DE10327988A1 - Filtermodul, Filtriervorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten - Google Patents

Filtermodul, Filtriervorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten Download PDF

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Abstract

Filtermodul und Filtriervorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten, bestehend aus einer Vielzahl von Hohlfasermembranen und parallel zu den Hohlfasermembranen angeordneten Filamentfasern, mindestens einem Zulauf und mindestens einem Ablauf, die so an einer Aufnahmehülle angeordnet sind, dass die aufzubereitende Flüssigkeit als Permeat quer durch die Hohlfasermembranen hindurchtritt, wobei die Filamentfasern zur selektiven Filterung von Stoffen modifiziert sind. DOLLAR A Verfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten mit einem Filtermodul aus einer Vielzahl von Hohlfasermembranen und parallel angeordneten Filamentfasern, bei dem der aufzubereitenden Flüssigkeit beim Durchtritt durch die Hohlfasermembranen ein Großteil unerwünschter Stoffe entzogen wird, wobei weitere unerwünschte Stoffe der aufzubereitenden Substanz durch Umspülen der Filamentfasern, die durch geeignete Sorbentien modifiziert wurden, an die Sorbentien der Filamentfasern gebunden werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Filtermodul zur Aufbereitung von Flüssigkeiten, bestehend aus einer Vielzahl von Hohlfasermembranen und parallel zu den Hohlfasermembranen angeordneten Filamentfasern, mindestens einem Zulauf und mindestens einem Ablauf, die so an einer Aufnahmehülle angeordnet sind, dass die aufzubereitende Flüssigkeit als Permeat quer durch die Hohlfasermembranen hindurchtritt.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Filtriervorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten, bestehend aus einem Filter und einem dem Filter vorgelagerten Behältnis für die aufzubereitende Flüssigkeit.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten mit einem Filtermodul aus einer Vielzahl von Hohlfasermembranen und parallel angeordneten Filamentfasern, bei dem der aufzubereitenden Flüssigkeit beim Durchtritt durch die Hohlfasermembranen ein Großteil unerwünschter Stoffe entzogen wird.
  • Aus der EP 841 086 B1 ist ein Filtermodul zur Aufbereitung von Flüssigkeiten bekannt. Das Filtermodul besteht aus einem Bündel bzw. einer Vielzahl von Hohlfasermembranen, wobei das Bündel von Hohlfasermembranen Filamente- bzw. Filamentfasern aufweist, die in den Leerräumen zwischen den Hohlfasern verteilt sind, wobei die Filamente im Wesentlichen parallel zu den Hohlfasern verlaufen. Die Filamentfasern bestehen aus einem inerten Material und sollen die Zwischenräume zwischen den einzelnen Hohlfasern füllen und zu einer besseren Verteilung des Flusses in axialer Richtung beitragen.
  • Nachteilig bei dem bekannten Filtermodul ist, dass es zwar geeignet ist, ein Fluid in einem Fluidgemisch in einem anderem Fluid durch selektive Permeation an den Hohlfasermembranen zu trennen, dass es aber nicht geeignet ist, ohne zusätzliche Filter mit wenig Aufwand unterschiedliche Substanzen aus einer aufzubereitenden Flüssigkeit auszufiltern.
  • Weiterhin ist aus der RU 2 038 316 C1 eine Wasseraufbereitungsvorrichtung bzw. ein Filtermodul zur Wasseraufbereitung bekannt. Das säulenartige Modul weist unterschiedlichste Filamentfaserschichten auf, die nach einander von einem zu Trinkwasser aufzubereitendem Rohwasser durchströmt werden. So besteht eine erste Schicht aus Polymerfasern zur Partikelentfernung, eine zweite Schicht aus modifizierten Polypropylenfasern zur Entfernung vom Anionen (Nitrat, Nitrit) und Eisen, eine dritte Schicht aus einem Jod-enthaltenden partikulären Sorbent zur Sterilisierung, eine vierte Schicht aus einem Gemisch aus Aktivkohlefasern mit partikulären Sorbentien zur Entfernung organischer Substanzen, eine fünfte Schicht aus stark-sauren Fasern zur Anionenentfernung, eine sechste Schicht aus einem schwachen Sorbent aus modifizierten PAN-Fasern, eine siebente Schicht aus neutralen Fasern aus einem Polymermaterial und schließlich besteht eine achte Schicht des Moduls aus einem Aktivkohlegranulat.
