DE2555131A1

DE2555131A1 - Vertical ion exchange filter, esp. for water purificn. - with countercurrent regeneration of granular exchange medium

Info

Publication number: DE2555131A1
Application number: DE19752555131
Authority: DE
Inventors: Winfried Blank; Hanss-Heinz Eumann
Original assignee: EUMANN HANNS HEINZ
Current assignee: EUMANN HANNS HEINZ
Priority date: 1975-12-08
Filing date: 1975-12-08
Publication date: 1977-06-23
Also published as: DE2555131C2

Abstract

The granular exchange medium is held under perss. between two plates which are permeable w.r.t. the liq. but impermeable w.r.t. the exchange medium. First and second liq. pipe connections are located respectively above and below the bed of granules. The bed support plates are located in the lower part of the filter upstream from the bottom pipe connection w.r.t. the direction of flow of the regeneration liq. Only part of the exchange medium is held between the support plates, the remainder being carried loose on top of the upper plate. Although the filter is no more expensive to construct than conventional filters it has a reduced consumption of regeneration chemicals and gives protection against acidic or basic break-through even at the end of its operating cycle. A greater part of the structural height is actively used and mechanical cleaning of the bed is achieved without using moving parts. The press. drop through the filter is constant during the operating cycle.

Description

IONENAUSTAUSCHF I LTERION EXCHANGE I LTER

Die Erfindung betrifft ein stehendes lonenaustauschfilter mit Gegenstromregenerierung, mit im Filter vorgesehenen körnigen Austauschermaterial , mit zwei für die Regenerierflüssigkeit durchlässigen, für das Austauschermaterial jedoch undurchlässigen Böden sowie die das Austauschermaterial zwischen sich durch Pressung festholtenden sowie mit einer ersten, oberhalb der Austauschermasse angeordneten Anschlußleitung und mit einer unterhalb der Austauschermasse angeordneten zweiten Anschlußleitung.The invention relates to an upright ion exchange filter with countercurrent regeneration, with granular exchange material provided in the filter, with two for the regeneration liquid permeable but impermeable to the exchange material soils as well as the the exchanger material between itself by pressing and with a first, arranged above the exchanger ground connection line and with a arranged below the exchanger ground second connection line.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb solcher Filter und zur Messung an solchen Filtem.The invention also relates to a method for operating such filters and for measurements on such filters.

Wasser aus Wasserleitungen besteht bekanntlich nicht aus reinem H2O. Unter anderem befinden sich im sogenannten Rohwasser auch Basen und Säuren. Diese stören unterschiedlich stark. Zum Beispiel stören die Basen bei Verwendung des Rohwassers in Brauereien, in Kühlwassersystemen und in Klimaanlagen.It is well known that water from water pipes does not consist of pure H2O. Among other things, the so-called raw water also contains bases and acids. These interfere to different degrees. For example, the bases interfere with the use of the raw water in breweries, in cooling water systems and in air conditioning systems.

nicht nur die Basen, sondern auch die Säuren stören bei Verwendung des Wassers in Hochdruckkesseln, beim Spülen von Halbleitern während deren Herstellung, in der Galvanik, bei der Rückverdünnung von Fruchtsäften, bei Kühlanlagen, bei denen Wasser direkt eingespritzt wird, bei pharmazeutischen Firmen z. B. zur Herstellung von Infusionslösungen usw.not only the bases, but also the acids interfere with use of the water in High pressure boilers, while purging semiconductors their production, in electroplating, in the redilution of fruit juices Cooling systems in which water is injected directly at pharmaceutical companies z. B. for the production of infusion solutions etc.

Es stören also die Basen entweder allein oder die Basen und die Säuren.So either the bases alone or the bases and the acids interfere.

Säuren allein stören in den seltensten Fällen.Acids alone rarely interfere.

Kat-Zum Austauschen der Basen gibt es lonenaustausch-Filter und zum Austauschen der Säuren Angibt es lonenaustausch-Filter. Entsprechend der Problemstellung ist dann entweder eine Kationenaustausch-Einheit allein oder aber eine Kationenaustausch-Einheit zusammen mit einer Anionenaustausch-Einheit vorhanden. Dabei ist die Kationen-Einheit immer stromauf von der Anioneneinheit vorgesehen. Anionen-Einheiten allein gibt es lediglich in den oben erwähnten Fällen. There are ion exchange filters for exchanging the bases and for Exchanging the acids indicates there are ion exchange filters. According to the problem is then either a cation exchange unit alone or a cation exchange unit present together with an anion exchange unit. Here is the cation unit always provided upstream of the anion unit. There are anion units alone it only in the cases mentioned above.

Die Kationenaustausch-Filter enthalten kömiges Material, das im Austausch Kationen an sich bindet und die Anionenaustausch-Filter enthalten anderes körniges Material, welches im Austausch Anionen an sich bindet.The cation exchange filters contain granular material that is exchanged Cations binds to itself and the anion exchange filters contain other granular material Material that binds anions in exchange.

Jeder lonenaustauscher erschöpft sich im Laufe der Zeit und muß regeneriert werden.Every ion exchanger is exhausted in the course of time and has to be regenerated will.

Den Erschöpfungszustand mißt man, indem man den elektrischen Widerstand des am Filter austretenden Wassers mißt. Reines Wasser hat einen sehr viel höheren Ohmschen Widerstand als Basen oder Säuren aufweisendes Wasser. Ist das Filter bis zu einem bestimmten Maß erschöpft, so muß die Filtermasse regeneriert werden. Dabei läßt man durch die Kationen-Austauscher Säure als Flüssigkeit fließen und durch die Anionenaustauscher läßt man Lauge als Flüssigkeit fließen. Beim Regenerieren braucht man bei einem typischen Kationenaus-Salzsäure tauscher etwa 40 9 1QO %ige pro Liter Harz, wenn man im Gegenstromverfahren regeneriert. Beim Gleichstromverfahren bräuchte man das 2,5-fache dieser Menge.The state of exhaustion is measured by looking at the electrical resistance of the water exiting the filter. Pure water has a much higher level Ohmic resistance as water having bases or acids. Is the filter up to a certain extent exhausted, the filter material must be regenerated will. Acid is allowed to flow through the cation exchanger as a liquid and alkali is allowed to flow through the anion exchanger as a liquid. When regenerating a typical cationic hydrochloric acid exchanger requires about 40 9 10% strength per liter of resin when regenerating in a countercurrent process. With the direct current method you would need 2.5 times this amount.

Nach dem Regenerieren wäscht man mit Waschwasser die überschüssige Säure oder Lauge des Regenerationsmittels aus und man kann dann den Filter wieder in Betrieb nehmen.After regeneration, the excess is washed off with washing water Acid or alkali of the regenerant and you can then use the filter again put into operation.

Mit solchen Filtern entsalzt man jedoch nicht nur WaSSer, sondern auch Molke, Zuckersäfte, Fruchtsäfte und andere Flüssigkeiten.Such filters not only desalinate water, but also also whey, sugar juices, fruit juices and other liquids.

Allgemein haben bekannte lonenaustauscher-Filter den Nachteil, daß gegen das Ende eines Arbeitszyklus an deren Ausgang trotz aller Vorkehrungen Säuren und/oder Basen in zwar minimalen Beträgen, aber dennoch störend auftreten.In general, known ion exchange filters have the disadvantage that towards the end of a work cycle at its output, despite all precautions, acids and / or bases occur in minimal amounts, but nonetheless disruptive.

