DE2159774B2 - Procedure for adjusting the carbonate hardness and the salt content of water - Google Patents
Procedure for adjusting the carbonate hardness and the salt content of waterInfo
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Description
1010
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Karbonathärte sowie des Salzgehaltes von Wässern, bei dem das Rohwasser über einen oder mehrere saure Kationenaustauscher geleitet, freie Kohlensäure in einem Riesler im Gegenstrom mit von einem Lüfter eingeblasener Luft entfernt und die gewünschte Karbonathärte durch Zugabe von Kalkwasser und Filtration über Marmorkies hergestellt wird.The invention relates to a method for adjusting the carbonate hardness and the salt content of water, in which the raw water passed through one or more acidic cation exchangers, free carbon dioxide in a trickle in countercurrent with a fan removed air and the desired carbonate hardness by adding lime water and Filtration through marble gravel is made.
Zur Reduktion des Salzgehaltes kann auch ein basischer Anionenaustauscher zwischengeschaltet werden, wobei je nach gewünschtem Salzgehalt der Teilstrom über dem Austauscher mehr oder weniger groß ist.A basic anion exchanger can also be interposed to reduce the salt content, depending on the desired salt content, the partial flow over the exchanger is more or less is great.
Durch die DT-PS 12 53 182 ist bekanntgeworden, den Luftstrom durch den Riesler einzustellen und soviel Kohlensäure aus dem herunterrieselnden Wasser auszutreiben, bis die erwünschte Karbonathärte erreicht ist. Anschließend wird dann noch zur Abbindung der noch vorhandenen Säuren, im wesentlichen Kohlensäure, eine erforderliche Kalkmenge zugegeben. Dieses Verfahren erfordert einen Regelkreis, denn je nachdem, ob das dem Riesler zugefiihrte Wasser mehr oder weniger Kohlensäure hat, muß der Ventilator langsamer oder schneller geregelt werden. Es ist also eine Regleranlage notwendig, die in üblicher Weise den Sollwert speichert, den Istwert mit dem Sollwert vergleicht und aus der Differenz die Stellgröße macht. Regelbare Luftgebläse, die durch Drehzahländerung gesteuert werden, sind teuer, vor allem weil die Drehzahländerung stufenlos sein muß. Reglerstrecken können zu Schwingungen neigen und sind nicht leicht zu beherrschen. Wieviel Luft tatsächlich in den Riesler geblasen wird, kann man nicht genau messen, sondern höchstens ungefähr aus den Kenndaten des Gebläses errechnen, wobei zwischen der Drehzahl des Gebläses und dem Volumen der eingebtjsencti Luft ein sehr nichtlinearer Zusammenhang besieht. Die RegelungThe DT-PS 12 53 182 has become known to the Adjust the airflow through the Riesler and so much carbon dioxide from the trickling water drive out until the desired carbonate hardness is reached. Subsequently, the any acids still present, essentially carbonic acid, a required amount of lime was added. This The process requires a control circuit, depending on whether the water supplied to the trickle is more or less has less carbonic acid, the fan must be controlled slower or faster. So it's a A controller system is required that stores the setpoint in the usual way, the actual value with the setpoint compares and turns the difference into the manipulated variable. Adjustable air blower that changes the speed are controlled, are expensive, especially because the speed change must be stepless. Controller systems can tend to vibrate and are not easy to control. How much air actually in the Riesler is blown, you can not measure exactly, but at most approximately from the characteristics of the fan calculate, whereby between the speed of the blower and the volume of the injected air a very non-linear relationship is considered. The regulation
4ri wird auch dadurch schwierig, daß die Umsetzung im Riesler von Faktoren abhängt, die man nicht in der Hand hat, wie z. B. Temperatur, Partialdruck, Druckschwankungen in der Wasserleitung usw. Es überlagern sich also viele nichtlineare Gesetze. Km wesentlichen hat man eine physikalische Einstellung des Kohlensäuregeliaits. 4 r i is also difficult because the implementation in the Riesler depends on factors that are beyond your control, such as B. Temperature, partial pressure, pressure fluctuations in the water pipe, etc. So many non-linear laws are superimposed. Essentially one has a physical setting of the carbonic acid geliaits.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das die Einstellung der Karbonathärte und des Salzgehaltes auf rein chemischem Wege gestattet und damit billiger ist, genauere Ergebnisse liefert und auf Reglerstrecken ganz verzichten kann.The object of the invention is to provide a method that adjusts the carbonate hardness and of the salt content is permitted in a purely chemical way and is therefore cheaper, provides more accurate results and can do without controller systems entirely.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß die freie Kohlensäure im Riesler durch mit konstantem Volumen eingeblasene Luft vollständig entfernt wird, daß Kalkwasser einer bestimmten konstanten Konzentration in einem gemeinsamen Behältnis mit einem säurehaltigen, mindestens kohlensäurehaltigen nach dem Kationenaustauscher abgezweigten Teiistrom gemischt wird und daß die im Behältnis bei der Umsetzung entstehende Karbonatlösung in der gewünschten Menge dem aus dem Riesier strömenden Wasser zugeführt wird. Durch Zwischenschaltung des basischen Anionenaustauschers zwischen Kationenaustauscher und Riesler wird erreicht, daß eine Reduktion des gesamten Salzgehaltes in der Menge erfolgt, die dem Teilstrom über dem Anionenaustauscher entspricht. Durch Einsatz spezieller Austauschtypen ist eine Reduzierung bestimmter Salze erreichbar.According to the invention this object is achieved in terms of the method in that the free carbonic acid in the Riesler is completely removed by air blown in with constant volume that lime water a certain constant concentration in a common container with an acidic, at least carbonic acid-containing Teiistrom branched off after the cation exchanger is mixed and that the carbonate solution created in the container during the implementation in the desired amount the Riesier flowing water is supplied. By interposing the basic anion exchanger between cation exchanger and Riesler it is achieved that a reduction in the total salt content in the amount takes place, which corresponds to the partial flow over the anion exchanger. By using special A reduction of certain salts can be achieved by exchange types.
Darüber hinaus werden durch das erfindungsgemäße Verfahren zumindest die folgenden Vorteile erzielt:In addition, the method according to the invention achieves at least the following advantages:
Da die Einstellung der erwünschten End-Karbonathärte im Regelfall allein nach der schnell ablaufenden Säure-Basen-Neutralisation gemäß der FormelSince the setting of the desired final carbonate hardness is usually only based on the rapidly running Acid-base neutralization according to the formula
2CO2 + Ca(OH)2- Ca(HCOs)2 2CO 2 + Ca (OH) 2 - Ca (HCOs) 2
erfolgt, hat das dem Riesler nachgeschaltete Marmorfilter nur noch die Funktion eines Sicherheitsfilters und kann daher erheblich kleiner dimensioniert sein als bei Anwendung des bekannten Verfahrens, was sich sowohl günstig auf die Investitionskosten als auch auf die Betriebskosten einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Anlage auswirkt. Das kleiner dimensionierte Marmorfilter hat auch einen kleineren Strömungswiderstand, so daß man in Verbindung mit der schnell ablaufenden Säure-Basen-Neutralisations-Reaktion auch einen höheren Flüssigkeitsdurchsatz erreicht.takes place, the marble filter downstream of the Riesler has only functions as a safety filter and can therefore be dimensioned considerably smaller than with Application of the known method, which is beneficial to both the investment costs and the Affects operating costs of a system operating according to the method according to the invention. The smaller one dimensioned marble filter also has a smaller flow resistance, so that one in connection with the rapid acid-base neutralization reaction also results in a higher liquid throughput achieved.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels hervor. Die Zeichnung zeigt ein schematisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Further advantages and features of the invention emerge from the following description of a preferred one Embodiment. The drawing shows a schematic circuit diagram of the device according to the invention.
Eine Leitung 11 führt Rohwasser ;:u und teilt sich nach einem Verzweigungspunkt in zwei Leitungen 12, 13 auf, von denen die erste eine Kapazität von 0,3 — 3 inVh und die andere 0,02 — 0,2 mVh hat. Dem Verzweigungspunkt sind zwei Volumenmesser 14, 16 nachgeschaltet, denen Hähne 17,18 vorgeschaltet sind. Mit ihnen kann man die an den Volumenmessern 14,16 ablesbare Wassermenge einstellen. Die Leitung 12 führt zu einem oder mehreren parallel oder hintereinander geschalteten sauren Kationenaustauschern IS bekannter Bauart, der eine Ausgangsleitiing 21 besitzt. Nach einem Verzweigimgspiinkt gabelt sie sich in zwei Leitungen 22,23, die Hähne 24, 26 aufweisen, die wiederum die Einstellung der durchfließenden Wassermenge gestatten. Die LeitungA line 11 leads raw water;: u and divides after a branch point in two lines 12, 13, of which the first has a capacity of 0.3-3 inVh and the other has 0.02-0.2 mVh. The branch point are two volume meters 14, 16 connected downstream, which Taps 17, 18 are connected upstream. With them you can read the amount of water on the volumetric meters 14,16 to adjust. The line 12 leads to one or more acidic cation exchangers connected in parallel or in series IS of known design, which has an output line 21. After a branching perspective it forks into two lines 22,23, which have taps 24, 26, which in turn adjust the Allow the amount of water flowing through. The administration
23 führt zu einem Riesler 27, in dessen oberen Bereich. Das CO2-haltige Wasser der Leitung 23 fällt nach unten, während ein Gebläse 28 mit seiner Ausgangsleitung 25 unten an den Riesler 27 angeschlossen ist und durch diesen Luft von unten nach oben treibt. Die Einstellung ist so vorgenommen, daß unter allen Umständen, d. h. unabhängig von Temperatur, Partialdruck, Druckschwankungen usw. die Kohlensäure praktisch ganz ausgetrieben wird. Mit vernünftigem Aufwand gelingt es beim Ausführungsbeispiel, auf 6-8 Milligramm CO2 pro Liter Wasser zu kommen. Dies stellt eine praktisch vollständige Entfernung der Kohlensäure dar.23 leads to a Riesler 27, in its upper area. The CO 2 -containing water in line 23 falls downwards, while a fan 28 with its outlet line 25 is connected to the bottom of the Riesler 27 and drives air through it from the bottom to the top. The setting is made so that under all circumstances, ie regardless of temperature, partial pressure, pressure fluctuations, etc., the carbonic acid is practically completely expelled. With reasonable effort, it is possible in the exemplary embodiment to achieve 6-8 milligrams of CO 2 per liter of water. This represents a practically complete removal of the carbonic acid.
Das herausrieselnde Wasser fällt in einen Behälter 30, in dem eine Schicht 29 aus Aktivkohle obenauf und darunter eine Schicht 31 aus Marmorkies vorgesehen ist. Unter der Schicht 31 befindet sich der Entnahmeraum 32.The water trickling out falls into a container 30 in which a layer 29 of activated carbon is on top and underneath a layer 31 of marble gravel is provided. The removal space is located under the layer 31 32.
Auf den Hahn 24 der Leitung 22 folgt ein Volumenmesser 33 mit einem Meßbereich von 0,02--0,2 mVh. Die Leitung 22 führt eren Säureteilstrom bis zu einem Vereinigungspunkt 34, oder wird gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Reduzierung des Salzgehaltes über einen Anionenaustauscher bekannter Bauweise geleitet und dem säurehaltigen Teilstrom zum Riesler beigemischt. Hiervon wird ein Teilstrom säurehaltiges Wasser zum Vereinigungspunkt 34 geleitet.The valve 24 of the line 22 is followed by a volume meter 33 with a measuring range of 0.02-0.2 mVh. The line 22 leads eren acid partial flow up to a merging point 34, or according to a further exemplary embodiment of the invention to reduce the salt content passed through an anion exchanger of known construction and mixed with the acidic partial flow to the Riesler. Of this, a partial flow of acidic water is used Union point 34 headed.
Die Leitung 13 führt zu einer Kalkvorlage 36, die mit einer Leitung 37 an einen Klärbehälter 38 angeschlossen ist. Dessen Ausgangsleitung 39 führt zum Vereinigungspunkt 34, an den eine Karbonatleitung 41 angeschlossen ist. Diese Karbonatleitung 41 stellt ein Behältnis dar, in dem sich der säurehaltige Teilstrom der Leitung 22 mit dem Kalkwasser der Ausgangsleitung 39 umsetzen kann, und zwar nach der FormelThe line 13 leads to a lime deposit 36, which is connected by a line 37 to a septic tank 38 is. Its output line 39 leads to the junction 34, to which a carbonate line 41 is connected is. This carbonate line 41 represents a container in which the acidic partial flow of the line 22 is with the lime water of the output line 39 can implement, according to the formula
2CO2 + Ca(OH)2- Ca(HCO,)2 2CO 2 + Ca (OH) 2 - Ca (HCO,) 2
und z. B.and Z. B.
2 HCI + Ca (OH)2 - 2 Ca Cl2 + 2 H2O2 HCl + Ca (OH) 2 - 2 Ca Cl 2 + 2 H 2 O
Um diese Umsetzung zu gewährleisten, ist die Karbonatleitung 41 genügend lang, so daß auch bei beiderseits zuströmenden großen Mengen die Umsetzung vollständig stattfindet.In order to ensure this implementation, the carbonate line 41 is long enough so that even with large quantities flowing in on both sides the implementation takes place completely.
Indem man eine Leitung verwendet, werden beide Flüssigkeiten innig miteinander vermischt.By using a pipe, the two liquids are intimately mixed with one another.
ίο Die Karbonatleitung 41 führt von unten in einen Trichter 42, über dessen oberen Rand die Karbonatlösung in den Behälter 30 fällt. Dort mischt sie sich mit dem aus dem Riesler kommenden CO2-freien Wa^er. Der Marmorkies bindet auf jeden Fall die aus dem Riesler noch kommende Restsäure ab und dient auch als Schutz gegen einen Säuredurchbruch.ίο The carbonate line 41 leads from below into a funnel 42, over the upper edge of which the carbonate solution falls into the container 30. There it mixes with the CO 2 -free water coming from the Riesler. In any case, the marble gravel binds the residual acid still coming from the Riesler and also serves as protection against acid breakthrough.
Da die gesamte Vorrichtung an der Leitung 11 angeschlossen ist, schwankt bei Druckschwankungen auf der Leitung 11 der Druck in der Leitung 22 und der Ausgangsleitung 39 analog und auch der Druck in der Karbonatleitung 41 schwankt analog. Dies gilt auch für den Druck auf der Leitung 2J. Hinsichtlich der Umsetzung bleiben also die Verhältnisse gleich und man muß lediglich an den Hähnen 18, 24 mit Hilfe der Volumenmesser 16, 33 die Zufuhr der Teilvolumen zum Vereinigungspunkt 34 einstellen und kann diese Handeinstellung stehenlassen. Das aufbereitete Wasser wird der Leitung 43 entnommen und ist für Brauereien sehr geeignet.Since the entire device is connected to the line 11, fluctuates with pressure fluctuations on line 11, the pressure in line 22 and the Output line 39 analogously and the pressure in carbonate line 41 also fluctuates analogously. This also applies to the pressure on line 2J. With regard to the implementation, the conditions remain the same and you only has to supply the partial volume to the taps 18, 24 with the aid of the volume meter 16, 33 Set union point 34 and can leave this manual setting. The treated water is taken from line 43 and is very suitable for breweries.
ίο Es ist nicht absolut notwendig, gesättigtes Kalkwasser auf der Ausgangsleitung 39 zuzuführen. 1st das Kalkwasser nicht ganz gesättigt, dann ist darauf zu achten, daß dementsprechend weniger Flüssigkeit auf der Leitung 22 fließt. Arbeitet man jedoch mit gesättigtem Kalkwasser, so hat dies den Vorteil, daß man den Sättigungsgrad nicht überwachen muß.ίο It is not absolutely necessary to have saturated lime water on the output line 39 to be fed. If the lime water is not completely saturated, then it is approaching make sure that accordingly less liquid flows on the line 22. But if you work with it saturated lime water, this has the advantage that the degree of saturation does not have to be monitored.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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