DE10024447A1 - Process for producing ultrapure water and device for carrying out the process - Google Patents
Process for producing ultrapure water and device for carrying out the processInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Reinstwasser, bei dem Wasser, insbesondere Trinkwasser, als Ausgangsstoff wenigstens einem Reinigungsprozeß, insbesondere einem Osmoseprozess, unterworfen wird und anschließend als Permeat vorliegt.The invention relates to a method for producing Ultrapure water, where water, especially drinking water, as Starting material at least one cleaning process, in particular is subjected to an osmosis process and then as Permeate is present.
Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zum Herstel len von Reinstwasser, umfassend wenigstens eine Reinigungsein richtung, insbesondere eine Osmoseeinrichtung, die mit Wasser, insbesondere Trinkwasser, als Ausgangsstoff beaufschlagt ist und aus der Permeat austritt.The invention also relates to a device for manufacturing len of ultrapure water, comprising at least one cleaning unit direction, in particular an osmosis device which is filled with water, drinking water in particular, is acted upon as a starting material and from which permeate emerges.
Für eine Reihe von Anwendungen ist gewöhnliches Wasser, beispielsweise aus einer Wasserverbundleitung austretendes Trinkwasser, nicht geeignet, weil es nicht die erforderliche Reinheit aufweist. Derartige Anwendungen sind beispielsweise pharmazeutische oder medizinische Anwendungen, beispielsweise die Hämodialyse. Die Reinheit des für diese Anwendungen ver wendeten Wassers betrifft sowohl die chemische als auch die mikrobiologische Qualität. For a number of applications, ordinary water is for example emerging from a water network Drinking water, not suitable because it is not the required Purity. Such applications are, for example pharmaceutical or medical applications, for example hemodialysis. The purity of the ver Water used affects both the chemical and the microbiological quality.
Es sind bereits Verfahren zum Herstellen von Reinstwasser bekanntgeworden, mit denen beispielsweise aus Trinkwasser Reinstwasser hergestellt werden kann, das den Ansprüchen der vorbezeichneten Anwendungen genügt. In einem bekannten Verfah ren wird Trinkwasser einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Osmoseprozessen, beispielsweise Umkehrosmoseprozessen, unter worfen, mit denen im Wasser gelöste und kolloidale Inhalts stoffe, wie Mineralsalze, Mikropartikel, Bakterien und der gleichen aus dem Wasser herausgefiltert werden. Diese Stoffe werden in einem Konzentrat aufgenommen und von dem Trinkwasser abgetrennt. Neben dem Konzentrat wird in dem Osmoseprozeß Per meat hergestellt, das gereinigte und entsalzene Wasser.There are already processes for producing ultrapure water become known with whom, for example, from drinking water Ultrapure water can be produced that meets the requirements of the aforementioned applications are sufficient. In a known procedure drinking water becomes one or more successive Osmosis processes, for example reverse osmosis processes, below with which colloidal content dissolved in the water substances such as mineral salts, microparticles, bacteria and same can be filtered out of the water. These substances are taken up in a concentrate and from the drinking water severed. In addition to the concentrate, Per meat, the purified and desalinated water.
Neben einer Belastung des Ausgangsstoffes Wasser mit Mine ralsalzen, Mikropartikeln und Bakterien ist das Wasser regel mäßig mit Keimen belastet. Derartige Keime können bei dem be kannten Verfahren durch den Osmoseprozeß nicht vollständig aus dem Wasser herausgelöst werden. Auf nachteilige Weise können diese Keime durch die Osmosemembran einer Osmoseeinrichtung zur Permeatseite hindurchwachsen.In addition to contaminating the raw material water with a mine ralsalts, microparticles and bacteria are the norm moderately contaminated with germs. Such germs can be did not fully know about the processes of the osmosis process be released from the water. Can disadvantageously these germs through the osmosis membrane of an osmosis device grow through to the permeate side.
Um bei dem bekannten Verfahren die Belastung des Permeates mit Keimen zu reduzieren bzw. aufzuheben, ist eine Vorrich tung, mit der dieses Verfahren durchgeführt wird, regelmäßig zu desinfizieren. Während dieser Desinfizierung ist die Vor richtung zur Durchführung des bekannten Verfahrens anzuhalten und nach dem Desinfizieren in einem aufwendigen Prozeß durch umfangreiches Spülen wieder für den Herstellungsprozeß vorzubereiten. Trotz dieses intervallmäßigen Desinfizierens ist ein gleichbleibender mikrobiologischer Qualitätsstandard, d. h. ei ne Nichtbelastung des hergestellten Permeates mit Keimen nicht gewährleistet.To the load of the permeate in the known method reducing or eliminating with germs is a prerequisite with which this procedure is carried out regularly to disinfect. During this disinfection is the pre direction to carry out the known method and after disinfection in a complex process prepare extensive rinsing again for the manufacturing process. Despite this interval disinfection is a consistent microbiological quality standard, d. H. egg ne does not contaminate the permeate produced with germs guaranteed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, nach dem Reinst wasser herstellbar ist, das keimfrei ist. Zudem soll eine Vor richtung aufgezeigt werden, mit der insbesondere das erfin dungsgemäße Verfahren durchführbar ist.The invention has for its object a method the genus mentioned at the beginning, after the Reinst water can be produced that is germ-free. In addition, a pre direction are shown with which the inventions in particular method according to the invention is feasible.
Diese Aufgabe ist verfahrensseitig dadurch gelöst, daß das Wasser oder das Permeat zusätzlich auf eine Temperatur erwärmt wird, die gleich oder größer einer Temperatur ist, die zu ei nem sicheren Abtöten von im Wasser oder im Permeat enthaltenen Keimen führt.This task is solved on the procedural side in that Water or the permeate is additionally heated to a temperature that is equal to or greater than a temperature that is too high nem safe killing of contained in the water or in the permeate Germination leads.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Ausgangsstoff Wasser nicht ausschließlich einem oder mehreren Reinigungspro zessen, zum Beispiel Osmoseprozessen unterworfen, sondern es findet zusätzlich eine thermische Desinfektion statt. Die thermische Desinfektion wird dadurch erreicht, daß das Wasser oder das Permeat auf eine Temperatur gebracht wird, regelmäßig erwärmt wird, die gleich oder größer einer Temperatur ist, bei der im Wasser enthaltene Keime absterben. Das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert somit die Reinigungsleistung zum Beispiel eines Osmoseprozesses mit der thermischen Desinfektion, so daß auf vorteilhafte Weise ein Reinstwasser hergestellt wird, das zusätzlich zu seiner Freiheit von Mineralsalzen, Mikropartikeln, Bakterien und anderen Fremdstoffen keine Keime enthält. Dieses Reinstwasser ist insbesondere auch für Anwendungen in der Medizin oder Pharmazie geeignet, die eine hohe Reinheit und Keimfreiheit des verwendeten Wassers voraussetzen. Es kön nen auch andere Flüssigkeiten als Wasser nach dem erfindungs gemäßen Verfahren gereinigt werden, beispielsweise wässerige Lösungen.In the method according to the invention, the starting material Water not only for one or more cleaning pro processes, for example subject to osmosis processes, but it there is also a thermal disinfection. The Thermal disinfection is achieved in that the water or the permeate is brought to a temperature regularly is heated, which is equal to or greater than a temperature the germs contained in the water die off. The invention Process thus combines cleaning performance, for example an osmosis process with thermal disinfection, so that an ultrapure water is advantageously produced, the in addition to its freedom from mineral salts, microparticles, Bacteria and other foreign substances contain no germs. This ultrapure water is particularly suitable for applications in suitable for medicine or pharmacy, which has a high purity and sterility of the water used. It can NEN other liquids than water according to the Invention be cleaned according to methods, for example aqueous Solutions.
Vorteilhaft ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren ein direktes Desinfizieren des herzustellenden Reinstwassers. Eine indirekte Desinfizierung durch ein Desinfizieren der für die Durchführung des Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung ist vor teilhaft nicht erforderlich. Dadurch kann ein fortlaufender Herstellungsbetrieb gewährleistet sein, da für das Desinfizie ren der Vorrichtung erforderliche Unterbrechungen nicht benö tigt sind.The method according to the invention advantageously enables one direct disinfection of the ultrapure water to be produced. A indirect disinfection by disinfecting the for Implementation of the method provided is before partially not required. This allows a continuous Manufacturing company to be guaranteed as for disinfecting the interruptions required for the device are not required are required.
Thermophile Keime vermehren sich bei einer Umgebungstempe ratur von ca. 35°C bis 60°C. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß das Wasser oder das Per meat auf eine Temperatur größer als 70°C erwärmt wird und bei dieser Temperatur eine definierte Zeitdauer gelagert wird. Mit der Einstellung der Temperatur größer als 70°C wird eine Tem peratur bereitgestellt, die deutlich über der Wachstumstempe ratur thermophiler Keime liegt. Das Wasser oder das Permeat werden dieser erhöhten Temperatur eine definierte Zeitdauer unterworfen. Diese Zeitdauer ist derart eingestellt, daß sämt liche im Wasser oder im Permeat enthaltenen Keime sicher abgetötet sind. Die Einwirkungsdauer korreliert mit der einge stellten Temperatur, nach einem Anwendungsfall ist vorgesehen, daß das Wasser oder das Permeat auf eine Temperatur von ca. 85°C erwärmt wird und bei dieser Temperatur ca. 30 Minuten gelagert wird. Es hat sich gezeigt, daß eine Lagerung von er wärmten Wasser oder Permeat über 30 Minuten bei 85°C zu einem vollständigen Abtöten von ursprünglich in diesem Wasser ent haltenen Keimen führt.Thermophilic germs multiply at an ambient temperature temperature of approx. 35 ° C to 60 ° C. After further training in Invention is therefore provided that the water or the per meat is heated to a temperature greater than 70 ° C and at this temperature is stored for a defined period of time. With the setting of the temperature greater than 70 ° C is a tem temperature provided that is well above the growth temp rature of thermophilic germs. The water or the permeate this elevated temperature becomes a defined period of time subject. This period is set so that all germs contained in the water or in the permeate are safely killed are. The duration of exposure correlates with the on set temperature, according to an application it is provided that the water or the permeate has a temperature of approx. Is heated to 85 ° C and at this temperature for about 30 minutes is stored. It has been shown that storage of it warmed water or permeate at 85 ° C for 30 minutes complete killing of ent originally in this water germs.
Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist vorge sehen, daß das Permeat auf eine Temperatur erwärmt wird, die gleich oder größer der Temperatur ist, die zu einem sicheren Abtöten von im Permeat enthaltenen Keimen führt, und bis zur Abgabe des Permeates an wenigstens einen Verbraucher bei die ser Temperatur gelagert wird. Nach dieser Weiterbildung wird nicht das Wasser als Ausgangsstoff erwärmt, sondern es wird erst eine Erwärmung des Wassers vorgenommen, wenn es nach dem wenigstens einen Reinigungsprozeß als Permeat vorliegt. Die Erwärmung des Permeates hat den Vorteil, daß nicht das noch mit Mineralsalzen und Bakterien und dergleichen Fremdstoffen belastete Wasser zu erwärmen ist, sondern das bereits gerei nigte Permeat. Zudem ergibt sich der Vorteil, daß das Permeat bei einer Temperatur gelagert werden kann, die deutlich größer als die Temperatur ist, bei der Keime abgetötet werden. Durch diese Lagerung ist gewährleistet, daß nach einem einmaligen Abtöten der im Permeat enthaltenen Keime nicht aufgrund einer Lagerung bei einer kühleren Temperatur im Permeat wieder neue Keime entstehen können. Die einmal eingestellte Keimfreiheit wird dadurch vorteilhaft bis zu einer Verwendung des Permeates aufrechterhalten. Dabei wird vor einer Anwendung gerade aus dem Reinigungsprozeß austretenden Permeates die von der Tempe ratur abhängige Verweilzeit eingehalten, um die ursprünglich im Permeat enthaltenen Keime sicher abzutöten.According to a further development of the invention is pre see that the permeate is heated to a temperature that is equal to or greater than the temperature that leads to a safe Killing germs contained in the permeate leads, and up to Delivery of the permeate to at least one consumer at the water temperature is stored. After this continuing education not the water as a raw material, but it is heated the water is only heated when it is after the at least one cleaning process is present as a permeate. The Heating the permeate has the advantage that not that with mineral salts and bacteria and similar foreign substances to heat contaminated water, but that's already done the permeate. There is also the advantage that the permeate can be stored at a temperature that is significantly larger than the temperature at which germs are killed. By this storage ensures that after a one-off Do not kill the germs contained in the permeate due to a Storage at a cooler temperature in the permeate again new Germs can arise. The sterility once set becomes advantageous until the permeate is used maintain. This is just before an application Permeates emerging from the cleaning process are those from the temp rature dependent residence time adhered to the originally to safely kill germs contained in the permeate.
Das auf beispielsweise 85°C erwärmte Permeat kann mit dieser Temperatur einem Verbraucher zugeleitet werden. Für den Fall, daß ein Reinstwasser mit geringerer Temperatur benötigt wird, ist vorgesehen, daß das erwärmte Permeat unmittelbar vor Abgabe an wenigstens einen Verbraucher abgekühlt wird. Das Ab kühlen erfolgt somit zeitnah vor der Verwendung des Reinstwas sers, um zu verhindern, daß im Reinstwasser erneut Keime ent stehen.The permeate, heated to, for example, 85 ° C., can also be used this temperature are supplied to a consumer. For the In the event that ultra-pure water with a lower temperature is required is provided that the heated permeate immediately before Delivery to at least one consumer is cooled. The Ab cooling is therefore carried out promptly before the ultrapure water is used sers to prevent germs from re-entering the ultrapure water stand.
Die vorrichtungsseitige Lösung der Aufgabe, für die selb ständiger Schutz beansprucht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Herstellen von Reinstwasser wenigstens eine Einrichtung zum Erwärmen des Wassers oder des Permeates auf eine Temperatur aufweist, die gleich oder größer einer Temperatur ist, die zu einem sicheren Abtöten von im Wasser oder im Permeat enthaltenen Keimen führt.The device-side solution of the task for the same constant protection is claimed, is characterized by that the device for producing ultrapure water at least a device for heating the water or the permeate to a temperature equal to or greater than one Temperature is leading to a safe killing of in water or germs contained in the permeate.
Zur vorrichtungsseitigen Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit vorgesehen, daß die Vorrichtung neben we nigstens einer Reinigungseinrichtung, beispielsweise einer Um kehrosmoseeinrichtung, eine Einrichtung zum Erwärmen des Was sers oder des Permeates aufweist. Mit dieser Einrichtung wird das Wasser bzw. das Permeat auf eine Temperatur erwärmt, bei spielsweise auf eine Temperatur von 85°C erwärmt, bei der im Wasser oder im Permeat enthaltene Keime absterben.For the device-side implementation of the invention The method is thus provided that the device next to we at least one cleaning device, for example an um reverse osmosis device, a device for heating the what sers or permeate. With this facility the water or the permeate is heated to a temperature at for example heated to a temperature of 85 ° C, at which Water or germs contained in the permeate die.
Nach einer ersten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vor richtung ist vorgesehen, daß die Einrichtung zum Erwärmen des Wassers oder des Permeates ein Verweilzeitbehälter ist, dem wenigstens ein Heizelement zugeordnet ist. Mit diesem Verweil zeitbehälter kann eine im Behälter enthaltene Flüssigkeit, wie Wasser oder Permeat, auf eine bestimmte Temperatur erwärmt werden. Neben diesem Erwärmen ist der Verweilzeitbehälter wei terhin vorteilhaft dazu in der Lage, eine in ihm enthaltene Flüssigkeit über eine Zeit gleichmäßig zu temperieren. Mit dem Verweilzeitbehälter kann somit eingeführtes beispielsweise Permeat auf 85°C erwärmt werden, und dieses Permeat kann über eine definierte Zeitdauer, beispielsweise über 30 Minuten, bei fortwährender Einstellung der Temperatur von 85°C in dem Ver weilzeitbehälter gelagert werden. Eine zeitlich längere Lage rung im Verweilzeitbehälter ist möglich, insbesondere bis zu einem Zeitpunkt, in dem das Permeat direkt aus dem Verweil zeitbehälter entnommen und einem Verbraucher zugeleitet wird. Der Verweilzeitbehälter weist vorzugsweise eine Wärmeisolie rung auf, so daß Wärmeverluste reduziert sind.After a first development of the invention direction is provided that the device for heating the Water or the permeate is a dwell, which at least one heating element is assigned. With this lingering time container can be a liquid contained in the container, such as Water or permeate, heated to a certain temperature become. In addition to this heating, the residence time container is white terhin advantageously able to one contained in it Temper liquid evenly over a period of time. With the Residence containers can thus be introduced, for example Permeate are heated to 85 ° C, and this permeate can over a defined period of time, for example over 30 minutes continuous adjustment of the temperature of 85 ° C in the ver because time containers are stored. A longer time tion in the retention tank is possible, in particular up to a time when the permeate comes straight from the dwell time container is removed and sent to a consumer. The residence time container preferably has thermal insulation tion so that heat losses are reduced.
Die Reinigungseinrichtung und der Verweilzeitbehälter der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind über ein Rohrsystem mitein ander flüssigkeitsleitend verbunden, damit das Wasser sowohl einer Reinigung zugeführt wird und das Wasser bzw. das Permeat im Verweilzeitbehälter eine thermische Desinfektion erfährt. Vorzugsweise ist die Reinigungseinrichtung mit dem Verweil zeitbehälter über eine Rohrleitung flüssigkeitsleitend verbun den und ist der Verweilzeitbehälter in Fließrichtung des Per meates der Reinigungseinrichtung nachgeordnet. Dieser Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewirkt, daß das als Aus gangsstoff dienende Wasser zunächst der Reinigungseinrichtung zugeführt wird und nach Durchtreten durch diese als Permeat vorliegt. Dieses Permeat wird über die Rohrleitung anschlie ßend dem Verweilzeitbehälter zugeführt, in dem es erwärmt und gegebenenfalls bei Aufrechterhalten einer hohen Temperatur ge lagert wird. Diese Anordnung von Reinigungseinrichtung und Verweilzeitbehälter in Bezug auf die Fließrichtung der zu ver arbeitenden Flüssigkeit ermöglicht somit, daß von dem Wasser zunächst in der Reinigungseinrichtung Schadstoffe, insbesonde re Salze, herausgefiltert werden und anschließend eine thermi sche Desinfektion des Permeates erfolgt.The cleaning device and the dwell of the Device according to the invention are mitein a pipe system other fluidly connected so that the water both a cleaning is supplied and the water or the permeate undergoes thermal disinfection in the retention tank. The cleaning device is preferably with the dwell Connect the time container via a pipe to conduct liquid den and is the dwell in the flow direction of the Per meates downstream of the cleaning facility. This structure the device according to the invention causes that as an off water used for the initial cleaning agent is fed and after passing through it as a permeate is present. This permeate is then connected via the pipeline ßend fed to the dwell, in which it is heated and if necessary, maintaining a high temperature is stored. This arrangement of cleaning equipment and Retention tank in relation to the flow direction of the ver working liquid thus allows that of the water first in the cleaning facility pollutants, in particular re salts, are filtered out and then a thermi disinfection of the permeate takes place.
Die von der Reinigungseinrichtung abgehende Rohrleitung bildet einen Zulauf zum Verweilzeitbehälter aus, während wei terhin wenigstens ein vom Verweilzeitbehälter abgehender Ab lauf zum Beispiel zu wenigstens einem Verbraucher vorgesehen ist. Der Verweilzeitbehälter ist auf diese Weise in die Flüs sigkeitsleitung des Permeates eingebunden. Das Permeat strömt durch den Verweilzeitbehälter hindurch, in dem es erwärmt wird und in dem es über eine definierte Zeitdauer gelagert wird. The pipe coming from the cleaning device forms an inlet to the retention tank, while white thereafter at least one Ab from the retention container run for example to at least one consumer is. The retention tank is in the rivers in this way liquid line of the permeate integrated. The permeate flows through the dwell in which it is heated and in which it is stored for a defined period of time.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorge sehen, daß der Zulauf und der Ablauf des Verweilzeitbehälters durch wenigstens einen Wärmetauscher geführt sind. Mit diesem Wärmetauscher ist auf vorteilhafte Weise zugleich eine Abküh lung des aus dem Verweilzeitbehälter austretenden entkeimten Permeates und eine Erwärmung des noch mit Keimen belasteten Permeates vor Eintritt in den Verweilzeitbehälter möglich. Die Wärme des Permeates aus der Ablaufleitung wird an das Permeat in der Zulaufleitung abgegeben, wenn die jeweiligen Flüssig keiten einander im Wärmetauscher passieren.After a next development of the invention is pre see that the inflow and outflow of the retention tank are passed through at least one heat exchanger. With this Heat exchanger is advantageously a cool down at the same time of the disinfected that emerges from the retention tank Permeates and a warming of the still contaminated with germs Permeates possible before entering the retention tank. The Heat of the permeate from the drain pipe is transferred to the permeate dispensed in the feed line when the respective liquid pass through each other in the heat exchanger.
Durch den Wärmetauscher ist dabei vorteilhaft erreichbar, daß das Permeat vor Eintritt in den Verweilzeitbehälter be reits nahezu auf die erforderliche Temperatur zum Abtöten von Keimen erwärmt wird. Mit dem Heizelement, das dem Verweilzeit behälter zugeordnet ist, ist nur wenig Heizwärme dem Verweil zeitbehälter zuzuführen, damit das Permeat auf die erforderli che Temperatur erwärmt würde. Vorteilhaft tritt eine wesentli che Einsparung von Energie, beispielsweise elektrischer Ener gie, ein. Das Heizelement ist somit lediglich ein Stützheize lement, das zum Anheizen des Verweilzeitbehälters eingesetzt ist und das bereits im Wärmetauscher angewärmtes Permeat auf die erforderliche Temperatur, zum Beispiel 85°C, erwärmt.The heat exchanger can advantageously be used to that the permeate be before entering the dwell is almost at the temperature required to kill Germination is heated. With the heating element, the dwell time is assigned to the container, there is only little heating feed time container so that the permeate to the required che temperature would be heated. An essential occurs advantageously Saving energy, for example electrical energy gie, a. The heating element is therefore only a support heater element used to heat up the retention tank and the permeate already warmed up in the heat exchanger the required temperature, for example 85 ° C, heated.
Als Heizelelement kann beispielsweise eine elektrische Heizung mit geringer Leistungsaufnahme vorgesehen sein, bei spielsweise mit einer Leistungsaufnahme von 5 kW für einen Verweilzeitbehälter für 500 Liter Permeat. For example, an electric heating element Heating with low power consumption can be provided at for example with a power consumption of 5 kW for one Residence container for 500 liters of permeate.
Das aus dem Verweilzeitbehälter abgeführte, durch den Ab lauf fließende Permeat wird im Wärmetauscher gekühlt. Die Küh lung erfolgt so weit, daß die Temperatur des Permeates nahezu wieder die Temperatur des Permeates vor Eintritt in den Wärme tauscher erreicht hat.The discharged from the dwell, by the Ab flowing permeate is cooled in the heat exchanger. The cool tion takes place so far that the temperature of the permeate is almost again the temperature of the permeate before entering the heat exchanger has reached.
Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorge sehen, daß im Zulauf des Verweilzeitbehälters und in Fließ richtung unmittelbar vor dem Verweilzeitbehälter ein Zulauf- Absperrelement angeordnet ist und daß in den durch den Wärme tauscher verlaufenden Abschnitt des Zulaufes Nutzwasser ein führbar ist. Mit dem Absperrelement im Zulauf kann der Zulauf unmittelbar vor dem Verweilzeitbehälter abgesperrt werden. Möglicherweise im Verweilzeitbehälter vorhandenes Permeat, das nach der bevorzugten Ausbildung des Verfahrens von dem Ver weilzeitbehälter bei einer Temperatur von beispielsweise 85°C gelagert ist, kann auch dann im Wärmetauscher abgekühlt wer den, wenn beispielsweise aufgrund eines Ausfalles der Reini gungseinrichtung in der Zulaufleitung kein Permeat vorhanden ist. In diesem Fall wird bei abgesperrtem Zulauf Nutzwasser, beispielsweise Leitungswasser, in die Zulaufleitung durch den Wärmetauscher geführt, so daß das aus dem Verweilzeitbehälter ablaufende Permeat seine Wärme an dieses Nutzwasser abgeben kann.After a next development of the invention is pre see that in the inflow of the retention tank and in flow direction immediately before the dwell tank Shut-off element is arranged and that in the by the heat Exchanging section of the supply water is feasible. With the shut-off element in the inlet, the inlet can be blocked off immediately before the dwell. Possibly permeate present in the retention tank after the preferred embodiment of the method by the Ver because time containers at a temperature of, for example, 85 ° C is stored, can also be cooled in the heat exchanger if, for example, due to a failure of Reini supply device in the feed line no permeate present is. In this case, if the inlet is shut off, process water, for example tap water, into the supply line through the Heat exchanger performed, so that from the retention tank expiring permeate give off its heat to this useful water can.
Neben diesem Notbetrieb ist ein Normalbetrieb dadurch ge kennzeichnet, daß aus der Reinigungseinrichtung fortlaufend Permeat austritt und durch den Wärmetauscher hindurch tritt und dem Verweilzeitbehälter zugeführt wird. Zum Überwachen dieses Zuführens des Permeates ist dem Zulauf des Verweilzeit behälters im Verlauf zwischen der Reinigungseinrichtung und dem Wärmetauscher ein Volumenstrommesser zugeordnet. Mit die sem wird ständig überprüft, ob der erforderliche Volumenstrom an Permeat gegeben ist, beispielsweise ein Volumenstrom von 900 l Permeat/Stunde. Ein fortlaufender gleichmäßiger Volumen strom von Permeat ist für die Kühlung des aus dem Verweilzeit behälter austretenden Permeates im Wärmetauscher erforderlich, wenn die Entnahme abgekühlten Permeates gewünscht ist.In addition to this emergency operation, normal operation is thereby indicates that continuously from the cleaning facility Permeate emerges and passes through the heat exchanger and is fed to the retention tank. For monitoring this supply of the permeate is the inflow of the residence time container in the course between the cleaning device and a volume flow meter assigned to the heat exchanger. With the It is constantly checked whether the required volume flow is given to permeate, for example a volume flow of 900 l permeate / hour. A continuous, even volume stream of permeate is used for cooling the dwell time permeate escaping from the container is required in the heat exchanger, if the removal of cooled permeates is desired.
Im Verlauf des Zulaufes des Verweilzeitbehälters zwischen der Reinigungseinrichtung und dem Wärmetauscher kann zudem ein Leitfähigkeitsmesser angeordnet sein, mit dem die Qualität des Permeates vor Eintritt in den Wärmetauscher und in den Ver weilzeitbehälter fortlaufend überprüfbar ist.In the course of the inflow of the retention tank between the cleaning device and the heat exchanger can also be a Conductivity meter with which the quality of the Permeates before entering the heat exchanger and in the ver because the time container can be checked continuously.
Vorzugsweise sind der Zulauf und der Ablauf des Verweil zeitbehälters in Fließrichtung des Permeates im Zulauf vor dem Wärmetauscher über wenigstens eine Bypassleitung flüssigkeits leitend verbunden, wobei diese Bypassleitung absperrbar ist. Im Normalzustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist diese Bypassleitung abgesperrt, so daß im Zulauf geführtes Permeat durch den Wärmetauscher in den Verweilzeitbehälter fließt und von diesem über den Wärmetauscher abgebbar ist. In einer Pha se, in der aus dem Verweilzeitbehälter kein Permeat zu einem Verbraucher zu führen ist, kann die Absperrung der Bypasslei tung aufgehoben werden, so daß Zulauf und Ablauf des Verweilzeitbehälters in Fließrichtung des Permeates in der Zulauflei tung vor dem Verweilzeitbehälter miteinander flüssigkeitslei tend verbunden sind. Dadurch wird ein Kreislauf ausgebildet, der durch den Wärmetauscher und durch den Verweilzeitbehälter verläuft.The inflow and outflow of the dwell are preferred time container in the flow direction of the permeate in the feed before Liquid heat exchanger via at least one bypass line conductively connected, this bypass line can be shut off. In the normal state of the device according to the invention, this is Bypass line shut off, so that permeate fed into the inlet flows through the heat exchanger into the retention tank and can be delivered by this via the heat exchanger. In a pha se, in which no permeate from the residence time container To lead consumers, can bypass the bypass tion be canceled so that the inflow and outflow of the retention tank in the direction of flow of the permeate in the feed line liquid before the dwell time together tend to be connected. This creates a cycle through the heat exchanger and through the retention tank runs.
