申请日2007.05.08
公开(公告)日2009.07.22
IPC分类号B01D61/18; C02F3/12; B01D65/00; B01D71/02; C02F1/44; B01D63/08
摘要
本发明提供了一种用于进行废水处理和饮用水生产的过滤器单元且本发明还涉及适用于制造和使用这种过滤器单元的部件。所述过滤器单元包括至少一个陶瓷过滤器(3)和至少一个保持器(2)，所述保持器用于以液密方式在该保持器(2)中固定所述过滤器，且所述过滤器使用粘结剂而通过粘结剂结合而被固定在所述保持器中。所述保持器与所述过滤器的构造是相匹配的，特别地与所述过滤器的扁平过滤器的这种构造是相匹配的。用于所述过滤器单元和其它部件的独立的滤出物收集通道(21)和保持装置(18)使得有可能提供一种完备的过滤器系统，这种完备的过滤器系统还适用于对现有设备进行改型。
权利要求书
1、一种过滤器单元(1)，所述过滤器单元具有至少一个陶瓷过滤 器(3)和至少一个座架(2)，所述陶瓷过滤器优选是陶瓷制的扁平过 滤器，所述座架用于以液密方式将所述过滤器紧固在所述座架中，从而 使得提供了经由所述过滤器的内部通过所述座架流出的滤出物，所述过 滤器借助于粘结剂而通过粘结剂结合被紧固在所述座架中。
2、根据权利要求1所述的过滤器单元，其特征在于，至少在所述 过滤器的边缘区域中提供所述粘结剂结合。
3、根据权利要求1或权利要求2所述的过滤器单元，其特征在于， 所述过滤器是基本上呈矩形的扁平过滤器(3)，接收器(13)优选被 设置以便将该过滤器紧固在所述座架(2)中，所述接收器的形式对应 于被紧固在其中的所述过滤器的相应的剖面。
4、根据权利要求3所述的过滤器单元，其特征在于，所述过滤器 (3)通过粘结剂结合而在其相对侧部中的两个侧部上被紧固在两个座 架中。
5、根据前述权利要求中任一项所述的过滤器单元，其特征在于， 所述粘结剂是化学硬化粘结剂，优选是化学硬化的双组分粘结剂。
6、根据前述权利要求中任一项所述的过滤器单元，其特征在于， 所述粘结剂是环氧树脂粘结剂或聚氨酯粘结剂。
7、根据前述权利要求中任一项所述的过滤器单元，其特征在于， 所述粘结剂结合处被设置为封闭的条形或带形粘结剂结合处，所述封闭 的条形/带形粘结剂结合处优选具有介于约5mm与约25mm之间的宽度， 和介于约1mm与约5mm之间的厚度。
8、根据前述权利要求中任一项所述的过滤器单元，其特征在于， 所述座架(2)具有至少一个滤出物出口(14)，该滤出物出口(14) 优选被设置以便将所述座架(2)连接至至少一根滤出物收集导管(21) 或滤出物收集管道。
9、根据前述权利要求中任一项所述的过滤器单元，其特征在于， 所述过滤器具有位于其内部的至少一根滤出物导管，所述滤出物导管在 所述过滤器的端面中的至少一个端面上形成出口。
10、根据权利要求9所述的过滤器单元，其特征在于，设置了多根 滤出物导管，这些滤出物导管优选在所述过滤器内部基本上平行地进行 延伸。
11、根据前述权利要求中任一项所述的过滤器单元，其特征在于， 所述过滤器至少部分地由纳米级颗粒制成或具有至少一个涂层，所述涂 层至少部分地包括纳米级颗粒。
12、一种用于以液密方式紧固陶瓷过滤器，特别是陶瓷制的扁平过 滤器，的座架(2)，所述座架具有接收器(13)和滤出物出口(14)， 所述接收器的形式与要被紧固在其中的过滤器(3)的剖面是基本上对 应的，所述滤出物出口被设计以便连接至滤出物收集导管(21)或滤出 物收集管道，所述滤出物收集导管或滤出物收集管道被设置在所述座架 (2)上。
13、根据权利要求12所述的座架(2)，其特征在于，所述座架被 设计为细长的优选为一体式的本体(12)，所述本体具有基本上呈矩形 或呈方形的剖面。
14、根据权利要求12或权利要求13所述的座架(2)，其特征在 于，所述滤出物出口被设计为插塞连接器(14)以便连接至所述滤出物 收集导管/滤出物收集管道(21)中的相关联的接收器(22)。
15、根据权利要求12至14中任一项所述的座架(2)，其特征在 于，在所述座架上设置了定位手段(18)，所述定位手段优选特别地以 销形伸出部的形式存在以便将所述座架固定在用于过滤器单元的保持 装置中。
16、根据权利要求12至15中任一项所述的座架，其特征在于，所 述座架由塑料制成，优选由可通过注塑成型进行加工的塑料制成。
