NL1005789C2 - Inrichting en werkwijze voor het filteren van water. - Google Patents

Description

NL. 10.05789

Korte aanduiding: Inrichting en werkwijze voor het filteren van water

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting volgens de aanhef van conclusie 1 alsmede op een werkwijze volgens de aanhef van conclusie 6.

Een inrichting van deze soort, die in bedrijf de werk-5 wijze van de boven-aangeduide soort uitvoert, is uit de praktijk bekend en wordt door aanvraagster aangeboden onder de type-aanduidingen Remon R500 en Remon R700.

Deze inrichting vormt een installatie voor het reduceren van het ijzergehalte in bronwater en wordt vooral toege-10 past door grootverbruikers van water, zoals veehouderijen. In deze bekende installatie wordt bronwater toegevoerd aan een filter, waarin het water wordt belucht met zuurstof. Hierdoor wordt zuurstof in het water opgelost, hetgeen op zijn beurt resulteert in het oxideren van ijzer in het toegevoerde bron-15 water. Het water met geoxideerd ijzer wordt door een filter-bed geleid, waarin het ijzer in geoxideerde vorm wordt opgevangen. Teneinde in het filterbed opgevangen ijzerhydroxide en ijzeroxide van tijd tot tijd uit het filterbed te verwijderen, wordt het filter regelmatig teruggespoeld. Dit terug-20 spoelen wordt steeds uitgevoerd wanneer er geen of nauwelijks behoefte aan water uit de bron is. In de praktijk is dit meestal ’s-nachts. Bij het terugspoelen van het filter wordt tevens perslucht door het bed gevoerd, waardoor het bed in beweging wordt gebracht en het ijzerhydroxide en ijzeroxide 25 beter loskomt van het filtermateriaal.

Het terugspoelen van het filter kost water en energie en brengt bovendien het lozen van terugspoelwater met zich mee. De uitvinding heeft als doel een inrichting en een werkwijze te verschaffen, waarmee met het terugspoelen gemoeid 30 water- en energieverbruik alsook met het terugspoelen gemoeide waterlozing beperkt kan worden.

Dit doel wordt volgens een eerste aspect van de onderhavige uitvinding bereikt door een inrichting van de initieel aangeduide soort uit te voeren overeenkomstig het kenmerkende 1005789 -2- deel van conclusie 1. Volgens een tweede aspect van de onderhavige uitvinding wordt dit doel bereikt door een werkwijze van de initieel aangeduide soort uit te voeren overeenkomstig het kenmerkende deel van conclusie 6.

5 Door het terugspoelen uit te voeren in afhankelijkheid van de mate van vervuiling van het filter, kan worden voorkomen, dat het filter teruggespoeld wordt, terwijl dit gezien de mate van vervuiling van het filter niet of niet meer nodig is. De uitvinding maakt het mogelijk, het terugspoelen van 10 het filter uit te voeren in afhankelijkheid van de hoeveelheid in gebruik uitgefilterd materiaal en de hechting van het uitgefilterde materiaal aan het filterbed. Deze variabelen hangen onder meer af van het geconsumeerde volume aan water en de herkomst van het water. Bij het verwerken van bronwater 15 doet zich bijvoorbeeld het verschijnsel voor, dat het ijzer-gehalte vaak niet constant is, maar in de tijd fluctuaties vertoont die vermoedelijk veroorzaakt worden door veranderingen in onderaardse waterstromen.

Bijzondere uitvoeringen en uitwerkingen van de uitvin-20 ding zijn neergelegd in de afhankelijke conclusies.

Navolgend worden verdere doelen, uitvoeringen, effecten en voordelen van de uitvinding nader toegelicht aan de hand van een op dit moment de meeste voorkeur genietend uitvoe-ringsvoorbeeld, waarbij wordt verwezen naar de tekening die 25 een schematische weergave van een inrichting volgens de uitvinding toont.

De bij wijze van voorbeeld getoonde inrichting is een ontijzeringsinstallatie voor het reduceren van het ijzerge-halte van bronwater.

30 De getoonde installatie sluit aan op een aangelegde bron 20 met filtermateriaal 21 en een door het filtermateri-aal verlopende filterpijp 22. De opbouw van een dergelijke bron is op zich bekend.

Vanaf de bron 20 verloopt een toevoerleiding 42 naar 35 een filtervat 13. Op het filtervat 13 sluit een afgifte-lei-ding 43 aan die naar tapvoorzieningen 38 voert.

1005789 ' -3-

In de toevoerleiding 42 zijn een pomp 3 en terugslagkleppen 1, 2 opgenomen. De terugslagkleppen 1, 2 zorgen ervoor, dat pomp 3 gevuld blijft met water, ook als enige tijd geen water wordt toegevoerd. Verder is in de toevoer leiding 5 42 een pneumatisch bediende afsluitklep 6 opgenomen, die door overdruk in een leiding 36 bedienbaar is.

In het filtervat 13 mondt de toevoerleiding 43 uit in een stel sproeiers 23. In het filtervat 13 zijn verder een hoeveelheid filtermateriaal 24 en een niveauschakelaar 4 aan-10 gebracht alsmede, nabij de bodem, een rooster 30. De niveauschakelaar 4 is met de pomp 3 in de toevoerleiding verbonden voor het inschakelen van die pomp als het waterpeil in het filtervat 13 beneden een bepaald niveau ligt. Op het filtervat sluiten verder een terugspoel-leiding 44, een recircula-15 tie-leiding 45, en een afvoerleiding 46 aan.

De terugspoelleiding is afsluitbaar door een pneumatisch bedienbare klep 5 die door luchtdruk in een leiding 35 bedienbaar is. De luchtdruk-leidingen 35 36 zijn via een magnetisch bedienbare klep 18 in verbinding te brengen en af te 20 sluiten van een drukvat 19, dat via een 1uchttoevoer-leiding-stelsel 47 in verbinding staat met een compressor 15 die door een drukschakelaar 8 bediend wordt. De compressor 15 is verder via het luchttoevoer-leidingstelsel 47 tevens verbonden met de terugspoel-leiding 44, waarbij tussen de corrqpressor 15 25 en de terugspoelleiding 44 in het luchttoevoer-leidingstelsel 47 een magneetklep 16 is opgenomen. Een terugslagklep 39 tussen enerzijds de compressor 15 en anderzijds het drukvat 19 en de drukleidingen 35, 36 zorgt ervoor, dat de druk in de leidingen 35, 36 op peil blijft als deze door grote afname in 30 het luchttoevoer-leidingstelsel 47 tijdelijk daalt.

De recirculatie-leiding 45 mondt uit in een stel sproeiers 27.

In de afvoerleiding 46 is een helderheidssensor 41 opgenomen die met een besturingseenheid 29 is verbonden voor 35 het doorgeven van signalen die de gedetecteerde helderheid van passerend water representeren.

1005789 -4-

Ook in de afgifte-leiding 43 is een pomp 7 opgenomen, verder is in de afgifte-leiding tussen de pomp 7 en het fil-tervat 13 een drukschakelaar 37 opgenomen, die met de besturingseenheid 29 is verbonden voor het doorgeven van signalen 5 die aangeven of de druk in de afgifte-leiding 43 tussen het filtervat 13 en de pomp 7 onder een bepaalde onderdruk is gedaald .

Stroomafwaarts van de pomp zijn achtereenvolgens in en langs de afgifte-leiding 43 een terugslagklep 9, een druk-10 schakelaar voor het uitschakelen van de pomp 7 als een bepaalde druk is bereikt, een aftakking naar een drukvat 28 en een door druk in de leiding 36 bedienbare pneumatische klep 10 aangebracht.

In bedrijf daalt bij het aftappen van water uit tap-15 voorzieningen 38 de druk in de afgifte-leiding 43 stroomafwaarts van de pomp 7, als waargenomen door de druksensor 34 stroomafwaarts van de pomp 7, beneden een vooraf bepaald peil. In reactie hierop wordt de pomp 7 ingeschakeld door de besturingseenheid. Dit zou overigens in principe ook buiten 20 de besturingseenheid om kunnen geschieden.

Als vervolgens het niveau van het water in het filtervat 13 daalt tot onder een vooraf bepaald peil wordt ook de pomp 3 stroomopwaarts van het filtervat 13 ingeschakeld. Deze pomp 3 heeft overigens voldoende capaciteit om de pomp 7 25 stroomafwaarts van het filtervat 13 steeds bij te houden.

Door de pomp 3 in de toevoerleiding 42 wordt water uit de bron 20 opgepompt en in het filtervat 13 gesproeid, zodat zuurstof in het water wordt opgelost. Uiteraard zou ook op andere wijze zuurstof in het water kunnen worden opgelost, 30 zoals door roeren en/of inblazen van lucht onder water. De afsluitklep 5 in de terugspoelleiding 44 is daarbij gesloten en de afsluitklep 6 in de toevoerleiding 42 (die simultaan bediend wordt met de afsluitklep 36 in de afgifte-leiding 43) is daarbij geopend.

35 Door het beluchten met zuurstof wordt ijzer in het op gepompte bronwater omgezet in ijzerhydroxide en ijzeroxide, dat neerslaat en door het filtermateriaal 24 wordt opgevan- 1005789 -5- gen. Het water verlaat het flitervat 13 via het rooster 30 dat dient om te voorkomen, dat filtermateriaal het filtervat 13 verlaat en dat een gelijkmatig over de onderzijde van het vat 13 verdeelde afvoer van het water mogelijk maakt. Bij het 5 verlaten van het filtervat 13 is het behandelde water derhalve vrijwel geheel vrij van ijzer.

Op den duur hoopt zich echter steeds meer ijzerhy-droxide en ijzeroxide in het filtermateriaal op, dat daardoor minder effectief wordt en meer en meer verstopt raakt. Dit 10 resulteert erin, dat de onderdruk tussen de pomp 7 en het filtervat 13 steeds groter wordt wanneer de pomp 7 in bedrijf is. Deze onderdruk, die door de sensor 37 wordt waargenomen, bereikt op een gegeven moment een signaal, dat voor de sensor aanleiding vormt aan de besturingseenheid te signaleren, dat 15 de ingestelde maximale onderdruk is bereikt. In reactie hierop leidt de besturingseenheid een terugspoelcyclus in. Doordat de terugspoelcyclus alleen wordt ingeleid als de verstopping van het filter dusdanig ver is voortgeschreden, dat terugspoelen werkelijk zinvol is, wordt voorkomen, dat onno-20 dig veel wordt teruggespoeld. Ook wordt voorkomen, dat ingeval van tijdelijk vergrote afzetting van materiaal in het filter te laat wordt teruggespoeld, waardoor het filter te zeer verstopt zou kunnen raken en een voldoende waterop-brengst en/of oververhitting van de pomp 7 dreigt. Opgemerkt 25 wordt, dat de mate van verstopping ook op andere wijze gemeten kan worden, bijvoorbeeld door meten van het debiet bij een vaste drukval over het filter of door het meten van het debiet en de drukval over het filter. Plaatsing van een druk-sensor tussen een pomp en het filter biedt echter het voor-30 deel, dat met een enkele, eenvoudige sensor kan worden volstaan .

Opgemerkt wordt, dat eventuele fluctuaties in de weerstand van het water in het filtermateriaal kunnen worden geëlimineerd door een terugspoelcyclus alleen te starten als 35 de onderdruk gedurende een bepaalde minimale tijdsduur onder een bepaalde waarde heeft gelegen of door steeds een gemiddelde onderdruk over een langer tijdsvenster te vergelijken 1005789 -6- met een grenswaarde. Verder kan in reactie op het bereiken van een grenswaarde ook gewacht worden totdat een tijdstip is bereikt gedurende hetwelk weinig water wordt verbruikt. Aan de hand van het gemiddelde verloop van de mate van verstop-5 ping kan verder door middel van tijdserie-analyse voorspeld worden in welke nacht teruggespoeld moet worden teneinde een bepaalde grenswaarde zo dicht mogelijk te benaderen.

Een terugspoelcyclus start met het sluiten van de kleppen 6, 10 in de toevoerleiding 42 en in de afgifte-leiding 43 10 en het openen van de klep 5 in de terugspoelleiding 44.

Hiertoe kan worden volstaan met het door de besturingseenheid 29 bediend openen van de magneetklep 18, waardoor de leidingen 35, 36 onder druk worden gezet. Vervolgens wordt de pomp 3 in de toevoerleiding 42 in bedrijf gesteld, waardoor water 15 tegen de normale stroomrichting in door het filtermateriaal wordt gespoeld. Als het niveau van het water in het filtervat 13 de afvoerleiding 46 bereikt, stroomt het water, onder medeneming van losgemaakt ijzerhydroxide en ijzeroxide en eventueel ander vast materiaal, uit het vat 13 en wordt dit via 20 de afvoerleiding 46 geloosd. Door de klep 16 in het luchttoe-voer-leidingstelsel 47 te bedienen kan via het rooster 30 lucht in het filtermateriaal geïnjecteerd worden, welke lucht zorgt voor een sterke onderlinge beweging van deeltjes van het filtermateriaal 24. Dit bevordert het losmaken van op het 25 filtermateriaal 24 neergeslagen materiaal.

Tijdens het terugspoelen wordt de helderheid van het geloosde water bewaakt door de helderheidssensor 41. Als de helderheid een bepaalde grenswaarde overschrijdt of gedurende een bepaalde tijdsduur een grenswaarde overschrijdt, wordt 30 het terugspoelen gestaakt. Het bereiken van een bepaalde helderheid geeft namelijk aan, dat nog slechts zeer weinig materiaal wordt teruggespoeld en dat het derhalve niet efficiënt meer is het terugspoelen voort te zetten. Aldus kan worden voorkomen, dat onnodig lang wordt teruggespoeld, waardoor on-35 nodig veel water wordt verbruikt en geloosd en onnodig veel energie wordt verbruikt. Ook wordt voorkomen, dat bij zeer langzaam loskomende vervuiling van het filter te kort wordt 1005789 -7- teruggespoeld. Afhankelijk van het type filter dat wordt toegepast kunnen uiteraard verschillende meetmethodes worden toegepast voor het bepalen van de mate waarin in het terug-spoelwater uit het filter losgemaakt materiaal wordt meegeno-5 men.

Als het terugspoelen voltooid is, wordt de pomp 3 in de toevoerleiding 42 uitgeschakeld, wordt de klep 5 in de terug-spoelleiding 5 gesloten en worden de kleppen 6, 10 nog gesloten gelaten. Door verder de pomp 7 in de afgifte-leiding 43 10 in te schakelen wordt het water enige tijd in de normale doorstroomrichting door het filtermateriaal 24 gepompt, waardoor dit weer in de voor effectief bedrijf geschikte, samengepakte conditie wordt gebracht. Tevens wordt het ijzer en ijzerhydroxide en ijzeroxide dat zich in voor terugspoelen 15 gebruikt water bevindt daarbij, althans grotendeels, uit het water verwijderd. Het reinigen van het filtermateriaal 24 is hiermee voltooid en de installatie is weer gereed voor verder normaal gebruik.

1005789

Claims (10)

1. Inrichting voor het filteren van water, omvattende: een toevoerleiding (42), een op de toevoerleiding (42) aangesloten filter (13) met een filtermassa (24), 5 een afgifte-leiding (43) die stroomafwaarts van de fil termassa (24) op het filter (13) aansluit, ten minste een pomp (3, 7) voor het pompen van water door de toevoerleiding (42),door het filter (13) en door de afgifte-leiding (43), 10 een terugspoel-leiding (44) die stroomafwaarts van de filtermassa (24) op het filter (13) aansluit, een stroomopwaarts van de filtermassa (24) op het filter (13) aansluitend afvoerkanaal (46) voor het afvoeren van terugspoelwater, 15 een klepstructuur (5, 6, 10) voor het in bedrijfstoe- stand leiden van water van de toevoerleiding (42), via het filter (13) en naar de afgifte-leiding (43) en voor het in terugspoeltoestand leiden van water via de terugspoel-leiding (44), het filter (13) en naar het afvoerkanaal (46), en 20 een besturingseenheid (29) voor het omschakelen van ge noemde klepstructuur (5, 6, 10) tussen genoemde bedrijfstoe-stand en genoemde terugspoeltoestand, gekenmerkt door ten minste een sensor (37, 41) voor het bewaken van een 25 van de mate van vervuiling van het filter (13) afhankelijke parameter, waarbij genoemde, ten minste ene sensor (37, 41) is aangesloten op de besturingseenheid (29) die is ingericht voor het bedienen van genoemde klepstructuur (5, 6, 10) in reactie op signalen ontvangen van genoemde, ten minste ene 30 sensor (37, 41) .

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij genoemde, ten minste ene sensor (37) communiceert met genoemde filtermassa (24) en is ingericht voor het genereren van een signaal dat afhankelijk is van de mate van verstopping van de filter- 35 massa (24). 1005789 -9-

3. Inrichting volgens conclusie 2, waarbij genoemde, ten minste ene sensor een druksensor (37) is.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij genoemde, ten minste ene sensor (41) is aangebracht 5 en ingericht voor het genereren van een signaal dat afhankelijk is van de vervuilingsgraad van door het afvoerkanaal (41) teruggespoeld water.

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij genoemde, ten minste ene sensor een helderheidssensor (41) is.

6. Werkwijze voor het filteren van water, omvattende: het toevoeren van te behandelen water, het in een eerste richting door een filter (13) leiden van toegevoerd water, en het herhaaldelijk terugspoelen van het filter (13), 15 gekenmerkt door het bewaken van ten minste een van de mate van vervuiling van het filter (13) afhankelijke parameter, waarbij het terugspoelen van het filter (13) wordt uitgevoerd in afhankelijkheid van de waarde van genoemde, ten minste 20 ene, van de mate van vervuiling van het filter (13) afhankelijke parameter.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij het terugspoelen van het filter (13) telkens wordt gestart indien een van de mate van de mate van verstopping van het filter (13) 25 afhankelijke parameter een bepaalde waarde heeft bereikt.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij genoemde, van de mate van verstopping van het filter (13) afhankelijke pa-rameter-waarde een grenswaarde van een stroomopwaarts of stroomafwaarts van het filter (13) gemeten druk is.

9. Werkwijze volgens een der conclusies 6-8, waarbij het terugspoelen van het filter (13) telkens wordt gestaakt indien een van de mate van vervuiling van door het filter (13) teruggespoeld water afhankelijke parameter een bepaalde waarde heeft bereikt.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij genoemde, van de mate van vervuiling van door het filter (13) teruggespoeld water afhankelijke parameter-waarde een bovengrens van 1005789 -10- de lichtdoorlatendheid van door het filter (13) heen teruggespoeld water is. 1005789