-
Vorrichtung zur Regenerierung von Ablaugen auf dialytischem Wege
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regenerierung von Ablaugen auf dialytischem
Wege bei der das Regellerat und ein Regenerationsmittel. z 13. Wasser, durch Membranen
voneinander getrellnt im Gegenstrom zueinander fließen.
-
Solche Vorrichtunhgen werden insbesondere zur Gewinnung won reinen
Ätzuatronlösungen aus Natronablaugen, dic kolloidale Stoffe enthalten, verwendet.
Die physikalische Grundlage hei dieser Wiedergewinnung bildet die Osmose. Eingehende
Beobachtungen haben ergeben, daß dabei die fol gendcn Gesichtspunkte von entscheidender
Bedeutung sind : 1. Im oberen Teil der Behandlungskammern (regeneratkammern und
Könzentratkammern findet. bedingt durch die nur sehr schwaehen Konzentrationen,
mit der sich hier die Flüssigkeiten einander gegenüberstchen. nur eine verhältnismäßig
träge osmotische Diffusion statt; 2. die im oberen Teil der Behandlungskammern stehenden
Flüssigkeiten wirken auf Membranen (Baumwolle und Pergament) in besonders hohem
Maße zerstörend; 3. die mittleren Räume der Behandlungskammern bilden das günstigstc
Diffusionsfeld, weil sich hier Konzentrationen gegenüberstehen, die auf der diffundierenden
Seite doppelt so hoch sind wie auf der Regeneratseite: 4. im unteren Teil der Behandlungskammern
findet nur eine träge Diffusion statt. weil die sich gegenüberstehenden Flüssigkeiten
durch höhere spezifische Gewichte in stärkerem Maße viskos sind; 5. eine rasche
osmotische Diffusion tritt nur dann ein, wenn sich die gegenüberstehenden Flüssigkeiten
nicht merklich bewegen, weil jede Bewegung das Wegspülen der diftundierenden Moleküle
von den Membranflächen zur Folge hat.
-
Die bisher bekannten Dialyseapparate berücksichtigen die obigen Erkenntnisse
gar nicht oder in nur unzureichendem Maße. Bei mehreren
bekannten
Apparaten stehen die quadratisch ausgebildeten Behandlungskammern auf einer Quadratseite
so daß die Breite der Kammern voll Iiach unten gleichbleibend ist. Da aber das obere
und untere Drittel der Behandlungskammern für den dialytischen Vorgang nur eine
ganz untergeordnete Rolle spielen. ist dadurch die Behandlungsfläche nur unzureichend
ausgenutzt.
-
Nach der Erfindung ist eine entscheidende Verbesserung dadurch erzielt.
daß die Breite der aufrecht stehenden gegenstromkammern für das Regenerat und das
Reg3enerationsmittel, z. B. Nasser, nach oben und nach unten hin abnimmt. Zweckmäßig
laufen dabei die Behandlungskammern nach oben und unten hin spitz zu. Dadurch ist
der otitere und obere Teil der Behandlumgskammern so klein gehalten, daß sich darin
nur geringe Mengen Flüssigkeiten mit zu niedrigen oder zu hoheit Kottzentrationen
befinden. Flüssigkeiten mit trägern osmotischen Gefälle sind auf engsten Raum konzentriert.
Der bei weitem größte Teil dei- Behandlungsräume. etwa 85 ob, verbleibt für die
Flüssigkeiten mit hoher Diffusionsgeschwindigkeit. Es findet da her eine bedeutend
lebhaftere und umfassendere Diffusion statt, was zu einer bedeutsamen Erbtihung
der spezifischen Leistungsfähigkeit führt. D durch die spitze, trichterförmige Gestalt
der Behandluagskammern ist auch das Abziehen der sich unten sammelnden, spezifisch
schweren Rückstände mögich. so daß einer Verschlammung der Membranen vorgebeugt
werden kann. Im gleichen Sinne ermöglicht die spitze obere und untere Form eine
Gewähr dafür. daß itur die spezifisch leichtesten Ablaugen zum Überlauf und die
hochkonzentrierten Laugen zum Ablauf gelangen. Praktisch ist dadurch eine restlose
Regenerierung möglich.
-
Bei einer besonders praktischen Ausführungs form der Erfindung wird
die all sich bekannte quadratische Form der Behandlungskammern beibahalten. jedoch
dadurch im Sinne der Erfindung ausgewertet. daß die Kammern atif eine ihrer Spitzen
gestellt werden. Diese Ausführungsform hat deii besonderen Vorteil, daß einerseits
die mit tier Erfindung erreichte hohe Leistungsfähigkeit gewährleistet ist, andererseits
die bewährten konstruktiven Grundsätze der bekannten Filterrahmen sind.
-
L'm die Leistungsfähigkeit des Apparates im Sinne der Erfindung weiter
zu erhöhen, sind bei einem weiteren Merkmal der Erfindung die beibehalten mit einem
kammerrahmen Gitterwerk iusgefullt. dessen Knotenpunkte als Anlegestützeit für die
zwischen den Kammerrahmen eingesetzten Membranen dienen. Dadurch wird erreicht,
daß die verhältnismäßig empfindlichen Membraiit.it iii beliebigen Abständen, z.
B. alle rocm im Quadrat, abgestützt werden so daß das Eigengewicht der Membraiieii
mit seinem natürlichen Zug na@h unten an beliebig vielen Punkten abgefangen wird.
Die durch die Membranen diffundierenden Molekülc bilden infolge der Unterteilung
der Kammern durch das Gittertverk örtlich begrenzte, konzentrierte Flüssgkeitsströme,
Schlieren. Die spezifisch imnlt-t schwerer werdenden Schlieren in deit unteren trichterförmigen
Raum der Kammern beschleunigen die Abscheidung der konzentrierten Flussigkeit. I).
« durch ist es möglich. Laugen mit hö@hster konzentration abzuzapfen.
-
In der Zeichnung sind einc Ausfuhrungsform sowie eine Abwandlungsform
als Beispeiele der Erfindung dargestellt.
-
Fig. 1 stellt die Ausührungsform als Dialyse apparates in schaubildlicher
Form dar Fig. 2 ist in größerem Maßstabe die Ruckansicht auf das Kopfstück des Apparates
Fig. 3 zeigt eiiien Kammerrahmen; Fig. 4 vernaschaulicht einen benachbarten Kammerrahmen
Fig. 5 ist eilt Schnitt nach dir Linie A-B iii Fig. 3.
-
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht auf die 1 Darstellung nach Fig. 5,
Fig. 7 ist die schematische Wiedergabe einer Abwandlungsform des Kammerrahmens.
-
Der als Beispiel dargestellte Dialyseapparat @at nach der Erfindung
besteht aus einem hydraulischen Preßwerk 1 Gleitholmen 2 und einem Kopfstück 3.
an dessen Rückseite die Meß und dosiereinri@btungen vorgesehen sind. Zwischen dem
hydrau lischen Preßwerk 1 und dem Kopfstück 3 sind kammerrahmen4,4' sowie Membranen5
5 eingeordnet.
-
Die Membranen 5 werden zwischen den Kammer rahmen 4, 4' festgehalten.
l)ie Kammerrahmen 4, 4, 4 ruhen auf den Gleigholmen 2, auf denen sie auch verschiebbar
sind. Zwischen den Kammerrahmen 4, 1 und den Membranen sind Kammern 6. 7 gebildet.
-
Die Kammern 6. 7 wechseln sich ab. Die Kammern nehmen das Regenerat
auf. während in den Kanimern 7 NVasser fließt. das als Regencrationsmittel dient.
Die Kammerrahmen 4. 4. 4' 5ii'vie die Membranen 5 sind quadratisch ausgebildet.
Im Apparat stehen sie auf einer ihrer Spitzen. so daß die oberen Teile 8 wind die
unteren Teile 9 der Kammern 6 und 7 gegenüber den mittleren TEilen 10 der Kammern
verhältnismäßig klein sind. Dii- Teile 10 der Kammern bildcii deit Abbauraum. wahrend
die Teile 8 und 9 der Kammern als Trägheitsraum bezeichnet werden können. Beim vorliegenden
Ausführungs beispiel nimmt der Abbauraum einer jeden Kam mer 6.7 82% und der Trägheitsraum
18% des gesamten Kammerraumes in Anspruch.
-
An der oberen Seite des apparates sind zwei Sammelrohre 11, 12 angeordnet.
ebenso verlaufen an der Unterseite des apparates zwei Sammelrohre 13, 14. 14. Alle
Sammelrohre 11 bis 14 stehen iii be kannter Weise durch Schauglaser ii mit den Kammern
6 bzw. 7 in Verbindung. Das Sammelrohr 12 ist an 3einen Wasserverteiler 16 angeschlossen.
Von hieraus erfolgt der Frischwasserzulauf in die Kammern 7 Das zu behandelnde Regenerat,
auch Preßlauge genannt, wird durch die Sammelleitung 14 von unten her den Kozentratkammern
6 zugeführt. Die beider, Flüssigkeiten ile bewegen ii sich stirn im Gegenstrom das
N'asser von oben itach unten und das Regenerat von unten nach ober. Die Reinlauge.
also das gewonnene Produkt. fließt unten aus
dell Konzentratkammern
7 in die Sammelleitung 1,.
-
Von hier wird die Reinlauge über eine Dosiervorrichtung 1 7 abgenommen.
Die Ablauge fließt oben aus den Regeneratkammern 6 in die Sammelleitung 11. von
hieraus wird sie über eine Dosiervorrichîullg 1 8 nach außen geführt. Der Zulauf
des Re generates erfolgt gleichfalls über eine Dosiervorrichtung 19 ebenso wie auch
das Wasser über eine Dosiervorrichtung 20 zufließt. Die Kammerrahmen 4,4' sind mit
einem Gitterwerk 2 1 ausgefüllt. das aus einzelnen Stäben 22 und 23 gebildet ist.
-
Die Stäbe 22 und 23 sind kreuzweise ineinandergefügt, so daß die Membranen
5 jeweils nur in bestimmten Flächen, die mit 24 bezeichnet sind, in dem Gitterwerk
21 2 1 abgestützt sind. Das gesamte Gewicht jeder einzelnen Membrane wird daher
in so viel Teilen aufgefangen, wie Einzelquadrate von dem Gitterwerk gehildet werden.