DD242800A1

DD242800A1 - METHOD FOR THE ADSORPTIVE HIGH CLEANING OF ORGANICALLY CHARGED CONSUMER

Info

Publication number: DD242800A1
Application number: DD24853183A
Authority: DD
Inventors: Fredy Kurtzweg; Klaus Muschik; Klaus Tuemmel
Original assignee: Werk Fernsehelektronik Veb
Priority date: 1983-03-07
Filing date: 1983-03-07
Publication date: 1987-02-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zweistufiges Verfahren zur Hochreinigung von Brauchwaessern, um diese in nachfolgenden Vollentsalzungsanlagen weiter aufzubereiten, das in der Mikroelektronik und bei der Herstellung von Bildwiedergaberoehren Anwendung findet. Aufgabe der Erfindung ist es, ein zweistufiges Verfahren zur Hochreinigung von Brauchwaessern unter Verwendung einer doppelten Adsorptionsstufe zu schaffen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in der ersten Stufe, die dem oberen Teil der Adsorptionssaeule entspricht, durch mechanische Nebenfiltration der Filterkuchen ausgebildet wird und in der zweiten Stufe, die dem unteren Teil der Adsorptionssaeule entspricht, die reversible Absenkung geloester organischer Inhaltsstoffe vollzogen wird.The invention relates to a two-stage process for the high purification of industrial waters in order to further process them in subsequent demineralization plants, which finds application in microelectronics and in the production of image reproduction tubes. The object of the invention is to provide a two-stage process for the high purification of industrial waters using a double adsorption stage. According to the invention, the object is achieved by the fact that in the first stage, which corresponds to the upper part of the adsorption column, the filter cake is formed by mechanical secondary filtration and in the second stage, which corresponds to the lower part of the adsorption column, the reversible reduction of dissolved organic components is carried out ,

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein zweistufiges Verfahren zur Hochreinigung von Brauchwässern, Grundwässern und Oberflächenwässern, um diese in nachfolgenden Vollentsalzungsanlagen weiter aufzubereiten, das in der Mikrooptoelektronik und bei der Herstellung von Bildwiedergaberöhren Anwendung findet.The invention relates to a two-stage process for the high purification of industrial water, groundwater and surface water for further processing in subsequent demineralization plants, which finds application in micro-optics and in the production of image display tubes.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, Rohwässer, Trinkwässer oder andere Brauchwässer, insbesondere Oberflächenwasser, vorzureinigen, um mit ihnen eine Vollentsalzungsanlage auf lonenaustauschbasis oder durch Umkehrosmose zu betreiben. Dabei unterscheidet sich der benötigte Aufwand je nach Menge und Struktur der Wasserverunreinigungen erheblich. Organische Verunreinigungen sind besonders schädigend (DD-WP 55617, DD-WP 126710, DE-OS 3018086, DE-AS 2332103).It is known to purify raw, potable or other service water, in particular surface water, in order to operate with them a demineralizer on an ion exchange basis or by reverse osmosis. The required effort differs considerably depending on the quantity and structure of the water contaminants. Organic contaminants are particularly damaging (DD-WP 55617, DD-WP 126710, DE-OS 3018086, DE-AS 2332103).

