DE9416938U1 - Vorrichtung zum Filtern und Trennen von insbesondere biologisch organischen Strömungsmedien mittels nach Art von Membrankissen ausgebildeten Filterelementen - Google Patents
Vorrichtung zum Filtern und Trennen von insbesondere biologisch organischen Strömungsmedien mittels nach Art von Membrankissen ausgebildeten FilterelementenInfo
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Description
DT Membranfilter Vertriebs GmbH, Stenzelring 14a,
21107 Hamburg
21107 Hamburg
Vorrichtung zum Filtern und Trennen von insbesondere biologisch organischen Strömungsmedien mittels nach Art
von Membrankissen ausgebildeten Filterelementen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern und Trennen von insbesondere biologisch organischen Strömungsmedien
durch Umkehrosmose sowie Mirko-, Ultra- und Nanofi1teration mit einem druckdichten Gehäuse mit einem
Einlaß für das Strömungsmedium und Auslassen für das
Retentat sowie das Permeat und einer Mehrzahl im Gehäuse aufgenommener, voneinander beabstandeter Filterelemente,
die nach Art eines Membrankissens ausgebildet sind, und
die vom Strömungsmedium umflossen werden.
Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der
DE-PS 37 15 183 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird das zu trennende Strömungsmedium in einen
Einlaß der Vorrichtung gegeben und durchströmt dann in strenger Regelmäßigkeit das zwischen zwei Abstandselementen
angeordnete Membrankissen abwechselnd von außen nach innen und dann von innen nach außen, bis es in
angereicherter Form nach entsprechendem Umströmen aller
Membrankissen die Vorrichtung als angereichertes Retentat
verläßt. Die Abstandselemente sind dabei kreisscheibenförmig
ausgebildet, das Membrankissen kann ebenfalls kreisscheibenförmig ausgebildet sein oder aber
zur Annäherung an eine kreisförmige Fläche eine n-eckige Kontur aufweisen.
Die bekannte Vorrichtung liefert für bestimmte Anwendungsfälle wie die Meerwasserentsalzung, d.h. zur
Gewinnung von Trinkwasser aus Meerwasser sehr gute Ergebnisse, wobei sich bei der bekannten Vorrichtung
auch bei großen Fi1terelementenstapel&eegr; die Partialdruckdifferenzen
des Strömungsmediums zwischen Zulauf und Ablauf in vertretbaren Grenzen halten.
Wenn jedoch Strömungsmedien, beispielsweise Flüssigkeiten
mit sehr hohem Anteil an biologisch organischen und/oder auch anorganischen Inhaltsstoffen getrennt
werden sollen, kann sich dort nachteiligerweise jedoch
sehr schnell ein Filterkuchen ausbilden, d.h. die Inhaltsstoffe setzen sich auf dem Membrankissen bzw. an
den Stellen des Abstandselementes ab, in denen die Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmediums niedriger
als an sonstigen anderen Stellen der Vorrichtung ist, oder an den Vorsprüngen, die erhaben von den Oberflächen
der Abstandselemente wegstehen. Die Folge ist, daß die Vorrichtung ihre Trennwirksamkeit verliert und demontiert
und gegebenenfalls auf aufwendige Weise gereinigt
werden muß. Diese Prozedur ist nachteilig und regelmäßig auch nicht durchführbar, da für viele Anwendungen die
• · * a
Vorrichtung nahezu wartungsfrei funktionieren muß, da
eine Unterbrechung der Funktion der Vorrichtung für Reinigungs-, Wartungs- und Austauschzwecke mit schwerwiegenden
ökologischen und wirtschaftlichen Folgen
verbunden ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in
der Lage ist, Flüssigkeiten mit einem hohen biologisch
organischen und/oder auch anorganischen Anteil an Inhaltstoffen zu trennen, wobei keine Ablagerungen in
Form eines Filterkuchens während des Betriebes vonstatten
gehen sollen, und wobei die Vorrichtung, falls es erforderlich sein sollte, auf einfache Weise zu reinigen
und zu warten ist und daß die Vorrichtung einfach und
kostengünstig herstellbar ist und ohne weiteres an den
individuellen Belastungsgrad der zu trennenden Flüssigkeiten
angepaßt werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß im Gehäuse eine Mehrzahl von gesonderten Stapeln von
Membrankissen hintereinander oder nebeneinander angeordnet
ist, wobei die Stapel hintereinander und nebeneinander
vom Strömungsmedium umflossen werden.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht im
wesentlichen darin, daß durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung der Stapel von voneineander
beabstandeten Membrankissen innerhalb der Vorrichtung,
d.h. innerhalb des Gehäuses quasi ein offener Kanal für das Strömungsmedium geschaffen wird, mit dem, anders als
beim eingangs genannten Stand der Technik, extrem hohe Strömungsgeschwindigkeiten des Strömungsmediums zwischen
dem Einlaß des Strömungsmediums und dem Auslaß des die
Vorrichtung als Retentat verlassenden Strömungsmediums
möglich ist und somit die Bildung von Ablagerungen beispielsweise in Form eines Filterkuchens ausgeschlossen
ist, da die Stapel von Membrankissen faktisch für das 1ängskanalartig fließende Strömungsmedium keine
Totzonen aufweisen und das Strömungsmedium quasi umlenkungsfrei vom Einlaß zum Auslaß der Vorrichtung
strömen kann.
Je nach Art der verwendeten Werkstoffe, insbesondere der äußeren Membranelemente des Membrankissens, sind die
Membrankissen mehr oder weniger stabil. Um zu verhindern, daß sich die Membrankissen des Membrankissenstapel
während des Betriebes der Vorrichtung berühren, wodurch wiederum Ablagerungszellen von Inhaltstoffen des Strömungsmediums
gebildet werden können, die die Trennwirkung der Membrankissen zunehmend verschlechtern
können, ist es vorteilhaft, in den Membrankissen zwischen den diese begrenzenden äußeren Membranelementen
ein flächiges Stabilisierungselement vorzusehen.
Dabei ist es vorteilhaft, das Stabilisierungselement im
umlaufenden Randbereich beidseitig angeschrägt auszubilden,
was einerseits zu einem besseren Anströmverhalten des Strömungsmediums im Randbereich des Membrankissens
führt und andererseits eine Beschädigung der äußeren Membranelemente des Membrankissens durch scharfe
Kanten vermeidet.
Das Stabilisierungselement ist vorteilhafterweise aus
Kunststoff ausgebildet, grundsätzlich sind aber beliebige
andere geeignete Materialien, beispielsweise
Verbundwerkstoffe oder auch Metall geeignet. Der Wahl des Werkstoffs des Stabilisierungselements hängt im
wesentlichen von der Art des Strömungsmediums bzw. des
Drucks, bei dem die Vorrichtung in bezug auf das Strömungsmedium betrieben wird, ab.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, zur äußeren
Beabstandung der Membrankissen streifenförmige Abstandselemente
vorzusehen, obwohl es grundsätzlich auch möglich ist, jeweils um die Permeatabflußöffnungen der
Membrankissen herum ringförmige Abstandselemente vorzusehen.
Ein streifenförmiges Abstanselement hat gegebenenfalls
den Vorteil, daß die Montage des Membrankissenstapels
erleichtert wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung
werden die Stapel jeweils von zwei die Stapel in sich einschließenden, im Außenquerschnitt im wesentlichen
halbkreisförmigen Schalenelementen aufgenommen. Dadurch
ist es möglich, die Stapel zwischen den Schalenelementen
gewissermaßen aus voneinander beabstandeten Membrankissen
vorzukonfektionieren, so daß die Stapel lediglich im Gehäuse der Vorrichtung aneinandergesetzt zu werden
brauchen, und zwar in bezug auf die Menge der Stapel in Abhängigkeit von dem Belastungsgrad der zu trennenden
Flüss igkei t.
