DE202008010466U1

DE202008010466U1 - Wasseraufbereitungsvorrichtung

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Publication number: DE202008010466U1
Application number: DE202008010466U
Authority: DE
Original assignee: Hein Konrad Dipl-Ing
Current assignee: Hein Konrad Dipl-Ing
Priority date: 2008-08-06
Filing date: 2008-08-06
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2018-08-07

Abstract

Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, dadurch gekennzeichnet, das als Vorfilter für das Eingangswasser und als Nachfilter für das Austrittwasser ein Membranfilter mit 0,01 bis 0,2 μm Maschenweite eingesetzt wird.

Description

Umkehrosmoseanlagen werden eingesetzt, um Wasser von unerwünschten Begleitstoffen zu befreien. Dies wird durch eine entsprechende Osmosemembran erreicht.
Dem Fachmann sind hier unterschiedliche Systeme bekannt. Zentrales Element ist hierbei die sehr feinporige Osmosemembran.
Bekannt ist, dass die Osmosemembran durch Vorfiltration geschützt werden muss, was auch technisch in unterschiedlichen Stufen erfolgt, auch in Abhängigkeit vom Ausgangwasser.
Nach der Umkehrosmosemembran erfolgt häufig eine weitere Filtration. Auch sind Nachbehandlungen bekannt, die eine gezielte Aufmineralisierung ermöglichen.
Ferner sind Anlagen bekannt, die mit einem Wassertank das gefilterte Wasser speichern. Wasser.
Diese Tanks stehen in unterschiedlichen Ausführungen und Werkstoffen zur Verfügung.
Ein wesentlicher, bekannter Nachteil dieser Methode ist, dass Wasser gelagert wird.
Da Wasser in Deutschland grundsätzlich nicht z. B. mit Chlor oder einem anderen Desinfektionsmittel desinfiziert und konserviert wird, besteht hier immer die Gefahr der Verkeimung.
Stagnationswasser ist entweder grundsätzlich zu vermeiden, oder die Hygienesicherheit ist durch geeignete Maßnahmen zu gewährleisten.
Aus diesem Grund werden auch Anlagen angeboten, die ohne Wasserspeicher arbeiten, hier sind jedoch Druckerhöhungspumpen eingesetzt, die wiederum zu einem Hygieneproblem führen können. Ebenso bleibt auch hier die Gefahr einer retrograden Verkeimung aus dem Abfluss-System bestehen.
Biofilme und Keimnester sind bekannte Probleme, die auf Werkstoffoberflächen und Spalten etabliert sind.
Eine Desinfektion erreicht hier lediglich die Oberfläche, nicht jedoch die Mikroorganismen in der Matrix eines Biofilms oder eines Keimnestes in einem Spalt.
Somit besteht immer die Gefahr, dass es zu der gefürchteten Rückverkeimung kommt.
Ferner ist bekannt, dass insbesondere Aktivkohlevorfilter vor Inbetriebnahme der Anlage gespült werden müssen, um Produktionsrückstände wie Aktivkohlestaub zu entfernen. Geschieht dieser Vorgang während die Osmosemembran eingebaut ist, wird diese durch den freiwerdenden Aktivkohlestaub belastet.
Ein mögliches Prozedere, die Aktivkohlefilter zunächst separat zu spülen und dann erst mit der nachfolgenden Osmosemembran zu betreiben, ist aufwendig und es besteht zusätzlich die Gefahr, dass Keime durch Berührung eingeschleppt werden, mit den bekannten möglichen Folgen.
Auch eine Kontaminierung durch Tröpfen, z. B. durch Husten während der Montage ist nicht auszuschließen.
Als Vorfilter werden Filtergehäuse eingesetzt, die mit Filterkartuschen bestückt werden.
Anlagen mit einem QuickChange System sind hier zu bevorzugen, da der Wechsel der Kartuschen sicherer und einfacher ist.
Ferner können die Bauteile selbst, während der Prozedur kontaminiert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Hygienesicherheit zu erhöhen und die Prozedur der Inbetriebnahme zu vereinfachen.
Auf überraschend einfache Weise ist es gelungen, durch den Einsatz eines Vorfilters mit endständiger Membran, sowohl die Hygienesicherheit zu erhöhen, als auch die Prozedur der Inbetriebnahme bei gleichzeitiger Osmosemembranentlastung zu vereinfachen.
Der Vorfilter besteht hierzu aus einem Aktivkohleblock und endständiger Membran mit einer Filterfeinheit von 0,01 bis 0,5 μm, vorzugsweise mit 0,1 bis 0,15 μm.
Durch den Einsatz des beschriebenen Vorfilters wird der bei der Spülprozedur freigesetzte Aktivkohlestaub abgefangen und die initiale Belastung der Membran deutlich reduziert.
Nachdem das Zulaufwasser die Umkehrosmosemembran passiert hat, wird es, im Falle des Einsatzes eines Wasserspeichers, dort zwischengelagert.
Die Wassertanks sind mit einer Blase ausgestattet. Ein Überdruck befördert das Wasser aus dem Speicher zum Zapfhahn, der Entnahmestelle.
Die Problematik dieser Wasserspeicher liegt einerseits im Einsatz der Werkstoffe, andererseits darin begründet, dass während des Betriebes keine Restentleerung sicher gestellt ist.
Somit besteht die Gefahr einer Verkeimung und auch der Etablierung eines Biofilms auf den wasserführenden Werkstoffoberflächen.
Die Verkeimung kann trotz Einsatz der Umkehrosmosemembran ein Problem darstellen, da auch einzelne eingeschleppte Mikroorganismen sich entsprechend vermehren.
Erfindungsgemäß wird das Wasser über eine endständige Membran entnommen. Um den Geschmack zu neutralisieren ist, wie bereits Stand der Technik, der Einsatz eines Aktivkohleblocks vorgesehen.
Als besonders geeignet hat sich eine 0,1 μm Mikrofiltrations-Membran gezeigt. Es können jedoch auch 0,01 bis 0,5 μm Membranen eingesetzt werden.
Da der Durchfluss der Umkehrosmoseanlagen niedrig ausfällt, ist eine weitere Ausführung der erfinderischen Lösung mit Ultrafiltrations-Membranen vorgesehen, vorzugsweise mit 0,01 bis 0,02 μm.
Der Einsatz der endständigen Membranfiltration ist sowohl bei den zu bevorzugenden QuickChange Wechselpatronen, bei Inlinefiltern, als auch bei Filtergehäusen mit Wechselfiltereinsätzen vorgesehen.
Durch diese einfach erfinderische Maßnahme wird die Hygienesituation erheblich verbessert.
Die vorgesehenen MF Membranen mit 0,1 bis 0,15 μm erreichen eine Reduzierung der Mikroorganismen, hier vorzugsweise Wasserkeime und Bakterien, um mehr als 8 log Stufen.
Die vorgesehenen UF Membranen mit 0,01 bis 0,02 μm reduzieren neben Wasserkeimen, Bakterien, zusätzlich Vieren um mind. 4 log Stufen.
Somit kann auf entsprechend kontaminiertes Wasser reagiert werden.
Zusätzlich hat sich bei der erfinderischen Lösung, einem Membranfilter mit vorzugsweise 0,1 bis 0,15 μm gezeigt, dass die Umkehrosmosemembran deutlich weniger mit Partikeln belastet wird.
Da es sich um steril gefiltertes Wasser handelt, welches der Umkehrosmosemembran in der erfinderischen Lösung zugeführt wird, können durch Mikroorganismen keine Biofilme entstehen, die in Folge die Membran belasten bzw. zuwachsen lassen.
Hierbei konnte festgestellt werden, dass die Spülung der Membran reduziert werden kann.
In einem Beispiel konnte das Volumen des Spülwassers um die Hälfte reduziert werden.
Hierzu wurde ein zusätzliches Ventil in die Abflussleitung der Umkehrosmosemembran eingebaut.
Während die Anlage vor Umrüstung für einen Liter Umkehrosmosewasser 3,6 Liter Spülwasser verbraucht hat, konnte nach dem Umbau durch Reduzierung des Auslaufwassers 1 Liter Umkehrosmosewasser mit 1,4 Liter Spülwasser erzeugt werden.
Hierbei handelt es sich um ein Beispiel. Mit dieser Kombination mit einem MF oder UF Membran Vorfilter und eines Reduzierventiles im Spülwasseraustritt kann mit der erfinderischen Lösung individuell auf die Qualität des Eintrittwassers selbst reagiert werden.
Ein weiterer Nachteil bekannter Umkehrosmoseanlagen besteht darin, dass das Spülwasser der Umkehrosmosemembran in einen Abfluss abgeleitet wird, welcher typischer Weise mit Keimen und Biofilm kontaminiert ist.
Sobald keine Spülung der Umkehrosmosemembran stattfindet, können Mikroorganismen über diesen direkten Weg rückwärts in die Umkehrosmosemembran wandern. Dieser Effekt wird als retrograde Verkeimung bezeichnet.
Die möglichen Folgen sind dem Fachmann bekannt. Die Umkehrosmosemembran verkeimt, es kommt zur Etablierung eines Biofilms, welcher den Wirkungsgrad der Membran vermindert, bis hin zum Totalausfall.
Eine Ausführung sieht den Einsatz eines Rückschlagventiles vor, welches den Leitungsquerschnitt der Abflussleitung automatisch schließt, sobald kein Spülwasser ansteht.
Eine weitere Ausführung sieht hier den Einsatz eines Membranfilters mit 0,01 bis 0,5 μm Maschenweite, bzw. Porengröße vor, vorzugsweise mit 0,1 bis 0,2 μm.
Beide Ausführungen haben eine gute Wirksamkeit gezeigt.
Eine weitere Ausführung der erfinderischen Lösung sieht den Einsatz eines Durchlaufkühlers vor.
Die einfachste hier erprobte Möglichkeit stellt den Einsatz der Peltiertechnik dar.
Eine weitere Ausführung der erfinderischen Lösung sieht den Einsatz einer endständigen Karbonisiervorrichtung vor.
Das mit Kohlendioxid angereicherte Wasser wird oftmals gewünscht und kann so der Wasseraufbereitungsanlage entnommen werden.
Ein weiterer Vorteil des karbonisierten Wassers ist die bekannte konservierende Wirkung des Kohlendioxids.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel:
Das Eintrittwasser 11 passiert eine hier nicht gekennzeichnete Filterstufe, die je nach Wasserqualität einen Partikelfilter oder Aktivkohleblockfilter enthält. Dieser Filter ist bei entsprechend guter Wasserqualität nicht zwingend notwendig, jedoch nach dem Stand der Technik vorgesehen.
Nach dieser Filterstufe passiert das Wasser den Vorfilter mit endständiger Membran 1, anschließend entsprechend die Umkehrosmosemebran 2. Die Spülwasserleitung wird über eine Keimsperre 4 gegen eine Rückverkeimung aus dem Abfluss 9 geschützt.
Das Umkehrosmosewasser, das Permeat, passiert den Nachfilter 3 mit endständiger Membran 3 und wird in den Wasserspeicher 10 eingespeist oder über die Entnahmeleitung 6 nach passieren eines Kühlers 7 zum Entnahmehahn 8 geleitet.
Vor der Umkehrosmosemembran kann nach dem Vorfilter 1 ebenfalls Wasser entnommen werden, welches den Kühler 7 passiert und an der Entnahmestelle 8 entnommen werden.

Claims

Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, dadurch gekennzeichnet, das als Vorfilter für das Eingangswasser und als Nachfilter für das Austrittwasser ein Membranfilter mit 0,01 bis 0,2 μm Maschenweite eingesetzt wird.
Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, dadurch gekennzeichnet, das als Vorfilter für das Eingangswasser ein Membranfilter mit 0,01 bis 0,2 μm Maschenweite eingesetzt wird.
Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, dadurch gekennzeichnet, das als Nachfilter für das Austrittwasser ein Membranfilter mit 0,01 bis 0,2 μm Maschenweite eingesetzt wird.
Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchfluss des Spülwassers der Umkehrosmosemembran durch ein Ventil individuell eingestellt werden kann.
Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, nach einem oder mehreren Ansprüchen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Durchfluss des Spülwassers der Umkehrosmosemembran eine Keimsperre zur Vermeidung der retrograden Verkeimung enthalten ist.
Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, nach einem oder mehreren Ansprüchen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser nach dem Membranfilter mit 0,01 bis 0,2 μm und vor der Umkehrosmosemembran entnommen werden kann.
Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser nach dem Vorfilter für die Umkehrosmosemembran und Wasser nach der Umkehrosmosemembran und Membranfilter verschnitten werden kann.
Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vor- und Nachfilter eine Kombination aus Aktivkohleblock und endständiger Membran dargestellt.
Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vor- und Nachfilter eine Kombination aus Partikelfilter und endständiger Membran dargestellt.
Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das entnommene Wasser vor Entnahme aus dem Zapfhahn gekühlt wird.
Wasserbehandlungsvorrichtung mit wenigstens einer Umkehrosmosemembran, nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser mit Kohlensäure versetzt wird.