WO2005105275A1 - Verfahren zum begasen von membranmodulen - Google Patents

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WO2005105275A1 PCT/EP2005/000761 EP2005000761W WO2005105275A1 WO 2005105275 A1 WO2005105275 A1 WO 2005105275A1 EP 2005000761 W EP2005000761 W EP 2005000761W WO 2005105275 A1 WO2005105275 A1 WO 2005105275A1
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Klaus Vossenkaul
Christoph Kullmann
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Definitions

  • the invention relates to a method for gassing a plurality of membrane modules of a membrane filter system operating in immersion operation, air or a gas being supplied to the membrane modules from a common source, which rises on the outside of the membrane as bubbles in the liquid to be cleaned, and in the supply lines to the Membrane modules switching valves are arranged, which are operated according to a predetermined switching scheme and release or block the air supply to an associated membrane module.
  • membrane modules are in a basin with a liquid to be cleaned, e.g. B. a clarifier.
  • a liquid to be cleaned e.g. B. a clarifier.
  • membrane module also includes a plurality of membrane filters which form a gassing unit in the circuit diagram and are always acted upon together with air or a gas.
  • a method with the features described at the outset is known from US 2003/0 127 389 A1.
  • the switching valves are actuated one after the other in such a way that a large fumigation air flow is fed to each membrane module and all other membrane modules are subjected to a permanent air flow that is less than 50% of the fumigation air flow.
  • the membranes are exposed to severe stress, especially in the clamping area.
  • the invention has for its object to provide a simple and gentle method for gassing membrane modules.
  • the object is achieved according to the invention in that in a first method step the switching valve associated with a first membrane module is opened while the switching valves of all other membrane modules are closed, so that the first membrane module is gassed at the beginning of a second
  • the switching valve assigned to a second membrane module is opened, so that two partial air flows are set with which the first and second membrane modules are acted on, that at the beginning of a third method step for gassing the second membrane module, the switching valve assigned to the first membrane module is closed and that In accordance with process steps 1 to 3, all membrane modules are gassed in succession until the gassing cycle starts again with the first membrane module.
  • a sealing air volume flow is expediently flowed through all supply lines even when the switching valves are in the blocked position, which is small in comparison to the gassing air flow emerging when the switching valve is open.
  • the sealing air volume flow can be ensured by a bypass, for example in the form of an additional opening in the supply line.
  • the sealing air volume flow is expediently less than 5% of that volume flow which emerges from the corresponding supply line when the respective switching valve is in the open position alone.
  • the gassing cycle is preferably more than 60 s.
  • a gassing cycle of more than 120 s is particularly advantageous. With increasing length of the gassing cycle, the air volume flow that has to be provided by the blower becomes smaller. A fan with a lower output can be used for a longer gassing cycle. From the point of view of the energy-saving mode of operation, the longest possible gassing cycles are therefore sought. Fumigation cycles of 180 s and more should therefore also be considered.
  • the length of the gassing cycle depends on a number of factors, for example on the tendency of the membrane modules to become dirty and the effectiveness of the gassing device provided on or within the membrane modules.
  • each membrane module In order to maintain high filtration performance, each membrane module must be supplied with the maximum gassing air flow provided by the gas source at certain time intervals become. This period can be influenced by the design of the fumigation process.
  • the embodiments of the gassing process explained below enable the gassing cycles to be extended over time and are advantageous from the point of view of an energy-saving mode of operation.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that all membrane modules are gassed simultaneously or once with partial air flows within the gassing cycle, which are set by opening all switching valves.
  • different groups of at least three membrane modules can be acted on in succession with the total air flow, the air flow being distributed almost uniformly over the membrane modules belonging to the group by opening the switching valves and the switching valves on all other membrane modules being closed.
  • each membrane module are gassed simultaneously by opening the assigned switching valves.
  • a group of at least three membrane modules is acted upon by the air flow between the gassing cycles, a first group of membrane modules being used between the first and second gassing cycles, a second group of membrane modules being used between the second and third gassing cycles, etc. is chosen.
