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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines als stehende Kolonne ausgebildeten lonenaustauschfilters mit Gegenstromregenerierung, wonach die zu reinigende Flüssigkeit im Austauschbetrieb von oben nach unten zwei übereinander angeordnete Schichten von Austauschermaterial desselben Typs durchströmt, die zumindest während des Austauschbetriebes, eine definierte Lage einnehmen, wobei die obere Schicht locker aufgeschüttet ist, nach völliger oder zumindest teilweiser Erschöpfung des Austauschermaterials in der Gegenstromrichtung Regenerierflüssigkeit in der Gegenstromrichtung von unten nach oben durch die Austauschermaterialschichten getrieben und anschliessend zum Verdrängen restlichen Regeneriermittels in derselben Richtung Spülflüssigkeit durch die Schichten geleitet wird, wobei zumindest die obere Schicht des Austauschermaterials etwas verwirbelt wird.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Wasser aus Wasserleitungen besteht bekanntlich nicht aus reinem HO. Unter anderem befinden sich im
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unterschiedlich stark. Zum Beispiel stören die Kationen bei Verwendung des Rohwassers in Brauereien, in Kühlwassersystemen und in Klimaanlagen.
Nicht nur die Kationen, sondern auch die Anionen stören bei Verwendung des Wassers in Hochdruckkesseln, beim Spülen von Halbleitern während deren Herstellung, in der Galvanik, bei der Rückverdünnung von Fruchtsäften, bei Kühlanlagen, bei denen Wasser direkt eingespritzt wird, bei pharmazeutischen Firmen z. B. zur Herstellung von Infusionslösungen usw.
Zum Austauschen der Kationen gibt es Kationenaustausch-Filter und zum Austauschen der Anionen gibt des Anionenaustausch-Filter. Entsprechend der Problemstellung ist dann entweder eine KationenaustauschEinheit allein oder aber eine Kationenaustausch-Einheit zusammen mit einer Anionenaustausch-Einheit vorhanden. Anionen-Einheiten allein gibt es lediglich in manchen Fällen, wo es auf die Entfernung von Anionen alleine ankommt.
Die Kationenaustausch-Filter enthalten körniges Material, das im Austausch Kationen an sich bindet und die Anionenaustausch-Filter enthalten anderes körniges Material, welches im Austausch Anionen an sich bindet.
Jeder Ionenaustauscher erschöpft sich im Laufe der Zeit und muss regeneriert werden.
Den vollständigen Erschöpfungszustand kann man messen, indem man den elektrischen Widerstand des am Filter austretenden Wassers misst. Sehr reines Wasser hat einen sehr viel höheren Ohmschen spezifischen
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Filtermasse regeneriert werden. Dabei lässt man durch die Kationen-Austauscher, die auszutauschenden Kationen enthaltende, Konzentrate Regenerierflüssigkeit fliessen und durch die Anionenaustauscher lässt man Regenerierflüssigkeit mit den einzubringenden Anionen fliessen. Beim Regenerieren eines Wasserstoffaustauschers braucht man bei einem typischen Kationenaustauscher etwa 40 g 100% ige Salzsäure pro Liter Harz, wenn man im Gegenstromverfahren regeneriert. Beim Gleichstromverfahren bräuchte man das 2, 5fache dieser Menge.
Nach dem Regenerieren wäscht man mit Waschwasser die überschüssige Säure oder Lauge des Regenerationsmittels aus und man kann dann den Filter wieder in Betrieb nehmen.
Allgemein haben bekannte Ionenaustauscher-Filter den Nachteil, dass gegen das Ende eines Arbeitszyklus an deren Ausgang trotz aller Vorkehrungen Kationen und/oder Anionen in zwar minimalen Beträgen, aber dennoch störend auftreten.
