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Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren von basenaustauschendem
Filtermaterial. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Reinigung von Wasser
mittels basenaustauschendem Filtermaterial, beispielsweise Zeolithen, und betrifft
im besonderen ein Verfahren und eine Vorrichtung zu deren Regenerierung, mittels
deren unter änderem eine größere Ausnutzung des Salzes dadurch erreicht wird, daß
die Zeolithe in bestimmter Weise nacheinander mit Salzlösungen verschiedener Konzentration
behandelt werden, wobei diese Lösungen in der Konzentration entsprechenden, übereinanderliegenden
Schichten in einem Behälter aufgespeichert «-erden. Hierzu werden die während der
Regenerierung und des darauffolgenden Auswaschens der Zeolithe aus diesen ablaufenden
Flüssigkeiten in einen Sammelbehälter gebracht, um bei der nächsten Regenerierung
wieder verwendet zu werden, wodurch bisher nicht ausgenutzte Salzlösung noch zur
Wirkung-
gebracht und dadurch der Salzverbrauch vermindert wird.
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Bei der Reinigung mittels beliebiger hasenaustauschender Stoffe, beispielsweise
bei der Enthärtung von Wasser, werden während der Betriebsperiode die Härtebildner
des Wassers i Kalk und Magnesia) beim Durchgang durch das Filtermaterial vermöge
dessen busenaustauschender Wirkung aus dein Wasser entfernt. Nach einer bestimmten
Betriebszeit ist eine Wiederbelebung der Zeolithe erforderlich, welche beispielsweise
mittels einer Kochsalzlösung erfolgt, wodurch die Härtebildner in lösliche Chloride
verwandelt werden, während die Zeolithe entsprechende Mengen von '.Natrium aus denn
Kochsalz aufnehmen. Nach Auswaschen des Materials von überschüssig zugeführter bzw.
in den Poren zurückgebliebener Salzlosung ist es wieder arbeitsfähig wie vorher.
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Da zur Enthärtung hiernach einzig und allein Kochsalz und Wasser als
Betriebsstote in Frage kommen und die Betriebskosten lediglich von der benötigten
Menge dieser Stoffe abhangen. so leuchtet ein, daß eine Verminderung derselben für
die gesamten Betriebskosten von großer Bedeutung ist.
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Bei der Filtration von Wasser über hasenaustauschende Filtermaterialien
in der Richtung von oben nach unten werden die oberen Schichten des Materials sich
stärker mit den ausgeschiedenen Härtebildnern anreichern, d. i. erschöpfen als die
tiefer liegenden, die unter Umständen überhaupt keine solchen mehr aufnehmen. Wenn
nach einer bestimmten Betriebszeit der Filtrationsbetrieb unterbrochen und eine
Kochsalzlösung von unten in das Filtermaterial eingeführt wird, drückt diese das
darin zurückgebliebene Wasser in <lein Maße nach oben, als sie selbst aufsteigt;
die Menge des so verdrängten Wassers ist hierbei größer, wenn vor Einführung der
Salzlösung die Filterschicht nicht ganz entleert «-orden ist. Die Salzlösung durchströmt
bei der Aufwärtsbewegung zunächst überhaupt nicht oder nur teilweise erschöpftes
Filtermaterial und erfährt hierbei entweder keine oder nur eine geringe Veränderung
bezüglich ihres Kochsalzgehaltes. Schließlich erreicht die Salzlösung die ol:ersten,
am meisten erschöpften Filterschichten, in denen ein energischer Austausch Platz
greift, wobei die Salzlösung die Härtebildner in Chloride verwandelt. Dementsprechend
ist die zuerst an die Oberfläche des Materials tretende, dem verdrängten Wasser
unmittelbar folgende Salzlösung sehr reich an Kalzium- und Magnesiumchloriden bzw.
an Leiden und enthält wenig oder praktisch gar kein Kochsalz. Die weiter folgenden
Teile der aufsteigenden Salzlösung sind immer weniger verändert, bis sie schließlich
rein oder ini wesentlichen rein bleiben und somit die reine Kochsalzlösung an die
Schichtoberfläche gelangt. Zu diesem Zeitpunkt ist das gesamte Filtermaterial finit
reiner Kochsalzlösung gefüllt.
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Bei dieser Arbeitsweise ist es aber unverineidlich, claß nur ein Teil
der Salzlösung für die Regeneration voll ausgenutzt wird, während der übrige Teil
nur als Mittel zur Verdrängung des wirklich benötigten nutzbaren Teiles dient, so
daß von einem Regenerierungs- und einem Verdrängungsteil der Salzlösung gesprochen
werden kann.
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Zur Erzielung einer größtinciglichen @1-irtschaftlichkeit ist es daher
sehr wesentlich, den Verdrängungsanteil der Salzlösung zur erneuten Verwendung wiederzugewinnen.
während der Regenerierungsanteil abgelassen oder zur Verwendung für irgendwelche
anderen Zwecke fortgeleitet wird. Selbstverständlich läßt sich eine scharfe Grenzlinie
zwischen Regenerations- und Verdrängungsanteil nicht ziehen, vielmehr geht der eine
in den anderen mehr oder weniger Tiber; in jedem Falle wird der Punkt, von dein
ab (lie Salzlösung noch als zur Wiederverwendung ,geeignet ist, jeweilig von den
besonderen Umständen abhängen.
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Ge-,vöhnlich wird man die Aufwärtsbewegung der Salzlösung dann unterbrechen,
wenn es zweckmäßig erscheint, die erschöpftr Salzlösung, welche durch das Filtermaterial
hindurchgegangen, d. i. den Regenerationsaiiteil oben abzulassen und den Verdrängungsanteil
unten zur Wiederverwendung abzunehmen. Nach Entfernung der Verdrängungslösung wird
die im Filter zurückgebliebene Salzlösung mittels eines von oben nach unten durchgeleiteten
Wasserstromes ausgespült oder ausgewaschen. Hierbei fließt unten aus dem Filter
zunächst die in den Poren verbliebene Salzlösung und dann dieser folgend das Spül-
oder Auswaschwasser aus, welches infolge der aus dem -Material aufgenoninenen Salzlösung
auch noch als solche anzusprechen ist, wobei sie immer schwächer wird, bis zum Schluß
unten salzfreies und weiches `Wasser abläuft. Da dieses Auswaschwasser kochsalzhaltig
und außerdem weich ist, so ist dessen Wiedergewinnung und Verwertung für die Zul,ereitung
der Salzlösung wertvoll.
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Die Wiedergewinnung und Sammlung der einzelnen vorgenannten salzhaltigen
Ltistingen kann nun getrennt jede für sich erfolgen, wobei außer dieseln Behälter
noch ein weiterer für die Zubereitung frischer, d. i. neuer Salzlösttng erforderlich
wird. Dies ist naturgemäß sehr umständlich und hat vielerlei Nachteile iiii Gefolge.
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Auch diesen Übelstand vermeidet (las Verfahren
nach
vorliegender Erfindung dadurch, daß die Sammlung und Aufspeicherung der verschieden
starken Salzlösungen (Verdrängungs- und Auswaschwassersalzlösung) unter Ausnutzung
ihrer verschiedenen spezifischen Gewichte nur in einem Behälter erfolgt, wobei die
Salzlösung bei der Regenerierung durch das Filtermaterial nach oben bis zu einer
darüberliegenden zweckmäßig erscheinenden Höhe geführt wird, beispielsweise bis
die an der Oberfläche des Filterinaterials erscheinende Salzlösung rein oder genügend
frei von Härtebildnern erscheint, die Regenerierung also beendet ist, worauf die
oberhalb der Filterschicht befindliche, durch das Filtermaterial hindurchgeführte
und finit Härtebildnern angereicherte Salzlösung in irgend geeigneter Weise abgelassen
wird, während die im Filtermaterial befindliche Salzlösung zur Wiederverwendung
unten abgezogen wird. Die besondere Art, in welcher dies durchzuführen ist, hängt
von der Gesamtanordnung der Anlage ab. Ist beispielsweise der Salzlösungssammelbehälter
tiefer aufgestellt, dann kann die im Filter zurückgebliebene Salzlösung ohne weiteres
in denselben ablaufen; im entgegengesetzten Falle kann die Lösung mittels einer
in der Salzlösungsleitung angeordneten Fördereinrichtung nach dem höher aufgestellten
Behälter gefördert werden. In jedem Falle wird aber nach Wegschaffung der Salzlösung
Auswaschwasser durch das Filtermaterial geleitet, das unten abgezogen und in demselben
Behälter gesammelt wird, wobei es, weil weniger konzentriert, auf der darin befindlichen
schwereren Salzlösung schwimmt.
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Ist dagegen der Salzlösungsbehälter auf gleicher Höhe wie der Filter
oder höher angeordnet, dann ist es gewöhnlich am einfachsten und billigsten, wenn
die Salzlösung nach unten aus dem Filter mittels in diesen von oben eingeführten
Druckwassers nach dem Sammelbehälter verdrängt wird, so daß hierbei eine besondere
Pumpe überflüssig ist.
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Der Regenerations- oder Sammelbehälter zur Durchführung des Verfahrens
nach vorliegender Erfindung wird zweckmäßig mit einer durch einen Schwimmer betätigten
Einlaßvorrichtung versehen, welche die aufeinanderfolgend in den Behälter eingeleiteten
salzhaltigen Lösungen in verschiedener, durch die Schwimmerlage bestimmter Höhenlage
austreten läßt.
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Angenommen, daß die im Filtermaterial befindliche Salzlösung durch
oberhalb der Filterschicht zugeführtes Wasser nach unten verdrängt wird, so tritt
sie aus dem Filter durch eine Leitung in den leeren Sammelbehälter ein; in dem Maße,
als der Schwimmer steigt, wird Flüssigkeit bei zunehmend höherein Wasserspiegel
in den Behälter ausfließen. Das Wasser, welches das Verdrängungswasser aus dem Filtermaterial
herausdrückt, dient also als Spülwasser oder Auswaschwasser für den Filter, weil
es selbsttätig alle restlich durch Adhäsion oder Adsorption im Material zurückgehaltene
Salzlösung auswäscht und hierbei selbst salzhaltig wird derart, daß mit zunehmender
Spülzeit sein Salzgehalt immer geringer -wird. Je nachdem nun das Auswaschwasser
der Verdrängungssalzlösung folgt, wird deren Auslauf in den Sammelbehälter bei immer
höher steigendem Wasserspiegel erfolgen. Auf diese Weise werden in einem einzigen
Behälter Flüssigkeiten verschiedener Konzentration gesainmeit, und zwar die Flüssigkeit
höchster Konzentration am Boden und hierauf schwimmend immer schwächer werdende
Schichten, so daß die oberste Schicht gewöhnlich Frischwasser ist, d. h. praktisch
einen in Frage kommenden Salzgehalt nicht mehr enthält.
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Angenommen, daß der Sammelbehälter so groß ist, daß er die zur vollen
Regeneration benötigte Lösungsmenge aufnehmen kann, so enthält er nun wohl die Menge
der zur Regeneration erforderlichen Flüssigkeit, nicht aber auch die benötigte Menge
gelösten Salzes, weil ja die Konzentration nicht genügend ist. Deshalb wird nach
.dem Verfahren der Erfindung innerhalb des Sammelbehälters, oder damit in Verbindung
stehend, ein Salzlösebehälter verwendet, welcher in Höhenlage des höchsten Wasserspiegels
im Sammelbehälter Üffnungen für den Wasserzulauf hat und am Boden mit einem Rohr
versehen ist, das zu einem tiefer liegenden Wasserspiegel des Behälters führt.
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Das für die Regeneration erforderliche Kochsalz wird in diesen Salzlösebehälter
eingebracht und löst sich nun in der darin befindlichen Flüssigkeit; sobald die
Konzentration der Salzlösung im Lösegefäß die der Lösung im Sammelbehälter übersteigt,
tritt eine Wasserbewegung vorn Lösebehälter zum Saimnelbehälter derart ein, daß
Lösung aus dem Lösegefäß unten ab und aus dem Saininelbehälter in dieses oben zufließt,
also die schwächere Lösung aus dem oberen Teil des Sammelbehälters in den Lösebehälter
übertritt, dort neues Salz auflöst und die so neu entstandene Salzlösung von ungefähr
gleicher Konzentration wie im Sammelbehälter in Höhe des Auslaufrohres vom Lösebehälter
in den Sammelbehälter übertritt.
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Je nach der Lage des unteren Endes des Auslaufrohres am Boden des
Lösegefäßes kann die frisch zubereitete Salzlösung unterhalb der Verdrängungslösung,
oder in gleicher Höhenlage, oder oberhalb dieser gesaminelt
«-erden.
Die gesamte über Unterkante des Rohres befindliche Salzlösung wird dan:i angehoben,
wobei die schwächste Lösung der obersten Schicht des Sammelbehälters in (las Salzlösegefäß
übertritt und dort weiteres Salz auflöst. Sobald alles Salz gelöst ist, hört die
Wasserbewegung zwischen den Behältern von selbst auf und ist nun die für die nächste
Regenerierung benötigte Menge gelösten Salzes in verschiedenen übereinanderliegenden
Schichten von verschiedener Konzentration vorhanden.
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Es ist zweckmäßig, die neu hergestellte Salzlösung am tiefsten Punkte
abzunehmen, weil der an sich größere Bedarf an Verdrängungsflüssigkeit über dieser
lagert und dann als Regenerationsflüssigkeit verwendet werden kann, während die
frische Lösung zum Verdrängen benutzt wird. «renn hierbei eine geringe Verunreinigung
der ursprünglichen Verdrängungsflüssigkeit durch, mit der vorhergehenden Regenerierflüssigkeit
nicht entfernte Härtebildner stattfindet, so ist dies hierbei ohne Belang, da trotzdem
eine Anhäufung solcher in der neuen Verdrängungsflüssigkeit nicht möglich ist. Würde
die am Boden des Salzlösegefäßes angebrachte Leitung nicht bis zum Boden des Sammelgefäßes
geführt «-erden, dann würde die frisch zubereitete Salzlösung sich mit der Verdrängungsflüssigkeit
oder je nach der Lage des Wasserspiegels möglicherweise mit Teilen der schwächeren
während des Auswaschens gewonnenen Salzlösung mischen; in diesem Falle wird zu der
Verdrängungsflüssigkeit ein gewisser Teil neu zubereiteter Salzlösung hinzugefügt,
so daß eine Anreicherung mit Härtebildnern verhindert ist.
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Um jeden überschuß an Spülwasser im Sammelbehälter zu verhüten, wird
er gewöhnlich mit einem Überlauf versehen, wobei die Anordnung in der Regel so getroffen
wird, daß, wenn die Flüssigkeit im Sammelbehälter die Höhe des Überlaufes erreicht,
sie frei oder praktisch frei von Kochsalz ist. Hierdurch wird erzielt, daß die oberste
Schicht der Flüssigkeit nur einen geringen Salzgehalt hat bzw. überhaupt frei von
Kochsalz ist. Wenn es auch vorteilhaft ist, zu Beginn der Regenerierung eine schwächere
Salzlösung mit dem Filtermaterial in Berührung zu bringen als im späteren Verlauf
derselben, so ist es gewöhnlich nicht zweckmäßig, diese sehr schwachen obersten
Schichten hierzu zu benutzen. Deshalb wird der Sammelbehälter gewöhnlich piit Einrichtungen
zur Mischung der obersten Schichten versehen.
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Bei der Regeneration übernimmt @-las neu aufgelöste Salz die Hauptarbeit,
wobei die Konzentration der I-ösung einen bestimmten I:influß auf das Endergebnis
hat. Die Resultate der Regenerierung sind kesser und gleichni;ißigel-, wenn Bierbei
zuerst eine weniger konzentrierte Lösung verwendet wird, vorausgesetzt, claß an
sich gleiche Salzmengen @@r;vendet «Teret(:ii und lecliglich die beziiglichen Mengen
des verwendeten Lösungswassers verschieden sind. Bei der vorbeschriebenen -Arbeitsweise
wird als Durchschnittsgemisch der oberen Schichten eine schwache !i;sung erzielt,
wie sie sich für den ersten hegin e bzw. ersten Verlauf der Regeneration vorteilhaft
eignet, wobei allerdings der Sachteil besteht, daß die Aufspeicherung der dünnen
Salzlösung einen größeren Behälterinhalt bedingt als erforderlich, wenn nur stärkere
Salzlösungen verwendet werden.
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Die gleichen Ergebnisse wie bei Verwendung einer anfänglich schwächeren
Lösung werdet) auch erreicht durch Zusatz geringer Wasermengen zu den obersten Schichten
der Salzlösung im Sammelbehälter während ihre, Ablaufs in das Filtermaterial zwecks
Regeneration. Weiterhin kann auch eine geringe Wassermenge der Salzleitung unmittelbar
durch ein Abzweigstück während des anfänglichen Zulaufs der Salzlösung zum Filtermaterial
zugeführt werden. In beiden Fällen empfehlt es sich, weiches Wasser dein harten
als Zusatzwasser vorzuziehen.
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Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des v orbeschriebenen
Verfahrens ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, und zwar in Abb. i die
Gesamtanordnung eines Enthärtungsfilters mit Salzwassersammelbehälter, teilweise
in Ansicht, teilweise im Schnitt, Abb.2, 3 und d. das Salzlösegefäß im Schnitt bzw.
im Grundriß, Abb.5 und 6 der Schwimmer mit dein Schwingrohr, hierbei letzteres teils
im Schnitt, teils in Ansicht bzw. im Grundriß, Abb.7 eine weitere Ausführungsform.
Das zu enthärtende Rohwasser wird dein mit basenaustauschendem Filtermaterial entsprechend
gefüllten Enthärtungsfilter i durch Leitung 3 zugeführt, durchfließt den Wassermesser
.I und die mit einem Schieber A versehene Leitung 5, tim durch Rohr 6 aufwärts
zu steigen, dann durch den Filter und das Filtermaterial selbst zu strömen und aus
diesem durch das Abzweigstuck 7u, das Rohr 7 und die Weichwasserableitung S auszufließen,
sofern der Schieber D in letzterer offen ist. Hierbei ist der Schieber _1 in drr
Rohwasserleitung voll geöffnet, während Schieber h in der Weichwasserleitung elitsprechend
der Härte des Rohwassers, der Leistung des Filters und der Menge des darin befindlichen
basenaustauschenden Filterinate-: rials gedrosselt ist. Das Filter ist ferner
versehen
mit einem Entlüftunsrohr g, in welchem zwei Ventile G und H' angeordnet sind, die
während des Enthärtungsvorganges beide ein wenig geöffnet sind, um etwa im Filter
sich sammelnde Luft abzuleiten und den Enthär ter so immer ganz mit Wasser gefüllt
zu halten.
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Sobald durch den Filter so viel Wasser hindurchgegangen ist, als seiner
Gesamtleistung entspricht, werden alle Absperrorgane geschlossen. Wird eine Rückspülung
für notwendig erachtet, dann werden die Entlüftungsventile G und H erneut geöffnet,
ebenso Schieber C in der Schlammleitung io. Hierbei wird Spülwasser durch Leitung
3 eingelassen und strömt nach Durchfluß durch den Schieber B nach abwärts in das
Rohr ; und Abzweig 711, dann aufwärts durch das Filtermaterial und den Filter, um
endlich außerhalb des Filters durch Rohr 6 und Schieber C nach dem Schlammauslaß
io zu fließen. Diese Rückspülung erfolgt also durch Umkehrung der Fließrichtung
des Wassers innerhalb des Filtermaterials gegenüber dem Filtrationsbetrieb. Nach
der Rückspülung werden Schieber C in der Schlammleitung i o und Schieber S und B
in der Rohwasserleitung 3 geschlossen. Während des Rückspülens kann ein geringer
Wasserdurchfluß durch Schieber S aus dem oberen Teil des Rohres 2.@ bei geschlossenem
Schieber i11 zugelassen werden, um zu verhüten, daß Filtermaterial während des Rückspülens
in diese Leitung gelangt.
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Ist die Rückspülung beendet, dann ist es zweckmäßig, einige Minuten
zu warten, bis das Material sich genügend gesetzt hat. Dieser Vorgang kann beschleunigt
werden durch Öffnen des Schiebers F, um hierdurch eine Abwärtsbewegung des Wassers
für einige Augenblicke hervorzurufen. Hierdurch wird das Wasser mehr oder weniger
in das Filtermaterial gesaugt, worauf Schielfer :I wieder geöffnet wird und das
Wasser in den Filter durch Leitung 3 eintreten und diesen füllen kann, bis es durch
das Entlüftungsrohr 9 austritt. Dann werden Schieber A, G und 1I geschlossen.
!Tun kann der Filter regeneriert «erden. Hierzu dient der Sammel- und Lösebehälter
für Salzwasser. Der Sammelbehälter für Salzwasser 15, der in beliebiger Weise erhöht
beispielsweise auf einem Unterbau 16 aufgestellt ist, enthält ein Salzlösegefäß
i7, welches auf der Unterstützung 18 ruht. Der in Abb. 2, 3 und dargestellte
Lösebehälter ist mit einem auf einem Rostunterbau 2o ruhenden Sieb ig ausgerüstet
und. oben mit durch Siebgewebe 2a geschützten Löchern 2i versehen, tun ein >;7bertreten
von Schmutz beim Überlauf der Salzlösung in das Sammelgefäß zu verhindern-Nach Einbringen
des Salzes in das Salzlösegefäß setzt mit dem Lösen des Salzes eine Wasserbewegung
ein, derart, daß das Wasser aus dem Saininelbehälter durch die öffnungen 21 einströmt,
das Salz auflöst und die Lösung nach abwärts durch Rohr 23 sinkt, bis zur Höhe,
in welcher das Rohr endigt.
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Zur Durchführung der Regeneration wird die Salzlösung aus dem Sammelbehälter
durch Rohrleitung 24, welche- den Filter mit dein Boden des Salzwassersammelgefäßes
15 vermittels Abzweigrohres 7a verbindet, abgelassen, wobei die Schieber E und Ventile
N und 1I in Leitung 24a offen, alle übrigen geschlossen sind.
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Innerhalb des Sammelbehälters 15 befindet sich ein Schwingrohr 26,
das mit dem Rohr 24 durch ein Gelenkstück 25 verbunden ist. Der Schwimmer 27 besitzt
(vgl. Abb. 5) einen Einlaß 28 und ist mit dem Schwingrohr beweglich verbunden. Außerdem
ist der Schwimmer noch mit einer Platte 29 und diese mit Stutzen 30 versehen,
wodurch er in horizontaler Lage gehalten wird, auch wenn er sich dem Boden des Behälters
15 nähert. Die Platte ist mittels Halter 31 am Schwiminer befestigt. Der Schwimmer
und der bewegliche Teil des Schwingrohres können jede beliebige Höhenlage zwischen
dem höchsten und dem niedrigsten Wasserspiegel einnehmen. Für gewisse noch später
zu beschreibende Zwecke ist es wünschenswert, die Bewegurig des Schwimmers zu begrenzen,
bevor er die dem höchsten Wasserspiegel entsprechende Lage erreicht hat, zu welchem
Zwecke er mit einer Kette 26a oder einer gleichwertigen Hubbegrenzung versehen ist.
Gleichgültig, in welcher Höhenlage der Schwimmer und das oberste Ende des Schwingrohres
sich befinden, immer tritt das Wasser durch Öffnung 28 ein und strömt durch Leitung
24 und Abzweig 7a in den unteren Teil des Filters; ebenso kann umgelehrt Flüssigkeit
aus dem unteren Teil des Filters durch 7a und 24 entnommen und in den Sammelbehälter
bei jeder beliebigen Höhenlage des Schwingrohres eingeleitet werden.
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Wie im vorstehenden schon dargelegt, ist es erwünscht, bei der Regenerierung
zunächst eine schwächere Salzlösung gegenüber der späteren zu verwenden und auf
das Filtermaterial einwirken zu lassen. Vorausgesetzt, daß das Sammelgefäß Schichten
von Salzlösungen verschiedener Konzentrationen enthält, wird die schwächere Lösung
oben sein und muß, wenn das Gefäß gefüllt ist, dann durch Rohr 26 zuerst diese und
dann erst die stärkere Lösung abfließen.
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Ebenso kann auch erreicht werden, daß eine schwächere Lösung zuerst
auf das Filtermaterial
zur Einwirkung kommt, wenn die Salzlösung
im Behälter von einheitlicher Konzentration oder stärker als die für die anfängliche
Einwirkung erwünschte ist, wenn eine entsprechende Menge Wasser, am besten weiches
Wasser, in Höhe der obersten Schicht der Salzlösung so zugeführt wird, daß sie sofort
mit der Salzlösung durch Rohr 26 abfließt. Dies wird erreicht mittels eines mit
einem Ventil lT' versehenen Rohres ,4o, durch welches nach Öffnen des Ventils Wasser
in der gewünschten Menge und Zeitdauer der obersten Schicht der Salzlösung läuft.
Die gleiche Wirkung wird auch erreicht, wenn Wasser direkt in Leitung 24 durch einen
finit Ventil L' versehenen Abzweig zugeführt wird.
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Wenn der Behälter 15 mit Salzlösung von einer nach unten zunehmenden
Konzentration gefüllt ist und die Regeneration beginnen soll, werden Schieber E
und die Ventile N und III in Leitung 2.Ia geöffnet, worauf Salzlösung durch Rohr
26, 24 und 7a in den unteren Teil des Filters und innerhalb desselben aufwärts strömt,
wobei (las Wasser im Filtermaterial verdrängt wird und durch 2.4a in den Sumpf 2+b
abfließt. In dem Maße, als die aufsteigende Salzlösung Filterschichten erreicht,
welche Kalk oder Magnesia enthalten, regeneriert es diese unter Bildung von Kalzium-
Lind Magnesiumchlorid oder beider. Hierbei werden die ersten Anteile der Salzlösung,
welche den Überlauf nach Leitung 2,4a erreichen, im wesentlichen arm an bzw. frei
voll Kochsalz sein. Im Verlauf des Ausflusses (leg Salzlösung aus dein Behälter
15 durch 26 und 2:a. wirkt auf das Filtermaterial eine Salzlösung von gleichmäßig
zunehmender Konzentration ein. Bei weiterem Durchfluß enthält die durch 2-.a ausströmende
Flüssigkeit immer weniger Kalzium- oder Magnesitnnchlorid. Es ist zweckmäßig, den
Ablauf von Zeit zu Zeit zu untersuchen.
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Die Größe des Behälters wird in der Regel so bemessen, daß die Regeneration
beendet ist, wenn der Schwimmer 27 den Boden des Behälters 15 erreicht hat und alle
Flüssigkeit hieraus in den Filter übergeführt ist. Zu (fiesem Zeitpunkt ist das
Filtermaterial ganz mit Salzlösung gefüllt, welche wiederzugewinnen zweckmäßig ist.
Nun wird Schieber E geschlossen, die Ventile N und M bleiben offen, desgleichen
Schieber :4. Das Wasser kann nun oben in den Filter eintreten und fließt durch 2.4a
weg. Gewöhnlich läßt man das Wasser in dieser Weise so lange fließen, bis ein Salzgeschmack
in dem durch 2411 auslaufenden Wasser völlig verschwunden ist. Null werden Ventile
N und bi geschlossen, Schieber E geöffnet, wonach Wasser aus 3 und 5 durch Schieber
_7 und Rohr 6 nach dem oberen Teil des Filters strömt, und weiter beim Durchfluß
durch den Filter die Salzlösung in diesem nach unten verdrängt, die nun durch den
Abzweig 7« und Leitung 24 rückwärts in den Sammelbehälter austritt. Der Schwimmer
27, der sich bisher am Boden des leeren Behälters befand, hißt diese starke Salzlösung
in dieser Höhenlage austreten. Bei weiterem Andauern des Wasserdurchflusses durch
6 wird das Filtermaterial von der ihm anhaftenden Salzlösung ausgewaschen, wobei
Salzlösung von ständig abnehmender Konzentration entsteht, welch(-nacheinander durch
(las Schwingrohr 26 in den Sammelbehälter 1 5 ausfließt. Ein etwaiger über das Aufnahmevermögen
des Behälters 15 hinausgehender Überschuß all zugeführtem Wasser wird durch (las
l`berlaufrohr 32 abgeleitet. Gewöhnlich läßt inan das Wasser durch das Filtermaterial
so lange strömen, bis eine aus dem Probierhahn 3; entnommene Probe zeigt, daß (las
Wasser keinen Geschmack nach Kochsalz hat oder frei von Härte ist, wie durch eine
Seifenlöstingsprobe festgestellt werden kann.
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Wie im vorstehenden beschrieben, ist null der Salzwassersammelbehälter
mit einer Reihe von Flüssigkeitsschichten gefüllt, voll denen die untere die stärkste
und die darüber liegenden schwächere Lösungen sind. Die oberste Schicht ist nur
schwach salzhaltig, gegebenenfalls sogar salzfrei. Vor der Regeneration ist es nun
notwendig, neues Salz <-aeg Lösung zuzugeben. Dies geschieht durch Eiilbringen
der notwendigen Salzmenge in den Salzlösebehälter 17. Es ist nun im allgemeinen
wünschenswert, die obersten Schichten im Sammelbehälter durcheinanderzumischen,
weil die oberste Schicht in der LZegel zu schwach ist. Diese Mischung kann in verschiedenster
Weise erreicht werden, und zwar mischt in-an in der Regel nur das oberste Drittel
des Behälterinhaltes. Die Mischung erfolgt mittels Druckluft oder Dampf, die durch
ein Rohr zugeführt werden, das bis gerade zur Unterkante der zu mischenden Schichten
reicht. Die Luft oder der Dampf oder (las bei Einführung von Dampf in (las Rohr
erzeugte warme Wasser rührt die obersten Schichten durcheinander, wobei sie sich
mischen. In gleicher Weise kann ein Strahlapparat hierzu verwendet werden, der mittels
Düse 3d., die an Rohr 36 angeschlossen ist, die Lösungen bei 35 etwa in Höhenlage
des obersten Drittels die Salzlösung ansaugt und sie durch Rohr 33 gerade oder annähernd
i111 höchsten Wasserspiegel ausgießen läßt.
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Eine andere Art der Mischung der obersten Schichten besteht darin,
daß beim Füllen des Sammelbehälters (las Schwingrohr festgehalten wird. sobald seine
Mündung sich bis zu
der vorbestimmten Höhe gehoben hat, oberhalb
welcher eine gemischte Flüssigkeit erwünscht ist. Dies wird in der Weise erreicht,
daß eine Kette 26a, deren eines Ende mit dem Boden des Behälters und deren anderes
mit dem freien Ende des Schwingrohres verbunden ist, die Aufwärtsbewegung des Schwingrohres
begrenzt. In den unteren zwei Dritteln der Höhe des Behälters werden sich beim Aufsteigen
des Schwimmers bis zu dieser Höhenlage verschieden starke Salzlösungen bilden, während
bei Erreichen dieser Höhenlage der Schwimmer durch die am Schwingrohr befindliche
Kette festgehalten wird und nun so die leichteren Flüssigkeiten, clie weiterhin
aus dem Schwingrohr austreten, durch die vorher ausgetretenen schwereren hindurchströmen,
wobei die Mischung erfolgt.
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Die letztbeschriebene Art der Mischung hat den Nachteil, daß bei Überlauf
von Flüssigkeit durch den Trichter 32 ein Salzverlust entsteht. Um diesen zu vermeiden,
kann irgendeine Alarmvorrichtung angebracht werden, welche in Tätigkeit tritt, sobald
der Behälter gefüllt ist; anstatt einer solchen kann auch ein zweiter Schwimmer
verwendet werclen, der so angeordnet ist, daß er jeglichen weiteren Zulauf von Wasser
zum Filter selbsttätig abstellt, beispielsweise durch Schließen von Schieber A,
oder eines besonderen Absperrorganes in Leitung 24 mittels irgendeiner beliebigen
Übertragungsvorrichtung.
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Durch Verwendung einer der vorbeschriebenen oder irgendeiner ähnlichen
Einrichtung wird somit erreicht, daß die Mischung auf den oberen Teil des Sammelbehälters
begrenzt ist, so daß aus diesem bei Beginn der Regeneration eine Salzlösung von
gleichmäßiger Konzentration abgeleitet werden kann.
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Zur etwaigen Reinigung des Sammelbehälters ist derselbe mit einem
Ablaufrohr 5o versehen, das durch Schieber R absperrbar ist, und in eine mit dem
Überlaufrohr in Verbindung stehende Leitung 52 mündet.
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Das dem Filter zugeführte harte Wasser wird von Zeit zu Zeit durch
Entnahme von Proben aus dem Hahn T untersucht, der mit Leitung 5 mittels Wechselventils
S kommuniziert.
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Der Erfindungsgegenstand kann bei sinngemäßer Anwendung, anstatt wie
hier beschrieben für eine Filteranlage mit basenaustauschendem Filtermaterial, auch
überall dort verwendet werden, wo stärkere und schwächere Lösungen nacheinander
benutzt werden oder entstehen und entsprechend den verschiedenen spezifischen Gewichten
in einem Sammelbehälter gesammelt werden sollen. In A66. 7 ist eine Abänderung des
Verfahrens von Zusatz des Verdünnungswassers zu fier anfänglich benutzten Salzlösung
dargestellt, wobei das Wasser entre eder zur Flüssigkeit im Sammelbehälter oder
zur Salzlösung, die von diesem abfließt, zugesetzt wird. Die Wirkungsweise ist hierbei
folgende: Ein mit einem Schwimmerventil 54 versehener Wasserbehälter 53 ist mit
einem Ablaufrohr 55 versehen, in welches ein mit einem Hebel 56 ausgerüstetes Ventil
K eingebaut ist. Der Hebel ist mittels Kette 58 derart mit dem Schwimmer des Sammelgefäßes
verbunden, daß bei Sinken des Schwimmers von einem bestimmten Punkt an das Ventil
K geschlossen wird. Die von Leitung 55 abzweigende Leitung 59 endigt oberhalb des
höchsten Spiegels im Sammelbehälter und ist ihrerseits durch ein besonderes Ventil
P absperrbar.
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In Verlängerung der Leitung 55 ist Leitung 6o vorgesehen, die durch
Ventil 0 absperrbar ist und oberhalb eines Trichters endigt, der an das Rohr 62
angeschlossen ist, welches wieder mit dem vom Sammelbehälter nach dem unteren Teil
des Filters führenden Rohr 24. in Verbindung steht.
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Soll nun zu Beginn der Regeneration eine bestimmte 'Wassermenge zusammen
mit der Salzlösung aus dem Sammelbehälter unter Verwendung des Schwingrohres entnommen
werden, so wird Ventil P geöffnet, während Ventil 0 geschlossen bleibt. Das Ventil
K bleibt nun so lange offen,. bis der Schwimmer im Sammelbehälter auf beispielsweise
oder der Behälterhöhe gesunken ist; dann schließt sich das Ventil und fließt von
nun ab nur Salzlösung in das Schwingrohr; ist aber andererseits das Ventil P geschlossen
und 0 offen, dann tritt das Verdünnungswasser während der gleichen Zeitdauer wie
oben unmittelbar durch Rohr 62 in die SalzlösungsleitUng 24 ein. Bei der letzterwähnten
Art der Zuführung -\-on Verdünnungswasser muß auf das spezifische Gewicht der Salzlösung
Rücksicht genommen werden, d. h. das Tricbterrohr 62 muß hoch genug sein, um einen
Zulauf von Wasser in die Salzlösungsleitung zu gewährleisten.