DE975542C

DE975542C - Verfahren zum Regeln von Wasseraufbereitungsanlagen nach dem Schnellentkarbonisierungs-Verfahren

Info

Publication number: DE975542C
Application number: DEF1737A
Authority: DE
Inventors: Emil Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-06-15
Filing date: 1950-06-15
Publication date: 1961-12-28
Also published as: DE975704C

Description

Verfahren zum Regeln von Wasseraufbereitungsanlagen nach dem Schnellentkarbonisierungs -Verfahren Die Erfindung bezieht sich auf Schnellentkarbonisierungsanlagen, bei denen körnige Reaktormasse durch den in einem Spitz reaktor aufsteigenden Wasserstrom in der Schwebe gehalten und als Kristallisationskerne für die bei der Entkarbonisierung sich ausscheidenden Härtebildner benutzt wird. Es ist bekannt, daß in derartigen Schnellentkarbonisierungsanlagen die Kristallisationskerne durch Anlagerung der Härtebildner zunehmend größer werden, infolgedessen in dem Reaktor allmählich nach unten sinken und nach längerer Betriebszeit, meist zweimal in 24 Stunden, nach dem Stillsetzen des Reaktors unten aus diesem abgelassen werden. Es ist auch bekannt, daß man die für den Reaktorbetrieb erforderliche Füllmenge an Kristallisationskernen nicht beliebig wählen kann, sondern beim Inbetriebsetzen der Anlage so bemessen muß, daß bei der Höchstbelastung des Reaktors keine Reaktormasse mit dem Wasser oben aus dem Reaktor mitgerissen wird und daß bei der Kleinstbelastung die Reaktormasse im Reaktor noch in Bewegung bleibt.
Die Erfindung betrifft eine Regelung für derartige Anlagen, durch die sie erheblichen Schwankungen in der Rohwasserzufuhr fortlaufend während des Betriebes ohne Betriebsunterbrechung angepaßt werden können. Man suchte bisher bei solchen Anlagen erhebliche Schwankungen in der Rohwasserzufuhr durch die Unterteilung der Anlage in mehrere Reaktoren aufzufangen, von denen man eine der jeweiligen Wassermenge entsprechende Zahl in Betrieb nahm. Nach einem anderen bekannten Verfahren (deutsche Patentschrift 740 444) kann man den Reaktorbetrieb schwankenden Rohwassermengen anpassen, indem man eine Kreislaufführung bereits gereinigten Wassers bewirkt, wodurch die richtige Durchlaufgeschwindigkeit im Reaktor trotz schwankenden Zu- und Abflusses erzwungen wird. Hierbei wird selbstverständlich die Kalkzufuhr der zulaufenden Wassermenge proportional bewirkt. Leider hat diese bestens bewährte Einrichtung eine Grenze bei niedrigen Karbonathärten, weil durch eine sehr große Menge des zurückgeführten Reinwassers die Härte des durch den Reaktor strömenden Mischwassers so gering wird, daß eine befriedigende Enthärtung nicht mehr eintritt.
Bei Versuchen zur Vermeidung dieses Nachteils wurden Ablaufrohre für die Reaktormasse in zwei Drittel und einem Drittel der Reaktorhöhe von unten gemessen angeordnet. Wurde z. B. aus dem unteren Ablaufrohr die Reaktormasse während des Betriebes abgezogen, so ergab sich, daß die Schnellentkarbonisierung mit einem Drittel der Last ohne Anwendung der Kreislaufführung einwandfrei arbeitete. Bei einer Außerbetriebsetzung zeigte sich, daß sich in der Reaktorspitze Reaktormasse festgesetzt hatte. Durch Einführung von Druckluft wurde die Auflockerung schnell erreicht; diese Einrichtung erwies sich auch bei Geringstbelastungen zusätzlich als Dauereinrichtung zur Aufrechterhaltung des Schwebezustandes der Reaktormasse als sehr vorteilhaft. Aus diesen Beobachtungen wurde das hier vorgeschlagene Regelverfahren abgeleitet.
Das Verfahren besteht darin, daß die Menge der Reaktormasse im Reaktor entsprechend der jeweils durchfließenden Wassermenge stufenweise durch Entnahme bzw. Wiedereinführen nicht verbrauchter Reaktormasse in höheren Niveaulagen des Reaktors während des Betriebes verändert wird.
Die Entnahme von Reaktormasse in höheren Niveaulagen führt dazu, daß brauchbare Reaktormasse aus dem Reaktor entfernt wird, die gespeichert wird und bei Bedarf infolge steigender Belastung wieder zugeführt werden kann. Die Regelung in Stufen führt zu technisch einfachen Geräten, wobei drei Stufen sich als zweckmäßig erwiesen haben. Die Rückführung eines Teilstromes aus dem Reinwasser nach der Patentschrift 740 444 ist hierbei in jeder Stufe anwendbar, ohne daß eine störende Verdünnung des Rohwassers eintritt, und ermöglicht eine feinere Regelung innerhalb jeder Stufe. So wird erfindungsgemäß erreicht, daß in jeder Regelstufe eine für die erstrebte Enthärtung ausreichende Menge an Reaktormasse zur Verfügung steht, daß diese aber nicht zu groß ist und deshalb durch die durchströmende Wassermenge in Bewegung gehalten werden kann, wobei die Wassergeschwindigkeit innerhalb jeder Regelstufe durch eine entsprechend bemessene Reinwasserrückführung verändert werden kann, ohne daß eine störende Verdünnung des Rohwassers eintritt.
Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Der Reaktor I ist nach unten zu der Einführungsstelle 2 konisch verjüngt, an der durch die Leitung 3 das Rohwasser zugeführt wird. Die Chemikalienzufuhr ist durch die Leitung 4 angedeutet.
Das Reinwasser läuft durch die Leitung g ab.
In dem hier dargestellten .Beispiel ist die Rückführungsleitung 5 für Reinwasser an die Leitung 9 angeschlossen und führt über eine Fördereinrichtung 6 zu der Einführungsstelle 2 des Reaktors I.
Zur Durchführung der Regelvorgänge sind die Leitungen I I, I I a und ii b an den Reaktor I in den Höhenlagen I0, Ioa und rob angeschlossen. Sie führen zu Sammelbehältern 12, 12 a und 12 b für die Reaktormasse. Durch eine Fördereinrichtung, z. B. die Injektoreinrichtung I3 und eine Spülleitung 3 a, die auch eine Druckluftzusatzmöglichkeit aufweisen kann, kann die in den Behältern I2, 12 a und 12 b befindliche Reaktormasse dem Reaktor I wieder zugeführt werden. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind diese Rückführungseinrichtungen bei den Behältern I2 a und 12 b nicht gezeichnet.
In der Rohwasserleitung 3 ist eine als Impulsgeber dienende Meßvorrichtung 7 eingebaut, die durch die Verbindung S, die Fördereinrichtung für das rückzuführende Reinwasser und durch die Verbindung 15 die Fördereinrichtung für die wiedereinzuführende Reaktormasse steuert.
Der Reaktor wird so groß entworfen, daß bei der in Frage kommenden Höchstbelastung die feinen Teilchen der Reaktormasse bis über das Niveau 10 steigen, aber nicht durch das abströmende Wasser in die Reinwasserleitung mitgerissen werden. Die im Reaktor befindliche Reaktormasse ist dann so groß, daß die dieser Höchstbelastung entsprechende Wassermenge in der gewünschten Weise enthärtet wird. Sinkt die Belastung, so wird Reaktormasse durch die dann geöffnete Leitung II in den Behälter I2 abgezogen. Sinkt die Belastung weiter, so wird die Leitung 11 a geöffnet, durch die Teilchen der Reaktormasse bis zum Niveau Ioa in den Behälter 12 a abgeleitet werden. Bei noch geringerer Belastung werden die Teilchen der Reaktormasse bis zum Niveau 10 b durch die Leitung II b in den Behälter 12b geleitet.
In entsprechender Weise werden bei steigender Belastung die Teilchen der Reaktormasse stufenweise zunächst aus dem Behälter 12 b, dann aus dem Behälter 121 und abschließend aus dem Behälter 12 dem Reaktor zugeführt, so daß stets so viel Reaktormasse vorhanden ist, die zu einer einwandfreien Enthärtung notwendig ist, während niemals so viel Reaktormasse im Reaktor I ist, daß diese nicht ausreichend schwebend bewegt wird.
Bei Belastungszuständen zwischen diesen Regelstufen wird die Rückführung von Reinwasser durch die Leitung 5 so betätigt, daß die so erhöhte Wassergeschwindigkeit die Reaktormasse in schwebender Bewegung hält, bis in der nächsten Regelstufe die Menge der Reaktormasse der Belastung entsprechend vergrößert bzw. vermindert wird.
Diese Regelvorgänge sind von der zuströmenden Rohwassermenge abhängig und können deshalb von einem in die Rohwasserleitung 3 eingebauten Impulsgeber 7 automatisch ausgelöst werden. Hierzu wirkt der Impulsgeber 7 einerseits auf die drei Fördereinrichtungen 13 hinter den Behältern I2, Iza und I2 b und andererseits auf die Fördereinrichtung 6 für das rückzuführende Reinwasser.
Die Erfindung ermöglicht in einfacher Weise die Anpassung der Schnellentkarbonisierungsanlagen an erhebliche Schwankungen der Rohwasserzufuhr auch bei geringer Anfangshärte des Rohwassers und erweitert damit das Anwendungsgebiet der Schnellentkarbonisierungsanlagen erheblich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Entkarbonisieren von Wasser, bei dem körnige Reaktormasse in dem in einem Spitzreaktor aufsteigenden Wasserstrom in Schwebe gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebes des Reaktors die Menge der Reaktormasse durch Entnehmen oder Wiedereinführen noch nicht ausgebrauchter Reaktormasse in verschiedener Höhe des Reaktors der Zulaufmenge des zu reinigenden Rohwassers stufenweise angepaßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdurchlauf innerhalb der Regelstufen durch die an sich bekannte Rückführung einer veränderlichen Reinwassermenge der Zulaufmenge des zu reinigenden Rohwassers angepaßt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 740444; britische Patentschrift Nr. 563 988; dänische Patentschrift Nr. 51 328; Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure, Bd. 88 (1944), Nr. 29/30, S. 395 bis 400; 1. rück, »Vom Wasser«, XVII, I949, 5. 114 bis I27.