DE3121336A1 - Water-softening plant - Google Patents

Water-softening plant

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DE3121336A1 DE19813121336 DE3121336A DE3121336A1 DE 3121336 A1 DE3121336 A1 DE 3121336A1 DE 19813121336 DE19813121336 DE 19813121336 DE 3121336 A DE3121336 A DE 3121336A DE 3121336 A1 DE3121336 A1 DE 3121336A1
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Karl-Heinz Dr. 8721 Dittelbrunn Ognibeni
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ZF Sachs AG
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Fichtel and Sachs AG
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
    • B01J49/60—Cleaning or rinsing ion-exchange beds

Abstract

The water-softening plant has an ion exchanger bed (9) which is arranged in the path of the water to be softened and through which, controlled by a controller (31), a regenerating brine, containing chloride ions, from a brine vessel (17) can alternately also be passed. Connected into the path of the water to be softened and/or the regenerating brine there is an electrolytic flow cell (25), whose electrodes are connected to a current source (27). The electrolytic cell (25) generates electrochemically, from the water containing chloride ions or from the regenerating brine, disinfectant chlorine-oxygen compounds or free active chlorine and/or free oxygen which disinfects the ion exchanger bed (9) automatically, without the addition of disinfectant chemicals. <IMAGE>

Description

Wasserenthärtungsanlage Water softener

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.The invention relates to a water softener with one in the way of the water to be softened arranged ion exchange bed, one also above the ion exchanger bed guided regeneration brine path and one the waterway and the regeneration brine path alternately opening or blocking valve arrangement.

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.Drinking or industrial water is usually made with ion exchangers (especially cation exchangers or strongly acidic ion exchangers), softened. The organic resin structure of the ion exchangers as well as the operational water standstill in the ion exchange bed during pauses in drawing water promote the growth of microorganisms, so that the softened water often does not meet the legal hygienic requirements is equivalent to. To disinfect the ion exchange bed, the Regenerating salt liquid or solid disinfectant added. This kind of Disinfection implies constant control of the water softener by the Operator ahead. The hygienic quality of the softened water therefore depends on the care and the hygienic awareness of the operator of the water softener away. A lack of hygienic awareness on the part of the operator and a frequent aversion Against the handling of chemicals can be undesirable and in some cases harmful to health Lead to contamination of the softened water.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wasserenthärtungsanlage anzugeben, bei der zumindest das Ionenaustauscherbett selbsttätig und ohne Zusatz chemischer Desinfektionsmittel keimfrei gehalten wird.The object of the invention is to provide a water softening system, with at least the ion exchange bed automatically and without the addition of chemical Disinfectant is kept sterile.

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.This object is achieved according to the invention in that the ion exchange bed a flow-through electrolysis cell, the electrodes of which are connected to a power source are, is connected upstream in such a way that at least part of the ion exchange bed water supplied for softening and / or at least part of the regeneration brine flows through the electrolytic cell.

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.The electrolysis cell generates from natural water to be softened contained chloride ions or from the usually from a saline solution (NaCl) existing regeneration brine to electrochemically apply a disinfectant the basis of chlorine-oxygen compounds, especially free effective chlorine, e.g. HOCl, OCl or Cl2 and / or active oxygen compounds or free active ones Oxygen. The production of the disinfectant from natural chloride ions of the water to be softened can be continuous, i.e. also while the water is being drawn off be performed. Only small amounts (max. 0.3ing / l) are free effective chlorine is desirable. The amount of disinfectant generated can on the one hand by adjusting the current of the electrolytic cell, which is preferably kept constant electronically or by arranging the electrolysis cell in a bypass path to the waterway be accomplished. The throughput ratio of the bypass route to the waterway is here preferably adjustable by means of a throttle valve.

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.If the disinfectant is generated from the regeneration brine, it can with low electrical power from the high chloride content of the brine, a high one Concentration of disinfecting chlorine-oxygen compounds such as HOCl formed are, so that during the short regeneration time of the ion exchange bed a adequate disinfection is guaranteed. Even when producing the disinfectant from the regeneration brine can be the concentration by adjusting the flow of Electrolysis cell or by diluting the regeneration brine with the one to be softened Water or by arranging the electrolytic cell in a bypass path to Set regeneration brine path.

Der Regeneriersoleweg und der Wasserweg münden bevorzugt in einem gemeinsamen Zuführungsweg zum Ionenaustauscherbett.The Regeneriersoleweg and the waterway preferably merge into one common feed path to the ion exchange bed.

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.The electrolytic cell is in a bypass path to this common Arranged supply path, preferably such that the water to be softened exclusively via the part of the common feed path bridged by the shunt path and the regeneration brine flows exclusively via the bypass path.

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.Especially for the production of the disinfectant from the regeneration brine It is advantageous to have a control system that controls the regeneration process and thus the generation of the disinfectant periodically or depending on the throughput of the material to be softened Water controls.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Wasserenthärtungsanlage.In the following, an embodiment of the invention is based on a Drawing will be explained in more detail. The drawing shows a schematic representation a water softener.

