DE10208655A1

DE10208655A1 - Umkehrosmose-Anlage

Info

Publication number: DE10208655A1
Application number: DE10208655A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Michelbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Umkehrosmose-Anlage für Rohwasser, insbesondere Stadt- oder Brunnenwasser, zur Gewinnung von salzarmem Diluat. Die Umkehrosmose-Anlage umfasst wenigstens ein Umkehrosmose-Modul mit einem Rohwassereingang, einem Konzentratausgang (14) und einem Diluatausgang (15) sowie eine die Umkehrosmose-Module mit dem Rohwasser beaufschlagende Osmosepumpe. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem Diluatausgang (15) eine Aufhärtungseinrichtung nachgeschaltet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Umkehrosmose-Anlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Durch ein Umkehrosmose-Verfahren kann Wasser nahezu vollständig entsalzt werden. Für dieses Verfahren sind keine Chemikalien erforderlich, so dass die Umweltbelastung gering ist.
Derartige Umkehrosmose-Anlagen werden insbesondere in der Industrie, Pharmazie und in Krankenhäusern verwendet. Auch für die Luftbefeuchtung in Lüftungs- und Klimaanlagen wird oftmals Wasser verwendet, das zuvor in einer Umkehrosmose- Anlage entsalzt worden ist. Weiterhin sind Umkehrosmose-Anlagen für die Aufbereitung von Meerwasser geeignet. Wegen seines hohen Salzgehalts ist Meerwasser als Trinkwasser ungeeignet. Mit einer Umkehrosmose-Anlage kann der Salzgehalt von Meerwasser soweit reduziert werden, dass es als Trinkwasser geeignet ist. Solche Anlagen werden insbesondere in Küstenregionen mit wenig oder keinem Süßwasservorkommen benötigt.
Aus dem Stand der Technik ist eine Umkehrosmose-Anlage bekannt, der eine Enthärtungsanlage vorgeschaltet ist. In dieses Enthärtungsanlage wird Rohwasser auf weniger als 1°dH entkalkt. Der Ausgang der Enthärtungsanlage ist mit dem Eingang der Umkehrosmose-Anlage gekoppelt. Die Umkehrosmose-Anlage weist am Eingang eine Pumpe auf, die das enthärtete Wasser mit einem Druck von etwa 10 bar bis 80 bar durch Module preßt. In diesen Modulen findet das eigentliche Umkehrosmose- Verfahren statt, indem das Wasser mit Druck gegen halbdurchlässige Membrane gepresst wird. Dabei werden Salze und/oder Mineralien ausgefiltert, wobei sich das Rohwasser in ein Permeat (Diluat) und ein Konzentrat aufspaltet. Das Permeat (Diluat) ist als besonders salzarmes Wasser weiter verwendbar. Das Konzentrat ist ein Abfallprodukt und wird verworfen.
Am Ausgang der Umkehrosrnose-Anlage wird als Permeat ein Wasser bereitgestellt, das einerseits salzarm ist und andererseits einen geringen Härtegrad aufweist. Für zahlreiche Anwendungen ist es jedoch erwünscht oder erforderlich, dass das Wasser einerseits arm an Salzen oder Mineralien ist, andererseits aber einen relativ hohen Härtegrad aufweist. Das Weglassen der Enthärtungsanlage, die der Umkehrosmose-Anlage vorgeschaltet ist, hätte zur Folge, dass die Umkehrosmose-Anlage nicht mehr einwandfrei funktioniert. Weiterhin hätte ein Weglassen der Enthärtungsanlage zur Folge, dass das resultierende Wasser Komponenten aufweist, die zwar den gewünschten Härtegrad bewirken, aber chemische Eigenschaften haben, die für die vorgesehene Verwendung ungeeignet sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Umkehrosmose-Anlage bereit zu stellen, die Wasser produziert, das einerseits salzarm ist und andererseits vorbestimmte