DE102022201000A1

DE102022201000A1 - Wasserbehandlungsverfahren und -system

Info

Publication number: DE102022201000A1
Application number: DE102022201000.0A
Authority: DE
Inventors: Ralf Paul Heron; Filip Herman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-01-31
Filing date: 2022-01-31
Publication date: 2023-08-03
Also published as: WO2023144411A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zur Behandlung von Zufuhrwasser, insbesondere zur Verwendung in einem Umkehrosmoseprozess, wobei das Verfahren (100) die Schritte umfasst a. Bereitstellen (110) von Zufuhrwasser; b. Erzeugen (120) von ozonisiertem Wasser, wobei Ozongas in Wasser zumindest teilweise als ultrafeine Ozonblasen bereitgestellt wird, wobei ultrafeine Blasen als einen Durchmesser von 10 nm bis 900 nm aufweisend definiert sind; c. Mischen (130, 150) des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser, und danach d. Filtern (160) des Gemischs mittels eines keramischen Filtrationsmittels (2).

Description

1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Zufuhrwasser und ein System zur Behandlung von Zufuhrwasser.
2. Stand der Technik
Klimatische Veränderungen und Bevölkerungswachstum verursachen eine zunehmende Wasserknappheit und einen zunehmend wachsenden Bedarf an Wasser. Infolgedessen gewinnt eine verbesserte Wasserbehandlung zunehmend an Bedeutung.
Zur Behandlung von Wasser ist es bekannt, eine Keramikfiltration basierend auf Keramikfiltrationsmembranen zu verwenden. Insbesondere zum Betreiben von Umkehrosmosesystemen, die häufig verwendet werden, um Trinkwasser bereitzustellen, ist es bekannt, Zufuhrwasser mittels Keramikfiltration vor einem Umkehrosmoseprozess zu behandeln. Dabei können Umkehrosmosesysteme basierend auf der Umkehrosmosetechnologie verschiedene Arten von gelösten und/oder suspendierten chemischen Spezies sowie biologischen Spezies, wie Bakterien, aus Wasser entfernen. Es gibt jedoch mehrere Verunreinigungen, wie suspendierte Feststoffe, extrazelluläre polymere Substanzen (EPSs), Bakterien, Mikroorganismen, planktonische Substanzen, Calcium-/Magnesiumcarbonate, Sulfide usw., die vor dem Umkehrosmoseprozess entfernt und/oder inaktiviert werden müssen, da Umkehrosmosemembranen sehr empfindlich sind. Daher ist es sehr wichtig, ausreichend behandeltes Wasser in das Umkehrosmosesystem zu liefern. Daher wird häufig eine Behandlung mit Keramikfiltrationsmembranen gewählt.
In bestehenden Systemen zur Behandlung von Zufuhrwasser, insbesondere für Umkehrosmoseprozesse, erfordern die Keramikfiltrationsmembranen jedoch regelmäßig Wartung, Rückspülung und/oder chemische Reinigung aufgrund von biologischem Fouling und/oder dem Aufbau von Sedimentschichten. Während der Wartung wird die Rückspülung und/oder chemische Reinigung der Versorgung mit behandeltem, d. h. gefiltertem Wasser, unterbrochen oder zumindest verringert. Dies ist besonders problematisch in trockenen Regionen, die eine konstante Versorgung mit sauberem oder sogar Trinkwasser erfordern.
Dennoch sind Wartung, Rückspülung und/oder chemische Reinigung von entscheidender Bedeutung, da biologisches Fouling und der Aufbau von Sedimentschichten Ausfallzeiten verursachen oder zumindest die Effizienz und/oder die Qualität einer Wasserbehandlungsanlage negativ beeinflussen können. Dabei befinden sich Wasserbehandlungsanlagen häufig in weniger entwickelten und/oder weniger besiedelten Regionen der Welt, wo technische Unterstützung nicht dauerhaft verfügbar ist und/oder eine signifikante Zeit erfordert. Infolgedessen könnten Ausfallzeiten und/oder verzögerte Wartung nicht nur einen wirtschaftlichen Einfluss haben, sondern könnten insbesondere einen Mangel an Trinkwasser verursachen und/oder es unmöglich machen, Felder zu bewässern.
Ferner, obwohl Keramikfiltration regelmäßig vor dem Umkehrosmoseprozess mit ausreichender Wartung, Rückspülung und/oder chemischer Reinigung verwendet wird, werden die Umkehrosmosemembranen beschädigt und/oder kontaminiert. Ein Grund ist, dass die Filterleistung der Keramikfiltrationsmembranen regelmäßig nicht ausreichend ist. Dies ist so, da Umkehrosmosemembranen, die eine sehr geringe Porosität aufweisen, sehr empfindlich gegenüber jeglichen Partikeln, Salzen und/oder Mikroorganismen sind, da sie die Oberfläche der Membran schnell bedecken und/oder Fouling- und/oder Skalierungsschichten bilden, die die Membranen langsam zerstören und/oder ihre Leistung verringern.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Verfahren und ein System zur Behandlung von Zufuhrwasser bereitzustellen, die die vorgenannten Nachteile zumindest teilweise überwinden.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird zumindest teilweise durch ein Verfahren zur Behandlung von Zufuhrwasser und ein System zur Behandlung von Zufuhrwasser, wie in den unabhängigen Ansprüchen definiert, gelöst. Weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Da das Verfahren und das System beide die Behandlung von Zufuhrwasser betreffen, versteht es sich, dass Vorteile und/oder Merkmale des Verfahrens auch auf das System zutreffen können und umgekehrt.
Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Behandlung von Zufuhrwasser, insbesondere zur Verwendung in einem Umkehrosmoseprozess, gelöst. Daher kann das Verfahren dazu dienen, ein Zufuhrwasser vor dem Eintritt in den Umkehrosmoseprozess zu behandeln.
Das Verfahren umfasst den Schritt a. des Bereitstellens von Zufuhrwasser. Dabei kann das Zufuhrwasser als eine Strömung oder innerhalb eines Reservoirs bereitgestellt werden. Ferner kann das Zufuhrwasser Abwasser, Meerwasser, Grundwasser und/oder Brackwasser sein. Darüber hinaus kann das Zufuhrwasser mindestens eines der Folgenden umfassen: suspendierte Feststoffe, extrazelluläre polymere Substanzen (EPSs), Bakterien, Mikroorganismen, planktonische Substanzen, Calciumcarbonate, Magnesiumcarbonate und/oder Sulfide usw.
Ferner umfasst das Verfahren den Schritt b. des Erzeugens von ozonisiertem Wasser, wobei Ozongas in Wasser zumindest teilweise als ultrafeine Ozonblasen bereitgestellt wird, wobei ultrafeine Blasen als einen Durchmesser von 10 nm bis 900 nm aufweisend definiert sind.
Es versteht sich, dass Ozongas nicht ausschließlich als ultrafeine Ozonblasen sondern auch in anderen Blasengrößen bereitgestellt werden kann. Darüber hinaus kann das Bereitstellen von Ozongas in Wasser als ultrafeine Ozonblasen das Bereitstellen des Ozongases in jeder Blasengröße im Wasser und das anschließende Umwandeln dieser Blasen zumindest teilweise in ultrafeine Ozonblasen umfassen. Die Umwandlung kann mittels einer hydrodynamischen Kavitationsvorrichtung und vorzugsweise mittels einer mehrstufigen hydrodynamischen Kavitationsvorrichtung durchgeführt werden. Insbesondere kann die Umwandlung auf einem hydrodynamischen Kavitationsphänomen basieren. Im Detail kann kinetische Energie, die durch eine Zentrifugalpumpe geliefert wird, genutzt werden, um eine Wirbelströmung mit einer hohen Turbulenz zu erzeugen. Dabei wird in einem Kern der Wirbelströmung ein Vakuumbereich erzeugt und außerhalb des Kerns wird ein Hochdruckbereich erzeugt und Zentrifugalkräfte in der Wirbelströmung werfen Gasblasen aus dem Vakuumbereich in den Hochdruckbereich heraus. Dies führt zu Kavitation und der Erzeugung von ultrafeinen Blasen. Ferner können die ultrafeinen Ozonblasen im Wasser mittels eines druckbeaufschlagten Auflösungsverfahrens, eines Scherkraftverfahrens und/oder eines porösen Filmpermeationsverfahrens bereitgestellt werden. Ferner kann das Ozongas im Wasser zusammen mit anderen Gasen wie Sauerstoff und/oder Kohlendioxid bereitgestellt werden. Besonders bevorzugt wird eine Mischung aus Sauerstoff und Ozongas im Wasser bereitgestellt, wobei die Mischung zwischen 1 Gew.-% und 20 Gew.-% Ozongas umfasst. Die Mischung stellt die Stabilität des Ozongases sicher und erhöht daher die Sicherheit.
Die ultrafeinen Ozonblasen können von Ozonblasen mit einem größeren Durchmesser darin unterschieden werden, dass sie nicht im Wasser aufsteigen, sondern stabil schwimmen. Dass die ultrafeinen Ozonblasen nicht im Wasser aufsteigen, kann eine homogenere Blasenverteilung ermöglichen. Dabei kann mit einer homogeneren Blasenverteilung im Zufuhrwasser die Filterung verbessert werden.
Darüber hinaus umfasst das Verfahren den Schritt c. des Mischens des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser, und danach den Schritt d. des Filterns des Gemischs mittels eines keramischen Filtrationsmittels.
Mischen kann als Einführen des ozonisierten Wassers in das Zufuhrwasser verstanden werden. Darüber hinaus kann Mischen als Zusammenführen einer Strömung des ozonisierten Wassers und einer Strömung des Zufuhrwassers verstanden werden. Ein aktives Mischen kann stattfinden, ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Beispielsweise kann das Mischen mittels eines statischen Mischers erfolgen.
Das Filtern des Gemischs mittels des keramischen Filtrationsmittels kann das Transferieren des Gemischs durch das keramische Filtrationsmittel umfassen. Das keramische Filtrationsmittel kann ein Material mit Makroporen umfassen. Ferner kann eine Porengröße des keramischen Filtrationsmittels im Bereich von 0,09 µm bis 1,2 µm, bevorzugt von 0,092 µm bis 1,1 µm, bevorzugter von 0,095 µm bis 1,0 µm, noch bevorzugter von 0,097 µm bis 0,9 µm und am bevorzugtesten von 0,1 µm bis 0,2 µm liegen. Diese Porengrößen erlauben eine verbesserte Filterleistung und eine ausreichende Strömungsrate. Dies ist so, da diese Porengrößen eine verbesserte Wechselwirkung mit ultrafeinen Ozonblasen zeigen.
Das keramische Filtrationsmittel kann mindestens eine keramische Filtrationsmembran umfassen. Ferner kann das keramische Filtrationsmittel mindestens eine flachlagige keramische Filtrationsmembran umfassen. Das keramische Filtrationsmittel ist bevorzugt in einem Niederdruckfiltrationstank installiert. Das keramische Filtrationsmittel kann mindestens eine Membran auf Siliciumcarbid-Basis und/oder mindestens eine Keramikmembran auf Al₂O₃-Basis umfassen.
Das Mischen des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser vor dem Filtern mit dem keramischen Filtrationsmittel verbessert die Filterleistung und/oder verringert zumindest teilweise den Bedarf an Wartung, Rückspülung und/oder chemischer Reinigung. Zuerst ermöglicht das Mischen des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser vor dem Filtern mit dem keramischen Filtrationsmittel eine kontinuierliche Oxidation von organischem Material mittels Oxidationsprozessen. Dies führt bereits zu einer zumindest teilweisen Reinigung des Zufuhrwassers. Ferner kann ein biologisches Fouling und/oder ein Aufbau von Sedimentschichten am keramischen Filtrationsmittel zumindest teilweise vermieden werden. Somit kann eine Verringerung der Permeabilität des keramischen Filtrationsmittels zumindest teilweise vermieden und/oder verlangsamt werden. Zweitens kann eine kontinuierliche mechanische Reinigung des keramischen Filtrationsmittels erreicht werden. Dies ist so, da zumindest ein Teil der ultrafeinen Ozonblasen implodieren, was Ultraschallwellen emittiert, die in der Lage sind, physikalischen Aufbau, wie Sedimentschichten und/oder biologische Fouling-Schichten, auf dem keramischen Filtrationsmittel zu zerstören.
Das Wasser, in das die Ozonblasen bereitgestellt werden, kann zumindest teilweise gefiltertes Wasser sein, das aus Verfahrensschritt d. erhalten wurde. Dabei kann die Stabilität der ultrafeinen Ozonblasen erhöht werden. Dies ist so, da gefiltertes Wasser frei von Schadstoffen ist und Ozongas während der Auflösung in gefiltertem Wasser durch Reagieren mit den Schadstoffen nicht verschwendet wird. Daher kann weniger Ozongas verwendet werden, so dass die Anzahl von Pumpen, die für die Auflösung von Ozongas erforderlich sind, reduziert werden kann. Mit anderen Worten: ein Teil des keramisch filtrierten Zufuhrwassers wird abgezweigt, um mit den ultrafeinen Ozonblasen versorgt zu werden, und dann zurückgeführt und mit dem unbehandelten Zufuhrwasser gemischt, bevor das Gemisch dem keramischen Filtrationsmittel zugeführt wird.
Das Verfahren kann ferner den Schritt des Rückspülens umfassen, wobei Rückspülwasser durch das keramische Filtrationsmittel rückgespült wird, um das keramische Filtrationsmittel zu reinigen, wobei das Rückspülwasser gefiltertes Wasser aus Schritt d. und ozonisiertes Wasser umfasst. Dabei kann mindestens ein Teil des ozonisierten Wassers aus Schritt b. mit gefiltertem Wasser aus Schritt d. gemischt werden. Es ist denkbar, dass die vorliegende Erfindung den Bedarf an Rückspülung nicht vollständig eliminiert. Mit dem Rückspülwasser, das ozonisiertes Wasser umfasst, können jedoch Oxidationsprozesse und/oder Implosionsprozesse während des Rückspülens stattfinden. Dabei kann die Permeabilität des keramischen Filtrationsmittels effizient vor einer nächsten Filtrationsstufe wiederhergestellt werden. Darüber hinaus kann die Menge an Rückspülwasser reduziert werden.
Das Rückspülwasser kann ozonisiertes Wasser und gefiltertes Wasser in einem Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu gefiltertem Wasser umfassen, das im Bereich von 1:1000 bis 1:2, vorzugsweise von 1:500 bis 1:3, mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:4, noch mehr bevorzugt von 1:50 bis 1:4,5 und am meisten bevorzugt von 1:8 bis 1:5 liegt. Diese Bereiche haben sich bewährt, um die Beziehung zwischen effizienter Reinigung des keramischen Filtrationsmittels und gleichzeitiger Verringerung der Menge an erforderlichem Rückspülwasser zu optimieren.
Das keramische Filtrationsmittel kann eine keramische Ultrafiltrationsmembran umfassen. Dabei bezieht sich der Begriff Ultrafiltration auf eine Variante von Membranfiltration, bei der Kräfte wie Druck und/oder Konzentrationsgradienten zu einer Trennung durch eine semipermeable Membran führen. Suspendierte Feststoffe und/oder gelöste Stoffe mit hohem Molekulargewicht werden in einem Retentat zurückgehalten, während Wasser und/oder gelöste Stoffe mit niedrigem Molekulargewicht die Ultrafiltrationsmembran im Permeat, d. h. dem Filtrat, durchlaufen. Mittels des keramischen Filtrationsmittels, das eine keramische Ultrafiltrationsmembran umfasst, kann der Einfluss der ultrafeinen Ozonblasen noch weiter erhöht werden.
Ferner können in Schritt b. 1 Gramm bis 2000 Gramm, vorzugsweise 5 Gramm bis 900 Gramm, mehr bevorzugt 8 Gramm bis 800 Gramm, noch mehr bevorzugt 10 Gramm bis 700 Gramm und am meisten bevorzugt 100 Gramm bis 600 Gramm Ozongas pro Tonne Wasser bereitgestellt werden, wobei vorzugsweise mindestens 5 %, mehr bevorzugt mindestens 10 %, noch mehr bevorzugt mindestens 40 % und am meisten bevorzugt mindestens 85 % des Ozongases im Wasser als ultrafeine Ozonblasen bereitgestellt werden. Durch diese Mengen an Ozongas pro Tonne Wasser und die Prozentsätze des Ozongases, die im Wasser als ultrafeine Ozonblasen bereitgestellt werden, ist der Effekt der ultrafeinen Ozonblasen signifikant, während gleichzeitig die Menge an erforderlichem Ozongas moderat gehalten wird.
Ferner kann eine Tonne des ozonierten Wassers, das mit dem Zufuhrwasser in Schritt c. gemischt wird, 1 Gramm bis 2000 Gramm, mehr bevorzugt 5 Gramm bis 800 Gramm, noch mehr bevorzugt 10 Gramm bis 700 Gramm und am meisten bevorzugt 100 Gramm bis 600 Gramm Ozongas umfassen, wobei vorzugsweise mindestens 5 %, mehr bevorzugt mindestens 10 %, noch mehr bevorzugt mindestens 40 % und am meisten bevorzugt mindestens 85 % des Ozongases ultrafeine Ozonblasen sind. Mittels dieser Mengen an Ozongas pro Tonne Wasser und der Prozentsätze des Ozongases im Wasser als ultrafeine Ozonblasen ist der Effekt der ultrafeinen Ozonblasen signifikant, während gleichzeitig die Menge an erforderlichem Ozongas moderat gehalten wird.
Die ultrafeinen Ozonblasen können einen Durchmesser von 25 nm bis 800 nm, vorzugsweise von 30 nm bis 700 nm, mehr bevorzugt von 50 nm bis 600 nm, noch mehr bevorzugt von 60 nm bis 400 nm und am meisten bevorzugt von 70 nm bis 200 nm aufweisen. Diese Durchmesserbereiche ermöglichen eine Verbesserung der Oxidation von organischem Material mittels der ultrafeinen Blasen. Ferner ermöglichen diese Durchmesserbereiche eine verbesserte kontinuierliche mechanische Reinigung aufgrund einer höheren Emission von Ultraschallwellen durch die implodierenden ultrafeinen Ozonblasen. Zusammenfassend verbessern die obigen Durchmesser die Filterleistung und/oder vermeiden zumindest teilweise ein biologisches Fouling und/oder einen Aufbau von Sedimentschichten am keramischen Filtrationsmittel. Es versteht sich, dass, wenn z. B. 10% des im Wasser bereitgestellten Ozongases als ultrafeine Ozonblasen bereitgestellt werden und die ultrafeinen Ozonblasen als einen Durchmesser von 25 nm bis 800 nm aufweisend spezifiziert sind, dann 10% des Ozongases ultrafeine Ozonblasen mit einem Durchmesser von 25 nm bis 800 nm sind und die restlichen 90% einen anderen Durchmesser aufweisen können und nicht notwendigerweise in Form von ultrafeinen Blasen vorliegen müssen.
Die ultrafeinen Ozonblasen können einen durchschnittlichen Durchmesser aufweisen, der im Bereich von 25 nm bis 700 nm, vorzugsweise von 40 nm bis 600 nm, mehr bevorzugt von 50 nm bis 500 nm, noch mehr bevorzugt von 60 nm bis 400 nm und am meisten bevorzugt von 70 nm bis 200 nm liegt. Diese durchschnittlichen Durchmesserbereiche haben sich als den Effekt kontinuierlicher mechanischer Reinigung aufgrund einer erhöhten Emission von Ultraschallwellen durch die implodierenden ultrafeinen Ozonblasen weiter erhöhend erwiesen. Es versteht sich, dass die ultrafeinen Ozonblasen beispielhaft als einen Durchmesser von 25 nm bis 800 nm aufweisend spezifiziert sein können und einen durchschnittlichen Durchmesser aufweisen, der im Bereich von 60 nm bis 400 nm liegt.
Das Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu Zufuhrwasser in Schritt c. kann im Bereich von 1:1000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:500 bis 1:1,5, mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:2, noch mehr bevorzugt von 1:10 bis 1:2,5 und am meisten bevorzugt von 1:5 bis 1:3 liegen. Diese Bereiche haben sich als die Beziehung zwischen effizienter Zufuhrwasserbehandlung optimierend und gleichzeitig die Menge an erforderlichem ozonisiertem Wasser verringernd erwiesen. Daher kann durch die Verringerung der Menge an erforderlichem ozonisiertem Wasser die Menge an Zufuhrwasser erhöht werden und die Effizienz der Zufuhrwasserbehandlung wird verbessert.
Das Verfahren kann ferner den Schritt des Injizierens eines Koagulans in das Zufuhrwasser vor dem Filtern umfassen. Das Koagulans kann Eisensalz, Aluminiumsalz, Titansalz, Zirkoniumsalz und/oder Salz eines beliebigen anderen Metalls umfassen. Koagulans sind Verbindungen, die das Verklumpen von Feinstoffen in größere Flocken fördern, so dass sie leichter vom Wasser getrennt werden können. Dabei ermöglicht die Injektion eines Koagulans in Kombination mit der Verwendung von ultrafeinen Ozonblasen eine verbesserte Koagulation. Dies ist so, da die ultrafeinen Ozonblasen die Koagulation auf einer Mikroskala verbessern, da sich Partikel an die ultrafeinen Ozonblasen binden. Daher kann mit der gleichen Menge an Koagulans oder sogar weniger Koagulans eine verbesserte Koagulation erreicht werden.
Dabei kann mindestens ein Teil des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser vor dem Injizieren des Koagulans gemischt werden, wobei mindestens ein anderer Teil des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser nach dem Injizieren des Koagulans gemischt werden kann. Das Mischen eines Teils des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser vor dem Injizieren des Koagulans ermöglicht eine verbesserte Koagulation. Dies ist so, da die Koagulation auf einer Mikroskala vor dem Hinzufügen des Koagulans den gesamten Koagulationsprozess verbessert und/oder beschleunigt. Darüber hinaus ermöglicht das Mischen eines Teils des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser nach dem Injizieren des Koagulans, eine stabile Menge an ultrafeinen Ozonblasen im Gemisch bereitzustellen, bevor es in das keramische Filtrationsmittel eintritt. Zusammenfassend ermöglicht die verbesserte Koagulation und das Mischen von ozonisiertem Wasser mit dem Zufuhrwasser vor dem keramischen Filtrationsmittel eine hohe und/oder stabile Permeabilität des keramischen Filtrationsmittels.
Das ozonisierte Wasser, das vor dem Injizieren des Koagulans mit dem Zufuhrwasser gemischt wird, kann mit dem Zufuhrwasser in einem Mischungsverhältnis gemischt werden, das im Bereich von 1:2000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:1000 bis 1:2, mehr bevorzugt von 1:500 bis 1:3, noch mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:4 und am meisten bevorzugt von 1:10 bis 1:5 liegt, wobei vorzugsweise das ozonisierte Wasser, das nach dem Injizieren des Koagulans mit dem Zufuhrwasser gemischt wird, mit dem Zufuhrwasser in einem Mischungsverhältnis gemischt wird, das im Bereich von 1:1000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:500 bis 1:1,5, mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:2, noch mehr bevorzugt von 1:10 bis 1:2,5 und am meisten bevorzugt von 1:5 bis 1:3 liegt. Dabei versteht es sich, dass das Zufuhrwasser nach dem Hinzufügen des Koagulans immer noch ultrafeine Ozonblasen umfassen kann. Diese Bereiche haben sich als die Beziehung zwischen effizienter Koagulation und/oder effizienter Filterung optimierend und gleichzeitig die Menge an erforderlichem ozonisiertem Wasser verringernd erwiesen.
Die Aufgabe wird ferner zumindest teilweise durch ein System zur Behandlung von Zufuhrwasser, insbesondere zur Verwendung in einem Umkehrosmoseprozess, gelöst. Daher kann das System dazu dienen, ein Zufuhrwasser vor dem Eintritt in den Umkehrosmoseprozess zu behandeln.
Das System umfasst einen Einlass zum Aufnehmen von Zufuhrwasser. Ferner umfasst das System keramische Filtrationsmittel zum Filtern des Zufuhrwassers. Das keramische Filtrationsmittel kann ein Material mit Makroporen umfassen. Ferner kann eine Porengröße des keramischen Filtrationsmittels im Bereich von 0,09 µm bis 1,2 µm, bevorzugt von 0,092 µm bis 1,1 µm, mehr bevorzugt von 0,095 µm bis 1,0 µm, noch mehr bevorzugt von 0,097 µm bis 0,9 µm und am meisten bevorzugt von 0,1 µm bis 0,2 µm liegen. Diese Porengrößen erlauben eine verbesserte Filterleistung und eine ausreichende Strömungsrate. Das keramische Filtrationsmittel kann mindestens eine keramische Filtrationsmembran umfassen. Ferner kann das keramische Filtrationsmittel mindestens eine flachlagige keramische Filtrationsmembran umfassen. Das keramische Filtrationsmittel ist bevorzugt in einem Niederdruckfiltrationstank installiert.
Darüber hinaus umfasst das System eine erste fluidische Verbindung zwischen dem Einlass und dem keramischen Filtrationsmittel zum Leiten des Zufuhrwassers vom Einlass zum keramischen Filtrationsmittel. Die fluidische Verbindung kann ein beliebiges Mittel sein, das es erlaubt, das Zufuhrwasser vom Einlass zum keramischen Filtrationsmittel zu leiten, wie ein Rohr, eine Röhre, ein Schlauch, ein Kanal und/oder dergleichen.
Ferner umfasst das System eine Ozonblasenerzeugungseinheit zum Erzeugen von ozonisiertem Wasser, wobei die Ozonblasenerzeugungseinheit konfiguriert ist, ultrafeine Ozonblasen in Wasser bereitzustellen, wobei ultrafeine Blasen als einen Durchmesser von 10 nm bis 900 nm aufweisend definiert sind.
Die Ozonblasenerzeugungseinheit kann eine hydrodynamische Kavitationsvorrichtung umfassen. Ferner kann die Ozonblasenerzeugungseinheit eine mehrstufige hydrodynamische Kavitationsvorrichtung umfassen. Insbesondere kann die Ozonblasenerzeugungseinheit auf einem hydrodynamischen Kavitationsphänomen basieren. Dabei kann im Detail kinetische Energie, die durch eine Zentrifugalpumpe geliefert wird, genutzt werden, um eine Wirbelströmung mit einer hohen Turbulenz zu erzeugen. Dabei wird in einem Kern der Wirbelströmung ein Vakuumbereich erzeugt und außerhalb des Kerns wird ein Hochdruckbereich erzeugt und Zentrifugalkräfte in der Wirbelströmung werfen Gasblasen aus dem Vakuumbereich in den Hochdruckbereich heraus. Dies führt zu Kavitation und der Erzeugung von ultrafeinen Blasen. Darüber hinaus kann sich die Ozonblasenerzeugungseinheit zum Bereitstellen der ultrafeinen Ozonblasen auf ein druckbeaufschlagtes Auflösungsverfahren, ein Scherkraftverfahren und/oder ein poröses Filmpermeationsverfahren stützen.
Noch ferner umfasst das System mindestens ein Mischmittel zum Mischen des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser, bevor das Zufuhrwasser zum keramischen Filtrationsmittel geleitet wird. Mischen kann als Einführen des ozonisierten Wassers in das Zufuhrwasser verstanden werden. Darüber hinaus kann Mischen als Zusammenführen einer Strömung des ozonisierten Wassers und einer Strömung des Zufuhrwassers verstanden werden. Ein aktives Mischen kann stattfinden, ist jedoch nicht erforderlich. Beispielsweise kann das Mischmittel einen statischen Mischer umfassen. Darüber hinaus kann das Mischmittel ein Anschluss in der ersten fluidischen Verbindung zum Mischen des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser sein.
Das Mischen des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser vor dem Filtern mit dem keramischen Filtrationsmittel verbessert die Filterleistung und/oder verringert zumindest teilweise den Bedarf an Wartung, Rückspülung und/oder chemischer Reinigung. Zuerst ermöglicht das Mischen des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser vor dem Filtern mit dem keramischen Filtrationsmittel eine kontinuierliche Oxidation von organischem Material mittels Oxidationsprozessen. Dies führt bereits zu einer zumindest teilweisen Reinigung des Zufuhrwassers. Ferner kann ein biologisches Fouling und/oder ein Aufbau von Sedimentschichten am keramischen Filtrationsmittel zumindest teilweise vermieden werden. Somit kann eine Verringerung der Permeabilität des keramischen Filtrationsmittels zumindest teilweise vermieden und/oder verlangsamt werden. Zweitens kann eine kontinuierliche mechanische Reinigung des keramischen Filtrationsmittels erreicht werden. Dies ist so, da zumindest ein Teil der ultrafeinen Ozonblasen implodieren, was Ultraschallwellen emittiert, die in der Lage sind, physikalischen Aufbau, wie Sedimentschichten und/oder biologische Fouling-Schichten, auf dem keramischen Filtrationsmittel zu zerstören.
Das System kann ferner eine zweite fluidische Verbindung zwischen einer Quelle von Rückspülwasser und dem keramischen Filtrationsmittel zum Einführen von Rückspülwasser in das keramische Filtrationsmittel umfassen, um das keramische Filtrationsmittel zu reinigen. Dabei umfasst das System vorzugsweise ein drittes Mischmittel zum Mischen eines Teils des ozonisierten Wassers mit dem Rückspülwasser. Die Vorteile des Einführens von ozonisiertem Wasser in das Rückspülwasser werden oben in Bezug auf das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
Das dritte Mischmittel kann konfiguriert sein, um Rückspülwasser bereitzustellen, das ozonisiertes Wasser und gefiltertes Wasser in einem Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu gefiltertem Wasser umfasst, das im Bereich von 1:1000 bis 1:2, vorzugsweise von 1:500 bis 1:3, mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:4, noch mehr bevorzugt von 1:50 bis 1:4,5 und am meisten bevorzugt von 1:8 bis 1:5 liegt. Wie oben in Bezug auf das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, haben sich diese Bereiche als die Beziehung zwischen effizienter Reinigung des keramischen Filtrationsmittels und gleichzeitiger Verringerung der Menge an erforderlichem Rückspülwasser optimierend erwiesen.
Das System kann ferner ein Reservoir zum Aufnehmen von gefiltertem Wasser umfassen, das durch das keramische Filtrationsmittel gefiltert wurde, wobei das Reservoir vorzugsweise fluidisch mit der Ozonblasenerzeugungseinheit verbunden ist, so dass das Wasser, in das die Ozonblasen bereitgestellt werden, zumindest teilweise gefiltertes Wasser sein kann. Die Vorteile des Einführens von Ozonblasen in gefiltertes Wasser werden oben in Bezug auf das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
Das Reservoir ist vorzugsweise zumindest teilweise die Quelle von Rückspülwasser, so dass das gefilterte Wasser als Rückspülwasser verwendet werden kann. Die Vorteile des Verwendens von gefiltertem Wasser als Rückspülwasser werden oben in Bezug auf das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
Das keramische Filtrationsmittel kann eine keramische Ultrafiltrationsmembran umfassen. Weitere Einzelheiten über die keramische Ultrafiltrationsmembran werden oben in Bezug auf das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Wie ebenfalls oben erwähnt, kann das keramische Filtrationsmittel mindestens eine Membran auf Siliciumcarbid-Basis und/oder mindestens eine Keramikmembran auf Al₂O₃-Basis umfassen.
Die Ozonblasenerzeugungseinheit kann konfiguriert sein, 1 Gramm bis 2000 Gramm, vorzugsweise 5 Gramm bis 900 Gramm, mehr bevorzugt 8 Gramm bis 800 Gramm, noch mehr bevorzugt 10 Gramm bis 700 Gramm und am meisten bevorzugt 100 Gramm bis 600 Gramm Ozongas pro Tonne Wasser bereitzustellen, wobei vorzugsweise mindestens 5 %, mehr bevorzugt mindestens 10 %, noch mehr bevorzugt mindestens 40 % und am meisten bevorzugt mindestens 85 % des Ozongases im Wasser als ultrafeine Ozonblasen bereitgestellt werden. Jeweilige Vorteile werden oben in Bezug auf das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
Die Ozonblasenerzeugungseinheit kann konfiguriert sein, ultrafeine Ozonblasen mit einem Durchmesser von 25 nm bis 800 nm, vorzugsweise von 30 nm bis 700 nm, mehr bevorzugt von 50 nm bis 600 nm, noch mehr bevorzugt von 60 nm bis 400 nm und am meisten bevorzugt von 70 nm bis 200 nm bereitzustellen. Die Vorteile der obigen Durchmesser werden oben in Bezug auf das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
Die Ozonblasenerzeugungseinheit kann konfiguriert sein, ultrafeine Ozonblasen mit einem durchschnittlichen Durchmesser bereitzustellen, der im Bereich von 25 nm bis 700 nm, vorzugsweise von 40 nm bis 600 nm, mehr bevorzugt von 50 nm bis 500 nm, noch mehr bevorzugt von 60 nm bis 400 nm und am meisten bevorzugt von 70 nm bis 200 nm liegt. Die Vorteile der obigen durchschnittlichen Durchmesser werden oben in Bezug auf das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
Das mindestens eine Mischmittel kann konfiguriert sein, ein Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu Zufuhrwasser bereitzustellen, das im Bereich von 1:1000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:500 bis 1:1,5, mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:2, noch mehr bevorzugt von 1:10 bis 1:2,5 und am meisten bevorzugt von 1:5 bis 1:3 liegt. Die Vorteile der obigen Mischungsverhältnisse werden oben in Bezug auf das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
Das System kann ferner ein Koagulans-Injektionsmittel zum Injizieren eines Koagulans in das Zufuhrwasser, bevor das Zufuhrwasser zum keramischen Filtrationsmittel geleitet wird, umfassen. Dabei befindet sich vorzugsweise ein erstes Mischmittel zum Mischen eines Teils des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser zwischen dem Einlass und dem Koagulans-Injektionsmittel, und ferner befindet sich vorzugsweise ein zweites Mischmittel zum Mischen eines Teils des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser zwischen dem Koagulans-Injektionsmittel und dem keramischen Filtrationsmittel. Jeweilige Vorteile werden oben in Bezug auf das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben. Das erste Mischmittel und/oder das zweite Mischmittel können einen Teil der ersten fluidischen Verbindung bilden.
Das erste Mischmittel kann konfiguriert sein, um ein Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu Zufuhrwasser bereitzustellen, das im Bereich von 1:2000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:1000 bis 1:2, mehr bevorzugt von 1:500 bis 1:3, noch mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:4 und am meisten bevorzugt von 1:10 bis 1:5 liegt, wobei vorzugsweise das zweite Mischmittel konfiguriert ist, um ein Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu Zufuhrwasser bereitzustellen, das im Bereich von 1:1000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:500 bis 1:1,5, mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:2, noch mehr bevorzugt von 1:10 bis 1:2,5 und am meisten bevorzugt von 1:5 bis 1:3 liegt. Die Vorteile der obigen Mischungsverhältnisse werden oben in Bezug auf das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das System gemäß der vorliegenden Erfindung genau das erste Mischmittel, das zweite Mischmittel und das dritte Mischmittel. Dabei werden ferner vorzugsweise das erste Mischmittel, das zweite Mischmittel und das dritte Mischmittel mit ozonisiertem Wasser aus einer Ozonblasenerzeugungseinheit versorgt. Indem die Anzahl von Injektionspunkten von ozonisiertem Wasser in Zufuhrwasser und/oder Ozongas in Wasser gehalten wird, kann die Sicherheit erhöht werden.
Figurenliste
Im Folgenden werden die begleitenden Figuren kurz beschrieben:

1 zeigt ein beispielhaftes System zur Behandlung von Zufuhrwasser gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 zeigt ein weiteres beispielhaftes System zur Behandlung von Zufuhrwasser gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlicher, und
3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Behandlung von Zufuhrwasser gemäß der vorliegenden Erfindung.

5. Ausführliche Beschreibung der Figuren
1 zeigt ein beispielhaftes System 50 zur Behandlung von Zufuhrwasser gemäß der vorliegenden Erfindung. Das System umfasst einen Einlass 1 zum Aufnehmen von Zufuhrwasser. Ferner umfasst das System 50 keramische Filtrationsmittel 2 zum Filtern des Zufuhrwassers. Darüber hinaus umfasst das System 50 eine erste fluidische Verbindung 3 zwischen dem Einlass 1 und dem keramischen Filtrationsmittel 2 zum Leiten des Zufuhrwassers vom Einlass 1 zum keramischen Filtrationsmittel 2. Ferner umfasst das System 50 eine Ozonblasenerzeugungseinheit 6 zum Erzeugen von ozonisiertem Wasser. Dabei ist die Ozonblasenerzeugungseinheit 6 konfiguriert, ultrafeine Ozonblasen in Wasser bereitzustellen. Die Ozonblasenerzeugungseinheit 6 ist mit einer Gasbereitstellungseinheit 9 verbunden, die ein Gas bereitstellt, das zum Bereitstellen der ultrafeinen Ozonblasen im Wasser erforderlich ist. Die Gaszufuhr 54 von der Gasbereitstellungseinheit 9 zur Ozonblasenerzeugungseinheit 6 zusätzlich zu Ozon kann Sauerstoff und/oder Kohlendioxid umfassen. Durch Einführen von Gas an nur einem Punkt in das System 50 kann die Sicherheit erhöht werden.
Noch ferner umfasst das dargestellte System ein erstes und ein zweites Mischmittel 4, 5 zum Mischen des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser, bevor das Zufuhrwasser zum keramischen Filtrationsmittel 2 geleitet wird.
Das beispielhafte System 50 von 1 umfasst ferner ein Koagulans-Injektionsmittel 7 zum Injizieren eines Koagulans von einem Koagulans-Bereitstellungsmittel 17 in das Zufuhrwasser, bevor das Zufuhrwasser zum keramischen Filtrationsmittel 2 geleitet wird. Dabei befindet sich das erste Mischmittel 4 zum Mischen eines Teils des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser zwischen dem Einlass 1 und dem Koagulans-Injektionsmittel 7. Ferner befindet sich das zweite Mischmittel 5 zum Mischen eines Teils des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser zwischen dem Koagulans-Injektionsmittel 7 und dem keramischen Filtrationsmittel 2. Wie in 1 dargestellt, bilden das erste und das zweite Mischmittel 4,5 sowie das Koagulans-Injektionsmittel 7 einen Teil der ersten fluidischen Verbindung 3.
Wie mit einem Pfeil veranschaulicht, der eine durchgezogene Linie aufweist, ist das keramische Filtrationsmittel 2 mit einem Reservoir von gefiltertem Wasser 20 verbunden. Aus diesem Reservoir 20 kann das gefilterte Wasser einem Umkehrosmoseprozess bereitgestellt werden. Darüber hinaus ist das Reservoir 20 fluidisch mit der Ozonblasenerzeugungseinheit 6 verbunden, so dass das Wasser, in das die Ozonblasen bereitgestellt werden, zumindest teilweise gefiltertes Wasser ist. Es versteht sich, dass weitere Wasserquellen auch Wasser an die Ozonblasenerzeugungseinheit 6 bereitstellen können.
Ferner umfasst das System 50 eine zweite fluidische Verbindung 10 zwischen einer Quelle von Rückspülwasser 20 und dem keramischen Filtrationsmittel 2 zum Einführen von Rückspülwasser in das keramische Filtrationsmittel 2, um das keramische Filtrationsmittel 2 zu reinigen. Die Strömung von Rückspülwasser ist mit gestrichelten Linien veranschaulicht. Im System von 1 ist das Reservoir 20 zumindest teilweise die Quelle von Rückspülwasser, so dass das gefilterte Wasser als Rückspülwasser verwendet werden kann. Es versteht sich jedoch, dass weitere Quellen Rückspülwasser bereitstellen können. Darüber hinaus umfasst das System 50 ein drittes Mischmittel 11 zum Mischen eines Teils des ozonisierten Wassers mit dem Rückspülwasser. Wie dargestellt, bildet das dritte Mischmittel 11 einen Teil der zweiten fluidischen Verbindung 10. Das Rückspülwasser, das durch das keramische Filtrationsmittel 2 transferiert wurde, ist in einem Schlammablasstank 8 angeordnet.
2 zeigt ein weiteres beispielhaftes System 60 zur Behandlung von Zufuhrwasser gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieses beispielhafte System 60 entspricht im Wesentlichen dem System 50 in 1. Das System 50 umfasst jedoch ferner einen zweiten Filterkreislauf, der jeweilige keramische Filtrationsmittel 12 und zweite Mischmittel 15 umfasst. Die Verwendung eines zweiten Filterkreislaufs kann eine kontinuierliche Zufuhr von gefiltertem Wasser ermöglichen, selbst während eine der keramischen Filtrationsmembranen 2 oder 12 der jeweiligen Filterkreisläufe rückgespült wird.
Ferner sind im beispielhaften System 60 von 2 Ventile 51 veranschaulicht, die automatisch druckgetriebene Kugelventile sein können. Darüber hinaus bilden mehrere fluidische Verbindungen 52 einen Teil des Systems 60. Die fluidischen Verbindungen können beispielhaft Pipelines sein. Ferner umfasst das System 60 Pumpen 53, die dazu dienen, die Fluide und/oder Gase zu transportieren. Der Auslass 55 für gefiltertes Wasser kann gefiltertes Wasser direkt einem Umkehrosmoseprozess bereitstellen. Das Bezugszeichen 54 stellt die Gasversorgung dar.
3 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 100 zur Behandlung von Zufuhrwasser gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 100 umfasst die Schritte des Bereitstellens 110 von Zufuhrwasser; Erzeugens 120 von ozonisiertem Wasser, wobei Ozongas in Wasser zumindest teilweise als ultrafeine Ozonblasen bereitgestellt wird; Mischens 130, 150 des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser, und danach Filterns 160 des Gemischs mittels eines keramischen Filtrationsmittels 2.
Das beispielhafte Verfahren 100 umfasst den Schritt des Injizierens 140 eines Koagulans in das Zufuhrwasser vor dem Filtern 160. Dabei wird im beispielhaften Verfahren mindestens ein Teil des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser vor dem Injizieren 140 des Koagulans gemischt 130, wobei mindestens ein Teil des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser nach dem Injizieren 140 des Koagulans gemischt wird 150.
Das beispielhafte Verfahren 100 umfasst ferner den Schritt des Rückspülens 170, wobei Rückspülwasser durch das keramische Filtrationsmittel 2 rückgespült wird, um das keramische Filtrationsmittel 2 zu reinigen.
Bezugszeichenliste

1: Einlass zum Aufnehmen eines Zufuhrwassers
2: keramisches Filtrationsmittel
3: erste fluidische Verbindung
4: erstes Mischmittel
5: zweites Mischmittel
6: Ozonblasenerzeugungseinheit
7: Koagulans-Injektionsmittel
8: Schlammablasstank
9: Gasbereitstellungseinheit
10: zweite fluidische Verbindung
11: drittes Mischmittel
12: keramisches Filtrationsmittel des zweiten Filterkreislaufs
15: zweites Mischmittel des zweiten Filterkreislaufs
17: Koagulans-Bereitstellungsmittel
20: Reservoir von gefiltertem Wasser
50: System zur Behandlung von Zufuhrwasser
51: Ventil
52: fluidische Verbindung
53: Pumpe
54: Gaszufuhr
55: Auslass für gefiltertes Wasser
60: weiteres System zur Behandlung von Zufuhrwasser
100: Verfahren zur Behandlung von Zufuhrwasser
110: Bereitstellen von Zufuhrwasser
120: Erzeugen von ozonisiertem Wasser
130: Einführen des ozonisierten Wassers in das Zufuhrwasser vor dem Injizieren von Koagulans
140: Injizieren eines Koagulans in das Zufuhrwasser
150: Einführen des ozonisierten Wassers in das Zufuhrwasser vor dem Filtern
160: Filtern des Zufuhrwassers
170: Rückspülen

Claims

Verfahren (100) zur Behandlung von Zufuhrwasser, insbesondere zur Verwendung in einem Umkehrosmoseprozess, wobei das Verfahren (100) die Schritte umfasst a. Bereitstellen (110) von Zufuhrwasser; b. Erzeugen (120) von ozonisiertem Wasser, wobei Ozongas in Wasser zumindest teilweise als ultrafeine Ozonblasen bereitgestellt wird, wobei ultrafeine Blasen als einen Durchmesser von 10 nm bis 900 nm aufweisend definiert sind; c. Mischen (130, 150) des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser, und danach d. Filtern (160) des Gemischs mittels eines keramischen Filtrationsmittels (2).
Verfahren (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Wasser, in dem die Ozonblasen bereitgestellt werden, zumindest teilweise gefiltertes Wasser ist, das aus Verfahrensschritt d. erhalten wurde.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (100) ferner den Schritt des Rückspülens (170) umfasst, wobei Rückspülwasser durch das keramische Filtrationsmittel (2) rückgespült wird, um das keramische Filtrationsmittel (2) zu reinigen, wobei das Rückspülwasser gefiltertes Wasser aus Schritt d. und ozonisiertes Wasser umfasst.
Verfahren (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Rückspülwasser ozonisiertes Wasser und gefiltertes Wasser in einem Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu gefiltertem Wasser umfasst, das im Bereich von 1:1000 bis 1:2, vorzugsweise von 1:500 bis 1:3, mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:4, noch mehr bevorzugt von 1:50 bis 1:4,5 und am meisten bevorzugt von 1:8 bis 1:5 liegt.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das keramische Filtrationsmittel (2) eine keramische Ultrafiltrationsmembran umfasst.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt b. 1 Gramm bis 2000 Gramm, vorzugsweise 5 Gramm bis 900 Gramm, mehr bevorzugt 8 Gramm bis 800 Gramm, noch mehr bevorzugt 10 Gramm bis 700 Gramm und am meisten bevorzugt 100 Gramm bis 600 Gramm Ozongas pro Tonne Wasser bereitgestellt werden, wobei vorzugsweise mindestens 5 %, mehr bevorzugt mindestens 10 %, noch mehr bevorzugt mindestens 40 % und am meisten bevorzugt mindestens 85 % des Ozongases im Wasser als ultrafeine Ozonblasen bereitgestellt werden.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ultrafeinen Ozonblasen einen Durchmesser von 25 nm bis 800 nm, vorzugsweise von 30 nm bis 700 nm, mehr bevorzugt von 50 nm bis 600 nm, noch mehr bevorzugt von 60 nm bis 400 nm und am meisten bevorzugt von 70 nm bis 200 nm aufweisen.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ultrafeinen Ozonblasen einen durchschnittlichen Durchmesser aufweisen, der im Bereich von 25 nm bis 700 nm, vorzugsweise von 40 nm bis 600 nm, mehr bevorzugt von 50 nm bis 500 nm, noch mehr bevorzugt von 60 nm bis 400 nm und am meisten bevorzugt von 70 nm bis 200 nm liegt.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu Zufuhrwasser in Schritt c. im Bereich von 1:1000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:500 bis 1:1,5, mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:2, noch mehr bevorzugt von 1:10 bis 1:2,5 und am meisten bevorzugt von 1:5 bis 1:3 liegt.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (100) ferner den Schritt des Injizierens (140) eines Koagulans in das Zufuhrwasser vor dem Filtern (160) umfasst.
Verfahren (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei mindestens ein Teil des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser vor dem Injizieren (140) des Koagulans gemischt wird (130), wobei mindestens ein Teil des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser nach dem Injizieren (140) des Koagulans gemischt wird (150).
Verfahren (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das ozonisierte Wasser, das mit dem Zufuhrwasser vor dem Injizieren (140) des Koagulans gemischt wird (130), mit dem Zufuhrwasser in einem Mischungsverhältnis gemischt wird, das im Bereich von 1:2000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:1000 bis 1:2, bevorzugter von 1:500 bis 1:3, noch bevorzugter von 1:100 bis 1:4 und am bevorzugtesten von 1:10 bis 1:5 liegt, wobei vorzugsweise das ozonisierte Wasser, das mit dem Zufuhrwasser nach dem Injizieren (140) des Koagulans gemischt wird (150), mit dem Zufuhrwasser in einem Mischungsverhältnis gemischt wird, das im Bereich von 1:1000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:500 bis 1:1,5, bevorzugter von 1:100 bis 1:2, noch bevorzugter von 1:10 bis 1:2,5 und am bevorzugtesten von 1:5 bis 1:3 liegt.
System (50; 60) zur Behandlung von Zufuhrwasser, insbesondere zur Verwendung in einem Umkehrosmoseprozess, wobei das System umfasst einen Einlass (1) zum Aufnehmen von Zufuhrwasser; ein keramisches Filtrationsmittel (2) zum Filtern des Zufuhrwassers; eine erste fluidische Verbindung (3) zwischen dem Einlass (1) und dem keramischen Filtrationsmittel (2) zum Leiten des Zufuhrwassers vom Einlass (1) zum keramischen Filtrationsmittel (2); eine Ozonblasenerzeugungseinheit (6) zum Erzeugen von ozonisiertem Wasser, wobei die Ozonblasenerzeugungseinheit (6) konfiguriert ist, ultrafeine Ozonblasen in Wasser bereitzustellen, wobei ultrafeine Blasen als einen Durchmesser von 10 nm bis 900 nm aufweisend definiert sind, und mindestens ein Mischmittel (4, 5) zum Mischen des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser, bevor das Zufuhrwasser zum keramischen Filtrationsmittel (2) geleitet wird.
System (50; 60) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das System (50; 60) umfasst eine zweite fluidische Verbindung (10) zwischen einer Quelle von Rückspülwasser und dem keramischen Filtrationsmittel (2) zum Einführen von Rückspülwasser in das keramische Filtrationsmittel (2), um das keramische Filtrationsmittel (2) zu reinigen, wobei das System (50; 60) vorzugsweise umfasst ein drittes Mischmittel (11) zum Mischen eines Teils des ozonisierten Wassers mit dem Rückspülwasser.
System (50; 60) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das dritte Mischmittel (11) konfiguriert ist, um Rückspülwasser bereitzustellen, das ozonisiertes Wasser und gefiltertes Wasser in einem Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu gefiltertem Wasser umfasst, das im Bereich von 1:1000 bis 1:2, vorzugsweise von 1:500 bis 1:3, mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:4, noch mehr bevorzugt von 1:50 bis 1:4,5 und am meisten bevorzugt von 1:8 bis 1:5 liegt.
System (50; 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (50; 60) ferner umfasst ein Reservoir (20) zum Aufnehmen von gefiltertem Wasser, das durch das keramische Filtrationsmittel (2) gefiltert wurde, wobei das Reservoir (20) vorzugsweise fluidisch mit der Ozonblasenerzeugungseinheit (6) verbunden ist, so dass das Wasser, in dem die Ozonblasen bereitgestellt werden, zumindest teilweise gefiltertes Wasser sein kann.
System (50; 60) nach einem der Ansprüche 14 oder 15 mit Anspruch 16, wobei das Reservoir (20) zumindest teilweise die Quelle von Rückspülwasser ist, so dass das gefilterte Wasser als Rückspülwasser verwendet werden kann.
System (50; 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das keramische Filtrationsmittel (2) eine keramische Ultrafiltrationsmembran umfasst.
System (50; 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ozonblasenerzeugungseinheit (6) konfiguriert ist, 1 Gramm bis 2000 Gramm, vorzugsweise 5 Gramm bis 900 Gramm, mehr bevorzugt 8 Gramm bis 800 Gramm, noch mehr bevorzugt 10 Gramm bis 700 Gramm und am meisten bevorzugt 100 Gramm bis 600 Gramm Ozongas pro Tonne Wasser bereitzustellen, wobei vorzugsweise mindestens 5 %, mehr bevorzugt mindestens 10 %, noch mehr bevorzugt mindestens 40 % und am meisten bevorzugt mindestens 85 % des Ozongases im Wasser als ultrafeine Ozonblasen bereitgestellt werden.
System (50; 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ozonblasenerzeugungseinheit (6) konfiguriert ist, ultrafeine Ozonblasen mit einem Durchmesser von 25 nm bis 800 nm, vorzugsweise von 30 nm bis 700 nm, mehr bevorzugt von 50 nm bis 600 nm, noch mehr bevorzugt von 60 nm bis 400 nm und am meisten bevorzugt von 70 nm bis 200 nm bereitzustellen.
System (50; 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ozonblasenerzeugungseinheit (6) konfiguriert ist, ultrafeine Ozonblasen mit einem durchschnittlichen Durchmesser bereitzustellen, der im Bereich von 25 nm bis 700 nm, vorzugsweise von 40 nm bis 600 nm, mehr bevorzugt von 50 nm bis 500 nm, noch mehr bevorzugt von 60 nm bis 400 nm und am meisten bevorzugt von 70 nm bis 200 nm liegt.
System (50; 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Mischmittel (4, 5) konfiguriert ist, ein Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu Zufuhrwasser bereitzustellen, das im Bereich von 1:1000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:500 bis 1:1,5, mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:2, noch mehr bevorzugt von 1:10 bis 1:2,5 und am meisten bevorzugt von 1:5 bis 1:3 liegt.
System (50; 60) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (50; 60) umfasst ein Koagulans-Injektionsmittel (7) zum Injizieren eines Koagulans in das Zufuhrwasser, bevor das Zufuhrwasser zum keramischen Filtrationsmittel (2) geleitet wird; wobei sich vorzugsweise ein erstes Mischmittel (4) zum Mischen eines Teils des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser zwischen dem Einlass (1) und dem Koagulans-Injektionsmittel (7) befindet, und wobei sich ferner vorzugsweise ein zweites Mischmittel (5) zum Mischen eines Teils des ozonisierten Wassers mit dem Zufuhrwasser zwischen dem Koagulans-Injektionsmittel (7) und dem keramischen Filtrationsmittel (2) befindet.
System (50; 60) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das erste Mischmittel (4) konfiguriert ist, um ein Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu Zufuhrwasser bereitzustellen, das im Bereich von 1:2000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:1000 bis 1:2, mehr bevorzugt von 1:500 bis 1:3, noch mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:4 und am meisten bevorzugt von 1: 10 bis 1:5 liegt, wobei vorzugsweise das zweite Mischmittel (5) konfiguriert ist, um ein Mischungsverhältnis von ozonisiertem Wasser zu Zufuhrwasser bereitzustellen, das im Bereich von 1:1000 bis 1:1, vorzugsweise von 1:500 bis 1:1,5, mehr bevorzugt von 1:100 bis 1:2, noch mehr bevorzugt von 1:10 bis 1:2,5 und am meisten bevorzugt von 1:5 bis 1:3 liegt.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das gefilterte Zufuhrwasser, das aus Schritt d. aufgenommen wurde, in einem Umkehrosmoseprozess verwendet wird.