格低廉、高度挠性和承受适当额定压力的自我支持的过滤器支撑。
在纺织品的情况，最佳的构造是双重布，布的每一壁或每一层以它本身的质量论是均匀的和紧密结构的单层布。双重布结构是被布置成使连续的和相互分隔的管子在一个方向形成肩并肩的管子排列，通常，如果是纺织的或编织的过滤器，要在经纱的方向。
关于编织的过滤器支撑，可有许多种用于排列管子的编织法(斜纹编织、平织、方平席纹织梳理或这几种混合编织)。斜纹编织是最佳的织法，能达到适当的紧密度及高通量的过滤能力-有适当的紧密度可以在受压力时避免针孔泄漏。
在过滤器支撑需要很高强度的情况下，每一网层里可采用三层或四层布的编织结构。
最佳的过滤器支撑是具有高度挠性，便于清洗的，例如用逆流冲洗方法、或者用停停开开的促使过滤器支撑局部伸缩的操作方法，并便于组装到例如一个螺旋形状的模件而不会折皱，和组装到一个直形模件中没有太大的校直麻烦;它是适宜于制成很长的长度，使所需的歧管连接减至最小数目;它是能分离例如悬浮固体微粒或金属氢氧化物絮凝微粒的紧密结构;它是耐高压的可以使较长的长度组装到模件中去;它是一种能使截留在过滤器支撑自身上的微粒减小到最低量的结构，即具备易于清洗和很少微孔堵塞的性能。
在应用上需要一薄膜层或预涂层的最佳过滤器支撑结构是能够在过滤器支撑经受10至1000千帕(虽然这些数值还不是全部)的压力下，从水中分离出如铝、或氢氧化铁絮凝物、硅藻土、膨润土或其他类似的助滤剂。
过滤器能力决定于过滤器支撑和沉积在过滤器支撑上的任何涂层或薄膜的特性。涂层或薄膜如果损坏或穿孔能够自行恢复。涂层可以由馈料的组成物或沉积一层专门涂层例如氢氧化物絮凝沉淀来形成。多层涂层也可以采用，其中，如硅藻土、膨润土或植物纤维素的第一涂层被例如铁、铝或氢氧化锆等金属氢氧化物的第二层所覆盖。一般意义上说来，涂敷涂层的工艺是众所周知的。可以考虑下列各种可行的操作模式(1)未经处理的过滤器支撑;
(2)惰性助滤剂(如硅藻土、膨润土、活化硅、石棉纤维或植物纤维素)添加到馈料中;
(3)金属氢氧化物(如铁、铝或钙)添加到馈料中;
(4)其他材料、化合物或通过化学作用结合的涂料或其他，涂敷到过滤器支撑上去，通常是在安装之前进行。
使用本发明时，在某些用途上最好避免把凝结剂添加到馈料中去，只是初次馈料为了提供一层预涂层或薄膜的情况除外。一旦这种预涂层形成以后，即使处理便携式使用的水也可能不需要连续配投凝结剂或其他处理水的化学制品。
最佳的过滤器支撑是以管子的形状在其两端支持着，例如，包含在整体管排之内的肩并肩管子-管子的内径可以是例如从5或10至40毫米，或者直至200毫米。管子的优点是价格低廉，很高的抗爆裂强度和经久耐用，管子能使模件装配容易，并且很少有倾斜和堵塞。一排管子能装配一单个模件一举例，对25毫米内径的管子，一排可有22至46根管子，在一个编织的过滤器支撑的情况，使用1至2米的编织宽度，并可以长达几百米。100米长的一排25毫米内径的22根管子有170米2的过滤面积。管子的使用寿命可能是一至三年，这要根据用途的严重程度来定。
过滤器支撑在正常情况下将构成可更换的模件的一部分，模件由管排、管连接头、管路和阀所组成。在管排中的各个管子可以连接成并联的或串联的，或者并联/串联的混合形式。
下面将以实例并参照附图对本发明作进一步的描述。其中图1是表示根据本发明的间歇过滤的概括示意图;
图2是表示根据本发明的馈料和泄放过滤的概括示意图;
图3是表示根据本发明的逐级缩减过滤的概括示意图;
图4是表示根据本发明的连续污水过滤的概括示意图;
图5是根据本发明的第一个过滤器的部件分解等轴视图(还示出两个局部详图);
图6是图5中的过滤器的平面图;
图7是沿图6中Ⅶ-Ⅶ平面的垂直截面;
图8是图7的局部详图，示出清洗头的一部分;
