DE20014217U1 - Arrangement for sampling wastewater from a sewage treatment plant - Google Patents
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Description
Anordnung zur Probenentnahme von Abwasser einer Kläranlage BeschreibungArrangement for sampling wastewater from a sewage treatment plant Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Probenentnahme von Abwasser einer Kläranlage, bei welcher in einem langgestreckten Modulgehäuse mit Abstand zur Wandung desselben ein Membranfiltereinsatz angeordnet ist, der aus einem perforierten Stützrohr und einer der Filtrationen des Abwassers dienenden, rohrförmigen Membran besteht, die auf der ganzen Länge des Stützrohres innen an demselben anliegt, und bei welcher das Modulgehäuse mindestens einen Auslaß zum Durchtritt von aus dem Membranfiltereinsatz austretendem, filtriertem Abwasser hat ( DE-Buch von R. Rautenbach „Membranverfahren", Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1997, Seiten 62 bis 65 ).The invention relates to an arrangement for taking samples of waste water from a sewage treatment plant, in which a membrane filter insert is arranged in an elongated module housing at a distance from the wall of the same, which consists of a perforated support tube and a tubular membrane used to filter the waste water, which membrane rests against the inside of the support tube along the entire length of the latter, and in which the module housing has at least one outlet for the passage of filtered waste water emerging from the membrane filter insert (DE book by R. Rautenbach "Membrane method", Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1997, pages 62 to 65).
In kommunalen und industriellen Kläranlagen werden relevante Abwasserdaten, auf deren Basis der Reinigungsprozeß geregelt und gesteuert werden kann, in heutiger Technik online gemessen. Hierzu werden ständig Proben aus dem Abwasser entnommen und einer Online-Prozeßanalyse zugeführt. Vor der eigentlichen Analyse müssen im Abwasser enthaltene Mikroorganismen und sonstige Partikel aus der jeweiligen Probe entfernt werden. Das wird beispielsweise unter Verwendung eines ein Stützrohr mit innen liegender Membran aufweisenden Membranfiltereinsatzes in einem Rohrmodul mittels einer Membranfiltration im sogenannten Crossflow-Betrieb durchgeführt.In municipal and industrial sewage treatment plants, relevant wastewater data, on the basis of which the cleaning process can be regulated and controlled, is measured online using modern technology. For this purpose, samples are constantly taken from the wastewater and fed into an online process analysis. Before the actual analysis, microorganisms and other particles contained in the wastewater must be removed from the respective sample. This is carried out, for example, using a membrane filter insert with a support tube with an internal membrane in a pipe module by means of membrane filtration in what is known as crossflow operation.
Die dabei verwendete Membran wird im Laufe der Zeit durch die herausgefilterten Mikroorganismen und Partikel mehr und mehr zugesetzt, so daß die hindurch tretende Filtratmenge nach und nach abnimmt. Wenn die verwendbare Filtratmenge soweitThe membrane used in this process is gradually clogged by the filtered-out microorganisms and particles over time, so that the amount of filtrate passing through it gradually decreases. When the usable amount of filtrate is
abgenommen hat, daß der durchzuführenden Analyse nicht mehr die erforderliche Probenmenge kontinuierlich zur Verfügung gestellt werden kann, muß die Membran chemisch gereinigt oder ausgewechselt werden. Beim Austausch ist meist ein teurer Komplettaustausch eines vollständigen Membranmoduls erforderlich, bei dem neben der unbrauchbar gewordenen Membran auch Modulkomponenten ausgetauscht werden, die noch intakt sind. Für den Kläranlagenbetreiber entstehen in beiden Fällen hohe Kosten.If the membrane has deteriorated to such an extent that the required sample quantity can no longer be continuously made available for the analysis to be carried out, the membrane must be chemically cleaned or replaced. This usually requires an expensive complete replacement of a complete membrane module, in which not only the unusable membrane but also module components that are still intact are replaced. In both cases, the wastewater treatment plant operator incurs high costs.
In dem eingangs erwähnten DE-Buch von R. Rautenbach sind unterschiedliche Module mit Schlauchmembranen beschrieben, und zwar auch eine Rohrmoduleinheit. Diese besteht aus einem Membranfiltereinsatz - im folgenden kurz „Filtereinsatz" genannt - mit einem perforierten Stützrohr und einer in demselben angebrachten Membran. Der Filtereinsatz ist in einem Sammelrohr angeordnet, das größere Abmessungen als das Stützrohr hat. Zwischen Stützrohr und Sammelrohr befindet sich ein Permeatsammelraum für das aus dem Stützrohr austretende Permeat bzw. Filtrat. Das Permeat wird aus dem Sammelraum abgezogen und einer Analyseanlage zugeführt. Über den Zusammenbau der Rohrmoduleinheit und insbesondere die Anordnung des Filtereinsatzes im Sammelrohr ist in der Druckschrift nichts erwähnt.In the DE book by R. Rautenbach mentioned at the beginning, different modules with tubular membranes are described, including a tube module unit. This consists of a membrane filter insert - hereinafter referred to as "filter insert" - with a perforated support tube and a membrane attached to it. The filter insert is arranged in a collecting tube that is larger than the support tube. Between the support tube and the collecting tube there is a permeate collecting chamber for the permeate or filtrate emerging from the support tube. The permeate is withdrawn from the collecting chamber and fed to an analysis system. The publication does not mention the assembly of the tube module unit and in particular the arrangement of the filter insert in the collecting tube.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte Anordnung so zu gestalten, daß ein einfacher und kostengünstiger Austausch der Membran möglich ist.The invention is based on the object of designing the arrangement described above in such a way that a simple and cost-effective replacement of the membrane is possible.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,This object is achieved according to the invention by
— daß an beiden stirnseitigen Enden des Modulgehäuses ein mit einem zentralen Durchgangsloch ausgerüsteter Dichtungskörper mit einer in axialer Richtung abstehenden Hülse angebracht ist, die in Montageposition unter Anlage an der Membran in den Filtereinsatz hineinragt, und— that a sealing body equipped with a central through hole with an axially projecting sleeve is attached to both front ends of the module housing, which, in the assembly position, projects into the filter insert while resting against the membrane, and
— daß der Dichtungskörper jeweils in einer Kappe angeordnet ist, die in Montageposition mit Druck am Dichtungskörper anliegt und am Modulgehäuse festgelegt ist.— that the sealing body is arranged in a cap which, in the assembly position, rests against the sealing body with pressure and is fixed to the module housing.
Bei dieser Anordnung ist ein Austausch der Membran durch den aus dem Modulgehäuse herausnehmbaren Filtereinsatz mit wenigen Handgriffen durchführbar. Es braucht dazu nur eine der stirnseitigen Kappen entfernt zu werden. Der Filtereinsatz kann dann sehrWith this arrangement, the membrane can be replaced in a few easy steps using the filter insert that can be removed from the module housing. Only one of the front caps needs to be removed. The filter insert can then be
einfach und ohne besonderes Werkzeug*aus dem Modulgehäuse herausgezogen werden. Der Dichtungskörper kann vorher oder auch anschließend aus dem Filtereinsatz entfernt werden. Genau so einfach kann ein neuer Filtereinsatz mit einer voll funktionsfähigen Membran in das Modulgehäuse eingesetzt werden. Andere Modulkomponenten bleiben bei dem Austausch des Filtereinsatzes unberührt.can be easily pulled out of the module housing without any special tools*. The sealing body can be removed from the filter insert before or afterward. A new filter insert with a fully functional membrane can be inserted into the module housing just as easily. Other module components remain untouched when the filter insert is replaced.
Die Abdichtung des Filtereinsatzes gegenüber dem Modulgehäuse kann durch Stauchung der elastischen Dichtungskörper an den Stirnseiten desselben erfolgen, und zwar beispielsweise durch auf das Modulgehäuse aufschraub bare Überwurfmuttern, welche die jeweilige Kappe gegen den Dichtungskörper drückt. Die axialen Kräfte sind dabei gerade so bemessen, daß eine vollständige Abdichtung durch Ausweichen des Dichtungsmaterials in radialer Richtung gewährleistet wird. Maßgeblich sind dabei die Länge des Filtereinsatzes, die Wandstärke des Stützrohres und auch das Material desselben. So können mit Vorteil Werkstoffe mit hohem Elastizitätsmodul eingesetzt werden, wie beispielsweise Edelstahl.The filter insert can be sealed against the module housing by compressing the elastic sealing bodies on the front sides of the module housing, for example by means of union nuts that can be screwed onto the module housing, which presses the respective cap against the sealing body. The axial forces are precisely dimensioned so that complete sealing is ensured by the sealing material moving radially. The length of the filter insert, the wall thickness of the support tube and also the material of the latter are decisive here. Materials with a high modulus of elasticity, such as stainless steel, can therefore be used to advantage.
Die unbrauchbar gewordene Membran kann zusammen mit Stützrohr sowie Befestigungs- und Dichtungsmaterialien vom Hersteller des Filtereinsatzes über ein Pfandsystem zurückgenommen und aufgearbeitet werden. Der Filtereinsatz ist in beliebigen Längen beispielsweise zwischen 0,5 m und 3 m herstellbar und damit auf die Verhältnisse am Einsatzort leicht anpaßbar.The unusable membrane can be taken back and reconditioned by the manufacturer of the filter insert together with the support tube and fastening and sealing materials via a deposit system. The filter insert can be manufactured in any length, for example between 0.5 m and 3 m, and can therefore be easily adapted to the conditions at the place of use.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Anlage mit einer Anordnung nach der Erfinder. Fig. 2 ein Ende der Anordnung im Schnitt in vergrößerter Darstellung.Fig. 1 is a schematic representation of a system with an arrangement according to the inventor. Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view of one end of the arrangement.
An eine Abwasser enthaltende Kläranlage 1 ist über eine mit einer Pumpe P ausgerüstete Rohrleitung 2 eine Anordnung 3 zur Probenentnahme von Abwasser angeschlossen. In der Anordnung 3 werden mittels eines aus Fig. 2 ersichtlichen Filtereinsatzes 4 Mikroorganismen und andere Partikel herausgefiltert. Das Filtrat bzw. Permeat wird überAn arrangement 3 for taking samples of waste water is connected to a sewage treatment plant 1 containing waste water via a pipeline 2 equipped with a pump P. In the arrangement 3, microorganisms and other particles are filtered out by means of a filter insert 4 shown in Fig. 2. The filtrate or permeate is
eine Rohrleitung 5 einer Analyseanfa*ge*6 zugeführt. Das Retentat bzw. Konzentrat wird in die Kläranlage 1 zurückgeleitet.a pipeline 5 to an analysis station 6. The retentate or concentrate is returned to the sewage treatment plant 1.
Die Anordnung 3 weist gemäß Fig. 2 ein langgestrecktes Modulgehäuse 7 auf, das vorzugsweise zylindrisch ausgeführt ist. In Fig. 2 ist nur ein axiales Ende der Anordnung 3 dargestellt. Das andere Ende ist identisch ausgeführt. Das Modulgehäuse 7 hat mindestens einen Auslaß 8 zum Durchtritt des der Analyseanlage 6 aufzugebenden Filtrats. Es besteht vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyvinylchlorid.According to Fig. 2, the arrangement 3 has an elongated module housing 7, which is preferably cylindrical. In Fig. 2, only one axial end of the arrangement 3 is shown. The other end is identical. The module housing 7 has at least one outlet 8 for the passage of the filtrate to be fed into the analysis system 6. It is preferably made of plastic, for example polyvinyl chloride.
Im Modulgehäuse 7 ist der Filtereinsatz 4 angebracht. Er verläuft über die ganze Länge des Modulgehäuses 7 und schließt mit demselben einen Sammelraum 9 für das Filtrat ein. Das Filtrat wird aus dem Sammelraum 9 über den Auslaß 8 abgezogen. Der Filtereinsatz 4 ist vorzugsweise achsparallel und konzentrisch zum Modulgehäuse 7 angeordnet. Er besteht aus einem perforierten Stützrohr 10 und einer in demselben angeordneten, an seiner Innenwand anliegenden Membran 11. Die Membran 11 besteht in der Regel aus einem organischen Polymer. Sie verläuft über die ganze Länge des Stützrohres 10. Wandstärke und Material desselben werden nach den jeweiligen Anforderungen bemessen. Das Stützrohr 10 besteht beispielsweise aus Edelstahl oder Kunststoff.The filter insert 4 is mounted in the module housing 7. It runs the entire length of the module housing 7 and encloses a collecting chamber 9 for the filtrate. The filtrate is drawn from the collecting chamber 9 via the outlet 8. The filter insert 4 is preferably arranged axially parallel and concentrically to the module housing 7. It consists of a perforated support tube 10 and a membrane 11 arranged in the same and resting against its inner wall. The membrane 11 is usually made of an organic polymer. It runs the entire length of the support tube 10. Its wall thickness and material are dimensioned according to the respective requirements. The support tube 10 is made of stainless steel or plastic, for example.
Der Filtereinsatz 4 ist im Modulgehäuse 7 durch eine an einem Dichtungskörper 12 aus elastisch verformbarem Material, insbesondere aus Gummi, angebrachte Hülse 13 gehalten. Der Dichtungskörper 12 ist in einer Kappe 14 angebracht. Er hat ebenso wie die Kappe 14 ein zentrales Durchgangsloch 15 zum Durchtritt des Abwassers. An der Kappe 14 ist ein Stutzen 16 zum Anschluß der Rohrleitung 2 angebracht. Die Kappe des anderen axialen Endes der Anordnung 3 hat ebenfalls ein Durchgangsloch, da an dieser Stelle das Abwasser wieder abgeführt wird. Die Kappe 14 ist ebenso wie die Kappe am anderen Ende der Anordnung 3 lösbar mit dem Modulgehäuse 7 verbunden.The filter insert 4 is held in the module housing 7 by a sleeve 13 attached to a sealing body 12 made of elastically deformable material, in particular rubber. The sealing body 12 is attached to a cap 14. Like the cap 14, it has a central through hole 15 for the waste water to pass through. A nozzle 16 for connecting the pipe 2 is attached to the cap 14. The cap of the other axial end of the arrangement 3 also has a through hole, since the waste water is drained away again at this point. The cap 14, like the cap at the other end of the arrangement 3, is detachably connected to the module housing 7.
Die Hülse 13 des Dichtungskörpers 12 steht in axialer Richtung von demselben ab. Sie ist so bemessen, daß sie mit ihrer Umfangsfläche an der Membran 11 anliegt. Da der Dichtungskörper 12 in Montageposition in der Kappe 14 festgelegt ist, ist der Filtereinsatz 4 durch die Hülsen 13 der beiden Dichtungskörper 12 lagerichtig gehalten.The sleeve 13 of the sealing body 12 protrudes from the latter in the axial direction. It is dimensioned such that its peripheral surface rests against the membrane 11. Since the sealing body 12 is fixed in the assembly position in the cap 14, the filter insert 4 is held in the correct position by the sleeves 13 of the two sealing bodies 12.
Zur besseren Abstützung der Hülse*Y3 bzw. d*es von ihr getragenen Filtereinsatzes 4 kann in derselben ein rohrförmiger Federkörper 17 angebracht sein. Er drückt die Hülse 13 ständig mit Federkraft nach außen. Statt des Federkörpers 17 könnte auch eine aus Metall oder Kunststoff bestehende Fixierungshülse verwendet werden.For better support of the sleeve*Y3 or the filter insert 4 carried by it, a tubular spring body 17 can be fitted in the same. It constantly presses the sleeve 13 outwards with spring force. Instead of the spring body 17, a fixing sleeve made of metal or plastic could also be used.
Zur Befestigung der Kappe 14 am Modulgehäuse 7 ist dieselbe in bevorzugter Ausführungsform mit einem umlaufenden Flansch 18 versehen. Über den Flansch 18 greift eine Überwurfmutter 19, die auf das Modulgehäuse 7 aufgeschraubt werden kann. Zwischen der Kappe 14 bzw. deren Flansch 18 und dem Modulgehäuse 7 kann ein Dichtungsring 20 angebracht sein.In order to attach the cap 14 to the module housing 7, the same is provided with a circumferential flange 18 in a preferred embodiment. A union nut 19 engages over the flange 18 and can be screwed onto the module housing 7. A sealing ring 20 can be attached between the cap 14 or its flange 18 and the module housing 7.
Bei der Montage des Filtereinsatzes 4 im Modulgehäuse 7 wird derselbe beispielsweise auf die Hülse eines am nicht dargestellten Ende des Modulgehäuses 7 bereits montierten Dichtungskörpers aufgesteckt. Danach werden die Hülse 13 des Dichtungskörpers 12 in den Filtereinsatz 4 eingesteckt und die Kappe 14 auf den Dichtungskörper 12 aufgesetzt. Anschließend wird die Kappe 14 mittels der Überwurfmutter 19 am Modulgehäuse 7 festgelegt. Die Überwurfmutter 19 wird dabei so weit aufgeschraubt, daß auf den Dichtungskörper 12 ein ausreichender aber nicht zu hoher Druck ausgeübt wird.When installing the filter insert 4 in the module housing 7, it is, for example, placed on the sleeve of a sealing body already mounted on the end of the module housing 7 (not shown). The sleeve 13 of the sealing body 12 is then inserted into the filter insert 4 and the cap 14 is placed on the sealing body 12. The cap 14 is then secured to the module housing 7 using the union nut 19. The union nut 19 is screwed on far enough that sufficient but not too high pressure is exerted on the sealing body 12.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20010118 |
|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20040302 |