DE2429615A1 - Einrichtung zur filtrierung mittels membranen - Google Patents
Einrichtung zur filtrierung mittels membranenInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
DIPL..-IN6. DR. IUR. DIPI INS.
45 OSNABRÜCK I9, Juni 1974
MOSERSTRASSE ZO/ZA- Τ,/Th
MOSERSTRASSE ZO/ZA- Τ,/Th
WAVIN B.V. '
251, Händellaan, Zwolle, Niederlande
Einrichtung zur Filtrierung mittels Membranen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Piltrierung
mittels Membranen, bestehend aus zumindest einem einstückigen Block aus einem Harz mit zumindest einem durchgehenden
Loch, einer im Loch angeordneten rohrförmigen
Membran zur Membranenfnitrierung, einem Einlaß für zu
reinigende oder zu konzentrierende Flüssigkeit, einem Konzentratauslaß für konzentrierte Flüssigkeit, einem Permeatauslaß zur Ableitung gereinigter Flüssigkeit und einer
Dichtungseinrichtung zur Abdichtung des Raums innerhalb der Membran von deren Außenseite.
Membran zur Membranenfnitrierung, einem Einlaß für zu
reinigende oder zu konzentrierende Flüssigkeit, einem Konzentratauslaß für konzentrierte Flüssigkeit, einem Permeatauslaß zur Ableitung gereinigter Flüssigkeit und einer
Dichtungseinrichtung zur Abdichtung des Raums innerhalb der Membran von deren Außenseite.
Derartige Einrichtungen, in denen rohrförmige Membranen in durchgehenden Löchern eines Blockes aus thermohärtendem
Harz und Sand als Füllmaterial angeordnet sind, sind an
sich bekannt. Die gereinigte Flüssigkeit, die die Membranen durchtritt, fließt hierbei durch die"porösen Blöcke ab.
409883/0983
Bei derartigen bekannten Einrichtungen können die Drucke, denen die Membranen ausgesetzt sind, durch die poröse Harz-Sand-Masse
nicht aufgenommen werden, so daß sich in den Membranen Risse bilden. Außerdem bereitet die Entfernung unbrauchbar gewordener
Membranen Schwierigkeiten, da·diese aufgrund der während der
Membranenfiltrierung angewandten hohen Drücke in die Poren der porösen Sand-Harz-Masse eingedrückt werden und später nur mit
Schwierigkeiten aus diesen entfernt werden können. Es handelt sich hierbei um einen schwerwiegenden Nachteil, der den praktischen
Gebrauch der Einrichtung beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile der bekannten Einrichtungen zu beseitigen und eine
Einrichtung zur Filtrierung mittels Membranen zu schaffen,
bei der jederzeit eine Entfernung der Membranen ohne Zerstörung der mit den Löchern versehenen einstückigen Blöcke möglich ist
und darüberhinaus die gereinigte Flüssigkeit nicht durch die Poren der einstückigen Blöcke abgeführt werden muß«
Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs angegebenen Art wird dies nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Wände
jedes durchgehenden Loches flüssigkeitsundurchlässig und gegenüber den bei der Membranenfiltrierung angewandten Drücken
beständig sind und die Länge des Loches derart gewählt ist, daß die durch die Membran hindurchgetretene Flüssigkeit zum
Ende eines Blockes durch einen Zwischenraum zwischen der Membran und der Innenwand des mit der Membran versehenen Loches fließt.
409883/098 3'
Durch eine derartige Ausgestaltung kann eine sehr kompakte Anlage
ge.schaffen/werden, die eine Reinigung oder Konzentration
hoher Flüssigkeitsmengen ermöglicht.
Da die Herstellung sehr langer Filterblöcke mit Schwierigkeiten
verbunden sein kann, ist es zweckmäßig, mehrere Blöcke miteinander
durch eine Abziehstange zu verbinden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere
Blöcke miteinander durch zumindest eine hohle Abziehstange
verbunden, deren Innenseite an einen Flüssigkeitsgewinnungsraum
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Blöcken angeschlossen ist.
Eine derartige Ausgestaltung bietet den Vorteil, daß eine große
Anzahl von Blöcken miteinander kombiniert werden kann, da der Zwischenraum zwischen der Außenseite der Membran und der
Innenwand des .durchgehenden Loches nur dazu ausreichen muß,
daß die Flüssigkeit zum Ende eines Blockes fließen kann.
Der Flüssigkeitsgewinnungsraum kann dadurch gebildet sein, daß zwei Blöcke aneinander gelegt werden, die einen Dichtungsring
zwischen sich aufnehmen, welcher derart gewählt ist, daß die beiden Blöcke in einem gegenseitigen Abstand gehalten sind.
Es ist ferner möglich, den Flüssigkeitsgewinnungsraum dadurch
zu bilden, daß die Blöcke unter gegenseitiger Abdichtung unter
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4 . 2^29515
Verwendung eines Dichtungsringes miteinander verbunden und die einander gegenüberliegenden Blockflächen mit kreisförmigen Nuten
versehen sind, die kreisförmige Kanäle bilden, welche an einen Auslaßkanal angeschlossen sind, der mit der Innenseite der
Abziehstange verbunden ist.
Es hat sich gezeigt, daß die Membran selbst dann nicht beschädigt wird, wenn die beiden Blöcke mit einem geringen Abstand
voneinander mittels eines Dichtungsrings gehalten sind, was vermutlich darauf zurückzuführen ist, daß der größere Teil
der Membran von der Innenwand des jeweiligen durchgehenden Loches im jeweiligen einstückigen Block abgestützt ist.
Der Zwischenraum zwischen der Innenwand eines durchgehenden Loches und einer Membran weist vorzugsweise eine Schicht eines
porösen Materials und/oder Nuten auf, die in der flüssigkeitsundurchlässigen Wand des Loches vorgesehen sind. Als poröses
Material wird vorzugsweise ein Nonwoven eines synthetischen Harzes verwendet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung
mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht ist. In der Zeichnung
zeigen:
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- 5 - 2^23615
Fig* 1 eine Einrichtung zur Filtrierung mittels Membranen
"-. in schematiseher Darstellung; Fig. 2 einen. Satz von Filterblöcken;
Fig. 3 einen Schnitt durch den Anschlußbereich zweier
Filterblöcke;
Fig. 4 eine Einzelheit eines mit einem durchgehenden Loch
Fig. 4 eine Einzelheit eines mit einem durchgehenden Loch
versehenen Filterblocks im Schnitt; und Fig. 5 eine Einzelheit des Anschlusses zweier Filterblöcke
Die in Fig. 1 schematisch veranschauli-chte Einrichtung zur
Filtrierung mittels Membranen ist von mehreren einstückigen Filterblöcken 2 gebildet, die mit mehreren durchgehenden Löchern
1 versehen und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in drei Reihen hintereinander angeordnet sind. Die Blöcke 2 bestehen
aus einem thermohärtenden. Harz mit Sand als Füllmaterial, jedoch ist es auch möglich, lediglich ein thermohärtendes Harz,
z. B. ein Polyesterharz, zu verwenden. Ferner ist Polystyrol-Schaumstoff geeignet.
Gegebenenfalls kann eine Verstärkungsschicht 3 am Umfang eines
jeden Blockes 2 vorgesehen sein, die gewährleistet, daß der Block die erforderliche Festigkeit gegenüber den während der
Membranenfiitrierung auftretenden Drücken besitzt.
Die durchgehenden Löcher 1 im jeweiligen Block 2 besitzen dichte Oberflächen, die dadurch erreicht worden sind, daß ein
thermohärtendes Harz,.ζ. B, ein Polyesterharz, um die Kerne
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.6- 2^29315
zur Formung der durchgehenden Löcher aufgetragen wird, woraufhin der gesamte Zwischenraum zwischen den verschiedenen Kernen
mit thermohärtendem Harz und Füllmaterial 22 ausgefüllt wird.
Selbstverständlich ist es möglich, nur ein thermohärtendes Harz
zu verwenden.
Ein besonderer Vorteil der Verwendung eines thermohärtenden Harzes besteht darb, daß sehr gut kalibrierte Hohlräume der
Löcher 1 erreicht werden können. Die Innenwand M der Löcher 1
trägt eine Nonwovenschicht 5, auf der eine Membran 6 für umgekehrte
Osmose angeordnet ist. Die rohrförmige Membran 6 besteht z. B. aus einem Zelluloseazetat, das in der Weise vorbehandelt
ist, daß ein Durchgang von Flüssigkeit durch die Membran und ein Zurückhalten gelöster Substanzen möglich ist.
Des weiteren ist die Einrichtung bzw. jede Filterblockreihe . mit
einem Einlaß 7 zur Einspeisung einer Flüssigkeit versehen, die gereinigt oder konzentriert werden soll. Die zu reinigende
Flüssigkeit kann z, B. aus unreinem Wasser oder aus Abfallprodukten industEBller Verfahren, z. B, Kartoffelbehandlungsflüssigkeiten
bei der Kartoffelstärkeherstellung bestehen, während zu konzentrierende Flüssigkeiten,ζ. B. aus Orangensaft,
Molkereierzeugnissen, Tomatensaft; und anderen Fruchtsäften bestehen
können.
409883/0983
ORIGINAL [NSPECTED
_ 7 _ 2Α9Π615
Die von einer Filterblockreihe gebildete Einrichtung ist außerdem mit einem Konzentratauslaß 8 versehen, durch die die
nach Passieren der durchgehenden Löcher 1 konzentriertere
Ausgangsflüssigkeit abgeführt oder über eine Leitung 4a zu
einem Lagerbehälter 9 zurückgeführt werden kann, dem frische s
zu reinigende Flüssigkeit durch eine Leitung 10 zugegeben
werden kann. Zum Erhalt des für eine Membranenfiltrierung erforderlichen Druckes ist eine Pumpe 11 vorgesehen. Zum Abführen
der gereinigten, durch die Membranen durchgetretenen Flüssigkeit bzw. des Permeats weist die Einrichtung einen Permeatauslaß
12 auf, der aus einer hohlen Abziehstange bzw. Sammel leitung besteht, die mehrere Blöcke 2 miteinander verbindet.
Zur Förderung der gereinigten Flüssigkeit bzw. des Permeats, das sich durch die Membranen zum Permeatauslaß 12 bewegt hat,
können z. B. zwei aufeinanderfolgende Blöcke mittels eines Dichtungsrings 13 in einem gegenseitigen Abstand gehalten
sein, wobei der Dichtungsring 13 mit den beiden Blöcken einen
Flüssigkeitsgewinnungsraum 14 bildet. Dieser Flüssigkeifcsgewinnungsraum
ist mit der Innenseite der hohlen Abziehstange durch öffnungen 15a verbunden.
Ein großer Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß die
Abführung der gereinigten Flüssigkeit durch einen zentralen Permeatauslaß erfolgt, was die Handhabung der Einrichtung
erleichtert.
409883/0983
ORIGINAL INSPECTED
2423515
Anstatt den Dichtungsring in der Weise vorzusehen, daß zwei aufeinanderfolgende
Blöcke mit gegenseitigem Abstand gehalten sind, um dadurch den Plüssigkeitsgewinnungsraum Ik zu bilden, kann der
Plüssigkeitsgewinnungsraum 14 auch dadurch gebildet werden, daß
in den beiden einander gegenüberliegenden Stirnflächen zweier aufeinanderfolgender Blöcke Nuten vorgehen sind, die zusammen
kreisförmige Kanäle bilden, welche an einen in die hohle Abziehstange mündenden zentralen Ableitkanal angeschlossen sind.
Die zentrale Abziehstange hält auch die Blöcke im Zustand gegenseitigen
Zusammenwirkens im Falle hoher Membranfilterdrücke.
Der Zwischenraum 15 zwischen der Außenseite einer Membran 6 und der Innenwand k eines durchgehenden Loches 1 ist z. B.,
wie bereits erwähnt, mit einem Nonwoven 5 versehen. Für eine gute Ableitung des Permeats bzw. der gereinigten Flüssigkeit
ist es auch möglich, die Innenwand k mit Nuten 21 zu versehen, um
eine bessere Flüssigkeitsabführung zu gewährleisten. Um jedoch eine Verformung der Membranen so weit wie möglich zu vermeiden,
empfiehlt es sich, eine Nonwovenmasse 5 (z. B. ein Polyester-Nonwoven)
zwischen der Außenseite der Membran 6 und der Innenwand k eines durchgehenden Loches 1 vorzusehen.
Die Länge der Blöcke ist derart gewählt, daß die durch die Membranen
6 durchgetretenen Flüssigkeiten durch den Zwischenraum 15 zwischen der Membran 6 und der Innenwand des Loches 1 zum
Ende eines Blockes 2 abfließen können.
409883/0983
ORIGINAL fNSPECTED
Eine Dichtungseinrichtung l6 dichtet den Raum innerhalb der
Membran 6 von deren Außenseite ab, d, h. sie bewirkt eine stirnseitige Abdichtung des Zwischenraums 15. Diese Dichtungseinrichtung
Ib besteht z. B. aus Gummistopfen 18 mit vorstehenden
zylindrischen Bereichen 17, die in die durchgehenden Löcher 1 eingesetzt sind.
Die am Umfang der Blöcke 2 vorgesehene Verstärkungseinrichtung
13 kann aus Glasfasern bestehen, jedoch können auch Stahldraht und ähnliche Materialien verwendet werden.
Jeder Block 2 kann, wie bereits erwähnt, ein massiver Körper
sein und aus einem Polyesterharz oder einem anderen thermohärtenden
Harz bestehen sowie gegebenenfalls Füllstoffe,
z. B. Glasfasern, Sand, Harz, Granulate, Quarz oder Holzmehl, ent
halten.
Gegebenenfalls.können die Blöcke eines vereinigten Satzes bzw.
einer Blockeinheit von einer Metallhillse 19 umgeben saln.
Die Abziehstange ist mit Dichtungseingriff in den Blöcken mittels
Dichtungsringen 20 aufgenommen.
40988370983
ORIGINAL INSPECTED"
Claims (1)
- 2 4 7 η -31 5Patentansprüche:ί 1. j Einrichtung zur Filtrierung mittels Membranen, bestehend aus zumindest einem einstückigen Block aus einem Harz mit zumindest einem durchgehenden Loch, einer im Loch angeordneten rohrförmigen Membran zur Membranfiltrierung, einem Einlaß für zu reinigende oder zu konzentrierende Flüssigkeit, einem Konzentratauslaß für konzentrierte Flüssigkeit, einem Permeatauslaß zur Ableitung gereinigter Flüssigkeit und einer pichtungseinrichtung zur Abdichtung des Raums innerhalb der Membran von deren Außenseite, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände jedes durchgehenden Lochs (1) flüssigkeitsundurchlässig und gegenüber den bei der Membranfiltrierung angewandten Drücken beständig sind und die Länge des Lochs derart gewählt ist, daß die durch die Membran (o) hindurchgetretene Flüssigkeit zum Ende eines Blockes (2) durch einen Zwischenraum(15) zwischen der Membran und der Innenwand (4) des mit der Membran versehenen Loches" fließt.2. Einrichtung nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Blöcke (2) miteinander durch eine AbzidBtange (12) verbunden sind.3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Blöcke (2) miteinander durch zumindest eine hohle Abziehstange (12) verbunden sind, deren Innenseite anA09883/Ü983■:■.·:;■ ORIGINAL JNSPECTEDr-η- 24?.->ί)15einen Flüssigkeitsgewinnungsraum (l4) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Blocken angeschlossen ist.k. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einander gegenüberliegende Seiten zweier Blöcke (2) mit Nuten versehen sind, die mit der hohlen Abziehstange (12) verbunden sind.5« Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aufeinanderfolgende Blöcke (2) unter Abdichtung in einem gegenseitigen Abstand voneinander zur Ausbildung des an die Innenseite der hohlen Abziehstange (12) angeschlossenen Flüssigkeitsgewinnungsraums gehalten sind.6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsgewinnungsraum (14) von einem Dichtungsring (13) begrenzt, ist, der zwei aufeinanderfolgende Blöcke (2) im gegenseitigen Abstand hält.7. Einr-.ichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsgewinnungsraura (I1O von einem Dichtungsring (13) begrenzt ist und Nuten in einer oder beiden der einander gegenüberliegenden Stirnflächen zweier aufeinanderfolgender Blöcke (2) vorgesehen sind.4038 83/0983ORIGfNAL INSPECTED8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (15) zwischen der Innenwand (4) eines durchgehenden Loches (1) und der zugehörigen Membran (6) eine Schicht eines porösen Materials (5) und/oder Nuten (21) in der flüssigkeitsundurchlässigen Innenwand aufweist.9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (2) von einem gegebenenfalls mit Füll- und/oder Verstärkungsmaterial versehenen thermohärtenden Harz, thermoplastischen Harz oder Schaumstoff gebildet ist.10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche! bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (2) von einer gegenüber dem bei der Merabranenfiltrierung ausgeübten Druck beständigen Hülse (19) umgeben sind.11. Block zur Verwendung in einer Filtriereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Körper (2) mit zumindest einem durchgehenden Loch (1) besteht.409883/0983Leerseite
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| Date | Code | Title | Description |
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |