DE20009961U1

DE20009961U1 - Dosierreaktor für die Aufbereitung von Rohwasser und Anlage für die Aufbereitung von Trinkwasser

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Publication number: DE20009961U1
Application number: DE20009961U
Authority: DE
Original assignee: F and P Sortiertechnik GmbH
Current assignee: F and P Sortiertechnik GmbH
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2000-10-26
Anticipated expiration: 2010-06-07

Description

se, 00131-DEU 6. Juni 2000

F & P Sortiertechnik GmbH 95028 Hof

"Dosierreaktor für die Aufbereitung von Rohwasser und Anlage für die Aufbereitung von Trinkwasser"

Die Erfindung betrifft einen Dosierreaktor für die Aufbereitung von Rohwasser, bestehend aus einer Dosiereinheit für eine chemische Substanz, aus einer Rohwasserzuführung, aus einer Mischeinheit und aus mindestens einem Reaktionsbehälter.

Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Aufbereitung von Trinkwasser aus mit Metallen angereicherten Rohwasser, wobei aus einer ersten Anordnung zur Bereitstellung von Rohwasser ein Zwischenprodukt hergestellt wird, bei dem die Metalle in einer unlöslichen Verbindung eingelagert sind, die dann mittels Filtersystem abgeschieden werden und wobei schließlich das dann verfügbare Wasser in einer zweiten Anordnung so eingestellt wird, dass das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht hergestellt werden kann.

Durch die DE 36 40 542 wurde ein Verfahren und eine Anlage zur Aufbereitung von Trinkwasser vorgeschlagen, bei der die Dosier- und Mischeinheit aus einem Behälter besteht, in den sowohl eine Rohwasserzuführung als auch eine Dosiervorrichtung ein flüssiges Substrat fallend einbringt. Ein Rührgerät sorgt für die notwendige Durchmischung.

Im Bodenbereich strömt das Gemisch über einen Durchgang in einen benachbarten Reaktionsbehälter. Dort wird das Gemisch unter langsamer, rührender Bewegung eines zusätzlichen Rührers in einer nach oben gerichteten Strömung bewegt und über einen Überlauf in eine weitere benachbarte Dosier- und Mischzone gefördert.

In dieser zweiten Dosier- und Mischzone wird ein Flockungsmittel fallend hinzugegeben. Dieser zweiten Dosier- und Mischeinheit folgt ein weiterer Reaktionsbehälter. Nachgeschaltete Anordnungen dienen dazu, das Trinkwasser von festen, ausgefällten Stoffen zu befreien.

&iacgr;&ogr; Die hier beschriebene Anlage hat erhebliche Nachteile. Diese bestehen darin, dass die dosierten Substanzen oder Flüssigkeiten nicht gleichmäßig im Wasser verteilt sind, bevor sie ihre chemische Reaktion beendet haben. Pulverförmige oder als Granulat bereitgestellte Substanzen lassen sich mit einer derartigen Anlage nicht dosieren.

Die hohe Luftfeuchtigkeit bzw. der Nebel über dem Rührgerät führt zum Einen bei den meist sehr hygroskopischen Stoffen schnell zu einer Verkrustung im Bereich der Rüttelrinne oder des Speichers und damit zur Funktionunfähigkeit der Dosierung. Zum Anderen verteilen sich diese Stoffe trotz Rührgerät in dem Mischbehälter nur sehr ungleichmäßig. Erhebliche Mengen dieser Sustanz setzen sich in beruhigten Zonen ab und verkrusten dort.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass für die permanente Bewegung des Wassers bzw. der zum Teil sehr dickflüssigen Gemische doch recht erhebliche Mengen von Energie benötigt werden. Das aufbereitete Wasser hat eine unbefriedigende Qualität, die zudem nicht in allen Teilen gleichermaßen nachweisbar ist.

Durch die DE 38 26 794 ist eine weitere Anlage dieser Art bekannt geworden. Auch in diesem Falle wird die zu dosierende Substanz, die hier ein Flockungsmittel ist, in einen Mischbehälter dosiert, in den mit fallendem Strahl auch das Rohwasser gepumpt wird. Ein Rührstab am Boden des Behälters soll für eine ausreichende Durchmischung sorgen.

Aus dem Bodenbereich dieses ersten Mischreaktors wird das Gemisch unter Zugabe weiteren Rohwassers in einen Reaktionsbehälter geleitet, aus dem das aufbereitete Wasser über einen Überlauf der weiteren Verwendung zugeführt wird.

&iacgr;&ogr; Auch diese Anordnung hat erhebliche Nachteile. Die bezogen auf die vorangegangene Literaturstelle beschrieben Nachteile treten ohne Abstriche auch hier ein. Wenn mit einer sehr schnell oder sogar explosionsartig reagierenden Substanz zur Veränderung der Wasserqualität gearbeitet wird, sind noch deutlichere Qualitätsverluste festzustellen. Die Reaktion ist dann oft bereits abgeschlossen, bevor diese Substanz im Wasser gleichmäßig verteilt ist. Erhebliche Teile des Wassers werden unaufbereitet weitergeleitet und können in dem Folgeprozess nicht mehr gezielt verändert werden.

Vorgeschlagen wurde in einer älteren DE-Patentanmeldung 199 15 808.8 bereits, einen Mischreaktor mit kontinuierlich arbeitender Dosiervorrichtung zu verwenden. Die zu dosierende Substanz wurde dort kontinuierlich, frei fallend in eine ringförmig aufeinander zu fließende, extrem turbulente Strömung im Zentrum eines flachen Trichters eingebracht. Das dabei entstehende, bereits sehr homogene Gemisch, wird unter einem geringen Überdruck in den Bodenbereich des Reaktionsbehälters geführt.

Eine externe Mischpumpe saugt in diesem Bodenbereich das noch mit ungelösten Partikeln angereicherte Gemisch an, durchmischt es außerhalb des

Mischreaktors und führt es über das Druckrohr der Mischpumpe dem Bodenbereich (Mischzone) des Reaktors wieder zu. Durch diesen externen Mischvorgang wird bei fortgesetztem Lösungsvorgang für die unverzügliche homogene Verteilung der Lösung Sorge getragen.

Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis die zugegebenen Substanzen im gelösten Zustand im Wasser gleichmäßig verteilt ihre Reaktionen fortsetzen. Die langsam aufsteigende, überwiegend laminare Strömung im Reaktionsbehälter wird durch diesen Vorgang nur unwesentlich beeinträchtigt.

Der Nachteil dieser Anordnung ist, dass der mechanische Aufwand und der Energieaufwand zur Aufrechterhaltung des Mischvorganges bei fortgesetztem Lösungsvorgang überdurchschnittliche Kosten verursacht. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn die Aufbereitung des Wassers nur eine Entsäuerung erfordert. Das in vielen Fällen bereitgestellte Rohwasser, das als Grundwasser aus einem Brunnen oder als Quellwasser zur Verfügung steht, bedarf meist nur der Entsäuerung oder der Abscheidung bestimmter Metalle.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen mit niedrigstem Aufwand an Substanzen und Energie betriebenen Dosier- oder Mischreaktor vorzuschlagen, der bei niedrigen Fließgeschwindigkeiten des Wassers einen Misch- und Lösungsvorgang realisieren kann, der auch bei kürzesten Reaktionszeiten der Substanzen mit dem Wasser eine gleichmäßige Verteilung der gelösten Substanz im Wasser ermöglicht, bevor die Reaktionsfähigkeit der Substanz abgeschlossen ist. Es sollen die Voraussetzungen für eine effektive Regelung des Prozesses und damit der guten Qualität des Wassers gegeben sein.

Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 als Kombination definierten Merkmale auf überraschend einfacher Weise gelöst. Das Dosieren in die ringförmig, in einem flachen Trichter radial nach innen und nach unten geführte

Rohwasserströmung, ermöglicht das weitgehende, homogene Verteilen der Substanz in dem Wasser, bevor deren Reaktionsfähigkeit auch nur annähernd beendet ist.

Durch die proportionale, kontinuierliche Zuführung von Rohwasser und Substrat in die eng begrenzte Mischzone - ohne Stauwirkung - wird sofort nach dem Einbringen der Substanz für eine gleichmäßige Verteilung gesorgt. Für den Mischvorgang ist nur eine geringe Höhendifferenz des zugeführten Rohwassers erforderlich. Die Luft über der Mischzone ist frei von Wasserpartikeln. Ein Verkrusten hygroskopischer Substanzen im Bereich der Dosiervorrichtung wird vermieden. Der gesamte Prozess - vom Dosieren bis zum Abführen des aufbereiteten Wassers - verläuft durchgehend kontinuierlich und gestattet dadurch auch eine zuverlässige Regelung des Verhältnisses zwischen der Wassermenge und der dosierten Substanz in allen Teilen des Wassers. Das Ergebnis ist ein Wasser mit höchster Qualität bei niedrigstem Energieeinsatz.

Eine besonders einfache Regelung des pH-Wertes des Wassers ist dann möglich, wenn - nach Anspruch 2 - die Dosiervorrichtung zur Veränderung der Dosiermenge pro Zeiteinheit angesteuert wird.

Vorzugsweise ändert man gemäß Anspruch 3 die Schwingweite der Rüttelrinne. Dadurch beugt man einem Entmischen von pulverförmigen Substanzen unterschiedlicher Dichte in der Rüttelrinne der Dosiervorrichtung vor.

Es ist nach Anspruch 4 natürlich auch möglich, die Frequenz der Rüttelrinne zu verändern, um mehr oder weniger Substrat pro Zeiteinheit bereitzustellen. Eine solche Regelung ist dann zweckmäßig, wenn die Substanz aus einem Gemisch von Stoffen ähnlicher Dichte und ähnlicher Körnung besteht.

Mit der Gestaltung des Reaktionsbehälters nach Anspruch 5 wird gewähr-

leistet, dass sich im Bodenbereich des Reaktors keine ungelösten Partikel der zugegebenen Substanz in irgendwelchen toten Räumen absetzen können. Diese Gestaltung des Reaktionsbehälters fördert die Homogenität des bereitgestellten Wassers zusätzlich.

Verwendet man Substanzen, die entweder in einem gröberen Korn oder in einer schwerlöslichen Form vorgegeben werden, macht sich die Verwendung einer externen Mischpumpe nach dem vorgenannten älteren Vorschlag erforderlich. Man kann dann in diesem Kreislauf auch bereits die ersten Ausfällprodukte abscheiden.

&iacgr;&ogr; Ordnet man gemäß Anspruch 8 den pH-Wert-Sensor nahe unter der Überlaufkante des Reaktionsbehälters an, versetzt man den Regler in die Lage, den pH-Wert des Wassers auf einen genau vorgegebenen Soll-Wert auszuregeln und diesen pH-Wert zu halten.

Der Anspruch 9 beschreibt eine Anlage zur Aufbereitung von Trinkwasser aus einem Rohwasser, aus dem auch Metalle in unterschiedlichen Verbindungen abgeschieden werden sollen. Dem Fachmann ist es geläufig, dass bestimmte Metalle, z. B. Aluminium, nur in einem engbegrenzten pH-Wert-Bereich in unlöslicher Form vorliegen und so abgeschieden werden können. Die Mehrzahl der Metalle muss zumindestens diesen pH-Wert erreicht haben, wenn sie in ausscheidungsfähiger Form im Wasser vorhanden sind.

Die Anlage wird unter Verwendung des Dosierreaktors nach Anspruch 1 mit zwei unterschiedlichen Soll-Wert-Vorgaben in zwei separaten Einheiten betrieben. Die beiden Dosierreaktoren sind in Reihe geschalten. Zwischen ihnen sorgt eine Filtereinheit für das Abscheiden unlöslicher Stoffe.

Der erste Dosierreaktor erhält eine Soll-Wert-Vorgabe, z. B für den pH-Wert in

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dem Bereich wo Aluminium abgeschieden werden kann. Das von diesem ersten Dosierreaktor aufbereitete Wasser wird zur Abscheidung der unlöslichen Inhaltsstoffe über das Filtersystem geführt. Das von den ausgefällten Stoffen befreite Wasser wird in einem zweiten Dosierreaktor mit einer solchen pH-Wert-Größe als Soll-Vorgabe geführt, die es erlaubt, das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht mit hoher Präzision zu realisieren.

Diese Anlage ermöglicht es damit, erstmalig mit extrem niedrigem Investitionsaufwand auch Aluminium (natürlich auch andere Metalle), das zunehmend in unserem Wasser nachgewiesen wird, zu entfernen und ein qualitativ hochwertiges Trinkwasser bereitzustellen.

Die Modifikationen der Anlage nach den Ansprüchen 10 und 11 sorgen für eine optimale Betriebsweise der Anlage.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Dosierreaktor, der allein zur Entsäuerung sauberen Roh

wassers dient und

Fig. 2 eine Anlage unter Verwendung zweier Dosierreaktoren, die zur

Aufbereitung von Trinkwasser aus Rohwasser mit erhöhtem Metallanteil dient.

In Fig. 1 ist ein Dosierreaktor in einer Anwendungsposition dargestellt. Dieser Dosierreaktor DR besteht aus einer Dosier- und Mischeinheit DME und einer Lösungs- und Reaktionseinheit LRE.

Die Dosier- und Mischeinheit DME umfasst die Rohwasserzuführung 1, die Dosiervorrichtung 2 und die Mischzone 16. Die Rohwasserzuführung 1 beginnt in einen Sammelbehälter oder Speicher 10. Das Rohwasser kann auch direkt

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aus einer Quelle oder aus einem Brunnen oder auch aus einer Zysterne bereitgestellt werden.

In einer Zuleitung 11 befindet sich zunächst ein Drosselventil 12, mit dem die Durchflussmenge eingestellt wird, die der Dosierreaktor DR problemlos verarbeiten kann. Diesem Drosselventil 12 ist ein Stellventil 13 nachgeordnet, das die Zuleitung 11 öffnen oder verschließen kann, wenn ein entsprechender Befehl durch die Steuerung oder durch die Bedienperson vorgegeben ist. Die Zuleitung 11 mündet vorzugsweise radial in eine Ringleitung 14, die nahe oberhalb eines flachen Trichters 15 angeordnet ist. Der Trichterwinkel des Trichters 15 wird in einem Bereich von 120° bis 170° gewählt.

Die Ringleitung 14 hat an ihrer Unterseite eine spaltförmige ringförmige Öffnung, einen Ringspalt 141, durch die das zugeleitete Rohwasser in einer flachen Strömung kegelförmig zur unteren, zentralen Ausflussöffnung des Trichters geführt wird. Dort bildet sich eine extrem turbulente Mischzone 16 aus, die sich ein erhebliches Stück in das dort nach unten anschließende Fallrohr 4 erstreckt. In das Zentrum dieser Mischzone 16, wird von oben fallend die vorzugsweise pulverförmige oder granulatförmige Substanz in einem weitgehend kontinuierlichen Strom dosiert.

Die Dosiervorrichtung 2 besteht aus einem Speicher 21, der an seiner Unterseite in ein zylindrisches Rohr mündet, das bis auf die Rampe 23 in der Rüttelrinne 22 reicht. Nur ein enger Ringspalt bleibt zwischen der Rohrmündung und der Oberfläche der Rampe 23. Wird die Rüttelbewegung unterbrochen, ist auch die Dosierung beendet.

Diese Art der Gestaltung der. Rüttelrinne 22 mit Rampe 23 gestattet es, die kontinuierlich geförderte Dosiermenge pro Zeiteinheit auf sehr geringe Werte zu reduzieren. Der Rüttelrinne 22 ist ein Vibrator 24 zugeordnet, dessen

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Schwingweite oder Frequenz variabel ist.

Das in das Zentrum der trichterförmigen Strömung, in die Mischzone 16 dosierte Substrat wird sofort von der Strömung erfasst und dem Mischvorgang unterworfen. Durch den Unterdruck im Raum unmittelbar oberhalb dieser Mischzone 16 ist dieser Bereich frei von Schaum, Spritzern, Nebel oder auch feuchter Luft. Befindet sich die Dosiervorrichtung von Haus aus in einem klimatisierten Raum mit niedriger Luftfeuchtigkeit, dann verursacht die beschriebene Mischzone 16 dort auch keine partielle Erhöhung der Luftfeuchtigkeit. Die Rüttelrinne 22 bleibt regelmäßig trocken, so dass sich auch pulverförmige Stoffe, die in der Regel stark hygroskopisch sind, dort nicht festsetzen und verkrusten können.

Noch in der Mischzone 16 beginnt die Lösungs- und Reaktionseinheit LRE. Sie erstreckt sich über das Fallrohr 4 und den Reaktionsbehälter 3 bis an die Überlaufkante desselben. An der Überlaufkante 31 sollte in aller Regel der Lösungs und Reaktionsprozess weitgehend abgeschlossen sein. Es ist jedoch nicht auszuschließen, dass auch in einem anschließenden Filter noch irgendwelche Reaktionen stattfinden.

Im geringen Abstand unterhalb der extrem turbulenten Strömung der Mischzone 16 im Zentrum des Trichters 15 beruhigt sich im Fallrohr 4 die Strömung des jetzt als Vorgemisch bezeichneten Rohwassers. Die Partikel der dosierten Substanz sind gleichmäßig verteilt. Die im abwärts führenden Fallrohr 4 noch leicht turbulente Strömung sorgt dafür, dass die sich dort lösenden Substratkömchen oder die gerade in Lösung gegangenen Stoffe weiterhin gleichmäßig im Wasser verteilen und sofort mit den anwesenden eingelagerten Stoffen chemisch reagieren.

Das Fallrohr 4 erstreckt sich bis nahe an den vorzugsweise innen konkav

ausgebildeten Boden abschnitt 32 des Reaktorbehälters 3, an den sich kegelförmige Abschnitte anschließen, die ihrerseits dann in die zylindrischen Wände des Reaktors 3 übergehen. Eventuell ungelöste Partikel, die meist schwerer sind als Wasser, bleiben in diesem gewölbten Bodenbereich 32 und werden durch das aus dem Fallrohr 4 ausströmende Wasser solange bewegt, bis sie sich in gelöster Form in die nach oben gerichtete Strömung des Reaktionsbehälters 3 einfügen.

Der Reaktionsbehälter 3 hat in seinem Kopf bereich in einem vorgegebenen Abschnitt eine Überlauf kante 31. Von dort erstreckt sich ein Kanal oder eine &iacgr;&ogr; Rohrleitung zum Sammelbehälter bzw. Trinkwasserspeicher 8. Der Reaktionsbehälter 3 ist an seiner Oberseite durch einen Deckel 33 verschlossen.

Unmittelbar unterhalb der Überlaufkante 31 ist in einem geschützten und durchströmbaren Schutzbehälter 510 ein pH-Wert-Sensor 51 angeordnet, der seine elektrischen Informationen über eine Leitung der Steuereinheit 52, 52' des Reglers 5 zuführt. Die Steuereinheit 52, 52' kann mit einem Display 521 und mit Mitteln zur Programmeingabe 522 (Tastatur) versehen sein.

Die Steuereinheit 52, 52' ist in der Lage, in Abhängigkeit vom pH-Wert der Soll-Vorgabe und vom aktuell gemessenen PH-Wert, die Schwingweite oder die Frequenz des Vibrators 24 zu variieren. Die notwendigen Steuerbefehle werden dem Vibrator 24 über die Steuerleitung 53, 53' zugeführt.

Die Steuereinheit 52, 52' kann in üblicher Weise auch zusätzliche Funktionen kontrollieren, steuern und regeln. So kann sie z. B. Ventile 12 und 13 bedienen, wenn die Füllhöhe in bestimmten Behältern zu niedrig oder zu hoch ist. Sie kann auch den Dosierreaktor still setzen, wenn das Rohwasser fehlt oder wenn der Trinkwasserspeicher 8 gefüllt ist.

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Es wird durch die Anordnung nach Fig. 1 erreicht, dass ohne Verwendung irgendwelcher mechanischer Mischvorrichtungen, d. h. nur durch die die Turbulenz erzeugende Trichterströmung, die Substanz und ihre Lösung gleichmäßig verteilt wird. In allen Teilen des Wassers kann die Reaktion nahezu gleichzeitig und mit dem gleichen Effekt einsetzen und abgeschlossen werden, so dass ein homogenes Trinkwasser hoher Qualität bereitgestellt werden kann.

Dieser Dosierreaktor DR nach Fig. 1 arbeitet als Anlage einwandfrei, wenn das Rohwasser nicht mit unzulässigen Mengen von Metallen, z. B. Aluminium, Eisen, Mangan oder Arsen belastet ist. Das in der Natur meist vorkommende Rohwasser besitzt häufig pH-Werte, die kleiner sind als 6. Diese pH-Werte können mit dieser Anlage problemlos und exakt auf die Werte im Bereich des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichtes verändert werden.

Für die Ausscheidung von Metallen aus dem Wasser macht man sich zu Nutze, dass die wichtigsten Metalle in bestimmten pH-Wert-Bereichen in unlöslicher Form vorliegen oder in eine solche Verbindung gebracht werden können. Der pH-Wert wird dabei stufenweise verändert. In einem ersten und /oder zweiten Schritt wird der pH-Wert zunächst nacheinander auf solche Bereiche ausgerichtet und zwischendurch die Abscheidung der ausgefällten Stoffe vorgenommen. Ist diese Abscheidung abgeschlossen, wird in einem letzten Schritt das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht für die Verwendung als Trinkwasser hergestellt.

Die Fig. 2 zeigt eine solche Anlage für die Aufbereitung von Trinkwasser aus einem Rohwasser, das auch mit Metallverbindungen (z. B. Aluminium) versetzt ist. Der Dosierreaktor DR1 entspricht im Grundaufbau dem Dosierreaktor DR, der in Fig. 1 beschrieben wurde. Diesem Dosierreaktor DR1 wird für seine Steuerung ein pH-Soll-Wert vorgegeben, der z. B. im Bereich zwischen 6,8 und 7,2 liegt.

Für die Aufbereitung des so belasteten Rohwassers sind neben denjenigen, die den pH-Wert beeinflussen, unter Umständen auch zusätzliche Substanzen zuzuführen, die zusammen mit den Metallen zu unlöslichen Verbindungen führen. Diese Stoffe sind teilweise in ihrer Reaktionsfähigkeit träger als die Substanzen zur Veränderung des pH-Wertes.

Aus diesem Grunde ist dem Reaktionsbehälter 3 ein Mischkreislauf 6 mit einer Mischpumpe 61 zugeordnet. Das Saugrohr 62 dieser Mischpumpe 61 beginnt im Bodenbereich 32 des Reaktionsehälters 3. In der Mischpumpe 61 wird bei extrem turbulenter Bewegung der Lösungsprozess und Mischprozess in einem

&iacgr;&ogr; abgegrenzten Raum fortgesetzt. Das Druckrohr 63 des Mischkreislaufes 6 führt das nun vorliegende weiter gelöste, homogene Gemisch wieder in den Bodenbereich 32 des Reaktionsbehälters 3 und sorgt dabei für zusätzliche Turbulenz in diesem Bereich. Ungelöste Partikel sinken ab und werden wiederholt in den Bereich der Mischpumpe 61 gesaugt. Die Lösung, die mit dem Wasser oder mit den darin eingelagerten Stoffen reagiert, steigt in einer langsamen oder wenig turbulenten Strömung nach oben.

Im Kopfbereich des Reaktionsbehälters 3 läuft das bisher aufbereitete Wasser über eine Überlaufkante 31 in einen Saugschacht 34. Im Bodenbereich dieses Saugschachtes 34 beginnt das Saugrohr einer Förderpumpe 71, die das für die Metallabscheidung in der Filtereinheit 7 aufbereitete Wasser ansaugt und durch die Filtereinheit 7 presst.

Die Förderleistung dieser Förderpumpe 71 wird durch zwei Füllstandssensoren 55, 56 über die Steuereinheit 52' geregelt. Das aus der Filtereinheit 7 austretende, gereinigte Wasser wird unter geringem Druck über die Leitung einem 5 zweiten Dosierreaktor DR2 zugeführt, der einen identischen Aufbau hat mit dem, der in Fig. 1 beschrieben wurde. Die Steuereinheit 52' kann nach Maßgabe eines zweiten pH-Soll-Wertes das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht im

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Wasser herstellen. Dieses Gleichgewicht wird in der Regel bei einem pH-Wert von 8,2 erreicht.

Die Genauigkeit dieses pH-Wertes ist durch die messwertabhängige Veränderung der Dosiermenge gewährleistet. Das Trinkwasser, das auf diese Weise hergestellt wurde, besitzt eine hohe Qualität.

Diese hier dargestellte Anlage aus zwei Dosierreaktoren DR1, DR2 mit der zwischengeschalteten Filtereinheit 7 reicht für die wesentlichsten Rohwasserangebote der eingangs geschilderten Qualität völlig aus.

&iacgr;&ogr; Diese Anlage kann durch zusätzliche Aggregate ergänzt werden, wenn es das verfügbare Rohwasser erfordert. So können z. B. biologische Filter vorgeschaltet oder UV-Reaktoren nachgeschaltet werden.

Es können an Stelle eines einzigen Filters mehrere Filter mit unterschiedlichen Eigenschaften in Reihe oder parallel zueinander zwischen den beiden Dosierreaktoren DR1, DR2 als Filtereinheit 7 eingefügt werden.

Die Anlagen dieser Art laufen regelmäßig in einem automatischen Prozess. In Abhängigkeit von der Wassermenge, die pro Zeiteinheit aufbereitet werden soll, steigt natürlich auch der Bedarf der zu dosierenden Substanz pro Zeiteinheit. Dem Speicher der Dosiervorrichtung können dann, in an sich bekannter Weise, entsprechende, automatisierte Zuführsysteme beigeordnet werden.

se, 00131-DEU 6. Juni 2000

Bezuqszeichenliste

	1	Rohwasserzuführung
5	10	Speicher
	11	Zuleitung
	12	Drosselventil
	13	Stellventil
	14	Ringleitung
10	141	Ringspalt
	15	Trichter
	16	Mischzone
	2	Dosiervorrichtung
	21	Speicher
15		Rüttelrinne
	23	Rampe
	24	Vibrator
	3	Reaktionsbehälter
	31	Überlaufkante
20	32	Bodenbereich
	33	Deckel
	34	Saugschacht
	4	Fallrohr
	5	Regeleinh eit
25	51, 51'	vorzugsweise pH-Wert-Sensor
	510	Schutzbehälter
	52, 52"	Steuereinheit
	521	Display
	522	Tastatur
		....... ..... *..... IJII ·· ... ·« II ········ ... · &iacgr; &idigr; &Igr; &Idigr; * · ··· ··· ·**

15

53, 53'	Steuerleitung (Vibrator)
55, 56	Füllstandssensor
6	Mischkreislauf
61	Mischpumpe
5 62	Saugrohr
63	Druckrohr
64	Filter
7	Filteranlage
71	Pumpe
10 8	Trinkwasserspe icher
DME	Dosier- und Mischeinheit
LRE	Lösung- und Reaktionseinheit
DR	Dosierreaktor
DR1	Dosierreaktor (mit Mischpumpe)
15 DR2	Dosierreaktor

Claims

1. Dosierreaktor für die Aufbereitung von Rohwasser bestehend
aus einer Dosier- und Mischeinheit (DME)
mit einer kontinuierlich fließenden Rohwasserzuführung (1),
mit einer kontinuierlich dosierenden Dosiervorrichtung (2) für vorzugsweise in Pulver- oder Granulat-Form vorliegende Substanzen und
mit einer Mischzone (16) im Zentrum eines flachen Trichters (15), in der sich eine radial nach innen geführte Ringströmung vereinigt,
aus einer Lösungs- und Reaktonseinheit (LRE) unterhalb der Dosier- und Mischeinheit (DME), mit einem Reaktionsbehälter (3), dessen Ablauf in seinem Kopfbereich angeordnet ist und mit einem Fallrohr (4) zwischen der Mischzone (16) der Dosier- und Mischeinheit (DME) und dem Bodenbereich des Reaktionsbehälters (3), sowie
aus einer Regeleinheit (5) mit einem Sensor (51) für die Ermittlung von Istwerten, die dem pH-Wert im Ablaufbereich des Reaktionsbehälters (3) weitgehend proportional sind, und mit einer Steuereinheit (52) zur Veränderung des Verhältnisses zwischen der Substanz und dem Rohwasser in Abhängigkeit von einem vorgegebenen pH-Wert und dem aktuellen Messwert des Sensors (51).

2. Dosierreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (52) mindestens eine Steuerleitung zur Dosiervorrichtung (2) für die Substanz aufweist.

3. Dosierreaktor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (52) die Schwingweite der Rüttelrinne (22) der Dosiervorrichtung (2) variiert.

4. Dosierreaktor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (52) die Frequenz der Rüttelrinne (22) der Dosiervorrichtung (2) variiert.

5. Dosierreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Bodenabschnitt (32) des Reaktionsbehälters (3) nach unten hin kegelförmig verjüngt ist und durch einen flachen, vorzugsweise innen konkav ausgebildeten Mittelabschnitt verschlossen ist und
dass ausschließlich die Austrittsöffnung des Fallrohres (4) im geringen Abstand oberhalb des Mittelabschnittes angeordnet ist.

6. Dosierreaktor nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenbereich (32) des Reaktorbehälters (3) zusätzlich zum Fallrohr (4) das Saug- (62) und das Druckrohr (63) einer Mischpumpe (61) münden.

7. Dosierreaktor nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kreislauf (6) der Mischpumpe (61) ein Filter (64) eingefügt ist.

8. Dosierreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Reaktionsbehälter (3) im Kopfbereich mit einer Überlaufkante (31) versehen ist,
dass der Sensor (51) im Bereich nahe und unterhalb dieser Überlaufkante (31) in einem regelmäßig durchströmten Schutzbehälter (510) angeordnet ist.

9. Anlage zur Aufbereitung von Trinkwasser aus mit Metallen angereichertem Rohwasser, bestehend
aus einer ersten Anordnung zur Bereitstellung von Rohwasser mit einem vom Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht abweichenden pH-Wert, in dem Metalle (z. B. Al, Fe u. a. m.) in einer unlöslichen Verbindung vorliegen,
aus einem Filtersystem, anschließend an den Ausgang der ersten Anordnung, und
aus einer zweiten Anordnung zur Bereitstellung von vorzugsweise Trinkwasser mit einem pH-Wert im Bereich des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichtes, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Anordnung aus je einem Dosierreaktor (DR1, DR2) nach Anspruch 1 besteht, denen über ihre Regeleinheiten (5) unterschiedliche pH-Soll-Werte vorgeben sind.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dosierreaktor (DR1) mit einer Mischpumpe (61) ausgerüstet ist, deren Saug und Druckrohr im Bodenbereich (32) des Reaktionsbehälters mündet.

11. Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filtersystem (7) eine Pumpe vorgeordnet ist, deren Saugrohr am Boden eines Saugschachtes (34) beginnt, der über eine Überlaufkante (31) gespeist wird.