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1、10申请公布号CN104364004A43申请公布日20150218CN104364004A21申请号201380025476422申请日201305141208527020120515GBB01D61/14200601B01D61/22200601B01D65/02200601E21B43/2620060171申请人水动力处理科技有限公司地址英国伦敦曼彻斯特广场5号72发明人斯威尼克里斯多夫威廉74专利代理机构宁波诚源专利事务所有限公司33102代理人冯晓兰54发明名称从流体过滤污染物的方法、过滤装置和过滤模块57摘要本发明涉及从流体过滤污染物的方法，从流体过滤污染物的过滤模块，以及包含至少。
2、一个这种过滤模块的过滤装置。在一个实施方案中，公开了从从流体过滤污染物的方法，所述方法包括以下步骤1将含污染物的原料流体FEEDSTREAMFLUID导入含至少一个过滤元件18A的过滤室14A内；使导入所述过滤室内的至少一部分原料流体以以下方向的一种流动A顺向流动，其中所述流体以第一方向经过所述过滤元件的壁22A；以及B逆向流动，其中所述流体以第二相反的方向经过所述过滤元件的壁。所述方法还包括将滤液导出所述室并进入滤液流线26A用于收集；随后使导入所述过滤室内的所述原料流体以顺向流动和逆向流动中的另一种流经所述过滤元件，以从所述元件的壁表面除去污染物材料；在通过所述流体以顺向流动和方向流动中的。
3、另一种流动除去所述污染物材料后，继续引导使原料流体以所述另一种方向经过所述过滤元件的壁，从而在以所述另一种方向流动期间从所述流体过滤掉污染物；以及之后除去所述污染物材料，将以所述另一种流动方向流经所述过滤元件的壁所产生的滤液导出所述室并导入所述滤液流线用于收集。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014111486PCT国际申请的申请数据PCT/GB2013/0512392013051487PCT国际申请的公布数据WO2013/171476EN2013112151INTCL权利要求书3页说明书22页附图11页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书22页。
4、附图11页10申请公布号CN104364004ACN104364004A1/3页21一种从流体过滤污染物的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤将含污染物的原料流体导入含至少一个过滤元件的过滤室内；使导入所述过滤室内的至少一部分原料流体以以下方向的一种流动A顺流方向，其中所述流体以第一方向经过所述过滤元件的壁；以及B逆流方向，其中所述流体以第二相反的方向经过所述过滤元件的壁；将滤液导出所述过滤室并进入滤液流线用于收集；随后使导入所述过滤室内的所述原料流体以顺流方向和逆流方向中的另一种方向流经所述过滤元件，以从所述过滤元件的壁表面除去污染物材料；在通过所述流体以顺流方向和逆流方向中的另一种方向除去。
5、所述污染物材料后，继续引导使原料流体以另一种方向经过所述过滤元件的壁，从而在以另一种方向流动期间从所述流体过滤掉污染物；以及之后除去所述污染物材料，将以另一种方向流经所述过滤元件的壁所产生的滤液导出所述过滤室并导入所述滤液流线用于收集。2如权利要求1所述的方法，其特征在于包括监控至少一个参数的另一步骤，以及可选地在监测到所述至少一个参数的预定变化时，采取以下步骤使所述原料流体以顺流方向和逆流方向的另一种流经所述过滤元件的壁。3如权利要求1所述的方法，其特征在于包括可在预定时间后进行布置使所述原料流体以顺流方向和逆流方向的另一种流经所述过滤元件的壁的步骤。4如权利要求2所述的方法，其特征在于包括。
6、使所述原料流体以顺流方向和逆流方向的另一种流经所述过滤元件的壁的步骤在以下情形时首先进行监测到所述至少一个参数的预定变化时；和预定时间期满时。5如权利要求2或4所述的方法，其特征在于所述参数是经过所述过滤元件的流量，在监测到流量达到预定临界水平时，使原料流体以另一方向流动。6如权利要求2或4所述的方法，其特征在于所述参数是滤液中污染物的浓度，污染物浓度的增加表明性能退化，这需要改变流动的方向以清洁所述过滤元件的壁表面。7如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于包括使导入所述过滤室的至少一部分原料流体以顺流方向和逆流方向的一种流经所述过滤元件的壁，以及使导入所述室的所述原料流体的剩余物以错流。
