EP3866956A1 - Membrantrennverfahren und membranmodul zur aufbereitung von flüssigkeiten - Google Patents

Membrantrennverfahren und membranmodul zur aufbereitung von flüssigkeiten

Info

Publication number
EP3866956A1
EP3866956A1 EP19789958.6A EP19789958A EP3866956A1 EP 3866956 A1 EP3866956 A1 EP 3866956A1 EP 19789958 A EP19789958 A EP 19789958A EP 3866956 A1 EP3866956 A1 EP 3866956A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
membrane
light
module
membrane module
irradiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19789958.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bertram Skibinski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Dresden
Original Assignee
Technische Universitaet Dresden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Dresden filed Critical Technische Universitaet Dresden
Publication of EP3866956A1 publication Critical patent/EP3866956A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
    • B01D63/107—Specific properties of the central tube or the permeate channel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08—Flat membrane modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B01D65/022—Membrane sterilisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2611—Irradiation
    • B01D2311/2619—UV-irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2692—Sterilization
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/14—Specific spacers
    • B01D2313/143—Specific spacers on the feed side
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/08—Fully permeating type; Dead-end filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/10—Cross-flow filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/34—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling by radiation
    • B01D2321/343—By UV radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
    • C02F2201/322—Lamp arrangement
    • C02F2201/3225—Lamps immersed in an open channel, containing the liquid to be treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
    • C02F2201/322—Lamp arrangement
    • C02F2201/3228—Units having reflectors, e.g. coatings, baffles, plates, mirrors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/04—Disinfection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/20—Prevention of biofouling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Definitions

  • the present invention relates to a membrane separation process for the treatment of liquid speed
  • Membrane modules 1 selectively retain and exit some components (for example particulate, dissolved inorganic or organic water constituents or microorganisms) in the inlet 17 of the membrane module 1 by means of separation membranes 5 (hereinafter also simply referred to as membranes) membrane device 1 as concentrate 19.
  • separation membranes 5 hereinafter also simply referred to as membranes
  • Other components eg water molecules
  • the invention is applicable to liquids in general. For the sake of simplicity, however, we often speak of water. The person skilled in the art understands that other liquids can also be meant instead of water.
  • Membrane separation processes such as reverse osmosis, nanofiltration and electrodialysis are used, among other things, for the treatment of liquids.
  • the starting point is in particular processes for removing salts, dissolved organic water constituents and colloids such as e.g. Humic substances.
  • high retention of certain components with a high permeate flux Jw is sought.
  • membrane processes are differentiated into microfiltration (0.1 - 10 micrometers), ultrafiltration (0.01 - 0.1 micrometers), nanofiltration (0.001 - 0.01 micrometers) and reverse osmosis, forward osmosis or electrodialysis ( ⁇ 0.001 micrometers).
  • Microfiltration membranes are usually used to retain components of a liquid, such as water, that is, particulate water constituents. Ultrafiltration membranes retain dissolved water components with a molecular size of up to 5000 Da. Only a few components (e.g. salts) pass through nanofiltration membranes. Reverse osmosis, forward osmosis or electrodialysis membrane almost all components are retained in the water.
  • the invention relates in particular to membranes and membrane processes of the latter two categories - nanofiltration and reverse osmosis, forward osmosis, electrodialysis.
  • membranes 5 are used in membrane devices 1.
  • the spiral winding module is the most frequently used membrane device 1 for reverse osmosis, nanofiltration and electrodialysis membranes.
  • a spiral winding module 1 is shown schematically by way of example in FIG. 2.
  • the spiral winding module 1 consists of several square membranes 5, here membrane pockets 5, which are wrapped around the slightly elongated permeate collecting tube 12.
  • Polyamide as a composite membrane
  • cellulose acetate cellulose acetate
  • aquaporins or polytetrafluoroethylene are used as membrane materials for the reverse, forward or electrodialysis membrane.
  • the wrapped membrane pockets 5 are in turn surrounded by an enveloping element 20.
  • individual fibers, fiber bundles or flat fabrics made of heat-resistant, alkali-resistant plastic are wound around the outer peripheral surface of the membrane 5 and embedded in epoxy resin.
  • the membrane pocket 5 is connected on the open side to the perforated or slotted permeate collecting tube 12.
  • the permeate spacer 10 is located in the membrane pocket between the membrane systems. Between the membrane pockets 5 there are feed spacers 4, which are also wound around the slightly elongated permeate collecting tube 12.
  • a part of the feed 17 to be prepared (also called feed stream 17), which reaches the front side 2 of the membrane device 1, passes through the membrane 5 and then leaves the membrane device 1 as a cleaned permeate 18 in the direction of the permeate collecting tube 12, while a second part of the feed stream 17 is guided past the membrane 5 as a cross flow and leaves the membrane device 1 on the outlet side 3 as retentate 19.
  • the partial stream referred to as retentate 19 additionally contains a large part of the components retained by membrane 5, while permeate 18 does not contain these components or only contains them to a very minor extent.
  • the publication US 2007/0068864 describes an example of a spiral winding element 1.
  • the permeate spacer 10 forms channels through which permeate 18 reaches the permeate collecting tube 12 inside the membrane pocket 5. Channels are formed by feed spacer 4, through which the feed stream 17 is guided over the upper membrane system 11 and the lower membrane system 9 of the membrane pocket 5.
  • the Feedspacer 4 ensure additional lent to turbulence in the flow and consequently to a reduction in the concentration polarization on the inlet side of the membrane layers and thus to an improved mass transfer.
  • Concentration polarization is the unwanted increase in concentration of a component on the membrane surface facing inlet 17.
  • the increase in concentration is particularly high in the immediate vicinity of the membrane surface and decreases with increasing distance from the membrane surface in the direction of the free solution.
  • This concentration gradient leads to an additional diffusive flux in the direction of the free solution J D.
  • the permeate flux Jw decreases in the direction of the membrane 5 with increasing concentration increase on the membrane surface. Under these conditions, the performance of the membrane 5 cannot be fully utilized.
  • the flow rate of the inlet 17 in the inlet-retentate channel is increased and the concentration polarization layer is thinner.
  • Usual empty pipe flow velocities in the feed concentrate channel in the x direction are in the range of 0.05-1 m / s.
  • FIG. 3 shows the structure of feed spacers 4, which are currently usually used. So-called network spacers have been used so far.
  • Netzspacer are layers made of a plastic grid or plastic fabric (e.g. polypropylene).
  • Linear elements of the network saver 4a, 4b and 4c, 4d, also called fibers, are arranged in such a way that they intersect and form quadrilaterals.
  • a distinction is generally made between two forms of quadrilaterals, quadrilateral (FIG. 3a) and diamond (FIG. 3b).
  • the linear elements 4a in FIG. 3a are arranged in such a way that they are in line with the direction of flow of the inlet 17 (x).
  • a layer of mostly parallel linear elements 4b lies below a second layer of mostly parallel layer on linear elements 4a, which are arranged obliquely to the upper layer (see FIG. 3c).
  • the linear elements 4b are arranged at an angle of 90 ° C in relation to the position of the linear element 4a.
  • a first layer of mostly parallel linear elements 4c lies below a second layer of mostly parallel linear elements 4d, which are arranged obliquely to the upper layer (see FIG. 3c)).
  • the linear elements 4c are arranged at an angle of 45 ° C in relation to the flow direction of the inlet (x).
  • the linear elements 4d are arranged at an angle of -45 ° C in relation to the flow direction of the inlet (x).
  • Feedspacer 4 are mainly manufactured in extrusion processes or 3D printing processes from thermoplastic plastics such as polypropylene or polyethylene, which is why the upper and lower layers of linear elements are fused together and the mesh fabric thus represents a uniform mesh structure.
  • Feedspacer 4 usually have a thickness of 0.66 m, 0.71 mm, 0.79 mm and 0.86 mm. Since thick feed spacers 4 take up a lot of volume in the membrane module 1, consequently less membrane area can be made available in a membrane module 1.
  • feed spacers 4 which have helical spacer elements.
  • the helical spacer elements allow an even more turbulent and non-uniform flow, as a result of which the concentration polarization is to be prevented to a greater extent in comparison to conventional feed spacers 4.
  • Spiral winding modules 1 are usually placed in a cylindrical pressure tube 21 during operation.
  • the pressure tube 21 has connections for the front inlet 24 (FIG. 4) and the discharge of the permeate 14 and concentrate 13.
  • Dimensions in which spiral winding modules 1 are commercially available are: 50 mm, 60 mm, 100 mm and 200 mm ( orthogonal to the axial direction, y) and 350 mm, 530 mm and 1000 mm (in the axial direction, x).
  • the pressure tubes 21 are constructed in such a way that they can accommodate an integer number of spiral winding modules 1, usually four to seven, one after the other.
  • Feed stream 17 is conducted in the axial direction (x) via the connection for feed stream 24 through front plate 25 into pressure pipe 21.
  • a permeate port adapter 22 connects the front plate 25 and the permeate tube 21 of the first spiral winding module 1. At the same time, it closes the front side of the permeate tube 21.
  • Each of the spiral winding modules 1 connected in series has two anti-spacing devices 15, which are connected to the cladding element 20 and the permeate collecting tube 12 on the end face 2 and on the downstream side 3.
  • the anti-spacing device 15 prevents the spiral-wound membrane systems 5 and feed spacer 4 from being displaced, for example when the spiral winding module 1 is subjected to hydraulic pressure.
  • a seal seals the space between the outer envelope element 20 and the pressure pipe 21 and thus prevents the feed stream 17 from penetrating into this intermediate area.
  • the permeate collecting tubes 12 of spiral winding modules 1 arranged one behind the other are connected to one another by an interconnector 23.
  • a pressure tube 21 with a plurality of spiral winding modules 1 connected in series results in a large membrane element 1.
  • Each pressure tube 21 can in turn be combined with further pressure tubes 21 in series or in parallel, as a result of which entire filtration systems are created. Filtration systems can optionally be operated with recirculation of the concentrate or in “single pass” mode.
  • Membrane processes such as reverse osmosis, nanofiltration and electrodialysis are characterized by the fact that hydraulic pressure is applied to one side of the semi-permeable membrane layer. Due to the pressure, a fluid passes through the membrane system, components being selectively retained on the membrane system.
  • the permeate flux (Jw) in the direction of a membrane 5 is defined as the volume flow of permeate 18 (usually in m 3 per hour) normalized to a membrane area (usually 1 m 2 ) which passes through the membrane 5.
  • the permeate flux is proportional to the transmembrane pressure difference (Dr) between inlet 17 and permeate 18 (see Marcel Mulder, “Basic Principles of Memrbane Technology”, 2nd Edition, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 1996 ) and can be determined as follows:
  • A is the permeability coefficient of membrane 5 for a liquid and Dc the osmotic pressure between inlet 17 and permeate 18 on the membrane surface.
  • the transmembrane pressure difference In order to overcome the natural process of osmosis, the transmembrane pressure difference must be greater than the prevailing osmotic pressure.
  • fouling The concentration increase and the accumulation of the less permeable components in the inlet 17 on the membrane surface or in the immediate vicinity of the membrane surface lead to the formation of deposits on the membrane 5 and the feed spacer 4.
  • This process is referred to as fouling.
  • Biofouling denotes the accumulation of microorganisms such as microalgae, fungi, protozoa or bacteria, associated with the formation of a bio film on the membrane systems and other components of a membrane module 1, such as the feed spacer 4.
  • the position of the biofilm 26 in a spiral winding module 1 is illustrated schematically in FIG. 5. Shown is a section of a spiral winding module 1 according to FIG.
  • a feed spacer 4 is arranged between the membrane systems 9 and 11. This forms channels for the water to be cleaned, so that it can reach the membrane 5.
  • the biofilm 26 forms on the side facing the feed stream 17 on the membrane 5 and on the outer surfaces of the individual fibers of the feed spacer 4. Biofouling leads to a number of effects that negatively affect the performance of membrane systems.
  • Biofouling increases the concentration polarization and leads to an additional, unwanted reduction in the permeate flux Jw in the direction of the membrane 5.
  • biofilm formed represents a diffusion barrier for permeable components (e.g. water molecules) before they can pass through the membrane 5.
  • permeable components e.g. water molecules
  • the formation of the biofilm 26 on the membrane reduces the effective permeability coefficient of the membrane A, which leads to an undesired reduction in the permeate flux in the direction of the membrane Jw.
  • biofilm 26 results in a narrowing of the flow cross section in the inlet retentate channel. This results in an increased pressure loss along the inlet retentate channel, since in most operating modes of a spiral winding module 1 the same amount of water is still passed in a cross flow past the separating membrane 5 and leaves the membrane module 1 as retentate.
  • biofouling also results in a reduced quality of the permeate, since on the one hand the biofilm 26 supports the accumulation of retained components in the immediate vicinity of the membrane surface (for example salt retention in the treatment of sea water) and thereby worsens the retention of substances, and on the other hand the biofilm 26 attacks the polymers of the separating membrane 5 through the microorganisms therein and thereby worsens the retention of undesired substances / components. Such irreversible damage ultimately leads to an exchange of the membranes 5.
  • the effects described above can be reduced by various known measures. For example, these are the discharge of the biofilm by rinsing the membrane module 1 (using chemicals or using water or air to generate shear forces), the pretreatment of the feed before it is fed into the membrane module (e.g. to kill / inactivate / remove Microorganisms from / in the feed stream or for the removal of organic substances which serve the microorganisms building up the biofilm as nutrients) or changing the properties of the separating membrane or the feed spacer (eg by means of hydrophilic, bactericidal and / or biocidal modifications / coatings).
  • these are the discharge of the biofilm by rinsing the membrane module 1 (using chemicals or using water or air to generate shear forces), the pretreatment of the feed before it is fed into the membrane module (e.g. to kill / inactivate / remove Microorganisms from / in the feed stream or for the removal of organic substances which serve the microorganisms building up the biofilm as nutrients) or changing the
  • a disadvantage of the measures mentioned is that the known measures counteract biofouling only to a certain degree, so that the pretreatment measures described have to be carried out continuously and the rinsing measures described have to be carried out regularly (in the event of an interruption of the membrane separation process). Also By changing the membrane or feedspacer properties, biofouling can only be reduced, but not prevented. Furthermore, the measures mentioned are on the one hand very complex in terms of process technology and on the other hand lead to increased operating and investment costs.
  • UV radiation can be divided into three wavelength ranges: approx. 200 nm to 280 nm (UV-C), approx. 280 nm to 315 nm (UV-B) and approx. 315 nm to 400 nm (UV-A) .
  • UV-C radiation in particular has a bactericidal effect due to direct, photochemical DNA damage. This is largely due to the UV-induced formation of nucleotide dimers in the DNA molecules. The formation of reactive oxygen species by radiation in the UV-A and UV-B wavelength range can also lead to oxidative damage to microorganisms.
  • UV radiation in the wavelength range from 250 to 260 nm has the highest bacteriocidal effect.
  • DNA absorbs most of the light, which leads to particularly high photochemical DNA damage.
  • a UV dose of approx. 200 to 340 joules per m 2 is necessary to inactivate the majority of pathogenic germs by 99 percent.
  • the effectiveness of UV radiation depends on many parameters such as the wavelength of UV radiation used, the type of bacterium and the composition of the water matrix.
  • UV radiation in the wavelength range ⁇ 200 nm (vacuum UV) is mainly not used for water disinfection due to the formation of unwanted by-products such as nitrite.
  • UV reactors which are used for water treatment.
  • Low-pressure mercury lamps or amalgam lamps are mostly used as UV sources, which are not in direct contact with the medium to be treated, but in a transparent, mostly made of Quartz glass, tube are covered.
  • the UV reactors described can only be used as a pretreatment measure for a spiral winding module.
  • the disadvantage of using UV reactors is that biofouling can only be counteracted to a certain degree. The growth of a biofilm directly on the membrane systems in the membrane module is not possible via an upstream UV reactor. Consequently, flushing measures for the spiral winding module must be carried out regularly (if the membrane separation process is interrupted).
  • a spatial combination of membrane module and UV radiation is known from US Pat. No. 5,862,449.
  • the membrane module which contains inorganic wood fiber membranes (microfiltration) and is placed in the water-bearing soil, is used for the photocatalytic in-situ treatment of groundwater.
  • the feed stream is fed into the interior of the wood fiber membrane (diameter 0.8-1.9 cm) and then filtered out through the membrane that forms the fiber wall.
  • UV-A light (wavelength 350 - 380 nm) is guided through an optical fiber into the interior of the capillary and is laterally decoupled to irradiate the membrane.
  • the membrane is impregnated with a UV-A active layer.
  • the UV-A radiation of the UV-A active material leads to the formation of chemically active centers, at which unwanted water components are broken down when the filter is passed.
  • a spatial combination of membrane module and UV radiation for water treatment is known from EP 2 409 954 A1.
  • the membrane module consists of capillary membranes which are irradiated with UV light from the outside or from the inside by glass fibers that emit UV light from the side.
  • the membrane as well as the glass fibers can be impregnated with a UV-active layer.
  • the UV radiation of the UV-active material leads to the formation of chemically active centers, at which unwanted water contents are broken down when the filter is passed.
  • the filter is formed from fibers, fiber bundles or fiber fabrics that emit UV light.
  • the pores of the filter are formed by the spaces between the fibers.
  • UV-active substances are immobilized on the fibers. Irradiation of the UV-active material by means of UV light leads to the formation of chemically active centers, at which unwanted water contents are broken down when the filter is passed.
  • a disadvantage of the membrane and filter devices mentioned is that the pore size of the membranes or filters used is too large to be used for reverse osmosis applications, as described above.
  • the described designs of the membrane and filter devices fundamentally differ from those of a spiral winding module and can in no way be transferred to the application example of a spiral winding module.
  • the UV light used in the above-mentioned membrane and filter devices mainly serves to form active centers on the UV-active substances.
  • light with wavelengths in the UV-A range (350 - 380 nm) is usually used, which contributes only to a limited extent to the photochemical inactivation / killing of microorganisms.
  • the object of the invention is to provide a membrane separation method and a membrane module which does not have the disadvantages of the prior art and considerably reduces the occurrence of biofouling.
  • the membrane method according to the invention and the device according to the invention each have the advantage over the prior art that by directly irradiating the surface of the separation membrane with UV light, biofouling on the membrane side facing the feed stream and thus directly at the point of origin, that is to say directly on the membrane and other membrane module components, is effectively prevented.
  • the membrane separation process is preferably a process for treating water.
  • the liquid stream is fed to a membrane module constructed using spiral winding technology, a first partial stream passing the separation membrane as a purified permeate and leaving the membrane module, and a second partial stream being passed the separation membrane and as an unpurified one , an additional part of the retentate having components retained by the separating membrane leaves the membrane module.
  • the separating membrane as well as the radiation element are part of a membrane module, a first partial flow passing through the separating membrane as a cleaned permeate and leaving the membrane module, and a second partial flow leading past the separating membrane and leaves the membrane module as an unpurified retentate containing an additional part of the components retained by the separating membrane.
  • the UV light irradiation takes place by means of an irradiation element which is integrated in the membrane module and in particular fulfills the function of a feed spacer.
  • the feed is preferably fed to a membrane module constructed using spiral winding technology.
  • the radiation element has a UV light source, a light coupling element, a light guiding element and a light coupling element.
  • the UV light generated in the UV light source is transferred via a light coupling element into a light guiding element, then guided to the light coupling element and then decoupled there.
  • the light decoupling element is preferably additionally impregnated or surrounded with UV-active substances (e.g. titanium dioxide), which additionally contribute to the destruction of the biofilm by irradiation with UV light.
  • UV-active substances e.g. titanium dioxide
  • the liquid stream is fed to a membrane designed as a flat membrane and dead-end filtration is carried out for the liquid treatment.
  • a part of the radiation element which couples out UV light is positioned in the immediate vicinity of the separating membrane or rests thereon.
  • the irradiation with UV light is carried out by means of a fabric and / or a scrim and / or a grating and / or a network which consists of irradiation element which is formed entirely or partially to the side of light-coupling optical fibers.
  • the irradiation elements preferably have light decoupling elements.
  • a further preferred embodiment of the present invention provides for light with a wavelength in the range from UV-A, UV-B and UV-C. Due to the very high biocidal effect, wavelengths in the UV-C range are preferred. When using titanium dioxide, light with a wavelength in the range of UV-A (approx. 365 nm) is preferred. to use. Wavelengths in the range of visible light should be avoided in order to avoid additional growth of the biofilm induced by visible light.
  • the separating membrane has the radiation element at least on the side through which the liquid to be treated is supplied.
  • the radiation element of the membrane has a feedthrough in a pressure tube of the membrane module and optionally a feedthrough in the interior of the membrane module.
  • the membrane is irradiated intermittently, pulsed or continuously via the radiation element.
  • the irradiation takes place with a constant irradiance and or that the irradiation takes place with a varying irradiance and.
  • the membrane separation process is a membrane separation process for the treatment of drinking water, municipal waste water, pre-treated municipal waste water, industrial water and / or saline water.
  • the membrane separation process is a membrane separation process, a microfiltration process, ultrafiltration process, nanofiltration process, forward omosis process, reverse osmosis process, membrane distillation process or electrodeionization process.
  • part of the irradiation element is formed as a fabric made of UV-light-emitting light-conducting fibers or UV-light-emitting light-fibers and non-UV-light-emitting plastic fibers.
  • the membrane module preferably has an inlet channel, a separating membrane and a radiation element.
  • the separating membrane is preferably arranged in the inlet channel.
  • the feed stream is preferably passed over the separating membrane.
  • the membrane module has a coupling device for connecting a light source. It is preferably provided that the radiation element has the coupling device.
  • the irradiation element has a light-guiding element for low-loss transmission of UV light through a bushing in the membrane module.
  • the irradiation element is designed in such a way that reflection takes place for the lateral decoupling of the light radiation.
  • the light decoupling element is designed in such a way that reflection takes place for the lateral decoupling of the light radiation.
  • the radiation element is designed as part of a feed spacer or as a feed spacer.
  • the inactivating effect of the UV radiation causes those micro- specifically inactivates organisms that adhere to the membrane surface and the feed spacer or that cross-flow through the inlet-retentate channel and leave the membrane module as retentate.
  • the light is preferably conducted from the light source into the light guide element.
  • a point light source for example one or more UV light-emitting light emitting diodes (UV LEDs) with the same or different emission wavelengths, is used as the light source.
  • a hollow cylinder with high UV reflection is preferably placed on the UV LED on the inside wall (eg polished inside cylinder made of aluminum or PTFE).
  • a lens, which is positioned directly on the LED and / or is located in the hollow cylinder can optionally help to focus the emitted light in such a way that the light is coupled into the light-guiding element more efficiently.
  • Individual optical fibers or bundles of optical fibers are preferably positioned on the opposite opening of the cylinder. These serve as light guiding elements.
  • further light sources such as, for example, mercury vapor pressure lamps, are used.
  • the emitted UV light is preferably bundled via reflectors and one or more lenses, so that it is coupled into individual optical fibers or the bundle of optical fibers.
  • the light source is located outside the membrane module.
  • the light guide element then guides the UV light from the light source into the membrane module.
  • optical fibers are used as the light-conducting element. These can be designed as mono- and multimodal optical fibers and consist of one or more cores and a cladding layer.
  • one or more protective layers made of plastic are provided outside the jacket, which protect the jacket from external influences.
  • the optical fibers preferably consist of solarization-resistant materials such as quartz glass, which has a high UV transmission. Alternatively, polymers can be used as the material, which have a high transmission for light in the UV wavelength range. Quartz glass-based optical fibers have a core of quartz glass and a e.g.
  • Polymeric optical fibers preferably have a core of polymethyl methacrylate (PMMA) or polydimethylsiloxane (PDMS) and one, e.g. with fluorine, doped cladding made of PMMA or PDMS.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • the coupled-in UV light is guided in the optical waveguide by means of reflection (in particular total reflection).
  • the spiral winding module the optical fibers are guided through a cable bushing into the interior of the pressure tube and passed there through the enveloping element of the spiral winding module. In this way, the optical fibers are fed to the wound membrane pockets.
  • the optical fibers are preferably also wrapped around the outer peripheral surface of the membrane and embedded in adhesives such as epoxy resin.
  • the light decoupling element is preferably designed as a mesh and / or fabric and / or scrim and / or grid. This preferably consists partly or completely of light-coupling optical fibers.
  • the laterally outcoupling optical fibers are a direct extension of the optical fibers which were used as the light-guiding element.
  • one or more optical fibers which couple out laterally are connected to an optical fiber which is used for optical guidance.
  • the mesh fabric is designed in such a way that it fulfills the function of a feed spacer.
  • the feed spacer is to be designed as a light decoupling element and additionally fulfills the function of a flow equalizing element.
  • the light decoupling element is preferably implemented by several linear elements of a network spacer.
  • Linear elements of a network spacer can either be designed completely as optical fibers that emit UV light or partially as optical fibers that emit UV light and plastic fibers that do not emit UV light (e.g. polypropylene).
  • the light decoupling element is preferably designed as a web-like fabric mat or laid mat made of individual optical fibers, optical fiber bundles and plastic fibers that do not emit UV light.
  • conventional network spacers made of plastic fibers (e.g. polypropylene) which do not emit UV light can be modified by adding (e.g. inserting or weaving in) individual optical fibers emitting UV light.
  • the feed spacer designed as a light decoupling element is thus the central component of the membrane module designed as a spiral winding module in terms of preventing biofouling.
  • This construction of a membrane module means that for the first time, direct radiation of all or at least parts of the membrane surface in a e.g. membrane module designed as a spiral winding module with UV light, which effectively counteracts the formation of a biofilm.
  • the light decoupling element is in the form of a feed spacer, it has properties very similar to those of a conventional feed spacer, whereby on the one hand the function of the objection to the separation membrane of the membrane pockets and thus the construction of a retentate channel is realized and on the other hand the direct irradiation of the Surface of the separation membrane with UV light is made possible.
  • the linear elements are printed using a 3D printing process.
  • the linear elements are preferably printed on the membrane by means of a 3D printing process.
  • Linear elements of the light decoupling element are preferably attached to one another or to one another using thermal processes (for example heat setting, calendering) and / or by means of adhesives (for example epoxy resins, polyurethane material systems) and / or by means of adhesive threads or hot melt adhesive threads and / or by means of ultrasonic welding crossing points fixed in order to achieve an increased mesh strength of the fabric or scrim.
  • thermal processes for example heat setting, calendering
  • adhesives for example epoxy resins, polyurethane material systems
  • adhesive threads or hot melt adhesive threads for example ultrasonic welding crossing points fixed in order to achieve an increased mesh strength of the fabric or scrim.
  • the UV light radiating effect of a linear light decoupling element can e.g. by partially removing the jacket or removing plastic protective layers of the jacket of an optical fiber (e.g. by etching processes or by mechanical treatment by e.g. compressed air jets with solid blasting media, laser-induced damage or targeted cuts). This can take place over a certain area or also selectively at one or more points of the linear light decoupling element.
  • scattering particles e.g. aluminum or polymer particles
  • a single optical fiber is particularly preferably connected to a single optical fiber that emits UV light. This can be done by connecting the two fibers e.g. Splices are done.
  • optical fiber and UV light-emitting optical fiber can also be produced from originally a continuous fiber. In this example, splicing is not necessary and the light guide and light decoupling element must be connected to one another.
  • the linear light-decoupling region can be encased with a plastic layer, preferably transparent to UV light, in order to ensure protection of the linear elements of the network spacers.
  • Irradiation of the membrane via the irradiation element can take place continuously at constant or varying irradiance, in pulsed fashion at the same or varying irradiance and pulse and pause durations of successive light pulses or intermittently with the same or varying irradiation duration, irradiation pause and irradiance between two irradiation intervals.
  • the feed stream is fed to a flat membrane, so-called dead-end filtration being carried out for liquid treatment, in which the feed stream is pumped against a surface membrane at low pressure (approximately 0.2-1 bar).
  • low pressure approximately 0.2-1 bar.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a membrane module with its material flows according to the prior art.
  • Figure 2 shows the basic structure of a spiral winding module according to the
  • Figure 3 shows feed spacers in diamond and square shape according to the state of the
  • Figure 4 shows the arrangement of a spiral winding module in a pressure tube.
  • FIG. 5 shows a membrane module according to FIG. 1 with a corresponding one
  • FIG. 6 shows an irradiation element according to a first example
  • FIG. 7 shows a membrane module according to a first exemplary embodiment of the present invention in a schematic illustration.
  • FIG. 8 shows a diaphragm module according to the state of the art with a flat diaphragm, a dead-end filtration being carried out for liquid treatment, in a basic illustration.
  • FIG. 9 shows a membrane module according to an exemplary embodiment of the present invention in a basic representation of an individual optical fiber in a tube or capillary membrane.
  • FIG. 10 shows a membrane module according to an exemplary embodiment of the present invention in a schematic representation of a capillary membrane in a capillary module.
  • FIG. 11 shows a section through a light decoupling element according to an exemplary embodiment of the present invention as a fabric and scrim in schematic representations.
  • FIG. 6 (aj) schematically shows an irradiation element 26 in a preferred embodiment of the invention as a mesh fabric.
  • the irradiation element 26 consists of UV light source 26d, light coupling element 26c, light guiding element 26b and light coupling element 26a.
  • the light guide element 26b is guided into the interior of the membrane module 1 via a bushing 27.
  • FIGS. 6a-6j show different embodiments of the irradiation element 26.
  • An irradiation element 26 can, according to an embodiment of the present ing invention can be realized. It is also conceivable to implement the radiation element 26 in accordance with a combination of the embodiments shown here.
  • FIG. 6 (a) shows an irradiation element 26.
  • the light decoupling element 26a consists of linear elements (eg polypropylene fibers) 26e which do not emit UV light and which run largely parallel to the direction of flow in the feed concentrate channel (x), and UV light radiating linear elements 26f (eg multimodal or monomodal glass fibers), which run at an angle (here 90 °) to this flow direction.
  • Each linear element 26f is coupled to a linear light-guiding element 26b, which in turn leads to the light-coupling element 26c.
  • the UV light-emitting linear elements 26f are connected to a single linear light-guiding element 26b. This is also passed through a bushing 27 into the interior of the membrane module 1.
  • the bushing 27 is integrated directly into the light coupling element 26c, so that no light guide element 26b is used between the bushing 27 and the light coupling element 26c.
  • UV-light-emitting linear elements 26f are designed such that both ends of the element are connected either to the same or to different (as shown) light-guiding elements 26b.
  • FIG. 6b shows an irradiation element 26.
  • the light decoupling element 26a consists of linear elements 26f that emit UV light, which run largely parallel to the direction of flow in the feed concentrate channel (x), and linear elements 26e that do not emit UV light, which in FIG run at an angle (here 90 °) to this flow direction.
  • FIG. 6c shows an irradiation element 26.
  • the light decoupling element 26a consists of non-UV light-emitting linear elements 26e, which run largely parallel to the flow direction in the feed concentrate channel (x), and any sequence of UV-light-emitting linear elements 26f and linear elements 26e which do not emit UV light and which run at an angle (here 90 °) to this flow direction.
  • FIG. 6d shows an irradiation element 26.
  • the light decoupling element consists of a combination of linear elements 26e that do not emit UV light and linear elements 26f that emit UV light.
  • An example here is an arrangement that does not emit UV light.
  • the linear elements 26e and UV light-emitting linear elements 26f are selected analogously to the embodiment in FIG. 6a.
  • an irradiation element can have one or more light sources which have one or more light sources 26d, separate light coupling elements 26c, light guide elements and bushings 27 in the interior of the membrane module.
  • FIG. 6e shows an irradiation element 26.
  • the light decoupling element 26a is largely analogous to the embodiment in FIG. 6 (c).
  • individual regions 26f which emit UV light are, however, not designed over the entire length of the radiation element 26, but rather only partially over a limited length of the radiation element 26.
  • FIG. 6f shows an irradiation element 26.
  • the light decoupling element 26a is formed with irregularly running linear elements 26f which emit linear UV light and which are introduced into a grid, mesh, scrim and / or fabric made of non-UV-emitting linear elements 26e.
  • the linear elements 26e which do not emit UV light are predominantly fixed to one another at crossing points 26g (for example by thermal processes such as heat setting or calendering and / or by means of adhesives (for example epoxy resins, polyurethane material systems) ), in order to achieve an increased mesh strength of the grid, net, scrim or fabric.
  • Linear elements 26f emitting UV light are only fixed at isolated points 26h, mostly in the outer region of the light decoupling element 26a either to linear elements 26e which do not emit UV light or to linear elements 26f which emit UV light (for example by thermal methods such as Heat setting or calendering and / or by means of adhesives (for example epoxy resins, polyurethane material systems).
  • FIG. 6 (h) shows an irradiation element 26.
  • the light decoupling element 26a is essentially made of linear elements 26e which do not emit UV light and which have one or more punctiform light decoupling points 26a.
  • FIG. 6 (k) shows an irradiation element 26.
  • the light decoupling element 26a is made of linear elements 26e and 26f, which are arranged at an angle (here approximately + 45 ° and - 45 °) in relation to the direction of flow of the inlet (x).
  • the linear elements are arranged in such a way that they intersect and form a diamond shape.
  • FIG. 6 (l) shows an irradiation element 26.
  • the light decoupling element 26a is made of linear elements.
  • FIG. 7 shows an example of the basic structure of the radiation element 26 in a structure of a spiral winding module 1, analogous to that described in FIG. 3, according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a feed spacer 4 instead of a conventional feed spacer 4 in the form of a conventional fabric mat formed from individual multi-strand strands, a feed spacer 4 designed as radiation element 26 is used in the construction of the spiral winding module 1.
  • the feed spacer 4 designed as an irradiation element 26 is also advantageously designed as a woven fabric (mat) with corresponding spacing elements, which in this case are made of linear elements 26e that do not emit UV light and linear elements 26f that emit UV light.
  • the spiral winding module 1 is formed or constructed by a plurality of membrane pockets 5, which are separated by radiation elements 26 and wound around a permeate collecting tube 12 and enclosed by an outer envelope element 20.
  • the light guide elements 26b are carried out 27a in different ways.
  • the passage 27a takes place exclusively either through the pressure pipe 21 or the front plate 25 or the rear plate (not shown) of a pressure pipe.
  • This third embodiment is preferably used when the light-guiding and light-coupling elements of the irradiation element run in the direction of flow x (see, for example, FIG. 6 (b)).
  • FIG. 8 shows a membrane module 1 according to the prior art with a flat membrane 3, a dead-end filtration being carried out for the liquid treatment.
  • FIG. 9 shows a membrane module according to an exemplary embodiment of the present invention in a schematic representation.
  • a separating membrane 3 is proposed which is provided on its inlet side with an irradiation element L, preferably also in the form of a fabric mat 5 made of optical fibers 4 or bundles made therefrom - or such a fabric mat 5 is arranged on this side of the separating membrane 10.
  • the supply of UV light takes place, as already described in the embodiment for the spiral winding module 1, via individual optical fibers 4, which are connected to a corresponding UV light source 7 via a coupling module 6.
  • the inventive arrangement of a Lichtlei ter fabric mat 5 on the inlet side on the separating membrane 3 greatly reduces the build-up of a corresponding filter cake K or delays it considerably, so cleaning and maintenance work or the replacement of the membrane have to be carried out considerably later .
  • FIG. 10 shows a diaphragm module according to an exemplary embodiment of the present invention in a basic illustration with a capillary membrane in capillary module 29.
  • the light source 26d is connected to the light-guiding element 26 via the light coupling element 26c, so that UV light from the light source 26d into the light-guiding element 26b can be coupled.
  • the light guide element 26b guides the UV light through the leadthrough 27 into the capillary module 29 or via light decoupling elements 26a into the capillary membrane 28.
  • FIG. 11 (a-d) shows a schematic section through a light decoupling element in exemplary embodiments as a scrim (FIG. 11 (a, b)) and fabric (FIG. 11 (c-e)).
  • FIG. 1 a shows a schematic section through a light decoupling element designed as a scrim.
  • a linear element 26f which emits UV light rests on a linear element 26e which does not emit UV light.
  • Figure 1 1 b shows a schematic section through a light decoupling element designed as a scrim.
  • a linear element 26a which emits UV light rests on a linear element 26a which emits UV light.
  • Figure 1 1c shows a schematic section through a light coupling element designed as a fabric.
  • a linear element 26f emitting UV light is placed over or under a linear element 26e not emitting UV light.
  • Figure 1 1 d shows a schematic section through a light decoupling element designed as a fabric.
  • a non-UV light linear element 26e is placed over or under a UV light linear element 26f.
  • Figure 1 1e shows a schematic section through a light decoupling element designed as a fabric.
  • a UV light-emitting linear element 26a is placed over or under a UV light-emitting linear element 26f.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Es wird ein Membrantrennverfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeit vorgeschlagen, wobei der Flüssigkeitsstrom einer aufzubereitenden Flüssigkeit über einen Zulauf (17) einer als Flachmembran ausgebildeten Trennmembran (5) zugeführt wird derart, dass ein gereinigtes Permeat (18) die Trennmembran (5) passiert, wobei die Trennmembran (5) zumindest auf ihrer dem Zulauf (17) zugewandten Seite mit UV-Licht bestrahlt wird, wobei die Bestrahlung mit UV-Licht mittels eines Geleges und/oder eines Gewebes und/oder eines Gitters und/oder eines Netzes, welches vollständig oder teilweise aus seitlich Licht auskoppelnden Lichtleitfasern (26f) ausgebildeten Bestrahlungselement (26) besteht, erfolgt. Weiterhin wird ein Membranmodul (1) vorgeschlagen.

Description

BESCHREIBUNG
Membrantrennverfahren und Membranmodul zur Aufbereitung von Flüssigkeiten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Membrantrennverfahren zur Aufbereitung von Flüssig keit
Durch Membranmodule 1 (auch als Membranvorrichtung bezeichnet) werden einige Kompo- nenten (z.B. partikuläre, gelöste anorganische oder organische Wasserinhaltsstoffe oder Mikroorganismen) im Zulauf 17 des Membranmoduls 1 mittels Trennmembranen 5 (im Fol- genden auch einfach als Membranen bezeichnet) selektiv zurückgehalten und verlassen die Membranvorrichtung 1 als Konzentrat 19. Andere Komponenten (z.B. Wassermoleküle) pas- sieren die Membran 5 als Permeat 18 (Figur 1 ). Die Erfindung ist auf Flüssigkeiten im All- gemeinen anwendbar. Der Einfachheit halber ist hier jedoch oft von Wasser die Rede. Der Fachmann versteht, dass statt Wasser auch andere Flüssigkeiten gemeint sein können.
Membrantrennverfahren (auch einfach Membranverfahren genannt) wie Umkehrosmose, Nanofiltration und Elektrodialyse werden unter anderem zur Aufbereitung von Flüssigkeiten verwendet. Ausgegangen wird insbesondere von Verfahren zur Entfernung von Salzen, ge- lösten organischen Wasserinhaltsstoffen sowie Kolloiden wie z.B. Huminstoffen. Dies schließt unter anderem folgende Anwendungsgebiete ein: Meer- oder Brackwasserentsal- zung, Aufbereitung von Trink- und Brauchwasser, Reinstwasserherstellung, Abwasserbe- handlung oder zur Aufkonzentration von Flüssigkeiten in der Lebensmittelindustrie. In den genannten Anwendungsgebieten wird ein hoher Rückhalt bestimmter Komponenten bei gleichzeitig hohem Permeatflux Jw angestrebt.
Entsprechend der Porenweite der verwendeten Membran werden Membranverfahren in Mik- rofiltration (0.1 - 10 Mikrometer), Ultrafiltration (0.01 - 0.1 Mikrometer), Nanofiltration (0.001 - 0.01 Mikrometer) und Umkehrosmose, Vorwärtsosmose bzw. Elektrodialyse (< 0.001 Mik- rometer) unterschieden. Mikrofiltrationsmembranen werden üblicherweise zum Rückhalt von Komponenten einer Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser, also partikulärer Wasserinhalts- stoffe eingesetzt. Ultrafiltrationsmembranen halten gelöste Wasserinhaltsstoffe einer Mole- külgröße von bis zu 5000 Da zurück. Nur einige wenige Komponenten (z.B. Salze) passieren Nanofiltrationsmembranen. Umkehrosmose-, Vorwärtsosmose- bzw. Elektrodialysemembra- l nen halten nahezu alle Komponenten im Wasser zurück. Die Erfindung betrifft insbesondere Membranen und Membranverfahren der beiden letztgenannten Kategorien - Nanofiltration und Umkehrosmose, Vorwärtsosmose, Elektrodialyse.
Prozesstechnisch werden Membranen 5 in Membranvorrichtungen 1 eingesetzt. Das Spiral wickelmodul ist die am häufigsten verwendete Membranvorrichtung 1 für Umkehrosmose-, Nanofiltrations- und Elektrodialysemembranen.
Ein Spiralwickelmodul 1 ist schematisch beispielhaft in Figur 2 dargestellt. Das Spiralwi- ckelmodul 1 besteht aus mehreren viereckigen Membranen 5, hier Membrantaschen 5, wel- che um das leicht verlängerte Permeatsammelrohr 12 gewickelt sind. Als Membranmateria- lien für Umkehr-, Vorwärts oder Elektrodialysemembran kommen unter anderem Polyamid (als Kompositmembran), Celluloseacetat, Aqaporine oder Polytetrafluorethylen). Die einge- wickelten Membrantaschen 5 sind wiederum von einem Hüllelement 20 umgeben. Um das Hüllelement 20 herzustellen, werden einzelne Fasern, Faserbündel oder flächige Gewebe aus hitzebeständigem, alkaliresistentem Kunststoff um die äußere periphere Oberfläche der Membran 5 gewickelt (umsponnen) und in Epoxidharz eingebettet.
Zwei Membranlagen, 9 und 11 , welche an drei Seiten (hier Stirnseite 6, obere Seite 7 und Ablaufseite 8) verschlossen sind, bilden eine Membrantasche 5. Die Membrantasche 5 ist an der offenen Seite an das perforierte oder geschlitzte Permeatsammelrohr 12 angeschlossen. Zwischen den Membranlagen befindet sich in der Membrantasche der Permeatspacer 10. Zwischen den Membrantaschen 5 befinden sich Feedspacer 4, welche ebenfalls um das leicht verlängerte Permeatsammelrohr 12 gewickelt sind. Ein Teil des aufzubereitenden Zu- laufs 17 (auch Feedstrom 17 genannt), welcher stirnseitig 2 in die Membranvorrichtung 1 gelangt, passiert die Membran 5 und verlässt die Membranvorrichtung 1 anschließend als gereinigtes Permeat 18 in Richtung Permeatsammelrohr 12, während ein zweiter Teil des Feedstroms 17 an der Membran 5 als Querstrom vorbeigeführt wird und die Membranvor- richtung 1 ablaufseitig 3 als Retentat 19 verlässt. Der als Retentat 19 bezeichnete Teilstrom enthält im Vergleich zum Feedstrom 17 zusätzlich einen Großteil der durch die Membran 5 zurückgehaltenen Komponenten, während das Permeat 18 diese Komponenten nicht oder nur noch sehr unwesentlich enthält. Die Druckschrift US 2007/0068864 beschreibt beispiel haft ein Spiralwickelelement 1.
Durch den Permeatspacer 10 werden Kanäle gebildet, durch die Permeat 18 im Inneren der Membrantasche 5 zum Permeatsammelrohr 12 gelangt. Durch Feedspacer 4 werden Kanäle gebildet, durch die der Feedstrom 17 über die obere Membranlage 11 und die untere Memb- ranlage 9 der Membrantasche 5 geführt wird. Insbesondere die Feedspacer 4 sorgen zusätz- lieh zu Verwirbelungen der Strömung und folglich zu einer Verringerung der Konzentrations- Polarisation auf der Zulaufseite der Membranlagen und somit zu einem verbesserten Stoff- austausch.
Konzentrationspolarisation ist die ungewollte Konzentrationüberhöhung einer Komponente an der, dem Zulauf 17 zugewandten, Membranoberfläche. Die Konzentrationsüberhöhung ist in unmittelbarer Nähe zur Membranoberfläche besonders hoch und nimmt mit zunehmen- dem Abstand zur Membranoberfläche in Richtung der freien Lösung ab. Dieser Konzentrati- onsgradient führt zu einem zusätzlichen diffusiven Flux in Richtung der freien Lösung JD. Als Folge dessen nimmt der Permeatflux Jw in Richtung der Membran 5 mit zunehmender Kon- zentrationsüberhöhung an der Membranoberfläche ab. Unter diesen Bedingungen kann die Leistungsfähigkeit der Membran 5 nicht vollständig ausgenutzt werden.
Zum Beispiel durch die Verwendung eines dünneren Feedspacers 4 wird die Fließgeschwin- digkeit des Zulaufes 17 im Zulauf-Retentat-Kanal erhöht und die Konzentrationspolarisati- onsschicht dünner. Übliche Leerrohr-Fließgeschwindigkeiten im Feed-Konzentrat-Kanal in x- Richtung liegen im Bereich von 0.05 - 1 m/s.
Figur 3 zeigt den Aufbau von Feedspacern 4, welche derzeit üblicherweise eingesetzt wer- den. Bisher werden sogenannte Netzspacer verwendet. Netzspacer sind Lagen aus einem Kunststoffgitter oder Kunststoffgewebe (z.B. Polypropylen). Lineare Elemente des Netzspa- cers 4a, 4b und 4c, 4d, auch Fasern genannt, sind derart angeordnet, dass sie sich kreuzen und Vierecke bilden. Hierbei werden generell zwei Formen an Vierecken unterschieden, Viereck (Figur 3a) und Diamant (Figur 3b).
Die linearen Elemente 4a in Figur 3a sind in einer Weise angeordnet, dass sie sich in einer Linie mit der Fließrichtung des Zulaufes 17 (x) befinden. Hierbei liegt eine Lage von zumeist parallel verlaufenden linearen Elementen 4b unterhalb einer zweiten Lage zumeist parallel verlaufender Lage an linear Elemente 4a, welche schräg zur oberen Lage angeordnet sind (siehe Figur 3c). Die linearen Elementen 4b sind in einem Winkel von 90°C im Verhältnis zur Lage des linearen Elementes 4a angeordnet. In einer zweiten Version der Netzspacer (Figur 3b) liegt eine erste Lage von zumeist parallel verlaufenden linearen Elementen 4c unterhalb einer zweiten Lage zumeist parallel verlaufender linearer Elemente 4d, welche schräg zur oberen Lage angeordnet sind (siehe Figur 3c)). Die linearen Elementen 4c sind in einem Winkel von 45°C im Verhältnis zur Fließrichtung des Zulaufes (x) angeordnet. Die linearen Elementen 4d sind in einem Winkel von -45°C im Verhältnis zur Fließrichtung des Zulaufes (x) angeordnet. Feedspacer 4 werden vornehmlich in Extrusionsverfahren oder 3D- Druckverfahren aus thermoplastischen Kunststoffen wir Polypropylen oder Polyethylen her- gestellt, weshalb die obere und untere Lage linearer Elemente miteinander verschmolzen ist und das Netzgewebe somit eine einheitliche Netzstruktur darstellt. Üblicherweise besitzen Feedspacer 4 eine Dicke von 0.66 m, 0.71 mm, 0.79 mm und 0.86 mm. Da dicke Feedspacer 4 viel Volumen im Membranmodul 1 einnehmen, kann folglich weniger Membranfläche in einem Membranmodul 1 zur Verfügung gestellt werden.
Aus den Druckschriften EP 2 143 480 A1 und WO 2004 / 112 945 sind weiterhin Feedspacer 4 bekannt, welche helixförmige Spacerelemente aufweisen. Die helixförmigen Spacerele- mente erlauben eine noch turbulentere und ungleichmäßige Strömung, wodurch die Kon- zentrationspolarisation im Vergleich zu herkömmlichen Feedspacern 4 in einem höherem Maße verhindert werden soll.
Spiralwickelmodule 1 werden im Betrieb üblicherweise in einem zylindrischen Druckrohr 21 platziert. Das Druckrohr 21 besitzt Anschlüsse für den stirnseitigen Zulauf 24 (Figur 4) sowie die Abführung des Permeates 14 und Konzentrates 13. Maße, in welchen Spiralwickelmodu- le 1 kommerziell angeboten werden, betragen: 50 mm, 60 mm, 100 mm und 200 mm (ortho- gonal zur axialen Richtung, y) und 350 mm, 530 mm und 1000 mm (in axialer Richtung, x).
Die Druckrohre 21 sind derart konstruiert, dass sie eine ganzzahlige Anzahl an Spiralwickel- modulen 1 , üblicher Weise vier bis sieben, hintereinander aufnehmen können. Der
Feedstrom 17 wird in axialer Richtung (x) über den Anschluss für den Feedstrom 24 durch die Frontplatte 25 in das Druckrohr 21 geleitet. Ein Permeat-Port-Adapter 22 verbindet die Frontplatte 25 und das Permeatrohr 21 des ersten Spiralwickelmoduls 1. Gleichzeitig ver- schließt er das Permeatrohr 21 stirnseitig 2. Jedes der in Reihe geschalteten Spiralwickel- module 1 besitzt zwei Anti-Spacing-Device 15, welche mit dem Hüllelement 20 sowie dem Permeatsammelrohr 12 stirnseitig 2 und abstromseitig 3 verbunden sind. Das Anti-Spacing- Device 15 verhindert das Verschieben der spiralförmig aufgewickelten Membranlagen 5 und Feedspacer 4, z.B. bei Beaufschlagung des Spiralwickelmodules 1 mit hydraulischem Druck. In einer Ausführung des Anti-Spacing-Device 15 dichtet eine Dichtung den Zwischenraum zwischen äußerem Hüllelement 20 und dem Druckrohr 21 ab und verhindert somit ein Ein- dringen des Feedstroms 17 in diesen Zwischenbereich. Die Permeatsammelrohre 12 hinter- einander angeordneter Spiralwickelmodule 1 werden durch einen Interconnector 23 mitei- nander verbunden. Ein Druckrohr 21 mit mehreren, hintereinander geschalteten Spiralwi- ckelmodulen 1 ergibt ein großes Membranelement 1. Jedes Druckrohr 21 kann wiederrum mit weiteren Druckrohren 21 in Reihe oder parallel kombiniert werden, wodurch ganze Filtra- tionssysteme entstehen. Filtrationssystem können optional mit einer Rezirkulation des Kon- zentrates oder im„single pass“ Modus betrieben werden. Membranverfahren wie Umkehrosmose, Nanofiltration und Elektrodialyse zeichnen sich dadurch aus, dass ein hydraulischer Druck auf einer Seite der semipermeablen Membranla- ge angelegt wird. Durch den Druck passiert ein Fluid die Membranlage, wobei Komponenten selektiv an der Membranlage zurück gehalten werden. Der Permeatflux (Jw) in Richtung ei- ner Membran 5 ist definiert als der auf eine Membranfläche (in der Regel 1 m2) normierte Volumenstrom an Permeat 18 (in der Regel in m3 pro h) welcher die Membran 5 passiert. Für Flüssigkeiten ist der Permeatflux proportional zum transmembranen Druckdifferenz (Dr) zwi- schen dem Zulauf 17 und dem Permeat 18 (siehe Marcel Mulder,„Basic Principles of Memrbane Technology“, 2nd Edition, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Nether- lands, 1996) und lässt sich wie folgt bestimmen:
Jw = A (Dr - Dc)
Hier ist A der Permeabilitätskoeffizient der Membran 5 für eine Flüssigkeit und Dc der osmo- tische Druck zwischen Zulauf 17 und Permeat 18 an der Membranoberfläche. Um den natür- lichen Prozess der Osmose zu überwinden, muss die transmembrane Druckdifferenz größer als der vorherrschende osmotische Druck sein.
Durch die Konzentrationsüberhöhung und der Anlagerung der im Zulauf 17 befindlichen, weniger permeablen, Komponenten an der Membranoberfläche oder in unmittelbarer Nähe der Membranoberfläche kommt es zur Bildung von Belägen an der Membran 5 und dem Feedspacer 4. Dieser Prozess wird als Fouling bezeichnet. Es kann zwischen folgenden Arten von Fouling unterschieden werden: organisches Fouling, kolloidales Fouling, Scaling und Biofouling. Mit Biofouling wird die Anlagerung von Mikroorganismen wie beispielsweise Mikroalgen, Pilzen, Protozoen oder Bakterien, verbundenen mit der Ausbildung eines Bio- films auf den Membranlagen und anderen Bauteilen eines Membranmoduls 1 , wie zum Bei- spiel dem Feedspacer 4, bezeichnet. Die Lage des Biofilms 26 in einem Spiralwickelmodul 1 ist schematisch in Figur 5 veranschaulicht. Dargestellt ist ein Ausschnitt aus einem Spiralwi- ckelmodul 1 gemäß Figur 2 mit einem Feedstrom 17, einem die untere Membranlage 9 und die obere Membranlage 1 1 passierenden Permeatstrom 18 sowie einem an den Membranla- gen 9 und 1 1 vorbeigeführten Konzentratstrom 19. Zwischen den Membranlagen 9 und 11 ist ein Feedspacer 4 angeordnet. Durch diesen werden Kanäle für das zu reinigende Wasser bildet, so dass dieses die Membran 5 erreichen kann. Der Biofilm 26 bildet sich an der, dem Feedstrom 17 zugewandten Seite auf der Membran 5 sowie den äußeren Oberflächen der Einzelfasern des Feedspacers 4. Biofouling führt zu einer Reihe an Effekten, welche die Leistungsfähigkeit von Membransys- temen negativ beeinflussen.
Biofouling erhöht die Konzentrationspolarisation und führt zu einer zusätzlichen, ungewollten Reduktion des Permeatfluxes Jw in Richtung der Membran 5.
Weiterhin stellt der gebildete Biofilm eine Diffusionsbarriere für permeable Komponenten (z.B. Wassermoleküle) dar, bevor diese die Membran 5 passieren können. Durch die Ausbil- dung des Biofilms 26 auf der Membran sinkt der effektive Permeabilitätskoeffizient der Membran A, was zu einer ungewollten Verringerung des Permeatfluxes in Richtung der Membran Jw führt.
Ferner resultiert durch den Biofilm 26 eine Verengung des Fließquerschnittes im Zulauf- Retentat-Kanal. Daraus folgt ein erhöhter Druckverlust entlang des Zulauf-Retentat-Kanals, da in den meisten Betriebsweisen eines Spiralwickelmoduls 1 nach wie vor dieselbe Was- sermenge im Querstrom an der Trennmembran 5 vorbeigeführt wird und das Membranmodul 1 als Retentat verlässt.
Schließlich hat das Biofouling auch eine verminderte Qualität des Permeats zur Folge, da zum einen der Biofilm 26 die Akkumulation von zurückgehaltenen Komponenten in direkter Nähe der Membranoberfläche unterstützt (z.B. Salzrückhalt bei der Aufbereitung von Meer- wasser) und dadurch den Stoffrückhalt verschlechtert, und zum anderen der Biofilm 26 durch die darin befindlichen Mikroorganismen die Polymere der Trennmembran 5 angreift und hierdurch den Rückhalt von ungewünschten Stoffen/Komponenten verschlechtert. Solche irreversible Beschädigungen führen letztendlich zwangsweise zu einem Austausch der Membranen 5.
Die oben beschriebenen Effekte lassen sich durch verschiedene bekannte Maßnahmen vermindern. Beispielsweise sind dies der Austrag des Biofilms durch Spülen des Membran- moduls 1 (mittels Chemikalien oder unter Einsatz von Wasser oder Luft zur Erzeugung von Scherkräften), die Vorbehandlung des Zulaufes bevor dieser in das Membranmodul geleitet wird (z.B. zur Abtötung/Inaktivierung/Entfernung von Mikroorganismen aus/im Zulaufstrom oder zur Entfernung organischer Substanzen, welche den Biofilm aufbauenden Mikroorga- nismen als Nährstoff dienen) oder das Verändern der Eigenschaften der Trennmembran oder des Feedspacers (z.B. mittels hydrophiler, bakterizider und/oder biozider Modifizierun- gen/Beschichtungen).
Nachteilig an den genannten Maßnahmen ist, dass die bekannten Maßnahmen Biofouling nur bis zu einem gewissen Grad entgegenwirken, so dass die beschriebenen Vorbehand- lungsmaßnahmen kontinuierlich und die beschriebenen Spülmaßnahmen regelmäßig (bei einer Unterbrechung des Membrantrennverfahrens) durchgeführt werden müssen. Auch durch das Verändern der Membran- oder Feedspacereigenschaften kann das Biofouling le- diglich vermindert, nicht aber unterbunden werden. Ferner sind die genannten Maßnahmen zum einen prozesstechnisch sehr aufwändig und führen zum anderen zu erhöhten Betriebs- und Investitionskosten.
Zur Abtötung/Inaktivierung von Mikroorganismen im Zulaufstrom zur Vermeidung oder Ver- ringerung der durch Biofouling hervorgerufenen Auswirkungen werden bislang verschiedene Maßnahmen ergriffen. Am weitaus häufigsten werden der aufzubereitenden Flüssigkeit Bio- zide oder Biostatika beigefügt, die auf Mikroorganismen abtötend oder wachstumshemmend wirken sollen. Derartige Zugaben sind jedoch oft nur in hohen Konzentrationen wirksam, können bereits vorhandene Beläge oft nur ungenügend oder gar nicht entfernen und können sich sogar schädigend auf die Membran und deren Leistung auswirken.
Zur Abtötung/Inaktivierung von Mikroorganismen im Zulaufstrom kommt weiterhin auch bak- terizid wirkende UV Bestrahlung zur Anwendung. UV-Strahlung kann in drei Wellenlängen- bereiche unterteilt werden: ca. 200 nm bis 280 nm (UV-C), ca. 280 nm bis 315 nm (UV-B) und ca. 315 nm bis 400 nm (UV-A). Insbesondere UV-C Strahlung wirkt bakterizid durch di- rekte, photochemische DNA Schädigung. Diese erfolgt maßgeblich durch die UV-induzierte Bildung von Nucleotid-Dimeren in den DNA Molekülen. Die Bildung reaktiver Sauerstoffspe- zies durch Bestrahlung im UV-A und UV-B Wellenlängenbereich kann ebenfalls zu oxidativer Schädigung an Mikroorganismen führen.
Die höchste bakteriozide Wirkung besitzt jedoch UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 250 bis 260 nm. In diesem Wellenlängenbereich absorbiert DNA das meiste Licht, was zu einer besonders hohen photochemische DNA Schädigung führt. Eine UV-Dosis von ca. 200 bis 340 Joule pro m2 ist notwendig, um eine Inaktivierung des Großteils pathogener Keime von 99 Prozent zu erreichen. Unter realen Bedingungen ist die Wirksamkeit von UV- Strahlung von vielen Parametern wie der verwendeten Wellenlänge des UV-Strahlung, der Art des Bakteriums sowie der der Zusammensetzung der Wassermatrix abhängig. UV- Strahlung im Wellenlängenbereich <200 nm (Vakuum-UV) wird zur Wasserdesinfektion, auf Grund der Bildung ungewollter Nebenprodukte, wie zum Beispiel Nitrit, vorwiegend nicht verwendet.
Die Druckschrift US 2004 / 0232846 beschreibt einen typischen UV-Reaktor, welcher zur Wasseraufbereitung eingesetzt wird. Als UV-Quelle werden zumeist Niederdruck- Quecksilberstrahler oder Amalganstrahler eingesetzt, welche nicht unmittelbar mit dem zu behandelnden Medium in Kontakt stehen, sondern in einem transparenten, zumeist aus Quarzglas ausgeführten, Rohr ummantelt sind. Die beschriebenen UV-Reaktoren können ausschließlich als Vorbehandlungsmaßnahme für ein Spiralwickelmodul eingesetzt werden. Nachteilig am Einsatz von UV-Reaktoren ist, dass dem Biofouling nur bis zu einem gewissen Grad entgegenwirkt werden kann. Das Wachstum eines Biofilms unmittelbar auf den Memb- ranlagen im Membranmodul ist über einen vorgeschalteten UV-Reaktor nicht möglich. Folg- lich müssen Spülmaßnahmen für das Spiralwickelmodul regelmäßig (bei einer Unterbre- chung des Membrantrennverfahrens) durchgeführt werden.
Aus der Druckschrift US 5 862 449 A ist eine räumliche Kombination von Membranmodul und UV-Bestrahlung bekannt. Das Membranmodul, welches anorganische Holfasermembra- nen (Mikrofiltration) beinhaltet und im wasserführenden Boden platziert ist, wird zur photoka- talytischen in-situ Aufbereitung von Grundwasser verwendet. Der Feedstrom wird in das In- nere der Holfasermembran (Durchmesser 0,8 - 1 ,9 cm) geleitet und anschließend durch die Membran, welche die Faserwandung bildet, nach außen filtriert. UV-A Licht (Wellenlänge 350 - 380 nm) wird über eine optische Faser in den Innenraum der Kapillare geführt und dort seitlich ausgekoppelt, um die Membran zu bestrahlen. Die Membran ist mit einer UV-A- aktiven Schicht imprägniert. Durch die UV-A Bestrahlung des UV-A-aktiven Materials kommt es zur Bildung chemisch aktiver Zentren, an welchen ungewollte Wasserinhaltsstoffe bei passieren des Filters abgebaut werden.
Aus der Druckschrift EP 2 409 954 A1 ist eine räumliche Kombination von Membranmodul und UV-Bestrahlung zur Wasseraufbereitung bekannt. Das Membranmodul besteht aus Ka- pillarmembranen, welche durch seitlich UV-Licht abstrahlende Glasfasern von außen oder von innen mit UV-Licht bestrahlt werden. Die Membran wie auch die Glasfasern können mit einer UV-aktiven Schicht imprägniert sein. Durch die UV Bestrahlung des UV-aktiven Materi- als kommt es zur Bildung chemisch aktiver Zentren, an welchen ungewollte Wasserinhalts- stoffe bei passieren des Filters abgebaut werden.
Aus den Druckschriften DE 69 729 513 T2 und US 6 764 655 B1 sind räumliche Kombinatio- nen von Filtern und UV-Bestrahlung bekannt. Der Filter wird aus UV-Licht abstrahlenden Fasern, Faserbündeln oder Fasergeweben gebildet. Die Poren des Filters werden durch die Zwischenräume zwischen den Fasern gebildet. Auf den Fasern sind UV-aktive Substanzen immobilisiert. Durch die Bestrahlung des UV-aktiven Materials mittel UV-Licht kommt es zur Bildung chemisch aktiver Zentren, an welchen ungewollte Wasserinhaltsstoffe bei passieren des Filters abgebaut werden. Nachteilig an den genannten Membran- und Filtervorrichtungen ist, dass die Porenweite der eingesetzten Membranen bzw. Filter zu groß ist, um, wie oben beschrieben, für Anwendun- gen der Umkehrosmose eingesetzt zu werden. Weiterhin unterscheiden sich die beschriebe- nen Ausführungen der Membran- und Filtervorrichtungen grundsätzlich von denen eines Spiralwickelmoduls und können in keiner Weise auf das Anwendungsbeispiel eines Spiralwi- ckelmoduls übertragen werden. Zusätzlich dient das in den genannten Membran- und Filter- vorrichtungen eingesetzte UV-Licht vorwiegend der Bildung aktiver Zentren an den UV- aktiven Substanzen. Hierfür wird üblicher weise Licht mit Wellenlängen im UV-A Bereich (350 - 380 nm) eingesetzt, welches nur bedingt zur photochemischen Inaktivierung/Abtötung von Mikroorganismen beiträgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Membrantrennverfahren sowie eine Memb- ranmodul zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht auf- weist und das Auftreten von Biofouling erheblich reduziert.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Membranverfahren und ein Membranmodul gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.
Das erfindungsgemäße Membranverfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung haben gegenüber dem Stand der Technik jeweils den Vorteil, dass durch eine unmittelbare Bestrah- lung der Oberfläche der Trennmembran mit UV-Licht das Biofouling auf der dem Feedstrom zugekehrten Membranseite und somit direkt am Ort des Entstehens, das heißt direkt an der Membran und anderen Membranmodulkomponenten, effektiv unterbunden wird. Vorzugs- weise ist das Membrantrennverfahren ein Verfahren zur Aufbereitung von Wasser.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Flüssigkeitsstrom einem in Spiralwickeltechnik aufgebauten Membranmodul zu geführt wird, wobei ein erster Teilstrom die Trennmembran als gereinigtes Permeat passiert und das Membranmodul verlässt, und dass ein zweiter Teilstrom an der Trennmembran vorbeigeführt wird und als ungereinigtes, einen zusätzlichen Teil der durch die Trennmembran zurückge- haltenen Komponenten aufweisendes Retentat das Membranmodul verlässt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Trennmemnbran wie auch das Betrahlungselement Bestandteil eines Membranmoduls sind, wobei ein erster Teilstrom die Trennmembran als gereinigtes Permeat passiert und das Membranmodul verlässt, und dass ein zweiter Teilstrom an der Trennmembran vorbeigeführt wird und als ungereinigtes, einen zusätzlichen Teil der durch die Trennmembran zurückge- haltenen Komponenten aufweisendes Retentat das Membranmodul verlässt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die UV-Lichtbestrahlung mittels eines Bestrahlungselementes erfolgt, welches in das Membranmodul integriert ist und insbesondere die Funktion eines Feedspacers erfüllt. Vor- zugsweise wird der Zulauf einem in Spiralwickeltechnik aufgebautem Membranmodul zuge- führt. Das Bestrahlungselement weist eine UV-Lichtquelle, einen Lichteinkopplungselement, ein Lichtleitungselement und ein Lichtauskopplungselement auf. Hierbei wird das, in der UV- Lichtquelle erzeugte, UV Licht über ein Lichteinkopplungselement in ein Lichtleitungselement überführt, anschließend zum Lichtauskopplungselement geleitet und anschließend dort aus- gekoppelt.
Das Lichtauskopplungselement, ist vorzugsweise zusätzlich mit UV-aktiven Substanzen (z.B. Titandioxid) imprägniert oder umgeben, welche durch die Bestrahlung mit UV-Licht zusätz- lich zur Abtötung des Biofilms beitragen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Flüssigkeitsstrom einer als Flachmembran ausgebildeten Membran zugeführt und zur Flüssigkeitsaufbereitung eine Dead-End-Filtration durchgeführt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein UV-Licht auskoppelnder Teil des Bestrahlungselementes in unmittelbarer Nähe zur Trennmembran positioniert ist oder auf dieser aufliegt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Bestrahlung mit UV-Licht mittels eines Gewebes und/oder eines Geleges und/oder eines Gitters und/oder eines Netzes welches vollständig oder teilweise seitlich Licht auskoppelnden Lichtleitfasern ausgebildeten Bestrahlungsele- ment besteht, erfolgt.
Vorzugsweise weisen die Bestrahlungselemente Lichtauskopplungselemente auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, mit Licht einer Wellenlänge im Bereich von UV-A, UV-B und UV-C. Wellenlängen im Bereich UV-C sind aufgrund der sehr hohen bioziden Wirkung bevorzugt einzusetzen. Bei Einsatz von Titandioxid ist vorzugsweise Licht einer Wellenlänge im Bereich von UV-A (ca. 365 nm) einzusetzen. Wellenlängen im Bereich des sichtbaren Lichtes sind zu vermeiden, um ein zusätzliches, durch sichtbares Licht induziertes, Wachstum des Biofilms zu vermeiden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Trennmembran das Bestrahlungselement zumindest auf der Seite über die ihr die aufzubereitende Flüssigkeit zugeführt wird aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Bestrahlungselement der Membran über eine Durchführung in ein Druckrohr des Membranmoduls und optional über eine Durchführung in das Innere des Membranmoduls verfügt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Bestrahlung der Membran über das Bestrahlungselement intermittierend, pulsartig oder kontinuierlich erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Bestrahlung bei gleichbleibender Bestrahlungsstärke und erfolgt oder dass die Be- strahlung bei variierender Bestrahlungsstärke und erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Membrantrennverfahren ein Membrantrennverfahren zur Aufbereitung von Trink- wasser, kommunalem Abwasser, Voraufbereiteten kommunalen Abwasser, Industriewässern und/oder salzhaltigen Wässern geeignet ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Membrantrennverfahren ein Membrantrennverfahren ein Mikrofiltrationsverfahren, Ultrafiltrationsverfahren, Nanofiltrationsverfahren, Vorwärtsomoseverfahren, Umkehrosmo- severfahren, Membrandestillationsverfahren oder Elektrodeionisationsverfahren ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass ein Teil des Bestrahlungselementes als ein Gewebe aus UV-Licht abstrahlenden Licht leitfasern oder UV-Licht abstrahlenden Lichtleitfasern und nicht UV-Licht abstrahlenden Kunststofffasern gebildet ist.
Vozugsweise weist das Membranmodul einen Zulaufkanal, eine Trennmembran und ein Be- strahlungselement auf. Vorzugsweise ist die Trennmembran im Zulaufkanal angeordnet. Vorzugsweise wird der Feedstrom über die Trennmembran geführt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Membranmodul eine Koppeleinrichtung zum Anschluss einer Lichtquelle aufweist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Bestrahlungselement die Koppeleinrichtung auf- weist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Bestrahlungselement ein Lichtleitelement zur verlustarmen Übertragung von UV- Licht durch eine Durchführung in das Membranmodul aufweist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Bestrahlungselement derart ausgebildet ist, dass eine Reflektion zur seitlichen Auskoppelung der Lichtstrahlung erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Lichtauskopplungselement derart ausgebildet ist, dass eine Reflektion zur seitli- chen Auskoppelung der Lichtstrahlung erfolgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Membranmodul als Spiralwickelmodul ausgebildet ist
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Bestrahlungselement als Teil eines Feedspacers oder als Feedspacer ausgebildet ist.
Bei der besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung, bei der das Membranmodul als Spiralwickelmodul mit einem als Lichtauskopplungslement ausgebildeten Feedspacer ausge- führt ist bzw. bei einem Membranverfahren, bei dem ein entsprechendes Spiralwickelmodul Verwendung findet, werden durch die inaktivierende Wirkung der UV-Strahlung jene Mikro- organismen gezielt inaktiviert, die auf der Membranoberfläche und dem Feedspacer anhaf- ten oder die den Zulauf-Retentat-Kanal im Querstrom passieren und das Membranmodul als Retentat verlassen. Im Lichteinkopplungselement wird das Licht vorzugsweise aus der Licht quelle in das Lichtleitungselement geleitet. In einer Variante der Erfindung wird eine Punkt- lichtquelle, zum Beispiel eine oder mehrere UV-Licht emittierende Leuchtdiode (UV LED), mit gleichen oder verschiedenen Emissionswellenlängen, als Lichtquelle eingesetzt. Zur Licht kopplung wird vorzugsweise ein Hohlzylinder mit hoher UV-Reflektion an der Innenwand (z.B. innen polierter Zylinder aus Aluminium oder PTFE) auf die UV LED gesetzt. Eine Linse, welche direkt auf der LED positioniert ist, und/oder sich im Hohlzylinder befindet, kann optio- nal helfen, das abgestrahlte Licht derart zu fokussieren, dass eine Einkopplung des Lichts in das Lichtleitelement effizienter erfolgt.
Auf der gegenüberliegenden Öffnung des Zylinders werden vorzugsweise einzelne Lichtleit- fasern oder Bündel aus Lichtleitfasern positioniert. Diese dienen als Lichtleitungselement.
In einer weiteren Variante der Erfindung werden weitere Lichtquellen, wie zum Beispiel Quecksilberdampfdruckstrahler, verwendet. Das emittierte UV-Licht wird bevorzugt über Re- flektoren und eine oder mehrere Linsen gebündelt, so dass es in einzelne Lichtleitfasern o- der Bündel aus Lichtleitfasern eingekoppelt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich die Lichtquelle außerhalb des Membranmoduls. Das Lichtleitungselement leitet dann das UV-Licht von der Lichtquelle in das Membranmodul. Als Lichtleitungselement kommen in einer Variante der Erfindung Lichtleitfasern zum Einsatz. Diese können als mono- und multimodale Lichtleitfasern ausge- führt sein und bestehen aus einem oder mehreren Kernen und einer Mantelschicht. In einer bevorzugten Variante ist außerhalb des Mantels eine oder mehrere Schutzschichten aus Kunststoff vorgesehen, welche den Mantel vor äußeren Einwirkungen schützen. Die Lichtleit fasern bestehen vorzugsweise aus solarisationsresistenten Werkstoffen wie zum Beispiel Quarzglas, welches eine hohe UV-Transmission aufweist. Als Material können alternativ auch Polymere eingesetzt werden, welche eine hohe Transmission für Licht im UV- Wellenlängenbereich aufweisen. Lichtleitfasern auf Quarzglasbasis weisen einen Kern aus aus Quarzglas und einen, z.B. mit Fluor, dotierten Mantel aus Quarzglas auf. Vorzugsweise besitzt das Quarzglas einen hohen OH-Anteil zur Steigerung der UV-Transmission. Polyme- re optische Lichtleitfasern (POF) weisen vorzugsweise einen Kern aus Polymethylmethac- rylat (PMMA) oder Polydimethylsiloxan (PDMS) und einen, z.B. mit Fluor, dotierten Mantel aus PMMA oder PDMS auf. Das eingekoppelte UV-Licht wird im Lichtwellenleiter mittels Re- flexion (insbesondere Totalreflexion) geleitet.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, dem Spiralwickelmodul, werden die Lichtleitfasern über eine Kabeldurchführung in das Innere des Druckrohres geführt und dort durch das Hüllelement des Spiralwickelmoduls geführt. In dieser Weise werden die Lichtleit fasern den aufgewickelten Membrantaschen zugeführt. Bei der Herstellung des Hüllelemen- tes werden vorzugsweise neben einzelnen Fasern, Faserbündeln oder flächige Geweben aus hitzebeständigem, alkaliresistentem Kunststoff gleichzeitig auch die Lichtleitfasern um die äußere periphere Oberfläche der Membran gewickelt und in Adhäsive wie zum Beispiel Epoxidharz eingebettet. Das Lichtauskopplungselement ist vorzugsweise als Netz und/oder Gewebe und/oder Gele- ge und/oder Gitterausgebildet. Dieses besteht bevorzugt teilweise oder vollständig aus seit lich lichtauskoppelnden Lichtleitfasern.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die seitlich lichtauskoppelnden Lichtleit- fasern eine unmittelbare Verlängerung der Lichtleitfasern, welche als Lichtleitungselement eingesetzt wurden. Dabei sind eine oder mehrere seitlich lichtauskoppelnde Lichtleitfasern an eine Lichtleitfaser angeschlossen, welche zur Lichtleitung verwendet wird. Bei der als Spiralwickelmodul bzw. unter Verwendung eines Spiralwickelmoduls beschriebenen Erfin- dungsausführung ist mit Vorteil vorgesehen, das Netzgewebe derart auszubilden, dass es die Funktion eines Feedspacers erfüllt. In einer solchen Art ist der Feedspacer als Lichtaus- koppelement auszugestalten und erfüllt zusätzlich die Funktion eines Strömungsvergleich- mäßigungselementes.
Das Lichtauskopplungselement ist dabei vorzugsweise durch mehrere lineare Elemente ei- nes Netzspacer ausgeführt. Lineare Elemente eines Netzspacers können entweder vollstän- dig als UV-Licht abstrahlende Lichtleitfasern oder teilweise als UV-Licht abstrahlende Licht leitfasern und nicht UV-Licht abstrahlende Kunststofffasern (z.B. Polypropylen) ausgeführt sein. Das Lichtauskopplungselement ist bevorzugt als eine bahnartige Gewebematte oder Gelegematte aus einzelnen Lichtleitfasern, Lichtleitfaserbündeln und nicht UV-Licht abstrah- lende Kunststofffasern ausgestaltet. Ferner können herkömmliche Netzspacer aus nicht UV- Licht abstrahlenden Kunststofffasern (z.B. Polypropylen) durch Hinzufügen (z.B. Einlegen oder Einweben) einzelner UV-Licht abstrahlender Lichtleitfasern modifiziert werden. Damit ist hier der als Lichtauskopplungselement ausgebildete Feedspacer im Hinblick auf die Unter- bindung von Biofouling das zentrale Bauteil des als Spiralwickelmodul ausgebildeten Memb- ranmoduls. Durch diesen Aufbau eines Membranmoduls wird erstmalig eine direkte Bestrah- lung der gesamten oder zumindest von Teilen der Membranoberfläche in einem z.B. als Spi- ralwickelmodul ausgebildetem Membranmodul mit UV-Licht ermöglicht, wodurch der Ausbil- dung eines Biofilms effektiv entgegengewirkt wird.
Weist das Lichtauskopplungselement die Form eines Feedspacers auf, so besitzt es sehr ähnliche Eigenschaften wie ein konventioneller Feedspacer, wodurch zum einen die Funkti- on der Beanstandung der T rennmembran der Membrantaschen und damit der Aufbau eines Retentatkanals realisiert wird und wodurch zum anderen die unmittelbare Bestrahlung der Oberfläche der Trennmembran mit UV-Licht ermöglicht wird. Denkbar ist, dass die linearen Elemente mittels eines 3D-Druckverfahrens gedruckt sind. Vorzugsweise sind die linearen Elemente mittels eines 3D-Druckverfahrens auf die Membran gedruckt.
Lineare Elemente des Lichtauskopplingselementes sind vorzugsweise untereinander oder mit sich selbst mit Hilfe von thermischen Verfahren (z.B. Thermofixieren, Kalandrieren) und/oder mittels Adhäsiven (z. B. Epoixdharze, Polyurethan Stoffsysteme) und/oder durch Klebegarne oder Schmelzklebegarne und/oder mittels Ultraschallschweißen an überkreu- zenden Stellen fixiert, um somit eine erhöhte Maschenfestigkeit des Gewebes oder Geleges zu erreichen.
Die UV-Licht abstrahlende Wirkung eines linearen Lichtauskopplungselementes kann z.B. durch teilweise Entfernen des Mantels oder Entfernen von Kunststoff-Schutzschichten des Mantels einer Lichtleitfaser (z.B. durch Ätzvorgänge oder durch mechanische Behandlung durch z.B. Druckluftstrahlen mit festem Strahlmittel, laserinduzierte Schädigungen oder ge- zielte Schnitte) erzielt werden. Dies kann über einen bestimmten Bereich oder auch punktuell an einer oder mehreren Stellen des linearen Lichtauskopplungselementes erfolgen. Alterna- tiv können dem Mantelmaterial bei der Herstellung der Lichtleitfaser Streupartikel (z.B. Alu- minium- oder Polymerpartikel) hinzugefügt werden, welche als Streuzentren dienen und so das Licht aus dem Kern der Lichtleitfasern auskoppeln.
Besonders bevorzugt ist eine einzelne Lichtleiterfaser mit einer einzelnen UV-Licht abstrah- lende Lichtleitfaser verbunden. Dies kann durch Verbinden der beiden Fasern durch z.B. Spleißen erfolgen. Lichtleitfaser und UV-Licht abstrahlende Lichtleitfaser können jedoch auch aus ursprünglich einer durchgängigen Faser hergestellt werden. Spleißen ist in diesem Beispiel nicht notwendig und Lichtleit- und Lichtauskopplungselement miteinander zu verbin- den. Der lineare lichtauskoppelnde Bereich kann alternativ mit einer, vorzugsweise UV-Licht durchlässigen, Kunststoffschicht umhüllt sein, um so einen Schutz der linearen Elemente der Netzspacers zu gewährleisten.
Die Bestrahlung der Membran über das Bestrahlungselement kann kontinuierlich bei gleich- bleibender oder variierender Bestrahlungsstärke, pulsartig bei gleicher oder variierender Be- strahlungsstärke und Puls- sowie Pausedauern aufeinanderfolgender Lichtpulse oder inter- mettierend mit gleicher oder variierenderender Bestrahlungsdauer, Bestrahlungspause und Bestrahlungsstärke zwischen zwei Bestrahlungsintervallen erfolgen. Durch die inaktivierende Wirkung der UV-Strahlung, welche durch das als Bestrahlungsele- ment ausgeführte Feedspacerelement abgegeben werden kann, werden erstmals jene Mik- roorganismen gezielt inaktiviert, welche direkt auf der Membran anhaften, welche auf dem als Bestrahlungselement ausgebildeten Feedspacerelement anhaften und welche den Zu- lauf-Retentat-Kanal im konvektiven Stoffstrom passieren.
In einer alternativen möglichen Ausführungsform der Erfindung wird der Feedstrom einer Flachmembran zugeführt, wobei zur Flüssigkeitsaufbereitung eine sogenannte Dead-End- Filtration durchgeführt wird, bei der der Zulaufstrom mit geringem Druck (circa 0,2 - 1 bar) gegen eine Flächenmembran gepumpt wird. Durch den Einsatz einer UV-Lichtbestrahlung kann der durch den permanenten Abfluss des Permeats stattfindende Aufbau einesFilterku- chens (Deckschicht oder Fouling) erheblich reduziert werden.
Die vorstehend beschriebenen und andere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun- gen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnun- gen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen an- hand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausfüh- rungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschrän- ken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Membranmoduls mit sei- nen Stoffströmen gemäß dem Stand der Technik.
Figur 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Spiralwickelmoduls gemäß dem
Stand der Technik.
Figur 3 zeigt Feedspacer in Diamant- und Viereckform gemäß dem Stand der
Technik.
Figur 4 zeigt die Anordnung eines Spiralwickelmoduls in einem Druckrohr.
Figur 5 zeigt ein Membranmodul gemäß Figur 1 mit einem entsprechenden
Biofilm behaftet. Figur 6 zeigt ein Bestrahlungselement gemäß einer ersten beispielhaften
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in schematischen Darstellungen.
Figur 7 zeigt ein Membranmodul gemäß einer ersten beispielhaften Ausfüh- rungsform der vorliegenden Erfindung in schematischer Darstellung.
Figur 8 zeigt ein Membranmodul gemäß dem Stand der Technik mit Flach- membran, wobei zur Flüssigkeitsaufbereitung eine Dead-End- Filtration durchgeführt wird, in Prinzipdarstellung.
Figur 9 zeigt ein Membranmodul gemäß einer beispielhaften Ausführungs- formen der vorliegenden Erfindung in Prinzipdarstellung einer einzel- nen Lichtleitfasern in Rohr- o. Kapillarmembran.
Figur 10 zeigt ein Membranmodul gemäß einer beispielhaften Ausführungs- formen der vorliegenden Erfindung in Prinzipdarstellung einer Kapil- larmembran in Kapillarmodul.
Figur 11 zeigt einen Schnitt durch ein Lichtauskopplungselement gemäß einer beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als Gewebe und Gelege in schematischen Darstellungen.
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen ver- sehen.
Die Figuren 1 bis 5 wurden bereits oben beschrieben.
In Figur 6 (a-j) ist ein Bestrahlungselement 26 in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Netzgewebe schematisch dargestellt. Das Bestrahlungselement 26 besteht aus UV-Lichtquelle 26d, Lichteinkopplungselement 26c, Lichtleitungselement 26b und Licht auskopplungselement 26a. In der Anwendung der Erfindung in Membranmodulen 1 wird das Lichtleitungselement 26b über eine Durchführung 27 in das Innere des Membranmoduls 1 geführt. Die Figuren 6a-6j zeigen verschiedene Ausführungsformen des Bestrahlungelemen- tes 26. Ein Bestrahlungselement 26 kann entsprechend einer Ausführungsform der vorlie- genden Erfindung realisiert werden. Denkbar ist auch eine Realisation des Bestrahlungsele- mentes 26 gemäß einer Kombination der hier gezeigten Ausführungsformen.
Figur 6(a) zeigt ein Bestrahlungselement 26. Das Lichtauskopplungelement 26a besteht aus nicht UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen (z.B. Polypropylenfasern) 26e, welche wei- testgehend parallel zur Fließrichtung im Feed-Konzentrat-Kanal (x) verlaufen, und UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen 26f (z.B. multi- oder monomodale Glasfasern), welche in einem Winkel (hier 90°) zu dieser Fließrichtung verlaufen. Jedes lineare Element 26f ist an ein lineares Lichtleitungselement 26b gekoppelt, welches wiederum in an das Lichteinkopp- lungselement 26c führt.
In einer alternativen Ausführung (Figur 6(g)) sind die UV-Licht abstrahlenden linearen Ele- mente 26f an ein einziges lineares Lichtleitungselement 26b angeschlossen. Dieses wird ebenfalls durch eine Durchführung 27 in das Innere des Membranmoduls 1 geführt.
In einer weiteren alternativen Ausführung (Figur 6(i)) ist die Durchführung 27 direkt an das Lichteinkopplungselement 26c integriert, so kein Lichtleitelement 26b zwischen Durchfüh- rung 27 und Lichteinkopplungselement 26c verwendet wird.
In einer weiteren alternativen Ausführung (Figur 6(j)) sind UV-Licht abstrahlenden linearen Elemente 26f derart ausgeführt, dass beide Enden des Elementes entweder an das selbe oder an unterschiedliche (wie gezeigt) Lichtleitelemente 26b angeschlossen sind.
Figur 6b zeigt ein Bestrahlungselement 26. Das Lichtauskopplungelement 26a besteht aus UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen 26f, welche weitestgehend parallel zur Fließrich- tung im Feed-Konzentrat-Kanal (x) verlaufen, und nicht UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen 26e, welche in einem Winkel (hier 90°) zu dieser Fließrichtung verlaufen.
Figur 6c zeigt ein Bestrahlungselement 26. Das Lichtauskopplungelement 26a besteht aus nicht UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen 26e, welche weitestgehend parallel zur Fließrichtung im Feed-Konzentrat-Kanal (x) verlaufen, und einer beliebigen Abfolge von UV- Licht abstrahlenden linearen Elementen 26f und nicht UV-Licht abstrahlenden linearen Ele- menten 26e, welche in einem Winkel (hier 90°) zu dieser Fließrichtung verlaufen.
Figur 6d zeigt ein Bestrahlungselement 26. Das Lichtauskopplungelement besteht aus einer Kombination nicht UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen 26e und UV-Licht abstrahlen- den linearen Elementen 26f. Beispielhaft ist hier eine Anordnung nicht UV-Licht abstrahlen- der linearer Elemente 26e und UV-Licht abstrahlender linearer Elemente 26f analog zu der Ausführungsform in Figur 6a gewählt. Alternativ zu den Ausführungsformen aus Figur 6a - 6c kann ein Bestrahlungselement eine oder mehrere Lichtquellen besitzen, welche eine ge- meinsame oder mehrere, Lichtquellen 26d, getrennte Lichteinkopplungselemente 26c, Licht leitelemente und Durchführungen 27 in das Innere des Membranmoduls aufweisen.
Figur 6e zeigt ein Bestrahlungselement 26. Das Lichtauskopplungelement 26a ist weitestge- hend analog zur Ausführungsform in Figur 6(c) ausgeführt. Im Unterschied zur Ausführungs- form in Figur 6c sind einzelne UV-Licht abstrahlende Bereiche 26f jedoch nicht über die ge- samte Länge des Bestrahlungelementes 26 ausgeführt, sondern nur partiell über eine be- grenzte Länge des Bestrahlungselementes 26.
Figur 6f zeigt ein Bestrahlungselement 26. Das Lichtauskopplungelement 26a ist mit unre- gelmäßig verlaufenden linearen UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen 26f ausgebildet, welche in einem Gitter, Netz, Gelege und/oder Gewebe aus nicht UV-Licht abstrahlenden linearen Elementenen 26e eingebracht sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform (Figur 6(m)), sind die nicht UV-Licht abstrahlenden linearen Elemente 26e untereinander an überkreuzenden Stellen 26g überwiegend fixiert (z.B. durch thermische Verfahren wie Thermofixieren oder Kalandrieren und/oder mittels Adhäsiven (beispielsweise Epoixdharze, Polyurethan Stoffsysteme)), um somit eine erhöhte Maschenfestigkeit des Gitters, Netzes, Geleges oder Gewebes zu erreichen. UV-Licht ab- strahlende lineare Elemente 26f sind nur an vereinzelten Stellen 26h, zumeist im äußeren Bereich des Lichtauskopplungelementes 26a entweder an nicht UV-Licht abstrahlenden line- aren Elementen 26e oder UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen 26f fixiert (z.B. durch thermische Verfahren wie Thermofixieren oder Kalandrieren und/oder mittels Adhäsiven (beispielsweise Epoixdharze, Polyurethan Stoffsysteme)).
Figur 6(h) zeigt ein Bestrahlungselement 26. Das Lichtauskopplungelement 26a ist maßgeb- lich aus nicht UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen 26e, welche eine oder mehrere punktuelle Lichtauskopplungsstellen 26a besitzen, ausgeführt.
Figur 6(k) zeigt ein Bestrahlungselement 26. Das Lichtauskopplungelement 26a ist aus linea- ren Elementen 26e und 26f ausgeführt, welche in einem Winkel (hier circa +45° und - 45°) im Verhältnis zur Fließrichtung des Zulaufes (x) angeordnet. Die linearen Elemente sind der- art angeordnet, dass sie sich kreuzen und eine Diamantform bilden. Figur 6(l) zeigt ein Bestrahlungselement 26. Das Lichtauskopplungelement 26a ist aus linea- ren Elementen ausgeführt. Die UV-Licht abstrahlenden linearen Elemente 26e
In Figur 7 ist beispielhaft der grundsätzliche Aufbau des Bestrahlungselements 26 in einem, analog zu dem in Figur 3 beschriebenen, Aufbau eines Spiralwickelmodules 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgeführt. Im Unterschied zum Stand der Technik ist anstelle eines herkömmlichen Feedspacers 4 in Form einer ge- wöhnlichen aus einzelnen Polymehrsträngen gebildeten Gewebematte ein als Bestrahlungs- element 26 ausgebildeter Feedspacer 4 im Aufbau des Spiralwickelmoduls 1 eingesetzt.
Auch der als Bestrahlungselement 26 ausgebildete Feedspacer 4 ist mit Vorteil als Gewe- be(matte) mit entsprechenden Abstandshalteelementen ausgebildet, die in diesem Fall aus nicht UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen 26e und UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen 26f ausgeführt sind.
Das Spiralwickelmodul 1 ist gebildet bzw. aufgebaut durch mehrere Membrantaschen 5, wel- che durch Bestrahlungselemente 26 getrennt um ein Permeatsammelrohr 12 gewickelt und von einem äußeren Hüllelement 20 umschlossen sind.
Die Durchführung 27a der Lichtleitelemente 26b erfolgt je nach Ausführungsform des Be- strahlungselementes (siehe Figur 6 (a-j)) auf unterschiedliche Weisen.
In der bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Durchführung durch das Hüllelement 20 und das Druckrohr 21 (wie in Figur 7 dargestellt).
In einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Durchführung durch das Hüllelement 20 und die Frontplatte 25 bzw. die Heckplatte (nicht in Figur 7 gezeigt) eines Druckrohres. Diese Ausführungsform findet bevorzugt dann Anwendung, wenn die Lichtleit- und Lichtauskopp- lungselemente des Bestrahlungselementes in einem Winkel (hier 90°) zur Fließrichtung x verlaufen (siehe z.B. Figur 6(a)).
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Durchführung 27a ausschließlich entweder durch das Druckrohr 21 oder die Frontplatte 25 bzw. die Heckplatte (nicht gezeigt) eines Druckrohres. Diese dritte Ausführungsform findet bevorzugt dann Anwendung, wenn die Lichtleit- und Lichtauskopplungselemente des Bestrahlungselementes in Fließrichtung x ver- laufen (siehe z.B. Figur 6(b)).
Auch eine Kombination dieser beiden Ausführungsformen ist möglich. Hierbei werden Teile der Lichtleitelemente 26b entsprechend der einer der Ausführungsformen außerhalb des Druckrohres geführt. Figur 8 zeigt ein Membranmodul 1 gemäß dem Stand der Technik mit Flachmembran 3, wobei zur Flüssigkeitsaufbereitung eine Dead-End-Filtration durch geführt wird.
Figur 9 zeigt ein Membranmodul gemäß einer beispielhaften Ausführungsforme der vorlie- genden Erfindung in schematischer Darstellung. Vorgeschlagen wird eine Trennmembran 3, die auf ihrer Zulaufseite mit einem Bestrahlungselement L, bevorzugt ebenfalls in Form einer Gewebematte 5 aus Lichtleitfasern 4 oder daraus hergestellten Bündeln, versehen ist - bzw. eine derartige Gewebematte 5 auf dieser Seite der Trennmembran 10 angeordnet ist. Die Versorgung mit UV-Licht erfolgt wie in der Ausführung zum Spiralwickelmodul 1 bereits be- schrieben über einzelne Lichtleitfasern 4, die über ein Koppelmodul 6 an eine entsprechende UV-Lichtquelle 7 angebunden sind. Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Lichtlei ter-Gewebematte 5 zulaufseitig auf der Trennmembran 3 wird der Aufbau eines entspre- chenden Filterkuchens K stark reduziert bzw. zeitlich erheblich verzögert, so Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder der Austausch der Membran zeitlich erst erheblich später erfol- gen müssen.
Figur 10 zeigt ein Membranmodul gemäß einer beispielhaften Ausführungsforme der vorlie- genden Erfindung in Prinzipdarstellung mit einer Kapillarmembran in Kapillarmodul 29. Die Lichtquelle 26d ist über das Lichteinkopplungselement 26c mit dem Lichtleitungselement 26 verbunden, so dass UV-Licht von der Lichtquelle 26d in das Lichtleitungselement 26b einge- koppelt werden kann. Das Lichtleitungselement 26b leitet das UV-Licht durch die Durchfüh- rung 27 in das Kapillarmodul 29 bzw. über Lichtauskopplungselemente 26a in die Kapillar membran 28.
In Figur 11 (a-d) ist ein schematischer Schnitt durch ein Lichtauskopplungselement in bei- spielhaften Ausführungsformen als Gelege (Figur 1 1 (a,b)) und Gewebe (Figur 11 (c-e)) dar- gestellt.
Figur 1 1a zeigt einen schematischen Schnitt durch ein, als Gelege ausgeführtes Lichtaus- kopplungselement. Auf ein nicht UV-Licht abstrahlendes lineares Element 26e liegt ein UV- Licht abstrahlendes lineares Element 26f auf.
Figur 1 1 b zeigt einen schematischen Schnitt durch ein, als Gelege ausgeführtes Lichtaus- kopplungselement. Auf ein UV-Licht abstrahlendes lineares Element 26a liegt ein UV-Licht abstrahlendes lineares Element 26a auf. Figur 1 1c zeigt einen schematischen Schnitt durch ein, als Gewebe ausgeführtes Lichtaus- kopplungselement. Ein UV-Licht abstrahlendes lineares Element 26f wird über oder unter ein nicht UV-Licht abstrahlendes lineares Element 26e gelegt. Figur 1 1 d zeigt einen schematischen Schnitt durch ein, als Gewebe ausgeführtes Lichtaus- kopplungselement. Ein nicht UV-Licht abstrahlendes lineares Element 26e wird über oder unter ein UV-Licht abstrahlendes lineares Element 26f gelegt.
Figur 1 1e zeigt einen schematischen Schnitt durch ein, als Gewebe ausgeführtes Lichtaus- kopplungselement. Ein UV-Licht abstrahlendes lineares Element 26a über oder unter ein UV- Licht abstrahlendes lineares Element 26f gelegt.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Membranmodul (Spiralwickelmodul)
2 Stirnseite des Membranmoduls
3 Ablaufseite des Membranmoduls
4 Feedspacer
4a, 4b, 4c, 4d, 4e Lineare Elemente des Feedspacers
5 Membran (Membrantasche)
6 Stirnseite der Membrantasche
7 Obere Seite der Membrantasche
8 Ablaufseite der Membrantasche
9 Untere Membranlage der Membrantasche
10 Permeatspacer
1 1 Obere Membranlage der Membrantasche
12 Permeatsammelrohr
13 Konzentratablauf
14 Permeatablauf
15 Anti-Spacing-Device
17 Zulauf
18 Permeat
19 Konzentrat
20 Hüllelement
21 Druckrohr
22 Permeat-Port-Adapter
23 Interconnector
24 Anschluss des Druckrohres für den Feedstrom
25 Frontplatte des Druckrohrs
26 Bestrahlungselement
26a Lichtauskopplungselement
26b Lichtleitungselement
26c Lichteinkopplungselement
26d UV-Lichtquelle
26e nicht UV-Licht abstrahlende lineare Elemente
26f UV-Licht abstrahlende lineare Elemente
26g Fixierung der nicht UV-Licht abstrahlenden linearen Elemente 26e untereinander 26h Fixierung der UV-Licht abstrahlenden linearen Elemente 26f an nicht UV-Licht ab- strahlenden linearen Elementen 26e oder UV-Licht abstrahlenden linearen Elementen 26f
27 Durchführung der Lichtleitelemente in ein Membranmodul
27a Durchführung der Lichtleitelemente durch das Druckrohr eines Spiralwickelmoduls
27b Durchführung der Lichtleitelemente durch das Druckrohr eines Kapillarmoduls
28 Kapillarmembran
29 Kapillamodul (inside-out betrieben) K Filterkuchen (Dead-End-Filtration)

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Membrantrennverfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeit
- wobei der Flüssigkeitsstrom einer aufzubereitenden Flüssigkeit über einen Zulauf (17) einer als Flachmembran ausgebildeten Trennmembran (5) zuge- führt wird derart, dass ein gereinigtes Permeat (18) die Trennmembran (5) passiert,
- wobei die Trennmembran (5) zumindest auf ihrer dem Zulauf (17) zuge- wandten Seite mit UV-Licht bestrahlt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Bestrahlung mit UV-Licht mittels eines Geleges und/oder eines Gewebes und/oder eines Gitters und/oder eines Netzes, welches vollständig oder teil- weise aus seitlich Licht auskoppelnden Lichtleitfasern (26f) ausgebildeten Be- strahlungselement (26) besteht, erfolgt.
2. Membrantrennverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- die Trennmembran (5) wie auch das Bestrahlungselement (26) Bestandteil eines Membranmoduls (1 ) sind, wobei ein erster Teilstrom die Trennmembran (5) als gereinigtes Permeat (18) passiert und das Membranmodul (1 ) verlässt, und dass ein zweiter Teilstrom an der Trennmembran (5) vorbeigeführt wird und als ungereinigtes, einen zusätzlichen Teil der durch die Trennmembran (5) zurückgehaltenen Komponenten aufweisendes Retentat (19) das Memb- ranmodul (1 ) verlässt.
3. Membrantrennverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
- die UV-Lichtbestrahlung mittels eines Bestrahlungselementes (26) erfolgt, welches in das Membranmodul (1 ) integriert ist und insbesondere die Funktion eines Feedspacers (4) erfüllt.
4. Membrantrennverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- der Flüssigkeitsstrom einer als Flachmembran ausgebildeten Membran (5) zugeführt und zur Flüssigkeitsaufbereitung eine Dead-End-Filtration durchge- führt wird.
5. Membrantrennverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein UV-Licht auskoppelnder Teil (26a) des Bestrah- lungselementes (26) in unmittelbarer Nähe zur Trennmembran (5) positioniert ist oder auf dieser aufliegt.
6. Membrantrennverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlungselement (26) der Membran (5) über eine Durchführung (27) in ein Druckrohr (21 ) des Membranmoduls (1 ) und op- tional über eine Durchführung (27) in das Innere des Membranmoduls (1 ) ver fügt.
7. Membrantrennverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das die Bestrahlung der Membran (5) über das Bestrahlungselement (26) in- termittierend, pulsartig oder kontinuierlich erfolgt.
8. Membrantrennverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung bei gleichbleibender Bestrahlungsstär- ke erfolgt oder dass Bestrahlung bei variierender Bestrahlungsstärke erfolgt.
9. Membrantrennverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Membrantrennverfahren ein Membrantrennverfah- ren zur Aufbereitung von Trinkwasser, kommunalem Abwasser, Voraufberei- teten kommunalen Abwasser, Industriewässern und/oder salzhaltigen Wäs- sern ist.
10. Membrantrennverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Membrantrennverfahren ein Membrantrennverfah- ren ein Mikrofiltrationsverfahren, Ultrafiltrationsverfahren, Nanofiltrationsver- fahren, Vorwärtsomoseverfahren, Umkehrosmoseverfahren, Membrandestilla- tionsverfahren oder Elektrodeionisationsverfahren ist.
1 1. Membranmodul (1 ) mit einer Trennmembran (5)
- wobei die Trennmembran (5) zumindest auf der Seite über die ihr die aufzu- bereitende Flüssigkeit zugeführt wird ein Bestrahlungselement (26) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass,
- ein Teil des Bestrahlungselementes (26) als ein Gewebe und/oder Gelege und/oder Gitter und/oder Netz aus UV-Licht abstrahlenden Lichtleitfasern (26a) oder als ein Gewebe, Gelege, Gitter bzw. Netz aus UV-Licht abstrah- lenden Lichtleitfasern (26a) und nicht UV-Licht abstrahlenden Kunststofffasern gebildet ist.
12. Membranmodul (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Membranmodul (1 ) eine Koppeleinrichtung (26c) zum Anschluss einer Licht- quelle (26d) aufweist.
13. Membranmodul (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlungselement (26) ein Lichtleitelement (26b) zur verlustarmen Über- tragung von UV-Licht durch eine Durchführung (27) in das Membranmodul (1 ) aufweist.
14. Membranmodul (1 ) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Bestrahlungselement (26) derart ausgebildet ist, dass eine Reflektion zur seitlichen Auskoppelung der Lichtstrahlung erfolgt.
15. Membranmodul (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass das Membranmodul (1 ) als Spiralwickelmodul ausgebildet ist.
16. Membranmodul (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche 11 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestrahlungselement (26) als Teil eines Feedspa- cers (4) oder als Feedspacer (4) ausgebildet ist.
EP19789958.6A 2018-10-16 2019-10-16 Membrantrennverfahren und membranmodul zur aufbereitung von flüssigkeiten Withdrawn EP3866956A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018217696.5A DE102018217696A1 (de) 2018-10-16 2018-10-16 Membrantrennverfahren und Membranmodul zur Aufbereitung von Flüssigkeiten
PCT/EP2019/078108 WO2020079091A1 (de) 2018-10-16 2019-10-16 Membrantrennverfahren und membranmodul zur aufbereitung von flüssigkeiten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3866956A1 true EP3866956A1 (de) 2021-08-25

Family

ID=68289986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19789958.6A Withdrawn EP3866956A1 (de) 2018-10-16 2019-10-16 Membrantrennverfahren und membranmodul zur aufbereitung von flüssigkeiten

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230191334A1 (de)
EP (1) EP3866956A1 (de)
DE (1) DE102018217696A1 (de)
WO (1) WO2020079091A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112774442B (zh) * 2020-12-28 2024-04-19 益可美(广州)生态科技有限责任公司 一种自清洁反渗透膜及其制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69729513T2 (de) 1996-02-28 2005-05-25 Hoya Corp. Filtervorrichtung mit photokatalysator
US5862449A (en) 1996-05-30 1999-01-19 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Photocatalytic reactor
JPH11277061A (ja) * 1998-03-31 1999-10-12 Japan Organo Co Ltd 病原性微生物の不活性化システム
JP2001009292A (ja) 1999-06-30 2001-01-16 Hoya Corp 漏光型光触媒フィルタ
DE10201617C5 (de) 2002-01-16 2010-07-08 Wedeco Ag Water Technology Amalgamdotierter Quecksilberniederdruck-UV-Strahler
NL1023742C2 (nl) 2003-06-25 2004-12-28 Univ Twente Afstandhouder voor toepassing in een membraanscheidingsinrichting en een membraanscheidingsinrichting die een dergelijke afstandhouder omvat.
US20070068864A1 (en) 2005-09-28 2007-03-29 Cruz Josh D L Fold protection for spiral wound filter element
DE102008031352A1 (de) 2008-07-02 2010-01-07 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Membranvorrichtung
JP2011036752A (ja) * 2009-08-07 2011-02-24 Panasonic Electric Works Co Ltd 逆浸透膜モジュールおよびこれを組み込んだ浄水システム
EP2409954A1 (de) * 2010-07-20 2012-01-25 National Center for Scientific Research Demokritos Photokatalytische Reinigungsvorrichtung
US20140202948A1 (en) * 2013-01-24 2014-07-24 Xiaohang Li Portable Liquid Purifying Apparatus
US10023481B2 (en) * 2014-10-17 2018-07-17 Clemson University Materials and methods for reducing biofouling in water treatment membrane systems
DE102014221837B4 (de) * 2014-10-27 2019-03-21 GMBU Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung von schadstoffbeladenen Membranfiltern
CN107922229A (zh) * 2015-05-22 2018-04-17 捷通国际有限公司 使用地点式水处理系统
DE102015008396B4 (de) * 2015-06-30 2019-12-05 Mann+Hummel Gmbh Lichtleitungsmodul und Membranfiltervorrichtung mit einem solchen
DE202017102374U1 (de) * 2017-04-21 2018-07-24 Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH Membranmodul sowie Vorrichtung zur Detektion von Ablagerungen in einem Membranmodul

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018217696A1 (de) 2020-04-16
US20230191334A1 (en) 2023-06-22
WO2020079091A1 (de) 2020-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60001230T2 (de) Methode und reaktor zur desinfektion und reinigung von flüssigkeiten und gasen
EP2291329B1 (de) Vorrichtung zur reinigung von flüssigkeiten, insbesondere zur reinigung von ballastwasser
EP1737795B1 (de) Vorrichtung zur behandlung eines flüssigen oder gasförmigen mediums mittels uv-strahlen
DE102010005893A1 (de) Anlage zur Herstellung von Reinstwasser
AT513225B1 (de) Verfahren zur Filtration von Flüssigkeiten
CN104250041A (zh) 水处理系统以及水处理系统的水处理方法
DE102009017125A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Wasser
DE102014105533A1 (de) Verfahren zur Filtration von Trink- oder Betriebswasser in einer Wasserversorgungseinrichtung
DE602004009084T2 (de) Prozess zur Reinigung eines Tauchmembranmoduls, Gasleitungssystem zur Reinigung einer solchen Membran und Filtrationstank mit Gasleitungssystem
EP3866956A1 (de) Membrantrennverfahren und membranmodul zur aufbereitung von flüssigkeiten
DE102014105532B4 (de) Wasserauslaufarmatur mit Filter, Anschlussstück zum Anschließen an eine Wasserauslaufarmatur und Verfahren zum Betrieb einer Wasserauslaufarmatur
DE102015008396B4 (de) Lichtleitungsmodul und Membranfiltervorrichtung mit einem solchen
EP3241806A1 (de) Endständige filtervorrichtung zur reduktion von mikrobiologischen verunreinigungen in einem wässrigen medium
DE3106772A1 (de) Membrantrennverfahren und -anlage
DE102018107596A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufbereiten von Trinkwasser
EP2474506A1 (de) System und Verfahren zur Wasseraufbereitung
EP3612294B1 (de) Membranmodul und verfahren zur detektion von ablagerungen in einem membranmodul
DE4033792A1 (de) Vorrichtung zur desinfektion von fluessigkeiten durch bestrahlung
DE102013222895A1 (de) Vorrichtung zur Mikrofiltrierung eines Fluids
DE102007052088A1 (de) Membranfilter zur Erzeugung keimfreien Wassers
AT504995B1 (de) Vorrichtung zur aufbereitung von wasser
DE202017102374U1 (de) Membranmodul sowie Vorrichtung zur Detektion von Ablagerungen in einem Membranmodul
DE102020129847B4 (de) Wasserinstallationsanlage
DE102014015049A1 (de) Vorichtung zur Behandlung eines Fluids mit UV-Strahlung
DE202014101851U1 (de) Wasserauslaufarmatur mit Filter und Anschlussstück zum Anschließen an eine Wasserauslaufarmatur

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20210303

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20240501