DE102008030957A1 - Preparation of fermentation residues from biogas production, comprises making a separation into a solid phase and a liquid phase and undergoing the liquid phase of a membrane separation processes using membrane elements - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten aus der Biogasherstellung, bei dem man in einem ersten Schritt durch Pressen eine Trennung in eine Feststoffphase und eine flüssige Phase (Dünnschlamm) vornimmt und man in einem späteren Schritt die flüssige Phase einem Membrantrennverfahren unter Verwendung von Membranelementen unterzieht.The The present invention relates to a process for the preparation of digestate from the biogas production, in which one in through a first step Press a separation into a solid phase and a liquid phase (Dilute sludge) and you in a later Step the liquid Phase a membrane separation process using membrane elements subjects.
Die Bedeutung der Erzeugung von Biogas (hauptsächlich Methan) durch Vergärung von Biomasse mit dem Ziel der Gewinnung von Strom aus erneuerbaren Energien, nimmt in jüngster Zeit unter dem Gesichtspunkt der sich rapide verteuernden herkömmlichen Energieträger Erdöl und Erdgas stark an Bedeutung zu. Bei der Erzeugung von Biogas verbleibt der so genannte Gärrest, der üblicherweise unter Beachtung der Düngemittelverordnung auf landwirtschaftliche Nutzflächen ausgebracht wird. Da jedoch die Ausbringungsflächen knapper werden bzw. in Gebieten mit hoher Bevölkerungsdichte nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung stehen, gewinnt die Technologie der Gärrestaufbereitung an Bedeutung. Die Frage des Reststoffmanagements spielt heute bereits bei Verfahren zur Genehmigung einer Biogasanlage eine Rolle. Die Kosten für die Aufbereitung des Gärrests liegen in einer nicht zu vernachlässigenden Größenordnung. Nach einer Auftrennung der Gärreste in eine feste und eine flüssige Phase, ist die Verwertung der Feststoffe noch verhältnismäßig einfach, zum Beispiel als Zuschlagstoffe zu Kompostsubstraten. Schwieriger ist die Aufbereitung und anschließende Nutzung der flüssigen Phase aufgrund ihres hohen Wasseranteils. Man kann zum Beispiel durch Umkehrosmose Konzentrate gewinnen, die als Medium mit hoher Nährstoffkonzentration verwendbar sind.The Significance of the production of biogas (mainly methane) by fermentation of Biomass with the aim of generating electricity from renewable energies, takes in recent Time from the point of view of the rapidly increasing conventional fuels Petroleum and Natural gas is becoming increasingly important. In the production of biogas remains the so-called digestate, the usual in compliance with the Fertilizer Ordinance on agricultural land is applied. However, since the application areas are becoming scarcer or in High population density areas not enough to disposal stand, the technology of digestate treatment is becoming more important. The question of residue management already plays a role in proceedings today to approve a biogas plant a role. The cost of reprocessing of the fermentation residue lie in a not insignificant order of magnitude. After a separation of the digestate in a solid and a liquid Phase, the recovery of solids is still relatively easy, for example, as aggregates to compost substrates. More difficult is the preparation and subsequent use of the liquid phase due to their high water content. You can, for example, through Reverse osmosis concentrates gain, as a medium with high nutrient concentration are usable.
Herkömmliche Verfahren zur Aufbereitung der flüssigen Phase aus der oben genannten Auftrennung des Gärrestes umfassen insbesondere Schritte in denen überdruckbetriebene Porenmembranen und/oder Umkehrosmosemembranen verwendet werden. Problematisch insbesondere bei Anlagen mit überdruckbetriebenen Porenmembranen ist, dass sich die verwendeten Membranen durch Feststoffbestandteile vergleichsweise rasch zusetzen, so dass nur sehr kurze Betriebszeiten möglich sind, bevor das Verfahren zwecks Reinigung oder Austausch der Filtereinrichtungen unterbrochen werden muss.conventional Process for the preparation of the liquid phase from the above Separation of the digestate include in particular steps in which pressure-driven pore membranes and / or Reverse osmosis membranes are used. Problematic in particular in systems with overpressure-driven Porous membranes is that the membranes used by solid components enforce comparatively quickly, so that only very short operating times possible are before the procedure for cleaning or replacement of the filter devices must be interrupted.
