DE1036769B

DE1036769B - Verfahren zum Entkarbonisieren und Enthaerten von Wasser

Info

Publication number: DE1036769B
Application number: DEP12731A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Herbert Corte
Original assignee: PERMUTIT AG
Current assignee: PERMUTIT AG
Priority date: 1954-09-21
Filing date: 1954-09-21
Publication date: 1958-08-14

Description

Verfahren zum Entkarbonisieren und Enthärten von Wasser Bei dem bekannten Teilstromverfahren zum Entkarbo, nisieren und Enthärten bikarbonathaltiger Wässer durchfließt ein Teií des WasserS einen Wasserstoffionenaustauscher, der andere Teil einen Natrumionenaustauscher. Hierbei müssen beide Kationenaustauscher stark sauer sein, da das Wasser im Wasserstoffionenaustauscher voll entbast werden muß.
Hierzu ist bei der Regeneration ein Mehrfaches der Theorie an Säure erforderlich. Die Teilströme sind bei diesem Verfahren so einzuregulieren, daß durch die im Wasserstoffionenaustauscher gebildete Säure die Bikarbonate in dem durch den Natriumionenaustauscher gegangenen Teilstrom zersetzt werden.
Neben diesem Teilstromverfahren ist ein anderes Verfahren bekannt, das gegenüber diesem erhebliche technische Vorteile besitzt. Hierbei wird der gesamte Wasserstrom erst über einen Wasserstoffionenaustauscher und dann über einen Natriumionenaustauscher geleitet. Der Wasserstoffionenaustauscher ist in diesem Falle ein schwach saurer Kationenaustauscher, der lediglich eine Entkarbonisierung bewirken soll und nur mit einem tYberschuß von etwa 10 bis 20°/o an Säure regeneriert werden muß. In dem nachgeschalteten Natriumionenaustauscher wird die Enthärtung des gesamten Wasserstromes durchgeführt. Bei diesem Verfahren ist es schwierig, die gewünschte Restalkalität dann genau einzuhalten, wenn die Rohwasserzusammensetzung schwankt.
Beim Betrieb derartiger Anlagen besteht immer die Gefahr, daß der Wasserstoffionenaustauscher mit zuviel Säure regeneriert wird und demzufolge ein Wasser mit zu niedrigem pH-Wert liefert. Der nachgeschaltete Natriumionenaustauscher ist zwar in der Lage, in gewissen Grenzen puffernd zu wirken, doch ist diese Pufferkapazität bei den modernen Natriumionenaustauschern, z. B. den sulfonierten Polystyrolharzen, nur gering. Es stellt sich daher auch bald hinter dem Natriumionenaustauscher ein zu niedriger p-Wert ein.
Es wurde nun gefunden, daß sich dieser Nachteil dieses an sic der vorteilhaften Aufbereitungsverfahrens dadurch abstellen läßt, daß ein Teilstrom des Rohwassers, der mit Hilfe eines Ventiles beliebig eingestellt werden kann, direkt unter Umgehung des Wasserstoffionenaustauschers durch den Natriumionenaustauscher geleitet, also dem Ablauf des Wasserstoffionenaustauschers zugesetzt wird.
Besitzt dieser Ablauf einen zu niedrigen pH-Wert, also eine zu geringe Restalkalität, so wird ihm erfindungsgemäß ein Teilstrom Rohwasser zugemischt, der so groß zu bemessen ist, daß der gewünschte p-Wert bzw. die gewünschte Restalkalitat im aufbereiteten Wasser erhalten wird. Die Einstellung dieses Teilstromes kann von Hand aus vorgenommen oder durch einen automatischen pH-Messer bzw. ein automatisch arbeitendes Titriergerät geregelt werden.
Wird der Teilstrom von Hand eingestellt, so genügt es, zufolge der geringen Pufferkapazität des Natriumionenaustauschers von Zeit zu Zeit einen größeren Teilstrom Rohwasser direkt durch den Natriumionenaustauscher zu leiten, um die darin angesammelten Wasserstoffionen durch die Bikarbonate des Rohwassers zu neutralisieren.
Beispiel Ein Rohwasser mit einer Gesamthärte von 12, 5° dH und einer Karbonathärte von 10, 0° dH sowie einem Chlorid-und Sulfatgehalt von 2, 0mval/1 wurde einmal über einen schwach sauren Wasserstoffionenaustauscher und anschließend über einen stark sauren Natriumionenaustauscher ohne Zugabe eines Rohwasserteilstromes hinter dem Wasserstoffionenaustauscher und einmal mit einem Teilstrom hinter dem Wasserstoffionenaustauscher geleitet. Die Steuerung des Teilstromes wurde von Hand vorgenommen. Als Wasserstoffionenaustauscher wurde ein mit Divinylbeelzol vernetztesAcrylsäurepolymerisat, alsNatriumionenaustauscher ein mit Divinylbenzol vernetztes sulfoniertes Polystyrolharz benutzt. Verwendet wurden je 4 1 Austauschmasse. Die stündlich durchgesetzte Menge Rohwasser betrug 25.1 Bei der Versuchsanordnung mit dem Rohwasserteilstrom (s. Tabelle 1) wurde der Rohwasserteilstrom ein-bzw. ausgeschaltet, je nachdem der m-Wert hinter dem Natriumionenaustauscher abfiel bzw. anstieg.