7、渗出流经过所述过滤元件并进入渗出流线。8如权利要求7所述的方法，其特征在于其中所述流体以错流渗出流流经所述过滤元件的速度不大于约4M/S，这有利于在所述过滤元件的表面上形成污染物材料的污垢层，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层组合实现了其它污染物材料的过滤。9如权利要求7或8所述的方法，其特征在于使以错流渗出流流经所述过滤元件的原料流体的体积为所述原料流体总体积的至少约5。10如权利要求79中任一项所述的方法，其特征在于使以错流渗出流的所述流体以层流剖面流动，以促进污染物材料的污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层的组合实现其他污染物材料的过滤。11如权利要求71。
8、0中任一项所述的方法，其特征在于所述原料流体是含水的，并且将所述流体布置为以错流渗出流流动，使雷诺数不大于约2500，以促进污染物材料的污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层的组合实现其他权利要求书CN104364004A2/3页3污染物材料的过滤。12如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于将含有污染物的原料流体导至过滤室内的步骤包括将所述原料流体导至含有至少一个过滤元件的过滤室内，所述过滤元件具有用于从所述原料流体过滤污染物的多个孔，所述孔的孔径不小于约4微米；控制所述错流渗出流的一个或多个参数以促进污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而通过所述过滤元件和。
9、所述污垢层的组合实现污染物材料的过滤。13如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述至少一个过滤元件是中空的，并且其中所述方法包括使导入所述过滤室的至少一部分原料流体以以下方向的一种流动A顺流方向，其中所述流体以第一方向从所述元件的内部经过所述过滤元件的壁到所述过滤元件的外部；以及B逆流方向，其中所述流体以第二相反的方向从所述元件的外部进过所述过滤元件的壁到所述过滤元件的内部。14如权利要求112中任一项所述的方法，其中所述至少一个过滤元件通常为具有相反的第一表面和第二表面的平板形式，并且其中所述方法包括使导入所述过滤室的至少一部分原料流体以以下方向流动A顺流方向，其中所述流体以第一方向。
10、从第一表面经过所述过滤元件的壁朝向第二表面流动；以及B逆流方向，其中所述流体以第二相反的方向从第二表面经过所述过滤元件的壁朝向第一表面流动。15如权利要求1所述的方法，其特征在于包括监控以另一方向流动期间滤液中污染物的浓度，并且在检测到污染物的浓度已降低至期望水平时，将所述滤液导入滤液流线用于收集。16如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于随后以顺流方向和逆流方向的另一种流动以除去所述污染物材料并过滤，所述方法包括使导入所述过滤室的原料流体以最初选择的顺流方向和逆流方向的一种再次流经所述过滤元件，以从所述过滤元件的壁表面除去污染物材料，是由流体以顺流方向和逆流方向的另一种流动产生的。17。
11、如权利要求16所述的方法，其特征在于流动继续以最初选择的顺流方向和逆流方向的一种进行，随后除去所述污染物材料，将由该流动产生的滤液导出所述过滤室并进入滤液流线用于收集。18如权利要求17所述的方法，其特征在于包括监控以最初选择的方向流动期间滤液中污染物的浓度，并且在检测到污染物的浓度已降低至期望水平时，将所述滤液导入滤液流线用于收集。19如权利要求24任一项或引用权利要求24中任一项的权利要求518的任一项所述的方法，其特征在于所述方法可以包括为响应对测定参数中预定变化的检测和/或预定时间的期满，在顺流方向和逆流方向之间改变原料流体的方向。20如权利要求2或引用权利要求2的权利要求319的任一。
12、项所述的方法，其特征在于在原料流体完成以顺流方向和逆流方向流动的至少一个循环后，并且在测定参数的预定变化发生在缩短的时间内的情况下，所述方法包括通过引导清洗液进入所述过滤室并布权利要求书CN104364004A3/3页4置所述流体以顺流方向或逆流方向流动清洁所述过滤元件的步骤。21如权利要求20所述的方法，其特征在于包括在检测性能损伤前，引导所述清洗液以与所述流体流动的相反方向流动。22如权利要求20或21所述的方法，其特征在于当确定所述过滤元件的性能已恢复至可接受水平时，所述方法包括重新引导原料流体进入所述过滤室以及布置使所述流体以所选的顺流方向和逆流方向中的一种流经所述过滤元件的壁的步骤。。
