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Title:
DECARBURIZING METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING CLEAR PROCESS WATER HAVING REDUCED CARBONATE HARDNESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/034867
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a decarburizing method for obtaining clear process water having reduced carbonate hardness from raw water having a carbonate hardness of at least 1.3 mmol/l, comprising the following method steps: adding an aqueous calcium hydroxide solution to the water at a predefined mixing ratio in order to precipitate calcium carbonate (CaCO3) from the raw water by means of a precipitation reaction, and feeding the decarburized raw water to a device for membrane filtration in order to filter the precipitated calcium carbonate out of the raw water. According to the invention, the raw water having added calcium hydroxide solution is fed in a flow within a pipeline system (18) at a defined pressure greater than atmospheric pressure within an average dwell time of T ≤ 6 minutes and is decarburized by means of the precipitation reaction. The invention further relates to a device (10) for carrying out the decarburizing method according to the invention.

Inventors:
EUMANN MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/065051
Publication Date:
March 22, 2012
Filing Date:
August 31, 2011
Export Citation:
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Assignee:
EUMANN MICHAEL (DE)
International Classes:
C02F5/06; C12C5/00
Domestic Patent References:
WO1994011309A11994-05-26
Foreign References:
US4670150A1987-06-02
US6270671B12001-08-07
DE102010044966A12011-04-14
EP0495451A11992-07-22
DE69200371T21995-01-05
EP0214577A21987-03-18
DE102008039447A12010-03-04
Attorney, Agent or Firm:
KOHLER SCHMID MÖBUS PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Entcarbonisierungsverfahren zum Gewinnen von in seiner Carbonathärte reduziertem klarem Betriebswasser aus Rohwasser mit einer Carbonathärte von zumindest 1,3 mmol/1, mit den folgenden Verfahrensschritten :

- Versetzen des Rohwassers mit einer wassrigen Caiciumhydroxidlösung in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis, um Calciumcarbonat (CaC03> im Wege einer Fällungsreaktion aus dem Rohwasser auszufällen,

- Zuführen des entcarbonisierten Rohwassers an eine Vorrichtung zur Membranfiltration (32), um das aus dem Rohwasser ausgefällte Calciumcarbonat herauszufiltern, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Caiciumhydroxidlösung versetzte Rohwasser innerhalb einer mittleren Verweilzeit von T < 6 Minuten bei einem definierten Druck > Atmosphärendruck innerhalb eines Rohrleitungssystems (22) strömend geführt und unter Ablauf der Fällungsreaktion entcarbonisiert wird. , Entcarbonisierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich entlang des Rohrleitungssystems (22) ein

Druckgefälie im strömenden Rohwasser von mindestens 1,5 bar ausbildet.

3. Entcarbonisierungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Caiciumhydroxidlösung versetzte Rohwasser dem Rohrleitungssystem (22) eingangsseitig mit einem Druck von 3 bis 10 bar zugeführt wird,

4. Entcarbonisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohwasser mit der Caiciumhydroxidlösung mittels Einbauten und/oder eines Strömungsmischers, insbesondere mittels eines Strahlmischers, eines statischen Mischers (26), eines dynamischen Mischers und/oder eines Mikromischers, vermischt wird,

5. Entcarbonisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, dass die Caiciumhydroxidlösung eine untersättigte, gesättigte oder eine übersättigte Caiciumhydroxidlösung ist.

6. Entcarbonisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis des Rohwassers mit der Caiciumhydroxidlösung mittels einer Steuereinheit (18) in Abhängigkeit von Messwerten zumindest eines zur Bestimmung einer Carbonathärte des Rohwassers und/oder des Betriebswassers vorgesehenen Sensors (20) geregelt wird. 7. Entcarbonisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, es sich bei der Vorrichtung zur Membranfiitration (32) um eine Mikrofiltration oder eine Ultrafiltration handelt und/oder dass die Vorrichtung zur Membranfiltration (32 ) im Überströmverfahren betrieben wird.

8. Entcarbonisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das entcarbonisierte Rohwasser der Vorrichtung zur Membranfiltration (32) mit maximal 1,5 bar, insbesondere mit ungefähr 1 bar zugeführt wird.

9. Entcarbonisierungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückführung von Retentat aus der Vorrichtung zur Membranfiltration (32) zwecks dessen Wiederverwendung bei einer Herstellung der Caiciumhydroxidlösung vorgenommen wird.

10. Vorrichtung (10) zum Gewinnen von in seiner Carbonathärte reduziertem klarem Betriebswasser aus Rohwasser mit einer Carbonathärte von zumindest 1,3 mmol/1, mit einer Zuführeinrichtung (14) zum Zusammenführen eines Rohwasserstroms mit einer Caiciumhydroxidlösung in einem vorgebbaren Mischungsverhältnis, um aus dem Rohwasser Calciumcarbonat im Wege einer Fällungsreaktion auszufällen, und mit einer Vorrichtung zur Membranfiltration (32) zum Ausfiltern des aus dem Rohwasser ausgefälltem Calciumcarbonats, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführeinrichtung (14) und der Vorrichtung zur Membranfiltration (32) ein Rohrleitungssystem (22) zwischengeschaltet ist, durch das das mit der Caiciumhydroxidlösung versetzte Rohwasser innerhalb einer Verweilzeit von T < 6 Minuten unter einem definierten Druck von 3-10 bar während des Ablaufs der Fällungsreaktion strömt.

Description:
Entcarfoos islerungsverfafirers sowie Vorrichtung zum Gewinnen von In seiner Carbonathärte reduziertem klarem Betriebswasser

Die Erfindung betrifft ein Entcarbonisierungsverfahren sowie eine Vorrichtung zum Gewinnen von in seiner Carbonathärte reduziertem (entcarbonisiertem) klarem Betriebswasser aus Rohwasser mit einer Carbonathärte von zumindest 1,3 mmol/1. Das Rohwasser wird in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis mit einer wässrigen Calciumhydroxidlösung versetzt, um Calciumcarbonat (CaCOs) im Wege einer Fällungsreaktion aus dem Rohwasser auszufällen. Das entcarbonisierte Rohwasser wird einer Vorrichtung zur Membranfiltration zugeführt, um das aus dem Rohwasser ausgefällte Calciumcarbonat herauszufiltern.

Derartige Entcarbonisierungsverfahren werden seit vielen Jahren bei der Trinkwasseraufbereitung oder auch speziell bei Getränkeherstellungs- verfahren, beispielsweise bei der Bierherstellung, d.h. beim Bierbrauen, angewandt. Durch die Zugabe der Calciumhydroxidlösung, die bei der industriellen Entcarbonisierung von Rohwasser aus Kostengründen üblicherweise vor Ort durch Lösen von Calciumhydroxid in Wasser hergestellt wird, wird vorrangig die Carbonathärte des Rohwassers verringert, indem Calciumhydroxid mit im Rohwasser enthaltenem Hydrogencarbonat und Caiciumionen zu Caiciumhydrogencarbonat und Wasser gemäß der nachstehenden Reaktionsgleichung umgesetzt wird:

Ca 2 + 2 HCO ~■ + Ca(ÖH) 2 2 CaC0 3 + 2 H 2 Ö

Kar onatfa arte

Die Zugabe von Calciumhydroxid zur Wasserenthärtung ist beispielsweise aus der DE 692 00 371 T2 bekannt geworden. Die Ausfällung findet dabei an einem Filterkuchen aus Calciumcarbonatkristallen statt.

Auch in der EP 0 214 577 A2 wird eine Entcarbonisierung des Wassers durch Zugabe von Calciumhydroxid erreicht, wobei anfallendes

Calciumcarbonat aus dem Wasser durch Filtrieren abgetrennt wird. Zum Abtrennen von ausgefälltem Calciumcarbonat wird in der DE 10 2008 039 447 AI die Verwendung eines Membranfilters vorgeschlagen.

Bei der industriellen Entcarbonisierung von Rohwasser müssen mitunter große Mengen Rohwasser pro Stunde entcarbonisiert werden. Bei den am Markt verfügbaren Kalkfällungsanlagen erfolgt die Entcarbonisierung dabei nach dem Prinzip der sogenannten offenen Entcarbonisierung in zylindrokonischen Reaktionsbehältern. Aufgrund der dabei niedrigen maximal möglichen Strömungsgeschwindigkeit müssen die Reaktionsbehälter entsprechend groß dimensioniert sein und erreichen daher teilweise die Höhe eines mehrstöckigen Gebäudes. Das Rohwasser wird in die Reaktionsbehälter in der Regel über ein Tauchrohr eingeleitet und die Calciumhydroxidlösung wird als unter- bzw. gesättigtes (klares) Kalkwasser oder auch als übersättigte Lösung, als sogenannte Kalkmilch, zugesetzt, bei der Calciumhydroxid zusätzlich aufgeschlämmt, d.h. suspendiert vorliegt. Die Kalkfällung im Rohwasser erfolgt während des langsamen Aufsteigens des Rohwassers und dauert üblicherweise etwa eineinhalb Stunden. Das entcarbonisierte Wasser wird im oberen Bereich des Reaktionsbehälters, d.h. im Bereich eines Wasserspiegels abgezogen, während das aus dem Rohwasser ausgefällte Calciumcarbonat sedimentiert und vom Boden des Reaktionsbehälters evakuiert und ggf. zur erneuten Herstellung von Kalkwasser bzw. Kalkmilch rückgeführt und aufbereitet wird.

Im Grenzbelastungsbereich derartiger Kalkfällungsanlagen bzw. Reaktionsbehäiter oder auch bei häufigem Ein- und Abschalten der Anlagen kann es zu Qualitätsproblemen in Form von trüben Abläufen kommen, die in de diesem Verfahrensschritt nachfolgenden Prozessen zu erheblichen Schwierigkeiten führen können. Solche Kalkfällungsanlagen weisen zudem aufgrund der erforderlichen Baugröße der Reaktionsbehälter einen hohen Platzbedarf auf und sind, nicht zuletzt aufgrund des erforderlichen hohen Automatisierungsgrades, in der Anschaffung ausgesprochen kosten-intensiv.

Der Erfindung lieg die Aufgabe zugrunde, ein Entcarbonisierungsverfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Entcarbonisieren von Rohwasser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 anzugeben, die die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik überwinden.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird durch ein Entcarbonisierungsverfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen und die die Vorrichtung betreffende Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.

Erfindungsgemäß wird das mit der Calciumhydroxidlösung versetzte Rohwasser innerhalb einer mittleren Verweilzeit von T < 6 Minuten bei einem definierten Druck größer Atmosphärendruck innerhalb eines Rohrleitungssystems strömend geführt, in dem es unter Ablauf der Fällungsreaktion entcarbonisiert, d.h. in seiner Carbonathärte reduziert, wird. Der damit verbundene Vorteil besteht im Wesentlichen darin, dass beliebige Rohwassermengen auf effiziente und zügige Weise in ihrer Carbonathärte kontinuierlich unter Druck strömend reduziert werden können. Die dazu im Stand der Technik erforderlichen großen Reaktionsbehälter entfallen ersatzlos, wodurch ein für die Durchführung des Verfahrens erforderlicher Platzbedarf insgesamt erheblich reduziert ist. Der Ablauf der Entcarbonisierungsreaktion, d.h. die Kalkfällung, ist unter dem gegenüber einem Umgebungsdruck erhöhten Druck bzw. Druckgefälle im Inneren des Leitungssystems insgesamt beschleunigt. Das Rohrleitungssystem ist in seiner aktiven Länge sowie seinem Strömungsquerschnitt insgesamt auf einen jeweiligen Mengenfluss des mit der Calciumhydroxidlösung versetzten und zu entcarbonisierenden Rohwassers pro Zeiteinheit ausgerichtet und kann im Hinblick auf einen möglichst geringen Platzbedarf im Wesentlichen wendeiförmig ausgebildet sein. Das beim Durchströmen aus dem Rohwasser ausgefällte Calciumcarbonat wird, wie auch andere Schwebepartikel, durch die Vorrichtung zur Membranfiltration aus dem entcarbonisierten Rohwasser herausgefiltert, so dass ein in seiner Carbonathärte reduziertes, d.h. zumindest teilweise entcarbonisiertes, klares Betriebswasser bereitgestellt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Einsatz beim Bierbrauen oder der Trinkwasseraufbereitung. Das Betriebswasser kann dabei in weiteren Aufbereitungsschritten modifiziert werden oder auch direkt als Brauwasser zur Herstellung von Bier eingesetzt werden. Unter Betriebswasser wird im Rahmen dieser Erfindung jedwedes Wasser verstanden, das in irgendeiner Form eine Aufbereitung erfahren hat. Dies können Zusätze, Abtrennungen, Veränderungen sein, die das Roh- oder Frischwasser erfährt. Das erfindungsgemäße Rohrleitungssystem kann auch ein oder mehrere Behältnisse mit und/oder beweglichen und/oder ortsfesten Einbauten aufweisen. Die im Rahmen der Erfindung vorgegebenen Mischungsverhältnisse von Rohwasser mit einer wässrigen Calciumhydroxidlösung können stöchiometrisch oder unstöchiometrisch (unter- bzw. über-) sein.

Im Rohrleitungssystem bildet sich bevorzugt beim Durchströmen des zu entcarbonisierenden Rohwassers ein Druckgefälle von mindestens 1,5 bar aus, das einerseits die Fällungsreaktion zeitlich beschleunigt und andererseits ein kompaktes Rohrleitungssystem ermöglicht, das vom Rohwasser in turbulenter Strömung durchströmt wird.

Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Entcarbonisierungsverfahrens wird das mit der Calciumhydroxidiösung versetzte Rohwasser dem Rohrleitungssystem eingangsseitig mit einem Druck von 3 bis 10 bar zugeführt. Dadurch ist einerseits eine besonders schnelle und effektive Entcarbonisierung möglich. Andererseits kann die Entcarbonisierung von über ein öffentliches Wasserversorgungsnetz bereitgestelltem Rohwasser gegebenenfalls ohne zusätzliche Druckerhöhung, beispielsweise mittels Pumpen, durchgeführt werden, um so Brauchwasser mit einer definierten Carbonathärte bereitzustellen.

Zugleich wird bei diesen Drücken ein für eine Druckdichtigkeit des Leitungssystems erforderlicher konstruktiver Aufwand sowie Materialeinsatz gering gehalten.

Das Rohwasser wird insbesondere mittels eines Strahlmischers, einem statischen Mischer, einem dynamischen Mischer und/oder einem Mikromischer, mit der Calciumhydroxidiösung vermischt. Im Falle eines Strahlmisehers wird das Calciumhydroxid und das Rohwasser in einer Düse soweit beschleunigt, dass die Flüssigkeiten in einem nachfolgenden Mischraum turbulent strömen und sich dabei miteinander vermischen. Der Strahlmischer kann dabei direkt von der Zuführeinrichtung gebildet sein oder auch in einem nachgeschalteten Abschnitt des Leitungssystems angeordnet bzw. von diesem ausgebildet sein. Im Falle des statischen Mischers handelt es sich um ein Durchströmelement mit Innenstrukturen, die zu einem Verwirbeln und Vermischen des Rohwassers und der zugesetzten Calciumhydroxidiösung führen, Dabei sind die Mischelemente eines statischen Mischers nicht, z.B. elektrisch, angetrieben. Derartige Innenstrukturen können z.B. als sich in Strömungsrichtung teilweise überdeckende Anströmflächen innerhalb des Leitungssystems ausgebildet sein.

Die Calciumhydroxidlösung kann nach der Erfindung eine untersättigte, gesättigte oder eine übersättigte Calciumhydroxidlösung sein. Im Falle einer unter- bzw. gesättigten Calciumhydroxidlösung ergeben sich Vorteile bezüglich eines Vermischens der Calciumhydroxidlösung unter Druck mit dem entsprechenden Rohwasser, da beispielsweise Einspritzdüsen oder dergl. nur geringfügig bzw. überhaupt nicht mit ungelösten Partikeln zugesetzt (verstopft) werden können. Dadurch kann insgesamt die Standzeit der Zuführeinrichtung ohne weitere Wartung verbessert werden. Bei Einsatz einer übersättigten Calciumhydroxidlösung (sog. Kalkmilch) liegt Calciumhydroxid zusätzlich in seiner ungelösten und daher lediglich in der Lösung aufgeschiämmten Form, d.h. suspendiert, vor.

Die Calciumhydroxidlösung wird vorzugsweise vor Ort angesetzt, indem beispielsweise gebrannter Kalk, also Calciumoxid mit Wasser versetzt wird („Kalklöschen") oder aber Calciumhydroxid in Wasser eingebracht bzw. darin gelöst/suspendiert wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das jeweilige Mischungsverhältnis des Rohwassers mit der Calciumhydroxidlösung nicht empirisch, sondern mittels einer Steuereinrichtung, vorzugsweise in Abhängigkeit einer jeweiligen Carbonathärte des mit der Calciumhydroxidlösung zu versetzenden Rohwassers und/oder der (Rest-) Carbonathärte des der Vorrichtung zur Membranfiltration zu- bzw. des aus dieser Filtrationsanlage ausgeleiteten Betriebswassers, geregelt. Die Ermittlung der jeweiligen Carbonathärte kann beispielsweise mittels geeigneter Sensoren, beispielsweise im Wege einer pH-Wert Messung und/oder einer Messung der elektrischen Leitfähigkeit des Roh- bzw. Betriebswassers erfolgen.

Bei der Vorrichtung zur Membranfiltration handelt es sich vorteilhaft um eine Mikrofiltration, bevorzugt eine Ultrafiltration, wodurch eine weitgehende bzw. vollständige Ausfilterung von wassertrübenden Kalkpartikeln (Calciumcarbonatpartikeln) ermöglicht wird. Man unterscheidet eine Mikrofiltration und eine Ultrafiltration über den Grad der Abtrennung. Werden Partikel mit der Größe 0,5-0,1 pm abgetrennt, spricht man von Mikrofiltration, sind die ausgefilterten Partikel 0,1-0,01 pm groß, dann bezeichnet man den Filtrationsvorgang als Ultrafiltration. Die Vorrichtung zur Membranfiltration kann dabei insbesondere auch im sogenannten Überströmverfahren (Crossflow) betrieben werden und selbstverständlich mehrere Membranfilter umfassen. Das in seiner Carbonathärte reduzierte (entcarbonisierte) Rohwasser wird der Vorrichtung zur Membranfiltration vorzugsweise mit einem mittleren Druck von maximal 1,5 bar, insbesondere 1 bar zugeführt. Dadurch kann einer Beschädigung der Vorrichtung zur Membranfiltration durch zu hohe Drücke effektiv entgegengewirkt werden.

Vorteilhaft kann eine Rückführung von Retentat aus der Vorrichtung zur Membranfiltration zwecks dessen Wiederverwendung bei einer Herstellung der Calciumhydroxidlösung vorgenommen werden. Die Vorrichtung zum Gewinnen von in seiner Carbonathärte reduziertem Betriebswasser aus Rohwasser mit einer Carbonathärte von zumindest 1,3 mmol/1 weist erfindungsgemäß eine der Zuführeinrichtung und der Vorrichtung zur Membranfiltration zwischengeschaltetes Leitungssystem auf, durch das das mit der Calciumhydroxidlösung versetzte Rohwasser innerhalb einer Verweilzeit von T < 6 Minuten, bevorzugt T < 4 Minuten, unter einem definieren Druck von 3-10 bar während des Ablaufs der Fällungsreaktion strömt.

