DE1927333A1

DE1927333A1 - Preparation of high-purity fully desalinated - water

Info

Publication number: DE1927333A1
Application number: DE19691927333
Authority: DE
Inventors: Kurt Marquardt
Original assignee: Hager and Elsaesser GmbH
Current assignee: Hager and Elsaesser GmbH
Priority date: 1969-05-29
Filing date: 1969-05-29
Publication date: 1970-12-03

Abstract

The untreated water is fed to a first stage having a cation exchange filter and an anion exchange filter, as well as a deposit filter. The first stage is connected to a second one comprising a super-filter, a sterilisation plant and a mixed-bed filter. The first stage has the untreated water feed, and the second one has the purified water outlet.

Description

Vorrichtung zur Aufbereitung von vollentsalztem Wasser hohen Reinheitsgrades Die Erfintng betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung von vollentsalztem Wasser hohen Reinheitsgrades unter Verwendung von Ionenaustauschern sowie mechanischen Filtern Dei verschiedenen technischon Proze@@en, in@beaondere galvanischen Prozes@en, werden an den Reinheit@@rad von Was@er h@ufig hohe Anforderungen gestellt. So soll beispielsweise das für Spüizwecke bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen verwendete Wa@ser einen Reinheitagrad aufweinsen, der n@he der theoretischen Grenze liegt, Für derartige Verfahren ist ein Beinheitagrad von ca. Device for the treatment of fully demineralized water with a high degree of purity The invention relates to a device for the treatment of fully demineralized water high degree of purity using ion exchangers and mechanical ones Filter The various technical processes, in particular galvanic Processes are often made high demands on the purity of Was @ er. For example, it should be used for flushing purposes in the manufacture of printed circuits used water to show a degree of purity that is close to the theoretical limit A unit degree of approx.

0,05 bis 0,06 us erford@rlich, währand der theoretische Leitfähigkeitawert bei einer Temperatur von + 20° C bei ca, 0,04 us liegt.0.05 to 0.06 us required, while the theoretical conductivity value at a temperature of + 20 ° C is approx. 0.04 us.

Derart hohe Reinheitsgrade des Wassers Können nicht allein durch verwendung von Ionenaustauscheranlagen erreicht werden, wie @ie z.B. zur Erzielung eines vollentsalzten Wa@er@ eing@@@tzt werden.Such a high degree of purity of the water cannot be achieved through use alone can be achieved by ion exchange systems, such as @ie e.g. to achieve a fully demineralized Wa @ er @ eing @@@ tzt.

Da die im Wasser verbloibenden noutralen Tcilchon nur eine Grösse aufweisen dürfen, die kleiner als ein Mikron ist, mü@@on zus@talich Anschwemmfilter eingestat werdon, durch dio organi@che oder anorganische mikroskopisch bis submikroskopisch kleine Teilchen entfernt werden. Aus@erdem werdon durch derartige Anschwemmfilter auch gro@@molekulare Substanzen in gelöster Form wie @uminsäuren, Phenole, oberflächenaktive Substanzen usw, abgefangen. Die filtrieronden Schichten dieser Filter hestehen in der R@gel aus kieselguz, Zellulose, Asbest, Aktivkohie oder aus einer Mischung dieser Nateri@lien.Since the neutral Tcilchon remaining in the water is only one size that is smaller than a micron, mü @@ on plus @ talich precoat filter admitted to werdon, by organic or inorganic microscopic to submicroscopic small particles are removed. From @ erdem werdon through such precoat filters also large molecular substances in dissolved form such as umic acids, phenols, surface-active substances Substances, etc., intercepted. The filter layers of these filters are in The R @ gel made of kieselguz, cellulose, asbestos, activated carbon or a mixture of these Nateri @ lien.

