WO2002098804A1 - System zur herstellung von ultrareinem wasser mit laborqualität - Google Patents

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WO2002098804A1
WO2002098804A1 PCT/EP2001/014085 EP0114085W WO02098804A1 WO 2002098804 A1 WO2002098804 A1 WO 2002098804A1 EP 0114085 W EP0114085 W EP 0114085W WO 02098804 A1 WO02098804 A1 WO 02098804A1
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activated carbon
chamber
water
media
acid
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PCT/EP2001/014085
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William P. Johll, Jr.
Charles T. Nachtman
Helmut R. H. Gideon
Timothy T. Dunwoody
Jamie C. Carr
Thomas Scholz
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Sartorius Ag
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Publication date
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    • Y10S210/90—Ultra pure water, e.g. conductivity water

Definitions

  • a minority of contaminants in drinking water include organic pollutants that typically do not carry ionic charges. Accordingly, such organic pollutants are not measurable in the same way as organic contaminants.
  • a preferred level of total organic content (TOC) in laboratory grade ultrapure water is no more than a few parts per billion (ppb).
  • the present invention encompasses a system for the production of laboratory grade ultrapure water, which is a unique combination of cleaning media contained in a series of double housings, preferably associated with ultraviolet (UV) and ultrafiltration (UF) treatment, and a new arrangement of the distribution, of solenoid valves, control valves and sensor devices.
  • UV ultraviolet
  • UPF ultrafiltration
  • Figures 1 to 4 are schematic representations showing four exemplary embodiments of the invention.
  • Figures 5 to 7 are perspective, cross-sectional and exploded views of the preferred housings for receiving the cleaning media used in the system of the invention.
  • the system is designed to work with feed water that comes from a safe source of drinking water that has been further treated by reverse osmosis (RO), distillation, or electrical (EDI) or conventional deionization (DI).
  • the entry water should come from a source that complies with the US Environmental Protection Agency National Primary Drinking Water Regulations or comparable standards of the European Union or Japan.
  • the system can be operated directly with potable tap water at sources that contain no more than 500 parts per million (ppm) total dissolved solids as calcium carbonate equivalents, this water, the total level of organic carbon (TOC) over 1.5 ppm, may require additional pretreatment with activated carbon and / or filtration.
  • ppm parts per million
  • TOC total level of organic carbon
  • the preferred housings for accommodating the cleaning media comprise at least two double housings, each double housing having two adjacent chambers which are separated by a common wall in such a way that the chambers are in fluid communication with one another, the flow being from the top to the bottom ,
  • Such dual housings are shown in Figures 5 through 7 and are disclosed in greater detail in commonly assigned US Application No. 09 / 733,770, filed December 8, 2000, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
  • FIG. 5 to 7 show a two-chamber media housing 1, which comprises a housing body 10 with an upper end cap 12 and bottom end cap 14.
  • the end caps 12 and 14 are preferably provided with reinforcing ribs 30.
  • the upper end cap 12 is provided with a fluid inlet opening 18 and a fluid outlet opening 28.
  • the upper end cap 12 may also be provided with a locking hub 13 and receiving hubs 131 for securing an intake and exhaust valve assembly (not shown), which is the subject of commonly assigned U.S. Patent Application No. 09 / 733,588, issued December 8 Was submitted in 2000.
  • Housing body 10 and end caps 12 and 14 may be made of any suitable material, such as 316 or 316L stainless steel or thermoplastic polymers, the latter being preferred; and the three components can be secured together by suitable means; in the case of a thermoplastic polymer, the three components are preferably welded together.
  • suitable materials include polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, fluorinated ethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer and polyether ether ketone.
  • the housing body 12 comprises a first chamber 20 and a second chamber 24, which are connected to one another by a common wall 20-24. Both ends of both the first chamber 20 and the second chamber 24 are equipped with porous sieves, which serve both as a pre-filter for large particles and also to retain filtration and / or adsorption media, the sieves fitting into these receiving recesses 17, which are embedded in the housing body wall 11 and the common wall 30-24.
  • the porous screens or screens in the double housing can be constructed from the same material types as the double housing.
  • the fluid that is to be filtered or otherwise treated with media such as activated carbon, ion exchange media or other treatment materials enters through the fluid inlet opening 18 in the upper end cap 12, flows down through the porous strainer 16 and the first chamber 20, then after down through the media contained in the first chamber 20, through the lower screen 16, then meets the flow collector 21 of the first chamber, which carries the permeate from the first chamber up through the collection chamber 22 of the first chamber to the top of the second Chamber 24 leads.
  • the fluid permeate from the first chamber meets the flow distributor 23 of the second chamber, which causes the flow to be distributed to be evenly distributed downward through the porous screen 16 and the media of the second chamber 24.
  • the permeate flows through sieve 16 and meets the flow collector 25 of the second chamber, which leads the fluid permeate upward through the permeate collection chamber 26 of the second chamber and out through permeate outlet opening 28.
  • cleaning media The use of five types of cleaning media is preferred: (1) redox media; (2) acid-washed, bituminous activated carbon; (3) high energy bitumen quality activated carbon or coconut shell activated carbon washed with acid; (4) mixed bed ion exchange resins with semiconductor quality and (5) catalytic activated carbon with a maximum peroxide number of 14.
  • the water runs down through all cleaning media to prevent fluidization and separation of the media based on a different particle density. Based on the volume of each chamber in the double housings, virtually any percentage of any of these media that according to the impurities in the feed water. Details of preferred aspects of these cleaning media, including preferred volume percentages used with typical entries, are discussed below in connection with the system shown in FIG. 1.
  • the preferred redox media include a granulated Zn / Cu alloy commercially available as KDF 55 from KDF Fluid Treatment, Ine, of Three Rivers, Michigan. Such redox media are designed to remove or reduce free chloride and water soluble heavy metals while providing control of bacteria and algae that may be present in the feed water.
  • the redox reaction reduces free chlorides in the feed water to chloride ions, which are removed downstream by the ion exchange resin. Bacteria and other microorganisms are killed by the production of peroxides and free hydroxyl radicals, which are formed as water flows through the media.
  • catalytic carbon is added downstream of the redox media to remove the peroxides generated by the media.
  • the heavy metal is removed by electrochemical deposition of the heavy metal types on the redox media, while the heavy metal types are in contact with the media.
  • the preferred amount of the redox media used in the double chamber housings according to the invention is 1 to 10 vol%, particularly preferably 8 vol% of the contents of a single chamber of the double chamber housings, preferably based on a flow rate of up to 2.5 l / min (0.6 gpm) 1.5 l / min (0.36 gpm).
  • Such redox media provide a number of significant advantages, particularly in a laboratory water treatment device, over conventional treatment arrangements.
  • the redox media can effectively remove up to 10 to 20 times the capacity of activated carbon typically used for chlorine removal.
  • Water supplied by RO systems or distillation systems typically uses a reservoir to hold the treated water.
  • Storage containers can provide an important environment for the growth of bacteria and algae due to the stale nature of the vessels. These vessels are usually forgotten or ignored when cleaning and disinfecting.
  • a central ion exchange system can also be a source of bacterial contamination that can be transported to the location of the water purification system.
  • the redox media When used as the first or one of the first cleaning media in contact with the feed water, the redox media provide bacteriostatic protection at the inlet to the system so that the potential for bacterial contamination of the other downstream cleaning media is reduced. This is a particular advantage for a water product at the point of use, which comes from the feed water that is supplied from a reservoir or from a central ion exchange system.
  • As the amount of bacteria is reduced the amount of bacterial endotoxins released in the system is also reduced.
  • the requirements for the system's ultrafiltration and final filtration devices are also reduced.
  • the redox media In addition to the electrochemical deposition of the heavy metal ions, the redox media also react with divalent cations that can be found in the feed water sources, which causes the ions to precipitate. Heavy metals are chemically bound to the redox media. Divalent cations are precipitated as particles. Depending on the size, the particles can remain suspended or fall out of solution. In this case, the particles can physically accumulate on the media, coal or filters, which prevents water contact and clogs or clogs the media or filter. dirty. Because of the generally low level of heavy metals and divalent cations in the majority of the preferred feed water sources mentioned above, periodic backwashing of the redox media should not be necessary.
  • a small amount of "sacrificial" activated carbon can be added upstream of the redox media to To protect the redox media from organic pollution.
  • Such activated carbon is "willing to sacrifice” in the sense that it is contaminated by organic substances in order to protect the redox media from organic pollution.
  • a high organic carbon load in an entry water source coats the redox media and prevents water contact, which reduces the redox activity; Activated carbon upstream prevents this event.
  • the preferred activated carbon for protecting the redox media consists of acid washed, granular activated carbon with bitumen quality, 20 x 50 US mesh size, commercially available from Bamebey & Sutcliffe Corp. in Columbus, Ohio.
  • Bitumen quality and other coal-based activated carbons contain a higher degree of larger pore sizes (macropores) that can be better used to remove larger molecular weight organic compounds typically found in drinking water or other high-TOC sources.
  • Another preferred cleaning medium is a granular activated carbon specifically designed to remove ozone and low molecular weight organic compounds, including organic acids, preferably (i) high energy bitumen quality activated carbon or (ii) acid washed coconut shell activated carbon, wherein the latter is preferred.
  • An example of (i) is Calgon Fitrasorb 600, which is currently used for curative purposes in the removal of low molecular weight organic carbons.
  • the Filtrasorb 600 product is only available with a 12 x 40 mesh size.
  • Activated carbon media based on coconut shell have been used to remove low molecular weight organic carbon contaminants from water.
  • Activated carbons based on coconut shells contain a higher proportion of small pores or micropores, which are important for the removal of organic compounds with a low molecular weight and trace amounts of organic compounds.
  • a preferred example of (ii) is 20 x 50 mesh and is available from Barnebey & Sutcliffe Corp. commercially available in Columbus, Ohio.
  • Such cleaning media are preferably present in an amount which is between 20 and 80 vol% of the capacity of a single chamber of the double-chamber housing, particularly preferably between 25 and 75 vol%, based on the flow rate mentioned above.
  • the feed water will contain a reduced amount of low molecular weight organic carbon.
  • RO membranes have a molecular weight retention between 200 and 300 daltons. This generally shows that product water from an RO system contains only about 0.1% of the organic compounds from the feed water source with a molecular weight of or above 200 Daltons. If present, the majority of organic compounds with a molecular weight below 200 daltons will pass through the membrane.
  • distilled water will generally only contain organic compounds with a boiling point that is less than or equal to that of water (100 ° C).
  • DI water will typically also contain low molecular weight organic carbon compounds due to the pretreatment arrangements and the ability of ion exchange resins to absorb large molecular weight organic pollutants.
  • DI water from large central systems systems or service exchange systems occasionally produce noticeable amounts of organic carbon with variable molecular weights and must therefore be monitored more closely for organic contamination than product water from other pretreatment processes because of the sensitivity of the ion exchange resins to oxidation and pretreatment breakthrough.
  • Distilled, RO and DI water typically contain levels of organic carbon at ppb or mg / l level. Drinking water normally contains levels of organic carbon at the ppm or mg / l level.
  • DI water, although normally containing low molecular weight organic compounds can be problematic. Therefore, it is preferred that sacrificial carbon be provided before the redox media, e.g. B. is shown in Fig. 2.
  • newly installed water pretreatment systems can be a source of higher molecular weight organic carbon compounds that are dissolved or suspended in the water stream from the water supply that supplies the water. These compounds can be release lubricants, plasticizers, soldering fluxes, and plastic polymers of the line. These potential pollutants in new installations usually decrease over time. This pollution potential would further recommend the use of sacrificial carbon to protect the redox media.
  • Other preferred media consist of high-purity mixed bed ion exchange resin with semiconductor quality.
  • This resin comprises chemically equivalent amounts of 40 vol% resin from strong acid cations proportionally mixed with 60 vol% resin from weak base anions.
  • the preferred material is commercially available as lonac NM60-SG mixed bed ion exchange resin from Sybron Chemicals of Birmingham, New Jersey.
  • This medium is designed to remove substantially all of the ionic pollutants derived from the entry water source and from the ions released by the activated carbon and / or catalytic media located upstream in the system.
  • the preferred amount of such mixed bed resin media is generally between 40 and 100% based on the total capacity of a single chamber of the double chamber housing and at the same flow rate mentioned above.
  • Such an ion exchange resin can produce water with a specific resistance of 18.2 megohm-cm, corrected to 25 ° C, with trace amounts of easily extractable outflow of organic carbon that separates from the resin.
  • Such ion exchange resin media are preferably located in the second chamber of the first double housing A of FIG. 1 and preferably form 100% of the volume in this chamber for most expected applications. This bed also provides a significant portion of the total ion exchange capacity of the system.
  • UV ultraviolet radiation
  • a fourth bed of catalytic activated carbon is preferably used as the first medium, which is contacted in the second double-chamber housing B from FIG. 1 , used.
  • the catalytic activated carbon is designed to remove hydrogen peroxide, thereby protecting the downstream ion exchange resin from oxidation.
  • the preferred form of this medium is on 20 x 50 mesh bitumen material which comprises a mixture of oxidized and calcined bituminous coal or coal tar pitch described in U.S. Patent No. 5,356,849, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
  • the medium is commercially available as Centaur® from Calgon Carbon Corporation in Pittsburgh, Pennsylvania.
  • the medium preferably shows a maximum peroxide number of 14.
  • the peroxide number is a measure of how quickly the medium breaks down hydrogen peroxide.
  • conventional bitumen-based activated carbon shows a peroxide number of 40
  • an activated carbon based on lignite shows a peroxide number of 60
  • the preferred amount of such a catalytic activated carbon medium is 15 to 30% by volume, particularly preferably 16.6 to 25% by volume, based on the total volume of a single chamber of the double housing and the same flow rate mentioned above.
  • the products of the reaction of the catalytic carbon medium and peroxide are water and oxygen, the amount of oxygen generated being stoichiometric to the amount of peroxide destroyed.
  • the oxygen produced is forced into solution under the system's preferred operating pressure of 15 psig, but is partially adsorbed by downstream activated carbon media.
  • the water moves from the outlet of the first double-chamber housing A to a UV reactor chamber 46 made of 316 L stainless steel.
  • the reactor chamber 46 contains a low pressure, high power ultraviolet (UV) lamp which is connected to an electronic ballast.
  • the diameter of the UV lamp and the stainless steel chamber are designed so that a thin layer of water is formed between the lamp and the inner chamber wall. This forces the water very close to the UV lamp, resulting in efficient use of the radiation.
  • the UV lamp is designed for high power radiation with 185 nm wavelength to reduce the total organic carbon in the water. A substantial part of the emitted radiation is also emitted in the 254 nm range, which provides a germicidal effect in the reaction chamber. This will further reduce the number of viable microbes in the system in addition to the microbial control described for the KDF media.
  • the UV reactor is commercially available from Trojan Technologies Ine in Ontario, Canada.
  • Water from the UV chamber has a reduced specific resistance due to the production of carbon dioxide due to the oxidation of the organic substances in the chamber.
  • the water from the chamber also contains trace amounts of peroxide and ozone due to the effect of UV radiation on oxygen dissolved in water.
  • Some intermediate organic acids can incomplete oxidation of organic material may also be present in the reaction chamber.
  • the oxidation reaction of organic compounds in water by UV radiation with wavelengths in the 185 nm range is complicated. Extreme technical descriptions of the process of organic destruction by UV oxidation confirm that the main reactants are free hydroxyl radicals that are generated in the reaction chamber.
  • the hydroxyl radicals react with organic compounds to form carbon dioxide and water. Carbon dioxide reacts with water to form carbonic acid, which is removed by ion exchange. Hydroxyl radicals that are not consumed during the reaction with organic compounds form hydrogen peroxide.
  • FIGS. 1 to 4 represent four exemplary systems, the same letters and numbers relating to the same elements.
  • 1 illustrates a basic system configuration for cleaning each of the preferred feed water mentioned above.
  • Water from the feed source 40 enters pump 44 via pressure regulator 42, which is preferably maintained at 15 ⁇ 2 psig, then enters the top of chamber 1 of the first double housing A, flows down through the media from chamber 1 and up through the collecting space a ', then down through the media into chamber 2, then leaves chamber 2 through collecting space a ".
  • the water is preferably fed to UV reactor 46, where it is exposed to UV light, and then to the top of chamber 1 of the second double housing B, whereupon it flows down through the media of this chamber 1 Upper side of chamber 2 flows through collecting space b ', down through the media from chamber 2 of the double housing B and leaves the housing via collecting space b ".
  • the preferred media in the double housings A and B in FIGS. 1 to 4 are identified by the numbers 1 to 5 as follows:
  • FIG. 2 illustrates a system that is particularly suitable for the treatment of tap water and water from DI and EDI sources
  • FIG. 3 shows a system that is suitable for the treatment of distilled and RO sources
  • FIG 4 represents a system that mainly uses ion exchange media and no UV treatment and allows high capacity or high volume throughput.
  • the combination of materials shown in Fig. 4 gives the largest volume of ion exchange resin, which consequently gives the largest ion exchange capacity.
  • the arrangement shown in Fig. 4 is best used when high ion exchange capacity is extremely desirable for the application and higher TOC values in the effluent are of little or no concern.
  • UV is not used due to the lack of treatment with catalytic carbon and activated carbon downstream of the preferred UV site. With this type of treatment, UV would damage the resin in the second double cartridge pack due to the formation of peroxides and / or ozone.
  • the present invention contemplates the use of more than two double housings and that if so it is preferred to add them in such a way that they are in series with double housings A and B. and that the flow occurs downstream through the additional media contained therein.
  • the treated water is optionally preferably passed through ultrafilter (UF) shut-off / flushing valve 48 and ultrafilter 49.
  • Ultrafilter is in fluid communication with UF purge valve 50 and control valve 51 through return line 70 to prevent untreated feed water from flowing back, and finally in communication with pressure regulator 42 and pump 44 for another treatment cycle if required.
  • the treated water flows through a resistivity cell 52, where the specific resistance of the water is determined.
  • Pressure regulator 42 has four openings, namely inlet inlet 40, an outlet to pump 44 and two inlet openings for return lines 70 and 80 via control valves 51 and 57, respectively.
  • Entry inlet 40 provides pressure regulation for the other openings and only then allows water to enter when ultrapure water is withdrawn from the system.
  • Recirculated water from the concentrate and permeate from ultrafilter 49 supplies pump 44 when no water is removed from the system.
  • the water is passed to the distribution valve 54 and then through the final filter 55 and outlet 56.
  • the outlet of the filter is outlet 56 of the system.
  • Distribution valve 54 enables untreated treated water to be fed into the system via return line 80. to recycle, whereby the backflow of untreated feed water is prevented by control valve 57.
  • the TOC levels of the treated water are monitored by TOC sensor 62, which is in fluid communication with a pre-filter 60.
  • the bed of catalytic activated carbon media is preferably followed by another bed of acid-washed coconut shell activated carbon with 20 x 50 mesh (mesh) for removing ozone and organic acids that can be generated in the UV reaction chamber.
  • This is preferably followed by another bed of high-purity mixed bed ion exchange resin with semiconductor quality.
  • This medium forms the remaining volume of the first chamber in the second double housing B and supplies the system with additional ion exchange capacity, while at the same time removing all carbon dioxide generated by the UV treatment and also ionic material which is detached from the activated carbon.
  • Water leaving the bottom of the first chamber of the second double housing B goes up to the top of the second chamber in the second double housing, where it preferably encounters another bed of acid-washed coconut shell activated carbon with 20 x 50 mesh count, the trace amounts organic compounds such as sulfonated styrene, methylamines and chlorinated hydrocarbons, which can be eluted from the upstream ion exchange resin.
  • a bed medium reduces the amount of organic pollutants that are present in the feed water at the beginning and during the life of the system.
  • the preferred final media bed is made of high purity mixed bed ion exchange resin with semiconductor quality. This bed ensures that the water leaving the last of the double housings has a resistivity of at least 18.2 megohm at 25 ° C with an extremely low TOC in the ppb range.
  • a three-way solenoid valve or shut-off valve 48 is arranged downstream of the second double housing B and before the ultrafilter 49, which is used to initially flush the double housing after it has been installed. Water enters valve 48 at inlet (i) and exits via outlet (ii) and flows to the inlet of ultrafilter 49 during normal operation. When new dual media enclosures A and B are installed, outlet (ii) is closed and outlet (iii) is opened for draining.
  • Shut-off valve 48 is only activated when flushing a freshly loaded double housing is desired. Under normal operating conditions, the valve allows water to reach ultrafilter 49 and system outlet 56. The purging process is provided upstream of ultrafilter 49 to prevent air and initial rinse water from entering the ultrafilter housing. Because of the ultrafilter's fairly low molecular weight retention ( ⁇ 30 daltons), it is preferred that the initial rinse water and air that would otherwise enter the ultrafilter housing be removed prior to contacting the ultrafilter membrane.
  • Some polyether sulfone (PES) ultrafilter membranes are typically supplied in a pre-moistened condition to facilitate fluid flow. When the membranes become dry, the flow is reduced or completely stopped.
  • a number of potential pollutants in ultrafilter 49 can increase the time required for the water to reach the desired purity level of 18.2 megahm.
  • potential pollutants include trapped air, particles of organic carbon compounds and charged ion exchange particles.
  • Organic carbon compounds can adhere to the membranes and cause a premature breakthrough of the pollutants, which increases the TOC of the product water.
  • Charged ion exchange particles can also stick to the membranes. Poor quality water from the initial water volume leaving the last double chamber housing can introduce ionic pollutants into the ultrafilter housing, membranes and membrane spacers, which also increases the time to reach a purity level of 18.2 megahertm.
  • hollow fiber membranes are not as sensitive as spiral convoluted membranes against problems associated with air contact due to the wetting agents typically used to initiate water permeation, they are nevertheless still of the above potential for particulate, organic and ionic pollutants typically found during the initial commissioning of the cleaning system are determined.
  • the three-way solenoid or shutoff valve 48 is preferably formed from an inert material such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polypropylene (PP), or polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PP polypropylene
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • a preferred shut-off valve 48 is No. AS2036-S36, available from Precision Dynamics of New England, Connecticut.
  • a two-way valve made of the same materials and attached to a T-coupling built into the flow path would also suffice as long as the dead volume created by the coupling is minimized, preferably to no more than six times the inside diameter the flow path line.
  • Preferred valves are the solenoid activated valves, which are normally closed, such as those in which one opening is normally open while a second opening is normally closed (three-way) or those in which the valve is normally closed (two-way). All such valves are preferably not turned on before being opened, which minimizes the heat generated by the energy required to open the valve. In contrast, a significant amount of heat would be generated in the system if the valve were continuously energized.
  • Ultrafilter 49 is located downstream of the shutoff / purge valve 48 and is used to separate gram negative bacterial endotoxins (lipopolysaccharides) and other organic molecules.
  • ultrafilter 49 can consist of hollow fiber membranes or spiral wound membranes commonly used in the water purification industry. Ultrafilters are typically operated as cross-flow filters, with feed water along the upstream side of the membrane surface to form a concentrate or discharge opening, where it finally flows out of the ultrafilter housing as a concentrate stream. In a spiral wound ultrafiltration membrane, water flowing tangentially through the spiral membrane is collected in a central tube and leaves the housing as product water, commonly referred to as permeate.
  • Hollow fiber ultrafilters contain many hollow fibers that allow the water to pass from the inlet of the housing to the concentrate outlet, typically from the lumen or inside of the fibers to the outside and parallel to the fibers. Water is forced tangentially out of each fiber to the permeate side of the membrane.
  • the concentrate flow is typically throttled to create a pressure differential that forces the water to the permeate side of the membrane. This throttling can be accomplished with control valve 51 having a cracking pressure of 5 psig or greater that back pressure the flow of water through ultrafilter 49.
  • the concentrate flow is about 10% of the total volume of water supplied to the filter ,
  • both concentrate and permeate flows are circulated into the system via lines 70 and 80, respectively.
  • the concentrate flow can be controlled by means of control valve 51 or by a pressure relief valve or a throttle (not shown, but arranged in the same relative position).
  • Concentrate water is returned to the suction side of the system pump 44 via pressure regulator 42 for circulation.
  • a magnetically activated UF concentrate flush valve 50 is preferably arranged in the concentrate stream 70, which takes into account periodic high-flow flushing of the concentrate stream for draining. This is done once every 24 to 48 hours to help clean the upstream side of the ultrafilter membranes.
  • a preferred purge valve 50 is No. B20371-S2 from Precision Dynamics in New England, Connecticut.
  • Resistivity cell 52 Downstream of ultrafilter 49 there is preferably a resistivity cell 52, which is preferably made of the same inert material mentioned above.
  • a sensor in the resistivity cell 52 is used to monitor the specific resistance and / or the electrical conductivity of the water, with the temperature standardized to 25 ° C.
  • Resistivity cell 52 is connected to a meter controller that indicates the resistivity or conductivity of the water in the system.
  • the sensor is preferably equipped with the ability to switch off the temperature correction characteristic in order to enable the specific resistance or the conductivity to be monitored directly via the electronic control of the system.
  • the temperature is optionally displayed.
  • Water leaving the resistivity cell 52 travels a short distance to a tapping or distribution valve 54 for tapping the purified water with a resistivity of at least 18.2 megohm ⁇ cm at 25 ° C and with a low TOC content.
  • the diverting valve 54 is preferably a three-way valve that closes or throttles the flow downstream of the valve when it is opened to withdraw purified water, thereby creating a one-way path for the water that prevents it from returning to the System flows.
  • a preferred distribution valve 54 is No. PCT42-14-2 from Entegris Inc. of Chaska, Minnesota.
  • a final filter 55 is arranged, which preferably comprises a polyether sulfone membrane (PES membrane), which is located in a polypropylene housing (PP housing).
  • PES membrane polyether sulfone membrane
  • PP housing polypropylene housing
  • Outlet 56 coincides with the outlet of the final filter 55 and preferably contains a bell housing to prevent airborne contamination.
  • valve 54 With the system in normal operation and with the distribution valve 54 closed, the water flows through valve 54 to its downstream side and from there via return line 80 back to the suction side of pump 44 by pressure. regulator 42.
  • a control valve 57 is disposed between the distribution valve 54 and the suction side of pump 44 to prevent entry water contamination from reaching the distribution valve 54. Control valves 51 and 57 also provide overpressure in the system to promote laminar flow.
  • the return line 80 is closed or throttled to force the water to the final filter 55 and outlet 56.
  • a TOC sensor for online TOC analysis is provided downstream of the distribution valve 54. This enables the user to monitor TOC and / or TOC development in the purified water produced by the system. By providing a connection to a TOC meter at this point, it can be expected that TOC will be monitored based on the worst case for the system since it is the narrowest point at the point of use and the purified water will provide the largest surface area of the system components before Has contacted removal. In addition, by arranging the TOC sensor at this point, the product water can be prevented from being contaminated by the analyzer if a failure should occur. Any dead zone volume, even the smallest, is eliminated upstream from the point of withdrawal.
  • the TOC sample is obtained by a sampling mechanism, preferably in the form of a three-way T-valve, which allows small amounts of water to flow to the TOC sensor 62 for analysis, and which is preferably made of PVDF or PTFE.
  • a preferred three-way T valve for this purpose is Parker Hannifin Corp. No. F4TU4. in Ravenna, Ohio.
  • a connector is provided that allows connection to a small syringe-like filter 60. Without the use of filter 60, TOC sensor 62 is subject to operational interference from particles and bacteria in the water treatment system.
  • Filter 60 is preferably applied with a pore diameter of up to 0.45 micrometers and designed in such a way that particles and bacteria are separated from the water before the water enters the TOC sensor 62.
  • the filter is preferably made of PP and PES. However, it has been shown that filters made of polycarbonate and PES or polymade, PVDF and PES or PP and cellulose acetate (CA) are acceptable. (It should be noted that CA filter material may tend to lose more particulates and wetting agent when installed, and therefore requires additional flushing prior to installation and during use.) In addition, fiber optic filtration devices are useful. If filter 60 is of similar construction to filter 55, which is placed in front of outlet 56, the TOC analysis results better reflect what is to be expected from the system outlet.
  • a preferred type of filter 60 is the Luer lock syringe type. However, similar small filters that use the National Pip Thread (NPT), hose barb, or other plumbing mechanism are sufficient. Such filters need not be limited to 0.2 or 0.45 micron pore size if a larger pore size has shown that it is sufficient for the intended application.
  • NPT National Pip Thread
  • a water purification system with essentially the same arrangement shown in Figure 2 was constructed and evaluated using RO entry water.
  • the RO system consisted of a double membrane unit with activated carbon and pleated filter pretreatment.
  • the RO product water had a resistivity of 85 to 150 Kohnrcm at 25 ° C and a TOC content of 0.5 to 0.8 ppm and was contained in a 40 liter pressure vessel that gave the cleaning system water at about 55 psig delivered over polyethylene pipes.
  • the tap water system consisted of a Trojan Technologies UV reaction chamber 46 and a hollow fiber ultrafilter 49, which comprises a polycarbonate housing, a polyurethane embedding and polyamide S hollow fiber membranes.
  • Water entering the system flowed through a pressure regulator 42 set at 15 ⁇ 2 psig to a diaphragm pump 44 which pressurized the feed water to 35 psig for delivery to the system.
  • Water leaving pump 44 entered the first dual housing A for treatment before flowing to the UV reactor chamber 46.
  • Water leaving the UV reactor chamber 46 entered the second double housing B for treatment.
  • Water leaking from the second double housing B was drained for approximately 20 minutes for flushing via shut-off / flush valve 48 (Precision Dynamics # AS2036-536) located upstream of ultrafilter 49, indicating a 5 bed volume flush the double case A and B, or just over a 10 bed volume of the ion exchange resin purge in the double case.
  • purge valve 50 was closed and water was purged for a further 5 minutes via manifold valve 54 to pressurize the system for normal operation and to aid in purging any remaining air from the system.
  • Water flowing to distribution valve 54 also passed through a cell container that contained a conductivity / resistivity cell 52 connected to a meter. Water on the concentrate side of ultrafilter 49 was allowed to flow back to pressure regulator 42.
  • a 10 psi control valve 51 located in concentrate stream 70 provided back pressure against ultrafilter 49, allowing the system pressure water to flow to the ultrafiltration module for the final rinse.
  • manifold valve 54 was closed, allowing water to be returned to pressure regulator 42 via line 80 in the circuit.
  • Diverter valve 54 shut off the flow of water in line 80 downstream of valve 54 when valve 54 was opened to withdraw purified water, thereby preventing product water from being diverted during withdrawal.
  • the recirculation line 80 contained a control valve 57, which was sized at 0.5 psig, which helps to balance the system flow during the recycle and provides some back pressure to the system to promote the laminar flow.
  • a pre-wetted with detergent 0.2 micrometer PES membrane filter 55 (Sartorius Sartopore ® SP2-150) was attached to the distribution valve 54 by 1/4-NPT Irich. This filter was rinsed with 8 to 10 liters of system water to remove the wetting agents. At this point, treated water was allowed to return to the system for one hour while monitoring the water's resistance using a Thornton 200CR meter and a 0.1 constant cell calibrated to the standards of the National Institute of Standards and Technology , After about 20 minutes of circulation, the specific resistance of the purified water was 18.03 to 18.12 Megohnvcm, corrected to 25 ° C. Various short interim drops below 18.0 megohm were observed. After one hour of circulation, the resistivity stabilizes at about 18.0 megohm.
  • the outlet of the same 0.2 micron PES filter used with distribution valve 54 was attached via Teflon tubing to a Sievers Model 800 TOV analyzer for online TOC analysis and the analyzer with water at approximately 3 psig powered.
  • the TOC analysis was carried out over several hours in accordance with the device regulations and was between 13.0 and 18.0 ppb. At this point the system was put into a standby mode, turning the system off for 45 minutes and circulating water for 15 minutes every hour.
  • the TOC analyzer was separated from the sampling system for high performance liquid chromatography (HPLC) analysis of the level of organic compounds in the purified water.
  • the water input into the system was switched to municipal tap water. Approximately 10 liters of water flowed out of the system to ensure that the system hold volume was replaced with tap water.
  • the tap water had a specific resistance of 4.1 to 4.6 Kohrrvcm.
  • Tap water TOC levels ranged from 1.3 to 1.8 ppm. Free chlorine levels ranged from 0.20 to 0.28 ppm.
  • the system ran for several days with tap water entry and it was found that the resistivity of the system's purified product water ranged from 18.0 to 18.2 megohms, the TOC was less than 5.0 ppb, and no detectable free Chlorine was found.

