Мембранное фильтрационное устройство и способ очистки сточных вод

МЕМБРАННОЕ ФИЛЬТРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Изобретение относится к мембранному фильтрационному устройству, включающему множество плоских мембранных фильтрующих элементов, которые объединены с образованием мембранного пакета и размещены внутри мембранного пакета параллельно между собой и на расстоянии друг от друга, стенку, которая охватывает мембранный пакет со всех сторон и внутри которой по меньшей мере одна впускная камера, которая соединена по меньшей мере с одним впускным отверстием для подачи фильтруемой текучей среды и сформирована выше по потоку относительно мембранных фильтрующих элементов, по меньшей мере одну выпускную камеру, которая соединена по меньшей мере с одним выпускным отверстием для выведения части профильтрованной текучей среды, полученной в результате фильтрации, и сформирована ниже по потоку относительно мембранных фильтрующих элементов, и вибрационный блок, который соединен с мембранным пакетом и стенкой для приведения их в колебательное движение по направлению, параллельному мембранным фильтрующим элементам. Согласно изобретению вибрационный блок соединен с рамой, которая окружает мембранный пакет и которая соединена со стенкой мембранного пакета с помощью по меньшей мере одной пружины, основное направление пружинящего действия которой проходит параллельно плоскости мембранного фильтра.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: БИГ ДАЧМАН ИНТЕРНЭШНЛ ГМБХ (DE) Изобретение относится к устройству для мембранной фильтрации, включающему многочисленные плоские мембранные фильтрующие элементы, которые объединены с образованием мембранного пакета и которые размещены внутри мембранного пакета параллельно между собой и на расстоянии относительно друг друга, стенку, которая охватывает мембранный пакет со всех сторон и внутри которой по меньшей мере одна впускная камера, которая соединена по меньшей мере с одним впускным отверстием для подачи фильтруемой текучей среды, сформирована выше по потоку относительно мембранных фильтрующих элементов и по меньшей мере одна выпускная камера, которая соединена по меньшей мере с одним выпускным отверстием для выведения части профильтрованной текучей среды, полученной в результате фильтрации, сформирована ниже по потоку относительно мембранных фильтрующих элементов, вибрационный блок, который соединен с мембранным пакетом и стенкой для приведения их в колебательное движение по направлению, параллельному мембранным фильтрующим элементам. Еще один аспект изобретения относится к способу разделения биологически загрязненных сточных вод в области сельского хозяйства. Основная проблема в современном сельскохозяйственном производстве касается обработки загрязненных сточных вод. В результате более высоких экологических стандартов установленные способы,такие как распределение таких загрязненных сточных вод по полям с большими площадями, не могут использоваться совсем или могут использоваться только в очень ограниченной мере. Поэтому нужны способы настолько эффективной обработки таких загрязненных сточных вод, чтобы они удовлетворяли повышенным экологическим стандартам и в идеальном случае могли быть утилизированы как нормальные сточные воды. Один возможный путь достижения этого состоит в обработке сточных вод, например, на установке по переработке неочищенных сточных вод. Однако это требует привлечения сложного оборудования и поэтому является как дорогостоящим, так и трудоемким в плане технического обслуживания. Поэтому обработка в установке для переработки сточных вод не является экономически благоприятным вариантом для очистки биологически загрязненных сточных вод, создаваемых в сельскохозяйственном производстве. Фильтрационная технология для обработки коллоидальных суспензий, которая может быть использована в лабораторном масштабе, в принципе известна для иной технической области из US 4952317. Последний относится к мембранному фильтрационному устройству, в котором мембранный пакет, составленный многочисленными композитными мембранами, размещенными параллельно, приводят в колебательное движение, причем направление колебаний параллельно поверхности мембран. В результате между поверхностями мембран и фильтруемой коллоидальной суспензией создается сдвиговая нагрузка,которая препятствует засорению мембраны твердыми частицами и тем самым позволяет проводить фильтрацию в течение определенной продолжительности операции. Автор настоящего устройства и настоящего способа понял, что этот принцип мембранной фильтрации в основном пригоден также для фильтрации сточных вод с биологическими загрязнениями в сельскохозяйственном производстве. Однако при использовании устройства, описанного в US 4952317, возникли проблемы, которые сделали невозможным любое эффективное действие для этого типа сточных вод. Для показанного в нем устройства описаны, например, различные варианты приведения мембранного пакета в колебательное движение. Сюда входят возвратно-поступательные продольные колебания или круговые колебания, которые создаются непосредственно на мембранном пакете с помощью приводного устройства. Приводные устройства представляют собой либо вращающиеся приводные механизмы с жестко заданными кинематическими характеристиками, либо электромеханические торсионные резонаторы. Они жестко соединены с мембранным пакетом таким образом, что любая вибрация, создаваемая внутри этих вибраторов, предполагается передаваемой непосредственно на мембранный пакет. Было обнаружено, что этим путем нельзя достигнуть эффективной мембранной фильтрации сточных вод с биологическими загрязнениями в сельскохозяйственном производстве, либо вследствие того, что энергопотребление мембранной фильтрации является слишком высоким, либо потому, что продолжительность работы устройства для мембранной фильтрации между необходимыми заменами всех мембранных фильтров является слишком короткой. Еще одно устройство для мембранной фильтрации, включающее мембранный пакет, в котором для интенсификации фильтрации создается колебательное движение с помощью приводного механизма, известно из US 6322698 В 1. Хотя в этой публикации известного уровня техники также описана система,которая пригодна для фильтрации биологически загрязненных сточных вод в сельскохозяйственном производстве с использованием подхода, на котором основывается изобретение, данная публикация не приводит никаких указаний на то, как эта система могла бы быть развита так, чтобы обеспечивать работу мембранной фильтрации таких сточных вод экономически эффективным путем. Из US 7297278 В 2 известно мембранное фильтрационное устройство для разделения металлов и воды с добавлением осаждающих средств. Однако недостатком этого устройства является необходимость добавления осаждающих средств, что делает более затруднительным проведение процесса в непрерывном режиме и чем также снижается экономическая эффективность способа вследствие необходимого введения расходных материалов в форме осаждающих средств. Поэтому цель настоящего изобретения состоит в создании устройства для очистки биологически загрязненных сточных вод в сельскохозяйственном производстве, которое может работать в экономически эффективном режиме. Согласно изобретению эта цель достигается с помощью устройства указанного вначале типа, в котором вибрационный блок соединен с рамой, которая заключает в себе мембранный пакет и которая соединена со стенкой мембранного пакета с помощью по меньшей мере одной пружины, основное направление пружинящего действия которой проходит параллельно плоскости мембранного фильтра. Эта по меньшей мере одна пружина может представлять собой цилиндрическую винтовую пружину, которая проходит параллельно плоскости мембранных фильтрующих элементов. В альтернативном варианте могут быть использованы пластинчатые пружины, спиральные пружины, тарельчатые пружины или т.п. На основе мембранного фильтрационного устройства согласно изобретению предложено развитие мембранных фильтрационных устройств известного уровня техники, которое позволяет эффективно приводить мембранный пакет в колебательное движение даже при различных нагрузках благодаря специфической конструкции и связыванию вибрационного блока с мембранным пакетом. По сравнению с устройствами известного уровня техники количество энергии, которое требуется подводить для создания вибрации, является значительно меньшим, причем одновременно увеличивается амплитуда колебаний. Одним технически значимым признаком в этом отношении является применение одной или многочисленных пружин, которые связывают мембранный пакет с наружной рамой, которая заключает в себе мембранный пакет. Вибрационный блок, в свою очередь, соединен с рамой. Этот тип связывания позволяет избежать жесткого соединения между вибрационным блоком и мембранным пакетом. Вместо этого сам мембранный пакет в сочетании по меньшей мере с одной пружиной выполнен как вибрационная система, которая имеет резонансную частоту. Согласно изобретению эта резонансная частота является такой, что сдвиговые нагрузки, действующие на поверхности мембран, создаются в своем особенно действенном режиме, в результате чего мембранная фильтрация также может происходить в особенно эффективном режиме. Согласно изобретению предусмотрены многочисленные пружины, направление приложения усилия которых проходит параллельно плоскости мембранных фильтрующих элементов, в частности, в которых пружины размещены параллельно плоскости мембранных фильтрующих элементов и которые соединены одним своим концом со стенкой мембранного пакета и своим другим концом - с рамой, причем пружины подразделены по меньшей мере на один первый комплект и один второй комплект пружин, при этом все пружины внутри каждого комплекта пружин проходят параллельно друг другу и направление пружин в одном комплекте проходит под углом и предпочтительно перпендикулярно к направлению пружин в еще одном комплекте. В таком варианте изобретения соответствующий изобретению принцип дополнительно усовершенствован так, что применением многочисленных пружин, которые подразделены по меньшей мере на два комплекта, функция ориентирования мембранного пакета в желательном направлении колебаний с помощью пружин улучшается или действительно обеспечивается в полной мере. В этом отношении следует понимать, что пружины в каждом комплекте могут быть размещены смежными друг другу в одной плоскости или в нескольких плоскостях. Размещением и подразделением пружин на комплекты можно создать механически детерминированную систему, которая колеблется в заданном направлении и с заданной амплитудой. Также в качестве базового принципа следует понимать то, что могут быть применены пружины с различными конструкциями, чтобы реализовать преимущества и эффекты изобретения. Например, предпочтительно могут быть использованы цилиндрические винтовые пружины, например, с помощью которых направление приложения усилия является таким же, как направление расширения пружины. Однако в альтернативном варианте возможно применение пружин других типов, например пластинчатых пружин, тарельчатых пружин или подобных, которые точно так же прилагают усилия по прямой линии или приблизительно по прямой линии. Наконец, также возможно применение