AT313199B - Verfahren zum Behandeln von Flüssigkeiten mit Kationen- oder Anionenaustauschern und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten mit Kationen- und/oder Anionenaustauschern in einem geschlossenen Behälter, wobei die Aufbereitung und die Regenerierung in entgegengesetzter Fliessrichtung erfolgen. 



   Es ist bekannt, dass eine Regeneration von beladenen Ionenaustauschern, die in entgegengesetzter
Fliessrichtung zur Fliessrichtung beim Aufbereitungsvorgang vorgenommen wird, zur besseren Qualität des Wassers und zu erheblicher Einsparung an Chemikalien führt. Ein solches Verfahren verlangt aber eine sichere Fixierung des gesamten Austauscherbettes während des   Aufbereitungs-und Regeneriervorganges,   wobei diese Fixierung anderseits aber Volumsänderungen des Bettes beim Rückspülen ermöglichen muss. 



   So wurden Verfahren ausgearbeitet, bei denen die Fixierung durch bewegliche Einbauten erfolgt. Solche
Systeme arbeiten hauptsächlich mit Membranen, Zwischenböden oder aufblasbaren Körpern. Nach andern bekannten Methoden wird die Fixierung pneumatisch bzw. hydraulisch vorgenommen oder durch Eigengewicht einer eingebrachten Inertmasse erzielt (deutsche Auslegeschrift 1792071). Alle erwähnten Verfahren weisen aber sowohl konstruktive als auch verfahrenstechnische Nachteile auf. 



   Es wurde auch bereits vorgeschlagen, eine körnige Hilfsmasse in den Behälterraum über dem Austauscherbett mit einem Flüssigkeitsstrom dynamisch einzupressen und in diesem Zustand statisch zu fixieren. 



   Vor jedem Rückspülvorgang wird dann die Hilfsmasse aus dem Behälter hydraulisch ausgetragen (österr. 



  Patentschrift Nr. 289667). Ein solches Verfahren vermeidet zwar die meisten der zuvor erwähnten Nachteile, bezieht sich jedoch auf eine Arbeitsweise, bei der das aufzubereitende Wasser von oben nach unten geführt wird. 



  Da aber während der Aufbereitung in der Austauschermasse bekanntlich Blasen entstehen, die von der von oben nach unten strömenden Flüssigkeit in der Masse zurückgehalten und am Aufsteigen gehindert werden, sinkt die Homogenität des Bettes, die Strömungsverhältnisse verschlechtern sich und der Kontakt zwischen der Flüssigkeit und dem Ionenaustauscher wird gestört. überdies kommt es während des beschriebenen Vorganges in der Masse zur Bildung von Kanälen, durch die die aufzubereitende Flüssigkeit bevorzugt fliesst. Infolgedessen wird die Kapazität der Anlage herabgesetzt, wodurch die Filterfüllung in wesentlich kürzeren Abständen regeneriert werden muss und der Verbrauch an Regeneriermittel steigt. 



   Um diese Nachteile zu vermeiden, müsste man die Aufbereitung im Aufwärtsstrom vornehmen. Eine derartige, aus der deutschen Offenlegungsschrift 1517547 bekannte Arbeitsweise weist aber ein nur teilweise fixiertes Austauscherbett auf, verlangt zwei Düsenböden sowie Zusatzbehälter für die Austauschermasse. Der Regenerationsvorgang erfolgt dann zwangsläufig in umgekehrter Richtung, also im Abwärtsstrom, so dass das Regeneriermittel zuerst durch die Hilfsmasse durchtreten muss und dann erst mit der Austauschermasse in Berührung kommt. Dies macht aber wieder einen höheren Einsatz an Regeneriermittel und einen Mehraufwand an Spülwasser erforderlich. 



   Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass bei Verwendung einer speziellen körnigen Hilfsmasse die vorstehend erwähnten Nachteile zur Gänze vermieden werden können. 



   Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zum Behandeln von Flüssigkeiten mit Kationenund/oder Anionenaustauschern in einem geschlossenen Behälter, in dem die Aufbereitung und die Regenerierung in entgegengesetzten Fliessrichtungen erfolgen, wobei das Austauscherbett während des Aufbereitungs- und Regenerierungsvorganges durch eine in den Behälter unter Druck eingebrachte körnige inerte Hilfsmasse gegen einen Düsenboden im Behälter gedrückt und auf diese Weise festgehalten wird. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine körnige Hilfsmasse, deren spez.

   Gewicht grösser als das des Kationen- oder Anionenaustauschers ist, unterhalb des Austauscherbettes so angebracht wird bzw. dass deren Festlegung so erfolgt, dass das Austauscherbett mittels dieser Hilfsmasse gegen einen im Oberteil des Behälters angeordneten Düsenboden nach oben angedrückt wird. 



   Das Einbringen und das Entfernen der Hilfsmasse in den bzw. aus dem Behälter erfolgt vorteilhaft mittels 
 EMI1.1 
 Aufbereitungsvorgang im Aufwärtsstrom gearbeitet wird und dass die Körner der Hilfsmasse vorteilhaft Kugelform aufweisen. Die Kugelform der körnigen Hilfsmasse ergibt die optimale Transportmöglichkeit der Körner und führt zu einer definierten Dichtpackung in den   Filterbehältem.   Auf diese Weise wird die Filter- und Verteilungswirkung der Hilfsmasse erhöht und gleichzeitig der hydraulische Widerstand verringert. Besonders vorteilhaft erweist sich die Verwendung einer porösen Masse bzw. einer Masse, bei deren Körnern die Poren untereinander kommunizieren, d. h. verästelt und untereinander verbunden sind. Beispielsweise eignen sich hiefür poröse Polymeren, wie stark vernetzte Styrol-Divinylbenzol-Copolymeren.

   In diesem Fall erstreckt sich die Filterwirkung der Hilfsmasse von mechanischen Verunreinigungen sogar bis zu grossen organischen Molekülen. 



  Die Schicht der Hilfsmasse übernimmt somit die Aufgabe eines Scavengers und trägt damit zu wesentlich günstigeren Bedingungen beim Ionenaustausch selbst bei. 



   Die Volumsänderung, die die Austauschermasse zwischen Austausch- und Regenerationsvorgang erfährt, wird von der Hilfsmasse gut aufgenommen. Besonders vorteilhaft werden die Volumsveränderungen der Austauschermasse, die sonst sehr oft zum Zersplittern und Abrieb der Ionenaustauscherperlen führen, durch elastische Hilfsmasse kompensiert. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Die Erfindung betrifft auch eine zur Durchführung des neuartigen Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung, die einen geschlossenen Behälter samt Zu- und Ableitungen für die zu behandelnde Flüssigkeit sowie eine Zuleitung für ein Regenerationsmittel aufweist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass im Oberteil des Behälters ein Düsenboden und im Unterteil desselben ein einen Zusatzbehälter enthaltender Leitungskreis zum Ein-und Ausbringen von körniger Hilfsmasse mit Hilfe eines Flüssigkeitsstromes vorgesehen sind. 



   In der Zeichnung ist eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitende Anlage schematisch dargestellt. 
 EMI2.1 
    Düsenboden-Ai-wird--A-- ist   seitlich ein Stutzen für das Ein- und Austragen der   Hilfsmasse--C--durch   die Leitung --b-- (mit   Kugelhahn-2-)   angebracht. Die die Regenerationsflüssigkeit abführende Leitung ist mit-c- (mit Ventil-3-) bezeichnet. Durch eine Leitung-d-, gegebenenfalls über   Leitungen-j, h-- (mit   Ventil   zei   bzw. g,   k-- (mit Ventil-5--)   wird das Wasser für das Ein- und Austragen der Hilfsmasse --C-- in die   Leitung-b-und damit   über den   Kugelhahn --2-- in   den bzw. aus dem Unterteil des Behälters--A--geführt. 
 EMI2.2 
 



   Die   Leitung-b-mündet   in die   Leitung-g-,   die zum Kopf des Behälters --D-- führt, welcher der Aufnahme der ausgetragenen   Hilfsmasse-C-dient.   Vom Boden des Behälters --D-- geht eine Leitung   - i-aus,   die unter Heranziehung der Ventile-7 und 2-zum Eintragen der Hilfsmasse verwendet wird. 



   Durch Leitungen-j bzw. d-kann Waschwasser, eventuell auch Rückspülwasser, über die Ventile-9 bzw.   l--zugeführt   werden. 
 EMI2.3 
 abwechseln. 



   Nach öffnen des   Ventils --6-- wird   die Regenerierflüssigkeit von oben in das Filter eingebracht und über den Düsenboden gleichmässig auf die Behälterfläche verteilt, durchfliesst dann das zu regenerierende Austauscherharz--B--und die darunterliegende   Hilfsmasse--C--und   läuft über die gleichfalls geöffneten Ventile-3 und 11-dem Neutralisationsbecken zu. 



   Das Auswaschen der Regenerierflüssigkeit geschieht vorzugsweise mit aufbereitetem Wasser (Leitung --j--, Ventil --9--), d.h. bei der Kationenstufe mit entbastem, bei der Anionenstufe mit entsalztem Wasser, damit die oberen Schichten des Austauschers beim Austauschvorgang nicht bereits beladen werden. Der 
 EMI2.4 
 



   Beim Austragen der Hilfsmasse für den Rückspülvorgang werden der   Kugelhahn --2-- und   die Ventile   - l,   8,5, 10 und   11-- geöffnet.   Es fliesst nun ein Wasserstrom zum   Verteiler-A-des   
 EMI2.5 
 Abschluss dieses Vorganges wird der   Kugelhahn --2-- und   das Ventil --8-- geschlossen. Die Rückspülung und Aufwirbelung der Austauschermasse erfolgt danach durch Schliessen und Teilöffnen des Ventils Nach einem Zeitraum von etwa 10 min wird die   Hilfsmasse--C--wieder   nach der zuvor beschriebenen Fahrweise in den   Behälter--A--eingepresst.   

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Behandeln von Flüssigkeiten mit Kationen- oder Anionenaustauschern in einem geschlossenen Behälter, in dem die Aufbereitung und die Regenerierung in entgegengesetzten Fliessrichtungen erfolgen, wobei das Austauscherbett während des Aufbereitungs-und Regenerierungsvorganges durch eine in den <Desc/Clms Page number 3> EMI3.1 spez.

   Gewicht grösser als das des Kationen- oder Anionenaustauschers ist, unterhalb des Austauscherbettes so angebracht wird bzw. dass deren Festlegung so erfolgt, dass das Austauscherbett mittels dieser Hilfsmasse gegen einen im Oberteil des Behälters angeordneten Düsenboden nach oben angedrückt wird. EMI3.2 und das Entfernen der körnigen Hilfsmasse in den bzw. aus dem Behälter mittels eines in den Behälterunterteil eingeführten Wasserstromes erfolgt. EMI3.3 und Hilfsmasse im Volumsverhältnis von 1 : 1 bis 9 : 1, vorzugsweise von 3 : 2 bis 4 : 1, angewendet werden.

   9. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem geschlossenen Behälter, der Zu- und Ableitungen für die zu behandelnde Flüssigkeit sowie eine Zuleitung für ein EMI3.4 Düsenboden (Al) und im Unterteil des Behälters ein Leitungskreis (ibg) zum Ein- und Ausbringen von körniger Hilfsmasse (C) über einen Zusatzbehälter (D) mit Hilfe eines Flüssigkeitsstromes vorgesehen sind.