CZ284011B6 - Způsob odstranění dusičnanů z vody použitím silně bazického anexu - Google Patents
Způsob odstranění dusičnanů z vody použitím silně bazického anexu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ284011B6 CZ284011B6 CZ962033A CZ203396A CZ284011B6 CZ 284011 B6 CZ284011 B6 CZ 284011B6 CZ 962033 A CZ962033 A CZ 962033A CZ 203396 A CZ203396 A CZ 203396A CZ 284011 B6 CZ284011 B6 CZ 284011B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- nitrates
- solution
- exchange resin
- anion exchange
- potassium
- Prior art date
Links
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 title claims description 20
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical class OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O triethylammonium ion Chemical compound CC[NH+](CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 17
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 17
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N ammonium bisulfate Chemical compound [NH4+].OS([O-])(=O)=O BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 claims description 3
- IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N tributylamine Chemical group CCCCN(CCCC)CCCC IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N tripropylamine Chemical compound CCCN(CCC)CCC YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims 2
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims 2
- 235000015424 sodium Nutrition 0.000 claims 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract description 4
- 108091006522 Anion exchangers Proteins 0.000 abstract 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 abstract 1
- IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-O tributylazanium Chemical compound CCCC[NH+](CCCC)CCCC IMFACGCPASFAPR-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 8
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 8
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical group Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000012492 regenerant Substances 0.000 description 3
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- -1 nitrate anions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 125000003580 L-valyl group Chemical group [H]N([H])[C@]([H])(C(=O)[*])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])[H] 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001166 ammonium sulphate Substances 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002384 drinking water standard Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M potassium bisulfate Chemical compound [K+].OS([O-])(=O)=O CHKVPAROMQMJNQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L sodium sulphate Substances [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Způsob odstranění dusičnanů z vody použitím silně bazického anexu s funkční skupinou triethylamoniovou nebo tripropylamoniovou nebo tributylamoniovou spočívá v tom, že se silně bazický anex v hydrogensulfátové formě uvede do kontaktu s vodou obsahující dusičnany, po nasycení uvedeného anexu dusičnany se na anex působí regeneračním roztokem hydrogensulfátu sodného nebo draselného nebo amonného a získaný roztok obsahující dusičnany se podrobí elektrolytické redukci, roztok po elektrolýze se doplní přídavkem hydrogensulfátu sodného nebo draselného nebo amonného a pět se použije jako regenerační roztok silně bazického anexu nasyceného dusičnany.ŕ
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu odstranění dusičnanů z pitné vody použitím silně bazického anexu.
Dosavadní stav techniky
Standardní způsob odstraňování dusičnanů z pitné vody silně bazickým anexem s funkční skupinou triethylamonianovou nebo tripropylamoniovou nebo tributylamoniovou v chloridové formě je velmi účinný, avšak nevýhodou je, že obsah chloridů v upravené vodě často přesahuje hodnotu povolenou normou pro pitnou vodu (100 mg/1 resp. 200 mg/1 v určitých případech). Při regeneraci je nutné používat vysoké dávky regeneračního činidla na příklad NaCl, což má negativní důsledek nejen ekonomický, ale i ekologický. Zvyšuje množství solí v odpadních vodách, a pri vypouštění použitého regeneračního roztoku se zvyšuje koncentrace závadných dusičnanových aniontů v odpadních vodách.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky eliminuje způsob odstranění dusičnanů z pitné vody s použitím silně bazického anexu s funkční skupinou triethylamoniovou nebo tripropylamoniovou nebo tributylamoniovou a regenerací použitého anexu, který spočívá v tom, že se silně bazický anex v hydrogensulfátové formě uvede do kontaktu s vodou obsahující dusičnany, po nasycení uvedeného anexu dusičnany se na anex působí regeneračním roztokem hydrogensulfátu sodného nebo draselného nebo amonného a získaný roztok obsahující dusičnany se podrobí elektrolytické redukci, při níž se dusičnany rozloží na dusík, případně amoniak a vodu. K roztoku po elektrolýze se přidá hydrogensulfát sodný nebo draselný nebo amonný a tento roztok se opět použije k regeneraci silně bazického anexu nasyceného dusičnany.
Zařízení k provádění tohoto způsobu sestává z kolony obsahující silně bazický anex a z elektrolyzéru, v jehož katodovém prostoru probíhá redukce dusičnanů obsažených v použitém regeneračním roztoku, přičemž kolona s elektrolyzérem je spojena potrubím umožňujícím cirkulaci regeneračního roztoku. Elektrolyzér je s výhodou propojen se zásobníkem regeneračního roztoku, do něhož se přidává síran a kyselina sírová nebo hydrogensulfát v množství potřebném pro doplnění potřebné koncentrace hydrogensulfátu amonného, sodného nebo draselného pro regeneraci anexu.
Výhodou způsobu podle vynálezu je skutečnost, že dusičnany jsou v použitém regeneračním roztoku vždy elektrolyticky rozloženy a vůbec se proto nedostávají do odpadních vod. Po elektrolytickém rozkladu dusičnanů se do regeneračního roztoku přidává před každou další regenerací silně bazického anexu pouze takové množství hydrogensulfátového aniontu, které se rovná množství z anexu vytěsněných dusičnanů (a případně též malého množství chloridů), čímž se koncentrace hydrogensulfátového aniontu v regeneračním roztoku udržuje stále na stejné úrovni, roztok může být opakované používán a nevypouští se do odpadu. Není tudíž nutno dodávat žádný přebytek regeneračního činidla, jak je běžné a nutné při standardně prováděné regeneraci, nýbrž použitá dávka představuje teoreticky nejnižší možné, tj. stechiometrické množství regeneračního činidla.
Další výhodou tohoto postupu je, že i při použití extrémně nízké dávky hydrogensulfátu na regeneraci anexu jsou dusičnany z pitné vody trvale odstraňovány na koncentrace nižší než 15 mg/1, přičemž obsah chloridů v upravené vodě zůstává nižší než je normou povolená
- 1 CZ 284011 B6 maximální koncentrace pro pitnou vodu a dosažená užitková kapacita vůči dusičnanům je velmi vysoká.
Způsob podle vynálezu a dosažení výsledky jsou dále popsány na konkrétním příkladu provedení.
Příklad 1
Regenerace anexu (tj. vytěsnění dusičnanů a převedení anexu do hydrogensulfátové formy) se provede roztokem 0,6M-NaHSO4 při hodnotě pH 1,4 v množství 15 kolonových objemů roztoku na objem anexu (1/1) a při specifickém průtoku roztoku s = 3 1/1 .h.
Vymytí regeneračního činidla z anexové kolony se provede 10 kolonovými objemy pitné vody. Složení vstupní pitné vody:
| dusičnany............................ | 124 mg/1 | (2 mval/1) |
| sírany | 192 mg/1 | (4 mval/1) |
| chloridy | 35 mg/1 | (1 mval/1) |
| hydrogenkarbonáty | 1 mval/1 |
Byl použit silně bazický anex Amberlite IRA 996. Rychlost průtoku pitné vody anexem při sorpční fázi s = 20 1/1.h. Sorpční fáze je ukončena při dosažení průnikové koncentrace dusičnanů ve výši 50 mg/1.
Použitý regenerační roztok (v množství 15 kolonových objemů) obsahuje průměrně 1500 mg/1 dusičnanů. Toto množství se elektrolytickou redukcí při proudové hustotě 0,0002 A/cm2 a napětí v intervalu 1,8 až 2,9 V, při pH 1,4 sníží na koncentraci cca 10 mg/1 asi za 4 hodiny. Poté se koncentrace regeneračního činidla opět zvýší na původní hodnotu 0,6M-NaHSO4 přídavkem 5g NaHSO4/l regeneračního roztoku. Tato dávka znamená 110% stechiometrického množství. Hodnota pH se upraví na 1,4 a roztok se znovu použije k regeneraci silně bazického anexu po následující sorpční fázi.
Složení upravené vody v průběhu sorpčního cyklu způsobem podle vynálezu je uvedeno v následující tabulce. Pro porovnání jsou uvedeny též výsledky, dosažené se stejným anexem ale v chloridové formě, regenerovaným a převedeným do pracovní formy roztokem lM-NaCl v množství 5 kolonových objemů bez jakéhokoliv opětovného používání tohoto roztoku, tj. s vypouštěním dusičnanů do odpadu.
| Protekly objem (ml/ml) | NO3 | zbytková koncentrace (mg/1) | Cl | |
| Cl | NO3 | |||
| způsob dle vynálezu (recirkulace roztoku) | regenerace anexu lM-NaCl | |||
| 50 | 10 | 5 | 16 | 255 |
| 100 | 9 | 20 | 14 | 135 |
| 150 | 9 | 40 | 10 | 60 |
| 200 | 8 | 41 | 9 | 54 |
| 250 | 20 | 39 | 16 | 51 |
| 300 | 65 | 35 | 40 | 49 |
Užitková kapacita anexu vůči dusičnanům, stejně jako zbytková koncentrace dusičnanů v průběhu sorpční fáze, jsou zhruba stejné u obou postupů (užitková kapacita = 0,56 val/1, zbytková koncentrace NO3-je nižší než 10 mg/1). U způsobu dle vynálezu však nacházíme výrazně nižší
- 2 CZ 284011 B6 koncentrace chloridů v upravené vodě oproti vodě upravené anexem v chloridové formě a do odpadu se nevypouští žádné dusičnany.
Průmyslová využitelnost
Uvedený způsob podle vynálezu nalezne použití při přípravě pitné vody pro zásobování obyvatelstva a při výrobě nápojů a přípravě pokrmů.
Claims (5)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob odstranění dusičnanů z vody použitím silně bazického anexu s funkční skupinou triethylamoniovou nebo tripropylamoniovou nebo tributylamoniovou a jeho regenerací, vyznačený tím, že se silně bazický anex v hydrogensulfátové formě uvede do kontaktu s vodou obsahující dusičnany, po nasycení anexu dusičnany se na anex působí regeneračním roztokem hydrogensulfátu sodného nebo draselného nebo amonného a získaný roztok obsahující dusičnany se podrobí elektrolytické redukci, roztok po elektrolýze se doplní přídavkem hydrogensulfátu sodného nebo draselného nebo amonného a opět se použije jako regenerační roztok silně bazického anexu nasyceného dusičnany.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že regenerační roztok hydrogensulfátu sodného nebo draselného nebo amonného pro vytěsnění dusičnanů z použitého anexu má hodnotu pH nižší než 1,6.
- 3. Způsob podle nároků 1 a 2, vyznačený tím, že regenerační roztok hydrogensulfátu sodného nebo draselného nebo amonného pro vytěsnění dusičnanů z použitého anexu se připraví okyselením roztoku síranu sodného nebo draselného nebo amonného na hodnotu pH nižší než 1,6.
- 4. Způsob podle nároků laž3, vyznačený tím, že okyselení roztoku síranu sodného nebo draselného nebo amonného na hodnotu pH nižší než 1,6 se provádí přidáním kyseliny sírové.
- 5. Způsob podle nároků 1 až 4, vyznačený tím, že elektrolytická redukce dusičnanů z použitého roztoku hydrogensulfátu sodného nebo draselného nebo amonného probíhá při hodnotě pH nižší než 1,8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ962033A CZ284011B6 (cs) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | Způsob odstranění dusičnanů z vody použitím silně bazického anexu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ962033A CZ284011B6 (cs) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | Způsob odstranění dusičnanů z vody použitím silně bazického anexu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ203396A3 CZ203396A3 (cs) | 1998-02-18 |
| CZ284011B6 true CZ284011B6 (cs) | 1998-07-15 |
Family
ID=5464238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ962033A CZ284011B6 (cs) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | Způsob odstranění dusičnanů z vody použitím silně bazického anexu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ284011B6 (cs) |
-
1996
- 1996-07-09 CZ CZ962033A patent/CZ284011B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ203396A3 (cs) | 1998-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0200834B1 (en) | Removal of ammonia from wastewater | |
| JPH10174976A (ja) | 窒素化合物含有水の処理方法 | |
| US3984313A (en) | Preferential removal of ammonia and phosphates | |
| DE2515539C3 (de) | Verfahren zur Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Abwasser | |
| Gaspard et al. | Clinoptilolite in Drinking Water Treatment for NH 4+ Removal(Utilisation De La Clinoptilolite En Potabilisation Des Eaux--Elimination De L'Ion NH 4+) | |
| US20090008333A1 (en) | Perchlorate Destruction | |
| JPS6156039B2 (cs) | ||
| US4481112A (en) | Process of treating gas condensate | |
| US3931003A (en) | Ion exchanger for the treatment of waste water | |
| EP1480913B1 (en) | Nitrate removal | |
| HUT71990A (en) | Method for electrochemical reduction of nitrate | |
| US4299922A (en) | Method for regenerating anion exchange resins in bicarbonate form | |
| CZ284011B6 (cs) | Způsob odstranění dusičnanů z vody použitím silně bazického anexu | |
| Jelínek et al. | A combination of ion exchange and electrochemical reduction for nitrate removal from drinking water part I: Nitrate removal using a selective anion exchanger in the bicarbonate form with reuse of the regenerant solution | |
| US4705637A (en) | Process for reducing the wash water requirement of weakly basic anion exchangers | |
| JP2003315496A (ja) | イオン交換樹脂の再生方法及びそれに用いる再生剤の精製方法 | |
| FI117618B (fi) | Menetelmä ammoniumin poistamiseksi jätevedestä | |
| SU1512651A1 (ru) | Способ регенерации анионитного фильтра дл селективной денитрификации воды | |
| KR100201179B1 (ko) | 중금속을 함유하는 산성 방출액의 가치를 향상시키는 방법 | |
| CN109748444B (zh) | 一种重金属深加工制粉系统洗涤废水中氨氮资源回收方法 | |
| CN114906957A (zh) | 浓盐水资源化处理方法及处理系统 | |
| JPS5939517B2 (ja) | 電解着色工程排水よりセレン成分を回収し再利用する方法 | |
| RU2072325C1 (ru) | Способ обессоливания воды | |
| JPS622875B2 (cs) | ||
| RU2072326C1 (ru) | Способ обессоливания воды |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20010709 |