DE4312580C1 - Klein-Wasseraufbereitungsanlage auf Ionenaustauscherbasis mit Möglichkeit zur Regeneration und thermischer Desinfektion - Google Patents
Klein-Wasseraufbereitungsanlage auf Ionenaustauscherbasis mit Möglichkeit zur Regeneration und thermischer DesinfektionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Klein-Wasseraufbereitungsanlage
zur Herstellung von Trink- und Kochwasser mit mindestens ei
nem harzgefüllten Ionenaustauscherbehälter, der ein Fas
sungsvermögen zwischen 100 ml und 1000 ml aufweist und mit
dem jeweils ca. 10 l bis 100 l Produktwasser mit einer Fül
lung regenerierten Harzes hergestellt werden können, wobei
der Ionenaustauscherbehälter oben und unten wasserdurchläs
sige Siebböden oder im oberen und/oder unteren Bereich sei
ner Seitenwände vorgesehene Perforationen sowie einen freien
Wasser-Zu- und Ablauf aufweist, und wobei der Wasserzulauf
zum Ionenaustauscherbehälter druckfrei ist und eine Wasser
strömung durch den Ionenaustauscherbehälter nur aufgrund der
Schwerkraft zustande kommt.
Derartige Klein-Wasseraufbereitungsanlagen sind beispiels
weise aus DE 88 10 413.3 U1, DE 91 13 512.5 U1, DE 39 36 611
A1, EP 0 155 645 B1, DE 34 09 828 C2 oder DE 91 05 220.3 U1
bekannt. In den drei erstgenannten Druckschriften werden
wasserdurchlässige Siebböden im Ionenaustauscher verwendet,
während in den drei letztgenannten Druckschriften im oberen
und/oder unteren Bereich der Seitenwände des Ionenaus
tauscherbehälters vorgesehene Perforationen offenbart sind.
Weiter sind aus EP 0 324 634 A2 und aus DE 40 24 289 A1
Wasseraufbereitungsgeräte der eingangs beschriebenen Art
bekannt, die insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit
einer Tee- oder Kaffeebrühmaschine geeignet sind. Schließ
lich ist in DE 40 35 563 A1 ein Wasseraufbereitungsgerät und
ein Verfahren zum Aufbereiten von Wasser bekannt, bei dem
die Wasserströmung durch den Ionenaustauscherbehälter nicht
druckfrei, sondern mit Wasserleitungsdruck erzeugt wird, wo
bei allerdings die Behandlung des Ionenaustauschers mit ei
ner Regenerierflüssigkeit in der eingangs beschriebenen Art
erfolgt.
Zur Verbesserung des Trinkwassers, insbesondere zur Entfer
nung der Kalzium- und Magnesiumionen bzw. von Nitrationen
werden im Haushaltsbereich sogenannte Wasserreinigungsgeräte
verwendet. Diese enthalten als wirksame Komponente in der
Regel Kleinstfilter mit Ionenaustauschermaterial zum Aus
tausch der oben genannten, unerwünschten Ionen gegen z. B.
H⁺-, OH⁻-, Na⁺- oder Cl-Ionen. Das Ionenaustauscherma
terial befindet sich üblicherweise in Vorrichtungen, die ei
nen Zulauf für das zu behandelnde Wasser sowie am entgegen
gesetzten Ende der Vorrichtung einen Ablauf für das behan
delte Wasser haben. Da das Wasser derartige Wasserreini
gungsgeräte in der Regel durch die Schwerkraft getrieben
durchströmt, befindet sich der Zulauf zumeist am oberen Vor
richtungsende und der Ablauf am unteren Vorrichtungsende.
Zu- und Ablauf sind in der Regel als Siebböden o. ä. ausge
führt, die das Ionenaustauschermaterial in der Vorrichtung
halten, jedoch für Wasser durchlässig sind.
Die in der Vorrichtung enthaltene Menge an Ionenaustauscher
material reicht je nach Rohwasserqualität bzw. Produktwas
seranforderung für die Herstellung von ca. 10-100 l Pro
duktwasser. Danach muß die Vorrichtung mit dem erschöpften
Ionenaustauschermaterial weggeworfen bzw. zum Hersteller
zwecks Recycling des Ionenaustauschermaterials zurückge
schickt werden.
Zum Betrieb, d. h. zur Herstellung von derartig behandeltem
Wasser wird die Vorrichtung in ein Vorratsgefäß für das zu
behandelnde Wasser gesteckt bzw. stellt dessen Boden dar, so
daß dieses zu behandelnde Wasser schwerkraftgetrieben durch
die Vorrichtung fließt und das behandelte Wasser in ein da
für bereitgestelltes Auffanggefäß tropft (siehe z. B. DE 34
09 828 C2, EP 0 155 645 B1, DE 88 10 413 U1, DE 39 36 611
Al, DE 91 05 220 U1). Diese Gesamtanordnung stellt das oben
genannte Wasserreinigungsgerät dar.
Derartige Wasserreinigungsgeräte haben drei wesentliche
Nachteile. Zum einen darf das zu behandelnde Wasser wegen
der aus hygienischen Gründen verwendeten geringen Menge an
Ionenaustauschermaterial nur sehr langsam durch die Vorrich
tung fließen, damit das Wasser in der Vorrichtung eine genü
gend große Verweilzeit hat und ausreichend gut behandelt
wird. So ergibt sich eine Herstellungsgeschwindigkeit für
das behandelte Wasser von nur wenigen Litern je Stunde. Zum
zweiten fällt die erschöpfte Vorrichtung als Müll an bzw.
muß aufwendig über den Einzelhandel wieder eingesammelt und
an den Hersteller zur Regeneration zurückgeschickt werden.
Der dritte Nachteil liegt in der oben bereits erwähnten Hy
giene. Aus Komfortgründen sollte die Filtervorrichtung eine
gewisse Standzeit haben, damit sie mehrere Tage lang z. B.
das Trink- und Kochwasser im Haushalt behandeln kann und
nicht ständig erneuert werden muß. Entsprechend der DIN
19636 müssen Ionenaustauscheranlagen für den Hauswasserbe
reich jedoch aus hygienischen Gründen alle 4 Tage zwangsre
generiert und dabei z. B. mit elektrolytisch aus dem Re
generiermittel NaCl hergestelltem Chlor desinfiziert werden.
Herkömmliche Wasserreinigungsgeräte der oben beschriebenen
Art mit Vorrichtungen zum Ionenaustausch stehen jedoch häu
fig mehrere Wochen in der beheizten Küche, bis sie z. B. in
einem kleineren Haushalt erschöpft sind (Beispiel: Eine Vor
richtung mit 109 l Kapazität reicht bei einem Zweipersonen
haushalt mit einem Tagesbedarf von 5 l Wasser für Koch- und
Trinkzwecke ca. 20 Tage).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Klein-
Wasseraufbereitungsanlage der oben dargestellten Art sowie
ein Verfahren zu ihrem Betrieb vorzustellen, die die oben
geschilderten Nachteile des Standes der Technik überwindet,
insbesondere einen schnelleren Durchlauf des zu behandelnden
Wassers erlaubt und ohne großen Aufwand regenerierbar und
desinfizierbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine
Regenerierstation mit einem Zulauf für Regeneriermittelflüs
sigkeit zum Oberteil des Ionenaustauscherbehälters und einem
Ablauf für verbrauchtes Regeneriermittel aus dem Bodenteil
des Ionenaustauscherbehälters sowie mit einer Heißwasserzu
führung zum Ionenaustauscherbehälter für heißes Wasser zwi
schen 50°C und 110°C, insbesondere zwischen 80°C und 110°C
vorgesehen ist, wobei die Heißwasserzuführung mit dem Zulauf
für Regeneriermittelflüssigkeit identisch ist.
Durch die Regeneriermöglichkeit kann eine größere Menge an
Ionenaustauschermaterial verwendet werden, so daß auch ein
schnellerer Durchlauf des zu behandelnden Wassers möglich
ist. Aufgrund der Heißwasserzuführung besteht jederzeit die
Möglichkeit einer thermischen Desinfektion des Ionenaus
tauschermaterials durch Erhitzen desselben zur Verhinderung
von Keimwachstum.
Eine thermische Desinfektion insbesondere mit heißem Wasser
ist per se zwar schon lange bekannt, insbesondere auch im
Zusammenhang mit der Desinfektion von Ionenaustauscherharz
aus einer Diplomarbeit von Frau L.C. Rude am Engler-Bunte-
Institut, Abt. Wasserchemie an der Universität Karlsruhe (1987).
In dieser Arbeit wird lediglich das Erhitzen einer
Harzbettsäule während der Regeneration von professionellen
Parallel-Wasserenthärtungsanlagen untersucht, jedoch handel
te es sich dabei um einen von den oben beschriebenen Klein-
Wasseraufbereitungsanlagen völlig unterschiedlichen Anlagen
typ mit Druckwasserbetrieb und Nenn-Durchflußleistungen von
mehr als 2 m3/h. Derartige Wasserenthärtungsanlagen sind
schon wegen ihrer Größe, wegen ihres Preises, ihres techni
schen Aufwands und insbesondere der Druckwassereinleitung
mit den oben beschriebenen Klein-Wasseraufbereitungsanlagen
nicht vergleichbar.
Vorzugsweise enthält die Regenerierstation eine Einrichtung
zum Erhitzen der Regeneriermittelflüssigkeit auf ca. 50°C
bis 110°C. Dadurch kann gleichzeitig mit der Regeneration
auch die thermische Desinfektion des Ionenaustauscher
materials und des entsprechenden Behälters durchgeführt wer
den.
Vorzugsweise weist die Regenerierstation eine Steuerungsvor
richtung zum automatischen Zuführen von Regeneriermittel
flüssigkeit und Heißwasser in den Ionenaustauscherbehälter
auf, so daß der Regenerationsvorgang voll- oder zumindest
halbautomatisch durchgeführt werden kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mehrere
übereinander stapelbare Ionenaustauscherbehälter vorgesehen,
so daß die Wasseraufbereitungsanlage auch bei Austausch un
terschiedlicher Ionensorten (Anionen und Kationen) relativ
kompakt gehalten werden kann.
Um Verunreinigungen aus den Behältern fernzuhalten, weist
bei einer Ausführungsform der oberste Ionenaustauscherbehäl
ter einen perforierten Deckel auf, durch welchen das zu be
handelnde Wasser oder aber Regeneriermittelflüssigkeit in
den Ionenaustauscherbehälter eingeleitet werden kann.
Bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage ist min
destens ein Ionenaustauscherbehälter mit Anionenaustauscher
harz befüllt. Bei anderen Ausführungsformen ist mindestens
ein Ionenaustauscherbehälter mit Kationenaustauscherharz be
füllt. Falls sowohl Anionenaustauscherharz als auch Katio
nenaustauscherharz vorhanden ist, müssen diese Harze in zwei
separaten Behältereinheiten untergebracht sein.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der min
destens ein Ionenaustauscherbehälter hinsichtlich seiner
Ober- und Unterseite symmetrisch aufgebaut ist und daher so
wohl im Gleichstrom als auch im Gegenstrom regeneriert wer
den kann. Insbesondere bei der Gegenstromregeneration wird
dann der Ionenaustauscherbehälter einfach um 180° gegenüber
seiner Betriebslage um eine horizontale Achse gedreht in die
Regenerierstation eingesetzt.
Als Ablauf kann bei einer Ausführungsform
in der Regenerierstation ein unterhalb des untersten zu re
generierenden Ionenaustauscherbehälters angeordnetes Sammel
gefäß für verbrauchtes Regeneriermittel vorgesehen sein.
Diese Ausführungsform ist vor allem für den halbautoma
tischen Betrieb vorgesehen, bei dem frisches Regeneriermit
tel von Hand eingefüllt und verbrauchtes Regeneriermittel
von Hand entfernt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform kann über dem obersten
Ionenaustauscherbehälter in der Wasseraufbereitungsanlage
ein Einlaufgefäß angeordnet sein, welches vorzugsweise zum
Schutz gegen Verschmutzung mit einem Deckel abdeckbar ist.
In dieses Einlaufgefäß kann einerseits frische Regenerier
mittelflüssigkeit, andererseits aber auch zu behandelndes
Wasser eingegossen werden. Besonders vorteilhaft ist eine
Kombination dieser Ausführungsform mit der zuvor genannten.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die
Regenerierstation eine handelsübliche Haushaltskaffee
maschine, deren Kaffeefilterhalter durch einen zu regenerie
renden Ionenaustauscherbehälter ersetzt ist. Dadurch wird
die Anschaffung einer gesonderten Regenerierstation mit Mög
lichkeit zur Heißwasserbereitung oder zum Erhitzen der Re
generiermittelflüssigkeit eingespart. Außerdem entfällt
durch die alternative Verwendung einer bereits vorhandenen
Kaffeemaschine als Regenerierstation der Platzbedarf für ein
weiteres Gerät. Hinzu kommt, daß der Benutzer oder die Be
nutzerin mit der Bedienung der Haushaltskaffeemaschine be
reits vertraut ist und nicht die sachgerechte Handhabung ei
nes weiteren Gerätes erlernen muß.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgese
hen, daß mindestens ein Ionenaustauscherbehälter eine zumin
dest annähernd zylindrische Behälterwand sowie zwei vertikal
beabstandete Siebböden aufweist, zwischen denen Ionenaustau
scherharz angeordnet ist, daß der Ionenaustauscherbehälter
an seiner Oberseite einen Verteilerboden aufweist, und daß
zu behandelndes Wasser durch den oberen Siebboden in das Io
nenaustauscherharz strömen und dieses durch den unteren
Siebboden wieder verlassen kann, wobei es auf einen Behäl
terboden trifft, radial nach innen und dort in einem äußeren
Innenrohr nach oben bis zu einer von einem inneren Innenrohr
gebildeten Überlaufkante strömt, welche oberhalb des unteren
Siebbodens und unterhalb des oberen Siebbodens, vorzugsweise
oberhalb des untersten Drittels der axialen Erstreckung des
Ionenaustauscherharzes angeordnet ist, von wo das Wasser
durch das innere Innenrohr nach unten fließen und den Ionen
austauscherbehälter durch eine Bodenöffnung in behandeltem
Zustand verlassen kann.
Durch diese Anordnung wird sichergestellt, daß immer eine
bestimmte Menge an Flüssigkeit im Ionenaustauscherbehälter
verbleibt. Ein Austrocknen des Ionenaustauscherharzes kann
auf diese Weise vermieden werden.
In den Rahmen der Erfindung fällt auch ein Verfahren zum Be
trieb einer Klein-Wasseraufbereitungsanlage der oben ge
schilderten Art, bei dem beim Regenerieren des Ionenaus
tauscherharzes bei mindestens einem Regenerationsschritt
heiße Flüssigkeit mit einer Temperatur zwischen 50°C und
110°C, vorzugsweise zwischen 80°C und 100°C durch das Ionen
austauscherharz geleitet wird, um eine thermische Desin
fektion des Ionenaustauschermaterials zu erreichen.
Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
heiße Regeneriermittellösung durch das Ionenaustauscherharz
geleitet. Bei einer weiteren Variante wird in einem Spül
schritt heißes Wasser zum Auswaschen von Regeneriermittel
resten durch das Ionenaustauscherharz geleitet. Besonders
bevorzugt ist eine Kombination dieser beiden Verfahrens
varianten, so daß nach einer Erwärmung des Ionenaustauscher
materials beim Einleiten der heißen Regeneriermittellösung
im ersten Verfahrensschritt die Temperatur des Harzes durch
das Einleiten von heißem Spülwasser im zweiten Verfahrens
schritt noch weiter erhöht wird, wodurch das Ionenaus
tauschermaterial über einen längeren Zeitraum auf einem
keimtötenden Temperaturniveau gehalten wird.
Bei einer einfachen Verfahrensvariante wird die heiße Re
generiermittellösung bzw. das heiße Nachspülwasser außerhalb
der Regenerierstation, beispielsweise auf einem Herd, in ei
nem Teewasserkessel bereitet und anschließend von oben in
den oder die Ionenaustauscherbehälter gegossen.
Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante unter Verwendung
einer Haushaltskaffeemaschine ist vorgesehen, daß Re
generiermittel abgemessen und in eine Kaffeekanne gegeben
wird, die Kaffeekanne daran anschließend bis zu einer vor
gegebenen Markierung mit Leitungswasser gefüllt wird, wobei
sich das Regeneriermittel unter Bildung einer Regenerier
mittellösung zumindest weitgehend auflöst und diese Re
generiermittellösung in einen Vorratsbehälter der Kaffee
maschine eingefüllt wird und nach Betätigen eines Schalters
der Kaffeemaschine erhitzt und in den oberen Zulauf des zu
regenerierenden Ionenaustauscherbehälters transportiert
wird, das verbrauchte Regeneriermittel den Ionenaustauscher
behälter an seinem unteren Ende wieder verläßt und in der
Kaffeekanne aufgefangen wird, welche nach beendetem Durch
lauf der Regeneriermittellösung durch das Ionenaustauscher
material entleert, ausgespült und mit Leitungswasser befüllt
wird, welches wiederum in den Vorratsbehälter der Kaffee
maschine eingefüllt wird und in einem zweiten Durchlauf als
heißes Nachwaschwasser den Ionenaustauscherbehälter von Re
generiermittelresten befreit und weiter aufheizt bzw. die
durch die Regeneration erreichte hohe Temperatur im Ionen
austauschermaterial über einen längeren Zeitraum aufrecht
erhält.
Alternativ dazu kann bei einer weiteren Verfahrensvariante
die Regeneration des Ionenaustauscherharzes in der Re
generierstation automatisch erfolgen.
Insbesondere beim Betrieb von Anlagen, die sowohl Anionen
als auch Kationen austauschen, werden Ionenaustauscherbehäl
ter, die unterschiedliche Arten von Ionenaustauscherharz
enthalten, beispielsweise entweder Kationenaustauscherharz
oder Anionenaustauscherharz, getrennt und unabhängig von
einander regeneriert.
Die Regeneration des Ionenaustauscherharzes kann bei einer
besonders einfachen Verfahrensvariante im Gleichstrom er
folgen.
Bei einer anderen Verfahrensvariante kann die Regeneration
des Ionenaustauscherharzes aber auch im Gegenstrom erfolgen,
wenn der oben beschriebene, symmetrisch aufgebaute Ionenaus
tauscherbehältertyp verwendet wird.
Insbesondere bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Was
seraufbereitungsanlage zur Herstellung von Trink- und Koch
wasser empfiehlt sich die Verwendung von Zitronensäure zur
Regeneration von Kationenaustauscherharz, da diese im Gegen
satz zu Salzsäure oder Schwefelsäure ungiftig ist.
Besonders empfehlenswert ist die Verwendung von NaCl, vor
zugsweise Speisesalz, zur Regeneration von Kationenaustau
scherharz und/oder Anionenaustauscherharz, da Kochsalz in
jedem Haushalt vorhanden und chemisch völlig ungefährlich
ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er
läutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu ent
nehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der
Erfindung einzeln, für sich oder zu mehreren in beliebigen
Kombinationen Anwendung finden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungs
gemäßen Anlage mit Regenerierstation;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht einer er
findungsgemäßen Anlage mit mehreren aufeinander
gestapelten Ionenaustauschergefäßen; und
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine besondere Aus
führungsform eines erfindungsgemäßen Ionenaus
tauscherbehälters.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel basiert auf
einer Standard-Kaffeemaschine als Regenerierstation 1, deren
Kaffeefilterhalter durch einen z. B. zylindrischen, mit
Ionenaustauschermaterial befüllten Ionenaustauscherbehälter
4 ersetzt wurde. Das Regeneriermittel (z. B. NaCl, besonders
bevorzugt Speisesalz) wird abgemessen (z. B. eine bestimmte
Anzahl an Teelöffeln, besonders bevorzugt mit Hilfe eines
Meßbechers) und in eine Kaffeekanne 2 gegeben. Dann wird die
Kaffeekanne bis zu einer vorgegebenen Markierung mit Lei
tungswasser gefüllt, wobei sich das Speisesalz weitgehend
auflöst. Die hierbei entstehende Lösung (incl. eventuell
nicht gelöster Salzreste) wird in einen Vorratsbehälter 3
der Kaffeemaschine gefüllt.
Die Kaffeemaschine wird mit einem Schalter 5 eingeschaltet
und die von der Kaffeemaschine erhitzte und transportierte
Regenerierlösung fließt durch die Ionenaustauschervor
richtung. Das Ionenaustauschermaterial wird regeneriert und
die verbrauchte Regeneriermittellösung sammelt sich in der
Kaffeekanne 2, die sich in ihrer vorgesehenen Position be
findet. Nachdem das gesamte Regeneriermittel durch den
Ionenaustauscherbehälter 4 hindurchgeflossen ist, wird das
sich in der Kaffeekanne gesammelte Regenerat verworfen, die
Kanne mit Leitungswasser ausgespült und bis zur Maximal
markierung gefüllt. Dieses Wasser wird wiederum in den Vor
ratsbehälter 3 der Maschine eingefüllt und zum Nachwaschen,
d. h. zum Auswaschen von Salzresten aus dem Ionenaustauscher
material sowie zur weiteren Aufheizung desselben benutzt.
Die Auslauftemperatur des Nachwaschwassers aus dem Ionenaus
tauscherbehälter 4 beträgt ca. 70°C. Hierdurch ist sicherge
stellt, daß sogar der Prüfkeim Pseudomonas aeruginosa ent
sprechend der DIN 19636 abgetötet wird. Der Ionenaus
tauscherbehälter 4 kann sowohl mit Anionenaustauscher
material als auch mit Kationenaustauschermaterial befüllt
sein.
Fig. 2 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform für
die Trinkwasserbehandlung mit einem Wasserreinigungsgerät 6,
dessen Ionenaustauscherbehälter 4a und 4b mit der als Re
generierstation verwendeten Kaffeemaschine 1 entsprechend
Beispiel 1 regeneriert wurden.
Ein Deckel 7 schützt das in einem Vorratsgefäß 8 befindliche
Rohwasser vor Staub oder anderen Verunreinigungen. Dieses
Wasser durchströmt nacheinander den mit Kationenaustauscher
material befüllten Ionenaustauscherbehälter 4b und den mit
Anionenaustauschermaterial befüllten Ionenaustauscherbehäl
ter 4a, wobei die Reihenfolge beliebig ist, und sammelt sich
dann in der Kaffeekanne 2. Das so behandelte Wasser kann nun
für Trink- und Kochzwecke verwendet werden. Je nach Roh
wasserqualität ist nur der Einsatz des Kationenaustauscher
behälters 4b (Kalzium- und Magnesiumaustausch) oder der Ein
satz des Anionenaustauscherbehälters 4a (Nitrataustausch)
erforderlich. Bei Bedarf können jedoch beide Vorrichtungen
miteinander kombiniert werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ent
sprechend Beispiel 1 mit ca. 22 g NaCl (3 schwach gehäufte
Teelöffel) eine Ionenaustauschervorrichtung mit ca. 0,5
Liter Ionenaustauschermaterial (Kationenaustauscher) re
generiert. Mit dem so regenerierten Ionenaustauscherbehälter (4b)
können aus ca. 35 l Wasser jeweils ca. 20° dH entfernt
werden. Die Produktwassermenge ist so dimensioniert, daß die
Vorrichtung 1 bis 2 mal pro Woche regeneriert werden muß, in
Anlehnung an die in der DIN 19636 geforderten Zwangsre
generation alle 4 Tage.
Die Fig. 3 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführung des
Ionenaustauscherbehälters 4 mit einer zylindrischen Behäl
terwand 9 und Ionenaustauschermaterial 10, welches von zwei
Siebböden 11a und 11b gehalten wird. Der Zulauf des zu be
handelnden Wassers erfolgt von oben über einen Verteiler
boden 12 mit Öffnungen 13 und 14 und einen Verteilerkegel
20. Das Wasser strömt durch den oberen Siebboden 11a in das
Ionenaustauschermaterial 10 und verläßt dieses über den un
teren Siebboden 11b. Dann wird es in einem äußeren Innenrohr
15 nach oben geleitet bis zu einer Oberkante 16 eines in
neren Innenrohres 17, welche eine Überlaufkante bildet. Im
inneren Innenrohr 17 fließt das behandelte Wasser senkrecht
nach unten und verläßt den mit einem Behälterboden 18 ver
schlossenen Ionenaustauscherbehälter 4 durch eine Öffnung
19. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht
darin, daß die Hohlräume des Ionenaustauschermaterials immer
zumindest in einem Teilbereich mit Wasser gefüllt sind, daß
die Regeneriermittelverteilung über dem Behälterquerschnitt
gleichmäßig erfolgt und daß das gesamte Harzvolumen durch
die gleichmäßige Strömungsverteilung beim Regenerieren und
Nachwaschen auf die Solltemperatur aufgeheizt wird.
Claims (25)
1. Klein-Wasseraufbereitungsanlage zur Herstellung von
Trink- und Kochwasser mit mindestens einem harzgefüllten
Ionenaustauscherbehälter, der ein Fassungsvermögen zwi
schen 100 ml und 1000 ml aufweist und mit dem jeweils
ca. 10 l bis 100 l Produktwasser mit einer Füllung rege
nerierten Harzes hergestellt werden können, wobei der
Ionenaustauscherbehälter oben und unten wasserdurchläs
sige Siebböden oder im oberen und/oder unteren Bereich
seiner Seitenwände vorgesehene Perforationen sowie einen
freien Wasser-Zu- und Ablauf aufweist, und wobei der
Wasserzulauf zum Ionenaustauscherbehälter druckfrei ist
und eine Wasserströmung durch den Ionenaustauscherbe
hälter nur aufgrund der Schwerkraft zustande kommt,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Regenerierstation (1) mit einem Zulauf
für Regeneriermittelflüssigkeit zum Oberteil des Ionen
austauscherbehälters (4, 4a, 4b) und einem Ablauf
für verbrauchtes Regeneriermittel aus dem Bodenteil des
Ionenaustauscherbehälters (4, 4a, 4b) sowie mit einer
Heißwasserzuführung zum Ionenaustauscherbehälter (4, 4a, 4b)
für heißes Wasser zwischen 50°C und 110°C, insbeson
dere zwischen 80°C und 110°C vorgesehen ist, wobei die
Heißwasserzuführung mit dem Zulauf für Regeneriermittel
flüssigkeit identisch ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regenerierstation (1) eine Einrichtung zum Er
hitzen der Regeneriermittelflüssigkeit auf ca. 50°C bis
110°C enthält.
3. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Regenerierstation (1) eine
Steuerungsvorrichtung zum automatischen Zuführen von Re
generiermittelflüssigkeit und Heißwasser in den Ionen
austauscherbehälter (4, 4a, 4b) aufweist.
4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere übereinander stapelbare Io
nenaustauscherbehälter (4a, 4b) vorgesehen sind.
5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der oberste Ionenaustauscherbehälter
einen perforierten Deckel aufweist.
6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Ionenaustauscherbe
hälter (4a) mit Anionenaustauscherharz befüllt ist.
7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Ionenaustauscherbe
hälter (4b) mit Kationenaustauscherharz befüllt ist.
8. Anlage nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Wasseraufbereitungsanlage zum gleichzeiti
gen Austausch von Anionen und Kationen verwendet werden
kann.
9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Ionenaustauscherbe
hälter (4, 4a, 4b) hinsichtlich seiner Ober- und Unter
seite symmetrisch aufgebaut ist und sowohl im Gleich
strom als auch im Gegenstrom regeneriert werden kann.
10. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Regenerierstation (1)
als Ablauf ein unterhalb des untersten
zu regenerierenden Ionenaustauscherbehälters 4a angeord
netes Sammelgefäß (2) für verbrauchtes Regeneriermittel
vorgesehen ist.
11. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß über den obersten Ionenaustauscher
behälter (4b) in der Wasseraufbereitungsanlage ein Ein
laufgefäß (8) angeordnet ist, welches vorzugsweise mit
einem Deckel (7) abdeckbar ist.
12. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Regenerierstation (1) eine han
delsübliche Haushaltskaffeemaschine enthält, deren
Kaffeefilterhalter durch einen zu regenerierenden Ionen
austauscherbehälter (4) ersetzt ist.
13. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Ionenaustauscherbe
hälter eine zumindest annähernd zylindrische Behälter
wand (9) sowie zwei vertikal beabstandete Siebböden (11a, 11b)
aufweist, zwischen denen Ionenaustauscherharz (10)
angeordnet ist, daß der Ionenaustauscherbehälter (4)
an seiner Oberseite einen Verteilerboden (12) auf
weist, und daß zu behandelndes Wasser von dort durch den
oberen Siebboden (11a) in das Ionenaustauscherharz (10)
strömen und dieses durch den unteren Siebboden (11b)
wieder verlassen kann, wobei es auf einen Behälterboden (18)
trifft, radial nach innen und dort in einem äußeren
Innenrohr (15) nach oben bis zu einer von einem inneren
Innenrohr (17) gebildeten Überlaufkante (16) strömt,
welche oberhalb des unteren Siebbodens (11b) und unter
halb des oberen Siebbodens (11a), vorzugsweise oberhalb
des untersten Drittels der axialen Erstreckung des Io
nenaustauscherharzes (10) angeordnet ist, von wo das
Wasser durch das innere Innenrohr (17) nach unten
fließen und den Ionenaustauscherbehälter (4) durch eine
Bodenöffnung (19) in behandeltem Zustand verlassen kann.
14. Verfahren zum Betrieb einer Klein-Wasseraufbereitungsan
lage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Regenerieren des Ionenaustau
scherharzes (10) bei mindestens einem Regenerations
schritt heiße Flüssigkeit mit einer Temperatur zwischen
50°C und 110°C, vorzugsweise zwischen 80°C und 110°C,
durch das Ionenaustauscherharz (10) geleitet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
heiße Regeneriermittellösung durch das Ionenaustauscher
harz (10) geleitet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeich
net, daß heißes Wasser in einem Spülschritt zum Aus
waschen von Regeneriermittelresten durch das Ionenaus
tauscherharz (10) geleitet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die heiße Regeneriermittellösung
bzw. das heiße Nachspülwasser außerhalb der Regenerier
station, beispielsweise auf einem Herd in einem Teewas
serkessel bereitet und anschließend von oben in den oder
die Ionenaustauscherbehälter (4, 4a, 4b) gegossen wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16 unter Ver
wendung einer Haushaltskaffeemaschine nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß Regeneriermittel abgemessen
und in eine Kaffeekanne (2) gegeben wird, die Kaffeekan
ne (2) daran anschließend in einer vorgegebenen Volumen
menge oder bis zu einer vorgegebenen Markierung mit Lei
tungswasser gefüllt wird, wobei sich das Regeneriermit
tel unter Bildung einer Regeneriermittellösung zumindest
weitgehend auflöst und diese Regeneriermittellösung in
einen Vorratsbehälter (3) der Kaffeemaschine eingefüllt
wird und nach Betätigen eines Schalters (5) der Kaffee
maschine erhitzt und in den oberen Zulauf des zu rege
nerierenden Ionenaustauscherbehälters (4) transportiert
wird, das verbrauchte Regeneriermittel den Ionenaustau
scherbehälter an seinem unteren Ende wieder verläßt und
in der Kaffeekanne aufgefangen wird, welche nach beende
tem Durchlauf der Regeneriermittellösung durch das Io
nenaustauschermaterial entleert, ausgespült und mit Lei
tungswasser befüllt wird, welches wiederum in den Vor
ratsbehälter (3) der Kaffeemaschine eingefüllt wird und
in einem zweiten Durchlauf als heißes Nachwaschwasser
den Ionenaustauscherbehälter (4) von Regeneriermittel
resten befreit und weiter aufheizt bzw. die durch die
Regeneration erreichte hohe Temperatur im Ionenaustau
schermaterial über einen längeren Zeitraum aufrecht er
hält.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Regeneration des Ionenaustau
scherharzes (10) in der Regenerierstation (1) automa
tisch erfolgt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß Ionenaustauscherbehälter (4, 4a, 4b),
die unterschiedliche Arten von Ionenaustauscherharz (10)
enthalten, beispielsweise entweder Kationenaustau
scherharz oder Anionenaustauscherharz, getrennt und un
abhängig voneinander regeneriert werden.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Regeneration des Ionenaustau
scherharzes (10) im Gleichstrom erfolgt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20 unter Ver
wendung eines Ionenaustauscherbehälters nach Anspruch
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration des Io
nenaustauscherharzes (10) im Gegenstrom erfolgt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Regeneration von Kationenaustau
scherharz NaCl, vorzugsweise Speisesalz verwendet wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Regeneration von Anionenaustau
scherharz NaCl, vorzugsweise Speisesalz verwendet wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Regeneration von Kationenaustau
scherharz Zitronensäure verwendet wird.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4312580A DE4312580C1 (de) | 1993-04-17 | 1993-04-17 | Klein-Wasseraufbereitungsanlage auf Ionenaustauscherbasis mit Möglichkeit zur Regeneration und thermischer Desinfektion |
DE9422125U DE9422125U1 (de) | 1993-04-17 | 1994-03-02 | Klein-Wasseraufbereitungsanlage auf Ionenaustauscherbasis mit Möglichkeit zur Regeneration und thermischer Desinfektion |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4312580A DE4312580C1 (de) | 1993-04-17 | 1993-04-17 | Klein-Wasseraufbereitungsanlage auf Ionenaustauscherbasis mit Möglichkeit zur Regeneration und thermischer Desinfektion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4312580C1 true DE4312580C1 (de) | 1994-09-15 |
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ID=6485712
Family Applications (1)
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4312580C1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10010739A1 (de) * | 2000-03-04 | 2001-09-06 | Karl Spiegl Gmbh | Ionentauscheranlage |
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DE202015009050U1 (de) | 2015-10-09 | 2016-08-01 | Judo Wasseraufbereitung Gmbh | Wasserenthärtungsanlage eingerichtet zur Konservierung eines Ionenaustauscherharzes mittels Salzsole |
DE102015225408A1 (de) | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Orben Wasseraufbereitung Gmbh & Co. Kg | Filterkartusche |
DE102014212036B4 (de) | 2014-06-24 | 2024-07-04 | BSH Hausgeräte GmbH | Verbindungsvorrichtung, Wasserfilterpatrone, Verfahren zum Regenerieren einer Wasserfilterpatrone und Geschirrspülmaschine |
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1993
- 1993-04-17 DE DE4312580A patent/DE4312580C1/de not_active Revoked
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
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8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |