DE552440C - Einrichtung zur fortlaufenden Enthaertung von Wasser mit chemisch wirksamen Filterstoffen - Google Patents

Description

Es sind bereits Einrichtungen zur fortlaufenden Enthärtung von Wasser bekannt geworden, die mit chemisch wirksamen Filterstoffen, wie künstlichen oder natürlichen Zeolithen, insbesondere Glaukoniten, arbeiten, und bei denen die Filterstoffe mittels Wasserdruck im Kreislauf durch Enthärtungs- und Regenerationsräume geführt werden. Diese Einrichtungen hatten sich jedoch in der Praxis nicht bewährt, weil der größte _Teil des erforderlichen Wasserdrucks für die Umwälzung des Enthärtungsmaterials durch die Organe selbst aufgebraucht wurde, wodurch die erforderliche Menge Enthärtungsmaterial nur in ganz geringem Maße befördert werden konnte, so daß auch nicht annähernd die gewünschte Wassermenge pro Stunde enthärtet wurde, besonders dann nicht, wenn das Wasser sehr hart war. Außerdem'

ao verstopften sich die Apparaturteile, so daß die erforderliche Betriebssicherheit fehlte.

Bei der Enthärtungsanlage gemäß vorliegender Erfindung sind nun die an dem Enthärtungs- und dem Regenerationsbehälter vorgesehenen, das Innere der Behälter mit der Atmosphäre verbindenden Auslaßventile sowie die den Eintritt des Filtermaterials in den Enthärtungs- und den Regenerationsbehälter vermittelnden Ventile an eine ge- meinsame, durch eine äußere Kraftquelle angetriebene Steuervorrichtung angeschlossen. Es wird dadurch erreicht, daß der für die Förderung des Filtermaterials zur Verfügung stehende Wasserdruck voll für diesen Zweck ausgenutzt werden kann, ferner wird die bauliehe Ausführung der Einrichtung vereinfacht, Störungen, die bei den bekannten Einrichtungen mit selbsttätig arbeitenden Ventilen infolge Reibung der bewegten Ventilkörper entstehen können, werden vermieden. Auch kann die Einrichtung mit kleinen Flüssigkeitsdrucken arbeiten. Die Anwendung einer fremden Energiequelle zur gleichzeitigen Steuerung mehrerer Ventile ist zwar bei Trommelfiltern und Filterpressen bekannt. doch handelt es sich hierbei um Einrichtungen, die in ihrem Betrieb und ihrer Wirkungsweise sich wesentlich von Basenaus-

bewegtem

Filtermaterial

tauschfiltern mit
unterscheiden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, in welchen

Abb. ι eine Wasserreinigungsanlage schematisch darstellt.

Abb. 2 und 3 sind senkrechte Schnitte durch den oberen Teil de? Wasserreinigungsbehälters, und zwar Abb. 2 bei geöffnetem. Abb. 3 bei geschlossenem Luftventil.

ι ist das Wasserreinigungsgefäß geschlossener Konstruktion für die Aufnahme des Zeolithmaterials. und 2 ist der nebenstehende Regenerationsraum. 3 ist ein Salzgefäß geschlossener Konstruktion für Aufnahme einer Kochsalzlösung oder Kochsalzfüllung im gesättigten Zustande. Die Behälter 1 und 2

sind beide mit einem oberen Ventilgehäuse 4 bzw. 4' versehen; in dem Wasserreinigur.gsgefäß ι ist ein besonderer Spül raum 5 angeordnet. Als Betriebskraft wird beismelsweise ein Elektromotor ο verwende:, der über das Schneckenrad mit Schnecke 7 auf die doppelte Kurbelwelle S und dadurch auf die Kurbelstangen 9 bzw. q/ und die oberen Ventilstangen 10 bzw. 10' einwirkt. Die 'ο Kurbelwelle 8 steht weiter mit der Kurbelstange 11 für den Antrieb eines Dosieningsapparates 21 in Verbindung.

12 ist der Rohwasserzuftuß. u::d 13 sind Rohrleitungen, durch welche das Wa?sor nach der tiefsten Stelle 14 im Wasserreinigungsgcfäi.) ι geleitet wird. 15 ist ein Ab'.enkungskörper für die Wasserführung durch die Zeolithschicht 30., und 16 ist eine Spüihaube.

Das Weichwasser wird durch das Austrittsrohr 17 aus dem Apparat entfernt. Am Fjoden des Behälters 1 ist ein Transportrohr ι S angeordnet, durch welches der erschöpfte Zeolith nach Raum 53 in dein Regenerationsbehälter 2 gefördert \vird. ίο ist das Druckrohr für die mit Überdruck eintretende Salzlösung vom Dosierungsapparat Ji in Regenerationsbehälter 2. Die Rohrleitung 20 führt die Kochsalzlösung vorn SaIzgefäß 3 nach dem Dosieruugsapparat 21. der für die Einstellung bestimmter Mengen Salzlosung dient, welche von Fail zu Fall für Regenerationszwecke erforderlich sind.

22 ist ein Transportrohr, welches regeneriertes Filtermaterial in die Kammer 5 führt, und 23 ist ein Tellerventil, weiches den Raum 5 zeitweise abschließt und öffnet.

Spülwasser und gebrauchte Salzlösung werden durch die mit¹ dem Absperrventil 27 versehene Leitung 24 aus dem Raum 5 enttenit, wodurch letzterer zeitweise mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung gebracht wird. 25 ist eine Abflußieitung. die nach der Kanalisation 26 führt. 2S ist der Dekkelverschluß am Salzgefäß 3. und 20 ist die Verbindungsleitung zwischen dem Salzgefäß 3 und dem Wasserreinigungsgefäß 1.

Die Führungshülsen 33 bzw. 33' für die

Ventile am oberen Teil der Behälter 1 und 2 (Abb. 1) sind mit Löchern 3j Abb. 2, versehen. Im Regenerationsbehälter 2 mündet eine Druckleitung 35. welche von der aus dem Behälter 1 kommenden Verbindur.gsleitung _'y abzweigt. 30 ist das Transpor:rohr für regenerierten Zeolith nach Raum 5. Das Salzgefäß 3 enthält eine Kiesunterlage 37 und eine Salzfülluiig 38.

Die weiteren Bezugszeichen ergeben sich 1

aus der nachfolgenden Beschreibung der Ar- j

beitsweise der Anlage. !

So Xachdem das Wasserreinigungsgef:i3 1 mit |

Filtermasse 39, z. B. Glaukonit, angefüllt und j bis zu einer bestimmten Schichthöhe eingeschwemmt ist, und das Salzgefäß 3 mit Kochsalz 38 gefüllt ist, welches durch die Kiesschicht 37 eine Unterlage erhält, wird durch die Rohrleitungen 12, 13, 14 Rohwasser nach j der tiefsten Stelle des Wasserreinigungsgefäßes ι eingelassen (s. Abb. 1). Das Wasser durchströmt die Glaukonitschicht 39 von j unten nach oben, indem es durch die Ablenkungskörper 15 eine bestimmte Strö- ! mungsrichtung erhält und infolge Basenaustausch bis auf o° enthärtet wird. Das ; Weichwasser strömt nach oben und fließt über Rinne 52 in Rohrleitung 17 ab. durch j welche das Wasser der Verbrauchsstelle zuj geführt wird. Bei diesem Vorgang tritt ' gleichzeitig ein Teil des weichen Wassers durch Rohrleitung 29 in Salzgefäß 3 ein und lost dort einen Teil des Salzes 38 auf. wodurch sich im Salzgefäß 3 eine gesättigte Salzlösung einstellt. Um nun zu vermeiden, daß sich die Glaukonitmasse 39 während des Enthärtungsvorganges erschöpfen kann, also nicht mehr austauschfähig bleibt, wird gleich bei Beginn des Betriebes gesättigte Kochsalzlösung von Salzgefäß 3 durch Rohrleitung 20 nach dem Dosierungsapparat 21 geleitet und Motor 6 in Betrieb gesetzt. Hierdurch wird Glaukonitmasse 39 fortlaufend in folgender Weise regeneriert:

Durch Inbetriebsetzung des Motors 6 wird auch Kurbelwelle S gedreht und werden die Ventilstangen 10, 10' bzw. 48 auf und nieder bewegt, wodurch ein abwechselndes Schließen und Öffnen der Ventile 23 bzw. 23' und der Ventile 43 an den Behältern 1 und 2 erfolgt (s. Abb. 2). In dieser Abbildung ist die Stellung gezeigt, in welcher die Kurbelwelle 8 noch nicht die Stangen 10 bzw. 10' in den Räumens und 53 nach unten gedruckt hat: die Räume 5 und 53 sind durch die Tellerveutile 23 bzw. 23' noch abgeschlossen und stehen durch die geöffneten Auslaßventile 43 mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung. Dabei bleiben die Ventile 23 durch den Hub der Feder 51 eine Zeitlang geschlossen. In dieser Stellung findet ein Transport der Glaukonitmasse 39 nach den Räumen 5 bzw. 53 statt infolge des im Wasserreinigungsgefäß 1 und Regenerationsraum 2 herrschenden Flüssigkeitsdruckes auf die Glaukonitmasse 39. Letztere wird hierdurch in die Räume 5 bzw. hineingespült. In diesen findet dann die Auswaschung der Filtermasse von der überschüssigen Kochsalzlösung statt. Dies geschieht dadurch, daß Spülwasser durch die Löcher 47 (Abb. 2) im Tellerventil nach den Räumen 5 und 53 strömt, welches durch das geöffnete Auslaßventil 43 in Rohrleitung 24 abflieiit. Durch Einstellung des Ventils 27 _vAbb. 1) kann mehr oder weniger Filter-

masse in Kreislauf versetzt -werden, weil hierdurch die Wassergeschwindigkeit in den Transportrohren iS und 36 gesteigert oder vermindert werden kann, so daß dementsprechend auch mehr oder weniger Filtermaterial fortgespült oder gefördert wird.

Wenn die Yentilstangen 10 bzw. 4!? in den Räumen 5 und 53 durch die Kurbelwelle S weiter nach unten gedrückt werden (s. Abb. 2). so schließen sich zuerst die \'entile 43 in den Gehäusen 4 durch den Druck der Spiralfeder 4Q. während sich die Tellerventile 23 in den Räumen 5 und 53 zu öffnen beginnen, sobald die Ventilstangen 4S mehr nach unten gedrückt sind, weil Feder 50 einen Druck auf Bund 42 ausübt, welcher auf Ventilstange 48 und Tellerventil 23 übertragen wird, sobald letzteres geöffnet ist, fällt die regenerierte und ausgespülte Filtermasse durch Haube 16 in den Weichwasserraum des Wasserreinigungsgefäßes zurück, zu gleicher Zeit aber auch erschöpftes Zeolithmaterial in den Regenerationsraum 2. weil in beiden Räumen 5 und 53 Druckausgleich herrscht, wodurch auch die Förderung der Filtermasse in den Transportrohren iS und 3O aufhört. Während dieser Zeit wird durch den Dosierungsapparat 21 keine Salzlösung" in die Filtermasse des Regenerationsraumes 2 hineingedrückt, wodurch ein sparsamer SaIzverbrauch erzielt wird. Infolge der Wasserströmung durch Haube 16 gelangen nicht einmal die geringsten Salzlösungsreste in das Weichwasser, weil vorher schon durch die Löcher 47 im Ventilteller 23 genügend Spülwasser in Raum 5 eintreten konnte, als Ventil 2^ noch geschlossen war und weil in" Raum 5 bei ganz geöffnetem Tellerventil 23 nur so viel Weichwasser durch Haube 16 eintritt, wie von der zurückfallenden Menge leitermaterial verdrängt wird. In Abb. 3 ist die Stellung gezeigt, bei welcher die Ventilstange 10 und 4S sowie die Tellerventile 2^. 23' angehoben werden, wenn sich Kv.rbelstange 9 nach oben bewegt. Sobald sieh nun die Ventilteller 2^ lose an ihre Diclu-.ingsrlächen angelegt haben, die Ventile also zu schließen beginnen, wird durch den weiteren Aufwärtsgang des Kolbenkörpers 40 in Führungshülse ^^ die Feder 51 gespannt und hierdurch ein Druck auf Bund 42 ausgeübt, wodurch bei weiterem Aufwärtsgang des Kolbenkörpers 40 die Tellerventile 23. 23' fest an ihre Dichtungsflächen angezogen werden. in welchem Falle dann Raum 5 vom Weichwasserraum des Wasserreinigungsgefäßes ι und Raum 53 vom Regenerationsraum 2 abgeschlossen ist und wieder mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung stehen. da die Ventile 43 geöffnet sind, weil die KoI-beiikörper 46 die Hülse 45 angehob'en haben, wodurch Feder 40 gespannt wurde. Es ist dann dieselbe Ventilstellung vorhanden, wie sie in Abb. 2 dargestellt ist, so daß der oben beschriebene Transport der Filtermasse von neuem beginnen kann.

Da die Tellerventile 23, 23' im Raum 5 des Wasserreinigungsgefäßes 1 und im Raum 53 des Regenerationsraumes 2 parallel geschaltet sind, so wird jedesmal die gleiche Menge erschöpftes und regeneriertes Filtermaterial nach Raum 53 bzw. 5 transportiert. Da gleichzeitig Salzlösung und Spülwasser durch die Filtermasse im Regenerationsraum 2 von unten nach oben hindurchströmen, so wird hierdurch die Filtermasse fortgesetzt in Bewegung gehalten und hierbei sehr gut regeneriert, ohne sich abzulagern. Die Salzlösung wird vom Dosierungsapparat 21 durch Rohrleitung 19 in den unteren Teil der FiI-termasse hineingedrückt (Abb. i), ebenso das Spülwasser durch'Rohrleitung 35, welche von Rohrleitung 29 abzweigt. Die verbrauchte Salzlösung fließt dann durch Rohrleitung 40 und 41 ab und das Spülwasser aus dem oberen Spülraum S3 nach Ventilgehäuse 4 und der Rohrleitung 24, wie anfangs beschrieben 1 Abb. 1).

Auf diese Weise ist es möglich, große Zeolithmengen (1000 kg und mehr pro Stunde ·■ fortlaufend zu regenerieren, da in dem großen Regenerationsraum 2 größere Mengen Filtermaterial locker aufgespeichert werden können, ohne daß man befürchten muß. daß sich das Material während der langen Regenerationszeit festlagern kann, wodurch eine Verstopfung erfolgen würde; ein Mißstand, welcher die Ursache war. daß alle bisherigen Versuche mit fortlaufender Regeneration erfolglos geblieben, weil bei Eintritt in großen Regenerationsräumen die erforderliche Durchflußgeschwindigkeit vermindert wurde, wodurch die gefürchtete Ablagerung von Filtermaterial eine Verstopfung in Rohren oder Regenerationsräumen herbeiführen mußte.

Durch die neue Erfindung ist es jetzt möglich, künstlichen und natürlichen Zeolith für Wasserenthärtungszwecke zu gebrauchen bei fortlaufender Regenerierung, da jede gewünschte Regenerationszeit angewendet werden kanu, gleichviel ob dieselbe lang oder kurz sein soll, wodurch auch Wasser mit hohen Härtegraden fortlaufend enthärtet wird, ohne daß der Apparat zwecks Regeneration außer Betrieb gesetzt werden muß. Da außerdem große Mengen Filtermaterial stündlich umgewälzt werden können, ist es möglich, die hierzu erforderlichen Wasserreinigungsgefäße mit größten Abmessungen zu bauen und batterieweise aufzustellen. Es können also sehr große Wassermengen stund-

lieh enthärtet werden, wobei die Regeneration während des Betriebes vollständig selbsttätig erfolgt.

Bemerkt soll noch werden, daß an Stelle der Kurbelwelle 8 zum Antrieb der Ventilstange io bzw. 48 auch Exzenter mit Hebelübertragung zur Anwendung kommen können und an Stelle des Motors ό jede andere geeignete Betriebskraft, sei es hydraulisch, t ο elektromagnetisch oder mittels Riemenantriebs von einer Transmission, wie dies beispielsweise in Abb. 2 angedeutet ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zur fortlaufenden Enthärtung von Wasser mit chemisch wirksamen Filterstoffen, wie künstlichen oder natürlichen Zeolithen, insbesondere Glaukoniten, weiche mittels Flüssigkeitsdrucks im Kreislauf durch Enthärtungs- und Regenerationsbehälter fortbewegt werden, und bei welcher im oberen Teil des Enthärtungsbehälters eine besondere, unten durch ein Ventil abgeschlossene Waschkammer für das aus dem Regenerationsbehälter kommende Filtermaterial vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Enthärtungs- und Regenerationsbehälter vorgesehenen, das Innere der Behälter mit der Atmosphäre verbindenden Auslaßventile (43) sowie die den Eintritt des Filtermaterials in den Enthärtungs- und Regenerationsbehälter vermittelnde Ventile an eine gemeinsam durch eine äußere Kraftquelle angetriebene Steuervorrichtung angeschlossen sind, die die einander entsprechenden Ventile der beiden Behalter abwechselnd gleichzeitig öffnet und'schließt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen