DE19838778C2

DE19838778C2 - Mehrstufige Wasseraufbereitungsanlage mit Druckwasserüberleitung

Info

Publication number: DE19838778C2
Application number: DE1998138778
Authority: DE
Inventors: Alwin Eppler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2000-08-03
Anticipated expiration: 2018-08-27
Also published as: DE19838778A1

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Wasseraufbereitungsanlage mit Druckwasserüberleitung, ins besondere für ein Wasserwerk mit mindestens drei in Strö mungsrichtung des zu behandelnden Wassers hintereinanderge schalteten Freispiegel-Druckbehältern, wobei das zu behan delnde Wasser über eine Druckzuführungsleitung, vorzugsweise mittels einer Pumpe, dem ersten Freispiegel-Druckbehälter unter Druck zugeführt wird.

Derartige mehrstufige Wasseraufbereitungsanlagen sind allge mein bekannt und werden insbesondere bei Wasserwerken zahl reich eingesetzt.

Bei diesen bekannten Anlagen wird in einer ersten Stufe, beispielsweise zur Ozonbegasung, das zu behandelnde Wasser unter Druck, meistens mittels einer Pumpe dem ersten Frei spiegel-Druckbehälter zugeführt, welchen das Wasser durch eine erste Überlaufeinrichtung wieder verläßt. Allerdings muß bei den bisher bekannten Anlagen zwischen dem ersten und dem zweiten Freispiegel-Druckbehälter sowie zwischen jeder folgenden Stufe jeweils eine Pumpe und/oder ein Niveau-Un terschied vorgesehen werden, wodurch eine Druckeinleitung des übergelaufenen Wassers in den jeweils nächsten Freispie gel-Druckbehälter sichergestellt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Wasseraufbereitungsanlage der eingangs beschriebenen Art vorzustellen, bei der zwischen den hintereinandergeschalte ten Freispiegel-Druckbehältern keinerlei Pumpen erforderlich sind und prinzipiell auch kein Niveau-Unterschied zwischen aufeinanderfolgenden Behältern notwendig ist, um ein Über strömen des Wassers von einem Behälter in den nächsten si cherzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bereich der Behälter-Oberseite des ersten Freispiegel-Druck behälters eine erste Be- und Entlüftungsvorrichtung vorgese hen ist, die bis zum Erreichen einer vorgegebenen Höhe des Wasserspiegels im ersten Freispiegel-Druckbehälter eine Ab leitung von Gas, insbesondere Luft, aus der Gasblase über dem freien Wasserspiegel in eine Entlüftungsleitung ermög licht, und die bei Erreichen der vorgegebenen Höhe des Was serspiegels die Verbindung von der Gasblase zur Entlüftungsleitung schließt,
so daß sich bei weiterer Wasserzufuhr in den ersten Frei spiegel-Druckbehälter der Druckwert in der Gasblase erhöht,
daß im Bereich der Behälter-Oberseite des ersten Freispie gel-Druckbehälters ein erstes Überströmventil vorgesehen ist, welches bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckwer tes in der Gasblase über dem freien Wasserspiegel im ersten Freispiegel-Druckbehälter eine Verbindungsleitung zwischen der Gasblase und der Entlüftungsleitung öffnet, so daß Gas aus der Gasblase ausströmen kann, und welches bei Unter schreiten eines vorgegebenen Druckwertes in der Gasblase die Verbindungsleitung wieder schließt,
daß eine erste Überlaufeinrichtung im oberen Bereich des er sten Freispiegel-Druckbehälters vorgesehen ist, über die bei Erreichen einer vorgegebenen Höhe des Wasserspiegels Wasser aus dem ersten Freispiegel-Druckbehälter durch eine erste Überströmleitung zum zweiten Freispiegel-Druckbehälter strömt,
daß im Bereich der Behälter-Oberseite des zweiten Freispie gel-Druckbehälters eine zweite Be- und Entlüftungsvorrich tung vorgesehen ist, die nach dem Prinzip der ersten Be- und Entlüftungsvorrichtung wirkt, und
daß eine zweite Überströmleitung vom zweiten Freispiegel- Druckbehälter zum dritten Freispiegel-Druckbehälter vorgese hen ist.

Auf diese Weise kann lediglich durch einmalige Hebung des Wassers auf die erste Stufe und Erzeugung eines ausreichend hohen Druckes in der Gasblase über dem freien Wasserspiegel des ersten Freispiegel-Druckbehälters das Wasser unter Druck von der ersten auf die zweite Stufe und von dort auf die dritte und jede weitere Stufe abströmen, ohne daß eine Pum penleistung oder ein entsprechender Niveau-Unterschied zwi schen dem vorhergehenden und dem nachfolgenden Behälter er forderlich wären. Die Höhen der einzelnen Behälter in der erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage können daher be liebig variiert werden. Ebenso können auch die jeweiligen Wasserspiegel in den verschiedenen Behältern nach Bedarf frei gewählt werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsge mäßen Wasseraufbereitungsanlage ergibt sich durch die simple und äußerst preiswerte Nachrüstbarkeit bereits vorhandener Anlagen nach dem Stand der Technik. Auch können die Behälter mit unterschiedlichen Funktionen beliebig umgerüstet werden, da ja bei der erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage keine zwingenden Vorgaben für eine Abfolge von Behälterhöhen vorliegen.

Bei der aus mehreren hintereinander geschalteten Freispie gel-Druckbehältern bestehenden erfindungsgemäßen Wasserauf bereitungsanlage wird vorzugsweise mittels einer Pumpe, mög licherweise aber auch durch einen entsprechenden Niveau-Un terschied das zu behandelnde Wasser unter Druck über die Druckzuführungsleitung in den ersten Behälter eingeleitet. Bei Erreichen eines bestimmten, vorgebbaren Druckes über dem freien Wasserspiegel des ersten Behälters überströmt das Wasser dann in den zweiten Behälter und von dort weiter nach Erreichen des dort ebenfalls vorgebbaren Druckes über dem freien Spiegel in den dritten Behälter usw. . Erreicht wird dies durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Be- und Ent lüftungsvorrichtung zumindest am ersten und zweiten Behälter sowie mindestens einem Überströmventil zur Druckhaltung am ersten Behälter.

Für die erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlagen können beispielsweise Überströmventile verwendet werden, wie sie von der Firma Mankenberg Armaturenfabrik GmbH, Lübeck (siehe Betriebsanleitungen "Überströmventile Typ 3.5" und "Über strömventile Typ 5.1" aus dem Jahre 1996) angeboten werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Was seraufbereitungsanlage zeichnet sich dadurch aus, daß die erste Be- und Entlüftungsvorrichtung an eine Wasserzufuhr leitung, die mit dem ersten Freispiegel-Druckbehälter an ei ner Stelle unterhalb der vorgegebenen Höhe des Wasserspie gels in Verbindung steht, an eine erste Gasleitung, die mit der Gasblase über dem freien Wasserspiegel des ersten Frei spiegel-Druckbehälters in Verbindung steht, und an eine zweite Gasleitung, die mit der Entlüftungsleitung in Verbin dung steht, angeschlossen ist. Dadurch kann eine optimale Regelung der Wasserspiegelhöhe im ersten Behälter erreicht werden.

Um bei Entleerung des ersten Freispiegel-Druckbehälters eine Unterdruckbildung oberhalb des beim Entleeren absinkenden aktuellen Wasserspiegels zu vermeiden, sind bei einer vor teilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform zwei gekop pelte Ventile vorgesehen, die alternativ die zweite Gaslei tung mit der Entlüftungsleitung oder mit einer Gas-, insbe sondere Luftzufuhrleitung verbinden.

Vorteilhafterweise umfaßt die erste Be- und Entlüftungsvor richtung der erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage ein schwimmergesteuertes Ventil. Derartige Vorrichtungen sind an sich bekannt und beispielsweise über die obengenannte Firma Mankenberg (siehe Betriebsanleitung "Ent- und Belüfter Typ 1.12 und 1.32") erhältlich.

Vorteilhafterweise ist in der Verbindungsleitung der Gasbla se über dem freien Wasserspiegel des ersten Freispiegel- Druckbehälters und dem ersten Überströmventil ein Sicher heitsventil vorgesehen. Dies wird übrigens auch in der oben erwähnten Betriebsanleitung für Überströmventile vom Typ 3.5 der Firma Mankenberg empfohlen.

Um das erste Überströmventil, beispielsweise bei Wartungsar beiten, zum ersten Freispiegel-Druckbehälter abkoppeln zu können, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform in der Verbindungsleitung zwischen der Gasblase über dem freien Wasserspiegel des ersten Freispiegel-Druckbehälters und dem ersten Überströmventil ein Absperrventil vorgesehen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn in der Verbindungsleitung zwischen der Gasblase über dem freien Wasserspiegel des er sten Freispiegel-Druckbehälters und dem ersten Überströmven til ein Manometer vorgesehen ist, um entweder den Druck in der Gasblase (oder bei Schließen des obengenannten Absperr ventils den Druck in der Verbindungsleitung zwischen dem Ab sperrventil und dem ersten Überströmventil) jederzeit able sen zu können.

Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der in der Wasserzufuhrleitung zwischen der ersten Be- und Entlüftungs vorrichtung und dem ersten Freispiegel-Druckbehälter und/ oder in der ersten Gasleitung zwischen der ersten Be- und Entlüftungsvorrichtung und der Gasblase über dem freien Was serspiegel des ersten Freispiegel-Druckbehälters ein Ab sperrventil vorgesehen ist. Damit kann zu Wartungszwecken auch die erste Be- und Entlüftungsvorrichtung vom ersten Freispiegel-Druckbehälter abgekoppelt werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage mündet die erste Überströmleitung unterhalb der vorgegebenen Wasserspiegelhö he des ersten Freispiegel-Druckbehälters in die erste Über laufeinrichtung. Wenn der Einmündungspunkt tief genug ge wählt wird, kann kein Gas aus der Gasblase über dem freien Wasserspiegel über die Überströmleitung eingezogen werden, was anderenfalls die konstanten Druckverhältnisse in der Gasblase stören würde.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann die erste Überström leitung unterhalb einer vorgegebenen Wasserspiegelhöhe des zweiten Freispiegel-Druckbehälters in diesen eintreten. Da durch wird der Druckverlust im überströmenden Wasser auf grund von Reibung minimal gehalten, was insbesondere dann besonders wichtig ist, wenn in den auf den ersten Freispie gel-Druckbehälter folgenden Behältern Filtereinrichtungen vorgesehen sind, welche zwangsläufig einen Druckverlust des strömenden Wassers hervorrufen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, daß eine Auslaßöffnung der ersten Überströmleitung auf der vorgegebenen Wasserspiegelhöhe des zweiten Freispiegel- Druckbehälters in diesen einmündet. Damit gelangt das in den zweiten Behälter überströmende Wasser auf eine maximale Höhe des Überstauraumes über einem etwa in der Behältermitte un terhalb des Wasserspiegels angeordneten Filter im zweiten Freispiegel-Druckbehälter.

Eine Ausgasung des Wassers in den zweiten Freispiegel-Druck behälter und damit eine bessere Einstellmöglichkeit des Was serdrucks für alle nachfolgenden Behälter ermöglicht eine Gasableitung, die dadurch erreicht wird, daß im Bereich der Behälter-Oberseite des zweiten Freispiegel-Druckbehälters ein zweites Überströmventil vorgesehen ist, das nach dem Prinzip des ersten Überströmventils wirkt und zwischen der Gasblase über dem freien Wasserspiegel des zweiten Freispie gel-Druckbehälters und einer zweiten Entlüftungsleitung an geordnet ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage ist im Bereich der Oberseite des dritten Freispiegel-Druckbehälters eine dritte Be- und Entlüftungsvorrichtung vorgesehen, die nach dem Prin zip der ersten Be- und Entlüftungsvorrichtung wirkt. Dadurch kann der Wasserspiegel im dritten Freispiegel-Druckbehälter nahezu konstant gehalten werden, wenn der Behälter unter Druck gefahren wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, daß im Bereich der Oberseite des dritten Freispiegel- Druckbehälters ein nicht-druckregulierendes Entlüftungsven til vorgesehen ist, das zwischen der Gasblase über dem frei en Wasserspiegel des dritten Freispiegel-Druckbehälters und einer dritten Entlüftungsleitung angeordnet ist. Damit läßt sich eine Rest- bzw. Feineinstellung des Druckes in der Gas blase über dem freien Wasserspiegel des dritten Freispiegel- Druckbehälters bewirken.

Etwas aufwendiger ist eine alternative Weiterbildung, bei der im Bereich der Oberseite des dritten Freispiegel-Druck behälters ein drittes Überströmventil vorgesehen ist, das zwischen der Gasblase über dem freien Wasserspiegel des dritten Freispiegel-Druckbehälters und einer dritten Entlüf tungsleitung angeordnet ist und das nach dem Prinzip des er sten Überströmventil wirkt. Dafür läßt sich hiermit der Druck in der Gasblase noch feiner einregulieren.

Bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Wasseraufberei tungsanlage kann der erste Freispiegel-Druckbehälter ein Be gasungsbehälter sein. Insbesondere kann O₂-Gas zur Belebung von Mikroorganismen, N₂-Gas zur Nährung von Mikroorganismen, O₃-Gas zur Abtötung von Mikroorganismen und zur Erzeugung einer Mikroflockung oder CO₂-Gas zur pH-Wert-Senkung bzw. Vorentsäuerung des zu behandelnden Wassers eingeleitet wer den.

Der zweite Freispiegel-Druckbehälter kann bei Ausführungs formen der Erfindung eine Filtrationseinrichtung enthalten, als Absetzbehälter oder auch als Begasungsbehälter ausgebil det sein.

Ebenso kann auch der dritte Freispiegel-Druckbehälter eine Filtrationseinrichtung enthalten, als Begasungsbehälter oder Absetzbehälter ausgeführt sein oder als Reinwasserbehälter zur Speicherung und Entnahme von Reinwasser dienen.

Vorteilhaft ist eine Be- und Entlüftungsvorrichtung zum Ein satz in einer Wasseraufbereitungsanlage gemäß der vorliegen den Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, daß die Be- und Entlüftungsvorrichtung ein schwimmergesteuertes Ventil um faßt, das unterhalb des Schwimmers an eine Wasserzufuhrlei tung und oberhalb des Schwimmers an eine auch bei Maximal stand des Schwimmers freie erste Gasleitung sowie an eine bis zum Erreichen einer vorgegebenen Höhe des Schwimmers of fene, danach zugesteuerte zweite Gasleitung angeschlossen ist.

Vorteilhaft ist auch ein Verfahren zum Betrieb einer Wasser aufbereitungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung, wel ches sich dadurch auszeichnet, daß über die Druckzuführungs leitung zu behandelndes Wasser unter Druck in den ersten Freispiegel-Druckbehälter eingeleitet wird, wobei bis zum Erreichen einer bei der ersten Be- und Entlüftungsvorrich tung eingestellten, vorgegebenen Wasserspiegelhöhe Gas über die erste Be- und Entlüftungsvorrichtung aus der Gasblase über dem freien Wasserspiegel vom ersten Freispiegel-Druck behälter in die Entlüftungsleitung entweicht,
daß bei Erreichen der vorgegebenen Wasserspiegelhöhe die Verbindung zwischen der ersten Be- und Entlüftungsvorrich tung und der Entlüftungsleitung geschlossen wird und bei wei terer Druckwasserzufuhr in den ersten Freispiegel-Druckbe hälter die Wasserspiegelhöhe nahezu konstant gehalten wird, während der Druck in der Gasblase ansteigt,
daß bei Überschreiten eines beim ersten Überströmventil ein gestellten, vorgegebenen Druckwertes in der Gasblase das er ste Überströmventil die Verbindungsleitung zwischen der Gas blase und der Entlüftungsleitung solange öffnet, bis der Druck in der Gasblase wieder unter den vorgegebenen Wert ge sunken ist,
und daß die vorgegebene Wasserspiegelhöhe und der vorgegebe ne Wert des Druckes in der Gasblase so eingestellt werden,
daß das über die Überlaufeinrichtung unter Druck aus dem er sten Freispiegel-Druckbehälter abströmende Wasser den zwei ten und alle weiteren Freispiegel-Druckbehälter ohne zusätz liche Pumpen erreicht.

Vorteilhaft ist auch eine Verfahrensvariante, die sich da durch auszeichnet, daß zur Entleerung des ersten Freispie gel-Druckbehälters die Druckzuführungsleitung geschlossen und eine im Bereich des Behälterbodens des ersten Freispie gel-Druckbehälters angeordnete Ablaßleitung geöffnet wird, und daß während des Abströmens des Wassers in die Ablaßlei tung die gekoppelten Ventile so geschaltet werden, daß sie die zweite Gasleitung zur Luftzufuhrleitung hin öffnen und gegen die Entlüftungsleitung absperren, wobei durch die Luftzufuhrleitung Luft unter Druck in die Gasblase über dem freien Wasserspiegel im ersten Freispiegel-Druckbehälter zu geführt wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Be schreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfin dungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in be liebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaf ten Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird an hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Aus führungsform der erfindungsgemäßen Wasseraufberei tungsanlage;

Fig. 2 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Aus führungsform des ersten Freispiegel-Druckbehälters in einer erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanla ge; und

Fig. 3 einen schematischen Horizontalschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Was seraufbereitungsanlage mit realistischen relativen Behälterhöhen und einem über dem freien Wasserspie gel vom zweiten Behälter liegenden Soll-Wasserspie gel im dritten Behälter.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung kann anhand von Fig. 1 verdeutlicht werden. Die Wasseraufbereitungsanlage 10 be steht aus mehreren in Strömungsrichtung des zu behandelnden Wassers hintereinander geschalteten Freispiegel-Druckbehäl tern 1, 2, 3. Über eine Druckzuführungsleitung 4 wird das zu behandelnde Wasser beispielsweise über eine Pumpe, mögli cherweise aber auch durch entsprechendes Gefälle unter Druck dem ersten Freispiegel-Druckbehälter 1 im Bodenbereich zuge führt. Beim Befüllen des Freispiegel-Druckbehälters 1 steigt das Wasser zunächst ungehindert an, wobei die über dem frei en Wasserspiegel befindliche Gasblase 5 über eine erste Gas leitung 6 und eine erste Be- und Entlüftungsvorrichtung 7 bei entsprechender Stellung der beiden gekoppelten Ventile 8, 8' in eine Entlüftungsleitung 9 entlüftet wird.

Sobald der freie Wasserspiegel eine vorgegebene Wasserspie gelhöhe 11 erreicht, die an der Be- und Entlüftungseinrich tung 7 eingestellt werden kann, schließt die als Schwimmer ventil ausgeführte Be- und Entlüftungsvorrichtung 7 den Zu gang von der Gasblase 5 zur Entlüftungsleitung 9, indem ein Schwimmer, angetrieben von durch die Wasserzufuhrleitung 12 aus dem Behälter 1 in die Vorrichtung 7 einströmendem Was ser, den entsprechenden Auslaß an der Vorrichtung 7 zusteu ert.

Das weiterhin über die Druckzuführungsleitung 4 einströmende Wasser kann den freien Wasserspiegel im Behälter 1 wegen der begrenzten Kompressibilität des Gases in der Gasblase 5 noch ein wenig steigen lassen, wobei aber der Druck in der Gas blase 5 dann steil ansteigen wird. Bei Überschreiten eines voreinstellbaren maximalen Druckwertes in der Gasblase 5 öffnet dann ein erstes Überströmventil 13 über eine Verbin dungsleitung 14 eine Verbindung zwischen der Gasblase 5 und der Entlüftungsleitung 9, so daß der Druck in der Gasblase 5 sich wieder unter einen Schwellwert absenkt.

Im oberen Bereich des ersten Freispiegel-Druckbehälters 1 ist eine erste Überlaufeinrichtung 15 vorgesehen, über die bei Erreichen einer vorgegebenen Wasserspiegelhöhe Wasser aus dem ersten Freispiegel-Druckbehälter 1 durch eine erste Überströmleitung 16 zu dem zweiten Freispiegel-Druckbehäl ter 2 unter dem in der Gasblase 5 herrschenden Druck strömt, ohne daß dazu eine Pumpe oder ein Schwerkraftgefälle zwi schen den beiden Behältern 1, 2 erforderlich wäre.

Im Bereich der Behälter-Oberseite des zweiten Freispiegel- Druckbehälters 2 ist eine zweite Be- und Entlüftungsvorrich tung 27 vorgesehen, die nach demselben Prinzip wirkt wie die erste Be- und Entlüftungsvorrichtung 7. Über eine zweite Überströmleitung 26 kann das Wasser wiederum unter Druck vom zweiten Freispiegel-Druckbehälter 2 in den dritten Freispie gel-Druckbehälter 3 überströmen, von wo es über eine dritte Überströmleitung 36 entweder entnommen oder einer oder meh reren weiteren nachfolgenden Stufen zugeführt werden kann.

In der Verbindungsleitung 14 zwischen der Gasblase 5 über dem freien Wasserspiegel des ersten Behälters 1 und dem er sten Überströmventil 13 ist ein Sicherheitsventil 17, ein Absperrventil 18 sowie ein Manometer 19 vorgesehen. Weiter sind in der Wasserzufuhrleitung 12 zwischen der ersten Be- und Entlüftungsvorrichtung 7 und dem Behälter 1 sowie in der ersten Gasleitung 6 zwischen der Vorrichtung 7 und der Gas blase 5 weitere Absperrventile 18', 18" vorgesehen.

Falls dem über die Druckzuführungsleitung 4 in den ersten Freispiegel-Druckbehälter 1 einströmenden Wasser Ozon (O₃) beigemischt wird, wird die Entlüftungsleitung 9 nicht im Freien enden, sondern in eine in Fig. 1 nicht dargestellte Restozonvernichtungsanlage münden. Aufgrund des erfindungs gemäß vorgesehenen ersten Überströmventils 13 wird die aus gegaste Ozonluftmenge gleichmäßig aus dem ersten Freispie gel-Druckbehälter 1 ausgelassen.

Die Einstellung der Solldruckwerte sowie des Soll-Wasser spiegels erfolgt nach vorheriger Berechnung, um mit dem er zeugten Überdruck des Wassers im ersten Freispiegel-Druckbe hälter 1 ohne weitere Pumpleistung zur zweiten, dritten oder weiteren nachgeschalteten Stufen zu kommen.

Wenn der erste Freispiegel-Druckbehälter 1 entleert werden soll, so werden die gekoppelten Ventile 8, 8' so geschaltet, daß sie die erste Be- und Entlüftungsvorrichtung 7 mit einer Luftzufuhrleitung 20 verbinden, so daß unter Druck stehende Luft in die Gasblase 5 über dem aktuellen freien Wasserspie gel im Behälter 1 eindringen kann, sobald der Wasserspiegel den in der ersten Be- und Entlüftungseinrichtung 7 einge stellten Sollwert unterschreitet. Dadurch wird eine Unter druckbildung in der Gasblase 5 über dem freien Wasserspiegel vermieden.

Die erste Überströmleitung 16 mündet bei der in Fig. 1 ge zeigten Wasseraufbereitungsanlage 10 unterhalb der vorgege benen Wasserspiegelhöhe 11 in die erste Überlaufeinrichtung 15, so daß ein Mitreißen von Gas aus der Gasblase 5 weitge hend vermieden wird. Ebenfalls unterhalb der vorgegebenen Wasserspiegelhöhe 21 des zweiten Freispiegel-Druckbehälters 2 tritt die Überströmleitung 16 in diesen ein. Ihre Auslaß öffnung 24 mündet jedoch ungefähr auf der vorgegebenen Was serspiegelhöhe 21 in den zweiten Freispiegel-Druckbehälter 2 ein.

Im Bereich der Behälter-Oberseite des zweiten Behälters 2 ist ein zweites Überströmventil 23 vorgesehen, das im Be reich oberhalb des freien Wasserspiegels im zweiten Frei spiegel-Druckbehälter 2 eine Verbindung zu einer zweiten Entlüftungsleitung 29 schaffen kann und nach dem Prinzip des ersten Überströmventils 13 wirkt. Ebenso können zur Absiche rung des Entleerungsvorgangs des zweiten Freispiegel-Druck behälters 2 zwei gekoppelte Ventile 28, 28' vorgesehen sein, die beim Entleeren des Behälters 2 über die zweite Be- und Entlüftungsvorrichtung 27 den Weg für eine Druckluftzufüh rung in den Behälter 2 freigeben.

Im Bereich der Oberseite des dritten Freispiegel-Druckbehäl ters 3 ist eine dritte Be- und Entlüftungsvorrichtung 37 vorgesehen, die ebenfalls nach dem Prinzip der ersten Be- und Entlüftungsvorrichtung 7 wirkt, sowie ein nicht-druckre gulierendes Entlüftungsventil 33, das die Gasblase oberhalb des vorgegebenen Wasserspiegels 31 im dritten Freispiegel- Druckbehälter 3 mit einer dritten Entlüftungsleitung 39 ver binden kann. Anstelle des preisgünstigeren nicht-druckregu lierenden Entlüftungsventils 33 kann bei anderen Ausfüh rungsformen aber auch ein drittes Überströmventil vorgesehen sein, das nach dem Prinzip des ersten Überströmventils 13 wirkt.

Fig. 2 zeigt in größerem Detail die Wirkungsweise der ersten Stufe der in Fig. 1 dargestellten Wasseraufbereitungsanlage 10, wobei gleich wirkende Teile mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sind. Zusätzlich gegenüber Fig. 1 ist in Fig. 2 eine Förderpumpe 22 zur Erzeugung von Förderdruck in der Druckwasserzuführung 4 dargestellt. In Strömungsrichtung nach der Pumpe 22 ist eine Sauerstoff- oder Ozonzuführung 32 dargestellt, die von einer Mischvorrichtung 34, 34' gefolgt wird. Außerdem zeigt Fig. 2 schematisch eine Restozonver nichtungsanlage 25, in die die erste Entlüftungsleitung 9 einmündet. Schließlich ist auch noch ein direkt mit der Gas blase 5 über dem freien Wasserspiegel 11 des Behälters 1 in Verbindung stehendes Manometer 35 gezeigt, mit dem der Gas druck in der Gasblase 5 unmittelbar gemessen werden kann.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlage 40 mit den drei hintereinander geschalteten Freispiegel- Druckbehältern 41, 42, 43 in einem realistischen relativen Höhen-Verhältnis. Die übrigen gleichwirkenden Funktionsbe standteile sind mit denselben Bezugsziffern versehen wie in den vorherigen Figuren.

Bemerkenswert an der Wasseraufbereitungsanlage nach Fig. 3 ist die Tatsache, daß der Sollwasserspiegel 31 im dritten Freispiegel-Druckbehälter 43 um einiges über dem Sollwasser spiegel 21 des zweiten Freispiegel-Druckbehälters 42 liegt. Dies ist ohne Zwischenschaltung von Pumpen nur durch die er findungsgemäße Anordnung in der ersten Stufe möglich.

Claims

1. Mehrstufige Wasseraufbereitungsanlage (10; 40) mit Druckwasserüberleitung, bestehend aus mindestens drei in Strömungsrichtung des zu behandelnden Wassers hin tereinandergeschalteten Freispiegel-Druckbehältern (1, 2, 3; 41, 42, 43), wobei das zu behandelnde Wasser über eine Druckzuführungsleitung (4) dem ersten Freispiegel- Druckbehälter (1; 41) unter Druck zugeführt wird,
wobei im Bereich der Behälter-Oberseite des ersten Freispiegel-Druckbehälters (1; 41) eine erste Be- und Entlüftungsvorrichtung (7) vorgesehen ist, die bis zum Erreichen einer vorgegebenen Höhe des Wasserspiegels (11) im ersten Freispiegel-Druckbehälter (1; 41) eine Ableitung von Gas aus der Gasblase (5) über dem freien Wasserspiegel in eine Entlüftungsleitung (9) ermög licht, und die bei Erreichen der vorgegebenen Höhe des Wasserspiegels (11) die Verbindung von der Gasblase (5) zur Entlüftungsleitung (9) schließt, so daß sich bei weiterer Wasserzufuhr in den ersten Freispiegel-Druck behälter (1; 41) der Druckwert in der Gasblase (5) er höht,
wobei im Bereich der Behälter-Oberseite des ersten Freispiegel-Druckbehälters (1; 41) ein erstes Über strömventil (13) vorgesehen ist, welches bei Über schreiten eines vorgegebenen Druckwertes in der Gasbla se (5) über dem freien Wasserspiegel im ersten Frei spiegel-Druckbehälter (1; 41) eine Verbindungsleitung (14) zwischen der Gasblase (5) und der Entlüfungslei tung (9) öffnet, so daß Gas aus der Gasblase (5) aus strömen kann, und welches bei Unterschreiten eines vor gegebenen Druckwertes in der Gasblase (5) die Verbin dungsleitung (14) wieder schließt,
wobei eine erste Überlaufeinrichtung (15) im oberen Be reich des ersten Freispiegel-Druckbehälters (1; 41) vorgesehen ist, über die bei Erreichen einer vorgegebe nen Höhe des Wasserspiegels (11) Wasser aus dem ersten Freispiegel-Druckbehälter (1; 41) durch eine erste Überströmleitung (16) zum zweiten Freispiegel-Druckbe hälter (2; 42) strömt,
wobei im Bereich der Behälter-Oberseite des zweiten Freispiegel-Druckbehälters (2; 42) eine zweite Be- und Entlüftungsvorrichtung (27) vorgesehen ist, die nach dem Prinzip der ersten Be- und Entlüftungsvorrichtung (7) wirkt, und
wobei eine zweite Überströmleitung (26) vom zweiten Freispiegel-Druckbehälter (2; 42) zum dritten Freispie gel-Druckbehälter (3; 43) vorgesehen ist.

2. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die erste Be- und Entlüftungsvorrich tung (7) an eine Wasserzufuhrleitung (12), die mit dem ersten Freispiegel-Druckbehälter (1; 41) an einer Stel le unterhalb der vorgegebenen Höhe des Wasserspiegels (11) in Verbindung steht, an eine erste Gasleitung (6), die mit der Gasblase (5) über dem freien Wasserspiegel des ersten Freispiegel-Druckbehälters (1; 41) in Ver bindung steht, und an eine zweite Gasleitung, die mit der Entlüftungsleitung (9) in Verbindung steht, ange schlossen ist.

3. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß zwei gekoppelte Ventile (8, 8') vor gesehen sind, die alternativ die zweite Gasleitung mit der Entlüftungsleitung (9) oder mit einer Gas-, insbe sondere Luftzufuhrleitung (20) verbinden.

4. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Be- und Entlüftungsvorrichtung (7) ein schwimmergesteuertes Ventil umfaßt.

5. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbin dungsleitung (14) der Gasblase (5) über dem freien Was serspiegel des ersten Freispiegel-Druckbehälters (1; 41) und dem ersten Überströmventil (13) ein Sicher heitsventil (17) vorgesehen ist.

6. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbin dungsleitung (14) zwischen der Gasblase (5) über dem freien Wasserspiegel des ersten Freispiegel-Druckbehäl ters (1; 41) und dem ersten Überströmventil (13) ein Absperrventil (18) vorgesehen ist.

7. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbin dungsleitung (14) zwischen der Gasblase (5) über dem freien Wasserspiegel des ersten Freispiegel-Druckbehäl ters (1; 41) und dem ersten Überströmventil (13) ein Manometer (19) vorgesehen ist.

8. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wasserzu fuhrleitung (12) zwischen der ersten Be- und Entlüf tungsvorrichtung (7) und dem ersten Freispiegel-Druck behälter (1; 41) und/oder in der ersten Gasleitung (6) zwischen der ersten Be- und Entlüftungsvorrichtung (7) und der Gasblase (5) über dem freien Wasserspiegel des ersten Freispiegel-Druckbehälters (1; 41) ein Absperr ventil (18' bzw. 18") vorgesehen ist.

9. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Anspüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Über strömleitung (16) unterhalb der vorgegebenen Höhe des Wasserspiegels (11) des ersten Freispiegel-Druckbehäl ters (1; 41) in die erste Überlaufeinrichtung (15) mün det.

10. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Über strömleitung (16) unterhalb einer vorgegebenen Wasser spiegelhöhe (21) des zweiten Freispiegel-Druckbehälters (2; 42) in diesen eintritt.

11. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Auslaßöffnung (24) der ersten Überströmleitung (16) auf der vorgegebenen Wasserspie gelhöhe (21) des zweiten Freispiegel-Druckbehälters (2; 42) in diesen einmündet.

12. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Behälter-Oberseite des zweiten Freispiegel-Druckbehäl ters (2; 42) ein zweites Überströmventil (23) vorgese hen ist, das nach dem Prinzip des ersten Überströmven tils (13) wirkt und zwischen der Gasblase über dem freien Wasserspiegel des zweiten Freispiegel-Druckbe hälters (2; 42) und einer zweiten Entlüftungsleitung (29) angeordnet ist.

13. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Oberseite des dritten Freispiegel-Druckbehälters (3; 43) eine dritte Be- und Entlüftungsvorrichtung (37) vorgesehen ist, die nach dem Prinzip der ersten Be- und Entlüftungsvorrichtung (7) wirkt.

14. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet, daß im Bereich der Oberseite des dritten Freispiegel-Druckbehälters (3; 43) ein nicht-druckregu lierendes Entlüftungsventil (33) vorgesehen ist, das zwischen der Gasblase über dem freien Wasserspiegel des dritten Freispiegel-Druckbehälters (3; 43) und einer dritten Entlüftungsleitung (39) angeordnet ist.

15. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet, daß im Bereich der Oberseite des dritten Freispiegel-Druckbehälters (3; 43) ein drittes Überstr ömventil vorgesehen ist, das zwischen der Gasblase über dem freien Wasserspiegel des dritten Freispiegel-Druck behälters (3; 43) und einer dritten Entlüftungsleitung (39) angeordnet ist und das nach dem Prinzip des ersten Überströmventils (13) wirkt.

16. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Frei spiegel-Druckbehälter (1; 41) ein Begasungsbehälter ist.

17. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Frei spiegel-Druckbehälter (2; 42) eine Filtrationseinrich tung enthält.

18. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Frei spiegel-Druckbehälter ein Absetzbehälter ist.

19. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Frei spiegel-Druckbehälter ein Begasungsbehälter ist.

20. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Frei spiegel-Druckbehälter (3; 43) eine Filtrationseinrich tung enthält.

21. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Frei spiegel-Druckbehälter ein Begasungsbehälter ist.

22. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Frei spiegel-Druckbehälter ein Absetzbehälter ist.

23. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Frei spiegel-Druckbehälter ein Reinwasserbehälter zur Spei cherung und Entnahme von Reinwasser ist.