DE1253182B - Method for setting a selectable lowering of the carbonate hardness, especially for magnesia-rich waters - Google Patents

Description

Verfahren zum Einstellen einer wählbaren Erniedrigung der Karbonathärte, insbesondere bei magnesiareichen Wässern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer wählbaren Erniedrigung der Karbonathärte, insbesondere bei magnesiareichen Wässern, wobei das Wasser über einen sauren Kationenaustauscher geleitet, die freie Kohlensäure in einem Rieseler im Gegenstrom mit Luft entfernt und die gewünschte Karbonathärte durch Zugabe von Kalk hergestellt wird.Procedure for setting a selectable lowering of the carbonate hardness, especially in magnesia-rich waters The invention relates to a method for Setting a selectable lowering of the carbonate hardness, especially for magnesia-rich Watering, the water being passed through an acidic cation exchanger, the free Carbonic acid removed in a trickle in countercurrent with air and the desired Carbonate hardness is made by adding lime.

Während bei der Enthärtung von Wasser zur Speisung von Kesselanlagen häufig eine Vollentsalzung angestrebt wird, ist diese für andere Anwendungen nicht in diesem Umfang erforderlich, oftmals sogar nicht einmal erwünscht. So wird beispielsweise beim Brauwasser eine bestimmte Karbonathärte gefordert, da diese den Geschmack der Biere mitbestimmt. While softening water to feed boiler systems Full desalination is often the goal, but this is not the case for other applications to this extent necessary, often not even desired. For example A certain carbonate hardness is required for the brewing water, as this enhances the taste of the Beers have a say.

Auch in anderen Zweigen der Getränkeindustrie ist eine bestimmte Karbonathärte erwünscht. Zur Erzielung einer gleichbleibenden Geschmacksrichtung ist es erforderlich, daß die Karbonathärte in konstanten Mengen im Wasser enthalten ist. In der Regel liegt der Anteil der gewünschten Karbonathärte in einem Bereich von 2 bis 8 ' dH. Bei der Aufbereitung des Wassers ist-also neben der Einstellbarkeit einer bestimmten Resthärte auch die Konstanthaltung der eingestellten Menge gefordert.There is also a certain carbonate hardness in other branches of the beverage industry he wishes. To achieve a consistent taste, it is necessary to that the carbonate hardness is contained in constant quantities in the water. Usually the proportion of the desired carbonate hardness is in a range from 2 to 8 'dH. In addition to the adjustability of the water, there is also a certain Residual hardness also requires the set amount to be kept constant.

Die Härte des vorkommenden Wassers liegt meist über den geforderten Werten. Das Wasser muß also entkarbonisiert werden. Hierzu verwendete man bisher Kalkentkarbonisierungsanlagen mit schlammförmigem Ausfällprodukt. In neuerer Zeit bedient man sich bei der Kalkentkarbonisierung Schnellreaktionsanlagen mit unter Druck arbeitenden Durchwirbelungsreaktoren und festem Ausfällprodukt. The hardness of the water that occurs is usually above the required Values. So the water has to be decarbonised. For this one used so far Lime decarbonization plants with sludge-like precipitate. In more recent times rapid reaction systems are used with lime decarbonization Pressurized vortex reactors and solid precipitate.

Alle diese Anlagen nehmen viel Raum in Anspruch, außerdem sind die Bedienung bei geforderten Resthärten und die Entleerung der Ausfällprodukte schwierig und zeitraubend. All of these systems take up a lot of space, and they are Operation with the required residual hardness and emptying of the precipitated products difficult and time consuming.

Es ist bereits ein Verfahren zur Einstellung einer wählbaren Erniedrigung der Karbonathärte, insbesondere bei magnesiareichen Wässern, im Wege einer Teilentsalzung durch Ionenaustausch bekanntgeworden. Hierbei wird das Rohwasser vor dem Kationenaustausch in zwei Teilströme unterteilt. It is already a method of setting a selectable degradation the carbonate hardness, especially in water rich in magnesia, by means of partial desalination became known through ion exchange. Here, the raw water before the cation exchange divided into two sub-streams.

Lediglich einer der Teilströme wird teilentsalzt, während der andere zur Ausfällung von Magnesiumhydroxyd und Kalziumkarbonat mit ätzkali im Überschuß behandelt und anschließend filtriert wird.Only one of the partial flows is partially desalinated, while the other for the precipitation of magnesium hydroxide and calcium carbonate with caustic potash in excess treated and then filtered.

Nach der Vereinigung der Teilströme wird das Wasser einem Rieselturm zugeführt, in welchem mittels eines Luftgebläses im Gegen strom freie Kohlensäure entfernt wird. Ein nachgeschaltetes Marmorfilter soll im Wasser verbliebene Restkohlensäure binden.After the partial flows have merged, the water becomes a trickle tower fed, in which by means of an air blower in countercurrent free carbonic acid Will get removed. A downstream marble filter is supposed to remove any residual carbonic acid remaining in the water tie.

Neben dem hohen durch die relativ hohe Anzahl der Verfahrensstufen bedingten apparativen Aufwand liegt der Hauptnachteil bei diesem Verfahren darin, daß das Endprodukt nicht mit Sicherheit exakt eingestellt werden kann. Die Einstellung bei der Kalksättigung vor der Kohlensäureausrieselung muß laufend überprüft werden. Bei schwankender Wasserzusammensetzung ist es mit dem vorbekannten Verfahren nicht möglich, eine konstante Restkarbonathärte im aufbereiteten Wasser einzuhalten. Auch verbleibt häufig restliche Kohlensäure im Wasser, was zu Korrosionen in den Rohrleitungen und Behandlungsbehältern führt.In addition to the high number of procedural stages The main disadvantage of this method, due to the complexity of the equipment, is that that the end product cannot be precisely adjusted with certainty. The setting The calcium saturation before the carbon dioxide trickle must be checked continuously. If the water composition fluctuates, this is not the case with the previously known method possible to maintain a constant residual carbonate hardness in the treated water. Even Residual carbon dioxide often remains in the water, which leads to corrosion in the pipelines and treatment tanks.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zur Einstellung einer wählbaren Erniedrigung der Karbonathärte zu schaffen, bei welchem in wenigen Verfahrensschritten mit relativ geringem apparativem Aufwand eine vorbestimmte Karbonathärte garantiert werden kann. The invention is based on the object of eliminating these disadvantages and a method for setting a selectable lowering of the carbonate hardness to create, in which in a few process steps with relatively little equipment Effort a predetermined carbonate hardness can be guaranteed.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Rieseler durch Einstellen des Luftstromes diejenige Kohlensäure entfernt wird, die nicht zur Herstellung des gewünschten Karbonathärtegrades erforderlich ist, und daß das Wasser anschließend mit einer zur Abbindung der noch vorhandenen Säuren erforderlichen Kalkmenge behandelt wird. According to the invention, this object is achieved in that in the trickle by adjusting the air flow that carbon dioxide is removed that is not is required to produce the desired degree of carbonate hardness, and that the Then water with a necessary to bind the remaining acids Amount of lime is treated.

Bei diesem Verfahren wird das gesamte Rohwasser durch Kationenaustausch teilentsalzt und dem sauren Ablauf durch Gegenstrombehandlung mit Luft die freie Kohlensäure entzogen bis auf denjenigen Rest, der zur Herstellung des gewünschten Karbonathärtegrades erforderlich ist. Der Entzug des Kohlensäureanteils erfolgt dabei entsprechend der Einstellung der Rieselerleistung. Der den vorbestimmten Kohlensäureanteil aufweisende Ablauf wird dann mit Kalk im Überschuß in Berührung gebracht, wobei ein vollkommen neutrales Wasser erhalten wird, das exakt den vorbestimmten Karbonathärtegrad aufweist. Es ist zwar schon durch die deutsche Patentschrift 584 696 ein Rieseler zur Entsäurung und Belüftung von Wasser bekanntgeworden, bei dem entsprechend den Teildruckverhältnissen die Luftmenge einmalig eingestellt wird. Doch gibt diese Patentschrift keine Lehre dafür, den Rieseler entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung zur Einstellung eines wählbaren Karbonathärtegrades zu verwenden. In this process, all of the raw water is replaced by cation exchange partially desalinated and the acidic drainage by countercurrent treatment with air the free Carbon dioxide is removed except for the remainder needed to produce the desired Carbonate hardness is required. The carbon dioxide is withdrawn according to the setting of the trickle performance. The predetermined amount of carbonic acid having the drain is then brought into contact with excess lime, with a perfectly neutral water is obtained that exactly the predetermined Has carbonate hardness. It is already through the German patent specification 584 696 a Rieseler for deacidification and aeration of water became known, in which the air volume is set once according to the partial pressure conditions. But this patent does not give any teaching for the Rieseler according to the process to use according to the invention for setting a selectable degree of carbonate hardness.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird das gesamte Rohwasser durch mindestens einen schwach sauer betriebenen Kationenaustauscher geführt. Da- mit am anschließenden Rieseler eine exakte Einstellung der Luftzufuhr erfolgen kann, ist es vorteilhaft, daß diese in Abhängigkeit vom pH-Wert des aufbereiteten Wassers erfolgt. Die Steuerung kann handbetätigt oder automatisch vorgenommen werden. According to a feature of the invention, all of the raw water is through out at least one weakly acid operated cation exchanger. There- with on subsequent trickle an exact adjustment of the air supply can take place is it is advantageous that this depends on the pH of the treated water he follows. The control can be carried out manually or automatically.

Das Verfahren wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung näher erläutert. The process is shown schematically below with reference to the one in the drawing illustrated device explained in more detail.

Das Rohwasser wird durch einen beispielsweise aus zwei Filterbehältern la und lb bestehenden Kationenaustauscher geleitet. Hierbei wird das Rohwasser nach folgender Formel enthärtet: Das durch die Leitung 13 fließende Wasser weist frei gewordene Kohlensäure auf, die im nachgeschalteten zylindrischen Rieselentgaser 3 entfernt wird.The raw water is passed through a cation exchanger consisting, for example, of two filter containers la and lb. The raw water is softened according to the following formula: The water flowing through the line 13 has released carbonic acid, which is removed in the downstream cylindrical trickle degasser 3.

Das Wasser wird hierbei mittels eines perforierten Einsatzes 3 c durch Verdüsung fein verteilt und über die Rieselereinsätze 3 a geführt. Dem abrieselnden Wasser wird im Gegenstrom durch ein Luftgebläse 4 Luft zugeführt. Durch diese wird die Kohlensäure durch Mitnahme ausgetrieben. Die Drehzahl des Gebläses 4 ist gemäß der Erfindung regelbar. Dieses kann durch eine Vorrichtung zur Drehzahländerung des Gebläsemotors, z. B. durch einen Regelwiderstand, erfolgen, wobei die Regelung möglichst stufenlos sein soll. Durch genaue Einstellung der Luftzufuhr wird im Rieseler exakt diejenige Kohlensäure entzogen, die nicht zur Herstellung des gewünschten Karbonathärtegrades erforderlich ist.The water is here by means of a perforated insert 3 c Atomization finely distributed and guided over the trickle inserts 3 a. The trickling Water is supplied in countercurrent by an air blower 4 to air. Through this becomes the carbonic acid expelled by entrainment. The speed of the fan 4 is according to of the invention adjustable. This can be done by a device for changing the speed the fan motor, e.g. B. by a rheostat, the control should be as smooth as possible. Precise adjustment of the air supply in the Rieseler Exactly the carbon dioxide withdrawn that is not necessary for the production of the desired Carbonate hardness is required.

Das aus dem Rieselerauslaß 8 austretende Wasser mit dem eingestellten Kohlensäuregehalt wird nun in einer entsprechenden Einrichtung mit Kalk in Berührung gebracht. Hierbei löst die Kohlensäure eine dem Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht entsprechende Kalkmenge nach der Formel 2 CO2 + Ca (OH)2 = Ca (HCO)2 Das gesättigte Kalkwasser wird durch die unter Druck stehende Leitung 10 in den oberen Teil des Rieselerauslasses 8 eingeführt. Die Bereitung des Kalkwassers erfolgt in einer Kalkvorlage 7, der zur Ablagerung der überschüssigen Kalkmengen und zur Sättigung des Wassers ein Klärbehälter 12 nachgeschaltet ist. The emerging from the Rieselerauslaß 8 water with the set Carbon dioxide content is now in contact with lime in an appropriate facility brought. Here, the carbonic acid dissolves a lime-carbonic acid equilibrium Amount of lime according to the formula 2 CO2 + Ca (OH) 2 = Ca (HCO) 2 The saturated lime water is through the pressurized line 10 in the upper part of the trickle outlet 8 introduced. The preparation of the lime water takes place in a lime reservoir 7, the a septic tank to deposit the excess amounts of lime and to saturate the water 12 is connected downstream.

Mit je 10 mg Co2 je Liter wird im Wasser eine Härtezunahme von 0,640 dH erzielt. Da in 1 1 kaltem, gesättigtem Kalkwasser 1,3 g CaO enthalten ist, können die Abmessungen derartiger Kalklöse- bzw. With 10 mg Co2 per liter, the water hardness increases by 0.640 dH achieved. Since 1 liter of cold, saturated lime water contains 1.3 g of CaO, can the dimensions of such lime dissolving or

Dosiereinrichtungen trotz größter Wassermengen überraschend klein gehalten werden. Für die Kalkvorlage und den Kalksättiger wird nur durchschnittlich ein Achtel des Volumens gegenüber denen von Schnellentkarbonisierungsanlagen benötigt. Die Abbindung der Restsäuren kann auch durch Marmorgrieß erfolgen.Dosing devices surprisingly small despite large amounts of water being held. For the lime deposit and the lime saturator it is only average one eighth of the volume required by rapid decarbonization systems. The remaining acids can also be set using marble grit.

Zur Regelung der Kalkzugabe ist die pH-Wert-Meß- und -Regelanlage 9 vorgesehen, die mit Hilfe eines Magnetventils den Kalkwasserteilstrom in der Leitung 10 gemäß dem durch die Meßsonde 11 im Sammelraum 3 b des Rieselers gemessenen pH-Wert einstellt. Der pH-Wert ist in diesem Fall ein Grad- messer für den Restkohlensäuregehalt im Rieselwasser. The pH value measuring and control system is used to regulate the addition of lime 9 provided, the lime water partial flow in the line with the help of a solenoid valve 10 according to the pH value measured by the measuring probe 11 in the collecting space 3 b of the trickle adjusts. In this case, the pH value is one degree knife for the residual carbon dioxide content in the trickle water.

Durch den Rieselerauslaß 8 gelangt das behandelte Wasser über ein als Schikane 5 ausgebildetes Mantelrohr in einen Sammelbehälter 6. Von hier wird das Wasser durch eine nicht dargestellte Pumpe den Verbrauchern zugeführt. The treated water passes through the trickle outlet 8 via a designed as a chicane 5 jacket pipe in a collecting container 6. From here is the water is fed to the consumers by a pump (not shown).

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Einstellen einer wählbaren Erniedrigung der Karbonathärte, insbesondere bei magnesiareichen Wässern, wobei das Wasser über einen sauren Kationenaustauscher geleitet, die freie Kohlensäure in einem Rieseler im Gegenstrom mit Luft entfernt und die gewünschte Karbonathärte durch Zugabe von Kalk hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Rieseler (3) durch Einstellen des Luftstromes diejenige Kohlensäure entfernt wird, die nicht zur Herstellung des gewünschten Karbonathärtegrades erforderlich ist, und daß das Wasser anschließend mit einer zur Abbindung der noch vorhandenen Säuren erforderlichen Kalkmenge behandelt wird. Claims: 1. Method for setting a selectable lowering the carbonate hardness, especially in magnesia-rich waters, with the water above an acidic cation exchanger, the free carbon dioxide in a trickle removed in countercurrent with air and the desired carbonate hardness by adding Lime is produced, characterized in that in the Rieseler (3) by setting of the air stream that carbon dioxide is removed that is not used for the production of the desired degree of carbonate hardness is required, and that the water then treated with an amount of lime required to bind the remaining acids will. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Rohwasser mindestens einem schwach sauer betriebenen Kationenaustauscher (la, lb) zugeführt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the entire Raw water of at least one weakly acid operated cation exchanger (la, lb) is fed. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Luftzufuhr in Abhängigkeit vom pH-Wert des Rieselerablaufs erfolgt. 3. The method according to claim 1, characterized in that the controller the air supply depends on the pH value of the trickle drain. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 unter Verwendung eines Rieselers mit Frischluftzufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß an den Auslaß (8) des Rieselers (3) eine von einer Kalkvorlage (7) kommende Druckleitung (10) angeschlossen ist, wobei der Kalkvorlage ein Klärbehälter (13) nachgeschaltet ist. ~~~~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 086 184; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 713 295; österreichische Patentschrift Nr. 199 131; Bleistein-Mangoldt, »Handbuch der Regt lungstechnik«, 1961, S. 822; Hengstenberg, »Messen und Regeln in der chemischen Technik, 1957, S. 296. 4. Apparatus for performing the method according to claim 1 below Use of a trickle with fresh air supply, characterized in that on the outlet (8) of the trickle (3) is a pressure line coming from a lime reservoir (7) (10) is connected, the lime deposit being followed by a septic tank (13) is. ~~~~~~~~~~~ Publications considered: German Auslegeschrift No. 1,086,184; German utility model No. 1 713 295; Austrian patent specification No. 199 131; Pencil-Mangoldt, "Handbook of Control Technology", 1961, p. 822; Hengstenberg, “Measuring and regulating in chemical engineering, 1957, p. 296.