  • FIG. 1 shows a membrane filter system which can be operated with a method according to the invention for gassing membrane modules
  • membrane filter system 1 shows a membrane filter system 1 which has a plurality of membrane modules 4 immersed in a basin 2 with a liquid 3 to be cleaned.
  • the membrane modules are only shown schematically.
  • the term “membrane module” is also intended to include a group of several filter units which are connected as a gassing unit and are therefore always subjected to air at the same time.
  • Hollow fiber membranes are used as membranes, which are combined in bundles and are resin-coated in an end piece with an open end on the permeate side. At the other end, the hollow fiber membranes are individually closed.
  • the membrane modules 4 are connected to a common permeate manifold 5.
  • Switching valves 8 are arranged in the supply lines 7 to the membrane modules 4, which are actuated according to a predetermined switching scheme and which release or block the air supply to an assigned membrane module 4.
  • the switching valve 8 assigned to a first membrane module 4 is opened in a first method step I, while the switching valves 8 of all further membrane modules 4 are closed, so that the first membrane module 4 is gassed with an air volume flow defined as 100% (cf. FIGS. 2 and 3).
  • the switching valve 8 assigned to a second membrane module 4 is additionally opened, so that two essentially stationary partial air flows are set, with which the first and the second membrane module 4 are acted upon.
  • the partial air flows are each greater than 50% of the air volume flow that occurs in the first process step when only one membrane module is fumigated, since the flow pressure loss decreases with an increasing number of open lines.
  • the switching valve 8 assigned to the first membrane module 4 is closed. In accordance with method steps I to III, all membrane modules 4 are gassed in succession until the gassing cycle T is completed and gassing begins again with the first membrane module 4.
  • the switching valves 8 are designed as open / close fittings, which can only assume either the open or the locked position (see FIG. 2). It can be seen from FIG. 3 that to prevent liquid 3 from penetrating, a sealing air volume flow flows through all supply lines 7 even when the switching valves 8 are in the blocked position. The sealing air volume flow can emerge, for example, through an additional opening in the corresponding supply line 7.
  • the switching valves 8 are designed such that, even in the blocking position, they have a remaining free flow cross section through which the sealing air volume flow flows.
  • FIG. 3 also shows that the sealing air volume flow is less than 5% of the air volume flow that emerges from the corresponding supply line when the respective switching valve 8 is in the open position alone. The sealing air volume flow prevents liquid 3 from entering the submerged supply lines 7.
  • FIG 6 shows an embodiment of the method according to the invention, in which, between the gassing cycles T, all membrane modules 4 are gassed simultaneously by opening the associated switching valves 8.
  • a group of at least three membrane modules is acted upon by the air flow between the gassing cycles, with a first group of membrane modules between the first and the second gassing cycle and a second group between the second and third gassing cycles of membrane modules, and so on.
  • a gassing cycle T of more than 60 s can be set and is preferably more than 120 s. Fumigation cycles of less than 60 s should not be excluded.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Begasen von mehreren Membran­modulen einer im Tauchbereich arbeitenden Membranfilteranlage. Den Membranmodulen wird von einer gemeinsamen Quelle Luft oder ein Gas zugeführt, die an der Membranaussenseite als Blasen in der zu reinigenden Flüssigkeit aufsteigt. In den Zuführleitungen zu den Membranmodulen sind Schaltventile angeordnet, die die Luftzufuhr zu einem zugeordneten Membranmodul freigeben oder Sperren. In einem ersten Verfahrensschritt ist bei Schliessstellung aller weiteren Membranmodule das einem ersten Membranmodul zugeordnete Schaltventil zusätzlich geöffnet. Zu Beginn eines zweiten Verfahrensschrittes wird das einem zweiten Membranmodul zugeordnete Schaltventil geöffnet, so dass sich zwei Teilluftströme einstellen. Zu Beginn eines dritten Verfahrensschrittes wird das dem ersten Membranmodul zugeordnete Schaltventil geschlossen. Entsprechend den drei Verfahrensschritten werden nacheinander alle Membranmodule begast, bis der Begasungszyklus beim ersten Membranmodul von Neuem beginnt.

Description

Verfahren zum Begasen von Membranmodulen
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Begasen von mehreren Membranmodulen einer im Tauchbetrieb arbeitenden Membranfilteranlage, wobei den Membranmodulen von einer gemeinsamen Quelle Luft oder ein Gas zugeführt wird, die an der Membranaußenseite als Blasen in der zu reinigenden Flüssigkeit aufsteigt, und wobei in den Zuführleitungen zu den Membranmodulen Schaltventile angeordnet sind, die nach einem vorgegebenen Schaltschema betätigt werden und die Luftzufuhr zu einem zugeordneten Membranmodul freigeben oder sperren.
Die Membranmodule werden in ein Becken mit einer zu reinigenden Flüssigkeit, z. B. ein Klärbecken, eingetaucht. Unter den Begriff des "Membranmoduls" fallen im Rahmen dieser Erfindung auch mehrere Membranfilter, die im Schaltschema eine Begasungseinheit bilden und stets gemeinsam mit Luft oder einem Gas beaufschlagt werden.
Ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen ist aus der Druckschrift US 2003/0 127 389 A1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren werden die Schaltventile nacheinander so betätigt, dass jeweils einem Membranmodul ein großer Begasungsluftstrom zugeführt wird und alle übrigen Membranmodule mit einem permanenten Luftstrom, der kleiner ist als 50% des Begasungsluftstromes, beaufschlagt werden. Bei einer stufenlosen Umschaltung auf einen großen Begasungsluftstrom werden die Membranen vor allem im Einspannbereich einer starken Beanspruchung ausgesetzt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein einfaches und membranschonendes Verfahren zum Begasen von Membranmodulen anzugeben.
Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem ersten Verfahrensschritt das einem ersten Membranmodul zugeordnete Schaltventil geöffnet ist, während die Schaltventile aller weiteren Membranmodule geschlossen sind, so dass eine Begasung des ersten Membranmoduls erfolgt, dass zu Beginn eines zweiten Verfahrensschrittes zusätzlich das einem zweiten Membranmodul zugeordnete Schaltventil geöffnet wird, so dass sich zwei Teilluftströme einstellen, mit denen das erste und das zweite Membranmodul beaufschlagt werden, dass zu Beginn eines dritten Verfahrensschrittes zur Begasung des zweiten Membranmoduls das dem ersten Membranmodul zugeordnete Schaltventil geschlossen wird und dass entsprechend den Verfahrensschritten 1 bis 3 nacheinander alle Membranmodule begast werden, bis der Begasungszyklus beim ersten Membranmodul von Neuem beginnt.
Da der Strömungsdruckverlust mit der Zahl der gleichzeitig geöffneten Strömungswege abnimmt, stellen sich beim Öffnen von zwei Schaltventilen Teilluftströme ein, die jeweils größer sind als die Hälfte des Luftsromes, der sich bei der Begasung eines einzigen Membranmoduls im ersten und dritten Verfahrensschritt einstellt. Durch die gleichzeitige Öffnung von zwei Schaltventilen während des zweiten Verfahrensschrittes wird ein gleichmäßiger An- und Abfahrvorgang bei der Belüftung der entsprechenden Membranmodule auf einfache Weise erreicht. Vorzugsweise werden zur Durchführung des Verfahrens einfache Auf-/ Zu- Schaltventile verwendet, welche lediglich entweder die Öffnungs- oder die Sperrstellung einnehmen können. Zur Vermeidung eines Eindringens von Flüssigkeit in luftführende Teile der Membranmodule werden zweckmäßigerweise alle Zuführleitungen auch bei Sperrstellung der Schaltventile von einem Sperrluftvolumenstrom durchströmt, der im Vergleich zu dem bei geöffnetem Schaltventil austretenden Begasungsluftstrom klein ist. Der Sperrluftvolumenstrom kann durch einen Bypass, beispielsweise in Form einer zusätzlichen Öffnung in der Zuführleitung, gewährleistet werden. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, das Schaltventil so zu gestalten, dass auch in der Sperrstellung des Schaltventils ein kleiner freier Strömungsquerschnitt verbleibt, durch den der Sperrluftvolumenstrom hindurchströmt. Zweckmäßigerweise beträgt der Sperrluftvolumenstrom weniger als 5% desjenigen Volumenstroms, der bei alleiniger Öffnungsstellung des jeweiligen Schaltventils aus der entsprechenden Zuführleitung austritt.
Der Begasungszyklus beträgt vorzugsweise mehr als 60 s. Besonders vorteilhaft ist ein Begasungszyklus von mehr als 120 s. Mit zunehmender Länge des Begasungszyklus wird der Luftmengenstrom, der von dem Gebläse bereitgestellt werden muss, kleiner. Bei einem längeren Begasungszyklus kann ein Gebläse mit geringerer Leistung eingesetzt werden. Unter dem Gesichtspunkt der energiesparenden Betriebsweise werden daher möglichst lange Begasungszyklen angestrebt. In Betracht zu ziehen sind daher auch Begasungszyklen von 180 s und mehr.
Die Länge des Begasungszyklus ist von einer Mehrzahl von Faktoren abhängig, beispielsweise von der Verschmutzungsneigung der Membranmoduie und der Wirksamkeit der an oder innerhalb der Membranmodule vorgesehenen Begasungseinrichtung. Um eine hohe Filtrationsleistung aufrechtzuerhalten, muss jedes Membranmodul in bestimmten Zeitabständen mit dem maximalen Begasungsluftstrom, der von der Gasquelle bereitgestellt wird, beaufschlagt werden. Dieser Zeitraum kann durch die Ausgestaltung des Begasungsverfahrens beeinflusst werden. Die im Folgenden erläuterten Ausgestaltungen des Begasungsverfahren ermöglichen eine zeitliche Streckung der Begasungszyklen und sind unter dem Gesichtspunkt einer energie- sparenden Betriebsweise vorteilhaft.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass innerhalb des Begasungszyklus einmal oder mehrmals alle Membranmodule gleichzeitig mit Teilluftströmen begast werden, die sich durch Öffnen aller Schaltventile einstellen. Alternativ können innerhalb des Begasungszyklus auch nacheinander unterschiedliche Gruppen aus mindestens drei Membranmodulen mit dem Gesamtluftstrom beaufschlagt werden, wobei sich der Luftstrom durch Öffnen der Schaltventile annähernd gleichmäßig auf die zu der Gruppe gehörenden Membranmodule verteilt und wobei die Schaltventile an allen anderen Membranmodulen geschlossen sind.
Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass zwischen den Begasungszyklen alle Membranmodule durch Öffnen der zugeordneten Schaltventile gleichzeitig begast werden. Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass zwischen den Begasungszyklen jeweils eine Gruppe aus mindestens drei Membranmodulen mit dem Luftstrom beaufschlagt wird, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Begasungszyklus eine erste Gruppe von Membranmodulen, zwischen dem zweiten und dritten Begasungszyklus eine zweite Gruppe von Membranmodulen, usw. gewählt wird.
Bei jeder der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen ist die Zeit, in der alle Membranmodule oder eine Gruppe aus mindestens drei Membranmodulen gleichzeitig begast werden, zweckmäßigerweise zumindest ebenso lang wie das Zeitintervall, mit dem die Membranmodule während des Begasungszyklus einzeln begast werden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Begasen von Membranmodulen betreibbare Membranfilteranlage,
Fig. 2 ein Schaltschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 die sich einstellenden Luftvolumenströme zur Begasung der Membranmodule,
Fig. 4 bis 7 Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Fig. 1 zeigt eine Membranfilteranlage 1 , die mehrere in ein Becken 2 mit einer zu reinigenden Flüssigkeit 3 abgetauchte Membranmodule 4 aufweist. Die Membranmodule sind nur schematisch dargestellt. Unter den Begriff des "Membranmoduls" soll auch eine Gruppe aus mehreren Filtereinheiten fallen, die als Begasungseinheit geschaltet sind und daher stets gleichzeitig mit Luft beaufschlagt werden. Als Membranen werden Hohlfasermembranen verwendet, die bündelweise zusammengefasst sind und mit einem permeatseitig offenen Ende in ein Kopfstück eingeharzt sind. An ihrem anderen Ende sind die Hohlfasermembranen einzeln verschlossen. Die Membranmodule 4 sind an eine gemeinsame Permeatsammelleitung 5 angeschlossen. Über ein Gebläse 6 oder eine andere Gasquelle wird ihnen von einer gemeinsamen Quelle Luft oder ein Gas zugeführt, die an der Membranaußenseite als Blasen in der zu reinigenden Flüssigkeit 3 aufsteigt. In den Zuführleitungen 7 zu den Membranmodulen 4 sind Schaltventile 8 angeordnet, die nach einem vorgegebenen Schaltschema betätigt werden und die Luftzufuhr zu einem zugeordneten Membranmodul 4 freigeben oder sperren. Beim Begasen der Membranmodule 4 ist in einem ersten Verfahrensschritt I das einem ersten Membranmodul 4 zugeordnete Schaltventil 8 geöffnet, während die Schaltventile 8 aller weiteren Membranmodule 4 geschlossen sind, so dass eine Begasung des ersten Membranmoduls 4 mit einem als 100% definierten Luftvolumenstrom erfolgt (vgl. Fig. 2 und 3). Zu Beginn eines zweiten Verfahrensschrittes II wird zusätzlich das einem zweiten Membranmodul 4 zugeordnete Schaltventil 8 geöffnet, so dass sich zwei im Wesentlichen stationäre Teilluftströme einstellen, mit denen das erste und das zweite Membranmodul 4 beaufschlagt werden. Die Teilluftströme sind jeweils größer als 50% des Luftvolumenstroms, der sich im ersten Verfahrensschritt bei der Begasung nur eines Membranmoduls einstellt, da der Strömungsdruckverlust mit zunehmender Anzahl geöffneter Leitungen abnimmt. Zu Beginn eines dritten Verfahrensschrittes III zur Begasung des zweiten Membranmoduls 4 mit 100% wird das dem ersten Membranmodul 4 zugeordnete Schaltventil 8 geschlossen. Entsprechend den Verfahrensschritten I bis III werden nacheinander alle Membranmodule 4 begast, bis der Begasungszyklus T abgeschlossen ist und die Begasung beim ersten Membranmodul 4 von Neuem beginnt. Im Ausführungsbeispiel sind die Schaltventile 8 als Auf/Zu-Armaturen ausgebildet, die lediglich entweder die Öffnungs- oder die Sperrstellung einnehmen können (s. Fig. 2). Der Fig. 3 ist zu entnehmen, dass zur Vermeidung eines Eindringens von Flüssigkeit 3 alle Zuführleitungen 7 auch bei Sperrstellung der Schaltventile 8 von einem Sperrluftvolumenstrom durchströmt werden. Der Sperrluftvolumenstrom kann beispielsweise durch eine zusätzliche Öffnung in der entsprechenden Zuführleitung 7 austreten. Im Ausführungsbeispiel sind die Schaltventile 8 so ausgebildet, dass sie auch in der Sperrstellung einen verbleibenden freien Strömungsquerschnitt aufweisen, durch den der Sperrluftvolumenstrom hindurchströmt. Die Fig. 3 zeigt ferner, dass der Sperrluftvolumenstrom weniger als 5% desjenigen Luftvolumenstroms beträgt, der bei alleiniger Öffnungsstellung des jeweiligen Schaltventils 8 aus der entsprechenden Zuführleitung austritt. Durch den Sperrluftvolumenstrom wird ein Eintreten von Flüssigkeit 3 in die getauchten Zuführleitungen 7 verhindert.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Innerhalb des Begasungszyklus T werden mehrmals alle Membran- module 4 gleichzeitig mit Teilluftströmen L-i, L2 ... begast, die sich durch Öffnen aller Schaltventile 8 einstellen.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsvariante werden innerhalb des Begasungszyklus T nacheinander unterschiedliche Gruppen aus mindestens drei Membranmodulen mit dem gesamten Luftvolumenstrom beaufschlagt, wobei sich der Luftstrom durch Öffnen der Schaltventile annähernd gleichmäßig auf die zu der Gruppe gehörenden Membranmodule verteilt und wobei die Schaltventile an allen anderen Membranmodulen geschlossen sind.
Fig. 6 zeigt eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem zwischen den Begasungszyklen T alle Membranmodule 4 durch Öffnen der zugeordneten Schaltventile 8 gleichzeitig begast werden.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen den Begasungszyklen jeweils eine Gruppe aus mindestens drei Membranmodulen mit dem Luftstrom beaufschlagt, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Begasungszyklus eine erste Gruppe von Membranmodulen, zwischen dem zweiten und dritten Begasungszyklus eine zweite Gruppe von Membranmodulen, und so weiter fort gewählt wird.
Die Zeit, in der alle Membranmodule oder eine Gruppe aus mindestens drei Membranmodulen gleichzeitig begast werden, ist in den Ausführungsbeispielen ebenso lang wie das Zeitintervall, mit dem die Membranmodule während des Begasungszyklus einzeln begast werden. Abweichungen sowohl nach unten als auch nach oben sind möglich. Bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Begasungszyklus T von mehr als 60 s einstellbar und beträgt vorzugsweise mehr als 120 s. Begasungszyklen von weniger als 60 s sollen jedoch nicht ausgeschlossen sein.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Begasen von mehreren Membranmodulen einer im Tauchbetrieb arbeitenden Membranfilteranlage, wobei den Membranmodulen von einer gemeinsamen Quelle Luft oder ein Gas zugeführt wird, die an der Membranaußenseite als Blasen in der zu reinigenden Flüssigkeit aufsteigt und wobei in den Zuführleitungen zu den Membranmodulen Schaltventile angeordnet sind, die nach einem vorgegebenen Schaltschema betätigt werden und die Luftzufuhr zu einem zugeordneten Membranmodul freigeben oder sperren, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in einem ersten Verfahrensschrift das einem ersten Membranmodul zugeordnete Schaltventil geöffnet ist, während die Schaltventile aller weiteren Membranmodule geschlossen sind, so dass eine Begasung des ersten Membranmoduls erfolgt, dass zu Beginn eines zweiten Verfahrensschrittes zusätzlich das einem zweiten Membranmodul zugeordnete Schaltventil geöffnet wird, so dass sich zwei Teilluftströme einstellen, mit denen das erste und das zweite Membranmodul beaufschlagt werden, dass zu Beginn eines dritten Verfahrensschrittes zur Begasung des zweiten Membranmoduls das dem ersten Membranmodul zugeordnete Schaltventil geschlossen wird und dass entsprechend den drei Verfahrensschritten nacheinander alle Membranmodule begast werden, bis der Begasungszyklus beim ersten Membranmodul von Neuem beginnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltventile lediglich entweder die Öffnungs- oder Sperrstellung einnehmen können.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung eines Eindringens von Flüssigkeit in luftführende Teile der Membranmodule alle Zuführleitungen auch bei Sperrstellung der Schaltventile von einem Sperrluftvolumenstrom durchströmt werden, der im Vergleich zu dem bei geöffnetem Schaltventil austretenden Begasungsluftstrom klein ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrluftvolumenstrom weniger als 5% des Begasungsluftstroms beträgt, der bei alleiniger Öffnungsstellung des jeweiligen Schaltventils aus der entsprechenden Zuführleitung austritt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Begasungszyklus mehr als 60 s, vorzugsweise mehr als 120 s, beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Begasungszyklus einmal oder mehrmals alle Membranmodule gleichzeitig mit Teilluftströmen begast werden, die sich durch Öffnen aller Schaltventile einstellen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Begasungszyklus nacheinander unterschiedliche Gruppen aus mindestens drei Membranmodulen mit dem Gesamtluftstrom beaufschlagt werden, wobei sich der Luftstrom durch Öffnen der Schaltventile annähernd gleichmäßig auf die zu der Gruppe gehörenden Membranmodule verteilt und wobei die Schaltventile an allen anderen Membranmodulen geschlossen sind.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Begasungszyklen alle Membramodule durch Öffnen der zugeordneten Schaltventile gleichzeitig begast werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Begasungszyklen jeweils eine Gruppe aus mindestens drei Membranmodulen mit dem Luftstrom beaufschlagt wird, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Begasungszyklus eine erste Gruppe von Membranmodulen, zwischen dem zweiten und dritten Begasungszyklus eine zweite Gruppe von Membranmodulen usw. gewählt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit, in der alle Membranmodule oder eine Gruppe aus mindestens drei Membranmodulen gleichzeitig begast werden, zumindest ebenso lang ist wie das Zeitintervall, mit dem die Membranmodule während des Begasungszyklus einzeln begast werden.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8876089B2 (en) 2011-09-15 2014-11-04 Zenon Technology Partnership Method and apparatus to keep an aerator full of air
US9358505B2 (en) 2009-09-03 2016-06-07 General Electric Company Gas sparger for an immersed membrane
US9364805B2 (en) 2010-10-15 2016-06-14 General Electric Company Integrated gas sparger for an immersed membrane
US9463419B2 (en) 2012-01-09 2016-10-11 General Electric Company Pulse aeration for immersed membranes
CN117466431A (zh) * 2023-10-17 2024-01-30 天津市水利工程集团有限公司 一种智能模块化农村生活污水膜法一体化处理装置及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010053180A1 (de) * 2010-12-03 2012-06-06 Aquantis Gmbh Gasverteilarmatur sowie Verfahren zur Steuerung der Gasverteilung zur Reinigung von getauchten Filterelementen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0226373A1 (de) * 1985-12-10 1987-06-24 W.L. Gore & Associates, Inc. Luftverteiler
JPH06106167A (ja) * 1992-09-28 1994-04-19 Kubota Corp 排水の固液分離方法およびその装置
JPH07185271A (ja) * 1993-12-24 1995-07-25 Kurita Water Ind Ltd 浸漬膜装置
JP2000070936A (ja) * 1998-08-25 2000-03-07 Ibiden Engineering Kk 水処理装置
US20030127389A1 (en) * 1998-10-09 2003-07-10 Hamid Rabie Cyclic aeration system for submerged membrane modules

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1761516A (zh) * 2002-12-19 2006-04-19 美国海德能公司 在过滤时清洗和维持膜表面的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0226373A1 (de) * 1985-12-10 1987-06-24 W.L. Gore & Associates, Inc. Luftverteiler
JPH06106167A (ja) * 1992-09-28 1994-04-19 Kubota Corp 排水の固液分離方法およびその装置
JPH07185271A (ja) * 1993-12-24 1995-07-25 Kurita Water Ind Ltd 浸漬膜装置
JP2000070936A (ja) * 1998-08-25 2000-03-07 Ibiden Engineering Kk 水処理装置
US20030127389A1 (en) * 1998-10-09 2003-07-10 Hamid Rabie Cyclic aeration system for submerged membrane modules

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 381 (C - 1226) 18 July 1994 (1994-07-18) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 10 30 November 1995 (1995-11-30) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 06 22 September 2000 (2000-09-22) *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9358505B2 (en) 2009-09-03 2016-06-07 General Electric Company Gas sparger for an immersed membrane
US9433903B2 (en) 2009-09-03 2016-09-06 Zenon Technology Partnership Gas sparger for a filtering membrane
US10471393B2 (en) 2009-09-03 2019-11-12 Bl Technologies, Inc. Gas sparger for an immersed membrane
US11219866B2 (en) 2009-09-03 2022-01-11 Bl Technologies, Inc. Gas sparger for an immersed membrane
US9364805B2 (en) 2010-10-15 2016-06-14 General Electric Company Integrated gas sparger for an immersed membrane
US10173175B2 (en) 2010-10-15 2019-01-08 Bl Technologies, Inc. Integrated gas sparger for an immersed membrane
US8876089B2 (en) 2011-09-15 2014-11-04 Zenon Technology Partnership Method and apparatus to keep an aerator full of air
US9463419B2 (en) 2012-01-09 2016-10-11 General Electric Company Pulse aeration for immersed membranes
CN117466431A (zh) * 2023-10-17 2024-01-30 天津市水利工程集团有限公司 一种智能模块化农村生活污水膜法一体化处理装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
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