DE102005060318A1

DE102005060318A1 - Aufhärtungs- und/oder Schönungs- und/oder Entchlorungsfilter mit Nachbehandlungsraum zur Desinfektion des Filtrates vorzugsweise für die Behandlung von Seewasserdestillat

Info

Publication number: DE102005060318A1
Application number: DE200510060318
Authority: DE
Inventors: Peter Ueberall
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2007-06-21

Abstract

Aufhärtungs- und/oder Schönungs- und/oder Entchlorungsfilter für Trink- und Brauchwasser, insbesondere zur Aufhärtung von Seewasserdestillat an Bord von Seeschiffen. Der Filter besteht aus einem Druckbehälter mit einem Zu- und Ablauf, einem Filterboden mit darauf aufgebauten Filterschichten. Das Filterbett wird von unten nach oben durchströmt. Im Filter befindet sich ferner ein Nachbehandlungsraum, vorzugsweise ein zentral angeordnetes Rohr von ausreichendem Durchmesser mit Einlauf von oben, den das Filtrat vor Verlassen des Filters durchlaufen muss. Darin wird die anschließende Desinfektion des Filtrates nach einer der üblichen Desinfektionsmethoden, wie beispielsweise durch Silberung, vorgenommen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Gruppe der so genannten Aufhärtungs-, Schönungs- und Entchlorungsfilter, die zur Verbesserung oder auch Nachbesserung von klaren, das heißt nicht mehr mit suspendierten Verunreinigungen belasteten Wässern dienen.

Diese Filter sind Druckfilter, das heißt, dass der Filtrationsvorgang innerhalb eines geschlossenen Druckbehälters stattfindet, wobei das zu behandelnde Wasser in fast allen Fällen von oben nach unten über ein darin befindliches Filterbett geleitet wird, das die Schmutzteilchen zurückhält und aus welchem dieselben durch Strömungsumkehr und eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit im Zuge einer Rückspülung entfernt werden können. Meist handelt es sich um Reinigungsfilter mit denen suspendierte Schmutzpartikel oder Flocken, an die man vorher in Lösung gewesene und störende Stoffe wie beispielsweise Eisen- oder Manganionen gebunden und damit filtrierbar gemacht hat, herausgefiltert werden. Im vorliegenden Fall trifft die Bezeichnung „Filter" streng genommen nicht zu, da die hier zu behandelnden oder nachzubehandelnden Wässer schon „mechanisch" gereinigt sind und keine suspendierten Stoffe herausgefiltert werden müssen.

Vorzugsweise soll die Erfindung die Konditionierung von Seewasserdestillat zu Trinkwasser auf Schiffen vereinfachen, indem beides, die Aufhärtung und eine der Aufhärtung nachgeschaltete Desinfektion, das heißt die Desinfektion eines mit Kalziumkarbonat bereits angereichertem Wassers, in ein und demselben Gerät erfolgen soll. Es ergeben sich dabei noch weitere Vorteile gegenüber den konventionellen Aufhärtungsfiltern, die weiter unten aufgelistet werden. Das erfindungsgemäße Gerät erlaubt dabei die Anwendung eingeführter und bewährter Desinfektionsmethoden, wie beispielsweise Silberung oder UV-Desinfektion, um nur zwei zu nennen. Eine Aufhärtung der Seewasserdestillate wird aus zwei Gründen vorgenommen: Einmal, um das von Natur aus eisenaggressive Destillat aus dem Seewasserverdampfer in ein Wasser, das hinsichtlich Korrosion schutzschichtbildend ist, zu überführen und zum anderen, es als Lebensmittel in physiologischer Hinsicht zu verbessern; es gibt nämlich die, allerdings nicht von allen Fachleuten anerkannte Auffassung, dass destilliertes Wasser, auf die Dauer zu sich genommen, der menschlichen Gesundheit abträglich sei. In beiden Fällen genügt erfahrungsgemäß eine geringe Härte im Wasser. 1 beschreibt den erfinderischen Gedanken.

In 1, einem Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Gerät, soll 1 ein druckfestes Filtergehäuse, 2 sein Zulauf, 3 sein Ablauf, 4 ein Zwischenboden, bestückt mit einer Anzahl von Düsen 5, darauf 6 eine Stützschicht aus Quarzkies und 7 ein auf der Stützschicht liegendes Filterbett, bestehend aus einem handelsüblichen Aufhärtungsmaterials sein, wie beispielsweise Splitt oder Granulat aus dolomitischem Material. Es sei ferner 8 eine Ausdehungszone, 9 ein abnehmbarer Deckel mit Schrauben und Dichtung, 10 ein automatisches Be- und Entlüftungsventil, 11 die Wandung eines einen abgetrennten Raum umschließenden Rohres mit der radialen Zulaufkante 13. Der Rahmen 12 soll darin den im Patentanspruch 1 genannten abgetrennten, dem Filterbett nachgeschalteten Nachbehandlungsraum umfassen. Er wird von oben nach unten durchflossen.
Diese Betriebsweise ergibt sich unter anderem dadurch, dass das Wasser die Filterschichten 6 und 7 von unten nach obern durchströmt und nicht wie allgemein üblich von oben nach unten. Gegen eine solche Fließrichtung von unten nach oben ist nichts einzuwenden, im Gegenteil, sie ist vorteilhaft, da hierdurch das Filterbett 7 dauerhaft „ausgedehnt" und damit gelockert wird, was einem „Verbacken" des Filtermaterials mit Sicherheit entgegenwirkt. Unter Verbacken versteht man das zonenweise Verkleben des sich langsam auflösenden dolomitischem Aufhärtungsmaterials, beispielsweise durch örtliche Mischungsunterschiede der einzelnen Körnungen, was zu Strömungskanälen im Filterbett und zu einer mangelhaften Aufhärtung des Hindurchfliessenden Wassers führen kann. Das Filterbett 7 befindet sich gewissermaßen ständig im Rückspülbetrieb ohne sich dabei erheblich auszudehnen. Es ist zudem eine Ausdehnungszone 8 vorgesehen, damit unter allen Umständen kein Filterkorn im Ablauf verloren geht. Eine Durchströmung des Filterbettes von unten nach oben ist zum Beispiel in Gegenstromfiltern üblich und es ist technisch nichts dagegen einzuwenden. Außerdem, und dies ist in der Schifffahrt die gängige Übung, wird dort eine Rückspülung stets nur mit der geringen Pumpenleistung des Verdampfers durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass hier die geringe Pumpenleistung auch für die Erstspülung nach Einbringung des Filtermaterials ausreicht, um den beim Transport des Filtermaterials entstehenden Abriebstaub herauszuspülen. Ordnet man, wie in 1 dargestellt, den Ablauf 3 am Ende des Nachbehandlungsraumes 12 an, dann wird dieser vom Filtrat nach Übeschreiten der Zulaufkante 13 von oben nach unten durchströmt. Die Eintrittsbreite „b" zwischen der Unterkante des Deckels 9 und der Zulaufkante 13 sollte man hierbei eng halten. Dann prallen nämlich die radial zur Mittelachse hin aufeinander zukommenden Wasserteilströme aufeinander, wobei sich innere Verwirbelungen ergeben, die sich nach unten im nachgeschalteten Behandlungsraum fortsetzen, was der Wirkung eines statischen Mischers gleich kommt, was sowohl bei der Silberung als auch bei der UV-Behandlung von großem Nutzen ist. Durch den Deckel 9 eingeführte Silbe rungselektroden können beispielsweise im Nachbehandlungsraum 12 (11) unterbracht werden, während der Elektroteil derselben auf dem Deckel montiert werden kann. Dasselbe gilt für eine Impfstelle für ein Desinfektionschemikal im Raum 12 mit einer kleinen Dosierpumpe auf dem Deckel 9. UV-Strahler in Quarzhüllrohren können ebenso durch den Deckel eingebracht werden, während der Elektroteil auf dem Deckel 9 montiert wird und nur sehr kurze Kabel für die UV-Strahler nötig sind.
Normalerweise geschieht die Trinkwasserbereitung auf Seeschiffen in folgender Reihenfolge: Seewasserfeinfilter > Seewasserverdampfer > Desinfektionsgerät (Silberung, UV-Behandlung) > Sammeltank. Aus diesem wird das Wasser über eine Hydrophoranlage in das Bordnetz übergeben. Es ist leicht einzusehen, dass man Platz und Geld spart, wenn man das Desinfektionsgerät (Silberung, UV-Behandlung) auch im Aufhärtungsfilter unterbringen kann. Zudem erübrigt sich die Rohrverbindung zwischen dem Aufhärtungsfilter und dem beigestellten Desinfektionsgerät.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Silberungsanlage für den nachgeschalteten Desinfektionsteil näher erläutert, wobei
2 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Aufhärtungsfilter zeigt. Das Filtergehäuse 1 aus Edelstahl soll aus einem Rohr und gelaserten Platten durch Schweißung gefügt sein. Es hat einen Zulauf 2, Einen Ablauf 3, den Filterboden 4 mit den Düsen 5, darauf eine Stützschicht aus Filterkies und darauf das Aufhärtungsbett 7 aus dolomitischem Material, eine Ausdehnungszone 8; es ist mit dem Deckel 9 mit Dichtung und Schrauben verschlossen und soll ein seitliches Handloch 24 haben. 10 soll ein automatisches Be- und Entlüftungsventil sein, das dafür sorgt, dass sich im oberen Innenraum keine Luft befindet, während es beim Entleeren des Filtergehäuses das Vakuum bricht und Luft nachholt. Das Filtergehäuse 1 soll auf den drei Füßen 23 stehen. 25 soll die Wandung des „abgetrennten, dem Filterbett nachgeschalteten Behandlungsraumes" nach Patentanspruch 1 sein mit der Kathode 15 aus rostfreiem Stahl oder Kohle, 14 eine Silberanode, beide an dem Einhängekabel 16 befestigt, das druckwasserdicht durch den Deckel 9 hindurchgeführt sein soll. Auf dem Deckel 9, mit Bügeln befestigt, sei 17 der Elektroteil für die Erzeugung eines geeigneten Gleichstromes für die eingetauchten elektrolytischen Silberungskomponenten 14 und 15, mit Einstellmöglichkeit und Anzeige für die Stromstärke und den spezifischen Widerstand des Wassers, und der Netzzuleitung 18. Zwei Dreiwegeventile 19 und 20 sollen mittels Verschraubungen mit dem Zulauf 2 und dem Ablauf 3 sowie untereinander verbunden sein, derart, dass damit der Filterdurchlauf von unten nach oben für den Betrieb, sowie eine Entleerung und einen Bypass (Gerätumgehung) nach 2a eingestellt werden können. Damit entfällt die sonst übliche Rohrverbindung 26 vor dem Filter, wie in 3 dargestellt ist, also entlang dem zylindrischen Teil. Ein weiterer Vorteil der Anordnung der Ventile unterhalb des Filters, d. h. im geschützten Raum zwischen den Aufstellfüßen 23 liegt in der Möglichkeit einer „Inline"-Montage mit allen Rohrverbindungen 22 in einer unteren bodennahen Ebene. Hinzukommt, dass eine vor dem Filtergehäuse liegende Rohr- und Ventilanordnung 26, nach 3, stets durch Schlageinwirkung gefährdet ist, speziell auf dem Transport zwischen Magazin und Einbauplatz an Bord eines Schiffes, was im Falle des Ausführungsbeispiels durch die Anordnung dieser Teile unterhalb des Filterbodens und innerhalb der Füße ausgeschlossen ist.
Hieraus ergeben sich gegenüber der bisherigen Praxis, nämlich Anordnung, Betrieb und Verrohung zweier Einzelgeräte, eines Aufhärtungsfilters und eines Silberungsgerätes hintereinander, eine ganze Anzahl von Vorteilen:

1. Einsatz von nur einem Gerät anstelle von zwei Geräten: Einsparung von Aufstellplatz und Rohrleitungsaufwand. Verringerung des konstruktiven (Material-) Aufwandes, Kosteneinsparung.
2. Durchfluss des Filterbettes von unten nach oben: Filterbett arbeitet immer im „Rückspülbetrieb": Das sich langsam verbrauchende Aufhärtungs-Filterbett ist stets in einem gelockertem Zustand, was einem „Verbacken" entgegenwirkt; das Filtermaterial braucht sich gleichmäßiger in sich auf und sinkt formbehaltend ab. Keine Bildung von bevorzugten Strömungskanälen und/oder Verklumpungen im Filterbett.
3. Bei Anordnung von Zu- und Ablauf nach 2 kann eine Inline-Montage des Filters innerhalb einer Rohrleitung in einer bodennahen Ebene erfolgen. Bei der konventionellen Bauart nach 3 mit Filtrierrichtung von oben nach unten ist dieses mit dem Zulauf 26 und dem Ablauf 27 nicht möglich.
4. Frontseitig, d. h. am zylindrischen Teil entlang, wie in 3 dargestellt, müssen keine Rohrleitungsteile und/oder Armaturen angeordnet werden. Die Gefahr, dieselben in Magazinen, auf den Baustellen oder auf dem Transport zu beschädigen oder zu verdrücken, was Leckagen verursachen kann, wird bei dem erfindungsgemäßen Filter vermieden.
5. Die Konstruktion ist variabel: Anstelle von Silberung als nachfolgende Desinfektionsmethode könnte ebenso einfach eine UV-Desinfektionsanlage im Nachbehandlungsraum angeordnet werden; es müssten nur ein oder mehrere UV-Strahler drin einge baut werden. Das gilt auch für eine Impfstelle an gleicher Stelle für die Dosierung eines flüssigen Desinfektionsmittels oder Gases.

Claims

Aufhärtungs- und/oder Schönungs- und/oder Entchlorungsfilter für Trink- und Brauchwasser, insbesondere zur Aufhärtung von Seewasserdestillat an Bord von Seeschiffen, bestehend aus einem Filterbehälter mit einem oben angeordneten druckwasserdichten Deckel oder einem anderen Zugang zum Einfüllen des Filtermaterials, mit den üblichen Zu-, Ablauf- und Rückspülanschlüssen, beliebigen weiteren Anschlüssen für ein Sicherheitsventil, zur Entleerung, Ent- und Belüftung, mit oder ohne einem seitlichen Handloch als Zugang zum Innern und/oder zur Entleerung des Filtermaterials, mit Maßnahmen zur Aufstellung und Befestigung auf einem Boden, mit einem Düsenboden oder einer anderen Vorrichtung zur Verteilung des einströmenden Wassers auf den gesamten Filterquerschnitt mit oder ohne einer Stützschicht aus Filterkies, mit einem Filterbett, das aus einem dolomitischen Aufhärtungsmaterial und/oder Aktivhohle und/oder einem anderen Schönungs- oder Entchlorungsmaterial bestehen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterbett von unten nach oben durchflossen wird und ein dem Filterbett nachgeschalteter Nachbehandlungsraum von beliebiger Form, vorzugsweise zur Unterbringung einer Desinfektionsvorrichtung für das aufgehärtete und/oder geschönten Filtrat innerhalb desselben Filtergehäuses an beliebiger Stelle angeordnet ist, in dem eine Impfstelle zum Einbringen von Chlorgas oder einer beliebigen wässrigen Desinfektionslösung, oder Elektroden für die Erzeugung von Silberionen, oder ein oder mehrere UV-Strahler, oder ein anderer Desinfektionsapparat eingebaut sein sollen.
Aufhärtungs- und/oder Schönungs- und/oder Entchlorungsfilter für Trink- und Brauchwasser, insbesondere zur Aufhärtung von Seewasserdestillat an Bord von Seeschiffen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachbehandlungsraum (12) zentral, das heißt in der Filterachse angeordnet und ein Rohr (11) von durchgängig gleichem oder wechselnden Querschnitt (25) ist.
Aufhärtungs- und/oder Schönungs- und/oder Entchlorungsfilter für Trink- und Brauchwasser, insbesondere zur Aufhärtung von Seewasserdestillat an Bord von Seeschiffen gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Desinfektionsvorrichtung im Nachbehandlungsraum eine Impfstelle zum einbringen von Chlorgas oder einer wässrigen Desinfektionslösung ist.
Aufhärtungs- und/oder Schönungs- und/oder Entchlorungsfilter für Trink- und Brauchwasser, insbesondere zur Aufhärtung von Seewasserdestillat an Bord von Seeschiffen gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Desinfektionsvorrichtung im Nachbehandlungsraum das Silberungsverfahren ist.
Aufhärtungs- und/oder Schönungs- und/oder Entchlorungsfilter für Trink- und Brauchwasser, insbesondere zur Aufhärtung von Seewasserdestillat an Bord von Seeschiffen gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Desinfektionsvorrichtung im Nachbehandlungsraum eine UV-Bestrahlung ist und im Nachbehandlungsraum (12) ein oder mehrere UV-Strahler eingebaut sind.
Aufhärtungs- und/oder Schönungs- und/oder Entchlorungsfilter für Trink- und Brauchwasser, vorzugsweise zur Aufhärtung von Seewasserdestillat an Bord von Seeschiffen gemäß Anspruch 1, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Desinfektionsmethode im Nachbehandlungsraum eine andere als die unter Anspruch 3, 4 und 5 genannte sein kann.
Aufhärtungs- und/oder Schönungs- und/oder Entchlorungsfilter für Trink- und Brauchwasser, vorzugsweise zur Aufhärtung von Seewasserdestillat an Bord von Seeschiffen gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht im Nachbehandlungsraum (12) untergebrachten Komponenten der Entkeimungsvorrichtung nach Anspruch 3, 4, 5 und 6 jeweils am Filtergehäuse montiert sind.