Es hat sich g@z@igt, dass auch die Verwendung der an sich bekannten Ionenaustauscheranlagen und An@chwemmfilter in Hinter@inunderfolge nicht ausreichen, um ein Reinstwasser zu erzeugen, das die oben angogebenen Werte erreicht. Viel@cht müs@@n die einzelnen Filteralomente so ausgow@hlt und so geschalt@t werden, das@ sine kontinuierliche Feinfiltrierung möglich ist und Verunreinigungen, z. B, durch Abrieb der Harze und Ablösungen an den Leitungsrohren, entfernt werden, auch wenn an der Entnahmestelle kein Wasserverbrauch stattfindet, Der Er-fincWlg liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Aufbereitung eines Wassers hohen Reinheitsgrades mit Werten von ca.It has been shown that the use of the known Ion exchange systems and flood filters in Hinter @ inund do not suffice, to produce ultrapure water that achieves the values specified above. Much @ cht the individual filter moments must be selected and switched in such a way that the @ sine continuous fine filtration is possible and impurities, z. B, can be removed by abrasion of the resins and detachment on the line pipes, even if there is no water consumption at the extraction point, Der Er-fincWlg The underlying task is to provide an arrangement for treating a high water level Degree of purity with values of approx.

0,05 bis 0,06 ,uS zu erzeugen, wobei der hohe Reinheitsgrad des Wassers stets garantiert werden kann, Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das aufzubereitende Rohwasser einer ersten mit mindestens einem Kationen- und einem Anionenaustauschfilter sowie einem Anschwemmfilter ausgerüsteten Stufe zugeführt wird, die mit einer zweiten, mindestens-ein Feinstfilter, eine Entkeimungsanlage sowie ein Mischbettfilter enthaltenden Stufe in Verbindung steht, wobei die erste Stufe mit dem Rohwasserzulauf und die zweite Stufe mit der Reinwasserentnahme versehen ist.0.05 to 0.06, uS to produce, with the high degree of purity of the water can always be guaranteed, This object is achieved according to the invention by that the raw water to be treated has a first with at least one cation and an anion exchange filter and a precoat filter equipped stage with a second, at least one ultra-fine filter, a disinfection system and a stage containing mixed bed filters, the first Stage with the raw water inlet and the second stage with the pure water extraction is.

Zweckmässig steht die Reinwasserentnahme mit der zweiten Stufe über eine Uberschusswasserrückführungsleitung in Verbindung, wodurch auch bei Nichtentnahme ein ständiger Kreislauf des Reinwassers und damit ein laufendes UmwSlzen gewährleistet ist.The pure water withdrawal expediently protrudes with the second stage an excess water return line in connection, which means that even if it is not withdrawn a constant circulation of the pure water and thus a continuous circulation is guaranteed is.

Die erste Stufe, die vollentsalztes reines Wasser liefert, besteht zweckmässig aus einer an sich bekannten Aufbereitungsvorrichtung mit einem Doppelstockfilter, einem schwachsauren und starksauren Kationenaustauscher, einem C02-Rieselentgaser, einem Anschwemmfilter sowie einem schwachbasischen und einem starkbasischen Anionenaustauscher. Das mit dieser Stufe aufoereit@te Wasser weist praktisch keine Kohlensäure und Kieselsäure mehr auf, jedoch ist der gewünschte Reinheitsgrad noch nicht erreicht. Dieses wird durch eine zweite Stufe erzieit, die mindestens ein Feinstfilter, eine Entkeimungsanlage sowie mindestens einen Mischbettaustauscher enthält, wobei diese Elemente aus Sicherheitsgründen vorzugsweise in doppelter Ausführung parallel angeo@dnet und mit @ilfe von gegebenenfalls automatisch schaltbaron Ventilen wechselw@ise schaltbar sind.The first stage, which provides fully demineralized pure water, is there expediently from a processing device known per se with a double-deck filter, a weakly acidic and strongly acidic cation exchanger, a C02 trickle degasser, a precoat filter as well as a weakly basic and a strongly basic Anion exchanger. The water treated at this stage has practically no water Carbonic acid and silica have more, but the desired degree of purity is still not reached. This is achieved through a second stage, which is at least one Fine filter, a disinfection system and at least one mixed bed exchanger contains, these elements preferably in duplicate for safety reasons parallel connected and with the help of, if necessary, automatically switchable valves changeable w @ ise are switchable.

