DE1961163A1 - Membrane link - Google Patents

Membrane link

Info

Publication number
DE1961163A1
DE1961163A1 DE19691961163 DE1961163A DE1961163A1 DE 1961163 A1 DE1961163 A1 DE 1961163A1 DE 19691961163 DE19691961163 DE 19691961163 DE 1961163 A DE1961163 A DE 1961163A DE 1961163 A1 DE1961163 A1 DE 1961163A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
membrane
membranes
liquid
core
porous sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19691961163
Other languages
German (de)
Inventor
Clark George Burdette
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aqua Chem Inc
Original Assignee
Aqua Chem Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aqua Chem Inc filed Critical Aqua Chem Inc
Publication of DE1961163A1 publication Critical patent/DE1961163A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/04Tubular membranes
    • B01D69/046Tubular membranes characterised by the cross-sectional shape of the tube
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/08Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06Tubular membrane modules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/12Specific discharge elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002Construction details of the apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

A 119οA 119ο

Aqua-Chem., Inc ο, 225 North. Grand Avenue, Waukesha,Aqua-Chem., Inc o, 225 North. Grand Avenue, Waukesha,

Wisconsin (VoSt.A.)Wisconsin (VoSt.A.)

"Membranglied""Membrane link"

Wegen der weiter ansteigenden Probleme bezüglich der Wasserknappheit wurden beträchtliche Anstrengungen unternommen, um wirtschaftliche Verfahren und Vorrichtungen zum Entfernen von Salz aus Seewasser oder zum Reinigen von Brackwasser zu entwickeln. Insoweit wurde der grösste Erfolg mit Hilfe von Destillationsverfahren oder -Vorrichtungen oder mit Hilfe von Elektrodialyse-Verfahren und -vorrichtungen erzielt. Jedoch besteht eine beträchtliche Hoffnung auch im Verfahren umgekehrter Osmose, um wirtschaftlich Trinkwasser herzustellenοConsiderable effort has been made because of the increasing problems of water scarcity undertaken to find economical methods and devices for removing salt from sea water or for Purifying brackish water to develop. In this respect, the greatest success was achieved with the help of distillation processes or devices or with the aid of electrodialysis methods and devices. However, there is there is also considerable hope in the reverse osmosis process to make drinking water economically viable to establish ο

009823/1695009823/1695

Um Salzwasser oder Brackwasser mit Hilfe von Umkehrosmose zu reinigen, wird das verunreinigte Wasser in Berührung mit einer semipermeablen Membrane gebracht und einem Druck oberhalb dem osmotisohen Druck des verunreinigten Wassers unterworfene Bei einer typischen Konzentration von Salz in Seewasser liegt der osmotische Druck in der Grössenordnung von 350 psig und demzufolge muss ein Druckunterschied oberhalb dieses Betrages P quer zur Membrane aufrechterhalten werden. In dieser Beziehung ist es nicht ungewöhnlich, einen Druckunterschied in der Grössenordnung von ungefähr 1ooo psig zu schaffen und demzufolge ist es erkennbar, daß die Membrane eine wesentliche Stütze erfordert, um einem Bruch unter solchen wesentlichen Drücken zu widerstehen.To salt water or brackish water with the help of reverse osmosis To clean, the contaminated water is brought into contact with a semipermeable membrane and a pressure above the osmotic pressure of the contaminated Water subject At a typical concentration of salt in sea water, the osmotic one lies Pressure on the order of 350 psig and consequently a pressure differential must be above this amount P can be maintained across the membrane. In this relationship it is not uncommon to create a pressure differential on the order of about 1000 psig and consequently it can be seen that the membrane requires substantial support in order to prevent rupture among such to withstand substantial pressures.

Bislang wurde der gesamte Bereich einer Membrane, ob flach oder rohrförmig, welche dem nicht reinen Wasser unter Druok ausgesetzt wurde, mit Hilfe der Wand eines Druckkessels gestützt, welche den vorhandenen hohen Drücken widerstehen kann· In Abhängigkeit von der Ausbildung der Membrane kann eine solche Wand die Form einer Platte oder eines Rohres annehmen, aber in jedem Fall ist diese Wand mit ausreichender Dicke entsprechend ihrer besonderen Geometrie ausgebildet, um den extrem hohen Drücken zu widerstehen, welche bei dem Umkehr-Osmoseverfahren auftreten. Als Ergebnis musste die Reinigungsvorrichtung mit Hilfe einer Umkehrosmose sperrig ausgebildet sein und erforderte weiterhin die Verwendung einer grossen Menge von Material, welches widerstandsfähig gegen hohe Drücke ist, um Druckkesselwände ausreichender Festigkeit zu schaffen, welche hohen Drücken standhalten.So far, the entire area of a membrane, whether flat or tubular, has been exposed to the non-pure water Druok was exposed, with the help of the wall of a pressure vessel, which supported the existing high pressures can withstand · Depending on the design of the membrane, such a wall can be in the form of a plate or of a pipe, but in any case this wall is of sufficient thickness according to its particular Geometry designed to withstand the extremely high pressures that occur in the reverse osmosis process. As a result, the cleaning device had to be made bulky using reverse osmosis and still required the use of a large one Amount of material that is resistant to high pressures to create pressure vessel walls of sufficient strength to create which can withstand high pressures.

