DE69101327T2

DE69101327T2 - Verbesserungen an Membranfiltern für Ultra- oder Mikrofiltration von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser.

Info

Publication number: DE69101327T2
Application number: DE69101327T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Roux; Patrick Vion
Original assignee: Degremont SA
Current assignee: Suez International SAS
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: ES2025550T1; US5096583A; EP0448466B1; AR245012A1; DE448466T1; FR2659870A1; DE69101327D1; FR2659870B1; ATE102502T1; EP0448466A1; JPH04222622A; ES2025550T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen für Vorrichtungen zur Ultra- oder Mikro-Filtration von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, mittels Membranen, die aus in röhrenförmigen Bündeln angeordneten Fasern bestehen, in denen die Filtration vom Inneren zum Äußeren der Faser hin stattfindet ("Innenhaut").
Derartige Vorrichtungen haben die Form eines zylindrischen mit gewölbten Böden versehenen Gehäuses, in dem die Bündel von Filterelementen entweder zwischen zwei übereinanderliegenden Zwischenböden angeordnet oder mit einem einzigen Zwischenboden fest verbunden sind.
Diesen Vorrichtungen wird Flüssigkeit, wie zu filtrierendes Wasser zugeführt, und der Vorgang erfordert eine Rezirkulation, die wegen des Aufbaus des Filterelements notwendigerweise sehr beträchtlich ist, und die das Zehnfache des Produktionsdurchsatzes erreichen kann, um eine wirksame Spülung des Inneren der die Bündel bildenden Fasern zu gewährleisten.
Außerdem müssen diese Fasern in mehr oder weniger nahe beieinanderliegenden Intervallen von den während der Filtrierung auf der Oberfläche abgelegten Partikeln durch eine Spülung mittels Wasser befreit werden. Diese spülung, Rück-Spülung genannt, wird durch Umkehrung der Richtung der Drücke in der Vorrichtung bewirkt, also durch Umkehrung der Strömungsrichtung durch die Wand der Fasern, was das Ablösen dieser Partikel bewirkt.
Entsprechend der herkömmlichen Technik sind das/die Rezirkulations-Ahtriebselement(e) wie beispielsweise Pumpgeräte, Turbinen, Transportschnecken oder dergleicher außerhalb der Vorrichtung angeordnet.
Entsprechend der Erfindung und gemäß einer ihrer Eigenschaften ist/sind diese(s) Element(e) in der Vorrichtung und vorteilhaft in einem axialen Kanal angeordnet, der mit dem/n die Filterelemente tragenden zwischenboden/-böden verbunden ist.
Gemäß einer anderen Eigenschaft der Erfindung enthält der obere Boden der Vorrichtung einen Wasservorrat, der die End- Reinigung der Fasern durch einfache Entleerung der Vorrichtung ermöglicht.
Die verschiedenen Eigenschaften und Vorteile. der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger ihrer möglichen Ausführungsarten, wobei es sich lediglich um nicht beschränkende Beispiele handelt und alle anderen Formen, Verhältnisse und Anordnungen innerhalb des Rahmens der Erfindung angenommen werden können.
In dieser Beschreibung wird Bezug genommen auf die beigefügte Zeichnung, deren Fig. 1 bis 4 Schnittansichten von erfindungsgemäß aufgebauten Vorrichtungen sind.
Wie bekannt, hat die Vorrichtung die Form eines zylindrischen Gehäuses 1 mit gewölbten Böden 2,2a. Dieses Gehäuse enthält die Filterelemente, die aus einem System von Bündeln 3 bestehen, in dem hohle "Innenhaut-" artige Ultra- oder Mikrofiltrations-Fasern angeordnet sind, d.h. in denen die Filtration vom Inneren zum Äußeren der Fasern hin stattfindet. Diese Bündel sind in dem in Fig.1 behandelten Beispiel zwischen zwei zwischenböden 4,4a angeordnet.
In diesem Fall wird der Vorrichtung durch eine Kanalisation 5, die in den Boden des Gerätes mündet, eine zu filtrierende Flüssigkeit, beispielsweise Wasser zugeführt. Das behandelte Wasser oder Permeat wird vom Inneren zum Äußeren eines Bündels hin mittels äffnungen, die in dessen Umhüllung angeordnet sind, entleert, und durch eine Kanalisation 6 aus der Vorrichtung entleert. Diese Kanalisation gewährleistet die Einführung des zur Rück-Spülung dienenden Fluidums in die Vorrichtung. Schließlich erfolgt die Leerung der Vorrichtung durch eine Kanalisation 7.
Erfindungsgemäß ist in der Vorrichtung entlang ihrer Achse zwischen den Bünde In von Filtermodulen ein Raum vorgesehen oder angeordnet, der in dem behandelten Beispiel von einem Kanal 8 gebildet ist, in dem das Antriebselement, wie beispielsweise Pumpe oder Transportschnecken 9, angeordnet ist, das dafür bestimmt ist, in dem Gerät die Rezirkulation der zu filtrierenden Flüssigkeit zu gewährleisten.
Der Kanal 8 fluchtet mit dem oberen und dem unteren Zwischenboden, wobei die so durch die gewölbten Böden 2, 2a abgeteilten Rauminhalte unter diesen Bedingungen Rezirkulations-Sammelbereiche am Eingang und am Ausgang der Module bilden.
Diese erfindungsgemäße Anordung bietet dank des Weglassens jedes Elements, Bauteils oder Gerätes außerhalb der Vorrichtung, insbesondere folgende Vorteile:
- Reduzierung der Oberfläche einer Filtriereinheit am Boden, daher Zunahme der Erzeugung von behandelter Flüssigkeit pro Oberflächeneinheit,
- Reduzierung der Herstellungskosten durch Weglassen von Bauteilen wie Leitungssystem, Träger, etc...,
- Reduzierung der verbrauchten Energie, wobei der erzeugte Gewinn den durch die nicht vorhandenen Leitungen begründeten Druckverlusten entspricht.
Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsart weist die Vorrichtung einen einzigen Zwischenboden 10 auf, mit dem die Bündel 3 fest verbunden sind, die zu diesem Zweck mit einem Gehäuse versehen sind, das durch seinen oberen Rand am Zwischenboden 10 befestigt ist.
In diesem Fall wird das Permeat, wie bereits bekannt, durch ein gelochtes Rohr 11 auf genommen, das in der Mitte jedes Bündels angeordnet ist und die verschiedenen Rohre 11 zum Aufnehmen des Permeats sind mit einem einzigen Sammelbehälter 12 zum Entleeren des Permeats außerhalb des Gerätes verbunden, wobei dieser Sammelbehälter auch als Zufuhrleitung für das Rück-Spülungsfluidum zu dem Gerät dient.
Das Gerät der Fig.3 unterscheidet sich von dem Vorhergehenden nur durch die Anordnung eines Sammelbehälters 13 zur Entleerung des Permeats, der im Inneren der Vorrichtung vorgesehen ist, und der eine Entleerungsleitung 13a speist und das drainierte Permeat durch die Rohre 11 der Faserbündel aufnimmt.
Die Fig.4 zeigt eine erfindungsgemäß perfektionierte Vorrichtung mit einem einzigen Zwischenboden 10, in dem der Kanal 8, in dem das die Rezirkulation der zu filtrierenden Flüssigkeit gewährleistende Bauteil 9, eine Pumpe oder eine Turbine, angeordnet ist, über den Zwischenboden 10 hinauf um eine Länge 8b verlängert ist, und so die Bildung eines Wasservorrats 14 ermöglicht, der unter Druck steht, ein das Innenvolumen der Fasern übersteigendes Volumen aufweist, und bin Verschieben des Kuchens und das Spülen der Fasern durch einfache Entleerung des Gerätes gewährleistet.

Claims

1. Vorrichtung zur Ultra- oder Mikrofiltration von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, mittels Membranen, die aus in röhrenförmigen Bünde In angeordneten Fasern bestehen, wobei die Filtration - bei einer aktiven Rezirkulation der zu filtrierenden Flüssigkeit - vom Inneren zum Äußeren der Faser hin stattfindet und wobei diese Vorrichtung die Form eines mit gewölbten Böden (2,2a) versehenen zylindrischen Gehäuses (1) hat, in dem die Bündel von Filterelementen (3 entweder zwischen zwei übereinanderliegenden Zwischenböden (4,4a) angeordnet sind oder mit einem einzigen Zwischenboden (10) fest verbunden sind, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die für die Gewährleistung der Rezirkulation der Flüssigkeit während der Filtration bestimmte(n) Einrichtung(en) (9) in der Vorrichtung angeordnet sind/ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtungen in einem an beiden Enden offenen und mit dem/den die Filterelemente tragenden Zwischenboden/-böden verbundenen axialen Kanal (8) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie im oberen Bereich einen Flüssigkeitsvorrat (14) enthält, der es ermöglicht, die Reinigung der Fasern durch einfache Entleerung der Vorrichtung zu gewährleisten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsvorrat von der Verlängerung des axialen Kanals (8) in dem über dem Zwischenboden (10) gelegenen Bereich dargestellt wird.