In einer absperrbaren Bypassleitung bezüglich des Zulaufes oder des Ablaufes des Verweilzeitbehälters in einem Bereich zwischen Verweilzeitbehälter und Wärmetauscher kann eine Zir kulationseinrichtung für das Permeat angeordnet sein. Mit die ser ist bei Ausbilden des Kreislaufes ein Antrieb des Permea tes möglich, mit der Folge, daß das Permeat durch den Verweil zeitbehälter und durch den Wärmetauscher zirkuliert. Das zir kulierende Permeat wird dabei fortlaufend im Verweilzeitbehäl ter erwärmt und somit insgesamt bei einer erhöhten Temperatur gelagert. Als Zirkulationseinrichtung dient beispielsweise ei ne Zirkulationspumpe.In a lockable bypass line with respect to the inlet or the expiry of the retention container in an area between the dwell tank and the heat exchanger a Zir be arranged for the permeate. With the water is a drive of the permea when the circuit is formed tes possible, with the result that the permeate by the residence time container and circulated through the heat exchanger. That zir Curing permeate is continuously in the retention tank ter warmed and thus overall at an elevated temperature stored. Eg serves as a circulation device ne circulation pump.
Das Zirkulieren des Permeates erfolgt vorzugsweise entge gen der gewöhnlichen Fließrichtung des Permeates. Neben einem Zirkulieren durch den Verweilzeitbehälter und durch den Wärme tauscher kann auch vorgesehen sein, daß das Permeat durch die Reinigungseinrichtung geführt wird. Dadurch wird diese mit dem erwärmten Permeat desinfiziert, wobei diese Desinfektion peri odisch vorgenommen werden kann. Durch das zirkulierende Per meat kann neben den Bauteilen der erfindungsgemäßen Vorrich tung auch eine Desinfizierung weiterer, an die Vorrichtung an geschlossener Bauteile erreichbar sein. Beispielsweise kann das zirkulierende Permeat in eine an den Ablauf des Verweil zeitbehälters angeschlossene Ringleitung ausgedehnt werden, wobei beispielsweise an diese Ringleitung ein Verbraucher oder mehrere Verbraucher angeschlossen ist bzw. sind.The permeate is preferably circulated in opposite directions against the normal flow direction of the permeate. Besides one Circulate through the retention tank and through the heat Exchanger can also be provided that the permeate through the Cleaning device is performed. This makes this with the heated permeate disinfected, this disinfection peri can be made odically. Through the circulating per meat can in addition to the components of the Vorrich invention device also disinfects other devices closed components. For example the circulating permeate in an at the drain of the dwell connected ring line can be extended, where, for example, a consumer or to this ring line several consumers are connected.
Zur weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß dem Ablauf des Verweilzeitbehälters ein Leitfähigkeitsmesser zugeordnet ist, mit dem unmittelbar vor Abgabe des Permeates an einen Verbraucher die Qualität des Permeates überprüfbar ist. Schließlich ist dem Verweilzeitbehälter wenigstens eine Entlüftungsöffnung zugeordnet, so daß während der Erwärmung des Permeates freiwerdendes Gas vom Permeat abführbar ist.To further develop the invention, it is provided that a conductivity meter at the end of the retention tank is assigned with the immediately before delivery of the permeate the quality of the permeate can be checked to a consumer is. Finally, the retention container is at least one Ventilation opening assigned so that during heating of the gas released from the permeate can be removed from the permeate.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weite re erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung darge stellt. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zum Herstellen von Reinstwasser.An embodiment of the invention, from which extends re inventive features are shown in the drawing Darge poses. The only figure of the drawing shows schematically the Construction of a device for the production of ultrapure water.
Das Reinstwasser wird aus Trinkwasser hergestellt, das in Richtung des Pfeils 1 mit einem geeigneten Antriebsmittel, zum Beispiel einer Pumpe, in ein Leitungssystem eingespeist wird bzw. einer Trinkwasserleitung entnommen wird. Im Verlauf einer Rohrleitung 2 ist eine Reinigungseinrichtung 3, die als Umkeh rosmoseeinrichtung ausgebildet ist, angeordnet. Durch diese wird das Wasser geführt und während des Hindurchwachsens des Wassers durch die Osmoseeinrichtung werden Schadstoffe vom Wasser abgetrennt und über eine separate Rohrleitung 4 abge führt (Pfeil 19). In die Rohrleitung 2 tritt aus der Reinigungseinrichtung 3 gereinigtes Wasser, Permeat, in Richtung des Pfeils 5 ein.The ultrapure water is produced from drinking water, which is fed into a pipe system in the direction of arrow 1 using a suitable drive means, for example a pump, or is taken from a drinking water pipe. In the course of a pipeline 2 , a cleaning device 3 , which is designed as a reverse rosmosis device, is arranged. Through this, the water is guided and while the water is growing through the osmosis device, pollutants are separated from the water and carried off via a separate pipeline 4 (arrow 19 ). Purified water, permeate, enters the pipeline 2 from the cleaning device 3 in the direction of the arrow 5 .
Die Rohrleitung 2 führt im weiteren Verlauf zu einem Ver weilzeitbehälter 6. Die Rohrleitung 2 ist dadurch als Zulauf 7 des Verweilzeitbehälters 6 ausgebildet. Diesem Zulauf 7 ist ein Leitfähigkeitsmesser 8 sowie ein Volumenstrommesser 9 zu geordnet. Aus dem Verweilzeitbehälter 6 führt ein Ablauf 10 heraus, aus dem in Richtung des Pfeils 11 Reinstwasser entnom men werden kann.The pipeline 2 leads to a Ver because time container 6th The pipeline 2 is thereby designed as an inlet 7 of the retention tank 6 . A conductivity meter 8 and a volume flow meter 9 are assigned to this inlet 7 . From the dwell 6 , an outlet 10 leads out, from which in the direction of arrow 11 ultrapure water can be taken.
Dem Verweilzeitbehälter 6 ist ein Heizelement 12 zugeord net, mit dem im Inneren des Verweilzeitbehälters 6 angeordnete Flüssigkeit erwärmbar bzw. warmhaltbar ist. Nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren ist beispielsweise eine Erwärmung des Permeates auf ca. 85°C vorgesehen. Die Temperatur des Permea tes im Verweilzeitbehälter 6 wird durch einen Temperatursensor 13 überwacht. Nach einer Reinigung des Wassers in der Reini gungseinrichtung 3 wird das aus diesem Wasser gewonnene Per meat somit zusätzlich einer thermischen Behandlung unterwor fen, wobei im Permeat enthaltene Keime abgetötet werden.The residence time container 6 is a heating element 12 associated with the liquid arranged in the interior of the residence time container 6 can be heated or kept warm. According to the method according to the invention, heating of the permeate to approximately 85 ° C. is provided, for example. The temperature of the permeate in the dwell 6 is monitored by a temperature sensor 13 . After cleaning the water in the cleaning device 3 , the per meat obtained from this water is thus additionally subjected to a thermal treatment, wherein germs contained in the permeate are killed.
Der Zulauf 7 und der Ablauf 10 sind durch einen Wärmetau scher 14 geführt. In diesem wird von dem im Ablauf 10 fließen den Permeat Wärme an das im Zulauf 7 fließende Permeat abgege ben. Die Temperaturverhältnisse in Zulauf 7 und Ablauf 10 wer den mit jeweils in Fließrichtung vor bzw. hinter dem Wärmetau scher 14 angeordneten Temperatursensoren 13 überprüft. The inlet 7 and the outlet 10 are 14 sheared by a Wärmetau. In this, from the flow in the outlet 10 , heat is given off to the permeate flowing in the inlet 7 . The temperature conditions in the inlet 7 and outlet 10 who checked the shear 14 arranged in the flow direction upstream or downstream of the heat exchanger 14 temperature sensors 13 .
Der Zulauf 7 und der Ablauf 10 sind über eine absperrbare Bypassleitung 15 miteinander flüssigkeitsleitend verbindbar. In einer weiteren Bypassleitung 16 des Zulaufs 7 ist eine Zir kulationspumpe 17 angeordnet. Bei geöffneten Bypassleitungen 15 und 16 kann mit der Zirkulationspumpe 17 eine Zirkulation des Permeates durch Verweilzeitbehälter 6 und Wärmetauscher 14 erfolgen. Dadurch ist eine Lagerung von erwärmtem Permeat so wie eine Spülung und Desinfizierung dieser Bauteile der Vor richtung gegeben.The inlet 7 and the outlet 10 can be connected to one another in a liquid-conducting manner via a lockable bypass line 15 . In a further bypass line 16 of the inlet 7 , a circulation pump 17 is arranged. When the bypass lines 15 and 16 are open, the circulation pump 17 can be used to circulate the permeate through the retention tank 6 and the heat exchanger 14 . This provides storage of heated permeate and rinsing and disinfection of these components of the device.
Dem Ablauf 10 ist unmittelbar vor der Entnahme des Permea tes ein weiterer Leitfähigkeitsmesser 8 zugeordnet.The flow 10 is assigned a further conductivity meter 8 immediately before the removal of the permeate.
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