chemische Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem Diluatausgang eine Aufhärtungseinrichtung nachgeschaltet ist. Die Änderung der chemischen Eigenschaften bei salzarmen Wasser ist in den meisten Fällen mit einer Erhöhung des Härtegrades verbunden. Durch die Aufhärtung des salzarmen Wassers wird dessen Fähigkeit erhöht, bestimmte chemische Substanzen zu lösen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das bereitgestellte salzarme, aufgehärtete Wasser als Reinigungsmittel oder als Lösungsmittel verwendet werden soll.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Aufhärtungseinrichtung eine Einrichtung zur Erfassung einer aktuell abgegebenen Menge an Diluat aufweist, so dass in Abhängigkeit der aktuell abgegebenen Menge an Diluat eine vorbestimmte Menge eines Härtemittels zuführbar ist. Die Erfassungseinrichtung ermöglicht ein dosiertes Zuführen des Härtemittels. Dadurch lässt sich sicherstellen, dass das aufgehärtete Diluat einen vorbestimmten Härtegrad erreicht. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die abgegebene Diluatmenge am Diluatausgang variiert. Beispielsweise kann die bereitgestellte Diluatmenge vom Bedarf des nachgeschalteten Verbrauchers abhängen. In diesem Fall wird sichergestellt, dass das aufgehärtete Diluat den vorbestimmten gewünschten Härtegrad aufweist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Aufhärtungseinrichtung einen Mischbehälter aufweist, in dem das Härtemittel dem Diluat zuführbar ist. Mit dem Mischbehälter lässt sich ein homogen aufgehärtetes Diluat erhalten.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Aufhärtungseinrichtung eine Pumpe zur Förderung des Härtemittels aufweist. Mit der Pumpe lässt sich das Härtemitttel in dosierten Mengen dem Diluat zuführen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Pumpe steuerbar ist. Damit lässt sich die Menge des Härtemittels und damit der Härtegrad des resultierenden aufgehärteten Diluats einstellen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufhärtungseinrichtung einen Durchflusszähler aufweist, der zwischen dem Diluatausgang und der Mischeinrichtung geschaltet ist. Damit lässt sich die Durchflussmenge des entsalzten und enthärteten Diluats erfassen. Der erfasste Messwert kann für Steuerungs- und Regelungszwecke weiter verwendet werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Fördermenge der Pumpe in Abhängigkeit von der vom Durchflusszähler erfassten Durchflussmenge steuerbar ist. Auf diese Weise wird die Menge des zugeführten Härtemittels derart gesteuert, dass das resultierende aufgehärtete Diluat einen vorbestimmten Härtegrad aufweist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Aufhärtungseinrichtung einen Leitfähigkeitssensor aufweist, der der Mischeinrichtung ausgangsseitig nachgeschaltet ist. Damit wird eine Kontrollmöglichkeit bereitgestellt, um die wesentlichen Eigenschaften des resultierenden aufgehärteten Diluats zu überwachen.
Für die Ausgestaltung der Pumpe kann vorgesehen sein, dass die Pumpe als Hubkolbenpumpe ausgebildet ist. Mit einer Hubkolbenpumpe lässt sich eine verhältnismäßig genaue Dosierung erreichen. Vorzugsweise ist der Hubraum der Hubkolbenpumpe verhältnismäßig klein ausgebildet. Dagegen arbeitet die Hubkolbenpumpe mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz. Mit dieser Konstellation, d. h. kleiner Hubraum und hohe Pumpfrequenz, ist die Dosierung besonders genau einstellbar.
Hinsichtlich der Dosierung ist vorgesehen, dass die Anzahl der Hubbewegungen der Hubkolbenpumpe zwischen 100 und 1000, vorzugsweise 400 pro Liter Diluat beträgt.
Somit werden vorzugsweise jedem Liter Diluat etwa 400 Tröpfchen Härtemittel zugeführt. Die relativ hohe Hubzahl ermöglicht ein verhältnismäßig kleines Volumen der Hubkolbenpumpe. Dies bedeutet einen geringen materiellen und konstruktiven Aufwand.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Durchflusszähler eine Messgenauigkeit von wenigstens 0,02 Liter pro Minute aufweist. Dies ermöglicht eine hohe Genauigkeit der Dosierung und damit eine Homogenität des resultierenden aufgehärteten Diluats.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Osmosepumpe als Plungerpumpe ausgebildet ist. Die Plungerpumpe hat den Vorteil, dass sie sich nicht oder nur geringfügig erwärmt. Im Gegensatz dazu erwärmen sich Kreiselpumpen, die herkömmlicher Weise für Osmoseanlagen verwendet werden, sehr stark. Dies hat zur Folge, dass ebenfalls das zu entsalzende Wasser erwärmt wird, was die Keimbildung im Wasser fördert. Durch die Verwendung der Plungerpumpe wird somit die Keimbildung verhindert oder zumindest unterdrückt.
Hinsichtlich der Auswahl des Härtemittels kann ein Reinigungsmittel vorgesehen sein. Für zahlreiche Vorrichtungen ist salzarmes Wasser erforderlich, das eine reinigende Wirkung hat. Als Beispiel sei eine Druckmaschine genannt, die während des Druckvorgangs oder zwischen den Druckvorgängen gespült werden muss.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Härtemittel eine organische Säure ist. Die meisten organischen Säuren haben den Vorteil, dass sie nicht besonders aggressiv gegenüber Maschinenteilen und dergleichen sind, aber dennoch eine reinigende Wirkung haben. Organische Säuren sind meist biologisch abbaubar und werden spätestens in einer Kläranlage aus dem Wasser entfernt, so dass Roh- oder Brunnenwasser im Allgemeinen keine organischen Säuren enthält. Als Reinigungsmittel oder Lösungsmittel lassen sich organische Säuren gezielt gegen bestimmte Substanzen verwenden, ohne dass mechanische Bauteile angegriffen werden.
Schließlich kann vorgesehen sein, dass das Härtemittel Kalziumacetat ist. Ein mit Kalziumacetat beaufschlagtes salzarmes Wasser ist weniger aggressiv als typisches Stadt- oder Brunnenwasser. Durch die Zugabe von Kalziumacetat hat das bereitgestellte Wasser eine reinigende Wirkung, ohne dass empfindliche mechanische Teile angegriffen werden.
Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und besondere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Umkehrosmose-Anlage; und
Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der eigentlichen Umkehrosmose- Anlage aus Fig. 1.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer gesamten Umkehrosmose-Anlage gemäß der Erfindung. Eine eigentliche Umkehrosmose-Anlage 30 ist zwischen einem Eingang 12 und einem Diluatabfluss 25 geschaltet. Am Eingang 12 wird der Anlage Rohwasser zugeführt. Am Diluatabfluss 25 wird entsalztes und enthärtetes Wasser bereitgestellt. Die eigentliche Umkehrosmose-Anlage 30 ist weiter unten ausführlich beschrieben.
Der eigentlichen Umkehrosmose-Anlage 30 ist eine Enthärtungseinrichtung nachgeschaltet, die eingangsseitig mit dem Diluatabfluss 25 gekoppelt ist. Die Enthärtungseinrichtung umfasst einen Durchflusszähler 32, einen Mischbehälter 34, eine Hubkolbenpumpe 36, einen Vorratsbehälter 38 und einen Leitfähigkeitssensor 40. Vom Diluatabfluss 25 durchläuft das entsalzte und enthärtete Diluat den Durchflusszähler 32 und wird anschließend dem Mischbehälter 34 zugeführt. Im Durchflusszähler 32 wird mit einer Messgenauigkeit von 0,02 Liter pro Minute die Durchflussmenge des Diluats erfasst. Dieser Messwert wird zur Steuerung der Hubkolbenpumpe 36 verwendet. Der Mischbehälter 34 weist zwei Eingänge 41 und 42 auf. Über den Eingang 41 wird dem Mischbehälter 34 das Diluat zugeführt. Über den Eingang 42 wird dem Mischbehälter 34 ein Härtemittel zugeführt. Das Härtemittel wird in dem Vorratsbehälter 38 aufbewahrt. Über die Hubkolbenpumpe 36 wird das Härtemittel von dem Vorratsbehälter 38 dem Mischbehälter 34 zugeführt. Da der vom Durchflusszähler 32 erfasste Messwert zur Steuerung der Hubkolbenpumpe 36 verwendet wird, werden das Diluat und das Härtemittel mit einem konstanten Mischungsverhältnis dem Mischbehälter 34 zugeführt. Die Hubkolbenpumpe 36 weist einen verhältnismäßig kleinen Hubraum auf, arbeitet jedoch mit einer relativ hohen Pumpfrequenz. Dies bewirkt, dass das Härtemittel tropfenweise dem Diluat zugeführt wird. Die tropfenweise Zugabe des Härtemittels unterstützt die Vermischung des Härtemittels mit dem Diluat, so dass ein homogenes Gemenge entsteht. Vorzugsweise arbeitet die Hubkolbenpumpe 36 mit etwa 400 Hubbewegungen pro Liter Diluat. Damit lässt sich sowohl eine besonderes genaue Dosierung als auch eine homogene Vermischung der beiden Komponenten erreichen. Der Leitfähigkeitssensor 40, der mit dem Ausgang des Mischbehälters 34 gekoppelt ist, ist zur Endkontrolle des resultierenden aufgehärteten Diluats vorgesehen. Aus der erfassten Leitfähigkeit lässt sich der Härtegrad bestimmen. Typischerweise hat das resultierende aufgehärtete Diluat eine Härte zwischen 8°dH und 10°dH. Das resultierende aufgehärtete Diluat ist vorzugsweise für solche Anwendungen vorgesehen, für die Wasser benötigt wird, das einerseits einen niedrigen Salzgehalt, aber andererseits einen relativ hohen Härtegrad aufweist. Die Wasserlöslichkeit zahlreicher Substanzen nimmt mit dem Härtegrad des Wassers zu. Für zahlreiche industrielle Anwendungen ist eine bestimmte Wasserlöslichkeit erforderlich.
In Fig. 2 ist die eigentliche Umkehrosmose-Anlage 30 detailliert dargestellt. Dem Eingang 12 sind in Reihe eine Flästegrad-Überwachungseinrichtung 1, ein erster Drucksensor 2, ein Filter 3, ein zweiter Drucksensor 4, ein Magnetventil 26, ein Druckschalter 5 und eine Osmosepumpe 16 nachgeschaltet. Dem Ausgang der Osmosepumpe 16 ist ein dritter Drucksensor 6 zugeordnet. Weiterhin weist die Osmosepumpe 16 einen Steuereingang auf, der mit einem Frequenzumwandler 9 gekoppelt ist. Der Ausgang der Osmosepumpe 16 ist mit einem Rohwassereingang 13 zweier parallel geschalteter Umkehrosmose-Module 10 und 11 gekoppelt. Die Umkehrosmose-Module 10 und 11 weisen außerdem einen Konzentratausgang 14 und einen Diluatausgang 15 auf. Dem Konzentratausgang 14 ist ein Regelventil 8 nachgeschaltet. Das Regelventil 8 weist zwei Ausgänge auf. Der eine Ausgang des Regelventils 8 ist über eine Rückführleitung 20 mit dem Koppelpunkt des Druckschalters 5 und des Magnetventils 26 verbunden. Der andere Ausgang des Regelventils 8 ist über einen Wasserzähler 7 mit einem Konzentratabfluß 18 verbunden. Dem Diluatausgang 15 sind ein Zapfhahn 21, ein erster Leitwertsensor 23, ein zweiter Wasserzähler 22, ein zweiter Leitwertsensor 28, ein vierter Drucksensor 24 und ein Diluatabfluß 25 nachgeschaltet, die über ein Diluatleitungssystem 19 verbunden sind. Das Diluatleitungssystem 19 ist über eine Überbrückungsleitung 29 mit dem Ausgang der Osmosepumpe 16 verbunden. Die Überbrückungsleitung 29 weist ein zweites Regelventil 27 auf.
Über den Eingang 12 wird der Umkehrosmose-Anlage Rohwasser zugeführt, das üblicherweise in einer Enthärtungsanlage entkalkt worden ist. Die Härtegrad- Überwachungseinrichtung 1 ist dazu vorgesehen, den Härtegrad des Rohwassers zu erfassen, so daß bei Überschreitung eines vorbestimmten Grenzwertes die weitere Zufuhr von Rohwasser, beispielsweise durch Schließen des Magnetventils 26, automatisch oder manuell unterbunden werden kann. Vorzugsweise wird bei einer Überschreitung des Wertes 1°dH die Umkehrosmose-Anlage automatisch abgeschaltet. Auf diese Weise wird verhindert, daß Wasser mit einem höheren Härtegrad in die Umkehrosmose-Module 10 und 11 gelangt. Dies hätte zur Folge, daß die Umkehrosmose-Module 10 und 11 verstopft werden würden, und letztlich die gesamte Umkehrosmose-Anlage ausfallen würde. Durch die Verwendung der Härtegrad- Überwachungseinrichtung 1 wird der gesamte Wartungsaufwand der Anlage erheblich reduziert. Das Magnetventil 26 kann mit Abschalten der Anlage geschlossen werden, um beispielsweise ein Spülen der Anlage zu ermöglichen.
Die Osmosepumpe 16 ist dazu vorgesehen, das Rohwasser mit Druck, üblicherweise zwischen 1 und 80 bar, in die Umkehrosmose-Module 10 und 11 zu pressen. Die Osmosepumpe 16 wird von dem Frequenzumwandler 9 angesteuert. Dem Frequenzumwandler 9 ist vorzugsweise ein DDC-Regler vorgeschaltet. Der Druck am Ausgang der Osmosepumpe 16 wird in Abhängigkeit von denjenigen Werten geregelt, die durch den dritten Drucksensor 6, den zweiten Wasserzähler 22, den Leitwertsensor 23 und den vierten Drucksensor 24 erfasst werden. Auf diese Weise wird die Osmosepumpe 16 derart geregelt, daß den Umkehrosmose-Modulen 10 und 11 so viel Rohwasser zugeführt wird, wie Diluat am Diluatabfluss 25 von einem Endverbraucher benötigt wird. Eine Zwischenlagerung des Diluats in einem Behälter oder dergleichen ist nicht erforderlich. Somit wird eine Keimbildung unterbunden, die oftmals in derartigen Behältern auftritt. Vorzugsweise sind die Umkehrosmose-Module 10 und 11 separat zu- und abschaltbar. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit von der geforderten Diluatmenge, insbesondere bei noch mehr Modulen, die gesamte Anlage geregelt werden.
Das Regelventil 8 ist als 2-Wege-Ventil ausgebildet. Mit dem Regelventil 8 kann eingestellt werden, welcher Anteil des Konzentrats über die Rückführleitung 20 an den Vorlauf der Osmosepumpe 16 rückgeführt wird. Beispielsweise kann das Regelventil 8 von einem DDC-Regler angesteuert werden. Der übrige Anteil des Konzentrats wird über den ersten Wasserzähler 7 dem Konzentratabfluß 18 zugeführt. Das dem Konzentratabfluß 18 zugeführte Konzentrat wird üblicherweise als Abfall verworfen.
Durch die einstellbare Rückführung des Konzentrats werden die Regelungsmöglichkeiten der gesamten Umkehrosmose-Anlage erhöht. Insbesondere ist dadurch das Konzentrat stetig einstellbar.
Die Überbrückungsleitung 29 und das zweite Regelventil 27 bilden bei der hier beschriebenen Ausführungsform Bestandteile einer Verschneideeinrichtung. Dadurch werden insbesondere die Umkehrosmose-Module 10 und 11 überbrückt, so dass ein Teil des gefilterten Rohwassers direkt dem Diluatleitungssystem 19 und dem Diluatabfluss 25 zugeführt werden kann. Damit wird eine weitere Regelungsmöglichkeit für die Umkehrosmose-Anlage bereitgestellt. Ein Teil des gefilterten Rohwassers kann damit an den beiden Umkehrosmose-Modulen 10 und 11 vorbei dem Diluatabfluss 25 zugeführt werden, wenn vom Endverbraucher ein entsprechender vorbestimmter Salzgehalt toleriert wird. Vorzugsweise wird der aktuelle Leitwert des verschnittenen Diluats vom zweiten Leitwertsensor 28 erfasst. Je nach vom Endverbrauches tolerierten Salzgehalt kann dann mittels des Regelventils 27 das Verhältnis von aus den Umkehrosmose-Modulen 10 und 11 ausgegebenem Diluatfluss und des durch die Überbrückungsleitung 29 geführten gefilterten Rohwassers manuell oder automatisch eingestellt werden. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, zusätzlich auch den aktuellen Leitwert des aus den Umkehrosmose-Modulen 10 und 11 ausgegebenen Diluats vor der Verschneidung mit gefiltertem Rohwasser im ersten Leitwertsensor 23 zu erfassen. Die Regelung kann dadurch verbessert werden, da anhand der Qualität des aus den Umkehrosmose-Modulen 10 und 11 ausgegebenen Diluats die mutmaßlich mögliche Zugabe von gefiltertem Rohwasser über die Überbrückungsleitung 29 abgeschätzt werden kann. Eine Überprüfung kann dann noch durch Bestimmung des Leitwerts des verschnittenen Diluats im zweiten Leitwertsensor 28 erfolgen. Dieses Verfahren ist besonders ökonomisch, da durch die beiden Umkehrosmose-Module 10 und 11 nicht mehr Wasser als nötig hindurch befördert wird. Dies wirkt sich günstig für die Wartungsintervalle der Umkehrosmose-Module 10 und 11 aus.
Mit der Verschneideeinrichtung wird eine weitere Möglichkeit geschaffen, den konstruktiven und technologischen Aufwand für die Umkehrosmose-Anlage optimal an die jeweils vorliegenden Anforderungen anzupassen. Die Überbrückungsleitung 29 und das zweite Regelungsventil 27 sind kostengünstige Bauteile, die außerdem einen geringen Wartungsaufwand erfordern. Durch die Verschneideeinrichtung kann die Durchflussrate der beiden Umkehrosmose-Module 10 und 11 wesentlich geringer sein als die der gesamten Umkehrosmose-Anlage.
Insbesondere ist vorgesehen, daß die Umkehrosmose-Anlage mit einer EDV-Anlage gekoppelt sein kann. Dabei werden die erfaßten Meßwerte sämtlicher Sensoren der EDV-Anlage zugeführt. Auf der Grundlage dieser Meßwerte werden der Frequenzumwandler 9 und das Regelventil 8 von der EDV-Anlage angesteuert. Auf diese Weise ist eine ständige Überwachung der Umkehrosmose-Anlage mittels der EDV-Anlage möglich. Ein Display der EDV-Anlage ist für die ständige optische Überwachung der wichtigsten Meßdaten vorgesehen. Eine permanente Aufzeichnung der erfaßten Meßwerte ist ebenfalls vorgesehen. Die EDV-Anlage läßt sich mittels eines PC kostengünstig realisieren. Beispielsweise kann auch eine SPS-Steuerung verwendet werden. Sämtliche Daten und eventuelle Störfälle können unmittelbar und unverzüglich an eine Leitstelle weitergeleitet werden. Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Anlage einen sehr geringen Platzbedarf hat. Schließlich kann mit dieser Anlage die für Keimbildung relevante DIN 6022 problemlos eingehalten werden. Auch die gemäss der Trinkwasserverordnung relevante DIN 2000, die ebenfalls die Keimbildung betrifft, kann mit der erfindungsgemäßen Umkehrosmose-Anlage erfüllt werden.
Die erfindungsgemäße Umkehrosmose-Anlage kann in der Industrie auf vielen Einsatzgebieten verwendet werden. Für zahlreiche Herstellungsverfahren und Produkte wird Wasser mit einem niedrigen Salzgehalt und einem bestimmten Härtegrad benötigt. Insbesondere für die Pharma-Industrie ist diese Umkehrosmose-Anlage vorteilhaft geeignet. Neben dem extrem niedrigen Salzgehalt ist auch die Keimbildung sehr gering, was insbesondere für pharmazeutische Produkte wichtig ist. Auch in Krankenhäusern kann die erfindungsgemäße Umkehrosmose-Anlage verwendet werden, wo ebenfalls die geringe Keimbildung neben dem niedrigen Salzgehalt eine wichtige Rolle spielt. Schließlich kann die erfindungsgemäße Umkehrosmose-Anlage als Meerwasser- Aufbereitungsanlage verwendet werden, so dass auf diese Weise Trinkwasser gewonnen werden kann. In Küstenregionen, die nur ein geringes Süßwasservorkommen aufweisen, kann die erfindungsgemäße Umkehrosmose-Anlage besonders effizient für die Bereitstellung von Trinkwasser verwendet werden.
Als Härtemittel kann beispielsweise ein Reinigungsmittel vorgesehen sein. Solche Mischungen sind wegen des geringen Salzgehalts weniger aggressiv als Stadt- oder Brunnenwasser und haben darüber hinaus noch eine höhere Reinigungswirkung. Vorteilhafterweise lässt sich als Härtemittel ein organisches Lösungsmittel verwenden. Organische Lösungsmittel haben eine reinigende Wirkung, ohne mechanische Bauteile und dergleichen anzugreifen. Darüber hinaus sind organische Lösungsmittel biologisch abbaubar und belasten die Umwelt nur geringfügig. Beispielsweise kann als Härtemittel Kalziumacetat verwendet werden. Ein mit Kalziumacetat aufgehärtetes salzarmes Wasser ist beispielsweise zum Spülen von Druckmaschinen geeignet. Kalziumacetat löst einerseits Druckfarben und Klebemittel und greift andererseits die mechanischen und feinmechanischen Teile der Druckmaschine nicht an.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Sinne der Erfindung die Aufhärtungseinrichtung nicht nur als solche im engeren Sinne zu verstehen ist, sondern dass es sich dabei auch um eine Beimischungseinrichtung handelt. Die Umkehrosmoseanlage mit nachgeschalteter Beimischungseinrichtung ist dazu vorgesehen, salzarmes Wasser mit einem bestimmten Additiv bereitzustellen. Die Auswahl des Additivs hängt von den gewünschten chemischen Eigenschaften des salzarmen Wassers ab. Da die Beimischung eines Additivs in den meisten Fällen mit einer Erhöhung des Härtegrades verbunden ist, wurde vorstehend die Bezeichnung Aufhärtungseinrichtung gewählt. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Aufhärtungseinrichtung zur Beimischung beliebiger Additive vorgesehen sein kann. Bezugszeichenliste 1 Härtegrad-Überwachungseinrichtung
2 Erster Drucksensor
3 Filter
4 Zweiter Drucksensor
5 Druckschalter
6 Dritter Drucksensor
7 Erster Wasserzähler
8 Erstes Regelventil
9 Frequenzumwandler
10 Umkehrosmose-Modul
11 Umkehrosmose-Modul
12 Eingang
13 Rohwassereingang
14 Konzentratausgang
15 Diluatausgang
16 Osmosepumpe
18 Konzentratabfluss
19 Diluatleitungssystem
20 Rückführleitung
21 Zapfhahn
22 Zweiter Wasserzähler
23 Erster Leitwertsensor
24 Vierter Drucksensor
25 Diluatabfluß
26 Magnetventil
27 Zweites Regelventil
28 Zweiter Leitwertsensor
29 Überbrückungsleitung
30 eigentliche Umkehrosmose-Anlage
32 Durchflusszähler
34 Mischbehälter
36 Hubkolbenpumpe
38 Vorratsbehälter
40 Leitfähigkeitssensor
41 erster Eingang
42 zweiter Eingang

Claims

1. Umkehrosmose-Anlage für Rohwasser, insbesondere Stadt- oder Brunnenwasser, zur Gewinnung von salzarmen Diluat, umfassend
wenigstens ein Umkehrosmose-Modul (10, 11) mit einem Rohwassereingang (13), einem Konzentratausgang (14) und einem Diluatausgang (15) und
eine die Umkehrosmose-Module (10, 11) mit dem Rohwasser beaufschlagende Osmosepumpe (16),
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Diluatausgang (15) eine Aufhärtungseinrichtung nachgeschaltet ist.

2. Umkehrosmose-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhärtungseinrichtung eine Einrichtung (32) zur Erfassung einer aktuell abgegebenen Menge an Diluat aufweist, so dass in Abhängigkeit der aktuell abgegebenen Menge an Diluat eine vorbestimmte Menge eines Härtemittels zuführbar ist.

3. Umkehrosmose-Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhärtungseinrichrung einen Mischbehälter (34) aufweist, in dem das Härtemittel dem Diluat zuführbar ist.

4. Umkehrosmose-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhärtungseinrichtung eine Pumpe (36) zur Förderung des Härtemittels aufweist.

5. Umkehrosmose-Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (36) steuerbar ist.

6. Umkehrosmose-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhärtungseinrichtung einen Durchflusszähler (32) aufweist, der zwischen dem Diluatausgang (15) und der Mischeinrichtung (34) geschaltet ist.

7. Umkehrosmose-Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermenge der Pumpe (36) in Abhängigkeit von der vom Durchflusszähler (32) erfassten Durchflussmenge des Diluats steuerbar ist.

8. Umkehrosmose-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufhärtungseinrichtung ausgangsseitig einen Leitfähigkeitssensor (40) aufweist.

9. Umkehrosmose-Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe als Hubkolbenpumpe (36) ausgebildet ist.

10. Umkehrosmose-Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Hubbewegungen der Hubkolbenpumpe (36) zwischen 100 und 1000, vorzugsweise etwa 400 pro Liter Diluat beträgt.

11. Umkehrosmose-Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusszähler (32) eine Messgenauigkeit von wenigstens 0,02 Liter pro Minute aufweist.

12. Umkehrosmose-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Osmosepumpe (16) als Plungerpumpe ausgebildet ist.

13. Umkehrosmose-Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Plungerpumpe (16) einen Druck zwischen 5 bar und 30 bar, vorzugsweise etwa 15 bar bereitstellt.

14. Umkehrosmose-Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Härtemittel ein Reinigungsmittel vorgesehen ist.

15. Umkehrosmose-Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Härtemittel ein organisches Lösungsmittel vorgesehen ist.

16. Umkehrosmose-Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Härtemittel Kalziumacetat vorgesehen ist.

17. Umkehrosmose-Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Umkehrosmose-Anlage ein aufgehärtetes Diluat bereitstellt, das eine Härte von etwa 8°dH bis 10°dH aufweist.