Mit solche Filtern entsalzt man jedoch nicht nur Wasser, sondern auch Molke, Zuckersäfte, Fruchtsäfte
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im Regenerierbetrieb das Austauschermaterial in einer definierten eingespannten Lage zu halten und es nur im Spülbetrieb durcheinanderwirbeln zu lassen.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art und ein dazu geeignetes Ionenaustausch-Filter sind aus der deutschen Offenlegungsschrift 2048091 bekannt. Bei diesem bekannten Ionenaustausch-Filter wird die mit den
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der Kolonne mündet, in diese eingeleitet. Im Austauschbetrieb durchströmt dieses Rohwasser von oben nach unten zunächst eine obere Schicht von Austauschermaterial, das eine schwache Austauschwirkung besitzt und sodann eine unmittelbar darunter angeordnete Schicht von Austauschermaterial desselben Ionencharakters, das jedoch eine starke Austauschwirkung besitzt und auf einen Träger aufgeschüttet ist, unterhalb welchem sich ein
Sammelbecken und der Auslaufstutzen befindet, durch den das gereinigte Rohwasser abfliessen kann.
Die obere, schwach wirksame Austauschermaterialschicht ist locker auf die untere, stark wirksame Austauschermaterial- schicht aufgeschüttet und ihre Körner haben ein geringeres spez. Gewicht als diejenigen der unteren
Austauschermaterialschicht. Im Austauschbetrieb wird die obere, schwach wirksame Austauscherschicht sehr schnell gesättigt und vermittelt nur einen relativ kleinen Anteil der gesamten Austauschwirkung. Die untere
Austauscherschicht, die den Hauptanteil der Austauschwirkung vermittelt, erschöpft sich entsprechend langsamer.
Im Austauschbetrieb werden die beiden Schichten durch die strömende Flüssigkeit nach unten gedrückt, so dass sie praktisch nicht oder nur sehr wenig verwirbeln können, wobei auf Grund des unterschiedlichen spez. Gewichtes ihrer Körner ihre definierte Schichtung erhalten bleibt, so dass der unterste Teil der unteren
Austauscherschicht am wenigsten erschöpft wird. Wenn das Austauschermaterial so weit erschöpft ist, dass die
Ionenkonzentration am Auslaufstutzen einen bestimmten zulässigen Höchstwert überschreitet, der üblicherweise durch Messung des elektrischen Widerstandes der am Auslaufstutzen austretenden gereinigten Flüssigkeit bestimmt wird, wird der Austauschbetrieb abgeschaltet und der Regenerierbetrieb eingeleitet.
Zum Regenerieren des Austauschermaterials wird einmal in der Gegenstromrichtung von unten durch den Auslaufstutzen
Regenerierflüssigkeit eingeleitet, die die zur Regenerierung des stark wirksamen Austauschermaterials geeignete chemische Beschaffenheit aufweist und dieses von unten nach oben durchströmt, und zum zweiten über ein
Verteilergitter, das zwischen der unteren und der oberen Austauschermaterialschicht angeordnet ist,
Verdünnungsmittel und/oder anderes Regeneriermittel, die ausserdem geeignet temperiert sein können, ebenfalls in Gegenstromrichtung zugeführt, um die für die obere, schwach wirksame Austauschermaterialschicht am besten geeigneten Regenerierungsbedingungen einzustellen, die erheblich von denjenigen der unteren Austauscher- materialschicht abweichen können.
Die Regenerierflüssigkeit wird durch eine am oberen Teil des Kolonnenkopfes mündende Sammelleitung abgezogen. Nach Beendigung des Regeneriervorganges wird ebenfalls in
Gegenstromrichtung von unten nach oben Spülmittel durch die Kolonne getrieben, und durch die Sammelleitung wieder abgeführt. Während des Spülens wird das Austauschermaterial durcheinandergewirbelt und setzt sich auf
Grund der unterschiedlichen spez. Gewichte der stark-und schwachwirksamen Austauschermaterialien wieder in etwa der vorgesehenen Schichtung ab.
