(57)【要約】    本発明は、液体、特に原水のための濾過システム（１０）に関し、この濾過システム（１０）は、液体を濾過するための少なくとも１つの濾過モジュール（２０）と、液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第１の入口管（２１）と、液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第２の入口管（２２）と、濾液を濾過モジュール（２０）から排出するための少なくとも１つの出口管（２６）とを備えるものである。洗浄分岐路（８０）は、第１の入口管（２１）と第２の入口管（２２）との間に配置され、洗浄分岐路（８０）には、洗浄薬剤を添加するための少なくとも１つの計量供給装置（８１、８２、８３）が、接続されている。本発明は、液体、特に原水のための濾過システム（１０）を化学的にすすぐための方法にも関し、この濾過システム（１０）は、液体を濾過するための少なくとも１つの濾過モジュール（２０）と、液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第１の入口管（２１）と、液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第２の入口管（２２）と、濾液を濾過モジュール（２０）から排出するための少なくとも１つの出口管（２６）とを備えるものである。化学的すすぎ運転において洗浄薬剤は、第１の入口管（２１）と第２の入口管（２２）との間に配置された洗浄分岐路（８０）に接続された計量供給装置（８１、８２、８３）を介して、添加される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体、特に原水のための濾過システム（１０）であって、
液体を濾過するための少なくとも１つの濾過モジュール（２０）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第１の入口管（２１）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第２の入口管（２２）と、
濾液を濾過モジュール（２０）から排出するための少なくとも１つの出口管（２６）と、
を備える濾過システム（１０）において、
洗浄分岐路（８０）が、第１の入口管（２１）と第２の入口管（２２）との間に配置され、洗浄薬剤を添加するための少なくとも１つの計量供給装置（８１、８２、８３）が、洗浄分岐路（８０）に接続されていることを特徴とする、濾過システム（１０）。
【請求項２】
洗浄分岐路（８０）が、少なくとも１つの計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された循環ポンプ（８４）を含むことを特徴とする、請求項１記載の濾過システム（１０）。
【請求項３】
洗浄分岐路（８０）が、少なくとも１つの計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された洗浄弁（８６）を含むことを特徴とする、請求項１または２記載の濾過システム（１０）。
【請求項４】
洗浄分岐路（８０）が少なくとも、アルカリ性洗浄剤を添加するための第１の計量供給装置（８１）および酸性洗浄剤を添加するための第２の計量供給装置（８２）を含むことを特徴とする、請求項１または２記載の濾過システム（１０）。
【請求項５】
洗浄分岐路（８０）が、塩素洗浄剤を添加するための第３の計量供給装置（８３）を含むことを特徴とする、請求項４記載の濾過システム（１０）。
【請求項６】
第１の濃縮物弁（３１）が、第１の入口管（２１）内に配置され、第２の濃縮物弁（３２）が、第２の入口管（２２）内に配置されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の濾過システム（１０）。
【請求項７】
洗浄分岐路（８０）が、濾過モジュール（２０）と第１の濃縮物弁（３１）との間で第１の入口管（２１）に接続されるとともに、濾過モジュール（２０）と第２の濃縮物弁（３２）との間で第２の入口管（２２）に接続されていることを特徴とする、請求項６記載の濾過システム（１０）。
【請求項８】
排水管（４６）が入口管（２１、２２）に、特に集合管（３０）を介して接続されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の濾過システム（１０）。
【請求項９】
液体、特に原水のための濾過システム（１０）を化学的にすすぐための方法であって、
液体を濾過するための少なくとも１つの濾過モジュール（２０）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第１の入口管（２１）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第２の入口管（２２）と、
濾液を濾過モジュール（２０）から排出するための少なくとも１つの出口管（２６）と
を備える濾過システム（１０）を、化学的にすすぐための方法において、
化学的すすぎ運転において洗浄薬剤が、第１の入口管（２１）と第２の入口管（２２）との間に配置された洗浄分岐路（８０）に接続された計量供給装置（８１、８２、８３）を介して、添加されることを特徴とする、方法。
【請求項１０】
前記洗浄薬剤が、計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された循環ポンプ（８４）により、洗浄分岐路（８０）および濾過モジュール（２０）を通じて循環されることを特徴とする、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された洗浄弁（８６）が、前記洗浄薬剤の循環を可能にするために開放されることを特徴とする、請求項９または１０記載の方法。
【請求項１２】
濾過システム（１０）内の液体が中性ｐＨ値に調節されるように、アルカリ性洗浄剤が、第１の計量供給装置（８１）を介して添加され、酸性洗浄剤が、第２の計量供給装置（８２）を介して添加されることを特徴とする、請求項９から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
塩素洗浄剤が、第３の計量供給装置（８３）を介して添加されることを特徴とする、請求項９から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
第１の入口管（２１）内に配置された第１の濃縮物弁（３１）および／または第２の入口管（２２）内に配置された第２の濃縮物弁（３２）が、前記洗浄薬剤が添加される前に閉鎖されることを特徴とする、請求項９から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
洗浄薬剤を含む液体が、第１の入口管（２１）および／または第２の入口管（２２）を通じて排出されるように、化学的すすぎ運転後に第１の濃縮物弁（３１）および／または第２の濃縮物弁（３２）が開放されることを特徴とする、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体、特に原水のための濾過システムに関し、この濾過システムは、液体を濾過するための濾過モジュールと、液体を濾過モジュールに供給するための第１の入口管と、液体を濾過モジュールに供給するための第２の入口管と、濾液を濾過モジュールから排出するための出口管とを備えるものである。本発明は、液体、特に原水のための濾過システムを化学的にすすぐ方法にも関する。
【０００２】
水処理は、濾過プロセスの最も重要な用途のうちの１つであり、よって、特に干ばつに見舞われやすい地域や環境汚染地域における世界的な水不足のためだけではなく、飲用水の供給および都市下水または産業廃水の処理に対する持続的なニーズのゆえに、強い興味の対象である。水処理は典型的に、様々な方法および技術の組み合わせに依存しており、この組み合わせは、浄化水の意図する目的、ならびに汚染水または原水の品質および程度によって左右される。
【０００３】
水処理は従来、凝集、沈殿、および多媒体濾過などの処理ステップに基づいている。しかしながら近年、精密濾過、限外濾過、ナノ濾過、および逆浸透法などの膜技術が登場し、より効率的かつ確実な濾過プロセスを提供している。精密濾過または限外濾過などの膜ベースのプロセスは、懸濁物質、ならびに細菌、病原菌、およびウイルスのような病原体などの微生物により引き起こされる濁りを原水から取り除く。さらに、膜ベースのプロセスの顕著な優位性は、必要とされる薬剤がかなり少なく、温度処理が必要とされないことである。
【０００４】
濾過用の一般的な膜は、１つ以上の毛管を有する平膜または管状膜のいずれかである。このような膜は典型的に、半透過性であり、透過水または濾液と被保持物とを原水から機械的に分離する。よって、精密濾過膜および限外濾過膜は、水などの透過水が通過することを可能にし、懸濁粒子または微生物を被保持物として引き止める。この文脈で、極めて重要な膜パラメータはとりわけ、選択性、耐汚染性、および機械的安定性である。選択性は主に、ダルトン（Ｄａ：Ｄａｌｔｏｎ）を単位として公称分画分子量（ＮＭＷＣ：ｎｏｍｉｎａｌ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｗｅｉｇｈｔ  ｃｕｔ−ｏｆｆ）により与えられる排除限界に関して通常指定される孔径により、決定される。ＮＭＷＣは、通常、膜により９０％まで保持される球状分子の最小分子量として定義される。例えば限外濾過では、公称孔径は、５０ｎｍ〜５ｎｍの間であり、ＮＭＷＣは、５ｋＤａ〜２００ｋＤａの間である。ナノ濾過では、孔径は、２ｎｍ〜１ｎｍの間であり、ＮＭＷＣは、０．１ｋＤａ〜５ｋＤａの間である。よって、限外濾過が細菌、ウイルス、および高分子をすでに濾過しており、飲用品質を有する水をもたらす一方で、ナノ濾過は、部分的に脱塩された水をもたらす。逆浸透法では、公称孔径は、さらにもっと縮小して１ｎｍ未満となり、ＮＭＷＣは、１００Ｄａ未満に縮小する。よって逆浸透法は、塩または小さい有機分子などの、さらにもっと小さい実体を濾過するのに好適である。これらの異なる濾過技術を組み合わせると、特定の意図する目的に適合させ得る広範な濾過作用を得ることができる。
【０００５】
膜は通常、原水を供給して透過水および濃縮物を排出することを可能にする濾過システム内に組み込まれる。この目的のため、濾過システムは、原水供給口としての入口と、透過水および濃縮物の両方を排出するための出口とを包含する。チューブラー膜に関しては、異なる設計の濾過システムが存在する。
【０００６】
国際公開第２００６／０１２９２０号（WO 2006/012920 A1）は、管状膜のための濾過システムを開示している。管状膜は、多孔質基材内に組み込まれたいくつかの毛管を含む。濾過されるべき液体は、濾過されるべき液体または濾過された液体を輸送するための毛管のうちの、少なくとも１つの長い内部チャネルから、または少なくとも１つの長い内部チャネルへと流れる。管状膜は、入口と、透過水および濃縮物を排出するための出口とを有する管状ハウジング内に配設される。透過水は特に、管状ハウジングの長軸沿いに中央に位置付けられた出口開口部を通じて排出される。
【０００７】
欧州特許出願公開第０９３７４９２号明細（EP 0 937 492 A2）は、入口と、出口と、膜区画とを有するフィルタハウジングを備えた毛管濾過膜モジュールを開示している。膜区画はさらに、透過水を排出するために排出ラメラを含み、排出ラメラが、透過水を中央に位置付けられた排出区画に案内する。
【０００８】
独国特許発明第１９７１８０２８号（DE 197 18 028 C1）は、互いに並列に接続された膜モジュールを有する装置ハウジングを含む濾過システムを開示している。濾過装置は、他の膜モジュールが濾過運転にとどまる間に、膜モジュールのうちの１つを逆流させることを可能にする逆流構成要素をさらに含む。
【０００９】
国際公開第２００１／２３０７６号（WO 2001/23076 A1）は、装置内に配置された中空糸膜の束に供給される供給水を浄化するための装置に関する。供給水は、装置の頂部で有孔チューブ内に導入され、有孔チューブが、供給水を膜内に導く。濾液は、底部で集められ、逆洗運転のために使用される隔膜タンク内に部分的に格納される。
【００１０】
国際公開第２００３／０１３７０６号（WO 2003/013706 A1）は、容器内に位置付けられた中空糸膜を有する膜モジュール組立体について記載している。膜の端部は、それぞれの集合ヘッダ内へ開口している。供給口は、容器の側部に位置付けられ、膜糸の側壁に供給材料を加え、糸内腔を通じて透過水を引き出す。濾液は、ヘッダから取り除かれ、廃物は、容器の供給ポートとは反対側に位置付けられた排出ポートを通じて排出される。
【００１１】
国際公開第２００６／０４７８１４号（WO 2006/047814 A1）は、上部ヘッダと下部ヘッダとの間に延在する複数の中空糸膜を有する膜モジュールを開示している。上部ヘッダ内の糸は、透過水集水室内へ開口している。下部ヘッダは、気体および／または液体を膜モジュールに供給するための複数の通気開口部を有する。
【００１２】
独国特許出願公開第１０２００５０３２２８６号明細書（DE 10 2005 032 286 A1）は、いくつかの濾過モジュールを含む濾過システムを開示している。各濾過モジュールは、濾過されるべき液体のための入口区画に接続された入口管と、濾液のための出口区画に接続された出口管とを有する。濾過運転において、液体、特に原水が、入口管を通じて入口区画に供給される。濾液が、膜を透過し、出口区画に到達する一方、被保持物は、入口区画内にとどまる。被保持物は、逆洗運転により入口区画から除去される。逆洗運転には、純粋な濾液が使用される。
【００１３】
欧州特許出願公開第２００８７０４Ａ１号（EP 2 008 704 A1）は、いくつかの濾過モジュールを含む濾過システムを開示している。濾過モジュールは、入口管および出口管に接続されている。逆洗運転の間、加圧空気が出口管に供給され、出口管において、濾液が出口管から濾過モジュールに押し込まれる。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、液体のための濾過システムであって、効率が改善された濾過モジュールの化学的すすぎ運転を可能にする濾過システムを提供することである。本発明のさらなる目的は、効率が改善された、液体のための濾過システムを化学的にすすぐ方法を提供することである。
【００１５】
これらの目的は、本発明によれば、液体、特に原水のための濾過システムにより達成され、この濾過システムは、液体を濾過するための少なくとも１つの濾過モジュールと、液体を濾過モジュールに供給するための第１の入口管と、液体を濾過モジュールに供給するための第２の入口管と、濾液を濾過モジュールから排出するための少なくとも１つの出口管とを備えるものである。
【００１６】
本発明によれば、洗浄分岐路が、第１の入口管と第２の入口管との間に配置され、洗浄薬剤を添加するための少なくとも１つの計量供給装置が、洗浄分岐路に接続されている。
【００１７】
本発明のある有利な実施形態によれば、洗浄分岐路は、少なくとも１つの計量供給装置と直列に配置された循環ポンプを含む。
【００１８】
本発明のあるさらなる発展形によれば、洗浄分岐路は、少なくとも１つの計量供給装置と直列に配置された洗浄弁を含む。
【００１９】
洗浄分岐路が少なくとも、アルカリ性洗浄剤を添加するための第１の計量供給装置および酸性洗浄剤を添加するための第２の計量供給装置を含むことが、有利である。
【００２０】
好ましくは、洗浄分岐路は、塩素洗浄剤を添加するための第３の計量供給装置を含む。
【００２１】
好ましくは、第１の濃縮物弁が、第１の入口管内に配置され、第２の濃縮物弁が、第２の入口管内に配置されている。
【００２２】
本発明のある有利な実施形態によれば、洗浄分岐路は、濾過モジュールと第１の濃縮物弁との間で第１の入口管に接続され、濾過モジュールと第２の濃縮物弁との間で第２の入口管に接続されている。
【００２３】
有利には、排水管が、第１の入口管および第２の入口管に、特に集合管を介して接続されている。
【００２４】
さらに本発明の目的は、液体、特に原水のための濾過システムを化学的にすすぐための方法であって、濾過システムが、液体を濾過するための少なくとも１つの濾過モジュールと、液体を濾過モジュールに供給するための第１の入口管と、液体を濾過モジュールに供給するための第２の入口管と、濾液を濾過モジュールから排出するための少なくとも１つの出口管とを備えている方法により達成される。
【００２５】
本発明によれば、化学的すすぎ運転において、洗浄薬剤が、第１の入口管と第２の入口管との間に配置された洗浄分岐路に接続された計量供給装置を介して添加される。
【００２６】
有利には、洗浄薬剤は、計量供給装置と直列に配置された循環ポンプにより、洗浄分岐路および濾過モジュールを通じて循環される。
【００２７】
好ましくは、計量供給装置と直列に配置された洗浄弁が、洗浄薬剤の循環を可能にするように開放される。
【００２８】
本発明のある有利な実施形態によれば、濾過システム内の液体が中性ｐＨ値に調節されるように、アルカリ性洗浄剤が、第１の計量供給装置を介して添加され、酸性洗浄剤が、第２の計量供給装置を介して添加される。
【００２９】
有利には、塩素洗浄剤が、第３の計量供給装置を介して添加される。
【００３０】
本発明のあるさらなる発展形によれば、第１の入口管内に配置された第１の濃縮物弁および／または第２の入口管内に配置された第２の濃縮物弁が、洗浄薬剤が添加される前に閉鎖される。
【００３１】
有利には、洗浄薬剤を含む液体が、第１の入口管および／または第２の入口管を通じて排出されるように、化学的すすぎ運転後に第１の濃縮物弁および／または第２の濃縮物弁が解放される。
【００３２】
本発明の上記の実施形態および本発明の追加の実施形態のよりよい理解のために、添付図面と併せて以下の実施形態の記載を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】濾過システムのさらなる要素への接続を含む、濾過システムの単一の濾過モジュールを、概略的に示す。
【図２】複数の濾過モジュールを含む濾過システムを、概略的に示す。
【００３４】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら記載する。図面は、本発明の概略図を提供するだけである。同一の参照番号は、特に指示がない限り、図面の全体を通じて対応する部分、要素、または構成要素を指す。
【００３５】
実施形態の説明
図１では、液体、特に原水のための濾過モジュール２０が、別の要素に接続した形で概略的に示されている。濾過モジュール２０は、濾過膜２５を含み、濾過膜２５は、入口区画２４を濾過モジュール２０の出口区画２８から隔てている。第１の入口管２１および第２の入口管２２が、濾過モジュール２０の入口区画２４に接続されている。出口管２６が、濾過モジュール２０の出口区画２８に接続されている。
【００３６】
濾過運転において、液体は、第１の入口管２１を通じて、または第２の入口管２２を通じて、濾過モジュール２０の入口区画２４内に押し込まれる。液体は、水と、塵埃の粒子などの不純物とを含む。濾過モジュール２０の濾過膜２５は、水は透過するが、不純物は保持するように構成されている。以下において、濾過モジュール２０の濾過膜２５を透過する水を、濾液または透過水と呼び、濾過モジュール２０の濾過膜２５により保持される不純物を、濃縮物または被保持物と呼ぶ。
【００３７】
濾過運転において、濾過モジュール２０の濾過膜２５を透過した濾液は、出口管２６を通じて濾過モジュール２０の出口区画２８から押し出される。それゆえに、濾過運転において濾液は、図１で矢印により示す第１の流れ方向５１に、入口区画２４から濾過膜２５を通って濾過モジュール２０の出口区画２８へと流れる。次いで濾液は、さらに出口管２６内に流入する。
【００３８】
第１の濃縮物弁３１が、第１の入口管２１内に配置され、第２の濃縮物弁３２が、第２の入口管２２内に配置されている。第１の入口管２１および第２の入口管２２は、集合管３０に接続されている。集合管３０は、供給管４２に接続され、供給管４２内に供給弁４４が配置されている。
【００３９】
供給弁４４が開いており、濃縮物弁３１、３２のうちの１つが開いているとき、液体は、供給管４２および入口管２１、２２のうちの１つを通過して、濾過モジュール２０の入口区画２４内に入ることができる。供給弁４４および濃縮物弁３１、３２は、自動的に、特に電気により、空圧により、または液圧により操作される。
【００４０】
出口弁３６が、出口管２６内に配置されている。出口弁３６が開いているとき、濾液は、出口管２６および出口弁３６を通過して、濾過モジュール２０の出口区画２８から出ることができる。出口弁３６が閉鎖しているとき、濾液は、出口管２６および出口弁３６を通過して、濾過モジュール２０の出口区画２８から出ることができない。出口弁３６は、自動的に、特に電気により、空圧により、または液圧により操作される。
【００４１】
第２の入口管２２は、入口通気弁７５に接続されている。入口通気弁７５を開放することにより、入口管２２を脱気することができる。出口管２６は、出口通気弁７６に接続されている。出口通気弁７６を開放することにより、出口管２６を脱気することができる。
【００４２】
排水管４６が、集合管３０に接続されている。逆洗運転において濾液は、出口管２６から濾過モジュール２０の出口区画２８内に押し戻される。次いで濾液は、濾過膜２５を第２の流れ方向５２に透過し、入口区画２４に入る。図１で矢印により示す第２の流れ方向５２は、第１の流れ方向５１とは反対の方向である。次いで、濾液、液体、および被保持物は、濾過モジュール２０の入口区画２４から、入口管２１、２２を通じて、集合管３０および排水管４６に押し出される。
【００４３】
排水弁４８が、排水管４６内に配置されている。排水弁４８が開いているとき、液体および被保持物は、濾過モジュール２０の入口区画２４から出て排水管４６および排水弁４８を通過することができる。排水弁４８が閉鎖しているとき、液体および被保持物は、濾過モジュール２０の入口区画２４から出て排水管４６および排水弁４８を通過することができない。排水弁４８は、自動的に、特に電気により、空圧により、または液圧により操作される。
【００４４】
図２では、液体、特に原水のための濾過システム１０が、概略的に示されている。濾過システム１０は、図１に示す他の要素に接続されているいくつかの濾過モジュール２０を備える。濾過モジュール２０は、並列に配置されている。第１の入口管２１が、図２の適合部材（図示せず）を介して、濾過モジュール２０の入口区画２４に接続されている。第２の入口管２２も、図２の適合部材（図示せず）を介して、濾過モジュール２０の入口区画２４に接続されている。出口管２６が、出口適合部材２７を介して、濾過モジュール２０の出口区画２８に接続されている。
【００４５】
膨張タンク４０が、集合管３０に接続されている。濾過運転において、膨張タンク４０は、周囲圧力よりわずかに高い圧力、例えば１．５バールの空気を含む。膨張タンク４０は、膨張弁６２を介して加圧空気デバイス６０に接続されている。膨張弁６２が開いているとき、加圧空気デバイス６０は、加圧空気を膨張タンク４０に供給することができる。加圧空気デバイス６０は、相対的に高い圧力、例えば６．０バールの空気を含む。加圧空気デバイス６０は、ここではタンクであるが、ポンプであってもよい。膨張弁６２は、自動的に、特に電気により、空圧により、または液圧により操作される。
【００４６】
逆洗タンク５０は、出口弁３６と、濾過モジュール２０の出口適合部材２７との間の区域において、出口管２６に接続されている。取り入れチューブ５４は、頂部区域から逆洗タンク５０内のほぼ底部区域まで延在する。濾過運転において逆洗タンク５０は、周囲圧力の濾液および空気を収容しており、逆洗タンク５０において取り入れチューブ５４は、収容された空気を通過して濾液内へ延在する。
【００４７】
逆洗タンク５０は、逆洗弁６４を介して加圧空気デバイス６０に接続されている。逆洗弁６４が開いているとき、加圧空気デバイス６０は、加圧空気を逆洗タンク５０に供給することができる。逆洗タンク５０は、タンク通気弁７２を介して通気デバイス７０にも接続されている。タンク通気弁７２が開いているとき、逆洗タンク５０内に存在する加圧空気は、タンク通気弁７２および通気デバイス７０を通って逃がすことができる。逆洗弁６４およびタンク通気弁７２は、自動的に、特に電気により、空圧により、または液圧により操作される。
【００４８】
洗浄分岐路８０が、第１の入口管２１と第２の入口管２２との間に配置されている。洗浄分岐路８０は、直列に配置された循環ポンプ８４および洗浄弁８６を含む。洗浄弁８６が開いているとき、循環ポンプ８４は、第２の入口管２２から第１の入口管２１に液体を圧送することができる。その場合、液体は、洗浄分岐路８０、第１の入口管２１、濾過モジュール２０、および第２の入口管２２を通じて循環される。洗浄弁８６は、自動的に、特に電気により、空圧により、または液圧により操作される。
【００４９】
それにより、洗浄分岐路８０は、濾過モジュール２０と第１の濃縮物弁３１との間の区域において第１の入口管２１に接続されている。洗浄分岐路８０は、濾過モジュール２０と第２の濃縮物弁３２との間の区域において第２の入口管２２にも接続されている。
【００５０】
第１の計量供給装置８１、第２の計量供給装置８２、および第３の計量供給装置８３が、洗浄分岐路８０に接続されている。計量供給装置８１、８２、８３は、化学的に強化された逆洗運転のために、洗浄薬剤を洗浄分岐路８０内に添加することを可能にする。ここでアルカリ性洗浄剤は、第１の計量供給装置８１を介して添加することができ、酸性洗浄剤は、第２の計量供給装置８２を介して添加することができ、塩素洗浄剤は、第３の計量供給装置８３を介して添加することができる。洗浄剤が洗浄分岐路８０内に添加されるとき、洗浄剤は、上述のように、循環ポンプ８４により、洗浄分岐路８０、第１の入口管２１、濾過モジュール２０、および第２の入口管２２を通じて循環され得る。
【００５１】
制御ユニットは、ここでは図示しないが、第１の濃縮物弁３１、第２の濃縮物弁３２、出口弁３６、供給弁４４、排水弁４８、膨張弁６２、逆洗弁６４、タンク通気弁７２、および洗浄弁８６に電気的に接続されている。該制御ユニットにより、該弁を開放または閉鎖することができる。循環ポンプ８４および計量供給装置８１、８２、８３も、制御ユニットに電気的に接続されており、該制御ユニットにより起動または停止することができる。
【００５２】
濾過システム１０が濾過運転中のとき、供給弁４４は開いており、排水弁４８は閉鎖しており、第１の濃縮物弁３１は開いており、第２の濃縮物弁３２は閉鎖しており、出口弁３６は開いている。あるいは、第１の濃縮物弁３１が閉鎖しており、かつ第２の濃縮物弁３２が開いているか、または両濃縮物弁３１、３２が開いている。さらに、洗浄弁８６は閉鎖しており、膨張弁６２は閉鎖しており、逆洗弁６４は閉鎖しており、タンク通気弁７２は閉鎖している。
【００５３】
濾過運転において、液体は、供給管４２、集合管３０、第１の入口管２１、または第２の入口管２２を通じて、濾過モジュール２０内に押し込まれる。濾液は、出口適合部材２７および出口管２６を通じて濾過モジュール２０から押し出される。被保持物は、濾過モジュール２０の濾過膜２５により保持され、濾過モジュール２０の入口区画２４内にとどまる。
【００５４】
濾過運転において、膨張タンク４０は、周囲圧力よりわずかに高い圧力、例えば１．５バールの、相対的に低い圧力の空気を含む。逆洗タンク５０は、周囲圧力の濾液を、かつ最終的には空気も含む。逆洗タンク５０は、濾過運転において濾過モジュール２０から排出された濾液が出口管２６をまっすぐ通過し逆洗タンク５０をバイパスするように、設計され、出口管２６に接続されている。
【００５５】
逆洗運転を準備するに際して、当初、供給弁４４は閉鎖され、出口弁３６は閉鎖されている。次いで、第１の濃縮物弁３１および第２の濃縮物弁３２が閉鎖され、それぞれ閉鎖された状態にとどまる。その後、排水弁４８が開放される。洗浄弁８６、膨張弁６２、およびタンク通気弁７２は、閉鎖された状態にとどまる。
【００５６】
逆洗運転を開始するために、逆洗弁６４が開放される。このようにして加圧空気デバイス６０からの加圧空気が、逆洗タンク５０に加えられる。それにより、逆洗タンク５０内、出口管２６内、濾過モジュール２０内、および入口管２１、２２内の圧力が上昇する。
【００５７】
その後、第１の濃縮物弁３１または第２の濃縮物弁３２が、開放される。よって、第１の入口管２１内または第２の入口管２２内の圧力が減少し、濾過モジュール２０内に含まれる液体および透過水が、第１の入口管２１から、または第２の入口管２２から突然押し出され、集合管３０内に、さらには排水管４６内に入る。このようにして集合管３０内の圧力が上昇し、液体も、膨張タンク４０内に押し込まれる。濾液は、逆洗タンク５０から出口管２６内に押し込まれ、濾液は、出口管２６から濾過モジュール２０内に押し込まれる。濾過モジュール２０内では、濾液は、第２の流れ方向５２で、出口区画２８から濾過膜２５を通って入口区画２４内に押し込まれる。それにより、濾過膜２５は洗浄される。
【００５８】
それにより、逆洗タンク５０内の濾液の量が減少し、逆洗タンク５０内の濾液の充填レベルが低下する。逆洗タンク５０内の濾液の所定の低充填レベルに到達すると、逆洗弁６４は、閉鎖される。それゆえに、さらなる加圧空気を逆洗タンク５０に加えることは、停止される。逆洗タンク５０内に残存する空気は、依然として圧力下にあり、したがってさらに膨張する。逆洗タンク５０内に残存する空気は、膨張しながら、逆洗タンク５０内の空気の圧力が十分に減少するまで、濾液を逆洗タンク５０からさらに押し出す。
【００５９】
逆洗タンク５０内の濾液の低充填レベルは、逆洗タンク５０内に残存する加圧空気が、該空気の圧力が十分に減少するまで膨張するときに、空気が出口管２６内に漏れないように、決定されている。それゆえに、空気が逆洗タンク５０から漏れ出て出口管２６内に入ることは、防止される。それにより、逆洗タンク５０内に含まれる濾液は、出口管２６内にほぼ完全に排出され、逆洗タンク５０は、ほぼ空気のみを含むようになる。
【００６０】
それにより、出口管２６内、濾過モジュール２０内、入口管２１、２２内、および集合管３０内の圧力は、緩やかに減少する。膨張タンク４０内に流入した液体は、膨張タンク４０から排出されて、集合管３０内に、さらには排水管４６内に入る。逆洗タンク５０内、出口管２６内、濾過モジュール２０内、入口管２１、２２内、および集合管３０内の圧力が十分に減少し、逆洗タンク５０がほぼ空気のみを含むとき、逆洗運転は完了となる。
【００６１】
逆洗運転後、膨張タンク４０内に依然として幾分かの液体が残存している場合、加圧空気デバイス６０からの加圧空気が膨張タンク４０内に押し込まれ、膨張タンク４０内に残存する液体が集合管３０内に、さらには排水管４６内に排出されるように、膨張弁６２が、開放される。このようにして膨張タンク４０は、脱水される。膨張タンク４０が脱水されるとき、膨張弁６２は、閉鎖される。あるいは、膨張タンク４０は、逆洗運転前に脱水され得る。
【００６２】
濾過運転に戻るために、排水弁４８が閉鎖され、出口弁３６が開放され、供給弁４４が開放される。最終的に、濃縮物弁３１、３２のうちの一方が、閉鎖されるか、または両濃縮物弁３１、３２が、開放した状態にとどまる。それゆえに、液体は供給管４２から、集合管３０および入口管２１、２２のうちの少なくとも１つを介して、濾過モジュール２０内に供給される。透過水は、濾過モジュール２０から出口管２６内に排出される。
【００６３】
逆洗運転後、タンク通気弁７２は、逆洗タンク５０内に残存する空気を通気デバイス７０を通って逃がすことができるように、開放される。濾液は、逆洗タンク５０が濾液で少なくともほぼ完全に満たされるまで、出口管２６から逆洗タンク５０内に流入している。このようにして逆洗タンク５０は、脱気される。逆洗タンク５０が脱気された時に、タンク通気弁７２は、閉鎖される。あるいは、逆洗タンク５０は、逆洗運転前に脱気され得る。
【００６４】
化学的すすぎ運転を準備するに際して、当初、供給弁４４は閉鎖され、出口弁３６は閉鎖されている。次いで、第１の濃縮物弁３１および第２の濃縮物弁３２が閉鎖され、それぞれ閉鎖された状態にとどまる。その後、排水弁４８が開放される。膨張弁６２、逆洗弁６４、およびタンク通気弁７２は、閉鎖された状態にとどまる。
【００６５】
化学的すすぎ運転を開始するために、洗浄弁８６を開放し、循環ポンプ８４を始動し、計量供給装置８１、８２、８３を開放し、それぞれの洗浄薬剤、例えばアルカリ性洗浄剤、酸性洗浄剤、または塩素洗浄剤を洗浄分岐路８０に添加する。それゆえに、添加した洗浄薬剤および濾過システム１０内に含まれる液体は、洗浄分岐路８０、第１の入口管２１、濾過モジュール２０、および第２の入口管２２を通じて循環される。
【００６６】
第１の計量供給装置８１および第３の計量供給装置８３を同時に開放することも可能である。それゆえに、アルカリ性洗浄剤および塩素洗浄剤は、一緒に添加することができる。
【００６７】
濾過システム１０内に添加される洗浄薬剤の量は、例えば濾過モジュール２０内もしくは入口管２１、２２内に配置されたセンサにより、または計量供給装置８１、８２、８３内に配置された流量計により、測定される。十分な量の洗浄薬剤が濾過システム１０内に提供されると、それぞれの計量供給装置８１、８２、８３は閉鎖される。
【００６８】
上述のように、循環により、添加した洗浄薬剤は、濾過モジュール２０の濾過膜２５の表面を洗浄している。
【００６９】
化学的すすぎ運転を終了するために、循環ポンプ８４は停止され、洗浄弁８６は閉鎖される。第１の濃縮物弁３１および第２の濃縮物弁３２が、開放される。逆洗タンク５０内の圧力が増大するように、逆洗弁６４が開放される。それゆえに、液体は、出口管２６から濾過モジュール２０内に押し込まれ、濾過モジュール２０内に含まれる洗浄薬剤を含む液体は、濾過モジュール２０から押し出され、入口管２１、２２を通じて、集合管３０内および排水管４６内に入る。このようにして液体および添加した洗浄薬剤は、濾過モジュール２０から排出される。
【００７０】
アルカリ性洗浄剤が第１の計量供給装置８１により添加されたか、または酸性洗浄剤が第２の計量供給装置８２により添加された場合、濾過モジュール２０内に含まれる液体は、非中性ｐＨ値になっている。
【００７１】
この場合、相補的な洗浄薬剤を濾過システムに添加するために、化学的すすぎ運転の終了前に異なる計量供給装置８１、８２が開放される。例えば、アルカリ性洗浄剤が第１の計量供給装置８１を介して添加された場合、酸性洗浄剤が第２の計量供給装置８２を介して添加され、逆もまた同様である。それゆえに、濾過システム１０内の液体は、中和され、中性ｐＨ値に調節される。
【００７２】
濾過運転に戻るために、逆洗弁６４を閉鎖し、排水弁４８を閉鎖し、出口弁３６を開放し、供給弁４４を開放する。最終的に、濃縮物弁３１、３２のうちの一方が閉鎖されるか、または両濃縮物弁３１、３２が開放した状態にとどまる。それゆえに、液体は、供給管４２から、集合管３０および入口管２１、２２のうちの少なくとも１つを介して、濾過モジュール２０内に供給される。透過水は、濾過モジュール２０から出口管２６内に排出される。
【００７３】
上述の記載は、説明の目的のために、特定の実施形態を参照しながら行われている。しかしながら、上記の例示的な議論は、網羅的であること、または本発明を開示された厳密な形態に限定することを意図していない。上述の教示事項および添付請求項により包含される教示事項を考慮すると、多くの変更および変形が可能である。本発明の原理およびその実践的な応用を説明するために、それにより当業者が、企図する特定の用途に適した様々な変更と共に本発明および様々な実施形態を利用することができるように、実施形態を選び、記載した。
【符号の説明】
【００７４】
１０  濾過システム
２０  濾過モジュール
２１  第１の入口管
２２  第２の入口管
２４  入口区画
２５  濾過膜
２６  出口管
２７  出口適合部材
２８  出口区画
３０  集合管
３１  第１の濃縮物弁
３２  第２の濃縮物弁
３６  出口弁
４２  供給管
４０  膨張タンク
４４  供給弁
４６  排水管
４８  排水弁
５０  逆洗タンク
５１  第１の流れ方向
５２  第２の流れ方向
５４  取り入れチューブ
６０  加圧空気デバイス
６２  膨張弁
６４  逆洗弁
７０  通気デバイス
７２  タンク通気弁
７５  入口通気弁
７６  出口通気弁
８０  洗浄分岐路
８１  第１の計量供給装置
８２  第２の計量供給装置
８３  第３の計量供給装置
８４  循環ポンプ
８６  洗浄弁
【図１】
2018527179.tif 000003
【図２】
2018527179.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月20日(2017.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体、特に原水のための濾過システム（１０）であって、
液体を濾過するための少なくとも１つの濾過モジュール（２０）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第１の入口管（２１）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第２の入口管（２２）と、
濾液を濾過モジュール（２０）から排出するための少なくとも１つの出口管（２６）と、
を備える濾過システム（１０）において、
第１の濃縮物弁（３１）が、第１の入口管（２１）内に配置され、第２の濃縮物弁（３２）が、第２の入口管（２２）内に配置され、排水管（４６）が入口管（２１、２２）に、集合管（３０）を介して接続されており、排水管（４６）内には排水弁（４８）が配置されていて、排水弁（４８）が開いているとき、液体および被保持物が、濾過モジュール（２０）の入口区画（２４）から出て排水管（４６）および排水弁（４８）を通過することができるようになっており、第１の入口管（２１）および第２の入口管（２２）は、集合管（３０）に接続されており、集合管（３０）は、供給管（４２）に接続され、供給管（４２）内には供給弁（４４）が配置されていて、供給弁（４４）が開いており、かつ濃縮物弁（３１、３２）のうちの１つが開いているとき、液体が、供給管（４２）および入口管（２１、２２）のうちの１つを通過して、濾過モジュール（２０）の入口区画（２４）内に入ることができるようになっており、
洗浄分岐路（８０）が、第１の入口管（２１）と第２の入口管（２２）との間に配置され、洗浄薬剤を添加するための少なくとも１つの計量供給装置（８１、８２、８３）が、洗浄分岐路（８０）に接続されていることを特徴とする、濾過システム（１０）。
【請求項２】
洗浄分岐路（８０）が、少なくとも１つの計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された循環ポンプ（８４）を含むことを特徴とする、請求項１記載の濾過システム（１０）。
【請求項３】
洗浄分岐路（８０）が、少なくとも１つの計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された洗浄弁（８６）を含むことを特徴とする、請求項１または２記載の濾過システム（１０）。
【請求項４】
洗浄分岐路（８０）が少なくとも、アルカリ性洗浄剤を添加するための第１の計量供給装置（８１）および酸性洗浄剤を添加するための第２の計量供給装置（８２）を含むことを特徴とする、請求項１または２記載の濾過システム（１０）。
【請求項５】
洗浄分岐路（８０）が、塩素洗浄剤を添加するための第３の計量供給装置（８３）を含むことを特徴とする、請求項４記載の濾過システム（１０）。
【請求項６】
洗浄分岐路（８０）が、濾過モジュール（２０）と第１の濃縮物弁（３１）との間で第１の入口管（２１）に接続されるとともに、濾過モジュール（２０）と第２の濃縮物弁（３２）との間で第２の入口管（２２）に接続されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の濾過システム（１０）。
【請求項７】
液体、特に原水のための濾過システム（１０）を化学的にすすぐ方法であって、
液体を濾過するための少なくとも１つの濾過モジュール（２０）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第１の入口管（２１）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第２の入口管（２２）と、
濾液を濾過モジュール（２０）から排出するための少なくとも１つの出口管（２６）と
を備える濾過システム（１０）を、化学的にすすぐ方法において、
化学的すすぎ運転において洗浄薬剤が、第１の入口管（２１）と第２の入口管（２２）との間に配置された洗浄分岐路（８０）に接続された計量供給装置（８１、８２、８３）を介して、添加され、
第１の入口管（２１）内に配置された第１の濃縮物弁（３１）および第２の入口管（２２）内に配置された第２の濃縮物弁（３２）が、洗浄薬剤が添加される前に閉鎖され、
洗浄薬剤を含む液体が、集合管（３０）に接続されている第１の入口管（２１）および第２の入口管（２２）を通じて排出されるように、化学的すすぎ運転後に第１の濃縮物弁（３１）および第２の濃縮物弁（３２）が開放され、
排水管（４６）が、集合管（３０）に接続されており、
排水弁（４８）が排水管（４６）内に配置されていて、排水弁（４８）が開いているとき、液体および被保持物が、濾過モジュール（２０）の入口区画（２４）から出て排水管（４６）および排水弁（４８）を通過することができる、
ことを特徴とする、方法。
【請求項８】
前記洗浄薬剤が、計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された循環ポンプ（８４）により、洗浄分岐路（８０）および濾過モジュール（２０）を通じて循環されることを特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項９】
計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された洗浄弁（８６）が、前記洗浄薬剤の循環を可能にするために開放されることを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
濾過システム（１０）内の液体が中性ｐＨ値に調節されるように、アルカリ性洗浄剤が、第１の計量供給装置（８１）を介して添加され、酸性洗浄剤が、第２の計量供給装置（８２）を介して添加されることを特徴とする、請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
塩素洗浄剤が、第３の計量供給装置（８３）を介して添加されることを特徴とする、請求項７から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
化学的すすぎ運転を準備するに際して、当初、供給弁（４４）は閉鎖され、出口管（２６）に配置された出口弁（３６）は閉鎖されており、
供給弁（４４）は供給管（４２）に配置されていて、供給弁（４４）が開いており、かつ濃縮物弁（３１、３２）のうちの１つが開いているとき、液体が、供給管（４２）および入口管（２１、２２）のうちの１つを通過して、濾過モジュール（２０）の入口区画（２４）内に入ることができ、
集合管（３０）は、供給管（４２）に接続している
ことを特徴とする、請求項７から１１までのいずれか１項記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月17日(2018.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体、特に原水のための濾過システム（１０）であって、
液体を濾過するための少なくとも１つの濾過モジュール（２０）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第１の入口管（２１）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第２の入口管（２２）と、
濾液を濾過モジュール（２０）から排出するための少なくとも１つの出口管（２６）と、
を備える濾過システム（１０）において、
第１の濃縮物弁（３１）が、第１の入口管（２１）内に配置され、第２の濃縮物弁（３２）が、第２の入口管（２２）内に配置され、排水管（４６）が入口管（２１、２２）に、集合管（３０）を介して接続されており、排水管（４６）内には排水弁（４８）が配置されていて、排水弁（４８）が開いているとき、液体および被保持物が、濾過モジュール（２０）の入口区画（２４）から出て排水管（４６）および排水弁（４８）を通過することができるようになっており、第１の入口管（２１）および第２の入口管（２２）は、集合管（３０）に接続されており、集合管（３０）は、供給管（４２）に接続され、供給管（４２）内には供給弁（４４）が配置されていて、供給弁（４４）が開いており、かつ濃縮物弁（３１、３２）のうちの１つが開いているとき、液体が、供給管（４２）および入口管（２１、２２）のうちの１つを通過して、濾過モジュール（２０）の入口区画（２４）内に入ることができるようになっており、
洗浄分岐路（８０）が、第１の入口管（２１）と第２の入口管（２２）との間に配置され、洗浄薬剤を添加するための少なくとも１つの計量供給装置（８１、８２、８３）が、洗浄分岐路（８０）に接続されていることを特徴とする、濾過システム（１０）。
【請求項２】
洗浄分岐路（８０）が、少なくとも１つの計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された循環ポンプ（８４）を含むことを特徴とする、請求項１記載の濾過システム（１０）。
【請求項３】
洗浄分岐路（８０）が、少なくとも１つの計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された洗浄弁（８６）を含むことを特徴とする、請求項１または２記載の濾過システム（１０）。
【請求項４】
洗浄分岐路（８０）が少なくとも、アルカリ性洗浄剤を添加するための第１の計量供給装置（８１）および酸性洗浄剤を添加するための第２の計量供給装置（８２）を含むことを特徴とする、請求項１または２記載の濾過システム（１０）。
【請求項５】
洗浄分岐路（８０）が、塩素洗浄剤を添加するための第３の計量供給装置（８３）を含むことを特徴とする、請求項４記載の濾過システム（１０）。
【請求項６】
洗浄分岐路（８０）が、濾過モジュール（２０）と第１の濃縮物弁（３１）との間で第１の入口管（２１）に接続されるとともに、濾過モジュール（２０）と第２の濃縮物弁（３２）との間で第２の入口管（２２）に接続されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の濾過システム（１０）。
【請求項７】
液体、特に原水のための濾過システム（１０）を化学的にすすぐ方法であって、
液体を濾過するための少なくとも１つの濾過モジュール（２０）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第１の入口管（２１）と、
液体を濾過モジュール（２０）に供給するための第２の入口管（２２）と、
濾液を濾過モジュール（２０）から排出するための少なくとも１つの出口管（２６）と
を備える濾過システム（１０）を、化学的にすすぐ方法において、
化学的すすぎ運転において洗浄薬剤が、第１の入口管（２１）と第２の入口管（２２）との間に配置された洗浄分岐路（８０）に接続された計量供給装置（８１、８２、８３）を介して、添加され、
第１の入口管（２１）内に配置された第１の濃縮物弁（３１）および第２の入口管（２２）内に配置された第２の濃縮物弁（３２）が、洗浄薬剤が添加される前に閉鎖され、
洗浄薬剤を含む液体が、集合管（３０）に接続されている第１の入口管（２１）および第２の入口管（２２）を通じて排出されるように、化学的すすぎ運転後に第１の濃縮物弁（３１）および第２の濃縮物弁（３２）が開放され、
排水管（４６）が、集合管（３０）に接続されており、
排水弁（４８）が排水管（４６）内に配置されていて、排水弁（４８）が開いているとき、液体および被保持物が、濾過モジュール（２０）の入口区画（２４）から出て排水管（４６）および排水弁（４８）を通過することができる、
ことを特徴とする、方法。
【請求項８】
前記洗浄薬剤が、計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された循環ポンプ（８４）により、洗浄分岐路（８０）および濾過モジュール（２０）を通じて循環されることを特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項９】
計量供給装置（８１、８２、８３）と直列に配置された洗浄弁（８６）が、前記洗浄薬剤の循環を可能にするために開放されることを特徴とする、請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】
濾過システム（１０）内の液体が中性ｐＨ値に調節されるように、アルカリ性洗浄剤が、第１の計量供給装置（８１）を介して添加され、酸性洗浄剤が、第２の計量供給装置（８２）を介して添加されることを特徴とする、請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
塩素洗浄剤が、第３の計量供給装置（８３）を介して添加されることを特徴とする、請求項７から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
化学的すすぎ運転を準備するに際して、当初、供給弁（４４）は閉鎖され、出口管（２６）に配置された出口弁（３６）は閉鎖されており、
供給弁（４４）は供給管（４２）に配置されていて、供給弁（４４）が開いており、かつ濃縮物弁（３１、３２）のうちの１つが開いているとき、液体が、供給管（４２）および入口管（２１、２２）のうちの１つを通過して、濾過モジュール（２０）の入口区画（２４）内に入ることができ、
集合管（３０）は、供給管（４２）に接続している
ことを特徴とする、請求項７から１１までのいずれか１項記載の方法。
【国際調査報告】
2018527179.tif 000005
2018527179.tif 000006
2018527179.tif 000007