專利名稱：水處理設備以及用于運行水處理設備的方法和計算機程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據權利要求1前序部分的水處理設備、根據權利要求6前序部分的用于運行水處理設備的方法以及根據權利要求8的計算機程序。
背景技術：
這種公知的水處理設備不僅用于處理飲用水，而且用于處理工藝用水。在此，一方面公知了用于借助于例如砂或活性炭過濾器處理水的傳統方法，而且也公知了在使用膜片過濾器的情況下的設備?；谀て奶幚碓O備的主要優(yōu)點應在于，這種處理設備例如對于細菌是絕對的即不可透過的壁全——只要膜片完好。這種可靠性以及其它某些方面可實現設備的高程度的自動化，由此，不必存在操作人員。這可實現經濟地使用較小的分散型水處理設備。這種設備越來越設計成可通過模塊式結構形式匹配于例如所需流量的要求的標準化解決方案。水處理設備中的污染微粒不斷沉積并且必須定期例如通過回流沖洗來去除。視水組分而定，根據運行參數例如流量率、PH-值、凝聚添加劑以及水內容物，也產生嚴重的沉積即所謂的積垢，所述沉積不可通過簡單的回流沖洗或溢流來去除。為了去除積垢，需要化學支持的凈化，典型地用酸、堿或用基于氧化/氯化的物質。標準化的水處理設備的缺點在于，這種水處理設備由于例如強烈的降雨而沒有最優(yōu)地匹配于例如原水組分的波動。這是因為，由于所需的處理可靠性而例如關于凈化間隔而預先給定固定的周期性的間隔或者所述間隔與膜片上的確定壓力差相聯系。因此，在公知的設備中運行成本由于運行可靠性而沒有得到優(yōu)化。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務在于，這樣進一步構造公知的水處理設備，使得所述水處理設備使其運行參數匹配于當前的水組分，由此可實現優(yōu)化的運行。這種優(yōu)化的運行尤其是使得運行成本降低。另外，本發(fā)明的任務在于，給出用于運行水處理設備的方法和被設置用于此的計算機程序。所述任務利用具有權利要求1的特征的水處理設備、在方法方面利用權利要求6 的特征并且在計算機程序方面利用權利要求8的特征來解決。本發(fā)明的有利的進一步構型在從屬權利要求中給出。由說明書、權利要求書和/或附圖中公開的特征中的至少兩個構成的全部組合落在本發(fā)明的范圍內。為了避免重復，在裝置方面公開的特征應視為在方法方面被公開并且可要求保護。同樣，在方法方面公開的特征也應視為在裝置方面被公開并且可要求保護。應被視為特別有利的是，運行參數的由各個傳感器檢測的測量值存儲在存儲裝置中。所述測量值然后可在計算機程序中被這樣處理，使得測量值在時間上的變化曲線在控制凈化裝置和/或泵裝置時得到考慮。另外有利的是，設置有操作單元，各個運行參數的數據可通過所述操作單元輸入或選擇。由此在變化的邊緣條件或關于不同運行參數而優(yōu)化水處理設備的可能性方面得到特別高的靈活性。為此，在特別優(yōu)選的實施形式中提出，用傳感器方式檢測水處理設備的部件的能量以及材料消耗，由此，水處理設備對于優(yōu)化各個運行參數的靈活性進一步提高。


從對優(yōu)選實施例進行的下述說明中以及借助于附圖得到本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和細節(jié)。唯一的附圖表示
圖1水處理設備的示意性視圖。
具體實施例方式圖1中示出了水處理設備10。水處理設備10具有過濾元件11。過濾元件11優(yōu)選構造成膜片過濾元件，尤其是按照超過濾和微過濾構造成具有細孔的空心纖維膜片過濾元件。過濾元件11連接在用于原水的輸入管路13與用于由過濾元件11凈化的水的輸出管路14之間。在輸入管路13中設置有用于水的泵裝置15，所述泵裝置的功率以及由此流量可調節(jié)。取代可調節(jié)的泵裝置15，也可考慮通過節(jié)流閥調節(jié)體積流量。當然，作為替換方案，泵裝置15也可設置在輸出管路14中并且抽吸通過過濾元件11的水。作為替換方案， 也可設置作為輸入/輸出管路的優(yōu)選具有相應的閥的共同管路。過濾元件11通過管路16與凈化或沖洗裝置20耦合。取代唯一的凈化或沖洗裝置20，當然也可視要求/技術而定將多個不同的凈化或沖洗裝置與過濾元件11連接，所述凈化或沖洗裝置例如包括用于凈化或沖洗物質的單獨的容器或輸入管路。最后，設置有從過濾元件11引出的輸出管路21，殘留物或回流沖洗水可通過所述輸出管路導出。另外，水處理設備10包括控制單元25，所述控制單元尤其是也用于控制凈化或沖洗裝置20?？刂茊卧?5通過控制導線沈與操作單元27耦合，通過所述操作單元可輸入用于運行數據的重要數據和/或選擇待優(yōu)化的稍后還要詳細描述的運行參數。另外，控制單元25可用本身公知的方式和方法通過數據導線或通過因特網與另外的重要部位連接?？刂茊卧?5和所述一個或多個凈化或沖洗裝置20通過雙向的數據導線28彼此連接?？刂茊卧?5借助于另外的控制導線四控制泵裝置15。就此而言所描述的水處理設備10附加地構造有一系列傳感器。傳感器示例性地并且由此不是最終地包括壓差傳感器30，所述壓差傳感器連接在過濾元件11的輸入管路 13與輸出管路14之間，并且所述壓差傳感器通過導線31與控制單元25連接。另外，設置有連接在輸入管路13中的濁度傳感器32和溫度傳感器33，所述濁度傳感器和溫度傳感器通過導線34、35與控制單元25連接。此外，設置有用于檢測泵裝置15的取用功率的傳感器37，其通過導線38與控制單元25耦合。借助于控制裝置25控制水處理設備10，尤其是根據下面列舉的運行參數來進行 水的體積流量、借助于凈化或沖洗裝置20進行的沖洗之間的間隔和沖洗持續(xù)時間以及必要時沖洗壓力。另外，在存在化學凈化物質的情況下，兩次凈化之間的時間間隔、凈化持續(xù)時間、凈化溫度、凈化劑濃度以及所使用的凈化劑的類型。如果使用附加的助劑例如凝聚劑，則助劑的添加量與體積流量或污物的濃度相關。
只要前面沒有已提到，全部重要的用于控制水處理設備10的運行參數都可用傳感器方式檢測并且分別作為輸入參量輸送給控制裝置25。根據本發(fā)明重要的是，在控制單元25中設置計算機程序40，所述計算機程序使水處理設備10的運行自適應地、即自主地(selbstaendig)匹配于原水的組分或品質并且自動地對水組分的波動作出反應。尤其是凈化或沖洗裝置20(所述凈化或沖洗裝置如已所述地或者用沖洗水或者用附加的化學物質工作)的控制和/或例如泵裝置15處的流量應這樣優(yōu)化，使得尤其是實現運行成本的優(yōu)化，即所述運行成本在總體上看達到最小值。在此需要注意的是，運行成本表示水處理設備10的間接的運行參數，所述間接的運行參數根據上述各個(直接的)運行參數得到。為此，運行參數的通過不同傳感器檢測的測量值在控制單元25中存儲在測量值存儲器39中或者作為輸入參量在計算機程序40中的一個算法或多個算法中使用。在此， 該算法或這些算法應獨立地開發(fā)自己的運行策略或改變作為有意義的預先給定的窗中的上述運行參數，以便根據水組分尤其是實現運行成本的最小值。這些運行參數及其重要的特征借助于操作單元27預先給定并且必要時可改變或可匹配，由此，本發(fā)明不應僅僅局限于運行成本的優(yōu)化。例如需要提到的是，在確定的水品質情況下，例如在確定的沖洗持續(xù)時間結合確定的化學凈化物質添加量和確定的流量情況下的確定的沖洗間隔情況下，得到對于確定水量的運行成本的最小值。如果現在水品質變化，則在沖洗持續(xù)時間延長以及凈化物質添加量提高的同時流量減小、凈化間隔延長的情況下，得到新的運行成本最小值。借助于計算機程序40于是按照當前的水組分(在考慮水組分在時間上的變化曲線以及運行參數在時間上的變化曲線的情況下)始終更新運行參數，以便在總體上看使運行成本最小化。作為結果，計算機程序40通過控制裝置25按照要求在運行成本最小化的意義上控制凈化或沖洗裝置20或泵裝置15。
權利要求
1.水處理設備，具有設置在用于原水的水輸入管路(13)與用于經凈化的水的水輸出管路(14)之間的過濾元件(11)，具有用于泵送、尤其是壓和/或抽通過所述過濾元件(11) 的水的泵裝置(15)，具有至少一個用于所述過濾元件(11)的凈化裝置(20)，具有至少一個用于檢測水特性的傳感器(30，32，33)，以及具有與所述至少一個傳感器(30，32，33)連接的用于控制所述至少一個凈化裝置(20)的控制裝置(25)，其特征在于所述控制裝置(25) 包括用于與借助于所述至少一個傳感器(30，32，33)檢測的水特性相關地、自主匹配地控制所述至少一個凈化裝置(20 )和/或用于與借助于所述至少一個傳感器(30，32，33 )檢測的水特性相關地、自主匹配地改變所述泵裝置(15)的體積流量的計算機程序(40)。
2.根據權利要求1的水處理設備，其特征在于所述控制裝置(25)具有用于存儲傳感器數據的存儲裝置(39)。
3.根據權利要求1或2的水處理設備，其特征在于存在與所述控制裝置(25)耦合的用于選擇運行參數以及用于輸入有關所述運行參數的數據的操作單元(27 )。
4.根據權利要求1至3之一的水處理設備，其特征在于所述過濾元件是膜片過濾器 (11)，尤其是空心纖維過濾元件。
5.根據權利要求1至4之一的水處理設備，其特征在于附加地設置有與所述控制裝置(25)連接的用于檢測所述泵裝置(15)的能量消耗或所述水處理設備(10)的其它部件的能量消耗和/或材料消耗的傳感器(37)。
6.用于運行根據權利要求1至5之一的水處理設備(10)的方法，其特征在于所述控制裝置(25 )為了控制所述至少一個凈化裝置(20 )或為了調整所述泵裝置(15 )處的流量而在至少一個算法中處理運行參數的由傳感器(30，32，33，37)檢測的測量值，以及其中根據所述傳感器(30，32，33，37)的當前檢測的測量值，在考慮優(yōu)化一個或多個直接或間接的運行參數的情況下自適應地控制所述至少一個凈化裝置(20 )或所述泵裝置(15 )。
7.根據權利要求6的方法，其特征在于在考慮所述傳感器(30，32，33，37)的存儲在存儲裝置(39)中的測量值在時間上的變化曲線的情況下控制所述至少一個凈化裝置(20)或所述泵裝置(15)。
8.計算機程序，用于根據權利要求6或7的方法運行水處理設備(10)的控制裝置 (25)。
全文摘要
本發(fā)明涉及水處理設備(10)，具有設置在用于原水的水輸入管路(13)與用于經凈化的水的水輸出管路(14)之間的過濾元件(11)，具有用于泵送、尤其是壓和/或抽通過所述過濾元件(11)的水的泵裝置(15)，具有至少一個用于所述過濾元件(11)的凈化裝置(20)，具有至少一個用于檢測水特性的傳感器(30，32，33)，以及具有與所述傳感器(30，32，33)連接的用于控制所述至少一個凈化裝置(20)的控制裝置(25)。按照本發(fā)明規(guī)定所述控制裝置(25)包括用于自適應地控制所述至少一個凈化裝置(20)以及自適應地改變所述泵裝置(15)的體積流量的計算機程序(40)。本發(fā)明包括用于運行該水處理設備(10)的方法以及計算機程序(40)。
文檔編號C02F1/44GK102245516SQ200980150291
公開日2011年11月16日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權日2008年12月16日
發(fā)明者馬特恩 A. 申請人:羅伯特·博世有限公司