Abstract

Es wird ein System offenbart, das zur Reinigung von Wasser auf Laborqualitätsniveau in der Lage ist und Redoxmedien, katalytische Hochenergie-Aktivkohle, ultraviolette Bestrahlung und hochreine Ionenaustauschmedien in einer Filtrationsreihe umfaßt. Das System erzeugt gereinigtes Wasser mit einem spezifischen Widerstand von zumindest 18,2 Megohm bei 25 °C mit einem niedrigen Gehalt an organischem Kohlenstoff. Das System ist so gestaltet, das es mit einem ausreichend kleinen Maßstab hergestellt wird, damit es auf einen Laborgerätetisch paßt.

Description

SYSTEM ZUR HERSTELLUNG VON ULTRAREINEM WASSER MIT LABORQUALITÄT
Beschreibung
Immer mehr hochentwickelte Laborausrüstungen und -analysen schaffen einen Bedarf an einer bequemen Versorgung mit ultrareinem Wasser mit Laborqualität, das bei Laborverfahren wie Hochleistungsflüssigchromatographie, Gaschromatographie, Gewebekultivierung und dergleichen verwendet wird.
Die meisten Verunreinigungen in Trinkwasser liegen in Form ionisierter anorganischer Mineralsalze vor, die dem Wasser einen Leitfähigkeits/Resistivitäts-Grad verleihen und. das Wasser folglich für genaue Messungen seiner Reinheit zugänglich machen. Das häufigste Maß ist der spezifische elektrische Widerstand, der typischerweise in der Einheit Ohnrrcm bei einer Bezugstemperatur von 25 °C gemessen wird; absolut reines Wasser hat einen theoretischen spezifischen elektrischen Widerstand von 18,17 Megohπvcm.
Eine Minderheit der Verunreinigungen in Trinkwasser umfaßt organische Schadstoffe, die typischerweise keine ionischen Ladungen tragen. Dementsprechend sind derartige organische Schadstoffe nicht in derselben Weise wie organische Verunreinigungen meßbar. Ein bevorzugtes Niveau des organischen Gesamtanteils (TOC) in ultrareinem Wasser mit Laborqualität beträgt nicht mehr als einige Teile auf eine Milliarde (ppb).
Es gibt ein ansteigendes Bedürfnis, ultrareines Wasser mit Laborqualität kurzfristig auf Echtzeitbasis vorzugsweise aus einem Anschluß bereitzustellen, der sich in genau dem Labor befindet, in dem die Forschungs- und Analysearbeit durchgeführt wird. Dieses Bedürfnis wird durch die vorliegende Erfindung erfüllt, die nachstehend zusammengefaßt und ausführlich beschrieben wird. Die vorliegende Erfindung umfaßt ein System für die Herstellung von ultrareinem Wasser mit Laborqualität, das eine einzigartige Kombination von Reinigungsmedien, die in einer Reihe von Doppelgehäusen enthalten und vorzugsweise mit Ultraviolett- (UV-) und Ultrafiltrations- (UF-) Behandlung verbunden sind, und einer neuartigen Anordnung der Verteilung, von Magnetventilen, Steuerventilen und Sensorgeräten.
Die Figuren 1 bis 4 sind schematische Darstellungen, die vier beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
Die Figuren 5 bis 7 sind Perspektiv-, Querschnitts- und Explosionsdarstellungen der bevorzugten Gehäuse zur Aufnahme der Reinigungsmedien, die in dem erfindungsgemäßen System verwendet werden.
Eintragswasser
Das System ist so entworfen, daß es mit Eintragswasser arbeit, daß aus einer sicheren Trinkwasserquelle stammt, die weiter durch Umkehrosmose (RO), Destillation oder elektrische (EDI) oder herkömmliche Deionisierung (DI) behandelt worden ist. Das Eintragswasser sollte aus einer Quelle stammen, die den US- amerikansichen Environmental Protection Agency National Primary Drinking Water Regulations oder vergleichbaren Standards der Europäischen Union oder Japans entspricht. Das System kann direkt mit trinkbarem Leitungswasser bei Quellen, die nicht mehr als 500 Teile auf eine Million (ppm) insgesamt gelöster Feststoffe als Calciumcarbonat-Äquivalente enthalten, betrieben werden, wobei dieses Wasser, das Gesamtniveaus an organischem Kohlenstoff (TOC) über 1 ,5 ppm aufweisen kann, eine zusätzliche Vorbehandelung mit Aktivkohle und/oder Filtration erfordern kann. Um ökonomische Wirkungsgrade von dem System zu erreichen, erfordern direkte Quellen an trinkbarem Leitungswasser spezielle Anwendungsgrenzen, die aufgrund der sich verändernden Eintragswasserqualität und dem Volumenbedarf merklich variieren und daher sorgfältig auf individueller Basis geprüft werden sollten. Der Fachmann wird erkennen, daß vorbehandelte Eintragsquellen bei der Mehrheit der Installationen bevorzugt werden. Während der Vorbehandlung werden anorganische, organische und disperse Arten verringert oder beseitigt, was Reinigungs- und ökonomische Effekte liefert. Mediengehäuse
Die bevorzugten Gehäuse zur Aufnahme der Reinigungsmedien umfassen zumindest zwei Doppelgehäuse, wobei jedes Doppelgehäuse zwei nebeneinanderliegende Kammern aufweist, die durch eine gemeinsame Wand in der Weise getrennt sind, daß die Kammern in hintereinander geschalteter Fluidkommunikation miteinander stehen, wobei der Fluß von der Oberseite zum Boden erfolgt. Derartige Doppelgehäuse werden in den Figuren 5 bis 7 gezeigt und ausführlicher in der gemeinsam abgetretenen US-Anmeldung Nr. 09/733.770 offenbart, die am 8. Dezember 2000 eingereicht wurde, wobei deren Offenbarung hierin durch Verweis enthalten ist.
In den Figuren 5 bis 7 ist ein Zweikammer-Mediengehäuse 1 dargestellt, das einen Gehäusekörper 10 mit einer oberen Abschluß- bzw. Endkappe 12 und Bodenabschluß- bzw. endkappe 14 umfaßt. Die Abschlußkappen 12 und 14 sind vorzugsweise mit Verstärkungsrippen 30 versehen. Die obere Abschlußkappe 12 ist mit Fluideinlaßöffnung 18 und Fluidauslaßöffnung 28 ausgestattet. Die obere Abschlußkappe 12 kann auch mit einer Sperrnabe 13 und Aufnahmenaben 131 zur Sicherung einer Einlaß- und Auslaßventileinheit (nicht gezeigt) versehen sein, wobei diese Einheit der Gegenstand der gemeinsam übertragenen US- Patentanmeldung Nr. 09/733,588 ist, die am 8. Dezember 2000 eingereicht wurde. Der Gehäusekörper 10 und die Abschlußkappen 12 und 14 können aus jedem geeigneten Material wie 316- oder 316L-Edelstahl oder thermoplastischen Polymeren hergestellt sein, wobei die letzteren bevorzugt werden; und die drei Komponenten können durch geeignete Einrichtungen aneinander gesichert werden; im Falle eines thermoplastischen Polymers sind die drei Komponenten vorzugsweise aneinander geschweißt. Bevorzugte polymere Konstruktionsmaterialien umfassen Polyethylen, Polypropylen, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid, fluoriertes Ethylen/Perfluoralkylvinylether-Copolymer und Polyetheretherketon.
Der Gehäusekörper 12 umfaßt eine erste Kammer 20 und eine zweite Kammer 24, die durch eine gemeinsame Wand 20-24 miteinander verbunden sind. Beide Enden sowohl der ersten Kammer 20 als auch der zweiten Kammer 24 sind mit porösen Sieben ausgestattet, die sowohl als Vorfilter für große Teilchen als auch dazu dienen, Filtrations- und/oder Adsorptionsmedien zurückzuhalten, wobei die Siebe in diese aufnehmende Ausnehmungen 17 passen, die in die Gehäusekörperwand 11 und die gemeinsame Wand 30-24 eingelassen sind. Die porösen Siebe bzw. Screens in dem Doppelgehäuse können aus denselben Materialtypen wie das Doppelgehäuse konstruiert werden.
Im Betrieb tritt das Fluid, das mit Medien wie Aktivkohle, lonenaustauschermedien oder anderen Behandlungsmaterialien filtriert oder anderweitig behandelt werden soll, durch die Fluideinlaßöffnung 18 in der oberen Abschlußkappe 12 ein, fließt nach unten durch das poröse Sieb 16 und die erste Kammer 20, dann nach unten durch die Medien, die in der ersten Kammer 20 enthalten sind, durch das untere Sieb 16, trifft dann auf den Flußsammler 21 der ersten Kammer, der das Permeat der ersten Kammer nach oben durch den Sammelraum 22 der ersten Kammer zu der Oberseite der zweiten Kammer 24 führt. An der Oberseite der zweiten Kammer 24 trifft das Fluidpermeat aus der ersten Kammer auf den Flußverteiler 23 der zweiten Kammer, der bewirkt, daß der zu verteilende Fluß gleichmäßig nach unten durch das poröse Sieb 16 und die Medien der zweiten Kammer 24 verteilt wird. Am Boden der zweiten Kammer 24 fließt das Permeat durch Sieb 16 und trifft auf den Flußsammler 25 der zweiten Kammer, der das Fluidpermeat nach oben durch die Permeatsammelkammer 26 der zweiten Kammer und heraus durch Permeatauslaßöffnung 28 führt.
REINIGUNGSMEDIEN
Die Verwendung von fünf Reinigungsmedientypen wird bevorzugt: (1) Redoxmedien; (2) mit Säure gewaschene, bituminöse Aktivkohle; (3) Aktivkohle mit Hochenergie-Bitumenqualität oder mit Säure gewaschene Kokosnußschalen- Aktivkohle; (4) Mischbett-Ionenaustauscherharze mit Halbleiterqualität und (5) katalytische Aktivkohle mit einer maximalen Peroxidzahl von 14. Das Wasser läuft nach unten durch alle Reinigungsmedien, um Fluidisation und Trennung der Medien, basierend auf einer unterschiedlichen Teilchendichte, zu verhindern. Basierend auf den Volumen jeder Kammer in den Doppelgehäusen kann im allgemeinen praktisch jeder Prozentsatz jedes dieser Medien verwendet werden, der ge- mäß den Verunreinigungen des Eintragswassers eingestellt wird. Einzelheiten bevorzugter Aspekte dieser Reinigungsmedien, einschließlich bevorzugter Volumen-Prozentsätze, die mit typischen Einträgen verwendet werden, werden nachfolgend im Zusammenhang mit dem in Fig. 1 dargestellten System erörtert.
Die bevorzugten Redoxmedien umfassen eine granulierte Zn/Cu-Legierung, die kommerziell als KDF 55 von KDF Fluid Treatment, Ine, in Three Rivers, Michigan, erhältlich ist. Derartige Redoxmedien sind dazu bestimmt, freies Chlorid und wasserlösliche Schwermetalle zu entfernen oder zu verringern, während gleichzeitig eine Kontrolle von Bakterien und Algen, die in dem Eintragswasser vorhanden sein können, bereitgestellt wird. Die Redoxreaktion reduziert freie Chloride in dem Eintragswasser zu Chloridionen, die stromabwärts durch das lonenaustauschharz entfernt werden. Bakterien und andere Mikroorganismen werden durch die Herstellung von Peroxiden und freien Hydroxylradikalen getötet, die gebildet werden, da Wasser durch die Medien strömt. Wie nachstehend angegeben und in den Figuren 2 bis 4 gezeigt, wird katalytischer Kohlenstoff stromabwärts von den Redoxmedien zugesetzt, um die durch die Medien erzeugten Peroxide zu beseitigen. Die Schwermetallentfernung erfolgt durch elektrochemisches Abscheiden der Schwermetallarten auf den Redoxmedien, während sich die Schwermetallarten in Kontakt mit den Medien befinden.
Die bevorzugte Menge der in den erfindungsgemäßen Doppelkammergehäusen verwendeten Redoxmedien beträgt 1 bis 10 Vol%, besonders bevorzugt 8 Vol% der Inhalte einer Einzelkammer der Doppelkammergehäuse, basierend auf einer Flußrate von bis zu 2,5 l/min (0,6 gpm), vorzugsweise 1 ,5 l/min (0,36 gpm). Derartige Redoxmedien ergeben eine Zahl bedeutender Vorteile, insbesondere bei einem Labor-Wasserbehandlungsgerät, gegenüber herkömmlichen Behandlungsanordnungen. Die Redoxmedien können bis zum 10- bis 20fachen der Kapazität von Aktivkohle, die typischerweise für die Chlorentfernung verwendet wird, wirksam entfernen. Ihre Verwendung stromabwärts von der Aktivkohle verlängert die Lebensdauer der Aktivkohle und verbessert die Entfernungseffizienz der Aktivkohle für organische Substanzen, hauptsächlich aufgrund der verringerten Chlorkonzentration, die ein größere Oberfläche zur Adsorption von organischen Sub- stanzen wirksam ermöglicht. Einfach gesagt, wird die Oberfläche der Kohle verwendet, um organisches Material zu adsorbieren, anstatt mit Chlor zu reagieren. In einer Reinigungsanordnung mit kleinem Maßstab, bei der das Medienvolumen ziemlich beschränkt ist, bedeutet dies einen wesentlichen Vorteil, der eine höhere Flußrate aufgrund der größeren Effizienz der Behandlung zuläßt.
Wasser, das von RO-Systemen oder Destillationssystemen geliefert wird, nutzt typischerweise einen Vorratsbehälter, um das behandelte Wasser aufzunehmen. Vorratsbehälter können aufgrund der abgestandenen Natur der Gefäße eine bedeutende Umgebung für die Vermehrung von Bakterien und Algen liefern. Diese Gefäße werden bei der Reinigung und Desinfizierung gewöhnlich vergessen oder ignoriert. Ein zentrales lonenaustauschsystem kann ebenfalls eine Quelle einer bakteriellen Kontamination sein, die zu dem Verwendungsort des Wasserreinigungssystems transportiert werden kann. Wenn die Redoxmedien als erstes oder eines der ersten Reinigungsmedien, die in Kontakt mit dem Eintragswasser stehen, verwendet wird, bilden sie einen bakteriostatischen Schutz am Einlaß zu dem System, so daß das Potential für bakterielles Verschmutzen der anderen, stromabwärts befindlichen Reinigungsmedien verringert wird. Dies ist ein besonderer Vorteil für ein Wasserprodukt am Verwendungsort, das aus dem Eintragwasser das von einem Vorratsreservoir oder aus einem zentralen lonenaustauschsystem geliefert wird, stammt. Wenn die Bakterienmenge verringert wird, wird auch die Menge an bakteriellen Endotoxinen, die in dem System freigesetzt wurden, verringert. Außerdem werden die Anforderungen an die Ultrafiltrations- und Endfiltrati- onsgeräte des Systems verringert.
Zusätzlich zum elektrochemischen Abscheiden der Schwermetallionen reagieren die Redoxmedien auch mit zweiwertigen Kationen, die in den Eintragswasserquellen zu finden sind, was die Ausfällung der Ionen bewirkt. Schwermetalle werden chemisch an den Redoxmedien gebunden. Zweiwertige Kationen werden als Teilchen ausgefällt. In Abhängigkeit von der Größe können die Teilchen suspendiert bleiben oder aus der Lösung ausfallen. In diesem Fall können sich die Teilchen physikalisch an den Medien, der Kohle oder den Filtern ansammeln, was den Wasserkontakt verhindert und die Medien oder den Filter verstopft oder ver- schmutzt. Aufgrund des im allgemeinen niedrigen Gehaltes der Mehrheit der oben erwähnten, bevorzugten Eintragswasserquellen an Schwermetallen und zweiwertigen Kationen sollte ein periodisches Rückwaschen der Redoxmedien nicht erforderlich sein.
In Fällen, in denen die Eintragswasser TOC-Niveaus von 1 ,5 ppm oder mehr enthalten, wie beispielsweise in Leitungswasser, entionisiertem Eintragswasser mit schlechter Qualität oder anderen problematischen Eintragsquellen, kann eine kleine Menge „opferungswilliger" Aktivkohle stromaufwärts von den Redoxmedien zugesetzt werden, um die Redoxmedien vor organischer Verschmutzung zu schützen. Derartige Aktivkohle ist in dem Sinne „opferungswillig", daß sie durch organische Substanzen verschmutzt wird, um die Redoxmedien vor organischer Verschmutzung zu schützen. Eine hohe organische Kohlenstoffbelastung in einer Eintragswasserquelle überzieht die Redoxmedien und verhindert den Wasserkontakt, was die Redoxaktivität verringert; stromaufwärts befindliche Aktivkohle verhindert dieses Ereignis. Die bevorzugte Aktivkohle zum Schutz der Redoxmedien besteht aus mit Säure gewaschener, granulärer Aktivkohle mit Bitumenqualität, 20 x 50 US-Maschenzahl, die kommerziell von Bamebey & Sutcliffe Corp. in Columbus, Ohio, erhältlich ist. Bitumenqualität und andere kohlenbasierende Aktivkohlen enthalten einen höheren Grad an größeren Porengrößen (Makroporen), die besser genutzt werden können, um organische Verbindungen mit größerem Molekulargewicht, die typischerweise in Trinkwasser oder anderen Hoch-TOC- Quellen gefunden werden, zu entfernen.
Ein anderes bevorzugtes Reinigungsmedium ist eine granuläre Aktivkohle, die speziell zur Entfernung von Ozon und organischen Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht, einschließlich organischen Säuren, bestimmt ist, vorzugsweise (i) Aktivkohle mit Hochenergie-Bitumenqualität oder (ii) mit Säure gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle, wobei letztere bevorzugt wird. Ein Beispiel von (i) ist Calgon Fitrasorb 600, das gegenwärtig für Heilzwecke bei der Entfernung von organischem Kohlenstoffen mit niedrigem Molekulargewicht verwendet wird. Bedauerlicherweise ist das Filtrasorb 600-Produkt nur mit einer Maschenzahl von 12 x 40 erhältlich. Für die vorliegende Erfindung wird ein Material mit einer Ma- schenzahl von 20 x 50 bevorzugt, das am effektivsten wäre. Auf Kokosnußschalen basierende Aktivkohle-Medien sind zur Entfernung von Schadstoffen aus organischem Kohlenstoff mit niedrigem Molekulargewicht aus Wasser verwendet worden. Auf Kokosnußschalen basierende Aktivkohlen enthalten einen höheren Anteil kleiner Poren oder Mikroporen, die für die Entfernung organischer Verbindungen mit geringem Molekulargewicht und Spurenmengen organischer Verbindungen wichtig sind. Ein bevorzugtes Beispiel von (ii) weist eine Maschenzahl von 20 x 50 auf und ist von Barnebey & Sutcliffe Corp. in Columbus, Ohio, kommerziell erhältlich.
Derartige Reinigungsmedien liegen vorzugsweise in einer Menge vor, die zwischen 20 und 80 Vol% des Fassungsvermögens einer Einzelkammer des Doppelkammergehäuse, besonders bevorzugt zwischen 25 und 75 Vol%, basierend auf der oben erwähnten Flußrate, liegt.
Da die Mehrheit der Installationen für die erfindungsgemäßen Wasserreinigungssysteme eine Quelle mit vorbehandeltem Eintragswasser aufweisen, ist zu erwarten, daß das Eintragswasser verringerte Menge an organischem Kohlenstoff mit niedrigem Molekulargewicht enthalten wird. Beispielsweise haben RO-Membranen ein Molekulargewicht-Rückhaltevermögen zwischen 200 und 300 Dalton. Dies zeigt allgemein, daß Produktwasser aus einem RO-System nur etwa 0,1 % der organischen Verbindungen aus der Eintragswasserquelle mit einem Molekulargewicht von oder über 200 Dalton enthält. Falls vorhanden, wird die Mehrheit der organischen Verbindungen mit einem Molekulargewicht unter 200 Dalton die Membran passieren. Ebenso wird destilliertes Wasser im allgemeinen nur organische Verbindungen mit einem Siedepunkt enthalten, der kleiner oder gleich dem von Wasser (100 °C) ist. Deshalb werden gewöhnlich die Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht oder flüchtigere Verbindungen in der Eintragsquelle von destilliertem Wasser für das erfindungsgemäße System zu finden sein. Dl-Wasser wird aufgrund der Vorbehandlungsanordnungen und der Fähigkeit von lonenaus- tauschharzen, um organische Schadstoffe mit großem Molekulargewicht zu absorbieren, typischerweise auch organische Kohlenstoffverbindungen mit niedrigem Molekulargewicht enthalten. Jedoch kann Dl-Wasser aus großen Zentralsy- stemen oder Service-Austauschsystemen gelegentlich merkliche Mengen an organischem Kohlenstoff mit veränderlichen Molekulargewichten erzeugen und muß daher genauer hinsichtlich organischer Kontamination als Produktwasser aus anderen Vorbehandlungsverfahren aufgrund der Empfindlichkeit der lonenaus- tauschharze gegen Oxidation und Vorbehandlungsdurchbruch überwacht werden. Destilliertes, RO- und Dl-Wasser enthalten typischerweise Niveaus an organischem Kohlenstoff auf ppb- oder mg/l-Niveau. Trinkwasser enthält normalerweise Niveaus an organischem Kohlenstoff auf ppm- oder mg/l-Niveau. Dl-Wasser kann, obwohl es normalerweise organische Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht enthält, problematisch sein. Deshalb ist es bevorzugt, daß opferwilliger Kohlenstoff vor den Redoxmedien bereitgestellt wird, wie z. B. in Fig. 2 gezeigt wird.
Es sollte auch angemerkt werden, daß neu installierte Wasservorbehandlungssysteme, einschließlich RO, DI, EDI und Destillation, eine Quelle organischer Kohlenstoffverbindungen mit höherem Molekulargewicht sein können, die in dem Wasserstrom aus der Wasserleitung, die das Wasser liefert, gelöst oder suspendiert sind. Diese Verbindungen können Trenn-Gleitmittel, Weichmacher, Lötflußmittel, und Kunststoffpolymere der Leitung sein. Diese potentiellen Schadstoffe in neuen Installationen verringern sich gewöhnlich mit der Betriebszeit. Dieses Verschmutzungspotential würde weiterhin die Verwendung von opferwilligem Kohlenstoff empfehlen, um die Redoxmedien zu schützen.
Andere bevorzugte Medien bestehen aus hochreinem Mischbett- lonenaustauschharz mit Halbleiterqualität. Dieses Harz umfaßt chemisch äquivalente Mengen an 40 Vol% Harz von Kationen starker Säuren, proportional gemischt mit 60 Vol% Harz von Anionen schwacher Basen. Das bevorzugte Material ist kommerziell als lonac NM60-SG-Mischbett-Ionenaustauschharz von Sybron Chemicals in Birmingham, New Jersey, erhältlich. Dieses Medium ist dazu bestimmt, im wesentlichen alle ionischen Schadstoffe zu entfernen, die aus der Eintragswasserquelle und aus den Ionen stammen, die von der Aktivkohle und/oder katalytischen Medien freigesetzt werden, die sich stromaufwärts in dem System befinden. Die bevorzugte Menge derartiger Mischbett-Harzmedien beträgt im all- gemeinen zwischen 40 und 100 %, basierend auf dem Gesamtfassungsvermögen einer Einzelkammer des Doppelkammergehäuses und bei der gleichen, oben erwähnten Flußrate. Ein derartiges lonenaustauschharz kann Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 18,2 Megohm-cm, korrigiert auf 25 °C, mit Spurenmengen an leicht extrahierbarem Ausfluß an organischem Kohlenstoff, der sich von dem Harz ablöst, herstellen. Derartige lonenaustauchharz-Medien befinden sich vorzugsweise in der zweiten Kammer des ersten Doppelgehäuses A von Fig. 1 und bildet vorzugsweise 100 % des Volumens in dieser Kammer für die meisten erwarteten Anwendungen. Dieses Bett stellt auch einen wesentlichen Anteil an der Gesamt-Ionenaustauschkapazität des Systems bereit.
Der Ausfluß aus dem ersten Doppelkammergehäuse wird dann vorzugsweise mit ultravioletter Strahlung (UV) weiterbehandelt, was nachstehend ausführlicher erörtert wird.
Um eine Schädigung der sich stromabwärts von der UV-Kammer befindlichen lo- nenaustauschharze zu verhindern, wenn eine UV-Behandlung verwendet wird, wird vorzugsweise ein viertes Bett aus katalytischer Aktivkohle als erstes Medium, das in dem zweiten Doppelkammergehäuse B von Fig. 1 kontaktiert wird, verwendet. Die katalytische Aktivkohle ist zur Entfernung von Wasserstoffperoxid bestimmt, wodurch das stromabwärtige lonenaustauschharz vor einer Oxidation geschützt wird. Die bevorzugte Form dieses Mediums ist ein auf Bitumenmaterial mit 20 x 50 Maschenzahl, das ein Gemisch aus oxidierter und kalzinierter bituminöser Kohle oder Kohlenteerpech umfaßt, das in US-Patent Nr. 5.356,849 beschrieben wird, dessen Offenbarung hierin durch Verweis enthalten ist. Das Medium ist kommerziell als Centaur® von Calgon Carbon Corporation in Pittsburgh, Pennsylvania, erhältlich. Aufgrund der sehr viel größeren Peroxidaktivität in bezug auf herkömmliche Aktivkohlen wird ein größerer Schutz der stromabwärtigen lonen- austauschharze erreicht. Das Medium zeigt vorzugsweise eine maximale Peroxidzahl von 14. Die Peroxidzahl ist ein Maß dafür, wie schnell das Medium Wasserstoffperoxid abbaut. Herkömmliche, auf Bitumen basierende Aktivkohle zeigt zum Vergleich eine Peroxidzahl von 40, während eine auf Braunkohle basierende Aktivkohle eine Peroxidzahl von 60 und Aktivkohle auf Kokosnußbasis eine Per- oxidzahl > 120 zeigen. Die bevorzugte Menge eines derartigen katalytischen Aktivkohlemediums beträgt 15 bis 30 Vol%, besonders bevorzugt 16,6 bis 25 Vol%, basierend auf dem Gesamtvolumen einer Einzelkammer der Doppelgehäuse und der gleichen, oben erwähnten Flußrate.
Die Produkte der Reaktion von katalytischem Kohlenstoffmedium und Peroxid sind Wasser und Sauerstoff, wobei die erzeugte Sauerstoffmenge stöchiometrisch zu der Menge an zerstörtem Peroxid ist. Der erzeugte Sauerstoff wird unter dem bevorzugten Betriebsdruck des Systems von 15 psig in Lösung gezwungen, wird aber teilweise durch stromabwärtige Aktivkohlemedien adsorbiert.
UV-Behandlung
Aus dem Auslaß des ersten Doppelkammergehäuses A bewegt sich das Wasser zu einer UV-Reaktorkammer 46 aus 316 L-Edelstahl. Die Reaktorkammer 46 enthält eine Niederdruck-Hochleistungs-Ultraviolett- (UV-) -Lampe, die mit einem elektronischen Vorschaltgerät verbunden ist. Die Durchmesser der UV-Lampe und der Edelstahlkammer sind so gestaltet, daß eine dünne Wasserschicht zwischen der Lampe und der inneren Kammerwand gebildet wird. Dies zwingt das Wasser in engste Nähe zu der UV-Lampe, was eine effiziente Nutzung der Strahlung ergibt. Die UV-Lampe ist für eine Hochleistungsstrahlung mit 185 nm Wellenlänge zur Reduzierung des gesamten organischen Kohlenstoffs in dem Wasser bestimmt. Ein wesentlicher Teil der emittierten Strahlung wird auch im 254-nm- Bereich emittiert, der keimabtötende Wirkung in der Reaktionskammer liefert. Dies wird zusätzlich zu der für die KDF-Medien beschriebenen mikrobiellen Kontrolle die Zahl an lebensfähigen Mikroben in dem System weiter verringern. Der UV- Reaktor ist kommerziell vom Trojan Technologies Ine in Ontario, Kanada, erhältlich.
Wasser aus der UV-Kammer besitzt einen verringerten spezifischen Widerstand aufgrund der Herstellung von Kohlendioxid infolge der Oxidation der organischen Substanzen in der Kammer. Das Wasser aus der Kammer enthält auch Spurenmengen an Peroxid und Ozon aufgrund der Wirkung der UV-Strahlung auf in Wasser gelösten Sauerstoff. Einige intermediäre organische Säuren können infol- ge einer unvollständigen Oxidation von organischem Material in der Reaktionskammer auch vorhanden sein.
Peroxide und Ozone schädigen lonenaustauschharze, was einen Austauschkapazitätsverlust und eine TOC-Zunahme in dem Wasser verursacht. Der Austauschkapazitätsverlust und die TOC-Zunahme sind eine Folge des Abbaus der Polymerstruktur des lonenaustauschharzes. Austauschstellen werden zerstört, und organische Verbindungen werden in das Wasser von dem sich zersetzenden Harz freigesetzt. Diesen Problemen ist sich typischerweise durch Behandlung mit Aktivkohle auf Kohlebasis, auf Kokosnußschalenbasis oder synthetischer Aktivkohle, die nicht speziell zur Entfernung von Peroxiden bestimmt waren, zugewendet worden. Die Kohle, die Kokosnußschalen und die synthetischen Kohlenstoffe entfernen organische Säuren, die durch die UV-Strahlung erzeugt wurden. Dies ist erwünscht, um zu verhindern, daß organische Säuren durch das Harz strömen und in dem Produktwasser des Gerätes verbleiben. Jedoch variieren diese Aktivkohlearten merklich hinsichtlich der Kapazität zur Entfernung der Peroxide, die die strukturelle Unversehrtheit des lonenaustauschharzes gefährden.
Die Oxidationsreaktion von organischen Verbindungen in Wasser durch UV- Strahlung mit Wellenlängen im 185-nm-Bereich ist kompliziert. Äußerste technische Beschreibungen des Verfahrens der organischen Zerstörung durch UV- Oxidation bestätigen, daß die Hauptreaktanten freie Hydroxylradikale sind, die in der Reaktionskammer erzeugt werden. Die Hydroxylradikale reagieren mit organischen Verbindungen unter Bildung von Kohlendioxid und Wasser. Kohlendioxid reagiert mit Wasser unter Bildung von Kohlensäure, die durch lonenaustausch entfernt wird. Hydroxylradikale, die während der Reaktion mit organischen Verbindungen nicht verbraucht werden, bilden Wasserstoffperoxid.
Betrieb des Systems
Die schematischen Darstellungen in Fig. 1 bis 4 stellen vier beispielhafte Systeme dar, wobei die gleichen Buchstaben und Zahlen sich auf gleiche Elemente beziehen. Fig. 1 stellt eine Grundsystemkonfiguration zur Reinigung jedes der bevorzugten, oben erwähnten Eintragswasser dar. Wasser aus der Eintragsquelle 40 tritt in Pumpe 44 über Druckregler 42, der vorzugsweise bei 15 ± 2 psig gehalten wird, ein, tritt dann in die Oberseite von Kammer 1 des ersten Doppelgehäuses A ein, fließt nach unten durch die Medien von Kammer 1 und nach oben durch den Sammelraum a', dann nach unten durch die Medien in Kammer 2, verläßt dann Kammer 2 durch Sammelraum a".
Aus dem ersten Doppelgehäuse A wird das Wasser vorzugsweise zu UV- Reaktor 46, wo es UV-Licht ausgesetzt wird, und dann zu der Oberseite von Kammer 1 des zweiten Doppelgehäuses B geführt, woraufhin es nach unten durch die Medien dieser Kammer 1 , hinauf zur Oberseite von Kammer 2 durch Sammelraum b', hinab durch die Medien von Kammer 2 des Doppelgehäuses B fließt und das Gehäuse über Sammelraum b" verläßt.
Die bevorzugten Medien in den Doppelgehäusen A und B in den Figuren 1 bis 4 sind durch die Ziffern 1 bis 5 wie folgt gekennzeichnet:
1 Redoxmedien;
2 säure-gewaschene bituminöse Aktivkohle;
3 säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle;
4 Mischbett-Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität und
5 katalytische Aktivkohle mit einer Peroxidzahl <_14.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen ähnliche Fließschemen wie das in Fig. 1 gezeigte, jedoch mit verschiedenen Kombinationen der angegebenen Reinigungsmedien. Fig. 2 stellt ein System, dar, daß besonders für die Behandlung von Leitungswasser und Wasser aus DI- und EDI-Quellen geeignet ist, während Fig. 3 ein System, daß für die Behandlung von destillierten und RO-Quellen geeignet ist, und Fig. 4 ein System darstellt, daß hauptsächlich lonenaustauschmedien und keine UV-Behandlung verwendet und eine hohe Kapazität oder einen hohen Volumendurchsatz zuläßt. Die in Fig. 4 dargestellte Kombination an Materialien ergibt das größte lonenaustauschharz-Volumen, was folglich die größte lonenaustauschka- pazität ergibt. Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung wird am besten verwendet, wenn eine hohe Ionenaustauschkapazität für die Anwendung äußerst erwünscht ist und höhere TOC-Werte in dem Ausfluß von geringem oder ohne Belang sind. UV wird aufgrund des Fehlens einer Behandlung mit katalytischem Kohlenstoff und Aktivkohle, stromabwärts von der bevorzugten UV-Stelle, nicht verwendet. UV würde bei dieser Behandlungsart das Harz in der zweiten Doppelpatronenpackung aufgrund der Bildung von Peroxiden und/oder Ozon schädigen.
Es ist verständlich, daß die vorliegende Erfindung die Verwendung von mehr als zwei Doppelgehäusen in Erwägung zieht und daß es, wenn dies der Fall ist, bevorzugt ist, sie in solch einer Weise hinzuzufügen, daß sie sich in Reihe mit den Doppelgehäusen A und B befinden und daß der Fluß stromabwärts durch die zusätzlichen, darin enthaltenen Medien erfolgt.
Nach dem Austritt aus Doppelgehäuse B (oder im Falle von mehr als zwei Gehäusen dem n-ten Doppelgehäuse) wird das behandelte Wasser optional vorzugsweise durch Ultrafilter- (UF-) Absprerr/Spülventil 48 und Ultrafilter 49 geführt. Ultrafilter steht in Fluidkommunikation mit UF-Spülventil 50 und Steuerventil 51 durch Rückführleitung 70, um den Rückfluß von unbehandeltem Eintragswasser zu verhindern, und schließlich in Kommunikation mit Druckregler 42 und Pumpe 44 für einen weiteren Behandlungszyklus, falls erforderlich.
Aus Ultrafilter 49 strömt das behandelte Wasser durch eine Resistivitätszelle 52, wo der spezifische Widerstand des Wassers bestimmt wird. Druckregler 42 hat vier Öffnungen, nämlich Eintragseinlaß 40, einen Auslaß zu Pumpe 44 und zwei Einlaßöffnungen für die Rückführleitungen 70 und 80 über Steuerventil 51 bzw. 57. Der Eintragseinlaß 40 liefert eine Druckregulierung für die anderen Öffnungen und läßt nur dann den Eintritt von Wasser zu, wenn ultrareines Wasser aus dem System entnommen wird. Rückgeführtes Wasser aus dem Konzentrat und Permeat von Ultrafilter 49 versorgt Pumpe 44, wenn kein Wasser aus dem System entnommen wird. Aus der Resistivitätszelle 52 wird das Wasser zu Verteilungsventil 54 und dann durch Abschlußfilter 55 und Auslaß 56 geführt. Der Auslaß des Filters ist der Auslaß 56 des Systems. Verteilungsventil 54 ermöglicht es, nicht entnommenes behandeltes Wasser in das System über Rückführleitung 80 zu- rückzuführen, wobei der Rückfluß von unbehandeltem Eintragswasser durch Steuerventil 57 verhindert wird. Die TOC-Niveaus des behandelten Wassers werden mittels TOC-Senor 62 überwacht, der in Fluidkommunikation mit einem Vorfilter 60 steht.
Auf das Bett aus katalytischen Aktivkohlemedien folgt vorzugsweise ein weiteres Bett aus säure-gewaschener Kokosnußschalen-Aktivkohle mit 20 x 50 Maschenzahl (mesh) zur Entfernung von Ozon und organischen Säuren, die in der UV- Reaktionskammer erzeugt werden können. Auf dieses folgt vorzugsweise ein weiteres Bett aus hochreinem Mischbett-Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität. Dieses Medium bildet das verbliebene Volumen der ersten Kammer in dem zweiten Doppelgehäuse B und versorgt das System mit zusätzlicher Ionenaustauschkapazität, während gleichzeitig alles Kohlendioxid, das durch die UV- Behandlung erzeugt wurde und auch ionisches Material, das sich von der Aktivkohle löst, entfernt wird.
Wasser, das den Boden der ersten Kammer des zweiten Doppelgehäuses B verläßt, gelangt nach oben zu der Oberseite der zweiten Kammer in dem zweiten Doppelgehäuse, wo es vorzugsweise auf ein weiteres Bett aus säuregewaschener Kokosnußschalen-Aktivkohle mit 20 x 50 Maschenzahl trifft, das Spurenmengen an organischen Verbindungen wie sulfoniertes Styrol, Methylamine und chlorierte Kohlenwasserstoffe, die aus dem stromaufwärts befindlichen lonenaustauschharz eluiert werden können, entfernt. Ein derartiges Bettmedium verringert die Menge an organischen Schadstoffen, die in dem Eintragswasser zu Beginn und während der Lebensdauer des Systems vorliegen.
Das bevorzugte Abschlußmedienbett besteht aus hochreinem Mischbett- Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität. Dieses Bett stellt sicher, daß das Wasser, das das letzte der Doppelgehäuse verläßt, einen spezifischen Widerstand von zumindest 18,2 Megohnrcm bei 25 °C mit einem äußerst geringem TOC-Gehalt im ppb-Bereich hat. Für Systeme, die einen Ultrafilter 49 verwenden, ist ein Dreiwege-Magnetventil oder -Absperrventil 48 stromabwärts von dem zweiten Doppelgehäuse B und vor dem Ultrafilter 49 angeordnet, das zum anfänglichen Spülen der Doppelgehäuse nach deren Installation verwendet wird. Wasser tritt in Ventil 48 am Einlaß (i) ein und verläßt es über Auslaß (ii) und fließt zu dem Einlaß von Ultrafilter 49 während des normalen Betriebs. Wenn neue Doppelmediengehäuse A und B installiert werden, wird Auslaß (ii) geschlossen und Auslaß (iii) zur Entleerung geöffnet.
Absperrventil 48 ist nur aktiviert, wenn das Spülen eines frisch beladenen Doppelgehäuses erwünscht ist. Unter normalen Betriebsbedingungen ermöglicht das Ventil, daß Wasser zu Ultrafilter 49 und Systemauslaß 56 gelangt. Der Spülvorgang ist stromaufwärts von Ultrafilter 49 vorgesehen, um Luft und Anfangsspülwasser daran zu hindern, in das Ultrafiltergehäuse zu gelangen. Aufgrund des ziemlich niedrigen Molekulargewicht-Rückhaltevermögens (< 30 Dalton) des Ultrafilters ist es bevorzugt, daß das Anfangsspülwasser und Luft, die anderweitig in das Ultrafiltergehäuse gelangen würden, vor dem Kontaktieren der Ultrafiltermembran beseitigt werden. Einige Ultrafiltermembranen aus Polyethersulfon (PES) werden typischerweise in einem vor-befeuchteten Zustand geliefert, um den Fluidfluß zu erleichtern. Wenn die Membranen trocken werden, wird der Fluß verringert oder endet völlig.
Eine Zahl potentieller Schadstoffe in Ultrafilter 49 kann die Zeit erhöhen, die erforderlich ist, damit das Wasser das gewünschte Reinheitsniveau von 18,2 Me- gohrττcm erreicht. Derartige potentielle Schadstoffe umfassen eingeschlossene Luft, Teilchen organische Kohlenstoffverbindungen und geladene lonenaus- tauschteilchen. Organische Kohlenstoffverbindungen können an den Membranen haften und einen vorzeitigen Durchbruch der Schadstoffe bewirken, der den TOC des Produktwassers erhöht. Geladene lonenaustauschteilchen können auch an den Membranen kleben. Wasser mit schlechter Qualität aus dem Ausgangswasservolumen, das das letzte Doppelkammergehäuse verläßt, kann ionische Schadstoffe in das Ultrafiltergehäuse, Membranen und Membranabstandshalter einführen, was auch die Zeit zum Erreichen eines Reinheitsniveaus von 18,2 Me- gohrττcm erhöht. Obwohl Hohlfasermembranen nicht so empfindlich wie spiral- förmig gewundene Membranen gegen Probleme sind, die mit dem Luftkontakt aufgrund der Benetzungsmittel, die typischerweise verwendet werden, um die Wasserpermeation zu starten, verbunden sind, sind sie nichtsdestotrotz noch immer von dem obengenannten Potential für Teilchen, organische und ionische Schadstoffe, die typischerweise während der anfänglichen Inbetriebnahme des Reinigungssystems festgestellt werden, abhängig.
Aus all diesen Gründen ist es erwünscht, diese potentiellen Schadstoffe zu entfernen, bevor sie in den Ultrafilter 49 gelangen. Um diesen Zweck zu erreichen, wird das Dreiwege-Magnet- oder -Absperrventil 48 vorzugsweise aus einem inerten Material wie Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polypropylen (PP) oder Polytetrafluo- rethylen (PTFE) gebildet. Ein bevorzugtes Absperrventil 48 ist Nr. AS2036-S36, das von Precision Dynamics in New Britain, Connecticut, erhältlich ist. Als Alternative würde ein Zweiwege-Ventil, das aus den gleichen Materialien gebildet wurde und an einer in dem Fließweg eingebauten T-Kupplung befestigt ist, auch genügen, solange das durch die Kupplung geschaffene Totvolumen minimiert wird, vorzugsweise auf nicht mehr als das sechsfache des Innendurchmessers der Fließwegleitung. Bevorzugte Ventile sind die magnet-aktivierten Ventile, die normalerweise geschlossen sind, wie die, worin eine Öffnung normalerweise offen ist, während eine zweite Öffnung normalerweise geschlossen ist (Dreiweg), oder die, worin das Ventil normalerweise geschlossen ist (Zweiweg). Alle derartigen Ventile werden vorzugsweise nicht eingeschaltet, bevor sie geöffnet werden, was die Wärme minimiert, die von der Energie erzeugt wird, die erforderlich ist, um das Ventil zu öffnen. Im Gegensatz dazu würde eine bedeutende Wärmemenge in dem System erzeugt, wenn das Ventil kontinuierlich mit Energie versorgt würde.
Ultrafilter 49 ist stromabwärts von dem Absperr/Spülventil 48 angeordnet und wird verwendet, um Gram-negative bakterielle Endotoxine (Lipopolysaccharide) und andere organische Moleküle abzutrennen. Wie oben erwähnt, kann Ultrafilter 49 aus Hohlfasermembranen oder spiralförmig gewundenen Membranen bestehen, die gewöhnlich in der Wasserreinigungsindustrie verwendet werden. Ultrafilter werden typischerweise als Querstromfilter betrieben, wobei Eintragswasser entlang der stromaufwärtigen Seite der Membranoberfläche zu einer Konzentrat- oder Abführöffnung gelangt, wo es schließlich aus dem Ultrafiltergehäuse als Konzentratstrom ausströmt. In einer spiralförmig gewundenen Ultrafiltrationsmembran wird Wasser, das tangential durch die Spiralmembran strömt, in einem Zentralrohr gesammelt, und es verläßt das Gehäuse als Produktwasser, das gewöhnlich als Permeat bezeichnet wird.
Hohlfaser-Ultrafilter enthalten viele Hohlfasern, die es ermöglichen, daß das Wasser von dem Einlaß des Gehäuses zu dem Konzentratauslaß gelangt, typischerweise aus dem Lumen oder der Innenseite der Fasern zu der Außenseite und parallel zu den Fasern. Wasser wird tangential aus jeder Faser heraus zu der Permeatseite der Membran gezwungen. Sowohl in spiralförmig gewundenen als auch Hohlfaser-Ultrafiltrationsgeräten, wird der Konzentratfluß typischerweise gedrosselt, um einen Druckunterschied zu erzeugen, der das Wasser zu der Permeatseite der Membran zwingt. Diese Drosselung kann mit Steuerventil 51 mit einem Berstdruck „cracking pressure" von 5 psig oder größer erreicht werden, der einen Gegendruck auf den Fluß des Wassers durch Ultrafilter 49 ausübt. Typischerweise entspricht der Konzentratstrom etwa 10 % des gesamten Wasservolumens, das dem Filter zugeführt wird.
In dem erfindungsgemäßen System werden sowohl Konzentrat- als auch Per- meatströme in das System über die Leitungen 70 bzw. 80 im Kreislauf geführt. Der Konzentratfluß kann mittels Steuerventil 51 oder durch ein Überdruckventil oder eine Drossel (nicht gezeigt, aber in derselben Relativposition angeordnet) geregelt werden. Konzentratwasser wird zu der Saugseite der Systempumpe 44 über Druckregler 42 zur Zirkulation zurückgeführt. Ein magnet-aktiviertes UF- Konzentrat-Spülventil 50 ist vorzugsweise in dem Konzentratstrom 70 angeordnet, das ein periodisches Hochflußspülen des Konzentratstromes zum Ablassen berücksichtigt. Dies wird einmal in 24 bis 48 Stunden vorgenommen, um die Reinigung der oberstromigen Seite der Membranen des Ultrafilters zu unterstützen. Ein bevorzugtes Spülventil 50 ist Nr. B20371-S2 von Precision Dynamics in New Bri- tain, Connecticut. Stromabwärts von Ultrafilter 49 gibt es vorzugsweise eine Resistivitätszelle 52, die vorzugsweise aus demselben obenerwähnten inerten Material besteht. Ein Sensor in der Resistivitätszelle 52 wird verwendet, um den spezifischen Widerstand und/oder die elektrische Leitfähigkeit des Wasser zu überwachen, wobei die Temperatur auf 25 °C standardisiert ist. Die Resistivitätszelle 52 ist mit einer Meßgerät-Steuervorrichtung verbunden, die den spezifischen Widerstand oder die Leitfähigkeit des Wassers in dem System anzeigt. Vorzugsweise ist der Sensor mit der Fähigkeit ausgestattet, die Temperaturkorrektureigenschaft abzustellen, um die direkte Überwachung des spezifischen Widerstands oder der Leitfähigkeit über die elektronische Steuerung des Systems zu ermöglichen. Die Temperatur wird wahlweise angezeigt.
Wasser, das die Resistivitätszelle 52 verläßt, legt eine kurze Strecke zu einem Entnahme- oder Verteilungsventil 54 zur Entnahme des gereinigten Wassers mit einem spezifischen Widerstand von zumindest 18,2 Megohrττcm bei 25 °C und mit einem geringen TOC-Gehalt zurück. Das Verteilungsventil 54 ist vorzugsweise ein Dreiwege-Ventil, das den Fluß stromabwärts von dem Ventil schließt oder drosselt, wenn es zur Entnahme von gereinigtem Wasser geöffnet wird, wodurch ein Einweg-Pfad für das Wasser geschaffen wird, der verhindert, daß es zurück in das System fließt. Ein bevorzugtes Verteilungsventil 54 ist Nr. PCT42-14-2 von Entegris Inc. in Chaska, Minnesota.
Am Auslaß ist ein Abschlußfilter 55 angeordnet, der vorzugsweise eine Polyether- sulfon-Membran (PES-Membran) umfaßt, die sich in einem Polypropylen- Gehäuse (PP-Gehäuse) befindet. Ein derartiger Abschlußfilter 55 ist von der Sartorius AG in Göttingen, Deutschland, als Sartopore®SP2-150 erhältlich. Auslaß 56 deckt sich mit dem Auslaß des Abschlußfilters 55 und enthält vorzugsweise ein Glockengehäuse, um eine durch Luft übertragene Verschmutzung zu verhindern.
Mit dem System in Normalbetrieb und mit geschlossenem Verteilungsventil 54 fließt das Wasser durch Ventil 54 zu dessen stromabwärtiger Seite und von da an über Rückführleitung 80 zurück zu der Ansaugseite von Pumpe 44 durch Druck- regler 42. Ein Steuerventil 57 ist zwischen dem Verteilungsventil 54 und der Ansaugseite von Pumpe 44 angeordnet, um zu verhindern, das eine Eintragswasserkontamination das Verteilungsventil 54 erreicht. Die Steuerventile 51 und 57 liefern auch einen Überdruck in dem System, um die Laminarströmung zu fördern. Wenn Verteilungsventil 54 geöffnet wird, um Wasser abzugeben, wird die Rückführleitung 80 geschlossen oder gedrosselt, um das Wasser zu dem Abschlußfilter 55 und Auslaß 56 zu zwingen.
Stromabwärts von dem Verteilungsventil 54 ist ein TOC-Sensor zur Online-TOC- Analyse vorgesehen. Dies ermöglicht es dem Anwender, TOC und/oder die TOC- Entwicklung in dem gereinigtem Wasser, das durch das System hergestellt wurde, zu überwachen. Durch Bereitstellen einer Verbindung zu einem TOC-Meßgerät an dieser Stelle, kann erwartet werden, daß TOC basierend auf dem schlimmsten Fall für das System überwacht wird, da es der engste Punkt an dem Verwendungsort ist und das gereinigte Wasser den größten Oberflächenbereich der Systemkomponenten vor der Entnahme kontaktiert hat. Außerdem kann durch Anordnung des TOC-Sensors an dieser Stelle, das Produktwasser an einer Kontamination durch das Analysegerät gehindert werden, wenn ein Versagen stattfinden sollte. Jedes Totstreckenvolumen, selbst das kleinste, wird stromaufwärts von dem Entnahmepunkt beseitigt.
Die TOC-Probe wird durch einen Probennahme-Mechanismus vorzugsweise in Form eines Dreiwege-T-Ventils erhalten, das es ermöglicht, daß kleine Wassermengen zu dem TOC-Sensor 62 zur Analyse strömen, und das vorzugsweise aus PVDF oder PTFE besteht. Ein bevorzugtes Dreiwege-T-Ventil für diesen Zweck ist Nr. F4TU4 von Parker Hannifin Corp. in Ravenna, Ohio. Ein Verbindungsstück ist vorgesehen, das die Verbindung mit einem kleinen spritzenartigen Filter 60 ermöglicht. Ohne die Verwendung von Filter 60 ist der TOC-Sensor 62 einer betriebsbedingten Störung durch Teilchen und Bakterien in dem Wasserbehandlungssystem ausgesetzt. Filter 60 wird vorzugsweise mit bis zu 0,45 Mikrometer Porendurchmesser angesetzt und so gestaltet, daß Teilchen und Bakterien aus dem Wasser vor dem Wassereintritt in den TOC-Sensor 62 abgetrennt werden. Der Filter besteht vorzugsweise aus PP und PES. Es ist jedoch gezeigt worden, daß auch Filter aus Polycarbonat und PES oder Polymade, PVDF und PES oder PP und Celluloseacetat (CA) akzeptabel sind. (Es sollte angemerkt werden, daß CA-Filtermaterial dazu neigen könnte, mehr Teilchen und Benetzungsmittel zu verlieren, wenn es installiert wird, und daß es folglich zusätzlicher Spülung vor der Installation und während der Nutzungsdauer bedarf.) Außerdem sind Glasfaser- Filtrationsgeräte gut verwendbar. Wenn Filter 60 von ähnlicher Bauweise wie Filter 55 ist, der vor Auslaß 56 angeordert ist, geben die TOC-Analyseergebnisse das besser wider, was von dem Auslaß des Systems zu erwarten ist.
Ein bevorzugter Typ von Filter 60 ist der Luer-Lock-Spritzentyp. Jedoch sind ähnliche kleine Filter ausreichend, die den National Pip Thread- (NPT-), Schlauch- Widerhaken- oder einen anderen Sanitärverbindungsmechanismus nutzen. Derartige Filter müssen nicht auf 0,2 oder 0,45 Mikrometer Porengröße beschränkt sein, wenn eine größere Porengröße gezeigt hat, daß sie für die beabsichtigte Anwendung ausreichend ist.
BEISPIEL
Ein Wasserreinigungssystem mit im wesentlichen derselben, in Fig. 2 gezeigten Anordnung wurde errichtet und unter Verwendung von RO-Eintragswasser bewertet. Das RO-System bestand aus einer Doppelmembraneinheit mit Aktivkohle- und Faltenfilter-Vorbehandlung. Das RO-Produktwasser hat einen spezifischen Widerstand von 85 bis 150 Kohnrcm bei 25 °C und einen TOC-Gehalt von 0,5 bis 0,8 ppm und war in einem 40-Liter-Druckgefäß enthalten, das dem Reinigungssystem Wasser bei etwa 55 psig über Polyethylen-Rohre lieferte.
Das Leitungswassersystem bestand aus einer Trojan Technologies-UV- Reaktionskammer 46 und einem Hohlfaser-Ultrafilter 49, der ein Polycarbonatge- häuse, eine Polyurethan-Einbettung und Polyamid-S-Hohlfasermembranen umfaßt.
Zwei Doppelgehäuse A und B, jeweils mit zwei Kammern mit 1.400 cm3 Volumen für 5.600 cm3 Gesamtvolumen wurden mit den bevorzugten, in Fig. 2 angegebenen Arten von Reinigungsmedien in der folgenden Reihenfolge des Kontakts und den folgenden Volumenprozentsätzen gefüllt: Gehäuse A, Kammer 1 16,6 % Medium 2, 8,3 % Medium 1 , 16,6 % Medium 5 und 58,5 % Medium 3; Gehäuse A, Kammer 2 100 % Medium 4; Gehäuse B, Kammer 1 20,8 % Medium 5, 25 % Medium 3 und 54,2 % Medium 4; und Gehäuse B, Kammer 2 20,8 % Medium 3 and 79,2 % Medium 4. Nach der Installation der Doppelgehäuse A und B wurde die Eintragswasserleitung zu dem System geöffnet, das System mit Energie versorgt, und ein Spülzyklus begann. Wasser, das in das System eintrat, strömte durch einen Druckregler 42, der auf 15 ± 2 psig eingestellt war, zu einer Membranpumpe 44, die das Eintragswasser unter einen Druck von 35 psig zur Lieferung an das System setzte. Wasser, das Pumpe 44 verließt, trat in das erste Doppelgehäuse A zur Behandlung ein, bevor es zur UV-Reaktorkammer 46 floß. Wasser, das UV-Reaktorkammer 46 verließt, trat in das zweite Doppelgehäuse B zur Behandlung ein. Wasser, das aus dem zweiten Doppelgehäuse B austrat, wurde etwa 20 min zum Spülen über Absperr/Spülventil 48 (Precision Dynamics Nr. AS2036-536), das stromaufwärts von Ultrafilter 49 angeordnet ist, abgelassen, was sich auf eine 5-Bettvolumen-Spülung der Doppelgehäuse A und B oder knapp über ein 10-Bettvolumen der Spülung für das lonenaustauschharz in den Doppelgehäusen belief. Dies benetzte alle Systemkomponenten stromaufwärts von Ultrafilter 49 und spülte alle feinen Teilchen und die Mehrheit der Oberflächenverunreinigungen aus der Leitung und aus dem lonenaustauschharz heraus. Nach dem 20minütigen Spülzyklus wurde Absperr/Spülventil 48 geschlossen und UF-Spülventil 50 (Precision Dynamics Nr. B20371-52) an der Konzentratseite von Ultrafilter 49 geöffnet. Verteilungsventil 54 (Entegris Nr. PCT4-2-14-2) und UF- Spülventil 50 wurden auch gleichzeitig geöffnet, damit Wasser 15 Minuten zur Spülung sowohl über die Konzentrat- als auch die Permeatseite von Ultrafilter 49 abgelassen werden konnte, um Luft und Benetzungsmittel daraus zu entfernen. Nach diesem 15minütigen Spülungszyklus wurde Spülventil 50 geschlossen und Wasser weitere 5 Minuten zur Spülung über Verteilungsventil 54 abgelassen, um das System unter Druck für die normale Betriebsweise zu setzen und das Spülen von verbliebener Luft aus dem System zu unterstützen. Wasser, das zu Verteilungsventil 54 strömte, gelangte auch durch einen Zellbehälter, der eine Leitfähig- keits/Resistivitätszelle 52 enthielt, die mit einem Meßgerät verbunden war. Wasser an der Konzentratseite von Ultrafilter 49 ließ man zu Druckregler 42 zurückströmen. Ein 10-psi-Steuerventil 51, das im Konzentratstrom 70 angeordnet war, lieferte einen Gegendruck gegen Ultrafilter 49, wodurch es ermöglicht wurde, das Wasser bei Systemdruck zu dem Ultrafiltrationsmodul für die Abschlußspülung strömte. Nach der fünfminütigen Spülung wurde Verteilungsventil 54 geschlossen, was es ermöglichte, daß Wasser zu Druckregler 42 über Leitung 80 in den Kreislauf zurückzuführen. Verteilungsventil 54 stellte den Wasserfluß in Leitung 80 stromabwärts von Ventil 54 ab, wenn Ventil 54 zur Entnahme von gereinigtem Wasser geöffnet wurde, wodurch verhindert wird, das Produktwasser während der Entnahme umgeleitet wird. Die Umlaufleitung 80 enthielt ein Steuerventil 57, das auf 0,5 psig bemessen war, was dabei hilft, den Systemfluß während der Rückführung auszugleichen, und dem System etwas Gegendruck liefert, um die Laminarströmung zu fördern.
Nach der Systemspülung wurde ein mit Detergens vorbenetzter 0,2-Mikrometer- PES-Membranfilter 55 (Sartorius Sartopore®SP2-150) an Verteilungsventil 54 mittels 1/4-irich-NPT angebracht. Dieser Filter wurde mit 8 bis 10 Liter Systemwasser gespült, um die Benetzungsmittel zu entfernen. An diesem Punkt ließ man eine Stunde behandeltes Wasser in das System zurückkehren, während die Resi- stivität des Wassers mit einem Thornton 200CR-Meßgerät und einer 0,1 konstanten Zelle überwacht wurden, die auf die Standards des National Institute of Standards und Technology kalibriert wurden. Nach etwa 20 min Zirkulation betrug der spezifische Widerstand des gereinigten Wassers 18,03 bis 18,12 Me- gohnvcm, korrigiert auf 25 °C. Verschiede kurze zwischenzeitliche Abfälle unter 18,0 Megohnrcm wurden beobachtet. Nach einer Stunde Zirkulation stabilisiert sich die Resistivität auf etwa 18,0 Megohnvcm.
Nach dieser Stabilisierung der Resistivität wurde der Auslaß desselben 0,2-Mikrometer PES-Filters, der mit Verteilungsventil 54 verwendet wurde, über Teflonrohre an einem Sievers Modell 800-TOV-Analysegerät zur Online-TOC- Analyse angebracht und das Analysegerät mit Wasser bei etwa 3 psig versorgt. Die TOC-Analyse wurde über mehrere Stunden entsprechend den Gerätevorschriften durchgeführt und lag zwischen 13,0 und 18,0 ppb. An diesem Punkt wurde das System in einen Bereitschaftsmodus versetzt, wodurch das System 45 Minuten abgestellt und Wasser 15 Minuten in jeder Stunde im Kreislauf geführt wurde.
Am nächsten Morgen schaltete man das System ein und ließ es 30 Minuten vor dem Starten des TOC-Analysegerätes zirkulieren. Der TOC lag zwischen 8,9 und 4,5 ppb über mehrere Stunden. Das TOC-Analysegerät wurde von dem System zur Probennahme für die Hochleistungsflüssigchromatographie-Analyse (HPLC- Analyse) des Gehaltes organischer Verbindungen in dem gereinigten Wasser getrennt.
Ein Erlenmeyerkolben wurde drei Stunden auf 400 °C erwärmt, um alle anhaftenden organischen Kohlenstoffverbindungen zu entfernen, dann eine Stunde mit einem Aluminiumfolie-Abdeckung abgekühlt, dann eine 125 ml-Probe von Systemproduktwasser in dem Kolben gesammelt. Die Probe wurde durch Umkehrphasen- Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) unter Verwendung einer Beckmann Ultrasphere C-18, 5-Mikrometer-Säule mit einer C-18-Guardsäule analysiert. Dieses HPLC-System bestand aus dem Lösungsmittel-Modul Modell 126 und dem Detektor Modell 168 unter Verwendung der Software System Gold 32. Der Ausgangseinstellung wurde mit 100 % Acetonitril bei 2,0 ml/min durchgeführt. Zum Zeitpunkt Null wurde der Chromatograph auf 100 % Wasserprobe als mobile Phase umgeschaltet. Eine 60 ml Wasserprobe wurde durch die Säule mit 2,0 ml/min gepumpt. Am Ende der 60-ml-Probenanreicherung wurde ein Gradient zurück zu 100 % Acetonitril mit 2,0 ml/min über die nächsten 30 min mit Probenergänzung bei 65 min der Laufzeit durchgeführt. Das 210-nm- Chromatogramm ist für den Nachweis potentiell störender organischer Verbindungen das kritischste. Kein signifikanter Peak wurde bei der Probe bei 210 nm oder bei 254 nm wahrgenommen, was die Abwesenheit störender organischer Verbindungen zeigte.
Nach der HPLC-Analyse wurde das System etwa 8 Stunden während der nächsten 4 Tage betrieben und jede Nacht wider in den Bereitschaftsmodus versetzt. Bis zu 10 I Wasser wurden aus dem System jeden Tag entnommen. TOC lag so niedrig wie 0,28 bis 0,62 ppb. Ein TOC-Bereich von 1 ,5 bis 2,5 ppb wurde nach längerer Probennahme festgestellt, die eine kontinuierliche zweistündige Online- Analyse umfaßte. Der spezifische Widerstand blieb bei rund 18,0 Megohrττcm für die gesamte 4-Tage-Periode. Der Betrieb dieses Systems wurde bei einem Reinheitsniveau von 18,2 Megohrrvcm mit weniger als 1 ,0 ppb TOC mehrere Monate fortgesetzt, bevor Anschlußfilter 55 ersetzt wurde.
Der Wassereintrag in das System wurde auf kommunales Leitungswasser umgeschaltet. Etwa 10 I Wasser strömten zum Ablassen aus dem System durch, um sicherzustellen, daß das Systemhaltevolumen durch Leitungswasser ersetzt wurde. Das Leitungseintragswasser wies einen spezifischen Widerstand von 4,1 bis 4,6 Kohrrvcm auf. Die Leitungswasser-TOC-Niveaus lagen zwischen 1 ,3 und 1 ,8 ppm. Die Niveaus an freiem Chlor lagen zwischen 0,20 und 0,28 ppm. Das System lief mehrere Tage mit dem Leitungswassereintrag, und es wurde festgestellt, daß der spezifische Widerstand des gereinigten Produktwassers des Systems im Bereich von 18,0 bis 18,2 Megohnvcm, der TOC bei weniger als 5,0 ppb lag, und kein nachweisbares freies Chlor gefunden wurde.
Die in der vorstehenden Beschreibung gebrauchten Bezeichnungen und Ausdrük- ke werden hierin im Sinne der Beschreibung und nicht der Beschränkung verwendet, und es ist bei der Verwendung derartiger Bezeichnungen und Ausdrücke nicht beabsichtigt, Äquivalente der gezeigten oder beschriebenen Merkmale oder Teile davon auszuschließen, wobei anzuerkennen ist, daß der Umfang der Erfindung nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt und beschränkt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. System zur Herstellung von ultrareinem Wasser mit einem spezifischen Widerstand von zumindest 18,0 Megohrττcm und einem Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff von weniger als 1 ppb, umfassend die folgenden Elemente, die alle in Fluidkommunikation miteinander stehen:
(a) eine Eintragswasserquelle;
(b) eine Pumpe;
(c) zumindest zwei Doppelgehäuse zur Aufnahme von zumindest fünf Reinigungsmedien, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Redoxmedien, mit Säure gewaschener bituminöser Aktivkohle, mit Säure gewaschener Kokosnußschalen-Aktivkohle, Mischbett- Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität und katalytischer Aktivkohle mit einer Peroxidzahl < 14 besteht, wobei jedes Doppelgehäuse zwei aneinandergrenzende Kammern 1 und 2 aufweist, die durch eine gemeinsame Wand getrennt sind und miteinander in in Reihe geschalteter Fluidkommunikation stehen;
(d) einen Sensor für den spezifischen Widerstand;
(e) ein Verteilungsventil, das ultrareines Wasser aus dem System abgeben kann, während der stromabwärtige Fluß verhindert wird;
(f) einen Verwendungsort-Filter, stromabwärts und unmittelbar an dem Verteilungsventil und mit einer mittleren Porengrößenbemes- sung von bis zu 0,2 Mikrometer, der Teilchen und Bakterien entfernen kann;
(g) ein erstes Steuerventil zwischen der Pumpe und dem Verteilungsventil, um den Rückfluß des Eintragswasser zu verhindern; und
(h) eine Probenentnahme-Öffnung mit Filterverbindung in Kommunikation mit einem Instrument, das den Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff des durch das System hergestellten ultrareinen Wassers analysieren kann.
2. System nach Anspruch 1 , wobei es einen Ultrafilter mit einer Bemessung von < 30.000 Dalton Molekulargewichtsrückhaltevermögen umfaßt, der zwischen den zumindest zwei Doppelgehäusen und dem Sensor für den spezifischen Widerstand angeordnet ist.
3. System nach Anspruch 2, wobei es (i) ein erstes Spülventil zwischen den zumindest zwei Doppelgehäusen und dem Ultrafilter und (ii) ein zweites Spülventil und ein zweites Steuerventil zwischen dem Ultrafilter und der Pumpe umfaßt.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit zwei Doppelgehäusen A und B, die Wasserbehandlungsmedien enthalten.
5. System nach Anspruch 4, wobei es eine Ultraviolett-Reaktorkammer zwischen den Doppelgehäusen A und B umfaßt und wobei Doppelgehäuse A die folgenden Medien in der folgenden Reihenfolge in den Kammern 1 und 2 enthält:
Kammer 1
Redoxmedien säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle Kammer 2
Mischbettharz mit Halbleiterqualität und Doppelgehäuse B die folgenden Medien in der folgenden Reihenfolge in den Kammern 1 und 2 enthält: Kammer 1 katalytische Aktivkohle mit einer Peroxidzahl < 14 säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle
Mischbettharz mit Halbleiterqualität Kammer 2 säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle
Mischbettharz mit Halbleiterqualität.
6. System nach Anspruch 5, wobei die Redoxmedien Granalien einer Cu/Zn- Legierung umfassen, die säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle eine Maschenzahl von 20 x 50 aufweist und die katalytische Aktivkohle mit einer Peroxidzahl < 14 ein Gemisch aus oxidierter und kalzinierter bituminöser Kohle und Kohlenteerpech umfaßt.
7. System nach Anspruch 4, wobei es eine Ultraviolett-Reaktorkammer zwischen den Doppelgehäusen A und B umfaßt und wobei Doppelgehäuse A die folgenden Medien in der folgenden Reihenfolge in den Kammern 1 und 2 enthält:
Kammer 1 säure-gewaschene bituminöse Aktivkohle
Redoxmedien katalytische Aktivkohle mit einer Peroxidzahl < 14 säure-gewaschene bituminöse Aktivkohle Kammer 2
Mischbett-Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität und Doppelgehäuse B die folgenden Medien in der folgenden Reihenfolge in den Kammern 1 und 2 enthält: Kammer 1 katalytische Aktivkohle mit einer Peroxidzahl < 14
"säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle
Mischbett-Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität Kammer 2 säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle
Mischbett-Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität.
8. System nach Anspruch 7, wobei die Redoxmedien Granalien einer Cu/Zn- Legierung umfassen, die säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle eine Maschenzahl von 20 x 50 aufweist und die katalytische Aktivkohle mit einer Peroxidzahl < 14 ein Gemisch aus oxidierter und kalzinierter bituminöser Kohle und Kohlenteerpech umfaßt.
9. System nach Anspruch 4, wobei es eine Ultraviolett-Reaktorkammer zwischen den Doppelgehäusen A und B umfaßt und wobei Doppelgehäuse A die folgenden Medien in der folgenden Reihenfolge in den Kammern 1 und 2 enthält:
Kammer 1
Redoxmedien katalytische Aktivkohle mit einer Peroxidzahl < 14 säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle
Kammer 2
Mischbett-Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität und Doppelgehäuse B die folgenden Medien in der folgenden Reihenfolge in den Kammern 1 und 2 enthält:
Kammer 1 katalytische Aktivkohle mit einer Peroxidzahl < 14 säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle Mischbett-Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität
Kammer 2 säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle Mischbett-Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität.
10. System nach Anspruch 9, wobei die Redoxmedien Granalien einer Cu/Zn- Legierung umfassen, die säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle eine Maschenzahl von 20 x 50 aufweist und die katalytische Aktivkohle mit einer Peroxidzahl < 14 ein Gemisch aus oxidierter und kalzinierter bituminöser Kohle und Kohlenteerpech umfaßt.
11. System nach Anspruch 4, wobei Doppelgehäuse A die folgenden Medien in der folgenden Reihenfolge in den Kammern 1 und 2 enthält:
Kammer 1
Redoxmedien katalytische Aktivkohle mit einer Peroxidzahl < 14 säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle Kammer 2
Mischbett-Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität und Doppelgehäuse B die folgenden Medien in der folgenden Reihenfolge in den Kammern 1 und 2 enthält: Kammer 1
Mischbett-Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität Kammer 2
Mischbett-Ionenaustauschharz mit Halbleiterqualität.
12. System nach Anspruch 11 , wobei die Redoxmedien Granalien einer Cu/Zn- Legierung umfassen, die säure-gewaschene Kokosnußschalen-Aktivkohle eine Maschenzahl von 20 x 50 aufweist und die katalytische Aktivkohle mit einer Peroxidzahl kleiner 14 ein Gemisch aus oxidierter und kalzinierter bituminöser Kohle und Kohlenteerpech umfaßt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006051116B4 (de) * 2006-10-25 2012-06-21 Sybille Löffler-Zipfel Filteranordnung zur Wasseraufbereitung

