DE102011110591B4 - Hollow fiber membrane filtration module and method of operating a filtration module for liquids - Google Patents

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Abstract

Filtrationsmodul für Flüssigkeiten, (10; 110; 210), mit Hohlfasermembranen (82; 182; 282) zur Trennung von mit Fremdstoffen belasteten Flüssigkeiten, mit einem Gehäuse (12; 112; 212), welches wenigstens einen Feed-Durchlass (28; 128; 224a) zum Einlass von der belasteten Flüssigkeit (11; 111; 211), der mit den Rohseiten der Hohlfasermembranen (82; 182; 282) verbunden ist, und wenigstens einen Permeat-Durchlass (24; 124a, 124b; 228, 218) zum Auslass von der von Fremdstoffen befreiten Flüssigkeit (15; 115; 215), der mit den Reinseiten der Hohlfasermembranen (82; 182; 282) verbunden ist, aufweist, wobei die Hohlfasermembranen (82; 182; 282) in dem Gehäuse (12; 112; 212) so angeordnet sind, dass sie den Feed-Durchlass (28; 128; 224a) dicht von dem Permeat-Durchlass (24; 124a, 124b; 228, 218) trennen, wobei jede Hohlfasermembran (82; 182; 282) wenigstens mit einem offenen Ende (84; 184; 284) an einem Abschlusselement (78; 178a, 178b; 278a, 178b) befestigt ist, die Innenräume der Hohlfasermembranen (82; 182; 282) über die offenen Enden (84; 184; 284) mit einem der Durchlässe (24; 124a, 124b; 224a, 224b) verbunden sind und geschlossene Abschnitte (82b; 182b; 282b) der Hohlfasermembranen (82; 182; 282) in einer Kammer (38; 138; 238) des Gehäuses (12; 112; 212) angeordnet sind, die ihrerseits mit dem anderen Durchlass (28; 128; 218; 228) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlusselement (78; 178a, 178b; 278a, 178b) wenigstens den Durchlass (28; 128; 218; 228) für Fluid (11; 111; 215) aufweist, welcher den Durchlass zur Kammer (38; 138; 238) bildet, und welcher mit radial zu diesem Durchlass (28; 128; 218; 228) verlaufenden Verteilerkanälen (61; 161a, 161b; 261a, 261b) verbunden ist, welche eine Vielzahl von verteilt angeordneten Verteileröffnungen (66, 68; 166, 168; 266, 268) zur Kammer (38; 138; 238) aufweisen, und die Hohlfasermembranen (82; 182; 282) wenigstens in Querschnittsrichtung zwischen den Verteilerkanälen (61; 161a, 161b; 261a, 261b) am Abschlusselement (78; 178a, 178b; 278a, 178b) befestigt sind.A liquid filtration module (10; 110; 210) comprising hollow fiber membranes (82; 182; 282) for separating foreign matter contaminated liquids, comprising a housing (12; 112; 212) having at least one feed passage (28; 224a) for admission to the loaded liquid (11; 111; 211) connected to the raw sides of the hollow fiber membranes (82; 182; 282) and at least one permeate passage (24; 124a, 124b; 228, 218). to the outlet of the extraneous-liberated liquid (15; 115; 215) connected to the clean sides of the hollow-fiber membranes (82; 182; 282), the hollow-fiber membranes (82; 182; 282) in the housing (12; 112, 212) are arranged to seal the feed passage (28; 128; 224a) closely from the permeate passage (24; 124a, 124b; 228, 218), each hollow fiber membrane (82; 182; 282) at least with an open end (84; 184; 284) attached to a closing element (78; 178a, 178b; 278a, 178b), the interiors of the hollow fiber membranes (82; 182; 282) are connected to one of the passages (24; 124a, 124b; 224a, 224b) via the open ends (84; 184; 284) and closed sections (82b; 182b; 282b) of the hollow fiber membranes (82; 182; 282) in FIG a chamber (38; 138; 238) of the housing (12; 112; 212), which in turn is connected to the other passage (28; 128; 218; 228), characterized in that the closing element (78; 178a, 178b, 278a, 178b) has at least the passage (28; 128; 218; 228) for fluid (11; 111; 215) which forms the passage to the chamber (38; 138; 238) and which is radial to said passage (28; 128; 218; 228) connected to the manifold (61; 161a, 161b; 261a, 261b) having a plurality of distributed distribution ports (66, 68; 166, 168; 266, 268) to the chamber (38; 138; 238), and the hollow fiber membranes (82; 182; 282) at least in the cross-sectional direction between the distribution channels (61; 161a, 161b; 261a, 261b) on the closing element (78; 178a, 178b; 278a, 178b) are attached.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Filtrationsmodul für Flüssigkeiten, insbesondere ein Wasserfiltrationsmodul mit Hohlfasermembranen zur Trennung von mit Fremdstoffen belasteten Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, mit einem Gehäuse, welches wenigstens einen Feed-Durchlass zum Einlass von der belasteten Flüssigkeit, der mit den Rohseiten der Hohlfasermembranen verbunden ist, und wenigstens einen Permeat-Durchlass zum Auslass von der von Fremdstoffen befreiten Flüssigkeit, der mit den Reinseiten der Hohlfasermembranen verbunden ist, aufweist, die Hohlfasermembranen in dem Gehäuse so angeordnet sind, dass sie den Feed-Durchlass dicht von dem Permeat-Durchlass trennen, wobei jede Hohlfasermembran wenigstens mit einem offenen Ende an einem Abschlusselement befestigt ist, die Innenräume der Hohlfasermembranen über die offenen Enden mit einem der Durchlässe verbunden sind und geschlossene Abschnitte der Hohlfasermembranen in einer Kammer des Gehäuses angeordnet sind, die ihrerseits mit dem anderen Durchlass verbunden ist.The invention relates to a filtration module for liquids, in particular a water filtration module with hollow fiber membranes for the separation of foreign matter contaminated liquids, in particular water, with a housing having at least one feed passage for the inlet of the loaded liquid, which is connected to the raw sides of the hollow fiber membranes, and at least one permeate passage to the outlet from the extraneous-removed liquid connected to the clean sides of the hollow fiber membranes, the hollow fiber membranes in the housing being arranged to seal the feed passage closely from the permeate passage each hollow fiber membrane is attached at least with an open end to a closing element, the interiors of the hollow fiber membranes are connected via the open ends with one of the passages and closed portions of the hollow fiber membranes are arranged in a chamber of the housing, which in turn with de m other passage is connected.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Filtrationsmoduls für Flüssigkeiten, insbesondere eines Wasserfiltrationsmoduls, mit Hohlfasermembranen zur Trennung von mit Fremdstoffen belasteter Feedflüssigkeit, insbesondere Feedwasser, bei dem bei einem Reinigungsprozess die Feedflüssigkeit durch einen Feed-Einlass eines Gehäuses zu den Rohseiten der Hohlfasermembranen geleitet wird, das von Fremdstoffen befreite Permeat durch die Hohlfasermembranen zu deren Reinseite hindurch gedrückt wird, wobei das mit Fremdstoffen aufkonzentrierte Retentat auf den Rohseiten zurückbleibt, und das Permeat durch einen Permeat-Auslass aus dem Gehäuse abgeführt wird.Furthermore, the invention relates to a method for operating a filtration module for liquids, in particular a water filtration module, with hollow fiber membranes for separating contaminated with contaminants feed fluid, in particular feed water, in which passed in a cleaning process, the feed liquid through a feed inlet of a housing to the crude sides of the hollow fiber membranes is pressed, the foreign matter-freed permeate through the hollow-fiber membranes to the clean side, wherein the concentrated with foreign matter retentate remains on the crude sides, and the permeate is discharged through a permeate outlet from the housing.

Stand der TechnikState of the art

Derartige Filtrationsmodule können zur dezentralen Aufbereitung von Wasser, insbesondere Grundwasser, Oberflächenwasser, Prozesswasser, Abwasser und zur Vorfiltration insbesondere für Umkehrosmosemembranen, verwendet werden und sind beispielsweise aus US 5 783 083 A , DE 198 11 945 A1 , JP 2009 154 032 A , JP 9 173 795 A , JP 2010 125 415 A und JP 2007 203 254 A bekannt.Such filtration modules can be used for the decentralized treatment of water, in particular groundwater, surface water, process water, wastewater and for prefiltration, in particular for reverse osmosis membranes, and are for example made US 5,783,083 A . DE 198 11 945 A1 . JP 2009 154 032 A . JP 9 173 795 A . JP 2010 125 415 A and JP 2007 203 254 A known.

Aus der WO 01/43856 A1 ist ferner ein Wasserfiltrationsmodul mit Hohlfasermembranen bekannt, die zur Filtration von außen nach innen von Wasser durchströmt werden. Das zu behandelnde Wasser wird von oben in das Modul eingeleitet und das behandelte Wasser wird unten am Modul gesammelt. Die Hohlfasermembranen sind in einem Gehäuse in einer Mehrzahl von U-förmigen Bündeln angeordnet. Das Modul ist vertikal ausgerichtet, wobei sich die U-Form der Hohlfasermembranen im oberen Teil des Moduls befindet. Am Boden des Moduls ist jedes Faserbündel in einer Hülle angeordnet. Die Hüllen sind in einer Verteilerscheibe in Pottharz eingegossen. Die freien Enden der Hohlfasermembranen befinden sich in den Hülsen. Die Verteilerplatte begrenzt eine Kammer des Gehäuses, in welcher die geschlossenen Abschnitte der Hohlfaserkammern sind, nach unten. Die offenen Enden der Hohlfasermembranen befinden sich außerhalb der Kammer an der Unterseite des Modulgehäuses, wo das von Fremdstoffen befreite Wasser abgeführt werden kann. Das belastete Wasser wird von oben in das Modul eingeführt, das Permeat wird aufgrund der Schwerkraft von außen nach innen in die Innenräume der Hohlfasermembranen gedrückt und durch diese nach unten geleitet. Das mit Fremdstoffen aufkonzentrierte Retentat sinkt der Schwerkraft folgend nach unten. Die Fremdstoffe verblocken die Hohlfasermembranen mit zunehmender Betriebsdauer von unten nach oben. Auf diese Weise wird die Filtrationsfläche, welche durch die Außenoberflächen der Hohlfasermembranen gebildet wird, sukzessive reduziert. Die Leistungsfähigkeit des Wasserfiltrationsmoduls nimmt mit der Betriebszeit deutlich ab.From the WO 01/43856 A1 Furthermore, a water filtration module with hollow fiber membranes is known, which are traversed for filtration from outside to inside of water. The water to be treated is introduced into the module from above and the treated water is collected at the bottom of the module. The hollow fiber membranes are arranged in a housing in a plurality of U-shaped bundles. The module is vertically aligned with the U-shape of the hollow fiber membranes in the upper part of the module. At the bottom of the module each fiber bundle is arranged in a casing. The casings are cast in pot resin in a distribution disc. The free ends of the hollow fiber membranes are in the sleeves. The distributor plate defines a chamber of the housing in which the closed portions of the hollow fiber chambers are down. The open ends of the hollow fiber membranes are located outside the chamber at the bottom of the module housing where the depleted water can be removed. The loaded water is introduced from above into the module, the permeate is pressed by gravity from outside to inside in the interiors of the hollow fiber membranes and passed down through them. The retentate concentrated with impurities sinks downwards following gravity. The foreign substances block the hollow fiber membranes with increasing operating time from bottom to top. In this way, the filtration area formed by the outer surfaces of the hollow fiber membranes is successively reduced. The performance of the water filtration module decreases significantly with the operating time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filtrationsmodul für Flüssigkeiten, insbesondere für Wasser, und ein Verfahren zum Betreiben eines Filtrationsmoduls der eingangs genannten Art zu gestalten, bei dem eine gleichmäßige Beladung der Hohlfasermembranen erreicht wird, insbesondere Verstopfungen oder Verblockungen vermieden werden. Insbesondere soll eine möglichst lange Standzeit ermöglicht werden.The invention has for its object to design a filtration module for liquids, especially for water, and a method of operating a filtration module of the type mentioned, in which a uniform loading of the hollow fiber membranes is achieved, in particular blockages or blockages are avoided. In particular, the longest possible service life should be possible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Abschlusselement wenigstens einen Durchlass für Fluid aufweist, welcher den Durchlass zur Kammer bildet, welcher mit radial zum Durchlass verlaufenden Verteilerkanälen verbunden ist, welche eine Vielzahl von verteilt angeordneten Verteileröffnungen zur Kammer aufweisen, und die Hohlfasermembranen wenigstens in Querschnittsrichtung zwischen den Verteilerkanälen am Abschlusselement befestigt sind.This object is achieved in accordance with the invention in that the closing element has at least one passage for fluid, which forms the passage to the chamber, which is connected to distribution channels running radially to the passage, which have a plurality of distributed distribution openings to the chamber, and the hollow fiber membranes at least in Cross-sectional direction between the distribution channels are attached to the end element.

