NO320268B1 - Anordning og fremgangsmate for rensing av vann - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen vedrører en anordning for rensing av vann som er eller kan være infisert av mikroorganismer og gjøre det drikkbart som angitt i den ikke-karakteriserende delen av krav 1. Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for rensing av drikkevann som angitt i den ikke-karakteriserende delen av krav 5. Videre vedrører også oppfinnelsen en fremgangsmåte for å velge en kombinasjon av strømningshastighet og overflateareal i en anordning som angitt i den ikke-karakteriserende delen av krav 6.

Mange steder har ikke trygg og pålitelig vannforsyning. Det kan mangle et vanndistribusjonssystem eller ofte kan et slikt system eksistere, men leverer vann som er eller kan være utrygt og uegnet til drikking fordi det er forurenset, spesielt av mikroorganismer. Problemet med å frembringe trygt, drikkbart vann på slike steder, har fått stor oppmerksomhet og funnet en rekke forskjellige tekniske løsninger.

Filtrering er et av de hjelpemidlene som kan anvendes. I de fleste tilfeller drives filteret som anvendes i vannrensingsanordninger i en konstant trykkmodus, dvs. et filter plasseres på en kilde av konstant trykk og filtrerer vann inntil filtreringshastigheten er under en eller annen gitt uakseptabel verdi. I noen tilfeller er det frembrakt en viss grad av strømningshastighetskontroll. For eksempel, USP 5,503, 735 beskriver et væskerensingssystem som frembringer en revers osmotisk filtermembran i en filterinnsats. Ikke alt vannet passerer gjennom membranen og vannet som ikke passerer gjennom membranen går gjennom en trykkavlastingsventil som kan reguleres til å variere vanntrykket og strømningshastigheten i systemet. Anordninger som opprettholder en konstant strømningshastighet og variable trykk, anvendes i systemer der det strømmer vann, f.eks. i vanningssystemer (overrislingssystemer). Prosesser for å kontrollere gjennomstrømningshastigheten av filterinfiltrasjonsanordninger er også kjent. En slik anordning er beskrevet i USP 5,238,559.

JP 05185070 (Kokai No. 5-185070) bemerker i hjemlige vannrensingsanordninger må filtermodulen skiftes ut når vannet som har strømmet gjennom dem har overskredet den tillatte absorbsjonskapasiteten til absorbsjonsmiddelet på innsiden av modulen, og at det er kjent vannrensingsmnreminger som er utstyrt med en levetidsmåler som er i stand til å fremvise tiden for utskifting av filtermodulen. Disse kjente innretningene går imidlertid for å være upålitelige fordi de måler kun vannstrømningstiden og dette frembringer ikke en pålitelig indikasjon på grunn av fluktasjoner i vannstrørnningshastigheten. Derfor foreslår nevnte søknad en vannrensingsinnretning for hjemmet som omfatter en konstant strømningshastighetsventil, en sensor for å påvise start og stopp av vannstrøm og generere tilsvarende signaler og irmretninger for å måle driftstid basert på nevnte signaler og fremvising av et signal når nevnte integrerte tid når en forhåndsinnstilt verdi. Søknaden viser forskjellige strukturer av konstante strømningshastighetsventiler, men når det gjelder filtermodulen, viser den ingen struktur og slår fast at oppfinnelsen kan anvende forskjellige strukturer av kjent teknikk.

Kjente vannrensingssystemer, spesielt de som har til hensikt ikke kun å fjerne faste stoffer, men å fjerne mikroorganismer og gjøre vannet fullstendig drikkbart, er ikke fullstendig tilfredsstillende fra flere synspunkt. Gjennomstrømningen er vanligvis lav, slik at filtrene må endres ofte, de må ha et stort overflateareal og er svært kostbare.

Det er et formål med denne oppfinnelsen å frembringe en anordning for drikkbart renset vann, og som ikke har manglene til de eksisterende anordninger.

Det er et annet formål med denne oppfinnelsen å frembringe en fremgangsmåte for rensing av vann som er uten manglene og feilene til kjente fremgangsmåter.

