DE69513201T2

DE69513201T2 - Verfahren zum betreiben und steuern einer gruppe von filtrationsmembranemodulen und eine gruppe von modulen zur ausfürung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE69513201T2
Application number: DE69513201T
Authority: DE
Inventors: Jean-Michel Espenan; Franc Saux
Original assignee: Aquasource SAS
Current assignee: Aquasource SAS
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2015-04-15
Also published as: DE820344T1; EP0820344B1; WO1996032183A1; AU2348695A; US6001254A; JPH11509769A; DE69513201D1; EP0820344A1; JP3701682B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Betreiben und Überwachen einer Gruppe von Filtermembranmodulen sowie die Gruppe von Modulen zur Durchführung des Verfahrens, besonders zur Verwendung bei der Filtration von Wasser.
Die Gewinnung von Trinkwässer aus mehr oder weniger verunreinigtem Oberflächenwasser (Seen, Flüsse) erfolgt schon sehr lange in ortsfesten Anlagen unter Anwendung entsprechender Techniken. Die vor kurzem erschienenen Filtermembranen, in Bündeln zu Filtermodulen angeordnet, ermöglichten die Herstellung mobiler Anlagen, die bei Ausfall der ortsfesten Anlage oder in dringenden Fällen, zum Beispiel bei humanitären Aufgaben, eingesetzt werden können.
Die bekannten mobilen Anlagen arbeiten mit Pumpen, zumindest mit einer Zufuhrpumpe und einer Pumpe für die Rückspülung der Membranen, also Pumpen, die Großverbraucher von elektrischer Energie sind. In bestimmten Fällen müssen die Anlagen in nicht an die Elektrizitätsversorgung angeschlossenen Gebieten arbeiten, weshalb man für Elektrizität erzeugende Aggregate und den für ihren Betrieb notwendigen Kraftstoff sorgen muß.
Außerdem ist die Überwachung des Betriebs der Filtermodule nur schwierig durchzuführen, und beim Auftreten von Anomalien ist es sehr schwer wenn nicht unmöglich zu wissen, was die genaue Ursache dafür ist: übermäßige Verschmutzung oder Bruch der Membranen eines Moduls als Folge eines Fehlers bei der Rückspülung eines Moduls, usw...
Solche Anlagen arbeiten meistens bei Bedarf, das heißt, daß sie periodisch stillstehen. Wenn sie für pünktliche Einsätze vorgesehen sind, müssen sie darüber hinaus längere Stillstandszeiten aushalten können. In beiden Fällen ist daher notwendigerweise eine Chlorbehandlung der Umlaufsysteme vorzusehen, um das Wachstum von Bakterien zu vermeiden, welche die Membranen angreifen könnten oder bei der Wiederinbetriebnahme eine Gefahr darstellen. Die Chlorung erfolgt durch periodisches Einspritzen von gechlortem Wasser in die Kreisläufe mit Hilfe von Pumpen.
In einer Notsituation kann das zu behandelnde Wasser ungewöhnlich verschmutzt sein; dann ist es häufig notwendig, zusätzlich zu den periodischen Rückspülungen mit geeigneten Produkten Auslaugungen durchzuführen. Die Anlage muß daher mit einem Auslaugkreislauf ausgerüstet sein, für den eine Pumpe erforderlich ist.
Es besteht daher Bedarf an einer Konstruktion zur Wasserbehandlung, die
- kompakt, das heißt bezogen auf ihre Leistungsfähigkeit von begrenzter Größe ist, um ihren Transport zu erleichtern;
- einen niedrigen Verbrauch an elektrischer Energie hat und folglich eine geringe Anzahl von Pumpen aufweist;
- vorteilhafterweise einen Kreislauf für die Chlorung und einen Auslaugkreislauf enthält;
- eine Diagnose des Zustands der Filtermembranen und eventueller Betriebsanomalien zuläßt und geeignete Maßnahmen zur Durchführung von Instandsetzungsarbeiten.
Das Problem, eine Gruppe von mindestens vier parallel angeordneten Membranmodulen zur Filtration von Wasser zu betreiben und zu überwachen, wird durch die Erfindung gelöst durch Anwendung eines Verfahrens, bei dem
- man das zu behandelnde Rohwasser unter geregeltem Druck in die Modulgruppe einbringt und den Ausgangsdruck des Permeats (filtriertes Wasser) auf einen Wert regelt, der niedriger ist als der Eingangsdruck, jedoch ausreicht, um die Rückspülung der Filtermembranmodule zu gewährleisten;
- man die Modulgruppe mit einem Wasserzähler in der Eingangsleitung des Rohwassers und mit drei Druckfühlern ausrüstet, einem ersten am Eingang des Rohwassers, einem zweiten am Ausgang des Permeats und einem dritten im Rückspülkreislauf, wobei der Wasserzähler und die Fühler Signale an ein Steuerorgan abgeben;
- man die Rückspülung der Module sukzessiv eins nach dem andern mit dem Permeat der anderen Module durchführt, indem man zum Beispiel jedes Modul zum Zeitpunkt seiner Rückspülung vereinzelt, wodurch es möglich ist, mit Hilfe des Wasserzählers und der Druckfühler die jeweilige Durchlässigkeit beim Rückspülen des so vereinzelten Mo duls und die Durchlässigkeit der in Betrieb befindlichen übrigen Module zu bestimmen;
- man die so bestimmten Durchlässigkeitswerte mit theoretischen Werten, mit Schwellenwerten und/oder den Werten vorhergehender Zyklen vergleicht, um entsprechend der erhaltenen Diagnose die Periodizität der Rückspülungen zu ändern, ein Auslaugen der Modulgruppe vorzunehmen und eine Betriebsanomalie festzustellen, um sie dann zu korrigieren.
Wenn bei Produktionsstillstand ein Chloren und Auslaugen der Modulgruppe vorgesehen ist, gewährleistet eine gemeinsame und im Permeatkreislauf installierte Pumpe geringer Leistung und damit niedrigem Energieverbrauch die Zirkulation des Auslaugungsmittels bzw. des gechlorten Wassers in jedem der Kreisläufe.
Die Filtration in den Modulen kann frontal oder tangential erfolgen. Bei frontaler Filtration benötigt die Anlage keine Rückführpumpen. Dagegen kann man bei tangentialer Filtration mit Rückführpumpen arbeiten, wobei man zum Beispiel eine Pumpe pro Modul einsetzt. Anstelle der herkömmlichen Weise, bei der eine einzige Pumpe für die Rezirkulation des Wassers in allen Modulen und der Filterleitung zum Einsatz kommt, reduziert man bei dieser Vorgehensweise die erforderliche Leistung der Pumpen und hat darüber hinaus die Wahl periodisch und bei einem oder mehreren Modulen zu rezyklisieren.
Die Zugabe von Wasser unter geregeltem Druck und die Regelung des Ausgangsdrucks ermöglichen für die Rückspülung eines Moduls die Verwendung von durch die anderen Module filtriertem Wasser, wobei aufgrund dieser Tatsache das Vorratsgefäß für das Permeat und die Pumpe für die Rückspülung, die üblicherweise dazugehören, weggelassen werden. Auf diese Weise gewinnt man Platz und Energie.
Außerdem besteht eine interessante Konsequenz des nacheinander erfolgenden Spülens von jedem Modul mit von allen anderen Modulen filtriertem Wasser darin, daß das Modul zum Zeitpunkt seiner Rückspülung vereinzelt wird, während im Verlauf des gesamten übrigen Prozesses, bei dem es sich um die Produktion oder die Rückspülung eines anderen Moduls dreht, die Gruppe von Modulen sich wie ein Ganzes verhält. Wenn es einzeln behandelt wird, kann mit Hilfe der drei Druckfühler und des Wasserzählers seine eigene Durchlässigkeit Lpi bei der Rückspülung sowie die mittlere Durchlässigkeit der übrigen Module Lpn-i bestimmt werden.
Wenn man diese Messung Modul für Modul durchführt, erhält man
(Lp)i bei der Rückspülung für alle Module nacheinander und
(Lp)n-i bei der Produktion für alle Module minus dem, bei dem gerade die Rückspülung durchgeführt wird.
Auf diese Weise kann man jede Funktionsstörung Modul für Modul berechnen durch Vergleich der Durchlässigkeit jedes einzelnen mit einem theoretischen Wert, einem Schwellenwert oder einem Wert des vorherigen Zyklus oder dem Durchschnittswert mehrerer vorheriger Zyklen. Beim Vergleich mit theoretischen oder Schwellenwerten muß man die Temperatur des gefilterten Wassers berücksichtigen, da die Durchlässigkeit von der Viskosität abhängt, und man deshalb für ein Thermometer im Per meat-Kreislauf sorgen muß. Der Vergleich erfolgt, außer bei einer groben Abweichung, nicht spontan und wird vorgenommen, wenn alle Module einer Rückspülung unterzogen wurden.
So kann man zum Beispiel feststellen:
- eine zu intensive Verschmutzung, was ein Auslaugen aller Module zur Folge hat, wobei der Unterschied zwischen der Durchlässigkeit bei der Filtration und der Durchlässigkeit bei der Rückspülung darüber hinaus die Möglichkeit bietet, eine Wahl zwischen den verfügbaren Auslaugungsmitteln zu treffen;
- einen Bruch der Filtermembranen eines Moduls, was zu einem Außerbetriebsetzen und Auswechseln dieses Moduls führt;
- eine Funktionsstörung eines Ventils.
Für das Auslaugen ist ein Kreislauf vorgesehen, in den ein Behälter für das Laugenbad einbezogen ist, in den der Arbeiter die geeignete Waschlauge gibt, die in Abhängigkeit von der Art der behandelten Verschmutzung und vom Zustand der Membranen entsprechend den in dieser Beziehung bekannten Techniken ausgewählt wird. Das Auslaugen erfolgt mit Hilfe des Rohwasser-Kreislaufs. Die mit Rohwasser verdünnte Waschlauge wird dann durch die Membranen filtriert, welche die festen Verunreinigungen, die in ihr vorliegen können, zurückhalten, und die damit nicht in den Kreislauf des gefilterten Wassers gelangen. Die Zirkulation erfolgt durch das Öffnen von Ventilen, wobei ein Vakuumeffekt (vom Typ Wasserstrahl pumpe) entsteht, der es ermöglicht, die Stärke der Inbetriebsetzung bedeutend herabzumindern und die Waschlauge durch die Membranen mit Hilfe einer Pumpe, einer sog. Umwälzpumpe mit geringem Energieverbrauch zu saugen. Diese Pumpe wird im Permeat-Kreislauf installiert. Nach dem Auslaugen wird eine Entleerung vorgenommen und ein oder mehrere Spülungen. Der Wasserzähler dient dann dazu die für die Spülungen erforderliche Wassermenge je nach verwendeter Waschlauge zu parametrieren, das heißt, daß der Bedienungsmann keine Spülung anhalten kann, bevor nicht die vorher für diese Spülung festgesetzte Menge Rohwasser zum Einsatz kam.
Bei Produktionsstillständen (außer bei der Rückspülung) muß die Anlage gechlort werden, um das Wachstum von Bakterien zu vermeiden, die imstande sind den Membranen Schaden zuzufügen und bei Wiederinbetriebnahme der Anlage eine Verunreinigung des behandelten Wassers hervorzurufen. Das Wasser des Permeat- Kreislaufs wird dann in Zirkulation versetzt, indem man es unter Verwendung der vorstehend erwähnten Umwälzpumpe in eine Dosierapparatur für Chlor einleitet. Das Chlor durchströmt die Membranen, wobei dann die gesamte Anlage behandelt wird. Die Chlorung erfolgt zum Zeitpunkt des Produktionsstillstandes und dann periodisch, zum Beispiel alle drei Stunden während der Außerbetriebsetzung. Die Umwälzpumpe wird dann eingesetzt, um das Wasser während einer bestimmten Zeit (einige Minuten) zirkulieren zu lassen.
Die verschiedenen Kreisläufe werden festgelegt durch Öffnen und Schließen von Ventilen, deren Einzelheiten nachstehend angegeben werden unter Bezugnahme auf eine Standardanlage, die es erlaubt, das vorstehend beschriebene Verfahren durchzuführen.
Diese Anlage weist die im Anspruch 6 definierten Eigenschaften auf, mit jeweils der bevorzugten Eigenschaft, die in den zugehörigen Ansprüchen definiert wird. Insbesondere eine Gruppe von mindestens vier parallel angeordneten Modulen, die mit Rohwasser durch eine gemeinsame Leitung gespeist werden, in die ein Wasserzähler, ein Druckregler für Drucke unterhalb des Eingangsdruckes und ein Druckfühler eingebaut sind. Am Ausgang der Module wird das Permeat oder behandelte Wasser in einer Sammelleitung zusammengefaßt, die mit einem Druckfühler und einem Druckregler für Drucke oberhalb des Ausgangsdruckes ausgerüstet ist. Die Leitung ist am Ausgang mit einem Chlor- Dosiergerät ausgestattet, mit dem die eventuelle Chlorung des behandelten Wassers sichergestellt wird, das entweder direkt oder mit Hilfe eines Reservoirs oder Hochbehälters ins Verteilernetz eingespeist wird.
Der Rückspülkreislauf besteht aus einer Sammelleitung, die an die Sammelleitung angeschlossen ist, in der das Permeat aufgenommen wird, und die nacheinander jedes Modul mit Rückspülwasser versorgt, das aus dem von den anderen Modulen durch Öffnen des Ventils der Eingangsleitung für das Rückspülwasser gelieferten Permeat besteht, während die anderen Ventile der übrigen Leitungen geschlossen sind, und jedes Modul mit einer Ausgangsleitung für das Rückspülwasser ausgerüstet ist, die in ein gemeinsames Ableitungsrohr mündet; die Sammelleitung für das Einspeisen von Rückspülwasser ist mit einem Druckfühler ausgestattet. Das Rückspülwasser wird je nach Möglichkeit in die Kanalisation oder die Umwelt abgelassen. Der Rückspülkreislauf passiert das Chlor-Dosiergerät des Permeatkreislaufs, wenn das Rückspülwasser gechlort werden muß, wobei die Chlorung bei der Rückspülung deren Wirkung in bekannter Weise verbessern kann. Der Druckfühler bei der Einspeisung des Rückspülkreislaufs kooperiert mit dem Wasserzähler bei der Bestimmung der Durchlässigkeit Lpi beim Rückspülen des Moduls im Verlauf der Rückspülung, und der Druckfühler des Permeatkreislaufs kooperiert mit dem Druckfühler des Eingangskreislaufs und dem Wasserzähler bei der Bestimmung der Durchlässigkeit (Lp)n-i im Verlauf der Produktion.
Weitere Eigenschaften und Vorteile des Verfahrens und der Anlage werden sich bei der Lektüre der nachstehend gemachten detaillierten Beschreibung der Erfindung zeigen unter Hinweis auf die Zeichnung, welche die verschiedenen Funktionskreise einer Anlage gemäß der Erfindung wiedergibt.
Die Zuleitung 1 für das Rohwasser leitet das zu behandelnde Wasser unter Druck in das Eingangsventil V&sub1; der Anlage. Der Eingangsdruck wird entweder durch eine Pumpe erreicht oder bevorzugt auf natürliche Weise: Druckrohrleitung im Gebirge, Lage der Anlage unterhalb eines natürlichen Sees oder einer Talsperre, Wasserlauf mit großer Durchflußmenge. Über ein Vorfilter F&sub1; mit automatischer Reinigung gelangt das zu behandelnde Wasser in einen Wasserzähler C&sub1;, zum Beispiel mit Sendekopf, der mit einem Steuerorgan G verbunden ist (zur Vereinfachung des Schemas werden die Verbindungen zwischen Meßfühlern, angetriebenen und Steuerorganen nicht wiedergegeben), dann in einen unterstromigen Druckregler VR&sub1;, wo der Wasserdruck auf einen konstanten Eingangsdruck, zum Beispiel auf 3,2 bar geregelt wird. Das Wasser fließt anschließend in eine Sammelleitung 2, die alle Filtermodule M&sub1; bis Mn mit Hilfe eines Ventils EV&sub5; versorgt. Im vorliegenden Beispiel hat n den Wert 8. Damit ein Modul mit dem Permeat anderer Module rückgespült werden kann ist eine Mindestanzahl von Modu len erforderlich, in der Regel vier oder fünf, um die notwendige Menge Wasser zu liefern. Wenn man eine größere Zahl von Modulen verwendet, wird die zugegebene Wassermenge durch das weiter oben beschriebene, mit einer die Durchflußmenge limitierenden Vorrichtung versehene System reduziert.
Das Steuerorgan kann durch einen einfachen Schreiber ersetzt werden und ist ein Gerät, welches die Durchlässigkeitswerte berechnet und die notwendigen Vergleiche vornimmt. Im dargestellten Beispiel empfängt das Steuerorgan die Signale, verarbeitet sie und vergleicht sie mit Hilfe einer geeigneten Software.
Jedes Modul (M&sub1;....Mn) wird über eine Leitung 21....28 gespeist, die mit einem Ventil EV&sub1;&sub0;....EV&sub8;&sub0; ausgestattet ist. Die Permeat-Ausgangsleitungen 31....38, deren jede mit einem Rückschlagventil AR&sub1;&sub1;...AR&sub8;&sub1; ausgerüstet ist, leiten das Permeat in eine Sammelleitung 4, an die ein Thermometer T angeschlossen ist, und am Ausgang mit einem Ventil EV&sub3; und dann einem Chlor-Dosiergerät D&sub1;, um das behandelte Wasser zu chloren, das dann nach dem Bedarf des Verteilernetzes zu verteilen ist. Ein oberstromiger Druckregler VR&sub2; regelt den Ausgangsdruck auf einen Wert unter dem Eingangsdruck, zum Beispiel auf 2,5 bar.
Jede Leitung 21....28 verfügt über eine Abzweigung 21a... 28a, durch die es möglich ist, die Module frontal an beiden Enden mit zu behandelndem Wasser zu versorgen oder das Rückspülwasser abzuleiten. Dadurch kann man die Bildung einer Zone mit hoher Konzentration an Verunreinigungen vermeiden, die am Eingang eines Moduls zurückgehalten werden, und damit die Rückspülung erleichtern. In jede dieser Abzweigungen kann ei ne Rückführpumpe P&sub1;&sub0;...P&sub8;&sub0; eingebaut sein, mit der es möglich ist, die Module auf Wunsch tangential arbeiten zu lassen. Bevor man eine Rückspülung durchführt, wird eine Reinigung des Vorfilters F&sub1; mit Hilfe einer Absaugleitung 12 vorgenommen, die mit einem Ventil EV&sub1; ausgestattet ist.
Für die periodisch eingeleitete Rückspülung, zum Beispiel alle 45 Minuten, wird das Ventil EV&sub1;&sub0; (das entspricht dem gespülten Modul) geschlossen sowie das Ventil EV&sub3;. Das filtrierte Wasser der Module 2 bis 8 fließt deshalb durch eine Leitung 5, die mit einem Chlor-Dosiergerät D&sub2; und einem Dreiwege-Ventil V&sub6; in Position 02 ausgerüstet ist. Für die Rückspülung ist jedes Modul durch eine Leitung 51....58, die mit einem Ventil EV&sub1;&sub2;....EV&sub8;&sub2; ausgerüstet ist, mit der Leitung 5 verbunden. Zum Zeitpunkt der Rückspülung von Modul M&sub1; ist das angeschlossene Ventil EV&sub1;&sub2; offen und die Ventile EV&sub2;&sub2;.. .EV&sub8;&sub2; sind geschlossen. Das durch die Module M&sub2; bis Ms filtrierte Wasser rückspült das Modul M&sub1; und wird durch die mit einem Ventil EV&sub1;&sub1; (offen) ausgerüstete Leitung 61 in die gemeinsame Entsorgungsleitung 6 entleert. Die Module werden nacheinander durch Öffen und Schließen der entsprechenden Ventile gespült, die durch entsprechende Indizes gekennzeichnet sind, und das Rückspülwasser durch die Leitungen 62...68 in die Entsorgungsleitung 6 entleert.
Die Druckfühler P&sub1; in der Leitung 2, P&sub2; in der Leitung 4 und P&sub3; in der Leitung 5 ermöglichen in Kooperation mit dem Zähler C&sub1; die Durchführung der weiter oben beschriebenen Messungen der Durchlässigkeit.
Wenn diese Messungen, die im Verlauf der sukzessiven Rückspülung der Module vorgenommen wurden, anzeigen, daß es notwendig ist, eine Auslaugung durchzuführen, stellt man die Anlage ab und schließt die Ventile V&sub1; und V&sub4;, um sie von der Einspeisung von Rohwasser und vom Reservoir des behandelten Wassers zu trennen. Ein Waschlaugenbehälter BO wird durch eine Leitung 7, die mit einem Ventil V&sub9; ausgerüstet ist, mit dem letzten Filtermodul M&sub8; verbunden. Als Variante kann der Behälter an ein oder mehrere oder alle Module mit Hilfe der gemeinsamen Leitung 2 angeschlossen werden. Eine mit einem Ventil V&sub7; ausgestattete Leitung 71 entnimmt einen Teil des in der Leitung 5 zirkulierenden Wassers, um es in den Waschlaugenbehälter BO zu führen. Das in Auslaugstellung stehende Ventil V&sub6;(mit 01 numerierter Pfeil in der Abbildung), die Öffnung der Ventile V&sub7; und V&sub9; und das Ingangsetzen der Umwälzpumpe C bewirken die progressive Absaugung der Waschlauge in den Kreislauf und damit das Auslaugen der Module. Anschließend wird die Anlage entleert und einmal oder mehrfach gespült, bevor sie wieder in Betrieb genommen wird. Die Leitung 6 ist mit einem Dreiwege-Ventil V&sub5; ausgestattet, das entweder in die Umwelt entleert (Stellung 02) oder in einen Behälter für die Regenerierung der Waschlauge (Stellung 01), falls diese sich mit der Umwelt nicht verträgt.