Hier setzt die vorliegende Erfindung ein. Ausgehend von der genannten Problematik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten aus der Biogasherstellung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, welches längere Betriebszeiten bei den Membranelementen ermöglicht.Here uses the present invention. Starting from the mentioned The problem is the object of the present invention is that a process for the treatment of fermentation residues from biogas production to provide the type mentioned, which longer operating times at allows the membrane elements.
Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten aus der Biogasherstellung der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass man in periodischen Abständen eine chemische Reinigung der Module mit den Membranelementen in dem Reaktor vornimmt, der die Membranelemente enthält, wobei man eine Reinigungslösung aus einem Reinigungstank durch die Membranelemente strömen lässt.The solution This task provides a method for the treatment of digestate from the biogas production of the aforementioned type with the characterizing Features of the main claim. According to the invention, it is provided that at periodic intervals a dry cleaning of the modules with the membrane elements in makes the reactor containing the membrane elements, wherein a cleaning solution flows from a cleaning tank through the membrane elements.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kommen bevorzugt Membranen mit Porendurchmessern zwischen 0,02 μm (Molekulargewichtstrenngrenze ca. 15.000 g/mol) und 1 μm in Frage.at come the process of the invention preferably membranes with pore diameters between 0.02 microns (molecular weight cut-off about 15,000 g / mol) and 1 μm in question.
Das Membrantrennverfahren gemäß der Erfindung ist in der Regel ein Niederdrucktrennverfahren, bei dem bevorzugt mit abgetauchten Niderdruckmembranmodulen gearbeitet wird.The Membrane separation process according to the invention is usually a low pressure separation process, in which preferred working with submerged Niderdruckmembranmodulen.
Eine weitere bevorzugte oder alternative Maßnahme zur Unterstützung der Reinigung der Membranelemente besteht darin, dass man im Filtrationsbetrieb in periodischen Abständen die Strömungsrichtung umkehrt und eine Rückspülung vornimmt, bei der man für eine definierte Zeitdauer Filtrat entgegen der Filtrationsrichtung durch die Membranelemente fördert.A another preferred or alternative measure to support the Cleaning of the membrane elements is that in the filtration operation at periodic intervals the flow direction reverses and makes a backwash, at the one for a defined period of time filtrate counter to the filtration direction promotes through the membrane elements.
Vorzugsweise ist gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens weiterhin vorgesehen, dass als Membranelemente Hohlfasermembranen verwendet werden und man im Filtrationsbetrieb mittels einer saugenden Pumpe das zu filtrierende Medium von außen nach innen durch die Hohlfasermembranen saugt. Dies hat den Vorteil, dass das feine Innenrohr der Hohlfasermembranen sauber bleibt, während die Schmutzphase in dem Raum außerhalb der Hohlfasermembranen aufkonzentriert wird.Preferably is according to one Further development of the method further provided that as membrane elements Hollow fiber membranes are used and one in filtration operation by means of a sucking pump the medium to be filtered from the outside to inside through the hollow fiber membranes sucks. This has the advantage that the fine inner tube of the hollow fiber membranes remains clean while the dirt phase in the room outside the hollow fiber membranes is concentrated.
Eine besonders bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass man über ein Gebläse Luft in den das zu filtrierende Medium enthaltenden Behälter einführt und in dem Medium ein Turbulenzverhalten erzeugt. Der erfindungsgemäße Behälter (Reaktor), in dem die Mikrofiltration erfolgt ist also eine Art Turbulenzreaktor. Dieser hat in der Regel mehrere Kammern, in denen sich Mikrofiltrationsmodule befinden, welche wiederum bevorzugt aus einer Anordnung von Hohlfasermembranen bestehen. Das Turbulenzverhalten im zu filtrierenden Medium wirkt der Verschmutzung der Membranen entgegen.A Particularly preferred variant of the method according to the invention provides that one over a fan Introducing air into the container containing the medium to be filtered, and creates a turbulence behavior in the medium. The container according to the invention (reactor), in which the microfiltration is done so is a kind of turbulence reactor. This usually has several chambers containing microfiltration modules which in turn preferably consist of an array of hollow fiber membranes. The turbulence behavior in the medium to be filtered acts pollution the membranes opposite.
