NL1020491C2 - Membraan integriteitstest. - Google Patents

Description

Membraan integriteittest

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het beoordelen van de integriteit van een membraan in een membraanfiltratie-eenheid, welke eenheid omvat een voedingszijde (F) met een voedingsleiding met een 5 klep (VI) en een afvoer, afgescheiden door middel van de membraan van een filtraatzijde (P) met een afvoergeleiding met een klep (V2) en een gasinlaat met een klep (V3); welke werkwijze de stappen omvat van het afvoeren van fluïdum vanuit de voedingszijde door de afvoer en het vullen van de 10 voedingszijde met gas door de voedingsleiding.

Een dergelijke werkwijze is in de techniek bekend en wordt algemeen aangeduid met de term "Pressure Hold Test". Door middel van deze bekende testwerkwijze wordt de drukafname aan de voedingszijde met het verloop van de tijd 15 gemeten, en de mate van afname wordt vergeleken met een standaardwaarde om zodoende de integriteit van de membraan te beoordelen. Het nadeel van deze bekende werkwijze, welke reeds in 1983 is beschreven door Thomas D. Brock, "Membrane Filtration", A Users Guide and Reference Manual, bladzijde 20 46-60, Science Tech, Inc., is dat de gevoeligheid en de nauwkeurigheid niet kunnen worden geregeld en dat deze afhankelijk zijn van het totale volume van de voedingszijde wat een nadeel is.

De onderhavige utvinding heeft nu tot doel een 25 verbeterde werkwijze te verschaffen. De onderhavige uitvinding heeft in het bijzonder tot doel een werkwijze te verschaffen waarbij de gevoeligheid en de nauwkeurigheid op een eenvoudige manier kunnen worden aangepast.

Om ten minste één van de hiervoor genoemde doelen 30 volgens de onderhavige uitvinding te verkrijgen, verschaft deze uitvinding een werkwijze zoals aangeduid in de aanhef en welke wordt gekenmerkt door de stappen van het, verschaffen van een vooraf bepaald gasvolume aan de filtraatzijde tussen de membraan en de klep (V2), het verhogen van de druk aan de 35 voedingszijde tot een van tevoren te bepalen waarde die hoger is dan de druk aan de filtraatzijde om zodoende een bekend 2 drukverschil over de membraan te verkrijgen; het sluiten van de klep (VI), het meten van de druktoename aan de filtraatzijde door middel van een druktransmitter (PT) welke is voorzien aan de filtraatzijde, en het vergelijken van de 5 druktoename met een standaardwaarde en het gebruiken van deze vergelijking om de integriteit van de membraan te beoordelen. Door middel van deze werkwijze volgens de uitvinding kunnen de gevoeligheid en / of de nauwkeurigheid eenvoudig worden aangepast door de vooraf te bepalen hoeveelheid gas die wordt 10 toegevoerd aan de filtraatzijde van de membraaneenheid te verhogen of te verlagen. Hoewel de onderhavige uitvinding hierna in hoofdzaak noemt dat de voedingszijde onder druk wordt gezet, waarbij metingen worden uitgevoerd aan de filtraatzijde, zal het aan een deskundige in de techniek 15 duidelijk zijn dat de werkwijze ook omgekeerd kan worden uitgevoerd. Derhalve zijn de voedingszijde en de filtraatzijde in de context van deze uitvinding onderling uitwisselbaar. Bovendien is het van belang dat er een drukverschil bestaat, waarbij de absolute waarde van de druk 20 zelf niet van belang is.

Hierna zullen de verschillen tussen de onderhavige werkwijze volgens de uitvinding en de algemeen bekende "Pressure Hold Test" worden beschreven. Een deskundige in de techniek zal eenvoudig in staat zijn om elk van de 25 afzonderlijk aangeduide voordelige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding te combineren met elk van de bekende maatregelen volgens de "Pressure Hold Test" om zodoende specifieke voordelen te verkrijgen.

Overeenkomstig een eerste voorkeursuitvoeringsvorm 30 wordt de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt doordat een vooraf te bepalen deel van de vloeistof vanuit de filtraatzijde wordt verwijderd door de afvoergeleiding en een vooraf te bepalen hoeveelheid vloeistof wordt vervangen door gas, toegevoerd door de gasinlaat. In een dergelijke 35 uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van delen die algemeen aanwezig zijn in dergelijke eenheden.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding vormt het gasvolume een integraal deel van de filtraatzijde. Ten gevolge daarvan zijn geen verdere extra 3 componenten noodzakelijk.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding die de voorkeur heeft, wordt het gasvolume voorzien in een drukvat, afzonderlijk van maar in fluïdumcommunicatie met de 5 filtraatzijde. Een dergelijke uitvoeringsvorm heeft het voordeel dat de filtraatzijde niet gedeeltelijk hoeft te worden leeggemaakt. Volgens een verdere uitvoeringsvorm kan het drukvat zijn gepositioneerd tussen de filtraatzijde van de membraaneenheid en de klep (V2). Maar het is ook mogelijk 10 om het drukvat tussen de filtraatzijde van de membraanfiltratie-eenheid en de klep (V3) te plaatsen. In elk geval dient de druktransmitter te zijn voorzien bij het gasvolume.

Het heeft de voorkeur dat het drukverschil ten 15 minste 1 x 103 Pa bedraagt. De maximumwaarde van het drukverschil wordt bepaald door de zogenoemde "bubble point" druk. Het heeft in het bijzonder de voorkeur dat de druk aan de voedingszijde minder is dan 0,8 x de "bubble point" druk van de membranen of de membraanfiltratie-eenheid.

20 Algemeen bekende vloeistoffilters bestaan uit een veelvoud van afzonderlijke membraanfiltratie-eenheden. Gewoonlijk zijn deze membraanfiltratie-eenheden parallel geplaatst.

Bij dergelijke uitvoeringsvormen heeft het de 25 voorkeur dat de betreffende eenheden opeenvolgend worden getest om zodoende de mogelijkheid te hebben dat één eenheid die getest moet worden wordt afgesloten van de overige eenheden die operationeel blijven. Volgens een verdere voorkeur worden meer dan één membraanfiltratie-eenheden 30 simultaan getest. Dat is in het bijzonder voordelig wanneer de overblijvende filtratie-eenheden voldoende capaciteit hebben om de gewenste hoeveelheid gefiltreerde vloeistof te verschaffen.

De uitvinding wordt hierna beschreven onder 35 verwijzing naar de tekeningen die voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding tonen.

Figuur 1 toont een stroomschema van de "Pressure Hold Test" overeenkomstig de stand der techniek.

Figuur 2 toont een stroomschema van een eerste 4 uitvoeringsvorm van de uitvinding

Figuur 3 toont een stroomschema volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 1 toont een stroomschema van de "Pressure 5 Hold Test" zoals die algemeen bekend is in de techniek. Een membraanfiltratie-eenheid 1 bestaat uit een voedingszijde F, afgescheiden door middel van een membraan 2 van een filtraatzijde P. De voedingszijde F omvat een afvoer 3 die is voorzien om vloeistof vanuit de voedingszijde F af te kunnen 10 voeren. Tevens omvat deze een voedingsleiding 4 welke een druktransmitter PT heeft om de druk in de voedingsleiding 4 en aan de voedingszijde F te meten. Een klep VI is voorzien om de voedingszijde van de membraanfiltratie-eenheid van een vloeistof die gefiltreerd moet worden of van een gas te 15 voorzien. De klep V2 kan worden geopend om het zodoende mogelijk te maken dat vloeistof of gas aan de voedingszijde wordt toegevoerd, of die gesloten kan worden om zodoende de toevoer en afvoer van gas of vloeistof naar en van, respectievelijk, de voedingszijde onmogelijk te maken.

20 De filtraatzijde P is voorzien van een afvoergeleiding 5. Om in staat te zijn de werkwijze volgens de stand der techniek uit te voeren, om de integriteit van de membranen te beoordelen, wordt de vloeistof aan de voedingszijde afgevoerd door de afvoer 3 en de filtraatzijde 25 wordt geleegd via de afvoer 5. Gas wordt toegevoerd aan de voedingszijde door de voedingleiding 4, door kleppen VI en V2. Nadat de druk aan de voedingszijde F op een vooraf te bepalen waarde is gekomen, bijvoorbeeld 1 x 105 Pa hoger dan de druk aan de filtraatzijde P, wordt de klep V2 gesloten.

30 Wanneer gas door de membraan 2 naar de filtraatzijde P lekt, zal de druk aan de voedingszijde F en in de voedingsleiding 4 afnemen, wat wordt gemeten door de druktransmitter PT. De mate van deze drukafname kan worden vergeleken met een standaardwaarde die wordt bepaald voor een intact membraan.

35 Wanneer de gemeten afnamesnelheid groter is dan de standaardwaarde dan zal een lek aanwezig zijn in de membraan 2.

De standaardwaarde wordt bepaald voor een specifiek drukverschil over de membraan 2. Het testen moet worden * 5 uitgevoerd bij deze vooraf bepaalde drukwaarde. Omdat het volume van de voedingszijde wordt bepaald door de afmeting van de membraaneenheid en de gevoeligheid van de test afhangt van het volume van de voedingszijde, kan de gevoeligheid niet 5 vooraf worden ingesteld en zal deze afnemen wanneer de afmeting van de membraaneenheid toeneemt.

Figuur 2 toont een stroomschema volgens een eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Overeenkomstig deze uitvoeringsvorm is een druktransmitter PT voorzien aan 10 de filtraatzijde P van de membraanfiltratie-eenheid 1. Ook is aan de filtraatzijde P een gasinvoer 6 voorzien met een klep V3. Wanneer de integriteit van de membranen 2 in deze membraanfiltratie-eenheid 1 wordt beoordeeld wordt vloeistof uit de voedingszijde F verwijderd, overeenkomstig de 15 werkwijze zoals die is beschreven onder verwijzing naar

Figuur 1. Aanvullend op de bekende werkwijze wordt een deel van de vloeistof aan de filtraatzijde P afgevoerd door de afvoergeleiding 5. De vloeistof die op deze wijze wordt afgevoerd wordt vervangen door gas dat aan de filtraatzijde P 20 wordt binnengevoerd door klep V3. Wanneer een vooraf te bepalen hoeveelheid vloeistof is verwijderd wordt de klep V2 gesloten net als klep V3. Deze vooraf te bepalen hoeveelheid kan elke hoeveelheid vloeistof zijn terwijl de maximale hoeveelheid overeenkomt met de totale hoeveelheid vloeistof 25 aan de filtraatzijde P. Vervolgens wordt de druk aan de voedingszijde verhoogd tot een vooraf te bepalen waarde. In het geval er geen lekken aanwezig zijn zal het gas door de membranen 2 worden gevoerd door middel van diffusie wat bij een zeer lage snelheid plaatsvindt. Wanneer een drukverschil 30 over de membraan 2 minder is dan de "bubble point" druk zal gas in hoofdzaak door lekken in de membranen worden getransporteerd wanneer de membranen dergelijke lekken omvatten. De druk aan de filtraatzijde P zal in dat geval worden verhoogd, welke toename wordt gemeten door middel van 35 de druktransmitter PT. Derhalve kan door middel van de mate (of de snelheid) van druktoename aan de filtraatzijde P de integriteit van de membraan 2 worden beoordeeld. Hoewel de onderhavige uitvinding wordt besproken aan de hand van het onder druk brengen van de voedingszijde, en waarbij metingen ! 1 02049 1 6 worden uitgevoerd op de filtraatzijde, zal het duidelijk zijn aan een deskundige in de techniek dat de werkwijze ook omgekeerd kan worden uitgevoerd. Derhalve, in de context van deze uitvinding, zijn de voedingszijde en filtraatzijde 5 onderling uitwisselbaar.

Een andere uitvoeringsvorm overeenkomstig de werkwijze volgens de uitvinding staat weergegeven in Figuur 3. Hier is het gasvolume aanwezig in een drukvat PV.

De druktransmitter PT kan zijn voorzien nabij het drukvat PV 10 of aan de membraaneenheid zelf. De werkwijze wordt op dezelfde wijze uitgevoerd als hiervoor is beschreven onder verwijzing naar Figuur 2. Overeenkomstig deze uitvoeringsvorm is het echter niet noodzakelijk om een vooraf te bepalen hoeveelheid vloeistof uit de filtraatzijde P af te voeren 15 aangezien een bekende hoeveelheid gas aanwezig is in het drukvat PV. De hoeveelheid gas kan worden geregeld overeenkomstig elke bekende werkwijze in de techniek. Het zal duidelijk zijn dat elke combinatie van de uitvoeringsvormen zoals die zijn getoond in de Figuren 2 en 3 ook deel uitmaken 20 van de onderhavige uitvinding.

Het heeft de voorkeur dat het drukverschil over de membraan 2 niet groter is dan 0,8 x de "bubble point" druk. Want in dat geval wordt namelijk vrijwel geen gas door de membranen door middel van door druk geïnduceerde diffusie 25 verplaatst. Het minimale drukverschil hangt af van de membraan en de vereiste mate van testen. In het geval een snelle identificatie van lekken in de membranen gewenst is kan het drukverschil worden verhoogd. Het drukverschil dient echter niet groter te zijn dan 0,8 x de "bubble point" druk. 30 De gevoeligheid en / of de nauwkeurigheid van de werkwijze volgens de uitvinding kan worden vergroot door een kleinere hoeveelheid vloeistof door gas te vervangen. Indien slechts een kleine hoeveelheid vloeistof wordt vervangen door gas zal elke lekkage van gas door de membranen 2 resulteren 35 in een relatief grote druktoename aan de filtraatzijde. De gevoeligheid en / of de nauwkeurigheid zullen groter zijn wanneer een kleinere hoeveelheid vloeistof wordt vervangen door gas in welk geval dezelfde hoeveelheid gas die door de membranen 2 lekt, aanleiding zal geven tot een grotere mate 02048 7 van druktoename aan de filtraatzijde.

Elk gewenst aantal membraanfiltratie-eenheden zoals getoond in de tekening kan in parallel worden geïnstalleerd. De testwerkwijze volgens de uitvinding voor de beoordeling 5 van de integriteit van de membranen in elk van een dergelijke membraanfiltratie-eenheid kan per keer op één membraanfiltratie-eenheid worden uitgevoerd of op een veelvoud daarvan.

*»1 02049 ·

Claims (14)

1. Werkwijze voor het beoordelen van de integriteit van een membraan in een membraanfiltratie-eenheid, welke eenheid omvat een voedingszijde (F) met een voedingsleiding 5 met een klep (VI) en een afvoer, gescheiden door middel van de membraan van een filtraatzijde (P) met een afvoergeleiding met een klep (V2) en een gasinvoer met een klep (V3); welke werkwijze de stappen omvat van het afvoeren van fluïdum uit de voedingszijde door de afvoer en het vullen van de 10 voedingszijde met gas door de voedingsleiding, met het kenmerk, dat deze de stappen omvat van een gasvolume aan de filtraatzijde tussen de membraan en de klep (V2), het verhogen van de druk aan de voedingszijde tot een vooraf te bepalen waarde die hoger is dan de druk aan de filtraatzijde ' 15 om zodoende een bekend drukverschil over de membraan te verkrijgen; het sluiten van de klep (VI), het meten van de druktoename aan de filtraatzijde door middel van een druktransmitter (PT) die is voorzien aan de filtraatzijde, en het vergelijken van de druktoename met een standaardwaarde en 20 het gebruiken van deze vergelijking om de integriteit van de membraan te beoordelen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze omvat: het verwijderen van een vooraf te bepalen deel van de vloeistof uit de filtraatzijde naar de 25 afvoergeleiding en het vervangen van de vooraf te bepalen hoeveelheid vloeistof door een gas, dat wordt toegevoerd door de gasinvoer.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het gasvolume een integraal deel van de 30 filtraatzijde vormt.

4. Werkwijze volgens één der conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat het gasvolume wordt verschaft vanuit een drukvat (PV) welke is afgescheiden van maar in fluïdumcommunicatie staat met de filtraatzijde.

5. Werkwijze volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het drukverschil ten minste 1 x 103 Pa bedraagt. \

6. Werkwijze volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de druk aan de voedingszijde minder is dan 0,8 x de "bubble point" druk van de membraan of de membraanfiltratie-eenheid.

7. Werkwijze voor het beoordelen van de integriteit van een membraan in een membraanfiltratie-eénheid, welke eenheid omvat een filtraatzijde (P) met een voedingsleiding met een klep (V2) en een afvoer, afgescheiden door middel van de membraan van een voedingszijde (F) met een afvoergeleiding 10 met een klep (V2) en een gasinvoer met een klep (V3); welke werkwijze de stappen omvat van het afvoeren van fluïdum uit de filtraatzijde door de afvoer en het vullen van de filtraat-zijde met gas door de voedingsleiding, met het kenmerk, dat deze verder de stappen omvat van het verschaffen 15 van een gasvolume aan de voedingszijde tussen de membraan en de klep (V2), het verhogen van de druk aan de filtraatzijde tot een vooraf te bepalen waarde die hoger is dan de druk aan de voedingszijde om zodoende een bekend drukverschil over de membraan te verkrijgen; het sluiten van de klep (VI), het 20 meten van de druktoename aan de voedings-zijde door middel van een druktransmitter (PT) die xs voorzien aan de voedingszijde en het vergelijken van de druktoename met een standaardwaarde, en het gebruiken van de vergelijking om zodoende de integriteit van de membraan te beoordelen.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat een vooraf te bepalen deel van de vloeistof uit de voedingszijde wordt verwijderd naar de afvoergeleiding en de vooraf te bepalen hoeveelheid vloeistof wordt vervangen door gas, toegevoerd door de gasinvoer.

9. Werkwijze volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat het gasvolume een integraal deel van de voedingszijde vormt.

10. Werkwijze volgens één der conclusies 7 of 8, met het kenmerk, dat het gasvolume is voorzien in een drukvat 35 (PV) dat is afgescheiden van, maar in fluïdumcommunicatie staat met de voedingszijde.

11. Werkwijze volgens één der conclusies 7-10, met het kenmerk, dat het drukverschil ten minste 1 x 103 Pa bedraagt. afitt-j, h* ' '' v / f W * '

12. Werkwijze volgens één der conclusies 7 - 11, met het kenmerk, dat de druk aan de voedingszijde minder is dan 0,8 x de "bubble point" druk van de membraan of de membraanfiltratie-eenheid.

13. Werkwijze volgens één der conclusies 1-12, met het kenmerk, dat een veelvoud van membraanfiltratie-eenheden parallel is opgesteld, welke eenheden opeenvolgend worden getest.

14. Werkwijze volgens één der conclusies 1 - 12, 10 met het kenmerk, dat een veelvoud van membraanfiltratie-eenheden parallel zijn opgesteld, waarbij ten minste twee membraanfiltratie-eenheden gelijktijdig worden getest. i;· 1 ·'