图9和图10是图5至图8中所示的过滤器支撑的横截面放大示意图，图9表示出扩胀的过滤器支撑，图10表示出收缩的过滤器支撑;
图11和图12是根据本发明的第二个过滤器的垂直截面示意图和平面示意图(比例缩小了的图);
图13和图14是根据本发明的第三个和第四个过滤器的视图;
图15和图16是根据本发明的第五个过滤器的示意等轴视图和垂直截面示意图;
图17是根据本发明的过滤器支撑的放大视图，示出用于双重布编织成的过滤器支撑的一种斜纹编织图案;
图18a和图18b是根据本发明的一种与众不同的过滤器支撑编织图形，图18b是图18a右端的延续部分;
图19是表示一种可采用的清洗方法的一断片水平截面。
图1至图3说明间歇聚集、馈料和泄放、或者连续单向流动的过滤是可行的。图1至图3示出了馈料，再循环，聚集和渗透管路1、2、3和4，存储槽5，控制阀6，泵7，按照本发明的正交流道微粒过滤器8，以及背压阀9。
图3示出了在一个大型工厂中的连续作业中可能采用的那种串联逐级缩减的模件结构;例如，各个级的过滤器8的数目可以是16-8-4-2-1，人们可以每级回收50%或60%的水。根据需要可以添加级间泵唧。
图4示出一种在活化淤泥处理工艺中使用的主下水道污水的处理方法。馈料管路1将下水道污水输送到用于筛滤和去除砂粒的装置10中，然后从那里将处理过的污水输送到主沉积箱11，这里示出泥状沉积物管路12。从主沉积箱中来的料被输送到一个反应器，其形状为一个活化淤泥分解槽13。通过水泵7将淤泥不断地从分解槽13中抽出，但是经过提浓聚集的淤泥沿管路2回到分解槽13，滤去的提浓物(过剩的淤泥)沿管路3输送出去。由于过滤器8具有长时间连续工作的能力，因此分解槽13可以用来处理浓度很高的淤泥，甚至高达15%(干重)的污水。
图5至10展示根据本发明的过滤器支撑21的一种螺旋形结构。过滤器支撑21是大量管子(见图9和10)的一种整体形成的双重布排形状。过滤器支撑21可以如同下面例1中的形状。过滤器支撑装在环形的渗透箱22之中，并用不锈钢弹簧23将它悬挂在适当的位置，或者用其它合适的支承，当最上部管子已经放入该支承以后(或已固定在该支承上)，这些支承本身又使用不锈钢吊钩25悬挂在例如刻有凹槽的承重杆24上或采用其它合适的悬挂方法。可以把适当的重物26插入过滤器支撑21的底部管子中，以使过滤器支撑垂直地悬挂。剩余的管子可供过滤器工作时使用。
馈料和回流连接头27都配置在管子的端部，这些连接头27可以按要求做成歧管形状，单个的管子连接头件是多种多样的，可以适应各种用途。图7指出一种可行的布置方法。连接头27将在每根管子端部掩盖一小段长度，但是对于整个不受干扰的面积来说这是非常小的，小于1%。泵7连接到馈入管路1。正如所能看见的那样，渗透物溢流到过滤器支撑21的外面，并集结在箱22的底部。
图6至8示意地表示一个清洗头28，包含两个支腿，支腿被安排成通过过滤器支撑21各圈螺旋之间的通道，从每个支腿中以相对的径向向过滤器支撑喷射流体，以便在清洗作业过程中清洗和稳定过滤器支撑;这就必然要有例如合适的喷嘴按一定间距安置在支腿上。清洗头28的支腿包含许多根管子，由一根挠性管29连接到流体排放系统的管子30。
开始工作时，预涂层是从馈料箱(图上未示出)供给的，它能反复循环直至薄膜通量指示出已经施加充分的涂层为止。于是正常的过滤循环就开始了，持续相当长的时段。当需要清洗时，不论在预先确定的时间间隔，或是薄膜通量下降到最小值的情况，都应该停止馈料，或降低供给流量，使过滤器支撑的管子松弛;清洗的水从泵中压出直通到清洗头28，这时使过滤器支撑在两个方向(前和后)向内挠曲，打开微孔并从过滤器支撑中放出杂质微粒。清洗头28沿着过滤器支撑21的螺旋通道缓慢移动。向管子内外冲洗的水回流到供给箱5或者排放掉。对于过滤器支撑21的管子内壁上很厚的沉积物，最好向管子输送流动馈料，以防止在管子中集结沉积物和可能产生的堵塞。