Erfindungsgemäß ist also der Durchlass zur Kammer mit einer Verteilereinrichtung kombiniert, die beispielsweise ein Zentralrohr und die Verteilerkanäle aufweist. Durch den Durchlass kann Fluid, insbesondere Wasser und/oder Spülgas, hindurchströmen. Im Sinne der Erfindung sind auch zwischen den Hohlfasermembranen Strömungskanäle für Flüssigkeit ausgebildet. Über die Verteileröffnungen kann das Fluid, insbesondere direkt, in die Strömungskanäle einströmen. Dabei sind die Hohlfasermembranen wenigstens in Querschnittsrichtung des Filtrationmoduls, d. h. quer zur Faserrichtung der Hohlfasermembranen im Bereich des Abschlusselementes, zwischen den Verteilerkanälen befestigt. Eine Vielzahl von vorzugsweise parallel verlaufenden Hohlfasermembranen kann gebündelt zu einem Hohlfasersegment jeweils quer zur Längsrichtung des Hohlfasersegments zwischen zwei der Verteilerkanäle angeordnet sein. Der Durchlass kann einen Einlass (Feed-Einlass) für zu behandelnde, mit Fremdstoffen belastete Rohflüssigkeit (Feedflüssigkeit) sein. Dabei werden vorzugsweise Out/In-Hohlfasermembranen verwendet, deren Membranwände von radial außen (Rohseite) nach innen (Reinseite) durchströmt werden. Die Verwendung von Out/In-Hohlfasermembranen hat den Vorteil, dass außenliegende, offene rohseitige Strömungskanäle nicht so schnell durch Fremdstoffe verstopft werden und Verblockungen an den außenliegenden Rohseiten der Hohlfasermembranen einfach gelöst werden können. Die Feedflüssigkeit wird über die Verteilereinrichtung gleichmäßig über den gesamten Querschnitt der Kammer verteilt. Ein Teil der Feedflüssigkeit kann z. B. über einen Zentralleitungsraum direkt in die Kammer eingeführt. Ein weiterer Teil der Feedflüssigkeit wird über die Verteilerkanäle über den Querschnitt der Kammer verteilt. Auf diese Weise wird eine homogene Anströmung möglichst aller Hohlfasermembranen mit Feedflüssigkeit erreicht. So werden die gesamten zur Verfügung stehenden Oberflächen der Hohlfasermembranen gleichmäßig zur Filtration genutzt. Es werden entsprechend lange Standzeiten und eine gleichmäßige Beladung der Hohlfasermembranen realisiert. Der Durchlass kann auch ein Auslass (Permeat-Auslass) für von Fremdstoffen befreite Feedflüssigkeit (Permeat) oder ein Auslass (Retentat-Auslass) für mit Fremdstoffen aufkonzentrierte Retentat sein. In diesem Fall bewirkt die Verteilereinrichtung, dass das Permeat bzw. das Retentat gleichmäßig über den Querschnitt der Kammer abgeführt wird. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Durchströmung der zwischen den Hohlfasermembranen verlaufenden offenen Strömungskanäle erreicht. Falls der Durchlass der Permeat-Auslass ist, können bevorzugt In/Out-Hohlfasermembranen verwendet werden, deren Membranwände von radial innen nach außen durchströmt werden, deren Rohseite also innen und deren Reinseite außen sind. Das erfindungsgemäße Filtrationsmodul kann als ein Modul mit einem blinden Ende (Dead-End-Modul) realisiert sein, bei dem sich die Feed-Öffnung und der Permeat-Auslass auf derselben Seite des Gehäuses befinden. Die Hohlfasermembranen können insbesondere U-förmig verlaufen, wobei die Schenkel der ”U's” die offenen Enden der Hohlfasermembranen aufweisen. Alternativ kann das erfindungsgemäße Wasserfiltrationsmodul als Gegenströmungsmodul (Cross-Flow-Modul) realisiert sein. Beim Cross-Flow-Modul ist jeweils eines der Enden der Hohlfasermembranen in einem ersten Abflusselement und das jeweils andere freie Ende an einem entsprechenden zweiten Abschlusselement angeordnet. Die Abschlusselemente sind auf gegenüberliegenden Seiten im Gehäuse angeordnet. Eines der Abschlusselemente weist den Feed-Einlass auf und dient der gleichmäßigen Zuführung von Feedflüssigkeit in die Kammer. Das zweite Abschlusselement weist einen Retentat-Auslass auf. Das zweite Abschlusselement kann ähnlich oder gleich dem ersten Abschlusselement aufgebaut sein. Es kann ebenfalls einen Durchlass mit radial verlaufenden Verteilerkanälen mit entsprechenden Verteileröffnungen aufweisen. Mittels der Verteilereinrichtung am zweiten Abschlusselement kann das Retentat gleichmäßig über den gesamten Querschnitt der Kammer abgeführt werden, wodurch insgesamt eine gleichmäßige Anströmung der Hohlfasermembranen erreicht wird. Das erfindungsgemäße Filtrationsmodul kann in allen Raumrichtungen orientiert angeordnet werden. Das Dead-End-Filtrationsmodul ist bevorzugt so angeordnet, dass das Abschlusselement räumlich unten ist und die Hohlfasermembranen vertikal nach oben gerichtet sind. Das Filtrationsmodul kann auch so angeordnet sein, dass die Hohlfasermembranen an dem Abschlusselement räumlich nach unten gerichtet sind. Vorteilhafterweise können mehrere Retentat-Auslässe vorgesehen sein, über die auch im Retentat enthaltene Feststoffe mit verhältnismäßig hohem Gewicht und/oder hoher Dichte effizient durch Spülung aus dem Filtrationsmodul ausgetragen werden können. Bevorzugt kann wenigstens einer der Retentat-Auslässe an der Unterseite des Filtrationsmoduls angeordnet sein, so dass dorthin abgesunkene Partikel vollständig ausgetragen werden können. Auf diese Weise kann einer irreversiblen Beladung der Hohlfasermembranen durch Partikel entgegengewirkt werden. Es kann eine gleichmäßige Beladung der Hohlfasermembranen erreicht werden. Das Filtrationsmodul kann durch die erfindungsgemäße Anordnung während des Betriebs gereinigt werden. Das erfindungsgemäße Filtrationsmodul kann flexibel in unterschiedlicher Weise betrieben werden. Bei dem Filtrationsmodul können auch mehrere Permeat-Auslässe vorgesehen sein. Dies hat den Vorteil, dass mehrere Filtrationsmodule einfach in Reihe geschaltet werden können, indem ihre jeweiligen Retentat-Auslässe und Permeat-Auslässe miteinander verbunden werden.According to the invention, the passage to the chamber is thus combined with a distributor device which has, for example, a central tube and the distributor channels. Fluid, in particular water and / or purge gas, can flow through the passage. For the purposes of the invention, flow channels for liquid are also formed between the hollow-fiber membranes. About the distribution openings can the fluid, in particular directly, flow into the flow channels. The hollow-fiber membranes are fastened between the distribution channels at least in the cross-sectional direction of the filtration module, ie transversely to the fiber direction of the hollow-fiber membranes in the region of the terminating element. A plurality of preferably parallel-running hollow-fiber membranes may be arranged bundled to form a hollow-fiber segment, in each case transversely to the longitudinal direction of the hollow-fiber segment, between two of the distribution channels. The passage may be an inlet (feed inlet) for contaminated raw material (feed fluid) to be treated. Out / In hollow-fiber membranes are preferably used, the membrane walls are flowed through from the radially outside (raw side) to the inside (clean side). The advantage of using out / in hollow-fiber membranes is that external, open flow-side flow channels are not blocked so quickly by foreign substances and blockages on the outer raw sides of the hollow-fiber membranes can be easily released. The feed liquid is distributed uniformly over the entire cross section of the chamber via the distributor device. A part of the feed liquid may, for. B. introduced via a central line space directly into the chamber. Another part of the feed liquid is distributed over the distribution channels over the cross section of the chamber. In this way, a homogeneous flow of all possible hollow fiber membranes is achieved with feed liquid. Thus, the entire available surfaces of the hollow fiber membranes are used evenly for filtration. It will be realized correspondingly long service life and a uniform loading of the hollow fiber membranes. The passage may also be an outlet (permeate outlet) for depleted feed liquid (permeate) or an outlet (retentate outlet) for retentate concentrated with impurities. In this case, the distributor device causes the permeate or the retentate to be discharged uniformly over the cross section of the chamber. In this way, a uniform flow through the running between the hollow fiber membranes open flow channels is achieved. If the passage is the permeate outlet, preference is given to using in / out hollow-fiber membranes whose membrane walls are flowed through from radially inward to outward, ie the inside of which are on the inside and the clean side outside. The filtration module according to the invention may be realized as a module with a dead-end module, in which the feed opening and the permeate outlet are located on the same side of the housing. The hollow-fiber membranes can in particular run in a U-shape, with the legs of the "U's" having the open ends of the hollow-fiber membranes. Alternatively, the water filtration module according to the invention can be realized as a countercurrent module (cross-flow module). In the case of the cross-flow module, in each case one of the ends of the hollow-fiber membranes is arranged in a first outflow element and the respective other free end is arranged on a corresponding second closure element. The termination elements are arranged on opposite sides in the housing. One of the end elements has the feed inlet and serves to uniform feed of feed liquid into the chamber. The second end element has a retentate outlet. The second termination element may be constructed similar or equal to the first termination element. It may also have a passage with radially extending distribution channels with corresponding distribution openings. By means of the distributor device on the second closing element, the retentate can be removed uniformly over the entire cross section of the chamber, as a result of which a uniform flow of the hollow-fiber membranes is achieved overall. The filtration module according to the invention can be arranged oriented in all spatial directions. The dead-end filtration module is preferably arranged so that the end element is spatially down and the hollow fiber membranes are directed vertically upwards. The filtration module can also be arranged so that the hollow fiber membranes are directed spatially downwards on the closing element. Advantageously, a plurality of retentate outlets may be provided, over which also solids contained in the retentate with relatively high weight and / or high density can be efficiently discharged by rinsing out of the filtration module. Preferably, at least one of the retentate outlets can be arranged on the underside of the filtration module so that particles that have sunk there can be completely discharged. In this way, irreversible loading of the hollow-fiber membranes by particles can be counteracted. It can be achieved a uniform loading of the hollow fiber membranes. The filtration module can be cleaned by the inventive arrangement during operation. The filtration module according to the invention can be operated flexibly in different ways. In the filtration module also several permeate outlets can be provided. This has the advantage that multiple filtration modules can easily be connected in series by interconnecting their respective retentate outlets and permeate outlets.

Vorzugsweise ist der Durchlass an dem Abschlusselement zentral angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich ein einfacher und damit fertigungstechnisch vorteilhafter Aufbau mit einem zentralen Durchlass, insbesondere einem mittig angeordneten Durchlass, von welchen die radialen Verteilerkanäle abgehen. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn ein einziger zentraler Durchlass an dem Abschlusselement vorgesehen ist.Preferably, the passage is arranged centrally on the closing element. In this way, results in a simple and thus production engineering advantageous construction with a central passage, in particular a centrally disposed passage from which depart the radial distribution channels. A particularly simple construction results when a single central passage is provided on the closing element.

Im Falle einer besonders bevorzugten Bauart der Erfindung ist in dem Durchlass an dem Abschlusselement ein Zentralrohr angeordnet ist, welches den Durchlass in einen radial inneren Zentralleitungsraum, welcher direkt, d. h. nicht über weitere Verteilerkanäle, in die Kammer mündet, und einen radial äußeren Ringleitungsraum unterteilt, und der Ringleitungsraum mit den radialen Verteilerkanälen verbunden ist. Es ergibt eine funktionssicher Aufteilung von Teilströmen des Fluids bereits im Durchlass. In the case of a particularly preferred embodiment of the invention, a central tube is arranged in the passage on the closing element, which divides the passage into a radially inner central line space which directly, ie not via further distribution channels, into the chamber, and a radially outer loop space, and the loop space is connected to the radial distribution channels. It results in a functionally reliable division of partial flows of the fluid already in the passage.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Teil der Verteileröffnungen strömungstechnisch axial zu den Hohlfasermembranen ausgerichtet sein. Axial ausgerichtete Verteileröffnungen bewirken eine Fluidströmung entlang der Hohlfasersegmente.In an advantageous embodiment, at least a part of the distributor openings may be fluidly aligned axially with respect to the hollow-fiber membranes. Axially directed distribution openings cause fluid flow along the hollow fiber segments.

