DE102006011640A1

DE102006011640A1 - Verfahren zur Wasseraufbereitung in Spülmaschinen sowie Spülmaschine

Info

Publication number: DE102006011640A1
Application number: DE102006011640A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr. Johann; Monique Dr. Bissen
Original assignee: WP Engineering Ltd
Current assignee: BWT Holding GmbH
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-09-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasseraufbereitung in Spülmaschinen (19), bei dem in die Spülmaschine (19) zugeführtes Wasser in einem mit Ionenaustauscher (21) gefüllten Ionenaustauscherbehälter (5) innerhalb der Spülmaschine (19) einem Ionenaustausch unterzogen wird und bei dem der Ionenaustauscher (21) intermittierend mit einem Regeneriermittel aus einem innerhalb der Spülmaschine (19) angeordneten nachfüllbaren Regeneriermittelbehälter (4) regeneriert wird. Es wird vorgeschlagen, dass der Ionenaustausch mittels eines schwach sauren Kationenaustauschers vorgenommen wird und dass die Regeneration des schwach sauren Kationenaustauschers mittels einer Säure vorgenommen wird, die entweder als Flüssigkeit oder als Feststoff in den Regeneriermittelbehälter (4) eingebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasseraufbereitung in Spülmaschinen, bei dem in die Spülmaschine zugeführtes Wasser in einem mit Ionenaustauscher gefüllten Ionenaustauscherbehälter innerhalb der Spülmaschine einem Ionenaustausch unterzogen wird, und bei dem der Ionenaustauscher im Ionenaustauscherbehälter intermittierend mit einem Regeneriermittel aus einem innerhalb der Spülmaschine angeordneten nachfüllbaren Regeneriermittelbehälter regeneriert wird. Weiter betrifft die Erfindung eine Spülmaschine mit einem innerhalb der Spülmaschine angeordneten Ionenaustauscherbehälter, der einen Ionenaustauscher enthält, sowie mit einem innerhalb der Spülmaschine angeordneten nachfüllbaren Regeneriermittelbehälter, der ein Regeneriermittel zur intermittierenden Regeneration des Ionenaustauschers enthält und mit dem Ionenaustauscherbehälter verbindbar ist.
In einer Spülmaschine werden vorwiegend Geschirr, Gläser und Besteck gereinigt. Im privaten Bereich werden Spülmaschinen eingesetzt, welche das gesamte anfallende Spülgut. während des Spülprozesses reinigen. Im Unterschied hierzu kommen im gewerblichen Bereich, zum Bei spiel in der Gastronomie, unterschiedliche Maschinentypen zum Einsatz. Man unterscheidet hier zwischen Geschirr-, Gläser- und Besteckspülmaschinen. In dieser Reihenfolge werden auch verschiedene Ansprüche an die Wasserqualität gestellt, d.h. für Geschirrspülmaschinen wird meist enthärtetes Wasser benötigt, während für Gläser- und Besteckspülmaschinen vorwiegend teil- oder vollentsalztes Wasser benötigt wird. Da die Qualität des Spülgutes unter anderem von der Wasserqualität abhängt und für diese wiederum die Wasserzusammensetzung, hauptsächlich aber die Konzentration der Gesamt- und der Karbonathärte, entscheidend ist, wird in den meisten Spülmaschinen das aus dem Wasserleitungsnetz in die Spülmaschine zugeführte Rohwasser einer Wasseraufbereitung unterzogen. Ein weiterer Grund für eine Wasseraufbereitung ist die Verhinderung von Ablagerungen in der Spülmaschine, zum Beispiel am Boiler, an Dichtungen, an Sprühdüsen und auch im Spülraum, welche durch Härtebildner wie Calcium und Magnesium gebildet werden. Infolgedessen ist eine Wasseraufbereitung für Spülmaschinen notwendig, welche auf den Maschinentyp bzw. die vorliegende Wasserqualität des Rohwassers abgestimmt sein muss.

Es sind bereits ein Verfahren und eine Spülmaschine der eingangs genannten Art bekannt, bei denen in die Spülmaschine zugeführtes Wasser in einem innerhalb der Spülmaschine angeordneten, mit einem Ionenaustauscher gefüllten Ionenaustauscherbehälter einem Ionenaustausch unterzogen wird, und bei denen der Ionenaustauscher im Ionenaustauscherbehälter intermittierend mit einem Regeneriermittel aus einem innerhalb der Spülmaschine angeordneten und mit dem Ionenaustauscherbehälter verbindbaren Regeneriermittelbehälter regeneriert wird, wobei der Regeneriermittelbehälter bei Bedarf wiederauffüllbar ist. Das Verfahren wird zum Beispiel in Spülmaschinen mit einer integrierten Enthärtung angewandt, welche mit einem integrierten Behälter mit einem stark sauren Kationenaustauscherharz ausgestattet sind. Der Kationenaustauscher nimmt die Härtebildner Calcium und Magnesium aus dem Wasser und tauscht diese gegen Natrium aus. Hierdurch wird das Wasser enthärtet und die Ausfällung von schwerlöslichen Calcium- bzw. Magnesiumsalzen, wie zum Beispiel von Karbonaten wird verhindert. Nach Erschöpfung der Kapazität wird das Ionenaustauscherbett mittels einer Sole aus Kochsalz regeneriert, das in einen ebenfalls in die Spülmaschine eingebauten Behälter eingefüllt wird. Überwiegend werden derartige Maschinen im privaten oder Haushaltsbereich eingesetzt.

Im gewerblichen Bereich werden ebenfalls Maschinen mit integrierter Enthärtung eingesetzt, jedoch erfolgt dort die Wasseraufbereitung in der Regel außerhalb der Spülmaschine, zum Beispiel durch Vorschalten einer Enthärtungsanlage. Die Enthärtung dient zur Verhinderung von Ausfällungen, sowohl am Spülgut, als auch in der Maschine.

Bei höheren Anforderungen an die Spülqualität, insbesondere bei Besteck- und Gläserspülmaschinen, ist eine Enthärtung des Leitungswassers nicht mehr ausreichend. In diesen Fällen kommen weitere Verfahren, wie Teilentsalzung, Umkehrosmose und Vollentsalzung zum Einsatz. All diesen Verfahren ist gemein, dass die Wasseraufbereitung außerhalb der Spülmaschine stattfindet.

Bei der Teilentsalzung werden vor der Spülmaschine Druckbehälter installiert, die ein schwach saures Ionenaustauscherharz enthalten. Das schwach saure Harz ist bei Beginn der Teilentsalzung mit Wasserstoff-Ionen (H⁺) beladen. Im Betrieb werden aus dem Wasser die Kationen, vorwiegend die Härtebildner Calcium bzw. Magnesium (Ca²⁺ und Mg²⁺) gegen Wasserstoff-Ionen (H⁺) aus dem Ionenaustauscher ausgetauscht. Die Wasserstoff-Ionen bilden mit Bicarbonat-Ionen (HCO₃ ^–) des Roh- bzw. Leitungswassers nach folgender Gleichung H⁺ + HCO₃ ^– → H₂CO₃ die nur schwach dissozierte Kohlensäure. Man spricht bei diesem Verfahren von einer Teilentsalzung bzw. einer Entcarbonisierung des Rohwassers. Wenn die Kapazität des Ionenaustauschers erschöpft ist, werden die Druckbehälter nicht vor Ort regeneriert, sondern gegen neue Behälter ausgetauscht. Dies bedeutet jedoch einen hohen Aufwand, da für Installation und Transport hohe Kosten anfallen. Die immer wieder erforderliche Neuinstallation dieser Behälter birgt zudem das Risiko von Undichtigkeiten. Ein weiterer Nachteil ist der zu sätzliche Platzbedarf, welcher für die Installation der Druckbehälter erforderlich ist. Die Standzeit der Druckbehälter beträgt im Durchschnitt etwa 6 Monate, so dass mitunter erhebliche mikrobiologische Kontaminationen auftreten.

Bei der Teilentsalzung werden nur die stöchiometrisch zu den Bicarbonat-Ionen (HCO₃ ^–) vorliegenden Kationen ausgetauscht. Die Bicarbonat-Ionen (HCO₃ ^–) dagegen werden vollständig in die Kohlensäure umgewandelt. Dies wiederum bedeutet, dass Kationen (Ca²⁺, Mg²⁺ etc.), welche stöchiometrisch zu Chloriden, Sulfaten oder Nitraten im Wasser vorliegen, nicht ausgetauscht werden und somit nach der Teilentsalzung weiterhin im Wasser vorhanden sind. Die Teilentsalzung vermindert die Leitfähigkeit des aufbereiteten Wassers in Abhängigkeit von dessen Zusammensetzung. Ist der Anteil im Wasser an starken Elektrolyten, wie Sulfaten, Chloriden oder Nitraten, sehr groß, so reicht die Teilentsalzung nicht mehr aus, um eine gute Spülqualität zu erzielen. Es verbleiben zu viele Härtebildner im Wasser.

Eine noch höhere Wasserqualität kann durch den Einsatz einer Umkehrosmose erreicht werden. Bei diesem Verfahren werden mittels einer Membran die Salze bzw. Ionen zurückgehalten, während das Wasser die Membran permeiert. Der Rückhalt von Salzen bei Umkehrosmosemembranen ist in der Regel größer 95%. Ist die Leitfähigkeit des Permeats < 50 μS/cm, so reicht dies für den Spülprozess aus. Vorteil der Membrantechnik ist die chemiefreie Verfahrensweise, jedoch fallen ca. 40–50% des zugeführten Rohwassers als Konzentrat und somit als Abwasser an.

Noch bessere Wasserqualitäten, welche insbesondere beim Spülen von Besteck und Gläsern benötigt werden, erreicht man mit einer Vollentsalzung. Hierzu werden Behälter eingesetzt, welche mit einem Mischbettionenaustauscherharz gefüllt sind, welches aus einer homogenen Mischung aus stark saurem Kationenaustauscher und stark basischem Anionenaustauscher zusammengesetzt ist. Bei der Vollentsalzung werden die im Leitungswasser enthaltenen Kationen durch Wasserstoff-Ionen (H⁺) und die Anionen durch Hydroxyl-Ionen (OH^–) ausgetauscht, welche wiederum nach H⁺ + OH^– → H₂O rekombinieren. Die Leitfähigkeit nach einer Vollentsalzung beträgt in der Regel kleiner 1 μS/cm.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Spülmaschine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die zuvor beschriebenen Nachteile einer externen Wasseraufbereitung vermieden werden und ein zuverlässiger und hygienischer Betrieb bei hoher Qualität des Spülergebnisses erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Ionenaustauscherbehälter einen schwach sauren Kati onenaustauscher enthält, mittels dessen der Ionenaustausch zumindest für eine Teilentsalzung vorgenommen wird, und dass die Regeneration des schwach sauren Kationenaustauschers mittels einer Säure vorgenommen wird, die entweder als Flüssigkeit oder als Feststoff in den Regeneriermittelbehälter eingebracht wird, so dass eine saure Regeneration in der Spülmaschine erfolgt.

Die erfindungsgemäße Lösung schlägt somit ein Verfahren zur Teilentsalzung von Rohwasser für Spülmaschinen vor, bei welchem die Teilentsalzung das Rohwassers nicht außerhalb, sondern innerhalb der Maschine erfolgt. Zur Durchführung der Teilentsalzung in der Spülmaschine wird ein Ionenaustauscherbehälter mit einem schwach sauren Kationenaustauscherharz in der Maschine angeordnet. Zusätzlich befindet sich innerhalb der Spülmaschine ein Regeneriermittelbehälter, in welchem sich das zur Regeneration des schwach sauren Kationenaustauschers erforderliche Regeneriermittel befindet.

Im Vergleich zu einer Enthärtung des Wassers mit einem stark sauren Kationenaustauscher bietet der Einsatz eines schwach sauren Kationenaustauchers bei gleichem Harzvolumen den Vorteil einer wesentlich höheren Kapazität. Aufgrund dieser höheren Austauscherkapazität schwach saurer Ionenaustauscherharze sind daher kleine Behältergröflen mit ca. 0,5 bis 3 1 Harzvolumen ausreichend, um eine Teilentsalzung von großen Rohwassermen gen zu gewährleisten. Zum Beispiel können bei einer Karbonathärte von 10°d des Wassers mit einem Liter eines schwach sauren Austauscherharzes nach seiner Regeneration mit Säure bis zu 1000 1 teilentsalztes Wassers gewonnen werden, während man im Gegensatz hierzu bei einer Enthärtung mit einem Liter stark sauren Kationenaustauscherharz nur etwa 150 1 enthärtetes Wasser gewinnen kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden im Harzbett vorwiegend die Härtebildner Calcium und Magnesium in Form von Calcium- und Magnesium-Ionen (Ca²⁺, Mg²⁺) gegen Wasserstoff-Ionen (H⁺) ausgetauscht. Diese wiederum bilden in weiterer Folge mit den Bicarbonat-Ionen (HCO₃ ^–) des Wassers die nur schwach dissoziierende Kohlensäure (H₂CO₃). Das teilentsalzte bzw. entcarbonisierte Wasser strömt dann zum nächsten Behälter, zum Beispiel einem Boiler oder Durchlauferhitzer, und gelangt anschließend zum Reinigen und Nachspülen des Spülgutes in die Maschine. Bei gewerblichen Maschinen befindet sich nach dem Boiler ein Zwischenbehälter, über welchen die Spüllauge mittels einer Umwälzpumpe in den Spülraum der Maschine gelangt. Nach Beendigung des Spülprozesses wird ein Teil der Lauge ausgeschleust und proportional dazu durch Frischwasser wieder ersetzt.

Um die Regeneration des schwach sauren Kationenaustauschers innerhalb der Spülmaschine durchzuführen, befindet sich das Regeneriermittel in einem Regeneriermit telbehälter, der entweder getrennt vom Ionenaustauscherbehälter als separater Behälter oder zusammen mit dem Ionenaustauscherbehälter als Kombinationsbehälter ausgebildet sein kann, wobei im zuletzt genannten Fall das Regeneriermittel durch eine Trennwand des Behälters vom Ionenaustauscherharz getrennt gehalten wird. Bei der Regeneration wird das in flüssiger oder fester Form vorliegende Regeneriermittel nach dem Verdünnen bzw. Auflösen mit Wasser durch das Harzbett geleitet, so dass dort der Austausch der Kationen des Harzes gegen Wasserstoffionen erfolgen kann. Die Regeneration des Harzbettes erfolgt in Abhängigkeit von der Wasserhärte zeit- oder volumengesteuert. Nach der Regeneration ist das Harz erneut mit Wasserstoff-Ionen (H⁺) beladen. Durch die häufig wiederkehrende Regeneration kann die. mikrobiologische Kontamination des Wassers reduziert werden.

Der Regeneriermittelbehälter hat eine Öffnung zur Einbringung des Regeneriermittels. Als Regeneriermittel eignet sich zum Beispiel eine mehr oder weniger konzentrierte Lösung einer Carbonsäure, wie zum Beispiel Ameisensäure. Wesentlich anwendungsfreundlicher ist jedoch der Einsatz einer Säure, die als Feststoff in den Regenerierbehälter eingebracht wird. Hierzu eignet sich besonders gut der Einsatz von Amidosulfonsäure. Amidosulfonsäure ist nämlich zum einen mit einer Löslichkeit von ca. 200 g/l (20°C) hervorragend zur Solebildung geeignet, da sie in diesem Konzentrationsbereich sowohl verdünnt als auch unverdünnt zur Regeneration herangezogen werden kann, und kann zum anderen insbesondere bei Indirekteinleitern problemlos in das Abwasser eingeleitet werden. Eine weitere Möglichkeit der Regeneration bietet Natriumhydrogensulfat, ein saures Salz. Beim Einsatz dieses Salzes muss jedoch die gesetzliche Lage in den einzelnen Ländern überprüft werden, da zum Beispiel in Deutschland der max. Grenzwert von Sulfat bei Indirekteinleitung in den Abwasserkanal mit 400 mg/l limitiert ist.

Zwar müssen in die Spülmaschine integrierte Ionenaustauscherbehälter mit einem schwach sauren Ionenaustauscherharz bei einer gewerblichen Nutzung, d.h. bei großem Wasserbedarf, wegen des vergleichsweise geringeren Harzvolumens häufiger als die erheblich größeren externen Druckbehälter regeneriert werden, jedoch hat die höhere Regenerierfrequenz den Vorteil, dass eine mikrobiologische Kontamination des Austauscherharzes vermieden bzw. eine eventuell vorhandene mikrobiologische Kontamination bei jeder Regeneration vermindert werden kann.

Da das Trinkwassernetz zum Beispiel im Falle eines Netzunterdrucks vor einem Eindringen von Säure aus dem Regeneriermittelbehälter bzw. aus dem Ionenaustauscherbehälter in das Leitungsnetz und somit vor einer Kontamination des Trinkwassers geschützt werden muss, wird bei bekannten Spülmaschinen mit externer Teilentsalzung in die Zuleitung zum Druckbehälter mit dem Ionenaustauscherharz zum Schutz des Trinkwassernetzes ein Rohrtrenner eingebaut. Dies bedeutet jedoch hohe Kosten und zusätzlichen Platzbedarf.

Bei einer erfindungsgemäßen Spülmaschine mit integrierter Teilentsalzung kann ohne zusätzlichen Aufwand sichergestellt werden, dass keine Säure ins Trinkwassernetz eingetragen wird, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung der Ionenaustauscherbehälter hinter der für jede Spülmaschine vorgeschriebenen wassertechnischen Sicherheitseinrichtung in die Spülmaschine eingebaut und mit der Zulaufleitung der Spülmaschine verbunden wird. Die Zuspeisung des Rohwassers zum Harzbett erfolgt somit hinter der wassertechnischen Sicherheitseinrichtung der Spülmaschine, die ein Rücksaugen von Flüssigkeit in das Trinkwassernetz verhindert.

Während der Regeneration des schwach sauren Kationenaustauschers fällt ein saures Eluat bzw. Regenerat in flüssiger Form an, welches einen pH-Wert kleiner 5 aufweist. In den meisten Ländern gelten Gesetze zur Einleitung von Abwasser in die Kanalisation, welche einen bestimmten pH-Wert vorschreiben. Zum Schutz der Kanalisation liegt dieser üblicherweise im pH-Bereich von 6 bis 9, was bedeutet, dass das Eluat aus der Regeneration neutralisiert werden muss. Bei einer erfindungsgemäßen Spülmaschine mit integrierter Teilentsalzung lässt sich dies jedoch vermeiden, indem das saure Eluat gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mit alkalischem Abwasser aus der Spülmaschine neutralisiert wird, das heißt ohne zusätzlichen Einsatz von Chemikalien.

Die Neutralisation erfolgt vorzugsweise in einem separaten Neutralisationsbehälter, in den sowohl das saure Eluat als auch alkalisches Abwasser der Spülmaschine zugeführt wird. Alternativ kann die Neutralisation aber auch in einer Durchlaufstrecke erfolgen, in welche gleichzeitig ein saurer Eluatstrom und ein alkalischer Abwasserstrom in einem geeigneten Mischungsverhältnis eingeleitet werden. Darüber hinaus besteht jedoch auch die Möglichkeit, in einer Abwasserleitung für das saure Eluat einen zusätzlichen Vorratsbehälter zu installieren, der eine Schüttung aus einem mit Wasser alkalisch reagierendem Feststoff enthält, wie zum Beispiel Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂). In diesem Vorratsbehälter werden die Wasserstoffionen des sauren Eluats durch die OH^–-Ionen des Mg(OH)₂ neutralisiert, unter gleichzeitiger Bildung des zur Säure korrespondierenden Magnesiumsalzes.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer im Gewerbe eingesetzten erfindungsgemäßen Spülmaschine;
2: eine ausführlichere schematische Darstellung eines Teils der Spülmaschine, jedoch mit einer Modifikation hinsichtlich der Neutralisation von saurem, bei der Regeneration von schwach saurem Ionenaustauscherharz anfallendem Eluat;
3: eine schematische Darstellung eines Teils der Spülmaschine, jedoch mit einer anderen Modifikation hinsichtlich der Neutralisation des sauren Eluats.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer im Gewerbe eingesetzten Spülmaschine 19 mit einem innerhalb der Maschine 19 angeordnetem Ionenaustauscherbehälter 5, der mit einem schwach sauren Kationenaustauscherharz 21 gefüllt ist. Die Spülmaschine 19 umfasst eine Spülkammer 1, in welcher Sprüharme 2 einen mit Spülgut gefüllten Spülkorb 3 mit Waschlauge besprühen. Rohwasser aus einem Wasserleitungsnetz wird durch eine Leitung 9 mit einer wassertechnischen Sicherheitseinrichtung 20 und durch eine Leitung 22 in den Ionenaustauscherbehälter 5 geleitet. Im Ionenaustauscherbehälter 5 befindet sich ein Ionenaustauscherbett 21, in dem das Rohwasser entcarbonisiert, d.h. teilentsalzt wird, wobei vorwiegend Härtebildner, wie Calcium- und Magnesium-Ionen gegen Wasserstoff-Ionen aus dem Ionenaustauscherharz 21 ausgetauscht werden. Anschließend gelangt das teilentsalz te, entcarbonisierte Wasser durch eine Leitung 12 in einen Heißwasserbereiter oder Boiler 8 der Spülmaschine 19. Aus dem Boiler 8 wird das erhitzte Wasser über eine Leitung 11 in einen Speicherbehälter 6 eingeleitet. Die Waschlauge entsteht durch Zudosieren eines Reinigers zum Wasser im Behälter 6. Die Waschlauge wird beim Spülprozess mittels einer Umwälzpumpe 7 über die Sprüharme 2 in die Spülkammer 1 eingebracht und während des Spülgangs stets umgepumpt, wobei sie durch eine Leitung 15 in den Behälter 6 zurückgeführt wird. Nach dem Ende des Spülprozesses wird ein Teilstrom der Waschlauge über eine Leitung 14 in eine mit dem Abwassernetz verbundene Abwasserleitung 10 entsorgt.
Die Spülmaschine 19 umfasst weiter einen eingebauten Regeneriermittelbehälter 4, der Regeneriermittel 25 (2 und 3) zum Regenerieren des Austauscherharzes 21 im Ionenaustauscherbehälter 5 enthält. Der Regeneriermittelbehälter 4 und der Ionenaustauscherbehälter 5 sind als Doppelbehälter ausgebildet, in dem das Austauscherharz 21 durch eine Trennwand vom Regeneriermittel 25 getrennt ist. Das Regeneriermittel 25 wird aus einer von der Spülkammer 1 her zugänglichen verschließbaren Regeneriermitteleinfüllöffnung durch eine Leitung 18 in den Regeneriermittelbehälter 4 eingebracht.
Bei dem Regeneriermittel 25 handelt es sich um eine Säure, die zum Beispiel in flüssiger Form, wie Ameisensäure, oder bevorzugt in fester Form, wie Amidosulfon säure oder Zitronensäure, in den Regeneriermittelbehälter 4 zugeführt wird. Zur Regeneration des Harzes 21 wird die im Regeneriermittelbehälter 4 befindliche Säure mit Rohwasser aus einer mit der Leitung 9 verbundenen Leitung 17 verdünnt bzw. aufgelöst und über eine zwischen dem Regeneriermittelbehälter 4 und dem Ionenaustauscherbehälter 5 angeordnete Verbindungsleitung 16 durch das Ionenaustauscherharzbett 21 im Behälter 5 geleitet. Im Harzbett 21 werden die Kationen des Harzes 21 durch die Wasserstoffionen der Säure ersetzt, so dass das schwach saure Harz 21 nach der Regeneration erneut mit Wasserstoff-Ionen beladen ist.
Bei der Regeneration fällt im Behälter 5 ein saures Eluat bzw. Regenerat an, das nach einer vorherigen Neutralisation mit alkalischem Abwasser aus der Spülkammer 1 in das Abwassernetz eingeleitet wird. Dazu ist der Regeneriermittelbehälter 4 über eine mit einem Magnetventil 31 (2) versehene Leitung 13 an eine mit der Abwasserleitung 10 verbundene Durchlaufstrecke 14 angeschlossen, in der durch eine Leitung 15 aus der Spülkammer 1 zugeführtes Abwasser mit dem flüssigen Regenerat oder Eluat vermischt wird.
2 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Regeneriermittelbehälters 4 und des Ionenaustauscherbehälters 5 sowie der zugehörigen Leitungen. Hinter der wassertechnischen Sicherheitseinrichtung 20 ist in der Leitung 17. ein Injektor 26 angeordnet, der durch eine Lei tung 32 mit dem Regeneriermittelbehälter 4 verbunden ist. Wenn das Magnetventil 31 in der Leitung 13 zur Regeneration des schwach sauren Kationenaustauscherharzes 21 im Ionenaustauscherbehälter 5 geöffnet wird, strömt Rohwasser durch die Leitung 9, die wassertechnische Sicherheitseinrichtung 20 und die Leitung 17 zum Injektor 26. Das Rohwasser durchströmt durch den Injektor 26 und saugt dabei durch die Leitung 32 und ein in der Leitung 32 angeordnetes Ventil 37 Regeneriermittel 25 aus dem Regeneriermittelbehälter 4 an. Das Ventil 37 weist einen Schwimmer 33 auf, der beim Ansaugen von Regeneriermittel zusammen mit dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter 4 absinkt, bis der Schwimmer 33 das obere Ende des Ventils 37 erreicht und eine dort angeordnete Öffnung 35 verschließt. Das bis zum Verschließen der Öffnung 35 abgesaugte Volumen an Regeneriermittel ist für die Regeneration des Ionenaustauscherharzes 21 bestimmt.
Im Injektor 26 wird das Regeneriermittel in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis mit Rohwasser aus der Leitung 17 vermischt und dadurch eine bestimmte Konzentration des Regeneriermittels eingestellt. Das verdünnte Regeneriermittel wird danach über eine Leitung 23 in den Ionenaustauscherbehälter 5 eingeleitet und regeneriert beim Hindurchtritt durch den Ionenaustauscherbehälter 5 das Harzbett 21. Dabei entsteht ein saures Eluat, das über die Leitung 13 und das geöffnete Magnetventil 31. in einen Mischbehälter 29 strömt. Ein Teilstrom des alkalischen Abwassers aus der Leitung 15 wird über die Leitung 14 ebenfalls in den Mischbehälter 23 eingeleitet, so dass das saure Eluat aus der Leitung 13 im Behälter 23 durch das alkalische Abwasser aus der Leitung 14 neutralisiert wird, bevor es durch die Leitung 10 in einen Abwasserkanal 27 strömt. Nach der Regeneration wird das Magnetventil 31 geschlossen. Nach dem Schließen des Magnetventils 31 wird Rohwasser durch den Injektor 26 über die Leitung 32 in das Ventil 37 eingeleitet. Das Rohwasser strömt durch die Öffnung 35 in den Behälter 4 und hebt durch den Anstieg des Flüssigkeitsspiegels den Schwimmer 33 an, bis eine durch eine Stange 34 mit dem Schwimmer 33 verbundene Kugel 36 die Öffnung des Ventils 37 verschließt. Über einen Nachfüllstutzen 38 kann bei Bedarf Regeneriermittel 25 in den Regeneriermittelbehälter 4 eingefüllt werden.
Bei der Modifikation aus 3 ist zwischen der Leitung 13 bzw. dem Magnetventil 31 und der Abwasserleitung 10 ein Vorratsbehälter 24 angeordnet, der eine Schüttung eines alkalisch reagierenden Feststoffs 28 enthält, zum Beispiel Magnesiumhydroxid, durch den das saure Eluat aus der Leitung 13 unter Neutralisation hindurch geleitet wird.
Somit wird ein neues Verfahren beschrieben, bei welchem eine Teilentsalzung von Trink- bzw. Rohwasser durch die stationäre Einbringung eines Ionenaustauscherbehälters 5 mit einem schwach sauren Harz 21 innerhalb der Spülmaschine 19 durchgeführt werden kann. Die Vorteile des Verfahrens ergeben sich einerseits durch die Nutzung der technischen Einrichtung der Maschine 19, und andererseits durch deren alkalische Betriebsweise, die es gestattet, das alkalische Abwasser gleichzeitig zur Neutralisation des sauren Eluats zu nutzen. Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, in der Spülmaschine 19 teilentsalztes Wasser zu produzieren, ohne dass die bekannten Nachteile einer mobilen Teilentsalzung auftreten.

Claims

Verfahren zur Wasseraufbereitung in Spülmaschinen, bei dem in die Spülmaschine (19) zugeführtes Wasser in einem mit Ionenaustauscher gefüllten Ionenaustauscherbehälter innerhalb der Spülmaschine einem Ionenaustausch unterzogen wird, und bei dem der Ionenaustauscher im Ionenaustauscherbehälter (5) intermittierend mit einem Regeneriermittel aus einem innerhalb der Spülmaschine (19) angeordneten nachfüllbaren Regeneriermittelbehälter (4) regeneriert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionenaustausch mittels eines schwach sauren Kationenaustauschers vorgenommen wird, und dass die Regeneration des schwach sauren Kationenaustauschers mittels einer Säure vorgenommen wird, die entweder als Flüssigkeit oder als Feststoff in den Regeneriermittelbehälter (4) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Spülmaschine (19) zugeführte Wasser in der Maschine (19) über den Ionenaustauscher (21) geleitet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aus einem Trinkwassernetz in die Spülmaschine (19) zugeführte Wasser vor dem Hindurchtritt durch den Ionenaustauscher (21) durch eine wassertechnische Sicherheitseinrichtung (20) gelei tet wird, die ein Eindringen von Wasser aus der Spülmaschine (19) in das Trinkwassernetz verhindert.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Regeneration des Ionenaustauschers (21) entstehendes saures Eluat mit alkalischem Abwasser aus der Spülmaschine (19) neutralisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisation in einem separaten Neutralisationsbehälter (29) durchgeführt wird, in den neben dem Eluat mindestens ein Teil des alkalischen Abwassers der Spülmaschine (19) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisation in einer Durchlaufstrecke (14) durchgeführt wird, durch die neben dem Eluat mindestens ein Teil des alkalischen Abwassers der Spülmaschine (19) hindurchgeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration des schwach sauren Kationenaustauschers mittels einer Carbonsäure durchgeführt wird, die als Flüssigkeit in den Regeneriermittelbehälter (4) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration des schwach sauren Kationenaustauschers mittels Ameisensäure durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeneration des schwach sauren Kationenaustauschers mittels Amidosul- fonsäure oder Zitronensäure durchgeführt wird, die jeweils als Feststoff in den Regeneriermittelbehälter eingebracht wird.
Spülmaschine mit einem innerhalb der Spülmaschine angeordneten Ionenaustauscherbehälter, der einen Ionenaustauscher enthält, sowie mit einem innerhalb der Spülmaschine angeordneten nachfüllbaren Regeneriermittelbehälter, der ein Regeneriermittel zur intermittierenden Regeneration des Ionenaustauschers enthält und mit dem Ionenaustauscherbehälter verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionenaustauscherbehälter (5) einen schwach sauren Kationenaustauscher (21) enthält, und dass der Regeneriermittelbehälter (4) eine Säure in Form einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs enthält.
Spülmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionenaustauscherbehälter (5) mit einer Wasserzufuhrleitung (9) verbunden ist, durch die das Wasser in die Spülmaschine (19) zugeführt wird.
Spülmaschine nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Ionenaustauscherbehälter (5) und der Wasserzufuhrleitung (9) angeordnete wassertechnische Sicherheitseinrichtung (20), die ein Eindringen von Wasser aus der Spülmaschine (19) in ein Trinkwassernetz verhindert.
Spülmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch Einrichtungen (29; 14; 24, 28) zur Neutralisation eines bei der Regeneration des Ionenaustauschers (21) entstehenden sauren Eluats innerhalb der Spülmaschine (19).
Spülmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Eluat mit alkalischem Abwasser aus der Spülmaschine (19) neutralisierbar ist.
Spülmaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (29; 14; 24, 28) einen mit dem Eluat und mit alkalischem Abwasser aus der Spülmaschine (19) beaufschlagbaren Neutralisationsbehälter (23) umfassen.
Spülmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitung (14) zur Zufuhr des alkalischen Abwassers zum Neutralisationsbehälter (29) unterhalb von einer Leitung (13) zur Zufuhr des neutralisierten Eluats oder Abwassers zum Neutralisationsbehälter (29) angeordnet ist.
Spülmaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (29; 14; 24, 28) eine mit dem Eluat und mit alkalischem Abwasser aus der Spülmaschine (19) beaufschlagbare Durchlaufstrecke (14) umfassen.
Spülmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (29; 14; 24, 28) einen in einer Abwasserleitung (10) der Spülmaschine (19) angeordneten Vorratsbehälter (24) umfassen, der einen mit Wasser alkalisch reagierenden Feststoff (28) enthält.