AT406829B - Verfahren und vorrichtung zur mikrofiltration bei der abwasserreinigung - Google Patents

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Description


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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mikrofiltration bei der Abwasserreinigung, wobei Abwasser in einem Becken, z B. in einem Belebungsbecken, mittels wenigstens einer Membran gefiltert wird, die durch Ruckspülen gereinigt wird, und wobei gefiltertes Reinwasser abgefuhrt wird
Weiters bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Mikrofiltration bei der Abwasserreinigung, mit wenigstens einer an einer Halterung befestigten Membran zum Einbau in einem Becken, z B Belebungsbecken, unter Anschluss an eine Reinwasser-Abführleitung sowie an eine Rückspülmedium-Zufuhrleitung. 



   In der Abwasserreinigung sind sog Membranbiologien bekannt, wobei poröse Membranen aus der Ultrafiltration verwendet werden. An sich erbringen derartige Membranbiologien insofern Vorteile, als Nachklärbecken entfallen können, eine bessere Abwasserqualität, eine günstige Biozönose und ein geringerer Überschussschlammanfall erzielt werden können usw Von Nachteil ist jedoch hier, dass die verwendeten Permeations-Membranen, die zum Teil aus Keramikmaterial bestehen, sehr kostenintensiv in der Anschaffung sind ;

   weiters verstopfen sich die bekannten Membranen haufig, und die Lebensdauer der Membranen ist begrenzt, wobei die hohen Membrankosten auch im Hinblick auf die Ersatzmembranen anfallen Auch sind bei den bekannten Vorrichtungen oft relativ hohe Druckabfälle an der Membran gegeben, was die Aufbringung von hohen Druckunterschieden entweder durch Überdruck auf der Abwasserseite oder durch entsprechenden Unterdruck auf der Reinwasserseite erfordert Hiefür sind entsprechende Druckbzw Saugpumpen, mit der erforderlichen Pumpleistung, vonnöten. 



   Es Ist nun Ziel der Erfindung, ein Verfahren bzw eine Vorrichtung der eingangs   angefuhrten   Art vorzusehen, wobei mit relativ geringen Anschaffungs- und Betriebskosten eine ausserst effiziente Mikrofiltration ermöglicht wird Die Erfindung basiert dabei auf einer speziellen Membrantechnologie, die nicht nur wesentlich längere Standzeiten und damit weniger häufige Unterbrechungen ermöglicht, sondern insbesondere auch eine ausserordentlich preiswerte Herstellung der Filtervorrichtung bzw. Kläranlagen gestattet. 



   Das erfindungsgemasse Verfahren der eingangs angeführten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasser durch eine durch Nadelung perforierte Membran geleitet und zum   Ruckspülen   Luft periodisch in der Gegenrichtung durch die Membran geleitet wird
In apparativer Hinsicht sieht die Erfindung bei der Vorrichtung der eingangs erwähnten Art vor, dass die Membran eine durch Nadelung perforierte Membran ist, die von zumindest einem Stützkörper bereichsweise, unter Freilassung von Durchflussbereichen, abgestützt und an der Aussenseite eines einen geschlossenen Innenraum aufweisenden Filterelements angebracht Ist, wobei der Innenraum zur Verbindung mit der Reinwasser-Abführleitung und der   Rückspülmedium-     Zuführleitung   vorgesehen Ist
Erfindungsgemäss werden somit anstatt der teuren,

   häufig aus Keramikmaterial bestehenden Permeations-Membranen durch Nadelung mit Filteröffnungen versehene einfache Membranen eingesetzt. An sich werden solche Membranen, wenn auch mit unterschiedlicher Auslegung und Dimensionierung, bereits für Belüftungszwecke, bei sog.   Plattenbelüftem,   verwendet, wobei dort die Ausbildung für spezifische Luftbelastungen,   z. B.   von 40 bis maximal 200   Nm3lhm2, ausgelegt   ist, wobei bei diesen bekannten Platten-,   Dom- oder Kerzenbelüftern   der Druckabfall an der Membran 40 bis 100 mbar beträgt.

