DE3738231A1 - Wasseraufbereitungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasseraufbereitungsanlage mit einer Zuleitung, mit einer sich an die Zuleitung anschlies­ senden Filtereinheit und mit einem der Filtereinheit nach­ geordneten sowie durch diese befüllbaren Wasserspeicher, von welchem eine Entnahmeleitung zu einem Zapfventil führt.

Derartige Wasseraufbereitungsanlagen sind insbesondere als Wasseraufbereitungsanlagen zum Entfernen von Nitraten und anderen gesundheitsgefährdenden Stoffen aus Leitungswasser bekannt. Bei diesen Wasseraufbereitungsanlagen wird das Lei­ tungswasser in der Filtereinheit über ein Membranfilter, vorteilhafterweise ein mit Umkehrosmose arbeitendes Membran­ filter, geführt, welches den Leitungswasserstrom in einen Abwasserstrom und einen Reinwasserstrom aufteilt. Da die Membranfilter in der Regel nur eine geringe Durchsatz­ leistung zulassen, ist es erforderlich, das Reinwasser in einem Wasserspeicher zwischenzuspeichern, aus welchem es dann über eine Entnahmeleitung und ein Zapfventil entnommen werden kann. Diese Wasserspeicher sind bei den bisher be­ kannten Wasseraufbereitungsanlagen über eine Stichleitung mit der Entnahmeleitung verbunden, welcher unmittelbar das Reinwasser zugeführt wird.

Solange durch das Zapfventil kein Reinwasser entnommen wird, wird der Wasserspeicher durch das von der Filtereinheit ständig erzeugte Reinwasser so lange befüllt, bis dieser seinen Maximaldruck erreicht und damit einen Gegendruck auf der Reinwasserseite des Membranfilters erzeugt, der so groß ist, daß dieses kein weiteres Reinwasser produ­ ziert.

Dies hat den großen Nachteil, daß damit aas Reinwasser in dem einmal gefüllten Wasserspeicher ein stehendes Wasser ist, in welchem sich Keime bilden können. Insbesondere bei längeren Intervallen zwischen der Entnahme von Rein­ wasser über das Zapfventil erfolgt dadurch eine sehr starke Verkeimung des Wasserspeichers, die dadurch noch verstärkt wird, daß dieser lediglich über eine Stichlei­ tung mit der Entnahmeleitung verbunden ist, so daß auch selbst bei Entnahme von Wasser sich stets Zonen im Wasser­ speicher bilden, in denen nahezu keine oder nur eine ge­ ringe Wasserströmung vorliegt, so daß sich in diesen Zonen auch bei Entleerung des Wasserspeichers in ver­ stärktem Maße Keime bilden können.

Diese Verkeimung des Wasserspeichers hat insbesondere die nachteilige Folge, daß diese Keime aus dem nicht voll­ ständig von der Filtereinheit entfernten Nitrat im Rein­ wasser Nitrit bilden, das giftig ist und daher im Trink­ wasser unbedingt vermieden werden sollte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wasseraufbereitungsanlage der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß die Verkeimungsgefahr auf der Reinwasser­ seite, das heißt im Bereich des Wasserspeichers und der Entnahmeleitung, möglichst gering ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Wasseraufbereitungsanlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wasserspeicher als Durchlaufspeicher mit einem sich zwischen einer Einströmöffnung und einer Ausströmöffnung er­ streckenden Speichervolumen ausgebildet ist und daß von der Entnahmeleitung eine zu einem Abwasseranschluß führende Ablaufleitung abzweigt.

Der Kern der Erfindung ist also darin zu sehen, daß der Was­ serspeicher entgegen dem Stand der Technik nicht mehr ledig­ lich über eine Stichleitung angeschlossen ist, sondern als Durchlaufspeicher ausgebildet ist und daher stets durchströmt werden kann und daß außerdem durch die zusätzlich vorge­ sehene Ablaufleitung in den Intervallen zwischen den ein­ zelnen Zapfvorgängen ein Reinwasserstrom durch den Durchlauf­ speicher und zumindest einen Teil der Entnahmeleitung hin­ durch aufrecht erhalten wird, welcher ein Verkeimen des Was­ serspeichers sowie des durchströmten Teils der Entnahme­ leitung verhindert. Dieser Reinwasserstrom ist selbstver­ ständlich dann, wenn der Wasserspeicher gefüllt ist, maximal gleich dem von der Filtereinheit erzeugten Reinwasserstrom.

Bei der erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage können beispielsweise der Wasserspeicher und die Ablaufleitung so dimensioniert sein, daß stets ein Teil der von der Filter­ einheit produzierten Reinwassermenge über die Ablaufleitung abfließt, so daß auch bei leerem Speicher dieser im Laufe der Zeit gefüllt wird und einen Maximaldruck erreicht, wel­ cher die von der Filtereinheit produzierte Reinwassermenge so weit drosselt, daß diese lediglich der über die Ablauf­ leitung abfließenden Reinwassermenge entspricht.

Vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Ablaufleitung mit einer Durchflußregeleinrichtung versehen ist, da diese nach einem Entleeren des Wasserspeichers erlaubt, die gesamte, von der Filtereinheit produzierte Reinwasser­ menge zum Befüllen des Wasserspeichers zu verwenden.

Die Durchflußregeleinrichtung kann beispielsweise ge­ steuert sein, wobei eine Vielzahl von Steuerungsparame­ tern möglich sind. So ist es beispielsweise möglich, nach einem Entleeren über das Zapfventil für ein bestimmtes Zeitintervall die Durchflußregeleinrichtung zu schließen und einen Abfluß von Reinwasser zu verhindern. Vorteil­ hafter ist es jedoch, wenn die Durchflußregeleinrichtung in Abhängigkeit von einem Füllstand des Wasserspeichers gesteuert ist, so daß ein Ablauf von Reinwasser dann er­ folgt, wenn der Wasserspeicher gefüllt ist.

Insbesondere bei als Druckspeicher aufgebauten Wasserspei­ chern, das heißt solchen Wasserspeichern, bei denen sich mit dem Füllgrad auch der Wasserdruck erhöht, ist es vor­ teilhaft, wenn die Durchflußregeleinrichtung druckge­ steuert ist und damit bei einem bestimmten einstellbaren Druck einen Ablauf von Reinwasser über die Ablaufleitung und somit eine Spülung des als Durchlaufspeicher ausge­ bildeten Wasserspeichers ermöglicht.

Ein im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Durch­ flußregeleinrichtung so ausgebildet ist, daß sie bei einem Maximaldruck des Durchlaufspeichers öffnet, so daß dieser zuerst befüllt wird und bei Erreichen des dem maximalen Füllstand entsprechenden Maximaldrucks die Durchflußregel­ einrichtung öffnet.

Um möglichst auch die Entnahmeleitung zwischen den Zapfinter­ vallen zu durchströmen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Ablaufleitung nahe beim Zapfventil von der Entnahme­ leitung abzweigt, wobei es besonders zweckmäßig ist, die Ab­ laufleitung unmittelbar vor dem Zapfventil abzweigen zu las­ sen.

Der Durchlaufspeicher selbst kann im Rahmen der erfindungs­ gemäßen Lösung beliebig ausgebildet sein. Besonders nütz­ lich ist es jedoch, wenn dieser als ein sich druckbeauf­ schlagt entleerender Speicher ausgebildet ist, da dieser die Möglichkeit schafft, ohne zusätzliche Maßnahmen im Reinwassersystem einen für dessen Entleerung über das Zapf­ ventil erforderlichen Überdruck zu schaffen.

Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Durchlaufspeichers sieht vor, daß dieser ein volumenveränderliches, durchström­ bares Speicherelement aufweist, welches beispielsweise eine Gummiblase oder ein anderes volumenveränderliches Element sein kann.

Um eine restlose Entleerung des Speicherelements zu errei­ chen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das Speicher­ element im entleerten Zustand druckbeaufschlagt ist, so daß bis zur Entleerung des Speicherelements ein ausreichen­ der Druck im Reinwassersystem vorliegt.

Eine besonders bevorzugte Anordnung sieht vor, daß das Speicherelement in einem Druckkessel angeordnet ist, in welchem durch Erzeugen eines Überdrucks in entleertem Zustand des Speicherelements in einfacher Weise die Druck­ beaufschlagung desselben erreichbar ist.

Weitere Merkmale und Vorteile sind Gegenstand der nach­ folgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungs­ gemäßen Wasseraufbereitungsanlage und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Durchflußregeleinrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wasserauf­ bereitungsanlage im eingebauten Zustand, dargestellt in Fig. 1, entnimmt übliches Leitungswasser aus einer Wand­ armatur 10 und stellt aufbereitetes Reinwasser an einem Zapf­ ventil 12, angebaut an eine Spüle 14, zur Verfügung.

Die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlage umfaßt eine von der Wandarmatur 10 zu einer Filtereinheit 16 führende Zuleitung 18. Die Filtereinheit 16 ist ihrerseits aus einem mit der Zuleitung 18 verbundenen Regulierventil 20 aufgebaut, an welches sich, verbunden durch ein Leitungs­ stück 24, ein Vorfilter 22 anschließt. Dieses Vorfilter 22 gibt über ein weiteres Leitungsstück 26 vorgefiltertes Wasser an ein Membranfilter 28 ab. Das Membranfilter 28 arbeitet nach dem Prinzip der Umkehrosmose und teilt das über das Leitungsstück 26 zugeführte Wasser in einen mit herauszufilternden Stoffen angereicherten Abwasserstrom, abge­ führt über eine Drossel 30, eine Abwasserleitung 32 zu einem Abwasseranschluß 34, und einen Reinwasserstrom, ab­ geleitet über eine Reinwasserleitung 36 auf. In dem Mem­ branfilter 28 entsteht dabei ein Druckverlust, der so aus­ sieht, daß bei einem Eingangsdruck im Leitungsstück 26 von ungefähr 5 bar in der Reinwasserleitung schließlich ein Enddruck von ungefähr 3 bar vorliegt, während der Ab­ wasserstrom nach der Drossel 30 drucklos abläuft.

An diese Reinwasserleitung 36 schließt sich ein Drucklauf­ speicher 38 an, welcher aus einem Druckkessel 40 und einem darin enthaltenen volumenveränderlichen Speicher­ element 42, beispielsweise einer Gummiblase, aufgebaut ist. Dieses Speicherelement hat zwei Anschlüsse, nämlich einen einer Einströmöffnung 44 zugeordneten Einströman­ schluß 46 und einen einer der Einströmöffnung 44 gegen­ überliegenden Ausströmöffnung 48 zugeordneten Ausström­ anschluß 50. Das Speicherelement 42 kann sich nun inner­ halb des festen Druckkessels 40 bis maximal zu dem Volumen desselben ausdehnen. In dem Druckkessel 40 ist zwischen diesem und dem Speicherelement 42 ein Zwischenraum 52 vor­ gesehen, welcher mit unter Druck stehendem Gas befüllbar ist, das heißt, daß das Speicherelement 42 seinerseits dichtend in dem Druckkessel 40 aufgenommen ist. Dieser Zwischenraum wird gewöhnlicherweise über ein Druckventil 54 im Druckkessel 40 bei leerem Speicherelement 42 mit einem Druck von ungefähr 0,5 bar beaufschlagt. Dehnt sich das Speicherelement 42 aus, so steigt zwangsläufig dieser Druck in dem Zwischenraum 52 an, da der Zwischenraum 52 mit zunehmender Ausdehnung des Speicherelements 42 kleiner wird.

Von dem Ausströmanschluß 50 führt eine Entnahmeleitung 56 zu dem Zapfventil 12 an der Spüle 14. Ferner zweigt von der Entnahmeleitung 56 eine Ablaufleitung 58 ab und mün­ det in die Abwasserleitung 32. Zur Regelung des durch die Ablaufleitung 58 ablaufenden Reinwasserstroms ist diese noch zusätzlich mit einer Durchflußregeleinrichtung 60 versehen.

Ein Beispiel einer derartigen Durchflußregeleinrichtung 60, dargestellt in Fig. 2, ist als Überdruckventil ausgebildet und umfaßt ein als Ganzes mit 62 bezeichnetes Ventilge­ häuse mit einem Anschlußstutzen 64, welcher mit der Ent­ nahmeleitung 56 in Verbindung steht. Eine Einströmbohrung 66 des Anschlußstutzens 64 geht in einen im Innern des Ventilsitzes koaxial zur Einströmbohrung 66 angeordneten kegelförmigen Ventilsitz 68 über, welcher durch einen in dem Ventilgehäuse 62 koaxial zum Ventilsitz 68 ver­ schieblichen und auf seiner diesem zugewandten Seite kegelförmigen Ventilkörper 70 verschließbar ist. Das Ventilgehäuse 62 ist dabei so ausgebildet, daß bei vom Vordersitz 68 abgehobenem Ventilkörper 70 das aus diesem ausströmende Reinwasser in einen koaxial zum Ventilsitz sich an diesen anschließenden Ringraum 72 einströmen kann, wobei der Ringraum 72 einerseits durch den Ventilkörper 70 nach innen und andererseits durch das Ventilgehäuse 62 nach außen begrenzt ist. Der Ventilkörper 70 ist seiner­ seits mit einer koaxial in diesem angeordneten Ausström­ bohrung 74 versehen, die sich von einem dem Ventilsitz 68 gegenüberliegenden Ende in den Ventilkörper 70 in Form einer Sackbohrung hinein erstreckt und an ihrem Ende durch eine in radialer Richtung im Ventilkörper 70 ver­ laufende und in den Ringraum 72 mündende Bohrung 76 mit letzterem verbunden ist.

Damit kann also bei von dem Ventilsitz 68 abgehobenem Ventilkörper 70 das durch die Einströmbohrung 66 eintre­ tende Reinwasser über den Ventilsitz in den Ringraum 72 einströmen und von dort über die Bohrung 76 und die Aus­ strömbohrung 74 abfließen.

Der Ventilkörper 70 ist im Anschluß an den Ringraum mit einem Ringwulst 78 versehen, welcher in einer Führungs­ bohrung 80 im Ventilgehäuse 62 geführt ist, so daß eine koaxiale Verschiebbarkeit des Ventilkörpers 70 zum Ventil­ sitz 68 gewährleistet ist. Vorzugsweise ist in den Ring­ wulst 78 noch eine Dichtung 82 eingelegt, welche diesen gegen die Führungsbohrung und damit insgesamt den Ring­ raum 72 abdichtet.

Der Ringwulst 78 ist durch eine den Ventilkörper 70 um­ gebende Druckfeder 84 in Richtung des Ventilsitzes 68 be­ aufschlagt, welche sich auf einer Abdeckkappe 86 abstützt, die ihrerseits das Ventilgehäuse 62 auf einem dem An­ schlußstutzen 64 gegenüberliegenden Ende übergreifend ab­ schließt, wobei die Abdeckkappe 86 von einem an dem Ven­ tilkörper 70 angeformten und die Ausströmbohrung 74 zum Teil aufnehmenden Abflußstutzen 88 durchsetzt ist, der seinerseits wiederum mit der Abwasserleitung 32 über ein Leitungsstück in Verbindung steht.

Die erfindungsgemäße Wasseraufbereitungsanlage funktioniert folgendermaßen: Das über die Zuleitung 18 aus der Wand­ armatur 10 entnommene Leitungswasser wird zuerst der Filter­ einheit 16 zugeführt, in welcher das Regulierventil 20 die Durchflußmenge festlegt. Nach Passieren des Regulierven­ tils 20 und des Vorfilters 22 gelangt das vorgefilterte Leitungswasser in das Membranfilter 28, in welchem durch Umkehrosmose der der Reinwasserleitung 36 zugeführte Rein­ wasserstrom von einem der Abwasserleitung 32 zugeführten Abwasserstrom getrennt wird.

Solange der durch Durchlaufspeicher 38, das heißt das Spei­ cherelement 42 des Durchlaufspeichers 38, noch nicht voll ist und außerdem das Zapfventil 12 geschlossen ist, wird über einen ständigen Reinwasserstrom das Speicherelement 42 gefüllt. Dabei steigt der Druck im Speicherelement 42 so lange an bis er einen Ansprechdruck der als Überdruck­ ventil ausgebildeten Durchflußregeleinrichtung 60 in der Ablaufleitung 58 erreicht. Dieser Ansprechdruck wird vor­ zugsweise so eingestellt, daß er dem Maximaldruck, bei maximalem Speichervolumen des Speicherelements 42 ent­ spricht.

Durch Übersteigen des Ansprechdrucks der Durchflußregel­ einrichtung 60 hebt sich der Ventilkörper 70 von dem Ventil­ sitz 68 ab und läßt einen Abfluß von Reinwasser von der Entnahmeleitung 56 über die Ablaufleitung 58 zu der Abwas­ serleitung 32 zu. Dies hat zur Folge, daß nunmehr bei gefülltem Speicherelement 42 - obwohl am Zapfventil 12 kein Reinwasser entnommen wird - stets Reinwasser in dem Umfang über die Ablaufleitung 58 abfließt, in dem dieses über die Reinwasserleitung 36 von seiten des Membranfilters 28 zugeführt wird. Dadurch ist der Durchlaufspeicher 38 stets von Reinwasser durchströmt, so daß sich in diesem keine Keimpopulation ansiedeln kann und damit auch kein Verkei­ men des Durchlaufspeichers 38 im Laufe der Zeit erfolgt.

In dem Moment, in dem das Zapfventil 12 zur Entnahme von Reinwasser aus dem Durchlaufspeicher 38 geöffnet wird, sinkt der Druck im Durchlaufspeicher 38 unter den Ansprech­ druck der Durchflußregeleinrichtung 60 ab, so daß diese schließt und eine Entleerung des Durchlaufspeichers 38 ausschließlich über die Entnahmeleitung 56 und das Zapf­ ventil 12 erfolgt. Aufgrund der Druckbeaufschlagung des Speicherelements 42 durch den im Zwischenraum 52 auch bei geleertem Speicherelement 42 herrschenden Überdruck kann bei Bedarf durch das Zapfventil 12 das Speicherele­ ment 42 vollständig entleert werden, so daß das Speicher­ element 42 sein Volumen auf nahezu Null verkleinert und somit auch das gesamte Reinwasser entfernt wird.

Nach Schließen des Zapfventils 12 erfolgt zunächst durch das ständig über die Reinwasserleitung 36 nachströmende Reinwasser ein Befüllen des Speicherelements 42 bis der Ansprechdruck der Durchflußregeleinrichtung 60 erreicht ist, die dann wieder bis zum nächsten Öffnen des Zapf­ ventils für einen stetigen Durchfluß durch den Durch­ laufspeicher 38 zur Verhinderung einer Verkeimung sorgt.

Claims (11)

1. Wasseraufbereitungsanlage mit einer Zuleitung, mit einer sich an die Zuleitung anschließenden Filtereinheit und mit einem der Filtereinheit nachgeordneten sowie durch diese befüllbaren Wasserspeicher, von welchem eine Ent­ nahmeleitung zu einem Zapfventil führt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserspeicher als Durchlaufspeicher (38) mit einem sich zwischen einer Einströmöffnung (44) und einer Ausströmöffnung (48) erstreckenden Speichervolumen (42) ausgebildet ist und daß von der Entnahmeleitung (56) eine zu einem Abwasseranschluß (34) führende Ablaufleitung (58) ab­ zweigt.

2. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ablaufleitung (56) mit einer Durch­ flußregeleinrichtung (60) versehen ist.

3. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Durchflußregeleinrichtung (60) gesteuert ist.

4. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Durchflußregeleinrichtung (60) in Abhängigkeit von einem Füllstand des Wasserspeichers (38) gesteuert ist.

5. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußregeleinrich­ tung (60) druckgesteuert ist.

6. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchflußregeleinrichtung (60) so aus­ gebildet ist, daß sie bei Maximaldruck des Durchlauf­ speichers (38) öffnet.

7. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufleitung (58) nahe beim Zapfventil (12) von der Entnahmeleitung (56) abzweigt.

8. Wasseraufbereitungsanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlauf­ speicher (38) als sich druckbeaufschlagt entleerender Speicher ausgebildet ist.

9. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Durchlaufspeicher (38) ein volumen­ veränderliches durchströmbares Speicherelement (42) auf­ weist.

10. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Speicherelement (42) im entleerten Zustand druckbeaufschlagt ist.

11. Wasseraufbereitungsanlage nach Anspruch 9 oder 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (42) in einem Druckkessel (40) angeordnet ist.