DE19520914C1 - Method and device for regulating a reverse osmosis system for water treatment - Google Patents

Method and device for regulating a reverse osmosis system for water treatment

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Abstract

In the reverse osmosis system for water treatment according to the invention, part of the concentrate is fed back to the raw water side and part is ejected by derivation into the drain. When the load on the capacity of the system changes, the drainage of the concentrate is altered by corresponding measuring and adjusting units (31, 32; 29, 30; 42, 47-49; 14, 50a, b, c, 51-57) to the same extent as the changes in the raw water intake in such a way that the ratio between the two flows remains at least approximately constant. A direct indication of the yield (= permeate outflow/raw water intake) is derived from the ratio between the concentrate outflow and the raw water intake. Devices (27, 32) for automatically adjusting the concentrate outflow/raw water intake ratio (and hence the yield) to variations in the quality of the raw water are also provided.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung einer Umkehrosmoseanlage nach dem Obergriff des Hauptanspru­ ches. Solche Anlagen werden unter anderem in Verbindung mit Hamodialysegeräten benötigt, um zur Herstellung der Dialy­ sierflüssigkeit ausreichend reines, möglichst keimfreies Wasser zur Verfügung zu stellen.The invention relates to a control method a reverse osmosis system according to the main claim ches. Such facilities are used in conjunction with Hemodialysis machines are needed to manufacture the dialy Sierfluid sufficiently pure, if possible germ-free To provide water.

Das Funktionsprinzip von Umkehrosmoseanlagen besteht bekannt­ lich darin, daß das aufzubereitende Wasser in einem Filtermo­ dul unter hohem Druck an der Oberfläche einer semipermeablen Membran entlanggeführt wird, wobei ein Teil des Wassers, das sogenannte Permeat, durch die Membran tritt und auf der anderen Seite der Membran gesammelt und den Verbrauchsstellen zugeführt wird. Der nicht durch die Membran tretende, mit zurückgehaltenen Stoffen angereicherte Teil des Rohwassers, das sogenannte Konzentrat, fließt am Ende der Strömungsstrec­ ke des Primärraumes aus dem Membranmodul aus.The principle of operation of reverse osmosis systems is known Lich in that the water to be treated in a filter mo dul under high pressure on the surface of a semipermeable Membrane is passed along, with part of the water that So-called permeate, passes through the membrane and on the other side of the membrane collected and the consumption points is fed. The one that does not pass through the membrane with retained substances enriched part of the raw water, the so-called concentrate flows at the end of the flow path ke of the primary space from the membrane module.

Beim Betrieb von Umkehrosmoseanlagen kann der Bedarf an aufbereitetem Wasser starken Schwankungen unterliegen, so daß die Anlage oft nur zu einem Teil ihrer Kapazität ausgelastet wird. Bekannte Verfahren zur Leistungsanpassung bestehen darin, das überschüssig produzierte Permeat in den Rohwasser­ kreislauf zurückzuleiten oder die Förderleistung der zur Druckerzeugung dienenden Pumpe zu reduzieren, so daß sich der Bedarf an zuzuführendem Rohwasser entsprechend vermindert. Das aus Rohwasser und zurückgeführtem Permeat gebildete Mischwasser hat eine verminderte Schadstoffkonzentration, so daß das hieraus erzeugte Permeat eine entsprechend höhere Qualität erreicht.When operating reverse osmosis systems, the demand may increase treated water are subject to strong fluctuations, so that the plant is often only used to a part of its capacity becomes. Known methods of performance adjustment exist in that the excess permeate produced in the raw water return circuit or the funding of the To reduce pressure serving pump, so that the Demand for raw water to be supplied reduced accordingly. The formed from raw water and recycled permeate Mixed water has a reduced pollutant concentration, so  that the permeate produced from this is a correspondingly higher one Quality achieved.

Es ist darüber hinaus bekannt, auch einen Teil des abfließen­ den Konzentrats in den Rohwasserzufluß zurückzuleiten. Diese Maßnahme führt zwar tendenziell zu einer Qualitätsverschlech­ terung des Permeats im Sinne einer Zunahme des Gehalts an gelösten Substanzen, aber anderseits ebenfalls zu einer vorteilhaften Verminderung des Rohwasserbedarfs für eine bestimmte erzeugte Permeatmenge. Der rückgeführte Konzentra­ tanteil darf jedoch sowohl mit Rücksicht auf die Qualität des erzeugten Permeats als auch mit Rücksicht auf eine überhöhte Schadstoffkonzentration auf der Rohwasserseite der Filtermem­ bran, die u. U. zu einer vorzeitigen Degeneration der Membran führen kann, nicht zu hoch sein.It is also known to drain off part of the return the concentrate to the raw water supply. These Measure tends to lead to a deterioration in quality the permeate in the sense of an increase in the content dissolved substances, but on the other hand also to one advantageous reduction of the raw water requirement for a certain amount of permeate produced. The returned concentrate However, the share may be taken into account both with regard to the quality of the generated permeate as well as taking into account an excessive Pollutant concentration on the raw water side of the filter membrane bran, the u. This may lead to premature degeneration of the membrane can lead to not be too high.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Umkehrosmosean­ lage so auszustatten, daß die Rückführung von Konzentrat auch bei schwankender Kapazitätsauslastung selbsttätig so angepaßt wird, daß die tendenziell entgegengesetzten Forderungen (a) nach einer dem Anwendungszweck entsprechenden, möglichst hohen Qualität des erzeugten Permeats und (b) nach bestmögli­ cher Ausnutzung des Rohwassers auch bei wechselnder Ausla­ stung der Anlage berücksichtigt werden. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches genann­ ten Merkmale gelöst.The invention was based on the object, a reverse osmosis should be equipped so that the return of concentrate also automatically adjusted in the event of fluctuating capacity utilization that the opposite tendencies (a) according to a purpose appropriate to the application, if possible high quality of the permeate produced and (b) according to the best possible Utilization of the raw water even with changing outlets system are taken into account. This task will by those named in the characterizing part of the main claim characteristics solved.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschrei­ bung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Abbildungen. Further features and refinements of the invention result itself from the subclaims and the following description Exercise of exemplary embodiments in connection with the Illustrations.  

Es zeigtIt shows

Fig. 1 das Schema einer Umkehrosmoseanlage mit Ausstat­ tungsmerkmalen entsprechend der Erfindung, Fig. 1 shows the diagram of a reverse osmosis plant with Ausstat processing characteristics according to the invention,

Fig. 2 das Schema eines anderen Ausführungsbeispiels mit druckgesteuerter Konzentratrückführung, Fig. 2 shows the scheme of another embodiment with a pressure-controlled concentrate recirculation,

Fig. 3 das Schema eines Ausführungsbeispiels mit schwimmergesteuerter Konzentratrückführung. Fig. 3 shows the diagram of an embodiment with float-controlled concentrate return.

Die Einrichtung einer Umkehrosmoseanlage mit Gestaltungsmerk­ malen entsprechend der Erfindung ist als Beispiel und rein schematisch in Fig. 1 dargestellt. Das Rohwasser, dessen Zufluß durch ein Ventil 40 gesperrt oder freigegeben werden kann, gelangt über die Leitung 10a, b in einen Behälter 11, der über einen über ein Sterilfilter 12 belüftet sein kann und somit annähernd unter atmosphärischem Druck steht. Die Regelung des Füllstandes erfolgt beispielsweise durch einen Schwimmer 14, der ein Zuflußventil 13 mehr oder weniger öffnet oder verschließt. Aus dem Behälter gelangt das Wasser durch die Leitung 15 über die Pumpe 16 in das Filtermodul 17, dessen Primärraum 17a durch eine semipermeable Membran 18 von dem Sekundärraum 17b getrennt ist. Aus dem Sekundärraum fließt das Permeat in die Verbraucherleitung 19. Überschüssig erzeugtes Permeat kann über die Leitung 20a, b in den Behälter 11 zurückgeleitet werden, wobei das zwischen die Leitungsab­ schnitte 20a und 20b eingefügte Druckhalteventil 21 den in der Verbraucherleitung 19 herrschenden Druck bestimmt.The establishment of a reverse osmosis system with a design feature paint according to the invention is shown as an example and purely schematically in Fig. 1. The raw water, the inflow of which can be blocked or released by a valve 40 , passes via line 10 a, b into a container 11 , which can be vented via a sterile filter 12 and is thus approximately under atmospheric pressure. The level is regulated, for example, by a float 14 which more or less opens or closes an inflow valve 13 . From the container, the water passes through the line 15 via the pump 16 into the filter module 17 , the primary space 17 a of which is separated from the secondary space 17 b by a semipermeable membrane 18 . The permeate flows from the secondary space into the consumer line 19 . Excess permeate can be fed back via line 20 a, b into the container 11 , the pressure holding valve 21 inserted between the line sections 20 a and 20 b determining the pressure prevailing in the consumer line 19 .

Das Konzentrat fließt vom Ausgang des Primärraumes des Fil­ termoduls über die Leitung 22a, b zu einer Verzweigungsstelle 23, von der aus ein Teil des Konzentrats über die Leitung 24a, b in den Behälter 11 zurückführt und der übrige Teil über die Leitung 25a, b, c in den Abfluß geleitet wird. Ein zwischen die Leitungsabschnitte 22a und 22b eingefügtes Regelventil 26 bestimmt im wesentlichen den im Primärraum des Filtermoduls herrschenden Druck, der für die Filtration notwendig ist.The concentrate flows from the output of the primary space of the Fil termodule via line 22 a, b to a branching point 23 , from which a part of the concentrate returns via line 24 a, b into container 11 and the remaining part via line 25 a , b, c is led into the drain. A control valve 26 inserted between the line sections 22 a and 22 b essentially determines the pressure prevailing in the primary space of the filter module, which is necessary for the filtration.

Zwischen der Verzweigungsstelle 23 und dem Behälter liegt der Strömungswiderstand der Leitung 24a, b einschließlich einge­ fügter weiterer Komponenten, z. B. einer Leitfähigkeitsmeßzelle 27 und/oder anderer (in Fig. 1 nicht berücksichtigter) Teile, der nach Bedarf einstellbar ist. Entsprechendes gilt für die Verbindung über die Leitungsabschnitte 25a, b, c zum Abfluß 28. Das Verhältnis zwischen dem rückgeführten und dem in den Abfluß geleiteten Konzentratanteil ist von den hydrostati­ schen Druckdifferenzen an den genannten Leitungen und dem Verhältnis der Strömungswiderstände abhängig.Between the branch point 23 and the container, the flow resistance of the line 24 a, b including inserted further components, for. B. a conductivity measuring cell 27 and / or other (not considered in Fig. 1) parts that can be adjusted as required. The same applies to the connection via line sections 25 a, b, c to drain 28 . The ratio between the returned and the concentrate portion directed into the drain depends on the hydrostatic pressure differences on the lines mentioned and the ratio of the flow resistances.

Die Erfindung sieht vor, daß eine selbsttätige Anpassung des Konzentratflusses in der Abflußleitung an den Rohwasserzufluß stattfindet, und zwar zumindest näherungsweise so, daß diese beiden Flüsse in ein konstantes Verhältnis zueinander ge­ bracht werden. Diesem Zweck dient ein Meßglied, das den Rohwasserzufluß erfaßt und ein von diesem gesteuertes, den Konzentratabfluß bestimmendes Stellglied. Eine geeignete Maßnahme zur Einstellung des Konzentratabflusses besteht darin, den Strömungswiderstand in mindestens einer der beiden Leitungen 24a, b und 25a, b, c oder die an ihnen wirksamen Drücke zu verändern. In Fig. 1 ist die erstere Möglichkeit realisiert, indem zwischen die Leitungsabschnitte 25b und 25c ein regelbares Ventil 29 eingefügt ist, das über den Stellan­ trieb 30, z. B. in Form eines Servomotors, betätigt wird.The invention provides that an automatic adjustment of the concentrate flow in the drain line to the raw water inflow takes place, at least approximately so that these two flows are brought into a constant relationship to each other. A measuring element, which detects the raw water inflow, and an actuator, which is controlled by the latter and determines the concentrate outflow, serve this purpose. A suitable measure for adjusting the concentrate discharge is to change the flow resistance in at least one of the two lines 24 a, b and 25 a, b, c or to change the pressures acting on them. In Fig. 1, the former possibility is realized by a controllable valve 29 is inserted between the line sections 25 b and 25 c, which operated via the Stellan 30 , z. B. is actuated in the form of a servo motor.

Als Meßglied dient bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der in den Rohwasserzufluß eingefügter Durchfluß-Meßaufnehmer 31, z. B. in Form eines Flügelrad-Durchflußmessers, der ein elektrisches Signal abgibt, dessen Frequenz dem Durchfluß proportional ist. Dieses Signal wird durch eine Anpassungs­ schaltung 32 in ein zur Steuerung des Stellantriebes 30 geeignetes Signal umgesetzt. Durch richtige Abstimmung der Übertragungscharakteristik der Anpassungsschaltung 32 unter Berücksichtigung der Einstellcharakteristik des regelbaren Ventils 29 kann erreicht werden, daß durch Veränderungen der Kapazitätsauslastung verursachte Veränderungen des Flusses in der Rohwasserleitung mit ausreichender Genauigkeit zu propor­ tionalen gleichsinnigen Veränderungen des Konzentratabflusses führen.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the flow sensor 31 inserted into the raw water inflow serves as the measuring element. B. in the form of an impeller flow meter, which emits an electrical signal, the frequency of which is proportional to the flow. This signal is converted by an adaptation circuit 32 into a signal suitable for controlling the actuator 30 . By properly coordinating the transmission characteristic of the adaptation circuit 32 , taking into account the setting characteristic of the controllable valve 29, it can be achieved that changes in the flow in the raw water line caused by changes in the capacity utilization lead with sufficient accuracy to proportional changes in the same direction of the concentrate discharge.

Welche Genauigkeit hinsichtlich der Proportionalität als ausreichend anzusehen ist, hängt davon ab, mit welcher Ge­ nauigkeit die Ausbeute der Anlage (s. unten) bei Schwankungen der Kapazitätsauslastung konstant gehalten werden soll. Hohe Genauigkeitsanforderungen können zuverlässiger, jedoch mit größerem gerätetechnischem Aufwand, mittels eines Regelkrei­ ses mit Rückführung erfüllt werden, indem auch in die zum Abfluß führende Leitung ein Durchflußmesser 33 eingefügt wird, dessen Signal ebenfalls der Anpassungsschaltung 32 zugeführt wird, die bei dieser weiteren Ausgestaltung die Funktion eines eigentlichen Reglers hat. Durch Bildung des Quotienten von Konzentratabfluß und Rohwasserzufluß und Vergleich dieses Quotienten mit einem vorgegebenen Sollwert kann anhand einer festgestellten Abweichung der Stellantrieb so beeinflußt werden, daß der Quotient stets den vorgesehenen Wert erreicht. Diese Anordnung von zwei Durchflußmessern hat auch noch den wesentlichen Vorteil, daß aus den Meßwerten der beiden Durchflüsse eine direkte Anzeige der sogenannten Ausbeute abgeleitet werden kann. Hierunter wird das Verhältnis zwischen dem genutzen Permeatfluß und dem hierfür aufgewandten Rohwasserfluß verstanden. Aus dem Meßwert des Rohwasserzuflusses Qw und des Konzentratabflusses Qa kann die Ausbeute e nach der Beziehung e = 1 - Qa/Qw berechnet werden, da Qa die Differenz zwischen dem Rohwasserzufluß und dem zu den Verbrauchern geleiteten Permeatfluß darstellt. Die tech­ nische Durchführung einer solchen Berechnung und ihre Umset­ zung in eine entsprechende Analog- oder Digitalanzeige bedarf für den Fachmann keiner weiteren Erläuterung. Die entspre­ chenden Einrichtungen können Teil der Anpassungsschaltung 32 sein, wozu diese zusätzlich mit einer Anzeigevorrichtung 34 für die Ausbeute ausgestattet ist.Which accuracy should be considered sufficient in terms of proportionality depends on the accuracy with which the yield of the system (see below) should be kept constant in the event of fluctuations in capacity utilization. High accuracy requirements can be met more reliably, but with greater expenditure on equipment, by means of a control circuit with feedback, by also inserting a flow meter 33 into the line leading to the drain, the signal of which is also fed to the adaptation circuit 32 , which in this further embodiment functions of an actual regulator. By forming the quotient of concentrate discharge and raw water inflow and comparing this quotient with a predetermined target value, the actuator can be influenced on the basis of a determined deviation so that the quotient always reaches the intended value. This arrangement of two flow meters also has the significant advantage that a direct display of the so-called yield can be derived from the measured values of the two flows. This refers to the relationship between the permeate flow used and the raw water flow used for this. The yield e can be calculated from the measured value of the raw water inflow Qw and the concentrate outflow Qa according to the relationship e = 1 - Qa / Qw, since Qa represents the difference between the raw water inflow and the permeate flow directed to the consumers. The technical implementation of such a calculation and its implementation in a corresponding analog or digital display requires no further explanation for the person skilled in the art. The corre sponding devices can be part of the adaptation circuit 32 , for which purpose this is additionally equipped with a display device 34 for the yield.

Bei Einstellung einer bestimmten Ausbeute, gleichbedeutend mit der Einstellung eines bestimmten Verhältnisses von Kon­ zentratabfluß und Rohwasserzufluß, stellen sich für die im Wasser gelösten Substanzen bestimmte Konzentrationsverhält­ nisse zwischen Rohwasser, Permeat und abfließendem Konzentrat ein. Diese sind für die einzelnen Stoffe unterschiedlich und hängen von der Durchlässigkeit der semipermeablen Membran des Filtermoduls für die jeweils betrachtete Substanz ab. Die Einstellung des Verhältnisses von Konzentratabfluß und Roh­ wasserzufluß und somit der Ausbeute erfolgt zweckmäßigerweise anhand von Analysewerten der Substanzen, deren Konzentration von besonderer Wichtigkeit ist. Der Gehalt des Rohwassers an diesen Substanzen kann jedoch erheblich schwanken. Im Hin­ blick hierauf sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung Einrichtungen zur kontinuierlichen oder periodischen Bestim­ mung von Analysewerten und eine selbsttätige Anpassung des eingestellten Verhältnisses von Konzentratabfluß und Rohwas­ serzufluß vor. Zur Bestimmung von Analysewerten geeignete Sensoren sind z. B. in Form ionenselektiver Elektroden verfügbar. Für die Aufbereitung von Leitungswasser, z. B. zur Wasserversorgung von Hämodialysegeräten, liefert jedoch auch eine Messung der elektrischen Leitfähigkeit eine brauchbare Aussage über den Gesamtgehalt an gelösten Substanzen, da diese weit überwiegend in Form gelöster Salze vorliegen. In Fig. 1 ist zu diesem Zweck in die zum Abfluß führende Konzen­ tratleitung eine Leitfähigkeitsmeßzelle 27 eingefügt, die ihr Meßsignal an das Anpassungsgerät 32 liefert. Aufgrund dieses Meßsignals wird das Verhältnis von Konzentratabfluß und Rohwasserzufluß nach einer vorprogrammierbaren Funktion erhöht, wenn die gemessene Konzentration zunimmt, und zwar so lange, bis diese wieder einen vorgegebenen Wert erreicht. Das Regelverhalten einer solchen Konzentrationsregelung, insbe­ sondere die Reaktion auf sprunghafte Änderungen der Konzen­ tration des Rohwassers, kann verbessert werden, indem der Anpassungsschaltung 32 zusätzlich das Meßsignal einer in die Rohwasserleitung oder in den Behälter 11 eingebauten Leitfä­ higkeitsmeßzelle (in Fig. 1 nicht gezeigt) zugeführt wird, um bei einem Konzentrationsanstieg im Rohwasser das Verhältnis von Konzentratabfluß und Rohwasserzufluß zu erhöhen, noch bevor dieser auch am Einbauort der Leitfähigkeitsmeßzelle 27 bemerkbar ist.When setting a certain yield, synonymous with setting a certain ratio of concentrate runoff and raw water inflow, certain concentration ratios between raw water, permeate and outflowing concentrate arise for the substances dissolved in the water. These are different for the individual substances and depend on the permeability of the semipermeable membrane of the filter module for the substance under consideration. The setting of the ratio of concentrate runoff and raw water inflow and thus the yield is expediently carried out on the basis of analysis values of the substances, the concentration of which is of particular importance. However, the raw water content of these substances can fluctuate considerably. With a view to this, a further embodiment of the invention provides devices for the continuous or periodic determination of analysis values and an automatic adjustment of the set ratio of concentrate discharge and raw water supply. Suitable sensors for determining analysis values are e.g. B. available in the form of ion-selective electrodes. For the treatment of tap water, e.g. B. for the water supply of hemodialysis machines, but also provides a measurement of the electrical conductivity useful information about the total content of dissolved substances, since these are largely in the form of dissolved salts. In Fig. 1, a conductivity measuring cell 27 is inserted into the line leading to the drain, which supplies its measuring signal to the adapter 32 . On the basis of this measurement signal, the ratio of concentrate outflow and raw water inflow is increased according to a pre-programmable function if the measured concentration increases, namely until it reaches a predetermined value again. The control behavior of such a concentration control, in particular the reaction to sudden changes in the concentration of the raw water, can be improved by the adaptation circuit 32 additionally the measurement signal of a conductivity measuring cell installed in the raw water line or in the container 11 (not shown in FIG. 1). is supplied in order to increase the ratio of concentrate outflow and raw water inflow in the event of an increase in concentration in the raw water, even before this is also noticeable at the installation location of the conductivity measuring cell 27 .

Das Schema in Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Messung des Rohwasserzuflusses zur selbst­ tätigen Anpassung des Konzentratabflusses erfolgt hierbei mittels einer einstellbaren Drossel 42, die zwischen das Füllstands-Regelventil 13 und den Rohwasserauslaß 46, über den das Rohwasser frei in den Behälter 11 ausfließt, einge­ fügt ist. In der Leitung 41, die das Füllstands-Regelventil mit der Drossel 42 verbindet, entsteht ein vom Rohwasserzu­ fluß abhängiger Druck, der mit einem angeschlossenen Manometer 44 gemessen werden kann und bei diesem Ausführungs­ beispiel die eigentliche Meßgröße und zugleich die Stellgröße zur Einstellung des Verhältnisses von Rohwasserzufluß und Konzentratabfluß bildet. Die Einstellung dieses Verhältnisses erfolgt hier dadurch, daß der in den Behälter 11 zurückgelei­ tete Konzentratanteil gegenläufig zum Rohwasserzufluß verän­ dert wird, so daß sich zwangsläufig der in den Abfluß gelei­ tete Anteil gleichsinnig mit dem Rohwasserzufluß verändert. Eine Zunahme des Rohwasserzuflusses hat zur Folge, daß die Druckdifferenz zwischen dem Verzweigungspunkt 23 und der Leitung 41, in die auch die rückführende Konzentratleitung 24a, b, c einmündet, vermindert wird. Infolgedessen sinkt der Durchfluß in dieser Leitung, und in gleichem Maße steigt der Durchfluß in der zum Abfluß führenden Leitung 25a, b, c an. Der quantitative Zusammenhang zwischen einer Änderung des Rohwas­ serzuflusses und der hieraus resultierenden Minderung des Konzentratabflusses kann mittels der Drossel 42 und mittels einstellbarer Strömungswiderstände 47, 48, 49 in der rückfüh­ renden und der zum Abfluß führenden Konzentratleitung so eingestellt werden, daß die Ausbeute bei schwankender Kapazi­ tätsauslastung der Anlage mit ausreichender Genauigkeit konstant bleibt.The diagram in Fig. 2 shows another embodiment of the invention. The measurement of the raw water inflow for self-adjusting the concentrate outflow takes place here by means of an adjustable throttle 42 , which is inserted between the fill level control valve 13 and the raw water outlet 46 , through which the raw water flows freely into the container 11 . In line 41 , which connects the level control valve with the throttle 42 , a pressure dependent on the raw water flow arises, which can be measured with a connected pressure gauge 44 and in this embodiment, for example, the actual measured variable and, at the same time, the manipulated variable for setting the ratio of Raw water inflow and concentrate outflow forms. The setting of this ratio takes place here in that the concentrate portion returned in the container 11 is changed in the opposite direction to the raw water inflow, so that the portion fed into the outflow inevitably changes in the same direction as the raw water inflow. An increase in the raw water inflow has the result that the pressure difference between the branching point 23 and the line 41 , into which the returning concentrate line 24 a, b, c also opens, is reduced. As a result, the flow rate in this line decreases, and the flow rate in the line 25 a, b, c leading to the drain increases to the same extent. The quantitative relationship between a change in the Rohwass serzuflusses and the resulting reduction in concentrate outflow can be adjusted by means of the throttle 42 and by means of adjustable flow resistances 47 , 48 , 49 in the returning and the concentrate line leading to the outflow so that the yield with fluctuating capaci system capacity utilization remains constant with sufficient accuracy.

Die Durchflußsensoren 31 und 33 sind bei dem Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 2 nicht Bestandteil der Regelungseinrichtung. In Verbindung mit der Anzeigevorrichtung 34, die in der zuvor beschriebenen Weise mit Einrichtungen zur Bestimmung der Ausbeute aus den beiden gemessenen Durchflüssen ausgestattet ist, bilden sie jedoch ein vorteilhaftes Hilfsmittel zur Überwachung der Ausbeute und zur korrekten Einstellung der Anlage bei schwankender Rohwasserqualität. The flow sensors 31 and 33 are not part of the control device in the exemplary embodiment according to FIG. 2. In conjunction with the display device 34 , which is equipped in the manner described above with devices for determining the yield from the two measured flows, they form an advantageous aid for monitoring the yield and for correctly setting the system in the event of fluctuating raw water quality.

Ein besonderer Vorteil der Anordnung nach Fig. 2 besteht darin, daß ihre Funktion mit einfachen hydraulischen Bauele­ menten verwirklicht ist, die nur geringe Herstellungskosten erfordern und mit einfachen Mitteln eine hohe Betriebssicher­ heit ermöglichen.A particular advantage of the arrangement according to FIG. 2 is that its function is realized with simple hydraulic components, which only require low manufacturing costs and which enable a high level of operational reliability with simple means.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 hat der Füllstandsregler für den Behälter 11 zugleich die Funktion eines Meßgliedes für den Rohwasserzufluß. Der Schwimmer 14 und das den Rohwasser­ zufluß drosselnde Verschlußstück des Einlaßventils 13 sind durch ein Gestänge 50a, b, c miteinander verbunden, das eine vertikale Bewegung des Schwimmers in eine horizontale Bewe­ gung des Verschlußstückes umsetzt. Bei konstantem Druck in der Rohwasserleitung 10 ist die Stellung des Verschlußstückes und somit auch die Position des Schwimmers 14 ein Maß für den aktuell eingestellten Rohwasserzufluß. Die Bewegung des Schwimmers wird durch die Stange 51 und die Feder 56 auf ein Stellglied übertragen, das den über die Leitung 25 in den Abfluß geleiteten Anteil des Konzentratflusses einstellt. Hierzu dient ein Schieber 52, der eine zur Abflußleitung 25 führende Ausflußöffnung 53 zunehmend freigibt, wenn bei hohem Rohwasserzufluß der Schwimmer 14 eine relativ niedrige Posi­ tion hat. Die vom Filtermodul kommende Konzentratleitung 22b ist oberhalb des Schiebers an einem verengten Teil im unteren Bereich des Behälters angeschlossen, um sicherzustellen, daß tatsächlich nur Konzentrat abfließt. Die Charakteristik des Meßgliedes und des Stellgliedes und der hieraus resultierende Zusammenhang zwischen Rohwasserzufluß und Konzentratabfluß ist mittels Einstellvorrichtungen 54 und 55 veränderbar, mit denen ein Widerlager des Gestänges 50a, b, c verschoben bzw. die Kraft einer auf den Schieber 52 wirkenden Feder 57 ju­ stiert wird. In the arrangement according to FIG. 3, the level controller for the container 11 also has the function of a measuring element for the raw water inflow. The float 14 and the raw water throttling closure piece of the inlet valve 13 are connected by a linkage 50 a, b, c, which converts a vertical movement of the float into a horizontal movement of the closure piece. At constant pressure in the raw water line 10 , the position of the closure piece and thus also the position of the float 14 is a measure of the currently set raw water inflow. The movement of the float is transmitted through the rod 51 and the spring 56 to an actuator which adjusts the portion of the concentrate flow conducted via the line 25 into the drain. For this purpose, a slide 52 is used , which increasingly releases a discharge opening 53 leading to the discharge line 25 when the float 14 has a relatively low position when the raw water supply is high. Coming from the filter module concentrate line 22 is connected b above the slide to a constricted portion in the lower portion of the container to ensure that actually flows only concentrate. The characteristics of the measuring element and the actuator and the resulting relationship between raw water inflow and concentrate outflow can be changed by means of adjusting devices 54 and 55 , with which an abutment of the linkage 50 a, b, c shifted or the force of a spring 57 ju acting on the slide 52 bull.

Die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können in unterschiedlicher Weise miteinander kombiniert, abgewandelt und erweitert werden. Insbesondere können für die Erfassung des Rohwasserzuflusses und für die Erzeugung der Bewegung zur Betätigung des Stellgliedes auch andere an sich bekannte Mittel genutzt werden, z. B. Meßblenden oder Strö­ mungsapparate nach Art der Wasserstrahlpumpe in Verbindung mit Kolben-Zylinder-Anordnungen oder Betätigungselemente mit elastischen Abdichtungen wie Balgen oder Membranen.The features described in the exemplary embodiments can be combined in different ways, modified and expanded. In particular, for the Recording of the raw water inflow and for the generation of the Movement to actuate the actuator also others per se known means are used, e.g. B. orifices or currents devices in connection with the type of water jet pump with piston-cylinder arrangements or actuators with elastic seals such as bellows or membranes.

Claims (11)

1. Verfahren zur Regelung einer Umkehrosmoseanlage mit einem Filtermodul zur Trennung von zugeführtem Rohwasser in fil­ triertes Reinwasser (Permeat) und unfiltriertes, mit zurück­ gehaltenen Stoffen angereichertes Abfallwasser (Konzentrat) und Einrichtungen zur Rückführung eines variablen Anteils des Konzentrats in den Rohwasserzufluß und Ableitung des restli­ chen Anteils des Konzentrats in den Abfluß, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Rohwasserzufluß abgelei­ tete Stellgröße die Aufteilung des Konzentrats in den rückge­ führten Anteil ("Konzentratrückfluß") und den in den Abfluß geleiteten Anteil ("Konzentratabfluß") in der Weise beein­ flußt, daß eine Veränderung des Rohwasserzuflusses zu einer gleichsinnigen Änderung des Konzentratabflusses führt.1. Method for controlling a reverse osmosis system with a filter module for separating raw water supplied into filtered pure water (permeate) and unfiltered waste water (concentrate) enriched with retained substances and devices for returning a variable proportion of the concentrate into the raw water inflow and discharge of the rest Chen portion of the concentrate into the drain, characterized in that a manipulated variable derived from the raw water inflow influences the division of the concentrate into the returned portion ("concentrate return flow") and the portion led into the drain ("concentrate drain") in such a way that a change in the raw water inflow leads to a change in the same direction in the concentrate outflow. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Veränderungen des Rohwasserzuflusses das Verhältnis von Konzentratabfluß und Rohwasserzufluß entsprechend einem vorgegebenen Sollwert annähernd konstant gehalten wird.2. The method according to claim 1, characterized in that at Changes in the raw water inflow the ratio of Concentrate outflow and raw water inflow corresponding to one predetermined setpoint is kept approximately constant. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Konzentratabfluß und Rohwasserzufluß gemessen und die Stellgröße von einem Regler aufgrund eines Verglei­ ches zwischen dem gemessen Verhältnis und dem Sollwert dieses Verhältnisses erzeugt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the Ratio of concentrate runoff and raw water inflow measured and the manipulated variable from a controller based on a comparison ches between the measured ratio and the target value of this Ratio is generated. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert in Abhängigkeit von Analysewerten des Wassers selbsttätig so angepaßt wird, daß das Verhältnis von Konzentratabfluß und Rohwasserzufluß mit zunehmendem Gehalt an gelösten Substanzen ansteigt.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the setpoint as a function of analysis values of the  Water is automatically adjusted so that the ratio of Concentrate runoff and raw water inflow with increasing content of dissolved substances increases. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Sollwerts eine Messung der elektrischen Leit­ fähigkeit des Konzentrats herangezogen wird.5. The method according to claim 4, characterized in that for Determination of the setpoint a measurement of the electrical conductance ability of the concentrate is used. 6. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohwasserzufluß Qw und der Konzentra­ tabfluß Qa gemessen werden und aus den Meßwerten die Ausbeute e nach der Beziehung e = 1 - Qa/Qw abgeleitet und angezeigt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that the raw water inflow Qw and the Konzentra tab flow Qa can be measured and the yield from the measured values e derived from the relationship e = 1 - Qa / Qw and displayed becomes. 7. Verfahren nach mindestens einem der vorausgehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße zur Verände­ rung des Konzentratabflusses aus dem Meßsignal eines in der Rohwasser-Zuführungsleitung eingefügten Durchflußmessers abgeleitet wird.7. Method according to at least one of the preceding claims che, characterized in that the manipulated variable to change tion of the concentrate discharge from the measurement signal in the Raw water supply line inserted flow meter is derived. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stellgröße zur Veränderung des Konzen­ tratabflusses aus der Position eines zur Regelung des Rohwas­ serzuflusses in ein Puffergefäß dienenden Schwimmerventils abgeleitet wird.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized ge indicates that the manipulated variable for changing the concentration discharge from the position of a to regulate the raw water inflow into a float valve serving as a buffer vessel is derived. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stellgröße zur Veränderung des Konzen­ tratabflusses aus vom Rohwasserzufluß abhängigen Druckdiffe­ renzen abgeleitet wird. 9. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized ge indicates that the manipulated variable for changing the concentration outflow from pressure differences dependent on the raw water inflow limits is derived.   10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Rohwasserzufluß abhängige Druckdifferenz als Stell­ größe unmittelbar den Konzentratrückfluß und hierdurch mittelbar den Konzentratabfluß einstellt.10. The method according to claim 9, characterized in that a pressure difference dependent on the raw water inflow as a control size directly the concentrate reflux and thereby indirectly sets the concentrate drain. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, mit einem Umkehrosmosefilter (17), dessen Primärraum (17a) durch eine Pumpe (16) aus einem unter konstantem Druck stehenden, mit dem Rohwasserzufluß (10a, b) über einen Füll­ standsregler (13, 14) verbundenen Puffergefäß (11) gespeist wird, mit Einrichtungen (20a, b, 21) zur Rückführung über­ schüssig erzeugten Permeats in das Puffergefäß und weiteren Einrichtungen (24a, b, c, 47, 48) zur Rückführung eines Teils des Konzentrats in das Puffergefäß sowie Einrichtungen (25a, b, 49) zur Ableitung des restlichen Teils des Konzen­ trats in den Abfluß, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Auslaß des den Rohwasserzufluß in das Puffergefäß regelnden Regelventils (13) und die den freien Auslauf in das Pufferge­ fäß bildende Leitung (46) ein einstellbarer Strömungswider­ stand (42) eingefügt ist und die Konzentrat-Rückführungs­ leitung (24) in eine Abzweigung zwischen dem Regelventil (13) und dem einstellbaren Strömungswiderstand (42) einmündet.11. The device for performing the method according to claim 10, with a reverse osmosis filter ( 17 ), the primary space ( 17 a) by a pump ( 16 ) from a pressurized, with the raw water inflow ( 10 a, b) via a fill level controller ( 13 , 14 ) connected buffer vessel ( 11 ) is fed, with devices ( 20 a, b, 21 ) for recycling via permeate generated in the buffer vessel and further devices ( 24 a, b, c, 47 , 48 ) for recycling a Part of the concentrate in the buffer vessel and devices ( 25 a, b, 49 ) for discharging the remaining part of the concentrate into the drain, characterized in that between the outlet of the regulating valve ( 13 ) regulating the raw water inflow into the buffer vessel and the free one Spout in the buffer vessel forming line ( 46 ) an adjustable flow resistance ( 42 ) is inserted and the concentrate return line ( 24 ) in a branch between the re gel valve ( 13 ) and the adjustable flow resistance ( 42 ) opens.
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