Die erfindungsgemäße chemische Reinigung der Membranelemente erfolgt meist in größeren Zeitabständen. Die Reinigung erfolgt meist jeweils für eine Kammer. Alle weiteren Kammern bleiben in Betrieb. Die Reinigung erfolgt bevorzugt im sogenannten Crossflow Verfahren und zwar besonders bevorzugt auf die nachfolgend geschilderte Art und Weise. In einem Reinigungstank wird die Reinigungslösung angesetzt. Aus dem Reinigungstank wird die Reinigungslösung zu den Modulen gefördert. Dort tritt Sie an einem ersten Filtratausgang ein, fließt in axialer Richtung durch die Hohlfasermembranen, tritt an dem anderen Filtratausgang aus und fließt zurück in den Reinigungstank. Durch den dabei wirkenden Überdruck innerhalb der Hohlfasermembranen tritt Reinigungslösung von innen nach außen durch die Poren der Membran. Nach Beendigung der Reinigung steht das Modul somit in der Kammer in Reinigungslösung. Diese löst dann eventuell noch an der Membranaußenwand vorhandene Beläge auf.The inventive chemical cleaning of the membrane elements usually takes place at relatively long intervals. The cleaning is usually done for each chamber. All other chambers remain in operation. The cleaning is preferably carried out in the so Crossflow method mentioned, and particularly preferably in the manner described below. The cleaning solution is applied in a cleaning tank. From the cleaning tank, the cleaning solution is conveyed to the modules. There it enters a first filtrate outlet, flows in the axial direction through the hollow-fiber membranes, exits at the other filtrate outlet and flows back into the purification tank. As a result of the overpressure acting within the hollow-fiber membranes, cleaning solution passes from the inside to the outside through the pores of the membrane. After completion of the cleaning, the module is thus in the chamber in cleaning solution. This then possibly dissolves on the diaphragm outer wall existing deposits.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Abfolge der Verfahrensschritte bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten näher beschrieben. Als erste Trennstufe kommt beispielsweise ein Pressschneckenseparator zum Einsatz, der die in den Gärresten enthaltenen groben Feststoffe wie Pflanzenfasern oder Spelzen abtrennt. Der Pressschneckenseparator kann zum Beispiel mittels Exzenterschneckenpumpen gespeist werden. Die Pumpen fördern den Gärrest bzw. das Überkorn aus Verfahrensschritten die später noch beschrieben werden, auf den Pressschneckenseparator. Ein Drucktransmitter auf der Zulaufseite des Pressschneckenseparators dient als Sollwertgeber für die Frequenz am Motor der Exzenterschneckenpumpen. Der Druck wird kontinuierlich überwacht und ausgewertet. So wird sichergestellt, das der Pressschneckenseparator nicht zu hoch beaufschlagt wird. Der übliche Solldruck für den Zulauf des Pressschneckenseparators liegt beispielsweise bei etwa 0,2 bar.following is a preferred sequence of process steps in a method according to the invention for the treatment of digestate described in more detail. The first separation stage is, for example, a press screw separator used in the digestate separated coarse solids such as vegetable fibers or husks. The press screw separator can be pumped, for example, by means of progressing cavity pumps be fed. Promote the pumps the digestate or the oversize from procedural steps later to be described on the press screw separator. A pressure transmitter on the inlet side of the press screw separator serves as a setpoint generator for the frequency on the motor of the eccentric screw pumps. The pressure is monitored continuously and evaluated. This ensures that the press screw separator not too high is applied. The usual target pressure for the inlet the press screw separator is for example about 0.2 bar.
Im Pressschneckenseparator wird beispielsweise das zu entwässernde Produkt in einer zylindrischen Siebtrommel mittels einer Schnecke gegen einen Widerstand einer mit Gewichten beschwerten Austragsklappe gefördert. Das Siebgut wird so gepresst, die Flüssigkeit gelangt durch die Spalten der Siebtrommel in den Mantelraum und wird dort abgezogen. Eine für die Gärrestaufbereitung geeignete Spaltweite liegt beispielsweise im Bereich von 0,5 mm. Das Filtrat des Pressschneckenseparators gelangt im freien Gefälle in einen Sammelbehälter. Dieser dient als Vorlagebehälter für den nachfolgenden Verfahrensschritt. Das Filtrat des Pressschneckenseparators wird üblicherweise als Dünnschlamm bezeichnet.in the Press screw separator, for example, to be drained Product in a cylindrical sieve drum by means of a screw against a resistance of a weighted discharge flap promoted. The material to be sieved is pressed, the liquid passes through the Columns of the screening drum in the shell space and is deducted there. One for the digestate treatment suitable gap width is for example in the range of 0.5 mm. The filtrate of the press screw separator arrives in free fall in one Collection container. This serves as a storage container for the subsequent process step. The filtrate of the screw extruder becomes common as a thin sludge designated.
Der Separator ist bevorzugt mit einem zusätzlichen Unwuchtmotor ausgestattet, der die Trommel in Vibration versetzt und so das Entwässerungsergebnis verbessert. Der Feststoff fällt an der Austragsklappe aus und kann dann wieder auf Felder verbracht oder weiter getrocknet und anderweitig verwendet werden.Of the Separator is preferably equipped with an additional unbalance motor, which causes the drum to vibrate and thus the drainage result improved. The solid falls at the discharge flap and can then spent again on fields or further dried and otherwise used.
Der Pressschneckenseparator ist bevorzugt zur Sicherheit mit einem mechanischen Grenzschalter gegen zu starke Vibrationen geschützt, welche bei einer Verstopfung oder Anlagendefekt auftreten können.Of the Press screw separator is preferred for safety with a mechanical Limit switch protected against excessive vibration, which in case of clogging or plant defect can occur.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass man in wenigstens einem dem Pressschritt nachfolgenden Schritt das beim Pressen erhaltene Filtrat siebt, vorzugsweise mittels wenigstens eines Schwingsiebs. Die Beschickung des Schwingsiebs geschieht beispielsweise über eine Zuführpumpe aus dem Dünnschlammbehälter des Pressschneckenseparators. Der Zulauf wird im oberen Teil auf das Schwingsieb gegeben und in eine grobkörnige und eine feinkörnige Fraktion getrennt. Das Überkorn verlässt über freies Gefälle das Sieb und kann zum Beispiel in einem Überkorntank gesammelt werden. Das Filtrat fällt in einen Schwingsieb-Filtratbehälter. An dieser Stelle kann beispielsweise eine Maschenweite in der Größenordnung von 250 μm verwendet werden.According to one preferred further development of the method according to the invention is provided, that in at least one step subsequent to the pressing step the filtrate obtained in the pressing sieves, preferably by means of at least a vibrating screen. The loading of the vibrating screen is done for example via a feed pump from the thin sludge tank of the Pressschneckenseparators. The inlet is in the upper part of the vibrating screen given and in a coarse grained and a fine-grained Separated fraction. The oversize leaves over free gradient the sieve and can be collected for example in an oversized grain tank. The filtrate falls into a vibrating screen filtrate container. At this point, for example, a mesh size of the order of 250 μm be used.
Es wurde bereits zuvor erwähnt, dass man vorzugsweise die Filtration mit abgetauchten Niederdruckmembranen in einem so genannten Turbulenzreaktor durchführt. Dieser kann zum Beispiel umfassen die Membranmodule, einen Arbeitsbehälter und ein Turbulenzgebläse. Wenn beispielsweise der zuvor beschriebene Siebschritt vorgesehen ist, dann wird das Filtrat des Schwingsiebes zunächst in den Arbeitsbehälter gepumpt. Hier wird über Porenmembranen (beispielsweise mit einer Porengröße im Bereich von etwa 0,4 μm) ein praktisch feststofffreies Filtrat erzeugt. Dafür muss über die Porenmembranen eine Druckdifferenz anliegen. Dies wird bevorzugt durch die Erzeugung eines Unterdruckes auf der Filtratseite erreicht, indem eine saugende Pumpe verwendet wird, mittels derer man das zu filtrierende Medium durch die Hohlfasermembranen von außen nach innen saugt.It was mentioned earlier, that is preferably the filtration with submerged low-pressure membranes in a so-called turbulence reactor. This can be for example include the membrane modules, a working vessel and a turbulence fan. If For example, the screening step described above is provided, then the filtrate of the vibrating screen is first pumped into the working container. This is about Pore membranes (for example, with a pore size in the range of about 0.4 microns) a practical solids-free filtrate produced. For this must over the pore membranes a Pressure difference applied. This is preferred by the generation a negative pressure on the filtrate side achieved by a sucking Pump is used, by means of which the medium to be filtered sucks through the hollow fiber membranes from outside to inside.
Durch spezifische Auswahl der Form und der Dimensionen des Arbeitsbehälters kann man beispielsweise im Zusammenspiel mit entsprechender Einstellung der Zulaufmenge und der Luftmenge ein Turbulenzverhalten erzeugen, das der Membranverschmutzung entgegenwirkt.By specific selection of the shape and dimensions of the working container can For example, in conjunction with appropriate setting the supply quantity and the air quantity produce a turbulence behavior, that counteracts membrane contamination.
Die mit Feststoff angereicherte Phase, das Retentat, wird aus dem Arbeitsbehälter ausgeschleust und kann zum Beispiel teilweise in die Fermenter der Biogaserzeugung zurückgeführt werden. Der andere Teil des Retentates kann zum Beispiel bei einer möglichen Variante des Verfahrens aus dem Arbeitsbehälter auf ein weiteres Schwingsieb gepumpt werden. Der Zulauf wird im oberen Teil auf das Schwingsieb gegeben und in eine grobkörnige und eine feinkörnige Fraktion getrennt. Das Überkorn verlässt über freies Gefälle das Sieb und wird ebenfalls in dem Überkorntank gesammelt. Das Filtrat gelangt in freiem Gefälle zurück in den Arbeitsbehälter. An dieser Stelle kann man beispielsweise eine Maschenweite in der Größenordnung von etwa 75 μm verwenden.The solids-enriched phase, the retentate, is discharged from the process vessel and may, for example, be partially recycled to the digesters of biogas production. The other part of the retentate can be pumped, for example, in a possible variant of the method from the working container to another vibrating screen. The feed is placed in the upper part of the vibrating screen and separated into a coarse-grained and a fine-grained fraction. The oversize ver leaves the sieve over free slope and is also collected in the oversize tank. The filtrate returns in free fall back into the working container. At this point, for example, one can use a mesh size in the order of about 75 microns.
Die Überkörner beider Siebe können dann beispielsweise wiederum an der Pressschnecke abgepresst werden.The oversize grains of both Sieves can then for example be pressed again on the press screw.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die besonders wirtschaftliche Handhabung der Membranmodule. Wie bereits dargelegt werden die Porenmembranen in dem beschriebenen abgetauchten Niederdruckmembrantrennverfahren auf besondere Art und Weise behandelt.Of the particular advantage of the method according to the invention is the particular economical handling of the membrane modules. As already stated For example, the pore membranes are in the described submerged low pressure membrane separation process treated in a special way.
Die in den Unteransprüchen beschriebenen Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.The in the subclaims described features relate to preferred developments of the task solution according to the invention. Further Advantages of the present invention will become apparent from the following Detailed description.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:following The present invention will be described with reference to exemplary embodiments explained in more detail in the accompanying drawings. Showing:
Zunächst wird
auf die
Mit
der im Pressschneckenseparator
Das
Filtrat aus dem Siebvorgang gelangt in einen Schwingsieb-Filtratbehälter und
kann dann über
die Leitung
Das
Filtrat aus der Membrantrennung
Nachfolgend
wird nun unter Bezugnahme auf die
Die Mikrofiltrationsmodule haben beispielsweise einen rechteckigen Umriss und haben etwa eine Quaderform. Jedes Modul kann beispielsweise mit Füßen versehen sein. An der unteren Rahmenseite wird an jeder Ecke des Rahmens ein Fuß installiert. Innerhalb des Edelstahlrahmens der Module sind die Membranelemente mit den Hohlfasermembranen angeordnet. Die Hohlfasermembranen sind über die Breite waagerecht angeordnet. Ein Modul verfügt vorzugsweise über mehr als 200 m2 Membranfläche.The microfiltration modules, for example, have a rectangular outline and have approximately a cuboid shape. Each module may, for example, be provided with feet. At the bottom of the frame, a foot is installed at each corner of the frame. Within the stainless steel frame of the modules, the membrane elements are arranged with the hollow fiber membranes. The hollow fiber membranes are arranged horizontally across the width. A module preferably has more than 200 m 2 membrane area.
Passend
zu dem Modul und für
den Anwendungsfall Gärrestaufbereitung
sind die ebenfalls etwa quaderförmigen
Kammern des Turbulenzreaktors konstruiert. An einer Längsseite
des Turbulenzbehälters – der Bedienebene – sind bevorzugt
diverse Bohrungen für
die Filtratentnahme bzw. Reinigung, Ein-/Ausgang, den Zulauf, die
Füllstandsmessung und
die Retentatentnahme angeordnet. Die entsprechenden Bohrungen sind
jeweils in jeder Kammer des Behälters
vorhanden. Dies sind wie in
Die
Zufuhr der Luft in den Turbulenzreaktor erfolgt über die im oberen Bereich etwa
mittig angeordneten Rohrstutzen
An
vier Stellen des Behälters
Die
Der
Turbulenzreaktor ist somit im Betrieb prinzipiell oben geschlossen.
Nach Abnahme der Haube ist der Ein- bzw. Ausbau der Mikrofiltrationsmodule
möglich.
Die Position der Rohrstutzen
Die Membranmodule haben beispielsweise einen rechteckigen Umriss und haben etwa eine Quaderform. Jedes Modul kann beispielsweise mit Füßen versehen sein. An der unteren Rahmenseite wird an jeder Ecke des Rahmens ein Fuß installiert. Innerhalb des Edelstahlrahmens der Module sind die Membranelemente mit den Hohlfasermembranen angeordnet. Die Hohlfasermembranen sind über die Breite waagerecht angeordnet. Ein Modul verfügt vorzugsweise über mehr als 200 m2 Membranfläche.The membrane modules, for example, have a rectangular outline and have approximately a cuboid shape. Each module may, for example, be provided with feet. At the bottom of the frame, a foot is installed at each corner of the frame. Within the stainless steel frame of the modules, the membrane elements are arranged with the hollow fiber membranes. The hollow fiber membranes are arranged horizontally across the width. A module preferably has more than 200 m 2 membrane area.
Die Retentatentnahme erfolgt bevorzugt mittig unter den Modulen. Durch die Bohrungen werden Rohrleitungen geführt. Für die Filtratentnahme bzw. Reinigung Ein-/Ausgang und für die Luftzufuhr werden die Rohrleitungen an den Modulen angeschlossen.The Retentate removal preferably takes place centrally under the modules. By the holes are routed pipelines. For filtrate removal or cleaning Input / output and for the air supply, the pipes are connected to the modules.
Jedes Modul kann zur Erzeugung der Turbulenz mit einer ausreichenden Luftmenge von beispielsweise ca. 80 Nm3/h angeströmt werden. Im Betrieb wird mittels einer selbstansaugenden Pumpe an den Modulen gesaugt. Aufgrund des Unterdruckes innerhalb der Hohlfasern dringt dann das Gärrestfiltrat durch die Membranporen. Die Filtrationsrichtung für die Hohlfasermembranen ist somit von außen nach innen. Somit bleibt dann das feine Innenrohr sauber. Die Schmutzfase wird in dem diffusen Raum außerhalb der Hohlfasermembranen aufkonzentriert. Die verwendete Porengröße beträgt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 0,4 μm.Each module can be flown to generate the turbulence with a sufficient amount of air, for example, about 80 Nm 3 / h. During operation, the modules are sucked by means of a self-priming pump. Due to the negative pressure within the hollow fibers, the digestate filtrate then penetrates through the membrane pores. The filtration direction for the hollow fiber membranes is thus from outside to inside. Thus, then the fine inner tube remains clean. The Schmutzfase is concentrated in the diffuse space outside the hollow fiber membranes. The pore size used in the present embodiment is 0.4 microns.
In periodischen Zeitabständen wird für kurze Zeit die Filtrationsrichtung umgekehrt. Dann wird Filtrat aus dem Filtratbehälter durch die Membranporen in die Kammer des Moduls gefördert. Dieser Vorgang wird als Rückspülung bezeichnet. In der Regel liegt die Rückspülmenge in der Größenordnung von in etwa der 1,5 fachen Filtratmenge.In periodic intervals is for short time the filtration direction reversed. Then it becomes filtrate from the filtrate container conveyed through the membrane pores in the chamber of the module. This Operation is referred to as backwashing. In general, the backwash is in of the order of magnitude of about 1.5 times the amount of filtrate.
