DE10051168A1 - Membrantrennvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Membrantrennvorrichtung zum Abtrennen von niederkolloidalen und niedermolekularen Belastungsstoffen sowie mehrwertigen Ionen (Schwermetalle) aus wäßrigen Medien mit einem Membran-Wickelelement, bei dem zwischen den Membran-Wickellagen ein wellenförmiges Abstandselement (Spacer) angeordnet ist. Das Abstandselement (20, 30) weist im Querschnitt U-förmige Wellenberge (21) und Wellentäler (22), deren U-Schenkel (26) etwa senkrecht zu den Membranflächen (28) angeordnet sind, oder im Querschnitt dreieckförmige Wellenberge (33) und dreieckförmige Wellentälter (32) auf. Das Abstandselement (50) kann aus einer Kunststoffolie bestehen, deren beide Seiten um eine Wellenhälfte versetzt zueinander angeordnete Wellenstrukturen aufweisen, die jeweils mit ihren Wellenbergen (54, 54') an den Membran-Wickellagen (4, 6) anliegen. Zur Turbulenzerhöhung der Strömung können die Wellentäler (56, 72) Turbulenzelemente (60, 76) aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Membrantrennvorrichtung wird die effektive Membranfläche vergrößert, die Foulinggefahr minimiert und der Volumenstrom verringert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Membrantrennvorrichtung zum Abtrennen von niederkolloidalen und niedermolekula­ ren Belastungsstoffen sowie mehrwertigen Ionen (Schwer­ metalle) aus wäßrigen Medien gemäß Oberbegriff des An­ spruchs 1 oder 2.

Es existieren zur Zeit unterschiedliche Trenntech­ niken wie chemische und mechanische Trennverfahren zur Abtrennung oben genannter Belastungsstoffe.

Bei den chemischen Verfahren werden überwiegend oxidative Prozesse angewendet, wobei z. B. Hydrogenpero­ xid (H₂O₂) oder Ozon (O₃) eingesetzt werden.

Seit einigen Jahren werden stattdessen zunehmend Membranverfahren eingesetzt.

Die Membrantrennverfahren, die hier zum Einsatz kommen, sind die Mikro-, Ultra- und Nanofiltration so­ wie die Umkehrosmose. Die genannten Verfahren sind druckgetrieben und unterscheiden sich in der transmem­ branen Druckdifferenz und in der Trenngrenze.

Abhängig von der Porengröße und der eingesetzten Membran arbeitet die Mikrofiltration in einem Druckbe­ reich von 1-10 bar und trennt dabei Stoffe in einer Größe von 0,075-5 µm gelegentlich auch bis 10 µm ab. Die Ultrafiltration arbeitet bei Drücken von 1-10 bar und mit Porengrößen um 0,005-0,2 µm.

Beide Filtrationsverfahren, die Mikro- und die Ul­ trafiltration, basieren auf Porenmembranen. Der Wasser­ transport ist hier konvektiver Art.

Wenn man beachtet, daß bei der Draufsicht die Po­ ren der Polymermembranen mehr oder weniger kreisförmig sind, ist für die Rückhaltbestimmung der mittlere Mole­ küldurchmesser im Verhältnis zum Porendurchmesser ein­ deutiger als das Molekulargewicht.

Die abgetrennten Stoffe bilden auf der Membrano­ berfläche der Feedseite eine Deckschicht als Sekundär­ membran, die entscheidend für das Trennverhalten des Verfahrens ist. So steigt mit Anwachsen dieser Schicht die Trenngrenze der Membran, die Deckschicht dient also als eine Art zweiter Filter. Andererseits sinkt aber drastisch der Permeatfluß.

Diese Deckschicht kann ein Gleichgewicht zwischen Abbau und Neubildung besitzen. D. h. der Fluß stellt sich auf einen stationären Endwert ein.

In der Regel stellt sich allerdings kein Gleichge­ wicht ein: der Permeatfluß wird immer geringer.

Damit der Fluß nicht zu sehr absinkt, sind Rück­ spülungen mit dem Permeat oder chemische Reinigungen in bestimmten Intervallen nötig.

Während des Trennprozesses können unterschiedliche Chemikalien, Stabilisatoren oder Inhibitoren einge­ setzt werden, um das Fouling und Scaling in den Poren zu verhindern.

Niedermolekulare Bestandteile, Kolloide und Stof­ fe, die die Eigenschaft besitzen, zu agglomerieren, können die Kanäle der Poren verstopfen und sind dadurch ein großes Problem für Mikro- und Ultrafilterverfahren. Diese Materialien setzen sich in den Poren fest und können nur durch chemische Reinigungen entfernt werden, wenn das Teilchen, das die Verstopfung verursacht hat, mit dem Reinigungsmittel löslich ist. Sonstige unlösli­ che Partikel bleiben in den Poren fest. Der Permeatfluß sinkt also mit der Standzeit des Filters immer weiter ab trotz regelmäßiger Reinigungen und Rückspülungen.

Durch diese partikulären Bestandteile, die in den Poren festsitzen, wird das Biofouling angeregt, das sich auf die Permeatqualität und auf die Standzeit der Membranen auswirken kann.

Insbesondere bei der biologischen oder oxidativen Vorbehandlung ist eine Verkleinerung der organischen Moleküle in Kauf zu nehmen. Damit ist festzuhalten, daß poröse MF(Mikrofilter)- und UF(Ultrafilter)-Membranen keinen sicheren Rückhalt von niedermolekularen organi­ schen Bestandteilen gewährleisten. Es ist also bei die­ sen niedermolekularen organischen Stoffen (< 1000 D) keine ausreichende Senkung von CSB- und BSB₅-Werten er­ reichbar.

Das Verfahren der Nanofiltration setzt porenfreie Membranen ein. Dabei gehen die permeierenden Komponen­ ten auf der Feedseite in die Membran in Lösung, diffun­ dieren durch die Membran und desorbieren auf der Per­ meatseite.

Ein anderer sehr wichtiger Einfluß auf den Stoff­ transport ist der elektrische Effekt auf der Oberfläche der Membran. Die negativen Ladungen an der Oberfläche der Membran bewirken, daß das Rückhaltevermögen für ein- und mehrwertige Ionen stark unterschiedlich ist.

Aufgrund der negativen Ladung an der Oberfläche der Membran (ξ-Potential) ist auch die richtige pH- Wert-Einstellung des Mediums wichtig für eine ausrei­ chende Permeatqualität.

Der pH-Wert muß größer als 7 sein, da bei kleine­ ren pH-Werten die freien H+-Ionen die negativen Ladun­ gen an der Membran neutralisieren und so kein ausrei­ chender Rückhalt erzielt werden kann.

Diese beiden Effekte, das Lösungs-Diffusions- Modell und die Oberflächenladung der Membran, werden bei der Nanofiltermembran zusammengefaßt.

Zusätzlich spielt der sog. Donnan-Effekt eine gro­ ße Rolle. Der besagt, daß der Rückhalt einwertiger Io­ nen in Anwesenheit und mit steigender Konzentration mehrwertiger Ionen abnimmt und sogar negative Werte an­ nehmen kann.

Durch die nahezu porenfreie Eigenschaft der Nano­ filter wird ein akzeptablerer Rückhalt im Bezug auf CSB und BSB₅, insbesondere bei niedermolekularen organi­ schen Bestandteilen, erreicht.

Weiterhin ist es notwendig, nicht nur die Mem­ braneigenschaften und Membrantrennverhalten bei unter­ schiedlichen flüssigen Medien zu analysieren, sondern auch die Form des Abstandselementes (Spacerform).

Es ist bekannt, dass Spiral-Wickelelemente insbe­ sondere bei diffusiven Membran-Trennverfahren (NF und RO) eine sehr wirtschaftliche Modulbauform darstellen.

Wickelelemente benötigen feedseitig (und per­ meatseitig) Spacer. Die feedseitigen Spacer sind in un­ terschiedlicher Form verfügbar:

• - Diamant-Spacer
• - Parallel-Spacer
• - Tubular-Spacer (Neuentwicklung)

Abb. 1

Unterschiedliche Spacerformen in der Draufsicht

Alle drei Spacer-Formen sind für unterschiedliche Einsatzgebiete entwickelt und optimiert worden. Hier muß der Anwender gezielt auswählen, welcher Spacer bei weichem Medium verwendet werden kann.

Diamant-Spacer sollten nur bei einfachen homogenen Medien verwendet werden, die nicht agglomerieren und kein Scaling (kristalline Auscheidungen) hervorrufen, z. B. vorbehandeltes Trinkwasser, ionogene-Lösungen und Emulsionen.

Parallel-Spacer sind für einfache heterogene Lö­ sungen geeignet. Bei dieser Spacerform können gewisse Trübungen ohne partikuläre Ausscheidungen noch zugelas­ sen werden, wie z. B. kontrollierter Biologie-Oberlauf, kolloidale Lösungen, im Lösungsmittel enthaltene Pig­ mente und Proteine.

Tubular-Spacer können bei komplexen heterogenen Lösungen eingesetzt werden. Bei Aufkonzentrieren dieser komplexen Medien können sich Ausscheidungen unter­ schiedlichster Art bilden wie kristalline Ausscheidun­ gen (Scaling) und Zusammensetzung niederpartikulärer Bestandteile (Agglomeration) z. B. aus industriellen Abwässern, Mutterlauge für Regeneration, Spülabwasser aus Ionenaustauscher und Recyclingwasser von Flaschen­ waschanlagen.

Ein Fouling kann bei allen drei Spacerformen unab­ hängig von der Auswahl vorkommen. Hier kann nur eine chemische Reinigung oder bei Tubular-Spacern mit poren­ freien Membranen eine Spülung mit drastisch erhöhter Durchströmungsgeschwindigkeit helfen.

Während die Diamant- und Parallel-Spacer durch ih­ re Form unterschiedliche Turbulenzeffekte ausüben, um einen besseren Trennvorgang hervorzurufen, gewährlei­ stet der Tubular-Spacer selbst bei höherer Durchflußge­ schwindigkeit eine geringere Turbulenz des Mediums. Der Tubular-Spacer benötigt damit eine höhere Durch­ flußgeschwindigkeit, was aber einen höheren Energiever­ brauch zur Folge hat. Andererseits wird bei geringerer Durchströmung die Membranoberfläche bei Verwendung des Tubular-Spacers schneller belegt.

Ein Kompromiß dieses Problems wird erreicht durch:

• 1. Eine geringere Durchströmung des Moduls und damit ein geringerer Energieverbrauch aber eine größere Belegung der Membran in Be­ triebsphase.
• 2. Periodisch werden kurzzeitig die Einzelmodule mit höherer Durchströmung mit eigenem Zulauf­ medium oder mit reinem Wasser ohne Permeatab­ gabe gespült. Dadurch lösen sich die Belegun­ gen der porenfreien Membranoberfläche ab.

Durch die Verwendung des Tubular-Spacers werden wesentlich weniger Reinigungschemikalien benötigt und damit sowohl ein ökologischer als auch ein ökonomischer Vorteil erzielt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Membrantrennvorrichtung mit Spiral-Wickel­ elementen so auszubilden, daß die effektive Membranflä­ che vergrößert, die Foulinggefahr minimiert und der Vo­ lumenstrom verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß An­ spruch 1 und Anspruch 2 gelöst.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beige­ fügten Zeichnung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer be­ kannten Ausführungsform eines Abstand­ selementes (Spacer) für ein Spiral- Wickelelement im unbelasteten Zustand,

Fig. 2 das Abstandselement nach Fig. 1 im durch Wickeldruck belasteten Zustand,

Fig. 3 eine schematische Teilansicht einer er­ sten Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Abstandselementes (Spacer) eines Spiral-Wickelelementes,

Fig. 4 eine schematische Teilansicht einer zwei­ ten Ausführungsform eines erfindungsgemä­ ßen Abstandselementes (Spacer) eines Spi­ ral-Wickelelementes,

Fig. 5 eine schematische Teilansicht einer drit­ ten Ausführungsform eines erfindungsgemä­ ßen Abstandselementes (Spacer) eines Spi­ ral-Wickelelementes,

Fig. 6 schematisch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abstandselementes (Spacer) eines Spiral-Wickelelementes (Schnitt B-B durch das Abstandselement nach Fig. 9),

Fig. 7 eine Draufsicht auf das Abstandselement nach Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt A-A durch das Abstandsele­ ment nach den Fig. 6 und 7,

Fig. 9 eine schematische Schrägdraufsicht auf das Abstandselement nach den Fig. 6 bis 8 und

Fig. 10 und 11 schematisch zwei weitere Ausfüh­ rungsformen des Abstandselementes in der Draufsicht.

Gleiche Bauteile in den Figuren der Zeichnung sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein bekanntes sinuswellen­ förmiges Abstandselement 2 zwischen zwei Membranlagen 4, 6 eines Wickelelementes im unbelasteten Zustand. Mit dem Bezugszeichen 8 sind Permeat-Membrantaschen be­ zeichnet. Bei diesem Abstandselement ist der Winkel α zwischen Membran und Abstandselement relativ klein, was strömungstechnisch ungünstig ist und die Gefahr birgt, daß sich Feststoffe festsetzen, wodurch erhöhte Fou­ linggefahr besteht. Durch den stets auftretenden Wic­ keldruck wird im praktischen Betrieb die an der Membran anliegende Rundung des Abstandselementes abgeflacht, vgl. Fig. 2, wodurch zum einen die freie effektive Mem­ branfläche verringert wird und sich auch der Winkel α verkleinert. Hierdurch verschlechtert sich die Durch­ strömung des Abstandselementes und erhöht sich die Fou­ linggefahr.

Die Fig. 3 zeigt ein Abstandselement 20 in Wellen­ form, bei dem die Wellenberge 21 und Wellentäler 22 U-förmig ausgebildet sind. Der U-Steg 24 der Wellenber­ ge und Wellentäler ist teilkreisförmig oder bogenförmig ausgebildet. Die U-Schenkel 26 der Wellenberge und Wel­ lentäler sind in etwa senkrecht zu den Membranflächen 28 angeordnet. Durch diese Ausbildung ergibt sich ein größerer Winkel α zwischen der Membranfläche 28 und dem Abstandselement als bei der bekannten Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2. Die Stabilität ist verbessert, und auch der Abflachungseffekt durch den Wickeldruck ist geringer. Allerdings ist die durch das Abstandsele­ ment 20 abgedeckte Membranfläche pro Wellenhälfte noch relativ groß. Der Strömungsquerschnitt ist ebenfalls relativ groß, so daß sich entsprechend große Volumen­ ströme ergeben.

Die Fig. 4 zeigt ein Abstandselement 30 in Zick- Zack-Form, d. h. die Wellenberge 31 und Wellentäler 32 sind dreieckförmig ausgebildet. Hierdurch entsteht ein sehr großer Winkel α, bspw. von 60°, zwischen der Mem­ bran 34 und den Flanken 36, wodurch die Gefahr eines Festsetzens von Belastungsstoffen praktisch vermieden ist. Die Foulinggefahr ist dadurch minimiert. Durch die Dreiecksform der Wellenberge und Wellentäler ergibt sich eine dreieckförmige Strömungsfläche 38. Die Berüh­ rungsfläche 40 mit der Membran ist sehr klein, wodurch sich eine größere freie effektive Membranfläche 42 er­ gibt. Auch ist der Volumenstrom durch diese Abstands­ selementform noch relativ groß. Das Abstandselement 30 ist statisch ungünstig, weil durch den Wickeldruck die Gefahr besteht, daß die Flanken 36 einknicken und das Abstandselement zusammenbricht. Dieser Gefahr kann durch geeignete Wahl der Materialstärke teilweise be­ gegnet werden, wobei Materialstärken von 0,05 mm bis 0,5 mm verwendbar sind. Die Wandungsstärke kann aber nicht zu groß gewählt werden, da sonst die freie effek­ tive Membranfläche zu sehr verringert wird. Ein günsti­ ger Abstand zwischen den Membranlagen 4 und 6 beträgt bspw. etwa 1,016 mm.

Die Fig. 5 zeigt ein Abstandselement 50 bestehend aus einer relativ dicken Kunststoffolie, deren beide Seiten identische Wellenstrukturen aufweisen, die um eine Wellenhälfte versetzt zueinander angeordnet sind. Die Wellenstrukturen liegen jeweils mit ihren Wellen­ bergen 54, 54' an den Membran-Wickellagen 4,6 an. Der Spitzenwinkel oder der Radius der Wellenberge 54, 54' und der Radius r der vorzugsweise bogenförnig ausgebil­ deteten Wellentäler 56 sind wählbar. Der Radius der Wellenberge kann bspw. 0,2032 mm, der Radius r der Wel­ lentäler bspw. 0,635 mm und der Abstand zwischen den Membranlagen 4 und 6 bspw. 1,524 mm betragen.

Durch diese Ausbildung ergibt sich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4 eine relativ kleine Berüh­ rungsfläche zwischen Abstandselement 50 und den Membra­ nen 52, wodurch sichergestellt ist, daß eine große ef­ fektive Membranfläche 53 erhalten wird. Außerdem ist durch diese Ausbildung gewährleistet, daß sich ein gro­ ßer Winkel α, bspw. von 60°, zwischen dem Abstandsele­ ment und den Membranlagen ergibt, analog wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4, so daß auch bei diesem Ab­ standselement 50 die Gefahr eines Zusetzens im Bereich dieses Winkels und damit die Gefahr eines Fouling wei­ testgehend vermieden ist. Durch die bogenförmige Aus­ bildung der Wellentäler 56 werden tunnelartige axial verlaufende Strömungskanäle 57 geschaffen, wobei der Ra­ dius r des Bogens in weiten Grenzen wählbar ist, wo­ durch der Vorteil entsteht, daß hierdurch der Strö­ mungsquerschnitt in Abhängigkeit von den jeweiligen Me­ dien so einstellbar ist, daß sich ein verringerter Vo­ lumenstrom ergibt. Durch diese Ausbildung des Abstand­ selementes 50 ergeben sich wesentlich größere Wandungs­ stärken als bei den zuvor beschriebenen Abstandselemen­ ten, wodurch das Abstandselement 50 sehr stabil ist und die Gefahr einer Abflachung der spitzen Wellenberge und die Gefahr eines Einknickens und Zusammenbrechens der Wände des Abstandselementes praktisch vermieden ist. Außerdem ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß die freie effektive Membranfläche auch bei größeren Wickel­ drucken groß gehalten werden kann.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen eine weitere Ausführungs­ form 70 eines erfindungsgemäßen Abstandselementes für ein Membran-Wickelelement. Das Abstandselement 70 un­ terscheidet sich von dem Abstandselement nach Fig. 5 dadurch, daß die bogenförmigen Wellentäler 56 zur Tur­ bulenzerhöhung Turbulenzelemente 76 aus in Richtung der Strömungskanäle 74 - also in Strömungsrichtung, s. Pfeil 78 - hintereinander angeordneten, beabstandeten, etwa dachartigen Erhöhungen 80 auf. Die Firstlinie 82 dieser Erhöhungen verläuft quer im Strömungskanal 74 und zur Strömungsrichtung 78 von einem Wellenberg 54 zum benachbarten Wellenberg. Die Firstlinien 82 der Er­ höhungen 80 können aber auch unter einem beliebig wähl­ baren Winkel δ mit 0° ≦ δ ≦ 180° zur Strömungsrichtung 78 verlaufen, was in den Fig. 7 und 9 strichpunktiert eingezeichnet ist. Hierdurch können unterschiedliche Turbulenzen eingestellt werden. Die seitlichen abfal­ lenden Ränder 84, 86, 84', 86' laufen bogenförmig auf­ einander zu und laufen in einer Spitze 88, 88' auf der Wellentalsohle aus.

Die Höhe H des Firstes 82 über dem Niveau der Wel­ lentäler 56 kann beispielsweise etwa 1/3-1/2 der Höhe h des Strömungskanals 74 betragen. Der Firstabstand A zwischen den aufeinanderfolgenden Erhöhungen 80 beträgt 1 L bis 10 L, wenn L die Länge der Erhöhungen 80 zwi­ schen den Spitzen 88, 88' ist. Die Dachflächen 90, 92 der Erhöhungen schließen einen spitzen Winkel β ein, welcher zwischen 60° und 160°, vorzugsweise 110° bis 120°, gewählt wird. Der Winkel α zwischen den Membranen 52 und dem Abstandselement 70 wird zwischen 10° und 60° gewählt, was auch für die Ausführungsformen nach den Fig. 4 und 5 gilt.

Der Abstand zwischen benachbarten Membranlagen 4 und 6 des Wickelelementes kann beispielsweise etwa 2,032 mm, die Firsthöhe H etwa 0,406 mm und die Höhe h des Strömungskanales 74 etwa 0,975 mm betragen. Der Firstabstand A zwischen aufeinanderfolgenden Erhöhungen 80 kann beispielsweise 2,438 mm und die Länge L der Er­ höhungen zwischen den Spitzen 88 und 88' etwa 1,626 mm betragen.

Die Turbulenzerhöhung durch die Turbulenzelemente 76 hat u. a. die Vorteile, daß die Membranen 52 besser gereinigt werden können und es möglich ist, mit weniger Strömungsvolumen zu arbeiten, wodurch der Energiebedarf gesenkt werden kann.

Anders als in den Fig. 1 bis 9 der Zeichnung dar­ gestellt und beschrieben, können die Wellenberge 21, 31, 54 und die Wellentäler 22, 32, 56 der Wellenstruk­ turen anstelle eines geradlinigen Verlaufs einen zick­ zackförmigen Verlauf 100 oder einen Wellen- bzw. schlangenförmigen Verlauf 102 haben, wie dies in den Fig. 10 und 11 schematisch dargestellt ist. Hierdurch ist eine weitere Turbulenzerhöhung erreichbar. Zusätz­ lich können Turbulenzeinbauten analog den Turbulenzele­ menten 76 bei der Ausführungsform nach Fig. 9 vorgese­ hen werden. Die zickzackförmigen und Wellen- bzw. schlangenförmigen Wellenstrukturen können zueinander parallel (wie dargestellt) oder auch in Strömungsrich­ tung versetzt zueinander ausgebildet sein.

Die Abstandselemente nach den Fig. 1 bis 11 werden aus Kunststoffolien auf Kalandern hergestellt, die für die Herstellung der Turbulenzelemente 60, 76 entspre­ chende Oberflächenausnehmungen aufweisen.

Claims (17)

1. Membrantrennvorrichtung zum Abtrennen von niederkolloi­ dalen und niedermolekularen Belastungsstoffen sowie mehrwertigen Ionen (Schwermetalle) aus wäßrigen Medien mit einem Membran-Wickelelement, bei dem zwischen den Membran-Wickellagen ein wellenförmiges Abstandselement (Spacer) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (20, 30) im Querschnitt U-förmige Wellenberge (21) und Wellentäler (22), deren U-Steg (24) teilkreisförmig oder bogenförmig ausgebildet ist und deren U-Schenkel (26) etwa senkrecht zu den Mem­ branflächen (28) angeordnet sind, oder im Querschnitt dreieckförmige Wellenberge (31) und dreieckförmige Wel­ lentäler (32) aufweist.

2. Membrantrennvorrichtung zum Abtrennen von niederkolloi­ dalen und niedermolekularen Belastungsstoffen sowie mehrwertigen Ionen (Schwermetalle) aus wäßrigen Medien mit einem Membran-Wickelelement, bei dem zwischen den Membran-Wickellagen ein wellenförmiges Abstandselement (Spacer) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (50) aus einer Kunststoffolie be­ steht, deren beide Seiten um eine Wellenhälfte versetzt zueinander angeordnete Wellenstrukturen aufweisen, die jeweils mit ihren Wellenbergen (54, 54') an den Mem­ bran-Wickellagen (4, 6) anliegen.

3. Membrantrennvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenberge (21, 31, 54) und die Wellentäler (22, 32, 56) der Wellenstrukturen zick­ zackförmig oder Wellen- bzw. schlangenförmig ausgebil­ det sind.

4. Membrantrennvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zickzackförmigen oder Wellen- bzw. schlangenförmigen Wellenstrukturen parallel oder versetzt zueinander ausgebildet sind.

5. Membrantrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwinkel der drei­ eckförmigen Wellenberge (31) und/oder der Wellentäler (32) vorgebbar ist.

6. Membrantrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwinkel oder der Radius der Wellenberge (54) und/oder der Radius der bo­ genförmigen Wellentäler (56) vorgebbar ist.

7. Membrantrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellentäler (22, 56, 72) zur Turbulenzerhöhung der Strömung Turbulenz­ elemente (60, 76) aufweisen.

8. Membrantrennvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Turbulenzelemente (76) aus in Richtung der Strömungskanäle (57, 74) hintereinander angeordneten, beabstandeten, etwa dachartigen Erhöhun­ gen (80) bestehen.

9. Membrantrennvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der First (82) der Turbulenzelemente (76) quer oder unter einem Winkel δ mit 0° ≦ δ ≦ 180° zum Strömungskanal (74) verläuft.

10. Membrantrennvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass sich der First (82) von einem Wel­ lenberg (54) zum benachbarten Wellenberg erstreckt.

11. Membrantrennvorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die seitlichen abfallenden Ränder (84, 86, 84', 86') der dachartigen Turbulenzele­ mente (76) bogenförmig aufeinander zulaufen und in ei­ ner Spitze (88, 88') auf der Wellentalsohle auslaufen.

12. Membrantrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe H des Firstes (82) über dem Niveau des Wellentales (56, 72) etwa 1/3-1/2 der Höhe h des Strömungskanales (57, 74) beträgt.

13. Membrantrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Firstabstand A der auf­ einanderfolgenden Erhöhungen (80) 1 L bis 10 L beträgt, wenn L die Länge der Erhöhungen (80) zwischen den Spit­ zen (88, 88') ist.

14. Membrantrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 8-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dachflächen (90, 92) der Erhöhungen (80) einen Spitzenwinkel β von etwa 60° bis 160° vorzugsweise 110° bis 120° einschließen.

15. Membrantrennvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α zwischen den Membranen und den Flanken der Wellenberge 10° bis 60° beträgt.

16. Membrantrennvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwi­ schen benachbarten Membranlagen (4, 6) des Wickelele­ mentes etwa 2,032 mm, die Höhe H des Firstes (82) etwa 0,406 mm und die Höhe h des Strömungskanales (74) etwa 0,975 mm betragen.

17. Membrantrennvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Firstabstand A zwischen aufeinanderfolgenden Erhöhungen (80) etwa 2,438 mm und die Länge L der Erhöhungen zwischen den Spitzen (88, 88') etwa 1,626 mm betragen.