Nachteilig ist auch, daß oft zu häufig regeneriert wurde und damit Unterbrechungen und zu hoher Chemikalienb-darf auftrat. Dies kam davon her, daß durch die Messing der Wasserqualität am Ausgang des letzten Filters beide Filter regeneriert wurden, obwohl z. B. lediglich das Anionenaustausch-Filter oder nur das Kationenaustausch-Filter erschöpft war.Another disadvantage is that regeneration was often too frequent, and thus Interruptions and excessive use of chemicals occurred. This came from the fact that by the brass of the water quality at the exit of the last filter both filters were regenerated, although z. B. only the anion exchange filter or only the cation exchange filter was exhausted.

Im Gegenstrom regenerierbare lonenaustausch-Filter bringen auch noch das Problem mit sich, daß die Regenerationsflüssigkeit die Austauschmasse durcheinanderwirbelt. Dies bedeutet, daß die weniger erschöpften Körner aus den oberen Lagen der Austauschmassen in tiefere Schichten verwirbelt werden können und die weniger erschöpften Körner aus den unteren Lagen nach oben gewirbelt werden können. Es trifft dann nicht mehr - wie dies beim Gegenstromprinzip sein soll - die Regenerierflüssigkeit zunächst auf die am wenigsten erschöpften Schichten und dann später erst auf stärker erschöpfte Schichten. Vielmehr kommen dann schwächer erschöpfte Schichten mit frischerer Regenerationsfl üssigkeit in Berührung, als dies sein sollte, und der Wirkungsgrad des Gegenstromprinzips fällt dadurch.Ion exchange filters that can be regenerated in countercurrent also bring the problem with itself, that the regeneration fluid is the exchange mass whirled around. This means that the less depleted grains from the upper layers of the exchange masses can be swirled into deeper layers and the less exhausted grains are swirled upwards from the lower layers can. It then no longer applies - as it should be with the countercurrent principle - the regeneration liquid first on the layers that are least depleted and then later on more exhausted layers. Rather then come weaker exhausted layers in contact with fresher regeneration fluid than this should be, and the efficiency of the countercurrent principle falls as a result.

Gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 792 071 wird daher auf das aktive Granulat eine inerte Masse aufgebracht, die von oben auf das aktive Granulat drückt und es so unverwirbelbar macht. Dies hat jedoch einige Nachteile a) Im Regenerierbetrieb kann die inerte Masse verstopfen, insbesondere wenn man Molke, Fruchtsäfte od. dgl. entsalzt. Aber auch Wasser führt verstopfende Teilchen heran. Der Strömungswiderstand des Filters wird damit immer höher,und da man bei der Dimensionierung eines Systems auf den ungünstigsten Parameter achten muß, kann dieser Filter nicht mit seiner vollen Leistung eingesetzt werden.According to the German Auslegeschrift 1 792 071, the active Granulate applied an inert mass, which presses from above on the active granulate and makes it so inelegant. However, this has some disadvantages a) In regeneration mode can clog the inert mass, especially if you use whey, fruit juices or the like. desalinated. But water also carries clogging particles. The flow resistance of the filter is getting higher and higher, and since you are dimensioning a system must pay attention to the most unfavorable parameter, this filter cannot work with its can be used at full power.

b) Soweit Federn dazu verwendet werden, die Anpreßkraft zu erzeugen, sind hier besondere nicht nur Vorkehrungen notwendig, damit sie/nicht von den Basen oder Säuren angefressen werden sondern sie müssen auch absolut flüssigkeitsdicht sein.b) If springs are used to generate the contact pressure, Here special not just precautions are necessary to keep them / not from the bases or acids but they must also be absolutely impermeable to liquids be.

c) Beim Rückspülen wird die Rückspülflüssigkeit zwischen der aktiven und der inerten Masse abgezogen. Die inerte Masse wird daher durch die Regenerotionsflüssigkeit nicht gereinigt.c) During backwashing, the backwashing liquid is between the active and subtracted from the inert mass. The inert mass is therefore replaced by the regeneration fluid not cleaned.

d) Im Laufe der Zeit bilden sich für das Wasser bevorzugte Strompfade und es wird nicht mehr das ganze Filtervolumen homogen ausgenutzt.d) In the course of time, preferred current paths for the water are formed and the entire filter volume is no longer used homogeneously.

e) Die Bauhöhe ist nur zur Hälfte ausnutzbar, weil die andere Hälfte durch die inerte Masse und Federn weggenommen wird.e) Only half of the overall height can be used because the other half is taken away by the inert mass and springs.

Bei der Vorrichtung nach der deutschen Patentschrift 1 282 603 drückt man mit einem senkrecht beweglichen Boden auf das Austauschermaterial, und zwar durch dessen Gewicht. Ist die chemische Gegenstromregenerierung vorbei, dann hebt man den hohlen Boden hoch, indem man Luft in ihn hineinbläst. Hierzu ist er über bewegliche Leitungen an einen Drucklufterzeuger angeschlossen. Man kann dann durch einen häheren Druck der Regenerationsfiüssigkeit die Kömer des Austauschermaterials durcheinanderwirbeln und so mechanisch reinigen. Es ist jedoch auch hier die nutzbare Höhe des Filters im Vergleich zu seiner Gesamthöhe klein. Wenn der Boden nicht mehr luftdichtist, kann er nicht mehr angehoben werden.In the device according to German patent specification 1 282 603 presses one with a vertically movable floor on the exchanger material, namely by its weight. When the chemical countercurrent regeneration is over, then lifts you get up the hollow floor by blowing air into it. He's about to do this movable lines connected to a compressed air generator. You can then go through a higher pressure of the regeneration liquid the grains of the exchange material whirl around and clean it mechanically. However, it is the usable one here too The height of the filter is small compared to its total height. When the ground is no more is airtight, it can no longer be lifted.

Um den Boden in einer bestimmten Höhe festzuhalten, muß ein Verriegelungsmechanismus vorgesehen sein. Außerdem muß man den kreisförmigen Boden an seinem Umfang durch einen aufblasbaren Schlauch gegenuber der Innenwand des Filtergehäuses abdichten.In order to hold the floor at a certain height, a locking mechanism must be used be provided. In addition, you have to go through the circular bottom on its circumference seal an inflatable tube against the inner wall of the filter housing.

Gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 1 442 689 ist ein lonenaustauschfil ter bekantit geworden, dos am oberen und unteren Ende ein Sieb hat. Dazwischen befindet sich das Austauschermaterial . Das Rohwasser durchläuft den Filter von unten nach oben. Dabei bildet sich vor dem oberen Sieb ein Festbett aus Körnern, die in einer bestimmten Schicht gegen das Sieb von unten gepreßt werden. Darunter folgt ein Schwebebett ine iner Zone, bei der die Sinkgeschwindigkeit der Körner gleich der Aufströmgeschwindigkeit ist und unten befindet sich ein Wirbelbett, in dem Körner durcheinandergewirbelt werden. Nachteilig hieran ist, daß die Filter sehr hoch bauen, weil das Schweben und Wirbeln der Körner ja Raum erfordert. Außerdem kann die Schichtung durch Druckschwankungen im Wassernetz gestört werden. Auch wenn Luftblasen aufsteigen, können die Körner aus den Zonen herousgelangen, in denen sie sich ansich befinden sollten.According to the German Offenlegungsschrift 1 442 689, an ion exchange fil ter become known, dos has a sieve at the top and bottom. In between is located the exchanger material. The raw water flows through the filter from below above. A fixed bed of grains is formed in front of the upper sieve be pressed against the sieve from below in a certain layer. Below is a floating bed in a zone where the rate of descent of the grains is the same is the upstream velocity and below is a fluidized bed in which grains be mixed up. The disadvantage here is that the filters are very high, because the floating and swirling of the grains requires space. Also, the layering can are disturbed by pressure fluctuations in the water network. Even when air bubbles rise the grains can come out of the zones in which they are per se should.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein lonenaustauschfilter der eingangs genannten Art anzugeben, durch das man den Regenerations-Chemikalienbedarf erheblich herabsetzen kann, das in der Herstellung nicht teurer als bekannte Filter ist, einen großen Teil seiner Bauhöhe aktiv auszunutzen gestattet, ohne mechanisch bewegliche Teile auch eine mechanische Reinigung des Austauschermaterials gestattet, das im Laufe der Zeit einen im wesentlichen konstanten Filterwiderstand bildet und das vor allem gegenüber den oben genannten Filtern auch am Ende eines Betriebszfklus ganz wesentlich niedrigere Basenanteile oder Säurenanteile aufweist.The object of the invention is to provide an ion exchange filter of the initially mentioned specified type, through which the regeneration chemical requirement is considerable can reduce, which is no more expensive to manufacture than known filters, a A large part of its overall height can be actively used without being mechanically movable Parts also allow mechanical cleaning of the exchanger material that is in the Forms an essentially constant filter resistance over time and that especially compared to the filters mentioned above, even at the end of an operating cycle has significantly lower proportions of bases or acids.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst: a) Die Böden sind in Regenerationsrichtung gesehen stromauf von der unteren Auslaßleitung im unteren Bereich des Filters vorgesehen und schließen zwischen sich nur einen Teil des vorgereinigten Austauschermaterials ein.According to the invention, this object is achieved by the following features: a) The trays are seen in the regeneration direction upstream of the lower outlet line provided in the lower area of the filter and close only one between them Part of the pre-cleaned exchanger material.

b) Der andere Teil des Austauschermaterials ist lose auf den oberen Boden aufgeschuttet.b) The other part of the exchanger material is loose on the upper one The ground is piled up.

Das zwischen den Böden liegende Austauschermaterial kann stets in einem praktisch unerschöpften Zustand gehalten werden und verhindert am Ende eines Arbeitszyklus zuverlässig auch am Ende eines Betriebszyklus ganz wesentlich niedrigere Basenanteile oder Säurenanteile aufweist.The exchange material lying between the floors can always be in be kept in a practically unexhausted state and prevented at the end of a Duty cycle reliable even at the end of an operating cycle has significantly lower proportions of bases or acids.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst a) Die Böden sind in Regenerationsrichtung gesehen stromauf von der unteren Auslaßleitung im unteren Bereich des Filters vorgesehen und schließen zwischen sich nur einen Teil des vorgereinigten Austauschermaterials ein.According to the invention, this object is achieved by the following features a) The trays are seen in the regeneration direction upstream of the lower outlet line provided in the lower area of the filter and close only one between them Part of the pre-cleaned exchanger material.

b) Der andere Teil des Austauschermaterials ist lose auf den oberen Boden aufgeschüttet Das zwischen den Böden liegende Austauschermaterial kann stets in einem praktisch unerschöpften Zustand gehalten werden und verhindert am Ende eines Arbeitszyklus zuverlässig Säurendurchbrüche oder Basendurchbrüche. Der lediglich aufgeschüttete Teil des Austauschermaterials läßt sich jedoch mechanisch reinigen und nur dessen Zone fängt Schwebeteilchen aus dem Rohwasser auf.b) The other part of the exchanger material is loose on the upper one Heaped soil The exchange material lying between the soils can always be kept in a practically unexhausted state and prevented in the end acid breakthroughs or base breakthroughs reliably in a work cycle. The only one Heaped up part of the exchanger material can, however, be cleaned mechanically and only its zone catches suspended particles from the raw water.

Wenn die Qualität des Rohwassers konstant und bekannt ist und wenn die verwendete Regenerationsflüssigkeit in konstanter Qualität und konstanten Mengen verwendet wird, dann braucht man die Wasserqualität am Ausgang des Filters nicht zu messen. Vielmehr reicht dann eine Zeitschaltuhr oder ein Mengenmesser aus, der das Filter nach Ablauf der Zeit oder Menge umschaltet oder abschalt et.When the quality of the raw water is constant and known and when the regeneration fluid used in constant quality and constant quantities is used, then you do not need the water quality at the outlet of the filter to eat. Rather, a timer or a volume meter is sufficient the filter switches or switches off after the time or quantity has elapsed.

Durch die Merkmale des Anspr uchs 2 erreicht man, daß der Boden für die Flüssigkeiten einerseits genügend durchlässig ist, andererseits durch das Austauschermaterial nicht verstopft wird, außerdem säuren- und laugebeständig, billiger als andere Böden und in den gewünschten Abmessungen ohne weiteres zuschneidbar ist. Supralen wird von der Mannesmann-Plastic GmbH, Düsseldorf, hergestellt und ist ein hochmolekulares Niederdruck-Polyäthylen mit durchschnittlichem Molekulargewicht von 1 Mio.By the features of claim 2 it is achieved that the floor for the liquids are sufficiently permeable on the one hand, and through the exchange material on the other is not clogged, also acid and alkali-resistant, cheaper than other floors and can be easily cut to the desired dimensions. Will supral manufactured by Mannesmann-Plastic GmbH, Düsseldorf, and is a high molecular weight Low pressure polyethylene with an average molecular weight of 1 million

Durch die Merkmale des Anspruchs 3 erreicht man, daß der obere Boden die Axialdrücke aufnehmen kann, ohne sich zu verformen.The features of claim 3 achieve that the upper floor can absorb axial pressures without deforming.

Durch die Merkmale des Anspruchs 4 erreicht man, daß man einen selbsttragenden Boden verwenden kann, der die übliche Gestalt eines Düsenbodens hat. Ein Verstopfen der Düsen ist hier nicht zu befürchten, da ja nur auf der einen Seite des Bodens Austauschermaterial vorhanden ist. Weil die freie Düsenfläche erheblich kleiner als das Austauschgranulat ist, braucht ein Verstopfen auch aus diesem Grunde nicht befürchtet zu werden.The features of claim 4 achieve that you have a self-supporting Can use soil that has the usual shape of a nozzle bottom. A clog of the nozzles is not to be feared here, since only on one side of the floor Exchanger material is available. Because the free nozzle area is considerably smaller As the replacement granulate is, there is no need for clogging for this reason either to be feared.

Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erreicht man besonders günstige und in der Praxis bewährte Austauschermaterial -Volumenverhältnisse . Bei diesen Verhältnissen gelangen im Arbeitszyklus keine zusätzlichen festen Teilchen in das eingeschlossene Austauschermaterial.The features of claim 5 are particularly favorable and exchange material volume ratios that have proven themselves in practice. With these Conditions, no additional solid particles get into the working cycle included exchange material.

Durch die Merkmale des Anspruchs 6 erreicht man, daß während des Regenerierens die Regenerationsflüssigkeit an der hierfür geeigneten Stelle abgezogen werden kann und daß während des Verwirbelns (Rückspülens) an einer anderen, hierfür ebenfalls geeigneten Stelle abgezogen werden kann. Beim Verwirbeln wäre ja die weiter unten liegende dritte Anschlußleitung tieferliegend als die hochgewirbelten Austauschermaterial-Körner. Indem man die erste Anschlußleitung mit erheblichem Abstand anordnet, verhindert man, daß durch sie Austauschermaterial abgeleitet wird und man verhindert auch, daß ein eventuell vor der ersten Anschlußleitung vorgesehenes Sieb verstopft.The features of claim 6 mean that during regeneration the regeneration liquid can be drawn off at the appropriate point and that during the swirling (backwashing) on another, for this purpose as well appropriate point can be deducted. In the case of swirling, the one would be further down third connecting line lying deeper than the swirled-up exchange material grains. By arranging the first connection line at a considerable distance, prevents one prevents exchange material from being discharged through them and one also prevents that a strainer that may be provided in front of the first connection line is clogged.

Durch die Merkmale des Anspruchs 7 erreicht man durch die Verteilung, , daß sich keine bevorzugten Stromfäden bilden und man kein besonderes Sieb benutzen muß, ans beim Verwirbeln hinderlich wäre.With the features of claim 7 one achieves through the distribution, that no preferred stream filaments are formed and that no special sieve is used must, because it would be a hindrance when swirling.

Durch die Merkmale des Anspruchs 8 erreicht man Abmessungen, wie sie sich bei den handelsüblichen Körnern besonders bewährt haben.With the features of claim 8, dimensions as they are achieved have particularly proven themselves with the commercial grains.

Durch die Merkmale des Anspruchs 9 optimiert man sowohl die Regeneration als auch das Verwirbeln.The features of claim 9 optimize both the regeneration as well as swirling.

Durch die Merkmale des Anspruchs 10 verhindert man auch bei solchen lonenaustausch-Filtern einen Säuredurchbruch oder Basendurchbruch, die nicht an Rohwasser konstanter Qualität angeschlossen sind. Es gelingt hierdurch, auch in solchen Fällen den Säure- und Basenanteil während der ganzen Betriebsdauer auf Werte zu drücken, die sprunghaft unter bekannten Werten liegen. Auch bei einzeln verwendeten Filtern ist eine solche Maßnahme sinnvoll: die Umschaltvorrichtung kann den Filter abschalten und den Vorratsbehälter anschalten, in den der Filter seither Wasser auf Vorrat geliefert hat, um die Regenerationsphase zu überbrücken.The features of claim 10 also prevent such ion exchange filters an acid breakthrough or base breakthrough, that are not connected to raw water of constant quality. Through this it is possible also in such cases the acid and base content during the entire operating time to press to values that are leaps and bounds below known values. Even with individually such a measure makes sense: the switching device can switch off the filter and switch on the storage tank that the filter has been in since then Has supplied water in reserve to bridge the regeneration phase.

Durch die Merkmale des Anspruchs 11 ist ein unterbrechungsloser Betrieb mit relativ kleinen Filtern möglich.The features of claim 11 enable uninterrupted operation possible with relatively small filters.

Durch die Merkmale des Anspruchs 12 erreicht man, daß jeder der Filter nur dann regeneriert wird, wenn er tatsächlich erschöpft ist, so daß nicht zu früh und damit unnötig regeneriert wird. Außerdem erreicht man, daß der Filter nicht zu spät erschöpft wird und damit zwangsweise erhöhten Säuren- und Basengehalt abgibt.The features of claim 12 mean that each of the filters is only regenerated when it is actually exhausted, so that not too early and is thus unnecessarily regenerated. In addition, one achieves that the filter does not is exhausted too late and thus inevitably gives off increased acid and base content.

Durch die Merkmale des Anspruchs 13 erreicht man, daß eine vollständige, unterbrechungslose, praktisch absolute Entsalzung ohne Säure- oder Basendurchbrüche mit minimalem Aufwand auch bei schwankender Rohwasserqualität erzielt wird. Wenn z. Be.irlSeekannte Vorrichtung 10 Liter Spülflüssigkeit pro Liter Austauschermaterial benötigt, so benötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 3 bis 4 Liter Spülflüssigkeit. Dies bedeutet eine erheblich kleinere Abwasserbelastung . Auch der Verbrauch an Regenerationsflüssigkeit liegt erheblich niedriger.The features of claim 13 ensure that a complete, uninterrupted, practically absolute desalination without acid or base breakthroughs is achieved with minimal effort even with fluctuating raw water quality. if z. Be.irlSeeknown device 10 liters of flushing liquid per liter of exchanger material is required, the device according to the invention requires 3 to 4 liters of flushing liquid. This means a considerably smaller wastewater load. Consumption too Regeneration fluid is considerably lower.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibun, eines bevorzugten Ausführungsbeispiels hervor. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen einzelnen Filter in Seitenansicht, Fig. 2 den Filter nach Fig. 1 in Draufsicht, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 Die Figuren 1 bis 3 sind Zeichnungen im Maßstab 1: : 15 Fig. 4 eine Einzelheit aus dem Bereich 4 in Fig. 1, Fig. 5 eine Schemazeichnung einer unterbrechungslos arbeitenden Vollentsalzungsanlage, Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Differenzverstärkers.Further advantages and features of the invention emerge from the following Description of a preferred embodiment. In In the drawing: FIG. 1 shows an individual filter in side view, FIG. 2 shows the Filter according to FIG. 1 in plan view, FIG. 3 shows a section along the line 3-3. The figures 1 to 3 are drawings on a scale of 1:: 15. FIG. 4 shows a detail from the area 4 in Fig. 1, Fig. 5 is a schematic drawing of an uninterrupted demineralization plant, 6 is a block diagram of a differential amplifier.

Ein Filter 11 steht auf drei Füßen 12 die oben an eine Kalotte 13 angeschweißt sind.A filter 11 stands on three feet 12 which are attached to a spherical cap 13 at the top are welded on.

Fluchtend zur Längsachse 14 ist ein Anschlußflansch 16 angeschweißt. Oben ist an der Kalotte 13 ein Außenflansch 17 vorgesehen. Darüber liegt fluchtend ein gleicher Außenflansch 18. Zwischen beiden ist mittels nicht dargestellter Schrauben ein Düsenboden 19 flüssigkeitsdicht festgespannt. Der Düsenboden 19 ist 15 mm stark und hat etwa 120 Löcher mit 38 mm Durchmesser. In diese Löcher ist jeweils eine Düse geschraubt.A connecting flange 16 is welded on in alignment with the longitudinal axis 14. An outer flange 17 is provided on the top of the spherical cap 13. Above it lies in alignment an identical outer flange 18. Between the two is by means of screws, not shown a nozzle bottom 19 clamped in a liquid-tight manner. The nozzle base 19 is 15 mm thick and has about 120 holes with a diameter of 38 mm. There is one in each of these holes Screwed nozzle.