17、一种用于滤出物，特别是用于借助于陶瓷过滤器而获得的滤出 物，的收集导管(21)或收集管道，所述陶瓷过滤器优选是陶瓷制的扁 平过滤器，其特征在于，所述收集导管被成形为一件式收集导管，并且 设置至少一个接收器(22)且还设置至少一个滤出物收集出口(24)， 所述至少一个接收器用于连接至用于陶瓷过滤器(3)的座架(2)的滤 出物出口(14)，所述至少一个滤出物收集出口用于使所述滤出物转向 而被排出所述收集导管(21)。
18、根据权利要求17所述的收集导管，其特征在于，为用于陶瓷 过滤器(3)的座架(2)的所述滤出物出口(14)设置了至少10个， 优选至少20个，接收器(22)。
19、根据权利要求17或权利要求18所述的收集导管，其特征在于， 所述收集导管由塑料制成，优选由可通过注塑成型进行加工的塑料制 成，特别地由聚醚砜(PES)制成。
20、根据权利要求17至19中任一项所述的收集导管(21)，其特 征在于，所述收集导管上装配有根据权利要求1至11中任一项所述的 至少一个过滤器单元(1)和/或装配有根据权利要求12至16中任一项 所述的至少一个座架(2)。
21、一种用于过滤器单元的保持装置(41)，所述过滤器单元具有 至少一个陶瓷过滤器，优选陶瓷制的扁平过滤器，且具有至少一个座架， 所述至少一个座架用于以液密方式将所述过滤器紧固在该座架中，其特 征在于，所述保持装置具有至少一个框架，所述至少一个框架优选以壳 体(45)的形式存在，在该框架上设置了用于紧固至少一根滤出物收集 导管(21)，优选两根滤出物收集导管，的手段(42)，且如果适当的 话还设置了用于紧固至少一个过滤器单元的手段(44)，所述紧固优选 是借助于存在于该处的定位手段来实现的。
22、根据权利要求21所述的保持装置，其特征在于，所述保持装 置基本上由金属制成，优选基本上由高级钢制成。
23、根据权利要求21或权利要求22所述的保持装置，其特征在于， 所述保持装置上装配有根据权利要求1至11中任一项所述的至少一个 过滤器单元(1)和/或装配有根据权利要求17至20中任一项所述的至 少一根收集导管(21)。
24、根据权利要求1至11中任一项所述的过滤器单元在废水处理 和/或在饮用水生产中的用途。
25、根据权利要求12至16中任一项所述的座架在废水处理和/或 在饮用水生产中的用途。
26、根据权利要求17至20中任一项所述的收集导管在废水处理和 /或在饮用水生产中的用途。
27、根据权利要求21至23中任一项所述的保持装置在废水处理和 /或在饮用水生产中的用途。
28、根据权利要求24至27中的至少一项所述的用途，所述用途以 在废水处理和/或在饮用水生产中的浸入模块的形式而体现出来或作为 所述浸入模块的组成部分而体现出来。
29、根据权利要求28所述的用途，所述用途作为废水处理设备和/ 或用于饮用水生产的设备的改型套件而体现出来。
30、根据权利要求24至29中任一项所述的用途，所述用途体现在 小型澄清设备中，特别是体现在通过方法进行运转的那些小型澄 清设备中。
31、与在活动房屋或在车间容器设备中进行的废水处理和/或饮用 水的生产相关联的根据权利要求24至30中任一项所述的用途。
说明书
用于进行废水处理和饮用水生产的过滤器单元
技术领域
本发明涉及一种用于进行废水处理和饮用水生产的过滤器单元且 涉及适用于制造和使用这种过滤器单元的部件。
背景技术
通常情况下，常规的废水处理设备包含沉降罐、活性污泥罐和次 级澄清罐，在所述沉降罐中，在第一步骤中从废水中去除粗粒的成分。 在活性污泥罐中，使用微生物对废水中包含的粪便物或其它有机物质 进行分解。在次级澄清罐中，通常通过在活性污泥罐之后进行沉积的 方式而从废水中再次分离出这些微生物，且如果适当的话，则这些微 生物至少部分地再循环进入活性污泥罐内。然而，在这种情况下，通 常不可能实现微生物的完全分离，特别是借助于沉积工艺进行微生物 的分离时更是如此，且因此使得会存在这样的风险：即，微生物可能 与废水一起进入环境，所述微生物有时可能对健康有害。而这种情况 通常是不可接受的。因此，例如已经设立了用于进行水污染控制的欧 盟指令，该指令规定：在整个欧洲范围内，只有基本上不含微生物的 经过澄清处理的废水才能被排入环境内。
因此，出于上面提到的原因，会借助于已公知的精细过滤器对来 自活性污泥罐的经过纯化的废水进行进一步处理，且在这种情况下， 能够可靠地分离存在的微生物。在本文中，精细过滤器应该被视为指 的是具有足够小的孔隙尺寸以便能在过滤过程中保持所述微生物的那 些过滤器。这种过滤器通常还根据孔隙尺寸的变化而被称为微过滤器、 超滤器、纳米过滤器或类似名称。
这种使只有基本上不含微生物的经过生物方式澄清的废水才能被 排入环境内的规定特别地在以下这种方面带来了问题：即，产生的废 水未被接入或不能被接入公共废水网络。在欧洲，尤其是在德国，在 农村地区会出现这种情况。因此，在德国，特别是在东德，估计仍有 数百万的人无法接入公共废水网络。然而，根据目前的法令规定，必 须借助于通过连接装置接入废水网络的方式或者借助于小型废水处理 设备的运行而为相应的家庭提供废水处理服务。
然而，小型废水处理设备也恰恰会出现上述问题，且因此，即使 在此处，通常也必须在次级澄清罐中或在次级澄清室中将从活性污泥 罐或从活性污泥室中引入的微生物分离出去。因此，特别地甚至在这 种情况下，仍必须设置相应的过滤器系统。这些过滤器系统不应超出 与小型废水处理设备相关的特定尺寸且应该尽可能简单地根据构造类 型来区分这些过滤器系统。此外，此处还存在这样的问题：对于仍在 运行的现有设备来说，应该且必须对其过滤器系统进行改型，所述现 有设备例如是通过在次级澄清过程中使微生物沉积的方式而运行的。
在用于进行废水处理且还用于生产饮用水的设备中，这种设备总 会使用过滤器，对于现有的技术发展水平来说，通常会使用有机过滤 器或过滤器膜。这些有机过滤器或过滤器膜通常被布置成已公知的模 块形式，也就是说，至少两个膜，但通常多个膜，会被紧固在保持装 置中，且随后要被过滤的液体会流动通过这些膜。对于这些内容，在 本文中可例如参考EP-A1-602560、WO-A-03/037489和 WO-A-2004/091755。
此外，由陶瓷材料制成的过滤器也是已公知的，这种过滤器可用 于从液体中分离出固体成分。
因此，DE-A-26 03 505中描述了一种用于在液体相中进行分离工 艺的平膜的模块。然而，该专利中描述的过滤器仅在有限程度上适于 实际用于上述应用场合中。因此，这些过滤器中没有被布置在过滤器 内部并且可用来排出滤出物的导管。这导致过滤器总是仅有一侧可受 到要被过滤的液体的作用，且滤出物总是经由该过滤器的相对侧被排 出。此外，DE-A-26 03 505的过滤器已被钻通以便安装在该模块中， 且这可带来与陶瓷材料相关的问题。
DE-C-43 29 473中同样描述了压力稳定的无机过滤器膜，然而， 这种过滤器膜的制造极为复杂。因此，两个板形的半件与半圆形凹部 必须被烧结在一起，所述半圆形凹部稍后会形成在内部延伸的滤出物 导管。此外，DE-C-43 29 473中并未在任何地方提及这样的方式，借 助于这种方式可将文中所述的膜整合入过滤器系统内。
相反地，DE-A-198 07 769中描述了一种用于陶瓷微过滤器的座 架，陶瓷制的扁平过滤器(膜板)可被插入所述座架内。为此目的， 在该座架上设置了间隙，正如在顶视图中看到地那样，所述间隙的轮 廓与要被插入其中的微过滤器的剖面是大体上对应的。在橡胶密封件 的帮助下实现了所需的液密性，所述橡胶密封件被引入该余隙的壁部 与该微过滤器的壁部之间。要被过滤的液体可由此围绕被插入所述座 架内的过滤器的较大部分进行自由流动，且滤出物在低度真空的帮助 下经由被设置在所述过滤器内部的导管而通过该座架被排出。
在DE-A-198 07 769中，借助于座架本身的相应构型而实施用于 从各种座架中排出滤出物所需的收集导管，这是因为被设置在该座架 处的延伸件可彼此连通。因此，多个座架可随后被置于彼此上方且相 应地形成被整合入这些座架内的收集导管。
DE-A-198 07 769中描述的座架构型和由所述座架形成的过滤器 单元的构型可能存在缺点，这是因为橡胶密封件有时无法提供所需的 液密性。特别是借助于相对较高的压力差(真空)而吸去该过滤物时 更是如此。未被过滤的液体可随后渗透进入座架内并因此渗透进入滤 出物收集导管内，所述滤出物收集导管实际上仅包含没有微生物的经 过过滤的液体。特别是，在过滤器单元的反洗过程中还可能出现缺少 液密性的情况。在这种情况下，液体物质流通过过滤器而返回，特别 是通常在相对较高的液体压力下返回，从而清除过滤器表面和过滤器 内部上存在的杂质(残余物以及微生物等)。
另一方面，DE-A-198 07 769中披露的过滤器系统使得难以更换 单独的过滤器单元/座架。由于收集导管是由以插塞方式被插置在彼此 上方的座架形成的，因此使得仅当去除安装在上方或下方的所有过滤 器单元/座架时才能更换单个过滤器单元/座架。因此使得无法以简单 的方式更换受损的过滤器板/膜。
发明内容
因此，本发明的目的是避免出现上述缺点。特别是，本发明将要提 供这样一种过滤器系统，所述过滤器系统具有尽可能简单的结构。相应 地，单独的部件将要以尽可能简单的方式被布置且其组装则能够以尽可 能简单的方式被实施。同时，在使用过程中，还可能尽可能简单地实现 单独的过滤器的更换或单独的过滤器单元的更换。
该目的是通过具有权利要求1所述特征的过滤器单元、具有权利要 求12所述特征的座架、具有权利要求17所述特征的收集单元和具有权 利要求21所述特征的保持装置来实现的。在从属权利要求2至11、13 至16、18至20以及22和23中描述了这些主题的优选实施例。用途权 利要求24至31的内容则是这些主题的优选用途。所有权利要求的措词 由此参考了本说明书的内容。
根据本发明的过滤器单元具有至少一个陶瓷过滤器和至少一个座 架，所述陶瓷过滤器优选是陶瓷制的扁平过滤器，所述至少一个座架用 于以液密方式将所述过滤器紧固在该座架中。在这种情况下，滤出物， 即经过纯化(过滤)的液相物质，可经由所述过滤器的内部通过所述座 架流出。在这种情况下，所述过滤器借助于粘结剂而通过粘结剂结合被 紧固(以液密方式紧固)在所述座架中。
稍后还会对本发明可带来的优点进行描述。现在仅强调如下优点： 粘结剂结合可在所述过滤器与所述座架之间提供简单且可靠的耐受液 体作用的密封。因此，一方面来说，不必设置附加的部件如密封环和类 似部件，这种附加的部件还可能使座架的设计复杂化，这种复杂化例如 体现在要设置周部沟槽以使供密封环插入该周部沟槽内的方面。另一方 面，根据所使用的座架或过滤器，为了进行粘结剂结合而提供的粘结剂 可以定向方式被施加到所述座架或所述过滤器的特别适用于进行液密 连接的那些区域上。
正如刚刚提到地，根据过滤器的类型和形式或根据座架的形式，粘 结剂结合可应用于过滤器的完全不同的区域或座架的完全不同的区域。 因此，例如，甚至不规则的过滤器，如圆形过滤器，也可被胶合入相应 的座架内。然而，就一切情况而言，根据本发明，如果在所述过滤器的 至少一个边缘区域中提供了粘结剂结合，特别是仅在过滤器的该边缘区 域中提供了粘结剂结合，则这种方式是优选的。下面还会对此进行更详 细地描述。在边缘区域中进行粘结剂结合的优点在于：过滤器的其余区 域本身可用于进行过滤。当然，用于进行过滤的该区域应该尽可能的大， 从而实现较高的过滤器作用和较高的液体产量。
在根据本发明的过滤器单元的优选实施例中，所述过滤器是基本上 呈矩形的扁平过滤器。这意味着所述过滤器的顶侧和与所述顶侧相对的 底侧基本上呈矩形。这是根据本发明可使用的陶瓷制的扁平过滤器或陶 瓷制的扁平膜的优选形式。
为了将这些最后描述的扁平过滤器紧固在所述座架中，优选设置了 接收器，所述接收器的形式对应于被紧固在其中的所述过滤器的相应的 剖面。这应该被认为意味着这类扁平过滤器在该过滤器的其中一个端面 进入所述过滤器的所述接收器内的情况下被引入且通过在边缘区域处 进行的粘结剂结合而被紧固在所述接收器中，所述边缘区域由此位于所 述接收器内。相应地，此处，在所述过滤器的该边缘区域与所述座架中 的所述接收器的面对该边缘区域的内部之间提供了粘结剂结合。
在改进的实施例中，最后描述的型式可有利地被实施以便通过在至 少一侧上进行粘结剂结合、优选在其相对侧部中的两个侧部上进行粘结 剂结合、优选在两个相对端面上进行粘结剂结合，而将优选基本上呈矩 形的扁平过滤器紧固在两个座架中。因此，就一切情况而言，这种扁平 过滤器都通过在座架的接收器内的边缘区域中进行粘结剂结合而被紧 固。因此，经由所述过滤器的剩余的暴露外表面而进入所述过滤器内的 滤出物可通过彼此相对设置的两个座架而流出。
在本发明中，基本上来说，多种可能的粘结剂都适用于提供必要的 粘结剂结合。所属领域技术人员可适当地选择这种粘结剂。一方面，粘 结剂所满足的必要要求是其能够提供必要液密性。就这方面而言，粘结 剂还必须具有必要的长期稳定性且一旦准备更换过滤器本身时该粘结 剂应该丧失其有利的性质。另一方面，在固化后，该粘结剂应该仍具有 某些柔性和弹性且不能变得太脆。这一点对于在过滤操作中对作用在过 滤器上的力进行某种程度的吸收而言尤其如此，从而避免粘结剂结合处 的开裂或避免在过滤器中的陶瓷材料中形成裂纹。
最后，应该清楚的是：该粘结剂必须适于促进所述过滤器的材料与 所述座架的材料之间的粘结。因此，所述过滤器由陶瓷材料制成且所述 座架通常由塑料制成。这使得必要地促进了无机材料(陶瓷)与有机材 料(塑料)之间的粘结。
根据最后的描述，相应地，如果粘结剂是已公知的化学硬化粘结剂， 则这种方式是优选的。对于这些粘结剂而言，借助于这些粘结剂的相应 成分的化学反应而实现粘结剂的凝固且因此使得发生粘结作用，这些粘 结剂也被称作反应粘结剂。这种化学硬化粘结剂是所属领域技术人员已 公知的。它们可作为单组分粘结剂(1C-粘结剂)被使用，在所述单组 分粘结剂中使用的是现成的粘结剂质量，且它们可作为双组分粘结剂 (2C-粘结剂)被使用，其中在施加粘结剂之前将来自两种独立成分的 粘结剂混合在一起。在本发明中，如果粘结剂是双组分粘结剂，则这种 情况是优选的。
环氧树脂粘结剂和聚氨酯粘结剂是本文特别强调的根据本发明可 使用的粘结剂。这两种类型的粘结剂对于所属领域技术人员来说都是已 公知的。环氧树脂粘结剂通常具有双组分的成分。使用了聚合物模块， 所述聚合物模块在端部处具有已公知的环氧基团且所述聚合物模块与 第二组分混合，所述第二组分为硬化剂，所述第二组分包含氨基或巯基 基团。
可获得单组分型或双组分型的聚氨酯粘结剂(PUR)。可通过缩聚 或加聚而对它们进行硬化。它们的基本化学性质对于所属领域技术人员 来说是已公知的。
本发明所使用的粘结剂优选使得可获得封闭的条形或带形粘结剂 结合处。在已经描述的型式中，对于扁平过滤器且对于所述座架中的相 应的接收器而言，这种粘结剂结合处相应地在所述过滤器的边缘区域中 围绕该区域完全地延伸且因此导致在被引入所述接收器内的所述过滤 器与该接收器的内壁之间实现了必要的液密性。
所述封闭的条形/带形粘结剂结合处优选具有介于约5mm与约25mm 之间，优选为约10mm，的宽度，和介于约1mm与约5mm之间，优选为 约2mm，的厚度。通过这种尺寸，一方面可实现必要的防漏性，且另一 方面使得无需使用过多粘结剂。
该粘结剂可以手动方式且以交替的方式被施加。特别优选地，该粘 结剂通过粘结剂机器人被施加。
在进一步优选的型式中，根据本发明的过滤器单元被构造而使得所 述座架具有至少一个滤出物出口。在这种情况下，该滤出物出口优选被 设置以便将所述座架连接至至少一根滤出物收集导管或滤出物收集管 道。这样做的结果是：可提供与所述过滤器单元独立的滤出物收集导管， 因此使得更易于更换过滤器系统中的过滤器单元。稍后还会对此进行更 详细地说明。
正如开始提到地那样，在根据本发明的过滤器单元中，可经由所述 过滤器的内部通过所述座架实现所述滤出物的流出。因此，如果所述过 滤器具有位于其内部的至少一根滤出物导管，则这种情况是有利的，所 述滤出物导管在该过滤器的所述端面中的至少一个端面上形成出口。在 所述过滤器内部收集在所述过滤器的孔隙中的滤出物由此可转向进入 该导管内并经由所述过滤器的端面被传导出所述过滤器。
在改进的实施例中，在这种型式中，特别地，设置了多根滤出物导 管，这些滤出物导管优选在所述过滤器内部基本上平行地进行延伸且在 彼此隔开的孔口中相应地在所述过滤器的端面上形成出口。
正如已经描述地那样，根据本发明的所述过滤器单元的所述过滤器 是陶瓷过滤器，也就是说是由多孔陶瓷材料制成的过滤器。这种过滤器 可被制成所需尺寸，特别是被制成扁平过滤器，所述过滤器通过喷口被 挤出成型从而制成整体式形式的过滤器，也就是说制成一件式过滤器。 在本实例中，同时在所述过滤器内部还形成了所述的滤出物导管。
在改进的实施例中，根据本发明，如果所述过滤器至少部分地由纳 米级颗粒制成或具有至少一个包括纳米级颗粒的涂层，则这种情况是优 选的。通常情况下，无需且出于成本原因也不便使整个过滤器，特别是 扁平过滤器或膜板/过滤器板，都由纳米级材料制成。为了实现良好的 过滤作用，如果至少一个分离层，优选外部分离层，由纳米级颗粒制成， 也就足够了。
