DE3121336A1

DE3121336A1 - Wasserenthaertungsanlage

Info

Publication number: DE3121336A1
Application number: DE19813121336
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dr. 8721 Dittelbrunn Ognibeni
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-05-29
Filing date: 1981-05-29
Publication date: 1982-12-16

Description

Wasserenthärtungsanlage
Die Erfindung betrifft eine Wasserenthärtungsanlage mit einem im Weg des zu enthärtenden Wassers angeordneten Ionenaustauscherbett, einem ebenfalls über das lonenaustauscherbett geführten Regeneriersoleweg und einer den Wasserweg und den Regeneriersoleweg wechselweise öffnenden bzw. sperrenden Ventilanordnung.
Trink- oder Brauchwasser wird üblicherweise mit Ionenaustauschern (speziell Kationenaustauschern bzw. stark sauren Ionenaustauschern), enthärtet. Das organische Harzgerüst der Ionenaustauschergsowie der betriebsbedingte Wasserstillstand im Ionenaustauscherbett bei Wasserentnahmepausen begünstigen das Wachstum von Mikroorganismen, so daß das enthärtete Wasser vielfach nicht den gesetzlichen hygienischen Anforderungen entspricht. Zur Desinfektion des Ionenaustausche#betts werden deshalb vielfach dem Regeneriersalz flüssige oder feste Desinfektionsmittel zugesetzt. Diese Art der Desinfektion setzt eine ständige Kontrolle der Wasserenthärtungsanlage durch den Betreiber voraus. Die hygienische Qualität des enthärteten Wassers hängt somit von der Sorgfalt und dem hygienischen Bewußtsein des Betreibers der Wasserenthärtungsanlage ab. Mangelndes hygienisches Bewußtsein des Betreibers und eine vielfach vorhandene Aversion gegen die Handhabung von Chemikalien kann zu unerwünschter und zum Teil gesundheitsschädigender Verkeimung des enthärteten Wassers führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wasserenthärtungsanlage anzugeben, bei der zumindest das Ionenaustauscherbett selbsttätig und ohne Zusatz chemischer Desinfektionsmittel keimfrei gehalten wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Ionenaustauscherbett eine Durchfluß-Elektrolysezelle, deren Elektroden an eine Stromquelle angeschlossen sind, in der Weise vorgeschaltet ist, daß zumindest ein Teil des dem Ionenaustauscherbett zur Enthärtung zugeführten Wassers und/oder zumindest ein Teil der Regeneriersole durch die Elektrolysezelle strömt.
Die Elektrolysezelle erzeugt aus natürlichen, im zu enthärtenden Wasser enthaltenen Chloridionen oder aus der üblicherweise aus einer Kochsalzlösung (NaCl) bestehenden Regeneriersole auf elektrochemischen Weg ein Desinfektionsmittel auf der Basis von Chlor-Sauerstoff-Verbindungen, insbesondere freies wirksames Chlor, z.B. HOCl, OCl oder Cl2 und/oder Aktivsauerstoffverbindungen bzw. freien wirksamen Sauerstoff. Die Erzeugung des Desinfektionsmittels aus natürlichen Chloridionen des zu enthärtenden Wassers kann kontinuierlich, also auch während der Wasserentnahme durchgeführt werden. Hierbei sind lediglich geringe Mengen (max. O,3ing/l) freien wirksamen Chlors erwünscht. Die Menge des erzeugten Desinfektionsmittels kann einerseits durch Einstellen des vorzugsweise elektronisch konstant gehaltenen Stroms der Elektrolysezelle oder aber durch Anordnung der Elektrolysezelle in einem Nebenschlußweg zum Wasserweg bewerkstelligt werden. Das Durchsatzverhältnis von Nebenschlußweg zum Wasserweg ist hierbei vorzugsweise mittels eines Drosselventils einstellbar.
Wird das Desinfektionsmittel aus der Regeneriersole erzeugt, so kann mit geringen elektrischen Leistungen aus dem hohen Chloridgehalt der Sole eine hohe Konzentration an desinfizierenden Chlor-Sauerstoff-Verbindungen wie z.B. HOCl gebildet werden, so daß während der kurzen Regenerierzeit des Ionenaustauscherbetts eine ausreichende Desinfektion gewährleistet ist. Auch bei der Erzeugung des Desinfektionsmittels aus der Regeneriersole läßt sich die Konzentration durch Einstellen des Stroms der Elektrolysezelle oder aber durch Verdünnung der Regeneriersole mit dem zu enthärtenden Wasser oder aber durch Anordnen der Elektrolysezelle in einem Nebenschlußweg zum Regeneriersoleweg einstellen.
Der Regeneriersoleweg und der Wasserweg münden bevorzugt in einem gemeinsamen Zuführungsweg zum Ionenaustauscherbett.
Die Elektrolysezelle ist in einem Nebenschlußweg zu diesem gemeinsamen Zuführungsweg angeordnet, vorzugsweise derart, daß das zu enthärtende Wasser ausschließlich über den vom Nebenschlußweg überbrückten Teil des gemeinsamen Zuführungswegs und die Regeneriersole ausschließlich über den Nebenschlußweg fließt.
Insbesondere für die Erzeugung des Desinfektionsmittels aus der Regeneriersole ist eine Steuerung von Vorteil, die den Regeneriervorgang und damit die Erzeugung des Desinfektionsmittels periodisch oder abhängig vom Durchsatz an zu enthärtendem Wasser steuert.
Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Wasserenthärtungsanlage.
Das zu enthärtende Wasser tritt der Reihe nach über ein mechanisches Filter 1, den Treibwasserweg einer Wasserstrahlpumpe 3, ein erstes Umschaltventil 5, ein zweites Umschaltventil 7, eine lonenaustauschersäule 9 und nachfolgend über ein Absperrventil 11. Das Filter 1 befreit das zu enthärtende Wasser von Verunreinigungen. Die Wasserstrahlpumpe 3 saugt über ein Absperrventil 13 Regeneriersole, insbesondere Kochsalzlösung aus einem in üblicher Weise das Salz enthaltenden und über eine Leitung 15 an den Wasserweg angeschlossenen Solebehälter 17. Die gemeinsam umschaltbaren Umschaltventile 5 und 7 schalten wechselweise zwischen einem Hauptweg 19 und einem Nebenschlußweg 21 um, in welchen ein einstellbares Drosselventil 23 und eine Durchfluß-Elektrolysezelle 25 geschaltet sind. Die Elektrolysezelle 25 umfaßt eine Vielzahl im Abstand voneinander, parallel angeordneter Elektrodenplatten, die an eine einstellbare Stromquelle 27, insbesondere eine Konstantgleichstromquelle angeschlossen sind. Die Ionenaustauschersäule 9 enthält einen stark sauren Kationenaustauscher. Das Absperrventil 11 ist im Weg des enthärteten Wassers angeordnet und sperrt den Wasserweg während der Regenerierphase der Ionenaustauschersäule 9. Die während der Regenerierphase zugeführte Regeneriersole wird über ein Absperrventil 29 verworfen.
Die Wasserenthärtungsanlage eignet sich zur Erzeugung von enthärtetem Trinkwasser oder Brauchwasser. Sie arbeitet wie folgt. Bei der Entnahme von enthärtetem Wasser strömt das Wasser über den Hauptweg 19 in die Ionenaustauschersäule 9 und über das Absperrventil 11 ab. Das Absperrventil 13 sperrt die Zufuhr der Regeneriersole. Die Umschaltventile 5 und 7 sperren den Nebenschlußweg 21. Das Absperrventil 29 schließt den Abt flußweg der Regeneriersole aus der Ionenaustauschersäule 9.
Während der Regenerierphase ist das Absperrventil 13 geöffnet. Die Umschaltventile 5 und 7 sperren den Hauptweg 19 und leiten die von der Wasserstrahlpumpe 3 aus dem Solebehälter 17 angesaugte Regeneriersole zusammen mit dem Treibwasser der Wasserstrahlpumpe 3 durch die Elektrolysezelle 25 in die Ionenaustauschersäule 9. Das Absperrventil 11 ist geschlossen, so daß die Regeneriersole über das nunmehr geöffnete Absperrventil 29 abfließen kann.
Das während der Regenerierphase der Ionenaustauschersäule 9 zugeführte Wasser strömt zwischen den Elektroden der Elektrolysezelle 25 hindurch, wobei der zwischen den Elektroden fließende Strom, insbesondere Gleichstrom auf elektrochemischem Weg freies wirksames Chlor (HOCl, Oil , Cl2) und/oder aktiven Sauerstoff aus den in der Regeneriersole enthaltenen Chloridionen erzeugt. Das auf diese Weise in der Elektrolysezelle 25 erzeugte Desinfektionsmittel desinfiziert nachfolgend das Ionenaustauscherbett der Ionenaustauschersäule 9.
Eine elektrische Steuerung 31 schaltet die Ventile 5, 7, 11, 13 und 29 in der vorstehend erläuterten Weise periodisch um, so daß die Desinfizierung der Ionenaustauschersäule 9 automatisch erfolgt. Die Steuerung 31 kann gegebenenfalls die Stromquelle 27 lediglich während der Regenerierphase einschalten und ansonsten abschalten. Ebenso ist eine von der Menge des enthärteten Wassers abhängige Steuerung möglich.
Das zu enthärtende Wasser hat üblicherweise einen natürlichen Gehalt an Chloridionen. Da die Menge des in der Elektrolysezelle 25 erzeugten Desinfektionsmittels durch Einstellen der Stromstärke der Stromquelle 27 exakt dosiert werden kann, läßtvsich mittels der Wasserenthärtungsanlage auch eine Dauerchlorung und damit eine Dauerdesinfizierung der Ionenaustauschersäule 9 erreichen. Zu diesem Zweck bleiben die Umschaltventile 5 und 7 ständig auf den Nebenschlußweg 21 umgeschaltet. Die Umschaltventile 5 und 7 können auch so beschaffen sein, daß lediglich ein Teil des entnommenen, zu enthärtenden Wassers über den Nebenschlußweg 21 strömt, während der Rest über den Hauptweg 19 fließt. Das Verhältnis der Durchflußmengen läßt sich mittels des Drosselventils 23 einstellen.
L e e r s e i t e

Claims

Wasserenthärtungsanlage Patentansprüche 1. Wasserenthärtungsanlage mit einem im Weg des zu enthärtenden Wassers angeordneten Ionenaustauscherbett, einem ebenfalls über das Ionenaustauscherbett geführten Regeneriersoleweg und einer den Wasserweg und den Regeneriersoleweg wechselweise öffnenden bzw. sperrenden Ventilanordnung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Ionenaustauscherbett (9) eine Durchfluß-Elektrolysezelle (25), deren Elektroden an eine Stromquelle (27) angeschlossen sind, in der Weise vorgeschaltet ist, daß zumindest ein Teil des dem Ionenaustauscherbett (9) zur Enthärtung zugeführten Wassers und/oder zumindest ein Teil der Regeneriersole durch die Elektrolysezelle (25) strömt.
2. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Elektrolysezelle (25) in einem Nebenschlußweg (21) zum Wasserweg und/oder zum Regeneriersoleweg angeordnet ist.
3. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Durchsatzverhältnis von Nebenschlußweg (21) zu Wasserweg bzw. Regeneriersoleweg einstellbar ist.
4. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Regeneriersoleweg und der Wasserweg in einen gemeinsamen Zuführungsweg zum Ionenaustauscherbett (9) münden und daß die Elektrolysezelle (25) in einem Nebenschlußweg (21) zu dem gemeinsamen Zuführungsweg angeordnet ist.
5. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Ventilanordnung (5, 7, ii, 13, 29) den vom Nebenschlußweg (21) überbrückten Teil (19) des gemeinsamen Zuführungswegs und den Nebenschlußweg (21) wechselweise öffnet bzw. sperrt.
6. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Regeneriersoleweg eine von dem zu enthärtenden Wasser getriebene Wasserstrahlpumpe (3) aufweist, die die Regeneriersole aus einem Sole-Vorratsbehälter (17) fördert.
7. Wasserenthärtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß eine Steuerung (31) die Ventilanordnung (5, 7, 11, 13, 29) periodisch oder abhängig vom Wasserdurchsatz des Wasserwegs zwischen Enthärtungsbetrieb und Regenerierbetrieb umschaltet.