  • Nachteilig bei dieser Wasseraufbereitungsvorrichtung ist, dass sie durch ihren vielschichtigen Aufbau relativ aufwendig ist. Weiterhin nachteilig ist, dass ein derartiges relativ voluminöses Modul insbesondere unter schwierigen und wechselnden Einsatzbedingungen, wie beispielsweise in Katastrophenfällen, relativ schwierig zu handhaben ist. Auch ist dieses Modul für eine Verwendung als tragbares Modul wenig geeignet.
  • Weiterhin ist aus der WO 02/36248 eine Filtriervorrichtung bekannt, die ein Bündel von Hohlfasermembranen aufweist, das von einem ersten Filter konzentrisch umgeben ist. Der erste Filter ist aus einem Aktivkohlegranulat ausgebildet.
  • Nachteilig bei dieser bekannten Filtriervorrichtung ist, dass sie relativ voluminös ausgebildet und für eine tragbare Verwendung daher weniger geeignet ist. Weiterhin nachteilig ist, dass zur Ausfilterung einer Vielzahl von Substanzen zusätzliche Filterstufen benötigt werden.
  • Aus der WO 01/93991 A1 ist eine spezielle Vorrichtung zur Wasserfiltration bekannt, die einen Vorfilter zur Entfernung von Partikeln aufweist, dem ein Filter mit partikulärer Aktivkohle und schließlich ein Bündel mit Hohlfasermembranen zur Ultrafiltration nachgeschaltet ist.
  • Nachteilig auch hier ist, dass zur Entfernung einer Vielzahl unterschiedlicher Substanzen noch weitere Filter notwendig sind. Weiterhin ist diese bekannte Filtriervorrichtung relativ voluminös und von daher als tragbare Filtriervorrichtung nur bedingt geeignet.
  • Weiterhin ist aus der US 4 441 996 A eine Filtriervorrichtung zur Erzeugung von bakterienfreien Trinkwasser aus kontaminiertem Wasser für Wanderer, Camper, Militär und für Überle bensausrüstungen (survival kits) bekannt. So ist beispielsweise in einem beutelartigen Schlauch ein Membranfilter angeordnet, der ein Rohwasserbehältnis von einem Trinkwasserbehältnis trennt.
  • Nachteilig auch hierbei ist, dass es mit dem Membranfilter nur unzureichend möglich ist, unterschiedliche unerwünschte Substanzen aus der aufzubereitenden Flüssigkeit auszufiltern.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein relativ einfaches und kostengünstiges Filtermodul zur Aufbereitung von Flüssigkeiten anzugeben, das für eine Vielzahl von herauszufilternden Substanzen geeignet ist. Weiterhin soll das Filtermodul möglichst geringe Ausmaße aufweisen, so dass es leicht tragbar und insbesondere in Katastrophengebieten bzw. unter erschwerten Bedingungen im Katastrophenfall sicher einsetzbar ist.
  • Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass die Filamentfasern zur selektiven Filterung von Stoffen modifiziert sind.
  • Dadurch, dass die Filamentfasern modifiziert sind, können sie neben den Hohlfasermembranen wie ein zusätzlicher Filter wirken. Durch eine entsprechende Modifizierung kann eine Vielzahl von Stoffen aus der aufzubereitenden Flüssigkeit entfernet werden. Das Modul benötigt nur geringe Ausmaße und kommt ohne zusätzliche Filterschichten aus. Es ist leicht, tragbar und auch unter erschwerten und wechselnden Bedingungen und Einsatzorten, wie beispielsweise in Katastrophengebieten, einfach und sicher einsetzbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Filamentfasern zur selektiven Aufnahme von Stoffen entsprechende Sorbentien auf. Durch die Sorbentien können bei spielsweise Stoffe durch Adsorption an die Filamentfasern gebunden werden. Es ist aber auch, beispielsweise eine Absorption, Chemisorption, Physisorption etc. möglich. Dem Fachmann sind eine Vielzahl geeigneter, selektiv wirkender Sorbentien bekannt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden organische Substanzen als zu entfernende Stoffe an die Sorbentien der Filamentfasern angebunden. So können insbesondere Toxine (Cytotoxine, Endotoxine oder Exotoxine) an die Filamentfasern angebunden werden. Auch ist es möglich geeignete Sorbentien zur Bindung von Viren an den Filamentfasern anzuordnen.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Filamentfasern als Aktivkohlefasern ausgebildet. Dadurch kann ein zusätzlicher Aktivkohlefilter eingespart werden. Zusätzlich zu der adsorbierenden Wirkung der Aktivkohle können die Filamentfasern die oben beschriebenen zusätzlichen Sorbentien aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind auch die Hohlfasermembranen zur selektiven Filterung von Stoffen modifiziert und weisen entsprechende Sorbentien auf. Dadurch kann die Möglichkeit zur selektiven Filterung von unterschiedlichen Stoffen erhöht werden.
  • Die aufzubereitende Flüssigkeit kann über die Filamentfasern von außen den Mantelflächen der Hohlfasermembranen zur Filtration zugeführt werden, so dass das Permeat über die Faserkanäle der Hohlfasermembranen abführbar ist. Es ist aber auch möglich, die aufzubereitende Flüssigkeit über die Faserkanäle der Hohlfasermembranen von innen den Mantelflächen der Hohlfasermembranen zur Filtration zuzuführen, so dass das Permeat über die Filamentfasern abgeführt und dabei weitere Stoffe entzogen werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die aufzubereitende Flüssigkeit Wasser. Damit ist das Filtermodul insbesondere zur Aufbereitung von Trinkwasser in Katastrophengebieten geeignet.
  • Beispielsweise ist es aber auch möglich, das Modul zur Aufbereitung von Blut einzusetzen.
  • Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Filtriervorrichtung anzugeben, die die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist.
  • Dies Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 13 dadurch gelöst, dass der Filter als ein Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
  • Damit wird eine einfache, kostengünstige und vielseitige Filtriervorrichtung zur sicheren Entfernung einer Vielzahl von unerwünschten Substanzen aus einer aufzubereitenden Flüssigkeit aufgezeigt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Behältnis für die aufzubereitende Flüssigkeit vergrößerbar ausgebildet. Hierzu kann das Behältnis nach der Art eines Faltenbalges oder einfach als flexibler Beutel ausgebildet sein. Dadurch, dass das Behältnis vergrößerbar ist, benötigt es für den Transport ein relativ geringes Volumen. So dass die Filtriervorrichtung leicht und volumensparend zu transportieren ist.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Filtermodul auf einer Verschlusseinheit mit Auslass angeordnet. Dabei ist die Verschlusseinheit mit dem Filtermodul in eine entsprechende untere Öffnung des Behältnisses einsetzbar. Der Zulauf des Filtermoduls steht dabei mit dem Innenraum des Behältnisses für die aufzubereitende Flüssigkeit und der Ablauf des Filtermoduls mit dem Auslass der Verschlusseinheit in Verbindung. Vorteilhaft ist der Auslass durch ein Ventil bzw. einen Hahn verschließbar. Diese Ausführungsform ist insbesondere für Behältnisse mit einem Aufnahmevolumen für die aufzubereitende Flüssigkeit von 10 oder mehr als 10 Litern geeignet. Sie ist einfach, kostengünstig und vielseitig an unterschiedlichen Einsatzorten zu verwenden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist dem Filtermodul ein Behältnis für die aufbereitete Flüssigkeit nachgelagert, das wie das Behältnis für die aufzubereitende Flüssigkeit ausgebildet sein kann. Die aufbereitete Flüssigkeit kann so eine gewisse Zeit gelagert werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Filtriervorrichtung eine flexible beutelartige Umhüllung auf, deren oberer Bereich das Behältnis für die aufzubereitende Flüssigkeit und deren unterer Bereich das Behältnis für die aufbereitete Flüssigkeit bildet. Das Filtermodul ist dabei in einem zwischen oberen und unteren Bereich liegenden mittleren Bereich angeordnet. Das Behältnis für die aufzubereitende Flüssigkeit ist dabei mit dem Zulauf des Moduls und das Behältnis für die aufbereitete Flüssigkeit mit dem Ablauf des Moduls verbunden. Der Durchfluss der aufzubereitenden Flüssigkeit erfolgt, wie auch bei den oben beschriebenen Ausführungsformen durch die Schwerkraft, so dass Zirkulationspumpen etc. nicht benötigt werden. Unterstützend kann Druck auf den oberen Bereich der beutelartigen Umhüllung ausgeübt werden, so das die Durchflussgeschwindigkeit erhöht werden kann. Durch Druck auf den unteren Bereich ist zudem eine Freispülung bei eventueller Verstopfung des Filtermoduls möglich.
  • Diese Ausführungsform ist insbesondere für die Aufbereitung von Trinkwasser geeignet. Behältnisse mit einem Aufnahmevolumen für die aufzubereitende Flüssigkeit (z.B. Rohwasser) von 10 oder weniger als 10 Litern geeignet. Sie ist von relativ geringem Gewicht, einfach, kostengünstig und vielseitig an unterschiedlichen Einsatzorten zu verwenden. Sie kann beispielsweise im unbenutzten Zustand aufgewickelt oder gefaltet und leicht von Wanderern oder Einsatzpersonen in Katastrophengebieten am Körper getragen werden. Bei geforderter hoher Sicherheit oder hoher Kontaminationsgefahr, kann die Filtriervorrichtung als Einweg- bzw. als Einmalfiltriervorrichtung genutzt werden.
  • Die bekannten Verfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten weisen die oben erwähnten Nachteile auf.
  • Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Verfahren so zu verbessern, dass eine Vielzahl von unerwünschten Stoffen aus der aufzubereitenden Flüssigkeit mit einfachen Mitteln, auch unter erschwerten Bedingungen und an unterschiedlichen Einsatzorten, wie zum Beispiel in Katastrophengebieten, entfernt werden können.
  • Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 24 dadurch gelöst, dass weitere unerwünschte Stoffe der aufzubereitenden Flüssigkeit durch Umspülen der Filamentfasern, die durch geeignete Sorbentien modifiziert wurden, an die Filamentfasern gebunden werden.
  • Dadurch, dass die Filamentfasern durch geeignete Sorbentien modifiziert wurden, können – zusätzlich zur Filtrierung an den Hohlfasermembranen – unerwünschte Stoffe durch Anlagern an den Filamentfasern der aufzubereitenden Flüssigkeit entzogen werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden organische Substanzen, beispielsweise Toxine als zu entfernende Stoffe an die Sorbentien der Filamentfasern gebunden. Es ist auch möglich, unerwünschte Stoffe der aufzubereitenden Substanz an die mit geeigneten Sorbentien modifizierten Hohlfasermembranen zu binden.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1: Eine Vorderansicht einer tragbaren Filtriervorrichtung mit einem schematisch dargestellten Filtermodul,
  • 2: eine Seitenansicht einer Hohlfasermembran mit parallel verlaufender Filamentfaser,
  • 3: einen Querschnitt durch ein Filtermodul mit einem zylinderförmigen Bündel,
  • 4: einen Querschnitt durch ein Filtermodul mit einem hohlzylinderförmigen Bündel,
  • 5: einen Querschnitt durch ein Filtermodul mit einem ovalen Bündel,
  • 6: eine Vorderansicht einer tragbaren Filtriervorrichtung mit einem schematisch dargestellten Filtermodul mit Anströmung der Hohlmembranfasern von innen her,
  • 7: eine räumliche Darstellung einer Filtriervorrichtung mit einem auf einer Verschlusseinheit angeordneten Filtermodul,
  • 8: eine räumliche Darstellung einer Verschlusseinheit mit Filtermodul und
  • 9: eine räumliche Darstellung einer weiteren Filtriervorrichtung mit einem auf einer Verschlusseinheit angeordneten Filtermodul und Ein Filtermodul 1 besteht im wesentlichen aus einer Vielzahl von Hohlfasermembranen 2, parallel zu den Hohlfasermembranen 2 angeordneten Filamentfasern 3 und einer Aufnahmehülle 4.
  • Die parallel zu den Hohlfasermembranen 2 angeordneten Filamentfasern 3 sind mit den Hohlfasermembranen 2 gemischt. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Filamentfasern 3 von den Hohlfasermembranen 2 zu separieren. Die Hohlfasermembranen 2 mit den Filamentfasern 3 bilden nach einer Ausführungsform in der Aufnahmehülle 4 ein zylinderförmiges Bündel 5 mit einem kreisförmigen Querschnitt 6. Die Längsachse 7 des Filtermoduls 1 bzw. des Bündels 5 ist in Gebrauchsstellung etwa horizontal angeordnet. Grundsätzlich ist aber auch eine vertikale Anordnung der Längsachse möglich. In vertikaler Richtung unten ist an der Aufnahmehülle 4 eine Auffangkammer 8 für Schwebstoffe angeordnet. In vertikaler Richtung oben kann der Aufnahmehülle 4 ein Vorfilter 12 vorgelagert werden. Der Vorfilter ist bspw. als Membranfilter ausgebildet.
  • Nach einer anderen Ausführungsform bilden die Hohlfasermembranen 2 mit den Filamentfasern 3 ein hohlzylinderförmiges Bündel 9 mit einem entsprechenden kreisringförmigen Querschnitt 10. Hierbei kann die Auffangkammer 11 für Schwebstof fe von dem mittigen Hohlraum des hohlzylinderförmigen Bündels 9 gebildet werden. Die Bündel 5, 9 können auch einen ovalen Querschnitt 19 oder einen elliptischen Querschnitt aufweisen bzw. so flexibel sein, dass sie entsprechend verformbar sind.
  • An seinen einander gegenüber liegenden Enden 13, 14 weist das Filtermodul 1 jeweils eine flüssigkeitsdichte Stirnwandung 15 auf, die von den benachbarten freien Enden 16 der Hohlfasermembranen 2 durchdrungen werden. Die Filamentfasern 3 enden in den Stirnwandungen 15. Es ist aber auch möglich, die Filamentfasern 3 vor den Stirnwandungen 15 enden zu lassen. Auf ihren Umfangsflächen sind die Stirnwandungen 15 mit der Aufnahmehülle 4 verbunden.
  • Die an sich bekannten Hohlfasermembranen 2 sind zur selektiven Filterung von Stoffen modifiziert. Hierzu weisen sie zur selektiven Aufnahme bzw. Bindung von Stoffen entsprechende Sorbentien 17 auf.
  • Die Filamentfasern 3 sind aus Aktivkohle ausgebildet. Sie sind zudem zur selektiven Filterung von zusätzlichen Stoffen modifiziert. Hierzu weisen die Filamentfasern 3 zur selektiven Aufnahme bzw. Bindung von Stoffen entsprechende dem Fachmann bekannte Sorbentien 18 auf.
  • Die aufzubereitende Flüssigkeit 20 wird durch Zuläufe 21 über die Filamentfasern 3 von außen den Mantelflächen 22 der Hohlfasermembranen 2 zugeleitet und als gefiltertes Permeat bzw. aufbereitete Flüssigkeit 23 aus den Faserkanälen 24 der Hohlfasermembranen 2 abgeleitet. Beim Umspülen der Filamentfasern 3 werden unerwünschte Stoffe selektiv zum einem von der Aktivkohle und zum anderen von den Sorbentien 18 der Filamentfasern 3 aufgenommen bzw. gebunden. Der aufzubereitenden Flüssigkeit 23 werden durch die Sorbentien 17 der Mantelflächen 22 und schließlich durch deren Poren weitere unerwünsch te Stoffe entzogen. Die aufbereitete Flüssigkeit 23 fließt dann über die von den Faserkanälen 24 gebildeten Abläufe 25 des Filtermoduls ab.
  • Nach einem anderen Beispiel wird die aufzubereitende Flüssigkeit 20 durch Zuläufe 21' über die Faserkanäle 24 von innen den Mantelflächen 22 der Hohlfasermembranen 2 zugeführt, so dass unerwünschte Stoffe durch deren Poren zurückgehalten werden. Weitere unerwünschte Stoffe werden selektiv von den Sorbentien 17 der Mantelflächen 22 aufgenommen bzw. an diese angelagert. Beim Umspülen der Filamentfasern 3 werden weitere unerwünschte Stoffe selektiv zum einen von der Aktivkohle und zum anderen von den Sorbentien 18 der Filamentfasern 3 aufgenommen bzw. gebunden. Die aufbereitete Flüssigkeit 23 fließt dann über den Filamentfasern 3 vorgelagerte Abläufe 25' des Filtermoduls 1 bzw. der Aufnahmehülle 4' ab.
  • Das Filtermodul 1 ist als tragbares Modul in einer tragbaren Filtriervorrichtung 26 angeordnet. Dabei ist dem Filtermodul 1 ein zum Gebrauch vergrößerbares Behältnis 27 vor- und ein zum Gebrauch vergrößerbares Behältnis 28 für die aufbereitete Flüssigkeit 23 nachgelagert. Die tragbare Filtriervorrichtung 26 weist eine flexible beutelartige Umhüllung 29 auf, deren oberer Bereich 30 das Behältnis 27 und deren unterer Bereich 31 das Behältnis 28 bildet. In einem zwischen oberem Bereich 30 und unterem Bereich 31 angeordneten mittleren Bereich 32 befindet sich in horizontaler Lage das Filtermodul 1. Im oberen Bereich 30 befindet sich eine verschließbare Einfüllöffnung 33 als Zugang zum Behältnis 27 für die aufzubereitende Flüssigkeit 20. Im unteren Bereich 31 befindet sich eine über ein nicht dargestelltes Ventil verschließbare Auslassöffnung 34 als Abfluss aus dem Behältnis 28 für die aufbereitete Flüssigkeit 23. An ihrem in vertikaler Richtung oberen Ende 35 weist die Filtriervorrichtung 26 zwei Ösen 36 zum Aufhängen auf. Im unbenutzten Zustand ist die Filtriervorrichtung 26 zusammengewickelt. Zur Nutzung als Wasseraufbereitungsanlage wird die Filtriervorrichtung 26 ausgewickelt, an den Ösen 36 aufgehängt und Rohwasser als aufzubereitende Flüssigkeit 20 in das Behältnis 27 über die Einfüllöffnung 33 eingefüllt. Über den Vorfilter 12 fließt die aufzubereitende Flüssigkeit 20 durch die Zuläufe 21 in das Filtermodul 1 und als aufbereitete Flüssigkeit 23 bzw. Trinkwasser in das Behältnis 28. Über die Auslassöffnung 34 kann die aufbereitete Flüssigkeit 23 bzw. das Trinkwasser dann gezapft werden.
  • Eine weitere Filtriervorrichtung 26'' besteht aus einem fassartigen Behältnis 27'' zur Aufnahme der aufzubereitenden Flüssigkeit 20, im Beispiel kontaminiertes Rohwasser, mit einer in vertikaler Richtung unteren Öffnung zur Aufnahme einer das Filtermodul 1'' tragenden Verschlusseinheit 38. Die Verschlusseinheit 38 ist als ein Schraubdeckel ausgebildet, der mit dem vertikal angeordneten Filtermodul 1'' nach Füllen des Behältnisse 27'' mit Rohwasser in die untere Öffnung des Behältnisses eingeschraubt wird. Der Zulauf 21, 21' des Filtermoduls 1'' steht mit dem Innenraum des Behältnisses 27'' und der Ablauf 25, 25' des Filtermoduls 1'' mit dem Auslass (38) der Verschlusseinheit 37 in Verbindung. Der Auslass 38 ist durch ein Ventil 39 bzw. einen Hahn verschließbar.
  • Eine andere Filtriervorrichtung 26''' weist ein faltenbalgähnliches Behältnis 27''' zur Aufnahme der aufzubereitenden Flüssigkeit 20, im Beispiel kontaminiertes Rohwasser, mit der in vertikaler Richtung unteren Öffnung zur Aufnahme der das Filtermoduls 1'' tragenden Verschlusseinheit 38.

Claims (27)

  1. Filtermodul zur Aufbereitung von Flüssigkeiten, bestehend aus einer Vielzahl von Hohlfasermembranen und parallel zu den Hohlfasermembranen angeordneten Filamentfasern, mindestens einem Zulauf und mindestens einem Ablauf, die so an einer Aufnahmehülle angeordnet sind, dass die aufzubereitende Flüssigkeit als Permeat quer durch die Hohlfasermembranen hindurchtritt, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamentfasern (3) zur selektiven Filterung von Stoffen modifiziert sind.
  2. Filtermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamentfasern (3) zur selektiven Aufnahme von Stoffen entsprechende Sorbentien (18) aufweisen.
  3. Filtermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass organische Substanzen als zu entfernende Stoffe an die Sorbentien (18) der Filamentfasern (3) bindbar sind.
  4. Filtermodul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Toxine als zu entfernende Stoffe an die Sorbentien (18) der Filamentfasern (3) bindbar sind.
