DK2292562T3 - Fremgangsmåde og anlæg til filtrering af vand, især ultrafiltreringsfremgangsmåde - Google Patents

Description

Beskrivelse

Opfindelsen angår en fremgangsmåde og et filtreringsanlæg til filtrering af vand, især ultrafiltreringsfremgangsmåde.

Ultrafiltreringsanlæg bygges for øjeblikket i forskellige former, men fremgangsmåden forløber hyppigt på lignende måde, dvs. det frembragte filtrat (i største udstrækning kim-, batkterie- og virusfrit) opfanges i en stabeltank/mellem-beholder og pumpes derfra ud til forbrugeren. Også det til returskylning samt ClP-rensning (cleaning-in-place) af ultrafiltreringsmodulerne nødvendige vand tages derfra. Denne driftsmåde indebærer for det første en risiko for, at der ved ClP’en via de anvendte kemikalier kan komme uopløste bestanddele til filtratsiden af ultrafiltreringen. For det andet kan der ved denne proces for returskylningen fra selve filtrattanken komme mikrobiologiske urenheder til filtratsiden via filtratet. Fjernelse af disse kontaminationer er problematisk specielt ved den såkaldte in-out-fremgangsmåde ved hulfiberfiltreringsmoduler (filtreringsdrift indefra og ud). En yderligere ulempe består i, at der ikke kan produceres filtrat under returskylningen, da den samme ledning anvendes.

Fra WO 2008/096108 kendes et filtreringssystem, hvor filtreringsmodulerne er dimensioneret til en totrinsfiltrering hver især, idet permeatet, der forlader det første trin, kommer til det andet trin som råvand. Der er tilvejebragt foranstaltninger til returskylning med permeat (filtrat), der imidlertid kun er egnet til det første trin. Til returskylningen er filtreringsmodulerne indbyrdes forbundet direkte med en filtratledning, gennem hvilken filtratet, der forlader det første trin af et af modulerne, kommer til et nabomodul, og dér til filtratsiden, og derved anvendes til returskylningen. Returskylningen indledes, idet råvandtilførslen til modultrinet, der skal renses, spærres, og en strømningsforbindelse til et rensemiddelkredsløb åbnes, idet rensemiddelkredsløbet kan åbnes via en ventil i afløbet. Under retur-skylleprocessen af et af modultrinene arbejder de resterende første filtreringstrin, der ikke skal renses, og alle andre filtreringstrin videre. Under returskylningen øges råvandtilførslen for at opretholde den ønskede filtratmængde. Hvorledes dette sker, beskrives ikke. US-A-6 001 254 beskriver et filtreringsanlæg med et antal filtreringsmoduler, der kan returskylles, hvor permeatet (filtratet), som de andre moduler producerer, anvendes til returskylningen af et af modulerne. Til returskylningen lukkes den centrale udløbsventil for filtrat, hvorved intet permeat (filtrat) længere kan afgives, produktionen stoppes som følge heraf fuldstændigt.

Det ikke forud for opfindelsen kendte indhold af EP-A-2 158 958 angår en indretning og en fremgangsmåde til returskylning af filtreringsmembranmoduler, hvor returskylningen sker med filtrat, der frembringes af netop ikke returskyllede, vide-rearbejdende filtreringsmoduler. Det til returskylningen anvendte filtrat udlignes ikke ved at øge gennemstrømningsmængden ved hjælp af de andre filtreringsmoduler.

Fra EP 899 238 kendes et flertrinsfiltreringsanlæg, hvor det andet trin kan returskylles med det i det første trin frembragte permeat. Denne fremgangsmåde fungerer imidlertid kun dér, hvor der er tilvejebragt forskellige trin, der gennemløbes efter hinanden. Det er heller ikke muligt at skylle det første trin med permeat, som ikke forinden først blev lagret i en tank.

Det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe en effektivt arbejdende filtreringsfremgangsmåde til behandling af vand og et dertil egnet filtreringsanlæg.

Formålet opfyldes med fremgangsmåden ifølge krav 1 og filtreringsanlægget ifølge krav 3.

Ved hjælp af udformningen ifølge opfindelsen er det muligt at skylle enkelte filtreringsmoduler under den videreløbende produktionsproces, således at ikke hele anlægget skal standses. Derudover sker returskylningen ved hjælp af filtrat fra den løbende produktionsproces, således at der ikke optræder kontaminering eller bakterievækst under en uundgåelig lagringsperiode. De andre gruppers gennemstrømningseffekt øges, mens en gruppe skylles, således at permeatmæng-den, der forlader anlægget, forbliver konstant også under skylningen. Mængden af frembragt filtrat reguleres i fællesskab for alle grupper nedstrøms for alle grupper. Også mængden af returskyllevæske reguleres.

Af særlig fordel er det faktum, at der ifølge opfindelsen kan ske en ClP-rensning fra råvandsiden. På denne måde kan hver gruppe igen enkeltvis ClP-renses, og kontaminering af det udløbende filtrat med kemikalier er udelukket.

Omledningen af filtratet til gruppen af filtreringsmoduler, der skal skylles, opnås fortrinsvis ved hjælp af en reguleringsventil i filtratledningen. Mængdeindstillingen understøttes af en i spildevandsledningen tilvejebragt reguleringsventil.

Til at øge filtratmængden under skylningen af en gruppe tilvejebringes der en styrbar tilløbspumpe.

Et udførelseseksempel på opfindelsen forklares efterfølgende nærmere ved hjælp af den eneste tegning, der viser et skematisk diagram over et filtreringsanlæg ifølge opfindelsen.

Det viste filtreringsanlæg 1 er et ultrafiltreringsanlæg og indeholder et antal filtreringsmoduler 2, der hver især indeholder et bundt hulfibre, gennem hvis vægge filtreringen sker. Filtreringsmodulerne 2 er i det samlede anlæg i det væsentlige identiske og opfylder den samme funktion. Filtreringsmodulerne 2 er samlet til grupper 2A, 2B, 2C, 2D, 2E og 2F. Hver af grupperne 2A til 2F indeholder fortrinsvis det samme antal moduler 2, idet der i det viste udførelseseksempel per gruppe 2A til 2F i hvert enkelt tilfælde er tilvejebragt tre moduler. Antallet kan imidlertid varieres efter behov, i det ekstreme tilfælde kan hver gruppe også indeholde kun et modul.

Filtreringsmodulerne 2 tilføres råvand via en ledning 3. Råvandet gennemløber først det sædvanlige forfilter-/pumpekompleks 4, der indeholder et sædvanligt forfilter og en styrbar tilløbspumpe 5. Fra denne råvandledning 3 afgrenes i området af de respektive grupper i hvert enkelt tilfælde en råvandafgreningsledning 6, idet afgreningsledningen 6a er knyttet til gruppen 2A, 6b til gruppen 2B, 6c til gruppen 2C, 6d til gruppen 2D, 6e til gruppen 2E og 6f til gruppen 6F. Fiver af disse afgreningsledninger 6 kan spærres med en spærreindretning 7, idet spærreindretningerne 7a, 7b, 7c, 7d, 7e og 7f hver især er knyttet til de grupper 2A til 2F, hvis bogstaver de bærer.

Afgreningsledningerne 6 forsyner via tilsvarende underafgreninger hvert modul i hver gruppe direkte med det til anlægget tilførte råvand. I det viste udførelseseksempel udmunder alle afgreningsledninger i det nedre område af det opretstående hulfiberbundt.

Fra det nedre område af modulerne 2 udmunder i hvert enkelt tilfælde en under-afgrening af en spildevandsledning 8, der igen er forbundet med alle moduler i en gruppe og i det viste udførelseseksempel først er identisk med råvandafgre-ningen 6. Igen kendetegnes de til de pågældende grupper knyttede spildevandsledninger 8 med de samme bogstaver som de tilknyttede grupper. Spildevandsledningerne 8 udmunder hver især via tilsvarende spærreindretninger 9 i en spildevandsledning 10. Spildevandsledningen 10 er i det viste udførelseseksempel fælles for alle grupper 2A til 2F og er nedstrøms for den sidste gruppe forsynet med en reguleringsventil 11, ved hjælp af hvilken udstrømningsmængden gennem spildevandsledningen 10 kan indstilles.

Fra hvert af modulerne 2 i hver gruppe 2A til 2F udmunder, igen via underafgreninger, en filtratledning 12, idet filtratledningerne i hver gruppe igen bærer disses bogstaver. Hver filtratledning 12a til 12f er i hvert enkelt tilfælde via en spærreindretning 13 forbundet med en filtratsamleledning 14, der nedstrøms for den sidste gruppe 2F er forsynet med en reguleringsventil 15. Ved hjælp af denne reguleringsventil kan udløbsmængden af filtratet indstilles. I givet fald kan der nedstrøms både for spildevandsreguleringsventilen 11 og for filtratreguleringsventilen 15, eksempelvis i en udløbsledning 16 til forbrugeren, være tilvejebragt en spærreindretning.

Befinder alle grupper 2A til 2F sig i filtreringsdrift, tilføres der ved åbnet ventil 7 råvand til hvert modul 2 i hver gruppe 2A til 2F via den tilknyttede råvandafgre-ning 6. Den tilførte råvandmængde indstilles ved hjælp af reguleringsventilen 15. I det foretrukne udførelseseksempel er reguleringsventilen indstillet således, at en mængde på 35 m3/h løber igennem i normaldrift. Råvandet kommer gennem underafgreningerne 6 til hvert modul 2 og strømmer igennem hulfibrenes vægge. Det gennemstrømmende, filtrerede vand forlader modulerne 2 via filtratledningerne 12 og de åbnede ventiler 13 og kommer til fil-tratsamleledningen 14, ved hjælp af hvilken det opstående filtrat fra alle grupper 2A til 2F samles og ledes bort via reguleringsventilen 15 og udløbsledningen 16. Under filtreringsprocessen er ventilerne 9 lukket.

Under renseprocessen for en gruppe lukkes den til denne gruppe knyttede ventil 7, og ventilen 9 åbnes. Tilløbspumpen bringes til en øget strømning, der indstilles som ureguleret arbejdspunkt svarende til pumpekarakteristikkerne, idet der ved hjælp af reguleringsventilen 15 kobles en bypass via den tilknyttede, åbnede ventil 13 til den aktuelt ikke filtrerende gruppe. Det af reguleringsventilen 15 tilbagetrængte, overskydende filtrat kommer via filtratafgreningen 12 i omvendt strømningsretning i forhold til strømningsretningen ved filtreringen til hvert modul 2, der netop skal skylles, og løsner stofferne, der sidder fast på råvandsiden af hulfibervæggen, og skyller disse først via partiet af råvandafgreningen 6 og, da ventilen 7 er lukket, og ventilen 9 blev åbnet, via spildevandafgreningen 8 ind i spildevandssamleledningen 10, idet den udstrømmende mængde reguleres ved hjælp af reguleringsventilen 11. På den anden side af reguleringsventilen 11 kommer spildevandet med de bortskyllede urenheder til en kanal 18 eller en anden indretning til bortskaffelse eller genbrug af spildevandet.

Under denne returskylning filtrerer de andre trin videre, således at der på grund af den øgede tilstrømning af råvand ikke kan konstateres nogen reduktion af filtratmængden. I det foretrukne udførelseseksempel stilles der ca. 24 m3/h til rådighed til skylningen per gruppe, således at der, for at holde mængdeindstillingen på 35 m3/h, skal frembringes 59 m3/h filtrat ved hjælp af de resterende fem grupper.

Til en ClP-rensning udmunder en renseledning 19 (ClP-fremløb), der stammer fra en sædvanlig blandingstank, i hvilken rensevæsken tilsættes kemikalier, ved filtreringsanlægget 1 ifølge opfindelsen i råvandledningen 3, nemlig foran forfil-ter-/pumpekomplekset 4. Rensetanken kan ligeledes tilføres filtrat som rensevæske. Derefter kommer rensevæsken via råvandledningen 3 ved åbnede ventiler 7 og lukkede ventiler 9 til de enkelte moduler 2 i alle grupper 2A til 2F og forlader modulerne som renset filtrat via filtratafgreningerne 12 og filtratsamleledningen 14. Ved hjælp af en dobbeltsædeventil 20 forhindres det, at kemikalier fra CIP-rensningen kan kommer ind i filtratet. Via 21 kommer rensevæsken til CIP-tilbageløbet.

Som yderligere mulighed er der i hver gruppe tilvejebragt et andet råvand-/spil-devandskompleks, der indeholder en ledning 60 med spærreventilen 70, som er sammenlignelig med råvandafgreningen 6, men som, anderledes end råvand-afgreningen 6, udmunder i det øvre område af modulerne 2, dvs. i filtratområdet. I den anden gren er der også tilvejebragt spildevandsledningen 80 med ventilen 90, som udmunder i spildevandssamleledningen. Denne anden gren er normalt lukket, men kan imidlertid inddrages til at understøtte ClP’en.

Claims (4)

1. Fremgangsmåde til filtrering af vand, især ultrafiltreringsfremgangsmåde, med et antal individuelle filtreringsmoduler (2), der ved hjælp af en styrbar tilløbspumpe (5) via i hvert enkelt tilfælde mindst et råvandindløb (6) forsynes fra en råvandtilførsel (3), og hvis filtrat via et filtratudløb (12) udledes til en filtratsam-leledning (14), hvor filtreringsmodulerne (2) renses ved returskylning med filtrat, idet filtreringsmodulerne (2) inddeles i grupper (2A til 2F), og hver gruppe ved returskylningen enkeltvis adskilles fra råvandtilførslen (3) og skylles med filtratet, der under returskylningen produceres af de resterende grupper og føres tilbage fra filtratsamleledningen (14), idet mængden af det udstrømmende filtrat reguleres ved hjælp af en reguleringsventil (15) i filtratsamleledningen nedstrøms for alle grupper, idet den af de andre grupper frembragte filtratmængde øges under returskylningen af en gruppe, idet tilløbspumpen (5) bringes til øget strømning, og idet mængden af den udstrømmende returskyllevæske reguleres via en reguleringsventil (11) nedstrøms for alle grupper.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der sker en CIP fra råvandsiden.

3. Filtreringsanlæg, især ultrafiltreringsanlæg, med et antal individuelle filtreringsmoduler (2), der er forbundet med en råvandledning (3) og en styrbar tilløbspumpe (5), omfattende i hvert enkelt tilfælde mindst et med råvandledningen (3) forbundet råvandindløb (6) og et med en filtratsamleledning (14) forbundet filtratudløb (12) samt en returskylleindretning til returskylning med filtrat fra filtratsamleledningen (14), hvor filtreringsmodulerne (2) er inddelt i grupper (2A til 2F), idet hver gruppe uafhængigt af de andre grupper kan adskilles fra råvandledningen (3) og returskylles med filtratet fra filtratsamleledningen (14), idet filtratsamleledningen (14) nedstrøms for alle grupper udviser en reguleringsventil (15) til at øge filtratproduktionen af de netop ikke returskyllede filtreringsmoduler (2) via tilløbspumpen (5), og idet der er tilvejebragt en med alle moduler (2) forbundet spildevandledning (10), hvori der er placeret en reguleringsventil (11) til at regulere spildevandsmængden ved returskylningen.

4. Filtreringsanlæg ifølge krav 3, kendetegnet ved, at en ClP-ledning (19) udmunder i råvandledninigen (3), fortrinsvis opstrøms for et forfilter-/pumpe-kompleks (4).