Zur Abreinigung getauchter Membranen mittels mechanischer Schwingungen

Die Membrantechnik ist mittlerweile zu einem festen Bestandteil der Abwassertechnik geworden, was durch die steigende Realisierung von Membranbioreaktoren begünstigt wird und dies die Membranpreisentwicklung positiv beeinflusst. Immer mehr Anbieter gehen dazu über, ihre Kleinkläranlagen mit Membraneinheiten auszustatten. Es ist hierbei als Vorteil anzusehen, dass der Einsatz der Membranen in Kleinkläranlagen einfach zu handhaben ist. Ein Problem ist die Reinigung der Membraneinheiten. Die Belüftung unterhalb der Membraneinheit dient der Abreinigung, kann jedoch nicht alleine die Membranen frei halten. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine neue Technik zur Abreinigung der Membranen während des Betriebes eingesetzt und optimiert. Die Membranen sollen hierbei durch einen Vibrator in Schwingung versetzt und in Kombination mit der Belüftung die Deckschichten abgetragen werden. Der Einsatz der Vibration soll dazu dienen, den Permeatfluss zum einen zu erhöhen und zum anderen ihn länger konstant zu halten, als es bei den Systemen ohne Vibration der Fall ist. Ein weiterer Aspekt der im Rahmen dieser Arbeit beleuchtet wird, ist der Kosten-Nutzen-Effekt des Vibratoreinsatzes in Membranbelebungsanlagen, da die Betriebskosten zu einem großen Teil von dem Einsatz der Membran beeinflusst werden.

Not only the technical advantages of the membrane technology but also the growing requirements concerning the outflow of wastewater treatment plants led to the realization and implementation of membrane bioreactors in large-scale treatment plants. However, the application of membrane technology is not only restricted here. Submerged membranes are established for rural areas or decentralized solutions as well. At this, a further advantage is the possibility to reuse the treated wastewater. Since the membranes have to be cleaned in certain intervals it is important that the membrane bioreactor of small treatment plants could run without downtimes as less as possible. Particularly, because for such applications there will be no spare unit installed in parallel as it is possible for large-scale plants. Within the scope of this work an innovative cleaning technique was to be investigated which was able to clean the submerged membranes without putting the unit out of operation. For this mechanically induced vibrations should have been transferred to the membranes. A compressed-air driven vibrator was fixed on the permeate pipe so that the membranes were forced to vibrate. Cognitions about the application of mechanical vibrations for submerged systems were found via corresponding experiments. A clear increase of permeate flux was noticed. Furthermore the examination of the vibration mechanics strengthened the initially made thesis. The primary aim of this work was the appraisal of the application of a compressed-air driven vibrator for reducing the fouling layer on the membrane surfaces. In chapter 8 the arising expenses due to the vibrator application were contrasted to the possible savings. At this, it is to be exposed that the application of the vibrating vibrator within the investigated pilot plant and under the given conditions was successful. Concluding, the principle of membrane cleaning by means of a compressed-air driven vibrator describes an interesting innovation both technically and economically. The effect of the vibrator induced vibrations was showed satisfactorily and an economical investigation showed that the application of the vibrator increased the efficiency of the pilot plant clearly.