DE4420685C1

DE4420685C1 - Control of water salt content

Info

Publication number: DE4420685C1
Application number: DE19944420685
Authority: DE
Inventors: Michael Eumann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2014-06-15

Abstract

To adjust the salt content of water, dissolved calcium chloride and/or calcium sulphate are added as a chalk water. The calcium chloride and/or calcium sulphate solutions are produced through the addition of hydrochloric or sulphuric acid at the lower end of the calcium saturator. A vol. dosage of hydrochloric and/or sulphuric acid is fed into the feed into the calcium saturator, to adjust the non-carbonate hardness. Also claimed is an assembly with a cation exchanger (14) in the channel (12) which is followed by the opening of a chalk water channel (20) into the treated water flow from the chalk milk zone (31) at the bottom of the saturator (15). The chalk milk zone (31) has the incoming feed openings of the hydrochloric acid channel (27) from a dosing station (28) and a sulphuric acid channel (29) from a dosing station (30).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des Salzgehaltes von Wasser, bei dem einem Kationenaustau scher entnommenem kohlensäurehaltigem Wasser Kalkwasser aus einem Kalksättiger zum Einstellen der Karbonathärte zugemischt wird und das Einstellen der Nichtkarbonathärte durch die Zugabe von Calciumchlorid und/oder Calciumsul fat erfolgt. In der Durchführung des Verfahrens wird von einer Vorrichtung zum Einstellen des Salzgehaltes von Wasser mit einer nach einem Kationenaustauscher in den Leitungsstrang des zu behandelnden Wassers einmündenden Kalkwasserleitung aus einem in seinem unteren Bereich eine Kalkmilchzone enthaltenden Kalksättiger, einer Zuga bestelle für Calciumchlorid und einer Zugabestelle für Calciumsulfat ausgegangen.The invention relates to a method for adjusting the Salinity of water in which a cation exchange lime water extracted from the carbonated water from a lime saturator to adjust the carbonate hardness is added and the setting of the non-carbonate hardness by adding calcium chloride and / or calcium sul fat occurs. The procedure is carried out by a device for adjusting the salinity of Water with one after a cation exchanger in the Pipe line of the water to be treated merging Lime water pipe from one in its lower area a lime saturator containing a lime milk zone, a train order for calcium chloride and an addition point for Calcium sulfate ran out.

Aus der Publikation DE 35 32 540 C1 ist eine Vorrichtung zum Einstellen des Salzgehaltes von Wasser bekannt, bei der dem zu behandelnden Wasser nach dem Hindurchleiten durch einen Kationenaustauscher zunächst über eine erste Impfstelle Kalkwasser aus einem Kalksättiger ausschließ lich zum Binden der Mineralsäuren zugemischt wird und nachfolgend eine aus demselben Kalksättiger gespeiste zweite Impfstelle zum Einstellen der Karbonathärte vor gesehen ist. Nicht beschrieben ist dort das bei der Auf bereitung von Brauwasser allgemein bekannte ergänzende Anheben der Nichtkarbonathärte durch die Zugabe von Cal ciumchlorid und/oder Calciumsulfat. Die bekannte Vorrich tung enthält jedoch bereits in einem sich konusförmig nach oben verbreiternden Unterteil des Kalksättigers je weils in der Kalksättigerachse ganz unten einen Kalk schlammauslaß, darüber einen Rohwassereinlaß und noch weiter oben einen mit einem Kalkmilch-Ansetzbehälter ver bundenen Kalkmilcheinlaß.From the publication DE 35 32 540 C1 is a device known for adjusting the salinity of water, at the water to be treated after passing through through a cation exchanger first over a first Exclude lime water injection site from a lime saturator is added to bind the mineral acids and subsequently one fed from the same lime saturator second injection site to adjust the carbonate hardness is seen. This is not described in the opening preparation of brewing water well-known supplementary Increase the non-carbonate hardness by adding Cal cium chloride and / or calcium sulfate. The well-known Vorrich However, the device already contains a cone shape bottom widening part of the lime saturator each because there is a lime in the bottom of the lime saturator axis mud outlet, above it a raw water inlet and still above one with a lime milk preparation container bound lime milk inlet.

Das Einstellen der Nichtkarbonathärte durch die Zugabe von Calciumchlorid und/oder Calciumsulfat wird insbeson dere beim Bierbrauen praktiziert, da jede Biersorte eine spezielle ionogene Zusammensetzung des Brauwassers er fordert. Außer dem jeweiligen Verhältnis von Calciumchlo rid zu Calciumsulfat ist dabei noch insgesamt das Ver hältnis von Karbonathärte zu Nichtkarbonathärte festzu legen. Letzteres liegt zumeist im Bereich von eins zu zweieinhalb bis eins zu drei. Calciumchlorid mußte bis her mittels einer separaten Dosierstation dem Brauwasser zugegeben werden, wogegen Calciumsulfat in der Form von Braugips beim Einmaischen dem Sud beigefügt wurde. Nach teilig ist daran, daß aufgrund der hohen Reinheitsanfor derung an das zu verwendende Calciumchlorid unerwünschte Mehrkosten entstehen und aufgrund der schlechten Löslich keit von Braugips die Dosiergenauigkeit recht unbefriedi gend ausfällt.The adjustment of the non-carbonate hardness by the addition calcium chloride and / or calcium sulfate is particularly which is practiced when brewing beer, as each type of beer has one special ionogenic composition of the brewing water demands. Except the respective ratio of calcium chlo rid to calcium sulfate is still the overall Ver ratio of carbonate hardness to non-carbonate hardness lay. The latter is usually in the range of one two and a half to one in three. Calcium chloride had to the brewing water by means of a separate dosing station are added, whereas calcium sulfate in the form of Brewing plaster was added to the brew while mashing. After part of it is that due to the high purity requirements change to the calcium chloride to be used undesirable Additional costs arise and due to the poor solubility dosing accuracy is quite unsatisfied fails.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die brauwasser taugliche Zugabe von Calciumchlorid und/oder Calciumsul fat beim Einstellen der Nichtkarbonathärte in Verbindung mit dem Einstellen der Karbonathärte von Wasser in der Einstellgenauigkeit zu verbessern und zugleich kostengün stiger zu gestalten.The invention has for its object the brewing water suitable addition of calcium chloride and / or calcium sul fat when setting the non-carbonate hardness in combination by adjusting the carbonate hardness of water in the Improve setting accuracy and at the same time cost-effectively to design more.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung verfahrensmäßig da durch gelöst, daß das Calciumchlorid und/oder Calciumsul fat in gelöster Form im Kalkwasser verteilt zugegeben wird, zum Erzeugen der Calciumchlorid- und/oder Calcium sulfat-Lösung der untere Bereich des Kalksättigers mit Salzsäure und/oder Schwefelsäure beaufschlagt wird und zum Einstellen der Nichtkarbonathärte ein mengenmäßiges Dosieren der Salzsäure und/oder Schwefelsäure in deren Zuleitung zum Kalksättiger vorgesehen ist. Vorrichtungs mäßig besteht die Erfindung darin, daß zur Durchführung des Verfahrens in die Kalkmilchzone des Kalksättigers eine Salzsäurezuleitung aus einer Salzsäuredosierstation und eine Schwefelsäurezuleitung aus einer Schwefelsäure dosierstation einmünden.This object is procedurally according to the invention solved by that the calcium chloride and / or calcium sul fat added in dissolved form in the lime water is used to produce the calcium chloride and / or calcium sulfate solution using the lower area of the lime saturator Hydrochloric acid and / or sulfuric acid is applied and a quantitative one to adjust the non-carbonate hardness Dosing the hydrochloric acid and / or sulfuric acid in their Supply line to the lime saturator is provided. Fixture moderately, the invention is that to carry out of the process in the lime milk zone of the lime saturator a hydrochloric acid feed from a hydrochloric acid metering station and a sulfuric acid feed from a sulfuric acid open into the dosing station.

Damit wird der zum Einstellen der Karbonathärte vorgese hene Kalksättiger in einer allerdings etwas größeren Aus führung zum ergänzenden Anheben der Nichtkarbonathärte mitbenutzt. Die Erzeugung von Calciumchlorid- und/oder Calciumsulfat-Lösung im Kalksättiger gestattet die Erfül lung hoher Reinheitsanforderungen. Die Einstellgenauig keit wird insbesondere hinsichtlich der Zugabe von Cal ciumsulfat verbessert, zumal es möglich ist, die Säuren vorher zu verdünnen und ihre Zuleitung in Abhängigkeit von der Durchflußmenge des Fertigwassers zu regeln. Zur Grundfunktion des Kalksättigers gehört es, die Kalkwas serabgabe in das aufzubereitende Wasser in Abhängigkeit von der Durchflußmenge des Fertigwassers zu regeln. Durch das gelöste Calciumhydroxyd des aus dem Kalksättiger zu geleiteten Wassers werden bevorzugt die im Kationenaus tauscher entstandenen Mineralsäuren gebunden, deren Ge halt sich bei jeder festen Rohwasserquelle gewöhnlich kaum ändert. Die dann vorliegenden Calciumsalze dieser Mineralsäuren bilden den Sockel der Nichtkarbonathärte, die durch die Zufuhr der Calciumchlorid- und/oder Cal ciumsulfat-Lösung auf den angestrebten Wert angehoben wird. Mit dem restlichen Calciumhydroxyd des aus dem Kalksättiger zugeleiteten Wassers wird in bekannter Weise die Karbonathärte eingestellt, wobei der verbleibende Rest an freier Kohlensäure durchaus schwanken kann. Dem zufolge schließt es die Erfindung auch nicht aus, daß der Kohlensäuregehalt zwischendurch künstlich erhöht oder beispielsweise durch einen Rieseler oder eine Ausfällsta tion erniedrigt wird.It is used to adjust the carbonate hardness hene lime saturators in a somewhat larger range Leadership for additional raising of the non-carbonate hardness shared. The production of calcium chloride and / or Calcium sulfate solution in the lime saturator allows this to be achieved high purity requirements. The setting accurate speed is particularly important with regard to the addition of Cal ciumsulfate improves, especially since it is possible to remove the acids to be diluted beforehand and their feed line depending to regulate the flow rate of the finished water. For The basic function of the lime saturator is that of lime water release into the water to be treated depending to regulate the flow rate of the finished water. By the dissolved calcium hydroxide from the lime saturator conducted water are preferred those in the cations exchanged mineral acids, the Ge usually stays with any solid raw water source hardly changes. The calcium salts then present Mineral acids form the base of the non-carbonate hardness, which by the supply of calcium chloride and / or Cal ciumsulfate solution raised to the desired value becomes. With the remaining calcium hydroxide from the Lime saturator water is supplied in a known manner set the carbonate hardness, with the remaining one The rest of the free carbonic acid can fluctuate. The according to the invention, it does not exclude that the carbon dioxide level is artificially increased in between or for example by a Rieseler or a precipitator tion is lowered.

Ein aufgrund der in den Unteransprüchen angegebenen Er findungsausgestaltungen bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtA due to the Er specified in the subclaims Invention configurations preferred embodiment the invention is shown in the drawing and will described in more detail below. It shows

Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung der beschriebenen Einstellvorrichtung und Fig. 1 is a schematic overall view of the adjustment device described and

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch das Unterteil des Kalksättigers in Fig. 1. FIG. 2 shows a vertical section through the lower part of the lime saturator in FIG. 1.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Vorrichtung zum Ein stellen des Salzgehaltes von Wasser enthält zwischen ei nem eingangsseitigen Rohwasseranschluß 10 und einem aus gangsseitigen Fertigwasseranschluß 11 einen als Haupt strang dienenden Leitungsstrang 12 für die Wasserbehand lung und einen Nebenstrang 13 für die Gewinnung und Zu leitung des Kalkwassers. Im Leitungsstrang 12 folgen der Reihe nach aufeinander ein Kationenaustauscher 14, eine vom Kalksättiger 15 über eine Dosierpumpe 16 gespeiste Impfstelle 17, eine Mischstrecke 18 und ein Durchflußmen gen-Messer 19. Die nach dem Kationenaustauscher 14 in den Leitungsstrang 12 des zu behandelnden Wassers mit der Impfstelle 17 einmündende Kalkwasserleitung 20 beginnt in der Kalksättigerachse 21 an der Decke des kreiszylind rischen Oberteils des Kalksättigers 15. In dem sich ko nusförmig nach oben verbreiternden Unterteil 22 des Kalk sättigers 15 befindet sich jeweils in der Kalksättiger achse 21 ganz unten ein Kalkschlammauslaß 23, darüber ein zum Nebenstrang 13 gehörender Rohwassereinlaß 24 und noch weiter oben ein mit einem Kalkmilch-Ansetzbehälter 25 verbundener Kalkmilcheinlaß 26. Zusätzlich münden noch eine Salzsäurezuleitung 27 aus einer Salzsäuredosiersta tion 28 und eine Schwefelsäurezuleitung 29 aus einer Schwefelsäuredosierstation 30 in die Kalkmilchzone 31 des Kalksättigers 15 ein.The device shown in the drawing for a set the salinity of water contains between an input-side raw water connection 10 and an outlet-side finished water connection 11 serving as a main line line 12 for water treatment and a secondary line 13 for the extraction and supply of lime water. In the cable portion 12 sequentially follow each other, a cation exchanger 14, via a metering pump 16 powered by the lime saturator 15 Injection 17, a mixing section 18 and a Durchflußmen gen-diameter 19th The after the cation exchanger 14 in the pipeline 12 of the water to be treated with the injection point 17 merging lime water line 20 begins in the lime saturator axis 21 on the ceiling of the circular cylindrical upper part of the lime saturator 15th In which ko nusförmig upwardly widening lower section 22 of the lime saturator 15 is located respectively in the lime saturator axis 21 at the bottom of a Kalkschlammauslaß 23, about a belonging to the secondary line 13 the raw water inlet 24, and even more above with a milk of lime mixing tank 25 connected Kalkmilcheinlaß 26 . In addition, a hydrochloric acid feed line 27 from a hydrochloric acid metering station 28 and a sulfuric acid feed line 29 from a sulfuric acid metering station 30 open into the lime milk zone 31 of the lime saturator 15 .

Damit beide Säuren einheitliche und zudem besonders gute Strömungsverhältnisse für eine gleichmäßige Verteilung und schnelle Reaktion vorfinden und die Vergrößerung des Kalksättigers 15 klein gehalten werden kann, enden die Salzsäurezuleitung 27 und die Schwefelsäurezuleitung 29 in einer gemeinsamen Düsenanordnung 32 zwischen dem Roh wassereinlaß 24 und dem Kalkmilcheinlaß 26. Dadurch, daß die Salzsäuredosierstation 28 und die Schwefelsäuredo sierstation 30 je eine in Abhängigkeit von der Durchfluß menge des Fertigwassers geregelte Dosierpumpe 33 aufwei sen, kann die Einstellung der Nichtkarbonathärte dem Fer tigwasserverbrauch äußerst genau folgen. Zur Darstellung dieses Sachverhalts ist in Fig. 1 der Zeichnung zwischen dem Durchflußmengen-Messer 19 und den beiden Dosierpum pen 33 je eine Signalleitung gestrichelt wiedergegeben. Eine weitere derartige Signalleitung besteht zwischen dem Durchflußmengen-Messer 19 und der Dosierpumpe 16 in der Kalkwasserleitung 20. Die Genauigkeit beim Einstellen der Nichtkarbonathärte wird letztlich auch dadurch ver bessert, daß die Salzsäuredosierstation 28 und die Schwe felsäuredosierstation 30 je eine mit einem Rührwerk 34 versehene Säureverdünnungseinrichtung enthalten. Außerdem wird die mit der Säureverdünnung verbundene Wärmeentwick lung aus dem Kalksättiger 15 herausgehalten.So that both acids find uniform and particularly good flow conditions for a uniform distribution and rapid reaction and the enlargement of the lime saturator 15 can be kept small, the hydrochloric acid feed line 27 and the sulfuric acid feed line 29 end in a common nozzle arrangement 32 between the raw water inlet 24 and the lime milk inlet 26 . The fact that the hydrochloric acid metering station 28 and the sulfuric acid metering station 30 each have a metering pump 33 which is regulated as a function of the flow rate of the finished water, the setting of the non-carbonate hardness can follow the water consumption extremely precisely. To illustrate this fact, a signal line is shown in dashed lines in Fig. 1 of the drawing between the flow meter 19 and the two metering pumps 33 . Another signal line of this type exists between the flow meter 19 and the metering pump 16 in the lime water line 20 . The accuracy in setting the non-carbonate hardness is ultimately also improved ver that the hydrochloric acid metering station 28 and the sulfuric acid metering station 30 each contain an acid diluting device provided with a stirrer 34 . In addition, the heat development associated with acid dilution is kept out of the lime saturator 15 .

Zum Kalkmilch-Ansetzbehälter 25 gehören eine eigene Ent nahmepumpe 35 und ein Rührwerk 36. Beim Ansetzen der Kalkmilch wird Kalkhydrat-Pulver, d. h. mit Wasser zu Cal ciumhydroxyd umgewandelter gebrannter Kalkstein, vorzugs weise mit dem hohen CaO-Gehalt von Weißkalk verwendet. Die Überleitung von neuer Kalkmilch als der feinteiligen Aufschlämmung des Calciumhydroxyds in Wasser erfolgt in größeren Zeitabständen, nachdem jeweils zuvor der die Verunreinigungen behaltende alte Kalkschlamm 37 vom unte ren Ende des Kalksättigers 15 über dessen Kalkschlammaus laß 23 entfernt worden ist.The lime milk preparation tank 25 has its own removal pump 35 and an agitator 36 . When preparing the lime milk, hydrated lime powder, ie burnt limestone converted to water with calcium hydroxide, is preferably used with the high CaO content of white lime. The transfer of new lime milk as the finely divided slurry of calcium hydroxide in water takes place at greater intervals after the old lime sludge 37 , which keeps the contaminants, has been removed from the lower end of the lime saturator 15 via its lime sludge outlet 23 .

In Fig. 2 der Zeichnung ist außer dem sich absetzenden Kalkschlamm 37 des Kalksättigers 15 auch der Übergang der Kalkmilchzone 31 des Kalksättigers 15 in die sich daran nach oben anschließende Klarphasenzone 38 angedeutet. Das von unten aufsteigende Rohwasser des Nebenstrangs 13 wird mit den Ionen des Calciumhydroxyds zu Kalkwasser gesät tigt. Durch das Einleiten von Salzsäure und/oder Schwe felsäure in die Kalkmilchzone 31 wird weiteres Calcium hydroxyd in Calciumchlorid- und/oder Calciumsulfat-Lösung unter Abspaltung von Wasser umgewandelt. Am oberen Ende des Kalksättigers 15 ist dann die Calciumchlorid- und/ oder Calciumsulfat-Lösung gleichmäßig im Kalkwasser ver teilt. In der sich an die Impfstelle 17 anschließenden Mischstrecke 18 des Leitungsstrangs 12 erfährt die Cal ciumchlorid- und/oder Calciumsulfat-Lösung eine weitere Verteilung, wogegen das Calciumhydroxyd des Kalkwassers in dieser Mischstrecke 18 überwiegend mit vom Kationen austauscher 14 her zuströmendem Kohlendioxyd zu Calcium bikarbonat reagiert. Das am Ende der Mischstrecke 18 aus strömende Fertigwasser wird vorzugsweise als Brauwasser oder Tafelwasser verwendet.In Fig. 2 of the drawing, in addition to the sedimentation of lime sludge 37 of the lime saturator 15 , the transition from the lime milk zone 31 of the lime saturator 15 to the clear phase zone 38 adjoining it is indicated. The raw water of the secondary line 13 rising from below is saturated with the ions of calcium hydroxide to lime water. By introducing hydrochloric acid and / or sulfuric acid into the lime milk zone 31 , further calcium hydroxide is converted into calcium chloride and / or calcium sulfate solution with elimination of water. At the upper end of the lime saturator 15 , the calcium chloride and / or calcium sulfate solution is then evenly divided in lime water. In the adjoining the injection point 17 mixing section 18 of the line 12 , the calcium chloride and / or calcium sulfate solution undergoes a further distribution, whereas the calcium hydroxide of the lime water in this mixing section 18 predominantly reacts with carbon dioxide flowing in from the cation exchanger 14 to form calcium bicarbonate . The finished water flowing at the end of the mixing section 18 is preferably used as brewing water or table water.

Claims

1. A method for adjusting the salt content of water, in which carbonate water taken from a cation exchanger is mixed with lime water from a lime saturator to adjust the carbonate hardness and the non-carbonate hardness is adjusted by adding calcium chloride and / or calcium sulfate, characterized in that the calcium chloride and / or calcium sulfate in dissolved form is added distributed in the lime water, hydrochloric acid and / or sulfuric acid is applied to the lower region of the lime saturator to produce the calcium chloride and / or calcium sulfate solution and a quantitative metering of the hydrochloric acid and to adjust the non-carbonate hardness / or sulfuric acid in the supply line to the lime saturator is provided.

2. The method according to claim 1, characterized by its Use on brewing or table water.

3. Device for performing the method according to claim 1 or 2, with a after a Kationsaustau shear ( 14 ) in the line ( 12 ) of the water to be treated delimiting lime water pipe ( 20 ) from a in its lower area a Kalkmilchzo ne ( 31st ) containing lime saturator ( 15 ), an addition point for calcium chloride and an addition point for calcium sulfate, characterized in that in the lime milk zone ( 31 ) of the lime saturator ( 15 ) a hydrochloric acid feed line ( 27 ) from a hydrochloric acid metering station ( 28 ) and a sulfuric acid feed device ( 29 ) from a sulfuric acid metering station ( 30 ) open.

4. Apparatus according to claim 3, in which in a ko nusiform upwards widening lower part ( 22 ) of the lime saturator ( 15 ) in each case in the lime saturator axis ( 21 ) at the very bottom a lime sludge outlet ( 23 ), above a raw water inlet ( 24 ) and still further Above a lime milk inlet ( 26 ) connected to a lime milk preparation container ( 25 ) is provided, characterized in that the hydrochloric acid feed line ( 27 ) and the sulfuric acid feed line ( 29 ) in a common nozzle arrangement ( 32 ) between the raw water inlet ( 24 ) and the lime milk inlet ( 26 ) end.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the hydrochloric acid metering station ( 28 ) and the sulfuric acid metering station ( 30 ) each have a controlled depending on the flow rate of the finished water te metering pump ( 33 ).

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the hydrochloric acid metering station ( 28 ) and the sulfuric acid metering station ( 30 ) each contain a device provided with an agitator ( 34 ).