DE69210944T2

DE69210944T2 - Wasserreinigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69210944T2
Application number: DE69210944T
Authority: DE
Inventors: Fredrik Dellby; Per Ake Fonser; Peter Henning Hagqvist
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1996-12-19
Anticipated expiration: 2012-09-29
Also published as: EP0540485A1; SE9103196D0; ES2089482T3; JPH05208189A; EP0540485B1; US5364525A; SE469031B; DE69210944D1

Description

Die vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Wasser mittels Umkehrosmose, die eine Filtereinheit, die eine osmotische Membran enthält, und einen Einlaß, einen Filtratauslaß und einen Rückführkanal umfaßt, durch welchen ein relativ großer Strom unfiltrierten Wassers zu dem Einlaß zurückgeleitet wird, wobei dieser Rückführkanal einen Ausschußauslaß für einen relativ kleinen Strom von Ausschußwasser und ein paar Ionenaustauscheinheiten zum Weichmachen des der Filtereinheit zugeführten Wassers aufweist.
Die Umkehrosmose ist ein wirksames Verfahren der Reinigung von Wasser. Es ist jedoch in diesem Zusammenhang ein Problem, daß die Membranoberfläche durch die abgetrennten Substanzen verstopft wird, insbesondere wenn der Gehalt des Wassers an Calcium hoch ist, was das Ergebnis der Filtrierung verringert. Um ein solches Verstopfen zu vermeiden, ist es üblich, eine Weichmachungseinrichtung zu verwenden, die stromaufwärts von dem Membranfilter vorgesehen ist und die durch ein geeignetes Salz regeneriert wird.
Der Verbrauch des Salzes für die Regenerierung von Weichmachern nimmt mit der erhöhten Verwendung von weichgemachtem Wasser beispielsweise in Geschirrspülmaschinen und Waschmaschinen zu. In vielen Orten hat sich der Prozentsatz des Salzes des Abwassers über den Punkt erhöht, der von einem ökologischen Gesichtspunkt aus bevorzugt ist.
Die JP-A-53004777 offenbart eine Wasserreinigungsvorrichtung, die eine Umkehrosmoseeinheit und zwei Ionenaustauschwasserweichmachungseinrichtungen enthält, die alternativ durch ein Konzentrat von der Umkehrosmoseeinheit regeneriert werden. Solch eine Vorrichtung ermöglicht es, die Wasserweichmachungseinrichtungen ohne die Zugabe von Salz zu regenerieren. Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Wasserreinigungsvorrichtung zu schaffen, bei der die Regenerierung von Wasserweichmachungseinrichtungen wirksamer ist als bei der vorstehend erwähnten Vorrichtung des Stands der Technik. Dies wurde durch eine Vorrichtung für die Reinigung von Wasser mittels Umkehrosmose erzielt, die erfindungsgemaß eine Filtereinheit, die eine osmotische Membran enthält, und einen Einlaß, einen Filtratauslaß und einen Rückführkanal umfaßt, durch welchen ein relativ großer Strom unfiltrierten Wassers zu dem Einlaß zurückgeleitet wird, wobei dieser Rückführkanal einen Ausschußauslaß für einen relativ kleinen Strom von Ausschußwasser und ein paar Ionenaustauscher einheiten zum Weichmachen des der Filtereinheit zugeführten Wassers aufweist, wobei die Ionenaustauschereinheiten parallel angeordnet und mit der Filtereinheit derart verbunden sind, daß Rohwasser, das in die Vorrichtung eintritt, zuerst durch eine der Ionenaustauschereinheiten geführt wird, um weichgemacht zu werden, und das Ausschußwasser, das über den Ausschußauslaß abgegeben wird, in entgegengesetzter Richtung durch die andere Ionenaustauschereinheit geführt wird, um diese zu regenerieren, und wobei Ventilmittel vorgesehen sind, um die Ionenaustauschereinheiten zwischen den Funktionen des Weichmachens und des Regenerierens alternativ umzuschalten.
Die Erfindung wird nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen Fig. 1 und 2 eine bevorzugte Ausführungsform der Wasserreinigungsvorrichtung gemaß der Erfindung in einer schematischen Form und in zwei unterschiedlichen Stellungen veranschaulichen.
Die in der Zeichnung gezeigte Vorrichtung umfaßt eine Filtereinheit 10 mit einer Umkehrosmosemembran (nicht gezeigt). Die Filtereinheit 10 ist mit einem Einlaß 11, einem Filtratauslaß 12 für gereinigtes Wasser und einem Rückführkanal 14 ausgestattet, durch den ein relativ großer Strom ungefilterten Wassers zu dem Einlaß 11 zurückgeführt wird, wodurch ein zirkulierendes Strömungssystem gebildet wird. Dieses System umfaßt eine Umlaufpumpe 15 und ein Filter 16, das einen großen Filterbereich aufweist und von einer solchen Art ist, daß chemische Niederschläge im allgemeinen in diesem Filter stattfinden, statt auf der Membran in der Filtereinheit 10, die dadurch während eines beträchtlich längeren Zeitraums ohne verstopft zu werden in Betrieb gehalten werden kann. Das Filter 16 ist ein oberflächenaktives Filter, das ein geeignetes poröses Material wie Aktivkohle oder Zeolith umfaßt. Wenn es verstopft worden ist, wird das Filter ersetzt, was zu vernünftigen Kosten durchgeführt werden kann, da solch ein Filter wesentlichen billiger ist als die osmotische Membran.
Um den für das Osmoseverfahren erforderlichen Druck zu schaffen, ist der Einlaßkanal der Filtereinheit mit einer Pumpe 13 versehen, und der Ausschußauslaß 22 weist ein Druckbegrenzungsventil 23 auf.
Zum Weichmachen des in die Vorrichtung eintretenden Rohwassers werden zwei Ionenaustauscher 17 und 18 verwendet, die parallel angeordnet und regenerierbar sind und mit dem System derart verbunden sind, daß das eingeleitete Rohwasser in einem von ihnen weichgemacht wird, während der andere regeneriert wird und umgekehrt. Zu diesem Zweck sind die Ionenaustauscher an einer Seite mit einer Zuführleitung 20 für das Rohwasser und mit einem Auslaß 21 mittels eines ersten einstellbaren Ventils 19 verbunden. An der anderen Seite sind die Ionenaustauscher 17, 18 mittels eines zweiten einstellbaren Ventils 24 mit dem Einlaß 11 und dem Ausschußauslaß 22 der Filtereinheit 10 verbunden.
Die Ionenaustauscher enthalten ein Bett von vorzugsweise sulfoniertem Polystyrol, das mit Natriumionen geladen ist. Calciumionen die mit dem Rohwasser eintreten, werden absorbiert, während Natrium abgegeben wird. Die freigesetzten Natriumionen und Salze, die in dem Rohwasser vorhanden sind und nicht durch die osmotische Membran hindurchgehen können, werden in der Umwälzflüssigkeit auf eine Natriumkonzentration konzentriert, die 5 bis 20 Mal höher als die des Rohwassers ist. Dieses Konzentrat wird über den Ausschußauslaß 22 und das Ventil 24 dem anderen Ionenaustauscher 18 (Fig. 1) zugeführt, der regeneriert wird, während er Calciumionen abgibt, die zusammen mit dem Ausschußstrom über den Auslaß 21 abgegeben werden.
Der Hauptteil des Stroms von Wasser, der durch den Einlaß 20 für das Rohwasser eintritt, verlaßt die Vorrichtung über den Filtratauslaß 12, und der verbleibende Teil, etwa 10 bis 20%, wird über den Ausschußauslaß 22 abgegeben. Da der Ausschußstrom relativ gering ist, wird die Zeit, die die Flüssigkeit in dem Ionenaustauscher verbringt, der regeneriert wird, entsprechend verlängert, was für den Regenerierungsprozeß von Vorteil ist.
Nach einer bevorzugten, vorbestimmten Betriebszeit, die mit Bezug auf die Kapazität der Ionenaustauscher, die Wasserqualität usw. gewählt wird, werden die Ventile 19 und 20 zu der in Fig. 2 gezeigten Stellung eingestellt. In dieser Stellung fließt der eintretende Strom durch den zweiten Ionenaustauscher 18 und wird in diesem weichgemacht, und der abgegebene Ausschußstrom wird durch den ersten Ionenaustauscher 17 geführt, der dadurch regeneriert wird. Das Reinigungsverfahren in der Filtereinheit 10 wird durch diese Einstellung nicht beeinflußt und wird folglich ohne Unterbrechung fortgeführt.
Die beschriebene Reinigungsvorrichtung arbeitet ohne die Zugabe von Salz über die Menge hinaus, die möglicherweise in dem Rohwasser vorhanden ist und trägt folglich nicht zu der Erhöhung des Salzgehalts im Abwasser bei.