供给清洗头28的流体可以交替地用压缩空气或别的气体，空气或别的气体以及水的混合物，并且可以包含清洗用的化学制品。
图11和12表示使用同样的过滤器支撑21的另一种布置。在这种情况，好几个过滤器支撑21排列成直线的外形并且支持在合适的架子31上。图11表示一个金属管支架31的垂直剖面详图，而图12表示支架31和纵向支架构件32的总平面布置。各个支架31之间的适当间隔要从结构学方面来考虑和确定。过滤器支撑是借助于一个不锈钢构件或其它合适的支撑构件23悬挂在应有的位置，最高的管子已经放进支承件23或用其他方法固定在支承件23上，支承件23本身又连接到一根纵向承重构件32上。纵向承重构件32都连接到支架31上并且在纵的方向继续延伸达到过滤器支撑21的长度。
过滤器支撑21的管端上的馈料和回流的连接头和图5的连接头相同。一个长方形的渗透箱22用来收集从过滤器支撑来的渗透物。纵向移动的许多个清洗头28和图6-8中所画的清洗头工作方式相类似;它们都承载在一个小车33上，小车在构件34上行走，上构件35沿着纵向构件32的边缘滑动。
图13表示一种过滤器8，在它里面的过滤器支撑呈两块辐板41的形状，馈料从两辐板41的中间通过。如图13所示，在工作时，辐板41鼓胀起来，它们的配置要求是使它们不十分接触到装载箱体42的内壁，由此使过滤器支撑的几乎全部面积不收缩。箱体42可以配制成组，流量可按要求来选择。馈料的提浓物管接头1，3可以装在箱体42的端部或装在长侧面上。一个网格啮合的间隔件43安插在两块辐板41之间，使在逆流冲洗时，两块辐板41之间保留一个放泄的空隙。
图14表示过滤器的一种不同布置，它类似图13的过滤器，但使用上面所述的多管的管排21。箱体44画的是侧向纵剖图以便和管排21的表面纵向图相对照，两者之间有防止管排21接触箱体44内侧的足够空隙。类似的布置可以应用于图5至10的过滤器连接头27。
图15和16展示一种廉价的过滤器。多管式的管排21利用牵绳51固定到桩柱52。图16展示两个管排21，一个在上，另一个在下，但是也可以是单个管排或者管排的平行排列。管排21都被遮盖在幕布53的里面，幕布向每边挂下，它可以是塑料薄膜，或聚乙烯或聚丙烯薄布。幕布向下挂到收集渗透物集料槽54中。多管式管排21的每一段可能达到比如说80米长-10米长的一段每小时可以过滤3至4立方米，足够供应一个小村庄的用水。一个手持式喷头可以作为逆流冲洗之用。
图19展示一种清洗装置，其中杆61(它可以是滚柱的形状)沿着过滤器支撑21的每侧外表面活动。杆61的直径可以是支撑21的单个管子直径的50%至100%。杆61能使过滤器支撑的两侧向内挠折，如图中所示的使管子直径缩小大约50%，但这缩小尺寸可以是约为5%，25%，75%，90%或者100%(完全闭合)，这要根据情况而定。杆61把过滤器支撑21上的材料驱逐出去，由此清理了过滤器支撑21。更特别的是，可以相信在过滤器之内形成了一个文杜喉管(Venturi throat)或叫缩喉管(倘若管子没有全部闭合)，空气必然通过过滤器吸了进来(在对置的空气喷出口的情况，也可得到同样结果，请看图6至8)。当过滤絮凝型悬浮物质时，认为这种清洗的形式是奏效的。
杆61应该接合过滤器支撑的全部管子，过滤器支撑可以是图5-10所示的，或者如同图11和12所示的，杆61的安装位置有点像(并替代)清洗头28。另一种可替换的安排是把过滤器支撑21悬挂起来，以致相邻的圈数或段数几乎相接触，比如只相隔1毫米，在一对杆61之间有相同的圈数或段数，又如五圈或五段，每一圈或每一段都被挤压到。
实施例1 管排多管的管排21被编织成为双重布结构的连续织物，在编织过程中，通过编织、拉牵，和纹板图等工艺，使24根管子在布的经纱方向形成连续的管，由编织界面所形成的交界线把管子分隔开(如图18a和18b中所示)。如果使用较宽的织机，可以编织成较大数目和宽度的管排。编制管排的方法除使用漏针编织或纬纱交织以外，还包括连续缝合、粘结或类似的方法。