Man sieht deutlich, daß es mit dem zusätzlichen Teilstrom an Rohwasser gelungen ist, den m-Wert hinter Tabelle 1

m-Wert m-Wert m-Wert

Durchgesetzte Rohwasser-

Wassremenge hinter dem vor dem hinter dem

Teilstrom

H-Austauscher Na-Austauscher Na-Austauscher

1

100 -0,5 nein -0,5 +0,15

200-0, 5nein-0, 5+0, 15

300 -0,5 nein -0,5 +0, 10

400. 0, 4 ja + 0. 5 + 0, 10

500 -0,35 ja +0,5 +0, 10

600 -0,35 ja +0,5 #0

700 -0,35 ja +0,5 #0

800 -0,30 nein -0,3 +0, 20

900 -0,25 nein -0,25 +0,25

1000 -0,25 nein -0,25 +0,15

1100 -0,20 nein -0,20 +0, 10

1200 -0,20 nein -0,20 +0, 10

1300 -0,20 nein -0,20 +0, 10

1400 -0,20 nein -0,20 +0, 10

1500-0, 15nein-0, 15+0, 10

1600 -0,15 nein -0,15 +0, 05

1700 -0,15 ja +0,3 +0, 05

1800-0, 10ja+0, 3+0, 2

1900-0, 10ja+0, 3+0, 3

2000-0, 05ja+0, 3+0, 3

2100-0, 05nein-0. 05+0, 3

2200 +0,20 nein +0,20 +0, 15

2300 +0,40 nein +0,40 +0, 15

2400 +0, 60 nein +0, 60 +0, 15

2500 +0, 75 nein +0, 75 +0, 25

2600 +0,90 nein +0,90 +0, 6

Tabelle 2

Durdigesetzte m-Wert Rohwasser-M-Wertm-Wert

Wassermenge hinter dem vor dem hinter dem

H-Austauscher Teilstrom Na-Austauscher Na-Austauscher

100 -0,6 nein -0,6 +0, 25

200-0, 5nein-0, 5+0, 2

300-0, 4nein-0, 4+0, 2

400-0, 35 nein-0, 35 +0, 15

500-0, 35 nein-0, 35 +0, 15

600-0, 3nein-0, 3+0. 1

700-0, 25 nein-0, 25-I+0, 05

800 -0,2 nein -0,2 +0, 05

900 -0,2 nein -0,2 +0, 05

1000-0, 15 nein-0, 15 0

1100 -0,15 nein -0,15 #0

1200 -0,15 nein -0,15 #0

1300 -0,10 nein -0,10 -0, 05

1400-0, 10 nein-0, 10-0, 10

1500-0, 10 nein-0, 10-0, 05

1600 +0, 25 nein +0, 25-0, 05

1700 +0,40 nein +0,40 -0,1

1800 +0,50 nein +0,50 -0, 1

1900 +0, 60 nein +0, 60-0, 15

2000 +0,80 nein +0,80 -0, 15

2100+1, 1nein+1, 1-0, 25

2200+1, 25nein+1, 25+0, 5

dem Natriumionenaustauscher zwischen 0 und +0, 3 zu halten, während es ohne Zugabe eines Rohwasserteilstromes nicht gelungen ist, einen einigermaßen konstanten m-Wert zu erhalten ; der m-Wert ist vielmehr von +0, 25 bis auf-0, 25 kontinuierlich gefallen. Obwohl bereits nach zwei Dritteln der Lauf- zeit (1500 bis 1600 l) der m-Wert hinter dem Wasserstoffionenaustauscher bereits über Null anstieg, war der Ablauf aus dem Natriumionenaustauscher weiter so stark sauer, daß ein negativer m-Wert festgestellt wurde. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Natriumionenaustauscher in den ersten zwei Dritteln des Arbeitsspieles so stark mit Wasserstoff ionen aufgeladen wurde, daß er sie am Ende des Arbeisspieles wieder abgibt.

Claims

PATENTANSPRUCH : Verfahren zum Entkarbonisieren und Enthärten von Wasser, bei dem das Wasser nacheinander zunächst durch einen Wasserstoffionenaustauscher mit vornehmlich schwach sauren Gruppen und dann durch einen Natriumionenaustauscher mit vornehmlich stark sauren Gruppen geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein von Hand oder automatisch gesteuerter Teilstrom des Wassers unter Umgehung des Wasserstoffionenaustauschers direkt durch den Natriumionenaustauscher geleitet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Patentschrift Nr. 905 479 ; Das Permutit-Taschenbuch «, 5. Auflage, Berlin 1948, S. 25 bis 27 ; » Wasser, Babcock-Handbuch «, Oberhausen-Rhl., 1951, S. 41 bis 43 ; » Chimia «, 9 (1955), S. 55/56.