In größeren Zeitabständen sollten die einzelnen Module chemisch gereinigt werden. Die Reinigung erfolgt bevorzugt jeweils für eine Kammer. Alle weiteren Kammern bleiben dann in Betrieb. Die Reinigung kann beispielsweise im sogenannten Crossflow-Verfahren erfolgen. In einem Reinigungstank wird die Reinigungslösung angesetzt. Aus dem Reinigungstank wird die Reinigungslösung zu den Modulen gefördert.At longer intervals, the individual modules should be chemically cleaned. The Reini supply is preferably carried out for each chamber. All other chambers then remain in operation. The cleaning can be done for example in the so-called crossflow process. The cleaning solution is applied in a cleaning tank. From the cleaning tank, the cleaning solution is conveyed to the modules.
Man kann beispielsweise die Anlage so betreiben, dass in einem ersten Membranmodul die Filtration betrieben wird, während in einem zweiten Membranmodul die Rückspülung abläuft und wiederum in einem dritten Membranmodul die zuvor beschriebene chemische Reinigung abläuft.you For example, the system can operate in such a way that in a first Membrane module, the filtration is operated while in a second membrane module the backwashing expires and again in a third membrane module the chemical described above Cleaning takes place.
Die
Vorgehensweise und die Strömungsverhältnisse
bei der chemischen Reinigung eines Membranmoduls werden besser aus
der nachfolgenden Beschreibung deutlich, die auf die schematische
Darstellung gemäß
Im
unteren Bereich der Kammer erkennt man unter dem Filtrationsmodul
- 1010
- Biogasanlagebiogas plant
- 1111
- Leitungmanagement
- 1212
- ZulaufIntake
- 1313
- Pressschneckenseparatorscrew extractor
- 1414
- Schwingsiebvibrating Screen
- 1515
- Leitungmanagement
- 1616
- Leitungmanagement
- 1717
- MikrofiltrationsreaktorMicrofiltration reactor
- 1818
- Leitungmanagement
- 1919
- Schwingsiebvibrating Screen
- 2020
- Leitungmanagement
- 2121
- Leitungmanagement
- 2222
- Leitungmanagement
- 2323
- UmkehrosmoseanlageReverse osmosis system
- 2424
- Turbulenzreaktorturbulence reactor
- 2525
- Trennwandpartition wall
- 2626
- Bohrungendrilling
- 2727
- Bohrungendrilling
- 2828
- Bohrungendrilling
- 2929
- Bohrungendrilling
- 3030
- Bohrungendrilling
- 3131
- Rohrstutzenpipe socket
- 3232
- HaubeHood
- 3333
- Gewindestutzenthreaded connector
- 3434
- Hebe- und Transporttraversenlifting and transport traverses
- 3535
- Aussteifungenstiffeners
- 3636
- Reinigungstankcleaning tank
- 36a36a
- Schraubescrew
- 3737
- Reinigungslösungcleaning solution
- 3838
- Leitungmanagement
- 3939
- Reinigungspumpecleaning pump
- 4040
- Membranmodulmembrane module
- 4141
- Filtratausgangfiltrate outlet
- 4242
- HohlfasermembranenHollow fiber membranes
- 4343
- Filtratausgangfiltrate outlet
- 4444
- Leitungmanagement
- 4545
- Filtrationsmodulfiltration module
- 4646
- Fußfoot
- 4747
- Bodenground
- 4848
- Hohlplattehollow plate
- 4949
- Membranelementmembrane element
- 5050
- Rohrleitungpipeline
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- 2008-07-02 DE DE102008030957A patent/DE102008030957A1/en not_active Withdrawn
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CHEREMISINOFF,Nichoilas P.,et.al.: Filtration Equipment for Wastewater Treatment. Englewood Cliffs: Prentice-Hall,Inc.1993,S. 64-67,74-85. iSBN 0-13-319559-7insbes.S.77 ff,Allg.Technik d. Membranverfahren GUJER,Willi: Siedlungswasserwirtschaft,3.Aufl.,Berlin,Heidelberg. Springer-Verlag,2007,S.372-374. ISBN 3-540-34329-6 insbes.Abb.20 ,24,S.373,S.374,1.Abs., Allg.Technik d.Membranverfahren |
GUJER,Willi: Siedlungswasserwirtschaft,3.Aufl.,Berlin,Heidelber . Springer-Verlag,2007,S.372-374. ISBN 3-540-34329-6 $insbes.Abb.20 ,24,S.373,S.374,1.Abs., Allg.Technik d.Membranverfahren$ * |
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