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DE1949059A1 - Filter for liquids and gases - Google Patents

Filter for liquids and gases

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DE1949059A1
DE1949059A1 DE19691949059 DE1949059A DE1949059A1 DE 1949059 A1 DE1949059 A1 DE 1949059A1 DE 19691949059 DE19691949059 DE 19691949059 DE 1949059 A DE1949059 A DE 1949059A DE 1949059 A1 DE1949059 A1 DE 1949059A1
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filtering
drinking water
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DE19691949059
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Werner Dr-Ing Mull
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Abstract

Pore size of filter elements used are smaller than smallest particle size. This results in surface screening and the filter is not internally contaminated. Filter element is cleaned by back flushing and filtering can take place in either direction through the filter element. The element system operates continuously and it is used for separating bacteria from drinking water and for separating milk albumin.

Description

verfahren unci Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten und Gasen.method and device for filtering liquids and gases.

Beschreibung: Die erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren von Filtern für Flüssigkeiten und ase.Description: The invention relates to a method for regeneration of filters for liquids and ase.

5 ist bekannt,dass der Filtervorgang und damit seine Wirtschaftlichkeit stark von der ITeigung der Filter zum Verstopfen beeinflusst wird.5 is known that the filtering process and thus its economy is strongly influenced by the tendency of the filters to clog.

Um das Auswechseln der'Filter beim Nachlassen der Intensität des Filterns durch den i'lüssigkeitswiderstand des Filterkuchens zu vermeiden,hat man versucht durch mechanisches Abreinigen oder Gegenspülen den Kuch en zu beseitigen und den Biltervorgang fortzusetzen.Da jedoch bei ungleicher Porengrösse des Filters, wie sie normalerweise vorhanden ist'sich eine iefenwirkung des Filters und damit eine Verstopfung im Inneren nicht vermeiden'lässt,ist die Wirkung der Abreinigung nur so lange gegeben,wie die Poren im Inneren des Filters nicht verstopft sind.Sodann ist zwangsweise ein Auswechseln des Filters notwendig.To replace the 'filters when the intensity of the filtering decreases Attempts have been made to avoid this through the fluid resistance of the filter cake to remove the cake and the Continuing the filtering process, but if the pore size of the filter is not the same, such as if it is normally present, the filter has a protective effect and thus a Clogging inside cannot be avoided, the only effect is cleaning as long as the pores inside the filter are not clogged. Then it is mandatory to change the filter.

Die vorliegende erfindung vermeidet diese Nachteile,indem sie durch Auswahl des Filtermateriales die fiefenwirkung des Filters ausschaltet und nur Oberflächenwirkung zuLässtswie sie z.B. bei Membranfiltern nach Zsigmondy mit gleichmässiger und definierter Porengrösse zu erreichen ist.The present invention avoids these disadvantages by Selection of the filter material switches off the depth effect of the filter and only surface effect as it is allowed, for example, with membrane filters according to Zsigmondy with more uniform and defined Pore size is to be achieved.

rd nun gemäss der Erfindung die Porengrösse so gewählt'das diese k1iner ist als die kleinsten Teilchen des zu filtrierenden Mediums, so entsteht eine reine Siebwirkung.According to the invention, the pore size is now selected so that it is smaller is considered to be the smallest particles of the medium to be filtered, a pure one is created Sieving effect.

Alle zu filtrierenden Teilchen bleiben zwangsläufig an der Oberfläche des Filters und können nicht ins Innere eindringen und das Filter verlegen.'s erscheint ein reines Filtrat schon bei Filterbeginn.All particles to be filtered inevitably remain on the surface of the filter and cannot penetrate the inside and misplace the filter. It appears a pure filtrate at the start of the filter.

tässt nun die Intensität des Filtervorganges bei Bildung des Filterkuchens nach,so kann nach dem Schaltungsschema Fig.l.now decreases the intensity of the filter process when the filter cake is formed after, then according to the circuit diagram Fig.l.

automatisch bei einem Doppelfilter eines dieser beiden Filter auf Spülen umgeschaltet werden derart, dass ein Teildes filtrates oder ein anderes erwünschtes Medium im Gegensinn zum filtervorgang durch das Filter geführt wird und den auf der Oberfläche des Filters ruhenden Filterkuchen wegschwemmt.automatically one of these two filters in the case of a double filter on Rinsing can be switched so that part of the filtrates or another is desired Medium is passed through the filter in the opposite direction to the filtering process and the the filter cake floating away from the surface of the filter.

Ist das Filter'kontrolliert durch den Druckabfall am Filter, abgereinigt,so schaltet es automatisch auf Filtrieren um und zwar zweckmässig so,dass nunmehr der Filtervorgang in gleicher Richtung erfolgt wie der Spülvorgang.If the filter is checked by the pressure drop across the filter, cleaned, so it automatically switches over to filtering in such a way that now the The filtering process takes place in the same direction as the rinsing process.

Da zwei Filter parallel geschaltet wurden verläuft der Siltervorgang kontinuierlich.Since two filters were connected in parallel, the filtering process takes place continually.

Ziel einer Filtration ist nun entweder: Erstens eine Klarfiltration mit Gewinnung eines klaren Filtrates,oder zweitens eine Trennfiltration mit Gewinnung eines reinen Konzentrates an Feststoff.The goal of a filtration is now either: Firstly, a clear filtration with recovery of a clear filtrate, or secondly a separation filtration with recovery a pure concentrate of solids.

Beide Möglichkeiten lässt die Erfindung in technisch vollkommer Weise zu.The invention allows both possibilities in a technically perfect manner to.

Beispiel zu l-:Bakterienfreie Filtration von Trinkwasser.Example for l-: Bacteria-free filtration of drinking water.

Arbeitsschema Fig.1 Die Rohrleitung des Schemas ist bei Schieber 1 an das Rohwasser und bei 10 an das Trinkwassernetz angeschlossen.Im Betrieb sind Schieber 1.2.2',3.3; und 10 geöffnetXsodass in beiden Filtern der Wasserstrom in Richtung 1,2,3 verläuft.Working diagram Fig. 1 The pipeline in the diagram is at gate valve 1 connected to the raw water and at 10 to the drinking water network. Are in operation Slide 1.2.2 ', 3.3; and 10 opened so that in both filters the water flow in Direction 1,2,3 runs.

Die Nenibranfilter I und II halten alleJ3akterien auf der rechtes Seite zuruck und zwar auf der Oberfläche, da die Bakteriengrösse stärker ist als der Durchmesser der Fi,lterporen.The Nenibran filters I and II keep all bacteria on the right Back to the side, on the surface, because the bacteria size is bigger than the diameter of the fi, lter pores.

Lässt die Filterwirkung z.B. im Filter I, kontolliert durch den Druckabfall am Filter'nach'so schaltet es automatisch auf Rückspülen um,während Filter II weiter arbeitet. Schieber 2 und 3 werden dabei geschlossen und 4 nebst 5 geöffnet.Leaves the filter effect e.g. in filter I, controlled by the pressure drop at the filter'nach'so it automatically switches to backwashing, while filter II continues is working. Slides 2 and 3 are closed and 4 and 5 are opened.

Gleichzeitig erfolgt Cl2-Dosierung in der rechten Hälfte des Filters'um alle gesammelten Bakterien abzutöten. Das Spiliwasser geht in den Ablauf.At the same time, Cl2 metering takes place in the right half of the filter kill all collected bacteria. The spili water goes into the drain.

Ist das Filter sauber und nach Schliessen von 8 das Filtrat chlorfreiXso schliesst sich 5 und Schieber 6 wird geöffnet, wodurch die Verbindung mit dem Trinkwasser hergestellt ist.Der Strom des, Filtrates ist nun entgegengesetzt gerichtet zum Strom des ersten Filtriervorganges und verläuft in gleicher Richtung wie der Spülvorgang. Nach jedem Spülvorgang kehrt sich die Durchgangsrichtung um.Das Filtrat ist vom Beginn des iltervorganges bakterienfrei.Is the filter clean and after closing 8 the filtrate is chlorine-freeXso 5 closes and slide 6 is opened, making the connection with the drinking water is made The flow of the filtrate is now opposite directed to the flow of the first filtration process and runs in the same direction like the rinsing process. The direction of passage is reversed after each flushing process The filtrate is free of bacteria from the start of the filtering process.

In gleicher Weise wird der Filtervorgang im filter II gesteuert.The filtering process in filter II is controlled in the same way.

Ausführungsbeispiel: Ausführung des Filters als ehrschichtenfilter mit A=2m2 Oberfläche. Bespannung mit Membranfilter nach Zsigmondy Typ SM 11406 der Membranfiltergesellschaft. Bisher verwendet zur Analyse von '-coli in Trinkwasser,Porengrösse 0,6 Mikkron, Wasserdurchlässigkeit=65ml/min, cm2, 700mmHg.Embodiment: Execution of the filter as a multi-layer filter with A = 2m2 surface. Covering with membrane filter according to Zsigmondy type SM 11406 der Membrane filter company. Previously used to analyze '-coli in drinking water, pore size 0.6 micron, water permeability = 65ml / min, cm2, 700mmHg.

:asserdurchgang bei 2atü Überdruck am Filter bei einer Anlage mit zwei Filtern:V=5,48m3/min Dieser Trinkwasserdurchgang reicht aus für den Brauch-und Trinkwasserverbrauch von 60 000 LIenschen.: water passage at 2atü overpressure on the filter in a system with two filters: V = 5.48m3 / min This drinking water passage is sufficient for the domestic and Drinking water consumption of 60,000 people.

Anschaffungskosten ca 100 000DM.Acquisition cost about 100,000 DM.

Kapitaldienst bei 10) VerzinsEng und 10%Abschreibung mit Reparaturen 21 200DM/J Energiekosten für Überdruck am Filter 7 000DM/J Gesamtkosten 28 200DM/J bei einer Wasserprodriktion an chlorfreim Trinkwasser von 5,48.60.24.366= 2 880 000/Jahr.Debt service at 10) interest rate and 10% depreciation with repairs 21 DM 200 / yr Energy costs for overpressure on the filter 7 000 DM / yr Total cost 28 DM 200 / yr with a water production of chlorine-free drinking water of 5.48.60.24.366 = 2 880 000 / year.

Belastung eines Kubikmeters = 0'98Pf/m3bei jetzigen Verbraucherkosten für Trinkwasser mit 122Pf/m3 in einer Stadt von 6000 Einwohnern.Load of a cubic meter = 0'98Pf / m3 at current consumer costs for drinking water with 122Pf / m3 in a city of 6000 inhabitants.

Beispiel zu 2 :Verfahren zur Herstellung von nativem Kasein und Lactalbumin mittels fraktionierter Ultrafiltration der fettfreien Magermilch.Example for 2: Process for the production of native casein and lactalbumin by means of fractional ultrafiltration of the non-fat skimmed milk.

Arbeitsschema Fig.2 : Die fettfreie Magermilch ist eine kolloidale Lösung von ca.Working diagram Fig. 2: The fat-free skimmed milk is a colloidal one Solution of approx.

3% Casein und 0,6% Lactalbumin mit Globulin'in welcher das Kasein als wenig dissoziertes Caseinkalcium mit einer Teilchengrösse von 250 bis 350 A und das Albumin mit 50 bis 150A vertreten ist. Mit einem Ultramembranfilter von 200Å Porengrösse lässt sich daher das Casein auf dem Filter zurückhalten, während das Albumin durch die Poren hindurchgeht.3% casein and 0.6% lactalbumin with globulin in which the casein as slightly dissociated casein calcium with a particle size of 250 to 350 Å and the albumin at 50 to 150A is represented. With an ultra membrane filter With a pore size of 200 Å, the casein can therefore be retained on the filter while the albumin passes through the pores.

Das Casein ist durch den Filtervorgang in seinen Eigenschaften nicht verädert und daher wasserlöslich gebliben, Das Filtrat ist im Gegensatz zur i...ilch klar und enthält Lachtalbumin als Molloid, Milchzucker und ,,ilchsalze als kristalloide in Lösung.The properties of the casein are not due to the filtering process veined and therefore remained water-soluble, the filtrate is in contrast to i ... ilch clear and contains laughter albumin as molloid, milk sugar and milk salts as crystalloids in solution.

Un numehr das Lachalbumin zu isolieren ist ein Ultramembranfilter mit einer Poren von < als 50Å erforderlich, wie es als eiweissdichtes Filter z.B. UCF Lsg.60 der Membranfiltergeselischaft im Ilaadel ist und bisher analytischen Zwecken diente. Auch das Albumin, das als Platin der Einweisstoffe gilt ist nativ auf dem filter zurückgeblieben, also durch Ultrafiltration nicht verändert.An ultra membrane filter is used to isolate the laughter albumin with a pore of <50 Å required, as is required as a protein-tight filter E.g. UCF solution 60 is the membrane filter company in the Ilaadel and has been analytical so far Purposes. Even the albumin, which is considered to be platinum among the substances contained in it, is native Remained on the filter, i.e. not changed by ultrafiltration.

nimmt man die Einweisstoffe durch aqua dest. auf und filtriert erneut, so gelingt es, das Eiweiss vom noch anhaftenden Milchzucker und Salzen weitgehend zu befreien. if you take the Einweisstoff by aqua dest. up and filter again, in this way it is possible to largely remove the protein from the lactose and salts that are still adhering to free.

@ettfreie @agermilch tritt bei Schieber 1, Fig.2. in die Appa ratur beim Öffnen von 2.2' nebst 3,3' sowohl in das Ultrafilter I wie II ein,wobei das Gasein auf der rechten Seite des ilters zurückgehalten wird. Das klare, albuminhaltige Filtrat wird im Behälter IV gesammelt, aus welchem es über den Schieber 12 in eine zweite,gleichartie Apparatur fliesst, die das Albumin mit Globulin isoliert, sodass nur Milchzucker und Milchsalze in der Flüssigkeit verbleiben. @ettfrei @agermilch occurs at slide 1, Fig. 2. in the appa rature when opening 2.2 'and 3.3' both in the ultrafilter I and II, whereby the Gasein is retained on the right side of the filter. The clear, albuminous one Filtrate is collected in the container IV, from which it is via the slide 12 into a second, similar apparatus flows, which isolates the albumin with globulin, so that only milk sugar and milk salts remain in the liquid.

Lässt die Filterwirkung z.B0 in filter I nach, so schaltet die Apparatur automatisch auf Rückspülen um. Schieber 2 und 3 werden geschlossen,(lagegen 4,5 und 6 geöffnet,sodass der Filterkuchen mit auf dest ausgespült wird und nach dem Rührwerk III gelangt zwecks speicherung und Pomogesierung. Von hier strömt das Eiweisskonzentrat über das Ventil 10 in die Eindampfung V und on dort in den Trockner.If the filter effect decreases e.g. in filter I, the apparatus switches automatically to backwash. Slides 2 and 3 are closed, (positions 4.5 and 6 opened so that the filter cake is rinsed out with at least and after Agitator III arrives for storage and Pomogesierung. The protein concentrate flows from here via the valve 10 into the evaporation V and on there into the dryer.

Soll der noch am Eiweiss haftende geringe MIlchzucker entfernt werden'so kann zwischen III und V ein drittes Ultrafiltor geschaltet werden.Should the little milk sugar still sticking to the egg white be removed? a third ultrafilter can be switched between III and V.

ach dem Ausspülen des Eiweisskonzentrates werden 6,4 und 5 @eschlossen und dafür 7,8,5 und 3 geöffnet, sodass das Eiweiss aus der Flüssigkeit sich numehr auf der linken Seite des Filters konzentriert. Nach der Abreinigung auf der linken Seite des Filters mittels aqua dest. ist der ursprüngliche Filtrierzustand wieder hergestellt. After rinsing out the protein concentrate, 6.4 and 5 @closed and 7, 8, 5 and 3 open so that the protein from the liquid is no more focused on the left side of the filter. After cleaning on the left Side of the filter using distilled water. is the original filter state again manufactured.

wird das Destillat der Jindampfung mit Urüdenverdichter d3 und des trockners gesammelt, so wird im Prinzip der Bedarf an aqua dest. der anlage gedeckt.the distillate of Jind evaporation with Urüden compressor d3 and des collected in the dryer, in principle the need for aqua dest. the system covered.

as ilter II mit automatik sichert einen kontinuierlichen betrieb der Aufbereitung. the ilter II with automatic ensures continuous operation the processing.

Claims (3)

Patentanspruch:Claim: 1. Verfahren und Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten und Gasen, bei welchen das Filter beim Spülvorgang in entgegegensetzter Richtung zum Durchgang beim Filtrieren von der gefilterten Flüssigkeit oder einem anderen iSedium durchspült wird, dadurch gekennzeichnet,dass die Poren des Filters kleiner sind als die kleinsten Teilchen des zu filtrierenden ilediums und der Filtervorgang abwechselnd auf die beiden Seiten des Filters verlagert werden kann.1. Method and device for filtering liquids and Gases in which the filter runs in the opposite direction to the Passage when filtering the filtered liquid or another medium is flushed through, characterized in that the pores of the filter are smaller as the smallest particles of the iledium to be filtered and the filtering process alternates can be shifted to either side of the filter. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mitteils eines Membranfilters, dessen Poren kleiner sind als die Bakterien des Trinkwassers, das Trinkwasser physikalisch von Bakterien befreit wird.2. The method according to claim 1, characterized in that part a membrane filter whose pores are smaller than the bacteria in drinking water, the drinking water is physically freed from bacteria. 3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennziechnet, dass mittels Ultramembranfilters entsprechender Porengrösse Milch nativ in ihre kolloidalen Bestandteile zerlegt wird03. The method according to claim 1 characterized in that by means of Ultra-membrane filters of the appropriate pore size milk native into their colloidal components is dismantled0
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