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7614508B2 (en) 2001-08-23 2009-11-10 Pur Water Purification Products Inc. Water filter materials, water filters and kits containing silver coated particles and processes for using the same
US20050279696A1 (en) 2001-08-23 2005-12-22 Bahm Jeannine R Water filter materials and water filters containing a mixture of microporous and mesoporous carbon particles
US7615152B2 (en) 2001-08-23 2009-11-10 Pur Water Purification Products, Inc. Water filter device
US7614507B2 (en) * 2001-08-23 2009-11-10 Pur Water Purification Products Inc. Water filter materials, water filters and kits containing particles coated with cationic polymer and processes for using the same
KR100777951B1 (ko) 2001-08-23 2007-11-28 더 프록터 앤드 갬블 캄파니 정수 필터 재료, 대응하는 정수 필터 및 그의 사용 방법
US20050263453A1 (en) * 2001-08-23 2005-12-01 The Procter & Gamble Company Water filter materials and water filters containing a mixture of microporous and mesoporous carbon particles
DE10151488A1 (de) * 2001-10-18 2003-05-22 Klaus Buettner Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung wässriger Flüssigkeiten in der humanmedizinischen Therapie
GB0205893D0 (en) * 2002-03-13 2002-04-24 Otv Sa Water purification apparatus
US20040060602A1 (en) * 2002-07-05 2004-04-01 Gambro, Inc. Water diversion systems and methods
ITVI20030002U1 (it) * 2003-01-03 2004-07-04 Franco Carlotto Impianto per il trattamento dell'acqua
US7083733B2 (en) * 2003-11-13 2006-08-01 Usfilter Corporation Water treatment system and method
US20050103717A1 (en) 2003-11-13 2005-05-19 United States Filter Corporation Water treatment system and method
US8377279B2 (en) 2003-11-13 2013-02-19 Siemens Industry, Inc. Water treatment system and method
KR20070102531A (ko) * 2005-01-11 2007-10-18 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 계면활성제를 함유하는 폐수 스트림의 처리 방법
US7378025B2 (en) * 2005-02-22 2008-05-27 Asml Netherlands B.V. Fluid filtration method, fluid filtered thereby, lithographic apparatus and device manufacturing method
US20060219613A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Scheu Richard W Water purification system and method
EP1885655B1 (de) * 2005-06-01 2014-12-17 Evoqua Water Technologies LLC Wasseraufbereitung durch intermittierende desinfektion
JP5124946B2 (ja) * 2006-01-12 2013-01-23 栗田工業株式会社 超純水製造装置における超純水中の過酸化水素の除去方法
US20080067069A1 (en) 2006-06-22 2008-03-20 Siemens Water Technologies Corp. Low scale potential water treatment
US20080105618A1 (en) * 2006-10-27 2008-05-08 Mesosystems Technology, Inc. Method and apparatus for the removal of harmful contaminants from portable drinking water devices
US20100072134A1 (en) * 2007-03-06 2010-03-25 Mader Brian T Ultrasonically induced cavitation of fluorochemicals
US20100089841A1 (en) * 2007-03-06 2010-04-15 Mader Brian T Ultrasonically induced cavitation of fluorochemicals
US20100096337A1 (en) * 2007-03-06 2010-04-22 Mader Brian T Ultrasonically induced cavitation of fluorochemicals
JP2008226720A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Omron Corp 熱交換装置
CL2008002533A1 (es) * 2007-10-20 2009-10-09 Porous Media Corp Un conjunto de filtro que comprende una carcasa hueca abierta por lo menos en un extremo por lo menos un miembro de cierre que cierra el por el por lo menos un extremo, siendo el miembro de cierre desmontable, por lo menos una placa tubular, una o mas orificios o aberturas, una camarabimpelente de entrada formada en la carcasa hueca
US20090188856A1 (en) * 2007-10-20 2009-07-30 Robb Benson Externally Centering Filter Element or Cartridge and Housing and System Utilizing the Same
EP2217764A1 (de) 2007-11-07 2010-08-18 Georg Fischer LLC Hochreines wassersystem
BRPI0819884A2 (pt) 2007-11-30 2016-05-10 Siemens Water Tech Corp método para tratamento de água salgada, sistema de tratamento de água e dispositivo de separação acionado eletricamente
EP2296806A2 (de) * 2008-05-14 2011-03-23 3M Innovative Properties Company Filtermedium und wasserfiltrationssystem damit
BRPI0913000A2 (pt) * 2008-05-22 2019-02-26 Water Safe Solutions Inc método e sistema de purificação de água portátil
GB0818921D0 (en) * 2008-10-16 2008-11-19 Otv Sa Method of TOC monitoring
CA2686836C (en) 2008-12-01 2017-04-11 International Water-Guard Industries, Inc. Water distribution system with dual use water treatment unit
EP2376209A4 (de) * 2008-12-10 2014-03-12 Alltech Associates Inc Chromatographiesäulen
US9126854B2 (en) * 2009-02-11 2015-09-08 Clear River Enviro, Llc Apparatus for target compound treatment
JP5453878B2 (ja) * 2009-03-31 2014-03-26 栗田工業株式会社 超純水製造設備及び超純水のモニタリング方法
GB0919477D0 (en) * 2009-11-06 2009-12-23 Otv Sa Water purification apparatus and method
FR2976936B1 (fr) 2011-06-24 2013-08-02 Millipore Corp Systeme et procede de purification et de distribution d'eau, avec barriere de separation eliminant la contamination bacterienne
FR2976819B1 (fr) 2011-06-24 2013-08-02 Millipore Corp Systeme et procede de purification d'eau, avec purge automatique
CN102276078A (zh) * 2011-07-25 2011-12-14 苏州弗乐卡电器科技发展有限公司 一种自来水净化方法
CN103482803A (zh) * 2012-06-11 2014-01-01 四川制药制剂有限公司 一种医用纯水生产系统
GB201210456D0 (en) * 2012-06-13 2012-07-25 Vws Uk Ltd Method and system for providing purified water
JP6417734B2 (ja) * 2014-06-10 2018-11-07 栗田工業株式会社 超純水製造方法
KR20170088341A (ko) * 2014-11-19 2017-08-01 비코 프리시젼 서피스 프로세싱 엘엘씨 탈이온수의 저항률의 금속 무함유 감소 및 제어를 위한 장치 및 방법
RU2663172C2 (ru) * 2016-12-29 2018-08-01 Общество с ограниченной ответственностью "Альфа" (ООО "Альфа") Система получения чистой и сверхчистой воды
WO2018146308A1 (en) * 2017-02-13 2018-08-16 Merck Patent Gmbh A method for producing ultrapure water
JP7132932B2 (ja) * 2017-02-13 2022-09-07 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 超純水を製造するための方法
EP3580178A1 (de) 2017-02-13 2019-12-18 Merck Patent GmbH Verfahren zur herstellung von ultrareinem wasser
DE202018101926U1 (de) 2018-04-10 2018-05-24 Aqua Free Gmbh Filtervorrichtung, insbesondere Filterkartusche, für Wasserfilter in Luftfahrzeugen
RU2759283C2 (ru) * 2019-12-30 2021-11-11 Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРУРУС" Система получения сверхчистой воды