   Diese bekannten Membranen sind somit für einen hohen Luftdurchsatz ausgelegt, hingegen müssen für den vorliegenden Einsatzzweck die Membranen im Hinblick auf Filtrationseigenschaften ausgelegt werden, wobei sich je nach konkreter Anwendung entsprechend angepasste Membrandicken und Grössen bzw. Anzahlen von Membranöffnungen ergeben. Der Druckabfall an der Membran kann während der Filtration relativ niedrig sein, verglichen mit anderen Mikrofiltrationstechniken, er liegt jedoch höher als im Fall von   Belüftungsmembranen.   Insbesondere beträgt der Druckabfall während der Filtration beispielsweise 100 mbar bis 700 mbar, vorzugsweise 200 mbar bis 500 mbar. 



   Im Zusammenhang mit dem Einsatz von genadelten Filtermembrane Ist es auch vorteilhafterweise möglich, zum Rückspülen anstatt wie üblich Wasser Luft zu verwenden. Dies erbringt nicht nur den Vorteil, dass der Reinwassergewinn entsprechend erhöht wird, sondern auch den Vorteil, dass die durch die Membran beim   Rückspülen   hindurchgepresste Luft in das noch zu filtrierende Abwasser eintritt und dort einen günstigen Belüftungseffekt bewirkt.

   Weiters hat sich bei Plattenbelüftem gezeigt, dass die Lebensdauer von genadelten Membranen über zehn Jahre beträgt, und eine entsprechende Lebensdauer ist auch bei der vorliegenden Filtration für die dabei 

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 eingesetzten Membranen zu erwarten, was bedeutet, dass bei der erfindungsgemässen Technik allein die Membrankosten erwartungsgemäss auf unter ein Zehntel der derzeitigen Kosten gesenkt werden   konnen.   



   Je nach Anwendung, d. h je nachdem, ob ein starkes Ansammeln von Partikeln an der Membran während der Filtration erfolgt oder sich relativ wenig Schlamm an der Membran ansammelt, kann die Rückspül-Luft in Intervallen von 10 s bis 60 min zugeführt werden, d. h. alle 10 s bis 60 min wird die Luftzufuhr eingeschaltet, um mit Hilfe der unter Druck stehenden Luft, die durch die Membran gedrückt wird, an deren Abwasserseite die Partikel zu losen. Die Dauer der   Rückspülung   mit Luft kann dabei beispielsweise 1 s bis 1 min, vorzugsweise 5 s bis 10 s betragen. 



   Für eine rationelle Filtration ist es weiters günstig, wenn bei Vorsehen von mehreren MembranFilterelementen die Membranen gruppenweise   rückgespült   werden. Dabei ist es auch vorteilhaft, wenn die einzelnen Membrangruppen zu unterschiedlichen Zeiten rückgespült werden Dadurch kann nicht nur eine für geringere Leistungen ausgelegte Pumpvorrichtung für die Luft eingesetzt werden, sondern auch ein kontinuierliches Filtrieren erreicht werden, wobei beispielsweise von 5 oder 10 Membrangruppen immer nur eine Gruppe gerade zu einer bestimmten Zeit mit Luft gespült, d. h gereinigt wird
Bei der Filtration wird das Abwasser an den gebildeten Filterelementen durch die jeweilige Membran von aussen nach innen geleitet, und das Reinwasser wird vom Innenraum des jeweiligen Filterelements abgeführt.

   In entsprechender Weise wird diesem Innenraum periodisch die Luft zur   Rückspülung   zugeführt. 



   Die Membran ist bevorzugt eine Kunst Stoffmembran, insbesondere ein Polykondensat oder ein Polyadditionsprodukt. Vorzugsweise kann die Membran aus Polyurethan, EPDM, Silikon, Viton, Polyethylen-Trifluorid oder Polycarbonat bestehen. Selbstverständlich sind auch andere   Kunststoffmatenalien   denkbar, soweit sie die entsprechende Festigkeit besitzen und mit Mikronadeln perforierbar sind. Bei diesem Durchsetzen werden bevorzugt Mikronadeln mit einem Durchmesser von 0, 1 bis 1 mm verwendet, wobei die gebildeten Löcher im drucklosen Zustand der Membran praktisch geschlossen sind und sich erst bei einem Überdruck von 30 bis 80 mbar auf der einen Seite öffnen.

   Der Grad des Öffnens hängt dabei nicht nur von den Materialeigenschaften und der Dicke der Membran ab, sondern auch vom angelegten Überdruck, wobei die jeweilige Grösse der Nadeln durch einfache Versuche festgelegt werden kann, um die gewünschte   Öffnungsgrösse   für die Filtration zu erhalten. Für die Filtrationszwecke hat es sich als günstig erwiesen, wenn die durch die Nadelung gebildeten Öffnungen in der Membran so bemessen sind, dass sie beim angelegten Überdruck einen Durchmesser von 0, 1 bis 0, 9 mm, vorzugsweise 0, 1 bis 0, 5 mm aufweisen.