一种专用的织物规格如下面所列(括号内的数字指预期数值的范围或替换数值，但是这些也还是不完备的)布张的宽度 1050毫米(500～3000);
布张的长度 95毫米(0.5或10-200);
管的内径 25毫米(5或10-200);
过滤器支撑在一根管子一侧上的宽度 39毫米;
由一根管子的一面所形成的过滤器支撑的面积 3.7米2;
薄膜支撑(22管)的总有效面积 163平方米;
管与管之间的接缝宽度 45毫米(1-5);
经纱 每厘米80头(25-80或150);
纬纱 每厘米46纱(10-50或100);
重量 每平方米434克(100或200-1000或1500)-这是指两层或两网层并包括接缝;
编织法 -2×2，如图17所示，或者具体地如图18a和18b所示(斜纹图案如1×2或2×2);
纱 -聚脂(如用替换材料，需另外注明);
经纱 280克/104米(分特)，每根线的细丝直径7218.8微米，至破断时拉伸长度47%±12%，破断强度10.7牛顿±12%;收缩性小，质地紧密，非常坚韧;
纬纱 440克/104米(分特)，每根线的细丝直径12018.2微米，喷气膨松的，缠结的;
网眼开度 -未测量(5或20-300微米);
开口面积 -未测量，但在1.5千帕压力下每一平方米的过滤器支撑有15～21米3/分钟的空气损失;
管子壁的厚度 0.33毫米(0.1～0.8);
对实施例1的织物的两个略有区别的试样(A和B)所做的专门挠曲度试验(见后面)中的悬垂长度 40和56毫米(10-80或100)-在一类似的试验中，100毫米长度的两个试样都下垂约80°。
图18a和18b是常规的编织图形。编织的条纹横越织物的宽度，并显示重复的图案，它将按照管子的数目重复许多次。在这些图案中，X区是接缝(或布边)，Y区是管子;Y区将按照所要求的管子宽度自行重复多次比如说七次。黑方块表示在那里经纱升起越过纬纱。两重布或网层织成一层叠盖另一层，但是在布边或接缝处两层出现纠缠;处理方法是使一管子的一层纬纱然后成为毗邻管子的另一层的纬纱。编织以后在织物的一边或者每边沿着接缝涂上一条没有完全固化的聚氯乙烯溶液〔如同“齐默恩涂层”(Zimmercoating)的工艺过程〕，使织物浸透;这一涂料条可以比接缝宽一些，比如说15毫米宽。随后织物在展幅机或类似机床上加热到大约170℃，使聚氯乙烯完全固化。涂料条牢固粘合到编织聚脂上形成两层织物相连接区域或接缝的坚固耐久的密封条;这就防止在接缝处的渗漏和减少预涂敷所需的时间。这种涂料条还可以应用到布边。在加热过程中，织物可能热缩或热塑化。
织物要具有以下这样一种特性，当经受6000千帕的压力经过三年的时期以后，由织物构成的管子因塑性蠕变而增加的截面积不大于5%。假如出现过大的膨胀率，无论是在初始加压下和/或由于塑性蠕变的结果，将都是不能接受的渗漏缺陷-低膨胀率应该是小于10%，或者最好是5%。
管子的挠性很高，当不对它们加压时，可以缩扁到截面不再是圆形的，而是接近于扁平的多边形，两条长边之间只剩下1毫米的空隙(请把图9和图10作一比较)。
最佳的过滤器支撑构造，除了含有很好的挠曲度，能够分离悬浮固体微粒的编织紧密性和便于清洗的编织型式以外，还必须达到适当的额定受压值，使得有可能把长的管子(长达200米)连接成串联或并联。最佳的管子破裂压力大于1000千帕，根据不同的过滤器支撑的构造材料，应在400至8000千帕的范围之内。在编织的过滤器支撑中，编织图案和纤维的种类，细丝或纱都要精心挑选使在承受压力下工作的过程中，过滤器支撑的微孔开度减到最小值。
