CH667017A5 - Verfahren und vorrichtung zur langzeit-ultrafiltration einer fluessigkeit. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Lang-zeit-Ultrafiltration einer Flüssigkeit, wobei die zu filtrierende Flüssigkeit in mindestens einem Filterkreislauf über wenigstens ein Membranfilter gepumpt wird und die durch das kontinuierliche Abfliessen des Filtrats entstehende, eine ständige Zunahme der Feststoffkonzentration bewirkende Flüssigkeitsabnahme im Filterkreislauf durch Zufuhr von Flüssigkeit aus einem Konzentratbehälter ergänzt wird, der über eine Zu- und eine Rücklaufleitung an den Filterkreis-s lauf angeschlossen ist, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Unter Langzeit-Ultrafiltration wird eine Filtration verstanden, bei der die zu filtrierende Flüssigkeit über Filtermembranen mit vergleichsweise kleinen Poren zwischen 0,01 io und 0,8 Mikrometer Durchmesser geführt wird, so dass die durch die Membranporen hindurchtretende Filtratmenge gegenüber der über die Membranen geführte Flüssigkeitsmenge gering bleibt. Um ein solches Filtrationsverfahren durchzuführen, ist es bekannt (AT-PS 277 895), die zu filtrierende is Flüssigkeit in einem Filterkreislauf über wenigstens ein Membranfilter zu pumpen, wobei der durch das Abfliessen des Filtrats entstehende Flüssigkeitsverlust von einem Konzentratbehälter her ergänzt wird, der über eine Zuleitung an den Filterkeislauf angeschlossen ist. Ein Teil der über das 20 Membranfilter geführten Flüssigkeitsmenge wird dabei aus dem Filterkreislauf in den Konzentratbehälter zurückgefördert, so dass sich zwischen dem Filterkreislauf und dem Konzentratbehälter ein Ausgleich hinsichtlich der Feststoffkonzentration ergibt und die Feststoffkonzentration sowohl 25 im Filterkeislauf als auch im Konzentratbehälter gleichmäs-sig ansteigt. Mit dem Ansteigen der Feststoffkonzentration im Filterkreislauf nimmt die Filtrationsleistung ab, wobei insbesondere bei schwieriger zu filtrierenden Flüssigkeiten die Gefahr besteht, dass die Filtrationsleistung nach einer 30 gewissen Filtrationsdauer aufgrund einer Abdeckung der Filtermembranen mit Feststoffen rasch absinkt. Beim Filtrieren beispielsweise von mittels Spanbildnern hergestelltem Spritessig oder Weinessig kann in Abhängigkeit von darin enthaltenen hochmolekularen Stoffen ein solches rasches 35 Absinken der Filtrationsleistung mit wachsender Filtrationsdauer beobachtet werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, dass ein rasches Absinken der Filtrati-40 onsleistung auch bei Flüssigkeiten verhindert werden kann, die bisher zu einer Langzeit-Ultrafiltration für nur bedingt geeignet gehalten wurden.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass dem Filterkreislauf in zeitlichen Abständen wiederholt zu fil-45 trierende Flüssigkeit mit der Ausgangs-Feststoffkonzentrati-on zugeführt wird.

Während des stossweisen Zuführens von Flüssigkeit mit der Ausgangs-Feststoffkonzentration in den Filterkreislauf werden die Verhältnisse hinsichtlich der Feststoffkonzentra-50 tion im Filterkreislauf wiederholt an die Ausgangsverhältnisse angepasst, da die mit Feststoffen angereicherte Flüssigkeit aus dem Filterkreislauf über den Nebenkreislauf in den Konzentratbehälter verdrängt wird. Darauf folgt ein allmählicher Anstieg der Feststoffkonzentration im Filterkreislauf, 55 wobei ein ständiger Stoffaustausch mit dem Konzentratbehälter dafür sorgt, dass eine wesentliche Überschreitung der im Konzentratbehälter herrschenden Feststoffkonzentration im Filterkreislauf ausgeschlossen wird. Dieser Austausch kann über eine Drossel in der Rücklaufleitung zum Konzen-6o tratbehälter gesteuert werden.

Die wiederholte Rückführung der Feststoffkonzentration im Filterkreislauf auf den Ausgangswert hat die Wirkung, eine frühzeitige Abdeckung der Filtermembranen durch Feststoffe zu verhindern. Damit wird eine über die zu 65 erwartende Steigerung der Filtrationsleistung aufgrund der Verdünnung der jeweiligen Feststoffkonzentration durch die zugeführte Flüssigkeitsmenge mit der Ausgangs-Feststoff-konzentration wesentlich hinausgehende Verbesserung des

3

667 017

Dauerbetriebes auch für schwierig zu filtrierende Flüssigkeiten sichergestellt, so dass auch über längere Zeiträume kein starkes Absinken der Filtrationsleistung zu befürchten ist.

Da sich die Filtrationsleistung mit der Feststoffkonzentration im Filterkreislauf ändert, ist es vorteilhaft, die Flüssigkeit mit der Ausgangs-Feststoffkonzentration dem Filterkreislauf jeweils nach dem Abfluss einer bestimmten Filtratmenge zuzuführen. Die Zunahme der Feststoffkonzentration hängt ja von der abgeführten Filtratmenge ab, so dass durch diese Massnahme stets auf eine bestimmte Konzentrationszunahme reagiert werden kann.

Besonders einfache Verhältnisse ergeben sich, wenn die abgeführte Filtratmenge über den abnehmenden Füllstand des Konzentratbehälters bestimmt wird, wobei die Flüssigkeit mit der Ausgangs-Feststoffkonzentration dem Filterkreislauf lediglich solange zugeführt werden muss, bis der ursprüngliche Füllstand des Konzentratbehälters wieder erreicht ist.

Aufgrund der Abhängigkeit der Filtrationsleistung von der Feststoffkonzentration werden die Zeitspannen, die für die Gewinnung einer bestimmten Filtratmenge erforderlich sind mit der Fortdauer der Filtration immer länger. Um ein besonders wirtschaftliches Verfahren sicherzustellen, ist es daher vorteilhaft, die schrittweise Zufuhr von Flüssigkeit mit der Ausgangs-Feststoffkonzentration in den Filterkreislauf nur so lange zu wiederholen, bis im Konzentratbehälter eine vorgegebene Endkonzentration erreicht ist.

Die Temperatur der zu filtrierenden Flüssigkeit steigt mit der Dauer der Filtration an. Wird in weiterer Ausbildung der Erfindung die Flüssigkeit mit der Ausgangs-Feststoff-konzentration dem Filterkreislauf mit einer Temperatur zugeführt, die niedriger als die Flüssigkeitstemperatur im Filterkreislauf ist, so kann der Filterkreislauf in einfacher Weise wiederholt gekühlt werden. Durch den gleichzeitig mit der Änderung der Feststoffkonzentration auftretenden Temperaturwechsel kann die Wirkung der Konzentrationssprünge im Filterbereich zusätzlich unterstützt werden. In diesem Zusammenhang spielt die mit einem Temperaturwechsel auftretende Viskositätsänderung eine entsprechende Rolle.

Um ein Überschreiten einer oberen Grenztemperatur des Konzentrats im Konzentratbehälter zu verhindern, kann die Flüssigkeit im Konzentratbehälter beim Übersteigen eines oberen Temperaturgrenzwertes gekühlt werden, und zwar unabhängig von der Zuführung kühlerer Flüssigkeit mit der Ausgangs-Feststoffkonzentration zum Filterkeislauf. Eine Kühlung der Flüssigkeit im Konzentratbehälter wirkt sich über den Anschluss an den Filterkreislauf selbstverständlich auch auf die Temperatur des Filterkreislaufes aus.

Zur Durchführung des erfmdungsgemässen Verfahrens kann von einer Vorrichtung ausgegangen werden, die aus mindestens einem Filterkreislauf mit wenigstens je einem Membranfilter und einer Kreislaufpumpe sowie aus einem Konzentratbehälter besteht, der mittels einer Zu- und einer Rücklaufleitung an den Filterkreislauf angeschlossen ist. Wird bei einer solchen Vorrichtung der Filterkreislauf an eine mit einem Vorratsbehälter für die zu filtrierende Flüssigkeit verbundene Einstossleitung angeschlossen, wobei für den Einstoss von Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in den Filterkreislauf eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, so kann dem Filterkreislauf in einfacher Weise wiederholt Flüssigkeit mit der Ausgangs-Feststoffkonzentration zugeführt werden, um eine frühzeitige Bildung von Feststoff-Deck-schichten auf den Filtermembranen zu verhindern.

Zur Steuerung der Flüssigkeitszufuhr aus dem Vorratsbehälter kann die Einstossleitung an eine Einstosspumpe angeschlossen sein, wobei der Konzentratbehälter eine Abtasteinrichtung für zwei eine bestimmte Füllmengendifferenz festlegende Füllstandshöhen aufweist, so dass die Einstosspumpe in Abhängigkeit vorn Ansprechen der Abtasteinrichtung betätigt werden kann. Über diese Mengensteuerung werden gleichzeitig die zeitlichen Abstände der Flüssigkeitszufuhr aus dem Vorratsbehälter zum Filterkreislauf festgelegt, weil die Einstosspumpe erst eingeschaltet wird, bis aufgrund der kontinuierlichen Filtratableitung die untere Füllstandshöhe im Konzentratbehälter erreicht wird. Als Abtasteinrichtung kann dabei beispielsweise ein Schwimmer oder ein Geber mit zwei Füllstandsfühlern für die beiden Füllstandshöhen eingesetzt werden.

Weist der Konzentratbehälter eine Kühleinrichtung auf, die mit Hilfe eines Temperaturfühlers in Abhängigkeit von einer oberen Grenztemperatur steuerbar ist, so können im Konzentratbehälter gewünschte Temperaturbedingungen eingehalten werden. Die Temperatur des Konzentrats steigt ja mit zunehmender Filtrationsdauer an, so dass im allgemeinen die Flüssigkeitstemperatur nach oben begrenzt werden soll.

An Hand der Zeichnung wird das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert, und zwar wird eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Langzeit-Ultrafiltration in einer schematischen Darstellung gezeigt.

Die dargestellte Vorrichtung zur Langzeit-Ultrafiltration von Flüssigkeiten besteht im wesentlichen aus einem Filterkreislauf 1, der zwei Membranfilter la und lb umfasst und an einen Konzentratbehälter 2 angeschlossen ist. Die Membranfilter la und lb sind aus vertikalen Kapillarröhrchen zur Flüssigkeitsführung aufgebaut, wobei das durch die Poren der Wände der Kapillarröhrchen hindurchtretende Filtrat gesammelt und über Filtratleitungen 3 einem Filtratbe-hälter 4 zugeleitet wird. Das im Filtratbehälter 4 angesammelte Filtrat kann mit Hilfe einer Filtratpumpe 5 abgepumpt werden. Eine Entleerung des Filtratbehälter s 4 ist aber auch über ein Abflussventil 6 möglich.

Die zu filtrierende Flüssigkeit wird mit Hilfe einer Kreislaufpumpe 7 durch den Filterkreislauf 1 gepumpt, wobei an ' die Kreislaufpumpe 7 saugseitig eine Zulaufleitung 8 vom Konzentratbehälter 2 angeschlossen ist, um den Flüssigkeitsverlust des Filterkreislaufes durch das Abfliessen des Filtrats laufend aus dem Konzentratbehälter 2 zu ergänzen. Der Ausgang des Membranfilters la ist über eine Verbindungsleitung 9 mit dem Membranfilter lb verbunden, dessen Ablaufleitung 10 in die Saugleitung der Kreislaufpumpe 7 mündet. Von der Verbindungsleitung 9 führt eine Rücklaufleitung 11 in den Konzentratbehälter 2, die eine Drossel 12, vorzugsweise eine Lochblende, enthält. Die über den Nebenkreislauf zwischen dem Konzentratbehälter 2 und dem Filterkreislauf 1 zum Konzentratbehälter zurückgeführte Flüs-sigkeitsmenge kann somit über die Drossel 12 eingestellt werden.

Während des Betriebes der Vorrichtung wird die zu filtrierende Flüssigkeit mit Hilfe der Kreislaufpumpe 7 durch den Filterkreislauf 1 gepumpt. Die aus dem Filterkreislauf entnommene Filtratmenge wird dabei aus dem Konzentratbehälter 2 über die Zulaufleitung 8 ersetzt, über die auch der Kreislaufpumpe 7 jene Flüssigkeitsmenge zugeführt wird, die aus dem Filterkreislauf 1 über die Rücklaufleitung 11 abgezweigt wird. Wegen der Ergänzung des abgeflossenen Filtrats sinkt der Füllstand im Konzentratbehälter 2 von einer oberen Füllstandshöhe 13 auf eine untere Füllstandshöhe 14, wobei aufgrund der gleichbleibenden Feststoffmenge und der abnehmenden Flüssigkeitsmenge die Feststoffkonzentration im Konzentratbehälter langsam und im Filterkreislauf schneller ansteigt. Damit nun die wachsende Feststoffkonzentration nicht zur einem raschen Abdecken oder Verlegen der Poren in den Wänden der Kapillarröhrchen der Membranfilter la und lb durch die Feststoffteilchen führen kann, wird dem Filterkreislauf 1 zu filtrierende Flüssigkeit mit der

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

667 017

4

Ausgangs-Feststoffkonzentration zugeleitet, so dass sich die Konzentrationsverhältnisse im Filterkreislauf 1 an die Ausgangsverhältnisse angleichen. Anschliessend wird im Filterkeislauf 1 allmählich die Feststoffkonzentration des Konzentrats im Konzentratbehälter 2 erreicht und wegen des ständigen Stoffaustausches mit dem Konzentratbehälter nur geringfügig überschritten. Der Konzentrationswechsel im Filterkreislauf 1 verhindert dabei weitgehend den Aufbau störender Abdeckungen der Filterporen.

Um zu filtrierende Flüssigkeit mit der Ausgangs-Fest-stoffkonzentration in einfacher Weise zuführen zu können, ist eine an einen Vorratsbehälter 15 für die zu filtrierende Flüssigkeit angeschlossene Einstossleitung 16 vorgesehen, die in die Saugleitung der Kreislaufpumpe 7 mündet. Diese Einstossleitung 16 enthält ein Motorventil 17 sowie eine Einstosspumpe 18 und wird über ein Vorfilter 19 geleitet. Die Steuerung des Motorventiles 17 und der Einstosspumpe 18 erfolgt dabei über eine Steuereinrichtung 20, die gemäss dem Ausführungsbeispiel an zwei Füllstandsfühlern 21 für die obere Füllstandshöhe 13 und die untere Füllstandshöhe 14 des Konzentratbehälters 2 angeschlossen ist. Sinkt der Füllstand im Konzentratbehälter 2 zufolge des kontinuierlichen Filtratablaufes auf die untere Füllstandshöhe 14 ab, so wird über die Steuereinrichtung 20 das Motorventil 17 geöffnet und die Einstosspumpe 18 eingeschaltet, so dass über die Einstossleitung 16 dem Filterkreislauf 1 Flüssigkeit mit der ursprünglichen Feststoffkonzentration aus dem Vorratsbehälter 15 zugeführt wird. Während des Einstossens von Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 15 wird der Flüssigkeitszulauf zum Filterkreislauf aus dem Konzentratbehälter 2 über die Zulaufleitung 8 durch den höheren Flüssigkeitsdruck in der Einstossleitung 16 unterbrochen. Der Konzentratbehälter 2 wird dann durch die aus dem Filterkreislauf 1 über die Rücklaufieitung 11 strömende Flüssigkeitsmenge und infolge des erwähnten höheren Flüssigkeitsdruckes auch durch die Leitung 8 wieder aufgefüllt, bis der Füllstandsfühler 21 für die obere Füllstandshöhe 13 anspricht und die Steuereinrichtung 20 ein Abstellen der Einstosspumpe 18 und ein Schliessen des Motorventiles 17 bewirkt. Die fortlaufende Filtration führt wieder zu einem Absinken des Füllstandes im Konzentratbehälter 2 und der geschilderte Vorgang des Zuführens von Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 15 wiederholt sich in zeitlichen Abständen, die der Zeit für die Filtration jener Flüssigkeitsmenge entspricht, die durch die auf die Füllstandshöhen 13 und 14 bezogene Füllmengendifferenz im Konzentratbehälter 2 bestimmt wird. Die Zeitdauer für die Filtration einer solchen Menge ändert sich mit der Feststoffkonzentration, so dass die Zeitintervalle zwischen den einzelnen Flüssigkeitseinstössen mit der Fortdauer der Filtration länger werden.

Da die Temperatur der zu filtrierenden Flüssigkeit im Filterkreislauf 1 mit der Fortdauer der Filtration ansteigt, wird der Filterkreislauf 1 beim Einstoss der kühleren Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 15 gekühlt, was die Wirkung des Konzentrationswechsels im Filterkreislauf zusätzlich unterstützt.

Die Temperatur der Flüssigkeit im Konzentratbehälter 2 kann mit Hilfe eines Temperaturfühlers 22 überwacht werden, der über eine Temperatursteuerung 23 ein Motorventil 24 im Zulauf einer Kühleinrichtung 25 für den Konzentratbehälter 2 beaufschlagt, so dass durch die Kühlschlangen der Kühleinrichtung 25 Kühlflüssigkeit strömt und die Ternpe-s ratur des Konzentrats im Konzentratbehälter 2 unter einer vorgegebenen, oberen Grenztemperatur bleibt.

Der laufende Filtrationszyklus wird beendet, wenn im Konzentratbehälter 2 eine vorbestimmte Feststoffkonzentration erreicht ist. In diesem Fall wird der Einstoss neuer Flüs-io sigkeit aus dem Vorratsbehälter 15 durch eine Handeinstellung unterbunden und der Inhalt des Konzentratbehälters 2 bis auf eine Füllstandshöhe 26 filtriert. Der verbleibende Flüssigkeitsrest wird über ein Ablassventil 27 abgezogen. Die Füllstandshöhe 26 kann dabei durch einen Füllstands-i5 fühler 28 überwacht werden.

Nach der Beendigung des Filtrationszyklus können der Vorratsbehälter 15, der Konzentratbehälter 2 und das Vorfilter 19 durch Auslassventile 29 verschlossen werden. Zum Ablassen der Restflüssigkeit aus den Membranfiltern la und 20 lb dient ein Ventil 30. Auf jeden Filtrationszyklus folgt eine Reinigung des ganzen Systems, insbesondere der Membranfilter. Dazu wird der Konzentratbehälter 2 mit einer Reinigungslösung durch eine gesonderte, durch ein Ventil 31 absperrbare Leitung gefüllt. Die Kreislaufpumpe 7 wird gestar-25 tet und läuft etwa eine Stunde.

Dann wird die Reinigungslösung abgelassen und das System mit klarem Wasser gespült. Ein neuer Filtrationszyklus wird mit dem Einfüllen von neuer zu filtrierender Flüssigkeit in den Konzentratbehälter 2 mittels der Pumpe 17 durch das 30 Vorfilter 19 und die Leitung 16 gestartet.

Bei einer Versuchsanlage entsprechend der Zeichnung wurden zwei Filter la und lb mit je 970 Kapillarröhrchen aus Polypropylen verwendet, deren Durchmesser 1,75 mm, deren Länge 0,5 m und deren Filterfläche 2,67 m2 betrugen. 35 Der Konzentratbehälter 2 fasste 120 1, wobei das Volumen des Filterkreislaufes 1101 fasste. Die Kreislaufpumpe 7 be-sass eine Förderleistung von 23 m3/h. Die Drossel 12 liess einen Durchsatz von ca. 85 1/h zu.

Mit dieser Vorrichtung wurde auf einem Spanbildner 40 hergestellter Spritessig filtriert. Nach einer Folge von 14 vorangegangenen Einstössen von neuer Flüssigkeit mit 4,8 g/1 Ausgangs-Feststoffkonzentration und 1,0 x 10_6m2/s kinematische Viskosität wurde eine gegenüber der Ausgangs-Konzentration sechsfache Feststoffkonzentration im Sprit-45 essig des Konzentratbehälters festgestellt, das sind 29,0 g/1 bei einer Viskosität von 2,38 x 10~6m2/s.

In der folgenden Tabelle sind einige Werte angeführt, die die unterschiedlichen Vorgänge im Bereich des Konzentratbehälters und im Filterkreislauf in der Zeit bis zum nächsten 5o Einstoss von neuer Flüssigkeit veranschaulichen sollen. Zur Zeit x ist gerade der vorhergehende Einstoss von Flüssigkeit mit der Ausgangs-FeststoffTkonzentration in den Filterkreislauf 1 beendet. Zur Zeit x + 14 min steht ein neuer Einstoss unmittelbar bevor. Im Abstand von einigen Minuten wurden 55 die kinematische Viskosität Vk und die Feststoffkonzentration Ck im Konzentratbehälter und die kinematische Viskosität Vr, die Feststoffkonzentration Cf und die Temperatur t im Filterkreislauf sowie die spezifische Filterleistung Ls gemessen.

Zeit vk

Vr

Ck

Cr t

Ls min

10~6rrr s

10~6m2 s gl g 1

C

1 m2,h

2,38

1.70

29,0

15.0

18,0

45.0

x -+- 3

2,44

1,90

30,0

20,0

18,3

41,7

x + 6

2,52

2,21

30,5

23,5

18,5

39,5

x + 9

2,60

2,36

31,5

27,5

19,0

36,8

x - 14

2.70

2.76

33,0

33.5

20,1

31,7

5

667 017

Wie aus obiger Tabelle ersichtlich ist, fällt die spezifische Filtrationsleistung Ls in der Zeit zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Einstössen frischen Essigs von 45,0 auf 31,7 l/m2,h und beträgt während dieses Zeitraumes im Mittel 40,0 l/m2,h. Bei einer Feststoffkonzentration, die dem 25fachen Wert der ursprünglichen Konzentration entspricht, wurde die mittlere spezifische Filtrationsleistung mit 31,5 1/ m2,h und beim 50fachen Konzentrationswert mit 27,5 l/m2,h ermittelt.

Wird der frische Essig nicht gemäss der Erfindung, sondern direkt dem Konzentratbehälter 2 zugeführt, so steigt die Feststoffkonzentration sowohl im Filterkreislauf als auch im Konzentratbehälter ständig an. Es ergibt sich dann bei einer dem ófachen Wert der Ausgangs-Feststoffkonzen-tration entsprechenden Konzentration an Feststoffen im Konzentratbehälter eine mittlere spezifische Filtrationsleistung von 33,5 l/m2,h. Beim Anwachsen der Feststoffkonzentration auf den lOfachen Wert der Ausgangs-Feststoff-konzentration fällt die Filtrationsleistung im Mittel bereits auf 22,0 l/m2,h ab, um beim 15fachen Wert nur mehr 12,51/

m2, h zu betragen. Die Viskositätswerte entsprechen dabei den Feststoffkonzentrationen.

Da die vorgegebene Feststoffendkonzentration bei etwa der 60fachen Anfangs-Feststoffkonzentration liegt, kann daraus ersehen werden, dass eine Filtration dieses Essigs nach bekannten Verfahren diesen Endpunkt nicht erreichen kann, sondern bereits bei einer Feststoffendkonzentration von etwa der 20fachen Startkonzentration abgeschaltet werden muss, da sich die Filtrationsleistung so schnell vermindert. Das Filter muss dann gereinigt und ein neuer Zyklus gestartet werden. Das bedeutet eine relativ kleine Filterleistung pro Tag, kurze Zyklen, viele Unterbrechungen und viel Arbeitsaufwand.

Im Gegensatz dazu wird bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung eine Feststoffkonzentration, die der 60fachen Anfangskonzentration entspricht, leicht erreicht mit einer mittleren Endfiltrationsleistung von mehr als 251/ m2,h. Dies bedeutet hohe Filtrationsleistung pro Tag, lange Zyklen von einigen Wochen, wenige Unterbrechungen und wenig Arbeitsaufwand.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

S

1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. 667 017

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zur Langzeit-Ultrafiltration einer Flüssigkeit, wobei die zu filtrierende Flüssigkeit in mindestens einem Filterkreislauf über wenigstens ein Membranfilter gepumpt wird und die durch das kontinuierliche Abfliessen des Filtrats entstehende, eine ständige Zunahme der Feststoffkonzentration bewirkende Flüssigkeitsabnahme im Filterkreislauf durch Zufuhr von Flüssigkeit aus einem Konzentratbehälter ergänzt wird, der über eine Zu- und eine Rücklaufleitung an den Filterkreislauf angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filterkreislauf in zeitlichen Abständen wiederholt zu filtrierende Flüssigkeit mit der Aus-gangs-Feststoffkonzentration zugeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mit der Ausgangs-Feststoffkonzentrati-on dem Filterkreislauf jeweils nach dem Abfluss einer bestimmten Filtratmenge zugeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abgeführte Filtratmenge über den abnehmenden Füllstand des Konzentratbehälters bestimmt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schrittweise Zufuhr von Flüssigkeit mit der Ausgangs-Feststoffkonzentration in den Filterkreislauf solange wiederholt wird, bis im Konzentratbehälter eine vorgegebene Endkonzentration erreicht wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mit der Ausgangs-Fest-stoffkonzentration dem Filterkreislauf mit einer Temperatur zugeführt wird, die niedriger als die Flüssigkeitstemperatur im Filterkreislauf ist.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit im Konzentratbehälter beim Übersteigen eines oberen Temperaturgrenzwertes gekühlt wird.
7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bestehend aus mindestens einem Filterkreislauf mit wenigstens je einem Membranfilter und einer Kreislaufpumpe sowie aus einem Konzentratbehälter, der mittels einer Zu- und einer Rücklaufleitung an den Filterkreislauf angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkreislauf (1) an eine mit einem Vorratsbehälter ( 15) für die zu filtrierende Flüssigkeit verbundene Ein-stossleitung ( 16) angeschlossen ist und dass für den Einstoss von Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter (15) in den Filterkreislauf ( 1 ) eine Steuereinrichtung vorgesehen ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstossleitung (16) an eine Einstosspumpe (18) angeschlossen ist, dass der Konzentratbehälter (2) eine Abtasteinrichtung (Füllstandsfühler 21) für zwei eine bestimmte Füllmengendifferenz festlegende Füllstandshöhen (13, 14) aufweist und dass die Einstosspumpe (18) in Abhängigkeit vom Ansprechen der Abtasteinrichtung (Füllstandsfühler

   21 ) steuerbar ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Konzentratbehälter (2) eine Kühleinrichtung (25) aufweist, die mit Hilfe eines Temperaturfühlers

   (21 ) in Abhängigkeit von einer oberen Grenztemperatur steuerbar ist.