DE-102024132124-A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtung (10) zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, umfassend einen Grundkörper (12) mit einem ersten Aufnahmeabschnitt (14) zum Aufnehmen eines ersten Aufbereitungsmediums (16) für die Flüssigkeit, einem zweiten Aufnahmeabschnitt (18) zum Aufnehmen eines zweiten Aufbereitungsmediums (20) für die Flüssigkeit, einem primären Wandungsabschnitt (32), mit welchem der erste Aufnahmeabschnitt (14) und der zweite Aufnahmeabschnitt (18) miteinander verbunden sind, wobei der primäre Wandungsabschnitt (32) einen primären Hohlraum (52) bildet, und einem Kanalsystem (44) zum Leiten der Flüssigkeit zum ersten Aufnahmeabschnitt (14) und zum zweiten Aufnahmeabschnitt (18), wobei das Kanalsystem (44) in Fluidkommunikation mit dem primären Hohlraum (52) steht. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, mit einer solchen Vorrichtung (10).

Inventors

• Rainer Kondritz

Assignees

• Europure GmbH & Co. KG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241105

Claims (17)

1. Vorrichtung (10) zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, umfassend einen Grundkörper (12) mit - einem ersten Aufnahmeabschnitt (14) zum Aufnehmen eines ersten Aufbereitungsmediums (16) für die Flüssigkeit, - einem zweiten Aufnahmeabschnitt (18) zum Aufnehmen eines zweiten Aufbereitungsmediums (20) für die Flüssigkeit, - einem primären Wandungsabschnitt (32), mit welchem der erste Aufnahmeabschnitt (14) und der zweite Aufnahmeabschnitt (18) miteinander verbunden sind, wobei der primäre Wandungsabschnitt (32) einen primären Hohlraum (52) bildet, und - einem Kanalsystem (44) zum Leiten der Flüssigkeit zum ersten Aufnahmeabschnitt (14) und zum zweiten Aufnahmeabschnitt (18), wobei das Kanalsystem (44) in Fluidkommunikation mit dem primären Hohlraum (52) steht.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der Grundkörper (12) - einen dritten Aufnahmeabschnitt (22) zum Aufnehmen eines dritten Aufbereitungsmediums (24) für die Flüssigkeit und - einen sekundären Wandungsabschnitt (34) aufweist, mit welchem der zweite Aufnahmeabschnitt (18) und der dritte Aufnahmeabschnitt (22) miteinander verbunden sind, wobei der sekundäre Wandungsabschnitt (34) einen sekundären Hohlraum (54) bildet, und - das Kanalsystem (44) in Fluidkommunikation mit dem sekundären Hohlraum (54) steht, um die Flüssigkeit zum dritten Aufnahmeabschnitt (22) zu leiten.
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass der Grundkörper (12) einen tertiären Wandungsabschnitt (36) aufweist, mit welchem der erste Aufnahmeabschnitt (14) und der dritte Aufnahmeabschnitt (22) miteinander verbunden sind.
4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass - der tertiäre Wandungsabschnitt (36) einen tertiären Hohlraum (56) bildet, mit welchem das Kanalsystem (44) in Fluidkommunikation steht und - im tertiären Wandungsabschnitt (36) ein Ventil (38) angeordnet ist, mit welchem der tertiäre Wandungsabschnitt (36) geöffnet und geschlossen werden kann.
5. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet , dass der Grundkörper (12) - einen vierten Aufnahmeabschnitt (26) zum Aufnehmen eines vierten Aufbereitungsmediums (28) für die Flüssigkeit und - einen quartären Wandungsabschnitt (40) aufweist, mit welchem der dritte Aufnahmeabschnitt (22) und der vierte Aufnahmeabschnitt (26) miteinander verbunden sind, - wobei der quartäre Wandungsabschnitt (40) einen quartären Hohlraum (58) bildet, und - das Kanalsystem (44) in Fluidkommunikation mit dem quartären Hohlraum (58) steht, um die Flüssigkeit zum vierten Aufnahmeabschnitt (26) zu leiten.
6. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass - der Grundkörper (12) einen Regenerationsmittelaufnahmeabschnitt (30) zum Aufnehmen eines Regenerationsmittels für ◯ das erste Aufbereitungsmedium (16) und/oder ◯ das zweite Aufbereitungsmedium (20) und/oder ◯ das dritte Aufbereitungsmedium (24) und/oder ◯ das vierte Aufbereitungsmedium (28) aufweist, wobei - der Regenerationsmittelaufnahmeabschnitt (30) mit dem Kanalsystem (44) in Fluidkommunikation steht.
7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass - der der Grundkörper (12) einen quintären Wandungsabschnitt (42) aufweist, mit welchem der Regenerationsmittelaufnahmeabschnitt (30) und der tertiäre Wandungsabschnitt (36) miteinander verbunden sind, - wobei der quintäre Wandungsabschnitt (42) einen quintären Hohlraum bildet und - das Kanalsystem (44) in Fluidkommunikation mit dem quintären Hohlraum steht, um die Flüssigkeit zum Regenerationsmittelaufnahmeabschnitt (30) zu leiten.
8. Vorrichtung (10) nach den Ansprüchen 5 und 6 oder nach den Ansprüchen 5 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass der erste Aufnahmeabschnitt (14) und der vierte Aufnahmeabschnitt (26) mit dem Regenerationsmittelaufnahmeabschnitt (30) miteinander verbunden sind.
9. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , dass der Grundkörper (12) - einen Eingangsanschluss (46) für die aufzubereitende Flüssigkeit, - einen Ausgangsanschluss (48) für die aufbereitete Flüssigkeit und - einen Ausschussanschluss (50) für die zur Regeneration verwendete Flüssigkeit aufweist.
10. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 9 , dadurch gekennzeichnet , dass das Ventil (38) in einer ersten Ventilstellung den Eingangsanschluss (46) und den Ausgangsanschluss (48) und in einer zweiten Ventilstellung den Eingangsanschluss (46) und den Ausschussanschluss (50) fluidisch miteinander verbindet.
11. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet , dass das Ventil (38) derart ausgestaltet ist, dass das Kanalsystem (44) - in der ersten Ventilstellung von der Flüssigkeit zumindest abschnittsweise entlang einer ersten Strömungsrichtung und - in der zweiten Ventilstellung von der Flüssigkeit zumindest abschnittsweise entlang einer zweiten Strömungsrichtung durchströmt wird.
12. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass - das erste Aufbereitungsmedium (16) ein katalytisches Filtrationsmedium und/oder - das zweite Aufbereitungsmedium (20) ein Adsorptionsmittel für Schwermetalle und/oder - das dritte Aufbereitungsmedium (24) ein Adsorptionsmittel für organische Verbindungen und/oder - das vierte Aufbereitungsmedium (28) ein Bakterienfilter ist/sind.
13. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Grundkörper (12) einteilig ausgeführt ist.
14. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Grundkörper (12) aus einem spritzgussfähigen Material hergestellt ist.
15. Verfahren zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, mit einer Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche.
16. Verfahren nach Anspruch 15 , umfassend die folgenden Schritte: - Aufbereiten einer Flüssigkeit in einer ersten Ventilstellung und - Regenerieren zumindest des ersten Aufbereitungsmediums (16) und/oder des zweiten Aufbereitungsmediums (20) in einer zweiten Ventilstellung.
17. Verfahren nach Anspruch 16 , wobei das Kanalsystem (44) - in der ersten Ventilstellung von der Flüssigkeit zumindest abschnittsweise entlang einer ersten Strömungsrichtung und - in der zweiten Ventilstellung von der Flüssigkeit zumindest abschnittsweise entlang einer zweiten Strömungsrichtung durchströmt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser. In vielen Fällen müssen Flüssigkeiten aufbereitet werden, bevor sie für den vorgesehenen Zweck verwendet werden können. Eine hervorzuhebende Flüssigkeit stellt Wasser dar, welches in großem Umfang zu technischen Zwecken verwendet wird. Darüber hinaus stellt die Bereitstellung von gesundheitlich unbedenklichem Trinkwasser einen sehr wichtigen Beitrag zur Erhaltung der Gesundheit der Bevölkerung dar. Bei der Aufbereitung können störende oder gesundheitsgefährdende Substanzen, Chemikalien, Verschmutzungen und Kleinstlebewesen, insbesondere Bakterien, entfernt werden. Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Aufbereitung von Wasser, welches als Trinkwasser verwendet wird, erläutert, wobei die Erläuterungen sinngemäß auch auf andere Flüssigkeiten übertragbar sind. Eine gewisse Herausforderung stellt die Tatsache dar, dass das aufzubereitende Wasser auf sehr unterschiedliche Weise und in unterschiedlichem Umfang verunreinigt ist, bevor es aufbereitet wird. Eine Möglichkeit, um Wasser so aufzubereiten, dass es als Trinkwasser verwendbar ist, ist die Verwendung von Membranverfahren, welche beispielsweise auf der Osmose beruhen können. Dabei wird eine Membran verwendet, welche aufwendig gereinigt werden muss, damit die Membran durchlässig bleibt, wodurch die Kosten der Aufbereitung des Wassers vergleichsweise hoch sind. Zudem werden aufgrund der Notwendigkeit, die Membran zu reinigen, je nach Verschmutzungsgrad bis zu 50% des insgesamt verwendeten Wassers verworfen und abgeführt, stehen also nicht als Trinkwasser zur Verfügung. Allgemein sind Membranverfahren mit hohen Kosten, geringer Produktivität und hoher Störanfälligkeit verbunden. Zudem kann es notwendig sein, das aufzubereitende Wasser mit einer Pumpe auf einen gewissen Druck zu bringen, beispielsweise, um es durch einen Filter fördern zu können. Hierbei ist das Vorhandensein einer Energiequelle, üblicherweise einer Stromquelle, zwingend erforderlich. Die Notwendigkeit, Wasser aufzubereiten, um es als Trinkwasser verwenden zu können, ist aber gerade in Gegenden sehr hoch, wo nicht immer eine Stromquelle vorhanden ist oder wo die mit der Verwendung der Stromquelle verbundenen Kosten von den betreffenden Nutzern nicht immer aufgebracht werden können. Elektrisch oder elektronisch betriebene und gesteuerte Wasseraufbereitungsanlagen sind zudem störanfällig. Im Falle einer Störung ist die Reparatur häufig sehr aufwendig und ebenfalls mit Kosten verbunden, die nicht immer aufgebracht werden können. Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser vorzuschlagen, mit welcher es mit einfachen und kostengünstigen Mitteln möglich ist, eine Abhilfe für die oben genannten Nachteile zu schaffen und insbesondere eine Vorrichtung anzugeben, mit welcher flexibel auf die Eigenschaften der aufzubereitenden Flüssigkeit reagiert werden kann, die günstig in der Herstellung ist, sich zuverlässig und mit einer geringen Störanfälligkeit betreiben lässt und wartungsarm ist. Des Weiteren liegt einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung zu schaffen. Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 15 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, umfassend einen Grundkörper mit- einem ersten Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen eines ersten Aufbereitungsmediums für die Flüssigkeit,- einem zweiten Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen eines zweiten Aufbereitungsmediums für die Flüssigkeit,- einem primären Wandungsabschnitt, mit welchem der erste Aufnahmeabschnitt und der zweite Aufnahmeabschnitt miteinander verbunden sind, wobei der primäre Wandungsabschnitt einen primären Hohlraum bildet, und- einem Kanalsystem zum Leiten der Flüssigkeit zum ersten Aufnahmeabschnitt und zum zweiten Aufnahmeabschnitt, wobei das Kanalsystem in Fluidkommunikation mit dem primären Hohlraum steht. Die Vorrichtung weist zumindest zwei Aufnahmeabschnitte auf, in welche jeweils ein Aufbereitungsmittel zum Aufbereiten einer gegebenen Flüssigkeit angeordnet werden kann. Wie eingangs erwähnt, kann das Aufbereitungsmittel zum Entfernen von unerwünschten Chemikalien wie Schwermetalle oder von Bakterien und/oder Algen ausgebildet sein. Es können daher zumindest zwei unterschiedliche Aufbereitungsschritte vorgenommen werden. So können mit dem ersten Aufbereitungsmittel beispielsweise Schwermetalle und mit dem zweiten Aufbereitungsmittel Bakterien entfernt werden. Wenn aber das aufzubereitende Wasser keine oder nahezu keine Schwermetalle aufweist, aber eine hohe Konzentration von organischen Verbindungen, kann das erste Aufbereitungsmedium ents