DE102004015060A1

DE102004015060A1 - Schmutzwasser-Filter-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102004015060A1
Application number: DE200410015060
Authority: DE
Inventors: Ulrich Weise
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-10-13

Abstract

Die Erfindung beruht auf dem Problem, eine einfach aufgebaute Anlage zur Wasserreinigung darzustellen. Dazu wird das Schmutzwasser durch Membrantaschen gedrückt, wobei das sich auf der Reinwasserseite der Membran sammelnde Permeat abgesaugt wird. Die Erfindung sieht vor, dass dazu ein Saugheber verwendet wird, wobei ein Druckgefälle entsprechend einer Wassersäule von 0,5 m bis 1,5 m eingestellt wird, das sich aus dem Höhenunterschied zwischen dem Wasserspiegel (14) im Schmutzwasserbecken (2) und dem Austrittsende (9) des Saughebers ergibt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmutzwasser-Filter-Vorrichtung mit einem schmutzwasserführenden Schmutzwasserbecken und einem darin eingetauchten Mikrofilter, der aus einem Träger mit einem Sammelkanal, aus einer oder mehreren am Träger über dem Sammelkanal gehaltenen Membranen, so dass das gefilterte Schmutzwasser sich in dem Sammelkanal als Permeat sammeln kann, und aus einer Leitung besteht, die den Sammelkanal mit einem Reinwasseranschluss verbindet.
Derartige Vorrichtungen sind bekannt und schon im Einsatz. Das Problem besteht darin, die Anlage ohne großen Aufwand dauerhaft mit einem geeigneten Druckgefälle an den Membranen zu betreiben.
Motorisch angetriebene Pumpen, die das Permeat absaugen, lassen sich nicht oder nur mit großem Aufwand so betreiben, dass der erzeugte Saugdruck konstant bleibt. Ein zu großer Unterdruck würde nämlich bewirken, dass sich die Membrane zu schnell zusetzen und damit undurchlässig würden. Dabei reicht schon eine kurze Dauer dieses Zustandes aus, um den Filter unbrauchbar zu machen. Ein zu geringer Saugdruck würde einen zu deutlichen Abfall der Saugleistung bewirken.
Eine andere denkbare Lösung besteht darin, das Schmutzwasserbecken mit einem Deckel druckdicht zu verschließen, so dass die aus einem Luftsprudel (siehe weiter unten) aufsteigende Luft sich über dem Wasserspiegel zu einem Druckluftpolster sammelt und einen zusätzlichen Druck auf das Schmutzwasser ausübt. Allerdings ist bei dieser Lö sung der Aufwand zum druckdichten Befestigen des Deckels sehr hoch.
Zur Lösung des Problems sieht die Erfindung daher vor, dass die Leitung so verlegt ist, dass sie als Saugheber fungiert, wobei die Höhe der Wassersäule zwischen dem außenliegenden Ende des Saughebers und dem Wasserspiegel im Schmutzwasserbecken zischen 0,5 bis 1,5 m beträgt.
Ein Saugheber ist praktisch wartungsfrei und leicht zu realisieren. Das Druckgefälle lässt sich exakt einstellen, indem das Ende des Hebers auf einem bestimmten Abstand zum Wasserspiegel im Schmutzwasserbecken gehalten wird.
In einer Ausführung der Erfindung kann das Leitungsende über dem Wasserspiegel in einem Überlaufbecken enden, so dass es damit auch das Ende des Druckhebers darstellt. Aus diesem als Puffer dienenden Becken kann das Reinwasser abgepumpt werden, wobei die Höhe des Spiegels im Überlaufbecken keinen Einfluss auf die Saugleistung des Saughebers hat.
In einer anderen Ausführung kann sich das Leitungsende unterhalb des Wasserspiegels in dem Überlaufbecken befinden. Dieses wird somit Teil des Hebers, so dass im Sinne des Anspruches 1 das außenliegende Ende vom Wasserspiegel im Überlaufbecken gebildet wird. Bei dieser Ausführung variiert die Saugleistung des Hebers mit der Höhe des Wasserspiegels im Überlaufbecken, sie wird geringer, wenn der Wasserspiegel steigt, was auch durchaus gewünscht ist, da das Überlaufbecken dabei als Reservoir dient und bei ausreichend zur Verfügung stehendem Reinwasser kein Nachschub benötigt wird. Das maximale Druckgefälle wird erreicht, wenn der Wasserspiegel im Überlaufbecken soweit sinkt, dass die Leitung oberhalb davon endet. Diese Höhe kann nun so eingestellt werden, dass ein kritischer Druckwert nicht überschritten wird.
Vorzugsweise erstreckt der Sammelkanal sich senkrecht über die Höhe der Membrane und die Leitung ist an einer oberen Stelle des Sammelkanals mit diesem an einem Anschlussstutzen verbunden. Bei dieser Anordnung besteht der Mikrofilter aus einer an sich bekannten, senkrecht im Schmutzwasserbecken aufzustellenden Trägerplatte, in deren einen Seite Membrantaschen eingefügt sind, deren offenen Seiten Verbindung mit dem Sammelkanal in der Trägerplatte haben.
In einer bevorzugten Anordnung handelt es sich bei dem Becken um ein freistehendes Fass, wobei das Überlaufbecken seitlich davon separat angeordnet ist. Solche Installationen können z. B. im Keller eines Hauses aufgebaut werden.
In Kläranlagen finden sich aber im Erdboden eingelassene Schmutzwasserbecken. Hier sieht die Erfindung vor, dass das Überlaufbecken im Schmutzwasserbecken angeordnet und als bodenseitig geschlossenes Rohr ausgeführt ist, dessen oberer Rand über den Wasserspiegel im Schmutzwasserbecken hinausragt.
Dabei kann das Rohr mit dem Träger verbunden oder einstückig mit diesem ausgeführt sein, so dass das Rohr und der Mikrofilter als Einheit in das Schmutzwasserbecken abgelassen werden können.
Wie üblich befindet sich unter dem Mikrofilter ein Luftsprudel. Dieser bewirkt, dass die Außenseiten der Membran durch die aufsteigenden Luftperlen sauber gehalten werden. Allerdings besteht die Gefahr, dass kleine Luftperlen durch die Membran gesogen werden und im Sammelkanal größere Luftblasen bilden, die zu einem Abreißen der Strömung im Saugheber führen. Daher sieht die Erfindung vor, dass der Querschnitt der Leitung des Saughebers so bemessen ist, dass darin vorhandene Luftblasen nicht zu einem Abriss der Strömung in der Leitung führen.
Im Folgenden soll anhand zweier Ausführungsbeispiele die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung und
2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
Die 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Reinigen von Schmutzwasser. Sie besteht aus einem Schmutzwasserbecken 2 in Form eines Fasses, das oben geschlossen ist, und in dem sich ein Mikrofilter 3 befindet. Unterhalb des Mikrofilters 3 ist ein Luftsprudel 4 angeordnet, der mittels einer Luftpumpe 5 mit Luft versorgt wird. Der Mikrofilter 3 ist hier nicht im Detail dargestellt, da seine Ausführung im allgemeinen dem Fachmann bekannt ist. Im Wesentlichen besteht er aus einem Träger 6, in den mehrere Membrantaschen 7 nebeneinander eingesteckt sind und zwar so, dass die offenen Seiten der Taschen in einen Sammelkanal im Träger münden. Der Mikrofilter 3 wird so aufgestellt, dass die Seitenwände der Membrantaschen 7 senkrecht verlaufen, so dass die aus dem Luftsprudel 4 hervortretenden Luftblasen an den Außenseiten vorbeiströmen.
An der Oberseite des Trägers 6 ist eine Leitung 10 befestigt, die an den Sammelkanal anschließt. Sie ist seitlich durch die Beckenwand und nach unten geführt, wobei ihr Ende 9 sich über einem Überlaufbecken 11 befindet. Aus dem wird das gereinigte Wasser mittels einer Pumpe 12 in ein Reservoir 13 geführt.
Durch den U-förmigen Verlauf der Leitung ergibt sich eine Heberwirkung, wobei sich leicht nachvollziehen lässt, dass die damit verbundene Saugwirkung um so größer ist, je weiter unten die Leitung 10 endet. Letztlich bestimmt die Lage des Leitungsendes 9 das Druckgefälle an der Membran, also mit welchem Druck Wasser aus dem Schmutzwasserbecken 2 auf die Reinwasserseite der Membran gedrückt wird. Das Druckgefälle ergibt sich aus dem Abstand des Endes 9 der Leitung 10 zum Wasserspiegel 14 im Schmutzwasserbecken 2. Bei einem Abstand von einem Meter beträgt das Druckgefälle ca. 100 mbar, was sich durchaus als geeigneter Wert erwiesen hat, wobei auch etwas kleinere oder größere Werte in Frage kommen.
Der Zulauf zum Schmutzwasserbecken 2 erfolgt über eine ventilgesteuerte Zulaufleitung 16 mit einem Ventil 15. Des Weiteren besitzt das Schmutzwasserbecken 2 am Boden ein Ablassventil 17. Nicht näher dargestellt sind Füllstandssensoren, um den Wasserspiegel 14 mehr oder weniger konstant zu halten, da durch die Höhe des Wasserspiegels 14, wie oben schon erläutert wurde, der Differenzdruck bestimmt wird. Auch in der Leitung sitzt ein Sperrventil 18, mit dem insbesondere ein Überlaufen des Überlaufbeckens 11 unterbunden werden kann.
In der 2 ist eine leichte Abwandlung der Vorrichtung nach 1 dargestellt. Das Überlaufbecken 11 befindet sich nicht außerhalb des Schmutzwasserbeckens 2, sondern in diesem. Das Überlaufbecken 11 besteht dazu aus einem unten geschlossenen Rohr 20, das oben über den Wasserspiegel im Schmutzwasserbecken 2 hinausragt. Diese Anordnung eignet sich z. B. für Kläranlagen, bei denen das Schmutzwasserbecken 2 im Erdboden eingelassenen ist. Bei diesen Ausführungen kann auch vorgesehen werden, dass sich die Leitung 10 in das Wasser im Überlaufbecken 11 eintaucht, wobei der Differenzdruck durch den Höhenunterschied zwischen dem Spiegel im Überlaufbecken 11 und dem im Schmutzwasserbecken 2 bestimmt ist.

1: Reinigungsvorrichtung
2: Schmutzwasserbecken
3: Mikrofilter
4: Luftsprudel
5: Luftpumpe
6: Träger
7: Membrantaschen
8
9: Leitungsende
10: Leitung
11: Überlaufbecken
12: Pumpe
13: Reservoir
14: Wasserspiegel im Schmutzwasserbecken 2
15: Ventil
16: Zulaufleitung
17: Ablassventil
18: Sperrventil
19
20: Rohr
21: Wasserspiegel im Überlaufbecken 11

Claims

Schmutzwasser-Filter-Vorrichtung mit einem schmutzwasserführenden Schmutzwasserbecken und einem darin eingetauchten Mikrofilter, der aus einem Träger mit einem Sammelkanal, aus einer oder mehreren am Träger über dem Sammelkanal gehaltenen Membranen, so dass das gefilterte Schmutzwasser sich in dem Sammelkanal als Permeat sammeln kann, und aus einer Leitung besteht, die den Sammelkanal mit einem Reinwasseranschluss verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (10) so verlegt ist, dass sie als Saugheber fungiert, wobei die Höhe der Wassersäule zwischen dem außenliegenden Ende des Saughebers und dem Wasserspiegel (14) im Schmutzwasserbecken (2) zwischen 0,5m und 1,5 m beträgt.
Schmutzwasser-Filter-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Leitung (10) über dem Wasserspiegel (21) in einem Überlaufbecken (11) endet.
Schmutzwasser-Filter-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Leitung (10) unterhalb des Wasserspiegels (21) in einem Überlaufbecken (11) endet.
Schmutzwasser-Filter-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkanal sich senkrecht über die Höhe der Membrane erstreckt und dass die Leitung (10) an einer oberen Stelle des Sammelkanals mit diesem verbunden ist.
Schmutzwasser-Filter-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Schmutzwasserbecken (2) um ein freistehendes Fass handelt und dass das Überlaufbecken (11) seitlich davon angeordnet ist.
Schmutzwasser-Filter-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlaufbecken (11) im Schmutzwasserbecken (2) angeordnet ist und als bodenseitig geschlossenes Rohr (20) ausgeführt ist, dessen Rand über den Wasserspiegel (14) im Schmutzwasserbecken (2) hinausragt.
Schmutzwasser-Filter-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (20) mit dem Träger (6) verbunden oder einstückig mit diesem ausgeführt ist.
Schmutzwasser-Filter-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich unter dem Mikrofilter ein Luftsprudel (4) befindet und dass der Querschnitt der Leitung (10) des Saughebers so bemessen ist, dass darin vorhandene Luftblasen nicht zu einem Abriss der Strömung in der Leitung (10) führen.