Um die Anzahl der Einzelteile der Vorrichtung auch unter dem Gesichtspunkt des Zieles einer möglichst kostengünstigen
Bereitstel1 barkeit gering zu halten, ist es
vorteilhaft, daß wenigstens eines der Schalenelemente
einen das Schalenelement in Längsrichtung durchquerenden
Permeatabflußkanal aufweist, der mit Permeatabflußöffnungen,
die in den Innenbodenbereich der Schalenelemente
münden, verbunden ist. Durch die Ausgestaltung ist gewissermaßen der Permeatabflußkanal integral mit den
Schalenelementen ausgebildet.
• i
Vorzugsweise ist der Innenquerschnitt der Schalenelemente
im wesentlichen rechteckig ausgebildet und zwar mit derart gewählten Abmaßen, daß der Membranstapel
kraftschlüssig zwischen zwei in bezug auf ihre Außenkontur
halbkreisförmigen Schalenelementen aufgenommen
wird, d.h. die Membrankissen werden darin derart im Zusammenwirken mit den dazwischen angeordneten Abstandselementen
aufgenommen, daß keine zusätzlichen Spannbolzen, die die Membrankissen und die Abstandselemente beim
erwähnten Stand der Technik durchqueren, nötig sind.
Diese kraftschlüssige Aufnahme des Stapels aus Membrankissen
sowie diese beabstandenden Abstandselementen zwischen den Schalenelementen kann vorteilhafterweise
dadurch erreicht werden, daß die Schalenelemente unter
Einschluß des jeweiligen Stapels durch Verbindungsmittel
lösbar verbindbar sind, beispielsweise mittels einer
Bolzen-Mutter-Verbindung.
Gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der
Vorrichtung ist eine aus zwei miteinander verbundenen Schalenelementen gebildete Stapelschale mit einer
benachbarten Stapel schale über eine in den Stapel schal en ausgebildete Renkverbindung lösbar verbindbar, d.h. die
aneinandergesetzten Stapel schal en können somit auf einfache
Weise kraftschlüssig miteinander verbunden werden, wobei auch bei dieser Ausgestaltung einer Verbindung der
Stapel schal en untereinander eine beliebige geeignete
Menge an Stapel schal en aneinandergesetzt werden kann, und zwar in Abhängigkeit des Anteils der Inhaltsstoffe
in der zutrennenden Flüssigkeit bzw. aufgrund anderer notwendiger Vorgaben für den mit der Vorrichtung zu
erreichenden Trenngrad.
Zwei benachbarte Stapel schal en können jeweils im verbundenen Zustand mittels eines Verbindungsmittels lösbar
gesichert werden, und zwar beispielsweise ebenfalls
mittels einer Bolzen-Mutter-Verbindung. Diese Sicherungsmöglichkeit
ermöglicht es auch, eine bestimmte Mehrzahl von Stapel schal en für den Einbau in das Gehäuse
der Vorrichtung vollständig vorzukonfektionieren.
Das Abstandselement und/oder das Schalenelement können,
obwohl beide Elemente grundsätzlich aus beliebigen
geeigneten Werkstoffen hergestellt werden können, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt werden, so daß
diese Teile auf einfache und kostengünstige Weise beispielsweise in einem Spritzgußherstellungsschritt
hergestellt werden können mit der Folge, daß diese als Massenprodukte kostengünstig bereitstellbar sind.
Als Kunststoff wird dabei vorzugsweise Polystyrol, Acrylnitri1-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Styrol-Acrylnitri!-Copolymere
(SAN) oder Luran verwendet.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispieles
im einzelnen beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 in der Seitenansicht und teilweise im
Schnitt eine Vorrichtung mit zwei Stapelschalen, in denen jeweils ein
Stapel aus voneinander beabstandeten Membrankissen angeordnet ist,
Fig. 2 in der Ansicht quer zur Darstellung
von Figur 1 einen teilweisen Schnitt durch ein Schalenelement,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das in Figur 2
dargestellte Schalenelement,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch das in Figur
3 dargestellte Schalenelement,
Fig. 5 eine Ansicht auf ein Schalenelement in
der Ansicht von oben gemäß der Darstel 1ung von Figur 1,
Fig. 6 in der Seitenansicht die Darstellung
des Schalenelements gemäß Figur 5,
Fig. 7 einen schematischen Schnitt durch eine
aus zwei Schalenelementen gebildete Stapelschale im in das Gehäuse eingebrachten
Zustand,
Fig. 8 in der Ansicht quer zur Darstellung
von Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch ein Schalenelement mit eingesetztem
Membrankissenstapel, wobei die
Membrankissen über streifenförmige Abstandselemente voneinander beabstandet
sind, unter darstellerischer
Weglassung einiger Membrankissen,
Fig. 9 eine Draufsicht auf ein Membrankissen,
Fig. 10 a eine Draufsicht auf ein
Stabilisierungselement, das zwischen
den äußeren Membranelementen des Membrankissens eingelegt ist,
Fig. 10 b eine Seitenansicht des in Fig. 10 a
dargestellten Stabilisierungselements,
Fig. 11 a
Fig. 11 b
Fig. 11 b
Fig. 12 a
in der Draufsicht ein Abstandselement,
in der Seitenansicht das
Abstandselement gemäß Fig. 11 a,
Abstandselement gemäß Fig. 11 a,
in der Draufsicht eine andere
Ausführungsform eines
Abstandseiements,
Ausführungsform eines
Abstandseiements,
Fig. 12 b
Fig. 13 a
eine Seitenansicht des in Fig. 12 a
dargestellten Abstandselements,
dargestellten Abstandselements,
eine Seitenansicht eines AbI aufbolzens
und
Fig. 13 b
eine Draufsicht des in Fig. 13 a
dargestellten Ablaufbolzens.
dargestellten Ablaufbolzens.
Die Vorrichtung 10 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 11, das auf an sich bekannte Weise beidseitig
mit Endelementen 110, 111 druckdicht über umlaufende Dichtungsmittel 112, 113, beispielsweise in Form sogenannter
0-Ringe, gegenüber dem Gehäuse 11 verschlossen ist. Im Endelement 110 ist ein Einlaß 12 für das zur
Vorrichtung 10 zuzuführende Strömungsmedium 15 vorgesehen.
Im Endelement 111 ist ein Auslaß für das angereicherte Strömungsmedium, das sogenannte Retentat, vorgesehen
und ein Auslaß 14 für das Permeat. Die Endelemente 110 111 werden über Ringelemente 114, 115, die ein
Außengewinde haben, in ihrer Position im Gehäuse 11 gesichert, wobei das Gehäuse 11 an den betreffenden
Stellen des Eingriffs der Ringelemente 114, 115 ein
Innengewinde aufweist. Das Gehäuse 11 weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, dieses ist jedoch
nicht für alle Fälle zwingend.
Im Gehäuse 11 ist eine Mehrzahl von Stapelschalen 2 7,
270 vorgesehen, wobei im Beispiel gemäß Figur 2 zwei Stapel schal en 27, 270 vorgesehen sind. Es sei darauf
hingewiesen, daß die Anzahl der Stapel schal en 27 pro Vorrichtung 10 beliebig in Abhängigkeit der Länge des
Gehäuses 11 variiert werden kann, und zwar in Abhängigkeit der Art der zu trennenden Flüssigkeit bzw. der Art
und des Umfanges der darin enthaltenen organischen und/oder anorganischen Inhaltsstoffe.
Die Stapelschalen 27 sind alle identisch, so daß im
folgenden lediglich eine Stapelschale 27 beschrieben wird. Eine Stapelschale 27 besteht aus zwei Schalenelementen
19, 20, vergleiche Figur 7 und 8. Die Schalenelemente 19, 20 weisen einen im wesentlichen halbkreisförmigen
Außenquerschnitt auf. Der Innenquerschnitt der Schalenelemente 19, 20 ist im wesentlichen rechteckig
ausgebildet, wobei zwei miteinander verbundene Schalenelemente 19, 20, vergleiche Figur 7, einen annähernd
quadratischen bzw. rechteckigen Innenquerschnitt aufweisen.
Die Schal enel etnente 19, 20 können mittels Verbindungsmitteln 26, beispielsweise mittels einer
Bolzen-Mutter-Verbindung, lösbar verbunden werden. Zwei Schalenelemente 19, 20 schließen in sich kraftschlüssig
einen Stapel 18 ein, der durch eine Mehrzahl von Abstandselementen
16, vergleiche die Figuren 8, gebildet wird und durch Membrankissen 17, die jeweils zwischen
zwei Abstandselementen 16 angeordnet sind. Membrankissen
17 derart, wie sie in der Vorrichtung 10 zur Bildung des Stapels 18 zusammen mit den Abstandselementen 16 verwendet
werden, sind beispielsweise in der EP-B-O 129 663
beschrieben. Die gemäß der Erfindung in der Vorrichtung 10 verwendeten, an sich bekannten Membrankissen 17
weisen einen in dem vorerwähnten vorveröffentlichten
Dokument beschriebenen bekannten Aufbau auf, so daß bezüglich des Aufbaus dieser Membrankissen 17 auf das
vorerwähnte vorveröffentlichte Dokument verwiesen wird.
Die bekannten Membrankissen 17 sind bei der Vorrichtung 10 jedoch dahingehend modifiziert, daß zwischen den das
Membrankissen 17 äußerlich begrenzenden eigentlichen
Membranelementen 170, 171 ein flächiges Stabilisierungselement
172 angeordnet ist. Das Stabilisierungselement
172, das aus Kunststoff, Metall oder einem beliebigen anderen Werkstoff bestehen kann, ist im umlaufenden
Randbereich 173 beidseitig abgeschrägt ausgebildet, um für das Strömungsmedium 15 eine geeignetere Anströmkante
zu bilden. Durch den hier verwendeten modifizierten
Aufbau des Membrankissens 17 weist dieses eine hohe
Eigenstabilität auf.
Die Abstandselemente 16 weisen eine im wesentlichen
streifenförmige Form auf, vergleiche Fig. 11 und 12. In
Längsrichtung sind im Abstandselement 16 zwei voneinander
beabstandete Öffnungen 160, 161 vorgesehen. Das Abstandselement 16 selbst besteht vorteilhafterweise aus
Gummi oder aus einem beliebigen geeigneten Kunststoff,
vergleiche beispielsweise die Fig. 11 a, b und 12 a, b.
Das Abstandselement weist Öffnungen 160, 161 auf, die
sich mit den Permeatabflußöffnungen 174, 175 der Membrankissen
17 decken, vergleiche auch Fig. 8. Das Abstandselement 16 hat dichtende Wirkung gegenüber zwei
Membrankissen 17, zwischen denen es eingeschlossenen ist
und legt den Abstand zwischen den beiden benachbarten
Federelementen 17 entsprechend seiner Dicke fest. Im
Zustand eines Stapels 18 aus Membrankissen 17 gemäß der
Darstellung von Figur 8 kann kein Strömungsmedium 15 zu
den Permeatabfiußlöchern 174, 175 aufgrund der dichtenden
Wirkung der Abstandselemente 16 gelangen.
Die PermeatablaufÖffnungen 23, 24 in den Schalenelementen
19, 20, die in Längsrichtung einen gleichen Abstand voneinander haben wie die Öffnungen 160, 161 der Abstandsei
emente 16, münden in einen in Längsrichtung die
Schalenelemente 19, 20 durchquerenden Permeatabf1ußkanal
22. Der in den Fig. 13 a, b dargestellte Ablaufbolzen 164 durchquert, vergleiche Fig. 8, den gesamten Stapel
18 aus Membrankissen 17 und Abstandseiementen 16. Der
Ablaufbolzen 164 weist in axialer Richtung eine Mehrzahl von Permeatablaufrinnen 165 auf, über die das Permeat,
das aus den Membrankissen 17, über deren Permeatablauföffnungen
174, 175 austritt, abfließt und in die Permeatabl aufÖffnungen 23, 24 der Schalenelemente 19, 20
eintritt.
Der vorbeschriebene Stapel 18 wird somit über die Verbindungsmittel 26 kraftschlüssig zwischen zwei
Schalenelementen 19, 20 eingeschlossen, wobei im verbundenen
Zustand der Schalenelemente 19, 20 gewährleistet
ist, daß von den Membrankissen 17 das getrennte Permeat 17 stirnseitig aus den Permeataustrittsöffnungen
der Membrankissen 17 über die Öffnung in 160, 161 der
Abstandselemente 16, über die Permeatablaufrinnen 165
der Ablaufbolzen 164 und über die PermeatablaufÖffnungen
23, 24 der Schalenelemente 19, 20 ablaufen und im
Permeatabf1ußkanal 22 gesammelt werden kann und von dort
zum Auslaß 14 der Vorrichtung 10 geleitet werden kann.
Zwei benachbarte Stapel schal en 27, 270 gemäß dem vorgeschriebenen
Aufbau können jeweils über in den Stapelschalen 27, 270 ausgebildete Renkverbindungen 28 lösbar
verbunden werden. Im verbundenen Zustand ist die
Renkverbindung 28 zwischen zwei benachbarten Stapelschalen 27, 270 ebenfalls mittels eines Verbindungsmittels
19 lösbar verbindbar. Dieses Verbindungsmittel kann beispielsweise aus einer BoIzen-Muttei—Verbindung
bestehen, ähnlich wie das Verbindungsmittel 26 zwischen den beiden Schalenelementen 19, 20.
Die Abstandselemente 16 und/oder die Schalenelemente 19,
20 können aus Kunststoff, vorzugsweise aus spritzfähigem
Kunststoff bestehen. Der Kunststoff kann Polystyrol, Acrylnitri1-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Styrol-Acrylnitri1-Copolymere
(SAN) oder aus Luran sein. Das Abstandselement 16 kann auch aus Gummi bestehen.
Zur bestimmungsgemäßen Funktion der Vorrichtung 10 wird
eine bestimmte Menge an Stapel schal en 27 vorbereitet, und zwar auf die vorbeschriebene Weise. Die fertig
vorbereiteten, d.h. vorkonfektionierten Stapel schal en 27
unter jeweiligem Einschluß des Stapels 18 aus Abstandselementen 16, Ablaufbolzen 164 und Filterelementen 17
werden dann über die Renkverbindung 28 jeweils zwischen zwei Stapel schal en 27, 270 verbunden und mittels des
Verbindungsmittels 29 gesichert. Nachfolgend wird die
miteinander verbundene Mehrzahl von Stapel schal en 27 in eine Öffnung des Gehäuses 11 eingeführt, wobei sichergestellt
wird, daß der Permeatabf1ußkanal 22 der Stapelschalen
27 untereinander druckdicht verbunden sind und von der letzten Stapelschale 27 in eine entsprechende
Öffnung des die andere Gehäuseöffnung 111 abschließende
Endelements 11 mündet. Nachfolgend wird das Gehäuse 11 durch das zweite Endelement 110 über das Ringelement 115
verschlossen, wobei sichergestellt ist, daß eine axiale
Bewegung der Mehrzahl der miteinander verbundenen Stapel schalen 27 im Gehäuse 11 nicht möglich ist.
Nachfolgend wird zum bestimmungsgemäßen Gebrauch das
Strömungsmedium 15 in die Vorrichtung 10 geführt und
umströmt quasi in Form eines offenen Kanals alle hintereinander angeordneten Filterelemente 17 der jeweils
hintereinander angeordneten Stapel schal en 27 bzw. der
darin hintereinander angeordneten Stapel 18. Dadurch
wird vom Einlaß 12 zum Auslaß 13 eine hohe Strömungsgeschwindigkeit
des Strömungsmediums 15 erreicht. Das Permeat, das von den Membrankissen 17 auf bekannte Weise
geliefert wird, fließt über die Öffnungen 160, 161 bzw. die Permeatablauföffnungen 23, 24 der Schalenelemente
19, 20 zum Permeatabflußkanal 22 und von dort zum vorrichtungsseitigen Auslaß 14 und wird von dort einer
weiteren Verwendung zugeführt.
10 Vorrichtung
11 Gehäuse
110 Endelement
111 Endelement
112 Dichtungsmittel
113 Dichtungsmittel
114 Ringelement
115 Ringelement
12 Einlaß
13 Auslaß (Retentat)
14 Auslaß (Permeat)
15 Strömungsmedium
16 Abstandselement
160 Öffnung
161 Öffnung
162 Vertiefung
163 Dichtelement
164 Ablaufbolzen
165 Permeatablaufrinne
166 Vorsprung
17 Filterelement (Membran
170 Membranelement
171 Membranelement
172 Stabilisierungselement
173 Randbereich
174 Permeatabf1ußöffnung
175 Permeatabflußöffnung
18 Stapel
19 Schalenelement
190 Bodenfläche
20 Schalenelement
200 Bodenfläche
21 Längsrichtung
22 Permeatabflußkanal
23 PermeatablaufÖffnung
24 PermeatablaufÖffnung
25 Innenbodenbereich
26 Verbindungsmittel
27 Stapelschale 270 Stapelschale
28 Renkverbindung
29 Verbindungsmittel
kissen)
Claims (16)
1. Vorrichtung zum Filtern und Trennen von insbesondere biologisch organischen Strömungsmedien durch Umkehrosmose
sowie Mikro-, Ultra- und Nanofi1teration mit einem
druckdichten Gehäuse mit einem Einlaß für das Strömungsmedium und Auslassen für das Retentat sowie das
Permeat und einer Mehrzahl im Gehäuse aufgenommener, voneinander beabstandeter Filterelemente, die nach Art
eines Membrankissens ausgebildet sind und die vom Strömungsmedium umflossen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß im Gehäuse (11) eine Mehrzahl von gesonderten Stapeln (18) von Membrankissen (17) hintei— oder nebeneinander
angeordnet ist, wobei die Stapel (18) hi ntei—
einander oder nebeneinander vom Strömungsmedium umflossen
werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Membrankissen (17), zwischen den dieses begrenzenden äußeren Membranelementen (170, 171) ein
flächiges Stabilisierungselement (172) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stabilisierungselement (172) im umlaufenden
Randbereich (173) beidseitig abgeschrägt ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem oder beidem der Ansprüche 2
oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisierungselement
(172) aus Kunststoff besteht.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur äußeren Beabstandung
der Membrankissen (17) streifenförmige Abstandselemente
(16) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stapel (18)
jeweils von zwei die Stapel (18) in sich einschließenden,
im Außenquerschnitt im wesentlichen halbkreisförmigen
Schalenelementen (19, 20) aufgenommen werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eines der Schalenelemente (19; 20) einen
das Schalenelement (19;. 20) in Längsrichtung (21)
durchquerenden Permeatabflußkanal (22) aufweist, der mit
Permeatabf1ußöffnungen (23, 24), die in den Innenbodenbereich
(25) der Schalenelemente (19, 20) münden,
verbunden sind.
8. Vorrichtung nach einem und mehreren der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenquerschnitt
der Schalenelemente (19, 20) im wesentlichen rechteckig
ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem und mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenelemente
(19, 20) unter Einschluß des jeweiligen Stapels (18) durch Verbindungsmittel (26) lösbar verbindbar sind.
10. Vorrichtung nach einem und mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus zwei
miteinander verbundenen Schalenelementen (19, 20)
gebildete Stapelschale (27) mit einer benachbarten Stapelschale (270) über eine an den Stapel schal en (27,
270) ausgebildete Renkverbindung (28) lösbar verbindbar si nd.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Stapel schal en (27, 270) im
verbundenen Zustand mittels eines Verbindungsmittels
(19) lösbar sicherbar sind.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement
(16) und/oder das Schalenelement (19, 20) aus Kunststoff
besteht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polystyrol ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Acrylnitri1-Butadien-Styrol Copolymere
(ABS) ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ,gekennzeichnet,
daß der Kunststoff Styrol-Acrylnitri1-Copolymere
(SAN) ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Luran ist.
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