Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer porösen Membran, die zum Filtern von Wasser dient, zum Beispiel zur Aufbereitung von Trink- und/oder Brauchwasser. Die Erfindung betrifft außerdem eine Filtrationsanlage zum Aufbereiten von Trink- und/oder Brauchwasser, die mit wenigstens einer derartigen Membran ausgestattet ist.

Oberflächenwasser, zum Beispiel aus Flüssen oder Seen, enthält üblicherweise organische und anorganische Verunreinigungen und muss in der Regel gefiltert werden, um es als Trinkwasser oder als Brauchwasser verwenden zu können. Diese Filtration kann mit Hilfe unterschiedlicher Filtereinrichtungen durchgeführt werden. Als besonders effizient für die Abscheidung kleiner und kleinster organischer und anorganischer Verunreinigungen haben sich Membranen herausgestellt, die für Wasser durchlässig und für die abzutrennenden Verunreinigungen undurchlässig sind. Derartige Membranen bestehen üblicherweise aus einem porösen Festkörper, dessen Porosität so gewählt ist, dass sich die gewünschte Filtrationswirkung einstellt. Derartige Membranen können aus einem porösen Metall, aus einem porösen Kunststoff oder aus einer porösen Keramik hergestellt sein. Üblicherweise sind mehrere Membranen zu einem Membranblock zusam- mengefasst. Aus der DE 10 2008 036 920 A1 ist ein Beispiel für derartige keramische Membranen bekannt.

Die Membranen besitzen eine dem zu filternden Wasser ausgesetzte Oberfläche, durch die das Wasser in die Membran eindringen kann. Ferner besitzen sie eine reinseitige Oberfläche, an der das gefilterte Wasser austreten kann. In der Regel befindet sich die rohseitige Oberfläche an der Außenseite der Membran, während die reinseitige Oberfläche im Inneren der Membran ausgebildet ist und dort zum Beispiel Sammelkanäle begrenzt, durch die das gefilterte Wasser aus der Memb- ran herausgeführt werden kann. Ein Beispiel für einen derartigen Membranauf- bau zeigt wieder die vorstehend genannte DE 10 2008 036 920 A1 .

Während der Filtration werden die störenden Verunreinigungen an der rohseiti- gen Oberfläche vom Wasser getrennt, wodurch sich die Verunreinigungen an der rohseitigen Oberfläche anlagern. Diese Anlagerungen führen ihrerseits zu einer Verunreinigung der Membran, was mit einer Zunahme des Durchströmungswiderstands der Membran einhergeht. Je größer der Volumenstrom an zu reinigendem Wasser, desto rascher erfolgt die Verunreinigung der Membran. Um in einer Wasseraufbereitungsanlage einen ausreichenden Volumenstrom an gefiltertem Wasser erzeugen zu können, muss also entsprechend viel Membranfläche bereitgestellt werden, also in der Regel eine vergleichsweise große Anzahl an Membranen verwendet werden, wodurch die Wasseraufbereitungsanlage vergleichsweise groß und teuer ist.

Die Membranen, die während ihres Betriebs ihrerseits durch die aus dem Wasser herausgefilterten Verunreinigungen verunreinigt werden, können jedoch regeneriert bzw. ihrerseits gereinigt werden. Grobe Verunreinigungen lassen sich dabei mechanisch entfernen, beispielsweise durch eine Rückspülung, durch eine Beaufschlagung mit Luftbläschen sowie mit Hilfe von Abstreifern und dergleichen. Kleinere, insbesondere mikroskopische, organische und anorganische Verunreinigungen müssen dagegen chemisch abgereinigt werden. Beim chemischen Abreinigen von organischen Verunreinigungen, wie z.B. Bakterien, Sporen, Mikroorganismen und dergleichen, wird gleichzeitig auch eine Desinfektion der Membran erreicht. Das Anlagern organischer Verunreinigungen wird häufig als "Biofouling" bezeichnet. Ebenfalls kann es an der Membran bzw. in der porösen Struktur der Membran zu anorganischen Anlagerungen kommen, die nicht wasserlöslich sind und ebenfalls chemisch entfernt werden müssen. Derartige Anlagerungen erhö- hen den Durchströmungswiderstand der Membran und werden häufig als „Scaling" bezeichnet.

Zur Regeneration von Biofouling, also von organischen Anlagerungen können oxidative Reinigungsmittel zur Anwendung kommen, beispielsweise Hypochlorite. Durch oxidative Reinigung können langkettige organische Moleküle zersetzt, also zerkleinert werden, wodurch sich eine verbesserte Löslichkeit der kleineren organischen Moleküle in Wasser ergibt. Scaling dagegen, also die Bildung anorganischer Ablagerungen lässt sich mit einem sauren Reinigungsmittel, also mit einer Säure regenerieren. Hier kann beispielsweise Zitronensäure zur Anwendung kommen.

Die Verwendung von Hypochloriten zur Erzielung einer oxidativen Reinigung benötigt sehr viel Zeit, wenn das Hypochlorit in einer niedrigen Konzentration verwendet wird. Wird das Hypochlorit dagegen in einer hohen Konzentration verwendet, wird vergleichsweise viel Wirkstoff verbraucht, der zur Reinigung an sich nicht erforderlich ist. Hierdurch wird das Verfahren vergleichsweise teuer. Ferner kann die Verwendung von Hypochloriten in Verbindung mit anderen, nicht störenden Wasserinhaltsstoffen, wie zum Beispiel Kalziumcarbonat, zu Ausfällungen an der Membran führen, die das Scaling der Membran unterstützen. Dementsprechend folgt auf eine oxidative Reinigung mit einem Hypochlorit in der Regel eine saure Reinigung mit einer Säure. Dementsprechend ist eine konventionelle chemische Reinigung einer derartigen Membran vergleichsweise aufwändig und teuer. Gleichzeitig wird dadurch auch eine mit derartigen Membranen ausgestattete Wasseraufbereitungsanlage vergleichsweise teuer, insbesondere dann, wenn die Regeneration bzw. Reinigung der Membranen in den Filtrationsprozess integriert werden soll, so dass permanent gefiltertes Wasser geliefert werden kann. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Verfahren zum Reinigen einer derartigen Membran bzw. für eine mit einer derartigen Membran ausgestattete Filtrationsanlage eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen reduzierten Zeitbedarf und/oder durch reduzierte Reinigungskosten auszeichnet.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, auf eine rohseitige Oberfläche einer zumindest teilweise entwässerten porösen Membran zumindest ein Reinigungsmittel aufzubringen, das eine wässrige Chemikalienlösung aufweist. Durch die wenigstens teilweise Trocknung der Membran kann die wässrige Chemikalienlösung unmittelbar auf die Oberfläche der Membran aufgebracht werden, also direkt mit der Oberfläche in Kontakt treten. Dies führt dazu, dass Kapillarkräfte der porösen Membran die Chemikalienlösung ansaugen und in das Innere der Membran einsaugen können. Hierdurch wird eine direkte und intensive Beaufschlagung der verunreinigten Bereiche der Membran mit der Chemikalienlösung bewirkt. Durch die direkte Beaufschlagung der zu reinigenden Oberfläche der Membran mit der Chemikalienlösung wird nur vergleichsweise wenig Reinigungsmittel benötigt, um die gewünschte Reinigung bzw. Desinfektion der Oberfläche zu bewirken. Da nur wenig Reinigungsmittel benötigt wird, ist es ferner möglich, die Chemikalienlösung in einer höheren Dosierung bzw. Konzentration innerhalb des Reinigungsmittels vorzusehen, wodurch mit wenig Reinigungsmittel eine intensive Reinigungswirkung bzw. Desinfektionswirkung erzielt werden kann. Untersuchungen haben ergeben, dass durch die Verwendung einer hochkonzentrierten Chemikalienlösung in kurzer Zeit eine effiziente Regeneration bzw. Reinigung der Membran realisierbar ist, so dass sich der Reinigungsvorgang ins- besondere in einen laufenden Betrieb einer Wasseraufbereitungsanlage integrieren lässt, ohne dass dabei die Produktion von gefiltertem Wasser unterbrochen werden muss. Gleichzeitig kommt die Reinigung mit insgesamt weniger Reinigungsmittel bzw. Reinigungschemikalien aus, wodurch die Reinigung preiswerter wird. Ferner haben Berechnungen gezeigt, dass die Ausnutzung der Kapillarkräfte der Membran, vorzugsweise in Verbindung mit einer erhöhten Konzentration der Chemikalienlösung im Reinigungsmittel bei einer Filtrationsanlage eine Reduzierung der erforderlichen Membranfläche um mindestens 50 % ermöglicht, wenn die Förderleistung an gefiltertem Wasser konstant gehalten werden soll. Ebenso ist es bei unveränderter Membranfläche möglich, die Förderleistung an gefiltertem Wasser um mindestens 100 % zu erhöhen. Dementsprechend lässt sich in Verbindung mit dem hier vorgestellten Reinigungsverfahren eine Filtrationsanlage entweder deutlich preiswerter realisieren oder mit einer deutlich gesteigerten Förderleistung für gefiltertes Wasser ausstatten.

Im vorliegenden Zusammenhang ist unter "entwässerter Membran" zu verstehen, dass die Membran nicht mehr im zu filternden Wasser angeordnet ist, also an ihrer rohseitigen Oberfläche nicht mehr mit zu filterndem Wasser bedeckt ist. Die Membran muss dazu nicht getrocknet, also wasserfrei sein; vielmehr kann an bzw. in der porösen Struktur noch Feuchtigkeit, also Wasser vorhanden sein. Die wenigstens teilweise Entwässerung der jeweiligen Membran erfolgt beispielsweise dadurch, dass aus einem Filterbecken, in dem die jeweilige Membran zur Filtration von Wasser angeordnet ist, das zu filternde Wasser abgelassen wird, so dass die Membran nicht mehr von zu filterndem Wasser umgeben ist. Die Membran ist dadurch außen an ihrer Rohseite im Trockenen angeordnet bzw. Luft ausgesetzt. Zusätzlich kann gefiltertes Wasser, das sich im Inneren der jeweiligen Membran auf deren Reinseite befindet, abgelassen bzw. abgesaugt werden. Alternativ dazu kann die jeweilige Membran aus dem Filterbecken herausgenom- men werden, so dass sie sich nicht mehr im Wasser, sondern im Trockenen befindet, um die gewünschte Entwässerung zu erreichen.

Je nach Reinigungschemikalie ist es grundsätzlich denkbar, die Chemikalienlösung in einer gesättigten oder sogar in einer übersättigten Konzentration zu verwenden. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Chemikalienlösung in einer ungesättigten Konzentration verwendet wird. Mit anderen Worten, die Chemikalienlösung wird gegenüber einer gesättigten Konzentration verdünnt verwendet. Die Verdünnung fällt jedoch vergleichsweise geringfügig aus, so dass im Vergleich mit üblichen Reinigungsverfahren ein relativ hochkonzentriertes Reinigungsmittel vorliegt. Bevorzugt wird die Chemikalienlösung um weniger als das Hundertfache gegenüber der gesättigten Konzentration verdünnt, so dass eine Verdünnung kleiner als 1 :100 vorliegt. Besonders vorteilhaft ist eine Verdünnung um weniger als das Fünfzigfache, so dass eine Verdünnung kleiner als 1 :50 vorliegt. Bevorzugt ist eine Verdünnung um weniger als das Fünfundzwanzigfache, so dass eine Verdünnung kleiner als 1 :25 vorliegt. Untersuchungen haben besonders gute Ergebnisse bei einer Verdünnung um das etwa Zwanzigfache gegenüber der gesättigten Konzentration gezeigt, also bei einer Verdünnung von etwa 1 :20. Als Mindestgrenze für die Verdünnung hat sich eine Verdünnung um das Zehnfache herausgestellt, so dass gemäß einer bevorzugten Ausführungsform also eine Verdünnung von mindestens 1 :10 vorliegt. Insbesondere bei Verdünnungen um weniger das Fünfzigfache gegenüber der gesättigten Konzentration lassen sich gute Kompromisse zwischen Reinigungswirkung einerseits und Chemikalienverbrauch andererseits realisieren. Zumindest für eine Hypochloritlösung kann ein Optimum bei einer maximal fünfundzwanzigfachen Verdünnung gegenüber der gesättigten Konzentration beobachtet werden.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das Reinigungsmittel dadurch auf die rohseitige Oberfläche der Membran aufgebracht werden, dass die Membran aus einem mit dem zu filternden Wasser gefüllten Filterbecken herausgenommen und in ein mit dem Reinigungsmittel gefülltes Tauchbecken eingetaucht wird. Das Tauchbecken hat ein deutlich kleineres Volumen als das Filterbecken. Wichtig ist auch hier, dass die Membran zuvor zumindest an ihrer rohsei- tigen Oberfläche entwässert worden ist, so dass ein direkter Kontakt zwischen Reinigungsmittel und Membranoberfläche möglich ist und in einem oberflächennahen Bereich der Membran die Kapillarkräfte zum Aufsaugen des Reinigungsmittels zur Verfügung stehen.

Bei einer bevorzugten alternativen Ausführungsform, die innerhalb einer Filtrationsanlage vergleichsweise preiswert realisierbar ist, kann das Reduktionsmittel dadurch auf die rohseitige Oberfläche der Membran aufgebracht werden, dass das Reinigungsmittel auf die rohseitige Oberfläche aufgesprüht wird. Beispielsweise kann ein Filterbecken der Filtrationsanlage, in dem sich wenigstens eine derartige Membran befindet, mit einer Berieselungseinrichtung oder dergleichen ausgestattet sein, mit der es möglich, das Reduktionsmittel auf die Außenseite der jeweiligen Membran aufzusprühen. Hierzu wird vorab das zu filternde Wasser aus dem Filterbecken abgelassen, zumindest soweit bis sich die jeweilige Membran im Trockenen, also in einem wasserfreien Bereich des Filterbeckens befindet.

Bevorzugt kann das Reduktionsmittel als Flüssigkeitsfilm auf die rohseitige Oberfläche der Membran aufgebracht werden, vorzugsweise so, dass der Flüssigkeitsfilm die rohseitige Oberfläche vollständig bedeckt. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Reinigung an der gesamten Oberfläche stattfindet und dass die Kapillarkräfte der Membran die Flüssigkeit möglichst großflächig ansaugen können. Das flüssige Reinigungsmittel besitzt in diesem Fall zweckmäßig eine vergleichsweise niedrige Viskosität, insbesondere eine wasserähnliche Viskosität, um das Eindringen des Reduktionsmittels in die Membran aufgrund der Kapillarkräfte zu unterstützen. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Reduktionsmittel als Schaumschicht auf die rohseitige Oberfläche der Membran aufgebracht werden, zweckmäßig derart, dass die Schaumschicht die rohseitige Oberfläche vollständig bedeckt. Eine derartige Schaumschicht bleibt an der Membran besser haften als eine niederviskose Flüssigkeit. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Membran ein Flachkörper ist, der im Filterbecken vertikal montiert ist, so dass ein Flüssigkeitsfilm aus einem niederviskosen Reinigungsmittel leicht abfließen kann. Da ein derartiger Schaum an sich eine hohe Viskosität besitzt, wird durch die Schaumschicht die erforderliche Verweildauer des Reinigungsmittels an der Oberfläche der Membran erreicht, damit die poröse Struktur der Membran das Reinigungsmittel aufsaugen kann.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Reinigungsmittel mindestens zwei Komponenten aufweisen, die nacheinander auf die rohseitige Oberfläche aufgebracht werden. Denkbar ist die Verwendung einer ersten Komponente, die zuerst aufgebracht wird und die durch das nachfolgende Aufbringen der zweiten Komponente hinsichtlich der Reinigungswirkung bzw. der Desinfektionswirkung quasi aktiviert wird.

Beispielsweise kann die Chemikalienlösung eine saure Hypochloritlösung sein. An sich wirkt eine wässrige Hypochloritlösung oxidativ. Durch Ansäuern der Hypochloritlösung lässt sich jedoch innerhalb der Hypochloritlösung die Verteilung der Dissoziate beeinflussen, so dass innerhalb der wässrigen Hypochloritlösung der Anteil an besonders aggressiver Hypochloritsäure vergrößert ist. Zweckmäßig erfolgt die Zugabe von Säure zur Hypochloritlösung derart, dass ein pH-Wert von kleiner als 6, vorzugsweise von kleiner als 5 erreicht wird. Vorzugsweise wird jedoch nur so viel Säure der Hypochloritlösung zugegeben, dass der pH-Wert der sauren Hypochloritlösung größer als 2, vorzugsweise größer als 3 und insbeson- dere größer als 4 ist. Bevorzugt ist demnach ein Wertebereich für den pH-Wert der Hypochloritlösung zwischen 4 und 5, jeweils einschließlich.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Reinigungsmittel als Chemikalienlösung eine wässrige Hypochloritlösung, die zuerst auf die rohseitige Oberfläche aufgebracht wird, und eine Säure aufweisen, die der auf die rohseitige Oberfläche aufgebrachten Hypochloritlösung zugegeben wird. Auf diese Weise wird die hinsichtlich des pH-Werts an sich neutrale oder leicht basische Hypochloritlösung erst unmittelbar auf der Membran durch die Zugabe der Säure angesäuert, um den gewünschten reduzierten pH-Wert zu erreichen. Die saure Hypochloritlösung besitzt somit einen pH-Wert von kleiner als 7. Hierdurch erfolgt die vorstehend beschriebene Aktivierung der Hypochloritlösung, durch die der Anteil an hochaktiver Hypochloritsäure zunimmt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Membran während der Reinigung mit dem Reduktionsmittel reinseitig mit einem Unterdruck beaufschlagt werden. Durch den reinseitigen Unterdruck kann das Eindringen des Reinigungsmittels in die poröse Struktur der Membran unterstützt werden. Insbesondere werden dadurch auch die Kapillarkräfte der porösen Membran unterstützt.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Membran vor dem Aufbringen des Reinigungsmittels mechanisch vorgereinigt werden. Beispielsweise kann die Oberfläche der Membran durch Rückspülung gereinigt werden.

Ebenso ist es möglich, die Oberfläche der Membran durch Luftblasen vorzureini- gen. Schließlich kann auch ein Abstreifer, z.B. eine Bürste oder ein Schaber, zum Vorreinigen der Membran genutzt werden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Membran nach dem Reinigen mit dem Reinigungsmittel mit Wasser gespült wird. Nach dem Abspülen des Reinigungsmittels, wodurch auch die mit Hilfe des Reinigungsmittels von der Membran gelösten Verunreinigungen abgespült werden, lässt sich die Membran wieder zum Filtern von Wasser nutzen. Die Membran kann, wenn die Reinigung der Membran in einem separaten Tauchbecken erfolgt, wieder in das Filterbecken eingesetzt werden oder das Filterbecken kann wieder mit zu filterndem Wasser befüllt werden, wenn die Reinigung der Membran in dem hierzu entleerten Filterbecken erfolgt.

Eine erfindungsgemäße Filtrationsanlage, die zum Aufbereiten von Trinkwasser und/oder Brauchwasser geeignet ist, weist zumindest zwei Filterbecken auf, in denen jeweils zumindest eine Membran zum Filtern von Wasser angeordnet ist und jeweils mindestens einen Zulauf für zu reinigendes Wasser und einen Ablauf für gereinigtes Wasser aufweisen, die mit Hilfe von Ventileinrichtungen steuerbar sind. Außerdem kann das jeweilige Filterbecken mit einem Leerlauf ausgestattet sein, durch den zu filterndes Wasser aus dem Filterbecken abgelassen werden kann. Auch ein derartiger Leerlauf kann mit Hilfe einer Ventileinrichtung gesteuert werden. Ferner weist die Filtrationsanlage eine Reinigungsmittelzuführung zum Zuführen von Reinigungsmittel zu den Membranen der Filterbecken auf. Eine derartige Reinigungsmittelzuführung kann beispielsweise im jeweiligen Filterbecken eine Sprinklereinrichtung oder Berieselungseinrichtung oder dergleichen aufweisen, um das Reinigungsmittel in flüssiger Form oder als Schaum auf die Membran auftragen zu können.

Des Weiteren ist die Filtrationsanlage mit einer Steuereinrichtung ausgestattet, mit deren Hilfe die Filtrationsanlage betrieben werden kann. Hierzu ist die Steuereinrichtung mit den Ventileinrichtungen und mit der Reinigungsmittelzuführung gekoppelt. Außerdem ist die Steuereinrichtung so ausgestaltet bzw. so programmiert, dass sie durch eine entsprechende Ansteuerung der Ventileinrichtungen sowie der Reinigungsmittelzuführung zumindest eines der Filterbecken in einem Reinigungsbetrieb zum Reinigen der wenigstens einen Membran dieses Filterbeckens betreibt, während sie gleichzeitig zumindest ein anderes der Filterbecken in einem Filtrationsbetrieb zum Filtern des Wassers betreibt. Mit anderen Worten, die Steuereinrichtung ist für einen kontinuierlichen Filtrationsprozess ausgelegt, so dass mit Hilfe der Filtrationsanlage permanent gefiltertes Wasser erzeugt bzw. bereitgestellt werden kann. Des Weiteren ist die Steuereinrichtung so ausgestaltet bzw. programmiert, dass sie im Reinigungsbetrieb die Filtrationsanlage zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens betreiben kann. Somit kann die Steuereinrichtung beispielsweise durch ein Entleeren des jeweiligen Filterbeckens in dessen Reinigungsbetrieb die jeweilige Membran zumindest teilweise entwässern. Anschließend kann durch eine entsprechende Ansteuerung der Reinigungsmittelzuführung das Reinigungsmittel auf die rohseitige Oberfläche der Membran aufgebracht werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Filtrationsanlage kann die Reinigungsmittelzuführung zumindest eine Sprüheinrichtung zum Aufsprühen des Reinigungsmittels auf eine rohseitige Oberfläche der jeweiligen Membran aufweisen. Dabei kann eine gemeinsame mobile Sprüheinrichtung vorgesehen sein, die zwischen den wenigstens zwei Filterbecken überführbar ist, so dass die mobile Sprüheinrichtung immer bei demjenigen Filterbecken im Einsatz ist, das sich gerade im Reinigungsbetrieb befindet. Alternativ kann jedem Filterbecken separat eine solche Sprüheinrichtung stationär zugeordnet sein.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Filtrationsanlage,

Fig. 2 einen stark vereinfachten Querschnitt einer Membran,

Fig. 3 ein vergrößertes Detail III aus Fig. 2.

Entsprechend Fig. 1 umfasst eine Filtrationsanlage 1 , die zum Aufbereiten von Trinkwasser und/oder von Brauchwasser verwendet werden kann, zumindest zwei Filterbecken 2. Im gezeigten Beispiel sind drei Filterbecken 2 vorgesehen. Es ist klar, dass auch eine Ausführungsform mit nur zwei Filterbecken 2 oder eine Ausführungsform mit mehr als drei Filterbecken 2 möglich ist. Die Filtrationsanlage 1 kann auch als Wasseraufbereitungsanlage bezeichnet werden.

In jedem Filterbecken 2 ist zumindest eine Membran 3 angeordnet, die zum Filtern von Wasser dient. Gezeigt ist zur Vereinfachung jeweils eine einzelne Membran 3. Zweckmäßig ist jedoch ein Membranblock 20 vorgesehen, der mehrere Membranen 3 umfasst. Ebenso lassen sich im jeweiligen Filterbecken 2 auch mehrere derartige Membranblöcke 20 anordnen. Das jeweilige Filterbecken 2 weist einen Zulauf 4 für zu reinigendes bzw. zu filterndes Wasser und einen Ablauf 5 für gereinigtes bzw. gefiltertes Wasser auf. Die Zuläufe 4 werden über eine gemeinsame Zulaufleitung 6 mit zu filterndem Wasser versorgt. In der Zulaufleitung 6 kann eine Pumpe 7 angeordnet sein. Die Abläufe 5 sind zu einer gemeinsamen Ablaufleitung 8 zusammengefasst, in der eine Pumpe 9 angeord- net sein kann. Eine der Pumpen 7 und 9 kann grundsätzlich entfallen, muss jedoch nicht. Ferner ist hier jedes Filterbecken 2 mit einem Leerlauf 10 ausgestattet, über den ungefiltertes Wasser aus dem Filterbecken 2 abgeführt werden kann, um das Filterbecken 2 zu entleeren. Die Leerläufe 10 sind mit einer gemeinsamen Leerlaufleitung 1 1 verbunden, in der ebenfalls eine Pumpe 12 angeordnet sein. Die einzelnen Zuläufe 4, die einzelnen Abläufe 5 und die Leerläufe 10 sind jeweils mit Hilfe von Ventileinrichtungen 13 steuerbar. Die Ventileinrichtungen 13 sind über entsprechende Steuerleitungen 14 mit einer Steuereinrichtung 15 gekoppelt, die zum Betreiben der Filtrationsanlage 1 vorgesehen ist. Die Steuereinrichtung 15 ist über entsprechende Steuerleitungen 14 auch mit den Pumpen 7, 9 und 12 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 15 kann zum Betreiben der Filtrationsanlage 1 somit die Ventileinrichtungen 13 und die Pumpen 7, 9, 12 ansteuern.

Die Filtrationsanlage 1 ist außerdem mit einer Reinigungsmittelzuführung 16 ausgestattet, mit deren Hilfe ein Reinigungsmittel den Membranen 3 der Filterbecken 2 zugeführt werden kann. Zu diesem Zweck weist die Reinigungsmittelzuführung 16 rein exemplarisch zumindest einen Reinigungsmittelspeicher 17, 18 auf. Zum Beispiel sind zwei Reinigungsmittelspeicher, nämlich ein erster Reinigungsmittelspeicher 17 und ein zweiter Reinigungsmittelspeicher 18 vorgesehen, die zur Bevorratung eines vorzugsweise flüssigen Reinigungsmittels dienen. In den einzelnen Becken 2 ist jeweils eine Berieselungseinrichtung 19 oder Sprinklereinrichtung 19 oder dergleichen vorgesehen, um das jeweilige Reinigungsmittel auf eine außenliegende und somit rohseitige Oberfläche 33 der jeweiligen Membran 3 aufzubringen. Die Berieselungseinrichtungen 19 sind über entsprechende Reinigungsmittelleitungen 21 jeweils an eine Hauptleitung 22 der Reinigungsmittelzuführung 16 angeschlossen. Ferner kann die Reinigungsmittelzuführung 16 zumindest eine Pumpe aufweisen. Im Beispiel sind zwei Pumpen vorgesehen, nämlich für jeden Reinigungsmittelspeicher 17, 18 eine separate Pumpe. Die dem ersten Speicher 17 zugeordnete Pumpe ist mit 23 bezeichnet, während die dem zweiten Speicher 18 zugeordnete Pumpe mit 24 bezeichnet ist. Die einzelnen Reinigungsmittelleitungen 21 sind ebenfalls mit Hilfe von Ventileinrichtungen 13 steuerbar, die ihrerseits über Steuerleitungen 14 gesteuert werden können und hierzu mit der Steuereinrichtung 15 gekoppelt sind. Auch die Pumpen 23, 24 der Reinigungsmittelzuführung 16 sind über solche Steuerleitungen 14 mit der Steuereinrichtung 15 gekoppelt. Im Beispiel ist außerdem die Zuführleitung 6 über einen zusätzlichen Abzweig 25 an die Hauptleitung 22 der Reinigungsmittelzuführung 16 angeschlossen. Demnach können die Membranen 3 über die Berieselungseinrichtungen 19 auch mit Wasser beaufschlagt werden, beispielsweise um die Membranen 3 zu spülen. Der Abzweig 25 ist ebenfalls mit Hilfe einer Ventileinrichtung 13 steuerbar, die wieder über eine Steuerleitung 14 mit der Steuereinrichtung 15 gekoppelt ist.

Schließlich ist im Beispiel noch eine Unterdruckerzeugungseinrichtung 26 vorgesehen, mit deren Hilfe die einzelnen Membranen 3 an ihrer Reinseite mit einem Unterdruck beaufschlagt werden können. Hierzu sind entsprechende Saugleitungen 27 auf geeignete Weise an die Membranen 3 angeschlossen und mit einer Saughauptleitung 28 verbunden, in der eine Saugpumpe 29 angeordnet ist. Die einzelnen Saugleitungen 27 sind wieder über Ventileinrichtungen 13 steuerbar, die über entsprechende Steuerleitungen 14 mit der Steuereinrichtung 15 gekoppelt sind. Auch die Saugpumpe 29 ist über eine Steuerleitung 14 mit der Steuereinrichtung 15 gekoppelt.

Gemäß Fig. 2 kann eine derartige Membran 3 einen Membrankörper 30 aufweisen, der eine poröse Struktur besitzt. Im Beispiel der Fig. 2 enthält die Membran

2 im Membrankörper 30 mehrere reinseitige Kanäle 31 , in denen sich gefiltertes Wasser sammelt und über die das gefilterte Wasser aus der jeweiligen Membran

3 herausgeführt werden kann. Die einzelnen Kanäle 31 sind dann von einer in- nenliegenden, reinseitigen Oberfläche 32 der Membran 3 begrenzt. An ihrer Außenseite besitzt die Membran 3 dagegen die zuvor schon genannte rohseitige Oberfläche 33, die im Betrieb der Membran 3 dem zu filternden Wasser ausgesetzt ist. Beispielsweise ist der Membrankörper 30 auf einer keramischen Basis aufgebaut, so dass es sich bei der Membran 3 um eine Keramikmembran handelt.

In Fig. 3 ist ein Detail III aus Fig. 2 vergrößert dargestellt. Erkennbar ist wieder die außenliegende, rohseitige Oberfläche 33 der Membran 3 bzw. des Membrankörpers 30. Wiedergegeben ist dabei die Membran 3 während einer Reinigung mit Hilfe eines Reinigungsmittels 34, das auf die Oberfläche 33 aufgebracht ist. Durch die poröse Struktur des Membrankörpers 30 saugt die Membran 3 das Reinigungsmittel 34 an der Oberfläche 33 an. Dabei wird das Reinigungsmittel 34 durch Kapillarkräfte 35 angetrieben, die in Fig. 3 durch Pfeile angedeutet sind. Im Wesentlichen saugen die Kapillarkräfte 35 das Reinigungsmittel 34 an der außenliegenden Oberfläche 33 an und transportieren es in das Innere des Membrankörpers 30. In Fig. 3 ist ein Bereich 36 des Membrankörpers 30 angedeutet, in den das Reinigungsmittel 34 bereits eingezogen ist.

Gemäß Fig. 1 ist die Steuereinrichtung 15 zunächst so ausgestaltet bzw. programmiert, dass sie die Filtrationsanlage 1 zur Erzeugung eines kontinuierlichen Volumenstroms an gefiltertem Wasser ansteuert. Da sich bei der Filtration die Membranen 3 allmählich zusetzen, ist zyklisch eine Regeneration bzw. Reinigung der Membranen 3 erforderlich. Die Reinigung der Membranen 3 erfolgt dabei während des Betriebs der Filtrationsanlage 1 , derart, dass die Produktion von gefiltertem Wasser nicht unterbrochen wird. Hierzu kann die Steuereinrichtung 15 zumindest eines der Filterbecken 2 durch eine entsprechende Ansteuerung der Ventileinrichtungen 13 in einem Reinigungsbetrieb betreiben, während sie gleichzeitig alle übrigen Filterbecken 2 in einem Filtrationsbetrieb betreibt. Die Produk- tion von gefiltertem Wasser erfolgt in den Filterbecken 2, die im Filtrationsbetrieb betrieben werden. Bei dem Filterbecken 2, das im Reinigungsbetrieb betrieben wird, erfolgt dagegen eine Reinigung der jeweiligen Membran 3. Die Steuereinrichtung 15 führt während des Reinigungsbetriebs des jeweiligen Filterbeckens 2 das nachfolgend beschriebene Verfahren zum Reinigen der jeweiligen Membran 3 durch.

Zunächst wird das Filterbecken 2, dessen Membran 3 gereinigt werden soll, vom Filterbetrieb in den Reinigungsbetrieb umgeschaltet. Hierzu wird das Filterbecken 2 über den zugehörigen Leerlauf 10 entleert, zumindest so weit, dass die jeweilige Membran 3 zumindest teilweise entwässert wird.

Durch eine entsprechende Ansteuerung der Ventileinrichtungen 13 und der Pumpen 23, 24 wird ein oxidativ wirkendes Reinigungsmittel 34 auf die außenliegende bzw. rohseitige Oberfläche 33 der jeweiligen Membran 3 aufgebracht. Das Reinigungsmittel ist dabei eine wässrige Hypochloritlösung, die mit einer Säure aktiviert ist, und zwar derart, dass der pH-Wert der wässrigen Hypochloritlösung anschließend kleiner als 7 ist. Bevorzugt wird zuerst die noch nicht angesäuerte Hypochloritlösung auf die Oberfläche 33 der Membran 3 aufgebracht und erst anschließend durch Zugabe der Säure durch Ansäuerung aktiviert. Hierzu weist die Reinigungsmittelzuführung 16 im Beispiel der Fig. 1 zwei separate Reinigungsmittelspeicher 17, 18 auf. In dem ersten Reinigungsmittelspeicher 17 ist die noch ungesäuerte wässrige Hypochloritlösung 39 gespeichert. Im zweiten Reinigungsmittelspeicher 18 ist dagegen die Säure 40 zum Ansäuern der Hypochloritlösung gespeichert. Somit kann durch eine entsprechende Betätigung der ersten Pumpe 23 die jeweilige Membran 3 zunächst nur mit der wässrigen Hypochloritlösung 39 beaufschlagt werden. Anschließend wird durch eine entsprechende Ansteuerung der zweiten Pumpe 24 die Säure 40 zugegen, ebenfalls über die Berieselungseinrichtung 19. Es ist klar, dass bei einer anderen Ausführungsform auch separate Berieselungseinrichtungen 19 für die Hypochloritlösung 39 einerseits und die Säure 40 andererseits vorgesehen sein können.