Det er et ytterligere formål med denne oppfinnelsen å frembringe en fremgangsmåte for å optimalisere driften av en anordning for rensing av drikkevann.

Andre formål og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå klart av beskrivelsen.

Oppfinnelsen frembringer en anordning for rensing av vann, omfattende et matevanninnløp og et renset vann utløp, et filter som har dybdefilterlag og mikroporøs filtermembranlag anbrakt mellom nevnte innløp og nevnte utløp, innretninger for å drive vannet gjennom filteret ved en konstant sfrømningshastighet, innretninger for overvåking av tiden fra installasjonen av filteret, innretning for overvåking av den oppsamlede tiden som vannet har strømmet gjennom filteret og innretning for å forhindre vannstrømmen gjennom filteret når en av de nevnte tider har nådd en forut bestemt terskelverdi. Innretningen for å drive vannet gjennom filteret ved konstant strømningshastighet, kan omfatte innretninger for å påtrykke trykk på filteret og innretning for å kontrollere sfrømningshastigheten uavhengig av endringer i trykkfallet over filterlagene, slik som en kjent strømningsstruper.

I en foretrukket utførelsesform av anordningen er dypfilterirmretningen og den mikroporøse membraninnretningen oppbygd og sammensatt slik som det vil bli beskrevet nedenfor for å utgjøre en filterinnretning, men nevnte filterinnretning er ikke i og for seg en del av oppfinnelsen; og anordningen ifølge oppfinnelsen kan være utstyrt med filtre av forskjellige strukturer, forutsatt at de omfatter dybdefilter og mikroporøs membranfilterinnretninger som vannet suksessivt strømmer gjennom for å bli renset.

Filterinnretningen i den foretrukne utførelsesformen er satt sammen av et antall av komponentfilterelementer, selv om hvert filterelement i seg selv vil være i stand til en filtreringsvirkning. Slike filterelementer omfatter: a) - et indre dreneringslag, fortrinnsvis et hovedsakelig åpent, plastnett; b) - to lag av mikroporøs membran, fortrinnsvis støttet hver på et støttestofflag anbrakt mellom den og nevnte dreneringslag; og ytterligere fortrinnsvis, har de

en remanens som er større enn 95% for mikroorganismer, nevnte to lag er

symmetrisk anbrakt ved siden av de to sidene av nevnte dreneringslag;

c) - to lag med et dybdefilter eller for-filter (disse to betegnelsene brukes som synonymer i denne beskrivelsen), fortrinnsvis et glassfiberfilter, symmetrisk

anbrakt tilliggende til de to ytre sidene av nevnte mikroporøse membranlag;

d) nevnte mikroporøse membranlag og nevnte dybdefilterlag er forseglet sammen langs en toppkant, som fortrinnsvis strekker seg over toppen av nevnte

dreneringslag og av nevnte støttestofflag, hvis de er tilstede;

e) nevnte dreneringslag og nevnte mikroporøse membranlag, såvel som nevnte støttestofflag, hvis de er tilstede, strekker seg på bunnen nedenfor bunnen av

nevnte dybdefilterlag, nevnte mikroporøse membranlag er forseglet til nevnte

dybdefilterlag ved bunnen av disse sistnevnte; og

f) nevnte mikroporøse membranlag og nevnte dybdefilterlag er videre enn nevnte dreneringslag, og nevnte støttestofflag, hvis tilstede, og er forseglet sammen

langs sine sidekanter.

Betegnelsen "topp" og "bunn" henviser til posisjonen som filterelementet vil ha i den fullstendige filteranordningen.

Nevnte filteranordning omfatter en basisplate som har en midtåpning og en øvre overflate, og flere elementer som beskrevet tidligere, anordnet parallelt i forhold til hverandre og vinkelrett på nevnte basisplate, og tverrgående til nevnte midtåpning med bunnen av deres dybdefilterlag på nivået av nevnte basisplates øvre flate, nevnte filterelementer er festet til nevnte basisplate ved å fylle festemiddel i rommet mellom dem og den indre kanten av nevnte basisplates midtåpning. Det nevnte filteret omfatter videre et forseglet hus, i hvilket basisplaten med de påfestede filterelementene er innesluttet på en tett måte.

I en variant av nevnte filter er de mikroporøse membranlagene og dybdefilter eller for-filterlagene i det tidligere nevnte filterelementet forseglet sammen ved hjelp av festemiddel.

I en annen variant av nevnte filter er dybdefilterlagene laminater, som hver omfatter et lag av porøs termoplaststoff og de mikroporøse membranlagene og deres støttelag er termoplaster. Hvis smeltetemperaturen til det mikroporøse membranlaget er minst 50°C høyere enn for minst en av de gjenværende termoplastlagene, kan lagene forsegles sammen ved anvendelse av trykk og varme, noe som skal forklares bedre senere..

I en typisk utførelsesform av oppfinnelsen omfatter anordningen:

et for-filter,

et membranfilter, som kan adskilles fra for-filteret eller kombineres med dette i en enkel strukturenhet;

en trykkregulator;

et strømningsmeter;

en tidsmåler;

et renset vannutløp; og

ventiler og trykkmålingsinstrumenter, når det er behov for disse.

Oppfinnelsen frembringer også en fremgangsmåte for rensing av drikkevann som omfatter å forårsake at vannet strømmer med en konstant strømningshastighet gjennom en anordning som omfatter et rensefllter som omfatter dybdefilter eller for-filter og mikroporøs membranfilteirnnretning, overvåking av tiden fra installasjonen av filteret, overvåking av den oppsamlede tiden som vannet strømmer gjennom filteret, og forhindre at vannet strømmer gjennom filteret når en av disse tidene har nådd en gitt terskelverdi. Innretningen for å drive vannet gjennom anordningen med en konstant strømningshastighet, kan omfatte innretninger for å mate vannet som skal renses ved påtrykking av et trykk og innretninger for å kontrollere strømningshastigheten, slik som en strømningsstruper av kjent type. Dybdefilteirnnretninger og mikroporøse membraninnretninger er fortrinnsvis oppbygd og satt sammen som i filterelementet beskrevet her tidligere, slik at filteret som et hele er som filterinnretningen definert her, men fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utføres med anordninger som omfatter filtre av forskjellige oppbygninger, forutsatt at de omfatter dybdefilter og mikroporøse membranfilteirririretninger som vannet suksessivt strømmer gjennom for å bli renset. Fremgangsmåten i denne oppfinnelsen er rettet mot rensing av drikkevann, og rensing av vann som ikke skal være drikkbart, er utelatt i beskrivelsen.

Uttrykket "rense drikkevann", som brukt i denne beskrivelsen og kravene, innbefatter både å gjøre vann, som ikke er egnet til drikking, drikkelig og øke renheten av vann som allerede er drikkevann så mye at det blir drikkelig (potable). Det er ønskelig at det rensede vannet skal være hovedsakelig sterilt.

På tegningene:

Figur 1 er et tverrsnitt av filterelementet ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen; Figurene 2 er et riss forfra av det samme elementet; Figur 3 er et perspektivriss av en filterinnretning ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen, i et mellomliggende trinn av dens fremstilling; Figurene 4 er et tverrsnitt av en filteririnretning ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen, tatt i et plan som passerer gjennom senterlinjen av filterelementene; Figur 5 er et tverrsnitt av filterinnretningen i Figur 4, tatt i et plan parallelt til filterelementene og som passerer gjennom midtlinjen av filterelementet; Figur 6 er et tverrsnitt lignende Figur 1, av et filterelement ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen; Figur 7 er en skjematisk tegning der totalgjennomløpet for å nå et trykkfall på 2,5 atmosfærer (2,5 x 101325 Pa), i tusen liter, er plottet mot fluidhastigheten i cm/min.; og Figur 8 er et skjematisk blokkdiagram som illustrerer en anordning ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen.

Som vist i Figur 8, omfatter en anordning ifølge oppfinnelsen et innløp 50, fortrinnsvis innbefattende en trykkmåler og en trykkregulator, av en hvilken som helst kjent type. Trykket for å drive vannet gjennom anordningen kan frembringes av vannkilden selv, eller av en kran eller hovedvarinledning eller, hvis dette mangler eller er utilstrekkelig, av en pumpe 51 av en hvilken som helst egnet type. 52 og 53 angir henholdsvis et for-filter og et membran-filter, som kan integreres i en enkel filterinnretning 54 som angitt med de stiplede linjene i Figur 8. Filteret er fortrinnsvis fulgt av en trykkutløpsmåler 55 og av en konstant trykkregulator 56. En nålventil 57 kan frembringes etter nevnte regulator. Fra den strømmer vannet gjennom en enhet 58, som fortrinnsvis er en integrert komponent omfattende et strømningsmeter, en tidsmåler og en avstengningsventil, og når så utløpet.

Figurene 1 til 5 illustrerer en filterinnretning som anvendes i en foretrukket utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen. Som tidligere slått fast er den nevnte filteririnretningen i og for seg ikke en del av denne oppfinnelsen, men er gjenstand for en annen søknad.

I nevnte figurer, omfatter et filterelement 10 to ytre lag med dybdefilter eller for-filter II og 11% som er fortrinnsvis laget av glassfiber. På innsiden av lagene 11 og 11' omfatter filterelementet lagene 12 og 12' av mikroporøs membran, som fortrinnsvis har en remanens som er større enn 95 % for mikroorganismer som er støttet på henholdsvis støttestoff 13 og 13'. Alle de tidligere nevnte lagene er anordnet symmetrisk rundt en hovedsakelig åpen plastnetting 14, som utgjør et dreneringslag for å lede vekk fluidet som passerer gjennom de før nevnte lagene 11-11', 12-12' og 13-13'. Lagene 11 - 11' og 12-12' er sammenfallende og forseglet sammen ved hjelp av et festemiddel, spesielt et varmsmelte-festemiddel eller med sveising. Dybdefilterlagene 11 - 11' og de mikroporøse membranlagene 12 - 12' er også forseglet sammen ved kantene 22. Dreneringslaget 14 og stoffstøttelagene 13-13' strekker seg ikke opp til toppen av elementet, dvs. til forsegling 15, selv om en utførelsesform av oppfinnelsen der det anvendes sveising, kan lagene 13 og 13' nå helt til kantforseglingen og bli forseglet termoplastisk sammen. I figurene 1 og 2 når ikke for-filterlagene 11 - 11' til bunnen av elementet, men de mikroporøse membranlagene, støttestofflagene og dreneringslagene stikker frem nedenfor den mot bunnen. Dybdefilterlagene 11 - 11' er forseglet ved 20 - 20' til de mikroporøse membranlagene 12 - 12'. Støttelagene 13 - 13' og dreneringslag 14 er smalere enn de andre lagene og tar ikke del i forsegling 22.

Et antall filterelementer 10 er forbundet for å frembringe en filteranordning, som illustrert i Figurene 4 og 5, Figur 3 viser et mellomliggende trinn av fremstillingen av filteranordningen. Denne siste, generelt angitt med 30, omfatter en basisplate 31 som har en midtåpning 32, omkretskanten av denne er angitt med 33. Filterelementene 10 er plassert gjennom nevnte midtåpning 32 og anbrakt på en slik måte at deres kanter 20 er på samme nivå som den øvre kanten av basisplate 31. I Figur 3 er midtåpningen 32 ikke fylt med filterelementer 10, men det er et rom foran i anordningen som vist på tegningen.

I Figurene 4 og 5 er filteret fullstendig og midtåpningen 32 er fylt med elementer 10. Filterelementene er på plass, de er festet til basisplaten ved fylling av det tomme rommet mellom dem og den indre kanten 33 i åpning 32 med passende festemiddel slik at det ikke eksisterer noen fluidvei mellom elementene 10 og basisplaten 31. Basisplaten 31 blir så mekanisk forseglet til et passende filterhus 35. Huset er åpent i toppen, som angitt med 36, for å frembringe et innløp for vannet som skal filtreres. Vannet passerer gjennom de forskjellige lagene av hvert element 10, kommer inn gjennom de ytre dybdelagene 11 - 11' og går ut fra dreneringslag 14 og når en åpning av huset 35, angitt med 37, som er det filtrerte vannutløpet.

I en variant av filterelementet, illustrert i Figur 6, er for-filterlagene erstattet med laminater av glassfiberfilterlag 40 - 40' og porøse syntetiske stofflag 41-41' med smeltetemperatur Ti, mikroporøse membranlag 42 - 42' er fremstilt av termoplast-materiale som har smeltetemperatur T2, og støttelagene 43-43' er også av et porøst syntetisk stoff med smeltetemperatur T3 og er kongruente med de foregående lagene langs kantene 15 og 22 (disse siste er ikke vist i denne figuren, men i Figur 2). Forutsatt at T2 er minst 50°C høyere enn Ti eller T3, kan de tidligere nevnte sammenføyninger 15 og 22 på elementet bli skapt i et enkelt trinn med sveising under trykk med en varm form som har en temperatur som er større enn enten Ti eller T3.

Drikkevannet renses ifølge oppfinnelsen ved å sende det gjennom et filterelement eller flere filterelementer med en konstant strømningshastighet. Det er funnet ut at filteret som innbefatter et dybdefilter og en mikroporøs membran, vil driften av filteret med konstant strømningshastighet være svært fordelaktig i forhold til driften ved konstant trykk, siden filterinnretningen drevet ved konstant strømningshastighet krever et mye mindre membranoverflateareal, til og med ti ganger så liten, for å oppnå det samme totale gjennomløpet som drives med konstant trykk. En filterinnretning i en anordning ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen, som har et filterareal på 0,05 m<2>, kan fremstille 3.000 liter filtrert vann med konstant strømningshastighet på 2 liter/minutt når den drives på vann fra springen med en gjennomsnittlig filtreringsindeksverdi på 10, og trenger ikke å bli skiftet før den har produsert nevnte volum med filtrert vann, oftere enn en gang på tre måneder.

Ved drift ved konstant trykk vil følgende fenomen skje i et filter som omfatter et for-filter og en mikroporøs membran. I begynnelsen av prosessen er den hydrauliske motstanden i filteret lavest, strømningshastigheten er på et maksimum og effektiviteten av for-filteret er lavest, siden denne reduseres når hastigheten av partiklene øker. Som en konsekvens vil partikler som passerer gjennom for-filteret og blir fanget opp på overflaten av den mikroporøse membranen, og blokkerer porer og reduserer strømningshastigheten. Ettersom filtreringen fortsetter, vil fluidhastigheten fortsette å minke og som et resultat vil innfangningseffektiviteten av for-filteret til slutt forbedres. Motstanden av for-filteret og membranen øker inntil den kombinerte motstanden er slik at filteret ikke lenger frembringer en anvendbar strømningshastighet. Når det drives med konstant strømningshastighet, er det mulig å velge en fluidhastighet som er slik at et maksimum antall partikler fanges inn av for-filteret i begynnelsen av filtreringsprosessen slik at den totale gjennomstrømningen av filteret økes betydelig.

Den generelle fremgangsmåten for optimalisering av driften av en anordning ifølge den tidligere nevnte foretrukne utførelsesformen, dvs. omfattende et filter som tidligere heri spesielt er beskrevet, og mer generelt et filter omfattende et dybdefilter og et mikroporøst membranfilter, består av følgende trinn: 1. Et filterelement som drives ved en initiell gunstig konstant strømningshastighet, testes inntil et gitt totalt trykkfall over filteret nås. 2. Resultatene plottes som i Figur 7, der total gjennomstrøinning plottes mot fluidhastigheten (oppnådd ved å dividere strømningshastigheten med filterelementoverflatearealet). 3. Testingen fortsetter, enten ved å endre konstant strømningshastighet eller ved å endre overflatearealet av elementene, inntil hele Figur 7 har blitt generert. 4. Den ønskede totale gjennomstrømningen velges, og en passende kombinasjon av konstant strømningshastighet og membranelement-overfiateareal velges. 5. Filteret drives i en konstant strømningsmodus, i samsvar med nummer 4 ovenfor.

