DE3441394A1

DE3441394A1 - Process and apparatus for ion-exchanger regeneration

Info

Publication number: DE3441394A1
Application number: DE19843441394
Authority: DE
Inventors: Peter 7031 Aidlingen Spiegl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-11-13
Filing date: 1984-11-13
Publication date: 1986-05-15

Abstract

In order to avoid regenerating agent being used in excess in a process for regenerating, for example, a water-softening vertical exchanger column (34) with flow from the top downwards, by regenerating agent flowing in the opposite direction, it is proposed to use an amount of agent which is independent of exhaustion and amount of water and is so adjusted that the upper section of the column is at most approximately regenerated. In order, in particular, to ensure that regeneration of a resin-containing hardness sensor (38) in the column (34) is always complete in such a method, it is proposed to use, to initate the regeneration, a sensor (38) disposed at the bottom of the column (34) and having a liquid outlet underneath its inlet and above the lower interface (36) of the column (34). In order to initiate an emergency regeneration in an apparatus for regenerating the column (34) as part of a water-softening installation having a container (22) containing the column (34) and an embedded vertical pipeline (24) and having a hardness sensor (38 and 42) inside and outside the column (34) if an operating sensor (42) fails as hardness sensor or parts (16) downstream of the apparatus fail, it is proposed to dispose a hardness sensor as safety sensor (38) at the bottom (36) of the column (34). <IMAGE>

Description

Verfahren und Vorrichtung zur IonenaustauscherregenerierungMethod and device for ion exchange regeneration

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regenerieren einer z.B. - zur Wasserenthärtung verwendeten vertikalen lonenaustauschersäule, die infolge Enthärtung von hartem Wasser, das ihr von oben zufließt, mehr oder weniger erschöpft ist, durch ein flüssiges Regeneriermittel, das die Säule von unten nach oben durchströmt, wobei in bestimmter Höhe der Säule das Eintreffen der während des Enthärtens abwärtswandernden Grenzschicht zwischen einem dabei länger werdenden, erschöpften oberen Säulenteil und einem kürzer werdenden, austauschfähigen unteren Säulenteil festgestellt und infolgedessen das Regeneriermittel zuerst dem unteren Säulenteil zugeführt wird.The invention relates to a method for regenerating a e.g. vertical ion exchange column used for water softening, which as a result of softening is more or less exhausted by hard water that flows in from above a liquid regenerant that flows through the column from bottom to top, wherein at a certain height of the column the arrival of the descending during softening Boundary layer between an increasingly longer, exhausted upper part of the column and a shorter, replaceable lower column part determined and as a result, the regenerant is first supplied to the lower column part.

Die Säule könnte auch einer Wasser-Entcarbonisierung oder -Neutralisierung oder anderen Wasserbehandlungen dienen.The column could also undergo water decarbonization or neutralization or other water treatments.

Aus der DE-PS 29 50 728 ist ein derartiges Verfahren zum zyklischen Regenerieren von Wasserenthärtungsanlagen bekannt, bei dem sowohl ein maximaler zeitlicher Abstand als auch ein maximaler Grad der Erschöpfung einer lonenaustauschermasse zwischen zwei Regenerationen in an sich bekannter Weise vorgewählt werden kann und jede Regeneration durch den zuerst erreichten Grenzwert ausgelöst wird, wobei eine dem Erschöpfungsgrad proportionale Menge an Regeneriermittel bereitgestellt und benutzt wird. Der laufende Erschöpfungsgrad wird z.B. indirekt durch Messung der entnommenen Menge an härtefreiem Brauchwasser festgestellt, während der maximale Erschöpfungsgrad indirekt über die seit der letzten Regeneration bereitgestellte Regeneriermittelmenge ermittelt wird. Der Erschöpfungsgrad kann wahlweise durch Überwachung der Grenzschicht zwischen der noch austauschaktiven Austauschermasse und der erschöpftenAustauschermasse im Enthärter festgestellt werden. Auf diese Weise ist ein wirtschaftlicher Betrieb mit geringstmöglicher Umweltbelastung möglich. Dazu bedarf es aber eines verhältnismäßig hohen apparativen Aufwandes, da eine Programmsteuerung und eine Zumeß- sowie Versprühein- richtung zur Erzeugung einer Proportionalmenge an Regeneriermittel aus dessen Anhydrid und Wasser erforderlich sind.From DE-PS 29 50 728 such a method for cyclical Regeneration of water softeners known, in which both a maximum time interval as well as a maximum degree of exhaustion of an ion exchange mass can be preselected between two regenerations in a manner known per se and each regeneration is triggered by the limit value reached first, with one The amount of regenerant provided and proportional to the degree of exhaustion is used. The current level of exhaustion is e.g. indirectly measured by the withdrawn amount of hardness-free domestic water determined during the maximum Degree of exhaustion indirectly via that provided since the last regeneration Regenerative amount is determined. The degree of exhaustion can optionally be through Monitoring of the boundary layer between the still active exchange mass and the exhausted exchanger mass in the softener. To this Thus, an economical operation with the least possible environmental impact is possible. However, this requires a relatively high outlay in terms of equipment, since a program control system and a metering and spraying direction to generate a Proportional amount of regenerant from its anhydride and water required are.

Aus der DE-OS 1 642 525 ist u.a. ein Wasserenthärtungsverfahren bekannt, bei dem - vereinfacht dargestellt - ein in den Zufluß des Hartwassers zum Enthärter geschalteter Mengenmesser während der Betriebsphase nach Durchfluß einer bestimmten Hartwassermenge jeweils ein Zählsignal an einen Zähler abgibt, der nach Eintreffen einer bestimmten Anzahl von Zählsignalen eine Vorrichtung zum Verstellen eines Mehrwegeventiles ansteuert, das die bisher bestehende Verbindung einer Hartwasserzuleitung mit einem Hartwasservorrat über einer vertikalen Ionenaustauschersäule des Enthärters, gegebenenfalls nach Ablauf des Hartwasservorrats durch die Enthärtersäule, auf eine Verbindung der Hartwasserzuleitung mit einem sich durch den Enthärter erstreckenden Zuführ- oder Entnahmerohr umschaltet, das am Enthärterboden in der untersten lonenaustauscherschicht endet, und gleichzeitig eine an einen flüssigen Regeneriermittelvorrat angeschlossene Wasserstrahlpumpe im Ventilgehäuse zur Förderung von Regeneriermittel (Sole) zuschaltet, das dem hinunterströmenden Hartwasser in einem bestimmten Mengenverhältnis zugemischt wird. Nach Eintreffen einer bestimmten Anzahl von weiteren Zählimpulsen des Hartwasser-Mengenmessers bewirkt die Verstellvorrichtung am Ende der Regenerierphase eine Umschaltung des Mehrwegeventils, sodaß wiederum eine Verbindung zwischen der Hartwasserzuleitung und dem Hartwasser aufnehmenden Enthärterhohlraum über der lonenaustauschersäule besteht, wie sie in der nächsten Betriebsphase zur Schaffung eines Hartwasservorrats in diesem Hohlraum gebraucht wird.From DE-OS 1 642 525, inter alia, a water softening process is known, in which - in simplified form - one in the inflow of the hard water to the softener switched flow meter during the operating phase after a certain flow rate Hard water quantity sends a counting signal to a counter, which after it arrives a certain number of counting signals a device for adjusting a multi-way valve controls that the previously existing connection of a hard water supply with a Hard water supply over a vertical ion exchange column of the softener, if necessary after the hard water supply has run out through the softening column, on a connection the hard water supply line with a supply pipe extending through the softener or the extraction pipe switches over to the bottom of the softener in the lowest ion exchange layer ends, and at the same time one connected to a liquid regenerant supply Switches on the water jet pump in the valve housing for pumping regeneration agent (brine), mixed with the hard water flowing down in a certain proportion will. After a certain number of further counting impulses from the hard water flow meter arrive the adjustment device switches over the at the end of the regeneration phase Multi-way valve, so that in turn a connection between the hard water supply line and the hard water receiving softener cavity above the ion exchange column exists, as it is in the next operating phase to create a hard water supply is needed in this cavity.

Infolge dieser mengenabhängigen Steuerung des Phasenwechsels vom Betrieb zur Regenerierung und umgekehrt wird aber die aufgabegemäß zu vermeidende, bei zeitabhängiger Steuerung bestehende Gefahr des Hindurchleitens von zuviel oder zuwenig Regeneriermittel durch die lonenaustauschersäule von unten nach oben nicht absolut sicher beseitigt, da es reiner Zufall wäre, wenn die eingesetzte Regeneriermittelmenge dem vorüber- gehend nicht mehr zum Ionenaustausch fähigen, also allein zu regenerierenden Teil der Enthärtersäule exakt angepaßt wäre.As a result of this quantity-dependent control of the phase change from operation for regeneration and vice versa, however, the one to be avoided according to the task is time-dependent Control existing risk of too much or too little regeneration agent being passed through not completely safely eliminated by the ion exchange column from bottom to top, since it would be pure coincidence if the amount of regenerant used were to going Part of the softening column that is no longer capable of ion exchange, i.e. part of the softening column that can be regenerated alone would be matched exactly.

Es können zwar die zu enthärtende Wassermenge und die zur Reaktivierung der lonenaustauschersäule verwendete Regeneriermittelmenge einander genau angepaßt werden; wo jedoch mit schwankender Wasserhärte gerechnet werden muß, führen Abweichungen von der bei der Mengenzumessung zugrundegelegten Härte nach oben oder unten zu einer stärkeren bzw. schwächeren Erschöpfung der lonenaustauschersäule als für die Regeneriermittelzumessung zutreffend angenommen. Gegebenenfalls wird die lonenaustauschersäule nicht vollständig bzw. sozusagen im Ubermaß regeneriert, sodaß die Säule ihre Austauschfähigkeit allmählich einbüßt bzw. überschüssiges Regeneriermittel in den Abwasserbereich gelangt. Zumindest letzteres sollte aber vermieden werden.It is true that the amount of water to be softened and that for reactivation can be used the amount of regenerant used in the ion exchange column are precisely matched to one another will; However, where fluctuating water hardness has to be expected, deviations result from the hardness on which the quantity measurement is based up or down to one stronger or weaker exhaustion of the ion exchange column than for the metering of the regenerant correctly assumed. The ion exchange column may not be complete or regenerated in excess, so to speak, so that the column gradually loses its exchangeability loses or excess regenerant gets into the wastewater area. At least but the latter should be avoided.

Von den beiden bekannten Verfahren her gesehen liegt der Erfingung deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, dessen Durchführung weder eine aufwendige Vorrichtung erfordert noch zu einer eventuellen überregenerierung im o.g.From the point of view of the two known methods, the invention lies therefore the task underlying to propose a procedure, its implementation neither an expensive device still requires a possible over-regeneration in the above

Sinne führt, sondern einfacher und umweltschonender als das eine bzw. andere Verfahren durchgeführt werden kann.Senses, but easier and more environmentally friendly than one or the other. other procedures can be performed.

Diese Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine erschöpfungs-und wassermengen-unabhängige Regeneriermittelmenge verwendet wird, die so bemessen ist, daß der obere Säulenteil höchstens angenähert regeneriert wird.This object is according to the invention in a method of the type mentioned at the outset solved by the fact that an amount of regenerant that is independent of exhaustion and the amount of water is used, which is dimensioned so that the upper part of the column at most approximated is regenerated.

Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß die lonenaustauschersäule nie ganz bis in ihre obere Endschicht regeneriert wird und deshalb auch kein Zuviel an Regeneriermittel an das Abwasser abgibt, ohne daß die Austauschfähigkeit der Säule von Regenerierung zu Regenerierung abnimmt. Es sorgt nämlich die bekannte Überwachung der Grenzschichtlage in der Säule mittels eines sensorischenHärtefühlers dafür, daß stets rechtzeitig, allerdings mehr oder weniger früh, regeneriert wird, bevor die Reserve an aktivierbarem Ionenaustauscher verbraucht ist.This advantageously ensures that the ion exchange column is never completely regenerated to its upper end layer and therefore not too much releases of regenerant to the wastewater without affecting the exchangeability of the Column decreases from regeneration to regeneration. Namely, it takes care of the familiar Monitoring of the boundary layer position in the column by means of a sensory hardness sensor that always in time, but more or less early, is regenerated before the reserve of activatable ion exchanger is used up is.

Dennoch genügt zur Verfahrensdurchführung eine Vorrichtung ähnlich derjenigen, welche aus Fig. 1 und 2 der DE-OS 29 10 869 (Spiegl) bekannt ist. Eine solche Vorrichtung kommt ohne Mengenzähler und Programmsteuerung, Zumeßpumpe und Versprüheinrichtung sowie zweites Mehrwegeventil (Magnetventil) aus, sodaß sie wesentlich einfacher im Aufbau ist.Nevertheless, a similar device is sufficient for carrying out the method those which are known from FIGS. 1 and 2 of DE-OS 29 10 869 (Spiegl). One Such a device comes without a quantity counter and program control, metering pump and Spray device and second multi-way valve (solenoid valve), so that they are essential is easier to build.

Dabei weicht sie im Aufwand nicht wesentlich von der bekannten Vorrichtung gemäß DE-OS 1 642 525 ab, da Mengenmesser und Zähler nur durch einen in- oder externen Härte fühler der lonenaustauschersäule ersetzt sind, und vermeidet dennoch deren bei schwankender Wasserhärte auftretende Fehlregenerierung Das erfindungsgemäße Verfahren wird in seiner charakteristischen Phase in der Weise durchgeführt, daß beim sensorgesteuerten Regenerieren des verbrauchten Teiles der lonenaustauschersäule eine wässrige Regeneriermittellösung, z.B. eine Sole, in einer solchen Menge (und Konzentration) verwendet wird, daß die enthaltene Menge an gelöstem Regeneriermittel nicht ausreicht, den verbrauchten Säulenteil vollständig zu regenerieren. Die Erfindung arbeitet demnach nicht nur mit einer unteren Reserve, sondern auch mit einer variablen oberen Pufferzone der Ionenaustauschersäule an deren oberer Grenzschicht.It does not differ significantly from the known device in terms of effort according to DE-OS 1 642 525, since the flow meter and counter are only through an internal or external Hardness sensor of the ion exchange column are replaced, and still avoids their Incorrect regeneration occurring with fluctuating water hardness Process is carried out in its characteristic phase in such a way that during the sensor-controlled regeneration of the used part of the ion exchange column an aqueous regenerant solution, e.g. brine, in such an amount (and Concentration) is used that the contained amount of dissolved regenerant is not sufficient to completely regenerate the used column part. The invention therefore works not only with a lower reserve, but also with a variable one upper buffer zone of the ion exchange column at its upper boundary layer.

Es sind Regenerierverfahren bekannt, bei denen so, wie im Falle der Enthärtung das harte Wasser von oben nach unten fließt, auch das Regeneriermittel von oben nach unten durch eine lonenaustauschersäule strömt, die einen ebenso ionenaustauschendes Harz enthaltenden Sensor enthält, der seinerseits regeneriert werden muß, indem Regeneriermittel, das in die Säule geleitet wird, zugleich in die Harzfüllung des Sensors eindringt. Würde bei einem solchen Regenerierverfahren mit einer nicht zur vollständigen Regenerierung der Säule (mit Sensor) ausreichenden Menge an Regeneriermittel (bestimmter Konzentration) gearbeitet, dann erhielte der Sensor zu seiner Regenerierung aus strömungstechnischen und die Massenverhältnisse betreffenden Gründen eine zu geringe Mittelmenge, die ihn nicht restlos regenerieren würde. Im Laufe der Zeit entstünde dadurch ein Regenerierungsdefizit, das den Sensor praktisch stillegen würde, sodaß eine notwendige Regenerierung der Säule von ihm nicht mehr veranlaßt werden könnte.There are regeneration processes known in which as in the case of Softening the hard water flows from top to bottom, including the regenerant flows from top to bottom through an ion exchange column, which is also ion-exchanging Contains resin-containing sensor, which in turn must be regenerated by Regenerant, which is fed into the column, at the same time into the resin filling of the Sensor penetrates. In such a regeneration process with one would not be used complete regeneration of the column (with sensor) sufficient amount of regenerant (certain Concentration) worked, then the sensor would get to its regeneration from fluidic and mass ratios Reasons for an insufficient amount of funds that would not regenerate him completely. in the Over time, this would lead to a regeneration deficit, which would make the sensor practical would be shut down, so that a necessary regeneration of the column by him no longer could be caused.

Der Erfindung liegt daher die zusätzliche Aufgabe zugrunde, für eine stets vollständige Regenerierung des harzhaltigen Härtefühlers in einer lonenaustauschersäule zu sorgen.The invention is therefore based on the additional object for a always complete regeneration of the resin-containing hardness sensor in an ion exchange column to care.