Beim hier gezeigten Beispiel wird für das Reinigungsmittel 34 somit ein Passivzustand für die Lagerung des Reinigungsmittels 34 realisiert, bei dem die Hypochloritlösung 39 und die Säure 40 voneinander fluidisch getrennt sind. Der Aktivzustand des Reinigungsmittels 34 wird dann zweckmäßig erst unmittelbar an der Membran 3 erzeugt. Insoweit handelt es sich in diesem Beispiel um ein Zwei- Komponenten-Reinigungsmittel 34 das erst durch das Zusammenfügen der beiden Komponenten aktiviert wird.

Das Aufbringen des Reinigungsmittels 34 auf die Oberfläche 33 der Membran 3 kann gemäß Fig. 3 so erfolgen, dass sich an der Oberfläche 33 ein Flüssigkeitsfilm 37 ausbildet, der im Wesentlichen die gesamte rohseitige Oberfläche 33 der Membran 3 abdeckt. Alternativ ist ebenso denkbar, das Reinigungsmittel 34 als Schaumschicht 38 auf die Membran 3 aufzubringen. Wichtig ist dabei, dass im Reinigungsmittel 34 einerseits eine möglichst geringe Viskosität vorliegt, um die kapillare Ansaugung in die Struktur des Membrankörpers 30 zu vereinfachen. Andererseits darf die Viskosität nicht zu klein sein, damit das Reinigungsmittel 34 ausreichend lange an der Oberfläche 33 haften bleibt. Durch die Verwendung einer Schaumschicht 38 wird ein schwerkraftbedingtes Abfließen des Reinigungsmittels 34 von der Oberfläche 33 behindert bzw. vermieden, während gleichzeitig ein effizientes Aufsaugen durch die Kapillarkräfte 35 realisiert werden kann.

Damit das an der Außenseite aufgebrachte Reinigungsmittel 34 besser in die Struktur des Membrankörpers 30 eindringen kann, kann es zweckmäßig sein, über die Unterdruckerzeugungseinrichtung 26 und über die entsprechende Saugleitung 27 im Inneren der jeweiligen Membran 3 einen Unterdruck anzulegen. Beispielsweise wird in den innenliegenden Kanälen 31 ein Unterdruck erzeugt, der eine ansaugende Wirkung für das außenliegende Reinigungsmittel 34 erzeugt.

Der pH-Wert der mit Hilfe der Säure 40 angesäuerten wässrigen Hypochloritlösung 39 liegt vorzugsweise zwischen 4 und 5. Die Hypochloritlösung 39 liegt zweckmäßig in einer ungesättigten Konzentration vor, die gegenüber einer gesättigten Konzentration um weniger als das Hundertfache, vorzugsweise um weniger als das Fünfzigfache verdünnt ist. Insbesondere ist die Hypochloritlösung 39 um weniger als das Fünfundzwanzigfache, vorzugsweise um etwa das Zwanzigfache gegenüber der gesättigten Konzentration verdünnt. Ferner ist vorgesehen, dass nur so viel Säure 40 der Hypochloritlösung 39 zu deren Aktivierung hinzugefügt wird, dass sie anschließend maximal 7 Gramm Chlor, vorzugsweise maximal 6,5 Gramm Chlor pro Liter Wasser enthält. Ferner wird mindestens so viel Säure 40 hinzugegeben, dass mindestens 1 Gramm Chlor, vorzugsweise mindestens 3 Gramm Chlor und insbesondere mindestens 5 Gramm Chlor, pro Liter Wasser in der Hypochloritlösung 39 enthalten sind. Erreicht werden diese Anteile an Chlor im Wasser insbesondere durch die vorgenannten pH-Werte.

Sobald die chemische Reinigung mit Hilfe des oxidativen Reinigungsmittels 34 abgeschlossen ist, wird die Membran 3 mit Wasser gespült. Diese Spülung kann wieder über die Berieselungseinrichtung 19 erfolgen. Hierzu wird der Membran 3 über die jeweilige Berieselungseinrichtung 19 Wasser über den Abzweig 25 der Zuleitung 6 zugeführt. Das Spülwasser kann mit sämtlichen Verunreinigungen durch den Leerlauf 10 abgeführt werden. Anschließend kann das Filterbecken 2 wieder mit zu filterndem Wasser befüllt werden und steht zur Produktion von gefiltertem Wasser zur Verfügung. Die Steuereinrichtung 15 kann dementsprechend dieses Filterbecken 2 in den Filterbetrieb umschalten und danach ein anderes Filterbecken 2 in den Reinigungsbetrieb schalten.