在本文中，纳米级颗粒应该被理解为意味着具有小于1μm，优选小 于500nm，特别是小于100nm，的平均晶粒尺寸的这种颗粒。
被设置在所述扁平过滤器上的这种涂层优选具有介于100nm与 150μm之间，优选介于500nm与100μm之间，的厚度。在最后提到的范 围内，所述涂层进一步优选地具有约25μm的厚度。
包括陶瓷纳米级颗粒的这种涂层的孔隙尺寸可作为要被分离的微 生物的函数而被选择。此处，可提供具有介于1nm与1,500nm之间，优 选介于50nm与300nm之间的直径的孔隙。在最后提到的范围内，本文 重点强调的是介于200nm与300nm之间的孔隙直径。
位于包括纳米级颗粒的所述涂层下面且可被设计为基板的陶瓷材 料通常具有这样的孔隙，所述孔隙具有比涂层中的孔隙的直径更大的直 径。这使得更易于排出处在所述过滤器内部的滤出物。因此，具有介于 100nm与10μm之间，优选介于500nm与3μm之间，的直径的孔隙优选 被设置在形成所述基板的陶瓷材料中。
氧化性陶瓷和非氧化性陶瓷都可被用作过滤器的陶瓷材料。可优选 使用氧化性陶瓷，特别是氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷。
所述涂层的所述纳米级颗粒也优选是这种氧化铝颗粒。此外，特别 地，包括二氧化锆或二氧化钛或者包括所有所述氧化性颗粒的混合物的 纳米颗粒也是适于使用的。对于特别小的孔隙尺寸来说，也可使用沸石。
所述陶瓷过滤器与包括有机聚合物材料的过滤器膜的区别在于其 具有较高的机械阻力和耐化学性、较长的服役寿命和较高的耐压性。此 外，它们更易于清洗。
此外，陶瓷过滤器，特别是在其外表面上涂覆有纳米级陶瓷材料的 过滤器，可有利地通过已公知的死端(dead end)法来运行。就这方面 而言，要被纯化的液体以与盲路相同的方式受压通过过滤器。过滤器相 应地借助于使通过过滤器的渗透流保持恒定的方式而工作，所述使通过 过滤器的渗透流保持恒定也就是说使相同量的未经过滤的液体进入过 滤器并作为来自过滤器的滤出物再度出现。被过滤掉的杂质，例如微生 物，被收集在过滤器的表面上或收集在过滤器的相应的狭窄孔隙中，且 在施加了相应的过压的情况下通过反洗的方式而以规则的时间间隔从 过滤器中再次排出或去除该杂质。死端法的优点在于，无论清洗的中断 有多简短，应该注意到的是：死端法的能量消耗总是比已公知的横流 (cross flow)法更少，在所述横流法中，大量液体在一定的线路中被 永久地引导穿过该过滤器。因此，在该横流法中，仅有液体的恒常部分 才会受压通过该过滤器。
此外，在死端法中，总的来说，可实现过滤器系统的更为紧凑的构 造类型。
除了迄今为止描述的过滤器单元以外，本发明还包括用于以液密方 式紧固陶瓷过滤器，特别是陶瓷制的扁平过滤器，的座架。这种座架也 被称作“鞋(shoe)”，原因在于该座架被相应地设计用于接收过滤器 (该接收方式与鞋接收脚的方式相同)。
根据本发明，所述座架具有接收器且还具有滤出物出口，所述接收 器的形式与要被紧固在其中的过滤器的剖面是基本上对应的，所述滤出 物出口被设计以便连接至滤出物收集导管或滤出物收集管道。因此，所 述座架因此并未形成这种滤出物收集导管的一部分，而是旨在被连接至 (独立的)滤出物收集导管。
根据本发明的所述座架优选是细长的优选为一体式的本体，所述本 体具有基本上呈矩形或呈方形的剖面。在这种构型中，所述座架接收用 于所述过滤器的所述接收器的优选构型，所述接收器当然同样优选旨在 紧固基本上呈矩形的扁平过滤器。下面还将结合附图对根据本发明的座 架的特别构型进行描述。
在改进的实施例中，处于所述座架上的所述滤出物出口优选被设计 为插塞连接器，所述插塞连接器可与滤出物收集导管/滤出物收集管道 中的相关联的接收器协同作用。因此，所述滤出物出口可简单地以液密 方式被紧固到这种导管上且还可从该导管上再次去除所述滤出物出口。 这允许迅速且不复杂地更换所述座架或更换具有位于所述收集导管上 的这种座架的所述过滤器单元。
为此目的，所述插塞连接装置可被构造成闩锁或搭扣连接装置，分 别位于所述滤出物出口上和所述相关联接收器上的相应的闩锁或搭扣 元件彼此闩锁或搭扣在一起。
如果适当的话，则可借助于附加的密封元件，例如借助于被设置在 具有圆形剖面的滤出物出口处的密封环，来增强所述插塞连接装置的防 漏性。
进一步地，可优选在所述座架上设置定位手段且该定位手段旨在将 所述座架固定在用于过滤器单元的保持装置中。这种定位手段用于在准 确位置处将这些座架或具有这些座架的过滤器单元固定在保持装置，特 别是用于多个过滤器单元的保持装置，中且如果适当的话则将它们固定 在该位置处。这使得更易于将这种座架或过滤器单元安装在这类保持装 置中。
特别是，所述定位手段可以是伸出部，特别是销形伸出部，所述伸 出部装配进入处于所述保持装置中的相应的孔口或凹部内。下面同样将 会结合附图对此进行更详细地描述。
根据本发明，所述座架优选由塑料制成，特别是由可通过注塑成型 进行加工的塑料制成。这些塑料特别地为所属领域技术人员已公知的热 塑性塑料。本发明在此特别强调了聚醚砜(PES)。
进一步地，本发明包括用于所述滤出物，特别是用于借助于陶瓷过 滤器而获得的滤出物，的收集导管或收集管道，其中所述陶瓷过滤器特 别是陶瓷制的扁平过滤器。根据本发明的该收集导管被成形为一件式收 集导管并且具有至少一个接收器且还具有至少一个滤出物收集出口，所 述至少一个接收器用于连接至该用于陶瓷过滤器的座架的滤出物出口， 所述至少一个滤出物收集出口用于使所述滤出物转向而被排出所述收 集导管。
根据本发明的所述收集导管的设计是有利的，原因在于所述收集导 管是作为包括该过滤器单元和该收集导管的过滤器系统中的一个独立 部件而被制造出来的。这意味着这种过滤器单元可易于被连接至所述收 集导管且还易于在所述收集导管上被更换。在优选实施例中，在所述收 集导管上设置了2至10个接收器，但还可设置数量明显多得多的接收 器，所述接收器优选与相应的座架或过滤器单元的相应的滤出物出口协 同作用。
在改进的实施例中，根据本发明的收集导管具有至少10个，优选 至少20个，用于滤出物出口的接收器。因此，多个座架或过滤器单元 可在这种收集导管上被连接在一起，以便随后在整体上形成过滤器系 统。下面也将结合附图对此进行更详细地描述。
在本发明中，所述收集导管优选由塑料制成，特别是由可通过注塑 成型进行加工的塑料制成。该塑料特别有利地为聚醚砜(PES)。
最后，本发明包括所述收集导管，所述收集导管所具有的型式是这 样的，其中该收集导管上装配有至少一个所述过滤器单元或至少一个所 述过滤器座架。结果使得这种型式因而对应于完备的过滤器系统，所述 完备的过滤器系统可在这种形式下用于进行废水处理或用于生产饮用 水。
进一步地，本发明包括一种用于过滤器单元的保持装置，所述过滤 器单元具有至少一个陶瓷过滤器，优选陶瓷制的扁平过滤器，且具有至 少一个座架，所述至少一个座架用于以液密方式将所述过滤器紧固在该 座架中。根据本发明，该保持装置具有至少一个框架，所述至少一个框 架优选以壳体的形式存在。这还可被描述为这样的保持装置，所述保持 装置被构造成支架的形式。所述支架是保持装置的通用术语，该保持装 置以逻辑学的方式将多个更小的元件或部件组合成更大的单元。
根据本发明，在该框架上设置了用于紧固至少一根滤出物收集导管 的手段且如果适当的话还设置了用于紧固至少一个过滤器单元的手段。 优选在所述框架上设置了用于紧固两根滤出物收集导管的手段。优选借 助于处于所述保持装置上的孔口或凹部来对过滤器单元进行可选的可 能紧固，存在于所述过滤器单元上的定位手段接合进入所述孔口或凹部 内或接合到所述孔口或凹部上。
根据本发明的所述保持装置的设计使得单独的过滤器单元可被组 装成更大的过滤器系统。该过滤器系统可随后例如用作进行废水处理或 生产饮用水的设备中的模块状部件。
所述过滤器单元被紧固在根据本发明的所述保持装置中，在这一点 上，滤出物收集导管借助于适当的保持手段而被固定到所述保持装置的 所述框架上。由于所述过滤器单元本身被进一步连接至所述滤出物收集 导管，因此这些过滤器单元和滤出物收集导管也被保持在所述保持装置 中。在这种情况下，为了协助进行保持，可附加地设置用于所述过滤器 单元本身的保持手段，且这可优选借助于存在于所述过滤器单元上的定 位手段来实现。
特别是，所述保持装置被设计用于对两根滤出物连接导管进行紧 固。这种型式被特别地设置用于这样的情况下，其中过滤器，优选扁平 过滤器，被紧固在用于该过滤器的两个座架之间，从而使得就一切情况 而言座架都位于所述过滤器的两个相对的侧面上。被布置在两侧上的所 述座架随后就一切情况而言都被连接至被紧固在所述保持装置中的滤 出物连接导管。下面还将结合附图对此进行更详细地说明。
根据本发明的保持装置可基本上由任何材料制成，所述材料特别地 对要被过滤的液体具有耐受性，也就是说，通常是耐腐蚀的。适当的塑 料优选被用作用于所述保持装置的材料。在进一步优选的实施例中，所 述保持装置由耐腐蚀金属或耐腐蚀金属合金制成，特别是由高级钢制 成。
当这些保持装置上装配有根据本发明的所述过滤器单元中的至少 一个过滤器单元和/或装配有根据本发明的至少一根收集导管时，则获 得了根据本发明的保持装置的特别优选的实施例。所述保持装置因而成 为了完备的过滤器系统或成为了准备用于安装所述过滤器单元的过滤 器系统。
正如上文已经部分地指出地那样，提供所要求的主题(过滤器单元、 座架、收集导管和保持装置)使得提供了一整系列的优点。
因此，本发明使得有可能在废水处理或在生产饮用水的过程中使用 陶瓷过滤器，特别是陶瓷制的扁平过滤器(陶瓷制的扁平膜)。通过这 种方式使得所述陶瓷过滤器的有利性质，如更高的机械阻力和耐化学 性、较长的服役寿命、更好的清洁行为和类似性质，都得到了充分的利 用。
可实现这些优点的原因特别地在于：根据本发明，将这种过滤器被 组装成包含多个这种过滤器的过滤器系统的方式在技术上是可行的。
这种布置使得过滤器可能以已公知的死端模式进行运转，上面已经 对所述死端模式的优点做了进一步地描述。
根据本发明的所要求的主题本身即是功能化的且可与未要求的其 它部件相结合。然而，本发明的优点特别地存在于这样的型式中，其中 根据本发明的部件可彼此相结合地使用，所述根据本发明的部件彼此协 调作用。
因此，根据本发明的座架可与陶瓷过滤器一起，特别是与陶瓷制的 扁平过滤器一起，通过粘结剂结合被组装成根据本发明的过滤器单元。 这些过滤器单元随后可被连接至根据本发明的收集导管，特别地与所述 收集导管一起以插塞方式被插入。由此获得的包括所述收集导管和所述 过滤器单元的部件随后可被安装在根据本发明的保持装置中，从而获得 非常完备的功能化过滤器系统。
如果适当的话，则可根据需要而通过改变部件来扩充该整个系统， 从而允许其用于不同规模的设备中(基于积木原理)。该过滤器系统的 单独的部件以液密性的方式彼此相连，从而可通过真空方法且通过在更 高的压力下进行反洗而进行过滤。可例如借助于介于所述插塞连接装置 以简单的方式进行组装，所述插塞连接装置位于所述过滤器的所述座架 上的所述过滤器出口与所述收集导管上相应的接收器之间。
本发明提供的特殊优点在于：可易于更换单独的过滤器单元。由于 设置了独立的收集导管，因此可易于去除单独的过滤器单元，而不必将 与要被更换的过滤器单元相邻的其它过滤器单元拆下来。
本发明的进一步的优点在于：提供了多个用于过滤器系统的实施例 可供实施。因此，可将数量可变的过滤器单元按照实际上任何所需的顺 序和可变的间隔连接至连接导管。因此，例如，可仅在所述收集导管上 每隔一个接收器或每隔两个接收器才设置过滤器单元以便改变过滤器/ 过滤器板的间隔。由此使得在所有情况下都可实现最佳的过滤器条件以 便适用于各种应用场合。因此，例如，如果担心要被过滤的液体中所存 在的固体物质(头发、污泥等)会堵塞两个过滤器之间的空间的话，这 种堵塞可被称作缠结，则可选择更大的过滤器间隔。由此可避免复杂的 清洗操作。
在其它实例中，对于特定体积空间中存在大量过滤器的情况而言， 可通过尽可能紧密地布置过滤器(使过滤器占据收集导管上的每个接收 器)来实现最佳的空间利用。
此外，进一步的部件可被整合在过滤器系统内，例如用于膜管道通 风装置和通风装置导引板的接收装置。过滤器系统特别优选地具有两个 或四个通风装置引导板。
在用途权利要求中描述了根据本发明所要求的主题的优选用途。相 应的用途领域则不言而喻。因此，我们完全可以重复这样的话：即所有 权利要求的措词也由此参考了本说明书的内容。
从下面结合附图并结合从属权利要求所述的实施例中将可获得本 发明的所述优点和进一步的优点。在这种情况下，单独的各个特征总是 可单独地实施或者彼此结合地实施。下面所述的实施例仅用于实现说明 的目的且为了便于更好地理解本发明且绝不旨在被视为具有限制性。
