AT232927B

AT232927B - Wasseraufbereitungsvorrichtung

Info

Publication number: AT232927B
Application number: AT383762A
Authority: AT
Original assignee: Hager & Elsaesser
Priority date: 1961-10-12
Filing date: 1962-05-10
Publication date: 1964-04-10

Description

Was s eraufbereitungsvorrichtung
Während bei der Enthärtung von Wässern zur Speisung von Kesselanlagen eine Vollentsalzung angestrebt wird, ist diese für andere Anwendungen nicht in diesem Umfange erforderlich, oftmals sogar nicht einmal erwünscht. So wird beispielsweise beim Brauwasser eine bestimmte Karbonathärte gefordert, welche den Geschmack der Biere mitbestimmt. Auch in andern Zweigen der Getränkeindustrie ist eine bestimmte Karbonathärte erwünscht. Natürlich muss diese zwecks Erzielung einer gleichbleibenden Qualität in konstanten Mengen im Wasser enthalten sein. Im allgemeinen werden Karbonathärten von 2 bis 8 dH gewünscht. Bei einer Aufbereitung der Wässer ist also neben der Einstellbarkeit einer bestimmten Resthärte auch die Konstanthaltung der eingestellten Mengen gefordert.

Die Härte der vorkommenden Wässer liegt meist über den geforderten Werten. Diese müssen also entkarbonisiert werden. Hiezu verwendete man bisher für dei artige Anwendungen Kalkentkarbonisierungsanlagen mit festem Ausfällprodukt. In neuerer Zeit bedient man sich bei der Kaltentkarbonisierung Schnellreaktionsanlagen mit unter Druck arbeitenden Durchwirbelungsreaktoren. Diese Anlagen nehmen an sich viel Raum in Anspruch. Ausserdem ist die Bedienung bei. geforderten Resthärten verhältnismässig schwierig. Auch nimmt die Entleerung der Ausfällprodukte viel Zeit und Bemühungen in Anspruch.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine einfach zu bedienende und vor allen Dingen auf kleinere Resthärten einstellbare Anlage zu schaffen.

Sie geht in Lösung dieser Aufgabe von den aus dem Gebiet der Teilentsalzung bekannten Enthärtungsanlagen aus. Diese bestehen im allgemeinen aus einem schwach oder stark sauer betriebenen Kationenaustauscher und nachgeschaltetem, mit Luftzufuhr durch ein Gebläse arbeitendem Rieseier zur Entfernung der freigewordenen Kohlensäure. Hiebei wird das Rohwasser nach der Formel
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enthärtet.

Es verbleibt also freigewordene Kohlensäure im Wasser. Da diese aggressiv ist, muss sie im nachgeschalteten Rieseier entfernt werden. In diesem wird das bis dahin unter Leitungsdruck aufbereitete Wasser über Kaskaden bzw. Rieseleinsätze verrieselt und dem verrieselten Wasser von unten im Gegenstrom mit Hilfe eines Gebläses Luft zugeführt. Eine restlose Entfernung der freigewordenen Kohlensäure ist mit Hilfe derartiger Rieseier nicht möglich. Ein vollkommen neutrales Wasser ist aber zur Vermeidung von Korrosionen in Rohrleitungen und Behandlungsbehältern erforderlich. Man kann nun zwar den PH-Wert in üblicher Weise durch Zudosierung von Natronlauge anheben. Eine bestimmte Resthärte dabei herzustellen, war bisher noch nicht möglich. Dies war der Erfindung vorbehalten.

Sie löst mit der Einstellung einer be-

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Bei dem in den Fig. la und Ib dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Kationenaustauscher 1 aus zwei Filterbehältern la und Ib. Diese sind dem Säurelagertank 2 parallel nachgeschaltet. Das in den
Filterbehältern la und Ib teilentsalzte Wasser enthält freigewordene Kohlensäure. Zur Beseitigung der
Kohlensäure ist der Rieselbehälter 3 der Reinwasserleitung a nachgeschaltet. Mit Hilfe des perforierten
Rohrendes a'wird das Reinwasser im Rieselbehälter 3 verteilt den Rieselereinsätzen 3a zugeführt. Dem abrieselnden Wasser wird im Gegenstrom durch das Luftgebläse Luft zugeführt. Durch diese wird die Koh- lensäure ausgetrieben. Die Drehzahl des Gebläses 4 ist im Sinne der Erfindung regelbar.

Dementsprechend wird dem Rieselbehälter 3 eine mehr oder weniger grosse Luftmenge zugeführt und die Rieselerleistung verändert.

Der Sammelraum 3b des Rieselers 3 mündet in den Austrittsstutzen 4a, der über das unten abge- schlossene Mantelrohr 5, das hier als Schikane dient, mit dem Inneren des Sammelbehälters 6 in Verbin- dung steht. Vom Sammelbehälter aus wird das Wasser durch eine nicht dargestellte Pumpe den Verbrau- chern zugeführt.

Bevor das aus dem Rieseier 3 ablaufende Wasser mit dem eingestellten Kohlensäuregehalt in den
Sammelbehälter 6 gelangt, wird ihm im oberen Teil des Austrittsstutzens 4a im Sinne der Erfindung
Kalkwasser durch die mit ihm verbundene unter Druck stehende Leitung b zugemischt. Die Sättigung des
Wassers mit Kalk erfolgt in der Kalkvorlage 7.

Diesem ist zur Ablagerung der überschüssigen Kalkmengen der Klärbehälter 8 nachgeschaltet. Zur
Regelung der Kalkzugabe ist die PH-Wert-Mess- und -Regelanlage 9 vorgesehen, die mit Hilfe des Magnetventils 10 den Kalkwasserteilstrom in der Leitung b gemäss dem durch die Mess-Sonde 9aim Sam- melraum 3b des Rieselers gemessenen PH-Wert einstellt. Der PH-Wert ist in diesem Falle ein Gradesser für den Restkohlensäuregehalt im Rieseierwasser.

Die Enthärtungsanlage gemäss Fig. 2 besteht aus den beiden parallel in den Rohwasserstrom a geschalteten stark sauer regenerierten Kationenaustauschern lla und llb, dem im sauren Ablauf b vorgesehenen Kalksättiger 12 und dem im sauren Ablauf c angeordneten Rieseier 13 mit dem erfindungsgemäss zugeordneten regelbaren Luftgebläse 13a sowie dem Mischtopf 14, in welchem dem verrieselten Teilwasserstrom c'der. mit Kalk gesättigte Teilstrom b'zugesetzt wird.

Zur Abscheidung von Schwebeteilchen ist im Abschluss an den Mischtopf 14 das Aktivkohlefilter 15 vorgesehen.

Gemäss der Erfindung wird der Wirkungsgrad des Rieselers 13 durch Regelung der vom Luftgebläse zu fördernden Luftmengen so eingestellt, dass der Teilstrom c'im Auslauf des Rieselers 13 noch eine bestimmte Menge Kohlensäure enthält. Diese löst im Mischtopf 14 so viel Kalk aus dem hier zugesetzten Teilstrom b', bis sich das Kalk-Kohlensäuregleichgewicht herstellt.

Beim Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ist der in den Rohwasserstrom a geschaltete Kationenaustauscher llc mit Salzsäure als Regeneriermittel mit Wasserstoffionen beladen. Bei der Umsetzung des so beladenen Kationenaustauschers 11c mit Kalk-und Magnesiabikarbonat. en entsteht freie Kohlensäure in den abgezweigten Teilströmen d und e. Vor dem Rieseier ist der schwach basische Anionenaustauscher 16 in den Teilstrom d geschaltet. Dieser bindet die Anionen der im Kationenaustauscher neben der Kohlensäure freigesetzten Säuren, so dass der Salz- und Nitratgehalt stark reduziert werden kann. Die sonstigen Anordnungen sind wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, weswegen die Bezugszeichen beibehalten wurden.

Bei der gemäss Fig. 4 getroffenen Schaltungsanordnung sind zwei Anionenaustauscher vorgesehen, u. zw. der schwach basische und der stark basische 16a und 16b. Da im stark basischen Anionenaustauscher neben dem erwünschten Aufbereitungseffekt, der Bindung der Kieselsäure auch Kohlensäure gebunden wird, ist nach dem schwach basischen Anionenaustauscher 16a neben der Abzweigung f zum Kalksättiger 12 ein Teilstrom g des noch Kohlensäure enthaltenden entsalzten Wasserstroms d'unter Umgehung des Anionenaustauschers 16b über den Rieseier 13 geführt. Alle drei Teilströme sind dann wieder im Mischtopf 14 zusammengeführt, wo die Teilströme g'und f'im Sinne der Resthärtebildung miteinander reagieren.

Man erhält ein nahezu voll emkieseltes Wasser mit beliebig einstellbarem Resthärtegehalt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Wasseraufbereitungsvorrichtung mit wenigstens einem Kationenaustauschfilter und einem nachge- schalteten Rieseier, bei welchem dem verrieselten Wasser durch ein Gebläse Luft im Gegenstrom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleistung und damit der Wirkungsgrad des Rieselers ( ?, 13) regelbar und hiemit ein beliebiger Restsäuregehalt des einem vorgesehenen Sammelbehälter (6) zu- <Desc/Clms Page number 4> fliessenden Wassers einstellbar ist, das anschliessend in einem Mischbehälter (4a, 14) mit Kalk in Berüh- rung gebracht wird.

2. Wasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem von zwei Rohwasserteilströmen (a, b) ein stark saurer Kationenaustauscher mit dem nachgeschalteten Riese- Ier (3) und im zweiten der Kalksättiger (7,12) angeordnet ist und die Wiedervereinigung beider Teilströ- me (a, b) im Mischbehälter (4a) erfolgt.

3. Wasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der saure Ablauf nach einem vorgesehenen stark sauren Kationenaustauschfilter (11) in zwei Teilströme (b, c) aufgeteilt und im ersten von diesen der regelbare Rieseier (13) und im zweiten der Kalksättiger (12) angeordnet ist und die Wiedervereinigung beider Teilströme (b', c*) im Mischbehälter (14) erfolgt.

4. Wasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem stark sauer regenerierten Kationenaustauschfilter (11) ein schwach basischer Anionenaustauscher (16a) nachgeschaltet und das entsalzte Wasser im Auslauf des Anionenaustauschers (16a) in drei Teilströme (g*, a', f) aufgeteilt ist, von denen der erste (9) über den Rieseier (13), der zweite (a') über einen stark basischen Anionenaustauscher (16b) und der dritte (f) über den Kalksättiger (12) geführt ist und alle drei Teilströme (g', a', f) in dem Mischbehälter (14) wieder vereinigt sind.

5. Wasseraufbereitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an den Mischbehälter ein Reinigungsfilter, z. B. ein Aktivkohlefilter (15), in den Ablauf geschaltet ist.

6. Wasseraufbereituntsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsleitung der Kalkvorlage (7,12) bzw. eines nachgeschalteten Klärbehälters (8) tangential in den Rieseleraustrittsstutzen (4a) mündet.

7. Wasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb für das Luftgebläse (4,13a) ein elektrischer Motor dient und ein Widerstand zur Drehzahlregelung in dessen Speiseleitung vorgesehen ist.

8. Wasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahländerung des Luftgebläseantriebes (4,13a) mit Hilfe eines Getriebes bewirkt wird.

9. Wasseraufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kalkwasserleitung (b, b', e', f) ein Magnetventil vorgesehen und dieses mit Hilfe einer mit einer PH-WertMesselektrode (9a) im Rieseleraustritt (4a) zusammenwirkenden Regelvorrichtung (9) verstellbar ist.