NL1020621C2 - Werkwijze voor het reinigen van een vloeistoffiltratiesysteem. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het reinigen van een vloeistoffiltratiesysteem

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het reinigen van filtereenheden van een vloeistoffiltratiesysteem met ten minste twee filtereenheden, omvattende de stappen van het filtreren van vloeistof met de filtereenheden 5 en het op basis van een vooraf bepaalde waarde van een parameter reinigen van de filtereenheden.

Een dergelijke werkwijze is in de techniek algemeen bekend. Tijdens bedrijf worden vloeistoffiltratiesystemen vervuild door het afgefiltreerde materiaal. Dit betekent dat 10 de filtereenheden, welke onderdeel uitmaken van het filtratiesysteem, tijdig moeten worden gereinigd om de filtratie goed te blijven laten verlopen. Een dergelijke reiniging kan bijvoorbeeld bestaan uit het terugspoelen van de filtereenheden. Wanneer een filtratiesysteem bestaat uit meerdere fil-15 tereenheden worden deze filtereenheden in het algemeen achtereenvolgens na elkaar teruggespoeld. Een dergelijke wijze van terugspoelen wordt in de techniek aangeduid met "stream-backwash". Hierbij wordt een vast terugspoelinterval aangehouden waardoor het terugspoelen op regelmatige tijdstippen 20 plaatsvindt. Dit is een nadeel voor de efficiëntie van het gebruik van de filtereenheden aangezien in de praktijk niet alle filtereenheden dezelfde mate van vervuiling vertonen.

Het is in de praktijk mogelijk dat sommige filtereenheden een grotere dan gemiddelde vervuiling vertonen na het vaste 25 tijdsinterval, terwijl andere filtereenheden vrijwel niet vervuild zijn.

Ook komt het in de praktijk regelmatig voor dat een enkele filtereenheid tijdelijk uit bedrijf wordt genomen voor bijvoorbeeld onderhoudswerkzaamheden. Dit betekent dat er ge-30 durende die periode geen verdere vervuiling optreedt. Na het opnieuw in bedrijf nemen van de betreffende filtereenheid wordt deze filtereenheid zonder nadere aanpassing in het oorspronkelijke reinigingsschema opgenomen waardoor deze filtereenheid niet zal voldoen aan de gemiddelde vervuilingsgraad. 35 Dit betekent een verslechterde efficiëntie van het reinigen.

1 0/ Π £04 ' 2

In de praktijk is het voorts algemeen gebruikelijk dat een filtratiesysteem is onderverdeeld in een aantal groepen van filtereenheden. Bijvoorbeeld kan een filtratiesysteem met in totaal 40 filtereenheden zijn opgedeeld in vier groe-5 pen van elk tien filtereenheden. Het reinigen van de filtereenheden vindt hierbij per groep achtereenvolgens plaats. In het algemeen is voorzien in één reinigingsinrichting welke de vier groepen bedient. In theorie is het hierbij mogelijk dat de vier groepen achtereenvolgens worden gereinigd. Echter, 10 wanneer één van de groepen uit bedrijf wordt genomen en vervolgens op een later tijdstip opnieuw in bedrijf wordt genomen is een verstoring in de reinigingsvolgorde verkregen indien het bepalen van het volgende reinigingstijdstip van de betreffende groep wordt gestart vanaf het moment van opnieuw 15 in bedrijf nemen. Daardoor is het mogelijk dat de reiniging van de betreffende filtergroep zou moeten worden uitgevoerd wanneer de reiniging van een andere filtergroep nog bezig is. De betreffende filtergroep dient derhalve in dat geval langer in bedrijf te worden genomen dan praktisch gezien toelaatbaar 20 is.

De uitvinding heeft nu tot doel een verbeterde werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen.

In het bijzonder heeft de uitvinding tot doel een verbeterde werkwijze te verschaffen waarmee het mogelijk is 25 om een reiniging van filtereenheden in een filtersysteem efficiënter te laten verlopen.

Ter verkrijging van ten minste één van de hiervoor genoemde doelen verschaft de uitvinding een werkwijze als in de aanhef genoemd welke wordt gekenmerkt doordat het reinigen 30 van de filtereenheden wordt uitgevoerd wanneer een gemeten waarde van de parameter gelijk is aan het product van de vooraf bepaalde waarde van de parameter en een vooraf te bepalen factor. Daardoor kan de reiniging worden uitgevoerd wanneer de gemeten waarde niet exact gelijk is aan een vooraf 35 bepaalde waarde van de parameter, bijvoorbeeld een referentiewaarde, maar een afwijking ten opzichte daarvan heeft. Wanneer deze parameter een vervuilingsgraad van de filtereen-heid is kan de reiniging worden uitgevoerd wanneer de gemeten 10P08?1 3 vervuiling enigszins kleiner of enigszins groter is dan de referentiewaarde. Daardoor is een flexibele aansturing van het reinigingssysteem mogelijk. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm ligt de factor in het traject van 0,2 tot 2,0, 5 waarbij de voorafbepaalde waarde van de parameter een vervuilingsgraad van de filtereenheid is.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm is de vooraf bepaalde waarde van de parameter een tijdsduur, bij voorkeur een gemiddeld spoelinterval. Volgens een verdere 10 voorkeur is de gemeten waarde van de parameter een tijdsduur die is verlopen na afloop van een laatste reinigingsstap.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt bij voorkeur zodanig uitgevoerd dat de genoemde parameter wordt gekozen uit: troebelheid, concentratie, druk, viscositeit, ge-15 leidbaarheid en dichtheid van de te filtreren vloeistof en/of van de gefiltreerde vloeistof.

Volgens een andere uitvoeringsvorm is de voorafbepaalde waarde van de parameter een gemiddeld spoelinterval. Wanneer het spoelinterval gewoonlijk bijvoorbeeld 30 minuten 20 bedraagt is het mogelijk om dit spoelinterval enigszins te verkorten of te verlengen ten einde het terugspoelen van de verschillende filtereenheden doorlopend te kunnen laten plaatsvinden. Ook hierbij kan gebruik worden gemaakt van de genoemde parameter, waardoor het werkelijke spoelinterval kan 25 worden gevarieerd (bij parameterwaarden van 0,2 respektieve-lijk 2,0 en een standaard spoelinterval van 30 minuten) van 6 minuten tot 60 minuten. Ook andere parameterwaarden zijn uiteraard mogelijk.

Hierbij kan als volgt worden gewerkt: normaliter 30 wordt een filtereenheid teruggespoeld na het verstrijken van het maximale terugspoelinterval. Als echter al andere units worden teruggespoeld (bijvoorbeeld bij een streambackwash) wordt tijdens het terugspoelen van een n-de filtereenheid gecontroleerd of er wellicht filtereenheden zijn waarvan het 35 minimale terugspoelinterval is verstreken. Indien dit het geval is, wordt de betreffende filtereenheid direct na het spoelen van de genoemde n-de filtereenheid meegenomen in de streambackwash. Op deze wijze wordt het systeem zelf- -'i i‘ i ·' > i'-* λ»-.

* - t / -.m 7 f 4 organiserend. De volgende streambackwash zal automatisch bestaan uit alle filtereenheden die de vorige keer achter elkaar gespoeld zijn.

Het grote voordeel van de werkwijze volgens de uit-5 vinding is dat het reinigen van de filtereenheden kan worden vervroegd. Dit is bij de huidige systemen niet mogelijk. Volgens de werkwijze volgens de uitvinding is het derhalve mogelijk om het terugspoelen efficiënter te laten verlopen.

Door de mogelijkheid om het terugspoeltijdstip van 10 de respektievelijke filtereenheden te vervroegen kunnen de filtereenheden eenvoudig door een streambackwash methode worden teruggespoeld. Door de maximale vervroeging te variëren zal het systeem de filtereenheden meer of minder in een streambackwash organiseren.

15 Volgens een tweede aspect heeft de onderhavige uit vinding betrekking op een werkwijze voor het bedrijven van een vloeistoffiltratiesysteem met ten minste twee filtereenheden, omvattende het bepalen van een parameterwaarde van elke filtereenheid, en het vergelijken van de gemeten waarde 20 met een voorafbepaalde referentiewaarde. De werkwijze volgens dit aspect van de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat deze de stappen omvat van het bepalen van, voor elke filtereenheid op verschillende tijdstippen, ten minste twee gemeten parame-terwaarden; het daaruit bepalen van een toenamesnelheid van 25 de parameterwaarde; en het op basis van de waarde van de toenamesnelheid en van de referentiewaarde en van de laatst bepaalde parameterwaarde, berekenen van het tijdstip waarop de gemeten parameterwaarde van de respectievelijke filtereenheid de referentiewaarde bereikt. De referentiewaarde kan bijvoor-30 beeld een tijdsduur weergeven maar ook een vervuilingsgraad. Hierna wordt in hoofdzaak verwezen naar de vervuilingsgraad maar de uitvinding is daartoe zeer zeker niet beperkt.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de werkwijze de stap van het vergelijken van de berekende tijdstip-35 pen voor de respectievelijke filtereenheden en het op basis daarvan bepalen van de volgorde van de reiniging van de filtereenheden. Een filtereenheid die momenteel weinig vervuild is kan namelijk een hogere toenamesnelheid van de vervui- 020521 5 lingsgraad vertonen waardoor deze binnen relatief korte tijd de voorafbepaalde referentiewaarde zal bereiken. Een andere filtereenheid met een momenteel reeds hoge vervuilingsgraad kan een lage toenamesnelheid hebben waardoor deze pas op een 5 later tijdstip de betreffende referentiewaarde zal bereiken. Door deze verschillende berekende waarden van de tijdstippen met elkaar te vergelijken kan een efficiënte volgorde van reiniging worden bepaald waardoor de filtereenheid met het vroegste berekende tijdstip als eerste wordt gereinigd en de 10 respectievelijke filtereenheden met latere berekende tijdstippen in volgorde van toenemende berekende tijdstippen worden gereinigd.

Met name is het hierbij van voordeel dat het reinigen van de respectievelijke filtereenheden doorlopend plaats-15 vindt, in de vorm van een zogenoemde "streambackwash". Dit betekent dat een reinigingspomp, die bijvoorbeeld voor het terugspoelen van de filtereenheden zorg draagt, doorlopend in bedrijf kan worden gehouden gedurende de tijd die nodig is om alle filtereenheden door middel van terugspoelen, te reini-20 gen. Daardoor wordt een efficiënt gebruik van het reinigings-systeem verkregen.

In het bijzonder is deze werkwijze derhalve toepasbaar voor reinigingssystemen die zijn gepasseerd op het terugspoelen van de filtereenheden.

25 Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm wordt het reinigen van een respectievelijke filtereenheid gestart wanneer de gemeten parameterwaarde gelijk aan of minder dan de referentiewaarde is. Dit is met name voordelig wanneer de referentiewaarde een maximale vervuilingsgraad weergeeft.

30 In het geval de referentiewaarde een parameterwaarde bijvoorbeeld een vervuilingsgraad, weergeeft die bij voorkeur niet dient te worden overschreden, maar die geen maximaal toelaatbare vervuilingsgraad weergeeft, heeft het de voorkeur dat het reinigen van een respectievelijke filtereenheid wordt 35 gestart wanneer de gemeten parameterwaarde (de vervuiling) ten minste gelijk is aan de referentiewaarde. Ook is een dergelijke bepaling van het tijdstip van reiniging gewenst wanneer de referentiewaarde een vervuilingsgraad aangeeft die 6 een minimale vervuilingsgraad is.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding welke de voorkeur heeft omvat deze werkwijze de stap van het verhogen van het debiet van te filtreren vloeistof naar de 5 filtereenheid waarvan het berekende tijdstip verder is gelegen van het huidige tijdstip dan van een andere filtereenheid.

In dat geval zal de toenamesnelheid van de vervuiling van die betreffende filtereenheid worden verhoogd waar-10 door het tijdstip van het bereiken van de referentiewaarde eerder zal plaatsvinden. Een dergelijke werkwijze heeft de voorkeur wanneer met name één filtereenheid op een aanzienlijk later tijdstip dan de andere filtereenheden de genoemde referentiewaarde bereikt. Door een juiste regeling van het 15 verhogen van het debiet kan het tijdstip waarop de referentiewaarde wordt bereikt zodanig worden geregeld dat deze samenvalt met het beëindigen van een reinigingsstap van een andere filtereenheid. Daardoor is een efficiënt gebruik van het reinigingssysteem mogelijk.

20 Teneinde de hiervoor genoemde werkwijze volgens de uitvinding te kunnen verkrijgen is het vloeistoffiltratiesys-teem volgens de uitvinding bij voorkeur voorzien van sensoren voor het meten van bedrijfsparameters op elke filtereenheid. Deze sensoren kunnen bijvoorbeeld geschikt zijn voor het be-25 palen van de troebelheid, de concentratie, de druk en de viscositeit van de te filtreren vloeistof en/of van de gefiltreerde vloeistof. Bijvoorbeeld kan hiermee het verschil van de betreffende bedrijfsparameter over het vloeistoffilter worden bepaald. Ook kunnen de sensoren geschikt zijn voor het 30 bepalen van de geleidbaarheid of de dichtheid van de te filtreren vloeistof en de gefiltreerde vloeistof. Voorts kan het systeem klokmiddelen omvatten voor het bepalen van een verstreken tijd.

Tevens dient te worden voorzien in geheugenmiddelen 35 voor het opslaan van de referentiewaarde en rekenmiddelen voor het bepalen van de toenamesnelheid van de vervuiling op basis van de gemeten waarden van de bedrijf sparameters. Ook dienen middelen te worden voorzien voor het vergelijken van , · · . ·; o 1 l ... j ·.·> 7 de betreffende waarden.

Bij voorkeur wordt de werkwijze geregeld met behulp van een computer. Andere mogelijkheden zijn in de techniek algemeen bekende PLCs, en andere industriële rekenmiddelen.

5 Bijvoorbeeld kunnen de PLCs worden aangestuurd door een computer.

Ook bij grotere systemen, waarbij de filtereenheden in meerdere groepen zijn onderverdeeld is de werkwijze volgens de uitvinding voordelig toe te passen. Bijvoorbeeld kun-10 nen de filtereenheden van elke groep in een vaste volgorde worden teruggespoeld, en kan het tijdstip van terugspoelen per groep worden aangepast overeenkomstig de werkwijze van de uitvinding. Ook is het mogelijk om de filtereenheden van elke groep terug te spoelen met variabele terugspoeltijdstippen 15 overeenkomstig de werkwijze van de uitvinding. Hierbij kan één terugspoelsysteem per groep worden voorzien of kan één terugspoelsysteem meerdere groepen bedienen.

Wanneer bij het berekenen van het tijdstip waarop het reinigen moet worden uitgevoerd blijkt dat dit tijdstip 20 meer dan bijvoorbeeld 1 minuut later ligt dan de afloop van een terugspoelhandeling van een voorgaand filtersysteem kan het terugspoelsysteem worden uitgeschakeld en weer opnieuw worden ingeschakeld wanneer het betreffende filtersysteem moet worden gereinigd. Ook is het hierbij mogelijk het tijd-25 stip van reiniging van dat betreffende filtersysteem enigszins uit te stellen teneinde de afloop van het reinigen gelijk te brengen met het tijdstip waarop een daaropvolgend filtersysteem moet worden gereinigd. De uitvinding verschaft hierin een grote vrijheidsgraad.

30 Volgens de uitvinding kan de gemiddelde spoelfre- quentie van de verschillende filtersystemen of van de verschillende groepen gelijk blijven aan het ingestelde spoelin-terval. Naar keuze kan het reinigen beurtelings worden uitgesteld en vervroegd, waarbij binnen vooraf in te stellen para-35 meters wordt geopereerd. Daardoor kunnen meerdere reinigingen worden gecombineerd tot één doorlopende reinigingswerkwijze van meerdere filtereenheden. De opstart- en stopverliezen van het reinigingssysteem worden daardoor beperkt en de reini- . , l 8 gingseenheid wordt optimaal gebruikt. Hiervoor is genoemd dat de maximale vervoegingstijd voor het uitvoeren van de reiniging van de filtereenheid of van een groep 1 minuut kan bedragen. Uiteraard kan deze maximale vervoegingstijd naar keu-5 ze worden genomen, waarbij de efficiëntie van het gehele filtersysteem als uitgangspunt moet dienen. In de praktijk kan deze vervroeging onbeperkt worden gevarieerd tussen 0 en de maximale filtratietijd.

Bij grote verstoringen van het filtratiesysteem kan 10 het optimum worden gezocht tussen doorlopende reinigingswerk-wijzen (in de techniek algemeen bekend als "streambackwash"), waarbij alle filtereenheden dezelfde reinigingsfrequentie hebben, en het extra reinigen van de eenheden die dat nodig hebben. Op die wijze kunnen verstoringen makkelijker worden 15 gedempt.

Het systeem kan, met een juiste kunstmatige intelligentie, zelfregelend worden gemaakt. Wanneer de maximale vervoegingstijd wordt vergroot zal de gemiddelde spoelfrequentie van een eenheid worden verminderd. Door middel van een terug-20 koppelingsregeling kan de werkelijk te verkrijgen spoelfrequentie gelijk worden gemaakt aan een vooraf in te stellen spoelfrequentie.

Wanneer het systeem een bedrijfsparameter, zoals bijvoorbeeld de troebelheid, concentratie etc. zoals hiervoor 25 genoemd als uitgangspunt neemt om een systeem te laten reageren op verstoringen in de filtratie, wordt een zeer zekere en nauwkeurige bedrijfsvoering verkregen. Dit heeft de voorkeur boven het in de techniek gebruikelijke reageren op reeds optredende verstoringen.

De uitvinding is niet beperkt tot de hiervoor afzonderlijk weergegeven uitvoeringsvormen. Ook alle afzonderlijke uitvoeringen, en uitvoeringsvormen van het eerste en tweede aspect volgens de uitvinding, kunnen op voordelige wijze worden gecombineerd.

Claims (12)

1. Werkwijze voor het reinigen van filtereenheden van een vloeistoffiltratiesysteem met ten minste twee filtereenheden, omvattende de stappen van het filtreren van vloei- 5 stof met de filtereenheden en het op basis van een vooraf bepaalde waarde van een parameter reinigen van de filtereenheden, met het kenmerk, dat het reinigen van de filtereenheden wordt uitgevoerd wanneer een gemeten waarde van de parameter gelij k is aan het product van de vooraf bepaalde waarde van 10 de parameter en een vooraf te bepalen factor.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de factor ligt in het traject van 0,2 - 2,0, en de vooraf bepaalde waarde van de parameter een vervuilingsgraad van de filtereenheid is.

3. Werkwijze volgens conclusie 1-2, met het ken merk, dat de vooraf bepaalde waarde van de parameter een tijdsduur, bij voorkeur een gemiddeld spoelinterval, is.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de gemeten waarde van de parameter een 20 tijdsduur is die is verlopen na afloop van een laatste reini-gingsstap.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de parameter wordt gekozen uit troebelheid, concentratie, druk, viscositeit, geleidbaarheid en 25 dichtheid van de te filtreren vloeistof en/of van de gefiltreerde vloeistof.

6. Werkwijze voor het bedrijven van een vloeistoffiltratiesysteem met ten minste twee filtereenheden, omvattende het bepalen van een parameterwaarde van elke filtereen- 30 heid, en het vergelijken van de gemeten waarde met een voorafbepaalde referentiewaarde, met het kenmerk, dat deze de stappen omvat van het bepalen van, voor elke filtereenheid op verschillende tijdstippen, ten minste twee gemeten parameter-waarden; het daaruit bepalen van een toenamesnelheid van de 35 parameterwaarde; en het op basis van de waarde van de toenamesnelheid en van de referentiewaarde en van de laatst be- : 1 I * t paalde parameterwaarde, berekenen van het tijdstip waarop de gemeten parameterwaarde van de respectievelijke filtereenheid de referentiewaarde bereikt.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, 5 dat deze de stap omvat van het vergelijken van de berekende tijdstippen voor de respectievelijke filtereenheden, en het op basis daarvan bepalen van de volgorde van reiniging van de filtereenheden.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, 10 dat de filtereenheid met het vroegste berekende tijdstip als eerste wordt gereinigd en respectievelijk filtereenheden met latere berekende tijdstippen in volgorde van toenemende berekende tijdstippen worden gereinigd.

9. Werkwijze volgens conclusies 7 of 8, met het ken-15 merk, dat het reinigen van de respectievelijk filtereenheden doorlopend plaatsvindt.

10. Werkwijze volgens conclusies 7, 8 of 9, met het kenmerk, dat het reinigen van een respectievelijke filtereenheid wordt gestart wanneer de gemeten parameterwaarde gelijk 20 aan of minder dan de referentiewaarde is.

11. Werkwijze volgens conclusies 7, 8 of 9, met het kenmerk, dat het reinigen van een respectievelijke filtereenheid wordt gestart wanneer de gemeten parameterwaarde ten minste gelijk is aan de referentiewaarde.

12. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze de stap omvat van het verhogen van het debiet van te filtreren vloeistof door de filtereenheid waarvan het berekende tijdstip verder weg is gelegen van het huidige tijdstip dan van een andere filtereenheid.