Des weiteren sind Reinigungsverfahme bekannt, die auf der Basis von Klärbecken, biologischen Belebtschwämmen, Belüftungen, Filtrationen mit Kies und anderen Filtern, mit chemischen oder chemisch-physikalischen Oxidationen, elektrolytischen Behandlungen, mit verschiedenen Flockungsverfahren und mit ein und/oder mehrstufigen Adsorptionsverfahren vorrangig auf der Basis verschiedener Aktivkohlen oder anderer Substrate durchgeführt werden (DD-WP 126911, DD-WP 132963, DE-OS 1934000, DE-OS 2447956, DE-OS 3018086, DE-OS 3025353). Mit den Höchstanforderungen an reinstem Wasser der Elektronik und der verwandten Industrie wurden Adsorptions-Austauscherharze, vor allem mit poröser Kanalstruktur, eingesetzt. Sie werden meistens auf der Basis von Polystyren-Divinylbenzen hergestellt; die wirksamsten von ihnen mit anionitischen Seitenketten. Dabei treten die gewünschten Adsorptionen für spezifische Substanzgruppen auf, deren Zusammensetzung und Konzentration vor allem in Oberflächenwässern mit Belastungen durch industrielle Abwasser oder durch verschmutzten Regen oder durch landwirtschaftliche Einflüsse sowie durch natürliche Prozesse unvorhersehbar schwanken. Das hat zur Folge, daß der erreichbare Reinigungseffekt an Brauchwasser in Form von Beseitigung organischer Verunreinigungen ebenfalls Schwankungen unterliegt und ständiger, aufwendiger Kontrollen und Analysen bedarf. Die Schwierigkeiten bestehen in der Festlegung der Regenerierungstechnologie, dem Regenerierungsaufwand, dem Zeitbedarf hierfür im Verhältnis zum aktiven Betriebszustand sowie der ökonomischen Tragbarkeit des Verfahrens, beispielsweise durch Lebensdauerverkürzungen der teuren Adsorberfüllungen. Für jedes ortsabhängige System muß eine optimale Variante erarbeitet werden, beispielsweise mittels Langzeit-Modellanlagen. Diese werden zur Aufbereitung von Oberflächenwässern über eine einjährige Laufzeit betrieben, um die jahreszeitlichen Schwankungen des Rohwassers zu erfassen und eine perspektivische Qualitätsbeurteilung zu gestatten. Der Aufwand zur Risikominderung gegen Schwankungen der Wasserqualität wird hoch angesetzt (DD-WP 72515, DD-WP 810969, DD-WP 104494, DE-OS 1 642868, DE-OS 2427697, DE-OS 2439303, DE-OS 2950875, DE-OS 3016708).Furthermore, cleaning compositions are known which are based on clarifiers, biological activated sponges, aeration, gravel filtration and other filters, with chemical or chemical-physical oxidation, electrolytic treatments, with various flocculation methods and with one and / or multi-stage adsorption processes primarily on the Basis of various activated carbons or other substrates are performed (DD-WP 126911, DD-WP 132963, DE-OS 1934000, DE-OS 2447956, DE-OS 3018086, DE-OS 3025353). With the highest requirements of pure water in the electronics and the related industry adsorption exchange resins, above all with porous channel structure, were used. They are mostly made on the basis of polystyrene divinylbenzene; the most effective of them with anionic side chains. The desired adsorptions occur for specific substance groups whose composition and concentration fluctuate unpredictably, especially in surface waters exposed to industrial wastewater or polluted rainfall, or due to agricultural influences and natural processes. This has the consequence that the achievable cleaning effect of hot water in the form of elimination of organic contaminants is also subject to fluctuations and more constant, consuming controls and analysis needs. The difficulties are in the determination of the regeneration technology, the regeneration effort, the time required for this in relation to the active operating state and the economic portability of the process, for example by shortening the life of the expensive Adsorberfüllungen. For each location-dependent system, an optimal variant must be worked out, for example by means of long-term model systems. These are operated for the treatment of surface waters over a one-year period in order to record the seasonal fluctuations of the raw water and to allow a perspective quality assessment. The effort for risk reduction against fluctuations in the water quality is set high (DD-WP 72515, DD-WP 810969, DD-WP 104494, DE-OS 1 642868, DE-OS 2427697, DE-OS 2439303, DE-OS 2950875, DE- OS 3016708).

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur adsorptiven Hochreinigung von Brauch-, Grund- und Oberflächenwässern zu entwickeln, um diese in nachfolgenden Vollentsalzungsanlagen aufbereiten zu können.The aim of the invention is to develop a method for adsorptive high purification of industrial, ground and surface waters in order to be able to process them in subsequent demineralization plants.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweistufiges Verfahren zur Hochreinigung organisch belasteter Brauchwasser zu schaffen, bei dem eine doppelte Adsorptionsharzstufe eingesetzt wird.The invention has for its object to provide a two-stage process for the high purification of organically contaminated process water, in which a double adsorption resin stage is used.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem das zweistufige Verfahren mit zwei getrennten Adsorptionssäulen durchgeführt wird, wobei die erste Stufe dem oberen Teil der Adsorptionssäule entspricht und vorrangig den mechanischen Nebenfiltereffekt mit kontrollierter Ausbildung eines Filterkuchens auslöst. Die zweite Stufe entspricht dem unteren Teil der Adsorptionssäule schwebstofffreien Wassers zur reversiblen Absenkung gelöster organischer Inhaltsstoffe. Beide Füllungen enthalten hochporöse Adsorptions- und Austauscherharze auf der Basis von Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisaten. Eine Neufüllung mit unverbrauchten Adsorberharzen erfolgt nur in der zweiten Stufe, während die erste Säule nur mit erschöpftem, sonst zu verwerfendem Material in der zweiten Säule gefüllt wird. Die erste Füllung wird wesentlich flacher gehalten als die zweite Füllung. Bei den Oberflächenwässern wird die erste Füllung mit einem erheblich reduzierten Regenerierungsmitteleinsatz, angepaßt an die stark schwankenden Rohwasserqualitäten, regeneriert. Bei der zweiten Stufe mit dem Hauptvolumen der Adsorberharzfüllung entfallen tägliche Regenerierungen, die in einem Bereich von Wochen bis Monaten verlängert werden. Dadurch werden Regenerierungsmittel eingespart und eine höhere Standzeit der Hauptharzfüllung erreicht und die Abwasserlast gering gehalten. Bei dem Vorhandensein fettartiger Substanzen werden lösungsmittelhaltige Spezialregenerierungen durchgeführt.According to the invention, the object is achieved by carrying out the two-stage process with two separate adsorption columns, wherein the first stage corresponds to the upper part of the adsorption column and primarily triggers the mechanical secondary filter effect with controlled formation of a filter cake. The second stage corresponds to the lower part of the adsorption column of levitation-free water for the reversible lowering of dissolved organic constituents. Both fillings contain highly porous adsorption and exchange resins based on styrene-divinylbenzene copolymers. Refilling with unused Adsorberharzen takes place only in the second stage, while the first column is filled only with depleted, otherwise verwerfendem material in the second column. The first filling is kept much flatter than the second filling. In the case of surface waters, the first filling is regenerated with a considerably reduced use of regenerant, adapted to the strongly fluctuating raw water qualities. The second stage with the main volume of adsorber resin filling eliminates daily regenerations, which are extended in a range of weeks to months. As a result, regenerants are saved and a longer service life of the main resin filling achieved and kept the wastewater load low. In the presence of fatty substances, solvent-based special regeneration is carried out.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden.The invention will be described below with reference to an embodiment.

LAdsorberstufe:LAdsorberstufe:

Flachfüllung: 0,05 bis 0,5mFlat filling: 0.05 to 0.5m

Ausströmung: 5m/h bis30m/hOutflow: 5m / h to 30m / h

Regenerierungszyklus: Stunden bis TageRegeneration cycle: hours to days

Maximale Druckdifferenz: 50KPA (0,5at)Maximum pressure difference: 50KPA (0.5at)

Regenerierungsmittel: Wasser, ölfreie Druckluft, alkalische Kochsalzlösung, verdünnte Salzsäure, methanolische Natronlauge,Regenerating agent: water, oil-free compressed air, alkaline saline, dilute hydrochloric acid, methanolic caustic soda,

wäßrig-azetonische Gemische 2. Adsorberstufe: Hochfüllung: 0,5 bis 1,5m Ausströmung: 5m/h bis30m/h Regenerierungszyklus: Tage bis Monate Maximale Druckdifferenz: 80KPA (0,8at) Regenerierungsmittel: Wasser, ölfreie Druckluft, alkalische Kochsalzlösung, verdünnte SalzsäureAqueous-acetonic mixtures 2. Adsorber stage: high filling: 0.5 to 1.5m outflow: 5m / h to 30m / h Regeneration cycle: days to months Maximum pressure difference: 80KPA (0.8at) Regenerating agent: water, oil-free compressed air, alkaline saline, diluted hydrochloric acid

Claims

Invention claim:

1. A process for two-stage adsorptive high purification polluted service water, characterized in that is formed by using two separate adsorption in the first stage by mechanical secondary filtration of the filter cake and in the second stage, the reversible reduction of dissolved organic ingredients is completed.

2. The method according to item 1, characterized in that the two adsorption columns are regenerated separately.

3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the first stage corresponds to the upper part of the adsorption and the second stage corresponds to the lower part of the adsorption.

4. The method according to item 1 to 3, characterized in that the addition of columns with adsorption and exchange resins based on styrene-divinylbenzene copolymers is filled.

5. The method according to item 1 to 4, characterized in that the layer height of the first filling is kept smaller than that of the second filling.