DE202022101702U1 - Water treatment plant and use of a water treatment plant - Google Patents

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Abstract

Wasserbehandlungsanlage (10) umfassend
- einen Rohwasserzulauf (11) zur Bereitstellung von Rohwasser (R),
- eine Enthärtungsvorrichtung (12) mit einem Eingang (11a), der mit dem Rohwasserzulauf (11) in Verbindung steht, und einem Ausgang (11b), wobei die Enthärtungsvorrichtung (12) aus dem Rohwasser (R) enthärtetes Wasser (W) erzeugt und am Ausgang (11b) bereitstellt und insbesondere mindestens einen regenerierbaren oder austauschbaren Ionenaustauscher (13) enthält,
- eine Regeneriereinrichtung (18) zum Regenerieren der Enthärtungsvorrichtung (12), insbesondere des Ionenaustauschers (13) der Enthärtungsvorrichtung (12), und/oder eine Signaleinrichtung, welche bei einer Erschöpfung der Enthärtungsvorrichtung (12) ein Signal erzeugt, um eine erforderliche Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung (12) und insbesondere eine erforderliche Regenerierung oder einen erforderlichen Austausch des Ionenaustauschers (13) anzuzeigen und/oder um den Ausgang (1 1b) der Enthärtungsvorrichtung (12) zu schließen,
- eine Steuereinrichtung (14), welche mit der Regeneriereinrichtung (18) und/oder der Signaleinrichtung gekoppelt ist, um die Enthärtungsvorrichtung (12) bei einer Erschöpfung zu regenerieren und/oder das von der Signaleinrichtung erzeugte Signal auszugeben oder anzuzeigen, und
- mindestens eine mit der Enthärtungsvorrichtung (12) und der Steuereinrichtung (14) in Verbindung stehende Messvorrichtung (15) zur Erfassung eines Härtedurchbruchs in dem am Ausgang (11b) der Enthärtungsvorrichtung (12) bereitgestellten Wasser (W), dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (15) mindestens einen Leitfähigkeitssensor (2; 2a, 2b) und eine Elektrolysezelle (1) mit wenigstens zwei Elektrolyseelektroden (A, K) umfasst.

Figure DE202022101702U1_0000
Water treatment plant (10) comprising
- a raw water inlet (11) for providing raw water (R),
- a softening device (12) with an inlet (11a), which is connected to the raw water inlet (11), and an outlet (11b), wherein the softening device (12) produces softened water (W) from the raw water (R) and at the outlet (11b) and in particular contains at least one regenerable or exchangeable ion exchanger (13),
- a regenerating device (18) for regenerating the softening device (12), in particular the ion exchanger (13) of the softening device (12), and/or a signaling device which generates a signal when the softening device (12) is exhausted, in order to indicate that the softening device (12) needs to be regenerated Softening device (12) and in particular to display a required regeneration or a required replacement of the ion exchanger (13) and/or to close the outlet (11b) of the softening device (12),
- a control device (14), which is coupled to the regeneration device (18) and/or the signaling device in order to regenerate the softening device (12) when it is exhausted and/or to output or display the signal generated by the signaling device, and
- at least one measuring device (15) connected to the softening device (12) and the control device (14) for detecting a hardness breakthrough in the water (W) provided at the outlet (11b) of the softening device (12), characterized in that the measuring device (15) comprises at least one conductivity sensor (2; 2a, 2b) and an electrolysis cell (1) with at least two electrolysis electrodes (A, K).
Figure DE202022101702U1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserbehandlungsanlage sowie deren Verwendung zur Erzeugung von enthärtetem Wasser.The invention relates to a water treatment plant and its use for producing softened water.

Die Härte von Wasser ist durch die Konzentration der im Wasser gelösten Kationen der Erdalkalimetalle und, in spezifischen Anwendungsfällen, auch durch die Konzentration der zugehörigen anionischen Partner, insbesondere des Hydrogencarbonats, bestimmt. Die Summe der Konzentrationen sämtlicher gelöster Erdalkalimetalle (die als Carbonate, Sulfate, Chloride, Nitrite, Nitrate und Phosphate vorliegen können) wird dabei als Gesamthärte bezeichnet. Der nur an Kohlensäure gebundene Anteil wird als Carbonathärte (oder temporäre Härte) und die Differenz von Gesamthärte und Carbonathärte als Nichtcarbonathärte (oder permanente Härte) bezeichnet, wobei der überwiegende Teil der Gesamthärte im Trinkwasser in der Regel als Carbonathärte vorliegt. Als sogenannte Härtebildner tragen im Wesentlichen Calcium- und Magnesium-Ionen zur Gesamthärte von Wasser bei. Die Summe der Konzentration von Calcium- und Magnesium-Ionen entspricht daher in guter Näherung der Gesamtwasserhärte. Die übrigen Erdalkalimetalle, wie Strontium und Barium, sind regelmäßig nur als Spurenstoffe im Wasser vorhanden und tragen daher kaum zur Wasserhärte bei. Die Carbonathärte kann durch Beseitigung von Calcium- und Magnesiumcarbonat aus dem Wasser entfernt werden. Die gelösten Härtebildner Calcium und Magnesium können im Wasser schwer lösliche Verbindungen ausbilden, insbesondere als Carbonate, mit dem im Wasser gelösten Kohlendioxid, entsprechend dem Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht.The hardness of water is determined by the concentration of the cations of the alkaline earth metals dissolved in the water and, in specific applications, also by the concentration of the associated anionic partners, in particular the hydrogen carbonate. The sum of the concentrations of all dissolved alkaline earth metals (which can be present as carbonates, sulfates, chlorides, nitrites, nitrates and phosphates) is referred to as the total hardness. The proportion that is only bound to carbonic acid is called carbonate hardness (or temporary hardness) and the difference between total hardness and carbonate hardness is called non-carbonate hardness (or permanent hardness), with the majority of the total hardness in drinking water usually being present as carbonate hardness. Calcium and magnesium ions, the so-called hardeners, are the main contributors to the overall hardness of water. The sum of the concentrations of calcium and magnesium ions therefore corresponds to a good approximation of the total water hardness. The other alkaline earth metals, such as strontium and barium, are regularly only present as trace substances in the water and therefore hardly contribute to the water hardness. Carbonate hardness can be removed by removing calcium and magnesium carbonate from the water. The dissolved hardeners calcium and magnesium can form poorly soluble compounds in the water, in particular as carbonates, with the carbon dioxide dissolved in the water, in accordance with the lime-carbonic acid balance.

Die Ausbildung von in Wasser schwer löslichen Verbindungen durch die Härtebildner führt insbesondere beim Erhitzen des Wassers zur Bildung von Kesselstein in Haushaltsgeräten, Heizungen und Heißwasserbereitern und vermindert die Wirksamkeit von Spül- und Waschmitteln in (Geschirr)-Spülmaschinen und Waschmaschinen. Weiterhin beeinflusst die Wasserhärte den Geschmack von mit Wasser zubereiteten Speisen und Getränken. Zur Vermeidung oder Minderung dieser nachteiligen Folgen von hartem Wasser, d.h. Wasser mit einer hohen Konzentration von Erdalkalimetall-Ionen, werden dem Wasser bspw. in Enthärtungsanlagen oder in Anlagen zur Vollentsalzung die Calcium- und Magnesiumionen teilweise oder vollständig entzogen, indem diese bspw. mittels Kationenaustauscher durch Natriumionen ersetzt oder - bei einer Vollentsalzung - zusammen mit allen anderen gelösten Ionen vollständig aus dem Wasser entfernt werden, bspw. durch eine Kombination von Kationen- und Anionenaustauscher oder durch eine Umkehrosmose.The formation of poorly water-soluble compounds by the hardeners leads to the formation of scale in household appliances, heating systems and water heaters, especially when water is heated, and reduces the effectiveness of detergents and detergents in (dish) dishwashers and washing machines. Furthermore, the water hardness influences the taste of food and drinks prepared with water. To avoid or reduce these adverse consequences of hard water, i.e. water with a high concentration of alkaline earth metal ions, the calcium and magnesium ions are partially or completely removed from the water, e.g replaced by sodium ions or - in the case of full desalination - completely removed from the water together with all other dissolved ions, e.g. by a combination of cation and anion exchangers or by reverse osmosis.

Da die Austauschkapazität von Ionenaustauschern begrenzt ist, müssen Enthärtungsvorrichtungen, in denen Ionenaustauscher eingesetzt werden, rechtzeitig vor einer eintretenden Erschöpfung des oder der Ionenaustauscher regeneriert werden, um einen Härtedurchbruch zu vermeiden. Die Regenerierung eines erschöpften KationenAustauscherharzes erfolgt bspw. mit einer Kochsalzlösung (Natriumchlorid-Lösung). Bei der Regenerierung werden die vom Ionenaustauscher während der Enthärtung von Wasser aufgenommenen Härtebildner (Calcium- und Magnesium- Ionen) gegen Natriumionen der Kochsalzlösung ausgetauscht. Der Zeitpunkt der Erschöpfung eines Ionenaustauschers hängt von der Austauschkapazität des Materials des Ionenaustauschers (in der Regel ist dies ein Ionenaustauscherharz), der Härte des Rohwassers und vom Volumendurchsatz des Rohwassers ab. Um einerseits den Verbrauch von Regeneriermaterial (bspw. Regeneriersalz zur Herstellung einer Kochsalzlösung) möglichst niedrig zu halten und andererseits einen Härtedurchbruch nach Eintritt einer Erschöpfung des Ionenaustauschers zu verhindern, sollte die Regenerierung möglichst kurz vor Eintritt der vollständigen Erschöpfung des Ionenaustauschers erfolgen. Bei einer vorzeitigen Regenerierung steigt der Verbrauch von Regeneriermaterial und bei einer zu späten Regenerierung sind die Ionenaustauscher nicht mehr in der Lage, die härtebildenden Ionen vollständig aus dem Wasser zu entfernen und es erfolgt ein Härtedurchbruch.Since the exchange capacity of ion exchangers is limited, softening devices in which ion exchangers are used must be regenerated in good time before the ion exchanger or ion exchangers become exhausted, in order to avoid hardness breakthrough. An exhausted cation exchange resin is regenerated, for example, with a saline solution (sodium chloride solution). During regeneration, the hardeners (calcium and magnesium ions) absorbed by the ion exchanger during the softening of water are exchanged for sodium ions in the saline solution. The time when an ion exchanger is exhausted depends on the exchange capacity of the ion exchanger material (usually this is an ion exchange resin), the hardness of the raw water and the volume flow rate of the raw water. In order to keep the consumption of regeneration material (e.g. regeneration salt for the production of a common salt solution) as low as possible on the one hand and to prevent hardness breakthrough after the ion exchanger has been exhausted on the other hand, regeneration should take place as soon as possible before the ion exchanger is completely exhausted. In the case of premature regeneration, the consumption of regeneration material increases and if regeneration is too late, the ion exchangers are no longer able to completely remove the hardness-causing ions from the water and hardness breakthrough occurs.

Aus der DE 198 41 568 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung des Regenerierzeitpunktes einer Wasserenthärtungseinrichtung insbesondere für wasserführende, programmgesteuerte Haushaltsgeräte bekannt. Dabei wird zur Härtebestimmung einer Spülflüssigkeit der von Sensoren ermittelte Leitwert der Flüssigkeit vor und nach dem Enthärter gemessen und daraus eine Leitwertdifferenz ermittelt, wobei das Regenerieren des Enthärters von einem Vergleich mit in einem Speicher einer Programmsteuerung abgespeicherten Leitwerten und Leitwertdifferenzwerten aus vorangegangenen Messungen abhängig gemacht wird. Eine Regenerierung der Wasserenthärtungseinrichtung wird dabei eingeleitet, wenn die Leitwertdifferenz gleich Null und der Leitwert größer als ein vorbestimmter Grenzwert ist oder wenn die Leitwertdifferenz ungleich Null ist und gegen Null strebt. Bei der Geräteaufstellung ist dabei keine Härteeinstellung auf das vorhandene Frisch- oder Brauchwasser notwendig und schwankende Netz-Wasserhärten können automatisch berücksichtigt werden.From the DE 198 41 568 A1 a method and an arrangement for determining the regeneration time of a water softening device, in particular for water-carrying, program-controlled household appliances, is known. To determine the hardness of a washing liquid, the conductance of the liquid determined by sensors is measured before and after the softener and a conductance difference is determined from this, with the regeneration of the softener being made dependent on a comparison with conductance values and conductance difference values from previous measurements stored in a memory of a program control. A regeneration of the water softening device is initiated when the conductance difference is equal to zero and the conductance is greater than a predetermined limit value, or if the conductance difference is not equal to zero and tends toward zero. When setting up the device, there is no need to adjust the hardness to the existing fresh or service water, and fluctuating mains water hardness can be automatically taken into account.

Da die elektrische Leitfähigkeit von Wasser durch alle im Wasser gelösten Ionen bestimmt wird und nicht nur durch die im Wasser gelösten Härtebildner (insbesondere Calcium- und Magnesium-Ionen) und weil der Austausch der Härtebildner durch Natrium-Ionen beim Enthärten nur zu einer geringfügigen Änderung der Leitfähigkeit führt, ist der in diesem bekannten Verfahren ermittelte Leitwert nur bedingt geeignet, um den optimalen Regenerationszeitpunkt zu berechnen. Darüber hinaus kann bei diesem Verfahren ein Härtedurchbruch nicht zuverlässig verhindert werden, da die Regenerierung des Ionenaustauschers erst dann erfolgt, wenn die Leitwertdifferenz null ist oder gegen Null tendiert, was bedeutet, dass die Austauschkapazität des Ionenaustauschers bereits (nahezu) erschöpft ist. Das bekannte Verfahren ist daher nicht für den Einsatz in Enthärtungs- oder Entsalzungsanlagen geeignet, die permanent voll- oder teil-enthärtetes Wasser bereitstellen sollen.Since the electrical conductivity of water is determined by all the ions dissolved in the water and not only by the hardeners dissolved in the water (especially calcium and magnesium ions) and because the exchange of the hardeners due to sodium ions during softening only leads to a slight change in conductivity, the conductivity determined in this known method is only conditionally suitable for calculating the optimal regeneration time. In addition, a hardness breakthrough cannot be reliably prevented with this method, since the regeneration of the ion exchanger only takes place when the conductance difference is zero or tends towards zero, which means that the exchange capacity of the ion exchanger is already (almost) exhausted. The known method is therefore not suitable for use in softening or desalination plants that are intended to permanently provide fully or partially softened water.

Aus der WO 2009/071066 A2 ist eine Wasserenthärtungsvorrichtung mit einem Ionenaustauscherharz bekannt, welche einen zufließenden Rohwasserstrom in zwei Teilströme aufspaltet und einen der beiden Teilströme einer Vollenthärtung unterzieht und danach die beiden Teilströme zu einem Verschnittwasserstrom vereint, wobei für die Ermittlung der Wasserhärte aus der elektrischen Leitfähigkeit des Rohwassers zwei verschiedene Umrechnungen von der gemessenen elektrischen Leitfähigkeit auf die Rohwasserhärte vorgenommen werden. Dabei ist zur automatischen Steuerung der Regeneration des Ionenaustauscherharzes eine Umrechnung der gemessenen Leitfähigkeit in eine Wasserhärte mit einer ersten Kalibrierkurve vorgesehen, die konservativ ausgelegt ist und die maximal auftretenden Wasserhärten bei verschiedenen Leitfähigkeiten wiedergibt. Die Umrechnung mit einer zweiten Kalibrierkurve ist realitätsnah ausgelegt und gibt die mittlere (d.h. mit dem kleinsten statistischen Fehler behaftete) Wasserhärte bei verschiedenen Leitfähigkeiten wieder, welche zur Steuerung der Verschneidevorrichtung verwendet wird. Dadurch können experimentell ermittelte Variationen in der Wasserzusammensetzung (und damit unterschiedliche Zusammenhänge von Leitfähigkeit und Wasserhärte) berücksichtigt werden, um den Regenerationszeitpunkt optimal zu bestimmen und Toleranzen der Verschnittwasserhärte gegenüber einem Sollwert zu minimieren.From the WO 2009/071066 A2 a water softening device with an ion exchange resin is known, which splits an inflowing raw water flow into two partial flows and subjects one of the two partial flows to full softening and then combines the two partial flows to form a blended water flow, whereby two different conversions are used to determine the water hardness from the electrical conductivity of the raw water the measured electrical conductivity to the raw water hardness. In order to automatically control the regeneration of the ion exchange resin, the measured conductivity is converted into a water hardness using a first calibration curve, which is designed conservatively and reflects the maximum water hardnesses that occur at different conductivities. The conversion with a second calibration curve is designed to be realistic and reflects the average water hardness (ie with the smallest statistical error) at different conductivity values, which is used to control the blending device. As a result, experimentally determined variations in the water composition (and thus different relationships between conductivity and water hardness) can be taken into account in order to optimally determine the regeneration time and to minimize tolerances of the blended water hardness compared to a target value.

Der Zusammenhang zwischen der elektrischen Leitfähigkeit und der Gesamthärte des Wassers muss dabei anhand von Kennlinien erfasst werden, welche empirisch und aufwendig durch titrimetrische Bestimmung der Härte von verschiedenen Wasserproben und eine Messung der elektrischen Leitfähigkeit erstellt werden müssen. Darüber hinaus ist der Zusammenhang zwischen der elektrischen Leitfähigkeit und der Gesamthärte des Wassers nur schwach ausgeprägt und der Austausch der Härtebildner durch Natrium-Ionen während eines Enthärtungsvorgangs führt nur zu einer geringfügigen Änderung der Leitfähigkeit. Die bei einer bestimmten Leitfähigkeit tatsächlich vorliegende, titrimetrisch bestimmbare Wasserhärte kann deshalb erheblich von dem über die Kennlinie ermittelten Härtewert abweichen, insbesondere wenn das Rohwasser eine relativ hohe Nichtcarbonathärte (permanente Härte) aufweist. Bei einer Abweichung der aus der Kalibrierkennlinie bestimmten Wasserhärte des Rohwassers von der tatsächlichen Härte des Rohwassers kann es daher zu einer vorzeitigen Regenerierung und damit zu einem erhöhten Verbrauch an Regeneriermittel oder zu einer verspäteten Regenerierung mit einem daraus folgenden Härtedurchbruch kommen, je nachdem, ob die über die Kennlinie bestimmte Rohwasserhärte größer oder kleiner als die tatsächliche Gesamthärte des Rohwassers ist. Deshalb und auch aufgrund der Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit von Wasser ist diese Methode zur Steuerung der Regenerierung einer Wasserenthärtungsvorrichtung ungenau und kann nur auf Rohwasserqualitäten angewandt werden, die einen Verlauf der elektrischen Leitfähigkeit von der Gesamthärte des Wassers aufweisen, der zumindest ungefähr der verwendeten Kennlinie entspricht.The connection between the electrical conductivity and the total hardness of the water must be recorded using characteristic curves, which must be created empirically and laboriously by titrimetric determination of the hardness of various water samples and a measurement of the electrical conductivity. In addition, the connection between the electrical conductivity and the overall hardness of the water is only weakly pronounced, and the replacement of the hardness components by sodium ions during a softening process only leads to a slight change in conductivity. The water hardness that is actually present at a certain conductivity and can be determined titrimetrically can therefore deviate considerably from the hardness value determined via the characteristic curve, especially if the raw water has a relatively high non-carbonate hardness (permanent hardness). If the water hardness of the raw water determined from the calibration characteristic curve deviates from the actual hardness of the raw water, premature regeneration and thus increased consumption of regenerating agent or delayed regeneration with a resulting hardness breakthrough can occur, depending on whether the the raw water hardness determined by the characteristic curve is greater or lower than the actual total hardness of the raw water. For this reason, and also due to the temperature dependence of the electrical conductivity of water, this method for controlling the regeneration of a water softening device is imprecise and can only be applied to raw water qualities that have a course of electrical conductivity from the total hardness of the water that corresponds at least approximately to the characteristic curve used.

Zur Überwachung der Austauschkapazität von Ionenaustauschern sind aus dem Stand der Technik weiterhin Härtefühler bekannt, die ein Quell- oder Schrumpfharz enthalten, dessen Volumenausdehnung als Maß für den Erschöpfungsgrad des Ionenaustauschers benutzt wird. Ein solcher Härtefühler für Wasserenthärtungsanlagen ist bspw. aus der DE 29 53 143 A1 bekannt. Derartige Härtefühler weisen allerdings eine für viele Anwendungsfälle ungenügende Genauigkeit auf.For monitoring the exchange capacity of ion exchangers, hardness sensors are also known from the prior art, which contain a swelling or shrinking resin whose volume expansion is used as a measure of the degree of exhaustion of the ion exchanger. Such a hardness sensor for water softening systems is, for example, from the DE 29 53 143 A1 known. However, hardness sensors of this type have insufficient accuracy for many applications.

Zur genauen Bestimmung der Wasserhärte können komplexometrische Titrationsmethoden, bspw. mit dem Dinatriumsalz der Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) als Titranten, eingesetzt werden, welche die Konzentrationen der im Wasser gelösten Erdalkali-Ionen und damit die Gesamthärte des Wassers erfassen können. Zur Überwachung des Erschöpfungsgrads von Ionenaustauschern sind aus dem Stand der Technik Messgeräte bekannt, welche den Farbumschlagpunkt einer Titration fotometrisch erfassen und ein Signal auslösen, sobald dabei ein Härtedurchbruch erfasst wird. Diese Messgeräte zeichnen sich durch eine gute Messgenauigkeit aus, sind aber aufwendig und teuer in der Herstellung und erfordern eine regelmäßige Wartung und erzeugen wegen der Verwendung des Titranten hohe Verbrauchskosten. Bei der Erfassung eines Härtedurchbruchs mit der gängigen Titrationsmethode gibt es ferner einen erheblichen Zeitversatz zwischen dem Härtedurchbruch und dessen Erkennung. Es wird üblicherweise nur alle ca. 5-30 Minuten eine Weichwasserprobe gezogen und analysiert, um den Reagenzienverbrauch gering zu halten. Dies dauert weitere ca. 3 - 5 Minuten. In dieser Zeit strömt Weichwasser mit unklarer Qualität bzw. bereits erheblichem Härtedurchbruch der nachgeschalteten Anwendung zu. Ein Härtedurchbruch kann deshalb nicht verhindert werden, da das Signal, das eine erforderliche Regenerierung des Ionenaustauschers anzeigt, erst erzeugt wird, wenn die Austauaschkapazität bereits erschöpft ist.Complexometric titration methods, e.g. with the disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) as a titrant, can be used to precisely determine the water hardness, which can record the concentrations of the alkaline earth metal ions dissolved in the water and thus the total hardness of the water. Measuring devices are known from the prior art for monitoring the degree of exhaustion of ion exchangers, which photometrically detect the color change point of a titration and trigger a signal as soon as a hardness breakthrough is detected. These measuring devices are characterized by good measuring accuracy, but are complex and expensive to manufacture and require regular maintenance and generate high consumption costs because of the use of the titrant. When detecting a hardness breakthrough with the common titration method, there is also a considerable time delay between the hardness breakthrough and its detection. A soft water sample is usually only taken and analyzed every 5-30 minutes in order to keep reagent consumption low. This takes another 3 - 5 minutes. At this time flows Soft water with unclear quality or already significant hardness breakthrough to the downstream application. A breakthrough in hardness cannot be prevented because the signal that indicates that the ion exchanger needs to be regenerated is only generated when the exchange capacity has already been exhausted.

Bei der Bestimmung des optimalen Zeitpunkts für die Regenerierung einer Wasserenthärtungs vorrichtung, der Rohwasser aus dem Netz der öffentlichen Trinkwasserversorgung zur Verfügung gestellt wird, besteht darüber hinaus das Problem, dass der Wasserversorger in der Regel eine begrenzte Anzahl verschiedener Trinkwasserqualitäten aus unterschiedlichen Quellen und mit unterschiedlicher Zusammensetzung und Härte in das Netz der öffentlichen Trinkwasserversorgung einspeist, wobei die Einleitung dieser unterschiedlichen Trinkwasserqualitäten innerhalb eines Tages oder auch innerhalb längerer Zeiträume wechseln kann, so dass sich die Zusammensetzung und die Härte des einer Enthärtungsvorrichtung zugeführten Rohwassers entsprechend der Qualität des von der öffentlichen Trinkwasserversorgung zur Verfügung gestellten Trinkwassers ändern kann. Derartige Änderungen in der Wasserqualität, die während eines Tages durchaus mehrmals auftreten können, verändern die verbleibende Austauschkapazität der Enthärtungsvorrichtung und damit den optimalen Zeitpunkt für die Durchführung einer Regenerierung. Um bei einer Änderung der Wasserqualität des zugeführten Rohwassers eine schnelle Anpassung des optimalen Zeitpunkts für die Durchführung einer Regenerierung vornehmen zu können, ist es erforderlich, während des Betriebs einer Wasserbehandlungsanlage mit einer Wasserenthärtungsvorrichtung eine schnelle Erfassung etwaiger Änderungen in der Zusammensetzung bzw. der Qualität des Rohwassers zu ermöglichen und den prognostizierten Zeitpunkt einer Erschöpfung der Enthärtungsvorrichtung daran anzupassen.When determining the optimal point in time for the regeneration of a water softening device that is made available with raw water from the public drinking water supply network, there is also the problem that the water supplier usually has a limited number of different drinking water qualities from different sources and with different compositions and hardness into the network of the public drinking water supply, whereby the introduction of these different drinking water qualities can change within a day or also within longer periods of time, so that the composition and the hardness of the raw water supplied to a softening device correspond to the quality of the water available from the public drinking water supply provided drinking water can change. Such changes in the water quality, which can occur several times during a day, change the remaining exchange capacity of the softening device and thus the optimal time for carrying out a regeneration. In order to be able to quickly adjust the optimum point in time for carrying out regeneration when the water quality of the supplied raw water changes, it is necessary to quickly record any changes in the composition or quality of the raw water during operation of a water treatment plant with a water softening device to allow and adjust the predicted time of exhaustion of the softening device to it.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Wasserbehandlungsanlage sowie deren Verwendung zur Erzeugung von enthärtetem Wasser aufzuzeigen, die eine Bestimmung des optimalen Zeitpunkts für eine Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung ohne den Einsatz von Chemikalien in einem automatisierten Prozess während des Betriebs der Wasserbehandlungsanlage ermöglichen und dabei auch bei wechselnder Qualität oder Härte des zugeführten Rohwassers zuverlässig und möglichst schnell einen Härtedurchbruch erkennen können.Proceeding from this, the invention is based on the object of demonstrating a water treatment system and its use for generating softened water, which enable the optimum time for regeneration of the softening device to be determined without the use of chemicals in an automated process during operation of the water treatment system and thereby be able to detect a breakthrough in hardness reliably and as quickly as possible, even if the quality or hardness of the raw water supplied changes.

Diese Aufgaben werden mit der Wasserbehandlungsanlage gemäß Anspruch 1 und der Verwendung einer Wasserbehandlungsanlage zur Erzeugung von enthärtetem Wasser mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Wasserbehandlungsanlage und deren Verwendung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These objects are achieved with the water treatment system according to claim 1 and the use of a water treatment system for generating softened water with the features of claim 12. Preferred embodiments of the water treatment plant and their use result from the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Wasserbehandlungsanlage umfasst einen Rohwasserzulauf, eine Enthärtungsvorrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang und insbesondere mit mindestens einem regenerierbaren oder austauschbaren Ionenaustauscher, eine Regeneriereinrichtung zum Regenerieren der Enthärtungsvorrichtung und/oder eine Signaleinrichtung, welche bei einer Erschöpfung der Enthärtungsvorrichtung ein Signal erzeugt, um eine erforderliche Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung und insbesondere eine erforderliche Regenerierung oder einen erforderlichen Austausch des Ionenaustauschers anzuzeigen, und eine Steuereinrichtung, welche mit der Regeneriereinrichtung und/oder der Signaleinrichtung gekoppelt ist, um die Enthärtungsvorrichtung bei einer Erschöpfung zu regenerieren und/oder das von der Signaleinrichtung erzeugte Signal auszugeben oder anzuzeigen oder den Betrieb der Enthärtungsvorrichtung einzustellen, sowie mindestens eine mit der Enthärtungsvorrichtung und der Steuereinrichtung in Verbindung stehende Messvorrichtung zur Erfassung eines Härtedurchbruchs in dem am Ausgang der Enthärtungsvorrichtung bereitgestellten Wasser. Erfindungsgemäß umfasst die Messvorrichtung dabei mindestens einen Leitfähigkeitssensor und eine Elektrolysezelle mit wenigstens zwei Elektrolyseelektroden.The water treatment system according to the invention comprises an untreated water inlet, a softening device with an inlet and an outlet and in particular with at least one regenerable or exchangeable ion exchanger, a regeneration device for regenerating the softening device and/or a signaling device which generates a signal when the softening device is exhausted in order to regeneration of the softening device and in particular to display a required regeneration or a required replacement of the ion exchanger, and a control device which is coupled to the regenerating device and/or the signaling device in order to regenerate the softening device when it is exhausted and/or to output the signal generated by the signaling device or display or stop the operation of the softening device, and at least one measuring device connected to the softening device and the control device for detecting a hardness breakthrough in the water provided at the outlet of the softening device. According to the invention, the measuring device comprises at least one conductivity sensor and an electrolysis cell with at least two electrolysis electrodes.

Dabei wird der Enthärtungsvorrichtung am Eingang über den Rohwasserzulauf Rohwasser zugeführt, aus dem die Enthärtungsvorrichtung enthärtetes Wasser erzeugt und am Ausgang bereitstellt, wobei der Messvorrichtung Wasser, welches am Ausgang der Enthärtungsvorrichtung bereitgestellt wird, zugeführt wird, um bei einer Erschöpfung der Enthärtungsvorrichtung einen Härtedurchbruch in dem am Ausgang der Enthärtungsvorrichtung bereitgestellten Wasser zu erfassen und die Steuereinrichtung daraufhin eine Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung mittels der Regeneriereinrichtung einleitet und/oder ein von der Signaleinrichtung erzeugtes Signal ausgibt oder darstellt, um eine erforderliche Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung und insbesondere eine erforderliche Regenerierung oder einen erforderlichen Austausch des Ionenaustauschers anzuzeigen, oder um den Betrieb der Wasserbehandlungsanlage oder der Enthärtungsvorrichtung einzustellen, um zu verhindern, dass am Ausgang nicht-enthärtetes Wasser bereit gestellt wird.The softening device is supplied with raw water at the inlet via the raw water inlet, from which the softening device produces softened water and makes it available at the outlet, with the measuring device being supplied with water which is made available at the outlet of the softening device, in order to detect a hardness breakthrough in the softening device when the softening device is exhausted water provided at the outlet of the softening device and the control device then initiates regeneration of the softening device by means of the regeneration device and/or outputs or displays a signal generated by the signaling device in order to indicate a required regeneration of the softening device and in particular a required regeneration or a required replacement of the ion exchanger or to stop the operation of the water treatment plant or the softening device in order to prevent non-softened water being provided at the outlet.

Mit der Messvorrichtung kann dabei über den mindestens einen Leitfähigkeitssensor konduktometrisch ein Härtedurchbruch erfasst werden. Die konduktometrische Erfassung eines Härtedurchbruchs kann dabei in der Messvorrichtung sehr schnell und zuverlässig durch Bestimmung der Leitfähigkeitsdifferenz erfasst werden, die sich aufgrund einer elektrolytischen Fällung der Erdalkali-Ionen, die bei einem erfolgten Härtedurchbruch in dem Wasser enthaltenen sind, in der Elektrolysezelle ergibt. Hierfür wird mit der Messvorrichtung die elektrische Leitfähigkeit des der Messvorrichtung zugeführten Wassers vor Eintritt in die Elektrolysezelle oder an einem Eingang der Elektrolysezelle und die elektrische Leitfähigkeit des Wassers nach einem Austritt aus der Elektrolysezelle oder an einem Ausgang der Elektrolysezelle erfasst und daraus die Differenz gebildet, um die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit zu erfassen, die durch die Fällung der Erdalkali-Ionen in der Elektrolysezelle hervorgerufen wird. Solange das der Messvorrichtung zugeführte Wasser, bei ordnungsgemäßem Betrieb der Wasserbehandlungsanlage und insbesondere bei nicht erschöpftem Ionenaustauscher, vollständig enthärtet ist und folglich keine Erdalkali-Ionen enthält, ist die Leitfähigkeit des Wassers am Eingang und am Ausgang der Messvorrichtung zumindest im Wesentlichen gleich groß und die Messvorrichtung erfasst eine Leitfähigkeitsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang der Messvorrichtung von Null oder zumindest annähernd Null. Bei einem Härtedurchbruch der Enthärtungsvorrichtung sind allerdings Erdalkali-Ionen, insbesondere Calcium- und Magnesium-Ionen im Wasser enthalten, welche in der Elektrolysezelle der Messvorrichtung ausgefällt werden und zu einer Erniedrigung der elektrischen Leitfähigkeit am Ausgang der Messvorrichtung gegenüber der Leitfähigkeit am Eingang führen.With the measuring device, a hardness breakthrough can be recorded conductometrically via the at least one conductivity sensor. the con Ductometric detection of a hardness breakthrough can be detected very quickly and reliably in the measuring device by determining the conductivity difference that results in the electrolytic cell due to electrolytic precipitation of the alkaline earth ions that are contained in the water when hardness breakthrough occurs. For this purpose, the electrical conductivity of the water supplied to the measuring device before entering the electrolytic cell or at an entrance of the electrolytic cell and the electrical conductivity of the water after exiting the electrolytic cell or at an exit of the electrolytic cell are recorded with the measuring device and the difference is formed therefrom in order to to detect the change in electrical conductivity caused by the precipitation of alkaline earth ions in the electrolytic cell. As long as the water supplied to the measuring device is completely softened and therefore does not contain any alkaline earth ions, given proper operation of the water treatment system and in particular when the ion exchanger is not exhausted, the conductivity of the water at the inlet and outlet of the measuring device is at least essentially the same and the measuring device detects a conductivity difference between the input and output of the measuring device of zero or at least approximately zero. If the hardness of the softening device breaks through, however, alkaline earth ions, in particular calcium and magnesium ions, are contained in the water, which are precipitated in the electrolytic cell of the measuring device and lead to a reduction in the electrical conductivity at the outlet of the measuring device compared to the conductivity at the inlet.

Die erfindungsgemäße Wasserbehandlungsanlage hat den Vorteil, dass das am Ausgang der Enthärtungsvorrichtung bereitgestellte Wasser (Weichwasser) kontinuierlich überwacht wird. Ein Zeitversatz der Überwachung ist lediglich durch die geringe Strecke begründet, über die das analysierte Wasser durch die Messvorrichtung strömt, insbesondere von einem Eingang zu einem Ausgang der Messvorrichtung, wobei diese Strecke und damit der zeitliche Versatz sehr kurz gehalten werden kann. In bevorzugten Ausführungsbeispielen liegt die für eine Ausfällung der Erdalkali-Ionen maßgebliche, elektrolytisch wirksame Verweilzeit des durch die Elektrolysezelle strömenden Wassers (Weichwasser) im Bereich von 10 bis 120 Sekunden, bevorzugt zwischen 20 und 50 Sekunden. Für die Erfassung eines Härtedurchbruchs kommt noch eine durch die Länge der Zufuhrleitungen bedingte Totzeit von ca. 30 bis 60 Sekunden hinzu, so dass innerhalb einer Reaktionszeit von 40 bis 180 Sekunden, insbesondere von 50 bis 110 Sekunden eine Änderung der Leitfähigkeit bei einem beginnenden Härtedurchbruch erfasst werden kann. Dadurch kann ein beginnender Härtedurchbruch sehr frühzeitig detektiert werden.The water treatment system according to the invention has the advantage that the water (soft water) provided at the outlet of the softening device is continuously monitored. A time delay in the monitoring is only due to the small distance over which the analyzed water flows through the measuring device, in particular from an inlet to an outlet of the measuring device, with this distance and thus the time delay being able to be kept very short. In preferred embodiments, the electrolytically active residence time of the water (soft water) flowing through the electrolytic cell, which is decisive for precipitation of the alkaline earth metal ions, is in the range from 10 to 120 seconds, preferably between 20 and 50 seconds. For the detection of a hardness breakthrough, there is also a dead time of about 30 to 60 seconds due to the length of the supply lines, so that a change in conductivity is detected within a reaction time of 40 to 180 seconds, in particular 50 to 110 seconds, when a hardness breakthrough begins can be. As a result, an incipient breakthrough in hardness can be detected very early on.

Bei einem beginnenden Härtedurchbruch kann dabei aus der erfassten Differenz der Leitfähigkeit des Wassers am Eingang und am Ausgang der Messvorrichtung auf die Konzentration der Erdalkali-Ionen in dem durch die Elektrolysezelle strömenden Wasser und daraus auf den Erschöpfungsgrad der Enthärtungsvorrichtung geschlossen werden. Je höher die Leitfähigkeitsdifferenz, desto höher ist der Erschöpfungsgrad bzw. desto niedriger ist die Restkapazität der Enthärtungsvorrichtung, insbesondere des Ionenaustauschers oder der Ionenaustauscher. Bei einem beginnenden Härtedurchbruch in dem durch die Elektrolysezelle geleiteten Wasser ist die Konzentration der Erdalkali-Ionen noch sehr gering, so dass selbst bei einer vollständigen Ausfällung der Erdalkali-Ionen zunächst nur eine geringe Änderung der Leitfähigkeit zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Messvorrichtung gemessen wird. Bei einem vollständigen Härtedurchbruch sind jedoch so viele Erdalkali-Ionen im Wasser vorhanden, so dass diese aufgrund der begrenzten Verweilzeit in der Elektrolysezelle nicht mehr vollständig ausgefällt werden können, weshalb die mit der Messvorrichtung erfasste Leitfähigkeitsdifferenz bei einem vollständigen Härtedurchbruch asymptotisch auf ein Maximum zuläuft, dessen Betrag weiterhin von der Verweilzeit des Wassers in der Elektrolysezelle und damit von der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers und der Länge der Elektrolysezelle abhängt.When hardness breakthrough begins, the difference in conductivity of the water recorded at the inlet and outlet of the measuring device can be used to determine the concentration of alkaline earth ions in the water flowing through the electrolytic cell and from this the degree of exhaustion of the softening device. The higher the conductivity difference, the higher the degree of exhaustion or the lower the residual capacity of the softening device, in particular of the ion exchanger or ion exchangers. When hardness breakthrough begins in the water passed through the electrolytic cell, the concentration of alkaline earth ions is still very low, so that even if the alkaline earth ions are completely precipitated, initially only a small change in conductivity between the input and output of the measuring device is measured . However, when there is a complete breakthrough in hardness, there are so many alkaline earth ions in the water that they can no longer be completely precipitated due to the limited residence time in the electrolytic cell Amount continues to depend on the residence time of the water in the electrolytic cell and thus on the flow rate of the water and the length of the electrolytic cell.

Zweckmäßig sind die Elektrolyseelektroden der Messvorrichtung als Flachelektroden ausgebildet, die in der Elektrolysezelle gegenüberliegend angeordnet sind. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Durchströmung des Wassers durch die Elektrolysezelle zwischen den Elektrolyseelektroden, wodurch eine ausreichende Verweilzeit für eine Ausfällung der Erdalkali-Ionen ermöglicht ist. Die Elektrolyseelektroden sind dabei zweckmäßig so ausgebildet, dass sie an eine Gleichspannungsquelle anschließbar sind.The electrolysis electrodes of the measuring device are expediently designed as flat electrodes which are arranged opposite one another in the electrolysis cell. This enables the water to flow evenly through the electrolytic cell between the electrolytic electrodes, which allows a sufficient residence time for the alkaline earth metal ions to precipitate. The electrolysis electrodes are expediently designed in such a way that they can be connected to a DC voltage source.

Zur Erfassung der elektrischen Leitfähigkeit des durch die Elektrolysezelle strömenden Wassers umfasst die Messvorrichtung bevorzugt mindestens zwei Leitfähigkeitssensoren. Besonders bevorzugt ist dabei mindestens ein Leitfähigkeitssensor in der Elektrolysezelle integriert. Dies ermöglicht einen kompakten und kostengünstigen Aufbau der Messvorrichtung. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung zwei Leitfähigkeitssensoren, wobei ein erster Leitfähigkeitssensor an einem Eingang der Messvorrichtung zur Messung der Leitfähigkeit des in die Elektrolysezelle einströmenden Wassers und ein zweiter Leitfähigkeitssensor an einem Ausgang der Messvorrichtung zur Messung der Leitfähigkeit des aus der Elektrolysezelle ausströmenden Wassers vorgesehen ist. Die Leitfähigkeitssensoren können auch außerhalb der Elektrolysezelle angeordnet sein. Hierbei ist bspw. ein erster Leitfähigkeitssensor stromaufwärts oder an einem Eingang der Elektrolysezelle und ein zweiter Leitfähigkeitssensor ist stromabwärts oder an einem Ausgang der Elektrolysezelle angeordnet.In order to record the electrical conductivity of the water flowing through the electrolytic cell, the measuring device preferably comprises at least two conductivity sensors. At least one conductivity sensor is particularly preferably integrated in the electrolytic cell. This enables a compact and cost-effective construction of the measuring device. In a preferred embodiment, the measuring device comprises two conductivity sensors, with a first conductivity sensor at an input of the measuring device for measuring the conductivity of the water flowing into the electrolytic cell and a second conductivity sensor at an output of the measuring device for measuring the conductivity of the water flowing out of the electrolytic cell outflowing water is provided. The conductivity sensors can also be arranged outside the electrolytic cell. In this case, for example, a first conductivity sensor is arranged upstream or at an inlet of the electrolytic cell and a second conductivity sensor is arranged downstream or at an outlet of the electrolytic cell.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung einen Eingang, an dem der Messvorrichtung Wasser von der Enthärtungsvorrichtung zugeführt wird, und einen Ausgang, wobei am Eingang ein erster Leitfähigkeitssensor und am Ausgang ein zweiter Leitfähigkeitssensor angeordnet sind und die Elektrolysezelle zwischen dem Eingang und dem Ausgang angeordnet ist. Dieser Aufbau ermöglicht eine störungsfreie Messung der elektrischen Leitfähigkeit des am Eingang in die Elektrolysezelle einströmenden und des am Ausgang aus der Elektrolysezelle ausströmenden Wassers.In a preferred embodiment, the measuring device comprises an input, at which water from the softening device is supplied to the measuring device, and an output, a first conductivity sensor being arranged at the input and a second conductivity sensor being arranged at the output, and the electrolytic cell being arranged between the input and the output . This structure enables a trouble-free measurement of the electrical conductivity of the water flowing into the electrolytic cell at the inlet and the water flowing out of the electrolytic cell at the outlet.

Jeder Leitfähigkeitssensor umfasst bevorzugt mindestens ein Elektrodenpaar mit zwei insbesondere als Stabelektroden ausgebildeten Messelektroden, welche an eine Wechselspannungsquelle anschließbar oder angeschlossen sind. Dies ermöglicht eine kostengünstige Messung der elektrischen Leitfähigkeit durch eine Beaufschlagung der Messelektroden mit einer elektrischen Wechselspannung bei einer kompakten Ausbildung der Messvorrichtung.Each conductivity sensor preferably comprises at least one pair of electrodes with two measuring electrodes, designed in particular as rod electrodes, which can be connected or are connected to an AC voltage source. This enables a cost-effective measurement of the electrical conductivity by applying an electrical AC voltage to the measuring electrodes with a compact design of the measuring device.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung einen ersten Leitfähigkeitssensor und einen zweiten Leitfähigkeitssensor, wobei der erste Leitfähigkeitssensor und der zweite Leitfähigkeitssensor jeweils ein Elektrodenpaar mit zwei Messelektroden umfasst und die Messelektroden an eine Wechselspannungsquelle anschließbar oder angeschlossen sind. Die beiden Leitfähigkeitssensoren können dabei innerhalb der Elektrolysezelle oder außerhalb der Elektrolysezelle angeordnet sein. Wenn die Leitfähigkeitssensoren innerhalb der Elektrolysezelle angeordnet sind, ist ein erster Leitfähigkeitssensor stromaufwärts und ein zweiter Leitfähigkeitssensor stromabwärts der einander gegenüberliegenden Elektrolyseelektroden vorgesehen. Eine Anordnung der beiden Leitfähigkeitssensoren innerhalb der Elektrolysezelle ermöglicht einen kompakten Aufbau sowie eine Verwendung der Messvorrichtung zur Bestimmung der Härte des Wassers einer Wasserprobe. Eine Anordnung außerhalb der Elektrolysezelle hat messtechnische Vorteile, da es aufgrund der örtlichen Entkopplung der Messelektroden und der Elektrolyseelektroden nicht zu einer Störung der Leitfähigkeitsmessung durch die Messelektroden kommen kann. Bei einer Anordnung der Messelektroden innerhalb der Elektrolysezelle kann es zur Vermeidung von Messstörungen zweckmäßig sein, die Leitfähigkeitsmessungen mittels der Messelektroden und die elektrolytische Ausfällung der Erdalkali-Ionen mittels der Elektrolyseelektroden zeitlich zu entkoppeln, d.h. in zeitlich aufeinanderfolgenden Messzyklen und Elektrolysezyklen durchzuführen.In a preferred embodiment, the measuring device comprises a first conductivity sensor and a second conductivity sensor, the first conductivity sensor and the second conductivity sensor each comprising a pair of electrodes with two measuring electrodes and the measuring electrodes being connectable or connected to an AC voltage source. The two conductivity sensors can be arranged inside the electrolytic cell or outside of the electrolytic cell. When the conductivity sensors are located within the electrolytic cell, a first conductivity sensor is provided upstream and a second conductivity sensor is provided downstream of the opposed electrolytic electrodes. Arranging the two conductivity sensors within the electrolytic cell enables a compact design and allows the measuring device to be used to determine the hardness of the water in a water sample. An arrangement outside of the electrolytic cell has advantages in terms of metrology, since the conductivity measurement cannot be disturbed by the measuring electrodes due to the local decoupling of the measuring electrodes and the electrolytic electrodes. If the measuring electrodes are arranged within the electrolytic cell, it can be useful to avoid measuring errors to decouple the conductivity measurements using the measuring electrodes and the electrolytic precipitation of the alkaline earth metal ions using the electrolytic electrodes at different times, i.e. to carry them out in consecutive measuring cycles and electrolysis cycles.

Die Steuereinrichtung der Wasserbehandlungsanlage ist bevorzugt so zur Ansteuerung der Messvorrichtung eingerichtet, dass das am Ausgang der Enthärtungsvorrichtung bereitgestellte Wasser der Messvorrichtung an dem Eingang der Messvorrichtung zugeführt und die Leitfähigkeit (Lfa) des am Eingang zugeführten Wassers mit dem einen Leitfähigkeitssensor oder mit dem ersten Leitfähigkeitssensor erfasst und danach das Wasser durch Anlegen einer Gleichspannung an die Elektrolyseelektroden elektrolysiert und schließlich die Leitfähigkeit (Lfb) des elektrolysierten Wassers am Ausgang der Messvorrichtung mittels des einen Leitfähigkeitssensors oder mit dem zweiten Leitfähigkeitssensor gemessen und dabei insbesondere eine durch die Elektrolyse des Wassers hervorgerufene Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf = |Lfb - Lfa|) des Wassers zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Messvorrichtung erfasst wird. Aus der erfassten Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf) kann auf die Existenz von Erdalkali-Ionen geschlossen werden, insbesondere wenn die erfasste Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf) über einem vorgegebenen Grenzwert liegt. Die Existenz von Erdalkali-Ionen in dem der Messvorrichtung zugeführten Wasser deutet auf einen beginnenden Härtedurchbruch in der Enthärtungsvorrichtung hin, weshalb bevorzugt bei der Erfassung einer Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf) über dem vorgegeben Grenzwert ein Regeneriervorgang zur Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung eingeleitet und/oder durch die Signaleinrichtung ein Signal ausgegeben wird, das eine erforderliche Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung und insbesondere eine erforderliche Regenerierung oder einen erforderlichen Austausch des Ionenaustauschers anzeigt.The control device of the water treatment system is preferably set up to control the measuring device in such a way that the water provided at the outlet of the softening device is fed to the measuring device at the inlet of the measuring device and the conductivity (Lf a ) of the water fed in at the inlet is measured with one conductivity sensor or with the first conductivity sensor and then the water is electrolyzed by applying a DC voltage to the electrolysis electrodes and finally the conductivity (Lf b ) of the electrolyzed water at the outlet of the measuring device is measured using one conductivity sensor or the second conductivity sensor, and in particular a change in the water caused by the electrolysis Conductivity (ΔLf = | Lf b - Lf a |) of the water between the input and the output of the measuring device is detected. From the detected change in conductivity (ΔLf) it is possible to conclude that alkaline earth ions exist, in particular if the detected change in conductivity (ΔLf) is above a predetermined limit value. The existence of alkaline earth ions in the water supplied to the measuring device indicates the beginning of a breakthrough in hardness in the softening device, which is why a regeneration process for regenerating the softening device is preferably initiated and/or by the Signal device, a signal is output which indicates a required regeneration of the softening device and in particular a required regeneration or a required replacement of the ion exchanger.

Dabei kann die Steuereinrichtung die Messvorrichtung auch so ansteuern, dass zunächst die ursprüngliche Leitfähigkeit (Lfa) des am Ausgang der Enthärtungsvorrichtung bereitgestellten Wassers, insbesondere mit einem ersten Leitfähigkeitssensor, erfasst und danach die ggf. bei einem Härtedurchbruch darin enthaltenen Erdalkali-Ionen in der Messvorrichtung durch Anlegen einer Gleichspannung an die Elektrolyseelektroden zumindest teilweise ausgefällt werden und die Leitfähigkeit (Lfb) des Wassers während und/oder nach der Fällung der Erdalkali-Ionen gemessen wird, insbesondere mit einem zweiten Leitfähigkeitssensor. Aus der Differenz der gemessenen Leitwerte wird dann von der Steuereinrichtung die durch die elektrolytische Ausfällung der Erdalkali-Ionen hervorgerufene Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf = Lfb - Lfa) ermittelt und auf einen Härtedurchbruch geschlossen, wenn der Betrag von ΔLf über dem vorgegebenen Grenzwert liegt.The control device can also control the measuring device in such a way that first the original conductivity (Lf a ) of the water provided at the outlet of the softening device is recorded, in particular with a first conductivity sensor, and then the alkaline earth metal ions that may be contained therein in the event of a hardness breakthrough are recorded in the measuring device are at least partially precipitated by applying a DC voltage to the electrolysis electrodes and the conductivity (Lf b ) of the water is measured during and/or after the precipitation of the alkaline earth ions, in particular with a second conductivity sensor. The control device then uses the difference in the measured conductivity values to calculate the change caused by the electrolytic precipitation of the alkaline earth metal ions the conductivity (ΔLf = Lf b - Lf a ) is determined and a hardness breakthrough is concluded if the amount of ΔLf is above the specified limit value.

Wenn durch die Steuereinrichtung ein Härtedurchbruch erfasst wird, kann diese oder die Signaleinrichtung ein Signal ausgeben und/oder die Regeneriereinrichtung ansteuern, um einen Regeneriervorgang zur Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung einzuleiten. Ein Bediener der Wasserbehandlungsanlage wird somit über einen Härtedurchbruch informiert und ggf. angewiesen, entweder manuell einen Regeneriervorgang zur Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung einzuleiten oder einen Austausch des austauschbaren Ionenaustauschers, der bspw. als austauschbare Kartusche ausgebildet sein kann, vorzunehmen.If the control device detects a hardness breakthrough, it or the signaling device can output a signal and/or activate the regeneration device in order to initiate a regeneration process for regenerating the softening device. An operator of the water treatment system is thus informed of a hardness breakthrough and, if necessary, instructed to either manually initiate a regeneration process to regenerate the softening device or to replace the replaceable ion exchanger, which can be designed as a replaceable cartridge, for example.

Die Steuereinrichtung oder die Signaleinrichtung ist dabei zweckmäßig zur Ausgabe eines Signals eingerichtet, wenn während der Fällung der Erdalkali-Ionen, insbesondere über einen vorgegebenen Zeitraum (Δt) der Fällung, eine Änderung der gemessenen Leitfähigkeit gegenüber der ursprünglichen Leitfähigkeit des am Ausgang der Enthärtungsvorrichtung bereitgestellten Wassers erfasst wird, insbesondere wenn die über den vorgegebenen Zeitraum (Δt) erfasste Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf) über einem vorgegebenen Grenzwert liegt. Das Signal kann dabei ein akustisches Signal, bspw. ein Warnton, und/oder ein optisches Signal, bspw. ein Warnlicht, und/oder eine textliche und/oder symbolisierte Darstellung eines Warnhinweises auf einer Anzeige der Steuereinrichtung sein. Die Steuereinrichtung oder die Signaleinrichtung kann auch so eingerichtet sein, dass der Betrieb der Enthärtungseinrichtung abgestellt und der Ausgang der Enthärtungsvorrichtung geschlossen wird, wenn ein Härtedurchbruch detektiert wird, indem bspw. ein Ventil am Ausgang geschlossen wird, um die Bereitstellung von nicht ausreichend enthärtetem Wasser am Ausgang zu verhindern.The control device or the signal device is expediently set up to output a signal if, during the precipitation of the alkaline earth metal ions, in particular over a predetermined period of time (Δt) of the precipitation, there is a change in the measured conductivity compared to the original conductivity of the water provided at the outlet of the softening device is detected, in particular when the change in conductivity (ΔLf) detected over the predefined period of time (Δt) is above a predefined limit value. The signal can be an acoustic signal, for example a warning tone, and/or an optical signal, for example a warning light, and/or a textual and/or symbolized representation of a warning on a display of the control device. The control device or the signaling device can also be set up in such a way that the operation of the softening device is switched off and the outlet of the softening device is closed if hardness breakthrough is detected, for example by closing a valve at the outlet in order to ensure that insufficiently softened water is made available at the prevent exit.

Bevorzugt ist die Steuereinrichtung so eingerichtet ist, dass sie in Abhängigkeit der erfassten Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf), insbesondere bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts, einen Regeneriervorgang mittels der Regeneriereinrichtung direkt einleitet. Dies ermöglicht eine vollautomatische Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung, ohne dass der Bediener der Wasserbehandlungsanlage bei einem Härtedurchbruch noch manuell eingreifen muss.The control device is preferably set up in such a way that it directly initiates a regeneration process by means of the regeneration device as a function of the detected change in conductivity (ΔLf), in particular when a predetermined limit value is exceeded. This enables a fully automatic regeneration of the softening device without the operator of the water treatment system having to intervene manually in the event of a breakthrough in hardness.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wasserbehandlungsanlage ist die Enthärtungsvorrichtung als Mehrfach- oder Doppelanlage mit einer ersten Enthärtungsvorrichtung und mindestens einer zweiten Enthärtungsvorrichtung ausgebildet, welche im Pendelbetrieb betrieben werden können, wobei in dem Pendelbetrieb wechselweise die erste Enthärtungsvorrichtung in einem Enthärtungs- oder Entsalzungsmodus betrieben wird, während die zweite Enthärtungsvorrichtung in einem Regeneriermodus betrieben wird, in dem eine Regenerierung erfolgt, und umgekehrt. Dieser Pendelbetrieb einer ersten und einer zweiten Enthärtungsvorrichtung ermöglicht es, bei einem mit der Messvorrichtung erfassten Härtedurchbruch während des Enthärtungs- oder Entsalzungsmodus der einen Enthärtungsvorrichtung den Pendelbetrieb zu wechseln und bspw. in der ersten Enthärtungsvorrichtung den Regeneriermodus einzuleiten, während die zweite Enthärtungsvorrichtung auf den Enthärtungsmodus umgestellt wird. Dies stellt sicher, dass von der Wasserbehandlungsanlage zu jeder Zeit teil- oder voll-enthärtetes Wasser bereitgestellt werden kann.In a preferred embodiment of the water treatment system according to the invention, the softening device is designed as a multiple or double system with a first softening device and at least one second softening device, which can be operated in pendulum mode, with the first softening device being operated alternately in a softening or desalination mode in pendulum mode, while the second softening device is operated in a regeneration mode in which regeneration takes place, and vice versa. This oscillating operation of a first and a second softening device makes it possible to change the oscillating operation of one softening device and, for example, initiate the regeneration mode in the first softening device while the second softening device switches to the softening mode when a hardness breakthrough is detected with the measuring device during the softening or desalination mode becomes. This ensures that the water treatment plant can provide partially or fully softened water at any time.

In der erfindungsgemäßen Verwendung einer Wasserbehandlungsanlage, welche einen Rohwasserzulauf zur Bereitstellung von Rohwasser, eine Enthärtungsvorrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang, eine Regeneriereinrichtung zum Regenerieren der Enthärtungsvorrichtung und/oder eine Signaleinrichtung umfasst, welche bei einer Erschöpfung der Enthärtungsvorrichtung ein Signal erzeugt, um eine erforderliche Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung und insbesondere eine erforderliche Regenerierung oder einen erforderlichen Austausch eines Ionenaustauschers anzuzeigen, erzeugt die Enthärtungsvorrichtung aus dem Rohwasser enthärtetes Wasser und stellt dieses am Ausgang bereit. Dabei ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche mit der Regeneriereinrichtung und/oder der Signaleinrichtung gekoppelt ist, um die Enthärtungsvorrichtung bei einer Erschöpfung zu regenerieren und/oder das von der Signaleinrichtung erzeugte Signal auszugeben oder anzuzeigen und/oder bei Erfassung eines Härtedurchbruchs den Ausgang zu verschließen, und es ist mindestens eine mit der Enthärtungsvorrichtung und der Steuereinrichtung in Verbindung stehende Messvorrichtung zur Erfassung eines Härtedurchbruchs in dem am Ausgang der Enthärtungsvorrichtung bereitgestellten Wassers vorhanden, wobeidas am Ausgang der Enthärtungsvorrichtung bereitgestellte Wasser zumindest zeitweise oder kontinuierlich der Messvorrichtung zugeführt und in der Messvorrichtung zumindest zeitweise eine elektrolytische Fällung der Erdalkali-Ionen in dem zugeführten Wasser durchgeführt wird, und wobei zumindest vor und während der elektrolytischen Fällung der Erdalkali-Ionen die elektrische Leitfähigkeit des zugeführten Wassers erfasst und miteinander verglichen wird, insbesondere durch Bildung der Differenz (ΔLF = |Lfb - Lfal) der vor der elektrolytischen Fällung erfassten Leitfähigkeit (Lfa) und der während oder nach der Fällung erfassten Leitfähigkeit (Lfb).In the use according to the invention of a water treatment system which comprises an untreated water inlet for providing untreated water, a softening device with an inlet and an outlet, a regeneration device for regenerating the softening device and/or a signaling device which generates a signal when the softening device is exhausted in order to Regeneration of the softening device and in particular to display a required regeneration or a required replacement of an ion exchanger, the softening device produces softened water from the raw water and makes this available at the outlet. A control device is provided, which is coupled to the regeneration device and/or the signal device in order to regenerate the softening device in the event of exhaustion and/or to output or display the signal generated by the signal device and/or to close the outlet when a hardness breakthrough is detected. and there is at least one measuring device connected to the softening device and the control device for detecting a hardness breakthrough in the water provided at the outlet of the softening device, with the water provided at the outlet of the softening device being fed at least intermittently or continuously to the measuring device and in the measuring device at least intermittently one electrolytic precipitation of the alkaline earth metal ions in the supplied water is carried out, and the electrical conductivity of the supplied water being recorded at least before and during the electrolytic precipitation of the alkaline earth metal ions and compared with one another, in particular by forming the difference (ΔLF = |Lf b - Lf a l) the conductivity (Lf a ) detected before the electrolytic precipitation and the conductivity (Lf b ) detected during or after the precipitation.

Dem Eingang der Enthärtungsvorrichtung wird dabei über den Rohwasserzulauf Rohwasser, welches Erdalkali-Ionen, insbesondere Calcium- und/oder Magnesium-Ionen, sowie Hydrogencarbonat- und/oder Carbonat-Ionen enthält, zugeführt.Raw water, which contains alkaline earth metal ions, in particular calcium and/or magnesium ions, as well as hydrogen carbonate and/or carbonate ions, is supplied to the inlet of the softening device via the raw water inlet.

In der erfindungsgemäßen Verwendung wird die elektrische Leitfähigkeit des der Messvorrichtung zugeführten Wassers bevorzugt an einem Eingang der Messvorrichtung und einem Ausgang der Messvorrichtung erfasst und die Messvorrichtung umfasst bevorzugt eine insbesondere zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Messvorrichtung angeordnete Elektrolysezelle mit wenigstens zwei Elektrolyseelektroden, wobei das der Messvorrichtung zugeführte Wasser in der Elektrolysezelle elektrolysiert wird, um die ggf. bei einem Härtedurchbruch in der Enthärtungsvorrichtung im Wasser vorhandenen Erdalkali-Ionen in dem zugeführten Wasser zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, auszufällen. Die Elektrolysezelle umfasst hierfür mindestens zwei Elektrolyseelektroden, welche zur elektrolytischen Fällung der Erdalkali-Ionen mit Gleichspannung beaufschlagt werden. Bevorzugt enthält die Messvorrichtung mindestens einen Leitfähigkeitssensor mit zwei Messelektroden, welche zur Erfassung der Leitfähigkeit des der Messvorrichtung zugeführten Wassers mit Wechselspannung beaufschlagt werden. Um die Leitfähigkeit des der Messvorrichtung zugeführten Wassers sowohl am Eingang als auch am Ausgang der Elektrolysezelle zu erfassen, enthält die Messvorrichtung bevorzugt einen ersten Leitfähigkeitssensor vor dem oder am Eingang und einen zweiten Leitfähigkeitssensor nach dem oder an dem Ausgang der Messvorrichtung.In the use according to the invention, the electrical conductivity of the water supplied to the measuring device is preferably recorded at an input of the measuring device and an output of the measuring device, and the measuring device preferably comprises an electrolytic cell with at least two electrolytic electrodes, which is arranged in particular between the input and the output of the measuring device, with the Measuring device supplied water is electrolyzed in the electrolytic cell to possibly at a hardness breakthrough in the softening device in the water present alkaline earth ions in the supplied water at least partially, preferably completely, to precipitate. For this purpose, the electrolytic cell comprises at least two electrolytic electrodes, to which DC voltage is applied for the electrolytic precipitation of the alkaline earth metal ions. The measuring device preferably contains at least one conductivity sensor with two measuring electrodes, to which alternating voltage is applied in order to record the conductivity of the water supplied to the measuring device. In order to record the conductivity of the water supplied to the measuring device both at the inlet and at the outlet of the electrolytic cell, the measuring device preferably contains a first conductivity sensor before or at the inlet and a second conductivity sensor after or at the outlet of the measuring device.

Dadurch wird in der erfindungsgemäßen Verwendung einerseits eine zuverlässige Erfassung eines Härtedurchbruchs bei Feststellung einer Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf= Lfb- Lfa) des zugeführten Wassers zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Messvorrichtung ermöglicht und andererseits werden die Wirkungen eines zumindest teilweise bereits erfolgten Härtedurchbruchs zumindest teilweise unschädlich gemacht, indem die Erdalkali-Ionen des zugeführten Wassers zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, ausgefällt werden. Aus dem Betrag der durch die Fällung der Erdalkali-Ionen hervorgerufenen Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf = Lfb - Lfa) kann dabei auf die Konzentration der Erdalkali-Ionen in dem der Messvorrichtung zugeführten Wasser und dadurch auf den Härteschlupf der Enthärtungsvorrichtung, insbesondere des Ionenaustauschers, geschlossen werden.In the use according to the invention, this enables reliable detection of a hardness breakthrough on the one hand when a change in the conductivity (ΔLf= Lf b - Lf a ) of the supplied water is determined between the inlet and the outlet of the measuring device and on the other hand the effects of a hardness breakthrough that has already taken place at least in part rendered at least partially harmless by the alkaline earth metal ions of the supplied water being at least partially, preferably completely, precipitated. From the amount of the change in conductivity caused by the precipitation of the alkaline earth ions (ΔLf = Lf b - Lf a ), the concentration of the alkaline earth ions in the water supplied to the measuring device and thus the hardness slip of the softening device, in particular the ion exchanger, can be determined , getting closed.

Um einen beginnenden Härtedurchbruch rechtzeitig zu erfassen, wird das am Ausgang der Enthärtungsvorrichtung bereitgestellte Wasser bevorzugt kontinuierlich vom Eingang zum Ausgang durch die Messvorrichtung geleitet und es wird die Leitfähigkeit des durchgeleiten Wassers am Eingang und am Ausgang erfasst. Bei einer Änderung der Leitfähigkeit zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Messvorrichtung kann auf einen zumindest teilweise bereits erfolgten oder einen beginnenden Härtedurchbruch geschlossen werden und es kann über die Regeneriereinrichtung ein Regeneriervorgang zur Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung eingeleitet und/oder durch die Signaleinrichtung ein Signal ausgegeben werden, insbesondere bei Überschreiten eines vorgegebenen Differenz-Grenzwerts der mit der Messvorrichtung erfassten Änderung der Leitfähigkeit. Bei Überschreiten eines Differenz-Grenzwerts kann die Wasserbehandlungsanlage bzw. die Enthärtungsvorrichtung auch abgestellt werden, um zu verhindern, dass nicht-enthärtetes oder Wasser zu einem Verbraucher geleitet wird.In order to detect an incipient hardness breakthrough in good time, the water provided at the outlet of the softening device is preferably conducted continuously from the inlet to the outlet through the measuring device and the conductivity of the water conducted through is recorded at the inlet and outlet. If there is a change in the conductivity between the input and the output of the measuring device, it can be concluded that hardness breakthrough has at least partially occurred or is beginning and a regeneration process for regenerating the softening device can be initiated via the regeneration device and/or a signal can be output by the signaling device, in particular when a predetermined difference limit value of the change in conductivity detected with the measuring device is exceeded. If a difference limit value is exceeded, the water treatment system or the softening device can also be switched off in order to prevent non-softened water or water from being routed to a consumer.

In der erfindungsgemäßen Verwendung wird bevorzugt in Abhängigkeit der durch die Fällung der Erdalkali-Ionen hervorgerufenen Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf= Lfb- Lfa) automatisch ein Regeneriervorgang zur Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung eingeleitet und/oder ein Signal ausgegeben, wenn die durch die Fällung der Erdalkali-Ionen hervorgerufene Differenz der Leitfähigkeit (ΔLf= Lfb - Lfa) einen vorgegebenen Differenz-Grenzwert ΔG überschreitet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass bei Feststellung eines beginnenden oder bereits erfolgten Härtedurchbruchs rechtzeitig vor einer schädlichen Erhöhung der Wasserhärte des von der Wasserbehandlungsanlage für einen Verbraucher bereitgestellten Wassers eine Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung erfolgt. Dabei bleibt bei einem beginnenden Härtedurchbruch, der sich insbesondere bei einer niedrigen Differenz der Leitfähigkeit (ΔLf = Lfb - Lfa) des der Messvorrichtung zugeführten Wassers zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Messvorrichtung zeigt, die Wasserhärte des von der Wasserbehandlungsanlage am Ausgang der Messvorrichtung bereitgestellten Wassers niedrig und ist idealerweise bei oder nahe Null, aufgrund der elektrolytischen Fällung der Erdalkali-Ionen in der Elektrolysezelle der Messvorrichtung.In the use according to the invention, depending on the change in conductivity (ΔLf = Lf b - Lf a ) caused by the precipitation of the alkaline earth ions, a regeneration process for regenerating the softening device is automatically initiated and/or a signal is output if the Alkaline earth ions caused difference in conductivity (ΔLf = Lf b - Lf a ) exceeds a predetermined difference limit value Δ G. In this way, it can be ensured that when a hardness breakthrough is detected that is beginning or has already occurred, the softening device is regenerated in good time before a damaging increase in the water hardness of the water provided by the water treatment system for a consumer. At the beginning of a hardness breakthrough, which is particularly evident when there is a low difference in the conductivity (ΔLf = Lf b - Lf a ) of the water supplied to the measuring device between the inlet and the outlet of the measuring device, the water hardness of the water from the water treatment plant at the outlet of the measuring device remains supplied water is low and ideally at or near zero, due to the electrolytic precipitation of the alkaline earth ions in the electrolytic cell of the measuring device.

Diese und weitere Vorteile und Anwendungen sowie bevorzugte Merkmale der erfindungsgemäßen Wasserbehandlungsanlage und der erfindungsgemäßen Verwendung ergeben sich aus den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung. Dabei zeigen:

  • 1: eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wasserbehandlungsanlage mit einer Enthärtungsvorrichtung und einer Messvorrichtung zur Erfassung eines Härtedurchbruchs in der Enthärtungsvorrichtung;
  • 2: schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen einer konduktometrischen Messvorrichtung zur Erfassung eines Härtedurchbruchs in einer Enthärtungsvorrichtung, die in der erfindungsgemäßen Wasserbehandlungsanlage eingesetzt und erfindungsgemäß verwendet werden kann;
  • 3: ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs der in einer der Messvorrichtungen von 2 erfassten elektrischen Leitfähigkeit einer Wasserprobe vor, während und nach einer elektrolytischen Fällung der Erdalkali-Ionen;
  • 4: eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wasserbehandlungsanlage mit einer Enthärtungssvorrichtung und einer Messvorrichtung zur Erfassung eines Härtedurchbruchs in der Enthärtungsvorrichtung;
  • 5: ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs der in der erfindungsgemäßen Verwendung erfassten elektrischen Leitfähigkeit des der Messvorrichtung der Wasserbehandlungsanlage von 1 zugeführten Wassers mit einem Härtedurchbruch in der Enthärtungsvorrichtung;
  • 6A: eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Elektrolysezelle der Messvorrichtung zur Erfassung eines Härtedurchbruchs in einer Enthärtungsvorrichtung,
  • 6B: eine Darstellung des zeitlichen Verlaufs der elektrischen Leitfähigkeit des der Elektrolysezelle von 6A zugeführten Wassers (Weichwasser von der Enthärtungsvorrichtung) vor der Elektrolysezelle (Lfa) und nach der Elektrolysezelle (Lfb) sowie der titrimetrisch bestimmten Härte (H) des zugeführten Wassers bei einem Härtedurchbruch in der Enthärtungsvorrichtung (6B);
These and other advantages and applications as well as preferred features of the water treatment system according to the invention and the use according to the invention result from the exemplary embodiments of the invention described below with reference to the drawings. show:
  • 1 1: a schematic representation of a first exemplary embodiment of a water treatment plant according to the invention with a softening device and a measuring device for detecting a hardness breakthrough in the softening device;
  • 2 1: schematic representations of different embodiments of a conductometric measuring device for detecting a hardness breakthrough in a softening device, which can be used in the water treatment plant according to the invention and used according to the invention;
  • 3 : a diagram of the time course of the in one of the measuring devices of 2 detected electrical conductivity of a water sample before, during and after an electrolytic precipitation of alkaline earth ions;
  • 4 1: a schematic representation of a second exemplary embodiment of a water treatment plant according to the invention with a softening device and a measuring device for detecting a hardness breakthrough in the softening device;
  • 5 : a diagram of the time course of the electrical conductivity recorded in the use according to the invention of the measuring device of the water treatment plant from FIG 1 supplied water with a hardness breakthrough in the softening device;
  • 6A : a schematic representation of a further exemplary embodiment of an electrolytic cell of the measuring device for detecting a hardness breakthrough in a softening device,
  • 6B : a representation of the time course of the electrical conductivity of the electrolytic cell from 6A supplied water (soft water from the softening device) before the electrolytic cell (Lf a ) and after the electrolytic cell (Lf b ) and the titrimetrically determined hardness (H) of the supplied water in the event of a hardness breakthrough in the softening device ( 6B) ;

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wasserbehandlungsanlage mit einer Enthärtungsvorrichtung 12 dargestellt, wobei die Wasserbehandlungsanlage 10 einen mit der Enthärtungsvorrichtung 12 über einen Verteiler 24 verbundenen Rohwasserzulauf 11 zur Bereitstellung von Rohwasser R, eine Steuereinrichtung 14 und mindestens eine konduktometrische Messvorrichtung 15 umfasst. Die Messvorrichtung 15 ist dabei stromabwärts des Verteilers 24 angeordnet und an einem Eingang 15a der Messvorrichtung 15 über eine Verbindungsleitung 20 mit dem Verteiler 24 verbunden. Die Steuereinrichtung 14 ist dabei mit dem Verteiler 24 sowie der Messvorrichtung 15 gekoppelt, um diese zu steuern. Die Steuereinrichtung 14 steuert insbesondere die Volumenströme des vom Rohwasserzulauf 11 zugeführten Wassers in die Enthärtungsvorrichtung 12 und des darin enthärteten Wassers W zur Verbindungsleitung 20.In 1 a first exemplary embodiment of a water treatment system according to the invention with a softening device 12 is shown, with the water treatment system 10 comprising an untreated water inlet 11 connected to the softening device 12 via a distributor 24 for the provision of untreated water R, a control device 14 and at least one conductometric measuring device 15. The measuring device 15 is arranged downstream of the distributor 24 and is connected to the distributor 24 at an input 15a of the measuring device 15 via a connecting line 20 . The control device 14 is coupled to the distributor 24 and the measuring device 15 in order to control them. The control device 14 controls in particular the volume flows of the water supplied from the raw water inlet 11 into the softening device 12 and the water W softened therein to the connecting line 20.

Die Enthärtungsvorrichtung 12 ist dabei als Doppelanlage ausgebildet und umfasst eine erste Enthärtungsvorrichtung 12a und eine zweite Enthärtungsvorrichtung 12b, die im Pendelbetrieb betrieben werden. Die erste und die zweite Enthärtungsvorrichtung 12a, 12b enthält jeweils einen Ionenaustauscher 13, der jeweils in einem Ionenaustauschbehälter 8 angeordnet ist.The softening device 12 is designed as a double system and includes a first softening device 12a and a second softening device 12b, which are operated in alternating operation. The first and the second softening device 12a, 12b each contain an ion exchanger 13 which is arranged in an ion exchange container 8 in each case.

Der Ionenaustauschbehälter 8 der ersten und der zweiten Enthärtungsvorrichtung 12a, 12b umfasst j eweils einen Eingang 11a und einen Ausgang 11b, wobei der Eingang 11a jeweils über eine Zulaufleitung 7 und der Ausgang 11b jeweils über eine Ablaufleitung 7' mit dem Verteiler 24 in Verbindung steht. Zur Regenerierung des Ionenaustauschers 13 der Enthärtungsvorrichtungen 12a, 12b umfasst die Wasserbehandlungsanlage weiterhin eine Regeneriereinrichtung 18, welche einen Regenerierbehälter 9 aufweist, in dem eine wässrige Regenerierlösung, insbesondere eine Natriumchlorid-Lösung, bevorratet ist. Bei einer Erschöpfung des Ionenaustauschers 13 einer der beiden Enthärtungsvorrichtungen 12a, 12b wird in einem Regeneriermodus die Regenerierlösung in und durch den Ionenaustauschbehälter 8 der jeweiligen Enthärtungsvorrichtung 12a oder 12b geleitet, wodurch die in dem Ionenaustauscher 13 beim Enthärten des Rohwassers R aufgenommenen Calzium- und Magnesium-Ionen durch Natrium-Ionen ersetzt werden. Die verbrauchte Regenerierlösung wird während des Regeneriermodus über eine am Verteiler 24 angeschlossene Abfuhrleitung 25 in einen Kanal 19 geleitet. Während sich eine der beiden Enthärtungsvorrichtungen 12a oder 12b in einem Regeneriermodus befindet, kann die andere Enthärtungsvorrichtung 12b oder 12a im Betriebsmodus arbeiten, in dem über den Verteiler 24 Rohwasser R in den Ionenaustauschbehälter 8 geleitet und darin durch Austausch der härtebildenden Calcium- und Magnesiom-Ionen gegen Natrium-Ionen des Ionenaustauschers 13 (zumindest weitgehend) vollständig enthärtet wird. Das enthärtete Wasser W wird im Betriebsmodus am Ausgang 11b der jeweiligen Enthärtungsvorrichtung 12a, 12b bereitgestellt und über die Ablaufleitung 7` zum Verteiler 24 geleitet, der das enthärtete Wasser W über die Verbindungsleitung 20 einerseits zum Eingang 15a der Messvorrichtung 15 und anderseits in eine mit der Verbindungsleitung 20 in Verbindung stehende Verbraucherleitung 21 leitet. Der Volumenstrom des enthärteten Wassers W, welcher als Teilstrom der Messvorrichtung 15 zugeführt wird, ist dabei zweckmäßig wesentlich kleiner als der gesamte Volumenstrom des enthärteten Wassers W, der in die Verbindungsleitung 20 eingeleitet wird. Der überwiegende Teil des gesamten Volumenstroms des enthärteten Wassers W wird in die Verbraucherleitung 21, welche mit einem Verbraucher 22 verbunden ist, eingeleitet. Bei dem Verbraucher 22 kann es sich beispielsweise um die Trinkwasserinstallation eines Haushalts oder eines Gewerbes oder auch um ein Wassergerät oder eine nachgeschaltete Wasserbehandlungsanlage (bspw. eine Umkehrosmoseanlage) handeln, der das enthärtete Wasser W direkt zur Weiterbehandlung zugeführt wird.The ion exchange tank 8 of the first and the second softening device 12a, 12b each comprises an inlet 11a and an outlet 11b, with the inlet 11a being connected to the distributor 24 via an inlet line 7 and the outlet 11b being connected to the distributor 24 via an outlet line 7'. To regenerate the ion exchanger 13 of the softening devices 12a, 12b, the water treatment system also includes a regeneration device 18 which has a regeneration tank 9 in which an aqueous regeneration solution, in particular a sodium chloride solution, is stored. When the ion exchanger 13 of one of the two softening devices 12a, 12b is exhausted, the regeneration solution is conducted into and through the ion exchange tank 8 of the respective softening device 12a or 12b in a regeneration mode, whereby the calcium and magnesium salts absorbed in the ion exchanger 13 when softening the raw water R ions are replaced by sodium ions. During the regeneration mode, the used regeneration solution is fed into a channel 19 via a discharge line 25 connected to the distributor 24 . While one of the two softening devices 12a or 12b is in a regeneration mode, the other softening device 12b or 12a can work in the operating mode in which raw water R is fed via the distributor 24 into the ion exchange tank 8 and is exchanged for the hardness-forming calcium and magnesium ions against sodium ions of the ion exchanger 13 (at least largely) is completely softened. In the operating mode, the softened water W is made available at the outlet 11b of the respective softening device 12a, 12b and is routed via the drain line 7` to the distributor 24, which feeds the softened water W via the connecting line 20 to the inlet 15a of the measuring device 15 on the one hand and to a Connecting line 20 related consumer line 21 passes. The volume flow of the softened water W, which is supplied to the measuring device 15 as a partial flow, is expediently significantly smaller than the total volume flow of the softened water W, which is introduced into the connecting line 20 . The majority of the total volume flow of the softened water W is introduced into the consumer line 21, which is connected to a consumer 22. The consumer 22 can be the drinking water installation, for example a household or a business or a water device or a downstream water treatment system (e.g. a reverse osmosis system), to which the softened water W is fed directly for further treatment.

Die Zuführung des enthärteten Wassers W zur Messvorrichtung 15 erfolgt dabei während des Betriebs der Wasserbehandlungsanlage 10 kontinuierlich oder zeitweise in vorgegebenen Messzyklen. Die Messzyklen können insbesondere erstmalig bei Erreichen eines prognostizierten Erschöpfungsgrads des Ionenaustauschers 13 der Enthärtungsvorrichtung 12, bspw. nach Erreichen eines prognostizierten Erschöpfungsgrads von 80%, und danach regelmäßig oder kontinuierlich bis zur vollständigen Erschöpfung durchgeführt werden, um einen in Kürze zu erwartenden Härtedurchbruch zu detektieren. Der Erschöpfungsgrad der Enthärtungsvorrichtung 12 hängt dabei von der gesamten (maximalen) Austauschkapazität des Ionenaustauschers 13 sowie der Härte des Rohwassers R und dem gesamten Volumen des Rohwassers, der durch die Enthärtungsvorrichtung 12 geströmt ist, ab und kann folglich aus den bekannten Daten der Austauschkapazität und des Volumenstroms sowie der mittels der Messvorrichtung 15 erfassbaren Härte H des Rohwassers R prognostiziert werden.The supply of the softened water W to the measuring device 15 takes place during the operation of the water treatment system 10 continuously or intermittently in predetermined measuring cycles. In particular, the measurement cycles can be carried out for the first time when a predicted degree of exhaustion of the ion exchanger 13 of the softening device 12 has been reached, e.g. after a predicted degree of exhaustion of 80% has been reached, and then regularly or continuously until it is completely exhausted, in order to detect a hardness breakthrough that is to be expected shortly. The degree of exhaustion of the softening device 12 depends on the total (maximum) exchange capacity of the ion exchanger 13 and the hardness of the raw water R and the total volume of the raw water that has flowed through the softening device 12, and can consequently be calculated from the known data on the exchange capacity and the Volume flow and the detectable by means of the measuring device 15 hardness H of the raw water R are predicted.

Nach Beendigung einer Messung in der Messvorrichtung wird das der Messvorrichtung 15 zugeführte Wasser W durch den Ausgang 15b der Messvorrichtung in eine mit einem Ventil v1 verschließbare Ablauflaufleitung 26 abgeführt, welche das Wasser in einen Kanal 19 ableitet.After the end of a measurement in the measuring device, the water W supplied to the measuring device 15 is discharged through the outlet 15b of the measuring device into a drain line 26 that can be closed with a valve v1, which drains the water into a channel 19.

Die Messvorrichtung 15 umfasst eine Elektrolysezelle 1, die über einen Behälter 5 verfügt, in dem der Eingang 15a und ein Ausgang 15b vorgesehen sind. Das von der Verbindungsleitung 20 zugeführte enthärtete Wasser W wird über den Eingang 15a in den Behälter 5 der Messvorrichtung 15 eingebracht und durch den Behälter 5 zum Ausgang 15b geleitet. Zum vollständigen Entleeren des Behälters 5 verfügt dieser, bevorzugt am Boden, über einen Ablauf 15c. Die Messvorrichtung 15 umfasst weiterhin einen ersten Leitfähigkeitssensor 2a am Eingang 15a und einen zweiten Leitfähigkeitssensor 2b am Ausgang 15b sowie zwei in dem Behälter 5 einander gegenüberliegend angeordnete Elektrolyseelektroden A, K, wobei die Elektrolyseelektroden an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sind und eine Elektrolyseelektrode als Anode A und Elektrolyseelektroden als Kathode K ausgebildet ist. Der Behälter 5 und die darin angeordneten Elektrolyseelektroden A, K, an welche von der Gleichspannungsquelle eineGleichspannung angelegt wird, bilden die Elektrolysezelle 1. Die Elektrolyseelektroden A, K sind dabei bevorzugt als Flachelektroden ausgebildet, welche im Abstand und parallel zueinander verlaufend in dem Behälter 5 angeordnet sind, so dass das durch den Behälter 5 geleitete Wasser W zwischen den Elektrolyseelektroden A, K durchströmen kann.The measuring device 15 comprises an electrolytic cell 1 which has a container 5 in which the input 15a and an output 15b are provided. The softened water W supplied from the connecting line 20 is introduced via the inlet 15a into the container 5 of the measuring device 15 and is conducted through the container 5 to the outlet 15b. For complete emptying of the container 5, it has a drain 15c, preferably on the floor. The measuring device 15 also includes a first conductivity sensor 2a at the input 15a and a second conductivity sensor 2b at the output 15b as well as two electrolysis electrodes A, K arranged opposite one another in the container 5, the electrolysis electrodes being connected to a DC voltage source and an electrolysis electrode as the anode A and electrolysis electrodes is designed as a cathode K. The container 5 and the electrolysis electrodes A, K arranged therein, to which a DC voltage is applied from the DC voltage source, form the electrolytic cell 1. The electrolysis electrodes A, K are preferably designed as flat electrodes, which are arranged in the container 5 at a distance and running parallel to one another are, so that the conducted through the container 5 water W between the electrolysis electrodes A, K can flow through.

Die Messvorrichtung 15 wird von der Steuereinrichtung 14 gesteuert. Die Steuereinrichtung 14 steuert insbesondere die Versorgung der Elektrolyseelektroden A, K während vorgegebener Messzyklen bzw. Elektrolysezyklen oder dauerhaft während des Betriebs der Wasserbehandlungsanlage mit elektrischer Gleichspannung. Weiterhin wird auch die Erfassung der elektrischen Leitfähigkeit des über die Verbindungsleitung 20 zugeführten Wassers W am Eingang 15a und am Ausgang 15b der Messvorrichtung 15 mittels der beiden Leitfähigkeitssensoren 2a, 2b durch die Steuereinrichtung 14 gesteuert. Jeder der beiden Leitfähigkeitssensoren 2a, 2b umfasst dabei mindestens ein Elektrodenpaar 3, an welches in definierten Messzyklen oder dauerhaft während des Betriebs der Wasserbehandlungsanlage eine elektrische Wechselspannung angelegt und die Stromstärke gemessen wird, um die Leitfähigkeit des zugeführten Wassers W zu erfassen. Mittels eines Temperatursensors, der bspw. in der Elektrolysezelle 1 angeordnet oder auch in zumindest einem der Leitfähigkeitssensoren 2a, 2b integriert sein kann, wird dabei zweckmäßig die Temperatur des Wassers erfasst und bei der Bestimmung der Leitfähigkeit erfolgt mittels eines Korrekturfaktors eine Temperaturkorrektur auf eine Standardtemperatur von bspw. 25°C.The measuring device 15 is controlled by the control device 14 . The control device 14 controls in particular the supply of the electrolysis electrodes A, K during predetermined measurement cycles or electrolysis cycles or permanently during the operation of the water treatment system with electrical DC voltage. Furthermore, the detection of the electrical conductivity of the water W supplied via the connecting line 20 at the inlet 15a and at the outlet 15b of the measuring device 15 is controlled by the control device 14 by means of the two conductivity sensors 2a, 2b. Each of the two conductivity sensors 2a, 2b comprises at least one pair of electrodes 3, to which an electrical AC voltage is applied in defined measurement cycles or continuously during operation of the water treatment system and the current intensity is measured in order to detect the conductivity of the water W supplied. The temperature of the water is expediently recorded by means of a temperature sensor, which can be arranged, for example, in the electrolytic cell 1 or can also be integrated in at least one of the conductivity sensors 2a, 2b, and when determining the conductivity, a correction factor is used to correct the temperature to a standard temperature of e.g. 25°C.

In 2 sind weitere Ausführungsformen der Messvorrichtung 15 gezeigt, in denen die beiden Leitfähigkeitssensoren 2a, 2b in dem Behälter 5 der Elektrolysezelle 1 integriert sind, wobei der erste Leitfähigkeitssensor 2a stromaufwärts der Elektrolyseelektroden A, K am Eingang 15a und der zweite Leitfähigkeitssensor 2b stromabwärts der Elektrolyseelektroden A, K am Ausgang 15a angeordnet ist. Wie in der Ausführungsform der Messvorrichtung 15 von 1 sind die beiden Elektrolyseelektroden A, K an eine Gleichspannungsquelle DC angeschlossen und das Elektrodenpaar 3 der beiden Leitfähigkeitssensoren 2a, 2b ist jeweils an eine Wechselspannungsquelle AC angeschlossen, mit der die Messelektroden des Elektrodenpaars 3 mit elektrischer Wechselspannung einer vorgegebenen Frequenz versorgt werden können. Die beiden Messelektroden jedes Leitfähigkeitssensors 2a, 2b sind in den in 2 gezeigten Beispielen jeweils als Stabelektroden ausgebildet, deren Längsachse parallel zu der Ebene der beiden als Flachelektroden ausgebildeten Elektrolyseelektroden A, K verläuft.In 2 further embodiments of the measuring device 15 are shown, in which the two conductivity sensors 2a, 2b are integrated in the container 5 of the electrolysis cell 1, with the first conductivity sensor 2a upstream of the electrolysis electrodes A, K at the input 15a and the second conductivity sensor 2b downstream of the electrolysis electrodes A, K is arranged at the output 15a. As in the embodiment of the measuring device 15 of FIG 1 the two electrolysis electrodes A, K are connected to a direct voltage source DC and the pair of electrodes 3 of the two conductivity sensors 2a, 2b are each connected to an alternating voltage source AC, with which the measuring electrodes of the electrode pair 3 can be supplied with electrical alternating voltage of a predetermined frequency. The two measuring electrodes of each conductivity sensor 2a, 2b are in 2 The examples shown are each designed as rod electrodes, the longitudinal axis of which runs parallel to the plane of the two electrolysis electrodes A, K designed as flat electrodes.

Die in 2A gezeigte Ausführungsform der Messvorrichtung 15 umfasst dabei zwei als Flachelektroden ausgebildete Elektrolyseelektroden A, K, die in der Elektrolysezelle parallel und im Abstand zueinander verlaufend sowie einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Elektrolyseelektroden umfassen dabei mindestens eine Anode, die bevorzugt aus platiniertem Titanblech oder einem platinierten Titangitter oder aus einem Graphitfilm gefertigt ist, und mindestens eine Kathode, die bevorzugt aus Stahl oder Titan oder Graphitfolie gefertigt ist. Besonders bevorzugt ist die Anode und die Kathode aus demselben Material, insbesondere jeweils aus platiniertem Titan.In the 2A shown embodiment of the measuring device 15 comprises two designed as flat electrodes electrolysis electrodes A, K, in the electrolytic cell parallel and at a distance mutually extending and arranged opposite to each other. The electrolysis electrodes include at least one anode, which is preferably made from platinized titanium sheet or a platinized titanium grid or from a graphite film, and at least one cathode, which is preferably made from steel or titanium or graphite foil. The anode and the cathode are particularly preferably made of the same material, in particular each made of platinized titanium.

In der in 2B gezeigten Ausführungsform der Messvorrichtung 15 sind in der Elektrolysezelle 1 mehrere Elektrolyseelektroden A, K angeordnet. Insbesondere enthält die Elektrolysezelle 1 des Ausführungsbeispiels von 2B eine Kaskade von Elektrolyseelektroden in der Abfolge einer äußeren Anode A, einer ersten Kathode K, einer inneren Anode A, einer zweiten Kathode K sowie einer weiteren äußeren Anode A, wie aus 2B ersichtlich. Zwischen korrespondierenden Elektrolyseelektroden A, K ist jeweils eine Kationenaustauschermembran KAT angeordnet. Durch die Mehrzahl von Elektrolyseelektroden A, K sowie der zwischen korrespondierenden Elektrolyseelektroden A, K angeordneten Kationenaustauschermembrane KAT wird die Effizienz der elektrolytischen Fällung der Erdalkali-Ionen durch die Ausfällung in Form von Erdalkali-Carbonate an den Kathoden K (insbesondere aufgrund einer größeren Elektrodenfläche) erhöht, wodurch eine schnellere Ausfällung der Erdalkali-Ionen beim Durchströmen des Wassers W erzielt wird.in the in 2 B In the embodiment of the measuring device 15 shown, a plurality of electrolysis electrodes A, K are arranged in the electrolysis cell 1 . In particular, the electrolytic cell 1 of the embodiment of FIG 2 B a cascade of electrolysis electrodes in the sequence of an outer anode A, a first cathode K, an inner anode A, a second cathode K and a further outer anode A, as shown in FIG 2 B evident. A cation exchange membrane KAT is arranged between corresponding electrolysis electrodes A, K in each case. The plurality of electrolysis electrodes A, K and the cation exchange membranes KAT arranged between corresponding electrolysis electrodes A, K increase the efficiency of the electrolytic precipitation of the alkaline earth metal ions by precipitation in the form of alkaline earth metal carbonates at the cathodes K (particularly due to a larger electrode area). , whereby a faster precipitation of the alkaline earth ions when flowing through the water W is achieved.

Sowohl die in 1 als auch die in 2 gezeigten Ausführungsformen der Messvorrichtung 15 können in einer erfindungsgemäßen Wasserbehandlungsanlage 10 zur Erfassung eines Härtedurchbruchs in der Enthärtungsvorrichtung 12 eingesetzt werden, wobei das Wasser W bevorzugt im Durchflussbetrieb dauernd oder nur in den zeitlich definierten Messzyklen kontinuierlich vom Eingang 15a zum Ausgang 15b durch die Elektrolysezelle 1 strömt und die elektrische Leitfähigkeit des enthärteten Wassers W vor und nach der Elektrolysezelle 1 gemessen wird. Hierfür wird während des Durchströmens des Wassers W durch die Elektrolysezelle 1 die Leitfähigkeit Lfa des Wasserstroms am Eingang 15a und die Leitfähigkeit Lfb am Ausgang 15b der Messvorrichtung 15 in einem Messzyklus kontinuierlich mit den beiden Leitfähigkeitssensoren 2a, 2b gemessen. Die Steuereinrichtung 14 berechnet aus den erfassten Messwerten der beiden Leitfähigkeitssensoren 2a, 2b die Differenz ΔLf = Lfb - Lfa und vergleicht den Betrag der berechneten Differenz der elektrischen Leitfähigkeit |ΔLf| mit einem vorgegebenen Grenzwert ΔG. Falls der Betrag der ermittelten Differenz der elektrischen Leitfähigkeit |ΔLf| über diesem Grenzwert ΔG liegt, kann darauf geschlossen werden, dass sich eine bestimmte Menge an härtebildenden Erdalkali-Ionen in dem Wasser befindet, was auf einen Härtedurchbruch in der Enthärtungsvorrichtung 12 hinweist.Both the in 1 as well as the in 2 The embodiments of measuring device 15 shown can be used in a water treatment system 10 according to the invention for detecting a hardness breakthrough in the softening device 12, with the water W preferably flowing through the electrolytic cell 1 continuously or only in the time-defined measuring cycles from the inlet 15a to the outlet 15b and the electrical conductivity of the softened water W before and after the electrolytic cell 1 is measured. For this purpose, while the water W is flowing through the electrolytic cell 1, the conductivity Lf a of the water flow at the inlet 15a and the conductivity Lf b at the outlet 15b of the measuring device 15 are continuously measured in a measuring cycle with the two conductivity sensors 2a, 2b. The control device 14 calculates the difference ΔLf=Lf b -Lf a from the measured values recorded by the two conductivity sensors 2a, 2b and compares the amount of the calculated difference in the electrical conductivity |ΔLf| with a predetermined limit value Δ G . If the magnitude of the determined difference in electrical conductivity |ΔLf| lies above this limit value Δ G , it can be concluded that there is a certain amount of hardness-forming alkaline earth metal ions in the water, which indicates a breakthrough in hardness in the softening device 12 .

Weiterhin kann mit der Messvorrichtung 15 eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit des zugeführten Wassers W detektiert werden, die bspw. auf eine Änderung der Wasserqualität des Rohwassers R, das der Wasserbehandlungsanlage 10 über den Rohwasserzulauf 11 zugeführt wird, beruht. Hierfür kann der Messvorrichtung über eine in 1 nicht gezeigte Bypassleitung unbehandeltes Rohwasser R zugeführt werden, dessen Leitfähigkeit mit wenigstens einem der beiden Leitfähigkeitssensoren 2a, 2b gemessen wird. Bei einer Änderung der ermittelten Leitfähigkeit des Rohwassers R kann auf eine andere Zusammensetzung und insbesondere eine veränderte Härte des Rohwassers R geschlossen werden.Furthermore, the measuring device 15 can be used to detect a change in the electrical conductivity of the supplied water W, which is based, for example, on a change in the water quality of the raw water R that is supplied to the water treatment system 10 via the raw water inlet 11 . For this purpose, the measuring device can have an in 1 bypass line, not shown, is supplied with untreated raw water R, the conductivity of which is measured with at least one of the two conductivity sensors 2a, 2b. If the determined conductivity of the raw water R changes, a different composition and in particular a changed hardness of the raw water R can be inferred.

In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wasserbehandlungsanlage 10 mit einer Enthärtungsvorrichtung 12 dargestellt, welches im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel von 1 entspricht. Im Unterschied zum erstem Ausführungsbeispiel der 1 ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel von 4 eine zusätzliche Rückführleitung 27 vorgesehen, welche die Ablauflaufleitung 26 mit der Verbraucherleitung 21 verbindet und an einem Verbindungspunkt 28 in die Verbraucherleitung 21 mündet. Durch die Rückführleitung 27 kann das Wasser W, dessen Leitfähigkeit in der Messvorrichtung 15 erfasst worden ist, in die Verbraucherleitung 21 eingeleitet werden, um das Wasser W dem Verbraucher 22 zuzuführen, wodurch der Verlust von enthärtetem Wasser W reduziert werden kann. Zum Öffnen und Verschließen der Rückführleitung 27 ist in der Rückführleitung 27 ein Ventil v2 vorgesehen und zum Öffnen und Verschließen der Verbraucherleitung 21 ist stromaufwärts des Verbindungspunkts 28 ein weiteres Ventil v3 in der Verbraucherleitung 21 angeordnet. Durch Schließen der Ventile v1 und v3 und Öffnen des Ventils v2 ist es dabei möglich, nur den Teilstrom des Wassers W, der durch die Messvorrichtung 15 geführt worden ist, zum Verbraucher 22 zu leiten.In 4 a second exemplary embodiment of a water treatment system 10 according to the invention is shown with a softening device 12, which essentially corresponds to the first exemplary embodiment of 1 is equivalent to. In contrast to the first embodiment of the 1 is in the second embodiment of FIG 4 an additional return line 27 is provided, which connects the outflow line 26 to the consumer line 21 and opens into the consumer line 21 at a connection point 28 . The water W, whose conductivity has been detected in the measuring device 15, can be introduced into the consumer line 21 through the return line 27 in order to supply the water W to the consumer 22, as a result of which the loss of softened water W can be reduced. A valve v2 is provided in the return line 27 for opening and closing the return line 27 and another valve v3 is arranged in the consumer line 21 upstream of the connection point 28 for opening and closing the consumer line 21 . By closing the valves v1 and v3 and opening the valve v2, it is possible to conduct only the partial flow of the water W, which has been passed through the measuring device 15, to the consumer 22.

Nachfolgend wird ein in der Wasserbehandlungsanlage 10 von 1 durchführbares Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verwendung erläutert:

  • Zur Inbetriebnahme der Wasserbehandlungsanlage 10 wird zunächst Rohwasser R durch den Rohwasserzulauf 11 über den Verteiler 24 sowie die Zulaufleitung 7 in den Ionenaustauschbehälter 8 der ersten Enthärtungsvorrichtung 12a geleitet, wodurch im Betriebsmodus (Enthärterbetrieb) der ersten Enthärtungsvorrichtung 12a die Calzium- und Magnesium-Ionen in dem Rohwasser R gegen Natrium-Ionen des Ionenaustauschers 13 ausgetauscht und dadurch enthärtetes Wasser W erzeugt wird, welches am Ausgang 11b der über die Ablaufleitung 7' und den Verteiler 24 in die Verbindungsleitung 20 eingeleitet wird. Das enthärtete Wasser W wird über die Verbindungsleitung 20 und die daran angeschlossene Verbraucherleitung 21 zu einem Verbraucher 22 geleitet, der auf diese Weise mit enthärteten Wasser W versorgt wird.
Below is a in the water treatment plant 10 of 1 feasible embodiment of the use according to the invention explained:
  • To start up the water treatment system 10, raw water R is first fed through the raw water inlet 11 via the distributor 24 and the inlet line 7 into the ion exchange tank 8 of the first softening device 12a, whereby in the operating mode (softener operation) of the first softening device 12a the calcium and magnesium ions in the Raw water R exchanged for sodium ions of the ion exchanger 13 and thereby softened water W is produced, which is introduced into the connecting line 20 at the outlet 11b via the discharge line 7' and the distributor 24. The softened water W is routed via the connecting line 20 and the consumer line 21 connected to it to a consumer 22, which is supplied with softened water W in this way.

Die zweite Enthärtungsvorrichtung 12b kann während des Betriebsmodus der ersten Enthärtungsvorrichtung 12a im Regeneriermodus betrieben werden, in dem der zweiten Enthärtungsvorrichtung 12b die in dem Regenerierbehälter 9 der Regeneriereinrichtung 18 bevorratete wässrige Regenerierlösung, insbesondere eine Natriumchlorid-Lösung, über die Regenerierleitung 17 und den Verteiler 24 zugeführt wird. Die Regenerierlösung wird dabei in dem Regeneriermodus durch den Ionenaustauscher 13 in dem Ionenaustauschbehälter 8 der zweiten Enthärtungsvorrichtung 12b geleitet, um diesen Ionenaustauscher 13 durch Austausch der darin gebundenen Calzium- und Magnesium-Ionen gegen Natrium-Ionen der Regenerierlösung zu regenerieren. Die dabei verbrauchte Regenerierlösung wird über die Ablaufleitung 7' und den Verteiler 24 in die Ablaufleitung 25 geleitet, die zu einem Kanal 19 führt.The second softening device 12b can be operated in the regeneration mode during the operating mode of the first softening device 12a, in which the second softening device 12b is supplied with the aqueous regeneration solution stored in the regeneration container 9 of the regeneration device 18, in particular a sodium chloride solution, via the regeneration line 17 and the distributor 24 becomes. In the regeneration mode, the regeneration solution is passed through the ion exchanger 13 in the ion exchange tank 8 of the second softening device 12b in order to regenerate this ion exchanger 13 by exchanging the calcium and magnesium ions bound therein for sodium ions in the regeneration solution. The regenerating solution consumed in the process is conducted via the discharge line 7' and the distributor 24 into the discharge line 25, which leads to a channel 19.

Während des Betriebs der ersten Enthärtungsvorrichtung 12a im Betriebsmodus wird ein Teilstrom des am Ausgang 11b der ersten Enthärtungsvorrichtung 12a bereitgestellten enthärteten Wassers W über die Verbindungsleitung 20 zur Messvorrichtung 15 geleitet. Der Teilstrom des Wassers W, welcher der Messvorrichtung 15 zugeführt wird, durchströmt den Behälter 5 der Messvorrichtung 15 vom Eingang 15a zum Ausgang 15b und wird bei geöffnetem Ventil v1 über die Ablaufleitung 26 in einen Kanal 19 abgeführt. Zumindest in definierten Messzyklen (oder kontinuierlich während des Betriebs der Wasserbehandlungsanlage) werden während des Durchströmen des Wassers W durch den Behälter 5 die Elektrolyseelektroden A, K der Messvorrichtung 15 mit elektrischer Gleichspannung beaufschlagt. Gleichzeitig wird die elektrische Leitfähigkeit des durch den Behälter 5 strömenden Wassers W am Eingang 15a der Messvorrichtung 15 mit dem ersten Leitfähigkeitssensor 2a und am Ausgang 15b mit dem zweiten Leitfähigkeitssensor 2b erfasst. Die erfassten Messwerte Lfa des ersten Leitfähigkeitssensors 2a und Lfb des zweiten Leitfähigkeitssensors 2b werden der Steuereinrichtung 14 zugeleitet. In der Steuereinrichtung 14 wird die Differenz der beiden Messwerte Lfa und Lfb der elektrischen Leitfähigkeit des ersten Leitfähigkeitssensors 2a und des zweiten Leitfähigkeitssensors 2b berechnet und mit einem vorgegebenen Grenzwert ΔG verglichen. Wenn bei diesem Vergleich festgestellt wird, dass der Betrag der Differenz der elektrischen Leitfähigkeit ΔLf= |Lfa - Lfbl des durch den Behälter 5 strömenden Wassers W größer ist als der vorgegebene Grenzwert ΔG, wenn also Δ Lf = | Lfa Lfb | > Δ G  gilt ,

Figure DE202022101702U1_0001
wird auf einen Härtedurchbruch in der ersten Enthärtungsvorrichtung 12a geschlossen und die Steuereinrichtung 14 leitet daraufhin einen Regeneriervorgang in der ersten Enthärtungsvorrichtung 12a ein. Gleichzeitig kann über eine Signaleinrichtung ein Signal angezeigt werden, welches den von der Steuereinrichtung 14 erfassten Härtedurchbruch der ersten Enthärtungsvorrichtung 12a anzeigt. Um während des eingeleiteten Regeneriermodus der ersten Enthärtungsvorrichtung 12a enthärtetes Wasser W mit der Abwasserbehandlungsanlage 10 in der Verbraucherleitung 21 bereitstellen zu können, wird gleichzeitig mit der Umstellung der ersten Enthärtungsvorrichtung 12a vom Betriebsmodus in den Regeneriermodus die zweite Enthärtungsvorrichtung 12b in den Betriebsmodus umgestellt, in dem die zweite Enthärtungsvorrichtung 12b aus dem vom Rohwasserzulauf 11 kommenden Rohwasser R enthärtetes Wasser W erzeugt und über die Ablaufleitung 7' und den Verteiler 24 in die Verbindungsleitung 20 und die damit in Verbindung stehende Verbraucherleitung 21 einspeist. Während die zweite Enthärtungsvorrichtung 12a im Betriebsmodus (Enthärtungsbetrieb) betrieben wird, befindet sich die erste Enthärtungsvorrichtung 12a im Regeneriermodus, in dem die Regenerierlösung aus der Regeneriervorrichtung 18 in den Ionenaustauschbehälter 8 geleitet wird, um den darin befindlichen Ionenaustauscher 13 zu regenerieren.During operation of the first softening device 12a in the operating mode, a partial flow of the softened water W provided at the outlet 11b of the first softening device 12a is conducted via the connecting line 20 to the measuring device 15 . The partial flow of the water W, which is supplied to the measuring device 15, flows through the container 5 of the measuring device 15 from the inlet 15a to the outlet 15b and is discharged into a channel 19 via the outlet line 26 when the valve v1 is open. At least in defined measuring cycles (or continuously during the operation of the water treatment plant), while the water W is flowing through the container 5, the electrolysis electrodes A, K of the measuring device 15 are subjected to electrical DC voltage. At the same time, the electrical conductivity of the water W flowing through the container 5 is recorded at the inlet 15a of the measuring device 15 with the first conductivity sensor 2a and at the outlet 15b with the second conductivity sensor 2b. The detected measured values Lf a of the first conductivity sensor 2a and Lf b of the second conductivity sensor 2b are sent to the control device 14 . The difference between the two measured values Lf a and Lf b of the electrical conductivity of the first conductivity sensor 2a and the second conductivity sensor 2b is calculated in the control device 14 and compared with a predefined limit value ΔG . If it is determined in this comparison that the absolute value of the difference in the electrical conductivity ΔLf= | Lfa - Lfbl of the water W flowing through the container 5 is greater than the specified limit value Δ G , ie if Δ lf = | lfa Lfb | > Δ G is applicable ,
Figure DE202022101702U1_0001
it is concluded that there has been a hardness breakthrough in the first softening device 12a and the control device 14 then initiates a regeneration process in the first softening device 12a. At the same time, a signal can be displayed via a signaling device, which indicates the hardness breakthrough of the first softening device 12a detected by the control device 14 . In order to be able to provide softened water W with the waste water treatment plant 10 in the consumer line 21 during the initiated regeneration mode of the first softening device 12a, at the same time as the first softening device 12a is switched from the operating mode to the regeneration mode, the second softening device 12b is switched to the operating mode in which the second softening device 12b produces softened water W from the raw water R coming from the raw water inlet 11 and feeds it via the outlet line 7' and the distributor 24 into the connecting line 20 and the consumer line 21 connected thereto. While the second softening device 12a is in the operating mode (softening operation), the first softening device 12a is in the regeneration mode, in which the regeneration solution is fed from the regeneration device 18 into the ion exchange tank 8 in order to regenerate the ion exchanger 13 located therein.

Während des Betriebs der zweiten Enthärtungsvorrichtung 12b im Betriebsmodus (Enthärtungsbetrieb) wird wiederum ein Teilstrom des von der zweiten Enthärtungsvorrichtung 12b in die Verbindungsleitung 20 eingespeisten enthärteten Wassers W zur Messvorrichtung 15 geleitet, um einen Härtedurchbruch in der zweiten Enthärtungsvorrichtung 12b zu detektieren. Dies erfolgt in derselben Weise, wie im Betriebsmodus der ersten Enthärtungsvorrichtung 12a.During the operation of the second softening device 12b in the operating mode (softening operation), a partial flow of the softened water W fed from the second softening device 12b into the connecting line 20 is in turn conducted to the measuring device 15 in order to detect a hardness breakthrough in the second softening device 12b. This is done in the same way as in the operating mode of the first softening device 12a.

Nach einer Erfassung eines Härtedurchbruchs in einer der beiden Enthärtungsvorrichtungen 12a bzw. 12b durch die Messvorrichtung 15 wird der Behälter 5 der Messvorrichtung 15 entleert, indem das sich darin befindliche Wasser durch den Ausgang 15b und bei geöffnetem Ventil v1 durch die Ablaufleitung 26 und/oder durch den geöffneten Ablauf 15c in den Kanal 19 abgeführt wird. Die Messvorrichtung 15 steht dann für einen nachfolgenden Messzyklus bereit. Bei Einleitung des nachfolgenden Messzyklus erfolgt dabei automatisch ein Durchspülen des Behälters 5 durch das durchströmende Wasser.After detection of a hardness breakthrough in one of the two softening devices 12a or 12b by the measuring device 15, the container 5 of the measuring device 15 is emptied by the water in it through the outlet 15b and, with the valve v1 open, through the drain line 26 and/or through the open outlet 15c is discharged into the channel 19. The measuring device 15 is then ready for a subsequent measuring cycle. When the subsequent measurement cycle is initiated, the container 5 is automatically flushed through by the water flowing through.

In 5 ist beispielhaft der zeitliche Verlauf der von den beiden Leitfähigkeitssensoren 2a und 2b erfassten Messwerte der elektrischen Leitfähigkeit Lfa und Lfb beim Betrieb der Wasserbehandlungsvorrichtung 10 von 1 gezeigt, wobei zunächst die erste Enthärtungsvorrichtung 12b im Betriebsmodus betrieben wird während die zweite Enthärtungsvorrichtung 12b im Regeneriermodus regeneriert wird und ein Teilstrom des am Ausgang 11b der ersten Enthärtungsvorrichtung 12b bereitgestellten enthärteten Wassers W der Messvorrichtung 15 zugeführt wird, um mit dem ersten Leitfähigkeitssensor 2a die elektrische Leitfähigkeit Lfa des Wassers W am Eingang 15a und mit dem zweiten Leitfähigkeitssensor 2b die elektrische Leitfähigkeit Lfb des Wassers W am Ausgang 15b der Messvorrichtung zu erfassen. Während die elektrische Leitfähigkeit des Wassers W am Eingang 15a und am Ausgang 15b der Messvorrichtung erfasst wird, sind die Elektrolyseelektroden A,K an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen, so dass die ggf. im Wasser enthaltenen Erdalkali-Ionen während des Durchströmens des Wassers durch die Elektrolysezelle 1 über einen vorgegebenen Zeitraum Δt der Fällung, der von der Strömungsgeschwindigkeit und der Länge der Elektrolysezelle 1 in Durchströmungsrichtung abhängt, ausgefällt werden.In 5 FIG. 12 is an example of the course over time of the measured values of the electrical conductivity Lf a and Lf b recorded by the two conductivity sensors 2a and 2b during operation of the water treatment device 10 from FIG 1 shown, whereby first the first softening device 12b is operated in the operating mode while the second softening device 12b is regenerated in the regeneration mode and a partial flow of the softened water W provided at the outlet 11b of the first softening device 12b is fed to the measuring device 15 in order to use the first conductivity sensor 2a to determine the electrical Conductivity Lf a of the water W at the input 15a and with the second conductivity sensor 2b to detect the electrical conductivity Lf b of the water W at the output 15b of the measuring device. While the electrical conductivity of the water W is recorded at the input 15a and at the output 15b of the measuring device, the electrolysis electrodes A, K are connected to a DC voltage source, so that any alkaline earth metal ions contained in the water as the water flows through the electrolysis cell 1 be precipitated over a predetermined period of time Δt of the precipitation, which depends on the flow rate and the length of the electrolytic cell 1 in the direction of flow.

Bei einem Zeitpunkt von t ~ 18 Minuten ist in 5 ein Abfall in der Leitfähigkeit Lfb am Ausgang 15b zu beobachten, der auf die Existenz von Erdalkali-Ionen in dem enthärteten Wasser W und daher auf einen Härtedurchbruch hinweist. Die Leitfähigkeit Lfb am Ausgang 15b fällt bis zu einem Zeitpunkt von t ~ 23 Minuten weiter ab und nähert sich asymptotisch einem Minimum. Der Betrag der Differenz der elektrischen Leitfähigkeit Lfa am Eingang 15a und der Leitfähigkeit Lfb am Ausgang 15b wird entsprechend größer und überschreitet bei t ~ 22 Minuten einen vorgegeben Grenzwert ΔG, woraus auf einen Härtedurchbruch und eine Erschöpfung der Austauschkapazität der ersten Enthärtungsvorrichtungen 12a geschlossen wird. Bei t = 23 Minuten wird die zweite Enthärtungsvorrichtung 12b in den Betriebsmodus umgestellt, so dass nun von der zweiten Enthärtungsvorrichtung 12b enthärtetes Wasser W bereitgestellt und in die Verbindungsleitung 20 eingespeist wird, weshalb sich der Messwert der Leitfähigkeit Lfb am Ausgang 15b der Messvorrichtung 15 dem ursprünglichen Messwert vor Erfassung des Härtedurchbruchs wieder annähert und bei t ~ 24 Minuten wieder auf dem ursprünglichen Messwert von 730 µS/cm angelangt ist.At a time of t ~ 18 minutes, in 5 a drop in the conductivity Lf b can be observed at the outlet 15b, which indicates the existence of alkaline earth ions in the softened water W and therefore a breakthrough in hardness. The conductivity Lf b at the outlet 15b continues to drop until a point in time t˜23 minutes and asymptotically approaches a minimum. The amount of the difference between the electrical conductivity Lf a at the input 15a and the conductivity Lf b at the output 15b becomes correspondingly larger and exceeds a predetermined limit value Δ G at t ~ 22 minutes, from which a hardness breakthrough and exhaustion of the exchange capacity of the first softening devices 12a are concluded becomes. At t = 23 minutes, the second softening device 12b is switched over to the operating mode, so that softened water W is now provided by the second softening device 12b and fed into the connecting line 20, which is why the measured value of the conductivity Lf b at the output 15b of the measuring device 15 is the same approaches the original reading before recording the hardness breakthrough and has returned to the original reading of 730 µS/cm at t ~ 24 minutes.

In 6A ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Elektrolysezelle 1 der Messvorrichtung 15 gezeigt, welche in einem Versuch zur Erfassung eines Härtedurchbruchs in einer Enthärtungsvorrichtung eingesetzt wurde. Die Elektrolysezelle 1 umfasst dabei einen Behälter 5 mit einer Länge L, einem Eingang 15a und einem Ausgang 15b sowie eine zentral im Behälter 5 angeordnete Anode A und zwei in einem vorgegebenen Abstand d dazu angeordnete und parallel zur Anode A verlaufende Kathoden K. Die Länge L des Behälters beträgt in dem Beispiel 6,7 cm und das Volumen des Behälters 5 liegt bei 8,7 ml. Der Abstand d zwischen den Kathoden K und der Anode A liegt bei 0,2 cm. Das von einer Enthärtungsvorrichtung bereitgestellte Wasser (Weichwasser) wird in einem vorgegebenen Volumenstrom von bevorzugt 0,6 1/h bis 1,4 1/h in einer Durchflussrichtung v entlang der Länge L durch den Behälter 5 geleitet. An die Elektrolyseelektroden A, K wird eine Gleichspannung von bevorzugt weniger als 12 V, insbesondere im Bereich von 6 bis 10 V, angelegt. Der Elektrolysestrom liegt zweckmäßig zwischen 200 und 1000 mA, insbesondere zwischen 400 und 700 mA. Mittels in 6A nicht gezeigter Leitfähigkeitssensoren wird die elektrische Leitfähigkeit des der Elektrolysezelle 1 zugeführten Wassers (Weichwasser, das von der Enthärtungsvorrichtung bereitgestellt wurde) am Eingang 15a der Elektrolysezelle (Lfa) und am Ausgang 15b der Elektrolysezelle (Lfb) gemessen.In 6A a further exemplary embodiment of an electrolytic cell 1 of the measuring device 15 is shown, which was used in an attempt to detect a hardness breakthrough in a softening device. The electrolytic cell 1 comprises a container 5 with a length L, an inlet 15a and an outlet 15b as well as an anode A arranged centrally in the container 5 and two cathodes K arranged at a predetermined distance d therefrom and running parallel to the anode A. The length L of the container is 6.7 cm in the example and the volume of the container 5 is 8.7 ml. The distance d between the cathodes K and the anode A is 0.2 cm. The water (softened water) provided by a softening device is conducted through the container 5 in a flow direction v along the length L in a predetermined volume flow of preferably 0.6 l/h to 1.4 l/h. A DC voltage of preferably less than 12 V, in particular in the range from 6 to 10 V, is applied to the electrolysis electrodes A, K. The electrolysis current is suitably between 200 and 1000 mA, in particular between 400 and 700 mA. by means of 6A Not shown conductivity sensors, the electrical conductivity of the water supplied to the electrolytic cell 1 (soft water provided by the softening device) is measured at the input 15a of the electrolytic cell (Lf a ) and at the output 15b of the electrolytic cell (Lf b ).

In 6B ist der mit den beiden Leitfähigkeitssensoren gemessene zeitliche Verlauf der elektrischen Leitfähigkeit sowie die titrimetrisch bestimmte Härte H des der Elektrolysezelle 1 von 6A zugeführten Wassers bei einem Härtedurchbruch in der Enthärtungsvorrichtung dargestellt. Dabei wurde die Härte (H) des zugeführten Wassers titrimetrisch bestimmt. Zum Zeitpunkt 10:50 wurde ein Gleichstrom von 700 mA an den Elektroden A, K erzeugt („Strom ein“). Aus 6B ist zu erkennen, dass ab dem Zeitpunkt 10:55 die Härte H des Wassers von zunächst 0°dH innerhalb von ca. 30 Minuten auf ca. 22°dH zunimmt, aufgrund eines Härtedurchbruchs in der Enthärtungsvorrichtung. Bereits bei Beginn des Härtedurchbruchs zum Zeitpunkt 10:55 ist eine Erniedrigung der Leitfähigkeit Lfb am Ausgang 15b der Elektrolysezelle 1 zu beobachten, welche innerhalb von ca. 30 Minuten auf ein Leitwertminimum absinkt. Daraus lässt sich der erfolgte Härtedurchbruch erkennen. Etwa zum Zeitpunkt 11:38 wurde der Elektrolysestrom abgestellt („Strom aus“), weshalb der Wert der Leitfähigkeit am Ausgang 15b der Elektrolysezelle 1 wieder auf den ursprünglichen Wert anstieg, der in etwa dem Leitwert Lfa am Eingang 15a der Elektrolysezelle 1 entspricht.In 6B is the time profile of the electrical conductivity measured with the two conductivity sensors and the titrimetrically determined hardness H of the electrolytic cell 1 from 6A supplied water shown in a hardness breakthrough in the softening device. The hardness (H) of the supplied water was determined titrimetrically. At 10:50 a.m., a direct current of 700 mA was generated at electrodes A, K ("current on"). Out of 6B it can be seen that from the time 10:55 the hardness H of the water increases from initially 0°dH to approx. 22°dH within approx. 30 minutes due to a breakthrough in hardness in the softening device. As soon as the hardness breakthrough begins at 10:55 a.m., a reduction in the conductivity Lf b at the outlet 15b of the electrolytic cell 1 can be observed, which decreases to a conductivity minimum within about 30 minutes. The hardness breakthrough that has taken place can be seen from this. At around 11:38 a.m. the electrolysis current was switched off (“current off”), which is why the value of the conductivity at the outlet 15b of the electrolysis cell 1 rose again to the original value, which roughly corresponds to the conductance Lf a at the inlet 15a of the electrolysis cell 1.

Die Erfindung ist nicht auf die zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann beispielsweise ergänzend zu der Enthärtungsvorrichtung 12 eine Entsalzungsvorrichtung eingesetzt werden, beispielsweise eine Umkehrosmoseanlage oder eine Entsalzungsvorrichtung mit einem Kationen- und einem Anionenaustauscher.The invention is not limited to the exemplary embodiments shown in the drawing. For example, a desalination device can be used in addition to the softening device 12, for example a reverse osmosis system or a desalination device with a cation exchanger and an anion exchanger.

Weiterhin kann ergänzend zu oder anstelle der Regeneriereinrichtung 18 auch eine Signaleinrichtung vorgesehen sein, welche bei einer detektieren Erschöpfung der Enthärtungsvorrichtung ein Signal erzeugt, um eine erforderliche Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung anzuzeigen. Hierfür ist die Signaleinrichtung zweckmäßig mit der Steuereinrichtung 14 gekoppelt und leitet das Signal an die Steuereinrichtung 14 weiter, welche daraufhin ein akustisches Warnsignal, bspw. einen Warnton, ausgibt oder ein optisches Warnsignal zur Anzeige bringt. Eine solche Signaleinrichtung ist beispielsweise dann zweckmäßig, wenn die Enthärtungsvorrichtung keinen regenerierbaren Ionenaustauscher und/oder keine Regeneriereinrichtung zum Regenerieren der Enthärtungsvorrichtung sondern (mindestens) einen austauschbaren Ionenaustauscher enthält, beispielsweise in Form einer austauschbar in der Enthärtungsvorrichtung angeordneten Ionentauscherkartusche. Ein von der Signaleinrichtung bei Detektion eines Härtedurchbruchs erzeugtes Signal zeigt einem Bediener der Abwasserbehandlungsanlage 10 dabei an, dass der Ionenaustauscher erschöpft ist und durch einen neuen Ionenaustauscher, insbesondere durch eine neue Ionentauscherkartusche, ersetzt werden muss. Es ist auch möglich, dass die Signaleinrichtung oder die Steuereinrichtung bei Erfassung eines Härtedurchbruchs automatisch den Betrieb der gesamten Wasserbehandlungsanlage oder der Enthärtungsvorrichtung abstellt oder zumindest die Bereitstellung von Wasser am Ausgang einstellt, indem der Ausgang der Enthärtungsvorrichtung geschlossen wird, um zu verhindern, dass die Wasserbehandlungsanlage am Ausgang nicht-enthärtetes Wasser bereitstellt und zu einen mit der Wasserbehandlungsanlage gekoppelten Verbraucher leitet.Furthermore, in addition to or instead of the regeneration device 18, a signaling device can also be provided, which generates a signal when the water softening device is exhausted to indicate that the water softening device needs to be regenerated. For this purpose, the signaling device is expediently coupled to the control device 14 and forwards the signal to the control device 14, which then emits an acoustic warning signal, for example a warning tone, or displays an optical warning signal. Such a signaling device is expedient, for example, if the softening device does not contain a regenerable ion exchanger and/or no regeneration device for regenerating the softening device but (at least) one replaceable ion exchanger, for example in the form of an ion exchanger cartridge arranged replaceably in the softening device. A signal generated by the signaling device upon detection of a hardness breakthrough indicates to an operator of the waste water treatment plant 10 that the ion exchanger is exhausted and must be replaced by a new ion exchanger, in particular by a new ion exchanger cartridge. It is also possible that the signaling device or the control device automatically shuts down the operation of the entire water treatment system or the softening device when a hardness breakthrough is detected, or at least stops the provision of water at the outlet by closing the outlet of the softening device in order to prevent the water treatment system provides non-softened water at the outlet and directs it to a consumer coupled to the water treatment system.

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  • WO 2009/071066 A2 [0007]WO 2009/071066 A2 [0007]
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Claims (19)

Wasserbehandlungsanlage (10) umfassend - einen Rohwasserzulauf (11) zur Bereitstellung von Rohwasser (R), - eine Enthärtungsvorrichtung (12) mit einem Eingang (11a), der mit dem Rohwasserzulauf (11) in Verbindung steht, und einem Ausgang (11b), wobei die Enthärtungsvorrichtung (12) aus dem Rohwasser (R) enthärtetes Wasser (W) erzeugt und am Ausgang (11b) bereitstellt und insbesondere mindestens einen regenerierbaren oder austauschbaren Ionenaustauscher (13) enthält, - eine Regeneriereinrichtung (18) zum Regenerieren der Enthärtungsvorrichtung (12), insbesondere des Ionenaustauschers (13) der Enthärtungsvorrichtung (12), und/oder eine Signaleinrichtung, welche bei einer Erschöpfung der Enthärtungsvorrichtung (12) ein Signal erzeugt, um eine erforderliche Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung (12) und insbesondere eine erforderliche Regenerierung oder einen erforderlichen Austausch des Ionenaustauschers (13) anzuzeigen und/oder um den Ausgang (1 1b) der Enthärtungsvorrichtung (12) zu schließen, - eine Steuereinrichtung (14), welche mit der Regeneriereinrichtung (18) und/oder der Signaleinrichtung gekoppelt ist, um die Enthärtungsvorrichtung (12) bei einer Erschöpfung zu regenerieren und/oder das von der Signaleinrichtung erzeugte Signal auszugeben oder anzuzeigen, und - mindestens eine mit der Enthärtungsvorrichtung (12) und der Steuereinrichtung (14) in Verbindung stehende Messvorrichtung (15) zur Erfassung eines Härtedurchbruchs in dem am Ausgang (11b) der Enthärtungsvorrichtung (12) bereitgestellten Wasser (W), dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (15) mindestens einen Leitfähigkeitssensor (2; 2a, 2b) und eine Elektrolysezelle (1) mit wenigstens zwei Elektrolyseelektroden (A, K) umfasst.Water treatment plant (10) comprising - an untreated water inlet (11) for providing untreated water (R), - a softening device (12) with an inlet (11a), which is connected to the untreated water inlet (11), and an outlet (11b), wherein the softening device (12) produces softened water (W) from the raw water (R) and makes it available at the outlet (11b) and in particular contains at least one regenerable or replaceable ion exchanger (13), - a regenerating device (18) for regenerating the softening device (12 ), in particular of the ion exchanger (13) of the softening device (12), and/or a signaling device which generates a signal when the softening device (12) is exhausted to indicate that the softening device (12) needs to be regenerated and in particular that a regeneration or a required to indicate replacement of the ion exchanger (13) and/or to close the outlet (11b) of the softening device (12), - a control device (14) which is coupled to the regeneration device (18) and/or the signaling device in order to control the softening device (12) to regenerate when exhausted and/or to output or display the signal generated by the signaling device, and - at least one measuring device (15) connected to the softening device (12) and the control device (14) for detecting a hardness breakthrough in the water (W) provided at the outlet (11b) of the softening device (12), characterized in that the measuring device (15) has at least one conductivity sensor (2; 2a, 2b) and an electrolysis cell (1) with at least two electrolysis electrodes (A, K). Wasserbehandlungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyseelektroden (A, K) als in der Elektrolysezelle (1) gegenüberliegend angeordnete Flachelektroden ausgebildet sind, wobei die Elektrolyseelektroden (A, K) an eine Gleichspannungsquelle anschließbar oder angeschlossen sind.water treatment plant claim 1 , characterized in that the electrolysis electrodes (A, K) are designed as flat electrodes arranged opposite one another in the electrolysis cell (1), the electrolysis electrodes (A, K) being connectable or connected to a DC voltage source. Wasserbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Leitfähigkeitssensor (2; 2a, 2b) in der Elektrolysezelle (1) integriert ist oder dass ein erster Leitfähigkeitssensor (2a) stromaufwärts und ein zweiter Leitfähigkeitssensor (2b) stromabwärts der Elektrolysezelle (1) angeordnet ist.Water treatment plant according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that at least one conductivity sensor (2; 2a, 2b) is integrated in the electrolytic cell (1) or that a first conductivity sensor (2a) is arranged upstream and a second conductivity sensor (2b) is arranged downstream of the electrolytic cell (1). Wasserbehandlungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Leitfähigkeitssensor (2) in der Elektrolysezelle (1) integriert ist, wobei der integrierte Leitfähigkeitssensor (2) mindestens ein Elektrodenpaar (3) mit zwei insbesondere als Stabelektroden ausgebildeten Messelektroden umfasst, wobei die Messelektroden an eine Wechselspannungsquelle anschließbar oder angeschlossen sind.Water treatment system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one conductivity sensor (2) is integrated in the electrolytic cell (1), the integrated conductivity sensor (2) comprising at least one pair of electrodes (3) with two measuring electrodes designed in particular as rod electrodes, the Measuring electrodes can be connected or are connected to an AC voltage source. Wasserbehandlungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Leitfähigkeitssensor (2a) und ein zweiter Leitfähigkeitssensor (2b) in der Elektrolysezelle (1) integriert sind, wobei der erste Leitfähigkeitssensor (2a) und der zweite Leitfähigkeitssensor (2b) jeweils ein Elektrodenpaar (3) mit zwei Messelektroden umfasst, wobei die Messelektroden an eine Wechselspannungsquelle anschließbar oder angeschlossen sind und bevorzugt zwischen den einander gegenüberliegenden Elektrolyseelektroden (A, K) der Elektrolysezelle (1) angeordnet und bevorzugt als Stabelektroden ausgebildeten sind.Water treatment system according to one of the preceding claims, characterized in that a first conductivity sensor (2a) and a second conductivity sensor (2b) are integrated in the electrolysis cell (1), the first conductivity sensor (2a) and the second conductivity sensor (2b) each having a pair of electrodes (3) with two measuring electrodes, wherein the measuring electrodes can be or are connected to an AC voltage source and are preferably arranged between the opposing electrolysis electrodes (A, K) of the electrolysis cell (1) and are preferably designed as rod electrodes. Wasserbehandlungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (15) einen Eingang (15a), an dem der Messvorrichtung Wasser von der Enthärtungsvorrichtung (12) zugeführt wird, und einen Ausgang (15b) enthält, wobei am Eingang (15a) ein erster Leitfähigkeitssensor (2a) und am Ausgang (15b) ein zweiter Leitfähigkeitssensor (2b) angeordnet sind und die Elektrolysezelle (1) zwischen dem Eingang (15a) und dem Ausgang (15a) angeordnet ist.Water treatment plant according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device (15) contains an inlet (15a), at which water from the softening device (12) is supplied to the measuring device, and an outlet (15b), the inlet (15a) a first conductivity sensor (2a) and a second conductivity sensor (2b) are arranged at the outlet (15b), and the electrolytic cell (1) is arranged between the inlet (15a) and the outlet (15a). Wasserbehandlungsanlage nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung (14) die Messvorrichtung (15) so ansteuert, dass Wasser (W), welches am Ausgang (11b) der Enthärtungsvorrichtung (12) bereitgestellt ist, der Messvorrichtung (15) an dem Eingang (15a) zugeführt und die Leitfähigkeit (Lfa) des am Eingang (15a) zugeführten Wassers (W) mit dem ersten Leitfähigkeitssensor (2a) erfasst und danach das der Messvorrichtung (15) zugeführte Wasser (W) durch Anlegen einer Gleichspannung an die Elektrolyseelektroden (A, K) elektrolysiert und schließlich die Leitfähigkeit (Lfb) des elektrolysierten Wassers (W) am Ausgang (15b) der Messvorrichtung (15) mittels des zweiten Leitfähigkeitssensor (2b) gemessen und dabei insbesondere eine durch die Elektrolyse des Wassers (W) hervorgerufene Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf = |Lfb - Lfa|) des Wassers (W) zwischen dem Eingang (15a) und dem Ausgang (15b) der Messvorrichtung (15) erfasst wird.water treatment plant claim 6 , The control device (14) controlling the measuring device (15) in such a way that water (W), which is provided at the outlet (11b) of the softening device (12), is supplied to the measuring device (15) at the inlet (15a) and the conductivity (Lf a ) of the water (W) supplied at the inlet (15a) is recorded with the first conductivity sensor (2a) and then the water (W) supplied to the measuring device (15) is electrolysed by applying a DC voltage to the electrolysis electrodes (A, K) and Finally, the conductivity (Lf b ) of the electrolyzed water (W) at the outlet (15b) of the measuring device (15) is measured using the second conductivity sensor (2b) and, in particular, a change in conductivity (ΔLf = | Lf b - Lf a |) of the water (W) between the inlet (15a) and the outlet (15b) of the measuring device (15) is detected. Wasserbehandlungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (14) die Messvorrichtung (15) so ansteuert, dass zunächst die ursprüngliche Leitfähigkeit (Lfa) des am Ausgang (11b) der Enthärtungsvorrichtung (12) bereitgestellten Wassers (W) erfasst und danach die in dem der Messvorrichtung (15) zugeführten Wasser (W) enthaltenen Erdalkali-Ionen in der Messvorrichtung (15) durch Anlegen einer Gleichspannung an die Elektrolyseelektroden (A, K) zumindest teilweise ausgefällt werden und die Leitfähigkeit (Lfb) des der Messvorrichtung (15) zugeführten Wassers (W) während und/oder nach der Fällung der Erdalkali-Ionen gemessen wird.Water treatment plant according to one of the preceding claims, wherein the control device (14) controls the measuring device (15) in such a way that initially the original conductivity (Lf a ) of the water (W) provided at the outlet (11b) of the softening device (12) and then the alkaline earth metal ions contained in the water (W) supplied to the measuring device (15) are recorded in the measuring device (15) by applying a DC voltage to the electrolysis electrodes ( A, K) are at least partially precipitated and the conductivity (Lf b ) of the water (W) supplied to the measuring device (15) is measured during and/or after the precipitation of the alkaline earth metal ions. Wasserbehandlungsanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (14) ein Signal ausgibt und/oder die Regeneriereinrichtung (18) ansteuert, um einen Regeneriervorgang zur Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung (12) einzuleiten, wenn eine Differenz (ΔLf = |Lf2 - Lf1) zwischen der ursprünglichen Leitfähigkeit (Lf1) und der nach oder während der Fällung der Erdalkali-Ionen gemessenen Leitfähigkeit (Lf2) des der Messvorrichtung (15) zugeführten Wassers (W) erfasst wird, insbesondere wenn die erfasste Differenz der Leitfähigkeit (ΔLf) über einem vorgegebenen Grenzwert liegt.water treatment plant claim 7 or 8th , characterized in that the control device (14) outputs a signal and/or controls the regeneration device (18) in order to initiate a regeneration process for regenerating the softening device (12) if a difference (ΔLf = | Lf 2 - Lf 1 ) between the original conductivity (Lf 1 ) and the conductivity (Lf 2 ) of the water (W) supplied to the measuring device (15) measured after or during the precipitation of the alkaline earth ions, in particular if the detected difference in conductivity (ΔLf) is above a predetermined one limit is Wasserbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (14) ein Signal ausgibt, wenn während der Fällung der Erdalkali-Ionen, insbesondere über einen vorgegebenen Zeitraum (Δt) der Fällung, eine Änderung der gemessenen Leitfähigkeit gegenüber der ursprünglichen Leitfähigkeit des der Messvorrichtung (15) zugeführten Wassers (W) erfasst wird, insbesondere wenn die über den vorgegebenen Zeitraum (Δt) erfasste Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf) über einem vorgegebenen Grenzwert (ΔG) liegt.Water treatment plant according to one of Claims 7 until 9 , characterized in that the control device (14) outputs a signal if, during the precipitation of the alkaline earth metal ions, in particular over a predetermined period of time (Δt) of the precipitation, there is a change in the measured conductivity compared to the original conductivity of the measuring device (15). Water (W) is detected, in particular when the change in conductivity (ΔLf) detected over the specified period of time (Δt) is above a specified limit value (Δ G ). Wasserbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Steuereinrichtung (14) so eingerichtet ist, dass sie in Abhängigkeit der erfassten Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf) einen Regeneriervorgang der Regeneriereinrichtung (18) einleitet, insbesondere bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts (ΔG) der erfassten Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf.Water treatment plant according to one of Claims 7 until 10 , wherein the control device (14) is set up in such a way that it initiates a regeneration process of the regeneration device (18) as a function of the recorded change in conductivity (ΔLf), in particular when a predetermined limit value (Δ G ) of the recorded change in conductivity (ΔLf. Verwendung einer Wasserbehandlungsanlage (10) zur Erzeugung von enthärtetem Wasser, wobei die Wasserbehandlungsanlage (10) - einen Rohwasserzulauf (11) zur Bereitstellung von Rohwasser (R), welches Erdalkali-Ionen, insbesondere Calcium- und/oder Magnesium-Ionen, sowie Hydrogencarbonat- und/oder Carbonat-Ionen enthält, - eine Enthärtungsvorrichtung (12) mit einem Eingang (11a), der mit dem Rohwasserzulauf (11) in Verbindung steht, und einem Ausgang (11b), wobei die Enthärtungsvorrichtung (12) aus dem Rohwasser (R) enthärtetes Wasser (W) erzeugt und am Ausgang (11b) bereitstellt und insbesondere mindestens einen regenerierbaren oder austauschbaren Ionenaustauscher (13) enthält, - eine Regeneriereinrichtung (18) zum Regenerieren der Enthärtungsvorrichtung (12), insbesondere des Ionenaustauschers (13), und/oder eine Signaleinrichtung, welche bei einer Erschöpfung der Enthärtungsvorrichtung (12) ein Signal erzeugt, um eine erforderliche Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung (12) und insbesondere eine erforderliche Regenerierung oder einen erforderlichen Austausch des Ionenaustauschers (13) anzuzeigen oder die Bereitstellung von Wasser am Ausgang (11b) einstellt, - eine Steuereinrichtung (14), welche mit der Regeneriereinrichtung (18) und/oder der Signaleinrichtung gekoppelt ist, um die Enthärtungsvorrichtung (12) bei einer Erschöpfung zu regenerieren und/oder das von der Signaleinrichtung erzeugte Signal auszugeben oder anzuzeigen, - sowie mindestens eine mit der Enthärtungsvorrichtung (12) und der Steuereinrichtung (14) in Verbindung stehende Messvorrichtung (15) zur Erfassung eines Härtedurchbruchs in dem am Ausgang (11b) der Enthärtungsvorrichtung (12) bereitgestellten Wasser (W) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser (W), welches am Ausgang (11b) der Enthärtungsvorrichtung (12) bereitgestellt wird, zumindest zeitweise, bevorzugt kontinuierlich der Messvorrichtung (15) zugeführt und in der Messvorrichtung (15) eine elektrolytische Fällung der Erdalkali-Ionen in dem zugeführten Wasser (W) durchgeführt wird, wobei zumindest vor und während der elektrolytischen Fällung der Erdalkali-Ionen die elektrische Leitfähigkeit des zugeführten Wassers (W) erfasst und miteinander verglichen wird, insbesondere durch Bildung der Differenz (ΔLF = |Lfb - Lfa|) der vor der elektrolytischen Fällung erfassten Leitfähigkeit (Lfa) und der während oder nach der Fällung erfassten Leitfähigkeit (Lfb).Use of a water treatment plant (10) for producing softened water, the water treatment plant (10) - an untreated water inlet (11) for providing untreated water (R) which contains alkaline earth metal ions, in particular calcium and/or magnesium ions, and hydrogen carbonate and/or carbonate ions, - a softening device (12) with an inlet (11a), which is connected to the raw water inlet (11), and an outlet (11b), the softening device (12) being extracted from the raw water (R ) produces softened water (W) and makes it available at the outlet (11b) and in particular contains at least one regenerable or exchangeable ion exchanger (13), - a regeneration device (18) for regenerating the softening device (12), in particular the ion exchanger (13), and/ or a signaling device which generates a signal when the softening device (12) is exhausted in order to indicate that the softening device (12) needs to be regenerated and in particular that the ion exchanger (13) needs to be regenerated or replaced, or that water is made available at the outlet (11b ) sets, - a control device (14), which is coupled to the regeneration device (18) and/or the signaling device in order to regenerate the softening device (12) in the event of exhaustion and/or to output or display the signal generated by the signaling device, - and at least one measuring device (15) connected to the softening device (12) and the control device (14) for detecting a hardness breakthrough in the water (W) provided at the outlet (11b) of the softening device (12), characterized in that water (W), which is provided at the outlet (11b) of the softening device (12), is fed at least intermittently, preferably continuously, to the measuring device (15) and in the measuring device (15) an electrolytic precipitation of the alkaline earth metal ions in the water (W) fed in is carried out, at least before and during the electrolytic precipitation of the alkaline earth metal ions, the electrical conductivity of the supplied water (W) is recorded and compared with one another, in particular by forming the difference (ΔLF = | Lf b - Lf a |) of the before the electrolytic conductivity (Lf a ) detected during precipitation and the conductivity (Lf b ) detected during or after precipitation. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitfähigkeit des der Messvorrichtung (15) zugeführten Wassers (W) an einem Eingang (15a) der Messvorrichtung (15) und einem Ausgang (15b) der Messvorrichtung (15) erfasst wird.use after claim 12 , characterized in that the electrical conductivity of the measuring device (15) supplied water (W) at an input (15a) of the measuring device (15) and an output (15b) of the measuring device (15) is detected. Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (15) eine insbesondere zwischen dem Eingang (15a) und dem Ausgang (15b) der Messvorrichtung (15) angeordnete Elektrolysezelle (1) mit wenigstens zwei Elektrolyseelektroden (A, K) umfasst, wobei das der Messvorrichtung (15) zugeführte Wasser (W) in der Elektrolysezelle (1) elektrolysiert wird, um die Erdalkali-Ionen in dem zugeführten Wasser (W) zumindest teilweise auszufällen.Use after one of Claims 12 until 13 , characterized in that the measuring device (15) comprises an electrolytic cell (1) arranged in particular between the input (15a) and the output (15b) of the measuring device (15) and having at least two electrolytic electrodes (A, K), the measuring device ( 15) supplied water (W) is electrolyzed in the electrolytic cell (1) in order to at least partially precipitate the alkaline earth metal ions in the supplied water (W). Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Messvorrichtung (15) eine teilweise oder vollständige Fällung der Erdalkali-Ionen in dem zugeführten Wasser (W) erfolgt und dass die durch die Fällung der Erdalkali-Ionen hervorgerufene Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf = Lfb - Lfa) des zugeführten Wassers (W) erfasst wird.Use after one of Claims 12 until 14 , characterized in that in the Measuring device (15) a partial or complete precipitation of the alkaline earth ions in the supplied water (W) takes place and that the change in conductivity (ΔLf = Lf b - Lf a ) of the supplied water (W) caused by the precipitation of the alkaline earth ions is detected. Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (15) eine Elektrolysezelle (1) umfasst, welche mindestens zwei Elektrolyseelektroden (A, K) enthält, welche zur elektrolytischen Fällung der Erdalkali-Ionen in dem der Messvorrichtung (15) zugeführten Wasser mit einer Gleichspannung beaufschlagt werden.Use after one of Claims 12 until 15 , characterized in that the measuring device (15) comprises an electrolysis cell (1) which contains at least two electrolysis electrodes (A, K) which are subjected to a DC voltage for the electrolytic precipitation of the alkaline earth metal ions in the water fed to the measuring device (15). . Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (15) mindestens einen Leitfähigkeitssensor (2) mit zwei Messelektroden enthält, welche zur Erfassung der Leitfähigkeit des der Messvorrichtung (15) zugeführten Wassers mit Wechselspannung beaufschlagt werden, wobei die Messvorrichtung (15) bevorzugt einen ersten Leitfähigkeitssensor (2a) und einen zweiten Leitfähigkeitssensor (2b) mit jeweils zwei Messelektroden enthält.use after Claim 16 , characterized in that the measuring device (15) contains at least one conductivity sensor (2) with two measuring electrodes, which are applied to detect the conductivity of the measuring device (15) supplied water with AC voltage, wherein the measuring device (15) preferably a first conductivity sensor ( 2a) and a second conductivity sensor (2b) each with two measuring electrodes. Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser (W), welches am Ausgang (11b) der Enthärtungsvorrichtung (12) bereitgestellt wird, kontinuierlich von einem Eingang (15a) zu einem Ausgang (15b) durch die Messvorrichtung (15) geleitet und die Leitfähigkeit des durchgeleiten Wassers am Eingang (15a) und am Ausgang (15b) erfasst und bei einer Änderung der Leitfähigkeit zwischen dem Eingang (15a) und dem Ausgang (15b) ein Regeneriervorgang zur Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung (12) eingeleitet und/oder ein Signal ausgegeben wird, insbesondere bei Überschreiten eines vorgegebenen Differenz- Grenzwerts (ΔG) der Änderung der Leitfähigkeit.Use after one of Claims 12 until 17 , characterized in that water (W) which is provided at the outlet (11b) of the softening device (12) is continuously passed from an inlet (15a) to an outlet (15b) through the measuring device (15) and the conductivity of the water passed through at the input (15a) and at the output (15b) and when there is a change in the conductivity between the input (15a) and the output (15b), a regeneration process for regenerating the softening device (12) is initiated and/or a signal is output, in particular at Exceeding a specified differential limit value (Δ G ) of the change in conductivity. Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer durch die Fällung der Erdalkali-Ionen hervorgerufenen Änderung der Leitfähigkeit (ΔLf = Lfb - Lfa) ein Regeneriervorgang zur Regenerierung der Enthärtungsvorrichtung (12) eingeleitet und/oder ein Signal ausgegeben oder die Wasserbehandlungsanlage abgestellt wird, insbesondere wenn die durch die Fällung der Erdalkali-Ionen hervorgerufene Differenz der Leitfähigkeit (ΔLf= Lfb- Lfa) einen vorgegebenen Differenz-Grenzwert (ΔG) überschreitet.Use after one of Claims 12 until 18 , characterized in that depending on a change in conductivity (ΔLf = Lf b - Lf a ) caused by the precipitation of the alkaline earth ions, a regeneration process for regenerating the softening device (12) is initiated and/or a signal is output or the water treatment system is shut down, in particular when the difference in conductivity (ΔLf=Lf b -Lf a ) caused by the precipitation of the alkaline earth ions exceeds a predetermined difference limit value (Δ G ).
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