WO2006105855A1 - Verfahren zur abtrennung von inhaltsstoffen aus einem fliessfähigen stoffgemisch und anlage zur durchführung derartiger verfahren - Google Patents

Verfahren zur abtrennung von inhaltsstoffen aus einem fliessfähigen stoffgemisch und anlage zur durchführung derartiger verfahren Download PDF

Info

Publication number
WO2006105855A1
WO2006105855A1 PCT/EP2006/002438 EP2006002438W WO2006105855A1 WO 2006105855 A1 WO2006105855 A1 WO 2006105855A1 EP 2006002438 W EP2006002438 W EP 2006002438W WO 2006105855 A1 WO2006105855 A1 WO 2006105855A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
permeate
filter
filter element
mixture
retentate
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/002438
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gunther Gehlert
Johannes Laubach
Original Assignee
Wehrle Umwelt Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wehrle Umwelt Gmbh filed Critical Wehrle Umwelt Gmbh
Publication of WO2006105855A1 publication Critical patent/WO2006105855A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • B01D61/146—Ultrafiltration comprising multiple ultrafiltration steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/16—Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/22—Controlling or regulating
    • 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
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
    • 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
    • B01D2321/18—Use of gases
    • B01D2321/185—Aeration

Definitions

  • the invention relates to a method for separating ingredients from a flowable mixture in which at least one of a retentate side of a filter module facing filter surface of a preferably designed as a filter membrane filter element for generating a depleted of ingredients permeate on a side facing away from the retentate permeate side of the filter element approximately parallel to the filter surface the mixture of substances is flowed over, and a plant for carrying out such processes with at least one filter module in which a retentate side is separated from a permeate side by a filter element.
  • processes and equipment described above in general form are used, for example, in biological wastewater treatment. In principle, however, processes of this type can be used wherever solid-liquid separation up to the separation of colloidal particles (about> 100 nm) or else liquid-liquid separation of emulsions is to be achieved.
  • biological wastewater treatment process of the type described above for separating the biomass are used by the purified wastewater.
  • sedimentation, flotation and surface or depth filtration are also used for this purpose.
  • the oldest method variant is the crossflow method.
  • this method as part of the biological wastewater treatment sludge removed from an aeration tank and fed to an externally installed and at least one filter module having system. Under pressure, the activated sludge flows in this process on the retentate side of the filter module parallel to a corresponding filter surface or membrane surface, the water penetrates the filter element or the membrane and passes on the retentate side of the filter element remote permeate side of the filter module in the permeate. The retentate or concentrate remaining on the retentate side is returned to the aeration tank.
  • the advantage of this process variant is the high permeate flow and the resulting low required membrane surface.
  • the problem with this process variant is the high energy requirement for the separation of substances.
  • the “submerged method” differs from the “crossflow method” in that the filter elements or membranes are immersed directly in a basin, whereby an installation directly in the aeration tank is conceivable.
  • the pressure gradient required for the substance separation is generated by applying a negative pressure on the permeate side of the filter element or the membrane. With the help of a coarse-bubble aeration shear forces are generated on the retentate side of the filter element, which are intended to counteract the formation of deposits.
  • This method variant is advantageous in comparison with the "crossflow method” with regard to the lower energy consumption. ⁇ br /> ⁇ br/> For the substance separation in this method variant, in some cases only about 20% of the values obtained when the "crossflow method” is carried out. However, the problem with this process variant is the low permeate flux, which necessitates the installation of large membrane areas, which entails correspondingly high investment costs.
  • the airlift process is the most recent process variant, combining the advantages of the "crossflow process” and the “submerged process.”
  • the filter modules or membrane modules are available in either immersed in a basin or positioned externally and vertically as in the "crossflow process.”
  • the mixture flows through the filter module only slowly and essentially without pressure in the vertical direction from bottom to top.
  • the invention has for its object to provide a development of the known method, with the avoidance of high investment costs, a material separation with low energy consumption is possible.
  • this object is achieved by a development of the known method of the type described above, which is characterized essentially in that the flow rate of the mixture on the retentate side of the at least one filter module in the generation of the permeate changed at least once, in particular increased for a predetermined time becomes.
  • the invention is based on the finding that advantages with regard to the energy requirement in the separation of substances can be achieved without appreciable impairment of the permeate flow if the high shear forces required for cleaning the filter surfaces are generated only temporarily due to high flow velocities.
  • the problem associated with carrying out the process according to the invention in the conventional "crossflow process” does not lead to any complications in the process management, For this reason, processes according to the invention can be carried out with plants which, in comparison to conventional systems for performing "crossflow process” bring only a relatively small overhead in the investment costs, because only a flow system must be provided with which the mixture can be passed through the filter surfaces with different flow velocities.
  • the ratio of the cleaning rate to the basic speed in the range of 1.2 to 10 is preferably 1.2 to 3.5, more preferably 1.5 to 2.5, in particular about 2. If it is less in the execution of inventive method to the saving of energy than to ensure a reliable operation arrives, it may be advantageous to set said ratio to a value of more than 2.5, in particular more than 3.5.
  • the duration of the setting of the cleaning speed can be optimized with regard to the desired minimization of the energy consumption on the one hand and the desired maximization of the mean permeate flow on the other hand. It has been found that the cleaning rate is ideally generated during 1 to 10%, preferably 2 to 8%, in particular about 5% of the total duration of the separation process. Thus, it is therefore particularly advantageous in the execution of inventive method, when the flow rate for 1/20 of the time periodically increased sharply for a short time.
  • the basic speed can be 0.5 to 2 m / sec, in particular 0.7 to 1.5 m / sec.
  • the cleaning rate can be 1.0 to 10 m / sec, preferably 1.5 to 5 m / sec., in particular 2.5 to 4.5 m / sec.
  • the substance mixture can flow through two or more, preferably serially arranged filter modules, as in conventional "crossflow processes" for separating off the ingredients, each of which has at least one filter element with a retentate side and a permeate side.
  • a further optimization of the overall efficiency in the execution of inventive method is achievable if at least during the generation of the cleaning rate on the retentate side on the permeate side of the at least one filter element, a permeate flow is generated and the pressure curve within the permeate along at least one filter element and / or in successive Filter modules is adapted to the pressure profile in the flowing mixture on the retentate.
  • This further optimization of methods according to the invention is based on the knowledge that the short-term increase in the flow velocity on the retentate side leads to the formation of a strong pressure profile along the flow channel.
  • This pressure profile with decreasing in the flow direction of the retentate pressure leads to a high transmembrane pressure difference in the upstream direction of the flow channel or in the front filter modules in serial flow of two or more filter modules.
  • the consequence in this area is a strong top layer formation, which greatly reduces the positive effect of the high flow rate.
  • the positive cleaning effect of the high flow rate can only develop in the rear regions of the flow channel or in the rear membrane modules.
  • the disturbing high transmembrane pressure difference in the front regions of the filter modules or in the front modules of serially flowed through filter modules can be counteracted, in which a corresponding pressure profile is also generated on the permeate side.
  • the execution of the process according to the invention can further increase the permeate flow similar to the execution of conventional "submerged processes” or "airlift processes” if the mixture of substances is mixed with an air flow before, during and / or after retentate introduction into at least one filter module ,
  • the air flow can be injected into the substance mixture in two or more flow channels, preferably approximately parallel to one another, on the retentate side.
  • air instead of air other possibly positive effect in terms of the substance separation inducing gases inject into the mixture.
  • the short-term increase in the flow rate on the retentate side is insufficient to eliminate the interfering retentate-side cover layer on the filter elements.
  • the separation of the mixture must be effected in a plurality of sequential separation processes, wherein between at least two separation processes, a so-called "backwashing" is performed, in which the - filter element from the permeate side in the direction of the retentate side is flowed through by a cleaning fluid
  • this permeate-side backwashing the return transport of the filter cake from the filter element or the membrane into the core flow is greatly increased due to the reverse flow does not take place, so that after a sufficiently long backwashing a complete removal of the interfering filter lining is achieved.
  • permeate-side backwashing can be carried out technically in various variants. It has proved to be particularly favorable when the previously produced permeate, preferably from a corresponding permeate reservoir, is passed through the filter element as cleaning fluid. Additionally or alternatively, a gaseous cleaning fluid, in particular compressed air, can be passed through the filter element.
  • the method according to the invention is particularly suitable for the execution of processes for biological wastewater treatment.
  • the mixture of substances is preferably introduced from at least one gassed or unbuffered bioreactor into the at least one filter module.
  • a suitable for carrying out inventive method system is characterized essentially by the fact that the at least one filter module is associated with a conveyor for introducing the mixture on the retentate side of the filter element, promoted with the different flow rates and thus different flow rates can be generated in the at least one filter module ,
  • the conveyor is expediently assigned a control device with which the conveyor can be controlled so that different flow speeds can be generated at predetermined time intervals. The timing of the generation of different flow rates is expediently freely programmable.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system suitable for carrying out the method according to the invention
  • Fig. 2 are schematic representations of various backwashing and
  • Fig. 3 are schematic representations of different variants for Lucaseindüsung.
  • the plant shown in FIG. 1 comprises a reservoir 1 for the substance mixture, such as an aeration tank of a plant for biological wastewater treatment, two filter modules designed in the form of membrane separation apparatuses 3 and a permeate reservoir 7.
  • a reservoir 1 for the substance mixture such as an aeration tank of a plant for biological wastewater treatment
  • two filter modules designed in the form of membrane separation apparatuses 3 and a permeate reservoir 7.
  • inventive methods with the aid of the in Fig. 1 shown plant is conveyed from the reservoir 1, the mixture of substances by means of a conveyor 2 in the series sequentially arranged membrane separation apparatuses 3.
  • the substance mixture arrives at the retentate side 3a of the membrane separation apparatuses 3.
  • the conveying apparatus 2 is designed so that different volume flows are conveyed and thus different flow velocities can be generated in the membrane separation apparatuses 3 on the retentate side 3a.
  • a freely programmable control device not shown in the drawing is provided.
  • the concentrate remaining on the retentate side of the filter membranes 3b is returned to the reservoir 1 via a concentrate line 4.
  • the purified medium (permeate) obtained on the permeate side 3c of the membrane separation apparatus facing away from the retentate side 3a is conveyed via a permeate line 5 into the permeate reservoir 7 with the aid of a corresponding conveying device 6.
  • increase in the flow rate of the substance mixture on the retentate side can be generated by means of a throttle valve 8 with the aid of the system 1 shown in Fig. 1 permeat minerales pressure profile.
  • the permeate line during the increase of the flow rate on the retentate side 3a by means of fittings 13 and 14 are completely shut off.
  • a backwash line 9 through which permeate removed from the reservoir 7 is conveyed from the permeate side 3c in the direction of the retentate side 3a by means of a backwash conveyor 11
  • An uncontrolled flow through the backwash line 9 during the separation process can be prevented by means of shut-off devices 10.
  • a pressure profile can also be formed in the backwash line 9.
  • the backwash line is for this purpose 9 is equipped with a throttling fitting 12. During the backwashing, the line 5 to the permeate reservoir 7 is shut off by means of a fitting 13.
  • the permeate line 5 is shut off with a shut-off fitting 14.
  • the pressure profile wi Rd using the throttle valve 12 is set so that during the backwash on the permeate side 3c of the left in Fig. 1 shown Membrane separator sets a higher pressure than on the permeate side of the membrane separator shown in Fig. 1 right.
  • the permeate flow performance can be further improved by using a conveyor 15 air is injected before or in the membrane module in the mixture.
  • a ventilation system 16 the exhaust air thus generated can be removed either directly from the module or behind the module. In the context of the invention, however, it is also thought to derive the exhaust air directly with the concentrate stream.
  • FIG. 2 a the backwashing can take place directly from the permeate reservoir 7, similar to the embodiment of the invention explained with reference to FIG. 1.
  • Another possibility is to use a backwash medium other than the permeate.
  • the backwash medium is then conveyed from a separate reservoir in the direction of the membrane separation apparatus either with a suitable pump (see Fig. 2b) or with a pressurized gas (see Fig. 2c).
  • a compressed gas can also be used to convey the permeate.
  • the retentate-side air injection used in the context of a preferred embodiment leads to a multi-phase flow parallel to the retentate-side filter surface.
  • the positive effect of this measure is known from the "submerged" and "airlift system.”
  • a uniform air supply is ensured by the fact that the air injection takes place uniformly in two or more flow channels arranged approximately parallel to each other. This is illustrated schematically in FIG 3 a, the air injection takes place via suitable nozzle arrangements into individual flow channels In the embodiment illustrated in FIG.
  • the air introduction takes place from below via a preferably perpendicular to the flow line Distribution element made of porous material extending in the sectional plane of the filter module, wherein this distribution element may have recesses interspersed by flow channels, as indicated in FIG. 3b.
  • the method according to the invention can be used with particular advantage if the substance mixture flows through an at least partially substantially rigid filter surface. It may be sufficient if the corresponding filter element is designed to be substantially rigid only in the region in which it flows over the mixture of substances. In some applications, however, it may be expedient if the filter element is completely substantially rigid.
  • filter elements can be used which are realized at least in regions in the form of tube membranes, tubular membranes, ohm fiber membranes and / or capillary membranes.
  • filter elements of this type are considered to be essentially rigid, the diameter of which is not changed by more than 10%, in particular not more than 5%, by the usual pressure conditions which occur during the filtration process.
  • a particularly accurate adjustment of the flow rates atseite on the retentate is possible if the mixture of substances transported by a conveyor and the flow rate is adjusted on the retentate side by means of corresponding control of the F örder worn.
  • the invention conveyors in the form of speed and / or frequency-controlled pumps and / or pumps can ungsform come up with changing motor for use in a particularly preferred embodiment ⁇ .
  • the invention is not limited to the embodiments explained with reference to the drawing. Rather, it is also intended to the execution of inventive method, is waived in a reinforced pressure profile training on the permeate side and / or in which a backwash is not provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Inhaltsstoffen aus einem fließfähigen Stoffgemisch, bei dem mindestens eine einer Retentatseite eines Filtermoduls zugewandte Filterfläche eines vorzugsweise als Filtermembran ausgeführten Filterelementes zur Erzeugung eines von Inhaltsstoffen abgereicherten Permeats auf einer der Retentatseite abgewandten Permeatseite des Filterelements etwa parallel zur Filterfläche mit dem Stoffgemisch überströmt wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Stoffgemischs auf der Retentatseite bei der Erzeugung des Permeats mindestens einmal verändert, insbesondere für eine vorgegebene Zeit erhöht wird.

Description

Verfahren zur Abtrennung von Inhaltsstoffen aus einem fließfähigen Stoffgemisch und Anlage zur Durchführung derartiger Verfahren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Inhaltsstoffen aus einem fließfähigen Stoffgemisch, bei dem mindestens eine einer Retentatseite eines Filtermoduls zugewandte Filterfläche eines vorzugsweise als Filtermembran ausgeführten Filterelementes zur Erzeugung eines von Inhaltsstoffen abgereicherten Permeats auf einer der Retentatseite abgewandten Permeatseite des Filterelements etwa parallel zur Filterfläche mit dem Stoffgemisch überströmt wird, sowie eine Anlage zur Durchführung derartiger Verfahren mit mindestens einem Filtermodul, in dem eine Retentatseite durch ein Filterelement von einer Permeatseite getrennt ist.
Die vorstehend in allgemeiner Form beschriebenen Verfahren und Anlagen werden beispielsweise bei der biologischen Abwasserreinigung eingesetzt. Grundsätzlich sind Verfahren dieser Art jedoch überall dort einsetzbar, wo eine Fest-Flüssigtrennung bis zur Abtrennung von kolloidalen Partikeln (ca. > 100 nm) oder auch eine Flüssig-Flüssigtrennung von Emulsionen erreicht werden soll. Bei der biologischen Abwasserreinigung werden Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Abtrennung der Biomasse von dem gereinigten Abwasser benutzt. Neben den beschriebenen Verfahren kommen zu diesem Zweck auch eine Sedimentation, eine Flotation und Oberflächen- bzw. Tiefenfiltration zum Einsatz.
Im Hinblick auf den Erhalt einer konstant hohen Ablaufqualität, insbesondere bezüglich des Feststoffgehalts, der im allgemeinen gewünschten Reduzierung der Anlagengröße und zur Verminderung des bei der Abwasserreinigung erforderlichen Chemikalieneinsatzes wird zunehmend die eingangs beschriebene Membranfiltration anstelle der herkömmlichen Verfahren zur Abtrennung von Biomasse eingesetzt. Dabei haben sich in der jüngeren Vergangenheit drei Verfahrensvarianten herausgebildet, die als „Querstromverfahren" bzw. „Crossflow", Verfahren mit getauchter Membran bzw. „Submerged"- Verfahren und Querstromverfahren mit schwacher Anströmung und Eindüsung von Luft bzw. „Airliff-Verfahren bekannt geworden sind.
Die älteste Verfahrensvariante ist das Crossflow-Verfahren. Bei diesem Verfahren wird im Rahmen der biologischen Abwasserreinigung Schlamm aus einem Belebungsbecken entnommen und einer extern aufgestellten und mindestens ein Filtermodul aufweisenden Anlage zugeführt. Unter Druck strömt der Belebtschlamm bei diesen Verfahren auf der Retentatseite des Filtermoduls parallel zu einer entsprechenden Filterfläche bzw. Membranoberfläche, wobei das Wasser das Filterelement bzw. die Membran durchdringt und auf der der Retentatseite des Filterelementes abgewandten Permeatseite des Filtermoduls in den Permeatablauf gelangt. Das auf der Retentatseite verbleibende Retentat bzw. Konzentrat wird zurück in das Belebungsbecken geleitet. Der Vorteil dieser Verfahrensvariante ist der hohe Permeatfluss und die sich daraus, ergebende geringe erforderliche Membranoberfläche. Problematisch bei dieser Verfahrensvariante ist der hohe Energiebedarf für die Stofftrennung.
Das „Submerged-Verfahren" unterscheidet sich dadurch vom „Crossflow-Verfahren", dass die Filterelemente bzw. Membranen direkt in ein Becken eingetaucht werden, wobei auch eine Installation direkt im Belebungsbecken denkbar ist. Das für die Stofftrennung erforderliche Druckgefälle wird durch Anlegen eines Unterdrucks auf der Permeatseite des Filterelementes bzw. der Membran erzeugt. Mit Hilfe einer grobblasigen Belüftung werden auf der Retentatseite des Filterelementes Scherkräfte erzeugt, die der Belagbildung entgegenwirken sollen. Diese Verfahrensvariante ist im Vergleich zum „Crossflow-Verfahren" im Hinblick auf den geringeren Energieverbrauch vorteilhaft. Es werden für die Stofftrennung bei dieser Verfahrensvariante in einigen Fällen nur ca. 20 % der bei Ausführung der „Crossflow- [Variante" benötigten Energie gebraucht. Problematisch bei dieser Verfahrensvariante ist allerdings der niedrige Permeatfluss, der die Installation von großen Membranflächen not- wendig .macht. Das ist mit entsprechend hohen Investitionskosten verbunden.
Das „Airlift-Verfahren" ist die jüngste Verfahrensvariante. Bei diesem Verfahren sollen die Vorteile des „Crossflow-Verfahrens" und des „Submerged-Verfahrens" miteinander verbunden werden. Dazu sind die Filtermodule bzw. Membranmodule bei dem „Airlift-Verfahren" entweder in ein Becken getaucht oder wie beim „Crossflow-Verfahren" extern und senkrecht aufgestellt. Anders als beim „Crossflow-Verfahren" durchströmt das Stoffgemisch die Filtermodüle nur langsam und im wesentlichen drucklos in vertikaler Richtung von unten nach oben. Ähnlich dem „Submerged-Verfahren" wird am unteren Ende der Membranmodule Luft eingedüst, um einer Belagsbildung auf der Retentatseite der Filterelemente entgegenzuwirken. In weiterer Entsprechung zum „Submerged-Verfahren" wird das treibende Druckgefälle beim „Airlift-Verfahren" durch einen permeatseitigen Unterdruck erzeugt. Bei dieser Verfahrensvariante wird mit einem im Vergleich zum „Crossflow-Verfahren" niedrigeren Energieverbrauch ein höherer Permeatfluss als beim „Submerged-Verfahren" erreicht. Allerdings können die Filtermodule bei der Ausführung des „Airiift-Verfahrens" nur parallel zueinander angeordnet werden, was zu vergleichsweise hohen Volumenströmen und Rohrleitungen mit großem Querschnitt führt. Entsprechend hoch sind die Investitionskosten für zur Durchführung des „Airlift-Verfahrens" geeignete Anlagen.
Angesichts dieser Probleme im Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Weiterbildung der bekannten Verfahren anzugeben, mit der unter Vermeidung hoher Investitionskosten eine Stofftrennung mit geringem Energieverbrauch möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Weiterbildung der bekannten Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Stoffgemischs auf der Retentatseite des mindestens einen Filtermoduls bei der Erzeugung des Permeats mindestens einmal verändert, insbesondere für eine vorgegebene Zeit erhöht wird.
Bei der erfindungsgemäßen Weiterbildung des „Crossflow-Verfahrens" wird von der Erkenntnis Gebrauch gemacht, dass zur Sicherstellung des gewünschten hohen Permeat- flusses die Beibehaltung einer hohen Strömungsgeschwindigkeit während des gesamten Trennvorgangs nicht erforderlich ist, sondern eine nur zeitweise Erhöhung der Geschwindigkeit des die Filterfläche überströmenden Stoffgemischs ausreicht. Bei herkömmlichen „CrossflDw-Verfahren" wird eine hohe Strömungsgeschwindigkeit auf der Retentatseite eingestellt, um eine Verblockung der Filterelemente bzw. Membranen zu vermeiden. Durch den Filtrationsvorgang werden Partikel oder andere von dem Filterelement zurück gehaltenen Substanzen an das Filterelement herantransportiert. Die parallele Überströmung des Filterelements erzeugt Scherkräfte, die zu einem Rücktransport der zurück gehaltenen Substanzen in die Kernströmung sorgt. Nach einiger Zeit stellt sich dann in der Regel ein Gleichgewicht ein, bei dem der Antransport an die Membran heran dem Rücktransport entspricht. Dabei wird das Gleichgewicht auf die Seite einer wenig belegten Membran verschoben, wenn die Scherkräfte aufgrund der parallelen Überströmung des Filterelementes mit dem Stoffgemisch besonders hoch sind. Aus diesem Grund werden die Strömungsgeschwindigkeiten in einem herkömmlichen „Crossflow-Filtersystem" besonders hoch eingestellt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Vorteile im Hinblick auf den Energiebedarf bei der Stofftrennung ohne nennenswerte Beeinträchtigung des Permeat- flusses erreicht werden können wenn die zur Reinigung der Filterflächen benötigten hohen Scherkräfte aufgrund hoher Strömungsgeschwindigkeiten nur zeitweise erzeugt werden. Erstaunlicherweise hat es sich dabei gezeigt, dass die mit der Durchführung erfindungsgemäßer Verfahren einhergehende Aufgabe des sich bei dem herkömmlichen „Crossflow-Verfahren" einstellenden Gleichgewichts zu keinerlei Komplikationen bei der Verfahrensführung führt. Aus diesem Grund können erfindungsgemäße Verfahren mit Anlagen ausgeführt werden, welche im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen zur Durchführung von „Crossflow-Verfahren" nur einen vergleichsweise geringen Mehraufwand bei den Investitionskosten mit sich bringen, weil lediglich ein Strömungssystem bereitgestellt werden muss, mit dem das Stoffgemisch mit unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten über die Filterflächen geleitet werden kann.
Im Hinblick auf die gewünschte Minimierung des Energieverbrauchs einerseits und die angestrebte Maximierung des Permeatflusses andererseits hat es sich im Rahmen der Erfindung als besonders günstig erwiesen, wenn die Strömungsgeschwindigkeit bei der Erzeugung des Permeats auf der Retentatseite ausgehend von einer vergleichsweise geringen Grundgeschwindigkeit zeitweise auf eine Reinigungsgeschwindigkeit erhöht wird wobei das Verhältnis von Reinigungsgeschwindigkeit zur Grundgeschwindigkeit im Bereictr von 1 ,2 bis 10. vorzugsweise 1 ,2 bis 3,5, weiter vorzugsweise 1 ,5 bis 2,5, insbesondere etwa bei 2 liegt. Falls es bei der Ausführung erfindungsgemäßer Verfahren weniger auf die Einsparung von Energie als auf die Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebsablaufs ankommt, kann es vorteilhaft sein, das genannte Verhältnis auf einen Wert von mehr als 2,5, insbesondere mehr als 3.5 einzustellen.
Die Dauer der Einstellung der Reinigungsgeschwindigkeit kann im Hinblick auf die gewünschte Minimierung des Energieverbrauchs einerseits und die angestrebte Maxi- mierung des mittleren Permeatflusses andererseits optimiert werden. Es hat sich gezeigt, dass die Reinigungsgeschwindigkeit idealerweise während 1 bis 10 %, vorzugsweise 2 bis 8 %, insbesondere etwa 5 % der Gesamtdauer des Trennvorgangs erzeugt wird. Mithin ist es also besonders günstig bei der Ausführung erfindungsgemäßer Verfahren, wenn die Strömungsgeschwindigkeit für 1/20 der Zeit periodisch kurzzeitig stark erhöht wird. Im Vergleich zu herkömmlichen „Crossflow-Verfahren" ergeben sich dann bei Halbierung des Energieverbrauchs keine nennenswerten Veränderungen des mittleren Permeatflusses. Wenn die Optimierung in Richtung auf einen besonders geringen Energieverbrauch verschoben werden soll, kann die Dauer, für die die Reinigungsgeschwindigkeit eingestellt wird, verringert werden. Bei der Ausführung erfindungsgemäßer Verfahren kann die Grundgeschwindigkeit 0,5 bis 2 m/sek., insbesondere 0,7 bis 1 ,5 m/sek. betragen. Die Reinigungsgeschwindigkeit kann 1,0 bis 10 m/sek., vorzugsweise 1,5 bis 5 m/sek., insbesondere 2,5 bis 4,5 m/sek. betragen.
Bei der Ausführung erfindungsgemäßer Verfahren kann das Stoffgemisch wie bei herkömmlichen „Crossflow-Verfahren" zur Abtrennung der Inhaltsstoffe zwei oder mehr, vorzugsweise seriell angeordnete Filtermodule durchströmen, von denen jedes mindestens ein Filterelement mit einer Retentatseite und einer Permeatseite aufweist.
Eine weitere Optimierung des Gesamtwirkungsgrads bei der Ausführung erfindungsgemäßer Verfahren ist erreichbar, wenn zumindest während der Erzeugung der Reinigungsgeschwindigkeit auf der Retentatseite auch auf der Permatseite des mindestens einen Filterelementes eine Permeatströmung erzeugt wird und der Druckverlauf innerhalb der Permeatströmung längs mindestens eines Filterelementes und/oder in aufeinanderfolgenden Filtermodulen dem Druckverlauf in dem auf der Retentatseite strömenden Stoffgemisch angepasst wird. Diese weitere Optimierung erfindungsgemäßer Verfahren beruht auf der Erkenntnis, dass die kurzzeitige Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit auf der Retentatseite zur Ausbildung eines starken Druckprofils entlang des Strömungskanals führt. Dieses Druckprofil mit in Strömungsrichtung abfallendem Retentatdruck führt zu einer hohen transmembranen Druckdifferenz in den in Strömungsrichtung vorderen Bereichen des Strömungskanals bzw. in den vorderen Filtermodulen bei serieller Durchströmung von zwei oder mehr Filtermodulen. Die Folge ist in diesen Bereichein eine starke Deckschichtbildung, welche die positive Wirkung der hohen Strömungsgeschwindigkeit stark herabsetzt. Dann kann sich die positive Reinigungswirkung der hohen Strömungsgeschwindigkeit nur in den hinteren Bereichen des Strömungskanals bzw. in den hinteren Membranmodulen entfalten. Der störenden hohen transmembranen Druckdifferenz in den vorderen Bereichen der Filtermodule bzw. in den vorderen Modulen seriell durchströmter Filtermodule kann entgegengewirkt werden, in dem ein entsprechendes Druckprofil auch auf der Permeatseite erzeugt wird. Dazu kann es bei Verwendung seriell durchströmter Filtermodule ausreichend sein, wenn für jedes' der seriell durchströmten Filtermodule ein entsprechender permeatseitiger Druck eingestellt wird. Die Einstellung des permeatseitigen Drucks ist beispielsweise in der EP 0 747- 111 B1 und der DE 25 53 099 C2 beschrieben. Der Offenbarungsgehalt dieser Schriften wird hiermit durch ausdrückliche Inbezugnahme hinsichtlich der Einstellung des permeatseitigen Drucks in diese Beschreibung einbezogen.
Eine weitere Möglichkeit, die störende Deckschichtbildung bei der Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit auf der Retentatseite zu verhindern besteht darin, den Permeat- abfluss zu unterbinden bzw. die Permeatleitung zu verschließen. Dabei muss allerdings darauf geachtet werden, dass die hinteren Bereiche der Filtermodule bzw. die hinteren Filtermodule seriell durchströmter Filtermoldule nur geringfügig rückwärts durchströmt werden, um die Membran zu schützen. Der Permeatfluss kann bei Ausführung erfindungsgemäßer Verfahren ähnlich wie bei der Ausführung herkömmlicher „Submerged- Verfahren" oder „Airlift-Verfahren" weiter erhöht werden, wenn das Stoffgemisch vor, während und/oder nach der retentatseitigen Einleitung in mindestens ein Filtermodul mit einer Luftströmung versetzt wird. Dazu kann die Luftströmung in zwei oder mehr vorzugsweise etwa parallel zueinander verlaufenden Strömungskanälen auf der Retentatseite in das Stoffgemisch eingedüst werden. Selbstverständlich ist es in diesem Zusammenhang auch möglich, anstelle von Luft andere ggf. positive Wirkung im Hinblick auf die Stofftrennung herbeiführende Gase in das Stoffgemisch einzudüsen.
In einigen Fällen reicht die kurzzeitige Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit auf der Retentatseite zur Beseitigung der störenden retentatseitigen Deckschicht auf den Filterelementen nicht aus. In diesen Fällen muss die Trennung des Stoffgemischs in mehreren zeitlich hintereinander liegenden Trennvorgängen bewirkt werden, wobei zwischen mindestens zwei Trennvorgängen eine sogenannte „Rückspülung" durchgeführt wird, bei der das - Filterelement von der Permeatseite in Richtung auf die Retentatseite von einem Reinigungsfluid durchströmt wird. Bei dieser permeatseitigen Rückspülung wird der Rücktransport des Filterkuchens von dem Filterelement bzw. der Membran in die Kernströmung stark erhöht. Ein Antransport an das Filterelement bzw. die Membran findet aufgrund der umgekehrten Strömung nicht statt, so dass nach hinreichend langer Rückspülzeit eine vollständige Entfernung des störenden Filterbelags erreicht wird. In der Praxis sind diese Rückspülzeiten so lang, dass eine vollständige Freispülung des Filterelementes nur bei speziell eingeleiteten Reinigungszyklen erreicht wird. Trotzdem führt eine periodische permeatseitige Rückspülung zu einer signifikanten Erhöhung der Permeatflussleistung. Die beschriebene permeatseitige Rückspülung kann technisch in verschiedenen Varianten ausgeführt werden. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn als Reinigungsfluid das zuvor erzeugte Permeat, vorzugsweise aus einem entsprechenden Permeatreservoir, durch das Filterelement geleitet wird. Zusätzlich oder alternativ-- kann ein gasförmiges Reinigungsfluid, insbesondere Pressluft, durch das Filterelement geleitet werden.
Wie eingangs bereits erläutert, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren in besonderem Maß für die Ausführung von Verfahren zur biologischen Abwasserreinigung. Dabei wird das Stoffgemisch vorzugsweise aus mindestens einem begasten oder unbe- gasten Bioreaktor in das mindestens eine Filtermodul eingeleitet. Eine zur Durchführung erfindungsgemäßer Verfahren geeignete Anlage zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, dass dem mindestens einen Filtermodul eine Fördereinrichtung zur Einleitung des Stoffgemischs auf der Retentatseite des Filterelementes zugeordnet ist, mit der unterschiedliche Volumenströme gefördert und damit unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten in dem mindestens einen Filtermodul erzeugt werden können. Dabei ist der Fördereinrichtung zweckmäßigerweise eine Steuereinrichtung zugeordnet, mit der die Fördereinrichtung so ansteuerbar ist, dass unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten in vorgegebenen Zeitintervallen erzeugt werden können. Der zeitliche Ablauf der Erzeugung unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten ist dabei zweckmäßigerweise frei programmierbar.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die hinsichtlich aller erfindungswesentlichen und in der Beschreibung nicht näher herausgestellten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer zur Ausführung erfindungsgemäßer Verfahren geeigneten Anlage,
Fig. 2 schematische Darstellungen verschiedener Rückspülverfahren und
Fig. 3 schematische Darstellungen unterschiedlicher Varianten zur Lufteindüsung. Die in Fig. 1 dargestellte Anlage umfasst ein Reservoir 1 für das Stoffgemisch, wie etwa ein Belebungsbecken einer Anlage zur biologischen Abwasserreinigung, zwei in Form von Membrantrennapparaten 3 ausgeführte Filtermodule und ein Permeatreservoir 7. Bei der Ausführung erfindungsgemäßer Verfahren mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Anlage wird aus dem Reservoir 1 das Stoffgemisch mit Hilfe einer Fördereinrichtung 2 in die seriell hintereinander angeordneten Membrantrennapparate 3 gefördert. Das Stoffgemisch gelangt dabei auf die Retentatseite 3a der Membrantrennapparate 3. Die Fördereinrichtung 2 ist so ausgelegt, dass verschiedene Volumenströme gefördert und so unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten in den Membrantrennapparaten 3 auf der Retentatseite 3a erzeugt werden können. Dazu ist eine in der Zeichnung nicht dargestellte frei programmierbare Steuereinrichtung vorgesehen. Das auf der Retentatseite der Filtermembranen 3b verbleibende Konzentrat wird über eine Konzentratleitung 4 wieder in das Reservoir 1 zurückgegeben. Das auf der der Retentatseite 3a abgewandten Permeatseite 3c der Membrantrennapparate anfallende gereinigte Medium (Permeat) wird über eine Permeat- leitung 5 mit Hilfe einer entsprechenden Fördereinrichtung 6 in das Permeatreservoir 7 gefördert. Zur Vermeidung einer störenden Belagbildung auf der Retentatseite der Filtermembranen 3b während der erfindungsgemäß vorgesehenen Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Stoffgemischs auf der Retentatseite kann mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Anlage 1 permeatseitiges Druckprofil mit Hilfe einer Drosselarmatur 8 erzeugt werden. Alternativ kann die Permeatleitung während der Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit auf der Retentatseite 3a mit Hilfe von Armaturen 13 und 14 komplett abgesperrt werden.
Mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Anlage kann auch eine „Rückspülung" durchgeführt werden. Dazu weist die Anlage eine Rückspülleitung 9 auf, durch die aus dem Reservoir 7 entnommenes Permeat mit Hilfe einer Rückspülfördereinrichtung 11 von der Permeatseite 3c in Richtung auf die Retentatseite 3a der Membrantrennapparate 3 gefördert werden kann. Ein unkontrollierter Fluss durch die Rückspülleitung 9 während des Trennvorgangs kann mit Hilfe von Absperrvorrichtungen 10 unterbunden werden. Mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Anlage kann auch in der Rückspülleitung 9 ein Druckprofil ausgebildet werden. Dazu ist die Rückspülleitung 9 mit einer Drosselarmatur 12 ausgestattet. Während der Rückspülung ist die Leitung 5 zum Permeatreservoir 7 mit Hilfe einer Armatur 13 abgesperrt. Zur Vermeidung einer unkontrollierten Strömung durch die Permeatleitung 5 während des Rückspülvorgangs wird die Permeatleitung 5 mit einer Absperrarmatur 14 abgesperrt. Das Druckprofil wird mit Hilfe der Drosselarmatur 12 so eingestellt, daß sich während des Rückspülvorgangs auf der Permeatseite 3c des in Fig. 1 links dargestellten Membrantrennapparates ein höherer Druck einstellt als auf der Permeatseite des in Fig. 1 rechts dargestellten Membrantrennapparates.
Mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Anlage kann die Permeatflussleistung weiter verbessert werden, indem mit Hilfe einer Fördereinrichtung 15 Luft vor oder im Membranmodul in das Stoffgemisch eingedüst wird. Über ein Entlüftungssystem 16 kann die so erzeugte Abluft entweder direkt aus dem Modul oder hinter dem Modul entfernt werden. Im Rahmen der Erfindung ist allerdings auch daran gedacht, die Abluft direkt mit dem Konzentratstrom abzuleiten.
Zusätzlich oder alternativ zu der anhand der Fig. 1 erläuterten Rückspülung ist im Rahmen der Erfindung auch an weitere Rückspülmöglichkeiten gedacht. Gemäß Fig. 2a kann die Rückspülung ähnlich wie bei der anhand der Fig. 1 erläuterten Ausführungsform der Erfindung direkt aus dem Permeatreservoir 7 erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein anderes Rückspülmedium als das Permeat zu verwenden. Das Rückspüimedium wird dann entweder mit einer geeigneten Pumpe (vgl. Fig. 2b) oder mit einem Druckgas (vgl. Fig. 2c) aus einem separaten Reservoir in Richtung auf die Membrantrennapparate gefördert. Gemäß der in Fig. 2d dargestellten Verfahrensvariante kann auch zur Förderung des Permeats ein Druckgas benutzt werden.
Die im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform eingesetzte retentatseitige Lufteindüsung führt zu einer Mehrphasenströmung parallel zur retentatseitigen Filterfläche. Die positive Wirkung dieser Maßnahme ist aus dem „Submerged-,, und „Airlift-System" bekannt. Bei liegenden oder auch bei seriell hintereinander durchströmten Filtermodulen führt die häufig vor dem Moduleintritt angeordnete Lufteindüsung zu einer gleichmäßigen Verteilung der Luftblasen, wenn mehrere Strömungskanäle parallel angeordnet sind. Daher wird bei einer im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugten Ausführungsform mit geeigneten Systemen eine gleichmäßige Luftversorgung dadurch sichergestellt, dass die Lufteindüsung gleichmäßig in zwei oder mehr etwa parallel zueinander angeordneten Strömungskanälen erfolgt. Das ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Bei der in Fig. 3a dargestellten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Lufteindüsung über geeignete Düsenanordnungen in einzelne Strömungskanäle. Bei der in Fig. 3b dargestellten Ausführungsform erfolgt die Lufteinleitung von unten über ein sich vorzugsweise über die. gesamte senkrecht zur Fließrichtung des Stoffgemischs verlaufende Schnittfläche des Filtermoduls erstreckendes Verteilungselement aus porösem Material, wobei dieses Verteilungselement von Strömungskanälen durchsetzte Ausnehmungen aufweisen kann, wie in Fig. 3b angedeutet. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit besonderem Vorteil einsetzen, wenn s Stoffgemisch eine zumindest bereichsweise im wesentlichen starre Filterfläche erströmt. Es'-kann dabei ausreichen, wenn das entsprechende Filterelement nur in dem ireich, in dem es von dem Stoffgemisch überströmt wird im wesentlichen starr ausgebildet :. In einigen Anwendungsfällen kann es allerdings zweckmäßig sein, wenn das Filter- ement vollständig im wesentlichen starr verwirklicht wird. Dabei können bei besonders svorzugten Ausführungsformen der Erfindung Filterelemente zum Einsatz kommen, die jmindest bereichsweise in Form von Rohrmembranen, rohrförmigen Membranen, ohlfasermembranen und/oder Kapillarmembranen verwirklicht sind. Im Zusammenhang mit .ohrmembranen werden solche Filterelemente als im wesentlichen starr angesehen, deren •urchmesser durch die üblichen während des Filtrationsvorgangs auftretenden Druckerhältnisse nicht um mehr als 10%, insbesondere nicht um mehr als 5% verändert werden.
Eine besonders genaue Einstellung der Strömungsgeschwindigkeiten auf der Reten- atseite ist möglich, wenn das Stoffgemisch mit einer Fördereinrichtung gefördert und die Strömungsgeschwindigkeit auf der Retentatseite durch entsprechende Ansteuerung der Fördereinrichtung eingestellt wird. Dabei können bei einer besonders bevorzugten Ausfüh- ■ungsform der Erfindung Fördereinrichtungen in Form von drehzahl- und/oder frequenzgeregelten Pumpen und/oder Pumpen mit polumschaltbarem Motor zum Einsatz kommen.
Die Erfindung ist nicht auf die anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ist auch an die Ausführung erfindungsgemäßer Verfahren gedacht, bei der auf eine verstärkte Druckprofilausbildung auf der Permeatseite verzichtet wird und/oder bei denen eine Rückspülung nicht vorgesehen ist.

Claims

P a te n t a n s p r ü c h e :
1. Verfahren zur Abtrennung -von Inhaltsstoffen aus einem fließfähigen Stoffgemisch, bei dem mindestens eine einer Retentatseite eines Filtermoduls zugewandte Filterfläche eines vorzugsweise als Filtermembran ausgeführten Filterelementes zur Erzeugung eines von Inhaltsstoffen abgereicherten Permeats auf einer der Retentatseite abgewandten Permeatseite des Filterelements etwa parallel zur Filterfläche mit dem Stoffgemisch überströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Stoffgemischs auf der Retentatseite bei der Erzeugung des Permeats mindestens einmal verändert, insbesondere für eine vorgegebene Zeit erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit bei der Erzeugung des Permeats ausgehend von einer Grundgeschwindigkeit zeitweise, insbesondere periodisch, auf eine Reinigungsgeschwindigkeit erhöht wird, wobei das Verhältnis von Reinigungsgeschwindigkeit zu Grundgeschwindigkeit im Bereich von 1,2 bis 10, vorzugsweise 1,2 bis 3,5, weiter vorzugsweise 1 ,5 bis 2,5, insbesondere etwa bei 2 liegt,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsgeschwindigkeit während 1 bis 10 %, vorzugsweise 2 bis 8 %, insbesondere etwa 5 % der Gesamtdauer des Trennvorgangs erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundgeschwindigkeit 0,5 bis 2 m/sek., insbesondere etwa 0,7 bis 1,5 m/sek. und/oder die Reinigungsgeschwindigkeit 1 ,0 bis 10 m/sek., vorzugsweise 1 ,5 bis 5 m/sek., insbesondere 2,5 bis 4,5 m/sek. beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch zur Abtrennung der Inhaltsstoffe 2 oder mehr, vorzugsweise seriell angeordnete Filtermodule durchströmt, von denen jedes mindestens ein Filterelement mit einer Retentatseite und einer Permeatseite aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während der Erzeugung der Reinigungsgeschwindigkeit auf der Retentatseite auf der Permeatseite des mindestens einen Filterelementes eine Permeatströmung erzeugt wird und der Druckverlauf innerhalb der Permeatströmung längs mindestens eines Filterelementes und/oder in aufeinanderfolgenden Filtermodulen an den Druckverlauf in dem auf der Retentatseite strömenden Stoffgemisch angepasst wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Erzeugung der Reinigungsgeschwindigkeit auf der Retentatseite der Permeatabfluss von der Permeatseite des Filterelements unterbunden wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch vor, während und/oder nach der retentatseitigen Einleitung in mindestens ein Filtermodul mit einer Luftströmung versetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmung in zwei oder mehr vorzugsweise etwa parallel zueinander verlaufenden Strömungskanälen auf der Retentatseite eingeleitet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Filterelement zwischen zwei Trennvorgängen von der Permeatseite in Richtung auf die Retentatseite von einem Reinigungsfluid durchströmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Reinigungsfluid das Permeat, vorzugsweise aus einem Permeatreservoir, durch das Filterelement geleitet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein gasförmiges Reinigungsfluid, insbesondere Pressluft durch das Filterelement geleitet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise mit mindestens einer Drosselarmatur ein vorgegebenes Druckprofil des Reinigungsfluids eingestellt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stoffgemisch aus mindestens einem begasten oder unbegasten Bioreaktor in das mindestens eine Filtermodul eingeleitet wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Stoffgemisch ein zumindest bereichsweise im wesentlichen starres Filterelement, insbesondere in Form einer Rohrmembran- überströmt.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoffgemisch mit einer Fördereinrichtung gefördert und die Strömungsgeschwindigkeit auf der Retentatseite durch entsprechende Ansteuerung der Fördereinrichtung eingestellt wird.
17. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
PCT/EP2006/002438 2005-04-04 2006-03-16 Verfahren zur abtrennung von inhaltsstoffen aus einem fliessfähigen stoffgemisch und anlage zur durchführung derartiger verfahren WO2006105855A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005015421A DE102005015421B4 (de) 2005-04-04 2005-04-04 Verfahren zur Abtrennung von Inhaltsstoffen aus einem fließfähigen Stoffgemisch und Anlage zur Durchführung derartiger Verfahren
DE102005015421.2 2005-04-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006105855A1 true WO2006105855A1 (de) 2006-10-12

Family

ID=36284400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/002438 WO2006105855A1 (de) 2005-04-04 2006-03-16 Verfahren zur abtrennung von inhaltsstoffen aus einem fliessfähigen stoffgemisch und anlage zur durchführung derartiger verfahren

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102005015421B4 (de)
WO (1) WO2006105855A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011056633B4 (de) * 2011-12-19 2014-02-13 Highq-Factory Gmbh Verfahren zum Reinigen eines Filters

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0079040A2 (de) * 1981-11-06 1983-05-18 Hydronautics, Incorporated Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung des Durchflusses bei der Querstromfiltration von suspendierte Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten
US4936997A (en) * 1986-10-07 1990-06-26 Ebara Corporation Method of flushing desalination apparatus equipped with reverse osmotic membrane module and apparatus therefor
US5047154A (en) * 1983-03-10 1991-09-10 C.P.C. Engineering Company Method and apparatus for enhancing the flux rate of cross-flow filtration systems
WO2002026363A2 (de) * 2000-09-28 2002-04-04 Va Tech Wabag Gmbh Membranfilteranlage und verfahren zum filtern

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE396017B (sv) 1974-12-23 1977-09-05 Alfa Laval Ab Filtreringsforfarande, serskilt for ultrafiltrering
EP0341573A3 (de) * 1988-05-13 1990-05-09 Sartorius Ag Verfahren und Vorrichtung zur Filtration von Flüssigkeiten im Cross-Flow-Betrieb
DE59607482D1 (de) 1995-05-08 2001-09-20 Bucher Guyer Ag Masch Verfahren zur Erhöhung der Filtrationsleistung von Querstromfiltern in Modulen von Filteranlagen
US6533937B1 (en) * 1999-01-22 2003-03-18 Nitto Denko Corporation Methods of running and washing spiral wound membrane modules
ZA200407368B (en) * 2002-04-16 2006-02-22 Conocophillips Co Optimized solid/liquid separation system for multiphase converters.
FR2867394B1 (fr) * 2004-03-10 2006-12-15 Degremont Procede de nettoyage de membranes de filtration, et installation pour la mise en oeuvre de ce procede

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0079040A2 (de) * 1981-11-06 1983-05-18 Hydronautics, Incorporated Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung des Durchflusses bei der Querstromfiltration von suspendierte Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten
US5047154A (en) * 1983-03-10 1991-09-10 C.P.C. Engineering Company Method and apparatus for enhancing the flux rate of cross-flow filtration systems
US4936997A (en) * 1986-10-07 1990-06-26 Ebara Corporation Method of flushing desalination apparatus equipped with reverse osmotic membrane module and apparatus therefor
WO2002026363A2 (de) * 2000-09-28 2002-04-04 Va Tech Wabag Gmbh Membranfilteranlage und verfahren zum filtern

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005015421A1 (de) 2006-10-05
DE102005015421B4 (de) 2012-08-30
DE202005021612U1 (de) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19648519C2 (de) Verfahren und Anlage zur Stofftrennung mittels Membranfiltration
AT408955B (de) Membranfilteranlage und verfahren zum filtern
DE69907722T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur abscheidung von schwimmstoffen und salzen aus einer flüssigkeit mittels membranfiltration
EP1317318B1 (de) Membranfilter für die wasseraufbereitung
DE69924642T2 (de) Wasserfiltration mittels unterwassermembranen
DE102010043711B4 (de) Wasseraufbereitungsverfahren
AT511926B1 (de) Verfahren zur mechanischen Feststoffabscheidung aus Abwasser
EP1503848B1 (de) Hohlfasermembran-filtrationsvorrichtung und deren verwendung bei der reinigung von abwasser sowie membranbioreaktor
DE102010043662B4 (de) Brauereiabwasseraufbereitungsverfahren sowie Brauereiabwasseraufbereitungsvorrichtung
DE102011056633B4 (de) Verfahren zum Reinigen eines Filters
EP1147803B1 (de) Vorrichtung zum Filtern und Trennen von insbesondere biologisch organischen Strömungsmedien
EP2730548A1 (de) Reinigung von mit Öl verschmutztem Wasser, Erzeugung von Prozesswasser, Erdölförderung und/oder -raffinerierung
EP2566605A1 (de) Filtrationsvorrichtung mit interner rezirkulation
EP1743689A1 (de) Crossflow-Membranfilteranlage sowie Verfahren
DE102005015421B4 (de) Verfahren zur Abtrennung von Inhaltsstoffen aus einem fließfähigen Stoffgemisch und Anlage zur Durchführung derartiger Verfahren
CH639002A5 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen ultrafiltration von fluessigkeiten.
WO2003095371A1 (de) Verfahren zur wasseraufbereitung sowie wasseraufbereitungsanlage
EP0747111B1 (de) Verfahren zur Erhöhung der Filtrationsleistung von Querstromfiltern in Modulen von Filteranlagen
DE4141993C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufarbeitung von Öl-Wasser-Emulsionen mit geregelter Gaszufuhr
DE102008004237A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Filtern
DE102009028162A1 (de) Wasseraufbereitung über Ultrafiltration
WO2008000306A1 (de) Hohlfaserstapelmodul
DE102009012189A1 (de) Verfahren zur Behandlung von Abwässern der Ölfrüchte- und Getreideverarbeitung und Abwasserreinigungsanlage zur Ausführung des Verfahrens
DE4227225A1 (de) Crossflow-Mikrofiltration
EP0810976B1 (de) System zur reinigung von rohwasser, insbesondere abwasser

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06723482

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 6723482

Country of ref document: EP