EP1937599A1 - Verfahren zur enthärtung von wasser mit hilfe eines kationenaustauschers und dessen regenerierung - Google Patents

Verfahren zur enthärtung von wasser mit hilfe eines kationenaustauschers und dessen regenerierung

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EP1937599A1
EP1937599A1 EP06807551A EP06807551A EP1937599A1 EP 1937599 A1 EP1937599 A1 EP 1937599A1 EP 06807551 A EP06807551 A EP 06807551A EP 06807551 A EP06807551 A EP 06807551A EP 1937599 A1 EP1937599 A1 EP 1937599A1
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EP
European Patent Office
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water
regeneration
exchanger
carbon dioxide
eluate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06807551A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang HÖLL
Klaus Hagen
Uwe Sauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KRUEGER WABAG GMBH
Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Original Assignee
Krueger Wabag GmbH
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • B01J49/50—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor characterised by the regeneration reagents
    • B01J49/53—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor characterised by the regeneration reagents for cationic exchangers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/04—Flow arrangements
    • C02F2301/046—Recirculation with an external loop
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/06—Pressure conditions
    • C02F2301/066—Overpressure, high pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage

Definitions

  • the invention relates to a method for softening water.
  • US Pat. No. 3,691,109 likewise discloses a method in which the regeneration of a basic and an acidic ion exchanger is carried out by flushing each other.
  • the present invention has accordingly set itself the task of providing a method for softening water, which does not have the described disadvantages of the prior art.
  • the precipitation of the calcium carbonate should be avoided.
  • the process should be suitable for operation in industrial reactors.
  • This object is achieved by a method for softening water in a technical reactor, in particular drinking water, with a weakly acidic cation exchanger, wherein the exchanger is regenerated after receiving alkaline earth ions by water containing dissolved carbon dioxide under pressure.
  • the carbon dioxide is preferably dissolved in water at a pressure of 2 to 10 bar, more preferably 4 to 5 bar. Accordingly, the regeneration process is performed under this pressure.
  • the regeneration is carried out in the flow.
  • the corresponding flow rates are 1 to 7 m 3 / m 2 h, preferably about 5 m 3 / m 2 h.
  • in flow means that the water used for regeneration is introduced into the reactor through one or more inlets on one side of the cation exchanger, passes through the cation exchanger, and exits the reactor through one or more outlets other than the cation exchanger ,
  • the rinse water is recycled in the process of the invention for immediate use. That is, the rinse water, after passing through the filter containing the ion exchanger, is directly supplied to a buffer from which it can be taken immediately for the next regeneration.
  • the pre-filtrate is preferably fed for reuse. That is, the pre-filtrate is fed to a buffer and used for the next regeneration.
  • the eluate produced in the regeneration can be treated with a membrane filter unit and the resulting permeate can be recycled.
  • the concentrate is fed to a receiving water or a sewage treatment plant or the like.
  • the released in the first stage of the degassing of pure water CÜ2 is collected and in turn fed to the regeneration.
  • the eluate of the regeneration and possibly the rinse water is treated by means of a vacuum degasser and the carbon dioxide removed is returned.
  • the carbon dioxide released in the second stage of the degassing of the pure water is collected and recycled for regeneration.
  • a softening of water depending on the raw water by up to 70% can be achieved.
  • the process of the invention is carried out in a preferred variant at pressures of 5 to 15 bar.
  • the inventive method is preferably carried out at temperatures of 10 to 20 ° C, particularly preferably between 10 and 15 ° C.
  • the process according to the invention is carried out in industrial reactors.
  • Technical reactor means a volume of 2 to 150 cubic meters (in 3 ), preferably 20 to 60 cubic meters (in 3 ).
  • the process according to the invention is preferably used in the treatment of drinking water and / or process water, in particular drinking water treatment.
  • the process according to the invention is preferably used in the treatment of water in breweries.
  • a preferred application is still the treatment of water in a sewage treatment plant. Also applicable is the inventive method for water treatment in a power plant. There, the water is not used as drinking water, but reaches drinking water quality.
  • the operation of at least two water-softening reactors is preferred as the "alternating reactor system."
  • Reactor further used for softening.
  • the drawing shows a process scheme for the softening of water.
  • a well 1 raw water is removed and either used directly or promoted in a raw water tank 2.
  • the water to be treated is supplied via a raw water pipe 3 to a filter system consisting of one or more filters 4, 5.
  • the two filters 4 shown in the drawing on the right are in operation, while the filter 5 shown on the left is regenerated.
  • the filters 4.5 are filled with a weakly acidic cation exchanger.
  • a portion of its salt content primarily the content of alkaline earth ions, is removed from the raw water by contact with the ion exchanger material.
  • the softened pure water enters a two-stage pure water deaerator 6 to adjust the lime-carbonic acid balance.
  • a vacuum degasser 7 is expelled from the pure water by applying a negative pressure CO2. Subsequently, the pure water of the second stage is fed to a Rieselentgaser 8, in the air blown. The degassed pure water is discharged via a pure water storage 9 or directly to the end user. Optionally, the vacuum degasser stage 7 can be dispensed with.
  • the loaded ion exchanger is regenerated by water which contains carbon dioxide dissolved under a pressure of 3-7, preferably 5-6, bar.
  • the regeneration is carried out at a flow rate of 3-7 m 3 / m 2 h.
  • the regeneration water is prepared in a reaction storage 10, in the from above water from the raw water pipe 3 or possibly water from the pure water storage 9 and from below CO2 from a CO 2 tank 1 1 and from the returns from the vacuum degasser 7 and the later described Eluatentgaser 13 fed.
  • the regeneration water is added via a line 12 from below, ie counter to the desalting in the filter 5 to be regenerated.
  • the eluate formed in the regeneration is fed, after passing through the filter 5, to an eluate degasser 13 operated under reduced pressure, where CO2 is expelled from the eluate.
  • the degassed eluate is either fed directly to a receiving water 24 or temporarily stored in an eluate storage 23, from which it is made evenly distributed to the surface water.
  • a portion of the eluate may be added via an eluate line from a further buffer 14 in the reaction memory 10, where it can be used in the regeneration.
  • the expelled in the Eluatentgaser 13 from the eluate CO2 is collected and added via a line 16 in the reaction memory 10.
  • the CO 2 produced in the vacuum degasser stage 7 of the pure-water deaerator 6 is returned via a line 17 to the reaction storage tank 10.
  • the CO2 released in the trickle degasser 8 is either fed via a line 18 into the eluate / rinse water / prefilterate stored in the buffer 14, whereby a further precharging of this water with CO2 is achieved or sent directly to the outside.
  • the regenerated filter 5 is rinsed with rinsing water in order to free the ion exchangers from the residues of the regeneration water.
  • the rinse water is removed from the raw water.
  • the spent rinse water is returned after exiting the filter 4.5 in the buffer 14 and kept ready for the next regeneration.
  • the pre-filtrate, which leaves first a regenerated filter 4,5, is not discharged as pure water. Instead, this prefilter is also fed via a prefilter line 20 into the buffer 14 and used for the next regeneration.
  • a separate CO 2 circuit 19 serves to loosen the ion exchanger material.
  • the eluate contains the salt cargo, which was extracted from the raw water. To increase the yield, the eluate can be fed completely or partially to a membrane filter unit 22.
  • the membrane filter unit 22 operates according to the method of reverse osmosis, nanofiltration or electrodialysis.
  • the permeate obtained in the membrane filter unit 22 is either fed to the raw water reservoir 2, or admixed with the raw water to be treated in the filter system or the pure water after the filter 4.5 has run out.
  • the saline concentrate is fed to the receiving water 24 or a sewage treatment plant.
  • the process according to the invention makes it possible to work only with the use of a weakly acidic cation exchanger.
  • a strongly-based anion exchanger can be dispensed with. This surprisingly allows softening of the water without causing solids, e.g. Calcium carbonate precipitate.
  • the omission of the anion exchanger does not adversely affect the process.
  • the water hardness could be lowered from 28 ° dH to 13 ° dH.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Enthärtung von Wasser in einem technischen Reaktor, insbesondere von Trinkwasser mit einem schwach sauren Kationenaustauscher, wobei der Austauscher nach Aufnahme von Erdalkali-Ionen durch Wasser regeneriert wird, welches unter Druck gelöst ist, Kohlenstoffdioxid enthält.

Description

Verfahren zur Enthärtung von Wasser
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Enthärtung von Wasser.
Diese Anmeldung nimmt die Priorität der DE 10 2005 051 388.3-44 in Anspruch.
Ein Verfahren zur Teilentsalzung von Wasser, insbesondere bei der Trinkwasseraufbereitung ist aus der EP 0 056 850 und aus „Vom Wasser 69 (1987), S. 259-267" bekannt. Aufgrund der Verwendung einer Mischung aus basischen und sauren Ionenaustauschern und der Regeneration der verbrauchten Ionenaustauscher mit Hilfe von Cθ2-haltigem Wasser zeichnet es sich dadurch aus, daß keine überschüssigen Regenerierchemikalien eingesetzt werden müssen und daß eine zusätzliche Aufsalzung des Regenerierwassers vermieden werden kann.
Ein zusätzliche Aufsalzung des Regenerierwassers wird bei dem Verfahren gemäß in der DE 1 920 497 beschrieben Gegenstand dieser Anmeldung ist ebenfalls die Teilentsalzung von Wasser mit Hilfe von schwach sauren Kationenaustauschern und stark basischen Anionenaustauschern, wobei auch eine Adsorption von organischen Substanzen durch die stark basischen Anionenaustauschern stattfindet. Die Regeneration der beladenen Ionenaustauscher erfolgt durch eine Behandlung mit Kohlensäure sowie gegebenenfalls mit einer verdünnten Mineralsäure oder einer sauren Salzlösung.
Aus der DE 31 02 693 ist es bekannt, schwach saure lonentauscherharze zu regenerieren, indem die Regeneration in Gegenwart eines von Anionen starker Säuren beladenen Anionenaustauschers durchgeführt wird.
Aus der US 3,691 ,109 ist ebenfalls ein Verfahren bekannt, bei dem die Regeneration eines basischen und eines sauren lonentauschers durch gegenseitiges Spülen erfolgt.
Aus der EP 0 930 272 ist ein Verfahren zur Enthärtung von Wasser, insbesondere Trinkwasser mit einem schwach sauren Kationenaustauscher bekannt. Hierbei wird der Austauscher nach Aufnahme von Erdalkali-Ionen durch Cθ2-haltiges Wasser regeneriert. Aus der EP 1 147 814 ist ein Verfahren zur Enthärtung von Wasser bekannt, bei dem unter Druck in Wasser gelöstes CO2 in den lonentauscher eingeleitet und dann wieder ausgespült wird. Das Verfahren eignet sich für die Wasseraufbereitung in begrenztem Rahmen wie in Untertischgeräten, z.B. für Gaststätten.
Aus der DE 27 14 297 ist ein Verfahren zur Enthärtung von Wasser bekannt, daß darauf basiert, daß gezielt Kalziumcarbonat ausgefällt wird.
Bei Verwendung von Kohlensäure zur Regeneration in einem geschlossenen, nicht durchströmten Systemen bei gleichzeitiger Ausfällung von Kalziumcarbonat in einer
Regenerationslösung ist dieser Vorgang in einem technischen Reaktor nicht beherrschbar. Das Kalziumcarbonat fällt überall aus, insbesondere auch an den
Auslassöffnungen, was zu erheblichen technischen Problemen führt. Ferner sorgen die ausfallenden Kalziumcarbonatkristalle für eine abrasive Zerstörung der lonenaustauschpartikel.
Die vorliegende Erfindung hat sich demgemäß die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Enthärtung von Wasser zur Verfügung zu stellen, welches die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Insbesondere soll die Ausfällung des Kalziumcarbonats vermieden werden.
Dabei soll das Verfahren für den Betrieb in technischen Reaktoren geeignet sein.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Enthärtung von Wasser in einem technischen Reaktor, insbesondere von Trinkwasser, mit einem schwach sauren Kationenaustauscher erreicht, wobei der Austauscher nach Aufnahme von Erdalkali- lonen durch Wasser regeneriert wird, welches unter Druck gelöstes Kohlenstoffdioxid enthält.
Das Kohlenstoffdioxid wird vorzugsweise bei einem Druck von 2 bis 10 bar, besonders bevorzugt 4 bis 5 bar in Wasser gelöst. Demgemäß wird unter diesem Druck auch das Regenerationsverfahren durchgeführt.
In einer erfindungsgemäßen Variante wird die Regeneration im Durchfluss durchgeführt. Die entsprechenden Durchflussgeschwindigkeiten liegen bei 1 bis 7 m3/m2h, vorzugsweise ca. 5 m3/m2h. Dabei bedeutet „im Durchfluß", daß das zur Regeneration verwendete Wasser durch eine oder mehrere Einlasse auf der einen Seite des Kationenaustauschers in den Reaktor eingeführt wird, den Kationenaustauscher durchströmt und den Reaktor durch einen oder mehrere von den Einlassen verschiedene Auslässe jenseits des Kationentauschers wieder verläßt.
Das Spülwasser wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren einer unmittelbaren Verwendung wieder zugeführt. D.h., das Spülwasser wird nach dem Durchlauf durch das Ionenaustauscher enthaltenden Filter unmittelbar einem Zwischenspeicher zugeführt, aus dem es unmittelbar für die nächste Regeneration entnommen werden kann. Ebenso wird das Vorfiltrat vorzugsweise einer Wiederverwendung zugeführt. D.h., das Vorfiltrat wird einem Zwischenspeicher zugeführt und für die nächste Regeneration verwendet.
Das bei der Regeneration entstehende Eluat kann mit einer Membranfiltereinheit aufbereitet und das dabei anfallende Permeat zurückgeführt werden. Das Konzentrat wird einem Vorfluter oder einer Kläranlage oder ähnlichem zugeführt.
Das in der ersten Stufe der Entgasung des Reinwassers freigesetzte CÜ2 wird aufgefangen und wiederum der Regeneration zugeführt.
Das Eluat der Regeneration sowie eventuell das Spülwasser wird mittels Vakuumentgaser behandelt und das entnommene Kohlenstoffdioxid zurückgeführt.
Das in der zweiten Stufe der Entgasung des Reinwassers freigesetzte Kohlenstoffdioxid wird aufgefangen und für die Regeneration zurückgeführt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Enthärtung von Wasser in Abhängigkeit vom Rohwasser um bis zu 70% erreicht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer bevorzugten Variante bei Drücken von 5 bis 15 bar durchgeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt bei Temperaturen von 10 bis 20°C, insbesondere bevorzugt zwischen 10 und 15°C, durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in technischen Reaktoren durchgeführt. Technischer Reaktor bedeutet dabei ein Volumen von 2 bis 150 Kubikmetern (im3), bevorzugt 20 bis 60 Kubikmetern (im3). Das erfindungsgemäß Verfahren wird bevorzugt in der Trinkwasser- und/oder Prozeßwasseraufbereitung, insbesondere der Trinkwasseraufbereitung, verwendet.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren bei der Wasseraufbereitung in Brauereien verwendet.
Es ist weiterhin bevorzugt, daß erfindungsgemäße Verfahren bei der Wasseraufbereitung in Wasserwerken zu verwenden.
Ein bevorzugter Anwendungsbereich ist weiterhin die Wasseraufbereitung in einer Kläranlage. Ebenfalls anwendbar ist das erfindungsgemäß Verfahren für die Wasseraufbereitung in einem Kraftwerk. Dort wird das Wasser dann zwar nicht als Trinkwasser eingesetzt, erreicht aber Trinkwasserqualität.
Bevorzugt ist erfindungsgemäß der Betrieb aus mindestens zwei Enthärtungssreaktoren als „Wechselreaktorsystem". Dies bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß die Regeneration der Reaktoren im Wechsel erfolgt: während mindestens ein Reaktor regeneriert wird, wird mindestens ein anderer
Reaktor weiter zu Enthärtung verwendet.
Damit kann ein kontinuierlicher Betrieb von Enthärtung und Regeneration gleichzeitig erfolgen.
Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel und der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Verfahrensschema für die Enthärtung von Wasser.
Aus einem Brunnen 1 wird Rohwasser entnommen und entweder direkt genutzt oder in einen Rohwasserspeicher 2 gefördert. Aus diesem Rohwasserspeicher 2 wird das aufzubereitende Wasser über eine Rohwasserleitung 3 einer aus einem oder mehreren Filtern 4,5 bestehenden Filteranlage zugeführt. In dem gezeigten Beispiel sind die beiden in der Zeichnung rechts dargestellten Filter 4 in Betrieb, während der links dargestellte Filter 5 regeneriert wird. Die Filter 4,5 sind mit einem schwach sauren Kationenaustauscher gefüllt. In den Filtern 4,5 wird dem Rohwasser durch den Kontakt mit dem lonenaustauschermaterial ein Teil seines Salzgehaltes, vornehmlich des Gehalts an Erdalkali-Ionen entzogen. Das enthärtete Reinwasser gelangt in einen zweistufigen Reinwasserentgaser 6 zur Einstellung des Kalk-Kohlensäure- Gleichgewichtes. In der ersten Stufe, einem Vakuumentgaser 7 wird aus dem Reinwasser durch Anlegen eines Unterdrucks CO2 ausgetrieben. Anschließend wird das Reinwasser der zweiten Stufe einem Rieselentgaser 8 zugeführt, in den Luft eingeblasen wird. Das entgaste Reinwasser wird über einen Reinwasserspeicher 9 oder direkt an die Endverbraucher abgegeben. Auf die Vakuumentgaserstufe 7 kann ggf. verzichtet werden.
Der beladene Ionenaustauscher wird durch Wasser regeneriert, welches unter einem Druck von 3-7, vorzugsweise 5-6 bar gelöstes Kohlenstoffdioxid enthält. Die Regeneration wird bei einer Durchflußgeschwindigkeit von 3-7 m3/m2h ausgeführt. Das Regenerierwasser wird in einem Reaktionsspeicher 10 bereitet, in den von oben Wasser aus der Rohwasserleitung 3 oder ggf. Wasser aus dem Reinwasserspeicher 9 und von unten CO2 aus einem Cθ2-Tank 1 1 und aus den Rückführungen aus dem Vakuumentgaser 7 und dem später beschriebenen Eluatentgaser 13 eingespeist werden. Das Regenerierwasser wird über eine Leitung 12 von unten, d.h. entgegen der Entsalzungsrichtung in den zu regenerierenden Filter 5 gegeben. Das bei der Regeneration entstehende Eluat wird nach dem Durchtritt durch den Filter 5 einem mit Unterdruck betriebenen Eluatentgaser 13 zugeführt, wo CO2 aus dem Eluat ausgetrieben wird. Das entgaste Eluat wird entweder direkt einem Vorfluter 24 zugeführt oder in einem Eluatspeicher 23 zwischengespeichert, aus dem es vergleichsmässigt an das Oberflächenwasser abgegeben wird. Ein Teil des Eluats kann über eine Eluatleitung aus einem weiteren Zwischenspeicher 14 in den Reaktionsspeicher 10 gegeben werden, wo es bei der Regeneration verwendet werden kann.
Das in dem Eluatentgaser 13 aus dem Eluat ausgetriebene CO2 wird aufgefangen und über eine Leitung 16 in den Reaktionsspeicher 10 gegeben. In gleicher Weise wird das in der Vakuumentgaserstufe 7 des Reinwasserentgasers 6 anfallende CO2 über eine Leitung 17 in den Reaktionsspeicher 10 zurückgeführt. Das in dem Rieselentgaser 8 freigesetzte CO2 wird entweder über eine Leitung 18 in das im Zwischenspeicher 14 gespeicherte Eluat/Spülwasser/Vorfiltrat eingespeist, wodurch eine weitere Vorbeladung dieses Wassers mit CO2 erreicht wird, oder direkt ins Freie geschickt.