13、23如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于包括引导所述原料流体进入多个过滤室，每个过滤室含有多个过滤元件。24如权利要求23所述的方法，其特征在于包括采取脱机的至少一个过滤室用于逆向循环流动的目的，在该步骤中通过至少一个其他的过滤室进行过滤。25如权利要求2或引用权利要求2的权利要求324的任一项所述的方法，其特征在于测定的至少一个参数选自包括以下的组经过所述过滤元件的流量，测定的穿过所述过滤元件的压降，以及留在滤液中的污染物的比例或浓度。26一种用于过滤装置的过滤模块，所述过滤模块用于从流体过滤污染物，其特征在于包括含有至少一个过滤元件的过滤室，所述过滤元件布置为从导入过滤室并经过过滤元。
14、件的壁的原料流体过滤污染物；其中所述过滤元件具有用于从原料流体过滤污染物的多个孔；所述孔的孔径不小于约4微米。27一种用于从流体过滤污染物的过滤装置，所述装置包括至少一个过滤模块，所述至少一个过滤模块包括含有至少一个过滤元件的过滤室，所述过滤室布置为从导入至少一个过滤室内并经过过滤元件的壁的原料流流体中过滤污染物；其中所述过滤元件具有用于从原料流体过滤污染物的多个孔；所述孔的孔径不小于约4微米。权利要求书CN104364004A1/22页5从流体过滤污染物的方法、过滤装置和过滤模块技术领域0001本发明涉及从流体过滤污染物的方法。本发明还涉及从流体过滤污染物的过滤模块，以及包含至少一个这样的过。
15、滤模块的过滤装置。特别但不是唯一的是，本发明涉及从流体过滤污染物的方法，其中将含污染物的流体导入含有至少一个过滤元件的过滤室中；以及包含这样的过滤室的过滤模块；以及包含至少一个这样的过滤模块的过滤装置。背景技术0002已开发了各种不同类型的过滤系统用于从流体过滤污染物。其中在常常需要清洁含烃类材料如油OIL的大量水的油气开采和生产工业中对从水中过滤烃类材料的系统特别感兴趣。例如，含有油沉积物的地下岩层通常还包含与回收油一起采出的大量水。其必须与流体中回收至表层的油分离，且在油污染物排放至环境中前，必须从油污染物充分清除水。油通常以悬浮在水中的小液滴形式存在。固体如小砂粒通常也存在于采出的水中且。
16、必须通过过滤系统处理。0003近年来，对由石油开采采出的水的处理成为日益重要的问题，伴随此引入了新的规定和现有立法的实施。特别是，目前英国运营商预期将采出水中烃类材料的水平降低至30MG/L，以满足奥斯陆和巴黎公约对保护东北大西洋海洋环境OSLOANDPARISCONVENTIONSFORTHEPROTECTIONOFTHEMARINEENVIRONMENTOFTHENORTHEASTATLANTICOSPAR中规定的年总计卸油限制。如果总烃类浓度降低至1015MG/L以下，则通常仅可达到年负载限度。在世界其他地方，1015MG/L已是适当的。0004在加工石油之前，常常有必要从采出油过滤少量。
17、水。这可能是为了除去采出油中天然存在的任何悬浮水滴，和/或已进入钻井孔并与采出油一起回收的任何水。固体颗粒如砂粒通常也存在于采出油中且必须将其除去。0005已开发数种不同的方法和系统用于从采出水除去分散的油。这些包括水力旋流器、板分离器、气浮选技术、离心、固体吸附系统和终端过滤法。水力旋流器和离心系统比其他可用的系统在生产和操作方面更复杂且更昂贵。0006在水力旋流器中，采用旋风原理，通过该原理由通往涡流室的高流速喷嘴所产生的涡流来分离不同密度的组分。0007板分离器采用的是加速重力分离原理。0008在气体浮选中，通过利用经由水上升的气泡，从水中分离油；可以将气体加入或可以将气泡导入水中。00。
18、09在离心器中，通过机械旋转的容器产生的离心力分离不同密度的组分。0010固体吸附系统的一个例子是，使含有油液滴和粉末小尺寸的固体颗粒的供料水经过用吸附或物理保留该油/粉末的固体材料填充的容器。所述材料可以是粉末、颗粒如为活性炭系统或者其他材料如碎坚果壳。使滤液处理的水经过容器，被去除的油/粉末保留在固体床上。所述固定床常常设计为一次性的，但是在一些情况下其可以通过反向冲洗被再利用。说明书CN104364004A2/22页60011终端过滤法的一个例子包括将被油污染的供料水导入过滤器。使滤液处理的水经过过滤器，且油液滴和粉末保留在过滤器中。使用其中孔径尺寸小于油液滴和粉末尺寸的排他原理或者通过。
