DE202021002328U1 - Device for water treatment by means of ion exchangers with regeneration with CO2 - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Enthärtung und/oder Entsalzung von Wasser mittels Ionenaustauscher, wobei die Vorrichtung zumindest einen lonenaustauscherfilter (3, 12) aufweist, der im Filterbetrieb von Rohwasser vorwärts durchströmt wird und wobei und das aufzubereitende Rohwasser mittels des Ionenaustauschers teilenthärtet und/oder teilentsalzt wird, wobei regelmäßig eine Regeneration des lonenaustauscherfilters (3, 12) mittels einer rückwärts gerichteten Durchströmung des lonenaustauscherfilters (3, 12) mit zumindest CO2haltigem Wasser durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine dem lonenaustauscherfilter (3, 12) im Regenrationsbetrieb bei Rückwärtsdurchströmung nachgeschaltete Regenerierwassermembranentsalzung (6) aufweist, mittels derer das bei der Regeneration des lonenaustauscherfilters (3, 12) anfallende CO2haltige Abwasser aufbereitet wird, insbesondere dass es sich Regenerierwassermembranentsalzung (6) um eine Nanofiltration und/oder um eine Umkehrosmose handelt.

Figure DE202021002328U1_0000
Device for softening and / or desalination of water by means of ion exchangers, wherein the device has at least one ion exchange filter (3, 12) through which raw water flows forwards in filter operation and wherein and the raw water to be treated is partially softened and / or partially desalinated by means of the ion exchanger, wherein A regeneration of the ion exchanger filter (3, 12) is carried out regularly by means of a backward flow through the ion exchanger filter (3, 12) with at least CO 2 -containing water, characterized in that the device is followed by a downstream ion exchange filter (3, 12) in regeneration mode with backward flow Has regeneration water membrane desalination (6), by means of which the CO 2 -containing wastewater occurring during the regeneration of the ion exchanger filter (3, 12) is treated, in particular that regeneration water membrane desalination (6) is a nanofiltration and / or reverse osmosis .
Figure DE202021002328U1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Enthärtung und/oder Entsalzung von Wasser mittels Ionenaustauscher, wobei die Vorrichtung zumindest einen lonenaustauscherfilter aufweist, der im Filterbetrieb von Rohwasser vorwärts durchströmt wird und wobei und das aufzubereitende Rohwasser mittels des Ionenaustauschers teilenthärtet und/oder teilentsalzt wird, wobei regelmäßig eine Regeneration des lonenaustauscherfilters mittels einer rückwärts gerichteten Durchströmung des lonenaustauscherfilters mit zumindest CO2haltigem Wasser durchgeführt wird.The invention relates to a device for softening and / or desalination of water by means of ion exchangers, the device having at least one ion exchange filter through which raw water flows forward in filter operation and wherein and the raw water to be treated is partially softened and / or partially desalinated by means of the ion exchanger, whereby regularly a regeneration of the ion exchanger filter is carried out by means of a backward flow through the ion exchanger filter with water containing at least CO 2.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind aus der DE 198 01 174 A1 und der DE 10 2006 050 608 A1 bekannt.Such methods and devices are from DE 198 01 174 A1 and the DE 10 2006 050 608 A1 known.

Ionenaustauscher bzw. damit gleichbedeutend lonenaustauscherharze sind Kunststoffkugeln mit einem Durchmesser von beispielsweise 0,8 mm auf denen unbewegliche Ionen permanent chemisch angebracht sind. Die Begriffe Ionenaustauscher und lonenaustauscherharz werden im Sinne der Erfindung synonym verwendet. Dieses Ion ist ein Bestandteil der Harzstruktur und heißt Aktivgruppe. Damit das Harz seine elektrische Neutralität behält, muss jedes dieser unbeweglichen Ionen durch ein Gegenion ins Gleichgewicht gebracht werden. Diese Gegenionen können innerhalb sowie zwischen den Harzkugeln und dem umhüllenden Wasser hin und her wandern. Eingefüllt sind die lonenaustauscherharze in Druckkessel und werden von oben nach unten mit dem Wasser durchströmt. Bei dem sogenannten Beladungsvorgang tauschen die Harze diese frei beweglichen Ionen gegen die höher wertigeren Kationen (Ca, Mg) und Anionen (SO4, NO3, Cl) aus dem Rohwasser. Sind alle Plätze auf dem Austauscher besetzt, so muss dieser Vorgang durch eine Regeneration umgekehrt werden. Die Regeneration der lonenaustauscherharze kann vorteilhaft mit dem bei der Beladung entstehenden Produkt Kohlenstoffdioxid CO2 durchgeführt werden.Ion exchangers or ion exchange resins, which are synonymous with them, are plastic balls with a diameter of, for example, 0.8 mm, on which immobile ions are permanently chemically attached. The terms ion exchanger and ion exchange resin are used synonymously for the purposes of the invention. This ion is part of the resin structure and is called the active group. In order for the resin to maintain its electrical neutrality, each of these immobile ions must be balanced by a counterion. These counterions can migrate back and forth within and between the resin spheres and the surrounding water. The ion exchange resins are filled into pressure vessels and the water flows through them from top to bottom. In the so-called loading process, the resins exchange these freely movable ions for the higher-valued cations (Ca, Mg) and anions (SO4, NO3, Cl) from the raw water. If all the places on the exchanger are occupied, this process must be reversed by means of a regeneration. The regeneration of the ion exchange resins can advantageously be carried out with the product carbon dioxide CO 2 formed during loading.

Bei der Regeneration wird Rohwasser über eine Regenerierpumpe in einen Regenerierspeicher gepumpt und unter einem bestimmten Überdruck mit CO2 angereichert. Vom Regenerierspeicher wird diese Regenerierlösung von unten nach oben durch den Ionenaustauscher gedrückt. Das salzhaltige Abwasser (Eluat), wird anschließend im Eluatengaser bei Atmosphäre oder Unterdruck verdüst. In der Gasphase des Elauentgasers wird mit einem ölfrei verdichtenden Aggregat ca. 80 bis 98% des CO2 angesaugt und in den Regenerierspeicher zurückgeführt.During regeneration, raw water is pumped into a regeneration storage tank via a regeneration pump and enriched with CO2 under a certain overpressure. This regeneration solution is pressed from the bottom up through the ion exchanger from the regeneration storage tank. The salty wastewater (eluate) is then atomized in the eluate gas under atmospheric or negative pressure. In the gas phase of the Elau degasser, approx. 80 to 98% of the CO2 is sucked in with an oil-free compressor and returned to the regeneration storage tank.

Nachteilig dabei ist der sehr hohe Energieaufwand zur Rückgewinnung des in dem salzhaltigen Abwasser der Regeneration enthaltenen Kohlendioxid CO2.The disadvantage here is the very high amount of energy required to recover the carbon dioxide CO 2 contained in the salty waste water from the regeneration.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung anzugeben, um einen energiesparenden Betrieb zur Rückgewinnung des in dem salzhaltigen Abwasser der Regeneration enthaltenen Kohlendioxid CO2 zu ermöglichen.The object of the invention is to provide an improved method and an improved device in order to enable an energy-saving operation for the recovery of the carbon dioxide CO 2 contained in the salty waste water from the regeneration.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by the device according to claim 1. Advantageous further developments of the invention are given in the dependent claims.

Besonders vorteilhaft bei dem Verfahren zur Enthärtung und/oder Entsalzung von Wasser mittels Ionenaustauscher, wobei Rohwasser zumindest einen lonenaustauscherfilter enthaltend Ionenaustauscher im Filterbetrieb durchströmt und das aufzubereitende Rohwasser mittels des Ionenaustauschers teilenthärtet und/oder teilentsalzt wird, wobei regelmäßig eine Regeneration des lonenaustauscherfilters mittels einer im Regenerationsbetrieb rückwärts gerichteten Durchströmung des lonenaustauscherfilters mit zumindest CO2-haltigem Wasser durchgeführt wird, ist es, dass das bei der Regeneration des lonenaustauscherfilters anfallende CO2-haltige Abwasser mittels einer im Regenerationsbetrieb nachgeschalteten Regenerierwassermembranentsalzung aufbereitet wird und das CO2-haltige Wasser der Reinwasserseite der Regenerierwassermembranentsalzung auf die Rohwasserseite der Regeneration zurückgeführt und das bei der Regeneration nicht verbrauchte CO2 mit dem CO2-haltigen Wasser im Kreislauf geführt wird.Particularly advantageous in the method for softening and / or desalination of water by means of ion exchangers, with raw water flowing through at least one ion exchanger filter containing ion exchangers in filter operation and the raw water to be treated being partially softened and / or partially desalinated by means of the ion exchanger, with regular regeneration of the ion exchanger filter by means of a regeneration operation Backward flow through the ion exchanger filter is carried out with at least CO 2 -containing water, it is that the CO 2 -containing wastewater occurring during the regeneration of the ion exchanger filter is treated by means of a regeneration water membrane desalination connected downstream in the regeneration operation and the CO 2 -containing water on the pure water side of the regeneration water membrane is desalination returned to the raw water side of the regeneration and the CO 2 not consumed during the regeneration is recycled with the CO 2 -containing water will.

Das Verfahren kann dabei insbesondere zur Trinkwasseraufbereitung oder zur Prozesswasseraufbereitung in industriellen Prozessen sowie in der Lebensmittelproduktion angewendet werden.The method can be used in particular for drinking water treatment or for process water treatment in industrial processes as well as in food production.

Das bei einer Regeneration anfallende stark CO2 haltige Abwasser (Eluat) wird dabei mittels einer Regenerierwassermembranentsalzung aufbereitet. Diese Membranen halten gelöste Ionen zurück, lassen aber gelöste Gase wie etwa CO2 frei passieren. Deshalb sind die CO2-Gehalte auf der Roh-, Reinwasser- und Konzentratseite in etwa gleich hoch. Das Permeat wird auf die Rohwasserseite der Regeneration zurückgeführt und damit das bei der Regeneration nicht verbrauchte CO2 im Kreislauf gefahren. Das Konzentrat der Membrananlage wird über den Eluatengaser geführt und für diesen dann deutlich kleineren Teilstrom wird die CO2 mittels ölfrei verdichtender Aggregate in den Regenerierspeicher zurückgeführt.The wastewater (eluate) with a high concentration of CO 2 that occurs during regeneration is treated by means of a regeneration water membrane desalination. These membranes hold back dissolved ions, but allow dissolved gases such as CO 2 to pass freely. Therefore, the CO 2 contents on the raw, pure water and concentrate side are roughly the same. The permeate is returned to the raw water side of the regeneration and thus the CO 2 not consumed during the regeneration is circulated. The concentrate of the membrane system is passed over the eluate gas and for this then much smaller partial flow, the CO 2 is returned to the regeneration storage unit by means of oil-free compressing units.

Somit wird das bei der Regeneration des lonenaustauscherfilters anfallende CO2-haltige Abwasser (Eluat) mittels einer im Regenerationsbetrieb nachgeschalteten Regenerierwassermembranentsalzung aufbereitet und das CO2-haltige Wasser der Reinwasserseite der Regenerierwassermembranentsalzung, die als Salzsenke fungiert und somit eine Akkumulation von Salzen während der Regeneration verhindert, wird auf die Rohwasserseite der Regeneration zurückgeführt und somit das bei der Regeneration nicht verbrauchte CO2 aus dem Eluat im Kreislauf geführt. Thus, the CO 2 -containing that accumulates during the regeneration of the ion exchanger filter becomes Wastewater (eluate) is treated by means of a regeneration water membrane desalination connected downstream in the regeneration operation and the CO 2 -containing water on the pure water side of the regeneration water membrane desalination, which acts as a salt sink and thus prevents an accumulation of salts during the regeneration, is returned to the raw water side of the regeneration and thus the Regeneration of unused CO2 from the eluate in a cycle.

Da die Bereitstellung und Rückgewinnung von CO2 sehr kostenaufwendig ist, ist es besonders vorteilhaft, dass während der Durchführung einer Regeneration des Ionenaustauschers aus dem immer noch stark CO2-haltigen Eluat CO2 in einem Kreislauf geführt bzw. aus einem kleinen Teilstrom zurückgewonnen wird.Since the provision and recovery of CO 2 is very costly, it is particularly advantageous that while a regeneration of the ion exchanger is being carried out from the eluate which is still highly CO 2 -containing, CO 2 is circulated or recovered from a small partial flow.

Da somit nur noch ein deutlich kleinerer Teilstrom CO2 mittels ölfrei verdichtender Aggregate rückgewonnen und in den Regenerierspeicher zurückgeführt werden muss, ergibt sich eine erhebliche Energieeinsparung gegenüber dem Stand der Technik. Verglichen mit einer konventionellen Regeneration mit CO2 nach dem Stand der Technik wird der Abwasseranfall wird um bis zu 70% reduziert, der CO2 Verbrauch wird um bis zu 30% reduziert und der Energieverbrauch wird um bis zu 40% reduziert.Since only a significantly smaller partial flow of CO 2 has to be recovered by means of oil-free compressing units and returned to the regeneration store, this results in considerable energy savings compared to the prior art. Compared to conventional regeneration with CO 2 according to the state of the art, the amount of waste water is reduced by up to 70%, the CO 2 consumption is reduced by up to 30% and the energy consumption is reduced by up to 40%.

Vorzugsweise wird das Abwasser der Regenerierwassermembranentsalzung mittels eines nachgeschalteten Eluatentgasers entgast, wobei in der Gasphase des Eluatentgasers mittels eines Verdichters zumindest ein Teil des CO2 angesaugt und in einen Regenerierspeicher eingeleitet wirdThe wastewater from the regeneration water membrane desalination is preferably degassed by means of a downstream eluate degasser, with at least part of the CO 2 being sucked in by means of a compressor in the gas phase of the eluate degasser and fed into a regeneration reservoir

Vorzugsweise wird als Ionenaustauscher ein schwach saurer Kationenaustauscher oder ein stark basischer Anionenaustauscher oder eine Mischung aus einem schwach sauren Kationenaustauscher und einem stark basischen Anionenaustauscher eingesetzt.A weakly acidic cation exchanger or a strongly basic anion exchanger or a mixture of a weakly acidic cation exchanger and a strongly basic anion exchanger is preferably used as the ion exchanger.

Sofern eine Mischung aus schwach sauren Kationenaustauschern und stark basischen Anionenaustauschern zum Einsatz kommt, kann das Mischungsverhältnis im Bereich von 100 : 1 bis zu 1 : 100 liegen. Hierdurch ist es möglich, den Ionenaustauscher den jeweiligen Anforderungen anzupassen, d.h. das Mischungsverhältnis zwischen schwach saurem Kationenaustauscher und stark basischen Anionenaustauscher der Rohwasserqualität und insbesondere der Beladung des Rohwassers mit Spurenelementen anzupassen.If a mixture of weakly acidic cation exchangers and strongly basic anion exchangers is used, the mixing ratio can be in the range from 100: 1 to 1: 100. This makes it possible to adapt the ion exchanger to the respective requirements, i.e. to adapt the mixing ratio between weakly acidic cation exchanger and strongly basic anion exchanger to the raw water quality and, in particular, to the load of the raw water with trace elements.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Regenerierwassermembranentsalzung um eine Nanofiltration und/oder um eine Umkehrosmose. Diese Membranen halten gelöste Ionen zurück, lassen aber gelöste Gase wie etwa CO2 frei passieren.The regeneration water membrane desalination is preferably a nanofiltration and / or a reverse osmosis. These membranes hold back dissolved ions, but allow dissolved gases such as CO 2 to pass freely.

Bevorzugt wird das zur Regeneration verwendete Rohwasser vor der Einleitung in den lonenaustauscherfilter, insbesondere unter einem Überdruck in einem Regenerierspeicher, mit CO2 angereichert. Durch die Anreicherung mit CO2 wird die Wirkung der Regeneration der lonenaustauscherharze verbessert. Mit dem Begriff des lonenaustauscherfilters ist jene Baugruppe bezeichnet, die einen durchströmbaren Behälter enthaltend lonenaustauscherharze umfasst.The raw water used for the regeneration is preferably enriched with CO 2 before it is introduced into the ion exchange filter, in particular under an overpressure in a regeneration store. The enrichment with CO 2 improves the regeneration effect of the ion exchange resins. The term ion exchange filter denotes that assembly which comprises a flow-through container containing ion exchange resins.

Vorzugsweise sind mehrere lonenaustauscherfilter parallelgeschaltet und zumindest ein lonenaustauscherfilter wird im Filterbetrieb vorwärts von Rohwasser durchströmt und zumindest ein anderer lonenaustauscherfilter wird gleichzeitig im Regenerationsbetrieb von CO2-haltigem Wasser rückwärts durchströmt und regeneriert.Preferably, several ion exchange filters are connected in parallel and at least one ion exchange filter is flowed through forwards by raw water in the filter operation and at least one other ion exchange filter is simultaneously flowed through and regenerated by CO 2 -containing water in the regeneration operation.

Es können somit mehrere, insbesondere zwei oder drei oder vier oder mehr jeweils eine lonenaustauscherschüttung enthaltende lonentauscherfilter parallelgeschaltet sein. Insbesondere kann dabei zumindest ein lonenaustauscherfilter zur Wasseraufbereitung eingesetzt werden, während gleichzeitig zumindest ein anderer lonenaustauscherfilter regeneriert und/oder rückgespült wird.Several, in particular two or three or four or more ion exchange filters each containing an ion exchange bed can thus be connected in parallel. In particular, at least one ion exchange filter can be used for water treatment, while at the same time at least one other ion exchange filter is being regenerated and / or backwashed.

Durch die Anordnung mehrerer parallel geschalteter lonenaustauscherfilter kann der Dauerbetrieb der Anlage gewährleistet werden, indem beispielsweise bei Anordnung von drei parallel geschalteten lonenaustauscherfiltern jeweils ein lonenaustauscherfilter im Einsatz ist, während ein weiterer lonenaustauscherfilter regeneriert und rückgespült wird und der dritte lonenaustauscherfilter nach durchgeführter Regeneration und Rückspülung in Wartestellung ist.By arranging several ion exchange filters connected in parallel, the continuous operation of the system can be guaranteed by, for example, with the arrangement of three ion exchange filters connected in parallel, one ion exchange filter is in use while another ion exchange filter is being regenerated and backwashed and the third ion exchange filter is on hold after regeneration and backwashing has been carried out is.

Vorzugsweise wird im Filterbetrieb mittels einer dem lonenaustauscherfilter nachgeschalteten Reinwassermembranentsalzung ein Teil- oder Vollstrom des Reinwassers aufbereitet, wobei das CO2-haltige Abwasser dieser Reinwassermembranentsalzung zur Regeneration eines lonenaustauscherfilters verwendet wird, insbesondere in einen Regenerierspeicher eingeleitet wird.Preferably, a partial or full flow of the pure water is processed in filter operation by means of a pure water membrane desalination downstream of the ion exchange filter, the CO 2 -containing wastewater from this pure water membrane desalination being used to regenerate an ion exchange filter, in particular being introduced into a regeneration tank.

Das Rohwasser wird mittels Ionenaustauscher entsalzt (Einsatz von Kationen- und Anionenharz) oder enthärtet (Einsatz von Kationenharz). Bei dieser Beladung entsteht Kohlenstoffdioxid CO2. Ein Teil- oder Vollstrom dieses vorentsalzten oder enthärteten Wassers geht anschließend auf eine Reinwassermembranentsalzung. Das Reinwasser (Permeat) dieser Membrananlage wird dem Reinwasserstrom der Gesamtanlage zugeführt und das Abwasser (Konzentrat) wird beispielsweise zur Regeneration eines in der Anlage parallelgeschalteten Ionenaustauschers, der im Regenerationsbetrieb ist, wiederverwendet.The raw water is desalinated by means of an ion exchanger (use of cation and anion resin) or softened (use of cation resin). This loading creates carbon dioxide CO 2 . A partial or full flow of this pre-desalinated or softened water then goes to a pure water membrane desalination. The pure water (permeate) of this membrane system is fed into the pure water flow of the entire system and that Wastewater (concentrate) is reused, for example, to regenerate an ion exchanger connected in parallel in the system that is in regeneration mode.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Reinwassermembranentsalzung um eine Nanofiltration und/oder um eine Umkehrosmose.The pure water membrane desalination is preferably a nanofiltration and / or a reverse osmosis.

Vorzugsweise wird der Ionenaustauscher in Form einer lonenaustauscherschüttung verwendet, mittels dessen Feststoffe aus dem Rohwasser gefiltert werden, die bei einer Regeneration und Rückspülung des Ionenaustauschers ausgespült und als Abwasser abgeführt werden.The ion exchanger is preferably used in the form of an ion exchanger bed, by means of which solids are filtered from the raw water, which are rinsed out during regeneration and backwashing of the ion exchanger and discharged as waste water.

Besonders bevorzugt erfolgt eine Überwachung der elektrischen Leitfähigkeit des Reinwassers des lonenaustauscherfilters und es wird eine Regeneration des lonenaustauscherfilters bei Überschreitung eines festlegbaren Grenzwertes der elektrischen Leitfähigkeit des lonentauscherablaufs ausgelöst.The electrical conductivity of the pure water of the ion exchanger filter is particularly preferably monitored and a regeneration of the ion exchanger filter is triggered when a definable limit value for the electrical conductivity of the ion exchanger drain is exceeded.

Mit dem Begriff des lonentauscherablaufs ist dabei das aus dem lonenaustauscherfilter austretende Wasser auf der Reinwasserseite nach der Behandlung des Rohwassers mit dem Ionenaustauscher gemeint.The term “ion exchanger drain” means the water exiting from the ion exchanger filter on the pure water side after the treatment of the raw water with the ion exchanger.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Aufteilung des aufzubereitenden Rohwassers in zwei oder mehrere Teilströme.In a preferred embodiment of the process according to the invention, the raw water to be treated is divided into two or more substreams.

Vorzugweise wird ein erster Teilstrom des aufzubereitenden Rohwassers mittels des Ionenaustauschers behandelt, wobei ein zweiter Teilstrom von bis zu 90 % des Rohwassers über einen Bypass geführt und die beiden Teilströme auf der Reinwasserseite vermischt werden, wobei der Anteil des über den Bypass geleiteten Teilstromes in Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit des Rohwassers und/oder in Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit des lonentauscherablaufs und/oder in Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit des Reinwassers nach der Vermischung der beiden Teilströme geregelt wird.A first partial flow of the raw water to be treated is preferably treated by means of the ion exchanger, with a second partial flow of up to 90% of the raw water being passed through a bypass and the two partial flows being mixed on the pure water side, the proportion of the partial flow passed through the bypass depending on the electrical conductivity of the raw water and / or as a function of the electrical conductivity of the ion exchanger flow and / or as a function of the electrical conductivity of the pure water after the mixing of the two partial flows is regulated.

Hierdurch ist eine geregelte Bypassfahrweise möglich. Dabei wird der Anteil des Rohwassers, welcher über den Bypass geleitet wird, innerhalb eines geschlossenen Regelkreises in Abhängigkeit der Wasserqualität des Rohwassers und/oder des lonentauscherablaufs und/oder des Reinwassers geregelt. Hierdurch ist in Abhängigkeit von der Rohwasserqualität eine entsprechende Energieoptimierung der gesamten Anlagenfahrweise möglich, indem bei guter Rohwasserqualität lediglich ein Teilstrom des aufzubereitenden Rohwassers mittels des Ionenaustauschers behandelt wird, während ein zweiter Teilstrom von bis zu 90% des Rohwassers über einen Bypass geführt wird.This enables regulated bypass operation. The proportion of the raw water which is passed through the bypass is regulated within a closed control loop as a function of the water quality of the raw water and / or the ion exchanger drain and / or the pure water. In this way, depending on the raw water quality, a corresponding energy optimization of the entire system operation is possible, in that only a partial flow of the raw water to be treated is treated by means of the ion exchanger if the raw water quality is good, while a second partial flow of up to 90% of the raw water is routed via a bypass.

In Abhängigkeit von der Rohwasserqualität kann der erste Teilstrom bis zu 100 % entsprechend einer vollständigen Behandlung des aufzubereitenden Rohwassers betragen. Der zweite Teilstrom, welcher über den Bypass geführt und mit dem lonentauscherablauf vermischt wird, kann bis zu 10 %, insbesondere bis zu 20 %, insbesondere bis zu 30 %, insbesondere bis zu 40 %, insbesondere bis zu 50 %, insbesondere bis zu 60 %, insbesondere bis zu 70 %, insbesondere bis zu 80 %, insbesondere bis zu 90 % des Rohwassermassenstromes betragen.Depending on the raw water quality, the first partial flow can be up to 100% corresponding to a complete treatment of the raw water to be treated. The second substream, which is passed via the bypass and mixed with the ion exchanger outlet, can contain up to 10%, in particular up to 20%, in particular up to 30%, in particular up to 40%, in particular up to 50%, in particular up to 60% %, in particular up to 70%, in particular up to 80%, in particular up to 90% of the raw water mass flow.

Ferner kann ein Spülluftgebläse zur Auflockerung der lonenaustauscherharzschüttung und zur Wiederherstellung eines homogenen Mischbettes vorgesehen sein. Vorzugsweise wird eine Mischung aus schwach sauren Kationenaustauschern und stark basischen Anionenaustauschern verwendet. Bei den Anionenaustauschern handelt es sich um ein Harz mit funktionellen kationischen Gruppen. Bei den Kationenaustauschern handelt es sich um ein Harz mit funktionellen anionischen Gruppen.Furthermore, a purge air fan can be provided to loosen up the ion exchange resin bed and to restore a homogeneous mixed bed. A mixture of weakly acidic cation exchangers and strongly basic anion exchangers is preferably used. The anion exchanger is a resin with functional cationic groups. The cation exchanger is a resin with functional anionic groups.

Besonders bevorzugt wird eine Regeneration des Ionenaustauschers durch Rückspülung des lonenaustauscherfilters mit CO2-haltigem Wasser bei Überschreitung eines festlegbaren Grenzwertes der elektrischen Leitfähigkeit des lonentauscherablaufs ausgelöst.A regeneration of the ion exchanger is particularly preferably triggered by backwashing the ion exchanger filter with water containing CO 2 when a definable limit value for the electrical conductivity of the ion exchanger drain is exceeded.

Dies bedeutet, dass die elektrische Leitfähigkeit des auf der Reinwasserseite des austretenden behandelten Wassers überwacht wird, wobei bei Überschreitung eines festlegbaren Grenzwertes bedarfsweise eine Regeneration des Ionenaustauschers ausgelöst wird. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass keine turnusgemäße Durchführung der Regeneration nach einer bestimmten Anzahl Bettvolumina erfolgt, sondern nur bedarfsweise regeneriert und/oder rückgespült wird, sofern die Qualität der Wasseraufbereitung nachlässt und somit eine Regeneration des lonentauscherfilters erforderlich wird. Dies bedeutet eine große Energieeinsparung, da die Regeneration sehr energieintensiv ist. Die elektrische Leitfähigkeit des lonentauscherablaufs ist ein Maß für den Salzgehalt im lonentauscherablauf und damit direkt korreliert mit der Fähigkeit des lonentauscherfilters, die Teilentsalzung des Wassers durchzuführen. Durch die bedarfsweise Auslösung der Regenration kann hierdurch eine erhebliche Energieeinsparung erzielt werden anstelle einer turnusgemäßen Durchführung nach Erreichen einer bestimmten Anzahl von Bettvolumina.This means that the electrical conductivity of the treated water on the pure water side of the exiting water is monitored, with a regeneration of the ion exchanger being triggered if necessary if a definable limit value is exceeded. It is particularly advantageous that the regeneration is not carried out on a regular basis after a certain number of bed volumes, but is only regenerated and / or backwashed as required if the quality of the water treatment declines and a regeneration of the ion exchanger filter is therefore necessary. This means a great saving in energy, since the regeneration is very energy-intensive. The electrical conductivity of the ion exchanger drain is a measure of the salt content in the ion exchanger drain and is thus directly correlated with the ability of the ion exchanger filter to carry out the partial desalination of the water. By triggering the regeneration as required, considerable energy savings can be achieved instead of a regular implementation after a certain number of bed volumes has been reached.

Dadurch, dass die Regeneration der lonenaustauscherfilter bedarfsweise in Abhängigkeit der Wasserqualität des lonentauscherablaufs durchgeführt und zumindest ein Teilstrom CO2-haltigen Wassers bei der Regenration in einem Kreislauf geführt wird, wird der Energie- und CO2-Bedarf deutlich vermindert. Vorzugsweise erfolgt dabei eine permanente Überwachung der elektrischen Leitfähigkeit des lonentauscherablaufs nicht nur zur automatischen Auflösung einer Regeneration, sondern ferner zwecks permanenter Qualitätsüberwachung der Trinkwasseraufbereitung.The fact that the regeneration of the ion exchanger filter is required as a function of the If the water quality of the ion exchanger is carried out and at least a partial flow of water containing CO 2 is circulated during the regeneration, the energy and CO 2 requirements are significantly reduced. In this case, permanent monitoring of the electrical conductivity of the ion exchanger process preferably takes place not only for the automatic resolution of a regeneration, but also for the purpose of permanent quality monitoring of the drinking water treatment.

Derselbe Messwert der elektrischen Leitfähigkeit des lonentauscherablaufs kann zur Regelung der Bypassfahrweise in einem geschlossenen Regelkreis herangezogen werden. Durch eine solche Bypassfahrweise der Wasseraufbereitung, bei der bedarfsabhängig bis zu 100 % des Rohwassermassenstromes mittels der lonentauscherfilter aufbereitet wird, respektive bis zu 90 % des Rohwassermassenstromes über einen Bypass geführt wird, kann eine weitere Energieeinsparung erzielt werden.The same measured value of the electrical conductivity of the ion exchanger drain can be used to control the bypass mode in a closed control loop. Such a bypass mode of water treatment, in which up to 100% of the raw water mass flow is treated by means of the ion exchanger filter, or up to 90% of the raw water mass flow is conducted via a bypass, depending on requirements, further energy savings can be achieved.

Besonders vorteilhaft bei der Vorrichtung zur Enthärtung und/oder Entsalzung von Wasser mittels Ionenaustauscher, wobei die Vorrichtung zumindest einen lonenaustauscherfilter aufweist, der im Filterbetrieb von Rohwasser vorwärts durchströmt wird und wobei und das aufzubereitende Rohwasser mittels des Ionenaustauschers teilenthärtet und/oder teilentsalzt wird, wobei regelmäßig eine Regeneration des lonenaustauscherfilters mittels einer rückwärts gerichteten Durchströmung des lonenaustauscherfilters mit zumindest CO2haltigem Wasser durchgeführt wird, ist es, dass die Vorrichtung eine dem lonenaustauscherfilter im Regenrationsbetrieb bei Rückwärtsdurchströmung nachgeschaltete Regenerierwassermembranentsalzung aufweist, mittels derer das bei der Regeneration des lonenaustauscherfilters anfallende CO2-haltige Abwasser aufbereitet wird, insbesondere dass es sich Regenerierwassermembranentsalzung um eine Nanofiltration und/oder um eine Umkehrosmose handelt.Particularly advantageous in the device for softening and / or desalination of water by means of ion exchangers, the device having at least one ion exchange filter through which raw water flows forwards in filter operation and wherein and the raw water to be treated is partially softened and / or partially desalinated by means of the ion exchanger, whereby regularly a regeneration of the ion exchanger filter is carried out by means of a backward flow through the ion exchanger filter with at least CO 2 -containing water, it is that the device has a regeneration water membrane desalination downstream of the ion exchanger filter in regeneration operation with reverse flow, by means of which the CO 2 -containing during regeneration of the ion exchanger filter Wastewater is treated, in particular that regeneration water membrane desalination is a nanofiltration and / or reverse osmosis.

Das bei einer Regeneration anfallende stark CO2 haltige Abwasser (Eluat) wird dabei mittels einer Regenerierwassermembranentsalzung aufbereitet. Diese Membranen halten gelöste Ionen zurück, lassen aber gelöste Gase wie etwa CO2 frei passieren. Deshalb sind die CO2-Gehalte auf der Roh-, Reinwasser- und Konzentratseite in etwa gleich hoch. Das Permeat wird auf die Rohwasserseite der Regeneration zurückgeführt und damit das bei der Regeneration nicht verbrauchte CO2 im Kreislauf gefahren. Das Konzentrat der Membrananlage wird über den Eluatengaser geführt und für diesen dann deutlich kleineren Teilstrom wird die CO2 mittels ölfrei verdichtender Aggregate in den Regenerierspeicher zurückgeführt.The wastewater (eluate) with a high concentration of CO 2 that occurs during regeneration is treated by means of a regeneration water membrane desalination. These membranes hold back dissolved ions, but allow dissolved gases such as CO 2 to pass freely. Therefore, the CO 2 contents on the raw, pure water and concentrate side are roughly the same. The permeate is returned to the raw water side of the regeneration and thus the CO 2 not consumed during the regeneration is circulated. The concentrate of the membrane system is passed over the eluate gas and for this then much smaller partial flow, the CO 2 is returned to the regeneration storage unit by means of oil-free compressing units.

Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Regenerationspumpe und einen Regenerierspeicher auf, wobei mittels der Regenerationspumpe Rohwasser in den Regenerierspeicher gepumpt wird.The device preferably has a regeneration pump and a regeneration reservoir, raw water being pumped into the regeneration reservoir by means of the regeneration pump.

Vorzugsweise ist eine Verbindungsleitung von der Reinwasserseite der im Regenrationsbetrieb bei Rückwärtsdurchströmung nachgeschalteten Regenerierwassermembranentsalzung zur Saugseite der Regenerationspumpe angeordnet, über die das CO2-haltige Reinwasser der Regenerierwassermembranentsalzung in einem Kreislauf zum Regenerierspeicher geführt werden kann.A connecting line is preferably arranged from the pure water side of the regeneration water membrane desalination, which is connected downstream in the regeneration mode with reverse flow, to the suction side of the regeneration pump, via which the CO 2 -containing pure water of the regeneration water membrane desalination can be circulated to the regeneration storage tank.

Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung einen der Regenerierwassermembranentsalzung nachgeschalteten Eluatentgaser und einen CO2-Verdichter auf, wobei in der Gasphase des Eluatentgasers mittels des Verdichters zumindest ein Teil des Kohlendioxid CO2 angesaugt und über eine Verbindungsleitung in einen Regenerierspeicher eingeleitet wird.The device particularly preferably has an eluate degasser downstream of the regeneration water membrane desalination and a CO 2 compressor, at least part of the carbon dioxide CO 2 being sucked in by means of the compressor in the gas phase of the eluate degasser and fed into a regeneration storage tank via a connecting line.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung zumindest eine dem lonenaustauscherfilter im Filterbetrieb nachgeschaltete Reinwassermembranentsalzung auf, mittels derer ein Teil- oder Vollstrom des Reinwassers aufbereitet wird, wobei das CO2-haltige Abwasser dieser Reinwassermembranentsalzung zur Regeneration eines lonenaustauscherfilters verwendet und über eine Verbindungsleitung in einen Regenerierspeicher eingeleitet wird. Insbesondere kann es sich bei der Reinwassermembranentsalzung um eine Nanofiltration und/oder um eine Umkehrosmose handeln.The device preferably has at least one pure water membrane desalination downstream of the ion exchanger filter in filter operation, by means of which a partial or full flow of the pure water is processed, the CO 2 -containing wastewater from this pure water membrane desalination being used to regenerate an ion exchange filter and being introduced into a regeneration tank via a connecting line. In particular, the pure water membrane desalination can be a nanofiltration and / or a reverse osmosis.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

  • 1 Ein vereinfachtes Fließschema einer Wasseraufbereitungsanlage mit mehreren parallelgeschalteten Ionenaustauschern nach dem Stand der Technik;
  • 2 eine schematische Darstellung der Regeneration eines Ionenaustauschers mit im Regenerationsbetrieb nachgeschalteter Regenerierwassermembranentsalzung;
  • 3 eine schematische Darstellung des Filterbetriebs eines Ionenaustauschers mit im Filterbetrieb nachgeschalteter Reinwassermembranentsalzung.
An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the figures. Show it:
  • 1 A simplified flow diagram of a water treatment plant with several ion exchangers connected in parallel according to the prior art;
  • 2 a schematic representation of the regeneration of an ion exchanger with regeneration water membrane desalination following the regeneration operation;
  • 3 a schematic representation of the filter operation of an ion exchanger with downstream pure water membrane desalination in the filter operation.

1 zeigt ein vereinfachtes Fließschema einer Wasseraufbereitungsanlage nach dem Stand der Technik mit mehreren parallelgeschalteten Ionenaustauschern 101, 102, 103. Das Rohwasser durchfließt die lonenaustauscherfilter 101, 102, 103, in deren Filterbett die Teilentsalzung stattfindet (Nitrat-, Sulfat-, Chlorid-, Calcium-, Magnesium-, Karbonathärtereduzierung). Bei der turnusmäßigen Regeneration des Filterbettes werden die an den Austauscherharzen anhaftenden Ionen entfernt und die Austauscherharze wieder in ihren ursprünglichen Zustand gebracht. 1 shows a simplified flow diagram of a water treatment plant according to the prior art with several ion exchangers connected in parallel 101 , 102 , 103 . The raw water flows through the ion exchange filter 101 , 102 , 103 , in whose filter bed the partial desalination takes place (nitrate, sulfate, chloride, calcium, magnesium, carbonate hardness reduction). With the regular regeneration of the In the filter bed, the ions adhering to the exchange resins are removed and the exchange resins are returned to their original state.

In dem in 1 dargestellten Fließschema sind zwei Ionenaustauscher 101, 102 im Filterbetrieb, während einer der Ionenaustauscher 103 im Regenerationsbetrieb istIn the in 1 The flow diagram shown are two ion exchangers 101 , 102 in filter operation, during one of the ion exchangers 103 is in regeneration mode

Zur Regeneration wird Rohwasser über eine Regenerierpumpe in den Regenerierspeicher 107 gepumpt und mit CO2 aus der Rückgewinnung und aus einem CO2-Tank 108 angereichert. Vom Regenerierspeicher 107 wird die Regenerierlösung (CO2-angereichertes Rohwasser) bei einem Überdruck von ca. 6 bar durch den jeweils zur Regenerierung anstehende Filter 103 gedrückt. Dabei fällt Regenerierwasser an, das als Eluat bezeichnet wird. Das Eluat wird mittels eines Eluatentgasers 106 entgast und dem Eluatspeicher 109 zugeführt.For regeneration, raw water is fed into the regeneration storage tank via a regeneration pump 107 pumped and enriched with CO 2 from the recovery and from a CO 2 tank 108. From the regeneration tank 107 the regeneration solution (CO 2 -enriched raw water) passes through the respective filter to be regenerated at an overpressure of approx. 6 bar 103 pressed. This results in regeneration water, which is referred to as the eluate. The eluate is made using an eluate degasser 106 degassed and the eluate reservoir 109 fed.

Das Reinwasser aus den im Filterbetrieb befindlichen Ionenaustauschern 101, 102 wird über einen nachgeschalteten Reinwasserriesler 104 geführt und schließlich dem Reinwasserspeicher 105 zugeführt. Das bei der Beladung im Filterbetrieb entstehende Reaktionsprodukt Kohlenstoffdioxid CO2 wird im nachgeschalteten Reinwasserriesler 104 aus dem Wasser durch Luftstrippung entfernt.The pure water from the ion exchangers in the filter operation 101 , 102 is via a downstream pure water trickle 104 and finally the pure water storage tank 105 fed. The carbon dioxide CO 2 reaction product produced during loading in the filter operation is converted into the downstream pure water trickle 104 removed from the water by air stripping.

2 zeigt eine schematische Darstellung der Regeneration eines Ionenaustauschers 3 mit im Regenerationsbetrieb nachgeschalteter Regenerierwassermembranentsalzung 6. 2 shows a schematic representation of the regeneration of an ion exchanger 3 with downstream regeneration water membrane desalination in regeneration mode 6th .

Das bei einer Regeneration anfallende stark CO2 haltige Regenerierwasser (Eluat) wird mittels einer Membranentsalzung 6 wie beispielsweise Nanofiltration und/oder Umkehrosmose aufbereitet. Diese Membranen halten gelöste Ionen zurück, lassen aber gelöste Gase wie CO2 frei passieren. Deshalb sind die CO2 Gehalte auf der Roh-, Reinwasser- und Konzentratseite in etwa gleich hoch. Das Permeat wird auf die Rohwasserseite der Regeneration zurückgeführt und damit das bei der Regeneration nicht verbrauchte CO2 im Kreislauf gefahren. Das Konzentrat der Membrananlage 6 wird über den Eluatengaser 4 gefahren und für diesen dann kleineren Teilstrom wird das CO2 mittels ölfrei verdichtender Aggregate in den Regenerierspeicher 2 zurückgeführt.The regeneration water (eluate) with a high CO 2 content that occurs during a regeneration is desalinated by means of a membrane 6th such as nanofiltration and / or reverse osmosis processed. These membranes hold back dissolved ions, but allow dissolved gases such as CO 2 to pass freely. Therefore, the CO 2 contents on the raw, pure water and concentrate side are roughly the same. The permeate is returned to the raw water side of the regeneration and thus the CO 2 not consumed during the regeneration is circulated. The concentrate of the membrane system 6th is via the eluate gas 4th driven and for this then smaller partial flow, the CO 2 is by means of oil-free compressing units in the regeneration storage 2 returned.

Bei der Regeneration wird Rohwasser mittels der Regenerierpumpe 1 in den Regenerierspeicher 2 gepumpt und unter einem bestimmten Überdruck mit CO2 angereichert. Vom Regenerierspeicher 2 wird diese Regenerierlösung bei der Regeneration von unten nach oben durch den Ionenaustauscher 3 gedrückt. Das salzhaltige Regenerierwasser (Eluat), wird anschließend über eine Membranentsalzung 6 geführt. Bei der Membranentsalzung 6 wird mittels Nanofiltrations- und/oder Umkehrosmose-Membranen das Eluat entsalzt, der CO2-Gehalt sowohl auf der Permeat- als auch Konzentratseite der Membrananlage 6 entspricht dem Zulaufwert. Das entsalzte und CO2-haltige Permeat wird auf die Saugseite der Regenerierpumpe 1 zurückgeführt. Das bei der Regeneration nicht verbrauchte CO2 wird somit im Kreislauf gefahren. Das CO2-haltige Konzentrat wird im Eluatentgaser 4 bei Atmosphäre oder Unterdruck verdüst. In der Gasphase des Eluatentgasers 4 wird mit einem ölfrei verdichtenden Aggregat 5 ca. 80 bis 98% des CO2 angesaugt und in den Regenerierspeicher 2 zurückgeführt.During regeneration, raw water is generated using the regeneration pump 1 in the regeneration tank 2 pumped and enriched with CO 2 under a certain overpressure. From the regeneration tank 2 During the regeneration, this regeneration solution becomes from bottom to top through the ion exchanger 3 pressed. The saline regeneration water (eluate) is then desalinated through a membrane 6th guided. In membrane desalination 6th the eluate is desalinated by means of nanofiltration and / or reverse osmosis membranes, the CO 2 content on both the permeate and concentrate side of the membrane system 6th corresponds to the inlet value. The desalinated and CO 2 -containing permeate is transferred to the suction side of the regeneration pump 1 returned. The CO 2 not consumed during the regeneration is thus circulated. The concentrate containing CO 2 is degassed in the eluate 4th atomized at atmosphere or negative pressure. In the gas phase of the eluate degasser 4th comes with an oil-free compressing unit 5 Approx. 80 to 98% of the CO 2 is sucked in and into the regeneration tank 2 returned.

3 zeigt eine schematische Darstellung des Filterbetriebs eines Ionenaustauschers 12 mit im Filterbetrieb nachgeschalteter Reinwassermembranentsalzung 13. 3 shows a schematic representation of the filter operation of an ion exchanger 12th with downstream pure water membrane desalination in filter operation 13th .

Durch die Entsalzung (Einsatz von Kationen- und Anionenharz) oder Enthärtung (Einsatz von Kationenharz) des Rohwassers in einem Ionenaustauscher 12 entsteht Kohlenstoffdioxid CO2. Ein Teil- oder Vollstrom dieses vorentsalzten und CO2 haltigen Wassers geht anschließend auf eine Membrananlage 13 wie beispielsweise eine Nanofiltration und/oder Umkehrosmose. Auf Grund des niedrigen Salzgehaltes und des gleichzeitig hohen Gehaltes an überschüssigem CO2 wird das Zulaufwasser der Membrananlage 13 sozusagen vorkonditioniert, d.h. eine zusätzliche Dosierung von Säure oder Antiscalant ist nicht mehr notwendig. Das Reinwasser (Permeat) der Membran 13 wird dem Gesamtreinwasserstrom der Anlage zugeführt und das Abwasser (Konzentrat) wird zur Regeneration eines parallelgeschalteten Ionenaustauschers verwendet. Dadurch wird die Abwassermenge der Ionenaustauscheranlage nicht erhöht und gleichzeitig kann der hohe Druck auf der Konzentratseite der Membran 13 zur Regeneration eines Ionenaustauschers ohne eine weitere Druckerhöhung mittels einer Pumpe unmittelbar genutzt werden, wodurch sich eine erhebliche Energieeinsparung ergibt.By desalination (use of cation and anion resin) or softening (use of cation resin) of the raw water in an ion exchanger 12th carbon dioxide CO 2 is produced . A partial or full flow of this pre-desalinated and CO 2 -containing water then goes to a membrane system 13th such as nanofiltration and / or reverse osmosis. Due to the low salt content and the high content of excess CO 2 at the same time, the inlet water of the membrane system is 13th So to speak, preconditioned, ie an additional dosage of acid or antiscalant is no longer necessary. The pure water (permeate) of the membrane 13th is added to the total pure water flow of the system and the waste water (concentrate) is used to regenerate an ion exchanger connected in parallel. As a result, the amount of waste water from the ion exchange system is not increased and at the same time the high pressure on the concentrate side of the membrane can 13th can be used directly to regenerate an ion exchanger without a further increase in pressure by means of a pump, which results in considerable energy savings.

Im aufzubereitenden Wasser können Inhaltsstoffe vorkommen, die nur unzureichend oder gar nicht mit einem Ionenaustauscher 12 reduziert werden können. Dies ist ein weiterer Vorteil der Anordnung einer im Filterbetrieb nachgeschalteter Reinwassermembranentsalzung 13. Hierdurch wird die Qualität der Wasseraufbereitung weiter gesteigert.The water to be treated can contain ingredients that are inadequate or not at all with an ion exchanger 12th can be reduced. This is a further advantage of the arrangement of a downstream pure water membrane desalination during filter operation 13th . This further increases the quality of the water treatment.

Das Rohwasser 11 wird mittels eines ersten Ionenaustauscher 12 entsalzt (Einsatz von Kationen- und Anionenharz) oder enthärtet (Einsatz von Kationenharz). Bei dieser Beladung entsteht Kohlenstoffdioxid CO2. Ein Teil- oder Vollstrom dieses vorentsalzten oder enthärteten Wassers geht anschließend auf eine Membranentsalzung 13 in Form einer Nanofiltration und/oder Umkehrosmose. Das Reinwasser (Permeat) der Reinwassermembranentsalzung 13 wird dem Reinwasserstrom der Gesamtanlage zugeführt und das Abwasser (Konzentrat) wird zur Regeneration eines dem ersten Ionenaustauscher 12 parallelgeschalteten weiteren Ionenaustauschers wiederverwendet und über die Leitung 16 zur Regenration dieses weiteren Ionenaustauschers geleitet. Der nicht über die Reinwassermembranentsalzung 13 geleitete Teilstrom des Reinwassers (Permeat) wird unmittelbar über einen Bypass 14 dem Reinwasserstrom 15 der Gesamtanlage zugeführt.The raw water 11 is made by means of a first ion exchanger 12th desalinated (use of cation and anion resin) or softened (use of cation resin). This loading creates carbon dioxide CO 2 . A partial or full flow of this pre-desalinated or softened water then goes to a membrane desalination 13th in the form of nanofiltration and / or reverse osmosis. That Pure water (permeate) of the pure water membrane desalination 13th is fed to the pure water flow of the entire system and the waste water (concentrate) is used for regeneration of one of the first ion exchangers 12th further ion exchanger connected in parallel and reused via the line 16 directed to the regeneration of this further ion exchanger. Which does not have the pure water membrane desalination 13th The partial flow of pure water (permeate) that is directed is passed directly through a bypass 14th the pure water flow 15th fed to the entire system.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 19801174 A1 [0002]DE 19801174 A1 [0002]
  • DE 102006050608 A1 [0002]DE 102006050608 A1 [0002]

Claims (5)

Vorrichtung zur Enthärtung und/oder Entsalzung von Wasser mittels Ionenaustauscher, wobei die Vorrichtung zumindest einen lonenaustauscherfilter (3, 12) aufweist, der im Filterbetrieb von Rohwasser vorwärts durchströmt wird und wobei und das aufzubereitende Rohwasser mittels des Ionenaustauschers teilenthärtet und/oder teilentsalzt wird, wobei regelmäßig eine Regeneration des lonenaustauscherfilters (3, 12) mittels einer rückwärts gerichteten Durchströmung des lonenaustauscherfilters (3, 12) mit zumindest CO2haltigem Wasser durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine dem lonenaustauscherfilter (3, 12) im Regenrationsbetrieb bei Rückwärtsdurchströmung nachgeschaltete Regenerierwassermembranentsalzung (6) aufweist, mittels derer das bei der Regeneration des lonenaustauscherfilters (3, 12) anfallende CO2haltige Abwasser aufbereitet wird, insbesondere dass es sich Regenerierwassermembranentsalzung (6) um eine Nanofiltration und/oder um eine Umkehrosmose handelt.Device for softening and / or desalination of water by means of ion exchangers, wherein the device has at least one ion exchange filter (3, 12) through which raw water flows forwards in filter operation and wherein and the raw water to be treated is partially softened and / or partially desalinated by means of the ion exchanger, wherein A regeneration of the ion exchanger filter (3, 12) is carried out regularly by means of a backward flow through the ion exchanger filter (3, 12) with at least CO 2 -containing water, characterized in that the device is followed by a downstream ion exchange filter (3, 12) in regeneration mode with backward flow Has regeneration water membrane desalination (6), by means of which the CO 2 -containing wastewater occurring during the regeneration of the ion exchanger filter (3, 12) is treated, in particular that regeneration water membrane desalination (6) is a nanofiltration and / or reverse osmosis t. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Regenerationspumpe (1) und einen Regenerierspeicher (2) aufweist, wobei mittels der Regenerationspumpe (1) Rohwasser in den Regenerierspeicher (2) gepumpt wird.Device according to Claim 1 , characterized in that the device has a regeneration pump (1) and a regeneration storage tank (2), raw water being pumped into the regeneration storage tank (2) by means of the regeneration pump (1). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsleitung von der Reinwasserseite der im Regenrationsbetrieb bei Rückwärtsdurchströmung nachgeschalteten Regenerierwassermembranentsalzung (6) zur Saugseite der Regenerationspumpe (1) angeordnet ist, über die das CO2-haltige Reinwasser der Regenerierwassermembranentsalzung (6) in einem Kreislauf zum Regenerierspeicher (2) geführt werden kann.Device according to Claim 1 or 1 , characterized in that a connection line is arranged from the pure water side of the regeneration water membrane desalination (6) connected downstream in the regeneration mode with reverse flow to the suction side of the regeneration pump (1), via which the CO 2 -containing pure water of the regeneration water membrane desalination (6) in a circuit to the regeneration storage tank (2 ) can be performed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen der Regenerierwassermembranentsalzung (6) nachgeschalteten Eluatentgaser (4) und einen CO2-Verdichter (5) aufweist, wobei in der Gasphase des Eluatentgasers (4) mittels des CO2-Verdichters (5) zumindest ein Teil des Kohlendioxid CO2 angesaugt und über eine Verbindungsleitung in einen Regenerierspeicher (2) eingeleitet wird.Device according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the device has an eluate degasser (4) connected downstream of the regeneration water membrane desalination (6) and a CO 2 compressor (5), with at least a part in the gas phase of the eluate degasser (4) by means of the CO 2 compressor (5) of the carbon dioxide CO 2 is sucked in and introduced into a regeneration storage tank (2) via a connecting line. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest eine dem lonenaustauscherfilter (3, 12) im Filterbetrieb nachgeschaltete Reinwassermembranentsalzung (13) aufweist, mittels derer ein Teil- oder Vollstrom des Reinwassers aufbereitet wird, wobei das CO2-haltige Abwasser dieser Reinwassermembranentsalzung (13) zur Regeneration eines lonenaustauscherfilters verwendet und über eine Verbindungsleitung (16) in einen Regenerierspeicher (2) eingeleitet wird, insbesondere dass es sich bei der Reinwassermembranentsalzung (13) um eine Nanofiltration und/oder um eine Umkehrosmose handelt.Device according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the device has at least one pure water membrane desalination (13) downstream of the ion exchanger filter (3, 12) in filter operation, by means of which a partial or full flow of the pure water is processed, the CO 2 -containing wastewater for this pure water membrane desalination (13) Regeneration of an ion exchanger filter is used and is introduced into a regeneration store (2) via a connecting line (16), in particular that the pure water membrane desalination (13) is a nanofiltration and / or reverse osmosis.
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