-3-009823/169S -3- 009823 / 169S

Der erstere Paktor ergibt Forderungen nach grossem Raum und so naoh einer relativ hohen Kapitalinvestition, während duroh den letzten Faktor die für eine Anlage geforderte Kapitalinvestition ähnlich erhöht ist, und zwar wegen der relativ gross en Menge an gefordertem Material, welches hohen Drücken widersteht*The first factor gives rise to demands for a large space and so near a relatively high capital investment, while duroh the last factor for an investment required capital investment is similarly increased because of the relatively large amount of required Material that withstands high pressures *

Mit Hilfe der Erfindung werden prinzipiell die Kosten für die Einrichtung gesenkt, welche für Verfahren mit Umkehrosmose verwendet wird, und zwar erstens durch Reduzierung der Grosse einer Einheit, welohe eine gegebene Kapazität aufweist und zweitens durch Reduzieren der Menge an gefordertem Material, welches beständig gegen hohe Drücke ist, bei'Herstellung einer Stütze für eine Membranstruktur. Die Erfindung erreicht beide Ziele duroh Verwendung von zwei oder mehreren sich berührenden Membranzellen in einer Vorrichtung, um sich selbst zu stützen, wenn ein ausgeglichener Druck auf beide Zellen angewendet w#ird. Um den Druckunterschied aufrecht zu erhalten, welcher für die Umkehrosmose erforderlich ist, ist eine sehr dünne Schicht von porösem Material zwischen den Membranen von zwei nebeneinander angeordneten Zellen angeordnet, und das durch die entsprechenden Membranen durchgehende reine Wasser tritt durch die Poren des porösen Materials, um gesammelt zu werden·With the help of the invention, in principle, the cost of the equipment used for reverse osmosis processes is reduced, firstly by reducing the size of a unit which has a given capacity and secondly by reducing the amount of material required, which is resistant to high Pressure is when making a support for a membrane structure. The invention accomplishes both objectives duroh use of two or more contacting membrane cells in a device to support itself when a balanced pressure applied to both cells # w ill. To maintain the pressure difference required for reverse osmosis, a very thin layer of porous material is placed between the membranes of two adjacent cells, and the pure water passing through the respective membranes passes through the pores of the porous material to be collected

In einer beispielsweisen Ausführungsform ist eine Vielzahl von Membranzellen vorgesehen, und jede hat im Querschnitt im allgemeinen die Form einer Tottee Die Membranzellen sind in einem Kreis angeordnet, um eine zylindrische Ausbildung zu schaffen, und ein poröser Kern ist vorgesehen, um die schmalen Enden eines jeden Membranzellensegmentes zu stützen. Der poröse Kern weist eine zentrale Öffnung auf, aus welcher gereinigtes Wasser zum Sammeln für an-In an exemplary embodiment, a plurality of membrane cells are provided and each has a cross-section generally the shape of a tottee. The membrane cells are arranged in a circle to form a cylindrical shape and a porous core is provided around the narrow ends of each membrane cell segment to support. The porous core has a central opening from which purified water can be collected for other

009823/1695 -4-009823/1695 -4-

schilessenden Gebrauch entnommen werden kann· Sie Oberflächen der gross en Enden der Membranzellensegmente werden von irgendeinem geeigneten, nicht perforierten Materialgestutzt, welches in irgendeiner geeigneten Weise beispielsweise durch Beschichten mit Fiberglas und Harz verstärkt werden kann· Als Ergebnis braucht lediglich der Kern und die aussere Stütze so ausgebildet zu werden, damit sie den hohen Drücken widerstehen, welchen normalerweise bei Umkehrosmose-Verfahren begegnet wird, wobei eine Abstützung für die Membranen auf der Seite eines jeden tortenförmigen Segmentes durch das benachbarte tortenförmige Membranzellensegment vorgesehen ist, welches unter im wesentlichen dem gleichen Druck gehandhabt werden soll.schilessenden use can be taken · you Surfaces of the large ends of the membrane cell segments are of any suitable, non-perforated Material trimmed, which in any suitable way, for example by coating with fiberglass and resin can be reinforced · As a result, only the core and outer support need be formed to withstand the high pressures normally encountered in reverse osmosis processes with a support for the membranes on the side of each pie-shaped segment through the adjacent pie-shaped membrane cell segment provided is which is to be handled under substantially the same pressure.

Die Erfordernisse bezüglich Zwischenraum und Material -können auf ungefähr 1/3 reduziert werden, in Bezug auf eine herkömmlich konstruierte Einrichtung für Umkehrosmose, welche die gleiche Fähigkeit zum Wasserreinigen aufweist.The space and material requirements - can be reduced to about 1/3 of a conventionally designed device for reverse osmosis, which has the same ability to purify water.

