DE4325937A1 - Verfahren zur Beeinflussung und Verminderung der Deckschichtbildung bei der Crossflow-Membranfiltration - Google Patents
Verfahren zur Beeinflussung und Verminderung der Deckschichtbildung bei der Crossflow-MembranfiltrationInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gezielten Beeinflussung und
Verminderung der Deckschichtbildung bei der Crossflow-Membranfiltra
tion.
Die Membranfiltrationsverfahren zielen darauf ab, gelöste und ungelö
ste Stoffe aus überwiegend wäßrigen Lösungen abzutrennen. Bei der
Crossflowfiltration - gleichgültig, ob es sich um Mikro-, Ultra-, Na
no- oder Hyperfiltration handelt - werden die aufkonzentrierten Stoffe,
die man aus den zu filtrierenden Medien herausfiltert, auf der Reten
tatseite der Membran als Retentatstrom abgeführt.
Beim Durchströmen des Membranfilters kommt es auf der Retentatseite
der Membran zu unerwünschten Ablagerungen, wenn das zu filtrierende
Medium kolloidale Systeme oder Feststoffe enthält. Diese Ablagerungen
verdichten sich zu einer regelrechten Deckschicht, die den Durchfluß
durch die Membran mehr oder weniger stark behindert und somit die
Filterwirkung der Membran vermindert. Bei den bekannten Verfahren
wird zur Minderung der Deckschichtbildung eine möglichst hohe Fließ
geschwindigkeit an der Membranoberfläche angestrebt. Trotzdem lädt
es sich nicht vermeiden, daß insbesondere Feststoffe sich auf der
Membranoberfläche ablagern und eine permeatflußmindernde Deckschicht
bilden. Diese Deckschicht muß in regelmäßigen Abständen bei Unter
schreiten eines wirtschaftlichen Permeatflusses durch Reinigungsmaß
nahmen entfernt werden.
Häufig muß hier auf chemische Mittel zur Unterstützung der Reinigung
zurückgegriffen werden, deren Entsorgung zusätzlichen Aufwand bedeu
tet, bzw. man muß bei den Reinigungsvorgängen entsprechend längere
Spülzeiten in den Verfahrensabläufen vorsehen, wenn durch eine Spü
lung ohne chemische Hilfsmittel eine Loslösung der Deckschicht über
haupt möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Deckschichtenbildung auf der
Retentatseite der Membran zu verhindern bzw. die sich aufbauende
Deckschicht so zu verändern, daß sie sich entweder mit einfachen Mit
teln und in kurzer Zeit wieder entfernen lädt oder aber den Durchfluß
nicht wesentlich behindert.
Erfindungsgemäß wird das erreicht, indem man der zu filtrierenden
Flüssigkeit einen pulverförmigen, wasserunlöslichen und nicht quel
lenden Feststoff zudosiert. Dadurch wird die Deckschicht so beein
flußt, daß diese wasserdurchlässiger, dünner und mechanisch leichter
zu entfernen ist.
Der zudosierte pulverförmige Feststoff wirkt dabei offensichtlich in
zweierlei Weise. Einmal erzeugt er auf der Membranoberfläche eine
schmirgelnde Wirkung und trägt Schichten oder Partikel, die sich an
der Membranoberfläche festsetzen, mechanisch wieder ab. Zum anderen,
wenn es zu einer Schichtbildung auf der Membranoberfläche kommt,
lagert sich der zudosierte Feststoffin die Schicht ein. Sie wird
also dadurch inhomogener und läßt sich leichter entfernen bzw. bleibt
durch ihre Inhomogenität durchlässiger.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, den pulverförmigen
Feststoff der zu filtrierenden Rohlösung, in den Arbeitsbehälter,
in die Zirkulationsleitung oder in die verbindenden Rohrleitungen
zuzudosieren. Die Zuführung kann dabei je nach Bedarf bzw. Ablauf des
Verfahrens kontinuierlich oder schubweise erfolgen.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensschritt kann man pul
verförmige Feststoffe mit adsorbierenden Eigenschaften verwenden, die
in der zu filtrierenden Lösung enthaltene adsorbierbare gelöste Stof
fe an sich binden. Die so adsorbierbaren Stoffe könnten einmal den
Deckschichtenaufbau auf der Membranoberfläche negativ beeinflussen,
d. h. verstärken oder aber die Membran im nichtadsorbierten Zustand
passieren, was in einigen Fällen unerwünscht ist.
Als besonders geeignet für die angestrebte Beeinflussung/Verminderung
der Deckschichtenbildung hat sich der Einsatz von Aktivkohle oder
Aluminiumoxid als zuzudosierender Feststoff erwiesen.
Einsetzen kann man das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise bei
der Membranfiltration von Oberflächenwasser aus algen-, schwebstoff-
und keimbelasteten Seen und Flüssen sowie von Meerwasser.
In einem Versuch wurde zum Nachweis der Funktion dieses Verfahrens
eine Crossflow-Mikrofiltrationsanlage an einem natürlichen algen- und
huminstoffbelasteten Gewässer betrieben. Die Versuchsanlage war mit
Rohrmembranen (Innendurchmesser 5,5 mm, Porenweite 0,2 µm) mit einer
Membranfläche von 8 m² bestückt. Die Versuchsanlage wurde zunächst
ohne Feststoffdosierung betrieben. Dabei zeigte sich über die Lauf
zeit von mehreren Stunden eine Permeatfluß-Minderung von anfangs 950
l/h auf 700 l/h. Nachdem der Permeatfluß sich auf diesem Niveau ein
gependelt hatte, wurde mit der Zugabe von pulverisierter Aktivkohle
in den Arbeitsbehälter begonnen. Von diesem Zeitpunkt an konnte ein
stetiges Ansteigen des Permeatflusses innerhalb einer Stunde auf mehr
als 800 l/h beobachtet werden. Da bei diesem Versuch die Randbedin
gungen konstant gehalten wurden, ist die Flußverbesserung allein auf
die Dosierung von Pulverkohle zurückzuführen.
Claims (4)
1. Verfahren zur Beeinflussung und Verminderung der Deckschichtbil
dung bei der Crossflow-Membranfiltration, dadurch gekennzeichnet,
daß der zu filtrierenden Flüssigkeit ein pulverförmiger wasserun
löslicher und nicht quellender Feststoff zudosiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der pulverförmige Feststoff der zu
filtrierenden Rohlösung, in den Arbeitsbehälter, in die Zirkulati
onsleitung oder in die verbindenden Rohrleitungen zudosiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmige Feststoffe mit adsorbie
renden Eigenschaften verwendet werden, die in der zu filtrierenden
Lösung enthaltene adsorbierbare gelöste Stoffe an sich binden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die zudosierten Feststoffe vorzugswei
se Aktivkohle oder Aluminiumoxid sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934325937 DE4325937A1 (de) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | Verfahren zur Beeinflussung und Verminderung der Deckschichtbildung bei der Crossflow-Membranfiltration |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934325937 DE4325937A1 (de) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | Verfahren zur Beeinflussung und Verminderung der Deckschichtbildung bei der Crossflow-Membranfiltration |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4325937A1 true DE4325937A1 (de) | 1995-02-09 |
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ID=6494299
Family Applications (1)
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DE19934325937 Withdrawn DE4325937A1 (de) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | Verfahren zur Beeinflussung und Verminderung der Deckschichtbildung bei der Crossflow-Membranfiltration |
Country Status (1)
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