пружин таких типов, которые создают скручивающее усилие вокруг оси, такие как спиральные пружины или торсионные стержневые пружины, которые, следовательно, нуждаются в соответствующем механическом сцеплении, чтобы быть использованными в устройстве согласно изобретению. Параллельное размещение пружин более конкретно понимается как параллельное расположение линий воздействия пружин на мембранный пакет, принимая во внимание соответствующие деформационные механизмы, где это уместно. Пружины точно так же могут быть размещены параллельно в пространстве, хотя для пружин определенных типов пространственное расположение также может отклоняться от такой параллельной компоновки. Размещением пружин двумя комплектами под углом 90 относительно друг друга можно получить определенное колебательное движение с постоянной амплитудой. Если же, напротив, два комплекта размещены под иным углом относительно друг друга, то можно сформировать множественно недетерминированную механическую систему, которая выполняет колебания с различными амплитудами в последовательных сериях колебаний. В зависимости от того, какого типа сточные воды должны быть обработаны и в зависимости, в частности, от плотности сточных вод и уровня их загрязненности твердыми части-2 021030 цами могут быть предпочтительными одно или другое расположение комплектов пружин относительно друг друга. Более конкретно предпочтительно, чтобы цилиндрические винтовые пружины были подразделены в целом на четыре комплекта, два комплекта из которых размещены параллельно между собой и на расстоянии друг от друга и каждый комплект размещен под углом 90 относительно еще одного комплекта так, что комплекты образуют прямоугольник в поперечном сечении. Кроме того, дополнительно является предпочтительным, чтобы величины динамической жесткости,длина и количество пружин и вибрационный блок были согласованы таким образом с массой мембранного пакета, что вибрационный блок способен сформировать колебательную систему, состоящую по меньшей мере из одной пружины и мембранного пакета, колеблющуюся с одной из своих резонансных частот. Будучи конфигурированным таким образом, мембранный пакет может быть приведен в колебания при резонансной частоте, что приведет к особенно малому количеству потребляемой энергии, необходимой для достижения особенно высокой амплитуды колебаний. В особенности предпочтительно, чтобы можно было отрегулировать имеющие динамическую жесткость, эффективное количество и/или эффективную длину пружин между рамой и мембранным пакетом, чтобы настроить резонансную частоту колебательной системы, образованной по меньшей мере одной пружиной и мембранным пакетом. В таком варианте изобретения можно настроить резонансную частоту, которая в особенности эффективна для мембранной фильтрации, и делать это в ходе продолжающейся операции таким образом, что могут быть соответственно приспособлены характеристики колебаний в зависимости от различных нагрузок, таких как различные объемы или плотности фильтруемой среды. Это наиболее просто может быть сделано подключением или отключением пружин. В еще одном варианте может быть изменена эффективная длина пружин частичным блокированием их. Следует понимать, что разнообразные варианты настройки желательной резонансной частоты колебательной системы могут быть достигнуты отдельными мерами вышеописанного типа или комбинацией таких мер. Дополнительно является предпочтительным, чтобы мембранный пакет был подвешен внутри рамы с помощью растяжек, предпочтительно стальных тросов, которые передают весовую нагрузку мембранного пакета на раму. Эта конструкция представляет способ распределения веса мембранного пакета, который является особенно благоприятным для желательного эффекта резонанса и который также позволяет простым путем отодвигать мембранный пакет от рамы в целях технического обслуживания и демонтажа. Растяжки могут проходить от верхнего края мембранного пакета до балок рамы над ним. С одной стороны, подвешивание на растяжках может обеспечить резонансное колебательное движение в желательной плоскости в результате надлежащего размещения точек подвешивания и подбора длин растяжек. С другой стороны, при практической работе эффект затухания такого подвешивания на растяжках является пренебрежимо малым, что обеспечивает прочную подвеску и в то же время малое количество потребляемой энергии для достижения колебаний. Мембранное фильтрационное устройство согласно изобретению может быть дополнительно усовершенствовано применением одного или более амортизаторов, которые размещены на нижней стороне рамы для упора мембранного фильтрационного устройства в поверхность фундамента. Амортизаторы следует понимать в этом контексте как детали, которые не имеют чисто упругих свойств, но скорее проявляют, как минимум, вязкоупругое поведение, то есть которые конкретно имеют жесткость, которая зависит от скорости деформации. В частности, эта конструкция обеспечивает возможность размещения соответствующего изобретению мембранного фильтрационного устройства на поверхности фундамента без вибраций от мембранного пакета, которые создавали бы помехи смонтированным по соседству устройствам. Кроме того, дополнительно является предпочтительным, чтобы вибрационное устройство включало электродвигатель, который приводит в движение вал, на котором размещен эксцентриковый груз, и чтобы электродвигатель предпочтительно был соединен с рамой соединением, имеющим динамическую жесткость, которая по меньшей мере на один и предпочтительно на несколько порядков величины является более жесткой, чем динамическая жесткость по меньшей мере одной пружины и/или суммы всех пружин в целом, между рамой и мембранным пакетом. При такой конфигурации вибрация стимулируется в устойчивом режиме, что также является экономически выгодным в плане конструкции и технологии производства. Электродвигатель и его эксцентриковый груз, по существу, неподвижно соединены с рамой. В этом отношении следует понимать, что жесткость неподвижного соединения между электродвигателем и рамой нужно рассматривать в отношении жесткости соединения между мембранным пакетом и рамой. В этом отношении предпочтительно, если динамическая жесткость является величиной одного порядка или более конкретно величиной на несколько порядков более жесткой в соединении между рамой и вибрационным устройством, чем в соединении между рамой и мембранным пакетом. Следует понимать в качестве базового принципа, что этот коэффициент жесткости и тем самым установленная взаимосвязь как определение неподвижного или жесткого соединения могут быть применены к любому типу связи вибрационного устройства с рамой. Согласно еще одному предпочтительному варианту исполнения по меньшей мере одна пружина и/или предпочтительно все пружины между рамой и мембранным пакетом являются поджатыми, чтобы оказывать давление. Усовершенствование изобретения в этом плане, даже если имеет место относитель-3 021030 ное перемещение между мембранным пакетом и рамой вследствие возбужденного колебания, предотвращает изменение действия пружин от сжимающей нагрузки к растягивающей нагрузке и от прохождения через нейтральную точку в форме их номинальной длины, которое вызывало бы вибрационное поведение, которое в целом является беспорядочным. В дополнение, поджатие пружин проявляет тенденцию к повышению резонансной частоты, поскольку в целом возрастают силы, действующие между рамой и мембранным пакетом. Дополнительно является предпочтительным, чтобы вибрационное устройство включало электродвигатель, который приводит в движение вал, на котором размещен эксцентриковый груз, эксцентриситет которого можно регулировать, чтобы настраивать амплитуду колебаний мембранного пакета. Регулирование эксцентриситета эксцентрикового груза, то есть настраивание различных радиальных расстояний от центра масс груза от оси вращения, является эффективным путем настройки амплитуды колебаний и тем самым величины сдвиговой нагрузки между очищаемой средой и поверхностями мембран в мембранном пакете. В частности, эксцентриситет также может быть скорректирован для целей настройки более высоких или более низких скоростей электродвигателя. В этом отношении следует понимать, что общая допустимая нагрузка устройства позволяет увеличивать эксцентриситет с одновременным повышением или сохранением скорости элетродвигателя только в определенных пределах. Чтобы не превысить предел усталостной нагрузки фильтрационного устройства, может быть использована кривая Велера для определения максимальной скорости для каждого эксцентриситета в зависимости от конструкции и габаритов компонентов. В пределах этой области регулировки эксцентриситет груза и там, где это касается скорости электродвигателя, может быть изменен для достижения заданной резонансной частоты и амплитуды колебаний. Варианты исполнения с электродвигателем, имеющим вал с эксцентриковым грузом, могут быть дополнительно усовершенствованы размещением вала, проходящего перпендикулярно плоскости мембранных фильтрующих элементов. В этой конфигурации вибрационные силы, создаваемые движением эксцентрикового груза вокруг оси вала, непосредственно ориентированы таким образом, что они действуют в плоскости, параллельной мембранным фильтрующим элементам, в результате чего колебание в желательном направлении может быть непосредственно создано в особенно эффективном режиме. Наконец, мембранное фильтрационное устройство согласно изобретению может быть дополнительно усовершенствовано тем, что весовая нагрузка мембранного пакета передается на одну или более точек на раме, которые находятся над центром масс мембранного фильтрующего элемента по направлению действия силы тяжести. С помощью этого варианта исполнения вес мембранного пакета передается на раму в конструктивно благоприятной ситуации, так что никакой эффект затухания не противодействует желательному колебательному движению мембранного пакета, тогда как в то же время обеспечивается возможность простого изготовления и сборки соответствующего изобретению мембранного фильтрационного устройства. Наконец, является еще более предпочтительным, чтобы вибрационное устройство было закреплено на одной стороне рамы и чтобы на противоположной стороне рамы был неподвижно закреплен противовес, масса которого предпочтительно равна массе вибрационного устройства. Закреплением вибрационного устройства на одной стороне рамы и неподвижным креплением противовеса с массой, предпочтительно равной массе вибрационного устройства, на противоположной стороне рамы эффективным путем оптимизируют вибрационное поведение рамы и тем самым генерирование резонансного колебания мембранного пакета, вместе с тем одновременно предотвращая любое повреждение, которое причинялось бы раме постоянной вибрацией. В этом отношении противовес может быть предпочтительно неподвижно соединен с рамой сваркой или болтами. Как вибрационное устройство, так и противовес предпочтительно могут быть выполнены регулируемыми по весу, чтобы обеспечивать возможность корректирования колебательного эффекта вибрационного устройства и воздействия массы противовеса на состояние нагруженности мембранного пакета, его размещения внутри рамы и вибрационные характеристики рамы. Еще один аспект изобретения относится к применению мембранного фильтрационного устройства описанного выше типа для мембранной фильтрации сточных вод с биологическими загрязнениями, обусловленными содержанием домашнего скота. Этот аспект изобретения основывается на понимании того,что мембранные фильтрационные устройства, главным образом применявшиеся до сих пор в лабораторном масштабе, если они надлежащим образом сконструированы и отрегулированы, также пригодны для целей очистки в промышленном масштабе в области сельского хозяйства и, в частности, для очистки сточных вод с биологическими загрязнениями. Согласно еще одному дополнительному аспекту изобретения предложен способ очистки сточных вод с биологическими загрязнениями от разведения сельскохозяйственного домашнего скота, причем указанный способ включает стадии, в которых подают сточные воды в одну или многочисленные впускные камеры, размещенные выше по потоку относительно многочисленных мембранных фильтрующих элементов; фильтруют сточные воды с помощью мембранных фильтрующих элементов; выводят профильтрованные сточные воды из выпускной камеры или камер, размещенных ниже по потоку относительно мембранных фильтрующих элементов,-4 021030 и отличается тем, что мембранные фильтрующие элементы приводятся в колебательное движение так, что направление колебаний является параллельным плоскости мембранных фильтрующих элементов. Способ согласно изобретению основывается на понимании того, что сточные воды с биологическими загрязнениями от разведения сельскохозяйственного домашнего скота могут быть профильтрованы очень эффективно с использованием многочисленных мембранных фильтрующих элементов, если мембранные фильтрующие элементы приводятся в колебательное движение особенно эффективным и рациональным образом так, что между мембранными фильтрующими элементами и очищаемыми сточными водами создаются высокие сдвиговые нагрузки. В этом отношении следует понимать, что колебания в принципе могут быть переданы на мембранные фильтрующие элементы любым конструктивным путем,в частности непосредственной стимуляцией источником вибрации, жестко соединенным с мембранными фильтрующими элементами. Однако в особенности предпочтительно, чтобы мембранные фильтрующие элементы были приведены в колебательное движение с помощью вибрационного устройства, предпочтительно вращающегося дисбаланса, который жестко соединен с рамой, заключающей в себе мембранные фильтрующие элементы, и чтобы вибрация передавалась от рамы на мембранные фильтрующие элементы пружинами, которые предпочтительно поджаты для создания давления. В этом усовершенствовании изобретения колебания стимулируются для соответствующего изобретению способа таким образом, что оно является особенно эффективным и экономичным для указанной цели и также позволяет фильтровать сильно загрязненные сточные воды, имеющие высокое содержание твердых частиц. Наконец, является в особенности предпочтительным, чтобы резонансная частота колебательной системы, сформированной пружинами и мембранными фильтрующими элементами, устанавливалась настройкой поджатия, динамической жесткости, эффективного количества и/или эффективной длины пружин между рамой и мембранным пакетом. В этом варианте осуществления изобретения согласованием конструктивных параметров, касающихся колебаний, достигают резонансной частоты вибрационной системы, включающей мембранный пакет и пружины, которая поддерживает мембранный пакет внутри рамы в направлении колебаний. Этим путем может быть получено очень сильное вибрационное действие с максимальным сокращением требуемого энергопотребления. Предпочтительный вариант исполнения мембранного фильтрационного устройства согласно изобретению теперь будет описан с привлечением чертежей, на которых: фиг. 1 показывает перспективный вид первого варианта исполнения мембранного фильтрационного устройства согласно изобретению при рассмотрении под углом сверху и сзади; фиг. 2 - перспективный вид второго варианта исполнения мембранного фильтрационного устройства согласно изобретению при рассмотрении с передней стороны; фиг. 3 - перспективный вид мембранного фильтрационного устройства согласно фиг. 1 при рассмотрении с задней стороны; фиг. 4 - схематический вид сверху, частично в горизонтальном разрезе, мембранного фильтрационного устройства согласно изобретению, показанного на фиг. 2. С обращением теперь к чертежам два варианта исполнения, различающиеся только способом, которым противовес и корпус электродвигателя закреплены на раме, теперь будут описаны совместно в отношении их общих признаков. Соответствующее изобретению мембранное фильтрационное устройство размещают на опорной плите 10, которую удерживают на расстоянии от пола с помощью нескольких двутавровых профилей и которая может быть неподвижно прикреплена к полу путем привинчивания двутавровых профилей болтами к указанному полу. Кубическую раму 20 закрепляют на верхней стороне опорной плиты 10 с помощью вибрационных элементов 31-34. На своей нижней стороне кубическая рама 20 имеет четыре профиля, которые предпочтительно имеют форму L-профилей 21-24, которые приварены друг к другу с образованием прямоугольника и, в частности, квадрата. Каждый из вибрационных элементов 31-34 в виде эластичных как резина элементов вставлен на нижней стороне квадрата, образованного L-профилями 21-24, в соответствующих углах между опорной плитой 10 и L-профильными элементами и прикреплен к ним своими обоими концами. Из каждого угла квадрата, образованного L-профилями 21-24, в вертикальном направлении проходят рамные профили 41-44 до самой верхней покровной пластины 50, которая, в свою очередь, приварена к четырем профилям 51-54 с образованием квадрата. Верхние концы рамных профилей 41-44 приварены к профилям 51-55 по углам указанного квадрата. Мембранный пакет 60 размещают внутри рамы, сформированной L-профилями и рамными профилями 41-44, которые соединены между собой в нижней и верхней части с образованием квадратов. Мембранный пакет 60 включает многочисленные мембранные опорные пластины одинаковой конструкции,которые уложены в стопу друг на друга и прижаты друг к другу зажимным усилием, действующим в вертикальном направлении. В результате мембранные опорные рамки образуют стенку мембранного пакета, которая охватывает мембранный пакет со всех сторон. Нижняя опорная плита и верхняя покровная плита закрывают мембранный пакет сверху и снизу. Внутри каждой мембранной опорной рамки разме-5 021030 щены два мембранных фильтрующих элемента, которые уложены параллельно и на расстоянии друг от друга и которые составляют впускную камеру между ними. Выпускная камера находится между соответствующим верхним мембранным фильтрующим элементом мембранной несущей рамки и соответствующим нижним мембранным фильтрующим элементом соседней мембранной несущей рамки. Все мембранные фильтрующие элементы в мембранном пакете размещены параллельно между собой и на расстоянии друг от друга и ориентированы таким образом, что направление протяженности рамных профилей 41-44 является перпендикулярным плоскости мембранных фильтрующих элементов. Тем самым мембранный пакет формирует многочисленные впускные камеры, которые находятся в непосредственном сообщении по текучей среде между собой и которые соединены с впускным отверстием, сформированным на мембранном пакете. Внутри мембранного пакета также имеются многочисленные выпускные камеры, которые, в свою очередь, находятся в непосредственном сообщении по текучей среде между собой и которые соединены с выпускным отверстием, сформированным на мембранном пакете. Впускные и выпускные камеры соединены между собой косвенно через мембранные фильтрующие элементы,так что текучая среда может протекать из впускной камеры в выпускную камеру, проходя через мембранный фильтрующий элемент. Конструкция мембранных фильтрующих элементов и образованного ими мембранного пакета может быть такой же, в частности, как конструкции, описанные в патентных документах US 4952317 или US 6322698; эти документы полностью включены посредством ссылки в настоящее изобретение. Мембранный пакет 60 размещен в мембранном корпусе, который имеет форму цилиндрической трубы, проходящей вдоль вертикальной оси симметрии, и который, следовательно, имеет круглое поперечное сечение в горизонтальной плоскости. На наружной периферии мембранного корпуса размещены проходящие вертикально боковые рейки 61-64, которые распределены разнесенными друг от друга под углом 90 вокруг периферии мембранного корпуса и которые проходят по всей длине трубы. Следует понимать в качестве базового принципа, что внутреннее поперечное сечение мембранного корпуса, в котором размещен мембранный пакет, должно быть таким же, как контур мембран, и поэтому, если контур мембран является прямоугольным, оно также может представлять собой прямоугольное поперечное сечение. Мембранный корпус закрыт со своей верхней стороны и нижней стороны прямоугольной пластиной и, в частности, квадратной пластиной, как здесь показано. Мембранный корпус проходит в вертикальном направлении так, что мембранный пакет 60 имеет меньшую длину, нежели рамные профили 41-44. Мембранный пакет 60 поворачивается вокруг своей вертикальной оси на 45 относительно положения боковых реек 61-64 в сторону рамы и расположен внутри рамы таким образом, что боковые рейки 61-64 мембранного пакета 60 останавливаются в состоянии покоя в точности посередине между двумя соответствующими рамными профилями 41-44. Как можно видеть из фиг. 2, рамные профили 41-44 и воображаемое поперечное сечение, образованное соединением боковых реек, тем самым образует в горизонтальном поперечном сечении квадрат с расположенным в нем ромбом. Каждая боковая рейка 61-64 имеет выступающую наружу полосу, которая расположена под углом 90 к наружным поверхностям мембранного пакета, то есть которая проходит в радиальной плоскости. Боковые рейки 61-64 мембранного корпуса снабжены многочисленными просверленными отверстиями, в каждое из которых прочно вставлен и закреплен соответствующий направляющий болт, протяженный параллельно мембранным фильтрующим элементам в горизонтальном направлении. В показанном варианте исполнения каждый рамный профиль 41-44 имеет форму L-профиля и точно так же имеет многочисленные сквозные отверстия в каждой полке L-профиля. Количество просверленных отверстий в каждой полке L-профиля равно половине количества просверленных отверстий, сформированных в рейках мембранного пакета, и расстояние между просверленными отверстиями в Lпрофиле является вдвое большим, чем расстояние между просверленными отверстиями в рейках мембранного пакета. Отверстия, просверленные в рамных профилях 41-44, скомпонованы таким образом,что каждое отверстие, просверленное в рамных профилях 41-44, расположено в точности напротив одного отверстия, просверленного в рейке мембранного пакета, и никогда напротив того же сквозного просверленного отверстия. В каждое сквозное отверстие в рамных профилях 41-44 вставлен и закреплен направляющий болт,который ориентирован соосно с соответствующим направляющим болтом в противолежащем сквозном отверстии в рейке мембранного пакета. Направляющие болты используются для размещения и направления цилиндрических винтовых пружин 91-98. Между двумя соосными направляющими болтами, взаимно обращенными друг к другу,вставлены в поджатом состоянии спиральные нажимные пружины между рейкой мембранного пакета и рамным профилем. Многочисленные спиральные нажимные пружины проходят между каждой рейкой мембранного пакета и каждым рамным профилем таким образом, что рейки мембранного пакета в обоих горизонтальных направлениях удерживаются рамными профилями, между которыми они соответственно размещены. В результате такой конструкции мембранный пакет 60 зафиксирован внутри рамы в целом восемью комплектами спиральных нажимных пружин. Из этих восьми комплектов четыре комплекта ориентиро-6 021030 ваны параллельно друг другу и другие четыре комплекта расположены перпендикулярно указанным первым четырем комплектам и точно так же ориентированы параллельно друг другу. Каждый комплект спиральных нажимных пружин размещен в одной плоскости воображаемой боковой стенки, которая была бы сформирована между двумя смежными рамными профилями 41-44. Мембранный пакет 60 подвешен с помощью четырех стальных тросов 71-74, которые закреплены на четырех верхних углах мембранного пакета из верхних профилей 51-54 рамы. Четыре стальных троса 71-74 несут всю весовую нагрузку мембранного пакета, так что цилиндрические винтовые пружины,поджатые для оказания давления, не несут никакой вертикальной нагрузки. К рамным профилям 43, 44 приварены верхняя и нижняя поперечины 85, 86. Два продольных профиля 87, 88, протяженные в вертикальном направлении, вставлены между двумя вставленными поперечинами 85, 86 и неподвижно приварены к поперечинам 85, 86. Электродвигатель 99 размещен внутри корпуса 90. Корпус 90 и электродвигатель 99 соединены с двумя продольными профилями 87, 88 таким образом, что корпус непосредственно и неподвижно закреплен четырьмя крепежными деталями в четырех соответствующих отверстиях, просверленных в продольных профилях. Электродвигатель тем самым непосредственно и прочно соединен с рамой, образованной рамными профилями 41-44, и ориентирован таким образом, что его выходной вал вращается вокруг вертикальной оси 101. Ось 101 проходит перпендикулярно мембранным фильтрующим элементам. Груз 102, который образует дисбаланс, когда электродвигатель вращается, закреплен на выходном валу с эксцентриситетом. Электродвигатель 99 и эксцентриковый груз на его выходном валу полностью заключены в корпус, в котором выходной вал также может быть надлежащим образом смонтирован, чтобы поглощать нагрузки, обусловленные вращением дисбаланса. В продольных профилях 87, 88 размещены многочисленные просверленные отверстия, будучи разнесенными друг от друга по вертикали так, что расположение корпуса 90 и размещенного в нем электродвигателя может быть скорректировано по вертикали вдоль продольных профилей с несколькими дискретными интервалами. Таким образом, положение, в котором создается вибрационный эффект, может быть отрегулировано по вертикали с дискретными интервалами, причем корпус может быть зафиксирован в многочисленных отстоящих друг от друга в вертикальном направлении положениях вдоль продольных профилей 87,88. Внутри корпуса 90 электродвигатель размещен под эксцентриковым грузом. Это позволяет расположить эксцентриковый груз таким образом, чтобы он вращался в плоскости, в которой также лежит центр масс мембранного пакета и мембранного корпуса. Этим обеспечивается весьма эффективная вибрация мембранного пакета, то есть колебания, которые могут быть возбуждены с малыми энергозатратами и которые создают эффективное сдвиговое перемещение на всех поверхностях мембран внутри мембранного пакета. На стороне, противоположной рамным профилям 43, 44, верхняя и нижняя поперечины 81, 82 жестко соединены с рамными профилями 41, 42 таким же способом сварки. В первом варианте исполнения согласно фиг. 1 пластинчатый противовес 100 закреплен непосредственно и неподвижно на указанных поперечинах 81, 82. Во втором варианте исполнения согласно фиг. 2-4 два продольных профиля 83, 84, проходящие в вертикальном направлении, вставлены между двумя поперечинами 81, 82 и неподвижно приварены к ним. В этом варианте исполнения противовес 100 может быть смонтирован подобно электродвигателю на другой стороне, на различных регулируемых высотах с помощью многочисленных отверстий, просверленных в продольных опорах 83, 84, и поэтому может быть отрегулирован на положение эксцентрикового груза. Масса противовеса 100 равна суммарной массе электродвигателя, эксцентрикового груза и горизонтальных L-профилей. Этот противовес используют, чтобы сбалансировать вибрационные характеристики рамы, обусловленные вращающейся эксцентриковой массой, таким образом, что мембранный пакет может быть приведен в колебательное движение с резонансной частотой внутри колеблющейся подвески. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Мембранное фильтрационное устройство, содержащее множество плоских мембранных фильтрующих элементов, которые объединены с образованием мембранного пакета и размещены внутри мембранного пакета параллельно между собой и на расстоянии друг от друга, причем каждый плоский мембранный фильтрующий элемент ориентирован в горизонтальной плоскости; стенку, которая охватывает мембранный пакет со всех сторон и внутри которой по меньшей мере одна впускная камера соединена по меньшей мере с одним впускным отверстием для подачи фильтруемой текучей среды выше по потоку относительно мембранных фильтрующих элементов и по меньшей мере одна выпускная камера соединена по меньшей мере с одним выпускным отверстием для выведения части профильтрованной текучей среды, полученной в результате фильтрации, ниже по потоку относительно мембранных фильтрующих элементов; вибрационный блок, который соединен с мембранным пакетом и стенкой для приведения их в колебательное движение с резонансной частотой мембранного пакета по направлению, параллельному плоским мембранным фильтрующим элементам, и раму, которая окружает мембранный пакет, причем вибрационный блок соединен с рамой, а рама соединена со стенкой мембранного пакета с помощью множества пружин, направление приложения усилия которых проходит параллельно плоскости мембранных фильтрующих элементов, причем пружины указанного множества пружин расположены параллельно плоскости мембранных фильтрующих элементов, соединены одним своим концом со стенкой мембранного пакета и своим другим концом с рамой и подразделены по меньшей мере на один первый комплект и один второй комплект пружин так, что все пружины внутри каждого комплекта пружин проходят параллельно друг другу и что направление пружин в одном комплекте проходит под углом и предпочтительно перпендикулярно к направлению пружин во втором комплекте. 2. Устройство по п.1, в котором динамическая жесткость пружин, длина пружин и вибрационный блок согласованы таким образом с массой мембранного пакета, что вибрационный блок выполнен с возможностью возбуждать колебания в мембранном пакете с резонансной частотой мембранного пакета. 3. Устройство по п.2, в котором указанная по меньшей мере одна пружина имеет смещение, динамическую жесткость и эффективную длину, где любое одно или более из смещения, динамической жесткости и эффективной длины указанной по меньшей мере одной из пружин между рамой и мембранным пакетом отрегулировано так, чтобы настроить резонансную частоту, сформированную указанной по меньшей мере одной пружиной и мембранным пакетом. 4. Устройство п.3, в котором мембранный пакет подвешен внутри рамы с помощью растягивающих элементов, предпочтительно стальных тросов, для передачи весовой нагрузки мембранного пакета на раму. 5. Устройство по п.4, дополнительно содержащее один или множество амортизаторов, которые расположены на нижней стороне рамы для размещения мембранного фильтрационного устройства на нижней поверхности. 6. Устройство по п.5, в котором вибрационный блок включает в себя электродвигатель, вал электродвигателя и эксцентриковый груз, размещенный на валу электродвигателя, при этом электродвигатель соединен с рамой соединением, имеющим динамическую жесткость, которая по меньшей мере на один порядок и предпочтительно на несколько порядков величины является более жесткой, чем динамическая жесткость указанной по меньшей мере одной пружины между рамой и мембранным пакетом. 7. Устройство по п.6, в котором указанная по меньшей мере одна пружина или предпочтительно все пружины между рамой и мембранным пакетом поджата/поджаты для оказания давления. 8. Устройство по п.7, в котором эксцентриситет вибрационного блока отрегулирован так, чтобы настроить амплитуду колебаний мембранного пакета. 9. Устройство по п.8, в котором вал электродвигателя проходит перпендикулярно плоскости мембранных фильтрующих элементов. 10. Устройство по п.9, в котором эксцентриковый груз выполнен с возможностью вращаться вокруг оси, проходящей перпендикулярно мембранным фильтрующим элементам, и размещен с эксцентриситетом относительно указанной оси и в котором мембранный пакет имеет центр масс, который лежит в плоскости вращения груза, причем указанная плоскость отрегулирована относительно мембранного пакета с помощью бесступенчато регулируемого или дискретно корректируемого соединения между эксцентриковым грузом и рамой. 11. Устройство п.10, в котором весовая нагрузка мембранного пакета распределена на одну или более точек на раме, которые расположены над центром масс мембранного фильтрующего элемента по направлению действия силы тяжести. 12. Устройство п.11, в котором вибрационный блок закреплен на одной стороне рамы, а на противоположной стороне рамы жестко закреплен противовес, причем масса противовеса предпочтительно равна массе вибрационного блока. 13. Способ очистки сточных вод с биологическими загрязнениями от разведения сельскохозяйственного домашнего скота при помощи устройства по пп.1-12, включающий стадии, на которых подают сточные воды в одну или множество впускных камер, размещенных выше по потоку относительно множества мембранных фильтрующих элементов; фильтруют сточные воды с помощью мембранных фильтрующих элементов; выводят профильтрованные сточные воды из выпускной камеры или камер, размещенных ниже по потоку относительно мембранных фильтрующих элементов, причем мембранные фильтрующие элементы приводят в колебательное движение так, что направление колебаний является параллельным плоскости мембранных фильтрующих элементов,при этом мембранные фильтрующие элементы укладывают в мембранный пакет, соединенный с рамой с помощью по меньшей мере одной пружины, основное направление приложения пружинного усилия которых проходит параллельно плоскости мембранных фильтрующих элементов, и мембранный пакет приводят в колебательное движение с резонансной частотой. 14. Способ по п.13, в котором мембранные фильтрующие элементы приводят в колебательное дви-8 021030 жение с помощью вибрационного блока, который предпочтительно представляет собой вращающийся дисбаланс и который соединен с рамой, заключающей в себе мембранные фильтрующие элементы, и вибрацию передают от рамы на мембранные фильтрующие элементы пружинами, которые предпочтительно поджаты для оказания давления. 15. Способ по п.14, в котором резонансную частоту колебательной системы настраивают регулированием смещения, динамической жесткости, эффективного количества или эффективной длины пружин между рамой и мембранным пакетом.