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0433893A2 (de) * 1989-12-19 1991-06-26 Ebara Corporation Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von reinem oder ultrareinem Wasser
US5041219A (en) * 1990-02-12 1991-08-20 Strand Charles D Dual chamber water filter
US5399263A (en) * 1992-09-24 1995-03-21 Barnstead Thermolyne Water purifier
US5811012A (en) * 1994-07-22 1998-09-22 Organo Corporation Deionized water or high purity water producing method and apparatus
US5919357A (en) * 1997-05-20 1999-07-06 United States Filter Corporation Filter cartridge assembly
US5925240A (en) * 1997-05-20 1999-07-20 United States Filter Corporation Water treatment system having dosing control

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4784763A (en) * 1987-07-13 1988-11-15 Labconco Corporation Water purification machine
US5820823A (en) * 1990-03-02 1998-10-13 Sievers Instruments, Inc. Method and apparatus for the measurement of dissolved carbon
US5356849A (en) * 1993-01-21 1994-10-18 Calgon Carbon Corporation Catalytic carbon
WO1995029128A1 (en) 1994-04-26 1995-11-02 Seh America, Inc. Water purification system and method
US5573665A (en) * 1995-02-02 1996-11-12 Purotech Ltd. Three chamber consecutive flow water treatment device
US5798040A (en) 1996-02-09 1998-08-25 United States Filter Corporation Water purification cartridge assembly with unidirectional flow through filter media
US5895570A (en) 1996-02-09 1999-04-20 United States Filter Corporation Modular filtering system
US5762804A (en) * 1996-07-12 1998-06-09 Striefler; Martin J. Filter prewetting and decontamination method and apparatus
US5935441A (en) 1996-09-05 1999-08-10 Millipore Corporation Water purification process
US5868924A (en) * 1997-02-14 1999-02-09 Barnstead/Thermolyne Corporation Water purifier
US6398965B1 (en) * 1998-03-31 2002-06-04 United States Filter Corporation Water treatment system and process
US6328896B1 (en) * 1998-04-24 2001-12-11 United States Filter Corporation Process for removing strong oxidizing agents from liquids

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0433893A2 (de) * 1989-12-19 1991-06-26 Ebara Corporation Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von reinem oder ultrareinem Wasser
US5041219A (en) * 1990-02-12 1991-08-20 Strand Charles D Dual chamber water filter
US5399263A (en) * 1992-09-24 1995-03-21 Barnstead Thermolyne Water purifier
US5811012A (en) * 1994-07-22 1998-09-22 Organo Corporation Deionized water or high purity water producing method and apparatus
US5919357A (en) * 1997-05-20 1999-07-06 United States Filter Corporation Filter cartridge assembly
US5925240A (en) * 1997-05-20 1999-07-20 United States Filter Corporation Water treatment system having dosing control

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006051116B4 (de) * 2006-10-25 2012-06-21 Sybille Löffler-Zipfel Filteranordnung zur Wasseraufbereitung

Also Published As

Publication number Publication date
DE10196530D2 (de) 2004-04-15
DE10196530B4 (de) 2015-03-26
US6579445B2 (en) 2003-06-17
CN1269746C (zh) 2006-08-16
CN1507419A (zh) 2004-06-23
US20020179508A1 (en) 2002-12-05

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Rodriguez et al. Investigating PPCP removal from wastewater by powdered activated carbon/ultrafiltration
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