CS205658B1

CS205658B1 - Facility for cleaning and treatment of liquids by the ionex filtration

Info

Publication number: CS205658B1
Application number: CS16979A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Korinek
Original assignee: Miroslav Korinek
Priority date: 1979-01-08
Filing date: 1979-01-08
Publication date: 1981-05-29

Description

Předmětem vynálezu je zařízení pro čistění a úpravu kapalin ionexovou filtraci, jež umožňuje průběh technologického procesu iontové výměny tzv. protisměrným průtokem, tj. ve směru opačném průtoku regeneračních činidel.The object of the invention is a device for purification and treatment of liquids by ion exchange filtration, which enables the process of ion exchange technology process to be carried out by so-called counter-flow, ie in the direction of opposite flow of regenerating agents.

Klasický způsob iontové výměny je charakterizován průtokem kapalin ve směru shora dolů pevně uspořádaným ložem ionexů. Oako novější se v současné době zavádí tzv. protisměrný postup, prováděný va dvou alternativách : 1) vlastní výměna iontů probíhá při průtoku vody shora dolů a regenerace ve směru odspodu nahoru, 2) vlastní výměna iontů probíhá při průtoku vody odspodu nahoru a regenerace ve směru shora dolů.The classical ion exchange process is characterized by a flow of liquids in a downwardly fixed ion exchange bed. Oako newer is currently introducing a so-called counter-flow procedure, carried out in two alternatives: 1) the ion exchange itself takes place when the water flows from top to bottom and regeneration in the bottom-up direction, 2) the ion exchange itself takes place during the water flow from the bottom up and regeneration in top to bottom.

Dosavadní zkušenosti prokázaly, že obráceným průtokem roztoků regeneračních činidel oproti pracovnímu průtoku se průnik zadržovaných iontů a množství regeneračních chemikálií snižuji až o 50 %.Experience to date has shown that by reversing the flow of regenerant solution solutions over the working flow, the retention of the retained ions and the amount of regenerative chemicals are reduced by up to 50%.

U pevného ionexového lože s běžně dodávanou velikosti zrna je však z hlediska kinetiky výhodné, aby upravovaná voda či obecně kapalina přicházela do styku nejdříve s většími částicemi ionexu a teprve na odtoku z filtru s jemnými, dokonale zregenerovanými částicemi. Tomuto požadavku odpovídá pracovní průtok odspodu nahoru. Při regeneraci opačným směrem není již distribuce velikosti zrna ionexů z kinetického hlediska významná, nebot regenerace probíhá při nízkých průtokových rychlostech a pomocí koncentrovaných roztoků.However, in a fixed ion exchange bed with a commercially available grain size, it is advantageous in terms of kinetics that the treated water or generally the liquid come into contact first with larger ion exchanger particles and only at the outlet of the filter with fine, perfectly regenerated particles. The working flow from bottom to top corresponds to this requirement. In the opposite direction, the grain size distribution of the ion exchangers is no longer significant from a kinetic point of view, since the regeneration takes place at low flow rates and with concentrated solutions.

205 658205 658

205 058205 058

Při průchodu upravované kapaliny odspodu nahoru sa ionaxové lože dostává do vznosu a vytváří se tzv. fluidní lože. Při vyčerpáni fluidního lože plně vznášeného ve směru zdola nahoru a regenerovaného v protisměru jsou výsledky srovnatelné s protiproudně regenerovaným pevným ložem pouze v tom případě, jestliže konstrukce filtru a zvolená průtoková rychlost zamezí promícháváni ionexového lože'. Proto jsou filtrační rychlosti při pracovním průtoku zdola nahoru vesměs omezeny malou specifickou hmotnosti organických ionaxů. Při vyěšich rychlostech dochází totiž k nadměrné expanzi ionexové vrstvy a v důsledku toho i k promísení vrstvy nebo dokonce k úniku ionexů. Oako maximální průtočná rýchlost kapaliny se tedy při tomto průtoku filtrace voli taková ryohlost, při niž expanze ionexové náplně nepřekroč! 100 %. Výsledků srovnatelných s filtraci na pevném loži ae dosahuje, jestliže při vyčerpáváni ve směru odzdola nahoru alespoň horni část ionexového lože ( minimálně 25 % ) pracuje v pevném loži, zatímco zbývající, spodní část ve fluidnim loži.When the liquid to be treated is passed from below to the top of the ionax bed, it floats and a so-called fluidized bed is formed. When the fluidized bed fully floated in the upward direction and regenerated in the opposite direction is exhausted, the results are comparable to the countercurrent regenerated fixed bed only if the design of the filter and the selected flow rate prevent mixing of the ion exchange bed. Therefore, the low specific gravity of the organic ionax is limited to the filtration velocities at the bottom-up flow rate. In fact, at higher velocities, the ion exchange layer is excessively expanded and, consequently, the layer is mixed or even ion exchange leaks. Oako's maximum liquid flow rate is therefore selected at such a filtration rate at which the ion exchange charge expansion does not exceed! 100%. Results comparable to fixed bed filtration are achieved if at least the upper part of the ion exchange bed (at least 25%) works in the fixed bed while exhausting in the bottom-up direction while the remaining, lower part in the fluid bed.

Rovněž při protiproude regeneraci vedené zdola nahoru ja nutno zabránit Jakékoliv expanzi ionexového lože. Dojda-li při regeneraci zdola k expanzi ionaxové vrstvy, jsou výsledky podstatně horši i ve srovnáni se souproudou regenerací pevného lože. Expanzi ionaxu při regeneraci zdola se zabraňuje bud použitím velice zředěného regeneračního roztoku s nízkou průtokovou rychlostí, což je technologicky nevýhodné, anebo regenerací pulzační technikou, popřípadě speciální konstrukci filtrů, při niž ja těsně pod horni hladinou ione xu umístěn zcezovací prvek sloužící k odtahu využitého regeneračního roztoku a účinný protitlak k fixaci ionexového lože se vyvolává bud dynamicky, protiproudně vedenou kapalinou či vzduchem, anebo staticky, pomocí mechanických prostředků.Also, in the countercurrent, bottom-up regeneration, any expansion of the ion-exchange bed must be prevented. If the ionax layer expands during bottom regeneration, the results are considerably worse even when compared to the co-current fixed bed regeneration. Expansion of ionax during regeneration from below is prevented either by using very dilute regeneration solution with low flow rate, which is technologically disadvantageous, or by regeneration by pulsation technique or special filter design, in which a trimming element is located just below the upper ion level. of the solution and the effective counter-pressure to fix the ion-exchange bed is induced either dynamically, countercurrently with liquid or air, or statically, by mechanical means.

Z toho, co bylo výše uvedeno, je patrno, že u protiproudé regenerace ionexů se kromě významných výhod projevují i problémy, spočivajici převážně v komplikovanějších konstrukcích ionexovýah filtrů. Uvedené problémy s řeši např. pomoci tzv. dvouproudé regenerace, při níž se regenerační roztok rozděluje do dvou proudů, z nichž jeden protéká horni vrstvou ionexů ( souproudně s vyčerpávacim roztokem během pracovního procesu ) a slouží jako přítlačná kapalina vůči zbývajícímu, druhému proudu regeneračního roztoku vedenému současně zdola nahoru, tj. v protiproudu dolní zonou ionexového lože. Nevýhodou tohoto uspořádáni je především okolnost, že ve vnitřním prostoru filtru je nutno umlátit nejméně dva zoezovaoi prvky, které musí vykazovat mechanickou pevnost a jejichž výroba je náročnější než výroba běžných perforovaných den. Přítomnost zcezovacich prvků vyvolává nadto potiža při vyprazdňováni ionexového lože.From the foregoing, it can be seen that in countercurrent regeneration of ion exchangers, in addition to significant advantages, problems also arise, consisting mainly of more complicated ion exchange filter designs. These problems are solved, for example, by the so-called dual-stream regeneration, in which the regeneration solution is divided into two streams, one of which flows through the upper ion exchange layer (co-current with the pumping solution during the working process). at the same time from bottom to top, i.e. in countercurrent, through the lower zone of the ion-exchange bed. The disadvantage of this arrangement is, in particular, the fact that at least two of the elements which must have mechanical strength and which are more difficult to manufacture than the production of conventional perforated bottoms have to be milled in the interior of the filter. Moreover, the presence of the trimming elements causes difficulties in emptying the ion-exchange bed.

Shora uvedené nedostatky řeši zařízeni pro čištěni a úpravu kapalin ionexovou filtraci podle vynálezu, které sestává ze- svislé filtrační nádoby, opatřené v horní i spodní části opěrnými filtračními dny, vymezujícími prostor ionexového lože, a dále hrdly pro při vod a odvod upravovávané kapaliny i hrdly pro plněni a vyprazdňováni ionexoyého a pomocného inertního materiálu, a které je charakterizováno tím, že ve filtrační nádobě umístěná opěrná filtrační dna mají tvar protilehle orientovaných kuželů, zhotovených z můstkově per forovaných plechů se štěrbinami o šířce O, 3 - 1, 5 mm. Horní opěrné filtrační dno je přitom na vrcholu zaústěno do hrdla pro plněni ionexového a pomocného inertního materiálu.The aforementioned drawbacks are solved by an ion-exchange filtration device according to the invention, which consists of a vertical filter vessel provided with upper and lower abutment filters defining the space of the ion-exchange bed, as well as throats for water and drainage of treated liquid and throats. for filling and emptying the ion exchange resin and auxiliary inert material, and characterized in that the supporting filter bases placed in the filter vessel have the shape of oppositely oriented cones made of bridged perforated sheets with slits of 0, 3 - 1.5 mm. The upper support filter bottom is at the top of the mouth opening for filling the ion exchange and auxiliary inert material.

205 058 a které je charakterizováno tím, že ve filtrační nádobě umístěná opěrná filtrační dna mají tvar protilehle orientovaných kuželů, zhotovených z můstkově perforovaných plechů se štěrbinami o šířce 0,3 - 1,5 mm. Horní opěrné filtrační dno ja přitom na vrcholu zaústěno do hrdla pro plnění ionexového a pomocného inertního materiálu, zatímco spodní opěrné filtrační dno do hrdla pro vyprazdňování tohoto materiálu.205 058 and characterized in that the supporting filter bases placed in the filter vessel have the shape of oppositely oriented cones made of bridged perforated sheets with slits of 0.3 - 1.5 mm width. At the top, the upper support filter bottom opens into the mouth for filling the ion exchange and auxiliary inert material, while the lower support filter bottom opens into the mouth for emptying the material.

Zařízení podle vynálezu umožňuje plné uplatnění protiproudé regenerace i ionexové filt race ve směru zdola nahoru při současném pot-lačení dosavadních známých nevýhod tohoto procesu. Tohoto účinku se dociluje především zabudováním obou kuželových opěrných filtračních den. Vznášený ionex se opirá během pracovního cyklu o horní filtrační dno a vytváří zde vrstvu pevného lože.The device according to the invention enables the full application of the countercurrent regeneration of the ion-exchange filtration in the bottom-up direction while simultaneously suppressing the known disadvantages of this process. This effect is mainly achieved by the incorporation of both conical supporting filter days. The suspended ion exchanger rests on the top of the filter bed during the working cycle and forms a bed of solid bed.

Kapalina protéká během pracovního cyklu filtračním zařízením rychlostí, jež umožňuje, aby část ionexové náplně vytvořila pod horním opěrným filtračním dnem toto pevné lože, zatímco zbývající část ionexu, která se nepodílí na vytvořeni pevného lože, se v kapalině volně vznáší, tj. fluiduje. V této fluidní zóně je ionexem sorbována převážná část iontů, takže je dokonale vyčerpáván. Vrstva pevného lože, která se nachází nad fluidní zonou a kterou tvoří nejjemnější zrna, zajištuje pak konečné dočištěni kapaliny.The liquid flows through the filter device during the cycle at a rate that allows a portion of the ion exchange charge to form this fixed bed beneath the upper support filter bottom, while the remaining portion of the ion exchanger that is not involved in forming the fixed bed floats freely in the liquid. In this fluid zone, most of the ions are absorbed by the ion exchanger so that it is completely depleted. The fixed bed layer, which is located above the fluidized bed and consists of the finest grains, then ensures the final cleaning of the liquid.

Universálního charakteru filtračního zařízeni a jeho použitelnosti jak pro monolože, tak i pro směsné filtry, se dále dosahuje tim, že nad horním opěrným filtračním dnem jsou postupně nad sebou umístěna ještě dvě další přídavná mezidna, a to plné mezldno a perforované mezidno. Z vrcholu horního opěrného filtračního dna vyústuje přitom svislá centrální přepadová trubka, otevřená do prostoru nad přídavným perforovaným mezidnem a směřující proti hrdlu pro plnění ionexového a pomocného inertního materiálu. Do prostoru mezi oběma přídavnými mezidny je pak zaústěno hrdlo pro přívod technologické vody. Spodní opěrné filtrační dno je kromě toho na své spodní straně opatřeno soustřednými kruhovými prstenci, vymezujícími navzájem rozdělovači kanálky, pod nimiž jsou v prostoru nade dnem filtrační nádoby umístěny jednotlivé prstence kruhového rozdělovače vzduchu.The universal character of the filter device and its applicability both for mono-beds and for mixed filters is further achieved by the fact that two additional intermediate walls are placed one above the other, namely a full and a perforated intermediate wall. A vertical central overflow pipe opens into the space above the additional perforated intermediate wall and faces the neck for filling the ion exchange and auxiliary inert material. In the space between the two additional walls there is a mouth for technological water supply. The bottom support filter bottom is furthermore provided with concentric annular rings on its underside defining each other the distribution channels below which the individual rings of the circular air distributor are located in the space above the bottom of the filter vessel.

Příkladné provedeni filtračního zařízeni podle vynálezu je dále znázorněno na připojeném výkrese, kde obr. 1 představuje ve svislém řezu schéma jednoduchého, jednoúčelového zařízení pracujícího s ionexovým monoložem, zatímco obr. 2 svislý řez zařízením univerzálního charakteru, umožňujícím filtraci s monoložem v pevném i fluidním stavu, popřípadě i směsnou filtraci, a to v obou směrech.An exemplary embodiment of a filter device according to the invention is further illustrated in the accompanying drawing, wherein FIG. 1 is a vertical cross-sectional diagram of a simple, single-purpose ion-exchange monolith, while FIG. 2 is a vertical cross-section. and optionally mixed filtration in both directions.

Filtrační zařízení znázorněné na obr. 1 tvoří svislá válcová filtrační nádoba 1 se dvěma klenutými dny 2, osazenými následujícími technologickými hrdly : hrdlem 3 pro přívod upravované kapaliny ( vody ), hrdlem 4 pro odvod upravené kapaliny, hrdlem 5 pro plněni ionexu a inertního pomocného materiálu, hrdlem 6 pro hydraulické vyprazdňování ionexů, odvzdušňovacim hrdlem 7 a hrdlem 8 pro odvod regeneračního roztoku. Na plášti filtrační nádoby 1 je dále osazeno hrdlo 9 pro přívod vody k práni a vyplavováni pomocné vrstvy 13, vytvořené z inertního materiálu.The filtering device shown in FIG. 1 consists of a vertical cylindrical filter vessel 1 with two arched bottoms 2 fitted with the following technological nozzles: a nozzle 3 for supplying the treated liquid (water), a nozzle 4 for withdrawing the treated liquid, a nozzle 5 for ion exchange and inert auxiliary material , a nozzle 6 for hydraulic discharge of ion exchangers, a deaeration nozzle 7 and a nozzle 8 for recovery of the regeneration solution. Further, a neck 9 is provided on the jacket of the filter vessel 1 for supplying water to the scrubber and leaching out an auxiliary layer 13 formed of an inert material.

Vnitřní prostor válcové filtrační nádoby 1 je osazen spodním opěrným filtračním dnemThe inner space of the cylindrical filter container 1 is fitted with a lower supporting filter bottom

205 058 kuželového tvaru, spojeným s hrdlem 6 pro vyprazdňováni ionexů, a dále horním opěrným filtračním dnem 11, které má rovněž kuželový tvar a je spojeno s hrdlem £ pro plněni ionexů a pomocného inertního materiálu. Na rozdíl od známých ionexových filtrů, kde jsou užívána filtrační dna rovná, osázená různě tvarovanými tryskami s rozdílnou šířkou štěrbin, základní prvek nově navrhované konstrukce tvoři dna zhotovená z můstkově perforovaného plechu s oboustrannou štěrbinou. Optimální rozměry štěrbin čini u horního opěrného filtračního dna 17 x 1 mm a u spodního opěrného filtračního dna 17 x 0,5 mm. Můstkově perforovaný plech, jehož štěrbiny jsou situovány na bočních stranách můstků, vykazuje oproti běžně perforovaným plachům tu výhodu, že ke styku zrna ionexu či inertního pomocného materiálu se štěrbinou dochází vždy jen na jedné hraně štěrbiny, takže se předchází ucpáváni štěrbin e zvyšuje se propustnost obou opěrných filtračních den. Můstkově perforovaný plech umožňuje nadto výrobu den kuželového tvaru, jež vykazuji vyšší mechanickou pevnost a jež svým tvarem současně i usnadňuji vyprazdňováni pomocné vrstvy 13 vyplavením horním opěrným filtračním dnem 11 na jedné straně a vyprázdněni ionexu hydraulickým vyplavením spodním opěrným dnem 10 až na určené místo, bez omezeni vzdálenosti a nutnosti použiti injektoru či čerpadla na druhé straně.205 058 of a conical shape, connected to the ion exchanger discharge mouth 6, and to the upper support filter bottom 11, which also has a conical shape and is connected to the ion exchanger filler neck 6 and inert auxiliary material. In contrast to the known ion exchange filters, where straight filter bottoms, equipped with differently shaped nozzles with different slot widths, are used, the base element of the newly designed structure is formed by bottoms made of bridged perforated sheet metal with double-sided slot. The optimum gap dimensions are 17 x 1 mm for the upper support filter bed and 17 x 0.5 mm for the lower support filter bed. The bridged perforated sheet, the slots of which are situated on the sides of the bridges, has the advantage over conventional perforated sheets that the ion exchanger or inert auxiliary material contacts the slot at only one edge of the slot so that slits are blocked and the permeability of both Supporting filtration day. In addition, the bridged perforated sheet makes it possible to produce a cone-shaped bottom which exhibits higher mechanical strength and which, at the same time, facilitates emptying of the auxiliary layer 13 by flushing the upper support filter bottom 11 on one side and draining the ion exchanger to reduce the distance and the need to use an injector or pump on the other side.

Na spodním opěrném filtračním dně 10 je vytvořena vrstva ionexu 12 a pod horním opěrným filtračním dnem 11 je ve vznosu udržována již dříve zmíněná pomocná vrstva 13 vytvořená z inertního materiálu. Mezi vrstvou 12, vytvořenou usazeným ionexem, a pomocnou vrstvou 13 z inertního materiálu je vytvořen volný prostor 14. Inertní materiál tvořící pomocnou vrstvu 13 vykazuje menši specifickou hmotnost než voda. Používá se nejlépe ve tvaru kuliček o průměru 1-2 mm. Oe však možno použit i částice jiného tvaru a velikosti. Pomocná vrstva 13 umožňuje, aby horni opěrně filtrační dno 11 mohlo plnit funkci opěrného dna pevného lože ionexů a současně bránit úniku nejjemnějšioh zrn ionexů, z niohž ja pevné lože vytvořeno. Porozita pomocné vrstvy 13 činí asi 40 %. K úplnému zamezení úniku nejjemnějšich zrn ionexu stačí přitom vrstva o výšce 200 mm. Zrnění ionexů se naproti tomu pohybuje obvykle v rozmezí od 0,3 do 1,2 mm. Množství zrn o velikosti nad 0,5 mm činí u dodávaných ionexů minimálně 60 %.An ion exchange layer 12 is formed on the lower abutment filter base 10 and under the upper abutment filter base 11 the aforementioned auxiliary layer 13 formed of an inert material is maintained. A free space 14 is formed between the layer 12 formed by the deposited ion exchanger and the auxiliary layer 13 of inert material 14. The inert material forming the auxiliary layer 13 has a lower specific gravity than water. It is best used in the form of balls with a diameter of 1-2 mm. However, particles of different shape and size may also be used. The auxiliary layer 13 allows the top support filter bottom 11 to be able to function as a support bed of the fixed ion exchange bed and at the same time prevent leakage of the finest ion exchange grains from which the fixed bed is formed. The porosity of the auxiliary layer 13 is about 40%. A layer with a height of 200 mm is sufficient to prevent leakage of the finest ion exchange grains. The ion exchange grains, on the other hand, usually range from 0.3 to 1.2 mm. The amount of grains above 0.5 mm is at least 60% for the supplied ion exchangers.

Filtrační zařízení znázorněné na obr. 1 pracuje následujícím způsobem: plnění Ionexu se provádí do filtru předem nejméně z 50 % naplněného technologickou vodou, a to tak, že 9Θ ionex sype nebo splachuje hrdlem 5,. Přebytečná voda se z filtrační nádoby 1 odvádí přitom hrdlem 8, na které navazuje nenaznačené potrubí opatřené smyčkou, jež udržuje hladinu vody ve filtrační nádobě £ přibližně na úrovni výšky ionaxové náplně. Ionexové lože se při plnění do filtrační nádoby £ naplněné vodou částečně hydraulicky třídí podle velikostí a hmotnosti zrn. Velká zrna, která jsou nsjtěžši, klesají prvni ke dnu a vytvoří zde vratvu, jež bráni propadu jemnějších zrn. Dokonalého roztříděni zrn se docílí po naplněni celého objemu ionexového lože tím, že se nechá fLltrem ve směru odspodu nahoru protékat technologická voda rychlosti 5 m/hod. pod dobu 10 - 15 minut. Při dodrženi režimu protisměrné filtrace sa pak roztříděni lonaxu udržuje samovolně po calou dobu jsho užívání. Dojds-li shodou okolnosti během provozu filtru, předavším však při jeho odstaveni, k částečnémuThe filter device shown in FIG. 1 operates as follows: the Ionex feed is pre-filled to the filter with at least 50% pre-filled with process water by sprinkling or flushing the 9Θ ion exchanger with a 5 throat. The excess water is drained from the filter container 1 through a neck 8, to which an unmarked pipe is provided with a loop which maintains the water level in the filter container 6 approximately at the level of the ionax charge. The ion exchanger bed is partially hydraulically sorted according to grain size and weight when being filled into a water-filled filter vessel. Large grains, which are the heaviest, drop first to the bottom and create a wreckage that prevents the finer grains from falling. The complete separation of the grains is achieved after filling the entire volume of the ion-exchange bed by allowing the process water to flow at a speed of 5 m / h through the filter in the bottom-up direction. for 10-15 minutes. While maintaining the reverse flow mode, the lonax sorting is maintained spontaneously for a long period of use. If by coincidence, during the operation of the filter, but above all when it is shut down, it is partial

205 058 promísení horních vrstev ionexu s vrstvami spodními, proběhne hydraulické roztřídění auto maticky při opětovném najížděni filtru. Popsanou manipulaci ja možno nicméně kdykoliv pro vádět i samostatně.205 058 by mixing the upper layers of the ion exchanger with the lower layers, the hydraulic separation takes place automatically when the filter is started again. However, the described handling can also be performed separately at any time.

□akmile je filtrační zařízeni naplněno ionexem, nasype se do něho hrdlem 5 určené množství pomocného inertního materiálu a uzavře se armatura na hrdle 5. Vlastni ionaxová filtrace pak probíhá průtokem upravované kapaliny směrem odspodu nahoru. Upravovaná voda se přitom přivádí hrdlem 3 do prostoru pod spodní opěrné filtrační dno IQ a štěrbinami v tomto dně protéká směrem vzhůru, přičemž se ionexová vrstva 12 současně hydraulicky třídí ve vertikálním směru podle velikosti a hmotnosti zrn. Zrna nejjemnějši ee přitom dostávají do najvrchnější vrstvy. Dalším zvyšováním rychlosti průtoku kapaliny se vytváří pod horním opěrným filtračním dnem 11 vrstva pevného ionexového lože opřeného o pomocnou vstvu 13 inertního materiálu. Výška vrstvy pevného ionexového lože, které je zpočátku složeno z nejjemnějších částeček ionexu, se úměrně s narůstající filtrační rychlosti postupně zvětšuje. Kromě toho je výška pevného ionexového lože závislá i na výšce volného prostoru 14, jež má činit minimálně 10 % výšky ionexové vrstvy 12 a ne více než 30 om. Upravená voda jez filtrační nádoby 1. odváděna hrdlem 4.As soon as the filter device is filled with an ion exchanger, a quantity of inert auxiliary material is poured into the orifice 5 and the valve on the orifice 5 is closed. The ionax filtration is then effected by flowing the treated liquid from bottom to top. The water to be treated is fed through the orifice 3 into the space below the lower filter support bottom 10 and flows through the slots in the bottom, while simultaneously exchanging the ion exchange layer 12 vertically according to the grain size and weight. The finest ee grains get into the top layer. By further increasing the flow rate of the liquid, a layer of a fixed ion exchange bed supported on the auxiliary layer 13 of inert material is formed under the upper support filter bed 11. The height of the solid ion-exchange bed layer, which initially consists of the finest ion-exchange particles, gradually increases as the filtration rate increases. In addition, the height of the fixed ion exchange bed is also dependent on the height of the free space 14, which is to be at least 10% of the height of the ion exchange layer 12 and not more than 30 µm. The treated water is drained through the neck 4 of the filter container.

Regenerace ionexové náplně se provádí průtokem regeneračního roztoku shora dolů tak, ža sa roztok přivádí hrdlem 4 a průtokem přes pomocnou vrstvu 13 se rovnoměrně rozdělí po celém průřezu filtrační nádoby a současně se zbaví i případných mechanických nečistot, jež by znehodnocovaly ionex. Z filtrační nádoby l. se regenerační roztok odvádí hrdlem 8.The regeneration of the ion exchange charge is effected by flowing the regeneration solution from top to bottom so that the solution is fed through the throat 4 and through the auxiliary layer 13 is evenly distributed over the cross-section of the filter vessel and free of any mechanical impurities that would degrade the ion exchanger. The regeneration solution is removed from the filter vessel 1 through the orifice 8.

Vyprazdňování již znehodnoceného vyčerpaného ionexu se provádí hydraulickým vyplavením, při němž se armatury na všech hrdlech uzavřou a otevře se pouze armatura na hrdla 3 pro přívod vyplaohovaci vody a dále armatura na hrdle 6, které je propojeno nenaznačeným potrubím s rovněž nezakreslenou pomocnou nádrži nebo místem určeným pro ukládáni vyplaveného ionexu. Voda přiváděná hrdlem J5 při vyplavováni ionexu protéká vzestupně štěrbinami spodního opěrného dna 10, nadzvedá ionexovou vrstvu 12 a odtéká hrdlem 6, přičemž ssebou strhuje rozplavený ionex v množství, které je dáno přepravní výškou a rychlosti průtoku vody. Tímto způsobem se docílí dokonalého vyprázdněni ionexu s poměrně malým množstvím vyplavovací vody (přibližně 1 až 2 násobkem objemu ionexového lože) a to bez rizika ucpání hrdla 6 či na ně navazujícího potrubí. Po vyplaveni ionexu zůstává filtrační nádoba 1, naplněna vodou, na jejíž hladině sa udržuje pomocná vrstva 13 inertního materiálu. Plněni nového ionexu se provádí splachováním hrdlem 5 přes pomocnou vrstvu 13.Emptying of depleted depleted ion exchanger is performed by hydraulic flushing, in which the valves on all orifices are closed and only the valve for the irrigation water supply 3 is opened and the valve on the orifice 6 is connected. for depositing the washed out ion exchange resin. The water supplied by the orifice 15 flows through the slots of the lower abutment base 10 as it leaches the ion exchanger, lifts the ion exchanger layer 12 and flows through the orifice 6, entraining the ion exchanger in an amount determined by the transport height and flow rate. In this way, the ion exchanger is perfectly emptied with a relatively small amount of leaching water (approximately 1 to 2 times the volume of the ion exchanger bed) without the risk of clogging of the neck 6 or the piping connected thereto. After leaching the ion exchanger, the filter vessel 1 remains filled with water at the level of which the auxiliary layer 13 of the inert material is maintained. The new ion exchanger is filled by flushing the throat 5 over the auxiliary layer 13.

Víceúčelové zařízeni podle obr. 2 je oproti zařízení znázorněnému na obr. 1 doplněno plným mezidnem 15, které vymezuje v horní, prodloužené části filtrační nádoby 1. zásobní prostor 16 pro jímání inertního materiálu pomocné vrstvy 13., a dále mezidnem 17 z perforovaného plechu stejného provedení jako u opěrných filtračních den 10 a 11. 2 vrcholu horního opěrného filtračního dna 11 vyústuje přitom svislá centrální přepadová trubka 18, jejíž horni konec je nálevkovitě rozšířen a otevřen proti hrdlu 5, určenému pro přívod ionexu a pomocného inertního materiálu. Do prostoru mezi oběma mezidny 15 a 17 je dále zaústěno hrdlo 19 pro přívod technologické vody, ve spodní části filtrační nádoby 1 jeThe multipurpose device according to FIG. 2 is supplemented by a full intermediate wall 15, which defines a storage space 16 for collecting the inert material of the auxiliary layer 13 in the upper, elongated part of the filter vessel 1, and a intermediate wall 17 of perforated sheet metal of the same. As in the case of the support filter days 10 and 11. 2, the top of the upper support filter bottom 11 terminates in a vertical central overflow tube 18, the upper end of which is funnel-shaped and open against the neck 5 intended for ion exchange and inert auxiliary material. In the space between the two intermediate walls 15 and 17 there is also a mouth 19 for the supply of process water, in the lower part of the filter vessel 1 is

203 85B pak epodni opěrné filtrační dno 10 na své spodní straně doplněno soustřednými kruhovými prstenci 20, vymezujícími navzájem vzduchové rozdělovači kanály, pod nimiž jsou umístěny jednotlivé prstence kruhového rozdělovače vzduchu 21.203 85B, the bottom support filter bottom 10 is then supplemented by concentric annular rings 20 on its underside defining the air distribution channels below which the individual annular air distributor rings 21 are located.

Funkce filtračního zařízeni podle obr. 2 je obdobná jako u zařízení znázorněného na obr. 1 s tím rozdílem pouze, že popsané doplňkové konstrukční elementy umožňuji protisměr nou filtraci vs směru odspodu nahoru, a to jak pevně uspořádaným monoložam, hydraulicky předám roztříděným podle velikosti a hmotnosti zrn, tak i filtraci směsným ložem vs stejném směru. Rovněž plnění ionexů se provádí stejným způsobem jako u zařízeni podle obr. 1, tj. hrdlem £ a centrální přepadovou trubkou £8. Po naplněni ionexů se uzavře armatura na hrdle 8 a tim se uzavře i odtok vody z filtrační nádoby £. Hrdlem 9 se hladina vody ve filtrační nádobě £ nad usazenou vrstvou ionexu 12 zvyšuje tak dlouho, až začne přepadat trubkou 18 a vytékat hrdlem 19. Poté se přívod vody zastaví a hladina se ustáli na úrovni nálsvkovitého zakončeni centrální přepadové trubky £8. Hrdlem 5 se pak přisyps inertní ma teriál, vytvářející pomocnou vrstvu 13, až do zaplněni zásobního prostoru £6. Po uzavřeni armatury na hrdle £ se z prostoru 16 přeplaví materiál pomocné vrstvy 13 do prostoru vlastního filtru, v němž se sníží hladina vody odpouštěním armaturou na hrdle 8. Přeplave ni pomocné vrstvy 13 ze zásobního prostoru 16 do prostoru filtru se provede přítokem těch nologické vody hrdlem 19 a centrální přepadovou trubkou £8. Pomocný inertní materiál se přitom přeplav! bud zcela anebo zčásti, podle toho, zda bude ionsxová filtrace probíhat v částečně fluidním loži anebo v pevně uspořádaném loži při úplném vyprázdněni prostoru nad usazenou vrstvou ionexů 12.The operation of the filter apparatus of FIG. 2 is similar to that shown in FIG. 1 except that the described additional structural elements allow upstream filtering in a bottom-up direction, both as fixed mono bearings, hydraulically forwarded by size and weight. grain and mixed bed filtration in the same direction. The ion exchange is also carried out in the same manner as in the apparatus of FIG. 1, i.e. the neck 8 and the central overflow pipe 8. After the ion exchangers are filled, the valve 8 is closed and the water outlet from the filter vessel 8 is also closed. Through the orifice 9, the water level in the filter container 8 above the deposited ion exchange layer 12 increases until it begins to overflow through the tube 18 and flows through the orifice 19. Thereafter the water supply stops and the level stabilizes at the tapered end of the central overflow tube 8. An inert material forming the auxiliary layer 13 is then added to the neck 5 until the storage space 56 is full. After closing the fitting at the orifice 8, the material of the auxiliary layer 13 flows into the filter space from the space 16, in which the water level is reduced by draining the fitting at the orifice 8. The auxiliary layer 13 flows from the storage space 16 to the filter space. a neck 19 and a central overflow pipe 8. The inert inert material is flooded! either wholly or in part, depending on whether the ionsx filtration will take place in a partially fluidized bed or in a fixed bed while completely emptying the space above the deposited ion exchange layer 12.

Kruhové prstence 20, navařené na spodní opěrné filtrační dno 10, umožňuji spolu s kruhovým rozdělovačem vzduchu 21 dále, aby zařízení v provedeni podle obr. 2 mohlo být použito i pro filtraci směsným ložem ve směru odspodu nahoru. Tyto konstrukční prvky zprostředkují totiž tvorbu směsného lože pomoci katsxové i anexové složky vzduchem. Promícháni ss provádí při snížené hladině vody ve filtrační nádobě £ bez přítomnosti pomocné vrstvy £3. Po vytvořeni směsného lože se inertní materiál, vytvářející pomocnou vrstvu £3 naplaví centrální přepadovou trubkou 18 ze zásobního prostoru 16 do prostoru nad směsným ložem, přičemž se současně vypouští voda hrdlem 8. Jakmile pomooná vrstva 13 vyplní prostor nad směsným ložem, může být zahájena filtrace ve směru odspodu nahoru.The annular rings 20, welded to the bottom support filter bottom 10, together with the circular air distributor 21 further enable the device of the embodiment of FIG. 2 to also be used for mixed bed filtration in the bottom-up direction. These constructional elements mediate the formation of a mixed bed by means of air catsx and anion exchange components. The mixing is carried out at a reduced water level in the filter vessel 8 in the absence of the auxiliary layer 63. After formation of the mixed bed, the inert material forming the auxiliary layer 83 is pumped through the central overflow tube 18 from the storage space 16 into the space above the mixed bed, while at the same time water is discharged through the throat 8. Once the layer 13 fills the space above the mixed bed, filtration can be initiated from bottom to top.

Výhodou popsaného postupu je, že se celé lože dokonale odvzdušni. Regenerace směsného lože se pak provádí externě, přičemž uspořádáni filtračního zařízeni podle obr. 2 umož ňuje opětovné rozděleni směsného lože na jednotlivé složky, tj. katexovou a anexovou slož ku, a jejich oddělené vyplaveni do regeneračních nádrži.The advantage of the described process is that the entire bed is completely vented. The mixed bed regeneration is then carried out externally, the arrangement of the filtering device of FIG. 2 allowing the mixed bed to be redistributed into components, i.e., cation exchange and anion exchange components, and separately washed out into the recovery tanks.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Device for cleaning and treatment of liquids by ion-exchange filtration, which consists of a vertical filtration vessel, provided in the upper and lower part with supporting filter days defining the space of the ion-exchange bed, and furthermore with orifices for the inlet and outlet of the treated liquid

205 658 as well as orifices for filling and emptying the ionax and auxiliary inert material, characterized in that the supporting filter bottoms (10, 11) located in the filter vessel (1) have a shape for tilehle oriented cones made of bridged perforated sheets with 0 3 - 1.5 mm, the top support filter bottom (11) at the top ending in a throat (5) for filling the ion exchange and auxiliary inert material, while the bottom support filter bottom (10) in the throat (6) for emptying the material .

Device according to claim 1, characterized in that two additional intermediate walls (15) and perforated intermediate walls (17) are arranged one above the other, above the upper filter base (11), one from the top of the top filter base. (11) results in a vertical central overflow tube (18), open into the space (16) above the additional perforated intermediate tray (17) and facing the neck (5) for filling the ion exchange and auxiliary inert material, and further into the space between the two additional intermediate walls 15, 17) there is a mouth (19) for the supply of process water.

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the bottom support filter base (10) is provided on its underside with concentric annular rings (20) defining each other the distribution channels below which they are in the space above the bottom (2) of the filter container. (1) the individual rings of the circular air distributor (21) are located.