DE9421525U1 - Vorrichtung zur Entkarbonisierung von Rohwasser - Google Patents

Description

ti.· · ·

14.11.95

PASSAVANT - WERKE AG
65322 Aarbergen

Vorrichtung zur Entkarbonisierung von Rohwasser

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entkarbonisierung von Rohwasser, wobei dem Rohwasser Kalziumhydroxide in Form von Kalkwasser zudosiert werden, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Zur Kalkentkarbonisierung großer Rohwassermengen werden üblicherweise sogenannte Schnellreaktoren verwendet {vgl. „Untersuchungen zur Optimierung der Schnellentkarbonisierung bei Trinkwasseraufbereitung", Heft 32 der Veröffentlichungen des Bereiches und des Lehrstuhles für Wasserchemie und der DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut der Universität Karlsruhe, Seiten 9-14, Karlsruhe 1988). Dabei durchströmt das mit Kalkmilch oder Kalkwasser versetzte Wasser im Aufstrom eine Wirbelschicht aus Kontaktstoffen. Das hierbei entstehende Kalziumkarbonat wird kristallin an die Kontaktstoffe angelagert. Nach der Entkarbonisierung des Rohwassers wird dieses zur Beseitigung der in dem Rohwasser noch enthaltenen Schwebstoffe und unlöslichen Reaktionsprodukte dem Schnellreaktor nachgeschalteten Filtern zugeführt. Diese Filter müssen in vorgegebenen Zeitabständen, z. B. einmal pro Tag, rückgespült werden, wobei in größeren Wasserwerken erhebliche Mengen von Rückspülwasser anfallen.

Zur Reinigung der Filterrückspülwässer werden diese in Absetzbecken geleitet, wo eine Sedimentation der Feststoffe stattfindet, so daß nach einer entsprechenden Sedimentationszeit das überstehende Wasser abgepumpt und z. B. dem entkarbonisierten Rohwasser zugemischt werden kann. Der verbleibende Schlamm wird zur weiteren Entwässerung in einen Eindicker gefördert und gegebenenfalls nach weiteren Verfahrensschritten schließlich auf einer Deponie entsorgt.

Nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren vor allem der relativ hohe Aufwand, der zur Reinigung der Rückspülwässer und zur Entsorgung des Schlammes erforderlich ist. Außerdem bedeutet das bei der Sedimentation, Eindickung und Entwässerung abgetrennte Wasser einen relativ hohen Verlust an Wasser.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei der möglichst eine aufwendige Reinigung der Rückspülwässer, die entsprechend aufwendige Entsorgung des entstehenden Schlammes und hohe Wasserverluste vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung offenbaren die Unteransprüche.

Der Erfindung liegt im wesentlichen der Gedanke zugrunde, die Rückspülwässer der dem Reaktor nachgeschalteten Filter nicht wie bisher in entsprechenden zusätzlichen Stufen zu reinigen, sondern in einen separaten Sammelbehälter zu leiten und als Lösewasser zum Ansetzen des Kalkwassers zu verwenden.

Die Verwendung von Kalkwasser hat insbesondere den Vorteil, daß die dem Schnellreaktor nachgeschaiteten Filter nicht zu schnell verschmutzen und in größeren Zeitabständen rückgespült werden müssen. Denn der Anteil an Feststoffen in dem entkarbonisierten Rohwasser ist bei Verwendung von Kalkwasser wesentlich geringer als etwa bei Verwendung von Kalkmilch.

Zur Herstellung des Kalkwassers wird vorzugsweise eine Anlage verwendet, die nach dem Flockungsprinzip arbeitet. Dabei wird einem Lösebecken eine Kalkmilchsuspension sowie Lösewasser zugeführt, wobei der Kalziumhydroxid-Anteil in Lösung geht und die Verunreinigungen des Kalkes als unlöslicher Rest im Wasser verbleiben. Der hohe pH-Wert des Kalkwassers führt zur Ausflockung des ebenfalls im Kalk enthaltenen Magnesiums. Die unlöslichen Bestandteile der Kalkmilch und des Lösewassers werden dadurch in die sich bildenden Mg(OH)_a-FIocken eingebunden. Nach der Dosierung eines Flockungshilfsmittels, in einer dem Lösebecken nachgeschalteten Kammer, erfolgt die Ausbildung von sedimentierfähigen Makroflocken in einer dritten Kammer unter mäßigem Rühren.

Nach der Abscheidung der Grobflocken erhält man dann das Kalkwasser, welches gegebenenfalls über eine Kalkwasservorlage dem Schnellreaktor zugeführt wird. Sollte das in der Kalkmilch und im Rückspüiwasser enthaltene Magnesium für die Flockung nicht ausreichen, so kann in das Lösebecken zusätzlich noch ein Flockungsmittel eingegeben werden.

Da das Rückspülwasser alleine als Lösewasser in der Regel nicht ausreicht, werden dem Rückspülwasser karbonisiertes und/oder entkarbonisiertes Rohwasser zugemischt (zusätzlich in den vorstehend erwähnten Sammelbehälter eingeleitet).

Bei einer besonders vorteilhaften weiteren Ausbildung der Neuerung wird das Lösewasser vor der Einleitung in die Kalkwasseranlage bereits separat entkarbonisiert. Dadurch wird erreicht, daß der Schlammanfall in der eigentlichen Kalkwasseranlage möglichst gering bleibt und nicht durch die im Lösewasser enthaltenen Bestandteile erhöht wird. Zur separaten Entkarbonisierung des Lösewassers bietet sich insbesondere die Säureimpfung an, bei der praktisch kein zusätzlicher Schlamm entsteht. Die bei der Säureimpfung auftretende erhöhte Anionenkonzentration beeinträchtigt außerdem die Verwendung des Lösewassers in der Kalkwasseranlage nicht.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung kann sowohl im Teilstrom- als auch im Hauptstromverfahren betrieben werden. Beim Teilstromverfahren wird der entkarbonisierte Teilstrom vorteilhafterweise vor einer gemeinsamen Filterung mit dem nicht entkarbonisierten Reststrom verschnitten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus den folgenden, anhand einer Figur erläuterten Ausführungsbeispielen.

In der Fig. ist mit 1 ein an sich aus der eingangs erwähnten Veröffentlichung des Engler-Bunte-Institutes bekannter Schnellreaktor bezeichnet, welcher in seinem unteren Teil eine Wirbelstromkammer 2 aufweist. Die Wirbelstromkammer 2 ist über eine erste Leitung 3 mit einem (aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten) Brunnen verbunden, welcher das zu entkarbonisierende Rohwasser fördert. Eine zweite Leitung 4 verbindet die Wirbelstromkammer 2 mit einer Kalkwasseranlage 5.

Nach der Durchmischung des Rohrwassers und des Kalkwassers in der Wirbelstromkammer 2 durchströmt dieses Gemisch im Aufstrom eine schwebende Kontaktmasse im Inneren des Schnellreaktors 1, an der sich Kalziumkarbonat abscheidet. Das entkarbonisierte Wasser tritt am oberen Ende des Schnellreaktors 1 aus und gelangt über eine Überlaufleitung 6 (gegebenenfalls nach Durchlaufen eines nicht dargestellten Belüftungsbeckens) zu einer ersten Filterstufe 7. Das entsprechend gefilterte Wasser wird anschließend über Leitung 8 einer zweiten Filterstufe 9 zugeführt und verläßt diese Filterstufe 9 dann über eine Leitung 10 als aufbereitetes Wasser.

Die beiden Filterstufen 7 und 9 müssen in an sich bekannter Weise von Zeit zu Zeit, z. B. täglich, rückgespült werden und besitzen daher entsprechende Spülwasserleitungen, von denen in der Fig. aus Übersichtlichkeitsgründen lediglich Leitungen für die Ableitung des Wassers nach dem Spülvorgang dargestellt und mit den Bezugszeichen 11 und 12 bezeichnet sind.

Erfindungsgemäß werden die Spülwasserleitungen 11, 12 mit einem Sammelbehälter 13 verbunden, dem das zur Erzeugung des Kalkwassers benötigte Lösewasser entnommen und über eine Leitung 14 der Kalkwasseranlage 5 zugeführt wird.

Für den Fall, daß die Menge an Filterrückspülwasser nicht ausreicht, um den Lösewasserbedarf der Kalkwasseranlage 5 zu decken, kann dem Sammelbehälter 13 zusätzlich über Leitungen 15 und 16 Rohwasser und/oder entkarbonisiertes Rohwasser zugeführt werden.

Außerdem ist der Sammelbehälter 13 über eine weitere Leitung 17 mit einem Säurevorratsbehälter 18 verbunden, so daß eine Entkarbonisierung des Lösewassers in dem Sammelbehälter 13 mittels Säureimpfung erfolgen kann.

Die in der Fig. schematisch dargestellte Kalkwasseranlage 5 besteht aus mehreren Kammern 50 - 53, denen eine Kalkwasservorlage 54 zur Einstellung des genauen CA(OH)₂-Gehaltes nachgeschaltet ist. Die erste Kammer 50 dient als Lösebecken. Ihr wird eine Kalkmilchsuspension 55, das bereits entkarbonisierte Lösewasser als Verdünnungswasser und gegebenenfalls ein Flockungsmittel 56 (falls der im Kalk enthaltene Magnesiumanteil zur Ausflockung nicht ausreicht) zugeführt.

Nach der Dosierung eines Flockungshilfsmittels 57 in der Kammer 51 erfolgt die Ausbildung von sedimentierfähigen Makroflocken in der Kammer 52 unter mäßigem Rühren mittels eines Rührwerkes 58. Anschließend erfolgt in der Kammer 53 die Abscheidung von Grobflocken, beispielsweise mittels eines Lameüenabscheiders, wobei der untere Teil dieser Kammer 53 als Schlammeindicker 59 ausgebildet ist und die Ableitung des reinen Kalkwassers über einen entsprechenden Überlauf 60 vorgenommen wird.

Vorzugsweise wird über eine Leitung 61 ein gewisser Anteil des eingedickten Schlammes des Eindickers 59 als Kontaktschlamm zu der Fiockungsstufe 50 zurückgeführt, wodurch eine zusätzliche flockungsinduzierende Wirkung erreicht wird.

Die Neuerung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise bei der Entkarbonisierungsanlage anstatt der Filter 7 und 9 nur ein einziges entsprechend ausgelegtes Filter verwendet werden. Außer dem vorstehend beschriebenen Vollstrombetrieb, bei dem das gesamte Rohwasser dem Schnellreaktor 1 zugeführt wird, kann die Erfindung selbstverständlich auch im Teilstrombetrieb realisiert werden:

Hierzu wird dem Rohwasser über die Leitung 3 nur ein Teilstrom entnommen und in dem Schnellreaktor 1 - wie vorstehend beschrieben - entkarbonisiert. Das aus der Filterstufe 7 auslaufende Filtrat wird dann mit dem restlichen Rohwasser zur Einsteilung der gewünschten Karbonhärte verschnitten. Die entsprechende Leitung für das restliche Rohwasser ist in der Figur gestrichelt dargestellt und mit dem Bezugszeichen 19 versehen. Je nach den an das restliche Rohwasser gestellten Anforderungen, muß dieses vor dem Verschneiden mit dem Teilstrom gegebenenfalls einer entsprechenden Vorbehandlung in einer separaten Stufe 20 (z. B. einer Flockung) unterzogen werden.

Claims (3)

&Iacgr; &Igr; 01682 ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Entkarbonisierung von Rohwasser mit einem mit Kontaktmasse gefüllten, aufwärts durchströmten Schnellreaktor (1), der eingangsseitig sowohl mit einer das Rohwasser führenden Leitung (3) als auch mit einer Kalkwasseranlage (5) und ausgangsseitig mit mindestens einem rückspülbaren Filter (7, 9) zur Reinigung des entkarbonisierten Rohwassers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die rückspülbaren Filter (7, 9) über eine entsprechende Leitung {11, 12) derart mit der Kalkwasseranlage (5) verbunden ist {sind), daß das beim Spülvorgang der Filter {7, 9) entstehende Spülwasser als Lösewasser der Kalkwasseranlage (5) zuführbar ist, und daß die Kalkwasseranlage (5) als Flockungsanlage ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Spülwasser führende Leitung {11, 12) mit einem zwischen den Filtern {7, 9) und der Kalkwasseranlage (5) angeordneten Lösewasser-Sammelbehälter {13) verbunden ist, dem zusätzlich zum Spülwasser über entsprechende Leitungen {15, 16) auch Rohwasser und/oder entkarbonisiertes Rohwasser vom Schnellreaktor {1) zuführbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (13) mit einem Säurevorratsbehälter (18) zur Entkarbonisierung des Lösewassers verbunden ist.