Dieses bekannte Ionenaustausch-Filter hat auf Grund seiner Ausbildung und auf Grund des Verfahrens, nach dem es betrieben werden muss, zumindest die folgenden Nachteile :
1. Zwar erfordert die Regenerierung des Austauschermaterials wegen der unterschiedlichen Wirksamkeit der in Regenerierrichtung aufeinanderfolgenden Austauschermaterialschichten theoretisch eine um etwa 10 bis
15% geringere Menge an Regneriermittel, als wenn nur Austauschermaterial derselben Wirksamkeit verwendet wird, jedoch können Schwankungen der Ionenkonzentration im Rohwasser am Ausgang des Filters, wo in jedem Falle eine der Eingangskonzentration proportionale Ausgangskonzentration zumindest desjenigen Ionentyps vorhanden ist, der durch das Filter nicht ausgetauscht wird, eine Erschöpfung des Austauschermaterials vortäuschen, worauf dann der Regeneriervorgang eingeleitet wird,
obwohl die unterste Austauschermaterialschicht noch kaum erschöpft ist. Die Folge eines solchermassen zu früh eingeleiteten Regeneriervorganges ist ein überhöhter Regeneriermittelverbrauch, der die Vorteile der Verwendung verschieden wirksamer Austauschermaterialschichten weit überkompensiert.
2. Damit die an sich günstigen Regeneriereigenschaften des mit Austauschermaterial verschiedener Wirksamkeit arbeitenden Filters ausgenutzt werden können, muss ein bestimmter Mindestanteil der Gesamtaustauchkapazität auf die Austauschermaterialschicht mit der schwächeren Wirksamkeit entfallen. Damit dies möglich ist, müsste entweder der Volumenanteil des schwachwirksamen Austauschermaterials erheblich grösser sein als derjenige des starkwirksamen Austauschermaterials, oder aber es muss für das schwachwirksame Austauschermaterial ein solches mit erheblich geringerer Porengrösse verwendet werden, damit sein Volumenanteil wenigstens auf ein mit dem Volumenanteil des starkwirksamen Austauschermaterials vergleichbares Mass herabgedrückt werden kann.
Dies hat aber einerseits zur Folge, dass die Kolonne wegen des grossen Gesamtvolumens an vorhandenem Austauschermaterial sehr hoch baut und/oder anderseits, dass der Strömungswiderstand der Kolonne in erster Linie durch die schwachwirksame Austauschermaterialschicht bestimmt und sehr gross ist. Ausserdem kann ein Material mit geringer Porengrösse durch Schmutzteile sehr leicht verstopft werden, was einerseits wieder den Strömungswiderstand erhöht und anderseits zur Ausbildung von Strömungskanälen führen kann, die wieder in einer ungleichmässigen Erschöpfung der darunterliegenden Austauschermaterialschicht resultieren. Zwar wird das Austauschermaterial des Spülvorganges wieder gereinigt, jedoch ist das bekannte Ionenaustausch-Filter sehr anfällig gegen einen unterschiedlichen Verschmutzungsgrad des eingeleiteten Rohwassers.
3. Die zur Einstellung der günstigsten Regenerierbedingungen für die schwachwirksame Austauschermaterialschicht erforderlichen zusätzlichen Leitungs- und/oder Temperiereinrichtungen, die auch einen erheblichen Steuerungsaufwand erfordern, verteuern das bekannte Ionenaustausch-Filter beträchtlich.
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4. Weiter ist es auch nachteilig, dass die Regenerierflüssigkeit und die Spülflüssigkeit über dieselbe, am Kopf der Kolonne mündende Sammelleitung abgezogen werden, was ebenfalls zu einem apparativ bedingten erhöhten
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oder Laugendurchbrüchebilliger ist als das bekannte Filter, eine bessere Raumausnutzung ermöglicht und im Betrieb sicherer ist.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch folgende Merkmale gelöst : a) Es wird in beiden Schichten dasselbe Ionenaustauschmaterial verwendet, dessen grösserer Anteil auf die locker aufgeschüttet Schicht entfällt. b) Die untere Austauscherschicht wird sowohl im Austauschbetrieb als auch im Regenerierbetrieb und in der Spülphase eingespannt gehalten. c) Während des Austauschbetriebs wird fortlaufend der Erschöpfungszustand der Jocker aufgeschütteten Austauscherschicht gemessen. d) Bevor eine nennenswerte Belastung des Austauschermaterials der unteren, festgehaltenen
Austauscherschicht eintritt, wird der Regeneriervorgang eingeleitet.
e) Die Regenerierflüssigkeit wird im oberen Randbereich der locker aufgeschütteten Austauscherschicht abgezogen, wobei-die Strömungsgeschwindigkeit des Regeneriermittels hinreichend niedrig gewählt ist, dass keine wesentliche Verwirbelung des Austauschermaterials in dieser Austauscherschicht auftritt. f) Im Spülbetrieb wird die das restliche Regeneriermittel verdrängende Spülflüssigkeit mit einer verglichen mit der Strömungsgeschwindigkeit der Regenerierflüssigkeit erheblich höheren
Geschwindigkeit durch die Filterschichten getrieben, so dass das Austauschermaterial im aufgeschütteten Teil erheblich hochgewirbelt wird und hinsichtlich der Vorrichtung durch folgende Merkmale :
a) Die untere festgehaltene Schicht des körnigen Austauschermaterials ist zwischen einem oberen
Filterboden und einem unteren Filterboden, die für die mit den unerwünschten Ionen beladene
Flüssigkeit, das Regeneriermittel und die Spülflüssigkeit durchlässig, für die Körner des
Austauschermaterials aber undurchlässig sind, durch Trennung festgehalten, während die obere
Schicht des Austauschermaterials locker auf den oberen Filterboden aufgeschüttet ist. b) Es ist ein in Austauschbetriebsstromrichtung gesehen stromab von dem Filter eine erste
Messvorrichtung vorgesehen, die während des Austauschbetriebs eine zur Ionenkonzentration der durch den Filterausgang austretenden Flüssigkeit proportionales Ausgangssignal erzeugt.
c) Es ist eine zweite Messvorrichtung vorgesehen, die während des Austauschbetriebs ein zu der unmittelbar stromauf von dem oberen Filterboden herrschenden Ionenkonzentration proportionales
Ausgangssignal erzeugt. d) Es ist ein Differenzbildner vorgesehen, der als Eingangssignale die Ausgangssignale der beiden
Messvorrichtungen empfängt und ein für den Erschöpfungsgrad der oberen Austauscherschicht charakteristisches Ausgangssignal zum Abschalten des Austauschbetriebes erzeugt. e) Nahe dem obersten Pegel des locker aufgeschütteten Austauschermaterials ist eine
Abzugsleitungsvorrichtung vorgesehen, mit der flächig die Regenerationsflüssigkeit abziehbar ist.
Der sowohl zum Einleiten der mit Ionen beladenen Flüssigkeit als auch zum Ableiten der
Spülflüssigkeit benutzte Einlaufstutzen des Filters ist in erheblichem vertikalen Abstand vom obersten Pegel des Austauschermaterials angeordnet.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden in Verbindung mit einer geeigneten Vorrichtung, insbesondere der erfindungsgemäss dafür vorgesehenen Vorrichtung, zumindest die folgenden Vorteile erzielt :
1. Durch die eingespannte Halterung des untersten, nur den kleineren Teil der gesamten Asutauschermasse umfassenden Austauscherschicht ist sichergestellt, dass in dieser stets nur solches Austauschermaterial vorhanden ist, das durch den Austauschvorgang einerseits am wenigsten erschöpft und anderseits am wirksamsten regeneriert ist, weil es stets von dem unverbrauchten Regeneriermittel zuerst durchströmt wird. Es kann nicht vorkommen, dass die obersten, am wenigsten regenerierten Körner beim Verwirbeln während des Spülens in die unterste Schicht gelangen können.
Es ist sichergestellt, dass die eingespannte Schicht die am wenigsten erschöpft ist, so dass auch dann, wenn in der darüber geschichteten, lockeren Schicht ein Säure- oder Basendurchbruch auftreten sollte, noch eine Schicht mit guter Austauschwirkung vorhanden ist.
2. Dadurch, dass direkt der Erschöpfungsgrad der oberen Austauscherschicht und nicht lediglich die Ionenkonzentration im Auslauf des Filters gemessen wird, die nur Im Normalfall ein Mass für den Erschöpfungsgrad des Austauschfilters darstellt, kann dessen Austauschkapazität weit besser und ohne Gefahr einer überhöhten Ionenkonzentration in der auslaufenden Flüssigkeit ausgenutzt werden. Es kann exakt festgestellt werden, wann ein Regeneriervorgang tatsächlich notwendig ist und damit die Zahl der
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eine sich in der Austauschphase und das andere in der Regenerierphase befindet.
3. Der obere Pegelbereich der locker aufgeschütteten Austauscherschicht ist der für das Abziehen des Regeneriermittels günstigste Bereich und führt auch zu einem geringeren Verbrauch an Spülflüssigkeit, da die Abzugsleitungen für das Regeneriermittel nicht durchgespült werden müssen und die Ableitungen für das Spülwasser, durch die auch das Rohwasser eingeleitet wird, nicht vom Regeneriermittel durchströmt werden und daher auch nicht so intensiv gespült werden müssen.
Die Verwendung desselben Austauschermaterials sowohl in der fest eingespannten als auch in der locker aufgeschütteten Austauscherschicht ermöglicht einen weitgehend konstanten Strömungswiderstand und damit einen rascheren Durchsatz des Rohwassers. Es versteht sich, dass das erfindungsgemässe Verfahren vorzugsweise unter Verwendung eines Austauschermaterials mit starker Austauschwirkung durchgeführt wird, was den Vorteil hat, dass die verwendete Vorrichtung mit einem geringeren Volumen an Austauschermaterial auskommt und damit auch niedriger baut. Ausserdem entfallen die zusätzlichen Einrichtungen zur Einstellung verschiedener Regenerierbedingungen in den einzelnen Austauscherschichten.
Insgesamt ist wesentlich, dass durch die Erfindung am Ende eines Arbeitszyklus zuverlässig
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Austauschermaterials gut mechanisch reinigen lässt und nur dessen Zone Schwebeteilchen aus dem Rohwasser aufnimmt, da solche Schwebeteilchen durch den oberen Filterboden zuverlässig von der unteren Filterschicht abgehalten werden.
Wenn die Qualität des Rohwassers konstant und bekannt ist und wenn die verwendete Regenerationsflüssigkeit in konstanter Qualität und konstanten Mengen verwendet wird, dann braucht man die Wasserqualität am Ausgang des Filters nicht zu messen. Vielmehr reicht dann eine Zeitschaltuhr oder ein Mengenmesser aus, der das Filter nach Ablauf der Zeit oder Menge umschaltet oder abschaltet.
Durch die Merkmale des Anspruchs 3 erreicht man, dass der Boden für die Flüssigkeiten einerseits genügend durchlässig ist, anderseits durch das Austauschermaterial nicht verstopft wird, ausserdem säuren- und
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Ein für den Boden geeignetes Material wird unter dem Namen Supralen vertrieben und wird von der Mannesmann-Plastic GmbH, Düsseldorf, hergestellt. Es ist ein hochmolekulares Niederdruck-Polyäthylen mit durchschnittlichem Molekulargewicht von 1 Mio.
Durch die Merkmale des Anspruchs 4 erreicht man, dass der obere Boden die Axialdrücke aufnehmen kann, ohne sich zu verformen.
Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erreicht man, dass man einen selbsttragenden Boden verwenden kann, der die übliche Gestalt eines Düsenboden hat. Ein Verstopfen der Düsen ist hier nicht zu befürchten, da ja nur auf der einen Seite des Bodens Austauschermaterial vorhanden ist. Weil die freie Düsenfläche erheblich kleiner als das Austauschgranulat ist, braucht ein Verstopfen auch aus diesem Grunde nicht befürchtet zu werden.
Durch die Merkmale des Anspruchs 6 erreicht man besonders günstige und in der Praxis bewährte
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festen Teilchen in das eingeschlossene Austauschermaterial.
Durch die Merkmale des Anspruchs 7 erreicht man durch die Verteilung der Einzelleitungen, dass sich keine bevorzugten Stromfäden bilden und man kein besonderes Sieb benutzen muss, das beim Verwirbeln hinderlich wäre.
Durch die Merkmale des Anspruchs 8 erreicht man Abmessungen, wie sie sich bei den handelsüblichen Körnern besonders bewährt haben.
Durch die Merkmale des Anspruchs 9 ist ein unterbrechungsloser Betrieb mit relativ kleinen Filtern möglich. Wenn beispielsweise ein Kationenaustausch-Filter und ein Anionenaustausch-Filter vorgesehen sind, die in bezug auf das Wasser hintereinandergeschaltet sind und dass jeder dieser Filter seine beiden Messvorrichtungen, seinen Differenzbildner und seine Wasser-Umschaltvorrichtung hat, erreicht man, dass jeder der Filter nur dann
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Ausserdem erreicht man, dass der Filter nicht zu spät erschöpft wird und damit zwangsweise erhöhten Säurenund Basengehalt abgibt.
Sind anderseits zwei Kationenaustausch-Filter und zwei Anionenaustausch-Filter vorgesehen, von denen jeder seine beiden Messvorrichtungen, seinen Differenzbildner und seine Wasser-Umschaltvorrichtung hat und dass mittels der Wasser-Umschaltvorrichtungen jeder Kationenaustausch-Filter vor jeden Anionenaustausch-Filter schaltbar ist, wobei die Kationenaustausch-Filter untereinander umschaltbar sind und die Anionenaustausch-Filter untereinander umschaltbar sind, so erreicht man, dass eine vollständige, unterbrechungslose, praktisch absolute Entsalzung ohne Säure- oder Basendurchbrüche mit minimalem Aufwand auch bei schwankender Rohwasserqualität erzielt wird. Wenn z. B. eine bekannte Vorrichtung 101 Spülflüssigkeit pro Liter Austauschermaterial benötigt, so benötigt die erfmdungsgemässe Vorrichtung 3 bis 41 Spülflüssigkeit.
Dies
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bedeutet eine erheblich kleinere Abwasserbelastung. Auch der Verbrauch an Regenerationsflüssigkeit liegt erheblich niedriger.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten
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: Fig. lDifferenzverstärkers.
Ein Filter--11--steht auf drei Füssen--12--, die oben an eine Kalotte --13-- angeschweisst sind.
Fluchtend zur Längsachse --14-- ist ein Auslaufstutzen --16-- mit einem Flansch angeschweisst. Oben ist an der Kalotte --13-- ein Aussenflansch --17-- vorgesehen. Darüber liegt fluchtend ein gleicher Aussenflansch --18--. Zwischen beiden ist mittels nicht dargestellter Schrauben ein Düsenboden--19-- flüssigkeitsdicht festgespannt. Der Düsenboden --19-- ist 15 mm stark und hat etwa 120 Löcher mit 38 mm Durchmesser. In diese Löcher ist jeweils eine Düse geschraubt.
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--18-- gehört(Fig. 3), zwischen dessen Aussenflansch und einem weiteren Flansch mit Hilfe von nicht dargestellten Schrauben eine Kunstglasscheibe--23--gespannt ist.
Unter Zwischenschaltung eines Dichtrings--24--liegt auf dem Aussenflansch --21-- ein weiterer koaxialer Aussenflansch--26-- (Fig. 4). Die Aussenflansche--21, 26-werden durch nicht dargestellte Schrauben gegeneinandergezogen. Auf der Höhe des Aussenflansches --21-- ist innen am Ringmantel--20--ein Fassungsring--27--durchgehend und koaxial angeschweisst, der eine horizontale Auflagefläche --28-- hat. Horizontal und senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. l sind vier tragende !uerstäbe --29, 31,32, 33-- mit ihren Enden in den Ringmantel --20-- eingeschweisst.
Die aus Steifigkeitsgründen hochkant angeordneten Querstäbe --29, 31,32, 33--liegen parallel zueinander, teilen die Kreisfläche in etwa 5 gleiche Teile auf, sind aus Steifigkeitsgründen hochkant angeordnet und haben oben eine Auflagefläche --34--, die horizontal mit der Auflagefläche --28-- fluchtet. Auf den Auflageflächen --28, 34--liegt ein Boden --36-- kreisförrniger Gestalt, der einstückig aus einer Bahn Supralen geschnitten ist.
Ein Fassungsring--37--ist mit seinem Aussenumfang in dem unteren Endbereich eines Rohrmantels - -38-- eingeschweisst, liegt etwa auf der Höhe des Aussenflansches --26-- und hat unten eine Anlagefläche - -39--. An dem Fassungsring--37-und dem Rohrmantel --38-- sind Querstäbe --41, 42,43, 44-mit ihren Endbereichen angeschweisst. Diese Querstäbe --41 bis 44--stehen hochkant und liegen mit ihrer
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kann aussen mit einem Flansch--47--angeschlossen werden. Mit dem Messrohr --46-- kann man dem Filter--11--an dieser Stelle Flüssigkeit entnehmen und in später besprechender Weise deren elektrischen Widerstand zur Qualitätsbestimmung messen.
Es ist vorgesehen, dass aus dem Messrohr --46-- ständig geringe Flüssigkeitsmengen nach aussen fliessen, damit nicht etwa irrtümlich der elektrische Widerstand der stehenden Flüssigkeit gemessen wird.
Am Rohrmantel--38--ist auch ein Mannloch --48-- vorgesehen, das durch einen Deckel-49flüssigkeitsdicht verbunden ist.
Im Abstand von etwa 1, 40 m vom Boden--36--sind horizontal angeordnete Leitungsrohre --51, 52, 53, 54--einer Abzugsleitungsvorrichtung für Regeneriermittel vorgesehen, die die Querschnittsfläche ebenfalls in etwa fünf gleich grosse Teile aufteilen, parallel zueinander angeordnet sind und deren gemäss Fig. 3 linkes Ende durch Muffen --56-- steckbar gelagert sind. Die Muffen--56--sind innen am Rohrmantel--38angeschweisst, horizontal und gemäss Fig. 3 nach rechts offen. Im rechten Endbereich durchqueren die Regenerierrohre--51, 52,53, 54-- den Rohrmantel -38-- und sind rechts über Flansche--57-anschliessbar.
Jedes der Regenerierrohre--51 bis 54--besitzt etwa 40 horizontale, durch beide Rohrwandungen hindurchgehende Löcher, durch die zwar Regenerierflüssigkeit abgezogen werden kann, jedoch
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vorgesehen, um beobachten zu können, wie beim Rückspülen unter Druck das Granulat durcheinanderwirbelt.
Oben in der Kalotte--58--ist ein Trichter--61--vorgesehen, der in einen Krümmer62 übergeht. An diesen schliesst sich eine horizontale Flüssigkeitsleitung --63-- an, die nach einer Flanschverbindung den Rohrmantel -38-- radial durchquert und in einen Anschlussflansch --64-- übergeht. Beim Filtern tritt die Flüssigkeit am Anschlussflansch --64-- ein und am Trichter--61--breit
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beim Durchlaufen des Kationenaustauscher --68-- abnimmt. Das Messgerät --142-- misst knapp oberhalb des Bodens --36-- den Basenanteil und das Messgerät --144-- misst den Basenanteil am Ausgang des Kationenaustauschers--68--.
Der elektrische Widerstand auf der Leitung--147, 148--ist ein direktes Mass für die Qualität des Wassers.
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der Differenzverstärker --152-- fest und gibt auf seiner Leitung--153--ein Ausgangs-Signal ab. Dadurch werden die Ventile--118, 81--geschlossen und die Ventile--82, 119--des einsatzbereiten Kationenaustauschers --69-- geöffnet, für den nun das Arbeitsspiel beginnt.
Für den Kationenaustauscher - beginnt jetzt die Regenerierphase : aus dem Dosierbehälter --133-- wird durch die Leitung --132, 126-- dem Punkt --113-- Regnerierflüssigkeit zugeführt, die nun über den Auslaufstutzen --16-- in den Behälter eintritt, in der Kalotte--13--hochsteigt und den Düsenboden --19-- durchquert. Das Austauschermaterial--66--wird zwar von HCl durchspült, verbraucht jedoch kein HCI, da ja dieses Material praktisch überhaupt nichts ausgetauscht hat. Am Boden--36--angekommen hat die Regenerierflüssigkeit noch nichts von ihrer Wirkung verloren und regeneriert nun im weiteren Aufsteigen das Austauschermaterial
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Es tritt nun die Spülphase ein : auf der Leitung --159-- wird mit erhöhtem Druck reines Wasser über die
Leitung --126-- zum Punkt --113-- gebracht. Trotz des erhöhten Drucks bleibt die Austauschermasse --66-- in ihrer alten Schichtung, während die Austauschermasse --67-- hochgewirbelt wird. Die
Spülflüssigkeit wird über den Auffangtrichter--61--abgezogen und läuft über die Leitung--106--in den Kanal--91--. Nun wird das Ventil --108-- auch geschlossen und der Kationenaustauscher --68-- ist wieder betriebsbereit und wird vom Kationenaustauscher--69--eingeschaltet, wenn dieser erschöpft ist, wobei er sich selbst abschaltet.
Aus der Leitungsführung ist zu erkennen, dass das aus den Kationenaustauschern--68 oder 69-stammende basenfreie Wasser entweder dem Anionenaustauscher--71 oder 72-- zuleitbar ist. Einer der beiden ist immer betriebsbereit und nimmt das ankommende Wasser ab. Ist einer von beiden erschöpft, dann schaltet er sich ab und den andern ein. Er leitet dann automatisch seine Regenerationsphase und seine Spülphase ein. Die Ionenaustauscher --71,72-- entfernen dann noch die Säureanteile aus dem schon basenfreien Wasser und auf der Rcinstwasserleitung --156-- fliesst dann basen- und säurefreies Wasser ab.
In manchen Fällen schadet es nichts, wenn Säuren im Wasser sind. In diesem Fall benötigt man die Anionenaustauscher--7], 72--nicht.
Wenn der Kationenaustauscher --68--. in ein grösseres Vorratsgefäss fördert, dann braucht man den Kationenaustauscher --69-- nicht. Vielmehr kann die Regenerationsphase und Spülphase dadurch überbrückt werden, dass Wasser aus dem Vorratsbehälter des Kationenaustauschers--68--entnommen wird.
In manchen Fällen ist das auf der Leitung --73-- ankommende Rohwasser in seiner Qualität konstant.
In diesen Fällen weiss man aus Erfahrung, oder Berechnung nach wieviel Litern Wasser sich am Punkt--134-- die Wasserqualität bis zu einem bestimmten Mass verschlechtert hat, d. h., wenn die Differenz in der Wasserqualität zwischen dem Punkt--134 und 113--auftritt. In solchen Fällen kann man die Messgeräte --142, 144-- weglassen, benötigt lediglich eine Wasseruhr in der Leitung --73-- und muss mit einer genau dosierten Regenerationsflüssigkeit-Menge während eines bestimmten Zeitraumes regenerieren. Auch solche Systeme können von der Erfindung Gebrauch machen.
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