Nach jeder Regenerationsphase wird der regenerierte Filter 5 mit Spülwasser gespült, um die Ionenaustauscher von den Resten des Regenerierwassers zu befreien. Das Spülwasser wird dem Rohwasser entnommen. Das verbrauchte Spülwasser wird nach dem Austritt aus dem Filter 4,5 in den Zwischenspeicher 14 zurückgeführt und für die nächste Regeneration bereitgehalten. Das Vorfiltrat, das als erstes einen regenerierten Filter 4,5 verlässt, wird nicht als Reinwasser abgegeben. Statt dessen wird dieses Vorfiltrat über eine Vorfiltratleitung 20 ebenfalls in den Zwischenspeicher 14 eingespeist und zur nächsten Regeneration verwendet. Ein separater Cθ2-Kreislauf 19 dient der Auflockerung des lonenaustauschermaterials.
Das Eluat enthält die Salzfracht, die dem Rohwasser entzogen wurde. Zur Erhöhung der Ausbeute kann das Eluat vollständig oder teilweise einer Membranfiltereinheit 22 zugeführt werden.
Die Membranfiltereinheit 22 arbeitet nach dem Verfahren der Umkehrosmose, der Nanofiltration oder der Elektrodialyse. Das in der Membranfiltereinheit 22 gewonnene Permeat wird entweder dem Rohwasserspeicher 2 zugeführt, oder dem in der Filteranlage zu behandelnden Rohwasser oder dem Reinwasser nach Ablauf der Filter 4,5 beigemischt. Das salzhaltige Konzentrat wird dem Vorfluter 24 oder einer Kläranlage zugeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es überraschenderweise, nur unter Einsatz eines schwach sauren Kationenaustauschers zu arbeiten. Auf die Zumischung eines stark basierenden Anionenaustauschers kann verzichtet werden. Hierdurch wird überraschend eine Enthärtung des Wassers ermöglicht, ohne daß Feststoffe, z.B. Kalziumcarbonat ausfallen. Durchgeführte Versuche belegen, daß der Verzicht auf den Anionenaustauscher das Verfahren nicht negativ beeinflusst. So konnte damit die Wasserhärte von 28° dH auf 13° dH abgesenkt werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Enthärtung von Wasser in einem technischen Reaktor, insbesondere von Trinkwasser mit einem schwach sauren Kationenaustauscher, wobei der Austauscher nach Aufnahme von Erdalkali- lonen durch Wasser regeneriert wird, welches unter Druck gelöstes Kohlenstoffdioxid enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das zur Regeneration verwendete Wasser unter einem Druck von 3 bis 10 bar gelöstes
Kohlenstoffdioxid enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das zur Regeneration verwendete Wasser unter einem Druck von 4 bis 5 bar gelöstes Kohlenstoffdioxid enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration in einem durchströmten System durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 3 bis 7 m3/m2h durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration bei einer Durchflussgeschwindigkeit von ca. 5 m3/m2h durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser um bis zu 70 % enthärtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Vorfiltrat einem Zwischenspeicher zugeführt wird und für die nächste Regeneration verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Spülwasser nach dem Durchlauf durch das die Ionenaustauscher enthaltenen Filter unmittelbar einem Zwischenspeicher zugeführt wird, aus dem es unmittelbar für die nächste Regeneration entnommen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Regeneration entstehende Eluat mit einer Membranfiltereinheit aufbereitet und das dabei anfallende Permeat zurückgeführt und das Konzentrat einem
5 Vorfluter oder einer Kläranlage zugeführt wird.
1 1. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das in der ersten Stufe der Entgasung des Reinwassers freigesetzte CO2 aufgefangen und für die Regeneration zurückgeführt wird.
10
12. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Eluat der Regeneration sowie das Spülwasser mittels Vakuumentgaser behandelt und das entnommene CO2 zurückgeführt wird.
15 13. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das in der zweiten Stufe der Entgasung des Reinwassers freigesetzte CO2 aufgefangen und für die Regeneration zurückgeführt wird.
EP06807551A 2005-10-27 2006-10-26 Verfahren zur enthärtung von wasser mit hilfe eines kationenaustauschers und dessen regenerierung Withdrawn EP1937599A1 (de)

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