Claims

1.Vorrichtung für die Reinigung von Wasser mittels Umkehrosmose, die eine Filtereinheit (10), die eine osmotische Membran enthält, und einen Einlaß (11), einen Filtratauslaß (12) und einen Rückführkanal (14) zum Rückführen eines relativ großen Stroms unfiltrierten Wassers zu dem Einlaß umfaßt, wobei dieser Rückführkanal einen Ausschußauslaß (22) für einen relativ kleinen Strom von Ausschußwasser und ein paar Ionenaustauschereinheiten (17, 18) zum Weichmachen des der Filtereinheit zugeführten Wassers aufweist, wobei die Ionenaustauschereinheiten parallel angeordnet und mit der Filtereinheit (10) derart verbunden sind, daß Rohwasser, das in die Vorrichtung eintritt, zuerst durch eine der Ionenaustauschereinheiten geführt wird, um weichgemacht zu werden, und das Ausschußwasser, das über den Ausschußauslaß (22) abgegeben wird, in entgegengesetzter Richtung durch die andere Ionenaustauschereinheit geführt wird, um diese zu regenerieren, und wobei Ventilmittel (19, 24) vorgesehen sind, um die Ionenaustauschereinheiten zwischen den Funktionen des Weichmachens und des Regenerierens alternativ umzuschalten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (14) mit einem Filter (16) ausgestattet ist, der ein poröses Material enthält, das aus Aktivkohle oder Zeolith ausgewählt ist.