DE9015993U1

DE9015993U1 - Anlage zur Aufbereitung von keim- und nitratbelastetem Wasser

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Publication number: DE9015993U1
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Authority: DE
Original assignee: Cleantec O-1240 Fuerstenwalde De GmbH
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Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1991-03-14
Anticipated expiration: 2000-11-21

Description

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DlPL-INGlWOLf-DlETmHANNIG

PATENTANWALT

f»lmlinw.ll Dipt Ing Wolf-Dirt« Hnwig &tmd»mm 24 1197 Bcriin

005/90/Hg

Cleantec GmbH
0-1240 Fürstenwalde

5Anlage zur Aufbereitung von keim- und nitratbelastetem Wasser

Die Neuerung betrifft eine Anlage zur Aufbereitung von keim- und nitratbelastetem Wasser, insbesondere Trinkwasser, mit lOFilter, Ionenaustauscher, Regenerationseinrichtung, Zu- und führleitungen. Absperr- und Regelorganen.

Trinkwasser wird im erheblichem Umfang aus Grundwasser gewonnen, das zumindest mit Nitrat, Nitrit, Keimen und Schwebstof-

15fen belastet ist. Der steigende Nitratgehalt im Oberflächen- und Grundwasser steht im direkten Zusammenhang mit der Chemisierung der Landwirtschaft und der intensiven Tierhaltung, mit Mülldeponien, veralteten Wasserleitungen, Straßen- und Luftverschmutzung. In immer stärkeren Maße gelangen auch giftige

20Substanzen in das Grundwasser.

Nitrat ist ein natürlicher Wasserbestandteil, der auch in vielen Lebensmitteln vorhanden ist.

Gefährlich ist Nitrat dann, wenn es in hohen Konzentrationen auftritt. Nitrat und Nitrit verursachen eine Methämoglobianä-

25mie, die sogenannte Blausucht, die bei Säuglingen in ungünstgen Fällen sogar zum Tode führen kann. Eine weitere toxische Wirkung besteht darin, daß im sauren Milieu des Körpers durch chemische Umwandlung aus den Nitriten Nitrosamine entstehen. Nitrosamine gehören zu den potentesten aller bekannten krebs-

30erzeugenden Stoffe.

Die damit einhergehenden Gefahren haben dazu geführt, daß die schädlichen Auswirkungen auf Mensch, Tier und Pflanzen so groß geworden sind, daß man energisch um den Nitrat- und Keimabbau bemüht ist.

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Bekannt sind Anlagen zum Entfernen von Nitraten aus Trinkwasser mittels Ionenaustauscher (DE-OS 33 Ol 054). Das Rohwasser wird durch eine Rohwasserzuführleitung dem Ionenaustauscher zugeführt, in dem die Nitrat-Ionen aus dem Rohwasser durch 5Austausch gegen Hydrogenkarbonat-Ionen entfernt werden. An die Rohwasserzuführleitung ist ein Regeneriermittelbehälter über eine Pumpe und an die Reinwasserabführleitung eine Auslaufleitung mit Absperrorganen angeschlossen. Die Rohwasserzuführleitung hat eine zum Ionenaustauscher führende Rück-

lOspülleitung mit Absperrorgan, einen Injektor und eine Ansaugleitung, die zum Entkeimungsbehälter führt. Zwischen dem Absperrorgan in der Rohwasserzuführleitung und dem Ionenaustauscher befindet sich die Absperrleitung mit ihren Absperrorganen. Auch eine Verdünnungsleitung kann zum Regenerierbe-

15hälter führen. In der Reinwasserleitung ist außerdem ein Kontaktwasserzähler mit einem Steuerkreis für die Absperrorgane und die Pumpe eingesetzt.

Diese bekannte Anlage hat den Nachteil, daß sie zur Regeneration des Ionenaustauschers abgeschaltet werden muß und für die

20Zeitdauer der Regeneration kein aufbereitetes Wasser entnommen werden kann, wenn nicht entsprechende Pufferbehälter vorgesehen werden. In kontinuierlichen Prozessen wie sie in der Getränke- und Lebensmittelindustrie ablaufen, entsteht ein beträchtlicher apparativer Aufwand.

25\ußerdem können Mikroorganismen und Keime durch die Ionenaustauscher nur teilweise entfernt werden, weil diese zur irreversiblen Verblockung der Austauscher führen.

Die technische Lehre gemäß DE-PS 32 43 817 unterwirft das aus 30einer Aufbereitungsanlage erhaltene Reinwasser einer Unterdruckbehandlung und gegebenenfalls einer UV-Bestrahlung, wodurch dem Wasser der Sauerstoff entzogen wird. Das Wasser wird dabei in ständigem Fluß gehalten. Diese bekannte Aufbereitungsanlage wird in Kombination mit anderen Aufbereitungs-35methoden wie dem Kationen-Anionenaustausch oder der Umkehrosmose eingesetzt.

Es ist aus der DE-PS 35 15 299 ein Verfahren zum Entfernen von Nitraten aus Trinkwasser mittels stark basischer Anionenaustauscherharze in Chlorid-, Bikarbonat- und Sulfatform bekannt, bei dem das aufzubereitenden Trinkwasser in Parallel-5schaltung an drei Ionenaustauschersäulen herangeführt wird. Das aus jeder Säule aufbereitete Wasser wird anschließend zusammengefaßt und verschnitten.

Diese bekannten technischen Lösungen sind alle apparativ aufwendig und kostenintensiv. Sie können regelmäßig nur bei lONeuanlagen Berücksichtigung finden, weil man in bestehenden Industrieanlagen vom Platz her beschränkt ist und Eingriffe mit erheblichen technischen Problemen sowie Kosten verbunden sind.

15Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Baukastenprinzip, aus industriell vorgefertigten Systemeinheiten nahezu beliebig dimensionierbare und erweiterbare, an die jeweiligen Gegebenheiten anpaßbare Aufbereitungsanlage der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, die leicht zu transportie-

20ren, ohne größere bauliche Maßnahmen in ihrem Einsatzort aufstellbar ist und ohne größere Montagearbeiten rasch in Betrieb genommen sowie nahezu von ungeschultem Personal betrieben und gewartet werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die neuerungsgemäße Anlage zur

25Aufbereitung von nitrat- und keimbelastetem Wasser in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die Filter, Ionenaustauscher, UV-Strahler, Regenerationseinrichtung, Nitratmeßeinrichtung, Zähleinrichtung und Steuereinrichtung jeweils gesonderte Systemeinheiten bilden, die in einem quaderförmi-

30gen eigcnsteifen und frei aufstellbaren Rahmengestell mit vorgefertigter Verrohrung sektionsartig zusammengefaßt sind, wobei zumindest ein parallel zur Filterabführleitung angeordnetes Ionenaustauscherpaar vorgesehen ist, in die Filterabführleitung der UV-Strahler integriert und in die Abführ-

351eitung des Ionenaustauscherpaares zusätzlich ein Tiefenfilter mit nachgeordnetem UV-Strahler angeordnet ist.

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Der Vorteil dieser sektionsartigen Systemeinheiten besteht in ihrer optimalen Anpaßbarkeit an die technischen und technologischen Bedingungen bereits vorhandener Prozeßanlagen. Zweckmäßig ist, wenn zumindest ein Ionenaustauscherpaar pa-5rallel zur Filterabführleitung angeordnet wird. Die gesonderte Zusammenfassung von Filtern, Ionenaustauschern und UV-Strahlern zu Systemeinheiten ermöglicht eine platzsparende kompakte Bauweise der Anlage. Die Systemeinheit Filter kann aus einem einzigen Filter bestehen. Dies ist die ein-

lOfachste Ausführungsform. Aber nicht allein mit einer einzigen Systemeinheit läßt sich die vorliegende Neuerung verwirklichen. Es können jeweils mehrere Systemeinheiten gleicher Bauart zusammengefaßt werden. Systemeinheiten aus mehreren parallel angeordneten Filtern, Ionenaustauschern und UV-

15Strahlern sind von Vorteil, wenn die Kapazität der Anlage erhöht werden soll.

Die Parallelanordnung der Ionenaustauscher in der Filterzuführleitung gestattet eine kontinuierliche Aufbereitung des Wassers.

20Zweckmäßig ist es ferner, wenn die Systemeinheit Filter an ihrer Eingangs- und Filterabführleitung ein über Wirkdruckleitungen angeschlossenes Plattenfedermanometer mit induktiver Grenzwerterfassungseinrichtung aufweist. Natürlich kann auch ein anderes geeignetes Manometer eingesetzt werden.

25In einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung hat die Systemeinheit Ionenaustauscher eine Rückspülleitung, die zugleich eine Lösemittelzuführleitung ist.

Mittels in der Zuführleitung der Systemeinheit Ionenaustauscher angeordnete Wasserzähler ist die Menge des aufbereite-

30ten Trinkwassers feststellbar.

Zweckmäßig ist es auch, über einen Bypass das aufbereitete Wasser mit normalen Trinkwasser aus dem Trinkwassernetz abzumischen.

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Das Wesen der vorliegenden Neuerung wird nachstehend anhand von einem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

5Fig. 1 eine Anordnung von Systemeinheiten, Fig. 2 ein Fließschema der Anordnung nach Fig. 1, Fig. 3 eine weitere Anordnung der Systemeinheiten

und
Fig. 4" ein Fließschema der Anordnung nach Fig. 3.

Die Anlage zur Aufbereitung von keim- und nitratbelastetem Wasser besteht im wesentlichen aus einem Grobfilter 3a, den Tiefenfiltern 3 und 9, Ionenaustauschern 4, UV-Strahlern 7 und 10, einer Regenerationseinrichtung 11, einer Nitratmeß-

15elnrichtung 12, einer Zähleinrichtung 13 und einer Steuereinrichtung 14, die in einem eigensteifen transportfähigen Rahmengestell 1 jeweils gesondert zu Systemeinheiten zusammengefaßt sind.
Ober die Eingangszuführleitung 18 mit ihrem Eingangsmagnet-

20ventil 19 und den Grobfilter 3a wird das keim- und nitratbelastete Wasser einem Tiefenfilterpaar 3'zugeführt. Schwebeteilchen werden hier entfernt« Die Wirksamkeit der Tiefenfilter 3 wird mittels einer Differenzdruckmessung überwacht. Wirkdruckleitungen 20 führen von der Eingangszuführleitung

25und der Filterabführleitung 15 zu einem Plattenfedermanometer mit Grenzwerterfassungseinrichtung 21. Der vor und nach dem Tiefenfilter 3 entnommene Wirkdruck wird über nicht dargestellte Absperrventile dem Plattenfedermanometer zugeführt. Oberschreitet der Wirkdruck den vorgegebenen Differenzdruck-

30Grenzwert, so wird die Wasserzuführung zur Anlage unterbrochen. Das Eingangs- und Ausgangsmagnetventil 19 und 26 schließt, so daß weder Wasser zugeführt, noch der Anlage entnommen werden kann. Die Steuervorgänge werden von der Steuereinrichtung 14 ausgelöst, die je nach Erfordernis

35extern oder in die Anlage integriert angeordnet sein kann.

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Nach der Filterung gelangt das Wasser über einen in der Filterabführleitung 15 angeordneten UV-Strahler 7, durch den die Keimbehandlung vorgenommen wird, in den Ionenaustauscher 4. Die Filterabführleitung 15 ist zugleich die Zuführleitung 2 5des Ionenaustauschers 4. Die Entfernung der Nitrate erfolgt durch die parallel zur Filterabführleitung 15 bzw. Zuführleitung 2 angeordneten Ionenaustauscher 4, die ein Ionenaustauscherpaar 4'bilden. Die Ionenaustauscher 4 arbeiten zueinander zeitversetzt, damit ein kontinuierlicher Betrieb er-

lOmöglicht wird. Die Menge des über den jeweiligen Ionenaustauscher 4 aufbereiteten Wassers wird überwacht. Das den Ionenaustauscher 4 zugeführte Wasser durchströmt eine in der Zuführleitung 2 angeordnete Zähleinrichtung 13, die im wesentlichen aus einem Flügelwasserzähler 22 und Absperrarmaturen

löbesteht.

Der beladene Ionenaustauscher 4 wird durch Zuführung einer warmen Kochsalzlösung regeneriert. Die Kochsalzlösung befindet sich in der Regenerationseinrichtung 11, die aus einem Lösebehälter 5, Lösemittelzuführleitung 16, Membranpumpe 23

20und Magnetventil 24 besteht. Die entsprechend angesetzte Menge an Lösemittel und dessen Temperatur werden auf vorgegebene Sollwerte überwacht. Die Kochsalzlösung gelangt über eine kopfseitig einmündende Lösemittelzuführleitung 16 in den zu regenerierenden Ionenaustauscher 4.

25Die Lösemittelzuführleitung 16 ist zugleich eine Rückspülleitung 17, über die der Ionenaustauscher 4 gespült werden kann_e

Nach der Behandlung im Ionenaustauscher 4 erfolgt erneut eine Tiefenfilterung durch einen Tiefenfilter 9 und eine

30nochmalige UV-Bestrahlung mittels UV-Strahler 10, die in der Abführleitung 8 des Ionenaustauscherpaares 4'angeordnet sind. Auch diese Filter werden mittels Differenzdruckmessung überwacht. Die Anordnung entspricht derjenigen des Tiefenfilters 3, nur das die Wirkdruckleitung 20 ein-

35gangsseitig an die Abführleitung 8 angeschlossen ist.

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Das erzeugte keim- und nitratfreie Wasser läßt sich nachfolgend durch den Bypass 25 mit normalem Trinkwasser bis auf die zulässige Belastungsgrenze abmischen.

Die Ausgangsleitung 6 führt über eine Nitratmeßeinrichtung 12, 5mit der kontinuierlich die vorgegebene Nitratkonzentration im aufbereiteten Wasser gemessen und überwacht wird. Grobfilter 3a, Filter 3 und 9, UV-Strahler 7 und 10, Regenerationseinrichtung 11, Nitratmeßeinrichtung 12, Zähleinrichtung 13 und Steuereinrichtung 14 bilden jeweils gesonderte

lOSystemeinheiten, die je nach den vorliegenden technischen und technologischen Aufstellungsbedingungen zusammengefaßt und als eigenständige Baugruppe im Rahmengestell 1 leicht auswechselbar angeordnet sind. So werden die UV-Strahler 7 und zusammengefaßt, obwohl sie unbehandeltes und behandeltes

lSWasser bestrahlen. Dies trifft für die Systemeinheit Filter 3a, 3 und 9 ebenso zu wie für alle anderen Baugruppen. Natürlich kann der Grad der Zusammenfassung,wie in Fig. 1 und 2 aufgezeigt, unterschiedlich sein und variieren. Das Rahmengestell 1 ist quaderförmig ausgebildet und ist ent-

20sprechend der gewünschten Kapazität erweiterbar, in dem mehrere Systemeinheiten zusammengeschaltet werden. Das Rahmengestell 1 nimmt die Verrohrung auf, die im wesentlichen aus leicht demontierbaren Kunststoffrohren besteht. Die Verrohrung wird vormontiert, so daß die Systemeinheiten nur

25in die vorbereiteten Sektionen des Rahmengestells 1 eingepaßt werden müssen.

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DlPL-ING. WOIT-DJETER HANNlC

PATENTANWALT F»lrnlinwi!l Dipl Ing Wolf EVffr Htnnif Slfmdimm 24 1197 Berlin

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen	1
Rahmengestell	2
Zuführleitung zum Ionenaustauscher	3
Tiefenfilter	3a
Grobfilter	3'
Tiefenfilterpaar	4
Ionenaustauscher	4'
Ionenaustauscherpaar	5
Lösebehälter	6
Ausgangsleitung	7
UV-Strahler	8
Abführleitung	9
Tiefenfilter	10
UV-Strahler	11
Regenerationseinrichtung	12
Nitratmeßeinrichtung	13
Zähleinrichtung	14
Steuereinrichtung	15
FiIterabführleitung	16
Lösemittelzuführleitung	17
Rückspülleitung	18
Eingangszuführleitung	19
Eingangsmagnetventil	20
Wirkdruckleitungen	21
Plattenfedermanometer mit Grenz
werterfassungseinrichtung	22
Flügelradwasserzähler	23
Membranpumpe	24
Magnetventil für Lösewasser	25
Bypass	26
Ausgangsmagnetventil

Claims

DlPL-INCWOLf-DlETtR HANNVG

PATENTANWALT

linwill Dipllng WoH-DM« H«nmg 9imd«mm 24 1197 Berlin

Anwaltsakte: Berlin, den 15. 11. 1990

005/90/Hg

Gebrauchsmusteranmeldung
Cleantec GmbH
Ernst-Thälmann-Str. 25
Postschließfach 10/35

0-1240 Fürstenwalde

Anlage zur Aufbereitung von keim- und nitratbelastetem Wasser

Schutzansprüche

1. Anlage zur Aufbereitung von keim- und nitratbelastem Wasser, insbesondere Trinkwasser, mit Filter, Ionenaustauscher, Regenerationseinrichtung, Zu- und Abführleitungen, Absperr- und Regelorganen, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (3, 9),Ionenaustauscher (4), UV-Strahler (7,10), Regenerationseinrichtung (H), Nitratmeßeinrichtung (12), Zähleinrichtung (13) und die Steuereinrichtung (14) jeweils gesonderte Systemeinheiten bilden, die in einem quaderförmigen und frei aufstellbaren Rahmengestell (1) mit vorgefertigter Verrohrung sektionsartig zusammengefaßt sind, wobei zumindest ein parallel zur Filterabführleitung (15) angeordnetes Ionenaustauscherpaar (4') vorgesehen ist, in der Filterabführleitung (15) der UV-Strahler (7) integriert und in der Abführleitung (&THgr;) des Ionenaustauscherpaares (4') zusätzlich ein Tiefenfilter (9) mit nachgeordnetem UV-Strahler (10) angeordnet ist.

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2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefenfilter (3, 9) ein an ihrer Eingangs- und Filterabführleitung (18, 15) über Wirkdruckleitungen (20) verbundenes Plattenfedermanometer mit induktiver Grenzwerterfassungseinrichtung (21) aufweisen.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regenerationseinrichtung (11) über eine Lösemittelzuführleitung (16) kopfseitig mit dem Ionenaustauscher (4) verbunden ist.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösemittelzuführleitung (16) zugleich eine Rückspülleitung (17) ist.
5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführleitung (2) Flügelradwasserzähler (22) angeordnet sind.