Der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbundene Vorteil besteht im Wesentlichen darin, dass ein beliebiger Rohwasserstrom auf effiziente und zügige Weise unter Druck und kontinuierlich innerhalb einer Rohrleitung in seiner Carbonathärte reduziert werden kann, ohne dass dafür die im dem Stand der Technik erforderlichen großen und in der Anschaffung kostspieligen Reaktionsbehälter erforderlich wären. Das Rohrleitungssystem kann aus am Markt vorkonfektioniert erhältlichen metallischen oder Kunststoff-Rohrleitungen auf einfache und wenig kostenintensive Weise gefertigt werden. Selbst im Grenzbelastungsbereich oder auch bei häufigem Ein- und Abschalten der Vorrichtung werden Qualitätsprobleme, wie beispielsweise ein nicht hinreichend in seiner Carbonathärte reduziertes oder auch trübes Betriebswasser, zuverlässig vermieden. Es versteht sich, dass neben oder zusätzlich zur Füllungsreaktion in beliebigen Verfahrensabschnitten dem Rohwasser und/oder dem Betriebswasser Flockungsmittel oder andere Chemikalien zugegeben werden können, die Partikel und/oder gelöste Stoffe im Roh- und/oder Betriebswasser binden (beispielsweise adsorbieren oder absorbieren) und/oder agglomerieren bzw. den pH-Wert dieser Flüssigketten verändern, so dass die Partikel und/oder die vormals gelösten Stoffe aus dem Roh- und/oder Betriebswasser entfernbar sind,

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Fig. eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung zum Entcarbonisieren von Rohwasser nach dem erfindungsgemäßen Entcarbonisierungs- verfahren.

Die einzige Fig. der Zeichnung zeigt den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und ist nicht maßstäblich zu verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.

In der Figur ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Vorrichtung zum Gewinnen von in seiner Carbonathärte reduziertem klarem Betriebswasser aus Rohwasser mit einer Carbonathärte von mindestens 1, 3 mmol/1 gezeigt. Über die in der Figur gezeigten Vorrichtung 10 wird die Carbonathärte des Rohwassers reduziert. Das Rohwasser wird der Vorrichtung 10 als Rohwasserstrom über einen ersten Leitungsstrang 12 zugeleitet. In einer Zuführeinrichtung 14 wird in den Rohwasserstrom eine über einen zweiten Leitungsstrang 16 zugeführte Calciumhydroxidlösung bekannter Stoffmengenkonzentration zwecks Fällung der in dem Rohwasser enthaltenen Carbonathärte dosiert, wobei die Calciumhydroxidlösung in einem vorgegeben Mischungsverhältnis dem Rohwasser zugemischt wird. Die Calciumhydroxidlösung kann als untersättigtes oder auch gesättigtes Kalkwasser oder aber als übersättigte Lösung, bei der Caiciumhydroxid zusätzlich auch in ungelöster Form suspendiert ist, d.h. als eine sogenannte Kalkmilch, vorliegen. Eine Steuereinrichtung 18 regelt die Dosierung der in der Zuführeinrichtung 14 dem Rohwasserstrom zuzusetzenden Stoffmenge an Caiciumhydroxid, d.h. einen pro Zeiteinheit jeweilig zuzumischenden Volumenstrom der Calciumhydroxidlösung. Die Steuereinrichtung 18 ist diesbezüglich mit einem Sensor 20 verbunden, der vorliegend zur intervallweisen Bestimmung der Carbonathärte des über den ersten Leitungsstrang 12 zugeführten Rohwassers vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit 18 die Calciumhydroxidlösung dem Rohwasser auf Grundlage von Messwerten des Sensors 20 zudosiert. Zur Bestimmung der Carbonathärte kann der Sensor 20 bzw. können weitere Sensoren 20 auch an anderen Bereichen stromabwärts der Zuführeinrichtung 14, beispielsweise vor oder stromabwärts einer Vorrichtung zur Membranfiltration, positioniert sein, Die Zuführeinrichtung 14 weist einen nicht näher dargestellten Injektor auf, über den die Calciumhydroxidlösung unter hohem Druck in den Rohwasserstrom eingespritzt werden kann, so dass bereits in der Zuführeinrichtung 14 eine weitgehende Durchmischung der Calciumhydroxidiösung mit dem Rohwasserstrom erfolgt.

Der solchermaßen mit der Calciumhydroxidiösung versetzte Rohwasserstrom wird unmittelbar nach der Zuführeinrichtung 14 mit einem Druck von 3 bis 10 bar einem Rohrleitungssystem 22 zugeführt, in dem das in der Calciumhydroxidiösung enthaltene Calciumhydroxid mit den im Rohwasser enthaltenen Calciumionen und dem Hydrogencarbonat zu Calciumhydrogencarbonat und Wasser gemäß der nachstehenden Reaktionsgleichung umgesetzt wird. + Ga(OH) 2 * 2 CaCO s + 2 H 2 0

Das Rohrleitungssystem 22 weist einen aus Platzgründen mäanderförmig verlaufenden Rohrleitungsabschnitt 24 auf und kann in nicht näher wiedergegebener Weise aus einer Vielzahl seriell miteinander verbundener Leitungsrohre gebildet sein. Das Rohrleitungssystem 22 ist in seinem von dem mit der Calciumhydroxidiösung versetzten Rohwasserstrom durchströmbaren Querschnittsverlauf sowie seiner Länge derart ausgelegt, dass der Rohwasserstrom das Leitungssystem 22 innerhalb einer mittleren Verweilzeit von T < 6 Minuten, bevorzugt T < 4 Minuten durchströmt und während dieser Zeitdauer innerhalb des Rohrleitungssystems 22 im Wege der vorstehend erläuterten Fällungsreaktion in seiner Carbonathärte auf die gewünschte Carbonathärte reduziert wird. Im Rohrleistungssystem 22 können ein oder mehrere Behältnisse mit beweglichen und/oder ortsfesten Einbauten (Rührer, Mischer, Prallplatten) vorgesehen sein, über die die Geschwindigkeit oder Füllungsreaktion, der Wirkungsgrad der Reaktion und die vorgegebene mittlere Verweilzeit des Betriebswassers im Leitungssystem beeinflusst werden können. Zwecks eines möglichst hohen Durchmischungsgrads des Rohwasserstroms mit der Calciumhydroxidlösung und damit einer möglichst suffizienten und schnellen Kalkfäliung ist im Rohrleitungssystem 22 ein statischer Mischer 26 vorgesehen, der in bekannter Weise mit sich in Strömungsrichtung des zu entcarbonisierenden Rohwassers einander teilweise überdeckenden Anströmplatten 28 versehen ist.

Nach in der Zeichnung nicht näher wiedergegebenen Ausführungsbeispielen kann das Rohrieitungssystem 22 auch weitere bzw. andere Strömungsmischer, wie zum Beispiel einen dynamischen Mischer (z.B. eine Mischpumpe) oder auch einen Strahlmischer aufweisen. Im Falle eines Strahlmischers wird das mit der Calciumhydroxidlösung versetzte und zu entcarbonisierende Rohwasser in einer Düse soweit beschleunigt, dass die Flüssigkeiten in einem nachfolgenden Mischraum turbulent strömen und sich dabei intensiv miteinander vermischen.

Das während des Durchströmens des Rohrleitungssystem 22 in seiner Carbonathärte reduzierte Rohwasser enthält den ausgefällten Kalk (CaC03) in Form von kleinen Schwebepartikel oder auch größeren Kalkagglomeraten und wird daher (unmittelbar) nach seiner Passage durch das Rohrleitungssystem 22 über einen Zulaufschenkel 30 einer Vorrichtung zur Membranfiltration 32 (Membranfilter) mit einem mittleren Druck von bis zu maximal 1,5 bar, insbesondere ungefähr 1 bar, zugeführt.

Die Vorrichtung zur Membranfiltration 32 Ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Mikrofiltration ausgebildet, kann aber auch als Ultrafiltration ausgebildet sein und weist ein oder mehrere, nicht näher wiedergegebene Membranfilter auf, die seriell und/oder parallel geschaltet sein können. Der nach dem Durchströmen des Rohrleitungssystems 22 in seiner Carbonathärte reduzierte Rohwasserstrom kann einerseits durch zumindest einen Membranfilter der Vorrichtung zur Membranfiltration 32 im Durchströmverfahren hindurchgeführt und über einen Ablaufstrang 34 als klares entcarbonisiertes Betriebswasser bereitgestellt werden.

Die Vorrichtung zur Membranfiltration 32 kann bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel darüber hinaus auch im sogenannten Überströmverfahren betrieben werden. Hierbei wird nur ein Teil des der Vorrichtung zur Membranfiltration 32 über einen Zulaufstrang 30 aus dem Rohrleitungssystem 22 zugeleiteten entcarbonisierten Rohwasserstroms über einen Ablaufstrang 34 als Filtrat, d.h. als Betriebswasser, abgezogen. Ein weiterer Teil des entcarbonisierten Rohwasserstroms wird über einen Überströmstrang 36 der Vorrichtung zur Membranfiltration 32 und eine regelbare Abzweigung 38 entweder mittels eines ersten Rückführstrang 40 erneut dem aus der Zuführeinrichtung 14 herausgeführten und mit der CalciumhydroxidlÖsung versetzten Rohwasserstrom stromaufwärts des statischen Mischers 26 beigemischt, oder über einen zweiten Rückführstrang 42 dem aus dem Rohrleitungssystem 22 herausgeführten entcarbonisierten Rohwasserstrom beigemischt und erneut über den Zulaufschenkel 30 der Vorrichtung zur Membranfiltration 32 zugeleitet. Ein sich auf dem Membranfilter bzw. den Membranfilter der Vorrichtung zur Membranfiltration 32 während des Betriebs der Vorrichtung 10 bildender Filterkuchen aus ausgefälltem Calciumhydrogencarbonat kann dadurch vermieden bzw. verzögert werden. Ein solcher Filterkuchen kann zudem durch (ggf. retrogrades) Spülen der Vorrichtung zur Membranfiltration 32 wieder von deren Membranfilter entfernt und ggf. in nicht näher dargestellter Weise bei der Herstellung einer Calciumhydroxidlösung wiederverwendet werden.

Das aus der Vorrichtung zur Membranfiltration 32 über den Ablaufstrang 34 abgezogene Betriebswasser weist eine vorgegebene und gegenüber dem der Vorrichtung 10 zugeführten Rohwasser reduzierte Carbonathärte auf und ist frei von trübenden Partikeln, insbesondere Calciumcarbonatpartikeln .

Das Betriebswasser kann beispielsweise als Getränkewasser bei der Herstellung von Getränken, wie zum Beispiel beim Brauen von Bier, aber ggf. auch als Trinkwasser bzw. Wasser für technische Einsatzzwecke verwendet werden, bei denen klares Betriebswasser mit einer definierten Carbonathärte erforderlich ist.

Vorgeschlagen wird ein Entcarbonisierungsverfahren zum Gewinnen von in seiner Carbonathärte reduziertem klarem Betriebswasser aus Rohwasser mit einer Carbonathärte von zumindest 1,3 mmol/!, mit den folgenden Verfahrensschritten ; - Versetzen des Rohwassers mit einer wässrigen Calciumhydroxidiösung in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis, um Calciumcarbonat (CaC0 3 ) im Wege einer Fällungsreaktion aus dem Rohwasser auszufällen,

- Zuführen des entcarbonisierten Rohwassers an eine Vorrichtung zur Membranfiltration, um das aus dem Rohwasser ausgefällte Calciumcarbonat herauszufiltern.

Erfindungsgemäß wird das mit der Calciumhydroxidiösung versetzte Rohwasser innerhalb einer mittleren Verweilzeit von T < 6 Minuten bei einem definierten Druck größer Atmosphärendruck innerhalb eines Rohrleitungssystems (18) strömend geführt und unter Ablauf der Fällungsreaktion entcarbonisiert. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung (10) zum Durchführen des erfindungsgemäßen Entcarbonisierungsverfahrens.