DE102021128696A1 - Vorrichtung zur Desinfektion, insbesondere einer Enthärtungsanlage sowie Verfahren zu deren Betrieb - Google Patents

Vorrichtung zur Desinfektion, insbesondere einer Enthärtungsanlage sowie Verfahren zu deren Betrieb Download PDF

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Abstract

Die Offenbarung betrifft eine Anlage zur Wasserenthärtung, umfassend einen Ionenaustauscher, welcher mittels einer Salzlösung regenerierbar ist. Die Salzlösung ist über eine Elektrolysezelle in Ionenaustauscher leitbar.Die Elektrolysezelle umfasst bezogen auf die Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Elektroden.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Desinfektion, insbesondere in einer Anlage zur Wasserenthärtung, wie diese insbesondere zur Enthärtung von Trinkwasser verwendet wird. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Wasserenthärtungsanlage sowie eine Elektrolysezelle zur Erzeugung von Hypochlorit, welche insbesondere für den Regenerationsprozess einer Enthärtungsanlage verwendet wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Anlagen zur Wasserenthärtung, wie diese insbesondere zur Enthärtung von Trinkwasser in privaten und gewerblichen Installationssystemen verwendet werden, arbeiten insbesondere nach dem Prinzip eines Ionenaustauschers.
  • Das Eingangswasser wird über eine Ionenaustauscherschüttung, insbesondere eine stark saure Ionenaustauscherschüttung, geleitet, welches meistens mit Natriumionen beladen ist.
  • Dabei werden die im Wasser enthaltenen Härtebildner, nämlich Kalzium und Magnesium, gegen Natrium ausgetauscht.
  • Enthärtungsanlagen, wie sie im Haushalt und Industrie verwendet werden, müssen regelmäßig regeneriert werden.
  • Sobald der Ionenaustauscher derart erschöpft ist, dass er nicht mehr die erforderliche Enthärtungsleistung hat, kann der Ionenaustauscher während eines Regenerationsprozesses mittels einer vorzugsweise konzentrierten Kochsalzlösung wieder überwiegend in die Natrium-Form überführt werden. Hierzu ist ein Solebehälter vorhanden, in welchen vom Benutzer Salz eingefüllt werden kann. Die verwendete Lauge wird nach dem Durchlaufen der Ionenaustauscherschüttung dem Abwassersystem zugeführt.
  • Die Offenlegungsschrift DE 10 2005 049 196 A1 (Erfinder Dr. Ralph Bergmann, Dr. Jürgen Johann) schlägt vor, während der Regenerationsphase den Ionenaustauscher durch in situ mittels Elektrolyse hergestellten Chlordioxids zu desinfizieren.
  • Über eine Elektrolyse lässt sich auf recht einfache Weise durch Oxidation an der Anode der in der Sole vorhandenen Chlorid -Ionen Chlor (Cl2) erzeugen, welches in der Folge teils in Lösung geht und teils Hypochlorit (ClO-) bildet. Hypochlorit, also das Anion der hypochlorigen Säure, wird u.a. zum Desinfizieren verwendet und kann so durch die Ionenaustauscherschüttung geleitet werden.
  • An der Kathode wiederum werden aber in einer unerwünschten Nebenreaktion ClO--Ionen wieder zu Chlorid-Anionen reduziert, was die Effizienz der Elektrolyse herabsenkt.
  • Des Weiteren kann sich in der Folge an der Anode auch unerwünschtes Chlorat als Folgereaktion bilden.
  • Aufgrund der äußerst stark oxidierenden und toxischen Wirkung sind Chlorat-Ionen (ClO3 -) unerwünscht.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest zu reduzieren. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, eine Elektrolysezelle, insbesondere zur Erzeugung von Hypochlorit während des Regenerationsprozesses eines Ionenaustauschers bereitzustellen, deren Effizienz gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist und/oder bei welcher die Bildung von Chlorat-Ionen reduziert ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch eine Anlage zur Wasserenthärtung, durch eine Elektrolysezelle sowie durch ein Verfahren zum Erzeugen von Chlor aus einer Salzlösung und zum Betrieb einer Anlage zur Wasserenthärtung, sowie durch eine Vorrichtung zur Desinfektion nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie den Zeichnungen zu entnehmen.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Desinfektion.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anlage zur Wasserenthärtung, welche einen Ionenaustauscher und eine Elektrolysezelle zur Erzeugung von Chlor umfasst.
  • Die Anlage zur Wasserenthärtung ist insbesondere zur Erzeugung von enthärtetem Trinkwasser im Haushalt und Gewerbe ausgebildet. Insbesondere ist die Anlage für eine Durchflussmenge von 30 bis 17.000 1/h ausgebildet.
  • Die Anlage umfasst einen Ionenaustauscher. Bei dem Ionenaustauscher handelt es sich insbesondere um einen Behälter, welcher mit einem Ionenaustauschermaterial befüllt ist. Es kann sich dabei um ein Filterschüttung aus einem Granulat handeln. Bei dem Ionenaustauscher kann es sich insbesondere um einen stark sauren Ionenaustauscher handeln. Derartige Ionenaustauscher können z.B. Sulfonsäure-Gruppen zur Bindung der entsprechenden Metall- und Halbmetall-Ionen umfassen.
  • Der Ionenaustauscher ist mit einer Salzlösung regenerierbar.
  • Hierfür kann die Anlage insbesondere einen Laugenbehälter umfassen, welcher vom Benutzer mit Salz, insbesondere Kochsalz befüllt werden kann.
  • Zum Regenerieren wird die konzentrierte Salzlauge durch den Behälter mit dem Ionenaustauscher gepumpt oder gesaugt. Aufgrund des Konzentrationsunterschieds werden dabei Härtebildner, wie Kalzium und Magnesium, aber auch MetallIonen gegen Natrium-Ionen ausgetauscht. Die hierfür verwendete Salzlauge wird nach dem Durchlaufen des Ionenaustauschers dem Abwassersystem zugeführt.
  • Die Regenerationsintervalle können beispielsweise anhand der Durchflussmenge seit der letzten Regeneration bestimmt werden. Auch eine messtechnische Bestimmung anhand zumindest des Ausgangswassers ist möglich.
  • Weiter ist die Salzlösung gemäß der Erfindung über eine Elektrolysezelle in den Ionenaustauscher leitbar.
  • Über die Elektrolysezelle wird aus dem gelösten Metallchlorid, insbesondere aus dem gelösten Kochsalz, Chlor und hieraus in entsprechender Gleichgewichtsreaktion hypochlorige Säure gebildet, über die der Ionenaustauscher während des Regenerationsprozesses desinfiziert wird.
  • Gemäß der Erfindung umfasst die Elektrolysezelle bezogen auf die Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Elektroden.
  • Die Elektrolysezelle ist insbesondere als ungeteilte Elektrolysezelle ausgebildet. Die Elektroden stehen insbesondere frei in einem Kanal, durch welchen die Salzlösung fließt.
  • Die Elektroden können insbesondere als Stabelektroden ausgebildet sein, welche quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind.
  • Vorzugsweise haben die Elektroden gemessen von Rand zu Rand einen Mindestabstand von 1 mm bis 5 cm, insbesondere von 5 mm bis 25 mm.
  • Es hat sich gezeigt, dass durch diese Elektrodenanordnung eine unerwünschte Chlorat-Bildung reduziert werden kann.
  • Weiter hat sich herausgestellt, dass die Effizienz der Elektrolyse im Vergleich zu seitlich gegenüberliegenden Elektroden verbessert ist. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass im verminderten Maße hypochlorige Säure an der Katode unter Elektrodenaufnahme zu Cl- reduziert wird. Die Elektrolysezelle ist vorzugsweise in einer Steuerungseinheit der Anlage, in welcher sich ein Ventil zum Einleiten der Salzlösung befindet, angeordnet.
  • Die Elektrolysezelle ist insbesondere vor einem Steuerventil angeordnet, über welches die Salzlauge nach dem Erzeugen von Chlor verdünnt wird. So kann eine besonders gute Effizienz sowohl bezüglich der Chlorerzeugung als auch der Desinfektionswirkung erreicht werden.
  • Die Elektroden sind vorzugsweise als Edelmetall- insbesondere Platin-beschichtete Elektroden oder als Mischoxid-Elektroden ausgebildet.
  • Weiter ist die Anlage bei einer Weiterbildung der Erfindung derart ausgebildet, dass die Elektroden umpolbar sind.
  • Das regelmäßige Umpolen der Elektroden reduziert die Bildung von Belägen, die sich aufgrund von Elektrolyseprozessen auf den Elektroden bilden.
  • Auf der anderen Seite ist es bekannt, dass ein Umpolen der Elektroden auch deren Lebensdauer reduzieren kann. Es hat sich aber herausgestellt, dass aufgrund der seriellen Anordnung der Elektroden, insbesondere bei Verwendung von Mischoxid-Elektroden, eine sehr hohe Lebensdauer erreicht werden kann.
  • Eine Regelung der Chlorkonzentration kann über die an der Elektrolysezelle anliegende Spannung erreicht werden. Eine höhere Spannung führt zu einer höheren Stromdichte und damit zu einer größeren Menge an freiem Chlor in der Salzlösung.
  • So kann die Regelung der Chlorkonzentration insbesondere Strom-basiert erfolgen. Die Steuerungseinrichtung hält dabei über eine Regelung der Spannung die Stromstärke in einem abgespeicherten Sollbereich.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Elektrolysezelle.
  • Die Elektrolysezelle ist insbesondere für vorstehend beschriebene Anlage ausgebildet und kann also insbesondere für eine Enthärtungsanlage mit einem Ionenaustauscher verwendet werden.
  • Gemäß der Erfindung umfasst die Elektrolysezelle bezogen auf die Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Elektroden.
  • Die Elektrolysezelle kann insbesondere derart ausgebildet sein, wie vorstehend in Bezug auf die Elektrolysezelle beschrieben wurde.
  • Die Elektrolysezelle umfasst also insbesondere einen Kanal mit zwei in dem Kanal, bezogen auf die Strömungsrichtung nacheinander angeordnete Elektroden.
  • Insbesondere ragen die Elektroden von der Seitenwand des Kanals ausgehend in den Kanal hinein und sind im Kanal, bezogen auf die Strömungsrichtung, hintereinander angeordnet.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betrieb der vorstehend betriebenen Anlage zur Wasserenthärtung.
  • Gemäß des Verfahrens wird eine Elektrolysezelle mit hintereinander angeordneten Elektroden verwendet, um aus einer Salzlauge freies Chlor elektrolytisch zu erzeugen.
  • Vorzugsweise wird eine Salzlauge mit einer Konzentration von mehr als 20 % NaCl verwendet wird, insbesondere von 20 % bis 26,5 % (Massen%).
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Salzlauge strömungsseitig nach der Elektrolysezelle verdünnt, insbesondere auf 5 bis 12 % NaCl, und sodann zur Desinfektion verwendet.
  • Insbesondere wird die verdünnte Chlor-haltige Salzlauge zur Regeneration in einen Ionenaustauscher geleitet.
  • Vorzugsweise wird vor Beendigung eines jeweiligen Regenerationsprozesses der Ionenaustauscher gespült.
  • Der Ionenaustauscher wird dabei vorzugsweise mit Eingangswasser aus der Wasserleitung gespült, welches allerdings nicht zum Ausgang weitergeleitet wird, sondern in die Kanalisation abgeleitet wird.
  • Vorzugsweise wird während des Spülens kein Hypochlorit zugesetzt.
  • Weiter erfolgt das Spülen vorzugsweise mit einem höheren Volumenstrom, insbesondere mit einem mindestens doppelt so hohen Volumenstrom, wie der Regenerationsprozess.
  • Das Spülen kann insbesondere zweistufig verlaufen, wobei in einer zweiten Stufe mit nochmals höherem Volumenstrom der Ionenaustauscher durchspült hat.
  • Durch das Spülen werden insbesondere Salzreste und freies Chlor aus dem Ionenaustauscher ausgespült.
  • Nach dem Spülen schaltet die Anlage durch entsprechende Ventile wieder in den Betriebsmodus, bei welchem das Wasser aus dem Ionenaustauscher dem Leitungsnetz zugeführt wird und so an den entsprechenden Zapfstellen entnommen werden kann.
  • Vorzugsweise wird das Verfahren derart ausgeführt, dass die Hypochlorit-Konzentration während des Regenerationsprozesses auf über 25 mg/l, insbesondere auf 25 bis 150 mg/l, beträgt.
  • Es hat sich herausgestellt, dass ein Verhältnis von Hypochlorit zu Chlorat erreicht werden kann, bei welchem die Konzentration an Chlorat, bezogen auf die Konzentration von Hypochlorit, weniger als 5 Gewichts% beträgt.
  • Insbesondere beträgt die Chlorat-Konzentration 0,5 bis 5 Gewichts%.
  • Die maximale Stromdichte zwischen den Elektroden wird vorzugsweise auf über 100, insbesondere auf über 5000 A/m2, insbesondere auf 5000 bis 20000 A/m2, eingestellt.
  • Es hat sich herausgestellt, dass sich insbesondere bei Stromdichten über 50 A/m2 derart hohe Konzentrationen von freiem Chlor erzielen lassen, dass die vorstehend genannten Hypochlorit-Konzentrationen erreicht werden können.
  • Die Regelung der Stromdichte erfolgt vorzugsweise über eine Konstantstromschaltung.
  • Insbesondere kann eine Konstantstromschaltung mit einer Eingangsspannung von 20 bis 30 V verwendet werden.
  • Die Stromregelung erfolgt dabei mittels PWM (Pulsweiten-Modulation).
  • Das so erzeugte Spannungssignale wird geglättet, insbesondere mittels eines Glättungskondensators, so dass an der Elektrode eine möglichst ideale Gleichspannung anliegt.
  • Es hat sich gezeigt, dass so ein Spannungssignal anliegt, dass eine gute Annäherung zu einer (idealen) Gleichspannungsquelle hat.
  • Die an der Elektrode anliegende Ausgangsspannung liegt vorzugsweise zwischen 6 und 12 V.
  • Die Regelung erfolgt vorzugsweise zwischen einer Einschaltspannung und einer max. zulässigen Regelspannung.
  • Die max. Regelspannung wird über einen Microprozessor oder eine entsprechend ausgebildete Schaltung derart begrenzt, dass die Ausgangsbeschaltung nicht in einen Überlastbereich kommt. Dieser Fall könnte eintreten, wenn durch Gasblasenbildung an den Elektrodenoberflächen der Strom absinkt und die Regelung die Spannung hochfährt, um den Strom aufrecht zu erhalten. Sorgt die Strömung dann für die Ablösung der Gasblasen von der Elektrodenoberfläche und kommen diese wieder ausschließlich mit Sole in Kontakt, könnte ansonsten ohne diese Begrenzung die Schaltung im Überlastbereich betrieben werden.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zur Desinfektion, insbesondere eines Installationssystems, welche zur Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist.
  • Die Vorrichtung umfasst die vorstehend beschriebene Elektrolysezelle mit nacheinander angeordneten Elektroden und vorzugsweise eine Konstantstromschaltung zur Regelung der Stromdichte.
  • Figurenliste
  • Der Gegenstand der Erfindung soll im Folgenden bezugnehmend auf die Zeichnungen 1 bis 6 anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
    • 1 ist eine schematische Darstellung einer Anlage zur Wasserenthärtung im Betriebsmodus.
    • 2 ist eine entsprechende schematische Ansicht während des Regenerationsprozesses.
    • 3 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle.
    • 3a ist eine Seitenansicht der verwendeten Elektrode.
    • 4 ist eine schematische Darstellung der Komponenten der Anlage zur Wasserenthärtung.
    • 5 ist ein Flussidagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Anlage zur Wasserenthärtung 1, wie sie in das Installationssystem eines Gebäudes inline eingebaut werden kann.
  • Die Anlage 1 umfasst einen Eingang 2 und einen Ausgang 3.
  • Dabei handelt es sich um Anschlüsse für die bauseits vorhandene Wasserleitung.
  • Über den Ausgang 3 wird das Ausgangswasser dem Installationssystem zugeführt und kann an Zapfstellen 4 entnommen werden.
  • In 1 dargestellt ist der reguläre Betrieb der Anlage 1, also der Betriebszustand, in dem die Anlage 1 das Eingangswasser enthärtet.
  • Über den Eingang 2 fließt das Eingangswasser durch den Ionenaustauscher 5. Das Wasser durchläuft die Filterschüttung des Ionenaustauschers 5, wobei insbesondere Härtebildner, wie Kalzium- und Magnesiumionen, gegen Natriumionen ausgetauscht werden.
  • Details der Steuerung sind nicht dargestellt. Meistens kann bei derartigen Anlagen der Härtegrad des Ausgangswassers eingestellt werden. Dies kann insbesondere über einen hier nicht dargestellten Bypass erfolgen, über den das durch den Ionenaustauscher 5 geleitete Wasser mit nicht enthärtetem Eingangswasser gemischt wird.
  • Zur Regelung der Anlage 1, insbesondere zur Einleitung und Steuerung eines Regenerationsprozesses umfasst die Anlage eine Steuerungseinrichtung 6.
  • Über die Steuerungseinrichtung 6 kann zur Regeneration des Ionenaustauschers konzentrierte Salzlauge aus dem Solebehälter 7 entnommen werden.
  • Im regulären Zustand ist die aus dem Solebehälter 7 führende Leitung über das Ventil 8 verschlossen.
  • 2 zeigt den Betriebszustand während eines Regenerationsprozesses.
  • Über das Ventil 9 der Steuerungseinrichtung 6 ist nunmehr die zum Installationssystem und damit zu den Zapfstellen 4 führende Leitung verschlossen.
  • Nunmehr wird über ein Steuerventil 10 Salzlösung über den Solezulauf 11 aus dem Solebehälter 7 entnommen und in den Ionenaustauscher 5 eingeleitet.
  • Das Wasser im Solebehälter 7 wird nach dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe durch das Steuerventil 10 angesaugt und dabei von einer Angangskonzentration von über 20 % NaCl auf unter 10 % verdünnt.
  • Das Salzwasser durchläuft die Filterschüttung des Ionenaustauschers 5 und wird über den nunmehr offen geschalteten Abwasserausgang 12 verworfen.
  • Es versteht sich, dass der Solebehälter 7 einen Wasserzulauf aufweisen kann, welcher in dieser schematischen Darstellung nicht dargestellt ist.
  • Über das Dosierventil 10 kann ferner, insbesondere am Ende des Regenerationsprozesses Eingangswasser in den Ionenaustauscher eingeleitet werden, um diesen zu spülen, bevor die Anlage 1 wieder in den in 1 dargestellten regulären Betriebszustand versetzt wird.
  • Zur Desinfektion des Ionenaustauschers 5 mit freiem Chlor umfasst die Anlage des Weiteren zumindest eine Elektrolysezelle 14a bis 14c.
  • Dargestellt sind in dieser schematischen Darstellung drei verschiedene Einbaupositionen einer Elektrolysezelle.
  • In der Einbauposition gemäß 14a ist die Elektrolysezelle 14a im Solebehälter 7 angeordnet.
  • Die Elektrolysezelle 14b ist im Solezulauf 11 angeordnet.
  • Vorzugsweise befindet sich die Elektrolysezelle, in diesem Fall die Elektrolysezelle 14c, aber in der Steuerungseinrichtung 6.
  • In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich die Elektrolysezelle 14c strömungsseitig vor dem Steuerventil 10. Dies führt zu einer kurzen Verweilzeit im Solezulauf und damit zu einer geringeren Chloratbildung.
  • Gleichzeitig ist die für die Chlorerzeugung verwendete Sole hochkonzentriert, was die Effizienz der Chlorerzeugung verbessert.
  • 3 zeigt schematisch dargestellt die erfindungsgemäße Elektrolysezelle 14.
  • Die Elektrolysezelle 14 ist als ungeteilte Elektrolysezelle 14 ausgebildet und umfasst eine Leitung 16, in welcher zwei Elektroden 14a, 14b, bezogen auf die Strömungsrichtung nacheinander angeordnet sind.
  • Die Elektroden 15a, 15b können insbesondere von der Wand der Leitung in die Leitung hineinragen und quer, insbesondere senkrecht, zu einer Mittelachse der Leitung 16 stehen.
  • Zumindest die in der Leitung stehende Ecke 20 der Elektroden 14a, 14b ist vorzugsweise verrundet. So werden Potentialspitzen verringert.
  • Wie vorstehend ausgeführt, wird durch diese Elektrodenkonfiguration die Effizienz der Elektrolyse verbessert sowie die Bildung von unerwünschtem Chlorat reduziert.
  • Die Elektrolysezelle wird mit einer Konstantstromschaltung mit einer Eingangsspannung von 20 bis 30 V betrieben. Die Stromregelung erfolgt dabei mittels PWM. Das Ausgangssignal wird mittels eines Glättungskondensators in eine möglichst ideale Gleichspannung von 6 bis 12 V umgewandelt.
  • Der Strom zwischen den Elektroden kann insbesondere auf eine Stärke von 0,5 bis 5 A eingeregelt werden.
  • 3a ist eine Seitenansicht eine Elektrode 15. Die Elektrode 15 ist kreiszylinderförmig und umfasst einen Sockel 21, der einen kleineren Durchmesser aufweist als der Hauptkörper 22 der Elektrode 15. Mit dem Sockel 21 wird die Elektrode 15 in einen Halter 21 gesetzt und mit dem Halter 21 in einem Kanal montiert, so dass der Hauptkörper 22 in den Kanal zeigt.
  • Der Radius r der Kante 20 beträgt vorzugsweise 0,2 bis 2 mm. Die Elektrode kann einen Hauptkörper 22 mit einer Länge von 10 bis 20 mm und einem Durchmesser von 4 bis 8 mm umfassen.
  • 4 zeigt in einer schematischen Darstellung die Leitungsführung des Funktionsprinzips einer erfindungsgemäßen Anlage.
  • Sole 17 wird über eine Elektrolysezelle geleitet und dem Steuerventil 10 zugeführt, welches während des Regenerationsprozesses die Sole dem Abwasser 19 zufügt.
  • Das Ventil 10 ist zugleich mit einer Leitung mit dem Eingangswasser 18 verbunden, um den Ionenaustauscher zu spülen und um als Wasserstrahlpumpe Sole aus dem Solebehälter 7 zu saugen.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, in welchem die Schritte des Regenerationsprozesses gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt sind.
  • Zunächst wird die Entnahmeleitung geschlossen.
  • Sodann werden die Elektroden der Elektrolysezelle angesteuert und über ein Dosierventil Salzlauge durch den Ionenaustauscher geleitet.
  • Der Ionenaustauscher wird als regeneriert und gleichzeitig durch mittels der Elektrolyse erzeugtes freies Chlor desinfiziert.
  • Im Bypass wird die Hypochlorit-Konzentration gemessen und darauf basierend werden die Elektroden entsprechend angesteuert, um die Hypochlorit-Konzentration während des Regenerationsprozesses im gewünschten Bereich zu halten.
  • Die Dauer des Regenerationsprozesses kann entweder zeitgesteuert oder durch Messung des Härtegrades des aus dem Ionenaustauscher strömenden Wassers erfolgen.
  • Wenn der Ionenaustauscher regeneriert ist, wird zum Abschluss des Regenerationsprozesses die Elektrolyse beendet und es folgt im Anschluss ein erster Spülgang mit Leitungswasser.
  • Sodann erfolgt ein zweiter Spülgang mit höherem Volumenstrom, in welchem Reste von Salz und Chlor entfernt werden.
  • Sodann schaltet die Anlage die Ventile in den entsprechenden regulären Betriebszustand zurück und die Entnahmeleitung wird geöffnet, so dass die Anlage zur Wasserenthärtung wieder für den regulären Betrieb zur Verfügung steht.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Anlage zur Wasserenthärtung
    2
    Eingang
    3
    Ausgang
    4
    Zapfstelle
    5
    Ionenaustauscher
    6
    Steuerungseinrichtung
    7
    Solebehälter
    8
    Ventil
    9
    Ventil
    10
    Steuerventil
    11
    Solezulauf
    12
    Abwasserausgang
    14, 14a-14c
    Elektrolysezelle
    15, 15b
    Elektrode
    16
    Leitung
    17
    Sole
    18
    Eingangswasser
    19
    Abwasser
    20
    Ecke der Elektrode
    21
    Sockel
    22
    Hauptkörper
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005049196 A1 [0007]

Claims (14)

  1. Anlage zur Wasserenthärtung, umfassend einen Ionenaustauscher, welcher mittels einer Salzlösung regenerierbar ist, wobei die Salzlösung über eine Elektrolysezelle in Ionenaustauscher leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolysezelle bezogen auf die Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Elektroden umfasst.
  2. Anlage nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolysezelle als ungeteilte Elektrolysezelle ausgebildet ist.
  3. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolysezelle in einer Steuerungseinheit der Anlage angeordnet ist, insbesondere vor einem Dosierventil für die Salzlösung.
  4. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden als mit einem Edelmetall beschichtete Elektroden oder als Mischoxid-Elektroden ausgebildet sind.
  5. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden umpolbar sind.
  6. Elektrolysezelle, insbesondere ausgebildet für eine Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Elektrolysezelle als ungeteilte Elektrolysezelle mit, bezogen auf die Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Elektroden ausgebildet ist.
  7. Verfahren zur Erzeugung von Chlor, insbesondere zur Desinfektion eines Installationssystems, wobei eine Elektrolysezelle nach dem vorstehenden Anspruch verwendet wird, um aus einer Salzlauge freies Chlor elektrolytisch zu Erzeugen.
  8. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Salzlauge mit einer Konzentration von mehr als 20 % NaCl verwendet wird, insbesondere von 20 % bis 26,5 % (Massen%).
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzlauge strömungsseitig nach der Elektrolysezelle verdünnt, insbesondere auf 5 bis 12 % NaCl, und sodann zur Desinfektion verwendet wird.
  10. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beendigung eines Regenerationsprozesses der Ionenaustauscher gespült wird, insbesondere ohne dass über die Elektrolysezelle Hypochlorit zugesetzt wird und/oder dass mit einem höheren Volumenstrom gespült wird als während des Regenerationsprozesses.
  11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren derart ausgebführt wird, dass die Hypocloritkonzentration auf über 25 mg/l, insbesondere auf 25 bis 150 mg/l beträgt.
  12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis von Hypochlorit zu Chlorat vorhanden ist, bei dem die Konzentration an Chlorat weniger als 5 Gewichts% beträgt.
  13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromdichte zwischen den Elektroden auf über 100, insbesondere auf über 5000 A/m2, insbesondere auf 5000 - 20000 A/m2, eingestellt wird, und/oder dass die Elektrolysezelle mit einer Konstantstromschaltung betrieben wird, insbesondere mit einer PWM geregelten Konstantstromschaltung mit einer Eingangsspannung von 20 bis 30 V und/oder mit einer Ausgangsspannung von 6 bis 12 V.
  14. Vorrichtung zur Desinfektion, insbesondere eines Installationssystems, ausgebildet zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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