[发明专利]用于膜式过滤装置的驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜式过滤装置，该膜式过滤装置包括：多个平面的膜式过滤器元件，该多个膜式过滤器元件相结合以形成膜包并且相互平行且彼此间隔开地设置在该膜包内；壁，在所有侧面上围住该膜包，并且在该壁内，至少一个输入腔形成在膜式过滤器元件的上游，并且至少一个输出腔形成在膜式过滤器元件的下游，其中，该至少一个输入腔连接至至少一个进口，用于供给待过滤的流体，该至少一个输出腔连接至至少一个出口，用于排出通过过滤产生的已过滤的流体部分；振动单元，该振动单元连接至膜包和壁，以使得它们在平行于膜式过滤器元件的方向上振动。本发明的另一方面涉及一种用于农业中的生物学上污染废水的分离方法。

背景技术

现代农业中的核心问题涉及到对污染废水进行处理。由于更为严格的环境标准，诸如将这种污染废水散布到广大地区的土地上之类的既定方法是根本不能使用的或者是仅可以非常有限的程度加以使用的。因此，需要用于以使污染废水满足较高的环境标准或理想地可将其处理成常规废水的方式有效地处理这种污染废水的方法。

一种实现该目的的可能的方法是例如在污水处理厂中处理该废水。然而，这涉及复杂装备并且因此既是昂贵的又是维修密集型的。因此，对于处理由农业产生的生物学上的污染废水而言，在污水处理厂中进行处理不是经济的途径。

主要从US 4,952,317中获知用于不同技术领域的一种用于处理胶状悬浮体并可用在实验室规模上的过滤器技术。US 4,952,317涉及一种膜式过滤装置，其中，使一种包括多个平行设置的膜复合物在内的膜包振动，振动方向平行于膜的表面。结果，在膜表面与待过滤的胶状悬浮体之间产生剪切力，这防止膜被固体颗粒所堵塞并且由此将过滤维持一定的操作持续时间。

当前装置和当前方法的发明人已认识到，该膜式过滤原理也主要适用于过滤农业中的生物学上的污染废水。然而，当利用US 4,952,317中所述的装置时，出现阻止对这种废水进行任何有效操作的问题。例如，对其中所示的装置而言，描述了用于使膜包振动的多种选择方案。这些选择方案包括由驱动装置直接施加在膜包上的交互的平移振动和圆振动。该驱动装置或者是利用刚体运动学的旋转式致动器，或者是机电扭转谐振器。将该驱动装置以将这些振动单元内产生的任何振动直接传递至膜包的方式刚性地连接至该膜包。已经发现，以这种方式不能实现对农业中的生物学上的污染废水进行高效的膜式过滤，这或者是因为用于进行膜式过滤的能量输入太高，或者是因为该膜式过滤装置在所有膜式过滤器的必要更换之间的操作时间太短。

从US 6,322,698B1中获知另一种包括膜包在内的膜式过滤装置，借助于驱动机构将振动运动给予膜包以增强过滤。尽管在该在先公开文献中也描述了一种适用于利用基于本发明的方法过滤农业中的生物学上的污染废水的系统，但该公开文献并未提供关于如何可将该系统发展为成使得能够以在经济方面有效率的方式来操作对这种废水进行的膜式过滤的任何指示。

从US 7,297,278B2中获知一种用于通过添加沉淀剂来分离金属和水的膜式过滤装置。然而，该装置的缺点为需要添加沉淀剂，这使得更难于连续地实施该过程，并且由于呈沉淀剂的形式的消耗品的所需添加，因而这也降低了该过程的经济效益。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于净化农业中的生物学上的污染废水的装置，并且该装置可以经济方面有效率的方式运行。

根据本发明，利用最初详细说明的这类装置实现该目的，在该装置中，振动单元连接至框架，该框架围住膜包并且借助于至少一个弹簧连接至膜包的壁，该弹簧的主要弹簧作用方向平行于膜式过滤器的表面延伸。

至少一个弹簧可为平行于膜式过滤器元件的平面延伸的螺旋弹簧。作为选择，可使用板簧、螺旋弹簧、盘簧等。

利用根据本发明的膜式过滤装置，提出了对现有技术的膜式过滤装置进行的一种发展，由于特定结构和振动单元至膜包的联接，甚至是在不同的载荷下，该发展都允许膜包的高效振动。与现有技术的装置相比，需要输入以产生振动的能量的数量是相当少的，同时具有较高的振动幅度。就此而言，一个技术相关的特征是利用一个或多个弹簧，该弹簧将膜包联接至围住膜包的外部框架。振动单元本身连接至该框架。这类联接避免了在振动单元与膜包之间具有刚性联接。代替地，膜包本身与至少一个弹簧相结合被设计成具有共振频率的振动系统。根据本发明，该振动频率使得作用在膜表面上的剪切力由该振动频率以极为有效的方式产生，其结果，膜式过滤同样可以极为有效的方式发生。