DE3787659T2

DE3787659T2 - Filterapparat.

Info

Publication number: DE3787659T2
Application number: DE87301691T
Authority: DE
Inventors: James E Jewell; Evan E Koslow
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1986-03-07
Filing date: 1987-02-26
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2007-02-27
Also published as: CA1306199C; GB2187396A; EP0236071A3; EP0236071A2; JPS62277113A; GB8704442D0; KR930000264B1; DE3787659D1; EP0236071B1; KR870008601A; GB2187396B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filterpatrone zum Entfernen von Verschmutzungsstoffen aus Wasser. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Filteranordnung zum Entfernen von Verschmutzungsstoffen aus Wasser.
Wasser kann viele unterschiedliche Arten von Verschmutzungsstoffen enthalten, einschließlich z. B. partikelförmige Stoffe, schädliche Chemikalien und mikrobiologische Organismen wie z. B. pathogene Bakterien, Amöben, Flagellate und Viren. In einer Vielzahl von Umständen müssen diese Verschmutzungsstoffe entfernt werden, bevor das Wasser verwendet werden kann. Z.B. wird in vielen medizinischen Anwendungen und in der Herstellung von bestimmten elektronischen Bauteilen extrem reines Wasser benötigt. Als ein gebräuchlicheres Beispiel müssen jegliche schädliche und beobachtbare Verschmutzungsstoffe aus Wasser entfernt werden, bevor es Trinkwasser ist, d. h. fertig zum Trinken ist.
Idealerweise würde eine Filtervorrichtung zum Entfernen dieses breiten Spektrums von Verschmutzungsstoffen eine einzige, kleine, leichte, autonome Vorrichtung aufweisen als vielmehr ein komplexes aus vielen Bauteilen bestehendes und/oder vielstufiges System zum Entfernen der verschiedenen Verschmutzungsstoffe. So eine Vorrichtung würde nicht nur zuverlässiger als ein komplexes System sein, sondern sie würde auch viel transportabler sein. Somit könnte sie in sehr primitive Umgebungen getragen werden, z. B. während Bergtouren, um eine Bereitstellung von Trinkwasser zu gewährleisten.
In einer bevorzugten Auslegung sollte die Filtervorrichtung einen niedrigen Widerstand für die Wasserströmung durch die Vorrichtung aufweisen, so daß in einer entfernten Gegend, wo die zum Antreiben einer Pumpe notwendige Elektrizität nicht verfügbar ist, die Filtervorrichtung einfach zwischen einem oberen und einem unteren Wasserbehälter verbunden sein kann, z. B. zwischen einem von einem Baum herabhängenden Wasserbehälter und einem auf dem Boden stehenden Wasserbehälter. Die Filtervorrichtung sollte auch eine ausreichende innere strukturelle Unversehrtheit aufweisen, um selbst größeren Drücken zu widerstehen, wenn z. B. eine Handpumpe oder eine andere Druckquelle verfügbar ist, um das Wasser durch die Filtervorrichtung zu treiben. Des weiteren sollte die Filtervorrichtung einen Vorfilterabschnitt aufweisen, der in der Lee ist, wesentliche Mengen der Gesamtverschmutzungsstoffe zu entfernen, ohne vollständig verstopft zu werden, so daß eine beträchtliche Menge gereinigter Flüssigkeit erhalten werden kann.
Somit schließen zu überwindende spezifische Probleme ein Bereitstellen einer Filtervorrichtung ein, (1) die ein breites Spektrum von Verschmutzungsstoffen aus dem Wasser entfernt; (2) die höchst transportabel und zuverlässig ist; (3) die einen niedrigen Widerstand der Wasserströmung durch die Vorrichtung aufweist; und (4) die die Verschmutzungsstoffe aus einem wesentlichen Volumen des Wassers entfernt, ohne verstopft zu werden.
Die US-A-4025438 offenbart eine Wasserfiltervorrichtung die an einen Wasserhahn geschraubt werden kann, um Partikel, gelöste Mineralien und gewisse Bakterien zu entfernen. Die US-A-4104170 offenbart einen Wasserfilter, der an eine Leitung einer Pumpe geschraubt werden kann, um Partikelmaterie und Verunreinigungen zu entfernen.
Die US-A-4540489 offenbart einen Wasserreiniger, der einen Vorfilter zum Entfernen großer Partikel, einen Aktivkohlefilter für die Absorption von toxischen Chemikalien und ein keramisches Mikrosieb aufweist, das vorzugsweise eine bakteriostatische Substanz enthält und stromabwärts von dem Vorfilter und dem Aktivkohlefilter angeordnet ist. Das Wasser strömt radial durch den Vorfilter, den Kohlefilter und das keramische Mikrosieb.
Die Veröffentlichung "Membrane Filtration" von Thomas D. Brock (Springer-Verlag 1983) offenbart die Verwendung von Tiefenfiltern als Vorfilter, um größere Partikel aus einem Fluid zu entfernen, um das Verstopfen der Membranfilter zu reduzieren.
Gemäß der Erfindung wird eine Filteranordnung zum Entfernen von Verschmutzungsstoffen aus Wasser bereitgestellt, das durch die Filteranordnung fließt, wobei die Filteranordnung einen Faserfilter zum Entfernen von partikelförmigen Verschmutzungsstoffen aus dem Wasser, ein Sorptionsmittelbett zum Entfernen chemischer Verschmutzungsstoffe aus dem Wasser stromabwärts von dem Faserfilter und einen Teil zum Entfernen von mikrobiologischen Verschmutzungsstoffen aus dem Wasser aufweist und das stromabwärts von dem Faserfilter und dem Sorptionsmittelbett angeordnet ist und wobei der Faserfilter, das Sorptionsmittelbett und das stromabwärtige Teil eine zylindrische Form aufweisen und für eine radiale Strömung von Wasser dahindurch angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das stromabwärtige Teil eine mikroporöse Membran mit einer Porenklasse bzw. -größe in dem Bereich von 0,02 um bis 0,5 um aufweist, wobei der Faserfilter eine mikrofaserige Masse aufweist einschließlich eines stromabwärtigen Abschnittes und eines stromaufwärtigen Abschnittes mit einer größeren Porengröße als in dem stromabwärtigen Abschnitt.
Bevorzugte Ausführungsformen weisen auch einen Sorptionsmittel enthaltenden Aufbau auf, in dem das Sorptionsmittelmaterial immobilisiert ist, z. B. durch einen Polymerbinder wie z. B. pulverisiertes Polyäthylen, durch Einlagerung in ein Mikrofasergewebe verschiedener Materialien, z. B. Polymermikrofasern aus Polypropylen, Zellulose oder Nylon oder durch eine Kombination von physikalisch zurückhaltenden Materialien. Vorzugsweise enthält der Sorptionsmittel enthaltende Aufbau eine genügende Menge von Sorptionsmittelmaterial, und die Strömungsgeschwindigkeit durch das Sorptionsmittelmaterial ist ausreichend niedrig, um einen adäquaten Kontakt oder eine adäquate Verweilzeit zwischen dem Sorptionsmittelmaterial und den chemischen Verunreinigungsstoffen zu erlauben, die durch das Sorptionsmittelmaterial sorbiert werden sollen. Da unterschiedliche chemische Verunreinigungsstoffe eine jeweils unterschiedliche Sorptionskinetik aufweisen und da unterschiedliche Sorptionsmittelmaterialien unterschiedliche Sorptionskapazitäten haben, kann der Sorptionsmittel enthaltende Aufbau auch aus einer Vielzahl von geeigneten Materialien ausgebildet sein, einschließlich z. B. Aktivkohle, Aktivtonerde, ein Molekularsieb oder Ionenaustauschharze. Die Erfindung wird nun über ein Beispiel unter Bezug auf die beigefügte bildhafte Zeichnung beschrieben werden, in der:
Fig. 1 eine Schnitt-Seitenansicht einer beispielhaften Filtervorrichtung ist, die die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 2 eine Teilschnitt-Endansicht der Filtervorrichtung nach Fig. 1 ist, wenn man entlang der Unien 2-2 blickt; und
Fig. 3 eine Darstellung eines Flüssigkeitsfiltersystems ist, das die Filtervorrichtung von Fig. 1 einschließt.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, weist eine beispielhafte Filterpatrone 10, die die vorliegende Erfindung verkörpert, ein allgemein zylindrisches Gehäuse 11 und eine zylindrische Filteranordnung 12 auf, die innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet ist. Die Filterpatrone 10 reinigt Wasser, das ein breites Spektrum von Verschmutzungsstoffen einschließlich z. B. feste partikelförmige Teilchen einschließlich radioaktiver Isotope, gewisse polyvalente gelöste Salze, toxische organische Chemikalien wie z. B. viele Pestizide und mikrobiologische Verschmutzungsstoffe wie z. B. Bakterien, Amöben oder Flagellate enthält.
Das Gehäuse 11 ist vorzugsweise aus Polypropylen gefertigt, obwohl es aus irgendeinem geeignet steifen Material gefertigt sein kann, einschließlich anderer Polymere oder Blech. In der bevorzugten Ausführungsform hat das Gehäuse 11 eine obere Wand 13, eine Boden- bzw. untere Wand 14 und eine zylindrische Seitenwand 15 und weist einen oberen Abschnitt 16 und einen unteren Abschnitt 17 auf, die an einer Umfangsverbindungsstelle 20 miteinander verbunden sind. Die obere Wand 13 des Gehäuses 11 weist ein Luftanzapfventil 21 und einen Einlaß 22 auf. Der Einlaß 22 weist einen koaxial vorstehenden zylindrischen Vorsprung 23 mit einer koaxialen Bohrung 24 und einem Flansch 25 auf, der ein Verbinden des Einlasses 22 mit einer Zufuhrleitung 26 erleichtert. In ähnlicher Weise hat die untere Wand 14 des Gehäuses 11 einen Auslaß 30, der einen koaxial vorstehenden zylindrischen Vorsprung 31 mit einer koaxialen Bohrung 32 und einem Flansch 33 aufweist, der ein Verbinden des Auslasses 30 mit einer Ablaßleitung 34 erleichtert. Alternativ können die zylindrischen Vorsprünge 23, 31 des Einlasses 22 und des Auslasses 30 mit Gewinde versehene Abschnitte aufweisen anstelle von Flanschen 25, 33, um eine Verbindung der Zufuhrleitung 26 und der Ablaßleitung 34 zu erleichtern.
Die Filteranordnung 12 weist eine zylindrische Filterbaugruppe 35 auf, die zwischen oberen und unteren Endkappen 36, 37 angeordnet sind, die Flüssigkeit radial durch die Filterbaugruppe 35 richten. Die Endkappen 36, 37 verleihen der Filterbaugruppe 35 eine axiale und eine radiale Abstützung. In der bevorzugten Ausführungsform sind sowohl die obere als auch die untere Endkappe 36, 37 aus Polypropylen gefertigt. Sie können jedoch aus irgendeinem ausreichend undurchlässigen Material, einschließlich anderer Polymere, gefertigt sein.
Die obere Endkappe 36 weist eine kreisförmige Scheibe mit einem Durchmesser auf, der gleich dem Innendurchmesser der Seitenwand 15 ist. Sie ist vorzugsweise koaxial innerhalb des Gehäuses 11 um einen kurzen Abstand von der oberen Wand 13 und parallel dazu angeordnet und ist mit der Seitenwand 15 verbunden. Während die obere Endkappe 36 vollständig das obere Ende 40 der Filterbaugruppe 35 umschließt, weist sie periphere Perforationen 41 auf, die es der Flüssigkeit erlauben, zwischen dem oberen Raum 42, d. h. dem Raum zwischen der oberen Endkappe 36 und der oberen Wand 13 des Gehäuses 11, und dem Ringraum 43, d. h. dem Raum zwischen dem Äußeren der Filterbaugruppe 35 und der Seitenwand 15 des Gehäuses 11, zu fließen.
Die untere Endkappe 37 weist eine kreisförmige Scheibe auf, die in der bevorzugten Ausführungsform einen Durchmesser hat, der kleiner als der Innendurchmesser der Seitenwand 15 des Gehäuses 11 ist, aber mindestens gleich dem Außendurchmesser der Filterbaugruppe 35 ist. Die untere Endkappe 37 ist koaxial innerhalb des Gehäuses angeordnet und ist mit der unteren Wand 14 verbunden. Außer einer zentralen Bohrung 44 in der unteren Endkappe 37, die es der Flüssigkeit ermöglicht, zwischen einem zentralen Raum 45 in der Filterbaugruppe 35 und dem Auslaß 30 zu strömen, umschließt die untere Endkappe 37 das untere Ende 46 der Filterbaugruppe 35 vollständig.
Die Filterbaugruppe 35 weist einen zylindrischen Filter 50 zum Entfernen von partikelförmigen Verschmutzungsstoffen und ein zylindrisches Sorptionsmittelbett 51 zum Entfernen von chemischen Verschmutzungsstoffen auf, die beide stromabwärts von einem zylindrischen Filter 52 zum Entlernen von pathogenen mikrobiologischen Verschmutzungsstoffen angeordnet sind. Die zylindrische Geometrie der Filteranordnung 12 minimiert den Widerstand der Flüssigkeitsströmung durch die Filterpatrone 10 im Vergleich zu einer vergleichbar großen konventionellen Axialströmungsfilterpatrone, die in der Lage ist, solche Substanzen zu filtern. Folglich gewährleistet die beispielhafte Filterpatrone 10 zweckmäßige Volumenströme selbst für kleine Druckdifferenzen zwischen dem Einlaß 22 und dem Auslaß 30. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen der Partikelfilter 50 und das Sorptionsmittelbett 51 deutliche stromaufwärtige bzw. stromabwärtige Bereiche eines zylindrischen, nicht verwebten, mikrofaserigen Filterelements 53 auf, das aus einer faserigen Masse des Typs besteht, der offenbart ist in der EP-A-0148638. Wie in dieser Anmeldung offenbart, weist die faserige Masse eine Masse unverwebter synthetischer Polymermikrofasern auf (z. B. Polypropylenmikrofaser), die frei von Faser-zu-Faser-Verbindungen ist und die durch mechanische Verwicklung oder Verschlingung der Mikrofasern aufrechterhalten wird. Wie weiterhin offenbart, kann diese faserige Masse in einer abgestuften Porengrößenkonfiguration hergestellt sein, d. h. eine Konfiguration mit Porengrößen, die sich progressiv mit sich verringerndem Radius der zylindrischen faserigen Masse verringert, oder in einer konstanten Porengrößenkonfiguration und kann verschiedene Additive oder Kombinationen von Additiven haben, wie z. B. Aktivkohle oder Ionenaustauschharze, die in der faserigen Masse verteilt sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der stromaufwärtige Bereich 50 des Mikrofilterelements 53 eine abgestufte Porengrößenkonfiguration mit z. B. einer stromaufwärtigen absoluten Porenklasse in dem Bereich von etwa 50 um bis etwa 150 um und eine stromabwärtige absolute Porenklasse in dem Bereich von etwa 0,5 um bis etwa 5 um auf. Eine abgestufte Porengrößenkonfiguration ist höchst effektiv zum Entfernen gewisser Mikroorganismen und anderer feiner partikelförmiger Teilchen, während das Ansetzen einer Verstopfung in Folge der Gesamtverschmutzungsstoffe in dem Zustrom verzögert wird. Der abströmseitige Bereich 51 des mikrofaserigen Filterelements 53 kann eine mikroporöse Fasermatrix mit einer konstanten Porengrößenkonfiguration aufweisen und Partikel von Sorptionsmittelmaterial enthalten, d. h. ein Material, das Verschmutzungsstoffe adsorbiert oder absorbiert wie z. B. Aktivkohle, retikuläre Wasseraufbereitungsharze, Aktivtonerde, Molekularsiebe, Ionenaustauschharze und/oder Attapulgittonerde zum Entfernen eines breiten Spektrums von chemischen Verunreinigungsstoffen. Partikel in einer breiten Vielfalt von Größenbereichen können verwendet werden einschließlich Partikel in dem Größenbereich von etwa 50·100 U.S. Sieve Series. Da die Sorptionsmittelpartikel gebunden sind, d. h. immobilisiert innerhalb der Fasermatrix des Filterelements 53, sind ein Absetzen und ein Kanalisieren des Sorptionsmittelbettes in Folge eines Schockes oder Vibration minimiert oder sogar ausgeschlossen, was sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Lebensdauer der Filterpatrone 10 erhöht.
Während die Filterbaugruppe 35 der bevorzugten Ausführungsform der Filterpatrone 10 deutliche stromaufwärtige und stromabwärtige Bereiche 50, 51 eines einzigen Filterelements 53 aufweist, könnte die Filterbaugruppe 35 alternativ irgendeinen zweckmäßig konfigurierten und geeignet ausgebildeten Partikelfilter und ein Sorptionsmittelbett aufweisen. Der Partikelfilter kann z. B. ein verwebtes Geflecht aus Glasfasern oder eine gefaltete poröse Nylonmembran aufweisen, während das Sorptionsmittelbett ein komprimierbar belastetes Bett aus losen Sorptionsmittelpartikeln oder ein Binder-immobilisiertes Sorptionsmittel-Partikelbett aufweisen, wie es in der EP-A-0159698 und der EP-A-0172003 offenbart ist.
Gemäß der EP-A-0159698 kann das Sorptionsmittel-Partikelbett ein Bett von Binder-immobilisierten Sorptionsmittel-Partikeln aufweisen, in denen Sorptionsmittelpartikel wie z. B. Partikel aus Aktivkohle mit einem geeigneten Polymerbindematerial wie z. B. pulverisiertes Polyäthylen gemischt werden. Das Gemisch wird dann erwärmt und auf den Fest-Flüssig- Übergangsbereich des Bindematerials zusammengedrückt, was ein Binderimmobilisiertes Sorptionsmittel-Partikelbett ergibt, wenn einmal das Gemisch sich abkühlt. Ein ähnliches Verfahren zum Immobilisieren von anorganischen Sorptionsmittelpartikeln ist in der EP-A-0172003 offenbart.
Um mikrobiologische Verunreinigungsstoffe zu entfernen, kann jegliche geeignete mikroporöse Polymermembran verwendet werden, einschließlich Membranen mit gewissen oberflächen-geladenen Eigenschaften. Diese Membranen haben eine Porenklasse im Bereich von 0,02 um bis 0,5 um. Der stromabwärtige mikrobiologische Filter 52 der beispielhaften Filterbaugruppe 35 weist vorzugsweise eine mikroporöse Membran wie z. B. eine oberflächen-modifizierte hydrophile mikroporöse Polyamidmembran mit einer absoluten Porengröße von etwa 0,2 um auf. Diese Membran ist in der EP-A-0090483 beschrieben und ist verfügbar unter dem Warenzeichen POSIDYNE der Pall Corporation. Wie in dieser Anmeldung offenbart, hat die Membran ein positives Zeta-Potential in neutralen oder alkischen Flüssigkeiten wie z. B. Wasser. Folglich ist die Membran höchst effektiv zum Beseitigen von sowohl mikrobiologischen Verunreinigungsstoffen als auch von gewissen ionischen Verunreinigungsstoffen. Der mikrobiologische Filter 52 kann des weiteren stromaufwärtige und stromabwärtige Stützschichten aufweisen, die sich an beiden Seiten der Membran anschließen. Die Stützschichten können aus irgendeinem geeigneten verwebten oder nicht verwebten Polymerfasermaterial ausgebildet sein, wie z. B. eine nicht verwebte Schicht von Polypropylen oder Polyester, Terephtalatfasern.
Die Filterbaugruppe 35 weist auch einen zylindrischen perforierten Kern 54 auf, der koaxial innerhalb des mikrobiologischen Filters 52 zum radialen Stützen des Partikelfilters 50, des Sorptionsmittelbettes 51 und des mikrobiologischen Filters 52 angeordnet ist. Der perforierte Kern 54 ist vorzugsweise aus Polypropylen hergestellt, obwohl er auch aus vielen ausreichend steifen Materialien einschließlich anderer Polymere oder Blech hergestellt sein kam. In alternativen Ausführungsformen kann die Filterbaugruppe desweiteren einen perforierten Käfig aufweisen, der stromaufwärtig von dem Partikelverschmutzungsstoff-Filter angeordnet ist, um den Partikelverschmutzungsstoff-Filter zu stützen und zu schützen, und/oder einen mittelstrom-perforierten Kern aufweisen, der zwischen dem Sorptionsmittelbett und dem mikrobiologischen Filter angeordnet ist, um das Sorptionsmittelbett zu stützen.
Die Filterpatrone 10 kann gemäß verschiedener bekannter Techniken hergestellt und montiert sein. Z.B. können der obere und der untere Abschnitt 16, 17 des Gehäuses 11, die obere und die untere Endkappe 36, 37 und der perforierte Kern 54 durch Spritzgießen hergestellt sein, was eine gutbekannte Technik zum Herstellen von Polymerstrukturen ist Das mikrofaserige Filterelement 53 und die mikroporöse Polyamidmembran können gemäß den Offenbarungen in den zuvor zitierten Schriften EP-A-0148638 bzw. EP-A-0090483 hergestellt sein. Die Membran kann dann zwischen der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Stützschicht angeordnet sein, um einen Verbundwerkstoff zu bilden, und der Verbundwerkstoff kann dann gefaltet und in einer zylindrischen Konfiguration in einer konventionellen Art und Weise angeordnet sein, um den mikrobiologischen Filter 52 zu bilden. Der mikrobiologische Filter 52 kann dann innerhalb des mikrofaserigen Filterelementes 53 angeordnet werden, und der perforierte Kern 54 kann innerhalb der gefalteten Membran 52 angeordnet werden, was die Filterbaugruppe 35 ergibt.
Das obere und das untere Ende 40, 46 der Filterbaugruppe 35 kann dann mit der oberen bzw. der unteren Endkappe 36, 37 verbunden werden, z. B. durch Spin-Bondieren, einer gutbekannten Technik zum Verbinden polymerer Strukturen, oder durch Heißschmelz-Abdichten, einer Technik, die in der US-PS 3,457,339 von Pall et al offenbart ist, was die Filteranordnung 12 ergibt. Die untere Endkappe 37 der Filteranordnung 12 kann dann mit dem unteren Abschnitt 17 des Gehäuses 11 spin-bondiert werden, und der obere Abschnitt 16 des Gehäuses 11 kann mit sowohl dem unteren Abschnitt 17 des Gehäuses 11 als auch der Peripherie der oberen Endkappe 36 spin-bondiert werden, ohne die peripheren Perforationen 41 abzudichten.
In einer bevorzugten Betriebsart ist die Filterpatrone 10 zwischen einem oberen Behälter 55, der verschmutztes Wasser enthält, und einem unteren Behälter 56, der gereinigtes Wasser speichert, verbunden, wie in Fig. 3 gezeigt. Das Wasser wird durch die Schwerkraft von dem oberen Behälter 55 entlang der Zuführleitung 26 und durch die Filterpatrone 10 geführt, bevor es gereinigt wird. Das gereinigte Wasser wird dann entlang der Ablaßleitung 34 und in den unteren Behälter 56 geführt. Die zylindrische Geometrie der Filteranordnung 12 minimiert den Widerstand der Wasserströmung und erlaubt deshalb zweckmäßige Volumenströme wie z. B. 500 bis 2.000 ml/min., indem ein kleiner Schwerkraftspeicher, z. B. eine 27-Inch-(68 cm)-Wassersäule, verwendet wird. Alternativ dazu kann eine Pumpe in der Zuführ- oder Ablaßleitung 26, 36 installiert werden.
Genauer ausgedrückt, strömt das Wasser von dem oberen Behälter 55 nach unten durch die Zuführleitung 26 durch die koaxiale Bohrung 24 des Einlasses 22 und in den oberen Raum 42 der Filterpatrone 10. Das Wasser strömt dann durch die peripheren Perforationen 41 in die obere Endkappe 36 und in den Ringraum 43. Um zu sichern, daß der obere Raum 42 und der Ringraum 43 sich mit Wasser füllen und daß jegliche Luft aus der Filterpatrone 10 entweicht, wird das Luftanzapfventil 21 geöffnet, bis signifikante Mengen von Wasser beginnen, aus der Filterpatrone 10 durch das Ventil 21 zu entweichen, und wird dann geschlossen.
Von dem Ringraum 43 strömt das Wasser radial nach innen durch das mikrofaserige Filterelement 53, gelangt zuerst durch den stromaufwärtigen Bereich 50 mit abgestufter Porengröße, wo partikelförmige Stoffe und bestimmte Organismen entfernt werden, und dann durch den Sorptionsmittel enthaltenden stromabwärtigen Bereich 51, wo chemische Verunreinigungsstoffe entfernt werden. Das Wasser strömt dann radial nach innen durch die gefaltete Membran 52, wo mikrobiologische Verunreinigungsstoffe und gewisse ionische Verunreinigungsstoffe entfernt werden. Von der gefalteten Membran 52 strömt das gereinigte Wasser radial nach innen durch den perforierten Kern 54 und in den zentralen Raum 45 der Filterbaugruppe 35. Von dem zentralen Raum 45 strömt das gereinigte Wasser axial durch die zentrale Bohrung 44 in die untere Endkappe 37, durch die koaxiale Bohrung 32 des Auslasses 30, entlang der Ablaßleitung 26 und in den Speicherbehälter 56.

Claims

1. Filteranordnung zum Entfernen von Verunreigungsstoffen aus Wasser; das durch die Filteranordnung strömt, wobei die Filteranordnung einen Faserfilter (50) zum Entfernen von festen Verunreinigungsstoffen aus dem Wasser, ein Sorptionsmittelbett (51) zum Beseitigen von chemischen Verunreinigungsstoffen aus dem Wasser stromabwärts von dem Faserfilter (50) und ein Teil (52) zum Entfernen von mikrobiologischen Verunreinigungsstoffen aus dem Wasser aufweist und stromabwärts von dem Faserfilter (50) und dem Sorptionsmittelbett (51) angeordnet ist und wobei der Faserfilter (50), das Sorptionsmittelbett (51) und das abströmseitige Teil (52) zylindrisch in Form sind und für eine radiale Wasserströmung dort hindurch angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das abströmseitige Teil eine mikroporöse Membran (52) aufweist mit einer Porenklasse in dem Bereich von 0,02 um bis 0,5 um, wobei der Faserfilter (50) eine Mikrofasermasse aufweist, die einen Abströmabschnitt und einen Zuströmabschnitt mit einer größeren Porengröße als auf der Abströmseite aufweist.

2. Filter nach Anspruch 1, bei der der Zuströmabschnitt eine absolute Porenklasse in dem Bereich von 50 um bis 150 um hat, und der Abströmabschnitt eine absolute Porenklasse in dem Bereich von 0.5 um bis 5 um hat.

3. Filteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Mikrofasermasse eine nicht gewebte Masse polymerer Mikrofasern aufweist.

4. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Sorptionsmittelbett (51) ein Bett von immobilisierten Sorbenspartikeln aufweist.

5. Filteranordnung nach Anspruch 4, bei dem das Bett (51) von immobilisierten Sorbenspartikeln eine Mikrofasermasse aufweist, die mit Sorbenspartikeln durchsetzt ist.

6. Filteranordnung nach Anspruch 4, bei der das Bett (51) der immobilisierten Partikel ein Gemisch von polymerem Bindematerial und Sorbenspartikeln aufweist.

7. Filteranordnung nach Anspruch 6, bei der die Sorbenspartikel Partikel von Aktivkohle aufweisen und das polymere Bindemittel pulverisiertes Polyethylen aufweist.

8. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Faserfilter (50) und das Sorptionsmittelbett (51) Zuström- bzw. Abströmbereiche einer Mikrofasermasse aufweisen, wobei der Zuströmbereich den Zuströmabschnitt und den Abströmabschnitt einschließt und der Abströmbereich faser-immobilisierte Sorbenspartikel einschließt.

9. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die mikroporöse Membran (52) eine poröse polymere Membran aufweist.

10. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die mikroporöse Membran (52) gefaltet ist.

11. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die mikroporöse Membran (52) ein positives Zetapotential in alkalischem oder neutralem Wasser hat.

12. Filterpatrone, in die die Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 eingebaut ist, und die ein Gehäuse (11) mit einem Wassereinlaß (22) und einem Wasserauslaß (30) aufweist und die einen Wasserströmungsweg dazwischen definiert, wobei die Filteranordnung (35) innerhalb des Gehäuses (11) in dem Wasserströmungsweg angeordnet ist; wobei eine erste Endkappe (36) ein erstes Ende (40) der Filteranordnung (35) einschließt; und eine zweite Endkappe (37) ein zweites Ende der Filteranordnung (35) einschließt, wobei die zweite Endkappe eine Öffnung (44) einschließt, die mit dem Auslaß (30) in Verbindung steht.

13. Filterpatrone nach Anspruch 12, bei der das Gehäuse (11) eine obere Wand (13) und eine zylindrische Seitenwand (15) aufweist; wobei die Filteranordnung (35) einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Seitenwand (15) hat; und wobei die erste Endkappe (36) an der Seitenwand (15) beabstandet von der oberen Wand (13) des Gehäuses (11) montiert ist und eine Vielzahl von Öffnungen (41) einschließt, die zwischen einem ersten Zwischenraum (42) zwischen der oberen Wand (13) und der ersten Endkappe (36) und einen zweiten Zwischenraum (43) zwischen der Seitenwand (15) und der Filteranordnung (35) eine Verbindung herstellt.

14. Filterpatrone nach Anspruch 12 oder 13, bei der das Gehäuse (11) eine Bodenwand (14) aufweist und die zweite Endkappe (37) neben der Bodenwand (14) angeordnet ist.