流量上限将会是气化装置的尺寸和构造的函 数。因此，根据尺寸和构造，上限可以高于或低于13. lNm3/小时/排(在8束的排的情况下)或 1.6375Nm3/小时/气化装置。
[0177] 测试还显示，如在图28中所示，对于气化装置34来说，空气流量可以降低至lNm3/ 小时/排(在8束的排的情况下)或0.125Nm3/小时/气化装置。0.125Nm3/小时/气化装置的空 气流量产生约2-3次脉冲/分钟。脉冲通气气化装置34也可以在低于0.125Nm3/小时/气化装 置的空气流量下运行。在降低的空气流量下，对液体42的再循环速率和膜的沾污速率的考 虑是必须考虑的。
[0178]气化装置碎肩移除
[0179]除了脉冲效率之外，在设计和选择用于与模块10的膜排12-起使用的气化装置中 还考虑了气化装置的处理碎肩的能力。可以将碎肩处理定义为气化装置在不妨碍来自气化 装置的脉冲速率的情况下使碎肩通过的能力。
[0180] 对同心气化装置34B、180度偏置气化装置34C、和100度偏置气化装置34D进行碎肩 处理测试。测试包括将不同材料和不同大小的碎肩放置在每个气化装置的内部。之后安装 每个气化装置并且以5m3/小时/排供应气体流36。在气化装置运行（即，脉冲）的同时观察碎 肩的行为。在以下表4中示出了测试的结果。"X"表示目标不能通过相应的气化装置。"0"表 示目标已经通过了相应的气化装置。
[0181]表 4
[0183] 如由测试的结果指出的，100度偏置气化装置34D能够使大多数类型和大小的碎肩 通过。观察到，在释放气泡56之后水返回至桶124的湍流水平明显高于其他气化装置。这种 增加的湍流有助于搅动已经沉淀在桶124的底部上的物体，从而增加物体借助随后的脉冲 通过空气管的机会。应该指出的是，具有偏置壁角度的偏置气化装置有助于湍流效果。
[0184] 使用2英寸的树叶和全尺寸树叶（~4英寸x4英寸楓树叶）进行额外的碎肩处理测 试，因为树叶经常引起气化装置堵塞。将树叶置于澄清水槽中的气化装置中并且以4.3Nm 3/ 小时的空气流量供应气体流36。结果在表5中显示。
[0185] 表5
[0187] 如由表5的结果指出的，100度偏置气化装置34D比其他气化装置表现得更好。同心 气化装置也不能使树叶通过。180度偏置气化装置34C能够使2英寸树叶在少于两分钟内通 过，但是全尺寸树叶花费16小时。100度偏置气化装置34D能够使2英寸树叶在少于两分钟内 通过，并且使全尺寸树叶在三十五分钟内通过。
[0188] 基于脉冲效率和碎肩处理测试，可以在膜排12和模块10的示例性实施方案中使用 100度偏置气化装置34D。
[0189] 气化装置栗送效率
[0190] 除了脉冲效率和碎肩移除之外，在设计和选择用于与模块10的膜排12-起使用的 气化装置中考虑了气化装置使液体42循环通过每个单独的束封装组件40的能力（即，栗送 效率）。可以将栗送效率定义为由气化装置获得的液体速度/单位空气流。为了评价间歇气 化装置34A相对于脉冲气化装置34B、C、D的栗送效率，在间歇气化装置和脉冲气化装置上完 成比较测试。
[0191] 为了测试，将束封装件浸入水中并且将每个通气类型的气化装置连接至束封装件 的底座，首先连接一个，之后连接其他的。将设计用于测量浸没速度特征的速度表安装在 束封装件的出口处。之后将空气供应与每个气化装置连接并且使用转子流量计 (rotameter)测量在各测试期间供应至气化装置的空气流量。
[0192] 对于测试的第一阶段，设定四个目标液体速度（即，0.8ft/s、l.lft/s、1.4ft/ SJP 1.6ft/s)并且之后对于气化装置中的每一个增加空气流量直到获得目标流量中的每一个。 以下表6示出了测试的第一阶段的结果。如由表6中的结果指出的，脉冲通气气化装置需要 间歇通气气化装置获得相同目标液体速度所需的空气流量的约75-80%。
[0193] 表6