Demgemäss ist ein Gegenstand der Erfindung, ein Membranenglied zur Verwendung bei der Eeinigung oder Konzentration von verunreinigten Flüssigkeiten mit Hilfe der Umkehrosmose, welches eine Anzahl von rohrförmigen Membranen mit im allgemeinen tortenförmigem Querschnitt umfasst, wobei die Membranen aus einem Material hergestellt sind, welches für die verunreinigte Flüssigkeit undurchlässig ist und in allgemein kreisförmiger Ausbildung angeordnet sind, wobei die Längsseiten einer jeden Membrane im wesentlichen an den Längsseiten der anderen Membranen anliegen, wobei ein dünnes, poröses Blatt, welches den Drücken oberhalb des osmotischenAccordingly, one object of the invention is a membrane member for use in purification or concentration of contaminated liquids with the help of reverse osmosis, which is a number of tubular membranes having a generally pie-shaped cross-section, the membranes being made of one material are, which is impermeable to the contaminated liquid and are arranged in a generally circular configuration, the longitudinal sides of a each membrane essentially on the long sides of the other membranes rest, with a thin, porous sheet, which the pressures above the osmotic

-5-009 823/169 5-5-009 823/169 5

Druckes der verunreinigten Flüssigkeit nicht widersteh^ zwischen benachbarten Längsseiten benachbarter Membranen angeordnet ist und einen Durchgang für die durch die Membranen tretende reine Flüssigkeit begrenzt, wobei ein Kern, welcher den Drücken oberhalb des osmotischen Druckes der verunreinigten Flüssigkeit widerstehen kann, in der Mitte der kreisförmigen Ausbildung angeordnet ist und die schmalen Enden einer jeden Membrane stützt,wobei ein Gehäuse, welches den Drücken oberhalb des osmotischen Druckes der verunreinigten Flüssigkeit widerstehen kann, die kreisförmige Ausbildung umgibt und die grossen Enden einer jeden Membrane trägt, und wobei eine Leitungseinrichtung mit dem porösen Blatt in Verbindung steht, um die gereinigte Flüssigkeit aufzunehmen und sie zu einem Sammelpunkt zu führen.Not withstanding the pressure of the contaminated liquid is arranged between adjacent longitudinal sides of adjacent membranes and a passage for through the Membrane penetrating pure liquid is limited, whereby a core, which the pressures above the osmotic pressure can withstand the contaminated liquid, is located in the center of the circular formation and the narrow ends of each membrane is supported, with a housing that allows the pressures above the osmotic Can withstand the pressure of the contaminated liquid, the circular formation surrounds and the big ends of each membrane carries, and wherein a conduit means communicates with the porous sheet to receive the purified liquid and form one To lead assembly point.

Fig« 1 ist ein Querschnitt eines Membrangliedes gemäss Erfindung,Fig «1 is a cross section of a membrane member according to Invention,

Fig. 2 ist eine vergrösserte leilansicht des Membrangliedes, Fig. 2 is an enlarged partial view of the diaphragm member;

Fig. 3 zeigt schematisch, wie das Membranglied bei Reihenfluss verwendet werden kann,Fig. 3 shows schematically how the membrane member can be used in series flow,

Figo 4 zeigt schematisch, wie das Membranglied bei parallelem Fluss verwendet werden kann.Fig. 4 shows schematically how the membrane member can be used with parallel flow.

Eine Ausführungsform des Membrangliedes 1o gemäss Erfindung ist im Querschnitt in Fig. 1 gezeigt, und es weist ein äusseres Gehäuse 12 aus undurchlässigem Material auf«An embodiment of the membrane member 1o according to the invention is shown in cross section in Fig. 1, and it has an outer housing 12 made of impermeable material.

009823/1695 ~6~009823/1695 ~ 6 ~

Das äussere Gehäuse 12 kann aus einem Material sein und eine Sicke aufweisen, welche ausreichend ist, den normalen Arbeitsdrücken bei Umkehrosmose-Einheiten zu widerstehen, welche grosser als der osmotisohe Druck der zu reinigenden Flüssigkeit sind oder bei Verwendung für Konzentrationszwecke grosser sind als der osmotisohe Druck der Flüssigkeitsmischung ^einschliesslich Lösung), welche zu konzentrieren ist.The outer housing 12 can be made of one material and have a bead which is sufficient, the normal To withstand working pressures in reverse osmosis units, which are greater than the osmotic pressure of the to cleaning liquid or, if used for concentration purposes, are larger than the osmotic liquid Pressure of the liquid mixture including solution), which one to focus on.

TJm das äussere Gehäuse 12 zu versteifen, können um seinen P Umfang eine Anzahl von Fiberglassträngen 14 gewickelt sein, die mit irgendeinem geeigneten Harz imprägniert sind, um sie in Lage zu halten· Die Fiberglas- und Harztechniken sind wohlbekannt und brauchen nicht im Einzelnen abgehandelt zu werdeneTJm to stiffen the outer housing 12, can around his P circumference wound a number of fiberglass strands 14 impregnated with any suitable resin are to hold them in place · The fiberglass and resin techniques are well known and do not need to be detailed to be dealt with

Die innere Oberfläche des äusseren Gehäuses 12 weist eine Anzahl von UnregeHmässigkeiten 16 auf, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine im wesentlichen kreisförmige Ausbildung habenβ Innerhalb des Membrangliedes 1o ist zentral ein Kern 2o angeordnet, welcher aus einer Dicke besteht und aus einem Material ist, so daß er den ) normalen Arbeitsdrücken bei Umkehrosmose-Verfahren standhält. So ist der Kern 2o ausgebildet und kann Drücken widerstehen, welche grosser als der osmotische Druck der zu behandelnden Flüssigkeit sind οThe inner surface of the outer housing 12 has a number of irregularities 16, which are shown in FIG Embodiment a substantially circular Training habenβ Within the membrane member 1o, a core 2o is centrally arranged, which consists of a Thickness and is made of a material such that it can withstand the normal working pressures in reverse osmosis processes. The core 2o is designed and can withstand pressures which are greater than the osmotic pressure of the liquid to be treated are ο

Zentral innerhalb des Kernes 2o ist eine Bohrung 22 vorgesehen, welche als Sammelraum für die gereinigte Flüssigkeit dient, welche mit Hilfe des Umkehrosmose-Verfahrens erhalten wird oder für die Flüssigkeit, welche die Membran-A bore 22 is provided centrally within the core 2o, which serves as a collecting space for the purified liquid, which with the help of the reverse osmosis process is obtained or for the liquid which the membrane

-7-009823/1696-7-009823 / 1696

strukturen durchdringen kann, die im Einzelnen noch nachfolgend erläutert ist, wenn die Vorrichtung für Konzentrationszwecke verwendet wird.structures can penetrate, which in detail still is explained below when the device is used for concentration purposes.

Der Kern 2o weist auf seiner Aussenfläche eine Anzahl von unregelmassigkeiten 24 auf, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen eine kreisförmige Form haben. Jede Unregelmäßigkeit ist mit Erhebungen 26 verbunden, und in einem Ausführungsbeispiel können die kleinen Bohrungen 28 die Punkte 26 mit der Bohrung 22 verbinden· Auch kann der Kern 2o aus einem porösen Material hergestellt sein, wobei in diesem Fall die Bohrungen 28 nicht nötig sind.The core 2o has a number of irregularities 24 on its outer surface, as shown in FIG Embodiment have a substantially circular shape. Every irregularity is with surveys 26 connected, and in one embodiment, the small bores 28, the points 26 with the bore 22 connect · The core 2o can also be made of a porous material, in which case the bores 28 are not necessary.

Sie Zahl der Unregelmassigkeiten 24 in dem Kern 2o und die Zahl der Unregelmassigkeiten 26 in dem ausseren Gehäuse 12 sind gleich und jede dient dazu, die entsprechenden Enden einer Membranzellenstruktur zu stützen.You number of irregularities 24 in the core 2o and the number of irregularities 26 in the outer Housings 12 are the same and each serve to support the respective ends of a membrane cell structure.

Sie im allgemeinen mit 3o bezeichneten Membranzellenstrukturen weisen im wesentlichen einen tortenförmigenThey are generally designated with 3o membrane cell structures essentially have a pie-shaped shape

Querschnitt auf, wobei ihre allgemein kreisförmigenCross-section, its generally circular

grossen Enden je von einer entsprechenden Unregelmässigkeit 16 in dem ausseren Gehäuse 12 aufgenommen und davon gestützt werden, und wobei die im allgemeinen kreisförmigen, kleinen Bnden von einer entsprechenden Unregelmässigkeit 24 aufgenommen und getragen werden. Die Längsseiten einer jeden Membranstruktur 3o liegen im wesentlichen an den !»ängsseiten der benachbarten Membranzellenstruktur 3o an»large ends each with a corresponding irregularity 16 received in the outer housing 12 and thereof are supported, and with the generally circular, small volumes of a corresponding irregularity 24 can be picked up and worn. The long sides of each membrane structure 3o are in essentially on the longitudinal sides of the neighboring membrane cell structure 3o to »

Eine jede Membranzellenstruktur weist ein dünnes poröses Blatt 32 auf, welches die benachbarten Längsseiten derEach membrane cell structure has a thin porous sheet 32, which the adjacent long sides of the

0 09823/1695 -8-0 09823/1695 -8-

benachbarten Membranze,llenstruktur voneinander trennt und welche einen Strömungsweg für Wasser begrenzt, welches durch die Membran zu dem Kern 2o dringt, wo es durch die Bohrungen 28 zu der Mittelbohrung zwecks Sammlung oder durch die Foren des Kernes 2o strömt, wenn letzterer aus porösem Material hergestellt ist.adjacent membrane cell, oil structure separates from each other and which delimits a flow path for water penetrating through the membrane to the core 2o, where it is through the holes 28 to the central hole for the purpose of collection or through the forums of the core 2o flows when the latter is made of porous material.

In Pig. 2 ist erkennbar, daß jede Membranstruktur eine innere filmartige Wand 34 aufweist, die aus " einem Material besteht, das ftir die zu reinigende Flüssigkeit oder die Flüssigkeit in einer Flüssigkeitsmischung, die zu konzentrieren ist, semipermeable ist. Wie es in der Technik bekannt ist, sohliessen solche Membranfilme 34 normalerweise als Hauptbestandteil Celluloseacetat und damit chemisch gebundenes Wasser auf.In Pig. 2 it can be seen that each membrane structure has an inner film-like wall 34 which consists of "consists of a material that is suitable for the Liquid or the liquid in a liquid mixture to be concentrated is semipermeable is. As is known in the art, such membrane films 34 normally included as a major component Cellulose acetate and thus chemically bound water.

Das dünne poröse Blatt 32 umgibt den Membranfilm 34 in der Form eines Rohres und kann aus jedem zweckmassigen porösen Material wie Papier oder poröse Kunststoffe hergestellt werden.The thin porous sheet 32 surrounds the membrane film 34 in the shape of a tube and can be made of any suitable porous material such as paper or porous plastics.

Der Membranfilm 34 wird auf die Innenfläche des porösen Blattes 32 gegossen, welches die Form einer Röhre aufweist, und zwar mit Hilfe herkömmlicher Verfahren·The membrane film 34 is poured onto the inner surface of the porous sheet 32, which is in the shape of a tube, using conventional methods

Bei einer Ausführungsform der Erfindung können das äussere Gehäuse 12, der Kern 2o und die Membranstrukturen 3o getrennt ausgebildet und durch geeignetes Orientieren des Kernes 2o bezüglich des Gehäuses 12In one embodiment of the invention that can outer housing 12, the core 2o and the membrane structures 3o formed separately and by a suitable Orienting the core 2o with respect to the housing 12

-9--9-

009823/1695009823/1695

hergestellt werden, so daß die Membranstruktur 3o zwischen den Kern 2o und dem Gehäuse 12 angeordnet werden kann. Bei Verwendung anderer Extrudierverfahren können der Kern 2o und das dünne Blatt 3ο aus einem porösen Material gleichzeitig mit dem Extrudieren des undurchlässigen, nicht porösen, äusseren Gehäuses 12 extrudiert werden, so daß eine einförmige Struktur entsteht· In solchen Fällen kann nach Ausbildung des einheitlichen Gliedes der Membranfilm 34 auf die dünnen porösen Blätter 32 In der ähnlichen Weise, wie sie oben erwähnt ist, gegossen werden·can be produced so that the membrane structure 3o can be arranged between the core 2o and the housing 12. If other extrusion methods are used, the core 2o and the thin sheet 3ο of a porous material can be extruded simultaneously with the extrusion of the impermeable, non-porous, outer housing 12, so that a uniform structure is formed.In such cases, after the unitary member has been formed, the Membrane film 34 can be cast on the thin porous sheets 32 in the similar manner as mentioned above.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß das Vorhandensein des dünnen porösen Blattes 32, welches in der Form eines Rohres vorliegt, das die fUnähnliche Mem brane umgibt, einen Strömungeweg um den gesamten Umfang der filmähnlichen Membranwand 34 schafft, so daß Wasser, welches dadurch diffundiert, zum Kern 2o strömen kann, um in der Bohrung 22 gesammelt zu werden· Als ein Ergebnis wird die Gesamtheit der Oberfläche der Membrane 34 verwendet. From the foregoing it can be seen that the presence of the thin porous sheet 32, which is in the form of a tube surrounding the dissimilar membrane, creates a flow path around the entire periphery of the film-like membrane wall 34 so that water which diffuses therethrough to the core 2o to be collected in the bore 22 · As a result, the entirety of the surface of the membrane 34 is used.

Weil in dem Ausführungsbeispiel jede Membranenzellenstruktur 3o mit einem rohrförmigen dünnen, porösen Blatt 32 an jeder Zwischenfläche versehen ist, sind zwei Schichten des dünnen porösen Blattes 32 vorhanden. Wenn jedoch die oben erwähnten Extrudierverfahren verwendet werden, braucht nur eine solche Schicht vorhanden zu sein. Die einzige Anforderung an das dünne poröse Blatt 32 besteht darin, daß es etwas starr sein muss, um die Installation zu unterstützen, daß es porös ist, um den gewünschten Strömungsweg zu schaffen, und daßBecause in the embodiment, each membrane cell structure 3o with a tubular thin, porous Sheet 32 is provided at each interface, two layers of the thin porous sheet 32 are provided. However, when using the extrusion method mentioned above only one such layer needs to be present. The only requirement for the thin porous Sheet 32 is that it has to be somewhat rigid to aid installation, that it is porous is to create the desired flow path and that

-1ο-009823/1695 -1ο- 009823/1695

-1ο--1ο-

es von einer solchen Natur ist, da3 die Poren eioh nicht Bchlieesen, wenn sie den Arbeitsdrücken einer Umkehrosmose-Einheit unterworfen werden. Sie oben erwähnten Materialien, nämlich Papier und poröse Kunststoffe, erfüllen diese Forderungen· Es ist auch von Wichtigkeit, daß eine sehr geringe Dicke für das dünne poröse Blatt 32 erfordert ist, welohe ein Bruchteil 1 cm ist· Beispielsweise ist eine Wanddicke von ungefähr 0,4 ma zufriedenstellend·it is of such a nature that the pores eioh Do not close if you have the working pressure of a Reverse osmosis unit are subjected. They mentioned above materials, namely paper and porous Plastics that meet these requirements · It is also important to have a very small thickness for the thin porous sheet 32 required is a fraction of 1 cm · For example, is a wall thickness of approximately 0.4 ma satisfactory

Wenn im wesentlichen gleiche Drücke in jeder der Membranzellen 3o angewendet werden, und wenn deren Längsseite in InIage mit der Längsseite der benachbarten Membranen ist, werden die relativ dünnen Wände, welohe die Zellen unterteilen, im wesentlichen gleichen und gegenüberwirkenden Ausgleichskräften auf gegenüberliegenden Seiten unterworfen, so daß jede Neigung zum Bruch ausgeschaltet ist· Sa die weitgehende Mehrheit der Membranoberfläche einer jeden Zelle längs deren Längswänden liegt, welche in bekannten Vorrichtungen eine wesentliche Verstärkung erfordern wurden, um den hohen Drücken standzuhalten, welche im allgemeinen auftreten, wird ein wesentliches Einsparen der Menge des Materials erhalten, welches erforderlich ist, um hohem Druck standzuhalten« In ähnlicher Weise ist die gesamte Membranenstruktur 1o, weil viel des Materials, das hohem Druck widerstehen muss und früher bei den bekannten Strukturen verwendet wurde, fortgelassen ist, von beträchtlich geringerer Grosse als entsprechende bekannte Vorrichtungen und dann unter den gleichen Bedingungen arbeiten, um dieselbe Menge gereinigter Flüssigkeit innerhalb einer gegebenen Zeit zu erzeugen,If substantially the same pressures are applied in each of the membrane cells 3o, and if their long side is in alignment with the long side of the neighboring cells As is membranes, the relatively thin walls which divide the cells will be substantially the same and subject to opposing balancing forces on opposite sides, so that any tendency to Break off is · Sa the vast majority along the membrane surface of each cell Longitudinal walls is, which in known devices would require substantial reinforcement withstanding the high pressures which generally occur becomes a substantial saving in quantity of the material required to withstand high pressure «Similarly, the entire membrane structure 1o, because a lot of the material that has to withstand high pressure and earlier in the known structures used, is omitted, of considerably smaller size than corresponding ones known devices and then work under the same conditions to get the same amount of purified Generate liquid within a given time,

; - -11-00982 3/169 5; - -11-00982 3/169 5

Weiterhin ist die Ausbildung des Seiles so, daß es leicht jedem gewünschten Strömungsweg angepasst werden kann· In Fig. 3 ist sohematisch gezeigt, wie das Teil 1o rerwendet werden kann, um einen Reihenströmungsweg EU schaffen· Sie Enden des Teiles 1o sind durch Kappen 4o und 42 abgeschlossen, die jede eine Vielzahl von Umkehrkanälen 44- aufweisen, um die Flüssigkeit, welche durch jede Membranzelle strömt, in eine gegenüberliegende Richtung zu der benachbarten Membranzelle zu leiten·Furthermore, the design of the rope is such that it can easily be adapted to any desired flow path. In Fig. 3 it is shown schematically how the part 1o can be used to create a series flow path EU create · part 1o ends are through caps 4o and 42 closed, each having a plurality of reverse channels 44- to the liquid, which flows through each membrane cell in an opposite direction to the adjacent membrane cell conduct·

Die Endkappen 4o und 42 können an dem Membranglied 1o mit Hilfe jeder zweokmässigen Einrichtung befestigt werden, und die Kanäle 44 können mit den entsprechenden Membranzellen 3o abgedichtet werden·The end caps 4o and 42 can be on the membrane member 1o can be attached using any two-dimensional device, and the channels 44 can be connected to the corresponding Membrane cells 3o are sealed

Zuzüglich weist die Endkappe 4o einen Kanal 46 auf, welcher mit der Bohrung 22 in dem Kern in Verbindung steht, sodafl die die Membranen 34 durchdringende Flüssigkeit zu einem Verwendungspunkt geführt werden kann· In ähnlicher Weise schliesst die Endkappe 42 einen ersten Kanal 48 ein, welcher mit einer der Membranzellen 3ο in Verbindung steht und durch welchen die Eingangsflüssigkeit zugeführt werden kann· Schliesslich ist ein zweiter Kanal 5o an der Endkappe 42 vorgesehen, aus welchem die konzentrierte Flüssigkeit abgezogen werden kann·In addition, the end cap 4o has a channel 46 which communicates with the bore 22 in the core stands so that the liquid penetrating the membranes 34 can be guided to a point of use. In a similar way, the end cap 42 includes a first channel 48, which with one of the membrane cells 3 o is in connection and through which the input liquid can be fed · Finally, there is a second Channel 5o is provided on the end cap 42, from which the concentrated liquid can be drawn off

In Fig. 4 ist eine andere Anordnung gezeigt, wobei das Membranenglied 1o bei parallemem Strom der Flüssigkeit verwendet werden kann· Wiederum sind die Enden desAnother arrangement is shown in FIG Membrane member 1o with parallel flow of the liquid Can be used · Again, the ends of the

-12--12-

009823/1695009823/1695

Membrangliedes 1o duroh Endkappen 52 und 54 abgedichtet, wobei die Kappe 52 eine Anzahl von Miteinander verbundenen Kanälen 56 aufweist, die mit einem End· einer jeden Membranzelle 3o in Verbindung stehen· Ein Kanal 58 verbindet die Kanäle 56, so daß die Icons ent rier te Flüssigkeit abgezogen werden kann· ßchliesilioh ist die Endkappe 52 mit einem Auslasskanal 6o versehen, aus welchem die Flüssigkeit gesammelt werden kann, welche duroh die Membranen strömt.Membrane member 1o duroh end caps 52 and 54 sealed, the cap 52 having a number of interconnected channels 56 connected to one end · one each membrane cell 3o are in communication. A channel 58 connects the channels 56 so that the icons are entred Liquid can be drawn off End cap 52 provided with an outlet channel 6o, from which the liquid can be collected, which duroh flows through the membranes.

Sie Endkappe 54 weist einen Kanaleinlass 62 auf, in welchem die Flüssigkeit eingeführt werden kann, und dieser Kanal ist in einer Vielzahl von miteinander in Verbindung stehenden Kanälen 64- unterteilt, die mit d-em anderen Ende einer jeden Membranzelle Jo in Verbindung stehen, um so die Flüssigkeit in jede Zelle zu richten·The end cap 54 has a channel inlet 62 in which the liquid can be introduced into, and this channel is in a multitude of interconnected Communicating channels 64- which communicate with the other end of each membrane cell Jo stand in order to direct the liquid into each cell

Es ist erkennbar, daß das Membranenglied 1o gemäss Erfindung sowohl bei Reihenetrom- und Parallelstromvorrichtungen verwendet werden kann. Natürlich kann ein einziges Teil 1o sowohl bei Reihen- als auch Parallelströeungswegen verwendet werden, wenn dies gewünscht ist· Zweckmässige Abänderungen der Kanäle innerhalb der Endkappen können von dem Fachmann vorgenommen werden·It can be seen that the membrane member 1o according to the invention in both series and parallel flow devices can be used. Of course, a single piece 10 can be used in both series and parallel flow paths if so desired. Appropriate modifications of the channels within the end caps can be made be carried out by a specialist

Sie Erfindung ist in Verbindung mit Was β er reinigung beschrieben, jedoch ist für den Fachmann erkennbar, daß sie auch eine wesentliche Verwendbarkeit bei anderen Reinigungs- oder Konzentrationsverfahren hat·The invention is described in connection with What β he cleaning, but it will be apparent to those skilled in the art that it can also be used for other cleaning or concentration processes

009823/1695009823/1695

Pat entansprüoh ePatent claims e

-13--13-

Claims (1)

PatentansprücheClaims Membranglied für die Verwendung beim Reinigen oder Konzentrieren verunreinigter Flüssigkeiten mit Hilfe der Umkehrosmose, gekennzeichnet durch eine Anzahl von rohrförmigen Membranen (34) niit im wesentlichem tortenförmigem Querschnitt, wobei die Membranen aus einem Material bestehen, welches für die verunreinigte Flüssigkeit semipermeabel ist und im wesentlichen in kreisförmiger Ausbildung angeordnet sind, wobei die Längsseiten einer jeden Membrane im wesentlichen an die Längsseiten der anderen Membranen anstossen, durch ein dünnes poröses Blatt (32), welches nicht fähig ist, Drücken oberhalb des osmotischen Druckes der verunreinigten Flüssigkeit standzuhalten, welches zwischen den benachbarten Längsseiten benachbarter Membranen angeordnet ist und einen Strömungsweg für die gereinigte Flüssigkeit begrenzt, welche die Membranen durchdringt, durch einen Kern (2o), welcher Drücken oberhalb des osmotisohen Druckes der verunreinigten Flüssigkeit widerstehen kann und in der Mitte der kreisförmigen Ausbildung angeordnet ist und die schmalen Enden einer jeden Membrane trägt, durch ein Gehäuse (12), welches Drücken oberhalb des osmotisohen Druckes der verunreinigten Flüssigkeit widerstehen kann und die kreisförmige Ausbildung umgibt und die grossen Enden einer jeden Membrane trägt, und durch eine Leitungseinrichtung (22,28), welche in Verbindung mit dem porösen Blatt ist, um von dort gereinigte Flüssigkeit aufzunehmen und sie zu einem Sammelpunkt zu leiten.Membrane member for use in cleaning or concentrating contaminated liquids with Aid of reverse osmosis, characterized by a number of tubular membranes (34) essentially pie-shaped cross-section, the membranes are made of a material suitable for the contaminated Liquid is semi-permeable and arranged essentially in a circular configuration, the long sides of each membrane essentially abutting the long sides of the other membranes, through a thin porous sheet (32) which is incapable of pushing above osmotic pressure to withstand the contaminated liquid, which is between the adjacent long sides of adjacent membranes is arranged and delimits a flow path for the purified liquid which the membranes penetrates, through a core (2o), which pressures above the osmotic pressure of the contaminated Can withstand liquid and is located in the center of the circular formation and the narrow Ends of each membrane carries, through a housing (12), which pressures above the osmotic pressure of the can withstand contaminated liquid and the circular formation surrounds and the large ends each membrane carries, and by a conduit means (22,28), which is in connection with the porous sheet in order to take up liquid purified from there and direct them to a collection point. -14-009823/1695 -14-009823 / 1695 -U--U- 2o) Membranenglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Blätter (32) die kleinen und die grossen Enden einer jeden rohrförmigen Membrane (34) umgeben, daß der Kern (2o) perforiert und das Gehäuse (12) nicht perforiert iet und daß die Leitungseinrichtung die Perforation (28) in dem Kern und eine Bohrung (22) umfaßt, die im wesentlichen darin zentral angeordnet ist·2o) membrane member according to claim 1, characterized in that that the porous sheets (32) the small and large ends of each tubular membrane (34) that the core (2o) is perforated and the housing (12) is not perforated and that the conduit means the perforation (28) in the Core and a bore (22) located substantially centrally therein. ™ 3·) Membranglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die porösen Blätter (32) rohrförmig sind und einen im wesentlichen tortenförmigen Querschnitt aufweisen, der dem Querschnitt der Membranen (34) entspricht, und daß die Membranen mit den porösen Blättern verbunden sind.™ 3 ·) Membrane member according to claim 2, characterized in that that the porous leaves (32) are tubular and have a substantially pie-shaped cross-section have, which corresponds to the cross section of the membranes (34), and that the membranes with the porous Scrolls are connected. 4·) Membranglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Gehäuses (12) eine Vielzahl von Uhregel Lässigkeiten (16) einechliesst, und zwar eine für jede Membrane, wobei jede Unregelmässigkeit eine Form aufweist, die der Form des groesen Endes der entsprechenden Membran und porösen Blattes entspricht und in Eingriff mit dem entsprechenden porösen Blatt ist.4) Membrane member according to claim 3, characterized in that that the inner surface of the housing (12) encloses a multiplicity of clock-rule leaks (16), one for each membrane, each irregularity having a shape that corresponds to the shape of the large one End of the corresponding membrane and porous sheet corresponds to and engages with the corresponding porous sheet is. 5·) Membranglied nach Anspruch 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, daß die äussere Fläche des Kernes (2o) eine Vielzahl von Uhregelmässigkeiten (24) einschliesst, und zwar eine für jede Membran, wobei jede Unregelmässigkeit eine Form aufweist, die der Form des schmalen Endes der entsprechenden Membrane und des porösen Blattes entspricht und in Eingriff mit dem entsprechenden porösen Blatt ist.5 ·) membrane member according to claim 3 or 4 »characterized in that the outer surface of the core (2o) a Including plurality of clock regularities (24), one for each membrane, each irregularity has a shape corresponding to the shape of the narrow end of the corresponding membrane and the porous sheet and engages the corresponding porous sheet. 009823/1695009823/1695
DE19691961163 1968-12-06 1969-12-05 Membrane link Withdrawn DE1961163A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US78189268A 1968-12-06 1968-12-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1961163A1 true DE1961163A1 (en) 1970-06-04

Family

ID=25124290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691961163 Withdrawn DE1961163A1 (en) 1968-12-06 1969-12-05 Membrane link

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS4933268B1 (en)
DE (1) DE1961163A1 (en)
ES (1) ES374281A1 (en)
FR (1) FR2025544A1 (en)
GB (1) GB1297650A (en)
IL (1) IL33489A (en)
NL (1) NL148503B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FR2025544A1 (en) 1970-09-11
ES374281A1 (en) 1971-12-16
NL148503B (en) 1976-02-16
JPS4933268B1 (en) 1974-09-05
IL33489A0 (en) 1970-02-19
IL33489A (en) 1972-10-29
GB1297650A (en) 1972-11-29
NL6918281A (en) 1970-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1517918C3 (en) Device for cleaning solutions using reverse osmosis
EP0002422B1 (en) Filtration device
DE1442420B2 (en) Reverse osmosis device
CH500742A (en) Membrane assembly for a cutting system
DE3220613A1 (en) MEMBRANE MODULE AND ITS USE FOR SEPARATING LIQUIDS BY PERVAPORATION PROCESS
DE3914592C2 (en) Process and filter module for the filtration of liquids in cross-flow operation
EP1120150A2 (en) Membrane separation apparatus
DE7026643U (en) DEVICE FOR CARRYING OUT REVERSE OSMOSIS.
DE2209116C3 (en) Reverse osmosis or ultrafiltration device
DE2207202C3 (en) Reverse osmosis module
DE2801018A1 (en) HIGH PRESSURE ULTRAFILTRATION SYSTEM
DE2120334A1 (en) Device for separating a solvent from a solution by reverse osmosis
DE2652605A1 (en) MEMBRANE MODULE FOR REVERSE OSMOSIS OR ULTRAFILTRATION
DE1642816A1 (en) Permeability separator
DE1961163A1 (en) Membrane link
WO1998013129A1 (en) Tube plate module
DE2603505C3 (en) Flat membrane module for reverse osmosis and ultrafiltration
DE2629719A1 (en) Support material for membrane permeation filters - consists of fine mesh woven wire material e.g. stainless steel
EP0120264A2 (en) Cross flow module with fine canals
DE1961163C (en) Osmosis membrane member
DE3308348A1 (en) Membrane filter
CH681281A5 (en) Particle filter for sepg. process materials - comprises particulate porous elongated block with 1st channel for raw mixt. and 2nd channel for permeate
DE2446157B2 (en) Device for water desalination by reverse osmosis
DE1961163B (en) Osmosis membrane member
DE1792813C2 (en) Permeability Separator

Legal Events

Date Code Title Description
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee