DE102019100030B4 - Water treatment module and water treatment system - Google Patents
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- C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
Abstract
Wasseraufbereitungsmodul, mit einem Einlass (12) für zu filterndes Wasser und einem Auslass (16) für gefiltertes Wasser und einem gemeinsamen Träger (20), der- einen auswechselbaren Filter (18),- eine Zulaufleitung (52) zwischen Einlass (12) und Filter (18) und ein in der Zulaufleitung (52) wirkendes, elektrisch schaltbares, stromaufwärtiges Ventil (42),- eine Auslassleitung (74) zwischen Filter (18) und Auslass (16) sowie ein in der Auslassleitung (74) wirkendes, elektrisch schaltbares, stromabwärtiges Ventil (80),- eine Spülzuleitung (84) mit einem zugeordneten Spülzulaufventil (92), wobei die Spülzuleitung (84) zwischen Filter (18) und stromabwärtigem Ventil (80) abzweigt, zum Zuführen von Wasser bei einem Rückspülvorgang, sowie- eine Spülableitung (96) die vom Filter (18) abzweigt und zu einem Spülwasserauslass (104) führt, sowie ein der Spülableitung (96) zugeordnetes, elektrisch betätigbares Spülablaufventil (102) trägt.Water treatment module, with an inlet (12) for water to be filtered and an outlet (16) for filtered water and a common carrier (20), the - a replaceable filter (18), - an inlet line (52) between inlet (12) and Filter (18) and an electrically switchable, upstream valve (42) acting in the inlet line (52), - an outlet line (74) between the filter (18) and outlet (16) and an electrically acting in the outlet line (74) switchable, downstream valve (80), - a flushing feed line (84) with an associated flushing feed valve (92), the flushing feed line (84) branching off between the filter (18) and the downstream valve (80) for supplying water during a backwashing process, and - A flushing discharge line (96) which branches off from the filter (18) and leads to a flushing water outlet (104) and carries an electrically actuable flushing drain valve (102) assigned to the flushing discharge line (96).
Description
Die Erfindung betrifft ein Wasseraufbereitungsmodul mit einem Einlass für zu filterndes Wasser und einem Auslass für gefiltertes Wasser sowie eine Wasseraufbereitu ngsa nlage.The invention relates to a water treatment module with an inlet for water to be filtered and an outlet for filtered water as well as a water treatment system.
Wasseraufbereitungsanlagen für Privathaushalte als auch für Gewerbebetriebe oder öffentliche Betriebe wie Krankenhäuser sind bekannt. Diese Wasseraufbereitungsanlagen verhindern ein Eindringen von Fremdpartikeln wie Rostteilchen oder biologischen Verunreinigungen in Leitungswasser. Dabei werden üblicherweise Filtersysteme, z. B. Ultrafiltrationssysteme mit Membranen eingesetzt. Die Filter müssen in regelmäßigen Abständen gewartet werden, das heißt, sie werden einerseits rückgespült, bevor der Filter seine Aufnahmekapazität erreicht hat, damit Fremdpartikel nicht die Wasseraufbereitungsanlage verlassen können. Andererseits müssen die Filter von Zeit zu Zeit komplett ausgetauscht werden, etwa bevor die Membran Risse hat, denn Filter haben eine begrenzte Lebensdauer.Water treatment systems for private households as well as for commercial operations or public companies such as hospitals are known. These water treatment systems prevent foreign particles such as rust particles or biological impurities from entering the tap water. Filter systems, for. B. used ultrafiltration systems with membranes. The filters have to be serviced at regular intervals, that is, they are backwashed on the one hand before the filter has reached its absorption capacity so that foreign particles cannot leave the water treatment system. On the other hand, the filters have to be completely replaced from time to time, for example before the membrane cracks, because filters have a limited service life.
Für das Rückspülen sind benachbarte Wasseraufbereitungsanlagen miteinander verrohrt, sodass das gefilterte Wasser einer Wasseraufbereitungsanlage zur benachbarten strömen und dort den Filter rückspülen kann.For backwashing, adjacent water treatment systems are piped together so that the filtered water from one water treatment system can flow to the neighboring one and backwash the filter there.
Die bekannten Wasseraufbereitungsanlagen sind mit zahlreichen Rohrleitungen ausgestattet, die Teile miteinander verbinden. Aus diesem Grund sind bekannte Wasseraufbereitungsanlagen sehr teuer.The well-known water treatment plants are equipped with numerous pipes that connect parts with one another. For this reason, known water treatment systems are very expensive.
In der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wasseraufbereitungsanlage einfacher gestalten zu können und vor allem servicefreundlicher.The object of the invention is to be able to design a water treatment system more simply and, above all, more service-friendly.
Dies wird durch ein Wasseraufbereitungsmodul erreicht, mit einem Einlass für zu filterndes Wasser und einem Auslass für gefiltertes Wasser und mit einem gemeinsamen Träger, der
- - einen auswechselbaren Filter,
- - eine Zulaufleitung zwischen Einlass und Filter und ein in der Zulaufleitung wirkendes, elektrisch schaltbares, stromaufwärtiges Ventil,
- - eine Auslassleitung zwischen Filter und Auslass sowie ein in der Auslassleitung wirkendes, elektrisches schaltbares, stromabwärtiges Ventil,
- - eine Spülzuleitung mit einem zugeordneten Spülzulaufventil, die zwischen Filter und stromabwärtigem Ventil abzweigt, zum Zuführen von Wasser bei einem Spülvorgang, sowie
- - eine Spülableitung, die vom Filter abzweigt und zu einem Spülwasserauslass führt sowie ein der Spülableitung zugeordnetes, elektrisch betätigbares Spülablaufventil trägt.
- - a replaceable filter,
- - a feed line between the inlet and the filter and an electrically switchable upstream valve acting in the feed line,
- - an outlet line between the filter and the outlet as well as an electrically switchable downstream valve acting in the outlet line,
- - A flushing feed line with an assigned flushing inlet valve, which branches off between the filter and the downstream valve, for supplying water during a flushing process, as well
- - A flushing drain that branches off from the filter and leads to a flushing water outlet and carries an electrically actuated flushing drain valve assigned to the flushing drain.
Das erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsmodul hat einen gemeinsamen Träger für zahlreiche Einheiten, die auf diesem Träger sitzen. Der Träger erlaubt es, das gesamte Modul werkseitig vorzumontieren und dann nur noch gebäudeseitig z. B. an einer Wand zu befestigen und entsprechende Anschlüsse anzukoppeln. Die gesamte Verrohrung innerhalb des Wasseraufbereitungsmoduls, die erfindungsgemäß überhaupt nicht mehr notwendig ist oder nur noch in geringem Maße, kann werkseitig beim Hersteller des Wasseraufbereitungsmoduls erfolgen. Dadurch ist auch eine kompaktere Ausführung möglich.The water treatment module according to the invention has a common carrier for numerous units that sit on this carrier. The carrier allows the entire module to be pre-assembled at the factory and then only on the building side, e.g. B. to attach to a wall and to couple appropriate connections. The entire piping within the water treatment module, which according to the invention is no longer necessary at all or only to a small extent, can be carried out at the factory by the manufacturer of the water treatment module. This also enables a more compact design.
Der Träger hat beispielsweise eine wandseitig zu montierende Frontwand mit einer im montierten Zustand sichtbaren Vorderseite und einer entgegengesetzten Rückseite, wobei Wartungsteile an der Frontwand angeordnet und von vorne zerstörungsfrei demontierbar sind sowie wartungsfreie Teile rückseitig positioniert sind. Dies schafft einen besonders funktionalen Aufbau, denn die wartungsfreien Teile sind geschützt und vor dem unerwünschten Zugriff von nicht versierten Personen geschützt, wogegen die Wartungsteile, die einer regelmäßigen Wartung oder manuellen Bedienung unterliegen, von vorne leicht zugänglich sind.The carrier has, for example, a front wall to be mounted on the wall with a front side visible in the mounted state and an opposite rear side, with maintenance parts being arranged on the front wall and being non-destructively dismantled from the front and maintenance-free parts being positioned on the rear. This creates a particularly functional structure, because the maintenance-free parts are protected and protected from unwanted access by inexperienced persons, whereas the maintenance parts, which are subject to regular maintenance or manual operation, are easily accessible from the front.
Wartungsteile sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform manuell, z.B. über einen Handhebel betätigbare Ventilantriebe und Filter, wogegen wartungsfreie Teile die Ventile selbst, ihre nicht manuell betätigbaren Antriebe sowie Sensoren sind. Diese werden nicht gewartet, sondern nur im seltenen Falle eines Defekts ausgewechselt.According to a preferred embodiment, maintenance parts are manually operable valve drives and filters, e.g. via a hand lever, whereas maintenance-free parts are the valves themselves, their non-manually operable drives and sensors. These are not serviced, but only replaced in the rare event of a defect.
Die Frontwand hat in einer Variante der Erfindung in Seitenansicht einen zentralen, der Wand nahen Filterabschnitt sowie einen stromaufwärtigen Abschnitt, der weiter von der Wand entfernt ist als der Filterabschnitt sowie einen an einem entgegengesetzten Ende der Frontwand vorgesehenen, stromabwärtigen Abschnitt, der weiter von der Wand entfernt ist als der Filterabschnitt, wobei die wartungsfreien Teile im stromaufwärtigen und im stromabwärtigen Abschnitt auf der Rückseite positioniert sind. Durch diese Ausgestaltung der Frontwand wirkt diese gleichzeitig als Trennwand und sorgt für eine kompakte Unterbringung bezogen auf die Dicke des Wasseraufbereitungsmoduls, das heißt senkrecht zur Wand gemessen.In a variant of the invention, the front wall has, in side view, a central filter section close to the wall and an upstream section which is further away from the wall than the filter section and a downstream section which is provided at an opposite end of the front wall and which is further from the wall than the filter section, with the maintenance-free parts in the upstream and downstream sections positioned on the rear. This configuration of the front wall simultaneously acts as a partition wall and ensures compact accommodation in relation to the thickness of the water treatment module, that is to say measured perpendicular to the wall.
Die Frontwand kann in Seitenansicht zwischen Filterabschnitt und stromaufwärtigem Abschnitt und zwischen Filterabschnitt und stromabwärtigem Abschnitt jeweils eine Stufe haben. Beispielsweise ist die Frontwand hierzu ein Blech, welches zweimal rechtwinkelig gebogen ist, um einen stromaufwärtigen Abschnitt zu bilden, und entsprechend gebogen ist, um einen stromabwärtigen Abschnitt zu bilden. Auch dies schafft eine hohe Kompaktheit.In a side view, the front wall can each have a step between the filter section and the upstream section and between the filter section and the downstream section. For example, the front wall for this purpose is a metal sheet which is bent twice at right angles to form an upstream section and is correspondingly bent to form a downstream section. This also creates a high degree of compactness.
Um eine hohe Sicherheit des Wasseraufbereitungsmoduls zu erreichen, kann das stromaufwärtige Ventil nach elektrischer Initiierung in einem Störfall nur manuell in eine geöffnete Stellung überführt werden. Es wird somit davon ausgegangen, dass die elektrische Initiierung für einen Störungsfall stets ein Observieren des Wasseraufbereitungsmoduls durch Personal nach sich zieht. Das Personal kann damit das Wasseraufbereitungsmodul nur dann wieder in den Ausgangszustand versetzten, wenn es vor Ort manuell die entsprechend ausgelösten Ventile in die Öffnungsstellung überführt. Diese Ventile können optional jedoch außerhalb eines Störfalls elektrisch in die offene und geschlossene Stellung reversibel bewegt werden.In order to achieve a high level of safety for the water treatment module, the upstream valve can only be manually moved into an open position after electrical initiation in the event of a malfunction. It is therefore assumed that the electrical initiation in the event of a malfunction always entails observation of the water treatment module by personnel. The staff can only return the water treatment module to its initial state if they manually move the correspondingly triggered valves into the open position on site. However, these valves can optionally be moved electrically reversibly into the open and closed position outside of a malfunction.
Eine Variante zur Ausführung eines entsprechend arbeitenden Ventils ist ein Kugelhahn mit Handhebel. Der Kugelhahn wird durch einen elektrischen Ventilantrieb betätigt, der Handhebel am Kugelhahn ermöglicht dann das Überführen in die Ausgangsstellung.A variant of the execution of a correspondingly working valve is a ball valve with a hand lever. The ball valve is operated by an electric valve drive, the hand lever on the ball valve then enables it to be returned to the starting position.
Ein elektrisch betätigbarer Kugelhahn kann vorteilhafterweise in zwei Richtungen angeströmt werden. Außerdem hat ein Kugelhahn den Vorteil, dass er bei anstehendem Druck nicht ungewollt öffnet, was ein gewisses Risiko bei Magnetventilen sein kann.An electrically operated ball valve can advantageously be flown against in two directions. In addition, a ball valve has the advantage that it does not open unintentionally when pressure is applied, which can be a certain risk with solenoid valves.
Stromaufwärts und stromabwärts des Filters kann jeweils ein oder jeweils zumindest ein Drucksensor vorgesehen sein und jeweils ein oder mehrere Durchflusssensoren. Diese Sensoren sind mit einer Steuerung gekoppelt, welche so eingerichtet ist, dass sie nach Detektion einer Fehlfunktion Ventile ansteuert. Ist beispielsweise stromaufwärts des Filters ein Durchflusssensor zum Messen des Durchflusses vorhanden, so kann ein geringer Durchflusswert einen Hinweis auf einen mit Partikeln zugesetzten Filter geben. Wenn stromaufwärts und stromabwärts des Filters darüber hinaus jeweils ein Drucksensor vorhanden ist, lässt sich über die gemessenen Werte eine Druckdifferenz bestimmen. Übersteigt diese Druckdifferenz einen in der Steuerung hinterlegten Wert, so ist dies ein Hinweis auf eventuelle Risse in der Membran. Die Druckdifferenz wird gemessen, nachdem das System über einen Druckluftanschluss mit Druckluft beaufschlagt wurde.Upstream and downstream of the filter, one or at least one pressure sensor and one or more flow sensors can be provided. These sensors are coupled to a controller which is set up in such a way that it activates valves after a malfunction has been detected. If, for example, a flow sensor for measuring the flow is present upstream of the filter, a low flow value can give an indication of a filter clogged with particles. If a pressure sensor is also present upstream and downstream of the filter, a pressure difference can be determined from the measured values. If this pressure difference exceeds a value stored in the control, this is an indication of possible cracks in the membrane. The pressure difference is measured after the system has been supplied with compressed air via a compressed air connection.
Um Verrohrungen komplett einzusparen oder stark zu minimieren sind stromaufwärts des Filters ein Eingangsblockkörper und stromabwärts des Filters ein Ausgangsblockkörper vorgesehen, die am Träger sitzen. Diese Blockkörper sind von Leitungen durchzogen. Üblicherweise werden diese Leitungen durch Bohrungen in dem jeweiligen Blockkörper erzeugt, wobei aber auch eine Gussvariante oder eine durch generatives Herstellen erzeugte Variante möglich ist. Der Eingangsblockkörper weist die Zulaufleitung auf und kann darüber hinaus noch weitere Leitungen beinhalten. Im Ausgangsblockkörper verläuft die Auslassleitung, die Spülzuleitung und zumindest Abschnitte der Spülableitung. Auch die Kompaktheit wird durch solche Blockkörper erhöht.In order to completely save or greatly minimize piping, an inlet block body is provided upstream of the filter and an outlet block body is provided downstream of the filter and is seated on the carrier. These block bodies are traversed by cables. These lines are usually produced through bores in the respective block body, although a cast variant or a variant produced by generative production is also possible. The inlet block body has the inlet line and can also contain further lines. The outlet line, the flushing feed line and at least sections of the flushing drainage line run in the outlet block body. The compactness is also increased by such block bodies.
Darüber hinaus erlauben es die Blockkörper auf einfache Weise, indem zum Beispiel Gewinde eingeschnitten sind oder Sensorlöcher vorgesehen sind, an den Eingangsblockkörper und Ausgangsblockkörper Ventile und Sensoren unmittelbar anzuschließen.In addition, the block bodies allow valves and sensors to be connected directly to the inlet block body and outlet block body in a simple manner, for example by cutting threads or providing sensor holes.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Wasseraufbereitungsanlage mit mehreren benachbarten Wasseraufbereitungsmodulen nach der Erfindung. Diese Wasseraufbereitungsmodule haben eine gemeinsame Steuerung. Die Spülzuleitungen von zumindest zwei Wasseraufbereitungsmodulen werden über eine Leitung miteinander verbunden, sodass im Falle eines Rückspülens gefiltertes Wasser von einem Wasseraufbereitungsmodul in das andere Wasseraufbereitungsmodul zur Rückspülung geleitet werden kann und umgekehrt.The invention also relates to a water treatment system with several adjacent water treatment modules according to the invention. These water treatment modules have a common control. The rinsing lines of at least two water treatment modules are connected to one another via a line so that in the event of backwashing, filtered water can be passed from one water treatment module into the other water treatment module for backwashing and vice versa.
Die Steuerung ist so eingerichtet, dass beim Detektieren eines mit Partikeln blockierten Filters das stromaufwärtige und das stromabwärtige Ventil des zugeordneten Wasseraufbereitungsmoduls geschlossen und das Spülzulaufventil und das Spülablaufventil des zugeordneten Wasseraufbereitungsmoduls sowie das Spülzulaufventil in einem angeschlossenen Wasseraufbereitungsmodul geöffnet und dessen stromabwärtiges Ventil geschlossen werden.The controller is set up so that when a filter blocked with particles is detected, the upstream and downstream valves of the assigned water treatment module are closed and the flushing inlet valve and the flushing drain valve of the assigned water treatment module and the flushing inlet valve in a connected water treatment module are opened and its downstream valve is closed.
In dem Eingangsblockkörper und dem Ausgangsblockkörper können auch Probeentnahmeventile untergebracht sein, was ebenfalls Verrohrungsaufwand reduziert.Sampling valves can also be accommodated in the inlet block body and the outlet block body, which likewise reduces the amount of piping.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- -
1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsmoduls, - -
2 eine Rückansicht des Wasseraufbereitungsmoduls nach1 , - -
3 eine Frontansicht auf das Wasseraufbereitungsmodul nach1 , - -
4 einen Eingangsblockkörper, der beim Wasseraufbereitungsmodul nach1 eingesetzt wird, - -
5 einen Ausgangsblockkörper in Draufsicht, der bei dem Wasseraufbereitungsmodul nach1 eingesetzt wird, - -
6 eine Perspektivansicht von schräg oben des Ausgangsblockkörpers nach5 , und - -
7 eine perspektivische Ansicht von schräg unten des Ausgangsblockkörpers nach5 .
- -
1 a side view of a water treatment module according to the invention, - -
2 a rear view of the water treatment module according to1 , - -
3 a front view of the water treatment module according to1 , - -
4th an inlet block body that follows the water treatment module1 is used, - -
5 an output block body in plan view, which in the water treatment module according to1 is used, - -
6th a perspective view obliquely from above of the starting block body according to5 , and - -
7th a perspective view from obliquely below the output block body according to5 .
In
Sämtliche nachfolgenden Teile, wie auch der Filter
In der Seitenansicht gemäß
Die Frontwand
Die Frontwand
Auf der Rückseite des stromaufwärtigen Abschnitts
Die beiden Blockkörper
Mit Bezug auf die
Der Einlass
Das Ventil
Vom Einlass
Wie in
Ferner sind auf dem Eingangsblockkörper ein Temperatursensor
Von der Zulaufleitung
Der Filter
In der Auslassleitung
Darüber hinaus ist ein Temperatursensor
Von der Auslassleitung
Im Bereich der Öffnung
Mit Bezug auf
Der Abschnitt
Wie man anhand der
Diese Wartungsteile sind die beiden Ventilantriebe
Die ausschließlich elektrisch betätigbaren Ventile
Zum Schutz des Filters
Zur Bildung einer Wasseraufbereitungsanlage sind zwei separate, identisch ausgeführte Wasseraufbereitungsmodule
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Wasseraufbereitungsanlage erläutert. Leitungswasser wird zu einem oder zu beiden Einlässen
Das Wasser durchströmt den Filter
Ferner kann auch ein nicht dargestelltes Rückschlagventil in der gesamten Leitungsführung vorhanden sein, welches ein Rückfließen von Wasser vom Filter
Über die Probeentnahmeventile
Mittels des Durchflusssensors
Nach dem Rückspülen müssen dann die Handhebel
Nach dem Rückspülen werden die Spülzulaufventile
Die einzelnen Wasseraufbereitungsmodule
Die Montage der Wasseraufbereitungsanlage bei einem Kunden ist sehr einfach. Es werden einfach zwei Wasseraufbereitungsmodule, die werkseitig montiert sind, nebeneinander gesetzt, gegebenenfalls sind sie bereits aneinander befestigt und über eine Leitung
Um herauszufinden, ob der Filter
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- WasseraufbereitungsmodulWater treatment module
- 1212th
- Einlassinlet
- 1616
- AuslassOutlet
- 1818th
- Filterfilter
- 2020th
- Trägercarrier
- 2222nd
- FrontwandFront wall
- 2424
- Rückseiteback
- 2626th
- Vorderseitefront
- 2828
- FilterabschnittFilter section
- 3030th
- Absatzparagraph
- 3232
- stromaufwärtiger Abschnittupstream section
- 3434
- stromabwärtiger Abschnittdownstream section
- 3636
- Absatzparagraph
- 3838
- EingangsblockkörperEntrance block body
- 4040
- AusgangsblockkörperExit block body
- 4242
- stromaufwärtiges Ventilupstream valve
- 4444
- VentilantriebValve drive
- 4646
- Öffnungopening
- 4848
- Steuerungcontrol
- 5050
- HandhebelHand lever
- 5252
- ZulaufleitungFeed line
- 5454
- Öffnungopening
- 5656
- RohrfittingPipe fitting
- 5858
- TemperatursensorTemperature sensor
- 6060
- DrucksensorPressure sensor
- 6262
- DurchflusssensorFlow sensor
- 6464
- ProbeentnahmeventilSampling valve
- 6666
- Röhrchentube
- 6868
- DruckluftanschlussCompressed air connection
- 7070
- Fittingfitting
- 7272
- Öffnungopening
- 7474
- AuslassleitungOutlet pipe
- 7676
- Öffnungopening
- 7878
- AnschlussteilConnector
- 8080
- stromabwärtiges Ventildownstream valve
- 8282
- TemperatursensorTemperature sensor
- 8484
- SpülzuleitungFlushing line
- 8686
- Öffnungopening
- 8888
- DurchflusssensorFlow sensor
- 9090
- DrucksensorPressure sensor
- 9292
- SpülzulaufventilFlush inlet valve
- 9494
- VentilantriebValve drive
- 9696
- SpülableitungIrrigation drain
- 9898
- Öffnungopening
- 100100
- Abschnittsection
- 102102
- SpülablaufventilFlush drain valve
- 103103
- Leitungmanagement
- 104104
- SpülwasserauslassFlush water outlet
- 106106
- ProbeentnahmeventilSampling valve
- 108108
- AuslassröhrchenOutlet tube
- 110110
- Seitenwändeside walls
Claims (12)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102019100030.0A DE102019100030B4 (en) | 2019-01-02 | 2019-01-02 | Water treatment module and water treatment system |
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Publication Number | Publication Date |
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DE102019100030B4 true DE102019100030B4 (en) | 2021-02-18 |
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Family Applications (1)
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