[0195] 对于测试的第二阶段，设定五个目标Δ液体高度（g卩，3.125英寸、4.5英寸、5.8125 英寸、6.25英寸、6.625英寸)并且之后对于气化装置中的每一个增加空气流量直到获得目 标A液体高度中的每一个。以下表7示出了测试的第二阶段的结果。如由表7中的结果指出 的，脉冲通气气化装置需要间歇通气气化装置获得相同目标液体高度所需的空气流量的约 47 %至88 %之间。
[0196] 表7
[0199] 栗送效率测试说明，脉冲通气气化装置可以在降低的空气流量下运行并且仍然获 得与间歇通气气化装置相同的栗送效率。在降低的空气流量下运行的能力可以允许在设备 和安装二者中的初期资本投入以及操作成本方面的成本节约。
[0200] 通气和封装组件相互作用
[0201] 如在本文中参照图1-3所描述的，模块10可以包括一个或多个可以是排封装组件 38的一部分的具有一个或多个束封装组件40的膜排12。束封装组件40可以被配置成为纤维 束18提供支撑。此外，包围单个纤维束18的束封装组件40可以被配置成维持通过相应气化 装置34经由束体20释放至相应纤维束18的气泡（例如，一个或多个小气泡58和/或大气泡 56)。例如，如在图29中所示，利用间歇通气，可以将通过气化装置(例如，34A)释放的小气泡 58在它们沿着相应的纤维束18流动时约束在相应的束封装件40内，直到它们到达液体42的 表面。将小气泡58约束在单个束封装组件40内可以提供为每个纤维束18更高效和均匀的通 气，因为气泡可以专用于特定的纤维束。然而，可能的是，仍然可能存在小气泡58的沟道 (channeIing)。例如，膜束的一部分的沾污或束封装件的一部分内的齡泥累积可能会导致 小气泡沿着限定的通道(例如，最小阻力的路径)上升而不是在横跨束封装件的整个横截面 积均匀地向上分散和流动。沟道的额外讨论以及用于浸入式膜过滤器的其他参数可以在 Yoon, Seong-Hoon.Membrane Bioreactor Process principles and Applications(膜生 物反应器方法：原理和应用）.Hoboken: CRC，2015中找到.（参见例如，133-134页，136-138 页)。
[0202]如在图30中所示，对于脉冲通气（即，大气泡56)来说，束封装件40可以被配置成将 大气泡56在它们沿着纤维束18向上流动时约束在束封装件40内。由脉冲通气经由脉冲通气 气化装置(例如，34B、34C、或34D)产生的大气泡56可以是足够大的以利用如在图30中所示 的单个气泡56基本上填充单个束封装件40的整个横截面。在一些实施方案中，利用这种构 造，气泡56可以被配置成与纤维束18在束封装件内沿着纤维束18的整个长度接触。束封装 件40内的气泡56的约束可以提供更有效的在每个气泡56上方的液体的推送和每个气泡56 下方的液体的向上引导。这种类型的两相流可以被称为段塞流(slug flow)。如在图6中所 示，由束封装组件内的每个气泡56的释放和上升引起的液体的引导可以使得液体42通过笼 间隙G引入，从而将新鲜液体42引入至束封装组件中。
[0203] 当它们在纤维束18和束封装件40内上升时，气泡56可以形成"子弹形"。例如，每个 气泡在其上升并形成"子弹形"时基本上填充相应的束封装件40的横截面积，冲刷膜的表面 (未在图中示出)并且推动气泡56上方的液体。
[0204] 束封装组件的横截面积和基本上填充该横截面积的气泡可以为，例如，8英寸2至 约16英寸2、约10英寸 2至约14英寸2、约11英寸2至约13英寸2、约12英寸 2至约12.5英寸2、或约 12英寸2至约12.25英寸2、或约12.11英寸 2。
[0205] 如在本文中所使用的例如用于描述"基本上"填充横截面积的气泡的术语"基本 上"，意指如由本领域普通技术人员确定的具体值的可接受的误差范围。例如，"基本上"可 以意指大于99%、98%、97%、96%、95%、90%、85%、80%、或75%。在一个实例中，基本上 填充横截面积的气泡可以等同于填充束封装件的横截面积的大于99%的气泡。预期的是， 气泡56可以基本上填充束封装件的横截面积，但是可能会存在一些接缝(例如，沿着束封装 件的拐角），在那里可能会存在由气泡引起的液体泄漏，从而限制了气泡填充整个横截面 积。
