BR112016005501B1

BR112016005501B1 - Filtro de membrana para a filtragem de um líquido a ser filtrado e método para a filtragem de um líquido em um filtro de membrana

Info

Publication number: BR112016005501B1
Application number: BR112016005501-2A
Authority: BR
Inventors: Dirk Volmering; Klaus Vossenkaul
Original assignee: membion Gmbh
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2021-10-26
Also published as: US20170087518A1; CN105636674B; EP3043893A1; CN105636674A; ZA201602199B; AU2014320388B2; CA2923986A1; AU2014320388A1; HUE035772T2; DE102013218188B3; HK1225339A1; ES2656047T3; BR112016005501A2; JP6469704B2; EP3043893B1; WO2015036459A1; JP2016533894A; SG11201601818QA; US11141700B2; CA2923986C

Abstract

filtro de membrana para a filtragem de um líquido a ser filtrado e método para a filtragem de um líquido em um filtro de membrana. é revelado um filtro de membrana para a filtragem de um líquido a ser filtrado com um elemento inferior (2) que permite o fluxo para baixo, que apresenta um invólucro tubular (3) e transportador de membrana que se situa precisamente no mesmo (4), sendo que o transportador de membrana (4) é unido ao invólucro (3) por pelo menos um ponto de ancoragem (15), que membranas de fibra oca (5) são fixadas na parte superior, no transportador de membrana (4), que tem um tubo fechado circunferencialmente (6), que as membranas de fibra oca (5) conectadas na parte superior circulam no invólucro (3) do elemento inferior (2), que apresenta uma entrada de gás (13) no elemento inferior (2), pelo menos uma câmara coletora de permeato (25), pelo menos uma saída de permeato (14) e pelo menos uma câmara de fluxo (16) aberta para baixo entre o invólucro (3) e o transportador de membrana (4), que apresenta uma saída (17), sendo que a pelo menos uma câmara de fluxo (16), em cada corte horizontal, limita tanto o invólucro (3) quanto o transportador de membrana (4) e o transportador de membrana (4) fecha completamente o elemento inferior (2) até a pelo menos uma câmara de fluxo (16) para o fluxo do líquido a ser filtrado, de baixo para cima. é revelado ainda um método para a filtragem de um líquido em um tal filtro de membrana. para reduzir a inclinação de bloqueio, é sugerido configurar o elemento inferior (2) que permita a passagem de fluxo, em consequência da entrada de gás (13) até a saída (17) por pelo menos uma câmara de fluxo (16). no método para a filtragem de um líquido a ser filtrado em um tal filtro de membrana o gás flui através do elemento inferior (2) pela entrada de gás (13) na pelo menos uma câmara de fluxo (16), e junto com o líquido a ser filtrado através desse até a saída (17) no tubo (6).

Description

[001] A invenção se refere a um filtro de membrana para a filtragem de um líquido a ser filtrado com um elemento inferior aberto para baixo que pode permitir a passagem de um gás ou líquido, que apresenta um invólucro tubular e um transportador de membrana que se situa precisamente no mesmo, sendo que o transportador de membrana é unido a um invólucro por pelo menos um ponto de ancoragem, que tem membranas de fibra oca fixadas na parte superior, no transportador de membrana, que tem respectivamente um lúmen, no qual um permeato fluido do líquido a ser filtrado pode ser filtrado, que tem um tubo fechado circunferencialmente, que envolve as membranas de fibra oca que se conectam acima no invólucro, que tem uma entrada de gás para a entrada do gás no elemento inferior, que tem pelo menos uma câmara coletora de permeato, que é unida ao lúmen das membranas de fibra oca para coletar o permeato das membranas de fibra oca, que tem pelo menos uma saída de permeato para a saída do permeato por pelo menos uma câmara coletora de permeato e pelo menos uma câmara de fluxo aberta para baixo entre o invólucro e o transportador de membrana para o fluxo do líquido, que apresenta, na parte superior, uma saída para a saída do líquido no tubo, sendo que a pelo menos uma câmara de fluxo, em cada corte horizontal, limita, através do transportador de membrana, tanto o invólucro quanto o transportador de membrana e circunda o transportador de membrana como fenda anular, que é interrompido apenas através da pelo menos uma posição de ancoragem, sendo que uma altura da câmara de fluxo é definida através de uma área de intersecção de uma altura do transportador de membrana e uma altura do invólucro, e sendo que o transportador de membrana fecha integralmente o elemento inferior até a pelo menos uma câmara de fluxo para o fluxo do líquido, de baixo para cima.

[002] A invenção se refere, além disso, a um método para a filtragem de um líquido a ser filtrado em um tal filtro de membrana, sendo que o líquido flui dentro do elemento inferior, que passa por pelo menos uma câmara de fluxo e, nesse caso, circunda o transportador de membrana, um gás que flui, através da entrada de gás, dentro do elemento inferior, o líquido flui para fora apenas através da saída, na parte superior, no elemento inferior e flui, apenas através desses, dentro do tubo, o gás flui para fora, na parte superior, no elemento inferior, e flui dentro do tubo e, através disso, gera um movimento para cima do líquido no filtro de membrana, que o líquido e o gás que sobem, enxaguam para fora as membranas de fibra oca, há uma diferença entre um lado externo das membranas de fibra oca e o lúmen das membranas de fibra oca e, por conta da qual, um permeato fluido do líquido é filtrado e flui no lúmen das membranas de fibra oca e o permeato é coletado do lúmen e flui para fora, a partir do filtro de membrana.

[003] Um filtro de membrana com as características descritas na introdução é conhecido a partir do documento W0- 02/22244-A 1, no qual também um dos inventores participou.

[004] O filtro de membrana conhecido é concebido para a filtragem de esgotos ricos em material sólido, em como os mesmos devem ser tratados, por exemplo, em estações biológicas de tratamento em bioreatores de membrana (MBR). Nesse caso, o filtro de membrana pode ser mergulhado no recipiente das estações de tratamento ou, previsto com encanamento de descarga e alimentação, ser disposto seco. A força propulsora para a filtragem é realizada, na maioria dos casos, por uma baixa pressão colocada no lado do permeato, no caso da variação a seco, também pode ser realizada uma baixa pressão menor no lado da alimentação (no lado da água não-filtrada).

[005] As membranas de fibra oca têm um diâmetro de menos de 5 mm, a maioria, de 0,5 a 3 mm e apresentam uma permeabilidade de membranas de microfiltragem ou membranas de ultra filtragem. A utilização de membranas de fibra oca para a osmose reversa ou nanofiltragem também é possível.

[006] Para evitar um bloqueio do filtro de membranas através de materiais eliminados por filtração, o filtro de membrana é enxaguado continuamente ou em intervalos periódicos.

[007] Métodos comuns utilizados para a lavagem física do filtro de membrana trabalham com uma retrolavagem do lado do permeato das membranas de fibra oca com líquido ou gás combinado com uma lavagem por bolhas de gás do lado externo das membranas de fibra oca. Por fim, bolhas de gás são inseridas a partir da parte inferior no filtro de membrana, que, então, se eleva ao longo das membranas de fibra oca e essas se movem no líquido a ser filtrado. Com a elevação das bolhas de gás é sempre gerado também um fluxo do líquido para cima. A força de cisalhamento do fluxo de duas fases de gás e líquido tem uma turbulência elevada, pela qual revestimentos da membrana são soltos e lavados. Em reatores de membrana, ar é normalmente utilizado como gás.

[008] O denominado efeito de elevação pneumática, ou seja, o fluxo do líquido para cima induzido através de bolhas de gás que se elevam através do filtro de membrana tem um efeito de limpeza particularmente elevado sobre as membranas de fibra oca, quando essas são envolvidas por um tubo fechado circunferencialmente, visto que, através disso, as bolhas de gás são mantidas no filtro de membrana, ou seja, em proximidade direta às membranas de fibra oca. O efeito positivo do tubo é descrito em segundo plano da invenção, dentre outros, no documento JP-2003-024937 e US-2006/0273007 A.

[009] Em uma das modalidades do filtro de membrana conhecido, as membranas de fibra oca do filtro de membrana, que pode ser utilizado na versão colocada submersa ou seca, são fixados de forma precisa em um transportador de membrana, que é unido por 6 pontos de ancoragem a um invólucro tubular de um elemento inferior. O filtro de membrana apresenta uma câmara coletora de permeato, na qual as membranas de fibra oca são conectadas. As membranas de fibra oca sã fechadas individualmente na parte superior.

[010] Além disso, o elemento inferior apresenta nesse filtro de membrana uma entrada de gás, que é conectado a um bocal por um canal de gás, que se projeta entre as membranas de fibra oca. Pelo bocal o gás é introduzido sobre o transportador de membrana, entre as membranas de fibra oca, no líquido a ser filtrado. Através do efeito de elevação pneumática do gás a ser inserido, o líquido é sugado por baixo, através de 6 orifícios entre os pontos de ancoragem do elemento inferior. Os orifícios formam câmaras de fluxo no elemento inferior, que se encontram entre o transportador de membrana e o invólucro. O líquido flui pela parte inferior do módulo nessas câmaras de fluxo e sobe, então, após a mistura com o gás superior que é inserido na parte inferior do módulo juntamente com esse, no filtro de membrana, antes que o gás e o líquido da parte superior fluam para fora do filtro de membrana.

[011] É característico que o líquido, através de apenas 6 orifícios, ou seja, câmaras de fluxo, que se encontram entre o invólucro e o transportador de membrana, flua pelo elemento inferior. Não há outras passagens para a passagem do líquido no elemento inferior. Ou seja, o transportador de membrana fecha o elemento inferior até as câmaras de fluxo.

[012] Ainda característico para esse filtro de membrana é que o gás e o líquido separados na membrana de fibra oca são conduzidos adiante: o líquido flui através das câmaras de fluxo entre o invólucro e o transportador de membrana a partir da parte inferior do transportador de membrana e o gás de forma central a partir de um bocal a partir da parte superior do transportador de membrana para as membranas de fibra oca.

[013] No elemento inferior, de forma particular, as câmaras de fluxo estão conectadas paralelas como pequenos orifícios para o fluxo do líquido sujeito a bloqueio. Caso haja um depósito ou estreitamento do corte transversal em um dos orifícios conectados paralelamente, por exemplo, através de folhas transportadas pelas águas ou uniões fibrosas, então, se reduz nesse orifício, a velocidade de fluxo e o risco de um outro bloqueio aumenta. Um tal sistema de fluxo de pequenos orifícios conectados paralelamente são, portanto, indicados na técnica do método como instáveis: um bloqueio inicial do canal de fluxo se acelera e leva, com isso, a um bloqueio integral do canal de fluxo correspondente, a menos que o fluxo permita suficientes trajetórias de fluxo alternativas. Se, por exemplo, no filtro de membrana conhecido com 6 orifícios paralelos começa a bloquear um dos orifícios, então, os 5 orifícios restantes podem compensar o fluxo reduzido. Em um bloqueio total do orifício, os outros orifícios precisam aumentar sua vazão em apenas 20%.

[014] O risco de bloqueio de canais que fluem internamente conectados em paralelo reduz continuamente com número cada vez menor dos canais e cortes de canal cada vez maiores.

[015] Além do problema do bloqueio dos orifícios no elemento inferior há um ouro problema com o filtro de membrana conhecido imediatamente acima do ponto de ancoragem. Em sombras de fluidos do ponto de ancoragem há o risco do acúmulo de partículas que levam a um entupimento parcial do filtro. O problema do acúmulo de partículas em áreas de fluxo menos turbulentas é particularmente crítica, conforme a natureza, em bioreatores de membrana, visto que aqui o líquido a ser filtrado se trata de um lodo, no qual estão contidas muitas partículas, pelos, uniões fibrosas e outros materiais que inclinam a acúmulo e bloqueio.

[016] O terceiro problema do filtro de membrana conhecido é a distribuição insuficiente de gás em uma Scale-Up do sistema com um bocal central acima do transportador de membrana. As bolhas de gás que sobem de forma central, no centro, necessitam de uma extensão de entrada, antes que as mesmas aumentem em seu tamanho ou se ampliem horizontalmente, que as mesmas atinjam o diâmetro total do feixe. Com diâmetro crescente, essa extensão de entrada se torna mais longa e mostra-se que o diâmetro máximo do feixe da membrana, que pode ser gaseificado uniformemente, está limitado a aproximadamente 10 cm. Diâmetros maiores fazem com que a área externa do feixe próxima ao ponto de fixação inferior seja depurada apenas de forma insuficiente pela energia do ar inserido e, através disso, levam aos bloqueios.

[017] Em segundo plano da invenção o documento DE 19811945 A1 também descreve um filtro de membrana, que apresenta um elemento inferior com um transportador de membrana, no qual as membranas de fibra oca são fixadas. Um dos inventores também participou desse pedido. Aqui o filtro de membrana e o elemento inferior são circundados por um tubo conjunto. Não há, contudo, qualquer invólucro do elemento inferior ao qual o transportador de membrana esteja unido. O filtro de membrana apresenta, entre o transportador de membrana e o tubo, uma câmara de fluxo, através da qual o líquido a ser filtrado flui. Além dessa câmara de fluxo o filtro de membrana apresenta outras aberturas de passagem para o líquido a ser filtrado e para o gás no interior, que, contudo, não limitam nem o transportador de membrana o tubo. Essas pequenas aberturas de passagem que fluem de forma paralela se mostram já problemáticas, visto que as mesmas estão muito sujeitas a bloqueio.

OBJETIVO

[018] A invenção tem por objetivo, oferecer um filtro de membrana no qual seja reduzida a inclinação ao bloqueio.

SOLUÇÃO

[019] Partindo do filtro de membrana conhecido, é sugerido, segundo a invenção, que o elemento inferior, em consequência da entrada de gás através da pelo menos uma câmara de fluxo, possa ser transportado até a saída. Através disso, o gás não é inserido como no filtro de membrana conhecido, através de uma tubulação de gás separada no entro das membranas de fibra oca fixadas no transportador de membrana, mas a condução do gás ocorre em conjunto com o líquido através da pelo menos uma câmara de fluxo na área externa das membranas de fibra oca. Através disso, obtém-se mais vantagens para uma redução da inclinação ao bloqueio do filtro de membrana. Em primeiro lugar, a força de cisalhamento do fluxo de duas fases de gás e líquido também é utilizada para a lavagem do transportador de membranas e, em segundo lugar, diretamente na área inferior das membranas, o gás também é inserido na área de borda do feixe da membrana, de modo que também aqui a inclinação ao bloqueio seja reduzida.

[020] Na modalidade do filtro de membranas é vantajoso se o tubo envolve as membranas de fibra oca em pelo menos 50% de seu comprimento livre, ou seja, de seu comprimento que se encontra no líquido. Através disso, é assegurado que o efeito de elevação pneumática no tubo gere um fluxo suficientemente forte na câmara de fluxo, para lavar o transportador de membrana que se encontra na mesma.

[021] Um feixe de membrana com vedação maior das membranas de fibra oca em um corte transversal circular é limitado no diâmetro. A prática da operação de módulos de membrana de fibra oca em bioreatores de membrana mostra que a força de cisalhamento do fluxo de duas fases de líquido e gás, conforme cada condição de operação, atua no máximo em cerca de 2,0 a 2,5 cm em um feixe de membranas de fibra oca. Portanto, o diâmetro externo do feixe de membranas com corte transversal circular é limitado a cerca de 4 a 5 cm.

[022] A pelo menos uma câmara de fluxo apresenta protuberâncias que se projetam no transportador de membrana de acordo com a invenção. Através disso, a largura da superfície de corte transversal vedada com a membrana pode ser reduzida a uma medida, que pode ser lavada pelo lado externo, pela força de cisalhamento do fluxo de duas fases de gás e líquido. A força mais simples das protuberâncias são protuberâncias na direção radial. A partir do segundo plano das limitações descritas acima, o diâmetro do transportador de membranas pode ser aumentado através das protuberâncias em cerca de 8 a 10 cm.

[023] Em diâmetros maiores, podem ser consideradas também outras formas das protuberâncias e, com isso, outras geometrias do transportador de membranas, como, por exemplo, uma forma de trevo do transportador de membranas ou um transportador de membrana, no qual estão dispostos vários feixes de membrana circulares.

[024] Em uma modalidade vantajosa do filtro de membrana com diâmetros maiores, o transportador de membrana apresenta dedos que são formados através das protuberâncias e que são unidos a uma âncora do transportador de membrana. Esses são dispostos, preferencialmente, de forma paralela. A indicação dos dedos se relaciona, com isso, à característica de que, em corte horizontal, através do transportador de membrana, os dedos apresentam uma largura padrão. Isso não quer dizer, contudo, que os mesmos apresentem também em uma orientação vertical, uma altura padrão, ou que essa altura se correlaciona de algum modo com a largura. Com isso, os dedos oferecem a possibilidade de configurar de forma padrão e selecionar livremente a largura da área equipada com membranas de fibra oca. Demonstrou-se como vantajoso configurar a largura da área dos dedos equipada com membranas com 2 e 5 cm, visto que, então, uma lavagem ideal da área dos dedos equipada com as membranas de fibra oca também é assegurada próxima aos pontos de fixação.

[025] É vantajoso manter o número de pontos de ancoragem o menor possível, visto que, através do número de canais de fluxo para o líquido a ser filtrado é menor e, ao mesmo tempo, é maior que seus cortes transversais de fluxo. Através disso, o problema do bloqueio dos canais de fluxo que fluem de forma paralela é significativamente reduzido.

[026] Na modalidade do filtro de membrana com dedos, é ainda vantajoso que o transportador de membrana seja unido por no máximo dois pontos de ancoragem ao invólucro, que se encontram no prolongamento da âncora. Isso tem, acima de tudo, vantagens para a produção do elemento inferior como peça de molde por injeção.

[027] Em uma execução vantajosa de um tal filtro de membranas, de acordo com a invenção, o transportador de membrana é unido ao invólucro apenas por um ponto de ancoragem. Nesse caso, todas a quantidade do líquido que flui pelo filtro de membrana e do gás que flui em conjunto com o mesmo por uma câmara de fluxo e, posteriormente, através de suas saídas, no tubo que se conecta na parte superior, no invólucro do elemento inferior. Através do efeito de elevação pneumática, que gera, em particular, o gás que sobe no tubo, um tal sistema pode ser indicado como quase de fluxo forçado. Ou seja, contanto que o gás suba no filtro de membrana, também o líquido é sugado a partir da parte inferior, através do elemento inferior. Ou seja, contanto que algo flua através do filtro de membrana, o um canal de fluxo não é completamente bloqueado e tem, mesmo por um bloqueio parcial, ainda, o potencial de ser lavado através de uma força de cisalhamento mais elevada do fluxo. Uma força de cisalhamento mais elevada, pode ser atingida, por exemplo, através de um aumento da quantidade de gás e, com isso, da turbulência do fluxo. A vantagem da possibilidade de lavagem livre dos canais de fluxo parcialmente bloqueados não constitui o caso de muitos canais que fluem internamente, conectados de forma paralela. Caso, em tais sistema, um canal seja bloqueado, então, o mesmo tem a tendência de, devido à sua baixa velocidade de fluxo, ser integralmente bloqueado. Para lavar novamente um canal de fluxo completamente bloqueado, apenas uma lavagem mecânica do filtro de membrana pelo fluxo de duas fases de gás e líquido, geralmente, não é suficiente. Em tais casos, é frequentemente necessária uma limpeza química intensiva do filtro de membrana até uma limpeza mecânica manual. A possibilidade de lavagem livre de canais de fluxo parcialmente bloqueados aumenta com o número menor de canais de fluxo paralelos. Portanto, a seleção de um único canal de fluxo é vantajosa. A ele, contudo, também são colocadas limitações no filtro de membrana, de acordo com a invenção.

[028] A realização de apenas um ponto de ancoragem em um filtro de membrana, de acordo com a invenção, faz sentido apenas até um diâmetro de cerca de 15 a 18 cm do elemento inferior. Em transportadores de membrana maiores, é mais econômico, do ponto de vista estático, se o filtro de membrana apresentar pelo menos dois pontos de ancoragem que se encontram opostos. Nessa modalidade do filtro de membrana, de acordo com a invenção, é vantajoso conectar, por um ponto de ancoragem, a saída de permeato e, por um outro ponto, a entrada de gás.

[029] Por razões de técnicas de produção, a modalidade do filtro de membrana com dedos, de acordo com a invenção, é favorável no transportador de membrana, configurar de forma padrão a largura da área dos dedos equipados com membranas de fibra oca em ambos os lados da âncora e também na área da âncora e, com isso, não equipar com membranas as áreas menores entre os dedos acima da âncora.

[030] Para evitar que partículas de resíduo sólido se acumulem nas sombras de fluidos da âncora, entre os dedos, é vantajoso formar o corte transversal da âncora entre os dedos na direção vertical não até a saída, mas permitir que corram já antes de se estreitarem. O mesmo é válido também para a modalidade do ponto de ancoragem para a união do transportador de membranas ao invólucro.

[031] Nesse caso, o transportador de membrana, em cada corte horizontal acima do pelo menos um ponto de ancoragem é separado completamente do invólucro. Se o invólucro se ajusta ao mesmo tempo, na parte superior, até pelo menos a extremidade superior do transportador de membrana, então, o transportador de membrana é embutido nesse corte horizontal integralmente, na saída. Nesse caso, o transportador de membrana não precisa ser obrigatoriamente contíguo na parte superior no elemento inferior, visto que, no exemplo do transportador de membrana com dedos e âncora formada não até a saída, entre os dedos, o corte transversal apresenta, na saída, vários dedos separados um do outro, que, contudo, são todos parte de um transportador de membrana.

[032] É vantajoso, no contexto da invenção, também configurar de forma padrão a largura das protuberâncias da câmara de fluxos entre os dedos. Essa se encontra de forma vantajosa na faixa de 3 e 8 mm, conforme as condições de operação e teor de material sólido do líquido a ser filtrado. Em teores menores de material sólido e partículas menores de resíduos sólidos também medições menores em função do aumento da vedação podem ser significativas - sob a condição de que sempre líquido a ser filtrado suficiente possa fluir através da câmara de fluxo.

[033] Para uniformizar o fluxo do elemento inferior, é vantajoso que a pelo menos uma câmara de fluxo, em pelo menos um dos cortes horizontais forma pelo menos um canal de fluxo, que apresenta uma largura padrão de mais de 80 % de seu comprimento. Visto que, nos pontos das protuberâncias, do ponto de vista técnico do fluxo, são vantajosos arredondamentos das arestas externas do transportador de membrana, a largura do canal de fluxos, nesses pontos, desvia ligeiramente da largura padrão.

[034] Na modalidade do filtro de membrana de acordo com a invenção, é vantajoso que o transportador de membrana, nos cortes horizontais, apresente um corte transversal que diminui para baixo. Através disse, surgem arestas de fluxo a jusante no transportador de membrana, na quais, nos materiais residuais encontrados no líquido a ser filtrado, como, por exemplo, pelos ou uniões fibrosas, lodo ou partículas maiores podem deslizar. Nesse caso, as inclinações são configuradas de tal modo que os materiais residuais mencionados são deslizados no transportador de membrana para fora, dentro da câmara de fluxo. Isso pode ser claramente ilustrado no exemplo dos dedos: quando, pelo fluxo a jusante de um dedo, há uniões fibrosas nas arestas de fluxo a jusante dos dedos, a partir da parte inferior, no transportador de membrana, então, as mesmas, em função da configuração inclinada das arestas de fluxo a jusante do dedo, deslizam até o final do dedo e, então, a partir dos dedos, deslizam no canal de fluxo e são lavadas pelo módulo. Pela configuração do transportador de membrana com uma superfície de corte transversal horizontal, que diminui para baixo, são amplamente evitadas arestas a jusante horizontais que se encontram no fluxo, nas quais materiais residuais podem facilmente se fixar.

[035] Em uma modalidade do filtro de membrana vantajosa, o elemento inferior apresenta a entrada de gás em uma entrada do gás no elemento inferior. A entrada de gás se encontra, nesse caso, abaixo do transportador de membrana. É vantajoso se a entrada de gás for disposta diretamente abaixo do transportador de membranas, visto que, através disso, a profundidade de injeção de ar do gás é reduzida, o que atua de forma favorável sobre a necessidade de energia da inserção de gás.

[036] No segundo plano da invenção, filtros de membrana apresentam, por exemplo, para a criação de uma mistura gás- líquido, uma câmara de mistura orientada na vertical. Essa tem, contudo, a desvantagem de que a mesmas aumenta a profundidade de injeção de ar dos gases e, com isso, a necessidade de energia. Por 2 m de profundidade de água significam 20 cm de profundidade adicional de injeção de ar devido a uma câmara de mistura de uma necessidade de energia já elevada em 10%. No documento WO 2008/144826 A1 é descrito um tal sistema com câmara de mistura expandida verticalmente para a mistura de gás e líquido.

[037] De forma a alternativa, a entrada de gás permite, a partir da parte inferior, entrar gás no elemento inferior sem ser parte própria do elemento inferior.

[038] Para a inserção do filtro de membrana de acordo com a invenção para tratamento de rejeitos líquidos em bioreatores de membrana, é vantajoso que as membranas de fibra oca sejam fechadas individualmente na parte superior e, com sua extremidade livre, flutuem no fluxo do líquido a ser filtrado. Através disso, materiais residuais, como, em particular, pelos e uniões fibrosas podem, então, ser lavadas pelo filtro de membrana, caso as mesmas, no fluxo do filtro, tenham se enrolado em torno das membranas de fibra oca.

[039] Nessa modalidade do filtro de membrana, de acordo com a invenção, com apenas membranas de fibra oca fixadas apenas embaixo, no transportador de membrana do elemento inferior, o elemento inferior apresenta a câmara coletora de permeato, que é unida ao lúmen das membranas de fibra oca, bem como, à saída de permeato para efluxo do permeato do filtro de membrana. Nesse caso, é vantajoso, além disso, que o tubo com circunferência fechada se estenda pelo menos até a extremidade superior das membranas de fibra oca. De forma preferida, o filtro de membrana de acordo com a invenção apresenta um tubo, que projeta a extremidade das membranas de fibra oca. Através disso, é assegurado que na área superior das membranas de fibra oca prevaleçam componentes de fluxo verticais, pelo qual, em particular, é favorecido uma retirada e lavagem de materiais residuais pelo filtro.

[040] Em membranas de fibra oca de menor resistência à flexão, é vantajoso se o filtro de membrana, de acordo com a invenção, apresentar adicionalmente ao elemento inferior um elemento de cabeça, no qual estão fixadas na parte superior as membranas de fibra oca. Por um tal filtro de membrana, de acordo com a invenção, o elemento de cabeça pode conter, além disso, uma câmara coletora de permeato e uma saída de permeato unida ao lúmen das membranas de fibra oca. Nesse caso, tanto o elemento de cabeça ou, adicionalmente, o elemento inferior, podem apresentar uma câmara coletora de permeato e uma saída de permeato. A modalidade de um filtro de membrana de acordo com a invenção, com, respectivamente, uma câmara coletora de permeato e uma saída de permeato no elemento de cabeça e no elemento inferior é construtivamente mais dispendiosa e, portanto, significativa apenas no caso em que o comprimento ou o diâmetro do lúmen das membranas de fibra oca limitarem a descarga do permeato existente devido à perda de pressão no lúmen. A descarga do permeato em ambos os lados das membranas de fibra oca toleram um comprimento maior das membranas de fibra oca e um diâmetro menor do lúmen da membrana de fibra oca, pelo que vedações elevadas podem ser realizadas no filtro de membrana.

[041] Na modalidade do filtro de membrana de acordo com a invenção, com um elemento de cabeça e um elemento inferior, é vantajoso se o elemento de cabeça apresentar um transportador de membrana com corte transversal semelhante ao do elemento inferior, na saída.

[042] Na modalidade do filtro de membrana com elemento de cabeça, de acordo com a invenção, é significativo livrar amplamente o líquido antes da entrada no filtro de membrana de materiais residuais, o que, no caso de bioreatores de membrana, é obtido, normalmente, através de uma peneiração refinada do lodo, para minimizar uma fixação dos materiais residuais entre as membranas de fibra oca embaixo do elemento de cabeça. Pela mesma razão, é significativo, nessa modalidade do filtro de membrana, de acordo com a invenção, que o tubo com circunferência fechada não seja conduzido até o elemento de cabeça, o que, contudo, é permitido apenas para a operação de submersão do filtro de membrana.

[043] A forma mais simples de um filtro de membrana, de acordo com a invenção, no qual o tubo não seja conduzido até o elemento de cabeça, deixa aberta a distância entre a extremidade superior do tubo e o elemento de cabeça. Através disso, o líquido pode fluir antes de atingir o elemento de cabeça, já fora do filtro de membrana, o que reduz a inclinação de bloqueio do elemento de cabeça. Na modalidade do filtro de membrana de acordo com a invenção é vantajoso se, no tubo com circunferência fechada, que não é conduzido até o elemento de cabeça do filtro de membrana, na parte superior, uma guarnição do tubo com aberturas na circunferência se conectar. As aberturas têm o significado de disponibilizar uma parte do líquido do filtro de membrana antes da chegada do elemento de cabeça. Também através disso a fixação de pelos e uniões fibrosas são reduzidas dentro do elemento de cabeça. É vantajoso que o tubo com circunferência fechada, leva a pelo menos até a metade da distância entre o elemento inferior e o elemento de cabeça, para utilizar o efeito de elevação pneumática e gerar um fluxo de curso amplamente paralelo às membranas de fibra oca. Através disso é evitado, ademais, que, a partir do lado de fora, o líquido a ser filtrado flua para dentro pela circunferência do tubo, o que, para a técnica de fluxo, poderia levar a fluxos transversais desfavoráveis no filtro de membrana. O tubo e a guarnição do tubo podem consistir em uma peça.

[044] Por conta do efeito de elevação pneumática, é produzida no filtro de membrana, de acordo com a invenção, já no elemento inferior, uma velocidade de fluxo elevada. A combinação do fluxo do líquido com o fluo do gás é, por um lado, vantajosa, para neutralizar um bloqueio do elemento inferior. Mantém, entretanto, o desafio de distribuir o gás de forma uniforme pelo corte transversal da câmara de fluxo no elemento inferior. Pois, devido à elevada velocidade de fluxo do líquido a ser filtrado, as bolhas de gás sobem diretamente na posição de sua entrada, no líquido, verticalmente, para cima, com apenas uma menor tendência de mistura na direção horizontal.

[045] No segundo plano do filtro de membrana conhecido na invenção, que utiliza o efeito de elevação pneumática, uma distribuição dos gases no líquido é obtida, portanto, por uma câmara de mistura ou zona de influxo orientada verticalmente, na qual o líquido também pode se expandir na direção horizontal pelo corte transversal de fluxo. O documento US 5,482,625 descreve uma tal zona de influxo em módulos de placa com limitação lateral correspondente ao tubo do presente pedido. As zonas de influxo ou câmaras de mistura expandidas verticalmente têm, contudo, a desvantagem já descrita acima da elevada necessidade de energia para a inserção de gás, visto que o gás é inserido em uma maior profundidade de injeção maior.

[046] A distribuição uniforme do gás pelo corte transversal da câmara de fluxo no elemento inferior é obtida, por uma modalidade do filtro de membrana de acordo com a invenção, por um sistema de distribuição de gás para trazer o gás em várias posições dentro do transportador de membrana, no líquido.

[047] Em um filtro de membrana de acordo com a invenção, o transportador de membrana fecha o elemento inferior até a câmara de fluxo não apenas para o fluxo do líquido, mas também para o fluxo completo do gás.

[048] Partindo dos métodos conhecidos, é sugerido, se segundo a invenção, que o gás flua através de uma entrada de gás, na pelo menos uma câmara de fluxo e, posteriormente, que o gás flua juntamente com o líquido, pelo elemento inferior, na pelo menos uma câmara de fluxo entre o invólucro e o transportador de membrana e flua pela saída, no tubo, apresentando a pelo menos uma câmara de fluxo protuberâncias que se projetam no transportador de membrana de acordo com a invenção. Um tal método de acordo com a invenção é executado em um filtro de membrana de acordo com a invenção e se mostra, do mesmo modo, vantajoso pelas vantagens indicadas.

[049] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção, o líquido e o gás fluem circulam no transportador de membrana em pelo menos um dos cortes horizontais através do transportador de membrana. Cada posição de união entre transportador de membrana e invólucro, que no filtro de membrana de acordo com a invenção, são indicados como ponto de ancoragem, mantém o risco de que, nas sombras de fluidos, acima dessas posições de união, partículas ou materiais sólidos do líquido se acumulem e levem ao bloqueio na área que se encontram as membranas de fibra oca. Esse é, em particular, o caso, quando os pontos de ancoragem se estendem verticalmente até a saída do elemento inferior em toda a sua largura. Esse risco pode ser evitado, no qual, os pontos de ancoragem se estreitam em direção vertical para cima e terminam já antes da saída do elemento inferior. Na área do estreitamento, o fluxo de duas fases de gás e líquido pode se expandir nas sombras de fluidos dos pontos de ancoragem e assim, acima dos pontos de ancoragem, circular integralmente no transportador de membrana.

[050] Para a execução de um método de acordo com a invenção, o filtro de membrana pode ser submerso no líquido. O filtro de membrana é, então, circulado pelo líquido e, por conta do efeito de elevação pneumática do gás que sobe no filtro de membrana e inserido no elemento inferior, o líquido é sugado a partir da parte inferior, no elemento inferior e o líquido flui juntamente com o gás, antes de ambos fluírem pela parte superior, para fora da unidade de filtro.

[051] No contexto de um método de acordo com a invenção, o líquido pode ser alimentado, por meio de um primeiro condutor de líquido, ao elemento inferior e por meio de um segundo condutor de líquido são descarregados na parte superior, a partir do filtro de membrana, sendo que o segundo condutor de líquido é fechado na parte superior das membranas de fibra oca em um tubo, que circundam as membranas de fibra oca, que se conectam na parte inferior, no elemento inferior. Essa variação da operação de uma unidade de filtro de acordo com a invenção é também indicada como operação "posicionada seca".

[052] No método de acordo com a invenção, devido ao tubo que se conecta na parte superior no invólucro do elemento inferior, o gás inserido produz um forte efeito de elevação pneumática no filtro de membrana de acordo com a invenção, que também produz, em particular, uma elevada velocidade de fluxo na câmara de fluxo do elemento inferior. Essa é uma força propulsora adicional, para lavar livremente e de forma autônoma, acúmulos e inícios de bloqueio na câmara de fluxo.

[053] Pela realização de unidades de filtro maiores, vários filtros de membrana de acordo com a invenção podem ser montados paralelos, um ao lado do outro, em um contexto conjunto. Nesse caso, as saídas de permeato dos filtros de membrana individuais são unidos com tubulações, que servem para a derivação do permeato existente, a partir dos filtros de membrana. Também as entradas de gás são unidas pelas tubulações que servem para a alimentação dos gases no filtro de membrana. Nesse caso, as tubulações de alimentação de gás são equipadas individualmente com estranguladores para a equalização da alimentação do ar no filtro de membrana individual. Vantajoso é, nesse caso, posicionar os estranguladores nas tubulações de alimentação de gás acima da superfície do líquido, para evitar, durante o desligamento do filtro, uma inundação do corte transversal do estrangulador e, com isso, excluir um bloqueio dos estranguladores através de componentes de material sólido do líquido.

EXEMPLOS DE MODALIDADE

[054] A invenção é esclarecida, a seguir, com base nos exemplos de modalidade. Mostra-se Figura 1a a 1e um primeiro filtro de membrana (corte total, corte parcial e vista do elemento inferior), Figura 2a bis 2c proporções de fluxo no primeiro filtro de membrana, Figura 3 o primeiro filtro de membrana em operação submersa, Figura 4 o primeiro filtro de membrana em operação colocada a seco, Figura 5a a 5i detalhes de um segundo filtro de membrana de acordo com a invenção, Figura 6a a 6c, vistas parciais e corte do sistema de distribuição de gás do segundo filtro de membrana, Figura 7a a 7d outro filtro de membrana de acordo com a invenção, Figura 8a a 8e detalhes de um outro filtro de membrana, Figura 9a a 9c transportador de membrana de um outro filtro de membrana de acordo com a invenção

[055] Os desenhos representados nas Figuras não estão em escala. Todos os detalhes não fornecidos do filtro de membrana de acordo com a invenção descritos a seguir são idênticos às modalidades já descritas anteriormente do filtro de membrana de acordo com a invenção.

[056] As Figuras 1a a 1e mostram cortes e vistas de um primeiro filtro de membrana 1. Esse apresenta um elemento inferior 2 com um invólucro 3 e um transportador de membrana 4 que se encontra no mesmo, no qual membranas de fibra oca 5 estão fixadas na parte de superior. No invólucro 3 do elemento inferior 2 se conecta um tubo 6 se conecta na parte superior.

[057] As membranas de fibra oca 5 são reforçadas com tecido e têm um diâmetro externo de 2,5 mm. As mesmas são fechadas individualmente na extremidade superior 7. O tubo 6 se projeta na extremidade superior 7 em um comprimento de 8 a 10 cm. As membranas de fibra oca 5 são moldadas de forma vedada na parte inferior, no transportador de membrana 4 por uma camada de resina 9, sendo que o lúmen das membranas de fibra oca 5 permanecem abertos.

[058] O filtro de membrana 1 apresentam uma altura de 10 a 200 cm, o elemento inferior 2 uma altura de 11 a 12 cm e o transportador de membrana 4 uma altura de 12 a 11 cm. O elemento inferior 2 e o tubo 6 apresentam ambos, um diâmetro externo de 75 mm. O tubo 6 apresenta um diâmetro inferior de 68 mm. O elemento inferior 2 apresenta ainda uma entrada de gás 13 e uma saída de permeato 14.

[059] O transportador de membrana 4 está unido ao invólucro 3 por uma posição de ancoragem 15. O elemento inferior 2 entre o invólucro 3 e o transportador de membrana 4 apresenta uma câmara de fluxo 16 que é formada como folga anular com uma largura de 9 mm, que circunda o transportador de membrana 4 e é interrompida apenas pelo ponto de ancoragem 15. A câmara de fluxo 16 limita, em cada corte horizontal, tanto o invólucro 3 quanto o transportador de membrana 4.

[060] A câmara de fluxo 16 é limitada em direção vertical através da área de intersecção da altura 11 do elemento inferior 2 e da altura 12 do transportador de membrana 4. O elemento inferior 2 é aberto para fora e permite a passagem de fluxo. A câmara de fluxo 16 apresenta na parte superior, uma saída 17 no tubo 6.

[061] A entrada de gás 13 é unida a um sistema de distribuição de gás 18 formado no lado inferior do transportador de membrana 4, que apresenta uma cuba 19 fechada na parte superior e aberta para baixo, que apresenta uma parede 20 com sulcos verticais abertos 21. A cuba 19 apresenta uma aresta interna 22, respectivamente, de forma central, entre sulcos 21 adjacentes, em um corte vertical que corre ortogonal à parede 20, que, pela altura total dos sulcos 21, é uma aresta inclinada, cujo ângulo 24 perfaz 40° em relação à horizontal.

[062] De forma alternativa, a aresta interna 22, na área de uma metade inferior 23 dos sulcos 21, apresenta, em cada ponto, um ângulo 24 em relação à horizontal de menos de 60°.

[063] O elemento inferior 2 apresenta ainda uma câmara coletora de permeato 25, na qual desemboca o lúmen das membranas de fibra oca 5. A câmara coletora de permeato 25 está unida a uma saída de permeato 14 do elemento inferior 2.

[064] A Figura 1d mostra uma vista superior do elemento inferior 2 com as membranas de fibra oca 5 sem o tubo 6. O número de membranas de fibra oca 5 representadas não corresponde ao número de fato das membranas de fibra oca 5. E a Figura 1e mostra uma vista do elemento inferior 2, a partir da parte inferior. O número dos sulcos 21 é de 6. Esses são divididos uniformemente ao longo da circunferência da cuba 19 em suas paredes 20.

[065] A saída de permeato 14 e a entrada de gás 13 se encontram no prolongamento do ponto de ancoragem 15 radialmente para fora.

[066] As Figuras 2a a 2c mostram a proporção do fluxo no elemento inferior 2 e na parte inferior do tubo 6 do primeiro filtro de membrana 1 durante a operação de filtragem.

[067] Nesse caso, a Figura 2a mostra um primeiro corte vertical através da parte inferior do filtro de membrana 1, sendo que o corte também corre através do ponto de ancoragem 15.

[068] Através da entrada de gás 13, durante a operação do filtro de membrana 1, um gás 26 é introduzido no elemento inferior 2 e na câmara de fluxo 16. Nesse caso, o gás 26 flui para dentro da entrada de gás 13, primeiramente, na cuba 19. O gás 26 preenche a cuba 19 até uma parte da altura dos sulcos 21 e forma, na cuba 19, uma almofada de gás 27. O gás 26 também preenche os sulcos 21 até a altura da almofada de gás 27 e flui, por fim, pela parte dos sulcos 21 preenchida com gás 26 lateralmente a partir da cuba 19 ou a partir da almofada de gás 37 e, nesse caso, flui em um líquido a ser filtrado 28.

[069] Até a câmara de fluxo 16, o transportador de membrana 4 fecha completamente o elemento inferior 2 para a passagem do líquido 28 e do gás 26, ou seja, até que não haja na câmara de fluxo 16 quaisquer outras aberturas de passagem no elemento inferior 2 para o gás 26 e o líquido 28.

[070] Acima do elemento inferior 2, no tubo 6 externo às membranas de fibra oca 5, não há qualquer outra peça agregada. Portanto, as membranas de fibra oca 5 flutuam apenas fixadas na parte inferior, sem prejuízo, livres, no líquido 28. Dessa maneira, também pelos, uniões fibrosas ou outros materiais residuais do líquido 28 não podem se fixar nessa área.

[071] Pela passagem lateral através dos sulcos 21 o gás 26 gera um fluxo do líquido orientado radialmente para fora paralelo ao fluxo de gás lateral na superfície de limite de fase dentro da almofada de gás 27. Esse flui entre sulcos 21 respectivamente adjacentes pela aresta interna 22 da parede 20, que apresenta, em cada ponto, na área dos sulcos, um ângulo em relação à horizontal menor que 60°. Nessa aresta interna oblíqua, pelos e uniões fibrosas contidas no líquido a ser filtrado 28 são retirados através do fluxo de gás e fluxo de líquido orientados para fora, pelo que o risco de fixação desses materiais residuais no filtro de membrana 1 é reduzido.

[072] Após a passagem dos sulcos 21 o gás 26 aumenta através de sua impulsão no filtro de membrana 1 e produz, através disso, um fluxo para cima do líquido 28. Esse é sugado no filtro de membrana 1 a partir da parte inferior. O gás 26 e o líquido 28 fluem na câmara de fluxo 16 do elemento inferior 2, fluem, posteriormente, juntos através da saída 17 no tubo 6 e, na parte superior, no tubo 6, a partir do filtro de membrana 1.

[073] Através da atuação elevada da força de cisalhamento do fluxo de duas fases de líquido 28 e gás 26, que aumenta através do efeito de elevação pneumática no filtro de membrana 1, na câmara de fluxo 16 do elemento inferior 2, o transportador de membrana 4 e, no tubo 6, as membranas de fibra oca 5, são lavadas externamente e, através disso, os revestimentos e acúmulos da superfície do transportador de membrana 4 e das membranas de fibra oca 5 são lavados e descarregados do filtro de membrana 1.

[074] Entre o lado externo das membranas de fibra oca 5 e seu lúmen há uma diferença de pressão, em função da qual um permeato fluido 29 é filtrado do líquido 28 e flui no lúmen das membranas de fibra oca 5. O permeato 29 é coletado do lúmen das membranas de fibra oca 5 e fluido, então, através da saída de permeato 14 do filtro de membrana 1.

[075] Através do ponto de ancoragem 15 ocorrem tanto a alimentação do gás 26 quanto a descarga do permeato 29 filtrado no filtro de membrana 1.

[076] A entrada de gás 13 é unida à câmara de fluxo 16, por técnica de fluxo, dentro do elemento inferior 2, de modo que o elemento inferior 2 permita o fluxo da entrada de gás 13 pela cuba 19, através dos sulcos 21 e pela câmara de fluxo 16 até a saída 17.

[077] A Figura 2b mostra um outro corte, contudo, deslocado em 90° pela parte inferior do filtro de membrana 1. Nesse caso, o ponto de ancoragem 15 não é cortado, para, contudo, dois dos sulcos 21. Para reconhecer, o fluxo lateral do gás 26 através dos sulcos 21 a partir da cuba 19, ou a partir da almofada de gás 27. Além disso, nesse corte, da câmara coletora do permeato 25, a saída de permeato 14 não é visível.

[078] A Figura 2c mostra um outro corte através da parte inferior do filtro de membrana 1, que, nesse caso, corta apenas o invólucro 3 e corre através da câmara de fluxo 16, de modo que o lado externo do transportador de membrana 4 seja visível. Nesse caso, é possível reconhecer o fluxo lateral do gás 26 a partir dos sulcos 21.

[079] A Figura 3 mostra o primeiro filtro de membrana 1 em operação de submersão. As bolhas de gás no líquido 28 não são, nesse caso, representadas. Nesse caso, o filtro de membrana 1 é mergulhado em um recipiente com o líquido a ser filtrado 28, contanto que um excesso de líquido permaneça de 30 a 15 cm acima do filtro de membrana 1 até a superfície do líquido 28. Por uma tubulação de alimentação de gás 31 o gás 26 é o conduzido a partir da parte superior do líquido 28 para a entrada de gás 13. Na tubulação de alimentação do gás 31 é montado um estrangulador 32. Esse é representado nessa posição de forma exemplificativa e é necessário apenas, se vários filtros de membrana 1 operarem de forma paralela e, ao mesmo tempo, o gás 26 for alimentado. Os estranguladores 32 nas tubulações de alimentação de gás 31 servem, então, para, uniformizar a quantidade de gás 26 que flui no filtro de membrana individual 1. O estrangulador 32 é disposto acima da superfície do líquido a ser filtrado 28. Por um condutor de permeato 33 o permeato 24 existente no filtro de membrana 1 é desviado pela saída de permeato 14.

[080] A Figura 4 mostra o primeiro filtro de membrana 1 na operação colocada a seco. As bolhas de gás no líquido a ser filtrado 28 não são, nesse caso, representadas. O líquido 28 é alimentado por um primeiro condutor de líquido 34 ao filtro de membrana 1. A partir do líquido 28, é filtrado um permeato 29 que deixa a saída de permeato 14. O gás 26 é alimentado através da entrada de gás 13. Por um segundo condutor de líquido 35 são descarregados o gás 26 e o líquido 28 retirados do permeato 29. O segundo condutor de líquido 35 é conectado na parte superior, no tubo 6, que projeta as membranas de fibra oca 5.

[081] As Figuras 5a a 5g mostram vistas e diferentes cortes de um segundo filtro de membrana 36 de acordo com a invenção.

[082] A Figura 5a mostra um corte longitudinal através do segundo filtro de membrana 36. Esse apresenta um elemento inferior 39 que permite a passagem de um gás 38 e do líquido 37, aberto para baixo, para um líquido a ser filtrado 37, que apresenta um invólucro tubular 40 e um transportador de membrana que se situa precisamente no mesmo 41, sendo que o transportador de membrana 41 é unido ao invólucro 40 por dois pontos de ancoragem 42. Membranas de fibra oca 43 são fixadas na parte superior, no transportador de membrana 43 com respectivamente um lúmen, no qual um permeato fluido 44 pode ser filtrado a partir do líquido 37. Além disso, o filtro de membrana 36 apresenta um tubo 45 fechado circunferencialmente que circunda as membranas de fibra oca 43 que se conectam na parte superior no invólucro 40 do elemento inferior 39, assim como, uma entrada de gás 46 para a entrada do gás 38 no elemento inferior 39. O elemento inferior 39 apresenta ainda uma câmara coletora de permeato 47 que é unida ao lúmen da membrana de fibra oca 43, para coletar o permeato 44 das membranas de fibra oca 43, assim como, uma saída de permeato 48 para descarte do permeato 44 a partir da câmara coletora de permeato 47.

[083] O elemento inferior 31 tem uma altura de 49 a 12 cm e o filtro de membrana 36 uma altura de 50 a 212 cm. As membranas de fibra oca 43 são moldadas de forma vedada na parte inferior, no transportador de membrana 41 por uma camada de resina 51, contra o líquido a ser filtrado 37, sendo que o lúmen das membranas de fibra oca 43 permanecem abertos. O número de membranas de fibra oca 43 representadas não corresponde ao número de fato das membranas de fibra oca 43. As membranas de fibra oca 43 são fechadas individualmente na parte superior e flutuam até a fixação inferior, na parte superior livre no líquido a ser filtrado 37. As mesmas são circundadas integralmente pelo tubo 45. O tubo 45 projeta em torno de 10 cm pela extremidade superior 52 das membranas de fibra oca 43.

[084] A Figura 5b mostra uma vista superior do elemento inferior 39 do segundo filtro de membrana 36 e a Figura 5c uma vista em perspectiva com invólucro 40 seccionado.

[085] Entre o invólucro 40 e o transportador de membrana 41 o elemento inferior 39 apresenta uma câmara de fluxo 53 aberta para baixo para o fluxo do líquido a ser filtrado 37, que apresenta uma saída na parte superior 54 para saída do líquido a ser filtrado 37 no tubo 45.

[086] A câmara de fluxo 53 tem protuberâncias 55, que se projetam no transportador de membrana 41 até uma âncora 56 do transportador de membrana 41. Através disso, são formados seis dedos 57 no transportador de membrana 41, que são unidos pela âncora 56 do transportador de membrana 41. Os dois pontos de ancoragem 42 permanecem no prolongamento da âncora 56, sendo que através de um, corre a entrada de gás 46 e através de outro, corre a saída de permeato 48. Os dois pontos de ancoragem 42 são as únicas ligações do transportador de membrana 41 com o invólucro 40. A equipação do transportador de membranas 41 com as membranas de fibra oca 43 ocorre pelo segundo filtro de membrana 36 apenas na área dos dedos 57, sendo que a área entre os dedos acima da âncora 56 permanece aberto devido a razões de técnica de produção. As membranas de fibra oca 43 do segundo filtro de membrana 36 são reforçadas com tecido e têm um diâmetro externo de 2,5 mm.

[087] Na área da âncora 56 há um corte horizontal no elemento inferior 39, no qual a câmara de fluxo 53 forma dois canais de fluxo 58 associados, que na folga anular na área externa dos dedos 57 apresenta uma largura padrão 59 de 6 mm. Também entre os dedos 57 o canal de fluxo 58 tem a mesma largura 59 de 6 mm. Visto que as arestas dos dedos 57 são arredondadas em função do ponto de vista da técnica de fluxo, ambos os canais de fluxo 58 apresentam nas arestas dos dedos 57 uma largura ligeiramente maior que 6 mm. No total, ambos os canais de fluxo 58 apresentam uma largura padrão 59 de 6mm de mais de 80 % de seu comprimento.

[088] A câmara de fluxo 53 limita, em cada corte horizontal, tanto o invólucro 40 quanto o transportador de membrana 41 e é interrompida apenas através da ambas as posições de ancoragem 42. O transportador de membrana 41 fecha completamente o elemento inferior 39 até a câmara de fluxo 53, ou seja, o elemento inferior 39 não apresenta, fora da câmara de fluxo 53, quaisquer outros canais de fluxo para o líquido 37 ou o gás 38 a ser filtrado.

[089] O diâmetro 60 do elemento inferior 39 do segundo filtro de membrana 36 perfaz 208 mm.

[090] A Figura 5d mostra um corte através do elemento inferior 39 do segundo filtro de membranas 36, de tal modo que a âncora 56 seja seccionada precisamente na câmara de fluxo 53 entre os dois dedos 57. Dentro da âncora 56 se encontra uma parte da câmara coletora de permeato 47. A câmara de fluxo 53 é limitada em direção vertical através da área de intersecção de uma altura 49 do elemento inferior 39 e da altura 61 do transportador de membrana 41. No lado inferior do transportador de membrana é formado um sistema de distribuição de gás 62, cuja altura pela definição da câmara de fluxo 53 permanece considerada. A câmara de fluxo 53 termina na parte superior, na saída 54.

[091] Como é possível reconhecer na Figura 5d e Figura 5e os dedos 57 são chanfrados na parte inferior, em ambas as direções horizontais, pelo que o transportador de membrana 41 apresenta uma superfície de corte transversal que se estreita para baixo. Através disso, no líquido a ser filtrado 37, pelos e uniões fibrosas contidos no mesmo não se engatam nos dedos 57 mas são retirados ao longo da inclinação dos dedos 57 na câmara de fluxo 53, são integralmente lavados e atingem, posteriormente, a área das membranas de fibra oca 43, no tubo 45. Nessa área, fora das membranas de fibra oca 43 conectadas individualmente na parte superior, não há outras peças agregadas disponíveis, nas quais pelos ou uniões fibrosas possam ser fixar, e visto que, além disso, as membranas de fibra oca 43 são fechadas individualmente na parte superior, pelos e uniões fibrosas podem ser lavados livremente, para cima, a partir do filtro de membrana 36.

[092] A Figura 5f mostra uma vista em perspectiva do elemento inferior 39 do segundo filtro de membrana 36 a partir da parte inferior e inclinado e a Figura 5g uma metade do elemento inferior 39 com invólucro seccionado 40.

[093] No segundo filtro de membrana 36 o elemento inferior 39 apresenta a entrada de gás 46. Essa é unida em um sistema de distribuição de gás 62 formado no lado inferior do transportador de membrana 41, que apresenta uma cuba 63 fechada na parte superior e aberta para baixo, que apresenta uma parede 64 com sulcos verticais abertos para baixo 37 para distribuição do gás 38 no líquido a ser filtrado 37. DA largura da cuba 63 corresponde à largura da âncora 56 e é formada no lado inferior dessa. A entrada de gás 46 fecha diretamente na lateral a cuba 63.

[094] Em cada segundo sulco 65, externamente, na cuba 63, um canal de gás 66 é conectado, que é formado no lado inferior dos dedos 57, para direcionar o gás 38 partindo da cuba em direção ao invólucro 40. Os outros sulcos 65, nos quais não há quaisquer outros canais de gás conectados, desembocam, respectivamente, entre dois dedos 57, ou nos dedos externos 57 entre esses, e o invólucro 40 do lado externo da âncora 56. Dessa maneira, a cuba 63 apresenta, em cada um de seus dois lados longitudinais, uma parede 64 com respectivamente 13 sulcos 65. Os sulcos 65 se tornam mais largos para baixo, para também poderem compensar flutuações maiores na quantidade alimentada de gás 38.

[095] A largura dos sulcos 65 e, com isso, também sua superfície de corte transversal são de tamanhos diferentes. Através disso, a quantidade de gás que flui pelos sulcos 65 é ajustada na superfície das membranas de fibra oca 43 a ser limpa com o gás 38. De forma correspondente, os sulcos 65 apresentam, dentro dos dedos 57 mais longos, no centro do elemento inferior 39, sulcos mais largos 65 que os sulcos 65 externos dentro dos dedos mais curtos 57. Os sulcos mais estreitos 65 são aqueles que desembocam entre os dedos 57.

[096] Através da modalidade do sistema de distribuição de gás 62 com sulcos 65 e canais condutores de gás 66 o gás 38 flui pelo transportador de membrana 41 após o fluxo no líquido a ser filtrado 37.

[097] O elemento inferior 39 pode permitir fluxo da entrada de gás 46 pela cuba 63, pelos sulcos 65 e pela câmara de fluxo 53 até a saída 54. O transportador de membrana 41 fecha o elemento inferior 39 até a câmara de fluxo 43 não apenas para o fluxo do líquido a ser filtrado 37, mas também para o fluxo do gás 38.

[098] A Figura 5 h mostra apenas um dos dedos 57 do segundo filtro de membrana 36. Nesse caso, é possível ver a âncora 56em corte e sua cuba 63 formada no lado inferior da mesma. Além disso, é possível reconhecer canais de condução de gás 66 que correm sobre o lado inferior do dedo 57 em ambos os lados da cuba 63.

[099] A Figura 5i mostra um corte que atravessa o canal de gás 66 em um corte externo do elemento inferior 39 do segundo filtro de membrana 36. Nesse caso, é possível reconhecer que os canais de gás 66 se conectam verticalmente para cima, deslocados nos sulcos 65.

[0100] As Figuras 6a a 6c mostram vistas e cortes de partes da cuba 63 do segundo filtro de membrana 36.

[0101] A cuba 63 apresenta internamente, respectivamente, de forma central, entre os sulcos 65 adjacentes, nervuras verticais 67 que correm ortogonalmente à parede 64. Cada nervura 67 apresenta na parte inferior um estreitamento, que é alimentado à parede 64 e, com isso, é formada uma inclinação ou aresta interna arredondada 68 da cuba 63.

[0102] Geometricamente a cuba 63 apresenta respectivamente entre os sulcos 65 adjacentes, em um corte vertical, que, nesse caso, corre ortogonalmente à parede 64 através da nervura 67, uma aresta interna 68, que pelo menos na área da metade inferior 69 dos sulcos 65, em cada ponto, apresenta um ângulo 70 em relação à horizontal menor que 60°, na altura da metade 69 dos sulcos 65, de 58°.

[0103] A operação de filtragem do segundo filtro de membrana 36 não representada se diferencia da operação de filtragem do primeiro filtro de membrana 1 da seguinte forma:

[0104] O gás 38 flui através da entrada de gás 46 na cuba 63 e preenche a mesma e os sulcos 65 até uma parte da altura dos sulcos 65 com uma almofada de gás. A partir desses, o gás 38 flui através dos sulcos 65 lateralmente para fora a partir da cuba 63 e, nesse caso, em várias posições dentro do transportador de membrana 41 no líquido a ser filtrado 37. O gás 38 flui, nesse caso, a partir dos sulcos 65, primeiramente, nas protuberâncias 55 da câmara de fluxo 53 entre respectivamente dois dedos 57 e, posteriormente, a partir dos sulcos 65 dentro dos dedos 57, nos canais de condução de gás 66. Por esse, o gás 38 chega, para fora, afastado da cuba 63, na área externa do filtro de membrana 36.

[0105] Pelo fluxo lateral através dos sulcos 65, um fluxo de líquido direcionado paralelo ao lado do fluxo de gás é criado no limite de fase, dentro da almofada de gás, que flui pela aresta interna 68 da nervura 67. Devido ao ângulo 70 dessa aresta interna 68 da cuba 63 que se encontra respectivamente entre dois sulcos 65, pelos e uniões fibrosas podem ser eliminadas pelo fluxo da aresta interna 68, pelo que a inclinação de bloqueio do filtro de membrana 36 é significativamente reduzida.

[0106] Após a entrada do gás no líquido a ser filtrado 37 o transportador de membrana 41 permite o fluxo de gás 38 e do líquido 37, antes da mistura de gás 38 e líquido 37 fluir pelas membranas de fibra oca 43 fixadas no transportador de membrana 41. Devido a elevada força de cisalhamento do fluxo de duas fases, as membranas de fibra oca 43 e o transportador de membrana 41 são lavados externamente.

[0107] O elemento inferior 39 permite o fluxo e gás 38 partindo da entrada de gás 46 pela cuba 63, pelos sulcos 65 e pela câmara de fluxo 53 até a saída 54. Visto que a câmara de fluxo 53 sempre estar localizada entre o invólucro 40 e o transportador de membrana 41 e, além disso, pelas protuberâncias 55 também se projetarem na área do filtro de membrana 36, é obtida, por meio deste modo, pelo corte transversal total, uma injeção de gás uniforme do filtro de membrana 36, evitando-se o fluxo a partir de câmaras de fluxo menores conectadas de forma paralela. Através disso, a inclinação para bloqueio do filtro de membrana 36 é reduzida, no todo, em comparação ao estado da técnica.

[0108] Também o segundo filtro de membrana 36 pode ser executado posicionado em operação submersa ou seca.

[0109] As Figuras 7a a 7d mostram uma outra variação do filtro de membrana de acordo com a invenção, com um elemento inferior e um elemento de cabeça.

[0110] A Figura 7a mostra um terceiro filtro de membrana 71 de acordo com a invenção. Esse se diferencia do primeiro filtro de membrana 1 pelo fato de que um tubo fechado 73 se conecta na parte superior em um elemento inferior 72, circunda a membrana de fibra oca 74 e se conecta, na parte superior, em um elemento de cabeça 75. O elemento de cabeça 75 tem um invólucro 76 e um transportador de membrana 77 disposto no mesmo, que é unido ao invólucro 76 apenas por um ponto de ancoragem 78. No elemento de cabeça 75 as membranas de fibra oca 74 são moldadas abertas com seus lúmens e fixadas na parte superior, vedadas por uma camada de resina 79 contra o líquido a ser filtrado.

[0111] O elemento de cabeça 75 apresenta uma câmara coletora de permeato 80, que estão unidos aos lúmens das membranas de fibra oca 74 por técnica de fluxo, para a coleta do permeato e uma saída de permeato 81 para a saída do permeato.

[0112] Além disso, o elemento de cabeça 75 apresenta uma segunda câmara de fluxo 82 para a passagem do gás e do líquido a ser filtrado e fluxo para fora do elemento de cabeça 75. O terceiro filtro de membrana 71 pode ser utilizado em operação de imersão e na operação de posicionamento seco.

[0113] A Figura 7b mostra um quarto filtro de membrana 83 de acordo com a invenção. Esse se diferencia do terceiro filtro de membrana 71 pelo fato de que em um tubo 84, a parte superior se conecta em um elemento inferior 85, na parte superior, primeiramente, uma guarnição do tubo 86 com aberturas 87 se conecta para o fluxo lateral, para fora, de uma parte do gás e do líquido a ser filtrado, a partir do tubo 84. A guarnição do tubo 86 e o tubo 84 consistem, no quarto filtro de membrana 83, de uma parte. Na guarnição do tubo 86, um elemento de cabeça 88 se conecta na parte superior, que apresenta os mesmos detalhes que o elemento de cabeça 75 do terceiro filtro de membrana 71. Uma outra diferença ao terceiro filtro de membrana 71 que o elemento inferior 85 forma é que esse não apresenta qualquer câmara coletora de permeato, ou seja, as membranas de fibra oca 89 são fechadas na parte inferior, endurecidas e fixadas no elemento inferior 85. O permeato existente nas membranas de fibra oca 89 fluem apenas na câmara coletora de permeato 90 do elemento de cabeça 88, são coletadas nesse local e fluem por uma saída de permeato 91, a partir do quarto filtro de membrana 83. Esse pode ser utilizada, em razão das aberturas 87, na guarnição do tubo 86, apenas em operação de imersão.

[0114] A Figura 7c mostra um quinto filtro de membrana 92 de acordo com a invenção. Esse si diferencia do terceiro filtro de membrana 71 pelo fato de que o tubo 93 não é conduzido até o elemento de cabeça 94, mas termina já antes, na parte superior, com um prolongamento do tubo 95. O elemento de cabeça 94, nesse caso, não é unido ao tubo 93 e, correspondentemente, também não pode permitir o fluxo para o líquido e o gás a ser filtrado. Apresenta, portanto, apenas um transportador de membrana 96 com as membranas de fibra oca 98 endurecidas, abertas para uma câmara coletora de permeato 97 e fixadas no mesmo, e uma saída de permeato 99 que se conecta na câmara coletora de permeato 97 para coletar e descarregar uma parte do permeato existente a partir das membranas de fibra oca 98. A outra parte do permeato é descarregada a partir de um elemento inferior 100 idêntico ao do terceiro filtro de membrana 71. Também o quinto filtro de membrana 92, em função da configuração aberta, pode ser inserido entre o tubo 93 e o elemento de cabeça 94 apenas em operação de imersão.

[0115] A Figura 7d mostra um sexto filtro de membrana de acordo com a invenção. Esse apresenta um elemento inferior 102 e um elemento de cabeça 103, que são idênticos àqueles do quarto filtro de membrana 83 e são unidos por um tubo 104 fechado contínuo. O sexto filtro de membrana de acordo com a invenção 101 é concebido para a operação posicionada a seco. Nesse caso, no elemento inferior 102, é conectado um primeiro condutor de líquido 105 para a entrada do líquido a ser filtrado, partir da parte inferior, no elemento inferior 102. Além disso, no elemento de cabeça 103, um segundo condutor de líquido 106 se conecta na parte superior para a saída do líquido e do gás, a partir do sexto filtro de membrana 101.

[0116] As Figuras 8a a 8c mostram cortes através do elemento inferior de três outros filtros de membrana de acordo com a invenção com variações da entrada de gás e da altura da câmara de fluxo, que são formados a partir da área de intersecção da altura do invólucro e transportador de membrana.

[0117] A Figura 8a mostra um corte que atravessa um elemento inferior 107 de um sétimo filtro de membrana, de acordo com a invenção, no qual o elemento inferior 107 apresenta uma entrada de gás 108 e essa é continuada em um lado interno do invólucro 109 como tubuladura 110 até o centro do elemento inferior 107, onde o gás flui, de forma central, dentro do transportador de membrana 111 e, posteriormente, circunda o mesmo. O invólucro 109 do elemento inferior 107 se projeta para cima e para baixo pelo transportador de membrana 111, de modo que, através da área de intersecção das alturas do invólucro 109 e do transportador de membrana 111, a altura definida 112 da câmara de fluxo, nesse caso, seja idêntica à altura do transportador de membrana 111.

[0118] A Figura 8b mostra um corte que atravessa o elemento inferior 113 de um oitavo filtro de membrana de acordo com a invenção, no qual o elemento inferior 113 não apresenta a entrada de gás 114. Aqui, o gás é alimentado de forma separada do elemento inferior 113, a partir da parte inferior, de forma central, dentro do transportador de membrana 115, pela entrada de gás 114 e circunda, posteriormente, no transportador de membrana 115. As medições dos invólucros 116 do elemento inferior 113 são niveladas na parte superior e inferior com as do transportador de membrana 115, de modo que a altura 117 da câmara de fluxo, nesse caso, coincida com a altura do transportador de membrana 115 e com a altura do invólucro 116.

[0119] A Figura 8c um corte que atravessa o elemento inferior 118 de um nono filtro de membrana, de acordo com a invenção, no qual a entrada de gás 119 é idêntica à do oitavo filtro de membrana, de acordo com a invenção. O transportador de membrana 120 do elemento inferior 118 se projeta para cima e para baixo pelo invólucro 121, de modo que, através da área de intersecção das alturas do transportador de membrana 120 e do invólucro 121, a altura 122 definida da câmara de fluxo, nesse caso, seja idêntica à altura do invólucro 121.

[0120] As Figuras 9a a 9c mostram variações da forma do transportador de membranas em outros filtros de membrana, de acordo com a invenção. Essas variações podem ser realizadas em todos os filtros de membrana, de acordo com a invenção.

[0121] A Figura 9a mostra um elemento inferior 123 de um décimo filtro de membrana de acordo com a invenção, que apresenta um invólucro 124 com um transportador de membrana 126 unido ao invólucro 124, apenas por um ponto de ancoragem 125, que se encontra no mesmo. Entre o invólucro 124 e o transportador de membrana 126 se encontra uma câmara de fluxo 127 com protuberâncias 128 no transportador de membrana 126. O transportador de membrana 126 fecha completamente o elemento inferior 123 até a uma câmara de fluxo 127 para o fluxo do gás e do líquido a ser filtrado.

[0122] A Figura 9b mostra um elemento inferior 129 de um décimo primeiro filtro de membrana de acordo com a invenção, que apresenta um invólucro 130 com um transportador de membrana 132 unido ao invólucro 130, apenas por um ponto de ancoragem 131, que se encontra no mesmo. O transportador de membrana 132 contém 7 feixes de membrana 133, dos quais seis semelhantes a uma estrutura de flor são dispostos em torno de um feixe de membrana 133 central.

[0123] Entre o invólucro 130 e o transportador de membrana 132 se encontra uma câmara de fluxo 134. O transportador de membrana 132 fecha completamente o elemento inferior 129 até a uma câmara de fluxo 134 para o fluxo do gás e do líquido a ser filtrado.

[0124] A Figura 9c mostra um elemento inferior 135 de um décimo segundo filtro de membrana de acordo com a invenção, que apresenta um invólucro 136 com um transportador de membrana 138 unido ao invólucro 136 apenas por um ponto de ancoragem 137 que se encontra no mesmo, que apresenta 4 dedos 139, que são unidos entre si por uma âncora 140 e são fixados no ponto de ancoragem 137. Entre o invólucro 136 e o transportador de membrana 138 se encontra uma câmara de fluxo 141 com protuberâncias 142 no transportador de membrana 138, que levam até a âncora 140. O transportador de membrana 138 fecha completamente o elemento inferior 135 até a uma câmara de fluxo 141 para o fluxo do gás e do líquido a ser filtrado.

[0125] Nas Figuras são mostrados 1 filtro de membrana 2 elemento inferior 3 invólucro 4 transportador da membrana 5 membranas de fibra oca 6 tubo 7 extremidade superior 8 comprimento 9 camada de resina 10 altura do filtro de membrana 11 altura do elemento inferior 12 altura do transportador de membrana 13 entrada de gás 14 saída de permeato 15 ponto de ancoragem 16 câmara de fluxo 17 saída 18 sistema de distribuição de gás 19 cuba 20 parede 21 sulco vertical 22 aresta interna 23 metade inferior 24 ângulo 25 câmara coletora de permeato 26 gás 27 almofada de gás 28 líquido a ser filtrado 29 permeato 30 excesso de líquido 31 tubulação de alimentação de gás 32 estrangulador 33 condutor de permeato 34 primeiro condutor de líquido 35 segundo condutor de líquido 36 filtro de membrana 37 líquido a ser filtrado 38 gás 39 elemento inferior 40 invólucro 41 transportador da membrana 42 ponto de ancoragem 43 membranas de fibra oca 44 permeato 45 tubo 46 entrada de gás 47 câmara coletora de permeato 48 saída de permeato 49 altura 50 altura 51 camada de resina 52 extremidade superior 53 câmara de fluxo 54 saída 55 protuberâncias 56 âncora 57 dedos 58 canal de fluxo 59 largura 60 diâmetro 61 altura 62 sistema de distribuição de gás 63 cuba 64 parede 65 sulco 66 canal de gás 67 nervura 68 aresta interna 69 metade 70 ângulo 71 filtro de membrana 72 elemento inferior 73 tubo 74 membranas de fibra oca 75 elemento de cabeça 76 invólucro 77 transportador da membrana 78 ponto de ancoragem 79 camada de resina 80 câmara coletora de permeato 81 saída de permeato 82 câmara de fluxo 83 filtro de membrana 84 tubo 85 elemento inferior 86 guarnição do tubo 87 abertura 88 elemento de cabeça 89 membranas de fibra oca 90 câmara coletora de permeato 91 saída de permeato 92 filtro de membrana 93 tubo 94 elemento de cabeça 95 prolongamento do tubo 96 transportador da membrana 97 câmara coletora de permeato 98 membranas de fibra oca 99 saída de permeato 100 elemento inferior 101 filtro de membrana 102 elemento inferior 103 elemento de cabeça 104 tubo 105 primeiro condutor de líquido 106 segundo condutor de líquido 107 elemento inferior 108 entrada de gás 109 invólucro 110 tubuladura 111 1 transportador da membrana 112 altura 113 elemento inferior 114 entrada de gás 115 transportador da membrana 116 invólucro 117 altura da câmara de fluxo 118 elemento inferior 119 entrada de gás 120 transportador da membrana 121 invólucro 122 altura da câmara de fluxo 123 elemento inferior 124 invólucro 125 ponto de ancoragem 126 transportador da membrana 127 câmara de fluxo 128 protuberâncias 129 elemento inferior 130 invólucro 131 ponto de ancoragem 132 transportador da membrana 133 feixe de membrana 134 câmara de fluxo 135 elemento inferior 136 invólucro 137 ponto de ancoragem 138 transportador da membrana 139 dedos 140 âncora 141 câmara de fluxo 142 protuberâncias

Claims

1. FILTRO DE MEMBRANA (36 ,71, 83, 92, 101) PARA A FILTRAGEM DE UM LÍQUIDO A SER FILTRADO (37) com a. elemento inferior aberto para baixo que pode fluir gás (28) ou líquido (37) (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135), que apresenta um invólucro tubular (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136) e transportador de membrana que se situa precisamente no mesmo (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138), sendo que o transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) é unido ao invólucro (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136) por pelo menos um ponto de ancoragem (42, 78, 125, 131, 137), b. membranas de fibra oca (43, 74, 89, 98) fixadas na parte superior, no transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) com respectivamente um lúmen, no qual um permeato fluido (44) pode ser filtrado pelo líquido (37), c. um tubo fechado circunferencialmente (45, 73, 84, 93, 104), que circunda as membranas de fibra oca (43, 74, 89, 98) que se conectam na parte superior, no invólucro (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136), d. uma entrada de gás (46, 108, 114, 119) para a entrada do gás (38) no elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135), e. pelo menos uma câmara coletora de permeato (47, 80, 90, 97), que é unida ao lúmen das membranas de fibra oca (43, 74, 89, 98) para coletar o permeato (44) das membranas de fibra oca (43, 74, 89, 98), f. pelo menos uma saída de permeato (48, 81, 91, 99) para o escoamento do permeato (44) por pelo menos uma câmara coletora de permeato (47, 80, 90, 97) e pelo menos uma câmara de fluxo aberta para baixo (53, 82, 127, 134, 141) entre o invólucro (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136) e o transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) para fluir o líquido (37), que, na parte superior, apresenta uma saída (54) para a saída do líquido (37) no tubo (45, 73, 84, 93, 104), sendo que, a pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141), em cada corte horizontal, é limitada pelo transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) tanto no invólucro (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136) como também no transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) e circunda o transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) como fenda anular, que é interrompido apenas através da pelo menos uma posição de ancoragem (42, 78, 125, 131, 137), sendo que uma altura (112, 117, 122) da câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141) é definida através de uma área de intersecção de uma altura (12, 61) do transportador de membrana(41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) e uma altura do invólucro (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136), e sendo que o transportador de membrana fecha integralmente (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) o elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135) até na pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141) para o fluxo do líquido (37) de baixo para cima, caracterizada por 1. o elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135), em consequência da entrada de gás (46, 108, 114, 119) poder ser fluido por pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141) até a saída (17, 54) e 2. a pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141) apresentar protuberâncias (55, 128, 142) que se projetam no transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138).

2. FILTRO DE MEMBRANA (36 ,71, 83, 92, 101) de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) apresentar dedos (57, 139) que são formados através das protuberâncias (55, 128, 142) e são unidos por uma âncora (56, 140) do transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138).

3. FILTRO DE MEMBRANA (36 ,71, 83, 92, 101) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) ser unido ao invólucro (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136) por, no máximo, dois ponto de ancoragem (42, 78, 125, 131, 137), que se encontram no prolongamento da âncora (56, 140).

4. FILTRO DE MEMBRANA (36 ,71, 83, 92, 101) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) ser separado integralmente do invólucro (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136) em cada corte horizontal acima do pelo menos um ponto de ancoragem (56, 140).

5. FILTRO DE MEMBRANA (36 ,71, 83, 92, 101) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141) em pelo menos um dos cortes horizontais, formar pelo menos um canal de fluxo (58), que apresenta uma largura padrão de mais de 80 % de seu comprimento.

6. FILTRO DE MEMBRANA (36 ,71, 83, 92, 101) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138), nos cortes horizontais, apresentar um corte transversal que diminui para baixo.

7. FILTRO DE MEMBRANA (36 ,71, 83, 92, 101) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135) apresentar a entrada de gás (46, 108, 114, 119) para a entrada do gás (38) no elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135).

8. MÉTODO PARA A FILTRAGEM DE UM LÍQUIDO (37) EM UM FILTRO DE MEMBRANA (36, 71, 83, 92, 101), sendo que o filtro de membrana (36 ,71, 83, 92, 101) apresenta um elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135), um tubo fechado circunferencialmente (45, 73, 84, 93, 104) e uma entrada de gás (46, 108, 114, 119), sendo que o elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135) apresenta um invólucro tubular (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136) e um transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) que se situa precisamente no mesmo, unido ao invólucro (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136) por pelo menos uma posição de ancoragem (42, 78, 125, 131, 137), no qual as membranas de fibra oca (43, 74, 89, 98) são fixadas na parte superior, sendo que o tubo (45, 73, 84, 93, 104) se conecta na parte superior no invólucro (40, 76, 109, 116, 121,-124, 130, 136), sendo que o elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135), entre o invólucro (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136) e o transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138), apresenta pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141), que, na parte superior, apresenta uma saída (54) do elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135) para o tubo (45, 73, 84, 93, 104), sendo que a pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141), em cada corte horizontal, pelo transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138), limita tanto o invólucro (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136) quanto o transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) e circunda o transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) como fenda anular, que é interrompido apenas através da pelo menos uma posição de ancoragem (42, 78, 125, 131, 137), sendo que uma altura (112, 117, 122) da câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141) é definida através de uma área de intersecção de uma altura (12, 61) do transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) e uma altura do invólucro (40, 76, 109, 116, 121 124, 130, 136), e sendo que o transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) fecha completamente o elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135) até a pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141) para o fluxo do líquido (37), de baixo para cima, e sendo que a. o líquido (37) flui no elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135), flui por pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141) e, nesse caso, circula no transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138), b. um gás (38) flui pela entrada de gás (46, 108, 114, 119) no elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135), c. o líquido (37) flui apenas através da saída (54), na parte superior, no elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135) e apenas através desses, flui no tubo (45, 73, 84, 93, 104), d. o gás (38) flui para fora, na parte superior, no elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135), flui no tubo (45, 73, 84, 93, 104) e sobe no tubo (45, 73, 84, 93, 104) e gera, através disso, um movimento para cima do líquido (37) no filtro de membrana (36 ,71, 83, 92, 101), e. o líquido (37) e o gás (38) que sobem lavam as membranas de fibra oca (43, 74, 89, 98) por fora, f. entre um lado externo das membranas de fibra oca (43, 74, 89, 98) e o lúmen das membranas de fibra oca (43, 74, 89, 98) há uma diferença de pressão, por conta da qual um permeato fluido (44) é filtrado do líquido (37) e flui no lúmen das membranas de fibra oca (43, 74, 89, 98) e g. o permeato (44) é coletado do lúmen e flui para fora do filtro de membrana (36 ,71, 83, 92, 101), caracterizada por h. o gás (38) fluir através da entrada de gás (46, 108, 114, 119) na pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141) e, por fim i. o gás (38) em conjunto com o líquido (37) fluir pelo elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135) na pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141) entre o invólucro (40, 76, 109, 116, 121, 124, 130, 136) e o transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138) e através da saída (54) no tubo (45, 73, 84, 93, 104), j. apresentando a pelo menos uma câmara de fluxo (53, 82, 127, 134, 141) protuberâncias (55, 128, 142) que se projetam no transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138).

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo líquido (37) e o gás (38) circularem integralmente no transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138), em pelo menos um dos cortes horizontais, pelo transportador de membrana (41, 77, 96, 111, 115, 120, 126, 132, 138).

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo filtro de membrana (36, 71, 83, 92, 101) poder ser imerso no líquido (37).

11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo líquido (37) ser alimentado por meio de um primeiro condutor de líquido (105) ao elemento inferior (39, 72, 85, 100, 102, 107, 113, 118, 123, 129, 135) e, por meio de um segundo condutor de líquido (106), na parte inferior, é descarregado do filtro de membrana (36 ,71, 83, 92, 101).