DE102010043711B4 - Water treatment process - Google Patents

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Abstract

Wasseraufbereitungsverfahren, bei dem Betriebswasser mittels einer Umkehrosmose aus Rohwasser gewonnen wird, wobei das Rohwasser vor einem ersten Umkehrosmoseschritt mit einem zweiten Fällungsmittel versetzt und nachfolgend ein bei dieser Fällungsreaktion entstandenes Fällungsprodukt abgetrennt wird, wobei aus dem so behandelten Rohwasser bei dem ersten Umkehrosmoseschritt Betriebswasser gewonnen wird, wobei ein bei dem ersten Umkehrosmoseschritt anfallendes erstes Rohwasserkonzentrat nachfolgend mit einem ersten Fällungsmittel versetzt wird, wobei das Rohwasser und das erste Rohwasserkonzentrat jeweils mittels eines statischen oder dynamischen Mischers (34) mit dem jeweiligen Fällungsmittel vermischt werden, wobei ein bei den Fällungsreaktionen entstandenes Fällungsprodukt jeweils mittels einer Vorrichtung zur Membranfiltration (36, 36') abgetrennt wird und wobei ein im Wege der Fällungsreaktion aus dem ersten Rohwasserkonzentrat gebildetes zweites Rohwasserkonzentrat nachfolgend wiederum einem Umkehrosmoseschritt zum Gewinnen von Betriebswasser unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem zweiten Fällungsmittel versetzte Rohwasser und das mit dem ersten Fällungsmittel versetzte erste Rohwasserkonzentrat jeweils innerhalb einer definierten mittleren Verweilzeit T mit T ≤ 4 Minuten und bei einem definierten Druck > Atmosphärendruck innerhalb eines Rohrleitungssystems (32, 32') unter Ablauf der Fällungsreaktionen strömend geführt werden, wobei das mit dem zweiten Fällungsmittel versetzte Rohwasser und das mit dem ersten Fällungsmittel versetzte erste Rohwasserkonzentrat dem jeweiligen Rohrleitungssystem (32, 32') eingangsseitig jeweils mit einem Druck von 3 bis 10 bar zugeführt werden, so dass sich entlang des jeweiligen Rohrleitungssystems (32, 32') ein Druckgefälle im strömenden Rohwasser/Rohwasserkonzentrat von mindestens 1,5 bar ausbildet.Water treatment process in which process water is obtained by means of reverse osmosis from raw water, the raw water is added before a first reverse osmosis step with a second precipitant and subsequently a precipitate formed in this precipitation reaction is separated, being recovered from the thus treated raw water in the first reverse osmosis step, process water, wherein a first raw water concentrate obtained in the first reverse osmosis step is subsequently mixed with a first precipitant, wherein the raw water and the first raw water concentrate are each mixed by means of a static or dynamic mixer (34) with the respective precipitating agent, wherein a precipitate formed in the precipitation reactions in each case by means of a device for membrane filtration (36, 36 ') is separated and wherein a formed by means of the precipitation reaction from the first raw water concentrate second raw water concentrate succeeds end is in turn subjected to a reverse osmosis step for recovering process water, characterized in that the raw water added to the second precipitating agent and the first raw water concentrate mixed with the first precipitating agent each within a defined average residence time T with T ≤ 4 minutes and at a defined pressure> atmospheric pressure within a pipeline system (32, 32 ') are conducted under the expiration of the precipitation reactions flowing, wherein the offset with the second precipitant raw water and the first precipitant offset first raw water concentrate the respective piping system (32, 32') on the input side in each case with a pressure of 3 be supplied to 10 bar, so that along the respective piping system (32, 32 ') forms a pressure gradient in the flowing raw water / raw water concentrate of at least 1.5 bar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasseraufbereitungsverfahren, mit dem Betriebswasser mittels einer Umkehrosmose aus Rohwasser gewonnen wird.The invention relates to a water treatment process, is obtained with the process water by means of reverse osmosis from raw water.

Die Umkehrosmose ist seit langem bei den verschiedensten Wasseraufbereitungsverfahren etabliert und wird in der Praxis beispielsweise bei der Meerwasserentsalzung, bei der Trinkwasseraufbereitung, aber auch bei der Rückgewinnung von Betriebswasser aus Prozessabwasser eingesetzt.Reverse osmosis has long been established in a wide variety of water treatment processes and is used in practice, for example in desalination of seawater, in drinking water treatment, but also in the recovery of process water from process wastewater.

Bei der Umkehrosmose werden spezielle osmotische Membranen eingesetzt, die im Wesentlichen nur die Trägerflüssigkeit (Solvent) des Rohwassers, d. h. das Betriebswasser, durchlassen und im Rohwasser gelöste Stoffe (Solute) sowie darin enthaltene ungelöste Partikel zurückhalten.In reverse osmosis special osmotic membranes are used, which essentially only the carrier liquid (solvent) of the raw water, d. H. the process water, let through and retain substances dissolved in the raw water (solute) as well as unresolved particles contained therein.

Im Rohwasser gelöste Stoffe können durch die Umkehrosmose derart im Rohwasser aufkonzentriert werden, dass diese auskristallisieren, d. h. aus der Lösung ausfallen, und die osmotischen Membranen zusetzen (verblocken). Um dies zu verhindern, muss die Ausbeute begrenzt werden. Wird dennoch die Löslichkeit dieser Stoffe überschritten, führt dies zu einem erhöhten Druckverlust über die osmotischen Membranen und verringert insgesamt deren Permeatleistung. Dadurch werden häufige chemische Reinigungszyklen erforderlich, die in hohen Betriebs- und Wartungskosten resultieren. Zusätzlich müssen bei der Reinigung der Membranen häufig aggressive chemische Reinigungsmittel eingesetzt werden, die dazu führen, dass die Membranen frühzeitig porös werden und aufgrund ihrer damit einhergehenden funktionellen Beeinträchtigung eine insgesamt nur kurze Nutzungsdauer bieten.Substances dissolved in the raw water can be concentrated by the reverse osmosis in the raw water in such a way that they crystallize out, ie. H. precipitate out of the solution and clog the osmotic membranes. To prevent this, the yield must be limited. However, if the solubility of these substances is exceeded, this leads to an increased pressure drop across the osmotic membranes and reduces their total permeate. This necessitates frequent chemical cleaning cycles, resulting in high operating and maintenance costs. In addition, when cleaning the membranes often aggressive chemical cleaning agents must be used, which cause the membranes become porous early and due to their associated functional impairment offer a total of only short service life.

Es ist bekannt, einem Ausfallen der Stoffe aus der Lösung beispielsweise durch eine definierte Veränderung des pH-Werts des Rohwassers oder auch durch Zugabe sogenannter Anti-Scaling-Substanzen entgegenzuwirken.It is known to counteract precipitation of the substances from the solution, for example by a defined change in the pH of the raw water or else by adding so-called anti-scaling substances.

Weiterhin können bestimmte im Rohwasser gelöste Stoffe, wie beispielsweise Arsen, durch die osmotische Membran hindurch diffundieren und so zu einer Verschlechterung der Qualität des Betriebswassers führen. Diesem Vorgang kann in der Praxis durch eine beabsichtigt verringerte Rückgewinnungsrate an Betriebswasser aus dem Rohwasser entgegengewirkt werden.Furthermore, certain substances dissolved in the raw water, such as, for example, arsenic, can diffuse through the osmotic membrane and thus lead to a deterioration in the quality of the process water. This process can be counteracted in practice by an intentionally reduced recovery rate of process water from the raw water.

Die vorgenannten Stoffe werden in der Praxis häufig als Störstoffe für die Umkehrosmose bezeichnet. Hierzu zählen insbesondere Calciumcarbonat, Sulfate, Phosphate, aber auch Silikate, Barium, Strontium und Arsen.The aforementioned substances are often referred to in practice as impurities for the reverse osmosis. These include in particular calcium carbonate, sulfates, phosphates, but also silicates, barium, strontium and arsenic.

US 2011/0062079 A1 offenbart ein Wasserbehandlungsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung mit mehreren Umkehrosmose-Einrichtungen sowie mit verschiedenartigen, zwischen zwei Umkehrosmose-Behandlungen liegenden oder in einen Wasserkreislauf eingebundenen Zwischenbehandlungsschritten. Bei dem Wasseraufbereitungsverfahren wird in einem ersten Umkehrosmoseschritt Betriebswasser gewonnen und das im ersten Umkehrosmoseschritt anfallende erste Rohwasserkonzentrat nachfolgend beispielsweise einer Fällungsreaktion oder einem anderen Zwischenbehandlungsschritt unterworfen, wobei aus einem im Wege der Fällungsreaktion aus dem ersten Rohwasserkonzentrat gebildeten zweiten Rohwasserkonzentrat nachfolgend ein bei der Fällungsreaktion entstandenes erstes Fällungsprodukt abgetrennt und das zweite Rohwasserkonzentrat wiederum einem Umkehrosmoseschritt unterworfen wird. Der Zwischenbehandlungsschritt wird sehr allgemein und unspezifisch erläutert; neben einer Ausfällung von Substanzen kann dieser Schritt auch eine oxidative Behandlung des ersten Rohwasserkonzentrats, eine biologische Wasserbehandlung oder eine andere übliche Behandlungsmethode darstellen. Infolgedessen wird eine Abtrennung des ersten Fällungsprodukts in einem separaten Abtrennungsschritt auch nicht explizit ausgeführt. US 2011/0062079 A1 discloses a water treatment method and apparatus having multiple reverse osmosis devices and various intermediate treatment steps associated with two reverse osmosis treatments or incorporated into a water cycle. In the water treatment process, process water is obtained in a first reverse osmosis step, and the first raw water concentrate obtained in the first reverse osmosis step is subsequently subjected to, for example, a precipitation reaction or another intermediate treatment step, whereby a first precipitate formed in the precipitation reaction from a second raw water concentrate formed by the precipitation reaction from the first raw water concentrate separated and the second raw water concentrate is again subjected to a reverse osmosis step. The intermediate treatment step is explained very generally and nonspecifically; In addition to a precipitation of substances, this step may also represent an oxidative treatment of the first raw water concentrate, a biological water treatment or another conventional treatment method. As a result, separation of the first precipitate in a separate separation step is also not explicitly carried out.

US 2008/0121585 A1 beschreibt eine Wasserbehandlungsanlage zum Gewinnen von Betriebswasser aus Rohwasser mittels einer Umkehrosmoseeinheit, wobei einer ersten Umkehrosmoseeinheit eine erste Fällungseinrichtung nachgeschaltet ist. Der ersten Fällungseinrichtung ist eine Trenneinrichtung (z. B. ein Sandfilter oder ein Mikrofilter) zum Abtrennen eines ersten Fällungsprodukts aus einem im Wege der Fällungsreaktion aus dem ersten Rohwasserkonzentrat hervorgegangenen zweiten Rohwasserkonzentrat nachgeordnet. Die Trenneinrichtung ist über einen Zuführstrang mit einer der Trenneinrichtung nachgeschaltet angeordneten zweiten Umkehrosmoseeinheit verbunden. Die Fällungseinrichtung ist als ein Behältnis ausgestaltet. Bei der bekannten Wasserbehandlungsanlage wird das Konzentrat einer Umkehrosmoseeinheit einer Fällungsreaktion in einer Fällungseinheit zugeführt, das Fällungsprodukt in einer Trenneinrichtung vom Rohwasserkonzentrat abgetrennt und das Rohwasserkonzentrat in einer Kreislaufführung wieder der Umkehrosmoseeinheit zugeführt. US 2008/0121585 A1 describes a water treatment plant for recovering process water from raw water by means of a reverse osmosis unit, wherein a first precipitation unit is followed by a first precipitation device. The first precipitation device is followed by a separation device (for example a sand filter or a microfilter) for separating a first precipitation product from a second raw water concentrate produced by the precipitation reaction from the first raw water concentrate. The separating device is connected via a feed strand to a second reverse osmosis unit arranged downstream of the separating device. The precipitation device is designed as a container. In the known water treatment plant, the concentrate is fed to a reverse osmosis unit of a precipitation reaction in a precipitation unit, the precipitate in a separator from Separated raw water concentrate and fed the raw water concentrate in a circulation again the reverse osmosis unit.

Eine ähnliche Wasseraufbereitungsvorrichtung wird auch in DD 208 963 A1 beschreiben.A similar water treatment device is also used in DD 208 963 A1 describe.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein eingangs genanntes Wasseraufbereitungsverfahren mit einem Umkehrosmoseschritt anzugeben, das eine verbesserte Ausbeute an Betriebswasser und damit einen verringerten Abwasseranfall ermöglicht.The object of the invention is to provide an initially mentioned water treatment process with a reverse osmosis step, which allows an improved yield of process water and thus a reduced wastewater attack.

Diese Aufgabe wird durch ein Wasseraufbereitungsverfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.This object is achieved by a water treatment process with the features specified in claim 1. The dependent claims represent preferred embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß wird bei einem ersten Umkehrosmoseschritt Betriebswasser gewonnen und ein anfallendes erstes Rohwasserkonzentrat nachfolgend mit einem ersten Fällungsmittel versetzt. Das mit dem ersten Fällungsmittel versetzte erste Rohwasserkonzentrat wird dabei innerhalb einer definierten Verweilzeit bei einem definierten Druck > Atmosphärendruck innerhalb eines ersten Rohrleitungssystems unter Ablauf einer Fällungsreaktion strömend geführt, wobei aus einem im Wege der Fällungsreaktion aus dem ersten Rohwasserkonzentrat gebildeten zweiten Rohwasserkonzentrat nachfolgend ein bei der Fällungsreaktion entstandenes erstes Fällungsprodukt abgetrennt wird. Das zweite Rohwasserkonzentrat wird wiederum einem Umkehrosmoseschritt unterworfen.According to the invention, in a first reverse osmosis step, process water is recovered and a resulting first raw water concentrate is subsequently mixed with a first precipitant. The offset with the first precipitant first raw water concentrate is guided within a defined residence time at a defined pressure> atmospheric pressure within a first piping under a precipitation reaction, wherein from a formed in the way of the precipitation reaction from the first raw water concentrate second raw water concentrate below in the precipitation reaction incurred first precipitated product is separated. The second raw water concentrate is again subjected to a reverse osmosis step.

Unter Rohwasser wird in der vorliegenden Anmeldung jegliches Wasser, d. h. Trinkwasser, Oberflächen- oder Grundwasser, Meerwasser, aber auch jegliche Art von Prozessabwasser bzw. vorbehandeltem Wasser, verstanden. Unter Betriebswasser wird Wasser für technische, gewerbliche, landwirtschaftliche oder hauswirtschaftliche Anwendung sowie Trinkwasser verstanden. Unter Störstoffen werden vorliegend all diejenigen im Rohwasser enthaltenen Stoffe verstanden, die zu einem Verblocken von bei der Umkehrosmose eingesetzten osmotischen Membranen und/oder einer Verschlechterung der Qualität des aus dem Rohwasser gewonnenen Betriebswassers führen können.Under raw water in the present application, any water, d. H. Drinking water, surface or groundwater, seawater, but also any kind of process wastewater or pretreated water, understood. Industrial water is understood to mean water for technical, commercial, agricultural or household use as well as drinking water. In the present case, impurities are understood to mean all those substances contained in the raw water which can lead to a blocking of osmotic membranes used in reverse osmosis and / or a deterioration in the quality of the process water obtained from the raw water.

Der mit dem erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsverfahren verbundene Vorteil besteht im Wesentlichen darin, dass die Ausbeute an Betriebswasser insgesamt erhöht wird. Das bei dem ersten Umkehrosmoseschritt anfallende Rohwasserkonzentrat kann durch den ersten Fällungsschritt in seinem Gehalt an Störstoffen für einen nachfolgenden Umkehrosmoseschritt soweit reduziert werden, dass aus dem so erhaltenen zweiten Rohwasserkonzentrat erneut Betriebswasser im Wege des nachfolgenden Umkehrosmoseschritts gewonnen werden kann. Dadurch wird weiterhin der Abwasser-Anfall insgesamt reduziert.The advantage associated with the water treatment method according to the invention consists essentially in the fact that the overall yield of process water is increased. The raw water concentrate produced in the first reverse osmosis step can be reduced by the first precipitation step in its content of impurities for a subsequent reverse osmosis step, that from the second raw water concentrate thus obtained again operating water can be obtained by the subsequent reverse osmosis step. This will continue to reduce the total amount of wastewater.

Der erste Fällungsschritt ermöglicht, dass beliebige Rohwassermengen auf effiziente und zügige Weise deutlich in ihrem Gehalt an einem oder mehreren Störstoffen für die Umkehrosmose kontinuierlich unter Druck strömend reduziert werden. So können insbesondere die Carbonathärte des Rohwassers oder darin gelöste Phosphate, organische Verbindungen, Sulfate, Barium, Strontium und/oder Arsen zuverlässig aus dem Rohwasser eliminiert werden. Die dazu im Stand der Technik eingesetzten großen Reaktionsbehälter mit hohem Automatisierungsgrad entfallen ersatzlos, wodurch das Verfahren insgesamt weniger aufwändig, d. h. weniger kostenintensiv, bei zugleich verringertem Platzbedarf durchgeführt werden kann.The first precipitation step allows any raw water quantities to be reduced significantly and efficiently in their content of one or more impurities for the reverse osmosis flowing continuously under pressure. In particular, the carbonate hardness of the raw water or dissolved therein phosphates, organic compounds, sulfates, barium, strontium and / or arsenic can be reliably eliminated from the raw water. The large reaction vessels with a high degree of automation used for this purpose in the prior art are omitted without replacement, which makes the process less complicated overall, ie. H. less expensive, but at the same time reduced space requirements can be performed.

Der Ablauf der Fällungsreaktion, d. h. der Fällung eines oder mehrerer Störstoffe für den nachfolgenden Umkehrosmoseschritt des zweiten Rohwasserkonzentrats, ist unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck bzw. Druckgefälle im Inneren des Leitungssystems insgesamt beschleunigt. Das Rohrleitungssystem ist in seiner aktiven Länge sowie seinem Strömungsquerschnitt insgesamt auf einen jeweiligen Mengenfluss des mit dem oder auch mehreren Fällungsmitteln versetzten Rohwassers pro Zeiteinheit ausgerichtet und kann im Hinblick auf einen möglichst geringen Platzbedarf im Wesentlichen wendelförmig ausgebildet sein. Der beim Durchströmen des Rohrleitungssystems aus dem ersten Rohwasserkonzentrat ausgefällte Störstoff wird, wie ggf. auch andere im Rohwasser enthaltene Schwebepartikel, aus dem aus der Fällungsreaktion hervorgehenden zweiten Rohwasserkonzentrat abgetrennt, so dass einerseits einem Zusetzen der osmotischen Membran durch das zweite Rohwasserkonzentrat wirkungsvoll entgegengewirkt wird, andererseits dadurch auch einer qualitätsmindernden Störstoffkonzentration im Betriebswasser (Permeat) entgegengewirkt wird.The course of the precipitation reaction, d. H. the precipitation of one or more impurities for the subsequent reverse osmosis step of the second raw water concentrate is accelerated overall under a pressure or pressure gradient in the interior of the piping system which is higher than the ambient pressure. The piping system is aligned in its active length and its flow cross-section in total to a respective flow rate of raw water mixed with the one or more precipitants per unit time and may be formed substantially helical in view of the smallest possible space requirements. The precipitate which has precipitated from the first raw-water concentrate as it flows through the piping system is separated from the second raw-water concentrate resulting from the precipitation reaction, as well as other floating particles contained in the raw-water concentrate, so that, on the one hand, clogging of the osmotic membrane by the second raw-water concentrate is effectively counteracted This also counteracts a quality-reducing impurity concentration in the process water (permeate).

Das zweite Rohwasserkonzentrat wird im einfachsten Fall dem Rohwasser vor dem ersten Umkehrosmoseschritt zugeführt. Dadurch kann das zweite Abwasserkonzentrat mit den darin gelösten Stoffen beispielsweise im ersten Fällungsschritt eingesetzt werden, wodurch der Gesamtbedarf an zuzusetzendem Fällungsmittel reduziert werden kann. Weiterhin erübrigt sich eine zusätzliche Umkehrosmoseeinheit.The second raw water concentrate is fed in the simplest case, the raw water before the first reverse osmosis step. As a result, the second wastewater concentrate with the substances dissolved therein can be used, for example, in the first precipitation step, as a result of which the total requirement of precipitant to be added can be reduced. Furthermore, an additional reverse osmosis unit is unnecessary.

Das zweite Rohwasserkonzentrat kann aber auch einem zweiten, d. h. von dem ersten Umkehrosmoseschritt separaten, Umkehrosmoseschritt unter Gewinnung von Betriebswasser unterworfen werden. Ein dabei anfallendes Retentat kann zwecks dessen Wiederverwendung bei einer Fällungsreaktion insbesondere rückgeführt werden, wodurch Kosten für Fällungsmittel gesenkt werden können. However, the second raw-water concentrate can also be subjected to a second reverse-osmosis step, ie separate from the first reverse-osmosis step, with recovery of process water. An accumulating retentate can be recycled in particular for the purpose of its reuse in a precipitation reaction, whereby costs for precipitants can be reduced.

Die Ausbeute an Betriebswasser aus dem Rohwasser kann insbesondere dadurch weiter gesteigert werden, dass das Rohwasser vor der ersten Umkehrosmose mit einem zweiten Fällungsmittel versetzt wird, wobei das mit dem zweiten Fällungsmittel versetzte Rohwasser innerhalb einer definierten Verweilzeit bei einem definierten Druck > Atmosphärendruck innerhalb eines zweiten Rohrleitungssystems unter Ablauf einer zweiten Fällungsreaktion strömend geführt wird und wobei nachfolgend ein bei der Fällungsreaktion entstandenes zweites Fällungsprodukt abgetrennt und das so behandelte Rohwasser dem ersten Umkehrosmoseschritt unterworfen wird. Dadurch kann die Ausbeute an im Wege des ersten Umkehrosmoseschritts aus dem Rohwasser gewonnenem Betriebswasser deutlich gesteigert werden, ohne dass dies zu einem Auskristallisieren von Störstoffen auf der beim ersten Umkehrosmoseschritt eingesetzten Umkehrosmosemembran führt.The yield of process water from the raw water can be further increased in particular by adding a second precipitant to the raw water before the first reverse osmosis, the raw water added to the second precipitant within a defined residence time at a defined pressure> atmospheric pressure within a second pipeline system is passed under the expiration of a second precipitation reaction, and wherein subsequently a precipitate formed in the precipitation reaction separated second precipitate and the thus treated raw water is subjected to the first reverse osmosis step. As a result, the yield of process water obtained from the raw water in the course of the first reverse osmosis step can be significantly increased without this leading to a crystallization of impurities on the reverse osmosis membrane used in the first reverse osmosis step.

Das mit dem ersten Fällungsmittel versetzte erste Rohwasserkonzentrat und das mit dem zweiten Fällungsmittel versetzte Rohwasser werden innerhalb einer mittleren Verweilzeit von T ≤ 4 Minuten innerhalb des jeweiligen Rohrleitungssystems strömend geführt. Diese Verweilzeit reicht für eine suffiziente Störstofffällung aus und bietet gegenüber den bei herkömmlichen Fällungseinrichtungen üblichen Verweilzeiten, bei denen das Rohwasser zwecks Ablauf der Fällungsreaktion in einem großen Reaktionsbehälter häufig 1 bis 1,5 Stunden verweilt, einen deutlichen Zeitvorteil.The first raw water concentrate mixed with the first precipitating agent and the raw water mixed with the second precipitant are conducted within the respective piping system within a mean residence time of T≤4 minutes. This residence time is sufficient for sufficient Störstofffällung and offers over the usual residence in conventional precipitation, where the raw water for the expiration of the precipitation reaction in a large reaction vessel often lingers for 1 to 1.5 hours, a significant time advantage.

Das mit dem ersten Fällungsmittel versetzte erste Rohwasserkonzentrat und das mit dem zweiten Fällungsmittel versetzte Rohwasser werden dem jeweiligen Rohrleitungssystem eingangsseitig mit einem Druck von 3 bis 10 bar zugeführt. Dadurch wird die Fällungsreaktion insgesamt beschleunigt. So kann das mit dem ersten Fällungsmittel versetzte erste Rohwasserkonzentrat bzw. das mit dem zweiten Fällungsmittel versetzte Rohwasser in Abhängigkeit von einem jeweiligen Querschnitt des Rohrleitungssystems, insbesondere turbulent, durch das jeweilige Rohrleitungssystem strömen, was für eine Durchmischung günstig ist. Bei diesen Drücken werden zudem ein für eine Druckdichtigkeit des jeweiligen Rohrleitungssystems erforderlicher konstruktiver Aufwand sowie der Materialeinsatz gering gehalten.The first raw water concentrate mixed with the first precipitant and the raw water mixed with the second precipitant are fed to the respective piping system on the input side at a pressure of 3 to 10 bar. As a result, the precipitation reaction is accelerated overall. Thus, the offset with the first precipitant first raw water concentrate or offset with the second precipitant raw water in function of a respective cross-section of the piping system, in particular turbulent flow through the respective piping system, which is favorable for mixing. At these pressures also required for a pressure-tightness of the respective piping system design effort and the use of materials are kept low.

Entlang des ersten und zweiten Rohrleitungssystems bildet sich jeweils ein Druckgefälle im strömenden ersten Rohwasserkonzentrat/Rohwasser von mindestens 1,5 bar aus. Dadurch wird einerseits die jeweilige Fällungsreaktion zeitlich beschleunigt und andererseits ein kompaktes Rohrleitungssystem ermöglicht.Along the first and second piping system in each case a pressure gradient in the flowing first raw water concentrate / raw water of at least 1.5 bar is formed. As a result, on the one hand, the respective precipitation reaction is accelerated in time and, on the other hand, a compact piping system is made possible.

Nach der Erfindung wird das erste Rohwasserkonzentrat mit dem ersten Fällungsmittel und das Rohwasser mit dem zweiten Fällungsmittel mittels eines statischen Mischers oder eines dynamischen Mischers vermischt. Dadurch kann die Störstofffällung noch effektiver erfolgen. Im Falle des statischen Mischers handelt es sich um ein Durchströmelement mit Innenstrukturen, die zu einem Verwirbeln und Vermischen des ersten Rohwasserkonzentrats bzw. des Rohwassers mit dem jeweilig zugesetzten Fällungsmittel führen. Dabei sind die Mischelemente eines statischen Mischers nicht, z. B. elektrisch, angetrieben.According to the invention, the first raw water concentrate is mixed with the first precipitant and the raw water with the second precipitant by means of a static mixer or a dynamic mixer. This allows the Störstofffällung be made even more effective. In the case of the static mixer is a Durchströmelement with internal structures that lead to a swirling and mixing of the first raw water concentrate or the raw water with the respective added precipitant. The mixing elements of a static mixer are not, z. B. electrically driven.

Das erste und/oder zweite Fällungsmittel umfasst vorzugsweise eine Calciumhydroxidlösung, Eisen(III)-chlorid und/oder eine Polyaluminiumchloridlösung.The first and / or second precipitant preferably comprises a calcium hydroxide solution, ferric chloride and / or a polyaluminum chloride solution.

Im Falle der Calciumhydroxidlösung wird vorrangig die Carbonathärte des ersten Rohwasserkonzentrats bzw. des Rohwassers verringert, indem Calciumionen mit im ersten Rohwasserkonzentrat bzw. Rohwasser enthaltenem Hydrogencarbonat zu Calciumcarbonat und Wasser gemäß der nachstehenden Reaktionsgleichung umgesetzt werden:

Figure DE102010043711B4_0002
In the case of the calcium hydroxide solution, the carbonate hardness of the first raw water concentrate or of the raw water is primarily reduced by reacting calcium ions with bicarbonate contained in the first raw water concentrate or raw water to calcium carbonate and water according to the following reaction equation:
Figure DE102010043711B4_0002

Auch lassen sich durch die Zugabe von Calciumchlorid Störstoffe, wie beispielsweise Phosphat, ausfällen.Also can be precipitated by the addition of calcium chloride impurities such as phosphate.

Das erste Rohwasserkonzentrat bzw. das Rohwasser kann in Abhängigkeit von den jeweils zu fällenden Störstoffen bei dem jeweiligen Fällungsschritt auch mit mehreren, d. h. unterschiedlichen, Fällungsmitteln versetzt werden.The first raw water concentrate or the raw water can, depending on the respective impurities to be precipitated at the respective precipitation step with several, d. H. different precipitants are added.

Die im Rahmen der Erfindung eingesetzten Mischungsverhältnisse des jeweiligen Fällungsmittels zum ersten Rohwasserkonzentrat bzw. zum Rohwasser können stöchiometrisch oder unstöchiometrisch (unter- bzw. überstöchiometrisch) sein. The mixing ratios of the particular precipitant used for the first raw-water concentrate or raw water used in the invention may be stoichiometric or unstoichiometric (below or above stoichiometric).

Das jeweilige Fällungsmittel wird vorzugsweise nicht empirisch, sondern mittels einer Steuereinrichtung, vorzugsweise auf der Grundlage einer Messung des Volumenstroms des ersten Rohwasserkonzentrats bzw. des Rohwassers pro Zeiteinheit, mengenproportional zudosiert.The respective precipitant is preferably metered proportionally in quantity, not empirically but by means of a control device, preferably on the basis of a measurement of the volume flow of the first raw water concentrate or of the raw water per unit of time.

Das Abtrennen des ersten und zweiten Fällungsprodukts erfolgt jeweils mittels einer Vorrichtung zur Membranfiltration, vorzugsweise einer Mikro- und/oder Ultrafiltration.The separation of the first and second precipitation product is carried out in each case by means of a device for membrane filtration, preferably a micro- and / or ultrafiltration.

Die Vorrichtung zur Membranfiltration kann insbesondere im Durchströmverfahren oder auch im Überströmverfahren betrieben werden und ist vorzugsweise derart geschaltet, dass diese bei Bedarf rückgespült werden kann. Man unterscheidet eine Mikrofiltration und eine Ultrafiltration über den Grad der Abtrennung. Werden Partikel mit der Größe 0,5–0,1 μm abgetrennt, spricht man von Mikrofiltration, sind die ausgefilterten Partikel 0,1–0,01 μm groß, dann bezeichnet man den Filtrationsvorgang als Ultrafiltration. Die Vorrichtung zur Membranfiltration kann mehrere parallel und/oder seriell hintereinander geschaltete Membranfilter umfassen.The device for membrane filtration can be operated in particular in the flow-through or in the overflow and is preferably connected so that it can be backwashed if necessary. A distinction is made between microfiltration and ultrafiltration over the degree of separation. If particles with the size 0.5-0.1 microns are separated, it is called microfiltration, the filtered-out particles are 0.1-0.01 microns in size, then called the filtration process as ultrafiltration. The device for membrane filtration may comprise a plurality of parallel and / or serially connected membrane filter.

Das aus dem zweiten Rohwasserkonzentrat und/oder dem Rohwasser abgetrennte Fällungsprodukt, d. h. ein z. B. beim Filtern des Rohwassers anfallendes Retentat, kann zwecks dessen Wiederverwendung bei der Fällungsreaktion rückgeführt und dem Rohwasser erneut zugesetzt werden. Das Fällungsprodukt kann dabei ggf. zuvor, insbesondere im Wege einer chemischen Umsetzung, modifiziert werden.The separated from the second raw water concentrate and / or the raw water precipitated product, d. H. a z. B. in filtering the raw water accumulating retentate can be recycled for the purpose of its reuse in the precipitation reaction and re-added to the raw water. The precipitate may optionally be modified beforehand, in particular by way of a chemical reaction.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das zweite Rohwasserkonzentrat. und/oder das Rohwasser der jeweiligen Vorrichtung zur Membranfiltration mit maximal 1,5 bar, insbesondere mit ungefähr 1 bar, zugeführt. Dadurch werden Beschädigungen der Vorrichtung zur Membranfiltration, insbesondere deren Membranfilter, vermieden.According to a development of the invention, the second raw water concentrate. and / or the raw water of the respective device for membrane filtration with a maximum of 1.5 bar, in particular at about 1 bar supplied. As a result, damage to the device for membrane filtration, in particular their membrane filter, avoided.

Es versteht sich, dass dem Rohwasser und/oder dem ersten und/oder dem zweiten Rohwasserkonzentrat in beliebigen Verfahrensabschnitten Flockungsmittel oder andere Chemikalien zugegeben werden können, die Partikel und/oder gelöste Stoffe binden (beispielsweise adsorbieren oder absorbieren) und/oder agglomerieren bzw. den pH-Wert dieser Flüssigkeiten verändern, so dass die Partikel und/oder die vormals gelösten Stoffe entfernbar sind.It is understood that the raw water and / or the first and / or the second raw water concentrate in any process sections flocculants or other chemicals can be added, the particles and / or dissolved substances bind (for example, adsorb or absorb) and / or agglomerate or den Change the pH of these liquids, so that the particles and / or the previously dissolved substances are removable.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung ist stark schematisiert und nicht maßstäblich zu verstehen.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. The drawing is highly schematic and not to scale.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

1 ein Blockschaltbild einer Wasseraufbereitungsvorrichtung mit einer einzigen Umkehrosmoseeinheit, wobei der Umkehrosmoseeinheit eine Fällungseinrichtung nachgeschaltet ist. 1 a block diagram of a water treatment device with a single reverse osmosis unit, wherein the reverse osmosis unit is followed by a precipitation device.

2 ein Blockschaltbild einer Wasseraufbereitungsvorrichtung mit zwei Umkehrosmoseeinheiten, wobei jeder Umkehrosmoseeinheit eine Fällungseinrichtung und eine Trenneinrichtung vorgeschaltet ist. 2 a block diagram of a water treatment device with two reverse osmosis units, each reverse osmosis unit is preceded by a precipitation device and a separator.

In 1 ist eine Wasseraufbereitungsvorrichtung 10 gezeigt, mittels derer Betriebswasser im Wege einer Umkehrosmose aus Rohwasser gewonnen wird.In 1 is a water treatment device 10 shown, by means of which process water is recovered by means of reverse osmosis from raw water.

Das Rohwasser wird der Wasseraufbereitungsvorrichtung 10 als Rohwasserstrom über einen ersten Leitungsstrang 12 zugeleitet. Der erste Leitungsstrang 12 ist mit einer ersten Umkehrosmoseeinheit 14 verbunden, die eine osmotische Membran (semipermeable Membran) 16 aufweist, über die im Wege der Umkehrosmose aus dem Rohwasser Betriebswasser gewonnen wird. Ein Betriebswasserstrang 18 ist permeatseitig mit der ersten Umkehrosmoseeinheit 14 verbunden und dient dem Abziehen des Betriebswassers.The raw water becomes the water treatment device 10 as raw water flow over a first wiring harness 12 fed. The first wiring harness 12 is with a first reverse osmosis unit 14 connected to an osmotic membrane (semipermeable membrane) 16 has, over which is recovered by means of reverse osmosis from the raw water process water. An operating water pipe 18 is permeate side with the first reverse osmosis unit 14 connected and serves to deduct the service water.

Die erste Umkehrosmoseeinheit 14 ist retentatseitig über einen zweiten Leitungsstrang 20 mit einer ersten Fällungseinrichtung 22 für ein aus der ersten Umkehrosmoseeinheit 14 über den zweiten Leitungsstrang 20 herausgeführtes erstes Rohwasserkonzentrat verbunden. Die erste Fällungseinrichtung 22 weist eine Zuführeinrichtung 24 für ein vorbestimmtes Fällungsmittel, hier einer Calciumhydroxidlösung, auf. Eine Steuereinrichtung 26 ist mit der Zuführeinrichtung 24 verbunden und dient dem mengenproportionalen Zumischen der über einen Fällungsmittelstrang 28 herangeführten Calciumhydroxidlösung an das erste Rohwasserkonzentrat.The first reverse osmosis unit 14 is retentate side via a second wiring harness 20 with a first precipitation device 22 for one from the first reverse osmosis unit 14 over the second wiring harness 20 led out first raw water concentrate connected. The first precipitation device 22 has a feeder 24 for a predetermined precipitant, here a calcium hydroxide solution on. A control device 26 is with the feeder 24 connected and serves the proportion proportional mixing the via a precipitating agent strand 28 brought calcium hydroxide solution to the first raw water concentrate.

Die Steuereinrichtung 26 weist einen dem zweiten Leitungsstrang 20 zugeordneten Sensor 30 zum Bestimmen eines jeweiligen Volumenstroms des ersten Rohwasserkonzentrats im zweiten Leitungsstrang 20 pro Zeiteinheit auf.The control device 26 has a second wiring harness 20 assigned sensor 30 for determining a respective volume flow of the first raw water concentrate in the second wiring harness 20 per unit time.

Die erste Fällungseinrichtung 22 weist weiter ein der ersten Zuführeinrichtung 24 nachgeschaltetes, mäanderförmig verlaufendes erstes Rohrleitungssystem 32 auf, durch das das mit dem Fällungsmittel versetzte erste Rohwasserkonzentrat bei einem Druck von 3 bis 5 bar unter Ablauf einer Fällungsreaktion strömend durchgeführt wird.The first precipitation device 22 further shows one of the first feeder 24 Downstream meandering first piping system 32 on, by which the first raw water concentrate added with the precipitating agent is carried out at a pressure of 3 to 5 bar under the expiration of a precipitation reaction.

Das erste Rohrleitungssystem 32 ist in seinem von dem mit dem Fällungsmittel versetzten ersten Rohwasserkonzentratstrom durchströmbaren Querschnittsverlauf sowie seiner Länge derart ausgelegt, dass der erste Rohwasserkonzentratstrom das erste Rohrleitungssystem 32 innerhalb einer mittleren Verweilzeit von T ≤ 4 Minuten durchströmt.The first piping system 32 is designed in his by the offset of the precipitant means flowed through the first Rohwasserkonzentratstrom cross-sectional profile and its length such that the first Rohwasserkonzentratstrom the first piping system 32 flows through within a mean residence time of T ≤ 4 minutes.

Zwecks eines möglichst hohen Durchmischungsgrads des Rohwasserkonzentratstroms mit der Calciumhydroxidlösung und damit einer möglichst suffizienten und schnellen Fällung des im ersten Rohwasserkonzentrat enthaltenen Calciumhydrogencarbonats als Calciumcarbonat ist im ersten Rohrleitungssystem 32 ein statischer Mischer 34 vorgesehen.For the purpose of the highest possible degree of mixing of the raw water concentrate stream with the calcium hydroxide solution and thus the most efficient and rapid precipitation of the calcium carbonate contained in the first raw water concentrate as calcium carbonate is in the first piping system 32 a static mixer 34 intended.

Das erste Rohrleitungssystem 32 ist ausgangsseitig mit einer ersten Vorrichtung zur Membranfiltration 36 verbunden, mittels derer Fällungsprodukte aus einem im Wege der Fällungsreaktion aus dem ersten Rohwasserkonzentrat hervorgehenden zweiten Rohwasserkonzentrat abgetrennt werden können. Die erste Vorrichtung zur Membranfiltration 36 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Mikrofiltration ausgebildet und weist in nicht näher wiedergegebener Weise mehrere parallel geschaltete Membranfilter auf.The first piping system 32 is the output side with a first device for membrane filtration 36 connected, by means of which precipitated products can be separated from a resulting from the precipitation reaction from the first raw water concentrate resulting second raw water concentrate. The first device for membrane filtration 36 is formed in the present embodiment as a microfiltration and has in unspecified reproduced a plurality of parallel membrane filter.

Die erste Vorrichtung zur Membranfiltration 36 ist über einen Auslassstrang 38 und eine regelbare Abzweigung 40 mit einem Rückführstrang 42 sowie einem Abwasserstrang 44 verbunden. Der Rückführstrang 42 ist mit dem ersten Leitungsstrang 12 verbunden und erlaubt die Rückführung des zweiten Rohwasserkonzentrats in das Rohwasser.The first device for membrane filtration 36 is over a Auslassstrang 38 and a controllable diversion 40 with a feedback strand 42 and a sewage system 44 connected. The feedback strand 42 is with the first wiring harness 12 connected and allows the return of the second raw water concentrate in the raw water.

In 2 ist ein Blockschaltbild einer Wasseraufbereitungsvorrichtung 10' gezeigt, die sich von der vorstehend erläuterten Wasseraufbereitungsvorrichtung 10 im Wesentlichen darin unterscheidet, dass die erste Vorrichtung zur Membranfiltration 36 über einen Zuführstrang 46 mit einer zweiten Umkehrosmoseeinheit 14' verbunden ist, die permeatseitig mit dem Betriebswasserstrang 18 verbunden ist.In 2 is a block diagram of a water treatment device 10 ' shown, which differs from the above-described water treatment device 10 essentially differs in that the first device for membrane filtration 36 via a feeder line 46 with a second reverse osmosis unit 14 ' connected to the permeatseitig with the operating water strand 18 connected is.

Weiterhin ist der erste Leitungsstrang 12 für das Rohwasser mit einer der ersten Umkehrosmoseeinheit 14 vorgeschalteten zweiten Fällungseinrichtung 22' verbunden, die in einer zu der ersten Fällungseinrichtung 22 entsprechenden Weise aufgebaut ist. Die zweite Fällungseinrichtung 22' weist dementsprechend eine Zuführeinrichtung 24' für ein vorbestimmtes zweites Fällungsmittel, hier erneut eine Calciumhydroxidlösung, auf, die dem Rohwasser mittels der Steuereinrichtung 26 über den Fällungsmittelstrang 28 zugemischt wird. Die zweite Fällungseinrichtung 22' weist weist weiter ein der Zuführeinrichtung 24' nachgeschaltetes, mäanderförmig verlaufendes zweites Rohrleitungssystem 32' auf, durch das das mit dem Fällungsmittel versetzte Rohwasser bei einem Druck von 3 bis 5 bar unter Ablauf einer der ersten Fällungsreaktion entsprechenden zweiten Fällungsreaktion strömend hindurchgeführt wird. Das zweite Rohrleitungssystem 32' ist in seinem von dem mit dem Fällungsmittel versetzten Rohwasserstrom durchströmbaren Querschnittsverlauf sowie seiner Länge derart ausgelegt, dass der mit dem zweiten Fällungsmittel versetzte Rohwasserstrom das zweite Rohrleitungssystem 32' innerhalb einer mittleren Verweilzeit von T ≤ 4 Minuten durchströmt.Furthermore, the first wiring harness 12 for the raw water with one of the first reverse osmosis unit 14 upstream second precipitation device 22 ' connected in one to the first precipitation device 22 corresponding manner is constructed. The second precipitation device 22 ' has accordingly a feeder 24 ' for a predetermined second precipitating agent, here again a calcium hydroxide solution, on the raw water by means of the control device 26 over the precipitating agent strand 28 is mixed. The second precipitation device 22 ' further includes a feeder 24 ' downstream, meandering second piping system 32 ' on, through which the treated with the precipitant raw water at a pressure of 3 to 5 bar with the passage of one of the first precipitation reaction corresponding second precipitation reaction is passed. The second piping system 32 ' is designed in its flowed through by the offset with the precipitating agent raw water flow cross-sectional profile and its length such that the mixed with the second precipitant raw water flow the second piping system 32 ' flows through within a mean residence time of T ≤ 4 minutes.

Eine zweite Vorrichtung zur Membranfiltration 36' dient dem Abtrennen des Fällungsprodukts. Die zweite Fällungseinrichtung 22' ist über einen dritten Leitungsstrang 48 mit der ersten Umkehrosmoseeinheit 14 verbunden.A second device for membrane filtration 36 ' serves to separate the precipitated product. The second precipitation device 22 ' is via a third wiring harness 48 with the first reverse osmosis unit 14 connected.

Der Auslassstrang 38 der zweiten Umkehrosmoseeinheit 14' ist über die regelbare Abzweigung 40 mit dem Rückführstrang 42 verbunden, der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der Zuführeinrichtung 24' der zweiten Fällungseinrichtung 22' verbunden ist, über die das aus der zweiten Umkehrosmoseeinheit 14' herausgeführte dritte Rohwasserkonzentrat dem Rohwasser erneut zugesetzt werden kann.The outlet string 38 the second reverse osmosis unit 14 ' is over the controllable turnoff 40 with the feedback strand 42 connected in the present embodiment with the feeder 24 ' the second precipitation device 22 ' connected via that from the second reverse osmosis unit 14 ' led out third raw water concentrate can be added to the raw water again.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Wasseraufbereitungsvorrichtung anhand des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels erläutert.Below, the operation of the water treatment device based on the in 2 illustrated embodiment explained.

Das Rohwasser wird der Wasseraufbereitungsvorrichtung 10' über den ersten Leitungsstrang 12 zugeführt. In der Zuführeinrichtung 24' der zweiten Fällungseinrichtung 22' wird dem Rohwasser die über den Fällungsmittelstrang 28 herangeführte Calciumhydroxidlösung mittels der Steuereinrichtung 26 mengenproportional zudosiert. Das mit der Calciumhydroxidlösung versetzte Rohwasser wird nachfolgend bei einem Druck von 3 bis 5 bar zwecks Ablauf der Fällungsreaktion, d. h. des Ausfällens von Calciumhydrogencarbonat als Calciumcarbonat aus dem Rohwasser, durch das zweite Rohrleitungssystem 32' strömend innerhalb einer mittleren Verweilzeit von T ≤ 4 Minuten geführt.The raw water becomes the water treatment device 10 ' over the first wiring harness 12 fed. In the feeder 24 ' the second precipitation device 22 ' is the raw water via the precipitating agent strand 28 brought calcium hydroxide solution by means of the control device 26 metered proportionally. The mixed with the calcium hydroxide raw water is subsequently at a pressure of 3 to 5 bar for the expiration of the precipitation reaction, ie the precipitation of calcium bicarbonate as calcium carbonate from the raw water, through the second piping system 32 ' flowing within a mean residence time of T ≤ 4 minutes out.

Das derart vorbehandelte Rohwasser wird nachfolgend durch die zweite Vorrichtung zur Membranfiltration 36' geleitet und aus dem Rohwasser ausgefälltes Calciumcarbonat aus dem Rohwasser abgetrennt. Das Rohwasser wird nachfolgend in der ersten Umkehrosmoseeinheit 14 einer Umkehrosmose unterworfen und dabei aus dem Rohwasser gewonnenes Betriebswasser über den Betriebswasserstrang 18 bereitgestellt. Das in der ersten Umkehrosmoseeinheit 14 nicht als Betriebswasser (rück)gewonnene erste Rohwasserkonzentrat (Retentat) wird über den zweiten Leitungsstrang 20 der ersten Fällungseinrichtung 22 zugeführt. Mittels der Zuführeinrichtung 24 der ersten Fällungseinrichtung 22 wird dem ersten Rohwasserkonzentrat wiederum mittels der Steuereinrichtung 26 über den Fällungsmittelstrang 28 bereitgestellte Calciumhydroxidlösung mengenproportional zudosiert. Das mit der Calciumhydroxidlösung versetzte erste Rohwasserkonzentrat wird nachfolgend bei einem Druck von 3 bis 5 bar zwecks Ablauf der Fällungsreaktion, d. h. des Ausfällens von Calciumhydrogencarbonat als Calciumcarbonat aus dem ersten Rohwasserkonzentrat, durch das erste Rohrleitungssystem 32 strömend geführt.The thus pretreated raw water is subsequently passed through the second membrane filtration device 36 ' directed and separated from the raw water precipitated calcium carbonate from the raw water. The raw water is subsequently in the first reverse osmosis unit 14 subjected to reverse osmosis and thereby recovered from the raw water process water over the operating water line 18 provided. That in the first reverse osmosis unit 14 The first raw water concentrate (retentate) not recovered as process water (back) is transferred via the second pipeline 20 the first precipitation device 22 fed. By means of the feeder 24 the first precipitation device 22 becomes the first raw water concentrate again by means of the control device 26 over the precipitating agent strand 28 supplied calcium hydroxide solution proportioned proportioned metered. The mixed with the calcium hydroxide solution first raw water concentrate is subsequently at a pressure of 3 to 5 bar for the end of the precipitation reaction, ie the precipitation of calcium bicarbonate as calcium carbonate from the first raw water concentrate through the first piping system 32 flowing led.

Aus dem ersten Rohwasserkonzentrat geht im Wege der Fällungsreaktion während des Durchströmens des ersten Rohrleitungssystems 32 der ersten Fällungseinrichtung 22 das zweite Rohwasserkonzentrat hervor, das eine im Vergleich zum ersten Rohwasserkonzentrat verringerte Carbonathärte aufweist und das den ausgefällten Kalk (CaCO3) in Form von kleinen Schwebepartikel oder auch größeren Kalkagglomeraten enthält. Das zweite Rohwasserkonzentrat wird (unmittelbar) nach seiner Passage durch das erste Rohrleitungssystem 32 der ersten Vorrichtung zur Membranfiltration 36 mit einem mittleren Druck von bis zu maximal 1,5 bar, insbesondere ungefähr 1 bar, zugeführt und das ausgefällte Calciumcarbonat dort aus dem zweiten Rohwasserkonzentrat abgetrennt. Das zweite Rohwasserkonzentrat wird über den Zuführstrang 46 der zweiten Umkehrosmoseeinheit 14' zugeführt, in der aus dem zweiten Rohwasserkonzentrat wiederum Betriebswasser gewonnen und über den Betriebswasserstrang 18 bereitgestellt wird. Das in der zweiten Umkehrosmoseeinheit 14' weiter aufkonzentrierte dritte Rohwasserkonzentrat wird zumindest teilweise über den Rückführstrang 42 dem Rohwasser stromaufwärts der ersten Umkehrosmoseeinheit 14 über die Zuführeinrichtung 24' der zweiten Fällungseinrichtung 22' zugesetzt, d. h. in das Rohwasser rückgeführt. Ein Teilstrom des aus der zweiten Umkehrosmoseeinheit 14' herausgeführten dritten Rohwasserkonzentrats kann auch über den Abwasserstrang 44 abgeführt werden.From the first raw water concentrate goes through the precipitation reaction during the flow through the first piping system 32 the first precipitation device 22 the second raw water concentrate having a reduced compared with the first raw water concentrate carbonate and the precipitated lime (CaCO 3) in the form of small suspended particles or larger Kalkagglomeraten apparent. The second raw water concentrate is (immediately) after its passage through the first piping system 32 the first device for membrane filtration 36 with an average pressure of up to a maximum of 1.5 bar, in particular about 1 bar, supplied and the precipitated calcium carbonate there separated from the second raw water concentrate. The second raw water concentrate is sent via the feed line 46 the second reverse osmosis unit 14 ' supplied in the recovered from the second raw water concentrate in turn, process water and the operating water line 18 provided. That in the second reverse osmosis unit 14 ' further concentrated third raw water concentrate is at least partially via the feedback train 42 the raw water upstream of the first reverse osmosis unit 14 via the feeder 24 ' the second precipitation device 22 ' added, that is recycled to the raw water. A partial flow of the second reverse osmosis unit 14 ' discharged third raw water concentrate can also be via the sewage line 44 be dissipated.

Claims (4)

Wasseraufbereitungsverfahren, bei dem Betriebswasser mittels einer Umkehrosmose aus Rohwasser gewonnen wird, wobei das Rohwasser vor einem ersten Umkehrosmoseschritt mit einem zweiten Fällungsmittel versetzt und nachfolgend ein bei dieser Fällungsreaktion entstandenes Fällungsprodukt abgetrennt wird, wobei aus dem so behandelten Rohwasser bei dem ersten Umkehrosmoseschritt Betriebswasser gewonnen wird, wobei ein bei dem ersten Umkehrosmoseschritt anfallendes erstes Rohwasserkonzentrat nachfolgend mit einem ersten Fällungsmittel versetzt wird, wobei das Rohwasser und das erste Rohwasserkonzentrat jeweils mittels eines statischen oder dynamischen Mischers (34) mit dem jeweiligen Fällungsmittel vermischt werden, wobei ein bei den Fällungsreaktionen entstandenes Fällungsprodukt jeweils mittels einer Vorrichtung zur Membranfiltration (36, 36') abgetrennt wird und wobei ein im Wege der Fällungsreaktion aus dem ersten Rohwasserkonzentrat gebildetes zweites Rohwasserkonzentrat nachfolgend wiederum einem Umkehrosmoseschritt zum Gewinnen von Betriebswasser unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem zweiten Fällungsmittel versetzte Rohwasser und das mit dem ersten Fällungsmittel versetzte erste Rohwasserkonzentrat jeweils innerhalb einer definierten mittleren Verweilzeit T mit T ≤ 4 Minuten und bei einem definierten Druck > Atmosphärendruck innerhalb eines Rohrleitungssystems (32, 32') unter Ablauf der Fällungsreaktionen strömend geführt werden, wobei das mit dem zweiten Fällungsmittel versetzte Rohwasser und das mit dem ersten Fällungsmittel versetzte erste Rohwasserkonzentrat dem jeweiligen Rohrleitungssystem (32, 32') eingangsseitig jeweils mit einem Druck von 3 bis 10 bar zugeführt werden, so dass sich entlang des jeweiligen Rohrleitungssystems (32, 32') ein Druckgefälle im strömenden Rohwasser/Rohwasserkonzentrat von mindestens 1,5 bar ausbildet.Water treatment process in which process water is obtained by means of reverse osmosis from raw water, the raw water is added before a first reverse osmosis step with a second precipitant and subsequently a precipitate formed in this precipitation reaction is separated, being recovered from the thus treated raw water in the first reverse osmosis step, process water, wherein a first raw water concentrate obtained in the first reverse osmosis step is subsequently admixed with a first precipitant, wherein the raw water and the first raw water concentrate are respectively mixed by means of a static or dynamic mixer ( 34 ) are mixed with the respective precipitant, wherein a precipitate formed in the precipitation reactions in each case by means of a device for membrane filtration ( 36 . 36 ' ) and wherein a formed by means of the precipitation reaction from the first raw water concentrate second raw water concentrate is subsequently subjected to a reverse osmosis step for recovering process water, characterized in that the offset with the second precipitant raw water and the offset with the first precipitant first raw water concentrate each within a defined average residence time T with T ≤ 4 minutes and at a defined pressure> atmospheric pressure within a pipeline system ( 32 . 32 ' ) are conducted under the expiry of the precipitation reactions, the raw water mixed with the second precipitating agent and the first raw water concentrate mixed with the first precipitating agent being fed to the respective piping system ( 32 . 32 ' ) are supplied on the input side each with a pressure of 3 to 10 bar, so that along the respective piping system ( 32 . 32 ' ) forms a pressure gradient in the flowing raw water / raw water concentrate of at least 1.5 bar. Wasseraufbereitungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rohwasserkonzentrat dem Rohwasser vor dem ersten Umkehrosmoseschritt zugeführt wird oder einem zweiten Umkehrosmoseschritt unter Gewinnung von Betriebswasser unterworfen wird.Water treatment method according to claim 1, characterized in that the second raw water concentrate is supplied to the raw water before the first reverse osmosis step or a second reverse osmosis step is subjected to recovery of process water. Wasseraufbereitungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Fällungsmittel eine Calciumhydroxidlösung, Eisen(III)-chlorid oder eine Polyaluminiumchloridlösung umfasst.Water treatment method according to claim 1 or 2, characterized in that the first and / or the second precipitation agent, a calcium hydroxide, iron (III) chloride or a polyaluminum comprises. Wasseraufbereitungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Vorrichtung zur Membranfiltration (36, 36') eine Mikro- und/oder Ultrafiltration eingesetzt wird.Water treatment process according to one of the preceding claims, characterized in that as a device for membrane filtration ( 36 . 36 ' ) a micro and / or ultrafiltration is used.
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