Diese Aufgabe ist insbesondere bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß zum Einleiten des Regenerierens einer zwecks Ionenaustausch von oben nach unten durchflossenen vertikalen Säule durch diese von unten nach oben durchströmendes Regeneriermittel ein an der Unterseite der Säule angeordneter, ionenaustauschendes Harz enthaltender Härtefühler mit Flüssigkeits-Auslaß unter seinem -Einlaß und über der unteren Grenzfläche der Säule verwendet wird. This task is particularly important in the method according to the invention solved in that to initiate the regeneration one for the purpose of ion exchange vertical column flowed through from top to bottom through this from bottom to top The regenerant flowing through is an ion-exchanging agent arranged on the underside of the column Resin-containing hardness sensor with liquid outlet under its inlet and above the lower interface of the column is used.

Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß auch bei einer sogenannten Sparbesalzung der Säule der eingebettete Härtefühler vollkommen besalzt wird, und zwar auf eine Weise,die einer Frischbesalzung durch noch härtefreie Sole gleichkommt.This advantageously ensures that even with a so-called Economy salting of the column the embedded hardness sensor is completely salted, and in a way that is equivalent to fresh salting with brine that is still free of hardness.

Dieser Vorteil gilt auch im Falle eines elektrisch messenden Härtefühlers, z.B. eines die elektrische Leitfähigkeit seines nur unwesentlich schrumpfenden Harzes wie des enthärtenden Harzes bestimmenden Sensors, denn auch ein solcher Härtefühler bedarf der vollständigen Regenerierung seiner Harzfüllung.This advantage also applies in the case of an electrically measuring hardness sensor, E.g. one of the electrical conductivity of its only insignificantly shrinking resin like the sensor determining the softening resin, because also such a hardness sensor requires complete regeneration of its resin filling.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen insbesondere des erfindungsgemäßen Verfahrens, für eine Wasserenthärtungsanlage mit einem Behälter, der ein vertikales Leitungsrohr mit einem am Behälterboden angeordneten Filtersieb als Rohrein- und -auslaß sowie eine vertikale Säule aus ionenaustauschendem, körnigem Harz gegebenenfalls über einer inaktiven Füllschicht auf dem Behälterboden und mindestens einen in dieses eingebetteten Fühler zur laufenden Überwachung der Härte des das Harz durchsickernden Wassers oder anstelle dieses internen Fühlers eine Wasserprobenentnahmeeinrichtung enthält, die mit einem externen Härtefühler wasserleitend verbunden ist.The invention also relates to a device for performing in particular of the method according to the invention, for a water softening system with a container, a vertical pipe with a filter screen arranged on the bottom of the container as a pipe inlet and outlet as well as a vertical column of ion-exchanging, granular Resin optionally over an inactive filling layer on the container bottom and at least a sensor embedded in this to continuously monitor the hardness of the das Resin seeping water or a water sampling device instead of this internal sensor which is connected to an external hardness sensor in a water-conducting manner.

Bei einer aus der DE-PS 29 50 728(Fig.5,1) bekannten Vorrichtung dieser Art zur Überwachung der fortschreitenden Erschöpfun der lonenaustauschermasse sind in vorbestimmten Abständen von unten nach oben im Behälter ihrer Gattung nach unbestimmte Sensoren (74) angeordnet, mit denen die Lage der Grenzschicht zwischen der erschöpften Masse und der noch austauschaktiven Masse in der Austauschermasse ständig festgestellt wird. Bei Auslösung eines Regenerationsbetriebes wird dann verfahrensgemäß soviel Regeneriermittellösung bereit gestellt,wie der Höhenlage dieser Grenzschicht entspricht. Dazu ist der unterste Sensor noch oberhalb des Filtersiebes am unteren Ende des Leitungsrohres im Behälter angeordnet. Infolgedessen kann das über wechseln vom Weichwasser zum Hartwasser, das infolge des Verbrauchs der Austauschfähigkeit der erschöpften Harz säule nicht mehr enthärtet wurde, nicht festgestellt und dementsprechend eine sofortige Notregenerierung von den Sensoren auch nicht eingeleitet werden.In a device known from DE-PS 29 50 728 (Fig. 5.1) this Kind of monitoring the progressive exhaustion of the ion exchange mass at predetermined intervals from bottom to top in the container according to their genus indeterminate Sensors (74) are arranged with which the position of the boundary layer between the exhausted Mass and the still active mass in the exchanger mass are constantly determined will. When a regeneration operation is triggered, according to the method, this is then so much Regenerative solution provided, as corresponds to the altitude of this boundary layer. In addition, the lowest sensor is still above the filter screen at the lower end of the Line pipe arranged in the container. As a result, it can switch from Soft water to hard water, which as a result of the consumption of the exchangeability of the exhausted resin column was no longer softened, not determined and accordingly an immediate emergency regeneration cannot be initiated by the sensors either.

Ein ähnliches Problem besteht bei Wasserenthärtungsanlagen mit laufender Messung des Zuflusses an Hartwasser wie der Anlage gemäß Fig. 1 der DE-PS 29 50 728, weil dort beispielsweise die Wassermengenzählung und die davon abhängige Programmsteuerung zur Umschaltung vom Enthärtungsbetrieb zum Regeneriel betrieb gestört sein können.A similar problem exists with water softeners with running Measurement of the inflow of hard water as in the system according to FIG. 1 of DE-PS 29 50 728, because there, for example, the water metering and the program control that is dependent on it to switch from water softening mode to regeneration mode may be disturbed.

Daher liegt der Erfindung auch die Aufgabe zugrunde, eine Vor- richtung zum Durchführen insbesondere des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen, welche eine Notregenerierung des Enthärter-Harzes veranlaßt, wenn ein in die Harzsäule eingebetteter Betriebssensor selbst versagt oder aber in seiner Wirksamkeit durch ein Versagen nachgeschalteter Vorrichtungsteile behindert ist. Das gleiche gilt für den Fall, daß anstelle des Härtefühlers eine mit diesem wasserleitend verbundene Entnahmeeinrichtung in die Harzsäule eingebettet ist.Therefore, the invention is also based on the object of providing a direction to implement in particular the method according to the invention, which causes an emergency regeneration of the softener resin if a resin column enters embedded operating sensor itself fails or its effectiveness through failure of downstream device parts is prevented. The same goes for in the event that instead of the hardness sensor, a water-conducting connected to this Removal device is embedded in the resin column.

Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der o.g. Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Härtefühler bzw. die stellvertretende Entnahmeeinrichtung an der Unterseite der Harz säule angeordnet ist. Damit wird auf einfache und vorteilhafte Weise erreicht, daß der so angeordnete Härtefühler auf die Erschöpfung der Harzmasse ansprechen und eine Sofortrerenerierung einleiten kann, die außerhalb eines regelmäßigen Regenerierzyklus' und unabhängig von der gewöhnlichen Bedarfsregenerierung stattfindet. This object is in accordance with the invention in a device of the type mentioned above solved in that a hardness sensor or the representative extraction device is arranged at the bottom of the resin column. This makes it easy and beneficial Way achieved that the so arranged hardness sensor on the exhaustion of the resin mass address and initiate an immediate regeneration outside of a regular Regeneration cycle 'and takes place independently of the usual demand regeneration.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine Wasserenthärtungsanlage mit mindestens einem harzhaltigen Fühler zur überwachung der Härte des ihn durchsickernden Wassers oder einem Filtersieb als Wasserprobenentnahmeeinrichtung, welches mit einem externen harzhaltigen Härtefühler verbunden ist, wird der Auslaß des Härtefühlers oder das Filtersieb über der Unterseite der Harzsäule angeordnet, damit beim Rückspülen verwendetes hartes Wasser den regenerierten Sensor nicht degeneriert.In a preferred embodiment of the device according to the invention for a water softener with at least one resinous sensor for monitoring the hardness of the water seeping through it or a filter sieve as a water sampling device, which is connected to an external resinous hardness sensor, becomes the outlet of the hardness sensor or the filter sieve arranged above the underside of the resin column, so that hard water used in backwashing does not degenerate the regenerated sensor.

Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der wie im Falle der bekannten Vorrichtung in einem und demselben Enthärter-Behälter zwei Härtefühler oder Filtersiebe oder ein Filtersieb und ein Härtefühler als Sensoren angeordnet sind, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß ein Härtefühler oder Filtersieb als Betriebssensor inmitten der Harzsäule im Enthärter-Behälter und ein Härtefühler oder Filtersieb als Sicherheitssensor am unteren Ende dieser Harzsäule angeordnet ist. Da- durch kann sowohl mittels des Betriebssensors das Ankommen der Grenzschicht zwischen dem erschöpften oberen Säulenteil und dem restlichen unteren Säulenteil als Betriebsreserve festgestellt, als auch mittels des Sicherheitssensors notfalls eine Schnellregenerierung eingeleitet werden, nämlich dann, wenn der Betriebssensor oder die im nachgeschalteten Vorrichtungsteile versagen oder wenn der Betriebssensor nur eine Verbrauchsanzeige liefert und dennoch zeitlich unbegrenzt weiter enthärtet wird, bis die ganze Harzsäule völlig erschöpft ist. Liegt dieser Zeitpunkt vor der zeitabhängigen zyklischen Regenerierung, dann liefert die Anlage, bis diese stattfindet oder eine Bedienungsperson eine Notregenerierung einleitet, nur noch hartes Wasser.In the preferred embodiment, as in the case of the known Device in one and the same water softener container, two hardness sensors or filter sieves or a filter screen and a hardness sensor are arranged as sensors, is expedient provided that a hardness sensor or filter screen as an operating sensor in the midst of Resin column in the softener container and a hardness sensor or filter sieve as a safety sensor is arranged at the lower end of this resin column. There- through can both by means of the operating sensor the arrival of the boundary layer between the exhausted the upper part of the column and the rest of the lower part of the column identified as operating reserve, and, if necessary, a rapid regeneration is initiated by means of the safety sensor be, namely when the operating sensor or the downstream device parts fail or if the operating sensor only provides a consumption display and yet Softening continues indefinitely until the entire resin column is completely exhausted is. If this point in time is before the time-dependent cyclical regeneration, then supplies the system until this takes place or an operator carries out an emergency regeneration initiates, only hard water.

Wird der Betriebssensor dagegen dazu verwendet, eine Nachtregenerierung vorzubereiten, dann veranlaßt der Sicherheitssensor eine Notregenerierung, wenn die Betriebsreserve vor der Nachtregenerierung verbraucht ist. Es kann also keinesfalls zur Abgabe harten Wassers kommen.If, on the other hand, the operating sensor is used for night regeneration prepare, then the safety sensor initiates an emergency regeneration, if the operating reserve is used up before night regeneration. So it can by no means come to the delivery of hard water.

Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, daß der Auslaß des als Sicherheitssensor verwendeten Härtefühlers ein Filtersieb aufweist, das über dem Filtersieb des Leitungsrohres angeordnet ist. Damit wird vorteilhafterweise erreicht, daß bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Harz säule wie gesagt von unten nach oben von flüssigem Regeneriermittel durchströmt wird, das aus dem Leitungsrohr über das Filtersieb austritt, welches am Besten in der inaktiven Füllschicht angeordnet wird, die von Calcium- und Magnesiumionen noch völlig freie wässrige Regeneriermittellösung durch den Sensorauslaß in den Härtefühler eindringt und dessen Harzfüllung mit Sicherheit völlig regeneriert. Finally, the device according to the invention is characterized by this from the fact that the outlet of the hardness sensor used as a safety sensor is a filter screen has, which is arranged over the filter screen of the conduit pipe. So that will advantageously achieved that when carrying out the method according to the invention, in which the resin column, as I said, from bottom to top of liquid regenerant is flowed through, which emerges from the pipe via the filter screen, which is best placed in the inactive filling layer, which is made up of calcium and magnesium ions still completely free aqueous regenerant solution through the sensor outlet into the The hardness probe penetrates and its resin filling is certainly completely regenerated.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es bei Vorhandensein eines oberhalb des notfalls in die Steuerung des Regeneriervorganges eingreifenden Sicherheitssensors an der Unterseite der Harz füllung des Enthärters in dieser eingebetteten Betriebssensors möglich, diesen eine Nachtregenerierung des Harzes für den Fall auslösen zu lassen, daß in dem Zeit- raum zwischen Ansprechen des Betriebssensors und vorgesehener Regenerierung voraussichtlich nur eine Wassermenge dem Enthärter entnommen wird, welche dessen Harzfüllung nicht erschöpft und dadurch überlastet. Gegebenenfalls sorgt der Sicherheitssensor für eine Sofortregenerierung des Enthärterharzes oder für eine Unterbrechung der Wasserentnahmemöglichkeit, wenn tatsächlich mehr als die prognostizierte Wassermenge entnommen wird, bevor die programmgemäße Nachtregenerierung einsetzen würde.It is present by means of the device according to the invention one above that intervenes in the control of the regeneration process if necessary Safety sensor on the underside of the resin filling of the softener embedded in this Operating sensor possible, this a night regeneration of the resin in the event to trigger that in the time space between addressing the The operating sensor and the planned regeneration are likely to only contain an amount of water is taken from the softener, which does not exhaust its resin filling and thereby overloaded. If necessary, the safety sensor ensures immediate regeneration of the softening resin or for an interruption of the water supply, if actually more than the predicted amount of water is withdrawn before the scheduled Night regeneration would use.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche wie die Anlage gemäß Fig. 1 der DE-PS 29 50 728 einen Wassermengenzähler und eine davon abhängige Programmsteuerung (z.B. Mikrocomputer) zur Umschaltung vom Enthärtungsbetrieb zum Regenerierbetrieb des Enthärters aufweist, wird zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Programmsteuerung an den einzigen Härtefühler elektrisch angeschlossen ist, der selbst oder dessen Entnahmeeinrichtung an der Unterseite der Harzsäule angeordnet ist, und dadurch ihr Programm korrigierbar ist. Vorteilhaft ist daran, daß bei eventuellen, vom Härtefühler als Sicherheitssensor ausgelösten Sofortregenerierungen oder Entnahmeunterbrechungen eine Verkürzung der Zeitspanne bis zur jeweils nächsten Regelregenerierung einprogrammiert wird, sodaß eine Wiederholung einer Sofortregenerierung von Mal zu Mal weniger wahrscheinlich wird.In one embodiment of the device according to the invention, which like the system according to FIG. 1 of DE-PS 29 50 728 a water meter and a dependent program control (e.g. microcomputer) to switch from water softening mode for the regeneration operation of the softener is expediently provided that the program control is electrically connected to the only hardness sensor, which itself or its removal device is arranged on the underside of the resin column is, and thereby your program can be corrected. The advantage is that in the event of any, Immediate regenerations or interruptions in withdrawal triggered by the hardness sensor as a safety sensor programmed a shortening of the time until the next rule regeneration so that a repetition of an instant regeneration is less likely from time to time will.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der durch die Zeichnung beispielhaft dargestellten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.In the following the invention is exemplified with reference to the drawing illustrated preferred embodiment of the device according to the invention explained.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen schematisch dargestellten vertikalen Längsschnitt durch den Enthärter 10 einer Wasserenthärtungsanlage, beispielsweise gemäß DE-PS 29 10 869 (Spiegl), welche dementsprechend ein Mehrwegeventil 12 aufweist, das mit einer Ventilverstelleinrichtung 15 versehen ist, die ihrerseits mittels einer elektrischen Steuerung 16 elektromechanisch zur Einwirkung auf das Ventil 12 zu bringen ist, an das nicht nur die abgebrochen gezeichneten Zu- und Ableitungen 18 bzw. 20 für hartes bzw. enthärtetes Wasser, sondern auch nicht gezeichnete Zu- und Ableitungen für flüssiges Regeneriermittel bzw. Abwasser angeschlossen sind.The only figure in the drawing shows one shown schematically vertical longitudinal section through the softener 10 of a water softener, for example according to DE-PS 29 10 869 (Spiegl), which accordingly has a multi-way valve 12, which is provided with a valve adjusting device 15, which in turn means an electrical control 16 electromechanically for acting on the valve 12 is to be brought, to which not only the broken off drawn inlets and outlets 18 or 20 for hard or softened water, but also not shown additions and drains for liquid regenerant or waste water are connected.

Das Mehrwegeventil 12 sitzt auf dem Scheitel der Kuppel eines hauptsächlich kreiszylindrischen Behälters 22, dessen gewölbter Boden beispielsweise auf einen Fußboden gestellt ist.The multi-way valve 12 sits on the apex of the dome of a mainly circular cylindrical container 22, the curved bottom for example on a Is placed on the floor.

Vom Mehrwegeventil 12 aus verläuft ein vertikales Leitungsrohr 24 längs der Zylinderachse des Behälters 22 bis zu dessen Boden, wo es in einem Filtersieb 26 endet, durch das abwechselnd enthärtetes Wasser einfließt und flüssiges Regeneriermittel ausfließt in eine am Behältergrund gelagerte, das Filtersieb 26 vollständig einbettende Füllschicht 28 aus nicht-ionenaustauschendem Schüttgut mit vernetzten Hohlräumen.A vertical line pipe 24 runs from the multi-way valve 12 along the cylinder axis of the container 22 to its bottom, where it is in a filter screen 26 ends, through which softened water and liquid regenerant flows in alternately flows out into a filter screen 26 which is mounted on the container base and completely embeds Filling layer 28 made of non-ion-exchanging bulk material with cross-linked cavities.

Das obere Ende des Leitungsrohres 24 ist innerhalb des Behälters 22 Träger eines an das Mehrwegeventil 12 angeschlossenen Filtersiebes 30, durch das abwechselnd verbrauchtes flüssiges Regeneriermittel einfließt und zu enthärtendes Wasser ausfließt in einen Hohlraum 32 in der Behälterkuppel, welcher nach unten durch die freie Oberfläche einer sich nach unten bis zur Füllschicht 28 erstreckenden vertikalen Säule 34 aus ionenaustauschendem körnigem Harz begrenzt ist, das beim Enthärten schrumpft, sodaß die freie Oberfläche der Harz säule 34 sinkt und beim Regenerieren wieder bis unter das Filtersieb 30 auf die gezeichnete Höhe steigt. Dagegen bleibt die aus Harz und Füllmaterial gemischte Grenzschicht 36 in konstanter Höhe über dem Behälterboden unverändert.The upper end of the conduit 24 is within the container 22 Carrier of a filter screen 30 connected to the multi-way valve 12, through which alternately used liquid regenerant flows in and liquid to be softened Water flows out into a cavity 32 in the container dome, which is downward through the free surface of one extending down to the filling layer 28 vertical column 34 of ion-exchanging granular resin is limited, the Softening shrinks, so that the free surface of the resin column 34 drops and the Regenerate again to under the filter screen 30 on the drawn Height increases. In contrast, the boundary layer mixed from resin and filler material remains 36 unchanged at a constant height above the bottom of the container.

Wenig über der Grenzschicht 36 endet der untere Wasser-Auslaß eines als Sicherheitssensor dienenden ersten harzhaltigen Härtefühlers 38, der in die Harzsäule 34 eingebettet ist und dessen oberer Wasser-Einlaß eine waagrechte Trennfläche 40 bestimmt, die einen Sicherheitsabstand von der Grenzschicht 36 hält, welcher ungefähr der vertikalen Fühlerlänge entspricht. The lower water outlet of one ends a little above the boundary layer 36 serving as a safety sensor first resinous hardness sensor 38, which is in the Resin column 34 is embedded and its upper water inlet has a horizontal interface 40 determined, which maintains a safe distance from the boundary layer 36, which corresponds approximately to the vertical length of the probe.

über dem Härtefühler 38 ist ebenfalls vollständig in die Harzsäule 34 eincrebettet ein als Betriebssensor dienender zweiter harzhaltiaer Wasser- - -Härtefühler 42 mit unten liegendem auslaß und oben liegendem Wasser-Einlaß angeordnet, der die Höhenlage einer gedachten, momentan realen Grenzschicht 44 bestimmt,die aus einer Mischung aus verbrauchtem und unverbrauchtem Harz entsteht,wenn die Anlage eine entsprechende Zeit lang enthärtetes Wasser geliefert hat. Die von oben nach unten wandernde Grenzschicht 44 trennt also einen größer werdenden oberen Teil der dort aktiv gewesenen, aber nun verbrauchten Säule 34 von deren kleiner werdendem unterem Teil, der noch zum lonenaustausch fähig ist.above the hardness sensor 38 is also completely in the resin column 34 a second resin-containing water- -Hardness sensor 42 with outlet below and water inlet above, which determines the altitude of an imaginary, momentarily real boundary layer 44 which from a mixture of used and unconsumed resin arises when the plant has supplied softened water for a corresponding period of time. The top down Boundary layer 44 migrating at the bottom thus separates an increasing upper part of the Pillar 34 that was active there but is now used up by its decreasing size lower part, which is still capable of ion exchange.

Die Härtefühler 38 und 40 können beispielsweise von der in der DE-PS 29 53 143 (Spiegl) offenbarten, in der PS-Fig. 11 dargestellten Bauart sein. The hardness sensors 38 and 40 can, for example, from the DE-PS 29 53 143 (Spiegl) disclosed, in the PS-Fig. 11 be the type shown.

Die beiden Härtefühler 38 und 42 hängen an einem gemeinsamen, sie mechanisch verbindenden elektrischen Kabel 46, das durch die Behälterkuppel zugentlastet austritt und mit der elektrischen Steuerung 16 verbunden ist.The two hardness sensors 38 and 42 are attached to a common one, they mechanically connecting electrical cable 46, which is strain-relieved by the container dome exits and is connected to the electrical control 16.

Die Wirkungsweise der dargestellten Vorrichtung ist folgende: Am Anfang der Betriebsphase, die auf eine vorangegangene Regenerierphase folgt, ist die Grenzschicht 44 noch nicht ausgebildet. Sie entsteht an der freien Oberfläche der Harzsäule 34, mit welcher diese an den Hohlraum 32 im Behälter 22 grenzt.The mode of operation of the device shown is as follows: At the beginning the operating phase that follows a previous regeneration phase is the boundary layer 44 not yet trained. It arises on the free surface of the resin column 34, with which this adjoins the cavity 32 in the container 22.

Im Laufe der Zeit findet eine durch mehr oder minder lange Pausen unterbrochene, jeweils kürzer oder länger dauernde Verlagerung der Grenzschicht 44 nach unten statt, bis diese den Einlaß des oberen Härtefühlers 42 erreicht, der die obere Grenzschicht einer bis zur Füllschicht 28 reichenden Harzreserve markiert und beim Eintreffen der Grenzschicht 44 anspricht. Daraufhin kann die Regenerierphase eingeleitet werden oder aber mittels der Harzreserve weiterhin enthärtet werden,bis der untere flärtefühler 38 vor der stationären Grenzschicht 36 zwischen Harz säule 34 und Füllschicht 28ebenfalls anspricht, worauf die alarmierte elektrische Steuerung 16 die Verstelleinrichtung 14 zu derjenigen Einstellung des Mehrwegeventils 12 veranlaßt, bei welcher der Einlaß der Zuleitung für flüssiges Regeneriermittel mit dem Leitungsrohr 24 verbunden ist, sodaß zum Beispiel die als Regeneriermittel verwendete Sole aus dem Filtersieb 26 in die Füllschicht 28 austritt und von dort allmählich nach oben steigend in die Harzsäule 34 eindringt, bis die eingesetzte Solemenge verbraucht ist,die für alle Fälle so bemessen wurde, daß die Grenzschicht 44 nicht wieder an der freien Oberfläche der Harzsäule 34 anlangt, sodaß kein überschüssiges verbrauchtes Regeneriermittel in den Hohlraum 32 dringt und schließlich ins Abwasser gelangt.In the course of time one finds itself through more or less long pauses Intermittent shifting of the boundary layer, each shorter or longer 44 down until it reaches the inlet of the upper hardness sensor 42, the the upper boundary layer of a resin reserve reaching up to the filling layer 28 is marked and responds when the boundary layer 44 arrives. The regeneration phase can then are introduced or continue to be softened by means of the resin reserve until the lower temperature sensor 38 in front of the stationary boundary layer 36 between resin column 34 and filling layer 28 also responds, whereupon the alarmed electrical control 16 causes the adjustment device 14 to adjust the multi-way valve 12, at which the inlet of the supply line for liquid regenerant with the conduit pipe 24 is connected, so that, for example, the brine used as a regenerant from the filter screen 26 exits into the filling layer 28 and from there gradually upwards rising into the resin column 34 penetrates until the amount of brine used is consumed is, which was dimensioned for all cases so that the boundary layer 44 does not come back on the free surface of the resin column 34 arrives so that no excess consumed Regenerating agent penetrates into the cavity 32 and finally passes into the wastewater.

Während der Regenerierphase wird zunächst der Härtefühler 38 und danach der Härtefühler 42 selbst regeneriert, da diese Härtefühler eine eigene Harzfüllung besitzen. Dabei erhält der untere Härtefühler 38 vollkommen frisches Regeneriermittel.During the regeneration phase, the hardness sensor 38 and then the hardness sensor 42 regenerates itself, since this hardness sensor has its own resin filling own. The lower hardness sensor 38 receives completely fresh regenerant.

Eine Verzögerung der Regenerierung nach Ansprechen des Sicherheitssensors, also des unteren Härtefühlers 38, kann solange hingenommen werden, wie die allerletzte Harzreserve zwischen Trennfläche 40 und unterer Grenzschicht 36 nicht restlos erschöpft wird.A delay in regeneration after the safety sensor has responded, so the lower hardness sensor 38 can be accepted as long as the very last one Resin reserve between interface 40 and lower boundary layer 36 not completely exhausted will.

Claims

Method and device for ion exchange regeneration Claims 1.) Process for regenerating a vertical one used e.g. for water softening Ion exchange column, which as a result of the softening of hard water from above flows in, is more or less exhausted, by liquid regenerant that flows through the column from bottom to top, whereby at a certain height of the column the Arrival of the downwardly migrating boundary layer between a thereby increasing, exhausted upper part of the column and a decreasing, exchangeable lower part of the column and consequently the regenerant is first fed to the lower column part, characterized in that an exhaustion and the amount of regenerant used, which is independent of the amount of water, is measured in this way is that the upper part of the column is regenerated at most approximately.

2.) Method in particular according to claim 1, characterized in that that to initiate the regeneration of an ion exchange from top to bottom traversed vertical column flowing through it from bottom to top Regenerating agent an ion-exchanging agent arranged on the underside of the column Resin-containing hardness sensor with liquid outlet under its inlet and above the lower interface of the column is used.

3.) Device for performing in particular the method according to claim 1, for a water softening system with a container (22) that has a vertical Line pipe (24) with a filter screen (26) arranged on the bottom of the container as a pipe in and out outlet and a vertical column (34) of ion-exchanging granular resin, if necessary over an inactive filling layer on the container bottom and at least one in this embedded probe (38 or 42) for ongoing monitoring of the hardness of the resin seeping water or a water sampling device instead of this internal sensor contains, which is connected to an external hardness sensor in a water-conducting manner, thereby characterized in that a hardness sensor (38) or its removal device on the Underside (36) of the resin column (34) is arranged.

4.) Device according to claim 3, for a water softening system with at least one resinous sensor (38, 42) for monitoring the hardness of the water seeping through it or a filter sieve as a water sampling device, which is connected to an external resin-containing hardness sensor, characterized in that that the outlet of the hardness sensor (38) or the filter screen above the underside (36) the resin column (34) is arranged.

5.) Device according to claim 4, wherein in one and the same softener container (22) two hardness sensors (38 and 42) or filter sieves or one filter sieve and one hardness sensor are arranged, characterized in that a hardness sensor (42) or filter sieve as an operating sensor in the middle of the resin column (34) and a hardness sensor (38) or filter sieve is arranged as a safety sensor at the lower end of the resin column (34).

6.) Device according to claim 3 or 4, characterized in that the outlet of the hardness sensor (38) has a filter screen which is located above the filter screen (26) of the pipe (24) is arranged.

7.) Device according to claim 2 or 3, with a water meter and a program control dependent thereon for switching over from the water softening mode for regenerating the softener, characterized in that the program control is electrically connected to the only hardness sensor, itself or its Removal device is arranged on the underside of the hardener column, and thereby their program is correctable.