WO2007104797A1 - Steuerungen eines filtrationssystems - Google Patents

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WO2007104797A1
WO2007104797A1 PCT/EP2007/052477 EP2007052477W WO2007104797A1 WO 2007104797 A1 WO2007104797 A1 WO 2007104797A1 EP 2007052477 W EP2007052477 W EP 2007052477W WO 2007104797 A1 WO2007104797 A1 WO 2007104797A1
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filtration system
filter
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Michael Hank
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/10—Testing of membranes or membrane apparatus; Detecting or repairing leaks
    • B01D65/104—Detection of leaks in membrane apparatus or modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/12—Controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/22—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
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    • C02F2209/008—Processes using a programmable logic controller [PLC] comprising telecommunication features, e.g. modems or antennas

Definitions

  • the invention relates to a control device for a filtration system, a filtration system for filtering a fluid, a method for controlling a filtration system for filtering a fluid, a computer-readable storage medium and a program element.
  • Ultrafiltration refers to a technique for separating (macromolecular) substances or concentrating them. Ultrafiltration techniques are also used to treat drinking water, for example to
  • Microfiltration the particles are O.l ⁇ m to 0.01 microns in size, then it is referred to as ultrafiltration.
  • US 5,476,592 discloses a blood filtration installation.
  • An injection device of the blood filtration installation includes means for verifying the integrity of a
  • Main filter during a blood filtration contain a second bacterial retention filter.
  • Two pressure sensors are connected to the secondary filter.
  • the signals of the pressure sensors are fed to a control unit which calculates a differential pressure and this with a Threshold compares. If a membrane of the main filter is damaged, bacteria can be introduced into the second filter. A resulting clogging leads to an increase in the pressure difference between the two sides of the secondary filter.
  • the control unit triggers alarm means and causes a pump to stop.
  • US 6,649,063 B2 discloses a medical therapy system for producing a sterile replacement fluid.
  • An appropriate filter can be tested using an integrity test to ensure that the replacement fluid has been properly filtered during sterilization.
  • US 2004/0079700 A1 discloses a method for testing the integrity of a membrane. For this purpose, a feed stream of a solution of a known concentration is fed to a membrane. The downstream (or permeate side) concentration of this solution can be detected to determine if a defect exists in the membrane.
  • DE 690 30 992 T2 discloses, in domestic dialysis treatments, where it is not intended to continuously use a specialist (doctor or nurse) to monitor the treatment process, to use a receiving device, which is connected to a dialysis machine, for example via a telephone line to monitor the dialysis machine remotely and without interruption.
  • a filtration system controller for filtering a fluid for filtering a fluid
  • a filtration system for filtering a fluid a method for controlling a filtration system for filtering a fluid computer-readable storage medium and solved by a program element having the features of the independent claim.
  • a control device for a filtration system for filtering a fluid wherein the control device has an integrity test unit for carrying out an integrity test for checking the functionality of the filtration system and a reaction unit for determining (and optionally initiating and / or carrying out) a reaction based on a result of the integrity test.
  • a filtration system for filtering a fluid having a controller having the features described above.
  • a method of controlling a filtration system for filtering a fluid comprising performing an integrity test to verify the performance of the filtration system and determining a response based on a result of the integrity test.
  • a computer-readable storage medium eg, an integrated storage, a CD, a floppy disk, a hard disk, a USB stick, a memory card
  • a program for controlling a filtration system for filtering a fluid which, when executed by a processor, controls or performs the above-described method.
  • a program element for controlling a filtration system for filtering a fluid which, when executed by a processor, controls or performs the method described above.
  • Embodiments of the invention may be implemented both by means of a computer program, i. software, as well as by means of one or more special electrical circuits, i. in hardware or in any hybrid form, i. using software components and hardware components.
  • control or regulating device for a filtration plant for example for a
  • Ultrafiltration plant for the treatment of drinking water provided that automatically (for example, at predetermined time intervals) performs an integrity test in which to check whether the filtration system or certain components thereof is / are functional or not.
  • a response unit may
  • Control the entire system accordingly for example, turn off the drinking water treatment in detecting a problem and / or inform a user, for example, via a mobile phone connection on the lack of or impending malfunction or malfunction of the filtration plant.
  • the reliability of the system can be significantly improved and ensured even in the absence of a human user that a water treatment system works properly.
  • Embodiments of the invention can be used particularly advantageously in the context of a small system for drinking water treatment. Under the
  • small-scale installation means, in particular, water-treatment sizing systems for the needs of an economic unit, a public facility, a household, a housing estate, one or more (possibly remote) farmhouses, a district water supply, a pool water treatment or a water treatment site Use, eg in public showers and bathrooms, but also hospitals, or a closed factory understood.
  • embodiments of the invention can also be used in large plants such as a waterworks, but in small systems, the automated verification of the functioning of the entire system can be used particularly advantageous.
  • such a small system can provide up to 30 m 3 / h of water (for example, to care for a hospital) or 60 l / h (for example, to supply a temporary home).
  • Ultrafiltration membranes are used, in particular membranes having a pore size in the range of about 10 to about 20 nm, for example, 15 nm. Such a mesh size can ensure that bacteria and viruses are detected by such a filter and thus a high drinking water quality can be achieved.
  • Such ultrafiltration plants can replace or supplement classic chlorine plants or UV plants. Thus, even in the case of chlorine-resistant bacteria or such germs that are not destroyed sufficiently safe in contact with UV radiation, a perfect drinking quality can be ensured.
  • Exemplary embodiments of the invention can be used particularly advantageously in small installations, such as, for example, farmyards, inns in the mountains, districts, hotels, hospitals, etc., in particular wherever a decentralized water supply is to be implemented.
  • the actual filter characteristic of the filtration system can be done using a Membranf ⁇ lters or a plurality of membrane filters.
  • a plurality (for example seven) of such membrane filters may be combined to form a common membrane device, which provides shock resistance and the robustness against destruction increases.
  • the diameter of a single membrane can be 0.85 mm, for example, but it can vary.
  • the membranes may be provided capillary-like or as a flat membrane, ie processed as hollow cylindrical structures or bags or welded or adhered to support, wherein water to be purified flows through the membrane and germs or turbidity elements are removed from the water as it flows through the membrane.
  • the direction of flow can be reversed to flush out membrane-filtered germs or turbidity elements from the membrane to prevent plugging of the membrane or cleaning of a membrane.
  • rinsing along the membrane may also occur, i. conveying fluid along the membrane surface, so that germs or turbidity elements previously filtered from the membrane can be clearly torn away from the membrane and thus regeneration of the membrane can be achieved.
  • an integrity test may be performed.
  • integrated test can be understood, in particular, as a functional test of the membrane that can be used in such a filtration system
  • the integrity test can have the task of determining whether the membrane is functioning without errors or whether the membrane is blocked, for example, by blockage Hole formation is damaged or limited in their performance.
  • a test substance such as activated carbon
  • a test substance such as activated carbon
  • the membrane can be pumped along or through the membrane and checked whether this activated carbon Membrane happens and therefore behind the Membrane can be detected. If this is the case, ie activated carbon particles with a size greater than the pore size of the membrane (for example 15 nm) can pass through the membrane, the result of the integrity test is that the membrane has holes and is therefore defective.
  • an overpressure or negative pressure may be applied to the membrane, for example 1 bar, with a medium which is intended to displace the water from the membrane, e.g. Air or other gas (for example carbon dioxide, for example in cartridge form). Water present in the membrane does not escape the membrane at such pressure due to prevailing binding forces. Only through holes or other imperfections of the membrane can therefore reach the air or the gas, which is applied with positive or negative pressure, through the membrane.
  • the pressure drop can be measured over time, and if it exceeds a predefinable limit per time interval, the membrane can be classified as defective and by means of the
  • Reaction unit a shutdown of the filtration system and / or the issuing of an alarm can be initiated.
  • Another embodiment of such an integrity test is measuring a pressure differential across the membrane during filtration operation.
  • this type of integrity test it is monitored whether there is a sudden change in overpressure or underpressure during a filtration or cleaning process of the membrane in which the differential pressures across the membrane otherwise remain only continuously changing or constant. The damage of the membrane leads to a hole in the membrane, which is much larger than the
  • Pore size (eg 15 nm) is, and therefore, the differential pressure across the membrane changes abruptly. It can be determined whether a corresponding pressure compensation takes place due to damage to the membrane.
  • an integrity test is particularly important since, although inserting membranes offers significant advantages such as good seed filtration functionality, it may be susceptible to membrane rupture on the other hand unnoticed the filter quality and thereby the water quality can be worsened. Therefore, in particular in a water treatment plant designed as a filtration plant, the regular performance of integrity tests is a prerequisite for high reliability and for a consistently high water quality.
  • a reaction unit can set the operating state of the filtration system in response to such an event.
  • the water flow can be shut off automatically by interrupting an inflow (eg closing valves or switching off pumps), interrupting a flow (eg closing valves or switching off pumps), or other modifications to the filtration plant or filtration system on the immediate periphery (eg by means of upstream or downstream, but not integrated in the system pumps or valves) are made.
  • a user can be informed by means of a long distance notification that the filtration plant may not work properly. This can be done, for example, via SMS or MMS, via an Internet, Bluetooth or wireless LAN connection.
  • control device can be integrated into an already existing system, i. in an existing filtration plant, be retrofitted.
  • the control device can be supplied as a retrofit retrofit kit or as a kit or used as such.
  • it may be sufficient merely to modify the activation of the components of the filtration system, so that the part relating to fluid mechanics (pumps, valves, membranes, etc.) can remain unchanged.
  • these components can also be adapted according to the invention.
  • a pore size smaller than about 20 nm of the ultrafiltration membrane it is possible to remove viruses from the water to be treated. Also bacteria, such as E. coli or parasites such. Legionella can be reliably removed from the drinking water to be treated with such a pore size.
  • fluid is to be understood in particular to mean any liquid or gas or mixtures of such a liquid or gas with another liquid, another gas or a solid.
  • alarm messages may be issued via SMS or via Bluetooth to inform the user that his water treatment is no longer functioning properly.
  • the filtration can be switched off with defective membranes, so that no potentially contaminated water can get into the pipe network.
  • pressure hold test such as integrated or differential pressure measurements, or metering of particles in the feed and particle counting or turbidity measurements or other
  • performed integrity test of the membrane indicate that the membrane is defective and the required retention performance for particles, bacteria, viruses, parasites or other contaminants not more fulfilled, so the system can ensure that no potentially contaminated water through the defective filter can get into the drinking water or hot water network.
  • the system can ensure that this circuit can not be bypassed by switching off or unplugging the system. Only after repeated positive integrity test the supply can be made again.
  • control device First, exemplary embodiments of the control device will be described. However, these embodiments also apply to the filtration system for filtering a fluid, to the method for controlling a filtration system for filtering a fluid, for the computer-readable storage medium and for the program element.
  • the integrity test unit may be configured to perform the integrity test to verify the operability of a filter membrane to filter the fluid.
  • a filter membrane is a rather weaker and error-prone member in a filtration system. If the filter membrane is defective, germs can enter the drinking water unprotected. Therefore, a review of
  • Filter membrane particularly important to ensure a flawless drinking water quality.
  • the integrity test unit can be used to check the operability of the filter membrane by conveying a functional state of the
  • Filter membrane for the filter membrane impermeable test substance to be established For example, activated carbon or other substance may be passed through the membrane with a size that is impermeable to a defect-free filtration membrane. Nevertheless, if this test substance passes through the membrane, which can be detected by means of a corresponding detection unit, then a defective filter membrane can be assumed and the integrity test is negative.
  • the integrity test unit for checking the operability of the filter membrane by applying a test pressure to the filter membrane and by measuring the time behavior of the test pressure at the
  • a test pressure of one or more bars may be applied, which, in the case of binding of water molecules in the pores of the membrane, results in a defect-free membrane maintaining this pressure for a relatively long time.
  • the membrane contains a hole, the pressure reduction across the membrane is relatively fast, so that by measuring the Time dependence of the pressure curve on the functionality can be concluded.
  • a decision criterion can be defined that just when the pressure drop is faster than a corresponding threshold, the membrane is classified as defective.
  • the reaction unit can reactively switch off at least part of the filtration system. If the filtration plant contains several parallel paths, for example several membranes which filter water independently, only the part of the filtration plant in which a defect has been detected can be switched off. As a result, a maintenance of the drinking water supply can be ensured even in a fault condition.
  • the alarm message may include a long distance notification of a user.
  • This long distance notification may be wired or wireless.
  • the long distance notification may be by means of a communication path including a telecommunications network, a mobile network, the Internet, a WLAN, an intranet, a Bluetooth network, an infra-red network, a power network or other communication path.
  • an email or SMS may be communicated to a user with the content that the user's filtration equipment may be defective.
  • the control device may further include a re-commissioning unit, which may be configured to determine a restored functionality of the filtration system after a malfunction and to restart the filtration system. Once an error has been detected and remedied, one or more integrity tests may be performed first to ensure that the repaired equipment is functional again. Only if these or these tests are successful or are they ready to be put back into service.
  • Users also be able to communicate other operational data of the filtration plant (e.g., actual flow rate, etc.).
  • the filtered amount of water can be used as the basis for calculating a charge for using the filtration plant and the calculated Rental fee can be transmitted to the user, for example via SMS, so that an automated billing system can be implemented.
  • Control device may be provided in an integrated circuit, for example in an integrated circuit produced by means of silicon technology.
  • silicon technology another group IV semiconductor, for example germanium, can be used as a substrate.
  • Group III-V semiconductor systems for example gallium arsenide, may also be used.
  • the control device can be manufactured in a miniaturizable manner and accommodated in a space-saving and cost-saving manner.
  • the filtration system may comprise at least one filtration membrane in the form of a hollow fiber or a plate membrane or a membrane pocket, etc. for filtering the fluid.
  • a plurality of hollow fibers may be combined into one unit, for example seven or more in a membrane fiber, wherein any number of such membrane fibers can be provided in a common module.
  • One or several parallel paths of filtering procedures can run, so that the remaining paths can be used even if one path fails.
  • At least one filter membrane may be selected from a group consisting of a fine filter membrane, a microfilter membrane, an ultrafilter membrane, and a nanofilter membrane.
  • a fine filter for example a sand filter
  • a microfluidizer for example up to a pore size of 0.1 ⁇ m for bacterial removal
  • an ultrafilter for example up to a pore size of 10 nm, for removal of viruses
  • Nanofilter with a pore size up to 1 nm
  • a dynamic filter the pore size of a dynamic filter is determined, for example, by the water constituents.
  • Embodiments of the invention can be advantageously used for each of these orders of magnitude, but are particularly advantageous in ultrafiltration filters in view of the high risk of viruses in drinking water to be used.
  • the filtration system may include an inflow port for supplying the fluid to be filtered to the filter membrane.
  • the inflow port may be connected to the public water network and may provide water from the public water network to be subsequently filtered.
  • the filtration system may include a filter fluid port for discharging the fluid filtered by the filter membrane.
  • Filter fluid port is separated from the inflow port by the filter membrane so that only the filtered water is provided via the filter fluid port to the water supply of the connected entity, for example, a private household.
  • the filtration system may have a drain port for discharging fluid that has not flowed through the filter membrane. Such drainage is required to dissipate contaminated water, for example, upon detection of a malfunction of the membrane, or to purge the contaminated cleaning water during rinses to clean the membrane, or to recirculate at least part of the water supplied through the inflow port into the inflow of the plant (eg when using the system in a batch process).
  • the filtration system may comprise at least one valve (for example a solenoid valve or a valve controllable by a fluid flow), preferably a plurality of such valves, wherein the operating conditions of the inflow port, filter fluid port and outflow port are adjustable by means of the valve or valves.
  • a fluid flow direction can be defined by the valves are controlled by the control device accordingly.
  • the fluid may pass from the inflow port through the at least one filter membrane to the filter fluid port, so that drinking water is provided to the filter fluid port in this manner.
  • the fluid may flow from the inflow port along the at least one filter membrane to the drain port such that a membrane surface is purged and clearly previously swept away particles of the membrane are torn away therefrom to clean the membrane and regenerate it for a new filtering operation.
  • a reflux mode for conveying the fluid from the filter fluid port through the at least one
  • the filtration system may include one or more pumps for conveying the fluid through the filtration system.
  • a water pump can, for example, function unidirectionally or bidirectionally.
  • the filtration system can be set up as a small system for drinking water treatment. In particular, it may be set up to provide one, a few or fewer private households with drinking water.
  • a filtration plant for a decentralized water supply, for example, in remote mountain villages, remote farms, mountain huts, or for facilities that locally require a particularly high water quality (for example, a biolaboratory, a chemical laboratory, a factory for the production of food or beverages , Etc.).
  • the filtration system may also be integrated into sanitary fixtures (e.g., in showers) and used where sterilization of the water directly at the point of use is necessary to prevent recontamination of the pipe network behind the filtration system (e.g., by legionella).
  • Fig. 1 shows a filtration plant for filtering water according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 2 shows two views of a filtration plant according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 3 shows two views of a filtration plant according to an exemplary embodiment of the invention.
  • 4 is a schematic representation of a filtration plant for filtering water according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 6 shows a table with valve positions in a forward flush operating state.
  • Fig. 7 illustratively shows a filtration unit in a backwash mode.
  • Fig. 8 clearly shows valve positions in the backwash mode.
  • Fig. 9 shows a table with valve positions in a backwash mode.
  • FIG. 10 shows a table of valve positions in a backwash mode.
  • Figures 1 IA to 1 IE show different stages of a filtration cycle.
  • Fig. 12 shows various cycles of a chemically assisted backwash process.
  • FIGS. 13A to 13D show various operating states in the context of an integrity test.
  • Fig. 14 is a table of valve positions and pump status in various operating conditions.
  • Fig. 15 shows a flowchart in a filtration mode.
  • FIG. 16 to FIG. 18 are flowcharts according to a cleaning cycle.
  • Fig. 19 shows a flow chart according to an integrity test.
  • Fig. 20 shows a flowchart according to a stop mode.
  • FIGS. 21 and 22 illustrate the menu structure of a controller according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the filtration system 100 has a control device 101, which is designed as a microprocessor (CPU, "central processing unit”).
  • CPU central processing unit
  • the filtration system 100 includes a filter block 102, the heart of which is an ultrafiltration membrane 103.
  • the ultrafiltration membrane 103 has pores in the order of a maximum of 20 nm, so that it is also suitable for removing viruses from water to be purified.
  • the filtration system 100 includes an inflow port 104 for supplying the drinking water to be filtered to the ultrafiltration membrane 103
  • Filtration plant 100 a Filterfiuidan gleich 105 for discharging the filtered by the ultrafiltration membrane 103 drinking water.
  • the filtration system 100 further includes a drain port 106 for removing water that has not flowed through the ultrafiltration membrane 103.
  • a first solenoid valve 106, a second solenoid valve 107 and a third solenoid valve 108 are provided in the filtration system 100.
  • the three solenoid valves 106 to 108 are controlled by the CPU 101, whereby the operating state of the filtration system 100 can be defined.
  • a first operating state which may be referred to as a filter mode
  • the drinking water to be filtered is conveyed from the inflow port 104 through the ultrafiltration membrane 103 to the filter fluid port 105.
  • the first and second solenoid valves 106, 107 are opened, and the third solenoid valve 108 is closed.
  • the first and third solenoid valves 106, 108 are opened and the second solenoid valve 107 is closed.
  • the first solenoid valve 106 In a reflux mode for conveying the drinking water from the drain port 105 through the ultrafiltration membrane 103 to the drain port 106, the first solenoid valve 106 is closed, whereas the second and third solenoid valves 107, 108 are opened.
  • a first water pump 109 For conveying the drinking water through the filtration system 100, a first water pump 109 is provided, and a second water pump 110 is provided.
  • the first water pump 109 is arranged for unidirectionally conveying water (in the arrow direction), whereas the second water pump 110 is arranged such that the fluid conveying direction is adjustable.
  • the second water pump 110 can be integrated, but can also be replaced by a pressure vessel (either membrane expansion vessel or other pressure-storing unit (possibly also integrated in the membrane module).
  • the filtration system 100 is provided as a small system for drinking water treatment for a household (eg for a detached house), and therefore can be connected to the public water network, as is usually provided in a household.
  • the public water network may be directly coupled to the valve 106 with the first water pump 109, which in an open state of the first solenoid valve 106 conveys the water into the interior space between the confining membrane walls of the ultrafiltration membrane 103, or directly without additional pressure increase, in both states essentially the same effect is achieved. If the valve 107 is open and the valve 108 is closed, the water flows through the ultrafiltration membrane 103, is freed by filtering viruses, bacteria and other impurities with a dimension smaller than the pore size of the ultrafiltration membrane 103, and if necessary by another Pressure increase (here the water pump 110) are provided as household water to a household.
  • the water pump 110 another Pressure increase
  • the flushing water can be supplied via the drain connection 106 to a drain (not shown).
  • the CPU 101 controls not only the solenoid valves 106 to 108 but also the pumps 109, 110 and is coupled to a pressure gauge 111 which measures a pressure at the corresponding location.
  • the CPU 101 is coupled to a user interface 112, via which a user can provide the CPU 101 with control information or can be supplied with information by the CPU 101.
  • the user interface 112 may be a graphical user interface (GUI) that includes a display device such as an LCD display or a graphical user interface (GUI) Plasma screen has.
  • GUI graphical user interface
  • input elements may be provided to the user interface 112, such as a keyboard, joystick, mouse, touch screen or microphone of a voice recognition system, or connectivity to control the system through a connectable PC (eg, serial interface) or parallel, hardwired or wireless connection).
  • the control device 101 is set up in such a way that at an arbitrary distance (for example one hour) it performs an integrity test for checking the functional capability of the filtration system 100, in particular the
  • Ultrafiltration membrane 103 performed. Further, in the CPU 101, there is provided a response unit which determines, based on a result of such an integrity test, how the system 100 is to respond thereto and takes the appropriate action to put that response into action.
  • the plant 100 may be shut down.
  • an air or gas pressure of 1 bar may be applied to the adjacent surface of the ultrafiltration membrane 103 by the pump. Due to water bound in the ultrafiltration membrane 103, a rapid pressure reduction of this applied overpressure between the two membrane sides is avoided. Only when the pressure drop is excessively fast, for example, because the membrane 103 is damaged by cracks or holes, the operability of the ultrafiltration membrane 103 is judged to be poor and the filtration system 100 is turned off. The pressure drop can be measured by the manometer 110. If the pressure drop per unit time exceeds a predetermined threshold, it is considered that the ultrafiltration membrane 103 is inoperative.
  • the user also has the option to send defined commands by SMS to the interface 113 to initiate immediate action from a distance, for example, such a re-integrity test can be initiated or a shutdown of the system be delayed until either the filter modules repaired or replaced or a maximum tolerable period has been exceeded.
  • the CPU 101 automatically or manually initiates an integrity test to check the operability of the renewed ultrafiltration membrane 103. Only when the test (for example, a pressure test as described above) yields the result that the operability of the ultrafiltration membrane 103 is now lacking, the CPU 101 turns on the system again, and the valves 106 to 108 and the pumps 109, 110 become the Producing filtered drinking water from supplied drinking water. The shutdown of the system is such that a decommissioning of the control unit 101, for example, by removing the power supply does not lead to a suspension of the interruption of the water flow.
  • Fig. 2 shows two different views of the filtration plant 200, which is constructed based on a Virex X-Spot filtration plant of Seccua GmbH. According to the functionality described with reference to FIG. 1, the control device 101 of such a Virex X-Spot filtration system 200 is adapted accordingly.
  • a special feature of this embodiment is that a backwashing of a filter module can also take place through that filtered water of the other. Also, more than 2 modules, eg 4 (each 2 modules flush 2 others back) or 5 (each 3 modules flush 2 others back), etc. can be operated in parallel. Analogously to FIG. 1, in which the water is pressed through the membrane for backwashing either by a pressure vessel or a pump counter to the direction of filtration, in this variant the backwashing then delivers either the first filter or the first filter group or the second filter or the second one Filter group alternately the water for backwashing.
  • a global inlet is designated by reference numeral 410, and a global rinse water outlet is designated by reference numeral 411.
  • the filtrate is provided at a global filtrate port 403.
  • the CPU 101 has a plurality of connected or connectable components, namely a signal output display 404, a signal input keyboard 405, a signal output metering pump chemicals feed 406, a signal output metering pump chemicals BW 407, a signal output backwash pump 408 and a signal output feed pump 409th
  • valves Vl to V5 which may be solenoid or control valves and the closing time in the second case on the valve or in the control unit 101 is adjustable.
  • V6 is a Solenoid valve for controlling the compressed air or the compressed gas during the integrity test.
  • Fl and F2 are ultrafiltration modules.
  • L is a compressed air compressor in a range between 0 bar and 1 bar.
  • Pl to P4 are pressure sensors in a measuring range from 0 bar to 10 bar.
  • V is a volumetric flow meter that measures the amount of filtered water and reports continuously to the control unit 101.
  • connection 420 is provided as a connection possibility for a membrane container (backwashing).
  • the operation of the ultrafiltration plant 400 is divided into various operating states defined by the valve positions and the pump status.
  • a defined sequence of different operating states is referred to as a filtration cycle. After a certain number of passes of the
  • FIG. 6 shows a table 600 which defines the valve positions in a forward flush mode of operation.
  • Backwash refers to the backwash of the membrane, i. From the filtrate side, water is forced through the membrane onto the feed side (feed) and from there into the waste water (drain).
  • the signal S 15 activates a chemical metering pump (which can be operated, for example, in a "0" / "1" mode, but also dependent on the volume flow, controlled by the control unit 101 in conjunction with the integrated volume flow meter) the water used for rinsing and filtered dosed.
  • V5 is closed here. After backwashing the one module, the valve position changes and the second module is backwashed.
  • Fig. 7 shows a schematic 700 showing the flow characteristic in a backwash mode.
  • the flushing of the dirty water can be done either through the terminal 106 or the terminal 104 or alternately.
  • Fig. 8 shows a table 800 with valve positions in a backwash mode in which the filter or filter group Fl is backwashed by the water filtered by the filter or filter group F2.
  • FIG. 9 shows a table 900 with valve positions in a backwash mode F2 in which the filter or filter group F2 is backwashed by the filter or filter group Fl
  • Both modules are in backwash mode.
  • the (optionally frequency-controlled) backwash pump is activated by signal S 14.
  • the differential pressure between the filtrate and inlet side or outlet side of the membrane is limited to a maximum of 2.5 bar.
  • Fig. 10 shows a table 1000 in which the valve positions are shown in such a backwash mode of operation.
  • FIGS. 1A to 1 IE show an exemplary filtration cycle.
  • a filtration mode is shown.
  • a forward flush mode of operation is shown.
  • a backwash FL operation mode is shown.
  • a backwash F2 mode of operation is shown in Fig. HE.
  • a forward flush mode of operation is shown in Fig. IIA.
  • FIG. 12 illustrates a schematic 1200 of such a chemically assisted backwash mode of operation.
  • a cycle 1 is run 1201, then a cycle 2 1202, and finally a cycle X 1203.
  • a chemical backwash 1204 is carried out before starting again with the cycle 1 1201.
  • Any other combination of methods is possible to allow economically advantageous or optimized plant performance. Basically, this can be combined as desired.
  • a "chemical enhanced backwash” (CEB) can also be carried out alone and without exposure time.
  • Figures 13A to 13D show different process steps during an integrity test performed on compressed air or pressurized gas (e.g., carbon dioxide).
  • compressed air or pressurized gas e.g., carbon dioxide
  • Fig. 13A first, dehydration on the permeate side can be done with compressed air (for example, 1 bar). As shown in Fig. 13B, as soon as the desired pressure is reached (eg 1 bar), the compressed air valve V6 is then closed. As shown in FIG. 13C, a waiting time of Example inserted for 30 seconds. Subsequently, as shown in Fig. 13D, the pressure loss is measured over time t, for example, for 2 minutes. If the pressure loss is less than 10 mbar per minute, then a perfect function is assumed.
  • compressed air for example, 1 bar
  • control module 101 In the following, the operation of the control module 101 will be described in more detail.
  • Each operating condition is defined by the valve positions and the pump status.
  • Each operating state requires input parameters.
  • the input parameters may include the duration of the vent before the start of filtration, the duration of the filtration cycle (time, filtrate amount or both), the filtrate volume flow (if feed pump present), a threshold value dp for backwashing initiation, and a dosage of chemicals in the feed.
  • the input parameters may be forward flush on / off or the duration of the forward flush.
  • the input parameters backwash on / off, the duration of the backflush, the backwash by an external pump or a membrane vessel or "one module the other", can be dosed with each backwash chemistry, and the soak time for chemicals ( on / off, how long).
  • the input parameters may be forward flush on / off and the duration of the forward flush.
  • the input parameters may be the distance between integrity test, the duration of the drainage, the threshold for compressor shutdown pressure, the dwell time after dehydration, the allowed pressure drop per minute, and the duration of the integrity measurement.