Zusätzlich oder alternativ kann vorteilhafterweise wenigstens ein Teil der Verteileröffnungen strömungstechnisch quer zu den Hohlfasermembranen ausgerichtet sein. Quer zu den Hohlfasermembranen ausgerichtete Verteileröffnungen bewirken eine Fluidströmung in die Hohlfasersegmente hinein bzw. aus diesen heraus. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann im Strömungsweg des Zentralrohrs eine insbesondere trennbare Drosseleinheit zur Drosselung der Fluidströmung durch das Zentralrohr angeordnet sein. Die Drosseleinheit kann dabei vor, hinter oder in dem Zentralrohr angebracht sein. Mit der Drosseleinheit kann eine Verteilung des Fluids auf das Zentralrohr und die Verteilerkanäle vorgegeben werden. Durch die Variation der Einstellung der Drosseleinheit und die Variation der Querschnitte des Zentralrohrs, des Ringleitungsraums und/oder der Verteilerkanäle kann die Strömungsverteilung entlang der Hohlfasermembranen und in die offenen Strömungskanäle zwischen die Hohlfasermembranen, insbesondere in die Hohlfasersegmente hinein, optimal vorgegeben werden. Vorteilhafterweise kann die Drosseleinheit als auswechselbarer Einsatz trennbar im Strömungsweg des Zentralrohrs angeordnet sein. Je nach Anwendung und Betriebsbedingungen des Filtrationsmoduls kann durch austauschen der Drosseleinheit ein Anteil der Feedflüssigkeit durch die Drosseleinheit im Verhältnis zu einem durch die Verteilerkanäle strömenden Feedflüssigkeitsanteil variiert werden.Additionally or alternatively, advantageously at least a part of the distributor openings can be aligned fluidically transversely to the hollow-fiber membranes. Distributed openings aligned transversely to the hollow-fiber membranes cause fluid flow into and out of the hollow-fiber segments. In a further advantageous embodiment, a particularly separable throttle unit for throttling the fluid flow through the central tube can be arranged in the flow path of the central tube. The throttle unit may be mounted in front of, behind or in the central tube. With the throttle unit, a distribution of the fluid to the central tube and the distribution channels can be specified. By varying the setting of the throttle unit and the variation of the cross sections of the central tube, the loop space and / or the distribution channels, the flow distribution along the hollow fiber membranes and in the open flow channels between the hollow fiber membranes, in particular in the hollow fiber segments, can be optimally predetermined. Advantageously, the throttle unit can be arranged as a replaceable insert separable in the flow path of the central tube. Depending on the application and operating conditions of the filtration module can be varied by replacing the throttle unit, a proportion of the feed liquid through the throttle unit in relation to a flowing through the distribution channels feed liquid content.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein Gasanschluss, insbesondere ein Druckluftanschluss, in den Ringleitungsraum führen. Durch den Gasanschluss kann vorzugsweise vor oder während einer Spülung des Filtrationsmoduls Spülgas analog zu dem Feedwasser unter Umgehung des Zentralrohrs in den Ringleitungsraum und von dort aus über die Verteilerkanäle und die Verteileröffnungen gleichmäßig verteilt den Hohlfasersegmenten und den Hohlfasermembranen zugeführt werden. Das Spülgas bewirkt, dass die Hohlfasermembranen sich bewegen. Auf diese Weise kann an den Rohseiten der Hohlfasermembranen anhaftender Filterkuchen einfach aufgebrochen, von den Hohlfasermembranen abgelöst und mit dem Retentat ausgespült werden. Wenn Luft als Spülgas eingeblasen wird, kann das als Air Scoring bezeichnet werden. Vorzugsweise wird hierbei Druckluft verwendet, welche mit Druck in die Zwischenräume zwischen die Hohlfasermembranen eindringt. Das Einblasen von Spülgas kann mit einem geringen Volumenstrom von Feedflüssigkeit kombiniert werden, was als kombinierte Vorwärtsspülung bezeichnet werden kann. Die Feedflüssigkeit dient in diesem Fall als Transportmedium für die Gasblasen. Dadurch wird das Eindringen der Gasblasen in die Bereiche zwischen den Hohlfasermembranen, die Bewegung der Hohlfasermembranen und damit das Aufbrechen des Filterkuchens verbessert. Durch Einbringung des Spülgases durch die Verteileröffnungen kann eine optimale Verteilung der Gasblasen bewirkt werden. Ferner können die durch die Verteileröffnungen abgegebenen Spülgasblasen kleiner sein als Spülgasblasen, die über einen einzigen zentralen Gaseinlass in das Filtrationsmodul eingebracht werden. An den Rändern der Verteileröffnungen können Querströmungen entstehen, welche die Gasblasen zerteilen und über den Querschnitt des Filtrationsmoduls verteilen können. Auf diese Weise kann der Energiebedarf verringert werden, da bereits geringe Volumenströmungen an Spülgas die Hohlfasermembranen effizient bewegen können.In a further advantageous embodiment, a gas connection, in particular a compressed air connection, lead into the loop space. By means of the gas connection, purge gas can be fed to the hollow fiber segments and the hollow-fiber membranes in an equally distributed manner, analogously to the feed water, bypassing the central tube into the loop space and from there via the distributor channels and the distributor openings, before or during a purging of the filtration module. The purge gas causes the hollow fiber membranes to move. In this way, adhering to the raw sides of the hollow fiber membranes filter cake can be easily broken, detached from the hollow fiber membranes and rinsed with the retentate. If air is blown in as purge gas, this can be called air scoring. Preferably, this compressed air is used, which penetrates with pressure in the interstices between the hollow fiber membranes. The flushing of purge gas can be combined with a low volume flow of feed fluid, which can be referred to as a combined forward purge. The feed liquid serves in this case as a transport medium for the gas bubbles. This improves the penetration of the gas bubbles into the regions between the hollow-fiber membranes, the movement of the hollow-fiber membranes and thus the break-up of the filter cake. By introducing the purge gas through the distribution openings, an optimal distribution of the gas bubbles can be effected. Further, the purge gas bubbles discharged through the manifold openings may be smaller than purge gas bubbles introduced into the filtration module via a single central gas inlet. Transverse flows can form at the edges of the distribution openings, which parts the gas bubbles and can distribute over the cross section of the filtration module. In this way, the energy requirement can be reduced because even small volume flows of purge gas can move the hollow fiber membranes efficiently.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass das Gehäuse einen Retentat-Auslass aufweist, welcher mit den Rohseiten der Hohlfasermembranen verbunden ist, zum Auslass wenigstens von mit Fremdstoffen aufkonzentriertem Retentat, insbesondere zum Auslass von Retentat und insbesondere bei einem Spülungsprozess eingeleitetem Spülgas. Durch den Retentat-Auslass kann das Retentat und gegebenenfalls eingeleitetes Spülgas einfach abgelassen werden. Auf diese Weise kann ein Durchspülverfahren realisiert werden, wobei das Spülgas und gegebenenfalls etwas Feedflüssigkeit auf einer Seite des Gehäuses eingeleitet wird und auf der gegenüberliegenden Seite abgeführt wird.A further advantageous embodiment can provide that the housing has a retentate outlet which is connected to the raw sides of the hollow-fiber membranes, to the outlet at least of retentate concentrated with foreign substances, in particular to the outlet of retentate and in particular in a flushing process initiated purge gas. Due to the retentate outlet, the retentate and optionally introduced purge gas can be simply drained off. In this way, a flushing process can be realized, wherein the purge gas and possibly some feed liquid is introduced on one side of the housing and discharged on the opposite side.

Vorteilhafterweise können die Verteilerkanäle in einem Verteilerstern angeordnet sein. Der Verteilerstern kann als Modulbauteil in einfacher Weise auch separat gefertigt werden. Der Verteilerstern kann auch aus einem sternförmigen Grundelement und einen sternförmigen Deckelelement zusammengesetzt sein, so dass die Verteilerkanäle durch entsprechende Flügel des Grundelements und Deckelelements begrenzt werden. Das Abschlusselement kann so einfach mit dem Verteilerstern zusammengesetzt werden. Die Hohlfasermembranen können getrennt von dem Verteilerstern an dem Abschlusselement befestigt sein. Dies hat den Vorteil, dass zur Herstellung des Filtrationsmoduls modulare Bauteile verwendet werden können, die je nach dem gewünschten Aufbau des Filtrationsmoduls kombiniert werden können. Insbesondere kann die gleiche Ausführung eines Verteilersterns in einem Dead-End-Modul und in einem Cross-Flow-Modul verwendet werden.Advantageously, the distribution channels can be arranged in a distributor star. The distributor star can also be manufactured separately as a modular component in a simple manner. The distributor star can also be composed of a star-shaped base element and a star-shaped cover element, so that the distribution channels are delimited by corresponding wings of the base element and cover element. The end element can be easily assembled with the distributor star. The hollow fiber membranes may be attached to the termination element separately from the distribution core. This has the advantage that to Production of the filtration module modular components can be used, which can be combined depending on the desired structure of the filtration module. In particular, the same embodiment of a distributor starter can be used in a dead-end module and in a cross-flow module.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein insbesondere sattelförmiges Aufnahmeteil zur Aufnahme von freien Enden der Hohlfasermembranen, insbesondere von geschlossenen U-förmigen Abschnitten der Hohlfasermembranen, in einem räumlich oberen Bereich des Gehäuses angeordnet sein. Mit dem Aufnahmeteil können freie Enden beziehungsweise zu U-förmigen-Abschnitten gebogene freie Seiten der Hohlfasermembranen gehalten werden. So kann einfach verhindert werden, dass die Hohlfasermembranen insbesondere durch Einwirkung der Schwerkraft nach unten absacken und möglicherweise sogar abknicken. Es kann verhindert werden, dass sich die Lage der Hohlfasermembranen beim Betrieb des Filtrationsmoduls verändert. Die Hohlfasermembranen können vorteilhafterweise in Bündeln angeordnet sein. Die Hohlfasermembranen können im oberen Teil des Filtrationsmoduls für die Strömung günstig insbesondere in einer oberen Endkappe des Gehäuses mit dem Aufnahmeteil fixiert sein. Das Aufnahmeteil kann auch so ausgestaltet sein, dass es beim Herstellungsprozess als eine Art Transportgriff für den Transport der Hohlfasern verwendet werden kann. Das Aufnahmeteil kann vorteilhafterweise zur Aufhängung an einem entsprechenden Schienensystem einer Transporteinrichtung einer Produktionsanlage ausgestaltet sein. Hierzu kann das Aufnahmeteil insbesondere hakenartig ausgestaltet sein.In a further advantageous embodiment, a particular saddle-shaped receiving part for receiving free ends of the hollow-fiber membranes, in particular of closed U-shaped sections of the hollow-fiber membranes, be arranged in a spatially upper region of the housing. Free ends or curved U-shaped sections free sides of the hollow fiber membranes can be held with the receiving part. It is thus easy to prevent the hollow-fiber membranes from sagging down, and possibly even buckling, in particular as a result of the action of gravity. It can be prevented that the position of the hollow fiber membranes changes during operation of the filtration module. The hollow fiber membranes may advantageously be arranged in bundles. The hollow-fiber membranes may be favorably fixed in the upper part of the filtration module for the flow, in particular in an upper end cap of the housing with the receiving part. The receiving part can also be designed so that it can be used in the manufacturing process as a kind of transport handle for the transport of the hollow fibers. The receiving part can advantageously be designed for suspension on a corresponding rail system of a transport device of a production plant. For this purpose, the receiving part can be configured in particular hook-like.

Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest ein Teil der Feedflüssigkeit sternförmig radial zur Axialströmungsrichtung verteilt und zwischen die Hohlfasermembranen eingeleitet wird. Auf diese Weise wird die Feedflüssigkeit gleichmäßig über den Querschnitt der Kammer verteilt, um eine optimale Nutzung der Oberflächen der Hohlfasermembranen zu gewährleisten. Die Hohlfasermembranen werden so gleichmäßig belastet, was eine effiziente Filtration und eine Verlängerung der Standzeit ermöglicht. Ferner wird durch die gleichmäßige Verteilung des Feedwassers der Druckverlust im Wasserfiltrationsmodul verringert, was sich positiv auf die die Energiebilanz auswirkt. Im Übrigen gelten die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filtrationsmodul aufgezeigten Merkmale und Vorteile für das erfindungsgemäße Verfahren und dessen vorteilhafte Ausgestaltungen entsprechend.In terms of process technology, the object is achieved according to the invention in that at least part of the feed liquid is distributed radially in a star-shaped manner relative to the axial flow direction and introduced between the hollow-fiber membranes. In this way, the feed liquid is evenly distributed over the cross section of the chamber to ensure optimum utilization of the surfaces of the hollow fiber membranes. The hollow fiber membranes are loaded so evenly, which allows efficient filtration and an extension of the service life. Furthermore, the uniform distribution of the feed water reduces the pressure loss in the water filtration module, which has a positive effect on the energy balance. Incidentally, the features and advantages for the method according to the invention and its advantageous embodiments set out above in connection with the filtration module according to the invention apply correspondingly.

Vorzugsweise wird ein Teil der Feedflüssigkeit sternförmig radial zur Axialströmungsrichtung verteilt und zwischen die Hohlfasermembranen eingeleitet und ein Teil der Feedflüssigkeit zentral in einer Axialströmungsrichtung in eine Kammer mit den Hohlfasermembranen eingeleitet.Preferably, a portion of the feed liquid is distributed in a star shape radially to the axial flow direction and introduced between the hollow fiber membranes and introduced a portion of the feed liquid centrally in an axial flow in a chamber with the hollow fiber membranes.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann bei einem Spülungsprozess Gas, insbesondere Druckluft, sternförmig radial zur Axialströmungsrichtung verteilt und zwischen die Hohlfasermembranen eingeleitet werden und das Retentat aus einem früheren Reinigungsprozess und das Gas kann durch einen Retentat-Auslass aus dem Gehäuse heraus geleitet werden. Dieser Spülungsprozess kann als optimiertes Air-Scoring bezeichnet werden. Mit dem Gas, welches gleichmäßig verteilt vorzugsweise über radiale Verteilerkanäle zwischen die Hohlfasermembranen in etwaige Hohlfasersegmente eingeleitet wird, können die Hohlfasermembranen bewegt werden, so dass sich an den Oberflächen abgelagerte Fremdstoffkuchen abbrechen. Die abgetrennten Fremdstoffe und das Retentat können einfach mit dem Gas durch den Retentat-Auslass aus dem Gehäuse heraus geleitet werden. Die Dauer einer nachfolgenden Rückspülung kann so verkürzt werden. Der Verbrauch an Permeat, welches zur Rückspülung auf die Rohseite zurückgepumpt wird, kann verringert werden. Dies wirkt sich positiv insbesondere auf die Kosten aus. So kann das Filtrationsmodul auf einfache Weise effizient regeneriert werden, ohne das Filtrationsmodul zu öffnen. Es wird ein zuverlässiger Betrieb des Filtrationsmoduls gewährleistet. Insgesamt werden so die Standzeiten der Hohlfasermembranen verlängert.In an advantageous embodiment of the method, in a flushing process, gas, in particular compressed air, radially distributed to the axial flow direction and introduced between the hollow fiber membranes and the retentate from a previous cleaning process and the gas can be passed out of the housing through a retentate outlet. This flushing process can be referred to as optimized air scoring. With the gas, which is evenly distributed preferably introduced through radial distribution channels between the hollow fiber membranes in any hollow fiber segments, the hollow fiber membranes can be moved, so that aborted on the surfaces deposited impurity cake. The separated contaminants and the retentate can easily be passed out of the housing with the gas through the retentate outlet. The duration of a subsequent backwashing can be shortened. The consumption of permeate, which is pumped back to the raw side for backwashing, can be reduced. This has a positive effect on the costs in particular. This allows the filtration module to be easily regenerated efficiently without having to open the filtration module. It ensures a reliable operation of the filtration module. Overall, so the life of the hollow fiber membranes are extended.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann bei dem Spülungsprozess zusätzlich zu dem Gas Feedflüssigkeit sternförmig radial zur Axialströmungsrichtung verteilt und zwischen die Hohlfasermembranen eingeleitet werden und die Feedflüssigkeit, das Retentat und das Gas können durch den Retentat-Auslass aus dem Gehäuse heraus geleitet werden. Auf diese Weise sind die Vorteile des optimierten Air-Scoring mit den Vorteilen der kombinierte Vorwärtsspülung verbunden. Es kann ein geringer Volumenstrom von Feedflüssigkeit durch das Modul strömen, wodurch ein tiefes Eindringen der Gasblasen in die Hohlfasersegmente und eine stärkere Bewegung der Hohlfasermembranen erreicht werden kann. Die Feedflüssigkeit dient in diesem Fall als Transportmedium für die Gasblasen und ermöglicht ein besseres Eindringen in die Hohlfasersegmente.In a further advantageous embodiment of the method, in the flushing process, in addition to the gas, feed liquid can be radially distributed radially to the axial flow direction and introduced between the hollow fiber membranes and the feed liquid, the retentate and the gas can be passed out of the housing through the retentate outlet. In this way, the benefits of optimized air scoring are combined with the advantages of combined forward flushing. It can flow a small volume flow of feed fluid through the module, whereby a deep penetration of the gas bubbles in the hollow fiber segments and a stronger movement of the hollow fiber membranes can be achieved. The feed liquid in this case serves as a transport medium for the gas bubbles and allows a better penetration into the hollow fiber segments.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description, are explained in more detail in the embodiments of the invention with reference to the drawing. The person skilled in the art will use the drawings in the drawing Described description and the claims in combination expediently individually and summarize meaningful further combinations. Show it:

1 schematisch eine Seitenansicht eines Wasserfiltrationsmoduls gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, welches als Dead-End-Modul mit Out/In-Hohlfasermembranen aufgebaut ist; 1 schematically a side view of a water filtration module according to a first embodiment, which is constructed as a dead-end module with out / in hollow-fiber membranes;

2 schematisch eine Draufsicht des Wasserfiltrationsmoduls aus 1 in Richtung eines dortigen Pfeils II; 2 schematically a plan view of the water filtration module 1 in the direction of an arrow II there;

3 schematisch einen ersten Längsschnitt des Wasserfiltrationsmoduls aus den 1 und 2 entlang einer Schnittlinie III-III in 2; 3 schematically a first longitudinal section of the water filtration module from the 1 and 2 along a section line III-III in 2 ;

4 eine Detailansicht einer unteren Endkappe des Wasserfiltrationsmoduls im Längsschnitt aus 3 in einem dortigen Bereich IV; 4 a detailed view of a lower end cap of the water filtration module in longitudinal section 3 in a local area IV;

5 schematisch einen zweiten Längsschnitt des Wasserfiltrationsmoduls aus den 1 und 2 entlang einer Schnittlinie V-V in 2; 5 schematically a second longitudinal section of the water filtration module from the 1 and 2 along a section line VV in 2 ;

6 eine Detailansicht der unteren Endkappe im Längsschnitt aus 5 in einem dortigen Bereich VI; 6 a detailed view of the lower end cap in longitudinal section 5 in a local area VI;

7 schematisch einen dritten Längsschnitt des Wasserfiltrationsmoduls aus den 1 und 2 entlang einer Schnittlinie VII-VII in 2; 7 schematically a third longitudinal section of the water filtration module from the 1 and 2 along a section line VII-VII in FIG 2 ;

8 eine Detailansicht der unteren Endkappe im Längsschnitt aus 7 in einem dortigen Bereich VIII; 8th a detailed view of the lower end cap in longitudinal section 7 in a local area VIII;

9 eine Detailansicht einer Drossel im Bereich der unteren Endkappe im Längsschnitt aus 7 in einem dortigen Bereich IX; 9 a detailed view of a throttle in the region of the lower end cap in longitudinal section 7 in a local area IX;

10 schematisch einen vierten Längsschnitt des Wasserfiltrationsmoduls aus den 1 und 2 entlang einer Schnittlinie X-X in 2; 10 schematically a fourth longitudinal section of the water filtration module of the 1 and 2 along a section line XX in 2 ;

11 schematisch eine isometrische Ansicht der unteren Endkappe und einer Verteilereinrichtung des Wasserfiltrationsmoduls aus den 1 bis 10; 11 schematically an isometric view of the lower end cap and a manifold of the water filtration module of the 1 to 10 ;

12 schematisch im Längsschnitt ein Wasserfiltrationsmodul gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches zu dem Wasserfiltrationsmodul gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 11 ähnlich ist, und das als Cross-Flow-Modul mit Out/In-Hohlfasermembranen aufgebaut ist; 12 schematically in longitudinal section a water filtration module according to a second embodiment, which is to the water filtration module according to the first embodiment of the 1 to 11 similar, and that is constructed as a cross-flow module with out / in hollow fiber membranes;

13 schematisch im Längsschnitt ein Wasserfiltrationsmodul gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, welches zu den Wasserfiltrationsmodulen gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 12 ähnlich ist, und das als Cross-Flow-Modul mit In/Out-Hohlfasermembranen aufgebaut ist; 13 schematically in longitudinal section a water filtration module according to a third embodiment, which is to the water filtration modules according to the first and the second embodiment of the 1 to 12 similar, and that is constructed as a cross-flow module with in / out hollow fiber membranes;

14 schematisch eine isometrische Darstellung eines Verteilerdeckels der Verteilereinrichtung aus der 11; 14 schematically an isometric view of a distributor cover of the distribution device of the 11 ;

15 schematisch in Draufsicht den Verteilerdeckel aus der 14; 15 schematically in plan view of the distributor cover from the 14 ;

16 schematisch eine isometrische Darstellung eines Verteilerdeckels gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel, der zu den Verteilerdeckel aus den 11, 14 und 15 ähnlich ist; 16 schematically an isometric view of a distributor cover according to an alternative embodiment, to the distributor cover of the 11 . 14 and 15 is similar;

17 schematisch in Draufsicht den Verteilerdeckel aus der 16; 17 schematically in plan view of the distributor cover from the 16 ;

18 schematisch einen Schnitt einer alternativen oberen Endkappe, mit einem Aufnahmeteil zur Aufnahme der Hohlfasermodule im Bereich der oberen Endkappe, welche bei dem Wasserfiltrationsmodul gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 10 eingesetzt werden kann; 18 schematically a section of an alternative upper end cap, with a receiving part for receiving the hollow fiber modules in the region of the upper end cap, which in the water filtration module according to the first embodiment of the 1 to 10 can be used;

19 schematisch einen Schnitt der oberen Endkappe aus der 18 in einer Schnittebene senkrecht zur dortigen Schnittebene. 19 schematically a section of the upper end cap of the 18 in a sectional plane perpendicular to the local section plane.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In den 1 bis 11 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Wasserfiltrationsmoduls 10 in Dead-End-Bauweise in unterschiedlichen Perspektiven und Schnitten gezeigt. Das in Modulbauweise aufgebaute Wasserfiltrationsmodul 10 kann zur dezentralen Aufbereitung von mit Fremdstoffen belastetem Wasser (Feedwasser), beispielsweise Grundwasser, Oberflächenwasser, Prozesswasser, Abwasser oder für die Vorfiltration bei Umkehrosmoseanlagen, dienen. Das Feedwasser ist insbesondere in den 1, 3, 4, 5 und 6 angedeutet durch Pfeile 11. Bei der Dead-End-Bauweise wird von Fremdstoffen befreites Wasser (Permeat 15) an dem gleichen Ende des Wasserfiltrationsmoduls 10 ausgeleitet, an dem auch das mit Fremdstoffen belastete Feedwasser 11 eingeleitet wird.In the 1 to 11 is a first embodiment of a water filtration module 10 shown in dead-end construction in different perspectives and sections. The modular construction of the water filtration module 10 can be used for the decentralized treatment of contaminated water (feed water), for example groundwater, surface water, process water, wastewater or for prefiltration in reverse osmosis plants. The feed water is particularly in the 1 . 3 . 4 . 5 and 6 indicated by arrows 11 , In the dead-end construction, water released from foreign substances (permeate 15 ) at the same end of the water filtration module 10 discharged, which also contaminated with foreign substances feed water 11 is initiated.

Das Wasserfiltrationsmodul 10 weist ein Gehäuse 12 mit einer rohrförmigen Gehäusewand 13 auf, welches an seinen Enden mit einer oberen Endkappe 14 und einer unteren Endkappe 16 verschlossen ist.The water filtration module 10 has a housing 12 with a tubular housing wall 13 on which at its ends with an upper endcap 14 and a lower end cap 16 is closed.

In 2 ist das Wasserfiltrationsmodul 10 in der Draufsicht mit Blick auf die obere Endkappe 14 in Richtung eines Pfeils II aus 1 gezeigt. Die obere Endkappe 14 verfügt über zwei miteinander verbundene Retentat-Auslässe 18, die an gegenüberliegenden Umfangsseiten aus der oberen Endkappe 14 herausführen. Die obere Endkappe 14 ist, wie insbesondere in einem ersten Längsschnitt in der 3 gezeigt, auf ihrer dem Inneren des Gehäuses 12 zugewandten Innenseite kuppelförmig. An der Außenseite der oberen Endkappe 14 ist eine Vielzahl von Verrippungen 20 angeordnet, welche die Berstdruckbeständigkeit erhöhen. Die obere Endkappe 14 ist über einen Zwischenring 22 steckbar und wieder lösbar mit dem Gehäuse 12 verbunden. Auf den Zwischenring 22 kann bei diesem Ausführungsbeispiel auch verzichtet werden. Die obere Endkappe 14 kann auch fest mit dem Gehäuse 12 verbunden sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel genügt es, dass das Wasserfiltrationsmodul 10 beispielsweise zu Wartungszwecken über die untere Endkappe 16 geöffnet werden kann.In 2 is the water filtration module 10 in plan view looking at the upper end cap 14 in the direction of an arrow II 1 shown. The upper end cap 14 has two interconnected retentate outlets 18 , on opposite sides of the upper end cap 14 lead out. The upper end cap 14 is, as in particular in a first longitudinal section in the 3 shown on her the inside of the case 12 facing inside dome-shaped. On the outside of the upper end cap 14 is a variety of ribbing 20 arranged, which increase the bursting pressure resistance. The upper end cap 14 is over an intermediate ring 22 pluggable and detachable with the housing 12 connected. On the intermediate ring 22 can also be dispensed with in this embodiment. The upper end cap 14 can also be firm with the case 12 be connected. In this embodiment, it is sufficient that the water filtration module 10 for example, for maintenance purposes via the lower end cap 16 can be opened.

Die untere Endkappe 16, die insbesondere in der 4 im Detail gezeigt ist, weist zwei Permeat-Auslässe 24 auf, welche an gegenüberliegenden Umfangsseiten aus der unteren Endkappe 16 herausführen.The lower end cap 16 especially in the 4 shown in detail, has two permeate outlets 24 on which at opposite circumferential sides of the lower end cap 16 lead out.

Ein zum Gehäuse 12 koaxialer rohrartiger Feedeinlass 28 führt, wie in der 3 gezeigt, zentral durch eine kuppelartige Innenwandung 26 der unteren Endkappe 16 hindurch. Die Außenseite der unteren Endkappe 16 ist analog zur oberen Endkappe 14 mit einer Vielzahl von Verrippungen 30 versehen zur Verbesserung der Berstdruckbeständigkeit.A to the housing 12 coaxial tubular feed inlet 28 leads, as in the 3 shown, centrally by a dome-like inner wall 26 the lower end cap 16 therethrough. The outside of the lower end cap 16 is analogous to the upper end cap 14 with a variety of ribs 30 provided to improve the bursting pressure resistance.

Der Feedeinlass 28 dient zum Einlass des Feedwassers 11. In dem Feedeinlass 28 ist koaxial ein Zentralrohr 32 angeordnet. Das Zentralrohr 32 unterteilt den Feedeinlass 28 in einen radial inneren Zentralleitungsraum 34 und einen radial äußeren Ringleitungsraum 36. Der Zentralleitungsraum 34 mündet, wie weiter unten näher erläutert, in den Innenraum des Gehäuses 12, der eine Zulaufkammer 38 bildet. Auf der Außenseite des Wasserfiltrationsmoduls 10 überragt der Feedeinlass 28 das Zentralrohr 32 in axialer Richtung.The feed inlet 28 serves to inlet the feed water 11 , In the feed inlet 28 is coaxial with a central tube 32 arranged. The central tube 32 divides the feed intake 28 in a radially inner central pipe space 34 and a radially outer loop space 36 , The central room 34 opens, as explained in more detail below, in the interior of the housing 12 , which is an inlet chamber 38 forms. On the outside of the water filtration module 10 exceeds the feed intake 28 the central tube 32 in the axial direction.

Durch die Umfangswand des Feedeinlasses 28 führt ein Druckluftanschluss 40 und mündet im Bereich des Zentralrohrs 32 in den Ringleitungsraum 36. Der Druckluftanschluss 40 verläuft schräg zur Achse des Feedeinlasses 28, so dass eingeblasene Druckluft, wie insbesondere in den 3 und 4 angedeutet durch einen Pfeil 41, nach innen in Richtung der Zulaufkammer 38 geblasen wird und nicht in das Zentralrohr 32 gelangen kann.Through the peripheral wall of the feed inlet 28 leads a compressed air connection 40 and flows into the area of the central tube 32 in the loop space 36 , The compressed air connection 40 runs obliquely to the axis of the feed inlet 28 , so that injected compressed air, especially in the 3 and 4 indicated by an arrow 41 , inward towards the inlet chamber 38 is blown and not in the central tube 32 can get.

Das der Zulaufkammer 38 zugewandte Ende des Feedeinlasses 28 ist auf der der Zulaufkammer 38 zugewandten Seite eines Randes 42 der unteren Endkappe 16 radial nach innen abgestuft. Die so gebildete Stufe 44 dient als Auflage für eine Ringdichtung 46.That of the inlet chamber 38 facing the end of the feed inlet 28 is on the inlet chamber 38 facing side of a border 42 the lower end cap 16 stepped radially inward. The stage thus formed 44 serves as a support for a ring seal 46 ,

Das Zentralrohr 32 endet auf der der Zulaufkammer 38 zugewandten Seite etwa auf Höhe der Stufe 44. Die radial äußere Umfangsseite des Zentralrohrs 32 ist an seinem dortigen Ende mit einer Verjüngung 48 versehen. Die Verjüngung 48 dient zum Aufstecken eines weiter unten näher beschriebenen Zentralrohranschlussstücks 50 eines Verteilersterns 52 und bewirkt, dass die Außenkontur des Zentralrohranschlussstücks 50 in die Außenkontur des Zentralrohrs 32 übergeht.The central tube 32 ends on the inlet chamber 38 facing side approximately at the height of the step 44 , The radially outer peripheral side of the central tube 32 is at its local end with a rejuvenation 48 Mistake. The rejuvenation 48 serves to attach a central tube connection piece described in more detail below 50 a distribution star 52 and causes the outer contour of the central pipe fitting 50 in the outer contour of the central tube 32 passes.

Der Verteilerstern 52 ist Teil einer Verteilereinrichtung 54, die in der 11 im Detail gezeigt ist. Die Verteilereinrichtung 54 umfasst ferner eine rohrförmige Ringwand 56, die zwischen dem Gehäuse 12 und der unteren Endkappe 16 angeordnet ist. Die Ringwand 56 selbst ist ein Modulbauteil, welches analog zum Zwischenring 22 aufgebaut ist, so dass nur ein einziger Bauteiltyp für die beiden Bauteile erforderlich ist. Der Verteilerstern 52 ist innerhalb der Ringwand 56 koaxial zu diesem angeordnet. Der dem Gehäuse 12 zugewandte Rand der Ringwand 56 ist mit einer Klebenut 56a versehen, in die der Rand des Gehäuses 12 eingeklebt ist. Anstelle der Klebenut 56a kann auch eine Schweißnut vorgesehen sein, in die der Rand des Gehäuses 12 eingeschweißt ist.The distribution star 52 is part of a distribution facility 54 in the 11 shown in detail. The distribution device 54 further comprises a tubular annular wall 56 between the case 12 and the lower end cap 16 is arranged. The ring wall 56 itself is a modular component, which is analogous to the intermediate ring 22 is constructed so that only a single type of component for the two components is required. The distribution star 52 is inside the ring wall 56 arranged coaxially with this. The case 12 facing edge of the ring wall 56 is with a glue groove 56a provided in the the edge of the housing 12 is glued. Instead of the glue groove 56a can also be provided a welding groove, in which the edge of the housing 12 is welded.

Der Verteilerstern 52 weist einen zum Feedeinlass 28 und zum Zentralrohr 32 koaxialen rohrförmigen Aufsteckstutzen 58 auf, mit dem er auf das der Zulaufkammer 38 zugewandte Ende des Feedeinlasses 28 aufgesteckt ist. Dabei dichtet die Ringdichtung 46 die radial innere Seite des Aufsteckstutzens 58 gegen die radial äußere Seite des Feedeinlasses 28 ab. An dem Ende des Aufsteckstutzens 58, das dem Feedeinlass 28 abgewandt ist, führt eine Mehrzahl von Kanalflügeln 60 sternförmig vom Aufsteckstutzen 58 in radialer Richtung fast bis zur Ringwand 56. Die Kanalflügel 60 sind einstückig am Aufsteckstutzen 58 befestigt. Die Kanalflügel 60 weisen jeweils ein etwa U-förmiges Profil auf, in dem sich jeweils ein Verteilerkanal 61 radial zum Aufsteckstutzen 58 erstreckt. Die Verteilerkanäle 61 sind jeweils zum Inneren des Aufsteckstutzens 58 hin offen und sind über den Innenraum des Aufsteckstutzens 58 mit dem Ringleitungsraum 36 verbunden. Sie sind unten und an den Seiten durch die sich in radialer Richtung erstreckenden Wände des entsprechenden Kanalflügels 60 begrenzt. Die offenen Längsseiten der U-förmigen Kanalflügel 60 sind jeweils mit einem Deckelflügel 64 eines ebenfalls sternförmigen Verteilerdeckels 62 begrenzt. Der Verteilerdeckel 62 ist in axialer Richtung auf dem Verteilerstern 52 mittels einer Schnappverbindung 88 aufgeklipst.The distribution star 52 points to the feed inlet 28 and to the central tube 32 coaxial tubular plug-on nozzle 58 on, with which he on the the Zulaufkammer 38 facing the end of the feed inlet 28 is plugged. It seals the ring seal 46 the radially inner side of the attachment piece 58 against the radially outer side of the feed inlet 28 from. At the end of the attachment piece 58 that the feed intake 28 facing away, leads a plurality of channel wings 60 star-shaped from the plug-on neck 58 in the radial direction almost to the ring wall 56 , The canal wings 60 are in one piece on the slip-on 58 attached. The canal wings 60 each have an approximately U-shaped profile, in each of which a distribution channel 61 radially to the attachment piece 58 extends. The distribution channels 61 are each to the inside of the Aufsteckstutzens 58 open and are over the interior of the Aufsteckstutzens 58 with the loop space 36 connected. They are below and on the sides by the radially extending walls of the corresponding channel wing 60 limited. The open longitudinal sides of the U-shaped canal wing 60 are each with one cover wings 64 a likewise star-shaped distributor cover 62 limited. The distributor cover 62 is in the axial direction on the distributor star 52 by means of a snap connection 88 clipped.

Die Deckelflügel 64 des Verteilerdeckels 62, welche im Detail in den 11, 14 und 15 gezeigt sind, weisen jeweils ein U-förmiges Profil auf. Jeweils ein Deckelflügel 64 ist von der offenen Seite der Kanalflügel 60 aufgesteckt, derart, dass die Schenkel der Deckelflügel 64 die Schenkel der Kanalflügel 60 außen umgreifen.The lid wings 64 of the distributor cover 62 which in detail in the 11 . 14 and 15 are shown, each have a U-shaped profile. In each case a lid wing 64 is from the open side of the canal wing 60 plugged, such that the legs of the lid wings 64 the legs of the canal wings 60 embrace the outside.

Die Kanalflügel 60 und die Deckelflügel 64 weisen in unterschiedlichen radialen Abständen zum Aufsteckstutzen 58 an ihren Schenkelseiten eine Mehrzahl von jeweils paarweise fluchtenden Öffnungen auf. Die fluchtenden Öffnungen bilden jeweils eine Seitenverteileröffnung 66. Durch die Seitenverteileröffnungen 66 strömt ein Teil des Feedwassers 11, welches durch die Kanalflügel 60 eingeleitet wird, quer zu einer in der 1 gezeigten Mittelachse 67 des Gehäuses 12 in die Zulaufkammer 38 ein.The canal wings 60 and the lid wings 64 have at different radial distances to Aufsteckstutzen 58 on their leg sides a plurality of pairs aligned openings. The aligned openings each form a side distribution opening 66 , Through the side distribution openings 66 a part of the feed water flows 11 passing through the canal wings 60 is initiated, across to one in the 1 shown center axis 67 of the housing 12 in the inlet chamber 38 one.

Die Deckelflügel 64 weisen außerdem jeweils eine Mehrzahl von Axialverteileröffnungen 68 auf, die sich in unterschiedlichen radialen Abständen zum Aufsteckstutzen 58 befinden. Die Axialverteileröffnungen 68 sind axial zum Gehäuse 12 gerichtet. Durch sie wird ein Teil des Feedwassers 11 aus den Kanalflügeln 60 in axialer Richtung in die Zulaufkammer 38 geleitet.The lid wings 64 also each have a plurality of Axialverteileröffnungen 68 on, which are in different radial distances to the slip-on 58 are located. The Axialverteileröffnungen 68 are axial to the housing 12 directed. Through them, a part of the feed water 11 from the canal wings 60 in the axial direction in the inlet chamber 38 directed.

Koaxial zu dem Aufsteckstutzen 58 verläuft das Zentralrohranschlussstück 50, welches, wie insbesondere in der 6 gezeigt, auf der der Zulaufkammer 38 zugewandten Seite mit dem Anschlussstutzen 58 einstückig verbunden ist. Der Innenraum des Zentralrohranschlussstücks 50 schließt sich an den Zentralleitungsraum 34 des Zentralrohrs 32 an und ist von dem Ringleitungsraum 60 getrennt.Coaxial with the slip-on 58 runs the central pipe connection piece 50 , which, in particular in the 6 shown on the inlet chamber 38 facing side with the connecting piece 58 is integrally connected. The interior of the central pipe connection piece 50 joins the central line room 34 of the central tube 32 and is from the loop space 60 separated.

An dem zur Zulaufkammer 38 offenen Ende des Zentralrohrstücks 50 ist eine austauschbare Drossel 70 angeordnet, welche an einem Mittelteil 72 des Verteilerdeckels 62 trennbar befestigt ist. Das Mittelteil 72 sitzt dicht auf dem Rand des Zentralrohranschlussstücks 50 auf. Das Mittelteil 72 weist auf der dem Zentralrohranschlussstück 50 zugewandten Seite eine Mehrzahl von Schnapphaken 74 auf, welche in dem Zentralrohranschlussstück 50 verrasten.At the to the inlet chamber 38 open end of the central pipe section 50 is a replaceable throttle 70 arranged, which at a middle part 72 of the distributor cover 62 is attached separable. The middle part 72 sits tight on the edge of the central pipe fitting 50 on. The middle part 72 points to the central pipe connection piece 50 facing side a plurality of snap hooks 74 which is in the central tube fitting 50 lock.

Auf der dem Zentralrohranschlussstück 50 abgewandten Seite ist an dem Mittelteil 72 ein kreiszylindrischer Zentralaustrittsstutzen 76 angeordnet, welcher zur Zulaufkammer 38 offen ist.On the central pipe connection piece 50 opposite side is at the middle part 72 a circular cylindrical central outlet 76 arranged, which to the inlet chamber 38 is open.

Ein Ringraum zwischen dem Aufsteckstutzen 58 und der Ringwand 56 ist mit einer Vergussmasse 78 bevorzugt aus Epoxidharz gefüllt. Alternativ kann die Vergussmasse 78 z. B. auch aus Polyurethan oder Silicon bestehen. Die Vergussmasse 78 erstreckt sich in axialer Richtung von den Unterseiten der Kanalflügel 60, welche der Zulaufkammer 38 abgewandt sind, bis zu dem unteren Rand der Ringwand 56. Die Vergussmasse 78 bildet gewissermaßen ein Abschlusselement der Zulaufkammer 38 zumindest mit.An annulus between the slip-on 58 and the ring wall 56 is with a potting compound 78 preferably filled from epoxy resin. Alternatively, the potting compound 78 z. B. also made of polyurethane or silicone. The potting compound 78 extends in the axial direction of the undersides of the channel wings 60 , which is the inlet chamber 38 are turned away, to the bottom of the ring wall 56 , The potting compound 78 forms as it were a final element of the inlet chamber 38 at least with.

In der Vergussmasse 78 ist eine Vielzahl von Hohlfasermembranen 82, wie in den 5, 6 und 10 gezeigt, eingegossen. Die Hohlfasermembranen 82 sind wenigstens in Querschnittsrichtung des Wasserfiltrationsmoduls 10 bzw. quer zur Mittelachse 67 an der Vergussmasse 78 befestigt. Die Hohlfasermembranen 82 sind in Hohlfasersegmenten 83 gebündelt, die sich jeweils zwischen zwei der Kanalflügel 60 in axialer Richtung durch die Vergussmasse 78 erstrecken. Ein Ausschnitt eines dieser Hohlfasersegmente 83 ist insbesondere in 6 gezeigt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Wasserfiltrationsmoduls 10 sind insgesamt etwa 4000 Hohlfasermembranen 82 angeordnet.In the potting compound 78 is a variety of hollow fiber membranes 82 as in the 5 . 6 and 10 shown, poured. The hollow fiber membranes 82 are at least in the cross-sectional direction of the water filtration module 10 or transverse to the central axis 67 at the potting compound 78 attached. The hollow fiber membranes 82 are in hollow fiber segments 83 bundled, each between two of the canal wings 60 in the axial direction through the potting compound 78 extend. A section of one of these hollow fiber segments 83 is particular in 6 shown. In the illustrated embodiment of the water filtration module 10 are a total of about 4000 hollow fiber membranes 82 arranged.

In der Zulaufkammer 38 verlaufen die geschlossenen Abschnitte der Hohlfasermembranen 82 etwa U-förmig. Die Schenkel der U's erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander axial zum Gehäuse 12, so dass zwischen den Hohlfasermembranen 82 Strömungskanäle 85 entstehen, welche sich im Wesentlichen axial zum Gehäuse 12 erstreckt. In den 3, 5 und 7 ist zur Verdeutlichung jeweils eine der Hohlfasermembranen 82 vollständig gezeigt. Die Scheitel der U befinden sich im Bereich der oberen Endkappe 14. Die beiden offenen Enden 84 der Hohlfasermembranen 82 münden außerhalb der Zulaufkammer 38 in einen Permeatsammelraum 86 in der unteren Endkappe 16. Der Permeat-Sammelraum 86 ist mit den Permeat-Auslässen 24 verbunden.In the inlet chamber 38 the closed sections of the hollow fiber membranes run 82 approximately U-shaped. The legs of the U's extend substantially parallel to each other axially to the housing 12 so that between the hollow fiber membranes 82 flow channels 85 arise, which are substantially axially to the housing 12 extends. In the 3 . 5 and 7 is one of the hollow fiber membranes for clarity 82 completely shown. The vertices of the U are in the area of the upper end cap 14 , The two open ends 84 the hollow fiber membranes 82 open outside the inlet chamber 38 into a permeate collection room 86 in the lower end cap 16 , The permeate collection space 86 is with the permeate outlets 24 connected.

Die Hohlfasermembranen 82 sind Out/In-Membranen, deren Trennschichten sich auf den radial äußeren Außenseiten der Hohlfasermembranen 82 befinden. Das Feedwasser 11 durchströmt die Wände der Hohlfasermembranen 82 von der Rohseite radial außen zur Reinseite innen.The hollow fiber membranes 82 are out / in membranes whose separation layers are on the radially outer outsides of the hollow fiber membranes 82 are located. The feed water 11 flows through the walls of the hollow fiber membranes 82 from the raw side radially outside to the clean side inside.

Zu Reparaturzwecken, beispielsweise zum Verschließen defekter Hohlfasermembranen 82, kann die untere Endkappe 16 von der Ringwand 56 getrennt werden.For repair purposes, for example for sealing defective hollow-fiber membranes 82 , the lower end cap can 16 from the ring wall 56 be separated.

Zur Reinigung von Feedwasser 11 mit dem Wasserfiltrationsmodul 10 wird das Feedwasser 11 in Richtung des in 3 und 4 gezeigten Pfeils 11 durch den Feedeinlass 28 zugeführt. Ein Teil des Feedwassers 11a strömt dabei in axialer Richtung durch den Zentralleitungsraum 34 und durch die Drossel 70 direkt zentral von unten in die Zulaufkammer 38.For cleaning feed water 11 with the water filtration module 10 becomes the feed water 11 in the direction of in 3 and 4 shown arrow 11 through the feed inlet 28 fed. Part of the feed water 11a flows in the axial direction through the central line space 34 and through the throttle 70 directly from the bottom into the inlet chamber 38 ,

Ein anderer Teil 11b des zugeführten Feedwassers 11 strömt durch den Ringleitungsraum 36 zunächst in axialer Richtung auf die Zulaufkammer 38 zu und verteilt sich dann in die Verteilerkanäle 61. In diesen strömt das Feedwasser 11 zunächst im Wesentlichen radial zum Zentralrohr 32.Another part 11b the feed water supplied 11 flows through the loop space 36 initially in the axial direction of the inlet chamber 38 to and then distributed in the distribution channels 61 , In this flows the feed water 11 initially essentially radially to the central tube 32 ,

Ein Teil des radial strömenden Feedwassers 11 tritt durch die Seitenverteileröffnungen 66 aus und strömt in die jeweils benachbarten Hohlfasersegmente 83. Das Feedwasser 11 strömt an den Hohlfasermembranen 82 entlang nach oben. Ein weiterer Teil des radial strömenden Feedwassers 11 tritt durch die Axialverteileröffnungen 68 in die offenen Strömungskanäle 85 zwischen den Hohlfasersegmenten 83.Part of the radially flowing feed water 11 enters through the side distribution openings 66 from and flows into the respective adjacent hollow fiber segments 83 , The feed water 11 flows on the hollow fiber membranes 82 along upwards. Another part of the radially flowing feed water 11 passes through the Axialverteileröffnungen 68 into the open flow channels 85 between the hollow fiber segments 83 ,

Das Feedwasser 11 verteilt sich insgesamt optimal über den gesamten Querschnitt der Zulaufkammer 38, so dass möglichst die gesamten äußeren Oberflächen der Hohlfasermembranen 82 angeströmt werden.The feed water 11 Overall, it is optimally distributed over the entire cross section of the inlet chamber 38 , so that as possible the entire outer surfaces of the hollow fiber membranes 82 be streamed.

Das Permeat 15 durchströmt die Membranwände der Hohlfasermembranen 82 von radial außen nach innen. Dabei verbleiben die Fremdstoffe auf der Außenseite der Hohlfasermembranen 82. Das Permeat 15 fließt in den Hohlfasermembranen 82 nach unten, sammelt sich im Permeatsammelraum 86 und wird über die Permeat-Auslässe 24 aus dem Permeatsammelraum 86 abgelassen.The permeate 15 flows through the membrane walls of the hollow fiber membranes 82 from radially outside to inside. The foreign substances remain on the outside of the hollow fiber membranes 82 , The permeate 15 flows in the hollow fiber membranes 82 down, collects in the permeation room 86 and is via the permeate outlets 24 from the permeate collection space 86 drained.

Durch entsprechende Vorgabe der Drossel 70, welche ausgewechselt und durch eine entsprechend andere Drossel ersetzt werden kann, und der Variation der Öffnungsquerschnitte der Seitenverteileröffnungen 66 und der Axialverteileröffnungen 68 wird die Verteilung des Feedwassers 11 in den Zentralleitungsraum 34 und den Ringleitungsraum 36 vorgegeben.By appropriate specification of the throttle 70 , which can be replaced and replaced by a correspondingly different throttle, and the variation of the opening cross-sections of the side distribution openings 66 and the axial distribution openings 68 becomes the distribution of the feed water 11 in the central room 34 and the loop space 36 specified.

Zur Vorwärtsspülung des Wasserfiltrationsmoduls 10 zum Zwecke der Entfernung von mit Fremdstoffen aufkonzentriertem Retentat, welches insbesondere in den 1 und 3 angedeutet ist durch einen Pfeil 90, wird zunächst über den Druckluftanschluss 40, Druckluft 41 in den Ringleitungsraum 36 eingeblasen. Dieser Vorgang wird als Air-Scoring bezeichnet. Da sich der Druckluftanschluss 40 in Strömungsrichtung hinter dem offenen Ende des Zentralrohrs 32 befindet, kann die Druckluft 41 nicht in den Zentralleitungsraum 34 gelangen. Die Druckluft 41 strömt also unter Umgehung des Zentralrohrs 32 ausschließlich über den Ringleitungsraum 36 in die Verteilerkanäle 61. Von dort aus entweicht ein Teil der Druckluft 41 über die Seitenverteileröffnungen 66 direkt in die Hohlfasersegmente 83 und ein Teil der Druckluft 41 gelangt über die Axialverteileröffnungen 68 in die Zwischenräume zwischen den Hohlfasersegmenten 83. Die Druckluft 41 strömt in den Hohlfasersegmenten 83 an den Hohlfasermembranen 82 entlang und sorgt dafür, dass sich die Hohlfasermembranen 82 bewegen. Auf diese Weise wird der Filterkuchen aus abgeschiedenen Fremdstoffen aufgebrochen und von den Hohlfasermembranen 82 gelöst.For forward flushing of the water filtration module 10 for the purpose of removing retentate concentrated with foreign substances, which is particularly useful in the 1 and 3 is indicated by an arrow 90 , is initially via the compressed air connection 40 , Compressed air 41 in the loop space 36 blown. This process is called air scoring. Because the compressed air connection 40 in the flow direction behind the open end of the central tube 32 located, can the compressed air 41 not in the central room 34 reach. The compressed air 41 thus flows under bypass of the central tube 32 exclusively over the loop space 36 into the distribution channels 61 , From there, a part of the compressed air escapes 41 over the side distribution openings 66 directly into the hollow fiber segments 83 and part of the compressed air 41 passes over the Axialverteileröffnungen 68 in the spaces between the hollow fiber segments 83 , The compressed air 41 flows in the hollow fiber segments 83 on the hollow fiber membranes 82 along and makes sure that the hollow fiber membranes 82 move. In this way, the filter cake is broken up from separated foreign matter and from the hollow fiber membranes 82 solved.

Anschließend wird zur Spülung Feedwasser 11 über den Feedwassereinlass 28 in der oben bereits beschriebenen Weise in die Zulaufkammer 38 geleitet. Das Retentat 90 und die zugeführte Druckluft 41 werden über die Retentat-Auslässe 18 in der oberen Endkappe 14 oben aus dem Wasserfiltrationsmodul 10 geleitet. Gleichzeitig mit dem Einblasen von Druckluft 41 kann auch ein, insbesondere verhältnismäßig geringer Volumenstrom von Feedwasser 11 als kombinierte Vorwärtsspülung über den Feedeinlass 28 zugeführt werden. Das Feedwasser 11 dient als Transportmedium für die Luftblasen und ermöglicht ein besseres Eindringen in die Hohlfasersegmente 83. Dies führt zu einer stärkeren Bewegung der Hohlfasermembranen 82 und einer besseren Ablösung der Filterkuchen.Subsequently, feed water is added to the rinse 11 over the feed water inlet 28 in the manner already described above in the inlet chamber 38 directed. The retentate 90 and the supplied compressed air 41 be via the retentate outlets 18 in the upper end cap 14 at the top of the water filtration module 10 directed. Simultaneously with the injection of compressed air 41 can also be a, in particular relatively small volume flow of feed water 11 as a combined forward purge through the feed inlet 28 be supplied. The feed water 11 serves as a transport medium for the air bubbles and allows a better penetration into the hollow fiber segments 83 , This leads to a stronger movement of the hollow fiber membranes 82 and a better separation of the filter cake.

Im Anschluss an die oben beschriebene Vorwärtsspülung kann eine Rückspülung stattfinden, bei welcher Permeat 15 von der Reinseite durch die Hohlfasermembranen 82 von innen nach außen zur Rohseite gepumpt wird. Das Permeat 15 wird mit dem auf der Rohseite noch vorhandenen Retentat 90 und dem abgelösten Filterkuchen über die Retentat-Auslässe 18 aus dem Wasserfiltrationsmodul 10 geleitet. Bei einer Rückspülung kann zusätzlich, wie oben beschrieben, Druckluft 41 auf die Rohseite geblasen werden.Following the forward purge described above, a backwash may take place, in which permeate 15 from the clean side through the hollow fiber membranes 82 is pumped from the inside out to the raw side. The permeate 15 becomes with the remaining on the raw side retentate 90 and the detached filter cake via the retentate outlets 18 from the water filtration module 10 directed. In a backwash, in addition, as described above, compressed air 41 be blown on the raw side.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in 12, sind diejenigen Elemente, die zu denen des ersten, in 1 bis 11 beschriebenen Ausführungsbeispiels ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen, so dass bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von ersten dadurch, dass das Wasserfiltrationsmodul 110 in der Cross-Flow-Bauweise aufgebaut ist. Bei dem Wasserfiltrationsmodul 110 sind eine untere Endkappe 116a und eine untere Verteilereinrichtung 154a und eine obere Endkappe 116b und eine obere Verteilereinrichtung 154b vorgesehen, die ähnlich zu der unteren Endkappe 16 und der Verteilereinrichtung 54 aus dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut sind. Das Wasserfiltrationsmodul 110 ist so an beiden Enden gleich aufgebaut. Die untere Endkappe 116a weist einen Feedeinlass 128 entsprechend dem Feedeinlass 28 beim ersten Ausführungsbeispiel auf.In a second embodiment, shown in FIG 12 , are those elements that are among those of the first, in 1 to 11 are similar, are given the same reference numerals plus 100, so that with respect to the description of the comments on the first embodiment reference is made. This embodiment differs from the first in that the water filtration module 110 is constructed in the cross-flow design. At the water filtration module 110 are a lower end cap 116a and a lower manifold 154a and an upper end cap 116b and an upper manifold 154b provided, similar to the lower end cap 16 and the distribution device 54 are constructed from the first embodiment. The water filtration module 110 is the same at both ends. The lower end cap 116a has a feed inlet 128 according to the feed inlet 28 in the first embodiment.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind die Hohlfasermembranen 182 mit einem offenen Ende in der Vergussmasse 178a in der unteren Verteilereinrichtung 154a befestigt und mit dem anderen offenen Ende in der Vergussmasse 178b in der oberen Verteilereinrichtung 154b. Als Retentat-Auslass 118 dient ein dem Feedeinlass 128 entsprechender Auslass in der oberen Endkappe 116b. Durch den Retentat-Auslass 118 wird entsprechend das Retentat 190 und bei einer Spülung die eingeführte Druckluft 41 abgelassen. Ein Auslass, welcher dem Permeat-Auslass 124a an der unteren Endkappe 16 entspricht, dient als zweiter Permeat-Auslass 124b, der optional geöffnet werden kann. Die Verteilerkanäle 161b welche den Verteilerkanälen 161a in der unteren Verteilereinrichtung 154a entsprechen, dienen in der oberen Verteilereinrichtung 154b dem Abführen des Retentats 190 und der bei einer Spülung eingeblasenen Druckluft 41. Bei einem dritten Ausführungsbeispiel eines Wasserfiltrationsmoduls 210, dargestellt in 13, sind diejenigen Elemente, die zu denen des zweiten, in 12 beschriebenen Ausführungsbeispiels ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen, so dass bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zum zweiten bzw. zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von zweiten dadurch, dass anstelle von Out/In-Hohlfasermembranen wie beim ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel hier In/Out-Hohlfasermembranen 282 eingesetzt werden. Bei den In/Out-Hohlfasermembranen 282 befindet sich die Trennschicht an der radial inneren Seite der Membranwände. Das Feedwasser 211 strömt innen in den Innenraum der Hohlfasermembranen 282 und durchströmt die Membranwände von innen nach außen. In contrast to the first embodiment, the hollow fiber membranes 182 with an open end in the potting compound 178a in the lower manifold 154a attached and with the other open end in the potting compound 178b in the upper distributor device 154b , As a retentate outlet 118 serves a the feed intake 128 corresponding outlet in the upper end cap 116b , Through the retentate outlet 118 becomes the retentate accordingly 190 and at a rinse the introduced compressed air 41 drained. An outlet which is the permeate outlet 124a on the lower end cap 16 corresponds, serves as a second permeate outlet 124b which can be opened optionally. The distribution channels 161b which the distribution channels 161a in the lower manifold 154a correspond serve in the upper manifold 154b the removal of the retentate 190 and the injected during a flushing compressed air 41 , In a third embodiment of a water filtration module 210 represented in 13 , are those elements that are second to those in 12 are similar, are given the same reference numerals plus 100, so that with respect to the description of the comments on the second and the first embodiment reference is made. This embodiment differs from the second in that instead of out / in hollow fiber membranes as in the first and the second embodiment here In / Out hollow fiber membranes 282 be used. For the In / Out hollow fiber membranes 282 the separation layer is located on the radially inner side of the membrane walls. The feed water 211 flows inside into the interior of the hollow fiber membranes 282 and flows through the membrane walls from the inside to the outside.

Beim Betrieb des Wasserfiltrationsmoduls 210 wird das Feedwasser 211 über einen Feed-Einlass 224a, welcher dem Permeat-Auslass 124a beim zweiten Ausführungsbeispiel entspricht, dem Sammelraum 286 zugeführt. Von dort aus strömt das Feedwasser 211 in die dort offenen Enden der Hohlfasermembranen 282. Das von Fremdstoffen befreite Permeat 215 gelangt durch die Membranwände nach außen in die Kammer 238, welche der Zulaufkammer 138 beim zweiten Ausführungsbeispiel entspricht. Von dort aus gelangt das Permeat 215 durch Seitenöffnungen und Axialöffnungen, welche den Seitenverteileröffnungen 66 und den Axialverteileröffnungen 68 bei dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, in die Verteilerkanäle 261, welche in diesem Fall auch als Sammelkanäle bezeichnet werden können. Von dort aus strömt das Permeat 215 über den Aufsteckstutzen 258 und den Ringleitungsraum 236 zu einem Permeat-Auslass 228 der den Feedeinlässen 28 bzw. 128 bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen entspricht. Ein Teil des Permeats 215 strömt durch die Drossel 270, das Zentralrohranschlussstück 250 und das Zentralrohr 232 durch den Zentralleitungsraum 234 zum Permeat-Auslass 228.When operating the water filtration module 210 becomes the feed water 211 via a feed inlet 224a which is the permeate outlet 124a in the second embodiment, the collection space 286 fed. From there, the feed water flows 211 in the open ends of the hollow fiber membranes there 282 , The foreign matter released permeate 215 passes through the membrane walls to the outside in the chamber 238 , which is the inlet chamber 138 in the second embodiment corresponds. From there, the permeate arrives 215 through side openings and axial openings which correspond to the side distribution openings 66 and the Axialverteileröffnungen 68 in the first embodiment correspond to the distribution channels 261 , which in this case can also be referred to as collection channels. From there, the permeate flows 215 over the plug-on neck 258 and the loop space 236 to a permeate outlet 228 the feed inlets 28 respectively. 128 in the first two embodiments corresponds. Part of the permeate 215 flows through the throttle 270 , the central pipe fitting 250 and the central tube 232 through the central room 234 to the permeate outlet 228 ,

Als Retentat-Auslass 224b für das Retentat 290 dient ein Auslass in der oberen Endkappe 216b, welcher beim zweiten Ausführungsbeispiel dem zweiten Permeat-Auslass 124b entspricht.As a retentate outlet 224b for the retentate 290 serves an outlet in the upper end cap 216b which in the second embodiment, the second permeate outlet 124b equivalent.

Ein Auslass, welcher beim zweiten Ausführungsbeispiel als Retentat-Auslass 128 dient, hat beim dritten Ausführungsbeispiel die Funktion eines zweiten Permeat-Auslasses 218, der optional geöffnet werden kann.An outlet, which in the second embodiment as a retentate outlet 128 serves has the function of a second permeate outlet in the third embodiment 218 which can be opened optionally.

Bei dem in 13 beispielhaft gezeigten Cross-Flow-Wasserfiltrationsmodul 210 mit In/Out-Hohlfasermembranen 282 ist auf eine Einrichtung für eine Spülgaszufuhr für ein Air-Scoring verzichtet. Es kann jedoch ein zusätzlicher Druckluftanschluss in der unteren Endkappe 216a vorgesehen sein.At the in 13 exemplified cross-flow water filtration module 210 with in / out hollow fiber membranes 282 is dispensed with a device for a purge gas supply for air scoring. However, there may be an additional compressed air connection in the lower end cap 216a be provided.

In den 16 und 17 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verteilerdeckels 162 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des Ausführungsbeispiels aus den 11, 14 und 15 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen. Das weitere Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel aus den 11, 14 und 15 dadurch, dass keine Axialverteileröffnungen wie beim ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind. In den 16 und 17 gezeigte Vertiefungen 169 in Deckflügeln 164 sind nicht durchgängig. Durch den Verzicht auf Axialverteileröffnungen kann eine im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel aus den 11, 14 und 15 geänderte Anströmung der Hohlfasermembranen 82 und der Hohlfasersegmente 83 und eine geänderte Strömungsverteilung erreicht werden.In the 16 and 17 is another embodiment of a distribution cover 162 shown. Those elements corresponding to those of the embodiment of the 11 . 14 and 15 are similar, the same reference numerals plus 100 are provided. The further embodiment differs from the embodiment of the 11 . 14 and 15 in that no Axialverteileröffnungen are provided as in the first embodiment. In the 16 and 17 wells shown 169 in cover wings 164 are not consistent. By dispensing with Axialverteileröffnungen one can in comparison to the embodiment of the 11 . 14 and 15 changed flow of the hollow fiber membranes 82 and the hollow fiber segments 83 and a changed flow distribution can be achieved.

In den 18 und 19 ist eine alternative obere Endkappe 314 gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen der Endkappe aus den 1 bis 3, 5, 7 und 10 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 300 versehen. Die alternative Endkappe 314 unterscheidet sich von der Endkappe 14 aus den 1 bis 3, 5, 7 und 10 dadurch, dass zusätzlich ein Aufnahmeteil 392 zur Aufnahme der geschlossenen Abschnitte der U-förmig verlaufenden Hohlfasermembranen 82 im Bereich der oberen Endkappe 314 vorgesehen ist. Die Hohlfasermembranen 82 sind mit ihren U-förmigen Abschnitten an dem Aufnahmeteil 392 eingehängt und werden mit diesem oben gehalten. So wird verhindert, dass die Hohlfasermembranen 82 beispielsweise aufgrund der Schwerkraft nach unten zur unteren Endkappe hin gebogen, absacken oder gar geknickt werden. Ferner wird so verhindert, dass sich die Lagen der Hohlfasermembranen 82 beim Betrieb des Wasserfiltrationsmoduls 10 verändern.In the 18 and 19 is an alternative upper end cap 314 shown. Those elements that make up the end cap from those 1 to 3 . 5 . 7 and 10 are similar, are provided with the same reference numerals plus 300. The alternative end cap 314 is different from the end cap 14 from the 1 to 3 . 5 . 7 and 10 in that in addition a receiving part 392 for receiving the closed sections of the U-shaped hollow fiber membranes 82 in the area of the upper end cap 314 is provided. The hollow fiber membranes 82 are with their U-shaped sections on the receiving part 392 hung up and are held up with this. This will prevent the hollow fiber membranes 82 for example, due to gravity bent down to the lower end cap, sag or even kinked. Furthermore, it prevents so that the layers of the hollow fiber membranes 82 during operation of the water filtration module 10 change.

Die Hohlfasermembranen 82 sind in vier Hohlfaserbündeln 387 und 389 gebündelt. Ebenen von jeweils zwei der Hohlfaserbündeln 387 und 389, in denen sich die jeweiligen geschlossenen, U-förmigen Abschnitte befinden, verlaufen parallel zueinander, wobei sich die geschlossenen Abschnitte in axialer Richtung auf einer Höhe befinden. Die Ebenen in denen sich die geschlossenen, U-förmigen Abschnitte der beiden anderen paarweise angeordneten Hohlfaserbündel 387 befinden, verlaufen senkrecht zu den entsprechenden Ebenen der beiden erstgenannten paarweise angeordneten Hohlfaserbündel 389. Die geschlossenen Abschnitte der unteren Hohlfaserbündel 389 befinden sich zwischen den Schenkeln der oberen Hohlfaserbündeln 387 auf der der oberen Endkappe 314 abgewandten Seite. Das Aufnahmeteil 392 ist, wie in der 18 gezeigt, insgesamt etwa T-förmig. Es verfügt über einen Halteabschnitt 394, an welchem etwa mittig ein rohrförmiger Verbindungsstab 396 einstückig angeordnet ist. Der Verbindungsstab 396 verläuft koaxial zur oberen Endkappe 314. Er ist mit seinem freien Ende mittels eines Befestigungselements 398 mit der oberen Endkappe 314 verklebt oder lösbar an der oberen Endkappe 314 befestigt.The hollow fiber membranes 82 are in four hollow fiber bundles 387 and 389 bundled. Layers of two each of the hollow fiber bundles 387 and 389 , in which the respective closed, U-shaped sections are located, run parallel to each other, wherein the closed sections are in the axial direction at a height. The levels in which are the closed, U-shaped sections of the other two paired hollow fiber bundles 387 are perpendicular to the respective planes of the first two paired hollow fiber bundles 389 , The closed sections of the lower hollow fiber bundles 389 are located between the legs of the upper hollow fiber bundles 387 on the upper end cap 314 opposite side. The recording part 392 is like in the 18 shown, overall about T-shaped. It has a holding section 394 at which approximately centrally a tubular connecting rod 396 is arranged in one piece. The connection rod 396 runs coaxially to the upper end cap 314 , He is with its free end by means of a fastener 398 with the upper end cap 314 glued or detachable on the upper end cap 314 attached.

Der längliche Halteabschnitt 394 ist etwa sattelförmig ausgestaltet. An seinen querseitigen Enden ist der Halteabschnitt 394 zur oberen Endkappe 314 hin gebogen. Zwischen dem Verbindungsstab 396 und jeweils einem der hochgebogenen querseitigen Enden des Halteabschnitts 394 ist so eine hakenartige Aufnahme realisiert. In jeder hakenartige Aufnahme ist einer der unteren Hohlfaserbündeln 389 mit seinem geschlossenen, U-förmigen Abschnitt eingehängt. Die Biegungen der querseitigen Enden entsprechen etwa den Umfangsbiegungen der unteren Hohlfaserbündel 389. Die unteren Hohlfaserbündeln 389 liegen flächig an den Biegungen an den querseitigen Enden des Halteabschnitts 394 an. An seinen Längsseiten ist der Halteabschnitt 394 von der oberen Endkappe 314 weg gebogen. Die Biegungen der Längsseiten des Halteabschnitts 394 entsprechen etwa den Biegungen der U-förmigen Abschnitte der Hohlfaserbündeln 389. Die Innenseiten der U-förmigen Abschnitte liegen flächig an den Biegungen der Längsseiten des Halteabschnitts 394 an. Durch das flächige Anliegen der Hohlfaserbündel 389 an dem Halteabschnitt 394 wird eine gleichmäßige Kraftverteilung auf die U-förmigen Abschnitte der Hohlfaserbündel 389 erreicht. So wird eine sanfte Biegung der U-förmigen Abschnitte realisiert. Ein Abknicken der Hohlfaserbündel 389 im Bereich des Halteabschnitts 394 wird so verhindert.The elongated holding section 394 is designed saddle-shaped. At its transverse ends is the holding section 394 to the upper end cap 314 bent over. Between the connecting rod 396 and each one of the bent-over transverse ends of the holding portion 394 is realized as a hook-like recording. In each hook-like receptacle is one of the lower hollow fiber bundles 389 hung with its closed, U-shaped section. The bends of the transverse ends approximately correspond to the circumferential bends of the lower hollow fiber bundles 389 , The lower hollow fiber bundles 389 lie flat against the bends at the transverse ends of the holding portion 394 at. On its long sides is the holding section 394 from the upper end cap 314 bent away. The bends of the long sides of the holding section 394 correspond approximately to the bends of the U-shaped sections of the hollow fiber bundles 389 , The inner sides of the U-shaped sections lie flat against the bends of the longitudinal sides of the holding section 394 at. By the flat concern of the hollow fiber bundles 389 at the holding section 394 becomes a uniform force distribution on the U-shaped sections of the hollow fiber bundles 389 reached. So a gentle bend of the U-shaped sections is realized. A kinking of the hollow fiber bundles 389 in the area of the holding section 394 is thus prevented.

Die U-förmigen Abschnitte der oberen Hohlfaserbündel 387 liegen beidseitig des Verbindungsstabs 396 an der dem Halteabschnitt 394 abgewandten Seite auf den U-förmigen Abschnitten der der unteren Hohlfaserbündel 389 auf.The U-shaped sections of the upper hollow fiber bundles 387 lie on both sides of the connecting rod 396 at the holding section 394 opposite side on the U-shaped portions of the lower hollow fiber bundle 389 on.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Wasserfiltrationsmoduls 10; 110; 210 und eines Verfahrens zum Betreiben eines Wasserfiltrationsmoduls 10; 110; 210 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Wasserfiltrationsmodule. Vielmehr kann sie auch bei Filtrationsmodulen für andersartige Flüssigkeiten eingesetzt werden. Bei dem Dead-End-Wasserfiltrationsmodul 10 aus den 1 bis 11 können die Hohlfasermembranen 82 statt U-förmig auch andersartig, insbesondere gerade, verlaufen. Dabei sind die Hohlfasermembranen jeweils an dem offenen Ende in der Vergussmasse 78 befestigt. Das jeweils andere Ende ist verschlossen und befindet sich frei beweglich in der Zulaufkammer 38.
In all embodiments of a water filtration module described above 10 ; 110 ; 210 and a method of operating a water filtration module 10 ; 110 ; 210 Among others, the following modifications are possible:
The invention is not limited to water filtration modules. Rather, it can also be used in filtration modules for other types of liquids. At the Dead End Water Filtration Module 10 from the 1 to 11 can the hollow fiber membranes 82 instead of U-shaped also different, especially straight, run. The hollow fiber membranes are each at the open end in the potting compound 78 attached. The other end is closed and is freely movable in the inlet chamber 38 ,

Bei dem Dead-End-Wasserfiltrationsmodul 10 aus den 1 bis 11 kann die untere Endkappe 16 oben und die obere Endkappe 14 stattdessen unten angeordnet sein. Die in Schlaufen verlegten Hohlfasermembranen 82 können dann hängend in den Membranen angeordnet sein. Auf diese Weise können spezielle Anwendungen für Membranbioreaktoren (MBR) ermöglicht werden.At the Dead End Water Filtration Module 10 from the 1 to 11 can the lower end cap 16 above and the upper end cap 14 instead be located below. The hollow fiber membranes laid in loops 82 can then be arranged hanging in the membranes. In this way special applications for membrane bioreactors (MBR) can be made possible.

Es können auch mehr oder weniger als 4000 Hohlfasermembranen 82; 182; 282 in den Wasserfiltrationsmodulen 10; 110; 210 angeordnet sein.There may also be more or less than 4000 hollow fiber membranes 82 ; 182 ; 282 in the water filtration modules 10 ; 110 ; 210 be arranged.

Die Wasserfiltrationsmodule 10; 110; 210 können auch in anderer Weise als vertikal im Raum orientiert sein. Sie können auch so angeordnet sein, so dass sich die oberen Endkappen unten und die unteren Endkappen oben befinden.The water filtration modules 10 ; 110 ; 210 can also be oriented in a different way than vertically in space. They can also be arranged so that the upper end caps are at the bottom and the lower end caps are at the top.

Claims (14)

Filtrationsmodul für Flüssigkeiten, (10; 110; 210), mit Hohlfasermembranen (82; 182; 282) zur Trennung von mit Fremdstoffen belasteten Flüssigkeiten, mit einem Gehäuse (12; 112; 212), welches wenigstens einen Feed-Durchlass (28; 128; 224a) zum Einlass von der belasteten Flüssigkeit (11; 111; 211), der mit den Rohseiten der Hohlfasermembranen (82; 182; 282) verbunden ist, und wenigstens einen Permeat-Durchlass (24; 124a, 124b; 228, 218) zum Auslass von der von Fremdstoffen befreiten Flüssigkeit (15; 115; 215), der mit den Reinseiten der Hohlfasermembranen (82; 182; 282) verbunden ist, aufweist, wobei die Hohlfasermembranen (82; 182; 282) in dem Gehäuse (12; 112; 212) so angeordnet sind, dass sie den Feed-Durchlass (28; 128; 224a) dicht von dem Permeat-Durchlass (24; 124a, 124b; 228, 218) trennen, wobei jede Hohlfasermembran (82; 182; 282) wenigstens mit einem offenen Ende (84; 184; 284) an einem Abschlusselement (78; 178a, 178b; 278a, 178b) befestigt ist, die Innenräume der Hohlfasermembranen (82; 182; 282) über die offenen Enden (84; 184; 284) mit einem der Durchlässe (24; 124a, 124b; 224a, 224b) verbunden sind und geschlossene Abschnitte (82b; 182b; 282b) der Hohlfasermembranen (82; 182; 282) in einer Kammer (38; 138; 238) des Gehäuses (12; 112; 212) angeordnet sind, die ihrerseits mit dem anderen Durchlass (28; 128; 218; 228) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlusselement (78; 178a, 178b; 278a, 178b) wenigstens den Durchlass (28; 128; 218; 228) für Fluid (11; 111; 215) aufweist, welcher den Durchlass zur Kammer (38; 138; 238) bildet, und welcher mit radial zu diesem Durchlass (28; 128; 218; 228) verlaufenden Verteilerkanälen (61; 161a, 161b; 261a, 261b) verbunden ist, welche eine Vielzahl von verteilt angeordneten Verteileröffnungen (66, 68; 166, 168; 266, 268) zur Kammer (38; 138; 238) aufweisen, und die Hohlfasermembranen (82; 182; 282) wenigstens in Querschnittsrichtung zwischen den Verteilerkanälen (61; 161a, 161b; 261a, 261b) am Abschlusselement (78; 178a, 178b; 278a, 178b) befestigt sind.Filtration module for liquids, ( 10 ; 110 ; 210 ), with hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ; 282 ) for the separation of contaminated liquids with a housing ( 12 ; 112 ; 212 ), which has at least one feed passage ( 28 ; 128 ; 224a ) to the inlet of the loaded liquid ( 11 ; 111 ; 211 ), which is in contact with the raw sides of the hollow-fiber membranes ( 82 ; 182 ; 282 ), and at least one permeate passage ( 24 ; 124a . 124b ; 228 . 218 ) to the outlet from the depleted liquid ( 15 ; 115 ; 215 ), with the clean sides of the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ; 282 ), wherein the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ; 282 ) in the housing ( 12 ; 112 ; 212 ) are arranged so that they the feed passage ( 28 ; 128 ; 224a ) close to the permeate passage ( 24 ; 124a . 124b ; 228 . 218 ), each hollow fiber membrane ( 82 ; 182 ; 282 ) at least with an open end ( 84 ; 184 ; 284 ) on a closing element ( 78 ; 178a . 178b ; 278a . 178b ), the interiors of the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ; 282 ) over the open ends ( 84 ; 184 ; 284 ) with a the passages ( 24 ; 124a . 124b ; 224a . 224b ) and closed sections ( 82b ; 182b ; 282b ) of the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ; 282 ) in a chamber ( 38 ; 138 ; 238 ) of the housing ( 12 ; 112 ; 212 ), which in turn are connected to the other passage ( 28 ; 128 ; 218 ; 228 ), characterized in that the end element ( 78 ; 178a . 178b ; 278a . 178b ) at least the passage ( 28 ; 128 ; 218 ; 228 ) for fluid ( 11 ; 111 ; 215 ), which communicates the passage to the chamber ( 38 ; 138 ; 238 ), and which with radially to this passage ( 28 ; 128 ; 218 ; 228 ) extending distribution channels ( 61 ; 161a . 161b ; 261a . 261b ) having a plurality of distributed distribution openings ( 66 . 68 ; 166 . 168 ; 266 . 268 ) to the chamber ( 38 ; 138 ; 238 ), and the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ; 282 ) at least in the cross-sectional direction between the distribution channels ( 61 ; 161a . 161b ; 261a . 261b ) at the conclusion element ( 78 ; 178a . 178b ; 278a . 178b ) are attached. Filtrationsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (28; 128; 218; 228), welcher den Durchlass zur Kammer (38; 138; 238) bildet, an dem Abschlusselement (78; 178a, 178b; 278a, 178b) zentral angeordnet ist.Filtration module according to claim 1, characterized in that the passage ( 28 ; 128 ; 218 ; 228 ), which the passage to the chamber ( 38 ; 138 ; 238 ), at the end element ( 78 ; 178a . 178b ; 278a . 178b ) is centrally located. Filtrationsmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Durchlass (28; 128; 218; 228), welcher den Durchlass zur Kammer (38; 138; 238) bildet, an dem Abschlusselement (78; 178a, 178b; 278a, 178b) ein Zentralrohr (32, 50; 132, 150; 232, 250) angeordnet ist, welches den Durchlass (28; 128; 228) in einen radial inneren Zentralleitungsraum (34; 134; 234), der direkt in die Kammer (38; 138; 238) mündet, und einen radial äußeren Ringleitungsraum (36; 136; 236) unterteilt, und der Ringleitungsraum (36; 136; 236) mit den radialen Verteilerkanälen (61; 161a, 161b; 261a, 261b) verbunden ist.Filtration module according to one of the preceding claims, characterized in that in the passage ( 28 ; 128 ; 218 ; 228 ), which the passage to the chamber ( 38 ; 138 ; 238 ), at the end element ( 78 ; 178a . 178b ; 278a . 178b ) a central tube ( 32 . 50 ; 132 . 150 ; 232 . 250 ) is arranged, which the passage ( 28 ; 128 ; 228 ) in a radially inner central line space ( 34 ; 134 ; 234 ) directly into the chamber ( 38 ; 138 ; 238 ), and a radially outer loop space ( 36 ; 136 ; 236 ), and the loop space ( 36 ; 136 ; 236 ) with the radial distribution channels ( 61 ; 161a . 161b ; 261a . 261b ) connected is. Filtrationsmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Verteileröffnungen (68; 168; 268) strömungstechnisch axial zu den Hohlfasermembranen (82; 182; 282) ausgerichtet ist.Filtration module according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the distribution openings ( 68 ; 168 ; 268 ) fluidically axially to the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ; 282 ) is aligned. Filtrationsmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Verteileröffnungen (66; 166; 266) strömungstechnisch quer zu den Hohlfasermembranen (82; 182; 282) ausgerichtet ist.Filtration module according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the distribution openings ( 66 ; 166 ; 266 ) fluidically transversely to the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ; 282 ) is aligned. Filtrationsmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungsweg des Zentralrohrs (32, 50; 132, 150; 232, 250) eine insbesondere trennbare Drosseleinheit (70; 170; 270) zur Drosselung der Fluidströmung durch das Zentralrohr (32, 50; 132, 150; 232, 250) angeordnet ist.Filtration module according to one of the preceding claims, characterized in that in the flow path of the central tube ( 32 . 50 ; 132 . 150 ; 232 . 250 ) a particular separable throttle unit ( 70 ; 170 ; 270 ) for throttling the fluid flow through the central tube ( 32 . 50 ; 132 . 150 ; 232 . 250 ) is arranged. Filtrationsmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasanschluss, insbesondere ein Druckluftanschluss (40; 140), in einen Ringleitungsraum (36; 136) führt.Filtration module according to one of the preceding claims, characterized in that a gas connection, in particular a compressed air connection ( 40 ; 140 ), into a loop space ( 36 ; 136 ) leads. Filtrationsmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12; 112; 212) einen Retentat-Auslass (18; 118; 224b) aufweist, welcher mit den Rohseiten der Hohlfasermembranen (82; 182; 282) verbunden ist, zum Auslass wenigstens von mit Fremdstoffen aufkonzentriertem Retentat (90; 190; 290) und insbesondere bei einem Spülungsprozess eingeleitetem Spülgas (41; 141).Filtration module according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 12 ; 112 ; 212 ) a retentate outlet ( 18 ; 118 ; 224b ), which with the raw sides of the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ; 282 ), for the outlet of at least of retentate concentrated with foreign substances (US Pat. 90 ; 190 ; 290 ) and in particular in a flushing process initiated purge gas ( 41 ; 141 ). Filtrationsmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkanäle (61; 161a, 161b; 261a, 261b) in einem Verteilerstern (52, 62; 152, 162; 252, 262) angeordnet sind.Filtration module according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution channels ( 61 ; 161a . 161b ; 261a . 261b ) in a distribution star ( 52 . 62 ; 152 . 162 ; 252 . 262 ) are arranged. Filtrationsmodul nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein insbesondere sattelförmiges Aufnahmeteil (392) zur Aufnahme von freien Enden der Hohlfasermembranen (82), insbesondere von geschlossenen U-förmigen Abschnitten der Hohlfasermembranen (82), in einem räumlich oberen Bereich des Gehäuses (12) angeordnet ist.Filtration module according to one of the preceding claims, characterized in that a particular saddle-shaped receiving part ( 392 ) for receiving free ends of the hollow-fiber membranes ( 82 ), in particular of closed U-shaped sections of the hollow-fiber membranes ( 82 ), in a spatially upper region of the housing ( 12 ) is arranged. Verfahren zum Betreiben eines Filtrationsmoduls für Flüssigkeiten, (10; 110; 210), mit Hohlfasermembranen (82; 182; 282) zur Trennung von mit Fremdstoffen belasteter Feedflüssigkeit (11; 111; 211), nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem bei einem Reinigungsprozess die Feedflüssigkeit (11; 111) durch einen Feed-Einlass (28; 128) eines Gehäuses (12; 112) zu den Rohseiten der Hohlfasermembranen (82; 182) geleitet wird, das von Fremdstoffen befreite Permeat (15; 115) durch die Hohlfasermembranen (82; 182) zu deren Reinseite hindurch gedrückt wird, wobei das mit Fremdstoffen aufkonzentrierte Retentat (90; 190) auf den Rohseiten zurückbleibt, und das Permeat (15; 115) durch einen Permeat-Auslass (24; 124a, 124b) aus dem Gehäuse (12; 112) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Feedflüssigkeit (11; 111) sternförmig radial zu einer Axialströmungsrichtung verteilt und zwischen die Hohlfasermembranen (82; 182) eingeleitet wird.Method for operating a filtration module for liquids, ( 10 ; 110 ; 210 ), with hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ; 282 ) for the separation of contaminated with foreign substances feed liquid ( 11 ; 111 ; 211 ), according to one of the preceding claims, wherein in a cleaning process, the feed liquid ( 11 ; 111 ) through a feed inlet ( 28 ; 128 ) of a housing ( 12 ; 112 ) to the raw sides of the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ), the foreign matter-released permeate ( 15 ; 115 ) through the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ) is pressed to the clean side, wherein the concentrated with foreign substances retentate ( 90 ; 190 ) remains on the crude sides, and the permeate ( 15 ; 115 ) through a permeate outlet ( 24 ; 124a . 124b ) out of the housing ( 12 ; 112 ) is discharged, characterized in that at least a portion of the feed liquid ( 11 ; 111 ) radially distributed in a star shape to an axial flow direction and between the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ) is initiated. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Feedflüssigkeit (11; 111) sternförmig radial zur Axialströmungsrichtung verteilt und zwischen die Hohlfasermembranen (82; 182) eingeleitet wird und ein Teil der Feedflüssigkeit (11; 111) zentral in einer Axialströmungsrichtung in eine Kammer (38; 138) mit den Hohlfasermembranen (82; 182) eingeleitet wird.A method according to claim 11, characterized in that a part of the feed liquid ( 11 ; 111 ) is radially distributed radially to the axial flow direction and between the hollow-fiber membranes ( 82 ; 182 ) is introduced and a part of the feed liquid ( 11 ; 111 ) centrally in an axial flow direction into a chamber ( 38 ; 138 ) with the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ) is initiated. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Spülungsprozess Gas, insbesondere Druckluft (41; 141), sternförmig radial zur Axialströmungsrichtung verteilt und zwischen die Hohlfasermembranen (82; 182) eingeleitet wird und das Retentat (90; 190) aus dem vorhergehenden Reinigungsprozess und das Gas (41; 141) durch einen Retentat-Auslass (18; 118) aus dem Gehäuse (12; 112) heraus geleitet werden. Method according to one of claims 11 or 12, characterized in that in a flushing process gas, in particular compressed air ( 41 ; 141 ), radially distributed radially to the axial flow direction and between the hollow fiber membranes ( 82 ; 182 ) and the retentate ( 90 ; 190 ) from the previous purification process and the gas ( 41 ; 141 ) through a retentate outlet ( 18 ; 118 ) out of the housing ( 12 ; 112 ) are conducted out. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Spülungsprozess zusätzlich zu dem Gas (41; 141) Feedflüssigkeit (11; 111) sternförmig radial zur Axialströmungsrichtung verteilt und zwischen die Hohlfasermembranen (82; 182) eingeleitet wird und die Feedflüssigkeit (11; 111), das Retentat (90; 190) und das Gas (41; 141) durch den Retentat-Auslass (18; 118) aus dem Gehäuse (12; 112) heraus geleitet werden.A method according to claim 13, characterized in that in the flushing process in addition to the gas ( 41 ; 141 ) Feed liquid ( 11 ; 111 ) is radially distributed radially to the axial flow direction and between the hollow-fiber membranes ( 82 ; 182 ) is introduced and the feed liquid ( 11 ; 111 ), the retentate ( 90 ; 190 ) and the gas ( 41 ; 141 ) through the retentate outlet ( 18 ; 118 ) out of the housing ( 12 ; 112 ) are conducted out.
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