Data for Totalgjennomstrømning (for et trykkfall på 2,5 bar - 1 bar = 101325 Pa) er vist i Figur 7 for et flatt arkmembraniflterelement som inneholder et glassfiber dybdefilter og en nominell 0,2 mikrometer porestørrelse mikroporøs membran. Man kan klart se at når det drives med konstant strømning, under en kritisk hastighet, kan Totalgjennomstrømningen av membranfilteret økes flere ganger.

For-filteret eller dybdefilterlag 12 er fortrinnsvis et hvilket som helst for-filtermateriale som er kjent og kan innbefatte, uten å bli begrenset til fibrøse eller partikulære, uorganiske eller organiske materialer slik som glassfiber, karbon, cellulose, polyolefiner eller andre syntetiske polymere materialer. For-filteret kan også være i form av en sammenpresset svært porøs blokk av fibre, mikrofibre eller partikler, som inneholder porer på minst 5X diameteren av porene i membranen, eller i form av et vevet eller ikke-vevet (non-woven) stoff, alle disse er kjente. Et "non-woven" glassfibermateriale som ikke inneholder noen bindingsmidler, med en omtrentlig tykkelse på 450 x IO"<6> mt. og en nominell partikkelfjemingshastighet på 1 mikrometer, foretrekkes spesielt til bruk ved filtrering av vann fra springen.

Mikroporøst membranlag 14 er fortrinnsvis et mikroporøst filter med porer mellom 0,05 x IO"<6> mt og 0,45 x IO"<6> mt mikrometer, og som ofte er fremstilt fra høytemperatur termoplastpolymerer, slik som polysulfon, nylon, polyvinylidenfluorid eller uorganiske materialer, slik som keramiske materialer, eller metaller, og har en vannpermeabilitet mellom 0,05 - 30 cc/m<2>/sek./atm., som er vanlig kjent teknikk, som de beskrevet i kapitlene 2 - 4 i "Filtration in the Pharmaceutical Industry", av Theodore H. Melzer, Marcel Dekker Inc. N.Y., Copyright 1987, ISBN 0-8247-7519-8.

Membranstøttelag 13 - 13' er fortrinnsvis vevet eller ikke-vevet (non-woven) stoff av et syntetisk materiale som ikke sveller eller forvrenges i vann. Dcke-vevet stoff fremstilt fra polyolefiner er spesielt anvendbare for dette formålet, ettersom deres smeltetemperaturområde er vel under det til mange av polymerene som anvendes til å fremstille membranlag 14. Ideelt skulle dette laget ha en maksimal permeabilitet, men uansett ikke mindre enn ti ganger den til membranlagstøtten.

Plastnett 14 for adskillelse av lag av filtermateriale for å skape en fluidsti, er tilgjengelig i en stor rekke av termoplastmaterialer, fremstilt ved ekstrusjon eller andre prosesser, slik som vevde kontinuerlige plastfilamenter, og er godt kjent teknisk. Eksempler på slike materialer er polypropylennett fremstilt av Nalle Plastics, Austin, Texas, under varemerket Naltex.

Det følgende eksempelet illustrerer yteevnen av en anordning ifølge den tidligere nevnte foretrukne utførelsesformen av oppfinnelsen.

Et filtermembranelement med et effektivt filteroverflateareal på omtrent 24m<2> ble fremstilt av A/E glassfiber for-filteimateriale (Gelman Sciences, Ann Arbor, Mi, USA), Super 200 mikroporøs membran (Gelman Sciences, Ann Arbor, Mi, USA), et polypropylen ikke-vevet stoff som membranstøttelag og et polypropylennett (Nalle Plastics, Texas, USA) for å skape dreneringsveien. Epoksy festemiddel ble brukt til å danne limsammenføyningene. Et antall slike elementer ble festet med epoksyfestemiddel inn i en 4 mm tykk plastbasisplate for å danne en filtersammenstilling, for å danne filtersammenstillinger med et effektivt filtreringsoverflateareal mellom 50 og 500 cm<2>. Varm-smeltet festemiddel, godkjent for direkte kontakt med flytende næringsmiddel, er tilgjengelig på markedet, f.eks. fra Bostik, H.B. Fuller and Colano companies.

Hver filtersammenstilling ble festet i et egnet hus og dens integritet ble først integritetstestet med boblepunktteknikken. Etter en kort vannskylling, ble inngangen til huset forbundet til en trykkgasskilde, og utgangsrøret som leder filtrert vann fra huset, ble plassert i en vannbeholder. Trykket fra gassen ble sakte økt inntil den første konstante strømmen av bobler kom ut av husets utgangsrør. Dette trykket, 3,2 atm. (3,2 x 101325 Pa), betegnet som boblepunktet, ble funnet å være innenfor 0,1 atm. (0,1 x 101325 Pa) av det som er spesifisert av produsenten av Supor 200 membranen, og dermed ble det bekreftet at huset og filtersammenstillingen var hel og at membranen hadde den angitte nominelle porestørrelsen.

En vannrensingsanordning ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen og omfattende nevnte filtersammensetning ble testet ved en konstant strømningshastighet på 2 liter

/min. Trykkmålere før og etter anordningen målte trykkfallet, og testen ble avsluttet når trykkfallet overskred 2,6 bar (1 bar = 101425 Pa). En integrerende vannmåler målte den kumulative gjennomstrømningen. Testdataene for slike sammenstillinger er vist i Figur 7. Kvaliteten av vannet ble periodisk overvåket av slamtettheten eller filtreringsindeks-teknikken, og indeksen ble funnet å variere mellom 8 og 15 i løpet av dagen, med en gjennomsnittlig verdi på 10 - 12.

Med henvisning til Figur 7 kan det utformes et filter som anvender en minimum mengde av for-filter og membranfilter for å oppnå et gitt mål på filtergjermomsfrømning og strømningshastighet, f.eks. et filter som her beskrevet, som kreves å frembringe en total gjennomsfrømning på 10.000 liter ved et maksimum trykktap på 2,5 atm. (25 x 101325 Pa) og strømningshastighet på 2 liter/min.

Som vist i Figur 7, bør den maksimale fluidhastigheten for nevnte gjennomstrømning ikke overskride 8 cm/min. Siden den krevde strømningshastigheten er 2000 cc/min., så er det krevde filteroverflatearealet (både for-filteret og membranfilteret) lik den totale strømningshastigheten dividert med hastigheten, eller 250 cm<2>. Det er selvfølgelig mulig å frembringe et større areal for å sikre filteryteevnen og for å ta hensyn til mulige variasjoner i vannkvaliteten (som når det gjelder dataene i Figur 7, ble funnet å være ganske konstant).

Som en spesiell utførelsesform av oppfinnelsen, med henvisning til den skjematiske tegningen i Figur 8, ble en standard sentrifugalpumpe med en kapasitet på 10 - 20 liter/min. ved et trykk på opp til 10 atm. (10 x 101325 Pa) koblet til en 50 liters tank som ble kontinuerlig fylt opp fra en kilde av vann fra springen. Pumpeutløpet ble fulgt av en standard 0 -6 atm. vannregulator utstyrt med måleinstrument (Braukmann GbH, Tyskland), og satt til et innløpstrykk på 4 atm. Dette ble forbundet til et filterhus som inneholdt et filterelement fremstilt som her beskrevet. Et trykkmåleinstrument ved utløpet ble fulgt av en andre regulator satt til 0,5 atm., den laveste settingen som den ville effektivt regulere. Dette ble fulgt av et integrert vannmeter (Arad ltd., Israel) og et kulestrømningsmeter med en integrert nålventil (Fisher Porter, USA). En separat elektronisk konfrollinnretning kontrollerte en standard spoleventil for avstengning i samsvar med tiden.

