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Körnige Stützmasse für Ionenaustauschfilter
Beim Betrieb von Ionenaustauschfiltern herkömmlicher Bauart treten häufig Schwierigkeiten auf, besonders wenn Filter mit grossen Durchmessern verwendet werden.
Bei den bekannten Filtern werden eingeflanschte oder eingeschweisste Düsenböden verwendet. Fig. A zeigt die prinzipielle Anordnung eines solchen Filters.
Da die Ionenaustauscher meist eine Körnung von 0, 3 bis 1 mm besitzen, müssen die Filterdüsen entsprechend fein geschlitzt sein. Bei Verstopfungen der Düsen oder durch die mechanische Filterwirkung der Austauschermasse, wenn das Rohwasser abfiltrierbare Verunreinigungen enthält, treten hohe Differenzdrücke auf, die bei Filtern grossen Durchmessers leicht zu Verformungen und zum Bruch der Düsenböden führen.
Aus der brit. Patentschrift Nr. 498, 297 ist es bekannt, die Stützplatte aus Sand herzustellen, der durch geringe Mengen Kunstharz zu einer porösen Platte verbunden ist. Auch diese Konstruktion hat aber den Nachteil, dass sie relativ leicht verstopft wird und hohe Differenzdrücke nicht aushält.
Es wurden Filterkonstruktionen mit druckentlasteten Böden sowie Filter, die ohne Zwischenboden arbeiten, bekannt (Fig. Bund C). Bei solchen Konstruktionen wird in der Regel das Drainagesystem, das die Austauschermasse im Filter zurückhält, das Wasser aber durchtreten lässt, in eine Stützmasse eingebettet.
Wenn es sich um Kationenaustauscher handelt, kann Quarzkies als Stützmasse verwendet werden. Bei Anionenaustauschern (OH-Austauschern) und Mischbettanlagen besteht diese Möglichkeit wegen der Löslichkeit des Si02 in NaOH aber nicht.
Zur Vermeidung der bisher auftretenden Schwierigkeiten werden erfindungsgemäss Stützmassen für Ionenaustauschfilter, bestehend aus chemisch indifferentem Kunststoffgranulat, das unlösliche Füllstoffe enthalten kann, vorgeschlagen.
Als Kunststoffe eignen sich vor allem Polyolefine und Olefin-Mischpolymerisate, wie Polyäthylen, Polypropylen und Mischpolymerisate des Äthylens mit Propylen und/oder Buten oder Polyvinylchlorid. (Es handelt sich hiebei um handelsübliche Produkte ; vorzugsweise bei den Polyolefinen um solche, die nach dem -Ziegler- bzw. Montecatini/Ziegler-Verfahren - vgl. Raff-Allison "Polyethylene", S. 77-81, Interscience Publishers, New York-London, 1956 - hergestellt sind. ) Die Stützmasse soll vorzugsweise ein spezifisches Gewicht zwischen 1, 2 und 1, 8, am besten ungefähr 1, 5, haben. Falls erforderlich, kann deshalb das spezifische Gewicht des Kunststoffes durch Füllstoffzugabe bis zum gewünschten Wert erhöht werden.
Selbstverständlich muss der verwendete Füllstoff ebenfalls chemisch indifferent und unlöslich sein.
Sehr gut bewährt hat sich reines Bariumsulfat, das keine löslichen Beimengungen enthält.
Die Verwendung der erfindungsgemässen Stützmasse kann z. B. in einem Ionenaustauschfilter entsprechend Fig. B und C erfolgen. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, andere sinngemässe Anordnungen vorzunehmen. Für manche Fälle kann es vorteilhaft sein, die einzelnen Granulatkörner teilweise oberflächlich zusammenzuschweissen. Dies kann z. B. durch Überleiten oder Durchleiten eines Heissluftstromes erfolgen.
Die folgenden Beispiele zeigen die Herstellung geeigneter Stützmassen :
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Beispiel l ; 100kg Niederdruckpolyäthylen der Dichte 0, 95 werden mit 90kg Bariumsulfat DAB 6 vermischt, die Mischung plastifiziert und zu kurzem, zylindrischem Granulat mit runden Kanten verarbeitet. Dieses Granulat hat eine Dichte von 1, 49 und eignet sich hervorragend als Stützmasse in Ionenaustauschfiltem.
Beispiel 2 : Ein Granulat, hergestellt nach Beispiel 1, wird als Stützmasse in einen Ionenaustausch-Behälter eingeschüttet. Einzelne Lagen werden mittels eines Heissluftstromes oberflächlich miteinander verschmolzen, so dass Wasser weiterhin gut hindurchfliessen kann.
Beispiel 3 : 100 kg Polypropylenpulver von der Dichte 0, 9 werden mit 100 kg Bariumsulfat DAB 6 vermischt, die Mischung plastifiziert und zu zylindrischem Granulat mit runden Kanten geschnitten. Das Granulat kann mit gutem Erfolg, entsprechend den Beispielen 1 und 2, als Stützmasse verwendet werden.
In Fig. A ist ein üblicher Ionenaustauschfilter 1 mit Düsenboden 2 abgebildet, bei dem der Austauscher 3 direkt auf dem Düsenboden aufliegt. Fig. B zeigt ein Filtersystem 1 mit druckentlastetem Boden und Drainagesystem 2, bei dem die Austauschmasse 3 erst oberhalb der Stützmasse 4 angeordnet ist. Fig. C zeigt eine Filteranordnung 1 ohne Zwischenboden mit Drainagesystem 2, bei dem die Austauschmasse 3 ebenfalls erst oberhalb der Stützmasse 4 angeordnet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Körnige Stützmasse fürionenaustauschfilter, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus chemisch indifferentem Kunststoffgranulat besteht, das unlösliche Füllstoffe enthält.