SE0801633A0 - System för vattenrening - Google Patents

Description

15 20 25 30 Underjonutbyte ersätter de smittsamma jonerna de regenererande jonerna eftersom de är föredragna av utbytesmediet. När det inte finns några fler joner för att byta ut de smittsamma jonerna, måste mediet regenereras med en lämplig lösning, vilken återmättar mediet med de lämpliga jonerna. Lösningar som kan användas för att regenerera mediet i jonutbytare är natriumklorid eller kaliumklorid, bland andra. Även om de ovan nämnda teknikerna har visat deras potential vid vattenrening föreligger det fortfarande ett behov av system som kan användas i geografiska områden där möjligheterna för kontinuerligt underhåll är mycket små, dvs. system som har mycket låga underhållskrav.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett system för vattenrening som är istånd att drivas under långa perioder med minimum underhåll och servicearbete.

Detta ändamål erhålles enligt föreliggande uppfinning med ett system kännetecknat av särdragen hos det oberoende patentkravet.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen formar innehållet i underkraven.

Enligt en huvudaspekt av uppfinningen kännetecknas den av ett system för vattenrening, innefattande ledningar mellan en vattenkälla och ett vattenutlopp, en pump anslutningsbar till nämnda ledning, ett filter anslutningsbart till nämnda ledning nedströms nämnda pump, en jonutbytesenhet anslutningsbar till nämnda ledning nedströms nämnda filter, en fotokatalytisk behandlingsenhet anslutningsbar till nämnda ledning nedströms nämnda jonutbytesenhet, kännetecknat av ett kontrollsystem innefattande kontrollorgan, övervakningsorgan och sensororgan istånd att automatiskt kontrollera driften hos nämnda system. 10 15 20 25 30 Enligt en annan aspekt av uppfinningen innefattar nämnda jonutbytesenhet åtminstone två jonutbyteskärl anslutna parallellt för att möjliggöra regenerering av ett behandlingskärl medan det andra behandlingskärlet är i drift.

Enligt en ytterligare aspekt av uppfinningen innefattar nämnda jonutbytesenhet lagringsorgan för regenereringsmaterial, och varvid regenereringen utförs under tidsperioder när vattenkravet är lågt.

Enligt ännu en aspekt av uppfinningen innefattar nämnda filter vidare backspolningsorgan istånd att backspola filterelement i nämnda filter.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen initieras backspolningen av ett avkänt tryckfall över filtret som överstiger ett visst förbestämt värde.

Enligt en ytterligare aspekt av uppfinningen innefattar nämnda katalytiska behandlingsenhet en reaktor med avancerad oxidationsteknologi istånd att skapa radikaler i vattnet som flödar genom nämnda reaktor.

Enligt ännu en aspekt av uppfinningen innefattar den en bufferttank nedströms nämnda katalytiska behandlingsenhet.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen innefattar den en ytterligare katalytisk behandlingsenhet ansluten till nämnda bufferttank genom vilken ytterligare katalytiska behandlingsenhet vatten i bufferttanken cirkulerar.

Det finns ett antal fördelar med föreliggande uppfinning. Systemet ger en total rengörings- och reningsprocess inkluderande både jonutbytes- och oxidationsbehandling av vattnet där ett kontrollsystem hanterar driften av systemet.

Därvid reduceras underhålls- och servicebehoven mycket medan det ändock tillhandahåller ett komplett reningssystem.

Således kan systemet enligt föreliggande uppfinning placeras på geografiska platser där det är ont om servicepersonal. Underhållet och servicen som krävs är begränsad 10 15 20 25 30 till påfyllning av regenereringsmaterial förjonutbytesenheten och påfyllning/utbyte av reningsvätska, där dessa åtgärder, beroende på storlek hos materialtankarna, kan begränsas till en gång var tredje månad. Företrädesvis kan systemet inhysas i en container eller liknande inneslutning som skeppas och lyfts på plats. Sedan krävs endast att ansluta ledningarna från vattenkällan, anordna en bufferttank och tillhandahålla elektricitet till systemet. Med en sådan lösning föreligger en reducerad risk för antingen sabotage av systemet eller mixtrande med komponenterna hos systemet.

Företrädesvis innefattar jonutbytessystemet åtminstone två behandlingskärl vilket möjliggör regenereringen av ett kärl med det andra fortfarande är i drift. Således behöver systemet inte stängas ner på grund av regenerering. Detta är viktigt då regenereringen är den underhållsoperation som görs mest frekvent. Regenereringen utförs automatiskt enligt kontrollsystemet och företrädesvis under perioder med låga behov av vatten, såsom nattetid. Även backspolningen av filtret utförs automatiskt enligt kontrollsystemet. I detta avseende kan det även initieras av ett uppmätt tryckfall över filtret. Huvudfaktorn är att kontrollsystemet hanterar dessa underhållsåtgärder helt automatiskt utan behov av servicepersonal. Detta är även fallet med rengöring av AOT-reaktorerna, vilket utförs av reningsutrustningen enligt kontrollsystemet.

När en bufferttank används, vilket är att föredra så att behandlat vatten temporärt kan lagras för att hantera skillnader i vattenbehov, kan en AOT-behandlingsenhet anslutas till bufferttanken varvid vattnet i tanken cirkulerar genom behandlingsenheten. Därvid minimeras risken för organsimtillväxt i vattnet i bufferttanken.

Dessa och andra aspekter och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen och från den bifogade ritningsfiguren. 10 15 20 25 30 KORT BESKRIVNING AV RITNINGSFIGUREN I den följande detaljerade beskrivningen av uppfinningen, kommer hänvisning att göras till den bifogade ritningsfiguren som schematiskt visar ett exempel på ett system enligt föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ett exempel på ett system enligt föreliggande uppfinning som visas i figuren innefattar en pump 10 ansluten till en vattenkälla via lämpliga ledningar 12. Pumpen är vidare ansluten till ett filter 14, vilket kan vara av någon lämplig typ som är istånd att avlägsna större partiklar och organismer i det inkommande vattnet. En föredragen typ av filter är ett automatiskt backspolande mekaniskt filter, varvid filtret kan backspolas med vätska från en källa 16 via en pump 18 när tryckfallet över filtret når ett viss förinställt tröskelvärde. Ett exempel på ett sådant filter tillverkas av Bollfilter GmbH, vilket är anordnat med ett antal huvudsakligen cylindriska filterelement, genom vilka vattnet flödar. När filterelementen skall backspolas reverseras flödesriktningen. En stängningsventil 20 är anordnad mellan pumpen 10 och filtret 14.

Filtret 14 är i sin tur anslutet via ledningar till en jonutbytesenhet 22 för avlägsnande av nitrat. Det innefattar två jonutbytesbehandlingskärl 24, 26 vilka är anslutna i parallell. Varje kärl är vidare anslutet till tankar 28 med regenereringsmedium.

Stängningsventiler 30 är anordnade på alla ledningar till och från kärlen och tankarna.

Jonutbytesenheten är vidare ansluten via ledningar till enavancerad oxideringsteknologi (AOT)-behandlingsreaktor 32.

AOT-reaktorn utnyttjar UV-lampor som avger ljus inom specifika spektra. Vätskan som skall behandlas exponeras för UV-strålning med en spektraldistribution i området 180 - 400 nm. Föreliggande uppfinning utnyttjar principen att använda fria radikaler för rening av vatten. En reaktordel består av åtminstone ett huvudsakligen rakt rör, företrädesvis av titan eller något material klätt med titan på insidan för att erhålla en keramisk titanoxid. Titanoxiden fungerar som en katalysator vid skapandet av fria radikaler, dvs. titanoxiden ökar mängden fria radikaler som framställs per tidsenhet. I en variant har ett plaströr använts klätt med titanoxid. Det är naturligtvis 10 15 20 25 30 möjligt att utnyttja andra mycket resistenta material och att använda katalysatorer såsom beskrivits i dokumentet WO 96/20017.

En UV-strålande ljuskälla är anordnad i röret. En drivenhet för UV-lamporna är också anordnad, ej visad. En kontrollenhet 34 för att kontrollera en eller flera av drivenheterna är också anordnad. Utformningen och funktionen hos drivenheterna och kontrollenheten är rutinarbete för fackmannen och kommer inte att beskrivas i detalj.

Ett inlopp är anordnat i rörväggen, vilket inlopp är anordnat med lämpliga flänsar eller andra lämpliga anslutningsorgan för anslutning till andra rör. Änden på röret på motstående sida som lampan är anordnad som ett utlopp, anordnat med lämpliga flänsar eller andra anslutningsorgan för anslutning till andra rör.

Såsom visas innefattar AOT-reaktorn två reaktordelar såsom beskrivits anslutna med en rörkrök så att vatten flödar genom bägge reaktordelarna via kröken.

Stängningsventiler 36 är anordnade vid inloppet och utloppet hos AOT-reaktorn, vilka ventiler automatiskt kontrolleras av ett kontrollsystem.

AOT-reaktorn är vidare ansluten till en reningsenhet 38m en så kallad CIP (cleaning in place), istånd att rengöra AOT-reaktorn. Den kan innefatta en tank fylld med rengöringsmedium i vätskeform. Ett inloppsrör från tanken äraanordnad med en pump 40 och en stängningsventil nedströms pumpen. VRöret är sedan anslutet till AOT- reaktorn nedströms inloppets stängningsventil. Efter reaktorn, i flödesriktningen och före stängningsventilen, är en förgrening anordnad, vilken också är anordnad med en stängningsventil där varje gren är ansluten till ett returrör tillbaka till rengöringsenheten.

AOT-reaktorn är vidare ansluten till en utloppsledning, vilken kan löpa antingen direkt till tapplatser 44 eller direkt till bufferttankar 46 och därifrån till tapplatserna, eller förgrenas både till tanken och tapplatserna. 10 15 20 25 30 Systemet innefattar vidare ett kontrollsystem 42 och sensorer för att automatiskt kontrollera och driva systemet. Kontrollfunktionerna kan innefatta följande: Regenerering av jonutb ytesenhefen Jonutbytesenheten behöver regenereras ganska ofta, såsom ungefär varje vecka.

Eftersom det är två kärl är det möjligt att regenerera en medan den andra är i drift.

För regenereringen är tankar med saltlake anslutna till kärlen. När kontrollsystemet indikerar att ett behandlingskärl skall regenereras stängs inlopps- och utloppsventilerna till det kärlet automatiskt och regenereringsvätskan pumpas in i kärlet. Regenereringen utförs företrädesvis under nätter när behoven av vatten är låga på grund av den lägre produktionskapaciteten när endast ett behandlingskärl kan användas. I en variant kan kontrollsystemet vara självadaptivt i det att det under tiden lär sig när behovet av vatten är vid dess lägsta punkt och sedan utför regenereringen under dessa tidsperioder.

Rengöring av lamporna hos A0 T-reaktorn och backspo/ning av fi/íret När AOT-reaktorn behöver rengöras stänger kontrollsystemet ner pumpen, stänger av lampan i AOT-reaktorn och stänger inlopps- och utloppsventilerna till AOT- reaktorn och pumpen 40 startas. Under en tidsperiod spolas således reaktorn med behandlingsvätska från tanken. Behandlingsvätskan kan företrädesvis ha ett lågt pH- värde eftersom filmen av avlagringar på lampan är basisk. Ett exempel på behandlingsvätska innefattar mjölkvassla och citronsyra, vilka är ofarliga för miljön.

Det mesta av rengöringsvätskan återanvänds i efterföljande rengöringsprocesser. i Dock, när ett antal rengöringsprocesser har utförts innehåller rengöringsvätskan så mycket utfällningar och annat smuts att den måste bytas ut. Tanken med reningsvätska kan vara anordnad med nivåsensorer, istånd att avkänna nivån på rengöringsvätska. Alla sensorer ör anslutna via elektriska ledningar till kontrollsystemet 42 som innehåller lämpliga organ för att hantera signaler från sensorerna, utföra nödvändiga åtgärder baserat på typen av signaler.

Vidare, när systemet är avstängt, kan filtret backspolas. I detta fall pumpas vätska i motsatt riktning för att spola bort alla partiklar och liknande som har fångats i filterelementen. 10 15 20 25 Ytterligare behand/ingsåtgårder När en bufferttank används kan det vara fördelaktigt att behandla vattnet som är lagrat där för att minimera risken för att smittämnen växer där. l detta fall kan en AOT-reaktor 50 anslutas till bufferttanken via en rörförgrening och en pump, genom vilken vattnet i tanken cirkuleras av pumpen. Detta förhindrar effektivt tillväxt eller uppkomst av skadliga organismer.

Företrädesvis kan systemet installeras i en lämplig inneslutning såsom en container och fraktas och installeras på lämplig plats där det ansluts via lämpliga rörsystem till vattenkällan. Den enda ytterligare åtgärden är att anordna en bufferttank och elektricitet till systemet. Efter detta utförs driften av systemet automatiskt. Det skall förstås att systemet kan inkludera någon form av kommunikationsorgan som är istånd att sända information till exempelvis ett servicecenter där servicepersonal övervakar de olika reningsenheterna som är placerade på olika geografiska platser.

Informationen som sänds från enheterna till centret kan vara driftsdata, serviceintervall eller om någon av komponenterna eller funktionerna hos systemet inte fungerar som det skall, vilket kan uppmärksamma servicepersonalen att utföra en service på plats. Informationen kan även inkludera alarm att systemet inte fungerar och behöver omedelbar uppmärksamhet.

Det skall förstås att utförinfgsforrrren som beskrivits ovan och visats iritningsfigurerna endast skall utgöra icke-begränsande exempel på uppfinningen och att den kan modifieras inom ramen för patentkraven.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 PATENTKRAV 1. System för vattenbehandling, innefattande -ledningar som anordnas mellan en vattenkälla och vattenutlopp, - en pump anslutningsbar till nämnda ledningar, - ett filter anslutningsbart till nämnda ledningar nedströms nämnda pump, - ett jonutbytesenhet anslutningsbart till nämnda ledningar nedströms nämnda filter, - en fotokatalytisk behandlingsenhet anslutningsbar till nämnda ledning nedströms nämnda jonutbytesenhet, kännetecknat av ett kontrollsystem innefattande kontrollorgan, övervakningsorgan och sensororgan istånd att automatiskt kontrollera driften av nämnda system. System enligt krav 1, varvid nämnda jonutbytesenhet innefattar åtminstone två jonutbytesbehandlingskärl anslutna i parallell för att möjliggöra regenerering av ett behandlingskärl vid drift av det andra behandlingskärlet. System enligt krav 2, varvid nämnda jonutbytesenhet innefattar lagringsorgan för regenererlngsmaterial, och varvid regenereringen utförs under tidsperioder när vattenbehovet är lågt. System enligt krav 2, varvid nämnda kontrollsystem är självadaptivt angående när vattenbehovet är som lägst och utför regenereringen under denna tid. System enligt krav 1 eller 2, varvid nämnda filter vidare innefattar backspolningsorgan istånd att backspola filterelement i nämnda filter. System enligt krav 5 där backspolningen initieras av ett avkänt tryckfall över filtret som överstiger ett visst förinställt värde. System enligt krav 1, varvid nämnda katalytiska behandlingsenhet innefattar åtminstone en avancerad oxideringsteknologi-reaktor istånd att skapa radikaler i vattnet som flödar genom nämnda reaktor. 10 8. System enligt krav 7, varvid det vidare innefattar ett reningssystem istånd att automatiskt rena det inre av den avancerade oxideringsteknologi-reaktorn. 5 9. System enligt något av de tidigare kraven, varvid det vidare innefattar en bufferttank nedströms nämnda katalytiska behandlingsenhet. 10. System enligt krav 9, varvid det vidare innefattar en ytterligare katalytisk behandlingsenhet ansluten till nämnda bufferttank, genom vilken ytterligare 10 katalytiska behandlingsenhet vatten i bufferttanken cirkuleras.