DE69532129T2

DE69532129T2 - Reinigung von hohlfasermembranen

Info

Publication number: DE69532129T2
Application number: DE69532129T
Authority: DE
Inventors: William Thomas BECK; John Humphrey DRUMMOND; Brian Matthew Pyalong Road Lancefield LEE; Virgil Clint KOPP; Thomas Warren Johnson
Original assignee: US Filter Wastewater Group Inc
Current assignee: Siemens Water Technologies Holding Corp
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2015-09-09
Also published as: AUPM800694A0; ES2207654T3; KR100385044B1; ATE253973T1; EP0779835B1; US6159373A; AU3466195A; EP0779835A4; CN1071588C; AU686879B2; CA2199356C; CN1159769A; DE69532129D1; WO1996007470A1; EP0779835A1; JP3704544B2; CA2199356A1; KR970705431A; JPH10504996A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft die Konzentrierung von Feststoffen in einer Suspension unter Benutzung einer Hohlfasermembran und in besonderen Formen Verfahren und Vorrichtungen für die periodische Reinigung der Hohlfasermembranen durch Rückwäsche.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bekannte Verfahren der Konzentrierung von Feststoffen in einer flüssigen Suspension sind in WO-A-86/05116 und WO-A-88/00494 beschrieben. In diesem Stand der Technik wird die Konzentrierung durch ein Filterelement bewirkt, das ein Bündel hohler, poröser, polymerer Fasern in einer geschlossenen Patrone oder Hülle enthält. Eine Polyurethan-Einbettungsverbindung dient dazu, die Enden der Fasern in der Patrone festzuhalten, ohne die Faserlumina zu blockieren, und jedes Ende der Patrone abzuschliessen. Die Benutzung von Gas-Rückwäsche zur Sprengentspannung durch die Wandungen der Fasern ist in WO-A-93/02779 beschrieben.
Die in dem Stand der Technik zur Konzentrierung der Feststoffe nötige Druckdifferenz an der Membran wird dadurch erreicht, daß man das Einsatzprodukt unter Druck setzt, was die Benutzung von Pumpen, anderen Hilfseinrichtungen und natürlich einer geschlossenen Filterpatrone erfordert.
Die Rückwäsche dieser bekannten Konzentratoren beinhaltet die Druckerhöhung beiderseits der Hohlfasern in der verschlossenen Hülle auf einen relativ hohen Wert, bevor dieser Druck auf der Hüllenseite der Faserwandungen plötzlich entspannt wird, um eine plötzliche Druckdifferenz an den Wandungen zu erzeugen, die eine Rückwaschwirkung verursacht.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Methode der Benutzung einer Umkehrfluß-Betriebsart zur Abtrennung von durch Filterelemente zurückgehaltenen Feststoffen, um eine schnelle Entfernung dieser zurückgehaltenen Feststoffe zu gewährleisten, und bei der der, Trenn- und Abtrennungsbetrieb über verlängerte Zeiträume wiederholt werden kann.
Die vorliegende Erfindung schafft bei wenigstens einigen Ausführungsformen ein Verfahren der Rückwäsche eines Hohlfaserfilters, das einige der bekannten Merkmale beibehält, aber eine Anzahl dieser Merkmale optimiert, um eine verbesserte Leistung zu erreichen.
Demgemäß ist bei einer umfassenden Form der Erfindung vorgesehen ein Verfahren zum Rückwaschen einer Mehrzahl von Hohlfasern mit mikroporösen Wandungen, die einem Filtratiorsbetrieb ausgesetzt worden sind, bei dem eine Verunreinigungsmaterie enthaltende flüssige Beschickung auf die Außenfläche der Hohlfasern aufgebracht und Filtrat von den Enden der Hohlräume der Fasern abgezogen wird und die Fasern in einer Hülle oder einem Gehäuse enthalten sind, bei dem man

(a) den Filtrationsbetrieb durch Einstellung der Zuführung der Beschickung zu der Außenseite der Fasern beendet,
(b) die Hülle oder das Gehäuse dicht verschließt und Filtrat aus den Hohlräumen im wesentlichen entfernt,
(c) eine Druckmittelquelle an die Hohlräume anschließt, um vor oder gleichzeitig mit der Öffnung der Hülle oder des Gehäuses zur Atmosphäre einen negativen Transmembrandruck zu erzeugen und eine Sprengentspannung durch die Wandungen der Fasern zu veranlassen, wodurch das genannte Druckmittel die Wandungen passiert, wobei der Zeitablauf zwischen dem Beginn eines Anstiegs des negativen Transmembrandrucks (TMP) und dem Erreichen eines der Sprengentspannung entsprechenden Maximalwerts dieses negativen Transmembrandrucks (TMP) in dem Bereich von etwa 0,05 Sekunden bis etwa 5 Sekunden liegt,
(d) die Druckhöhe in den Hohlräumen im Anschluß an die genannte Entspannung eine ausreichende Zeit auf einem vorbestimmten Wert hält, um die Entfernung wesentlicher Teile der in und/oder auf den Faserwandungen befindlichen Verunreinigungsmaterie zu veranlassen, und
(e) den Filtrationsbetrieb durch Zuführung der Beschickung zu der genannten Außenfläche der Fasern auf der Hüllenseite des Filters wieder beginnt, während der Strömungsmitteldruck noch an den genannten Hohlräumen anliegt, wobei der Beschickungsstrom dazu dient, abgetrennte Verunreinigungsmaterie durch den Flüssigkeitsstrom über die Außenfläche der genannten Faserwandungen wegzuwaschen und die Fasern wieder zu be netzen, wobei der Zeitraum, in dem die Beschickung der Außenseite der Fasern zugeführt wird, während der Strömungsmitteldruck noch an den Hohlräumen anliegt, zwischen etwa 1 und etwa 30 Sekunden beträgt.

Bei dem Verfahren der Erfindung wird Beschickungsflüssigkeit in die Hüllenseite des Filters eingepumpt, während noch Strömungsmitteldruck an den genannten Lumina anliegt. Dies führt zu einer Flüssigkeit/Strömungsmittel-Turbulenz oder Schaumentwicklung in der Umgebung der Membranporen, wodurch eine weitere verbesserte Abtrennung zurückgehaltener Feststoffe verursacht wird. Der Strömungsmitteldruck in dieser Phase sollte vorzugsweise den Druck auf der Hüllenseite um etwa 10 kPa bis etwa 800 kPa übersteigen.
Vorzugsweise werden die Verfahrensstufen als ein kontinuierliches Verfahren mit wiederholten Zyklen aus Feststoffzurückhaltung und -rückwäsche ausgeführt.
Als eine andere bevorzugte Form erfolgt Stufe (b) so, daß man das genannte zurückbleibende Filtrat aus den genannten Lumina auslaufen läßt.
Wenn Strömungsmitteldruck angelegt wird, um das Filtrat aus den Lumina zu entfernen, liegt dieser Druck typischerweise in dem Bereich von etwa 10 bis etwa 600 kPa. Der an die Lumina vor der Entspannung angelegte Strömungsmitteldruck liegt typischerweise in dem Bereich von etwa 100 bis etwa 1200 kPa.
Der Gaseindringung in die Poren einer Membran wird nach bekannter Theorie durch die Oberflächenspannungskräfte der enthaltenen, wandbenetzenden Flüssigkeit Widerstand geleistet. Tatsächlich wird die Oberflächenspannung zweckmäßigerweise durch den Durchbruchsdruck gemessen, der nötig ist, um eine Blase aus einer untergetauchten Öffnung herauszudrücken. Für übliche Systeme (wie etwa Öl in hydrophoben Poren oder Wasser in hydrophilen Poren) sind die Durchbruchsdrücke viel höher als die üblichen Betriebsdrücke des Filters.
Bekannte Ultrafilter des Hohlfasertyps werden aus vielen bekannten Gründen gewöhnlich von der Innenseite der Fasern beschickt. Nach der vorliegenden Erfindung wird jedoch das Beschickungsmaterial auf die Außenseite der Fasern aufgebracht, und Gas wird als das Rückwaschmittel in das Lumen der Faser eingeführt. In einigen Fällen bläht der Lumendruck eine passend ausgebildete Faser auf, so daß die Poren vergrößert werden, wodurch die Teilchen freigesetzt und bei der Expansion des Rückwaschgases weggefegt werden.
In einigen Fällen, insbesondere wenn sehr feinporiges Kapillarmaterial in relativ grobporiger Basisfaser abgeschieden ist, ist es von Vorteil, zuerst mit einer schon in dem Membranlumen befindlichen kleinen Menge Permeat rückzuwaschen und mit der Hochdruck-Gasrückwäsche zu folgen. Auf diese Weise wäscht die kleine Permeatmenge in adäquater Weise aus den Zwischenräumen feines blockierendes Material aus, und die Gesamtreinigung wird beendet durch die Aufblähung der Basisporen durch das Gas von höherem Druck und das Ausstoßen an den elastischen Öffnungen. Die Poren müssen sich zur Wiederabdichtung der Löcher schnell wieder schließen, und das Basismaterial darf durch Verfestigung nicht reissen und muß innerhalb seiner modifizierten Elastizitätsgrenze bleiben.
Vorzugsweise werden die Fasern aus thermoplastischen Polymeren hergestellt, wie
Polypropylen, Poly-4-methylpent-1-en, Copolymere des Polypropylens, Polyvinylidendifluorid, Polysulfone, Polyphenylensulfide, Polyphenylenoxide, Phenoxyharze, Polyethylen, Polytetrafluorethylen und Polychlortrifluorethylen.
Die Benutzung von Gas als Rückwaschmittel erlaubt die Entfernung unreiner Spezies durch Sprengentspannung des Gases durch die Membranstruktur für den kleineren Teil und an der äußeren Membranoberfläche für den größeren Teil. So wird die Stufe der Gas-Rückwäsche bei einem Druck durchgeführt, der ausreicht, um die Wirkung der Oberflächenspannung der kontinuierlichen Phase des Einsatzmaterials innerhalb der Membranporen zu überwinden.
Bisher dachte man, daß die Gas-Rückwaschphase auf weniger als 5 Sekunden begrenzt werden sollte, um ein Austrocknen der Faser und somit Schwierigkeiten bei der Wiederaufnahme der Filtration durch Gasblasenzurückhaltung in den Faserporen zu vermeiden. Die Einführung verbesserter Wiederbenetzungsmethoden hat dieses Problem gelöst, und es wurde gefunden, daß die Verlängerung der Gas-Rückwaschphase über 5 Sekunden hinaus signifikante Vorteile hat. Zeitspannen von bis zu 60 Sekunden haben sich als wirksam erwiesen. Eine längere Rückwäsche führt zu besserer Entfernung eingeschlossener Feststoffe. Da vor Beendigung der Gas-Rückwäsche Flüssig keit in die Hülle wieder eingeführt wird, konnte die Überlappung, bei der Gas und Flüssigkeit anwesend sind, ausgedehnt werden. Es wird eine Überlappungszeit von etwa 1 bis etwa 30 Sekunden benutzt. Dies ist in großen Anlagen erwünscht, wo es bei normalen Pumpendrucken beträchtliche Zeit erfordert, die Hülle wieder mit Flüssigkeit zu füllen. Die größere Zeitspanne erlaubt den Einsatz normaler Pumpen, um die obige Überlappung zu erreichen, und vermeidet in großen Filteranlagen auch eine Fehlverteilung des Drucks dadurch, daß sie relativ langsame Wiederbefüllung der Filterhüllen erlaubt.
Bei einer anderen Form der Erfindung kann die Anlegung des Hochdruckmittels an die Lumina gepulst werden, um in der Rückwaschphase eine Reihe von Sprengentspannungen zu schaffen. Diese einzelnen Impulse haben vorzugsweise eine Dauer zwischen etwa 0,1 und etwa 5 Sekunden. Dies bringt einen Vorteil durch die Reduzierung des Gasverbrauchs in der Rückwaschphase. Das Pulsieren kann dadurch erreicht werden, daß man das Gehäuse in geeigneten Zeitintervallen verschließt und öffnet, die ausreichen, daß sich der Druck in den Lumina auf einen erforderlichen Wert erhöhen kann. Alternativ kann zur Erreichung der gleichen Wirkung die Druckversorgung gepulst werden. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Druck ohne wirksame totale Druckabsperrung zwischen einem hohen und einem niedrigen Wert variiert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele und die begleitende Zeichnung beschrieben. Es zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Hohlfaser-Kreuzstrom-Konzentrators, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist, in einer Betriebsphase,
2 den Konzentrator der 1 in der Rückwaschphase,
3 eine graphische Darstellung des Transmembrandrucks (TMP) gegen die Zeit für eine Standard-Rückwäsche,
4 eine ähnliche graphische Darstellung wie 3 bei einer Rückwäsche unter Benutzung eines höheren Luftverbrauchs als gewöhnlich,
5 eine graphische Darstellung der normalisierten Strömung/TMP gegen die Zeit für eine Standard-Rückwäsche,
6 eine graphische Darstellung der normalisierten Strömung/TMP gegen die Zeit für den gleichen Maschinentyp wie in 5, jedoch unter Benutzung der Rückwäsche gemäß 4,
7 eine graphische Darstellung von TMP gegen die Zeit für eine Rückwäsche, wo die Beschickungsflüssigkeit in den Filter gepumpt wird, während die Gas-Rückwäsche noch im Gange ist,
8 eine graphische Darstellung der normalisierten Strömung/TMP gegen die Zeit für eine Standard-Rückwäsche,
9 eine graphische Darstellung der normalisierten Strömung/TMP gegen die Zeit für den gleichen Maschinentyp wie in 8, wobei jedoch die Beschickungsflüssigkeit während des Rückwaschzyklus eingeführt wird,
10 eine graphische Darstellung der normalisierten Strömung/TMP gegen die Zeit für eine Standard-Rückwäsche an einer weiteren Anlage, und
11 eine graphische Darstellung der normalisierten Strömung/TMP gegen die Zeit für denselben Maschinentyp wie in 10, wobei aber die Beschickungsflüssigkeit während des Rückwaschzyklus eingeführt wird.
BETRIEBSWEISEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Der in den 1 und 2 gezeigte Hohlfaser-Kreuzstrom-Konzentrator 10 umfaßt eine Patronenhülle 11, in der ein Bündel hohler, poröser, polymerer Fasern 12 angeordnet ist. Jede Faser ist in diesem Falle aus Polypropylen hergestellt, hat eine mittlere Porengröße von 0,2 μm, einen Lumen-Innendurchmesser in dem Bereich von 250 μm bis 310 μm und einen Faserdurchmesser in dem Pereich von 500 μm bis 650 μm. In dem Bündel 12 können zwischen 2800 und 30.000 Hohlfasern sein, jedoch kann diese Anzahl wie auch die individuellen Faserabmessungen nach den betrieblichen Erfordernissen variiert werden.
Polyurethan-Einbettungsverbindung 13, 14 hält die Enden der Fasern 12 in ihrer Lage, ohne ihre Lumina zu blockieren, und schließt beide Enden der Hülle 11 ab. Die zu konzentrierende flüssige Beschickungssuspension wird durch Beschickungssuspensionseingang 15 in die Hülle 11 gepumpt und läuft über die äußeren Wandungen der Hohlfasern 12. Etwas von der Beschickungssuspension gelangt durch die Wandungen der Fasern 12 in die Faserlumina, um als geklärte Flüssigkeit durch die Lumenaustrittsöffnung 16 abgezogen zu werden.
Die übrige Beschickungssuspension und etwas von der zurückgehaltenen Spezies strömen zwischen den Fasern 12 ab und verlassen die Hülle 11 durch den Ausgang 17. Der Rest der zurückgehaltenen Spezies wird auf oder in den Fasern festgehalten oder in anderer Weise in der Hülle zurückgehalten. Die Lumeneintrittsöffnung 18 bleibt während des in 1 gezeigten Betriebs des Konzentrators geschlossen.
Um die zurückgehaltene Spezies zu entfernen, wird die Lumenaustrittsöffnung 16 geschlossen, so daß der Strom der geklärten Flüssigkeit angehalten wird. Die geklärte Flüssigkeit wird dann aus den Lumina durch natürlichen Ablauf entfernt oder durch Einführung eines komprimierten Gases durch die Lumeneintrittsöffnung 18, um die Flüssigkeit aus den Lumina zu verdrängen. Bei vollständiger Entfernung der Filtratflüssigkeit wird durch den Eingang 18 und die Lumina der Fasern 12 komprimiertes Hochdruckgas eingeführt. Die mit Flüssigkeit gefüllte Hülle wird dicht verschlossen, und Gas kann die porösen Wandungen nicht durchdringen, obgleich der Gasdruck nun erheblich über den normalen Blasenpunkt der Faserwandungen erhöht wird, weil die Flüssigkeit in dem Gehäuse relativ inkompressibel ist. So sammelt sich in den Faserlumina ein Vorrat an Hochdruckgas.
Der Hüllenausgang 17 wird dann geöffnet, was dem Gas ermöglicht, die Poren längs der gesamten Länge jeder Faser zu durchdringen. Dies führt zu einer Sprengentspannung des komprimierten Gases durch die Wandungen der Fasern mit dem Ergebnis, daß die in den Faserwandungen zurückgehaltenen Feststoffe von den Fasern in die Beschickungsseite des Filters hinein abgetrennt werden. Der erste Gasdurchbruch durch die Faserwandung führt tendenziell zu einem Druckabfall in den Lumina. Es ist erwünscht, wenn dieser Druck im Anschluß an die Entspannung für eine kurze Zeit aufrechterhalten werden kann, um eine verstärkte Strömung durch die Faserwandung und eine größere Entfernung zurückgehaltener Feststoffe zu bewirken. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß man den Lumina eine Druckbeschikkung bei großem Durchmesser und/oder einem höheren Druck zuführt, um einen Druckabfall zu kompensieren. In einigen Fällen ist es erwünscht, Gas durch beide Lumenöffnungen 16 und 18 zuzuführen, nachdem man den oben beschriebenen Vorgang mit komprimiertem eingeschlossenem Gas durchgeführt hat.
Bei anderen Ausführungsformen wird die Hülle kurz vor oder zugleich mit dem Anlegen des komprimierten Gases an die Lumina geöffnet.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten graphischen Darstellungen wird nun eine Anzahl von Beispielen beschrieben, um die von den Ausführungsformen der Erfindung gelieferten verbesserten Leistungswerte zu erläutern.
BEISPIEL 1
Eine Filteranlage M10C (250 μm Lumen) wurde unter Benutzung einer größeren Luftleitung betrieben, um die Lumina mit einem erhöhten und länger währenden Druck zu beschicken mit nachfolgender Sprengentspannungsphase. Es wurde eine Luftleitung von 2,5 cm anstelle einer Standard-Luftleitung von 10 mm benutzt. Während dieser verbesserten Rückwäsche fehlte die Stufe der Unterdrucksetzung, und der negative Transmembrandruck (TMP) an der Filtereinheit betrug 620 kPa im Vergleich zu 380 kPa für eine Standdard-Rückwäsche. Der Luftverbrauch war höher als der bei einer Standard-Rückwäsche. Die Druckprofile der zwei verschiedenen Rückwäschen sind in den 3 und 4 gezeigt.
Während der in 3 gezeigten Standard-Rückwäsche ist ersichtlich, daß zwischen dem Beginn der Sprengentspannungsphase und dem Punkt, an dem maximaler TMP erreicht wird, eine Zeit von 0,65 Sekunden verstreicht. Die Analyse des gleichen Abschnitts der verbesserten Rückwäsche zeigt, daß die Zeit zur Erreichung des maximalen negativen TMP nur 0,15 Sekunden betrug. Die Erreichung des maximalen TMP entspricht dem Luftdurchbruch durch die Faserwandungen und der Verdrängung des in den Wandporen befindlichen Strömungsmittels. Die Zeitdauer zwischen der Öffnung der Hülle und dem Durchbruch ist eine Flüssigkeitsrückwaschphase, da die Flüssigkeit in den Poren von dem Lumen zur Hüllenseite hin nach außen bewegt wird. Wenn die Luft die Faserwandung durchbricht, ist die Flüssigkeitsrückwaschphase beendet. Vorzugsweise liegt diese Zeitspanne in dem Bereich von 0,05 Sekunden bis 5 Sekunden.
Die Ergebnisse aufeinanderfolgender Versuchsläufe mit der Testfilteranlage im Vergleich zu den Standard- und den verbesserten Rückwaschverfahren (hier als eine "Mega"-Rückwäsche bezeichnet) sind in der beigefügten TABELLE 1 angegeben.
Wie aus TABELLE 1 und den Leistungsgraphiken (5 und 6) ersichtlich, wird der TMP-Anstieg signifikant verringert, wenn die "Mega"-Rückwäsche benutzt wird. Der TMP-Anstieg je Tag für die "Mega"-Rückwäsche war etwa ein Viertel von dem TMP-Anstieg, der mit einer Standard-Rückwäsche beobachtet wurde. Dieses Ergebnis bedeutet, daß Maschinen länger zwischen den Reinigungszyklen laufen können oder bei dem gleichen Reinigungsintervall die Maschinen einen höheren Durchsatz haben könnten.
BEISPIEL 2
Dieses Beispiel bezieht sich auf eine Arbeitsweise, bei der Beschikkungsflüssigkeit wieder in die Hülle eingeführt wird, während die Gas-Rückwäsche noch läuft. Ein Versuch wurde mit Oberflächenwasser durchgeführt, um eine Standard-Rückwäsche mit einer Rückwasch-Stufe mit Einsatz von komprimiertem Gas plus Beschickungsflüssigkeit zu vergleichen. Diese Stufe ist typischerweise als eine "Air-on-pump-on"-Stufe (AOPO-Stufe) bezeichnet.
Zwei identische Filteranlagen 1M10C wurden nebeneinander zum Betrieb mit Flußwasser aufgestellt. Eine Maschine benutzte einen Standard-Druck-Rückwaschzyklus, während die andere eine besondere Stufe umfaßte. Die besondere Stufe bestand darin, die Beschickungspumpe einzuschalten, während noch Hochdruckluft durch die Hohlfaserwandungen einwirkte. Der entstehende Zwei-Phasen-Strom durch das Faserbündel schien zur Entfernung von Verschmutzung aus dem Membranmodul sehr wirksam.
Die zwei Filteranlagen wurden mit einer konstanten Strömung von 200 L/h/m² (200 L/h/em) unter Benutzung einer Pumpe mit einem Antrieb mit variabler Drehzahl betrieben, um die eingestellte Strömung zu halten. Die Flächeneinheit em ist auf die Oberflächenfläche eines originalen Memtec-Filtermoduls bezogen. Die 8 und 10 erläutern die Ergebnisse von zwei aufeinanderfolgenden Läufen einer Filteranlage und zeigen, daß der TMP bei Benutzung der Standard-Rückwäsche innerhalb von 4 Betriebstagen auf 400 kPa anstieg. An diesem Punkt konnte die Anlage nicht länger die eingestellte Strömung von 200 L/h/em halten. Die 9 und 11 zeigen, daß bei Benutzung der AOPO-Stufe der TMP 7 Tage unter 150 kPa blieb. Das Ergebnis hiervon ist, daß die Filteranlagen für eine längere Zeitdauer eine höhere Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhalten könnten, wenn in der Rückwäsche die AOPO-Stufe benutzt wird. Dies ist wichtig für die Leistungsfähigkeit der Filteranlage, da die Anlagen eine chemische Reinigung erfordern, wenn der TMP einen vorbestimmten Wert erreicht.
Während der Rückwäsche besteht die Entspannungsstufe typischerweise darin, daß die Lumina unter einen Druck 600 kPa gesetzt werden und dann die Ventile der Hüllenseite freigegeben werden, während noch Luft den Lumina zugeführt wird (in den meisten Anwendungsfällen typischerweise 1 bis 3 Sekunden). Die AOPO-Stufe würde die Zeitdauer verlängern, und Luft würde typischerweise den Faserlumina bei M10-Anlagen in zusätzlichen 1 bis 30 Sekunden wieder zugeführt werden.
Es ist zu bemerken, daß weitere Ausführungsformen und beispielhafte Darstellungen der Erfindung möglich sind, ohne von dem Konzept und dem Umfang der beschriebenen Erfindung abzuweichen.
Tabelle 1 M10C (Lumina 250 um) Vergleich der "Mega"- und Standard-Rückwäsche

Claims

Verfahren zum Rückwaschen einer Mehrzahl von Hohlfasern mit mikroporösen Wandungen, die einem Filtrationsbetrieb ausgesetzt worden sind, bei dem eine Verunreinigungsmaterie enthaltende flüssige Beschickung auf die Außenfläche der Hohlfasern aufgebracht und Filtrat von den Enden der Hohlräume der Fasern abgezogen wird und die Fasern in einer Hülle oder einem Gehäuse enthalten sind, bei dem man (a) den Filtrationsbetrieb durch Einstellung der Zuführung der Beschickung zu der Außenseite der Fasern beendet, (b) die Hülle oder das Gehäuse dicht verschließt und Filtrat aus den Hohlräumen im wesentlichen entfernt, (c) eine Druckmittelquelle an die Hohlräume anschließt, um vor oder gleichzeitig mit der Öffnung der Hülle oder des Gehäuses zur Atmosphäre einen negativen Transmembrandruck zu erzeugen und eine Sprengentspannung durch die Wandungen der Fasern zu veranlassen, wodurch das genannte Druckmittel die Wandungen passiert, wobei der Zeitablauf zwischen dem Beginn eines Anstiegs des negativen Transmembrandrucks (TMP) und dem Erreichen eines der Sprengentspannung entsprechenden Maximalwerts dieses negativen Transmembrandrucks (TMP) in dem Bereich von etwa 0,05 Sekunden bis etwa 5 Sekunden liegt, (d) die Druckhöhe in den Hohlräumen im Anschluß an die genannte Entspannung eine ausreichende Zeit auf einem vorbestimmten Wert hält, um die Entfernung wesentlicher Teile der in und/oder auf den Faserwandungen befindlichen Verunreinigungsmaterie zu veranlassen, und (e) den Filtrationsbetrieb durch Zuführung der Beschickung zu der genannten Außenfläche der Fasern auf der Hüllenseite des Filters wieder beginnt, während der Strömungsmitteldruck noch an den genannten Hohlräumen anliegt, wobei der Beschickungsstrom dazu dient, abgetrennte Verunreinigungsmaterie durch den Flüssigkeitsstrom über die Außenfläche der genannten Faserwandungen wegzuwaschen und die Fasern wieder zu benetzen, wobei der Zeitraum, in dem die Beschickung der Außenseite der Fasern zugeführt wird, während der Strömungsmitteldruck noch an den Hohlräumen anliegt, zwischen etwa 1 und etwa 30 Sekunden beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Strömungsmitteldruck der Stufe (c) den Druck auf der Hüllenseite um etwa 10 kPa bis etwa 800 kPa übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der an die Hohlräume angelegte Druck vor der genannten Sprengentspannung zwischen etwa 100 kPa und etwa 1200 kPa liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man das Filtrat während der Stufe (b) aus den genannten Hohlräumen ablaufen läßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem an die genannten Hohlräume zur Entfernung von zurückbleibendem Filtrat ein Strömungsmitteldruck angelegt wird, der in dem Bereich von etwa 10 kPa bis etwa 600 kPa liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stufen des Verfahrens unter Benutzung wiederholter Zyklen der Feststoffzurückhaltung und -rückwäsche als kontinuierliches Verfahren durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stufe (c) des Anschließens einer Druckmittelquelle an die Hohlräume vor oder zugleich mit der Öffnung der Hülle zur Atmosphäre ein Pulsieren des Strömungsmitteldrucks umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Druckimpulse eine Dauer zwischen etwa 0,1 Sekunden und 5 Sekunden haben.
Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, bei dem die Pulsierung der Druckanlage dadurch erfolgt, daß man die Hülle in vorbestimmten Intervallen öffnet und schließt, um einen Druckaufbau in den Hohlräumen zu ermöglichen.