[0206] 这种脉冲通气形式，其中可以将气泡56引入至纤维束18的中心并且保持在纤维束 18和束封装件40内，能够产生出乎意料的协同益处。这些协同益处可以包括，例如，与通过 未填充封装件的小连续气泡或者利用不受封装件约束的大气泡的脉冲通气获得的相比的 较高的液体栗送速率（即，通过束封装件的供给再循环）。另一个协同益处可以是，例如，中 空纤维膜32的增强的冲刷。当气泡56基本上填充单个束封装件40的整个横截面时，可以冲 刷纤维束18的全部中空纤维膜32,从而从表面移除更多碎肩。这可以消除中空纤维膜束18 内的沟道，所述沟道可能会导致堵塞并且降低过滤性能。
[0207] 如在本文中所描述的，气化装置的多个实施方案可以用于产生脉冲通气。气化装 置34B、34C、和34D仅是三个示例性实施方案。与束封装组件40组合的如在本文中所描述的 脉冲通气气化装置34B、34C、和34D可以使得全部通气空气流能够大大降低，同时仍然产生 大气泡56和有效清洁膜的表面并且维持过滤性能的段塞流。大气泡56和段塞流还提供足够 的液体循环，其以较低的操作成本提供提高的膜性能。
[0208]大气泡/无笼
[0209] 尽管如在图1中所示的模块10包括排封装件组合件38,在一些实施方案中，可以在 没有包围每个纤维束18的单独的束封装组件40的情况下配置模块10。例如，在一些实施方 案中，纤维束18可以被沿着束的高度隔开的间断笼部分地包围。例如，如在图31和32中所 示，一个或多个笼170可以沿着膜排12的高度隔开并且可以被配置成包围每个纤维束18从 而支撑中空纤维膜32。如在图31中所示，间断笼170可以与产生大气泡56和/或小气泡58的 脉冲通气和/或间歇通气组合。
[0210] 在一些实施方案中，排封装组件38可以被配置成包围纤维束18的整个膜排12或者 封装件可以被配置成包围整个模块10。在一些实施方案中，可以根本不使用封装件并且可 以通过备选方案结构来支撑中空纤维膜32。例如，在一些实施方案中，如在图33中所示，中 空纤维膜32的上端可以与另一个集管172连接。集管172可以被配置成保持中空纤维膜32的 垂直取向。在一些实施方案中，中空纤维膜32的上端可以连接至漂浮装置，其被配置成在液 体的表面漂浮并且将中空纤维膜32保持在基本上垂直的取向上。在其它实施方案中，可以 用结合至结构(例如液体槽支撑物）中的悬浮系统支撑中空纤维膜32的上端。
[0211]在不使用束封装件或笼的实施方案中，可以确定由脉冲通气气化装置释放的气泡 56的尺寸，以使气泡的横截面积对应于(例如，等于)纤维束的横截面积，以使气泡在其上升 时包住整个中空纤维膜32。纤维束的横截面积和基本上填充纤维束的横截面积的气泡可以 为，例如，8英寸 2至约16英寸2、约10英寸2至约14英寸2、约11英寸 2至约13英寸2、约12英寸2至 约12.5英寸2、或约12英寸 2至约12.25英寸2、或约12.11英寸2。
[0212] 封装组件
[0213]模块10可以使用多种不同的结构并且针对束封装件40和排封装组件38设计。在本 文中更详细地描述了束封装组件40和排封装组件38的多个不同实施方案。单个束封装件40 可以是多形状的，例如，大体上正方形的、矩形的、多边形的、圆形的、半圆形的、对称的、非 对称的等。束封装件40可以具有圆形或光滑的内角区域。可以确定单个束封装件40的尺寸 和形状以容纳将会沿着其长度的至少一部分延伸的纤维束。
[0214] 在图3和4中所示的示例性实施方案中，提供了多个成形的束封装组件40。可以确 定示例性的束封装组件40的尺寸和形状以容纳沿着束封装件40的纵向轴延伸的中空纤维 膜32的纤维束18。
[0215] 图34-39中所示的排封装组件38的示例性实施方案可以包括在排封装组件38的下 端的第一端帽31和在排封装组件38的上端的第二端帽33。束封装组件40可以以相邻、并排 方式与第一端帽31连接。例如，束封装组件40的下端和第一端帽31可以被配置成使得束封 装组件40的下端滑动至第一端帽31中的沟槽或凹槽中。一旦所有相邻的束封装组件40已经 相对于第一端帽31放置，就可以将第二端帽33放置在束封装组件40的上端以上，以确保它 们就位，例如，如在图34中所示。如在图34中所示，排封装组件38可以被配置成在第一端帽 31和第二端帽33的相对的末端例如经由夹具与渗透物立管管道22和通气立管管道24(未示 出)连接，从而将排封装组件38固定在一起。
[0216] 图34-39中所示的束封装组件40的示例性实施方案可以包括在束封装件40的第一 末端142和第二末端144之间延伸的伸长的壁146。伸长的壁146包括相对侧边缘148。示例性 束封装件40还包括可拆装仓门150,其在束封装件40的第一和第二末端142和144之间延伸， 并且连接至伸长的壁146的相对侧边缘148,从而形成具有配置为提供在束封装件40的第一 和第二末端142和144之间的流动连通的内部的中空封装件145。根据一些实施方案，排封装 组件38和相应的束封装组件40被配置成使得防止从多个束封装组件40中的第一个的第一 末端142流动来的流体在没有首先从第一个束封装件40的第二末端144流出的情况下从第 一个束封装件40的内部流动至第二个束封装件40的内部。
[0217] 如图34-39中所示，示例性的可拆装仓门150包括相反仓门边缘154。根据一些实 施方案，相反仓门边缘154和伸长的壁146的相对侧边缘148被配置成使得可拆装仓门150连 接至伸长的壁146并且经由将可拆装仓门150在基本上平行于束封装件40的纵向轴X的方向 上相对于伸长的壁146滑动而从伸长的壁146分离。例如，在图34-39中所示的示例性实施方 案中，相反仓门边缘154和伸长的壁146的相对侧边缘148配置为当相互接合时彼此重叠和/ 或互锁。
[0218] 例如，如图36-39中所示，示例性伸长的壁146的相对侧边缘148各自包括钩形轨道 (或其他接合构造），其形成相反仓门边缘154可以滑入其中的伸长的钩形空间，用于在可拆 装仓门150和伸长的壁146之间的互锁接合和连接。侧边缘148和仓门边缘154的其他互锁构 造是预期的，如，例如弹簧锁和/或铰链锁。例如，侧边缘148中的一个可以配置为经由快速 锁合连接器(snap-toge ther coup I i ng)连接至仓门边缘154中的一个，同时侧边缘148中的 另一个铰链连接至另一个仓门边缘154。这样的实施方案可以配置为使得可拆装仓门150仍 然可以相对于伸长的壁146和/或束封装件40滑动。在图36-39中所示的示例性实施方案中， 互锁接合区域位于相对于伸长的壁146的侧边缘148的外侧，这可以起到使在模块10的使用 期间与中空纤维膜32的干扰最小化的作用。然而，预期的是，可以不同于所示地安置和/或 构造侧边缘148和仓门边缘154。
[0219]根据一些实施方案，突出物156可以与第二端帽33的外表面(例如，在与可拆装仓 门150相邻的一侧)结合或连接。突出物156被配置成防止可拆装仓门150与伸长的壁146分 离，除非邻接第二端帽33的可拆装仓门150的末端与第二端帽33的外表面偏离，例如，在可 拆装仓门150已经滑入接近束封装件40的位置之后，经由工具如螺丝刀使其偏离。根据一些 实施方案，突出物156可以包括狭槽157(例如用于接收螺丝刀的刀片或其他工具），以便于 将可拆装仓门150抬升至突出物156之上。根据一些实施方案，第一端帽31可以包括仓门阱 158,其配置为接收与束封装件40的第一末端142结合的可拆装仓门150的末端。仓门讲158 可以采取沟形凸缘的形式，沿着接收可拆装仓门150的末端的第一端帽31的外侧延伸。在这 样的实施方案中，可拆装仓门150通过伸长的壁146的相对侧边缘148保留在伸长的壁146 上，并且在突出物156和仓门阱158之间。
[0220] 示例性的束封装件40具有与纵向轴X垂直的横截面(参见，例如，图34)。束封装件 40的横截面可以是多边形的、矩形的、正方形的（参见，例如，图36)、圆形的、椭圆形的、或它 们的任何组合。根据一些实施方案，如在图3