在大长度的过滤器支撑或大长度的组成过滤器支撑的管子中，由摩擦产生的压力降可能是很大的，对于高速度输送的用途可能需要增加级间泵唧。受压的额定值应达到允许长度的管子(长达200米)连接成串联。
实用的馈料速度通常是在1-3或5米/秒的范围内，对于内径25毫米长度为100米的管子，预料会有65～2500千帕的压力降。人们可以选定一个管子的入口端速度比如3米/秒和出口端速度1米/秒。在150千帕压力下，固有的水通量通常是每小时超过1500升/米2，但这个通量通常由于添加预敷涂层而降低，降低程度视所使用的化学制品或材料而定。
表1提供上述内径为25毫米的管子的模件资料，设想是一个22根管子的模件。为了实验的目的，使用图5至10的过滤器，模件安装在一个箱体中，它的尺寸(直径X高度)在表1中列出。
表1管的长度 米50 100 200
薄膜面积米285 170 340箱体尺寸 米1.7×1.2 2.2×1.2 3.0×1.2实施例2生产过程作为一个实例，现选用一个在最小出口速度基础上的间歇聚集的操作模式。过滤器如图5至7所示，箱体为1.2米高，布置和图1所示相同，过滤器支撑和例1的一样。详细资料是设计流量 1000米3/日设计通量 250升/米2·小时(6米3/米2·日)设计馈料中的悬浮固体微粒(SS) 50毫克/升最小的管速度 1米/秒水再生回收率 98%并联连接计算的出口流量 935米3/日(1米/秒)计算的入口流量 1915米3/日(2.1米/秒)薄膜面积 163米2管的长度 95米压力降 140千帕压力范围 340-200千帕最终SS(悬浮微粒)聚集浓度2500毫米/升通过减少并联管的数目，增加管的长度，可以减小泵唧量。
实施例3具体的生产过程在一个工厂里建立一个处理工厂污水的小型控制装置，用来清除有机物质和悬浮固体微粒。污水中配投25毫克/升的F+++(三价铁)如硫酸铁。工作条件是
过滤器 如同图5至10所示的一样过滤器支撑 和例1相同薄膜 自我形成入口压力 240-420千帕出口压力 40-65千帕温度 室温过滤器管子面积 11米2对于在过滤器排料端测到7600至21500毫克/升悬浮固体粒子的过滤器馈料的间歇聚集过滤来说，在上述这些工作条件的范围内，渗漏通量是250至320升/米2·小时。
其他专门用途是在反向渗透之前，用于对家庭和工厂排泄的两种污水的活化淤泥净化器溢流的处理;
在反向渗透之前，用于对冷却水排污的处理;
在反向渗透之前，用于对带有油迹和胶态/悬浮微粒的炼油厂污水的处理;
从冷凝回路(例如干式冷却的动力站)清除胶态铁末;
纸浆/纸的污水处理，例如，亚硫酸钙制浆洗涤液，造纸机净化器溢流污水，造纸机乳剂条污水，纸浆厂氯化处理阶段的污水，和造纸机的一般污水;
处理三种不同类型的制革厂污水，即从皮的保藏处理，从湿蓝制革厂和从复合浸灰处理直到灰洗和铬洗的污水等的处理;
发酵液的过滤;
酵母工厂污水的处理;
聚脂纺织物染色污水的处理;
印刷污水的处理;
水的处理，除去无机成分，例如沉淀的钙和可能有的镁硬结垢。当软化水时磷酸盐的去除;
整套供水设备;
开发一种廉价的、部分抗盐蚀的薄膜系统。
在一种缺氧的污水处理系统中用于在水中去氮(降低硝酸盐浓度)-通过向简单的均匀混合的充气发酵器，例如用活化淤泥接种的发酵器中馈入一种合适的有机化合物，在缺氧的情况下培养一种生物量;当生物量已培养到足够浓度时，馈入含有硝酸盐的水，停止充气，用有机化合物例如甲醇供应生物量需要的氧，并把硝酸盐的离子减少到气体氮;生物量则由本发明的过滤器分离出来并回到发酵器，渗透出来的是去氮的水;
用本发明的过滤器取代缺氧接触反应器的沉淀阶段，以便能够在较高的生物浓度下工作，因此缩短阻截杂质的时间。