  • a parameter to be monitored may be the magnitude of the differential pressure between the inlet side and filtrate side of the membrane filters (TMP), the TMP limit, and a flow rate.
  • the parameters to be monitored may be the height of the TMP, the TMP limit and the maximum flow or pressure at P2.
  • the parameter to be monitored may be the threshold value dp.
  • a chemically assisted backwash can take place after a certain number of cycles (set in the menu) and when the pressure limit of the filtration (TMP limit) is exceeded. The cycles are counted from the last dry cleaning.
  • the condition can be checked as to whether P1-P2 is greater than a maximum permissible value dp or whether P3-P2 is greater than a maximum permissible value dp.
  • the message may be that the membrane is dirty.
  • a cleaning cycle can be initiated.
  • the condition can be queried as to whether P1-P2 is greater than the maximum permissible value dp or whether P3-P2 is greater than the maximum value dp immediately after the cleaning cycle.
  • the message may be that the membrane is heavily contaminated.
  • a chemically assisted backwash may be initiated (if any) or a new cleaning cycle may be performed.
  • the condition is checked as to whether the volume flow is below the entered threshold and dp is less than this threshold.
  • the message can be that the raw water is insufficient.
  • a message can be sent via SMS to the mobile phone.
  • the condition can be checked whether the volume flow is below the entered threshold and whether dp is greater than the threshold despite the cleaning. It may be the message that the membrane is to be replaced. Such a message can be sent via SMS to a user's mobile phone.
  • the condition can be queried as to whether P1 is less than or equal to P2 or an adjustable threshold value. This may trigger the message that there is insufficient pressure for filtration. An appropriate message can be sent via SMS to the mobile phone.
  • the condition is checked whether P3 is less than or equal to P2 or an adjustable threshold. In such case, the message is that there is insufficient pressure for filtration. An appropriate message is sent via SMS to the user's mobile phone. In the following, alarm states for the backwash operating state are described.
  • Booster Pump BW Reduction If the pump BW is frequency controlled, then the pressure is lowered if the pump BW is not frequency controlled, then the pump BW is turned off and the user is notified that the backwash pump needs to be checked.
  • the condition is checked if P2 is less than 0.5 bar during drainage. Then the message goes out that the compressor should be checked. This message is sent via SMS to the user's mobile phone.
  • the condition is checked whether the pressure drop during the actual integrity test (after draining and closing the supply, Drain valve (s) and the filtrate valve is higher than a threshold. If the pressure falls faster than an entered threshold, then a message is sent by SMS to the phone or keypad that the membrane module is defective.
  • the integrity test for the module is divided into five steps:
  • valves Vl, V3 and then V5 are closed. Then V2, V4 and then V6 are opened and a defined pressure of between 0.3 and 1 bar is applied to the permeate side (standard 0.5 bar).
  • V6 is closed.
  • the filtration mode is initiated with a venting of the modules.
  • control signals for the valves namely Sl, S2, S5, S6, S7, Sl0 will be described. These signals are used to control the solenoid valves on the system.
  • the power supply of the valves if valves are used with a DC voltage of 12 volts at a power of 3.5 watts.
  • the control is carried out by an I / O signal, according to the normal position of the valves they are either opened or closed when a voltage is applied. Of the valves to be controlled there is no feedback to the controller.
  • the signals S3, S4, S8, Si l are used as input signal for the pressure measurement. On these signals, the pressure measurement at various points in the system, measured by the pressure sensors Pl to P3, is reported to the controller.
  • the pressure signal ranged in a width of 4 to 20 mA (0 to 10 volts) at a pressure measurement of 0 to 10 bar.
  • the signal S9 is used for power supply and control of the air compressor.
  • the signal S9 provides the power supply for the air compressor, provided that it can be supplied with 12V.
  • the power supply is in the process of integrity check for max. 5 minutes.
  • the signal S 12 serves as an input signal for the volumetric flow meter.
  • a volumetric flow meter can be provided, which returns a binary rectangular signal to the controller on the principle of the light barrier measurement, which then has to be evaluated in the controller.
  • a flowmeter requires a voltage of 24 volts.
  • a signal S13 controls the output of the feed pump.
  • a booster pump is used to increase the pressure of the filtration system.
  • the signal S 13 can now be used in two different ways in particular: - For the filtrate volume flow-controlled control of a speed-controlled feed pump (4 to 20 mA).
  • a pump is controlled so that always a constant amount of filtrate is produced (pressure increase in case of contamination of the membrane).
  • the desired amount of filtrate must be set in the menu.
  • Limit value for increasing the pressure of the diaphragm is a maximum pressure difference between P1 and P2 or P3 and P2 of 2.5 bar.
  • the signal S 14 is used to control the output of the backwash pump.
  • backwashing the system uses a backwash pump behind the unit, which pushes water through the system in the opposite direction of filtration. Also, this pump can be controlled in particular in two ways:
  • a signal S15 is used to control the output of the dosing pump backwash.
  • a chemical dosing for example, sodium hypochlorite or hydrogen peroxide
  • a metering pump is then activated with a signal of 4 to 20 mA.
  • the control is to be binary, the control of the dosing volumetric flow takes place on the dosing pump and remains constant.
  • a signal S16 is used to control the output of the feed metering pump.
  • a chemical dosing in the feed to the system for example, flocculation chemicals.
  • a metering pump is then activated with a signal of 4 to 20 mA.
  • the control can be done in binary, the control of the metering volume then takes place on the metering pump and remains constant.
  • FIG. 14 there is shown a table 1400 describing valve positions and pump status.
  • a menu with control panel and display is provided in the filtration system 400.
  • the menu structure is described in FIGS. 21 and 22.
  • This menu is used to enter all the parameters required to operate the system.
  • Full programming is possible when a PC is connected to the controller via a USB interface provided in the system.
  • the Menüoberfikiee can be constructed as an HTML page and so system-independent in any web browser on the PC can be operated.
  • Control panel should have a display on which, among other things, the following task can be performed:
  • control panel has buttons that allow configuration of the most important parameters on the device.
  • FIG. 15 is a flowchart 500 showing a flowchart for the filtration operation mode.
  • FIGS. 16 to 18 show flowcharts 1600, 1700, 1800 which in combination describe the cleaning cycle operating state.
  • Fig. 19 is a flowchart 1900 illustrating a flow of the integrity test health.
  • Fig. 20 is a flowchart 2000 showing steps of a stop mode.
  • the backwashing of the modules can be done by water, which can be pushed into the modules from a downstream or integrated pressure vessel on the filtrate side.
  • a forward flush mode is provided.
  • an automatic integrity check is possible.
  • the filtration process can be stopped if the integrity test is not successful, the water discharge from the filtration is then interrupted.
  • alarm messages can be output via SMS and Bluetooth. Programming is done, for example, via a USB interface.
  • a control of a chemical dosing in backwashing is possible. It is possible to control a chemical dosing in the feed.
  • the feed pump can also be controlled.
  • the backwash pump can be controlled.
  • a measurement of the filtrate volume flow is possible.
  • the differential pressure can be measured via the filters.
  • the rinsing cycles can be controlled according to the measured pressure losses.
  • the software of the controller can be adapted to an updated version via an interface ("Upgrade" option) and the language of the displays, menus and user interfaces can be executed in different languages.

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Abstract

Steuereinrichtung für eine Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, wobei die Steuereinrichtung eine Integritätstesteinheit zum Durchführen eines Integritätstests zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage und eine Reaktionseinheit zum Ermitteln einer Reaktion basierend auf einem Ergebnis des Integritätstests aufweist.

Description

Steuerungen eines Filtrationssystems
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2006 012 198.8, eingereicht am 16. März 2006.
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Filtrationsanlage, eine Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, ein Verfahren zum Steuern einer Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, ein computerlesbares Speichermedium und ein Programm-Element.
Die Ultrafiltration bezeichnet eine Technik zur Abtrennung von (makromolekularen) Substanzen bzw. zur Aufkonzentrierung derselben. Ultrafiltrationstechniken kommen auch zum Einsatz, um Trinkwasser aufzubereiten, zum Beispiel zur
Entfernung von Bakterien oder Viren, bevor Trinkwasser einem Endverbraucher bereitgestellt wird.
Man unterscheidet Mikrofiltration und Ultrafiltration über den Grad der Abtrennung. Werden Partikel mit der Größe 0.5μm bis 0.1 μm abgetrennt, spricht man von
Mikrofiltration, sind die Partikel O.lμm bis 0.01 μm groß, dann bezeichnet man es als Ultrafiltration.
Bekannte Ultrafiltrationssystem zur Aufbereitung von Trinkwasser leiden an einer teilweise verbesserungsbedürftigen Zuverlässigkeit, insbesondere wenn es zu einer Schädigung der Membran kommt oder wenn die Qualität des zu filtrierenden Wassers schwankt, z.B. durch Witterungseinflüsse.
US 5,476,592 offenbart eine Blutfiltrationsinstallation. Ein Injektionsgerät der Blutfiltrationsinstallation enthält Mittel zum Überprüfen der Integrität eines
Hauptfilters während einer Blutfiltration. Diese Überprüfungsmittel enthalten ein zweites Filter zum Zurückhalten von Bakterien. Zwei Drucksensoren sind an das Sekundärfilter angeschlossen. Die Signale der Drucksensoren werden einer Steuereinheit zugeführt, die einen Differenzdruck berechnet und diesen mit einem Schwellwert vergleicht. Falls eine Membran des Hauptfilters beschädigt ist, können Bakterien in das zweite Filter eingebracht werden. Ein resultierendes Verstopfen führt zu einer Erhöhung der Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Sekundärfilters. Wenn diese Differenzdruck einen Schwellwert erreicht, triggert die Steuereinheit Alarmierungsmittel und bewirkt ein Stoppen einer Pumpe.
US 6,649,063 B2 offenbart ein medizinisches Therapiesystem zum Erzeugen einer sterilen Ersatzflüssigkeit. Ein entsprechender Filter kann mittels eines Integritätstests getestet werden, um sicherzustellen, dass die Ersatzflüssigkeit während der Sterilisierung ordnungsgemäß gefiltert wurde.
US 2004/0079700 Al offenbart ein Verfahren zum Testen der Integrität einer Membran. Hierfür wird einer Membran ein Zuführstrom einer Lösung einer bekannten Konzentration zugeführt. Die stromabwärts (bzw. permeatseitig) vorliegende Konzentration dieser Lösung kann detektiert werden, um festzustellen, ob ein Defekt in der Membran existiert.
DE 690 30 992 T2 offenbart, bei häuslichen Dialysebehandlungen, bei denen nicht vorgesehen ist, ununterbrochen einen Spezialisten (Arzt oder Krankenschwester) zur Überwachung des Behandlungsablaufs einzusetzen, eine Empfangsvorrichtung zu Hilfe zu nehmen, die mit einer Dialysevorrichtung beispielsweise über eine Telefonleitung verbunden ist, um eine Überwachung der Dialysevorrichtung aus der Entfernung und ohne Unterbrechung durchzuführen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zuverlässiges Filtersystem bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuereinrichtung für eine Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, durch eine Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, durch ein Verfahren zum Steuern einer Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, durch ein computerlesbares Speichermedium und durch ein Programm-Element mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst.
Gemäß einem Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinrichtung für eine Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids geschaffen, wobei die Steuereinrichtung eine Integritätstesteinheit zum Durchführen eines Integritätstests zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage und eine Reaktionseinheit zum Ermitteln (und ggf. Initiieren und/oder Durchführen) einer Reaktion basierend auf einem Ergebnis des Integritätstests aufweist.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids geschaffen, die eine Steuereinrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen aufweist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein
Verfahren zum Steuern einer Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids geschaffen, wobei das Verfahren das Durchführen eines Integritätstests zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage und das Ermitteln einer Reaktion basierend auf einem Ergebnis des Integritätstests aufweist.
Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein computerlesbares Speichermedium (z.B. ein integrierter Speicher, eine CD, eine Diskette, eine Festplatte, ein USB-Stick, eine Memory Card) geschaffen, in dem ein Programm zum Steuern einer Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids gespeichert ist, das, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, das oben beschriebene Verfahren steuert oder durchführt.
Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Programm-Element zum Steuern einer Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids geschaffen, das, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, das oben beschriebene Verfahren steuert oder durchführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung können sowohl mittels eines Computerprogramms, d.h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Steuer- oder Regeleinrichtung für eine Filtrationsanlage, zum Beispiel für eine
Ultrafiltrationsanlage zum Aufbereiten von Trinkwasser, bereitgestellt, die (beispielsweise in vorbestimmten Zeitintervallen) automatisiert einen Integritätstest durchführt, bei dem überprüft werden soll, ob die Filtrationsanlage bzw. bestimmte Komponenten davon funktionsfähig ist/sind oder nicht. Abhängig von dem Ergebnis eines solchen automatisierten Integritätstests kann eine Reaktionseinheit das
Gesamtsystem entsprechend steuern, zum Beispiel die Trinkwasseraufbereitung bei Feststellen eines Problems abschalten und/oder einen Benutzer zum Beispiel über eine Mobilfunkverbindung über die mangelnde oder drohende Funktionsunfähigkeit oder Betriebsstörung der Filtrationsanlage unterrichten. Dadurch kann die Betriebssicherheit des Systems erheblich verbessert werden und auch bei Abwesenheit eines menschlichen Benutzers sichergestellt werden, dass eine Wasseraufbereitungsanlage fehlerfrei funktioniert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung können insbesondere vorteilhaft im Rahmen einer Kleinanlage für die Trinkwasseraufbereitung eingesetzt werden. Unter dem
Begriff „Kleinanlage" werden insbesondere Anlagen mit einer Dimensionierung zur Wasseraufbereitung für den Bedarf einer wirtschaftlichen Einheit, einer öffentlichen Einrichtung, eines Haushalts, einer Wohnanlage, eines oder mehrerer (eventuell abgelegener) Gehöfte, einer Ortsteilswasserversorgung, einer Schwimmbadwasseraufbereitung oder auch einer Wasseraufbereitung am Ort der Verwendung, z.B. in öffentlichen Duschen und Bädern, aber auch Krankenhäusern, oder einer abgeschlossenen Fabrik verstanden. Zwar können Ausführungsbeispiele der Erfindung auch in Großanlagen wie einem Wasserwerk eingesetzt werden, aber in Kleinanlagen kann die automatisierte Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Gesamtanlage besonders vorteilhaft zum Einsatz kommen. Eine solche Kleinanlage kann zum Beispiel eine Wassermenge von bis zu 30 m3/h (zum Beispiel zur Versorgung eines Krankenhauses) oder auch von nur 60 l/h (zum Beispiel zur Versorgung eines nur vorübergehend genutzten Ferienhauses) bereitstellen.
