AT522009A1 - Device for drinking water treatment - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung mit einem an eine Trinkwasserleitung angeschlossenen Membranfilter (1) zur Umkehrosmose und mit einem durch eine Reinwasserleitung (11) an das Membranfilter (1) angeschlossenen, über ein Rückschlagventil (12) druckbeaufschlagbaren Trinkwassertank (5) beschrieben, der eine Steuereinrichtung (14) für den Füllstand umfasst. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass ein über ein Rückschlagventil (18) an die Reinwasserleitung (11) angeschlossener, druckbeaufschlagbarer Restwasserbehälter (17) vorgesehen ist, dessen Ablaufleitung (19) ein in Abhängigkeit vom eingangsseitigen Wasserdruck des Membranfilters (1) schließbares Ablaufventil (20) aufweist, und dass in der Trinkwasserleitung (3) ein durch die Steuereinrichtung (14) für den Füllstand des Trinkwassertanks (5) betätigbares Sperrventil (16) vorgesehen ist.A device for drinking water treatment is described with a membrane filter (1) for reverse osmosis connected to a drinking water line and with a drinking water tank (5) which can be pressurized via a check valve (12) and which is connected to the membrane filter (1) through a pure water line (11) Control device (14) for the fill level. In order to create advantageous structural relationships, it is proposed that a residual water tank (17) which can be pressurized and connected to the pure water line (11) via a check valve (18) is provided, the drain line (19) of which can be closed depending on the water pressure of the membrane filter (1) on the inlet side Drain valve (20), and that in the drinking water line (3) is provided by the control device (14) for the fill level of the drinking water tank (5) actuated check valve (16).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung mit einem an eine Trinkwasserleitung angeschlossenen Membranfilter zur Umkehrosmose und mit einem durch eine Reinwasserleitung an das Membranfilter angeschlossenen, über ein Rückschlagventil druckbeaufschlagbaren Trinkwassertank, der eine Steuereinrichtung für den Füllstand umfasst. The invention relates to a device for drinking water treatment with a membrane filter connected to a drinking water line for reverse osmosis and with a drinking water tank connected to the membrane filter by a pure water line and pressurizable via a check valve and comprising a control device for the fill level.
Um das durch eine Umkehrosmose in einem Membranfilter behandelte, von Schadstoffen weitgehend gereinigte Wasser einer Trinkwasserleitung als Reinwasser in einem Trinkwassertank unter geringem Überdruck lagern zu können, ist es bekannt (AT 396 919 B) den Trinkwassertank mit Druckluft zu beaufschlagen, die durch eine vom Abwasser des Membranfilters betriebene Luftpumpe bereitgestellt wird. Zur Konstruktionsvereinfachung wurde bereits anstelle der Luftpumpe eine ebenfalls durch das Abwasser des Membranfilters angetriebene Permeatpumpe für das Reinwasser vorgeschlagen, über die Luft angesaugt wird, sodass mithilfe dieser Permeatpumpe der Trinkwassertank mit einem ReinwasserLuftgemisch beaufschlagt werden kann. Unabhängig von der Art der Druckbeaufschlagung des Trinkwassertanks besteht allerdings die Gefahr, dass während längerer Stillstandzeiten aufgrund der dabei geänderten Druckverhältnisse innerhalb des Membranfilters Schadstoffe ins Reinwasser diffundieren und folglich bei einer Wiederinbetriebnahme des Membranfilters dieses belastete restliche In order to be able to store the water of a drinking water pipe, which has been largely cleaned of pollutants and treated by a reverse osmosis in a membrane filter, as pure water in a drinking water tank under slight overpressure, it is known (AT 396 919 B) to pressurize the drinking water tank with compressed air, which is caused by waste water of the membrane filter operated air pump is provided. To simplify the design, a permeate pump for the pure water, which is also driven by the waste water of the membrane filter, has already been proposed instead of the air pump, through which air is sucked in, so that the drinking water tank can be charged with a pure water / air mixture using this permeate pump. Regardless of the type of pressurization of the drinking water tank, there is a risk that pollutants will diffuse into the pure water during longer downtimes due to the changed pressure conditions within the membrane filter and consequently, when the membrane filter is put back into operation, the contaminated remaining one
Reinwasser in den Trinkwassertank gelangt. Pure water gets into the drinking water tank.
Ähnliche Nachteile treten auch bei Vorrichtungen auf, bei denen dem Membranfilter keine Permeatpumpe zur Luftansaugung nachgeschaltet ist und die Druckbeaufschlagung des Trinkwassertanks über eine Membran sichergestellt wird. Similar disadvantages also occur in devices in which the membrane filter is not followed by a permeate pump for air intake and the pressurization of the drinking water tank is ensured via a membrane.
gelagerte Reinwasser. stored pure water.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung mit einem Membranfilter zur Umkehrosmose so auszugestalten, dass eine Verunreinigung des Wassertanks durch das während einer Stillstandzeit im Membranfilter verunreinigte Restwasser mit einfachen The invention is therefore based on the object of designing a device for drinking water treatment with a membrane filter for reverse osmosis in such a way that contamination of the water tank by the residual water contaminated during a downtime in the membrane filter with simple
konstruktiven Mitteln ausgeschlossen werden kann. constructive means can be excluded.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass ein über ein Rückschlagventil an die Reinwasserleitung angeschlossener, druckbeaufschlagbarer Restwasserbehälter vorgesehen ist, dessen Ablaufleitung ein in Abhängigkeit vom eingangsseitigen Wasserdruck des Membranfilters schließbares Ablaufventil aufweist, und dass in der Trinkwasserleitung ein durch die Steuereinrichtung für den Füllstand des Trinkwassertanks betätigbares Sperrventil vorgesehen ist Starting from a device of the type described at the outset, the invention achieves the object in that a residual water container which can be pressurized and is connected to the clean water line via a non-return valve is provided, the drain line of which has a drain valve which can be closed depending on the water pressure of the membrane filter on the inlet side, and in the drinking water line a check valve which can be actuated by the control device for the fill level of the drinking water tank is provided
Durch das Vorsehen eines Restwasserbehälters zur Aufnahme des während einer Stillstandzeit im Membranfilter verunreinigten restlichen Reinwassers wird verhindert, dass dieses Restwasser in den Trinkwassertank gelangt. Die druckabhängige Beaufschlagung des Ablaufventils in der Ablaufleitung des Restwasserbehälters sichert dabei eine einfache Steuerung der Restwasserabgabe. Das während der Stillstandzeit offene Ablaufventil sorgt für einen beim Wiedereinschalten des Membranfilters leeren Restwasserbehälter, dessen Ablaufleitung bei einer Wiederinbetriebnahme des Membranfilters aufgrund des ansteigenden eingangsseitigen Wasserdrucks des Membranfilters durch das Ablauffilter gesperrt wird. Da im entleerten Restwasserbehälter ein geringerer Druck als im Trinkwassertank herrscht, der ja unter einem geringen Überdruck steht, strömt das verunreinigte Restwasser aus dem Membranfilter in den The provision of a residual water container to hold the remaining pure water contaminated during a standstill in the membrane filter prevents this residual water from entering the drinking water tank. The pressure-dependent loading of the drain valve in the drain pipe of the residual water tank ensures simple control of the residual water discharge. The drain valve, which is open during downtime, ensures that the residual water tank is empty when the membrane filter is switched on again, the drain pipe of which is blocked by the drain filter when the membrane filter is put back into operation due to the rising water pressure on the inlet side of the membrane filter. Since there is less pressure in the emptied residual water tank than in the drinking water tank, which is under a slight excess pressure, the contaminated residual water flows out of the membrane filter into the
Restwasserbehälter, bis der Druck im Restwasserbehälter das Druckniveau im Residual water tank until the pressure in the residual water tank reaches the pressure level in the
kann. can.
Wird der Ladevorgang des Trinkwasserbehälters beim Erreichen der durch die Steuereinrichtung für den Füllstand vorgegebenen Füllhöhe beendet, so wird das Sperrventil in der Trinkwasserleitung geschlossen und die Trinkwasserzufuhr zum Membranfilter unterbrochen, sodass der eingangsseitige Wasserdruck des Membranfilters mit der Folge abfällt, dass sich das Ablaufventil des Restwasserbehälters öffnet und sich der Restwasserbehälter über seine Ablaufleitung entleert. Die Vorrichtung steht somit für einen neuen Ladevorgang des Trinkwassertanks bereit, wenn der Füllstand des Trinkwassertanks aufgrund einer If the loading process of the drinking water container is stopped when the filling level specified by the control device for the fill level is reached, the shut-off valve in the drinking water line is closed and the drinking water supply to the membrane filter is interrupted, so that the inlet-side water pressure of the membrane filter drops, with the result that the drain valve of the residual water container drops opens and the residual water tank is emptied via its drain line. The device is thus ready for a new charging of the drinking water tank when the level of the drinking water tank is due to a
entsprechenden Trinkwasserentnahme einen unteren Schwellwert erreicht. corresponding drinking water consumption has reached a lower threshold.
Bei Vorrichtungen ohne Permeatpumpe zur Luftansaugung ist sowohl beim Trinkwassertank als auch beim Restwasserbehälter für eine entsprechende Druckbeaufschlagung zu sorgen, was vorzugsweise über je eine Membran erfolgt, um das Laden des Restwasserbehälters in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Trinkwassertank und dem Restwasserbehälter ohne zusätzlichen For devices without a permeate pump for air intake, appropriate pressurization must be provided for both the drinking water tank and the residual water tank, which is preferably done via a membrane in order to load the residual water tank depending on the pressure difference between the drinking water tank and the residual water tank without additional
Steuerungsaufwand sicherstellen zu können. To ensure control effort.
Wird das Membranfilter mit einer nachgeschalteten Permeatpumpe betrieben, die mithilfe des Abwassers des Membranfilters angetrieben wird und an einen Luftansauganschluss angeschlossene ist, um den Trinkwassertank mit einem Reinwasser-Luftgemisch beaufschlagen zu können, ist der Restwasserbehälter stromabwärts der Permeatpumpe an die Reinwasserleitung anzuschließen. Der Restwasserbehälter wird demnach wie der Trinkwassertank mit einem WasserLuftgemisch beaufschlagt. If the membrane filter is operated with a downstream permeate pump that is driven by the membrane filter's waste water and is connected to an air intake connection in order to be able to supply the drinking water tank with a pure water / air mixture, the residual water tank downstream of the permeate pump must be connected to the pure water line. The residual water tank is therefore charged with a water / air mixture like the drinking water tank.
Besonders einfache Konstruktionsvoraussetzungen ergeben sich, wenn beim Einsatz einer Permeatpumpe die Ablaufleitung des Restwasserbehälters in eine Abwasserleitung der Permeatpumpe mündet. Das Restwasser aus dem Restwasserbehälter braucht demnach nicht gesondert aufgefangen zu werden. Particularly simple design requirements result if, when using a permeate pump, the drain pipe of the residual water container opens into a waste water pipe of the permeate pump. The residual water from the residual water tank therefore does not need to be collected separately.
Umfasst des Trinkwassertanks die Steuereinrichtung für den Füllstand einen das Sperrventil beaufschlagenden Schwimmer, so wird auch für die Betätigung des Sperrventils in Abhängigkeit vom Füllstand des Trinkwassertanks keine gesonderte Energiequelle benötigt. If the control device for the fill level of the drinking water tank includes a float acting on the check valve, then no separate energy source is required for the actuation of the check valve depending on the fill level of the drink water tank.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung in einem In the drawing, the subject matter of the invention is shown, for example, namely a device for drinking water treatment in one
schematischen Blockschaltbild gezeigt. schematic block diagram shown.
Die dargestellte Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung weist ein Membranfilter 1 für die Wasserbehandlung mithilfe einer Umkehrosmose auf, das über ein Vorfilter 2 von einer Trinkwasserleitung 3 gespeist wird. Das Permeat, also das Reinwasser, wird über ein Nachfilter 4 zusammen mit angesaugter Luft einem Trinkwassertank 4 zugepumpt, und zwar mittels einer Permeatpumpe 6, die mithilfe des Abwassers des Membranfilters 1 betrieben wird. Die Beaufschlagungsleitung der Permeatpumpe 6 mit dem Abwasser des Membranfilters 1 ist mit 7, die von der Permeatpumpe 5 wegführende Abwasserleitung mit 8 bezeichnet. The device for drinking water treatment shown has a membrane filter 1 for water treatment with the aid of a reverse osmosis, which is fed from a drinking water line 3 via a pre-filter 2. The permeate, that is to say the pure water, is pumped through a post-filter 4 together with sucked-in air into a drinking water tank 4, specifically by means of a permeate pump 6, which is operated with the aid of the waste water of the membrane filter 1. The supply line of the permeate pump 6 with the waste water of the membrane filter 1 is designated by 7, the waste water line leading away from the permeate pump 5 is designated by 8.
Zur Ansaugung der Luft über die Permeatpumpe 6 ist ein Luftansauganschluss 9 vorgesehen, der über ein Rückschlagventil 10 auf der Saugseite der Permeatpumpe An air intake connection 9 is provided for sucking in the air via the permeate pump 6, which is connected via a check valve 10 on the suction side of the permeate pump
genügt ein vergleichsweise niedriger Überdruck im Trinkwassertank 5. A comparatively low excess pressure in the drinking water tank 5 is sufficient.
Die Trinkwasserleitung 3 ist mit einer Steuereinrichtung 14 für den Füllstand des Trinkwassertanks 5 gekoppelt. Diese Steuereinrichtung 14 kann in einfacher Weise als Schwimmer 15 ausgeführt sein, der beim Laden des Trinkwassertanks 5 die Trinkwasserleitung 3 über ein Sperrventil 16 sperrt, wenn die vorgegebene Füllhöhe im Trinkwassertank 5 erreicht ist, und diese Trinkwasserleitung 3 wieder Öffnet, The drinking water line 3 is coupled to a control device 14 for the fill level of the drinking water tank 5. This control device 14 can be embodied in a simple manner as a float 15 which, when the drinking water tank 5 is being loaded, blocks the drinking water line 3 via a shut-off valve 16 when the predetermined filling level in the drinking water tank 5 has been reached, and opens this drinking water line 3 again.
sobald der Füllstand im Trinkwassertank 5 unter einen unteren Schwellwert absinkt. as soon as the level in the drinking water tank 5 drops below a lower threshold.
Stromabwärts der Permeatpumpe 6 ist stromaufwärts des Nachfilters 4 ein Restwasserbehälter 17 über ein Rückschlagventil 18 an die Reinwasserleitung 11 angeschlossen. Dieser druckbeaufschlagbare Restwasserbehälter 17 weist eine Ablaufleitung 19 auf, die in die Abwasserleitung 8 der Permeatpumpe 6 mündet. Zur Steuerung des Ablaufs des Restwasserbehälters 17 ist in der Ablaufleitung 19 ein Ablaufventil 20 vorgesehen, das im Öffnungssinn federbelastet ist und im Schließsinn über eine Beaufschlagungsleitung 21 mit dem eingangsseitigen Downstream of the permeate pump 6, a residual water tank 17 is connected to the pure water line 11 via a check valve 18 upstream of the post-filter 4. This pressurizable residual water container 17 has an outlet line 19 which opens into the waste water line 8 of the permeate pump 6. To control the drain of the residual water tank 17, a drain valve 20 is provided in the drain line 19, which is spring-loaded in the opening direction and in the closing direction via an admission line 21 with the inlet side
Wasserdruck des Membranfilters 1 beaufschlagt wird. Water pressure of the membrane filter 1 is applied.
Da sich mit dem Sperren der Trinkwasserleitung 3 zufolge die Beaufschlagung des Sperrventils 16 durch die Steuereinrichtung 14 für den Füllstand im Trinkwassertank 5 die Druckverhältnisse zwischen der Ein- und Ausgangsseite des Membranfilters 1 ändern, können Schadstoffe von der Beaufschlagungsseite der Membran in die Permeatseite diffundieren, sodass das Permeat im Membranfilter 1 verunreinigt wird und bei einer neuen Ladung in den Trinkwassertank 5 gepumpt würde, wenn dieses verunreinigte Restwasser nicht in den Restwasserbehälter 17 abgeleitet wird. Ein Since, when the drinking water line 3 is blocked, the pressure on the shut-off valve 16 by the control device 14 for the fill level in the drinking water tank 5 changes the pressure conditions between the inlet and outlet sides of the membrane filter 1, pollutants can diffuse from the inlet side of the membrane into the permeate side, so that the permeate in the membrane filter 1 is contaminated and would be pumped into the drinking water tank 5 with a new charge if this contaminated residual water was not discharged into the residual water container 17. A
neuer Ladevorgang wird eingeleitet, wenn die Steuereinrichtung 14 die new charging process is initiated when the control device 14
Da das Ablaufventil 20 des Restwasserbehälters 17 in der federbelasteten Grundstellung die Ablaufleitung 19 freigibt, ist der Restwasserbehälter 17 zu Beginn des Ladevorgangs geleert. Mit der Einleitung des Ladevorgangs wird das Ablaufventil 20 über die Beaufschlagungsleitung 21 mit dem eingangsseitigen Wasserdruck des Membranfilters 1 beaufschlagt und dadurch geschlossen. Wegen des Überdrucks im Trinkwassertank 5 und des gegenüber dem Druck im Trinkwassertank 5 geringeren Drucks im Restwasserbehälter 17 wird das während der Stillstandzeit im Membranfilter 1 verunreinigte Restwasser mit der angesaugten Luft nicht über das Vorfilter 4 in den Trinkwassertank 5, sondern vor dem Nachfilter 4 in den Restwasserbehälter 17 abgezweigt. Das Wasser-Luftgemisch strömt solange in den Restwasserbehälter 17, bis der Druck im Restwasserbehälter 17 dem Druck im Trinkwassertank 5 entspricht, sodass dann aufgrund der geänderten Druckverhältnisse das Reinwasser-Luftgemisch über das Nachfilter 4 in den Trinkwassertank 5 gepumpt wird, bis der Ladevorgang über die Steuereinrichtung 14 durch ein Sperren der Trinkwasserleitung 3 beendet wird. Mit dem Sperren der Trinkwasserleitung 3 fällt der eingangsseitige Wasserdruck des Membranfilters 1 mit der Wirkung ab, dass das Ablaufventil 20 federbedingt in seine offene Grundstellung verlagert wird, was ein Ablaufen des Restwassers aus dem Restwasserbehälter 17 Since the drain valve 20 of the residual water container 17 releases the drain line 19 in the spring-loaded basic position, the residual water container 17 is emptied at the start of the charging process. With the initiation of the charging process, the drain valve 20 is acted upon by the supply line 21 with the inlet-side water pressure of the membrane filter 1 and thereby closed. Because of the excess pressure in the drinking water tank 5 and the lower pressure in the residual water tank 17 compared to the pressure in the drinking water tank 5, the residual water contaminated during the idle time in the membrane filter 1 with the sucked-in air is not passed through the pre-filter 4 into the drinking water tank 5, but before the post-filter 4 into the Branch water tank 17 branched off. The water-air mixture flows into the residual water tank 17 until the pressure in the residual water tank 17 corresponds to the pressure in the drinking water tank 5, so that due to the changed pressure conditions, the pure water-air mixture is pumped into the drinking water tank 5 via the secondary filter 4 until the charging process via the Control device 14 is ended by blocking the drinking water line 3. When the drinking water line 3 is blocked, the water pressure on the inlet side of the membrane filter 1 drops with the effect that the drain valve 20 is shifted into its open basic position due to the spring, which causes the residual water to drain out of the residual water container 17
zur Folge hat. Die Vorrichtung ist somit für einen weiteren Ladevorgang bereit. has the consequence. The device is thus ready for a further charging process.
Durch eine Abstimmung der Größe des Restwasserbehälters 17 an das aufzunehmende Restwasservolumen wird in konstruktiv sehr einfacher Art sichergestellt, dass das verunreinigte Restwasser aus dem Membranfilter 1 zu Beginn eines jeden Ladevorgangs nicht in den Trinkwassertank 5, sondern in den Restwasserbehälter 17 gepumpt wird. By coordinating the size of the residual water container 17 with the residual water volume to be accommodated, it is ensured in a structurally very simple manner that the contaminated residual water from the membrane filter 1 is not pumped into the drinking water tank 5 but into the residual water container 17 at the beginning of each charging process.
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| AT522009B1 (en) | 2020-10-15 |
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