专利名称：用于过滤的薄膜过滤器设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于过滤一种悬浮液的薄膜过滤器设备，该设备具有至少一个用于待过滤的悬浮液的容器、一个该悬浮液的供气装置、一个被沿气流方向流过的、沿气流方向布置在供气装置的后面的薄膜过滤器模块，一个用于通过过滤所获得渗透物的排放装置、以及一个输送要被该薄膜过滤器设备过滤的悬浮液的最好是循环泵的装置。另外公开了一种用于在一个薄膜过滤器设备中过滤一种悬浮液的方法，其中该待过滤的悬浮液被输送通过一个薄膜过滤器模块，并且在进入该薄膜过滤器模块之前被吹气；以及公开了该薄膜过滤器的一种相应的实施例。
在一种薄膜过滤方法中，为了避免在薄膜表面上形成覆盖层，需要在该薄膜表面上存在紊流流动的液流。这种紊流流动液流在传统的方式上借助于一台循环泵、通过一种较高的能量输入而得以实现，而该循环泵将该水-渣混合物(悬浮液)泵出并使其通过该薄膜过滤模块。如果附加地通过一个供气过程将该紊流提高，那么当然对这样一种薄膜过滤器设备的经济性产生有利影响，因为这样可以减少必须的能量输入。
为了达到这个目的，在薄膜过滤系统中应用一种由交叉流动薄膜过滤和生物物质供气的联合方式。该原理基于通过将该待过滤的悬浮液用气体混合而实现沿着薄膜表面的足够的紊流。该悬浮液借助于一个泵输送给该过滤模块，其中气体在快要进入该薄膜模块时加入到该悬浮液中。
NL-1006390公开了一种薄膜过滤器设备，其中薄膜细管垂直地布置，并且流过的介质在进入该薄膜模块之前渗入空气。在这里通过一块分配板而获得对于所引入的、由空气与待过滤介质所组成的混合物的分配，其中对于每一个单独的薄膜细管设置一个分配孔，该分配孔必须与所属的薄膜细管对齐地布置。为了实现将所引入的空气在整个横截面上均匀分配，这些在该分配板中的孔特殊地进行构造。在这里，通过利用压力差在该横截面上实现空气和悬浮液在所有薄膜细管上的均匀分配。因为这些薄膜细管、并因此这些也是绝对有必要的在该分配板上的孔具有一个较小的直径，所以这种构造易使分配板和薄膜造成堵塞。
因此本发明的任务是，给出一种薄膜过滤器设备，在应用该设备时避免已知设备的缺点，以便可以保证操作不受限制，以及确保最优的过滤功率和该过滤器设备较高的效率。
根据本发明，该薄膜过滤器设备的特征在于，将该供气装置设计为可流过的、防止堵塞的软管供气单元。
为了确保在所有的薄膜细管上均匀地分配气体和悬浮液，开发一种可流过的软管供气模块，该模块在气体和悬浮液的流体管横截面上用来实现最优的分配，以此在每个薄膜细管中实现足够的、相同的紊流。此外该软管供气模块的功能通过该防堵塞的结构得以持续地保障。这样确保用导入的气体对于整个薄膜面进行均匀供气。通过由此在这些薄膜细管中形成的较强的素流，使一个较低的泵功率足以获得如同在没有供气的系统的情况下的相同的过滤功率，这直接反应出来一种较小的能量消耗和因此而来的较低的操作成本。
作为一种附加的效果，通过将空气吹入到馈入管道(一根输送该悬浮液的流体管)中，根据在该薄膜管中精细的小泡的形状和较高的紊流可以实现用氧气来浓缩该待过滤的悬浮液，这样可以在活性淤积物的情况下，可以通过该过滤过程已经提供用于碳呼吸或者氮呼吸本来就必须的一部分氧气量。
为了使其维护得到简化，该供气件最好通过简单的紧固、螺栓连接或者通过法兰连接进行固定，由此在安装状态下，一方面可以简单地进行更换该供气件，另一方面可以确保可以简单地接触该薄膜模块。
一种特别简单的实施例是在横截面上平行地布置支承管、并且使所有的支承管布置在一个平面内时，而且在沿着悬浮液接触长度套上一根穿孔的、弹性的软管。当这些支承管在横截面上对称地布置时得到一种特别有利的液流分布，因为这样可以保证一个极其优良的并且有规律的供气。
在另一种实施例中，这些支承软管锚固在软管供气单元中。如果这些支承管的锚固机构布置在管外的管壁中，那么附加地增强该悬浮液和气体的有规律的分布，因为这样通过该锚固机构没有形成不必要的液流损失，并且没有将不必要的紊流带入到悬浮液的液流之中。
在另一种实施例中，这些支承管设置有一个孔，气体可以通过该孔压入到在支承管和穿孔的、弹性的软管之间的空间当中。当将该孔布置在软管供气单元壁之外时，可以得到一种特别有利的结构，因为这样在横截面上提高了均匀的吹气分布。
为了阻止在该弹性的、穿孔的软管的固定位置上气体从这些支承管中流出并且阻止水挤入这些支承管中，这些软管最好不透气地并且不透水地固定在这些支承管上。这可以通过利用软管卡圈将这些软管固定在支承管上而特别简单地作到。
可以证明有利的是，仅仅沿着在软管供气单元壁的这两个内侧之间的线段设置该穿孔，因为这样在支承管的锚固机构的部位上构成一个静区，没有气体可以沿着这个静区流出，以此加强在横截面上均匀的吹气分布。
为了阻止在支承管的远离供气的封闭位置上可以流出气体或水，最好将这些支承管不透气地并且不透水地封闭。另外当将这些支承管通过直的管接头封闭时，还可以得到一种特别简单的实施例，以此另外可以在安装的状态下简单地进行对于支承管的维护。
通过一个共同的分配盒使得一个供气装置足够用于通过供气软管同时向所有的支承管提供气体。当把空气用作这种气体时得到一种特别有利的实施，因为这样不需要采取特殊的预防措施对于该气体进行储存、准备以及混合。
下面的方法以及该薄膜过滤设备的相应设计也适合于保证最优的过滤功率并保证该过滤设备的较高的效率。
该方法如此对该悬浮液进行供气鉴于在薄膜过滤器模块中的悬浮液的液柱的静压压力而使该薄膜过滤器模块的进口和出口之间的压力差Δp等于零。为了获取压力差Δp，测量该薄膜过滤器模块的进口处的压力和出口处的压力。因此这也是可能的调节在薄膜管中的液流，从而在这些薄膜管中获得一个理想的压力损失，这不但提高了效率，而且也增加了生产安全性。
也可以想象的是，不进行这种压力测量而在有规律的间隔中测量待过滤的悬浮液的粘度，并且借助于一个靠经验获得的函数使待导入的气体量匹配于每一种溢流速度，而该函数与薄膜过滤器的几何尺寸、在不同的渗透物量的情况下的滤渣成分以及所测量到的粘度有关。
为了清洗该薄膜过滤器模块，可以应用具有不同优点的多种方法。第一种可特别简单地实施的方法的特征在于，为了清洗该薄膜过滤器模块，在周期的时间间隔内渗透物被逆着生产方向通过薄膜表面反流冲洗。与该供气单元相结合，可以应用一种另外的特别有利的清洗方法。这可以通过这种方法来实现为了清洗该薄膜过滤器模块，至少将一个周期性的鼓风引入到该薄膜过滤器模块中，并且可能同时使已经获得的渗透物被逆着生产方向通过薄膜表面进行反流冲洗。由此获得一个对于该薄膜管极特别的全面冲洗。为了清洗该薄膜过滤器模块，通过一个再循环泵或者通过将一个压力容器进行卸压而使液流溢流速度提高、进而在该薄膜过滤器模块中产生一个的压力波；并且可能同时使已经获得的渗透物逆着生产方向通过薄膜表面被反流冲洗，当如此进行操作时可以得到一种同样极为缜密的方法。
特别具有优点的是，为了清洗该薄膜过滤器模块通过应用不同清洗方法的组合而将单个方法的优点联合起来。
适于实施本发明方法的薄膜过滤器模块进行如此设计为了测量该薄膜过滤器模块的进口和出口之间的压力差Δp，至少可以布置一个压力测量装置，并且将该压力测量装置与一个供气装置的控制器相连接。这例如通过这样来实现在轴向将该薄膜过滤器模块划分为至少三个在渗透物侧密封的部分，也就是至少一个过滤部分和至少用于测量压力的两个边缘部分，并且在每一个边缘部分中至少设置一个压力测量装置。
如果为了划分该薄膜过滤器模块而设置带孔盘，那么可以得到一种对于该薄膜过滤器模块的简单的分隔。在这里，大约在这些部分之间布置两个上下布置的带孔盘，它们的中间间隙用合适的制剂、例如用合成树脂浇注。在该薄膜过滤器模块的这两个端部上分别设置一个带孔盘，并且在带孔盘和该薄膜过滤器模块的端面之间的空间用一种合适的制剂、例如用合成树脂浇注。
对于一个薄膜过滤器设备的维护，最好在所有的三个部分上设置至少一个用于排空空气的装置，最好是一个通风阀。
该薄膜过滤器设备的其它结构在从属权利要求中给出。当在该薄膜过滤器模块的入口前面布置一个设计为防堵塞的软管的供气单元时，则对于该薄膜过滤器设备的操作特别有利。
本发明借助于附
图1至6以及下面的描述进行说明，而这些附图例举出了一个根据本发明的薄膜过滤器设备的例子，并将其示意性地示出。附图示出图1根据本发明的薄膜过滤器设备的设备示意图；图2一个薄膜过滤器模块和一个根据本发明的供气单元的截面图；图3一个根据本发明的、被分隔开的薄膜过滤器模块的示意性视图；图4一个根据本发明的、具有一个支承管平面的供气单元的俯视图；图5a和图5b一个供气单元的沿着中心平面局部剖开的俯视图，以及该支承管在该供气单元壁中进行锚固的放大图；并且图6a-图6c另一个根据本发明的、具有两个支承管平面的供气单元。
根据Hagen-Poiseuille定理，分层的液流显示出速度对管径的抛物线形分布在管壁上、也就是薄膜表面上形成一个临界层，在该临界层中液流速度从ν＝0上升到完全值。以此不可能有效地抑制在薄膜表面上形成一种滤渣。适合于牛顿学说的思想，当雷诺数Re＞Re临界时液流是紊流的。因此根据管道摩擦系数λ和运动粘度ν，溢流速度v必须超过某一个值。因此在传统的紊流过滤技术中，所应用的溢流速度为每秒3至10米。
在这些薄膜管20中，在该悬浮液通过薄膜管20时，由于内部的摩擦力而发生一种压力损失。在分层的液流中这种压力损失对于牛顿学说的思想、根据Hagen-Poiseuille定理进行计算。因此在薄膜管20的入口处出现高于在出口处的压力。过滤操作的驱动力是在馈入侧32和渗透侧33之间的压力差。由于这个物理的现象，这种被称作穿透薄膜压力的压力在薄膜管20的进口处大于在其出口处。这样的结果是，在入口32处在薄膜管20中有一个比在出口33处更剧烈的过滤过程，以此该薄膜的载荷是不均匀的。在某一操作状态下，这会导致在薄膜过滤器模块11内部的循环流动。由于在薄膜过滤器模块11中不均匀的穿透薄膜压力分配，所以在薄膜过滤器模块11的入口32处所生产的渗透物50的一部分在出口部位33处又被反流冲洗。在经济上这是及其没有效益的，并且另外在入口部位处导致过量的薄膜载荷。由此产生的问题是薄膜的渗透能力的损失或者由于形成过量的滤渣而对薄膜管20堵塞。例如在少量的渗透生产物的情况下，在一个具有良好渗透能力的薄膜上出现循环流动。或者在生产停止的情况下，同时供以馈入的过量液流，这种循环流动可以在交叉液流过滤技术中用于冲刷滤渣。由于该循环流动，因此这种过滤技术或者清洗技术是无效的，或者完全阻碍生产。
如果通过对于待过滤的悬浮液40进行短期地供气而将分层液流的临界层打断，这可以在经济上有利地影响一个这种薄膜过滤器设备，因为这样不需要较高的溢流速度、并且减少实现溢流所必需的能量输入。在穿越薄膜管20的管壁时，气泡薄膜管20中的悬浮液40。在由溢流速度、环境压力、粘度以及薄膜管直径所给出的某一工艺条件下，这些气泡将全部的薄膜管直径填满。通过在薄膜模块入口32处所挤压的、待过滤的悬浮液40，这些气泡被推移经过薄膜管20，并且以这种方法使在该薄膜表面上的分层液流发生断裂。
如果这种供气在一个垂直布置的薄膜过滤器模块11中如此减小待过滤的液柱的静压重力对于由于摩擦阻力在薄膜过滤器模块11中形成的压力损失Δp进行精确地补偿，那么可以在全部轴向的薄膜面上进行均匀地过滤。另外通过这种供气可以使馈入压力减小，这样减少了所需用于保持溢流的能量输入(气动提升效果)。由于上述效应互相影响，一个根据本发明的薄膜过滤器设备可以特别经济地进行操作。
通过将空气输入给一种密度小于待过滤悬浮液40的密度的介质，以此来减少薄膜过滤器模块11中的液柱重量。这样可以使由于摩擦损失引起的在馈入管道中的压力上升得到补偿。然而Hagen-Poiseuille定理仅仅用于计算适合于牛顿学说思想的摩擦损失。对于一种由例如活性淤渣、水和空气组成的三相混合物来说这是不可能的。因此该摩擦损失必须依靠经验来确定。该摩擦损失与管径d、管长1、溢流速度v和待过滤介质的粘度η有关。除了管长以外，所有剩余的影响因素在过滤过程时是可以改变的、或者是部分未知的。由于形成滤渣，管径d变小。粘度η与悬浮液的温度、浓度、成分有关。此外在活性淤渣的情况下还存在例如淤渣的寿命、淤渣的载荷、淤渣的呼吸等等的其它因素。
对于将这种摩擦压力进行完全补偿的情况下，必须连续地获知该模块中的压力降。被吹入的空气量如此进行变化通过减小这种静压重力这样来补偿该摩擦的损失——在该过滤模块中的压力损失不可直接进行测量。这样可以在薄膜过滤器模块的整个轴向长度上实现一个均匀的穿透薄膜的压力，并且整个薄膜面可以用于进行过滤。
在一个不太复杂的设计中也可以依赖于通过经验获得的一对值(Wertepaare)——薄膜溢流和空气量。这个函数必须考虑到不同的粘度、模块几何尺寸或者渗透产物。然而，所述影响因素的变化必须考虑到持续地重新调节所吹入的空气量。
在图1中示出了一个根据本发明的薄膜过滤器设备的示例性的设备示意图，该设备利用了以上所有例举的效应。待过滤的悬浮液40取自一个容器41，并且通过一个循环泵42输送给供气单元7。在循环泵42和供气单元7之间布置一个用于获取流量的流量测量单元11。在所测量的流量的基础上，用循环泵42对预先给定的、通过该薄膜过滤器模块的溢流进行调节。
供气单元7通过一个空气压缩机51提供空气，其中可以借助于一个调节节流板52将与薄膜过滤器模块11进口32与出口33之间的瞬时压力差Δp有关的被导入的空气量进行调节。由调节节流板52调至Δp＝0的空气量导致在薄膜过滤器模块11中被平衡的压力条件，这使在整个轴向的薄膜表面上的均匀过滤成为可能。如果Δp＞0，那么薄膜过滤器模块11处于低于平衡的状态，这会导入更多的空气。通过这两种介质之间的密度差使该液柱的静压重量得到降低，并且该摩擦压力损失得到补偿。如果Δp＜0，那么薄膜过滤器模块11处于高于平衡的状态，该空气供应一直减少，直到又达到预先规定的Δp＝0。
在薄膜过滤器模块11中，在进口32和出口33上设置不参加该过滤过程而用于测量有效压力的部分25、26。在这两个边缘部位25、26之间存在过滤部分22。在过滤部分22中获得的渗透物30经过一个排出装置27通过一个抽吸泵45和/或一个调节节流板46排出。一个被渗透物30所流过的、连接在调节节流板46之后的、感应的流量测量装置47用于获取该流量。使用如此获取的测量值以及执行元件45和46而获得预先规定的渗透物的产量。从渗透物缓冲容器48中在输出侧排出大量的所生产的渗透物30。在渗透物缓冲容器48中存在一个必要时将渗透物30逆着生产方向压回去的逆流冲洗泵49。在这里，流量测量装置47重新用于获取流量。
已过滤的浓缩物在薄膜过滤器模块11之后又被导回容器41。
在图2中，箭头示出了在该薄膜过滤器设备中的薄膜过滤器模块11的进口32和出口33处悬浮液40的流动方向。在这种情况下，悬浮液40通过一个第一液流管8到达供气模块7中，在这里悬浮液40用经过分配盒2导入的气体来供气。在供气之后，该悬浮液-气体混合物进入薄膜过滤器模块11中，并且已被过滤的浓缩物随后经过一个第二液流管8排出。
如在图3中所示出的，根据一种可能的实施变型，薄膜过滤器模块11的特征在于，它具有大量平行布置的薄膜管20，而这些薄膜管被聚束成一个紧凑的薄膜过滤器模块11。过滤器模块11借助于螺纹31连接在该循环回路中的进口32和出口33上。很显然，在这里也可以想象用于将过滤器模块11连接到该循环回路中的所有其它可能性，例如一个端子连接10或者一个法兰连接3。在过滤器模块11中，开始时导入渗透物30中的悬浮液40和被导回的浓缩物进行固体-液体的分离。通过该薄膜过滤的渗透物30在渗透物室21中聚集，并且可以经过一个渗透物管路27从过滤器模块11中排出。在用于过滤而提供的渗透物室21的上端存在一个阀29，借助于此阀可以使渗透物室21排空气体。
薄膜管20通过带孔盘23一方面固定在固定位置，另一方面通过用合成树脂24浇铸在这些盘之间的空间而被划分为三部分一个过滤部分22和两个边缘部分25、26。该模块的进口和出口以相同的方式也用合成树脂24封闭。这样，在过滤器模块11的纵向轴线上形成三个互相独立的、完全密封的部分22、25和26，它们仅仅通过薄膜管20、通过薄膜互相连接起来。因为仅仅中间的过滤部位22具有一个渗透物排出装置27，所以在其余的两个边缘部位25和26中进行调节在过滤器模块11中的压力。该压力用压力传感器28进行测量并且用于确定压力损失Δp，该压力损失根据悬浮液40在流过薄膜管20时的摩擦阻力而给出。在边缘部位25和26中存在如同在过滤部位22中的用于排空气体的阀29。
对于薄膜过滤器模块11的描述仅仅是示例性的，并且不受限制。尤其是用于将薄膜过滤器模块11划分为多个部分的其它方法当然也是可以想像的，并且包括在这个描述之中。
如果不提供一种这样构造的、用于测量压力的过滤模块，那么必须周期性地确定待过滤的悬浮液40的粘性，并且借助于一个靠经验获得的功能使待引入的空气量匹配于每一种溢流速度，该功能需考虑模块几何形状、在不同的渗透物通量的情况下的滤渣成分、以及粘度。
供气模块7根据一种可能的实施变型，如同在图4、图5a以及图5b中示出的，其特征在于，供气模块7具有大量平行的、在一平面中对称布置的支承管5，在这些支承管上，沿着悬浮液接触的长度，也就是沿着在供气模块7的管壁之间的长度，套上弹性的、穿孔的软管16，并且将这些软管16通过软管卡圈13固定在这些支承管上。如果现在在一个超压的情况下，气体经过气体输送器1、分配盒2以及分配软管4导入到支承管5中，那么该气体通过一个孔14进入到在支承管5中的在支承管和弹性的、穿孔的软管16之间的空间中，以此软管16膨胀，并且该气体从打开的穿孔中流出。如果该气体供应中断，那么软管16立即贴靠在该支承管上，以此该穿孔又被封闭。通过这种机械装置可以阻止由于污染而将精细的穿孔堵塞，这样可以保证供气功能。
支承管5通过锚固机构6锚固在供气模块7上，并且在远离该供气装置的端部通过直的管接头9封闭。
该供气模块或者借助于一个法兰连接3、一个端子连接10或者一个螺栓连接31直接固定在薄膜过滤器模块11的下面。
根据另一种可能的实施变型，如在图6a至6c中示出的，供气模块7用一个可流过的圆柱形的间隙所形成，并且具有两个平面，每一个带有八个互相平行布置的支承管5，其中不同平面的支承管5互相垂直地布置。气体通过一个自身的分配盒2导给每个平面。分配盒2借助于螺栓61和平面密封机构62安装在供气模块7上，并且包围支承管5的开口14，而支承管5在这里固定在供气模块7中设计为管接头的锚固机构6中。这些支承管在另一端通过盲塞63进行封闭。每一根支承管设置三列细孔，它们在支承管的纵向方向延伸，并且分别互相错置120°。在这里一列细孔布置在上侧面上，两列细孔布置在支承管的下侧面上，其中该上侧面面对薄膜过滤器模块11。这些孔宽4mm，并且布置为缝隙状的、互相间距15mm地布置，这样使得在供气时具有一个较小的流动阻力。
通过这些支承管的这种交叉布置，在操作时达到一个较高程度的线性化流动。
供气模块7在这里借助于一个端子连接固定在薄膜过滤器模块11上，但是供气模块7也可以借助于一种法兰连接或者一种螺栓连接直接固定在薄膜过滤器模块11的下面。
在图6b中示出了没有分配盒2的供气模块7的侧视图，图6c示出了一个通过带有已装配的分配盒2和供气装置1的供气模块7的相应截面。该供气模块用一个连接器64与这些相邻的件相连接。
为了提高运行时间和效率，对于该过滤方法在正常操作时最好设置不同的清洁方法。
为了保证极为有效地将滤渣从薄膜管20中排出，在周期性的时间间隔中中断渗透物的生产。透过薄膜的压力在这种操作状态中为零，以此滤渣被紊流的溢流液流缓慢地从薄膜表面冲刷下来。这种清洁方法的一个优点是相应的能量消耗和设备组成的费用较小。附加地还可视为优点的是，对于冲刷目的没有遗失渗透物30。
如果待过滤的悬浮液40是一种生物的淤渣，那么其中某一组微生物倾向于在该薄膜表面上繁殖。借助于黏液分泌，该微生物附着在该薄膜表面上或者在该薄膜细孔中。在所涉及的微生物的情况下，这种惰化导致了一种选择优势由于损失了敞开的薄膜细孔，所以薄膜渗透能力下降。为了保持某一渗透物通量，必须提高穿透薄膜的压力。在微生物与薄膜表面之间的接触时间越长，所谓的生物结垢(bioloischeFouling)就越剧烈。因此证明，对于一种无干扰的操作，最好是在周期性的时间间隔中逆向生产物的方向挤压渗透物30，并使其通过该薄膜。以此极为有效地将该滤渣由薄膜表面去除，并且由再循环液流从薄膜孔20中排出。
为了使该设备的操作可以与渗透的衰减相匹配，进行如此设置设置一种与所供应的待过滤的悬浮液40的量有关的、进行反应的清洁方法。在对于薄膜过滤器模块11进行大量供气的情况下，导致固体在薄膜表面上剧烈地淤积。通过将该固体从薄膜管20中不足量地排出，可以使得这些薄膜管20完全封闭。为了无干扰地操作根据本发明的设备，可以用一个或者多个周期性的鼓风将空气吹到薄膜过滤器模块11的出口孔中，这样在过剩生产的一个阶段中提高在薄膜管20中的溢流速度。这种鼓风以及与之联系的、穿过薄膜管20的压力波证明特别有效地阻止薄膜管20的堵塞。由于在薄膜过滤器模块11中的压力上升，可是也使一种短期的渗透物通量得到提高。这样用较大的压力使固体物质在薄膜管中运输，这对于渗透可能性长时期地起到负面作用。特别具有优点的是，这种根据本发明的空气鼓风方法因此仅仅在借助于逆流冲洗泵49将渗透物30进行逆流冲洗使其通过该薄膜表面的同时进行。因此同时极为有效地将滤渣从薄膜表面去除，并且通过这种鼓风过程从薄膜管20中排出。
在另一种清洗方法中，在对于该过滤设备的大量供气的情况下，通过借助于再循环泵或者一个压力容器的降压作用而提高溢流速度，使得在薄膜管20中的溢流速度得以提高。这种溢流的提高以及与之联系的、通过薄膜管20的压力波证明也可有效地阻止薄膜管20的堵塞。特别有利的是，借助于逆流冲洗泵49，在用渗透物30通过该薄膜表面进行同时逆流冲洗的情况下，执行这个根据本发明的、短期提高溢流速度的方法。
为了极为有效地操作根据本发明的设备，可以在将该过滤单元极高要求地加载的阶段，通过一种压力波、或者通过将清洗方法的一种任意的其它组合而进行鼓气并同时进行提高液流溢流速度。
权利要求
1.用于过滤一种悬浮液的薄膜过滤器设备，具有至少一个用于这种待过滤的悬浮液的容器(41)、一个该悬浮液的供气装置(7)、一个被沿气流方向流过的、沿气流方向布置在供气装置(7)的后面的薄膜过滤器模块(11)、一个用于通过过滤而获得的渗透物(30)的排放装置、以及一个输送要被该薄膜过滤器设备过滤的悬浮液的最好是循环泵的装置(42)，其特征在于，供气装置(7)设计为可流过的、防阻塞的软管供气单元(7)。
2.根据权利要求1的薄膜过滤器设备，其特征在于，软管供气单元(7)在液流方向上紧挨着布置在薄膜过滤器模块(11)的前面，软管供气单元(7)的面对薄膜过滤器模块(11)的一侧通过一种可拆卸的连接(3、10、31)固定在薄膜过滤器模块(11)上，并且软管供气单元(7)的背对薄膜过滤器模块(11)的侧面借助于一种可拆卸的连接(3、10、31)与一个供应该悬浮液的液流管(8)相连接。
3.根据权利要求2的薄膜过滤器设备，其特征在于，在软管供气单元(7)中包含在至少一个平面中分别平行布置的多个支承管(5)，沿着悬浮液接触的长度上在这些支承管上套上一根穿孔的、弹性软管(16)。
4.根据权利要求3的薄膜过滤器设备，其特征在于，两层支承管(5)平面互相平行地布置，并且一个平面的支承管(5)垂直于另一个平面的支承管(5)。
5.根据权利要求3或4的薄膜过滤器设备，其特征在于，支承管(5)在软管供气单元(7)的横截面上对称地布置。
6.根据权利要求3、4或5的薄膜过滤器设备，其特征在于，支承管(5)锚固在软管供气单元(7)上。
7.根据权利要求6的薄膜过滤器设备，其特征在于，支承管(5)的锚固机构(6)布置在软管供气单元(7)的外面。
8.根据权利要求3至7之一的薄膜过滤器设备，其特征在于，支承管(5)设置有一个孔(14)，气体可以经过该孔引入到支承管(5)和穿孔的、弹性软管(16)之间的空间中。
9.根据权利要求8的薄膜过滤器设备，其特征在于，孔(14)紧挨着布置在软管供气单元(7)壁的外面。
10.根据权利要求3至9之一的薄膜过滤器设备，其特征在于，在支承管(5)的端部，穿孔的、弹性软管(16)分别不透水地并且不透气地固定在支承管(5)上。
11.根据权利要求3至10之一的薄膜过滤器设备，其特征在于，穿孔的、弹性软管(16)仅仅沿着在软管供气单元(7)的壁的两个内侧之间的线段进行穿孔。
12.根据权利要求3至11之一的薄膜过滤器设备，其特征在于，支承管(5)在其远离供气的端部被不透水地并且不透气地封闭。
13.根据权利要求3至12之一的薄膜过滤器设备，其特征在于，这些支承管通过一个共同的分配盒(2)和供给软管(4)使用一个空气压缩机(51)供应气体，特别是空气。
14.用于在一个薄膜过滤器设备中过滤一种悬浮液(40)的方法，其中待过滤的悬浮液(40)输送通过一个薄膜过滤器模块(11)，并且在进入薄膜过滤器模块(11)之前进行供气，其特征在于，悬浮液(40)如此进行供气，即鉴于在薄膜过滤器模块(11)中的悬浮液(40)的液柱静压压力，在薄膜过滤器模块的进口(32)和出口(33)之间的压力差Δp等于零。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于，为了获取压力差Δp，测量在薄膜过滤器模块(11)的进口(32)处的压力和出口(33)处的压力。
16.根据权利要求14或15的方法，其特征在于，为了清洗薄膜过滤器模块(11)，在周期性的时间间隔中中断渗透物的生产，并且因此用紊流的溢流从薄膜表面上将此滤渣进行冲刷。
17.用于过滤一种悬浮液的薄膜过滤器设备，具有至少一个用于这种待过滤的悬浮液(40)的容器(41)、一个该悬浮液(40)的供气装置(7)、一个被沿气流方向流过的薄膜过滤器模块(11)——该薄膜过滤器模块沿气流方向布置在供气装置(7)的后面、一个用于通过过滤而获得的渗透物(30)的排气装置、以及一个最好是循环泵的装置(42)——该装置输送要被该薄膜过滤器设备过滤的悬浮液(40)，其特征在于，薄膜过滤器模块(11)如此进行设计可以至少布置一个用于测量在薄膜过滤器模块(11)的进口(32)和出口(33)之间的压力差Δp的压力测量装置(28)；并且压力测量装置(28)与供气装置(7)的一个控制装置相连接。
18.根据权利要求17的薄膜过滤器设备，其特征在于，薄膜过滤器模块(11)在轴线方向上划分为至少三个在渗透侧密封的部分(22、25、26)，也就是至少一个过滤部分(22)和至少两个用于测量压力的边缘部位(25、26)，并且在每一个边缘部位中至少设置一个压力测量装置(28)。
19.根据权利要求17或者18的薄膜过滤器设备，其特征在于，为了分隔薄膜过滤器模块(11)而设置带孔盘(23)。
20.根据权利要求19的薄膜过滤器设备，其特征在于，在这些部分中布置两个上下布置的带孔盘(23)，它们之间的间隙用一种合适的制剂(24)——例如合成树脂——进行浇注。
21.根据权利要求19或20的薄膜过滤器设备，其特征在于，在薄膜过滤器模块(11)的两端分别设置一个带孔盘(23)；并且在带孔盘(23)和薄膜过滤器模块(11)的端面之间的空间用一种合适的制剂(24)——例如合成树脂——进行浇注。
22.根据权利要求18至21之一的薄膜过滤器设备，其特征在于，在薄膜过滤器模块(11)的过滤部分(22)上设置一个用于排除渗透物(30)的排出装置(27)。
23.根据权利要求18至22之一的薄膜过滤器设备，其特征在于，在所有这三个部分(21、25、26)上至少设置一个用于排气的装置(29)，最好是一个通风阀。
24.根据权利要求18至23之一的薄膜过滤器设备，其特征在于，该供气单元设计为防止堵塞的软管供气单元(7)。
25.根据权利要求17至24之一的薄膜过滤器设备，其特征在于，尤其是在软管供气单元(7)的前面布置一个用于所供应的悬浮液(40)的流量测量单元(44)，并且根据所测量的流量可以对于在薄膜过滤器模块(11)中预定的溢流进行调节。
26.根据权利要求17至25之一的薄膜过滤器设备，其特征在于，在软管供气单元(7)的气体供应装置中布置一个用于所供应气体、最好是空气的调节节流板(52)，可以用它根据用压力测量装置(28)测量的压力将导入薄膜过滤器模块(11)中的气体的量进行调节，使进口(32)和出口(33)之间的压力差为零，也就是Δp＝0。
27.根据权利要求17至26之一的薄膜过滤器设备，其特征在于，为了清洗而布置一个逆流冲洗泵(49)，用它可以将已经获得的渗透物(30)通过该薄膜表面逆流冲洗到薄膜过滤器模块(11)中。
全文摘要
一种用于过滤一种悬浮液的薄膜过滤器设备，该设备具有至少一个用于待过滤的悬浮液的容器(41)、一个该悬浮液的供气装置(7)、一个被沿气流方向流过的薄膜过滤器模块(11)；－该薄膜过滤器模块沿气流方向布置在供气装置(7)的后面、一个用于通过过滤而获得的渗透物(30)的排放装置、以及一个最好是循环泵的装置(42)；－该装置输送要被该薄膜过滤器设备过滤的悬浮液，其中供气装置(7)设计为可流过的、防阻塞的软管供气单元。还规定了如此给悬浮液(40)供气，即鉴于在薄膜过滤器模块(11)中的悬浮液(40)的液柱的静压压力，在薄膜过滤器模块的进气口和出气口之间的压力差Δp等于零。这因此保证该过滤器设备达到最优的过滤功率和较高的效率。
文档编号B01D61/16GK1466482SQ01816408
公开日2004年1月7日 申请日期2001年9月7日 优先权日2000年9月28日
发明者R·弗拉尼茨基, C·施塔赫尔, W·福克斯, P·保尔汉斯尔, R 弗拉尼茨基, 怂, 斩 , 核苟 申请人:瓦特克瓦巴格有限责任公司