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.The water to be softened passes through a mechanical one in turn Filter 1, the motive water path of a water jet pump 3, a first switching valve 5, a second switching valve 7, an ion exchange column 9 and subsequently above a shut-off valve 11. The filter 1 frees the water to be softened from impurities. The water jet pump 3 draws in regeneration brine, in particular via a shut-off valve 13 Saline solution from a conventionally containing the salt and via a line 15 brine tanks connected to the waterway 17. The jointly switchable Switching valves 5 and 7 switch alternately between a main path 19 and a Shunt path 21 in which an adjustable throttle valve 23 and a flow electrolytic cell 25 are switched. The electrolytic cell 25 comprises a plurality of spaced apart, electrode plates arranged in parallel, which are connected to an adjustable power source 27, in particular a constant direct current source are connected. The ion exchange column 9 contains a strongly acidic cation exchanger. The shut-off valve 11 is in the way of the softened water and blocks the waterway during the regeneration phase the ion exchange column 9. The regeneration brine supplied during the regeneration phase is discarded via a shut-off valve 29.

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.The water softener is suitable for the production of softened Drinking water or service water. It works like this. When removing softened Water flows through the main path 19 into the ion exchange column 9 and via the shut-off valve 11. The shut-off valve 13 blocks the supply of the regeneration brine. The switching valves 5 and 7 block the bypass path 21. The shut-off valve 29 closes the abbot flow path of the regeneration brine from the ion exchange column 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.The shut-off valve 13 is open during the regeneration phase. the Switching valves 5 and 7 block the main path 19 and direct the flow from the water jet pump 3 regeneration brine sucked in from the brine tank 17 together with the motive water the water jet pump 3 through the electrolytic cell 25 into the ion exchange column 9. The shut-off valve 11 is closed, so that the regeneration brine on the now opened Shut-off valve 29 can flow off.

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.That fed to the ion exchange column 9 during the regeneration phase Water flows through between the electrodes of the electrolytic cell 25, the Current flowing between the electrodes, especially direct current on electrochemical Free effective chlorine (HOCl, Oil, Cl2) and / or active oxygen from the generated chloride ions contained in the regeneration brine. That way in the The disinfectant produced by the electrolytic cell 25 subsequently disinfects the ion exchange bed the ion exchange column 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.An electrical control 31 switches the valves 5, 7, 11, 13 and 29 periodically in the manner explained above, so that the disinfection the ion exchange column 9 takes place automatically. The controller 31 can optionally switch on the power source 27 only during the regeneration phase and otherwise switch off. There is also a control that depends on the amount of softened water possible.

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.The water to be softened usually has a natural content of chloride ions. Since the amount of disinfectant generated in the electrolytic cell 25 can be dosed exactly by adjusting the current intensity of the current source 27, letsvsich by means of the water softening system also permanent chlorination and thus permanent disinfection reach the ion exchange column 9. The changeover valves remain for this purpose 5 and 7 constantly switched to the shunt path 21. The switching valves 5 and 7 can also be designed so that only a part of the removed, to be softened Water flows through the shunt path 21, while the rest of the water flows through the main path 19 flows. The ratio of the flow rates can be adjusted by means of the throttle valve 23 set.

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

Claims (7)

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. Water softening system Patent claims 1. Water softening system with an ion exchange bed arranged in the path of the water to be softened, a regeneration brine path and one that also run over the ion exchanger bed Valve arrangement that alternately opens or blocks the waterway and the regenerating brine path, in that the ion exchange bed (9) has a flow-through electrolysis cell (25), the electrodes of which are connected to a power source (27), in the manner is connected upstream that at least part of the ion exchange bed (9) for softening supplied water and / or at least part of the regeneration brine through the electrolysis cell (25) flows. 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.2. Water softening system according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the electrolysis cell (25) is in a bypass path (21) to the waterway and / or is arranged to Regeneriersoleweg. 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.3. Water softening system according to claim 2, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the throughput ratio of shunt path (21) to water path or regeneration brine path is adjustable. 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.4. Water softening system according to claim 2, characterized in that g e -k e n n z E i c h n e t that the Regeneriersoleweg and the waterway in one common Feed path to the ion exchanger bed (9) open and that the electrolytic cell (25) is arranged in a shunt path (21) to the common feed path. 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.5. Water softening system according to claim 4, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the valve arrangement (5, 7, ii, 13, 29) from the bypass path (21) bridged part (19) of the common feed path and the shunt path (21) alternately opens or blocks. 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.6. Water softening system according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the regeneration brine path is driven by the water to be softened Has water jet pump (3), which the regeneration brine from a brine storage tank (17) promotes. 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.7. Water softening system according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z E i c h n e t that a control (31) the valve arrangement (5, 7, 11, 13, 29) periodically or depending on the water throughput of the waterway between the water softener and Regeneration mode switches over.
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