DE4343615C2

DE4343615C2 - Klein-Wasseraufbereitungsanlage auf Ionenaustauscherbasis zum Einsetzen in einem Standard-Kaffeefiltertütenhalter

Info

Publication number: DE4343615C2
Application number: DE4343615A
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr Soecknick; Martin Braun
Original assignee: Judo Wasseraufbereitung GmbH
Current assignee: Judo Wasseraufbereitung GmbH
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2013-12-22
Also published as: DE4343615A1

Description

Die Erfindung betrifft einen mit Ionenaustauscherharz zur Wasseraufbereitung befüllten Behälter mit freiem Wasserzu- und -ablauf. Solche Behälter werden in Klein-Wasseraufberei tungsanlagen zur Herstellung von Trink- und Kochwasser ver wendet.

Der harzgefüllte Ionenaustauscherbehälter, der üblicherweise ein Fassungsvermögen zwischen 100 ml und 1000 ml aufweist und mit dem jeweils ca. 10 l bis 100 l Produktwasser mit ei ner Füllung regenerierten Harzes hergestellt werden können, weist oben und unten wasserdurchlässige Siebböden oder im oberen und/oder unteren Bereich seiner Seitenwände vorgese hene Perforationen sowie den oben erwähnten freien Wasser- Zu- und Ablauf auf, wobei der Wasserzulauf zum Ionenaustau scherbehälter druckfrei ist und eine Wasserströmung durch den Ionenaustauscherbehälter nur aufgrund der Schwerkraft zustande kommt.

Derartige Ionenaustauscherbehälter in Klein-Wasseraufberei tungsanlagen sind beispielsweise 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 erstge nannten Druckschriften werden wasserdurchlässige Siebböden im Ionenaustauscher verwendet, während in den drei letztge nannten Druckschriften im oberen und/oder unteren Bereich der Seitenwände des Ionenaustauscherbehälters vorgesehene Perforationen offenbart sind.

Weiter sind aus EP 0 324 634 A2 und aus DE 40 24 289 A1 Was seraufbereitungsgeräte der eingangs beschriebenen Art be kannt, die insbesondere zur Verwendung in Verbindung mit ei ner Tee- oder Kaffeebrühmaschine geeignet sind. Schließlich 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, wobei die Behandlung des Ionenaustauschers mit einer Regenerierflüssigkeit 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 Ionenaustauschermate rial befindet sich üblicherweise in Vorrichtungen, die einen Zulauf für das zu behandelnde Wasser sowie am entgegenge setzten Ende der Vorrichtung einen Ablauf für das behandelte Wasser haben. Da das Wasser derartige Wasserreinigungsgeräte in der Regel durch die Schwerkraft getrieben durchströmt, befindet sich der Zulauf zumeist am oberen Vorrichtungsende und der Ablauf am unteren Vorrichtungsende. Zu- und Ablauf sind in der Regel als Siebböden o. ä. ausgeführt, die das Io nenaustauschermaterial 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 A1, DE 91 05 220 U1). Diese Gesamtanordnung stellt das oben genannte Wasserreinigungsgerät dar.

Die äußere Form der als Kleinstfilter verwendeten Harzbehäl ter ist in der Regel zumindest annähernd zylinderförmig und speziell an das Wasserreinigungsgerät angepaßt. Für die Ver wendung dieser Harzbehälter ist also die Anschaffung einer speziellen Vorrichtung - des Wasserreinigungsgerätes - er forderlich.

Aus der DE OS 16 42 513 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von geschmacklich besonders geeignetem Trinkwasser für die Bereitung von Kaffee-, Tee- und anderen Aufgüssen beschrie ben, bei der ein Behälter auf eine Kaffeekanne oder auf ei nen Tütenhalter aufgesetzt wird. Das zu behandelnde Wasser läuft durch eine in den Behälter eingelegte Papier-Filtertüte mit doppeltem Boden, in welchem sich eine Salztablette be findet. Abgesehen davon, daß eine Wiederbenutzung der Fil tertüte nach einmaligem Gebrauch nicht möglich ist, hat die bekannte Vorrichtung den weiteren Nachteil, daß die Strömung durch die Filtertüte völlig unkontrollierbar und undefiniert verläuft, so daß keinesfalls eine gleichbleibende, vorgeb bare Zudosierung von Wirkstoffen in das zu behandelnde Was ser möglich ist.

Ähnliche Nachteile weist ein in der DE 91 01 876 U1 be schriebener Filtereinsatz für das Entfernen von Nitraten und Pestiziden aus Trinkwasser auf, der aus einem Zellstoff-Fil termaterial besteht und eine durchgehende innenseitige Be schichtung aus einem Absorptionsmaterial in Form von Ionen austauscherharz enthalten soll. Bei dem bekannten Filterein satz wird sich daher ebenfalls keine homogene, gleichmäßige Durchdringung des Ionenaustauschermaterials ergeben. Falls eine Enthärtungswirkung bei dem bekannten Filter eintritt, so wird diese jedenfalls hochgradig undefiniert und un konstant sein. Außerdem handelt es sich bei dem bekannten Filtereinsatz wiederum um ein Wegwerfprodukt, das nach ein maliger Benutzung unbrauchbar wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, die Verwendung eines Harzbehälters der eingangs genannten Art zur beliebig oft wiederholbaren Wasserreinigung zu ermög lichen, bei dem ein definierter Durchlauf des zu behandeln den Wassers bzw. der Regenerationsflüssigkeit gewährleistet ist, ohne hierfür eine spezielle Vorrichtung verwenden (und damit anschaffen) zu müssen, wobei die Handhabung des Geräts erheblich einfacher ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe auf überraschend einfache Weise gelöst durch einen mit Ionenaustauscherharz zur Wasseraufbereitung befüllten Behälter mit freiem Wasserzu lauf und freiem Wasserablauf, der eine Behälterwand sowie oben und unten wasserdurchlässige Siebböden oder im oberen und/oder unteren Bereich der Behälterwand Öffnungen bzw. Perforationen aufweist, wobei die äußere Form des Behälters der inneren Form eines Standard-Kaffeefiltertütenhalters entspricht, und wobei der mit Ionenaustauscherharz befüllte Behälter anstelle einer Kaffeefiltertüte in den Standard-Kaffee filtertütenhalter einer Kaffeemaschine oder in einen Standard-Kaffeefiltertütenhalter (2) für eine Kaffee filterung von Hand eingesetzt werden kann.

Hierdurch kann die normale Kaffeekanne als Sammelgefäß für das behandelte Trink- oder Kaffeewasser verwendet werden. Besondere Bedeutung gewinnt die vorgestellte Erfindung, wenn man bedenkt, daß die oben beschriebenen Wasserreinigungsge räte drei wesentliche Nachteile haben:
Zum einen darf das zu behandelnde Wasser wegen der aus hy gienischen Gründen verwendeten geringen Menge an Ionenaus tauschermaterial nur sehr langsam durch die Vorrichtung fließen, damit das Wasser in der Vorrichtung eine genügend große Verweilzeit hat und ausreichend gut behandelt wird. So ergibt sich eine Herstellungsgeschwindigkeit für das behan delte Wasser von nur wenigen Litern je Stunde. Zum zweiten fällt die erschöpfte Vorrichtung als Müll an bzw. muß auf wendig über den Einzelhandel wieder eingesammelt und an den Hersteller zur Regeneration zurückgeschickt werden. Der dritte Nachteil liegt in der oben bereits erwähnten Hygiene. 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 19 636 müssen Io nenaustauscheranlagen für den Hauswasserbereich jedoch aus hygienischen Gründen alle 4 Tage zwangsregeneriert und dabei z. B. mit elektrolytisch aus dem Regeneriermittel NaCl herge stelltem 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 100 l Kapazität reicht bei einem Zweipersonen haushalt mit einem Tagesbedarf von 5 l Wasser für Koch- und Trinkzwecke ca. 20 Tage).

