专利名称：使用循环的医用过滤器进行滤水的装置和方法废水、地表水、暴雨水、地下水和海水经常被人或其他动物的排泄物污染。隐孢子虫卵囊(原生动物传染)、大肠杆菌和霍乱弧菌(细菌传染)、以及甲型肝炎(病毒传染) 只是一些实例。在许多情况下需要滤水和净水。另外，这些水可能含有胶质物，这些胶质物能毁坏在净水时且特别是在脱盐时所使用的昂贵的反渗透(“R0”)膜。必须通过预定的经历反渗透处理的水的预处理来防止这些昂贵的膜结垢。超滤(“UF”)例如能用于由市政废水处理厂中的二级污水生产三级污水，诸如用于“磨光(polish) ”沙滤器三级污水，并且例如用于诸如海水和含盐水的脱盐的反渗透应用中的水的预处理。超滤是使用孔径大小在0. 1微米(100纳米)到0. 001微米(1纳米)范围内的过滤膜的单独工序。在反渗透脱盐厂或其他类型的脱盐厂中，作为初级处理或预处理，使用UF膜来处理地表水、雨水、地下水、海水以及废水。在这些及其他应用中，将UF过滤器用在滤水中，以去除高分子量物质、胶质物、有机和无机聚合物分子、以及病菌。然而，UF滤水器是昂贵的。大型水处理厂典型地花费数百万美元而使用500-1000个UF过滤器(包括支撑系统)。一个这样的过滤器典型地花费多于一千美元。例如，以提交此申请时的零售价，所应用的膜型号为M-UB8040PES 8〃 X40〃 UF PES膜10，000 MWCO(分子量筛截)的成本是 $巧44(没有压力槽)。水航工程学中的航行危险警报UF过滤器的售价是$2550。除UF膜本身之外，滤水设备典型地还需要如在工业中所使用的或者在诸如 DE 8612396、JP 2007195851、US 4，923，226、US 2009/227954、DE 29803673、或 WO 2007/049053的公开文献中所描述的各种管道和联接器(例如快速释放)。
本发明在其一些实施例中涉及将诸如设计成用于透析处理的过滤器单元的循环医用过滤器用于滤水。潜在地，这种使用能降低滤水和净水的成本，同时可选地或可替代地从昂贵的医用设备中获利，这些医用设备否则将废弃，引起很大的浪费和/或处置问题并造成环境负担。在根据本发明的一些实施例中，滤水系统包括诸如透析过滤器的医用过滤器，所述医用过滤器在用于病人的医疗处理(可能是多次)之后被可选地清洁、可选地消毒、并连5接至水流系统，以产生已过滤的且不含包括病菌的外来物质的基本洁净的水。在一些实施例中，已清洁的且已消毒的多个过滤器(其可以是诸如透析过滤器的医用过滤器)并行地连接至水流系统，以提供高产量，从而构成适于商业和工业应用的过滤器组。在一些实施例中，过滤器组中的过滤器通过截止阀连接，所述截止阀使得能够方便地移除单个过滤器，以在过滤器组作为一个整体正在进行的滤水过程中用于清洁或替换。在一些实施例中，滤水系统包括多个这样的过滤器组，这些过滤器组可通过截止阀连接，所述截止阀使得能够将所选的过滤器组与滤水系统隔离，例如以在系统正在进行的滤水过程中用于清洁或修理或替换。根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种滤水系统，包括至少一个过滤单元，所述过滤单元是先前用于医疗处理的已消毒的医用过滤器。根据本发明的一些实施例，本系统包括多个并行地连接的过滤单元。根据本发明的一些实施例，过滤单元是先前用于透析的超滤过滤器。根据本发明的一些实施例，先前使用过的医用过滤器在用于滤水之前至少根据US ANSI/AAMI/RD47 :2008 标准而消毒。根据本发明的一些实施例，本系统包括并行地连接的至少20个过滤单元。根据本发明的一些实施例，至少一些过滤单元以并行地连接的过滤器组而组编 (organize)，每个过滤器组均包括多个过滤单元，这些过滤单元并行地连接至可操作成将过滤单元连接至系统和将过滤单元与系统断开的共用输入连接和共用输出连接。根据本发明的一些实施例，至少一些过滤器组可并行地连接至输入连接器和输出连接器，由此形成超过滤器组(supra-group)，所述超过滤器组可连接至系统。根据本发明的一些实施例，本系统包括可操作成隔离至少一些过滤器组的阀，使得能够将隔离的组与所述系统断开同时系统的其他连接的过滤器组有效地过滤水。根据本发明的一些实施例，过滤器包括具有直径大小在0. 1微米到0. 001微米之间的孔的膜。根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种用于为多个透析器提供多个水连接的方法，包括(a)提供管道(pipe)和多个透析器；(b)在管道的边缘上形成多个孔；(c)将透析器的端部插入到管道中；以及(d)将自流平(self-leveling)粘合剂施用(administer)到管道中。在一些实施例中，将粘合剂施用成使得粘合剂在管道内部在透析器的端部周围扩散。根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种用于将透析器连接至水处理设备的方法，包括(a)提供透析器；(b)将管(tube)装配至透析器的入口和/或出口 ；以及(c)将管连接至水。在一些实施例中，透析器是废弃的血液透析器。在一些实施例中，管是挠性管。在一些实施例中，装配包括匹配。在一些实施例中，本方法进一步包括在挠性管的一个端部处插入锥形中空件，由此使管围绕其端部扩张。在一些实施例中，本方法进一步将挠性管插入到挠性中空件中。在一些实施例中，本方法进一步包括通过锥形件和挠性件将挠性管插入到透析器的入口和/或出口中，使挠性管的扩张的端部面向透析器。在一些实施例中，本方法进一步包括在保持挠性件的位置的同时通过挠性件的中空部分(hollow)将挠性管拉动到入口和/或出口外并且将挠性管的扩张的端部推动到挠性件的中空部分中，由此使挠性件的中空部分扩张并与透析器的入口和/或出口形成密封接触。在一些实施例中，至少或任意的管或适配器是低成本的和/或是商品(commodity item,日用品)和/或由商品制成。根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种用于水处理的设备，包括透析器，所述透析器在其入口和/或出口处装配有不同直径的低成本的管，提供用于将透析器连接至水的连接。在一些实施例中，透析器是废弃的血液透析器。在一些实施例中，低成本的管通过一个或多个低成本的适配器装配在透析器的入口和/或出口中。在一些实施例中，低成本的管和/或适配器是商品和/或由商品制成。在一些实施例中，低成本的适配器比血液透析器的连接器便宜。根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种用于将第一管连接至更宽的第二管的方法，包括(a)提供在其一个端部处具有扩张的第一管；(b)提供比第一管宽的具有开口的第二管；(c)将具有扩张的端部的第一管插入到第二管中；以及(d)拉出第一管，由此使扩张的端部挤压在第二管的壁处。在一些实施例中，通过在第一管的端部处插入比第一管宽的构件而使第一管扩张。在一些实施例中，第二管的直径朝着第二管的开口变窄。在一些实施例中，经由在第一管的端部周围环绕第一管的挠性件而使第一管挤压在第二管的壁上。除非另有限定，本文中所使用的所有技术和/或科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。尽管在本发明的实施例的实践或测试中，能使用与本文中所描述的那些类似或等效的方法和材料，但接下来将描述示例性的方法和/ 或材料。在冲突时，将控制本专利说明书，包括定义。另外，材料、方法、以及实例仅是例示性的而非用作必要的限定。本发明的实施例的方法和/或系统的实施能涉及手动地、自动地、或以其组合来执行或完成所选任务。而且，根据本发明的方法和/或系统的实施例的实际仪器和设备，几个所选任务能使用操作系统通过硬件、通过软件或者通过固件或者通过其组合来实施。例如，用于执行根据本发明的实施例的所选任务的硬件能实施为芯片或电路。作为软件，根据本发明的实施例的所选任务能实施为使用任何适当的操作系统由计算机执行的多个软件指令。在本发明的一个示例性实施例中，根据本文中所描述的方法和/或系统的示例性实施例的一个或多个任务由数据处理器、诸如压力传感器、氯传感器、浊度传感器等的传感器、以及用于执行多个指令的计算机平台来执行。可选地，数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或非易失性存储器，例如，用于存储指令和/或数据的磁硬盘和/或可移动介质。可选地，还提供网络连接。可选地还提供显示器和/或诸如键盘或鼠标或声控模块的用户输入装置。
本文中参照附图仅以实例的方式描述本发明的一些实施例。现特别详细参照各图，应强调的是，所示细节是以实例的方式且是为了例示性地论述本发明的实施例。在这一点上，结合图进行的描述使得如何能实施本发明的实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。图中图1是根据现有技术的示出了其传统用途的透析过滤器的简化示意图；图2是根据本发明的一个实施例的示出了其用途的透析过滤器的简化示意图；图3是根据本发明的一个实施例的具有根据需要的连接的透析过滤器的外部视图；图4是根据本发明的一个实施例的一组过滤器的简化示意图；图5是根据本发明的一个实施例的如图4中示意性地描述的一组过滤器的外部视图；图6A是根据本发明的一个实施例的用于连接一大组单独的过滤器的歧管 (manifold)的外部视图；图6B是根据本发明的一个实施例的用于连接一大组单独的过滤器的歧管的另一种构造的外部视图；图7是根据本发明的一个实施例的一组并行地连接的过滤器组的简化示意图；图8A是根据本发明的一个实施例的滤水系统的简化示意图，其无需电力以供操作；图8B示意性地例示了根据本发明的一个实施例的用于滤水系统的机构(setup)， 其无需电力以供操作；图9示意性地示出了根据本发明的一个实施例的挠性小直径管的连接组件，其装备有连接装置并插入到中空件中；图10示意性地示出了根据本发明的一个实施例的如同图9的连接装置；图11示意性地示出了根据本发明的一个实施例的如同图9的中空件；图12示意性地示出了根据本发明的一个实施例的松散地插入到诸如透析器入口或出口的大直径管中的图9的连接组件；图13示意性地示出了根据本发明的一个实施例的在向后拉动之后的如同图9的连接组件，提供了挤压诸如透析器入口或出口的大直径管的内壁的密封表面；
图14示意性地示出了根据本发明的一个实施例的连接至水歧管的透析器；图15示意性地示出了根据本发明的一个实施例的通过灌注(potting)将管道连接至水歧管的方法；图16示意性地例示了根据本发明的一个实施例的用于水处理的透析器的连接的操作的概要；图17示意性地例示了根据本发明的一个实施例的用于水处理的透析器的连接的操作；图18示意性地例示了根据本发明的一个实施例的用于将管连接至管道以将用于水处理的透析器连接至管道的操作的概要；图19示意性地例示了根据本发明的一个实施例的用于组装在水处理设备中的成套工具(kit)。

13的一些实施例中，为了将透析器挠性地连接至水源或排水管，使用比透析器入口和/或出口窄的延伸管，其中可选地使用挠性管。在一些实施例中，为了辅助或支持连接，透析器的入口和/或出口装配有低成本的管或环。为了方便起见，透析器入口和/或出口、或者装配在其上的管也被称为“管道 (duct)”。在一些实施例中，透析器的管道或多个管道连接或装配有延伸管，并且将管进一步连接至水处理设备，诸如连接至不纯净的水源或污水管和/或处理后的排水管。例如，将挠性延伸管装配到废弃的血液透析器的透析液入口和/或透析液出口中并提供与供水物和/或排水管的连接。在一些实施例中，密封延伸管连接或者通过管道形成密封。在一些实施例中，连接经由用于使延伸管的直径与透析器管道的直径(或宽度)相匹配的另一构件或多个构件 (在下文中也被称为“适配器”)来实现。在一些实施例中，适配器是低成本的部件，可选地通过改变现有部件(诸如通过钻孔和/或锉磨)来制造。图9示意性地示出了根据本发明的一个实施例的挠性小直径管3，其装备有连接装置(适配器)1并插入到中空件(适配器)2中。小直径是指比透析器管道的直径窄的直径。图10示意性地示出了作为其中具有中空部分7的锥形装置的图9的适配器1，在一些实施例中，适配器1是宽度(最大直径或平均直径)小于待连接的透析器管道的宽度的锥形刚性件。图11示意性地例示了作为具有中空部分8的构件的图9的适配器2，在一些实施例中，适配器2是挠性件并且宽度(直径)几乎仍小于待连接的透析器管道的宽度。在一些实施例中，适配器1可通过切割任意商业上可获得的锥形测试管而获得。 在一些实施例中，适配器2可通过切割一短段较大直径的挠性管(大于适配器1的直径) 而获得，从而，在一些实施例中，大直径的挠性管的ID等于小直径的挠性管3的0D。在一些实施例中，由于可选地管3的具体或精确直径并非是强制性的或必须的，因此挠性管3可诸如从废弃的血液透析中心的废物中或者从管道设备中获得或者作为商品而获得。在一些实施例中，将适配器1插入到小直径的挠性管3的一个端部(例如前端) 中，使所述管前端扩张(扩张区域示出为4)。在一些实施例中，用力迫使适配器1进入管3 中，从而使前端4扩张并且将适配器1固定在其中。可选地，在一些实施例中，以其他方式使管扩张和硬化，诸如通过热和/或注入其他材料(可选地形成在模具上)，而非在管的一个端部处使用适配器以使管3扩张。可选地或者可替代地，将具有较宽的或扩张的端部的另一管装配在管3中或者其上，以提供如下所述地使用的较宽部分。在一些实施例中，将管3插入(例如从与扩张区域相对的其后端)到适配器2的中空部分8中，其中适配器2比扩张区域4宽，以使适配器1邻近扩张区域4松散地封住管 3，从而形成如下所述地使用的连接组件。图12示意性地示出了根据本发明的一个实施例的松散地插入到透析器入口或出口(管道)5中的管3和适配器1和2的连接组件。在一些实施例中，将管3和适配器1和2的连接组件松散地插入到大约为适配器2 的宽度或直径或略大一些的透析器入口或出口(管道)5中。随后，拉动装备有适配器1 (或其他扩张)的管3，可选地朝着适配器2 (例如向后拉动或者拉到管道5外)用力地拉动，同时例如通过将管道保持在适配器2周围来保持适配器2静止或者保持适配器2的位置(至少相对移动的管3)。因此，管3的扩张的前端区域4滑入到适配器2的中空部分8中。适配器2是挠性件，使其中空部分8扩张并且挤压管道5的内壁，而提供与管道5的密封接触 6。经由管道5、适配器1的中空部分7和管3的腔(内腔)为透析器提供流体通道。图13示意性地示出了根据本发明的一个实施例的在向后拉动之后的连接组件， 提供了挤压透析器管道的内壁的密封表面。一旦将挠性管3锁定在管道中并且挤压在管道(用透析器管道密封)上，则可将挠性管3连接至水源或排水管。在一些实施例中，多个透析器与进入歧管的多个管3相连接，所述歧管提供不纯净的水源和/或已处理的水的排放。在一些实施例中，管3经由切入管道中的孔、可选地经由连接在管道中的孔与管3 之间的中间中空短管(管)连接至水源或排水管或歧管。连接可选地通过粘合剂，接下来将对一个示例性实施例进行描述。在一些实施例中，通过将在其一个端部具有扩张(例如较宽的直径)的第一管插入到具有开口的较宽的管中来连接两个不同直径的管，并且将第一管拉动到开口外，由此使扩张挤压在较宽的管的壁上。在一些实施例中，较宽的管的直径朝着其端部变窄，并且在其扩张的端部处挤压第一管，以将扩张的部分推动到较宽的管中。在一些实施例中，第一管的直径朝着其一个端部变宽，并且通过挤压其较宽的端部而插入到较宽的管中，并且通过向后拉动第一管而使其较宽的部分挤压较宽的管的壁。图14示意性地示出了根据本发明的一个实施例的通过管3连接至水歧管(例如管道)11的透析器12。在一些实施例中，管3经由短管10 (例如插入到歧管中的孔中的管) 连接至歧管11，而在一些实施例中，管3连接至歧管11并直接进入到歧管中的孔中，而没有中间短管10。透析器和歧管的结构仅是为了例示，并且虚线代表可选的或可能的或可行的延伸，例如管3可比所例示的更长，或者短管10的数量可更大，或者透析器可通过多于一个管道5连接至歧管11。在一些实施例中，将例如管3的管连接至管道或诸如图14的歧管11的歧管，并直接进入到形成在歧管中的孔中(省去诸如图14的短管10的中间件)。图15示意性地示出了根据本发明的一个实施例的通过灌注将管3连接至水歧管 11的方法或技术。在一些实施例中，孔是钻出的或者形成在歧管11中(即待形成为歧管的管道)， 并且将透析器(例如管3)的端部13插入到孔中，同时插入到歧管11的中空部分中一段距离。歧管11与管13的大体位于底侧14处的端部大体水平地布置。将具有流变特性(例如黏性)以使粘合剂扩散和流平(例如自流平)的粘合剂15施用到歧管11的中空部分的底侧14中，以使粘合剂15在管3周围扩散，同时使管的端部位于粘合剂15的高度上方(灌注)。当粘合剂15干燥和/或硬化之后，使管3粘合至歧管11。虚线代表管3或管道(歧管)11的可选的或可行的延伸。一些示例性方法
图16示意性地例示了根据本发明的一个实施例的用于水处理的透析器的连接的操作的概要。提供诸如废弃的血液透析器的透析器(160 。在一些实施例中，如果透析器被弄脏或被污染或不清洁，则对透析器进行清洁和/或消毒或杀菌(1604)。将透析器的入口和/或出口(管道)连接至低成本的管或者使其装配有低成本的管(1606)，诸如来自透析中心或其他医疗设备(可选地已消毒或已杀菌)的或者从管道设备中切出的废弃的管。将管连接至水源或排水管(1608)，诸如连接至污水管。图17示意性地例示了根据本发明的一个实施例的用于水处理的透析器的连接的操作。提供诸如废弃的血液透析器的透析器(170 。在一些实施例中，如果透析器被弄脏或被污染或不清洁，则对透析器进行清洁和/或消毒或杀菌。提供诸如来自透析中心或其他医疗设备的或作为商品而获得的废弃的管的挠性管(1704)。在挠性管的一个端部处插入中空锥形件(适配器)，由此使管围绕该端部扩张 (1706)，并且将管插入(在其相对端处)到中空挠性件(适配器)中(1708)。将具有适配器的挠性管插入到透析器的入口或出口(管道)中，并且使扩张的端部面向透析器(1710)。随后，在一方向上将挠性管拉动到管道外，迫使具有锥形适配器的扩张的端部进入挠性适配器的中空部分中，由此使挠性件的中空部分扩张并且与管道的壁形成密封接触(1712)。将挠性管连接至水源或排水管(1714)，诸如连接至污水管，可选地经由或通过中间件连接，所述中间件诸如用于去除残渣或其他颗粒，可选地用于阻止损坏系统并且特别是损坏透析器。图18示意性地例示了根据本发明的一个实施例的用于将管连接至管道(例如形成歧管)以将用于水处理的透析器连接至管道的操作的概要。提供或接近管道(1802)，诸如用于水源或排水的管道或导管。沿管道的边缘形成多个孔(1804)，诸如通过钻孔、机加工或任何已知方法。提供多个管(例如对应于孔的数量)(1806)，并且将管道的端部插入到孔中 (1808)，以使管的端部在管道中以小于管道的直径的间隔(例如在管上标记的确定的间隔)延伸。在一些实施例中，管是低成本的，例如商品。大体水平地放平(level)管道(或者检查放平)，以使管的端部大体位于管道的底部处(1810)，并且大体在底部处将自流平(例如具有低粘度或较薄)粘合剂施用至管道，使粘合剂在管的端部周围(但不在其上)扩散(181 。随着粘合剂干燥和/或硬化，管道与管形成歧管，诸如用于具有多个透析器的水处理。随后，在一些实施例中，将管连接至透析器的管道，并且，在一些实施例中，管道作为不纯净的水源和/或用于已处理的水的排水管或其导管。上述方法和技术并不限于透析器的连接，并且，在一些实施例中，可用于连接不同直径的其他管或者通过低成本的部件形成歧管。在一些实施例中，使流动反向，例如将排水管用作水源，以清洁系统，诸如上述的膜。
图19示意性地例示了根据本发明的一个实施例的用于组装在水处理设备中的成套工具1900。成套工具1900包括透析器12 (例如如同图14的透析器)、挠性管3 (例如如同图 9的挠性管)以及适配器1和2(分别诸如图10和11中的)。如虚线所表示的，透析器12、挠性管3以及适配器1和2代表多个相应的项。在一些实施例中，将成套工具1900中的项的数量确定成诸如实现如上所述的水处理设备的组装或构造。在一些实施例中，管3是可选的，因为它能从商品或废弃材料中获得。在一些实施例中，适配器1是可选的，因为可如上所述地使管3扩张(变宽)。示例性实验结果使用弗森尤斯透析器(弗森尤斯医护用品公司)通过如上所述的设备和方法用血液透析器来处理二级污水，而提供已处理的三级污水。类似地，为了对比控制，通过市政当局的沙过滤来处理二级污水。在下面的表I和表II中对比通过两种处理获得的三级污水的特性的对比。


一种滤水系统，使用先前使用过的诸如透析过滤器的医用过滤器来净水。在医疗使用之后，过滤器被清洁和消毒且单个地或成组地安装，以在压力下接收输入水。本系统生产已过滤的无菌水。