超滤设备和回流冲洗方法与流程

1.本发明涉及一种用于在具有消耗器的建筑物中制造饮用水的超滤设备，所述超滤设备具有：一定数量的并联的超滤模块，所述超滤单元选择性地并且彼此独立地能在用于为消耗器供应滤液的过滤运行中和在回流冲洗运行中运行，在所述回流冲洗运行中，将所述超滤模块中的至少一个第一超滤模块的滤液用于所述超滤模块中的至少一个第二超滤模块的回流冲洗。此外，本发明涉及一种用于这样的超滤设备的回流冲洗方法。


背景技术：

2.包括并联工作的过滤模块的用于在建筑物中的饮用水供应的超滤设备本身已知。所述超滤设备在如下情况应用，即，饮用质量的水不能或不能持久地中央供应。作为包括这样的设备的建筑物尤其是要强调住宅和公寓、旅馆、医院、写字楼以及公共设施，其包括大量的水消耗器如洗脸盆、洗手间、淋浴室、浴盆等并且由此在一天中看具有极其动态的水消耗。在此，游轮也可以理解为按移动旅馆意义的建筑物。
3.超滤设备的过滤模块具有用于输送原水的、在原水侧上的入口接头和用于提供经过滤的水的、在滤液侧上的出口接头，所述经过滤的水以下称为滤液。分别按照过滤模块的结构型式，一个或多个滤膜处于所述入口接头和出口接头之间，所述滤膜将在输送的原水中的微生物和污物颗粒过滤出。以下不管在模块中的滤膜的实际的数量，仅以单数提及“一个”滤膜，虽然也可以存在两个或多个滤膜。滤膜因此在空间上将原水侧与滤液侧分开。随时间，颗粒和微生物作为滤渣越来越多地积聚在膜表面上，这被本领域技术人员以概念“污垢(fouling)”所知。由此过滤器性能越来越多地减小，并且需要净化所述膜。这可以通过所谓的回流冲洗进行，在所述回流冲洗中以与过滤运行相反的方向穿流滤膜，即从滤液侧穿流至原水侧。
4.在许多超滤设备中，滤液收集在容器中并且根据需要为了过滤器净化而往回抽吸至滤液侧。在那里所述滤液穿流滤膜直至原水侧，将颗粒和微生物从所述膜松脱，作为所谓的回流液从原水侧导出并且随后分离。为了释放为此需要的管道路径或截止确定的路径、例如至要净化的过滤模块的原水输送或至消耗器的滤液输送，操控和打开和关闭相应的阀。在这里不利的是，需要占据空间的滤液容器和回流冲洗泵，必须通过管道集成到所述设备中并且导致相应的成本。此外为了回流冲洗通常必须中断整个设备的过滤运行。
5.已知在没有滤液容器和没有分开的回流冲洗泵的情况下如下实现纯液压的净化，即，一个过滤模块的滤液直接用于另一个过滤模块的回流冲洗，其方式为利用在输入侧在超滤设备上存在的供应压力，所述供应压力例如出自当地的饮用水供应器或压力提高设备。各个过滤模块在此液压地并联并且因此也可以并联地工作或者说过滤。亦即，所述过滤模块的入口接头与一个共同的原水输入管路并且所述过滤模块的出口接头与一个共同的滤液管路连接。在一个过滤模块处于过滤运行期间，可以对另一个过滤模块回流冲洗，即后者这时处于回流冲洗运行中。这样的超滤设备例如由欧洲专利申请ep1998876 a1和德国专利申请de102008039676 a1和de102017208730 a1已知。
6.在借助第二过滤模块的滤液对第一过滤模块的回流冲洗中的挑战在于，避免所述膜由于供应压力以及叠加给所述供应压力的压力峰值而损坏。为此要考虑的是，进行回流液到自由的出口(例如按照din en 1717)的分离，因此在回流冲洗中，原水侧相对于大气敞开。在用于在建筑物中的饮用水供应的超滤设备中，供应压力(系统压力)例如可以处于大约10巴。虽然过滤模块的壳体可以承受该压力，在所述膜上、即在滤液侧和原水侧之间的这样的压差可能破坏所述膜——使所述膜破裂，所述压差以下称为跨膜压力或tmp。通常所述膜设计用于2巴以下的压差并且可以短时承受最高大约4巴的压力。图1借助包括三个并联的超滤单元3的示例性的超滤层1形象地说明这一点，所述超滤单元分别包括超滤模块3a、3b、3c，其中，所述超滤模块3a、3b、3c是相同的。
7.如果现在为了回流冲洗运行，超滤单元3的一个超滤单元、在这里为超滤模块3a的原水侧5a朝自由的出口30或者说朝大气敞开(入口阀za关闭，回流液阀ra打开)，则10巴的供应压力10处于所述数量的进行过滤的超滤单元3、在这里超滤模块3b、3c和所述数量的要回流冲洗的超滤单元3、在这里仅超滤模块3a的串联线路上。因此在所述两个并联的进行过滤的超滤模块3b、3c上的tmp处于供应压力的33.3％、即处于大约3.3巴，并且在要回流冲洗的超滤模块3a上的tmp处于供应压力的66.7％、即处于大约6.7巴。因此超过最大允许的tmp。此外要注意在供应压力中或通过快速打开和关闭的消耗器(例如在冲洗机中的电磁阀)造成的压力波动，由于所述压力波动，在回流冲洗的第二过滤模块3a或者说相应的超滤单元3上可能出现压力峰值。因此需要，减少或者说限制在实际中出现的跨膜压力。
8.为此的措施是，与要冲洗的过滤模块3a串联地产生附加的流动压力损耗。德国专利申请de102017117419 a1公开一种单向过滤模块，其包括以在滤膜下游的分隔板形式的集成的减流器。图1形象地说明这样的单向过滤模块3a、3b、3c的可能的应用，其中，所述分隔板9设置在相应的当地的回流液管路7a、7b、7c中，即所述管路在入口接头4a和中央的回流液管路7之间，所述回流液管路引导至自由的出口30。由于超滤模块的污染物、分隔板的磨损，在超滤模块上的压力损耗增加，并且在分隔板上的压力损耗减小直到不起作用。另一个缺点在于，所述分隔板9无法调节到希望的动压头上。这意味着，在超滤设备1的结构上的改变时，需要通过另一个合适的分隔板替换所述分隔板9。分隔板9的另一个缺点在于，压力峰值未过滤地穿过并且因此无法排除滤膜6的损坏。
9.同样可设想，将所述分隔板9设置在局部的滤液管路8a、8b、8c中。当然通过分隔板9产生的压力损耗也在过滤运行中起作用并且因此限制至消耗器40的滤液提供，所述消耗器经历相应减少的流动压力。最后也存在缺乏可调节性和缺乏压力峰值过滤的其他上述所述缺点。