Der Außenflansch 18 gehört zu einem zur Längsachse 14 koaxialen Ringmantel 20, der oben in einen koaxialen Außenflansch 21 übergeht. Nach links weist ein Handlochflansch 22 zwischen dessen Außenflansch und einem weiteren Flansch mit Hilfe von nicht dargestellten Schrauben eine Kunstglasscheibe 23 gespannt ist. Unter Zwischenschaltung eines Dichtrings 24 liegt auf dem Außenflansch 21 ein weiterer koaxialer Außenflansch 26. Die Außenflansche 21, 26 werden durch nicht dargestellte Schrauben gegeneinandergezogen. Auf der Höhe des Außenflansches 21 ist innen am Ringmantel 20 ein Fassungsring 27 durchgehend und koaxial angeschweißt, der eine horizontale Auflagefläche 28 hat. Horizontal und senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 1 sind vier tragende Querstäbe 29, 31, 32, 33 mit ihren Enden in den Ringmantel 20 eingeschweißt. Die aus Steifigkeitsgründen hochkant angeordneten Querstäbe 29, 31, 32, 33 liegen parallel zueinander, teilen die Kreisfläche in etwa 5 gleiche Teile auf, sind aus Steifigkeitsgründen hochkant angeordnet und haben oben eine Auflagefläche 34, die horizontal mit der Auflagefläche 28 fluchtet.The outer flange 18 belongs to an annular jacket that is coaxial with the longitudinal axis 14 20, which merges into a coaxial outer flange 21 at the top. A handhole flange points to the left 22 between its outer flange and a further flange with the aid of not shown Screws a sheet of synthetic glass 23 is stretched. With the interposition of a sealing ring 24 there is a further coaxial outer flange 26 on the outer flange 21. The outer flanges 21, 26 are pulled against each other by screws, not shown. At the height of the outer flange 21, a mounting ring 27 is continuous on the inside of the ring jacket 20 and coaxially welded on, which has a horizontal bearing surface 28. Horizontal and perpendicular to the plane of the drawing of Fig. 1 are four supporting cross bars 29, 31, 32, 33 with their ends welded into the ring jacket 20. For reasons of rigidity upright transverse rods 29, 31, 32, 33 are parallel to each other, share the circular area has about 5 equal parts, are edgewise for reasons of rigidity arranged and have a support surface 34 above, which is horizontal with the support surface 28 aligns.

Auf den Auflageflächen 28, 34 liegt ein Boden 36 kreisförmiger Gestalt, der einstückig aus einer Bahn Supralen geschnitten ist. Ein Fassungsring 37 ist mit seinem Außenumfang in dem unteren Endbereich eines Rohrmantels 38 eingeschweißt, liegt etwa auf der Höhe des Außenflansches 26 und hat unten eine Anlagefläche 39. An dem Fassungsring 37 und dem Rohrmantel 38 sind Querstäbe 41, 42, 43, 44 mit ihren Endbereichen angeschweißt.A base 36 of circular shape lies on the support surfaces 28, 34, which is cut in one piece from a sheet of Suprales. A socket ring 37 is welded with its outer circumference in the lower end region of a pipe jacket 38, lies approximately at the level of the outer flange 26 and has a contact surface 39 at the bottom. On the mounting ring 37 and the tubular jacket 38 are cross bars 41, 42, 43, 44 with their Welded end areas.

Diese Querstäbe 41 bis 44 stehen hochkant und liegen mit ihrer Unterseite in der Höhe der Anlagefläche 39, so daß der Boden 36 durch das Gitter der Querstäbe 41, 42, 43 beim Rückspülen daran gehindert wird, nach oben auszubeulen. Die Querstäbe 41 bis 44 teilen die Fläche ebenfalls in etwa fünf gleich große Teilflächen auf und liegen senkrecht zu den Querstäben 29 bis 33. Ihr Anpreßdruck an den Auflageflächen 28, 39 sorgt dafür, daß die Flüssigkeiten keine Nebenpfade fließen können.These cross bars 41 to 44 are upright and lie with their underside at the level of the contact surface 39, so that the bottom 36 through the grid of the cross bars 41, 42, 43 is prevented from bulging upwards during backwashing. The cross bars 41 to 44 also divide the area into approximately five equal-sized partial areas and are perpendicular to the cross bars 29 to 33. Your contact pressure on the support surfaces 28, 39 ensures that the liquids cannot flow secondary paths.

Knapp oberhalb des Bodens 36 durchquert ein Meßrohr 46 den Rohrmantel 38 und kann außen mit einem Flansch 47 angeschlossen werden. Mit dem Meßrohr 46 kann man dem Filter 11 an dieser Stelle Flüssigkeit entnehmen und in später zu besprechender Weise deren elektrischen Widerstand zurQualitätsbestimmung messen. Es ist vorgesehen, daß aus dem Meßrohr 46 ständig geringe Flüssigkeitsmengen nach außen fließen, damit nicht etwa irrtümlich der elektrische Widerstand der stehenden Flüssigkeit gemessen wird Am Rohrmantel 38 ist auch ein Mannloch 48 vorgesehen, das durch einen Deckel 49 flüssigkeitsdicht verbunden ist.A measuring tube 46 passes through the tube jacket just above the bottom 36 38 and can be connected externally with a flange 47. With the measuring tube 46 you can take liquid from the filter 11 at this point and will be discussed in more detail later Measure their electrical resistance to determine the quality. It is intended that from the measuring tube 46 constantly small amounts of liquid flow to the outside, so not for example erroneously the electrical resistance of the standing Liquid is measured. A manhole 48 is also provided on the pipe jacket 38, which is connected in a liquid-tight manner by a cover 49.

Im Abstand von etwa 1,40 m vom Boden 36 sind horizontal Regenerierrohre 51 , 52, 53, 54 vorgesehen, die die Querschnittsfläche ebenfalls in etwa fünf gleich große Teile aufteilen, parallel zueinander angeordnet sind und deren gemäß Fig. 3 linkes Ende durch Muffen 56 steckbar gelagert sind. Die Muffen 56 sind innen am Rohrmantel 38 angeschweißt, horizontal und gemäß Fig. 3 nach rechts offen. Im rechten Endbereich durchqueren die Regenerierrohre 51, 52, 53, 54 den Rohrmantel 38 und sind rechts über Flansche 57 anschließbor.At a distance of about 1.40 m from the floor 36 are horizontal regeneration pipes 51, 52, 53, 54 are provided, which also have the same cross-sectional area in about five Divide large parts, are arranged parallel to each other and their according to Fig. 3 left end are supported by sleeves 56 pluggable. The sleeves 56 are on the inside Pipe jacket 38 welded on, horizontally and open to the right according to FIG. 3. In the right At the end, the regeneration tubes 51, 52, 53, 54 pass through the tube jacket 38 and are connected to the right via flanges 57.

Jedes der Regenerierrohre 51 bis 54 besitzt etwa 40 horizontale durch beide Rohrwandungen hindur chgehende Löcher mit einem Durchmesser von 12 mm. Damit kann zwar Regenerierflüssigkeit abgezogen werden, Austauschermaterial der üblichen Korngröße kann diese Löcher jedoch nicht passieren. Auf den Rohrmantel38 ist oben eine Kalotte 58 koaxial aufgeschweißt, die oben einen Anschlußflansch 59 zum Entlüften hat. Oberhalb der Regenerierrohre 51 bis 54 i;t ein Fenster 60 im Rohrmantel 38 vorgesehen, um beobachten zu können, wie beim Rückspülen unter Druck ck das Granulat durcheinanderwirbelt.Each of the regeneration tubes 51 to 54 has about 40 horizontal through holes with a diameter of 12 mm going through both pipe walls. In order to Although regeneration liquid can be drawn off, exchange material is the usual one However, grain size cannot pass through these holes. On the Rohrmantel38 is on top a spherical cap 58 is welded on coaxially and has a connecting flange 59 at the top for venting Has. Above the regeneration tubes 51 to 54 i; t a window 60 in the tube jacket 38 provided in order to be able to observe how the granules are backwashed under pressure whirled around.

Oben In der Kalotte 58 ist ein Trichter 61 vorgesehen, der in einen Krümmer 62 übergeht.Above in the dome 58 a funnel 61 is provided, which in a Elbow 62 passes over.

an diesen schließt sich eine horizontale Flüssigkeitsleitung 63 an, die nach einer Flanschverbindung den Rohrmantel 38 radial durchquert und in einen Anschlußflansch 64 übergeht.this is followed by a horizontal liquid line 63, which after a flange connection crosses the pipe jacket 38 radially and in a Connection flange 64 passes.