Claims (6)

1. Anordning for rensing av drikkevann, omfattende et vannmateinnløp og et renset vann uttappingsutløp og en filteranordning (54) anbrakt mellom nevnte innløp og nevnte utløp, karakterisert ved at a) filteranordningen (54) omfatter er for-filter (52) og et mikroporøst membranfilter (53); og at b) anordningen omfatter konstant strømningshastighetsinnretning (58) for å drive nevnte filter ved en konstant strømningshastighet; c) og ved at anordningen omfatter irmretning for overvåking av tiden fra installasjon av filteranordningen (54), innretning for å overvåke totaltiden under hvilken vannet har strømmet igjennom filteranordningen (54), og stoppeinmetning tilpasset til å forhindre vannstrømning igjennom filteranordningen (54) når en av de nevnte tidene har nådd en forutbestemt terskelverdi.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at innretningen for å drive nevnte filteranordning (54) ved en konstant strømningshastighet omfatter innretning for å påtrykke et trykk på filteranordningen (54) og innretning (58) som kontrollerer strømningshastigheten uavhengig av endringer i trykk.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at innretningen (58) for å kontrollere strømningshastigheten omfatter en strømningsstruper (57).

4. Husholdnmgsanordmng for rensing av drikkevann ifølge krav 1, karakterisert ved at filteranordningen (54) omfatter minst et filterelement (10) omfattende: (i) et dreneringslag (14) aller innerst; (ii) to lag (12,12') av mikroporøs membran, symmetrisk anbragt nærliggende de to sidene av nevnte dreneringslag (14); (iii) to lag (11,11') av et for-filter, symmetrisk anbragt nærliggende de to yttersidene av nevnte mikroporøse membranlag (12, 12'); (iv) nevnte mikroporøse membranlag (12, 12') og nevnte forfilterlag (11,11') er integrert forseglet langs en toppkant (15); (v) nevnte dreneringslag (14) og nevnte mikroporøse membranlag (12,12') er forseglet til nevnte for-filterlag (11,11') ved bunnen (20,20') av disse lagene; og (vi) nevnte mikroporøse membranlag (12,12') og nevnte dybdefilterlag (11,11') er videre enn nevnte dreneringslag (14) og er forseglet sammen langs sine sidekanter (22); og filteret (54) omfatter videre a) et eller flere slike filterelementer (10) anordnet parallelt i forhold til hverandre og vinkelrett på en basisplate (31) som har en midtåpning (32) og en øvre overflate, og strekker seg på tvers av nevnte midtåpning (32) med bunnen av deres for-filterlag (11,11') på nivået av nevnte basisplates (31) øvre flate; b) nevnte filterelementer (10) er integrert festet til basisplaten (31) ved fylling med festemiddel i rommet mellom dem og en indre kant (33) av nevnte basisplates (31) midtåpning (32); c) nevnte filterelement (10) og basisplate (31) er integrert forseglet i et fluidtrykkbart hus (35) slik at det ufiltrerte vannet som kommer inn i huset tvinges til å gå igjennom filterelementene (10) for å gå ut av huset (35) i en filtrert tilstand.

5. Fremgangsmåte for rensing av drikkevann, karakterisert v e d å: fa vannet til å strømme med en konstant strømningshastighet gjennom en rensingsfilteranordning (54) omfattende for-filtrert innretning (52) og mikroporøs membranfilterinnretning (53) overvåker tiden fra installering av filteranordningen (54), overvåke totaltiden som vannet har strømmet igjennom filteranordningen (54); og forhindre strømning av vann gjennom filteranordningen (54) når en av disse tidene har nådd en forutbestemt terskelverdi.

6. Fremgangsmåte for å velge en kombinasjon av strømningshastighet og overflateareal i en anorcining ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: (I) drive et filterelement (10) ved en initiell strømningshastighet inntil et forutbestemt totalt trykkfall over filteret nås; (II) under nevnte drift/kjøring, overvåke og plotte den totale gjennomstrømningen mot fluidhastigheten, frembragt ved å dividere strømningshastigheten med filterelementets (10) overflateareal; (IH) repetere operasjonen ovenfor ved forskjellige fluidhastigheter, bestemme endringen i strømningshastighet eller filteroverflateareal, og plotte gjennomstrømningen som funksjon av fluidhastigheten; (IV) velge den ønskede gjennomstrøinningen, og avlese fra det ovenfor nevnte plottet, den tilsvarende fluidhastigheten; (V) velge en kombinasjon av strømningshastighet og overflateareal av filterelementets (10) areal samsvarende med den valgte gj ennomstrømningen.