WO2010121628A1 - Backflushing filtration module and filtration system for cleaning fluids contaminated by particles - Google Patents

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WO2010121628A1
WO2010121628A1 PCT/EP2009/002342 EP2009002342W WO2010121628A1 WO 2010121628 A1 WO2010121628 A1 WO 2010121628A1 EP 2009002342 W EP2009002342 W EP 2009002342W WO 2010121628 A1 WO2010121628 A1 WO 2010121628A1
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Definitions

  • the invention relates to a backwashable filtration module for the purification of particulate liquids, which has at least one inlet connection for the liquid to be filtered and at least one outlet connection for the filtrate. Furthermore, the invention also relates to a filter system consisting of such filtration modules.
  • the filtration systems of interest here are mainly used in facilities for water and wastewater treatment through to industrial plants. Filtration removes particles from contaminated liquids depending on the type of membrane used. The filtration process is simple and safe to carry out, without addition of chemicals and with low energy input can be displayed.
  • filtration modules which usually consist of elongated hollow cylinders as a housing, which serve to accommodate filtration membranes. Filtration modules have, for example, a plurality of individual porous capillary or flat membranes. The liquid to be filtered is pressed into it in the case of capillary membranes. Through the porous walls then penetrates the filtered liquid. However, the filtration can also be done in the opposite direction.
  • a filtration module contains an or several bundles of many individual such filtration membranes, which are end poured into the formation of terminals usually in synthetic resin. Here, the front sides of the filtration membranes remain free of synthetic resin, what the connection results.
  • module racks are racks for receiving the filtration modules and their connecting lines.
  • the filtration modules contained in the porous filtration membranes are backwashed at certain intervals with previously produced filtrate in order to detach and rinse out the contaminants adhering to the filtration membranes.
  • previously filtered water is usually collected in a tank outside the range of the filtration modules and pressed backwards through the membrane modules by means of a pump and a suitable valve circuit.
  • the object is achieved on the basis of a filtration system according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features.
  • the following dependent claims give advantageous developments of the invention.
  • the invention includes the technical teaching that for backwashing the filtration modules with filtrate on the clean water side of the filtration module, preferably in the region of the rack of the filtration system, a - preferably from the outside - pressurized elastomer accumulator is integrated.
  • the elastomer pressure accumulator is usually a container which is divided by means of an elastomer into two chambers. In one chamber, for example, there is water, in the other a gas. If now with an overpressure further water pressed into the container, the gas is compressed. If the water pressure reduces again, water will escape from the accumulator due to the gas pressure.
  • the advantage of the inventive solution is in particular that dead water areas, which could be sources of contamination and contamination, are avoided.
  • an elastomeric pressure accumulator is used, which is placed directly in the normally flushed by the filtrate tube or module area of the filtration plant.
  • the solution of the invention has a space-saving effect, since no additional space outside the filtration module is claimed for the integration of the elastomeric pressure accumulator according to the invention. Furthermore, eliminates an otherwise conventional backwash pump.
  • Elastomer pressure accumulator can be preloaded the volume once to optimally adapt the system to the line pressure.
  • the gas is compressed by the inlet water pressure, so that it can expand during backwashing and previously filtered water pressed backwards through the membrane. If there is no water pressure in the inlet to supply the elastomer pressure accumulator, the water can also be pressed out of the accumulator with externally supplied compressed air.
  • the elastomeric pressure accumulator according to the invention is integrated in the region of the filtrate collecting line or in the region of the filtration module, specifically on the clean water side.
  • Connection to the elastomeric pressure accumulator is proposed according to another measure improving the invention, to form a connecting piece for pressurizing on the outer surface of the filtrate manifold or of the filtration module and in the region of the volume of the elastomer pressure accumulator.
  • Existence Filtratsammel technisch and Filtration module housing - as usual - from a plastic, so can such a connection piece with little effort, for example, by injection molding form.
  • the elastomer pressure accumulator essentially in the shape of a hollow cylinder, so that it can rest against the inner wall of the filtrate collecting line or the filtration module.
  • the outer circumferential surface of the hollow cylinder-like elastomer pressure accumulator can be made relatively rigid with respect to the inner wall, which is to expand when pressurized to achieve the desired increase in volume for the purpose of generating the Ruthêt horrs and volume.
  • the membrane module can also be designed as a cartridge itself.
  • the elastomeric pressure accumulator cylindrical, in which this is bent tubular and sealing edge on the inner wall of the filtrate manifold or the filtrate module is attached. In contrast to the above-mentioned embodiment, therefore, eliminates the outer surface and their function is replaced by the inner wall of the filtrate manifold or the filtration module.
  • This solution requires an absolute tightness in the boundary region between the front edge of the elastomeric material and the inner wall of the
  • Filtrate collection / filtration module to form the desired sealed volume.
  • a cohesive attachment in this area can be done via a suitable adhesive.
  • This disc-like clamping element can be formed by the Epoxidharzvergußmasse through which the individual filtration membranes are held end.
  • Figure 1 is a schematic representation of a filtration plant with several
  • Figure 2 is a side view in section of a filtration module in a first embodiment
  • FIG. 3 is a side view in section of a filtration module in a second embodiment.
  • the filtration system comprises a plurality of filtration modules Ia to Ic arranged in series, which are fluidically connected in parallel to one another.
  • the liquid to be filtered is fed by way of two intake lines 2a and 2b extending through the filtration system above and below the filtration modules 1a to 1c, via each end inlet connection 2a and 2b.
  • Each filtration module Ia to Ic also has a drain port 4 for the filtrate, which passes into a common overhead Filtratsammeltechnisch 5.
  • an elastomeric pressure accumulator 6 is integrated into the clean water side, here in the region of the filtrate manifold 5.
  • the elastomer pressure accumulator 6 can be acted upon from the outside with compressed air, in which it is valve-controlled via a connection piece 7 on the wall of the filtrate manifold 5 for backwashing.
  • the elastomeric pressure accumulator 6 is here shaped like a hollow cylinder and adheres to the inner wall of the filtrate manifold 5 at.
  • an elastomer pressure accumulator 6 ' is integrated within a filtration module 1.
  • the elastomeric pressure accumulator 6 ' is here designed cylindrical and insofar consists of a substantially rohrformigen elastomeric material, which is fixed edge sealingly on the inner wall of the filtration module 1.
  • the attachment takes place via an adhesive 10 mounted therebetween.
  • the connection point is positively supported by a disk-like clamping element 8, which is formed by the potting compound of the individual filtration membranes 9 held at the ends.
  • a molded connecting piece 7 ' is provided for the application of compressed air.
  • the upper valve is open while the lower one is closed.
  • the feed water is therefore forced to flow through the filtration membranes 9 to the drain port 4.
  • a valve is initially closed at the outlet connection 4, so that the same pressure is established in the filtration module 1 as in the feed line.
  • the gas contained in the elastomer pressure accumulator 6 ' is compressed and the volume of water in the filtration module 1 on the inlet side of the filtration membranes 9 is increased.
  • the upper valve is closed and immediately afterwards the lower valve is opened.
  • the dirty water outlet is generally pressure-free, the water pressure also decreases in the filtration module 1, so that the gas in the elastomer pressure accumulator 6 'expands and the water is forced backwards through the filtration membranes 9. Stored dirt is flushed out.
  • Drain connection 4 arranged at the bottom.
  • an elastomer pressure accumulator 6 can be used, which substantially corresponds to the structure of the elastomer pressure accumulator 6 'according to the embodiment described above.
  • the upper inlet connection 2a ' is used as the inlet and outlet connection for the dirty water.
  • the filtrate exits the filtration module 1 at the lower side, where a Ventlil must be attached, that is closed during the backwash.
  • the advantage of this design is that an additional filtrate connection on the side of the module is not required and that this filtration module 1 can be integrated inline into a line.
  • a pressure accumulator is biased without elastomer, with compressed air. This can then be relaxed during the backwashing shock and the dirt can be subsequently discharged with a pump.
  • the advantage here would be a very high initial pressure without a correspondingly large pump.

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Abstract

The invention relates to a filtration system for cleaning fluids contaminated by particles, in particular wastewater, having a plurality of filtration modules (1a-1c) disposed vertically in series in a rack and connected fluidically in parallel, each comprising at least one front end inlet connection (2a, 2b) for the fluid to be filtered, and at least one outlet connection (4) for the filtrate, wherein the fluid to be filtered enters the inlet connections (2a, 2b) via an associated common manifold (3a; 3b) on the dirty water side, and the filtrate can be drawn off from the outlet connections (4) via an associated common filtrate manifold (5) on the clean water side, wherein an elastomer pressure accumulator (6; 6'; 6") under external pressure is integrated in the area of the rack for backflushing the filtration module (1a-1c) with filtrate on the clean water side.

Description

Rückspülbares Filtrationsmodul sowie Filtrationsanlage zur Reinigung von partikelbehafteten Flüssigkeiten Backwashable filtration module and filtration system for cleaning particle-laden liquids
Die Erfindung betrifft ein rückspülbares Filtrationsmodul zur Reinigung von partikelbehafteten Flüssigkeiten, das mindestens einen Zulaufanschluss für die zu filtrierende Flüssigkeit sowie mindestens einen Ablaufanschluss für das Filtrat aufweist. Ferner betrifft die Erfindung auch eine aus solchen Filtrationsmodulen bestehende Filtrationsanlage.The invention relates to a backwashable filtration module for the purification of particulate liquids, which has at least one inlet connection for the liquid to be filtered and at least one outlet connection for the filtrate. Furthermore, the invention also relates to a filter system consisting of such filtration modules.
Die hier interessierenden Filtrationsanlagen werden vornehmlich in Einrichtungen der Wasser- und Abwasseraufbereitung bis hin zu Industrieanlagen eingesetzt. Durch die Filtration werden je nach eingesetztem Membrantyp verunreinigte Flüssigkeiten von Partikeln befreit. Das Filtrationsverfahren ist einfach und sicher durchzuführen, ohne Zusatz von Chemikalien und mit geringem Energieaufwand darstellbar. Zum Einsatz hierfür kommen so genannte Filtrationsmodule, welche üblicherweise aus länglichen Hohlzylindern als Gehäuse bestehen, die zur Unterbringung von Filtrationsmembranen dienen. Filtrationsmodule besitzen beispielsweise mehrere einzelne poröse Kapillar- oder Flachmembranen. Die zu filtrierende Flüssigkeit wird im Fall von Kapillarmembranen in diese hineingepresst. Durch die porösen Wandungen dringt dann die filtrierte Flüssigkeit hindurch. Die Filtration kann jedoch auch in umgekehrter Richtung erfolgen. Ein Filtrationsmodul enthält ein oder mehrere Bündel vieler einzelner solcher Filtrationsmembranen, welche endseitig zur Bildung von Anschlüssen gewöhnlich in Kunstharz eingegossen sind. Hierbei bleiben die Stirnseiten der Filtrationsmembranen frei von Kunstharz, worüber sich der Anschluss ergibt.The filtration systems of interest here are mainly used in facilities for water and wastewater treatment through to industrial plants. Filtration removes particles from contaminated liquids depending on the type of membrane used. The filtration process is simple and safe to carry out, without addition of chemicals and with low energy input can be displayed. For use there are so-called filtration modules, which usually consist of elongated hollow cylinders as a housing, which serve to accommodate filtration membranes. Filtration modules have, for example, a plurality of individual porous capillary or flat membranes. The liquid to be filtered is pressed into it in the case of capillary membranes. Through the porous walls then penetrates the filtered liquid. However, the filtration can also be done in the opposite direction. A filtration module contains an or several bundles of many individual such filtration membranes, which are end poured into the formation of terminals usually in synthetic resin. Here, the front sides of the filtration membranes remain free of synthetic resin, what the connection results.
Zur Anpassung der Membranfläche an die gewünschte Durchflussrate werden oftmals mehrere solcher Membranmodule parallel geschaltet. Dies erfolgt vorrichtungstechnisch in sogenannten Modulracks als Trägerkonstruktion. Solche Modulracks sind Gestelle zur Aufnahme der Filtrationsmodule sowie deren Verbindungsleitungen. Insbesondere bei der hier interessierenden Ultra- und Mikrofiltration werden die die porösen Filtrationsmembrane enthaltenen Filtrationsmodule in bestimmten Zeitabständen mit zuvor produziertem Filtrat zurückgespült, um die an den Filtrationsmembranen haftenden Verunreinigungen abzulösen und auszuspülen. Dabei wird gewöhnlich zuvor filtriertes Wasser in einem Tank außerhalb des Bereichs der Filtrationsmodule gesammelt und mit Hilfe einer Pumpe und einer geeigneten Ventilschaltung rückwärts durch die Membranmodule gepresst.To adapt the membrane surface to the desired flow rate, several such membrane modules are often connected in parallel. This is done device technology in so-called module racks as a support structure. Such module racks are racks for receiving the filtration modules and their connecting lines. Particularly in the case of the ultrafiltration and microfiltration of interest here, the filtration modules contained in the porous filtration membranes are backwashed at certain intervals with previously produced filtrate in order to detach and rinse out the contaminants adhering to the filtration membranes. In this case, previously filtered water is usually collected in a tank outside the range of the filtration modules and pressed backwards through the membrane modules by means of a pump and a suitable valve circuit.
Aus der US 5,607,593 geht eine gattungsgemäße Filtrationsanlage hervor. Diese umfasst mehrere vertikal in Reihe angeordnete einzelne Filtrationsmodule, an deren beiden Stirnseiten je ein Zulauf für die zu filtrierende Flüssigkeit bzw. an einer der Stirnseiten auch ein Ablauf für das Filtrat angeordnet ist. Die einzelnen Zuläufe werden ausgehend von sich quer zur Verlaufsrichtung der einzelnen Filtrationsmodule und längs des Modulracks erstreckenden Sammelleitungen gespeist. Die zu filtrierende Flüssigkeit wird in diese gepumpt und durch die Filtrationsmodule gepresst. Jedes Filtrationsmodul weist weiterhin auch eine gemeinsam mit den Abläufen in Verbindung stehende Fütratsamrnelleitung auf, die hier als Filtratkammer ausgebildet ist, von welcher aus die gereinigte Flüssigkeit zur weiteren Verwendung in einen Sammelbehälter gepumpt wird. Für das Rückspülen steht der Sammelbehälter mit einer Rückspülpumpe in Verbindung, um aus dem Sammelbehälter Filtrat zu entnehmen. Das entnommene Filtrat wird in periodischen Abständen rückwärts durch die Filtrationsmembranen gepresst, um die gewünschte Reinigung herbeizuführen.From US 5,607,593 a generic filtration system is apparent. This comprises a plurality of individual filtration modules arranged vertically in series, at the two end faces of which a respective inlet for the liquid to be filtered or at one of the end faces also a drain for the filtrate is arranged. The individual feeds are fed starting from transversely extending to the direction of the individual filtration modules and along the module rack extending manifolds. The liquid to be filtered is pumped into this and pressed through the filtration modules. Each filtration module further also has a Fütratsamrnelleitung associated with the operations in connection, which is designed here as a filtrate chamber, from which the purified liquid is pumped for further use in a collection container. For backwashing, the sump communicates with a backwash pump to remove filtrate from the sump. The withdrawn filtrate is periodically forced backward through the filtration membranes to effect the desired purification.
Problematisch bei einer derartigen Rückspülanordnung ist jedoch, dass das im Sammelbehälter bevorratete Filtrat einer hohen Verkeimungsgefahr unterliegt, da dies oftmals über längere Zeiträume im Sammelbehälter steht, ehe es zum Rückspülen wieder bewegt wird. Eine solche Verkeimungsgefahr besteht auch innerhalb der Rückspülpumpe.However, a problem with such a backwashing arrangement is that the filtrate stored in the collecting container is subject to a high risk of microbial contamination, since this is often in the collecting container for a longer period of time before it is moved again for backwashing. Such a risk of contamination also exists within the backwash pump.
Es ist bereits versucht worden, auf eine Rückspülpumpe zu verzichten, in dem in einem Sammelbehälter für Filtrat eine Art aufblasbarer Elastomerballon eingefügt wurde, durch dessen Aufblasen bei gleichzeitig reinwasserseitig geschlossenen Ventilen der erforderliche Druck zum Rückspülen der Filtrationsanlage erzeugt wird. Allerdings vermeidet diese technische Lösung nicht die bestehende Verkeimungsgefahr im Sammelbehälter und es ist ein zusätzliches externes Bauteil erforderlich.It has already been attempted to dispense with a backwash pump in which a kind of inflatable Elastomall balloon was inserted in a collecting tank for filtrate, by the inflation at the same time clean water side closed valves, the required pressure for backwashing the filtration plant is generated. However, this technical solution does not avoid the existing danger of contamination in the collecting container and an additional external component is required.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Filtrationsmodul der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass mit geringem technischem Aufwand eine verkeimungsgefahrfreie Rückspülung der Filtrationsmodule ohne zusätzliches externes Bauteil möglich ist.It is therefore the object of the present invention to further improve a filtration module of the generic type to the effect that with little technical effort a germ-free backflushing of the filtration modules without additional external component is possible.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Filtrationsanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass zum Rückspülen der Filtrationsmodule mit Filtrat reinwasserseitig des Filtrationsmoduls, vorzugsweise im Bereich des Racks der Filtrationsanlage, ein - vorzugsweise von außen her - mit Druck beaufschlagter Elastomerdruckspeicher integriert ist. Beim Elastomerdruckspeicher handelt es sich üblicherweise um einen Behälter, der mittels eines Elastomers in zwei Kammern unterteilt ist. In einer Kammer befindet sich beispielsweise Wasser, in der anderen ein Gas. Wird nun mit einem Überdruck weiteres Wasser in den Behälter gedrückt, wird das Gas komprimiert. Reduziert sich der Wasserdruck wieder, tritt Wasser durch den Gasdruck wieder das aus dem Druckspeicher aus.The object is achieved on the basis of a filtration system according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims give advantageous developments of the invention. The invention includes the technical teaching that for backwashing the filtration modules with filtrate on the clean water side of the filtration module, preferably in the region of the rack of the filtration system, a - preferably from the outside - pressurized elastomer accumulator is integrated. The elastomer pressure accumulator is usually a container which is divided by means of an elastomer into two chambers. In one chamber, for example, there is water, in the other a gas. If now with an overpressure further water pressed into the container, the gas is compressed. If the water pressure reduces again, water will escape from the accumulator due to the gas pressure.
Der Vorteil der erfmdungsgemäßen Lösung besteht insbesondere darin, dass Totwasserbereiche, welche Entstehungsorte für Verkeimungen und Verschmutzungen sein könnten, vermieden werden. Denn zur Druckerzeugung wird ein Elastomerdruckspeicher eingesetzt, welcher unmittelbar im normalerweise vom Filtrat durchspülten Rohr- oder Modulbereich der Filtrationsanlage platziert ist. Zudem wirkt sich die erfindungsgemäße Lösung bauraumsparend aus, da zur Integration des erfindungsgegenständlichen Elastomerdruckspeichers kein zusätzlicher Bauraum außerhalb des Filtrationsmoduls beansprucht wird. Ferner entfallt eine ansonsten übliche Rückspülpumpe. Bei dem erfindungsgemäßenThe advantage of the inventive solution is in particular that dead water areas, which could be sources of contamination and contamination, are avoided. For pressure generation, an elastomeric pressure accumulator is used, which is placed directly in the normally flushed by the filtrate tube or module area of the filtration plant. In addition, the solution of the invention has a space-saving effect, since no additional space outside the filtration module is claimed for the integration of the elastomeric pressure accumulator according to the invention. Furthermore, eliminates an otherwise conventional backwash pump. In the inventive
Elastomerdruckspeicher kann einmalig das Volumen vorgespannt werden, um das System optimal an den Leitungsdruck anzupassen. Im Filtrationsbetrieb wird das Gas durch den Zulaufwasserdruck komprimiert, so dass es sich bei der Rückspülung ausdehnen kann und zuvor filtriertes Wasser rückwärts durch die Membran presst. Falls kein Wasserdruck im Zulauf zum Beaufschlagen des Elastomerdruckspeichers zur Verfügung steht, kann das Wasser auch mit extern bereitgestellter Druckluft aus dem Druckspeicher heraus gepresst werden. Vorzugsweise ist der erfindungsgegenständliche Elastomerdruckspeicher im Bereich der Filtratsammelleitung oder im Bereich des Filtrationsmoduls, und zwar reinwasserseitig, integriert.Elastomer pressure accumulator can be preloaded the volume once to optimally adapt the system to the line pressure. In filtration operation, the gas is compressed by the inlet water pressure, so that it can expand during backwashing and previously filtered water pressed backwards through the membrane. If there is no water pressure in the inlet to supply the elastomer pressure accumulator, the water can also be pressed out of the accumulator with externally supplied compressed air. Preferably, the elastomeric pressure accumulator according to the invention is integrated in the region of the filtrate collecting line or in the region of the filtration module, specifically on the clean water side.
Um im Falle einer Druckluftbeaufschlagung einen einfachen pneumatischenIn case of a compressed air supply a simple pneumatic
Anschluss zum Elastomerdruckspeicher herzustellen, wird gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme vorgeschlagen, an der Außenoberfläche der Filtratsammelleitung bzw. des Filtrationsmoduls und im Bereich des Volumens des Elastomerdruckspeichers einen Anschlussstutzen zur Druckbeaufschlagung anzuformen. Bestehen Filtratsammelleitung und Filtrationsmodulgehäuse - wie üblich - aus einem Kunststoff, so lässt sich ein solcher Anschlussstutzen mit wenig Aufwand beispielsweise spritzgießtechnisch anformen.Connection to the elastomeric pressure accumulator is proposed according to another measure improving the invention, to form a connecting piece for pressurizing on the outer surface of the filtrate manifold or of the filtration module and in the region of the volume of the elastomer pressure accumulator. Existence Filtratsammelleitung and Filtration module housing - as usual - from a plastic, so can such a connection piece with little effort, for example, by injection molding form.
Gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, den Elastomerdruckspeicher im Wesentlichen hohlzylinderartig zu formen, damit dieser sich an der Innenwandung der Filtratsammelleitung oder des Filtrationsmoduls anlegen kann. Dabei kann die Außenmantelfläche des hohlzylinderartigen Elastomerdruckspeichers relativ starr gegenüber der Innenwandung ausgeführt werden, welche sich bei Druckbeaufschlagung dehnen soll, um die gewünschte Volumenzunahme zwecks Erzeugung des Rückspüldrucks und -volumens zu erreichen. Um einen solchen Elastomerdruckspeicher austauschbar zu gestalten, wird vorgeschlagen, diesen in der Bauform einer Kartusche auszubilden, welche sich in Axialrichtung aus der Filtratsammelleitung oder dem Filtrationsmodul nach der Montage entfernen lässt. Durch diese Maßnahme können eventuell verschlissene Elastomerdruckspeicher in einfacher Weise ersetzt werden. Das Membranmodul kann auch selbst als Kartusche ausgeführt werden.According to another measure improving the invention, it is proposed to form the elastomer pressure accumulator essentially in the shape of a hollow cylinder, so that it can rest against the inner wall of the filtrate collecting line or the filtration module. In this case, the outer circumferential surface of the hollow cylinder-like elastomer pressure accumulator can be made relatively rigid with respect to the inner wall, which is to expand when pressurized to achieve the desired increase in volume for the purpose of generating the Rückspüldrucks and volume. In order to make such an elastomer pressure accumulator interchangeable, it is proposed to form this in the form of a cartridge, which can be removed in the axial direction from the filtrate manifold or the filtration module after assembly. By this measure possibly worn elastomer accumulator can be easily replaced. The membrane module can also be designed as a cartridge itself.
Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, den Elastomerdruckspeicher zylinderförmig zu gestalten, in dem dieser rohrförmig gebogen wird und randseitig dichtend an der Innenwandung der Filtratsammelleitung bzw. des Filtratmoduls befestigt wird. Im Gegensatz zur vorstehend aufgeführten Ausführungsform entfällt also die Außenmantelfläche und deren Funktion wird ersetzt durch die Innenwandung der Filtratsammelleitung bzw. des Filtrationsmoduls. Diese Lösung erfordert eine absolute Dichtheit im Grenzbereich zwischen dem stirnseitigen Rand des Elastomermaterials und der Innenwandung derAlternatively, however, it is also possible to make the elastomeric pressure accumulator cylindrical, in which this is bent tubular and sealing edge on the inner wall of the filtrate manifold or the filtrate module is attached. In contrast to the above-mentioned embodiment, therefore, eliminates the outer surface and their function is replaced by the inner wall of the filtrate manifold or the filtration module. This solution requires an absolute tightness in the boundary region between the front edge of the elastomeric material and the inner wall of the
Filtratsammelleitung/Filtrationsmoduls, um das gewünschte abgeschlossene Volumen zu bilden. Um diese Dichtheit sicherzustellen, kann eine stoffschlüssige Befestigung in diesem Bereich über ein geeignetes Klebemittel erfolgen. Stattdessen oder zusätzlich wird vorgeschlagen eine kraftschlüssige Verbindung des Randbereichs an der Innenwandung der Filtrationssammelleitung bzw. des Filtrationsmoduls herzustellen, in dem ein innenliegendes scheibenartiges Klemmelement den Randbereich des Elastomermaterials gegen die Innenwandung der Filtratsammelleitung/Filtrationsmoduls drückt. Dieses scheibenartige Klemmelement kann durch die Epoxidharzvergußmasse, durch welche die einzelnen Filtrationsmembranen endseitig gehalten sind, gebildet werden.Filtrate collection / filtration module to form the desired sealed volume. To ensure this tightness, a cohesive attachment in this area can be done via a suitable adhesive. Instead or in addition, it is proposed to produce a frictional connection of the edge region on the inner wall of the filtration manifold or of the filtration module, in which an internal disk-like clamping element presses the edge region of the elastomer material against the inner wall of the filtrate manifold / filtration module. This disc-like clamping element can be formed by the Epoxidharzvergußmasse through which the individual filtration membranes are held end.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further, measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. It shows:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Filtrationsanlage mit mehrerenFigure 1 is a schematic representation of a filtration plant with several
Filtrationsmodulen,Filtration modules,
Figur 2 eine Seitenansicht in Schnittdarstellung eines Filtrationsmoduls in einer ersten Ausführungsform, undFigure 2 is a side view in section of a filtration module in a first embodiment, and
Figur 3 eine Seitenansicht in Schnittdarstellung eines Filtrationsmoduls in einer zweiten Ausführungsform. Gemäß Figur 1 umfasst die Filtrationsanlage mehrere in Reihe angeordnete Filtrationsmodule Ia bis Ic, die fluidisch parallel zueinander geschaltet sind. Über je stirnseitige Zulaufanschlüsse 2a und 2b wird die zu filtrierende Flüssigkeit durch zwei sich längs der Filtrationsanlage oberhalb und unterhalb der Filtrationsmodule Ia bis Ic erstreckende Sammelleitungen 3 a bzw. 3b gespeist. Jedes Filtrationsmodul Ia bis Ic besitzt außerdem einen Ablaufanschluss 4 für das Filtrat, welches in eine gemeinsame obenliegende Filtratsammelleitung 5 gelangt.Figure 3 is a side view in section of a filtration module in a second embodiment. According to FIG. 1, the filtration system comprises a plurality of filtration modules Ia to Ic arranged in series, which are fluidically connected in parallel to one another. The liquid to be filtered is fed by way of two intake lines 2a and 2b extending through the filtration system above and below the filtration modules 1a to 1c, via each end inlet connection 2a and 2b. Each filtration module Ia to Ic also has a drain port 4 for the filtrate, which passes into a common overhead Filtratsammelleitung 5.
Zum Rückspülen der Filtrationsmodule 1 a bis 1 c mit Filtrat ist reinwasserseitig, hier im Bereich der Filtratsammelleitung 5, ein Elastomerdruckspeicher 6 integriert. Der Elastomerdruckspeicher 6 ist von außen her mit Druckluft beaufschlagbar, in dem diese über einen Anschlussstutzen 7 an der Wandung der Filtratsammelleitung 5 ventilgesteuert zum Rückspülen eingegeben wird. Der Elastomerdruckspeicher 6 ist hier hohlzylinderartig geformt und legt sich an die Innenwandung der Filtratsammelleitung 5 an.For backwashing the filtration modules 1 a to 1 c with filtrate an elastomeric pressure accumulator 6 is integrated into the clean water side, here in the region of the filtrate manifold 5. The elastomer pressure accumulator 6 can be acted upon from the outside with compressed air, in which it is valve-controlled via a connection piece 7 on the wall of the filtrate manifold 5 for backwashing. The elastomeric pressure accumulator 6 is here shaped like a hollow cylinder and adheres to the inner wall of the filtrate manifold 5 at.
Gemäß Figur 2 ist ein Elastomerdruckspeicher 6' innerhalb eines Filtrationsmoduls 1 integriert. Der Elastomerdruckspeicher 6' ist hier zylinderförmig gestaltet und besteht insoweit aus einem im Wesentlichen rohrformigen Elastomermaterial, welches randseitig dichtend an der Innenwandung des Filtrationsmoduls 1 befestigt ist. Die Befestigung erfolgt über ein dazwischen angebrachtes Klebemittel 10. Zusätzlich wird die Verbindungsstelle kraftschlüssig über ein scheibenartiges Klemmelement 8 unterstützt, welches durch die Vergußmasse der einzelnen endseitig hierin gehaltenen Filtrationsmembranen 9 gebildet ist.According to FIG. 2, an elastomer pressure accumulator 6 'is integrated within a filtration module 1. The elastomeric pressure accumulator 6 'is here designed cylindrical and insofar consists of a substantially rohrformigen elastomeric material, which is fixed edge sealingly on the inner wall of the filtration module 1. The attachment takes place via an adhesive 10 mounted therebetween. In addition, the connection point is positively supported by a disk-like clamping element 8, which is formed by the potting compound of the individual filtration membranes 9 held at the ends.
Außen an der Wandung des Filtrationsmoduls 1 ist ein angeformter Anschlussstutzen 7' zur Beaufschlagung mit Druckluft vorgesehen. Das obere Ventil ist geöffnet, während das Untere verschlossen ist. Das Zulaufwasser ist daher gezwungen durch die Filtrationsmembranen 9 zum Ablaufanschluss 4 zu fließen. Zur Rückspülung wird zunächst ein Ventil am Ablaufanschluss 4 geschlossen, so dass sich im Filtrationsmodul 1 der selbe Druck einstellt wie in der Zulaufleitung. Dadurch wird das im Elastomerdruckspeicher 6' befindliche Gas komprimiert und das Wasservolumen im Filtrationsmodul 1 auf der Zulaufseite der Filtrationsmembranen 9 wird erhöht. Dann wird das obere Ventil geschlossen und unmittelbar danach das untere Ventil geöffnet. Da der Schmutzwasserauslauf in der Regel druckfrei ist, nimmt auch im Filtrationsmodul 1 der Wasserdruck ab, so dass sich das Gas im Elastomerdruckspeicher 6' ausdehnt und das Wasser rückwärts durch die Filtrationsmembranen 9 presst. Angelagerter Schmutz wird so ausgespült.Outside on the wall of the filtration module 1, a molded connecting piece 7 'is provided for the application of compressed air. The upper valve is open while the lower one is closed. The feed water is therefore forced to flow through the filtration membranes 9 to the drain port 4. For backwashing, a valve is initially closed at the outlet connection 4, so that the same pressure is established in the filtration module 1 as in the feed line. As a result, the gas contained in the elastomer pressure accumulator 6 'is compressed and the volume of water in the filtration module 1 on the inlet side of the filtration membranes 9 is increased. Then the upper valve is closed and immediately afterwards the lower valve is opened. Since the dirty water outlet is generally pressure-free, the water pressure also decreases in the filtration module 1, so that the gas in the elastomer pressure accumulator 6 'expands and the water is forced backwards through the filtration membranes 9. Stored dirt is flushed out.
In dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Filtrationsmoduls 1 ' ist der Zulaufanschluss 2a' am oberen Ende des Filtrationsmoduls 1' und derIn the exemplary embodiment of a filtration module 1 'shown in FIG. 3, the inlet connection 2a' at the upper end of the filtration module 1 'and the
Ablaufanschluss 4 am unteren Ende angeordnet. Auch bei dieser Konfiguration lässt sich ein Elastomerdruckspeicher 6" einsetzen, der im Wesentlichen dem Aufbau des Elastomerdruckspeichers 6' nach der vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsform entspricht.Drain connection 4 arranged at the bottom. In this configuration too, an elastomer pressure accumulator 6 "can be used, which substantially corresponds to the structure of the elastomer pressure accumulator 6 'according to the embodiment described above.
Es wird hier der obere Zulaufanschluss 2a' als Einlauf- und Auslaufanschluss für das Schmutzwasser verwendet. Durch die zwei an diesem Zulaufanschluss 2a' befindlichen Ventile wird der Rohwasserzulauf bzw. der Schmutzwasserablauf gesteuert. Das Filtrat verlässt das Filtrationsmodul 1 an der unteren Seite, wo ein Ventlil angebracht werden muss, dass während der Rückspülung geschlossen ist. Vorteil dieser Ausführung ist, dass ein zusätzlicher Filtratanschluss seitlich am Modul nicht erforderlich ist und, dass dieses Filtrationsmodul 1 inline in eine Leitung integriert werden kann. Es ist daneben auch denkbar, dass ein Druckspeicher ohne Elastomer vorgespannt wird, und zwar mit Druckluft. Dieser kann dann bei der Rückspülung schockartig entspannt werden und der Schmutz lässt sich nachfolgend mit einer Pumpe austragen. Vorteil hierbei wäre ein sehr hoher Anfangsdruck ohne eine entsprechend große Pumpe. Here, the upper inlet connection 2a 'is used as the inlet and outlet connection for the dirty water. By the two located at this inlet port 2a 'valves the raw water inlet or the waste water drain is controlled. The filtrate exits the filtration module 1 at the lower side, where a Ventlil must be attached, that is closed during the backwash. The advantage of this design is that an additional filtrate connection on the side of the module is not required and that this filtration module 1 can be integrated inline into a line. It is also conceivable that a pressure accumulator is biased without elastomer, with compressed air. This can then be relaxed during the backwashing shock and the dirt can be subsequently discharged with a pump. The advantage here would be a very high initial pressure without a correspondingly large pump.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Filtrationsmodulfiltration module
Zulaufanschlussinflow connection
Sammelleitungmanifold
Ablaufanschlussdrain connection
Filtratsammelleitungfiltrate collection
ElastomerdruckspeicherElastomer accumulator
Anschlussstutzenspigot
Klemmelementclamping element
Filtrationsmembranfiltration membrane
Klebemittel adhesive

Claims

A n s p r ü c h e Claims
1. Rückspülbares Filtrationsmodul (Ia-I c), das mindestens einen Zulaufanschluss (2a, 2b) für die zu filtrierende Flüssigkeit sowie mindestens einen Ablaufanschluss (4) für das Filtrat aufweist, wobei schmutzwasserseitig die zu filtrierende Flüssigkeit an den mindestens einen Zulaufanschluss (2a, 2b) gelangt und reinwasserseitig das Filtrat über eine zugeordnete Filtratsammelleitung (5) von den Ablaufanschlüssen (4) abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Rückspülen des Filtrationsmoduls (Ia-Ic) mit Filtrat reinwasserseitig ein mit Druck beaufschlagbarer Elastomerdruckspeicher (6'; 6") vorgesehen ist.1. backwashable filtration module (Ia-I c) having at least one inlet port (2a, 2b) for the liquid to be filtered and at least one drain port (4) for the filtrate, said dirty water side, the liquid to be filtered to the at least one inlet port (2a , 2b) and the clean water side, the filtrate via an associated filtrate collecting line (5) from the drain ports (4) is removable, characterized in that for backwashing the filtration module (Ia-Ic) with filtrate pure water side pressurizable elastomeric pressure accumulator (6 '; ") is provided.
2. Rückspülbares Filtrationsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerdruckspeicher (6'; 6") im Bereich des Filtrationsmoduls ( 1 ) integriert ist.2. Backwashable filtration module according to claim 1, characterized in that the elastomer pressure accumulator (6 ', 6 ") in the region of the filtration module (1) is integrated.
3. Rückspülbares Filtrationsmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrationsmodul (1) an der Außenoberfläche und im Bereich des Elastomerdruckspeichers (6'; 6") einen Anschlussstutzen (7') zur Druckbeaufschlagung aufweist.3. backwashable filtration module according to claim 2, characterized in that the filtration module (1) on the outer surface and in the region of the elastomeric pressure accumulator (6 ', 6 ") has a connection piece (7') for pressurizing.
4. Rückspülbares Filtrationsmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerdruckspeicher (6'; 6") unter Nutzung des Zulaufdrucks oder durch Druckluft ventilgesteuert beaufschlagt ist.4. backwashable filtration module according to claim 3, characterized in that the elastomeric pressure accumulator (6 ', 6 ") is acted upon valve controlled by using the inlet pressure or by compressed air.
5. Rückspülbares Filtrationsmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerdruckspeicher (6'; 6") hohlzylinderartig geformt ist, um sich an der Innenwandung des Filtrationsmoduls (1) anzulegen. 5. backwashable filtration module according to claim 2, characterized in that the elastomer pressure accumulator (6 ', 6 ") is shaped like a hollow cylinder, to be applied to the inner wall of the filtration module (1).
6. Rückspülbares Filtrationsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerdruckspeicher (6'; 6") als Kartusche ausgebildet austauschbar in dem Filtrationsmoduls (1) angeordnet ist.6. backwashable filtration module according to claim 5, characterized in that the elastomer pressure accumulator (6 ', 6 ") designed as a cartridge exchangeable in the filtration module (1) is arranged.
7. Rückspülbares Filtrationsmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerdruckspeicher (6'; 6") zylinderförmig gestaltet ist und randseitig dichtend an der Innenwandung des Filtrationsmoduls (1) befestigt ist.7. backwashable filtration module according to claim 2, characterized in that the elastomer pressure accumulator (6 '; 6 ") is cylindrical and is peripherally sealingly attached to the inner wall of the filtration module (1).
8. Rückspülbares Filtrationsmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung kraftschlüssig über ein scheibenartiges Klemmelement (8) erfolgt.8. backwashable filtration module according to claim 7, characterized in that the attachment is non-positively via a disc-like clamping element (8).
9. Rückspülbares Filtrationsmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu filtrierende Flüssigkeit über eine zugeordnete Sammelleitung (3 a; 3 b) an die Zulaufanschlüsse (2a, 2b) gelangt.9. Backwashable filtration module according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid to be filtered via an associated manifold (3 a, 3 b) to the inlet ports (2 a, 2 b) passes.
10. Filtrationsanlage zur Reinigung von partikelbehafteten Flüssigkeiten, insbesondere Abwasser, mit mehreren vertikal in Reihe zu einem Rack angeordneten und fluidisch parallel geschalteten Filtrationsmodulen ( 1 a- 1 c) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Elastomerdruckspeicher (6; 6'; 6") im Bereich des Racks oder davor angeordnet ist.10. Filtration plant for the purification of particulate liquids, in particular waste water, with a plurality of vertically arranged in series to a rack and fluidly connected in parallel filtration modules (1 a- 1 c) according to any one of the preceding claims, wherein the elastomeric pressure accumulator (6; 6 '; 6 " ) is arranged in the area of the rack or in front of it.
11. Filtrationsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerdruckspeicher (6) im Bereich der Filtratsammelleitung (5) integriert ist. 11. Filtration plant according to claim 10, characterized in that the elastomer pressure accumulator (6) in the region of the filtrate collecting line (5) is integrated.
12. Filtrationsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtratsammelleitung (5) an der Außenoberfläche und im Bereich des Elastomerdruckspeichers (6) einen Anschlussstutzen (7') zur Druckbeaufschlagung aufweist.12. filtration system according to claim 10, characterized in that the filtrate collecting line (5) on the outer surface and in the region of the elastomer pressure accumulator (6) has a connecting piece (7 ') for pressurizing.
13. Filtrationsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerdruckspeicher (6) als Kartusche ausgebildet austauschbar in der Filtratsammelleitung (5) angeordnet ist.13. Filtration system according to claim 10, characterized in that the elastomer pressure accumulator (6) designed as a cartridge exchangeable in the filtrate collecting line (5) is arranged.
14. Filtrationsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerdruckspeicher (6) zylinderförmig gestaltet ist und randseitig dichtend an der Innenwandung der Filtratsammelleitung (5) befestigt ist.14. Filtration plant according to claim 10, characterized in that the elastomer pressure accumulator (6) is cylindrical in shape and is peripherally sealingly attached to the inner wall of the filtrate collecting line (5).
15. Filtrationsanlage nach Ansprach 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerdruckspeicher (6) unter Nutzung des Zulaufdrucks oder durch Druckluft ventilgesteuert beaufschlagt ist. 15. Filtration plant according to spoke 10, characterized in that the elastomeric pressure accumulator (6) is acted upon valve controlled using the inlet pressure or by compressed air.
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