DE1919401A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entsalzen von Rohwasser mittels eines Ionenaustauscher-Mischbettes unter gleichzeitigem Regenerieren dieser Ionenaustauscher - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE OR.-INO. VON KREISLER DR.-ING. SCHON WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH KDLN 1, DEICHMANNHAUS

16. April 1969 Ke/Kl

PYROCRYSTAL S.N.C. DI CQMINOTTI 6t C, VIA S. TECLA, 5, MILANO₁ ITALIEN

Verfahren und Vorrichtung zum Entsalzen von Rohwasser mittels eines Ionenaustauscher-Misohbettes unter gleichzeitigem Regenerieren dieser Ionenaustauscher

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entsalzen von Rohwasser mit in einem Mischbett angeordneten Kationen- und Anionen-Austauscherharzen zur Entfernung der Kationen und Anionen aus Rohwasser bei der Herstellung von entsalztem Wasser. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die selbsttätig die jeweiligen Verfahrensstufen der Entsalzung des Rohwassers und der Regenerierung der verbrauchten Ionenaustauscherharze durchführt, und zwar insbesondere eine Vorrichtung für kleine und mittlere Leistungen.

Zur Herstellung von entsalztem Wasser unter Verwendung von Anionen- und Kationen-Austausoherharzen sind für kleine und mittlere Leistungen zwar bereits verschiedene Vorrichtungen bekannt, doch ist mit diesen keine selbsttätige Regenerierung der Austauscherharze möglich, vielmehr erfordert diese Regenerierung zusätzliche Maßnahmen. Hierfür ist von selten des Bedienungspersonals eine reiche Erfahrung Voraussetzung, da andernfalls beträchtliche nachteilige Auswirkungen auf

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die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und darüber hinaus die Gefahr besteht, daß durch unsachgemäße und ungenaue Arbeitshandlungen unerwünschte Versehmutzungen der Austauscherharze eintreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für das Entsalzen von Rchwasser im lonenaustauscher-Mischbett zu entwickeln, in der der Regenerierungs-Vorgang der Austauscherharze selbsttätig erfolgt und jedes Zutun von Hand, das stets eine gewisse Unsicherheit in sich birgt, ausgeschlossen wird.

Bei den bisher üblichen Vorrichtungen zur Entsalzung von Wasser ist es außerdem bekannt, daß große Behälter vorgesehen werden müssen, in denen die Lösungen der zum Regenerieren der verbrauchten Ionenaustauscherharze erfordern chen Regnerierungsraittel angesetzt v/erden. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung einer Vorrichtung zum Entsalzen von Rohwasser im Ionenaustauscher-Mischbett, bei dem die Verwendung großer Behälter zum Ansetzen und Lagern der Regenerierungslösungen dadurch entfällt, daß das Verdünnen der Regenerierungsmittel in der Vorrichtung selbst durchgeführt wird, und zwar ebenfalls selbsttätig im Augenblick des Gebrauches.

Bei den herkömmlichen Entsalzungsvorrichtmgen mit einer Kationenaustauschersäule, einer Anionenaustauschersäule und einem Mischbett, durch das die Abgänge der vorangehenden Betten geleitet werden, ist es Aufgabe dieses Mischbettes, die Wirkungsv/eise der beiden vorgeschalteten Austauschersäulen zu vervollständigen. Zum Regenerieren des Mischbettes werden die Wasohwasser der beiden anderen Aus-

^O tauscherbetten verwendet'. Das Regenerieren des Mischbettes erfordert daher keine große Sorgfalt, und das Problem der Verunreinigung des Mischbettes durch einen Teil der Regenerierungsmittel, in diesem Falle durch die Natrlumhydroxydlösung, ist belanglos.

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Dagegen mu3 in den bekannten Vorrichtungen zum Entsalzen von Rohwasser, die aus nur einer Gäule mit gemischter Füllung aus Anionpn- und Kationenaustauscher bestehen, das Regenerieren des Anionenaustauscherbettes sorgfältig durchgeführt werden, um dessen Verunreinigung durch den Kationenaustauscher zu verhindern, da andernfalls die zuvor erwähnten und dem Fachmann bekannten Nachteile in Kauf genommen worden wüßten. Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, daß die nicht sorgfältig durchgeführten Regenerierungsstufen und andere notwendige Verfahrensschritte,die nur einen Zeitverlust darstellen, sich in ganz erheblichem Umfan£e nachteilig auf die Herstellungskosten des entsalzten Wassers auswirken können.

Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Entsalzungsvorrichtung mit nur einem Austauscherbett, dessen Regenerierung auf qualitativ hochwertigste Art und Weise durch ein Verfahren, das ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist, erfolgt und die Gefahr einer Verunreinigung der im Mischbett vorliegenden Austauscherharze ausschließt.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Entsalzungsvorrichtung, die die Entsalzung aufgrund der großen Sorgfalt und der besonderen Durchführung des Regenerierens mittels eines einzigen Mischbettes ermöglicht, also mit offensichtlichen Vorteilen in bezug auf die Abmessungen und die Herstellungskosten der Vorrichtung selbst.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist das Verhüten von Verunreinigungen und Verkrustungen der zur Förderung der Regenerierungsmittel eingesetzten Fördervorrichtungen, wie beispielsweise Pumpen, indem für diese ein Waschvorgang nach -jedem Durchsatz einerRegenerierungslösung vorgesehen ist.

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Die Lösung dieser zahlreichen Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist ein yerfahren und eine Vorrichtung zum Entsalzen von Rohwasser mittels eines Ionenaustauscher-Mischbettes unter gleichzeitigem Regenerieren dieser Ionenaustauscher, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man die einzelnen Stufen des Regeneriervorganges mittels eines Programmgerätes steuert und die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gekennzeichnet ist durch ein die einzelnen Stufen der Regenerierung der im Mischbett vorliegenden Ionenaustauscher selbsttätig steuerndes Programmgerät .

Durch das Programmgerät werden Ventllorgane, beispielsweise Magnetventile, die den Durchlauf der für das Regenerieren der Austauscherharze erforderlichen Flüssigkeiten zu bestimm-

Vz ten Zeitpunkten steuern, beaufschlagt. Hat das auf die Austauschersäule aufzugebende Wasser einen vorbestimmten Druck, was durch Verwendung an sich bekannter Mittel erreicht v/erden kann, beispielsweise durch Druckminderungsventile, Druckspeicher und dergl., so erlaubt die Zeitdauer, während der die jeweiligen Ventile für die Wasserzufuhr geöffnet sind, mit ausreichender Genauigkeit die für die Regenerierungsstufen benötigten Wasserr.'engen zu regulieren. Außerdem ist durch Anordnung geeigneter Strömungsmengenregler die Möglichkeit gegeben, die Wassermenge derart zu regulieren, daß diese den verschiedenen Stufen der Regenerierung im Verhältnis der besonderen <9timmung entspricht.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist die Vorrichtung vorzugsweise nur eine Austauschersäule mit Mischbett auf, obwohl sie mit weiteren Kationen- und Ani onenaiBbauscher säulen kombiniert sein kann. Die Vorrichtung ist außerdem mit mindestens zwei Behältern für die stark konzentrierten Regenerierungsmittel ausgestattet, die an die Ansaugleitung einer einzigen Pumpe angeschlossen sind, die die Regenerierungs-

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lösungen zur Austauschersäule pumpt.

Zwischen dem Behälter für die zur Regenerierung verwendete konzentrierte. Säure und der Austauschersäule wird zweckmäßig ein Enthärter angeordnet, vorzugsweise in Form eines kleinen Kationenaustauscherbettes, in das dann die verdünnte SSurelösung eingeleitet wird, nachdem sie aus der konzentrierten Säure und Verdünnungswasser an einer Stelle vor diesem Kationenaustauscherbett durch Zusammenmischen gewonnen worden ist. Hierdurch wird ermöglicht, das dieses Austauscherbett gerade durch die für die Austauschersäule bestimmte saure Lösung regeneriert wird. Der beschriebene Enthärter dient dem Enthärten des zu dekationisierenden Wassers, wenn der Säurebehälter aus dem Kreislauf bei der Herstellung der verdünnten Ätznatronlösung herausgenommen ist. Diese spezielle Anordnung hat den Vorteil, daß das kleine Kationenaustausoherbett des Enthärters mit der gleichen, für die Austausohersäule vorgesehenen sauren Regenerierlösung regeneriert wird, daß ein bequemes Waschen der Pumpe mit dekationisiertem Wasser durchgeführt werden kann, wenn der Säurebehälter durch entsprechende Ventilorgane aus dem Kreislauf herausgenommen ist, und daß außerdem ein gründliches Mischen der konzentrierten Regenerierungsmittel mit dem Verdünnungswasser beim Durchfluß dieser Mischung durch die Pumpe erreicht wird.

Gemäß einem wichtigen Merkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung, dem eine besondere Bedeutung zukommt, ist vorgesehen, daß nach der Trennung der Austauscherharze in zwei Schichten, und Ewar bei der Regenerierung des Anionenaustausoherharzes zum Zwecke der Verhinderung der Verunrelnigung des Kationenaustauscherharzes Wasser im Gegenstrom von unten nach oben geleitet wird, das dafür sorgt, daß der vom Kationenaustausoharharz eingenommene Raum von der A'tznatronlösung unbeeinflußt bleibt. Um dies zu erreichen, ist in der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen, ungefahr an der Grenzstelle zwischen den beiden Austauschern

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einen Abfluß vorzusehen, so daß die beiden Flüssigkeiten, also die von oben nach unten fließende Ätznatronlösung, die das Anionenaustausoherharz beaufschlagt, und das im Gegenstrom von unten nach oben steigende Wasser, das das Kationenaustauscherharz beaufschlagt, an diesen gemeinsamen Abfluß gelangt, ohne daß irgendwelche Teile des Kationenaus tausoherharzes verunreinigt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, lediglich als Beispiel zu wertenden ausführlichen fe Beschreibung der Figuren der beiliegenden Zeichnungen, wobei
Fig. 1 schematisch die Vorrichtung gemäß der Erfindung und den Kreislauf der verschiedenen Flüssigkeiten des Verfahrens wiedergibt, während Fig. 2 ein elektrisches Funktionsschaltbild wiedergibt.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus der Austauschersäule 101, die aus einem üblichen Werkstoff, beispielsweise Polymethaerylsäuremethylester, herge-,stellt ist. Im Innern der Austauschersäule ist eine mittlere Leitung 102 angeordnet, die mit Radialöffnungen 103 am oberen Teil der Austauschersäule endet. Die Leitung ) tritt am Boden der Austauschersäule heraus und ist an einer Anzahl der im folgenden näher beschriebenen Leitungen angeschlossen. Innerhalb des Rohres 102 ist ein weiteres, von diesem Rohr getrenntes Rohr 104 angeordnet, das am oberen Teil der Säule mit Öffnungen 105 versehen ist. Dieses Innenrohr 104~ist ebenfalls durch den Boden der Austausehersäule geführt und an eine Leitung 106 angeschlossen, die über ein Magnetventil 4 nach außen führt, beispielsweise zur Abwasserkanalisation.

Am Boden der Austauschersäule 101 münden zwei Leitungen 107 und 108. Die Leitung 107 ist der Auslaß für das in der

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Austauschersäule entsalzte Wasser, der über das Magnetventil 1 gesteuert w.'rd. Die Leitung 108 kann über ein Magnetventil 2 mit der Außenluft oder mittels eines Magnetventils 3 mit dem Abfluß, beispielsweise mit der Abwasserkanalisation, verbunden werden.

In einer gewissen Höhe über dem Boden der Austauschersäule sind ein oder mehrere quer verlaufende gelochte Rohre angeordnet, die über die Leitung 111 und ein Magnetventil 6 an den Abfluß angeschlossen werden können. Die Rohre sind zweckmäßig in der Grenzebene zwischen dem Kationen- und dem Anionenaustauscherharz nach deren Trennung zwecks Regenerierens angeordnet.

Das Rohr 102 ist über die Leitung 112 und ein Magnetventil 12 an eine Pumpe P angeschlossen. Diese Pumpe steht über ihre Ansaugleitung 113 mit dem Zusammenfluß der Leitungen 114, 115 in Verbindung, und zwar über die Ventile 1> und 14. Die Leitung 114 wird aus dem Ätznatronbehälter 116 über das Rückschlagventil 117 und einen Durchflußmengenregler Il8 mit Ä'tznatronlauge versorgt, wodurch mindestens innerhalb bestimmter Grenzen die Leistung-der Leitung bestimmt wird. Die Ätznatronlösung wird durch das Wasser verdünnt, das in der Leitung 113 fließt, die vor dem elektromagnetischen By pass-Ventil zu diesem Zwecke eine Abzweigung besitzt, in die ein Magnetventil 15 und^ein Strömungsmengenregler 119 eingesetzt sind. Die Leitung 115 geht vom Boden des Enthärters 120 ausT der aus einer mit Austauscherharz gefüllten Austauschersäule besteht. In die Säule 120 mündet oben eine Zuflußleitung 121, in die die Leitungen 122 und 123 münden. Durch die Leitung 123j in die ein Rückschlagventil 124 sowie ein Strömungsmengenregler 125 eingesetzt ist, wird die aus dem Behälter 126 zufließende konzentrierte Säure an eine Stelle vor dem Magnetventil 18 geleitet, wo sie mit Wasser vermischt und verdünnt wird. In die Leitung 122 ist ein Magnetventil

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eingesetzt. Parallel zu den beiden Ventilen 16 und 18 ist ein Magnetventil 17 sowie ein Strömungsmengenregler 127 angeordnet. Um die Säure zu verdünnen, wird das Wasser durch die Leitung "122 und das Ventil 17 geleitet, wobei die Leitung 122 an die Leitung 128 angeschlossen ist, die das zur Regenerierung dienende Rohwasser heranführt.

Die von der Pumpe P weiterführende Leitung 112 besitzt einen Abzweig 129, in dem ein Magnetventil 11 und ein Durchflußregler I30 angeordnet sind. Diese Abzweigung mündet in eine Leitung I3I, die ihrerseits an die Leitung 108 angeschlossen werden kann. Die Leitung 131 hat einen Strömungsmengenregler I30 sowie ein Magnetventil 10. Die Leitung 132 ist an die Leitung 122 angeschlossen, die, wie bereits erwähnt, ihrerseits mit der Leitung 128 für das Rohwasser zum Regenerieren in Verbindung steht.

Das Rohr 102 der Austauschersäule kann über ein Magnetventil 5 cirekt an die Abflußleitung 140 angeschlossen werden, die ihrerseits wiederum über das Magnetventil 3 an die Leitung 108 anzuschließen ist.

Das Rohr 102 ist darüber hinaus über die Leitung l4l und das Magnetventil 8 an die Zufuhr des zu entsalzenden Rohwassers angeschlossen. Von der Leitung l4l zweigt eine Leitung 142 ab, die über den Strömungsmengenregler 143 und das Magnetventil 9 an die Leitung- 128 angeschlossen ist, die das Rohwasser führt, das bei der Regenerierung verwendet wird.

Aus der Leitung 142 gelangt das Wasser In gedrosseltem Strom in die Austauschersäule und füllt diese auf, ohne daß die obere Austauscherschicht angehoben wird. Parallel zur Leitung l40 ist ein Magnetventil 2 in einer Leitung 145 vorgesehen, die an eine beliebige Druckluftquelle angeschlossen v/erden kann. Das Rohr 110 steht über das Magnetventil 6 mit dem Abfluß l4o in Verbindung.

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Es 1st darauf hinzuweisen, daß die Zuleitungen für das Rohwasser einerseits für den Zyklus und andererseits für das Regenerieren getrennt sind, da am Zugang der Leitung 128 ein vorgegebener Druck bestehen muß, der gegebenenfalls mittels Druckminderungsventil, Druckspeicher und dergl. reguliert werden kann. Ein Regulierhahn ist nicht vorgesehen; dieser ist vielmehr bei 150 in der Leitung l4l angeordnet, durch die das zu entsalzende Rohwasser herangeleitet wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird in dieser Vorrichtung wie folgt durchgeführt, wobei auf die Pig. 2 Bezug genommen v/ird:

Zum Aufbereiten des Wassers wird nach dem vorherigen Öffnen und Einregulieren des Hahnes I50 der Anlasserdruck-. knopf 160 gedrückt. Als Folge hiervon wird ein Relais A mit den Arbeitskontakten a, und &„ und hierdurch wiederum die Magnetventile 1 und 8 erregt. Das Relais A bleibt angezogen, da der Kontakt I60 geschlossen ist. Nur eine Betätigung dieses Handkontaktes I60 bewirkt ein Abfallen des Relais A. Durch die erregten Magnetventile 1 und 8 wird der Zufluß des Rohwassers über die Leitung l4l und das Rohr 102 gesteuert. Das Rohwasser fließt von oben aus den Stutzen 105 im Rohr 102 duroh das in die Austausohersäule 101 gefüllte Mischbett und kann duroh die Leitung 107 und das Magnetventil 1 abgeleitet werden. Das hier entnommene Wasser ist frei von Salzen.

Wenn duroh eine an sich bekannte überwachungsvorrichtung die Notwendigkeit der Regenerierung angezeigt wird, trennt das Bedienungspersonal den Stromkreis des Relais A, wodurch die Magnetventile 1 und 8 abfallen. Anschließend wird der Anlasserdruokknopf I61 betätigt, der das Relais X erregt. Damit schließen sich die Kontakte x, und x_o und

der Kontakt x_g läßt den Motor M eines Programmgerätes an,

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das beispielsweise aus einem Elektromotor, einem Getriebe und einer Nockenwelle besteht, deren Nocken jeweils

einzeln einen oder mehrere der In Fig. 2 mit Stern bezeichneten Schütze beaufschlagen. Das Anlassen des Motors M bewirkt das sofortige Seilließen „des Kontaktes 50^K _s so daß, nachdem x. geschlossen ist, das Relais X erregt bleibt, auch wenn der Druckschalter l6l freigegeben wird. Einer der Nocken der Nockenwelle des Programmgerätes schließt den Kontakt 51^K, so daß das Relais B erregt wird,

Es ist zu bemerken, daß parallel zu den durch die Nocken der Nockenwelle des Programingerätes betätigten, mit M bezeichneten Kontakte ein von Hand zu betätigender Kontakt vorgesehen 1st, so daß gegebenenfalls die Regenerierung auch von Hand eingeschaltet werden kann, also nicht über da3 Prograniins teuergerät. Diese Kontakte sind mit gleichen Bezugszeiohen versehen, jedoch mit x.

Das Erregen des Heiais B bewirkt das Schließen der Kontakte b, und fcg. Der Kontakt b, öffnet das Magnetventil 5, während der Kontakt b₂ das Magnetventil 7 öffnet. Als Folge hiervon strömt Rohwasser über die Leitungen 131 und 108 in die Austauschersäule. In der Säule steigt demzufolge das Wasser, bringt das Bett der Ionenaustauscher in Bewegung und trennt die Ionenaustauscher aufgrund ihres unterschiedlichen spezifischen Gewichtes. Das Wasser tritt, nachdem es die Austauschersäule durchflossen hat, in die Stutzen 103 und gelangt über das Rohr 102 In die Leitung 14Ö und dann zum Abfluß. Nach Beendigung diesea Vorganges befinden sich die Kationenaustauscherharze im unteren und die Anionenaustauscherharze im oberen Teil der Austauschersäule.

Das Programmgerät schließt nun die Magnetventile 5 und durch öffnen des Kontaktes 51* und schlieft den Kontakt 52*, wodurch das Relais C erregt wird. Durch die Erre-

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gung des Relais C werden die Kontakte c,, c~, a.,, O₁,, c_r und c, geschlossen und der Motor M der Pumpe P unter öffnen der Elcktroventile Yf₃ l8, 13, 11 und 6 angelassen.

Die in stark konzentrierter Form vorliegende Chlorwasserstoffsäure von beispielsweise 22° Be im Behalter 126 fließt über das Ventil l8 zur Leitung 121, nachdem sie mit Verdünnungswasser vermischt worden ist, das über die Leitung 128 und 122 über das Magnetventil 17 zugeführt wird. Die saure Lösung strömt durch den Enthärter 120 und ruft hierbei das Regenerieren des im Enthärter 120 befindlichen Kationenaustauscherharzes hervor. Anschließend wird die Lösung über die Leitung 115 uiid das Magnetventil 13 zur Ansaugleitung 113 der Pumpe F weitergeführt, von der Pumpe in die Leitung 129 gedrückt und über das Elektroventil 11, den Strömungsmengenregler 130» die Leitung I3I zur Leitung 138 geführt, die in c^:en Boden der Aus tauscher säule mündet. Die saure Lösung durchsetzt das Kationenaustauscherbett und tritt aus dem mittleren Ausfluß 110 aus, der im wesentlichen auf der Höhe der Trennlinie der beiden in der Austauschersäule befindlichen Ionenaustauscher liegt. Die verbrauchte Regenerierungslöaiing wird dann über die Leitung 111 zum Abfluß IkQ abfließen lassen.

Nach dem Durchströmen der sauren Regenerierlösung ist das im Enthärter 120 und in der Austauschersäule 101 befindliehe Kationenaustauscherharz regeneriert, doch muß dies noch gewaschen xverden. Zu diesem Zweck öffnet nach Beendigung der Regenerierungsstufe der Programmschalter den Kontakt 52^K und schließt den Kontakt 53^K, wodurch das Relais D erregt wird. Gleichzeitig werden die zugeteilten Kontakte d geschlossen und dabei die folgenden Ventile geöffnet: l6 über den Kontakt d,, 13 titoer den Kontakt dp, 11 über den Kontakt d-, und 5 über den Kontakt d^. Über die Magnetventile 16, 13 und 11 gelangt das in dem Regler l'30-und-aus der Leitung 128 kommende Rohwasser zunächst in den Enthär-

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ter 120, wird von der Pumpe P, die damit gleichzeitig gewaschen wird, angesaugt und durch die Leitung 131 in die Leitung 108 geführt, die unten in die Austauschersäule mündet. Das Wasser wäscht das in der Austausohersäule befindliche Austauscherharz, und zwar nicht nur das Kationenaustauscherharz sondern auch das Anionenaustauscherharz. Anschließend fließt das Wasser über die Stutzen 103 zum Abfluß 140.

Ist diese Verfahrensstufe abgeschlossen, so wird der Kontakt 53* wieder geöffnet und das durch ihn gesteuerte Relais fällt ab. Nun wird der Kontakt 54* geschlossen und damit das Relais E erregt, das die Regenerierung des im oberen Teil der Austauschersäule 101 befindlichen Anionenaustauscherharzes mit der Ätznatronlösung steuert. Durch das Erregen des Relais E und das Schließen der zugeteilten Kontakte e werden die Ventile wie folgt geöffnet: 16 über den Kontakt e,, 15 über den Kontakt e_, 14 über den Kontakt e,, 12 über den Kontakt e^,, 6 über den Kontakt e_c und 7 über den Kontakt e,-. Außerdem wird über den 5 ο

Kontakt e~ der Elektromotor MP der Pumpe P angelassen.

Nunmehr kann das Regenerieren des Austauscherharzes mittels der Ätznatronlösung beginnen.

Im Behälter 116 befindet sich die zur Regenerierung des Anionenaustauscherharzes benötigte Ätznatronmenge. Das Ätznatron liegt in Form einer konzentrierten Lösung von beispielsweise 30 % vor. Es steigt durch sein Schwergewicht durch das Ventil 117 und den Mengenregler 118 zur Zusammenflußstelle mit dem Verdünnungswasser, das durch die Leitungen 128 und 122, das Elektroventil 16 und die Leitung 121, den Enthärter 120, die Leitung 115, den Regler 119 und das Ventil 15 strömt. Die mit dekationisiertem Wasser verdünnte NaOH-Lösung strömt durch das Ventil 14, wird dann von der Pumpe P aufgenommen und über das Ventil 12 in das Rohr 102 gedrückt. Aus diesem Rohr

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tritt die Lösung aus den Stutzen 103 im oberen Teil aus und fließt von oben nach unten durch das Austauscherbett hindurch, wird dann von dem Rohr 110 aufgenommen und zum Abfluß über die Leitung 111 sowie über das Magnetventil 6 geleitet.

In dieser Stufe ist, um zu vermeiden, daß die Ä'tznatronlösung durch den im unteren Teil der Austauschersäule befindlichen Kationenaustauscher verunreinigt wird, vorgesehen, daß über das jetzt offene Ventil 7 ein Rohwasserstrom von unten über die Leitung 108 in den unteren Teil der Austauschersäule eingeleitet wird. Das Rohwasser und die Regenerierlösung fließen zusammen aus dem Rohr 110 aus.

Nachdem diese Verfahrensstufe beendet ist, wird das Relais E geschlossen und der Programmschalter erregt über den Kontakt 55* nunmehr das Relais F, das über seine Kontakte f das öffnen einer Reihe von Magnetventilen bewirkt, wodurch der Wasohvorgang für das Anlonenaustauscherharz in Gang gesetzt wird, über den Kontakt f^ wird das Ventil 16, über den Kontakt fp das Ventil 13* über den Kontakt f., das Ventil 11 und über den Kontakt f^ das Ventil 5 erregt. Der Wasohvorgang verläuft in gleicher Weise wie der Waschvorgang beim Kationenaustauscher und wie festzustellen ist, sind die erregten Ventile stets die gleichen. Es ist daher offensichtlich, daß die Funktionen des Kontaktes 55* und des Elektromagneten F von den Bauteilen 53* und Relais D wahrgenommen werden könnten. In diesem Falle muß der Nocken des Programmschalters derart geformt sein, daß er den gleichen Kontakt 53* zu verschiedenen Zeiten beaufschlagt.

Nachdem nun beide Harze regeneriert sind, müssen sie wieder miteinander gemischt werden. Diese Verfahrensstufe wird durch den Programmschalter dadurch ausgelöst, daß er den Kontakt 56* sohließt und das Relais G erregt, so daß die Kontakte g. und g₂ geschlossen und die Ventile 2 und 4

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geöffnet werden. Mit dem öffnen des Yentiles 2 wird üter die Leitung 108 Druckluft von unten in die Austauschersäule eingeleitet, die die Harze in Be^e^ung bringt und durch natürliches Aufwirbeln diese miteinander vermischt. Die Luft entweicht durch die Öffnungen 105 sun oberen Ende der Austauschersäule tzw. des inneren Rohrss Iö4, das mit der Leitung 106 in Verbindung steht, sowie über das EIeJctroveritil 4 mit dem Luftabzug.

Nach diesem Vormischen der Austauscherharze, das mit wassergefüllter Austauschersäule vorgenommen wird, läßt man einen Teil des in der Säule befindlichen Wassers abfliessen, um dann bei einer gewissen Höhe v®8 trockenem Harz in einer weiteren Verfahrenestufe- die Harze vollständig zu vermischen. Diese Verfahrensstufe läuft über den Programmschalter an, der den Kontakt 57 schließt und den Elektromagneten H erregt, der mit seinem Kontakt h rTas Magnetventil J> und mit seinem Kontakt h₂ das Ifagnetven™ tll 4 öffnet. Damit wird der Punkt 108 im Boden der Austauschersäule über das Magnetventil 3 mit dem Abfluß l4o in Verbindung gebracht, während uer obere Teil der Säule über das Ventil 4 mit iern Abzug verbunden ist. Hiernach schließt der Programmschalter den Kontakt 58, erregt das Relais I und bewirkt das endgültige Vermischen der beiden in der Austauschersäule befindlichen Ionenaustauscher.

Mit dem Erregen des Relais I wird nämlloh -*er Kontakt 1, und der Kontakt i« geschlossen und- damit die Yentile 2 und 4 geöffnet» Die Druckluft gelangt somit über die Leitung 108 an den Boden der Austauschersäule und entweicht über das Ventil 4 und den Entlüfter. Dadurch wird eine gründliche Durchmisehung der beiden Ionenaustauscher erreicht. Es ist auch hler offensichtlich, daS der Stromkreis des Relais I entfallen könnte, nachdem es genügt, zu verschiedenen Zeitpunkten des Relais Cl mittels entsprechender Formgebung des den Kontakt 56* steuernden Nockens zur Wirkung zu bringen, um damit die Ventile 2

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BADORIGiMAL

- 15 und 4 zum zweiten Mal zu öffnen.

Nach dieser Verfahrensstufe muß die Austausahersäule erneut mit Wasser gefüllt werden, doch muß dieses Füllen langsam geschehen, damit die bereits vermischten Harze nicht teilweise wieder entmischt werden. Der Programmschalter betätigt über den Kontakt 59* das Relais L, womit die Kontakte 1, und I^ geschlossen und die Magnetventile 9 und 4 geöffnet werden. Das Rohwasser, das aus der Leitung 128 über das Ventil 9 und den Regler l4]5, der seine Strömung reguliert, um ein Entmischen der Ionenaustauscherharze in der Austauschersaule zu verhindern, entnommen wird, strömt oben durch die öffnungen 10j5 in die Austauschersaule und fließt, nachdem diese gefüllt ist, über die in der Säule oben vorgesehene öffnung 105 ab, über das Rohr 104 und das Magnetventil 4 aus der Austauschersäule heraus.

An diese Verfahrensstufe schließt sich nun eine Entleerungsstufe an. Die Ionenaustauscher in der Austauschersaule sind nun gebrauchsfertig, es muß aber aus der Austauschersäule das darin noch befindliche und noch nicht entsalzte Wasser entfernt werden. Dazu muß das Prograrrragerät den Kontakt 6θ^κ betätigen, das Relais M erregen und so die Kontakte m, und m₂ schließen und die Ventile 5 und 8 öffnen. Damit kann nun das für den Verfahrenskreislauf bestimmte Rohwasser über das Magnetventil 9 in die Leitung 141, das Rohr 102 und durch die Austauschersäule hindurch über die öffnungen 103 fließen und verläßt dann die Säule über die Leitung 108, über das Ventil J5 und den Auslaß l40.

Diese zuletzt beschriebene Verfahrensstufe leitet den Beginn der Entnahme des entsalzten Wassers aus der Austau-JO schersäule ein, das innerhalb kürzester Frist eine annehm-

bare Reinheit besitzt. Nach dieser Verfahrensstufe wird der Kontakt 50 * der durch das Programmgerät gesteuert geöffnet, so daß das Relais X abfällt und das

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Z Λ ■■

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- 16 Programmgerät stillgelegt wird.

Claims (14)

1. atentansprUche

   1·) Vorfahren zua Entsalzen von Rohwaaser mittels eines lone.-u.ustauscher-Kiochbettes unter t-lcichieitigern Regenerleren dieser Ionenaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß can die einzelnen Stufen des Regenerlervorganges mittels eines Prograrongerätes steuert.
2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Regenerierlösungen sowohl für den Kationen- als auch den Anionenaustauscher über eine einzige Pumpe der Austauschersäule zuleitet.
3. 2·) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die zuq Regenerieren der Ionenaustauscher zu verwendenden Lösungen innerhalb des.Entsalzungs- und Regenerierungszyklus aus konzentrierten Lösungen durch Verdünnen gewinnt.
4. 4.) Verfahren n&ch Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich eine Enthärtungsstufe zwischenschaltet, die dekationiaiertes Wasser zum Verdünnen der Regenerierlösung für den Anionenaustauscher liefert.
5. 5·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die konzentrierte Regenerierlösung für den Kationenaus tauscher vor dem zwischengeschalteton Knthärter mit Rohwasser verdünnt·
6. 6·) Verfahren naoh Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, _ daß man die Ionenaustauscher Im Mischbett nach dem Regenerieren durch Einlassen von Druckluft miteinander mischt, vorzugsweise in zwei Stufen, wobei einmal bei mit Flüssigkeit gefüllter und zum änderen bei mindestens teilweise geleerter Austauschersäule gearbeitet wird,

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7. 7.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, da3 man gleichzeitig mit dem Kationenaustauscher auch den zusätzlichen Enthärter regeneriert.
8. 8.) Verfahren nach Anspruch 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Regenerierens des Anionenaustauschers

   fitz

   mit natronlösung den Kationenaustauscher mit Wasser im Gegenstrom behandelt.
9. 9·) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein die einzelnen Stufen

   ρ 10 der Regenerierung der im Mischbett vorliegenden Ionenaustauscher selbsttätig steuerndes Programmgerät.
10. 10.) Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch vom Programmgerät gesteuerte und Strömungsregler für den Flüssigkeitsumlauf beeinflussende Ventilorgane.
11. 11.)Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, gekennzeichnet durch Mittel zur Druckregelung des auf die Austauschersäule aufzugebenden Wassers.
12. 12.) Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 11, gekennzeichnet durch einen der Austauschersäule vorgeschalteten Enthärter.
13. 13·) Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 12, gekennzeichnet durch eine einzige, die beiden Regenerierlösungen abwechselnd fördernde Pumpe.
14. 14.) Vorrichtung nach Anspruch 9 bis Γ5, gekennzeichnet durch eine das Kurzschließen der Misohstellen von konzentrier™ ter Regenerierlösung und Rohwasser ersöglichende Anordnung von Ventilorganen und Strömungsreglern„

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    15·) Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 14, gekennzeichnet durch eine mit zwei über Ventile an den Abfluß und/oder die Außenluft angeschlossene Leitungen ausgestattete Austauschersäule.

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