Beim Filtern tritt die Flüssigkeit am Anschlußflansch 64 ein und am Trichter 61 breit verteilt aus, während beim Rückspülen unter Druck die Flüssigkeit beim Trichter 61 eintritt und am Anschlußflansch 64 wieder austritt.When filtering, the liquid occurs at the connection flange 64 and on Funnel 61 is widely distributed, while the liquid is backwashed under pressure enters the funnel 61 and emerges again at the connection flange 64.

Im Filter 11 befindet sich zwischen dem Düsenboden 19 und dem Boden 36 Austauschermaterial 66, das nicht erschöpft ist, vorgereinigt ist und unter einer solchen Volumenpressung steht, daß die Austouscherkörner ohne Rücksicht auf die Durchströmrichtung und den Durchströmdruck an Ort und Stelle festgehalten werden. Oberhalb des Bodens 36 ist bis knapp oberhalb der Regenerierrohre 51 bis 54 Austauschermaterial 67 aufgeschüttet, das nicht besonders festgehalten wird und das beim Rückspülen unter Druck durchaus hochgewirbelt werden kann. Der obere Rand des Trichters 61 ist jedoch so hoch angeordnet, daß ihn die Körner normalerweise nicht erreichen.The filter 11 is located between the nozzle base 19 and the base 36 Exchanger material 66 that is not exhausted, is pre-cleaned and under a such volume pressure is that the exchange grains regardless of the The flow direction and the flow pressure are recorded in place. Above the bottom 36 is exchanger material to just above the regeneration pipes 51 to 54 67 heaped up that is not particularly held and that during backwashing can be whirled up under pressure. The top of the funnel 61 however, it is so high that the grains do not normally reach it.

Bei der Darstellung nach Fig. 5 erkennt man vier Filter des soeben beschriebenen Aufbaus.In the illustration according to FIG. 5, four filters can be seen just now described structure.

Im einzelnen sind zwei Kotionenaustauscher 68, 69 und zwei Anionenaustauscher 71, 72 vorhanden. Von links kommt aus einer Leitung 73 Rohwasser zu einer Verzweigung 74 und gelangt dann entweder über die Leitung 76 oder die Leitung 77 zum Kationenaustauscher 68 oder 69. Jeder von diesen hat ein elektromagnetisches Betätigungsglied 78, 79, mit dem man ein vor dem Anschlußflansch 64 liegendes Ventil 81, 82 schließen oder öffnen kann. Die Punkte 83, 84 kann man symbolisch als den Anschlußflansch 64 auffassen und darüber ist symbolisch der Trichter 61 gezeichnet. Die Leitungen 86, 87 sind Entlüftungsleitungen, welche an den Anschlußflansch 59 angeschlossen sind und die über Ventile 88, 89 steuerbar sind. Sie führen unten in einen Abflußkanal 91, 92.Specifically, there are two cation exchangers 68, 69 and two anion exchangers 71, 72 available. From the left, raw water comes from a line 73 to a branch 74 and then reaches the cation exchanger either via line 76 or line 77 68 or 69. Each of these has an electromagnetic actuator 78, 79, with which a valve 81, 82 located in front of the connecting flange 64 can be closed or can open. The points 83, 84 can be understood symbolically as the connecting flange 64 and the funnel 61 is symbolically drawn above it. Lines 86, 87 are Vent lines which are connected to the connection flange 59 and the can be controlled via valves 88, 89. They lead into a drainage channel 91, 92 at the bottom.

Die Punkte 93, 94 symbolisieren die Regenerierrohre 51 bis 54. Sie sind an eine Leitung 96, 97 angeschlossen, die unten ebenfalls in den Abflußkanal 91, 92 führt.The points 93, 94 symbolize the regeneration tubes 51 to 54. They are connected to a line 96, 97, which is also down into the drainage channel 91, 92 leads.

In jeder Leitung 96, 97 liegt ein Ventil 98, 99, das über ein elektromognetisches Betätigungsglied 101, 102 geschlossen oder geöffnet werden kann.In each line 96, 97 there is a valve 98, 99 which has an electromagnetic Actuator 101, 102 can be closed or opened.

Zwischen dem Punkt 83, 84 und demVentil 81, 82 ist an einer Stelle 103, 104 eine Leitung 106, 107 angeschlossen, die zum Kanal 91, 92 führt und in der ein Ventil 108, 109 liegt, welches durch ein Betätigungsglied 111, 112 geschlossen oder geöffnet werden kann. Der Punkt 103, 104 entspricht dem Anschlußflansch 64. Die Leitung 106, 107 dient daher dem Abfluß von Spülflüssigkeit. Der ganz unten gezeichnete Punkt 113, 114 entspricht dem Anschlußflansch 16.Between point 83, 84 and valve 81, 82 is at one point 103, 104 a line 106, 107 is connected, which leads to the channel 91, 92 and in which is a valve 108, 109, which is closed by an actuator 111, 112 or can be opened. Point 103, 104 corresponds to connecting flange 64. The line 106, 107 therefore serves to drain the flushing liquid. The one at the bottom The point 113, 114 shown corresponds to the connecting flange 16.

Von diesen geht eine Leitung 11o, 117 ab, in der ein Ventil 118 , 119 liegt, zu dem ein Betätigungsglied 121, 122 gehört. Zu einem zwischen dem Ventil 118, 119 und dem Punkt 113, 114 liegenden Punkt 123, 124 führt eine Leitung 126, 127, in der ein Ventil 125, 128 mit Betätigungsglied 129, 131 liegt. Die beiden Leitungen 126 127 verzwegensich aJs einer Leitung 132, die aus einem HCI-Dosierbehälter 133 kommtund an die Leitung 159 angeschlossen ist.From these leads a line 11o, 117, in which a valve 118, 119 is to which an actuator 121, 122 belongs. To one between the valve 118, 119 and the point 113, 114 lying point 123, 124 leads a line 126, 127, in which a valve 125, 128 with an actuator 129, 131 is located. The two Lines 126 127 branch out as a line 132, which comes from an HCI metering tank 133 comes and is connected to line 159.

Die im unteren Drittel der Kationenaustauscher 68, 69 liegenden Punkte 134, 136 entsprechen dem Flansch 47. Aus der daraus anschließenden Leitung kann man , gesteuert von einem Ventil 137, 138, aus einer Leitung 139, 141 geringe Wasserprobenmengen entnehmen, deren Qualität in bezug auf das Austauschergebnis durch ein Meßgerät 142, 143 gemessen wird. An die Leitung 116, 117 ist ebenfalls ein Meßgerät 144, 146 angeschlossen. Von den Meßgeräten 142, 143, 1 44, 146 gehen elektrische Leitungen 147, 148, 149, 151 ab.The points lying in the lower third of the cation exchangers 68, 69 134, 136 correspond to the flange 47. The line connected therefrom can controlled by a valve 137, 138, small amounts of water sample from a line 139, 141 infer their quality in relation to the exchange result by a measuring device 142, 143 is measured. A measuring device 144 is also connected to the line 116, 117, 146 connected. Electrical lines go from the measuring devices 142, 143, 1 44, 146 147, 148, 149, 151.

Die Leitung 147 ist gemäß Fig. 6 zu einem Differenzverstärker 152 geführt, ebenso die Leitung 148. Wenn diewiderstundsdifferenz auf den Leitungen 147,148 einen bestimmten einstellbaren Schwellwert überschreitet, erscheint auf der Ausgangsleitung 153 des Differenzverstärkers 152 ein Signal.According to FIG. 6, the line 147 is to a differential amplifier 152 out, as well as the line 148. If the resistance difference on the lines 147,148 exceeds a certain adjustable threshold value appears the output line 153 of the differential amplifier 152 a signal.

