DE4008458A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von wasser in einer zapfstellenanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Aufbereitung von Wasser der im Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 10 angegebenen Gattung.

Bei einer Zapfstelle, bei der Wasser für den menschli­ chen Genuß entnommen wird, ist häufig eine Trinkwasser­ nachbehandlung notwendig, um das für den menschlichen Verbrauch bestimmte Wasser unmittelbar vor dem Zapfhahn von möglicherweise im Wasser enthaltenen schädlichen Stoffen, wie Nitrat, Schwermetallen und Kohlenwasser­ stoffen, zu befreien. Von besonderer Bedeutung ist dies bei Eigenbrunnen-Wasserversorgungen. Zur Wasseraufberei­ tung geeignete Zapfstellengeräte bestehen daher in der Reihenfolge des Wasserdurchflusses im wesentlichen aus einem Sperrventil, einem Aktivkohlefilter zur Entfer­ nung von Chlor und Kohlenwasserstoffen, einem Feinfil­ ter mit einer Porengröße von 2 bis 20 µm, einem Umkehr- Osmose-Modul, einem gedrosselten Konzentratabfluß, einem Druckspeicherbehälter für das Permeat mit einem Überdruckschalter zur Betätigung des Sperrventils bei gefülltem Speicherbehälter und einem Zapfhahn. Der Druckspeicherbehälter ist so aufgebaut, daß das Permeat unter der Einwirkung seines Druckes über eine Gummi­ membran ein Gasvolumen komprimiert, so daß bei Betäti­ gen des Zapfhahnes das Permeat aus dem Speicherbehälter mit Hilfe des im Gasvolumen gespeicherten Druckes heraus­ gefördert wird.

Bei Anlagen dieser Art besteht die Gefahr, daß etwaige im Rohwasser enthaltene Keime im Laufe der Zeit durch das Aktivkohlefilter, das Feinfilter und das Umkehr- Osmose-Modul hindurchwachsen und den Speicherbehälter und dessen Inhalt verkeimen. Bei der Entnahme des Rein­ wassers aus dem Speicherbehältar werden diese Keime zum großen Teil ausgeschwemmt und stellen daher eine Gesund­ heitsgefährdung dar. Üblicherweise wird der Betreiber aufgefordert, den Speicherbehälter in regelmäßigen Zeitabständen zu entleeren. Dieser Vorgang reicht jedoch nicht aus, um die Keimfreiheit sicherzustellen. Weiter ist es bei Umkehr-Osmose-Anlagen bereits an sich bekannt, das Reinwasser zeitweilig im Umwälzverfahren durch Bestrahlen mit UV-Licht zu entkeimen. Weiter wird bei den bekannten Zapfstellengeräten als nachteilig empfun­ den, daß die treibende Druckdifferenz über das Umkehr- Osmose-Modul aufgrund des im Druckspeicherbehälter aufgebauten Druckes mit zunehmendem Füllstand abnimmt und dadurch die Rückhalterate der Umkehr-Osmose-Membra­ nen sinkt.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu entwickeln, womit unabhängig von der Entnahmefrequenz und Entnahmemenge des Wassers an der Zapfstelle eine stets keimfreie Wasserqualität gewähr­ leistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Ansprüchen 1 bzw. 10 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschla­ gen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­ bildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung geht vor allem von der Erkenntnis aus, daß sowohl das von der Filterstrecke ankommende Permeat als auch das im Speicherbehälter aufbereitete Reinwasser entkeimt werden sollte, um sicherzustellen, daß an der Zapfstelle immer entkeimtes Wasser entnommen werden kann. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der vom Umkehr-Osmose-Modul ankommende Permeatstrom vor dem Einleiten in den Speicherbehälter mit UV-Licht entkeimt wird und daß das aus dem Speicherbehälter kommende Reinwasser vor der Entnahme an der Zapfstelle nochmals mit UV-Licht entkeimt wird. Eine weitere Verbesserung der Wasserqualität kann dadurch erzielt werden, daß das im Speicherbehälter befindliche Reinwasser in vorgegebe­ nen Zeitintervallen umgewälzt und dabei durch UV-Licht entkeimt wird. Die Umwälzentkeimung wird zweckmäßig nur bei abgestellter Zapfstelle vorgenommen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das aus dem drucklosen Speicherbehälter entnommene Reinwasser unter Aufbau eines Förderdrucks durch eine UV-Entkeimungsstrecke als Zapfstrom zur Zapfstelle oder als Umwälzstrom zurück in den Speicherbehälter gepumpt.

Auch der vom Umkehr-Osmose-Modul kommende Permeatstrom kann durch die genannte UV-Entkeimungsstrecke hindurch in den Speicherbehälter geleitet werden.

Um immer genügend Reinwasser zur Verfügung zu haben, wird das Umkehr-Osmose-Modul bei Unterschreiten eines vorgegebenen Füllstandes im Speicherbehälter mit Roh­ wasser beaufschlagt. Um Durchmischungen der verschiede­ nen Wasserströme zu vermeiden, ist es zweckmäßig, das Umkehr-Osmose-Modul nur bei abgestellter Zapfstelle mit Rohwasser zu beaufschlagen. Weiter sollte aus diesem Grund der Rückfluß von Reinwasser aus der UV-Entkeimungs­ strecke zur Auslaßseite des Speicherbehälters verhindert werden.

Um eine gleichbleibende keimfreie Wasserqualität zu gewährleisten, muß die Intensität der UV-Lichtquelle ständig überwacht und bei Unterschreiten eines vorgege­ benen Grenzwerts ein Alarm ausgelöst werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren wird vorteilhafterweise eine Vorrichtung verwendet, die ein eingangsseitig unter Druck mit vorgereinigtem Roh­ wasser beaufschlagtes Umkehr-Osmose-Modul aufweist, dessen Konzentratausgang vorzugsweise über eine Drossel mit einem Abfluß verbunden ist und dessen Permeataus­ gang über eine Permeatleitung mit dem Einlaß eines Speicherbehälters verbunden ist, der auslaßseitig über eine Zapfleitung zu einer Zapfstelle führt. Für die Entkeimung ist erfindungsgemäß sowohl in der Permeatleitung als auch in der Zapfleitung eine UV- Entkeimungsstrecke angeordnet. Vorteilhafterweise ist nur eine UV-Entkeimungsstrecke vorgesehen, die in einem gemeinsamen Leitungszweig der Permeatleitung und der Zapfleitung angeordnet ist. Um zusätzlich eine zeitwei­ lig auslösbare Umwälzentkeimung zu ermöglichen, sind außerdem der Auslaß und der Einlaß des Speicherbehälters über eine die gemeinsame UV-Entkeimungsstrecke enthal­ tende Umwälzleitung miteinander verbindbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung steht der Speicherbehälter unter Atmosphärendruck, so daß unabhängig vom Füllstand immer die maximale trans­ membrane Druckdifferenz zur Verfügung steht. Der Behäl­ terauslaß muß in diesem Fall mit einer Förderpumpe verbunden sein, über die die Zapfstelle mit Druckwasser versorgt und die Umwälzentkeimung durchgeführt werden kann. Vorteilhafterweise ist in diesem Falle zusätzlich zwischen der Hochdruckseite der Förderpumpe und der Eintrittsseite der UV-Entkeimungsstrecke ein Rückfluß­ verhinderer angeordnet. Damit ist es möglich, die Per­ meatleitung eintrittsseitig unmittelbar an die gemein­ same UV-Entkeimungsstrecke anzuschließen.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß auf der Austrittsseite der UV-Entkeimungs­ strecke ein Umsteuerventil angeordnet ist, das aus­ gangsseitig wahlweise zwischen der Zapfstelle und dem Speicherbehältereinlaß umgesteuert werden kann. Mit dem Umsteuerventil kann ein Schalter zur Ansteuerung der Förderpumpe gekoppelt werden so daß beim Öffnen der Zapfstelle sofort Druckwasser aus dem Speicherbehälter ansteht. Das Umsteuerventil kann dabei als Zapfstellen­ hahn ausgebildet oder in diesem integriert werden.

Vorteilhafterweise ist im drucklosen Speicherbehälter ein Niveauregler zur Auslösung und Unterbrechung der Rohwasserzufuhr zum Umkehr-Osmose-Modul angeordnet. Zu diesem Zweck kann dem Umkehr-Osmose-Modul ein Abschalt­ ventil vorgeschaltet werden, das über den Niveauregler ansteuerbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Schaltschema eines Zapf­ stellengeräts mit Umkehr-Osmose-Modul und UV-Entkeimungs­ strecke.

Das aufzubereitende Rohwasser gelangt über ein Abschalt­ ventil 10, ein Steuerventil 12 und eine Filterstrecke 14 in vorgereinigtem Zustand unter vorgegebenem Druck zur Eingangsseite 16 eines Umkehr-Osmose-Moduls. Der Konzentratauslaß 20 des Umkehr-Osmose-Modul 18 ist über eine Drossel 22 mit dem Abfluß verbunden. Das am Permeat­ auslaß 24 austretende Permeat wird über die Permeatlei­ tung 26 einer mit UV-Licht beaufschlagten Entkeimungs­ strecke 28 zugeleitet, und gelangt von dort über ein Dreiwegeventil 30 und die Leitung 32 zur Einlaßstelle 34 eines drucklosen Speicherbehälters 36. Im Speicher­ behälter 36 ist ein Niveauregler 38 angeordnet, der über eine Signalleitung 40 mit dem Steuerventil zur Regelung der Rohwasserzufuhr nach Maßgabe des Füllstan­ des im Speicherbehälter 36 verbunden ist.

Am Behälterauslaß 42 ist eine elektromotorisch antreib­ bare Pumpe 44 angeordnet, deren Hochdruckseite über ein Rückschlagventil 46 und die Leitung 48 mit der UV-Ent­ keimungsstrecke 28 verbunden ist. Dementsprechend wird in der Zapfstellung des Umsteuerventils 30 Reinwasser aus dem Speicherbehälter 36 über die Pumpe 44 durch die UV-Entkeimungsstrecke 28 zur Zapfstelle 50 gefördert. Zu diesem Zweck kann über das Umsteuerventil 30 zusätz­ lich ein nicht dargestellter Schalter zur Ansteuerung der Motorpumpe 44 betätigt werden.

Um den Speicherbehälter auch bei längeren Stillstands­ zeiten keimfrei zu halten, kann der Behälterauslaß 42 über die laufende Pumpe 44, die UV-Entkeimungsstrecke 28 und die Leitung 32 bei entsprechender Stellung des Umsteuerventils 30 mit dem Behältereinlaß 34 verbunden und das Reinwasser über diese Strecke umgewälzt und entkeimt werden.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Aufbereitung von Wasser, bei welchem in einer Filterstrecke 14 vorgereinigtes Rohwasser unter Auf­ bau einer transmembranen Druckdifferenz einem Umkehr- Osmose-Modul 18 zugeleitet wird. Der am Permeataus­ gang 24 austretende Permeatstrom wird über eine UV- Entkeimungsstrecke 28 in einen drucklosen Speicherbe­ hälter 36 geleitet. Von dort aus kann das Reinwasser mit Hilfe einer Förderpumpe 44 an der Zapfstelle 50 entnommen werden. Auch das gezapfte Wasser wird durch die UV-Entkeimungsstrecke 28 geleitet. Bei längerem Stillstand kann das im Speicherbehälter 36 enthaltene Reinwasser über die Pumpe 44 durch die UV-Entkeimungs­ strecke 28 hindurch umgewälzt werden.

Claims (21)

1. Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, bei welchem in einer Filterstrecke vorgereinigtes Rohwasser unter Aufbau einer transmembranen Druckdifferenz einem Umkehr-Osmose-Modul zugeleitet und in diesem in einen Konzentrat- und Permeatstrom aufgeteilt wird, wobei der vorzugsweise gedrosselte Konzentrat­ strom einem Abfluß zugeleitet und der Permeatstrom in einen Speicherbehälter eingeleitet und von dort aus als Reinwasser einer Zapfstelle zugeführt wird, und bei welchem das Reinwasser zumindest zeitweilig mit UV-Licht entkeimt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Umkehr-Osmose-Modul ankommende Permeatstrom vor dem Einleiten in den Speicherbehälter entkeimt wird und daß das aus dem Speicherbehälter kommende Reinwasser vor der Ent­ nahme an der Zapfstelle nochmals mit UV-Licht entkeimt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Speicherbehälter befindliche Reinwasser in vorgegebenen Zeitintervallen umgewälzt und dabei mit UV-Licht entkeimt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinwasser nur bei abgestellter Zapfstelle zum Zwecke des Entkeimens umgewälzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das aus dem drucklosen Speicherbehälter entnommene Reinwasser unter Auf­ bau eines Förderdrucks durch eine UV-Entkeimungs­ strecke als Zapfstrom zur Zapfstelle oder als Umwälzstrom zurück zum Speicherbehälter gepumpt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Umkehr-Osmose-Modul kommende Permeat­ strom durch die genannte UV-Entkeimungsstrecke in den Speicherbehälter geleitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Umkehr-Osmose-Modul bei Unterschreiten eines vorgegebenen Füllstandes im Speicherbehälter mit Rohwasser beaufschlagt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehr-Osmose-Modul nur bei abgestellter Zapfstelle mit Rohwasser beaufschlagt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Rückfluß von Rein­ wasser aus der UV-Entkeimungsstrecke zur Auslaß­ seite des Speicherbehälters verhindert wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Intensität der UV- Lichtquelle überwacht und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts ein Alarm ausgelöst wird.

10. Vorrichtung zur Aufbereitung von Wasser mit einer eingangsseitig unter Druck mit vorgereinigtem Rohwasser beaufschlagbaren Umkehr-Osmose-Modul (18), dessen Konzentratausgang (20) vorzugsweise über eine Drossel (22) mit einem Abfluß verbunden ist, dessen Permeatausgang (24) über eine Permeatlei­ tung (26) mit dem Einlaß (34) eines auslaßseitig über eine Zapfleitung zu einer Zapfstelle (50) ′ führenden Speicherbehälters (36) verbunden ist, und mit einer in einer Reinwasserleitung angeord­ neten UV-Entkeimungsstrecke, dadurch gekennzeich­ net, daß sowohl in der Permeatleitung (26) als auch in der Zapfleitung (48) eine UV-Entkeimungs­ strecke (28) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die UV-Entkeimungsstrecke (28) in einem gemeinsamen Leitungszweig der Permeatleitung (26) und der Zapfleitung (48) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (42) und Einlaß (34) des Speicherbehälters (36) über eine die gemeinsame UV-Entkeimungsstrecke (28) enthaltende Umwälzleitung (38, 32) miteinander verbindbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter (36) unter Atmosphärendruck steht und auslaßseitig mit einer vorzugsweise elektromotorischen Förder­ pumpe (44) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der Hochdruckseite der Förder­ pumpe und der Eintrittsseite der UV-Entkeimungs­ strecke (28) ein Rückflußverhinderer (46) angeord­ net ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Permeatleitung (26) eintrittsseitig an die UV-Entkeimungsstrecke (28) angeschlossen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, gekennzeichnet durch ein auf der Austrittsseite der UV-Entkeimungsstrecke (28) angeschlossenes Umsteuerventil (30), das ausgangsseitig wahlweise zwischen der Zapfstelle (50) und dem Speicherbe­ hältereinlaß (34) umsteuerbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch ein mit dem Umsteuerventil (30) gekoppelter Schal­ ter zur Ansteuerung der Förderpumpe (34) .

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteuerventil (30) als Zapfstellenhahn ausgebildet oder in diesem inte­ griert ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, gekennzeichnet durch einen im Speicherbehälter (36) angeordneten Niveauregler (38) zur Auslösung und Unterbrechung der Rohwasserzufuhr zum Umkehr- Osmose-Modul.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch ein dem Umkehr-Osmose-Modul vorgeschaltetes, über den Niveauregler (38) ansteuerbares Steuerventil (12).

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, gekennzeichnet durch eine elektronische Steuerungs­ einrichtung zur zeitweiligen Ansteuerung der För­ derpumpe (44) und Auslösung eines Umwälzentkei­ mungsvorgangs.