SE516417C2 - Förfarande och anordning för renspolning av trycksatt vattenrenare - Google Patents

Description

u u . . oo 516 4 1 7 ífš ä? ~ :::=- šffš 2 Föreliggande uppfinning har till syfte att åstadkomma en anordning som drastiskt reducerar vattenförbrukningen och anordningens inkopplingstid och som därmed också förbättrar anordningens driftsbetingelser. Detta ernås medelst en anordning som erhållit de i patentkraven angivna kännetecknen.

Ett utföringsexempel av uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till bifogad ritning som schematiskt visar rörsystemet med de i anordningen ingående komponenterna. _ Anordningen enligt uppfinningen består således av ett råvattenintag 10 genom vilket råvatten införes i reningsanordningen under rel lågt tryck. Råvattnet kan ev ha genomgått en förbehandling ex.vis medelst mekaniska filter, kemiska filter, kolfilter, UV-filter osv innan det tillföres reningsanordningen. Rävattenintaget står i förbindelse med ett rörsystern som innefattar två parallellkopplade ventiler 11 resp 12 där den ena ventilen 11 utgör en inloppsventil för råvattnet under den tid som rent vatten avtappas från systemet under det att den andra ventilen 12 utgör en inloppsventil under ett efterföljande spolförlopp. I serie med den sistnämnda ventilen finns dessutom en flödesbegränsare 13 vilken ger ett maximalt flöde av ca 1,5 L/min. Ventilen 11 resp flödesbegränsaren 13 står via en rörledning 14 i förbindelse med inloppssidan av en trycksättningspump 15 som när den aktiveras ger att tryck av 10 bar vid ett flöde av 6 L/min. Trycksättningspumpens utloppssida står i förbindelse med en rörledning 16 som dessutom ar förbunden med rörledningen 14 medelst en övertrycksventil 17 och en backventil 18. Övertrycksventilen 17 är anordnad att medge överströmning av vatten från rörledningen 16 till rörledningen 14 om trycket skulle bli alltför stort i rörledningen 16 under det att backventilen 18 år anordnad att öppna för vattnets genomströmning från rörledningen 14 till rörledningen 16 när trycket i ledningen 16 sjunker till en nivå som ligger under den trycknivå som upprätthålls i ledningen 14.

Rörledningen 16 är dessutom förbunden med en cirkulationskrets 19 som innefattar en rörledning 20 som är kopplad till inloppssidan på en cirkulationspnmp 21 som i det visade exemplet ger ett flöde av ca 40 L/min och vars utloppssida medelst en rörledning 22 är förbunden med ett filterinlopp 23 hos ett filterhus 24. Cirkulationspumpen 21 och trycksättningspumpen 15 är företrädesvis anordnade på en gemensam axel som drivs av en icke visad elmotor. F ilterhuset 24 innefattar ett icke närmare visat visat osmotiskt filter i form av ett membran 25 eller någon annan liknande typ av filter såsom ultra- eller n n o . u: I. s 1 e 417 íšäfië - 2..2:::=- 22? 3 nanofilter genom vilket vatten pressas under tryck till en på andra sidan om membranet befintlig behållare 26 för rent vatten varvid behållaren via en ledning 27 står i direkt förbindelse med ett tappställe 28.

Filterhuset 24 uppvisar också ett rejektutlopp 29 genom vilket orenat koncentrerat vatten kan avgå dels till den i cirkulationskretsen ingående rörledningen 20 via en backventil 30 och dels till en rörledning 31. Sistnämnda rörledning 31 kan förbindas med ett avlopp 32 antingen via en flödesstyrd ventil 33 anordnad att blockera förbindelsen när flödet överstiger ca 2 L/min eller medelst en elstyrd ventil 34 som är seriekopplad med en flödesbegränsare 35 som begränsar flödet till ca 3 L/min vid 10 bar. Den flödesstyrda ventilen 33 styr det till avloppet avgående vattnet bistabilt dvs vattnet avgår i huvudsak ostrypt till avloppet eller kraftigt strypt beroende på ett förutbestämt värde på förhållandet mellan trycket och flödet.

I cirkulationskretsen 19 vid rejektutloppet 29 är en konduktivitetsmätare eller någon annan typ av avkännare 36 anordnad varvid denna avkännare mäter koncentrationen av föroreningar i cirkulationskretsen. Avkännaren 36 står i elektrisk förbindelse med den elstyrda ventilen 34 så att denna öppnas när koncentrationen har uppnått en förutbestämd nivå, som ex.vis kan uppgå till dubbla den nivå som råvattnet har, varvid avkännaren företrädesvis är utförd så att den kalibreras med vissa regelbundna intervaller. Detta kan ske genom att koncentrationshalten i râvattnet används som referensvärde där referensvärdet erhålls genom ett förlängt spolningsförlopp.

Anordningen fungerar på följande sätt. När rent vatten skall avtappas aktiveras trycksättningspumpen 15 och cirkulationspumpen 21 samtidigt som ventilen 11 öppnas. Det genom råvattenintaget 10 inströmmande vattnet kommer därvid att strömma genom ledningen 14 och trycksättas av pumpen 15 till ca 10 bar samt utströmma i ledningen 16.

Normalt förhindras därvid återströmning av vatten från ledningen 16 till ledningen 14 av de båda ventilerna 17 och 18. Följaktligen inströmmar vattnet i cirkulationskretsen 19 via ledningen 20 samtidigt som vatten momentant utströmmar genom ledningen 31 till avloppet 32 via ventilen 33 (ventilen 34 är i detta läge stängd). Eftersom flödet snabbt kommer upp ica 2 L/min kommer dock ventilen 33 att stänga vilket innebär att råvattnet istället kommer att pressas vidare i cirkulationskretsen 19 genom ledningen 20. Cirkulationspumpen driver därvid vattnet genom ledningen 22 och in i filterhuset 24 via fllterinloppet 23. På grund av runs» a o r o v: 515 417 Ä? ~ 2-2 III=~ íff? 4 trycksättningen av vattnet över det i filterhuset befintliga membranet 25 kommer renat vatten att pressas genom membranet till det på andra sidan ommembranet befintliga utrymmet 26 varifrån det avgår genom ledningen 27, med ett flöde som uppgår till ca 1-3 L/min, till tappstället 28. På membranet avsättes därvid föroreningar och i vattnet lösta ämnen så att koncentrationen av föroreningar i cirkulationskretseu 19 successivt stiger. Det sk rejektvattnet, dvs det vatten som ej strömmar genom membranet, passerar vidare genom rejektutloppet 29 och genom ledningen 20 och backventilen 30 tillbaka till cirkulationspumpen 21. Membranet är därmed trycksatt till 10 bar och spolas med ca 40 L/min genom cirkulationskretsen. I det rena utloppet kommer nu ca 2 L/min rent vatten under det att vattnet blir allt smutsigare i cirkulationskretsen 19.

När avkännaren 36 anger en viss förhöjning av koncentrationen av föroreningar , ex.vis en fördubbling, öppnas den elstyrda ventilen 34 och släpper ut ca 3 LI/min via flödesbegränsaren 35 till avloppet 32. Efter en viss tid kommer koncentrationen av föroreningar att ha minskat varvid detta registreras av avkännaren 36 som stänger ventilen 34. Förloppet upprepas därefter sålänge uttag av vatten sker via tappstället 28. Den elstyrda ventilen 34 öppnar således enbart när avkännaren 36 ser ett behov. Detta är mycket fördelaktigt då behovet av spolning är mycket varierande och beror på temperatur, membranets beskaffenhet, vattnets kvalitet osv.

När vattenrenaren stoppas stannar pumparna 15 och 21 samtidigt som ventilen 11 stängs. Därvid öppnas också ventilen 34. Det renade vattnet i behållaren 26 och ledningen 27 kommer nu på grund av osmos att återsugas till den smutsiga sidan av membranet 25 eftersom ledningen 27 står i direkt förbindelse med atmosfären via det öppna tappstället 28.

Detta innebär i sin tur att motsvarande volym orenat vatten avleds till avloppet 32 via ventilen 34. När detta flöde avtar kommer ventilen 11 att öppnas. I det angivna exemplet sker detta inom loppet av några minuter. Detta backflöde ger en renspolning av själva membranytan på membranet men är inte tillräcklig för att få bort allt det smutsiga vattnet icirkulationskretsen 19.

Några minuter, företrädesvis ca 5 min, efter det att pumparna stoppats påbörjas en spolning genom att ventilen 12 öppnas. Denna spolning sker med det tryck som råder i râvattenintaget (dvs i regel krantrycket) och vid ett flöde som regleras av flödesbegränsaren 13, dvs i det aktuella fallet ca 1,5 L/min. Vattnet strömmar således från ledningen 14 via »unna ø Q v o no n 516 41 7 5 backventilen 18 in i ledningen 16 och vidare genom ledningen 20 mot och igenom pumpen 21 och pressar därvid det förorenade vattnet i cirkulationskretsen 22 före sig i riktning mot filterhuset 24 genom filterinloppet 23och via den smutsiga sidan av membranet 25 vidare ut genom rejektutloppet 29, ledningen 31 och den öppna ventilen 33 mot avloppet 32.

Genom att den flödesstyrda ventilen 33 står i öppet läge kommer systemet att vara trycklöst vilket innebär att något rent vatten ej kommer att avgå via det öppna tappstället 28. Det skall i detta sammanhang sägas att eftersom tappstället 28 saknar utloppsventil måste tappställets utloppsöppning vara placerad högre än avloppet 32. Ventilen 12 kan vara tidsstyrd så att en lämplig mängd vatten insläppes i systemet. Denna vattenmängd bör därvid i huvudsak vara av samma storlek som den mängd som finns i det cirkulerande systemet men givetvis är det möjligt att även tillföra ett överskott av vatten varvid dock detta överskott bör vara vara mindre än den mängd som finns i det cirkulerande systemet.

Den tillförda vattenmängden kan också regleras medelst uppmätning av koncentrationshalten medelst avkännaren 36 varvid ventilen 12 stängs när koncentrationshalten av föroreningar närmar sig råvattnets värden eller när minskningen av koncentrationshalten avtar.

Det skall framhållas att de ovan angivna tryck- och flödesvärdena liksom koncentrationsvärdena endast är angivna såsom exempel och att värdena kan varieras inom vida ramar utan att uppfinningens principer frångäs.

Med det beskrivna systemet åstadkommes således en minimal förlust av vatten till avloppet under alla driftbetingelser samtidigt som det vatten som uttas från tappstället alltid är relativt rent. Dessutom sker spolningen i det närmaste ljudlöst eftersom pumparna ej är aktiverade.

Claims (10)

516 417 Patentkrav

1. . Förfarande för rening av vatten varigenom ett inflöde av råvatten genom tryckökning och filtrering medelst omvänd osmos, ultra- eller nanofiltrering el. dyl. uppdelas i ett renat utflöde av vatten och ett cirkulerande rejektflöde med koncentrerat icke renat vatten från vilket rejektflöde icke renat vatten kan avledas till ett avlopp el.dyl. , kännetecknat därav, att efter avtappning av renat vatten ett spolförlopp inledes varvid råvattnet utan tryckökning tillföres i en mängd som uppgår till högst dubbla den i cirkulationskretsen befintliga mängden av icke renat vatten och företrädesvis är i huvudsak lika stor som denna innan spolförloppet avbrytes varigenom råvattnet väsentligen utan utspädning av det i cirkulationskretsen befintliga koncentrerade, icke renade vattnet bringas att utpressa merparten av det icke renade vattnet genom avloppet.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att en strypning för rejektflödet till avloppet styrs bistabilt.

3. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att spolförloppet är så styrt att det aktiveras efter en viss tid, företrädesvis mer än 2 min, efter det att renat vatten avtappats.

4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att det cirkulerande rejektflödets föroreningshalt är anordnat att uppmätas och åtminstone delvis styra utflödet av orenat vatten genom avloppet.

5. Anordning för genomförande av förfarandet enligt något av föregående patentkrav vilken uppvisar ett råvatteninlopp (10) vilket via en tryckhöjningspump (15) är ansluten till ett filterhus (24) i avsikt att åstadkomma en tryckökning av vattnet i filterhuset varvid filterhuset innefattar ett filterinlopp (23), ett filtratutlopp (27) för rent vatten och ett rejektutlopp (29) som är förbundet dels med en till filterinloppet (23) ansluten avgrening (20) för bildande av en cirkulationskrets (19) för koncentrerat orenat vatten varjämte cirkulationskretsen innefattar en cirkulationspump (21) dels med en till ett avlopp (32) el.dyl förbunden avgrening (31) för avtappning av orent vatten, kännetecknad därav, att anordningen innefattar organ (12, 18, 30) som när pumparna (15,21) är inaktiva kan bringas att förbinda rávatteninloppet med cirkulationskretsen (19) och som därvid tvingar råvattnet i riktning mot och genom filterinloppet (23) för att utpressa merparten av det icke renade vattnet i cirkulationskretsen genom avloppet (32). 516 417 7

6. Anordning enligt patentkravet 5, kännetecknad därav, att sagda organ (12,18,30) innefattar åtminstone en ventil, företrädesvis en backventil.

7. Anordning enligt något av patentkraven 5 eller 6, kännetecknad därav, att den med avloppet förbundna avgreningen (31) uppvisar en elstyrd ventil (34) som styrs av en till cirkulationskretsen (19) ansluten avkännare (36) av föroreningshalten i det orenade vattnet.

8. Anordning enligt patentkravet 7, kännetecknad därav, att den med avloppet förbundna avgreningen (31) dessutom uppvisar en flödesstyrd ventil (33) som är kopplad parallellt med den elstyrda ventilen (34) och en i serie med demra kopplad första flödesbegrärisare (35).

9. Anordning enligt något av patentkraven 5-8, kännetecknad därav, att sagda organ (12,18,30) innefattar en tidsstyrd inloppsventil och en i serie med denna kopplad andra flödesbegränsare (13).

10. Anordning enligt patentkravet 7, kännetecknad därav, att sagda avkännare (36) är en konduktivitetsmätare.