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DE2823057A1 - Semipermeable membrane unit - having set of spacers and membrane with appropriate holes which can be combined in modular form - Google Patents

Semipermeable membrane unit - having set of spacers and membrane with appropriate holes which can be combined in modular form

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Publication number
DE2823057A1
DE2823057A1 DE19782823057 DE2823057A DE2823057A1 DE 2823057 A1 DE2823057 A1 DE 2823057A1 DE 19782823057 DE19782823057 DE 19782823057 DE 2823057 A DE2823057 A DE 2823057A DE 2823057 A1 DE2823057 A1 DE 2823057A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
permeate
flat membrane
membrane module
holes
spacers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782823057
Other languages
German (de)
Inventor
Wulf Von Dr Bonin
Klaus Dr Elfert
Jochen Koll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DE19782823057 priority Critical patent/DE2823057A1/en
Publication of DE2823057A1 publication Critical patent/DE2823057A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08Flat membrane modules
    • B01D63/082Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes
    • B01D63/084Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes at least one flow duct intersecting the membranes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Semi-permeable membrane to separate components in a liq. mixt. is of flat modular construction held together in compression, by sticking or welding. It has branches for introducing the liq. and recovering the concentrate and permeate. A permeate collection chamber is formed by spacers covered by the membrane. These chambers are kept gas and liq. tight. Connections are built into the spacers so that liq. can enter and drain from the chambers. Holes are bored around the edge to form symmetrical flow passages when the unit is assembled parallel to its axis. These serve for introducing the fluid and draining off the permeate. For separation processes such as ultrafiltration and reverse osmosis. Gives a system which is cheap to produce and assemble, and which can be rapidly dismantled.

Description

Flachmembran-DruckprmeationsinodulFlat membrane pressure enhancement module

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit halbdurchlässigen Membranen zur Trennung von Bestandteilen einer fluiden Beschickung, bestehend aus einem Stapel von Flachmembranmodulelementen, die durch Druckbeaufschlagung, Verklebung oder Verschweißung dichtend an ihren scheiben förmigen Rändern miteinander verbunden sind und enthaltend an den Stirnseiten im Randbereich des Flachmembranmoduls Zu- und Abführmöglichkeiten für das zu trennende Fluid und eine Abführmöglichkeit für das Permeat.The invention relates to a device with semi-permeable membranes for the separation of components of a fluid feed, consisting of a stack of flat membrane module elements that are produced by applying pressure, gluing or welding are sealingly connected to each other at their disc-shaped edges and containing On the front sides in the edge area of the flat membrane module feed and discharge options for the fluid to be separated and a discharge option for the permeate.

Solche Vorrichtungen werden zur Druckpermeation, also Ultrafiltration und Reversosmose, benötigt. Neben den Energie- und Personalkosten sind für den wirtschaftlichen Betrieb die Anlagekosten entscheidend. Bisher bekannte Permeationsmoduln sind teuer und reparaturanfällig, und gerade auch die Kosten für den Produktionsausfall und die Membranwechselkosten spielen bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung eine erhhebliche Rolle.Such devices are used for pressure permeation, i.e. ultrafiltration and reverse osmosis. In addition to the energy and personnel costs are for the economic Operation, the investment costs are decisive. Previously known permeation modules are expensive and prone to repair, and especially the costs for the Loss of production and the membrane replacement costs play a role in the profitability calculation significant role.

Sind für ein Trennverfahren hohe Drücke erforderlich, kommen entweder nur Flachmembranmoduln oder von außen beaufschlagte Hochfasermoduln in Frage. Von innen beaufschlagte Fasermoduln sind auf kleine Drucke beschränkt.If high pressures are required for a separation process, either only flat membrane modules or externally loaded high-fiber modules are in question. from internally loaded fiber modules are limited to small prints.

Bei Fasermoduln ist zudem eine hohe Vorreinigung des zu trennenden Fluids erforderlich.In the case of fiber modules, there is also a high level of pre-cleaning of the material to be separated Fluids required.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung kommt eine Einrichtung zur Wasserentsalzung am nächsten, wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift 25 56 210 beschrieben ist. Jedoch ist die Herstellung der dort beschriebenen Flachmembranmoduln sehr kompliziert, und es treten insbesondere Dichtungsprobleme au;.The device according to the invention includes a device for water desalination closest, as described in German Offenlegungsschrift 25 56 210 is. However, the production of the flat membrane modules described there is very complicated, and sealing problems occur in particular.

Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Trennung der Bestandteile einer fluiden Beschickung, insbesondere zum Auftrennen einer Flüssigkeit, zu entwickeln, die einen wirtschaftlichen Betrieb zuläßt, für die die Herstellungskosten niedrig sind und die rasch demontiert werden kann.The object of the invention is a device for separating the components to develop a fluid feed, in particular for separating a liquid, which allows an economical operation, for which the production costs are low and which can be quickly dismantled.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Flachmembranmodulelement aufgebaut ist aus einer beidseitig mit einer Membran bedeckten Permeatsammelkammer mit beidseitig anschließenden Abstandshaltern, wobei jeweils die scheibenförmigen Randbereiche der Abstandshalter und der Permeatsammelkammer Druck aufnehmen können und flüssigkeits- und gasdicht sind und Bohrungen enthalten, die zur Vorrichtung zusammengebaut druckfeste Kanäle bilden, wobei Verbindungen von der Bohrung für die Zu- und/oder Ableitung des zu trennenden Fluids in das Innere des Abstandhalters bzw.The object is achieved in that a flat membrane module element is constructed from a permeate collecting chamber covered on both sides with a membrane with spacers on both sides, each of which is disk-shaped Edge areas of the spacers and the permeate collection chamber can absorb pressure and fluid and are gastight and contain holes that assembled to the device form pressure-resistant channels, with connections of the bore for the supply and / or discharge of the fluid to be separated into the interior of the spacer or

von der Bohrung zur Ableitung des Permeats in das Innere der Permeatsammelkammer vorhanden sind, und die Anordnung der Bohrungen in dem Randbereich derart ist, daß bezglich einer Symmetrieebene, in der die Längsachse der Vorrichtung liegt, und die Verbindung von Zu- und Ablaufbohrungen für das zu trennende Fluid auf dieser Ebene senkrecht steht und diese Verbindung die Längsachse der Vorrichtung schneidet, und mindestens 2 Bohrungen zur Ableitung der Permeats vorhanden sind und die Flachmembranmodulelemente zu dem Gesamtmodul so zusammengebaut sind, daß von den Bohrungen, die eine Verbindung zur Permeatsammelkammer haben, wenigstens ein parallel zur Modulachse verlaufender Kanal zur Ableitung der Permeats gebildet wird.from the bore for discharging the permeate into the interior of the permeate collection chamber are present, and the arrangement of the holes in the edge region is such that with respect to a plane of symmetry in which the longitudinal axis of the device lies, and the connection of inlet and outlet bores for the fluid to be separated on this Level is perpendicular and this connection intersects the longitudinal axis of the device, and there are at least 2 bores for draining off the permeate and the flat membrane module elements to the overall module are assembled so that of the holes that make a connection to the permeate collection chamber have at least one parallel to the module axis Channel for draining off the permeate is formed.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus. Ein Modul besteht nur aus einfachen standardisierten Elementen, und das kann in vielen Fällen zu einer wirtschaftlich tragbaren Einweglösung führen (Wegwerfmodul). Jedoch erfordert das Auswechseln einzelner Elemente auch nur geringen Zeit- und Wartungsaufwand. Ein einzelnes Trennelement kann sehr flach sein; die Leistungsdichte der Trenneinheiten ist hoch.The device according to the invention is characterized by its particular simplicity the end. A module consists only of simple standardized elements, and that can in many cases lead to an economically viable single-use solution (disposable module). However, the replacement of individual elements also requires little time and Maintenance effort. A single divider can be very flat; the power density the separation units is high.

Es ist auch ein Betrieb bei hohen Drucken möglich. Von Vorteil ist bei diesen Modulelementen die verhältnismäßig geringe und unkritische Verschmutzungsgefahr. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ihre universelle Einsetzbarkeit. Es ist mit einem einzigen Elementtyp ein Betrieb möglich, bei dem alle oder ein Teil (auch in gemischter Folge) der Flachmenbranmodulelemente parallel oder in Reihe geschaltet sind. Mit einem Elementtyp lassen sich Trennanlagen für sehr verschiedene Leistungsbereiche zusammenstellen. Da auf metallische Werkstoffe bei diesem Modul verzichtet werden kann, lassen sich viele Korrosionsprobleme vermeiden. Die auf das Gewicht oder den Raum bezogene Trennoberfläche ist groß.It is also possible to operate at high pressures. Is beneficial with these module elements the relatively low and uncritical risk of contamination. Another The advantage of the device according to the invention is theirs universal applicability. Operation is possible with a single element type, in which all or a part (also in mixed order) of the flat membrane module elements are connected in parallel or in series. Separation systems can be created with one element type put together for very different performance areas. Because on metallic materials can be omitted with this module, many corrosion problems can be avoided. The parting surface based on weight or space is large.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und im folgenden weiter erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein aus 7 Teilen aufgebautes Flachmembranmodulelement; Figur 2 ein aus Flachmembranmodulelementen zusammengesetzter Druckpermeationsmodul; Figur 3 verschiedene Arten der Ausbildung des Randbereichs; Figur 4 verschiedene Arten der Verbindung der Bohrungen im Randbereich mit dem Scheibeninneren; Figur 5 Betrieb eines Moduls in Parallelschaltung; Figur 6 eine spezielle Form eines Abstandhalters; Figur 7 Betrieb eines Moduls in Reihenschaltung.The device according to the invention is shown by way of example in the drawing shown and further explained below. They show: FIG. 1 one of 7 parts constructed flat membrane module element; Figure 2 is made of flat membrane module elements composite pressure permeation module; Figure 3 different types of training the edge area; Figure 4 different types of connection of the holes in the edge area with the inside of the disc; FIG. 5 operation of a module in parallel connection; figure 6 shows a special form of spacer; Figure 7 operation of a module in series.

Das in Figur 1 dargestellte Flachmembranmodulelement besteht aus 7 scheibenförmigen Teilen 1 bis 7, die im Randbereich durch Verschweißen oder Verkleben oder durch Druckbeaufschlagung miteinander dicht verbunden werden. Die Teile 2 bis 6 bilden die Permeatsammelkammer mit den Membranen; die Teile 1 und 7 bilden die Abstandshalter. Im Randbereich aller Elemente sind 6 Bohrungen vorhanden; bei einem zusammengesetzten Flachmembranmodul werden dadurch 6 achsparallele Kanäle 8 bis 13 gebildet. Bei diesem Flachmembranmodulelement sind die Teile 1 und 7, 3 und 5 gleich. In dem Abstandshalter 1 ist die Bohrung 11 zum Ringinnenraum hin offen 14. Im Abstandshalter 7 scheint zwar eine andere Verbindung 15 des Innenraums mit der Bohrung 8 vorzuliegen; das Teil 7 geht jedoch durch eine Drehung um 1800 um die Modulachse in das Teil 1 über.The flat membrane module element shown in FIG. 1 consists of 7 disk-shaped parts 1 to 7, which in the edge area by welding or gluing or tightly connected to one another by pressurization. Parts 2 to 6 form the permeate collection chamber with the membranes; parts 1 and 7 form the Spacers. There are 6 holes in the edge area of all elements; at a composite flat membrane module are thereby 6 axially parallel channels 8 to 13 formed. In this flat membrane module element, parts 1 and 7, 3 and 5 are same. In the spacer 1, the bore 11 is open 14 toward the inner space of the ring. In the spacer 7 appears to be another connection 15 of the interior with the Hole 8 to be present; the part 7, however, goes through a rotation of 1800 to the Module axis into part 1.

In dem Teil 5 sind Verbindungen 16, 17 aller 4 Bohrungen 9, 10, 12, 13 mit dem Ringinnenraum vorhanden. Die Trennmembranen 2 und 6 sind hinsichtlich der Anordnung der Bohrungen im Rand nicht gleich. Sie müssen so eingebaut werden, daß diese Schicht jeweils dem Abstandhalter 1 bzw. 7 zugewandt ist. Die Elemente 3 und 5 sind Stützschichten für die Membran 2 und 6. Das mittlere Element 4 ist die Permeatsammelschicht, von dort gelangt Permeat in die Permeatableitungskanäle 9, 10, 12, 13.In part 5 there are connections 16, 17 of all 4 holes 9, 10, 12, 13 present with the ring interior. The separation membranes 2 and 6 are with respect to the arrangement of the holes in the edge is not the same. They must be installed in such a way that this layer faces the spacer 1 and 7, respectively. The Elements 3 and 5 are support layers for the diaphragm 2 and 6. The middle element 4 is the permeate collecting layer, from there permeate enters the permeate discharge channels 9, 10, 12, 13.

Werden die Flachmembranmodulelemente nach Figur 1 analog aufeinandergeschichtet, entsteht ein Modul wie in Figur 2 abgebildet. Alle Flachmembranmodulelemente sind parallel geschaltet. Das zu trennende Fluid wird beispielsweise über 21 eingegeben. Auf der anderen Seite des Moduls ist diese Öffnung 22 verschlossen. Auch für den Abfluß wird nur eine Öffnung 23 verwendet. Das Permeat tritt an 4 Stellen 24, 25, 26 aus, die zu den Bohrungen 9 und 12 gehörenden Öffnungen 27, 28 sind hier verschlossen.If the flat membrane module elements according to FIG. 1 are layered on top of one another in the same way, a module is created as shown in FIG. All flat membrane module elements are connected in parallel. The fluid to be separated is, for example above 21 entered. This opening 22 is closed on the other side of the module. Only one opening 23 is also used for the drain. The permeate occurs in 4 places 24, 25, 26, the openings 27, 28 belonging to the bores 9 and 12 are here locked.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Modul ist besonders einfach. Die Elemente 1 und 7, 3 und 5 bzw. 4 sind 3 Typen von 3 Ringscheiben, die sich in ihren Verbindungen der Bohrungen zum Innenraum unterscheiden. Sie können vorzugsweise aus Thermoplasten und gegebenenfalls verstärkten Duroplasten rationell gefertigt werden. Jedoch sind der Flachmembranmodul ebenso wie die Kanalbohrungen nicht auf die Kreisform beschränkt. Einige mögliche andere Ausführungsformen der Elemente sind in Figur 3 dargestellt.The module shown in Figures 1 and 2 is particularly simple. Elements 1 and 7, 3 and 5 and 4, respectively, are 3 types of 3 washers that can be found in distinguish their connections of the holes to the interior. You can preferably efficiently manufactured from thermoplastics and possibly reinforced thermosets will. However, the flat membrane module and the channel bores are not open the circular shape is limited. Some other possible embodiments of the elements are shown in FIG.

In dem Teilbild a) ist der Innenraum 31 beispielsweise oval. Im Teilbild b) ist beispielsweise der Außenquerschnitt des Moduls zwölfeckig, der Innenquerschnitt kreisförmig. Als eine weitere mögliche Variante sind in diesem Beispiel die beiden benachbarten Bohrungen zur Permeatableitung untereinander verbunden 32. In dem Teilbild c) ist die Außenkontur quadratisch, ebenso die Bohrungen 33, 34 zur Zu- und Ableitung des Fluids. Hier sind auch die beiden Bohrungen zur Ableitung des Permeats 35 schlitzförmig miteinander verbunden.In the partial image a) the interior space 31 is, for example, oval. In the drawing file b), for example, the outer cross-section of the module is twelve-sided, the inner cross-section circular. Another possible variant in this example is the two adjacent bores for permeate drainage connected to one another 32. In the partial image c) the outer contour is square, as are the bores 33, 34 for supply and discharge of the fluid. The two bores for discharging the permeate 35 are also slot-shaped here connected with each other.

Die Permeatsammelkammer kann in verschiedener Weise aufgebaut sein. Vom Prinzip her ist es ohne weiteres möglich, die Teile 3, 4, 5 von Figur 1 zu einer Einheit zusammenzufassen. Für den Betrieb ist es jedoch entscheidend, die Membranen 2 und 6 gleichmäßig abzustützen. Die Membranen können nur begrenzt Stütz- und Dichtfunktionen übernehmen. Wenn die Elemente 3 und 5 die gleichen Verbindungen 16,17 wie das Element 4 aufweisen, kann es an diesen Stellen bei den Membranen zu Schwierigkeiten kommen.The permeate collection chamber can be constructed in various ways. In principle, it is easily possible, the parts 3, 4, 5 of Figure 1 to one To summarize unity. For operation, however, it is crucial that the Support membranes 2 and 6 evenly. The membranes can only provide limited support and take over sealing functions. When items 3 and 5 have the same connections 16, 17 as the element 4, it can close at these points in the case of the membranes Difficulties come.

Eine andere Alternative wäre, die aus 3,4,5 zusammengefaßte Kammer von innen her in der Mitte zu den Permeatbohrungen 9,10,12,13 hin anzubohren; fertigungstechnisch am einfachsten ist eine Permeatsammelkammer aus 3 Teilen, zumal sich dann jeder Funktionsbereich optimal ausgestalten läßt. Die Stütz schicht in den Elementen 3 und 5 muß eine planen Unterlage für die Membranen 2 bzw. 6 bilden. Der Innenraum der Permeatsammelschicht 7 ist gewöhnlich auch mit porösem Material ausgefüllt und kann seinerseits zur Stützung der Stützschichten in den Teilen 3 und 5 mit beitragen. Es können in den Innenraum zur Verbesserung der Ableitung des Permeats Kanäle eingeritzt oder die Schicht vor den Bohrungen hin abgetragen sein. Beispiele dazu sind in der Figur 4 dargestellt.Another alternative would be the chamber combined from 3,4,5 to drill from the inside in the middle to the permeate holes 9,10,12,13; manufacturing technology The simplest is a permeate collection chamber made up of 3 parts, especially since each one is then Functional area can be optimally designed. The support layer in the elements 3 and 5 must form a flat base for the membranes 2 and 6, respectively. The interior the permeate collecting layer 7 is usually also filled with porous material and can in turn contribute to the support of the support layers in parts 3 and 5. Channels can be scratched into the interior to improve the drainage of the permeate or the layer must be removed in front of the holes. Examples are in the Figure 4 shown.

Es handelt sich dabei jeweils um das Teil 4 von Figur 1 mit einem Randbereich 41 und dem Innenraum, der mit einem porösen Material 42 ausgefüllt ist. Es sind hier nur die verschiedenen Möglichkeiten schematisch dargestellt. Bei einem einsatzfähigen Element wird man sich auf einen Typ beschränken. Die Lage der Bohrungen im Randbereich hat in dieser Figur keinen Bezug auf die Erfindung.It is in each case the part 4 of Figure 1 with a Edge area 41 and the inner space, which is filled with a porous material 42. Only the various options are shown here schematically. At a usable element will be limited to one type. The location of the holes in the edge area has no reference to the invention in this figure.

Die Verbindung 43 mit einem herausgefrästen Teil des Randes hat sich als Standardtyp herausgestellt. Bei 44 ist der Permeatableitungskanal von innen her angebohrt.The connection 43 with a milled-out part of the edge has become highlighted as the standard type. At 44 is the permeate discharge channel from the inside drilled forward.

Bei 45 und 46 sind zur Verbesserung der Ableitung Kanäle in das poröse Material 42 gefräst.At 45 and 46 there are channels in the porous to improve drainage Material 42 milled.

Der Betrieb eines erfindungsgemäßen Moduls in Parallelschaltung ist in Figur 5 dargestellt. Flachmembranmodulelemente in Figur 1 sind deckungsgleich hintereinander geschichtet.The operation of a module according to the invention in parallel is shown in FIG. Flat membrane module elements in Figure 1 are congruent layered one behind the other.

In dieser Zeichnung ist die Permeatsammelkammer 51 als ein Komplex dargestellt. In 51 sind beispielsweise die Elemente, 2,3,4,5,6 aus Figur 1 zusammengefaßt. Jeder Permeatsammelkammer 51 ist ein Abstandhalter 1 vor und der gleiche Abstandshalter als Element 7,aber um 1800 dagegen verdreht, nachgeschaltet. Bei 52 strömt das zu trennende Fluid zu, bei 53 ab. Die Kanäle zur Ableitung des Permeats sind in dieser Schnittdarstellung nicht zu erkennen.In this drawing, the permeate collection chamber 51 is as a complex shown. In 51, for example, the elements 2, 3, 4, 5, 6 from FIG. 1 are combined. Each permeate collection chamber 51 is a spacer 1 in front of and the same spacer connected downstream as element 7, but turned against it by 1800. At 52 it flows in separating fluid to, at 53 from. The channels for draining off the permeate are in this Sectional view not recognizable.

Eine erfindungsgemäße Variante des Abstandhalters ist in Figur 6 dargestellt. Der Abstandshalter 61 hat sowohl vom Zulaufkanal 11 als auch von Ablaufkanal 8 her eine Verbindung 62, 63 zum Innenraum des Abstandhalters. Bei einer Parallelschaltung wie in Figur 5 kann bei entsprechenden Dicken der Abstandshalter auf einen Abstandshalter beim Zusammenbau verzichtet werden.A variant of the spacer according to the invention is shown in FIG. The spacer 61 extends both from the inlet channel 11 and from the outlet channel 8 a connection 62, 63 to the interior of the spacer. With a parallel connection As in FIG. 5, with appropriate thicknesses, the spacer can be placed on a spacer can be omitted during assembly.

Eine Reihenschaltung ist in Figur 7 schematisch dargestellt.A series connection is shown schematically in FIG.

Ein Flachmembranmodulelement besteht aus der Permeatsammelkammer 51 und aus 2 Abstandshaltern 1 aus Figur 1.A flat membrane module element consists of the permeate collection chamber 51 and from 2 spacers 1 from FIG. 1.

Jeweils zwei aufeinanderfolgende Flachmembranmodulelemente sind gleichsinnig aufeinandergelegt, jedoch sind 2 aufeinanderfolgende Flachmembranmodulelementpaare so verdreht, daß2 nicht analoge Bohrungen für den Permeatablauf aufeinanderliegen, so daß ein durchgehender zur Modulachse paralleler Kanal zur Abführung des Permeats gebildet wird. Bei Teilen wie in Figur 1 bedeutet das, daß das 3. und 4. Flachmembranmodulelement jeweils um ca.Two successive flat membrane module elements are in the same direction placed on top of each other, but there are 2 successive pairs of flat membrane module elements twisted so that 2 non-analogous holes for the permeate drain are on top of each other, so that a continuous channel parallel to the module axis for discharging the permeate is formed. In the case of parts as in FIG. 1, this means that the 3rd and 4th flat membrane module elements at approx.

300 verdreht ist; das 5. und 6. wieder um 300 zurückgedreht ist, also dieselbe Lage wie das 1. und 2. haben usw. Der Strömungsverlauf des Fluids ist dabei zeitweilig nicht in der Zeichenebene und daher ist der Verlauf in diesem Bereich strichliert eingezeichnet.300 is twisted; the 5th and 6th is turned back by 300, so have the same position as the 1st and 2nd etc. The flow of the fluid is included temporarily not in the plane of the drawing and therefore the gradient is in this area Drawn in dashed lines.

Zur Verbesserung einer turbulenten Strömung in dem Innenraum zwischen den Abstandshaltern können Mischelemente, z.B. in Form eines gewellten Siebes oder einer gearteten Scheibe, eingelegt sein.To improve a turbulent flow in the interior between The spacers can contain mixing elements, e.g. in the form of a corrugated sieve or a type of disc.

Bei einer Form des Moduls, wie er beispielsweise in Figur 3 c) abgebildet ist, wird die Abdeckung der Zu- und Ableitung für das zu trennende Fluid nicht durch eine Drehung bewirkt, sondern vorzugsweise durch eine lineare Verschiebung der beiden Platten. Die Verschiebung muß so weit gehen, daß die Bohrungen 33 bzw. 34 vom Rand der benachbarten Abstandshalter abgedeckt sind, jedoch über die Schlitze 35 noch eine durchgehende Verbindung des Permeatabführkanals erhalten bleibt. Es versteht sich, daß bei den Abstandshaltern eine oder zwei Verbindungen der Bohrungen 33 bzw. 34 zum Innenraum vorhanden sein müssen, ebenso bei den Permeatsammelkammern eine Verbindung von 32 zum Innenraum. Bei Serienschaltung ist dann in gleicher Weise ein Betrieb wie in Figur 7 möglich.In a form of the module as shown, for example, in FIG. 3 c) is, the cover of the inlet and outlet for the fluid to be separated is not through causes a rotation, but preferably by a linear displacement of the two Plates. The shift must go so far that the holes 33 and 34 from the edge of the adjacent spacers are covered, but via the slots 35 still a continuous connection of the permeate discharge channel is maintained. It understands that one or two connections of the spacers Drilling 33 or 34 must be available to the interior, as well as the permeate collection chambers a connection of 32 to the interior. In the case of series connection is then in the same way an operation as in FIG. 7 is possible.

Der Abstand zwischen 2 Membranen ist bestimmt durch die Dicke der Abstandshalter; üblich sind Abstände zwischen 0,1 und 10 mm, bevorzugt unter 5 mm.The distance between 2 membranes is determined by the thickness of the Spacers; Distances between 0.1 and 10 mm, preferably less than 5 mm, are common.

Der erfindungsgemäße Aufbau des Moduls ist weitgehend unabhängig von der Beschaffenheit der Membran. Es kann sich um eine relativ grobporige oder feinporige Filtermembran handeln, um eine symmetrische oder asymmetrische Ultrafiltration- oder Umkehrosmosemembran oder auch um eine Compositmembran, die gegebenenfalls direkt auf dem Modulelement erzeugt worden ist. Die Membrandicke liegt im allgemeinen unter 1 mm.The structure of the module according to the invention is largely independent of the nature of the membrane. It can be relatively coarse-pored or fine-pored Filter membrane act to a symmetrical or asymmetrical ultrafiltration or reverse osmosis membrane or a composite membrane, which may be used directly has been generated on the module element. The membrane thickness is generally below 1 mm.

Das Material der Stützschicht sollte bei Drücken bis 100 bar möglichst wenig an Durchlässigkeit für das Permeat verlieren und sich durch Quellprozesse morphologisch nicht verändern. Es kommen in Frage: Sinterkeramik, Sintermetall, organisch oder anorganisch gebundene Pulver, poröse Kunststoff-Folien, Gewebe, Vliese aus synthetischen, organischen oder anorganischen Fasern oder Glasfasern. Die Dicke ist im allgemeinen zwischen 1 und 0,1 mm.The material of the support layer should, if possible, be used at pressures of up to 100 bar lose little of the permeability for the permeate and through swelling processes do not change morphologically. The following are possible: sintered ceramics, sintered metal, organically or inorganically bound powders, porous plastic films, fabrics, fleeces made of synthetic, organic or inorganic fibers or glass fibers. The fat is generally between 1 and 0.1 mm.

Die Permeatsammelschicht ist ähnlich wie die Stütz schicht aufgebaut; bevorzugt ist sie jedoch grobporiger.The permeate collecting layer is constructed similarly to the support layer; however, it is preferably more coarse-pored.

Der gesamte Druckpermeationsmodul wird neben Verkleben und Verschweißen bevorzugt durch Verschraubung mittels Zuganker zusammengepreßt und gehalten. Die Zuganker laufen üblicherweise achsparallel. Sie können sowohl außen als auch in einer weiteren Bohrung im Randbereich der Elemente verlaufen, und unter Umständen sogar in der Bohrung für das Fluid, bevorzugt für das Permeat.The entire pressure permeation module is used in addition to gluing and welding preferably compressed and held by screwing by means of tie rods. the Tie rods usually run parallel to the axis. You can use both outside and inside another hole in the edge area of the elements, and under certain circumstances even in the bore for the fluid, preferably for the permeate.

Ein Modul wird im Baukastenprinzip aufgebaut. Normalerweise sind keine besonderen Dichtungsringe erforderlich.A module is built on the modular principle. Usually there are none special sealing rings required.

Am Anfang und Ende des Moduls werden Stirnplatten befestigt mit Anschlüssen für das zu trennende Fluid und die Ableitung des Permeats.End plates are attached with connectors at the beginning and end of the module for the fluid to be separated and the discharge of the permeate.

Die erfindungsgemäßen Trennelemente lassen sich vor allem einsetzen im Umweltschutzbereich, zur Klärung bzw. Aufarbeitung von Färbereiwässern, Abwässern aus der Galvonotechnik, Trennung von ölemussionen, bei der Wein- und Biererzeugung, bei der Gewinnung von Inhaltsstoffen aus Molke.Above all, the separating elements according to the invention can be used in the area of environmental protection, for the clarification or processing of dyeing water, waste water from galvon technology, separation of oil emissions, in wine and beer production, in the extraction of ingredients from whey.

Claims (10)

Patentansprüche 1. Vorrichtung mit halbdurchlässigen Membranen zur Trennung von Bestandteilen einer fluiden Beschickung, bestehend aus einem Stapel von Flachmembranmodulelementen, die durch Druckbeaufschlagung, Verklebung oder Verschweißung dichtend an ihren scheibenförmigen Rändern miteinander verbunden sind, und enthaltend an den Stirnseiten im Randbereich des Flachmembranmoduls Zu- und Abführmöglichkeiten für das zu trennende Fluid und eine Abführmöglichkeit für das Permeat, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flachmembranmodulelement aufgebaut ist aus einer beidseitig mit einer Membran (2,6) bedeckten Permeatsammelkammer (51) mit beidseitig anschließenden Abstandshaltern (1,7,61), wobei jeweils die scheibenförmige Randbereiche der Abstandshalter (1,7,61) und der Permeatsammelkammer (51) Druck aufnehmen können und flüssigkeits- und gasdicht sind und Bohrungen (8,9,10,11,12,13,32,33,34,35) enthalten, die zur Vorrichtung zusammengebaut druckfeste Kanäle (21, 23, 24, 25, 26) bilden, wobei Verbindungen (14, 15, 16,#17, 62, 63) von den Bohrungen für die Zu- und/oder Ableitung des zu trennenden Fluids in das Innere des Abstandshalters bzw. von der Bohrung zur Ableitung der Permeats in das Innere der Permeatsammelkammer vorhanden sind, und die Anordnung der Bohrungen in dem Randbereich derart ist, daß bezüglich einer Symetrieebene, in der die Längsachse der Vorrichtung liegt und die Verbindung von Zu- und Ablaufbohrungen für das zu trennende Fluid auf dieser Ebene senkrecht steht und diese Verbindung die Längsachse der Vorrichtung schneidet, und mindestens 2 Bohrungen (9,10,32,35) zur Ableitung der Permeats vorhanden sind und die Flachmembranmodulelemente zu dem Gesamtmodul so zusammengebaut sind, daß von den Bohrungen (9,10,12,13,32,35) die eine Verbindung vom Inneren der Permeatsammelkammer haben, wenigstens ein parallel zur Modulachse verlaufender Kanal zur Ableitung des Permeats gebildet wird.Claims 1. Device with semi-permeable membranes for Separation of components of a fluid feed consisting of a stack of flat membrane module elements that are produced by applying pressure, gluing or welding are sealingly connected to one another at their disc-shaped edges, and containing On the front sides in the edge area of the flat membrane module feed and discharge options for the fluid to be separated and a discharge option for the permeate, characterized in that that a flat membrane module element is composed of a membrane on both sides (2,6) covered permeate collection chamber (51) with spacers on both sides (1,7,61), whereby the disc-shaped edge areas of the spacers (1,7,61) and the permeate collection chamber (51) can absorb pressure and are liquid-tight and gas-tight are and bores (8,9,10,11,12,13,32,33,34,35) contain the device assembled pressure-resistant channels (21, 23, 24, 25, 26) form, with connections (14, 15, 16, # 17, 62, 63) from the holes for the supply and / or discharge of the to separating fluids into the interior of the spacer or from the bore for discharge of the permeate are present in the interior of the permeate collection chamber, and the arrangement of the holes in the edge area is such that with respect to a plane of symmetry, in which the longitudinal axis of the device lies and the connection of inlet and outlet bores for the fluid to be separated is perpendicular to this plane and these Connection intersects the longitudinal axis of the device, and at least 2 holes (9,10,32,35) are available for the discharge of the permeate and the flat membrane module elements are assembled to the overall module in such a way that of the bores (9,10,12,13,32,35) which have a connection from the interior of the permeate collection chamber, at least one in parallel to the module axis running channel for draining off the permeate is formed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachmembranmodulelemente zu dem Gesamtmodul so zusammengebaut sind, daß die Bohrungen (8,9,10,11, 12,13,32,33,35) im Randbereich des Flachmembranmodulelementes durchgehende Kanäle (21,22,23,24,25,27,51,53) bilden.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the flat membrane module elements are assembled to the overall module in such a way that the holes (8,9,10,11, 12,13,32,33,35) Continuous channels in the edge area of the flat membrane module element (21,22,23,24,25,27,51,53) form. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachmembranmodulelemente im Gesamtmodul je 2 mal in einer Stellung I und 2 mal in einer Stellung II und dann wieder fortlaufend 2 x I, 2 x II usw. aufeinanderfolgen, wobei sich die Stellung II von der Stellung I dadurch unterscheidet, daß die nicht analogen Bohrungen für das Permeat zwischen den Flachmembranmodulelementen in Stellung I und II den parallel zur Achse verlaufenden Permeatsammelkanal (24,25) bilden und auf der Seite, wo die beiden Flachmembranmodulelemente in verschiedener Stellung aneinanderstoßen die Bohrungen (8, 11) für den Zu- bzw. Ablauf des zu trennenden Fluids durch den scheibenförmigen Randbereich des benachbarten Abstandshalters gegenseitig abgedeckt werden.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the flat membrane module elements in the overall module 2 times in a position I and 2 times in a position II and then again consecutively 2 x I, 2 x II etc. follow one another, whereby the position II differs from position I in that the non-analog holes for the permeate between the flat membrane module elements in position I and II the parallel to the axis extending permeate collecting channel (24,25) and on the side where the two flat membrane module elements butt against each other in different positions Bores (8, 11) for the inflow and outflow of the fluid to be separated through the disk-shaped Edge area of the adjacent spacer are mutually covered. 4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachmembranmodulelemente im wesentlichen zylindersymmetrisch sind, alle Bohrungen auf einem Kreis im Randbereich der Abstandshalter und der Permeatsammelkammer liegen und die Stellung II durch eine Drehung um die Zylinderachse vorzugsweise um 5 bis 400 aus der Stellung I hervorgeht.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the flat membrane module elements are essentially cylindrically symmetrical, all bores lie on a circle in the edge area of the spacers and the permeate collection chamber and the position II by a rotation around the cylinder axis, preferably by 5 to 400 emerges from position I. 5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachmembranmodulelemente im wesentlichen quaderförmig aufgebaut sind und die Stellung II durch eine lineare Verschiebung aus der Stellung I hervorgeht.5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the flat membrane module elements are essentially cuboid and the Position II emerges from position I by a linear shift. 6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Permeatsammelkammer (51) ihrerseits aus 3 Teilen aufgebaut ist, von denen jedes einen scheibenförmigen Randbereich aufweist, die dichtend miteinander verbunden werden können, und wo in jedem Randbereich die druckfesten Bohrungen zur Zu- und Ableitung des zu trennenden Fluids und mindestens 2 Bohrungen zur Ableitung des Permeats vorhanden sind, wobei im mittleren Elementteil eine Verbindung (16,17) jeder Bohrung für die Permeatableitung zum Innenraum vorhanden ist und das erste und dritte Elementteil als Stützelement für die Membran ausgebildet ist.6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that the permeate collection chamber (51) is in turn composed of 3 parts, each of which has a disk-shaped edge region which are sealingly connected to one another can be, and where in each edge area the pressure-resistant bores for the inlet and Discharge of the fluid to be separated and at least 2 holes for discharging the Permeate are present, with a compound (16,17) in the middle part of the element. each hole for the permeate drainage to the interior is available and the first and the third element part is designed as a support element for the membrane. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des mittleren Elementteils in der Per- meatsammelkammer so ausgebildet ist, daß die dichtend und mit den entsprechenden Bohrungen im Randbereich versehenden Membranen zwischen diesem mittleren Element und den Abstandshaltern liegenden Membranfolien ausreichend abgestützt werden und somit gesonderte Stützelementteile entfallen können.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the interior of the middle part of the element in the meat collecting chamber so designed is that the sealing and provided with the corresponding holes in the edge area Membranes lying between this middle element and the spacers membrane foils be adequately supported and thus separate support element parts can be omitted. 8. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (1,7) vor und hinter der Permeatsammelkammer kreisscheibenförmig und ringförmig und identisch sind, wobei die Bohrungen am Ziffernblatt orientiert in folgenden Stellungen sind: 12 und 6 für das zu trennende Fluid, 3,4,9 und 10 für das Permeat, wobei eine Verbindung (14) von der Bohrung (11) in der Stellung 12 in das Innere des Abstandshalters vorhanden ist, durch eine Drehung um 1800 aber auch eine Verbindung von der Bohrung in der Stellung 6 in das Innere des Abstandshalters gebildet werden kann.8. Device according to claims 1 to 7, characterized in that the spacers (1,7) in front of and behind the permeate collection chamber in the shape of a circular disk and are ring-shaped and identical, with the holes oriented on the dial are in the following positions: 12 and 6 for the fluid to be separated, 3, 4, 9 and 10 for the permeate, a connection (14) from the bore (11) in the position 12 is present in the interior of the spacer, but by turning it by 1800 also a connection from the bore in position 6 to the interior of the spacer can be formed. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Bohrungen für das Permeat am Ziffernblatt orientiert nur in Stellung 3 und 4 vorhanden sind.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that bores for the permeate based on the dial are only available in positions 3 and 4. 10. Vorrichtung nach Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden benachbarten Bohrungen zur Ableitung des Permeats im Randbereich schlitzförmig (32,35) miteinander verbunden sind.10. Device according to claims 8 and 9, characterized in that the two adjacent bores for draining off the permeate in the edge area are slit-shaped (32,35) are connected to each other.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2513896A1 (en) * 1981-10-01 1983-04-08 Cobe Lab FILTRATION METHOD AND APPARATUS
EP0155260A2 (en) * 1984-03-01 1985-09-18 VOGELBUSCH GESELLSCHAFT m.b.H. Device for the separation of liquid or gaseous mixtures
AT386134B (en) * 1986-07-22 1988-07-11 Vogelbusch Gmbh PLATE MODULE, MEMBRANE SEPARATING DEVICE WITH SUCH PLATE MODULES AND METHOD FOR PRODUCING A PLATE MODULE
EP0610715A1 (en) * 1993-02-10 1994-08-17 W.L. Gore & Associates GmbH Membrane module for the removal of gaseous substances from a gas stream

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2513896A1 (en) * 1981-10-01 1983-04-08 Cobe Lab FILTRATION METHOD AND APPARATUS
EP0155260A2 (en) * 1984-03-01 1985-09-18 VOGELBUSCH GESELLSCHAFT m.b.H. Device for the separation of liquid or gaseous mixtures
EP0155260A3 (en) * 1984-03-01 1986-04-02 VOGELBUSCH GESELLSCHAFT m.b.H. Device for the separation of liquid or gaseous mixtures
AT386134B (en) * 1986-07-22 1988-07-11 Vogelbusch Gmbh PLATE MODULE, MEMBRANE SEPARATING DEVICE WITH SUCH PLATE MODULES AND METHOD FOR PRODUCING A PLATE MODULE
EP0610715A1 (en) * 1993-02-10 1994-08-17 W.L. Gore & Associates GmbH Membrane module for the removal of gaseous substances from a gas stream
US5486475A (en) * 1993-02-10 1996-01-23 Kramer; Valentin Membrane module to remove gaseous substances from a gas stream

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