CN115803093A - 自动化的渗透测试 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于自动化净化生物反应器(100)中的过滤篮(101)的方法(300)，包括确定(301)过滤篮(101)的渗透性，包括：操控(310)抽吸单元(402)以用于从液体箱(103)抽吸剩余液体(208)，操控(314)液体计量单元(404)以用于将具有预定液体体积(V0)的液体输出到过滤篮(101)中，操控(320)抽吸单元(402)以用于借助抽吸经过滤的液体体积(209)来排空液体箱(103)，测量(324)抽吸的液体体积(209)的体积(Vm)并且向控制单元(410)发送(326)第一测量信号(SM1)。这求取(328)所抽吸的经过滤的液体体积的体积(Vm)与输出的预定的液体体积的体积(V0)的渗透性比率(QD1)，并且将渗透性比率(QD1)与渗透性极限值(DG1)进行比较(330)。随后，如果渗透性比率(QD1)低于渗透性极限值(DG1)，则该控制单元操控(302)净化单元(412)以执行过滤篮(101)的净化过程。

Description

自动化的渗透测试

技术领域

本发明涉及用于根据生物学污水处理厂的原理自动化地净化生物反应器的固体箱中的过滤篮的方法和装置，所述过滤篮尤其可以用于再处理来自卫生和厕所设施的废水，生物厕所也属于所述卫生和厕所设施。

背景技术

传统的生物反应器具有带有过滤篮的固体箱，具有固体成分和液体成分的废水被引入到该过滤篮中。过滤篮将固体成分与液体成分分离。为此，过滤篮在限定的壁部、如底壁和侧壁上具有过滤元件，液态元素能够通过所述过滤元件流出并且通过所述过滤元件收集固态元素。固态元素收集在过滤篮内的底部，与液态元素分离并且形成滤饼。液态元素通过过滤元件流入固体箱中并且从那里流入与固体箱处于流体连通的液体箱。

已知的是，固态元素作为滤饼沉积在过滤篮中。首先，从过滤篮的底侧开始并且然后在滤篮的侧面形成滤饼。由此，水通过滤饼被阻止流出到固体箱中。具有一定渗透性的滤饼导致有效的过滤过程。然而，变得越来越厚且不可透过的滤饼可能导致过滤篮被堵塞。这导致低效的过滤方法，因为液体几乎不再穿过过滤器。因此必要的是，以规则间隔净化过滤篮的固体以确保水充分地排出到固体箱中。

已知的是，去除滤饼以便应对这种堵塞。在此，一旦出现堵塞的第一效应，通常就去除滤饼。然而这具有的缺点是，已经进行了低效的滤波。还已知的是，不时地检查滤饼的量，以便确定是否需要去除。然而这具有的缺点是，随机地进行检验，并且因此不能可靠地针对去除滤饼达成正确的时间点，即既不过早也不过晚。此外，不能可靠地评估滤饼是否已经不可穿透成使得该滤饼必须被去除。

然而，在这种净化过程中的问题在于，生物反应设备通常构造为封闭系统，并且因此污染程度的求取和不充分过滤的原因只有非常麻烦才能确定。尤其是现有的生物反应器通常不具有接口，借助所述接口可以读取对于确定错误原因或污染程度所需的信息或者也仅对此有帮助的数据。尤其当这种生物反应器安装在车辆(例如有轨货车)上以便净化那里出现的污水时，这变得更加困难。在这种应用情况下，经常分散地并且在不拆卸生物反应器的情况下期望维护和确保生物反应器的功能，但是同时由于必要的紧凑性，访问生物反应器和描述生物反应器状态的数据不可能实现或仅能非常麻烦地实现。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种方法和装置，其允许以更好的方式和更简单地维持生物反应器的功能性，甚至不需要访问生物反应器的内部数据和信息。

该任务通过一种用于自动化地净化生物反应器中的过滤篮的方法来解决，其中，所述过滤篮在出口侧与液体箱处于流体连接，并且所述过滤篮在底部侧和侧向由过滤壁限定。该方法包括用于确定过滤篮的渗透性的步骤。该步骤包括，借助于电子控制单元操控抽吸单元，以用于通过排流管路从所述液体箱抽吸剩余液体，借助于所述电子控制单元随后操控液体计量单元，以通过冲洗管路将具有预定液体体积的液体输出到所述过滤篮中，并且在过滤开始时间点结束所述液体的输出。此外，渗透性的确定包括，在从所述过滤开始时间点起开始的预定的过滤时间间隔的持续时间结束之后，借助于所述控制单元操控所述抽吸单元，以用于借助于通过所述排流管路从所述液体箱中抽吸经过滤的液体体积来排空所述液体箱，在测量单元中测量经过滤的液体的在先前步骤中所抽吸的经过滤的液体体积的体积，并且从所述测量单元向所述控制单元发送表示第一测量结果的第一测量信号，然后，控制单元由所抽吸的经过滤的液体体积的体积与最初输出的预定液体体积的体积求取第一渗透性比率，并且将第一渗透性比率与第一预定渗透性极限值比较。如果所述渗透性比率低于所述第一渗透性极限值，则优选借助于所述控制单元操控净化单元以执行所述过滤篮的净化过程。

关于该方法，发明人所基于的认识是，通过借助尤其过滤篮的底侧的渗透性在自动化的过程中确定过滤篮的渗透性，可以提高过滤过程的效率。这使得能够根据渗透性比率与渗透性极限值的比例来执行净化过程。由此可以避免，仅不充分地净化并且过快地再次构建滤饼。在实践中，该方法应当紧接着第一次净化，例如周期式的净化，并且因此可以检验第一次净化的成功。例如，如果确定在求取渗透性之前的第一次净化已经足够，则不再操控净化单元以执行净化过程。

通过使用这种方法，可以快速且可靠地确定过滤篮的渗透性并且然后在必要时对过滤篮执行适当的净化。尤其，这种方法在减少人员需求的情况下意味着显著减少的耗费。此外，通过消除人为的误差源可以明显改善过滤篮的渗透性的确定精度。

在变型方案中，所述方法利用移动式的或固定式的渗透测试装置来执行，所述渗透测试装置可以被连接到生物反应器的相应的接头上。所述渗透测试装置优选是生物反应器净化设备的一部分，所述生物反应器净化设备同样能够是移动式的或固定式的。优选地，移动式的生物反应器净化设备布置在服务车上，所述服务车行驶至生物反应器以进行净化。实际的示例是火车站，具有生物反应器的多个列车已经到达该火车站。服务车然后可以从一个列车行进到另一个列车以净化相应的生物反应器。而固定式的生物反应器净化设备固定式地例如安装在服务站中。这种固定式的生物反应器净化设备能够布置在火车站或者服务站处。通常，这种固定式的生物反应器净化设备能够同时净化多个生物反应器。

然而，在其他实施方式中，渗透测试装置也能够尤其在较大的生物反应器中固定地优选与生物反应器相邻地安装并且永久地连接到生物反应器上。两种变型方案根据另外的框架条件具有其优点。

优选地，所述渗透测试装置包括控制单元、抽吸单元、液体计量单元和测量单元，但是它们不必强制地仅配设给渗透测试装置。单个元件也可以部分地配设给生物反应器净化设备内的其他单元。

净化单元优选使用固定地安装在生物反应器中的喷嘴等，以便一方面能够机械地净化过滤篮，另一方面也允许化学物质、例如酸的供应，以便能够化学地净化污物或钙化，所述净化单元同样是生物反应器净化设备的一部分并且能够部分或完全地配设给渗透测试装置。例如，净化单元具有高压出口，高压出口可连接到喷嘴的接头，以在压力下将净化液(水或化学活性物质)供应到喷嘴。喷嘴优选是全射流喷嘴，优选是旋转的喷嘴，以便能够铣掉过滤篮的污物。净化单元优选具有高压源，以便能够将具有高压的净化液供应给喷嘴。净化单元不必与控制单元连接。也足够的是，控制单元提供第一渗透性比率与预定渗透性极限值的比较的结果并且然后例如另外的净化控制单元操控净化单元也或者操作者例如从显示器读取比较的结果且例如通过操纵水龙头相应地控制净化单元以便将净化液以高压供应到喷嘴。但是优选地，控制单元操控净化单元，因为这样能够实现更高的自动化程度。净化过程然后可以自动化地根据所述比较来执行。

控制单元与抽吸单元、液体计量单元、测量单元和优选净化单元处于电子信号连接。控制单元被设计成通过电子信号来操控各个单元并且与各个单元在两个方向上交换数据。这种控制单元的示例可以是微控制器、计算机或平板电脑。控制单元优选是生物反应器净化设备的中央控制单元并且被设置用于控制生物反应器净化设备。

第一渗透性极限值优选预先存储在控制单元中。第一渗透性极限值可以基于经验值或者由操作者预设。同样，第一渗透性极限值可以在工厂侧预设，或者根据生物反应器和尤其根据过滤篮的设计来选择。

液体计量单元例如可以包括具有可电子操控的阀的测量缸，通过该阀可以借助过压将液体通过流体连接件、如软管或管导入固体箱中。测量单元例如可以包括电子可操控的测量缸，该测量缸被设计用于测量所述测量缸中的液体的填充高度。为此，例如可以在测量缸中设置相应的填充高度传感器。抽吸单元例如可以包括处于负压下的具有可电子操控的阀的管系统或软管系统，该管系统或软管系统与排流管路处于直接流体连接。此外，抽吸单元的管和软管系统能够通过测量单元与排流管路处于流体连接。负压可以例如由与抽吸单元处于连通的泵系统产生。优选地，抽吸单元能够选择性地并且根据需要耦联到排流管路上，例如经由Kamlok耦联部。

即使抽吸单元、液体计量单元和测量单元被称为不同的单元，则它们也不必构成单独的结构单元。相反，优选的是，它们集成在流量测试装置和/或生物反应器净化设备中并且部分地包括和使用共同的部件。例如可以设置泵，该泵不仅可以是抽吸单元的一部分，而且也可以是液体计量单元的一部分。因此抽吸单元、液体计量单元、测量单元和净化单元的概念应在功能上来理解。

根据优选的实施变型方案，该方法的特征在于，在完成(第一)净化过程之后，执行所述过滤篮的渗透性的第二次确定。由此应检查的是，过滤篮现在是否被充分地净化。渗透性的该第二次确定优选与渗透性的先前(第一)确定类似或相同地执行。优选地，该第二次确定包括借助于电子控制单元操控所述抽吸单元以用于通过所述排流管路从所述液体箱抽吸剩余液体的步骤，借助于所述电子控制单元操控所述液体计量单元以通过所述冲洗管路将具有预定液体体积的液体输出到所述过滤篮中，并且在过滤开始时间点结束所述液体的输出。此外，渗透性的第二次确定包括，在从所述过滤开始时间点起开始的预定的过滤时间间隔的持续时间结束之后，借助于所述控制单元操控所述抽吸单元，以用于借助于通过所述排流管路从所述液体箱中抽吸经过滤的液体体积来排空所述液体箱，在测量单元中测量经过滤的液体的在先前步骤中所抽吸的经过滤的液体体积的体积，并且从所述测量单元向所述控制单元发送表示第二测量结果的第二测量信号。然后，控制单元由在先前步骤中所抽吸的经过滤的液体体积的体积与在渗透性的第二次确定开始时输出的预定液体体积的体积求取第二渗透性比率，且将该第二渗透性比率与第二预定渗透性极限值比较，其中，所述第二渗透性极限值优选对应于所述第一预定渗透性极限值，或者大于所述第一预定渗透性极限值。该方法优选地还包括，如果先前求取的第二渗透性比率低于所述第二渗透性极限值，则优选借助于所述控制单元操控净化单元以执行所述过滤篮的净化过程。

根据另外的优选的实施变型方案，如果第一渗透性比率低于比第一渗透性极限值低的第一净化极限值，则促使净化单元执行机械净化过程。优选地，如果第一渗透性比率超过第一净化极限值但是低于第一渗透性极限值，则使净化单元执行化学净化过程。净化单元的启动优选借助于控制单元来实施。机械净化过程优选包括净化液在高压下的引入，净化液在这种情况下可以是水。由此可以铣除在过滤篮底部形成的滤饼。化学净化过程优选包括引入化学物质、优选酸。这优选不是用高压来实施，而是用仅仅较小的压力来实施。此外，在化学的净化过程中设置了作用时间，以便能够进行可能的化学过程。

根据该实施变型方案，最有效的净化过程可以用于净化过滤篮。机械的净化过程首先将过滤篮从粗糙的污物、如滤饼中清除。化学净化首先清除过滤篮中的较细污物，例如钙化。在非常小的渗透性的情况下可以假定，过滤篮被粗略地污染，而机械净化更有效。在较小的渗透性中，化学净化更有效，以便例如从过滤板上清除钙化。

根据另外的优选的实施变型方案，如果第二渗透性比率低于比第二渗透性极限值小且比第一净化极限值大的第二净化极限值，则促使净化单元执行机械的第二净化过程。优选地，如果第二渗透性比率超过第二净化极限值但低于第二渗透性极限值，则使净化单元执行化学的第二净化过程。净化单元的启动优选借助于控制单元来实施。

根据该实施变型方案，最有效的净化方法机械地或化学地用于过滤篮的第二净化过程。如前所述，由此可以针对一种污物应用最佳的净化方法。

应当理解，也可以在第二净化过程之后进行第三、第四和其他净化过程。这些净化过程优选具有与第二净化过程相同的方法步骤，条件是分别求取和使用另外的值和商。

还优选的是，提供和使用另外的传感器。例如，流量测试装置具有浊度传感器和/或电导率传感器。这些优选布置在排流管路的下游或该排流管路中，以便测量所抽吸的液体。这些传感器优选与控制单元连接，以便向其提供相应的信号。优选地，浊度传感器提供代表液体的浊度的浊度信号。优选地，电导率传感器提供表示液体的电导率的电导率信号。高浊度是液体高度负载有悬浮物的指标并且因此是高污物的指标。例如在机械净化过程之后也会出现高浊度，从而然后优选执行生物反应器的冲洗，直至达到期望的浊度。同样，较高的电导率也适合于以离子形成材料对液体进行加载。

根据另外的优选的实施变型方案，根据过滤篮的底侧的面积与在过滤篮中的0.25cm至2.5cm、优选0.25cm至1.0cm、特别优选0.5cm的填充高度的乘积确定所输出的预定液体体积的大小。本发明基于的认识是，由于重力，过滤篮的底侧被污染得最严重并且过滤篮的底侧的渗透性可以被认为代表过滤篮的渗透性。因此有利的是，例如具有0.5cm的填充高度的所输出的液体的尽可能薄的膜在过滤篮的底侧上扩展，因为这防止所输出的液体通过侧壁流出并且不会破坏过滤篮的渗透性的确定。填充高度也可以具有低于大约1cm的任何值，例如0.1、0.2、0.3、0.4、0.6、0.7、0.8、0.9、1cm。此外，由此可以减少流量测试的持续时间。

在优选的改进方案中，借助于所述电子控制单元操控所述液体计量单元，使得以每分钟5升或更小、优选每分钟2.5升或更小的输出速率进行具有预定的液体体积的液体的输出。输出速率应当与过滤篮的总体积并且尤其是过滤篮的底部的基面适配。优选地，输出速率被选择成使得添加的液体流过过滤篮的底部而不流过侧壁。尤其是不应输入可能使测量结果歪曲的水涌流。

优选地，在渗透性的第二次确定时借助于电子控制单元操控液体计量单元，使得以输出速率输出具有预定的液体体积的液体，该输出速率不超过在渗透性的第一确定中所测量的体积与根据渗透性的第一确定的预定过滤时间间隔的商。在此应忽略单位。

此外优选地，在液体计量单元借助电子控制单元操控以将具有预定液体体积的液体输出到过滤篮中的各个步骤之前，各个冲洗管路首先被液体完全填充。为此的原因是，冲洗管路根据实施方式可以具有不同的长度。如果例如生物反应器安装在轨道车辆中，那么冲洗管路的长度能够根据安装位置而变化。如果供应管路一次完全充满，则气泡在上部鞍点处形成或者水总是在存在斜坡的地方流出。如果现在将附加的体积提供到完全填充的冲洗管路上，那么也将恰好该体积输出到过滤篮中。因此，由此可确保的是，在没有被输出到过滤篮中的情况下，大部分液体不会简单地在软管系统中“消失”。

此外，在优选的实施方式中规定，控制单元在开始确定过滤篮的渗透性时在预定的第一抽吸时间段上操控抽吸单元。优选地，控制单元也在步骤d)中同样在预定的第一抽吸时间段的持续时间上操控抽吸单元。步骤d)在此涉及权利要求1，即在经过预定的过滤时间间隔的持续时间之后操控抽吸单元，以用于通过从液体箱抽吸经过滤的液体体积来排空液体箱。本发明人已经发现，在相对空的容器的情况下，在过滤篮中形成的处于填充高度的浮萍(Wasserlinse)对测量结果具有大的影响。这是由于水位的大面积造成的。生物反应器或过滤篮的基面越大，在此影响就越大。如果假定仅还吸入空气，则水位降低，办法是：浮萍被附加地抽吸，因为通过空气吸力使水位改变几毫米并且因此抽吸附加的液体。这可能显著影响测量结果。出于这个原因，优选总是以恒定的持续时间进行抽吸，而与实际抽吸的体积无关。

备选地或附加地也可以规定，在从所述液体箱中执行抽吸的所有或一些步骤中，借助于抽吸检测单元来监控是否吸入了液体或空气。抽吸检测单元优选具有抽吸传感器，该抽吸传感器例如可以被构造为电容式传感器。通过这种电容式传感器可以检测排流管路中存在的空气-液体-混合物的电容。于是所述抽吸传感器优选地将抽吸信号提供给电子控制单元，该信号代表空气-液体-比率。空气与液体的比率越大，排流管路中的空气-液体-混合物的介电常数越小。这可以借助于电容式传感器检测。通过这种抽吸检测单元也可以看出，液体箱实际上是空的还是必须继续抽吸。如果抽吸信号低于预定的抽吸极限值，该抽吸极限值例如是介电常数，则抽吸优选还在预定的时间间隔上继续。该时间间隔优选为约1秒至10秒，优选为约2秒。以这种方式可以实现，只需如必要的那样长时间地抽吸，以便从液体箱中去除剩余液体或经过滤的液体体积并且完全排空该液体箱。备选或附加于电容式的传感器，抽吸传感器也可以是密度传感器或流量传感器。

优选地，液体计量单元具有测量缸并且该方法包括以下步骤：将预定的液体体积容纳到测量缸中。该步骤在将预定的液体体积输出到过滤篮中之前执行。以这种方式可简单且精确地测量液体体积。测量缸优选用于在吸入空气-液体-混合物时将空气与液体分离。在抽吸时，通常在抽吸的最大时间段上吸入这样的混合物，从而使得简单的流量计不足以确定液体量。

该方法优选包括以下步骤：在测量缸中容纳所抽吸的经过滤的液体体积，然后测量所抽吸的经过滤的液体体积的体积。因此，测量缸可以用于两个目的，即用于测量预定的液体体积且还用于测量所抽吸的经过滤的液体体积。

为了容纳所抽吸的经过滤的液体体积，在测量缸上施加负压，以便抽吸并且因此在所述测量缸中容纳经过滤的液体体积。为此优选在测量缸上设置负压接头。

此外，测量缸优选具有非接触式的距离传感器，以用于检测测量缸中的填充高度。优选地，然后借助于非接触式距离传感器来实施对所抽吸的经过滤的液体体积的体积的测量。距离传感器例如可以构造为超声波传感器、激光传感器或激光雷达传感器、雷达传感器或类似物。

本方法的另外的优点和实施方式也由以下对装置的描述以及由以下对附图的描述得出。

此外，上述任务在第二方面中通过用于自动化地净化生物反应器中的过滤篮的渗透测试装置来解决。反过来，渗透测试装置优选是生物反应器净化设备的一部分，所述生物反应器净化设备为了净化生物反应器而连接到所述净化生物反应器上。生物反应器的过滤篮在出口侧与液体箱流体连通并且在底部侧和侧向由过滤壁限定。根据本发明的该方面，渗透测试装置包括电子控制单元，所述电子控制单元与抽吸单元、液体计量单元和测量单元处于信号连接，以及也与或能够与净化单元处于信号连接，其中，所述抽吸单元与所述测量单元处于流体连接。再次适用的是，所述元件不必强制性地仅配设给渗透测试装置，而是更确切地说能够是生物反应器净化设备的一部分。尤其，控制单元优选是生物反应器净化设备的中央控制单元。控制单元被构造成操控抽吸单元、液体计量单元和测量单元以用于确定过滤篮的渗透性。控制单元更具体地被构造用于操控抽吸单元，以通过排流管路从液体箱抽吸剩余液体，紧接着操控液体计量单元，以通过冲洗管路将具有预定液体体积的液体输出到过滤篮中，并且在过滤开始时间点结束液体的输出。控制单元还被构造成，在从所述过滤开始时间点起开始的预定的过滤时间间隔的持续时间结束之后，操控所述抽吸单元，以用于借助于通过所述排流管路从所述液体箱中抽吸经过滤的液体体积来排空所述液体箱，在测量单元中测量经过滤的液体的在先前步骤中所抽吸的经过滤的液体体积的体积，并且从所述测量单元接收表示第一测量结果的第一测量信号。然后，控制单元进一步构造成在控制单元中由在先前步骤中所抽吸的经过滤的液体体积的体积与在方法开始时输出的预定的液体体积的体积求取第一渗透性比率并且将第一渗透性比率与第一预定渗透性极限值进行比较。

控制单元优选也被构造成，如果在先前步骤中求取的第一渗透性比率低于第一渗透性极限值，则操控所述净化单元以净化过滤篮。对于最后的步骤，需要控制单元与净化单元处于信号连接。

在确定渗透性之后必要时执行的净化又实际上在实践中已经是第二净化。在实践中，操作者将生物反应器净化设备连同渗透测试装置连接到生物反应器上并且首先手动地执行净化。然后，然后使用渗透测试装置来确定过滤篮的渗透性并且然后可选地执行进一步的净化。

此外应当理解的是，根据本发明的第一方面的方法和根据本发明的第二方面的渗透测试装置具有与尤其在从属权利要求中所提出的相同的和类似的子方面。就此而言，对于特别的实施方式、改进方案和其优点，完全参照上面关于本发明的第一方面的描述。

优选地，渗透测试装置具有用于将渗透测试装置连接到排流管路上的排流管路接头和用于将渗透测试装置连接到冲洗管路上的冲洗接头。为此可以设置相应的Kamlok耦联件。也可想到并且优选的是，渗透测试装置持久地与排流管路和冲洗管路连接，例如通过多路阀。

此外，所述渗透测试装置优选具有用于将新鲜水供应给所述渗透测试装置的新鲜水接头和用于将压缩空气供应给所述渗透测试装置的压缩空气接头。

根据另外的优选的实施变型方案，所述排流管布置在固体箱的一侧上。

根据另外的优选的实施变型方案，所述排流管以排流管开口通入到固体箱中并且所述排流管开口的下棱边相对于固体箱的底壁的内表面有距离地布置。

在所述渗透测试装置的另外的优选的实施方式中，所述控制单元被构造成在净化过程结束之后操控抽吸单元、液体计量单元和测量单元，以用于过滤篮的渗透性的第二次确定。为此，控制单元实施步骤：操控抽吸单元，以通过排流管路从液体箱抽吸剩余液体，操控液体计量单元，以通过冲洗管路将具有预定液体体积的液体输出到过滤篮中，并且在过滤开始时间点结束液体的输出。然后，控制单元实施步骤：在从所述过滤开始时间点起开始的预定的过滤时间间隔的持续时间结束之后，借助于所述控制单元操控所述抽吸单元，以用于借助于通过所述排流管路从所述液体箱中抽吸经过滤的液体体积来排空所述液体箱，在测量单元中测量经过滤的液体的在先前步骤中所抽吸的经过滤的液体体积的体积，并且在控制单元中从所述测量单元接收表示第二测量结果的第二测量信号。控制单元还构造成由所抽吸的经过滤的液体体积的体积与所输出的预定的液体体积求取第二渗透性比率并且将所求取的第二渗透性比率与第二预定的渗透性极限值比较，其中，所述第二渗透性极限值优选对应于所述第一预定渗透性极限值，或者大于所述第一预定渗透性极限值。控制单元此外被构造成，在过滤篮的渗透性的第二次确定之后，如果所求取的渗透性比率低于第二预定渗透性极限值，则操控净化单元以执行过滤篮的第二净化过程。

根据另外的优选的实施变型方案，控制单元被构造用于，当第一渗透性比率低于比所述渗透性极限值更低的第一净化极限值，则在确定所述过滤篮的渗透性之后操控所述净化单元以执行机械净化过程，并且其中，控制单元优选地被构造成，当第一渗透性比率超过第一净化极限值但低于第一渗透性极限值时，操控净化单元以执行化学净化过程。

根据另外的优选的实施变型方案，控制单元被构造用于，当第二渗透性比率低于比第二渗透性极限值小且比第一净化极限值大的第二净化极限值时，操控净化单元以在过滤篮的渗透性的第二次确定之后执行机械的第二净化过程。控制单元优选还被构造成，当第二渗透性比率超过第二净化极限值但低于第二渗透性极限值时，操控净化单元以执行化学的第二净化过程。

优选地，渗透测试装置还具有在所述排流管路下游的浊度传感器和/或电导率传感器，所述浊度传感器和/或电导率传感器与所述控制单元连接，以在所述控制单元上提供表示所抽吸的液体的浊度的浊度信号和/或表示所抽吸的液体的电导率的电导率信号。由此可以获得关于生物反应器的净化状态的附加信息。该附加信息可以用于求取是否需要另外的净化过程，并且如果需要，则求取是否应该机械地和/或化学地实施该净化过程。

在优选的改进方案中，所述渗透测试装置的液体计量单元具有测量缸，在所述测量缸中容纳预定的液体体积。测量缸优选至少部分地由透明材料制成或具有窗口，从而操作者也可以光学地检查存在于其中的液体。测量缸优选地被构造和连接成使得所抽吸的经过滤的液体体积也可容纳在测量缸中。这例如可以通过以下方式实现，即，测量缸与抽吸单元连接，以便在其上施加负压。

有利地，测量缸具有非接触式的距离传感器，以用于检测测量缸中的填充高度。非接触式的距离传感器优选地与控制单元连接，以便在控制单元上提供填充高度信号，该填充高度信号代表测量缸中的填充高度。

现在，下面根据附图描述本发明的实施方式。这些附图不必按比例地示出实施方式，而是在用于说明的情况下以示意的和/或稍微变形的形式示出附图。关于从附图中可以直接看到的教导的补充，参考相关的现有技术。在此要考虑，可以关于实施方式的形式和细节进行各种修改和改变，而不偏离本发明的一般构思。在说明书、附图以及权利要求中公开的本发明的特征不仅可以单独地而且可以任意组合地对于本发明的改进是重要的。此外，由至少两个在说明书、附图和/或权利要求中公开的特征构成的所有组合都落入本发明的范围内。本发明的总的思想并不局限于以下图示的和描述的优选实施方式的确切方式或细节，或者并不局限于与权利要求书中主张的主题相比是受到限制的主题。在所说明的测量范围中，处于所述极限内的值也应作为极限值公开并且可任意地使用和要求保护。为了简单起见，下面对于相同的或类似的部件或者具有相同的或类似的功能的部件使用相同的附图标记。

附图说明

本发明的另外的优点、特征和细节由下面的对优选实施方式的描述以及根据附图得出。示出了：

图1以横截面示出第一变型方案中的生物反应器的示意图；

图2以横截面示出第二变型方案中的生物反应器的示意图；

图3以横截面示出生物反应器的固体箱的示意截取部分；

图4a示出根据第一实施例的连接到生物反应器上的渗透测试装置的示意图；

图4b示出生物反应器净化设备的示意图，所述生物反应器净化设备具有根据图4a的渗透测试装置并且连接到生物反应器上；

图5a至5i示出根据图4a、4b的渗透测试装置的液压线路图的视图；

图6a、6b是渗透测试装置的两个视图；

图7是另外的渗透测试装置的视图；以及

图8a至8c示出用于自动化地净化生物反应器中的过滤篮的方法的步骤的示意序列。

具体实施方式

图1以横截面示出第一变型方案中的生物反应器100的示意图。这种生物反应器例如可以安装在客运列车中，以便在行驶期间已经净化来自厕所和洗涤池的废水，并且优选地，在行驶期间也放出经净化的水。因此，能够明显地延长客运列车上的集聚容器的净化和清空循环。

生物反应器100具有固体箱102，用于容纳具有液体和固体成分的废水。过滤篮101处于固体箱102内。过滤篮101由过滤壁201、202(参见图3)形成，所述过滤壁允许液体成分通过并且阻挡固体成分。过滤篮101通过将固体成分保持在内部而将固体成分与液体成分分离。液体成分从过滤篮101中流出并且从那里被重力驱动地到达液体箱103，该液体箱在此被构造为用于通过细菌进行澄清的液体反应器。在固体箱102与液体箱103之间设置有开口，以便液体能够不受阻碍地溢出。固体成分在过滤篮101的底部形成固体滤饼104。在液体箱103的底部105的区域中设置排流管路207，下面还要更详细地描述该排流管路。此外，在生物反应器100上设置卫生器110，该卫生器通过溢流部111与液体箱103连接。在液体箱103中借助于细菌来生物净化的液体可以通过溢流部111到达卫生器110中并且从该卫生器出来通过溢出部112输出到环境中。

图2示出生物反应器100的第二变型方案，该生物反应器与图1中的变型方案的不同之处在于，液体箱103布置在固体箱102旁边。这种变型方案特别适合于在轨道车辆中的下底部安装。此外，在图2中，排出管道207在固体箱102上侧向地布置在底部附近。

图3以横截面示出根据图2的生物反应器100的固体箱102的示意截取部分。固体箱102由底部200和侧壁210限定并且可以通过进口212被供应废水，所述进口例如垂直地从上方伸入到固体箱102内部的过滤篮101中。

过滤篮101用于分离通过进口212供应的废水的液态和固态成分。过滤篮101通常在两侧由过滤板限定，所述过滤板允许液体成分通过并阻挡固体成分。过滤元件例如可以是烧结板和/或孔板。在一个实施方式中，过滤篮101在底部由烧结板201限定并且在周围侧面由孔板202限定。孔板202例如可以具有大约1mm的孔间距。底板的形状以任意形状设计，例如圆形或矩形。

在根据图2的变型方案中，固体箱102的底部200由水平延伸的方管205承载。在固体箱102的底部200中布置霜清空部206，通过该霜清空部可以将固体箱200内部的液态和固态成分清空。这种霜清空部206通常难以从外部到达。此外，排流管路207处于固体箱102的侧壁210上。排流管路207布置在固体箱102的侧壁上，使得排流管207通到固体箱102中所用的嘴部开口214的下棱边与固体箱102的底部200具有距离。具有固体和液体成分的剩余液体208可以因此聚集在嘴部开口的下棱边的下方。由此能够防止固体成分侵入到排流管路207中。例如排流管路207可以是预安装的管，所述管此外通入到液体箱103中。

此外，在此用作冲洗管路203的冲洗接头通入过滤篮101中。进口212和冲洗管路203均固定地安装。然而，冲洗管路203在生物反应器100的正常运行中不被使用。其实，废水仅经由进口212供应。两个管路、即冲洗管路203和排流管路207在生物反应器100的正常运行中被封闭。用于自动化地净化过滤篮101的方法现在仅使用冲洗管路203以及排流管路207，以便测试过滤篮101的渗透性，尤其是烧结板201的渗透性。以这种方式可以使用已经安装的管路，而不必在生物反应器100上安设附加的管路、进口或出口。相反，已知的手动方法利用霜清空部206，这由于其位置意味着显著的工作耗费。

两个管路、即排流管路207和冲洗管路203在此设有耦联部216、218，所述耦联部闭合管路并且在此构造为Kamlok耦联部。两个管路还用于在手动运行中净化所述生物反应器100。

此外，在生物反应器100中设置有净化喷嘴220，该净化喷嘴同样固定地安装。净化喷嘴与高压接头224连接，使得净化喷嘴例如可以在高压下被供应水。然而，通过该接头224也可以供应用于化学净化的酸或碱。在生物反应器100例如安装在轨道车辆中的情况下，可以从车辆外部接近耦联部216、218以及高压接头224。

图4a现在示意地示出渗透测试装置400，其如何连接到根据图1的生物反应器100上。图4b以类似的方式示出移动式的生物反应器净化设备500，所述移动式的生物反应器净化设备具有根据图4a的渗透测试装置400，连接到生物反应器100上。

渗透测试装置400具有用于通过排流管路207从液体箱103抽吸剩余液体208的抽吸单元402。此外，渗透测试装置400包括用于通过冲洗管路203将具有预定液体体积V0的液体输出到过滤篮101中的液体计量单元404。此外，渗透测试装置400包括测量单元406，在测量单元中测量经过滤的液体209的所抽吸的经过滤的液体体积Vm。为了控制抽吸单元402、液体计量单元404和测量单元406，设有控制单元410，所述控制单元在信号技术上与这些单元连接。此外，根据图4还设置有净化单元412，但是该净化单元不必强制性地是渗透测试装置400的部分，而是也可以作为单独的结构单元优选设置在生物反应器净化设备500中。这是优选的，因为尤其净化单元412也应能够与渗透测试装置400无关地手动操纵。然而也可以存在这样的实施方式，其中，净化单元412是渗透测试装置400的一部分。

具体地，所述渗透测试装置400在图4a中示出的示意的实施例中具有阀装置420，该阀装置在此仅示意地通过框示出。在阀装置420中可以设置多个可切换的阀，以便引导相应的液体。阀装置420具有排流管路接头422，通过该排流管路接头，渗透测试装置400与排流管路207、更准确地与第一耦联部218连接。此外，阀装置420具有冲洗接头424，通过该冲洗接头将渗透测试装置400连接到冲洗管路203上，更准确地说连接到第二耦联部216上。第一和第二耦联部216、218是可打开的，使得所述渗透测试装置400也能够连接到其他设备上。此外，阀装置420具有压缩空气接头426、新鲜水接头428和排出部430，阀装置420例如可以通过该排出部将吸入的液体例如排出到生物反应器净化设备500内的收集容器中。压缩空气接头426和新鲜水接头428在生物反应器净化设备500内部连接到相应的在此未示出的源上。

渗透测试装置400还具有泵432，所述泵也能够由控制单元410控制。泵432优选构造为旋转活塞泵，这在排出经过滤的液体体积时具有优点。泵432连接到阀装置420的真空接头433并且提供真空。阀装置420以及测量单元406也与控制单元410处于信号连接中。净化单元412同样具有新鲜水接头434并且与控制单元410处于信号连接中。

如尤其从图4b中可见，渗透测试装置400集成到生物反应器净化设备500中。生物反应器净化设备500移动式地构造并且布置在车架502上。生物反应器净化设备500具有能够连接到新鲜水源506上的新鲜水接头504以及电压接头508，所述电压接头优选能够连接到高压源上，以便为生物反应器净化设备500供应电压。生物反应器净化设备500在内部具有用于抽吸的液体的收集容器以及用于例如酸的化学试剂箱。

如果要净化生物反应器100，则将生物反应器净化设备500连接到生物反应器100上，如在图4b中所示。为了首先求取滤饼104的高度或固体箱102的填充高度，读取填充高度传感器520。填充高度传感器输出输出80％值和95％值，它们分别说明固体箱102的相应的填充度。然后通常首先通过冲洗管路203手动抽吸(abgesagt)存在于过滤篮101中的滤饼104。经常在那里发现如纸张、女性卫生用品、一些餐具、丢失的物品如手表、眼镜等。所有这些首先手动地抽吸并且然后手动地控制地借助净化喷嘴220执行机械净化，以便使滤饼104松脱。然后浮起的流体也通过冲洗管路203被抽吸。

为了随后能够求取净化效果，实施根据本发明的方法并且首先求取渗透性。现在参照图5a至5i描述所述渗透测试装置400的精确的工作方式，其中也详细地示出所述渗透测试装置400的另外的元件以及尤其阀装置420的阀。

在图5a中首先在初始状态中示出渗透测试装置400。与图4不同，未示出控制单元410、泵432以及净化单元412。然而应当理解，这些元件可以存在。代替泵432，仅示出真空接头433并且将在下面描述的所有阀和传感器与控制单元410连接。

测量单元406在此包括测量缸440，该测量缸也已经在图4中示出。测量缸440具有下部液体接头442、压缩空气进口444、空气排出口446、真空接头448以及测量液体入口450。下部液体接头442布置在垂直取向的测量缸440的下侧处，其他的接头布置在上侧处。测量缸440的径向侧壁优选由透明材料、尤其玻璃或有机玻璃构成。此外，在上侧设置有填充高度传感器，填充高度传感器在此构造为非接触式的距离传感器460并且同样与控制单元410连接并且在其上提供第一和第二测量信号SM1、SM2。距离传感器460测量距离传感器和液体表面之间的距离。例如距离传感器460被构造为超声波传感器、雷达传感器、激光传感器或激光雷达传感器。在下部液体接头442上方，在测量缸440的内部中附加地布置有挡板443，挡板应防止，通过下部液体接头442供应的液体飞溅直至距离传感器460。以这种方式应当防止距离传感器460的污染。同时，压缩空气输入端444可以用于将污染的距离传感器460吹干净。即使挡板443在下面的附图中没有示出，也应理解的是，所述挡板仍然存在。

阀装置420在此包括多个阀，即第一阀BV1、第二阀BV2、第三阀BV3、第四阀BV4、第五阀BV5、第六阀BV6、第七阀BV7以及第一气动阀PV1、第一节流阀MV1和平衡阀MV2。节流阀MV1在压缩空气接头426和压缩空气入口444之间布置到压缩空气管路中。节流阀可以手动地设定。通常，节流阀MV1是打开的。当测量缸440被填充液体时，平衡阀MV2用于将空气从测量缸中排出。平衡阀MV2在正常运行中同样是打开的。所有其他的阀首先闭合，如通过其未填充的阀图示所示。阀的实心面的图示示出了打开。

接下来的图5b-5i于是说明了用于净化的方法300的不同步骤。在第一步骤(图5b)中，首先用水填充冲洗管路203，以便填充冲洗管路203，使得随后的限定体积可以无损失地填充到生物反应器100中。为此，第一阀BV1以及第四阀BV4打开，使得水可以从新鲜水接头428到达冲洗管路203中。随后，再次闭合阀BV1和BV4并且等待预定的时间，使得剩余的水可以流过烧结板201。优选地，在此等待第一等待时间，第一等待时间在10与1000秒之间的范围中、优选100至500秒、优选大约在250秒的范围中。已经发现，这样的时间足以允许存在于烧结板201上的残余水流出。在接下来的步骤(图5c)中，借助于电子控制单元410来操控所述抽吸单元402，以用于对前面在所述液体箱103中存在的或者如参照图5b所描述的一样通过供应水而才导入的剩余液体208进行抽吸。通过排流管路207实现抽吸，从而现在第三阀BV3以及第二阀BF2打开，使得排流管路接头422与真空接头433连接。该剩余液体然后简单地通过排出部430输出。

接着可以无等待时间地继续，更确切地说，借助电子控制单元410操控液体计量单元404以用于将预定液体体积V0容纳在测量缸440中。在图5a和图4a中绘出了预定液体体积V0。为了该目的，于是打开第一阀BV1和第五阀BV5，使得新鲜水可以从新鲜水接头428流到测量缸440的下部液体接头442处并且到达测量缸440中。同时，先前在测量缸440中的空气经由排气阀MV2从测量缸440流出。优选地，借助距离传感器460来求取预定液体体积V0的达到。该距离传感器在控制单元410上提供表示填充高度的对应信号SF，该控制单一在达到预定液体体积V0时闭合第一阀BV1和第五阀BV5。

在该步骤之后现在可以再次连接有等待时间。然而，这不是强制必需的。等待时间在此很大程度上取决于是否应将液体提供到过滤篮101中。

预定液体体积V0到过滤篮101中的输出在图5e中示出。为此，首先闭合平衡阀MV2，然后打开阀BV4和BV5，使得测量缸440的下部液体接头442与冲洗接头424并且因此与冲洗管路203导流连接。随后也打开第一气动阀PV1，使得压缩空气可以通过压缩空气输入端444流入到测量缸440中并且因此可以将液体的处于其中的体积V0压出。在此要注意节流阀MV1。重要的是，液体不会涌流状地输入过滤篮101中，而是逐渐地例如以每分钟5升或更少、尤其是每分钟2.5升或更少。接着又跟随有等待时间，该等待时间可以相应于第一等待时间并且同样可以处于10秒与1000秒之间的范围中。该第二等待时间的大小基本取决于添加的液体多快地流过过滤篮101，尤其是流过烧结板201。如果例如设置了非常大的面积，则也可以更短地设置等待时间的大小。在所示的实施例中，该等待时间优选是250秒。该等待时间相应于预定过滤时间间隔tZ(参见图8)的持续时间，该预定过滤时间间隔从过滤开始时间点(tF)起开始。当根据图5e停止输出时，则是这种情况。

现在，打开第六阀BV6以能够将真空施加到真空接头448，而平衡阀MV2仍然闭合。同时，第二阀BV2和第七阀BV7打开，使得测量液体入口450同样是打开的。由于现在测量缸440内存在负压，因此通过排流管路207和排流管路接头过滤的液体209通过测量液体入口450被吸入测量缸440中。

在此，可以要么在预定持续时间之后要么根据空气是否被吸入来进行抽吸。这已经在前面描述过。例如在此抽吸大约50秒的时间段，以便将经过滤的液体输送到测量缸440中。这在此无节流地进行。

现在为了避免测量误差，优选在另外的步骤中净化距离传感器460。这在图5g中被说明。为此目的，第二阀BV2、第六阀BV6和第七阀BV7再次闭合，但是打开平衡阀MV2。同时，第一气动阀PV1打开短的时间段，使得压缩空气可以通过压缩空气接头426和压缩空气入口444流入到测量缸440中并且因此吹扫距离传感器460。随后借助距离传感器460来测量距离传感器和处于测量缸440内的液体209的表面之间的距离。在这里求取填充高度Vm并且在控制单元410上提供对应的信号SM1。

然后控制单元410由已经被抽吸的液体的体积Vm和已经被输入到过滤篮101中的液体的体积V0求取第一渗透性比率QD1(参见图8b)。在所示的实施例中，被抽吸的液体的体积Vm小于添加的液体的体积V0，这意味着，液体仍保留在烧结板201上并且例如被吸收在滤饼104内。这表明小的渗透性。这意味着，该渗透性比率越小，渗透性越低。如果现在该渗透性比率QD1低于例如可为0.8的第一渗透性极限值DG1，则净化单元412被操控。这可以借助于控制单元410进行，即使这不是强制性必需的。同样可以规定，另外的控制单元410操控净化单元412。

与此同时或随后，现在测量缸440必须被清空。这在图5h中示出。为此，此外所述平衡阀MV2保持打开，而附加地所述第三阀BV3和第五阀BV5打开。以这种方式所述下部液体接头442与真空接头433连接，使得液体209被抽吸。该液体然后可以再次通过排出部430输出。当还吸入空气时或者当距离传感器460检测到测量缸440中不再有液体时，则可以停止这种抽吸。

在最后的步骤中，然后通过将冲洗接头424与真空接头433连接而将冲洗管路203抽空。为此，第三阀BV3和第四阀BV4打开。

当借助净化单元412开始的第一净化过程现在结束时，可以进行另外的渗透性测试。在此，原则上执行相同的步骤，其中，再次优选地，相同的预定体积V0被引用。但也可以规定，仅供应比第一预定体积V0更小的体积或更大的体积。在抽吸之后然后检测经过滤的液体的第二体积VM2，该第二体积通常大于在第一循环中的经过滤的液体的第一体积VM。不产生另外的区别。等待时间也优选是相同的，但是在第二循环中也可以缩短。

图6a和图6b现在示出渗透测试装置400的第一结构实现方式，如在图4和图5中所描述的那样。在图6a、6b中示出的渗透测试装置400被设置用于扩展没有渗透测试器的现有的生物反应器净化设备或者抽吸设备。渗透测试装置可以作为改装集成到这种设备中，并且供应来自外部源的真空、水和压缩空气。相同或相似的元件用与前面的附图中相同的附图标记表示，因此对于这些元件可以完全参照上述描述。再次，在图6a和图6b中，控制单元410、净化单元412和泵432被省略。在这方面，图6a、6b的结构对应于图5a至5i的结构。如从图6a、6b中所得出的，各个阀BV1-BV7、MV1、MV2、PV1借助能够引导空气或液体的液体管路或压缩空气管路互相连接。冲洗接头424以及排流管路接头422分别构造为Kamlok耦联部425、423，以便如此连接到生物反应器100上或者安装有生物反应器100的有轨车辆上的相应接头上。

测量缸400在此由柱形的透明的管件470形成，该管件在其上端部和下端部处相应利用盖472或底部474来封闭。盖472和底部474通过夹紧螺钉476(仅用附图标记表示)彼此夹紧。接头448、450、444、446以及距离传感器460布置并且紧固在盖472中。在底部474中设置有下部液体接头442。

在图6b中还可以看出，在新鲜水入口442和第五阀BV5之间的管路中安装有球阀478作为节流阀479。已经发现，抽吸的剩余液体、新鲜水以及经由下部液体接头442引入到测量缸440中的任何液体不应当以过高的压力引入，以便避免距离传感器460的污物。原则上也可想到且优选地，节流阀479被设计成可电子控制。然而，在这里所示的实施方式中，该节流阀是纯机械的并且可以由操作者手动设定。

图7现在示出渗透测试装置400的第二实际的实现方式，其尤其适合于安装到图4b中示出的具有更高的自动化程度的生物反应器净化设备500中。出于这个原因，阀装置420以及还有接头尤其与先前的实施例(图6a、6b)中不同地设计。相同的和类似的元件再次设有相同的附图标记，使得对此可以完全参照上面的描述。

如尤其从图7中得出的那样，在此仅存在第五阀BV5、第六阀BV6和第七阀BV7。在通常已经存在的具有手动的渗透测试装置的生物反应器中，存在或代替其余的阀，使得在此设置这三个阀BV5、BV6、BV7是足够的。在阀BV5和BV7之间设有液体接头480，在所述液体接头上能够连接在阀BV1和BV2或BV3和BV4之间(参见图5a)分支的管路。也就是说，应当首先将T形件或分配器件连接至液体接头480，以便然后连接相应的管路。因此液体接头480从生物反应器接收新鲜水和液体并且根据阀BV5、BV7的切换将所述新鲜水和液体要么导出到下部液体接头442处要么导出到液体入口450处。阀BV6设有负压接头482，所述负压接头能够以相应的方式与将负压接头433和根据图5a的第三阀BV3连接的管路连接。

最后，图8a现在清楚地示出用于在生物反应器100中自动化地净化过滤篮101的方法300。该方法首先包括确定301过滤篮101的渗透性的步骤并且在该步骤之后如上基本所述的操控302净化单元412，以用于在达到确定的标准的情况下执行过滤篮101的净化过程。紧接着，可以进行对过滤篮101的渗透性303的第二次确定，该第二次确定可以与第一确定301相同或类似地执行。然后，净化单元412的操控304优选地又连接到第二次确定303。优选地，实施步骤的这种顺序，直至获得期望的净化结果。在步骤301之前也可以实施净化步骤。不强制要求的是，首先确定渗透性并且然后才执行净化步骤。同样可想到的是，首先执行净化步骤并且紧接着才确定渗透性。

图8b现在详细示出步骤301。在一个实施例中，步骤301(确定过滤篮101的渗透性)首先在第一步骤中包括借助于电子控制单元410操控310抽吸单元102，以便从液体箱103抽吸剩余液体208。接下来，如参照图5a至5i所描述的，首先将预定液体体积容纳在测量缸440中。这在步骤312中进行。然后，在步骤314中，操控液体计量单元404以输出预定液体体积V0到过滤篮101中。在此应理解为，步骤312不是强制必需的。也可以规定，预定液体体积V0直接输出到过滤篮101中，而不是在测量缸440中预先测量。然后在步骤316中停止液体的输出。这在过滤开始时间点tF处进行。重要的是，在步骤314中，液体不会太快地添加到过滤篮101中，而是如上所述以一定的输出速率添加。当通过停止输出液体来确定过滤开始时间点tF时，在步骤318中首先等待预定的过滤时间间隔tZ，以便给已经输入到过滤篮101中的液体赋予时间以到达滤饼104。接着在步骤320中操控抽吸单元402，以用于借助于该抽吸单元排空液体箱103。经过滤的液体体积209处于液体箱103中，该液体体积已经穿过过滤篮101并且收集在液体箱103中。在步骤322中，这个所抽吸的经过滤的液体体积209被容纳在测量缸440中。随后在步骤324中测量所抽吸的经过滤的液体体积209的体积VM。在测量之后，将代表第一测量结果的相应的第一测量信号SM1发送(步骤326)，并且更确切地说，发送给控制单元410。控制单元然后在步骤328中由先前测量的体积Vm和最初输入到过滤篮101中的体积V0求取第一渗透性比率QD1。随后控制单元410将第一渗透性比率QD1与第一预定渗透性极限值DG1进行比较。随后进行情况区分：如果第一渗透性比率QD1低于第一渗透性极限值DG1，则操控332净化单元。然而如果第一渗透性比率超过或相当于第一渗透性极限值DG1，则优选结束该方法。同时可以规定，在步骤334中输出信号，该信号表明达到了所希望的净化结果。然后不必再继续进行净化。

此外，根据第一渗透性比率QD1低于第一渗透性极限值DG1的程度，可以区分机械净化或化学净化。这是步骤302的另外的子步骤。如果第一渗透性比率QD1以第一数值低于第一渗透性极限值DG1，则优选执行化学净化过程。然而如果第一渗透性比率QD1以第二值低于第一渗透性极限值DG1，则执行机械净化过程。优选地，由生物反应器100的制造商或操作者来预设如何选择第一和第二值。这些值的精确的数值取决于生物反应器100的类型、过滤篮101的类型以及在此不是本发明主题的其他参数。

在步骤302中的第一净化过程之后可以进行关于渗透性303的第二次确定，如参考图8a所描述的那样。现在将参考图8c详细描述渗透性303的第二次确定。

在步骤340中，借助于电子控制单元410操控抽吸单元402，以用于抽吸液体箱103中此后存在的剩余液体208。这类似于步骤310并且可以相同地实施。尤其，步骤340中的抽吸可以与步骤310中的抽吸相同地实施。然后在步骤342中将预定液体体积V0容纳在测量缸440中。在本文中在步骤342中容纳预定液体体积V0可对应于在步骤312中容纳的预定液体体积V0。然而也可以使用不同的预定液体体积V0。然后在步骤344中借助电子控制单元410操控液体计量单元404以将预定液体体积V0输出到过滤篮101中。这可以与步骤314相同地实施，尤其是以相同的输出速率。但是备选地也可以使用其他的输出速率。然后在步骤346中再次在过滤开始时间点tF结束输出。随后在步骤348中等待预定的过滤时间间隔tZ。在步骤348中的过滤时间间隔tZ可以是不同于在步骤318中的第一过滤时间间隔tZ的第二过滤时间间隔。但是优选地，过滤时间间隔tZ被选择成是相同的。

接着，在过滤时间间隔tZ结束之后，利用控制单元410操控抽吸单元402(步骤350)，以用于从液体箱103抽吸经过滤的液体体积209。在此，可以再次在与步骤320中进行的相同的持续时间上执行抽吸。在步骤352中，所抽吸的液体体积然后又被容纳在测量缸440中。在步骤354中，测量所容纳的体积Vm2。容纳在第二通道中的容积Vm2通常略大于容纳在第一通道中的容积Vm，因为过滤篮在此期间在步骤302中已经被净化。然后在步骤356中将第二测量信号SM2发送给控制单元410，该第二测量信号代表第二测量结果。在步骤358中，由控制单元求取第二渗透性比率QD2。为此，控制单元将先前所抽吸的经过滤的液体体积的体积Vm2相对于在步骤344中已进入过滤篮的体积V0进行使用。然后在步骤360中将如此求取的第二渗透性比率QD2与第二预定渗透性极限值DG2进行比较。随后再次进行情况区分。如果发现第二渗透性极限值QD2低于第二渗透性极限值DG2，则如上所述在步骤304(参见图8a)中执行净化过程。否则在步骤362中又可以输出信号，该信号说明了已经达到所期望的净化结果。在净化步骤304中也可以再次在机械净化和化学净化之间区分。

Claims (26)

1.一种用于自动化地净化在生物反应器(100)中的过滤篮(101)的方法(300)，其中，过滤篮(101)在出口侧与液体箱(102)处于流体连接，并且过滤篮(101)在底部侧和侧向由过滤壁(201、202)限定，所述方法包括：

-确定(301)过滤篮(101)的渗透性，包括以下步骤：

a.借助于电子控制单元(410)操控(310)抽吸单元(402)，以用于通过排流管路(207)从液体箱(103)抽吸剩余液体(208)，

b.借助于电子控制单元(410)随后操控(314)液体计量单元(404)，以用于通过冲洗管路(203)将具有预定液体体积(V0)的液体输出到过滤篮(101)中，

c.在过滤开始时间点(tF)结束(316)液体输出，

d.在从过滤开始时间点(tF)起开始的预定的过滤时间间隔(tZ)的持续时间结束之后，借助于控制单元(410)操控(320)抽吸单元(402)，以用于借助于通过排流管路(207)从液体箱(103)中抽吸经过滤的液体体积(209)来排空液体箱(103)，

e.在测量单元(406)中测量(324)经过滤的液体(209)的在步骤d)中所抽吸的经过滤的液体体积的体积(Vm)，并且从测量单元(406)向控制单元(410)发送(326)表示第一测量结果的第一测量信号(SM1)，

f.在控制单元(410)中由在步骤d)中所抽吸的经过滤的液体体积的体积(Vm)与在步骤b)中输出的预定的液体体积的体积(V0)求取(328)第一渗透性比率(QD1)，并且

g.由控制单元(410)将第一渗透性比率(QD1)与第一预定渗透性极限值(DG1)进行比较(330)；以及

-如果第一渗透性比率(QD1)低于第一渗透性极限值(DG1)，则操控(302)净化单元(412)以执行对过滤篮(101)的净化过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在完成所述净化过程之后，执行对过滤篮(101)的渗透性(303)的第二次确定，包括以下步骤：

h.借助于电子控制单元(410)操控(340)抽吸单元(402)，以用于通过排流管路(207)从液体箱(103)抽吸剩余液体(208)，

i.借助于电子控制单元(410)操控(344)液体计量单元(404)，以通过冲洗管路(203)将具有预定液体体积(V0)的液体输出到过滤篮(103)中，

j.在过滤开始时间点(tF)结束(346)液体输出，

k.在从过滤开始时间点起开始的预定的过滤时间间隔(tZ)的持续时间结束之后，借助于控制单元(410)操控(350)抽吸单元(402)，以用于借助于通过排流管路(207)从液体箱(103)中抽吸经过滤的液体体积(209)来排空液体箱(103)，

l.在测量单元(406)中测量(354)经过滤的液体(209)的在步骤k.)中所抽吸的经过滤的液体体积的体积(Vm2)，并且从测量单元(406)向控制单元(410)发送表示第二测量结果的第二测量信号(SM2)，

m.在控制单元(410)中由在步骤k.)中所抽吸的经过滤的液体体积的体积(Vm2)与在步骤i.)中输出的预定的液体体积的体积(V0)求取(358)第二渗透性比率(QD2)，并且

n.由控制单元(410)将在步骤m.)中求取的第二渗透性比率(QD2)与第二预定渗透性极限值(DG2)进行比较(360)，其中，第二渗透性极限值优选

-对应于第一预定渗透性极限值(DG1)，或

-大于第一预定渗透性极限值(DG1)；以及

-其中，所述方法还包括：如果在步骤m.)中求取的第二渗透性比率(QD2)低于第二渗透性极限值(DG2)，则操控(304)净化单元(412)以执行对过滤篮(101)的净化过程。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，

-如果在步骤f.)中求取的第一渗透性比率低于比第一渗透性极限值低的第一净化极限值，则所述净化过程是机械的净化过程；以及

-其中，如果在步骤f.)中求取的第一渗透性比率超过第一净化极限值，但是低于第一渗透性极限值，则所述净化过程是化学的净化过程。

4.根据权利要求2和3所述的方法，其中，

-如果在步骤m.)中求取的第二渗透性比率低于比第二渗透性极限值小且比第一净化极限值大的第二净化极限值，则所述净化单元执行机械的第二净化过程；以及

-如果第二渗透性比率超过第二净化极限值但低于第二渗透性极限值，则所述净化单元执行化学的第二净化过程。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述过滤篮(101)的底侧(201)具有总底面积，并且输出的预定的液体体积(V0)被度量为所述过滤篮(101)中的总底面积与0.25cm至2.5cm、优选0.25cm至1cm、特别是0.5cm的填充高度的乘积。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤b.)中借助于电子控制单元(410)操控液体计量单元(404)，使得以每分钟5升或更小、优选每分钟2.5升或更小的输出速率实现具有预定的液体体积(V0)的液体的输出。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤i.)中借助于电子控制单元(410)操控液体计量单元(404)，使得以如下输出速率来输出具有预定的液体体积(V0)的液体，所述输出速率不超过在步骤e.)中所测量的体积(Vm)与根据步骤d.)的预定的过滤时间间隔的商。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤a.)、d.)、h.)和/或k.)中的抽吸期间，借助于抽吸检测单元监控是否抽吸液体或空气。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)和b)之间，使冲洗管路(203)完全充满液体，通过所述冲洗管路计量加入所述预定的液体体积(V0)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，在预定的第一抽吸时间段的持续时间内操控所述抽吸单元，并且优选在步骤d)中在预定的第一抽吸时间段的持续时间内操控所述抽吸单元。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述抽吸单元(402)在步骤a)中从不再抽吸纯液体而是抽吸液体-空气-混合物的时间点开始仍在预定的第一抽吸时段的持续时间内被操控，并且所述抽吸单元(402)在步骤e)中从不再抽吸纯液体而是抽吸液体-空气-混合物的时间点开始仍在预定的第一抽吸时间段的持续时间内被操控。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述液体计量单元(404)具有测量缸(440)，并且所述方法包括以下步骤：

-在将所述预定的液体体积输出到过滤篮(101)中之前，将所述预定的液体体积(V0)容纳到测量缸(440)中。

13.根据权利要求12所述的方法，包括以下步骤：

-在测量所抽吸的经过滤的液体体积的体积(Vm，Vm1)之前，在测量缸(440)中容纳所抽吸的经过滤的液体体积。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，为了容纳所抽吸的经过滤的液体体积，在测量缸(440)上施加负压，以便抽吸经过滤的液体体积并且因此在所述测量缸(440)中容纳所述经过滤的液体体积。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述测量缸(440)具有非接触式的距离传感器(460)以用于检测所述测量缸(440)中的填充高度，并且借助于所述非接触式的距离传感器(460)来实施对所抽吸的经过滤的液体体积的体积的测量(306)。

16.一种用于自动化地净化在生物反应器(100)中的过滤篮(101)的渗透测试装置(400)，其中，过滤篮(101)在出口侧与液体箱(103)处于流体连接并且在底部侧和侧向由过滤壁(201、202)限定，

渗透测试装置(400)包括电子控制单元(410)，所述电子控制单元与抽吸单元(402)、液体计量单元(404)、测量单元(406)和优选净化单元(412)处于信号连接，其中，抽吸单元(402)与测量单元(406)处于流体连接，并且控制单元(410)被构造成操控抽吸单元(402)、液体计量单元(404)和测量单元(406)以确定(301)过滤篮(103)的渗透性，其特征在于，

所述控制单元(410)被构造成用于

a.操控抽吸单元(402)以用于通过排流管路(207)从液体箱(103)抽吸剩余液体(208)，

b.随后操控液体计量单元(404)以用于通过冲洗管路(203)将具有预定的液体体积(V0)的液体输出到过滤篮(103)中，

c.在过滤开始时间点结束输出液体，

d.在从过滤开始时间点起开始的预定的过滤时间间隔的持续时间结束之后，操控所述抽吸单元(402)，以用于借助于通过排流管路(207)从液体箱(103)中抽吸经过滤的液体体积(209)来排空液体箱(103)，

e.在测量单元(406)中测量经过滤的液体(209)的在步骤d)中所抽吸的经过滤的液体体积的体积(Vm)，并且从测量单元(406)接收表示第一测量结果的第一测量信号(SM1)，

f.在控制单元(410)中由在步骤d)中所抽吸的经过滤的液体体积的体积(Vm)与在步骤b)中输出的预定的液体体积的体积(V0)求取第一渗透性比率，并且

g.由控制单元(410)将第一渗透性比率与第一预定渗透性极限值进行比较；并且，

其中，如果在步骤f.)中求取的第一渗透性比率低于第一渗透性极限值，则所述控制单元(410)被构造成用于操控(302)净化单元(412)以净化过滤篮(103)。

17.根据权利要求16所述的渗透测试装置，其中，所述控制单元(410)被构造成，在所述净化过程结束之后，操控抽吸单元(402)、液体计量单元(404)和测量单元(406)，以便第二次确定所述过滤篮(101)的渗透性(303)，具有以下步骤：

h.操控所述抽吸单元(402)以用于通过排流管路(207)从液体箱(103)抽吸剩余液体，

i.操控液体计量单元(404)以通过冲洗管路(203)将具有预定的液体体积(V0)的液体输出到过滤篮(101)中，

j.在过滤开始时间点结束液体输出，

k.在从所述过滤开始时间点起开始的预定的过滤时间间隔的持续时间结束之后，借助于所述控制单元(410)操控抽吸单元(402)，以用于借助于通过排流管路(207)从液体箱(103)中抽吸经过滤的液体体积(209)来排空液体箱(103)，

l.在测量单元(406)中测量经过滤的液体的在步骤k.)中所抽吸的经过滤的液体体积的体积(Vm2)，并且在控制单元(410)中从测量单元(404)接收表示第二测量结果的第二测量信号(SM2)，

m.在控制单元(410)中由在步骤k.)中所抽吸的经过滤的液体体积的体积(Vm2)与在步骤i.)中输出的预定的液体体积的体积(V0)求取第二渗透性比率，

n.由控制单元(410)将在步骤m.)中求取的第二渗透性比率与第二预定渗透性极限值进行比较，其中，第二渗透性极限值优选

-对应于第一预定渗透性极限值，或

-大于第一预定渗透性极限值；并且

其中，控制单元(410)被构造成用于，如果在步骤m.)中求取的所述渗透性比率低于第二预定的渗透性极限值，则在过滤篮(101)的渗透性(302)的第二次确定之后操控(304)净化单元(412)以执行对过滤篮(101)的第二净化过程。

18.根据权利要求16或17中任一项所述的渗透测试装置，具有用于将所述渗透测试装置(400)连接到所述排流管路(207)上的排流管路接头(422)，并且具有用于将渗透测试装置(400)连接到冲洗管路(203)上的冲洗接头(424)。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的渗透测试装置，具有向所述渗透测试装置(400)供应新鲜水的新鲜水接头(428)，并且具有向所述渗透测试装置(400)供应压缩空气的压缩空气接头(426)。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的渗透测试装置，其中，

-所述控制单元(410)被构造成，如果在步骤f.)中求取的第一渗透性比率低于比第一渗透性极限值低的第一净化极限值，则在确定过滤篮(101)的渗透性之后操控净化单元(412)以执行机械的净化过程，并且

-所述控制单元(410)被构造成，如果在步骤f.)中求取的第一渗透性比率超过第一净化极限值但是低于第一渗透性极限值，则操控净化单元(412)以执行化学的净化过程。

21.根据权利要求19和20所述的渗透测试装置，其中，

-所述控制单元(410)被构造成用于，如果在步骤m.)中求取的第二渗透性比率低于比第二渗透性极限值小且比第一净化极限值大的第二净化极限值，则在过滤篮(101)的渗透性的第二次确定之后操控净化单元(412)以执行机械的第二净化过程，并且

-所述控制单元(410)被构造成用于，如果在步骤m.)中求取的第二渗透性比率超过第二净化极限值但是低于第二渗透性极限值，则操控净化单元(412)以执行化学的第二净化过程。

22.根据权利要求16至21中任一项所述的渗透测试装置，具有在排流管路(207)下游的浊度传感器和/或电导率传感器，所述浊度传感器和/或电导率传感器与控制单元(410)连接，以在控制单元(410)上提供表示所抽吸的液体的浊度的浊度信号和/或表示所抽吸的液体的电导率的电导率信号。

23.根据权利要求16至22中任一项所述的渗透测试装置，其中，所述液体计量单元(404)具有测量缸(440)，在所述测量缸中容纳所述预定的液体体积(V0)。

24.根据权利要求23所述的渗透测试装置，其中，所抽吸的经过滤的液体体积(Vm、Vm2)能够被容纳到测量缸(404)中。

25.根据权利要求23或24所述的渗透测试装置，其中，所述测量缸(404)与抽吸单元(402)连接，以便在测量缸上施加负压。

26.根据权利要求23至25中任一项所述的渗透测试装置，其中，所述测量缸(404)具有非接触式的距离传感器(460)，用于检测在测量缸(404)中的填充高度。

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