DE69923013T2 - Verfahren zum Ersetzen einer Filtermembran einer Filterpatrone für Belebtschlamm - Google Patents
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Description
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft Techniken zum Regenerieren von Filtermembranpatronen, die in Feststoff-Flüssigkeit-Separatoren für Belebtschlamm verwendet werden, und, insbesondere, ein Verfahren zum Regenerieren von Filtermembranpatronen für Belebtschlamm, mit welchen Filtermembranpatronen, die aus einer organischen Flachmembrane bestehende Filtermembranen verwenden, einfach bei geringen Kosten ausgetauscht werden.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- In Belebtschlammbehandlungsanlagen zur Durchführung von Feststoff-Flüssigkeit-Separation hochkonzentrierten Belebtschlamms bläst ein in einem Tank angeordneter Luftdiffusor Belüftungsluft aus, um Sauerstoff zu Belebtschlamm in dem Tank zuzuführen und das organische Material und Stickstoff in Rohwasser wird mit dem Belebtschlamm behandelt, und eine gemischte Flüssigkeit in dem Tank, welche ein Gemisch aus behandeltem Wasser und dem Belebtschlamm ist, wird einer Feststoff-Flüssigkeits-Separation durch einen in einen Belüftungstank eingetauchten Membranseparator unterworfen.
- Der obige Membranseparator weist eine Vielzahl von Filtermembranpatronen auf und filtert eine gemischte Flüssigkeit durch Verwendung eines Kopfes innerhalb des Tanks als Antriebsdruck. Der Luftdiffusor ist unterhalb des Membranseparators angeordnet und bläst Belüftungsluft nach oben gerichtet aus. Durch Luftanhebungswirkung der Belüftungsluftblasen hervorgerufener Steigstrom strömt entlang der Membranflächen der Filtermembranpatronen, um diese Membranflächen zu reinigen. Diese Reinigung unterdrückt eine Verminderung in der Separationswirkung der Filtermembranpatronen, wodurch verhindert wird, dass der Membranseparator zu Fehlfunktionen führt.
- In der obigen Filtermembranpatrone ist eine aus einer organischen Flachmembran, wie z. B. Ultrafiltrationsmembran oder Mikrofiltrationsmembran, bestehende Filtermembran auf der Oberfläche einer Filterplatte angeordnet und der Umfang der Filtermembran ist mit der Filterplatte mittels Schweißung sicher befestigt. Deren Lebensdauer liegt im Allgemeinen zwischen zwei und fünf Jahren. Wenn diese Filtermembranpatrone in Betrieb genommen wird, wird jedoch deren Umfang durch Steigstrom einer Schlagbewegung ausgesetzt, um die Stärke eines Schweißteils zu verschlechtern, was in einer kürzeren Lebensdauer als die beschriebene normale Lebensdauer führen kann. Auf der anderen Seite werden Filtermembranen, welche in den Filtermembranpatronen verwendet werden, durch Beschichten eines organischen makromolekularen Membranmaterials auf beiden Seiten eines nicht gewebten Stoffes hergestellt, welcher als Substrat dient. Da derartige Filtermembranen Beständigkeit haben, erfolgt geringer oder kein Bruch, allerdings schreitet Verunreinigung aufgrund von Belebtschlamm mit dem Alter fort, was zu einer Verminderung im Durchfluss führt.
- Dementsprechend ist es ein primäres Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Regenerierung von Filtermembranpatronen für Belebtschlamm anzugeben, welches die Wiederherstellung der Filterwirkung von verschmutzten Filtermembranpatronen, den Ersatz von defekten Teilen und den Ersatz von Filtermembranen mit Leichtigkeit und bei geringen Kosten bewirkt.
- OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
- Ein Verfahren zum Ersetzen einer Filtermembran einer Filterpatrone für Belebtschlamm gemäß der Erfindung, wobei die besagte Filterpatrone eine organische flache Filtermembran, welche vorgesehen ist, um die Oberfläche einer Filterplatte aus Harz abzudecken, ein Schweißteil mit einer per Ultraschall geschweißten Dichtung, welche entlang des gesamten Umfangs der besagten Filtermembran ausgebildet ist und die besagte Filtermembran mit besagter Filterplatte sicher verbindet sowie einen durch besagtes Schweißteil umgebenen Bereich, welcher als aktiver Filterbereich definiert ist, hat, umfaßt die Schritte: Schneiden der besagten Filtermembran entlang der Innenseite des besagten Schweißteils, um den Umfang der besagten Filterplatte herum einen Rahmen von besagter Filtermembran mit einer vorgegebenen Breite zu bilden, welcher das besagte Schweißteil beinhaltet, als Verbindungsaufmaß; Anordnen eines neues Filzes in dem Bereich der Innenseite des Schweißteils; Anordnen einer frischen Filtermembran auf solche Weise, dass deren Kante mit dem besagten Verbindungsaufmaß überlappt; und Anbringen eines Klebemittels auf besagte frische Filtermembran entlang des besagten Verbindungsaufmasses um den gesamten Umfang der besagten verbrauchten und frischen Filtermembranen mit einer Schicht Klebemittels abzudichten, welche Schicht durch Durchdringung des besagten Klebemittels durch beide Membranen und dessen Aushärtung im besagten Verbindungsaufmaß gebildet wird.
- Dieses Verfahren ist wirksam für den Fall, in dem der Schaden an der Filtermembranpatrone darauf zurückzuführen ist, dass die Filtermembran in dem wirksamen Filterbereich teilweise zerbrochen ist, oder durch das Ersetzen der Filtermembran bedingt ist. D. h., die frische Filtermembran wird nicht direkt an die Filterplatte mittels eines Klebemittels geklebt, sondern wird sicher an die Filterplatte befestigt über die gebrauchte Filtermembran, in dem die gebrauchte Filtermembran als haftende Anbringfläche verwendet wird.
- Mit dieser Anordnung stellt das Schweißteil die abdichtende Eigenschaft zwischen der Filterplatte und der gebrauchten Filtermembran sicher, und die Klebemittelschicht stellt die abdichtende Eigenschaft zwischen den gebrauchten und neuen Filtermembranen sicher, dadurch wird der effektive Filterbereich in der neuen Filtermembran gegen die Umgebung abgedichtet, durch das Schweißteil und die Klebemittelschicht.
- KURZE BESCHREIBUNG DER BEILIEGENDEN ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Anordnung eines Membranseparators zeigt, welcher Filtermembranpatronen für Belebtschlamm verwendet. -
2 ist eine Vorderansicht der obigen Filtermembranpatrone. -
3 ist eine Explosionsansicht, welche die Anordnung der Filtermembranpatrone veranschaulicht. -
4 ist eine schematische Ansicht, welche eine Vorgehensweise der Schweißung der Filtermembranpatrone veranschaulicht. -
5 ist ein Querschnitt der Filtermembranpatrone. -
6 ist eine schematische Ansicht, welche die Vorgehensweise bei der Regenerierung einer Filtermembranpatrone für Belebtschlamm veranschaulicht. -
7 ist eine schematische Ansicht, welche die Vorgehensweise bei der Regenerierung einer Filtermembranpatrone für Belebtschlamm gemäß einer bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht. -
8 ist ein vergrößerter Querschnitt, welcher die Verbindungsstruktur der obigen Filtermembranpatrone zeigt. - AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Membranseparators, welcher als Feststoff-Flüssigkeits-Separator für Hochkonzentrationsbelebtschlamm arbeitet.1 umfasst einen Membranseparator1 , eine Vielzahl von plattenartigen Filtermembranpatronen für Belebtschlamm (im folgenden Filtermembranpatrone genannt)2 , einen Luftdiffusor3 , durch welchen Luft zum Reinigen der Membranoberfläche von einem unteren Teil des Membranseparators1 ausgeblasen wird, und eine Fassung4 zum Einfassen der Filtermembranpatrone2 und Luftdiffusor3 . - Um Transport und Wartung zu vereinfachen, ist die Fassung
4 in zwei Teilen ausgebildet, d. h. ein Membrangehäuse5 , in welchem eine Vielzahl von Filtermembranpatronen2 in paralleler Anordnung in vertikaler Richtung gehalten werden, und eine Diffusorfassung6 zum Einfassen des Luftdiffusors3 . Durch die Diffusorfassung6 wird die gesamt Luftmenge zum Reinigen der Membranoberfläche, welche aus dem Luftdiffusor3 ausgeblasen wird, in die Membranfassung5 eingeleitet. - Bezugnehmend auf
2 und3 ist in einer Filtermembranpatrone2 eine Filtermembran2b einer organischen Flachmembran an beiden Seiten einer Filterklappe2a aus ABS-Harz angeordnet, ein Filz2c ist zwischen der Filterplatte2a und der Filtermembran2b zwischengelegt, und der Umfang der Filtermembran2b ist mit der Filterplatte2a sicher verbunden durch Schweißung mit Ultraschallwelle. Die Filtermembran2b wird durch Beschichten eines organischen markromolekularen Membranmaterials auf beide Seiten eines nicht gewebten Stoffes hergestellt, welcher als Substrat dient. - Herstellungsschritte einer Filtermembranpatrone
2 werden mit Bezugnahme auf3 bis5 beschrieben. Eine Filterplatte2a hat ein Schweißhilfsteil2d entlang ihres gesamten Umfangs und ein Schweißteil2e , welches an der Innenseite des Schweißhilfsteils2d entlang des Umfangs des Teils2d angeordnet ist. Das Schweißhilfsteil2d und Schweißteil2e sind an einer höheren Lage ausgebildet, als die Oberfläche der Filterplatte2a . Ein wasserauffangender Teil2f verläuft durch beide Seiten der Filterplatte2a , und ein Auslass2g für durchgesickerte Flüssigkeit kommunizierend mit dem Wasserauffangteil2f ist in einer oberen Kante der Filterplatte2a ausgebildet. - Ein Filz
2c ist angeordnet an Stellung umgeben durch das Schweißteil2e auf der Oberfläche der Filterplatte2a und eine Filtermembran2b wird dann überlappt, um das Schweißhilfsteil2d und das Schweißteil2e abzudecken. - In diesem Zustand wird Ultraschallwelle von einem Ultraschalloszillator F zu dem Schweißhilfsteil
2d oszilliert. Mit Ultraschallwelle wird das Schweißhilfsteil2d geschmolzen, um zwischen dem Teil2d und dem Umfang der Filtermembran2b zu verschmelzen, dadurch wird die Membran2b an die Filterplatte2a geheftet. Dank des Heftens während die Filtermembran2b gegen das Schweißteil2e gedrückt wird, liegt die Filtermembran2b flach ohne Falten in einem effektiven Filterbereich A, welcher von dem Schweißteil2e umgeben ist. - Anschließend wird Ultraschallwelle von dem Ultraschalloszillator S zu dem Schweißteil
2e oszilliert. Mit Ultraschallwelle wird das Schweißteil2e geschmolzen, um zwischen dem Schweißteil2e und der Filtermembran2b zu verschmelzen. Dadurch bewirkt das Schweißteil2e Abdichtung zwischen dem effektiven Filterbereich A und der Umgebung. Beide Seiten der Filterplatte2a werden den vorhergehenden Schritten unterzogen. Die hergestellte Filtermembranpatrone2 stellt einen vorgewählten Zwischenraum zwischen der Filterplatte2a und der Filtermembran2b durch den Filz sicher. Dieser Zwischenraum bildet einen Durchgang für durchgesickerte Flüssigkeit. - Wie in
1 gezeigt, kommuniziert jede Filtermembranpatrone2 mit einem Sammelrohr8 über einen Schlauch7 , der mit dem Auslass2g für durchgesickerte Flüssigkeit verbunden ist. Das Sammelrohr8 kommuniziert mit einem Auslassrohr9 für durchgesickerte Flüssigkeit, welches eine durch die Membran durchgesickerte Flüssigkeit abführt. Eine Runterhalteplatte10 verhindert, dass jede Filtermembranpatrone2 schwimmt. - Wenn der obige Membranseparator
1 in Belebtschlammbehandlungsanlagen verwendet wird, wird der Membranseparator1 in eine gemischte Flüssigkeit aus Belebtschlamm und Rohwasser eingetaucht, welche in einem Belüftungstank (nicht abgebildet) gespeichert ist, und Belüftungsluft wird von einem Diffusor3 ausgeblasen. In diesem Zustand werden die organische und Stickstoff in dem Rohwasser mit dem Belebtschlamm behandelt, während die gemischte Flüssigkeit durch die Filtermembranpatrone2 gefiltert wird, durch Verwendung des Kopfes innerhalb des Tanks als Antriebsdruck (alternativ kann erzwungene Saugfiltrierung erwirkt werden durch Zwischenschalten einer Saugpumpe in das Abführrohr9 für durchgesickerte Flüssigkeit), und die Flüssigkeit, welche die Membranoberfläche der Filtermembranpatrone2 durchdrungen hat, wird dann zur der Umgebung des Tanks als behandeltes Wasser durch das Abführohr9 für durchgesickerte Flüssigkeit abgeführt. - Zu dieser Zeit wird die Membranoberfläche der Filtermembranpatrone
2 durch Steigstrom gereinigt, welcher durch die Belüftungsluftblasen erzeugt wird, die aus dem Diffusor3 ausgeblasen werden und deren Luftanhebewirkung. Diese Reinigung unterdrückt eine Verminderung der Separatorfunktion, wodurch verhindert wird, dass der Membranseparator1 eine Fehlfunktion verursacht. - Während der Verwendung der Filtermembranpatrone
2 wird eine Kuchenschicht bestehend aus einem organischen, beispielsweise Belebtschlamm, an die Membranoberfläche der Filtermembranpatrone2 angebracht, oder die Poren der Membran werden verstopft durch organische Verunreinigen, wodurch deren Membranseparationswirkung sich verschlechtert. - Ein Verfahren zum Beheben einer Filtermembranpatrone
2 wird mit Bezugnahme auf6 bis8 beschrieben. Zur Regenierung einer Filtermembranpatrone2 aufgrund von Beschädigungen an einem effektiven Filterbereich A einer Filtermembran2b wird die Membran2b entlang der Innenseite des Schweißteils2e in einem vorgegebenen Abstand geschnitten, um die Filtermembran2b einer vorgegebenen Breite L mit dem Schweißteil2e entlang des Umfangs der Filterplatte2a als Verbindungsaufmaß41 zurückzulassen. - Der Grund hierfür ist, dass nach Entfernen der Filtermembran
2b die Oberfläche der Filterplatte2a an einem Schweißhilfsteil2d rau wird, wodurch es schwierig wird, eine neue Filtermembran42 direkt an die Filterplatte2a zu kleben. Dementsprechend wird, anstatt die neue Filtermembran42 direkt an die Filterplatte2a zu kleben, die verbrauchte Filtermembran2b , welche eine Verbindung auf dem Schweißteil2e bildet, als Verbindungsaufmaß41 verwendet. - Anschließend wird unter der Voraussetzung, dass die Oberfläche der verbrauchten Filtermembran
2b an dem Verbindungsaufmaß41 durch Reinigen saubergehalten wird, ein neuer Filz43 im Bereich der Innenseite des Schweißteils2e angebracht, und eine neue Filtermembran42 wird sicher befestigt, um die Oberfläche der Filterplatte2a zu bedecken. In diesem Zustand wird der Umfang der neuen Filtermembran42 in Berührung mit dem Verbindungsaufmaß41 gebracht und ein Klebemittel wird auf dem Umfang der neuen Filtermembran42 aufgebracht, welche dem Verbindungsaufmaß41 entspricht. - Dieses Klebemittel kann auf die Berührungsfläche zwischen der verbrauchten Filtermembran
2b und der neuen Filtermembran42 aufgebracht werden. In dieser Ausführungsform wird jedoch eine ausreichende Menge des Klebemittels auf die gesamte Breite des Verbindungsaufmaßes41 aufgetragen, von der Oberfläche der neuen Filtermembran42 an. Hier wird eines der Klebemittel mit weichem Polyurethan (Ester) verwendet. Das Klebemittel sickert durch die Poren beider Filtermembranen2b ,42 und härtet dann aus, um Harz zu werden, wodurch es eine Klebemittelschicht44 bildet. Die Schicht44 dichtet den gesamten Umfang der Filtermembranen2b ,42 ab. - Auf diese Weise kann der effektive Filterbereich A in der neuen Filtermembran
42 gegen die Umgebung abgedichtet werden, in dem man die neue Filtermembran42 an der Filterplatte2a durch die verbrauchte Membran2b befestigt. Als Folge wird die abdichtende Eigenschaft zwischen der Filterplatte2a und der verbrauchten Filtermembran2b durch das Schweißteil2e und dessen Schweißschicht2h sichergestellt, und die abdichtende Eigenschaft zwischen den Membranen42 und der verbrauchten Filtermembran2b wird sichergestellt durch die Klebemittelschicht44 . Wenn die aus einem Polyurethan-Klebemittel bestehende Klebemittelschicht44 in Wasser gestellt wird, enthält sie Wasser und zeigt dann Flexibilität, wodurch sie als Puffer dient, um die Vibration der neuen Filtermembran42 zu absorbieren. Dies verhindert Bruch zwischen der verbrauchten Filtermembran2b und neuen Filtermembran42 in dem Verbindungsaufmaß41 . Wie beschrieben, ermöglichen die Schritte des Schneidens der verbrauchten Filtermembran2b und Klebens der neuen Filtermembran42 die Regenerierung der Filtermembranpatrone2 mit Leichtigkeit und bei niedrigen Kosten.
Claims (2)
- Verfahren zum Ersetzen einer Filtermembran (
2b ) einer Filterpatrone für Belebtschlamm, wobei die besagte Filterpatrone eine organische flache Filtermembran (2b ), welche vorgesehen ist, um die Oberfläche einer Filterplatte (2a ) aus Harz abzudecken, ein Schweißteil (2e ) mit einer per Ultraschall geschweißten Dichtung, welche entlang des gesamten Umfangs der besagten Filtermembran (2b ) ausgebildet ist und die besagte Filtermembran (2b ) mit besagter Filterplatte (2a ) sicher verbindet sowie einen durch besagtes Schweißteil umgebenen Bereich, welcher als aktiver Filterbereich definiert ist, hat, umfassend die Schritte: – Schneiden der besagten Filtermembran (2b ) entlang der Innenseite des besagten Schweißteils (2e ), um den Umfang der besagten Filterplatte (2a ) herum einen Rahmen von besagter Filtermembran (2b ) mit einer vorgegebenen Breite (L) zu bilden, welcher das besagte Schweißteil (2e ) beinhaltet, als Verbindungsaufmaß (41 ); – Anordnen eines neues Filzes (43 ) in dem Bereich der Innenseite des Schweißteils (2e ); – Anordnen einer frischen Filtermembran (42 ) auf solche Weise, dass deren Kante mit dem besagten Verbindungsaufmaß (41 ) überlappt; und – Anbringen eines Klebemittels auf besagte frische Filtermembran entlang des besagten Verbindungsaufmasses (41 ) um den gesamten Umfang der besagten verbrauchten (2b ) und frischen (42 ) Filtermembranen mit einer Schicht Klebemittels abzudichten, welche Schicht durch Durchdringung des besagten Klebemittels durch beide Membranen (2b ,42 ) und dessen Aushärtung im besagten Verbindungsaufmaß (41 ) gebildet wird. - Das Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Klebemittel ein nasshärtender Weichklebstoff ist.
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