Wenn sich die Anlage in Bereitschaftsstellung befindet, das heißt, wenn der Behälter für das behandelte Wasser außerhalb der Anlage voll ist und kein Wasserbedarf besteht, wird die Anlage periodisch gechlort, um das Wachstum von Bakterien im Permeatkreislauf zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird die Umwälzpumpe C eingeschaltet mit Öffnen und Schließen der entsprechenden Ventile je nach Fall, und das Wasser zirkuliert in den Leitungen 4 und 5, durchströmt dabei die Module und passiert das Chlor-Dosiergerät D&sub2;, zum Beispiel während 1 bis 4 Minuten und mit einer Wiederholungsrate von beispielsweise etwa 3 Stunden.
Außer den erwähnten Ventilen enthält das System noch ein Ventil EV&sub6;, das für die vor dem Spülen im Anschluß an eine Auslaugung durchgeführte Entleerung der für die Probenentnahme von Rohwasser bzw. behandeltem Wasser verwendeten Ventile V&sub1;&sub0; und V&sub1;&sub2; benutzt wird, und ein Dekompressionsventil V&sub1;&sub3; des Chlor-Dosiergeräts D&sub2;.
Die Ausgangsleitung 4 des Permeats ist mit einem Ventil EV&sub2; und einer Umgehungsleitung 41 mit einem Gerät 42 zur Begrenzung der Durchflußmenge ausgerüstet, das es der Anlage ermöglicht mit begrenzter Durchflußmenge zu arbeiten. Die Anlage wird versuchen bei großer Durchflußmenge von Zeit zu Zeit neu zu beginnen, um festzustellen, ob der Scheitelpunkt der Verschmutzung überschritten ist. Wenn sie den nicht erreicht, wird ein Alarm ausgelöst, um einen Arbeiter zu warnen, der dann eine Auslaugung vornehmen oder die Anlage abstellen wird, falls sich die Rohwasserquelle als zu verschmutzt erweist.
Für den Fall, daß eine vorübergehend starke Verunreinigung auftritt, verschmutzen die Membranen schnell, und ihre Durchlässigkeit nimmt ganz schnell ab. Um sie nicht zu überlasten, was dazu führen könnte, daß ein vollständiger Stillstand in der Herstellung von filtriertem Wasser eintritt, wird die Anlage mit geringer Durchflußmenge arbeiten. Wenn Anzeichen einer geringen Durchflußmenge durch den Zähler C&sub1; festgestellt werden, schließt das Ventil EV&sub2;, und das filtrierte Wasser läuft dann durch das die Durchflußmenge begrenzende Gerät 42.
Die nachstehende Tabelle faßt die Zustände der verschiedenen Bedienteile während der Betriebsphasen der Anlage zusammen.
Tabelle auf Seite 12 des französischen Textes:
Circulateur = Umwälzpumpe
Vannes = Ventile
Vannes des modules = Ventile der Module
Clapets anti-retour = Rückschlagklappen
Production limitée = eingeschränkte Produktion
RL M&sub1;(RL = rétrolavage) = Rückspülung von M&sub1;
Attente production = Bereitschaftsstellung
Arrêt = Stillstand
Chloration = Chlorung, Chloren
Lessivage ou conditionnement = Auslaugen oder Aufbereitung
Vidange = Entleerung
Rinçage = Spülen
Hinweis V&sub5; und V&sub6; sind Dreiwegventile
A = Stillstand
M = in Betrieb
O = offen
F = geschlossen
Die Rückschlagklappen können durch Ventile ersetzt werden, sind jedoch wirtschaftlicher als diese.
Man wird feststellen, daß es sich bei den Ventilen EV&sub1; bis EV&sub6; sowie den Ventilen EV&sub1;&sub0; bis EV&sub8;&sub0; durch die der Zulauf von Rohwasser in die Module M&sub1; bis M&sub8; ermöglicht wird, den Ventilen EV&sub1;&sub1; bis EV&sub8;&sub1;, die den Auslauf von Rohwasser der Module M&sub1; bis M&sub8; ermöglichen, und den Ventilen EV&sub1;&sub2; bis EV&sub8;&sub2;, die den Zulauf von Rückspülwasser in die Module M&sub1; bis M&sub8; möglich machen, um automatische Elektroventile handelt. Nach einer anderen Variante können alle vorstehend genannten Ventile hydraulisch oder pneumatisch gesteuert werden. Die Ventile V&sub1; bis V&sub1;&sub3; können manuell bediente Ventile sein, die dann jedoch die Anwesenheit eines Arbeiters zur Durchführung bestimmter Betriebsphasen notwendig machen. Anhand der vorstehenden Tabelle sieht man, daß die Stellung dieser Ventile nur zum Zeitpunkt einer Auslaugung und anschließender Entleerungs- und Spülvorgänge geändert werden darf.
Die Ventile V&sub1; bis V&sub9; können auch durch das Steuerorgan G gesteuert werden, wenn dieses nicht nur die Durchlässigkeit von jedem Modul unmittelbar bei der Rückspülung und die mittlere Durchlässigkeit beim Betrieb der anderen Module erfaßt, sondern auch noch seine Durchlässigkeit während des Betriebs berechnet und den Vergleich mit einem theoretischen Wert, einem Schwellenwert und/oder dem Wert während des vorherigen Zyklus oder dem Mittelwert während mehrerer vorheriger Zyklen mit Hilfe einer geeigneten Software vornimmt. Die Ventile V&sub1; bis V&sub9; können elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch gesteuert werden.
Es können auch verschiedene Arten der Steuerung miteinander kombiniert werden.
Die Ventile V&sub1;&sub0; und V&sub1;&sub2;, bei denen es sich um Ventile für die Probennahme von Rohwasser bzw. behandeltem Wasser handelt, werden manuell gesteuert. V&sub1;&sub3; ist ein Entspannungsventil des Chlor-Systems.
Falls die Anlage eine Klimatisierung erforderlich macht, (Behandlung durch ein Klimagerät je nach den Anforderungen der Behandlung), wird hierfür der Auslaugkreislauf eingesetzt.
Je nach Chlor-Bedarf der Anlage und den Anforderungen lokaler Richtlinien bezüglich restlicher Chlormengen im behandelten Wasser, können unterschiedliche Typen von Chlor-Dosiergeräten zum Einsatz kommen, vorteilhafterweise sollte man aber die statischen Dosiergeräte einsetzen.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben und Überprüfen einer Gruppe von wenigstens vier Filtermembranmodulen für Wasser, die parallel mit periodischer Rückwärtsspülung der Module angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

man in der Gruppe von Modulen zu behandelndes Rohwasser unter einem geregelten Druck einbringt und den Ausgangsdruck des Permeats (filtriertes Wasser) auf einen Wert regelt, der niedriger ist als der Eingangsdruck, jedoch ausreichend ist, um die Betriebsvorgänge der Rückwärtsspülung zu erlauben,

man die Gruppe der Module mit einem Wasserzähler in der Eingangsleitung des Rohwassers und mit drei Druckfühlern, einem ersten am Eingang des Rohwassers, einem zweiten am Ausgang des Permeats und einem dritten im Rückwärtsspülungskreis versieht, wobei der Zähler und die Fühler Signale an ein Steuerungsorgan abgeben,

man die Rückwärtsspülungen der Module nacheinander eins nach dem anderen mit dem Permeat der anderen Module bewirkt, indem man so jedes Modul zum Zeitpunkt seiner Rückwärtsspülung vereinzelt, was es ermöglicht, mit Hilfe des Wasserzählers und der Druckfühler die Durchlässigkeit bei der Rückwärtsspülung des so vereinzelten Moduls und die Durchlässigkeit beim Betrieb des Rests der Module zu bestimmen,

man die so bestimmten Werte der Durchlässigkeiten mit theoretischen Werten, mit Schwellenwerten und/oder mit Werten vorhergehender Zyklen vergleicht, um entsprechend der erhaltenen Diagnose die Periodizität der Rückwärtsspülungen abzuwandeln, eine Auslaugung der Gruppe von Modulen vorzunehmen und eine Betriebsanomalie festzustellen, um sie zu korrigieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Auslaugung der Gruppe der Module und eine Chlorierung des Kreises während längerer Produktionsstillstände der Gruppe der Module vorsieht, wobei eine gemeinsame Pumpe in dem Permeatkreis das Zirkulieren in dem Auslaugungskreis oder das Zirkulieren in dem Chlorierungskreis sicherstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Ingangsetzen der gemeinsamen Pumpe und durch Öffnen der Ventile des Auslaugungskreises das Ansaugen eines Auslaugungserzeugnisses in den Auslaugungskreis und durch die Filtriermembranen bewirkt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksignale und die Zählsignale zu einem Rechner geliefert werden, der die Durchlässigkeiten berechnet, sie mit festgehaltenen Bezugswerten vergleicht und die möglicherweise notwendige Auslaugung vornimmt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- und Zählsignale zu einem Steuerungsorgan geliefert werden, das einen Mikroprozessor aufweist, dessen Software die Durchlässigkeiten berechnet, sie mit festgehaltenen Bezugswerten vergleicht und in automatischer Weise die möglicherweise notwendige Auslaugung vornimmt.

6. Behandlungsvorrichtung für Wasser, die eine Gruppe von wenigstens vier Filtermembranmodulen für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist, in der eine Gruppe von Modulen (M&sub1;, ..., Mn), die parallel angeordnet sind, mit Rohwasser durch einzelne Leitungen (21, ..., 28) gespeist werden, die auf einer gemeinsamen Leitung (1; 2) verzweigt sind, die mit einem Wasserzähler (C&sub1;), einem unterstromigen Druckregler (VR&sub1;) und einem Eingangsdruckfühler (P1) versehen ist, wobei das Permeat jedes Moduls zu einer gemeinsamen Leitung (4) geleitet wird, die mit einem Ausgangsdruckfühler (P&sub2;) und einem oberstromigen Druckregulator (VR&sub2;) versehen ist; ein Rückwärtsspülungskreis eine gemeinsame Leitung (5) aufweist, die mit der Ausgangsleitung des Permeats (4) verbunden ist, und die jedes Modul (M&sub1;) nacheinander mit Rückwärtsspülungswasser, das durch das Permeat der anderen Module gebildet wird, durch eine Eingangsleitung (5i) für Rückwärtsspülungswasser speist, wobei jede Leitung (5i) mit einem Ventil (EVi2)versehen ist und jedes Modul (Mi) einer Ausgangsleitung (6i) für das Rückwärtsspülungswasser versehen ist, die zu einer gemeinsamen Entleerungslei tung (6) führt; und die gemeinsame Speiseleitung (5) für Rückwärtsspülungswasser mit einem Druckaufnehmer (P&sub3;) versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auslaugungskreis einen Waschlaugenbehälter (BO) aufweist, der über eine mit einem Ventil (V&sub9;) versehene Leitung (7) mit der Rohwasserspeisung wenigstens eines Moduls und mit der Entleerungsleitung (6) über ein Ventil (V&sub8;) verbunden ist, wobei eine mit einem Ventil (V&sub7;) versehene Leitung (71) Permeat aus der gemeinsamen Speiseleitung für Rückwärtsspülungswasser (5) entnimmt, und einen Chlorierungskreis eine Dosiereinrichtung (D&sub2;) für Chlor auf der gemeinsamen Versorgungsleitung (5) aufweist; wobei eine mit einer Zirkulationspumpe (C) ausgerüstete Leitung (60) die gemeinsame Speiseleitung (5) für Rückwärtsspülungswasser und die gemeinsame Entleerungsleitung (4) für das Permeat in der Weise verbindet, daß der Chlorierungskreis und der Auslaugungskreis dieselbe Zirkulationspumpe (C) verwenden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Speiseleitungen (21, ..., 28) für Rohwasser der Module (M&sub1;, ..., M&sub8;) jeweils eine Zweigleitung (21a, ..., 28a) aufweisen, die mit einem zweiten Ende des Moduls verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleitungen (21a, ..., 28a) mit Rezirkulationspumpen (P&sub1;&sub0;, ..., P&sub8;&sub0;) versehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinheit für Chlor (D&sub2;) des Chlorierungskreises eine statische Dosiereinheit für Chlor ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile ausgewählt sind unter handbetätigten Ventilen, elektrisch betätigten Ventilen, hydraulisch betätigten Ventilen, pneumatisch betätigten Ventilen und Kombinationen dieser unterschiedlichen Typen.