In der anliegenden Zeichnung ist ein Ausführung@beispiel einer Schaltanordnung zur Erzielung eines Wassers höchsten Reinheitsgrades in schematischer Darstellung wiedergegeben.The attached drawing shows an example of a switching arrangement to achieve water of the highest degree of purity in a schematic representation reproduced.

Das aufzubereitende Rohwasser t@itt in einen sammelbehälter 1 ein und wird einer zweietrascigen Aufbereitungsonlage zugeführt, die aus zwei Doppelstockfiltern 2, zwei schwachsauren Kationenaustauschern 3 und einem CO2-Rieselentgaser 4 benteht, in welchem die Teilströme zusarm@engeführt werden. Die weitere Entsalzung und Reinigung erfolgt in zwei Kationen-Anionenstras@en, denen ein Anschwemmfilter 5 vorgeschaltet ist, durch welches auch kolloiddisperse Stoffe aus dem Wasser ent@ernt werden. Hit 6 ist ein starksaurer Kationenaustauscher und mit 7 ein sch@achbasischer Anionen@ustauscher gekennzeichnet. Die Nachschaltung cines starkbasischen Anionenaustauscher 8 dient dazu, auch die restlichen Anlonen, wie Kieselsäure, Kohlen@äre usw., zu entfernen.The raw water to be treated enters a collecting tank 1 and is fed to a two-cylinder processing system consisting of two double-deck filters 2, two weakly acidic cation exchangers 3 and a CO2 trickle degasser 4 is required, in which the partial flows are brought together. The further desalination and purification takes place in two cation-anion streams, which are preceded by a precoat filter 5 is, through which colloidal substances are removed from the water. hit 6 is a strongly acidic cation exchanger and with 7 a sch @ ach basic anion exchanger marked. The downstream connection of a strongly basic anion exchanger 8 is used also to remove the remaining anions, such as silica, carbons, etc.

Das am Ende die@er ersten Stufe aus den Anionen@ustauschern 8 austretende Wa@ser gelangt in einen Zwischenbeh@lter 9, an welchen sich eine zweite Stufe anschliesst, durch welche die bereits vorliegende hohe Reinhoit des Wasaers und die Sicherheit g@gen auftretende Verunr@inigungen noch erhöht werden soll, Zu diesem Zweck läuft das Reinwasser durch ein Feinstfilter 10 und durch eine Entkeimungsanlage ll, die z.B. einen UV- oder Ozonstrahler enthält. An die@e schliessen sich Hischbettfilter 12 an, die aus Sich@rheitsqr@nden in Wechsel- oder Hintereinanderschaltung betrieben werden. Es ist vorge@ehen, dass nach den Hischbettfiltern noohmals oin Feinstfilter 10 und eine Entkeimung@@nl@ge ll geordnet sind, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Alsdann gelangt das Wasser zu den Entnahmestellen. Die Zuf@hri@itung ist als Ringleitung 16 aus@ebildet. Diese Ringleitung enthält mehrere Zapfatellen 17, von denen drei in der Zeichnung derge@tellt sind.That at the end of the first stage from the anion exchangers 8 emerging Water arrives in an intermediate container 9, which is followed by a second stage, through which the already existing high purity of the Wasaers and the security If any impurities are to be increased, the process is running for this purpose the pure water through a fine filter 10 and through a disinfection system ll, the e.g. contains a UV or ozone heater. Hischbett filters are attached to the @ e 12, which are operated alternately or in series for reasons of security will. It is provided that after the Hischbettfilter noohmals oin fine filter 10 and a sterilization @@ nl @ ge ll are arranged as shown in the drawing is. The water then reaches the tapping points. The feed is as Ring line 16 from @ e forms. This ring main contains several Zapfatellen 17, of which three are shown in the drawing.

An don Entnahme@tellen sind, vorzugaweise on Schalttafeln, Mischbettpatron@n in Form von kleinen Laborfiltern angeordnet, an die sich jeweils ein mechanische@ F@infilter 14 anschliesst, da@ zur Filtration von etwa durch Abrieb oder dorgl. entst@ndonen kolloidalen Verunreinigungen dient. Das Mischbettfilter 13 kann zweckmä@sig in Parallelschaltung angeordnet @oin, um bei der Regenerierung oder Auswech@lung des and@ren Filters wechs@lweise betätigt zu werden. So ist steta gewährleistet, das@ ein Mischbett@ilter 13 @unktionsbereit int.At the withdrawal points, preferably on control panels, there are mixed-bed cartridges arranged in the form of small laboratory filters, each of which has a mechanical @ F @ infilter 14 connects, as @ for the filtration of for example through abrasion or the like. is used to generate colloidal impurities. The mixed bed filter 13 can expediently Arranged in parallel @oin for regeneration or replacement of the other filter to be operated alternately. This is how steta is guaranteed das @ a mixed bed @ ilter 13 @functional ready int.

Das Wasser wird über eine Rückführieitung in zu dem Zwischenbehälter 9 mittels nicht näher dargestellter Pumpen im kreizlauf g@führt. In dienor Leitung ist zw@ckm@@@ig ein druckabhän@ig gest@uertes Ventil 20 eingebaut, dn@ für konstant@ Druckvarhältnis @e in dieser Leitung @orgt. Wird an der Entnahmestation 16 Wasser entnommen, dann wird durch den entstehenden Druckabfall in der Leitung das Ventil 20 gedrosselt bzw. geschlessen, während bei nur geringer oder keiner Entnahme durch das Ansteigen des Druckes das Ventil 21 geöffnet wird, um das Reinwasser in den Kreislauf zu führen.The water is returned to the intermediate tank via a return line 9 by means of pumps not shown in more detail in the kreizlauf g @ leads. In dienor management a pressure-dependent controlled valve 20 is installed between ckm @@@ ig, dn @ for constant @ Pressure ratio @e on this line @ cares. Will be at the removal station 16 water is removed, then is due to the resulting pressure drop in the line the valve 20 throttled or closed, while with little or none Withdrawal by the increase in pressure the valve 21 is opened to the pure water to lead into the cycle.

Eine weitere Rückführleitung 15 führt vom Zwischenbehülter 9 zum Rieselentgaser 4, um ein bei Stilletand auftretendes Ansteigen der L@itfähigkeit, bedingt durch Cegenioneneffekt, zu verhinder. Another return line 15 leads from the intermediate container 9 to Trickle degasser 4 in order to prevent an increase in the load capacity that occurs during standstill, due to the gene ion effect, to be prevented.

In der Leitung sind zweckm@ssing noch Hessgeräte zur Anzeige und Messung des Reinheitsgrades eingeschaltet, die bei Absinken unter einon vorgogebenen Wert die Mischbettfilter 13 und die Filtor 14 einschalten können. In the line there are also Hessgeräte for display and Measurement of the degree of purity switched on, which is preset when it drops below one Worth the mixed bed filter 13 and the filter 14 can turn on.

Claims

1. Device for the treatment of fully demineralized water with a high degree of purity using ion exchangers and mechanical filters, characterized in that that the raw water to be treated is a first with at least one cation (3) and an anion exchange filter (7, 8) and a precoat filter (5) Stage is fed with a second, at least one fine filter (10), a Disinfection system (11) and a mixed-bed filter (12) containing stage in connection stands, the first stage with the raw water inlet and the second stage with the Pure water withdrawal (16) is provided,

2. Device according to claim 1, characterized in that that the pure water extraction with the second stage via an excess water return line (18) is in connection.

3, device according to claim 1, characterized in that the first Stage consists of a processing device known per se, which is a double-deck filter (2), a weakly acidic cation exchanger (3), a C02 trickle degasser (4), a precoat filter (5), a strongly acidic cation exchanger (6), a weakly basic one as well as a strongly basic anion exchanger (7, 8),

4th Device according to claim 2, characterized in that in the excess water duct (18) at least one pressure-dependent controlled valve is provided.

5. Apparatus according to claim 1 and 4, characterized in that the second stage, preferably directly at the removal station (16), another Has mixed bed filter (13) and a mechanical fine filter (14).

6. The device according to claim 1, characterized in that the removal stations (17) are connected to a return line designed as a ring line (16),