BRPI1004491A2

BRPI1004491A2 - método e sistema de filtragem de água

Info

Publication number: BRPI1004491A2
Application number: BRPI1004491-4A
Authority: BR
Inventors: Dirk Scheu
Original assignee: Krones Ag
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2012-06-05
Also published as: CN102008895B; CN102008895A; US20110056894A1; EP2292562A2; DK2292562T3; DE102009040142A1; EP2292562A3; EP2292562B1

Abstract

MéTODO E SISTEMA DE FILTRAGEM DE áGUA São descritos um método de filtragem de água que e aprimorado com vista à eficácia e redução da contaminação,particularmente um método de ultrafiltração, e um sistema de filtragem apropriado para esse método. O sistema de filtragem contém uma série de módulos de filtragem individuais, cada um dos quais abastecido com água não tratada por meio de pelo menos uma entrada de água não tratada, cujo filtrado é removido por meio de uma saída de filtrado. Os módulos de filtragem são retrolavados com filtrado. Segundo a presente invenção, os módulos de filtragem são divididos em grupos, nos quais durante a retrolavagem, cada grupo é separado individualmente do fluxo de entrada de água não tratada e lavado com o filtrado que e produzido pelos grupos restantes e retroalimentado durante a retrolavagem.

Description

MÉTODO E SISTEMA DE FILTRAGEM DE ÁGUA

A presente invenção refere-se a um método de filtragem de água, particularmente um método de ultrafiltração, do tipo explicado no preâmbulo da reivindicação 1 e um sistema de filtro do tipo explicado no preâmbulo da reivindicação 6.

Os sistemas de ultrafiltração são atualmente construídos em várias formas, mas o método processa-se freqüentemente de forma similar, ou seja, o filtrado criado (livre de germes, bactérias e vírus ao máximo possível) é capturado em um tanque de bateladas/recipiente temporário e bombeado dali para o consumidor. A água necessária para a retrolavagem e CIP (limpeza no lugar) dos módulos de ultrafiltração também é retirada dali. Este método de operação implica o risco de que, por um lado, componentes não dissolvidos podem atingir o lado do filtrado da ultrafiltração por meio das substâncias utilizadas durante o processo de CIP. Por outro lado, durante este processo de retrolavagem, impurezas microbiológicas podem, por meio do filtrado, atingir o lado do filtrado a partir do próprio tanque de filtrado. A remoção dessas contaminações é problemática, especialmente no caso do chamado método de entrada e saída para módulos de filtragem de fibras ocas (operação de filtragem de dentro para fora) . Uma desvantagem adicional é que, durante a retrolavagem, nenhum filtrado pode ser produzido porque a mesma linha é utilizada.

EP 899.238 descreve um sistema de filtragem com múltiplas etapas no qual a segunda etapa pode ser lavada com o permeado gerado na primeira etapa. Este método funciona apenas, entretanto, nos lugares em que são fornecidas várias etapas que são conduzidas uma após a outra. Também não é possível enxaguar a primeira etapa com permeado que não tenha sido armazenado em um tanque.

A base da presente invenção é formada pelo objeto de fornecimento de um método de filtragem que funciona efetivamente para o tratamento e água e um sistema de filtro apropriado para este propósito.

O objeto é solucionado pelo método conforme a reivindicação Ieo sistema de filtragem conforme a reivindicação 6.

O desenvolvimento conforme a presente invenção possibilita a lavagem de módulos de filtragem individuais enquanto o processo de produção continua em andamento, de forma que não seja necessário desligar todo o sistema. A retrolavagem tem ainda lugar por meio de filtrado a partir do processo de produção em andamento, de tal forma que não haja contaminação nem crescimento microbiano durante um tempo de armazenagem inevitável.

_ Outros desenvolvimentos vantajosos da presente^ invenção podem ser derivados das reivindicações dependentes.

O desempenho do processamento dos outros grupos preferencialmente, aumenta enquanto —um grupo estiver- sendo enxaguado, de tal forma que a quantidade de permeado que deixa o sistema permaneça constante mesmo durante a lavagem.

A quantidade de filtrado gerada é preferencialmente regulada em uma seção posterior a todos os grupos em conjunto para todos os grupos.

A quantidade de fluido de retrolavagem também é regulada.

É especialmente vantajoso o fato de que a presente invenção permite CIP do lado da água não tratada. Desta forma, por sua vez, cada grupo pode ser submetido à CIP separadamente e a contaminação do filtrado de descarga por substâncias é excluída.

O redirecionamento do filtrado para o grupo de módulos de filtragem a ser enxaguado é preferencialmente alcançado por meio de uma válvula de regulagem na linha de filtrado.

Este ajuste da quantidade é sustentado por uma válvula de regulagem fornecida na linha de descarte de água residual.

Para aumentar a quantidade de filtrado enquanto um grupo estiver sendo enxaguado, é preferencialmente fornecida uma bomba de entrada controlável.

Uma realização da presente invenção é explicada com mais detalhes a seguir, utilizando a única figura, que exibe um diagrama de circuito esquemático de um sistema de filtragem conforme a presente invenção.

0 sistema de filtragem 1 exibido é um sistema de ultrafiltração e inclui uma série de módulos de filtração 2, cada um dos quais contendo uma membrana de fibras ocas, através das paredes em que tem lugar a filtração. Os módulos de filtragem 2 são essencialmente idênticos ao longo de todo o sistema e atendem à mesma função. Os módulos de filtragem .2 são ^combinados em grupos 2A, 2B, 2C, 2D, 2E e 2F. Cada um dos grupos 2A a 2F contém preferencialmente o mesmo número de módulos 2, por meio de que são fornecidos três-módulos para cada um dos grupos 2A-a 2F na realização exibida. O número pode, entretanto, variar conforme o necessário e, em casos extremos, cada grupo pode também conter apenas um módulo.

Água não tratada é alimentada para os módulos de filtragem 2 por meio de uma linha 3. A água não tratada flui em primeiro lugar através do costumeiro complexo pré-filtro/bomba 4, que contém um pré-filtro costumeiro e uma bomba de admissão controlável 5. A partir desta linha de água não tratada 3, uma linha de ramo de água não tratada 6 ramifica-se na área de cada um dos grupos correspondentes, por meio do que a ramificação 6a é atribuída ao grupo 2A, 6b ao grupo 2B, 6c ao grupo 2C, 6d ao grupo 2D, 6e ao grupo 2E e 6f ao grupo 2F. Cada uma dessas ramificações 6 pode ser desligada com um dispositivo de desligamento 7, por meio do qual os dispositivos de desligamento 7a, 7b, 7c, 7d, 7e e 7f são atribuídos ao grupo 2A a 2F com a letra correspondente. As ramificações 6 fornecem diretamente, por meio de conexões de sub-ramos correspondentes, a cada módulo de cada grupo, a água não tratada alimentada no sistema. Na realização exibida, todas as ramificações levam para a área inferior das membranas de fibras ocas que são dispostas verticalmente.

Uma conexão de sub-ramos de uma linha de descarte de água residual 8 leva para fora da área inferior de cada um dos módulos 2, por meio da qual essa linha de descarte de água residual 8 é, por sua vez, conectada a todos os módulos de um grupo e, na realização exibida, é inicialmente idêntica a conexão de ramo de água não tratada 6. Novamente, as linhas de descarte de água residual 8 atribuídas aos grupos correspondentes são identificadas com as mesmas letras dos grupos atribuídos. Cada uma das linhas de descarte de água residual 8 vai de encontro a uma linha de descarte de água residual 10 por meio de dispositivos de desligamento correspondentes 9. Na realização exibida, a linha de—descarte de água residual 10 é comum para- todos os grupos 2A a 2F e é equipada com uma válvula reguladora 11 em uma seção posterior ao último grupo, por meio do quê a quantidade de fluxo de saída através da linha de descarte de água residual 10 pode ser ajustada por meio da válvula reguladora 11.

Uma linha de filtrado 12 leva para fora de cada um dos módulos 2 de cada grupo 2A a 2F, novamente por meio de conexões de sub-ramos, por meio de que as linhas de filtrado de cada grupo levam novamente as letras correspondentes. Cada linha de filtrado 12a a 12f é conectada, em cada caso, a uma linha de coleta de filtrado 14 por meio de um dispositivo de desligamento 13, por meio do quê a linha de coleta de filtrado 14 é equipada com uma válvula reguladora 15 em uma seção posterior ao último grupo 2F.

A quantidade de filtrado descarregada pode ser ajustada por meio dessa válvula reguladora. Quando necessário, pode ser fornecido um dispositivo de desligamento em uma seção posterior à válvula de regulagem de água residual 11 e da válvula de regulagem de filtrado 15, por exemplo, em uma linha de descarga 16 para o consumidor.

Se todos os grupos 2A a 2F estiverem em operação de filtragem, água não tratada é fornecida para cada módulo 2 de cada grupo 2A a 2F por meio da conexão de ramo de água não tratada 6 designada ao abrir-se a válvula 7. A quantidade fornecida de água não tratada é ajustada por meio da válvula reguladora 15. Na realização preferida, a válvula de regulagem é ajustada de tal forma que uma quantidade de 35 m3/h passe em operação normal.

A água não tratada atinge cada módulo 2 por meio das conexões de sub-ramos 6 e penetra através das paredes das fibras ocas. A água filtrada que passou deixa os módulos 2 através das linhas de filtrado 12 e das válvulas abertas 13 e atinge a linha de coleta de filtrado 14, que recolhe o filtrado acumulado de todos os grupos 2A a 2F; esse filtrado acumulado é descarregado em seguida por meio da válvula de regulagem 15 e da linha de descarga 16. As válvulas 9 são fechadas durante o processo de filtração.

Enquanto um grupo estiver sendo limpo, a válvula 7 atribuída a esse grupo é fechada e a válvula 9 é aberta. A bomba de entrada é trazida até um nível de fluxo mais alto que, como ponto de trabalho não regulado, adapta-se de forma correspondente à curva característica da bomba por meio de uma passagem para o grupo não de filtragem atual que é alternado com o auxílio da válvula de regulagem 15 e da válvula aberta atribuída 13. O excesso de filtrado forçado de volta pela válvula de regulagem 15 chega a cada módulo 2 que deve ser enxaguado no momento por meio da conexão de ramo de filtrado 12 na direção de fluxo oposta à direção de fluxo durante a f iltração e remove as substâncias presas no lado da água não tratada da parede de fibra oca e as enxágua para a linha de coleta de água residual 10, em primeiro lugar, por meio da parte da conexão de ramo de água não tratada 6 e, como a válvula 7 está fechada e a válvula 9 foi aberta, por meio da conexão de ramo de descarte de água residual 8, a quantidade que flui para fora é regulada por meio da válvula de regulagem 11. No outro lado da válvula de regulagem 11, a água residual com as impurezas que foram retiradas por meio de lavagem atinge um conduíte 18 ou outro dispositivo para descarte ou utilização adicional da água residual.

Durante essa retrolavagem, os outros estágios continuam a filtrar, de tal forma que não haja redução da quantidade de filtrado devido ao maior fluxo de entrada de água não tratada.

Na realização preferida, uma quantidade de cerca de 24 m3/h é fornecida para lavagem, de tal forma que, para manter a quantidade ajustada de 35 m3/h, 59 m3/h. de filtrado devem ser gerados pelos cinco grupos restantes.

Para CIP, no caso do sistema de filtragem 1 conforme a presente invenção,_uma linha de limpeza 19 (linha de,,fornecimento de CIP) , que se origina em um tanque de mistura costumeiro e no qual são adicionadas substâncias ao liquido de limpeza, descarrega na linha de água não tratada 3, a saber, antes do complexo pré-filtro/bomba 4. 0 tanque de limpeza pode, de forma similar, receber filtrado como liquido de limpeza. Em seguida, o liquido de limpeza atinge os módulos individuais 2 de todos os grupos 2A a 2F por meio da linha de água não tratada 3 com válvulas 7 abertas e válvulas 9 fechadas e deixa os módulos na forma de filtrado limpo por meio das conexões de ramo de filtrado 12 e da linha de coleta de filtrado 14. Uma válvula de retenção 20 evita que as substâncias do CIP atinjam o filtrado. O fluido de limpeza atinge a linha de retorno de CIP por meio de 21.

Como uma possibilidade adicional, é fornecido um segundo complexo de água não tratada e água residual em cada grupo, por meio do quê esse complexo contém uma linha 60, comparável à conexão de ramo de água não tratada 6, com a válvula de corte 70 que, entretanto, ao contrário da conexão de ramo de água não tratada 6, leva para a área superior dos módulos 2, ou seja, para o interior da área de filtrado. A linha de descarte de água residual 80 com a válvula 90 também é fornecida no segundo ramo, por meio de que essa linha de descarte de água residual 80 é descarregada na linha de coleta de água residual. Este segundo ramo normalmente é desligado, mas pode ser relacionado como suporte para CIP.

Claims

1. MÉTODO DE FILTRAGEM DE ÁGUA, particularmente método de ultrafiltracão, com uma série de módulos de filtragem individuais (2) , cada um dos quais abastecido por uma fonte de água não tratada (3) por meio de pelo menos uma entrada de água não tratada (6) e da qual o filtrado é removido por meio de uma saida de filtrado (12) , em que os módulos de filtragem (2) são limpos por meio de retrolavagem com filtrado, caracterizado pelo fato de que os módulos de filtragem (2) são divididos em grupos (2A a 2F) e, durante a retrolavagem, cada grupo é separado da fonte de água não tratada (3) individualmente e enxaguado com o filtrado que é produzido pelo restante dos grupos e retroalimentado durante a retrolavagem.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado. pelo fato de que, durante a retrolavagem de um grupo, a quantidade de filtrado gerada pelos outros grupos aumenta.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a quantidade do filtrado que flui para fora é regulada na seção posterior à todos os grupos.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a quantidade de liquido de retrolavagem é regulada.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que CIP tem lugar a partir do lado da água não tratada.

6. SISTEMA DE FILTRAGEM DE ÁGUA, particularmente sistema de ultraf il tração, com uma série de módulos de filtração individuais (2) , cada qual com pelo menos uma entrada de água não tratada (6) conectada a uma linha de água não tratada (3) e uma saida de filtrado (12) conectada a uma linha de coleta de filtrado (14) bem como um dispositivo de retrolavagem para retrolavagem com filtrado, caracterizado pelo fato de que os módulos de filtração (2) são divididos em grupos (2A a 2F), em que cada grupo pode ser separado da linha de água não tratada (3) independentemente dos outros grupos.

7. SISTEMA DE FILTRAGEM, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a linha de coleta de filtrado (14) possui um dispositivo de extinção, preferencialmente uma válvula de regulagem (15), em seção posterior a todos os grupos.

8. SISTEMA DE FILTRAGEM, de acordo com qualquer das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que é fornecida uma linha de descarte de água residual (10) que é conectada a todos os módulos (2), na qual é disposta uma válvula de regulagem (11) para regular a quantidade de água residual durante a retrolavagem.

9. SISTEMA DE FILTRAGEM, de acordo com qualquer das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que é fornecida uma bomba de entrada controlável (5) na entrada de água não tratada.

10. SISTEMA DE FILTRAGEM, de acordo com qualquer das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que uma linha de CIP (19) leva para a linha de água não tratada (3), preferencialmente na seção anterior a um complexo pré- filtro/bomba (4).