技术实现要素：

10.本发明的任务在于，提供一种改善的超滤设备和一种为此设置的回流冲洗方法，所述超滤设备或所述回流冲洗方法克服上部提到的缺点并且确保在回流冲洗运行中对滤膜的可靠的保护。
11.该任务通过具有权利要求1的特征的超滤设备和通过具有权利要求13的特征的方法解决。在相应的从属权利要求中给出并且以下阐述有利的进一步扩展方案。
12.按照本发明提出一种超滤设备，其用于在具有消耗器的建筑物中制造饮用水，所
述超滤设备包括：
[0013]-一定数量的并联的超滤单元，所述超滤单元分别具有一个或多个并联的超滤模块，所述超滤模块包括原水侧、滤液侧和至少一个处于所述原水侧和滤液侧之间的过滤膜，并且所述超滤单元选择性地并且彼此独立地能在用于产生滤液的过滤运行中和在用于净化过滤膜的回流冲洗运行中运行，
[0014]-供应管路，所述超滤单元分别能与所述供应管路连接，以用于为原水侧供应用于过滤运行的原水，
[0015]-滤液管路，用于为消耗器供应在滤液侧上由原水产生的滤液的滤液管路，以及
[0016]-回流液管路，所述超滤单元分别能与所述回流液管路连接，以用于对于回流冲洗运行从原水侧导出回流液，
[0017]
其中，在回流冲洗运行中，所述超滤单元中的至少一个第一超滤单元的滤液为了回流冲洗输送给所述超滤单元中的至少一个第二超滤单元，并且每个超滤单元通过用于在过滤运行中输出滤液的第一管路和并联于第一管路的用于在回流冲洗运行中输入滤液的第二管路与滤液管路连接，从而第一超滤单元的滤液能输送给第二超滤单元的滤液侧，其中，在第一管路中设置用于在回流冲洗运行中阻止流动的阀，并且在第二管路中设置减压元件。
[0018]
以相应的方式，提出一种用于上部提到类型的超滤设备的回流冲洗方法，在所述超滤设备中，超滤单元
[0019]-选择性地并且彼此独立地在用于产生滤液的过滤运行中或在用于净化过滤膜的回流冲洗运行中运行，
[0020]-分别与供应管路连接，以用于为所述超滤单元的原水侧供应用于过滤运行的原水，并且
[0021]-分别与回流液管路连接，以用于对于回流冲洗运行从所述超滤单元的原水侧导出回流液，
[0022]
其中，在回流冲洗运行中，将所述超滤单元中的至少一个第一超滤单元的滤液为了回流冲洗输送给所述超滤单元中的至少一个第二超滤单元，在每个超滤单元中，将滤液在过滤运行中通过第一管路输出到滤液管路中并且在回流冲洗运行中通过并联于第一管路的第二管路从滤液管路输入，从而第一超滤单元的滤液输送给第二超滤单元的滤液侧，并且在第一管路中，阀在回流冲洗运行中阻止流动，并且在第二管路中，减压元件减少压力。
[0023]
通过使用第一和第二管路，将一方面对消耗器的滤液提供和对要回流冲洗的超滤单元的滤液提供在流体技术上分开或者说分开到各一个自身的管路上。这样，按照本发明在过滤运行中滤液从滤液侧的输出和在回流冲洗运行中滤液至滤液侧的输送通过不同的流动路径进行，从而在滤液侧上的压力减少是可能的，而不会影响过滤运行。两个管路可以称为“滤液管路”，因为它们输送滤液，然而第二管路同时形成回流冲洗管路，因为所述回流冲洗管路仅用于将所述一个超滤单元的滤液为了对所述另一个超滤单元的回流冲洗的目的从中央的滤液管路输入所述另一个超滤单元的滤液侧，第一管路或者说所有的第一管路通入所述中央的滤液管路中。通过在第二管路中的减压元件，可以有效限制用于回流冲洗的在滤液管路中的压力和因此在回流冲洗中在要回流冲洗的膜上的相对于大气的tmp并且
保护所述膜。
[0024]
在一种实施变型方案中，所述减压元件可以是分隔板。
[0025]
备选地，所述减压元件可以是被调整的调节阀、例如马达运行的球阀。这相对于分隔板具有如下优点，即，在减压元件上的希望的压力降是可调节或者说主动可调整的，从而在超滤设备的结构上的改变时，不需要替换减压元件。相应的压力调整可以借助沿流动方向在调节阀下游的压力传感器作用到调节阀上，其中，所述压力调整设置用于这样操控调节阀，使得在调节阀下游的压力保持恒定。
[0026]
在一种优选的实施变型方案中，所述减压元件可以是减压器。所述减压器具有优点，即，不需要传感机构和调节装置。因为这两者容易出故障、必须装配、提高超滤设备的复杂性并且借此提高成本。所述减压器是包括输入端和输出端的压力阀，所述压力阀在输出端上与在输入端上的较高的压力(预压力)无关地总是保持恒定的压力(后压力)。借此减压器以纯机械的方式引起被动的压力调整。减压器能够基于高的反应速度相反于相对迟缓的调整而缓冲或者说过滤掉压力峰值。所述减压器可以关于其后压力可调整。然而也可以使用不可调节的减压器。
[0027]
在一种实施变型方案中，所述超滤单元通过各一个自身的用于在过滤运行中输出滤液的第一管路和分别通过并联于第一管路的自身的用于在回流冲洗运行中输入滤液的第二管路与滤液管路连接。因此分别两个管路从每个超滤单元通入中央的滤液管路中，从而在该实施变型方案中在n个超滤单元时需要用于滤液的2n个管路。因为在所述第二管路的每个第二管路中设置减压元件，所以减压元件的数量n等于超滤单元的数量n。
[0028]
当然有利的是，第二管路由与滤液管路连接的一个共同的区段和从所述共同的区段离开至各个超滤单元的单个管路形成，其中，减压元件处于所述共同的区段中。因此相应的单个管路配置给确定的超滤单元并且只用于为该超滤单元输入回流冲洗滤液，而由所有或者说对于所有超滤单元利用所述共同的区段。因此在n个超滤单元的情况下，只需要n+1个用于滤液的管路，所述管路通入中央的滤液管路中。这具有优点，即，只需要唯一的减压元件，根据应该对哪个超滤单元往回冲洗，所述减压元件对于所有超滤单元同样地作用。
[0029]
因为所有单个管路通入所述共同的区段中，所以存在进行过滤的超滤单元的压力未减小的滤液侧和要回流冲洗的超滤单元的滤液侧之间的连接，从而该连接类似形成至所述共同的区段的旁路。为了阻止减压元件由此被绕过，需要在所述单个管路中分别设置有用于在过滤运行中阻止流动的阀。该阀可以符合标准地关闭，其中，仅在应该被回流冲洗的超滤单元的单个管路中的阀被打开或已打开。
[0030]
要指出，在包括在超滤单元和至消耗器的中央的滤液管路之间的分别两个单独的滤液管路的实施变型方案中，在相应的第二管路中也可以与减压元件串联地设置用于流动阻止的阀。
[0031]
在一种实施变型方案中，在所述第一和/或第二管路中的阀或所述阀的至少一部分可以是可开关的(开/关)或可调节的(0％-100％)的调节阀。因此可以手动地定义，是否并且哪个管路应该在滤液侧被穿流。这关于在第一和第二管路中设置各一个调节阀的情况应该相反地进行。这样对于超滤单元的过滤运行，在第一管路中的阀必须打开或者说已打开，以便提供滤液，并且在第二管路中的阀必须关闭或者说已关闭，以便将进行过滤的超滤单元和要回流冲洗的超滤单元的滤液侧彼此分开。此外为了超滤单元的回流冲洗运行，在
第一管路中的阀必须关闭或者说已关闭，以便不桥接减压元件或者说为了强制滤液通过减压元件，并且在第二管路中的阀必须打开或者说已打开，以便获得用于回流冲洗的滤液。
[0032]
当然特别有利的是，所述阀或所述阀的至少一部分是回流阻止器。因为这种类型的阀的特性在于，其允许沿一个方向的流量并且阻止沿另一个方向(向后)的流量。可以对于本发明理想地利用该方向约束性，因为按照规定地总是必须仅沿一个方向穿流用于滤液的第一和第二管路。这样可以在相应的第一管路中这样设置各一个回流阻止器，使得所述回流阻止器的输入端与相应的超滤单元连接并且所述回流阻止器的输出端与滤液管路连接。此外可以在相应的第二管路中或者说在其相应的单个管路中这样设置有各一个回流阻止器，使得所述回流阻止器的输入端与滤液管路并且所述回流阻止器的输出端与相应的超滤单元连接。通过使用在管路中的回流阻止器可以放弃被控制的阀以及相应的控制导线，从而可以节省用于构造按照本发明的超滤设备的成本和耗费。因为回流阻止器完全自给自足地工作，所以所述回流阻止器此外相对于要操控的调节阀是故障安全的。
[0033]
回流阻止器的一个特别的优点此外在于，所述回流阻止器基于其开启压力以简单的机构能够实现流动识别或者说这样的(停滞)的缺乏。这样超滤设备可以包括用于确定在供应管路和滤液管路之间的压差的传感机构以及用于评估所述压差的评估单元。所述评估单元于是可以将所述压差与回流阻止器的例如0.3巴的开启压力相比较并且在开启压力之上时认定大于零的体积流量并且在开启压力之下时认定等于零的体积流量。或者说，评估单元可以设置用于这一点。以这种方式可以借助压差测量确定，超滤设备是否为消耗器提供滤液或也许对于一定的时间不提供滤液。所述开启压力借此显著处于常见的压力传感器的测量公差之上。因此在其他传感器基于其测量公差也许未识别的最小的体积流量时，也可以进行相对于停滞的可靠的区别，其中，压力传感器的可能的测量公差保持没有影响。
[0034]
在一种实施变型方案中，所述超滤模块具有多个空心纤维膜，所述空心纤维膜将原水侧与滤液侧分开。
[0035]
合适地，所述超滤模块可以分别具有按照规定竖直布置的圆柱形的壳体。
[0036]
优选地，所述壳体可以具有处于上部区域中的至原水侧的接头，以用于导出回流液，所述回流液通过对在原水侧上的滤膜的回流冲洗产生。这具有如下优点，即，在回流冲洗运行中同时也将在原水侧上的空气从壳体中去除。附加或备选地，所述壳体可以具有处于下部区域中的至原水侧的接头，以用于输送要过滤的原水。借此在过滤时能够实现对称地流入超滤模块。这使超滤模块中的要穿流的轴向的行程长度、尤其是具有小的内径的空心纤维的长度和借此在过滤中的压力损耗减半。因此在所述组合中，超滤模块的壳体在原水侧上具有两个接头并且给予超滤模块关于其使用的高的灵活性。此外在所述壳体中无须在上部和下部之间区分。原水的输送或回流液的导出可以可选地通过上部的或下部的接头进行或通过两个接头同时进行。
[0037]
在滤液侧可以是同样的情况。这样所述壳体可以具有在按照规定地竖直的布置结构中处于上部区域中的至滤液侧的接头，以用于导出滤液，所述滤液通过过滤在滤液侧上产生。这具有如下优点，即，在过滤运行中同时也将在滤液侧上的空气从壳体中去除。附加或备选地，所述壳体可以具有处于壳体的下部区域中的至滤液侧的接头，以用于输送用于滤膜的回流冲洗的滤液。这在维修情况中允许在滤液侧上对模块的完整并且快速的排空。因此在所述组合中，超滤模块的壳体在滤液侧上具有两个接头并且同样给予超滤模块关于
其使用的高的灵活性，因为无须在上部和下部之间区分并且滤液的输送可以可选地通过上部的接头、下部的接头进行或通过两个接头同时进行。
附图说明
[0038]
以下借助实施例和附图解释本发明的其他的特征、优点和特性。
[0039]
图中：
[0040]
图1示出按照现有技术的超滤设备的示意图，所述超滤设备包括在回流液管路中的分隔板；
[0041]
图2以示意图示出按照本发明的第一超滤设备，其包括第一滤液管路中的调节阀；
[0042]
图3以示意图示出按照本发明的第二超滤设备，其包括在第一滤液管路中的回流阻止器；
[0043]
图4以示意图示出按照本发明的第三超滤设备，其包括共同的回流冲洗管路和调节阀；
[0044]
图5以示意图示出按照本发明的第四超滤设备，其包括共同的回流冲洗管路和回流阻止器；
[0045]
图6以示意图示出按照本发明的第五超滤设备，其分别包括在原水侧和滤液侧上的两个接头的超滤模块。
具体实施方式
[0046]
如在说明书引言中解释的，图1示出按照现有技术的在使用超滤模块3a、3b、3c的情况下的超滤设备1。从源20以原水馈给所述超滤设备1。所述源20可以是当地的供水器或当地的水箱、例如罐或贮水器。中央的供应管路2将超滤模块3a、3b、3c与源20连接，其中，在供应管路2中设置压力提高设备21，以便在超滤设备1的输入端上提供大约10巴的输入压力pe。后者特别是在高的建筑物和/或在建筑物内远地延伸的饮用水分配网中是必要的，因为即使由可能的供应者提供的供应压力单独也不足够确保在处于最高的或最远离的取出点/消耗器上的足够的例如2巴的流动压力。所述压力提高设备在这里仅通过泵21象征性表示。当地的供应管路从中央的供应管路2离开进入所述超滤模块3a、3b、3c的每个超滤模块，各一个入口阀za、zb、zc处于所述当地的供应管路中。所述当地的供应管路分别在入口接头4a处结束，所述入口接头通入相应的超滤模块3a、3b、3c的原水侧5a中。原水侧5a通过至少一个膜6与滤液侧5b分开，出口接头4b从所述滤液侧导出。通过相应的当地的滤液管路8a、8b、8c，超滤模块3a、3b、3c从出口接头4b出发与中央的滤液管路8连接，所述中央的滤液管路引导至消耗器40。所述消耗器40例如可以是盥洗台水龙头、洗手间、淋浴室、浴盆等。
[0047]
在过滤运行中，超滤模块3a、3b、3c由原水产生滤液，其方式为原水穿过膜6并且原水中的颗粒附着留在原水侧5a上或者说膜上。朝滤液侧5b渗透的水或者说滤液通过当地的滤液管路8a、8b、8c引导至中央的滤液管路8，所述中央的滤液管路将滤液进一步引导至消耗器40。
[0048]
为了使在膜6的表面上附着的颗粒脱落，每个超滤模块3a、3b、3c可以独立于其他超滤模块3a、3b、3c在回流冲洗运行中运行，在所述回流冲洗运行中，向后、即从滤液侧5b至原水侧5a穿流滤膜6。为此使用的滤液来自所述其他超滤模块3a、3b、3c中的至少一个超滤
模块。为了将穿过膜6的水在回流冲洗运行中从原水侧5a导出，每个超滤模块3a、3b、3c的原水侧5a通过当地的回流液管路7a、7b、7c与中央的回流液管路7连接，所述中央的回流液管路引导至自由的出口40，回流液在所述出口上分离，各一个回流液阀ra、rb、rc处于所述当地的回流液管路中。如在说明书引言中评价的，在这些当地的回流液管路7a、7b、7c的每个回流液管路中设置分隔板9，在所述分隔板上在回流冲洗运行中产生附加的压力损耗，在相应的回流冲洗的膜6上的压力以所述压力损耗释放。因此分隔板9与相应的过滤模块3a、3b、3c在回流冲洗中沿流动方向串联在下游。
[0049]
通过调节入口阀za、zb、zc和回流液阀ra、rb、rc确定在某一时刻哪个超滤模块3a、3b、3c应该过滤而哪个超滤模块应该通过回流冲洗净化，其中，关于每个超滤模块3a、3b、3c相反地操控所述阀。这表示，配置给一个超滤模块3a、3b、3c的入口阀za、zb、zc打开，而配置给所述超滤模块的回流液阀ra、rb、rc关闭，并且反之亦然。按照在图1中示出的运行状态的瞬间图像，两个第一超滤模块3b、3c提供滤液，而第二超滤模块3a(右)当前被回流冲洗，其中，但滤液一方面被用于消耗器40，而另一方面也用于对第二超滤模块3a的回流冲洗。因此两个第一超滤模块3b、3c处于过滤运行中，而第二超滤模块3a处于回流冲洗运行中。在不同的管路上并且在各超滤模块3a、3b、3c内的箭头给出相应的流动方向。阀位置因此如下：
[0050][0051]
如在图1中可看出并且以下作为规则使用的那样，填充的阀符号表示关闭的阀而未填充的阀符号表示打开的阀。
[0052]
这样的超滤设备1的优点在于，在超滤设备的运行中可以进行各个超滤模块的回流冲洗，即在滤液提供给消耗器40期间，从而所述消耗器不受到影响或至少不受到显著的影响。亦即不发生对消耗器40的滤液提供的停止或者说中断。此外按照本发明的超滤设备1能够在没有回流冲洗容器和没有回流冲洗泵的情况下使用，由此其制造的耗费和成本减少。
[0053]
图2以示意图示出类似于图1中的设备1的、按照本发明的超滤设备1的第一实施变型方案。因此以下主要说明区别。其余参阅对图1的阐述。
[0054]
超滤设备1在这里示例性地包括三个并联的超滤单元3，其中，按照另外的实施变型方案也可以存在仅两个或多于三个这样的单元3。所述超滤单元3分别具有一个或多个并联的超滤模块3a、3b、3c，如已参考图1说明的。虽然在图2中对于每个超滤单元3只示出各一个超滤模块3a、3b、3c，但两个或更多、优选三个并联的超滤模块3a、3b、3c也可以分别形成一个超滤单元3。为了实现相同的过滤和回流冲洗方法，所有超滤单元3具有相同数量的超
滤模块3a、3b、3c。相同的超滤单元3的超滤模块可以在结构上组合在也称为架的一个共同的保持装置中。分别按照滤液需求或者说同时要供应的消耗器40，超滤设备1在一种实施变型方案中可以具有两个、三个或更多个彼此液压地并联连接的超滤单元3或架。有意义的是，所有超滤模块3a、3b、3c结构相同。
[0055]
只要每个超滤单元3包括仅一个超滤模块3a、3b、3c，如在图2中示出的，则用于超滤单元3的说明同样地适用于超滤模块3a、3b、3c并且反之亦然。出于这个原因，以下以类似的方式使用超滤模块的附图标记3a、3b、3c，以用于区分三个超滤单元3。
[0056]
超滤单元3a、3b、3c可以选择性地并且彼此独立地在用于产生滤液的过滤运行中和在回流冲洗运行中运行，以便可以净化每个超滤模块的过滤膜6或者说每个超滤单元3a、3b、3c的超滤模块的膜6，其中，在回流冲洗运行中，将所述超滤单元3a、3b、3c中的至少一个第一超滤单元的滤液为了回流冲洗输送给所述超滤单元3a、3b、3c中的至少一个第二超滤单元。如在图1的示例中，两个第一超滤单元处于过滤运行中，在这里附图标记3b和3c配置给所述两个第一超滤单元，而具有附图标记3a的第二超滤单元处于回流冲洗运行中。入口阀za、zb、zc和回流液阀ra、rb、rc的阀位置因此如在前面的表中说明的那样。
[0057]
在图2中的按照本发明的实施变型方案相对于图1的显著的区别现在在于，每个超滤单元3a、3b、3c通过用于在过滤运行中输出滤液的第一管路8a、8b、8c和并联于第一管路的用于在回流冲洗运行中输入滤液的第二管路8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
与中央的滤液管路8连接。因此所述两个第一超滤单元3b、3c的滤液可以通过相应的第二管路8a
‘
输送给第二超滤单元3a的滤液侧，从而用于滤液供应和回流冲洗存在不同的流动路径并且作为回流冲洗管路起作用的第二管路8a
‘
可以配设有保护装置，而不会影响滤液供应。
[0058]
由于在相应的当地的回流液管路7a中的配置给第二超滤单元3a的回流液阀ra的开口，第二超滤单元3a的原水侧5a与自由的出口30连接。因为因此大气压作用在原水侧5a上，所以在缺乏合适的保护装置时，输入压力pe处于包括所述两个并联的第一超滤单元3b、3c和所述第二超滤单元3a的串联线路上，从而在假定超滤单元3a、3b、3c的液压阻力相同时(结构相同的单元)、1/3的输入压力pe在所述两个并联的第一超滤单元3b、3c上存在，而2/3的输入压力在第二超滤单元3a上存在。因此在10巴的输入压力的情况下，第二超滤单元3a以大约6.7巴加载。为了阻止这一点，在第二管路8a
‘
中设置有减压元件10。准确地说，这是在每个超滤单元3a、3b、3c的第二管路8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
中的情况，因为其余的超滤单元3b、3c也在某个时候被冲洗。减压元件10形成附加的液压阻力并且因此产生压力降，从而相应的滤膜6被较不强烈地压力加载。合适地，这样选择或调节减压元件10，使得在所述减压元件的朝相应的超滤单元3a的输出端上存在如下压力，所述压力等于或小于滤膜6的希望的最大的压力负载。例如该输出端的压力为大约2巴。
[0059]
为了使减压元件10不被第一管路8a桥接，在所述第一管路中设置相应的阀fa，对于回流冲洗运行必须关闭所述阀。该阀fa以下称为滤液阀。这样的滤液阀fa、fb、fc必须在所述第一管路8a、8b、8c的每个第一管路中存在，因为其余的超滤单元3b、3c也在某个时候被冲洗。然而在配置给所述两个第一超滤单元3b、3c的第一管路8a、8b中，相应的滤液阀必须在第二超滤单元3a的回流冲洗期间打开，以便该滤液可以供给到中央的过滤管路8中或者说供给用于冲洗第二超滤单元3a。因此相应的滤液阀fa、fb、fc用于在回流冲洗期间将滤液引导通过减压元件10并且在过滤期间桥接减压元件10。因此对于在图2中的运行情况存
在以下的阀状态。
[0060][0061]
减压元件10例如可以是如在图1中的分隔板或与压力相关地调整的调节阀。在被调整的调节阀的情况下，在所述调节阀的输出端上测量压力并且根据测量的压力这样调节阀的开度，使得所述压力相应于希望的值、例如2巴至4巴之间。该调节在控制和调整单元的在图2中未示出的调整的范围内进行。例如在此可以涉及这样的控制单元，所述控制单元也开关或调节其余的阀za、zb、zc、ra、rb、rc、fa、fb和fc。
[0062]
优选地，所述减压元件10是减压器。因此可以放弃压力测量和调整。减压器在输出端总是调节出其所设计的压力并且瞬间将压力峰值过滤掉，所述压力峰值在压力调整的情况下基于所述压力调整的迟缓性而会出现。通过在回流冲洗期间使用在滤液管路8和要回流冲洗的超滤单元3a之间的减压器，独立于流量实现可靠并且快速的直接的(机械)压力调整。
[0063]
在一种实施变型方案中，入口阀za、zb、zc、回流液阀ra、rb、rc和/或滤液阀fa、fb、fc可以是受控制的、尤其是可开关的(开/关)或可调节的(0...100％)调节阀，所述调节阀例如电气、电磁或气动地操纵。例如所述调节阀是可操控的马达阀。
[0064]
图3示出按照本发明的超滤设备1的一种备选的实施变型方案，其与图2中的实施变型方案仅区别于如下，即，滤液阀fa、fb、fc通过回流阻止器形成。这具有如下优点，即，不需要主动地操控滤液阀fa、fb、fc。该实施变型方案利用如下情况，即，分别仅沿一个方向穿流并且更确切地说是分别按照运行情况“过滤”或“回流冲洗”两者择一地穿流第一管路8a、8b、8c和第二管路8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
。因为回流阻止器fa、fb、fc基于其方向约束性只允许沿一个方向的流量，所以其对于按照本发明的超滤设备1是特别适合的。在此所述回流阻止器这样设置在第一管路8a、8b、8c中，使得其输入端与相应的超滤单元3a、3b、3c连接并且其输出端与中央的滤液管路8连接。
[0065]
如果在止回阀fa、fb、fc上从输入端至输出端存在的压力处于一定的开启压力之上，则回流阻止器fa、fb、fc与体积流量无关地打开。该开启压力也对于最小的体积流量例如处于大约0.3巴。如果第二超滤单元3a的回流液阀ra打开，则压力情况是这样，即，在该第
二超滤单元3a的滤液阀fa上的压力从所述滤液阀的输出端至输入端存在。因此，该滤液阀fa截止，从而在回流冲洗时没有滤液从滤液管路8(具有最大10巴的系统压力)中可以通过第一管路8a流入超滤单元中，而是仅通过压力限制的第二管路8a
‘
可以流入超滤单元3a中。在所述另外两个滤液阀fb、fc中，存在的压力从输入端至输出端定向，即在输入端较高，并且处于开启压力之上，从而所述另外两个滤液阀打开。因此滤液可以在过滤运行中无阻碍从超滤单元3b、3c流入中央的滤液管路8中。
[0066]
在按照本发明的设备中使用回流阻止器的另一个优点和协同如下造成，即，常见的回流阻止器的开启压力处于常见的压力传感器的测量公差之上，因此在超滤模块3a、3b、3c或超滤单元3和所属的回流阻止器fa、fb、fc的串联线路上的压差能够实现即使在最小的体积流量时关于相应的回流阻止器fa、fb、fc的打开或不打开的报告并且借此也能够实现关于滤液的流动或不流动的报告。因此也可以可靠地探测停滞。
[0067]
在图4中示出按照本发明的超滤设备1的另一种实施变型方案。其相对于图2中的实施变型方案的区别在于，所有的第二管路8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
在通入中央的滤液管路8之前联合成一个共同的区段8
‘
，所述共同的区段然后通入中央的滤液管路8中。从另一个角度看，第二管路由该与滤液管路8连接的共同的区段8
‘
和从所述共同的区段离开至各个超滤单元3a、3b、3c的单个管路8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
形成。该实施变型方案能够实现，节省减压元件10，因为仅还需要一个唯一的减压元件10，所述减压元件处于共同的区段8
‘
中并且因此由所有超滤单元8a、8b、8c在相应的回流冲洗运行中同样地使用。当然需要的是，在所述单个管路8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
中设置各一个冲洗阀sa、sb、sc，以便将所述两个第一超滤单元3b、3c的压力未减小的滤液侧5b与第二超滤单元3a的滤液侧5b分开，因为否则会绕过减压元件10。冲洗阀sa、sb、sc可以与输入阀za、zb、zc、回流液阀ra、rb、rc和/或滤液阀fa、fb、fc相同地实施。
[0068]
相反于滤液阀fa、fb、fc进行冲洗阀sa、sb、sc的操控。因此对于图4中的运行情况存在以下的阀状态：
[0069][0070]
图5示出按照本发明的超滤设备1的另一种实施变型方案，该另一种实施变型方案与图4中的实施变型方案区别于如下，即，滤液阀fa、fb、fc和冲洗阀sa、sb、sc通过回流阻止器形成。对于图3说明的内容在这里也涉及该变型。回流阻止器sa、sb、sc这样设置在所述单个管路8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
中，使得所述回流阻止器的相应的输入端与共同的区段8
‘
连接并且所述回流阻止器的相应的输出端与相应的超滤单元3a、3b、3c连接。如果第二超滤单元3a的回流液阀ra打开，则在回流阻止器sa上存在的压力从输入端至输出端定，即在输入端上较高，并且处于开启压力之上，从而回流阻止器打开。在所述其他的止回阀sb、sc中，压力在输出端上(等于滤液管路8中的压力)高于输入端(压力通过减压元件10减少)，从而这些回流阻止器sb、sc关闭。因此可以放弃受控制的冲洗阀。
[0071]
图6示出按照本发明的超滤设备1的另一种实施变型方案。所述线的粗度象征表示处于相应的引导水的管路上的压力，其中，压力越大，则所述线越粗。虚的管路与此相对在示出的运行情况中不引导水，因为相应的阀关闭。
[0072]
超滤单元3在该实施变型方案中通过具有长形的、基本上圆柱形的壳体的超滤模块3a、3b、3c形成。所述超滤模块分别具有多个在原水侧5a和滤液侧5b之间的空心纤维膜6，其中，在该实施变型方案中，空心纤维膜的内部属于原水侧5a，而在空心纤维膜6外的空间区域属于滤液侧5b。所述两侧5a、5b的每侧具有两个接头，所述接头分别设置在壳体的对置的轴向的端部上。因此在超滤模块3a、3b、3c的规定地竖直的布置结构中，每个超滤模块3a、3b、3c具有分别朝原水侧5a的下部的入口接头4au和上部的入口接头4ao以及分别朝滤液侧5b的下部的入口接头4bu和上部的出口接头4bo。
[0073]
原水的输送通过供应管路2在过滤运行中在空间上从下部通过两个入口接头4au、
4ao进行，所述两个入口接头在超滤模块3a、3b、3c外通过中间管路相互连接。中央的供应管路2在超滤单元3a、3b、3c之下延伸。回流液从中间管路中在空间上向上离开地导出到中央的回流液管路7中，所述中央的回流液管路在超滤单元3a、3b、3c之上延伸。这具有如下优点，即，在回流冲洗中引起可靠的排气。输入阀za、zb、zc分别处于中央的供应管路2和相应的中间管路之间。此外，回流液阀ra、rb、rc分别处于中央的回流液管路7和相应的中间管路之间。
[0074]
滤液的在过滤运行中通过上部的出口接头4bo导出到中央的滤液管路8中，所述中央的滤液管路在空间上在超滤单元3a、3b、3c之上延伸。与此对应地，相应的第一管路8a、8b、8c将相应的超滤单元3a、3b、3c的上部的排出接头4bo与中央的滤液管路8连接，所述中央的滤液管路引导至消耗器40。以对应于图3和5的回流阻止器的结构的滤液阀fa、fb、fc处于所述第一管路8a、8b、8c的每个第一管路中。此外，第二管路8
‘
、8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
将中央的滤液管路8与所述超滤单元3a、3b、3c的每个超滤单元连接。第二管路8
‘
、8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
包括一个共同的区段8
‘
和单个管路8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
。在所述共同的区段8
‘
中设置减压器10。所述共同的区段8
‘
将中央的滤液管路8与单个管路8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
连接，所述单个管路分别引导至超滤单元3a、3b、3c的所述下部的入口接头的一个下部的入口接头4bu并且包含各一个以对应图5的回流阻止器的结构的冲洗阀sa、sb、sc。所述共同的区段8因此形成用于压力限制的滤液接头4bu的集流管。
[0075]
在图6中的实施变型方案的作用方式基本上相同于图5中的作用方式，其中，在超滤单元3或者说超滤模块3a、3b、3c的壳体上的彼此分离的接头上进行原水、滤液、回流冲洗滤液和回流液的入口和出口的仅一个空间的分开。
[0076]
在图6中此外可看出用于测量在供应管路2中的输入压力pe的输入压力传感器11以及用于测量在中央的滤液管路8中的输出压力pa的输出压力传感器12。这些压力传感器11、12的测量信号输入给评估单元13，所述评估单元尤其是设置用于在超滤设备1的过滤运行中确定，在输入压力pe和输出压力pa之间的压差是否超过回流阻止器fa、fb、fc的开启压力。如果是这种情况，则可以推断出，所述回流阻止器fa、fb、fc中的至少一个回流阻止器打开并且因此存在体积流量，即超滤设备1将饮用水提供给消耗器40，而为此不需要附加的体积流量传感器或容积式流量计。
[0077]
应当理解，上述描述仅示例性地出于说明的目的给出，并且不以任何方式限制本发明的范围。本发明的作为“可以”、“示例性地”、“优选地”、“可选地”、“理想地”、“有利地”、“必要时”或“合适地”给出的特征被视为纯粹可选的，并且同样不限制保护范围，所述保护范围仅通过权利要求来确定。在上面的描述中，只要指出具有已知的、接近的或可预见的等同物的元件、构件、方法步骤、值或信息，则这些等同物也一同包括在本发明中。此外，本发明包括实施例的涉及元件、构件、方法步骤、值或信息的替换、增加、改变或删除的任何改变、变化或修改，只要本发明的原理保持不变，无论所述改变、变化或修改是否导致实施形式的改善或劣化。
[0078]
虽然前面的发明说明参照一个或多个具体实施例列举了大量实体的、非实体的或方法方面的特征，但是这些特征也可以与具体实施例分开地使用，只要它们不要求强制性地存在其它特征。相反地，就一个或多个具体实施例而言提及的特征可以任意地相互组合以及与所示出的或未示出的实施例的其他公开的或未公开的特征组合，只要这些特征不相
互排斥或导致技术上的不一致。
[0079]
附图标记列表
[0080]
1超滤设备
[0081]
2中央的供应管路
[0082]
2a、2b、2c当地的供应管路
[0083]
3超滤单元
[0084]
3a、3b、3c超滤模块
[0085]
4a入口接头
[0086]
4ao上部的入口接头
[0087]
4au下部的入口接头
[0088]
4b出口接头
[0089]
4bo上部的出口接头
[0090]
4bu下部的入口接头
[0091]
5a 原水侧
[0092]
5b 滤液侧
[0093]
6过滤膜
[0094]
7中央的回流液管路
[0095]
7a、7b、7c当地的回流液管路
[0096]
8中央的滤液管路
[0097]
8a、8b、8c当地的第一滤液管路、用于滤液输出的第一管路
[0098]
8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
当地的第二滤液管路、用于滤液输入的第二管路
[0099]8‘
第二滤液管路的共同的区段
[0100]
9分隔板
[0101]
10 减压元件
[0102]
11 输入压力传感器
[0103]
12 输出压力传感器
[0104]
13 评估单元
[0105]
20 原水源
[0106]
30 消耗器
[0107]
40 自由的出口
[0108]
za、zb、zc输入阀
[0109]
ra、rb、rc回流液阀
[0110]
fa、fb、fc滤液阀
[0111]
sa、sb、sc回流冲洗阀

技术特征：
1.超滤设备(1)，所述超滤设备用于在具有消耗器(30)的建筑物中制造饮用水，所述超滤设备包括：-一定数量的并联的超滤单元(3)，所述超滤单元分别具有一个或多个并联的超滤模块(3a、3b、3c)，所述超滤模块包括原水侧(5a)、滤液侧(5b)和至少一个处于所述原水侧和滤液侧之间的过滤膜(6)，并且所述超滤单元选择性地并且彼此独立地能在用于产生滤液的过滤运行中和在用于净化过滤膜(6)的回流冲洗运行中运行，-供应管路(2)，所述超滤单元(3)能分别与所述供应管路连接，以用于为原水侧(5a)供应用于过滤运行的原水，-用于为消耗器(30)供应在滤液侧(5b)上由原水产生的滤液的滤液管路(8)，以及-回流液管路，所述超滤单元(3)分别能与所述回流液管路连接，以用于对于回流冲洗运行从原水侧(5a)导出回流液，其中，在回流冲洗运行中，所述超滤单元(3)中的至少一个第一超滤单元的滤液为了回流冲洗输送给所述超滤单元(3)中的至少一个第二超滤单元，其特征在于，每个超滤单元(3)通过用于在过滤运行中输出滤液的第一管路(8a、8b、8c)和并联于第一管路的用于在回流冲洗运行中输入滤液的第二管路(8
‘
、8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
)与滤液管路(8)连接，从而第一超滤单元(3)的滤液能输送给第二超滤单元(3)的滤液侧(5b)，其中，在第一管路(8a、8b、8c)中设置有用于在回流冲洗运行中阻止流动的阀(fa、fb、fc)，并且在第二管路(8
‘
、8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
)中设置有减压元件(10)。2.按照权利要求1所述的超滤设备(1)，其特征在于，所述减压元件(10)是减压器。3.按照权利要求1或2所述的超滤设备(1)，其特征在于，所述超滤单元(3)通过各一个自身的用于在过滤运行中输出滤液的第一管路(8a、8b、8c)并且分别通过并联于第一管路的、自身的、用于在回流冲洗运行中输入滤液的第二管路(8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
)与滤液管路(8)连接。4.按照权利要求1或2所述的超滤设备(1)，其特征在于，所述第二管路(8
‘
、8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
)由与滤液管路(8)连接的一个共同的区段(8
‘
)和从所述共同的区段离开至各个超滤单元(3)的单个管路(8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
)形成，其中，所述减压元件(10)在所述共同的区段(8
‘
)中并且在所述单个管路(8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
)中分别设置有用于在过滤运行中阻止流动的阀(sa、sb、sc)。5.按照权利要求1至4之一所述的超滤设备(1)，其特征在于，所述阀(fa、fb、fc、sa、sb、sc)或所述阀的至少一部分是可开关的或可调节的调节阀。6.按照权利要求1至5之一所述的超滤设备(1)，其特征在于，所述阀(fa、fb、fc、sa、sb、sc)或所述阀的至少一部分是回流阻止器。7.至少按照权利要求6所述的超滤设备(1)，其特征在于，所述超滤设备具有用于确定在供应管路(2)和滤液管路(8)之间的压差的传感机构(11、12)和用于评估所述压差的评估单元(13)，其中，所述评估单元(13)设置用于，将所述压差与回流阻止器的开启压力相比较并且在开启压力之上时认定大于零的体积流量而在开启压力之下时认定等于零的体积流量。8.按照上述权利要求之一所述的超滤设备(1)，其特征在于，所述超滤模块(3a、3b、3c)具有多个空心纤维膜(6)，所述空心纤维膜将原水侧(5a)与滤液侧(5b)分开。
9.按照上述权利要求之一所述的超滤设备(1)，其特征在于，所述超滤模块(3a、3b、3c)分别具有按照规定竖直布置的圆柱形的壳体，所述壳体包括处于所述壳体的上部区域中的至原水侧(5a)的接头(4ao)，以用于导出回流液，所述回流液通过对在原水侧上的滤膜(6)的回流冲洗产生。10.按照上述权利要求之一所述的超滤设备(1)，其特征在于，所述超滤模块(3a、3b、3c)分别具有按照规定竖直布置的圆柱形的壳体，所述壳体包括处于所述壳体的下部区域中的至原水侧(5a)的接头(4au)，以用于输送要过滤的原水。11.按照上述权利要求之一所述的超滤设备(1)，其特征在于，所述超滤模块(3a、3b、3c)分别具有以按照规定竖直布置的圆柱形的壳体，所述壳体包括处于所述壳体的上部区域中的至滤液侧(5b)的接头(4bo)，以用于导出滤液，所述滤液通过过滤在滤液侧上产生。12.按照上述权利要求之一所述的超滤设备(1)，其特征在于，所述超滤模块(3a、3b、3c)分别具有按照规定竖直布置的圆柱形的壳体，所述壳体包括处于所述壳体的下部区域中的至滤液侧(5b)的接头(4bu)，以用于输送用于滤膜(6)的回流冲洗的滤液。13.用于超滤设备(1)的回流冲洗方法，所述超滤设备用于在具有消耗器(30)的建筑物中制造饮用水，所述超滤设备包括：-一定数量的并联的超滤单元(3)，所述超滤单元分别具有一个或多个并联的超滤模块(3a、3b、3c)，所述超滤模块包括原水侧(5a)、滤液侧(5b)和至少一个处于所述原水侧和滤液侧之间的过滤膜(6)，并且所述超滤单元选择性地并且彼此独立地在用于产生滤液的过滤运行中或在用于净化过滤膜(6)的回流冲洗运行中运行，-供应管路(2)，所述超滤单元(3)分别与所述供应管路连接，以用于为原水侧(5a)供应用于过滤运行的原水，-用于为消耗器(30)供应在滤液侧(5b)上由原水产生的滤液的滤液管路，以及-回流液管路，所述超滤单元(3)分别与所述回流液管路连接，以用于对于回流冲洗运行从原水侧(5a)导出回流液，其中，在回流冲洗运行中，将所述超滤单元(3)中的至少一个第一超滤单元的滤液为了回流冲洗输送给所述超滤单元(3)中的至少一个第二超滤单元，其特征在于，在每个超滤单元(3)中，将滤液在过滤运行中通过第一管路(8a、8b、8c)输出到滤液管路(8)中并且在回流冲洗运行中通过并联于第一管路的第二管路从滤液管路(8)输入，从而将第一超滤单元(3)的滤液输送给第二超滤单元(3)的滤液侧(5b)，其中，在第一管路(8a、8b、8c)中，阀(fa、fb、fc)在回流冲洗运行中阻止流动，并且在第二管路(8
‘
、8a
‘
、8b
‘
、8c
‘
)中，减压元件(10)减少压力。14.按照权利要求13所述的回流冲洗方法，其特征在于，所述回流冲洗方法设置用于在按照权利要求1至12之一所述的超滤设备(1)上实施。

技术总结
本发明涉及一种用于制造饮用水的超滤设备(1)，所述超滤设备包括并联的超滤单元(3)，所述超滤单元分别具有一个或多个并联的超滤模块(3a、3b、3c)，所述超滤模块包括原水侧(5a)、滤液侧(5b)和至少一个处于所述原水侧和滤液侧之间的过滤膜(6)并且能在过滤运行中和在回流冲洗运行中运行。在此，每个超滤单元(3)通过用于在过滤运行中输出滤液的第一管路(8a、8b、8c)和并联于第一管路的用于在回流冲洗运行中输入滤液的第二管路(8'、8a'、8b'、8c')与中央的滤液管路(8)连接，从而第一超滤单元(3)的滤液能输送给第二超滤单元(3)的滤液侧(5b)。在第一管路(8a、8b、8c)中设置有用于在回流冲洗运行中阻止流动的阀(Fa、Fb、Fc)。为了在回流冲洗运行中保护超滤模块(3a、3b、3c)免遭过高的压力，在第二管路(8'、8a'、8b'、8c')中设置有减压元件(10)。本发明此外涉及一种用于超滤设备(1)的回流冲洗方法。于超滤设备(1)的回流冲洗方法。于超滤设备(1)的回流冲洗方法。


技术研发人员：A
受保护的技术使用者：威乐欧洲股份公司
技术研发日：2020.12.21
技术公布日：2023/8/1