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DE03016134T1 - Membranmodul mit frei schwingenden Hohlfasermembranen - Google Patents

Membranmodul mit frei schwingenden Hohlfasermembranen Download PDF

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DE03016134T1
DE03016134T1 DE0001369165T DE03016134T DE03016134T1 DE 03016134 T1 DE03016134 T1 DE 03016134T1 DE 0001369165 T DE0001369165 T DE 0001369165T DE 03016134 T DE03016134 T DE 03016134T DE 03016134 T1 DE03016134 T1 DE 03016134T1
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Mailvaganam Hamilton Mahendran
Kristian Steven Burlington Pedersen
Jerald Wayne Burlington Henshaw
Henry Puslinch Behmann
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GE Zenon ULC
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Zenon Environmental Inc
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Abstract

Ein Membranmodul mit folgenden Merkmalen:
einer Mehrzahl von Hohlfasermembranen (112, 212), die in ein Substrat eintauchbar und schwingfähig sind, aus dem Permeat gefiltert werden soll, wobei die Membranen (112, 212) in einem eng voneinander beabstandeten Verhältnis in ein Kopfelement (101, 120b, 273, 283) eingegossen sind,
einer Permeatauffangeinrichtung (102, 120, 126', 128, 129, 271, 281), die in Fluidkommunikation zwischen den Lumen der Membranen (112, 212) und einem Permeatauslass (106, 126, 231, 281p) steht, und einer Gasversorgungseinrichtung, die ein Loch zum Abgeben von Blasen aufweist, wobei das Loch durch das Kopfelement (101, 120b, 273, 283) mit einer oder mehreren Luftröhren (104, 105, 104', 105', 130, 247, 286u) verbunden ist, die angepasst ist/sind, um mit einer Gasquelle verbunden zu sein, um von Orten innerhalb des Moduls Gasblasen bereitzustellen, derart, dass bei Gebrauch die Blasen entlang der äußeren Oberflächen der Membranen (112, 212) aufsteigen und bewirken, dass die Membranen (112, 212)...

Claims (34)

  1. Ein Membranmodul mit folgenden Merkmalen: einer Mehrzahl von Hohlfasermembranen (112, 212), die in ein Substrat eintauchbar und schwingfähig sind, aus dem Permeat gefiltert werden soll, wobei die Membranen (112, 212) in einem eng voneinander beabstandeten Verhältnis in ein Kopfelement (101, 120b, 273, 283) eingegossen sind, einer Permeatauffangeinrichtung (102, 120, 126', 128, 129, 271, 281), die in Fluidkommunikation zwischen den Lumen der Membranen (112, 212) und einem Permeatauslass (106, 126, 231, 281p) steht, und einer Gasversorgungseinrichtung, die ein Loch zum Abgeben von Blasen aufweist, wobei das Loch durch das Kopfelement (101, 120b, 273, 283) mit einer oder mehreren Luftröhren (104, 105, 104', 105', 130, 247, 286u) verbunden ist, die angepasst ist/sind, um mit einer Gasquelle verbunden zu sein, um von Orten innerhalb des Moduls Gasblasen bereitzustellen, derart, dass bei Gebrauch die Blasen entlang der äußeren Oberflächen der Membranen (112, 212) aufsteigen und bewirken, dass die Membranen (112, 212) schwingen.
  2. Das Membranmodul gemäß Anspruch 1, bei dem die Membranen (112, 212) relativ zueinander so angebracht sind, dass sie aneinander scheuern, wenn Blasen bereitgestellt werden.
  3. Das Membranmodul gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Membranen (212) an ihren unteren Enden abgedichtet und an ihren oberen Enden offen sind, um eine Entnahme von Permeat durch das Kopfelement (273, 283) zu ermöglichen.
  4. Das Membranmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Loch Blasen von Orten zwischen den Membranen (112, 212) abgibt.
  5. Das Membranmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Membranen (112, 212) sich bei Gebrauch allgemein vertikal erstrecken.
  6. Das Membranmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Membranen nicht von einem Gehäuse des Moduls umgeben sind.
  7. Das Membranmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Membranen (112, 212) eine Flechtung und ein Membranmaterial aufweisen.
  8. Das Membranmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Membranen (112, 212) ein geflochtenes Garn, das mit einem wasserunlöslichem Polymermaterial bedeckt ist, aufweisen.
  9. Das Membranmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Membranen (112, 212) ein organisches Polymer mit einer Haut auf der Außenoberfläche der Membranen (112, 212) aufweisen.
  10. Das Membranmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Gasversorgungseinrichtung ein Anschlussstück (201) zum Verbinden der Gasversorgungseinrichtung mit der Gasquelle aufweist.
  11. Das Membranmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Membranen (212) von einer ersten Fläche des Kopfelementes (273, 283) vorstehen und die Gasversorgungseinrichtung ferner ein Rohr (245, 247, 286, 286u) aufweist, das einen Abschnitt (245, 286) mit einer Mehrzahl von Löchern (243, 204) zum Abgeben von Blasen aufweist, das von der ersten Fläche des Kopfelementes (273, 283) von einem Ort innerhalb der Membranen (212) vorsteht.
  12. Das Membranmodul gemäß Anspruch 11, das Löcher (204) zum Abgeben von Blasen aufweist, die sich um den Umfang des Abschnitts des Rohrs (286) befinden.
  13. Das Membranmodul gemäß Anspruch 11 oder 12, bei dem der Abschnitt des Rohrs (286) eine Mehrzahl von Löchern (204) zum Abgeben von Blasen an einer Mehrzahl von Orten entlang seiner Länge aufweist.
  14. Das Membranmodul gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem die Membranen (212) in einen Ring um den Abschnitt des Rohrs (245, 286) eingegossen sind.
  15. Das Membranmodul gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem das Rohr (245, 247, 286, 286u) durch das Kopfelement (273, 283) verläuft.
  16. Das Membranmodul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Permeatauffangeinrichtung (271, 281) benachbart zu einer zweiten Fläche des Kopfelementes (273, 283) ist und die Lumen der Membranen (212) in Fluidkommunikation mit der Permeatauffangeinrichtung (271, 281) durch die zweite Fläche des Kopfelementes (273, 283) stehen.
  17. Das Membranmodul gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem das Rohr (245, 247, 286, 286u) durch das Kopfelement (273, 283) und die Permeatauffangeinrichtung (271, 281) verläuft, wobei die Permeatauffangeinrichtung (271, 281) in Kommunikation mit dem Kopfelement (273, 283) steht.
  18. Das Membranmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 16, bei dem die Membranen (112, 212) von einer ersten Fläche des Kopfelementes (101, 120b) vorstehen und die Gasversorgungseinrichtung ferner eine Mehrzahl von Durchgängen aufweist, die durch die erste Fläche des Kopfelementes verlaufen, wobei jeder Durchgang einem Loch zum Abgeben von Blasen zugeordnet ist.
  19. Das Membranmodul gemäß Anspruch 18, bei dem die Durchgänge in Fluidkommunikation mit einem Plenum stehen, das in Fluidkommunikation mit den Luftröhren (104, 104', 105, 105', 130') steht.
  20. Das Membranmodul gemäß Anspruch 19, bei dem das Plenum ein Verteiler (107, 107') ist.
  21. Das Modul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Schwingen der Membranen (112, 212) innerhalb einer vertikalen Zone der Bewegung eingegrenzt ist, wobei die Peripherie dieser Zone durch eine Seite-zu-Seite-Bewegung äußerer Fasern definiert ist.
  22. Das Modul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das so angeordnet ist, daß Blasen, wenn sie aus dem Loch abgegeben werden, vertikal zwischen den Membranen (112, 212) und parallel zu denselben nach oben strömen.
  23. Das Modul gemäß Anspruch 18 oder 19, bei dem sich Enden der Membranen (112) in die Permeatauffangeinrichtung (126, 128, 129) öffnen und die Durchgänge durch die Permeatauffangeinrichtung (126, 128, 129) verlaufen.
  24. Das Modul gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem die Durchgänge Reihen von Blasen abgeben, wobei eine Reihe von Blasen sich auf jeder Seite des Kopfelementes (101, 120b) befindet.
  25. Das Modul gemäß Anspruch 24, bei dem zusätzliche Reihen von Blasen zwischen den Membranen (112) derart positioniert sind, dass es n+1 Reihen von Blasen für n Sätze von Membranen (112) gibt.
  26. Das Modul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Membranen (112, 212) sich zwischen einem oberen und einem unteren Kopfelement erstrecken und die Länge der Membranen (112, 212) um nicht mehr als 5% größer ist als die Entfernung zwischen Punkten, an denen die Membranen von dem oberen und dem unteren Kopfelement vorstehen.
  27. Das Modul gemäß Anspruch 26, bei dem die Länge der Membranen (112, 212) zwischen 0,1 % und 5% größer ist als die Entfernung zwischen Punkten, an denen die Membranen (112, 212) von dem oberen und dem unteren Kopfelement vorstehen.
  28. Das Modul gemäß Anspruch 27, bei dem die Länge der Membranen (112, 212) zwischen 0,1% und 1% mehr aus die Entfernung zwischen Punkten beträgt, an denen die Membranen (112, 212) von dem oberen und dem unteren Kopfelement vorstehen.
  29. Ein System zum Entnehmen von gefiltertem Permeat aus einem Substrat, mit folgenden Merkmalen: einem Tank oder Reservoir (90) mit einem unter Umgebungsdruck stehenden Substrat; einem Modul von Hohlfasermembranen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche; einer Saugquelle, die mit dem Permeatauslass jedes Moduls in Fluidkommunikation steht und zum Anlegen eines Saugzugs zum Entnehmen von Permeat aus den Lumen der Membranen (112, 212) betreibbar ist; und einer Gasquelle, die mit einem oder mehreren Luftschläuchen verbunden ist, zum kontinuierlichen oder intermittierenden Zuführen eines Gases.
  30. Das System gemäß Anspruch 29, das ein Rückspülsystem zum Rückspülen des oder der Module mit einer Flüssigkeit aufweist.
  31. Das System gemäß Anspruch 30, bei dem die Flüssigkeit Permeat aufweist.
  32. Das System gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31, bei dem der Tank oder das Reservoir (90) ein sich langsam bewegendes oder kaptives Substrat enthält.
  33. Das System gemäß einem der Ansprüche 29 bis 32, das ein Anschlussstück (201), das sich über dem Substrat befindet, zum Verbinden des Rohrs oder der Rohre mit der Gasquelle aufweist.
  34. Das Filtrationssystem gemäß einem der Ansprüche 29 bis 33, bei dem der Tank oder das Reservoir (90) ein Tank mit blindem Ende ist.
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