挠曲度试验一种专门的挠曲度试验(SFT)最初是在实例1中的织物上进行，目的是要测定产生45°下垂角或倾角时的伸出或悬垂的长度。现在已经知道在英国标准(BS)33561961中有一个类似的试验，唯一值得注意的是，在工艺规程中有一点不同之处，采用415°倾角。所以SFT是把BS试验的41.5°替换为45°角的BS33561961试验。但是，悬垂长度表明，其中BS试验中的“弯曲长度”是悬垂长度的一半。在所涉及的范围内，相互之间的关系看来是良好的，BS弯曲长度等于SFT悬垂长度除以2.1(见下面的表2)。在下面的表3中注有星号的数值都是在这个基础上计算出来的。
在试验中，切下过滤器支撑的单网层(或内壁)的一片长方形条(如果内有管子，使管子的轴线平行于长方形的长边);假如接缝是有涂层的，切下的小条不要包括涂层。因为这样一个小条只能求出管子“轴向”的弯曲长度或悬垂，90°方向的产生横向弯曲长度或悬垂的挠曲度可以用估算方法求出。最好是“轴向的”和“横向的”抗挠刚度大体上相似，较好的情况是一个刚度不大于另一个的10倍或5倍，但最好是不大于3倍;更概括地说，最好是在所有方向的抗挠刚度大体相同，任一方向的抗挠刚度最好不大于任一其他方向的10或5或3倍。管子的直径太小，不可能提供横向测定用的合适试验条，只能使用横越管切下的试验条，把它的弯曲和完整管子在轴向的弯曲相比较而进行估算-在每种情况要把管子压平，使相对的内壁相接触。表4表达这种试验的结果。对于消防水龙管不能求出横向的结果，但是相信横向抗挠刚度大大超过轴向的抗挠刚度。
以上所表达的试验结果没有消除重量的影响。当涉及很小幅度的重量时，如同在本发明的最佳实施方案中那样，这是无关紧要的。
BS33561961阐明如何去求出重量校正值，即抗挠刚度。一个与此相当的SFT重量校正值或称SFT刚度可以用公式0.1W1L3求出，式中W1是重量，以克/米2为单位，L是悬垂长度以厘米为单位。初期的试验是在重量为434克/米2的双层织物(单壁重量217克/米2)上进行的;实际悬垂长度是40毫米，但优选的最大值是80或100毫米;这些长度给出优选的最大的BS弯曲长度为38或48毫米(也可以说40或50毫米)，最大的SFT刚度为11110.4或21700毫克·厘米(也可以说11100或22000毫克·厘米)以及最大BS抗挠刚度1191或2400毫克·厘米(可以说1200或2400或者最好是2500毫克·厘米)。
下面的表2和表4列出了四个恰当试样的和一个比较易挠曲的消防水龙管外皮层的平均试验结果。试样A和B都是同例1用的一样，试样C和D也按照例1中的制做，但是用22根管子编织(并且试样的编织法略有不同)。
切下的试条是200×25毫米。
表2BS SFT SFT/BS悬垂长度 悬垂长度 比率毫米 毫米试样B 52.1 56.0 1.07试样C 48.5 51.4 1.06试样D 69.3 72.9 1.05消防水龙管外皮层 77.9 81.2 1.04表3BS BS SFT SFT弯曲长度 抗挠刚度 悬垂长度 刚度 重量厘米毫克·厘米厘米毫克·厘米克/米2试样A 1.90＊149＊4.00 1389 217试样B 2.60 368 5.60 3670 209试样C 2.43 267 5.14 2526 186试样D 3.46 868 7.29 8097 209
表3BS BS SFT SFT弯曲长度 抗挠刚度 悬垂长度 刚度 重量厘米 毫克·厘米 厘米 毫克·厘米 克/米消防水龙 3.90 5101 8.12 46150 862管外皮层表4BS BS SFT SFT弯曲长度 抗挠刚度 悬垂长度 刚度 重量(管) (管) (管) (管)厘米毫克·厘米厘米毫克·厘米克/米2试样A管 468 4449 9.68 39366 434(轴向)试样B管 3.05 1861 7.20 16199 434(横向)消防水龙管 7.30 67533 15.9 697816 1736外皮层管(轴向)
权利要求
1.一个正交流道的过滤器(8)包含一个挠性的过滤器支撑(21，41)，它被配置成有一个相当大面积的不受干扰的过滤器区，其特性在于过滤器支撑(21，41)是高度挠性的，过滤器区在过滤期间是受抑制的，当过滤器支撑(21，41)承受馈料的压力时，并当过滤器支撑(21，41)的两边压力相等时，仅仅由于在过滤器支撑中的张力，才有可能使过滤器支撑在与其表面成直角的方向有明显的活动。
2.根据权利要求
1的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21，41)的伸出长度，在所述的专门挠性试验中，至少在一个方向不大于100毫米。
3.根据权利要求
1的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21，41)的刚度，在所述的专门挠性试验中，至少在一个方向不大于22000毫克·厘米。
4.根据权利要求
1的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21，41)的抗挠刚度在英国标准3356∶1961的试验中，至少在一个方向不大于2500毫克·厘米。
5.根据前述任一个权利要求
的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21，41)的抗挠刚度在任一方向是不大于任何另一方向的十倍。
6.根据权利要求
1至4的任一过滤器，其特征在于过滤器是做成管(21)的形状。
7.根据权利要求
1至4的任一个过滤器，其特征在于过滤器支撑是包括在肩并肩整体管排的管子(21)之内。
8.一个正交流道的过滤器(8)包含一个挠性的过滤器支撑(21)，其特征在于过滤器支撑(21)是做成双重布料的形状，构成使连续的和相互分隔的管子形成肩并肩整体管排的管子。
9.根据权利要求
8的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21)，在所述的专门挠曲度试验中有一个不大于100毫米的伸出长度。
10.根据权利要求
8的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21)，在所述的专门挠曲度试验中有一个不大于22000毫克·厘米的刚度。
11.根据权利要求
8的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21)的抗挠刚度，在英国标准3356∶1961的试验中至少在一个方向不大于2500毫克·厘米。
12.根据权利要求
8至11的任一个过滤器，其特征在于过滤器支撑(21)在任何一个方向的抗挠刚度不大于任一其他方向的十倍。
13.根据权利要求
1至4和8至11中任一个的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21，41)是编织的。
14.根据权利要求
1至4和8至11中任一个的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21，41是用斜纹编织法编织的。
15.根据权利要求
1至4和8至11中任一个的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21，41)的壁厚度不超过1毫米。
16.根据权利要求
1至4和8至11中任一个的过滤器，其特征在于配备着一个相对于过滤器支撑(21)移动的清洗头(28)，用来在过滤方向的逆向对过滤器支撑(21)至少喷射一股流体，因而使过滤器支撑(21)挠曲。
17.根据权利要求
1至4和8至11中任一个的过滤器，其特征在于的馈料通过该两个过滤器支撑(21)之间，清洗时，各有一股流体在逆向喷射到每个过滤器支撑(21)。
18.根据权利要求
1至4和8至11中任一个的过滤器，其特征在于有一杆件(61)能沿着过滤器支撑(21)的外侧活动而使过滤器支撑(21)向内挠折，驱逐出存在于过滤器支撑(21)的材料，达到清洗过滤器支撑(21)的目的。
19.根据权利要求
1至4和8至11中任一个的过滤器，其特征在于有一杆件(61)能沿着过滤器支撑(21)的外侧活动而使过滤器支撑(21)向内挠折，在过滤器内形成一个文杜里管(缩喉管)，由此驱逐出存在于过滤器支撑(21)的材料，达到清洗过滤器支撑(21)的目的。
20.根据权利要求
1至4和8至11中任一个的过滤器，其特征在于馈料通过两个过滤器支撑(21)之间，各个清洗杆件(61)能沿着过滤器支撑(21)外侧的每边活动，使过滤器支撑(21)向内挠折，驱逐出存在于过滤器支撑(21)的材料，由此达到清洗过滤器支撑(21)的目的。
21.根据权利要求
1至4和8至11中任一个的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21)是螺旋的形状，圈与圈之间有空隙，布置的方式是使馈料环绕螺旋线通过。
22.根据权利要求
1至4和8至11中任一个的过滤器，其特征在于过滤器支撑(21)是直线管排的形状，排与排之间有空隙。
23.一种与流道正交的过滤方法，包含使用有相当大面积不受干扰的过滤器区的挠性过滤器支撑(21，41)，其特征在于过滤器支撑(21，41)是高度挠性的，过滤器区在过滤期间是受抑制的，当承受馈料的压力时，仅仅由于在过滤器支撑(21，41)自身的张力，使过滤器区鼓胀起来超过平面的外形。
24.一种与流道正交的过滤方法，使用过滤器支撑(21)，其特征在于馈料通入其形状为双重布材料的过滤器支撑(21)，支撑是构成使连续的和相互分隔的管子形成肩并肩整体管排的管子。
25.根据权利要求
1的过滤器(8)的挠性过滤器支撑(21，41)，其特征在于过滤器支撑(21，41)是一种耐高压的紧密的连续纺织物，是高度挠性，并且相当大的面积有足够的抗拉强度，构成一个不受干扰的过滤器区，而不需要另外的机械式支持。
26.根据权利要求
25的过滤器支撑，其特征具有权利要求
2至4中任一个所确定的特征。
27.根据权利要求
25的过滤器支撑，其特征是呈管(21)的形状。
28.根据权利要求
8的过滤器(8)的过滤器支撑(21，41)，其特征在于过滤器支撑(21)是呈双重布料的形状，构成使连续的和相互分隔的管子形成肩并肩整体管排的管子。
29.根据权利要求
28的过滤器支撑，其特征还具有权利要求
9至11的任何一个中所确定的特征。
30.一个污水处理的设备，其特征在于它包括权利要求
1至4和8至11中任一个的过滤器(8)，和一个反应器槽(5，6，13)，连接在过滤器(8)的上游，其间不插入其他容器，过滤器(8)的提浓物出口(2)被连接到反应器槽(5，6，13)作为污物回收。
专利摘要
为了提供一易于清洗的过滤器8，且该过滤器可通过使用一长的过滤器支撑21和在馈料管路1与过滤器支撑之间作简易连接而使其费用降低，过滤器具有螺旋形或互相平行间隔的双层材料，该材料各层沿间隔的，纵长的缝结合在一起以提供一排肩并肩的管子。过滤器支撑的材料是高度挠性的，厚度不大于1毫米。由于其管子结构，过滤器支撑有一个相当大面积的不受干扰的过滤器区；当过滤时，管壁鼓起，过滤器区只受过滤器支撑中的张力约束。
文档编号B01D29/25GK86102465SQ86102465
公开日1986年12月31日 申请日期1986年3月12日
发明者安东尼·莱顿·唐宁, 罗德尼·查尔斯·斯夸尔斯 申请人:Epoc有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan