NL1005431C2 - Construction of membrane filter module for purifying liquids - Google Patents
Construction of membrane filter module for purifying liquids Download PDFInfo
- Publication number
- NL1005431C2 NL1005431C2 NL1005431A NL1005431A NL1005431C2 NL 1005431 C2 NL1005431 C2 NL 1005431C2 NL 1005431 A NL1005431 A NL 1005431A NL 1005431 A NL1005431 A NL 1005431A NL 1005431 C2 NL1005431 C2 NL 1005431C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- permeate
- channels
- membrane
- housing
- liquid
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000010276 construction Methods 0.000 title description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 66
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 16
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 21
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/031—Two or more types of hollow fibres within one bundle or within one potting or tube-sheet
-
- 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
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/04—Hollow fibre modules comprising multiple hollow fibre assemblies
-
- 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
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/04—Hollow fibre modules comprising multiple hollow fibre assemblies
- B01D63/043—Hollow fibre modules comprising multiple hollow fibre assemblies with separate tube sheets
-
- 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
- B01D63/12—Spiral-wound membrane modules comprising multiple spiral-wound assemblies
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2319/00—Membrane assemblies within one housing
- B01D2319/06—Use of membranes of different materials or properties within one module
-
- 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
- B01D2321/04—Backflushing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Korte aanduiding: Membraanfiltratiemodule en dergelijke modules omvattend membraanfiltratiesys-teemShort designation: Membrane filtration module and like modules comprising membrane filtration system
De uitvinding heeft betrekking op een membraanfiltratiemodule, omvattende een huis, een in het huis opgenomen semi-permeabel membraan met een vloeistofzijde voor het toevoeren van te filtreren vloeistof en een concentraat-5 zijde tegenover de vloeistofzijde, alsmede een het membraan omgevende permeaatruimte, die in verbinding staat met een permeaatafvoerleiding voor het afvoeren van permeaat.The invention relates to a membrane filtration module comprising a housing, a semi-permeable membrane incorporated in the housing with a liquid side for supplying liquid to be filtered and a concentrate side opposite the liquid side, and a permeate space surrounding the membrane, which connected to a permeate discharge line for the removal of permeate.
Een dergelijke membraanfiltratiemodule is in het vak bekend. Bij een bekend membraanfiltratiesysteem zijn meer-10 dere modules in serie in een behuizing van het systeem opgesteld. De behuizing heeft aan weerszijden (radiale) toevoeropeningen voor het toevoeren van de te filtreren vloeistof. De modules zijn in de behuizing nauw passend opgesteld, waarbij tussen de modules tussenruimten aanwezig 15 zijn, waarin het concentraat uitstroomt. Deze tussenruimten fungeren eveneens als vloeistoftoevoerruimten voor een in de stromingsrichting gezien daaropvolgende module. De geperforeerde permeaatafvoerleiding strekt zich centraal door elke module en door de tussenruimten uit, waarbij de in de 20 tussenruimten gelegen delen van de permeaatafvoerleiding geen perforaties bevatten of de perforaties in die delen zijn afgedicht. Aan beide zijden van de behuizing van het systeem treedt deze afvoerleiding axiaal naar buiten toe. In het huis van de module bevindt zich een semi-permeabel 25 membraan, zoals een bundel holle vezels, een aantal holle vezelvliesbuizen of een tot een spiraal gewikkeld membraan-patroon. De permeaatruimte is de ruimte rondom het membraan, die door het huis wordt begrensd. Deze bekende systemen worden toegepast met voor microfiltratie, ultrafil-30 tratie, nanofiltratie of voor omgekeerde osmose geschikte membranen.Such a membrane filtration module is known in the art. In a known membrane filtration system, multiple modules are arranged in series in a housing of the system. The housing has (radial) supply openings on either side for supplying the liquid to be filtered. The modules are arranged snugly in the housing, with interspaces between the modules in which the concentrate flows out. These gaps also function as fluid supply spaces for a subsequent module viewed in the flow direction. The perforated permeate discharge line extends centrally through each module and through the interstices, the portions of the permeate discharge line located in the interstices not containing perforations or the perforations in those parts being sealed. This discharge pipe extends axially outwards on both sides of the system housing. In the housing of the module there is a semi-permeable membrane, such as a bundle of hollow fibers, a number of hollow fiber webs or a spiral-wound membrane cartridge. The permeate space is the space around the membrane that is bounded by the house. These known systems are used with membranes suitable for microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration or reverse osmosis.
Tijdens het filtreren (scheiding, zuivering of concen-trering) zetten zich verontreiningingen uit de vloeistof op het membraan en in de tussenruimten af, waardoor de werking 1005431 2 van het systeem verslechtert. Teneinde de filtreerdoelma-tigheid van een dergelijk systeem op een aanvaardbaar niveau te houden, worden de modules periodiek gespoeld. Bij deze spoelbewerking wordt spoelvloeistof via de permeaataf-5 voerleiding in de modules door het membraan heen terugspoelend en in de tussenruimten ingebracht teneinde afgezette verontreinigingen te verwijderen. De spoelvloeistof samen met meegesleurde verontreinigingen stroomt uit het systeem via de vloeistoftoevoeropeningen, die derhalve bij het 10 spoelen als afvoeropeningen dienen. Bij het spoelen bestaat echter het gevaar, dat in de tussenruimten aanwezige verontreinigingen, waarvan tenminste één dimensie door bijvoorbeeld agglomeratie is gegroeid tot groter dan die van de openingen van de vezels of buisjes van het membraan, de 15 toegang tot het membraan voor verontreinigingen met kleinere afmetingen blokkeren en aldus geen goede spoelbewerking kan worden uitgevoerd. Bovendien kunnen deze grote agglomeraten zelf ook niet via het membraan uit het systeem worden verwijderd.During filtration (separation, purification or concentration), impurities from the liquid deposit on the membrane and in the interstices, deteriorating the performance of the system. In order to maintain the filtering efficiency of such a system at an acceptable level, the modules are periodically rinsed. In this flushing operation, flushing liquid is backwashed through the membrane through the permeate drain line into the modules and introduced into the interstices to remove deposited contaminants. The flushing liquid along with entrained impurities flows out of the system through the liquid supply openings, which therefore serve as discharge openings during the flushing. During flushing, however, there is a danger that impurities present in the interstices, of which at least one dimension has grown through larger agglomeration than that of the openings of the fibers or tubes of the membrane, for example, access to the membrane for impurities with smaller dimensions and thus no proper rinsing operation can be performed. Moreover, these large agglomerates themselves cannot be removed from the system via the membrane.
20 Pogingen om dit probleem te ondervangen zijn in het vak bekend en omvatten onder meer het aanbrengen van afzonderlijke spoelvloeistofafvoeropeningen in de tussenruimten, waarvoor echter betrekkelijk dure voorzieningen, zoals leidingen en kleppen, nodig zijn. Een andere oplossing 25 bestaat uit het aanbrengen van één of meer zich van de vloeistofzijde naar de concentraatzijde uitstrekkende buizen met relatief grote diameter in het inwendige van de module, waardoor deze verontreinigingen gemakkelijk uit het systeem verwijderd kunnen worden. Een belangrijk nadeel van 30 deze constructie is echter dat het effectieve membraanop-pervlak in een membraanfiltratiemodule door de aanwezigheid van deze extra buizen kleiner wordt.Attempts to overcome this problem are known in the art and include the provision of separate flushing liquid discharge openings in the interstices, however, requiring relatively expensive facilities such as pipes and valves. Another solution consists in arranging one or more tubes of relatively large diameter extending from the liquid side to the concentrate side in the interior of the module, whereby these contaminants can be easily removed from the system. An important drawback of this construction, however, is that the presence of these additional tubes reduces the effective membrane area in a membrane filtration module.
De onderhavige uitvinding heeft ten doel een membraan-filtratiemodule te verschaffen, waarbij de hierboven be-35 schreven nadelen geëlimineerd of verminderd zijn.The object of the present invention is to provide a membrane filtration module in which the above-described disadvantages are eliminated or reduced.
De membraanfiltratiemodule van het hierboven beschreven type volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de wand van het huis één of meer kanalen met openingen aan beide kopse kanten omvat.The membrane filtration module of the type described above according to the invention is characterized in that the wall of the housing comprises one or more channels with openings on both ends.
1005431 31005431 3
Bij de membraanfiltratiemodule volgens de uitvinding zijn met het oog op de spoelbewerking één of meer kanalen (hierna ook wel spoelkanalen genoemd) in de wand van het modulehuis zelf aangebracht, waardoor het inwendige van het 5 huis in zijn geheel beschikbaar is voor het semi-permeabele membraan en zodoende de filterwerking niet wezenlijk door de aanwezigheid van dit spoelkanaal of deze -kanalen wordt beïnvloedt. Deze spoelkanalen vormen dus een open verbinding tussen de vloeistofzijde en de concentraatzijde van de 10 module, maar zijn naar de permeaatruimte toe niet open. Bij het filtreren zal ook een kleine hoeveelheid van de te filtreren vloeistof door dit kanaal of deze kanalen vanaf de vloeistofzijde naar de concentraatzijde stromen. Dit verschijnsel treedt echter eveneens op bij de bekende toe-15 passing van extra buizen in het inwendige van het huis. Het huis is op gebruikelijke wijze uit kunststof of metaal vervaardigd. Een belangrijk voordeel van een huis uit kunststof is dat een dergelijk huis gemakkelijk kan worden geproduceerd met behulp van geschikte extrusietechnieken 20 (zie bijvoorbeeld NL-A-7500368) en in voor toepassing als modulehuis geschikte standaardmaten kan worden verkregen, daar een dergelijke produkt reeds als standaardbuis op de markt is. Hierbij fungeren de holten in de wand echter niet als spoelkanalen voor het doorleiden van een vloeistof, 25 maar zijn deze aangebracht teneinde een gewichtsbesparing te geven. Een voorbeeld daarvan zijn (PVC-)buizen, die onder de merknaam MWAVIHOLM door Wavin op de markt worden gebracht. De afmetingen van deze holten zijn voldoende groot om als spoelkanalen te dienen voor de verwijdering 30 van de relatief grote verontreinigingen uit de tussenruimten. De vorm, het aantal en de positie van de kanalen in de wand van het huis zijn niet kritisch. Ronde, vierkante, rechthoekige, zeshoekige en ovale vormen behoren tot de mogelijkheden. Gebruikelijk zijn meerdere kanalen aanwezig, 35 die regelmatig over de wand zijn verdeeld.In the membrane filtration module according to the invention, one or more channels (hereinafter also referred to as flush channels) are provided in the wall of the module housing itself for the purpose of the flushing operation, so that the interior of the housing is available in its entirety for the semi-permeable membrane and thus the filtering effect is not substantially affected by the presence of this flushing channel or channels. These flushing channels thus form an open connection between the liquid side and the concentrate side of the module, but are not open towards the permeate space. When filtering, a small amount of the liquid to be filtered will also flow through this channel or channels from the liquid side to the concentrate side. However, this phenomenon also occurs with the known use of additional pipes in the interior of the housing. The housing is made of plastic or metal in the usual manner. An important advantage of a plastic housing is that such a housing can be easily produced using suitable extrusion techniques (see for instance NL-A-7500368) and can be obtained in standard sizes suitable for use as a module housing, since such a product is already available as standard tube is on the market. In this case, however, the cavities in the wall do not function as flushing channels for the passage of a liquid, but are arranged to provide a weight saving. An example of this are (PVC) pipes, which are marketed by Wavin under the brand name MWAVIHOLM. The dimensions of these cavities are sufficiently large to serve as flushing channels for the removal of the relatively large impurities from the interstices. The shape, number and position of the channels in the wall of the house are not critical. Round, square, rectangular, hexagonal and oval shapes are possible. Multiple channels are usually present, which are regularly distributed over the wall.
De aanwezigheid van deze spoelkanalen is echter ook tijdens filtratie zelf gunstig, daar deze de druk aan weerszijden van een module nivelleren. In het membraan treedt zowel tijdens filtratie als tijdens spoeling een 1005431 4 drukval ten gevolge van axiaal vloeistoftransport in het membraan op. Deze drukval is een de afmetingen van de module beperkende factor, die niet zo groot mag worden dat in stroomafwaarts gelegen gedeelten van het membraan de druk 5 zo laag is geworden, dat daar geen of nauwelijks filtratie of terugspoeling optreedt. De spoelkanalen, die een open verbinding (bypass) tussen de beide zijden van een module vormen, zorgen er voor dat de hydrostatische druk aan beide zijden wordt vereffend zonder verlies aan effectief mem-10 braanoppervlak en de werkdruk in het membraan wordt vergroot. Hierdoor is het eveneens mogelijk de lengte van de module te vergroten, hetgeen een economisch voordeel geeft.However, the presence of these flushing channels is also favorable during filtration itself, since they equalize the pressure on either side of a module. A 1005431 4 pressure drop occurs in the membrane both during filtration and during rinsing due to axial fluid transport in the membrane. This pressure drop is a factor limiting the size of the module, which must not become so great that the pressure in downstream parts of the membrane has become so low that there is little or no filtration or backwashing there. The flush channels, which form an open connection (bypass) between the two sides of a module, ensure that the hydrostatic pressure on both sides is equalized without loss of effective membrane surface area and the operating pressure in the membrane is increased. This also makes it possible to increase the length of the module, which provides an economic advantage.
Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de membraanfiltratiemodule volgens de uitvinding zijn in de 15 wand van het huis eveneens één of meer tweede, naar de vloeistofzijde en concentraatzijde toe gesloten kanalen aanwezig, welke tweede kanalen in verbinding staan met de permeaatruimte. Gebleken is dat indien het membraan uit holle vezels of vezelvliesbuisjes met een glad buitenop-20 pervlak bestaat, deze onder invloed van tijdens filtratie heersende dwarsstroming zo dicht op elkaar en/of tegen de permeaatafvoerleiding worden geperst, dat door een dichtste pakking geen ruimte voor radiaal vloeistoftransport tussen de membranen overblijft, zodat vloeistofstroming door de 25 poriën naar de permeaatruimte en/of door de perforaties heen wordt geremd en aldus de filterwerking afneemt. Bij deze uitvoeringsvorm van de filtermodule volgens de uitvinding kan het permeaat via de tweede kanalen (hierna ook wel permeaatkanalen genoemd) in de wand van het huis worden 30 afgevoerd. Deze permeaatkanalen kunnen eenvoudig in de bekende standaardbuis worden aangebracht door de binnenwand daarvan gedeeltelijk open te maken, bijvoorbeeld door daarin een groef te frezen of gaten te boren tot aan de tweede kanalen. Op doelmatige wijze staan de tweede kanalen niet 35 in verbinding met de vloeistof- en concentraatzijde, maar zijn de uiteinden van de permeaatkanalen naar zowel de vloeistofzijde als de concentraatzijde afgesloten. Teneinde het permeaat verder af te voeren, dat zich in de tweede kanalen bevindt, staan één of beide uiteinden van deze 1005431 5 permeaatkanalen met voordeel in verbinding met een perme-aatafvoerleiding, bijvoorbeeld bij het stroomafwaartse uiteinde van de permeaatkanalen via een koppelstuk met de centrale permeaatafvoerleiding. Wanneer de totale capaci-5 teit van deze permeaatkanalen groot genoeg is, kan een centrale permeaatafvoerleiding voor een juiste filterwer-king zelfs overbodig zijn. In dat geval staan de tweede kanalen bij voorkeur in verbinding met een buiten het huis aanwezige permeaatverzamelleiding via afvoeropeningen in de 10 buitenwand van het huis. Voor het spoelen van de module is de aanwezigheid van de centrale permeaatafvoerleiding echter gunstig.According to a further preferred embodiment of the membrane filtration module according to the invention, one or more second channels, which are closed to the liquid side and concentrate side, are also present in the wall of the housing, which second channels communicate with the permeate space. It has been found that if the membrane consists of hollow fibers or non-woven fiber tubes with a smooth outer surface, these are pressed so closely together and / or against the permeate discharge pipe under the influence of cross flow prevailing during filtration that through a densest packing no space for radial liquid transport remains between the membranes, so that liquid flow through the pores to the permeate space and / or through the perforations is inhibited and thus the filtering effect decreases. In this embodiment of the filter module according to the invention, the permeate can be discharged into the wall of the housing via the second channels (hereinafter also referred to as permeate channels). These permeate channels can easily be arranged in the known standard tube by partially opening the inner wall thereof, for instance by milling a groove therein or drilling holes up to the second channels. Advantageously, the second channels are not in communication with the liquid and concentrate side, but the ends of the permeate channels are closed to both the liquid side and the concentrate side. In order to further discharge the permeate, which is located in the second channels, one or both ends of these 1005431 5 permeate channels advantageously communicate with a permeate discharge line, for example at the downstream end of the permeate channels via a coupling with the central permeate discharge pipe. When the total capacity of these permeate channels is large enough, a central permeate discharge line may be unnecessary for proper filtering operation. In that case the second channels are preferably in communication with a permeate collection pipe located outside the housing via discharge openings in the outer wall of the housing. However, the presence of the central permeate discharge line is favorable for flushing the module.
Als aanvulling op de permeaatkanalen met de functie het hierboven besproken probleem van remming van de radiale 15 vloeistofstroming te voorkomen kan met voordeel een membraan worden toegepast, dat een eerste membraancomponent met eerste diameter omvat, alsmede een tweede membraancomponent met een tweede diameter, waarbij de tweede diameter groter is dan de eerste diameter. De membraancomponent met 20 relatief grote diameter verhindert het dicht opeen pakken van de andere membraancomponent en zodoende is radiaal permeaattransport gewaarborgd. De membraancomponenten met verschillende diameters kunnen van hetzelfde type zijn, bijvoorbeeld fijne en grove holle vezels of vezelvliesbui-25 zen met verschillende diameters. Combinaties van verschillende typen zijn eveneens mogelijk, bijvoorbeeld holle vezels als membraancomponent met kleine diameter en vezel-vliesbuizen en/of met textiel gewapende capillairen als tweede membraancomponent met relatief grote diameter, met 30 voordeel bedraagt de diameter verhouding van de eerste membraancomponent ten opzichte van de tweede membraancomponent ten minste 1:2. Bij een voorkeursuitvoeringsvorm van de filtratiemodule volgens de uitvinding omvat het membraan bundels holle vezels en holle vezelvliesbuizen. Een voor-35 keurspositie van de tweede membraancomponent is rondom de omtrek van een centrale permeaatafvoerleiding. Volgens een andere uitvoeringsvorm is de membraancomponent met relatief grote diameter (ook) bij de binnenwand van het huis van de module opgesteld. Deze laatste uitvoeringsvorm wordt met 1005431 6 voordeel toegepast, wanneer de wand van het huis de hierboven besproken permeaatkanalen omvat. Dergelijke rangschikkingen zijn technisch op relatief eenvoudige wijze te realiseren.In addition to the permeate channels having the function of avoiding the problem of radial fluid flow inhibition discussed above, a membrane can advantageously be used which comprises a first membrane component of first diameter, as well as a second membrane component of a second diameter, wherein the second diameter is greater than the first diameter. The relatively large diameter membrane component prevents tight packing of the other membrane component and thus radial permeate transport is ensured. The membrane components of different diameters can be of the same type, for example fine and coarse hollow fibers or nonwoven tubes of different diameters. Combinations of different types are also possible, for example hollow fibers as a small-diameter membrane component and fiber-fleece tubes and / or textile-reinforced capillaries as a second membrane component with a relatively large diameter, the diameter ratio of the first membrane component with respect to the advantage being advantageous. second membrane component at least 1: 2. In a preferred embodiment of the filtration module according to the invention, the membrane comprises bundles of hollow fibers and hollow fiber fleece tubes. A preferred position of the second membrane component is around the circumference of a central permeate discharge line. According to another embodiment, the relatively large diameter membrane component is (also) located at the inner wall of the housing of the module. The latter embodiment is used to advantage with 1005431 6 when the housing wall comprises the permeate channels discussed above. Such rankings are technically relatively easy to achieve.
5 De uitvinding heeft tevens betrekking op een membraan- f iltratiesysteem, dat een behuizing met daarin in serie opgestelde membraanfiltratiemodules volgens de uitvinding omvat, alsmede een vloeistoftoevoer en permeaatafvoer.The invention also relates to a membrane filtration system, which comprises a housing with membrane filtration modules according to the invention arranged in series, as well as a liquid supply and permeate discharge.
De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand 10 van de volgende tekening, waarin:The invention will be explained below with reference to the following drawing, in which:
Fig. 1 een schematische langsdoorsnede van een membraanf iltratiesysteem met meerdere membraanfiltratiemodules volgens de uitvinding is;Fig. 1 is a schematic longitudinal section of a membrane filtration system with multiple membrane filtration modules according to the invention;
Fig. 2 een dwarsdoorsnede van de in fig. 1 weergegeven 15 membraanfiltratiemodule is;Fig. 2 is a cross section of the membrane filtration module shown in FIG. 1;
Fig. 3 een dwarsdoorsnede van een andere uitvoeringsvorm van een membraanfiltratiemodule volgens de uitvinding is;Fig. 3 is a cross-sectional view of another embodiment of a membrane filtration module according to the invention;
Fig. 4 een dwarsdoorsnede van een verder gemodificeerde 20 uitvoeringsvorm van een membraanfiltratiemodule volgens de uitvinding is;Fig. 4 is a cross section of a further modified embodiment of a membrane filtration module according to the invention;
Fig. 5 een langsdoorsnede van de in fig. 4 weergegeven uitvoeringsvorm van een membraanfiltratiemodule volgens de uitvinding is; en 25 Fig. 6 een dwarsdoorsnede van een andere uitvoerings vorm van een membraanfiltratiemodule volgens de uitvinding is.Fig. 5 is a longitudinal section of the embodiment of a membrane filtration module according to the invention shown in FIG. 4; and FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment of a membrane filtration module according to the invention.
In fig. 1 is een membraanfiltratiesysteem 1 schematisch in doorsnede weergegeven. Dit systeem 1 omvat een behuizing 30 2 met nabij beide uiteinden daarvan radiale vloeistoftoe- voeropeningen 3, respectievelijk 4, die tevens al dan niet intermitterend als concentraatafvoer dienen tijdens terugspoelen van het systeem. Nauwkeurig passend in de behuizing 2 zijn in het weergegeven systeem 1 een drietal membraan-35 filtratiemodules opgesteld, waarvan de buitenste met ver-wijzingcijfer 5 en de middelste met verwijzingscijfer 5' is aangeduid. Elke module 5 omvat een huis 6, waarvan de opbouw hierna onder verwijzing naar de overige figuren nader zal worden uitgelegd. In het huis 6 bevindt zich een semi- 1005431 7 permeabel membraan 7, bijvoorbeeld een bundel holle vezels of een aantal holle vezelvliesbuizen (weergegeven met dunne horizontale lijnen). De vloeistofzijde van het membraan is met verwijzingscijfer 8 aangeduid, de concentraatzijde met 5 verwijzingscijfer 9. In de module 5 wordt een te filtreren vloeistof, die via de vloeistoftoevoeropeningen 3 en 4 wordt toegevoerd, gescheiden in een permeaat, dat door het membraan 7 heen in een permeaatruimte 10 dringt, en een concentraat, dat niet door het membraan 7 gaat. Het perme-10 aat stroomt vanuit de permeaatruimte 10 in een gedeeltelijk van perforaties voorziene permeaatafvoerleiding 11. In deze leiding 11 wordt het permeaat uit alle modules 5 verzameld en vervolgens aan beide uiteinden van het systeem 1 afgevoerd. Het concentraat stroomt uit de filtermodules 5 in 15 tussenruimten 12 en 13 en vervolgens in de middelste mem-braanfiltratiemodule 5' voor verdere scheiding uit het systeem 1. De uiteinden van het membraan 7 zijn op zich bekende wijze vast bevestigd in het huis 6. Na verloop van tijd is het membraan 7 zo vervuild, dat spoeling daarvan noodza-20 kelijk is. Daartoe wordt spoelvloeistof aan de permeaatafvoerleiding 11 toegevoerd, dat door de perforaties in deze leiding in de permeaatruimte 10 en via het membraan 7, zowel naar de tussenruimten 12 en 13 als (intermitterend) naar de vloeistoftoevoeropeningen 2 en 3 stroomt. In de 25 tussenruimten 12 en 13 opgehoopte verontreinigingen met groter afmetingen dan de openingen van het membraan kunnen echter niet via het membraan 7 worden verwijderd, daar dit vuil te groot is en de toegang tot het membraan 7 ook zal blokkeren voor kleinere vuildeeltjes.In Fig. 1, a membrane filtration system 1 is schematically shown in cross section. This system 1 comprises a housing 30 with radial liquid supply openings 3 and 4, respectively, near both ends thereof, which also function, intermittently or not, as concentrate discharge during backwashing of the system. In the system 1 shown, three membrane filtration modules are arranged exactly in the housing 2, the outer one of which is indicated by reference numeral 5 and the middle one by reference numeral 5 '. Each module 5 comprises a housing 6, the construction of which will be explained in more detail below with reference to the other figures. In the housing 6 there is a semi-1005431 7 permeable membrane 7, for example a bundle of hollow fibers or a number of hollow fiber webs (shown with thin horizontal lines). The liquid side of the membrane is indicated with reference number 8, the concentrate side with 5 reference number 9. In the module 5, a liquid to be filtered, which is fed through the liquid supply openings 3 and 4, is separated into a permeate which passes through the membrane 7 into a permeate space 10 penetrates, and a concentrate which does not pass through the membrane 7. The permeate flows from the permeate space 10 into a partially perforated permeate discharge line 11. In this line 11, the permeate is collected from all modules 5 and then discharged at both ends of the system 1. The concentrate flows from the filter modules 5 into spaces 12 and 13 and then into the middle membrane filtration module 5 'for further separation from the system 1. The ends of the membrane 7 are fixedly secured in the housing 6 in known manner. over time, the membrane 7 is soiled that rinsing thereof is necessary. For this purpose, flushing liquid is supplied to the permeate discharge line 11, which flows through the perforations in this line into the permeate space 10 and through the membrane 7, both to the interstices 12 and 13 and (intermittently) to the liquid supply openings 2 and 3. However, impurities accumulated in the interstices 12 and 13 with dimensions larger than the openings of the membrane cannot be removed via the membrane 7, since this dirt is too large and will also block access to the membrane 7 for smaller dirt particles.
30 Volgens de uitvinding zijn voor de verwijdering daarvan spoelkanalen 21 (zie fig. 2) in de wand 22 van het huis 6 van de modules 5 aangebracht. Deze kanalen 21 met voldoend grote afmetingen verbinden de tussenruimten 12 en 13 met de toevoerruimten aan de andere kant (vloeistofzijde) van de 35 membraanfiltratiemodules 5. De ingebrachte spoelvloeistof sleurt de grote verontreinigingen door deze kanalen 21 mee, waardoor een doelmatige reiniging van het membraanfiltra-tiesysteem wordt bereikt.According to the invention, flushing channels 21 (see Fig. 2) are disposed in the wall 22 of the housing 6 of the modules 5 for the removal thereof. These sufficiently large-sized channels 21 connect the interstices 12 and 13 to the supply spaces on the other side (liquid side) of the membrane filtration modules 5. The introduced flushing liquid entrains the large impurities through these channels 21, so that efficient cleaning of the membrane filtration the system is reached.
De benodigde leidingnetwerken met bijbehorende kleppen 1005431 8 en pompen voor de te filtreren vloeistof en spoelvloeistof zijn om redenen van eenvoud niet in de tekening weergegeven. Verder wordt opgemerkt dat de tekening niet op schaal is weergegeven.The necessary piping networks with associated valves 1005431 8 and pumps for the liquid and flushing liquid to be filtered are not shown in the drawing for simplicity's sake. It is further noted that the drawing is not shown to scale.
5 In fig. 3 is een verdere uitvoeringsvorm van een fil- termodulehuis volgens de uitvinding in dwarsdoorsnede getekend. Naast de naar het inwendige van het huis toe gesloten spoelkanalen 31, die voor het spoelen belangrijk zijn, is de wand 32 eveneens voorzien van tweede kanalen 33, die op 10 één of meer plaatsen in verbinding staan met de permeaat-ruimte 10. Deze verbinding kan eenvoudig worden gemaakt door over een gedeelte van het binnenoppervlak van het huis een sleuf te frezen of daarin gaten te boren tot aan de tweede permeaatkanalen 33, zodat deze kanalen (gedeelte-15 lijk) bloot komen te liggen. Bij de in fig. 3 weergegeven configuratie wisselen de spoelkanalen 31 en tweede permeaatkanalen 33 elkaar af. Andere configuraties, zoals groepsgewijs (fig. 4), zijn echter ook mogelijk. De tweede kanalen 33 zijn gebruikelijk naar de vloeistofzijde en 20 concentraatzijde van de module afgesloten, zodat het door het membraan gedrongen permeaat niet terug kan stromen. De gesloten uiteinden van de permeaatkanalen 33 verhinderen ook de doorgang van nog niet-gefiltreerde vloeistof. De permeaatkanalen 33 monden aan de andere zijde uit in een 25 niet-weergegeven verbindingsstuk, dat aan een centrale permeaatafvoerleiding is gekoppeld.In Fig. 3, a further embodiment of a filter module housing according to the invention is shown in cross section. In addition to the flushing channels 31 closed to the interior of the housing, which are important for flushing, the wall 32 is also provided with second channels 33, which communicate in one or more places with the permeate space 10. This connection can be made simple by milling a slot over a portion of the inner surface of the housing or drilling holes therein up to the second permeate channels 33, so that these channels (partially) are exposed. In the configuration shown in Figure 3, the flushing channels 31 and second permeate channels 33 alternate. However, other configurations, such as groupwise (fig. 4), are also possible. The second channels 33 are usually closed to the liquid side and concentrate side of the module, so that the permeate penetrated by the membrane cannot flow back. The closed ends of the permeate channels 33 also prevent the passage of as yet unfiltered liquid. The permeate channels 33, on the other hand, open into a connector, not shown, which is coupled to a central permeate discharge pipe.
Zoals reeds eerder is gesteld, is de functie van de tweede kanalen gericht op het vermijden van een afdichtende en/of stroming blokkerende stapeling van met name gladde 30 vezelbuisjes op elkaar en rondom de centrale permeaataf-voerleiding.As stated previously, the function of the second channels is aimed at avoiding a sealing and / or flow-blocking stack of, in particular, smooth fiber tubes on each other and around the central permeate discharge pipe.
Een verdere modificatie van de wand van het huis is in fig. 4 en 5 weergegeven. Het huis 6 omvat eerste kanalen 41 in de wand 42, die de vloeistofzijde met de concentraatzij-35 de verbinden, alsmede tweede kanalen 43, die aan beide uiteinden gesloten zijn, bijvoorbeeld met een stop 44. De eerste en tweede kanalen zijn groepsgewijs in de wand 42 aanwezig. Voor het afvoeren van permeaat uit de permeaat-ruimte is een groef 45 in de binnenwand 46 van het huis 6 1005431 9 gefreesd. Deze groef 45 strekt in de weergegeven situatie zich over de helft van de binnenomtrek uit en heeft een diepte tot aan de tweede kanalen 43. Verder staan de perme-aatkanalen 43 via afvoeropeningen 47 in de buitenwand 48 5 van het huis 6 in verbinding met een niet-weergegeven per-meaatverzamelleiding, die rondom het huis 6 is gelegen. In fig. 5 is slechts één groef 4 5 getekend. De vakman zal echter begrijpen, dat gebruikelijk meerdere groeven verdeeld over de lengte van het huis 6 aanwezig zullen zijn.A further modification of the housing wall is shown in Figures 4 and 5. The housing 6 comprises first channels 41 in the wall 42, which connect the liquid side to the concentrate side, and second channels 43, which are closed at both ends, for example with a plug 44. The first and second channels are grouped in the wall 42 present. A groove 45 is milled into the inner wall 46 of the housing 6 1005431 9 to discharge permeate from the permeate space. In the situation shown, this groove 45 extends over half of the inner circumference and has a depth up to the second channels 43. Furthermore, the permeate channels 43 are connected via a discharge opening 47 in the outer wall 48 of the housing 6 to a perimeter manifold, not shown, which is located around the housing 6. Only one groove 45 is shown in FIG. Those skilled in the art will understand, however, that usually several grooves will be distributed along the length of the housing 6.
10 In fig. 6 is een dwarsdoorsnede van een verdere uitvoe ringsvorm van een module volgens de uitvinding weergegeven. Rondom de centrale permeaatafvoerleiding 11 zijn een aantal holle vezelvliesbuizen 61 opgesteld teneinde radiaal vloei-stoftransport vanaf bundels holle vezels 62 naar de perme-15 aatafvoerleiding 11 zeker te stellen. Wanneer de wand van het modulehuis 6 eveneens permeaatkanalen (niet weergegeven) omvat, zijn met voordeel ook holle vezelvliesbuizen 63 bij de binnenwand van het huis 6 opgesteld teneinde vloeistof transport naar deze permeaatkanalen te verzekeren. De 20 diameter van de holle vezelvliesbuizen is relatief groot (ongeveer 5 mm) ten opzichte van die van de bundel holle vezels, zodat een dichtste stapeling daarvan - de oorzaak van een radiale vloeistof remming - wordt verhinderd. Verder dragen deze holle vezelvliesbuizen met grotere diameter 2 5 bij aan het nivelleren van de druk aan weerszijden van de module en aan het verwijderen van opgehoopte verontreinigingen uit de tussenruimte door middel van spoelen.Fig. 6 shows a cross-section of a further embodiment of a module according to the invention. Around the central permeate discharge line 11, a plurality of hollow fiber webs 61 are disposed to ensure radial liquid transport from bundles of hollow fibers 62 to the permeate discharge line 11. When the wall of the module housing 6 also includes permeate channels (not shown), advantageously also hollow fiber webs 63 are disposed at the inner wall of the housing 6 to ensure fluid transport to these permeate channels. The diameter of the hollow fiber fleece tubes is relatively large (about 5 mm) relative to that of the bundle of hollow fibers, so that their closest stacking - the cause of radial fluid inhibition - is prevented. Furthermore, these larger diameter hollow fiber fleece tubes contribute to leveling the pressure on either side of the module and to remove accumulated contaminants from the gap by flushing.
1 0 0 5 4 3 11 0 0 5 4 3 1
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1005431A NL1005431C2 (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Construction of membrane filter module for purifying liquids |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1005431 | 1997-03-04 | ||
| NL1005431A NL1005431C2 (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Construction of membrane filter module for purifying liquids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1005431C2 true NL1005431C2 (en) | 1998-09-07 |
Family
ID=19764527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1005431A NL1005431C2 (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Construction of membrane filter module for purifying liquids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1005431C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0937493A2 (en) * | 1998-02-20 | 1999-08-25 | X-Flow B.V. | Filtering device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7905957A (en) * | 1979-08-02 | 1980-09-30 | Wafilin Bv | DEVICE FOR MEMBRANE FILTRATION WITH OUTSIDE DRAIN. |
| EP0188224A2 (en) * | 1985-01-09 | 1986-07-23 | Toray Industries, Inc. | Liquid separation apparatus |
| EP0203489A2 (en) * | 1985-05-29 | 1986-12-03 | The Dow Chemical Company | Improved hollow fiber membrane device with inner wrap |
| EP0282355A2 (en) * | 1987-03-13 | 1988-09-14 | BAXTER INTERNATIONAL INC. (a Delaware corporation) | Blended fiber dialyzers |
| EP0668097A2 (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-23 | Dt Membranfilter Vertriebs Gmbh | Filtration and separation apparatus for fluids with filter elements in the form of membrane pads |
| NL1003309C1 (en) * | 1996-06-10 | 1996-07-24 | Rossmark Van Wijk En Boerma Wa | Membrane filter system and pressure vessel suitable for membrane filtration. |
-
1997
- 1997-03-04 NL NL1005431A patent/NL1005431C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7905957A (en) * | 1979-08-02 | 1980-09-30 | Wafilin Bv | DEVICE FOR MEMBRANE FILTRATION WITH OUTSIDE DRAIN. |
| EP0188224A2 (en) * | 1985-01-09 | 1986-07-23 | Toray Industries, Inc. | Liquid separation apparatus |
| EP0203489A2 (en) * | 1985-05-29 | 1986-12-03 | The Dow Chemical Company | Improved hollow fiber membrane device with inner wrap |
| EP0282355A2 (en) * | 1987-03-13 | 1988-09-14 | BAXTER INTERNATIONAL INC. (a Delaware corporation) | Blended fiber dialyzers |
| EP0668097A2 (en) * | 1994-02-18 | 1995-08-23 | Dt Membranfilter Vertriebs Gmbh | Filtration and separation apparatus for fluids with filter elements in the form of membrane pads |
| NL1003309C1 (en) * | 1996-06-10 | 1996-07-24 | Rossmark Van Wijk En Boerma Wa | Membrane filter system and pressure vessel suitable for membrane filtration. |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0937493A2 (en) * | 1998-02-20 | 1999-08-25 | X-Flow B.V. | Filtering device |
| EP0937493A3 (en) * | 1998-02-20 | 2000-01-12 | X-Flow B.V. | Filtering device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL1005430C2 (en) | Membrane filtration module and like modules comprising membrane filtration system. | |
| US6461513B1 (en) | Secondary-flow enhanced filtration system | |
| US4814079A (en) | Spirally wrapped reverse osmosis membrane cell | |
| EP0748250B1 (en) | Membrane filtration assembly | |
| JP3532154B2 (en) | Membrane filtration device | |
| JP3466878B2 (en) | Disposable membrane module with small dead volume | |
| JP3008886B2 (en) | Hollow fiber type selectively permeable membrane module | |
| US8795527B2 (en) | Filtration system | |
| CA2049375A1 (en) | Flow control for ultrafiltration systems | |
| JPH0194905A (en) | Filtering plate,filtering plate component and filter equipped with the same | |
| EP0396684A1 (en) | Cross-flow filtration device and method of making. | |
| WO1997047375A1 (en) | Membrane filter system and pressure vessel suitable for membrane filtration | |
| NL1017681C2 (en) | Filter system. | |
| US10576425B2 (en) | Unhoused filtration device and methods of use | |
| NL1005431C2 (en) | Construction of membrane filter module for purifying liquids | |
| JPH10230145A (en) | Spiral membrane element | |
| NL1005432C2 (en) | Membrane filtration module and like modules comprising membrane filtration system. | |
| JP2002336615A (en) | Filtration equipment | |
| US20100219130A1 (en) | System and Method of Fluid Filtration Utilizing Cross-Flow Currents | |
| US6083390A (en) | System for membrane filtration in a cross stream process | |
| JP4107724B2 (en) | Spiral membrane element | |
| JP3358300B2 (en) | Filtration method and filtration device | |
| JP2000271456A (en) | Spiral type membrane element and method for operating and washing spiral type membrane module | |
| JPH0824590A (en) | Method for filtering concentrated organic solution | |
| US20140014581A1 (en) | Systems and Methods for Reducing Fouling in a Filtration System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| SD | Assignments of patents |
Owner name: X-FLOW B.V. |
|
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20141001 |