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es da her, eine Klein-Wasseraufbereitungsanlage der oben darge stellten Art sowie ein Verfahren zu ihrem Betrieb vorzustel len, die die oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik überwindet, das heißt, deren Harzbehälter einen schnelleren Durchlauf des zu behandelnden Wassers erlaubt und ohne großen Aufwand regenerierbar und desinfizierbar ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Harzbehälter wird diese weitere Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Regenerierstation mit einem Zulauf für Regeneriermittelflüssigkeit zum Oberteil des Io nenaustauscherbehälters und einem Ablauf für verbrauchtes Regeneriermittel aus dem Bodenteil des Ionenaustauscherbe hälters sowie mit einer Heißwasserzuführung zum Ionenaustau scherbehälter für heißes Wasser zwischen 50°C und 110°C, insbesondere zwischen 80°C und 110°C vorgesehen ist, wobei die Heißwasserzuführung mit dem Zulauf für Regeneriermittel flüssigkeit identisch ist. Der Ionenaustauscherbehälter wird von einem Kaffeefiltertütenhalter gehalten. Durch die Rege neriermöglichkeit kann eine größere Menge an Ionenaustau schermaterial 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 Ionenaustauschermaterials durch Erhitzen desselben zur Verhinderung von Keimwachstum.

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 Ionenaustauschermateri als und des entsprechenden Behälters durchgeführt werden.

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.

Um Verunreinigungen aus den Behältern fernzuhalten, weist bei einer Ausführungsform der Ionenaustauscherbehälter einen perforierten Deckel auf, durch welchen das zu behandelnde Wasser oder aber Regeneriermittelflüssigkeit in den Ionen austauscherbehälter eingeleitet werden kann.

Bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage ist der Ionenaustauscherbehälter mit Anionenaustauscherharz befüllt. Bei anderen Ausführungsformen ist der Ionenaustauscherbehäl ter mit Kationenaustauscherharz befüllt.

Anstelle einer Ablaufleitung kann bei einer Ausführungsform in der Regenerierstation ein unterhalb des Kaffeefiltertü tenhalters angeordnetes Sammelgefäß für verbrauchtes Regene riermittel vorgesehen sein. Diese Ausführungsform ist vor allem für den halbautomatischen Betrieb vorgesehen, bei dem frisches Regeneriermittel von Hand eingefüllt und verbrauch tes Regeneriermittel von Hand entfernt wird.

Bei einer anderen Ausführungsform kann über dem Ionenaustau scherbehälter in der Wasseraufbereitungsanlage ein Einlauf gefäß angeordnet sein, welches vorzugsweise zum Schutz gegen Verschmutzung mit einem Deckel abdeckbar ist. In dieses Ein laufgefäß kann einerseits frische Regeneriermittelflüssig keit, andererseits aber auch zu behandelndes Wasser einge gossen werden. Besonders vorteilhaft ist eine Kombination dieser Ausführungsform mit der zuvor genannten.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Regenerierstation eine handelsübliche Haushaltskaffeemaschi ne, in deren Kaffeefiltertütenhalter der zu regenerierende Ionenaustauscherbehälter eingesetzt wird. Dadurch wird die Anschaffung einer gesonderten Regenerierstation mit Möglich keit zur Heißwasserbereitung oder zum Erhitzen der Regene riermittelflüssigkeit eingespart. Außerdem entfällt durch die alternative Verwendung einer bereits vorhandenen Kaffee maschine als Regenerierstation der Platzbedarf für ein wei teres Gerät. Hinzu kommt, daß der Benutzer oder die Benutze rin mit der Bedienung der Haushaltskaffeemaschine bereits vertraut ist und nicht die sachgerechte Handhabung eines weiteren Gerätes erlernen muß.

Einen besonderen Vorteil stellt hierbei auch die Tatsache dar, daß aufgrund der äußeren Form des Ionenaustauscherbe hälters dieser in jeder marktgängigen Kaffeemaschine einge setzt werden kann, da die Ionenaustauscherform den standar disierten Kaffeefiltertütenhaltern entspricht. Für die ver schiedenen Größen der Standard-Kaffeefiltertütenhalter sind natürlich in der Regel verschieden große Ionenaustauscherbe hältertypen erforderlich. Kleinere Ionenaustauschertypen können jedoch auch in größeren Kaffeefiltertütenhaltergrößen eingesetzt werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgese hen, daß der Ionenaustauscherbehälter zwei vertikal beab standete 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 Behält erboden 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.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgese hen, daß der Harzbehälter oben verschlossen ist und das zu behandelnde Wasser bzw. die Regeneriermittellösung lediglich über ein Tauchrohr in den Harzbehälter hineingelangen kann und dort oberhalb des ebenfalls verschlossenen Behälterbo dens wieder nach oben umgeleitet wird. Zunächst strömt die Flüssigkeit dann durch den das Ionenaustauscherharzbett tra genden Siebboden, das Ionenaustauscherharzbett sowie den oberen Siebboden hindurch. Zwischen dem oberen Siebboden und der Ionenaustauscherbehälteroberwand sammelt sich das behan delte Wasser bzw. das verbrauchte Regeneriermittel und ver läßt den Ionenaustauscherbehälter über die in diesem Bereich perforierte Außenwand. Zwischen der Ionenaustauscherbehäl terwand und dem Kaffeefiltertütenhalter fließt die Flüssig keit schwerkraftbedingt nach unten zum Auslauf des Kaffee filtertütenhalters.

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.

Zum Betrieb einer Klein-Wasseraufbereitungsanlage der oben geschilderten Art ist ein Verfahren besonders günstig, bei dem beim Regenerieren des Ionenaustauscherharzes bei minde stens einem Regenerationsschritt heiße Flüssigkeit mit einer Temperatur zwischen 50°C und 110°C, vorzugsweise zwischen 80°C und 100°C durch das Ionenaustauscherharz geleitet wird, um eine thermische Desinfektion des Ionenaustauschermateri als zu erreichen.

Bei einer Variante dieses Verfahrens wird heiße Regenerier mittellösung durch das Ionenaustauscherharz geleitet. Bei einer weiteren Variante wird in einem Spülschritt heißes Wasser zum Auswaschen von Regeneriermittelresten durch das Ionenaustauscherharz geleitet. Besonders bevorzugt ist eine Kombination dieser beiden Verfahrensvarianten, so daß nach einer Erwärmung des Ionenaustauschermaterials beim Einleiten der heißen Regeneriermittellösung im ersten Verfahrens schritt die Temperatur des Harzes durch das Einleiten von heißem Spülwasser im zweiten Verfahrensschritt noch weiter erhöht wird, wodurch das Ionenaustauschermaterial über einen längeren Zeitraum auf einem keimtötenden Temperaturniveau gehalten wird.

Bei einer einfachen Verfahrensvariante wird die heiße Rege neriermittellösung bzw. das heiße Nachspülwasser außerhalb der Regenerierstation, beispielsweise auf einem Herd, in ei nem Teewasserkessel bereitet und anschließend von oben in den Ionenaustauscherbehälter gegossen.

Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante unter Verwendung einer Haushaltskaffeemaschine ist vorgesehen, daß Regene riermittel abgemessen und in eine Kaffeekanne gegeben wird, die Kaffeekanne daran anschließend bis zu einer vorgegebenen Markierung mit Leitungswasser gefüllt wird, wobei sich das Regeneriermittel unter Bildung einer Regeneriermittellösung zumindest weitgehend auflöst und diese Regeneriermittellö sung in einen Vorratsbehälter der Kaffeemaschine eingefüllt wird und nach Betätigen eines Schalters der Kaffeemaschine erhitzt und in den oberen Zulauf des zu regenerierenden und sich im Filtertütenhalter befindlichen Ionenaustauscherbe hälters transportiert wird, das verbrauchte Regeneriermittel den Ionenaustauscherbehälter wieder verläßt, ebenso den Kaf feefiltertütenhalter, und in der Kaffeekanne aufgefangen wird, welche nach beendetem Durchlauf der Regeneriermittel lösung durch das Ionenaustauschermaterial entleert, ausge spült und mit Leitungswasser befüllt wird, welches wiederum in den Vorratsbehälter der Kaffeemaschine eingefüllt wird und in einem zweiten Durchlauf als heißes Nachwaschwasser den Ionenaustauscherbehälter von Regeneriermittelresten be freit und weiter aufheizt bzw. die durch die Regeneration erreichte hohe Temperatur im Ionenaustauschermaterial über einen längeren Zeitraum aufrecht erhält.

In einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante wird das Regeneriermittel abgemessen und als Feststoff im Zulaufbe reich des Ionenaustauscherbehälters deponiert, wo es mit Be ginn der Regeneration vom zuströmenden Wasser aufgelöst und als verdünnte Regeneriermittellösung durch das Harzbett ge leitet wird. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, daß die Regenerierstation mit Ausnahme des Sammelgefäßes nicht mit dem Regeneriermittel in Kontakt kommt.

Alternativ dazu kann bei einer weiteren Verfahrensvariante die Regeneration des Ionenaustauscherharzes in der Regene rierstation automatisch erfolgen. Die Regeneration des Io nenaustauscherharzes erfolgt in der Regel im Gleichstrom.

Insbesondere bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungsanlage zur Herstellung von Trink- und Kochwasser empfiehlt sich die Verwendung von Zitronensäure zur Regeneration von schwach saurem Kationenaustauscherharz, da diese im Gegensatz zu Salzsäure oder Schwefelsäure ein fach zu handhaben 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 entneh menden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Er findung einzeln, für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Anwendung finden. Es zeigen:

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel 1 eines erfindungsge mäßen Ionenaustauscherbehälters eingesetzt in einen Standard-Kaffeefiltertütenhalter;

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel 2 eines erfindungsge mäßen Ionenaustauscherbehälters eingesetzt in einen Standard-Kaffeefiltertütenhalter;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Haushalts kaffeemaschine als Regenerierstation mit dem erfindungsgemäßen Ionenaustauscherbehälter eingesetzt in den Kaffeefiltertütenhalter der Kaffeemaschine.

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführung eines Ionenaus tauscherbehälters 1 mit einer einem Standard-Kaffeefiltertü tenhalter 2 angepaßten Behälteraußenwand 3 und Ionenaustau schermaterial 4, welches von zwei Siebböden 5 und 6 gehalten wird. Der Zulauf des zu behandelnden Wassers erfolgt von oben über einen Verteilerboden 7 mit Öffnungen 8. Das Wasser strömt durch den oberen Siebboden 6 in das Ionenaustauscher material 4 und verläßt dieses über den unteren Siebboden 5. Dann wird es in einem äußeren Innenrohr 9 nach oben geleitet bis zu einer Oberkante 10 eines inneren Innenrohres 11, wel che eine Überlaufkante bildet. Im inneren Innenrohr 11 fließt das behandelte Wasser senkrecht nach unten und ver läßt den mit einem Behälterboden 12 verschlossenen Ionenaus tauscherbehälter 1 durch eine Öffnung 13. Es gelangt so in den Kaffeefiltertütenhalter 2 und verläßt diesen über einen Ablauf 14.

Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Hohlräume des Ionenaustauschermaterials immer zu mindest 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.

Beispiel 2

Fig. 2 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Ionenaustauscherbehälters 1 mit einer dem Kaffeefiltertüten halter 2 angepaßten Behälteraußenwand 3 und Ionenaustau schermaterial 4, welches von zwei Siebböden 5 und 6 gehalten wird. Der Harzbehälter 1 ist von oben verschlossen und das zu behandelnde Wasser bzw. die Regeneriermittellösung strömt über ein Tauchrohr 15 in den Harzbehälter hinein und wird oberhalb eines ebenfalls verschlossenen Behälterbodens 16 wieder nach oben umgeleitet. Zunächst strömt die Flüssigkeit dann durch den das Ionenaustauscherharzbett tragenden Sieb boden 5, das Ionenaustauscherharzbett 4 sowie den oberen Siebboden 6 hindurch. Zwischen dem oberen Siebboden und ei ner Ionenaustauscherbehälteroberwand 17 sammelt sich das be handelte Wasser bzw. das verbrauchte Regeneriermittel und verläßt den Ionenaustauscherbehälter über die in diesem Be reich mit Öffnungen 18 versehene Außenwand 3. Zwischen der Ionenaustauscherbehälterwand und dem Kaffeefiltertüten halter fließt die Flüssigkeit schwerkraftbedingt nach unten zum Auslauf 14 des Kaffeefiltertütenhalters 2. Stege 19 füh ren zu einem Ringspalt zwischen Filtertütenhalterinnenwand und Harzbehälteraußenwand.

Beispiel 3

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn die Öffnungen 18 in der Außenwand 3 des in Fig. 2 dar gestellten Ionenaustauscherbehälters 1 so ausgeführt werden, daß der Siebboden 6 entfallen kann, da die Öffnungen 18 durch feine Spalte, Schlitze, Siebe oder sonstige Perfora tionen gebildet werden, welche die Funktion des Siebbodens 6 wahrnehmen, d. h. also Flüssigkeiten gut hindurchlassen, das Ionenaustauscherharz jedoch zuverlässig im Behälter 1 zu rückhalten.

Beispiel 4

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel basiert auf einer Standard-Kaffeemaschine (Fig. 3) als Regenerierstation 20, in deren Kaffeefiltertütenhalter 2 der an dessen Innenform angepaßte, mit Ionenaustauschermaterial befüllte Ionenaus tauscherbehälter 1 eingesetzt wurde. Das Regeneriermittel (z. B. NaCl, besonders bevorzugt Speisesalz) wird abgemessen (z. B. eine bestimmte Anzahl an Teelöffeln, besonders bevor zugt mit Hilfe eines Meßbechers) und in eine Kaffeekanne 21 gegeben. Dann wird die Kaffeekanne bis zu einer vorgegebenen Markierung mit Leitungswasser gefüllt, wobei sich das Speisesalz weitgehend auflöst. Die hierbei entstehende Lösung (inkl. eventuell nicht gelöster Salzreste) wird in einen Vorratsbehälter 22 der Kaffeemaschine gefüllt.

Die Kaffeemaschine wird mit einem Schalter 23 eingeschaltet und die von der Kaffeemaschine erhitzte und transportierte Regenerierlösung fließt durch die Ionenaustauschervorrich tung. Das Ionenaustauschermaterial wird regeneriert und die verbrauchte Regeneriermittellösung sammelt sich in der Kaffeekanne 21, die sich in ihrer vorgesehenen Position be findet.

Nachdem das gesamte Regeneriermittel durch den Ionenaus tauscherbehälter 1 hindurchgeflossen ist, wird das sich in der Kaffeekanne gesammelte Regenerat verworfen, die Kanne mit Leitungswasser ausgespült und bis zur Maximalmarkierung gefüllt. Dieses Wasser wird wiederum in den Vorratsbehälter 22 der Maschine gefüllt und zum Nachwaschen, d. h. zum Aus waschen von Salzresten aus dem Ionenaustauschermaterial so wie zur weiteren Aufheizung desselben benutzt.

Die Auslauftemperatur des Nachwaschwassers aus dem Ionenaus tauscherbehälter 1 beträgt ca. 70°C. Hierdurch ist sicher gestellt, daß sogar der Prüfkeim Pseudomonas aeruginosa ent sprechend DIN 19 636 abgetötet wird. Der Ionenaustauscherbe hälter 1 kann sowohl mit Anionenaustauschermaterial als auch mit Kationenaustauschermaterial befüllt sein.

Beispiel 5

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ent sprechend Beispiel 4 mit ca. 22 g NaCl (3 schwach gehäufte Teelöffel) eine Ionenaustauschervorrichtung mit ca. 0,5 Li ter Ionenaustauschermaterial (Kationenaustauscher) regene riert (Vorrichtung passend zu Kaffeefiltertütenhalter Größe 4). Mit dem so regenerierten Ionenaustauscherbehälter 1 kön nen aus ca. 35 Liter Wasser jeweils ca. 20°dH entfernt wer den. Die Produktwassermenge ist so dimensioniert, daß die Vorrichtung ein- bis zweimal pro Woche regeneriert werden muß, in Anlehnung an die in der DIN 19 636 geforderte Zwangs regeneration alle 4 Tage.

Beispiel 6

Vorteilhaft wird als Ionenaustauscherharz 4 ein stark saures Kationenaustauscherharz verwendet, das mit Kochsalz regene riert wird und zur Enthärtung eingesetzt wird.

Beispiel 7

Besonders vorteilhaft wird als Ionenaustauscherharz 4 ein schwach saures Kationenaustauscherharz eingesetzt, das be vorzugt mit Zitronensäure regeneriert wird und zur Enthär tung eingesetzt wird, wobei hierbei kein Natrium in das Produktwasser abgegeben wird.

Beispiel 8

Ebenfalls vorteilhaft wird als Ionenaustauscherharz 4 ein stark basisches Anionenaustauscherharz eingesetzt, welches mit Kochsalz regeneriert wird und zur Verringerung der Nitratkonzentration verwendet wird. Besonders vorteilhaft wird hierfür ein nitratspezifisches Ionenaustauscherharz verwendet.

Beispiel 9

Besonders vorteilhaft wird das Ionenaustauscherharz durch einen Anteil an Aktivkohle zur Entfernung organischer Verun reinigungen ergänzt, die ebenfalls thermisch desinfiziert und hierbei gleichzeitig thermisch regeneriert wird.

Claims

1. Mit Ionenaustauscherharz zur Wasseraufbereitung befüllter Behälter mit freiem Wasserzulauf und freiem Wasserablauf, der eine Behälterwand (3) sowie oben und unten wasserdurch lässige Siebböden (5, 6) oder im oberen und/oder unteren Be reich der Behälterwand Öffnungen (18) bzw. Perforationen aufweist, wobei die äußere Form des Behälters (1) der inne ren Form eines Standard-Kaffeefiltertütenhalters (2) ent spricht, und der mit Ionenaustauscherharz (4) befüllte Behälter (1) anstelle einer Kaffeefiltertüte in den Stan dard-Kaffeefiltertütenhalter (2) einer Kaffeemaschine oder in einen Standard-Kaffeefiltertütenhalter (2) für eine Kaf feefilterung von Hand eingesetzt werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf des zu behandelnden Wassers bzw. der Regene riermittellösung von oben über einen Verteilerboden (7) mit Öffnungen (8) über das im Ionenaustauschbehälter (1) mit der Behälterwand (3) von den zwei Siebböden (5, 6) gehaltene Ionenaustauscherharz (4) erfolgt und die Flüssigkeit in einem äußeren Innenrohr (9) nach oben ge leitet wird bis zu einer Oberkante (10) eines inneren Innenrohres (11), welche eine Überlaufkante bildet, und in diesem Innenrohr nach unten strömt, sowie über einen Behälterauslaß (13) den mit einem Behälterboden (12) verschlossenen Ionenaustauscherbehälter wieder verläßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenaustauscherbehälter (1) von oben verschlossen ist, und das zu behandelnde Wasser bzw. die Regenerier mittellösung über ein Tauchrohr (15) in den Ionenaus tauscherbehälter (1) hineinströmt und oberhalb eines ebenfalls verschlossenen Behälterbodens (16) wieder nach oben umgeleitet wird, worauf die Flüssigkeit durch das zwischen den zwei Siebböden (5, 6) gehaltene Ionenaus tauscherharz (4) hindurchströmt und sich oberhalb des oberen Siebbodens (6) bzw. unterhalb einer Ionenaus tauscherbehälteroberwand (17) sammelt und den Ionenaus tauscherbehälter (1) über eine in diesem Bereich mit Öffnungen (18) versehene Behälterwand (3) wieder ver läßt, woraufhin es zwischen dieser Außenwand des Ionen austauscherbehälters und dem Standard-Kaffeefiltertüten halter (2) schwerkraftbedingt nach unten zu dessen Aus lauf (14) strömt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (18) in der Behälterwand (3) unterhalb der Ionenaustauscherbehälteroberwand (17) so gestaltet sind, daß sie den Siebboden (6) ersetzen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß die Öffnungen (18) durch feine Schlitze, Spal te, Siebe oder sonstige Perforationen gebildet werden.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Ionenaustauscherharz (4) ein stark saures Kationenaustauscherharz enthält.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ionenaustauscherharz (4) ein schwach saures Kationenaustauscherharz enthält.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ionenaustauscherharz (4) ein stark basisches, vorzugsweise nitratspezifisches Anionenaustauscherharz enthält.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Ionenaus tauscherharz (4) noch Aktivkohle in den Ionenaus tauscherbehälter (1) eingefüllt ist.

10. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von gereinigtem Wasser, zur Rege neration von Ionenaustauscherharz und gegebenenfalls Aktiv kohle und/oder zur thermischen Desinfektion.

11. Verwendung nach Anspruch 10, zum Einsatz in einer Haus haltskaffeemaschine.