  5. Filtermodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass geeignete Sorbentien (18) zur Bindung von Cytotoxinen und/oder Endotoxinen und/oder Exotoxinen und /oder Viren an den Filamentfasern (3) angeordnet sind.
  6. Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamentfasern (3) als Aktivkohlefasern ausgebildet sind.
  7. Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasermembranen (2) zur selektiven Filterung von Stoffen modifiziert sind.
  8. Filtermodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfasermembranen (2) zur selektiven Aufnahme von Stoffen entsprechende Sorbentien (17) aufweisen.
  9. Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzubereitende Flüssigkeit (20) über die Filamentfasern (3) von außen den Mantelflächen (22) der Hohlfasermembranen (2) zur Filtration zuführbar und über die Faserkanäle (24) der Hohlfasermembranen (2) abführbar ist.
  10. Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzubereitende Flüssigkeit (20) über die Faserkanäle (24) der Hohlfasermembranen (2) von innen den Mantelflächen (22) der Hohlfasermembranen (2) zur Filtration zuführbar und über die Filamentfasern (3) abführbar ist.
  11. Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzubereitende Flüssigkeit (20) Wasser ist.
  12. Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die aufzubereitende Flüssigkeit (20) Blut ist.
  13. Filtriervorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten, bestehend aus einem Filter und einem dem Filter vorgelagerten Behältnis für die aufzubereitende Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter als ein Filtermodul (1, 1', 1'') nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.
  14. Filtriervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (27, 27''') für die aufzubereitende Flüssigkeit (20) vergrößerbar ausgebildet ist.
  15. Filtriervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (27''') für die aufzubereitende Flüssigkeit (20) nach der Art eines Faltenbalges ausgebildet ist.
  16. Filtriervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (27) für die aufzubereitende Flüssigkeit (20) als ein flexibler Beutel ausgebildet ist.
  17. Filtriervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermodul (1'') auf einer Verschlusseinheit (37) mit Auslass (38) angeordnet ist, dass die Verschlusseinheit (37) mit dem Filtermodul (1'') in eine entsprechende untere Öffnung des Behältnisses (27'', 27''') einsetzbar ist, und das der Zulauf (21, 21') des Filtermoduls (1'') mit dem Innenraum des Behältnisses (27'', 27''') und der Ablauf (25, 25') des Filtermoduls (1'') mit dem Auslass (38) in Verbindung steht.
  18. Filtriervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (38) durch ein Ventil (39) verschließbar ist.
  19. Filtriervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filtermodul (1, 1') ein Behältnis (28) für die aufbereitete Flüssigkeit (23) nachgelagert ist.
  20. Filtriervorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (28) für die aufbereitete Flüssigkeit (23) vergrößerbar ausgebildet ist.
  21. Filtriervorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (28) für die aufbereitete Flüssigkeit (23) nach der Art eines Faltenbalges ausgebildet ist.
  22. Filtriervorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (28) für die aufzubereitende Flüssigkeit (20) als ein flexibler Beutel ausgebildet ist.
  23. Filtriervorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermodul (1) in einem in vertikaler Richtung mittleren Bereich (32) einer flexiblen beutelartigen Umhüllung (29) angeordnet ist, deren oberer Bereich (30) das Behältnis (27) für die aufzubereitende Flüssigkeit (20) und deren unterer Bereich (31) das Behältnis (28) für die aufbereitete Flüssigkeit (23) bildet.
  24. Verfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten mit einem Filtermodul aus einer Vielzahl von Hohlfasermembranen und parallel angeordneten Filamentfasern, bei dem der aufzubereitenden Flüssigkeit beim Durchtritt durch die Hohlfasermembranen ein Großteil unerwünschter Stoffe entzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass weitere unerwünschte Stoffe der aufzubereitenden Flüssigkeit (20) durch Umspülen der Filamentfasern (3), die durch geeignete Sorbentien 18 modifiziert wurden, an die Sorbentien (18) der Filamentfasern (3) gebunden werden.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass organische Substanzen als zu entfernende Stoffe an die Sorbentien (18) der Filamentfasern (3) gebunden werden.
  26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass Toxine als zu entfernende Stoffe an die Sorbentien (18) der Filamentfasern (3) gebunden werden.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass weitere unerwünschte Stoffe der aufzubereitenden Substanz (20) an die mit geeigneten Sorbentien (17) modifizierten Hohlfasermembranen (2) gebunden werden.
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