本發(fā)明涉及一種用于過濾液體的過濾方法和一種用于過濾液體的過濾裝置。

背景技術(shù)：

在過濾液體時，在用于過濾的過濾器的輸入側(cè)通常沉積有過濾殘留物，并因此使得過濾器的過濾能力連續(xù)地降低。因此有必要特別是在長時間連續(xù)的過濾過程中，按照一定的間隔為所使用的過濾器去除過濾殘留物。為此目的，通常使用液體來反沖洗(rückgepült)過濾器。這種反沖洗通常降低了過濾處理的效率，特別是當(dāng)使用部分過濾產(chǎn)生的滲透液(permeats)來反沖洗過濾器時尤其如此。

為了能夠在反沖洗時容易地去除附著在過濾器上的沉積物，已知的是在過濾器的輸入側(cè)向待過濾的液體中混合入特別的預(yù)處理介質(zhì)(vorbehandlungsmittel)，這些預(yù)處理介質(zhì)在液體中使得溶解于液體中的物質(zhì)沉積下來，和/或使得液體的膠質(zhì)成分發(fā)生絮凝或者說降低了過濾殘留物在過濾器上的粘附(bindung)。

這種預(yù)處理介質(zhì)的配量有著各種不同的方法。一種已知的方法是，以恒定的預(yù)處理介質(zhì)流與待過濾的液體相混合。在另一種已知的方法中，預(yù)處理介質(zhì)被以如下的方式加入到待過濾的液體中：即，待過濾液體中的預(yù)處理介質(zhì)的濃度在整個過濾過程中保持恒定。但是，這兩種方法的缺點在于：當(dāng)待過濾液體的污染度在過濾過程期間發(fā)生變化時，這兩個方法被證實是低效的。

用于配量預(yù)處理介質(zhì)的另一種方法是，配設(shè)一種封閉的調(diào)節(jié)回路，并設(shè)定利用傳感器來檢測待過濾液體的相關(guān)參數(shù)的品質(zhì)。這種方法雖然相對于前述的提供恒定數(shù)量或恒定濃度的預(yù)處理介質(zhì)體現(xiàn)出一定的改進(jìn)，但是，由于在這種方法中，當(dāng)在過濾之前和過濾過程中通常不能完全地對整個環(huán)境進(jìn)行檢測時，該方法也被證實是低效的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在此背景下，本發(fā)明的目的在于提出用于過濾液體的一種過濾方法和一種過濾裝置，利用它們可以實現(xiàn)明顯更有效率的過濾過程。

本發(fā)明目的的方法部分通過一種具有如權(quán)利要求1所述特征的過濾方法來實現(xiàn)，而本發(fā)明目的的裝置部分通過一種具有如權(quán)利要求17所述特征的過濾裝置來實現(xiàn)。根據(jù)權(quán)利要求1所述過濾方法的優(yōu)選擴(kuò)展方案和根據(jù)權(quán)利要求17所述過濾裝置的優(yōu)選擴(kuò)展方案由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求、下面的說明以及附圖給出。

根據(jù)本發(fā)明的過濾方法例如可以用于廢水的再處理或用于制備飲用水，在該過濾方法中優(yōu)選使用膜過濾器作為過濾器。優(yōu)選借助至少一個泵來輸送待過濾液體并使其通過過濾器。在此，過濾殘留物通常被留在過濾器的輸入側(cè)，這些過濾殘留物至少部分地附著在過濾器的輸入側(cè)上。為了將至少大部分的這種過濾殘留物從過濾器上清除掉，過濾器將按照預(yù)先給定的間隔被液體并且優(yōu)選被一部分通過過濾產(chǎn)生的滲透液反沖洗。關(guān)于過濾器被反沖洗的間隔，要說明的是，這種間隔可以是固定的時間間隔，或者可以通過過濾器上的最大壓差預(yù)先給定。此外，優(yōu)選地通過配量泵將預(yù)處理介質(zhì)在過濾器的輸入側(cè)供應(yīng)給待過濾的液體。可以使用如下的介質(zhì)作為預(yù)處理介質(zhì)：其能夠在過濾器的輸入側(cè)使包含在液體中的物質(zhì)發(fā)生沉積或凝結(jié)和/或尤其是降低過濾殘留物在過濾器輸入側(cè)上的粘附。

相比于迄今已知的用于液體過濾的過濾方法，根據(jù)本發(fā)明的過濾方法的特征在于一種新的對預(yù)處理介質(zhì)進(jìn)行配量的方式，其能夠明顯地提高過濾過程的效率。在這種情況下，本發(fā)明的重要之處在于，能夠在過濾期間連續(xù)地計算表征過濾效率的過程變量，并基于過程變量的值或由其衍生的特征值，按照預(yù)先給定的間隔調(diào)整預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量。在此，原則上每個在過濾過程期間變化的過程參量均可用作過程變量，這種過程參量反映了用于過濾液體的整個過濾裝置在過程期間變化的過濾能力，并且基本上表現(xiàn)為與過濾器輸入側(cè)上的沉積程度成比例。由此，在過濾過程期間計算得到的過程變量值或由其衍生的特征值將不間斷地提供下述相關(guān)信息：即，一定的預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量怎樣與對過濾器的反沖洗聯(lián)合起來作為整體成功地作用于過濾過程。由此，通過對過程變量的認(rèn)知，就可以根據(jù)過程變量或由其衍生的特征值的發(fā)展來調(diào)整預(yù)處理介質(zhì)按照特定間隔的配量數(shù)量，并將該配量數(shù)量調(diào)整為，能夠使過濾過程實現(xiàn)最優(yōu)可能的效率。

根據(jù)本發(fā)明，在整個過濾過程期間所連續(xù)執(zhí)行的對描述過濾過程效率的過程變量的計算優(yōu)選如下地實現(xiàn)：即，過濾過程被分成多個依次進(jìn)行的過濾周期，每個過濾周期均以過濾器的反沖洗開始并且在下次反沖洗開始之前結(jié)束，并且每個過濾周期的待存儲的過程變量均在預(yù)先給定的過濾周期的時間點上被存儲。也就是說，在每個過濾周期均對過程變量的值進(jìn)行計算，該值通過在過濾過程期間連續(xù)執(zhí)行的對過程變量的多次計算得出，并且反映了在過濾周期結(jié)束時，也就是正好在下一個周期的反沖洗之前的過程變量的大小。根據(jù)多個依次進(jìn)行的過濾周期的這些被存儲起來的過程變量的終值，可以推導(dǎo)出一傾向，該傾向給出了關(guān)于預(yù)處理介質(zhì)的供給怎樣成功地影響到過濾過程效率的信息。

優(yōu)選地，對預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量的重新調(diào)整在配量步驟中實現(xiàn)，這些配量步驟均包括一定數(shù)目的過濾周期。因此，在要對預(yù)處理節(jié)肢的配量數(shù)量進(jìn)行調(diào)整的各個配量步驟中將會涉及到彼此相繼的多個時間區(qū)間，這些時間區(qū)間分別包含一個或多個過濾周期。在此，每個配量步驟中的過濾周期的數(shù)目通常可以根據(jù)過濾過程的環(huán)境來選擇，但已經(jīng)證實：在發(fā)生大量沉降的情況下，每個配量步驟包括三個過濾周期是一合適的值。

如上所述，通常每個表征了過濾裝置在過濾過程期間變化的過濾能力并且表現(xiàn)為與過濾器上的沉積度成比例的過程參量均可被用作用于重新調(diào)整預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量的過程變量。在這一方面原則上合適的過程參量例如是過濾器上的壓差，即，過濾器上的輸入壓與輸出壓之間的差。該壓差隨著過濾器上逐漸增加的沉積度而不斷地上升。然而，該壓差在過濾周期期間會出現(xiàn)一定的微小波動，這對于每個過濾周期對有效的壓差終值的計算來說是相對復(fù)雜的。因此，真正適于作為用于重新調(diào)整預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量的過程變量的過程參量是在過濾周期器件不會發(fā)生這種微小波動的過程參量。每個過濾周期所產(chǎn)生的相關(guān)能耗就是這樣的過程參量，該能耗也相對于過濾器的過濾能力成比例地變化，也就是說，將隨著在過濾器輸入側(cè)上逐漸增加的沉積而增加，并且也考慮到了待過濾液體的污染度的變化。因此根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選地設(shè)置為，該過程變量是每個過濾周期的相關(guān)的能耗，該能耗通過每個過濾周期的總能耗除以每個過濾周期所產(chǎn)生的凈滲透液體積(netto-permeatvolumen)來計算得出。

至少是從所產(chǎn)生的成本考慮，除了這種能耗之外，預(yù)處理介質(zhì)的消耗也會影響過濾過程的效率。因此，在優(yōu)選地使用每個循環(huán)的相關(guān)能耗作為過程變量的情況下，也可以適宜地將每個過濾周期所產(chǎn)生的預(yù)處理介質(zhì)消耗納入其中。這可以適宜地關(guān)于每個過濾周期的總能耗來進(jìn)行。就此而言根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選地設(shè)置為，每個過濾周期的總能耗是指：每個過濾周期中，用于過濾、反沖洗和配量預(yù)處理介質(zhì)所需要的能量以及等價于預(yù)處理介質(zhì)消耗的能量值的總和。相應(yīng)地，每個循環(huán)的總能耗被如下地計算得出：每個過濾周期中用于過濾的能量需求、也就是用于輸送液體并使之流過過濾器的一個或多個泵的能量需求，加上用于反沖洗的能量需求、也就是用于輸送反沖洗液體的泵的能量需求，并加上用于配量預(yù)處理介質(zhì)的能量需求、也就是用于配量的配量泵的能量需求，再加上等價于預(yù)處理介質(zhì)消耗的能量值。最后提到的能量值可以相對簡單地如下得出：將所消耗的預(yù)處理介質(zhì)的成本等效為相應(yīng)的能量成本，在此，可以根據(jù)已知的能量價格來計算相應(yīng)的能量值。

為了計算每個過濾周期的相關(guān)能耗而作為除數(shù)使用的凈滲透液容積，優(yōu)選地等于每個過濾周期所產(chǎn)生的滲透液容積減去在每個過濾周期中用于反沖洗過濾器的滲透液容積。因此要考慮到：有一部分所產(chǎn)生的滲透液需要用于反沖洗，那么該部分就不可再被用于滲透液的實際應(yīng)用。在此，在每個過濾周期中均合計出所產(chǎn)生的絕對滲透液容積，并且從該滲透液容積中減去在過濾周期開始時用于反沖洗的滲透液容積，從而可以理想地在每個時間點上均確定出到達(dá)該時間點時所產(chǎn)生的凈滲透液容積，并用于不間斷地計算每個過濾周期的相關(guān)能耗。

在根據(jù)本發(fā)明的過濾方法的另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，待存儲的過程變量在過濾周期結(jié)束時被存儲起來，并且基于兩個或更多個所存儲的過程變量來確定函數(shù)曲線。在這里需要確定用于每個配量步驟的函數(shù)曲線的斜率值。這種做法的優(yōu)點在于：除了所確定的函數(shù)曲線的斜率值之外，關(guān)于之前所調(diào)整的預(yù)處理介質(zhì)的數(shù)量的有效性也具有特別良好的意義(aussagegehalt)。因此，斜率值相對于之前的配量步驟的斜率值的增大表示過濾效率的惡化，而相對于之前的配量步驟的斜率值降低的斜率值意味著過濾效率的提高。在最有利的情況下，斜率值是負(fù)的，這象征著最優(yōu)的過濾效率和最優(yōu)調(diào)整數(shù)量的預(yù)處理介質(zhì)。

關(guān)于對預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量的調(diào)整，過濾過程優(yōu)選地分成至少兩個普通的階段。在本發(fā)明中優(yōu)選設(shè)置為，在過濾過程的第一階段中對配量數(shù)量進(jìn)行粗調(diào)，并在過濾過程的第二階段中基于在粗調(diào)中所確定的配量數(shù)量以精調(diào)的方式對配量數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化。通過粗調(diào)，努力使配量數(shù)量以盡可能少的配量步驟、也就是盡可能快地接近關(guān)于過濾效率被優(yōu)化的配量數(shù)量。在此，配量數(shù)量的變化是相當(dāng)大的。通過粗調(diào)所確定的配量數(shù)量現(xiàn)在構(gòu)成精確配量的初值，在這種精確配量中，配量數(shù)量的變化要小于根據(jù)粗調(diào)的配量數(shù)量的變化，并且將更加接近最優(yōu)的配量數(shù)量，并且在接下來的進(jìn)程中將保持在這樣的值，：其意味著盡可能大的過濾效率。

在粗調(diào)的框架中優(yōu)選設(shè)置為，只要所存儲的過程變量沿相同的方向變化成體現(xiàn)過濾過程的最優(yōu)過程狀態(tài)的值，則依次進(jìn)行的配量步驟中將配量數(shù)量提高相同的數(shù)量，在此，當(dāng)所存儲的過程變量沿相反方向從體現(xiàn)最優(yōu)的過程狀態(tài)的值離開時，則粗調(diào)結(jié)束。在此優(yōu)選地，粗調(diào)是隨著待過濾液體沒有混合入預(yù)處理介質(zhì)的步驟、也就是在配量數(shù)量＝0時被啟動的。針對該配量步驟確定函數(shù)曲線的斜率值，在該函數(shù)曲線中描述了在配量步驟期間計算得到的、用于所存儲的相關(guān)能耗的值。在緊接著的配量步驟中，待過濾的液體被混合一定配量數(shù)量的預(yù)處理介質(zhì)，并且針對該第二配量步驟計算出斜率值。如果第一配量步驟的斜率值相對于第二配量步驟的斜率值已減少，則配量數(shù)量在接下來的配量步驟中將分別提高與從第一配量步驟到第二配量步驟相同的值，直至斜率值的值升高。斜率值的這種升高表示相對被優(yōu)化的配量數(shù)量的值位于最后兩個配量步驟的配量數(shù)量之間。因此，可以選擇位于最后兩個配量步驟的配量數(shù)量之間的配量數(shù)量作為精調(diào)的起點。

在對配量進(jìn)行精調(diào)的過程中，優(yōu)選在依次進(jìn)行的每個配量步驟中均對配量數(shù)量進(jìn)行重新調(diào)整，在此，配量數(shù)量將根據(jù)斜率值的發(fā)展而改變或保持。精調(diào)過程中的配量步驟的長度適宜地等于對配量進(jìn)行粗調(diào)時的長度，因此也優(yōu)選包括三個過濾周期。在這些配量步驟中，配量數(shù)量或者增大，或者減少，這要看配量數(shù)量的哪一種變化能夠被預(yù)期是斜率值朝向體現(xiàn)過濾過程的最優(yōu)過程狀態(tài)的值的方向的變化。如果斜率值達(dá)到該體現(xiàn)過濾過程的最優(yōu)過程狀態(tài)的值，則適宜地保持配量數(shù)量，也就是說不改變。

不同于對預(yù)處理介質(zhì)的配量所進(jìn)行的粗調(diào)，在精調(diào)的配量步驟中的配量數(shù)量被可適宜變化地改變，在此，配量數(shù)量改變的大小將基于剛好前一個配量步驟中的相關(guān)能耗的函數(shù)曲線的斜率值的傾向來確定。為此，各個配量步驟的相關(guān)能耗的函數(shù)曲線的斜率值被適宜地存儲在fifo緩沖器(先進(jìn)先出緩沖器)中?，F(xiàn)在緊接著的配量步驟的配量數(shù)量的值將基于所存儲的之前配量步驟的斜率值的傾向(下降或上升)并優(yōu)選借助于專門為此配置的計算機(jī)算法而改變。在此需要考慮到過程動態(tài)(prozessdynamik)：即，在之前的配量步驟的斜率值圍繞一特定的值波動變化、也就是說位于一特定的值的下方或上方的情況下，接下來的配量數(shù)量將降低。在之前的配量步驟的進(jìn)展中，當(dāng)斜率值不斷地擴(kuò)大或不斷地縮小時，接下來的配量數(shù)量將增大。已經(jīng)證實：這種方法特別適于用來平衡待過濾液體的質(zhì)量變化，也就是待過濾液體的變化的固體負(fù)荷(feststoffbeladung)或污染。

在過濾期間過程條件的嚴(yán)重變化，例如待過濾液體的固體負(fù)荷的明顯變化，可能會導(dǎo)致構(gòu)成用于調(diào)整配量數(shù)量的基礎(chǔ)的過程變量發(fā)生突然變化。如果在對配量數(shù)量的精調(diào)階段出現(xiàn)過程變量的這種突然變化，則優(yōu)選結(jié)束對配量數(shù)量的精調(diào)并重新對配量數(shù)量進(jìn)行粗調(diào)。該措施的目的在于，盡可能快地再次達(dá)到對于已改變的過程條件來說最優(yōu)化的預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量。

在根據(jù)本發(fā)明的過濾方法的另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，預(yù)處理介質(zhì)在過濾器被反沖洗之后被延遲性地加入到待過濾的液體中。因此，過濾器優(yōu)選就在其被反沖洗之后首先被尚未含有預(yù)處理介質(zhì)的液體涌入，并且在一定間隔之后才接觸到含有預(yù)處理介質(zhì)的液體。該措施基于以下的認(rèn)知：即，預(yù)處理介質(zhì)通常要比待過濾液體中所含有的固體更強(qiáng)地粘附在過濾器上。因此優(yōu)選地，首先只有固體物質(zhì)沉積在過濾器上，隨后才是預(yù)處理介質(zhì)，因為這樣就能在反沖洗過濾器時使過濾器容易地擺脫所有的沉積物。

優(yōu)選地，通過監(jiān)視連續(xù)計算出的過程變量或在過濾裝置中所測得的過程參量來確定過濾周期的開始和結(jié)束。該做法基于以下的認(rèn)知：即，當(dāng)過濾周期結(jié)束或開始時，過程參量，例如輸送泵的能耗或過濾器上的壓差，會迅速地變化。優(yōu)選將這種迅速的變化用作是過濾周期開始和結(jié)束的表征，在此，過程變量和/或所測得的過程參量迅速下降表示一過濾周期的結(jié)束，而過程變量和/或所測得的過程參量迅速上升表示一過濾周期的開始。

除了上述過濾方法之外，本發(fā)明還涉及一種被設(shè)計用于執(zhí)行過濾方法的過濾裝置。這種用于過濾液體的過濾裝置具有至少一個過濾器，液體被輸送流過該過濾器，在此，液體借助過濾器來擺脫包含在待過濾液體中的固體物質(zhì)。優(yōu)選地，過濾器是膜過濾器。為了將液體輸送到并流過過濾器，過濾裝置配備有至少一個泵。此外，過濾裝置還具有配量泵。配量泵通常被構(gòu)造為擠壓泵，其以公知的方式具有配量室，該配量室?guī)в信c其毗鄰地或設(shè)置于其上的擠壓體。擠壓體可以通過一擠壓驅(qū)動器(例如驅(qū)動馬達(dá))來運動。配量泵用于在過濾器的流入側(cè)將預(yù)處理介質(zhì)混入液體中。為了控制配量泵，也就是說為了控制其將預(yù)處理介質(zhì)發(fā)送到待過濾液體中，或者說為了控制其對驅(qū)動器的擠壓，過濾裝置具有控制器。該控制器優(yōu)選是電子控制器。根據(jù)本發(fā)明，該控制器被設(shè)計為，其在過濾期間連續(xù)地計算表征過濾效率的過程變量，并且基于過程變量的值或由其衍生的特征值來控制配量泵。正如參照根據(jù)本發(fā)明的過濾方法所述的那樣，控制器的這種設(shè)計方案能夠使得根據(jù)本發(fā)明的過濾裝置相對于所述類型的已知的過濾裝置實現(xiàn)明顯更高的過濾過程的效率。

該控制器可以是單獨的控制裝置，其與配量泵信號連接，但也可以被設(shè)置為與配量泵在空間上分開的。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選設(shè)置為，該控制器是配量泵的整體組成部分。因此，優(yōu)選將該控制器設(shè)置在配量泵的殼體中，或者直接設(shè)置在配量泵的殼體上。

附圖說明

下面參照在附圖中示出的實施例對本發(fā)明做詳細(xì)說明。在附圖中：

圖1以非常簡化的原理圖示意性示出了過濾裝置，

圖2為函數(shù)圖，其中示出了過濾過程的過程變量與基于該過程變量的值所調(diào)整的供應(yīng)給待過濾液體的預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量之間關(guān)系的時間進(jìn)程，

圖3示出了用于對預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量進(jìn)行粗調(diào)的流程圖，

圖4示出了用于對預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量進(jìn)行精調(diào)的流程圖，和

圖5示出了用于確定預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量在精調(diào)期間的變化的流程圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

2過濾單元

4過濾器

6管道

8泵

10管道

12集儲容器

14輸出管道

16管道

18泵

20配量泵

22泵部

24驅(qū)動器

26控制器

28管道

30信號線

32信號線

a粗調(diào)

b精調(diào)

d1第一配量步驟

dir斜率值

dm配量

dma配量變化值

dmf配量變化因子

dmmax最大配量

dmmin最小配量

dm3配量

dm5配量

m每個配量步驟的過濾周期的數(shù)目

n結(jié)果

pe1程序結(jié)束

pe2程序結(jié)束

pv1第一配量步驟的過程變量

r1查問

r2查問

r3查問

r4查問

r5查問

r6查問

r7查問

r8查問

r9查問

r10查問

r11查問

r12查問

r13查問

r14查問

r15查問

r16查問

s1程序步驟

s2程序步驟

s3程序步驟

s4程序步驟

s5程序步驟

s6程序步驟

s7程序步驟

s8程序步驟

s9程序步驟

s10程序步驟

s11程序步驟

s12程序步驟

s13程序步驟

s14程序步驟

s15程序步驟

s16程序步驟

s17程序步驟

s18程序步驟

s19程序步驟

s20程序步驟

s21程序步驟

s22程序步驟

s23程序步驟

s24程序步驟

s25程序步驟

st1啟動項

st2啟動項

st3啟動項

y結(jié)果

具體實施方式

圖1所示的過濾裝置具有過濾單元2，該過濾單元配置有膜過濾器形式的過濾器4。管道6在輸入側(cè)通到過濾單元2上。通過該管道6將待過濾的液體輸送到過濾單元2。在此，待過濾的液體借助泵8被輸送到過濾單元2并在那里流過過濾器4。在過濾單元2的輸出側(cè)連接有管道10。已過濾的液體、即在過濾過程中產(chǎn)生的滲透液通過該管道10到達(dá)集儲容器12。在集儲容器12上構(gòu)造有輸出管道14，通過該輸出管道將所產(chǎn)生的滲透液輸送給最終用戶或者說其最終的目的地。

在過濾過程期間，待過濾的液體中所含有的固體物質(zhì)沉積在過濾器4的輸入側(cè)上。在過濾過程期間，這些沉積物持續(xù)地降低過濾器4的過濾能力。因此，過濾器4需要按照預(yù)先給定的間隔通過反沖洗來擺脫沉積物。為此目的，在過濾過程中產(chǎn)生并被存儲在集儲容器12中的滲透液的一部分通過與集儲容器12和過濾單元2相連接的管道16被輸送到過濾單元2，并在那里從過濾器的輸出側(cè)被輸送通過過濾器4到達(dá)過濾器的內(nèi)部。在此，設(shè)置在管道16中的泵18將用于反沖洗的滲透液從集儲容器12輸送流過過濾器4。由于反沖洗，過濾器4的輸入側(cè)上的沉積物從過濾器4上松脫開來，并且與來自于過濾單元2的、用于反沖洗的滲透液一起通過出口離開過濾單元2。

為了在對過濾器進(jìn)行反沖洗時更好地清潔過濾器4，在過濾單元2的輸入側(cè)將預(yù)處理介質(zhì)混入待過濾的液體中。對此使用配量泵20，其具有泵部22、用于泵部22的驅(qū)動器24以及控制器26，其意義在后面還將被詳細(xì)闡述。配量泵20通過管道28在泵8的入流側(cè)與管道6連接。配量泵20接收泵8和18的功率信號。為此目的，泵8通過信號線30與配量泵20的控制器26連接，而泵18通過信號線32與配量泵20的控制器26連接。此外，信號線30和32還可將關(guān)于泵8和18的流量的信息傳輸?shù)娇刂破?6，在此，這些信息由泵8和18或外部的流量傳感器提供，流量傳感器在圖1中未示出。

配量泵20的控制器26設(shè)置為，首要地用于控制或者說調(diào)整由配量泵20輸出的預(yù)處理介質(zhì)的量。為此，控制器26被設(shè)計用于發(fā)起下面所述的方法步驟。

在過濾過程的開始，控制器26通過為此目的配置的控制程序來發(fā)起對由配量泵20輸出的預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量的粗調(diào)a(圖2)。在該控制程序中用于粗調(diào)a的工作方式對應(yīng)于圖3所示的流程圖，并且參照圖2和圖3來說明。

用于粗調(diào)a的控制程序開始于啟動項st1。在緊接著啟動項st1的程序步驟s1中，用于第一配量步驟d1中的配量數(shù)量dm的第一數(shù)值被確定。正如所有后續(xù)的配量步驟一樣，配量步驟d1包括m個過濾周期，在此，這些過濾周期分別開始于對過濾器4的反沖洗并剛好在對過濾器4的下次反沖洗開始之前結(jié)束。如圖2所示，其中配量步驟的配量數(shù)量dm(右豎軸)被示做為水平橫線段，在此，第一配量步驟d1的配量數(shù)量dm為零。

在程序步驟s1之后是查問r1，在該查問中澄清，是否已進(jìn)行了過濾器4的反沖洗。如果該查問r1的結(jié)果是n(否)，則重復(fù)查問r1。在結(jié)果為y(是)時，實施程序步驟s2。

在程序步驟s2中，連續(xù)計算在過濾周期期間的相關(guān)能耗。該能耗是通過用每個過濾周期的總能耗除以每個過濾周期所產(chǎn)生的凈滲透液容積得出的。在此，為了確定總能耗，將用于過濾的能耗(也就是泵8的能耗)、用于反沖洗的能耗(也就是泵18的能耗)和用于配量預(yù)處理介質(zhì)的能耗(也就是配量泵20的能耗和等效于預(yù)處理介質(zhì)消耗的能量值)彼此相加，并以該總能耗除以凈滲透液容積，凈滲透液容積是指所產(chǎn)生的絕對滲透液量與用于反沖洗的滲透液量之間的差。該計算在整個過濾周期期間連續(xù)地執(zhí)行，在此，在查問r2中總是檢查過濾周期是否結(jié)束。如果該查問的結(jié)果為n(否)，則程序步驟s2重新實施。在查問r2的結(jié)果為y(是)時，實施程序步驟s3。

在程序步驟s3中，在過濾周期期間連續(xù)計算得出的相關(guān)能耗的值被合并計算為相關(guān)能耗的終值并且存儲該終值。在程序步驟s3之后是程序步驟s4。在程序步驟s4中，用于過濾周期的計數(shù)變量加1。程序步驟s4之后是查問r3。在查問r3中檢查：在程序步驟s4中被增加的用于過濾周期的計數(shù)變量是否與每個配量步驟的過濾周期的總數(shù)m相匹配。如果該查問的結(jié)果為n(否)，則再次從查問r1開始前述過程。如果查問r3的結(jié)果為y(是)，則執(zhí)行程序步驟s5。

在程序步驟s5中，基于所存儲的m個過濾周期的相關(guān)能耗的值，為當(dāng)前的配量步驟確定相關(guān)能耗的虛擬函數(shù)曲線和該函數(shù)曲線的斜率值?；谠撔甭手祦碚{(diào)整預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量dm。

在程序步驟s5之后是查問r4。在查問r4中檢查：在程序步驟s5中所確定的斜率值或者說過程變量的值是否小于零。如果查問r4的結(jié)果為y(是)，則到達(dá)程序結(jié)束項pe1，這意味著當(dāng)前的配量數(shù)量dm是預(yù)處理介質(zhì)的最優(yōu)配量數(shù)量。如果查問r4的結(jié)果為n(否)，則進(jìn)行另一查問r5。

在查問r5中查問：在程序步驟s5中所確定的當(dāng)前配量步驟的斜率值或者說過程變量是否大于之前配量步驟的斜率值。如果查問r5的結(jié)果為y(是)，則到達(dá)程序結(jié)束項pe2，這意味著之前配量步驟的配量數(shù)量是粗調(diào)的最優(yōu)配量。在圖2中，配量數(shù)量dm3就是這種情況。如果查問r5的結(jié)果為n(否)，則執(zhí)行程序步驟s6。

在程序步驟s6中，預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量dm被增加一固定的數(shù)值。接下來執(zhí)行查問r6，其中檢查，在程序步驟s6之后的配量數(shù)量是否超過配量數(shù)量dm的最大允許值。如果查問r6的結(jié)果為y(是)，則也到達(dá)程序結(jié)束項pe2，這意味著之前配量步驟的配量數(shù)量是粗調(diào)的最大配量。如果查問r6的結(jié)果為n(否)，則程序流程從查問r1重新開始。

如果在對預(yù)處理介質(zhì)的配量進(jìn)行粗調(diào)a時到達(dá)程序結(jié)束項pe1或pe2中的一個，則在控制器26中調(diào)用用于對預(yù)處理介質(zhì)的配量數(shù)量進(jìn)行精調(diào)b的程序，下面參照圖2和圖4對該程序進(jìn)行說明。

用于精調(diào)b的控制程序開始于啟動項st2。在啟動項st2之后的程序步驟s7中，在粗調(diào)a的基礎(chǔ)上針對精調(diào)b的第一配量步驟d5(圖2)調(diào)整被近似視為最優(yōu)的第一配量數(shù)量dm5(圖2)。

在程序步驟s7之后是查問r7。在查問r7中查問：是否已進(jìn)行過濾器4的反沖洗。如果查問r7的結(jié)果為n(否)，則重復(fù)查問r7，直到查問r7的結(jié)果為y(是)。在查問r7的結(jié)果為y時，實施程序步驟s8。

在程序步驟s8中，計算在過濾周期期間的相關(guān)能耗。在此，這個做法等同于在粗調(diào)a的程序步驟s2中的做法。在整個過濾周期期間連續(xù)地計算相關(guān)能耗，在此，在查問r8中再次查問是否到達(dá)過濾周期的結(jié)束。如果查問r8的結(jié)果為n(否)，則重新實施程序步驟s8。在查問r8的結(jié)果為y(是)時，緊接著查問r8進(jìn)行程序步驟s9和其后的程序步驟s10。

程序步驟s9和s10等同于在粗調(diào)a中的程序步驟s3和s4。因此，在程序步驟s9中，在過濾周期期間連續(xù)計算得出的相關(guān)能耗的值被合并計算為以終值并且存儲該終值，在程序步驟s10期間，用于過濾周期的計數(shù)變量被增加1。

在程序步驟s10之后是查問r9，在該查問中檢查：在程序步驟s10中已增加的用于過濾周期的計數(shù)變量是否與每個配量步驟的過濾周期的總數(shù)m相匹配。如果查問r9的結(jié)果為n(否)，則在此從查問r7開始前述過程，在查問r7之后緊接著程序步驟s8、查問r8、程序步驟s9和s10以及查問r9。否則的話，即如果查問r9的結(jié)果為y(是)，實施程序步驟s11。

程序步驟s11與粗調(diào)a中的程序步驟s5是一致的。相應(yīng)地，在程序步驟s11中，基于所存儲的m個過濾周期的相關(guān)能耗的值來確定相關(guān)能耗的虛擬函數(shù)曲線并確定用于當(dāng)前配量步驟的斜率值dir。

在緊接著程序步驟s11的程序步驟s12中，將在程序步驟s11中所確定的斜率值(+或-)的方向傳送到fifo緩沖器(先進(jìn)先出緩沖器)并存儲在那里。

緊接著進(jìn)行查問r10。在查問r10中查問：在程序步驟s11中所確定的用于當(dāng)前配量步驟的相關(guān)能耗的虛擬函數(shù)曲線的斜率值dir是否小于零，也就是負(fù)的。如果查問r10的結(jié)果為y(是)，則不對配量數(shù)量dm進(jìn)行改變并且實施程序步驟s13。

在程序步驟s13中，用于配量步驟的計數(shù)器被增加1，并且精調(diào)b再次從查問r7開始以進(jìn)行下一配量步驟，緊接著進(jìn)行程序步驟s8、查問r8、程序步驟s9和s10、查問r9、程序步驟s11和s12以及查問r10。如果查問r10的結(jié)果為n(否)，則進(jìn)行查問r11。

在查問r11中查問：在程序步驟s11中所確定的用于之前配量步驟的相關(guān)能耗的虛擬函數(shù)曲線的斜率值dir是否曾經(jīng)小于零，也就是負(fù)的。如果該查問r11的結(jié)果為y(是)，則實施程序步驟s14，在該程序步驟中斜率值dir的值被設(shè)置為-1，也就是dir＝-1。緊接著實施程序步驟s16。

在程序步驟s16中，確定用于下一配量步驟的新的配量數(shù)量dm，并且將配量步驟的計數(shù)器增加1。接著，用于該下一配量步驟的精調(diào)b再次從查問r7開始。在此，在程序步驟s16中對配量數(shù)量dm的確定是基于當(dāng)前配量數(shù)量dm的和、斜率值dir的乘積和配量數(shù)量變化值dma實現(xiàn)的，該配量變化值在與fifo緩沖器聯(lián)合使用的程序中被確定。對此，下面還將深入地探討。在實施程序步驟s16之后，用于下一配量步驟的精調(diào)b再次從查問r7開始。

在查問r11的結(jié)果為n(否)時進(jìn)行查問r12，在該查問r12中查問：所存儲的用于當(dāng)前配量步驟的相關(guān)能耗的虛擬函數(shù)曲線的并在程序步驟s11中所確定的斜率值dir是否大于之前的配量步驟的斜率值dir。如果該查問的結(jié)果為y(是)，則執(zhí)行程序步驟s15，在該程序步驟中斜率值dir的符號相反，也就是dir＝dir*(-1)。緊接著執(zhí)行程序步驟s16。在查問r12的結(jié)果為n(否)時，直接執(zhí)行程序步驟s16。

在圖5中示出了用于確定配量數(shù)量變化值dma的程序流程。該程序開始于啟動項st3。在啟動項st3之后是程序步驟s17。在程序步驟s17中創(chuàng)建包括三個元素的fifo緩沖器。在程序步驟s17之后進(jìn)行程序步驟s18，在該程序步驟中確定用于使配量數(shù)量dm能夠在其中改變的邊界，即，確定一配量數(shù)量dmmin和一配量數(shù)量dmmax。在程序步驟s18之后的程序步驟s19中確定配量數(shù)量變化因子dmf。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選配量變化因子dmf＝2。

在緊接著的查問r13中查問：最后三個配量步驟的配量數(shù)量dm是否已達(dá)到在程序步驟s18中所確定的配量數(shù)量的邊界。當(dāng)查問r13的結(jié)果為y(是)時，在程序步驟s20中將配量數(shù)量dm設(shè)置為dmmin。

在查問r14中運用在精調(diào)b的程序步驟s11中所確定的斜率值dir并查問斜率值dir是否為負(fù)。當(dāng)查問r13的結(jié)果為n(否)時，也就是當(dāng)最后三個配量步驟的配量數(shù)量dm未達(dá)到在程序步驟s18中所確定的配量數(shù)量dm的邊界時，在查問r13之后立即進(jìn)行查問r14。當(dāng)查問r14的結(jié)果為y(是)時，再次返回查問r13，否則的話，也就是當(dāng)查問r14的結(jié)果為n(否)時實施程序步驟s21，在該程序步驟中將斜率值dir(下降的斜率值為0，上升的斜率值為1)的傾向儲存在fifo緩沖器中。

在程序步驟s21之后是查問r15，在其中查問fifo緩沖器是否已滿，也就是包含三個值。如果查問r15的結(jié)果為n(否)，則程序重新從查問r13開始。在查問r15的結(jié)果為y(是)時，進(jìn)行程序步驟s22。

在程序步驟s22中計算，存儲于fifo緩沖器中的三個斜率值dir(下降的斜率值為0，上升的斜率值為1)的傾向是如何經(jīng)常改變的。

在程序步驟s22之后是查問r16，在其中查問斜率值dir的傾向是否從未改變(結(jié)果為0)、改變一次(結(jié)果為1)或改變兩次(結(jié)果為2)。如果查問r16的結(jié)果為0，則實施程序步驟s23；如果查問r16的結(jié)果為1，則實施程序步驟s24；如果查問r16的結(jié)果為2，則實施程序步驟s25。

在程序步驟s23、s24和s25中確定在精調(diào)b的程序步驟s16中所使用的配量變化值dma。在這里，在程序步驟s23中，將之前的配量數(shù)量dm乘以配量變化因子dmf即得到配量變化值dma。在該程序步驟中，保持配量變化值dma，并在程序步驟s25中由之前的配量數(shù)量dm除以配量變化因子dmf得出配量變化值dma。在程序步驟s26中，結(jié)束用于確定配量變化值dma的程序。

從圖2明顯看到，當(dāng)在精調(diào)過程中過程變量的值變化較大時(參看圖2中的過程變量pv19、pv20、pv21)，就中斷對配量數(shù)量dm的精調(diào)b，并如圖3所述地重新執(zhí)行對配量數(shù)量dm的粗調(diào)a。