Die Leitungen 149, 151 führen zu einem anderen, gleichen Differenzverstärker mit Ausgangsleitung.The lines 149, 151 lead to another, identical differential amplifier with output line.

Zu den Anionenaustauschern 71, 72 gehören ebensolche Baueinheiten, wie sie im Zusammenhang mit den Kationenaustauschern 68, 69 beschrieben wurden. Ihre Anschlußstellen, Benennungen usw. gehen aus dem direkten Vergleich mit den Kationenaustauschern 68, 69 hervor. Bei dieser rechten Gruppe hat man einen NaOH-Dosierbehälter 154, da hier ja mit NaOH regeneriert wird. Ganz rechts führt die Reins twasserleitung 156 weg An diese ist über eine Leitung 157 ein Behälter 158 angeschlossen, aus dem über eine Leitung 159 über nicht dargestellte Ventile und Steuerungen Reinstwasser wahlweise dem Dosierbehälter 133 , 154 zur Verdünnung der HCI oder der NaOH zugeführt werden kann. Diese Säuren 3-50/o bzw. Basen müssen ja vor der Regeneration auf etwa rückverdünnt werden.The anion exchangers 71, 72 also include structural units as described in connection with the cation exchangers 68, 69. Your connection points, Names etc. are based on a direct comparison with the cation exchangers 68, 69. With this right group you have one NaOH metering container 154, since regeneration is carried out with NaOH here. Far right leads the clean water line 156 away. A container is connected to this via a line 157 158 connected, from which via a line 159 via valves, not shown and controls for ultrapure water optionally to the dosing tank 133, 154 for dilution the HCI or the NaOH can be supplied. These acids must be 3-50 / o or bases yes to be diluted back to about before regeneration.

Unten in Fig. 5 führt eine Leitung 161 als Sammelleitung auf den Kanälen 91, 92 usw. At the bottom of FIG. 5, a line 161 leads as a collecting line to the Channels 91, 92 etc.

zur Neutralisation. for neutralization.

Der Betrieb der Anlage nach Fig. 5 wird nun anhand des Kationenaustauschers 68 beschrieben: da das Ventil 82 geschlossen und das Ventil 81 offen ist, sowie das Ventil 1 18 offen und das Ventil 119 geschlossen ist, wird der Kationenaustajscher 68 von Wasser durchströmt, welches auf der Leitung 76 noch Rohwasser ist, das oben aus dem Trichter 61 austritt, nach unten durch das Austauschermaterial 57 läuft, den Boden 36 durchquert, durch das Austauschermaterial 66 läuft, den Düsenboden 19 durchquert, in die Kalotte 13 gelangt, aus dem Anschlußflansch 16 austritt, in die Leitung 116 gelangt und durch diese entweder dem Anionenaustauscher 71 oder 72 zugeführt wird. Das Rohwasser in der Leitung 76 hat seinen vollen Basengehalt, der beim Durchlaufen des Kationenaustauschers 68 abnimmt. Das Meßgerät 142 mißt knapp oberhalb des Bodens 36 den Basenanteil und das Meßgerät 144 mißt den Basenanteil am Ausgang des Kationenaustauschers 68. Der elektrische Widerstand auf der Leitung 147, 148 ist ein direktes Maß für die Qualität des Wassers. The operation of the system according to FIG. 5 is now based on the cation exchanger 68 described: since the valve 82 is closed and the valve 81 is open, as well as the valve 118 is open and the valve 119 is closed, the cation exchanger becomes 68 flows through water, which is still raw water on the line 76, the above exits the funnel 61, runs down through the exchanger material 57, traverses the bottom 36, runs through the exchanger material 66, the nozzle bottom 19 traverses, enters the dome 13, emerges from the connecting flange 16, in the line 116 passes and through this either the anion exchanger 71 or 72 is fed. The raw water in line 76 has its full base content, which decreases as it passes through the cation exchanger 68. The meter 142 measures just above the bottom 36 the base proportion and the measuring device 144 measures the base proportion at the exit of the cation exchanger 68. The electrical resistance on the line 147, 148 is a direct measure of the quality of the water.

Am Ausgang des Kationenaustauschers 68 tritt praktisch absolut basenfreies Wasser aus. Virtually absolutely base-free occurs at the outlet of the cation exchanger 68 Water out.

Dieses Wasser ist sozusagen der Güte-Bezugs egel. Mißt das Meßgerät 142 bei sich langsam erschöpfendem Austauschermaterial 67 sich verschlechterndes Wasser, dann nimmt der elektr. This water is, so to speak, the quality reference rule. Measure the meter 142 with slowly depleted exchanger material 67 deteriorating Water, then the electr.

Widerstand auf der Leitung 147 langsam einen anderen Wert an. Wenn dieser Wert ein bestimmtes Maß überschreitet, stellt dies der Differenzverstärker 152 fest und gibt auf seiner Leitung 153 ein Ausgangs-Signal ab. Dadurch werden die Ventile 118, 81 geschlossen und die Ventile 82, 119 des einsatzbereiten Kationenaustauschers 69 geöffnet, für den nun das Arbeitsspiel beginnt. Für den Kationenaustauscher 68 beginnt jetzt die Regenerierphase: aus dem Dosierbehälter 133 wird durch die Leitung 132, 126 dem Punkt 113 Regenerierflüssigkeit zugeführt, die nun aus dem Anschlußflansch 16 austritt, in der Kalotte 13 hochsteigt und den Düsenboden 19 durchquert. Das Austauschermaterial 66 wird zwar von HCI durchspült, verbraucht jedoch kein HCI, dc. ja dieses Material praktisch überhaupt nichts aus getauscht hat. Am Boden 36 angekommen hat die Regenerierflüssigkeit noch nichts von ihrer Wirkung verloren und regeneriert nun im weiteren Aufsteigen das Austauschermaterial 67. Die im wesentlichen verbrauchte Regenerierflüssigkeit wird durch die Regenerierrohre 51, 52, 53, 54 abgezogen und kann über die Leitung 96 abfließen, weil das Ventil 98 in der Regenerierphase offen ist. Bislang war das Ventil 88 immer geschlossen. Resistance on line 147 slowly changes to a different value. if If this value exceeds a certain level, this is done by the differential amplifier 152 and emits an output signal on its line 153. This will be the valves 118, 81 are closed and the valves 82, 119 of the ready-to-use cation exchanger 69 opened, for which the working cycle now begins. For the cation exchanger 68 The regeneration phase now begins: the dosing tank 133 is transferred through the line 132, 126 the point 113 regenerating liquid supplied, which is now from the connecting flange 16 emerges, rises in the dome 13 and crosses the nozzle base 19. That Exchanger material 66 is flushed by HCI, but does not consume any HCI, dc. yes, this material has practically not exchanged anything at all. At the bottom 36 the regeneration liquid has not lost any of its effectiveness when it arrives and now regenerates the exchanger material 67 as it rises further. The essentially Used regeneration liquid is through the regeneration tubes 51, 52, 53, 54 withdrawn and can flow off via line 96 because the valve 98 is in the regeneration phase is open. So far, valve 88 has always been closed.

Es tritt nun die Spülphase ein : auf der Leitung 159 wird mit erhöhtem Druck reines Wasser über die Leitung 126 zum Punkt 113 gebracht. Trotz des erhöhten Drucks bleibt die Austauschermasse 66 in ihrer alten Schichtung, während die Austauschermasse 67 hochgewirbelt wird. Die Spülflüssigkeit wird über den Auffangtrichter 61 abgezogen und läuft über die LeitunglO6in den Kanal 91. Nun wird auch das VentillO8geschlossen und der Kationenaustauscher 68 ist wieder betriebsbereit und wird vom Kationenaustauscher 69 eingeschaltet, wenn dieser erschöpft ist, wobei er sich selbst abschaltet. The rinsing phase now occurs: on line 159 there is increased Pressurized pure water via line 126 to point 113. Despite the increased During pressure, the exchange mass 66 remains in its old stratification, while the exchange mass 67 is whirled up. The rinsing liquid is drawn off via the collecting funnel 61 and runs via the line 106 into the channel 91. Now the valve O8 is also closed and the cation exchanger 68 is ready for operation again and is replaced by the cation exchanger 69 switched on when this is exhausted, whereby it switches itself off.

Aus der Leitungsführung ist zu erkennen, daß das aus den Kationenaustauschern 68 oder 69 stammende basenfreie Wasser entweder dem Anionenaustauscher 71 oder 72 zuleitbar ist, Einer der beiden ist immer betriebsbereit und nimmt das ankommende Wasser ab. Ist einer von beiden erschöpft, dann schaltet er sich ab und den anderen ein. Er leitet dann automatisch seine Regenerationsphase und seine Spülphase ein. Die lonenaustauscher 71, 72 entfernen dann noch die Säureanteile aus dem schon basenfreien Wasser und auf der Reinstwasserleitung 156 fließt dann basen- und säurefreies Wasser ab.From the line routing it can be seen that this is from the cation exchangers 68 or 69 originating base-free water either to the anion exchanger 71 or 72 is routable, one of the two is always ready and takes the incoming Water off. If one of them is exhausted, then he switches off and the other a. It then automatically initiates its regeneration phase and its rinsing phase. The ion exchangers 71, 72 then remove the acid components from the already base-free Water and base-free and acid-free water then flows on the ultrapure water line 156 away.

In manchen Fällen schadet es nichts wenn Säuren im Wasser sind. In diesem Fall benötigt man die Anionenaustauscher 71, 72 nicht.In some cases it doesn't do any harm if there are acids in the water. In In this case, the anion exchangers 71, 72 are not required.

Wenn der Kationenaustauscher 68 in ein größeres Vorratsgefäß fördert, dann braucht mon den Kationenaustauscher 69 nicht, Vielmehr kann die Regenerationsphase und Spülphase dadurch überbrückt werden daß Wasser aus dem Vorratsbehälter des Kationenaustauschers 68 entnommen wird.When the cation exchanger 68 conveys into a larger storage vessel, then mon does not need the cation exchanger 69, rather the regeneration phase can and rinsing phase are bridged by water from the storage tank of the cation exchanger 68 is taken.

In manchen Fällen ist das auf der Leitung 73 ankommende Rohwasser in seiner Qualität oder Berechnunq .-konstant. In diesen Fällen weiß man aus Erfahrung, nach wieviel Litern Wasser sich am Punkt 134 die Wasserqua(ität bis zu einem bestimmten Maß verschlechtert hat, d. h., wenn die Differenz in der Wasserqualität zwischen dem Punkt 134 und 113 auftritt. In solchen Fällen kann man die Meßgeräte 142, 144 weglassen, benötigt lediglich eine Wasseruhr in der Leitung 73 und muß mit einer genau dosierten Regenerationsflüssigkeit-Menge während eines bestimmten Zeitraumes regenerieren. Auch solche Systeme können von der Erfindung Gebrauch machen.In some cases the incoming line 73 is raw water constant in its quality or calculation. In these cases you know from experience after how many liters of water at point 134 the water quality is up to a certain Measure has deteriorated, d. i.e., if the difference in water quality is between occurs at point 134 and 113. In such cases the measuring devices 142, 144 omit, only needs one Water meter in line 73 and must with a precisely dosed amount of regeneration liquid during a certain Regenerate period. Such systems can also make use of the invention.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims standing ion exchange filter with countercurrent regeneration, with granular exchanger material provided in the filter, with two for the regeneration fl Soils permeable to liquid, but impermeable to the exchange material as well as which hold the exchanger material between them by pressing and with a first connection lines and arranged above the exchanger ground with a second connection line arranged below the exchanger ground, k It is indicated by the following features: a) The floors (19, 36) are in the direction of regeneration seen upstream of the lower outlet line (ló) in the lower area of the filter (11) and include only a part (66) of the pre-cleaned Exchange material (66,67).

b) The other part (67) of the exchanger material (66,67) is loose heaped on the upper floor (36).

2 filter according to claim 1, characterized in that the upper floor (36) is made of suprals.

3. Filter according to claim 2, characterized in that the upper Floor (36) with large dimensions between a support frame (29, 31, 32, 33, 41, 42, 43,44) is held.

4. Filter according to claim 1, characterized in that the lower Floor (19) is a nozzle base, below which there is a liquid cavity (13) is located.

5. Filter according to claim 1, characterized in that the volume ratio of enclosed and non-enclosed exchange material (66,67) between 1: 2 to 1: 5, preferably 1: 3.5.

6. Filter according to claim 1, characterized in that a third Connection line (51,52,53,54) near the top level of the exchanger material (66,67) is provided with the surface of the regeneration liquid can be drawn off and that the inlet port (61) of the first connection line (61,62,63) with a considerable distance from the top level.

7. Filter according to claim 6, characterized in that the third Connection line (51,52,53,54) several distributed individual lines (51, 52,53,54), the inlet holes of which represent a barrier for the exchanger mass.

8. Filter according to claim 6, characterized in that the distance 3/4 to 1/4, preferably about 1/2 of the layer thickness of the loosely poured exchange material (67) is.

9. A method for regenerating a filter according to claim 1, characterized characterized in that the regeneration liquid is initially introduced with a pressure and is discharged through the third connection line (51,52,53), in which no essential Turbulence of the exchanger material (67) occurs in the heaped part and that after completion of this chemical regeneration rinsing liquid with a higher and so strong pressure is introduced that the exchanger material (67) in the heaped up Part is swirled up considerably and cleaned of foreign particles, with the flushing liquid is discharged essentially through the first connection line (61,62,63).

10. Device for measuring the exhaustion state of exchanger material of ion exchange filters with the help of electrical Wi resistance measurements, thereby characterized in that seen in the exchange direction downstream of the filter (68) a first Measuring device (144) is provided that in the vicinity of the filter outlet (113), however, a second measuring device (147) is provided upstream of the filter outlet (113) is that a differentiator (152) with its one input (147) to the one measuring device (142) and with its other input (148) connected to the other measuring device (144) and that the output (153) of the subtractor (152) with a water switching device (78, 118) is connected.

11. The device according to claim 10, characterized in that two Cation exchange filters (68,69) are provided, on each of which both measuring devices (142,144,143,146) are provided on which the for each measuring device pair (142,144; 143, 146) associated difference generator (152) are provided and that the water switching device (78, 118) is a changeover device.

12. The device according to claim 10, characterized in that a Cation exchange filters (68) and an anion exchange filter (71) are provided, which are connected in series with respect to the water and that each of these Filter his two measuring devices, his subtractor and his water switch 1 has to take care.

13. Apparatus according to claim 10, characterized in that two Cation exchange filters (68,69) and two anion exchange filters (71,72) are provided are, each of which has its two measuring devices, its subtractor and its water switching device and that by means of the water switching devices each cation exchange filter (68.69) before each anion exchange filter (71.72) is switchable and that the cation exchange filters (68, 69) can be switched between one another and the anion exchange filters (71, 72) can be switched among one another.