   Grundsätzlich gilt hier, dass die Grösse der Öffnungen, die durch Nadelung mit Hilfe von Mikronadeln erhalten werden, zur Optimierung des Filtrationseffektes zu wählen ist, wobei die jeweilige   Öffnungsgrösse   im Hinblick auf den spezifischen Einsatzzweck durch einfache Versuche festgelegt werden kann. 



   Anders als bei der vorgenannten Belüftung ist bei der Filtration eine grosse Anzahl von Öffnungen, mit einer entsprechend grossen   Öffnungsfläche   insgesamt, bezogen auf die Membranfläche, vorzusehen, und es ist daher von Vorteil, wenn die Anzahl der durch die Nadelung gebildeten Öffnungen in der Membran 10 bis 100 pro cm2 beträgt. Die Membran kann eine Dicke von 0, 1 bis 1 mm, vorzugsweise 0, 1 bis 0, 5 mm aufweisen. An sich ist die Stärke bzw. Festigkeit der Membran auf den im Vergleich zu herkömmlichen Belüftern höheren Druckverlust abzustimmen. 



   Damit die Membranen auch bei grösseren Flächen (üblicherweise können die   Membranflächen   einige m2 betragen) dem äusseren Druck des Abwassers - Im Vergleich zum Druck im Innenraum des jeweiligen Filterelements - besser standhalten können, ist eine Abstützung durch Stützkörper in diskontinuierlicher Weise vorgesehen. Der Ausdruck "diskontinuierlich" ist dabei so zu verstehen, dass ein praktisch ungehinderter Durchfluss des filtrierten Reinwassers möglich ist. Als Stützkörper können dabei Stege oder Leisten verwendet werden, es ist aber auch möglich, ein formstabiles Stützgewebe oder Stützgitter einzusetzen, wobei das Reinwasser durch die Gitteröffnungen oder durch die Gewebeöffnungen hindurchtreten kann. 



   Für die Erzielung grosser Filterflächen hat es sich weiters als günstig erwiesen, wenn das Filterelement hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei die Membran die Mantelfläche des Hohlzylinders bildet. Andererseits ist es auch   herstellungsmässig   günstig, wenn das Filterelement 

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   plattenförmig   ausgebildet ist, wobei an der Platten-Ober- und -Unterseite Membranen vorgesehen sind. Darüber hinaus sind selbstverständlich an sich auch andere Konfigurationen, etwa mit domförmig angeordneten Membranen oberhalb einer runden Platte denkbar. 



   Im Hinblick auf die Ruckspulung mit Luft ist dem Innenraum des Filterelements ein
Luftzuleitungsanschluss zugeordnet Was die Reinwasserableitung anlangt, so ist es denkbar, im
Zusammenhang mit einem dem Innenraum des Filterelements zugeordneten
Reinwasserableitungsanschluss zusätzliche Steuerelemente für den Reinwasserabfluss, wie insbesondere ein Schwimmerventil, anzubringen Dabei sind ein Schwimmerkörper, eine
Schwimmerführung (Käfig) und ein Ventilsitz vorhanden
Zur Aufteilung der Gesamtleistung der Filtervorrichtung auf Untereinheiten sind bevorzugt jeweils mehrere Filterelemente in einer Gruppe mit einer gemeinsamen Reinwasser-Abführleitung und Luft-Zuführleitung zusammengefasst Fur jede Gruppe kann dann eine einzelne Armatur in der Luft-Zuführleitung, insbesondere eine Automatikarmatur, vorgesehen werden,

   wodurch sich eine apparative Vereinfachung ergibt Ähnlich ergibt sich auch eine Vereinfachung bei der ReinwasserAbfuhrleitung
Beispielsweise im Fall von hohlzylindrischen Filterelementen, die eine Hohe von 0, 5 bis 2 m haben können, wirkt sich im Falle einer vertikalen Anordnung dieser Filterelemente im jeweiligen Becken die Hohe im Hinblick auf den an sich geringen Druckabfall an der Membran bereits auf den Durchgang von Flüssikgeit durch die Membran aus Um diese Abhängigkeit zu vermeiden, ist es auch von Vorteil, wenn die Filterelemente horizontal, mit ihren Achsen oder Hauptebenen entsprechend einer gemeinsamen horizontalen Ebene, angeordnet sind Dabei wird eine besonders rationelle Anordnung erzielt, wenn sich die zu einer Gruppe gehörenden Filterelemente kammartig von einer gemeinsamen Zu-/Abführleitung seitlich wegerstrecken,

   wobei die gemeinsame   Zu-/Abführleitung   zum einen an eine Luftzuführung und zum anderen an einen   Kondensatablelter   angeschlossen ist Weiters ist es hier für einen effizienten Betrieb besonders günstig, wenn sich die Filterelemente von der gemeinsamen   Zu-/Abfuhrleitung   an gegenüberliegenden Seiten hievon wegerstrecken. 



   Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert. Es zeigen Fig 1 schematisch einen Teil eines Belebungsbeckens mit einer zugehörigen Mikrofiltrations-Vorrichtung ; Fig. 2 schematisch eine teilweise aufgeschnittene Ansicht eines Filterelements der Filtervorrichtung ; Fig. 3 und 4 einen Querschnitt durch dieses Filterelement während des Filtervorganges (Fig 3) bzw während des   Rückspülvorganges   (Fig 4), die Fig. 5,6 und 7 schematisch den Fig 3 und 4 vergleichbare Querschnittsdarstellungen von altemativen Filterelementen ;

   Fig. 8 eine schematische, aufgebrochene Ansicht eines allgemein plattenförmigen Filterelements, Fig 9 eine Draufsicht auf eine in horizontaler Lage in einem Becken anzuordnende Filterelement-Gruppe mit gemeinsamer Zu-   /Abführleitung ;   Fig. 10 einen vertikalen Schnitt durch ein Filterelement samt gemeinsamer Leitung, allgemein gemäss der Linie X-X in Fig   9,   und Fig 11 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Filterelements, allgemein gemäss Blickrichtung XI in Fig. 10. 



   In Fig. 1 ist schematisch ein Im Zuge einer Abwasserreinigung verwendetes Belebungsbecken 1 dargestellt, welches mit durch Filtration zu reinigendem Abwasser 2 gefüllt ist. Zur Filtration sind in Gruppen 3,4 zusammengefasste Filterelemente 5 vorgesehen, die mit einer Reinwasser-   Rückführleitung   6 über Kondensatableiter 7 verbunden sind Weiters sind die Filterelemente 5 mit einer Luft-Zuführleitung 8 verbunden, wobei die zu-gefuhrte, unter Druck stehende Luft zum Rückspülen (Reinigen) der Filterelemente 5 verwendet wird. Dabei werden jeweils alle Filterelemente 5 einer Gruppe 3 oder 4 gleichzeitig mit Luft gespült, und zu diesem Zweck sind die Filterelemente 5 gruppenweise über eine Automatikarmatur 9 an die Luft-Zuführleitung 8 angeschlossen.

   Jedes Filterelement 5 ist mit einer Filtrations-Membran 10 ausgestattet, welche in der Zeichnung nicht näher ersichtliche Mikroöffnungen aufweist, die durch Nadeln mit Hilfe von Mikronadein erzeugt wurden. Die feinen Öffnungen können hinsichtlich ihrer Grösse je nach Anwendung für den gewünschten Filtrationseffekt optimiert werden, und die im drucklosen Zustand geschlossenen Öffnungen sind bei einem Überdruck bevorzugt sternförmig oder zumindest im Wesentlichen kreisrund, mit einem Durchmesser von 0, 1 bis 0, 5 mm. Die Membran   10,   vgl. Fig. 2, wird an einer Halterung befestigt, so dass ein Innenraum 11 umschlossen wird, in dem das Reinwasser gesammelt wird, von wo es zur Reinwasser-Abfuhrleitung 6 abgeführt wird, und dem in 

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 den Ruckspülphasen die Luft unter Druck über die Zuführleitung 8 (Fig. 1) zugeführt wird.

   In der Ausführungsform   gemäss   Fig 1 und 2 ist jedes Filterelement 5 allgemein hohlzylindrisch ausgebildet, wobei die Länge oder Höhe der Filterelemente 0, 5 m bis 2 m betragen kann, wogegen der Durchmesser   z. B.   200 mm oder allgemein 50 mm bis 500 mm beträgt Die Membran 10 ist dabei aussen an zwei stirnseitigen Endplatten 12,13 mit Hilfe einer an sich herkömmlichen Befestigungseinrichtung 14 bzw 15 befestigt. Ober die Höhe des Pilterelements 5 wird die Membran 10 durch Stützkörper abgestützt, die hier durch Stege oder Leisten 16 gebildet sind, vgl. ausser Fig 2 auch Fig 3 und 4. Die Stege 16 sind mit den Endplatten 12, 13 fest verbunden und bilden mit ihren äusseren Schmalseiten eine Auflage für die Membran 10.

   Zwischen diesen Stegen 16 liegt die Membran 10 jedoch frei, so dass in diesen Bereichen Reinwasser ungehindert durch die Membran 10,   d. h.   deren Filtrationsöffnungen, hindurchtreten kann, wogegen Schlammpartikel etc an der Aussenseite der Membran verbleiben und sich an der Membran absetzen Dabei ist an der Aussenseite der Membran 10 ein höherer Druck in der Flüssigkeit vorhanden als im Innenraum 11 des Filterelements, innerhalb der Membran 10, was in Fig. 3 durch das einwärtsgerichtete Auslenken der Membran 10 (in vollen Längen gezeichnet) in den Bereichen zwischen Stegen 16 veranschaulicht ist Die Position der Membran 10 im drucklosen Zustand (bzw. im Zustand mit höherem Innendruck) ist in der Zeichnung, Fig 3, strichliert gezeigt.

   In den Fig 4 und 2 ist jene Phase gezeigt, in der zum Rückspülen von Ablagerungen an der Membran Luft unter Druck bei 17 den Druck -luftanschluss des Filterelements 5 zugeführt wird. Dadurch wird die Membran 10 radial auswärts gedrückt, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, und die Luft dringt durch die Mikroöffnungen der Membran 10 nach aussen, wobei sie die Partikelablagerungen von der Membran 10 löst. Weiters bewirkt die durch die Membran 10 hindurchgetretene Luft im Belebungsbecken 1 einen Belüftungseffekt. 



   Für diese Ruckspulphasen sind die Kondensatableiter 7 (Fig. 1) mit Ventilen versehen, die normalerweise einen Abfluss des Reinwassers aus den Filterelementen 5 ermöglichen, jedoch beim Zuführen von Druckluft zu den Filterelementen 5, so bald das Reinwasser abgeleitet wurde, schliessen, um den Druckaufbau im Inneren 11 des Filterelements 5 zu   ermöglichen.   Im in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ventil bereits im Inneren des Filterelements 5 untergebracht, so dass sich die Elemente für die Abführung des Reinwassers vereinfachen. 



   Im Einzelnen ist gemäss Fig. 2 ein Filterkafig 18 für eine Schwimmerkugel 19 vorgesehen, die leichter als Wasser ist und dann, wenn Reinwasser im Innenraum 11 des Filterelements 5 vorhanden ist, auf diesem schwimmt. Wenn das Reinwasser den Innenraum 11 über eine einen Ventilsitz bildende Bohrung 20 in der unteren Endplatte 13 und eine an diese angeflanschte Abführleitung 21 verlassen hat, sitzt die Schwimmerkugel 19 auf der Mündung der Bohrung 20, also auf den Ventilsitz auf und verschliesst diese Bohrung 20, wobei sie durch die Druckluft gegen die Bohrungsmündung gedrückt wird. Dadurch wird verhindert, dass Luft in die Abführleitung 21 eintritt, und die Luft kann daher nur durch die Mikroöffnungen in der Membran 10 nach aussen strömen, wie in Fig. 4 schematisch mit dem Pfeil 22 angedeutet ist. 



   Wenn danach die Druckluft wieder abgeschaltet wird (und zwar mit Hilfe der zugehörigen Automatikarmatur 9, die auf bestimmte Öffnungszeiten programmiert sein kann), wirkt wieder der höhere Aussendruck auf die Membran 10, s. Pfeil 23 in Fig. 3, wobei dieser Aussendruck 23 durch das Abwasser 2 ausserhalb des Filterelements 5 bewirkt wird, und die Membran 10 übt wiederum ihre Filterwirkung aus. 



   Beispielsweise kann alle 10 s bis 60 min ein Rückspülen mit Luft durchgeführt werden, wobei die Rückspülzeit   z. B.   1 s bis 10 s oder bis zu 1 min betragen kann. Die genaue zeitliche Steuerung hängt von der Grösse des Beckens 1, von der Anzahl der Filterelemente 5, und insbesondere von der Belastung des Abwassers 2 im Becken 1 ab und kann je nach Fall mit Hilfe der Automatikarmaturen 9 aufgrund von einfachen Versuchen rasch eingestellt werden. 



   Dabei wird jede Filterelement-Gruppe 3 oder 4 über eine gemeinsame Automatikarmatur 9 versorgt, und die einzelnen Filterelement-Gruppen 3, 4 werden zu unterschiedlichen Zeiten zur Rückspülung mit Druckluft versorgt. Dadurch wird abwechselnd immer eine andere Gruppe 3, 4 von Filterelementen 5 gereinigt, während die übrigen Filterelement-Gruppen das Wasser filtern. 



   Anstatt eines   Kondensatableiters   7 bzw. eines im Filterelement 5 bereits eingebauten Schwimmerventils (mit der Schwimmerkugel 19) kann beispielsweise auch eine Automatikarmatur in der   Rückführleitung   eingesetzt werden (nicht dargestellt), wobei diese Armatur schliesst, wenn 

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 die zugehörige Armatur 9 in der Luftzuführleitung geöffnet wird, so dass das Reinigen der Mem- bran 10 mit Luft ermöglicht wird, ohne dass Luft in die Reinwasser-Abfuhrleitung 6 eintreten kann
Es ist auch möglich, die Filterelement-Gruppen als Einheiten ausbaubar zu gestalten, so dass jeweils eine Gruppe, z B. 3, von Filterelementen 5 während des Betriebes zu Wartungszwecken ausgebaut werden kann. 



   Die Anzahl der Stege 16, die zur Abstützung der Membran 10 vorgesehen sind, wird je nach Fall entsprechend den statischen Erfordernissen festgelegt. Die Anzahl der Stege kann dabei dementsprechend bis zu einer quasi-kontinuierlichen Unterstützung der Membran 10 variiert werden. In den Fig 5, 6 und 7 sind dementsprechend modifizierte Ausführungsformen von Filterelementen 5 im Querschnitt gezeigt, wobei in Fig. 5 eine   Ausfuhrung   mit wenig Stegen,   z. B.   vier Stegen 16, für die Membran 10 gezeigt ist, wogegen   gemäss   Fig 6 eine vergleichsweise grosse Anzahl von Stegen 16 zur Abstützung der Membran 10 vorgesehen ist. 



   Bei der Ausführungsform   gemäss   Fig. 7 ist   als Stützkörper   ein formstabiles Stutzgewebe oder Stützgitter 26 vorgesehen, das quasi-kontinuierlich die Membran 10 von innen her abstützt. Es kann auch ein poröser Stützkörper vorgesehen werden ; wesentlich ist nur, dass ein Im Wesentlichen ungehinderter Durchtritt von Reinwasser nach der Filtration mittels der Membran 10 in den Innenraum 11 möglich ist Der Stützkörper 26 besteht bevorzugt aus Kunststoff,   ahnlich   wie die Stege 16 in den Ausführungsformen gemäss Fig. 2 bis 6.

   Die Stege 16 können jedoch auch aus Edelstahl bestehen, ähnlich wie die allgemeine Membran-Halterung,   d. h.   die Rahmenkonstruktion mit den Endplatten 12,13 in der Ausführungsform gemäss Fig   2,   vorzugsweise aus Edelstahl hergestellt wird. 



   Noch eine andere Bauart des Filterelements 5 ist in Fig 8 gezeigt, wobei hier das Filterelement 8 allgemein plattenförmig, mit einer an der Oberseite angeordneten Membran 10 und einer an der Unterseite der Platte angeordneten weiteren Membran 10', ausgebildet ist. Die Platte kann dabei rund oder aber bevorzugt rechteckig, beispielsweise mit Abmessungen von 1 m x 1 m oder 1 m x 2 m, ausgebildet sein, und sie weist einen dementsprechenden kreisrunden oder aber viereckigen geschlossenen Rahmen 27 auf, der eine im Vergleich zur Länge und Breite geringe Höhe hat und insbesondere aus Edelstahl besteht. An diesem Rahmen 27 sind oben und unten die beiden Membranen 10, 10'mittels nicht näher veranschaulichter Befestigungseinrichtungen 28,29 fixiert.

   Die Strömungsrichtung des zu filtrierenden Abwassers ist wiederum mit zum Inneren des Filterelements 5 hin gerichteten Pfeilen 23 bzw 23'veranschaulicht. Weiters sind hier die Stege 16 anstatt radial parallel zueinander angeordnet, wobei sie mit ihren Stimseiten am Rahmen 27 auf nicht näher veranschaulichte, an sich   herkommliche   Weise befestigt sind. 



   Der Druckverlust oder Druckabfall an der Membran 10 beträgt beispielsweise 100 bis 500 mbar, maximal 700 mbar. Im Fall von   lang lichen hohlzylindrischen Filterelementen   5 mit dem prinzipiellen Aufbau gemäss Fig. 2, etwa mit einer axialen Länge von 2 m und einem Durchmesser von 200 mm, kann dies dazu führen, dass bei einer vertikalen Montage im Becken 1 der Durchgang von Wasser beim Filtern über die Höhe des Filterelements 5 variiert. Deshalb kann auch eine "liegende", d h. horizontale Anordnung der Filterelemente 5 in Betracht gezogen werden, und eine solche Anordnung einer Gruppe von horizontalen Filterelementen 5 ist in Fig 9 in einer schematischen Draufsicht gezeigt.

   In Fig. 10 ist in einer   Axia) schnittdarstei) ung gemäss   der Linie XX in Fig. 9 ein Teil eines solchen Filterelements 5 zusammen mit einer Anschlussleitung 30 veranschaulicht, welche zur gemeinsamen   Abführleitung   31 der Gruppe führt. Die Reinwasserabfuhrseitige Endplatte 13'ist gegenüber Fig. 2 insofern etwas modifiziert, als die Bohrung für die Anschlussleitung 30 nahe dem Umfang der kreisförmigen Platte 13'angeordnet ist, wobei die Ausrichtung weiter so ist, dass sich diese Anschlussleitung 30 an der tiefstmöglichen Stelle befindet, vgl auch die schematische Ansicht von Fig. 11. Weiters sind wiederum aus Fig. 10 und 11 zur Abstützung der Membran 10 vorgesehene   leistenförmige,   radial ausgerichtete Stege 16 zu ersehen.

   In der   Abführleitung   31 kann ein in Fig 9 bis 11 nicht näher gezeigter Kondensatableiter 7 (s. Fig. 9) oder aber anstatt dessen eine Automatikarmatur (nicht gezeigt) vorhanden sein. Der Anschlussleitung 31 kann, wie bei 32 in Fig 9 veranschaulicht, die Luft direkt zugeführt werden, um sie sodann über die Anschlussleitungen 30 den einzelnen Filterelementen 5 der gesamten Gruppe gemäss Fig 9 zuzuführen. Dabei sperrt der Kondensatableiter 7 die Reinwasser-   Abführieitung   dahinter ab, so dass Luft nur den Filterelementen 5 bzw dem Leitungsabschnitt 31 oberhalb des Kondensatableiters 7 sowie den Anschlussleitungen 30 zugeführt werden kann. 

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Claims (1)

  1. Die beschriebene Filtervorrichtung kann wie erwähnt in einem Belebungsbecken 1, aber auch z B in einem Becken, das stromabwärts eines Belebungsbeckens angeordnet ist, installiert werden. Für die Membranen 10 werden als Material beispielsweise Polyadditions- bzw Polykondensationsprodukte verwendet, insbesondere Polyurethan, EPDM, Silikon, Viton, PETrifluorid, Polycarbonat usw. Die Dicke der Membran ist dem jeweiligen Einsatzfall entsprechend zu wählen, wobei die Grösse der Membran, die Anzahl der verwendeten Stützkörper, die Stärke des Druckverlustes an der Membran und dergl. Parameter zu berücksichtigen sind. Beispielsweise hat die Membran eine Dicke von 0, 5 bis 1 mm.
    Versuche haben überdies ergeben, dass die durch Mikronadelung gelochten Membranen im Vergleich zu den herkömmlichen PermeationsMembranen viel weniger zum Verstopfen neigen PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Mikrofiltration bei der Abwasserreinigung, wobei Abwasser in einem Becken, z. B. in einem Belebungsbecken, mittels wenigstens einer Membran gefiltert wird, die durch Rückspülen gereinigt wird, und wobei gefiltertes Reinwasser abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Abwasser durch eine durch Nadelung perforierte Membran geleitet und zum Rückspülen Luft periodisch in der Gegenrichtung durch die Membran geleitet wird 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ruckspül-Luft in Intervallen von 10 s bis 60 min zugeführt wird 3.
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Rückspülung mit Luft 1 s bis 1 min, vorzugsweise 5 s bis 10 s, beträgt 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorsehen von mehreren Membran-Filterelementen die Membranen gruppenweise rückgespült werden.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Membrangruppen zu unterschiedlichen Zeiten rückgespült werden.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der Filtration an der Membran ein Druck von 100 mbar bis 700 mbar, vorzugsweise 200 mbar bis 500 mbar, abfällt.
    7. Vorrichtung zur Mikrofiltration bei der Abwasserreinigung, mit wenigstens einer an einer Halterung befestigen Membran zum Einbau in einem Becken, z. B. Belebungsbecken, unter Anschluss an eine Reinwasser-Abführleitung sowie an eine Rückspülmedium-Zu- führleitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran eine durch Nadelung perforierte Membran (10) ist, die von zumindest einem Stützkörper (16 ; 26) bereichsweise, unter Freilassung von Durchflussbereichen, abgestützt und an der Aussenseite eines einen geschlossenen Innenraum aufweisenden Filterelements (5) angebracht ist, wobei der Innenraum (11) zur Verbindung mit der Reinwasser-Abfuhrleitung (6) und der Rückspülmedium-Zuführleitung (8) vorgesehen ist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) eine Kunststoffmembran ist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) ein Polykondensat ist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) ein Polyadditionsprodukt ist.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) aus Polyurethan besteht.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) aus EPDM besteht.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) aus Silikon besteht.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) aus Viton besteht. <Desc/Clms Page number 7>
    15 Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) aus PE-Trifluorid besteht 16 Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) aus Polycarbonat besteht.
    17 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Nadelung gebildeten Öffnungen in der Membran (10) beim angelegten Überdruck einem Durchmesser von 0, 1 bis 0, 9 mm, vorzugsweise 0, 1 bis 0, 5 mm aufweisen.
    18 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der durch die Nadelung gebildeten Öffnungen in der Membran (10) 10 bis 100 pro cm2 Membranfläche beträgt 19 Vorrichtung nach einem der Anspruche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) eine Dicke von 0, 5 bis 1 mm aufweist.
    20. Vomchtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) durch Stege (16) abgestützt ist.
    21 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (10) durch ein formstabiles Stützgewebe oder-gitter (26) abgestützt ist 22 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (5) hohlzylindrisch ausgebildet ist, wobei die Membran (10) die Mantelfläche des Hohlzylinders bildet.
    23 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (5) plattenförmig ausgebildet ist, wobei an der Platten-Ober- und -Unterseite Membranen (10,10') vorgesehen sind.
    24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass dem Innenraum (11) des Filterelements (5) ein Luftzuleitungsanschluss (17) zugeordnet ist.
    25 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass dem Innenraum (11) des Pilterelements (5) ein Reinwasserableitungsanschluss (20,21) zugeordnet ist, der mit einem im Innenraum (11) angeordneten Schwimmerventil (18,19) versehen ist 26 Vomchtung nach einem der Ansprüche 7 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Filterelemente (5) in einer Gruppe (3,4) mit einer gemeinsamen Reinwasser- Abführleitung (6) und Luft-Zuführleitung (8) zusammengefasst sind 27. Vorrichtung nach einem der Anspruche 7 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (5) horizontal, mit ihren Achsen oder Hauptebenen entsprechend einer gemeinsamen horizontalen Ebene, angeordnet sind.
    28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zu einer Gruppe gehörenden Filterelemente (5) kammartig von einer gemeinsamen Zu-/Abführleitung (31) seitlich wegerstrecken, wobei die gemeinsame Zu-tAbführleitung (31) zum einen an eine Luftzuführung und zum anderen an einen Kondensatableiter (7) angeschlossen ist.
    29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Filterelemente (5) von der gemeinsamen Zu-/Abführleitung (31) an gegenüberliegenden Seiten hievon wegerstrecken.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003008344A1 (de) * 2001-07-17 2003-01-30 Lotus Filter Ag Abwasserbecken, insbesondere belebtschlammbecken, sowie verfahren zu dessen betrieb

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