Zum Beispiel kann die Filtrationsanlage unter Verwendung von sogenannten
Ultrafiltrationsmembranen eingesetzt werden, insbesondere Membranen, die eine Porengröße im Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 20 nm, beispielsweise 15 nm, aufweist. Eine solche Maschenweite kann sicherstellen, dass Bakterien und Viren von einem solchen Filter erfasst werden und somit eine hohe Trinkwasserqualität erreicht werden kann.
Solche Ultrafiltrationsanlagen können klassische Chloranlagen oder UV- Anlagen ersetzen oder ergänzen. Damit kann auch im Falle von chlorresistenten Keimen bzw. solchen Keimen, die in Kontakt mit UV-Strahlung nicht ausreichend sicher zerstört werden, eine einwandfreie Trinkqualität sichergestellt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung können in Kleinanlagen, wie zum Beispiel Bauerhöfen, Gasthöfen in den Bergen, Ortsteilen, Hotels, Krankenhäusern, etc. besonders vorteilhaft zum Einsatz kommen, insbesondere überall dort, wo eine dezentrale Wasserversorgung implementiert werden soll.
Die eigentliche Filtercharakteristik der Filtrationsanlage kann unter Verwendung eines Membranfϊlters oder einer Mehrzahl von Membranfiltern erfolgen. Zum Beispiel kann eine Mehrzahl (zum Beispiel sieben) solcher Membranfilter zu einer gemeinsamen Membran- Vorrichtung zusammengefasst sein, was die Stoßfestigkeit und die Robustheit gegen Zerstörung erhöht. Der Durchmesser einer Einzelmembran kann zum Beispiel 0.85 mm betragen, kann aber durchaus variieren. Die Membranen können kapillarartig oder als Flachmembran vorgesehen sein, d.h. als hohlzylinderförmige Strukturen oder in Taschen verarbeitet oder auf Träger aufgeschweißt oder aufgeklebt, wobei zu reinigendes Wasser durch die Membran strömt und beim Durchströmen der Membran Keime oder Trübungselemente aus dem Wasser entfernt werden.
In einem alternativen Betriebsmodus einer solchen Membran kann die Durchfiussrichtung umgekehrt werden, um von der Membran abgefilterte Keime oder Trübungselemente aus der Membran auszuspülen, um eine Verstopfung der Membran zu vermeiden bzw. um eine Membran zu säubern. Ferner kann auch eine Spülung entlang der Membran erfolgen, d.h. ein Befördern von Fluid entlang der Membranfiäche, so dass von der Membran zuvor gefilterte Keime oder Trübungselemente anschaulich von der Membran weggerissen werden und somit eine Regenerierung der Membran erreicht werden kann.
Gemäß exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann ein Integritätstest durchgeführt werden. Unter dem Begriff „Integritätstest" kann insbesondere ein Funktionstest der Membran, die in einer solchen Filtrationsanlage zum Einsatz kommen kann, verstanden werden. Der Integritätstest kann die Aufgabe haben, zu ermitteln, ob die Membran fehlerfrei funktioniert oder ob die Membran zum Beispiel durch Verstopfung oder Lochbildung geschädigt oder in ihrer Leistungsfähigkeit eingeschränkt ist.
Um ein solches Loch in einer Membran zu ermitteln, welches dann unerwünschterweise auch als Durchfiusskanal für eigentlich abzufilternde Trübungselemente oder Keime dient, kann zum Beispiel eine Testsubstanz, wie zum Beispiel Aktivkohle, entlang oder durch die Membran gepumpt werden und überprüft werden, ob diese Aktivkohle die Membran passiert und daher hinter dem Membran detektiert werden kann. Ist dies der Fall, d.h. können Aktivkohlepartikel mit einer Größe größer als die Porenweite der Membran (zum Beispiel 15 nm) durch die Membran gelangen, so ist das Ergebnis des Integritätstests, dass die Membran Löcher aufweist und daher fehlerhaft ist.
Alternativ oder ergänzend kann ein Überdruck oder Unterdruck an die Membran angelegt werden, zum Beispiel 1 bar, mit einem Medium, das das Wasser aus der Membran verdrängen soll, z.B. Luft oder ein anderes Gas (beispielsweise Kohlendioxid, zum Beispiel in Kartuschenform). In der Membran vorliegendes Wasser geht bei einem solchen Druck aufgrund von herrschenden Bindungskräften nicht aus der Membran heraus. Nur durch Löcher oder sonstige Fehlstellen der Membran kann daher die Luft oder das Gas, die mit Über- oder Unterdruck angelegt ist, durch die Membran gelangen. Der Druckabfall kann über die Zeit gemessen werden, und wenn er pro Zeitintervall einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet, kann die Membran als fehlerhaft klassifiziert werden und mittels der
Reaktionseinheit ein Abschalten der Filtrationsanlage und/oder das Ausgeben eines Alarms initiiert werden.
Ein anderes Ausführungsbeispiel für einen solchen Integritätstest ist das Messen einer Druckdifferenz über die Membran während des Filtrationsbetriebs. Bei dieser Art von Integritätstest wird überwacht, ob eine sprunghafte Veränderung des Überdruckes oder Unterdruckes während eines Filtrations- oder Reinigungsprozesses der Membran auftritt, bei dem sich die Differenzdrücke über die Membran ansonsten nur kontinuierlich verändernd oder konstant bleiben. Die Beschädigung der Membran führt zu einem Loch in der Membran, das wesentlich größer als die
Porengröße (z.B. 15 nm) ist, und daher verändert sich der Differenzdruck über die Membran sprunghaft. Es kann ermittelt werden, ob ein entsprechender Druckausgleich aufgrund einer Schädigung der Membran erfolgt. Bei einer Filtrationsanlage, insbesondere bei einer Ultrafiltrationsanlage, ist ein solcher Integritätstest besonders wichtig, da das Einsetzen von Membranen zwar signifikante Vorteile wie eine gute Funktionalität hinsichtlich des Abfilterns von Keimen bietet, aber auf der anderen Seite anfällig gegen das Einreißen der Membran sein kann, wodurch unbemerkt die Filterqualität und dadurch die Wasserqualität verschlechtert werden kann. Daher ist insbesondere bei einer als Filtrationsanlage ausgestalteten Wasseraufbereitungsanlage das regelmäßige Durchführen von Integritätstests Voraussetzung für eine hohe Zuverlässigkeit und für eine gleichbleibend hohe Wasserqualität.
Wird bei dem Integritätstest festgestellt, dass die Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage, insbesondere der Filtrationsmembran, nicht ausreichend ist, so kann eine Reaktionseinheit in Reaktion auf ein solches Ereignis den Betriebszustand der Filtrationsanlage entsprechend einstellen. Zum Beispiel kann der Wasserdurchfluss automatisch abgesperrt werden, indem ein Zufluss unterbrochen wird (zum Beispiel Ventile geschlossen oder Pumpen ausgeschaltet werden), ein Ablauf unterbrochen wird (zum Beispiel Ventile geschlossen oder Pumpen ausgeschaltet werden), oder sonstige Modifikationen an der Filtrationsanlage oder durch die Filtrationsanlage an der unmittelbaren Peripherie (z.B. mittels vor- oder nachgeschalteten, aber nicht in die Anlage integrierten Pumpen oder Ventilen) vorgenommen werden.
Alternativ oder ergänzend kann ein Anwender mittels einer Fernstreckenbenachrichtigung darüber in Kenntnis gesetzt werden, dass die Filtrationsanlage möglicherweise nicht einwandfrei arbeitet. Dies kann zum Beispiel über eine SMS oder eine MMS erfolgen, über eine Internet-, eine Bluetooth-, oder eine Wireless LAN- Verbindung.
Nur wenn der Integritätstest fehlerfrei durchgeführt wird, darf die Anlage in Betrieb bleiben. Nach Abschalten einer Anlage kann ein besonderer Integritätstest durchgeführt werden, wobei nur bei erfolgreichem Bestehen dieses besonderen Integritätstests die Anlage wieder in Betrieb gesetzt werden kann.
Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung in ein bereits bestehendes System, d.h. in eine bestehende Filtrationsanlage, nachträglich eingebaut werden. Insofern kann die Steuereinrichtung als nachrüstbarer Retrofitsatz oder als Kit geliefert werden bzw. als ein solcher verwendet werden. Erfindungsgemäß kann es ausreichend sein, lediglich die Ansteuerung der Komponenten der Filtrationsanlage zu modifizieren, sodass der die Fluidmechanik betreffende Teil (Pumpen, Ventile, Membrane, etc.) unverändert bleiben kann. Alternativ können auch diese Komponenten erfindungsgemäß angepasst werden.
Insbesondere bei einer Porengröße kleiner als ungefähr 20 nm der Ultrafiltrationsmembran ist es möglich, Viren aus dem aufzubereitenden Wasser zu entfernen. Auch Bakterien, wie zum Beispiel E. coli oder auch Parasiten wie z.B. Legionellen können bei einer solchen Porengröße zuverlässig aus dem aufzubereitenden Trinkwasser entfernt werden.
Unter dem Begriff „Fluid" wird im Rahmen dieser Anmeldung insbesondere jede Flüssigkeit oder jedes Gas, bzw. Mischungen einer solchen Flüssigkeit oder eines solchen Gases mit einer anderen Flüssigkeit, einem anderen Gas oder einem Festkörper verstanden werden.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können Alarmmeldungen per SMS oder über Bluetooth ausgegeben werden, um den Benutzer darüber zu informieren, dass seine Wasseraufbereitung nicht mehr einwandfrei funktioniert.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Filtration bei defekten Membranen abgeschaltet werden, sodass kein potentiell verkeimtes Wasser ins Leitungsnetz gelangen kann. Sollte ein, entweder von der Anlage automatisch oder manuell (zum Beispiel Druckhaltetest wie integriert oder Differenzdruckmessungen, oder Dosierung von Partikeln im Zulauf und Partikelzählung oder Trübungsmessungen oder andere) durchgeführter Integritätstest der Membran anzeigen, dass die Membran defekt ist und die geforderte Rückhalteleistung für Partikel, Bakterien, Viren, Parasiten oder andere Verunreinigungen nicht mehr erfüllt, so kann die Anlage dafür sorgen, dass kein potentiell verkeimtes Wasser durch die defekten Filter ins Trink- oder Brauchwassernetz gelangen kann.
Ferner kann die Anlage dafür sorgen, dass durch Ausschalten oder Ausstecken der Anlage diese Schaltung nicht umgangen werden kann. Erst nach wiederholtem positivem Integritätstest kann die Versorgung wieder erfolgen.
Es ist auch möglich, das Steuersystem dafür zu verwenden, ein bestehendes
Filtrationssystem nachzurüsten.
Insbesondere kann erfindungsgemäß ein komplexes Steuerungssystem integriert und verkleinert werden bzw. „on-chip" bzw. „on-board" vorgesehen werden, zum
Beispiel auf eine CPU mit allen elektronischen Komponenten wie AD-Wandlern,
Kommunikationsgeräten, Benutzerschnittstellen, etc.
Als nächstes werden weitere exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.
Zunächst werden exemplarische Ausgestaltungen der Steuereinrichtung beschrieben. Allerdings gelten diese Ausgestaltungen auch für die Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, für das Verfahren zum Steuern einer Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, für das computerlesbare Speichermedium und für das Programmelement.
Die Integritätstesteinheit kann zum automatischen oder benutzerdefinierten Durchführen des Integritätstests eingerichtet sein. Zum Beispiel kann die Integritätstesteinheit in regelmäßigen Abständen (zum Beispiel einmal pro Stunde, einmal am Tag, etc.) selbsttätig die Funktionsfähigkeit der Anlage überprüfen. Alternativ oder ergänzend kann die Integritätstesteinheit einen Integritätstest bei einer entsprechenden Weisung durch einen menschlichen Benutzer durchführen.
Die Integritätstesteinheit kann zum Durchführen des Integritätstests zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit einer Filtermembran zum Filtern des Fluids eingerichtet sein. Eine Filtermembran stellt bei einer Filtrationsanlage ein eher schwächeres und fehleranfälliges Glied dar. Wenn die Filtermembran defekt ist, können Keime ungeschützt in das Trinkwasser gelangen. Daher ist eine Überprüfung der
Filtermembran besonders wichtig, um eine einwandfreie Trinkwasserqualität sicherzustellen.
Die Integritätstesteinheit kann zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Filtermembran mittels Beförderns einer im funktionsfähigen Zustand der
Filtermembran für die Filtermembran impermeablen Testsubstanz eingerichtet sein. Zum Beispiel kann Aktivkohle oder eine andere Substanz durch die Membran geleitet werden, mit einer Größe, die für eine defektfreie Filtrationsmembran undurchlässig ist. Gelangt dennoch diese Testsubstanz durch die Membran hindurch, was mittels einer entsprechenden Detektionseinheit erfasst werden kann, so ist von einer defekten Filtermembran auszugehen, und der Integritätstest fällt negativ aus.
Alternativ oder ergänzend kann die Integritätstesteinheit zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Filtermembran mittels Anlegens eines Testdrucks an die Filtermembran und mittels Messens des Zeitverhaltens des Testdrucks an der
Filtermembran eingerichtet sein. Zum Beispiel kann ein Testdruck von einem oder mehreren bar angelegt werden, was im Falle des Bindens von Wassermolekülen in den Poren der Membran dazu führt, dass eine fehlerfreie Membran diesen Druck relativ lange aufrechterhält. Enthält die Membran jedoch ein Loch, so erfolgt der Druckabbau über die Membran relativ schnell, sodass durch eine Messung der Zeitabhängigkeit des Druckverlaufs auf die Funktionsfähigkeit geschlossen werden kann. Als Entscheidungskriterium kann definiert werden, dass genau dann, wenn der Druckabfall schneller als ein entsprechender Schwellwert erfolgt, die Membran als fehlerhaft klassifiziert wird.
Die Reaktionseinheit kann im Falle einer, mittels der Integritätstesteinheit ermittelten fehlenden Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage als Reaktion zumindest einen Teil der Filtrationsanlage abschalten. Enthält die Filtrationsanlage mehrere parallele Pfade, zum Beispiel mehrere Membrane, die unabhängig voneinander Wasser filtern, so kann auch nur der Teil der Filtrationsanlage abgeschaltet werden, in dem ein Defekt detektiert worden ist. Dadurch kann auch in einem Fehlerzustand eine Aufrechterhaltung der Trinkwasserversorgung sichergestellt werden.