19、使用污垢层来操作过滤器。数种材料可用于过滤器，包括无纺布、聚合物膜、金属网以及陶瓷膜。过滤器有时能通过用水或者清洗液反向冲洗被再利用，但是通常过滤器是一次性的，因此当过滤器变“满FULL”和流速下降时就会被丢弃。0012所有这些系统和方法的主要缺点是它们不能够实现或不能够以经济的成本或以环境可持续的方式实现所需要的低至10到15毫克/升的最终油水平，并且实际上，经常甚至不能实现低于20到30毫克/升的水平，尤其是当油液滴尺寸为微米或亚微米级时。0013用于这些情况而开发的另一系统是错流微过滤法。这提供了改进的性能，但也有其固有的缺点。0014错流系统通常使用位于过滤室内被称为膜的聚合物或陶瓷过。
20、滤元件。错流以被称为浓缩液流的连续流体流经过每个过滤膜，并且其用于除去通过过滤膜收集的油和粉末。错流的主要目的是阻止过滤膜表面上形成污染物的污垢层，否则会损坏膜的性能。因此，为了阻止污垢层的形成，错流微过滤系统中的错流流速一直保持相对较高。因此过滤仅通过尺寸排除法进行，通过过滤膜中通道的孔径确定可排除的污染物液滴/粉末的最小尺寸。因此仅收集到尺寸大于膜孔径的污染物。0015这种错流系统有很多缺点。首先，当液滴/颗粒存在时，需要相对小的孔径通常024微米，取决于所需的最终油水平。这导致经过过滤膜的“流量”单位时间流经过滤膜单位面积的流体体积显著减少，随着泵压力的增加，系统部件的功率和磨损也增加，。
21、所有这些对成本都有影响。事实上，虽然错流微过滤系统可以实现所需的浓度水平，但是对于高吞吐量应用例如油田采出水处理而言，其并不是很有吸引力的选择。这是因为资本和运行成本非常高，且甚至远远高于水力旋流器和离心机的成本。错流微过滤装置的封装也相对较大，并且在近海环境中并不可行，例如空间奇缺的钻探设备上。0016另外发现，尽管在错流微滤系统中的错流流速较高的，但也会形成污垢层，这是不希望发生的并且会快速损害性能。当检测到污染层已经形成通过减少流量和/或增加背压时，已知应停止过滤过程并且尝试通过引导“反脉冲”流体以相反方向经过过滤膜以去除污垢层。这包括间歇地向后泵运滤液或空气使其经过膜较短时间，通常为约。
22、15秒。一旦判断污垢层已被除去，即以顺流方向恢复过滤。然而，通常，这种错流系统中所需的小孔径会使得过滤膜的孔永久地且不可恢复地堵塞，尤其是通过沉积的粉末。这需要将含膜的模块取出不用且替换膜，降低了该方法的效率并增加了成本。0017应理解，上述系统和方法可以应用于其他工业，且事实上用于从不同种类的流体过滤其他种类的污染物材料。实际上，污染物可以是广范围的不同物质的任何一种。同样，从其过滤污染物的流体也可以是广范围的不同流体的一种，且通常可以是含水溶液/混合物、水、烃类材料如油或一些其他溶剂。然而，在每种情况下，可能遇到上述类似的缺点或问题。发明内容0018本发明的至少一个实施方案的目的是消除或减。
23、轻至少一个上述缺点。0019根据本发明的第一方面，提供了一种从流体过滤污染物的方法，所述方法包括以说明书CN104364004A3/22页7下步骤00201将含污染物的原料流体FEEDSTREAMFLUID导入含至少一个过滤元件的过滤室内；00212使导入所述过滤室内的至少一部分原料流体以以下方向的一种流动0022A顺流方向，其中所述流体以第一方向经过所述过滤元件的壁；以及0023B逆流方向，其中所述流体以第二相反的方向经过所述过滤元件的壁；00243将滤液导出所述室并进入滤液流线用于收集；00254随后使导入所述过滤室内的所述原料流体以顺流方向和逆流方向中的另一种方向流经所述过滤元件，以从所。
24、述过滤元件的壁表面除去污染物材料；00265在通过所述流体以顺流方向和逆流方向中的另一种方向除去所述污染物材料后，继续引导使原料流体以另一种方向经过所述过滤元件的壁，从而在以所述另一种方向流动期间从所述流体过滤掉污染物；以及00276之后除去所述污染物材料，将以所述另一种流动方向流经所述过滤元件的壁所产生的滤液导出所述过滤室并导入所述滤液流线用于收集。0028顺向和逆向流动可以持续相同的时间或不同的时间。顺向和逆向的流速可以相同或不同。0029与现有的错流方法和系统相反，本发明的第一方面的方法包括以所述另一种流动方向从所述原料流体主动过滤污染物。因此，例如在最初以顺流方向过滤的情况下，改变为逆。
25、流方向流动，并且保持逆流方向流动，在这样的逆流期间从所述流体过滤污染物。这提供了包括缩短停机时间和提高效率的优点。0030该方法可以包括监控至少一个参数的另一步骤，以及可选地在监测所述至少一个参数的预定变化时，采取以下步骤使所述原料流体以顺流方向和逆流方向的另一种流经所述过滤元件的壁。可在预定时间或间隔之后进行布置使所述原料流体以顺流方向和逆流方向的另一种流经所述过滤元件的壁的步骤。使所述原料流体以顺流方向和逆流方向的另一种流经所述过滤元件的壁的步骤可在以下情形时首先进行监测所述至少一个参数的预定变化；和预定时间期满。因此，例如，在开始以顺向流动过滤时，在监测所述至少一个参数的变化和/或预定时。
26、间期满时所述流动改变为逆向流动。所述参数可以是经过所述过滤元件的流量，也即经过所述过滤元件每单位面积的流速。随着污染物材料在过滤元件的壁表面上的积累，流量会减少。在监测达到预定临界水平的流量时，可使原料流体以另一方向流动。所述参数可以是滤液中污染物的浓度。污染物浓度的增加表明性能退化，这需要改变流动的方向以清洁所述过滤元件的壁表面。所述方法可以包括监控以另一方向流动期间滤液中污染物的浓度，以及在监测到污染物的浓度降低至期望水平时，将所述滤液引导至滤液流线用于收集。所述污染物可以是或可以包含广范围的不同物质的任一种，但可特别包含碳氢化合物材料，且可以是油或油类，并且所述物质可以以悬浮液滴的形式存。
27、在于所述原料流体中。所述污染物可以是或可以包含水。所述污染物可以是或可以包含粒状岩材料例如沙。所述污染物可以是加入水中用于各种加工理由的化学物质。例如，可将聚合的化学物质加入油田采出水中用于提高原油采收率，以及将陶瓷材料加入页岩气加工的水力压裂液中。应理解，本文流体中存在的“污染物CONTAMINANT”或“污染物CONTAMINANTS”指的是流体中存在的“物质MATERIAL”或“物质MATERIALS”，且需要除去它。所述污染说明书CN104364004A4/22页8物是所述流体不同的物质。所述污染物可以是或可以包含流体和/或固体物质。从其中过滤污染物的流体还可以是广范围的不同的流体，并。
28、且通常可以是水溶液/混合物、水、碳氢化合物材料例如油、或一些其他溶剂。0031根据本发明的第二方面，提供了从流体过滤污染物的方法，所述方法包括以下步骤00321将含有污染物的原料流体导至含有至少一个过滤元件的过滤室内；00332使导入所述过滤室的一部分原料流体流经所述过滤元件的壁，并将所述滤液导出所述室并进入滤液流线用于收集；以及00343使导入所述过滤室的所述原料流体的剩余物以错流渗出流BLEEDSTREAM经过所述过滤元件并进入渗出流线；0035当所述流体以错流渗出流流经所述过滤元件的速度不大于约4M/S时，有利于在所述过滤元件的表面上形成污染物材料的污垢层，从而借助于所述过滤元件和所述污。
29、垢层组合实现了其它污染物材料的过滤。0036与现有的错流方法和系统相反，本发明第二方面的方法包括引导流体以错流渗出流以不大于约4M/S的速度经过所述过滤元件，有利于形成污垢层。本发明人认识到污垢层的形成有益于有效过滤污染物。在现有地方法和系统中，特别教导了污垢层的形成是有害的且因此保持相对高高于4M/S的渗出流流体速度，以损害污垢层的形成。0037根据本发明的第三方面，提供了从流体过滤污染物的方法，所述方法包括以下步骤00381将含有污染物的原料流体导至含有至少一个过滤元件的过滤室内；00392使导入所述过滤室的一部分原料流体流经所述过滤元件的壁，并将所述滤液导出所述室并进入滤液流线用于收集；。
30、以及00403使导入所述过滤室的所述原料流体的剩余物以错流渗出流BLEEDSTREAM经过所述过滤元件并进入渗出流线；0041其中以错流渗出流流经所述过滤元件的原料流体的体积为所述原料流中流体总体积的至少约5。0042与现有的错流方法和系统相反，本发明第三方面的方法包括引导所述原料流中流体总体积的至少约5以错流渗出流流经所述过滤元件。在现有的方法和系统中，特别期望将所述渗出流中流体的量维持为所述原料流中流体总体积的尽可能低的比例小于5且通常为约1，从而使流经所述过滤元件的量即吞吐量THROUGHPUT最大化。在本发明中，相比现有方法和系统，引导相对大比例的原料流体沿着错流渗出流提供了按照所述方。
31、法的特定要求调节第三方面的方法的更大的自由。0043根据本发明的第四方面，提供了从流体过滤污染物的方法，所述方法包括以下步骤00441将含有污染物的原料流体导至含有至少一个过滤元件的过滤室内；00452使导入所述过滤室的一部分原料流体流经所述过滤元件的壁，并将所述滤液导出所述室并进入滤液流线用于收集；以及00463使导入所述室的所述原料流体的剩余物以错流渗出流BLEEDSTREAM经过所述过滤元件并进入渗出流线；说明书CN104364004A5/22页90047其中使以错流渗出流的所述流体以层流剖面流动，以促进污染物材料的污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层的组。
32、合实现其他污染物材料的过滤。0048与现有的错流方法和系统相反，本发明第四方面的方法包括引导其中所述流体以层流剖面流动的错流渗出流的流体，以促进污垢层的形成。本发明人认识到污垢层的形成有益于有效过滤污染物。在现有地方法和系统中，特别教导了污垢层的形成是有害的，且因此将渗出流流体以湍流剖面流动，以损害污垢层的形成。0049根据本发明的第五方面，提供了从流体过滤污染物的方法，所述方法包括以下步骤00501将含有污染物的原料流体导至含有至少一个过滤元件的过滤室内；00512使导入所述过滤室的一部分原料流体流经所述过滤元件的壁，并将所述滤液导出所述室并进入滤液流线用于收集；以及00523使导入所述室的。
33、所述原料流体的剩余物以错流渗出流BLEEDSTREAM经过所述过滤元件并进入渗出流线；0053当所述流体以错流渗出流流经所述过滤元件的速度不大于约4M/S时，有利于在所述过滤元件的表面上形成污染物材料的污垢层，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层组合实现了其它污染物材料的过滤。0054其中将所述流体以错流渗出流流动，使雷诺数不大于约2500，以促进污染物材料的污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层的组合实现其他污染物材料的过滤。0055与现有的方法和系统相反，本发明的第五方面的方法包括引导其中所述流体以不大于约2500的雷诺数流动的错流渗出流流体，以促进污垢层的形成。
34、。本发明人认识到污垢层的形成有益于有效过滤污染物。在现有地方法和系统中，特别教导了污垢层的形成是有害的，因此将渗出流流体的雷诺数设置为显著大于2500，以损害污垢层的形成。0056根据本发明的第六方面，提供了从流体过滤污染物的方法，所述方法包括以下步骤00571将含有污染物的原料流体导至含有至少一个过滤元件的过滤室内，所述过滤元件具有用于从所述原料流体过滤污染物的多个孔，其孔径不小于约4微米；00582使导入所述过滤室的一部分原料流体流经所述过滤元件的壁，并将所述滤液导出所述室并进入滤液流线用于收集；00593使导入所述室的所述原料流体的剩余物以错流渗出流BLEEDSTREAM经过所述过滤元件。
35、并进入渗出流线；以及00604控制所述错流渗出流的一个或多个参数以促进污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而通过所述过滤元件和所述污垢层的组合实现污染物材料的过滤。0061与现有的错流方法和系统相反，本发明第六方面的方法包括将所述原料流体导至含有过滤元件的过滤室内，所述过滤元件具有孔径不小于约4微米的多个孔。在现有的方法和系统中，当希望过滤小液滴或颗粒时，需要相对小的孔径。典型的孔径可以是0212微米。通过尺寸排除进行过滤，且分离的污染物液滴或细粉的尺寸比所述过滤元件的孔径更大。特别教导了应该避免形成污垢层，基于此这将会限制相对小的孔且快速损害性说明书CN104364004A6/22页10能。。
36、事实上，已发现孔径会被不可恢复地堵塞，如上所述。本发明人已认识到在涉及穿过过滤膜的错流渗出流的方法中，污垢层的形成有益于有效过滤污染物。因此，本发明人已认识到可以增大过滤膜的孔径，由此有益于增大流量以及吞吐量，从而提高效率并节省成本。增大孔径的另一益处是这有利于阻止由于渗入具有与孔尺寸相当的固体颗粒导致的不可恢复的过滤元件污垢的产生。另一益处是由于使用比现有方法中使用的那些具有更大孔径的过滤元件所产生的更大的流量。0062如上定义的本发明的第一至第六中任一方面的方法可以与本发明的一个或多个其他方面共有一个或多个特征。0063因此，本发明第二至第六中任一方面的方法可以包括使导入所述过滤室的一部分。
37、原料流体以以下方向的一种流动0064A顺流方向，其中所述流体以第一方向经过所述过滤元件的壁；以及0065B逆流方向，其中所述流体以第二相反的方向经过所述过滤元件的壁；00661将滤液导出所述室并进入滤液流线用于收集；00672随后使导入所述过滤室的原料流体以顺流方向和逆流方向的另一种流经所述过滤元件，以从所述元件的壁表面除去污染物材料；00683在通过所述流体以顺流方向和逆流方向的另一种流动除去所述污染物材料之后，继续引导所述原料流体以另一方向流经所述过滤元件，从而在以另一方向流动期间从所述流体过滤掉污染物；以及00694随后除去所述污染物材料，将由以所述另一流动方向流经所述过滤元件所产生的滤。
38、液导出所述室并进入过滤流线用于收集。0070所述方法可以包括监控至少一个参数的另一步骤，并且可选地，在检测至少一个参数的预定变化时，采取以下步骤使所述原料流体以顺流方向和逆流方向的另一种流经所述过滤元件。在预定时间之后，可以采取使所述原料流体以顺流方向和逆流方向的另一种流经所述过滤元件的步骤。使所述原料流体以顺流方向和逆流方向的另一种流经所述过滤元件的步骤可以在以下情形下首先进行检测至少一个参数的预定变化；和在预定时间期满时。0071本发明的第一方面的方法可以是终端过滤法，其中引导所有原料流体经过所述过滤元件的壁。然而，本发明的第一方面的方法可以包括使导入所述过滤室的至少一部分原料流体以顺流方。
39、向和逆流方向的一种流动；并且使导入所述过滤室的原料流体的剩余物以错流渗出流经过所述过滤元件并进入渗出流线。可以将以错流渗出流流经所述过滤元件的流体以不大于约4M/S的速度流动，以促进污染物材料的污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层的组合实现其他污染物材料的过滤。以错流渗出流流经所述过滤元件的原料流体的体积可以是所述原料流中流体总体积的至少约5。可以将错流渗出流的流体以层流剖面流动，以促进污染物材料的污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层的组合实现其他污染物材料的过滤。所述原料流体可以是含水的，且可以将以错流渗出流的流体以渗出流流动，。
40、使得其具有不大于约2500的雷诺数，以促进污染物材料的污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层的组合实现其他污染物材料的过滤。引导含有污染物的原料流体进入所述过滤室的步骤可以包括引导所述原料流进入含有过滤元件的过滤室，所说明书CN104364004A107/22页11述过滤元件具有用于从原料流体过滤污染物的多个孔，其孔径不小于约4微米；且控制错流渗出流的一个或多个参数以促进污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而可以通过所述过滤元件和所述污垢层的组合实现污染物材料的过滤。0072视情况而定，本发明第二至第六的任一方面的方法可以包括一个或多个以下特征。所述原料流体可以是。
41、含水的，且可以将流体以错流渗出流流动，从而使得其具有不大于约2500的雷诺数，以促进污染物材料的污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层的组合实现其他污染物材料的过滤。可以将错流渗出流的流体以层流剖面流动，以促进污染物材料的污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层的组合实现其他污染物材料的过滤。所述原料流体以错流渗出流流经所述过滤元件的原料流体的体积可以是所述原料流中流体总体积的至少约5。以错流渗出流流经所述过滤元件的速度可以是不大于约4M/S，以促进污染物材料的污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而借助于所述过滤元件和所述污垢层的组合实。
42、现其他污染物材料的过滤。引导含有污染物的原料流体进入所述过滤室的步骤可以包括引导所述原料流进入含有过滤元件的过滤室，所述过滤元件具有用于从原料流体过滤污染物的多个孔，其孔径不小于约4微米；且控制错流渗出流的一个或多个参数，以促进污垢层形成在所述过滤元件的表面上，从而通过所述过滤元件和所述污垢层的组合可以实现污染物材料的过滤。0073本发明第一至第六的任一方面的方法的其他可选特征如下。0074所述方法可以使用为中空的至少一个过滤元件。所述方法可以包括将导入所述过滤室的至少一部分原料流体以以下方向的一种流动0075A顺流方向，其中所述流体以第一方向从所述元件的内部经过所述过滤元件的壁到所述元件的外。
43、部；以及0076B逆流方向，其中所述流体以第二相反的方向从所述元件的外部进过所述过滤元件的壁到所述元件的内部。0077所述方法可以使用至少一个过滤元件，其形式通常为具有相反的第一表面和第二表面的平板。所述方法可以包括将导入所述过滤室的至少一部分原料流体以以下方向流动0078A顺流方向，其中所述流体以第一方向从第一表面经过所述过滤元件的壁朝向第二表面流动；以及0079B逆流方向，其中所述流体以第二相反的方向从第二表面经过所述过滤元件的壁朝向第一表面流动。0080所述方法可以使用具有其他期望形状或其他配置的至少一个过滤元件。0081在以顺流方向流经所述过滤元件时，污染物材料的污垢层形成在所述过滤元。
44、件的内部表面或内表面或第一表面上。可以将所述流体以逆流方向流动以除去形成在所述过滤元件的表面上的至少一部分污垢层。在以逆流方向流经所述过滤元件时，污染物材料的污垢层形成在所述过滤元件的外部表面或外表面或第二相反的表面上。可以将所述流体以顺流方向流动以除去形成在所述过滤元件的表面上的至少一部分污垢层。所述方法可以包括以下其他步骤随后以顺流方向和逆流方向的另一种流动以除去所述污染物材料并过滤，使导入所述过滤室的原料流体以最初选择的顺流方向和逆流方向的一种再次流经所述过说明书CN104364004A118/22页12滤元件，以从所述元件的壁表面除去污染物材料，其是由流体以顺流方向和逆流方向的另一种流。
45、动产生的。流动可继续以该流动方向进行，随后除去所述污染物材料，可将由该流动产生的滤液导出所述室并进入滤液流线用于收集。为响应如上讨论的对测定参数中预定变化的检测和/或预定时间的期满，所述方法可以包括视情况在顺流方向和逆流方向之间改变原料流体的方向。0082中空的滤元件可以是管状的，且通常可以是圆柱形管状过滤元件。所述过滤元件可以限定沿其长度延伸的中心空隙、通路或通道。在流体以顺流方向流动期间，流体可从中心空隙向外经过所述过滤元件的壁到所述元件的外部，且实质上可以以径向流动。可以限定所述过滤元件的内表面和外表面之间的空间，且经过所述过滤元件的壁的流体可以进入该空间。所述过滤室的形状通常可以是圆柱。
46、形。在以逆流方向流动期间，所述流体可从该空间向内经过所述过滤元件的壁并进入中心空隙，且实质上可以以径向流动。当导入所述过滤室并经过所述过滤元件的壁的部分原料流体以顺流方向流动时，以错流渗出流流动的部分流体可以流经所述过滤元件的中心空隙。当导入所述过滤室并经过所述过滤元件的壁的部分原料流体以逆流方向流动时，以错流渗出流流动的部分流体可以以一个方向流经所述过滤元件的内表面和外表面之间限定的空间。0083在原料流体完成以顺流方向和逆流方向流动的至少一个循环后，并且在测定参数的预定变化发生在缩短的时间内其可能表示过滤性能损伤的情况下，所述方法可以包括清洁所述过滤元件的步骤。该损伤可能是由于剩余的污染物。
47、材料逆向流动导致的，并且其可能阻塞至少一些孔。清洁所述过滤元件的步骤可以包括引导清洗液进入所述过滤室并使所述流体以顺流方向或逆流方向流动。当检测到性能损伤时，如果清洗液的方向选择与流体流动的方向相反，则是有益的。然而，清洗液可以相同的方向流动。清洗液的使用可防止污染物进一步积累在所述过滤元件上或中。可引导清洗液以所选的顺流方向和逆流方向中的一种经过所述过滤元件的壁预定时间，同时监控至少一个参数，并且可以包括随后引导流体以顺流方向和逆流方向的另一种进行预定时间同时监控至少一个参数。在清洁过程中可进行其他逆向流动。当确定所述过滤元件的性能已恢复至可接受水平时，所述方法可以包括重新引导原料流体进入所。
48、述过滤室以及使所述流体以所选的顺流方向和逆流方向中的一种流经所述过滤元件的壁的步骤。0084所述方法可以包括引导所述原料流体进入含有多个过滤元件的过滤室。多个过滤元件的提供可以为给定尺寸的室提供更大流量的滤液。所述方法可以包括使导入所述过滤元件的至少一部分原料流体以顺流方向和逆流方向的一种流动。所述方法可以包括合并每个过滤元件的滤液流并将合并的流导出所述室并进入滤液流线。0085所述方法可以包括引导所述原料流体进入多个过滤室，可选地来自公共来源，每个过滤室含有多个过滤元件。这使得至少一个过滤室可脱机进行，例如用于清洁或维护目的，在该过程中通过至少一个其他的过滤室继续过滤。所述方法可以包括引导原。
49、料流体进入过滤模块，每个模块限定或包含过滤室。所述方法可以包括采取脱机的至少一个过滤模块/过滤室用于逆向循环流动的目的。用这种方式，可以依次进行经过所有室的逆向循环流动。0086测定的至少一个参数可选自包括以下的组经过所述过滤元件的流量，测定的穿过所述过滤元件的压降；和/或留在滤液中的污染物的比例或浓度。经过所述过滤元件的说明书CN104364004A129/22页13运行流量通常在约800至约4000L/M2/H的范围内；在现有的错流过滤方法中流量通常为约200至400L/M2/H。运行流量应该指在进行过滤方法一定期间内经过所述过滤元件的流量，在该方法中，进行过滤，引导滤液至滤液流线，并且留在滤液内的污染物的浓度在规格内且因此在可接受水平内，其可以在约1MG/L至约10MG/L之间，但是其可以甚至更低并且可以小于约1MG/L。启动时，流量可以更高并且可高达约9000L/M2/H。随着污染物积累以在所述过滤元件的表面上形成污垢层，流量可降低至足以从原料流体有效过滤污染物的运行水平通过确定滤液中污染物的比例来测定，同时提供足够的流体吞吐量。当确定滤液中污染物的比例达到可接受的水平时，可将滤液导入滤液流线用于收集。当流量降低至较低水平时，其会朝向上述范围的较低端这是污垢层积累至足够的厚度以至于过度限制吞吐量和/或阻塞所述过滤元件的孔的指示，将导入所述过滤室的原料。