Die Reaktionseinheit kann im Falle einer mittels der Integritätstesteinheit ermittelten fehlenden Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage als Reaktion eine Alarmmeldung generieren. Eine solche Alarmanmeldung kann ein optischer oder akustischer Alarm sein. Die Alarmmeldung kann an der Filtrationsanlage selbst, alternativ oder ergänzend aber auch an einer, an einem entfernten Ort befindlichen Kommunikationseinheit (z.B. an einem Handy) erfolgen.
Zum Beispiel kann die Alarmmeldung eine Fernstreckenbenachrichtigung eines Benutzers enthalten. Diese Fernstreckenbenachrichtigung kann drahtgebunden oder drahtlos erfolgen. Insbesondere kann die Fernstreckenbenachrichtigung mittels eines Kommunikationspfades erfolgen, das ein Telekommunikationsnetz, ein Mobilfunknetz, das Internet, ein WLAN, ein Intranet, ein Bluetooth-Netzwerk, ein Infrarot-Netzwerk, ein Stromnetz oder einen anderen Kommunikationspfad enthält. Zum Beispiel kann eine Email oder eine SMS an einen Benutzer übermittelt werden, mit dem Inhalt, dass die Filtrationsanlage des Benutzers möglicherweise defekt ist. Die Steuereinrichtung kann ferner eine Wiederinbetriebnahmeeinheit aufweisen, die zum Ermitteln einer wiederhergestellten Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage nach einer Fehlfunktion und zur Wiederinbetriebnahme der Filtrationsanlage eingerichtet sein kann. Ist ein Fehler festgestellt und beseitigt worden, so kann zunächst einer oder können mehrere Integritätstests durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die reparierte Anlage wieder funktionsfähig ist. Nur wenn dieser oder diese Tests erfolgreich ist oder sind, kann die Anlage wieder in Betrieb genommen werden.
Ferner kann die Steuereinheit eine Funktion enthalten, die es dem Benutzer erlaubt, bei festgestellter, defekter Membran und nach Benachrichtigung durch die Steuereinrichtung, die Filtration für einen festgelegten und begrenzten maximalen Zeitraum, z.B. 2 Tage, fortzusetzen, um die Versorgung mit Trinkwasser solange sicherzustellen, bis die Filtereinheiten erneuert oder repariert werden können.
Es kann ermöglicht sein, dass die Steuereinrichtung bidirektional kommunizierfähig mit einem an einem entfernten Ort befindlichen Benutzer eingerichtet ist. Ist zum Beispiel der Benutzer über eine Fernstreckenverbindung von einem möglichen Defekt der Filtrationsanlage in Kenntnis gesetzt worden, so kann der Benutzer die Steuereinrichtung über die Fernstreckenverbindung mit der Instruktion versorgen, dass die Filtrationsanlage ungeachtet des möglichen Defekts weiter im Einsatz bleiben soll. Eine andere Instruktion ist das Abschalten der Filtrationsanlage oder die Anweisung, einen zusätzlichen Funktionstest durchzuführen.
Es ist über eine Kommunikationsverbindung zwischen Steuereinrichtung und
Benutzer ferner möglich, andere Betriebsdaten der Filtrationsanlage (z.B. aktuelle Fördermenge, etc.) zu übermitteln.
Auch kann die gefilterte Wassermenge als Basis für die Berechnung einer Gebühr für die Benutzung der Filtrationsanlage verwendet werden, und die berechnete Mietgebühr kann an den Benutzer zum Beispiel per SMS übermittelt werden, so dass ein automatisiertes Abrechnungssystem implementiert werden kann.
Die Steuereinrichtung kann als monolithisch integrierter Schaltkreis eingerichtet sein. Zum Beispiel können alle oder kann ein Teil der Komponenten der
Steuereinrichtung in einem integrierten Schaltkreis vorgesehen sein, zum Beispiel in einem mittels der Siliziumtechnologie hergestellten integrierten Schaltkreis. Statt Siliziumtechnik kann auch ein anderer Gruppe-IV Halbleiter, zum Beispiel Germanium, als Substrat in Frage kommen. Gruppe-III-V-Halbleitersysteme, zum Beispiel Galliumarsenid, können ebenfalls zum Einsatz kommen. Mittels eines monolithisch integrierten Schaltkreises kann die Steuereinrichtung miniaturisierbar fertigbar sein und platzsparend und kostensparend untergebracht werden.
Die Steuereinrichtung kann als Nachrüstsatz zum Einbau in eine bestehende Filtrationsanlage eingerichtet sein bzw. als Nachrüstsatz zum Einbau in eine bestehende Filtrationsanlage verwendet werden. Die Steuereinrichtung kann somit nur diejenigen Komponenten modulartig ersetzen, die gegenüber einer herkömmlichen Filtrationsanlage erfindungsgemäß ersetzt werden müssen. Zum Beispiel kann lediglich eine CPU oder ein integrierter Schaltkreis ersetzt werden, was keinerlei besonderes Fachwissen beim Austausch eines solchen Systems zum Nachrüsten in eine bestehende Filtrationsanlage erfordert.
Im Weiteren werden Ausgestaltungen der Filtrationsanlage beschrieben. Allerdings gelten diese Ausgestaltungen auch für die Steuereinrichtung, für das Verfahren, für das computerlesbare Medium und für das Programmelement.
Die Filtrationsanlage kann mindestens eine Filtrationsmembran in Form einer Hohlfaser oder einer Plattenmembran oder einer Membrantasche, etc. zum Filtern des Fluids aufweisen. Es können auch eine Mehrzahl von Hohlfasern zu einer Einheit zusammengefasst werden, zum Beispiel sieben oder mehr in einer Membranfasern, wobei beliebig viele solcher Membranfasern in einem gemeinsamen Modul vorgesehen sein können. Es kann eine oder es können mehrere parallele Pfade von Filterprozeduren ablaufen, sodass auch bei Fehlschlägen eines Pfades auf die restlichen Pfade zurückgegriffen werden kann.
Mindestens eine Filtermembran kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die aus einer Feinfϊltermembran, einer Mikrofiltermembran, einer Ultrafiltermembran und einer Nanofϊltermembran besteht. Abhängig von der Porengröße kann ein Feinfilter (zum Beispiel ein Sandfϊlter), ein Mikrofϊlter (zum Beispiel bis zu einer Porengröße von 0.1 μm zur Bakterienentfernung), ein Ultrafϊlter (zum Beispiel bis zu einer Porengröße von 10 nm, zur Entfernung von Viren), ein Nanofϊlter (mit einer Porengröße bis 1 nm) und ein dynamischer Filter (die Porengröße eines dynamischen Filters wird zum Beispiel durch die Wasserinhaltsstoffe determiniert) unterschieden werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung können für jede dieser Größenordnungen vorteilhaft eingesetzt werden, sind aber insbesondere bei Ultrafiltrationsfiltern angesichts der hohen Gefährlichkeit von Viren in aufzubereitendem Trinkwasser vorteilhaft einsetzbar.
Die Filtrationsanlage kann einen Zuflussanschluss zum Zuführen des zu filternden Fluids zu der Filtermembran aufweisen. Beispielsweise kann der Zuflussanschluss an das öffentliche Wassernetz angeschlossen sein, und kann aus dem öffentlichen Wassernetz Wasser bereitstellen, das nachfolgend zu filtern ist.
Ferner kann die Filtrationsanlage einen Filterfiuidanschluss zum Abführen des mittels der Filtermembran gefilterten Fluids aufweisen. Ein solcher
Filterfiuidanschluss ist von dem Zuflussanschluss durch die Filtermembran getrennt, sodass nur das gefilterte Wasser über den Filterfiuidanschluss zur Wasserversorgung der angeschlossenen Entität, zum Beispiel eines Privathaushalts, vorgesehen ist. Ferner kann die Filtrationsanlage einen Abflussanschluss zum Abführen von Fluid aufweisen, das die Filtermembran nicht durchströmt hat. Ein solcher Abfluss ist erforderlich, um beispielsweise bei Detektieren einer Fehlfunktion der Membran kontaminiertes Wasser abzuführen, oder um bei Spülvorgängen zum Reinigen der Membran das verunreinigte Reinigungswasser abzuführen oder um zumindest einen Teil des durch den Zuflussanschluss zugeführten Wassers ständig wieder in den Zufluß der Anlage zu rezirkulieren (z.B. beim Einsatz der Anlage in einem Batch - Prozeß).
Darüber hinaus kann die Filtrationsanlage mindestens ein Ventil (zum Beispiel ein Magnetventil oder ein mittels eines Fluidflusses steuerbares Ventil), vorzugsweise eine Vielzahl solcher Ventile aufweisen, wobei mittels des oder der Ventile die Betriebszustände von Zuflussanschluss, Filterfluidanschluss und Abflussanschluss einstellbar sind. Somit kann eine Fluidströmrichtung definiert werden, indem die Ventile mittels der Steuereinrichtung entsprechend angesteuert werden.
In einem Filtermodus kann das Fluid von dem Zuflussanschluss durch die mindestens eine Filtermembran zu dem Filterfluidanschluss gelangen, sodass auf diese Art und Weise an dem Filterfluidanschluss Trinkwasser bereitgestellt ist. In einem Membranspülmodus kann das Fluid von dem Zuflussanschluss entlang der mindestens einen Filtermembran zu dem Abflussanschluss strömen, sodass eine Membranfläche gespült wird und anschaulich zuvor weggefϊlterte Partikel der Membran von dieser weggerissen werden, um die Membran zu reinigen und für einen erneuten Filtervorgang zu regenerieren. In einem Rückflussmodus zum Befördern des Fluids von dem Filterfluidanschluss durch die mindestens eine
Filtermembran zu dem Abflussanschluss durchströmt das Fluid anschaulich eine entgegengesetzte Strömrichtung, verglichen mit dem Filtermodus, sodass Wasser in umgekehrter Richtung die Membran durchströmt und an der Austrittsfläche der Membran möglicherweise befindliche Verunreinigungen entfernt, um die Membran zu regenerieren. Die Filtrationsanlage kann eine oder mehrere Pumpen zum Befördern des Fluids durch die Filtrationsanlage aufweisen. Eine solche Wasserpumpe kann beispielsweise unidirektional oder bidirektional funktionieren.
Die Filtrationsanlage kann als Kleinanlage zur Trinkwasseraufbereitung eingerichtet sein. Insbesondere kann sie zum Versorgen eines, einzelner oder weniger Privathaushalte mit Trinkwasser eingerichtet sein. Somit eignet sich eine solche Filtrationsanlage für eine dezentrale Wasserversorgung, zum Beispiel in abgeschiedenen Bergdörfern, einsamen Gehöften, Berghütten, oder für Einrichtungen, die lokal eine besonders hohe Wasserqualität erfordern (zum Beispiel ein Biolabor, ein Chemielabor, eine Fabrik zum Herstellen von Lebensmitteln oder Getränken, etc.). Die Filtrationsanlage kann aber auch in sanitäre Einrichtungsgegenstände integriert werden (z.B. in Duschen) und dort eingesetzt werden, wo eine Entkeimung des Wassers unmittelbar an der Entnahmestelle notwendig ist, um eine Wiederverkeimung des Rohrnetzes hinter der Filteranlage (z.B. durch Legionellen) zu vermeiden.
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Filtrationsanlage zum Filtern von Wasser gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 zeigt zwei Ansichten einer Filtrationsanlage gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 3 zeigt zwei Ansichten einer Filtrationsanlage gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Filtrationsanlage zum Filtern von Wasser gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 5 zeigt eine Tabelle mit Ventilstellungen gemäß einem Filtrationsmodus.
Fig. 6 zeigt eine Tabelle mit Ventilstellungen in einem Forward Flush Betriebszustand.
Fig. 7 zeigt anschaulich eine Filtrationseinheit in einem Backwash-Modus.
Fig. 8 zeigt anschaulich Ventilstellungen in dem Backwash-Modus.
Fig. 9 zeigt eine Tabelle mit Ventilstellungen in einem Backwash-Modus.
Fig. 10 zeigt eine Tabelle mit Ventilstellungen in einem Backwash-Modus.
Figuren 1 IA bis 1 IE zeigen verschiedene Stufen eines Filtrationszyklus.
Fig. 12 zeigt verschiedene Zyklen eines chemisch unterstützten Backwash- Verfahrens.
Figuren 13A bis 13D zeigen verschiedene Betriebszustände im Rahmen eines Integritätstests.
Fig. 14 ist eine Tabelle mit Ventilstellungen und Pumpenstatus in verschiedenen Betriebszuständen.
Fig. 15 zeigt ein Ablauf diagramm in einem Filtrationsmodus.
Fig. 16 bis Fig. 18 zeigt Flussdiagramme gemäß eines Reinigungszyklus. Fig. 19 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß eines Integritätstests.
Fig. 20 zeigt ein Flussdiagramm gemäß eines Stoppmodus.
Fig. 21 und Fig. 22 illustriert die Menüstruktur einer Steuereinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 1 eine Filtrationsanlage 100 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die Filtrationsanlage 100 weist eine Steuereinrichtung 101 auf, die als Mikroprozessor (CPU, „central processing unit") ausgeführt ist.
Die Filtrationsanlage 100 enthält einen Filterblock 102, dessen Herzstück eine Ultrafiltrationsmembran 103 ist. Die Ultrafiltrationsmembran 103 weist Poren in der Größenordnung von maximal 20 nm auf, sodass sie auch zum Entfernen von Viren aus zu reinigendem Wasser geeignet ist.
Die Filtrationsanlage 100 enthält einen Zuflussanschluss 104 zum Zuführen des zu filternden Trinkwassers zu der Ultrafiltrationsmembran 103. Ferner enthält die
Filtrationsanlage 100 einen Filterfiuidanschluss 105 zum Abführen des mittels der Ultrafiltrationsmembran 103 gefilterten Trinkwassers. Die Filtrationsanlage 100 enthält darüber hinaus einen Abflussanschluss 106 zum Abführen von Wasser, das die Ultrafiltrationsmembran 103 nicht durchströmt hat. Darüber hinaus ist bei der Filtrationsanlage 100 ein erstes Magnetventil 106, ein zweites Magnetventil 107 und ein drittes Magnetventil 108 vorgesehen. Die drei Magnetventile 106 bis 108 werden von der CPU 101 gesteuert, wodurch auch der Betriebszustand der Filtrationsanlage 100 definiert werden kann.
In einem ersten Betriebszustand, der als Filtermodus bezeichnet werden kann, wird das zu filternde Trinkwasser von dem Zuflussanschluss 104 durch die Ultrafiltrationsmembran 103 zu dem Filterfluidanschluss 105 befördert. In diesem Betriebszustand sind die ersten und zweiten Magnetventile 106, 107 geöffnet, und das dritte Magnetventil 108 ist geschlossen.
In einem Membranspülmodus zum Befördern des zu filternden Trinkwassers von dem Zuflussanschluss 104 entlang der Ultrafiltrationsmembran 103 zu dem Abflussanschluss 106 sind das erste und das dritte Magnetventil 106, 108 geöffnet, und das zweite Magnetventil 107 ist geschlossen.
In einem Rückflussmodus zum Befördern des Trinkwassers von dem Abflussanschluss 105 durch die Ultrafiltrationsmembran 103 zu dem Abflussanschluss 106 ist das erste Magnetventil 106 geschlossen, wohingegen das zweite und das dritte Magnetventil 107, 108 geöffnet sind.
Zum Befördern des Trinkwassers durch die Filtrationsanlage 100 ist eine erste Wasserpumpe 109 vorgesehen, und es ist eine zweite Wasserpumpe 110 vorgesehen. Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die erste Wasserpumpe 109 zum unidirektionalen Befördern von Wasser (in Pfeilrichtung) eingerichtet, wohingegen die zweite Wasserpumpe 110 derart eingerichtet ist, dass die Fluidförderrichtung einstellbar ist. Die zweite Wasserpumpe 110 kann integriert sein, kann aber auch durch einen Druckbehälter (entweder Membranausdehnungsgefäß oder andere, druckspeichernde Einheit (evtl. auch in Membranmodul integriert) ersetzt sein. Die Filtrationsanlage 100 ist als Kleinanlage zur Trinkwasseraufbereitung für einen Haushalt (z.B. für ein Einfamilienhaus) vorgesehen, und kann daher an das öffentliche Wassernetz, wie es in einem Haushalt üblicherweise vorgesehen ist, angeschlossen werden.
Das öffentliche Wassernetz kann mit der ersten Wasserpumpe 109, die in einem offenen Zustand des ersten Magnetventils 106 das Wasser in den Innenraum zwischen den begrenzenden Membranwänden der Ultrafiltrationsmembran 103 befördert, oder direkt ohne zusätzliche Druckerhöhung direkt mit dem Ventil 106 gekoppelt sein, wobei in beiden Zuständen im Wesentlichen der gleiche Effekt erzielt wird. Ist das Ventil 107 geöffnet und das Ventil 108 geschlossen, so strömt das Wasser durch die Ultrafiltrationsmembran 103, wird dabei mittels Filtern von Viren, Bakterien und sonstigen Verunreinigungen mit einer Dimension kleiner der Porengröße der Ultrafiltrationsmembran 103 befreit, und kann, falls nötig durch eine weitere Druckerhöhung (hier die Wasserpumpe 110) als Nutzwasser einem Haushalt bereitgestellt werden.
Ist dagegen das zweite Magnetventil 107 geschlossen und das dritte Magnetventil 108 geöffnet, so kann das Spülwasser über den Abflussanschluss 106 einem Abfluss (nicht gezeigt) zugeführt werden.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, steuert die CPU 101 nicht nur die Magnetventile 106 bis 108, sondern auch die Pumpen 109, 110 und ist mit einem Manometer 111 gekoppelt, das einen Druck an der entsprechenden Stelle misst.
Darüber hinaus ist die CPU 101 mit einer Benutzerschnittstelle 112 gekoppelt, über welche ein Benutzer die CPU 101 mit Steuerinformation versorgen kann bzw. von der CPU 101 mit Informationen versorgt werden kann. Die Benutzerschnittstelle 112 kann eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI, „graphical user interface") sein, die eine Anzeigeeinheit wie zum Beispiel eine LCD-Anzeige oder einen Plasmabildschirm aufweist. Ferner können Eingabeelemente bei der Benutzerschnittstelle 112 vorgesehen sein, wie eine Tastatur, ein Joystick, eine Maus, ein Touchscreen oder ein Mikrofon eines Sprachkennungssystems („voice recognition System") oder eine Anschlußmöglichkeit zur Steuerung des Systems durch einen anschließbaren PC (z.B. durch einen seriellen oder parallelen, festverdrahteten oder drahtlosen Anschluß).
Die Steuereinrichtung 101 ist derart eingerichtet, dass sie in einem frei wählbaren Abstand (z.B. eine Stunde) jeweils einen Integritätstest zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage 100, insbesondere der
Ultrafiltrationsmembran 103, durchführt. Ferner ist in der CPU 101 eine Reaktionseinheit vorgesehen, die basierend auf einem Ergebnis eines solchen Integritätstests ermittelt, wie das System 100 hierauf reagieren soll, und welche die entsprechenden Maßnahmen ergreift, diese Reaktion in die Tat umzusetzen.
Zum Beispiel kann, wenn der Integritätstest ergibt, dass die Membran 103 möglicherweise geschädigt ist, die Anlage 100 abgeschaltet werden. Im Rahmen des Integritätstests kann zum Beispiel ein Luft- oder Gasdruck von 1 bar mittels der Pumpe an die angrenzende Fläche der Ultrafiltrationsmembran 103 angelegt werden. Aufgrund von Wasser, das in der Ultrafiltrationsmembran 103 gebunden ist, wird ein schneller Druckabbau dieses angelegten Überdrucks zwischen den beiden Membranseiten vermieden. Nur wenn der Druckabfall übermäßig schnell erfolgt, zum Beispiel weil die Membran 103 durch Risse oder Löcher geschädigt ist, wird die Funktionsfähigkeit der Ultrafiltrationsmembran 103 als mangelhaft beurteilt und die Filtrationsanlage 100 abgeschaltet. Der Druckabfall kann durch das Manometer 110 gemessen werden. Wenn der Druckabfall pro Zeiteinheit einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wird angenommen, dass die Ultrafiltrationsmembran 103 funktionsuntüchtig ist. In einem solchen Fall schaltet die CPU 101 die Filtrationsanlage 100 nicht nur ab, sondern informiert über eine Sendeschnittstelle 113, die über ein Telekommunikationsnetzwerk 114 mit einem Mobilfunkempfänger 115 eines Benutzers in Kommunikationsverbindung steht, einen entsprechenden Alarm. Der Benutzer kann über die Benutzerschnittstelle 112 eine Mobilfunkverbindung eingeben, an die im Falle eines fehlgeschlagenen Integritätstests eine Alarmnachricht übermittelt werden soll. Mit anderen Worten wird eine SMS an den Benutzer über den Kommunikationspfad 114 übermittelt, aus welcher der Benutzer ersehen kann, dass die Ultrafiltrationsanlage nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert. Darüber hinaus kann ein optischer oder akustischer Alarm über eine optische oder akustische Ausgabeeinheit 116 generiert werden, um auch lokal an der Filtrationsanlage 100 die mangelnde Funktionsfähigkeit anzuzeigen. Der Benutzer hat auch die Möglichkeit, definierte Befehle per SMS an die Schnittstelle 113 zu senden, um aus der Distanz Sofortmaßnahmen einzuleiten, z.B. kann so ein erneuter Integritätstest initiiert werden oder eine Abschaltung der Anlage solange verzögert werden, bis entweder die Filtermodule repariert oder ausgetauscht oder ein maximal tolerabler Zeitraum überschritten wurde.
Ist durch einen Benutzer oder durch Wartungspersonal die (defekte) Ultrafiltrationsmembran 103 ausgetauscht worden, so führt die CPU 101 automatisch oder manuell ausgelöst einen Integritätstest durch, um die Funktionsfähigkeit der erneuerten Ultrafiltrationsmembran 103 zu überprüfen. Nur wenn der Test (zum Beispiel ein Drucktest wie oben beschrieben) das Ergebnis liefert, dass die Funktionsfähigkeit der Ultrafiltrationsmembran 103 nunmehr mangelfrei ist, schaltet die CPU 101 das System wieder an, und die Ventile 106 bis 108 sowie die Pumpen 109, 110 werden zum Erzeugen von gefiltertem Trinkwasser aus zugeführtem Trinkwasser angesteuert. Die Abschaltung der Anlage erfolgt dergestalt, daß auch eine Außerbetriebnahme der Steuereinheit 101 z.B. durch Entfernen der Stromzufuhr nicht zu einer Außerkraftsetzung der Unterbrechung des Wasserstroms führt.
Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 2 eine Filtrationsanlage 200 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Fig. 2 zeigt zwei verschiedene Ansichten der Filtrationsanlage 200, die aufbauend auf einer Virex X-Spot Filtrationsanlage der Firma Seccua GmbH konstruiert ist. Entsprechend der bezugnehmend auf Fig. 1 beschriebenen Funktionalität ist die Steuereinrichtung 101 einer solchen Virex X-Spot Filtrationsanlage 200 entsprechend angepasst.
Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 3 eine Ultrafiltrationsanlage 300 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die Ultrafiltrationsanlage 300 baut auf einer Virex 120 Filtrationsanlage auf, wie sie von der Firma Seccua GmbH vertrieben wird. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit 101 dieser Anlage erfindungsgemäß angepasst.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind zwei parallele Filtermodule mit separaten Ultrafiltrationsmembranen vorgesehen, wohingegen im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 nur eine einzige Säule mit einer solchen Membran vorgesehen ist.
Eine Besonderheit dieser Ausführungsvariante liegt darin, daß eine Rückspülung des einen Filtermoduls auch durch daß gefilterte Wasser des Anderen stattfinden kann. Auch können mehr als 2 Module, z.B. 4 (jeweils 2 Module spülen 2 Andere zurück) oder 5 (jeweils 3 Module spülen 2 Andere zurück) usw. parallel betrieben werden. Analog zu Fig. 1, bei der das Wasser zur Rückspülung entweder von einem Druckbehälter oder einer Pumpe entgegen der Filtrationsrichtung durch die Membran gedrückt wird, liefert bei dieser Variante der Rückspülung dann entweder der erste Filter oder die erste Filtergruppe oder der zweite Filter oder die zweite Filtergruppe jeweils abwechselnd das Wasser zur Rückspülung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung können auch in eine Virex 440 oder Virex 900 oder andere, neu zu entwickelnde Anlagen jeglicher Größe der Seccua GmbH implementiert werden.
Im Weiteren wird bezugnehmend auf Fig. 4 bis Fig. 22 ein Filtrationssystem mit einer Steuereinrichtung gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ausführlich beschrieben.
Im Unterschied zu Fig. 1 sind bei der Filtrationsanordnung 400 aus Fig. 4 zwei Filtrationsmembranen in entsprechenden Modulen 401, 402 vorgesehen.
Ein globaler Zulauf ist mit Bezugszeichen 410 versehen, und ein globaler Spülwasserablauf ist mit Bezugszeichen 411 versehen. Das Filtrat ist an einem globalen Filtratanschluss 403 bereitgestellt.
Die CPU 101 hat eine Mehrzahl von angeschlossenen oder anschließbaren Komponenten, nämlich einen Signalausgang Display 404, einen Signaleingang Tastatur 405, einen Signalausgang Dosierpumpe Chemikalien Feed 406, einen Signalausgang Dosierpumpe Chemikalien BW 407, einen Signalausgang Backwash- Pumpe 408 und einen Signalausgang Feedpumpe 409.
Ferner sind eine Vielzahl von Ventilen und Sensoren vorgesehen, nämlich die Ventile Vl bis V5, die Magnet- oder Stellventile sein können und deren Schließzeit im zweiten Fall am Ventil oder in der Steuereinheit 101 einstellbar ist. V6 ist ein Magnetventil zur Steuerung der Druckluft oder des Druckgases während des Integritätstests. Fl und F2 sind Ultrafiltrationsmodule. L ist ein Druckluftkompressor in einem Bereich zwischen 0 bar und 1 bar. Pl bis P4 sind Drucksensoren in einem Messbereich von 0 bar bis 10 bar. V ist ein Volumenstrommesser, der die Menge des gefilterten Wassers mißt und kontinuierlich an die Steuereinheit 101 meldet.
Im Weiteren werden die Steuersignale beschrieben, die von der CPU 101 generiert werden können:
Sl: Ansteuerung Ablaufventil V2
S2: Ansteuerung Zulaufventil Vl
S3: Analoger Eingang Druckfühler Zulauf Pl
S4: Analoger Eingang Druckfühler Filtrat P2
S5: Ansteuerung Zulaufventil V3
S6: Ansteuerung Ablaufventil V4
S7: Ansteuerung Filtratventil V5
S8: Analoger Eingang Druckfühler Zulauf P2
S9: Ansteuerung Druckluftkompressor L
SlO: Ansteuerung Ventil Druckluft V6
Si l: Analoger Eingang Druckfühler Filtrat P4 S 12: Volumenstrommesser Filtrat
S13: Ausgang Feedpumpe
S 14: Ausgang Backwash-Pumpe
S15: Ausgang Dosierpumpe
S 16: Ausgang Dosierpumpe Feed
Ferner ist in Fig. 4 ein Anschluss 420 als Anschlussmöglichkeit für einen Membranbehälter (Rückspülung) vorgesehen.
Im Weiteren wird der mit der Filtrationsanlage 400 durchführbare Prozess beschrieben.
Der Betrieb der Ultrafiltrationsanlage 400 wird in verschiedene Betriebszustände unterteilt, die durch die Ventilstellungen und den Pumpenstatus definiert werden. Eine definierte Abfolge von verschiedenen Betriebszuständen wird als Filtrationszyklus bezeichnet. Nach einer bestimmten Anzahl von Durchläufen des
Filtrationszyklus kann eine chemisch unterstützte Rückspülung durchgeführt werden, falls erforderlich. Nach dieser chemisch unterstützten Rückspülung kann die saubere Membran hinsichtlich ihrer Integrität („integrity test") getestet werden.
Im Betriebszustand Filtration findet die eigentliche Filtration statt. Es wird Wasser von der Zulaufstelle (Feed) durch die Membran auf die Filtratseite (Filtrat) gepresst. Optional kann während der Filtration durch das Signal S 16 eine Chemikaliendosierpumpe aktiviert werden, die während des Filtrationsvorganges zum Beispiel ein Flockungsmittel dosiert. Fig. 5 zeigt eine Tabelle 500 mit den Ventilstellungen während des Filtrationsbetriebszustands.
Beim Forward Flush wird die Membran überströmt, es findet kein Wasserstrom durch die Membran statt.
Fig. 6 zeigt eine Tabelle 600, welche die Ventilstellungen in einem Forward Flush Betriebsmodus definiert.
Im Weiteren werden verschiedene Möglichkeiten für einen Backwash- Betriebszustand beschrieben.
Als Backwash wird die Rückspülung der Membran bezeichnet, d.h. von der Filtratseite wird Wasser durch die Membran auf die Zulaufseite (Feed) gedrückt und gelangt von dort in das Abwasser (Drain). Optional kann durch das Signal S 15 eine Chemikaliendosierpumpe aktiviert werden (die zum Beispiel in einem "0"/"l"- Betrieb betrieben werden kann, aber auch volumenstromabhängig, gesteuert durch die Steuereinheit 101 in Verbindung mit dem integrierten Volumenstrommesser), die Reinigungschemikalien in das zur Spülung verwendete und gefilterte Wasser dosiert.
Erfindungsgemäß können insbesondere die beiden folgenden Möglichkeiten der Rückspülung eingesetzt werden:
- Das Filtrat des einen Modus spült das andere zurück. Das bedeutet, ein Modul befindet sich im Filtrationsmodus, das andere im Rückspülmodus, das Filtratventil
V5 ist hierbei geschlossen. Nach Rückspülung des einen Moduls wechselt die Ventilstellung und das zweite Modul wird zurückgespült.
- Beide Module werden durch eine der Anlage nachgeschaltete Pumpe oder durch ein der Anlage nachgeschaltetes Membrangefäß zurückgespült. Fig. 7 zeigt eine Schemaskizze 700, welche die Flusscharakteristik in einem Backwash-Modus zeigt.
Das Ausspülen des Schmutzwasser kann dabei entweder durch den Anschluß 106 oder den Anschluß 104 erfolgen oder wechselweise.
Fig. 8 zeigt eine Tabelle 800 mit Ventilstellungen in einem Backwash-Modus in dem der Filter oder die Filtergruppe Fl durch das, von dem Filter oder der Filtergruppe F2 gefiltertem Wasser zurückgespült wird.
Fig. 9 zeigt eine Tabelle 900 mit Ventilstellungen in einem Backwash-Modus F2, in dem der Filter oder die Filtergruppe F2 durch das, von dem Filter oder der Filtergruppe Fl zurückgespült wird
Es ist ebenfalls möglich, das Backwash beider Filtereinheiten durch nachgeschaltete Pumpen oder einen Druckbehälter (z.B. ein Membrangefäß oder lediglich eine natürliche Wassersäule) durchzuführen.
Hierbei befinden sich beide Module im Rückspülmodus. Zusätzlich wird die (gegebenenfalls frequenzgesteuerte) Rückspülpumpe durch Signal S 14 aktiviert. Der Differenzdruck zwischen Filtrat und Zulaufseite bzw. Ablaufseite der Membran wird auf maximal 2.5 bar begrenzt.
Fig. 10 zeigt eine Tabelle 1000, in welcher die Ventilstellungen in einem solchen Backwash-Betriebsmodus gezeigt sind.
Fig. 1 IA bis Fig. 1 IE zeigen einen beispielhaften Filtrationszyklus.
In Fig. IIA ist ein Filtrationsmodus gezeigt. In Fig. IIB ist ein Forward Flush Betriebsmodus gezeigt. In Fig. HC ist ein Backwash Fl Betriebsmodus gezeigt. In Fig. HD ist ein Backwash F2 Betriebsmodus gezeigt. In Fig. HE ist ein Forward Flush Betriebsmodus gezeigt.
Im Weiteren wird ein chemisch unterstützter Backwash-Betriebsmodus beschrieben.
Die Dosierung von Reinigungschemikalien bei der Rückspülung erfolgt optional und ist einstellbar für jeden x-ten Zyklus. Dann wird durch das Signal S15 die Dosierpumpe zur Dosierung von Reinigungschemikalien aktiviert (zum Beispiel unter Verwendung eines "0"/"l "-Betriebs, es besteht aber auch die Möglichkeit, die Menge an dosierten Reinigungschemikalien abhängig vom, durch den integrierten Volumenstrommesser der Anlage gemessenen Rückspülvolumenstrom zu steuern).
Fig. 12 stellt ein Schema 1200 eines solchen chemisch unterstützten Backwash- Betriebsmodus. Zunächst wird ein Zyklus 1 1201 durchlaufen, dann ein Zyklus 2 1202, und schließlich ein Zyklus X 1203. Danach erfolgt ein Chemical Backwash 1204, bevor wieder mit dem Zyklus 1 1201 begonnen wird. Jede andere Kombination der Verfahren ist möglich, um eine wirtschaftlich vorteilhafte oder optimierte Anlagenleistung zu ermöglichen. Grundsätzlich kann das beliebig kombiniert werden. Ein "chemical enhanced backwash" (CEB) kann auch alleine und ohne Einwirkzeit ausgeführt werden.
Im Weiteren wird ein Integritätstest beschrieben.
Fig. 13A bis Fig. 13D zeigen unterschiedliche Verfahrensschritte während eines, mit Druckluft oder Druckgas (z.B. Kohlendioxid) durchgeführten Integritätstests.
Wie in Fig. 13A gezeigt, kann zunächst eine Entwässerung auf der Permeatseite mit Druckluft (zum Beispiel 1 bar) erfolgen. Wie in Fig. 13B gezeigt, wird, sobald der gewünschte Druck erreicht wird (z.B. 1 bar) anschließend das Druckluftventil V6 geschlossen. Wie in Fig. 13C gezeigt, wird nachfolgend eine Wartezeit von zum Beispiel 30 Sekunden eingelegt. Wie in Fig. 13D gezeigt, wird anschließend der Druckverlust über die Zeit t gemessen, zum Beispiel für eine Dauer von 2 Minuten. Wenn der Druckverlust weniger als 10 mbar pro Minute beträgt, so wird von einer einwandfreien Funktion ausgegangen.
Nachfolgend kann ein Filtrationszyklus gestartet werden.
Im Weiteren wird der Betrieb des Steuermoduls 101 näher beschrieben.
Zunächst wird die Programmierung eines solchen Steuermoduls 101 beschrieben.
Hierbei wird von Zyklen, wie in Fig. 1 IA bis Fig. 1 IE gezeigt, ausgegangen. Jeder Betriebszustand wird durch die Ventilstellungen und die Pumpenstati definiert. Jeder Betriebszustand benötigt Eingabeparameter.
In einem Filtrations-Betriebsmodus können die Eingabeparameter die Dauer der Entlüftung vor dem Start der Filtration, die Dauer des Filtrationszyklus (Zeit, Filtratmenge oder beides), der Filtratvolumenstrom (falls Feedpumpe vorhanden), ein Schwellenwert dp für die Auslösung der Rückspülung, und eine Dosierung von Chemikalien im Zulauf sein.
In einem Forward Flush Betriebsmodus können die Eingabeparameter Forward Flush on/off oder die Dauer des Forward Flush sein.
In einem Rückspül-Betriebsmodus können die Eingabeparameter Rückspülung on/off, die Dauer der Rückspülung, die Rückspülung durch eine externe Pumpe oder ein Membrangefäß oder „ein Modul das Andere", bei jeder wievielten Rückspülung Chemie dosiert werden soll, und die Einweichzeit für Chemikalien (on/off, wie lange) sein. In einem „Forward Flush nach Rückspülung" Betriebsmodus können die Eingabeparameter Forward Flush on/off und die Dauer des Forward Flush sein.
Bei einem Integritätstests-Betriebsmodus können die Eingabeparameter der Abstand zwischen Integritätstest, die Dauer der Entwässerung, der Schwellenwert des Drucks für die Abschaltung des Kompressors, die Dauer der Ruhezeit nach der Entwässerung, der erlaubte Druckabfall pro Minute und die Dauer der Integritätsmessung sein.
Während eines Betriebszustandes werden verschiedene Bedingungen kontinuierlich überprüft. Wird eine Bedingung nicht erfüllt, ändert das Programm den Ablauf und meldet einen Alarm.
Zum Beispiel kann in einem Betriebszustand Filtration ein zu überwachender Parameter die Höhe des Differenzdrucks zwischen Zulaufseite und Filtratseite der Membranfilter (TMP), der TMP-Grenzwert und ein Volumenstrom sein. In einem Betriebszustand Rückspülung können die zu überwachenden Parameter die Höhe des TMP, der TMP-Grenzwert und der maximale Volumenstrom oder Druck an P2 sein.
In einem Betriebszustand Integritätstest kann der zu überwachende Parameter der Schwellenwert dp sein.
Eine chemisch unterstützte Rückspülung kann nach einer bestimmten Anzahl von Zyklen (einzustellen im Menü) und bei Überschreitung des Druckgrenzwertes der Filtration (TMP-Limit) stattfinden. Die Zyklen werden jeweils von der letzten chemischen Reinigung ab gezählt.
Im Weiteren werden verschiedene Alarmgruppen dargestellt, die beim Detektieren einer Fehlfunktion ausgelöst werden können. Zunächst wird ein Betriebszustand Filtration beschrieben.
Gemäß einem Code FIOl kann die Bedingung überprüft werden, ob P1-P2 größer als ein maximal erlaubter Wert dp ist, bzw. ob P3-P2 größer als ein maximal erlaubter Wert dp ist. In einem solchen Fall kann die Nachricht ergehen, dass die Membran verschmutzt ist. Ein Reinigungszyklus kann eingeleitet werden.
Mit einem Code FI02 kann die Bedingung abgefragt werden, ob P1-P2 größer als der maximal erlaubte Wert dp ist bzw. ob P3-P2 größer als der maximale Wert dp ist, und zwar unmittelbar nach dem Reinigungszyklus. In einem solchen Fall kann die Nachricht ergehen, dass die Membran stark verschmutzt ist. Als Maßnahme kann eine chemisch unterstützte Rückspülung eingeleitet werden (falls vorhanden) oder es kann ein erneuter Reinigungszyklus durchgeführt werden.
Bei einem Code FI03 wird die Bedingung geprüft, ob der Volumenstrom unter dem eingegebenen Schwellenwert und dp kleiner als dieser Schwellenwert ist. Die Nachricht kann ergehen, dass das Rohwasser nicht ausreichend ist. Ferner kann eine Nachricht per SMS auf das Handy übermittelt werden.
Bei einem Code FI04 kann die Bedingung überprüft werden, ob der Volumenstrom unter dem eingegebenen Schwellenwert ist und ob dp trotz der Reinigung größer als der Schwellenwert ist. Es kann die Nachricht ergehen, dass die Membran ausgetauscht werden soll. Eine solche entsprechende Nachricht kann per SMS auf ein Handy des Benutzers gesendet werden.
Bei einem Code FI05 kann die Bedingung abgefragt werden, ob Pl kleiner oder gleich P2 oder einem einstellbarem Schwellenwert ist. Dies kann die Nachricht auslösen, dass kein ausreichender Druck für die Filtration vorhanden ist. Eine entsprechende Nachricht kann per SMS auf das Handy übermittelt werden. Bei einem Code FI06 wird die Bedingung überprüft, ob P3 kleiner oder gleich P2 oder einem einstellbarem Schwellenwert ist. In einem solchen Fall ergeht die Nachricht, dass kein ausreichender Druck für die Filtration vorhanden ist. Eine entsprechende Nachricht wird per SMS auf das Handy des Benutzers übermittelt. Im Weiteren werden Alarmzustände für den Betriebszustand Rückspülung beschrieben.
Bei einem Code BWOl wird überprüft, ob P2 kleiner 1.5 bar ist. Ist dies der Fall, so ergeht die Nachricht, dass kein ausreichender Druck für die Rückspülung vorhanden ist. Als Maßnahme wird BW weiter durchgeführt und der Benutzer benachrichtigt, daß die technische Ausrüstung zur Rückspülung (z.B. Pumpe, Membrangefäß oder anderer Druckbehälter, falls vorhanden) überprüft werden muss.
Mit einem Code BW02 wird die Bedingung geprüft, ob die Pumpe BW vorhanden ist und ferner, ob P-P3 oder P2-P1 größer 2.5 bar ist. Dann ergeht die Nachricht
"Druckerhöhung Pumpe BW reduzieren".: Wenn die Pumpe BW frequenzgeregelt ist, dann wird der Druck gesenkt, wenn die Pumpe BW nicht frequenzgeregelt ist, dann wird die Pumpe BW ausgeschaltet, und der Benutzer wird benachrichtigt, daß die Rückspülpumpe überprüft werden muss.
Im weiteren werden verschiedene Alarmzustände für den Betriebszustand
Integritätstest beschrieben.
Bei einem Code ITOl wird die Bedingung geprüft, ob P2 kleiner als 0.5 bar ist während der Entwässerung. Dann ergeht die Nachricht, dass der Kompressor überprüft werden soll. Diese Nachricht wird per SMS auf das Handy des Benutzers gesendet.
Bei einem Code IT02 wird die Bedingung geprüft, ob der Druckabfall während des eigentlichen Integritätstests (nach Entwässerung und Abschließen der Zu-, Ablaufventile(s) und des Filtratventils höher als ein Schwellenwert ist. Wenn der Druck schneller fällt als ein eingegebener Schwellenwert, dann erfolgt eine entsprechende Nachricht per SMS auf das Handy bzw. am Bedienteil, dass das Membranmodul defekt ist.
Als nächstes wird ein durchzuführender Integritätstest näher beschrieben.
Der Integritätstest für das Modul unterteilt sich in fünf Schritte:
- Zuerst werden die Ventile Vl, V3 und danach V5 geschlossen. Dann wird V2, V4 und danach V6 geöffnet und ein definierter Druck zwischen 0.3 und 1 bar auf der Permeatseite aufgebracht (Standard 0.5 bar).
- Nach einer vordefinierten Zeit wird V6 geschlossen.
- Es wird eine definierte Pause von beispielsweise ca. 30 Sekunden eingelegt.
- Über einen festgelegten Zeitraum von beispielsweise ca. zwei Minuten wird der Druckabfall gemessen. Liegt der gemessene Wert über einem definierbaren Grenzwert (10 mbar/Min.), wird eine Alarmmeldung ausgegeben.
- Der Filtrationsmodus wird mit einer Entlüftung der Module eingeleitet.
Als nächstes werden die Aus- und Eingangssignale für die Filtrationsanlage 400 beschrieben.
Zunächst werden die Steuersignale für die Ventile, nämlich Sl, S2, S5, S6, S7, SlO beschrieben. Diese Signale werden zur Ansteuerung der auf der Anlage befindlichen Magnetventile verwendet. Außerdem erfolgt durch diese Signale auch die Stromversorgung der Ventile, sofern Ventile mit einer Gleichspannung von 12 Volt bei einer Leistung von 3.5 Watt eingesetzt werden. Die Ansteuerung erfolgt durch ein I/O-Signal, entsprechend der Normalstellung der Ventile werden diese bei Anlegen einer Spannung entweder geöffnet oder geschlossen. Von den anzusteuernden Ventilen erfolgt keinerlei Rückmeldung zur Steuerung.
Die Signale S3, S4, S8, Si l werden als Eingangssignal für die Druckmessung verwendet. Auf diesen Signalen erfolgt die Meldung der Druckmessung an verschiedenen Stellen in der Anlage, gemessen durch die Druckfühler Pl bis P3, an die Steuerung. Das Drucksignal rangiert in einer Breite von 4 bis 20 mA (0 bis 10 Volt) bei einer Druckmessung von 0 bis 10 bar.
Das Signal S9 dient der Stromversorgung und Steuerung des Druckluftkompressors.
Das Signal S9 liefert die Stromversorgung für den Druckluftkompressor, sofern dieser mit 12 V versorgt werden kann. Die Stromversorgung wird im Vorgang der Integritätsprüfung für max. 5 Minuten angelegt.
Das Signal S 12 dient als Eingangssignal für den Volumenstrommesser. Zum Einbau in die Anlagen kann ein Volumenstrommesser vorgesehen sein, der auf dem Prinzip der Lichtschrankenmessung ein binäres Rechtecksignal an die Steuerung zurückliefert, das dann in der Steuerung ausgewertet werden muss. Ein Durchfiussmengenmesser benötigt zum Beispiel eine Spannung von 24 Volt.
Ein Signal S13 steuert den Ausgang der Feedpumpe. In einigen Fällen wird zur Druckerhöhung von der Filtrationsanlage eine Druckerhöhungspumpe eingesetzt. Das Signal S 13 kann nun insbesondere auf zwei verschiedene Weisen eingesetzt werden: - Zur filtratvolumenstromgeführten Steuerung einer drehzahlgeregelten Feedpumpe (4 bis 20 mA). Hierbei wird eine Pumpe derart gesteuert, dass immer eine konstante Filtratmenge produziert wird (Druckerhöhung bei Verschmutzung der Membran). Die gewünschte Filtratmenge ist im Menü einzustellen. Grenzwert für die Druckerhöhung der Membran ist eine maximale Druckdifferenz zwischen Pl und P2 oder P3 und P2 von 2.5 bar.
- Zur Schaltung eines Relais zum Ein- oder Ausschalten einer Pumpe je nach Anlagenstatus.
Das Signal S 14 dient der Steuerung des Ausgangs der Backwash-Pumpe. In einigen Fällen wird zur Rückspülung der Anlage eine Backwash- (Rückspül-) Pumpe hinter der Anlage eingesetzt, die Wasser entgegen der Filtrationsrichtung durch die Anlage drückt. Auch diese Pumpe kann insbesondere auf zwei Arten angesteuert werden:
- Zur volumenstromgeführten Steuerung einer drehzahlgeregelten Pumpe (4 bis 20 mA). Hierbei wird dann die Pumpe derart gesteuert, dass immer eine konstante Flächenbelastung der Filter im Falle der Rückspülung erfolgt. Die gewünschte Flächenbelastung ist im Menü einzustellen. Grenzwert für die Druckerhöhung der Membran lässt eine gewünschte Druckdifferenz zwischen P2 und Pl oder P2 und P3 von 2.5 bar.
- Zur Schaltung eines Relais zum Ein- oder Ausschalten einer Pumpe je nach Anlagenstatus.
Ein Signal S15 dient der Steuerung des Ausgangs der Dosierpumpe Backwash. Optional kann während der Rückspülung eine Chemikaliendosierung (zum Beispiel Chlorbleichlauge oder Wasserstoffperoxid) erfolgen. Hierzu wird dann eine Dosierpumpe mit einem Signal von 4 bis 20 mA angesteuert. Aus Kostengründen soll die Ansteuerung binär erfolgen, die Regelung des Dosiervolumenstroms erfolgt an der Dosierpumpe und bleibt konstant.
Ein Signal S16 dient der Steuerung des Ausgangs der Dosierpumpe Feed. Optional kann während der Filtration eine Chemikaliendosierung im Zulauf zur Anlage erfolgen (zum Beispiel Flockungschemikalien). Hierzu wird dann eine Dosierpumpe mit einem Signal von 4 bis 20 mA angesteuert. Aus Kostengründen kann die Ansteuerung binär erfolgen, die Regelung des Dosiervolumenstroms erfolgt dann an der Dosierpumpe und bleibt konstant.
In Fig. 14 ist eine Tabelle 1400 gezeigt, die Ventilstellungen und Pumpenstati beschreibt.
In den Klammern von Fig. 14 ist ein Betriebszustand mit Strom „an" mit (1) bzw. mit Strom „aus" mit (0) gekennzeichnet, bei einer Pumpenansteuerung optional 4 bis 20 mA fließend.
Ferner ist in der Filtrationsanlage 400 ein Menü mit Bedienteil und Anzeige vorgesehen. Die Menüstruktur ist in Fig. 21 und Fig. 22 beschrieben.
In diesem Menü erfolgt die Eingabe aller zum Betrieb der Anlage notwendigen Parameter. Die vollständige Programmierung kann erfolgen, wenn ein PC über eine in der Anlage vorhandene USB-Schnittstelle an die Steuerung angeschlossen wird. Die Menüoberfiäche kann als HTML-Seite aufgebaut sein und so systemunabhängig in einen beliebigen Web-Browser auf dem PC bedient werden können. Das
Bedienteil der Steuerung soll über ein Display verfügen, auf dem unter Anderem folgende Aufgabe erfolgen kann:
- Aktuell produzierte Filtratmenge - Integrität Membran und Alarmmeldungen
- Möglichkeit der kodierten Alarmausgabe (zum Beispiel vierstellig)
Außerdem verfugt das Bedienteil der Steuerung über Taster, die eine Konfiguration der wichtigsten Parameter am Gerät ermöglichen.
- „Pfeiltasten auf-/ab" zur Steuerung durch das Menü
- „OK und Esc" zur Bestätigung oder Löschung einer getätigten Auswahl im Menü
- „Stopp" hält Filtration an („Stopp-Modus")
- „Start" startet Filtrationsmodus aus dem Stopp-Modus
Fig. 15 zeigt ein Flussdiagramm 500, das ein Ablaufdiagramm für den Betriebsmodus Filtration zeigt.
Fig. 16 bis Fig. 18 zeigen Flussdiagramme 1600, 1700, 1800, die in Kombination den Betriebszustand Reinigungszyklus beschreiben.
Fig. 19 zeigt ein Ablaufdiagramm 1900, das einen Ablauf des Betriebszustands Integritätstest darstellt.
Fig. 20 zeigt ein Flussdiagramm 2000, das Schritte eines Stoppmodus zeigt.
Wie bereits erwähnt, veranschaulichen Fig. 21 und Fig. 22 in Diagrammen 2100 und 2200 die Menüführung. Zusammenfassend sind erfindungsgemäß Ultrafiltrationssysteme offenbart, die eine Filtration ermöglichen, bei denen eine Entfernung von Viren, Bakterien, Parasiten durch eine Porengröße kleiner als 20 nm ermöglicht ist. Es ist Rückspülung möglich, bei allen Modulen durch eine Pumpe auf der Filtratseite. Ferner ist es möglich, dass ein Modul das Andere in einem speziellen Rückspülmodus spült.
Die Rückspülung der Module kann durch Wasser erfolgen, das aus einem nachgeschalteten oder integrierten Druckbehälter auf der Filtratseite in die Module gedrückt werden kann. Ein Forward Flush Betriebsmodus ist vorgesehen. Ferner ist eine automatische Integritätsprüfung möglich. Der Filtrationsprozess kann bei nicht bestandenem Integritätstest gestoppt werden, die Wasserabgabe aus der Filtration wird dann unterbrochen. Ferner können Alarmmeldungen über SMS und Bluetooth ausgegeben werden. Die Programmierung erfolgt zum Beispiel über eine USB- Schnittstelle. Ferner ist eine Steuerung einer Chemikaliendosierung bei Rückspülung möglich. Es ist eine Steuerung einer Chemikaliendosierung im Zulauf ermöglicht.
Die Zulaufpumpe kann ebenso gesteuert werden. Die Rückspülpumpe kann gesteuert werden. Darüber hinaus ist eine Messung des Filtratvolumenstroms möglich. Die Messung der Differenzdrücke kann über die Filter erfolgen. Die Spülzyklen können entsprechend der gemessenen Druckverluste gesteuert werden. Darüber hinaus ist die Software der Steuerung über eine Schnittstelle an eine aktualisierte Version anpassbar (,,Upgrade"-Option) und die Sprache der Anzeigen, Menüs und Bedienoberflächen in verschiedenen Sprachen ausführbar.
Ergänzend ist daraufhinzuweisen, dass „aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

P a t e n t a n s p r fl c h e
1. Steuereinrichtung für eine Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, wobei die Steuereinrichtung aufweist: eine Integritätstesteinheit zum Durchführen eines Integritätstests zum
Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage; eine Reaktionseinheit zum Ermitteln einer Reaktion basierend auf einem Ergebnis des Integritätstests; wobei die Integritätstesteinheit zum Durchführen des Integritätstests zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit einer Filtermembran zum Filtern des Fluids eingerichtet ist; wobei die Integritätstesteinheit zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Filtermembran mittels Anlegens eines Testdrucks an die Filtermembran und mittels Detektierens des Zeitverhaltens des Testdrucks an der Filtermembran eingerichtet ist.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Integritätstesteinheit zum automatischen oder benutzergesteuerten Durchführen des Integritätstests eingerichtet ist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Integritätstesteinheit zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Filtermembran mittels Beförderns und Detektierens einer im funktionsfähigen Zustand der Filtermembran für die Filtermembran im Wesentlichen undurchlässigen Testsubstanz eingerichtet ist.
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Reaktionseinheit im Falle einer mittels der Integritätstesteinheit ermittelten fehlenden Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage als Reaktion zumindest einen Teil der Filtrationsanlage abschaltet.
5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Reaktionseinheit im Falle einer mittels der Integritätstesteinheit ermittelten fehlenden Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage als Reaktion eine Alarmmeldung generiert.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Alarmmeldung eine Fernstreckenbenachrichtigung eines Benutzers aufweist.
7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, wobei die Fernstreckenbenachrichtigung mittels mindestens eines
Kommunikationspfads aus der Gruppe bestehend aus einem
Telekommunikationsnetz, einem Mobilfunknetz, dem Internet, einem WLAN, einem
Intranet, einem Bluetooth-Netzwerk, einem Infrarot-Netzwerk und einem Stromnetz durchführbar ist.
8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend eine Wiederinbetriebnahmeeinheit, die zum Ermitteln einer wiederhergestellten Funktionsfähigkeit der Filtrationsanlage nach einer Fehlfunktion und zur Wiederinbetriebnahme der Filtrationsanlage eingerichtet ist.
9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, eingerichtet als monolithisch integrierter Schaltkreis.
10. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ausgeführt als Nachrüstsatz zum Einbau in eine bestehende Filtrationsanlage.
11. Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, wobei die Filtrationsanlage eine Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.
12. Filtrationsanlage nach Anspruch 11, aufweisend mindestens eine Filtermembran zum Filtern des Fluids.
13. Filtrationsanlage nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine Filtermembran ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Feinfiltermembran, einer Mikrofiltermembran, einer Ultrafiltermembran und einer Nanofiltermembran.
14. Filtrationsanlage nach Anspruch 12 oder 13, aufweisend einen Zuflussanschluss zum Zuführen des zu filternden Fluids zu der Filtermembran.
15. Filtrationsanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, aufweisend einen Filterfluidanschluss zum Abführen des mittels der Filtermembran gefilterten Fluids .
16. Filtrationsanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 15, aufweisend einen Abflussanschluss zum Abführen von Fluid, das die Filtermembran nicht durchströmt hat.
17. Filtrationsanlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, aufweisend mindestens ein Ventil, wobei mittels des mindestens einen Ventils ein Betriebszustand von zumindest einem aus der Gruppe bestehend aus dem Zuflussanschluss, dem Filterfluidanschluss und dem Abflussanschluss einstellbar ist.
18. Filtrationsanlage nach Anspruch 17, wobei die Steuereinrichtung zum Steuern des mindestens einen Ventils eingerichtet ist.
19. Filtrationsanlage nach Anspruch 18, wobei die Steuereinrichtung zum Steuern des mindestens einen Ventils zum Einstellen eines Betriebsmodus ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Filtermodus zum Befördern des Fluids von dem Zuflussanschluss durch die mindestens eine Filtermembran zu dem Filterfluidanschluss, einem
Membranspülmodus zum Befördern des Fluids von dem Zuflussanschluss entlang der mindestens einen Filtermembran zu dem Abflussanschluss, und einem Rückflussmodus zum Befördern des Fluids von dem Filterfluidanschluss durch die mindestens eine Filtermembran zu dem Abflussanschluss eingerichtet ist.
20. Filtrationsanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 19, aufweisend mindestens eine Pumpe oder eine Einrichtung zum Nutzbarmachen eines natürlichen Vordrucks zum Befördern des Fluids durch die Filtrationsanlage.
21. Filtrationsanlage nach einem der Ansprüche 11 bis 20, eingerichtet als Kleinanlage zur Wasseraufbereitung.
22. Filtrationsanlage nach Anspruch 21, eingerichtet zur Entkeimung von Trinkwasser und/oder Brauchwasser, zur Legionellenentfernung in Sanitäreinrichtungen in Krankenhäusern, Schulen und/oder Schwimmbädern, oder zur Keimentfernung aus Beckenwasser in Schwimmbädern..
23. Verfahren zum Steuern einer Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, wobei das Verfahren aufweist: Durchführen eines Integritätstests zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit der
Filtrationsanlage;
Ermitteln einer Reaktion basierend auf einem Ergebnis des Integritätstests; wobei der Integritätstests zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit einer Filtermembran zum Filtern des Fluids durchgeführt wird; wobei der Integritätstests zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit der Filtermembran mittels Anlegens eines Testdrucks an die Filtermembran und mittels Detektierens des Zeitverhaltens des Testdrucks an der Filtermembran durchgeführt wird.
24. Computerlesbares Speichermedium, in dem ein Programm zum Steuern einer Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids gespeichert ist, welches Programm, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, das Verfahren nach Anspruch 23 steuert oder durchführt.
25. Programm-Element zum Steuern einer Filtrationsanlage zum Filtern eines Fluids, das, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, das Verfahren nach Anspruch 23 steuert oder durchführt.
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